DD224704A1

DD224704A1 - Verfahren zur inkpunkterkennung und schaltungsanordnung zur durchfuehrung des verfahrens

Info

Publication number: DD224704A1
Application number: DD26243384A
Authority: DD
Inventors: Klaus-Juergen Wolter; Horst Rehberg; Ulrich Dietzel; Volker Kunz
Original assignee: Mikroelektronik Zt Forsch Tech
Priority date: 1984-04-27
Filing date: 1984-04-27
Publication date: 1985-07-10
Also published as: DD224704B1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur automatischen Inkpunkterkennung und eine Schaltungsanordnung zur Durchfuehrung des Verfahrens, insbesondere zur Erkennung von gekennzeichneten Halbleiterchips in auf Folien befestigten und trenngeschliffenen Scheibenverbaenden. Das Ziel und die Aufgabe ist eine eindeutige Erkennung der in Form und Lage nicht konstanten Inkpunkte bei Auftreten von systematisch und bedingt stochastisch gestoerten Bildern. Erfindungsgemaess wird in einem Lernvorgang ein Referenzbild einer typischen Chipoberflaeche aufgenommen und abgespeichert. Bei einem gekennzeichneten Chip wird die Form eines repraesentativen Inkpunktes durch einen rechteckigen Formfilter nachgebildet. Danach wird ein Differenzbild aus einem von der aktuellen Chipoberflaeche aufgenommenen Istbild und dem Referenzbild gebildet. Bei dem Differenzbild wird eine Rauschunterdrueckung vorgenommen und mittels Formfilter die Anhaeufung dunkler Bildpunkte gesucht, die zum Formfilter maximale Aehnlichkeit aufweist.

Description

Verfahren zur Inkpunkterkennung und Schaltungsanordnung zur Durchführung das Verfahrens

Anwendungsgebiet dar Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Inkpunkterkennung und eine Schaltungaanordnung, zur Durchführung des Verfahrens, inabesondere zur Erkannung von gekennzeichneten Chips in auf Folien befestigten und trenngeschliffenen Scheibenverbänden*

Charakteristik der bekannten Lösungen

Auf automatischen Chipbondern werden die auf Folien befestigten und trenngeschliffenen Scheibenverbände als Magazin verwendet, wobei alle als unbrauchbar festgestellten Chips durch einen Inkpunkt gekennzeichnet werden. Mittels eines Kreuztisches werden diese Scheiben zeilenweise abgefahren, wobei nur einwandfreie Chips zur Montage gelangen dürfen, die geinkten Chips aollen auf der Scheibe verbleiben.

In der DE - OS 28 03 653 wird eine Lösung beschrieben, bei der von der Chipoberfläche ein digitales Bild gewonnen wird, wobei die Digitaliaierungsschwelle so eingestellt wird, daß ein Inkpunkt durch dunkle Bildpunkte erkennbar ist. Die Anzahl der dunklen Bildpunkte in der Chipoberfläche wird mit einem Schwellwert verglichen. Aus dem Vergleich mit dem Schwellwert wird die Aussage

gewonnen, ob daa Chip geinkt ist.

Als Beleuchtungsverfahren kommen Auflichtverfahren zur Anwendung. Das von der geinkten Chipoberflache in den Strahlengang der Bildaufnahmevorrichtung reflektierte Licht erzeugt von der Chipoberfläche ein weißes Bild. Inkpunkte werden im weißen Bild der Chipoberfläche als Anhäufung dunkler,Bildpunkte dargestellt. Befinden sich durch technologische Prozesse bedingt, Bestandteile (z. B. Si-Kristalle) auf der Chipoberfläche, die auftreffende Lichtstrahlen diffus reflektieren, so erzeugen diese im Bild der Chipoberfläche ebenfalls dunkle Stellen. Dadurch kann keine eindeutige Aussage über vorhandene Inkpunkte getroffen werden.

Ziel der Erfindung

Das Ziel der Erfindung ist es, die vor der Montage, notwendige Aussortierung von unbrauchbaren Halbleiterchips nach optischen Merkmalen durch eine erhöhte Erkennungasicherheit der Merkmale zu verbessern, und damit die Ausbeute des vollautomatischen Chipbonders zu steigern.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Schaltungsanordnung zur Inkpunkterkennung zu schaffen, wodurch auch bei nicht" konstanter Form und Lage des Inkpunktes, sowie bei Auftreten systematisch und bedingt stochastisch gestörter Bilder eine eindeutige Erkennung der Inkpunkte möglich ist. Zur Lösung der Aufgabe wird davon ausgegangen, daß bei einem Verfahren zur automatischen Inkpunkterkennung mittels Fernsehkamera gewonnene Bildinformationen eines Gesamtbildes digitalisiert und in einen Bildspeicher abgespeichert werden.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß in einem Lernvorgang das Bild einer typischen; ungeinkten Chipoberfläche mit seinen systematischen„Fehlern aufgenommen und im Referenabildspeicher abgespeichert wird. Bei einem geinkten Chip wird die Form eines repräsentativen Inkpunktes durch einen rechteckigen Formfilter nachgebildet und ein unterer und ein oberer Schwellwert der Anzahl der dunklen Bildpunkte im Formfilter registriert.

Bei der Überprüfung der aktuellen Chipoberfläche auf das Vorhandensein eines Inkpunktes wird das aufgenommene Bild der Chipoberfläche mit dem Referenzbild verglichen und somit ein Differenzbild gewonnen. Im nächsten Schritt wird in dem Differenzbild aJLne Rausch-, unterdrückung vorgenommen. Danach wird mittels Formfilter die Anhäufung dunkler Bildpunkte gesucht, die zum Formfilter maximale Ähnlichkeit aufweist, und die Anzahl der dunklen Bildpunkte im Formfilter ermittelt und mit den beiden gelernten Schwellwerten verglichen.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch eine Schaltungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens gelöst, bei der der Ausgang einer Fernsehkamera mit dem Eingang einer Videosignalaufbereitung verschaltet ist und der Synchronisationseingang der Fernsehkamera mit dem Synchronisationsausgang der Videosignalaufbereitung verbunden ist. Die Fernsehkamera und die Videosignalaufbereitung sind ausgangsseitig mit einem ersten und zweiten Eingang des Monitors verbunden, wobei der Ausgang der Videosignalaufbereitung mit dem ersten Eingang einer Seriell-Parallel-i/andlung verschaltet ist, deren Ausgang mit dem Eingang eines Bildspeichers verbunden ist, wobei der Systembus eines Mikrorechners ebenfalls mit dem Eingang des Bildspeichers verschaltet ist. Die

Kapazität des Bildspeichers ist so dimensioniert, dai3 er das aktuelle Bild, das Referenzbild und das Differenzbild der Chipoberfläche sowie die Bildinformation des Formfilters aufbewahren kann. Es existiert außerdem eine ausgangsaeitige Verbindung des Bildspeichers mit dem ersten Eingang eines Differenzbildbildners, dessen zweiter Eingang eine Verbindung zum Ausgang der Seriell-Paralle1-Wandlung aufweist. Der Differenzbildbildner ist ausgangsseitig mit dem ...Eingang" "einer Rauschunterdrückung verschaltet, deren Ausgang eine Verbindung zu einem zweiten Eingang der Seriell-Parallel-Wandlung" aufweist. Weiterhin ist der Ausgang das Bildspeichers direkt mit dem Systembus des Mikrorechners und dem Eingang eines Zeilen- und Flächenauswerters verbunden, dessen-Ausgang eine Verbindung zum Systembus des Mikrorechners aufweist. Eine Verbindung existiert außerdem zwischen dem Eingang einer Ausleseadreßerzeugung- wan -dem' -Systemfruav Weiterhin ist die Ausleseadreßerzeugung ausgangsseitig über einen ersten Adreßmultiplexer mit dem Adreßeingang des Bildspeichers verbunden, der außerdem über einen zweiten Adreßmultiplexer mit dem Systembus verbunden ist. Sine Verbindung existiert vom Systembus zum Eingang einer Schreibadreßerzeugung, die ausgangsseitig über einen dritten Adreßmultiplexer mit dem Adreßeingang des Bildspeichers verbunden ist. Weiterhin existiert eine Einschreibsteuerung, deren erster Eingang mit dem Systembus und deren zweiter Eingang.mit dem ersten Ausgang einer Monitoransteuerung verschaltet ist. Der erste Ausgang der Monitoransteuerung ist außerdem mit dem zweiten Eingang der Videosignalaufbereitung verschaltet. Der Taktausgang der Monitoransteuerung ist mit den Takt eingängen.der Videosignalaufbereitung, der Einschreibsteuerung und einer Markenerzeugung verbunden. Es existiert weiterhin eine Verbindung zwischen dem Steuerausgang der Einschreibsteuerung und dem Steuereingang der Serie 11-Parallel-V/andlung. Der Taktausgang der

Einschreibe teüeziung ist mit den Takteingängen der Schreibadreßerzeugung und der Ausleseadresserzeugung verbunden· Der erste Ausgang der Monitoransteuerung ist mit dem ersten Eingang der Markenerzeugung verbunden, deren zweiter Eingang eine Verbindung mit dem Systembus des Mikrorechners aufweist und ausgangsseitig mit dem Monitor verbunden ist· Der zweite Ausgang der Monitoransteuerung ist mit einem weiteren-Eingang-des Jio.pi.tors verbunden und die-Monitoransteue^ung ein^angssei-ti^ mit dem Systembus verschaltet.

Die Fernsehkamera dient sur optisch-elektronischen Wandlung der Bilainformation vom Halbleiterchip. Die Synchronisation der Fernsehkamera mit dem Monitor und der Hardware zur Bildauswertung geschieht über den in der Monitoransteuerung generierten-Bildpunkttakt und den daraus abgeleiteten Austastsignalen für den Zeilen- und Bildrücklaufv..Aus· diesen werden die Synchronsignale für die Fernsehkamera in der Videosignalaufbereitung gebildet. Die Monitorahsteuerung erzeugt die Synchron- und Videosignale für den Monitor. Über den Systembus des Mikrorechners werden der Bildwiederholspeicher und der Zeichen- generator der Monitoransteuerung gesteuert. Die Marken— erzeugung generiert ein Fadenkreuz sowie Marken und Rahmen zur Anzeige auf dem Monitor, wobei die Lage letzerer im Monitorbild über den Systembus gesteuert werden. Die Seriell-Parallel-Wandlung schafft die Voraussetzungen zum systemweisen Abspeichern der digitalen Videoinformation.

Die Einschreibsteuerung steuert dabei die Seriell- Paralleltfandlung und stellt ebenfalls den Adreßtakt für die Schreibadreßerzeugung zur Verfügung.

Die Adressen für das Einschreiben der digitalen Videoinformation und des Differenzbildes erhält der Bildspeicher

synchron' zum abtastenden Elektronenstrahl der Fernsehkamera von der Einschreibateuerung und Schreibadreßerzeugung. Beim Einschreiben werden dem Bildspeicher über den Adreßmultiplexer die Einschreibadressen zugestellt. Der steuernde Mikrorechner ist in der Lage, den Bildspeicher zu lesen und zu beschreiben. Dazu werden über den zweiten Adreßmultiplexer die Adressen vom Mikrorechner kodiert an den Bildspeicher geführt. Der Datenbus des. Mikrorechners wird entsprechend der Speicherzugriffsoperation an den Ein- bzw. Ausgang des Bildspeichers gelegt.

Die Ausleseadreßerzeugung dient zum Auslesen des Bildspeichers. Dabei können über den Mikrorechner steuerbar freiwahl bare Zeilen bzw. Zeilenabschnitte sowie Spalten .-bzw.. Spaltenabschnitte oder auch frei wählbare Flächen des eingespeicherten Bildes ausgelesen werden. Über den Adreßmultiplexer werden in dieser Betriebsart dem Bildspeicher die Adressen bereitgestellt. Aus dom im Bildspeicher abgelegten Referenzbild und dem Bild der Halbleiterchipoberfläche 7/ird das Differenzbild gebildet, welches nach anschließender Rauschunterdrückung in den Bildspeicher eingeschrieben wird. Zur Inkpunkterkennung wird das Differenzbild aus dem Bildspeicher ausgelesen und an den Zeilen- bzw. Flächenauswerter v/eitergeleitet· Die Ergebnisse des Zeilen- bzw. Flächenauswerters erhält der Mikrorechner.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung soll anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert werden.

Die Zeichnungan zeigen:

Fig. 1a Bild der Ghipoberflache eines ungeinkten Chips (Referenzbild),

Fig. 1b Bild der Ghipoberflache eines geinkten Chips Fig. 1c Differenzbild Fig. 1d Differenzbild nach der Rauschunterdrückung

Pig. 1e Differenzbild mit Fonnfilter, und r:.: Pig. 2 das Blockschaltbild der Schaltungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens

Die Figuren 1a bis 1e zeigen die Verfahrensschritte, dia zur fehlerfreien automatischen Inkpunkterkennung notwendig sind. In einem Lernvorgang wird das Bild der Chipoberfläche mit. seinen technologisch..bedingtenJ,unk-. len Stellen 19 aufgenommen und in einem Referenzbild^ speicher aufbewahrt. Weiterhin wird bei einem geinktsn Chip die Form eines repräsentativen Inkpunktes 20-.durchein rechteckiges Formfilter 21 nachgebildet und die Anzahl der dunklen Bildpunkte im Formfilter 21 registriert. Bei der Überprüfung der aktuellen Chip oberfläche vsdbai-r von der Chipoberfläche ein Istbild aufgenommen und-gespeichert (Pig. 1a und 1b) . Danach wird in einem ersten Schritt ein -Differenzbild:.:.., .: aus dem Istbild der aktuellen Chipoberfläche und dem Referenzbild erzeugt, womit erreicht wird, daß das Differenzbild frei von systematischen Störungen ist.

(Pig. 1c)

Der nachfolgende zweite Schritt nimmt eine Rauschunterdrückung im Differenzbild vor, die stochastische Bildstörungen 22 verringert. Diese Störungen treten dadurch auf, daß die dunklen Stellen bezüglich ihrer Größe, Form und Lage schwanken und somit nicht vollständig deckungsgleich mit denen des Referenzbildes sind. (Pig. "ld)

Im dritten Schritt wird mittels Formfilter die Anhäufung dunkler Bildpunkte gesucht, die zum Fonnfilter 21 maximale Ähnlichkeit aufweist (Fig. 1e). Dieser Schritt ist bedingt, da die Rauschunterdrückung nicht immer alle stochastischen Bildstörungen 22 beseitigt und andererseits bei großen Chipabmessungen die Rauschunterdrückung nicht zur Sliminierung des Inkpunktes 20 führen darf.

—· 8 —·

Der letzte Schritt ermittelt die Anzahl dunkler BiIdpunkte im Formfilter 21 und vergleicht sie mit dem gelernten Wort. Wenn die Anzahl dunkler Bildpunkte im Formfilter (/7 _D _ _Bp ) die folgende. Ungleichung

^< ^S

erfüllt, handelt es sich um ein geinktes Chip» Wobei S. der untere Schwellwert der Anzahl dunkler Bildpunkte ^; und Sp der obere Schwellwert ist.

Fig. 2 beinhaltet das Blockschaltbild der Schaltungsanordnung zur Inkpunkterkennung.

Eine Fernsehkamera 1 dient zur optisch-elektronischen Wandlung dar Bildinformation vom Halbleiterchip. Die Synchronisation der Fernsehkamera 1 mit dem Monitor und der Hardware zur Bildauswertung geschieht über den in der Monitoreinsteuerung 5 generierten Bildpunkttakt und den daraus abgeleiteten AustastSignalen für den Zeilen- und Bildrücklauf. Aus diesem wiederum werden die Synchronsignale für die Fernsehkamera 1 in dar Schaltung zur Videosignalaufbereitung 3 gebildet. Die Monitoransteuerung 5 erzeugt dia Synchronsignale für den Monitor 2. Über den Systembus des Mikrorechners werden die 3ildwiederholspeicher 8 und der Zeichengenerator der Monitoransteuerung 5 gesteuert. Die Markenerzeugung 4 generiert ain Fadenkreuz sowie Marken und Rahmen zur Anzeige auf dem Monitor 2, wobei die Lage letzterer im Monitorbild über den Systembus des Mikrorechners 15 gesteuert werden. Die aus zum Beispiel aus zwei 8-Bit-Seriell-Parallel-Schieberre— gister und einen 8—Bit-ßlE-Multiplexer bestehende Seriell-Parallel-Wandlung 7 schafft die Voraussetzungen, zum.byteweisen Abspeichern der digitalen Videoinformation. Die Umschaltung der zwei Schieberegister realisiert die Einschreibsteuerung 6, welche ebenfalls für die Schreibadreßerzeugung 12 den Adreßtakt zur Verfügung stellt.

— Q _

Seine Adressen für das Einschreiben der digitalen Videοinformation und des Differenzbildes' erhält der Bildspeicher 8 synchron zum abtastenden Elektronenstrahl der Fernsehkamera 1 von der Einschreibsteuerung 6 und Schreibadreßerzeugung 12· Beim Einschreiben werden dem Bildspeicher 8 über den Adreßmultiplexer 9 die Einschreibadressen zugestellt.

Der steuernde Mikrorechner, 13 ist in der Lage, ά,βρ. ..

Bildspeicher 8 zu lesen und zu beschreiben^ Dazu werden über den Adreßmultiplexer 10 die Adressen vom Mikrorechner 13 an den Bildspeicher 8 geführt. Der Datenbus des Mikrorechners 13 wird entsprechend der Speicherzugriffsoperation an den Ein- bzw. Ausgang des Bildspeichers 8 gelegt.

Die Ausleseadreßerzeugung 14 dient zum Auslesen des Bildspeichers 8. Dabei können über den Mikrorechner 13 steuerbar frei wählbare Zeilen bzw. Zeilenabscjanit-te,.* _„·.. sowie Spalten bzw. Spaltenabschnitte oder auch frei wählbare Flächen des eingespeicherten Bildes ausgelesen werden, über den Adreßmultiplexer 11 werden in dieser Betriebsart dem Bildspeicher 8 die Adressen bereitgestellt.

Aus dem im Bildspeicher 8 abgelegten Raferenzbild und dem Bild der Halbleiterchipoberfläche wird das Differenzbild gebildet, welches nach anschließender Rauschunterdrückung 17 in den Bildspeicher 8 eingeschrieben wird. Zur Inkpunkterkennung wird das Differenzbild aus dem Bildspeicher 8 ausgelesen und an den Zeilen- bzw. Flächenauswerter 16 v/eitergeleitet. Die Ergebnisse des Zeilen- und Flächenauswerters 16 erhält der Mikrorechner 13.

Claims

- to -

Erfindungsansprueh .:

. Verfahren zur automatischen Inkpunkterkennung auf einem Halbleiterchip, bei dem mittels Fernsehkamera gewonnene 3ildinformationen eines Gesamtbildes digitalisiert und in einem Bildspeicher abgespeichert werden, gekennzeichnet dadurch, daß in' einem Lernvorgang das Bild" einer tropischen ungeinkt en Chipoberfläche mit seinen systematischen Fehlern aufgenommen und im Referenzbildspeicher abgespeichert wird, daß bei einem geinkten Chip die Form eines repräsentativen Inkpunktes durch einen rechteckigen Formfilter nachgebildet wird und ein unterer und ein oberer Schwellwert der Anzahl der dunklen Bildpunkte im Formfilter registriert wird, daß bei der Überprüfung der aktuellen Chipoberfläche auf das Vorhandensein eines Inkpunktes das*von der" Chipoberfläche aufgenommene Bild mit dem Referenzbild verglichen wird und aus diesem Vergleich das Differenzbild erzeugt wird, daß eine Rauschunterdrückung im Differenzbild vorgenommen wird, daß danach mittels Formfilter die Anhäufung dunkler Bildpunkte gesucht wird, die zum Formfilter maximale Ähnlichkeit aufweist, daß die Anzahl der dunklen Bildpunkte im Formfilter ermittelt und mit den beiden gelernten Schwellwerten verglichen wird.
2. Schaltungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens mit einer Fernsehkamera, einem Monitor, einem Speicher, Multiplexern, einer Seriell-Parallel-Wandlung und einem Mikrorechner, gekennzeichnet dadurch, daß der Ausgang der Fernsehkamera (1) mit dem Eingang einer Videosignalaufbereitung (3) und der Synchronisationseingang der Fernsehkamera O) mit dem Synchronisationsausgang der Videosignalaufbereitung (3) verbunden ist, daß die Fernsehkamera (Λ ) und die

Videοsignalaufbereitung (3) ausgangsseitig mit dem Monitor (2) verbunden sind, wobei der Ausgang der Yideoaignalaufbereitung (3) mit dem ersten Eingang der Seriöll-Parallel-Wandlung (7) verschaltet ist, deren Ausgang mit dem Eingang des Bildspeichers (8) verbunden ist, wobei der Systembus des Mikrorechners (15) ebenfalls an den Eingang des Bildspeichers (8)

angeschlossen .ist,, daß.eine ausgangssei.tj.ga Ver-_

bindung des Bildspeichers (8) mit dem ersten Eingang eines Differenzbildbildners (18) existiert, dessen zweiter Eingang eine Verbindung—zum Ausgang. der Seriell-Parallel-Wandlung (7) aufweist, daß der Differenzbildbildner (18) ausgangsseitig mit dem Eingang einer Rauschunterdrückung (17) verschaltet ist, deren Ausgang eine Verbindung zu einem zweiten Eingang der Seriell-Parallel-Wandlung (7) aufweist, daß weiterhin der Ausgang des Bildspeichers (8) direkt mit dem Systembus des Mikrorechners (15) und dem Eingang eines Zeilen- und Plächenauswerters (16) verbunden ist, dessen Ausgang eine Verbindung zum Systembus des Mikrorechners (15) aufweist, daß eine Verbindung zwischen dem Eingang einer Ausleseadreßerzeugung (14) und dem Systembus des Mikrorechners (15) existiert, daß die Aualeseadreßerzeugung (14) ausgangsseitig über einen ersten Adreßmultiplexer (11) mit dem Adreßeingang des Bildspeichers (8) verbunden ist, der außerdem über einen zweiten Adreßmultiplexer (10) mit dem Systembus des Mikrorechners (15) verbunden ist, daß weiterhin eine Verbindung vom Systembus des Mikrorechners (15) zum Eingang einer Schreibadreßerzeugung (12) existiert, die ausgangsseitig über einen dritten Adreßmultiplexer (9) mit dem Adreßeingang des Bildspeichers (8) verbunden ist, daß außerdem eine Einschreibsteuerung (6) existiert, deren erster Eingang mit dem Systembus des Mikrorechners (15) und deren zweiter Eingang mit dem

ersten Ausgang einer Monitoransteuerung (5) verschaltet ist, daß der erste Ausgang der Monitoransteuerung (5) außerdem mit: dem zweiten Eingang der Video— signalaufbereitung (3) verschaltet ist, daß der Taktausgang der Monitoransteuerung (5) mit den Takt eingängen der Videosignalaufbereitung (3), der Einschreibsteuerung (6) und einer Markenerzeugung (4)
verbunden ist,-daß weiterhin eij£3 -Verbindung zwischen dem Steuerausgang der Einschreibsteuerung (6) und dem Steuereingang der Seriell-Parallel-Wandlung (7) existiert, daß der Taktausgang-der Einschreibst euerung (6) mit
den Takteingängen der Schreibadreßerzeugung (12) und
der Ausleseadreßerzeugung (14) verbunden ist, daß der erste Ausgang der Monitoransteuerung mit dem ersten
Eingang der Markenerzeugung (4) verbunden ist, deren
zweiter Eingang eine Verbindung mit dem Systembus des Mikrorechners (15) -miifweist- ito^ misgBngss'eilrig" mit dem ~ Monitor (2) verbunden ist, daß der zweite Ausgang der Monitoransteuerung (5) mit einem weiteren Eingang des Monitors (2) verbunden ist, und daß die Monitoransteuerung (5) eingangsseitig mit dem Systembus des
Mikrorechners (15) verschaltet ist.

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3 Blatt Zeichnungen