半自动铝丝焊机的芯片识别与定位方法研究

发布时间：2017-08-14 00:14

  本文关键词：半自动铝丝焊机的芯片识别与定位方法研究

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【摘要】：铝丝焊机是综合了自动化控制、图像处理、超声波焊接等技术的专用微电子封装设备,铝丝焊机主要半导体芯片焊区与框架管脚间引线的焊接。本文以改造手动铝丝焊机成为半自动铝丝焊机为研究内容,本论文对半自动铝丝焊机控制系统的组成进行分析,并分别对其主要部分:芯片图像处理算法和运动定位算法进行了分析,全文结构如下:首先设计了半自动铝丝焊机的控制系统结构。在确定了半自动铝丝焊机控制系统的组成的基础上,对控制系统的硬件型号进行了选择。同时根据半自动铝丝焊机图像识别系统和运动系统的工作原理,针对图像识别系统模版阶段和匹配阶段的工作流程进行了研究。其次,针对半自动铝丝焊机的运动控制系统、图像识别系统的基本原理进行了分析。针对半自动铝丝焊机目前存在的主要技术问题,本文选取基于特征点的模版匹配方法作为半自动铝丝焊机图像识别系统的模式识别算法,该算法可以将芯片的精确位置传递到运动控制系统,从而确保了键合所需的定位精度。半自动铝丝焊机的运动定位系统选用步进电机作为运动系统的驱动装置,采用模糊PID控制算法,实现了运动系统的闭环控制要求。为了使运动系统的响应速度快、超调量小,必须根据设备具体情况对模糊数字PID参数进行调整,得到最优的参数值。本文以MATLAB仿真软件为基础检验模糊PID参数优化后的效果。实验结果表明模糊PID控制算法在系统响应速度、抑制干扰性能方面都比PID控制算法要优秀。最后,独立研发了半自动铝丝焊机应用程序,并为用户提供了一个便于操作、方便实用的操作界面,包括模版设置功能、图像设置功能、焊接设置、系统控制参数的设置等功能。其中图像设置功能在实际生产过程中针对不同芯片情况选择不同的图像预处理和匹配算法,有效的提高了实际生产过程中的匹配精度。
【关键词】：半自动铝丝焊机 图像识别 运动控制 模糊PID
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG43
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第1章 绪论10-16
• 1.1 选题背景及研究意义10-11
• 1.2 铝丝焊机的关键技术11-13
• 1.2.1 引线键合技术11-12
• 1.2.2 芯片图像匹配12
• 1.2.3 运动定位算法12-13
• 1.3 国内外研究现状13-14
• 1.4 本文研究内容及章节安排14-16
• 第2章 半自动铝丝焊机控制系统总体方案16-22
• 2.1 系统硬件构成16
• 2.2 半自动铝丝焊机图像识别系统16-19
• 2.3 半自动铝丝焊机运动控制模块设计19-20
• 2.4 半自动铝丝焊机工作原理20-21
• 2.5 本章小结21-22
• 第3章 图像识别系统的预处理和匹配算法22-38
• 3.1 芯片图像预处理算法22-26
• 3.1.1 线性滤波器22
• 3.1.2 非线性滤波器22-23
• 3.1.3 适用于芯片图像的滤波方法23-24
• 3.1.4 常用二值化算法24-25
• 3.1.5 适用于芯片图像的二值化方法25-26
• 3.2 芯片图像特征提取26-27
• 3.2.1 基本图像特征26
• 3.2.2 芯片图像特征提取26-27
• 3.3 芯片图像匹配算法27-31
• 3.3.1 常用图像匹配算法27-29
• 3.3.2 基于灰度信息的图像匹配29-30
• 3.3.3 基于特征点的图像匹配30-31
• 3.4 图像匹配算法实验比较31-33
• 3.5 芯片图像识别定位对比实验33-37
• 3.6 本章小结37-38
• 第4章 运动定位算法38-52
• 4.1 PID控制原理38-40
• 4.1.1 模拟PID控制器原理38-39
• 4.1.2 数字PID控制器原理39-40
• 4.2 模糊PID控制原理40-41
• 4.3 模糊PID控制器设计41-46
• 4.3.1 语言变量的模糊化42
• 4.3.2 各变量的隶属度函数42-44
• 4.3.3 模糊控制规则建立44-46
• 4.4 模糊PID控制器对比实验46-49
• 4.4.1 PID控制器参数整定46-47
• 4.4.2 模糊PID控制系统和PID控制系统仿真实验47-49
• 4.5 半自动铝丝焊机运动系统定位精度对比实验49-50
• 4.6 本章小结50-52
• 第5章 半自动铝丝焊机控制系统平台搭建52-60
• 5.1 半自动铝丝焊机系统处理流程52-54
• 5.2 半自动铝丝焊机应用程序功能设计54-55
• 5.3 图像识别功能55-56
• 5.4 运动控制功能56
• 5.5 焊接设置功能56-57
• 5.6 缺陷芯片检测57-58
• 5.7 本章小结58-60
• 第6章 总结60-62
• 6.1 全文总结60
• 6.2 未来展望60-62
• 参考文献62-66
• 作者简介及科研成果66-68
• 致谢68

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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本文编号：669752