半導體工業為現今全球成長快速的工業之一，隨著人們對於電子零件的需求 日益提高，使得半導體工業無論是軟體及硬體方面的技術皆成長得十分迅速，而 代工場聚集的台灣更是將半導體工業視為經濟發展的重點產業。
IC 封裝(Integrated Circuit Packaging)屬於半導體工業的後段製程技術，即將 晶圓切割出的IC 晶片送到封裝廠進行加工包覆，其主要目的為避免環境中的溼 氣及塵粒與晶片直接接觸而造成腐蝕失效的情況，並且可以保護內部的電路不輕 易受外力撞擊而損壞。電子設備系統是由一般規格或訂製規格的半導體積體電路 元件構裝而成，其構裝層級可分為六個層級【2】，分述如下：
1. 第一層級(Level.1)
指半導體積體電路元件(Chip)本身，在此層級晶片型態是屬於裸晶(Bare Chip)，是沒有經過任何加工的；
2. 第二層級(Level.2)
將第一層級的晶片進行封裝，可分為密封單一裸晶的單晶片封裝(Single Chip Package)以及氣密密封複數裸晶的多晶片模組(Multi Chip Module)；
3. 第三層級(Level.3)
將第二層級的封裝晶片裝構於印刷電路板上，形成電路卡(Card)；
4. 第四層級(Level.4)
取數片電路卡，將該印刷電路板的連接器插入諸如主機板等大型印刷電路板 的連接器群，即構成部件；
5. 第五層級(Level.5)
將部件進行堆疊，並於各部件間施行配線，構成次系統；
6. 第六層級(Level.6)
並列數個次系統後，於各系統間施行配線，構成完整的電子設備系統；
銲線接合(Wire Bonding)是第二層級中的一道製程，目的是依照 R&D 部門所 設計出的附有打線資訊之CAD 圖(如圖 1.1 所示)，讓打線機台讀取打線資訊，再 利用打線技術以金線連接 IC 晶片上的 I/O 墊片(Pad)與底板之引腳(Lead)，使得 電子訊號得以傳輸；常見的底板有兩種，分別是導線架(Leadframe)與基板 (Substrate)。
(a) CAD 圖 (b) a 圖中框選區域之放大圖 圖1.1 附有打線資訊的CAD圖【1】
目前製作導線架的方法為工廠依據 CAD 圖上導線架的樣式以沖壓或蝕刻的 方式製造，其中，沖壓為一項機械的製程，若用來沖壓的模具設計不良或刀具不 利，則會使得製造出來的導線架有毛邊與變形的現象，蝕刻製程主要利用光罩與 光阻以曝光顯影的方式將銅片上不需要的位置露出，再以化學藥劑蝕刻掉不需要 的部份，而由於化學藥劑的濃度不均以及銅片上不同位置的蝕刻速度不相同，均 會使得製造出來的導線架與CAD 圖存在變異。
此外，由於導線架在製程精密度上的限制，封裝廠視產品的精細度與否所設 定的允收規格約為± 0.8 mil ~ ± 2 mil (1mil=25.4μm)之間，導線架廠商配合自家的 設備與製造能力，在光罩設計上以封裝廠提供的原始CAD 圖為基準稍作調整，
預留蝕刻與後續電鍍程序所需的厚度，以使得最終成品的尺寸能盡量與封裝廠的 允收規格相符，故製造出的導線架也會與CAD 圖存在變異。
由於上述導線架的加工誤差，使得導線架上每一根引腳的形狀與位置與 CAD 圖存在少許偏異，故將 CAD 圖上的打線端點座標轉換到實際導線架影像 後，端點可能偏離引腳中軸，造成實際打線時可能出現以下兩種錯誤情形：
1. 金線端點沒有完整的打在 CAD 圖指定的引腳上，造成金線端點容易彈開而 造成損壞。
2. 金線端點打在 CAD 圖指定的引腳上，但端點與墊片的距離較原先 CAD 圖指 定的端點與墊片的距離來得遠或近，若較遠則需要較長的金線連接引腳與墊 片導致成本增加，如圖1.2(b) 所示；若較近則端點可能過於接近引腳下緣，
造成端點有彈開損壞之虞。
延續上述打線端點偏離引腳中軸的問題，傳統是以人工比對 CAD 圖與導線 架影像上的端點位置，並且以人工校正其偏離引腳中軸的端點座標；此外，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(如圖 1.3 所示)，故 在打線端點由CAD 圖轉換到導線架影像上之後，需再以人工將端點校正至引腳 中軸上；然而導線架上常有上百個打線端點，人工校正容易產生人為誤差而將端 點校正至錯誤的引腳上，故實際打線時可能出現問題3 所述的錯誤情形：
3. 金線端點(Bonding Ball)打在錯誤的引腳或是沒有打在任何引腳上，造成損 壞，如圖1.2(c)所示。
(a)打線正確之影像 (b)端點打在引腳較高處 (c)打線至錯誤引腳影像 圖1.2 打線情形【1】
(a) CAD 圖 (b)框選區域放大圖 圖1.3 CAD 圖之打線位置標示
由於完成打線程序的元件無法重新加工，故即使在打線程序後發現該元件存 在上述問題1 與 3 時，也只能丟棄報廢無法修復，而問題 2 若打線端點較遠，雖 不影響元件的功能但累積的金線成本造成的損失仍不容忽視。
有鑒於上述的問題，本研究希望利用電腦視覺(Computer Vision)的自動光學 檢測(Automatic Optical Inspection , AOI)技術，開發一有效、快速、穩定的系 統，該系統能夠校正打線端點至正確可靠的位置，以避免上述問題的發生，降低 成品的不良率與損壞成本。
1.2 研究範圍與目的
李恕明【1】針對 1.1 節中所提到的問題 3 已提出一套 BPC (Bonding Position Check)演算法來解決，在尚未實際打線前利用母機台與子機台的虛擬打線圖，依 照打線順序比對兩者的每一根金線的端點編碼是否相同，藉以校正沒有正確的依 照CAD 圖上的打線資訊打在指定的引腳上的金線。
然而，由於上述的 BPC 演算法是檢查虛擬打線圖的打線端點座標是否位於 CAD 圖指定的引腳座標上，只要打線端點座標落在指定的引腳上即視為正確，
並未進一步探討其端點座標是否位於引腳上可靠的位置，因此仍然會出現問題1 及問題 2 所述的情形；本研究承接其虛擬打線的概念，針對前述的問題進行研
究，在實際打線前校正其虛擬打線圖上的打線端點座標至引腳之中軸，避免實際 打線時端點打到引腳邊緣，使得端點與引腳的黏著力不足造成彈開而損壞元件；
另外在自動將端點校正到引腳中軸後，提供一機制讓操作人員可以調整端點在中 軸上的位置，以因應問題2 所提到的打線問題，且以自動校正取代人工校正可避 免有人為誤差的問題產生。
1.3 論文架構
本論文架構的章節安排如下：第一章為緒論；第二章為文獻探討，介紹本研 究所提之自動光學檢測系統中硬體、軟體以及在演算法中所使用到的相關影像處 理方法；第三章為本論文之研究方法，內容主要為找出引腳中軸並校正打線端點 之演算法；第四章為使用第三章所提出的方法，對於將端點校正至引腳中軸的實 驗結果進行分析及探討；第五章則提出本研究之結論與未來研究發展目標。