全自动金丝球焊机是微电子封装设备中的核心设备,它是集精密机械、自动控制、图像识别、计算机应用、光学、超声波焊接等多领域于一体的现代高技术微电子生产设备.工作原理是通过X-Y高精度工作台和焊头的三维运动控制,采用超声波压焊方法,牵引直径只有20～50 μm的金丝,实现从芯片表面焊点到引脚框架的电气联接.X-Y工作台要求实现精度达5 μm,以便保证各焊点的精确位置.文章针对工作台的高精度要求,通过对其结构的具体分析,系统并详尽地对所设计的二维工作台的各种误差源进行了分析计算,得出了二维工作台定位精度的工程计算公式,同时介绍了二维工作台定位精度的测量方法,对理论结果与实测结果进行了分析比较,验证了误差分析结果的正确性,为高精度二维工作台的设计提供参考.

为了提高图像匹配速度,满足某些领域的实时性要求,提出了一种快速图像匹配算法.该算法利用Sobel边缘算子得到模板的灰度边缘图像,并对该边缘图像进行抽样以提取匹配点,从而显著减少匹配过程的计算量.利用遗传算法的非遍历搜索机制,迅速收敛到全局近似最优解,进一步减少了匹配过程的计算量.在此基础上引人精确匹配环节,找出了目标子图像的精确位移及旋转角度.将该算法应用于全自动金丝球焊机的图像识别系统,在主频为1 GHz的工控机上实现该算法,匹配时间平均约为37 ms,小于系统在60 ms内进行匹配?囊?连续多次实验算法均能精确匹配目标的概率为93.8%,满足该系统的实时性与精度要求,取得了理想的效果.