[發(fā)明專利]LED芯片視覺伺服二次定位系統(tǒng)及其定位方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210143219.8
• 申請(qǐng)日: 2012-05-10
• 公開（公告）號(hào): CN102636120A
• 公開（公告）日: 2012-08-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳曉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 吳曉
• 主分類號(hào): G01B11/00
• 分類號(hào): G01B11/00
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及半導(dǎo)體芯片的檢測(cè)定位系統(tǒng)，特別是一種適合用于LED芯片檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域的LED芯片視覺伺服二次定位系統(tǒng)及其定位方法，是檢測(cè)機(jī)、分揀機(jī)、固晶機(jī)等設(shè)備的定位系統(tǒng)。

背景技術(shù)

目前，在國(guó)際與國(guó)內(nèi)LED芯片檢測(cè)領(lǐng)域，視覺伺服定位技術(shù)是熱點(diǎn)又是難點(diǎn)。盡管國(guó)外已研制出成型的LED芯片檢測(cè)機(jī)、固晶機(jī)等設(shè)備，但其采用單相機(jī)定位，檢測(cè)定位精度和準(zhǔn)確性遠(yuǎn)沒有達(dá)到5um以下，特別是固晶機(jī)定位精度，目前國(guó)內(nèi)定位精度約為38um左右。理論上一個(gè)相機(jī)的一次定位存在固有的定位精度差，定位速度慢的固疾。因?yàn)橐粋€(gè)相機(jī)沒有粗精定位過(guò)程，本身定位不可能準(zhǔn)確；且當(dāng)視野變化時(shí)（這里指掃描定位和零點(diǎn)定位時(shí)視野必須變化），要調(diào)整相機(jī)焦距即運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的Z坐標(biāo)，致使時(shí)間上延誤且運(yùn)動(dòng)平臺(tái)費(fèi)用增加。

因此，在以往的應(yīng)用中均采用單相機(jī)定位，由于LED芯片定位不準(zhǔn)確，無(wú)法可靠實(shí)現(xiàn)LED芯片腳正負(fù)極準(zhǔn)確對(duì)位檢測(cè)，因此常使正常可用的LED芯片被誤檢為費(fèi)品，人為產(chǎn)生報(bào)費(fèi)損失，一次直接損失就是1萬(wàn)多元。再加上定位速度慢，生產(chǎn)效率低等損失，年損失達(dá)幾十萬(wàn)元。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決現(xiàn)有技術(shù)中由于單相機(jī)定位精度低、定位速度慢，無(wú)法可靠實(shí)現(xiàn)LED芯片腳正負(fù)極準(zhǔn)確對(duì)位檢測(cè)，致使芯片的誤檢率增加，人為產(chǎn)生報(bào)費(fèi)損失大的問題，本發(fā)明提供了一種LED芯片視覺伺服二次定位系統(tǒng)及其定位方法，它可提高LED芯片的定位速度和定位精度，降低LED芯片的誤檢率，提高生產(chǎn)效益。

本發(fā)明技術(shù)方案由以下兩部分構(gòu)成：

一、方案一：

一種LED芯片視覺伺服二次定位系統(tǒng)，其特征在于：它包括底座、安裝于底座上的用來(lái)放置LED芯片并能帶動(dòng)LED芯片做XY向移動(dòng)的XY滑臺(tái)、用來(lái)帶動(dòng)XY滑臺(tái)移動(dòng)的滑臺(tái)驅(qū)動(dòng)裝置、安裝于XY滑臺(tái)上方相對(duì)底座位置固定處且每次能在同一個(gè)視野范圍內(nèi)拍攝位于XY滑臺(tái)上的兩個(gè)以上清晰LED芯片圖像信號(hào)的粗定位相機(jī)、安裝于XY滑臺(tái)上方相對(duì)底座位置固定處且每次能在同一個(gè)視野范圍內(nèi)拍攝位于XY滑臺(tái)上的一個(gè)清晰LED芯片圖像信號(hào)的精定位相機(jī)以及連接于粗定位相機(jī)、精定位相機(jī)和滑臺(tái)驅(qū)動(dòng)裝置之間的計(jì)算機(jī)控制裝置；

所述計(jì)算機(jī)控制裝置包含以下模塊：①模板匹配粗定位模塊：與粗定位相機(jī)連接，能接收粗定位相機(jī)每次拍攝的圖像信號(hào)，并根據(jù)該圖像信號(hào)利用模板匹配算法粗略計(jì)算各個(gè)LED芯片中心的粗略坐標(biāo)位置Xc、Yc；②模板匹配精定位模塊：與精定位相機(jī)連接，能接收精定位相機(jī)每次拍攝的圖像信號(hào)，并根據(jù)該圖像信號(hào)利用模板匹配算法精確計(jì)算各個(gè)LED芯片中心的精確坐標(biāo)位置Xj、Yj以及各個(gè)LED芯片中心的精確坐標(biāo)位置Xj、Yj與粗略坐標(biāo)位置Xc、Yc的偏差坐標(biāo)ΔX、ΔY；③中央處理模塊：連接于模板匹配粗定位模塊、模板匹配精定位模塊及滑臺(tái)驅(qū)動(dòng)裝置之間，能先接收模板匹配粗定位模塊計(jì)算獲得的各個(gè)LED芯片中心的粗略坐標(biāo)位置Xc、Yc并儲(chǔ)存至存儲(chǔ)模塊，接著根據(jù)該粗略坐標(biāo)位置Xc、Yc通過(guò)滑臺(tái)驅(qū)動(dòng)控制裝置控制XY滑臺(tái)移動(dòng)，使XY滑臺(tái)依次帶動(dòng)各個(gè)LED芯片中心移動(dòng)至精定位相機(jī)的拍攝中心，驅(qū)動(dòng)精定位相機(jī)依次對(duì)各個(gè)LED芯片進(jìn)行拍攝并通過(guò)模板匹配精定位模塊計(jì)算各個(gè)LED芯片中心的精確坐標(biāo)位置Xj、Yj以及精確坐標(biāo)位置Xj、Yj與粗略坐標(biāo)位置Xc、Yc的偏差坐標(biāo)ΔX、ΔY，根據(jù)各個(gè)LED芯片中心的精確坐標(biāo)位置Xj、Yj與粗略坐標(biāo)位置Xc、Yc的偏差坐標(biāo)ΔX、ΔY通過(guò)滑臺(tái)驅(qū)動(dòng)控制裝置控制XY滑臺(tái)移動(dòng)，使XY滑臺(tái)帶動(dòng)各個(gè)LED芯片中心精確對(duì)位；④存儲(chǔ)模塊：與中央處理模塊連接，能存儲(chǔ)各個(gè)LED芯片的粗略坐標(biāo)位置Xc、Yc、精確坐標(biāo)位置Xj、Yj以及精確坐標(biāo)位置Xj、Yj與粗略坐標(biāo)位置Xc、Yc的偏差坐標(biāo)ΔX、ΔY。

本發(fā)明上述技術(shù)方案中，所述滑臺(tái)驅(qū)動(dòng)裝置包括伺服電機(jī)、伺服驅(qū)動(dòng)器、運(yùn)動(dòng)控制卡及光柵尺；伺服電機(jī)、伺服驅(qū)動(dòng)器及運(yùn)動(dòng)控制卡依次連接于XY滑臺(tái)和中央處理模塊之間并根據(jù)中央處理模塊的指令帶動(dòng)XY滑臺(tái)移動(dòng)；光柵尺安裝于XY滑臺(tái)上以檢測(cè)XY滑臺(tái)的位移情況；光柵尺與運(yùn)動(dòng)控制卡連接以將其檢測(cè)到的XY滑臺(tái)位移情況反饋給運(yùn)動(dòng)控制卡。

所述粗定位相機(jī)采用低放大倍率的鏡頭，精定位相機(jī)采用高放大倍率的鏡頭。

二、方案二：

用方案一所述的LED芯片視覺伺服二次定位系統(tǒng)進(jìn)行LED芯片精確定位的定位方法，其特征在于：它包括以下步驟：