Устройство для определения координат контактных площадок кристалла Советский патент 1986 года по МПК G06K9/32 

Изобретение относит,ся к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в системах автома тичесрсого совмещения криста.пла ИС и рабочего инструмента сварочного оборудования при производстве ИС, в частности для автоматических установок проволочных выводов.

Целью изобретения является повышение точности устройству.

Па фиг. 1 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 видеоимпульсов от контактньпс площадок кристалла.

Устройство содержит телевизионный датчик 1(фиг. 1).первый логический блок 2, первьй цифроаналого- вый преобразователь 3, первьш сумматор 4, первый блок 5 памяти, второй цифроанало1 овый преобразователь 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, пятьш элемент И 13, четвертый элемент И 14, шестой элемент И 15, реверсивньш счетчик 16, пятый счетчик 17, шестой счетчик 18, четвертый цифро- аналоговьм 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, первый элемент И 25, третий элемент И 26J второй счетчик 27, четвертьй счетчик 2В, первьш блок 29 сравнения, второй блок 30 сравнения, второй элемент И 31, первый генератор 32 импульсов и первый счетчик 33.

Устройство работает следую цим образом.

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

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 строчнь м 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 плода дку 35, появляется

видеоимпульс 37. Для определения положения кристалла достаточно - определить координаты двух контактных 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 .координать)

всех контактных площадок кристалла относительно этих координат достаточно определить координаты двух конта ктных площадок, максимально удаленных друг от друга. Зная адресные координаты всех остальных

контактных площадок, можно опреде1

лить истинные координаты каждой из

этих точек относительно начала координат. Адресные 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 обозначены, как X и Уд . Выражение для координат любой контактной площадки может быть записано как

50

; ЧеА У«Зр-5 1- о,9р (1)

С выхода телевизионного датчика 1 (фиг. 1) строчный синхронизирующий импульс 36 поступает на первьш вход первого логического блока 2, на пер- вый вход второго логического блока 8. С выхода телевизионного датчика 1 видеосигнал 38 от контактной площадки кристалла 34 поступает на первый

3 ,

вход первого логического блока 2, а также на первьй 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-вхо триггера 11, на выходе которого устанавливается уровень логической

1, и элемент И 1А 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 О. Элемент И 14 закрьшает- ся и счетчик 17 фиксирует число, соответствующее координате х .

С выхода телевизионного датчика (фиг. 1) на R-вход RS-триггера 12 поступает кадровый синхронизирующий импульс, который устанавливает на выходе триггера 12 уровень логическо 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 О, элемент И 15 закрывается и счетчик 18 фиксирует число, соответствующее координате у . Цифровой сигнал с выхода счетчиков 17 и 18 поступает на вход цифроаналого- JBbtx преобразователей 20 и 21 и далее поступает на вход сз мматоров 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 на S-вход триггера 10 поступает кадровый синхронизирующий импульс 40 и устанавливает на его выходе сигнал логической 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, макси

мально удаленной от первой, который устанавливает на выходе RS-триггера 10 уровень логического iO, элемент И 17 закрывается, пропустив на вычитающий вход реверсивного счетчика 16 число импульсов, соответствующее координате у. . На суммирующий вход

ел ,

реверсивного счетчика 16 с выхода схемы И 15 также поступают строчные синхронизирующие импульсы, число которых соответствует координате У ГВЦ Таким образом, реверсивный счетчик 16 фиксирует число, соответствующее разнице между импульсами

координат у , . Цифровой сигнал с выхода реверсивного счетчика 16 поступает на вход цифроаналого- вого преобразователя 19, где преобразуется в аналоговьй- и поступает на

первый вход делителя 22, С выхода блока 5 программы на второй вход делителя 22 поступает сигнал, соответствующий координате . С выхода делителя 22 на вторые входы блоков 3 и 6 поступает сигнал, соответствующий значению SinCf. С выхода блока 5 на первый вход блока 3 поступает сигнал, значение которого соответствует координате . С выхода

блока 9 поступает сигнал, значение которого соответствует координате УдЗр . Блоки 3 и 6 производят операцию умножения Sin( на соответствующее значение адресной координаты. .С выхода блока 3 на второй вход сумматора 4 поступает сигнал, соответствующий значению первый вход сумматора 7 поступает сигнал, соответствующий Sintf-x j . С выхода блоков 5 и 9 на первые входы сумматоров 4 и 7 поступают сигналы, соответствующие значению адресных координат Xgj и . На выходе сумматора 4 появляется сигнал, значение которого соответствует выражению

r m+Sinc... ,

а на выходе сумматора 7 появляется сигнал, значение которого соответствует выражению

y,x,,-bSimf.. , ,

где ,2,...,n, номер любой контактной площадки 34 (фиг. 4).

Рассмотрим работу устройства совместно с вторым логическим блоком 8.

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, которьй подсчитывает число поступивших импульсов. Видеосигнал от контактной площадки кристаллов 35 также поступает на первьш вход блока 8 и далее подается на 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 вьщает сигнал логического О 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.

аЭр Цифровой сигнал, соответствующий

у g , с выхода счетчика 28 поступает на первый вход 30 сравнения, на второй вход которой с выхода блока 5 памяти поступает цифровой сигнал УдЗр Блок 30 сравнения сравнивает поступившие 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 33 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 координаты Xgg , С выхода счетчика 27 цифровой сигнал поступает на второй вход блока 29 сравнения, на первый вход которого с выхода блока 9 поступает цифровой сигнал х дд. Блок 29 сравнения сравнивает поступившие цифровые сигналы на первый и второй его входы и вьщает сигнал сравнения, соответствующий логической 1 на первьш вход элемента И 31 На выходе элемента И 31 формируется сигнал логического О, 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- пяет координаты контактных площадок

5

0

5

при отсутствии оптических помех в поле зрения телевизионного датчика 1 .

Рассмотрим работу устройства при наличии оптических помех в поле зре5 ния телевизионного датчика 1. При наличии оптических помех в поле телевизионного растра, на вход второго логического блока 8 кроме сигнала контактных площадок поступают сигна0 лы 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 синхронизирующего сигнала, поступившего на вход счетчика 28. Счетчики 27 и 28 подсчитывают число импульсов, соответствующее значению координат как контактных площадок, так и оптических помех. Цифровые сигналь с выходов счетчиков 27 и 26 поступают на вто- рые входы блоков 29 и 30 сравнения, где они сравниваются с цифр овыми сигналами, поступившими с блоков 5 и 9 памяти, значение которых соответствует истинным координатам контактных площадок и у.,д . Блоки сравнения вырабатывают сигналы логического О (которые характеризуют несоответствие координат сигналов помех координатам сигналов контактных площадок), которые поступают на первый и второй входы элемента И 31 и формируют на его выходе сигнал логической 1. Этот сигнал поступает на третий вход блока 2 и далее на R-входы счетчиков 16-18 тем самым устанавливает на их выходах цифровой сигнал, соответст- вуюи;ий О. Этот цифровой сигнал проходит через цифроаналоговые преобразователи 19-21, делитель 22 и поступает на третьи вхОды сумматоров 4 и 7 и на входы цифроаналого- вых преобразователей 3 и 6. Эти преобразователи вьщают на входы сумматоров 4 и 7 сигнал, равный О, а с- выходов блоков 5 и 9 памяти на другие входы сумматоров 4 и 7 тд.кже поступает сигнал, равный О (для первой контактной площадки этот сигнал равен О).

0

5

0

5

Таким образом, на выходе сумматоров 4 и 7 появляются сигналы, равные О. Эт.о 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 координат 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 четвертьми входами первого логического блока, выход первого блока памяти соединен с пятым входом первого логического блока, первым входом первого сумматора и первым входом второго дифро- аналогового преобразователя, выход которого соединен с первым входом второго сумматора, выход которого является первым выходом устройства, выход второго блока памяти соединен с первым входом первого дифроанало- гового прео.бразователя и с вторым входом второго сумматора, первый выход первого логического блока соединен с вторым входом второго дифро- аналогового 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, отличающееся тем, что, с целью повьшения точности, в него введен второй логический блок, первый и второй входы которого соединены соответственно с первым и вторым выходами телевизионного датчика, тре

тий вход соединен с выходом первого блока памяти, четвертый вход - с выходом второго блока памяти, а выход второго лопгческого блока - с шестым входом первого логического блока.

2. Устройство по П.1; с т л и - чающее с я тем, что второй логический блок содержит последовательно соединенные первьм счетчик, первый элемент И, второй счетчик, первый блок сравнения и второй элемент И, выход которого является выходом блока, и последовательно сое- диненные третий счетчик, третий элемент И, четвертый счетчик и второй блок сравнения, выход которого соединен с вторым входом второго элемента И, и генератор импульсов, вы

ход которого соединен с вторым вхо

дом 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, в-торой вход первого блока сравнения является четвертым входом блока.

3. Устройство по П.1, отличающееся 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, пятьш элемент И, реверсивный счет-

чик, четвертый дифроаналоговый преобразователь и делитель, выход которого является первым выходом блока, последовательно соединенные третий триггер, шестой элемент И, шестой счетчик и пятый дифроаналоговый 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

91203553JO

пятого, шестого и реверсивного входом четвертого элемента И, вы- счетчиков являются шестым входом ход шестого элемента И соединен с блока, и второй генератор импульсов, третьим входом реверсивного счетчи- выхоД которого соединен с вторым ка.

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

Фиг. г

25

27

26

гв

ие.5

29

30

diT.

36

-LJ Л

LJ-

36

Фиг л