4英寸半导体芯片定位是进行芯片外观检测、芯片绑定、芯片管脚是否达到要求,能否成功生产出合格计算器、电子表的关键一环。针对这一问题,首先根据定位系统的结构原理,对4英寸半导体芯片高精度定位系统进行了方案设计并构建出其硬件结构。其次分析研究了定位系统的视觉部分,并运用图像处理中的模板匹配等算法,解决了4英寸半导体芯片在绑定时的图像识别与定位问题。然后对定位系统的运动控制机构平台部分进行研制,通过独立的运动控制器发脉冲操作驱动器控制步进电机带动同步带运动,并采用视觉大闭环进行位置反馈,从而实现滑台伺服系统X轴、Y轴、Z轴和θ角等方向上的精确定位。最后对定位系统的视觉软件、运动控制软件等部分进行设计,其中视觉软件采用VC6.0开发操作界面、图像处理软件Hexsight进行识别和定位,运动控制软件进行滑台的运动控制,从而获得4英寸半导体芯片在栅格盒上的精确位置。分别采用机器视觉、滑台伺服控制和高精度图像模板匹配技术,研制出4英寸半导体芯片高精度定位的自动化检测系统。实验测试结果表明,其图像定位精度误差小于6μm,滑台重复定位精度误差18μm,整体定位系统定位精度小于13μm,定位速度平均为6.4粒/秒4英寸半导体芯片。因此,不但能够满足定位系统的科研需求,也能推广应用到生产中去,为芯片级高精度定位系统开辟了新的方法。