基于机器视觉的IC芯片粘片机的精度测量研究.pdf

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1、2011年9月机床与液压Sep．2011第39卷第18期MACHINETOOL&HYDRAULICSVol_39No．18DOI：10．3969／j．issn．1001—3881．2011．18．036基于机器视觉的IC芯片粘片机的精度测量研究彭卫东，吴志伟(广东工贸职业技术学院，广东广州510510)摘要：基于机器视觉的原理，在所设计的实验平台上对高速、高加速度Ic芯片粘片机并联焊头机构的定位精度进行了测量，测量和处理方法具有简单、容易实现及成本低的优点。实验结果表明：拾片和焊片时定位精度分别达到28．4、18．1txm，满足Ic芯片粘片机工作的需要。关键词：并联焊头机

2、构；机器视觉；精度测量中图分类号：TH6文献标识码：A文章编号：1001—3881(2011)18—103—3StudyofAccuracyMeasuringofICChipDieBasedonMachineVisionPENGWeidong．WUZhiwei(GuangdongVocationalCollegeofIndustry&Commerce，GuangzhouGuangdong510510，China)Abstract：Basedonmachinevision，positionaccuracyofparallelbondingmechanismofhighspe

3、edandhighaccelerationICchipdiewasmeasuredinanexperimentalplatform．Theadvantagesofthemeasuringandcalculatingmethodaresimple，easyrealizingandlowcost．Theexperimentalresultsindicatethatpickingpositionaccuracyis28．4txmandplacingpositionaccuracyis18．1m．Sothedesignedmechanismcanmeettheworkingreq

4、uirementsoftheICdie．Keywords：Parallelbondingmechanism；Machinevision；Accuracy‘measuringIc芯片粘片机是一种高速、高加速运动的电子摄取目标转换成图像信号，传送给专用的图像处理系设备，定位精度是其主要的技术指标之一，国外最先统，根据像素分布和亮度、颜色等信息，转变成数字进的芯片粘片机的定位精度达到25m。某大学化信号；图像处理系统再根据这些信号的特征来进行CIMS实验室研制出一种并联焊头机构的Ic芯片粘片分析处理。机u，为了在焊头体积小、质量轻、工作空间狭小的为了检测Ic芯片粘片机的定位精度

5、，必须反复情况下测量其定位精度，设计人员研制了一个可以在调整、Y工作台，使摄像机的镜头始终对准被检测、Y方向运动的工作台，如图1所示。测量仪器安的芯片。处理软件采用美国国家仪器公司的Lab．装在工作台上，利用机器视觉的原理来测量焊头的定VIEW8及其图像处理软件，此软件非常容易和各种位精度。数据采集硬件集成，并且运行速度快，特别适用于工业现场的数据测量与处理。焊头机构2测量过程、yI作台2．1图像的采集焊头在焊片和拾片时，有短暂的停留时间(10ms左右)。由于图像摄取装置始终控制系对准焊片或拾片点，当焊头到预定点时并联机构控制系统的运动控制卡IO端口发出一触发脉冲，图像采

6、集卡接受图-并联焊头机构的实验装置蒜篙，过1机器视觉的原理程。如图2为采集到的芯片图像。机器视觉就是用机器代替人眼来做测量和判断，2．2图像的预处理即通过图像摄取装置(分CMOS和CCD两种)将被(1)图像的增强收稿日期：2010—09—16作者简介：彭卫东(1967一)，男，博士，副教授，研究领域为微电子封装技术。E—mail：pen128@163．com。·104·机床与液压第39卷2．3图像中心点坐标的计算j(1)模板匹配在进行图像中心点坐标的计算之前，必须建立一幅标准的模板图像，然后在获得的图像中寻找待匹配的图像，如果两者的相似度符合实际要求，说明匹配成功。匹配的

7、基本原理如下：设3×3的图像模板W(i，J)，其像素值如表1所示。一表1模式匹配的模板W(iJ)该模板叠放在被检测的图像F上平移，与匹配模板相似的图像通常称作子图像F(i，)，其像素i，)值如表2所示。表2子图像F(√)若模板W(i√)与子图’(i，)完全一致，则两者之差为零，表示两者匹配或相似程度高。衡量其匹配程度D(m，n)：l1D(m，n)=∑∑[Fm,n(√)一(√)]将上式展开：llD(m，n)=∑∑[F(√)一一1J一11l2∑∑Fm,n(J)·(，_『)+(√)]式中：m、n分别为子图像的中心位置，i、J分别为像