CN106486401B - 一种面向片式元件多节点检测的卷到卷转移系统 - Google Patents
一种面向片式元件多节点检测的卷到卷转移系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN106486401B CN106486401B CN201610814103.0A CN201610814103A CN106486401B CN 106486401 B CN106486401 B CN 106486401B CN 201610814103 A CN201610814103 A CN 201610814103A CN 106486401 B CN106486401 B CN 106486401B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- coordinate value
- pick
- roll
- axis coordinate
- chip
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
- H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
- H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
- H01L21/67126—Apparatus for sealing, encapsulating, glassing, decapsulating or the like
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
- H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
- H01L21/67242—Apparatus for monitoring, sorting or marking
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
- H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
- H01L21/67242—Apparatus for monitoring, sorting or marking
- H01L21/67259—Position monitoring, e.g. misposition detection or presence detection
- H01L21/67265—Position monitoring, e.g. misposition detection or presence detection of substrates stored in a container, a magazine, a carrier, a boat or the like
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K13/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or adjusting assemblages of electric components
- H05K13/08—Monitoring manufacture of assemblages
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Operations Research (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
Abstract
本发明属于电子封装设备相关领域,并公开了一种面向片式元件多节点检测的卷到卷转移系统,其包括底座,以及安装在该底座上的料卷输送装置、元件拾取装置、夹持装置和上视检测装置,其中料卷输送装置用于卷到卷进给物料,并在进给过程中将片式元件予以揭膜和覆膜处理;该元件拾取装置用于将片式元件执行拾取后转移到夹持装置予以检测,然后将其返回放置至料带料槽内,并分别采用下视观测相机对其进行下视位姿拍摄;该上视检测装置配合对片式元件执行上视位姿拍摄。本发明还公开了位置补偿各环节的优化处理算法和综合评价算法。通过本发明,能够确保在连续检测过程中实现片式元件的拾取和返回放置操作,同时具备高效率和高精度等优点。
Description
技术领域
本发明属于电子封装设备相关领域,更具体地,涉及一种面向片式元件多节点检测的卷到卷转移系统。
背景技术
元器件表面贴装技术(Surface Mount Technology,简称SMT)是电子制造的主流技术,要保证其工艺精细化和产品高可靠性,离不开高质量、高效率检测技术。在从贴装元器件上线到组件组装完毕下线的整个SMT组装流程中,检测主要被设置在三个主要节点:即组装前的来料检测、组装过程中检测、以及组装后的组件检测。
现有技术中关于来料检测环节的电子元件检测方案中,大多都是从检测功能角度和结构组成角度进行设计。例如,CN105555123 A中公开了一种面向料盘的SMD抽检及清点设备,其可完成SMD料盘上元件的快速抽检及检后回收,此外还能快速准确地完成料盘上元件个数的清点和分切。但该技术方案主要是从满足元件抽检和清点的角度提出相应的结构组成,却未提供检测环节中涉及元件精确定位及转移的具体实施方式。相应地,本领域亟需针对上述技术问题寻求更为完善的解决方案,以满足目前日益提高的工艺要求。
发明内容
针对现有技术的以上缺陷或改进需求,本发明提供了一种面向片式元件多节点检测的卷到卷转移系统,其中通过对该卷到卷转移系统的整体构造组成及其关键组件进行重新设计,不仅可实现待检片式元件的高效进给,而且能够结合需求对整个进给过程中的多节点执行高精度的全面检测;此外,本发明还分别针对元件拾取环节、元件返回放置环节均设计了不同的优化补偿算法,同时对转移精度也提出了评价算法,相应能够进一步确保在连续检测过程中实现片式元件的精确拾取和返回放置操作。
为实现上述目的,按照本发明,提供了一种面向片式元件多节点检测的卷到卷转移系统,该卷到卷转移系统包括底座,以及安装在该底座上的料卷输送装置、元件拾取装置、夹持装置以及上视检测装置,其特征在于:
所述料卷输送装置包括放料模块、收料模块、揭膜模块和覆膜模块,其中物料从该放料模块以卷到卷的方式朝着该收料模块执行单向进给,并在进给过程中首先经由所述揭膜模块揭开表面所封装的薄膜且露出待检测的片式元件,然后在完成检测后再经由所述覆膜模块对该片式元件重新予以覆膜封装;
所述元件拾取装置包括拾取头和下视观测相机,其中该拾取头具有XYZ三轴自由度和绕着Z轴旋转的W向自由度,并用于将待检测的片式元件执行拾取以转移到所述夹持装置予以检测,然后将完成检测的片式元件返回放置至所述料卷输送装置的料带料槽内;该下视观测相机固连于所述拾取头且可随之一同沿着X轴和Y轴运动,并用于对所述拾取头所拾取/返回放置的片式元件执行下视拍摄以获得位置及姿态信息;
所述夹持装置设置处于所述料卷输送装置的水平一侧,并用于将所述拾取头所转移过来的片式元件予以夹持和通电处理,然后对其电学性能执行检测,从而判断此片式元件的电学性能是否满足需求;
所述上视检测装置设置处于所述料卷输送装置与所述夹持装置之间,并用于对所述拾取头所拾取/返回放置的片式元件执行上视拍摄以获得其位置及姿态信息。
作为进一步优选地,所述夹持装置呈板式结构,并在其表面两侧各自安装有可伸缩的弹性顶针,该弹性顶针用于将所述拾取头转移至此的片式元件接触抵压,然后与电学性能检测仪器相连通,由此执行电学性能的检测。
作为进一步优选地,对于所述下视观测相机而言,当待检测的片式元件被所述拾取头执行拾取或者完成检测的片式元件被所述拾取头执行返回放置时,该片式元件均完全处于该下视观测相机的视野范围之内;此外,对于所述上视检测装置而言,其优选为上视观测相机,并且在旋转零位状态下其视野正中心正好与所述拾取头的中心保持一致。
作为进一步优选地,当所述拾取头将待检测的片式元件执行拾取以转移到所述夹持装置予以检测时,优选依照下列公式对其拾取操作执行位置补偿:
其中,分别是预设的拾取基准点N1的X轴坐标值和Y轴坐标值,分别是执行位置补偿后的实际拾取点N2的X轴坐标值和Y轴坐标值;kDx、kDy分别用于表示X轴方向、Y轴方向上针对所述下视相机的补偿比例因子,其可通过对所述下视观测相机执行视觉标定而获得;分别是待检测的片式元件几何中心的X轴坐标值和Y轴坐标值,分别是所述下视观测相机所拍摄的图像中心的X轴坐标值和Y轴坐标值;此外,δx1,δy1分别用于表示所述拾取头在拾取状态下相对旋转零位状态在X轴方向、Y轴方向上的位置变化,其可通过对所述上视观测相机执行实际标定而获得。
作为进一步优选地,当所述拾取头将已完成检测的片式元件返回放置至所述料卷输送装置的料带料槽内时,优选依照下列公式组对其返回放置操作执行位置补偿:
其中,分别是预设的返回放置基准点M1的X轴坐标值和Y轴坐标值,分别是执行位置补偿后的实际返回放置点M2的X轴坐标值和Y轴坐标值;kEx、kEy分别用于表示X轴方向、Y轴方向上针对所述上视相机的补偿比例因子,其可通过对所述上视观测相机执行视觉标定而获得;分别是所述已完成检测的片式元件几何中心的X轴坐标值和Y轴坐标值,分别是所述上视观测相机所拍摄的图像中心的X轴坐标值和Y轴坐标值;θ用来表示片式元件相对所述料卷输送装置的料带在进给方向上的偏角,且0≤θ≤90°;此外,假设所述拾取头在此返回放置操作位置下以10°为间隔旋转一周,其运动轨迹将拟合获得一斜椭圆,其中,Ra、Rb分别用来表示该斜椭圆的长轴和短轴,Cx、Cy分别用于表示该斜椭圆圆心的坐标,γ用于表示该斜椭圆相对标准椭圆的旋转角,上述5个参数作为斜椭圆拟合结果得到。
作为进一步优选地,当所述拾取头将已完成检测的片式元件返回放置至所述料卷输送装置的料带料槽内时,优选依照下列公式组首先计算得出所述片式元件的最大允许偏转角其中a、b分别表示所述已完成检测的片式元件的长和宽,m、h分别表示此时该片式元件将被返回放置的料带料槽的长和宽:
并且在该最大允许偏转角时,依照下列简化公式对其返回放置操作执行位置补偿:
其中,θ用来表示片式元件相对所述料卷输送装置的料带在进给方向上的偏角,且0≤θ≤90°;分别是预设的返回放置基准点M1的X轴坐标值和Y轴坐标值,分别是执行位置补偿后的实际返回放置点M2的X轴坐标值和Y轴坐标值;kEx、kEy分别用于表示X轴方向、Y轴方向上的补偿比例因子,其可通过对所述上视观测相机执行视觉标定而获得;分别是所述已完成检测的片式元件几何中心的X轴坐标值和Y轴坐标值,分别是所述上视观测相机所拍摄的图像中心的X轴坐标值和Y轴坐标值。
作为进一步优选地,上述卷到卷转移系统还包括中央处理单元,该中央处理单元用于对片式元件执行位置补偿后所达到的转移精度进行评价,并且优选依照下列公式组来计算转移精度评价值kx、ky:
其中,a、b分别表示所述已完成检测的片式元件的长和宽,m、h分别表示此时该片式元件将被返回放置的料带料槽的长和宽;Ex、Ey分别用来表示被返回放置至所述料带料槽内的片式元件在X轴方向、Y轴方向相对于此料带料槽中心的偏差值;β用来表示被返回放置至所述料带料槽内的片式元件在相对于物料进给方向的夹角;此外,kx、ky的值越小,则表明转移精度越高。
总体而言,通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比,主要具备下列技术优点:
1、其中通过对该卷到卷转移系统的整体构造组成及其关键组件进行重新设计,不仅可实现待检片式元件的高效进给,而且能够结合需求对整个进给过程中的多节点执行高精度的全面检测;
2、本发明还分别针对元件拾取环节、元件返回放置环节分别独立设计了不同的优化补偿算法,其中在涉及到拾取头对元件的定位拾取环节时,通过引入下视观测相机,下视观测相机采图获取片式元件位姿信息,结合元件位姿信息与下视视觉补偿方法计算出补偿偏差,基于拾取基准点驱动拾取头补偿相应偏差以完成对元件几何中心的定位拾取;
3、此外,在涉及到拾取头对元件的精确放回料槽环节时,通过引入上视观测相机来消除拾取过程造成的误差,上视观测相机采图获取片式元件位姿信息来计算出补偿偏差,由此可以保证拾取头对元件准确放回;
4、本发明中还专门针对对转移精度提出了评价算法,由此能够定量评价采用上述视觉补偿方法对不同规格元件进行误差补偿后所达到的转移精度效果。
附图说明
图1是按照本发明优选实施例所构建的面向片式元件多节点检测的卷到卷转移系统的整体构造示意图;
图2是按照本发明的整体转移过程的工艺流程图;
图3是按照本发明优选实施方式的转移精度量化评价示意图;
图4是示范性解释说明按照本发明的下视观测相机的原理示意图;
图5是示范性解释说明按照本发明的上视观测相机的原理示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。此外,下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
图1是按照本发明优选实施例所构建的面向片式元件多节点检测的卷到卷转移系统的整体构造示意图。如图1所示,该卷到卷转移系统主要包括底座1,以及安装在该底座上的料卷输送装置2、元件拾取装置3、夹持装置4以及上视检测装置5等组件,下面将对其逐一进行具体说明。
料卷输送装置2可包括放料模块21、收料模块26、揭膜模块22和覆膜模块27,其中物料从该放料模块21以卷到卷的方式朝着该收料模块26执行单向进给(图中显示为沿着Y轴方向),并在进给过程中首先经由揭膜模块22揭开表面所封装的薄膜且露出待检测的片式元件24,然后在完成检测后再经由覆膜模块27对该片式元件重新予以覆膜封装。
元件拾取装置3主要包括拾取头32和下视观测相机31,其中该拾取头32可具有XYZ三轴自由度和绕着Z轴旋转的W向自由度,并用于将待检测的片式元件执行拾取以转移到夹持装置4予以检测,主要是涉及电学性能方面的质量检测,然后将完成检测的片式元件返回放置至所述料卷输送装置的料带料槽内。该下视观测相机31固连于拾取头32且可随之一同沿着X轴和Y轴运动,并用于对所述拾取头所拾取/返回放置的片式元件执行下视拍摄以获得位置及姿态信息。
夹持装置4设置处于所述料卷输送装置的水平一侧,并用于将拾取头32)所转移过来的片式元件予以夹持和通电处理,然后对其电学性能执行检测,从而判断此片式元件的电学性能是否满足需求。更具体地,该夹持装置譬如呈板式结构,并在其表面两侧各自安装有可伸缩的弹性顶针,该弹性顶针用于将所述拾取头转移至此的片式元件接触抵压,然后与电学性能检测仪器相连通,由此执行电学性能的检测。片式元件在该夹持装置中的位置可优选设计为与其在料带上的位置相垂直。
此外,上视检测装置5譬如设置处于料卷输送装置2与夹持装置之间,并用于对所述拾取头所拾取/返回放置的片式元件执行上视拍摄以获得其位置及姿态信息。
换而言之,如图1中所示,在整个系统中一共包括3个观测位即观测位A、观测位B和观测位C;按照本发明的一个优选实施方式,下视观测相机31对应于观测位A和观测位B,并且当待检测的片式元件被所述拾取头执行拾取或者完成检测的片式元件被所述拾取头执行返回放置时,该片式元件均完全处于该下视观测相机的视野范围之内。上视检测装置5在本发明中优选为上视观测相机,其对应于观测位C,并且在旋转零位状态下其视野正中心正好与所述拾取头的中心保持一致。
更具体地,如图4中所示,为下视观测相机在下视观测位B处对元件的观测示意图,借助该示意图具体讲解下视视觉补偿方法。下视相机坐标系为XDODYD,片式元件几何中心为点下视采图图像中心为点该点随下视观测位固定而固定且拾取头与下视相机间距固定。故只要基于当前观测位对带下视视觉拾取装置(3)进行该固定间距的距离移动,就可以把拾取头运动到图中点ND1,该点在世界坐标系中对应于点取N1为拾取基准点。但是由于图1所示位置布局拾取头从料带位到夹具位要旋转90°且拾取头自身旋转引入位置偏差,实际拾取基准点对应与图中点
类似的,如图5中所示,为拾取头在上视观测位B处对元件的观测示意图,借助该示意图具体讲解上视视觉补偿方法。上视相机坐标系为XEOEYE,拾取头几何中心与上视采图图像中心重合于点拾取头旋转轨迹中心即为图中椭圆中心点NE。上视采图时元件在图中位置处,元件中心为点与料槽的角度偏差为θ。
此外,本发明中还针对拾取环节、返回放置环节分别独立地设计了具体算法处理来执行位置补偿,以便更进一步地提高转移精度。当然,在本发明的上述基础方案基础上,也可以选择其他适当的优化算法,或者是将各环节的优化算法合并处理。
按照本发明的一个优选实施方式,当所述拾取头32将待检测的片式元件执行拾取以转移到所述夹持装置4予以检测时,优选依照下列公式对其拾取操作执行位置补偿:
其中,分别是预设的拾取基准点N1的X轴坐标值和Y轴坐标值,分别是执行位置补偿后的实际拾取点N2的X轴坐标值和Y轴坐标值;kDx、kDy分别用于表示X轴方向、Y轴方向上针对所述下视相机的补偿比例因子,其可通过对所述下视观测相机执行视觉标定而获得;分别是待检测的片式元件几何中心的X轴坐标值和Y轴坐标值,分别是所述下视观测相机所拍摄的图像中心的X轴坐标值和Y轴坐标值;此外,δx1,δy1分别用于表示所述拾取头在拾取状态下相对旋转零位状态在X轴方向、Y轴方向上的位置变化,其可通过对所述上视观测相机执行实际标定而获得。
按照本发明的另一优选实施方式,当所述拾取头32将已完成检测的片式元件返回放置至所述料卷输送装置的料带料槽内时,优选依照下列公式组对其返回放置操作执行位置补偿:
其中,分别是预设的返回放置基准点M1的X轴坐标值和Y轴坐标值,分别是执行位置补偿后的实际返回放置点M2的X轴坐标值和Y轴坐标值;kEx、kEy分别用于表示X轴方向、Y轴方向上的补偿比例因子,其可通过对所述上视观测相机执行视觉标定而获得;分别是所述已完成检测的片式元件几何中心的X轴坐标值和Y轴坐标值,分别是所述上视观测相机所拍摄的图像中心的X轴坐标值和Y轴坐标值;θ用来表示片式元件相对所述料卷输送装置的料带在进给方向上的偏角,且0≤θ≤90°;此外,假设所述拾取头在此返回放置操作位置下以10°为间隔旋转一周,其运动轨迹将拟合获得一斜椭圆(譬如,该斜椭圆的一般参数方程在本领域中通常可表示为x=Racost*cosγ-Rbsint*sinγ+Cx,y=Racosθ*sinγ+Rbsinθ*cosγ+Cy,其中,Ra、Rb分别用来表示该椭圆的长轴和短轴,Cx、Cy分别用于表示该椭圆圆心的坐标,γ用于表示该椭圆相对标准椭圆的旋转角,上述5个参数均作为斜椭圆拟合结果得到;t(0≤t≤2π)为椭圆的离心角,是该斜椭圆参数方程的自变量参数,在所述工况中t的值即为θ)。
更进一步地,当所述拾取头32将已完成检测的片式元件返回放置至所述料卷输送装置的料带料槽内时,可以依照下列公式组首先计算得出所述片式元件的最大允许偏转角其中a、b分别表示所述已完成检测的片式元件的长和宽,m、h分别表示此时该片式元件将被返回放置的料带料槽的长和宽:
并且在该最大允许偏转角时,依照下列简化公式对其返回放置操作执行位置补偿:
其中,θ用来表示片式元件相对所述料卷输送装置的料带在进给方向上的偏角,且0≤θ≤90°;分别是预设的返回放置基准点M1的X轴坐标值和Y轴坐标值,分别是执行位置补偿后的实际返回放置点M2的X轴坐标值和Y轴坐标值;kEx、kEy分别用于表示X轴方向、Y轴方向上针对所述上视相机的补偿比例因子,其可通过对所述上视观测相机执行视觉标定而获得;分别是所述已完成检测的片式元件几何中心的X轴坐标值和Y轴坐标值,分别是所述上视观测相机所拍摄的图像中心的X轴坐标值和Y轴坐标值。而当该最大允许偏转角时,则仍然保持上述未简化的公式对其其返回放置操作执行位置补偿。
参看图3,显示了按照本发明优选实施方式的转移精度量化评价示意图。在该图中,Δx表示Xz轴方向的误差边界,Δy表示Y轴方向向的误差边界,a、b、m、h分别为片式元件和料槽的长宽,β为元件相对料槽的偏转角。则
以封装尺寸为0201的贴片电阻元件为例,元器件尺寸长宽高为0.6mm×0.3mm×0.3mm,该SMD所对应元器件槽的尺寸为0.7mm×0.4mm。当元件相对槽的偏转角β=0时,累计误差允许边界最大,则可求得最大累计误差允许边界,即Δxmax=0.05mm,Δymax=0.05mm。那么在元件从夹具位到料槽转移时,转移过程中造成的X向和Y向累计偏差均需小于50μm,才能保证成功放回。
相应地,按照本发明的又一优选实施方式,上述卷到卷转移系统还可以包括中央处理单元,该中央处理单元用于对片式元件执行位置补偿后所达到的转移精度进行评价,并且优选依照下列公式组来计算转移精度评价值kx、ky:
其中,a、b分别表示所述已完成检测的片式元件的长和宽,m、h分别表示此时该片式元件将被返回放置的料带料槽的长和宽;Ex、Ey分别用来表示被返回放置至所述料带料槽内的片式元件在X轴方向、Y轴方向相对于此料带料槽中心的偏差值;β用来表示被返回放置至所述料带料槽内的片式元件在相对于物料进给方向的夹角;此外,kx、ky的值越小,则表明转移精度越高。
下面将参照图2对按照本发明的整体转移工艺进行解释说明。
首先,料卷输送装置2预先将待检测的片式元件24进给到下视观测相机31的视野范围内,移动下视观测相机31到下视观测位A采图,并利用图像处理获取片式元件的几何中心
接着,将带入补偿计算公式得到料带处实际拾取点坐标;然后拾取头移动到完成对待检片式元件定位拾取,并移动到夹具处拾取基准点放置元件,从而将元件转移到夹持装置4处;
接着,夹持装置4上两侧的顶针伸出,将被检片式元件接通于检测回路,实现对片式元件电学性能的检测;待片式元件检测完毕,顶针缩回,移动下视观测相机31至下视观测位B采图,并利用图像处理获取元件的几何中心
接着,将带入补偿计算公式得到夹具处实际拾取点坐标;拾取头移动到完成对已检片式元件定位拾取,并将合格的片式元件转移放回料带23的空料槽中,将不合格的片式元件丢弃;其中对于需要放回料带上料槽的片式元件,在放回前还需将拾取头移动到上视观测位C,利用上视视觉装置5对拾取头上的片式元件采图并通过图像处理获取片式元件的几何中心和元件相对料带进给方向偏角θ(0≤θ≤90°);
接着,根据θ和元件允许最大偏转角判断上视纠偏环节的角度偏差补偿可否省略。若则可省略对元件的角度纠偏,将带入不带旋转纠偏的上视视觉补偿计算公式,得到料带处实际放置点坐标;若则拾取头(32)通过W轴向旋转完成元件的角度偏差补偿,并将带入带旋转纠偏的上视视觉补偿计算公式,得到料带处实际放置点坐标。拾取头移动到实际放置点由此完成对片式元件的准确放回。
综上,本发明通过对该卷到卷转移系统的整体构造组成及其关键组件进行重新设计,不仅可实现待检片式元件的高效进给,而且能够结合需求对整个进给过程中的多节点执行高精度的全面检测;此外,本发明还分别针对元件拾取环节、元件返回放置环节均设计了不同的优化补偿算法,同时对转移精度也提出了评价算法,相应能够进一步确保在连续检测过程中实现片式元件的精确拾取和返回放置操作。
本领域的技术人员容易理解,以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种面向片式元件多节点检测的卷到卷转移系统,该卷到卷转移系统包括底座(1),以及安装在该底座上的料卷输送装置(2)、元件拾取装置(3)、夹持装置(4)以及上视检测装置(5),其特征在于:
所述料卷输送装置(2)包括放料模块(21)、收料模块(26)、揭膜模块(22)和覆膜模块(27),其中物料从该放料模块(21)以卷到卷的方式朝着该收料模块(26)执行单向进给,并在进给过程中首先经由所述揭膜模块(22)揭开表面所封装的薄膜且露出待检测的片式元件(24),然后在完成检测后再经由所述覆膜模块(27)对该片式元件重新予以覆膜封装;
所述元件拾取装置(3)包括拾取头(32)和下视观测相机(31),其中该拾取头(32)具有XYZ三轴自由度和绕着Z轴旋转的W向自由度,并用于将待检测的片式元件执行拾取以转移到所述夹持装置(4)予以检测,然后将完成检测的片式元件返回放置至所述料卷输送装置的料带料槽内;该下视观测相机(31)固连于所述拾取头(32)且可随之一同沿着X轴和Y轴运动,并用于对所述拾取头所拾取/返回放置的片式元件执行下视拍摄以获得位置及姿态信息;
所述夹持装置(4)设置处于所述料卷输送装置的水平一侧,并用于将所述拾取头(32)所转移过来的片式元件予以夹持和通电处理,然后对其电学性能执行检测,从而判断此片式元件的电学性能是否满足需求;
所述上视检测装置(5)设置处于所述料卷输送装置(2)与所述夹持装置之间,并用于对所述拾取头所拾取/返回放置的片式元件执行上视拍摄以获得其位置及姿态信息。
2.如权利要求1所述的一种面向片式元件多节点检测的卷到卷转移系统,其特征在于,所述夹持装置(4)呈板式结构,并在其表面两侧各自安装有可伸缩的弹性顶针,该弹性顶针用于将所述拾取头转移至此的片式元件接触抵压,然后与电学性能检测仪器相连通,由此执行电学性能的检测。
3.如权利要求1或2所述的一种面向片式元件多节点检测的卷到卷转移系统,其特征在于,对于所述下视观测相机(31)而言,当待检测的片式元件被所述拾取头执行拾取或者完成检测的片式元件被所述拾取头执行返回放置时,该片式元件均完全处于该下视观测相机的视野范围之内;此外,对于所述上视检测装置(5)而言,其为上视观测相机,并且在旋转零位状态下其视野正中心正好与所述拾取头的中心保持一致。
4.如权利要求1或2所述的一种面向片式元件多节点检测的卷到卷转移系统,其特征在于,当所述拾取头(32)将待检测的片式元件执行拾取以转移到所述夹持装置(4)予以检测时,依照下列公式对其拾取操作执行位置补偿:
其中,分别是预设的拾取基准点N1的X轴坐标值和Y轴坐标值,分别是执行位置补偿后的实际拾取点N2的X轴坐标值和Y轴坐标值;kDx、kDy分别用于表示X轴方向、Y轴方向上针对所述下视相机补偿比例因子,其可通过对所述下视观测相机执行视觉标定而获得;分别是待检测的片式元件几何中心的X轴坐标值和Y轴坐标值,分别是所述下视观测相机所拍摄的图像中心的X轴坐标值和Y轴坐标值;此外,δx1,δy1分别用于表示所述拾取头在拾取状态下相对旋转零位状态在X轴方向、Y轴方向上的位置变化,其可通过对所述上视观测相机执行实际标定而获得。
5.如权利要求1或2所述的一种面向片式元件多节点检测的卷到卷转移系统,其特征在于,当所述拾取头(32)将已完成检测的片式元件返回放置至所述料卷输送装置的料带料槽内时,依照下列公式组对其返回放置操作执行位置补偿:
其中,分别是预设的返回放置基准点M1的X轴坐标值和Y轴坐标值,分别是执行位置补偿后的实际返回放置点M2的X轴坐标值和Y轴坐标值;kEx、kEy分别用于表示X轴方向、Y轴方向上针对所述上视相机的补偿比例因子,其可通过对所述上视观测相机执行视觉标定而获得;分别是所述已完成检测的片式元件几何中心的X轴坐标值和Y轴坐标值,分别是所述上视观测相机所拍摄的图像中心的X轴坐标值和Y轴坐标值;θ用来表示片式元件相对所述料卷输送装置的料带在进给方向上的偏角,且0≤θ≤90°;此外,假设所述拾取头在此返回放置操作位置下以10°为间隔旋转一周,其运动轨迹将拟合获得一斜椭圆,其中,Ra、Rb分别用来表示该斜椭圆的长轴和短轴,Cx、Cy分别用于表示该斜椭圆圆心的坐标,γ用于表示该斜椭圆相对标准椭圆的旋转角,上述5个参数作为斜椭圆拟合结果得到。
6.如权利要求5所述的一种面向片式元件多节点检测的卷到卷转移系统,其特征在于,当所述拾取头(32)将已完成检测的片式元件返回放置至所述料卷输送装置的料带料槽内时,依照下列公式组首先计算得出所述片式元件的最大允许偏转角其中a、b分别表示所述已完成检测的片式元件的长和宽,m、h分别表示此时该片式元件将被返回放置的料带料槽的长和宽:
并且在该最大允许偏转角时,依照下列简化公式对其返回放置操作执行位置补偿:
其中,θ用来表示片式元件相对所述料卷输送装置的料带在进给方向上的偏角,且0≤θ≤90°;分别是预设的返回放置基准点M1的X轴坐标值和Y轴坐标值,分别是执行位置补偿后的实际返回放置点M2的X轴坐标值和Y轴坐标值;kEx、kEy分别用于表示X轴方向、Y轴方向上的补偿比例因子,其可通过对所述上视观测相机执行视觉标定而获得;分别是所述已完成检测的片式元件几何中心的X轴坐标值和Y轴坐标值,分别是所述上视观测相机所拍摄的图像中心的X轴坐标值和Y轴坐标值。
7.如权利要求6所述的一种面向片式元件多节点检测的卷到卷转移系统,其特征在于,上述卷到卷转移系统还包括中央处理单元,该中央处理单元用于对片式元件执行位置补偿后所达到的转移精度进行评价,并且依照下列公式组来计算转移精度评价值kx、ky:
其中,a、b分别表示所述已完成检测的片式元件的长和宽,m、h分别表示此时该片式元件将被返回放置的料带料槽的长和宽;Ex、Ey分别用来表示被返回放置至所述料带料槽内的片式元件在X轴方向、Y轴方向相对于此料带料槽中心的偏差值;β用来表示被返回放置至所述料带料槽内的片式元件在相对于物料进给方向的夹角;此外,kx、ky的值越小,则表明转移精度越高。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201610814103.0A CN106486401B (zh) | 2016-09-09 | 2016-09-09 | 一种面向片式元件多节点检测的卷到卷转移系统 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201610814103.0A CN106486401B (zh) | 2016-09-09 | 2016-09-09 | 一种面向片式元件多节点检测的卷到卷转移系统 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN106486401A CN106486401A (zh) | 2017-03-08 |
CN106486401B true CN106486401B (zh) | 2019-04-12 |
Family
ID=58273401
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201610814103.0A Active CN106486401B (zh) | 2016-09-09 | 2016-09-09 | 一种面向片式元件多节点检测的卷到卷转移系统 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN106486401B (zh) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN107487669B (zh) * | 2017-08-02 | 2019-02-05 | 苏州市朗电机器人有限公司 | 光学膜视觉智能检测设备的供料单元 |
CN116677686B (zh) * | 2023-07-31 | 2023-10-20 | 常州铭赛机器人科技股份有限公司 | 基于机器视觉的贴片机多次拍照的贴装方法 |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104754931A (zh) * | 2013-12-31 | 2015-07-01 | 弗兰克·魏 | 表面贴片元件用的存储卡、送料器以及自动贴片机 |
CN104837328A (zh) * | 2015-05-07 | 2015-08-12 | 华中科技大学 | 一种高效率的smd料盘自动化抽检设备 |
CN104981105A (zh) * | 2015-07-09 | 2015-10-14 | 广东工业大学 | 一种快速精确获得元件中心和偏转角度的检测及纠偏方法 |
CN105304539A (zh) * | 2015-09-14 | 2016-02-03 | 北京中电科电子装备有限公司 | 一种芯片飞行对中装置及方法 |
CN105555123A (zh) * | 2015-12-22 | 2016-05-04 | 华中科技大学 | 一种面向料盘的smd抽检及清点设备 |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100339499B1 (ko) * | 2000-07-31 | 2002-06-05 | 백남현 | 인쇄회로기판 제조 공정의 로더 장치 및 그 방법 |
DE10103253A1 (de) * | 2001-01-25 | 2002-08-01 | Leica Microsystems | Verfahren und Anordnung zum Transportieren und Inspizieren von Halbleitersubstraten |
-
2016
- 2016-09-09 CN CN201610814103.0A patent/CN106486401B/zh active Active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104754931A (zh) * | 2013-12-31 | 2015-07-01 | 弗兰克·魏 | 表面贴片元件用的存储卡、送料器以及自动贴片机 |
CN104837328A (zh) * | 2015-05-07 | 2015-08-12 | 华中科技大学 | 一种高效率的smd料盘自动化抽检设备 |
CN104981105A (zh) * | 2015-07-09 | 2015-10-14 | 广东工业大学 | 一种快速精确获得元件中心和偏转角度的检测及纠偏方法 |
CN105304539A (zh) * | 2015-09-14 | 2016-02-03 | 北京中电科电子装备有限公司 | 一种芯片飞行对中装置及方法 |
CN105555123A (zh) * | 2015-12-22 | 2016-05-04 | 华中科技大学 | 一种面向料盘的smd抽检及清点设备 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN106486401A (zh) | 2017-03-08 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP3173194B1 (en) | Manipulator system, image capturing system, transfer method of object, and carrier medium | |
JP6250999B2 (ja) | アライメント方法並びにアライメント装置 | |
US10066926B2 (en) | Component mounting apparatus | |
JPH04233245A (ja) | 半導体チップと導体リード・フレームの検査及び位置合せのためのシステム及び方法 | |
JP4768731B2 (ja) | フリップチップ実装ずれ検査方法および実装装置 | |
CN102901920A (zh) | 电子部件搬运装置以及电子部件搬运方法 | |
TWI716570B (zh) | 用於翻轉及多次檢測電子裝置的轉送系統 | |
TWI516759B (zh) | 半導體封裝的印刷電路板之檢測方法 | |
CN106486401B (zh) | 一种面向片式元件多节点检测的卷到卷转移系统 | |
JP2017152651A (ja) | 部品検査装置及び部品実装装置 | |
JP4871234B2 (ja) | 部品実装装置の異常検出方法及び装置 | |
KR101237056B1 (ko) | 반도체 패키지 집합체 정렬방법 | |
TWI720891B (zh) | 晶片封裝的檢測系統以及晶片封裝的檢測方法 | |
KR101183101B1 (ko) | 플립칩용 다이 본딩 방법 | |
JP2008091815A (ja) | 実装機およびその部品撮像方法 | |
JP2016096174A (ja) | 部品実装機および部品実装ヘッド | |
CN107079620B (zh) | 安装机及使用了安装机的电子元件的吸附姿势检查方法 | |
TWI429902B (zh) | 電路板的標記檢知及偏移量檢知之方法及其置件方法 | |
JP2003318599A (ja) | 部品実装方法及び部品実装装置 | |
US10069042B2 (en) | Light-emitting components containing body, manufacturing method of light-emitting components containing body, components mounting apparatus, components mounting method, and components mounting system | |
CN108810463B (zh) | 飞行拍摄方法和使用该方法的流体涂布装置 | |
CN103673889B (zh) | 图像处理装置以及图像处理方法 | |
CN102020114A (zh) | 运送系统 | |
JP2020067362A (ja) | 試験装置 | |
TWI671839B (zh) | 電子零件搬送裝置及檢查裝置、定位裝置及方法、零件搬送裝置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |