使用机器视觉产品制造探针
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pointtechnologies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。
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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。
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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,pointtechnologies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。Pointtechnologies有限公司专门为半导体、医疗和生物技术公司提供精密电化学点测量和微机械加工产品和服务。最近,该公司将运动控制和机器视觉应用于半导体工业的一个新领域:探针检测。
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公司的设计团队将具有运动控制的康耐视机器视觉系统集成到自动探头检查点扫描中,从而实现更快的检测速度和更高的精度,并使整个系统更易于操作。该系统能够自动记录每一次测试,提高其重复性,并提供反馈信息,便于过程改进。
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由于探针的外形对于成功的晶圆级测试操作非常重要,pointtechnologies过去采用手动视频检测和光学比较器相结合的方法,提供符合探针板制造所有严格要求的探针。然而,随着集成电路芯片产量的增加和探针的需求,这一过程过于劳动密集型。探头检测占据了整个制造时间的很大一部分,因此进行自动化改造是非常必要的。
[b]启动自动化[/b]
一开始,公司做了一些工作来评估使用机器视觉系统来提高检测效率的可行性。此外,该系统应能在0.00002英寸范围内实现可重复测量。当时,公司团队对机器视觉系统知之甚少,但他们得出的结论是,可以选择康耐视的视觉传感器,因为它易于使用,并配有用户软件。
Point Technologies的半导体经理steveneely解释说:“只需少量投资,视觉就能帮助我们证明机器视觉可以用于我们的生产。我们可以建立一个原型系统,并在4到5周内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,包括基于dsp的视觉处理单元、高速数码相机、内置照明控制和内置离散i/o端口。它还提供标准vga输出的实时显示、内置以太网功能和内置串行端口。
neely说,“我们没有正式的培训课程。只花了大约30个小时就熟悉了眼前的情况,然后我们就可以建立检查程序。通过阅读系统附带的手册和使用康耐视提供的电话技术支持,我们的团队很快熟悉了其可视化数据表环境、可视化软件工具库和内置操作界面。”
pointtechnologies发现,in-sight是一个非常好的验证工具,但它不适合他们公司的最终应用。因此,设计团队选择基于pc架构定制康耐视visionpro的视觉系统。将系统升级到visionpro平台花费了他们更多的时间来学习,并且还需要康耐视的专业视觉系统集成专家帮助几个星期。不过,尼利认为:“这些投资非常值得,因为我们在后来的系统中多次使用了这种可视化代码。”
在任何机器视觉应用中,最大的挑战之一可能是选择合适的成像系统来确保图像质量。经过一些光和光学实验后,该团队安装了一个可以消除光学失真的高功率远心透镜和一个2×2英寸的漫反射led背光,以便能够生成具有必要分辨率的合适图像。
[b]视觉和运动系统的组合[/b]
neely说:“我们的工程师将视觉、运动、操作界面、网络通信和数据库结合起来,使用microsoftvisualbasic进行逻辑管理和控制。视觉引导的运动控制系统,比如我们的系统,需要非常快的视觉系统。要使图像采集、分析和测量与找到探头所需的运动同步,首先要彻底检查探头,然后再移动到另一个探头。”
这家公司的团队在半年内成功地将这一概念应用到工厂的制造系统中。自2004年底以来,他们已经安装和使用了五个系统。这些系统主要用于测量探头,也用于测量电外科电极和医疗器械产品的其他部件。
将视觉系统和运动系统结合起来需要工程师检查这两个系统。如果镜头有光学失真或由于摄像机安装角度而导致视角改变,不仅需要找到一个比例因子,将像素与测量范围联系起来。视觉系统工具库包括纠正这些错误的特殊算法。
[b]大大减少检查时间[/b]
应用机器视觉系统后,设计团队可以让计算机控制的检测系统完成所有的检测工作和大部分的数据分析工作。测试表明,这将检测时间减少到原始时间的1/10。过去,一名工人需要20分钟来测量12个探头,并将数据记录在纸上。点扫描可以在2分钟内完成测量,记录数据并自动显示数据供操作员参考。
机器视觉系统对于精确测量小零件和记录测试结果非常重要。这些测量数据可用于跟踪零件和生产率,并有助于找出影响过程效率的问题。
视觉系统收集的数据有助于人们更多地了解生产过程。Pointscan为操作员和质量管理团队提供必要的反馈,以便他们能够成功地“重塑”系统和流程,做出更多改进并提高效率。
因此,pointtechnologies认为机器视觉和运动控制系统是制造业未来发展的关键。将这两个系统结合起来并不是很困难。然而,这个过程需要公司付出一定的时间、成本和专业知识。然而,即使是最具挑战性的系统应用程序,只要以正确的方式执行,也能带来丰厚的回报。
[b]康耐视公司简介[/b]
康耐视公司专门设计、开发、制造和销售机器视觉系统(或所谓的“带视觉的计算机”)。康耐视是机器视觉行业的全球领导者。公司自1981年成立以来,已售出35万多套机器视觉系统,累计营业收入达20亿美元。康耐视的模块化视觉系统部门(总部位于马萨诸塞州纳蒂克)专门研究机器视觉系统,该系统可广泛应用于不连续制造产品的自动化生产,并确保其质量。康耐视的表面检测系统部门(总部位于加利福尼亚州阿拉米达)专门从事机器视觉系统,用于检测连续生产的产品(如金属、纸张和塑料)的表面。除了位于马萨诸塞州纳蒂克的总部外,康耐视还在北美、日本、欧洲和亚洲设有地区办事处。欢迎访问康耐视网站。
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