TW506028B - Wire bonding device and wire bonding method - Google Patents
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Description
506028 A7 ____ B7_______ 五、發明說明（/ ) 【技術領域】 ----------------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本發明係關於打線裝置及方法，特別係關於將對打線 構件進行攝影之攝影機構相關之偏差量，能正確算出的裝 置及方法。 【習知技術】 以下，就引線打線裝置作爲一例來加以說明。在搭載 於XY台上之打線頭，係設有：位置檢測用攝影機(以下稱 之攝影機），係用以定位半導體元件等之打線構件上之打線 點，而對打線構件上之基準圖案進行攝影；以及打線臂， 其一端係裝配有用以進行打線之工具。而且，攝影機在對 打線構件上之既定圖案進行攝影時，爲避免工具及打線臂 妨礙攝影機之視野，故攝影機之光軸與工具之軸心係於 XY方向偏移一定距離，而裝配於打線頭。一般，將攝影 機之光軸與工具之軸心的距離稱爲攝影機工具偏置量，或 僅稱爲偏置量。 因攝影機係用以求出檢測使工具移動之位置之基準點 ，故要得知攝影機從工具偏置多少，乃非常重要。然而， 實際之偏置量，會因爲來自高溫之打線頭之輻射熱所引起 之攝影機保持器或打線臂的熱膨脹而時時刻刻在變化，故 必須在打線作業開始時或作業空閒之適宜時間，測定•校 正偏置量。 對該偏置量之測定·校正已提出種種方法，例如特開 2000-100858號公報所揭示之方法就是如下所述。首先， 在半導體元件或其附近之適當場所，將工具之頂端抵接而 3 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 506028 A7 五、發明說明（V) f請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 形成壓痕。其次，驅動XY台而將打線頭僅移動預先所記 憶之偏置量’以攝影機對包含壓痕在內之影像進行攝影。 其次，藉由對所得之影像施以影像處理，求出壓痕中心點 之位置座標。然後，將壓痕中心點之位置座標’與光軸之 位置座標的距離就χγ方向算出’藉由將該等距離加於預 先記憶之偏置量，來測定偏置量。 【發明所欲解決之課題】 然而，近年正在嘗試著··將複數部攝影機搭載於ΧΥ 台上，例如使用高倍率側之攝影機於焊墊側定位識別’又 使用低倍率側之攝影機於引線側定位識別的方法(例如’特 開昭63-236340號公報）。該方法，因能以高倍率側之攝影 機進行焊墊處之高精度打線，又能以低倍率側之攝影機將 多數條之引線影像整批處理，故能期待高效率化。 因此，若將上述習知之偏置量之測定方法’適用於如 上所述搭載複數部攝影機之裝置之情形’僅將各幾與 工具間之偏置量個別測定就可以。然而’工具因經彳吏$胃 磨損•變形，必須以一天一次程度之頻率交換’故在如^ 述之構成若要交換工具之情形，必須對各攝影機重新"測^ 與工具之間之偏置量，甚爲煩雜。 / 於是本發明之目的，係在於提供一種使用複數部攝影 機時，能將偏置量之測定簡化的機構。 【用以解決課題之手段】 第1本發明，係一種打線裝置，具備：處理構件，$系 用以處理打線構件；第1攝影機構，係對既定之圖案進行 4 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 506028 A7 B7 五
發明說明（5) 、、 攝，·及第1偏置量算出機構，係根據以前述第1攝影機 構=攝影之影像資料，來算出前述處理構件與前述第1攝 影機構之間之膨町具_量；並且具備：胃2攝影機 構，係對前述既定之圖案進行薇影；及第2偏置量算出機 構，係根據以前述第1攝影機麵攝影之第:1影像資料’ 與以前述第2攝影麟進行攝影之第2 _資料’來算出 前述第1雜_之基賴與第2影㈣_之基準點之 間之偏差量。 在第1本發明，根據以第1攝影機構所攝影之第1影 像杳料與以第2攝影機構所攝影之桌2影像資料，來算出 第1影像之基準點與第2影像之基準點之間之偏差量。因 此，藉由使用所算出之偏差量’根據第1攝影機構與工具 之間之偏置量能算出第2攝影機構與工具之間之偏置量’ 藉此，即使是交換工具之情況等，亦能不必進行第2攝影 機構與工具之間的偏置量之再測定。 第2本發明，係如第1本發明之打線裝置，其中，前 述第2偏置量算出機構’係根據則述弟1攝影機構之攝心 倍率(第1倍率），與前述第2攝影機構之攝影倍率(第 ^ 率），來算出前述第1影像資料之基準點與前述第 料之基準點之間之偏差量。 在第2本發明，因根據第1攝影機構之攝影倍率(第i 倍率），與第2攝影機構之攝影倍率(第2倍率）， 术·算出第 1影像之基準點與第2影像之基準點之間之偏差量，故& 算出有考慮個別攝影機構之倍率之正確偏差量。 I (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 丨裝 ---------
2倍 2影像資 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（21〇 χ 297公釐） 506028 A7 五、發明說明（Η* ) 爲要算出有考慮該個別攝影機構之倍率之偏差量’如 第發明，若以第1攝影機構所攝影之弟1影像寅料與 以第2攝影機構所攝影之第2影像資料中，將高倍率側之 影像資料配合低倍率側之攝影倍率而施以縮小處理，並旦 與低倍率側之影像資料作比較’則對偏差量之算出能直接 利用低倍率側之影像資料，故爲較佳。 第4本發明，係一種打線方法’用於打線裝置’係具 備：處理構件，係用以處理打線構件；第1攝影機構’係 對既定之圖案進行攝影；第2攝影機構，係對既定之圖案 進行攝影；及運算處理裝置’係根據以前述第1攝影機構 所攝影之影像資料，來算出前述處理構件與前述第1攝影 機構之間之偏置量，其特徵在於：根據以前述第1攝影機 構所攝影之第1影像資料，與以第2攝影機構所攝影之第 2影像資料，來算出前述第1影像資料之基準點與第2影 像資料之基準點之間之偏差量。 第5本發明，係如第4本發明之打線方法，其含有· 根據前述第1攝影機構之攝影倍率(第1倍率），與前述第2 攝影機構之攝影倍率(第2倍率），來算出第1影像，料之 基準點與第2影像資料之基準點之間之偏差量之步驟。· 第ό本發明，係如第5本發明之打線方法，其含有· 前述第1影像資料與前述第2影像資料中，將高倍率側之 影像資料配合低倍率側之攝影倍率而施以縮小處理之f驟 •，及將縮小處理後之影像資料與前述低倍率側之影慘f料 作比較之步驟。在第4至第6本發明，能獲得與上述第1 -------------.— (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂' 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 χ 297公i ) 506028 A7 五、發明說明（彡） 至第3本發明同樣之效果。 【發明之實施形態】 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 根據圖式說明本發明之實施形態如下。圖1至圖5係 表示本發明之實施形態。如圖示，在搭載於XY台1之打 線頭2，係設置打線臂3且能上下動，打線臂3係以未圖 示之上下驅動機構驅動於上下方向。在打線臂3之頂端部 係用以裝配工具4，在工具4係插通有引線5。本實施形態 之工具4係毛細管。 在打線頭2係固定鏡筒6，在鏡筒6係各固定第1攝 影機7及第2攝影機57。第1攝影機7及第2攝影機57， 係均爲具備電荷結合元件(CCD)與透鏡系統之光電轉換式 之攝影機構，第1攝影機7係以高倍率對半導體元件1〇上 之墊片11進行攝影，第2攝影機57係以低倍率對引線12 進行攝影。鏡筒6之攝影軸6a及工具4之軸心4a，係均 朝向下方垂直。XY台1，構成爲係藉由設置於其附近之未 圖示之2個脈動馬達而正確地沿X方向及Y方向移動而構 成。以上所述者均是周知之構成。 在圖2，鏡筒6係由筒體所構成，具備：反射鏡16a、 16b及半反射鏡16c。反射鏡16a，係具有將從圖中下方垂 直向上射入之光向右反射之反射面。半反射鏡16c，係將 來自反射鏡16a之反射光，分束爲向上之反射光與向右之 透過光。反射鏡16b，係將來自半反射鏡16c之透過光向 上反射。 圖3，係表示以第1攝影機7所攝影之高倍率影像30 7 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 506028 κι ___Β7^_____—- -- 五、發明說明（匕） ，又，圖4係表示以第2攝影機所攝影之低倍率影像4〇二 高倍率影像30及低倍率影像40，係分別表示伴隨所顯示 、記憶之影像中心標記32、42作爲各影像之視野中心，及 所顯示、記憶之標線片標記34、44作爲表示包圍該影像中 心標記32、42之視野內之領域者。 對應於影像中心標記32、42之光程7a、57a(參照圖 2)，及工具4之軸心4a，係互相沿XY方向偏置。光程7a 與軸心4a之偏置量係(Xtl，Ytl)，光程57a與軸心4a之 偏置量係(Xt2，Yt2)，光程7a與光程57a之偏差量，係（△ Xt，△ Yt)。 又，光程7a與光程57a，不一定與第1攝影機7或弟 2攝影機57之光軸一致，又亦與筒體6之攝影軸6a，不一 定一致。 XY台1，係以運算控制裝置20之指令透過XY台控 制裝置21驅動。以第1攝影機7或第2攝影機57進行攝 影取得之影像資料，被轉換爲電氣訊號後以影像處理裝置 22處理，藉由電腦所構成之運算控制裝置以後述之方法算 出正確之偏置量(Xtl，Ytl)、，△ Yt)及(Xt2，Yt2)。 在運算控制裝置20，係連接輸出輸入裝置24及顯示裝置 25。顯示裝置25係由CRT等所構成，用以顯示以第1攝 影機7或第2攝影機57所攝影之低倍率影像30、高倍率 影像40及其他影像。 其次，說明本實施形態之動作。在圖6 ’首先’分別 算出第1攝影機7或第2攝影機57之倍率比(S10)。該倍 8 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS〉A4規格（210 X 297公釐） ---------------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -
506028 A7 B7 _ " ... , 五、發明說明（？） 率比之算出，係先求出高倍率側及低倍率側之倍率，其次 以低倍率側之倍率除以高倍率側之倍率而進行。 首先對高倍率側，邊以第1攝影機7進行攝影，邊以 運算控制裝置20之指令將XT台1僅移動既定距離(例如 200/z m)。其次，將在該移動之前後發生於高倍率影像3〇 之畫面上之移動像素量算出或測定。然後，藉由以移動像 素量(例如80像素)除以XY台1之移動跑離，來算出高倍 率側之倍率ml。 又，對低倍率側亦同樣，邊以第2攝影機57進行攝影 ，邊以運算控制裝置20之指令將XT台1僅移動既定距離 (例如870//m)。其次，將在該移動之前後發生於低倍率影 像40之畫面上之移動像素量算出或測定。然後，以移動像 素量(例如80像素)除以XY台1之移動距離，來算出低倍 率側之倍率ms。又，該等倍率ml、ms之算出，由於亦須 檢測第1攝影機7或第2攝影機57之旋轉成分之目的，故 分別沿X方向及Y方向之雙方進行。又，移動像素量之算 出或測定，由於亦須檢測攝影機之旋轉成分之目的，故亦 可在移動中之各步驟進行。 然後，以所算出之低倍率側之倍率ms除以高倍率側 之倍率ml，而算出倍率比mp。 其次，以第1攝影機7所攝影之影像資料中’對標線 片標記34內側之領域36之影像資料，根據倍率比mP施 以縮小處理(S20)，藉此，取得領域36之影像資料之縮小 影像36s。即，對領域36之影像資料乘以倍率比mP，使 9 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） --------------^ --- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂* -
506028 A7 _____B7___ 五、發明說明（f ) 領域36之影像資料轉換爲縮小影像36s。 -------------I --- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 其次，比較縮小影像36s與以低倍率所攝影之低倍率 影像40，算出偏差量(S30)。即，首先，將縮小影像36s作 爲模板(template)影像，將低倍率影像40內之相關度筒之 影像圖案藉由多値化正規化相關等來檢測，以識別對應於 縮小影像36s之影像在低倍率影像40內之位置。其次’將 伴隨影像中心標記32及標線片標記34、44之縮小影像 36s重疊於低倍率影像40(參照圖4)。然後，以影像處理裝 置22算出被重對準之縮小影像36s之影像中心標記32， 與低倍率影像40之影像中心標記42之X方向及Y方向之 偏置量（△ Xt，△ Yt)。 最後，將所算出之偏置量（ΔΧί，ΔΥΟ，加上在預先 求出且已記憶在記憶體23之光程7a與軸心4a之偏置量 (Xtl，Ytl)，以數1求出光程7a與軸心4a之偏置量(Xt2， Yt2) (S40)，完成本程序。
【數學式1】
Xt2=Xtl + AXt
Yt2=Ytl + A Yt 如上所得之低倍率側之光程57a與軸心4a之偏置量 (Xt2，Yt2)，係用以利用在以後之引線12側之打線。即， 以第2攝影機57對半導體元件10上之既定基準點進行攝 影，驅動XY台1，使打線頭2僅移動所求得之偏置量(Xt2 ，Yt2)，對在記憶體23被記憶爲XY座標之引線上各打線 點，以工具進行打線。 10 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格（210 X 297公釐） 506028 A7 B7 五、發明說明（1 ) 又，高倍率側之光程7a與軸心4a之偏置量(Xtl， Ytl) ’係使用以下所示之根據習知之方法算出。即，在記 憶體23預先記憶第1攝影機7與工具4之間之偏置量 (Xwl ’ Ywl)。若設定正確之偏置量(xtl，YU)與預先記億 之偏置量(Xwl ’ Ywl)之差，即偏置量校正量爲（Δχι，△ Υ1) ’該等正確之偏置量（Xtl，Ytl)、預先記憶之偏置量 (Xwl ’ Ywl)及偏置量校正量（Δχι，Δγι)則變成數學式 2之關係。 【數學式2】
Xtl= Xwl + Δ XI
Ytl= Ywl +A Y1 首先’如圖5所示，在半導體元件l〇或其附近之適宜 埸所，使工具4之頂端抵接，形成壓痕4b。其次以運算控 制裝置20之指令透過χγ台控制裝置21驅動XY台1而 將打線頭2僅移動預先記憶之偏置量(Xwl，Ywl)，而且， 以第1攝影機7進行攝影。並且，藉由對所得之高倍率影 像30施以影像處理，將壓痕4b之影像之中心點之壓痕中 心4c與影像中心標記32之距離，當作偏置量校正量（△ Xt，ΔΥ〇來算出。如此所得之高倍率側之光程7a與軸心 4a之偏置量(Xtl，Ytl)，係如上述，在步驟S40，使用於 低倍率側之光程57a與軸心4a之偏置量(Xt2，Yt2)來算出 〇 如以上所述，在本實施形態’係根據以第1攝影機所 攝影之高倍率影像30與第2攝影機57所攝影之低倍率影 11 ------------I --- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂· · 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公爱） 506028 A7 五、發明說明) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 像4〇，來算出高倍率影像30之基賴之影像中心標記32 ®低倍轉像之基_之影像柯關42之間之偏差 量。因此，藉由使用所算出之偏差量，根據以第1攝影機 7趣工亘4之間之偏置量能算出第2攝影機57與工具4之 間之偏置量，藉此，即使是交換工具4時’能使第2攝影 機57與工Μ 4之間之偏置量之額定爲不需要。又，圖6 之程序相關之偏差量之算出’讎於在裝置安裝時之棚 設定時，或是交換第1攝影機7或第2攝影機57等之情形 進行則足夠。 又，在本實施形態，因根據弟1攝影機7之細^丨口率 之倍率ml，與第2攝影機57之攝影倍率之倍率ms，算出 高倍率影像之影像中心標記32與低倍率影像之影像中心標 記42之間之偏差量，故能算出有考慮個別之攝影機7、57 之倍率的正確之偏差量。 又，在本實施形態’爲要進行算出有考慮個別之攝影 機7' 57之倍率之偏差量，以第1攝影機7所攝影之局倍 率影像與以第2攝影機57所攝影之低倍率影像中，將高倍 率側之影像資料配合低倍率側之影像資料施以縮小處理’ 並且與低倍率側之影像資料作比較’故對偏差量之算出能 直接利用低倍率側之影像資料，而且合適。 又，在本實施形態，雖將半導體元件之一部分利用 爲用以比較高倍率影像30與低倍率影像40之基準之圖案 ，然而該圖案不使用半導體元件10,而亦可利用其他構件 ，例如保持引線之引線架之一部分，或打線台之一部分。 12 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 506028 A7 ___ B7 _—.— — 五、發明說明（^ ) 又，用以比較高倍率影像3〇與低倍率影像4〇之基準點， 雖利用影像中心標記32、42，然而該等基準點非必須在禹 倍率影像30與低倍率影像40之中心，但只要是在高倍率 影像30與低倍率影像40內之點，即使是任何點均可。但 在本實施形態，因利用在高倍率影像30與低倍率影像4〇 之中心之影像中心標記32、42，故能利用影像中央之失真 少之領域，能作正確之測定。 又，在本實施形態，基準點雖利用在高倍率影像3〇與 低倍率影像40之個別單一點之影像中心標記32、42 ’然 而本發明之基準點亦可複數個，若使用複數個時’就有亦 能容易測定·把握第1攝影機7與第2攝影機57之旋轉方 向之偏差量的優點。 又，在本實施形態，因構成爲將影像中心標記32 ' 42 及標線片標記34、44顯示於顯示裝置25，故有將影像中 心標記32、42及標線片標記34、44容易配合各攝影機之 視野中易成爲基準圖案之部分的優點，然而影像中心胃# 32、42及標線片標記34、44亦可不顯示於顯示裝置25 ° 又，在本實施形態，雖構成爲以第1攝影機7與第2 攝影機57使用共同之鏡筒6，然而，本發明’亦能適用於 如下構造之打線裝置，該打線裝置係將複數部攝影機分 固定在打線頭2之複數部攝影機保持器。但是’在該情开乡 ，本發明因對以複數部攝影機進行攝影之影像資料作比較 ，故需要以複數部攝影機對共同圖案進行攝影’或至少對 已互相正確定位之複數個圖案分別進行攝影。 13
本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（21〇 X 297公釐） 506028 A7 B7 五、發明說明（θ) 又，在本實施形態，雖以毛細管爲工具4，然而本發 明之處理構件只要是楔形(wedge)工具等之其他工具，或檢 查用之探測構件等，在處理對象之關係上施以某些處理者 即可。又，在本實施形態雖使用2部攝影機構，然而本發 明之攝影機構亦可使用3部以上。又在本實施形態雖以處 理構件爲單獨之工具4,然而本發明亦可適用於複數個處 理構件與複數部攝影機構之偏置量之測定。 又，在本實施形態雖使用攝影機爲攝影機構，然而本 發明之攝影機構只要是能檢測光之構成即可，例如亦可爲 行傳感器(line sensor)。又，在本實施形態，雖將本發明適 用於引線打線裝置之情形說明，但是本發明亦能適用於晶 粒打線裝置、膠帶打線裝置、倒裝片打線裝置等其他各種 打線裝置，對這一點同業者則能容易理解。 【圖式之簡單說明】 【圖1】係表示本發明之實施形態相關之打線裝置要 部之立體圖。 【圖2】 塊圖。 【圖3】 【圖4】 【圖5】 --------------裝·—— (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 係表示實施形態之光學系統及控制系統之方 係表示高倍率影像之說明圖。 係表示低倍率影像之說明圖。 係表示第1攝影機與工具之間之偏置量之測 定行程之說明圖。 【圖6】係表示控制例之流程圖。 【符號說明】 14 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 506028 A7 _B7 五、發明說明（νή ) 1 XY台 2 打線頭 3 打線臂 4 工具 4a 軸心 6 鏡筒 7 第1攝影機 7a、57a 光軸 10 半導體元件 16a、16b 反射鏡 16c 半反射鏡 20 運算控制裝置 22 影像處理裝置 30 低倍率影像 32、42 影像中心標記 34、44 標線片標記 40 高倍率影像 57 第2攝影機 15 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐）
Claims (1)
- 506028六 、申請專利範圍 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 署係里備：處理構件，係用以處理打 i•一種打線$置，係行攝影；及第 線構件；第1虜彡娜，係^_第/㈣麟所攝影之 丄偏置量算出機構’係根據以:：二機構之間之攝 影像資料，來算出前述處理構件與弟1 w 影機工具偏置量；並且具備二進行攝影；及 第2攝影機構，係對前述既疋之圖】攝勢機構所 ㈣旦笪屮機構，係根據以前述弟W機構所 偏;;=以前述第2攝影機構所攝影之第 攝影之弟心像/、 /、以鹿次料夕基準點與前述第2 2影像韻，來算出前述第1影像貝似 影像資料之基賴之間之偏鮮。‘ 2如申請賴麵第1項之打線麵〜、中^ 偏置量算出讎，讎_述第1勝_之_倍率(第 i倍率），與前述第2攝影機構之攝影倍率(第2仏來 算出前述第1影像資料之基準點與前述第2影像資料之基 準點之間之偏差量。 3·如申請專利範圍第2項之打線裝置，其中前述第2 偏置量算出機構，係藉由第1攝影機構所得之影像資料與 藉由第2攝影機構所得之影像資料中’將高倍率側之影像 資料配合低倍率側之攝影倍率而施以縮小處理，並且與前 述低倍率側之影像資料作比較。 4·一種打線方法，係用於打線裝置，該打線裝置係具 備··處理構件，係用以處理打線構件·，第1攝影機構，係 對既定之圖案進行攝影；第2攝影機構，係對前述既定之 圖案進行攝影；及運算處理裝置，係根據以前述第1攝影 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂——-------線 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規1Q χ 297公爱 506028 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 機構所攝影之影像資料，來算出前述處理構件與前述第1 攝影機構之間之偏置量，其特徵在於： 根據以前述第1攝影機構所攝影之第1影像資料、與 以第2攝影機構所攝影之第2影像資料，來算出前述第1 影像資料之基準點與前述第2影像之基準點之間之偏差量 〇 5·如申請專利範圍第4項之打線方法，係含有： 根據前述第1攝影機構之攝影倍率(第1倍率）、與前 述第2攝影機構之攝影倍率(第2倍率），來算出前述第1 影像資料之基準點與前述第2影像資料之基準點之間之偏 差量之步驟。 6.如申請專利範圍第5項之打線方法，係含有： 前述第1影像資料與前述第2影像資料中，將高倍率 側之影像資料配合低倍率側之攝影倍率而施以縮小處理之 步驟；及將縮小處理後之影像資料與前述低倍率側之影像 資料作比較之步驟。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂-· •線. 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 2 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐）
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