基于图像识别的多片金刚石衬底检测装置及检测方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了基于图像识别的多片金刚石衬底检测装置及检测方法，衬底容纳腔用于放置贴有多片金刚石片的衬底；第一相机和第二相机分别位于衬底容纳腔的正上方和正下方，第一相机对所述衬底进行拍摄以确定需要测厚的位置，第二相机对所述衬底进行拍摄以识别所述衬底的缺陷及气泡；第一激光位移传感器和第二激光位移传感器均安装在位移传动机构上且分别位于衬底容纳腔的上方和下方，位移传动机构可带动第一激光位移传感器和第二激光位移传感器同步移动，以对衬底容纳腔内的衬底进行定位测量，进而得到多片金刚石片处的厚度信息。本装置操作方便，实现多片金刚石衬底贴片后的自动化检测并且具有很高的精度以及可重复性，极大降低人工以及学习成本。降低人工以及学习成本。降低人工以及学习成本。

【技术实现步骤摘要】
基于图像识别的多片金刚石衬底检测装置及检测方法


[0001]本专利技术涉及基于图像识别的多片金刚石衬底检测装置及检测方法。

技术介绍

[0002]金刚石具有很高的硬度、良好的化学稳定性、高的热传导率、高的弹性模量、很大的电阻、宽带隙、较宽的透光波段及很低的摩擦系数等优越的物理化学、光学和热学性质被视为21世纪最有发展前途的工程材料，在高科技领域具有广泛的应用前景。例如用作核聚变反应堆中的兆瓦回旋振荡管的高倍光学镜片、X射线光学组件、高功率密度散热器、拉曼激光光学镜片、用于在高压条件下进行科研的金刚石材料制成的部件、量子计算机上的光电学器件、量子计算机上的光电学器件、两极性的金刚石电子器件等等。
[0003]而为了提升金刚石片的加工效率，开始使用多片金刚石片同时加工，而在加工时如果被加工的金刚石片衬底的贴片质量较差，如：金刚石片厚度极差过大会影响加工效果，甚至会无法加工。如果金刚石片贴片位置不精准会导致加工金刚石片质量相差过大，会提高加工成本，以及时间成本。如果金刚石片与衬底胶水粘结时有缺陷或者气泡超过允许范围，会导致碎片、飞片甚至导致机器损毁，所以较差的金刚衬底的贴片质量会影响其在高科技领域的应用，因此实现金刚石超精密加工是提高金刚石应用的关键。
[0004]而现有的多片金刚石衬底检测设备存在以下问题：
[0005]1.多片金刚石片检测较为复杂，检测时间过长。
[0006]2.各金刚石片之间高度差过大导致加工时的浪费。
[0007]3.手动检测有较大误差。
[0008]4.传统检测的可重复性较差。
[0009]5.对于多片金刚石片的位置准确性，传统测量较为困难。
[0010]6.金刚石衬底片的牢固性检测中，相关技术人员需要一定的加工经验。

技术实现思路

[0011]本专利技术提供了基于图像识别的多片金刚石衬底检测装置及检测方法，其克服了
技术介绍
所存在的不足。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案之一是：
[0012]基于图像识别的多片金刚石衬底检测装置，其特征在于：它包括：
[0013]衬底固定机构，其包括衬底固定架，该衬底固定架设有上下贯穿的衬底容纳腔，该衬底容纳腔用于放置贴有多片金刚石片的衬底；
[0014]图像检测机构，其包括第一相机和第二相机，所述第一相机和第二相机分别位于衬底容纳腔的正上方和正下方，所述第一相机对所述衬底进行拍摄以确定需要测厚的位置，所述第二相机对所述衬底进行拍摄以识别所述衬底的缺陷及气泡；
[0015]厚度检测机构，其包括位移传动机构、第一激光位移传感器和第二激光位移传感器，所述第一激光位移传感器和第二激光位移传感器均安装在位移传动机构上且分别位于衬底容纳腔的上方和下方，该位移传动机构可带动第一激光位移传感器和第二激光位移传
感器同步移动，以对衬底容纳腔内的衬底进行定位测量，进而得到多片金刚石片处的厚度信息。
[0016]一较佳实施例之中：所述衬底容纳腔之腔壁设有一台阶面，所述衬底四周置于该台阶面上。
[0017]一较佳实施例之中：所述衬底固定机构还包括调节板，该调节板四周可置于所述台阶面上，且该调节板设有上下贯穿的衬底容纳分腔。
[0018]一较佳实施例之中：所述图像检测机构还包括环形灯，所述环形灯位于衬底容置腔上方且与衬底容置腔同心布置，该环形灯的出光面朝向衬底容置腔。
[0019]一较佳实施例之中：所述图像检测机构还包括相机支杆、第一横架和第二横架，所述第一横架和第二横架均固接在相机支杆上且二者上下间隔布置，所述第一相机和第二相机分别固接在第一横架和第二横架上。
[0020]一较佳实施例之中：所述位移传动机构包括第一导轨、第一导轨架、第一驱动电机、第二导轨、第二导轨架和第二驱动电机，所述第一导轨向前后方向延伸，所述第一导轨架滑动装接在第一导轨上且与第一驱动电机相传动连接；所述第二导轨固接在第一导轨架上且其向左右方向延伸，所述第二导轨架滑动装接在第二导轨上且与第二驱动电机传动连接，所述第一激光位移传感器和第二激光位移传感器均安装在第二导轨架上。
[0021]一较佳实施例之中：还包括衬底装卸机构，该衬底装卸机构包括旋转电缸、摆臂、顶出气缸、顶出座、环形橡胶垫和可通入负压的快速连接阀，所述摆臂连接在旋转电缸上且可水平转动，所述顶出气缸安装在摆臂上，所述顶出座连接顶出气缸且，该顶出座可上下移动并能向上伸出衬底容置腔，所述环形橡胶垫固接在顶出座上且二者之间围成负压腔，所述快速连接阀安装在顶出座上且与负压腔相连通。
[0022]一较佳实施例之中：还包括显示屏，该显示屏与图像检测机构、厚度检测机构均相连接。
[0023]本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案之二是：
[0024]基于图像识别的多片金刚石衬底检测装置的检测方法，其应用所述的基于图像识别的多片金刚石衬底检测装置，包括：
[0025]步骤10，将贴有多片金刚石片的衬底放置在衬底容纳腔内；
[0026]步骤20，第一相机对所述衬底进行拍摄，通过处理计算出需要测厚的位置，第二相机对所述衬底进行拍摄，通过处理计算并画出所述衬底的缺陷及气泡的位置；
[0027]步骤30，位移传动机构根据计算出的测厚位置，带动第一激光位移传感器和第二激光位移传感器移动至相应的位置，以对衬底进行定位测量，进而得到多片金刚石片处的厚度信息；
[0028]步骤40，总体分析衬底上金刚石片的位置、缺陷、气泡及厚度，并判断该衬底的合格性；
[0029]步骤50，将衬底从衬底容纳腔内取出，以进行下一步动作。
[0030]一较佳实施例之中：该检测装置还包括衬底装卸机构，该衬底装卸机构包括旋转电缸、摆臂、顶出气缸、顶出座、环形橡胶垫和可通入负压的快速连接阀，所述摆臂连接在旋转电缸上且可水平转动，所述顶出气缸安装在摆臂上，所述顶出座连接顶出气缸且，该顶出座可上下移动并能向上伸出衬底容置腔，所述环形橡胶垫固接在顶出座上且二者之间围成
负压腔，所述快速连接阀安装在顶出座上且与负压腔相连通；
[0031]在步骤10中，通过机械臂将衬底放置在环形橡胶垫上，并通过快速连接阀对负压腔通入负压以使衬底牢固吸附在环形橡胶垫上；再通过顶出气缸带动顶出座沿着衬底容纳腔向下移动，当衬底快接触到衬底容纳腔内壁时，停止供给负压，此时衬底稳稳置于衬底容纳腔内。
[0032]本技术方案与
技术介绍
相比，它具有如下优点：
[0033]1.本专利技术设计的装置简单、操作方便，可以解决多片金刚石衬底贴片后的自动化检测并且具有很高的精度以及可重复性，可以极大程度上降低了人工以及学习成本；且，在半导体超精密加工的准备阶段有很高的使用价值。
[0034]2.衬底四周置于该台阶面上，通过台阶面对衬底四周进行支撑，以避免衬底从衬底容纳腔内掉落。
[0035]3.调节板四周可置于所述台阶面上，且该调节板设有上下贯穿的衬底容纳分腔，为了对不同尺寸的衬底进行检测，设置该调节板，以适应更小尺寸的衬底本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于图像识别的多片金刚石衬底检测装置，其特征在于：它包括：衬底固定机构，其包括衬底固定架，该衬底固定架设有上下贯穿的衬底容纳腔，该衬底容纳腔用于放置贴有多片金刚石片的衬底；图像检测机构，其包括第一相机和第二相机，所述第一相机和第二相机分别位于衬底容纳腔的正上方和正下方，所述第一相机对所述衬底进行拍摄以确定需要测厚的位置，所述第二相机对所述衬底进行拍摄以识别所述衬底的缺陷及气泡；厚度检测机构，其包括位移传动机构、第一激光位移传感器和第二激光位移传感器，所述第一激光位移传感器和第二激光位移传感器均安装在位移传动机构上且分别位于衬底容纳腔的上方和下方，该位移传动机构可带动第一激光位移传感器和第二激光位移传感器同步移动，以对衬底容纳腔内的衬底进行定位测量，进而得到多片金刚石片处的厚度信息。2.根据权利要求1所述的基于图像识别的多片金刚石衬底检测装置，其特征在于：所述衬底容纳腔之腔壁设有一台阶面，所述衬底四周置于该台阶面上。3.根据权利要求2所述的基于图像识别的多片金刚石衬底检测装置，其特征在于：所述衬底固定机构还包括调节板，该调节板四周可置于所述台阶面上，且该调节板设有上下贯穿的衬底容纳分腔。4.根据权利要求1所述的基于图像识别的多片金刚石衬底检测装置，其特征在于：所述图像检测机构还包括环形灯，所述环形灯位于衬底容置腔上方且与衬底容置腔同心布置，该环形灯的出光面朝向衬底容置腔。5.根据权利要求4所述的基于图像识别的多片金刚石衬底检测装置，其特征在于：所述图像检测机构还包括相机支杆、第一横架和第二横架，所述第一横架和第二横架均固接在相机支杆上且二者上下间隔布置，所述第一相机和第二相机分别固接在第一横架和第二横架上。6.根据权利要求1所述的基于图像识别的多片金刚石衬底检测装置，其特征在于：所述位移传动机构包括第一导轨、第一导轨架、第一驱动电机、第二导轨、第二导轨架和第二驱动电机，所述第一导轨向前后方向延伸，所述第一导轨架滑动装接在第一导轨上且与第一驱动电机相传动连接；所述第二导轨固接在第一导轨架上且其向左右方向延伸，所述第二导轨架滑动装接在第二导轨上且与第二驱动电机传动连接，所述第一激光位移传感器和第二激光位移传感器均安装在第二导轨架上。7.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：陆静，辛永康，李晨，王嘉炜，罗求发，柯聪明，
申请(专利权)人：华侨大学，
类型：发明
国别省市：