專利名稱：一種倒裝對位方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及微電子制造裝備領(lǐng)域中一種對位方法，具體提供了一種在規(guī)定的精度內(nèi)，將兩個料件彼此倒裝互聯(lián)起來時相互對準的方法和裝置。
背景技術(shù)：
在目前的微電子制造裝備的生產(chǎn)過程中，機器視覺被廣泛采用輔助完成產(chǎn)品的全自動對位過程，特別是在倒裝芯片(Flip Chip)領(lǐng)域，如將芯片封裝在帶電路的玻璃基板上的過程(COG, Chip on Glass)，將芯片封裝在柔性電路板上的過程(COF，Chip on FPC)，以及將芯片封裝于一般的印刷電路板上的過程(COB, Chip on Board)等,芯片通常安裝在帶電路基板上的某些指定位置，這就需要在安裝之前對芯片和帶電路基板進行準確定位。機器視覺輔助對位具有精度高，速度快等優(yōu)點，在對位過程中起到人眼放大的作用，通常由影像擷取單元和圖像處理計算軟件組成。 隨著倒裝芯片密度的提高，機器視覺對位需借助精密的移動支撐平臺完成芯片與基板間相對位置的矯正，機器視覺對位的最終精度也取決于該移動支撐平臺的機械精度。另外，為了獲得更多的需對位料件的標記，機器視覺的影像擷取單元也需安裝于移動支撐平臺，該移動支撐平臺需要較高的機械精度以降低對機器視覺系統(tǒng)本身造成的誤差。由此可見，精密的移動支撐平臺是機器視覺實現(xiàn)高精度全自動對位的重要輔助。目前采用的機器視覺進行倒裝對位方法及裝置主要有兩種一種是將兩個影像擷取單元向上置于兩個需對位料件的下方(如CN100375132)，由下向上擷取標記圖像，在對位過程中，兩個影像擷取單元首先記錄一料件的兩個不同標記，然后記錄另一料件上的兩個不同標記，接下來通過圖像處理計算獲得兩個料件的實際偏差與預(yù)定偏差的差值，移動至少一個料件，使兩個料件的相對位置進入預(yù)定偏差的容許精度內(nèi)，這種方法的缺陷在于通常僅適用于至少一個料件為透明材料的情況下，如COG封裝等。另一種是將兩個影像擷取單元分別向上和向下置于兩個需對位料件的中間(如CN 1659694A)，在對位過程中，兩個影像擷取單元分別記錄對應(yīng)料件的兩個不同標記，然后通過圖像處理計算獲得兩個料件的實際偏差與預(yù)定偏差的差值，移動至少一個料件，使兩個料件的相對位置進入預(yù)定偏差的容許精度內(nèi)。在上述兩種對位方法及裝置中，至少一個料件的移動需要精密的移動支撐平臺完成，影像擷取單元在記錄不同型號料件的標記，以及同一料件的不同標記時，也需要精密的移動支撐平臺輔助，多個移動支撐平臺的使用一方面容易增加平臺運動過程中的定位不準確，另一方面也增加了系統(tǒng)振動，容易造成對位不準，此外，多個精密移動支撐平臺的使用也增加的機器視覺對位系統(tǒng)的成本。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于針對上述技術(shù)問題，提供一種倒裝對位方法，及實現(xiàn)該對位方法的裝置，通過該方法進行機器視覺對位僅需一個精密的移動支撐平臺的輔助，精簡機構(gòu)，節(jié)約成本。
為實現(xiàn)這一目的，本發(fā)明所采用的方法是一種倒裝對位方法，其特征在于包括提供第一識別裝置和固定支撐平臺，所述第一識別裝置安裝在固定支撐平臺上，將第一料件吸附于該固定支撐平臺，一種倒裝對位方法，還包括第二識別裝置和移動支撐平臺，所述第二識別裝置安裝在移動支撐平臺上，將一第二料件吸附于該移動支撐平臺，移動該移動支撐平臺，用第一識別裝置識別第二料件的至少一個對位標記的位置并記錄，移動該移動撐平臺，用第二識別裝置識別第一料件的至少一個對位標記的位置并記錄，通過圖像處理，計算得出第一料件位置相對第二料件位置的實際偏差與預(yù)定偏差的差值，移動該移動支撐平臺，矯正第二料件的位置，使第二料件的位置相對于第一料件的位置進入預(yù)定偏差的容許精度內(nèi)。其中，用基準量規(guī)校準與所述移動支撐平臺移動過程相伴隨的位置識別的誤差。根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案所述，所述移動支撐平臺在移動過程中發(fā)生的由機械原因引起的偏移量，在識別所述料件的對位標記時，疊加該偏移量，以此矯正由機械原因引起的
誤差。 根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案所述，在對位過程中，為提高效率，所述移動支撐平臺在移動過程中考慮不同料件的不同對位標記之間的實際偏差，選擇最短移動行程。利用本發(fā)明所提供的對位方法進行對位后，將所述第一料件和第二料件倒裝互聯(lián)起來，通過采用這樣的倒裝方法，可實現(xiàn)高精度的全自動對位和互聯(lián)。另一方面，本發(fā)明提供了一種對位裝置，包括第一識別裝置和固定支撐平臺，以及第二識別裝置和移動支撐平臺，所述第一識別裝置安裝在固定支撐平臺上，所述固定支撐平臺用以吸附第一料件，所述第二識別裝置安裝在移動支撐平臺上，第一識別裝置和固定支撐平臺在第二識別裝置和移動支撐平臺的上方，所述移動支撐平臺用以吸附一第二料件，在對位過程中，通過所述移動支撐平臺移動第二料件，使第一識別裝置識別第二料件的至少一個對位標記的位置并記錄，通過所述移動支撐平臺移動第二識別裝置，使第二識別裝置識別第一料件的至少一個對位標記的位置并記錄，根據(jù)圖像處理及計算得出的第一料件位置相對第二料件位置的實際偏差與預(yù)定偏差的差值，通過所述移動支撐平臺矯正第二料件的位置，使第二料件的位置相對于第一料件的位置進入預(yù)定偏差的容許精度內(nèi)。其中，有校準與所述移動支撐平臺移動過程相伴隨的位置識別的誤差基準量規(guī)。此外。所述識別裝置為影像擷取單元，所述第一料件可由芯片構(gòu)成，所述第二料件可由帶電路基版組成。移動支撐平臺為通過電機帶動的實現(xiàn)X，Y方向平動及Z方向轉(zhuǎn)動的三自由度平臺。本發(fā)明的有益效果是
根據(jù)本發(fā)明的方法和裝置，在機器視覺輔助對位過程中僅需一個精密的移動支撐平臺，同時還能獲得高精度的對位產(chǎn)品，有效降低了機器視覺對位系統(tǒng)的成本。


本發(fā)明將通過例子并參照附圖的方式說明，其中
圖I是根據(jù)本發(fā)明一實施例的對位裝置的結(jié)構(gòu)示意 圖2至圖7是根據(jù)本發(fā)明一實施例的對位方法的過程示意圖。
具體實施例方式本說明書中公開的所有特征，或公開的所有方法或過程中的步驟，除了互相排斥的特征和/或步驟以外，均可以以任何方式組合。本說明書(包括任何附加權(quán)利要求、摘要和附圖)中公開的任一特征，除非特別敘述，均可被其他等效或具有類似目的的替代特征加以替換。即，除非特別敘述，每個特征只是一系列等效或類似特征中的一個例子而已。圖I是根據(jù)本發(fā)明一實施例的對位裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。根據(jù)目前機器視覺輔助對位的要求，本發(fā)明的一實施例提供了一種對位裝置I如圖I所示，包括第一識別裝置2和固定支撐平臺3，以及第二識別裝置4和移動支撐平臺5，其特征在于所述第一識別裝置2安裝固定于固定支撐平臺3，固定支撐平臺3的底部吸附有第一料件6 (未示出)，所述第二識別裝置4安裝固定于移動支撐平臺5，移動支撐平臺5的 上部吸附有第二料件7，在對位過程中，通過所述移動支撐平臺5移動第二料件7，使第一識別裝置2從上向下識別第二料件7的至少一個對位標記的位置并記錄，通過所述移動支撐平臺5移動第二識別裝置4，使第二識別裝置4從下向上識別第一料件6的至少一個對位標記的位置并記錄，根據(jù)圖像處理及計算得出的第一料件6位置相對第二料件7位置的實際偏差與預(yù)定偏差的差值，通過所述移動支撐平臺5矯正第二料件7的位置，使第二料件7的位置相對于第一料件6的位置進入預(yù)定偏差的容許精度內(nèi)。由此可以看出，根據(jù)本發(fā)明的一實施例的對位裝置I僅包含一個精密的移動支撐平臺，裝置I在機器視覺輔助對位過程中，第二識別裝置4和第二料件7固定于同一個移動支撐平臺5，通過移動支撐平臺5的移動，可分別完成第一識別裝置2對第二料件7的識別定位以及第二識別裝置4對第一料件6的識別定位。與目前常用的機器視覺對位裝置相t匕，對位裝置I節(jié)省了單獨支撐識別裝置的精密移動支撐平臺，同時保證了對位精度，具有明顯的優(yōu)勢。 在本發(fā)明的一實施例中，上述移動支撐平臺5為是通過電機帶動的實現(xiàn)X，Y方向平動及Z方向轉(zhuǎn)動三自由度平臺，考慮到整個對位過程電動運動平臺5頻繁移動，在本發(fā)明的一實施例中包含校準與所述電動運動平臺5移動過程相伴隨的位置識別的誤差的基準量規(guī)(未示出)。此外，在本發(fā)明的一實施例中，上述第一識別裝置2與第二識別裝置4可采用影像擷取單元，第一料件6由芯片構(gòu)成，第二料件7由帶電路基版組成。但是，在本發(fā)明中只要滿足規(guī)定的要素，對這兩個料件的種類沒有特別限制。圖2至圖7是根據(jù)本發(fā)明一實施例的對位方法的過程示意圖。圖2示出了第一識別裝置2和固定支撐平臺3，以及第二識別裝置4和移動支撐平臺5，其中，第一識別裝置2安裝固定于固定支撐平臺3，第一料件6吸附于固定支撐平臺3的底部，第二識別裝置4安裝固定于移動支撐平臺5，第二料件7吸附于移動支撐平臺5的上部，所述第一料件6根據(jù)本發(fā)明一事實例包含對位標記8和對位標記9，所述第二料件7根據(jù)本發(fā)明一事實例包含對位標記10和對位標記11。首先，識別對位標記11，如圖3所示，根據(jù)本發(fā)明一事實例的對位標記11的位置，向左并向前移動所述移動支撐平臺5，使第一識別裝置2由上向下對準第二料件7的對位標記11所在區(qū)域，并識別記錄對位標記11。
然后，識別對位標記8，如圖4所示，根據(jù)本發(fā)明一事實例的對位標記8的位置，向右并向后移動所述移動支撐平臺5，使第二識別裝置4由下向上對準第一料件6的對位標記8所在區(qū)域，并識別記錄對位標記8。然后，識別對位標記9，如圖5所示，根據(jù)本發(fā)明一事實例的對位標記9的位置，向右移動所述移動支撐平臺5，使第二識別裝置4由下向上對準第一料件6的對位標記9所在區(qū)域，并識別記錄對位標記9。然后，識別對位標記10，如圖6所示，根據(jù)本發(fā)明一事實例的對位標記10的位置，向右并向前移動所述移動支撐平臺5，使第一識別裝置2由上向下對準第二料件7的對位標記10所在區(qū)域，并識別記錄對位標記10。最后，對準第一料件6與第二料件7，如圖7所示，根據(jù)上述對位標記的紀錄結(jié)果，通過圖像處理，計算得出第一料件6的位置相對第二料件7的位置的實際偏差與預(yù)定偏差的差值，根據(jù)本發(fā)明一事實例向左并向前移動所述移動支撐平臺5，矯正第二料件7的位置，使第二料件7的位置相對于第一料件6的位置進入預(yù)定偏差的容許精度內(nèi)。 參考上述對位標記的識別順序，在本發(fā)明一實施例中，對位標記的識別順序應(yīng)考慮不同料件的不同對位標記之間的實際偏差，由移動支撐平臺5選擇最短移動行程，以提高生產(chǎn)效率。此外，考慮上述移動支撐平臺5在移動過程中發(fā)生的由機械原因引起的偏移量，在本發(fā)明一實施例中，當識別所述料件的對位標記時，疊加該偏移量，以此矯正由機械原因引起的誤差。此外，在圖7所示的第一料件6與第二料件7完成對準后，在本發(fā)明一實施例中，可將第一料件6與第二料件7倒裝互聯(lián)起來，通過采用這樣的倒裝方法，可實現(xiàn)高精度的全自動對位和互聯(lián)?？傊?，本領(lǐng)域技術(shù)人員理解，在不偏離本發(fā)明的原理的情況下，可以對優(yōu)選實施例進行多種變化和修改，因此，所公開的本發(fā)明的優(yōu)選實施例只在一般的和描述的意義上得以使用，而不用于限制的目的。如上所述，根據(jù)本發(fā)明的對位方法及裝置，僅需要一個精密的移動支撐平臺輔助，同時還能獲得高精度的對位產(chǎn)品，有效降低了機器視覺輔助對位的成本。本發(fā)明并不局限于前述的具體實施方式
。本發(fā)明擴展到任何在本說明書中披露的新特征或任何新的組合，以及披露的任一新的方法或過程的步驟或任何新的組合。
權(quán)利要求
1.一種倒裝對位方法，其特征在于包括提供第一識別裝置(2)、固定支撐平臺(3)、第二識別裝置(4)和移動支撐平臺(5)，所述第一識別裝置(2)安裝在固定支撐平臺(3)上，將第一料件(6)吸附于該固定支撐平臺(3)上，第二識別裝置(4)安裝在移動支撐平臺(5)上，將第二料件(7)吸附于該移動支撐平臺(5)上，移 動該移動支撐平臺(5)，用第一識別裝置(2)識別第二料件(7)的至少一個對位標記的位置并記錄，移動該移動撐平臺(5)，用第二識別裝置(4)識別第一料件(6)的至少一個對位標記的位置并記錄，通過圖像處理，計算得出第一料件(6)位置相對第二料件(7)位置的實際偏差與預(yù)定偏差的差值，移動該移動支撐平臺，矯正第二料件(7)的位置，使第二料件(7)的位置相對于第一料件的位置進入預(yù)定偏差的容許精度內(nèi)； 其中，用基準量規(guī)校準與所述移動支撐平臺移動過程相伴隨的位置識別的誤差。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種倒裝對位方法，其特征是，所述移動支撐平臺(5)在移動過程中發(fā)生的由機械原因引起的偏移量，在識別所述料件的對位標記時，疊加該偏移量，以此矯正由機械原因引起的誤差。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種倒裝對位方法，其特征是，在對位過程中，為提高效率，所述移動支撐平臺在移動過程中考慮不同料件的不同對位標記之間的實際偏差，選擇最短移動行程。
4.一種倒裝對位裝置，其特征在于包括第一識別裝置(2)、固定支撐平臺(3)、第二識別裝置(4)、移動支撐平臺(5)、第一料件(6)和第二料件(7)，所述第一識別裝置(2)安裝在固定支撐平臺(3)上，所述第一料件(6)吸附在固定支撐平臺(3)上，所述第二識別裝置(4)安裝在移動支撐平臺(5)上，第一識別裝置(2)和固定支撐平臺(3)在第二識別裝置(4)和移動支撐平臺(5 )的上方，所述第二料件(7 )吸附在移動支撐平臺(5 )上。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種倒裝對位裝置，其特征在于第一料件(6)由芯片構(gòu)成，所述第二料件(7)可由帶電路基版組成。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種倒裝對位裝置，其特征在于所述識別裝置為影像擷取單元。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種倒裝對位裝置，其特征在于所述移動支撐平臺(5)為通過電機帶動的實現(xiàn)X，Y方向平動及Z方向轉(zhuǎn)動的三自由度平臺。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種倒裝對位方法及裝置，包括第一識別裝置和固定支撐平臺，該第一識別裝置安裝在固定支撐平臺上，第二識別裝置和一移動支撐平臺，該第二識別裝置安裝在移動支撐平臺上，將一第二料件吸附于該移動支撐平臺，移動該移動支撐平臺，用第一識別裝置識別第二料件的至少一個對位標記的位置并記錄，移動該移動支撐平臺，用第二識別裝置識別第一料件的至少一個對位標記的位置并記錄，移動該移動支撐平臺，矯正第二料件的位置，使第二料件的位置相對于第一料件的位置進入預(yù)定偏差的容許精度內(nèi)。本發(fā)明的方法和裝置，在機器視覺輔助對位過程中僅需一個精密的移動支撐平臺，同時還能獲得高精度的對位產(chǎn)品，有效降低了機器視覺對位系統(tǒng)的成本。
文檔編號H01L21/68GK102881621SQ201210399499
公開日2013年1月16日 申請日期2012年10月19日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月19日
發(fā)明者賈磊 申請人:無錫尚實電子科技有限公司