专利名称：校准激光标记系统中的标记的方法
技术领域：
本发明涉及一种利用视觉照相机校准激光标记系统中的标记的方法，更具体地，涉及一种校准激光标记系统中的标记的方法，考虑在拍摄标记物体时先前存储的标记误差来进行校准。
背景技术：
图1是示出了典型的引线框条的平面图。参照附图，将多个芯片12安装在条(strip)10上，并在每个芯片12的表面上标记字符和/或数字，以根据生产批次区分芯片12。将稍后将进行描述的使用激光束的激光标记器用作标记设备。将标识标签14用于排列条10。
利用激光标记器在条10上的标记过程是包括对条10进行处理以提高标记效率的自动过程。
图2是示出了典型的激光标记系统的视图。参照图2，激光标记系统包括条供应盒20，包含多个条10；加载器30，从盒20中的条中取出一个条10，并将条10加载到水平传送台22上；前视觉照相机40，测量条10的对齐状态；步进电动机50，沿一个方向传输水平传送台22上的条10；激光标记器60，在位于其下方运动的条10上的多个芯片上标记字符；后视觉照相机70，对标记后的条10上的标记进行拍摄；以及卸载器80，将标记后的条10卸载到条收集盒90中。
利用前视觉照相机40对由加载器30放置到水平传送台22上的条10进行拍摄。在条10的一侧形成标识标签，可以是条本身或刻蚀线，从而能够容易地识别对齐状态。前视觉照相机40用于只将对齐的条引导到下一标记过程，而旁路未对齐的条，从而被重新装载到条供应盒20中或者处理掉。
由步进电动机50精确地驱动臂52，从而将水平传送台22上的条10定位到设定的位置上，即，位于前视觉照相机40、激光标记器60和后视觉照相机70的下方。
图3示出了激光标记器的结构。参照图3，激光标记器60包括激光振荡器61；电扫描仪63，沿X-Y方向在预定的区域上扫描激光束；以及f-θ透镜64，在整个标记区域上，形成相同焦距的入射激光束。x和y反射镜63a和63b反射入射激光束。x和y反射镜63a和63b中的每一个均与驱动驱动器(未示出)相连，以便根据输入命令改变角度。
在下一步骤中，将通过激光标记器60标记了预定字符的条10传送到后视觉照相机70下方。后视觉照相机70通过拍摄条10来确定标记的质量，从而略过不正确标记了的条，而由卸载器80将正确标记了的条重新加载到条收集盒90中。
图4是示出了典型的托架16和位于其中的芯片c的平面图。参照图4，托架16被分隔为容纳芯片c的单元，从而能够放置多个芯片c。由于每个单元的尺寸稍微大于芯片的尺寸，当传送托架16时，芯片可以在每个单元中移动。因此，当芯片未对齐时，在通过激光标记器标记托架16中的每个芯片c时，每个芯片的标记位置不同。因此，如果标记位置不是恒定的，则用户将置疑芯片的质量是不可靠的。
当在条中对芯片进行标记时，只需通过前视觉照相机观察条的失配就可以实现良好的标记。然而，当通过上述方法标记每个单元中未对齐的、位于托架中的芯片时，标记的质量显著恶化。
发明内容
为了解决上述和/或其他问题，本发明提出了一种校准激光标记系统中的标记的方法，通过检测每个芯片的对齐误差并考虑每个芯片位置处的标记误差来进行标记。
根据本发明的方案，提出了一种用于校准激光标记系统中的标记的方法，所述激光标记系统包括激光标记器，在利用多个视觉照相机观察包含在托架的单元内的芯片的同时，进行标记；以及后视觉照相机，检测标记误差，所述方法包括以下步骤(a)将要观察的每个芯片分配给相应的视觉照相机，(b)匹配视觉照相机的坐标和激光标记器的坐标，(c)将预定的第一符号标记在芯片上或者标记在与芯片相对应的位置，利用相应的视觉照相机观察所选择的第一符号，并将所述第一符号的一点训练为基准点，(d)利用相应的视觉照相机观察所述第一符号和所述芯片的基准点，并相对于所述基准点，在所述芯片上标记第二符号，(e)观察所述芯片上的第二符号，并将所述第二符号的一点训练为比较点，以及(f)根据所述芯片上的所述基准点，检测所述比较点的位置，并计算每个单元中的标记误差。
所述步骤(a)包括以下子步骤(a1)将标记纸粘贴在所述托架上或者具有与托架相同形状的板的表面上，并将所述托架或所述板置于所述视觉照相机下方；(a2)利用所述激光标记器标记每个单元中的点；以及(a3)利用所述视觉照相机搜索所述点，并确定所述视觉照相机观察到每个单元。
所述点是每个单元的中心点。
所述步骤(b)包括以下子步骤(b1)利用所述激光标记器相对于所述中心点，标记相应单元区域的角点；以及(b2)利用相应的视觉照相机检测所述角点的位置，并使所述激光标记器的坐标系统与相应的视觉照相机的坐标系统相匹配。
在步骤(c)中，在通过与所述视觉照相机相连的显示器监视所述第一符号的同时，通过指取设备(pointing device)指取所述第一符号的角。
在步骤(e)中，在通过与所述后视觉照相机相连的显示器监视所述第二符号的同时，通过指取设备指取所述第二符号的角。
所述方法还包括以下步骤(g)将包含要标记的芯片的所述托架设置在所述视觉照相机下方；(h)利用相应的视觉照相机观察所选择的芯片，并将所述芯片上的一点训练为标记基准点；(i)利用相应的视觉照相机拍摄每个芯片，并计算每个芯片的对齐误差；以及(j)通过相对于每个芯片的所述标记基准点校正所述标记误差和对齐误差来进行标记。
在步骤(h)中，在通过与所述视觉照相机相连的显示器监视所述芯片的同时，通过指取设备指取所述芯片的角。
所述步骤(i)包括以下子步骤(i1)拍摄所述芯片；以及(i2)测量所拍摄到的图像的标记基准点与基准图像的标记基准点之间的x和y偏差，以及所拍摄到的图像与所述基准图像之间的倾斜。
图1是示出了典型的引线框条的平面图；图2是示出了典型的激光标记系统的视图；图3是示出了图2所示的激光标记器的结构的视图；图4是示出了典型的托架和设置在其中的芯片的视图；图5是示出了采用了根据本发明的优选实施例的标记校准方法的激光标记系统的结构的视图；图6是示出了图5所示的激光标记器的结构的视图；图7A和7B是用于解释根据本发明的用于校准激光标记系统中的标记的方法的流程图；图8是用于解释如图7A所示的步骤11的优选实施例的流程图；图9是用于解释如图7A所示的步骤12的优选实施例的流程图；图10是示出了每个单元中的标记误差的测量的视图；图11是示出了芯片的对齐误差的测量的视图；以及图12是用于解释如图7B所示的步骤20的优选实施例的流程图。
附图标记10条 12芯片14标识标签 20、120供应盒22、12水平传送台 30、130加载器40前视觉照相机 50、150步进电动机60、160激光标记器61、161激光振荡器63、163电扫描仪 63a、163ax反射镜63b、163by反射镜 64、164f-θ透镜100控制单元 16、110托架165视觉照相机167灯
具体实施例方式
图5是示出了采用了根据本发明的优选实施例的标记校准方法的激光标记系统的结构的视图。在图中，对于与传统发明中相同的元件，使用相同的名称，并省略对其的详细描述。
激光标记系统160包括托架供应盒120，包含多个托架110；加载器130，从托架供应盒120中取出一个托架110，并在水平传送台22上对齐所取出托架110；步进电动机150，沿一个方向传输水平传送台122上的托架110；激光标记器160，在被传送到其下方的托架110的单元中的每个芯片上标记字符；后视觉照相机170，对标记后的托架110上的标记进行拍摄；以及卸载器180，将标记后的托架110卸载到托架收集盒190中。此外，激光标记系统包括控制单元100，用于控制加载器130、步进电动机150、激光标记器160、后视觉照相机170和卸载器180。
后视觉照相机170是CCD照相机。CCD(电荷耦合器件)是将光转换为电信号的光电转换传感器。首先将入射到后视觉照相机170的透镜(未示出)上的光强记录在CCD上。通过附加在CCD上的RGB滤色器将所拍摄到的图像的光分为不同的颜色。通过每个均对应于一个象素的、构成了CCD的几十万个光电检测器将分离后的颜色转换为电信号。将来自CCD的模拟信号输出转换为0和1，从而输出图像信号。后视觉照相机170接收来自托架110的光，并产生电图像信号。向控制单元100传送由后视觉照相机170拍摄到的图像信号。
图6是示出了图5所示的激光标记器的结构的视图。参照图6，激光标记器160包括激光振荡器161；电扫描仪163；f-θ透镜164；视觉照相机165，通过接收来自托架110中的多个待标记芯片c的光来产生电图像信号；灯167，将光照射到托架110上；控制器(未示出)，根据从视觉照相机165输出的与芯片位置有关的信息，控制电扫描仪163的x反射镜163a和y反射镜163b。
电扫描仪163包括x反射镜163a、y反射镜163b和用于驱动x和y反射镜163a和163b中的每一个的电动机(未示出)，通过调整反射镜163a和163b的位置，沿X-Y方向在预定的区域上扫描激光束。
f-θ透镜164形成了入射激光束在托架110的整个部分中的相同焦距。
视觉照相机165与后视觉照相机170一样使用CCD照相机。优选地，设置一个或多个视觉照相机165，沿与传送托架110的方向相垂直的方向拍摄托架110的整个长度。因此，根据托架110的尺寸和照相机的视场来确定要使用的视觉照相机165的数量。例如，当托架110在传送托架的方向上的长边为320mm，托架110在垂直于长边的方向上的短边为150mm，以及视觉照相机165的视场为100×100mm，如果垂直于托架传送方向设置两个视觉照相机，并且通过步进电动机150将托架110连续移动四次，从而可以通过视觉照相机拍摄托架110的整个表面。如果沿传送方向2×2地排列四台视觉照相机，则通过步进电动机150连续移动托架110两次，以覆盖托架110的整个表面。
优选地，设置单一的后视觉照相机，以便在沿与传送托架110的方向垂直的方向运动的同时，观察标记状态。
下面，将对利用根据本发明的激光标记系统来校准激光标记系统中的标记的方法进行描述。
图7A和7B是用于解释根据本发明的用于校准激光标记系统中的标记的方法的流程图。
首先，检查是否要在每个单元中计算标记误差(步骤10)。当在步骤10中确定计算标记误差时，在使用多个视觉照相机165的情况下，例如，四台视觉照相机165，将要观察的芯片分配给视觉照相机165(步骤11)。
图8是用于解释如图7A所示的步骤11的优选实施例的流程图。
参照图8，将标记纸(未示出)粘贴在托架110的表面或具有与托架110相同形状的板(未示出)上，并将托架110或板设置在视觉照相机165下方(步骤30)。对于标记纸，使用其上印刷有黑色墨水的白纸。优选地，标记纸的表面位于f-θ透镜164的焦距处。
接下来，激光标记器160标记每个单元上的点，例如，中心点(步骤32)。通过利用视觉照相机165搜索中心点来确定观察每个单元的视觉照相机165(步骤34)。
在步骤11之后，使每个视觉照相机165的坐标系统与激光标记器160的坐标系统相匹配(步骤12)。在上述匹配步骤中，由于通过视觉照相机165观察到的坐标的单位与通过激光标记器160观察到的坐标的单位不同，所以要对坐标系统进行匹配。
图9是用于解释如图7A所示的步骤12的优选实施例的流程图。
参照图9，激光标记器160在激光标记器160的坐标系统中，相对于步骤32中的中心点，标记位于与单元相对应的区域中的矩形的角处的点(步骤40)。
接下来，由视觉照相机165检测所选择的单元的角点的位置，并在步骤42中匹配视觉照相机165的坐标系统和激光标记器160的坐标系统(步骤42)。
在步骤12之后，在与每个芯片相对应的位置处标记预定的第一符号S1。在与视觉照相机165相连的显示器(未示出)上，通过相应的视觉照相机165观察所选择的芯片，并通过指取设备(未示出)指取第一符号S1的一点，作为基准点P1(参照图10)。即，将基准点P1教给相应的视觉照相机165(步骤13)。
接下来，在通过相应的视觉照相机165观察每个单元的同时，通过搜索第一符号S1和基准点P1，相对于基准点P1，标记第二符号S2(步骤14)。
将完成了上述标记过程的托架110或板传送到后视觉照相机170的下方，并通过沿与传送托架的方向垂直的方向移动的后视觉照相机170进行观察，优选地，逐个单元地进行观察。操作员在显示器上观察一个芯片，并利用指取设备指取第二符号S2的一点，并将比较点教给后视觉照相机170(步骤15)。
接下来，由后视觉照相机170检测每个单元的基准点P1和比较点P2，以测量比较点P2相对于基准点P1的偏差。然后，通过将测量到的偏差与两个点P1和P2之间的预定偏差进行比较，计算标记误差，并存储到存储器(未示出)中(步骤16)。将存储在存储器中的标记误差用于校正电扫描仪163的x反射镜163a和y反射镜163b的调整值，以便通过校正标记误差来进行标记。
标记误差计算过程可以应用于其中芯片被规则地排列在托架110的每个单元中或者在条上形成芯片的情况。但是，当芯片被移入托架110中时，需要测量和校正每个芯片的对齐误差。
接下来，如步骤30中那样，将单元中包含芯片的托架110设置在相同的位置(步骤17)。确定是否新分配了标记基准点(步骤18)。当在步骤10中确定要使用预先存储在存储器中的每个单元中的标记误差时，执行步骤17。
当在步骤18中确定分配了新标记基准点时，在监视通过相应的视觉照相机165选择的芯片的同时，通过指取设备指取芯片的一点，例如，一个角点P3，从而将标记基准点P3教给相应的视觉照相机165(步骤19)(参照图11)。
接下来，通过利用相应的视觉照相机165拍摄每个芯片来计算每个芯片的对齐误差(步骤20)。当在步骤18中确定要使用预先存储的标记基准点P3时，执行步骤20。
图12是用于解释如图7B所示的步骤20的优选实施例的流程图。参照图12，通过视觉照相机165拍摄每个芯片的位置(步骤50)。
接下来，通过将芯片的基准图像(以图11中的虚线表示)与测量到的每个芯片的图像(以图11中的实现表示)进行比较，测量标记基准点P3与基准图像上对应于标记基准点P3的点P0之间的x和y偏差dx和dy以及测量到的芯片的倾角θ(步骤52)。
在步骤20之后，通过相对于每个芯片的标记基准点P3校正在步骤16中计算出的相应单元的标记误差和在步骤52中计算出的每个单元的对齐误差来进行标记(步骤21)。即，考虑到上述误差的同时，调整电扫描仪163的x反射镜163a和y反射镜163b，并标记每个芯片。
尽管在上述优选实施例中，对标记托架的单元中的每个芯片的方法进行了描述，本发明也可以应用于在标记形成在条上的各个芯片时，通过检测每个芯片的标记误差来校准标记的方法。
而且，尽管在上述实施例中，对利用多个视觉照相机来校准标记系统中的标记的方法进行了描述，但本发明也可以应用于利用单一的视觉照相机观察托架或条的一个宽边的情况。
工业应用性如上所述，在根据本发明的用于校准激光标记系统中的标记的方法中，测量每个单元中的标记误差和每个芯片的对齐误差，并对电扫描仪进行控制，以校正这些误差，从而能够提高标记的质量。
尽管已经参照本发明的优选实施例，具体地示出和描述了本发明，但本领域的普通技术人员应当理解的是，在不偏离由所附的权利要求所限定的本发明的精神和范围的前提下，可以对其进行形式和细节上的多种修改。
权利要求
1.一种用于校准激光标记系统中的标记的方法，所述激光标记系统包括激光标记器，在利用多个视觉照相机观察包含在托架的单元内的芯片的同时，进行标记；以及后视觉照相机，检测标记误差，所述方法包括以下步骤(a)将要观察的每个芯片分配给相应的视觉照相机；(b)匹配视觉照相机的坐标和激光标记器的坐标；(c)将预定的第一符号标记在芯片上或者标记在与芯片相对应的位置，利用相应的视觉照相机观察所选择的第一符号，并将所述第一符号的一点训练为基准点；(d)利用相应的视觉照相机观察所述第一符号和所述芯片的基准点，并相对于所述基准点，在所述芯片上标记第二符号；(e)观察所述芯片上的第二符号，并将所述第二符号的一点训练为比较点；以及(f)根据所述芯片上的所述基准点，检测所述比较点的位置，并计算每个单元中的标记误差。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述步骤(a)包括以下子步骤(a1)将标记纸粘贴在所述托架上或者具有与托架相同形状的板的表面上，并将所述托架或所述板置于所述视觉照相机下方；(a2)利用所述激光标记器标记每个单元中的点；以及(a3)利用所述视觉照相机搜索所述点，并确定所述视觉照相机观察到每个单元。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于所述点是每个单元的中心点。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于所述步骤(b)包括以下子步骤(b1)利用所述激光标记器相对于所述中心点，标记相应单元区域的角点；以及(b2)利用相应的视觉照相机检测所述角点的位置，并使所述激光标记器的坐标系统与相应的视觉照相机的坐标系统相匹配。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于在所述步骤(c)中，在通过与所述视觉照相机相连的显示器监视所述第一符号的同时，通过指取设备指取所述第一符号的角。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于在所述步骤(e)中，在通过与所述后视觉照相机相连的显示器监视所述第二符号的同时，通过指取设备指取所述第二符号的角。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于还包括以下步骤(g)将包含要标记的芯片的所述托架设置在所述视觉照相机下方；(h)利用相应的视觉照相机观察所选择的芯片，并将所述芯片上的一点训练为标记基准点；(i)利用相应的视觉照相机拍摄每个芯片，并计算每个芯片的对齐误差；以及(j)通过相对于每个芯片的所述标记基准点校正所述标记误差和对齐误差来进行标记。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于在所述步骤(g)中，将所述托架设置在所述步骤(a1)中的所述板的位置上。
9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于在所述步骤(h)中，在通过与所述视觉照相机相连的显示器监视所述芯片的同时，通过指取设备指取所述芯片的角。
10.根据权利要求7所述的方法，其特征在于所述步骤(i)包括以下子步骤(i1)拍摄所述芯片；以及(i2)测量所拍摄到的图像的标记基准点与基准图像的标记基准点之间的x和y偏差，以及所拍摄到的图像与所述基准图像之间的倾斜。
全文摘要
在用于校准激光标记系统中的标记的方法中，(a)将要观察的每个芯片分配给相应的视觉照相机，(b)匹配视觉照相机的坐标和激光标记器的坐标，(c)将预定的第一符号标记在芯片上或者标记在与芯片相对应的位置，利用相应的视觉照相机观察所选择的第一符号，并将所述第一符号的一点训练为基准点，(d)利用相应的视觉照相机观察所述第一符号和所述芯片的基准点，并相对于所述基准点，在所述芯片上标记第二符号，(e)观察所述芯片上的第二符号，并将所述第二符号的一点训练为比较点，以及(f)根据所述芯片上的所述基准点，检测所述比较点的位置，并计算每个单元中的标记误差。
文档编号H01L21/68GK1650428SQ03809410
公开日2005年8月3日 申请日期2003年4月25日 优先权日2002年4月26日
发明者金炳焕, 李晸求, 边英植, 权九彻, 金泰政 申请人:Eo技术株式会社