Point Technologies公司使用康耐視的機(jī)器視覺產(chǎn)品實(shí)現(xiàn) 100% 自動(dòng)檢查

Point Technologies有限公司專為半導(dǎo)體、醫(yī)療和生物科技公司提供小口徑金屬線和管道中使用的精密電化學(xué)點(diǎn)測(cè)和微加工產(chǎn)品和服務(wù)。最近，該公司將運(yùn)動(dòng)控制與機(jī)器視覺運(yùn)用在了半導(dǎo)體行業(yè)的一個(gè)全新領(lǐng)域：探針檢查。

該公司設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)將康耐視帶有運(yùn)動(dòng)控制的機(jī)器視覺系統(tǒng)集成到自動(dòng)探針檢查站PointScan中， 從而實(shí)現(xiàn)了更快的檢測(cè)速度和更高的精度，也使得整個(gè)系統(tǒng)更加易于操作。該系統(tǒng)能夠自動(dòng)記錄每次檢測(cè)，同時(shí)提高其可重復(fù)性，并能夠提供反饋信息，方便了流程的改進(jìn)。


由于探針的外部形狀對(duì)于成功的晶圓級(jí)測(cè)試操作十分重要，Point Technologies過去采用的是手動(dòng)視頻檢測(cè)和光學(xué)比較儀結(jié)合的方法，為探針板制造上提供符合各項(xiàng)嚴(yán)格要求的探針。但是隨著IC芯片的產(chǎn)量和對(duì)于探針的需求不斷增加，這個(gè)過程顯得過于耗費(fèi)人力。探針檢查占了整個(gè)制造時(shí)間的很大一部分，因此十分需要進(jìn)行自動(dòng)化改造。


開始實(shí)施自動(dòng)化

一開始，這家公司做了一些工作，評(píng)估使用機(jī)器視覺系統(tǒng)提高檢測(cè)效率的可行性，此外，系統(tǒng)要能在0.00002英寸內(nèi)實(shí)現(xiàn)可重復(fù)測(cè)量。公司團(tuán)隊(duì)當(dāng)時(shí)對(duì)于機(jī)器視覺系統(tǒng)了解甚少，但是他們得出結(jié)論：可以選擇康耐視的In-Sight視覺傳感器，因?yàn)樵摦a(chǎn)品易于使用，而且配有用戶軟件。


Point Technologies公司半導(dǎo)體部經(jīng)理 Steve Neely解釋道：“只需要少量的投資，In-Sight就能夠幫助我們證明機(jī)器視覺可以用在我們的生產(chǎn)中。我們可以建立一個(gè)原型系統(tǒng)，在4到5周內(nèi)即可證明這個(gè)概念是可行的?！?br/>

In-Sight是一款功能強(qiáng)大的機(jī)器視覺傳感器，它包括了一個(gè)基于DSP的視覺處理單元、高速數(shù)碼相機(jī)、內(nèi)建照明控制和內(nèi)置離散I/O端口。它也提供實(shí)時(shí)顯示的標(biāo)準(zhǔn)VGA輸出、內(nèi)置以太網(wǎng)功能和一個(gè)內(nèi)建序列埠。


Neely說道：“我們沒有進(jìn)行正式的培訓(xùn)課程。在只用了30個(gè)小時(shí)左右來熟悉In-Sight后，后我們就可以設(shè)立檢查程序了。通過閱讀隨系統(tǒng)提供的使用手冊(cè)并使用康耐視提供的電話技術(shù)支持，我們的團(tuán)隊(duì)很快熟悉了它的視覺數(shù)據(jù)表環(huán)境、視覺軟件工具庫(kù)和內(nèi)建操作界面?！?br/>

Point Technologies公司發(fā)現(xiàn)In-Sight是一款非常好的驗(yàn)證工具，但是不太適合他們公司的最終應(yīng)用。于是設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)選擇定制了康耐視VisionPro基于PC架構(gòu)的視覺系統(tǒng)。將系統(tǒng)升級(jí)到VisionPro平臺(tái)花了他們更多的時(shí)間去學(xué)習(xí)，也需要康耐視專業(yè)視覺系統(tǒng)整合專家提供了數(shù)周的幫助。不過Neely認(rèn)為：“這些投資是十分值得的，因?yàn)槲覀冊(cè)诤髞淼南到y(tǒng)中用了很多次這個(gè)視覺代碼?！?br/>
任何機(jī)器視覺應(yīng)用的最大挑戰(zhàn)之一可能是選擇合適的成像系統(tǒng)以便保證圖像質(zhì)量。在進(jìn)行了一些光線和光學(xué)試驗(yàn)后，團(tuán)隊(duì)安裝了一個(gè)能夠消除光學(xué)失真的高倍率焦闌透鏡和一個(gè)2x2英寸漫射LED背光燈，以便能夠生成必要分辨率的合適圖像。

視覺和運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)結(jié)合

Neely說道：“我們的工程師將視覺、運(yùn)動(dòng)、操作界面、網(wǎng)絡(luò)通信和使用Microsoft Visual Basic的數(shù)據(jù)庫(kù)相結(jié)合，以便進(jìn)行邏輯管理和控制。視覺導(dǎo)引的運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)，例如我們這套系統(tǒng)，需要一套十分迅捷的視覺系統(tǒng)相配合，要能將圖像捕捉、分析和測(cè)量與找到探針需要的運(yùn)動(dòng)同步，先全面檢查一個(gè)探針，然后再移向另一個(gè)探針。”

這家公司的團(tuán)隊(duì)在半年時(shí)間內(nèi)就將概念成功的應(yīng)用到了工廠的制造系統(tǒng)中。自從2004年底以來，他們共安裝使用了5套系統(tǒng)。這些系統(tǒng)主要被用于測(cè)量探針，也被用于測(cè)量電外科電極和醫(yī)療儀器產(chǎn)品的其它部件。

將視覺系統(tǒng)和運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)相結(jié)合要求工程師將兩個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行校核。如果透鏡有光學(xué)變形現(xiàn)象，或由于相機(jī)安裝角度導(dǎo)致透視發(fā)生了變化，這就不僅僅需要找到一個(gè)能夠?qū)⑾袼睾捅粶y(cè)量的范圍相聯(lián)系的比例因素。視覺系統(tǒng)工具庫(kù)包括了特殊的算法能夠修正這些錯(cuò)誤。

大大減少檢查時(shí)間

應(yīng)用機(jī)器視覺系統(tǒng)后，設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)能夠讓電腦控制檢測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行全部的檢測(cè)工作和大部分的數(shù)據(jù)分析工作。測(cè)試顯示，這使得檢測(cè)時(shí)間降低到了原來的1/10。原來一名工人需要花20分鐘時(shí)間測(cè)量12個(gè)探針并將數(shù)據(jù)記錄在紙上。而PointScan只需要不到2分鐘就能完成測(cè)量，記錄數(shù)據(jù)并自動(dòng)顯示數(shù)據(jù)供操作人員查閱。


機(jī)器視覺系統(tǒng)對(duì)于準(zhǔn)確測(cè)量微小部件并記錄測(cè)試結(jié)果很重要，這些測(cè)量數(shù)據(jù)可以被用于追蹤部件、生產(chǎn)率并且有助于找出流程中影響效率的問題。


視覺系統(tǒng)收集的數(shù)據(jù)幫助人們?cè)黾訉?duì)于生產(chǎn)流程的了解。PointScan為操作人員和質(zhì)量管理團(tuán)隊(duì)提供了所需的反饋，讓他們能夠成功的“重塑”系統(tǒng)和流程，進(jìn)行更多的改進(jìn)并提高效率。

因此，Point Technologies公司相信，機(jī)器視覺和運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)是制造業(yè)未來發(fā)展的關(guān)鍵。將兩個(gè)系統(tǒng)相結(jié)合并非十分困難。但是，這個(gè)過程需要公司付出一定的時(shí)間、成本，也需要專業(yè)的知識(shí)。不過只要按照正確的方法進(jìn)行，即使最具挑戰(zhàn)性的系統(tǒng)應(yīng)用也能帶來豐厚回報(bào)。