芯片检测与定位系统设计

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近年来,芯片的需求日益增加,对芯片的生产质量和生产效率提出了更高的要求。在芯片封装过程中,需要得到芯片准确的位置信息,保证芯片编带顺利进行,完成封装任务。同时,在生产时芯片表面字符存在漏印或缺失的问题,需要对芯片表面的字符进行缺陷检测,检测芯片字符是否符合生产要求,避免不合格的芯片流入市场,影响芯片的正常使用。所以,设计一个速度快,精度高的芯片检测与定位系统对芯片的生产非常重要。本文针对芯片封装过程中的定位和检测需求,对芯片检测与定位系统进行了深入研究,实现了芯片的准确定位以及表面字符的缺陷检测,主要工作如下:(1)对检测中所需的工业相机、镜头、光源及打光方式进行合理的选型,并且结合系统的检测环境与经济成本,选择出了最优的硬件系统配置方案。(2)本文对滤波、阈值处理等图像处理方法进行了介绍,对几种常用的滤波方法,阈值处理方法进行实验比对,针对芯片的特点和实验环境等因素,选择中值滤波进行去噪处理,有效过滤了图像噪声。在自适应阈值处理的基础上进行了改进,实现了芯片前景背景准确分割。(3)本文提出了一种利用模板匹配进行芯片定位的方法,通过对基于形状和互相关两种匹配算法进行实验分析,得到不同光照条件下两种方法的实验数据,综合考虑定位精度、运行时间以及外界条件等因素,选择互相关的模板匹配方法进行定位,先创建一个模板作为标准,用模板在待测图片中搜索相似区域从而实现匹配,可以得到待测图的位置信息。用这种方法进行位置信息的获取,经过反复测试该方法定位精度高,运行速度较快,同时,基于互相关的模板匹配方法不易受光照条件影响,检测稳定性高,可以达到芯片定位要求。(4)针对字符缺陷检测的问题,本文提出了使用基于形状的模板匹配粗定位字符区域,使用模板训练方法得到匹配模板,根据模板图像与待检测图像灰度值差异,来判断产品是否合格的方法。对不同的缺陷情况使用该方法进行多次试验,可以准确检测出字符漏印、缺失等问题,检测结果准确。该方法相对于其它缺陷检测方法来说,不易受光照条件的影响,可以通过训练的字符模板与待测字符区域对比找到缺陷区域,不会受芯片类型、字符特征的影响,适用范围广。而且检测速度快,不需要对字符逐一排查,可以直接通过模板匹配定位到字符区域,再对字符区域整体分析,实现芯片缺陷检测的目的。(5)本文使用Halcon中的相关算子,配合MFC界面,实现了图像采集,芯片定位,芯片缺陷检测以及操作界面设计和美化,经过反复测试,各模块运行正常,系统稳定,操作方便,可以完成芯片检测与定位的任务。
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