[发明专利]一种芯片焊点的定位方法

说明书

技术领域

本发明涉及芯片焊接封装领域，具体涉及一种芯片焊点的定位方法。

背景技术

芯片封装是指将芯片安装、固定、密封于封装基板中，并将其上的I/O点用导线连接到封装外壳引脚上的过程。芯片封装的主要流程包括硅片测试和拣选、分片、贴片、引线键合、塑料封装和最终封装与测试。其中，贴片过程又叫芯片粘贴，是将芯片固定于封装基板或引线框架的芯片基板上的处理过程。贴片的方式主要有共晶粘贴法、焊接粘贴法、导电胶粘贴法和玻璃胶粘贴法。

在贴片过程中产生的贴片误差主要包括：芯片和基板相对预先定义的标准坐标位置的偏差值、芯片和引线框架在制造过程中产生的尺寸误差以及引线键合时固定引线框架产生的定位误差，这些误差都是随机误差，无法通过预先判断误差大小的方式来消除。因此，单纯通过加强对运动平台的控制来提高精度减小误差已经不能满足芯片封装的发展需求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种芯片焊点的定位方法，其可有效解决上述问题，为引线键合头提供定位修正参数，提高引线键合的精度。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方进行实施：

一种芯片焊点的定位方法，包括对位于设定位置的芯片和贴片基板进行图像采集，对采集的图像进行分析处理得出芯片和贴片基板的实际坐标位置，将芯片和贴片基板的实际坐标位置与芯片和贴片基板的设定坐标位置进行比较得出芯片和贴片基板的坐标偏移量以及角度偏移量，依据坐标偏移量和角度偏移量对引线键合头位置进行调整，然后进行引线键合。

具体的方案为：

对芯片和贴片基板进行图像采集的具体方法为：通过计算机机器视觉系统采集位于设定位置的带有芯片的引线框架贴片基板的图像，然后提取图像中的ROI区域并保存ROI区域的坐标参数，所述的RIO区域图像为只包括芯片和贴片基板图像的局部区域。

采集的图像进行分析处理的具体方法为：在ROI区域中提取芯片和贴片基板的虚拟角点，依据虚拟角点拟合芯片和贴片基板的最小外接矩形，然后依据最小外接矩形确定设定的芯片和贴片基板的实际坐标位置。

ROI区域中提取的芯片和贴片基板的虚拟角点分别有四个，在四个虚拟角点中任意选取其中三个点构成一个虚拟角点组，使用矩形判定准则对虚拟角点组判定，误差最小的组认为是芯片/基板的实际最小外接矩形，再通过对误差最小组的第四个角点求解，得到芯片和基板的最小外接矩形。

详细的操作为：

一、首先由机器视觉系统获取芯片和引线框架贴片基板部位的数字图像，通过图像预处理模块提取图像中芯片和引线框架贴片基板的图像。确定芯片和贴片基板的ROI区域时，应将该区域作为图像处理的核心区域，处于ROI区域之外的图像都不予考虑。对芯片和贴片基板的图像进行批量化处理时，不再重新设定ROI区域和函数参数并且保证光学环境、芯片与引线框架型号不变的条件。

二、针对ROI区域内的芯片和贴片基板图像，分别提取芯片和贴片基板的虚拟角点。对图像进行预处理之后，得到的是单边缘像素的图像，由于芯片和引线框架基板在制造中存在一定误差，并且在环境中受到氧化，得到的边缘图像不是规则的直线段，因此发明中通过提取边缘图像上的特征点，对特征点进行拟合得到边缘直线方程。对该区域处理时记录预处理函数和虚拟角点提取算法的参数，对预定义的ROI区域调用预先确定参数的预处理函数和虚拟角点提取算法，逐个提取芯片和引线框架贴片基板的虚拟角点。

三、计算出的虚拟角点结合外接矩形判定准则拟合芯片和贴片基板的最小外接矩形，并计算出外接矩形的中心位置和轴向偏角，将外界矩形的中心位置和轴向偏角作为芯片和贴片基板的实际定位参数。芯片和贴片基板中心点的实际坐标位置是相对于芯片和贴片基板的设计位置经过坐标平移和旋转变换得到。通过对基板和芯片几何中心坐标的求解，可以得到芯片和贴片基板的实际坐标位置和偏移角度。

四、由芯片和贴片基板的实际坐标位置参数计算出相对于设定坐标位置的坐标偏移量和转角偏移量，以偏移量作为引线键合头的定位修正参数，针对每片芯片对引线键合头定位进行在线修正，提高引线键合质量。

由于芯片和基板上存在很多直线段，而这些直线段并不是需要检测的芯片和基板边缘，这给边缘特征点提取带来很大的干扰和困难。因此首先在机器视觉系统采集到的数字图像中设置ROI区域，直接剔除可能产生干扰的其他线段，针对ROI区域内的芯片和贴片基板图像确定提取虚拟角点的相关函数参数。