基于机器视觉的芯片贴标检测一体化智能分拣基站的制作方法

本技术涉及芯片视觉分拣，尤其是涉及一种基于机器视觉的芯片贴标检测一体化智能分拣基站。

背景技术：

1、芯片在半导体封装及后续加工过程中，通常需要在基板表面贴附标签，用于记录产品批次、工序信息及质量追溯数据。随着电子产品的轻薄化发展，芯片的尺寸日趋精密，对贴标精度和后续分拣质量都提出了更高要求。在行业常规生产工艺流程中，芯片出厂时表面通常贴附有一层保护蓝膜，用于运输与周转过程中防护基板线路、焊盘免受划伤与污染，贴标作业设置于保护蓝膜撕除工序之后，以保障标签贴附的可靠性。

2、目前，芯片的贴标与分拣作业仍普遍存在工序脱节的问题。现有设备多为功能单一的独立设备，贴标工序、贴后质量检测工序与成品分拣工序相互独立，物料在不同工序之间流转时需人工干预或依赖额外的中转机构，难以实现从芯片自动上料、自动转运、贴标加工到贴后质量自动检测与自动分流的全流程自动化作业。

3、具体而言，贴标后的质量判定仍多依靠人工目检或独立的离线检测设备完成，检测结果无法实时反馈至分拣执行机构以形成闭环控制；且合格品与不合格品的分拣高度依赖人工操作，不仅效率低下，还易因人为因素导致混料风险，难以实现单片产品的全流程质量追溯。

技术实现思路

1、为了解决上述技术中存在的问题，本技术提供一种基于机器视觉的芯片贴标检测一体化智能分拣基站。

2、本技术提供的一种基于机器视觉的芯片贴标检测一体化智能分拣基站采用如下的技术方案：

3、一种基于机器视觉的芯片贴标检测一体化智能分拣基站，包括基站平台；送料通道，设置于所述基站平台上，用于输送承载芯片的料框，所述料框包括装载有待加工芯片的载料框和空载框；贴标通道，设置于所述基站平台上，用于输送芯片；送料机构，设置于所述送料通道与所述贴标通道之间，用于取放所述芯片；送料驱动机构，设置于所述基站平台上，用于驱动所述送料机构在所述送料通道与所述贴标通道之间往复运动；贴标机构，设置于所述贴标通道一侧，用于吸取标签并贴附于芯片表面；贴标驱动机构，设置于所述基站平台上，用于驱动所述贴标机构沿靠近或远离所述贴标通道的方向往复运动，并驱动所述贴标机构下压完成贴附；检测单元，设置于所述贴标通道的下游，用于对所述贴标通道上的芯片进行视觉检测，所述检测单元与所述送料驱动机构电连接。

4、在上述技术方案的实现过程中，承载有待加工芯片的载料框由人工或上游设备放置于送料通道的进料端，送料通道沿第一方向将载料框输送至送料机构的取料工位，与此同时，空载框亦放置于送料通道上等待承接加工完毕的芯片。送料驱动机构驱动送料机构移动至载料框上方，送料机构从载料框中逐个拾取待加工的芯片，跨越送料通道与贴标通道之间的间隔，将芯片放置于贴标通道上；贴标通道沿第二方向输送芯片依次经过贴标工位和检测工位。芯片到达贴标工位时，贴标驱动机构驱动贴标机构沿靠近贴标通道的方向移动至芯片上方，并驱动贴标机构下压，将预先吸取的标签精准贴附于芯片表面，完成后贴标驱动机构驱动贴标机构抬升并远离贴标通道复位。贴标后的芯片继续沿贴标通道输送至下游的检测工位，检测单元对贴标后的芯片进行视觉检测（如标签位置偏差、气泡、褶皱等），并将检测结果以电信号形式传输至控制系统；控制系统根据检测结果联动送料驱动机构，使送料机构在后续将贴标通道上的芯片取下时，将检测合格的芯片放入送料通道上的空载框中随出料端输出，而将检测不合格的芯片放入专用的ng空载框中集中收容，从而实现合格品与不合格品的自动分离。通过上述送料通道与贴标通道并行布置、送料机构跨线转运、贴标机构精准贴附、检测单元实时反馈并联动送料机构自动分流的全流程协同配合，实现了芯片从自动上料、自动转运、视觉引导贴标到贴后自动检测与良品/不良品自动分类的全程自动化作业，各功能模块有序衔接、信号互联，减少了人工上料、人工转运、人工检测和人工分拣的中间环节，大幅提高了芯片贴标作业的生产效率与产品良率。

5、可选的，所述送料机构上设置有第一视觉模块，所述贴标通道上位于所述送料机构的放料工位的下游设置有第二视觉模块；所述第一视觉模块用于在所述送料机构拾取所述芯片时读取所述芯片的标识信息；所述第二视觉模块用于在所述芯片沿所述贴标通道输送时读取所述芯片的标识信息，所述第二视觉模块的读取结果用于与所述第一视觉模块记录的标识信息进行位置比对，以判定所述芯片在所述贴标通道上的摆放方向。

6、在上述技术方案的实现过程中，送料驱动机构驱动送料机构移动至载料框上方进行拾取时，送料机构上设置的第一视觉模块对正在拾取的芯片进行视觉拍摄，读取芯片表面的标识信息（如二维码、条形码或特征图案），并将读取到的标识信息记录并传输至控制系统。随后送料机构将芯片跨越送料通道与贴标通道之间的间隔放置于贴标通道上，芯片沿贴标通道向上游向下游输送。当芯片经过贴标通道上游设置的第二视觉模块时，第二视觉模块对芯片进行第二次视觉拍摄，读取芯片当前的标识信息，并将本次读取结果与第一视觉模块此前记录的标识信息进行比对。由于芯片在被送料机构从载料框中拾取、转运至贴标通道的过程中可能发生旋转或方向偏转，第一视觉模块与第二视觉模块分别在芯片的不同运动阶段记录其标识信息的相对位置，两次读取结果之间的位置偏差即反映了芯片在贴标通道上的摆放方向（是否发生了旋转或偏转）。控制系统根据比对结果判断芯片的摆放方向是否正确，若两次读取的标识信息一致，则判定芯片在贴标通道上的摆放方向正确，芯片继续向下游贴标工位输送；若比对结果不一致，则表明芯片在转运或放置过程中发生了翻转或摆放方向错误，控制系统发出报警信号或驱动后续纠偏装置进行方向校正。通过送料机构端与贴标通道上游端双视觉模块的接力识别与信息比对，实现了芯片标识信息的自动记录与摆放方向的自动判定，避免了因芯片方向错误导致的贴标位置偏差或贴反等缺陷，同时实现了单片产品从取料环节起的全流程身份追溯，为后续检测数据的绑定和质量回溯提供了基础。

7、可选的，所述贴标通道包括贴标架、贴标输送带以及贴标输送驱动部，所述贴标输送带转动设置于所述贴标架上，所述贴标输送驱动部设置于所述贴标架上并用于驱动所述贴标输送带正向或反向转动；所述送料驱动机构用于驱动所述送料机构在所述送料通道与所述贴标输送带之间往复运动，所述第二视觉模块、所述贴标机构以及所述检测单元沿所述贴标输送带的输送方向依次设置；所述第二视觉模块的上游设置有纠偏装置，所述纠偏装置与所述第二视觉模块电连接。

8、在上述技术方案的实现过程中，工作时，送料机构将芯片从载料框中拾取后放置于贴标输送带上第二视觉模块上游的位置。芯片随贴标输送带沿输送方向移动，首先经过第二视觉模块。第二视觉模块对芯片进行视觉拍摄，读取芯片的标识信息，并将读取结果与第一视觉模块此前记录的标识信息进行比对，以判定芯片在贴标输送带上的摆放方向是否正确。若比对结果表明芯片的摆放方向正确，芯片继续沿贴标输送带向前输送，依次经过贴标工位和检测工位，完成标签贴附和贴标质量检测。若比对结果表明芯片的摆放方向存在角度偏差，贴标输送驱动部驱动贴标输送带反向转动，将摆放方向有误的芯片从第二视觉模块的下游反向输送至纠偏装置所在的位置。纠偏装置对芯片进行角度校正，使其旋转至正确的摆放方向。校正完成后，将校正后的芯片重新输送至贴标输送带上以经过第二视觉模块进行二次视觉确认，确认摆放方向无误后继续向前输送至贴标工位和检测工位完成后续作业。

9、第二视觉模块位于芯片放料位置的下游、纠偏装置位于第二视觉模块的上游，贴标输送带可正反双向转动。当第二视觉模块判定芯片摆放方向有误时，贴标输送带反向转动，将芯片回送至纠偏装置进行校正，校正后再次正向输送经过第二视觉模块进行验证。该"先检测→方向有误则反向回送→纠偏→再次正向输送验证"的工作流程，使贴标输送带的正反双向输送功能与第二视觉模块的视觉判定功能和纠偏装置的校正功能形成闭环配合：第二视觉模块负责发现偏差，贴标输送带反向转动负责将偏差芯片回送至纠偏装置，纠偏装置负责消除偏差，校正后再次正向输送经第二视觉模块确认无误后才进入贴标工序。

10、可选的，所述纠偏装置包括设置于所述贴标输送带一侧的纠偏架，所述纠偏架上转动设置有真空吸附载台，所述纠偏架上设置有用于驱动所述真空吸附载台转动的第一纠偏驱动部。

11、在上述技术方案的实现过程中，工作时，芯片经第二视觉模块判定摆放方向有误后，贴标输送带反向转动将芯片回送至纠偏装置的位置。芯片到达真空吸附载台的工作范围后，真空吸附载台启动，将芯片从贴标输送带上吸附固定于真空吸附载台的台面上。第一视觉模块和第二视觉模块比对得出的角度偏差数据被传输至控制系统，控制系统根据该偏差数据计算出需要校正的旋转角度，并指令第一纠偏驱动部驱动真空吸附载台转动对应的校正角度。芯片被真空吸附载台吸附固定，随真空吸附载台同步旋转，旋转至正确的摆放方向。完成角度校正后，真空吸附载台释放芯片，可将芯片重新放置于贴标输送带上。贴标输送带正向转动，将校正后的芯片再次输送经过第二视觉模块进行二次视觉确认，确认摆放方向无误后继续向下游输送至贴标工位。通过真空吸附将芯片固定于可旋转的载台上，利用第一视觉模块和第二视觉模块比对得出的偏差数据精确控制载台的旋转角度，实现了芯片摆放方向的精确校正，为后续贴标作业提供了准确的方向基准。

12、可选的，所述纠偏装置还包括纠偏真空吸盘，所述纠偏真空吸盘可移动地设置于所述纠偏架上并用于吸取所述芯片，所述纠偏架上设置有第二纠偏驱动部，所述第二纠偏驱动部用于驱动所述纠偏真空吸盘沿所述贴标输送带的输送方向，在所述贴标输送带和所述真空吸附载台之间往复移动；所述纠偏架上设置有第三纠偏驱动部，所述第三纠偏驱动部用于驱动所述纠偏真空吸盘在垂直于所述贴标输送带的输送方向，沿靠近或远离所述贴标输送带的方向移动。

13、在上述技术方案的实现过程中，第二视觉模块判定芯片摆放方向有误后，贴标输送带反向转动以将芯片输送至与真空吸附载台对接位置处，第二纠偏驱动部首先驱动纠偏真空吸盘沿贴标输送带的输送方向水平移动，将纠偏真空吸盘精确移动至贴标输送带上承载的芯片的正上方，此时纠偏真空吸盘在水平面内的位置与芯片完全对准；随后，第三纠偏驱动部驱动纠偏真空吸盘沿垂直于贴标输送带的方向竖直下降，使纠偏真空吸盘靠近并吸取芯片；吸取完成后，第三纠偏驱动部驱动纠偏真空吸盘竖直上升，第二纠偏驱动部再次驱动纠偏真空吸盘沿贴标输送带的输送方向水平移动，将芯片从贴标输送带上方精确转移至真空吸附载台的正上方；第三纠偏驱动部再次驱动纠偏真空吸盘竖直下降，将芯片放置于真空吸附载台上，由真空吸附载台吸附固定后进行方向纠偏。纠偏完成后，纠偏真空吸盘以相反的动作顺序将芯片从真空吸附载台取回并放回贴标输送带上。在此过程中，第二纠偏驱动部与第三纠偏驱动部的动作先后有序、分工明确：第二纠偏驱动部负责提供纠偏真空吸盘沿贴标输送带输送方向的水平位移，使纠偏真空吸盘在贴标输送带上方与真空吸附载台上方两个工位之间水平移动；第三纠偏驱动部负责提供纠偏真空吸盘沿垂直于贴标输送带方向的竖向位移，使纠偏真空吸盘在两个工位处执行下降吸取和上升撤离的动作。两个驱动部的驱动方向相互垂直，各自的运动轨迹被独立限定，使得纠偏真空吸盘的整体移动路径被精确约束为“水平定位-竖直下降吸取-竖直上升-水平转移-竖直下降放置”的标准化矩形轨迹，避免了纠偏真空吸盘在水平移动过程中因同时伴随竖向偏移而碰撞芯片或真空吸附载台，也避免了竖向升降过程中因水平位置漂移而导致吸取或放置位置偏差，从而确保了芯片在贴标输送带与真空吸附载台之间交接转运全过程中的位置精度，使得第一视觉模块和第二视觉模块比对得出的方向误差信息能够被精准传递和利用于纠偏操作中，提高了纠偏成功率和芯片的交接可靠性。

14、可选的，所述贴标通道一侧设置有ng料架，所述ng料架上设置有用于承载芯片的料框；所述送料驱动机构用于根据所述检测单元的检测结果驱动所述送料机构沿朝向所述送料通道或朝向所述ng料架的方向运动，以使所述送料机构将检测合格的芯片放置于所述送料通道上的料框中。

15、在上述技术方案的实现过程中，送料驱动机构与检测单元电连接，送料驱动机构根据检测单元的检测结果驱动送料机构沿朝向送料通道或ng料架的方向运动，将芯片分别放入对应的收集位置。

16、工作时，芯片经贴标通道完成贴标后继续输送至检测工位，检测单元对贴标后的芯片进行视觉检测，判定标签是否存在位置偏差、气泡、褶皱等质量缺陷。检测单元将检测结果以电信号形式传输至控制系统，控制系统根据检测结果向送料驱动机构发送分流指令。当检测结果为合格时，送料驱动机构驱动送料机构沿朝向送料通道的方向运动，将合格的芯片从贴标通道上拾取并放置于送料通道上的空载框中，空载框承载合格品沿送料通道输送至出料端输出。当检测结果为不合格时，送料驱动机构驱动送料机构沿朝向ng料架的方向运动，将不合格的芯片从贴标通道上拾取并放置于ng料架上的料框中集中收容。送料机构在两种运动方向之间的切换完全由检测单元的检测结果自动驱动，无需人工判定和人工分拣。该结构通过检测单元与送料驱动机构的电连接，将质量检测结果直接转化为分流动作的控制信号，实现了合格品与不合格品的自动分离，消除了人工分拣环节，避免了因人为因素导致的混料风险，保障了产品质量的可追溯性。

17、可选的，所述送料通道包括上料通道、中转通道以及下料通道，所述上料通道和所述下料通道分别设置于所述中转通道的两端；所述上料通道上设置有上料驱动部，所述上料驱动部用于驱动料框沿所述上料通道的长度方向移动以靠近所述中转通道；所述中转通道上设置有中转驱动部，所述中转驱动部用于驱动料框在所述中转通道上沿所述中转通道的长度方向移动以靠近所述下料通道；所述下料通道上设置有下料驱动部，所述下料驱动部用于驱动所述料框沿所述下料通道的长度方向移动；所述上料通道的长度方向与所述下料通道的长度方向平行，所述上料通道的长度方向与所述中转通道的长度方向垂直。

18、在上述技术方案的实现过程中，上料通道和下料通道分别设置于中转通道的两端，且上料通道和下料通道的长度方向均与中转通道的长度方向垂直，由此形成两个垂直转弯，进而实现料框从进料端到出料端的u形或l形路径输送。工作时，承载有待加工芯片的载料框放置于上料通道的进料端，上料驱动部驱动载料框沿上料通道的长度方向移动至中转通道的对接处，中转驱动部接续驱动载料框沿中转通道的长度方向移动至中转通道的另一端，到达下料通道的对接处后，下料驱动部驱动载料框沿下料通道的长度方向移动，将空载的载料框输送至出料端。送料机构在上料通道和中转通道的上方取料工位从载料框中拾取芯片，贴标、检测、分拣等工序完成后，合格品被放回上料通道和中转通道上的空载框中，空载框沿下料通道输出。三段通道的垂直转弯布局使送料通道在基站平台上形成折返路径，相较于直线型送料通道，折返布局可在有限的平台空间内延长料框的输送路径，为送料机构提供充足的取放料操作空间，同时将进料端和出料端布置于基站平台的同一侧或相邻侧，便于操作人员或上下游设备的衔接，优化了基站平台的空间利用率。

19、可选的，所述中转通道包括中转安装架和两中转输送带，两所述中转输送带相对且平行设置，所述中转驱动部设置于所述中转安装架上并用于驱动两所述中转输送带同步转动，两所述中转输送带之间形成中转安装空间；中转通道与所述上料通道的位置对接处设置有移栽台，所述移栽台可移动地设置于所述中转安装空间内，所述基站平台上设置有用于驱动所述移栽台移动的第一升降部，所述上料通道的长度方向和所述中转通道的长度方向均与所述移栽台的移动方向垂直。

20、在上述技术方案的实现过程中，中转通道由中转安装架和两组相对且平行设置的中转输送带构成，两组中转输送带之间形成中转安装空间，中转驱动部驱动两组中转输送带同步转动以输送料框。当中转通道与上料通道的对接处需要将料框从上料通道转移至中转通道时，第一升降部驱动移栽台升降以使移栽台移动至与上料通道齐平或略低于上料通道高度的位置，移栽台与上料通道的末端对接，料框从上料通道被输送至移栽台上；此后，第一升降部驱动移栽台下落，移栽台下落至低于中转输送带输送面的高度的过程中，料框受到两个中转输送带的承托，两组中转输送带从料框底部两侧提供对称支撑，中转驱动部驱动两组中转输送带同步转动，两组中转输送带则共同承载并输送料框沿中转通道的长度方向平稳移动。移栽台设置于中转安装空间内，且其移动方向（竖直方向）与上料通道的长度方向和中转通道的长度方向均垂直，使得移栽台的升降动作与中转输送带的水平输送动作在空间上完全解耦、互不干涉，移栽台仅在对接处执行料框的顶升接取和下降交付，不参与水平输送；两组中转输送带则仅负责水平输送，不受升降动作影响。通过移栽台与中转输送带的垂直方向配合，实现了料框在垂直转弯处的平稳过渡，避免了料框因通道方向切换而产生的卡滞、偏斜或定位偏差，结构紧凑，空间利用率高。

21、可选的，所述送料通道的上游设置有撕膜座，所述撕膜座上转动设置有撕膜辊，所述撕膜座上设置有用于驱动所述撕膜辊转动的转动驱动部，所述撕膜座上设置有用于向所述撕膜辊的辊面输送粘胶的送胶组件；所述料框上开设有避让口，所述撕膜座上设置有第二升降部，所述第二升降部用于驱动所述撕膜辊沿靠近所述料框的方向运动，以使涂覆有粘胶的所述撕膜辊通过所述避让口进入所述料框内并粘附芯片表面的保护膜。

22、在上述技术方案的实现过程中，承载有表面贴附保护蓝膜的待加工芯片的料框沿送料通道输送至上游撕膜工位后定位，撕膜座上的送胶组件向撕膜辊的辊面输送粘胶，撕膜辊的辊面由此具有一定的粘附力，第二升降部驱动撕膜辊沿靠近料框的方向运动，使涂覆有粘胶的撕膜辊通过料框上开设的避让口伸入料框内部并接触芯片表面的保护蓝膜，转动驱动部随即驱动撕膜辊绕自身轴线转动，依靠辊面粘胶的粘附力将保护蓝膜从芯片表面完整粘除，撕膜完成后第二升降部驱动撕膜辊反向运动从避让口退出料框复位，料框继续向下游取料工位输送进入后续贴标工序；通过在送料通道上游集成辊式自动撕膜结构，可在芯片进入贴标工序前自动去除表面保护蓝膜，无需人工手动撕膜，省去取放中转工序，有效提升上料段的自动化程度与整体生产节拍，避免残留蓝膜干扰后续视觉检测的识别精度，保障整条产线的加工良率。

23、可选的，所述送胶组件包括转动设置于所述撕膜座上的送胶辊，所述送胶辊内开设有用于存储粘胶的储胶腔；所述送胶辊的外周固定设置有安装板，所述安装板上设置有输胶棉，所述送胶辊的侧壁开设有连通所述储胶腔与所述输胶棉的漏胶孔，粘胶可经所述漏胶孔渗出并浸润所述输胶棉；所述撕膜辊包括移动部和转动部，所述第二升降部用于驱动所述移动部沿竖向靠近或远离所述料框，所述转动部转动设置于所述移动部上，所述转动驱动部用于驱动所述转动部绕自身轴线转动；所述移动部上固定设置有推动板，所述送胶辊的端部固定设置有配合板，所述配合板位于所述推动板的正上方；所述撕膜座与所述送胶辊之间设置有复位件，所述复位件用于驱动所述送胶辊回转复位，使所述输胶棉在非补胶状态下保持于水平及以上位置。

24、在上述技术方案的实现过程中，当撕膜辊的转动部需要补充粘胶时，第二升降部驱动移动部向送胶辊方向上升，移动部上的推动板随之上行并抵接送胶辊上的配合板，推动配合板向上摆动进而带动送胶辊绕自身轴线转动，送胶辊转动带动安装板及输胶棉同步偏转，使输胶棉转动至转动部的正下方对接位置，储胶腔内存储的粘胶通过漏胶孔持续渗出并浸润输胶棉，移动部继续带动转动部上升接触输胶棉，使输胶棉上的粘胶均匀涂覆至转动部的辊面；补胶完成后第二升降部驱动移动部下降复位，推动板随之下行脱离配合板，送胶辊在复位作用下反向转动，带动安装板与输胶棉回转至水平及以上位置，避免输胶棉上残留的粘胶滴落污染料框或芯片；通过升降动作与送胶补胶动作的机械联动设计，借助移动部升降的动力同步驱动送胶辊偏转完成补胶对接与复位，简化了撕膜工位的整体结构与控制逻辑，降低设备成本，同时利用储胶腔、漏胶孔、输胶棉的渗胶路径实现粘胶的匀速缓释供给，保证转动部辊面粘胶涂覆均匀稳定，配合补胶后输胶棉自动抬升的结构，可有效避免粘胶滴落造成的工位污染与基板污损，在保障撕膜粘附力一致性的同时提升了工位运行的整洁性与可靠性。

25、综上所述，本技术包括以下至少一种有益技术效果：

26、1.通过检测单元与送料驱动机构的电连接，将贴标质量视觉检测结果直接转化为分拣动作控制信号，自动完成合格品与不合格品的分流收集，替代传统人工分拣作业，大幅提升分拣效率，彻底避免人工分拣带来的混料风险，保障芯片产品质量追溯的准确性，完全适配精密电子工件的分拣需求；

27、2.采用第一视觉模块与第二视觉模块双工位接力识别的方式，在取料与输送两个阶段分别读取芯片标识信息并比对，可精准判定基板摆放方向偏差，结合纠偏装置的闭环校正，有效提升贴标位置精度；同时单品标识信息的全流程记录，也为分拣后的质量追溯提供了数据支撑；

28、3.将保护蓝膜撕除、精准贴标、视觉检测、自动分拣全工序集成于同一基站内，各工序无缝衔接，减少中间转运与人工干预环节，大幅压缩整体生产节拍，在有限的设备空间内实现了芯片贴标分拣全流程的自动化作业。