固晶机的取晶方法与流程

1.本发明涉及芯片技术，特别涉及一种固晶机的取晶方法。


背景技术：

2.正常一个晶元台(wafer)中会有几万甚至几十万颗晶元，理论上可以用相机对一次性对所有晶元进行定位识别，计算出机械坐标，而现实中，正常相机无法在保证精度的情况下把所有的晶元都进行拍照识别定位，往往在保证精度的情况下，通常视野范围中只能识别到3*3范围的晶元。由于一个晶元台(wafer)中ok的芯片排列并不是阵列的，而目前往往只能采用阵列扫描的方法去拍照取晶，这样的效率相当低。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于提供一种固晶机的取晶方法，用于解决上述现有技术的问题。
4.本发明一种固晶机的取晶方法，其中，包括：s1、放置新晶元台；s2、运控系统控制视觉系统在拍照位置进行图像识别，判断当前取晶元坐标是否有效，如有效，则输出取晶元坐标给运动控制系统；s3、运动控制系统控制晶元台机械轴到该取晶元坐标后，控制焊头进行取晶动作；s4、拾取晶元后，焊头移动到固晶区进行固晶；s5、如果当前晶元台取晶未完成，执行步骤s6，如果已经完成，则结束取晶；s6、进行图像采集，并计算出图像中识别到的晶元的机械坐标；通过比较当前位置的机械坐标与识别到的所有的晶元的机械坐标，确定识别到的所有晶元在矩阵m中的位置，并将识别到的所有的晶元的机械坐标记录在矩阵m中；根据矩阵m中的当前位置的机械坐标，确定下一个拍照位置并返回给运控系统，并返回s2。
5.根据本发明所述的固晶机的取晶方法的一实施例，其中，判断当前取晶元坐标是否有效包括：判断相机视野正中心下是否识别到晶元，若有，则认为取晶元坐标有效，并该晶元的坐标作为取晶元坐标发送给运动控制系统进行取料；否则，则认为取晶元坐标无效，并执行步骤s6。
6.根据本发明所述的固晶机的取晶方法的一实施例，其中，更换新晶元台之后，通过预先设置的晶元台圆形限位、晶元的长和晶元的宽，计算限位内新晶元台最多可能存在晶元的行数rows和列数cols，建立一个该用于记录机械坐标的矩阵m，其中矩阵m为rows行和cols列，其元素全为0，其中，行数rows＝晶元台限位的直径/晶元宽度，列数cols＝晶元台限位直径/晶元长度。
7.根据本发明所述的固晶机的取晶方法的一实施例，其中，进行图像采集，并计算出图像中识别到的晶元的机械坐标包括：计算出晶元台中相邻晶元的在图像上的x间距和y间距，晶元的长len和宽width，晶元台的圆形限位，圆形限位的圆心坐标(cx，cy)以及半径cr，图像坐标到机械坐标的变换矩阵；进行相机拍照，并计算采集到的图像中识别到的所有晶元的图像坐标，并通过该变换矩阵计算出对应的机械坐标。
8.根据本发明所述的固晶机的取晶方法的一实施例，其中，矩阵m中首个晶元的当前
位置的计算包括：取离相机采集到的图像中心最近的首个晶元的机械坐标(px,py)，并确定该机械坐标位于用于记录机械坐标的矩阵m中的位置，将机械坐标作为矩阵m中相应位置的元素，并将该相应位置设为当前位置；其中，首个晶元的矩阵m中的位置(row,col)的计算包括：row＝(cr+px-cx)/len，col＝(cr+py-cy)/width。
9.根据本发明所述的固晶机的取晶方法的一实施例，其中，根据矩阵m中的当前位置的机械坐标，确定下一个拍照位置并返回给运控系统，并返回s2，包括：判断在矩阵m中，当前位置正上方的位置是否存在当次识别的晶元机械坐标的记录，且未被之前设定为拍照位置，若存在，则输出该机械坐标，并把该位置标记为下一个拍照位置，并返回s2，否则进行下一步判断；判断在矩阵m中，是否存在存在晶元机械坐标，并处于拍照位置的前进方向，且未被之前设定为拍照位置，若存在，则输出该机械坐标，并把该位置标记为下一个拍照位置，并返回s2，否则进行下一步判断；判断在矩阵m中，当前位置下方的位置是否存在当次识别的晶元机械坐标的记录，且未被之前设定为拍照位置，若存在，则输出离当前位置行最近且列最远，处于当前位置的前进方向的位置的机械坐标，并把该位置标记为下一个拍照位置，并返回s2，否则进行下一步判断；判断在矩阵m中，是否存在存在晶元机械坐标的记录，并处于当前位置下方的位置，且未被之前设定为拍照位置，若存在，则输出离当前位置行最近且列最远、并处于当前位置的前进方向的位置中记录的机械坐标，并把该位置标记为下一个拍照位置，并返回s2，否则进行下一步判断；判断在矩阵m中，是否存在存在晶元机械坐标的记录，但未被之前设定为拍照位置，若存在，输出离当前位置最近的未被之前设定为拍照位置的机械坐标，并把该位置标记为下一个拍照位置；若不存在符合条件的位置，则表示当前wafer中所有晶元都已取完，发送结束信号。
10.根据本发明所述的固晶机的取晶方法的一实施例，其中，前进方向有左和右两个方向，当输出的坐标位于当前位置下方时，进行前进方向的切换；首次前进方向为右，并在每次换行后切换前进方向。
11.根据本发明所述的固晶机的取晶方法的一实施例，其中，s6中，首次确认的当前位置是图像中心最近的晶元的位置。
12.根据本发明所述的固晶机的取晶方法的一实施例，其中，确定识别到的所有晶元在矩阵m中的位置包括：晶元坐标在矩阵m中的列号＝(晶元x坐标-当前位置的x坐标)/晶元长度+当前位置的列号；晶元坐标在矩阵m中的行号＝(晶元y坐标-当前位置的y坐标)/晶元宽度+当前位置的行号。
13.根据本发明所述的固晶机的取晶方法的一实施例，其中，如果出现多个距离相同的坐标，则从多个坐标中任意取一个设定为拍照位置所记录的机械坐标。
14.本发明固晶机的取晶方法，有效的解决了取晶方式效率低的问题，提高了固晶机的生产效率。
附图说明
15.图1所示为本发明固晶机的取晶方法的流程图；
16.图2所示为本发明固晶机的取晶方法的路径规划的流程图。
具体实施方式
17.为使本发明的目的、内容、和优点更加清楚，下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。
18.图1所示为本发明固晶机的取晶方法的流程图，如图1所示，本发明固晶机的取晶方法包括：
19.步骤s1、更换或放置新wafer至晶元台；
20.步骤s2、运控系统发送拍照识别指令给视觉系统，视觉系统前往拍照位开始拍照识别，判断当前取晶元坐标是否有效，如有效输出取晶元坐标给运动控制系统。
21.判断当前取晶元坐标是否有效的具体方法包括：判断相机视野正中心下是否识别到晶元，若有，则认为取晶元坐标有效，并该晶元的坐标作为取晶元坐标发送给运动控制系统进行取料；否则，则认为取晶元坐标无效，如果认为坐标无效，则进行步骤s6。
22.步骤s3、运控系统收到坐标后，运动控制系统按照拍照识别计算的坐标，移动晶元台机械轴到该取晶元坐标后，控制焊头到相机视野中心进行取晶动作；
23.步骤s4、对该晶元拾取完成后，焊头移动到固晶区进行固晶；
24.步骤s5、运控系统根据视觉系统给出的信号进行判断：若视觉系统未给出结束信号，则继续执行步骤s6，若视觉系统已给出结束信号，则认为当前晶元台取晶完成，结束取晶；
25.步骤s6、视觉系统进行取晶路径规划，给出下一个拍照位置；
26.图2所示为本发明固晶机的取晶方法的路径规划的流程图，如图2所示，视觉系统进行取晶路径规划包括：
27.准备工作：计算出新晶元台wafer中相邻晶元的在图像上的x间距、y间距；晶元的长len、宽width；晶元台wafer的圆形限位(圆心坐标(cx，cy)以及半径cr；图像坐标到机械坐标的变换矩阵。
28.步骤s61、拍照，通过识别算法计算出相机采集到的图中(一般9-15个)识别到的所有晶元的图像坐标，并通过变换矩阵把所有的图像坐标计算出其对应的机械坐标；
29.步骤s62、确定当前位置在矩阵m中的行列号；
30.对于一实施例，其中，更换新wafer之后的第一次计算时，通过预先设置的wafer圆形限位、晶元的长、宽，计算限位内新wafer最多可能存在行数rows和列数cols，并使用行数rows和列数cols建立一个用于记录机械坐标的矩阵m，其中矩阵m为rows行，cols列，其元素全为0的矩阵，其中，
31.行数rows＝wafer限位的直径/晶元宽度；
32.列数cols＝wafer限位直径/晶元长度；
33.对于某一实例来说，当wafer圆形限位的半径为80，圆心坐标为(0，0)，晶元长度为0.2，宽度为0.1时，可使用上面的计算方法得出：矩阵m为1600行，800列，其元素全为0的矩阵。
34.取步骤s61中识别到的晶元中，离相机采集到的图像中心最近的那颗晶元的机械坐标，通过其所在的机械坐标，计算出该机械坐标位于矩阵m中所属的位置(row,col)，将坐标记录代替矩阵m中相应位置的元素0，并将该位置设为当前位置，具体计算位置公式如下：
35.row＝(cr+px-cx)/len，col＝(cr+py-cy)/width；
36.其中，s6第一次循环时，当前位置指的是上述公式计算出的行列号，后续s64的计算循环里，当前位置为上一次计算出来的下一个拍照位置在矩阵m中的行列号；
37.步骤s63、通过分别比较当前位置记录的机械坐标，与识别到的所有的晶元的机械坐标之间的横坐标、纵坐标，计算出所有晶元在矩阵m中的位置，并将对应的机械坐标记录在矩阵m中，计算出所有晶元在矩阵m中的位置的方法包括：
38.晶元坐标在m中的列号＝(晶元x坐标-当前位置记录的x坐标)/晶元长度+当前位置的列号；
39.晶元坐标在m中的行号＝(晶元y坐标-当前位置记录的y坐标)/晶元宽度+当前位置的行号；
40.在某一实例中，当前位置为(800，600)，其所记录的机械坐标为(40，60)，识别出的晶元机械坐标为(40.2，60.1)，晶元长度为0.2，宽度为0.1。根据上诉计算方法可算出，识别出的晶元在矩阵m中的位置为(801，601)；
41.步骤s64、通过当前位置、当次识别的结果的位置与矩阵m，计算出下一个拍照位的位置，具体规则如下：
42.判断在矩阵m中，当前位置正上方的位置是否存在当次识别的晶元机械坐标的记录，且未被之前设定为拍照位置，若存在，则输出该符合条件的位置中所记录的机械坐标，并把该位置标记为下一个拍照位置(即下一次规划时所用的当前位置)，转步骤s2；否则进行下一步判断；
43.判断在矩阵m中，是否存在存在晶元机械坐标的记录，并处于当前位置的前进方向位置，且未被之前设定为拍照位置，若存在，则输出该当前位置的前进方向位置中所记录的机械坐标，并将该位置标记为下一个拍照位置(即下一次规划时所用的当前位置)，转步骤s2；否则进行下一步判断；
44.其中，前进方向有左、右两个方向，当输出的坐标位于当前位置下方时，切换左右前进方向。重置规划后为前进方向为右，并在每次换行后切换前进方向。
45.判断在矩阵m中，当前位置下方(下方行即可，不要求与当前位置同列)的位置是否存在当次识别的晶元机械坐标的记录，且未被之前设定为拍照位置，若存在，则输出离当前位置行最近，列最远、并处于当前位置的前进方向的位置中所记录的机械坐标，并把该位置标记为下一个拍照位置(即下一次规划时所用的当前位置)，转步骤s2；否则进行下一步判断；
46.判断在矩阵m中，是否存在存在晶元机械坐标的记录，并处于当前位置下方的位置，且未被之前设定为拍照位置，若存在，则输出离当前位置行最近、列最远、并处于当前位置的前进方向的位置中记录的机械坐标，并把该位置标记为下一个拍照位置(即下一次规划时所用的当前位置)，转步骤s2；否则进行下一步判断；
47.判断在矩阵m中，是否存在存在晶元机械坐标的记录，但未被之前设定为拍照位置，若存在，输出离当前位置最近的未被之前设定为拍照位置所记录的机械坐标，并把该位置标记为下一个拍照位置(即下一次规划时所用的当前位置)，转步骤s2；若不存在符合条件的位置，则表示当前wafer中所有晶元都已取完，发送结束信号并结束当前wafer的规划。
48.进一步的，如果距离若出现多个距离相同的坐标，则可以从多个坐标中任意取一个设定为拍照位置所记录的机械坐标。
49.本发明固晶机的取晶方法，有效的解决了取晶方式效率低的问题，提高了固晶机的生产效率。
50.以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

技术特征：
1.一种固晶机的取晶方法，其特征在于，包括：s1、放置新晶元台；s2、运控系统控制视觉系统在拍照位置进行图像识别，判断当前取晶元坐标是否有效，如有效，则输出取晶元坐标给运动控制系统；s3、运动控制系统控制晶元台机械轴到该取晶元坐标后，控制焊头进行取晶动作；s4、拾取晶元后，焊头移动到固晶区进行固晶；s5、如果当前晶元台取晶未完成，执行步骤s6，如果已经完成，则结束取晶；s6、进行图像采集，并计算出图像中识别到的晶元的机械坐标；通过比较当前位置的机械坐标与识别到的所有的晶元的机械坐标，确定识别到的所有晶元在矩阵m中的位置，并将识别到的所有的晶元的机械坐标记录在矩阵m中；根据矩阵m中的当前位置的机械坐标，确定下一个拍照位置并返回给运控系统，并返回s2。2.如权利要求1所述的固晶机的取晶方法，其特征在于，判断当前取晶元坐标是否有效包括：判断相机视野正中心下是否识别到晶元，若有，则认为取晶元坐标有效，并该晶元的坐标作为取晶元坐标发送给运动控制系统进行取料；否则，则认为取晶元坐标无效，并执行步骤s6。3.如权利要求1所述的固晶机的取晶方法，其特征在于，更换新晶元台之后，通过预先设置的晶元台圆形限位、晶元的长和晶元的宽，计算限位内新晶元台最多可能存在晶元的行数rows和列数cols，建立一个该用于记录机械坐标的矩阵m，其中矩阵m为rows行和cols列，其元素全为0，其中，行数rows＝晶元台限位的直径/晶元宽度，列数cols＝晶元台限位直径/晶元长度。4.如权利要求1所述的固晶机的取晶方法，其特征在于，进行图像采集，并计算出图像中识别到的晶元的机械坐标包括：计算出晶元台中相邻晶元的在图像上的x间距和y间距，晶元的长len和宽width，晶元台的圆形限位，圆形限位的圆心坐标(cx，cy)以及半径cr，图像坐标到机械坐标的变换矩阵；进行相机拍照，并计算采集到的图像中识别到的所有晶元的图像坐标，并通过该变换矩阵计算出对应的机械坐标。5.如权利要求4所述的固晶机的取晶方法，其特征在于，矩阵m中首个晶元的当前位置的计算包括：取离相机采集到的图像中心最近的首个晶元的机械坐标(px，py)，并确定该机械坐标位于用于记录机械坐标的矩阵m中的位置，将机械坐标作为矩阵m中相应位置的元素，并将该相应位置设为当前位置；其中，首个晶元的矩阵m中的位置(row,col)的计算包括：row＝(cr+px-cx)/len，col＝(cr+py-cy)/width。6.如权利要求4所述的固晶机的取晶方法，其特征在于，根据矩阵m中的当前位置的机械坐标，确定下一个拍照位置并返回给运控系统，并返回s2，包括：判断在矩阵m中，当前位置正上方的位置是否存在当次识别的晶元机械坐标的记录，且
未被之前设定为拍照位置，若存在，则输出该机械坐标，并把该位置标记为下一个拍照位置，并返回s2，否则进行下一步判断；判断在矩阵m中，是否存在存在晶元机械坐标，并处于拍照位置的前进方向，且未被之前设定为拍照位置，若存在，则输出该机械坐标，并把该位置标记为下一个拍照位置，并返回s2，否则进行下一步判断；判断在矩阵m中，当前位置下方的位置是否存在当次识别的晶元机械坐标的记录，且未被之前设定为拍照位置，若存在，则输出离当前位置行最近且列最远，处于当前位置的前进方向的位置的机械坐标，并把该位置标记为下一个拍照位置，并返回s2，否则进行下一步判断；判断在矩阵m中，是否存在存在晶元机械坐标的记录，并处于当前位置下方的位置，且未被之前设定为拍照位置，若存在，则输出离当前位置行最近且列最远、并处于当前位置的前进方向的位置中记录的机械坐标，并把该位置标记为下一个拍照位置，并返回s2，否则进行下一步判断；判断在矩阵m中，是否存在存在晶元机械坐标的记录，但未被之前设定为拍照位置，若存在，输出离当前位置最近的未被之前设定为拍照位置的机械坐标，并把该位置标记为下一个拍照位置；若不存在符合条件的位置，则表示当前wafer中所有晶元都已取完，发送结束信号。7.如权利要求6所述的固晶机的取晶方法，其特征在于，前进方向有左和右两个方向，当输出的坐标位于当前位置下方时，进行前进方向的切换；首次前进方向为右，并在每次换行后切换前进方向。8.如权利要求1所述的固晶机的取晶方法，其特征在于，s6中，首次确认的当前位置是图像中心最近的晶元的位置。9.如权利要求1所述的固晶机的取晶方法，其特征在于，确定识别到的所有晶元在矩阵m中的位置包括：晶元坐标在矩阵m中的列号＝(晶元x坐标-当前位置的x坐标)/晶元长度+当前位置的列号；晶元坐标在矩阵m中的行号＝(晶元y坐标-当前位置的y坐标)/晶元宽度+当前位置的行号。10.如权利要求6所述的固晶机的取晶方法，其特征在于，如果出现多个距离相同的坐标，则从多个坐标中任意取一个设定为拍照位置所记录的机械坐标。

技术总结
本发明涉及一种固晶机的取晶方法，其中，包括：S1、放置新晶元台；S2、运控系统控制视觉系统在拍照位置进行图像识别，判断当前取晶元坐标是否有效；S3、控制焊头进行取晶动作；S4、焊头移动到固晶区进行固晶；S5、如果当前晶元台取晶未完成，执行步骤S6，如果已经完成，则结束取晶；S6、进行图像采集，并计算出图像中识别到的晶元的机械坐标；通过比较当前位置的机械坐标与识别到的所有的晶元的机械坐标，确定识别到的所有晶元在矩阵M中的位置，并将识别到的所有的晶元的机械坐标记录在矩阵M中；根据矩阵M中的当前位置的机械坐标，确定下一个拍照位置并返回给运控系统，并返回S2。并返回S2。并返回S2。


技术研发人员：李健扬 黄博才 刘少君
受保护的技术使用者：广州市锲致智能技术有限公司
技术研发日：2023.05.30
技术公布日：2023/9/12