CN115922069B - 一种基于双振镜头的振镜局部校正补偿方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及振镜校正技术领域，具体涉及一种基于双振镜头的振镜局部校正补偿方法，包括如下步骤：采用双振镜头关联方式进行原始校正，先校正左头，以校正好的左头阵列中心为基准点校正完整的右头，使原始校正文件以双头拼接好的整体出现；进行局部校正时，先导入原始校正文件，显示出原始阵列，再根据实际卡板量测的畸变幅面范围将原始阵列切割成等分的区间；等分区间存在若干点阵，编辑点阵进行偏移补偿，生成新的校正补偿文件并覆盖原始校正文件，原始校正文件备份；将新的校正补偿文件调入Recipe中以针对特定批次翘曲产品，本发明可以在振镜校正好的标准文件基础上进行高精度灵活局部畸变校正，保证产品高稳定高精度生产。
Description
技术领域
本发明涉及振镜校正技术领域，具体涉及一种基于双振镜头的振镜局部校正补偿方法。
背景技术
振镜扫描系统是目前激光加工设备比较常用的工具，因其速度快，精度高，广泛应用于激光加工领域，但由于光学调试误差，机械安装误差，水平误差以及聚焦场镜F-Ɵ镜光学畸变等都会引起打标幅面畸变，需要采用具有精度的影像或视觉进行校正，使得打标幅面具有高精度的分辨率方可加工。
常规振镜校正方法采用高精度测量显微镜，先用振镜打标一定密度的行列数，再用高精度显微镜进行量测各个标记点的中心坐标汇成数据，经过软件对比畸变阵列数据与标准数据的误差生成校正文件补偿给振镜打标卡实现畸变校正，这种方法需要量测每一个阵列中标记点的坐标，效率低，人为操作因素误差因子多，需要多次量测补偿。
现有技术一：一种直接式振镜校正系统及校正方法（公开号：CN114029611A），采用高精度伺服轴和经过校正后的CCD视觉对振镜打标的畸变幅面进行自动校正，避免引入人工误差，提高生产效率。
现有技术二：一种基于A3幅面扫描仪的分区域扫描大幅面振镜校正系统（公开号：CN114260560A），先用标定片对扫描仪进行标定，再采用分区拼接的方法实现大幅面扫描范围的校正，也是提高了校正效率，减少人工耗时，但是精度取决于扫描仪的稳定性和精度，扫描仪本身也存在一定的像素畸变和误差，针对没有大幅面高精度伺服平台及高清CCD视觉的设备是无法完成自动振镜校正的，仍需要手动采用显微镜或扫描仪方式进行手动校正。
对于半导体先进封装领域的打标设备，仍存在以下问题：
1.产品以条带（Strip）基板形式出现，在制作过程中，由于热胀冷缩的原理，出来的同一批次基板会有各种不同程度的翘曲，虽然可以采用专一治具进行吸附和下压的方式在一定程度上减少翘曲度，但设备设计复杂，费用昂贵，而主流的半导体IC打标设备的大多还是沿用传统的闭合轨道式进行料片传送，料盒（Magazine）进出料容易，不需要机械手搬运至专门平台上，且闭合轨道避免料片搬运过程中掉料，丢失等，成本低且稳定而广受半导体客户青睐，翘曲料片在轨道中传输至定位区，经过顶升平台和下压盖板定位后仍然会存在一定翘曲度，此时已校正好的振镜文件在不平的料片表面会存在明显误差，仍需要根据不同批次产品进行定制化补偿。
2.半导体行业客户产品最小有0.3X0.3mm的尺寸芯片，需要在其上进行激光打标字符和Logo，但由于翘曲的影响，现有主流半导体打标设备往往在3X3mm以下的芯片基板打标精度就无法满足±50um的精度，虽有现有设备有常规的振镜偏移坐标补偿功能，可以对单颗编辑补偿偏移量，但每条基板产品涉及产品颗粒较多，甚至达到上万颗，单颗更改偏移量耗时人力，工时，工作量巨大。
3.有的设备公司采用重新校正振镜整体精度的方法，一来该设备不具备自动校正功能，需要借助外部精密仪器测量阵列坐标，一旦设备发机客户端，重新再次校正非常麻烦，二来客户涉及不同尺寸基板种类基板繁多，封装方式也不尽一样，每款产品都需要制作专门的Recipe档，其中包含激光器能量参数、振镜参数、打标内容、颗粒位置档、视觉方案等，一旦振镜校正文件不能匹配现有精度，重新校正会带来改动历史文件量巨大，涉及安全隐患极高，耗时耗力。
因此针对上述内容，如何针对翘曲度实现高精度局部畸变补偿成为行业急需解决的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于双振镜头的振镜局部校正补偿方法，可以在振镜校正好的标准文件基础上进行高精度灵活局部畸变校正的方法，以此来确保不同批次翘曲的产品或小颗粒产品的打标精度，而不影响历史原文件。
本发明提供了如下的技术方案：
一种基于双振镜头的振镜局部校正补偿方法，包括如下步骤：
S1.采用双振镜头关联方式进行原始校正，先校正左头，以校正好的左头阵列中心为基准点校正完整的右头，使原始校正文件以双头拼接好的整体出现；
S2.基于步骤S1，进行局部校正时，先导入原始校正文件，显示出原始阵列，再根据实际卡板量测的畸变幅面范围将原始阵列切割成等分的区间；
S3.基于步骤S2，等分区间存在若干点阵，编辑点阵进行偏移补偿，生成新的校正补偿文件并覆盖原始校正文件，原始校正文件备份；
S4.基于步骤S3，将新的校正补偿文件调入Recipe中以针对特定批次翘曲产品。
进一步的，步骤S3中编辑点阵进行偏移补偿的方法为：框选有畸变的点阵或进行单点选择，针对框选的点阵或选择的单点输入偏移量及方向，得出每个点的偏移后坐标值并生成偏移后的坐标阵列文件。
进一步的，框选有畸变的点阵进行位置偏移时，针对翘曲变形，场镜的聚焦平面在产品平整面与场镜的工作距离依次递减，振镜电机旋转相同弧度，距离变短；针对凹陷变形，场镜的聚焦平面在产品平整面与场镜的工作距离依次递增，振镜电机旋转相同弧度，距离变长。
优选的，为了更加精准找到畸变区域对应振镜幅面的位置，根据条带基板和条带基板上IC颗粒的尺寸数据，以振镜中心基准点建立虚拟基板图像，映射在点阵网格上，根据实际卡板量测的误差部分，可快速定位找到需要做出补偿调整的区域。
优选的，原始校正的具体方法为：左头单独校正完成后，先使用左头打出一个阵列并获取此时左头阵列的中心坐标和整个阵列幅面的相对角度，相对角度为左头校正后的阵列幅面角度与左头未校正时的阵列幅面角度的角度差，再使用右头打出原始畸变阵列，以左头阵列中心为基准点校正完整的右头，使得左右两头阵列重叠区域完全重合，获得完整幅面。
优选的，双振镜头为F254场镜，左右两个振镜头的范围均为184*184mm，振镜中心间距为138mm，双头拼接好的整体幅面为184*320mm，选择此范围和中心间距是为了保证在左右振镜头的打标区域有一部分重叠之后仍能保证打标精度，不至于偏向边缘极限区域，拼接后获得的整体幅面也仍符合半导体行业对于打标机最大达标幅面的要求。
本发明的有益效果是：
1）本方法可以在振镜校正好的标准文件基础上进行高精度灵活局部畸变校正的方法，以此来确保不同批次翘曲的产品或小颗粒产品的打标精度，而不影响历史原文件，实现精准局部畸变校正，从而保证产品高稳定高精度生产。
2）相对于双头单独校正，采用双振镜头关联方式进行原始校正，后续无需进行额外偏移和旋转补偿，有效提高校正精度。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，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，并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1是本发明原始校正阵列示意图；
图2是本发明虚拟基板示意图；
图3是本发明偏移量调整示意图；
图4是本发明局部补偿示意图；
图中的标记：1为IC产品基板，2为IC颗粒。
具体实施方式
实施例1
如图1至图4所示的一种基于双振镜头的振镜局部校正补偿方法，在本实施例1中，包括如下步骤：
S1.采用双振镜头关联方式进行原始校正，先校正左头，可自行定义双振镜头其中之一为左头，则另一振镜头为右头，校正左头的方法为公知方法，即通过视觉抓取原始阵列mark坐标与标准值对比产生的误差值通过打标卡自带的软件生成对应格式的校正文件，以校正好的左头阵列中心为基准点校正完整的右头，使原始校正文件以双头拼接好的整体出现；
左头单独校正完成后，先使用左头打一个阵列并获取此时左头阵列的中心坐标和整个阵列幅面的相对角度，标准校正180*180mm幅面，校正阵列为37行37列，间距5mm，而此时左头打出的阵列可以小于标准阵列，例如为9行9列或者13行13列等，只要能获得左头阵列的中心坐标和整个阵列幅面的相对角度即可，再使用右头打出原始畸变阵列，以左头阵列中心为基准点校正完整的右头，使得左右两头阵列重叠区域完全重合，获得完整幅面。
S2.基于步骤S1，进行局部校正时，先导入原始校正文件，显示出如图1所示的原始阵列，图1中原始阵列为33行33列，可以自由设置整除行列数的可编辑阵列，该行列数不唯一，在一个实施例中，33行33列原始阵列，点与点之间的间隔数量为32个，则可编辑阵列可设置为9行9列，间隔数量为8个，则每个可编辑阵列投射到原始阵列上的间隔数量为32除以8，为4个，图1中方点为可编辑的分区点，再根据实际卡板量测的畸变幅面范围将原始阵列切割成等分的区间，此处实际卡板量测畸变幅面范围的方法为公知方法，卡板根据行业规范长度为100-300mm，宽度为30-100mm。
S3.基于步骤S2，等分区间存在若干点阵，具体变形程度会反应至具体位置的打印偏移上，测量偏移位置则可知具体变形程度，由卡板治具可得出最大单颗畸变位置的具体偏移方向和XY方向偏移量，如图3所示，基板左下角区域由于翘曲变形导致打标阵列呈现依次往内缩的情况，编辑点阵进行偏移补偿，可以框选有畸变的点阵或进行单点选择，针对框选的点阵或选择的单点输入偏移量及方向，得出每个点的偏移后坐标值并生成偏移后的坐标阵列文件，在一个实施例中，输入的偏移值为正表示X向右方向，Y向上方向，偏移值为负，则相反，X向左，Y向下，但表示方式不唯一，当可编辑阵列投射到原始阵列上的间隔数量为4个时，选择最大单颗畸变位置可编辑点为中心，当获得的最大偏移值X为1mm时，则根据等差数列进行递减，由于间隔数量为4，则该等差数列公差为0.25mm，则在X方向依次向右的偏移量为0.75mm、0.5mm、0.25mm、0mm。如图4所示，框选有畸变的点阵进行位置偏移时，针对翘曲变形，场镜的聚焦平面在产品平整面与场镜的工作距离依次递减，振镜电机旋转相同弧度，距离变短；针对凹陷变形，场镜的聚焦平面在产品平整面与场镜的工作距离依次递增，振镜电机旋转相同弧度，距离变长；位置偏移完成生成新的校正补偿文件并覆盖原始校正文件，原始校正文件备份；图4中箭头长度代表实际偏移量。
S4.基于步骤S3，将新的校正补偿文件调入Recipe中以针对特定批次翘曲产品。
双振镜头为F254场镜，左右两个振镜头的范围均为184*184mm，振镜中心间距为138mm，双头拼接好的整体幅面为184*320mm，选择此范围和中心间距是为了保证在左右振镜头的打标区域有一部分重叠之后仍能保证打标精度，不至于偏向边缘极限区域，拼接后获得的整体幅面也仍符合半导体行业对于打标机最大达标幅面的要求，可兼容95%以上的产品尺寸。
实施例2
一种基于双振镜头的振镜局部校正补偿方法，为了更加精准找到畸变区域对应振镜幅面的位置，根据条带基板和条带基板上IC颗粒的尺寸数据，以振镜中心基准点建立如图2所示的虚拟基板图像，映射在点阵网格上，根据实际卡板量测的误差部分，可快速定位找到需要做出补偿调整的区域，图2中框选部分为IC产品基板1，其中的方格为IC颗粒2排布。
本实施例2的其他方法步骤与实施例1相同。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种基于双振镜头的振镜局部校正补偿方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1.采用双振镜头关联方式进行原始校正，先校正左头，以校正好的左头阵列中心为基准点校正完整的右头，使原始校正文件以双头拼接好的整体出现；
S2.基于步骤S1，进行局部校正时，先导入原始校正文件，显示出原始阵列，再根据实际卡板量测的畸变幅面范围将原始阵列切割成等分的区间；
S3.基于步骤S2，等分区间存在若干点阵，编辑点阵进行偏移补偿，框选有畸变的点阵或进行单点选择，针对框选的点阵或选择的单点输入偏移量及方向，得出每个点的偏移后坐标值并生成偏移后的坐标阵列文件，生成新的校正补偿文件并覆盖原始校正文件，原始校正文件备份，其中，框选有畸变的点阵进行位置偏移时，针对翘曲变形，场镜的聚焦平面在产品平整面与场镜的工作距离依次递减，振镜电机旋转相同弧度，距离变短；针对凹陷变形，场镜的聚焦平面在产品平整面与场镜的工作距离依次递增，振镜电机旋转相同弧度，距离变长；
S4.基于步骤S3，将新的校正补偿文件调入Recipe中以针对特定批次产品。
2.根据权利要求1所述的一种基于双振镜头的振镜局部校正补偿方法，其特征在于：根据条带基板和条带基板上IC颗粒的尺寸数据，以振镜中心基准点建立虚拟基板图像，映射在点阵网格上。
3.根据权利要求1所述的一种基于双振镜头的振镜局部校正补偿方法，其特征在于：原始校正的具体方法为：左头单独校正完成后，先使用左头打一个阵列并获取此时左头阵列的中心坐标和整个阵列幅面的相对角度，再使用右头打出原始畸变阵列，以左头阵列中心为基准点校正完整的右头，使得左右两头阵列重叠区域完全重合，获得完整幅面。
4.根据权利要求1所述的一种基于双振镜头的振镜局部校正补偿方法，其特征在于：双振镜头为F254场镜，左右两个振镜头的范围均为184*184mm，振镜中心间距为138mm，双头拼接好的整体幅面为184*320mm。
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