Устройство для определения координат контактных площадок кристалла

 

Изобретение относится к устройствам для автоматического совмещения кристалла интегральньп схем и рабочего инструмента сварочного оборудования для установки проволочных выводов . Изобретение позволяет повысить точность определения координат, Контактных площадок при сканировании кристалла телевизионньм датчиком 1 за счет сравнения в логическом блоке 8 юс.координат по осям X и У, хранящихся в блоках памяти 5 и 9, с координатами помех в изображении кристалла. 2 3.п. ф-лы, 4 ил. (Л

СОЮЗ OOSETCHHX

IIWHChfk

РЕСПУБЛИК (1Ю (11) аи) 4 С 06 К 9/32

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬПЪЙ

ОПИСАНИЕ $306PETEHHR

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3741593/24-24 (22) 11.05.84 (46) 07.01.86. Бюл. № 1 (72) Е.Е. Онегин, В.К. Урбанович и В.А. Зенькович (53) 621.327.12(088.8) (56) Отчет НИР № 102930 ДА 68001-2

ЦНИИ Электроника, 1981.

Авторское свидетельство СССР № 860007, кл. С 05 В 19/18, опублик. 1981, (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ

КООРДИНАТ КОНТАКТНЫХ ПЛОЩАДОК КРИСТАЛЛА (57) Изобретение относится к устрой" ствам для автоматического совмещения кристалла интегральных схем и рабочего инструмента сварочного оборудования для установки проволочных выводов. Изобретение позволяет повысить точность определения координат, контактных площадок при сканировании г кристалла телевизионным датчиком 1 за счет сравнения в логическом блоке 8 их.координат по осям Х и У, хранящихся в блоках памяти 5 и 9, с координатами помех в изображении кристалла.

2 з.п. ф-лы, 4 ил.

1203553

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в системах автоматического совмещения кристалла ИС и рабочего инструмента сварочного оборудования при производстве ИС, в частности для автоматических установок проволочных выводов.

Целью изобретения является повышение точности устройства.

На фиг, I приведена блок-схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 — блок-схема первого логического блока; на фиг. 3 — блок-схема второго логического блока; на фиг. 4 — кристалл интегральной микросхемы в поле телевизионного растра и осцилограмма видеоимпупьсов от контактных площадок кристалла.

Устройство содержит телевизионный датчик 1 (фиг. 1) первый логический блок 2, первый цифроаналоговый преобразователь 3, первьй сумматор 4, первый блок 5 памяти, второй цифроаналоговый преобразова— тель 6, второй сумматор 7, второй логический блок 8 и второй блок 9 памяти, Первый логический блок 2 содержит (фиг. 2) первый 10, второй 11 и третий 12 триггеры, пятый элемент И 13, четвертый элемент И 14, шестой элемент И 15 реверсивный счетчик l6, пятый счетчик 17, шестой счетчик 18, четвертый цифроаналоговьй преобразователь 19, третий цифроаналоговый преобразователь 20, пятый аналогоцифровой преобразователь 21, делитель 22 и второй генератор 23 импульсов.

Второй логический блок 8 содержит (фиг. 3) третий счетчик 24, первьй элемент И 25, третий элемент

И 26, второй счетчик 27, четвертый счетчик 28, первый блок 29 сравнения, второй блок 30 сравнения, второй элемент И 31, первый генератор

32 импульсов и первый счетчик 33.

Устройство работает следующим образом.

При помощи телевизионного датчика 1 оптическая информация об истинном положении объекта на плоскости (в данном случае полупроводникового кристалла 34 интегральной схемы, фиг. 4) прео6разуется телевизионный сигнал, который поступает на обработку в блок 2. В блоке 2

45 определяются координаты х и у и угол поворота кристалла 34 относительно телевизионного датчика 1. Оптическое изображение кристалла 34 (фиг.4) интегральной схемы представляет собой чередование светлых и темных участков изображения. В качестве информационных участков изображения приняты контактные площадки 35 кристалла 34. Каждая строка телевизионного сигнала начинается и заканчивается строчным синхроимпульсом 36, пересекая поле изображения по горизонтали и заполняет весь кадр по вертикали, образуя телевизионный растр. Строка телевизионного сигнала пересекает изображение кристалла 34.В месте, где она пересекает контактную плодащку 35, появляется видеоимпульс 37. Для определения положения кристалла достаточно . определить координаты двух контакт— ных площадок. Полученные координаты используются для определения угла поворота кристалла 34 относительно начала координат. Кристалл смещен по координатам х и у и углу Ч относительно начала координат. Для того, чтобы определить .координать1 всех контактных площадок кристалла относительна этих координат достаточно определить координаты двух контактных площадок, максимально удаленных друг от друга. Зная адресные координаты всех остальных контактных площадок, можно опредеi лить:истинные координаты каждой из этих точек относительно начала координат. Лдресные координаты — это координаты всех контактных площадок кристалла относительно одной из них, хранящиеся в блоках 5 и 9 памяти (фиг. 1). Например, адресные координаты контактных площадок обозначеныр как х и у . Выражение для а р сц,р координат любой контактной площадки может быть записано как

l =Хтел+ Чад з т Ц+ х д, (1)

Г Ol () С выхода телевизионного датчика 1 (фиг. 1) строчньй синхронизирующий импульс 36 поступает на первый вход первого логического блока 2, на первый вход второго логического блока 8.

С выхода телевизионного датчика 1 видеосигнал 38 от контактной площадки кристалла 34 поступает на первый

3, . 1203553

4 вход цервого логического блока 2, а также на первый вход второго логического блока 8. Работа устройства с вторым логическим блоком 8 будет рассмотрена ниже.

Рассмотрим работу устройства первым логическим блоком 2.

Строчный синхронизирующий сигнал

36 с телевизионного датчика 1 (фиг. 1) поступает на первый вход логического блока 2 и далее на S-вход триггера 11, на выходе которого устанавливается уровень логической

"1", и элемент И 14 начинает пропускать импульсы с выхода генератора 23 на вход счетчика 17. Видеосигнал 38 от контактной площадки кристалла 34 также поступает на второй вход первого логического блока 2 и далее на

R-вход триггера 11 и устанавливает на выходе триггера 11 уровень логического "0". Элемент И 14 закрывается и счетчик 17 фиксирует число, соответствующее координате х

С выхода телевизионного датчика 1 (фиг. 1) íà R-вход RS-триггера 12 поступает кадровый синхронизирующий импульс, который устанавливает на выходе триггера 12 уровень логической

" 1", и элемент И 15 начинает пропускать на вход счетчика 18 строчные синхронизирующие импульсы. На R-вход

RS-триггера 12 поступает видеосигнал 39 от первой контактной площадки кристалла 34, который устанавливает на выходе триггера 12 уровень логического "0", элемент И 15 закрывается и счетчик 18 фиксирует число, ! соответствующее координате у,„ . Цифровой сигнал с выхода счетчиков 17 и t8 поступает на вход цифроаналого вых преобразователей 20 и 21 и далее поступает на вход сумматоров 4 и 7 (фиг. 1). С выхода телевизионного датчика 1 через элемент И 13 на вычитающий вход реверсивного счетчика 16 поступают строчные синхронизирующие импульсы, с выхода телевизионного датчика 1 íà S-вход триггера 10 поступает кадровый синхронизирующий импульс 40 и устанавливает на !! его выходе сигнал логическои 1

Элемент И 13 начинает пропускать строчные синхронизирующие импульсы на вычитающий вход реверсивного счетчика 16. С выхода телевизионного датчика 1 на R-вход триггера 10 поступает видеосигнал 41 от крайней угловой контактной площадки, максимально удаленной от первой, который устанавливает на выходе RS-триггера

l0 уровень логического 0", элемент

И 17 закрывается, пропустив на вычитающий вход реверсивного счетчика 16 число импульсов, соответствующее ко-!!

25-ков 3 и 6 поступает сигнал, соответствующий значению SinCf. С выхода блока 5 на первый вход блока 3 поступает сигнал, значение которого coj ответствует координате ха . С выхода а р блока 9 поступает сигнал, значение которого соответствует координате у„ . Блоки 3 и 6 производят операцию умножения Sing на соответствующее значение адресной координаты. С выхода блока 3 на второй вход сумматора 4 поступает сигнал, соответствующий значению Sing у, а на первый вход сумматора ? поступает сигнал, соответствующий Sing x . С выхода блоков 5 и 9 на первые входы сумматоров 4 и 7 поступают сигналы, соответствующие значению адресных координат x g и Y у, На выходе акр а р сумматора 4 появляется сигнал, значение которого соответствует выражению

+Sing y +x > те Cl р, а на выходе сумматора 7 появляется сигнал, значение которого соответствует выражению

50 у х вл +Б п" уа р +хабр где i=1,2,...,n, номер любой контактной площадки 34 (фиг. 4).

Рассмотрим работу устройства совместно с вторым логическим блоком 8.

55 ординате у . На суммирующий вход реверсивного счетчика 16 с выхода схемы И 15 также поступают строчные синхронизирующие импульсы, число которых соответствует координате у,.е„ . Таким образом, реверсивный счетчик 16 фиксирует число, соответствующее разнице между импульсами

15 координат у„, у" . Цифровой сигнал с выхода реверсивного счетчика

16 поступает на вход цифроаналогового преобразователя 19, где преобразуется в аналоговый и поступает на

20 первый вход делителя 22. С выхода блока 5 программы на второй вход делителя 22 поступает сигнал, соответствующий координате х . С выхода делителя 22 на вторые входы бло5 12

Строчный синхронизирующий сигнал

36 (фиг. 4) с выхода телевизионного датчика 1 поступает на первый вход второго логического блока 8 и далее через элемент И 26 на вход счетчика

28, который подсчитывает число поступивших импульсов. Видеосигнал от контактной площадки кристаллов 35 также поступает на первый вход блока 8 и далее подается ча входы счетчиков 33 и 24. Счетчик 24 подсчитывает число видеоимпульсов 38 и 42 (фиг. 4) от контактной площадки кристалла 34 по кадру телевизионного растра и выдает сигнал логического "0" на второй вход элемента И 26 и запрещает прохождение строчных синхронизирующих импульсов 36 на вход счетчика 28.

Счетчик 28 фиксирует число подсчитанных импульсов строчного синхронизирующего сигнала 36, которое соответствует значению координаты у

Цифровой сигнал, соответствующий у, с выхода счетчика 28 поступает на первый вход схемы 30 сравнения, на второй вход которой с выхода блока 5 памяти поступает цифровой сигнал у . Блок 30 сравнения сравниаОр вает поступпвшие цифровые сигналы на первый и второй ее входы и вьщает сигнал, соответствующий логической

"1" на второй вход элемента И 31.

Строчный синхронизирующий сигнал, поступавший на вход счетчика ЗЗ формирует сигнал логической "1" на входе элемента И 25 и разрешает прохождение импульсов с выхода генератора 32 на вход счетчика 27. Счетчик 27 фиксирует число импульсов, соответствующее значению координа-ты хдэ . С выхода счетчика 27 циф—

О p ровой сигнал поступает на второй вход блока 29 сравнения,:на первый вход которого с выхода блока 9

I поступает цифровой сигнал х

Блок 29 сравнения сравнивает йоступившие цифровые сигналы на первый и второй его входы и выдает сигнал сравнения, соответствующий логической "1" на первый вход элемента P. 31.

На выходе элемента И 31 формируется сигчал логического "0", который поступает на шестой вход первого логического блока 2 и далее на R-входы счетчиков 16-18. Тем самым разрешает их работу, Таким образом, устройство вычис ляет координаты контактных площадок

55 го сигнала, поступившего на вход счетчика 28. Счетчики 27 и 28 подсчитывают число импульсов, соответ— ствующее значению координат как контактных площадок, так и оптических помех. Цифровые сигналы с выходов счетчиков 27 и 26 поступают на вто- рые входы блоков 29 и 30 сравнения, где они сравниваются с цифровыми сигналами, поступившими с блоков

5 и 9 памяти, значение которых соответствует истинным координатам контактных площадок х и у

a p asap

Блоки сравнения вырабатывают сигна— лы логического О (которые характеризуют несоответствие координат сигналов помех координатам сигналов контактных площадок), которые поступают на первый и второй входы элемента И 31 и формируют íà его выходе сигнал логической "1". Этот сигнал поступает на третий вход блока 2 и далее на К-входы счетчиков

16-18 тем самым устанавливает на их выходах цифровой сигнал, соответствующий "О". Этот цифровой сигнал проходит через цифроаналоговые преобразователи 19-21, делитель 22 и поступает на третьи входы сумматоров 4 и 7 и на входы цифроаналоговых преобразователей 3 и 6. Эти преобразователи выдают на входы сумматоров 4 и 7 сигнал, равный "0", а с. выходов блоков 5 и 9 памяти на другие входы сумматоров 4 и 7 также поступает сигнал, равный "О" (для первой контактной площадки этот сигнал равен 0 ).

03553 при отсутствии оптических помех в поле зрения телевизионного датчика 1.

Рассмотрим работу устройства при наличии оптических помех в поле зрения телевизионного датчика 1. При наличии оптических помех в поле телевизионного растра, на вход второго логического блока 8 кроме сигнала контактных площадок поступают сигналы оптических помех, далее эти сигналы подаются на входы счетчиков

33 и 24. Счетчики подсчитывают общее число импульсов как от сигналов контактных площадок, так и от сигналов оптических помех. Сигнал с выхода счетчика 33 разрешает прохождение импульсов тактового генератора 32 на вход счетчика 27, а сигнал с выхода счетчика 24 разрешает прохождение импульсов строчного синхронизирующе1203553!

О

Таким образом, на выходе сумматоров 4 и 7 появляются сигналы, равные 0 . Это говорит о том, что в поле телевизионного датчика 1 присутствуют помехи, которые не позволяют точно определить координаты контактных площадок кристалла, или в поле зрения телевизионного датчика вообще отсутствует изображение кристалла интегральной микросхемы.

Этот сигнал блокирует исполнительное устройство сварочного автомата.

Формула изобретения

1. Устройство для определения ксординат контактных площадок кристалла, содержащее телевизионный датчик, первый логический блок, первый и второй блоки памяти, первый и второй блоки цифроаналоговых преобразователей, первый и второй сумматоры, причем первый, второй, третий и четвертый выходы телевизионного датчика соединены соответственно с первым, вторым, третьим и четвертыми входами первого логического блока, выход первого блока памяти соединен с пятым входом первого логического блока, первым входом первого сумматора и первым входом второго цифроаналогового преобразователя, выход которого соединен с первым входом второго сумматора, выход которого является первым выходом устройства, выход второго блока памяти соединен с первым входом первого цифроаналогового преобразователя и с вторым входом второго сумматора, первый выход первого логического блока соединен с вторым входом второго цифроаналогового преобразователя и вторым входом первого цифроаналогового преобразователя, выход которого соединен с вторым входом первого сумматора, выход которого является вторым выходом устройства, второй выход первого логического блока соединен с третьим входом первого сумматора, третий выход первого логического блока соединен с третьим входом второго сумматора, о т— л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повьппения точности, в него введен второй логический блок, первый и второй входы которого соединены соответственно с первым и вторым выходами телевизионного датчика, тре20

55 тий вход соединен с выходом первого блока памяти, четвертый вход — с выходом второго блока памяти, а выход второго логического блока — с шестым входом первого логического блока, 2. Устройство по п.1, .о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что второй логический блок содержит последовательно соединенные первыи счетчик, первый элемент И, второй счетчик, первый блок сравнения и второй элемент И, выход которого является выходом блока, и последовательно соединенные третий счетчик, третий элемент И, четвертый счетчик и второй блок сравнения, выход которого соединен с вторым входом второго элемента И, и генератор импульсов, выход которого соединен с вторым входом первого элемента И, второй вход третьего элемента И является первым входом блока, входы первого и третьего счетчиков являются вторым входом блока, второй вход второго блока сравнения является третьим входом блока, второй вход первого блока сравнения является четвертым входом блока.

3. Устройство по п.1, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что первый логический блок содержит последовательно соединенные первый триггер, четвертый элемент И, пятый счетчик и третий цифроаналоговый преобразователь, выход которого является вторым выходом устройства, последовательно соединенные второй триггер, пятый элемент И, реверсивный счетчик, четвертый цифроаналоговый преобразователь и делитель, выход которого является первым выходом блока, последовательно соединенные третий триггер, шестой элемент И, шестой счетчик и пятый цифроаналоговый преобразователь, выход которого является третьим выходом блока, вторые входы шестого и пятого элементов И и первый вход первого триггера являются первым входом блока, второй вход первого триггера и первый вход третьего — вторым входом блока, второй вход третьего триггера и первый вход второго — третьим входом блока, второй вход второго триггера является четвертым входом блока, второй вход делителя является пятым входом блока, вторые входы

1203553

1О пятого, шестого и реверсивного счетчиков являются шестым входом

1 блока, и второй генератор импульсов, выход которого соединен с вторым входом четвертого элемента И, выход шестого элемента И соединен с третьим входом реверсивного счетчика..1203553

Составитель А. Глотов

Редактор Г. Волкова Техред 0.Ващишнна Корректор И. Эрдейи

Заказ 8419/53 Тираж 709 Поднисное

ВНИИПИ Гасударственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4