[发明专利]用于调整键合工具的图像辅助系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于调整键合工具的位置的系统，尤其是涉及使用视觉辅助来调整键合工具。

背景技术

导线键合机通常被使用来在半导体芯片和衬底之间连接导线。具体地，锲形导线键合机（wedge wire bonders）被用于键合大导线如铝线，尤其是在大功率电子封装件上。锲形导线键合机具有能够在X、Y、Z和θ轴上相对于电子封装件定位自己以进行锲形键合（wedge bonding）的键合头。锲形键合中具有θ轴是有必要的，以便于第一次键合和第二次键合之间在导线被进给的情形下校正定位（aligning）键合头的方位。

该键合头更具体包含有：震动发生换能器，如超声波换能器(ultrasonic transducer)；放大角体；键合工具，其以锲刀（wedge）的形式安装在放大角体的一端以完成键合。基于键合头的不同移动轴线，键合工具需要沿着相应的轴线被调整和校正定位，以便于精确地完成导线键合操作。

键合工具的调整在进行导线键合操作以前一般通过手工完成。为此目的，由于键合工具的尺寸小，所以导线键合机通常提供结构特征以帮助操作员安排键合工具和修正其位置。摄像机可以被使用来捕获键合工具的图像和在监视器上显示。表示误差范围限定的标记线(marking lines)被覆盖在该显示上，以使得键合工具的定位便利。

专利号为7,591,408、发明名称为“键合头部件的摄像机辅助调整”的美国专利公开了一种用于相对于超声波工具调整键合头部件的方法。该超声波工具的端部通过摄像机装置得以光学上的检测，并以图像的形式显示在显示设备中。表明误差范围的含有线的标记被作为定位协助实时地叠加在显示中，以致于使得超声波工具的调整便利。

前述专利所公开的方法的不足在于：它需要额外的和相对复杂的建立过程以生成和描画定义误差范围限定的标记线。而且，该标记线仅仅引导键合工具的端缘位置，以致于在键合工具的方位不正确的场合它在调整键合工具的方位方面没有帮助。

发明内容

因此，本发明的目的在于寻求提供一种用于调整键合工具的更精确和对用户更友好的系统，其至少避免了前述现有技术的部分不足。

从而，本发明第一方面提供一种用于调整键合工具至期望操作位置的方法，该方法包含有以下步骤：使用图像捕获设备观察键合工具，并将由图像捕获设备所观察的键合工具的图像显示在显示屏幕上；在显示屏幕上叠加相应的参考键合工具的图像，该相应的参考键合工具的图像表明了键合工具的期望操作位置；以及其后使用调整机构调整键合工具的位置，直到由图像捕获设备所观察的键合工具和叠加后的参考键合工具的图像对齐定位。

本发明第二方面提供一种用于调整键合工具至期望操作位置的系统，该系统包含有：图像捕获设备，其被使用来观察键合工具；显示屏幕，其显示由图像捕获设备所观察的键合工具；该显示屏幕被配置来叠加相应的参考键合工具的图像，该参考键合工具位于键合工具的期望操作位置；以及调整机构，其用于调整键合工具的位置，直到键合工具和叠加后的参考键合工具的图像对齐定位。

参阅后附的描述本发明实施例的附图，随后来详细描述本发明是很方便的。附图和相关的描述不能理解成是对本发明的限制，本发明的特点限定在权利要求书中。

附图说明

现在结合附图，并参考本发明较佳实施例的详细描述将会容易地理解本发明，其中。

图1所示为键合工具和图像捕获设备的部件的侧视示意图。

图2所示为获得键合工具的侧面轮廓（side profile）图像的图像捕获设备的侧视示意图。

图3所示为获得键合工具的底面轮廓（bottom profile）图像的图像捕获设备的侧视示意图。

图4所示为可被显示在显示屏幕上的键合工具的视图范例。

图5(a)和图5(b)所示为黄金参考(golden reference)键合工具分别被捕获时和作为半透明（semi-transparent）图像时的侧视示意图。

图6所示为黄金参考键合工具的侧视视图的半透明黄金参考图像，其被叠加在键合工具的侧视视图上。

图7(a)至图7(c)所示分别为导线引导器（wire guide）和切刀（cutter）的典型侧视示意图以及键合工具的底部示意图。

具体实施方式