KR100332128B1 - Tool offset method and apparatus of wire bonder - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 화상인식 장치(vision pattern recognition system)가 구비된 와이어 본더(wire bonder)의 툴(tool) 오프셋(offset) 방법 및 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a tool offset method and apparatus for a wire bonder equipped with a vision pattern recognition system.
최근 정밀한 공정을 반복적으로 실시해야하는 작업등에 자동화된 기계를 많이 사용하고 있다. 특히, 반도체 제조공정중 와이어 본딩공정에서는 화상인식 장치가 구비된 와이어 본더를 사용한다. 화상인식장치가 구비된 와이어 본더는 중앙처리장치에 입력된 데이타에 따라 모든 공정이 자동으로 진행되는데, 장비의 셋-업(set-up)시 또는 작업중에 툴을 교체할 때, 화상 좌표 및 툴의 좌표가 변하게 되며, 이때 와이어 본더의 툴 오프셋을 정확히 맞추어주어야 한다.Recently, many automated machines are used for tasks that require precise processing repeatedly. In particular, in the wire bonding process of the semiconductor manufacturing process, a wire bonder equipped with an image recognition device is used. The wire bonder equipped with the image recognition device performs all the processes automatically according to the data inputted to the central processing unit. When the tool is changed during the set-up or during the operation, the image coordinates and tools The coordinates of are changed, and the tool offset of the wire bonder must be correctly adjusted.
종래에는 툴 오프셋을 맞추기 위해서, 먼저 작업 대상물 즉, 리드 프레임(lead frame)의 리드 또는 다이의 어떤 위치를 기준점으로 그 곳에 툴을 위치시키고, 이때의 툴 좌표를 작업자가 키(key)조작을 통해 중앙처리장치에 입력시킨다. 그런다음, 카메라 좌표를 작업 대상물의 기준점에 위치시키고, 이 때의 화상좌표를 작업자가 키 조작을 통해 중앙처리장치에 입력시킨다. 중앙처리장치는 하기식(1)에 의해 툴 오프셋 즉, 카메라 좌표 중심과 심과 툴의 중심간의 상대거리를 계산한다.Conventionally, in order to adjust the tool offset, the tool is first positioned at a reference point based on a position of a work object, that is, a lead or a die of a lead frame, and the tool coordinates of the tool are manipulated by the operator through key manipulation. Input it to the central processing unit. Then, the camera coordinates are positioned at the reference point of the work object, and the image coordinates at this time are input by the operator to the central processing unit through key operation. The central processing unit calculates the tool offset, i.e., the relative distance between the center of the camera coordinate and the center of the tool by the following equation (1).
|툴 오프셋| = |툴의 좌표 - 화상좌표| ---------- (1)| Tool Offset | = | Tool Coordinates-Image Coordinates | ---------- (One)
상기 식(1)에 의해 툴 오프셋을 계산하여 화상으로 인식시킬 때는 화상좌표로 인식시키고, 작업시에는 툴 오프셋 만큼 상대치를 보정하여 작업한다.When the tool offset is calculated by the above equation (1) and recognized as an image, the tool offset is recognized as the image coordinate, and during operation, the relative value is corrected by the tool offset.
전술한 바와같이 종래에는 작업자가 직접 툴 및 카메라를 이동시킨후, 툴 좌표와 화상좌표를 키 조작을 통해 중앙처리장치에 입력시키는 방법으로 툴 오프셋을 계산하므로, 작업자의 오류에 의한 오차로 정밀도가 떨어져 불량을 발생시킬 뿐만아니라 품질을 저하시키고, 또한 시간이 많이 소비되어 생산성의 저하를 초래하게 된다.As described above, the tool offset is calculated by a method in which the operator manually moves the tool and the camera, and then inputs the tool coordinates and the image coordinates to the central processing unit through key manipulation. It not only causes a defect, but also lowers the quality, and also consumes a lot of time, resulting in a decrease in productivity.
따라서, 본 발명은 툴 오프셋을 정확히 계산하여 품질을 향상시킬 수 있는 와이어 본더의 툴 오프셋 방법 및 장치를 제공함에 그 목적이 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a tool offset method and apparatus for a wire bonder capable of accurately calculating a tool offset to improve quality.
본 발명의 다른 목적은 툴 오프셋을 자동으로 정확히 맞출수 있게 하여 생산성을 증대시킬 수 있는 와이어 본더의 툴 오프셋 방법 및 장치를 제공함에 있다.Another object of the present invention is to provide a tool offset method and apparatus for a wire bonder which can increase productivity by automatically and accurately adjusting a tool offset.
이러한 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 와이어 본더는 렌즈 튜브가 구비된 카메라와 상기 카메라로 부터 인식된 화상 이미지를 전달받아 이 화상 이미지를 스크린에 디스플레이하는 모니터로 구성된 화상인식장치; 상기 화상인식장치의 카메라와 함께 툴이 설치된 본드 헤드; 상기 카메라와 상기 툴의 아래쪽에 작업 대상물을 고정시키는 작업대; 상기 작업대로 부터 연장되는 부분에 설치된 프리즘 장치; 및 상기 카메라에 인식된 화상 이미지를 분석하고 상기 본드 헤드의 작동을 제어하는 중앙처리장치로 이루어지는 것을 특징으로 한다.The wire bonder of the present invention for achieving the above object comprises an image recognition device consisting of a camera equipped with a lens tube and a monitor for receiving the image image recognized from the camera to display the image image on the screen; A bond head in which a tool is installed together with a camera of the image recognition apparatus; A worktable for fixing a work object under the camera and the tool; A prism device installed at a portion extending from the worktable; And a central processing unit for analyzing the image image recognized by the camera and controlling the operation of the bond head.
이러한 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 와이어 본더의 툴 오프셋 방법은 중앙처리장치의 위치제어명령에 따라 "+"형 마크가 새겨진 프리즘 상부쪽에 카메라 및 툴이 위치되도록 본드 헤드가 1차 이동되는 단계; 상기 툴의 이미지와 상기 프리즘의 "+"형 마크 이미지는 상기 프리즘을 통해 굴절되어 상기 카메라의 시계범위에 나타나며, 상기 툴 및 상기 "+"형 마크 이미지 각각은 상기 카메라에 인식되어져 모니터의 스크린에 디스플레이되는 단계; 상기 툴 이미지 중심과 상기 "+"형 마크 이미지 중심 사이의 거리차ΔX1 및ΔY1가 중앙처리장치에 인식되는 단계; 상기 툴 이미지 중심과 상기 "+"형 마크 이미지 중심이 일치되도록 하고, 상기 모니터의 카메라 커서 좌표와 상기 이미지들이 일치된 좌표 사이의 거리차ΔX 및ΔY가 중앙처리장치에 인식되는 단계; 상기 중앙처리장치의 위치제어명령에 따라 상기 카메라 커서의 중심이 상기 "+"형 마크 중심 부근에 위치되도록 상기 본드 헤드가 2차 이동되는 단계; 상기 "+"형 마크 이미지가 상기 모니터의 스크린에 디스플레이되는 단계; 상기 "+"형 마크 이미지 중심과 상기 카메라 커서 중심 사이의 거리차ΔX2 및ΔY2가 중앙처리장치에 인식되는 단계; 및 거리차ΔX,ΔY,ΔX1,ΔY1,ΔX2 및ΔY2각각이 인식된 중앙처리장치에서 |(ΔX,ΔY)| = (|ΔX1|+|ΔX2|),(|ΔY1|+|ΔY2|)에 의해 툴 오프셋을 구하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 한다.The tool offset method of the wire bonder of the present invention for achieving the above objects comprises the steps of: firstly, the bond head is moved so that the camera and the tool are positioned above the prism engraved with the "+" mark according to the position control command of the central processing unit; The image of the tool and the "+" mark image of the prism are refracted through the prism and appear in the field of view of the camera, and each of the tool and the "+" mark image is recognized by the camera and displayed on the screen of the monitor. Displayed; Recognizing, by the central processing unit, the distance difference ΔX1 and ΔY1 between the tool image center and the “+” type mark image center; Step in which the tool and the image such that the center matches the said "+" type marks the center of the image, the distance difference Δ X and Δ Y between the cursor coordinates and the camera image are matched coordinates of the monitor recognizes the central processing unit; Moving the bond head secondary so that the center of the camera cursor is located near the center of the "+" mark according to a position control command of the central processing unit; Displaying the "+" type mark image on a screen of the monitor; Recognizing, by the central processing unit, the distance difference ΔX2 and ΔY2 between the “+” type mark image center and the camera cursor center; And | ( Δ X, Δ Y) | in the central processing unit where the distance differences Δ X, Δ Y, Δ X 1, Δ Y 1, Δ X 2 and Δ Y 2 are recognized. = (| ΔX1 | + | ΔX2 |), (| ΔY1 | + | ΔY2 |).
이하, 본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
제 1 도는 본 발명에 의한 와이어 본더의 개략적인 구성도이다.1 is a schematic configuration diagram of a wire bonder according to the present invention.
반도체 제조공정중 와이어 본딩공정에 사용되는 와이어 본더는화상인식장치(10)는가 구비된다. 화상인식장치(10)는 렌즈 튜브(15)가 구비된 카메라(14)와 이 카메라(14)로 부터 인식된 화상 이미지를 전달받아 이 화상 이미지를 스크린(12)에 디스플레이하는 모니터(11)로 구성된다. 카메라(14)에 인식된 화상 이미지는 중앙처리장치(30)에 의해 분석된다. 카메라(14)는 본드 헤드(21)에 툴(22)과 함께 설치된다. 본드 헤드(21)는 중앙처리장치(30)에 의해 작동이 제어된다. 카메라(14) 및 툴(22)의 아래쪽에는 작업 대상물을 고정시키는 작업대(23)가 위치된다. 작업대(23)로 부터 연장되는 부분에 프리즘 장치(20)가 설치된다. 프리즘 장치(20)는 전반사 프리즘(25)과 이 전반사 프리즘(25)을 고정시키는 프 고정대(24)로 구성되며, 제 2 도에 도시된 바와같이 프리즘(25)의 상부면에는 "+"형 마크(26)가 새겨져 있다. "+"형 마크(26)는 프리즘(25)의 입사면에 위치되도록 한다.The wire bonder used in the wire bonding process of the semiconductor manufacturing process is provided with an image recognition device 10. The image recognition device 10 receives a camera 14 equipped with a lens tube 15 and a monitor 11 that receives the recognized image image from the camera 14 and displays the image image on the screen 12. It is composed. The image image recognized by the camera 14 is analyzed by the central processing unit 30. The camera 14 is installed in the bond head 21 together with the tool 22. The bond head 21 is controlled to be operated by the central processing unit 30. Below the camera 14 and the tool 22 is a work table 23 for fixing the work object. The prism device 20 is installed at the portion extending from the work table 23. The prism device 20 is composed of a total reflection prism 25 and a pin holder 24 for fixing the total reflection prism 25. As shown in FIG. 2, the upper surface of the prism 25 has a "+" shape. The mark 26 is engraved. A " + " mark 26 is positioned at the entrance face of the prism 25. As shown in FIG.
와이어 본더는 중앙처리장치(30)에 입력된 데이타에 따라 모든 공정이 자동으로 진행되는데, 장비의 셋-업(set-up)시, 물체의 포커스 및 화상등을 조정하기 위해 카메라(14)의 렌즈 튜브(15)를 조정할 때, 또는 작업중에 마모된 툴(22)을 교체할 때, 화상좌표 및 툴의 좌표가 변하게 되며, 이때 툴 오프셋을 맞추어주어 한다.In the wire bonder, all processes are automatically performed according to the data input to the CPU 30. When the equipment is set up, the wire bonder of the camera 14 is used to adjust the focus and the image of the object. When adjusting the lens tube 15 or when replacing the worn tool 22 during operation, the image coordinates and the tool coordinates change, and the tool offset is adjusted.
툴 오프셋을 정확히 맞추기 위한 방법을 제 2 내지 6 도를 참조하여 설명하기로 한다.A method for accurately adjusting the tool offset will be described with reference to FIGS. 2 to 6.
모든 장비는 셋-업된 상태이다. 중앙처리장치(30)의 위치제어명령에 따라 본드 헤드(21)가 1차 이동되어 카메라(14) 및 툴(22)이 프리즘 장치(20의 상부쪽에위치되도록 한다(제 1 도). 이때, 툴(22)의 중심이 "+"형 마크(26) 부근에 위치되는데, 이는 중앙처리장치(30)에 미리 프리즘(25)의 위치가 초기 셋팅에 의해 입력되어 있기 때문에 가능하다. 툴 이미지(22A)와 "+"형 마크 이미지(26A)는 프리즘(25)을 통해 굴절되어 카메라(14)의 시계범위(field of view; 16)에 나타나며, 이들 이미지(22A 및 26A)는 카메라(14)에 인식되어져 모니터(11)의 스크린(12)에 디스플레이 된다(제 3 도). 디스플레이된 툴 이미지(22A)와 "+"형 마크 이미지(26A)사이의 거리차는 중앙처리장치(30)의 좌표값에 의해 X축 방향으로ΔX1, Y축 방향으로ΔY1 만큼의 차이가 있다. 중앙처리장치(30)에서는 거리차ΔX1 및ΔY1을 인식한다.All equipment is set up. In accordance with the position control command of the central processing unit 30, the bond head 21 is first moved so that the camera 14 and the tool 22 are positioned above the prism device 20 (FIG. 1). The center of the tool 22 is located near the " + " mark 26, which is possible because the position of the prism 25 has been input to the central processing unit 30 by initial setting. 22A) and " + " type mark images 26A are refracted through prism 25 and appear in the field of view 16 of camera 14, and these images 22A and 26A are shown in camera 14; Is detected and displayed on the screen 12 of the monitor 11. (FIG. 3) The distance difference between the displayed tool image 22A and the "+" type mark image 26A is determined by the coordinates of the central processing unit 30. in the X-axis direction by a value Δ X1, Y-axis direction there is a difference of as much as Δ Y1. the central processing unit 30 recognizes the distance difference Δ Δ X1 and Y1.
거리차ΔX1 및ΔY1 을 보정할 경우 제 4 도에 도시된 바와같이 툴 이미지(22A)와 "+"형 마크 이미지(26A)가 일치된다. 이때 카메라 커서(13)의 좌표를 "P(X1,Y1)"이라 정의하고, 이들 이미지(22A 및 26A)가 일치된 좌표를 "T(X2,Y2)"라 정의하면, 이들 좌표간의 거리차는 X축 방향으로ΔX, Y축 방향으로ΔY 만큼의 차이가 있다. 중앙처리장치(30)에서는 거리차ΔX 및ΔY 를 인식한다.When correcting the distance differences Δ X1 and Δ Y1, the tool image 22A and the “+” type mark image 26A coincide as shown in FIG. 4. If the coordinates of the camera cursor 13 are defined as "P (X1, Y1)" and the coordinates where these images 22A and 26A coincide as "T (X2, Y2)", then the distance difference between these coordinates is in the X-axis direction by Δ X, Y axes directions so that a difference of as much as Δ Y. The central processing unit 30 recognizes the distance difference Δ X and Δ Y.
거리차ΔX,ΔY,ΔX1 및ΔY1을 인식한 중앙처리장치(30)는 카메라(14) 및 툴(22)이 설치된 본드 헤드(21)에 위치제어명령을 전달하여 카메라(14)의 중심이 "+"형 마크(26) 부근에 위치되도록 본드 헤드(21)를 2차 이동시킨다. 그 결과 "+"형 마크 이미지(26A)는 프리즘(25)을 통해 굴절되어 카메라(14)의 시계범위(field of view; 16)에 나타나며, 이 이미지(26A)는 카메라(14)에 인식되어져 모니터(11)의 스크린(12)에 디스플레이 된다(제 5 도). 모니터(11)의 카메라 커서(13)와 디스플레이된 "+"형 마크 이미지(26A)사이의 실제 거리차는 X축 방향으로ΔX2, Y축 방향으로ΔY2 만큼의 차이가 있다. 중앙처리장치(30)에서는 거리차ΔX2 및ΔY2를 인식한다.Distance difference Δ X, Δ Y, Δ X1, and the central processing unit 30 recognizes the Δ Y1 is passing the position control command to the camera 14 and the tool-bonding head 21 and 22 is installed camera 14 The bond head 21 is secondarily moved so that the center of the X is positioned near the "+" mark 26. As a result, the "+" type mark image 26A is refracted through the prism 25 and appears in the field of view 16 of the camera 14, which is recognized by the camera 14. It is displayed on the screen 12 of the monitor 11 (FIG. 5). The actual distance difference between the camera cursor 13 of the monitor 11 and the displayed " + " type mark image 26A differs by ΔX2 in the X-axis direction and ΔY2 in the Y-axis direction. The central processing unit 30 recognizes the distance differences ΔX2 and ΔY2 .
만약 거리차ΔX2 및ΔY2 을 보정할 경우 제 6 도에 도시된 바와 같이 "+"형 마크 이미지(26A)와 카메라 커서(13)가 일치된다. 이는 툴 오프셋이 이루어진 것을 의미한다.If the distance differences ΔX2 and ΔY2 are corrected, the “+” type mark image 26A and the camera cursor 13 coincide with each other as shown in FIG. This means that tool offsets have been made.
거리차ΔX,ΔY,ΔX1,ΔY1,ΔX2 및ΔY2각각을 인식한 중앙처리장치(30)는 하기 식(2)에 의해 툴 오프셋 "|(ΔX,ΔY)|"을 자동으로 계산한다.The central processing unit 30 that recognizes the distance differences Δ X, Δ Y, Δ X 1, Δ Y 1, Δ X 2, and Δ Y 2, respectively, has the tool offset “| ( Δ X, Δ Y) |” Calculate automatically.
|(ΔX,ΔY)| = (|ΔX1|+|ΔX2|),(|ΔY1|+|ΔY2|)-----(2)| ( Δ X, Δ Y) | = (| Δ X1 | + | Δ X2 |), (| Δ Y1 | + | Δ Y2 |) ----- (2)
한편, 툴 오프셋의 거리에 따라 "+"형 마크(26)가 새겨진 프리즘(25)을 제 7 도에 도시된 바와같이 "+"형 마크(26)가 새겨진 분리형 프리즘(50)을 사용할 수 있다. 그리고, "+"형 마크(26)를 프리즘(25)의 표면에 새기지 않고, 제 8 도에 도시된 바와같이 "+"형 마크(26)가 새겨지지 않은 프리즘(250)을 프리즘 고정대(24)에 고정하고, 프리즘(250)의 입사면 바로 위에 "+"형 마크(26)가 새겨진 렌즈(260)를 설치할 수도 있다.On the other hand, according to the distance of the tool offset, the prism 25 engraved with the "+" mark 26 may be used as the detachable prism 50 engraved with the "+" mark 26 as shown in FIG. . Then, the prism 250 without the "+" type mark 26 is not engraved as shown in FIG. 8 without the "+" type mark 26 being engraved on the surface of the prism 25. ) And a lens 260 having an engraved " + " mark 26 directly above the incident surface of the prism 250 may be provided.
상술한 바와같이 본 발명은 "+"형 마크가 새겨진 프리즘을 이용하여 툴 오프셋을 자동으로 얻을 수 있다.As described above, the present invention can automatically obtain a tool offset using a prism engraved with a "+" mark.
따라서, 본 발명은 정확한 툴 오프셋 상태에서 작업을 진행하므로 품질을 향상시킬 수 있고, 툴 오프셋 자동화로 생산성을 증대시킬 수 있다.Therefore, the present invention can improve the quality by working in the correct tool offset state, it is possible to increase the productivity by the tool offset automation.
제 1 도는 본 발명에 의한 와이어 본더의 개략적인 구성도.1 is a schematic configuration diagram of a wire bonder according to the present invention.
제 2 도는 프리즘의 평면도.2 is a plan view of the prism.
제 3 도는 본드 헤드의 위치이동에 의해 툴의 이미지와 "+"형 마크의 이미지가 모니터의 스크린에 디스플레이된 도면.3 is a view in which an image of a tool and an image of a "+" type mark are displayed on a screen of a monitor by shifting a bond head.
제 4 도는 툴의 이미지와 "+"형 마크의 이미지가 포개진 상태의 도면.4 is a diagram in which an image of a tool and an image of a "+" mark are superimposed.
제 5 도는 본드 헤드의 위치이동에 의해 "+"형 마크의 이미지가 모니터의 스크린에 디스플레이된 도면.5 is a view in which an image of a "+" mark is displayed on the screen of a monitor by the position shift of the bond head.
제 6 도는 "+"형 마크의 이미지와 카메라 커서가 포개진 상태의 도면.6 is a diagram showing an image of a "+" mark and a camera cursor superimposed.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings
10: 화상인식장치 11: 모니터10: image recognition device 11: monitor
12: 스크린 13: 카메라 커서12: Screen 13: Camera Cursor
14: 카메라 15: 렌즈 튜브14: camera 15: lens tube
16: 시계범위 20: 프리즘 장치16: clock range 20: prism device
21: 본드 헤드 22: 툴21: bond head 22: tool
22A: 툴 이미지 23: 작업대22A: Tool image 23: Workbench
24: 프리즘 고정대 25: "+"형 마크가 새겨진 프리즘24: Prism holder 25: Prism with "+" mark
26: "+"형 마크 26A: "+"형 마크 이미지26: "+" type mark 26A: "+" type mark image
30: 중앙처리장치30: central processing unit
50: "+"형 마크가 새겨진 분리형 프리즘50: removable prism with "+" mark
250: 프리즘 260: "+"형 마크가 새겨진 렌즈250: prism 260: lens engraved with a "+" type mark
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- 1995-11-02 KR KR1019950039314A patent/KR100332128B1/en not_active IP Right Cessation
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