[發明專利]一種LED晶片分選系統及其分選方法

有效

• 申請號: 202010949004.X
• 申請日: 2020-09-10
• 公開（公告）號: CN112317339B
• 公開（公告）日: 2022-09-06
• 發明（設計）人: 宋華軍;張永昊;武田凱
• 申請（專利權）人: 中國石油大學（華東）
• 主分類號: B07C5/02
• 分類號: B07C5/02;B07C5/36;H01L21/67;H01L21/683
• 代理公司: 成都慕川專利代理事務所(普通合伙) 51278
• 代理人: 楊艷

本發明公開一種LED晶片分選系統，涉及LED分選技術領域，包括：晶片供給區，晶片擺放區，位于晶片供給區和晶片擺放區之間的擺臂驅動機構，由擺臂驅動機構驅動的擺臂，位于晶片供給區上方的第一CCD相機，位于晶片擺放區上方的第二CCD相機，用于采集第一CCD相機和第二CCD相機的圖像采集卡，工控機，運動控制卡，電機驅動器以及電機；本發明還公開一種基于此系統的分選方法，包括工作臺定位、擺臂旋轉、晶片拾取與擺放過程，在晶片拾取時，吸嘴和頂針同時上升的過程中，所述頂針的加速度大于所述吸嘴的加速度；本發明解決了目前LED晶片分選系統以及分選方法精確度和速度不高的問題，同時減小了LED晶片漏檢率。

技術領域

本發明涉及LED分選技術領域，具體涉及一種基于ACS運動控制的LED晶片分選系統及其分選方法。

背景技術

在白光LED晶片生產過程中，特別是晶片檢測和分揀階段，需要進行多次精準定位。視覺定位具有安全可靠、精確度高特點，因此，通常使用CCD相機和計算機軟件，利用機器視覺技術實現晶片精確定位。

LED晶片的尺寸小并且數據量巨大，生產不同特性參數和不同功率的晶片，切割晶片的尺寸也會有所不同，LED晶片的尺寸范圍大約為6mil*7mil到160mil*160mil。通常一片硅圓片上包含多個等級的LED晶片，數量多達幾千至數萬個LED晶片。LED分選機分選晶片的實質是將晶片供給區(稱為Wafer區域)中相同等級的晶片按照一定順序分選至晶片擺放區(稱為Bin區域)。LED分選系統是復雜的光機電一體化設備，目前國內還依賴進口，研究一種精確、高效、可靠的LED晶片分選系統，對研制此類設備具有重要意義。

發明內容

本發明的目的在于：為解決目前LED晶片分選系統精確度和速度不高的問題，本發明提供一種LED晶片分選系統和方法。

本發明的技術方案如下：

一方面，本發明公開一種LED晶片分選系統，包括：

晶片供給區，晶片擺放區，位于晶片供給區和晶片擺放區之間的擺臂驅動機構，由擺臂驅動機構驅動的擺臂，位于晶片供給區上方的第一CCD相機，位于晶片擺放區上方的第二CCD相機，用于采集第一CCD相機和第二CCD相機圖像的圖像采集卡，工控機，運動控制卡，電機驅動器以及電機；

所述晶片供給區包括放置硅片盤的Wafer臺、用于從下至上推動硅片盤上LED晶片的推頂器以及推頂驅動機構；所述推頂器頂部設有頂針；

所述晶片擺放區包括用于放置料片盤的Bin臺；

所述擺臂的兩端分別設有第一吸嘴和第二吸嘴，第一吸嘴和第二吸嘴的結構相同，用于對晶片進行拾取和放置；

所述工控機一路連接圖像采集卡，另一路連接運動控制卡；

所述電機還通過網口通訊連接工控機，電機包括步進電機、伺服電機、直流電機、直驅電機、音圈電機、直線電機；其中，步進電機、伺服電機和直流電機用于分選系統硅片盤和料片盤的裝載和卸載；直驅電機、音圈電機和直線電機用于所述分選系統的晶片分選過程。

具體地，所述晶片供給區在所述硅片盤裝卸載過程的硅片、料片盤機械手和晶片供給區旋轉臺以及硅片升降臺的負載較小，通過步進電機驅動，所述步進電機通過開環控制電脈沖信號以控制電機轉動的角度；所述晶片供給區和所述晶片擺放區裝卸載料片升降臺負載較大，通過伺服電機控制，所述伺服電機通過閉環控制精確控制電機的速度和位置，并有較強的過載能力；所述晶片供給區硅片盤裝卸載時的上升和下降由直流電機控制，直流電機通過高低電平和轉動方向兩個信號控制電機轉動。

具體地，所述晶片供給區和所述晶片擺放區的X/Y方向各有兩個直線電機，用于晶片分選過程X/Y方向的高精度定位；

所述第一吸嘴、所述第二吸嘴和所述推頂器通過音圈電機驅動；

所述擺臂驅動機構采用直驅電機驅動；