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使用机器视觉产品制造探针

上网日期: 2006年11月01日 ?? 我来评论 字号:放大 | 缩小 分享到:sina weibo tencent weibo tencent weibo


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关键字:机器视觉? 自动探针检查站? 机器视觉传感器? In-Sight?

Point Technologies有限公司专为半导体、医疗和生物科技公司提供小口径金属线和管道中使用的精密电化学点测和微加工产品和服务。最近,该公司将运动控制与机器视觉运用在了半导体行业的一个全新领域:探针检查。

该公司设计团队将康耐视带有运动控制的机器视觉系统集成到自动探针检查站PointScan中, 从而实现了更快的检测速度和更高的精度,也使得整个系统更加易于操作。该系统能够自动记录每次检测,同时提高其可重复性,并能够提供反馈信息,方便了流程的改进。

由于探针的外部形状对于成功的晶圆级测试操作十分重要,Point Technologies过去采用的是手动视频检测和光学比较仪结合的方法,为探针板制造上提供符合各项严格要求的探针。但是随着IC芯片的产量和对于探针的需求不断增加,这个过程显得过于耗费人力。探针检查占了整个制造时间的很大一部分,因此十分需要进行自动化改造。

开始实施自动化

一开始,这家公司做了一些工作,评估使用机器视觉系统提高检测效率的可行性,此外,系统要能在0.00002英寸内实现可重复测量。公司团队当时对于机器视觉系统了解甚少,但是他们得出结论:可以选择康耐视的In-Sight视觉传感器,因为该产品易于使用,而且配有用户软件。

Point Technologies公司半导体部经理 Steve Neely解释道:“只需要少量的投资,In-Sight就能够帮助我们证明机器视觉可以用在我们的生产中。我们可以建立一个原型系统,在4到5周内即可证明这个概念是可行的。”

In-Sight是一款功能强大的机器视觉传感器,它包括了一个基于DSP的视觉处理单元、高速数码相机、内建照明控制和内置离散I/O端口。它也提供实时显示的标准VGA输出、内置以太网功能和一个内建序列埠。

Neely说道:“我们没有进行正式的培训课程。在只用了30个小时左右来熟悉In-Sight后,后我们就可以设立检查程序了。通过阅读随系统提供的使用手册并使用康耐视提供的电话技术支持,我们的团队很快熟悉了它的视觉数据表环境、视觉软件工具库和内建操作界面。”

Point Technologies公司发现In-Sight是一款非常好的验证工具,但是不太适合他们公司的最终应用。于是设计团队选择定制了康耐视VisionPro基于PC架构的视觉系统。将系统升级到VisionPro平台花了他们更多的时间去学习,也需要康耐视专业视觉系统整合专家提供了数周的帮助。不过Neely认为:“这些投资是十分值得的,因为我们在后来的系统中用了很多次这个视觉代码。”

任何机器视觉应用的最大挑战之一可能是选择合适的成像系统以便保证图像质量。在进行了一些光线和光学试验后,团队安装了一个能够消除光学失真的高倍率焦阑透镜和一个2x2英寸漫射LED背光灯,以便能够生成必要分辨率的合适图像。

视觉和运动系统结合

Neely说道:“我们的工程师将视觉、运动、操作界面、网络通信和使用Microsoft Visual Basic的数据库相结合,以便进行逻辑管理和控制。视觉导引的运动控制系统,例如我们这套系统,需要一套十分迅捷的视觉系统相配合,要能将图像捕捉、分析和测量与找到探针需要的运动同步,先全面检查一个探针,然后再移向另一个探针。”

这家公司的团队在半年时间内就将概念成功的应用到了工厂的制造系统中。自从2004年底以来,他们共安装使用了5套系统。这些系统主要被用于测量探针,也被用于测量电外科电极和医疗仪器产品的其它部件。

将视觉系统和运动系统相结合要求工程师将两个系统进行校核。如果透镜有光学变形现象,或由于相机安装角度导致透视发生了变化,这就不仅仅需要找到一个能够将像素和被测量的范围相联系的比例因素。视觉系统工具库包括了特殊的算法能够修正这些错误。

大大减少检查时间

应用机器视觉系统后,设计团队能够让电脑控制检测系统进行全部的检测工作和大部分的数据分析工作。测试显示,这使得检测时间降低到了原来的1/10。原来一名工人需要花20分钟时间测量12个探针并将数据记录在纸上。而PointScan只需要不到2分钟就能完成测量,记录数据并自动显示数据供操作人员查阅。

机器视觉系统对于准确测量微小部件并记录测试结果很重要,这些测量数据可以被用于追踪部件、生产率并且有助于找出流程中影响效率的问题。

视觉系统收集的数据帮助人们增加对于生产流程的了解。PointScan为操作人员和质量管理团队提供了所需的反馈,让他们能够成功的“重塑”系统和流程,进行更多的改进并提高效率。

因此,Point Technologies公司相信,机器视觉和运动控制系统是制造业未来发展的关键。将两个系统相结合并非十分困难。但是,这个过程需要公司付出一定的时间、成本,也需要专业的知识。不过只要按照正确的方法进行,即使最具挑战性的系统应用也能带来丰厚回报。







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