CN112992692B - 一种全自动切割引线的方法及系统 - Google Patents

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CN112992692B CN202110545185.4A CN202110545185A CN112992692B CN 112992692 B CN112992692 B CN 112992692B CN 202110545185 A CN202110545185 A CN 202110545185A CN 112992692 B CN112992692 B CN 112992692B
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Abstract

本发明公开了一种全自动切割引线的方法及系统,所述方法包括:第一视觉检测系统获取芯片框架上两个定位孔的基准位置和实际位置,并确定芯片框架的旋转角度;第二视觉检测系统生成芯片框架上不良芯片和良好芯片的mapping图;激光切割系统设定初始切割参数;轨道及传送系统将芯片框架传送到切割区域;第三视觉检测系统识别芯片框架上不良芯片的引线作为切割引线,确定切割引线的偏移量;激光切割系统根据所述偏移量对所述初始切割参数进行调整,得到最终切割参数;激光切割系统根据所述最终切割参数对不良芯片的切割引线进行切割。在芯片封装前对不良芯片进行检测和引线切割操作,避免不良芯片出现在后续生产工艺当中,提高了良品率。

Description

一种全自动切割引线的方法及系统
技术领域
本发明涉及集成电路封装技术领域,尤其涉及一种全自动切割引线的方法及系统。
背景技术
IC芯片的封装,需要经过复杂的工艺,一般分为两段,前道(Front-of-line,FOL)、后道(End-of-line,EOL),由于工艺的复杂,特别是经过引线键合(wire bonging)后,部分金线会存在芯裂、断裂、塌丝、金球尺寸不一致等不良的情况,如果任这些不良品继续按照封装流程走,会出现部分测试系统误判而通过的情况,产生质量问题,使得良品率得不到提高,且占用了资源,造成了不必要的浪费和降低了生产效率。随着芯片生产厂家对节能高效的重视,以及对芯片的良率要求越来越高,如何减少或快速剔除生产过程中的不良品已成为急需解决的课题。
发明内容
本发明提供一种全自动切割引线的方法及系统,以解决现有技术中所存在的一个或多个技术问题,至少提供一种有益的选择或创造条件。
第一方面,本发明实施例提供了一种全自动切割引线的方法,所述方法包括:
第一视觉检测系统获取芯片框架上两个定位孔的基准位置和实际位置,并确定芯片框架的旋转角度;
第一视觉检测系统将所述两个定位孔的基准位置和实际位置、芯片框架的旋转角度发送给第二视觉检测系统和激光切割系统;
第二视觉检测系统对芯片框架上的芯片检测,确定不良芯片,根据芯片框架的旋转角度、所述两个定位孔的基准位置和实际位置确定不良芯片和良好芯片的实际位置;
第二视觉检测系统根据不良芯片和良好芯片的实际位置生成芯片框架上不良芯片和良好芯片的mapping图,并将mapping图发送给第三视觉检测系统和激光切割系统;
激光切割系统获取芯片框架对应的印章模板,其中所述印章模板表示芯片框架在基准位置时各芯片的基准位置和芯片上的引线的基准位置;
激光切割系统根据芯片框架的旋转角度、所述两个定位孔的基准位置和实际位置、mapping图、各芯片的基准位置和芯片上的引线的基准位置设定初始切割参数;
轨道及传送系统将芯片框架传送到切割区域,其中切割区域为第三视觉检测系统的视场范围和激光切割系统的激光场的重合区域;
第三视觉检测系统根据mapping图确定不良芯片的位置,并识别芯片框架上不良芯片的引线作为切割引线,确定切割引线的偏移量,并将偏移量发送给激光切割系统;
激光切割系统根据所述偏移量对所述初始切割参数进行补偿,得到最终切割参数;
激光切割系统根据所述最终切割参数对不良芯片的切割引线进行切割。
进一步,确定芯片框架的旋转角度包括:
设A1(X1,Y1)、B1(X4,Y4)分别为第一定位孔和第二定位孔的基准位置,A2(X2,Y2)、B2(X5,Y5)为分别为第一定位孔和第二定位孔的实际位置,轨道及传送系统的轨道垂直于激光切割系统,A1B1连线平行于轨道,取A1B1所在的直线为X轴;
Figure DEST_PATH_IMAGE001
A3A2为第一定位孔的实际位置A2相对基准位置A1在Y方向上的偏移距离,A1B1⊥A3A2,A3(X3,Y3)为A3A2与A1B1所在直线的交点;
Figure 59291DEST_PATH_IMAGE002
A1A3为第一定位孔的实际位置A2相对基准位置A1在X方向上的偏移距离;
Figure DEST_PATH_IMAGE003
B4B2为第二定位孔的实际位置B2相对基准位置B1在Y方向上的偏移距离,A1B1⊥B4B2,B4(X7,Y7)为B4B2与A1B1的交点;
Figure 496089DEST_PATH_IMAGE004
B1B4为第二定位孔的实际位置B2相对基准位置B1在X方向上的偏移距离;
Figure DEST_PATH_IMAGE005
根据三角函数关系计算出角θ的值:
Figure 61062DEST_PATH_IMAGE006
其中,A2B3平行于X轴,B3为A2B3与B2B4的交点;
Figure DEST_PATH_IMAGE007
其中Y1=Y3=Y4=Y7=0,X3=X2,X7=X5,得到芯片框架的旋转角度为:
Figure 241508DEST_PATH_IMAGE008
进一步,确定切割引线的偏移量包括:
设切割引线与芯片框架的连接点分别为C(X8,Y8)、D(X9,Y9),初始切割参数包括不良芯片的初始切割点,直线CD的中点为初始切割点E(X10,Y10),EF⊥CD,F(X11,Y11)为切割引线的切割点;
EF为切割引线的切割点F相对初始切割点E的偏移距离:
Figure DEST_PATH_IMAGE009
Figure 575537DEST_PATH_IMAGE010
Figure DEST_PATH_IMAGE011
当直线CF顺时针旋转
Figure 183236DEST_PATH_IMAGE012
后与直线CD重合,则记直线CF与直线CD的夹角为
Figure 969926DEST_PATH_IMAGE012
;当直 线CF逆时针旋转
Figure 485221DEST_PATH_IMAGE012
后与直线CD重合,则记直线CF与直线CD的夹角为-
Figure 673757DEST_PATH_IMAGE012
切割引线的切割点相对初始切割点的偏移量包括直线CF与直线CD的夹角及EF对应的偏移距离。
进一步,第一视觉检测系统获取芯片框架上两个定位孔的基准位置和实际位置之前还包括:
芯片框架经过引线键合后,机械上料手臂将芯片框架抓取到轨道及传送系统的轨道上;
轨道及传送系统将芯片框架传送到第一视觉检测系统的视场范围和第二视觉检测系统的视场范围的重合区域。
进一步,所述方法还包括:
第四视觉检测系统判断所有切割引线是否切割完毕;
当确定所有切割引线切割完毕之后,判断切割引线对应的芯片位置是否和不良芯片的位置一致;
当一致时,生成最终的mapping图。
第二方面,本发明实施例还提供了一种全自动切割引线的系统,所述系统包括:
控制系统,分别与第一视觉检测系统、第二视觉检测系统、第三视觉检测系统、激光切割系统和轨道及传送系统连接,用于控制第一视觉检测系统、第二视觉检测系统、第三视觉检测系统、激光切割系统和轨道及传送系统的工作状态;
第一视觉检测系统,用于获取芯片框架上两个定位孔的基准位置和实际位置,并确定芯片框架的旋转角度,将所述两个定位孔的基准位置和实际位置、芯片框架的旋转角度发送给第二视觉检测系统和激光切割系统;
第二视觉检测系统,用于对芯片框架上的芯片检测,确定不良芯片,根据芯片框架的旋转角度、所述两个定位孔的基准位置和实际位置确定不良芯片和良好芯片的实际位置;根据不良芯片和良好芯片的实际位置生成芯片框架上不良芯片和良好芯片的mapping图,并将mapping图发送给第三视觉检测系统和激光切割系统;
激光切割系统,用于获取芯片框架对应的印章模板,其中所述印章模板表示芯片框架在基准位置时各芯片的基准位置和芯片上的引线的基准位置;根据芯片框架的旋转角度、所述两个定位孔的基准位置和实际位置、mapping图、各芯片的基准位置和芯片上的引线的基准位置设定初始切割参数;
轨道及传送系统,包括轨道,轨道垂直于激光切割系统,用于将芯片框架传送到切割区域,其中切割区域为第三视觉检测系统的视场范围和激光切割系统的激光场的重合区域;
第三视觉检测系统,用于根据mapping图确定不良芯片的位置,并识别芯片框架上不良芯片的引线作为切割引线,确定切割引线的偏移量,并将偏移量发送给激光切割系统;
激光切割系统,用于根据所述偏移量对所述初始切割参数进行补偿,得到最终切割参数;根据所述最终切割参数对不良芯片的切割引线进行切割。
进一步,所述系统还包括:
机械上料手臂,用于在芯片框架经过引线键合后,将芯片框架抓取到轨道及传送系统的轨道上,其中,机械上料手臂与控制系统连接,控制系统控制机械上料手臂的工作状态;
轨道及传送系统,还用于将芯片框架传送到第一视觉检测系统的视场范围和第二视觉检测系统的视场范围的重合区域。
进一步,所述系统还包括:
第四视觉检测系统用于判断所有切割引线是否切割完毕;当确定所有切割引线切割完毕之后,判断切割引线对应的芯片位置是否和不良芯片的位置一致;当一致时,生成最终的mapping图。
进一步,轨道及传送系统还包括电机和钩爪,电机带动轨道上的钩爪在轨道上移动,以使得钩爪带动芯片框架在轨道上移动,通过定位脉冲,使用钩爪带动芯片框架停留在作业位置。
进一步,所述系统还包括:机械收料手臂,用于将芯片框架收集,其中机械收料手臂与控制系统连接,控制系统控制机械收料手臂的工作状态。
本发明实施例的一种,至少具有以下有益效果:第一视觉检测系统获取芯片框架上两个定位孔的基准位置和实际位置,并确定芯片框架的旋转角度;第二视觉检测系统生成芯片框架上不良芯片和良好芯片的mapping图;第三视觉检测系统识别芯片框架上不良芯片的引线作为切割引线,确定切割引线的偏移量;激光切割系统根据偏移量对初始切割参数进行调整,得到最终切割参数;采用三个视觉检测系统,使得获得的不良芯片的切割引线的位置更准确。在芯片封装前对不良芯片进行检测和引线切割操作,极大避免不良芯片出现在后续生产工艺当中,既节约了生产成本,也提高了生产效率,并且减小了后续测试工艺的误判率,提高了良品率。
附图说明
附图用来提供对本发明技术方案的进一步理解,并且构成说明书的一部分,与本发明的实施例一起用于解释本发明的技术方案,并不构成对本发明技术方案的限制。
图1是本发明实施例提供的一种全自动切割引线的系统的结构图;
图2是本发明实施例提供的一种激光整形前后的光束截面图;
图3是本发明实施例提供的一种全自动切割引线的方法的流程图。
图4是本发明实施例提供的一种芯片框架上两个定位孔的基准位置和实际位置的位置关系;
图5是本发明实施例提供的一种切割引线的偏移量的示意图;
图6是本发明实施例提供的一种切割前后的成像图。
附图说明:100-机械上料手臂、101-芯片框架、200-第一视觉检测系统、300-第二视觉检测系统、400-第三视觉检测系统、401-背光源、500-激光整形系统、600-激光切割系统、601-吸尘系统、700-第四视觉检测系统、800-轨道及传送系统、900-机械收料手臂、1000-控制系统。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
需要说明的是,虽然在系统示意图中进行了功能模块划分,在流程图中示出了逻辑顺序,但是在某些情况下,可以以不同于系统中的模块划分,或流程图中的顺序执行所示出或描述的步骤。说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象,而不必用于描述特定的顺序或先后次序。
图1是本发明实施例提供的一种全自动切割引线的系统的结构图,包括机械上料手臂100、第一视觉检测系统200、第二视觉检测系统300、第三视觉检测系统400、激光切割系统600、轨道及传送系统800、机械收料手臂900和控制系统1000。
控制系统1000分别与机械上料手臂100、第一视觉检测系统200、第二视觉检测系统300、第三视觉检测系统400、激光切割系统600、第四视觉检测系统700、轨道及传送系统800和机械收料手臂900连接,可以是有线连接,也可以是无线连接,用于控制机械上料手臂100、第一视觉检测系统200、第二视觉检测系统300、第三视觉检测系统400、激光切割系统600、第四视觉检测系统700、轨道及传送系统800和机械收料手臂900工作状态,以实现全自动切割引线,即通过控制系统1000控制机械上料手臂100、第一视觉检测系统200、第二视觉检测系统300、第三视觉检测系统400、激光切割系统600、第四视觉检测系统700、轨道及传送系统800和机械收料手臂900实现上料、检测、切割、收料的自动操作。
轨道及传送系统800,包括轨道,轨道垂直于激光切割系统600。轨道按芯片框架的宽度尺寸做成凹槽,用于限制芯片框架的窜动。轨道及传送系统800用于传送芯片框架101,同时兼具芯片框架101的定位功能。轨道及传送系统800还包括电机和钩爪,电机可以是伺服电机或步进电机,电机带动轨道上的钩爪在轨道上移动,以使得钩爪带动芯片框架101在轨道上移动,通过定位脉冲,使用钩爪带动芯片框架101停留在作业位置。作业位置位于第一视觉检测系统200的视场范围和第二视觉检测系统300的视场范围的重合区域、第三视觉检测系统的视场范围和激光切割系统的激光场的重合区域中的任一区域。
芯片框架包括多个芯片。
芯片框架101经引线键合(wire bonding)后,会有一到多条引线与引脚连接,引线较细,定位要求准确,较软且属于高反材料,需使用非接触切割的方法(激光切割)切断引线,本发明采用全自动上下料装置搭载激光切割系统。
引线包括金线、铜线、铝线或其他合金线中的任一种。
机械上料手臂100,用于在芯片框架101经过引线键合后,将芯片框架101抓取到轨道及传送系统800的轨道上;轨道及传送系统800将芯片框架101传送到第一视觉检测系统200的视场范围和第二视觉检测系统300的视场范围的重合区域。
第一视觉检测系统200,用于获取芯片框架101上两个定位孔的基准位置和实际位置,并确定芯片框架101的旋转角度,将所述两个定位孔的基准位置和实际位置、芯片框架101的旋转角度发送给第二视觉检测系统300和激光切割系统600;
第二视觉检测系统300,用于对芯片框架101上的芯片检测,确定不良芯片,根据芯片框架的旋转角度、所述两个定位孔的基准位置和实际位置确定不良芯片和良好芯片的实际位置;根据不良芯片和良好芯片的实际位置生成芯片框架上不良芯片和良好芯片的mapping(映射)图,并将mapping图发送给第三视觉检测系统400和激光切割系统600,其中,mapping图包括不良芯片和良好芯片的实际位置;
激光切割系统600,用于获取芯片框架101对应的印章模板,其中所述印章模板表示芯片框架在基准位置时各芯片的基准位置和芯片上的引线的基准位置;根据芯片框架101的旋转角度、所述两个定位孔的基准位置和实际位置、mapping图、各芯片的基准位置和芯片上的引线的基准位置设定初始切割参数;
轨道及传送系统800,用于将芯片框架101传送到切割区域,其中切割区域为第三视觉检测系统的视场范围和激光切割系统的激光场重合区域;
第三视觉检测系统400,用于根据mapping图确定不良芯片的位置,并识别芯片框架101上不良芯片的引线作为切割引线,确定切割引线的偏移量,并将偏移量发送给激光切割系统600;
采用使用第一视觉检测系统200、第二视觉检测系统300和第三视觉检测系统400,使得获得的切割引线的位置更准确。
激光切割系统600,还用于根据所述偏移量对所述初始切割参数进行调整,得到最终切割参数;根据所述最终切割参数对不良芯片的切割引线进行切割;
第四视觉检测系统700,用于判断所有切割引线是否切割完毕;当确定所有切割引线切割完毕之后,判断切割引线对应的芯片位置是否和不良芯片的位置一致;当一致时,生成最终的mapping图。
机械收料手臂900,用于将芯片框架101收集按区摆放。
在一实施例中,第三视觉检测系统400包括背光源401,为了更好地识别芯片框架101上不良芯片的引线,第三视觉检测系统400先开启背光源401,再进行切割引线的识别。
激光切割系统600包括激光器,用于切割引线。激光器选用特定单脉冲能量高的1064nm波长脉冲激光器,脉宽为200ns,光束为标准的TEM00高斯分布光束,光束质量好。
在一实施例中,还包括吸尘系统601,用于收集切割过程中产生的金属粉尘。
在一实施例中,还包括激光整形系统500,由于引线较细、软且具高反材料特性,而激光光束能量密度分布服从高斯分布,从光束截面看,越靠近中心,能量密度越大,为得到更好的切割效果,需对激光光束进行整形,把光束能量密度低的区域进行整形,整形后的光束更细,能量更集中,光束更锋利,如图2所示,切割时,可以使得引线切口质量好,同时很大程度上减少了金属粉尘的产生,再配合特定的吸尘系统601,更进一步避免了粉尘对良品的污染。
图3是本发明实施例提供的一种全自动切割引线的方法的流程图,所述方法适用于图1的系统,由控制系统控制机械上料手臂100、第一视觉检测系统200、第二视觉检测系统300、第三视觉检测系统400、激光切割系统600、第四视觉检测系统700、轨道及传送系统800和机械收料手臂900自动运行。所述方法包括以下步骤:
S101、第一视觉检测系统获取芯片框架上两个定位孔的基准位置和实际位置,并确定芯片框架的旋转角度;
在一实施例中,执行步骤S101之前还包括步骤S201和S202:
S201、芯片框架经过引线键合后,机械上料手臂将芯片框架抓取到轨道及传送系统的轨道上;
S202、轨道及传送系统将芯片框架传送到第一视觉检测系统的视场范围和第二视觉检测系统的视场范围的重合区域。
在一实施例中,确定芯片框架的旋转角度具体为,如图4所示,设A1(X1,Y1)、B1(X4,Y4)分别为第一定位孔和第二定位孔的基准位置,A2(X2,Y2)、B2(X5,Y5)为分别为第一定位孔和第二定位孔的实际位置,轨道及传送系统的轨道垂直于激光切割系统,A1B1连线平行于轨道,取A1B1所在的直线为X轴;
Figure DEST_PATH_IMAGE013
A3A2为第一定位孔的实际位置A2相对基准位置A1在Y方向上的偏移距离,A1B1⊥A3A2,A3(X3,Y3)为A3A2与A1B1的交点;
Figure 452357DEST_PATH_IMAGE014
A1A3为第一定位孔的实际位置A2相对基准位置A1在X方向上的偏移距离;
Figure DEST_PATH_IMAGE015
B4B2为第二定位孔的实际位置B2相对基准位置B1在Y方向上的偏移距离,A1B1⊥B4B2,B4(X7,Y7)为B4B2与A1B1所在直线的交点,如图4所示,B4在A1B1的延长线上,另外,B4也可以在A1B1上;
Figure 991923DEST_PATH_IMAGE016
B1B4为第二定位孔的实际位置B2相对基准位置B1在X方向上的偏移距离;
Figure 310909DEST_PATH_IMAGE005
根据三角函数关系可计算出θ的值:
Figure 353951DEST_PATH_IMAGE017
其中,A2B3平行于X轴,B3为A2B3与B2B4的交点;
Figure 100191DEST_PATH_IMAGE018
其中Y1=Y3=Y4=Y7=0,X3=X2,X7=X5,得到芯片框架的旋转角度θ为:
Figure 392632DEST_PATH_IMAGE019
S102、第一视觉检测系统将所述两个定位孔的基准位置和实际位置、芯片框架的旋转角度发送给第二视觉检测系统和激光切割系统;
S103、第二视觉检测系统对芯片框架上的芯片检测,确定不良芯片,根据芯片框架的旋转角度、所述两个定位孔的基准位置和实际位置确定不良芯片和良好芯片的实际位置;
具体地,不良芯片指芯裂、断裂、塌丝、金球尺寸不一致等不合格的芯片。确定不良芯片和良好芯片的实际位置以便后续对不良芯片的引线进行切割,如图4所示,某个不良芯片的实际位置为U(XU,YU)。
S104、第二视觉检测系统根据不良芯片和良好芯片的实际位置生成芯片框架上不良芯片和良好芯片的mapping图,并将mapping图发送给第三视觉检测系统和激光切割系统;
具体地,mapping图包括不良芯片和良好芯片的实际位置关系。
S105、激光切割系统获取芯片框架对应的印章模板,其中所述印章模板表示芯片框架在基准位置时各芯片的基准位置和芯片上的引线的基准位置;
具体地,在切割之前都会根据框架和芯片的图纸制作一个印章模板,保存到服务器里面,用到这种型号的芯片框架时,把相应的模板印章调出来。激光切割系统从控制系统获取印章模板。当芯片框架无偏转,即位于基准位置,并且芯片上的引线无偏移时,则切割点的数据与根据印章模板得到的切割点的数据一致。
S106、激光切割系统根据芯片框架的旋转角度、所述两个定位孔的基准位置和实际位置、mapping图、各芯片的基准位置和芯片上的引线的基准位置设定初始切割参数;
初始切割参数包括不良芯片的所有引线的切割点的数据。
S107、轨道及传送系统将芯片框架传送到切割区域,其中切割区域为第三视觉检测系统的视场范围和激光切割系统的激光场的重合区域;
将芯片框架传送到第三视觉检测系统的视场范围和激光切割系统的激光场的重合区域,可以实现对引线更精准的定位切割。
S108、第三视觉检测系统根据mapping图确定不良芯片的位置,并识别芯片框架上不良芯片的引线作为切割引线,确定切割引线的偏移量,并将偏移量发送给激光切割系统;
具体地,第三视觉检测系统包括背光源,为了更好地识别芯片框架上不良芯片的引线,第三视觉检测系统先开启背光源,再进行切割引线的识别,识别芯片框架在实际位置时不良芯片的引线。
在一实施例中,确定切割引线的偏移量包括:
如图5所示,设切割引线与芯片框架的连接点分别为C(X8,Y8)、D(X9,Y9),初始切割参数包括不良芯片的初始切割点,步骤S106中计算出来的初始切割参数是引线为直线即CD的连线为直线的情形,直线CD的中点为初始切割点E(X10,Y10),但实际应用中,由于引线较软,引线有可能是曲线,EF⊥CD,F(X11,Y11)为切割引线的切割点,曲线CFD为切割引线;
EF为切割引线的切割点F相对初始切割点E的偏移距离:
Figure 452991DEST_PATH_IMAGE009
Figure 491486DEST_PATH_IMAGE010
Figure 408626DEST_PATH_IMAGE011
当直线CF顺时针旋转
Figure 657205DEST_PATH_IMAGE012
后与直线CD重合,则记直线CF与直线CD的夹角为
Figure 317993DEST_PATH_IMAGE012
;当直 线CF逆时针旋转
Figure 70049DEST_PATH_IMAGE012
后与直线CD重合,则记直线CF与直线CD的夹角为-
Figure 423670DEST_PATH_IMAGE012
切割引线的切割点相对初始切割点的偏移量包括直线CF与直线CD的夹角及EF对应的偏移距离,其中EF对应的偏移距离指的是通过图像处理计算的像素距离EF对应的实际偏移距离。
S109、激光切割系统根据所述偏移量对所述初始切割参数进行调整,得到最终切割参数;
具体地,步骤S106得到初始切割点,步骤S108得到偏移量,根据三角函数关系可以得到最终切割点。
S110、激光切割系统根据所述最终切割参数对不良芯片的切割引线进行切割。
激光切割系统包括激光器,用于切割引线。由于引线较细、软且具高反材料特性,而激光光束能量密度分布服从高斯分布,从光束截面看,越靠近中心,能量密度越大,为得到更好的切割效果,需对激光光束进行整形,把光束能量密度低的区域进行整形,整形后的光束更细,能量更集中,光束更锋利,切割时,可以使得引线切口质量好,同时很大程度上减少了金属粉尘的产生,再配合特定的吸尘系统,更进一步避免了粉尘对良品的污染。
在一实施例中,引线为金线,金线直径一般在0.1~0.5mm,为得到优良的切割效果,使用1064nm单脉冲能量1.5MJ的脉冲光纤激光器,激光功率20~25W,重复频率25K~30KHz,再通过激光光束整形,使得整形后的光束能量更集中,光束更锋利,以得到更好质量的切口,同时也减少了金属粉尘的产生。在一实施例中,以500mm/s的速度进行切割。
如图6所示,为切割前后的成像图。
在一实施例中,执行完步骤S110之后还包括以下步骤:
S301、第四视觉检测系统判断所有切割引线是否切割完毕;
具体地,第四视觉检测系统进行复测,保持背光源处于开启状态,检测切口,检测是否有未切断或漏切的情况。
S302、当确定所有切割引线切割完毕之后,判断切割引线对应的芯片位置是否和不良芯片的位置一致;
当存在未切断或者漏切的情况,则将芯片框架送到收料区的待查区,由工作人员检查分析。
S303、当一致时,生成最终的mapping图。
生成的mapping图为后续塑封、测试等生产工艺快速识别不良芯片和良好芯片提供了必要的条件。后续工艺获取mapping图信息后可快速识别和剔除不良芯片,让不良芯片不再占用生产工艺流程当中的资源。
在一实施例中,执行完步骤S303之后,还包括以下步骤:
机械收料手臂将芯片框架收集,摆放在收料区的成品区。
本发明的全自动切割引线的系统属于一键式操作、非接触式的切割工艺方式,通过控制系统可以控制自动执行上料到检测、切割、收料全过程的操作。本系统可以在芯片封装前对不良芯片进行检测和金线切割操作,极大避免不良芯片出现在后续生产工艺当中,既节约了生产成本,也提高了生产效率,并且减小了后续测试工艺的误判率,提高了良品率。
本领域普通技术人员可以理解,上文中所公开方法中的全部或某些步骤、系统可以被实施为软件、固件、硬件及其适当的组合。某些物理组件或所有物理组件可以被实施为由处理器,如中央处理器、数字信号处理器或微处理器执行的软件,或者被实施为硬件,或者被实施为集成电路,如专用集成电路。这样的软件可以分布在计算机可读介质上,计算机可读介质可以包括计算机存储介质(或非暂时性介质)和通信介质(或暂时性介质)。如本领域普通技术人员公知的,术语计算机存储介质包括在用于存储信息(诸如计算机可读指令、数据结构、程序模块或其他数据)的任何方法或技术中实施的易失性和非易失性、可移除和不可移除介质。计算机存储介质包括但不限于RAM、ROM、EEPROM、闪存或其他存储器技术、CD-ROM、数字多功能盘(DVD)或其他光盘存储、磁盒、磁带、磁盘存储或其他磁存储装置、或者可以用于存储期望的信息并且可以被计算机访问的任何其他的介质。此外,本领域普通技术人员公知的是,通信介质通常包含计算机可读指令、数据结构、程序模块或者诸如载波或其他传输机制之类的调制数据信号中的其他数据,并且可包括任何信息递送介质。
以上是对本发明的较佳实施进行了具体说明,但本发明并不局限于上述实施方式,熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可作出种种的等同变形或替换,这些等同的变形或替换均包含在本发明权利要求所限定的范围内。

Claims (10)

1.一种全自动切割引线的方法,其特征在于,所述方法包括:
第一视觉检测系统获取芯片框架上两个定位孔的基准位置和实际位置,并确定芯片框架的旋转角度;
第一视觉检测系统将所述两个定位孔的基准位置和实际位置、芯片框架的旋转角度发送给第二视觉检测系统和激光切割系统;
第二视觉检测系统对芯片框架上的芯片检测,确定不良芯片,根据芯片框架的旋转角度、所述两个定位孔的基准位置和实际位置确定不良芯片和良好芯片的实际位置;
第二视觉检测系统根据不良芯片和良好芯片的实际位置生成芯片框架上不良芯片和良好芯片的mapping图,并将mapping图发送给第三视觉检测系统和激光切割系统;
激光切割系统获取芯片框架对应的印章模板,其中所述印章模板表示芯片框架在基准位置时各芯片的基准位置和芯片上的引线的基准位置;
激光切割系统根据芯片框架的旋转角度、所述两个定位孔的基准位置和实际位置、mapping图、各芯片的基准位置和芯片上的引线的基准位置设定初始切割参数;
轨道及传送系统将芯片框架传送到切割区域,其中切割区域为第三视觉检测系统的视场范围和激光切割系统的激光场的重合区域;
第三视觉检测系统根据mapping图确定不良芯片的位置,并识别芯片框架上不良芯片的引线作为切割引线,确定切割引线的偏移量,并将偏移量发送给激光切割系统;
激光切割系统根据所述偏移量对所述初始切割参数进行调整,得到最终切割参数;
激光切割系统根据所述最终切割参数对不良芯片的切割引线进行切割。
2.根据权利要求1所述的全自动切割引线的方法,其特征在于,确定芯片框架的旋转角度包括:
设A1(X1,Y1)、B1(X4,Y4)分别为第一定位孔和第二定位孔的基准位置,A2(X2,Y2)、B2(X5,Y5)为分别为第一定位孔和第二定位孔的实际位置,轨道及传送系统的轨道垂直于激光切割系统,A1B1连线平行于轨道,取A1B1所在的直线为X轴;
Figure 229913DEST_PATH_IMAGE001
A3A2为第一定位孔的实际位置A2相对基准位置A1在Y方向上的偏移距离,A1B1⊥A3A2,A3(X3,Y3)为A3A2与A1B1的交点;
Figure 908019DEST_PATH_IMAGE002
A1A3为第一定位孔的实际位置A2相对基准位置A1在X方向上的偏移距离;
Figure 139281DEST_PATH_IMAGE003
B4B2为第二定位孔的实际位置B2相对基准位置B1在Y方向上的偏移距离,A1B1⊥B4B2,B4(X7,Y7)为B4B2与A1B1所在直线的交点;
Figure 586442DEST_PATH_IMAGE004
B1B4为第二定位孔的实际位置B2相对基准位置B1在X方向上的偏移距离;
Figure 979378DEST_PATH_IMAGE005
根据三角函数关系计算出角θ的值:
Figure 144780DEST_PATH_IMAGE006
其中,A2B3平行于X轴,B3为A2B3与B2B4的交点;
Figure 133727DEST_PATH_IMAGE007
其中Y1=Y3=Y4=Y7=0,X3=X2,X7=X5,得到芯片框架的旋转角度为:
Figure 700974DEST_PATH_IMAGE008
3.根据权利要求1所述的全自动切割引线的方法,其特征在于,确定切割引线的偏移量包括:
设切割引线与芯片框架的连接点分别为C(X8,Y8)、D(X9,Y9),初始切割参数包括不良芯片的初始切割点,直线CD的中点为初始切割点E(X10,Y10),EF⊥CD,F(X11,Y11)为切割引线的切割点;
EF为切割引线的切割点F相对初始切割点E的偏移距离:
Figure 264811DEST_PATH_IMAGE009
Figure 917509DEST_PATH_IMAGE010
Figure 750293DEST_PATH_IMAGE011
当直线CF顺时针旋转
Figure 204670DEST_PATH_IMAGE012
后与直线CD重合,则记直线CF与直线CD的夹角为
Figure 204987DEST_PATH_IMAGE012
;当直线CF 逆时针旋转
Figure 79402DEST_PATH_IMAGE012
后与直线CD重合,则记直线CF与直线CD的夹角为-
Figure 456157DEST_PATH_IMAGE012
切割引线的切割点相对初始切割点的偏移量包括直线CF与直线CD的夹角及EF对应的偏移距离。
4.根据权利要求1所述的全自动切割引线的方法,其特征在于,第一视觉检测系统获取芯片框架上两个定位孔的基准位置和实际位置之前还包括:
芯片框架经过引线键合后,机械上料手臂将芯片框架抓取到轨道及传送系统的轨道上;
轨道及传送系统将芯片框架传送到第一视觉检测系统的视场范围和第二视觉检测系统的视场范围的重合区域。
5.根据权利要求1所述的全自动切割引线的方法,其特征在于,所述方法还包括:
第四视觉检测系统判断所有切割引线是否切割完毕;
当确定所有切割引线切割完毕之后,判断切割引线对应的芯片位置是否和不良芯片的位置一致;
当一致时,生成最终的mapping图。
6.一种全自动切割引线的系统,其特征在于,所述系统包括:
控制系统,分别与第一视觉检测系统、第二视觉检测系统、第三视觉检测系统、激光切割系统和轨道及传送系统连接,用于控制第一视觉检测系统、第二视觉检测系统、第三视觉检测系统、激光切割系统和轨道及传送系统的工作状态;
第一视觉检测系统,用于获取芯片框架上两个定位孔的基准位置和实际位置,并确定芯片框架的旋转角度,将所述两个定位孔的基准位置和实际位置、芯片框架的旋转角度发送给第二视觉检测系统和激光切割系统;
第二视觉检测系统,用于对芯片框架上的芯片检测,确定不良芯片,根据芯片框架的旋转角度、所述两个定位孔的基准位置和实际位置确定不良芯片和良好芯片的实际位置;根据不良芯片和良好芯片的实际位置生成芯片框架上不良芯片和良好芯片的mapping图,并将mapping图发送给第三视觉检测系统和激光切割系统;
激光切割系统,用于获取芯片框架对应的印章模板,其中所述印章模板表示芯片框架在基准位置时各芯片的基准位置和芯片上的引线的基准位置;根据芯片框架的旋转角度、所述两个定位孔的基准位置和实际位置、mapping图、各芯片的基准位置和芯片上的引线的基准位置设定初始切割参数;
轨道及传送系统,包括轨道,轨道垂直于激光切割系统,用于将芯片框架传送到切割区域,其中切割区域为第三视觉检测系统的视场范围和激光切割系统的激光场的重合区域;
第三视觉检测系统,用于根据mapping图确定不良芯片的位置,并识别芯片框架上不良芯片的引线作为切割引线,确定切割引线的偏移量,并将偏移量发送给激光切割系统;
激光切割系统,还用于根据所述偏移量对所述初始切割参数进行调整,得到最终切割参数;根据所述最终切割参数对不良芯片的切割引线进行切割。
7.根据权利要求6所述的全自动切割引线的系统,其特征在于,所述系统还包括:
机械上料手臂,用于在芯片框架经过引线键合后,将芯片框架抓取到轨道及传送系统的轨道上,其中,机械上料手臂与控制系统连接,控制系统控制机械上料手臂的工作状态;
轨道及传送系统,还用于将芯片框架传送到第一视觉检测系统的视场范围和第二视觉检测系统的视场范围的重合区域。
8.根据权利要求7所述的全自动切割引线的系统,其特征在于,所述系统还包括:
第四视觉检测系统,用于判断所有切割引线是否切割完毕;当确定所有切割引线切割完毕之后,判断切割引线对应的芯片位置是否和不良芯片的位置一致;当一致时,生成最终的mapping图。
9.根据权利要求7所述的全自动切割引线的系统,其特征在于,轨道及传送系统还包括电机和钩爪,电机带动轨道上的钩爪在轨道上移动,以使得钩爪带动芯片框架在轨道上移动,通过定位脉冲,使用钩爪带动芯片框架停留在作业位置。
10.根据权利要求7所述的全自动切割引线的系统,其特征在于,所述系统还包括:机械收料手臂,用于将芯片框架收集,其中机械收料手臂与控制系统连接,控制系统控制机械收料手臂的工作状态。
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