本发明专利技术公开一种LED晶片分选系统，涉及LED分选技术领域，包括：晶片供给区，晶片摆放区，位于晶片供给区和晶片摆放区之间的摆臂驱动机构，由摆臂驱动机构驱动的摆臂，位于晶片供给区上方的第一CCD相机，位于晶片摆放区上方的第二CCD相机，用于采集第一CCD相机和第二CCD相机的图像采集卡，工控机，运动控制卡，电机驱动器以及电机；本发明专利技术还公开一种基于此系统的分选方法，包括工作台定位、摆臂旋转、晶片拾取与摆放过程，在晶片拾取时，吸嘴和顶针同时上升的过程中，所述顶针的加速度大于所述吸嘴的加速度；本发明专利技术解决了目前LED晶片分选系统以及分选方法精确度和速度不高的问题，同时减小了LED晶片漏检率。减小了LED晶片漏检率。减小了LED晶片漏检率。
【技术实现步骤摘要】
一种LED晶片分选系统及其分选方法
[0001]本专利技术涉及LED分选
，具体涉及一种基于ACS运动控制的LED晶片分选系统及其分选方法。
技术介绍
[0002]在白光LED晶片生产过程中，特别是晶片检测和分拣阶段，需要进行多次精准定位。视觉定位具有安全可靠、精确度高特点，因此，通常使用CCD相机和计算机软件，利用机器视觉技术实现晶片精确定位。
[0003]LED晶片的尺寸小并且数据量巨大，生产不同特性参数和不同功率的晶片，切割晶片的尺寸也会有所不同，LED晶片的尺寸范围大约为6mil*7mil到160mil*160mil。通常一片硅圆片上包含多个等级的LED晶片，数量多达几千至数万个LED晶片。LED分选机分选晶片的实质是将晶片供给区(称为Wafer区域)中相同等级的晶片按照一定顺序分选至晶片摆放区(称为Bin区域)。LED分选系统是复杂的光机电一体化设备，目前国内还依赖进口，研究一种精确、高效、可靠的LED晶片分选系统，对研制此类设备具有重要意义。
技术实现思路
[0004]本专利技术的目的在于：为解决目前LED晶片分选系统精确度和速度不高的问题，本专利技术提供一种LED晶片分选系统和方法。
[0005]本专利技术的技术方案如下：
[0006]一方面，本专利技术公开一种LED晶片分选系统，包括：
[0007]晶片供给区，晶片摆放区，位于晶片供给区和晶片摆放区之间的摆臂驱动机构，由摆臂驱动机构驱动的摆臂，位于晶片供给区上方的第一CCD相机，位于晶片摆放区上方的第二CCD相机，用于采集第一CCD相机和第二CCD相机图像的图像采集卡，工控机，运动控制卡，电机驱动器以及电机；
[0008]所述晶片供给区包括放置硅片盘的Wafer台、用于从下至上推动硅片盘上LED晶片的推顶器以及推顶驱动机构；所述推顶器顶部设有顶针；
[0009]所述晶片摆放区包括用于放置料片盘的Bin台；
[0010]所述摆臂的两端分别设有第一吸嘴和第二吸嘴，第一吸嘴和第二吸嘴的结构相同，用于对晶片进行拾取和放置；
[0011]所述工控机一路连接图像采集卡，另一路连接运动控制卡；
[0012]所述电机还通过网口通讯连接工控机，电机包括步进电机、伺服电机、直流电机、直驱电机、音圈电机、直线电机；其中，步进电机、伺服电机和直流电机用于分选系统硅片盘和料片盘的装载和卸载；直驱电机、音圈电机和直线电机用于所述分选系统的晶片分选过程。
[0013]具体地，所述晶片供给区在所述硅片盘装卸载过程的硅片、料片盘机械手和晶片供给区旋转台以及硅片升降台的负载较小，通过步进电机驱动，所述步进电机通过开环控
制电脉冲信号以控制电机转动的角度；所述晶片供给区和所述晶片摆放区装卸载料片升降台负载较大，通过伺服电机控制，所述伺服电机通过闭环控制精确控制电机的速度和位置，并有较强的过载能力；所述晶片供给区硅片盘装卸载时的上升和下降由直流电机控制，直流电机通过高低电平和转动方向两个信号控制电机转动。
[0014]具体地，所述晶片供给区和所述晶片摆放区的X/Y方向各有两个直线电机，用于晶片分选过程X/Y方向的高精度定位；
[0015]所述第一吸嘴、所述第二吸嘴和所述推顶器通过音圈电机驱动；
[0016]所述摆臂驱动机构采用直驱电机驱动；
[0017]同时，本专利技术公开一种基于上述系统的LED晶片分选方法，包括工作台定位、摆臂旋转、晶片拾取与摆放过程；其具体步骤包括：
[0018]S1：摆臂将第一吸嘴旋转到晶片供给区，第二吸嘴旋转到晶片摆放区，吸嘴下落，第一吸嘴进行分拣，第二吸嘴进行摆放；
[0019]S2：吸嘴抬起，第一吸嘴拾取LED晶片完成，第二吸嘴摆放完毕空置，工作台移动；
[0020]S3：摆臂旋转，第一吸嘴旋转到晶片摆放区，第二吸嘴旋转到晶片供给区，吸嘴下落，第二吸嘴进行分拣，第一吸嘴进行摆放；
[0021]S4：吸嘴抬起，摆臂旋转，第二吸嘴拾取晶片完成，第一吸嘴摆放完毕后空置，工作台移动；
[0022]重复上述S1-S4直至晶片分选完成。
[0023]进一步地，所述S1以及S3中，所述第一吸嘴或第二吸嘴进行分拣的过程具体包括：
[0024](1)吸嘴和顶针到达各自的初始位置；
[0025](2)吸嘴下降到分拣位置，顶针上升到与蓝膜底部贴紧的预备位置，吸嘴和顶针夹紧LED晶片；
[0026](3)吸嘴和顶针同时上升，顶针到达蓝膜刺破位置，顶针刺破LED晶片底部的蓝膜；
[0027](4)吸嘴上升，顶针下降，二者到达各自的初始位置；
[0028]上述吸嘴指第一吸嘴或第二吸嘴。
[0029]进一步地，所述步骤(3)中，所述吸嘴和所述顶针同时上升的过程中，所述顶针的加速度大于所述吸嘴的加速度。
[0030]优选地，所述顶针的初始位置位于LED晶片正下方1.5mm左右，所述顶针的预备位置贴紧所述LED晶片底部蓝膜的下表面，使LED晶片脱离蓝膜的位置是所述顶针的刺破位置。
[0031]优选地，所述吸嘴的初始位置为与所述摆臂旋转过程中的吸嘴水平面位于同一水平线，距离晶片上方2-3mm，所述吸嘴拾取晶片的位置是所述分拣位置。
[0032]采用上述方案后，本专利技术的有益效果如下：
[0033](1)本专利技术的系统选择了多类电机，其中步进电机，伺服电机，直流电机的控制精度和价格略低，用于分选系统硅片和料片的装载和卸载；直驱电机，音圈电机，直线电机控制精度高，价格昂贵，用于分选系统晶片分选过程；这样的配合发挥了各电机的优势，提高了精确度的同时降低了成本。
[0034](2)本专利技术的方法采用第一吸嘴和第二吸嘴，两个吸嘴均可以对LED晶片进行拾取和摆放，每旋转180
°
就能将两个吸嘴的功能进行转换，提高了效率。
[0035](3)本专利技术在对LED晶片拾取的过程中，LED晶片分选是在顶针和吸嘴的协同作用下完成的，将吸嘴和顶针的动作进行了细分，每次拾取分为4步完成，顶针和吸嘴的相互配合提高了拾取的精度，在吸嘴和顶针上升过程中，吸嘴、顶针夹紧晶片同时上升使晶片脱离蓝膜是拾取成功关键，本专利技术中，系统设定顶针的加速度大于吸嘴，这样能保证二者同时上升拾取晶片时吸嘴和晶片不发生滑落和位移，减小了漏捡率，进而能准确拾取。
附图说明
[0036]图1为本专利技术的系统的模块图；
[0037]图2为本专利技术的系统的机械结构图；
[0038]图3为本专利技术的方法的分选大致示意图；
[0039]图4为本专利技术的方法的晶片分选具体过程图；
[0040]图5为本专利技术的方法的晶片拾取动作具体过程图；
[0041]图6为本专利技术实施例中的吸嘴和顶针位置曲线图；
[0042]图7为本专利技术实施例中的吸嘴和顶针速度曲线图；
[0043]图8为本专利技术实施例中的电机运动时序图；
[0044]图9为本专利技术实施例中在调试过程中的摆臂电机的电本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种LED晶片分选系统，其特征在于，包括：晶片供给区(1)，晶片摆放区(2)，位于晶片供给区(1)和晶片摆放区(2)之间的摆臂驱动机构(3)，由摆臂驱动机构(3)驱动的摆臂(4)，位于晶片供给区(1)上方的第一CCD相机(5)，位于晶片摆放区(2)上方的第二CCD相机(6)，用于采集第一CCD相机(5)和第二CCD相机(6)图像的图像采集卡，工控机，运动控制卡，电机驱动器以及电机；所述晶片供给区(1)包括用于放置硅片盘的Wafer台、用于从下至上推动硅片盘上LED晶片的推顶器(7)以及推顶驱动机构(8)；所述推顶器(7)顶部设有顶针；所述晶片摆放区(2)包括用于放置料片盘的Bin台；所述摆臂(4)的两端分别设有第一吸嘴(9)和第二吸嘴(10)，第一吸嘴(9)和第二吸嘴(10)的结构相同，用于对晶片进行拾取和摆放；所述工控机一路连接图像采集卡，另一路连接运动控制卡；所述电机还通过网口通讯连接工控机，电机包括步进电机、伺服电机、直流电机、直驱电机、音圈电机和直线电机；其中，步进电机、伺服电机和直流电机用于分选系统硅片盘和料片盘的装载和卸载；直驱电机、音圈电机和直线电机用于所述分选系统的晶片分选过程。2.根据权利要求1所述的一种LED晶片分选系统，其特征在于，所述晶片供给区(1)和所述晶片摆放区(2)装卸载过程中，系统的机械手、硅片旋转台以及硅片升降台通过步进电机控制，所述步进电机通过开环控制电脉冲信号以控制电机转动的角度；所述晶片摆放区(2)装卸载过程的料片升降台通过伺服电机控制，所述伺服电机通过闭环控制精确控制电机的速度和位置；所述晶片供给区(1)硅片盘装卸载时的上升和下降由直流电机控制，直流电机通过高低电平和转动方向两个信号控制电机转动。3.根据权利要求1所述的一种LED晶片分选系统，其特征在于，所述晶片供给区(1)和所述晶片摆放区(2)的X/Y方向各有两个直线电机，用于晶片分选过程X/Y方向的高精度定位；所述第一吸嘴(9)、所述第二吸嘴(10)和所述推顶器(7)通过音圈电机驱动；所述摆臂驱动机构(3)采用直驱电机驱动。4.基于根据权利要求1-3中任意一项所述系统的一种L...
【专利技术属性】
技术研发人员：宋华军，张永昊，武田凯，
申请(专利权)人：中国石油大学华东，
类型：发明
国别省市：
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