掩膜版表面灰尘杂质检测系统设计
发布时间：2021-01-28 02:29
随着工业技术的不断发展与完善,掩膜版在光刻领域应用十分广泛。然而制造加工以及运送过程中,表面易积累灰尘杂质,影响导体或半导体检测精度。确保每一块掩膜版表面洁净度,对研发者和制造者来说至关重要。本文分析了人工检测掩膜版表面灰尘杂质存在的不足,设计了一套基于机器视觉技术的掩膜版表面灰尘杂质检测系统,对检测系统进行了研究,提高检测系统的准确性,使掩膜版表面灰尘杂质检测更为便捷。研究内容主要包括以下几个方面:1、研究了掩膜版翻转检测台存在机械结构设计上的缺陷,对掩膜版表面灰尘杂质检测平台的托臂、丝杠、联轴器以及电机进行了研究选型。2、分析了掩膜版表面灰尘杂质检测系统中图像获取系统,完善了图像获取系统的LED灯箱、CCD工业相机、测距传感器、压力传感器的选型与设计。3、基于LabVIEW掩膜版表面灰尘杂质虚拟检测仪器,对采集到的图像进行不同平面的颜色抽取,获取掩膜版表面灰度图,同时应用直方图均衡化实现灰度图像增强,达到对掩膜版表面灰尘检测的目的。
【文章来源】：西安石油大学陕西省
【文章页数】：63 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
检测系统的构成图
西安石油大学硕士学位论文10图2-2检测系统的内部机械结构1-碳纤维托臂，2-掩膜版玻璃，3-LED灯箱，4-铝型材立架，5-滚珠丝杠副，6-CCD摄像机2.2掩膜版托臂的设计掩膜版托臂材料的选择在此检测系统中有很重要作用，掩膜版玻璃夹取手臂采用碳纤维材料，碳纤维材料品种较多，机械托臂在选择过程中应注意到选择强度大，密度小的材料制作机械托臂，本课题中采用了碳纤维手臂夹取以及承载掩膜版玻璃。如表2-1所示为碳纤维材料的性能指标。表2-1碳纤维材料属性对比纤维类型长丝数抗拉强度(Ksi)(MPa)拉伸模量(msi)(GPa)应变（%）重量/长度（g/m)密度(g/cm3)AS43000670461933.52311.80.2101.796000640441333.52311.70.4271.7912000640441333.52311.70.8581.79As4c3000675465433.52311.80.2001.786000645444733.52311.70.4001.7812000650448233.52311.80.8001.78As4d12000700482635.02411.80.7651.79As712000710489536.02481.70.8001.79IM2A12000770530940.02761.70.4461.78IM2C12000830572343.02961.80.4461.78IM612000830572340.52791.90.4461.76IM76000800551640.02761.90.2231.7812000820565440.02761.90.4461.78IM812000880606745.03101.80.4461.78IM912000890613644.03031.90.3351.80IM10120001010696445.03102.00.3241.79IM6312000680468864.04411.00.4181.83612354
西安石油大学硕士学位论文12图2-4伺服电机驱动滚珠丝杠机构伺服电机和步进电机的区别[22]：二者在电机原理、启动方法、启动特性、过载特性、制动、控制方法、输出特性方面的区别请翻阅相关资料。这里主要是阐述二者在实际应用中的差别。控制方式的区别：步进电机是开环控制，但是我们也可以通过外置传感器构成半闭环或者闭环控制方式；伺服电机是闭环控制（实际上是半闭环），通过编码器实时反馈负载位移及速度参数。所以我们在实际使用中，如果是较少位移点的控制也可以使用步进电机加传感器的方式取代伺服电机。矩频特性（转矩特性）：通常，步进电机获得额定转矩的转速在300-400r/min左右；伺服电机则高的多，基本都是在额定转速范围能获得额定转矩。所以，在实际使用中，如果驱动高速机构则通常选择伺服电机。过载特性：步进电机基本不能过载，过载则出现丢步；伺服电机具有短时大过载能力。在实际使用中就意味着：如果出现过载，步进电机丢步，只要给定的脉冲发完，则步进电机不再转动，执行机构停在过载的位置；伺服电机则一直发脉冲直至克服过载，执行机构到达指定位置，或者损坏机构元器件，执行机构停在过载位置。选型参数：步进电机选型需要确定扭矩、惯量、转速、步距角；伺服电机选型需要确定功率、扭矩、惯量、转速、分辨率[23]。在自动化系统中为了完成很多道工序的复杂运转，因此对设备控制系统的准确率要求很高，驱动系统的精度范围很大程度上取决于伺服电机。按照伺服系统选型步骤，在满足系统需求的负载前提下，在从价格、转速、扭矩、转动惯量等方面选择最为合适的电机，伺服电机选择必须要遵守原则。伺服电机选型原则，通常从转速，转矩、惯量匹配三个方面选择伺服电机。（1）转速电机的额定转速是根据系统需求的最
本文编号：3004190
【文章来源】：西安石油大学陕西省
【文章页数】：63 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
检测系统的构成图
西安石油大学硕士学位论文10图2-2检测系统的内部机械结构1-碳纤维托臂，2-掩膜版玻璃，3-LED灯箱，4-铝型材立架，5-滚珠丝杠副，6-CCD摄像机2.2掩膜版托臂的设计掩膜版托臂材料的选择在此检测系统中有很重要作用，掩膜版玻璃夹取手臂采用碳纤维材料，碳纤维材料品种较多，机械托臂在选择过程中应注意到选择强度大，密度小的材料制作机械托臂，本课题中采用了碳纤维手臂夹取以及承载掩膜版玻璃。如表2-1所示为碳纤维材料的性能指标。表2-1碳纤维材料属性对比纤维类型长丝数抗拉强度(Ksi)(MPa)拉伸模量(msi)(GPa)应变（%）重量/长度（g/m)密度(g/cm3)AS43000670461933.52311.80.2101.796000640441333.52311.70.4271.7912000640441333.52311.70.8581.79As4c3000675465433.52311.80.2001.786000645444733.52311.70.4001.7812000650448233.52311.80.8001.78As4d12000700482635.02411.80.7651.79As712000710489536.02481.70.8001.79IM2A12000770530940.02761.70.4461.78IM2C12000830572343.02961.80.4461.78IM612000830572340.52791.90.4461.76IM76000800551640.02761.90.2231.7812000820565440.02761.90.4461.78IM812000880606745.03101.80.4461.78IM912000890613644.03031.90.3351.80IM10120001010696445.03102.00.3241.79IM6312000680468864.04411.00.4181.83612354
西安石油大学硕士学位论文12图2-4伺服电机驱动滚珠丝杠机构伺服电机和步进电机的区别[22]：二者在电机原理、启动方法、启动特性、过载特性、制动、控制方法、输出特性方面的区别请翻阅相关资料。这里主要是阐述二者在实际应用中的差别。控制方式的区别：步进电机是开环控制，但是我们也可以通过外置传感器构成半闭环或者闭环控制方式；伺服电机是闭环控制（实际上是半闭环），通过编码器实时反馈负载位移及速度参数。所以我们在实际使用中，如果是较少位移点的控制也可以使用步进电机加传感器的方式取代伺服电机。矩频特性（转矩特性）：通常，步进电机获得额定转矩的转速在300-400r/min左右；伺服电机则高的多，基本都是在额定转速范围能获得额定转矩。所以，在实际使用中，如果驱动高速机构则通常选择伺服电机。过载特性：步进电机基本不能过载，过载则出现丢步；伺服电机具有短时大过载能力。在实际使用中就意味着：如果出现过载，步进电机丢步，只要给定的脉冲发完，则步进电机不再转动，执行机构停在过载的位置；伺服电机则一直发脉冲直至克服过载，执行机构到达指定位置，或者损坏机构元器件，执行机构停在过载位置。选型参数：步进电机选型需要确定扭矩、惯量、转速、步距角；伺服电机选型需要确定功率、扭矩、惯量、转速、分辨率[23]。在自动化系统中为了完成很多道工序的复杂运转，因此对设备控制系统的准确率要求很高，驱动系统的精度范围很大程度上取决于伺服电机。按照伺服系统选型步骤，在满足系统需求的负载前提下，在从价格、转速、扭矩、转动惯量等方面选择最为合适的电机，伺服电机选择必须要遵守原则。伺服电机选型原则，通常从转速，转矩、惯量匹配三个方面选择伺服电机。（1）转速电机的额定转速是根据系统需求的最
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