一种基于机器视觉的器件对位对接系统及方法

摘要

本发明公开了一种基于机器视觉的器件对位对接系统及方法,包括：将上器件水平吸附在上压头的下端；将下器件置于下器件治具上，且将治具安装在对位调节机构上；将对位光学机构的上下转镜移动至上器件与下器件之间；依次开启上下转镜上的上光源和下光源，实现依次对上器件和下器件进行拍照和位置识别；以上器件的位置为基准，通过对位调节机构调节下器件的位置，使上器件和下器件上下对准；移出对位光学机构；上压头垂直下降，使上器件和下器件按设定相对位置贴合。本发明使用一套对位光学机构即可完成上下器件对位，大大降低了成本；在上下器件对位完成后，上器件仅需在垂直轴向移动即可完成对位贴合，减少运动轴数，最终负载位置运动精度大幅度提高。

权利要求

1.一种基于机器视觉的器件对位对接系统，其特征在于，包括：可上下运动的上压头，所述上压头的下端水平吸附有上器件；

位于所述上压头下方的对位调节机构，所述对位调节机构上固定安装有下器件治具，所述下器件治具上水平安装有下器件；

位于所述上压头与对位调节机构之间的对位光学机构，所述对位光学机构包括CCD、镜头和上下转镜，所述上下转镜的上下两侧安装有上光源和下光源，用于对所述上器件和下器件进行位置识别；其中，在使用时控制上光源和下光源的依次打开，即先打开上光源通过上下转镜实现对上器件的拍摄，而后打开下光源通过上下转镜实现对下器件的拍摄；

处理器，所述处理器分别与所述CCD和对位调节机构相连，用于基于上器件和下器件的位置识别结果，以所述上器件的位置为基准，通过所述对位调节机构调节所述下器件的位置，以使所述上器件和下器件上下对准。

2.如权利要求1所述的器件对位对接系统，其特征在于，所述上下转镜水平设置于所述上器件与下器件之间。

3.如权利要求1所述的器件对位对接系统，其特征在于，所述对位调节机构可实现水平移动。

4.一种基于如权利要求1 3中任一项所述的器件对位对接系统的器件对位对接方法，~其特征在于，包括：

步骤1、将上器件水平吸附在所述上压头的下端；

步骤2、将下器件置于所述下器件治具上，且将所述下器件治具固定安装在所述对位调节机构上；

步骤3、将所述对位光学机构的上下转镜移动至所述上器件与下器件之间；

步骤4、开启所述上下转镜上方的上光源，对所述上器件进行拍照和位置识别；

步骤5、开启所述上下转镜下方的下光源，对所述下器件进行拍照和位置识别；

步骤6、基于上器件和下器件的位置识别结果，以所述上器件的位置为基准，通过所述对位调节机构调节所述下器件的位置，使所述上器件和下器件上下对准；

步骤7、移出所述对位光学机构；

步骤8、上压头垂直下降，使上器件和下器件按设定相对位置贴合。

说明书

一种基于机器视觉的器件对位对接系统及方法

技术领域

[0001] 本发明涉及半导体器件制造技术领域，具体涉及一种基于机器视觉的器件对位对接系统及方法。

背景技术

[0002] 在半导体器件制造的焊接、键合等工艺中，常使用机器视觉作为定位方式、对位方式。此类对位方式会用同一组光学设备先后在同一工位拍照，或空间位置相互远离的两个工位，利用两组光学设备同时拍照，而后经过复杂的运动，使两器件到达指定的相对位置。

[0003] 现有技术存在的缺陷为：

[0004] 1、高精度光学设备价格高，使用两组设备使生产成本大幅增加；

[0005] 2、先后在同一位置，先后对两器件拍照定位，而后经负载的平移、翻转等运动到达指定位置，会严重损失经机器视觉取得的精度。

发明内容

[0006] 针对现有技术中存在的上述问题，本发明提供一种基于机器视觉的器件对位对接系统及方法。

[0007] 本发明公开了一种基于机器视觉的器件对位对接系统，包括：

[0008] 可上下运动的上压头，所述上压头的下端水平吸附有上器件；

[0009] 位于所述上压头下方的对位调节机构，所述对位调节机构上固定安装有下器件治具，所述下器件治具上水平安装有下器件；

[0010] 位于所述上压头与对位调节机构之间的对位光学机构，所述对位光学机构包括CCD、镜头和上下转镜，所述上下转镜的上下两侧安装有上光源和下光源，用于对所述上器件和下器件进行位置识别；

[0011] 处理器，所述处理器分别与所述CCD和对位调节机构相连，用于基于上器件和下器件的位置识别结果，以所述上器件的位置为基准，通过所述对位调节机构调节所述下器件的位置，以使所述上器件和下器件上下对准。

[0012] 作为本发明的进一步改进，所述上下转镜水平设置于所述上器件与下器件之间。

[0013] 作为本发明的进一步改进，所述对位调节机构可实现水平移动。

[0014] 本发明还公开了一种基于机器视觉的器件对位对接方法，包括：

[0015] 步骤1、将上器件水平吸附在所述上压头的下端；

[0016] 步骤2、将下器件置于所述下器件治具上，且将所述下器件治具固定安装在所述对位调节机构上；

[0017] 步骤3、将所述对位光学机构的上下转镜移动至所述上器件与下器件之间；

[0018] 步骤4、开启所述上下转镜上方的上光源，对所述上器件进行拍照和位置识别；

[0019] 步骤5、开启所述上下转镜下方的下光源，对所述下器件进行拍照和位置识别；

[0020] 步骤6、基于上器件和下器件的位置识别结果，以所述上器件的位置为基准，通过所述对位调节机构调节所述下器件的位置，使所述上器件和下器件上下对准；

[0021] 步骤7、移出所述对位光学机构；

[0022] 步骤8、上压头垂直下降，使上器件和下器件按设定相对位置贴合。

[0023] 与现有技术相比，本发明的有益效果为：

[0024] 本发明使用一套对位光学机构即可完成上下器件对位，大大降低了成本；

[0025] 本发明在上下器件对位完成后，上器件仅需在垂直轴向移动即可完成对位贴合，减少运动轴数，最终负载位置运动精度大幅度提高，利于最终工艺精度的实现。

附图说明

[0026] 图1为本发明一种实施例公开的基于机器视觉的器件对位对接系统的结构示意图；

[0027] 图2为本发明一种实施例公开的基于机器视觉的器件对位对接方法的流程图。

[0028] 图中：

[0029] 1、上压头；2、上器件；3、下光源；4、下器件治具；5、对位调节机构；6、上光源；7、上下转镜；8、CCD；9、镜头；10、下器件。

具体实施方式

[0030] 为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

[0031] 下面结合附图对本发明做进一步的详细描述：

[0032] 如图1所示，本发明提供一种基于机器视觉的器件对位对接系统，包括：上压头1、上器件2、下光源3、下器件治具4、对位调节机构5、上光源6、上下转镜7、CCD8、镜头9和下器件10，下光源3、上光源6、上下转镜7、CCD8和镜头9构成对位光学机构；基于对位光学机构的识别以及对位调节机构5的调整，实现上器件2和下器件10的上下对准；其中，

[0033] 本发明的上压头1可垂直上下运动，且上压头1的下端水平吸附有上器件2；对位调节机构5位于上压头1的下方，对位调节机构5上固定安装有下器件治具4，下器件治具4上水平安装有下器件10。进一步，本发明的对位调节机构5可实现水平移动，即可调节下器件10水平X、Y轴的运动。

[0034] 本发明的对位光学机构可从上器件2和下器件10之间移入或移出，对位光学机构的镜头9一端安装有上下转镜7，上下转镜7上设有上镜口和下镜口，通过分光镜等分光元件实现对上器件2和下器件10的拍摄；同时，本发明在上下转镜7的上镜口处安装有上光源6、下镜口处安装有下光源3，为了实现对上器件2和下器件10的依次拍摄，在使用时控制上光源6和下光源3的依次打开，即先打开上光源6通过上下转镜7实现对上器件2的拍摄，而后打开下光源3通过上下转镜7实现对下器件10的拍摄。对位光学机构的镜头9另一端连接有CCD8，用于将光学影像转化为数字信号，在基于后续连接的处理器实现上器件和下器件的位置识别。

[0035] 本发明的处理器分别与CCD8和对位调节机构5相连，用于基于上器件和下器件的位置识别结果，以上器件的位置为基准，通过对位调节机构调节下器件10的位置，以使上器件2和下器件10上下对准。

[0036] 如图2所示，本发明提供一种基于机器视觉的器件对位对接方法，包括：

[0037] 步骤1、将上器件2水平吸附在上压头1的下端；

[0038] 步骤2、将下器件10置于下器件治具4上，且将下器件治具4固定安装在对位调节机构5上；

[0039] 步骤3、将对位光学机构的上下转镜7移动至上器件2与下器件10之间；

[0040] 步骤4、开启上下转镜7上方的上光源6，对上器件2进行拍照和位置识别；

[0041] 步骤5、开启上下转镜7下方的下光源3，对下器件10进行拍照和位置识别；

[0042] 步骤6、基于上器件2和下器件10的位置识别结果，以上器件2的位置为基准，通过对位调节机构5调节下器件10的位置，使上器件和下器件上下对准；

[0043] 步骤7、移出对位光学机构；

[0044] 步骤8、上压头1垂直下降，使上器件2和下器件10按设定相对位置贴合。

[0045] 本发明的优点为：

[0046] 本发明使用一套对位光学机构即可完成上下器件对位，大大降低了成本；

[0047] 本发明在上下器件对位完成后，上器件仅需在垂直轴向移动即可完成对位贴合，减少运动轴数，最终负载位置运动精度大幅度提高，利于最终工艺精度的实现。

[0048] 以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。