DE2746814C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Eine solche Anordnung ist aus der DE-OS 25 18 077 bekannt. In der bekannten Anordnung ist ein Manipulator vorgesehen, der Werkstücke, die eine unterschiedliche Lage und Orien­ tierung aufweisen und auf einer Bezugsfläche abgelegt sind, ergreift und zu einem Bearbeitungsgerät transpor­ tiert. Von diesem Manipulator wird eine Folge von Arbeits­ vorgängen an einem Werkstück ausgeführt. In der bekannten Anordnung wird das Werkstück anfänglich innerhalb des Ar­ beitsbereichs des Manipulators positioniert. Um die Lage und die Orientierung des Werkstücks erkennen zu können, wird das Werkstück von der unteren Seite her beleuchtet, und das von einer Kamera empfangene Lichtbild wird einem digitalen Analysiersystem zugeführt. Zur Bestimmung der Lage und der Orientierung werden der Flächenschwerpunkt der Umrißfläche relativ zur Bezugsfläche und die Drehorien­ tierung des Umrisses ausgewertet. Die Anordnung vergleicht die ermittelten Daten in den gespeicherten Daten eines Pro­ bestücks und berechnet daraus den Unterschied zwischen den Koordinaten des Probestücks und des durchlaufenden Werk­ stücks. Der berechnete Unterschied wird zur Steuerung des Manipulators herangezogen.

Es gibt jedoch Anwendungsfälle, bei denen es nicht möglich ist, durch Beleuchtung von unten von einem Werkstück, an dem Bearbeitungsvorgänge vorgenommen werden sollen, ein die jeweilige Lage und Orientierung kennzeichnendes Abbild zu erzeugen. Ein solcher Anwendungsfall ist die Herstellung integrierter Schaltungen, bei denen elektrische Verbindungen zwischen verschiedenen Kontaktpunkten auf einem als "Chip" bezeichneten Halbleiterelement und elektrischen Leitern her­ gestellt werden, die durch das Gehäuse des Bauelements hin­ durch elektrische Anschlüsse zu externen Schaltungselementen herstellen. Der Chip, an dem Kontaktflächen angebracht sind, wird zunächst auf einem Leiterrahmen befestigt, der die an­ schließend aus der fertigen integrierten Schaltung heraus­ führenden Anschlußleiter enthält. Aufgrund unvermeidlicher Toleranzen beim Anbringen des Chips auf dem Leiterrahmen liegt die relative Lage zwischen dem jeweiligen Chip und dem zugehörigen Leiterrahmen nicht genau fest. Dies muß beim Herstellen der Verbindungen zwischen Kontaktflächen auf dem Chip und den einzelnen Leitern des Leiterrahmens in dem so­ genannten Bond-Verfahren berücksichtigt werden. Die zur Durchführung des Bond-Verfahrens angewendete Maschine weist eine Bond-Spitze auf, aus der ein Verbindungsdraht heraus­ ragt, der zwischen den Kontaktflächen auf dem Chip und den Leitern des Leiterrahmens angebracht wird. Die Bond-Spitze muß dabei die sehr kleinen Kontaktflächen auf dem Chip ge­ nau treffen, da sonst Ausschuß produziert wird. Bei einer Beleuchtung von unten her, wie dies bei der Lage- und Orientierungsbestimmung in der oben geschilderten bekannten Anordnung durchgeführt wird, läßt sich die Lage und Orien­ tierung des Schaltungschips relativ zum Leiterrahmen nicht erkennen, da der Leiterrahmen den Schaltungschip verdeckt.

Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine Anord­ nung der eingangs geschilderten Art zu schaffen, mit deren Hilfe es möglich ist, die Lage und Orientierung von Werk­ stücken zu ermöglichen, bei denen eine Beleuchtung von unten her keine aussagekräftige Angabe über die ursprüngliche Po­ sitionierung ermöglicht.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmalen gelöst.

In der erfindungsgemäßen Anordnung erfolgt die Beleuchtung des Werkstücks schräg von oben, so daß das Werkstück Rand­ schatten wirft, die als Kriterium für die Lage und Orien­ tierung ausgewertet werden können.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Un­ teransprüchen gekennzeichnet.

Die Verwendung eines Computers als Werkzeugsteueranordnung ist bereits aus der DE-AS 25 18 077 bekannt.

Die Erfindung wird nun anhand der Zeichnung beispielshalber erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine Darstellung einer typischen Baugruppe aus einem Leiterrahmen und einem integrierten Schaltungs-Chip, bei der die erfindungsgemäße Anordnung automatisch Bond-Verbindungen herstellen kann,

Fig. 2 ein Blockschaltbild der erfindungsgemäßen Anordnung,

Fig. 3 eine Darstellung eines digitalisierten Bildes eines typischen integrierten Schaltungs-Chips, mit gewis­ sen charakteristischen Merkmalen, die von der erfindungsgemäßen Anordnung zur Positionierung und Ausrichtung des Chips für den automatischen Bond- Prozeß benutzt werden können,

Fig. 4 ein Flußdiagramm zur Veranschaulichung des allge­ meinen Arbeitsablaufs der erfindungsgemäßen Anordnung,

Fig. 5 ein Flußdiagramm für das Auffinden des Chips beim Betrieb der erfindungsgemäßen Anordnung und

Fig. 6 ein Flußdiagramm zur Berechnung der die Lage und die Ausrichtung des Chips anzeigenden Linie beim Betrieb der Anordnung nach der Erfindung.

Die erfindungsgemäße Anordnung wird anhand eines speziellen Ausführungsbeispiels zur automatischen Positionierung und zum automatischen Anbringen von Bond-Verbindungen in einem integrierten Schaltungsbauelement beschrieben.

In Fig. 1 ist eine typische integrierte Schaltungsbaugruppe in einem Herstellungsstadium vor dem Einschließen in einem Schutzgehäuse oder dem Einkapseln in einem schützenden Kunststoffmaterial dargestellt. Die Bau­ gruppe besteht aus einem Leiterrahmen 1 aus Metall, auf dessen Chip-Kontaktflächenabschnitt 2 ein eine integrierte Schaltung enthaltender Halbleiter-Chip 3 befestigt ist. Kleine metallische Bond-Kontakte 4 ergeben eine elektrische Verbindung zu den internen Elementen der integrierten Schaltung im Halbleiter- Chip. Externe elektrische Verbindungen zu dem Bauelement werden mit Hilfe kleiner Golddrähte 22 erzielt, die üblicherweise einen Durchmesser von etwa 25 µm haben und die Bond-Kontakte 4 mit Leiterrahmenfingern 5 verbinden. In der fertigen Vorrichtung befinden sich alle Elemente innerhalb der gestrichelten Linie 7 in einem Schutzgehäuse. Nachdem die Schienen 8 und die Haltestege 9 des Leiterrahmens weggeschnitten oder auf andere Weise nach dem Einschließen des Bauelements abgeschnitten oder auf andere Weise entfernt worden sind, bilden die äußeren Abschnitte der Leiterrahmenfinger externe Anschlußkontakte 6 des fertigen Bauelements.

Die Herstellung aller Drahtverbindungen zwischen den Bond-Kontakten 4 und den Leiterrahmenfingern 5 wurde bisher mittels einer computergesteuerten Bond-Maschine automatisiert. Dabei mußte jedoch jede Baugruppe aus dem Halbleiter-Chip und dem Leiterrahmen durch eine Bedienungsperson von Hand positioniert werden, ehe das Bond-Programm in Betrieb gesetzt werden konnte. Mit Hilfe der Erfindung wird die Positionierung der Baugruppen aus den Halbleiter-Chips und den Leiterrahmen automatisiert.

Fig. 2 ist ein Blockschaltbild der erfindungsgemäßen Anordnung dargestellt. Diese Anordnung enthält eine digitalgesteuerte Bond-Maschine 10, wie sie in den er­ wähnten USA-Patentschriften 36 41 660, 37 73 240 und 37 46 447 beschrieben ist. Die Bond-Maschine wird von einem Steuercomputer 11 gesteuert, der ein kleiner Computer des Typs TI 960 A der Firma Texas Instruments Incorporated sein kann und so programmiert ist, daß er die Bond-Maschine veranlaßt, den Ablauf der Bond-Vor­ gänge zur Herstellung der vielen elektrischen Verbin­ dungen zwischen verschiedenen Kontakten auf dem inte­ grierten Schaltungs-Chip und den Leiterrahmenfingern auszuführen. Der Steuercomputer enthält also in seinem Speicher die Bewegungen, die die Bond-Spitze bein An­ schließen der Drähte zur Erzeugung des Verbindungs­ musters für den speziellen Chip-Typ durchführen muß. Die Bond-Maschine 10 und der Steuercomputer 11 bilden zusammen mit dem von Hand zu bedienenden Chip-Posi­ tionierungsmechanismus eine herkömmliche Anordnung, wie sie oben erläutert wurde.

Die erfindungsgemäße Anordnung enthält zusätzlich einen Videobaustein 12 mit einer Optik 13, einer Abbildungsvorrichtung 14, einer Digitalisierungs­ einheit 15, einer Speicherschnittstellenelektronik 16 und einem Fernsehmonitor 18 sowie einen Systemsteuer­ computer 17 und eine von Hand steuerbare Lichtquelle 19 mit variabler Intensität. Beim Betrieb der hier zu beschreibenden Anordnung wird eine Baugruppe mit einem Halbleiter-Chip und einem Leiterrahmen der Arbeits­ station der Bond-Maschine 10 zugeführt und in bekannter Weise in ihrer Lage festgeklemmt. Beispielsweise kann der Leiterrahmen einer von 10 oder 20 Leiterrahmen sein, die in einer einzigen Baueinheit ähnlich einer Leiter miteinander verbunden sind, die mittels eines in Löcher 21 eingreifenden Zahnantriebs in die Bond-Maschine ein­ geführt und von durch Positionierungslöcher 22 (Fig. 1) ragende Indexstifte in bekannter Weise festgeklemmt wird.

Im festgeklemmten Zustand an der Arbeitsstation der Bond-Maschine wird eine Baugruppe mit einem Halbleiter-Chip und einem Leiterrahmen mittels der Lichtquelle 19 beleuchtet, die so angebracht ist, daß sich eine Schräg­ beleuchtung ergibt, damit ein Schatten erzeugt wird, wie noch erläutert wird. Das Bild des Chip-Bereichs der Baugruppe wird von der Optik 13 auf das Fühlerfeld der Abbildungsvorrichtung 14 fokussiert. Das Ausgangs­ signal der Abbildungsvorrichtung wird in der Digitali­ sierungseinheit 15 digitalisiert und in den System­ steuercomputer 17 eingegeben. Ein als Systemsteuer­ computer 17 geeigneter Computer ist der Typ TI 980 A der Firma Texas Instruments Incorporated, Dallas, Texas. Im Systemsteuercomputer 17 wird das digitali­ sierte Abbild der Chip-Szene unter Verwendung von Infor­ mationen über gewisse chrakteristische Merkmale dieses speziellen Typs des Chips analysiert, wobei diese Infor­ mation im Speicher des Computers abgespeichert ist. Mittels dieser Analyse jeder Baugruppe aus einem Halb­ leiter-Chip und einem Leiterrahmen werden Korrektur­ faktoren bestimmt, die in den Steuercomputer 11 ein­ zugeben sind, so daß jeder Bond-Punkt der von dessen Programm diktiert wird, unter Berücksichtigung der Differenzen der x-y-Position und der Winkelausrichtung für ein korrektes Bonden dieser bestimmten Baugruppe eingestellt wird. Der Systemsteuercomputer 17 liefert auch Eingangssignale an die Speicherschnittstellen­ elektronik 16, damit die Bildabtastung, die Digitalisie­ rung und andere Funktionen des Videomoduls 12 mit der Taktsteuerung des Systemsteuercomputers 17 synchronisiert werden. Diese direkte Steuerung und Synchronisierung der Zeitsteuerung des Videomoduls 12 durch den Systemsteuer­ computer 17 ermöglicht es, das digitalisierte Bild in einen Direktzugriffspeicher-Anschluß des Steuer­ computers einzugeben, so daß eine wesentlich schnellere Übertragung der Bilddaten ermöglicht wird, als dies über den herkömmlich benutzten Eingabe/Ausgabe-Anschluß des Computers möglich wäre.

Die Abbildungsvorrichtung 14 kann eine von mehreren derzeit im Handel erhältlichen Vorrichtungstypen sein; beispielsweise kann es sich dabei um ein Vidikon oder um eine mit ladungsgekoppelten Bauelementen ausgestat­ tete Festkörper-Abbildungsvorrichtung handeln. In einem System, das sich für die Verwendung bei einer großen An­ zahl verchiedener Chip-Typen mit einer Größe im Bereich von 300 µm bis 10 mm (12 bis 400 mils) in der Länge oder in der Breite als zufriedenstellend erwiesen hat, hat sich auch die Verwendung eines relativ billigen Vidikon (mit einem Preis von unter 300 US $) zur Erzeugung eines Bildes mit 400 × 250 Bildelementen als zufrieden­ stellend herausgestellt. Es hat sich gezeigt, daß ein solches in ein Binärsignal mit zwei Graustufen digita­ lisiertes Bild leicht in einem zweckmäßig bemessenen Speicher abgespeichert werden kann, wobei sich immer noch ein mehr als angemessenes Auflösungsvermögen für den Betrieb des System ergibt.

Das digitalisierte Bild wird zum Systemsteuercomputer übertragen, und es kann gleichzeitig auf dem Fernsehmonitor 18 wiedergegeben werden. Ein solches Bild ist in Fig. 3 dar­ gestellt. In Fig. 3 ist die Chip-Kontaktfläche 2 des Leiterrahmens dargestellt, an der der Chip 3 durch Löten oder durch Legieren befestigt ist. Aufgrund der oben erwähnten Beleuchtungsanordnung, d h. der geringfügig über dem Chip und gegen diesen versetzten Lichtquellenposition, tritt im digitalen Bild ein Schatten 25 von zwei Rändern des Chips hervor. Die Anwesenheit eines Merkmals wie des Schattens ist zwar für den Betrieb der Anordnung kritisch, doch gilt dies nicht für die genaue Größe und die Form dieses Schattens. Beispielsweise kann sich die Breite des Schattens bei verschiedenen Baugruppen abhängig von der Dicke des Chips, der Dicke des Löt­ mittels und der Position der Lichtquelle beträchtlich ändern. Dieser Schatten wird für den gewöhnlich schwierig­ sten Schritt automatisierten Prozesses, nämlich die Positionierung des Chips selbst, ausgenutzt.

Der Speicher des Systemsteuercomputers ist zuvor mit Informationen versorgt worden, die für charakteristische Merkmale im Bild jedes zu verarbeitenden Chip-Typs kennzeichnend sind. Aus den gespeicherten Informationen und der Analyse des digitalisierten Bildes des Chips an der Arbeitsstation der Bond-Maschine bestimmt der Systemsteuercomputer 17 Informationen, die er dem Steuercomputer 11 für die Bond-Maschine zuführt, damit dessen Programm zur Erzeugung exakt positionierter Bond-Verbindungen auf diesem Chip eingestellt wird.

Die Analyse des digitalisierten Bildes durch den System­ steuercomputer ist im Unterschied zu bekannten Systemen kein Mustererkennungsvorgang; sie läßt sich genauer als ein Merkmalsanalyseprozeß beschreiben. Nachdem dem Systemsteuercomputer 17 das digitalisierte Bild angeboten worden ist, wird er veranlaßt, einen Suchvorgang beispiels­ weise zunächst in horizontaler Richtung und dann in ver­ tikaler Richtung, durchführen, damit die Lage des charak­ teristischen Merkmals, also des Schattens 25, festge­ stellt wird. Die Erkennung des Schattens erfolgt nicht so sehr auf Grund seiner Form, als auf Grund seiner Ausdehnung und des bestimmten Kontrasts zum Rest des Bildes. In dem in Fig. 3 dargestellten Bild haben die Beleuchtung und die Digitalisierungsschwelle der Digitalisierungseinheit zur Folge, daß die Chip- Kontaktfläche 2 hell ist, obwohl sie typischerweise zufällige dunkle Bereiche aufweisen kann, die klein im Vergleich zum Schatten 25 sind. Chrakteristische Merkmale des Chips, wie das Eck- oder Randmetallisie­ rungsmuster 26 erscheinen ebenso wie die Bond-Kontakt­ flächen 28 hell oder in gebrochenem Weiß. Die Oberfläche des Chips selbst erscheint dunkel, doch ist sie aus Gründen der Deutlichkeit in Fig. 3 nicht dunkel dargestellt. Ein Suchvorgang im digitalisierten Bild nach dem Schatten kann irgendwo beginnen, doch erfolgt der Start gewöhn­ lich von der linken Seite oder von oben bei einem Bild, wie es in Fig. 3 dargestellt ist.

Der Schatten 25 wird dann durch die Lage eines Feldes mit vorbestimmter Größe aus dunklen Bildelementen (pixels) festgestellt. Nachdem der Computer die allgemeine Lage des Schattens aufgefunden hat, nimmt er auf die im Speicher enthaltene Information Bezug, damit bestimmt wird, nach welcher Art von charakteristischen Merkmalen und nach welchen Kennzeichen wie Größe oder ungefähre Lage in bezug auf den Schatten gesucht werden soll. Beispielsweise ist die Randmetallisierung 26 ein langer ununterbrochener heller Bereich längs des rechten und unteren Randes des Schattens 25. Falls eine solche Randmetallisierung auf dem Typ des Chips nicht vorhanden ist, können das geradlinige Muster sowie der Abstand und der Ort der vier Bond-Kontaktflächen 28 längs der linken Seite des Chips und die Anordnung aus den vier Bond-Kontaktflächen längs der Oberseite des Chips genau vorhergesagt und aufgefunden werden.

Bei der Fortsetzung der vom Systemsteuercomputer aus­ geführten Analyse nach dem Auffinden des Schattenbereichs, beispielsweise des linken Schattenbereichs, werden längs der Linie der sprunghaften Änderung an der rechten Seite des Schattenbereichs mehrere Abtastwerte genommen, und aus diesen Abtastwerten wird ein erster Schätzwert der Lage und der Richtung der die linke Randmetallisierung auf dem Chip bildenden Linie berechnet.

Dieser Schätzwert wird dazu benutzt, den optimalen Bereich für den Absuchgang des oben liegenden Schattens zu bestimmen. Nachdem der obenliegende Schatten festgestellt worden ist, wird der untere Rand des oberen Schattens zur Erzielung eines Schätzwerts seiner Lage abgestatet. Dieser Schätz­ wert wird dazu benutzt, einen verbesserten Schätzwert der Lage des linken Randes zu erzeugen. In diesem Stadium hat die Lokalisierung des Schattenbereichs zu einem ziem­ lich guten Schützwert der Lage des linken Randes und des oberen Randes der Metallisierung auf dem Chip geführt.

Diese Näherungen werden nun dazu benutzt, zwei Datenfenster zu bestimmen. Diese Datenfenster können lange und schmale Abschnitte des digitalisierten Bildes sein, die die scharfen Übergangsbereiche an der Kante der Chip-Metallisierung ent­ halten. Es wird also ein Datenfenster von etwa 100 × 16 Bild­ elementen über der linken Metallisierungskante angebracht, und ein weiteres ebensolches Datenfenster wird über der oberen Metallisierungskante angebracht. Bei Verarbeitung der Daten quer über jedes Fenster ergeben alle Übergänge von hellen zu dunklen Bildelementen längs der Linie des Metallisierungsrandes Datenpunkte, die diese Linie in Form eines x-y-Koordinatenpaars definieren. Diese x-y- Koordinatenpaare können dazu benutzt werden, die Linie der kleinsten Fehlerquadrate zu bestimmen, die die tat­ sächliche Lage des Metallisierungsrandes am besten reprä­ sentiert. Die einfache Gliederung, die für die Computer­ analyse des linken Randes benutzt werden kann, ist bei­ spielsweise die Gleichung X = a _v Y + b _v . Für die obere Metallisierungskante wird eine Analyse zur Erzielung von x-y-Koordinatenpaaren für die Gleichung Y = a _h X + b _h durch­ geführt. Es ist ohne weiteres zu erkennen, daß das gleiche Verfahren zur Erzielung einer Linie längs des linken Randes der linken Bond-Kontaktflächenanordnung und des oberen Randes der oberen Bond-Kontaktflächenanordnung angewendet werden kann. Die Ausrichtung dieser beiden Linien und ihr Schnitt­ punkt sind eine komplette Aussage über die Lage und die Aus­ richtung des Chips in dem Bild, die in einfacher Weise in Korekturfaktoren für jeden Bond-Punkt im Steuerprogramm der Bond-Maschine übersetzt werden kann.

Bei der Einstellung der Anordnung für die Bearbeitung eines speziellen Chip-Typs wird eine typische Baugruppe aus einem Chip und einem Leiterrahmen an der Arbeitsstation der Bond- Maschine festgeklemmt. Die Bedienungsperson informiert den Systemcomputer über den zu bearbeitenden Chip-Typ, so daß der Systemcomputer 17 aus seinem Speicher das Bond-Grundprogramm für diesen Chip-Typ liefert und zum Steuercomputer 11 der Bond-Maschine sendet. Der Systemsteuercomputer 17 wählt aus seinem eigenen Speicher auch Daten aus, die die charakteristischen Chip-Merkmale angeben, die bei der Ausrichtung dieses speziellen Chip- Typs benutzt werden sollen. Die Bedienungsperson beob­ achtet dann das digitale Abbild des Chips auf dem Fern­ sehmonitor 18, und sie stellt dann, falls es erforderlich ist, den Einfallswinkel und die Intensität der Licht­ quelle 19 so ein, daß die für die Ausrichtung zu analy­ sierenden Merkmale im digitalisierten Bild am besten hervortreten. Dann weist die Bedienungsperson das System an, die erste Verbindung herzustellen. Eine von der Bedienungsperson ausgeführte erste Sichtprüfung mittels eines Mikroskops bestätigt dann die Genauigkeit der An­ bringung der Bond-Verbindung. Falls die Bond-Verbindung nicht genau angebracht ist, kann die Bedienungsperson das System schnell nacheichen.

In seltenen Fällen kann es auch erforderlich oder erwünscht sein, die Optik einzustellen, oder es kann eine andere Vergrößerung wegen einer beträchtlichen Änderung der Größe des behandelten Halbleiter-Chips erforderlich sein. Die Eichung oder Nacheichung ist also deshalb notwendig, weil das digitale Bild stets durch eine eingestellte Anzahl von Bildelementen (im vorliegenden Beispiel 250 × 400 Bild­ elemente) bestimmt wird, doch hängen die vom Bild darge­ stellten tatsächlichen geometrischen Abmessungen vom Vergrößerungsfaktor der Optik ab. Der Systemsteuercomputer 17 ist so programmiert, daß er die Systemeichung automatisch aus der Eingabe von vier von der Bedienungsperson geliefer­ ten Informationspunkten berechnet. Die Bedienungsperson steht eine von Hand betätigbare Positionsmarke im wieder­ gegebenen Bild zur Verfügung; auch die Möglichkeit der manuellen Bewegung der Bond-Spitze ist vorgesehen. Nach der Einstellung der Vergrößerung der Optik bewegt die Bedienungsperson die Positionsmarke so, daß ein spezieller Bond-Punkt auf dem wiedergegebenen Bild angezeigt wird, und sie bewegt dann von Hand die Bond-Spitze auf den gleichen Bond-Punkt auf dem Halbleiter-Chip. Diese zwei Datenpunkte und zwei zusätzliche Datenpunkte oder ent­ sprechende Bond-Positionen auf der Bildwiedergabe und dem Halbleiter-Chip benötigt der Computer zur Berechnung der Eichung des Systems für die bestimmte Vergrößerungsein­ stellung der Optik.

Manchmal kann der zu bondende Halbleiter-Chip Blasen oder störende Merkmale wie eine helle Fläche in einem Bereich, der der dunkelste Schattenbereich sein sollte, aufweisen, wie in Fig. 3 bei 30 dargestellt ist. Eine solche Fläche könnte von der Schlacke verursacht werden, die als Er­ gebnis der Anwendung eines Laserstrahls zum Trennen der einzelnen Halbleiter-Chips von der Halbleiter-Scheibe zurückbleibt. Das Programm des Systemsteuercomputers kann ohne weiteres so ausgelegt werden, daß dieser Mangel beseitigt wird, indem ein Suchvorgang eingeführt wird, mit dessen Hilfe bestimmt wird, ob ein zweiter Schatten vorhanden ist und mit dem dann zutreffendenfalls die rechte Kante dieses zweiten Schattens zur Merkmalsanalyse benutzt wird. Die Analyse kann auch von Fehler an Abtastpunkten in dem zu analysierenden Merkmal gestört werden, wie bei 31 in Fig. 3 dargestellt ist, wenn diese Fehler nicht als schlechte Daten erkannt und vom Prozeßprogramm ausgesondert werden.

Es ist zu erkennen, daß die Anzahl der Elemente des digi­ talisierten Bildfeldes für den Betrieb des hier beschriebenen Sytems nicht kritisch ist; sie kann von etwa 100 bis 900 oer mehr Bildelementen in jeder geometrischen Dimension abhängig von Entwurfsbetrachtungen verändert werden. Auch der spezielle Typ des mit dem System verwendeten Computers ist in keiner Weise entscheidend.

Es ist hier also eine Anordnung zum automatischen präzisen Positionieren eines integrierten Schaltungselements für einen automatisierten digital gesteuerten Bond-Vorgang beschrieben worden.

Ein Vorteil der hier beschriebenen Anordnung gegenüber bekannten Anordnungen ist die schnellere Arbeitsweise, die auf eine besondere Verbindung zwischen dem System­ steuercomputer und dem Videomodul der Anordnung und auf die zusammen mit dem Verfahren der Merkmalsanalyse anwendbaren Rechenprozesse zurückzuführen ist, die im Vergleich zu den Rechenprozessen einfacher ist, die beim Verfahren der Mustererkennung benötigt werden. Die hier beschriebene Anordnung hat den weiteren Vorteil, daß die an ihren Speicher gestellten Anforderungen wesentlich kleiner sind, da ein Abbildungssystem mit zwei Graustufen benutzt wird, und da das Merkmalsanalyse­ verfahren und nicht das Mustererkennungsverfahren angewendet wird.

Die hier beschriebene Anordnung kann auch bei der Durch­ führung vieler anderer industrieller Verfahren, beispiels­ weise der automatischen Werkstückbehandlung oder des Werkstücktransports angewendet werden.

Beispielsweise kann mit Hilfe der hier beschriebenen Anordnung in einfacher Weise der Transport eines Uhr­ gehäuses von einem Förderband zu einer Prüfhalterung mit Hilfe eines automatischen Greifarms durchgeführt werden, ohne daß Führungs- und Ausrichtbefestigungen benötigt werden, die einzig und allein für diesen speziellen Vorgang für dieses spezielle Werkstück vorgesehen sind. Bei diesem Anwendungsfall wird das Förderband automatisch angehalten, wenn das Uhrgehäuse innerhalb des Gesichtsfeldes der Abbildungsvorrichtung zu liegen kommt. Dieses Gesichtsfeld kann in bezug auf das Werkstück relativ groß gemacht werden, so daß der Anhaltepunkt des Förderbandes nicht zu kritisch sein muß. Mit einer zur Verstärkung der Merkmale des zu analysierenden Uhrgehäuses angeordneten Beleuchtung kann mittels der Computeranalyse des digitalisierten Bildes dann die Mitte des Uhrgehäuses lokalisiert werden, und durch einen einfachen Suchvorgang mit gegebenen Abständen von dieser Mitte können die Armbandverankerungen des Uhrgehäuses und ihre Ausrichtung und somit die Ausrichtung des Uhrgehäuses selbst bestimmt werden. Somit werden die an den automatischen Greifarm zum Erfassen des Uhrgehäuses an einer gegebenen Indexposition gegebenen Befehle durch die x-y- und Ausrichtunterschiede des Uhrgehäuses bezüglich der Indexposition modifiziert und der Greifarm kann einen Standardgriff auf das spezielle Uhrgehäuse ausüben, damit es in die Prüfhalterung bewegt wird.

In der gleichen Weise können auch spezielle Merkmale anderer Werkstücke aus dem digitalen Bild analysiert werden. Beispiels­ weise kann ein Rechner so beleuchtet werden, daß das Anzeige­ fenster sehr hell oder sehr dunkel ist und aus diesem Grund vom Computer in einfacher Weise zur Bestimmung des exakten Orts und der Ausrichtung des Rechners bezüglich einer bekannten Bezugsposition analysiert werden kann.

Claims (5)

1. Anordnung zur automatischen Ausführung einer Folge von Arbeitsvorgängen an einem Werkstück, mit

• a) einem abhängig von digitalen Signalen arbeitenden Werkzeuggerät,
• b) einer Werkzeugsteueranordnung mit einer Einrichtung zum Speichern digitaler Signale und mit einer Einrich­ tung zum Zuführen einer Serie digitaler Signale aus der Speichereinrichtung zu dem Werkzeuggerät, damit diese eine vorbestimmte Folge von Arbeitsvorgängen an einem Werkstück vornimmt, das sich an einer bekann­ ten Indexposition in bezug auf das Werkzeuggerät be­ findet, wobei die Werkzeugsteueranordnung außerdem von Programmodifizierungssignalen abhängig ist,
• c) einer Vorrichtung zum anfänglichen Positionieren eines Werkstücks in der Nähe der Indexposition und innerhalb des Arbeitsbereichs des Werkzeuggeräts,
• d) einer Beleuchtungsvorrichtung zum Beleuchten des Werk­ stücks zur Hervorhebung bekannter Werkstückmerkmale,
• e) einer Bildabtastvorrichtung, die elektrische Signale erzeugt, die kennzeichnend für ein sichtbares Bild sind, das das anfänglich positionierte Werkstück ent­ hält,
• f) einer Vorrichtung zum Empfangen und Digitalisieren der elektrischen Signale zur Erzeugung einer Folge digitaler elektrischer Signale, die jeweils kennzeich­ nend für den Helligkeitswert eines einzelnen Elements des sichtbaren Bildes sind und
• g) einer Vorrichtung zur Erzeugung von Programmodifizier­ rungssignalen mit
  • (1) einer Speichereinrichtung zum Speichern einer Fol­ ge von Binärsignalen, die für die Positionen von wenigstens zwei bekannten Merkmalen des an der Indexposition angebrachten Werkstücks relativ zu­ einander kennzeichnend sind,
  • (2) einer Einrichtung zum Empfangen und Analysieren der digitalen elektrischen Signale und der gespei­ cherten binären Signale und zur Erzeugung von Pro­ grammodifizierungssignalen aus diesen Signalen, und
  • (3) einer Übertragungseinrichtung zum Übertragen der Programmodifizierungssignale zu der Werkzeugsteuer­ anordnung, wodurch das Werkzeuggerät veranlaßt wird, die vorbestimmte Folge von Arbeitsvorgängen an dem abgebildeten Werkstück auszuführen,

dadurch gekennzeichnet, daß die Beleuchtungsvorrichtung (19) so angeordnet ist, daß sie das Werkstück zur Hervorhebung der be­ kannten Werkstücksmerkmale durch Erzeugung eines Randschat­ tens erhabener Werkstücksbereiche schräg beleuchtet.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Werkzeugsteueranordnung ein programmierbarer di­ gitaler Computer ist.

3. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Erzeugung der Programmodifizie­ rungssignale ein programmierbarer digitaler Computer ist.

4. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Werkzeugsteueranordnung und die Anordnung zur Erzeugung von Programmodifizierungssignalen aus einem programmierbaren digitalen Computer bestehen.