專利名稱：具有校準(zhǔn)設(shè)備的引線接合器及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種引線接合器，根據(jù)權(quán)利要求1前序部分的該引線接合器具有用于確定毛細(xì)管和圖像識(shí)別系統(tǒng)之間的矢量距離的設(shè)備，本發(fā)明還涉及其方法。
背景技術(shù)：
引線接合器是一種裝置，半導(dǎo)體芯片在安裝在基板上后用該裝置接線。引線連接器具有夾在角狀件尖端上的毛細(xì)管。毛細(xì)管用于將引線固定到半導(dǎo)體芯片的連接點(diǎn)和基板的連接點(diǎn)，并在兩連接點(diǎn)之間導(dǎo)引該引線。在形成半導(dǎo)體芯片上的連接點(diǎn)和基板上的連接點(diǎn)之間的引線連接時(shí)，從毛細(xì)管伸出的引線端部首先熔成一個(gè)球。然后，引線球以壓力或超聲波的方式固定在半導(dǎo)體芯片的連接點(diǎn)上。為此，從超聲波換能器向角狀件施加超聲波。此過(guò)程被稱為球焊。然后該引線被拉到所需要的長(zhǎng)度，形成引線回路并焊接到基板上的連接點(diǎn)上。這最后一部分過(guò)程稱為楔焊。在將引線固定到基板上的連接點(diǎn)后，引線被切下并可以開(kāi)始新的引線循環(huán)。在引線之前，通過(guò)圖像識(shí)別系統(tǒng)來(lái)確定連接點(diǎn)的位置，以使得毛細(xì)管向下接觸到連接點(diǎn)的正確位置。問(wèn)題在于，在操作中由于熱效應(yīng)，在現(xiàn)有技術(shù)中被稱作“照相機(jī)毛細(xì)管偏移”的毛細(xì)管和圖像識(shí)別系統(tǒng)光軸之間的矢量距離D能夠以一種不可預(yù)知的方式改變。因此，必須連續(xù)地檢測(cè)和調(diào)節(jié)垂直距離D。
已知有不同的解決方案，以盡可能地消除和至少補(bǔ)償在毛細(xì)管和圖像識(shí)別系統(tǒng)光軸之間的垂直距離D。
按照第一方案，在圖像識(shí)別系統(tǒng)的光學(xué)元件所連接的臂上，該光學(xué)元件確定了光軸的位置，以及在承載毛細(xì)管的角狀件所連接的臂上安裝有溫度傳感器。使用溫度傳感器所記錄的溫度，以計(jì)算由熱引起的熱膨脹，并根據(jù)所計(jì)算出的膨脹調(diào)節(jié)矢量距離D。此方法通常具有不令人滿意的結(jié)果，因?yàn)?，不是整個(gè)材料上的溫度分布都已知，而只是溫度傳感器所在的一兩個(gè)位置的溫度已知。而且，承載光學(xué)元件(照相機(jī)、面鏡、透鏡和支架)的平臺(tái)和毛細(xì)管包括多個(gè)不再能簡(jiǎn)單地由一個(gè)和多個(gè)膨脹系數(shù)表示其特征的機(jī)械部件。
按照第二方案，用照相機(jī)周期性地檢查所接合的球的位置。該球的任何所設(shè)定位置和實(shí)際位置之間的差都對(duì)應(yīng)于照相機(jī)毛細(xì)管偏移所改變的和所要修正的差。通常，多個(gè)球被測(cè)量，考慮它們時(shí)間加權(quán)的差以實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的修正。這種方案的缺點(diǎn)在于，在任何情形下，一個(gè)球都必須在照相機(jī)毛細(xì)管偏移的第一測(cè)量和修正之前被接合。如果引線接合器停止一段時(shí)間，那么照相機(jī)毛細(xì)管偏移就可能已改變的十分劇烈，以使得第一球不再完全位于焊盤中。因此當(dāng)前半導(dǎo)體芯片就成為廢品。另外，用照相機(jī)對(duì)所接合球的測(cè)量并不容易。作為該工藝的結(jié)果，該球的形狀容易有偏離，并總是有個(gè)別球的位置被誤差測(cè)量的危險(xiǎn)。
一種用于測(cè)量毛細(xì)管和照相機(jī)光軸之間的矢量距離的光學(xué)測(cè)量系統(tǒng)見(jiàn)于US 20010011669。這種測(cè)量系統(tǒng)需要相對(duì)較大的空間。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種測(cè)量系統(tǒng)，使用該測(cè)量系統(tǒng)，能夠以一種簡(jiǎn)單而可靠的方式確定毛細(xì)管和圖像識(shí)別系統(tǒng)的光軸之間的矢量距離。
根據(jù)本發(fā)明，通過(guò)權(quán)利要求1和2的特性，解決了所要求的任務(wù)。
引線接合器包括可以在水平面內(nèi)移動(dòng)的接線頭，該接線頭具有夾在角狀件上的毛細(xì)管以及圖像識(shí)別系統(tǒng)的光學(xué)元件。毛細(xì)管的尖端和圖像識(shí)別系統(tǒng)的光軸分開(kāi)一個(gè)矢量距離D。根據(jù)本發(fā)明，引線接合器有一種設(shè)備，該設(shè)備有一個(gè)具有一個(gè)光標(biāo)和兩個(gè)止動(dòng)面的主體，它們使矢量距離D在任何時(shí)刻都能夠被再次校準(zhǔn)。引線接合器的控制程序設(shè)置得，一方面將毛細(xì)管移向第一止動(dòng)面，并在毛細(xì)管接觸第一止動(dòng)面時(shí)立刻確定接線頭位置的第一坐標(biāo)xC；然后，將毛細(xì)管移向第二止動(dòng)面，在毛細(xì)管接觸第二止動(dòng)面時(shí)立刻確定接線頭位置的第二坐標(biāo)yC。而且，控制程序被設(shè)置為確定圖像識(shí)別系統(tǒng)的光軸穿過(guò)光標(biāo)的預(yù)定點(diǎn)處的接線頭坐標(biāo)(xA，yA)。并且，控制程序被設(shè)置為根據(jù)測(cè)得的坐標(biāo)xA、yA、xC和yC重新校準(zhǔn)矢量距離D。
在生產(chǎn)中，為使毛細(xì)管能夠降到相應(yīng)連接點(diǎn)的適當(dāng)位置，總是利用圖像識(shí)別系統(tǒng)確定接線頭所必須占據(jù)的那些坐標(biāo)(x1，y1)，以使圖像識(shí)別系統(tǒng)的光軸在連接點(diǎn)上穿過(guò)所期望的毛細(xì)管下探點(diǎn)(touchdownpoint)。通過(guò)在坐標(biāo)(x1，y1)上加一個(gè)矢量D＝(dX，dY)而得出接線頭為使毛細(xì)管尖端壓在所期望的下探點(diǎn)上而必須占據(jù)的坐標(biāo)(x2，y2)，其中矢量D表示從毛細(xì)管尖端到圖像識(shí)別系統(tǒng)的光軸的矢量距離(x2，y2)＝(x1，y1)+(dX，dY)。坐標(biāo)x和y與測(cè)量系統(tǒng)為接線頭位置提供的值有關(guān)。
為使矢量D在任何時(shí)刻都能夠得到修正，在毛細(xì)管改變后，執(zhí)行下列步驟1.以通常方式確定矢量距離D，例如通過(guò)測(cè)量由毛細(xì)管在基板和半導(dǎo)體芯片上產(chǎn)生的印痕(imprint)，2.定義一個(gè)矢量D0＝D，3.確定為了使圖像識(shí)別系統(tǒng)的光軸穿過(guò)剛性設(shè)置的主體上的光標(biāo)的預(yù)定點(diǎn)，接線頭所必須占據(jù)的接線頭坐標(biāo)(xA，yA)，4.確定為了使毛細(xì)管與主體的兩止動(dòng)面(12、13)相接觸，接線頭所必須占據(jù)的接線頭坐標(biāo)(xC，yC)，并且5.根據(jù)R＝(rX，rY)＝(xC，yC)-(xA，yA)計(jì)算參考矢量R，
在引線接合器的生產(chǎn)中，能夠通過(guò)下述步驟修正矢量距離D1.確定為了使圖像識(shí)別系統(tǒng)的光軸穿過(guò)光標(biāo)的預(yù)定點(diǎn)，接線頭所必須占據(jù)的接線頭坐標(biāo)(xA，yA)，2.確定為了使毛細(xì)管與主體的兩止動(dòng)面相接觸，接線頭所必須占據(jù)的接線頭1的坐標(biāo)(xC，yC)，3.根據(jù)K＝(kX，kY)＝(xC，yC)-(xA，yA)計(jì)算矢量K，并4.根據(jù)矢量D0和矢量K與R之間的差來(lái)修正矢量距離D。


下面根據(jù)附圖更詳細(xì)的說(shuō)明了本發(fā)明的實(shí)施例，這些圖并未按照實(shí)際比例繪出。在附圖中圖1是一種引線接合器的接線頭的平面圖，該引線接合器具有毛細(xì)管、圖像識(shí)別系統(tǒng)和用于確定毛細(xì)管和圖像識(shí)別系統(tǒng)的光軸之間的矢量距離的設(shè)備，圖2是具有兩個(gè)止動(dòng)面的主體的透視圖，圖3是PID控制器的方塊圖，而圖4是具有兩個(gè)止動(dòng)面的主體、毛細(xì)管以及參考矢量的平面圖。
具體實(shí)施例方式
圖1示意性的示出了引線接合器的接線頭1的平面圖。接線頭1包括能夠在水平軸線上旋轉(zhuǎn)的搖桿2。角狀件4與搖桿2相連接，來(lái)自超聲波換能器3的超聲波能夠施加于該角狀件上。毛細(xì)管5夾在角狀件4的尖端。毛細(xì)管5用于將引線連接到半導(dǎo)體芯片的連接點(diǎn)上和所分配的基板連接點(diǎn)上，并在這兩個(gè)連接點(diǎn)之間引導(dǎo)該引線。接線頭1使毛細(xì)管5的移動(dòng)能夠在兩坐標(biāo)軸x和y之間形成的平面6內(nèi)進(jìn)行，而搖桿2使垂直于平面5的移動(dòng)能夠進(jìn)行。另外，引線連接器具有圖像識(shí)別系統(tǒng)，其視場(chǎng)與平面6相對(duì)齊，并用于測(cè)量半導(dǎo)體芯片和基板上的連接點(diǎn)位置。圖像識(shí)別系統(tǒng)包括照相機(jī)7和圖像分析系統(tǒng)。圖像識(shí)別系統(tǒng)具有垂直于平面6的光軸8。在所示例子中，照相機(jī)7與接線頭1相連接，而其視場(chǎng)與平面6直接對(duì)齊。在此例子中，圖像識(shí)別系統(tǒng)的光軸8與照相機(jī)7的光軸重合。然而，必需或期望能夠使用例如透鏡、面鏡、棱鏡等的其它光學(xué)部件，以導(dǎo)引光路和/或能夠改變圖像識(shí)別系統(tǒng)的視場(chǎng)尺寸。
例如，接線頭1在支承于滑動(dòng)板9上的預(yù)加載真空的空氣軸承上滑動(dòng)。這種類型的接線頭1見(jiàn)于EP 317787中，其能夠利用兩個(gè)電磁驅(qū)動(dòng)器而沿x或y方向移動(dòng)。這種類型的另一種接線頭1見(jiàn)于CN1302713中，其具有直線和旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)器，以在平面6中移動(dòng)毛細(xì)管5。然而，也已知的是，利用xy表來(lái)移動(dòng)接線頭1。利用例如光學(xué)測(cè)量系統(tǒng)這樣的測(cè)量系統(tǒng)，以一種已知方式獲得接線頭1在平面6中的位置，即接線頭1的xy坐標(biāo)。
第一和第二電動(dòng)機(jī)為接線頭1在平面6中的移動(dòng)而設(shè)置，其中第一電動(dòng)機(jī)受第一控制器控制，而第二電動(dòng)機(jī)受第二控制器控制。在該例中，測(cè)量系統(tǒng)包括玻璃或金屬標(biāo)尺和設(shè)置于接線頭1上的指定讀數(shù)頭。
根據(jù)笛卡爾坐標(biāo)xy的例子說(shuō)明了本發(fā)明。在生產(chǎn)中，為使毛細(xì)管5能夠下降到相應(yīng)連接點(diǎn)上的正確位置，接線頭1應(yīng)占據(jù)的坐標(biāo)(x1，y1)總是由圖像識(shí)別系統(tǒng)確定，以使得圖像識(shí)別系統(tǒng)的光軸8在連接點(diǎn)上穿過(guò)毛細(xì)管5所期望的下探點(diǎn)。通過(guò)為坐標(biāo)(x1，y1)加上矢量D＝(dX，dY)而得出為使得毛細(xì)管5的尖端壓在所期望的下探點(diǎn)上，接線頭1所必須占據(jù)的坐標(biāo)(x2，y2)，其中，矢量D表示從毛細(xì)管5的尖端到圖像識(shí)別系統(tǒng)的光軸8的矢量距離(x2，y2)＝(x1，y1)+(dX，dY)。(坐標(biāo)x和y與測(cè)量系統(tǒng)為接線頭1位置所提供的值有關(guān)。)在生產(chǎn)中，矢量距離D能夠以一種不可預(yù)知的方式變化。因此，重復(fù)校準(zhǔn)矢量距離D是必要的。由于毛細(xì)管5位于圖像識(shí)別系統(tǒng)的視場(chǎng)之外，因而用圖像識(shí)別系統(tǒng)不能直接地確定毛細(xì)管5的尖端的位置。因此，根據(jù)本發(fā)明，可以預(yù)見(jiàn)一種用于矢量D＝(dX，dY)的檢測(cè)和重新校準(zhǔn)的設(shè)備，該設(shè)備具有主體10，該主體具有光標(biāo)11和兩個(gè)止動(dòng)面12和13，使用該設(shè)備能夠確定圖像識(shí)別系統(tǒng)的光軸8的坐標(biāo)(xA，yA)和毛細(xì)管5尖端的坐標(biāo)(xC，yC)。例如，光標(biāo)11為圓形區(qū)域或十字。
圖2示出了這樣一個(gè)主體10的透視平面圖。在圖2中，也可見(jiàn)主體10相對(duì)于xyz坐標(biāo)系統(tǒng)的對(duì)準(zhǔn)。第一止動(dòng)面12平行于x方向?qū)?zhǔn)，第二制動(dòng)面13平行于y方向?qū)?zhǔn)。在緊鄰兩個(gè)止動(dòng)面12、13之處有一個(gè)沿z向的鉆孔14，該鉆孔的下端被具有光標(biāo)11(在圖中不可見(jiàn))的玻璃板15封閉。主體10相對(duì)于z高度設(shè)置，以使得光標(biāo)11位于照相機(jī)7的焦點(diǎn)的深度。當(dāng)鉆孔14位于圖像識(shí)別系統(tǒng)的視場(chǎng)中時(shí)，則在照相機(jī)7(圖1)所產(chǎn)生的圖片中，能夠以足夠的清晰度識(shí)別光標(biāo)11。兩個(gè)止動(dòng)面12、13優(yōu)選地沿z向設(shè)置于光標(biāo)11上方足夠遠(yuǎn)處，以使得毛細(xì)管5總是在其軸上方區(qū)域與止動(dòng)面12、13相接觸，該軸盡可能地緊鄰于角狀件4上的夾持位置的下方。
毛細(xì)管5包括朝向尖端逐漸變細(xì)的縱向圓形軸，該軸具有縱向鉆孔，引線通過(guò)該鉆孔被導(dǎo)引。由于對(duì)于不同的毛細(xì)管，軸的直徑能夠相差若干微米，因而矢量D0＝(dX，dY)和參考矢量R＝(rX，rY)都必須在每個(gè)毛細(xì)管改變后被確定。
根據(jù)如下步驟以通常所知的方式確定矢量D01.在基板上(或者在半導(dǎo)體芯片上)產(chǎn)生毛細(xì)管的印痕，并且，在產(chǎn)生印痕之處確定接線頭1位置的坐標(biāo)(xp，yp)。
2.接線頭1移動(dòng)，直到毛細(xì)管5的印痕位于圖像識(shí)別系統(tǒng)的視場(chǎng)中。然后確定為了使圖像識(shí)別系統(tǒng)的光軸8穿過(guò)該印痕，接線頭1所必須占據(jù)的接線頭1坐標(biāo)(xv，yv)。
3.矢量D0被定義為D0＝(dX0，dY0)＝(xp，yp)-(xv，yv)，即dX0＝xp-xv和dY0＝y(tǒng)p-yv。
根據(jù)如下步驟確定參考矢量R＝(rX，rY)
1.接線頭1移動(dòng)，直到光標(biāo)11位于圖像識(shí)別系統(tǒng)的視場(chǎng)內(nèi)。光標(biāo)11處于照相機(jī)7所產(chǎn)生的圖片中。現(xiàn)在根據(jù)照相機(jī)7產(chǎn)生的圖片而確定接線頭1的那些坐標(biāo)(xA，yA)，這些坐標(biāo)是為了使圖像識(shí)別系統(tǒng)的光軸8穿過(guò)光標(biāo)11的預(yù)定點(diǎn)，優(yōu)選為其中心，接線頭1所必須占據(jù)的坐標(biāo)。
2.接線頭1以預(yù)定速度沿第一預(yù)定方向移動(dòng)，在沿x方向的例子中，朝向主體10的第一止動(dòng)面12移動(dòng)，其中第一控制器控制接線頭1的移動(dòng)。測(cè)量系統(tǒng)連續(xù)地產(chǎn)生接線頭1位置的x坐標(biāo)的當(dāng)前實(shí)際值。根據(jù)第一控制器形成的信號(hào)確定時(shí)間點(diǎn)t1，毛細(xì)管5在該時(shí)間點(diǎn)壓在第一止動(dòng)面12上。然后，確定接線頭1位置的x坐標(biāo)的值xC，接線頭1在時(shí)間點(diǎn)t1位于該處。
3.接線頭1以預(yù)定速度沿第二預(yù)定方向移動(dòng)，在沿y方向的例子中，朝向主體10的第二止動(dòng)面13移動(dòng)，其中，現(xiàn)在是第二控制器控制接線頭1的移動(dòng)。測(cè)量系統(tǒng)連續(xù)地產(chǎn)生接線頭1位置的y坐標(biāo)的當(dāng)前實(shí)際值。根據(jù)第二控制器形成的信號(hào)確定時(shí)間點(diǎn)t2，毛細(xì)管5在該時(shí)間點(diǎn)壓在第二止動(dòng)面13上。然后，確定接線頭1位置的y坐標(biāo)的值yc，接線頭1在時(shí)間點(diǎn)t2位于該處。
4.現(xiàn)在計(jì)算參考矢量RR＝(rX，rY)＝(xC，yC)-(xA，yA)，即rX＝xC-xA和rY＝y(tǒng)C-yA。
下面將更詳細(xì)地說(shuō)明步驟2的執(zhí)行。圖3示意性地示出了被設(shè)計(jì)為PID控制器的第一控制器16?？刂破?6具有輸入部分17，接頭1的x坐標(biāo)的當(dāng)前實(shí)際值xI和接線頭1的x坐標(biāo)的當(dāng)前設(shè)定值xs被供給到該輸入部分。輸入部分17形成差分信號(hào)UDiff＝XI-XS，并將其傳送給并聯(lián)連接的比例放大器18，積分器19和微分器20。輸出部分21對(duì)比例放大器18的輸出信號(hào)UP、積分器19的U1和微分器20的UD求和，得出一個(gè)控制器16的輸出信號(hào)UR，該控制器控制接線頭1的x驅(qū)動(dòng)器。差xI-xS或積分器19的輸出信號(hào)U1特別適于時(shí)間點(diǎn)t1的檢測(cè)，毛細(xì)管5在該時(shí)間點(diǎn)壓在第一止動(dòng)面12上。差分信號(hào)UDiff根據(jù)系統(tǒng)偏差而確定。在毛細(xì)管5以恒定速度向第一止動(dòng)面移動(dòng)時(shí)，系統(tǒng)偏差消失。然而，一旦毛細(xì)管5與第一止動(dòng)面12相遇并與其相接觸，系統(tǒng)偏差UDiff就增加。積分器19的輸出信號(hào)U1也增加。這兩個(gè)信號(hào)，即系統(tǒng)偏差UDiff和積分器19的輸出信號(hào)U1，特別地適于檢測(cè)時(shí)間點(diǎn)t1，毛細(xì)管5在該時(shí)間點(diǎn)壓在第一止動(dòng)面12上。步驟3類似地進(jìn)行。
為精確地獲得時(shí)間點(diǎn)t1(或t2)，最好遵循系統(tǒng)偏差UDiff或輸出信號(hào)U1的過(guò)程，并根據(jù)通行的數(shù)學(xué)和統(tǒng)計(jì)方法從信號(hào)的過(guò)程得出時(shí)間點(diǎn)t1(或t2)。
控制程序優(yōu)選地設(shè)置為在系統(tǒng)偏差UDiff或輸出信號(hào)U1超出預(yù)定值時(shí)立刻停止接線頭1的移動(dòng)并將接線頭1沿相反方向移開(kāi)。
如果系統(tǒng)偏差UDiff用于獲得時(shí)間點(diǎn)t1(或t2)，那么保持相對(duì)較低的積分器19放大因子是有利的。
主體10由一種具有較高硬度的材料組成，以使得在壓在止動(dòng)面12和13上時(shí)，毛細(xì)管5受到導(dǎo)致系統(tǒng)偏差UDiff顯著變化的較大機(jī)械阻力。
圖4示出了主體10的兩個(gè)止動(dòng)面12和13，毛細(xì)管5和根據(jù)前述方法得出的參考因子R的平面圖。毛細(xì)管5與兩個(gè)止動(dòng)面12和13相接觸。參考矢量R從光標(biāo)11指向毛細(xì)管5中位于毛細(xì)管5圓軸的對(duì)稱軸上的一點(diǎn)。
現(xiàn)在能夠開(kāi)始引線接合器的操作，其中，引線接合器的控制程序利用相應(yīng)于緊接著毛細(xì)管改變后的矢量距離的矢量D0，考慮到照相機(jī)毛細(xì)管偏移量。任何由于溫度變化或者其它原因而引起的矢量距離改變都能夠以較高的精度測(cè)量，并在引線接合器操作中的任何時(shí)刻通過(guò)重新校準(zhǔn)的方式得到考慮。重新校準(zhǔn)按下列步驟進(jìn)行1.矢量K以與參考矢量R相同的方式確定。因此，矢量K根據(jù)下式得出K＝(kX，kY)＝(xC，yC)-(xA，yA)，即，kX＝xC-xA和kY＝y(tǒng)C-yA，從而，根據(jù)用于確定參考矢量R的步驟1到3確定坐標(biāo)xC、yC、xA和yA。
2.矢量D被矢量R和K的差修正為D＝D0+K-R。此時(shí)修正后的矢量D對(duì)應(yīng)于修正后的從毛細(xì)管5到圖像識(shí)別系統(tǒng)的光軸8的當(dāng)前矢量距離。
主體10必須固定到引線接合器以使該主體不能旋轉(zhuǎn)，因?yàn)橹黧w10的旋轉(zhuǎn)將在重新校準(zhǔn)中造成誤差。而且，主體10必須包括一種其熱膨脹系數(shù)盡可能低的材料。這種材料例如不脹鋼。為盡可能地減少誤差，光標(biāo)11優(yōu)選地設(shè)置得盡可能地靠近止動(dòng)面12、13。
本發(fā)明也能用于如CN 1302713所述的具有轉(zhuǎn)動(dòng)接線頭的引線接合器上。在這種引線接合器中，通過(guò)線坐標(biāo)和角坐標(biāo)定義了接線頭1的位置。以(x＝線坐標(biāo)，y＝角坐標(biāo))形式的坐標(biāo)定義矢量D0、R和K。第一電機(jī)沿預(yù)定的水平方向移動(dòng)接線頭1，而第二電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)角狀件4，而毛細(xì)管5在與接線頭1一起移動(dòng)的垂直軸上與接線頭1相連接。第一控制器控制第一電動(dòng)機(jī)，而第二控制器控制第二電動(dòng)機(jī)。當(dāng)?shù)谝浑妱?dòng)機(jī)以預(yù)定速度移動(dòng)接線頭1并因而使毛細(xì)管5向第一止動(dòng)面12運(yùn)動(dòng)時(shí)，那么，第二電動(dòng)機(jī)的控制器將角狀件4夾持在預(yù)定角位置。一旦毛細(xì)管5接觸到第一止動(dòng)面12，角狀件4的角坐標(biāo)也改變。結(jié)果，也能使用第二控制器的信號(hào)(例如，系統(tǒng)偏差UDiff或積分器19的輸出信號(hào)U1)來(lái)檢測(cè)毛細(xì)管5接觸第一止動(dòng)面12的時(shí)間點(diǎn)。
也可能的是，預(yù)見(jiàn)到第三和第四止動(dòng)面，并使用第三和第四止動(dòng)面確定第二參考矢量R2。然后，在生產(chǎn)中，通過(guò)第一和第二止動(dòng)面確定矢量K而通過(guò)第三和第四止動(dòng)面確定矢量K2。兩矢量K2和K的差分矢量K2-K必須總是等于兩參考矢量R和R2的差分矢量R2-R。如果不是這種情形，那么就表示有測(cè)量誤差，或者有另外的誤差。
而且，有可能將光標(biāo)11設(shè)置得足夠遠(yuǎn)離兩止動(dòng)面12和13以使得光標(biāo)11在照相機(jī)7的視場(chǎng)中位于如圖4所示毛細(xì)管5的位置。其優(yōu)點(diǎn)在于，用于確定矢量R或K的接線頭1的行程非常短。缺點(diǎn)在于，主體10的線性變形導(dǎo)致比光標(biāo)11設(shè)置得盡可能接近止動(dòng)面12和13時(shí)更大的誤差。
權(quán)利要求
1.引線接合器，包括圖像識(shí)別系統(tǒng)，接線頭(1)，該接線頭可以在水平面中移動(dòng)，并包括角狀件(4)和夾在角狀件(4)上的毛細(xì)管(5)，以及圖像識(shí)別系統(tǒng)的至少一個(gè)部件，測(cè)量系統(tǒng)，用于獲取接線頭(1)的位置，控制程序，用于控制接線頭(1)的位置，和用于確定和修正毛細(xì)管(5)尖端和圖像識(shí)別系統(tǒng)的光軸(8)之間的矢量距離的設(shè)備，該設(shè)備包括具有一個(gè)光標(biāo)(11)和兩個(gè)止動(dòng)面(12、13)的主體(10)，其特征在于，控制程序被設(shè)置為將毛細(xì)管(5)移向第一止動(dòng)面(12)，并在毛細(xì)管(5)接觸第一止動(dòng)面(12)時(shí)立刻確定接線頭(1)的位置的第一坐標(biāo)；并將毛細(xì)管(5)移向第二止動(dòng)面(13)，在毛細(xì)管(5)接觸第二止動(dòng)面(13)時(shí)立刻確定接線頭(1)的位置的第二坐標(biāo)，并且其中，控制程序被設(shè)置為確定圖像識(shí)別系統(tǒng)的光軸(8)穿過(guò)光標(biāo)(11)的預(yù)定點(diǎn)處的接線頭(1)坐標(biāo)。
2.用于修正引線接合器的毛細(xì)管(5)尖端和圖像識(shí)別系統(tǒng)(7)的光軸(8)之間的矢量距離D的方法，該引線接合器包括可以在水平面中移動(dòng)并具有毛細(xì)管(5)以及圖像識(shí)別系統(tǒng)的至少一個(gè)部件的接線頭(1)，其中接線頭(1)在平面中的位置由坐標(biāo)(x，y)定義，其特征在于，在毛細(xì)管的改變后執(zhí)行下列步驟-確定矢量距離D，-定義一個(gè)矢量D0＝D，-確定為了使圖像識(shí)別系統(tǒng)的光軸(8)穿過(guò)在剛性設(shè)置于引線接合器上的主體(10)上設(shè)置的光標(biāo)(11)的預(yù)定點(diǎn)，接線頭(1)所必須占據(jù)的接線頭(1)坐標(biāo)(xA，yA)，-確定為了使毛細(xì)管(5)與主體(10)的兩止動(dòng)面(12、13)相接觸，接線頭(1)所必須占據(jù)的接線頭(1)坐標(biāo)(xC，yC)，并且-計(jì)算參考矢量R，R＝(rX，rY)＝(xC，yC)-(xA，yA)，并且其中，為修正矢量距離D，執(zhí)行下列步驟-確定為了使圖像識(shí)別系統(tǒng)的光軸(8)穿過(guò)光標(biāo)(11)的預(yù)定點(diǎn)，接線頭(1)所必須占據(jù)的接線頭(1)坐標(biāo)(xA，yA)，-確定為了使毛細(xì)管(5)與主體(10)的兩止動(dòng)面(12、13)相接觸，接線頭(1)所必須占據(jù)的接線頭(1)坐標(biāo)(xC，yC)，-根據(jù)K＝(kX，kY)＝(xC，yC)-(xA，yA)計(jì)算矢量K，并-用矢量D0和矢量K與R之差來(lái)修正矢量距離D。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中在權(quán)利要求2的最后一步中，根據(jù)D＝D0+K-R修正矢量D。
全文摘要
一種引線接合器，其包括能夠在水平面中移動(dòng)的接線頭，該接線頭具有夾在角狀件上的毛細(xì)管以及圖像識(shí)別系統(tǒng)的部件。毛細(xì)管的尖端和圖像識(shí)別系統(tǒng)的光軸分開(kāi)一個(gè)矢量距離D。引線接合器有一個(gè)具有主體的設(shè)備，該主體有一個(gè)光標(biāo)和兩個(gè)止動(dòng)面，它們使矢量距離D在任何時(shí)刻都能夠被重新校準(zhǔn)。引線接合器的控制程序設(shè)置為，一方面將毛細(xì)管移向第一止動(dòng)面，并在毛細(xì)管接觸第一止動(dòng)面時(shí)確定接線頭位置的第一坐標(biāo)x
文檔編號(hào)B23K20/00GK1551318SQ20041003298
公開(kāi)日2004年12月1日 申請(qǐng)日期2004年4月14日 優(yōu)先權(quán)日2003年4月14日
發(fā)明者羅蘭·阿多爾尼, 羅蘭 阿多爾尼, 蒂爾勒曼, 西爾萬(wàn)·蒂爾勒曼 申請(qǐng)人:Esec貿(mào)易公司