CN100439039C - 一种用于芯片划片机的图像校准方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于芯片划片机的图像校准方法，芯片划片机使用单个CCD摄像头，在该芯片划片机上装有图形数据采集系统，顺序循环执行如下步骤：步骤一、采集芯片划片机处理的工件中同一加工基准线上二点坐标值X、Y，按设定方程计算出工件加工基准与机床加工基准间的夹角误差θ₁，并指令该芯片划片机工作台回转，以修整夹角误差；步骤二、在处理的工件最长加工基准线的两端采集二点的坐标值X、Y，并按设定方程计算出工件全程加工基准线与机床加工基准线夹角误差θ₂，并指令该芯片划片机工作台回转，以修整全程夹角误差；最后对刀具和工件切割带中心对中。本发明通过经过二次计算并修正θ角，可快速调整单晶片切割位置，提高切割精度。

Description

一种用于芯片划片机的图像校准方法

技术领域

本发明涉及IC芯片系统集成技术应用领域，具体涉及一种用于芯片划片机的图像校准方法。

背景技术

目前在IC芯片的制作工艺中，要用划片机将印制在单晶片上的IC芯片切割下来。单个芯片被整齐地排列在单晶片上(如图1)，切割时要求划片机砂轮的切割轨迹只能局限在二行IC芯片之间的切割带区域内。切割带宽度一般为0.04mm～0.05mm，砂轮切割后的槽宽一般为0.03mm～0.035mm。这就要求单晶片上的切割带与划片机X向的运动轨迹平行；切割带中心与砂轮片厚度中心重合。

划片机上的视觉定位系统是解决此工艺问题的。在划片机显示屏上预制了一个十字基准线，并作为CCD摄像图像的背景。用机械方法可以预调CCD镜头，使十字基准线的水平线与划片机X向平行，并与砂轮片厚度中心重合(十字基准线已调成机床加工基准线)。把单晶片放在划片机工作台上，CCD摄像系统采到的图像投到显示屏上，如图2所示。手动控制划片机工作台回转，使切割带与水平十字线平行；手动控制划片机Y向运动，使切割带中心与水平十字线中心重合(如图3所示)。

由于CCD放大倍数要求不小于100倍，一般取100～200倍(放大倍数小，中心对不准)，以放大100倍为例，显示器图像尺寸为150mm×165mm，切割带宽度放大后在屏上尺寸为4mm(十字线线宽由显像管像素决定，一般为0.4mm)，CCD捕捉到的单晶片实际区域只有1.5mm×1.65mm。也就是屏上165mm切割带长度，实际尺寸只有1.65mm。用1.65mm长度的图像目测校正与水平十字线平行，其误差如果只有十字线线宽大小，也是很正常的，而实际切割长度很大，6″(英时)片X行程为165mm，这样全程平行度偏差达40mm。所以还得反复移动X轴、θ轴和Y轴，逐步调整，使水平十字线包容在全程切割带区域内，且尽可能居中。事实上用1.65mm长度的放大像，校正165mm长度的切割带，操作是很繁锁的，最终的精度也是不高的。

为此国内外较先进的划片机都采用了双镜头CCD摄像系统。二个镜头相距一定距离(设相距a)，二个镜头各自采集一组图像，分别投放到显示屏左右二个区域(如图4所示)。显示屏上左右二条切割带不一定在屏上相连，再则如果左右二条切割带相连也不一定是同一条切割带。手动控制划片机工作台回转，使左右二条切割带平行于水平十字线，并且相连成一条切割带，手动控制划片机Y向移动，使水平十字线与切割带中心重合(如图5所示)。

由于显示屏上二条切割带实际相距为a(假设a＝55mm)，目测调整误差也是十字线线宽大小，切割全程长度165mm，对准后全程平行度误差降至1.2mm。再来回全程移动X轴和微动θ轴、Y轴数次，就完成了工件定位工作。从中看出a距离越大，越容易调节，但a大了要求划片机X行程也应加大。此外由于单晶片尺寸从4″～12″有不同规格，a过大双镜头不能同时捕捉到小规格晶片上图像，也就无法校正工件位置；a过小大规格单晶片初调误差增加，调节效率和精度下降。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种用于芯片划片机的图像校准方法，采用单个CCD摄像头，但可提高调节效率和精度。

为解决上述技术问题，本发明方法中芯片划片机使用单个CCD摄像头，在该芯片划片机上装有图形数据采集系统，顺序循环执行如下步骤：步骤一、采集芯片划片机处理的工件中同一加工基准线上二点坐标值X、Y，按设定方程计算出工件加工基准与机床加工基准间的夹角误差θ₁，并指令该芯片划片机工作台回转，以修整夹角误差θ₁；步骤二、在处理的工件最长加工基准线的两端采集二点的坐标值X、Y，并按设定方程计算出工件全程加工基准线与机床加工基准线夹角误差θ₂，并指令该芯片划片机工作台回转，以修整全程夹角误差θ₂；步骤三、对芯片划片机的刀具和工件切割带中心对中。

所述夹角误差θ₁、θ₂的设定方程为：θ＝tg^-1((Y₂-Y₁)/(X₂-X₁))。

本发明方法通过经过二次计算并修整θ角，可快速精确调整单晶片切割位置，提高了工作切割精度。

附图说明

图1是单晶片示意图；

图2是传统工艺中CCD摄像系统采到的图像投到传统芯片划片机显示屏时情形；

图3是传统工艺中手动控制划片机工作台回转，使切割带与水平十字线平行；手动控制划片机Y向运动，使切割带中心与水平十字线中心重合情形；

图4是传统工艺中芯片划片机采用双镜头CCD摄像系统的显示屏；

图5是传统工艺中芯片划片机采用双镜头CCD摄像系统时，手动调整切割带，使与切割带中心重合的情形。

图6是本发明方法中，系统采集图像中切割带上任意二点的坐标值情形；

图7是本发明方法流程图示意。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细的说明。

采用本发明方法的芯片划片机使用单个CCD摄像头，并装有图形数据采集系统，增加了图像数据采集处理功能，可以十字线中心点为数据采集的基准点，能采集工件上任意点的坐标尺寸。当单晶片上的图像投放到显示屏上后，如图6、图7所示，首先要分别采集图像中切割带上任意二点(A、B)的坐标值，然后系统会自动计算出切割带与水平十字线的夹角θ，即θ＝tg^-1((Y₂-Y₁)/(X₂-X₁))，系统指令划片机工作台自动转动θ，使切割带与水平十字线自动调到相互平行；由于系统在垂直十字线上增加了细分刻度(以显示屏像素单位为基数)，因此可以手动控制移动Y轴，借助垂直十字线上的细分刻度，调节使水平十字线与切割带中心重合。然后再次手动控制移动X轴，在最大切割长度的切割带两端，分别采集两端点坐标，系统仍按上述方程又一次计算出全程转角误差，并指令工作台自动修整，利用垂直十字线细分刻度，精确调节使切割带中心全程与水平十字线重合。经过二次θ角修正，和垂直十字线中心调节，就完成划片机上单晶片定位工作。

综上所述，本发明方法克服了传统工艺中的不足，解决了实际工艺中需要快速精确调整单晶片切割位置的问题，并且不论工件大小，都能以工件最大切割长度两端坐标值来修正工件转角误差(同时满足大小不同规格单晶片的定位要求，且以工件最大间距来调整全程误差)。而且垂直十字线的细刻度功能，提高了砂轮切割槽与工件切割带的对中精度。

Claims (3)

1、一种用于芯片划片机的图像校准方法，该芯片划片机使用单个CCD摄像头，其特征在于，在该芯片划片机上装有图形数据采集系统，所述系统顺序循环执行如下方法，包括：步骤一、采集该芯片划片机处理的工件中同一加工基准线上二点坐标值X、Y，按夹角误差的设定方程计算出所述工件加工基准与机床加工基准间的夹角误差θ₁，并指令该芯片划片机工作台回转，以修整夹角误差θ₁；步骤二、在所述芯片划片机处理的工件最长加工基准线的两端采集二点的坐标值X、Y，并按设定方程计算出所述工件全程加工基准线与机床加工基准线夹角误差θ₂，并指令该芯片划片机工作台回转，以修整全程夹角误差θ₂；步骤三、对所述芯片划片机的刀具和所述工件切割带中心对中。

2、根据权利要求1所述的用于芯片划片机的图像校准方法，其特征在于，所述机床加工基准线为十字基准线，该十字基准线线的宽度取最小像素单位，即1个像素，并在垂直十字基准线上以像素为单位制作细刻度。

3、根据权利要求1或2所述的用于芯片划片机的图像校准方法，其特征在于，所述夹角误差θ₁、θ₂的设定方程为：

θ＝tg^-1((Y₂-Y₁)/(X₂-X₁))。

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