本文针对LED封装工序中的银浆涂覆和芯片置放过程,设计开发简易型LED芯片粘片机,研究和讨论了其中的运动机构设计、控制方案、基于图像识别的定位方法和运动控制算法、运动模块时序配合等问题。其中的一些设计方案、控制算法具有一定的理论意义和实际应用价值。 简易粘片机主要由五大机构和两个控制模块组成,五大机构分别为:点银浆机构、刺晶圆机构、引线框架传送机构、晶圆供送机构以及照明光学调整机构;两个控制模块分别为:运动控制模块和图像识别模块。 本文的主要研究工作包括了: 1)机构设计:文中对粘片机中主要机构进行了分析、比较和选优,并详细阐述点银浆机构和引线框架传送机构的设计过程。两机构均是由步进电机、凸轮机构以及相关辅助机构的组成传动方式,具有结构简单、成本低、精度适中的特点。本文还给出了关键零件凸轮的具体设计方法和校验过程。 2)运动控制模块设计:文中构架了以工业PC机和输入输出模板为基础,以基于PC总线的运动控制卡加步进驱动器和步进电机构成运动控制系统。负责各类输入、输出信号的管理和控制,并在检测传感器件协助下控制和协调各执行模块完成预定的运动模式和精确位移。 3)图像识别模块设计:采用了由图像采集卡、CCD和光学组件构成的图像采集系统,并利用金字塔分层和序贯相似模板匹配的优化算法(SSDA—详见课题合作者罗丁的论文《简易型LED粘片机的研究——刺晶机构的设计及图像识别系统的研究》)实现对芯片的识别和定位。文中还详细介绍了图像识别标定算法和晶圆台的位移控制算法,实现了对晶圆台的精确位移控制。 4)整机控制软件设计:对控制系统软件从结构、功能任务、界面菜单等方面进行了系统的规划和设计。根据LED粘片工艺和各功能模块的特点,设计了机构回原点方法、机构间的时序配合以及速度特性等细节,并以友好、直观、简易的人机交互界面设计了整机的软件控制系统。