CN116631929B - 一种基于摆臂固晶机的芯片转移方法、系统、设备和介质 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于摆臂固晶机的芯片转移方法、系统、设备和介质,通过当芯片基板放置在供料平台时,采用芯片基板进行芯片数量识别,确定芯片数据和转移总量。首先,基于芯片数据、摆臂的第一振动相位和供料平台的第二振动相位进行芯片拾取,生成吸附芯片摆臂。其次,基于芯片数据、吸附芯片摆臂的第三振动相位和芯片接收台的第四振动相位进行芯片放置,生成芯片接收数据并实时统计转移次数。最后,基于转移次数、转移总量和芯片接收数据进行视觉检测,构建芯片基板对应的芯片转移统计表。把摆臂停止动作不可避免的振动利用起来,刹车过程不再作为摆臂运动速度提高的主要限制,摆臂可以更高的速度完成由芯片到基板的来回,提高了芯片转移效率。
Description
技术领域
本发明涉及固晶机技术领域,尤其涉及基于摆臂固晶机的芯片转移方法、系统、设备和介质。
背景技术
目前,集成电路封装中微型阵列器件(微型LED阵列、MEMS开关等)进一步小型化、集成化。芯片的转移是集成电路封装过程最重要的环节,针对芯片转移的需求,现已被提出一大批有代表性的芯片转移技术,如真空吸嘴法、弹性体冲压、静电转移、电磁转移、激光辅助转移和流体自组装等。
其中,真空吸嘴法是市面上现已经被广泛运用的一种转移方法,芯片与基板分离式布局,通过机械摆臂或转盘搭载真空吸嘴的装置,在CCD相机的配合下从芯片载体吸取芯片,转移到电路基板上进行转移封装。
现有的基于摆臂固晶机的芯片转移方法依靠真空吸嘴进行芯片转移,在搭载真空吸嘴的装置与供料平台静止时完成拾取,在搭载真空吸嘴的装置与基板静止时完成放置。该方法无论是拾取节拍还是放置节拍都会需要一个停止的动作,导致工作效率低。
发明内容
本发明提供了一种基于摆臂固晶机的芯片转移方法、系统、设备和介质,解决了现有的基于摆臂固晶机的芯片转移方法无论是拾取节拍还是放置节拍都会需要一个停止的动作,导致工作效率低的技术问题。
本发明提供的一种基于摆臂固晶机的芯片转移方法,应用于摆臂式固晶机装置,摆臂式固晶机装置包括摆臂、供料平台和芯片接收台;所述方法包括:
当芯片基板放置在所述供料平台时,采用所述芯片基板进行芯片数量识别,确定芯片数据和转移总量;
基于所述芯片数据、所述摆臂的第一振动相位和所述供料平台的第二振动相位进行芯片拾取,生成吸附芯片摆臂;
基于所述芯片数据、所述吸附芯片摆臂的第三振动相位和所述芯片接收台的第四振动相位进行芯片放置,生成芯片接收数据并实时统计转移次数;
根据所述转移次数、所述转移总量和所述芯片接收数据进行视觉检测,构建所述芯片基板对应的芯片转移统计表。
可选地,所述芯片基板包括多个芯片;所述当芯片基板放置在所述供料平台时,采用所述芯片基板进行芯片数量识别,确定芯片数据和转移总量的步骤,包括:
当芯片基板放置在所述供料平台时,读取所述芯片基板上各所述芯片的标识物标签,生成芯片标签数据;
分别将所述芯片标签数据进行关键字识别,生成所述芯片对应的预设转移数据和预设接收数据;
采用全部所述预设转移数据和全部所述预设接收数据,构建所述芯片基板对应的芯片数据;
将包含预设关键字的全部所述芯片对应的芯片数量作为转移总量。
可选地,所述供料平台包括第一压电陶瓷促动器;所述基于所述芯片数据、所述摆臂的第一振动相位和所述供料平台的第二振动相位进行芯片拾取,生成吸附芯片摆臂的步骤,包括:
采用所述芯片数据进行芯片识别,确定待转移芯片;
当所述摆臂的真空吸嘴位于所述待转移芯片上方时,采用所述摆臂的第一扭转力矩数据进行振动幅值计算,生成第一力矩振动幅值;
当所述第一力矩振动幅值为第一预设振动幅值时,通过所述第一压电陶瓷促动器使所述供料平台进行位移,生成第二振动相位;
当所述第二振动相位等于所述摆臂的第一振动相位时,通过所述摆臂的真空吸嘴吸附所述待转移芯片,生成吸附芯片摆臂。
可选地,所述芯片接收台包括第二压电陶瓷促动器;所述基于所述芯片数据、所述吸附芯片摆臂的第三振动相位和所述芯片接收台的第四振动相位进行芯片放置,生成芯片转移数据并实时统计转移次数的步骤,包括:
采用所述芯片数据进行芯片转移位置识别,确定芯片接收位;
当所述吸附芯片摆臂的真空吸嘴位于所述芯片接收位上方时,采用所述吸附芯片摆臂的第二转力矩数据进行振动幅值计算,生成第二力矩振动幅值;
当所述第二力矩振动幅值为第二预设振动幅值时,通过所述第二压电陶瓷促动器使所述芯片接收台进行位移,生成第四振动相位;
当所述第四振动相位等于所述吸附芯片摆臂的第三振动相位时,通过所述吸附芯片摆臂的真空吸嘴进行芯片放置,生成芯片接收数据并实时统计转移次数。
可选地,所述根据所述转移次数、所述转移总量和所述芯片接收数据进行视觉检测,构建所述芯片基板对应的芯片转移统计表的步骤,包括:
若所述转移次数不等于所述转移总量,则跳转执行所述基于所述芯片数据、所述摆臂的第一振动相位和所述供料平台的第二振动相位进行芯片拾取,生成吸附芯片摆臂的步骤;
若所述转移次数等于所述转移总量,则通过工业相机获取所述芯片接收数据对应的供料平台图片和芯片接收台图片;
采用所述供料平台图片和所述预设转移数据进行视觉检测,确定芯片转移完成数据;
采用所述芯片接收台图片和所述芯片接收数据进行视觉检测,确定芯片转移正确数据;
采用所述芯片转移完成数据和所述芯片转移正确数据,构建所述芯片基板对应的芯片转移统计表。
本发明还提供了一种基于摆臂固晶机的芯片转移系统,应用于摆臂式固晶机装置,所述摆臂式固晶机装置包括摆臂、供料平台和芯片接收台;所述系统包括:
芯片数据和转移总量确定模块,用于当芯片基板放置在所述供料平台时,采用所述芯片基板进行芯片数量识别,确定芯片数据和转移总量;
吸附芯片摆臂生成模块,用于基于所述芯片数据、所述摆臂的第一振动相位和所述供料平台的第二振动相位进行芯片拾取,生成吸附芯片摆臂;
芯片接收数据和转移次数生成模块,用于基于所述芯片数据、所述吸附芯片摆臂的第三振动相位和所述芯片接收台的第四振动相位进行芯片放置,生成芯片接收数据并实时统计转移次数;
芯片转移统计表生成模块,用于根据所述转移次数、所述转移总量和所述芯片接收数据进行视觉检测,构建所述芯片基板对应的芯片转移统计表。
可选地,所述芯片基板包括多个芯片,所述芯片数据和转移总量确定模块包括:
芯片标签数据生成模块,用于当芯片基板放置在所述供料平台时,读取所述芯片基板上各所述芯片的标识物标签,生成芯片标签数据;
预设转移数据和预设接收数据生成模块,用于分别将所述芯片标签数据进行关键字识别,生成所述芯片对应的预设转移数据和预设接收数据;
芯片数据构建模块,用于采用全部所述预设转移数据和全部所述预设接收数据,构建所述芯片基板对应的芯片数据;
转移总量生成模块,用于将包含预设关键字的全部所述芯片对应的芯片数量作为转移总量。
可选地,所述供料平台包括第一压电陶瓷促动器,所述吸附芯片摆臂生成模块包括:
待转移芯片确定模块,用于采用所述芯片数据进行芯片识别,确定待转移芯片;
第一力矩振动幅值生成模块,用于当所述摆臂的真空吸嘴位于所述待转移芯片上方时,采用所述摆臂的第一扭转力矩数据进行振动幅值计算,生成第一力矩振动幅值;
第二振动相位生成模块,用于当所述第一力矩振动幅值为第一预设振动幅值时,通过所述第一压电陶瓷促动器使所述供料平台进行位移,生成第二振动相位;
吸附芯片摆臂生成子模块,用于当所述第二振动相位等于所述摆臂的第一振动相位时,通过所述摆臂的真空吸嘴吸附所述待转移芯片,生成吸附芯片摆臂。
本发明还提供了一种电子设备,包括存储器及处理器,所述存储器中储存有计算机程序,所述计算机程序被所述处理器执行时,使得所述处理器执行实现如上述任一项基于摆臂固晶机的芯片转移方法的步骤。
本发明还提供了一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,所述计算机程序被执行时实现如上述任一项基于摆臂固晶机的芯片转移方法。
从以上技术方案可以看出,本发明具有以下优点:
本发明通过当芯片基板放置在供料平台时,采用芯片基板进行芯片数量识别,确定芯片数据和转移总量。首先,基于芯片数据、摆臂的第一振动相位和供料平台的第二振动相位进行芯片拾取,生成吸附芯片摆臂。其次,基于芯片数据、吸附芯片摆臂的第三振动相位和芯片接收台的第四振动相位进行芯片放置,生成芯片接收数据并实时统计转移次数。最后,基于转移次数、转移总量和芯片接收数据进行视觉检测,构建芯片基板对应的芯片转移统计表。解决了现有的基于摆臂固晶机的芯片转移方法无论是拾取节拍还是放置节拍都会需要一个停止的动作,导致工作效率低的技术问题。把摆臂停止动作不可避免的振动利用起来,使供料平台/芯片接收台的振动在摆臂刹车时间段内,供料平台的振动与摆臂刹车造成的振动相位贴合,在非绝对静止的状态下完成芯片拾取/放置,使得振动衰减的过程也变为一个有用的工作节拍。刹车过程不再作为摆臂运动速度提高的主要限制,摆臂可以更高的速度完成由芯片到基板的来回,继而提高了芯片转移效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1为本发明实施例一提供的一种基于摆臂固晶机的芯片转移方法的步骤流程图;
图2为本发明实施例一提供的摆臂式固晶机装置的结构示意图;
图3为本发明实施例一提供的供料平台的结构示意图;
图4为本发明实施例一提供的芯片接收台的结构示意图;
图5为本发明实施例一提供的芯片拾取的结构示意图;
图6为本发明实施例一提供的芯片放置的结构示意图;
图7为本发明实施例二提供的一种基于摆臂固晶机的芯片转移方法的步骤流程图;
图8为本发明实施例二提供的压电陶瓷促动器的闭环控制流程图;
图9为本发明实施例二提供的摆臂振动的位移变化示意图;
图10为本发明实施例二提供的摆臂、供料平台和芯片接收台之间的位移变化关系示意图;
图11为本发明实施例三提供的一种基于摆臂固晶机的芯片转移系统的结构框图。
具体实施方式
本发明实施例提供了一种基于摆臂固晶机的芯片转移方法、系统、设备和介质,用于解决现有的基于摆臂固晶机的芯片转移方法无论是拾取节拍还是放置节拍都会需要一个停止的动作,导致工作效率低的技术问题。
芯片转移的整体效率取决于真空吸嘴拾取和放置的效率,也取决于摆臂1的运动速度。当提高摆臂1的运动速度时,芯片转移效率就可以得到提高,但是运动速度提高后,控制停止的时间会增加,难度也会增大。因此,不可以无上限的提高摆臂1的运动速度,芯片转移效率受限。停止时的控制难度与时间需求来源与不可避免的振动,运动速度越高,急速停止时的振动越大。
本发明将停止动作不可避免的振动也利用起来,把停止阶段振动衰减的过程也纳入拾取/放置节拍,而不仅仅只是在绝对静止的状态下完成拾取/放置。使得振动衰减的过程也变为一个有用的工作节拍。停止动作(刹车过程)不再作为吸嘴运动速度提高的主要限制,摆臂1可以更高的速度完成由芯片到基板的来回,继而提高了芯片转移效率。
为使得本发明的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而非全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例,都属于本发明保护的范围。
请参阅图1,图1为本发明实施例一提供的一种基于摆臂固晶机的芯片转移方法的步骤流程图。
如图2至图6所示,摆臂式固晶机装置包括摆臂1、供料平台2和芯片接收台3。摆臂1可绕中心进行圆周运动,控制摆臂头部以及真空吸嘴11在供料平台2和芯片接收台3之间往复运动。当进行拾取/放置动作时,摆臂头部以及真空吸嘴11可进行上下运动,真空吸嘴11执行抽真空吸附芯片或释放动作。供料平台2设置有第一运动装置21,第一运动装置21可使供料平台2移动,使得待转移芯片22移动至指定位置,完成和真空吸嘴11的定位配合,从而完成芯片拾取。芯片接收台3设置有第二运动装置31,第二运动装置31可使芯片接收台3移动,使得芯片接收位32移动至指定位置,完成和真空吸嘴11的定位配合,从而完成芯片放置。
本发明实例一提供的一种基于摆臂固晶机的芯片转移方法,应用于摆臂式固晶机装置,摆臂式固晶机装置包括摆臂、供料平台和芯片接收台。该方法包括:
步骤101、当芯片基板放置在供料平台2时,采用芯片基板进行芯片数量识别,确定芯片数据和转移总量。
在本发明实施例中,当芯片基板放置在供料平台2时,读取芯片基板上各芯片的标识物标签,生成芯片标签数据。分别将芯片标签数据进行关键字识别,生成所芯片对应的预设转移数据和预设接收数据。采用全部预设转移数据和全部预设接收数据,构建芯片基板对应的芯片数据。将包含预设关键字的全部芯片对应的芯片数量作为转移总量。
步骤102、基于芯片数据、摆臂1的第一振动相位和供料平台2的第二振动相位进行芯片拾取,生成吸附芯片摆臂。
在本发明实施例中,采用芯片数据进行芯片识别,确定待转移芯片22。当摆臂1的真空吸嘴11位于待转移芯片22上方时,采用摆臂1的第一扭转力矩数据进行振动幅值计算,生成第一力矩振动幅值。当第一力矩振动幅值为第一预设振动幅值时,通过第一压电陶瓷促动器使供料平台2进行位移,生成第二振动相位。当第二振动相位等于摆臂1的第一振动相位时,通过摆臂1的真空吸嘴11吸附待转移芯片22,生成吸附芯片摆臂。
步骤103、基于芯片数据、吸附芯片摆臂的第三振动相位和芯片接收台3的第四振动相位进行芯片放置,生成芯片接收数据并实时统计转移次数。
在本发明实施例中,采用芯片数据进行芯片转移位置识别,确定芯片接收位32。当吸附芯片摆臂的真空吸嘴11位于芯片接收位32上方时,采用吸附芯片摆臂的第二转力矩数据进行振动幅值计算,生成第二力矩振动幅值。当第二力矩振动幅值为第二预设振动幅值时,通过第二压电陶瓷促动器使芯片接收台3进行位移,生成第四振动相位。当第四振动相位等于吸附芯片摆臂的第三振动相位时,通过吸附芯片摆臂的真空吸嘴11进行芯片放置,生成芯片接收数据并实时统计转移次数。
步骤104、根据转移次数、转移总量和芯片接收数据进行视觉检测,构建芯片基板对应的芯片转移统计表。
在本发明实施例中,若转移次数不等于转移总量,则跳转执行基于芯片数据、摆臂1的第一振动相位和供料平台2的第二振动相位进行芯片拾取,生成吸附芯片摆臂的步骤。若转移次数等于转移总量,则通过工业相机获取芯片接收数据对应的供料平台图片和芯片接收台图片。采用供料平台图片和预设转移数据进行视觉检测,确定芯片转移完成数据。采用芯片接收台图片和芯片接收数据进行视觉检测,确定芯片转移正确数据。采用芯片转移完成数据和芯片转移正确数据,构建芯片基板对应的芯片转移统计表。
在本发明实施例中,通过当芯片基板放置在供料平台2时,采用芯片基板进行芯片数量识别,确定芯片数据和转移总量。首先,基于芯片数据、摆臂1的第一振动相位和供料平台2的第二振动相位进行芯片拾取,生成吸附芯片摆臂。其次,基于芯片数据、吸附芯片摆臂的第三振动相位和芯片接收台3的第四振动相位进行芯片放置,生成芯片接收数据并实时统计转移次数。最后,基于转移次数、转移总量和芯片接收数据进行视觉检测,构建芯片基板对应的芯片转移统计表。解决了现有的基于摆臂固晶机的芯片转移方法无论是拾取节拍还是放置节拍都会需要一个停止的动作,导致工作效率低的技术问题。把摆臂1停止动作不可避免的振动利用起来,使供料平台2/芯片接收台3的振动在摆臂1刹车时间段内,供料平台2的振动与摆臂1刹车造成的振动相位贴合,在非绝对静止的状态下完成芯片拾取/放置,使得振动衰减的过程也变为一个有用的工作节拍。刹车过程不再作为摆臂1运动速度提高的主要限制,摆臂1可以更高的速度完成由芯片到基板的来回,继而提高了芯片转移效率。
请参阅图7,图7为本发明实施例二提供的一种基于摆臂固晶机的芯片转移方法的步骤流程图。
本发明实例二提供的另一种基于摆臂固晶机的芯片转移方法,应用于摆臂式固晶机装置,摆臂式固晶机装置包括摆臂1、供料平台2和芯片接收台3,该方法包括:
步骤701、当芯片基板放置在供料平台2时,读取芯片基板上各芯片的标识物标签,生成芯片标签数据。
在本发明实施例中,针对不同规格的芯片基板,其上承载的芯片数量不同,可预先分类标记好,在芯片基板上,圆形芯片的代表20×20,方形芯片的代表30×30,每个芯片都设置有对应的标识物标签,通过对标识物标签进行读取后,能得到该芯片对应的坐标信息和转移信息。当芯片基板送上供料平台2时,通过读取芯片基板上各芯片的标识物标签,确定芯片基板上各芯片对应的坐标信息和转移信息,并采用这些信息构建芯片标签数据。
步骤702、分别将芯片标签数据进行关键字识别,生成芯片对应的预设转移数据和预设接收数据。
在本发明实施例中,识别出各芯片的识别芯片标签数据中“芯片序号”、“芯片坐标”、“芯片接收位序号”和“芯片接收位坐标”的关键字,并采用“芯片序号”和“芯片坐标”对应的数据,构建预设转移数据。采用“芯片接收位序号”和“芯片接收位坐标”对应的数据,构建预设接收数据。
步骤703、采用全部预设转移数据和全部预设接收数据,构建芯片基板对应的芯片数据。
在本发明实施例中,当识别出该芯片基板对应的全部预设转移数据和全部预设接收数据后,采用全部预设转移数据和全部预设接收数据作为芯片基板对应的芯片数据。
步骤704、将包含预设关键字的全部芯片对应的芯片数量作为转移总量。
在本发明实施例中,预设关键字是指芯片标签数据包含“转移”这一关键词。通过对“转移”这个关键词的识别,确定芯片基板上需要转移的芯片数量,并将芯片数量作为转移总量。
步骤705、基于芯片数据、摆臂1的第一振动相位和供料平台2的第二振动相位进行芯片拾取,生成吸附芯片摆臂。
进一步地,供料平台2包括第一压电陶瓷促动器,步骤705可以包括以下子步骤S11-S14:
S11、采用芯片数据进行芯片识别,确定待转移芯片22。
S12、当摆臂1的真空吸嘴11位于待转移芯片22上方时,采用摆臂1的第一扭转力矩数据进行振动幅值计算,生成第一力矩振动幅值。
S13、当第一力矩振动幅值为第一预设振动幅值时,通过第一压电陶瓷促动器使供料平台2进行位移,生成第二振动相位。
S14、当第二振动相位等于摆臂1的第一振动相位时,通过摆臂1的真空吸嘴11吸附待转移芯片22,生成吸附芯片摆臂。
摆臂1的末端装有力矩传感器,能够检测出末端所受的扭转力矩,可以将振动过程中的受力情况直观反映到上位机,在摆臂1运动过程中,其力矩是不断变化的,故力矩传感器的信号也是不断变化的,振动幅值较大时表明摆臂1此时处于急停状态。对运动过程中的力矩信号进行分析,可以在其振动幅值变大之前预测出将要发生的振动。
摆臂式固晶机装置还包括底层控制系统和上层控制系统,底层控制系统可以接收力矩传感器的数据,对电机发送驱动信号,使驱动压电陶瓷促动器对供料平台2进行移动,并将处理后的力矩传感器数据传送到上层控制系统,上层控制系统接受从底层控制系统传来的传感器数据并将其传给上位机,上位机对此进行轨迹规划以及振动预测,以此达到使得供料平台2的振动与摆臂1刹车造成的振动相位贴合的目的。轨迹规划相当于压电陶瓷促动器的位移变化s是随着时间t变化的正弦函数。
压电陶瓷驱动器主要是根据压电效应与逆效应作为其工作原理进行创建和研发的。所谓压电效应主要是指因为电介质在特定的方位上面受到外部作用从而发生形状的改变,从而使该种介质的里面会产生极化,受到外部作用的两个表面会产生并持有相应的电荷。与上述效应相反,电介质受到电压等相应的作用时,会发生应变,这一种状况就被称为逆压电效应。
压电陶瓷驱动器产生的变形量计算公式为:
;
其中,为变形量;d为压电系数;V为电压。
压电系数是可以确定的,压电是由上位机系统输入的,因此可以推算出压电陶瓷驱动器的变形量。
压电陶瓷的控制采取闭环控制的方式实现,如图8所示。基于摆臂1的振动幅值变化,确定摆臂1即将产生的振动,并通过该振动和摆臂1的运动速度,确定摆臂1在振动时对应的期望位移。将该期望位移输入至控制电路,控制电路和压电放大器基于期望位移,进行电压放大,使压电陶瓷驱动器产生一个激励使得供料平台2与其上承载的芯片产生一个可控的振动,在实际操作中,对于压电陶瓷驱动器可以加上传感器检测位移进行控制,实现更准确的控制。
第一预设振动幅值是指摆臂1在待转移芯片22上方要发生振动前对应的振动幅值临界值。第一振动相位是摆臂1的真空吸嘴11相对于待转移芯片22的相对移动。第二振动相位是指待转移芯片22相对于摆臂1的真空吸嘴11的相对移动。
在本发明实施例中,通过对芯片数据进行芯片识别,确定本次转移对应的待转移芯片22,如图5和图6所示。由于芯片转移的过程中真空吸嘴11需要对准待转移芯片22/芯片接收位32才可以完成动作。所以整个芯片转移的过程可以分为以下过程:
摆臂1圆周运动—对准定位停止(刹车)—拾取芯片(真空吸嘴11和待转移芯片22水平方向上对准)—摆臂1圆周运动—对准定位停止(刹车)—放置芯片(真空吸嘴11和芯片接收位32水平方向上对准)—摆臂1圆周运动。
其中,停止时间不可避免且受圆周运动速度影响,由牛顿第二定律我们可以知道,圆周运动速度越快,停止控制越难,停止所需的时间越久。而为了提高效率,需要尽可能提高圆周运动的速度且缩短停止时间。在进行急速停止制动时不可避免的会产生振动,摆臂1的振动如图9以位移为纵坐标,以时间为横坐标的位移变化示意图所示。振动与开始停止时的圆周运动速度有关,也与制动(刹车)所用的力有关,是一个可以预测的变量。通过改变供料平台2的运动使得拾取动作可以在刹车时间中执行。
在急停过程中,摆臂1的末端(装载吸嘴部分)会产生较中心(摆臂1的运动中心)明显的振动。其振动与以下因素有关,刹车前的速度,摆臂材料的性质。振动振幅即力矩振动幅值与速度正相关,在一定范围内,材料弹性系数与振幅成负相关。速度V刹前,弹性系数K,振幅A。
;
;
在摆臂1运动过程中,其速度与位置会发生变化,在摆臂1末端装有传感器,可以实时测量并上传速度与位移。
在一个周期内,刹车发生的时间是固定的,记为。刹车点的位置也是固定的,记为/>。刹车时的速度也是设计好并且可以检测的,记为/>。即在/>时刻相当于第一力矩振动幅值为第一预设振动幅值时,摆臂1末端的速度与位置(位移)是(/>,/>)。
在拾取过程中,摆臂1末端与供料平台2相对静止,供料平台2除了正常的位移运动(该运动作用是切换新的芯片到固定位置继续拾取)以外,还需要一个额外的运动配合摆臂1。提前进行速度变化,以实现在时刻,供料平台2上需要拾取的芯片的速度与位移达到(/>,/>)。
在时刻摆臂1与供料平台2上的芯片所在位置的速度与位移已经一致,在刹车过程中,需要的是通过电机/压电陶瓷的激励(运动)调整平台的运动即通过第一压电陶瓷促动器使供料平台2进行位移,生成第二振动相位,使供料平台2和摆臂位移的差值小于一定的允许误差。相当于第二振动相位等于摆臂1的第一振动相位。
即时刻,/>。
此时,通过摆臂1的真空吸嘴吸附待转移芯片,生成吸附芯片摆臂,可以实现动态中拾取芯片,即飞行式芯片转移。
通过上位机的配合使得在刹车时间段内,供料平台2的振动与摆臂1刹车造成的振动相位贴合,如图10以位移为纵坐标,以时间为横坐标的位移变化示意图所示,即当第二振动相位等于摆臂1的第一振动相位时,通过摆臂1的真空吸嘴11吸附待转移芯片22,生成吸附芯片摆臂。此外,摆臂1执行的是圆周运动,因此第一压电陶瓷促动器的运动方向需要和摆臂1的运动轨迹相切。
步骤706、基于芯片数据、吸附芯片摆臂的第三振动相位和芯片接收台3的第四振动相位进行芯片放置,生成芯片接收数据并实时统计转移次数。
进一步地,芯片接收台3包括第二压电陶瓷促动器,步骤706可以包括以下子步骤S21-S24:
S21、采用芯片数据进行芯片转移位置识别,确定芯片接收位32。
S22、当吸附芯片摆臂的真空吸嘴11位于芯片接收位32上方时,采用吸附芯片摆臂的第二转力矩数据进行振动幅值计算,生成第二力矩振动幅值。
S23、当第二力矩振动幅值为第二预设振动幅值时,通过第二压电陶瓷促动器使芯片接收台3进行位移,生成第四振动相位。
S24、当第四振动相位等于吸附芯片摆臂的第三振动相位时,通过吸附芯片摆臂的真空吸嘴11进行芯片放置,生成芯片接收数据并实时统计转移次数。
第二预设振动幅值是指吸附芯片摆臂在芯片接收位32上方要发生振动前对应的振动幅值临界值。第三振动相位是吸附芯片摆臂的真空吸嘴11相对于芯片接收位32的相对移动。第四振动相位是指芯片接收位32相对于吸附芯片摆臂的真空吸嘴11的相对移动。
在本发明实施例中,通过对芯片数据进行芯片转移位置识别,确定本次转移对应的芯片接收位32,当吸附芯片摆臂的真空吸嘴11位于芯片接收位32上方时,通过吸附芯片摆臂的末端装有力矩传感器检测出末端所受的扭转力矩,可以将振动过程中的受力情况直观反映到上位机,上位机采用吸附芯片摆臂的第二扭转力矩数据进行振动幅值计算,生成第二力矩振动幅值。当振动幅值较大时表明吸附芯片摆臂此时处于急停状态即第二力矩振动幅值为第二预设振动幅值。
在放置过程中,摆臂1末端与芯片接收台3相对静止,芯片接收台3除了正常的位移运动(该运动作用是切换新的芯片到固定位置继续拾取)以外,还需要一个额外的运动配合摆臂。提前进行速度变化,以实现在时刻即第二力矩振动幅值为第二预设振动幅值时,芯片接收台3上需要拾取的芯片的速度与位移达到(/>,/>)。
在时刻摆臂1与芯片接收台3上的芯片所在位置的速度与位移已经一致,在刹车过程中,需要的是通过电机/压电陶瓷的激励(运动)调整芯片接收台3的运动,即通过第二压电陶瓷促动器使芯片接收台3进行位移,生成第四振动相位。使芯片接收台3和摆臂位移的差值小于一定的允许误差,相当于第四振动相位等于吸附芯片摆臂的第三振动相位。此时,通过摆臂1的真空吸嘴吸附待转移芯片,吸附芯片摆臂的真空吸嘴进行芯片放置,生成芯片接收数据并实时统计转移次数。
通过上位机的配合使得在刹车时间段内,第四振动相位的振动与吸附芯片摆臂刹车造成的振动相位贴合,如图10所示,即第四振动相位等于吸附芯片摆臂的第三振动相位时,通过吸附芯片摆臂的真空吸嘴11释放待转移芯片22至对应的芯片接收位32上,生成芯片接收数据并实时统计转移次数。此外,吸附芯片摆臂即摆臂1执行的是圆周运动,因此第二压电陶瓷促动器的运动方向需要和摆臂1的运动轨迹相切。
步骤707、根据转移次数、转移总量和芯片接收数据进行视觉检测,构建芯片基板对应的芯片转移统计表。
进一步地,步骤707可以包括以下子步骤S31-S35:
S31、若转移次数不等于转移总量,则跳转执行基于芯片数据、摆臂1的第一振动相位和供料平台2的第二振动相位进行芯片拾取,生成吸附芯片摆臂的步骤。
S32、若转移次数等于转移总量,则通过工业相机获取芯片接收数据对应的供料平台图片和芯片接收台图片。
S33、采用供料平台图片和预设转移数据进行视觉检测,确定芯片转移完成数据。
S34、采用芯片接收台图片和芯片接收数据进行视觉检测,确定芯片转移正确数据。
S35、采用芯片转移完成数据和芯片转移正确数据,构建芯片基板对应的芯片转移统计表。
在本发明实施例中,将转移次数与芯片基板对应的转移总量进行比对,若转移次数不等于转移总量,则说明芯片基板对应的芯片转移操作还未结束,需要对下一待转移芯片22进行转移。因此,跳转执行基于芯片数据、摆臂1的第一振动相位和供料平台2的第二振动相位进行芯片拾取,生成吸附芯片摆臂的步骤。若转移次数等于转移总量,则说明芯片基板对应的芯片转移操作已结束,通过工业相机采集芯片接收数据对应的供料平台图片和芯片接收台图片,通过将供料平台图片和预设转移数据进行比对,确定该芯片基板上全部待转移芯片22是否都已经被转移,从而得到芯片转移完成数据。通过将芯片接收台图片和芯片接收数据进行比对验证,确定各芯片接收位32上是否都放置有对应的芯片,基于验证结果,确定该芯片基板对应的芯片转移正确数据。最后,采用芯片转移完成数据和芯片转移正确数据,构建芯片基板对应的芯片转移统计表,芯片转移统计表包括每个芯片转移的初始位置、目标位置、实际位置、芯片转移时间、芯片转移完成状况、芯片转移时间、未转移芯片以及空置芯片接收位32等。
在本发明实施例中,当芯片基板放置在供料平台2时,读取芯片基板上各芯片的标识物标签,生成芯片标签数据。分别将芯片标签数据进行关键字识别,生成芯片对应的预设转移数据和预设接收数据。并采用全部预设转移数据和全部预设接收数据,构建芯片基板对应的芯片数据。然后将包含预设关键字的全部芯片对应的芯片数量作为转移总量。基于芯片数据、摆臂1的第一振动相位和供料平台2的第二振动相位进行芯片拾取,生成吸附芯片摆臂。基于芯片数据、吸附芯片摆臂的第三振动相位和芯片接收台3的第四振动相位进行芯片放置,生成芯片接收数据并实时统计转移次数。最后转移次数、转移总量和芯片接收数据进行视觉检测,构建芯片基板对应的芯片转移统计表。摆臂1的刹车时间是一个效率的制约与限制,是必须要优化的节拍,将把刹车时间变废为宝。通过摆臂1在供料平台2和芯片接收台3之间往复运动的速度可以预测刹车时间摆臂1的状态,预测不断收敛的残余振动。通过在供料平台2和芯片接收台3中除了常规的运动装置,还额外增加了一个压电陶瓷促动器,在摆臂1刹车时间给供料平台2或芯片接收台3提供一个瞬间的激励,由此激励产生的供料平台2或芯片接收台3的振动是可控的。进而可以使得供料平台2或芯片接收台3的振动相位与摆臂1的贴合,从而创造出相对静止时间即额外的拾取/放置时间。在刹车时间使得两个振动的相位贴合,变相延长了拾取/放置节拍的可用时间,同时优化掉了无用的刹车时间,解除了刹车时间导致的功率限制,允许摆臂1在供料平台2和芯片接收台3之间往复运动时采用更高的运动速度,提高了芯片转移的效率。
请参阅图11,图11为本发明实施例三提供的一种基于摆臂固晶机的芯片转移系统的结构框图。
本发明实例三提供的一种基于摆臂固晶机的芯片转移系统应用于摆臂式固晶机装置,摆臂式固晶机装置包括摆臂1、供料平台2和芯片接收台3;系统包括:
芯片数据和转移总量确定模块1101,用于当芯片基板放置在供料平台2时,采用芯片基板进行芯片数量识别,确定芯片数据和转移总量。
吸附芯片摆臂生成模块1102,用于基于芯片数据、摆臂1的第一振动相位和供料平台2的第二振动相位进行芯片拾取,生成吸附芯片摆臂。
芯片接收数据和转移次数生成模块1103,用于基于芯片数据、吸附芯片摆臂的第三振动相位和芯片接收台3的第四振动相位进行芯片放置,生成芯片接收数据并实时统计转移次数。
芯片转移统计表生成模块1104,用于根据转移次数、转移总量和芯片接收数据进行视觉检测,构建芯片基板对应的芯片转移统计表。
可选地,芯片基板包括多个芯片,芯片数据和转移总量确定模块1101包括:
芯片标签数据生成模块,用于当芯片基板放置在供料平台2时,读取芯片基板上各芯片的标识物标签,生成芯片标签数据。
预设转移数据和预设接收数据生成模块,用于分别将芯片标签数据进行关键字识别,生成芯片对应的预设转移数据和预设接收数据。
芯片数据构建模块,用于采用全部预设转移数据和全部预设接收数据,构建芯片基板对应的芯片数据。
转移总量生成模块,用于将包含预设关键字的全部芯片对应的芯片数量作为转移总量。
可选地,供料平台2包括第一压电陶瓷促动器,吸附芯片摆臂生成模块1102包括:
待转移芯片确定模块,用于采用芯片数据进行芯片识别,确定待转移芯片22。
第一力矩振动幅值生成模块,用于当摆臂1的真空吸嘴11位于待转移芯片22上方时,采用摆臂1的第一扭转力矩数据进行振动幅值计算,生成第一力矩振动幅值。
第二振动相位生成模块,用于当第一力矩振动幅值为第一预设振动幅值时,通过第一压电陶瓷促动器使供料平台2进行位移,生成第二振动相位。
吸附芯片摆臂生成子模块,用于当第二振动相位等于摆臂1的第一振动相位时,通过摆臂1的真空吸嘴11吸附待转移芯片22,生成吸附芯片摆臂。
可选地,芯片接收台3包括第二压电陶瓷促动器,芯片接收数据和转移次数生成模块1103包括:
芯片接收位确定模块,用于采用芯片数据进行芯片转移位置识别,确定芯片接收位32。
第二力矩振动幅值生成模块,用于当吸附芯片摆臂的真空吸嘴11位于芯片接收位32上方时,采用吸附芯片摆臂的第二转力矩数据进行振动幅值计算,生成第二力矩振动幅值。
第四振动相位生成模块,用于当第二力矩振动幅值为第二预设振动幅值时,通过第二压电陶瓷促动器使芯片接收台3进行位移,生成第四振动相位。
芯片接收数据和转移次数生成子模块,用于当第四振动相位等于吸附芯片摆臂的第三振动相位时,通过吸附芯片摆臂的真空吸嘴11进行芯片放置,生成芯片接收数据并实时统计转移次数。
可选地,芯片转移统计表生成模块1104包括:
转移次数第一确定模块,用于若转移次数不等于转移总量,则跳转执行基于芯片数据、摆臂1的第一振动相位和供料平台2的第二振动相位进行芯片拾取,生成吸附芯片摆臂的步骤。
转移次数第二确定模块,用于若转移次数等于转移总量,则通过工业相机获取芯片接收数据对应的供料平台图片和芯片接收台图片。
芯片转移完成数据确定模块,用于采用供料平台图片和预设转移数据进行视觉检测,确定芯片转移完成数据。
芯片转移正确数据确定模块,用于采用芯片接收台图片和芯片接收数据进行视觉检测,确定芯片转移正确数据。
芯片转移统计表生成子模块,用于采用芯片转移完成数据和芯片转移正确数据,构建芯片基板对应的芯片转移统计表。
本发明实施例还提供了一种电子设备,电子设备包括:存储器及处理器,存储器中储存有计算机程序;计算机程序被处理器执行时,使得处理器执行如上述任一实施例的基于摆臂固晶机的芯片转移方法。
存储器可以是诸如闪存、EEPROM(电可擦除可编程只读存储器)、EPROM、硬盘或者ROM之类的电子存储器。存储器具有用于执行上述方法中的任何方法步骤的程序代码的存储空间。例如,用于程序代码的存储空间可以包括分别用于实现上面的方法中的各种步骤的各个程序代码。这些程序代码可以从一个或者多个计算机程序产品中读出或者写入到这一个或者多个计算机程序产品中。这些计算机程序产品包括诸如硬盘,紧致盘(CD)、存储卡或者软盘之类的程序代码载体。程序代码可以例如以适当形式进行压缩。这些代码当由计算处理设备运行时,导致该计算处理设备执行上面所描述的基于摆臂固晶机的芯片转移方法中的各个步骤。
本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,该计算机程序被处理器执行时实现如上述任一实施例的基于摆臂固晶机的芯片转移方法。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到,为描述的方便和简洁,上述描述的系统,装置和单元的具体工作过程,可以参考前述方法实施例中的对应过程,在此不再赘述。
在本申请所提供的几个实施例中,应该理解到,所揭露的系统,装置和方法,可以通过其它的方式实现。例如,以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的,例如,单元的划分,仅仅为一种逻辑功能划分,实际实现时可以有另外的划分方式,例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统,或一些特征可以忽略,或不执行。另一点,所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口,装置或单元的间接耦合或通信连接,可以是电性,机械或其它的形式。
作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的,作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元,即可以位于一个地方,或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外,在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中,也可以是各个单元单独物理存在,也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现,也可以采用软件功能单元的形式实现。
集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时,可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解,本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来,该计算机软件产品存储在一个存储介质中,包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机,服务器,或者网络设备等)执行本发明各个实施例方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括:U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM,Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM,Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (7)
1.一种基于摆臂固晶机的芯片转移方法,其特征在于,应用于摆臂式固晶机装置,所述摆臂式固晶机装置包括摆臂、供料平台和芯片接收台;所述方法包括:
当芯片基板放置在所述供料平台时,采用所述芯片基板进行芯片数量识别,确定芯片数据和转移总量;
基于所述芯片数据、所述摆臂的第一振动相位和所述供料平台的第二振动相位进行芯片拾取,生成吸附芯片摆臂;
基于所述芯片数据、所述吸附芯片摆臂的第三振动相位和所述芯片接收台的第四振动相位进行芯片放置,生成芯片接收数据并实时统计转移次数;
根据所述转移次数、所述转移总量和所述芯片接收数据进行视觉检测,构建所述芯片基板对应的芯片转移统计表;
所述供料平台包括第一压电陶瓷促动器;所述基于所述芯片数据、所述摆臂的第一振动相位和所述供料平台的第二振动相位进行芯片拾取,生成吸附芯片摆臂的步骤,包括:
采用所述芯片数据进行芯片识别,确定待转移芯片;
当所述摆臂的真空吸嘴位于所述待转移芯片上方时,采用所述摆臂的第一扭转力矩数据进行振动幅值计算,生成第一力矩振动幅值;
当所述第一力矩振动幅值为第一预设振动幅值时,通过所述第一压电陶瓷促动器使所述供料平台进行位移,生成第二振动相位;
当所述第二振动相位等于所述摆臂的第一振动相位时,通过所述摆臂的真空吸嘴吸附所述待转移芯片,生成吸附芯片摆臂;
所述芯片接收台包括第二压电陶瓷促动器;所述基于所述芯片数据、所述吸附芯片摆臂的第三振动相位和所述芯片接收台的第四振动相位进行芯片放置,生成芯片转移数据并实时统计转移次数的步骤,包括:
采用所述芯片数据进行芯片转移位置识别,确定芯片接收位;
当所述吸附芯片摆臂的真空吸嘴位于所述芯片接收位上方时,采用所述吸附芯片摆臂的第二扭转力矩数据进行振动幅值计算,生成第二力矩振动幅值;
当所述第二力矩振动幅值为第二预设振动幅值时,通过所述第二压电陶瓷促动器使所述芯片接收台进行位移,生成第四振动相位;
当所述第四振动相位等于所述吸附芯片摆臂的第三振动相位时,通过所述吸附芯片摆臂的真空吸嘴进行芯片放置,生成芯片接收数据并实时统计转移次数。
2.根据权利要求1所述的基于摆臂固晶机的芯片转移方法,其特征在于,所述芯片基板包括多个芯片;所述当芯片基板放置在所述供料平台时,采用所述芯片基板进行芯片数量识别,确定芯片数据和转移总量的步骤,包括:
当芯片基板放置在所述供料平台时,读取所述芯片基板上各所述芯片的标识物标签,生成芯片标签数据;
分别将所述芯片标签数据进行关键字识别,生成所述芯片对应的预设转移数据和预设接收数据;
采用全部所述预设转移数据和全部所述预设接收数据,构建所述芯片基板对应的芯片数据;
将包含预设关键字的全部所述芯片对应的芯片数量作为转移总量。
3.根据权利要求2所述的基于摆臂固晶机的芯片转移方法,其特征在于,所述根据所述转移次数、所述转移总量和所述芯片接收数据进行视觉检测,构建所述芯片基板对应的芯片转移统计表的步骤,包括:
若所述转移次数不等于所述转移总量,则跳转执行所述基于所述芯片数据、所述摆臂的第一振动相位和所述供料平台的第二振动相位进行芯片拾取,生成吸附芯片摆臂的步骤;
若所述转移次数等于所述转移总量,则通过工业相机获取所述芯片接收数据对应的供料平台图片和芯片接收台图片;
采用所述供料平台图片和所述预设转移数据进行视觉检测,确定芯片转移完成数据;
采用所述芯片接收台图片和所述芯片接收数据进行视觉检测,确定芯片转移正确数据;
采用所述芯片转移完成数据和所述芯片转移正确数据,构建所述芯片基板对应的芯片转移统计表。
4.一种基于摆臂固晶机的芯片转移系统,其特征在于,应用于摆臂式固晶机装置,所述摆臂式固晶机装置包括摆臂、供料平台和芯片接收台;所述系统包括:
芯片数据和转移总量确定模块,用于当芯片基板放置在所述供料平台时,采用所述芯片基板进行芯片数量识别,确定芯片数据和转移总量;
吸附芯片摆臂生成模块,用于基于所述芯片数据、所述摆臂的第一振动相位和所述供料平台的第二振动相位进行芯片拾取,生成吸附芯片摆臂;
芯片接收数据和转移次数生成模块,用于基于所述芯片数据、所述吸附芯片摆臂的第三振动相位和所述芯片接收台的第四振动相位进行芯片放置,生成芯片接收数据并实时统计转移次数;
芯片转移统计表生成模块,用于根据所述转移次数、所述转移总量和所述芯片接收数据进行视觉检测,构建所述芯片基板对应的芯片转移统计表;
所述供料平台包括第一压电陶瓷促动器,所述吸附芯片摆臂生成模块包括:
待转移芯片确定模块,用于采用所述芯片数据进行芯片识别,确定待转移芯片;
第一力矩振动幅值生成模块,用于当所述摆臂的真空吸嘴位于所述待转移芯片上方时,采用所述摆臂的第一扭转力矩数据进行振动幅值计算,生成第一力矩振动幅值;
第二振动相位生成模块,用于当所述第一力矩振动幅值为第一预设振动幅值时,通过所述第一压电陶瓷促动器使所述供料平台进行位移,生成第二振动相位;
吸附芯片摆臂生成子模块,用于当所述第二振动相位等于所述摆臂的第一振动相位时,通过所述摆臂的真空吸嘴吸附所述待转移芯片,生成吸附芯片摆臂;
所述芯片接收台包括第二压电陶瓷促动器;所述芯片接收数据和转移次数生成模块包括:
芯片接收位确定模块,用于采用所述芯片数据进行芯片转移位置识别,确定芯片接收位;
第二力矩振动幅值生成模块,用于当所述吸附芯片摆臂的真空吸嘴位于所述芯片接收位上方时,采用所述吸附芯片摆臂的第二扭转力矩数据进行振动幅值计算,生成第二力矩振动幅值;
第四振动相位生成模块,用于当所述第二力矩振动幅值为第二预设振动幅值时,通过所述第二压电陶瓷促动器使所述芯片接收台进行位移,生成第四振动相位;
芯片接收数据和转移次数生成子模块,用于当所述第四振动相位等于所述吸附芯片摆臂的第三振动相位时,通过所述吸附芯片摆臂的真空吸嘴进行芯片放置,生成芯片接收数据并实时统计转移次数。
5.根据权利要求4所述的基于摆臂固晶机的芯片转移系统,其特征在于,所述芯片基板包括多个芯片,所述芯片数据和转移总量确定模块包括:
芯片标签数据生成模块,用于当芯片基板放置在所述供料平台时,读取所述芯片基板上各所述芯片的标识物标签,生成芯片标签数据;
预设转移数据和预设接收数据生成模块,用于分别将所述芯片标签数据进行关键字识别,生成所述芯片对应的预设转移数据和预设接收数据;
芯片数据构建模块,用于采用全部所述预设转移数据和全部所述预设接收数据,构建所述芯片基板对应的芯片数据;
转移总量生成模块,用于将包含预设关键字的全部所述芯片对应的芯片数量作为转移总量。
6.一种电子设备,其特征在于,包括存储器及处理器,所述存储器中储存有计算机程序,所述计算机程序被所述处理器执行时,使得所述处理器执行如权利要求1至3任一项所述的基于摆臂固晶机的芯片转移方法的步骤。
7.一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,其特征在于,所述计算机程序被执行时实现如权利要求1至3任一项所述的基于摆臂固晶机的芯片转移方法。
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