[發明專利]一種芯片固晶機的控制方法及控制系統

在審

• 申請號: 201310725895.0
• 申請日: 2013-12-25
• 公開（公告）號: CN103681429A
• 公開（公告）日: 2014-03-26
• 發明（設計）人: 曾祥進;黃紫青;王海暉;李曉林;蔡敦波;魯統偉
• 申請（專利權）人: 武漢工程大學
• 主分類號: H01L21/68
• 分類號: H01L21/68
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 王丹

技術領域

本發明屬于半導體封裝控制領域，具體涉及一種芯片固晶機的控制方法及控制系統。

背景技術

三維固晶平臺構造是由X軸運動系統、Y軸運動系統、Z軸運動系統以及末端固晶閥構成，通過固定位置的三維坐標給定，機械手進行電路板芯片位置重復定位，然后控制末端固晶閥進行芯片固晶。

但是，由于操作電路板的多樣性與靈活性，固定XYZ坐標的三維固晶定位平臺的適用性很差，而且當多次重復定位后機械絲桿有相應的磨損，導致定位精度達不到預設的指標。目前大多數固晶機系統在裝配或操作過程中有重復性差、裝配或操作精度不高，很多系統仍需要人來參與的半自動化裝配而不能全自主裝配或操作。

現有的基于視覺引導的固晶機往往在多目標識別時出現位置目標的漏操作（即多個芯片位置不能全部識別，造成不能正常固晶），在復雜電路板上多目標芯片位置識別與定位上未有相應的解決方案。另外，視覺相機內外參數的標定通常采用標定塊來進行，這樣的標定的結果往往取決于人為標定的精度，因此常常造成系統的定位效果不佳，出現機械平臺運動出現抖動及定位位置的整體偏移。

發明內容

本發明要解決的技術問題是：提供一種芯片固晶機的控制方法及控制系統，通過視覺引導的方式，對固晶機進行控制，具有定位效果好，避免出現機械平臺運動出現抖動及定位位置的整體偏移的問題。

本發明為解決上述技術問題所采取的技術方案為：一種芯片固晶機的控制方法，其特征在于：它包括以下步驟：

步驟1、獲取運動平臺的圖像，圖像中包含晶圓信息；

步驟2、根據圖像確定運動平臺上的晶圓與被操作對象的位置關系：

2.1、對所獲取的運動平臺的圖像進行預處理；

2.2、對預處理后的圖像利用邊緣檢測算法得到邊緣圖像；

2.3、對邊緣圖像提取不變矩特征；

2.4、根據不變矩特征，采用分類算法得到晶圓的三維坐標；分類算法具體包括：采用粗糙集理論完成樣本特征屬性的重要性判定，得到系統的屬性約簡，然后根據約簡后的屬性進行支持向量機預測分類；

2.5、建立雅可比矩陣模型，獲得關節空間坐標下運動平臺上的晶圓與其目標位置之間的位置關系；晶圓的目標位置在被操作對象上；

步驟3、根據步驟2得到的位置關系控制末端執行器運動，使得運動平臺上的晶圓運動至其目標位置；

步驟4、控制末端執行器進行固晶。

按上述方案，所述的預處理包括對圖像進行灰度處理和二值化處理。

按上述方案，所述的邊緣檢測算法選用canny邊緣算子進行計算。

按上述方案，所述的雅可比矩陣模型為基于BROYDEN模型的圖像雅可比矩陣模型。

一種芯片固晶機的控制系統，其特征在于：它包括以下模塊：

圖像獲取模塊，用于獲取運動平臺的圖像，圖像中包含晶圓信息；

圖像處理與目標識別模塊，用于根據圖像確定運動平臺上的晶圓與被操作對象的位置關系，具體包括：

預處理模塊，用于對所獲取的運動平臺的圖像進行預處理；

邊緣檢測模塊，用于對預處理后的圖像利用邊緣檢測算法得到邊緣圖像；

特征提取模塊，用于對邊緣圖像提取不變矩特征；

分類模塊，用于根據不變矩特征，采用分類算法得到晶圓的三維坐標；分類算法具體包括：采用粗糙集理論完成樣本特征屬性的重要性判定，得到系統的屬性約簡，然后根據約簡后的屬性進行支持向量機預測分類；

定位模塊，用于建立雅可比矩陣模型，獲得關節空間坐標下運動平臺上的晶圓與其目標位置之間的位置關系；晶圓的目標位置在被操作對象上；

運動控制模塊，用于根據圖像處理與目標識別模塊得到的位置關系控制末端執行器運動，使得運動平臺上的晶圓運動至其目標位置；

固晶控制模塊，用于控制末端執行器進行固晶。

本發明的有益效果為：通過視覺引導的方式對固晶機進行控制，具有定位效果好，不會出現機械平臺運動出現抖動及定位位置的整體偏移的問題，具體的說，先用邊緣檢測算法得到邊緣圖像，參加計算的數據量急劇下降，從而大大減少了計算量；不變矩具有圖像的統計特性，滿足平移、紳縮、旋轉均不變的不變性，因此選用物體的不變矩特征來對物體進行最終分類和識別；采用粗糙集理論完成樣本特征屬性的重要性判定，得到系統的屬性約簡，然后根據約簡后的屬性進行支持向量機預測分類，避免有些不必要的特征屬性引起系統的分類誤判。

附圖說明

圖1為采集的運動平臺圖像。

圖2為邊緣檢測后的圖像。