實驗環境

本實驗使用的每張導線架樣本大小不同，約介在 0.5cm×0.5cm~1.5cm×1.5cm 之間，而由於研究需要高解析度的影像來模擬實際打線端點位於導線架引腳上的 位置，故要求導線架影像中的每一根引腳寬度至少須大於10pixels 以上，拍攝影 像時鏡頭倍率則依據不同的引腳寬度作調整，影像結合所得的整張導線架影像大 小約介於1500pixels×1500pixels~1900pixels×1900pixels 之間。

取像用的導線架樣本並未經過切割，通常是由數十張導線架組合成一張連 版，為避免連版上的導線架出現彎曲、變形現象而影響到實際導線架引腳的形狀 與位置，本研究以乳白色壓克力板設計一放置連版的載台，此載台除了要使連版 能水平的放置，並且要有均勻及良好的透光度，使得載台下方背光模組的光源能

均勻打光，圖4.1(a)為載台的設計圖而圖 4.1(b)則為實際載台影像。

(a)載台設計圖 (b)載台實際影像 圖4.1 承載平台

實驗中所用到的光源有紅色環型 LED 正光源及白色矩形背光源兩種，由於 不同種類的導線架上的打線區(即電鍍區)範圍不同，故在取像時需要先以正向光 照明以辨識出打線區域，然而礙於導線架多由銅材質所製造，雖然以紅色光源照 明已較白色光源反射性弱，但仍然可能會有反光及反射不均等現象如圖 4.2，使 得導線架的邊緣輪廓產生變形，故在以正向光辨識出打線區域後，再將正光源關 閉改以背光源進行取像如圖4.3，以得到導線架的邊緣輪廓資訊。

圖4.2 正光源取得的導線架影像

圖4.3 背光源取得的導線架影像

圖 4.4 則為本實驗取像機構之全貌，以高倍率鏡頭搭配 X-Y Table 進行移動，

在適當的光源強度下拍攝導線架之影像。

圖4.4 取像硬體架構 4.3 系統整合實驗

實驗流程如圖4.5。首先以影像結合技術，將分開拍攝的四張導線架子影像，

，以供程式利用虛擬打線技術模擬打線端點 於引腳上的位置，接著找出導線架影像中各引腳之中軸，並且將各打線端點由 圖轉換到實際導線架影像之引腳中軸上，之後提供一打線端點編修的介

，使操作者能對於程式

結合成一完整的高解析度導線架影像

CAD

面，將校正後的打線端點位置呈現在螢幕上供操作者觀看

自動校正後的端點進行編修與最後確認，最後將所獲得的端點資料以 TXT 檔案 格式儲存，完成此一實驗流程。

將打線端點座標以 TXT檔案格式儲存 編修各打線端點資料

校正CAD圖之端點 座標至引腳中軸 擷取引腳圖形並取出

各引腳之中軸 對導線架影像進行旋轉校

正至與CAD同角度 利用影像結合獲得高解

析度導線架影像

圖4.5 實驗流程 4.3.1 影像結合比對樣本選取實驗

在 3.1.2.4 節中提到 X-Y Table 移動可能產生機械誤差，將影響到兩相鄰影像 重疊之寬度可能不會與來源影像之寬度相同，若是比對樣本設為來源影像寬度 100%，則在目標影像中即找不到與樣板完全相同的對應位置，影響影像結合的 結果；然而比對樣本越大則用以搜尋比對的資訊越多，此實驗的目的為考慮機械 誤差所產生影像偏移的程度，實驗其比對樣本的長度應設為來源影像寬度的多少 百分比，能夠避免機械誤差對影像結合的影響。

實驗用來進行影像結合的導線架樣本，其規格最小為 0.8cm×0.8cm，最大約 為1.5cm×1.5cm，而實驗中用來裝載 CCD 及鏡頭的 X-Y Table 其移動精確度可以 到 0.1mm，故可以得知每次移動取像所產生的機械誤差最大不會超過 0.1mm，

以4-1 式可以計算出機械誤差佔取得影像寬度的百分比。

機械誤差佔取得影像寬度的百分比=

(機械誤差/(CCD Cell Size/鏡頭光學倍率))/取得影像之寬度 (4-1) 表4-1 機械誤差佔取得影像百分比整理結果

導線架大小 0.8cm×0.8cm 1.5cm×1.5cm

鏡頭光學倍率 0.94X 0.87X

機械誤差佔影像

寬度之百分比 1.95% 1.24%

其他資訊

機械誤差：0.1mm

CCD Cell Size：4.65μm×4.65μm 取得影像寬度：1035 pixels

由表 4-1 的資料得知，實驗用以進行影像結合的導線架影像，其移動取像所 產生的機械誤差佔影像寬度的<2%，又用以影像結合的兩相鄰影像之上邊誤差

<2%加下邊誤差<2%，可知誤差最多為 4%，如圖 4.6 所示，可推得兩相鄰影像 重疊區域之寬度至少佔第一張影像寬度的96%。

圖4.6 機械誤差示意圖

故設定用以進行影像結合的比對樣本，其樣本長度取來源影像寬度的 95%，

即可避免移動取像所產生機械誤差所帶來的影響，以順利利用影像比對技術得到 一完整的高解析度的導線架影像。

4.3.2 人工與自動校正時間之比較

此實驗的目的在於比較傳統人工校正打線端點，與本研究所開發之演算法校 正打線端點所需時間，由於導線架影像上之引腳數量及端點個數皆會影響到校正 所需時間，故分別選取三種不同引腳數量與打線端點數量的導線架樣本，進行比 較耗費時間的實驗。

表4-2 端點校正所需時間整理表

項目 演算法校正時間 人工校正時間

引腳數：64，端點數：116 27 秒 (約)30 分鐘 引腳數：176，端點數：176 35 秒 (約)48 分鐘 引腳數：216，端點數：303 38 秒 (約)90 分鐘

表4-2 所整理的三種不同的導線架，其引腳數由 64 增加至 216，而端點數

則由116 增加至 303，由表中的比較可以看出以本研究之演算法的校正時間明顯 少於人工較正的時間，並將表4-2 繪製成圖 4.7 後可明顯看出，本研究之演算法 在引腳及端點數增加的情形下，所需耗費之時間只有稍微增多，反觀人工校正在 引腳及端點數增加的情形下，耗費時間則呈倍數成長。

圖4.7 人工與自動校正時間比較

4.3.3 打線端點校正實例驗證

本研究採用兩個導線架實例，以驗證所發展的導線架多層式打線端點自動校 正之光學檢測系統的實用性與演算法的可行性，實例一見圖 4.8，其中 4.8(a)圖 為CAD 圖，4.8(b)圖為將 CAD 圖上的打線端點經由旋轉及縮放轉換座標至導線 架影像上，未經校正端點的分布情形，4.8(c)圖則為經由程式自動將打線端點校 正至引腳中軸後端點的分布情形，而由於圖檔過大，故此處僅擷取原圖的四分之 一部份呈現。

實例一的 CAD 圖中，兩圈選區域為多層式打線，如同先前在 1.1 節中提到，

CAD 圖在設計時為方便線上人員觀看，讓 CAD 上同一根引腳的多根線能清楚分 辨，不會因重疊而誤判而刻意使彼此間有空隙而不在引腳中軸上，故在將 CAD 圖上的打線端點縮放轉換至導線架影像後(如圖 4.8(b))，可以發現兩處多層式打 線端點確實不在中軸上，甚至已有部分端點超出引腳範圍，其餘端點也出現偏離 中軸之情況，顯示有校正的必要。端點校正後的影像如圖4.8(c)所示，影像中所 有端點已校正至各引腳中軸上。

實例二為引腳較寬但打線分布情形更複雜的例子，在多層式打線的部份甚至 有三根線打在同一根引腳的情形，而在經由程式自動校正之後，不論是多層打線 端點或單層打線端點皆有不錯的校正結果。在圖4.9(a)中除了設計打在引腳上的 端點之外，另有打在IC 底座上(Ground bond area)的端點，而此區域的端點並不 會出現本研究所探討的問題，故不對此處的端點進行校正。

(a) CAD 圖

(b) 端點未經校正於導線架影像上之情形

(c)端點經校正至引腳中軸後之情形 圖4.8 實例一

Ground bond area

(a) CAD 圖

(b) 端點未經校正於導線架影像上之情形

(c)端點經校正至引腳中軸後之情形 圖4.9 實例二

4.3.4 打線端點編修實例驗證

本實驗將程式自動校正後的打線端點進行人工的編修與確認，使其符合實際 打線之需求。如圖4.10 所示，其中 4.10(a)為 CAD 圖，4.10(b)為打線端點經程式 自動校正至中軸後的分布情形，觀察後發現圖中的兩圈選處的端點過於接近引腳 下緣，則利用打線端點編修的功能，將該兩打線端點調整至離引腳下緣適當的距 離，以避免實際打線時有端點超出引腳之虞，其餘打線端點則隨此調整之距離依

線端點往 稍做調整，以符合實際打線所需，調整後的結果如圖4.11(c)所示。

各自中軸的方向進行更動，結果如圖4.10(c)所示。

圖 4.11 所示為需要進行打線端點編修的另一實例，由 4.11(b)圖中可以發現，

所有的打線端點在校正至引腳中軸後，皆距離各引腳下緣尚有一段可調整的距 離，為避免造成實際打線時過遠的端點距離造成金線成本的浪費，將打

內

(a) CAD 圖

(b)端點經校正至引腳中軸後之情形

(c)端點編修後之情形 圖4.10 實例三

Ground bond area

(a) CAD 圖

(b)端點經校正至引腳中軸後之情形

(c) 端點編修後之情形 圖4.11 實例四

第五章 結論與建議

5.1 研究結論

本研究設計與開發出一套導線架多層式打線端點自動校正光學檢測系統，包 含硬體架構與軟體演算法，藉由此系統在實際進行打線作業前，自動校正其打線 端點於引腳上正確可靠的位置，以期能避免常發生的數種打線錯誤情形，降低成 品的不良率與損壞成本。

本研究以影像處理技術結合李恕明【1】虛擬打線的概念，在實際打線前校 正其虛擬打線圖上模擬的打線端點座標至引腳中軸，避免實際打線時端點打到引 腳邊緣，造成端點彈開引腳而損壞元件的問題；並且在自動將端點校正到引腳中 軸後，提供一打線端點編修的介面，提供使用者對於程式自動校正後的打線端點 位置能進行調整，以解決端點過於接近引腳下緣，與端點與墊片距離較遠造成金 線成本提高的問題。

傳統上在進行打線作業前，事先以人工對照 CAD 圖檢視與校正導線架上的 打線端點，容易產生人為誤差而導致端點校正至錯誤引腳的情形，本研究以自動

傳統上在進行打線作業前，事先以人工對照 CAD 圖檢視與校正導線架上的 打線端點，容易產生人為誤差而導致端點校正至錯誤引腳的情形，本研究以自動