TWM622907U - 虛擬同軸系統 - Google Patents

Abstract

一種虛擬同軸系統，包括一主控制單元、一定位平台、一承載平台、一影像辨識單元及一雷射除膠單元，其中該定位平台電性連接該主控制單元，該承載平台設置在該定位平台上且配置用以承載待除膠的至少一料片，該影像辨識單元設置在該承載平台上方且電性連接該主控制單元，其中該影像辨識單元配置用以擷取該料片的影像並進行辨識，該雷射除膠單元設置在該影像辨識單元的一側且位於該承載平台上方並電性連接該主控制單元，其中該雷射除膠單元配置用以對該料片進行除膠。

Description

虛擬同軸系統

本創作係關於一種虛擬同軸系統，特別是關於應用在封裝晶片之除膠的一種虛擬同軸系統。

在現有封裝的技術中，QFN（quad flat no-lead）晶片的封裝製程首先在基板（substrate）上製作多個導線單元，其各包含一晶片承座及多排引腳，接著，將半導體晶片經由黏晶（die attach）步驟固定在晶片承座表面上，晶片及各引腳之間係透過焊線（wire bond）形成電路，再於該基板之下表面貼附一層封裝膠帶。接著以模具夾持該基板，利用注模將呈熔融狀態之環氧樹脂封裝材料（epoxy molding compound）注入至該模具之模穴中，以包覆位於該基板上表面側的晶片、焊線及引腳，待其冷卻成形後即形成半導體封裝體。最後，卸除該封裝膠帶以完成該晶片封裝製程之封膠（molding）程序，後續可進行切割，以成為多個QFN封裝體。

在現有封裝體成形的過程中，容易發生溢膠（molding flash）缺陷，亦即部分流動的膠體滲入封裝膠帶與基板下表之間，因此在封裝程序後產生不當覆蓋該晶片承座或引腳多餘殘膠，致使晶片承座或引腳無法完整暴露其下表面，進而產生散熱或接觸不良，間接造成晶片封裝後之不良率上升。

為克服上述問題，現有技術是利用自動影像辨識與雷射除膠系統針對溢膠區域進行除膠，有效保護良品區域。然而，市面上的自動影像辨識與雷射除膠系統皆是以影像及雷射裝置呈實體同軸的方式進行，當影像或雷射裝置的條件變更時，整個系統需重新設計與校正，作業方式複雜。另外，實體同軸的問題點在於Fθ透鏡晶片的共用性，須針對雷射種類、加工距離、影像視野(field of view, FOV)進行模擬分析再實體客製，雷射用Fθ透鏡晶片會根據波長進行玻璃材質選定，並對雷射波長最佳化，但此設計方式對於影像取像會變成一種限制，尤其當影像來源為彩色，因而造成像差及色差。

因此，為克服現有技術中的缺點和不足，有必要提供改良的虛擬同軸系統，以解決上述習用技術所存在的問題。

本創作之主要目的在於提供一種虛擬同軸系統，利用定位平台將影像辨識單元以及雷射除膠單元虛擬同軸，藉此提高其穩定性。

為達上述之目的，本創作提供一種虛擬同軸系統，該虛擬同軸系統包括一主控制單元、一定位平台、一承載平台、一影像辨識單元及一雷射除膠單元，其中該定位平台電性連接該主控制單元，該承載平台設置在該定位平台上且配置用以承載待除膠的至少一料片，該影像辨識單元設置在該承載平台上方且電性連接該主控制單元，其中該影像辨識單元配置用以擷取該料片的影像並進行辨識，該雷射除膠單元設置在該影像辨識單元的一側且位於該承載平台上方並電性連接該主控制單元，其中該雷射除膠單元配置用以對該料片進行除膠，其中該主控制單元對該定位平台、該影像辨識單元及該雷射除膠單元進行位置校正，再將該影像辨識單元對該料片獲得的座標資訊提供給該雷射除膠單元，並透過該定位平台將一特定位置再現，使得該影像辨識單元以及該雷射除膠單元能夠校正為虛擬同軸。

在本創作之一實施例中，該定位平台具有一縱向軌道及一橫向軌道，該橫向軌道設置在該縱向軌道上，該承載平台設置在該橫向軌道上。

在本創作之一實施例中，該橫向軌道採用內建光學尺的X軸線性馬達來驅動位移，該縱向軌道採用內建光學尺的Y軸線性馬達來驅動位移。

在本創作之一實施例中，該承載平台具有一承載座及一真空吸盤，該真空吸盤形成在該承載座表面，該真空吸盤配置用以真空吸引該料片。

在本創作之一實施例中，該影像辨識單元包含一感光元件及一發光元件，該發光元件設置在該定位平台上方，該感光元件設置在該發光元件上方。

在本創作之一實施例中，該影像辨識單元包含另包含一影像遠心鏡頭，該影像遠心鏡頭設置在該發光元件上方，該感光元件設置在該影像遠心鏡頭的一端。

在本創作之一實施例中，該發光元件為外同軸光源。

在本創作之一實施例中，該雷射除膠單元包含一雷射振鏡模組，該雷射振鏡模組設置在該定位平台上方。

在本創作之一實施例中，該雷射除膠單元另包含一雷射遠心鏡頭，該雷射遠心鏡頭與該定位平台相間隔，該雷射振鏡模組設置在該雷射遠心鏡頭的一端。

在本創作之一實施例中，該主控制單元具有一處理器及一記憶模組，該處理器電性連接該定位平台、該影像辨識單元、該雷射除膠單元及該記憶模組，該記憶模組配置用以儲存該料片的影像定位資料、腳位影像定位資料以及溢膠判定資料。

如上所述，本創作透過該定位平台將該影像辨識單元以及該雷射除膠單元虛擬同軸，以取代實體同軸，不僅具備較高的調整彈性，也能夠提高其穩定性，藉此改善角落除膠偏移量並提升良率。另外，虛擬同軸的好處在於可以採用市售規格產品，不受限於雷射於影像裝置客製化的限制，而且可以逕行系統級校正，而無須將系統重新設計，相對於實體同軸，虛擬同軸具備較高彈性以及子系統的物件獨立性。

為了讓本創作之上述及其他目的、特徵、優點能更明顯易懂，下文將特舉本創作較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下。再者，本創作所提到的方向用語，例如上、下、頂、底、前、後、左、右、內、外、側面、周圍、中央、水平、橫向、垂直、縱向、軸向、徑向、最上層或最下層等，僅是參考附加圖式的方向。因此，使用的方向用語是用以說明及理解本創作，而非用以限制本創作。

請參照圖1及2所示，為本創作虛擬同軸系統的一實施例，用於半導體封裝溢膠的除膠作業，藉由整合自動影像辨識與雷射除膠，以提高對料片除膠的穩定性，進而有利品質改善及減少不良機率。該虛擬同軸系統包括一主控制單元2、一定位平台3、一承載平台4、一影像辨識單元5及一雷射除膠單元6，其中該定位平台電性連接該主控制單元，。本創作將於下文詳細說明各部分的細部構造、關係及其原理。

續參照圖1及2所示，該主控制單元2具有一處理器21及一記憶模組22，其中處理器21電性連接記憶模組22，而且該記憶模組22配置用以儲存該料片的影像定位資料、腳位影像定位資料以及溢膠判定資料。

續參照圖1及2所示，該定位平台3電性連接該主控制單元2的處理器21，其中該定位平台3具有一縱向軌道31及一橫向軌道32，該橫向軌道32設置在該縱向軌道31上，該承載平台4設置在該橫向軌道32上。在本實施例中，該橫向軌道32採用內建光學尺的X軸線性馬達來驅動位移，該縱向軌道31採用內建光學尺的Y軸線性馬達來驅動位移。

續參照圖1所示，該承載平台4設置在該定位平台3上且配置用以承載待除膠的至少一料片101，該承載平台4具有一承載座41及一真空吸盤42，該真空吸盤42形成在該承載座41表面，該真空吸盤41配置用以真空吸引該料片101，當真空建立後可將該料片101往下拉，能夠有效降低翹曲。

續參照圖1及2所示，該影像辨識單元5設置在該承載平台4上方且電性連接該主控制單元2，其中該影像辨識單元5配置用以擷取該料片101的影像並進行辨識。其中該影像辨識單元5包含一感光元件51、一影像遠心鏡頭52及一發光元件53，該發光元件53設置在該定位平台3上方，該影像遠心鏡頭52設置在該發光元件53上方，該感光元件51位於在該發光元件53上方且設置在該影像遠心鏡頭52的一端。在本實施例中，該感光元件51為電荷耦合元件（charge-coupled device, CCD），該發光元件53為發光二極體（light-emitting diode, LED）的外同軸光源。其中該發光元件53產生的光源因本身結構影像均勻性，故在影像取得之後會再進行校正。

續參照圖1及2所示，該雷射除膠單元6設置在該影像辨識單元5的一側且位於該承載平台4上方並電性連接該主控制單元2，其中該雷射除膠單元6配置用以對該料片101進行除膠，該雷射除膠單元6包含一雷射振鏡模組61及一雷射遠心鏡頭62，該雷射振鏡模組61設置在該定位平台3上方，該雷射遠心鏡頭62與該定位平台3相間隔，而且該雷射振鏡模組61設置在該雷射遠心鏡頭62的一端。

另外，該處理器21電性連接該定位平台3、該影像辨識單元5以及該雷射除膠單元6。該主控制單元2接收來自該影像辨識單元5的2D定位陣列後，經座標轉換與運算後，透過傳遞參數與控制命令驅動該雷射除膠單元6，以控制雷射參數與振鏡路徑。在本實施例中採用該影像遠心鏡頭52及該雷射遠心鏡頭62，兩者主要差異在於波長與承受功率的差別，該影像遠心鏡頭52需克服像差還有色差，該雷射遠心鏡頭62為單波長優化，其鍍膜與材質需能承受雷射功率的長時間使用。

續參照圖1及2所示，本創作主要是利用該主控制單元2對該定位平台3、該影像辨識單元5及該雷射除膠單元6進行位置校正，再將該影像辨識單元5對該料片101獲得的座標資訊提供給該雷射除膠單元6，並透過該定位平台3將一特定位置再現，使得該影像辨識單元5以及該雷射除膠單元6能夠校正為虛擬同軸。

請參照圖1及2並配合參照圖3，首先透過拍攝影像取得該料片101的原始資料，例如QFN（quad flat no-lead）晶片，接著透過該影像辨識單元5的感光元件51對該料片101進行影像定位，其中藉由該影像遠心鏡頭52取得該料片101原始影像，經軟體濾鏡將影像優化，再經運算（Pattern Match）取得初步定位資料，最後利用計算旋轉角度來補償XY位移，進而取得該料片101的定位陣列。在取得該料片101定位資料之後，藉由預存資料進行運算所有腳位的理論位置（預先已知腳位的座標位置），若是理論位置與實際位置（影像定位取得的座標位置）有落差，再進一步分析，決定採何種方式來進行溢膠判定作業。例如，若腳位已被溢膠全面性覆蓋，將以理論位置為主。在取得該料片101的腳位定位資料之後，載入溢膠參數定義來判定中心方塊區域（Pad）與引腳區域（Pin）的溢膠與否，其中溢膠參數可由客戶端以百分比來設定，例如，實際使用中心方塊區域超過5%為標準，引腳區域超過15%為標準。

如上所述，透過該定位平台3將該影像辨識單元5以及該雷射除膠單元6虛擬同軸，以取代實體同軸，不僅具備較高的調整彈性，也能夠提高其穩定性，藉此改善角落除膠偏移量並提升良率。另外，虛擬同軸的好處在於可以採用市售規格產品，不受限於雷射於影像裝置客製化的限制，而且可以逕行系統級校正，而無須將系統重新設計，相對於實體同軸，虛擬同軸具備較高彈性以及子系統的物件獨立性。

雖然本創作已以較佳實施例揭露，然其並非用以限制本創作，任何熟習此項技藝之人士，在不脫離本創作之精神和範圍內，當可作各種更動與修飾，因此本創作之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

101:料片 2:主控制單元 21:處理器 22:記憶模組 3:定位平台 31:縱向軌道 32:橫向軌道 4:承載平台 41:承載座 42:真空吸盤 5:影像辨識單元 51:感光元件 52:影像遠心鏡頭 53:發光元件 6:雷射除膠單元 61:雷射振鏡模組 62:雷射遠心鏡頭

圖1是根據本創作的一實施例的虛擬同軸系統的結構示意圖。 圖2是根據本創作的一實施例的虛擬同軸系統的主控制單元的示意圖。 圖3是根據本創作的一實施例的虛擬同軸系統配合進行除膠的一流程圖。

101:料片

3:定位平台

31:縱向軌道

32:橫向軌道

4:承載平台

41:承載座

42:真空吸盤

5:影像辨識單元

51:感光元件

52:影像遠心鏡頭

53:發光元件

6:雷射除膠單元

61:雷射振鏡模組

62:雷射遠心鏡頭

Claims (10)

1. 一種虛擬同軸系統，包括： 一主控制單元； 一定位平台，電性連接該主控制單元； 一承載平台，設置在該定位平台上且配置用以承載待除膠的至少一料片； 一影像辨識單元，設置在該承載平台上方且電性連接該主控制單元，其中該影像辨識單元配置用以擷取該料片的影像並進行辨識；及 一雷射除膠單元，設置在該影像辨識單元的一側且位於該承載平台上方並電性連接該主控制單元，其中該雷射除膠單元配置用以對該料片進行除膠； 其中該主控制單元對該定位平台、該影像辨識單元及該雷射除膠單元進行位置校正，再將該影像辨識單元對該料片獲得的座標資訊提供給該雷射除膠單元，並透過該定位平台將一特定位置再現，使得該影像辨識單元以及該雷射除膠單元能夠校正為虛擬同軸。
2. 如請求項1所述之虛擬同軸系統，其中該定位平台具有一縱向軌道及一橫向軌道，該橫向軌道設置在該縱向軌道上，該承載平台設置在該橫向軌道上。
3. 如請求項2所述之虛擬同軸系統，其中該橫向軌道採用內建光學尺的X軸線性馬達來驅動位移，該縱向軌道採用內建光學尺的Y軸線性馬達來驅動位移。
4. 如請求項1所述之虛擬同軸系統，其中該承載平台具有一承載座及一真空吸盤，該真空吸盤形成在該承載座表面，該真空吸盤配置用以真空吸引該料片。
5. 如請求項1所述之虛擬同軸系統，其中該影像辨識單元包含一感光元件及一發光元件，該發光元件設置在該定位平台上方，該感光元件設置在該發光元件上方。
6. 如請求項5所述之虛擬同軸系統，其中該影像辨識單元包含另包含一影像遠心鏡頭，該影像遠心鏡頭設置在該發光元件上方，該感光元件設置在該影像遠心鏡頭的一端。
7. 如請求項5所述之虛擬同軸系統，其中該發光元件為外同軸光源。
8. 如請求項1所述之虛擬同軸系統，其中該雷射除膠單元包含一雷射振鏡模組，該雷射振鏡模組設置在該定位平台上方。
9. 如請求項8所述之虛擬同軸系統，其中該雷射除膠單元另包含一雷射遠心鏡頭，該雷射遠心鏡頭與該定位平台相間隔，該雷射振鏡模組設置在該雷射遠心鏡頭的一端。
10. 如請求項1所述之虛擬同軸系統，其中該主控制單元具有一處理器及一記憶模組，該處理器電性連接該定位平台、該影像辨識單元、該雷射除膠單元及該記憶模組，該記憶模組配置用以儲存該料片的影像定位資料、腳位影像定位資料以及溢膠判定資料。

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