熱超聲倒裝鍵合實(shí)驗(yàn)臺(tái)視覺定位系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與研究.pdf

1、微電子技術(shù)的發(fā)展，要求芯片具有更小的尺寸、更多的I/O、更高的性能和可靠性，這對(duì)芯片封裝裝備提出了更大的挑戰(zhàn)，面陣列封裝技術(shù)迎合了這一發(fā)展趨勢(shì)，熱超聲倒裝鍵合是一種綠色無鉛面陣列封裝技術(shù)，是最具有潛力的下一代封裝技術(shù)之一。在熱超聲倒裝鍵合工藝中定位精度與鍵合質(zhì)量密切相關(guān)，視覺定位技術(shù)是芯片熱超聲倒裝設(shè)備的關(guān)鍵技術(shù)之一。本文設(shè)計(jì)和研究了熱超聲倒裝鍵合實(shí)驗(yàn)臺(tái)視覺定位系統(tǒng)成像系統(tǒng)、照明系統(tǒng)，完成了圖像識(shí)別軟件的設(shè)計(jì)與開發(fā)，提出了基于HexSi

2、ght特點(diǎn)的熱超聲倒裝鍵合實(shí)驗(yàn)臺(tái)視覺系統(tǒng)的解決方案。本文的工作主要包括： (1)根據(jù)熱超聲實(shí)驗(yàn)臺(tái)中視覺定位系統(tǒng)的功能要求，提出了一種改進(jìn)的雙CCD取像光路，此光路繼承了雙CCD成像系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)，并縮小了上視CCD的安裝空間。在研究和借鑒通用視覺系統(tǒng)的基礎(chǔ)之上，完成了熱超聲倒裝鍵合實(shí)驗(yàn)臺(tái)視覺系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)。 (2)根據(jù)芯片和基板表面材料特性、CCD光學(xué)特性，通過實(shí)驗(yàn)對(duì)比和理論研究，設(shè)計(jì)了一種以環(huán)形LED光源為主、多個(gè)LED珠

3、為輔的視覺系統(tǒng)照明光源，獲得了輪廓特征清晰、對(duì)比度高的數(shù)字圖像。為解決環(huán)境光改變后，需多次調(diào)節(jié)光源亮度的問題設(shè)計(jì)了一數(shù)字可調(diào)LED電源，利用PC機(jī)串口控制各路輸出電壓，并循環(huán)顯示各個(gè)電壓值，同時(shí)可以保存調(diào)試結(jié)果，在需要時(shí)加載。 (3)利用圖像的幾何變換和理想相機(jī)小孔成像模型理論，推導(dǎo)了兩CCD圖像坐標(biāo)系問的數(shù)學(xué)關(guān)系，統(tǒng)一了雙CCD分別對(duì)芯片和基板識(shí)別定位的結(jié)果，實(shí)現(xiàn)了芯片與基板鍵合點(diǎn)的對(duì)準(zhǔn)，為開發(fā)自主產(chǎn)權(quán)的熱超聲倒裝鍵合實(shí)驗(yàn)臺(tái)圖

4、像處理系統(tǒng)奠定了基礎(chǔ)。 (4)以HexSight為基礎(chǔ)開發(fā)了熱超聲倒裝鍵合實(shí)驗(yàn)臺(tái)視覺定位軟件，對(duì)系統(tǒng)雙CCD控制資源的分配、同一搜索模式庫的對(duì)象識(shí)別、對(duì)象部分偏離視場(chǎng)時(shí)的搜索、反置芯片的識(shí)別等問題的解決方法進(jìn)行了詳細(xì)介紹。最后根據(jù)對(duì)芯片進(jìn)行定位的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，分析了視覺定位系統(tǒng)的單項(xiàng)誤差和綜合誤差，并對(duì)識(shí)別結(jié)果提出了兩種優(yōu)化方法，進(jìn)一步提高了視覺定位軟件的定位精度。 實(shí)驗(yàn)證明本視覺系統(tǒng)對(duì)于任意位姿的對(duì)象識(shí)別具有較好的穩(wěn)定性，