DD137498B1

DD137498B1 - Schaltungsanordnung zur koordinatentransformation

Info

Publication number: DD137498B1
Application number: DD20632278A
Authority: DD
Inventors: Guenter Firkert
Original assignee: Guenter Firkert
Priority date: 1978-06-28
Filing date: 1978-06-28
Publication date: 1980-10-01
Also published as: SU985765A1; CS223560B1; RO75405A; DD137498A1; BG32974A1

Description

Schaltungsanordnung zur Koordinatentransformation

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindimg betrifft eine Schaltungsanordnung zur Koordinatentransformation, die die Koordinaten eines zur Ideallage versetzten Chips in die'Maschinenkoordinaten transformiert. Damit ist die Möglichkeit gegeben, daß der Bondprozeß automatisiert wird. Die Erfindung wird in automatischen Bondern eingesetzt.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Ea sind Lösungen bekannt, bei denen die Transformation analog berechnet und die Positionierung mittels Schrittmotoren in diskreten Schritten erfolgt. Ein derartiges Verfahren wird beispielsweise in der DE-03 7Λ 48 8ДЗ beschrieben. Die hierbei erforderlichen D/A Wandler bestimmen u.a. die Genauigkeit des Verfahrens.

Der Vorteil digitaler Lösungen liegt in der erzielbaren größeren Genauigkeit.

Weiterhin ist eine Lösung bekannt, bei der eine technologisch bedingte Winke!drehung des Chips dadurch ausgeglichen wird, daß das System um die technologisch bedingte Winkeldrehung um die z-Achse zurückgedreht wird, wodurch sich die beiden Drehungen kompensieren. Der liachteil dieser Lesung liegt in dem zusätzlichen Antrieb und dem daraus resultierenden er-·

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höhten mechanischen Aufwand

Ziel der Erfindung

Das Ziel der Erfindung besteht darin, die Koordinaten der Bondinseln eines gegenüber der Ideallage auf einem Kammstreifen in Linearkoordinaten und Winkel versetzten Chips zum automatischen Bonden in die Maschinenkoordinaten zu transformieren. Dazu v/erden in einer Schaltungsanordnung aus der Größe der Versatzkoordinaten und der Winkeldrehung des Chips die Maschinenkoordinaten für jede Bondinsel korrigiert.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Das Wesen der Erfindung besteht darin, daß die Koordinatentransformation der Chipkoordinaten in die Maschinenkoordinaten in einer dafür ausgebildeten Schaltungsanordnung erfolgt.

Merkmale der Erfindung

Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung besteht aus bereits bekannten Eingangsblöcken der Maschinenkoordinaten + χ : + у_л des Chips in Ideallage, Eingangsblöchen für die linearen Versatzkoordinaten + yix.; + А У„ uncL einem inkreinentalen Geber,

4M £ Mt C

der eine der Winkeldrehung + Д^proportionale Impulszahl liefert.

Weiterhin befinden sich in der Schaltungsanordnung bereits bekannte Ausgangsspeicher der transformierten Chipkoordinaten χ ; y„ sowie Vorzeichenausgänge der transformierten Chipkoordinaten. Dabei sind die Eingangsblöcke für r. ; у mit den Aasgangsspeichern für >: ; у direkt verbunden. Weiterhin ist den Eingangsblöcken für + x_c; у^ und den Eingangsblöcken für +^x ;Jy ein Vorzeichenbewerter und ein

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Operationszähler zugeordnet.

An dem Geber ist ein erster Funktionaispeicher der Funktion sind γ, ein zweiter Punktionalspeicher der Punktion (1-cos Άψ) sowie ein von dem ersten Funktionalspeicher bewerteter VorzeichensDeicher angeschlossen. Die Funktionalspeicher sind mit einem Multiplikator verbunden, der wiederum mit einem Koorainatenkorrekturblock verbunden ist.

Desweiteren 13t der Vorzeichenbewerter mit dem Vorzeichenspeicher, dem Koordinatenkorrekturblock und den Vorzeichenausgängen der transformierten Chipkoordinaten verbunden. Ein Steuerwerk ist mit dem Multiplikator, dem Operationszähler, dem Koordinatenkorrekturblock sowie dem Befehlseingang "Start" und dem Befehlsausgang "Rechnung Ende" sov.'ie der Koordinatenkorrekturblock mit den Ausgangsspeichern verbunden.

Bei kleinen Winkeldrehungen ±Δψ lassen sich bestimmte üäherungen realisieren, so daß der ersxe Funktionalspeicner für зіп^зу-" u.a. einen linearen Zähler und der zweite Punktionalspeicher für (1-coszi^) u.a. einen durch die gewählte Punktionsnäherung gesteuerten linearen Zähler enthält. Der Zählerstand der Punktionalspeicher entsoricht dem Funkticnswert der beiden Punktionen sin Αψ bzw. (1-cos

Ausführungsbeisniel

Die Erfindung ist in einem Ausführungsbeispisl und anhand zweier Zeichnungen naher erläutert. Dabei zeigen:

Fig. 1 die Lage des Chios zu den Maschinenkcordinaten Fig. 2 das Blockschaltbild der Schaltungsanordnung

In Fig. 1 ist die Lage dee Chips gegenüber den Maschinenkoordinaten dargestellt. Dabei ist der Winkel4ϊγ größer als 5 gezeichnet.

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Die in Fig. 2 gezeigte Schaltungsanordnung besteht aus Eingangsblöcken 1 ;2 der Maachinenkoordinaten -»· χ ; + у

— С "" С

des Chips in Ideallage.

Der kleinste Verstellweg, der durch den Schrittmotor des Kreuztisches erreicht wird, beträgt 1Oyum, so daß den Stellenausgängen η χ 10° die Koordinatenwerte^ χ,; γ von О jam bis 90 pxa. gestuft in 10 /tun Schritten zugeordnet sind.

Desweiteren sind dein Stellenausgang η* χ 10 die Koordinatenwerte bis 900 gestuft in 100 um Schritten und dem

Stellenausgang n₂ x 10 die Koordinatenwerte bis 9000 um gestuft in 1000/um Schritten zugeordnet.

Weiterhin 3ind Eingangsblöcke 3;4 der Versatzkoordinaten * ^{л x}~i +Δ У.» mit den Stellenausgängen in χ 10° und т_л χ 10' vorgesehen

Wie aus den Stellenausgängen Δ*-~ \Δ y_ - ^ ш, х 10 hervorgeht, beträgt der maximale Versatz des Chips ^r ^ ; δ y„.„_v = 990 um, was durch die- Genauigkeit

шал HL el X. /

der vorhergegangenen technologischen Prozesse gewährleistet ist.

Ein inkrementaler Geber 5 liefert eine der Winkeldrehung + yjipdea Chips gegenüber der Ideailage proportionale Iinpulszahl.

Die maximale V/inkeldrehung, die ebenfalls durch die vorhergegangenen technologischen Prozesse gewährleistet ist, beträgt ± A<f_ma7r = + 0,08727 = + 5°. Die Eingangsblöcke 1;2: sind mit ihren Stellenausgängen x„ ; У„ = І n_v x 10^K n_v6 (0 ... 9)

^{c c} K-o ^κχ·/γ ^K

mit den zugehörigen Stelleneingängen

Г " Г K^<j л χ; у

direkt verbunden.

Weiterhin ist den Eingangsbiöcken 1 ;2 und den Eingangsblöcken 3;4 ein Vorzeichenbewerter 8 und ein Cperationszähler 9 zugeordnet.

Dabei erhält der Vorzeichenbewerter 8 die Vorseicheninformationen der Werte x_; y„ und x^,; у sowie der Operationszähler 9 die Werte x„; y^ = > η, χ 10

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Die Werte n_Q χ 10° werden aus später erläuterten Gründen dem Operationszähler nicht eingegeben, was einer Division der Maschinenkoordinaten durch 10 entspricht. An dem Geber 5 ist ein erster Funktionalspeicher 10 der Punktion sinziy?, ein zweiter Funktionalspeicher 11 der Punktion (1-eos.ay) und ein Vorzeichenspeicher 12 angeschlossen.

Da die maximale Winkeldrehung +5° beträgt, läßt sich die Funktion sin<4 у durchs ψ ^singly? linear annähern, wodurch sich der b^anktionalspeicher 10 ua.durch einen linearen Zähler realisieren läßt. Dabei ist es zweckmäßig, einer Winkeldrehung von

Af = 0,08727-5° 872 Impulse

zuzuordnen. Die Funktion (1-uos^iy⁷) läßt 3ich abschnittsweise durch lineare Funktionen f annähern. Dabei hat sich folgende Näherung nach Tab.1 als günstig erwiesen Pi(1;2;3)

•Tabelle 1

sin Δ *ψ&Α ψ (1-cos Δψ ) <** f

0,0000 . . . 0,0223 f_1t = 0,0001

0,0224 . . . K₂ χ 0,0032 f^ = 0,0002 + K₂;K₂,£ (1 . . .5)

0,0413 . . . K₃ χ 0,0016 fj = 0,0008 + Κ₃?Κ_?6(1 . . .28)

Diese Näherungen ermöglichen eine einfache schsltung3technische Realisierung. Neben dem ziffernträßigcn Betrag der Funktionen ist auch das Vorzeichen der Winkeldrehung zu bewerten.

Der Punktionalspeicher 10 weist dabei die Stellenausgänge >m_v· 10 "^k m,_€(0 . . . 9)

und der Funktionalspeicher 11 die Stellenausgange (1-cos ^i <^ )~ 2- ⁿv'¹⁰ ~^{K n}v € (0 . . * 9) entsprechend der Näherung gemäß Tabelle 1 auf. Weiterhin ist der Vor^eiehenbewerter 8 mit dem Vcrzeichen-SDeicher 12, dem Koordinatenkorrekturblock 14 und den Vcrzeichenausgärigen 15 der transformierten Ghipkoordinaten

t ^Х _Г»У_Г verbunden.

Ein Steuerwerk 16 ist oiit dem Multiplikator 13, dem

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Operationszähler 9, dem Koordinatenkorrekturblock 14, sowie dem Befehlseingang "Start" und dem Befehlsausgang "Rechnung Ende" verbunden und der Koordinatenkorrekturblock 14 ist mit den Ausgangsspeichern 6;7 verbunden.

Die Wirkungsweise der Schaltung beruht auf folgenden mathematischen Beziehungen:

y_r = У_с cos^y + x_c sinAf Durch Umformung ergibt sich

Gl.	1
Gl.	г
Gl.	3
Gl.	4

ν = ν +χ ^Jr ^Jc с

Werden die Korrekturwerte K^ ... K^ eingeführt, ergibt sich:

χ * χ — K.. — Kp, + K-5 Gl. 5

Уг = Ус ^{+ K}4 - ^K5 ^{+ K}6 ^G1· ⁶

K^ und K^ werden als Größe der Parallelverschiebung vorgegeben. Die Korrekturwerte K₁ ;K₂;K, ;K,- sind Punktionen der Winkeldrehung.

Wie aus Gl.3 und Gl.4 ersichtlich ist, müssen zur Bestimmung der Korrekturwerte die Punktionen зітіЛ^ und (1-cos Δψ )±n den Punktionalspeichern gemäß Tabelle berechnet werden

Die Multiplikation der Werte: von X_n bzw. y_ aus dem Operationszähler 9 mit den Näherungswerten von s (1-COS^ ψ ) erfolgt in dem Multiplikator 13- günstigerweise durch eine fortlaufende Addition der Werte von sinziy* ; (1-cosxdy⁵ ) in den Punktionalspeichern 10; Dabei ist der Operationszähler 9 als Rückv/ärtszähler ausgebildet und sovielmal wird der Wert des Funktionalspeicher 10;11 addiert, wie am Anfang der Rechenoperation der Wert von χ bzw. y_Q betrug.

Da bei einem kleinsten verwendeten Schritt von 10 um und einem größten Verdrehwinkel von 5° die Koordinatenkorrektur

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von 90 ш · зіп 5° kleiner als 10 ди ist, ist es nicht erforderlich Werte von x.;y. unter 100 um zur Winkelkorrektur heranzuziehen. Deshalb.ist es nicht notwendig, dem Operationszahler 9 die Werte x~;y„ = η χ 10° ein-

c с °^x/-y zugeben.

Durch diese Näherung ist es erforderlich, daß die den Punktionalsneichern 10;11 zugeordneten Werte mit dem Paktor 10 multipliziert sind.

Die durch einen Korrekturwert bestimmte ziffernmäßige Veränderung der Koordinaten x_Q; y^ in die Werte х^; у^ erfolgt durch Verarbeitung der bei der fortlaufenden Addition in der höchsten Dezimale auftretenden Überträge. Voraussetzung dafür ist, daß die Größe des ersten Summanden kleiner als die kleinste Einheit des zu korrigierenden Koordinatemvertes ist.

Gesteuert wird die fortlaufende Addition durch das Steuerwerk 16, wodurch der Ooerationszähler 9, der mit den Ziffern der genannten Dezimalen von χ ; у voreingestellt wird, auf Null gezählt wird. Bei jedem Schritt wird eine Addition ausgeführt .

Sind die Einer der Chipkoordinaten größer als 5, so wird der Stand des Operationszählers automatisch um eins erhöht, wodurch der Häherungsfehler gemittelt wird. Tabelle 2 zeigt die Vorzeichen der Betragskorrektur durch die Korrektwerte.

Tabelle 2

Quadrant der Ghiokoordinat e

1.

2. 3. 4.

1. о

3.

4,

Vorzeichen der Winkeldrehung

Vorzeichen der Betrags^ korrektur von χ ; у

О С

durch die Korrekturwerte

V XT If

-⁸ - 2 0 6 322

Die Parallelverschiebung der Chipkoordinaten zu den Maschinenkoordinaten ist durch + s\x = + K-, :

±ΔΎ₀ = + ^Kg festgelegt.

Die Richtung der Parallelverschiebung und der Quadrant der Chipkoordinate bestimmen die Art der Betragskorrektur der Chipkoordinate, d.h. ob die Korrekturwerte addiert oder subtrahiert werden.

Die Ausgangsspeicher 6;7 sind dazu als Vor-Rückwärtszähler ausgebildet.

Die Bedingungen dazu enthält Tabelle 3

Tabelle 3

Quadrant Vorzeichen der Vorzeichen der Betrags-Parallelverschiebung korrektur der Chipkoordinate

^x у K₃ K₆

1. -

4. *

Die Betragskorrektur weist infolge der Behandlung der Vorzeichenbewerter 8 nachstehende Besonderheit auf. Palis bei einer solchen Korrektur der Betrag einer der transformierten Koordinaten Null wird, kehren sich für alle weiteren Korrekturen die Vorzeichen der Betragskorrektur um. Gleichzeitig wechselt das Vorzeichen der transformierten Koordinate.

Tabelle 4 zeigt den gesamten Ablauf der Berechnung der korrigierten Chipkoordinaten einer Bondineel.

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Tabelle 4 Operaticnsbefehl Bef. 1

Bef. ?

Bef.	3
Bef.	4
Bef.	5
bef.	6

Bef. 7

Bef. 8

Bef. 9

Bef. 10

Bef. 11

Bef. 12

Bef. 13

Bef. U

Eef. 15

Bef. 16

Bef. 17

Bef. 18

Bef, 19

^{x 10}

ausgeführter Schritt

"Start" des Rechenzyklus,Schaltungsanordnung in Ausgangsstellung. Ausgangsspeicher 6;7 und Vorzeichenbewerter 8 mit den Werten χ ; у und deren Vorzeicheninformationen laden.. Operati ons zähl er 9 mit /y I laden. * °

Falls η > 5, wird Zählerstand des

Oy

Operationszählers 9 um "1" erhöht. Korrektur durch K^ ausführen. Falls Vorzeichen der Betragskori'ektur durch K.J positiv, folgt: Rechenwerk

löschen.

·£ к

Operationszähler 9 mit /x„/=^n~ χ

laden.

Korrektur durch K^ wird ausgeführt. Rechenwerk löschen,

,2 ν

Operationszähler 9 mit/χ / = S" η. χ

¹C ^₇ J^

laden.

Palls η > 5» wird der Zählerstand des Operationszahlers 9 um "1" erhöht. Korrektur durch K. wird ausgeführt. Falls Vorzeichen der Betragskorrsktur durch К_д positiv, folgt:Rechenwerk löschen. -

Ooerationsae.hler 9 mit /у / = ^п- х 10*

laden.

Korrektur durch K^ wird ausgeführt. Cperationszähler 9 mitUxJ laden. Korrektur durch ІЦ wird ausgeführt. Ooera^ionszäaler 9 xnitl^y^l laden. Korrektur durch K^ wird auageführt.

Ausgangebefehl ^Rechnung Ende

de"

Ehrend des Bondens ѵ/егсігп dann jeweils die korrigierten dinatc'n der näcii^ten. Bondinsel berechnet.

Claims

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Erfindungsanspruch

1. Schaltungsanordnung zur Koordinatentransformation von Chipkoordinaten, die durch. Versatzkoordinaten und Winkeldrehung zu Maschinenkoordinaten bestimmt sind, mit Eingangsblöcken für die Maschinenkoordinaten des Chips in Ideallage, Eingangsblöcken für die Versatzkoordinaten und einem inkrementalen Geber, der eine der WinkeldrehungΔψ proportionale Impulszahl liefert, sowie Ausgangsspeichern für die transformierten Chipkoordinaten χ ; у und Ausgängen der Vorzeichen der transformierten Chipkoordinaten, gekennzeichnet dadurch, daß die Eingangsblöcke (1 >2) der Maschinenkoordinaten χ : у mit den Ausgangsspeichern (6;7)y direkt verbunden sind, daß den Eingangsblöcken (1;2) und den Eingangsblöcken (3;4) der Versatzkoordinaten ^Jx \ду ein Vorzeichenbev/erter (8) und ein Operationszähler (9) zugeordnet ist, daß dem Geber (5) ein erster Funktionalspeicher C107 der Punktion sin^y", ein zweiter Funktionalspeicher (11); der Funktion (1-cos^^) und ein von dem Funktionalspeicher (.10) bewerteter Vorzeichenspeicher (12) angeschlossen ist, daß die Funktionalspeicher (10;11) mit einem Multiplikator (13) verbunden sind, der wiederum mit einem Koordinatenkorrekturblock (14) verbunden ist, daß der Vorzeichenbewerter (.8) mit dem Vorzeichenspeicher (12), dem Koordinatenkorrekturblock (14) und den Ausgängen (15J der Vorzeichen der transformierten Chipkoordinaten verbunden ist, daß ein Steuerwerk (16) mit dem Multiplikator (13), dem Operationszähler (9), dem Koordinatenkorrekturblock (14) sowie dem Befehlseingang "Start" und dem Befehlsausgang "Rechnung Ende" verbunden ist und daß schließlich der Koordinatenkorrekturblock (.14-). mit den Ausgangsspeichern (6;7) verbunden ist.

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Schaltungsanordnung nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß der Funktionalspeicher (10) u.a. einen linearen Zähler und der zweite Funktionalspeicher (11) einen gesteuerten linearen Zähler enthält.

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