LED固晶機之機器視覺定位技術

摘要：本研究利用機器視覺定位與校正技術，開發自動固晶機台。視覺定位模組有硬體及軟體兩個部份，硬體包含相機、鏡頭、光源及工業電腦；軟體包含影像定位、影像校正及運動控制等。本文將針對相關視覺元件及定位技術進行介紹。

Abstract: In this study, an automatic die bonder is developed by using machine vision technology alignment and calibration. The machine vision module consists of two parts: hardware and software. The hardware includes cameras, lenses, lighting, and industrial computers. The software contains image alignment, image calibration, and motion control. This article will introduce the related vision components and technology in detail.

關鍵詞：機器視覺、固晶機、校正

Keywords：Machine Vision, Die Bonder, Calibration

前言
隨著地球暖化日益嚴重，綠色環保議題受到重視，因為LED具有低耗電量及長效壽命的優勢，LED已經由普通電子零組件轉為重要的節能產品，因此LED產品的應用正吸引著世人的目光[1]。

目前國產LED自動化固晶機台貼合速度大幅落後國際大廠自動化固晶機台25 %以上，且國外機台設備在地化售後服務與技術支援嚴重不足。針對固態照明市場的需求，國內的製造商與設備廠正積極投入設備自動化評估，以滿足綠能趨勢所帶來的固態照明產值需求。

針對以上需求，積極投入研發能量開發自動化固晶機，而目前LED產品封裝方式皆以打線與覆晶為主。本研究以覆晶的方式進行封裝，晶粒大小為1 mm x 1 mm，基板為陶瓷基板，以下將介紹實驗的架構、視覺對位方式及視覺校正技術等。

機台架構
機台機構分為三個模組：一為晶粒擷取模組XYAZ，直角移動平台XY上掛載旋轉軸A，Z軸為頂出晶粒使其脫離藍膜的裝置，負責固定藍膜、運載晶粒至視覺成像區與取晶區。二為晶粒貼合模組XY，直角移動平台XY，負責固定陶瓷基板、運載陶瓷基板至視覺成像區與放晶區。三為晶粒傳送模組，直接驅動馬達（direct drive motor, DD馬達）與雙臂取放機構，負責將晶粒由晶粒擷取模組快速運送到晶粒貼合模組。

視覺模組分為三個部分：第一站位於晶粒擷取模組上方，負責晶粒正面辨識與定位。第二站位於晶粒運載的中途，晶粒的下方，負責晶粒背面辨識與定位，並計算其偏移量與角度。第三站位於晶粒貼合模組上方，負責LED燈杯的辨識與定位。

機台各軸控制採PC base方式控制，PC內包含運動控制卡及I/O控制卡，架設方式如圖1所示。