随着半导体产业的快速发展,划片机市场规模不断扩大,对晶圆的需求持续增长。随着硅晶圆变薄且切割道宽度变窄,晶圆对划切设备的精度要求逐步提升,较好性能的机械加工设备和精度高、稳定性高、可靠性高的视觉定位切割系统可以提高晶圆上芯片的成品良率。当前,我国对划片机的使用大体上依靠进口,开发一套基于机器视觉的晶圆定位切割系统,以适应国内工业发展的需要。本课题研究的主要内容如下:根据工艺需求以及机器视觉定位原理搭建了视觉定位系统的硬件平台,硬件系统包括了成像系统和运动控制系统两个方面。通过打光实验,为系统选择了合适的光源、相机、镜头,并根据运动精度需求选择了合适的运动控制器。研究了基于多种模板匹配的粗摆正算法,利用Canny算子进行边缘检测,研究了基于Hough变换的精摆正算法,分析了SAD算法、NCC算法、基于形状轮廓的模板匹配算法的原理以及执行过程,并通过实验表明了基于形状轮廓的模板匹配具有更好的鲁棒性,详细阐述了Hough直线检测算法的具体实现步骤以及切割道中心坐标提取的方法,并通过对检测结果进行处理得到校准角度,从而完成对晶圆的精定位。同时,本文还研究了晶圆图像预处理过程,对不同种类的滤波算法进行了比较分析,并选择了合适的滤波算法。介绍了运动控制系统中各轴电机与驱动的方式,详细的阐述了运动控制器与上位机软件通信方式以及控制器的各类运动指令,实现了对各轴的运动操作,以及以Galil运动控制器为基础的运动轨迹的规划,同时介绍了串口通讯的基本原理,主轴与变频器之间的通讯,以及主轴的速度控制和状态的监控,并将它们整合到定位切割系统软件中。通过模块化的方式对软件的整体框架进行搭建,并详细介绍了各个模块的人机交互界面以及主要功能的实现。根据前述的理论分析,同时在满足系统需求的条件下,对系统进行了工程验证,切割精度达到了预期目标。