DE3804121A1

DE3804121A1 - Method for the optoelectronic detection of semiconductor chips for the control of a positioning device in fully-automatic chip assembly

Info

Publication number: DE3804121A1
Application number: DE19883804121
Authority: DE
Inventors: Lutz Dipl Phys Lange; Ruediger Dipl Ing Eichler; Dieter Dipl Ing Prietzsch
Original assignee: VEB WERK fur FERNSEHELEKTRONIK IM VEB KOMBINAT MIKROELEKTRONIK DDR 1160 BERLIN DD; Werk fuer Fernsehelektronik GmbH
Current assignee: VEB WERK fur FERNSEHELEKTRONIK IM VEB KOMBINAT MIKROELEKTRONIK DDR 1160 BERLIN DD; Werk fuer Fernsehelektronik GmbH
Priority date: 1987-04-28
Filing date: 1988-02-11
Publication date: 1988-11-10
Also published as: DD260142A1

Abstract

The invention relates to a method which is used for the positioning of chips in the supply of chips in a fully-automatic chip assembly device. According to the invention, the correction of position is already carried out during the course of an index step. The realisation of this method is expediently carried out in a hardware unit which encodes all combination possibilities of the photosensor signals directly into motor control signals.

Description

Die Erfindung ist anwendbar bei der vollautomatischen Chip montage von Halbleiterchips auf Bauelementeträger.The invention is applicable to the fully automatic chip assembly of semiconductor chips on component carriers.

Neben der Klasse der Mustererkennungssysteme, deren Kern stück von einem Videosystem gebildet wird, erlangen wesent lich unkompliziertere optoelektronische Erkennungssysteme auf dem Gebiet der vollautomatischen Halbleitermontage zu nehmende Bedeutung. Ein optoelektronisches Erkennungssystem ist mit dem zur qualitätsgerechten Chipmontage notwendigen Positioniersystem so gekoppelt, daß eine bestimmte Anord nung von Fotosensoren, welche sich aus charakteristischen Hell-Dunkelübergängen der zu montierenden Halbleiterchips ergibt, vor ein Sichtgerät gebracht wird, welches wiederum einen Ausschnitt der zu positionierenden Chips aus dem Schei benverband abbildet, der fest auf einen Kreuztisch montiert ist, dessen Antrieb als Auswertung der Fotosensorsignale ge steuert wird. Dabei wird die Auswertung von einem Mikrorech ner vorgenommen.In addition to the class of pattern recognition systems, their core piece is formed by a video system, gain essential uncomplicated optoelectronic detection systems in the field of fully automatic semiconductor assembly increasing importance. An optoelectronic detection system is with the necessary for quality chip assembly Positioning system coupled so that a certain arrangement of photo sensors, which result from characteristic Light-dark transitions of the semiconductor chips to be assembled results, is brought in front of a viewing device, which in turn a section of the chips to be positioned from the Schei benverband, which is firmly mounted on a cross table is whose drive ge as evaluation of the photo sensor signals is controlled. The evaluation is carried out by a micro echo ner made.

Innerhalb eines Positionierzyklus wird nach Ablauf des In dexschrittes durch den Mikrorechner die aktuelle Chipposi tion erfaßt, mit der Sollposition verglichen und daraus die Korrekturkoordinaten berechnet. (Advances in Automatic "Die Bonding"; Semiconductor international, June 1983, S. 88-93). Aus den hohen Anforderungen an die Montagegenauigkeit, be sonders bei kleinen Chips und dem dargestellten Funktionsab lauf wird eine exakte Positionierung auf Sollkoordinaten im Extremfall erst nach mehreren aufeinanderfolgenden Positions korrekturen erreicht.Within a positioning cycle, after the In the current Chipposi through the microcomputer tion recorded, compared with the target position and the Correction coordinates calculated. (Advances in Automatic "The Bonding "; Semiconductor international, June 1983, pp. 88-93). From the high requirements for assembly accuracy, be especially with small chips and the depicted function an exact positioning on target coordinates in the Extreme case only after several consecutive positions corrections achieved.

Ziel der Erfindung ist die Steigerung der Arbeitsprodukti vität einer vollautomatischen Chipmontageeinrichtung. The aim of the invention is to increase work products vity of a fully automatic chip assembly facility.

Ziel der Erfindung ist die Steigerung der Arbeitsprodukti vität einer vollautomatischen Chipmontageeinrichtung.The aim of the invention is to increase work products vity of a fully automatic chip assembly facility.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Montagezyklus für ein Bauelement dadurch zu verkürzen, daß der Zeitauf wand für die notwendige Positionierung bei der Chipbereit stellung minimiert wird. Bekanntermaßen wird bei einem op toelektronischen Erkennungssystem ein geeigneter Fotosensor benutzt, dessen Signale nach Ablauf eines Indexschrittes von einem Mikrorechner ausgewertet werden und die entsprechende Positionskorrektur berechnet und ausgeführt wird. Dieser Korrekturvorgang wiederholt sich solange, bis sich das Chip in Sollposition befindet. Ein solches Verfahren zur Positio nierung ist sehr zeitaufwendig.The invention has for its object the assembly cycle shorten for a component in that the time wall for the necessary positioning at the chip ready position is minimized. As is known, an op toelectronic detection system a suitable photo sensor used, whose signals after an index step of be evaluated by a microcomputer and the corresponding Position correction is calculated and executed. This Correction process is repeated until the chip is in the target position. Such a procedure for position nation is very time consuming.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß die Po sitionskorrektur schon während des Ablaufs eines Indexschrit tes erfolgt. Dazu wird während eines in seiner Richtung vor gegebenen Indexschrittes mittels einer kontinuierlichen Fo tosensorauswertung ein System von Motorsteuersignalen ge schaffen, welches in einer direkten Abhängigkeit von den Aus gangssignalen der Fotosensoranordnung steht. Dadurch entfällt sowohl die Erfassung, als auch die Berechnung der Korrektur koordinaten. Die Realisierung dieses Verfahrens erfolgt zweckmäßig in einer Hardware, die alle Kombinationsmöglich keiten der Fotosensorsignale direkt in Motorsteuersignale kodiert.According to the invention the object is achieved in that the bottom Correction of the position already during the execution of an index step this is done. This is done during one in its direction given index step using a continuous Fo to sensor evaluation a system of engine control signals create which is in a direct dependence on the out signals of the photosensor arrangement is available. This eliminates both the detection and the calculation of the correction coordinates. This method is implemented expedient in a hardware that all possible combinations of the photo sensor signals directly into motor control signals encoded.

Die Erfindung wird an Hand eines Ausführungsbeispieles er läutert. In Fig. 1 ist das Blockschaltbild abgebildet, mit dem das Verfahren realisiert werden kann. Die Fig. 2 und 3 zeigen jeweils ein Chip E in unterschiedlicher Lage zur Fo tosensoranordnung, bestehend aus 9 Einzelfotodioden 13 bis 21.The invention is explained using an exemplary embodiment. In Fig. 1 a block diagram is shown, with which the method can be realized. Figs. 2 and 3 each show a chip E in a different position to the Fo tosensoranordnung consisting of 9 individual photodiodes 13 to 21.

Das Blockschaltbild in Fig. 1 stellt einen Fotosensor A dar, dessen Fotodiodenausgangssignale 10 auf den Koder B gehen, der unter Berücksichtigung aller ihrer Kombinations möglichkeiten die Koderausgangssignale x-Richtungskorrek tur 1, y-Richtungskorrektur 2 und Stop 3 bildet. The block diagram in Fig. 1 represents a photosensor A , the photodiode output signals 10 go to the encoder B , which forms the encoder output signals x direction correction 1 , y direction correction 2 and stop 3 taking into account all their possible combinations.

Diese werden im Auswertesystem C mit den in der Ablauf steuerung D gebildeten Signalen x-Freigabe 4, y-Freigabe 5, Positionierungsfreigabe 6, x-Motortakt 7 und Y-Motortakt 8 schaltungstechnisch so verkoppelt, daß die Steuersignale 9 für den Positionssteller entstehen.These are coupled by circuitry 8 so that the control signals 9 are formed for the position controller formed in the evaluation system C with the control in the flow signals D x Unlock When 4, y 5 Unlock When, positioning Release 6, x 7, and Y -Motortakt -Motortakt.

Wird das Vorzugsindexrichtungssignal 11 in Ablaufsteuerung D aktiv, erfolgt über das entsprechende Richtungsfreigabe signal (x-Freigabe 4 und/oder y-Freigabe 5) und die anlie genden Motortakte (x-Motortakt, y-Motortakt) die Aktivie rung der Positionierungssteuersignale 9, der Indexschritt beginnt. Bei Aktivierung des Positionierungsfreigabesignals 6 beeinflussen nur noch die Koder 8 kommenden Signale (x- Richtungskorrektur 1, Y-Richtungskorrektur 2 und Stoß 3) den weiteren Bewegungsablauf.If the preferred index direction signal 11 is active in sequential control D , the corresponding direction release signal (x release 4 and / or y release 5 ) and the adjacent motor cycles (x motor cycle, y motor cycle) activate the positioning control signals 9 Index step begins. When the positioning release signal 6 is activated, only the encoder 8 coming signals (x -direction correction 1 , Y- direction correction 2 and impact 3 ) influence the further movement sequence.

In Fig. 3 ist in Y-Richtung zum Fotosensor 3 bis 21 verscho benes Chip E dargestellt, während das in Fig. 2 in Sollposi tion ist. Bei der in Fig. 3 gezeigten Lage des Chips E zum Fotosensor 3 bis 21 wird das Y-Richtungskorrektursignal 2 in Fig. 1 aktiv. Das Chip E bewegt sich in Y-Richtung bis es die in Fig. 2 dargestellte Lage erreicht.In Fig. 3 in the Y direction to the photo sensor 3 to 21 shifted ben chip E is shown, while in Fig. 2 is in the target position. In the embodiment shown in Fig. 3 position of the chip E to photo sensor 3 to 21, the Y -Richtungskorrektursignal 2 1 is active in Fig.. The chip E moves in the Y direction until it reaches the position shown in FIG. 2.

In diesem Fall wird das Koderausgangssignal Stop 3 in Fig. 1 aktiv auch das Freigabesignal zur Chipentnahme 12 in Fig. 1. Der beschriebene Funktionsablauf ist in jeder Positionie rungsrichtung gleich, wobei die Positionierung in beiden Ach sen parallel verlaufen kann. In this case, the encoder output signal Stop 3 in Fig. 1 is also active the release signal for chip removal 12 in Fig. 1. The described operational sequence is the same in each positioning direction, whereby the positioning can run parallel in both axes.

Aufstellung der verwendeten Bezugszeichen zum "Verfahren zur optoelektronischen Erkennung von Halbleiterchips zur Steuerung einer Positioniereinrichtung bei der vollautoma tischen Chipmontage"List of the reference symbols used for the "process for optoelectronic detection of semiconductor chips for Control of a positioning device in the fully automatic table chip assembly "

A - photo sensor
B - bait
C - evaluation system
D - sequence control
E chip
1 - x direction correction
2 - y direction correction
3 - stop
4 - x enable signal
5 - y release signal
6 - positioning enable signal
7 - x engine cycle
8 - y engine cycle
9 - control signal
10 - photodiode output signal
11 - Preferred index direction signal
12 - Chip removal
13 to 21 - single photo diodes of the photo sensor

Claims

1. A method for chip positioning in fully automatic chip mounting devices, characterized in that the position correction takes place during the course of an index step.

2. The method according to claim 1, characterized in that through hardware the positioning system through location deviation signals is directly influenced.