[發(fā)明專(zhuān)利]一種芯片焊點(diǎn)的定位方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410610000.3
• 申請(qǐng)日: 2014-11-03
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104392950A
• 公開(kāi)（公告）日: 2015-03-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 方舟;曹巖;董皓;白瑀;杜江;趙曉龍
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 西安工業(yè)大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): H01L21/68
• 分類(lèi)號(hào): H01L21/68;H01L21/66;H01L21/56
• 代理公司: 北京天奇智新知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11340
• 代理人: 王海洋

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及芯片焊接封裝領(lǐng)域，具體涉及一種芯片焊點(diǎn)的定位方法。

背景技術(shù)

芯片封裝是指將芯片安裝、固定、密封于封裝基板中，并將其上的I/O點(diǎn)用導(dǎo)線連接到封裝外殼引腳上的過(guò)程。芯片封裝的主要流程包括硅片測(cè)試和揀選、分片、貼片、引線鍵合、塑料封裝和最終封裝與測(cè)試。其中，貼片過(guò)程又叫芯片粘貼，是將芯片固定于封裝基板或引線框架的芯片基板上的處理過(guò)程。貼片的方式主要有共晶粘貼法、焊接粘貼法、導(dǎo)電膠粘貼法和玻璃膠粘貼法。

在貼片過(guò)程中產(chǎn)生的貼片誤差主要包括：芯片和基板相對(duì)預(yù)先定義的標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)位置的偏差值、芯片和引線框架在制造過(guò)程中產(chǎn)生的尺寸誤差以及引線鍵合時(shí)固定引線框架產(chǎn)生的定位誤差，這些誤差都是隨機(jī)誤差，無(wú)法通過(guò)預(yù)先判斷誤差大小的方式來(lái)消除。因此，單純通過(guò)加強(qiáng)對(duì)運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的控制來(lái)提高精度減小誤差已經(jīng)不能滿(mǎn)足芯片封裝的發(fā)展需求。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種芯片焊點(diǎn)的定位方法，其可有效解決上述問(wèn)題，為引線鍵合頭提供定位修正參數(shù)，提高引線鍵合的精度。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方進(jìn)行實(shí)施：

一種芯片焊點(diǎn)的定位方法，包括對(duì)位于設(shè)定位置的芯片和貼片基板進(jìn)行圖像采集，對(duì)采集的圖像進(jìn)行分析處理得出芯片和貼片基板的實(shí)際坐標(biāo)位置，將芯片和貼片基板的實(shí)際坐標(biāo)位置與芯片和貼片基板的設(shè)定坐標(biāo)位置進(jìn)行比較得出芯片和貼片基板的坐標(biāo)偏移量以及角度偏移量，依據(jù)坐標(biāo)偏移量和角度偏移量對(duì)引線鍵合頭位置進(jìn)行調(diào)整，然后進(jìn)行引線鍵合。

具體的方案為：

對(duì)芯片和貼片基板進(jìn)行圖像采集的具體方法為：通過(guò)計(jì)算機(jī)機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)采集位于設(shè)定位置的帶有芯片的引線框架貼片基板的圖像，然后提取圖像中的ROI區(qū)域并保存ROI區(qū)域的坐標(biāo)參數(shù)，所述的RIO區(qū)域圖像為只包括芯片和貼片基板圖像的局部區(qū)域。

采集的圖像進(jìn)行分析處理的具體方法為：在ROI區(qū)域中提取芯片和貼片基板的虛擬角點(diǎn)，依據(jù)虛擬角點(diǎn)擬合芯片和貼片基板的最小外接矩形，然后依據(jù)最小外接矩形確定設(shè)定的芯片和貼片基板的實(shí)際坐標(biāo)位置。

ROI區(qū)域中提取的芯片和貼片基板的虛擬角點(diǎn)分別有四個(gè)，在四個(gè)虛擬角點(diǎn)中任意選取其中三個(gè)點(diǎn)構(gòu)成一個(gè)虛擬角點(diǎn)組，使用矩形判定準(zhǔn)則對(duì)虛擬角點(diǎn)組判定，誤差最小的組認(rèn)為是芯片/基板的實(shí)際最小外接矩形，再通過(guò)對(duì)誤差最小組的第四個(gè)角點(diǎn)求解，得到芯片和基板的最小外接矩形。

詳細(xì)的操作為：

一、首先由機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)獲取芯片和引線框架貼片基板部位的數(shù)字圖像，通過(guò)圖像預(yù)處理模塊提取圖像中芯片和引線框架貼片基板的圖像。確定芯片和貼片基板的ROI區(qū)域時(shí)，應(yīng)將該區(qū)域作為圖像處理的核心區(qū)域，處于ROI區(qū)域之外的圖像都不予考慮。對(duì)芯片和貼片基板的圖像進(jìn)行批量化處理時(shí)，不再重新設(shè)定ROI區(qū)域和函數(shù)參數(shù)并且保證光學(xué)環(huán)境、芯片與引線框架型號(hào)不變的條件。

二、針對(duì)ROI區(qū)域內(nèi)的芯片和貼片基板圖像，分別提取芯片和貼片基板的虛擬角點(diǎn)。對(duì)圖像進(jìn)行預(yù)處理之后，得到的是單邊緣像素的圖像，由于芯片和引線框架基板在制造中存在一定誤差，并且在環(huán)境中受到氧化，得到的邊緣圖像不是規(guī)則的直線段，因此發(fā)明中通過(guò)提取邊緣圖像上的特征點(diǎn)，對(duì)特征點(diǎn)進(jìn)行擬合得到邊緣直線方程。對(duì)該區(qū)域處理時(shí)記錄預(yù)處理函數(shù)和虛擬角點(diǎn)提取算法的參數(shù)，對(duì)預(yù)定義的ROI區(qū)域調(diào)用預(yù)先確定參數(shù)的預(yù)處理函數(shù)和虛擬角點(diǎn)提取算法，逐個(gè)提取芯片和引線框架貼片基板的虛擬角點(diǎn)。

三、計(jì)算出的虛擬角點(diǎn)結(jié)合外接矩形判定準(zhǔn)則擬合芯片和貼片基板的最小外接矩形，并計(jì)算出外接矩形的中心位置和軸向偏角，將外界矩形的中心位置和軸向偏角作為芯片和貼片基板的實(shí)際定位參數(shù)。芯片和貼片基板中心點(diǎn)的實(shí)際坐標(biāo)位置是相對(duì)于芯片和貼片基板的設(shè)計(jì)位置經(jīng)過(guò)坐標(biāo)平移和旋轉(zhuǎn)變換得到。通過(guò)對(duì)基板和芯片幾何中心坐標(biāo)的求解，可以得到芯片和貼片基板的實(shí)際坐標(biāo)位置和偏移角度。

四、由芯片和貼片基板的實(shí)際坐標(biāo)位置參數(shù)計(jì)算出相對(duì)于設(shè)定坐標(biāo)位置的坐標(biāo)偏移量和轉(zhuǎn)角偏移量，以偏移量作為引線鍵合頭的定位修正參數(shù)，針對(duì)每片芯片對(duì)引線鍵合頭定位進(jìn)行在線修正，提高引線鍵合質(zhì)量。

由于芯片和基板上存在很多直線段，而這些直線段并不是需要檢測(cè)的芯片和基板邊緣，這給邊緣特征點(diǎn)提取帶來(lái)很大的干擾和困難。因此首先在機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)采集到的數(shù)字圖像中設(shè)置ROI區(qū)域，直接剔除可能產(chǎn)生干擾的其他線段，針對(duì)ROI區(qū)域內(nèi)的芯片和貼片基板圖像確定提取虛擬角點(diǎn)的相關(guān)函數(shù)參數(shù)。