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LED粘片机的关键技术研究

作　者: 马豪
导　师: 张鸿海
学　校: 华中科技大学
专　业: 精微制造工程
关键词: LED粘片机 半导体封装 运动控制 视觉定位
分类号: TN312.8
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
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内容摘要


LED粘片机是一种用于LED生产制造中进行管芯与引线框架粘接的自动化设备,融合了图像处理、模式识别、光电检测、控制理论、机电一体化等多学科内容和技术。是LED生产过程中的关键设备,其性能直接影响到所生产LED的性能、生产效率和产品的合格率。目前国内微电子封装设备主要依赖于进口,借鉴国外的先进仪器对LED粘片机关键技术进行了研究,该系统由进片机构、导轨传输机构、点浆机构、XY晶片台、顶针机构、拾取粘接机构、料盒机构等七大机构的机械结构模块,以及主控制模块、视觉定位模块等三大模块组成。在分析系统结构及工作原理的基础上,本文着重研究了LED粘片机主控制系统、视觉定位系统、晶粒拾取粘接时序控制等问题。其中的一些设计思想和方案具有一定的理论意义和实际应用价值。本文的具体内容如下:(1)分析了LED粘片机的工艺流程,确定了LED粘片机由机械结构模块、主控制系统模块和视觉定位模块组成。通过分析LED粘片机工作原理,设计出比较合理的运动流程图。(2)通过分析常用的上位运动控制方式,构架了以工业PC机和输入输出模版为基础,以基于PC总线的运动控制卡、步进驱动器和步进电机构成的主运动控制系统。负责各类输入、输出信号的管理和控制,并在检测传感器协助下控制和协调各执行模块完成预定的运动方式和精确位移。(3)采用了以图像采集卡、CCD摄像头和光学组件构成的视觉定位硬件系统,详细介绍了图像预处理和图像匹配技术,实现了对拾取粘接过程中的精确控制。(4)对控制系统软件从结构、功能任务等方面进行了系统的规划和设计,并对拾取粘接时序控制和电机标定的方法进行了研究。

全文目录


摘要  4-5
ABSTRACT  5-10
1 绪论  10-18
  1.1 课题概述  10-14
    1.1.1 课题的背景  10-12
    1.1.2 课题的研究目的和意义  12-14
  1.2 文献综述  14-17
  1.3 本文的主要研究内容  17-18
2 LED 粘片机总体描述  18-23
  2.1 系统方案的总体设想  18-19
  2.2 系统组成结构  19-21
  2.3 工作原理  21-22
  2.4 本章小结  22-23
3 LED 粘片机主控制系统  23-40
  3.1 引言  23-24
  3.2 LED 粘片机主控制系统的组成  24-25
  3.3 上位控制技术  25-33
    3.3.1 单片机控制方式  25-26
    3.3.2 PLC 可编程控制器方式  26-30
    3.3.3 专用数控系统方式  30-31
    3.3.4 PC+运动控制卡方式  31-32
    3.3.5 上位控制方式的选定  32-33
  3.4 执行机构  33-36
    3.4.1 步进电机的原理和特点  33-35
    3.4.2 交流伺服电机的原理和特点  35-36
    3.4.3 执行机构的选定  36
  3.5 其它机构  36-39
    3.5.1 步进驱动器  37
    3.5.2 检测传感器  37-38
    3.5.3 气控装置  38
    3.5.4 I/O 板卡  38-39
  3.6 本章小结  39-40
4 LED 粘片机视觉定位系统  40-52
  4.1 引言  40
  4.2 视觉定位的原理  40-41
  4.3 视觉定位系统的硬件部分  41-44
    4.3.1 图像采集卡  41-42
    4.3.2 CCD 摄像机  42
    4.3.3 镜头  42-44
  4.4 视觉定位系统的软件部分  44-51
    4.4.1 图像预处理  44-50
      4.4.1.1 直方图修正  45-48
      4.4.1.2 中值滤波  48-50
    4.4.2 图像匹配技术  50-51
  4.5 本章小结  51-52
5 软件系统  52-56
  5.1 软件系统总体设计  52
  5.2 几个关键的问题  52-55
    5.2.1 拾取粘接时序控制  52-54
    5.2.2 电机标定的方法  54-55
  5.3 本章小结  55-56
6 结论与展望  56-58
  6.1 结论  56
  6.2 展望  56-58
致谢  58-59
参考文献  59-62
附录 攻读硕士学位期间发表的论文目录  62

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中图分类: > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 半导体技术 > 半导体二极管 > 二极管：按结构和性能分 > 发光二极管
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