结合机器视觉调节LED半导体器件的焊线线弧的方法及系统与流程

    专利查询2025-05-25  41


    本发明涉及led半导体焊接,尤其涉及一种结合机器视觉调节led半导体器件的焊线线弧的方法及系统。


    背景技术:

    1、led(light emitting diode)半导体作为一种新型的光电器件,具有低功耗、高亮度、长寿命等优点,被广泛应用于照明、显示、通信等领域。在led半导体的制造过程中,焊线起着连接芯片和外部电路的重要作用,影响着led器件的性能和可靠性。

    2、现有技术中焊线生成调节技术主要是通过设定固定参数进行焊线生成,这些参数可能包括超声振动参数、键合压力参数、温度参数等。然而,由于led半导体芯片的布局和形状各异,以及焊线过程中受到材料、工艺和环境等因素的影响,传统的固定参数设定往往无法满足不同led半导体的需求,导致焊线质量不稳定,甚至出现焊接失败的情况。

    3、现有的焊线生成调节技术在led半导体制造中应用广泛,但存在一个主要问题,即无法根据实时焊线参数对焊线生成过程进行动态调节。这个问题的根源在于传统方法是基于固定的预设参数来进行焊线生成,而没有考虑到实际焊线过程中的动态变化。由于led半导体器件的芯片布局和形状可能因应用需求而有所不同,加之材料、工艺和环境等因素的影响,导致焊线生成过程中焊接质量和形状的波动,甚至可能出现焊接失败的情况。


    技术实现思路

    1、有鉴于此,本发明实施例提供了一种结合机器视觉调节led半导体器件的焊线线弧的方法及系统,用以解决现有技术中的问题。

    2、第一方面,本发明实施例提供了一种结合机器视觉调节led半导体器件的焊线线弧的方法,所述方法包括:

    3、根据led半导体在超声波焊线机的工作台布局后确定的焊线路径,获取超声焊线机的控制参数;

    4、根据所述控制参数,控制所述超声焊线机进行焊线并获取焊线过程中的实时图像数据;

    5、根据所述实时图像数据,获取实时焊线信息,所述实时焊线信息包括:实际焊线形状信息和实际焊接质量信息,具体包括:

    6、对所述实时图像数据进行预处理,得到目标图像数据,

    7、根据预设轮廓提取算法,获取所述目标图像数据中的焊线轮廓,

    8、根据预设曲线拟合算法和所述焊线轮廓进行曲线拟合,得到拟合焊线,

    9、根据所述拟合焊线和所述焊线轮廓,获取所述实时焊线信息;

    10、根据所述实时焊线信息和所述焊线路径,对所述控制参数进行调整并控制所述超声焊线机在所述led半导体器件上焊线。

    11、作为本发明一个优选实施例,所述预设曲线拟合算法包括多项式拟合算法、贝塞尔曲线拟合算法和样条曲线拟合算法中之一。

    12、作为本发明一个优选实施例,所述根据所述拟合焊线和所述焊线轮廓,获取所述实时焊线信息,包括:

    13、根据所述拟合焊线,获取各所述实际焊线形状信息,其中,所述实际焊线形状信息包括实际焊线长度、实际焊线曲率和焊线宽度;

    14、根据所述焊线轮廓,获得所述实际焊线质量信息,其中,所述实际焊线质量信息包括焊线连续性参数和焊线完整性参数以及宽度一致性。

    15、作为本发明一个优选实施例,所述根据所述焊线路径,获取超声焊线机的控制参数,包括:

    16、根据焊线材料的材料特性,获取所述超声振动参数、所述键合压力参数和所述温度参数,其中,所述材料特性包括材料类型和材料厚度;

    17、根据所述焊线路径,获取所述工作台移动速度;

    18、根据所述温度参数和所述工作台移动速度,获取所述焊接时间;

    19、根据所述超声振动参数、键合压力参数、温度参数、工作台移动速度及所述焊接时间,得到所述控制参数。

    20、作为本发明一个优选实施例,所述根据所述焊线路径,获取所述工作台移动速度包括:

    21、根据所述焊线路径,确定所述焊线路径的第一形状参数,其中,所述第一形状参数包括目标焊线长度、焊线曲率和焊接点位置;

    22、根据所述第一形状参数和预设划分规则,将所述焊线路径划分为若干子焊线路径;

    23、根据所述第一形状参数,获取各所述子焊线路径对应的第二形状参数;

    24、根据各所述第二形状参数,确定相应的各所述子焊线路径的工作台移动速度,其中,所述工作台移动速度与对应的子焊线路径的长度呈正相关,所述工作台移动速度与对应的子焊线路径的曲率以及子焊线路径中焊接点的数量呈负相关。

    25、作为本发明一个优选实施例,所述根据所述实时焊线信息和所述焊线路径,对所述控制参数进行调整并控制所述超声焊线机在所述led半导体器件上焊线包括:

    26、根据所述实际焊线形状信息和所述第二形状参数,建立所述拟合焊线和各所述子焊线路径之间的匹配关系,其中,所述匹配关系包括实际焊线与最匹配的子焊线路径的关联关系;

    27、根据所述匹配关系和所述实际焊线形状信息,获取正在处理的实际焊线对应的实际焊线形状信息和实际焊线质量信息,分别记为目标形状信息和目标质量信息;

    28、根据所述目标形状信息和对应的第二形状参数,获取实际焊线和对应的所述子焊线路径之间的形状相似度;

    29、根据所述形状相似度和所述目标质量信息,判断是否需要调整所述控制参数;

    30、若需要,根据所述形状相似度和所述目标质量信息,对所述控制参数进行调整,其具体包括:

    31、当所述目标质量信息不满足预设质量条件时,根据预设自适应控制算法,调整所述超声振动参数、键合压力参数、温度参数和焊接时间中的一种或多种;

    32、当所述形状相似度小于等于预设相似度阈值时,根据所述目标形状信息和对应的第二形状参数进行差异计算,获取x方向的第一形状偏差程度和y方向的第二形状偏差程度;

    33、根据所述第一形状偏差程度和/或所述第二形状偏差程度,调整所述第一移动速度和所述第二移动速度,其中,所述第一移动速度和所述第一形状偏差程度呈负相关,所述第二移动速度和所述第二形状偏差程度呈负相关;

    34、返回所述根据所述控制参数,控制所述超声焊线机进行焊线并获取焊线过程中的实时图像数据,直到所述目标led半导体的焊线完成。

    35、作为本发明一个优选实施例,所述根据各所述第二形状参数,确定相应的各所述子焊线路径的工作台移动速度,包括:

    36、获取各所述子焊线路径的第二形状参数,其中,所述第二形状参数包括子焊线路径曲率、子焊线路径长度和所述子焊线路径上的焊接点数量;

    37、根据所述第二形状参数对所述子焊线路径进行参数拟合,得到所述子焊线路径的参数方程;

    38、根据第二形状参数,通过拟合算法如多项式拟合、样条曲线拟合等,得到子焊线路径的参数方程;根据所述参数方程,计算所述子焊线路径在所述x方向的第一曲率变化速率和在所述y方向上的第二曲率变化速率;

    39、根据所述子焊线路径与所述x方向和所述y方向的夹角对所述子焊线路径长度进行投影,得到x方向长度和y方向长度;

    40、根据所述第一曲率变化速率、x方向长度以及所述焊接点数量,确定所述工作台在所述x方向的第一移动速度,其中,所述第一移动速度和所述第一曲率变化速率和所述焊接点数量呈负相关,所述第一移动速度和所述x方向长度呈正相关;

    41、根据所述第二曲率变化速率、y方向长度以及所述焊接点数量,确定所述工作台在所述y方向的第二移动速度,其中,所述第二移动速度和所述第二曲率变化速率和所述焊接点数量呈负相关,所述第二移动速度和所述y方向长度呈正相关;

    42、根据所述第一移动速度和所述第二移动速度,确定所述子焊线路径的工作台移动速度。

    43、第二方面,本发明实施例还提供了一种结合机器视觉调节led半导体器件的焊线线弧的系统,所述系统包括超声波焊接机和设于所述超声波焊接机上的摄像头,其中,所述系统采用前面任一项所述的方法。

    44、作为本发明一个优选实施例,所述超声焊线机包括:机架、焊接头、工作台、第一驱动机构、第二驱动机构以及所述摄像头,其中,所述工作台设于所述机架上并与所述第一驱动机构连接,所述第一驱动机构用于驱动所述工作台在水平方向往复移动,所述第二驱动机构与所述焊接头连接,用于驱动所述焊接头在竖直方向往复移动,所述摄像头用于获取实时图像数据。

    45、作为本发明一个优选实施例,所述系统还包括:控制模块、传感器模块和电源模块;其中,传感器模块用于监测焊线过程中的关键参数,所述关键参数包括温度数据和压力数据;所述电源模块用于为所述系统供能,所述控制模块用于控制所述超声焊线机、第一驱动机构、第二驱动机构和所述摄像头。

    46、

    47、综上所述,本发明的有益效果如下:

    48、本发明实施例提供的一种结合机器视觉调节led半导体器件的焊线线弧的方法及系统,通过引入图像处理,可以不断调整控制参数,可以保证焊线的形状和质量始终符合要求,从而确保led半导体的制造质量和效率。


    技术特征:

    1.一种结合机器视觉调节led半导体器件的焊线线弧的方法,其特征在于,所述方法包括:

    2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述预设曲线拟合算法包括多项式拟合算法、贝塞尔曲线拟合算法和样条曲线拟合算法中之一。

    3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述根据所述拟合焊线和所述焊线轮廓,获取所述实时焊线信息,包括:

    4.根据权利要求1至3任一项所述的方法,其特征在于,所述根据所述焊线路径,获取超声焊线机的控制参数,包括:

    5.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,所述根据所述焊线路径,获取所述工作台移动速度包括:

    6.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,所述根据所述实时焊线信息和所述焊线路径,对所述控制参数进行调整并控制所述超声焊线机在所述led半导体器件上焊线包括:

    7.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,所述根据各所述第二形状参数,确定相应的各所述子焊线路径的工作台移动速度,包括:

    8.一种结合机器视觉调节led半导体器件的焊线线弧的系统,其特征在于,所述系统包括超声波焊接机和设于所述超声波焊接机上的摄像头,其中,所述系统采用权利要求1-7任一项所述的方法。

    9.根据权利要求8所述的系统,其特征在于,所述超声焊线机包括:机架、焊接头、工作台、第一驱动机构、第二驱动机构以及所述摄像头,其中,所述工作台设于所述机架上并与所述第一驱动机构连接,所述第一驱动机构用于驱动所述工作台在水平方向往复移动,所述第二驱动机构与所述焊接头连接,用于驱动所述焊接头在竖直方向往复移动,所述摄像头用于获取实时图像数据。

    10.根据权利要求8所述的系统,其特征在于,所述系统还包括:控制模块、传感器模块和电源模块;其中,传感器模块用于监测焊线过程中的关键参数,所述关键参数包括温度数据和压力数据;所述电源模块用于为所述系统供能,所述控制模块用于控制所述超声焊线机、第一驱动机构、第二驱动机构和所述摄像头。


    技术总结
    本发明涉及LED半导体焊接技术领域,解决了现有技术中焊线生成调节,提供了一种结合机器视觉调节LED半导体器件的焊线线弧的方法及系统。该方法包括:根据LED半导体在超声波焊线机的工作台布局后确定的焊线路径,获取超声焊线机的控制参数;根据控制参数,控制超声焊线机进行焊线并获取焊线过程中的实时图像数据;根据实时图像数据,获取实时焊线信息,实时焊线信息包括:实际焊线形状信息和实际焊接质量信息,根据实时焊线信息和焊线路径,对控制参数进行调整并控制超声焊线机在LED半导体器件上焊线。本发明通过图像采集,可以较为动态地调节线弧的宽度,保证LED半导体的生产质量。

    技术研发人员:朱富斌,谭亮,邓文峰,汤渝,吴顺
    受保护的技术使用者:深圳市中顺半导体照明有限公司
    技术研发日:
    技术公布日:2024/11/26
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