基于校正相机设定定位相机与吸嘴偏移量的校准系统和方法技术方案

本发明专利技术涉及一种基于校正相机设定定位相机与吸嘴偏移量的校准系统和方法，包括校正相机、透明十字标靶、定位相机和吸嘴；定位相机和吸嘴设置在机械臂上，校正相机布置在校正工位处，校正相机向上获取影像，定位相机向下获取影像，透明十字标靶设置在校正相机的正上方，透明十字标靶包括十字标记，校正相机通过基于透明十字标靶分别对齐校准定位相机和吸嘴，通过校正系统记录定位相机和吸嘴校准后的坐标，比计算出吸嘴偏移量。本发明专利技术通过校准系统和校正方法，通过校正相机实现定位相机和吸嘴的快速精准定位和校正工作，并计算得到其之间的偏移量，通过该偏移量实现IC芯片的快速、精准吸取，提高生产效率。提高生产效率。提高生产效率。

【技术实现步骤摘要】
基于校正相机设定定位相机与吸嘴偏移量的校准系统和方法


[0001]本专利技术涉及半导体芯片测试
，具体涉及一种基于校正相机设定定位相机与吸嘴偏移量的校准系统和方法。

技术介绍

[0002]在IC芯片自动化制程工艺中，经常需要通过机械臂和吸嘴对IC芯片进行吸取和搬运工作，并结合定位相机进行精准定位。但是因为空间关系，用作影像定位的定位相机与吸取IC芯片的吸嘴，难以设计在同一垂直面上，两者之间需间隔一定的距离，为了使吸嘴能顺利指向定位相机所对准的目标位置，一般需要通过预设定位相机与吸嘴之间的偏移量，先通过定位相机定位IC芯片的位置，然后驱动机械臂移动设定好的偏移量，就可以调整吸嘴对准IC芯片。
[0003]现有技术一般时通过人为的测量，通过标尺等测量设备测量定位相机与吸嘴之间的距离(即吸嘴偏移量)，但是人为测量时避免不了精度的问题，随着芯片小型化和微型化，可能细小的误差就会带来较大的错误率，而且人为手动测量操作不方便。而且在现有的自动化生产过程中，为了方便更好吸嘴或进行批量化吸取工作的时候，吸嘴装置一般模块化设计，集成若干个吸嘴模块(如图1所示)。过个吸嘴模块集成到一个吸嘴装置上，如果对多个吸嘴模块都进行手动认为测量，当单个吸嘴与定位相机之间出现小的误差，可能会到来整体比较严重的吸取偏差。
[0004]并且在高度自动化工作中，XY轴机械手臂在驱动吸嘴吸取搬运工作目标时，依赖X轴马达和Y轴马达将定位相机和吸嘴装置移动到指定位置坐标，因此XY轴马达的移动精度与重复精度，决定了自动化流程的稳定性。如果不及时的对其进行校正定位，长时间的自动化工作中，其精度和准确度会下降，从而也影响自动化芯片测试的效率。

技术实现思路

[0005]本专利技术解决的技术问题是提供一种高效、精准的基于校正相机设定定位相机与吸嘴偏移量的方法。
[0006]本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：
[0007]基于校正相机设定定位相机与吸嘴偏移量的校准系统，包括校正相机、透明十字标靶、定位相机和吸嘴；所述定位相机和吸嘴设置在机械臂上，所述校正相机布置在校正工位处，所述校正相机向上获取影像，所述定位相机向下获取影像，所述透明十字标靶设置在所述校正相机的正上方，所述透明十字标靶包括十字标记，所述校正相机通过基于所述透明十字标靶分别对齐校准所述定位相机和吸嘴，通过所述校正系统记录所述定位相机和所述吸嘴校准后的坐标，比计算出所述吸嘴偏移量。
[0008]进一步的，所述校正相机和所述定位相机的影像中心设置有十字对准辅助线和快速定位辅助框，所述十字标靶还包括mark点、十字标靶第一校准框；所述快速定位辅助框用于快速抓取所述mark点和十字标靶第一校准框，所述校正相机和所述定位相机影像中心的
十字对准辅助线通过所述十字标记对齐实现所述校正相机和所述定位相机的中心对齐工作。
[0009]进一步的，所述透明十字标靶水平设置在XYZ三轴定位器上，所述XYZ三轴定位器包括X轴微调滑台、Y轴微调滑台和Z轴微调滑台，通过所述X轴微调滑台、所述Y轴微调滑台和所述和Z轴微调滑台实现对所述十字标靶的精确微调。
[0010]基于校正相机设定定位相机与吸嘴偏移量的方法，包括以下步骤：
[0011]步骤S1：调整透明十字标靶的十字标记对准校正相机的影像中心；
[0012]步骤S2：校准定位相机，移动机械臂，将定位相机的影像中心对准所述透明十字标靶的十字标记，并记录该坐标为基准坐标；
[0013]步骤S3：校准吸嘴，再次移动所述机械臂，将吸嘴对准所述校正相机的影像中心，并记录该坐标作为偏移坐标；
[0014]步骤S4：计算吸嘴偏移量，并保存，所述吸嘴偏移量为所述基准坐标与所述偏移坐标之间的距离。
[0015]进一步的，还包括以下步骤：
[0016]步骤S5：吸嘴吸取IC芯片，所述校正相机定位校准所述定位相机后，所述机械臂移动所述吸嘴偏移量距离，使所述IC芯片进入到所述校正相机的影像中；
[0017]步骤S6：微调所述机械臂，使所述IC芯片的中心与所述十字标记对齐，记录此时的所述机械臂坐标作为补偿坐标；
[0018]步骤S7：计算距离补偿量，所述距离补偿量为所述补偿坐标与所述偏移坐标之间的距离；
[0019]步骤S8：将所述距离补偿量补偿到所述吸嘴偏移量上，进行进一步校正。
[0020]XY轴机械手臂马达精准度自动校准方法，包括以下步骤：
[0021]S11：校正定位相机，根据权利要求4或5所述的基于校正相机设定定位相机与吸嘴偏移量的方法，校正所述定位相机；
[0022]S12：通过验证标靶记录所述定位相机的坐标和自动曝光设定；
[0023]S13：重复精度验证，在根据计算标准差的方式来推算XY轴马达各自的Cpk；
[0024]S14：对比所述Cpk与预设基准值，若所述Cpk大于所述预设基准值，表示所述XY轴机械臂马达的重复精度符合要求。
[0025]进一步的，在所述步骤S12中，驱动所述定位相机至所述验证标靶处，所述验证标靶包括十字标记和mark点，所述定位相机通过所述mark点定位和十字标记对齐，实现所述验证标靶的定位。
[0026]进一步的，所述自动曝光设定采用每次增加500曝光值、并进行50次的增益，取得影像中像素的平均灰阶值，当所述平均灰阶值大于预设值时为最佳曝光值，记录所述最佳曝光值为所述自动曝光设定。
[0027]进一步的，在所述步骤S13中，驱动机械手臂的所述XY马达移动至其正极限和负极限后，在透过所述定位相机辨识所述验证标靶，得到每次XY马达的偏移量，重复若干次。
[0028]本专利技术的有益效果是：
[0029]1、本专利技术通过校准系统和校正方法，通过校正相机实现定位相机和吸嘴的快速精准定位和校正工作，并计算得到其之间的偏移量，通过该偏移量实现IC芯片的快速、精准吸
取，提高生产效率。同时，再通过吸取IC芯片至校准相机处进行补偿校准，得到吸嘴补偿量，从而可以进一步的确保IC芯片搬运的稳定性和重复性。而且通过本专利技术的校准系统和校准方法，可以快速、准确的得到每个吸嘴的吸嘴偏移量，从而可以确保整个模块化吸嘴装置的吸取精度，以减少认为误差。
[0030]2、本专利技术通过校正相机设定定位相机与吸嘴偏移量的校准系统和方法，实现了对XY轴机械手臂的XY轴马达精准度的自动校准工作，从而提高XY轴机械手臂的搬运IC芯片的效率和精准度。
附图说明
[0031]图1为本专利技术的系统结构图；
[0032]图2为图1的移动状态图；
[0033]图3为本专利技术的方法原理图；
[0034]图4为图1中下相机的影像界面示意图；
[0035]图5为图1中十字标靶的示意图；
[0036]图6为将十字标靶与下相机的影像中心对准；
[0037]图7为本专利技术的扩展方法原理图；
[0038]图8为本专利技术扩展方法的第一示意图；
[0039]图9本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于校正相机设定定位相机与吸嘴偏移量的校准系统，其特征在于：包括校正相机、透明十字标靶、定位相机和吸嘴；所述定位相机和吸嘴设置在机械臂上，所述校正相机布置在校正工位处，所述校正相机向上获取影像，所述定位相机向下获取影像，所述透明十字标靶设置在所述校正相机的正上方，所述透明十字标靶包括十字标记，所述校正相机通过基于所述透明十字标靶分别对齐校准所述定位相机和吸嘴，通过所述校正系统记录所述定位相机和所述吸嘴校准后的坐标，比计算出所述吸嘴偏移量。2.如权利要求1所述的基于校正相机设定定位相机与吸嘴偏移量的校准系统，其特征在于：所述校正相机和所述定位相机的影像中心设置有十字对准辅助线和快速定位辅助框，所述十字标靶还包括mark点、十字标靶第一校准框；所述快速定位辅助框用于快速抓取所述mark点和十字标靶第一校准框，所述校正相机和所述定位相机影像中心的十字对准辅助线通过所述十字标记对齐实现所述校正相机和所述定位相机的中心对齐工作。3.如权利要求1所述的基于校正相机设定定位相机与吸嘴偏移量的校准系统，其特征在于：所述透明十字标靶水平设置在XYZ三轴定位器上，所述XYZ三轴定位器包括X轴微调滑台、Y轴微调滑台和Z轴微调滑台，通过所述X轴微调滑台、所述Y轴微调滑台和所述和Z轴微调滑台实现对所述十字标靶的精确微调。4.基于校正相机设定定位相机与吸嘴偏移量的方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤S1：调整透明十字标靶的十字标记对准校正相机的影像中心；步骤S2：校准定位相机，移动机械臂，将定位相机的影像中心对准所述透明十字标靶的十字标记，并记录该坐标为基准坐标；步骤S3：校准吸嘴，再次移动所述机械臂，将吸嘴对准所述校正相机的影像中心，并记录该坐标作为偏移坐标；步骤S4：计算吸嘴偏移量，并保存，所述吸嘴偏移量为所述基准坐标与所述偏移坐标之间的距离。5.如权利要求4所述的基于校正相机设定定...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘勇志，吴伟传，
申请(专利权)人：禾洛半导体徐州有限公司，
类型：发明
国别省市：