机器视觉中的蓝宝石切割(十年前的u米级别miniled,半导体晶圆切割项目)
以下是曾经做过的项目现在回顾一下。那时候初见miniled人称晶圆我也不懂姑且叫晶圆有4寸8寸和12寸。从前的项目视觉精度做到0.01mm就算顶级的了现在这个项目机器视觉精度要达到0.001mm心里没底有点发毛好在公司分部做过这个项目第一代G0好处和坏处全部看在眼里既然定下来了要做第二代G1我也被选中那也就向自己的不可能挑战这个晶圆没见到4寸的做项目只兼容了8寸和12寸整个宏观要看清楚使用了vst的2514h镜头要切割8寸和12寸晶圆内部细节通道有20um8um的4英寸听说切割通道是2um的所以切割细节的镜头选用远心显微镜头也是vst的最初想用三丰的镜头但他的工作距离不够下面的光源安装不上去十倍放大视野0.6mm*0.8mm经过一个多月的准备终于精度搞定我看1um丢给伺服前进1um刚刚好相互验证成功其实大家做视觉都知道要保证1um精度你要在0.33um下功夫也就是1/3规则第一代只能看手机屏幕里的led精度很差所以不成功才升级所以发现机器视觉在项目中很重要好我们看看整体设计第一晶圆放入castle上料第二第一个ccd相机cctv 2514h镜头看宏观第三第二个ccd相机看晶圆细节刚开始有一个过渡ccd后来舍弃简单就好第四在um级别通道里进行切割第五下料看上去很简单应了一句话越简单难度越大。下面是机器视觉选型的基础原理可以参考蓝宝石晶圆切割g1机器视觉整个定型的思考1光學倍率物體尺寸與影像尺寸的比例。2/3英寸ccd的height6.6mm.width8.8mm1/3...............3.6,........4.8.1/2...............4.8,........6.4.1/1.8.............5.3,........7.2.當前用2/3英寸ccd假定視野能看到12.5mm長的物體那麼鏡頭倍率是8.8/12.50.7.縮小假定視野能看到0.88mm長的物體那麼鏡頭倍率是8.8/0.8810.放大2機構運動直線度小於3um意味著高精度。ccd精度1um.3, g0存在掉幀問題取像不清問題解決方法換相機鏡頭和光源。由實驗決定4xpvbni改為xpC#(vs2008)visionpro(7.2),并使用標定在g1.5同軸方案廢棄。不能滿足ccd和激光的精度。估計其精度大於10um。6溫度濕度震動雜物影響提出。7匹配中心對齊如何衡量問題提出。8日本三豐有na高0.42放大倍數高X20的鏡頭。工作距離20mm。其鏡頭解析度0.8um好於當前1.45um。9確定使用網口相機以及15frame的相機。其實camralink速度更快但不熟悉。10確定ccd的bom清單。112寸*25.450.8mm4*25.4101.6mm6*25.4152.4mm。12相機發熱ccd熱脹影響多少安裝位移動影響多少Al(鋁)在20度每增加一度1m變化23um。噴水霧滴對相機影響多少人走動以及幾台震動或者噪音震動對ccd影響多少要小於三個像素*0.36um1.08um。灰塵對ccd影響多少一個灰塵大小6um*6um。13備品14原則單獨精度高時間片內單獨工作其他不動不算不參與15藍光的波長550nm0.55um。振幅振幅影響16關鍵ccd使用9點標定。用cognex不疑。17安裝的水平垂直,安裝重複精度。持久磨合精度。1810倍顯微遠心鏡頭工作距離55mm畸變小於0.01%mm.19同軸光源亮視野效果差看不見不如環形光源藍綠。發現綠光要求的光亮度很大。主要和暗視野打光有關。還有就是fno放大倍率/2na,fno很大(21)即獲取的光很弱。0.02mm景深/2*倍率^20.04*fno.(25)藍光強好於綠光估計藍光的振幅能量大於綠光不会能量提供及其他實驗硬件相同暗场反着来20ccd測到g0的一些參數miniled还未看到真正晶圆mark 0.16mm*0.16mm線間距0.274mm線厚度0.0089mm電極圓半徑0.04mm通道0.02mm通道線厚度0.003mm激光切割痕0.014mm裂痕0.006mm21只能針對非鏡面產品g0通用產品以當前方式切割。22, 關鍵ccd視野定為0.88mm*0.66mm可以滿足1um精度要求。重複精度0.5um內震動和灰塵因素排外。23擔心標定片的精度畸變的參數。24激光和ccd不共焦點面。ccd看到玻璃藍寶石下面去了至少50um產品100um按一半算。25ccd整體運行工作ok擔心cognex計算精度。26鏡頭解析度只有1.45umccd解析度0.38um爲什麽可以達到精度0.5um原理類似參照遊標卡尺亞像素計算。27安裝保護防塵防水散熱。28藍膜加熱會變形。29眼睛觀測到并確定的如何標準化。//專利30編寫程序31程序參考32赴臺g1 ccd所需。33紅外系列CCD成套系統精度理想分析0.38*20.761um精度無保障。硅晶圓敏感1200-1400nm鏡頭moritex mml-nir;光源opt ir 940nm;相機pamina hk640-f60 ingaas 900-1700nm640*48034水中插魚問題排除。第一筆記本整理完成201511261731第二筆記本明日繼續整理。35當下標定片cognex失效小視野180nm標定片定制無結果。採用機構座標系9點標定ccd系統。2倍倍率變10倍倍率的標定不可用。36cognex image source與acq取像問題。37軟體的編寫和測試完成問題點及解決辦法詳見筆記本二p1-p9010.06-10.28。38程序某些細節仍在改進中當前代碼量1000行左右較穩定11.2639發現ccd也有亮點壞點。40大多數還是人在看精度并判斷定性所以示形對於精度有很重要的意義。精度的衡量定量一步一步交由程序這就是假智能 。微軟的os假智能具有很典型的意義。其實這才是真正的自動化真智能還有很遠的路要走41標定片示形光源控制程序關鍵ccd數據記錄備份ok。422514H1效果好於2514hcctv研究結果。而且可以增加接環1mm使工作距離降低10cm。43需要攜帶1mm接環并更換2514h1鏡頭嗎事已定不可更改。精度影響不大44若C#中使用異步線程要避免使用佔用空間很大的臨時變量如bitmap。45cognex visionpro7.2安裝包vs2008安裝包。46ccd清晰度定量分析實現400000*0.014000以像素計算達百分之一的精度垂直或平行定量分析使用intercross結果判定標定片工藝和鏡頭畸變確認座標系轉換中計算誤差47雙側遠心鏡頭好於單側遠心鏡頭?48此設備成敗關鍵在於切割裂縫規律(6um不规律)其次機構精度(3um,马达线性度气悬浮线轨,已保证)再次ccd0.36*31.08um,已保证。