由于IC产业的快速成长,晶圆测试在IC封测(半导体封装测试)行业正占据着越来越重要的地位；而全自动探针台作为在晶圆测试中的核心装备,在国外的研究已经逐步成熟,在国内虽然起步较晚,但也越来越受到行业内相关公司和研究机构的重视。本文研究了机器视觉技术在全自动探针台上的应用,重点设计了晶圆中心检测、晶圆校直、对针高度测量三个关键功能的具体实现方案,并基于机器视觉中的边缘提取、模板匹配、散焦测距等技术提出了若干的优化改进方案,同时对应用和优化改进方案的实际效果都提供了完整的实验验证方案。全文主要内容包括：第一章介绍了本文课题的来源背景,并说明了论文的研究意义,总结了探针台的发展及机器视觉技术的应用现状,最后列出了论文主要的研究内容。第二章对探针台的系统结构进行了说明；同时设计出了视觉系统的整体系统架构；并对光学成像系统的设计提出了切合实际的解决方案和针对技术难点的解决办法；设计出了实现对针功能的详细流程,说明了基于该流程需要实现的图像处理的核心功能。第三章对晶圆中心检测功能的实现原理进行了说明；并基于边缘提取技术具体实现了对晶圆边缘的提取,并通过提取的边缘数据确定出晶圆的中心所在；最后针对该功能存在的边缘判断错误和定位精度不高的问题,提出了基于图像形态学和多点拟合圆心坐标的方法来进行优化改进。第四章对晶圆校直功能的实现原理进行了说明；并基于模板匹配技术具体实现了晶圆在θ轴坐标上的校直,同时确定出晶粒之间的距离；最后针对该功能存在的背景噪声干扰、定位精度不高和需要提高算法效率的问题,提出了基于图像边缘信息进行模板匹配和基于局部重采样技术的亚像素算法来进行优化改进。第五章对测量对针高度功能的实现原理进行了说明；对比了几种测距技术在全自动探针台上的适用性,提出了应用散焦测距技术来进行对针高度测量的方案；通过坐标系的设计和系统运动机构的配合,避免了对光学成像系统内外参的依赖；最后基于灰度方差来进行图像的清晰度评价,并利用曲线拟合的方案来提高测距技术的定位精度。第六章总结了论文的主要研究内容和创新点,同时对论文的下一步研究进行了展望。