MicroLED巨量转移芯片定位及飞行观测的系统及观测方法技术方案

本发明专利技术属于微器件组装相关技术领域，其公开了一种MicroLED巨量转移芯片定位及飞行观测的系统及观测方法，系统包括：双目视觉组件，包括第一单目视觉通道和第二单目视觉通道，第一单目视觉通道包括高倍镜头和高分辨率相机；第二单目视觉通道采用低倍镜头和低分辨率相机，双目视觉组件的镜头采集区域为芯片的飞行观测区；激励，用于触发芯片的掉落转移过程；数字延迟脉冲发生器，包括多个通道，每个通道的触发时间和延迟时间单独控制，激励、第一单目视觉单元以及第二单目视觉单元分别与一通道连接，设置不同延迟触发信号实现芯片掉落时态精准捕获。本申请可以实现芯片的精确快速定位以及芯片飞行状态的局部和全局观测。以及芯片飞行状态的局部和全局观测。以及芯片飞行状态的局部和全局观测。

【技术实现步骤摘要】
MicroLED巨量转移芯片定位及飞行观测的系统及观测方法


[0001]本专利技术属于微器件组装相关
，更具体地，涉及一种MicroLED巨量转移芯片定位及飞行观测的系统及观测方法。

技术介绍

[0002]随着半导体产业的发展，电子元器件集成度越来越高，其特征尺寸也越来越小。在进行操控时，对组装的精度要求也越来越高。这也给微器件组装领域也带来了巨大挑战，其组装步骤主要包括拾取和释放两个步骤。其根据释放过程中微器件与接收基板是否接触，现有的组装方法主要包括接触式和非接触式，无论哪一种方式，在拾取和释放过程中都需要组装装置与微器件进行定位对准，以此满足组装精度和工艺可靠性。采用视觉相机辅助定位是工业界普遍采用的方法，由于镜片加工的限制，镜头的视野越大，其光学精度越低，对于晶圆上的芯片，芯片尺寸很小，但数量众多，采用单个视觉组件很难同时满足大视野和高精度的要求。如何在晶圆上快速找到目标芯片并同时观测到该芯片的特征实现精准定位以及芯片飞行状态的观测是业界一直面临的难题。

技术实现思路

[0003]针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本专利技术提供了一种MicroLED巨量转移芯片定位及飞行观测的系统及观测方法。可以实现芯片的精确定位以及芯片飞行状态的局部和全局观测。
[0004]为实现上述目的，按照本专利技术的一个方面，提供了一种MicroLED巨量转移芯片定位及飞行观测的系统，所述系统包括：双目视觉组件，包括第一单目视觉通道和第二单目视觉通道，所述第一单目视觉通道包括高倍镜头和高分辨率相机；所述第二单目视觉通道采用低倍镜头和低分辨率相机，定位时，所述双目视觉组件的镜头采集区域为所述目标芯片区域，飞行观测时，所述双目视觉组件的镜头采集区域为所述芯片的飞行观测区；激励，用于触发所述芯片的掉落转移过程；数字延迟脉冲发生器，包括多个通道，每个通道的触发时间和延迟时间单独控制，所述激励、第一单目视觉单元以及第二单目视觉单元分别于一所述通道连接。
[0005]优选地，所述系统还包括背光光源，所述背光光源与所述数字延迟脉冲发生器的一独立通道连接，以使所述数字延迟脉冲发生器控制所述背光光源的触发时间和延迟时间。
[0006]优选地，所述系统还包括显示窗口，所述显示窗口与所述双目视觉组件连接，用于可视化显示所述第一单目视觉单元和第二单目视觉单元采集的图像。
[0007]优选地，所述双目视觉组件还包括双视连接模组、第一半透半反镜片、第二半透半反镜片以及全反射镜片，所述双视连接模组为中空结构，所述双视连接模组两端密封且其垂直表面设有两个孔洞，即第一孔洞和第二孔洞，其中，第一孔洞贯通所述双视连接模组的下上表面，用于与所述高倍镜头的一端连接；第二孔洞贯通所述双视连接模组的上表面，用
于与所述低倍镜的一端连接，所述第一半透半反镜片斜45
°
设于所述第一孔洞内，所述第二半透半反镜片斜135
°
设于所述高倍镜头内，所述全反射镜片斜45
°
设于所述第二孔洞内。
[0008]优选地，所述高倍镜头的表面设有通光孔，所述通光孔的轴心与所述第二半透半反镜片的受光面中心对齐，所述通光孔用于接收同轴光源的光线。
[0009]优选地，所述显示窗口包括第一显示窗口和第二显示窗口分别用于显示所述高分辨率相机和低分辨率相机采集的照片。
[0010]按照本专利技术的另一个方面，提供了一种上述MicroLED巨量转移芯片定位及飞行观测的系统的观测方法，所述方法包括：S1：通过所述第二显示窗口获取目标芯片模糊定位，通过第一显示窗口获取目标芯片精准定位；S2：采用所述数字延迟脉冲发生器触发所述激励匹配所述芯片掉落的响应时间；S3：在触发所述激励后采用所述数字延迟脉冲发生器同步触发所述背光光源和双目视觉组件，以此方式设置多个触发信号获得芯片在不同高度处的飞行状态。
[0011]总体而言，通过本专利技术所构思的以上技术方案与现有技术相比，本专利技术提供的MicroLED巨量转移芯片定位及飞行观测的系统及观测方法：
[0012]1.本申请的双目视觉组件包括第一单目视觉通道和第二单目视觉通道，分别用于局部精细观测和全局观测，解决了目前观测方案中相机大视野和高精度不可兼得的矛盾，在定位观测时不仅可以观测到目标在全局中的位置，快速找到目标，同时可以实现高精度对准。
[0013]2.采用双目视觉相机、激励等可以实现微米级尺度物体高速动态观测。当目标运动速度很快时，往往需要高速相机通过提高帧率进行拍摄，价格昂贵。本专利技术通过控制光源的闪频来控制普通工业相机成像，同时搭配数字延迟脉冲发生器触发不同信号，实现飞行全姿态轨迹拍摄。
[0014]3.通过低倍镜成像可以得到其飞行轨迹，高倍镜成像可以得到不同时刻的飞行姿态。
[0015]4.可以搭配不同的相机镜头组合，对不同尺度的目标有很好的普适性。同时该方法可以应用于各种机床、平台等加工设备，具有显著的应用价值。
[0016]5.可以通过通光孔、第一半透半反镜片和第二半透半反镜片来调节采集照片的亮度，通光孔设置在高倍镜表面易于设置和操作，不会对其它设备的运行形成阻碍。
附图说明
[0017]图1是芯片飞行下落过程观测原理图；
[0018]图2是微间距芯片组装时激励响应模态图；
[0019]图3是双目视觉组件多目标同轴定位观测对准示意图；
[0020]图4是双目视觉组件多目标同轴定位观测原理及光路图；
[0021]图5是双目视觉组件应用于芯片飞行观测时的状态图；
[0022]图6是调控背光光源、相机、激励的原理图。
[0023]在所有附图中，相同的附图标记用来表示相同的元件或结构，其中：
[0024]10
‑
第一单目视觉单元；11
‑
第二单目视觉单元；100
‑
高分辨率相机；101
‑
低分辨率相机；102
‑
高倍镜头；103
‑
低倍镜头；104
‑
双视连接模组；105
‑
通光孔；106
‑
第二半透半反镜
片；107
‑
第一半透半反镜片；108
‑
全反射镜片；200
‑
基底；201
‑
芯片；300
‑
第一显示窗口；301
‑
第二显示窗口；302
‑
高倍镜下芯片成像；303
‑
低倍镜下芯片成像；304
‑
数据连接线；400
‑
同轴光源；401
‑
背光光源；500
‑
数字延迟脉冲发生器；501
‑
通道；60
‑
刀具；600
‑
激励。
具体实施方式
[0025]为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种MicroLED巨量转移芯片定位及飞行观测的系统，其特征在于，所述系统包括：双目视觉组件，包括第一单目视觉通道和第二单目视觉通道，所述第一单目视觉通道包括高倍镜头和高分辨率相机；所述第二单目视觉通道采用低倍镜头和低分辨率相机，定位时，所述双目视觉组件的镜头采集区域为所述目标芯片区域，飞行观测时，所述双目视觉组件的镜头采集区域为所述芯片的飞行观测区；激励，用于触发所述芯片的掉落转移过程；数字延迟脉冲发生器，包括多个通道，每个通道的触发时间和延迟时间单独控制，所述激励、第一单目视觉单元以及第二单目视觉单元分别与一所述通道连接。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括背光光源，所述背光光源与所述数字延迟脉冲发生器的一独立通道连接，以使所述数字延迟脉冲发生器控制所述背光光源的触发时间和延迟时间。3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括显示窗口，所述显示窗口与所述双目视觉组件连接，用于可视化显示所述第一单目视觉单元和第二单目视觉单元采集的图像。4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述双目视觉组件还包括双视连接模组、第一半透半反镜片、第二半透半反镜片以及全反射镜片，所述双视连接模组为中空结构，所述双视连接模组两端密封且其垂直表面设有两个孔洞，即第一孔洞和第...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄永安，胡金龙，尹周平，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：