重建集成电路焊接机上照明条件的系统及方法

专利名称：重建集成电路焊接机上照明条件的系统及方法
技术领域：
本发明一般涉及半导体元件及电子系统，特别涉及降低误差装置及用于集成电路装配的计算机控制的焊接机的操作。
背景技术：
在集成电路(IC)装配上，IC芯片一般被装在引线框架上并通过金属线段与引线框架电连接。通常，装配芯片被封装进保护封壳(例如，陶瓷封装，或使用模塑处理的塑封)。特别是，IC芯片有许多焊盘，这些焊盘通常位于芯片周围；这些焊盘具有预定的焊接面积和间距(焊盘间距)。引线框架一般有许多连接到引线段上并包含在封壳内的细的“内”导线，以及许多连接到其它部分例如焊料连接到电路板的宽的“外”导线。
用于将IC芯片电连接到引线框架的金属线段包括导线和带状电缆，并用球焊，跳焊，或楔悍技术来焊接。导线焊接的处理过程是将导线被从芯片焊盘焊到引线框架的内导线端头。例如，在导线球焊中，球端被焊到芯片焊盘和与引线框架内导线相连的针脚(stitch)上。对于给定的器件类型，有一组用x和y坐标表达的位置，它确定了在芯片和导线端头上的焊接位置。这些位置被一起存入计算机文件中，有时被称为“元件程序”。除了能提供焊接所需的x-y-z移动的焊头外，导线焊接机具有原料处理子程序和视觉子程序。
传统的计算机化的半导体导线焊接机使用x-y坐标表来移动元件的焊接毛细管(capillary)以在芯片和引线框架之间进行焊接。x-y坐标表由复杂的电子和机械元件驱动，这些元件能变换轴驱动马达的旋转和线性移动来建立所需的定位。焊头也携带几个其它元件例如z轴驱动马达，摄像机和起视觉作用的光学器件，以及控制导线焊接所需的其它元件。有关焊接毛细管及其校准的详细特征在一些美国专利和专利申请中已有描述。如US 5,934,543，公布于1999、8、10(Koduri et al.，“Wire Bonding Capillary having Alignment Features”)；及08/993,638号申请，申请日为1997、12、18(Koduri，“Wire Bonding With Capillary Realignment”)。焊接毛细管与视觉系统的相互连接也已被说明，例如，第09/191,812号美国专利申请，申请日为1998、11、13(Koduri et al.，“Automation of Optics Offset Measurement on Wire Bonders”；第09/111,642号美国专利申请，申请日为1998、07、08(Koduri et al.，“An Efficient Hybrid Illuminator”)；第09/111,977号美国专利申请，申请日为1998、07、08(Koduri et al.，“An Efficient Illumination System for Wtre Bonders”)。
原料处理系统移动引线框架从而各器件最终能被放在用于焊接的焊头下。每次一个或更多的元件能被放在焊头下以被焊接。元件能以预定方式被加热以建立可靠的冶金焊接条件。当一元件已被焊接后，引线框架步进移动从而下一个元件能被焊接。
当元件被原料处理系统放入用于焊接时，由于操作及以前生产中的变化(例如在焊到引线框架期间内芯片定位的变化)，因此引线框架及芯片的位置不总是相同的。当不能精确地知道目标焊接位置时，焊头就不能按所希望的放置焊接。为帮助这种处理，需要使用机器视觉系统。典型的视觉系统包括一组光学器件用以提供元件所需的照明和放大，一个摄像机用于捕获由光学元件提供的图象，以及一个图象处理系统用于存储和分析捕获到的图象。
在焊元件之前，必需确定带有所有需要被建立的焊接坐标位置的元件程序。根据预定的一组参考位置，这些位置一般被称为“起始位”。典型的元件可以有一个或多个“起始位”。一般地，对于每个被焊元件需要分别识别起始位。公知技术中使用三步处理来进行这种识别。
*在“教学”步骤，起始位和全部所需焊接的坐标位置被识别并保存以建立“元件程序”。元件程序一旦产生，能被存储，复制和/或需要时被多个机器共享。
*在“再生”步骤，操作员在从预先保存的元件程序装入信息后帮助设置第一个元件的起始位。在此点，机器捕获并保存一组图象，称作各个起始位的相邻位置的“参考图象”或“参考”。
*在“焊接”步骤，机器一次将一个或多个元件放入焊头下的工作区。此时，视觉系统借助模式识别系统的帮助，试图用保存的参考重新设置匹配位置。在找到该匹配参考的新坐标后，从元件程序数据中为特定元件重新计算起始位和焊接位置。重新设置参考及起始位的处理通常被称为对元件“校准”。利用特定的焊接位置，元件现在能被焊接。只要不出现意外，放入，校准和焊接被重复进行而不需任何人为干预。
典型的校准过程可以对元件在x-y方向上的固定位移和/或固定旋转进行校正。在本文中，理解机器照明设置的变化带来的影响以及用不同亮度等级构成的图象是很重要的。强度设置的大的差异会使精确定位参考的模式识别系统的能力降低。因此很希望在所有机器使用过程中具有一致的亮度和图象等级。
导线焊接技术中上升的问题已从工艺趋向于增加在给定封装内的引线数量并使IC芯片的封装更小。结果，位于芯片上的焊盘变得更小并且彼此更近，而且引线框架的内导线被做得更细和彼此更近。这些趋向要求对导线焊接球和针脚几何形状及位置的更严格控制。例如，甚至很小的焊接位置错误都会导致元件浪费对于焊接机，需要降低x-y坐标表和马达的误差。在极微小的等级中，在可变的使用状况下每个表的每个轴随着其自身的变化有所不同。例如，一个轴可能在其最先的半个工作距离内有0.5％的误差而在其剩余的半工作距离内有0.8％的误差。此外，x-y可能会由于它们之间的正交误差而会有总体定位误差；或者表格会显示一定范围的滞后误差。由于质量强制和经济原因，通用元件程序被共享，因此这些变化变得更可能发生。
自动焊接机所出现的技术问题归纳如下*精确性小球(ball)/细间距焊接要求很精确的系统从而能够将球完全放在焊盘上。目前的系统很难达到这一要求。
*照明设置的大的变化会导致被光学器件和摄像机所看到的图象的变化。这些变化会影响模式识别系统在精确定位起始位和焊接位置时的能力。
*目前系统不能处理x-y坐标表的矛盾。对于小球/细间距焊接，球放置时的小的误差能使球部分地脱离焊盘。
*校准程序的再生期间的人为误差球放置主要受校准程序准确性的影响。再生处理时有很多步骤，因此就有许多方面人为误差的机会。
*执行校准再生的时间消耗当元件焊接时，操作员需要花费大量时间来进行校准再生。
因此急需一种快速，可靠和灵活的系统及方法用于减少装配时间，减少建立和恢复焊接程序期间的误差，补偿机器变化，使焊接机上的照明条件标准化。该系统及方法必须足够灵活以能用于具有较宽设计变化范围的各种IC产品系列，并能用于各种焊接机。该系统及方法应当是用于实现改进产品生产和可靠性的，最好在新设备上不需投入。

发明内容
本发明提供了一种用于重建从焊接机的照明条件的计算机化系统及方法，以准备将相连焊件连到从集成电路的焊盘上。首先，确定主焊接机上主电路的被照校准参考(alignment references)的图象；分析这些数据以构成参考图象与焊接位置之间的关系；数据及关系被存入主文件中。其次，在从焊接机上，主参考图象数据被再生，从而基于这些图象的从焊接机的照明条件被重建；然后，在新产生的照明条件下产生从电路参考图象，并且补偿校准参考。最后，校正从电路的焊接位置以及从焊接机的焊接程序，从而相连焊件能被连到重新计算的正确的焊接位置。
本发明涉及高密度IC，特别是那些用在很高频率以及具有大量的输入/输出端和对封装外形、轮廓严格限制的IC。能在许多半导体器件系列，例如处理器，标准线性和逻辑产品，数字和模拟器件、高频和高功率器件上找到这些IC，包括大面积的以及小面积的芯片类别。由于本发明的目的在于设计具有小的几何形状和高可靠性的器件，它支持连续的伸缩(shrinking)应用，如蜂窝通信，寻呼机，硬盘驱动器，膝上计算机及医学检测仪器。
本发明的一个目的是提供一种用于重建从焊接机和被焊电路的工作照明条件，使它们与主焊接机和主电路上通用的工作照明条件相同的自动化系统及方法。电路的校准参考结构被用作对比和补偿装置。当自动执行校正时，由专家人工输入主输入数据。构成校准参考与焊盘之间关系的网络也已计算机化。此目的通过本发明的一个实施例来实现，该实施例用到一种计算机系统及自动收集，分析，和存储所需信息的计算机执行方法。
本发明的另一个目的是提供一种高灵活性的系统和方法。该目的通过本发明的三个子系统实施例主教学机/照明器；从再生器；及从校正器来实现。
*在主教学机中，一个支持用户人工输入的数据发生器从属于相同元件系列的主电路选择在特定照明条件下的校准参考的x-y位置，校准参考图象，以及焊盘x-y位置作为被焊接电路(“从电路”)。
一计算机化的分析发生器建立主电路焊接位置与校准参考图象之间的几何关系，该关系以x-y和极坐标的形式表达。所有数据及关系被存入主文件中作为主程序。
*在从再生器中，一个计算机化的恢复器将这些数据及关系下载到从焊接机上，该从焊接机被指定用于执行从电路上的焊接处理。
一个照明选择器，被提供最新捕获的在各种照明条件下的校准参考图象，该照明选择器重建与主程序产生期间所用照明条件相同的照明条件。
*在从校正器中，在所选的照明条件下捕获从电路的校准参考图象。根据这一输入，一比较校正器将这些图象与主文件中的校准参考图象比较，并对检测到的这两个图象或图象部分之间的任何位移，旋转，比例变化，歪斜进行校正。被修正的关系随后被用于校正从电路的焊盘位置。最后，从焊接机准备好在从电路的重新计算的焊盘上执行焊接处理。
本发明的另一个目的是提供在快速换向时间的最新计算的焊接位置，通过充分利用输入及分析发生器，恢复器，及校正器的计算流程的对称性和分支而无需花费很大力量。
本发明的另一个目的是介绍灵活的焊接程序教学，装载(“再生”)以及校正概念，这样它们就能被用于许多电子结构系列-从例如引线框架和互连器的零件延伸到元件封装，电子衬底，以及整个母板上的装配-它们是通用的，这样就能被用于不同产品的生产。
除了电子领域，本发明的计算机化系统和方法能被普遍用于从机器上照明条件的重建，该从机器准备对从物体的工作点进行处理，同时对主机器及具有与从物体类似结构的主物体也是适用的。
本发明的技术优点及目的将根据以下对本发明优选实施例的描述，并结合附图及附加权利要求中的新颖特征而更为清晰。


图1表示根据本发明的用于重建半导体芯片装配焊接机照明条件的计算机系统的框图。
图2表示与计算机化的主焊接机相连的输入数据发生器的详细框图。
图3表示与计算机化的主焊接机相连的分析发生器及主文件的详细框图。
图4是根据本发明的用于产生输入及分析方法的处理流程图。
图5表示与计算机化的从焊接机相连的从再生器，恢复器及照明选择器的详细框图。
图6是根据本发明从再生器所用方法的处理流程图。
图7表示与计算机化的从焊接机相连的比较校正器的详细框图。
图8是根据本发明的比较校正器及从焊接头所用方法的处理流程图。
具体实施例方式
在当前的半导体装配技术中，照明设置的大的变化会导致与计算机化的焊接机器(“焊接机”)相连的光学器件及摄像机所看到的图象的变化，这些变化将影响到模式识别系统准确定位起始点的位置以及焊盘位置。
根据本发明，在“主教学”时间内，校准参考与定位起始位位置坐标一起以数字形式存储在元件程序中。这些存储的图象能作为元件程序的一部分而在多个焊接机器之间被共用。当大量的器件需要被焊接。该元件程序将被装入机器中，并且模式识别系统被用于自动查找匹配参考。同时，将最新捕获的图象的质量与所存储的图象进行比较。由于所存储的图象是在程序产生期间由专家产生的，因此它们被认为是质量最好的图象。利用任何图象比较和/或质量测量标准，照明强度可以自动地被通报以取得可能的最接近的图象质量。通过在多个机器上重复相同的处理，所有的机器都能再生与程序产生期间由专家选定的图象具有相同质量的图象。
这一过程不仅提供了在各机器之间的标准化，还给出了每次不需人为干预的最优化方案。根据该照明和本发明教导的图象质量的再生，模式识别系统可望实现较高精度的识别。
在元件程序中存储的参考图象也能被用于使“再生”处理过程完全自动化(该处理过程在传统技术中需要操作员来参与)。使照明强度及图象质量最优化后，可用模式识别系统确定新元件上的匹配参考位置。从该位置数据及存储在元件程序中的坐标数据，能自动确定新的起始位位置而不需任何操作员的协助。此时，可以重新捕获参考图象以得到此单个机器上的更具代表性的图象。这样做能够补偿可能影响聚焦的微小差异以及其它图象失常。通过使图象再捕获处理完全自动化，能够完全排除掉传统的再生。
为了突出本发明范围，如图1方框图所概述的，需要指出本发明的贡献来自装配及焊接处理的三种方式*建立主焊接程序(“教学”)-确定焊接位置(x-y参数)。
-确定一组校准参考图象。
-在关系网络中建立焊接位置与校准参考图象位置之间的关系。
-将数据及关系存储在主焊接程序中。
*在从机器上再生过程(装载)-将存储的主程序恢复到另一选定的机器上(“从焊接机”)。
-捕获不同照明设置下的新的校准参考图象。
-比较图象的照明条件并选择用于这些参考的最佳设置。
*使用元件-特定校正来焊接从电路-捕获在选定的最佳照明设置下的新的元件图象。
-识别/量化存储的主程序与被焊电路(从电路)之间的任何位移，旋转，比例变化或歪斜。
-重新计算/校正焊接位置以与从电路匹配。
-用新计算的焊接位置进行焊接。
以上所列表示了本发明使用自动控制来解决存在于普通技术中的问题，即需要操作员来参与校正在不同照明条件下所焊接造成的特定问题。
在图1及更为详细的图2-8基础上对本发明的描述，将表明本发明并不限于IC，焊接机和焊接技术，而是能推广到如下类似任务，在这些任务中在有缺陷的或偏离所选主对象的对象上执行处理。
如图1的简化方框图所示意表明的，本发明的计算机化系统，用数字100来标记，不仅用于提供数据产生，而且还用于数据分析，该数据分析用以建立用于一IC焊接处理的校正的焊接指令。该系统提供了三个主要部件主教学机110，与位于主焊接机上的主电路相关；从再生器120，与从焊接机上的从电路相关；从校正器130，也与从焊接机上的从电路相关。
主教学机110由一专家人工收集数据。作为第一步，第一数据输入发生器111采集几何信息例如焊盘的x-y位置，校准参考的x-y位置，以及这些校准参考的图象。所有数据收集自与被焊电路在几何上有关的主IC，一般是一相同元件类型的IC处。
第一数据输入发生器111连接分析发生器112，也与主焊接机相关并且由专家人工操作，或自动操作。分析发生器112建立用于主焊接机的校准参考图象与焊盘几何信息之间的关系。特别是，这些关系用x-y数学方程式和/或极坐标数学方程式来表示。分析发生器112进一步构成这些关系的一个网络。然后该分析发生器将此关系网络与所有数据及焊盘的几何信息，校准参考图象一起存入主文件113。这些存储的数据被称为主焊接程序。它与主焊接机结合，也可与任何选定的作为从焊接机的焊接机结合。
与从焊接机相关的是从再生器及其进入部分，恢复器121；它可由计算机操作，或者由从焊接机的使用者来人工操作。恢复器121与主文件113结合，具有恢复存储在主文件113中任一信息和全部信息，以及任一关系的功能，以利于从焊接机。
此外，与从焊接机相关的是第二输入数据发生器122，用于在各种照明条件下从被焊电路上的校准参考收集图象，并使它们与被恢复器121所恢复的数据一起变得有效。
位于从再生器120内的照明选择器123将来自第二输入数据发生器122的数据与来自恢复器121的数据组合在一起。该组合数据被用于在从焊接机上重建相同的照明条件，该照明条件被主焊接机上元件主程序生成期间使用。
此外，与从焊接机相关的是从校正器130。它包括第三输入数据发生器131，用于重新捕获在选定的最佳照明设置下从电路上的校准参考图象。这些图象被送入比较校正器132。
比较校正器132与照明选择器123及第三输入数据发生器131耦合。该比较校正器132的作用之一是将新产生的校准参考图象与恢复的主校准参考进行比较。比较校正器132的另一个作用是用于补偿所发现的这两组图象之间的任何偏差。它进一步在被恢复的参考位置与焊接位置之间的关系基础上重新计算从电路点的位置，由此从焊接机的全部焊接程序被重新计算。受重新计算焊接程序的控制，计算机化的从焊接机能够将相连焊件连接到从电路焊盘上从而校正焊盘的位置，而不受误差及人工操作干预的影响。
计算机化的系统100一般能在建立期间重建照明条件，并恢复从机器的操作程序以准备用于工作在从物体的加工位置。这方面的例子有用于将原料沉积到物体表面的机器程序(如印刷，涂墨，喷墨)，或在模式安排下执行操作(如钻孔)。本发明原理适用于这些例子。
图2详细示出第一输入数据发生器111。第一组织器201用于选择校准参考结构图象的几何点。这一参考点的“教学”能人工执行。然后该组织器收集描述参考图象位置与大小的x-y位置，并将这些x-y位置数据存入文件202。文件202是用于保存参考图象的x-y位置。
由第一组织器得到的文件202与照明选择器203结合，该选择器人工选择各种照明条件。选择器203与收集器204耦合。该收集器可操作用于收集所述校准参考的原图象并将这些图象存入参考图象文件205。这一图象收集能人工执行。
由收集器得到的文件205与第二组织器206结合。第二组织器206用于选择焊盘，收集描述此焊盘位置及大小的x-y位置，并将这些x-y位置数据存入文件207。文件207用于保存焊盘点x-y位置。这一焊接点的“教学”能人工执行。
图3详细示出分析发生器的功能。分析发生器112是一计算机化的关系建立器。其操作是首先选择焊盘的x-y位置；然后表达它们相互的几何关系及它们与校准参考图象的关系。这些关系包括x-y坐标方程和极坐标方程式。结果，焊盘点与主电路参考图象之间关系的相互连接的网络被建立。
该相互连接的网络被存入主文件113中。此外，该主文件包括了全部几何数据以及焊盘和校准参考的图象。它代表主焊接程序。
本发明产生输入数据以及执行和存储数据分析的方法将结合图4所示的处理流程图描述。软件循环410提供校准参考输入数据和光线设置，软件循环420提供焊盘输入数据。循环410从三个输入步骤开始-411教授参考图象位置；-412教授参考图象大小；以及-413教授光线设置。
从这三个输入源收集的数据存入文件415。各获取循环之后，在门418提问，是否所有校准参考图象已被教授。如果回答“否”，就必须进行又一数据获取循环。当回答是“是”，输入处理进到循环420。
焊盘点循环420从输入步骤开始-421教授焊点位置。
从输入源收集的数据存入文件425。在各获取循环后，在门428提问，是否所有焊点已被教授。如果回答“否”，就必须进行又一数据获取循环。当回答是“是”，输入处理进到分析发生器430。
分析发生器430用存储在文件415中的数据与存储在文件425中的数据来构成如上所述的焊盘点与主电路的校准参考图象之间的关系。所得到的关系网络与全部数据一起被存入主文件440作为主焊接程序。
图5是从再生器(图1中的120)的详细方框图，它与从焊接机相关。从再生器的主要部分是恢复器500(图1中的121)，它与主文件113结合。该计算机化的恢复器用于下载需要的部分主焊接程序。恢复器500包括*校准参考图象位置加载器501，与主文件结合，可操作用于下载存储的校准参考x-y位置数据；*校准参考图象加载器502，与主文件和校准参考图象位置加载器501结合，可操作用于下载存储的主校准参考图象数据；该参考图象加载器502与照明选择器123内的照明比较器505耦合；*焊点加载器503，与主文件和参考图象加载器502结合，可操作用于下载存储的主焊盘x-y位置数据；*关系加载器504，与主文件和焊点加载器503耦合，可操作用于下载存储的主焊点位置与主校准参考图象之间的关系。
从再生器的另一个部分是第二输入数据发生器122。它捕获在各种照明条件下从IC上的校准参考结构的刷新图象，并将这些图象发送到照明选择器123内的照明比较器505。
计算机化的照明比较器505与存储的校准参考图象加载器502和第二输入数据发生器122结合，将新获取的图象与存储的图象比较，以找到最佳照明匹配。照明重建器506与照明选择器123内的照明比较器505耦合，选择和记录各个参考图象的最佳照明设置，并将结果发送到比较校正器132。
本发明的恢复数据和选择照明条件的计算机化方法用图6所示的从再生器处理流程描述。软件循环610提供来自第二输入数据发生器的输入。软件循环620提供照明比较与选择。软件循环630提供完整的处理。该处理流程以从主文件选择一个元件程序为开始，其后是两个装载步骤-611下载下一校准参考图象位置及大小。
-612下载校准参考图象。
接下来是循环610
-613比较图象的照明条件。
在每次比较后，在门618提问，该比较是否得到好的匹配，也就是匹配表明用于从电路图象的照明与主电路图象所用的照明相同。如果回答“否”，就必须执行又一数据比较循环610；所建立的不同照明设置的校准参考结构的另一个图象必须被捕获并利用第二输入数据发生器提供。当回答“是”，数据进到照明选择器内的选择步骤621。
-621选择用于经过学习的校准参考的新的照明设置。
在各选择之后，在门628提问，是否所有校准参考图象已被装入。如果回答“否”，就必须执行又一装入，比较和选择循环620。当回答“是”，恢复器下载另外的数据-631下载存储的主焊盘x-y位置数据。
-632下载存储的主焊接点位置与主校准参考图象之间的关系。
执行这些下载步骤后，在门638提问，是否所有下载数据是有效的。如果回答“否”，就必须执行又一从主文件的下载循环630。当回答“是”，从再生过程就完成，处理转入从焊接程序校正器。
从再生器120选择的照明条件被从校正器130使用，从校正器130与从焊接机相关并与图5中的照明选择器123耦合。图7详细示出从校正器130。第三输入数据发生器131产生在选定的最佳照明条件下从电路的校准参考图象。该第三输入数据发生器与比较校正器132耦合。
参见图7，文件701提供从主文件恢复的校准参考图象。文件701与参考比较器702结合。参考比较器702用于将存储在文件701中的校准参考图象与由第三输入发生器131提供的从电路校准参考图象进行比较。通过该比较过程，这两个图象或图象部分之间的任何偏差，例如位移，旋转，比例变化，或歪斜都被识别并量化，然后送入计算校正器703。
参考比较器702与计算校正器703耦合。进一步与计算校正器703结合的是文件704及文件705，文件704提供恢复的校准参考图象位置与焊接点位置之间的关系，文件705提供从主文件恢复的焊盘点位置(x-y位置)。
计算校正器703用自参考比较器702数据所提供的定量数据比较，文件705中的焊接点位置，文件704中的恢复关系重新计算被焊电路(从电路)上的焊盘位置。被校正的从电路焊盘坐标(x-y位置)现在能被送入焊接机器(焊接机)710。
计算机化的焊接机710与计算校正器703耦合，用作为从焊接机将相连焊件(导线，带状电缆，球体，针脚，等等)焊接到重新计算的焊盘位置(焊接程序)方位上的从电路焊盘上，该方位由计算校正器703提供。
本发明的用于计算，校正，使用焊盘数据的计算机化方法将结合图8所示的处理流程进行描述。该处理下述步骤开始-801将下一个被焊电路(从电路)送到焊接机工作位置(从焊接机)。
-802捕获在再生处理流程中选定的最佳(“相当的”)照明设置下从电路的新校准参考图象。
-803将从电路的新校准参考图象与恢复的新校准参考图象进行比较在各参考的比较后，在门808提问，是否所有参考已被比较(被定位)。如果回答“否”，就必须执行又一比较参考循环810。当回答“是”，处理流程进行到步骤821-821计算在此从电路上发现的任何位移，旋转，比例变化或歪斜，如图7所描述的。
-822重新计算从电路上的校正焊盘位置。
在各重新计算后，在门828提问，是否所有从电路焊盘位置是有效的。只要回答“否”，就必须执行又一重新计算和校正循环820。当回答“是”，从电路上的实际焊接处理8301就开始。
在循环830的最后，另一个电路准备好用于焊接处理，并经受如上所述的焊接流程。
尽管已对照实施例对本发明进行了描述，但并局限于这种描述。任何参照该描述对本发明实施例及其它实例的修改和组合对于本领域的技术人员来说都是显而易见的。因此所附的权利要求试图包括所有这样的修改或实施例。例如，本发明的计算机实施方法能用于重建任何从机器上的照明条件，可用于工作在任何从物体的工作位置，并包含以下步骤-产生输入数据，与主机器相关，该数据收集自主物体，在几何或关系曲线上与从物体有关，并包含工作位置的几何信息和参考点的图象；-产生用于构成参考点图象与主物体上工作位置的几何信息之间关系的网络；-存储该关系网络，以及主文件中的轮廓信息和图象作为可用的主程序；-恢复用于从机器的主程序；-产生输入信息，与从机器相关，该信息收集自从物体并包含在各种照明条件下参考点的图象；-选择照明并再造与生成所述主程序时所用照明条件相同的照明条件；-产生输入数据，与所述从机器相关，所述数据收集自所述从物体上在所选照明条件下的参考点图象；-将新产生的参考点图象与所述恢复的主参考点图象进行比较；-补偿所述两组图象之间发现的任何位移，旋转，比例变化，或歪斜；以及-在所述恢复的所述参考位置与所述工作位置间关系的基础上重新计算所述从物体工作点位置，从而校正用于工作在所述从物体的所述工作位置的所述从机器的所述可用程序。
权利要求
1.一种计算机化系统，用于重建准备工作在从对象的工作位置上的从机器的照明条件，包括第一输入数据发生器，与主机器相关，可操作用于收集自与所述从对象在轮廓或关系曲线上有关的主物体数据，包括工作位置的几何信息和被照参考位置的图象；分析发生器，与所述主机器相关并与所述第一输入数据发生器耦合，可操作用于构成用于所述主机器的所述参考位置图象与所述主对象上工作位置的几何信息之间的关系网络；主文件，与所述分析发生器结合，可操作用于存储所述关系网络，所述几何信息和所述图象作为操作主程序；恢复器，与所述从机器相关并与所述主文件结合，可操作用于恢复所述的操作主程序；第二输入数据发生器，与所述从机器相关，可操作用于产生在各种照明条件下所述从对象上所述参考位置的图象；照明选择器，与所述从机器相关，并与所述恢复器和所述第二输入数据发生器耦合，可操作用于重建与生成所述主程序时所用照明条件相同的照明条件；第三输入数据发生器，与所述从机器相关，可操作用于产生在所选照明条件下的所述从对象上的参考位置图象；以及比较校正器与所述从机器相关，与所述照明选择器和所述第三输入数据发生器耦合，可操作用于比较所述新产生的校准参考图象与所述恢复的主校准参考，补偿任何发现的偏差，并在所述恢复的所述参考位置与所述工作位置的关系基础上重新计算所述从对象点位置，由此所述从机器的所述操作程序被重新计算以工作在所述从对象的所述工作位置。
2.一种计算机化系统，用于重建准备将相连焊件焊到从集成电路焊盘上的从焊接机上的照明条件，包括第一输入数据发生器，与主焊接机相关，可操作用于收集自轮廓上与所述从集成电路有关的主集成电路的数据，包括焊盘的几何信息和校准参考图象；分析发生器，与所述主焊接机相关并与所述第一输入数据发生器耦合，可操作用于构成用于所述主焊接机的所述校准参考图象与所述焊盘的几何信息之间的关系网络；主文件，与所述分析发生器耦合，可操作用于存储所述关系网络，所述几何信息和几何信息图象作为主焊接程序；恢复器，与所述从焊接机相关并与所述主文件结合，可操作用于恢复所述主焊接程序；第二输入数据发生器与所述从焊接机相关，可操作用于产生在各种照明条件下所述从集成电路的所述校准参考图象；照明选择器，与所述从焊接机相关并与所述恢复器和所述第二输入数据发生器耦合，可操作用于重建与生成所述主程序时所用照明条件相同的照明条件；第三输入数据发生器与所述从焊接机相关，可操作用于产生在所选照明条件下的所述从电路的校准参考图象；以及比较校正器与所述从焊接机相关，与所述照明选择器和所述第三输入数据发生器耦合，可操作用于比较所述新产生的校准参考图象与所述恢复的主校准参考，补偿任何发现的偏差并在所述恢复的所述参考位置与所述焊接位置的关系基础上重新计算所述从电路点位置，由此所述从焊接机的所述焊接程序被重新计算以在所述从电路的所述焊盘上焊接。
3.如权利要求2所述的系统，其中所述第一输入数据发生器包括第一组织器可操作用于选择校准参考图象点和尺寸，收集与所述点相关的x-y位置，并将该x-y位置和尺寸数据存入参考图象x-y文件；选择器，与所述第一组织器耦合，可操作用于选择照明条件；收集器，与所述选择器耦合，可操作用于选择所述校准参考图象，并将所述图象存入参考图象文件；以及第二组织器，与所述选择器耦合，可操作用于选择焊盘，收集与所述焊盘相关的x-y位置，并将所述x-y位置数据存入焊盘x-y文件。
4.如权利要求3所述的系统，其中所述用于所述第一和第二组织器的输入数据以及所述收集器是由专家人工收集的。
5.如权利要求2所述的系统，其中所述焊接程序包括集成电路芯片装配的焊接参数。
6.如权利要求2所述的系统，其中所述图象是由照明形成的，光学器件，以及摄像机与所述计算机控制的焊接机耦合。
7.如权利要求2所述的系统，其中所述主焊接机是计算机控制的具有良好特性的独立焊接机。
8.如权利要求2所述的系统，其中所述从焊接机是任何计算机控制的焊接机。
9.如权利要求2所述的系统，其中所述主集成电路是用作为参考电路的集成电路。
10.如权利要求2所述的系统，其中所述从集成电路是与所述主集成电路类型相同的集成电路，所述从电路被所述从焊接机焊接。
11.如权利要求2所述的系统，其中所述分析发生器包括计算机化的关系建立器可操作用于选择所述焊盘的x-y位置并表达它们与所述校准参考图象的几何关系从而建立它们的相互连接网络；以及一个文件可操作用于存储所述相互连接网络作为所述主焊接程序。
12.如权利要求11所述的系统，其中所述相互连接网络用有x-y的方程式和极坐标的方程式表达。
13.如权利要求2所述的系统，其中所述恢复器包括校准参考图象位置加载器，与所述主文件结合，可操作用于下载所述存储的主校准参考x-y位置数据；校准参考图象加载器，与所述主文件和所述参考位置加载器结合，可操作用于下载所述存储的主校准参考图象数据；焊接点加载器，与所述主文件和所述参考图象加载器结合，可操作用于下载所述存储的主焊盘x-y位置数据；关系加载器，与所述主文件和所述焊接点加载器结合，可操作用于下载所述存储的所述主焊接点位置与所述主校准参考图象之间的关系。
14.如权利要求2所述的系统，其中所述照明选择器包括计算机化的比较器，与所述恢复器内的所述校准参考图象加载器及输入数据发生器耦合获取所述从集成电路的校准参考图象，可操作用于比较所述图象以找到最佳照明匹配；以及照明重建器，与所述比较器耦合，可操作用于重建用于各个参考图象的相同照明设置以重现所述主程序产生所用的设置。
15.如权利要求2所述的系统，其中所述比较校正器包括参考比较器，与所述主文件并与所述第三输入数据发生器结合，可操作用于将存储在所述主文件中的所述校准参考图象与在选择的最佳照明设置下捕获的从所述从电路输入的校准参考图象进行比较，并量化所述图象或图象部分之间的位移，旋转比例变化及歪斜；计算校正器，与所述参考比较器和所述主文件结合，可操作用于在所述比较器的定量数据比较和所述主文件中的所述焊接x-y位置数据的基础上重新计算所述从电路上焊盘位置；以及计算机化的焊接机，与所述计算校正器耦合，作为所述从焊接机将相连焊件加到由所述计算校正器的所述重新计算焊盘位置指定的所述从电路焊盘。
16.一种计算机执行方法，用于重建准备工作在从对象的工作位置的从机器的照明条件，包括以下步骤产生输入数据，与主机器相关，所述数据收集自主对象，在轮廓或关系曲线上与所述从对象有关，包括工作位置的几何信息和被照参考位置的图象；产生分析用于构成所述参考位置图象与所述主对象上工作位置的所述几何信息之间的关系网络；将所述关系网络，所述几何信息和所述图象存入主文件作为操作主程序；从所述从机器恢复所述主程序；产生输入数据，与所述从机器相关，自所述从对象收集的所述数据包括在各种照明条件下的参考位置图象；选择照明条件并再造与产生所述主程序是所用照明条件相同的照明条件；产生输入数据，与所述从机器相关，在所选照明条件下自所述从对象的参考位置图象收集所述数据；比较所述新产生的参考位置图象与所述恢复的主参考位置图象；补偿发现的所述两组图象之间的任何位移，旋转，比例变化或歪斜；以及在恢复的所述参考位置与所述工作位置的关系基础上重新计算所述从对象工作区位置，从而校正工作在所述从对象的所述工作区的所述从机器的所述操作程序。
17.一种计算机执行方法，用于再造准备将相连焊件加到从集成电路焊盘上的从焊接机上的照明条件，包括以下步骤产生与主焊接机相关的输入数据，所述数据收集自主集成电路，在轮廓上与所述从集成电路有关，并包含焊盘的几何信息和校准参考图象；产生分析用于构成所述校准参考图象与所述主电路上所述焊盘的几何信息之间的关系网络；将所述关系网络，所述几何信息和所述图象存入主文件作为主焊接程序；恢复所述从焊接机的所述主焊接程序；产生输入数据，与所述从焊接机相关，所述数据收集自所述从电路并包含在各种照明条件下所述从电路上所述校准参考图象；选择照明并重建与产生所述主程序时所用照明条件相同的照明条件；产生输入数据，与所述从焊接机相关，所述数据收集自重建照明条件下获取的所述从电路校准参考图象；比较所述新产生的校准参考图象与所述恢复的主校准参考图象；补偿所发现的所述两组图象之间的任何位移，旋转，比例变化，或歪斜；以及在所述恢复的所述参考位置与所述焊接点位置之间的关系基础上重新计算所述从电路焊接点位置，从而校正用于在所述从电路的所述焊盘上焊接的所述从焊接机的从焊接程序。
18.如权利要求17所述的计算机执行方法，其中所述从所述主电路产生输入数据的步骤包括选择校准参考点，收集与所述点相关的x-y位置，并将所述x-y位置数据存入参考x-y文件；选择所述校准参考图象，并将所述图象存入参考图象文件；以及选择焊盘，收集与所述焊盘相关的x-y位置，并将所述x-y位置数据存入x-y位置文件。
19.如权利要求17所述的计算机执行方法，其中所述产生分析以构成关系网络的步骤包括选择所述焊盘的x-y位置；表达所述x-y位置的共同的几何形状；表达所述x-y位置与所述校准参考图象的关系；建立所述几何形状与关系之间的相互连接网络包含用x-y表达和极坐标表达的方程式；以及将所述网络，所述几何形状及所述图象存入文件作为主焊接程序。
20.如权利要求17所述的计算机执行方法，其中所述恢复所述主焊接程序的步骤包括下载所述存储的主校准参考x-y位置数据；下载所述存储的主校准参考图象数据；下载所述存储的主焊盘x-y位置数据；以及下载所述主焊接点位置与所述主校准参考图象位置之间的所述关系。
21.如权利要求17所述的计算机执行方法，其中所述从所述从电路产生输入数据的步骤包括选择各种照明设置的校准参考图象；以及将所述图象存入从图象文件。
22.如权利要求17所述的计算机执行方法，其中所述选择步骤包括比较存储在所述主焊接程序中的所述校准参考图象与存储在所述从图象文件中的所述校准参考图象；以及选择最佳照明匹配，从而重建与产生所述主程序所用照明条件相同的照明条件，并完成从再生。
23.如权利要求17所述的计算机执行方法，其中所述比较步骤包括在从再生期间获取的所选最佳匹配照明设置下捕获所述从电路的校准参考图象；比较所述新捕获的校准参考图象与所述恢复的主校准参考图象；以及计算和补偿所述校准参考图象之间的任何位移，旋转，比例变化，或歪斜。
24.如权利要求17所述的计算机执行方法，其中所述校正步骤包括恢复所述下载的所述主焊接点位置与所述主校准参考图象之间的关系；在所述主文件中所述焊盘的所述x-y位置和所述比较步骤中发现的任何位移，旋转，比例变化，或歪斜的基础上重新计算所述从电路的所述焊盘的x-y位置；以及校正所述从焊接机的所述焊接程序，为所述从焊接机以相连焊件加到所述从电路的所述焊盘上作准备。
全文摘要
一种计算机化的系统和方法，用于当准备将相连焊件加到从集成电路的焊盘上时重建从焊接机的照明条件。第一步，确定主焊接机上主电路的被照校准参考图象；分析这些数据以构成参考图象与焊接位置之间的关系；数据及关系被存入主文件。第二步，在从焊接机上，再生主参考图象数据，从而在这些图象基础上重建从焊接机的照明条件。第三步，产生在新建照明条件下从电路参考图象，并补偿校准参考。第四步，从电路的焊接位置和从焊接机的焊接程序被校正从而使相连焊件能被加到重新计算的正确焊接位置。
文档编号H01L21/68GK1722143SQ200510082400
公开日2006年1月18日 申请日期2001年5月23日 优先权日2000年5月23日
发明者S·K·科杜里, D·J·博恩 申请人:德克萨斯仪器股份有限公司