JP4021351B2 - BONDING LIGHTING DEVICE AND BONDING LIGHTING DEVICE CALIBRATION METHOD - Google Patents

BONDING LIGHTING DEVICE AND BONDING LIGHTING DEVICE CALIBRATION METHOD Download PDF

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明はボンディング用照明装置及びボンディング用照明装置の較正方法に係り、特に、複数の光源の光量の変化を較正するボンディング用照明装置及びボンディング用照明装置の較正方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
一般的にワイヤボンダあるいはダイボンダにおいては、カメラを用いてデバイスの位置を検出し、その情報に基づいてボンディングツールとデバイスとの間の正確な位置決めを行い、ボンディングを行う。正確な位置検出のためには、撮像の際の照明が変動しないことが好ましい。すなわち、光源の光量が減少すると、撮像された画像のS/N比が低下し、極端な場合は必要な信号がノイズに埋もれて検出できなくなる。逆に光源の光量が増大すると、輝度が飽和し、必要な情報が欠落する可能性がある。また、撮像範囲において一部の部分の照明光量が変化すると、その部分の輝度のみが変化し、例えば、画像を正規化相関処理して位置検出等を行う場合に、この局部的な輝度変化により精度低下を招くことがある。
【0003】
しかし、対象物の照明に複数の光源を用いる場合、各光源の劣化を補正して、撮像の際の照明を常に一定に維持することは容易ではない。例えば、各光源にそれぞれ光量を検出するための受光器を設ける方法が考えられるが、光源の数が多くなるにつれ受光器の数も増え、受光器の配置スペースが増大し、装置として煩雑なものとなる。さらに、一部の受光器が汚れた場合等は、光量が正しく較正されない可能性がある。
【0004】
受光器を増やさずに複数の光源による照明を制御するために、特許文献1では、各光源を個別に作動させたときの各画像から輝度の高い点を各光源の制御ポイントとしてその制御ポイントの輝度データを基準データとして用いる。そして、全部の光源を作動させたときにおける各制御ポイントの輝度を各基準データと比較し、その差に応じて各光源を制御する。すなわち、各制御ポイントの輝度の変化は、対応する個別光源の変化によるものが主であるとして、その対応する個別光源の出力を制御することが開示されている。
【0005】
また、特許文献2では、複数の光源からの照明光を単一の検出手段で検出する。この場合、予め個々の光源の明るさが全体の明るさに寄与する割合(関係係数)を求めておき、全体の照明光から関係係数を用いて個々の光源の明るさを算出し、基準値と比較して制御を行う。すなわち、全体の照明光の変化は、個々の光源の明るさがすべて同じ変化率で変化する結果であると考え、全体の照明光がK倍変化したとすると、各光源の明るさもすべてK倍変化したものとして、個々の光源を制御することが開示されている。
【0006】
【特許文献1】
特開2002−75668号公報
【特許文献2】
特開平11−74090号公報
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように、特許文献1が適用できるのは、主に1つの光源によって照明されていると考えてよい制御ポイントが各光源についてそれぞれ有る場合に限られる。また、特許文献2が適用できるのは、各光源の明るさが一律の変化率で変化する場合に限られる。このように、従来技術では、受光器を増やさずに複数の光源による照明を制御するには制限があった。
【0008】
本発明の目的は、かかる従来技術の課題を解決し、受光器を増やすことなく、各光源の変化を較正できるボンディング用照明装置及びボンディング用照明装置の較正方法を提供することである。
【0009】
【課題を解決するための手段】
1.各光源の光量を求める原理
最初に、受光器を増やさずに、複数の光源の光量を算出する方法について説明する。もし、光源が1つしかないときは、その光源の光量Lが変化すれば、その光源により照明されたボンディング部を撮像機で観察し、その輝度Bの変化をみて、Bが10%低下すればLの設定T、例えば光源のボリュームの設定値を、Bの10%低下分を補償するように増やせばよい、と一般的に考えられる。
【0010】
この考えは、輝度Bと光量Lとの間に線形関係があること、及び光量Lと光量設定Tとの間に一定の関数関係があることを前提としている。そして、光量の劣化とは、光量設定Tが同じなのに光量が変化することであるから、劣化の度合いを劣化係数とすれば、光量Lと光量設定Tとの間の関数関係の関数形を維持したまま、劣化係数を乗じた分だけ光量Lが変化することと考えることができる。例えば、線形関係を1次関係として、輝度Bと光量Lとを結びつける輝度係数をaとし、光量Lと光量設定Tとの間の関係を関数f(T)とし、光量Lとf(T)との間に劣化係数γを設定すると、式(1)のように表すことができる。
【数1】
B=a×L=a×γ×f(T) (1)
すなわち、光量Lの変化は輝度Bの変化で検出でき、設定Tを変えていないにもかかわらず輝度Bが変化したときは、劣化係数γが変化したときであるから、輝度Bを一定に維持するように設定Tを変更しf(T)の大きさを変える。
【0011】
例えば、最も簡単なf(T)=Tの場合、(1)式は、B=a×γ×Tとなる。輝度Bが10%低下した上記の例では、γ=0.9となる。したがって、輝度Bを一定に維持するためには、設定Tを、1/0.9=1.11・・・倍に増やせばよいことが容易に導ける。f(T)が一般的な関数であっても、関数形が光量の劣化によって変化しなければ、輝度Bの変化を補償する設定Tの較正量は同様にして求めることができる。このように光源が1つの場合は、式(1)に従って容易に光量の変化を較正することができる。
【0012】
本発明の原理は、受光器を増やさずに、式(1)を複数の輝度、複数の光源に拡張することの工夫にある。複数の輝度と複数の光源との間に線形関係が成立するとして、式(1)を、n個の輝度、m個の光源に拡張すると、式(2)の形に表すことができる。
【数2】
(Bi)=(aij)(Lj) (2)
ただし、1≦i≦n,1≦j≦mである。ここで(Bi)はn次元縦ベクトル、(aij)はn行m列の行列、(Lj)はm次元縦ベクトルを表す。(aij)は、個々の輝度Biと個々の光量Ljとを結びつける輝度係数の集合を行列で表したものに相当する。例えば、n=m=2、すなわち光源が2個の場合は、式(2)は次の式(3)で表される。
【数3】
1=a111+a122
2=a211+a222 (3)
ここで、a11はB1とL1とを結びつける輝度係数であり、同様にa12はB1とL2とを結びつける輝度係数、a21はB2とL1とを結びつける輝度係数、a22はB2とL2とを結びつける輝度係数である。複数の光源についても各輝度と各光量との間が輝度係数で結びつけられるとしたのは、通常使用する光源の光量の範囲では、被撮像物体の反射率が各光源の光量に依存しないという仮定が十分成り立っているからである。
【0013】
式(3)から、輝度係数a11,a12,a21,a22を予め求めておけば、2つの輝度B1,B2を測定することで、連立方程式を解くことができ、2つの未知数L1,L2を算出できることがわかる。同様にして、一般に光源が複数のk個ある場合には、k×k個の輝度係数を予め求め、k個の輝度を測定して連立方程式を解くことでk個の未知数である光量を算出できる。
【0014】
すなわち、本発明の各光源の光量を求める原理は、輝度と光量とを輝度係数で結びつける式を立て、複数の輝度を測定し、少なくとも光源の数と等しい数の連立方程式を解いて各光源の光量を求めるところにある。受光器を増やさずにこの原理を実現するため、複数の輝度を測定する較正領域がボンディング部に設定され、1台の撮像機により複数の輝度を検出する。また、検出された複数の輝度から各光量を算出するのに必要な輝度係数は、予め求めておく。
【0015】
なお、本発明の各光源の光量を求める原理は、測定するものが輝度でなくても、光量と線形関係にある量であれば、同様に適用できることが、式(1),(2),(3)等の説明から理解できる。光量と線形関係にある物理量としては、輝度の他に、カラー画像におけるR,G,Bデータの階調等を用いることができる。また、例えば輝度や階調の差のように、光量と線形関係にある物理量に対して一定の演算処理を行ったものも用いることができる。
【0016】
2.課題解決手段
本発明に係るボンディング用照明装置は、光量を可変できる複数の光源と、複数の光源により照明されたボンディング部を撮像する撮像機と、各光源の光量設定を較正するに先立ち予め、複数の光源についてそれぞれ光量を設定してボンディング部を撮像し、撮像された撮像データ上に、少なくとも光源の数と等しい数の較正領域を予め設定し、各較正領域ごとに、その撮像データから光量と線形関係を有する物理量を検出する先行検出手段と、複数の較正領域について予め検出された各物理量と、その各物理量を検出する際に複数の光源について予め設定された各光量とに基づいて、各物理量と各光量とを結びつける複数の物理量係数を予め求め記憶する記憶手段と、各光源の光量設定を較正するために、複数の光源についてそれぞれ光量を設定してボンディング部を撮像し、撮像された撮像データ上に予め設定されている各較正領域ごとに、その撮像データから物理量をそれぞれ検出する較正用検出手段と、記憶手段に予め記憶されている複数の物理量係数を用い、較正用検出手段によって検出された複数の物理量から複数の光源の各光量を算出する光量算出手段と、算出された各算出光量と、予め求められている標準照明条件の下における各標準光量とを比較し、各標準光量からの算出光量の変化に応じて各光源の光量設定を較正する較正手段と、を備えることを特徴とする。また、物理量は、撮像データの輝度であることが好ましい。また、物理量は、撮像データの階調であることが好ましい。
【0017】
上記構成により、ボンディング部の撮像データ上に、少なくとも光源の数と等しい数の複数の較正領域を設定し、また、予め、複数の較正領域の各物理量と複数の光源の各光量とを結びつける複数の物理量係数を求めて記憶する。その上で、各較正領域ごとに撮像データの物理量を検出し、記憶されている複数の物理量係数を用い、検出された複数の物理量から複数の光源の各光量を算出し、算出された各光量の変化に応じて各光源の光量設定を較正する。したがって、撮像機以外の受光器を要せず、各光源の光量の変化を較正することができる。物理量としては、光源の光量と線形関係があり、撮像データから検出できるものであればよい。例えば、輝度や、R,G,Bデータの階調等を用いることができる。
【0018】
また、本発明に係るボンディング用照明装置において、照明されたボンディング部の撮像むらに応じ、各物理量係数に重み付け処理を行う重み付け手段を備え、さらに、光量算出手段は、重み付け処理後の各物理量係数に基づいて各光量を算出することが好ましい。
【0019】
各光源の配置や撮像機の光学系の特性等により、いわゆるシェーディングと呼ばれる撮像むらが生じると、撮像範囲のどの位置にボンディング部があるかによって、ボンディング部の物理量、例えば輝度が異なって撮像される。上記構成により、ボンディング部の撮像むらに応じ、各物理量係数に重み付け処理を行う。したがって、シェーディングを補償する重み付けを行うことで、ボンディング部が占める撮像範囲の位置にかかわらず、同じ基準に揃えて各光量を算出することができる。
【0020】
また、本発明に係るボンディング用照明装置において、較正領域の数が光源の数を超えるときに、統計的処理により各光量を算出する統計的光量算出手段を備えることが好ましい。上記構成により、較正領域の数を光源の数を超えるように設定する。したがって、統計的処理、例えば最小二乗法を用いることで、最も確からしい光量を求めることができ、照明の較正制御の精度をより向上させることができる。
【0021】
また、統計的光量算出手段は、さらに、統計的処理による物理量と光量との間の確からしい関係からの偏差が大きいデータを除き、再度各光量を算出することが好ましい。
【0022】
例えば、較正領域の上にゴミ等が付着していた場合、その較正領域の輝度を含めて各光源の光量を算出すると、正確な値とならないことがある。上記構成により、較正領域の数を光源の数を超えるように設定し、統計的処理により最も確からしい光量を求め、さらに、最も確からしい関係からの偏差が大きいデータを除き、残ったデータで再度各光量を算出する。このように、ゴミの付着等の原因による偏差の大きい異常データを除外できるので、より正確な光量の算出ができる。
【0023】
また、本発明に係るボンディング用照明装置において、同種類のボンディング部について撮像された複数の撮像データを用いて、各較正領域ごとに撮像データの平均物理量を求める物理量平均手段を備え、さらに、光量算出手段は、各平均物理量に基づいて各光量を算出することが好ましい。
【0024】
例えば、ボンディング部が傾いている場合、位置ずれを起こしている場合、品質がばらついている場合等のときは、これらが光量の算出の際にノイズとなることがある。上記構成により、同種類のボンディング部について平均物理量、例えば平均輝度を求める。したがって、ボンディング部のばらつきによるノイズを少なくし、より正確な光量の算出ができる。
【0025】
また、本発明に係るボンディング用照明装置は、光量を可変できる複数の光源と、複数の光源により照明されたボンディング部を撮像する撮像機と、各光源の光量設定を較正するに先立ち予め、複数の光源についてそれぞれ光量を設定してボンディング部を撮像し、撮像された撮像データ上に、少なくとも光源の数と等しい数の較正領域であって、光量と線形関係を有する物理量が同じ光量に対して相互に異なる値となる2領域を含む較正領域を予め設定し、各較正領域ごとに、その撮像データから、2領域のそれぞれにおける物理量の差である物理量差を検出する先行検出手段と、複数の較正領域について予め検出された各物理量差と、その各物理量差を検出する際に複数の光源について予め設定された各光量とに基づいて、各物理量差と各光量とを結びつける複数の物理量係数を予め求め記憶する記憶手段と、各光源の光量設定を較正するために、複数の光源についてそれぞれ光量を設定してボンディング部を撮像し、撮像された撮像データ上に予め設定されている各較正領域ごとに、その撮像データから物理量差をそれぞれ検出する較正用検出手段と、記憶手段に予め記憶されている複数の物理量係数を用い、較正用検出手段によって検出された複数の物理量差から複数の光源の各光量を算出する光量算出手段と、算出された各算出光量と、予め求められている標準照明条件の下における各標準光量とを比較し、各標準光量からの各算出光量の変化に応じて各光源の光量設定を較正する較正手段と、を備えることを特徴とする。
【0026】
ボンディングに際し、例えば位置測定等において、画像の輝度よりも画像のコントラストが重要なことがある。このときには、各光源の光量に対応する物理量として各較正領域の輝度に代えて、各較正領域のコントラストを表すものを検出し、これを各光源の光量と対応付けることが望ましい。例えば、較正領域を輝度係数が異なる2領域を含むように設定し、この2領域間の輝度差をもってコントラストを表す物理量とすることができる。輝度差の他に階調差を用いてもよい。
【0027】
上記構成により、物理量係数の異なる2領域を含む各較正領域ごとに、2領域のそれぞれにおける物理量の差である物理量差、例えば輝度差を検出する。したがって、これをもってコントラストを表すものとして用いることができる。そして、複数の較正領域の各物理量差と複数の光源の各光量とを結びつける係数として複数の物理量係数を予め求めて記憶し、これを用いて複数の光源の各光量を算出する。このように、コントラストの変化に着目して、各光源の光量を較正できる。
【0028】
なお、上記の輝度に対する重み付け手段、統計的光量算出手段、物理量平均手段を、物理量に代えて物理量差を用いる場合にもそれぞれ単独に、あるいは組み合わせて適用することができる。
【0029】
また、本発明に係るボンディング用照明装置の較正方法は、光量を可変できる複数の光源によりボンディング部を照明する照明工程と、照明されたボンディング部を撮像機により撮像する撮像工程と、各光源の光量設定を較正するに先立ち予め、複数の光源についてそれぞれ光量を設定してボンディング部を撮像し、撮像された撮像データ上に、少なくとも光源の数と等しい数の較正領域を予め設定し、各較正領域ごとに、その撮像データから光量と線形関係を有する物理量を検出する先行検出工程と、複数の較正領域について予め検出された各物理量と、その各物理量を検出する際に複数の光源について予め設定された各光量とに基づいて、各物理量と各光量とを結びつける複数の物理量係数を予め求め記憶する記憶工程と、各光源の光量設定を較正するために、複数の光源についてそれぞれ光量を設定してボンディング部を撮像し、撮像された撮像データ上に予め設定されている各較正領域ごとに、その撮像データから物理量をそれぞれ検出する較正用検出工程と、記憶手段に予め記憶されている複数の物理量係数を用い、較正用検出手段によって検出された複数の物理量から複数の光源の各光量を算出する光量算出工程と、算出された各算出光量と、予め求められている標準照明条件の下における各標準光量とを比較し、各標準光量からの算出光量の変化に応じて各光源の光量設定を較正する較正工程と、を備えることを特徴とする。
【0030】
【発明の実施の形態】
以下、図面を用い本発明の実施の形態につき詳細に説明する。以下においては、ワイヤボンダに用いられる照明装置について説明するが、フェースダウンボンダ、ダイボンダ等においてチップ等を照明するための装置、あるいはボンディング作業の前後における外観検査のためにLSI等のチップや回路基板等を照明するための装置でもよい。また、2種類の照明すなわち2種類の光源を用いる場合を説明するが、台数は複数台であれば2台に限られない。また、同種類の照明を複数台用いる場合でもよい。また、光源の光量と線形関係を有する物理量としては白黒画像データにおける階調(輝度)を用いるが、上記のとおり、例えばカラー画像におけるR,G,Bの階調等であってもよい。また、照明された対象物の輝度を検出するための撮像機は、対象物からの反射光を用いて撮像するものとして説明するが、対象物からの透過光を用いて撮像してもよい。
【0031】
図1は、ボンディング用照明装置10のブロック図である。この例では、ワイヤボンダにおいてボンディング対象のチップや回路基板を照明するための装置として設けられた部分が示されている。ワイヤボンダの照明にかかわらない要素については図示を省略してある。ボンディング用照明装置10は、チップ等の対象物12を撮像する撮像機14と、対象物12を照明する2台の照明20a,20bと、照明制御部40とを含む。撮像機14と2台の照明20a,20bは、照明制御部40の撮像I/F44、照明I/F46a,46bとそれぞれ接続される。
【0032】
撮像機14は、チップや回路基板等の対象物12を撮像するカメラで、例えば複数の撮像素子を2次元に配列したCCD(Charge Coupled Device)カメラ等を用いることができる。撮像機14は、ボンディングの位置決めに必要なチップ上のボンディングパッドや回路基板のボンディングリード等のボンディング部を中心に撮像する。撮像されたデータは、例えば256階調のデジタルデータとして撮像位置に関連付けられて、信号線を介し、照明制御部40の撮像I/F44に送られる。なお、撮像機14の撮像範囲にボンディング部を移動させるのは、図示されていない対象物移動装置によって行うことができる。
【0033】
2台の照明20a,20bは、撮像機14と対象物12との中間位置等に配置され、設定によりそれぞれ光量を調整できる可変光量光源である。図1には2種類の照明を示してある。第1照明20aは、ハロゲンランプ22と、ハーフミラー24とを備えた落射照明装置であり、第2照明20bは、リング状に複数のLED(Light Emission Diode)を配置したリング照明装置である。ハーフミラー24及びリング中央部の開口を通して、照明された対象物12を撮像機14により撮像することができる。
【0034】
2台の照明20a,20bの光量は、ハロゲンランプ22や複数のLEDに供給する電力の設定で可変できる。電力の設定は、ハロゲンランプ22や複数のLEDに印加する電圧をディジタル値で設定することもでき、あるいは、点灯の時間をパルス幅制御によりディジタル値で設定してもよい。点灯時間と滅灯時間の比をディジタル値で設定してもよい。光量を設定するデータは、照明制御部40の照明I/F46a,46bから、信号線を介し、各照明20a,20bに送られる。
【0035】
照明制御部40は、撮像機14から受け取ったデータに基づき、各照明20a,20bの光量が維持されるように制御する機能を有し、一般的なコンピュータで構成することができる。具体的には、撮像I/F44から撮像データを取得し、この撮像データと、後述する複数の輝度係数データに基づいて各照明20a,20bの光量を算出する等の処理を実行し、照明I/F46a,46bに各照明20a,20bの光量設定を較正する制御データを出力する機能を有する。撮像データ及び輝度係数データに基づく処理を行うには、ソフトウエアを用いることができ、対応する処理プログラムを実行することで所定の処理を行うことができる。処理の一部をハードウエアで実行させることもできる。
【0036】
照明制御部40は、CPU42と、撮像機14と接続される撮像I/F44、2台の照明と接続される照明I/F46a,46b、キーボード等の入力部48、ディスプレイ等の出力部50、輝度係数データ等を記憶する外部記憶装置52を含み、これらは内部バスで相互に接続される。
【0037】
CPU40の中の画像処理モジュール60以下は、撮像データと輝度係数データに基づき、各照明20a,20bの光量が維持されるように制御する処理を行う機能を有する。これら各処理モジュールの機能について、輝度係数を求め記憶する処理のフローチャートと、輝度係数を用いて各光量を算出する処理のフローチャート等を用いて以下に詳細に説明する。
【0038】
図2は、輝度係数データを算出し、これらを外部記憶装置52の輝度係数ファイル80に記憶する手順を示すフローチャートである。
【0039】
上記のように、輝度係数とは、輝度と光量とを結びつける係数で、照明が2個の場合は、式(3)を用いることができる。
【数3】
1=a111+a122
2=a211+a222 (3)
ここで、L1は第1照明20aの光量、L2は第2照明20bの光量であり、B1,B2は撮像データ上に設定した2個の較正領域の各輝度であり、a11,a12,a21,a22は各輝度B1,B2と各光量L1,L2とを結びつける輝度係数である。
【0040】
4個の輝度係数は、1個ずつ図2のフローチャートに従って算出し、記憶することができる。例として、撮像データ上に設定した2個の較正領域のうち第1較正領域における輝度B1と、第1照明20aの光量L1とを結びつける輝度係数a11の算出手順について説明する。
【0041】
最初に、標準状態の照明20aを用意する。標準状態の照明とは、例えばまだ光源の劣化がなく、安定して動作するものが好ましい。つまり劣化係数γを1とできる。また、照明20aの光量Lは光量設定Tに劣化係数γを乗じたものと等しいとする。次に、標準状態の第1照明の光量設定T1を適当にT1=t1と定める(S10)。例えば、光量設定を点灯時間で行うものとして、t1=1msecと定める。光量設定は、入力部48からデータt1を入力し、照明I/F46aを介して第1照明20aの光量を制御することで行うことができる。また、第1照明20aが手動設定つまみを有し、その設定値が照明I/F46aを介して照明制御部40にデータとして送られるときは、手動つまみを適当にまわしその設定値をt1と定めてもよい。
【0042】
つぎに、光量設定T1=t1の下でチップを撮像機14により撮像する(S12)。撮像されたデータは、撮像範囲内の位置データに関連付けられた階調データとして撮像I/F44を介してCPU42の画像処理モジュール60に送られる。
【0043】
画像処理モジュール60は、送られてきた撮像データをデータ処理し、撮像範囲の中で第1較正領域及び第2較正領域の位置を特定する機能を有する。第1較正領域と第2較正領域は、照明20a,20bからチップを介して導かれる光の輝度を検出するために、撮像データ上に設定される2個の輝度検出領域である。
【0044】
図3は、第1較正領域及び第2較正領域の設定の様子を示す図である。図3において、撮像範囲100の中にチップ102の一部、特にワイヤボンディングの対象となる複数のボンディングパッド104がとらえられている。2個の輝度検出領域は、例えば、チップ102の角部分のやや暗いマーカー部分に第1較正領域110、ボンディングパッドの間の部分に第2較正領域112を設定することができる。これ以外の領域で、ワイヤボンディングの位置決めに役立つ領域を選んで較正領域を設定してもよい。
【0045】
輝度係数a11を求めるために、第1較正領域における撮像データの輝度が用いられる。第1較正領域の特定は、撮像範囲100の中における第1較正領域110を構成する各画素の位置座標を特定することで行うことができる。特定された第1較正領域110を構成する各画素の位置座標とその各階調データは、輝度検出モジュール62に送られる。
【0046】
輝度検出モジュール62は、特定された第1較正領域110にわたる階調データに基づいて第1較正領域の輝度B1を検出する機能を有する。例えば、第1較正領域の画素数が50×50=250のときは、各画素の階調データを加算し、合計階調値をそのまま第1較正領域の輝度としてもよい。また、合計データを全画素数で除して、1画素あたりの階調値を第1較正領域の輝度としてもよい。ここでは、1画素あたりの階調値を輝度B1として用いることとし、例えばB1=b1=15(階調)と検出される(S14)ものとする。
【0047】
以上の光量設定(S10)、撮像(S12)、輝度検出(S14)を一組として、予め定めた設定数に至るまで光量設定T1を変更して繰り返す(S16)。設定数は多いほど輝度係数算出の精度は上がるが、時間を要するので、これらのかねあいで定めることができる。例えば設定数をとして、光量設定T1を、先ほどのt1のほかに、t2=3msec、t3=5msec、t4=8msec、t5=10msecと順次変更し、それぞれの輝度b2,b3,b4,b5を検出する。
【0048】
設定数の輝度検出が行われると、光量設定−検出輝度の関係から、輝度係数を求める(S18)。輝度係数の求め方の例を図4に示す。図4は、横軸に光量設定T1、縦軸に輝度B1を取り、光量設定T1を変化させたときに検出される輝度B1の変化を表す図である。上記のように標準状態の第1照明20aを用いているので、第1照明20aの光量L1=T1とできる。したがって、輝度係数a11=B1/L1=B1/T1として、図4に示す直線の勾配から輝度係数a11を求めることができる。
【0049】
以下同様にして、他の輝度係数a12,a21,a22も求めることができる。求められた各輝度係数は、外部記憶装置52の輝度係数ファイル80に記憶される(S20)。輝度係数は、較正領域の反射率等に依存するので、例えば、輝度係数を求めるために照明したチップが異なれば、異なる輝度係数の値となり、同じチップでも較正領域の設定が異なっても、異なる輝度係数の値となる。したがって、輝度係数は、輝度係数を求めるために用いたチップ等の対象物及び較正領域の内容等に関連付けて記憶される。
【0050】
図5は、輝度係数を用いて、各光量を算出し、各光源の光量設定を較正する手順を示すフローチャートである。この場合には、各照明は標準状態に維持されているとは限らず、したがって劣化係数γ=1とは限らない。言い換えれば、各光源の光量設定Tを変えないにもかかわらず、その光量Lが変化していることがあり、図5は、かかる光量の変化を較正する手順を示すものである。
【0051】
したがって、最初に、最適の照明条件を定める。最適の照明条件は、チップのボンディングパッドや回路基板のボンディングリードの位置が撮像データ上で明瞭に認識できるように、各照明20a,20bの光量設定を調整して行う。最適の照明条件における第1照明20aの光量L1(0)と第2照明の光量L2(0)とは、各照明の光量変化を判断する基準となるものであるので、例えば、外部記憶装置52等に記憶することが好ましい。上記のように、劣化のない状態の照明を用いて最適照明条件を定めるときは、その最適光量L1(0),L2(0)は、最適光量設定T1(0),T2(0)で表すことができる。
【0052】
図5において、まず対象物12となるチップの位置を、撮像機14の所定の撮像範囲にくるように調整してセットし、各照明20a,20bを作動させて照明する(S30)。次に、撮像機14により撮像する(S32)。撮像されたデータは、画像処理モジュール60に送られ、図2におけるS12の工程の後についての説明と同様の手順で、撮像データ上で第1較正領域110と第2較正領域112が特定される。特定には、入力部48から対象物12のチップの識別データを入力し、それに従って例えば外部記憶装置52に記憶されている較正領域に関するデータを読み出し、それを用いることができる。
【0053】
特定された第1較正領域110と第2較正領域112のデータ、例えば各較正領域を構成する各画素の位置座標とその階調データは、輝度検出モジュール62に送られる。輝度検出モジュール62は、図2におけるS14の工程で説明したと同様の手順により、第1較正領域110の輝度B1と、第2較正領域112の輝度B2とを検出する(S34)。検出された各輝度B1,B2は光量算出モジュール64に送られる。
【0054】
光量算出モジュール64は、上記の式(3)に従い、検出された各輝度B1,B2と、各輝度係数a11,a12,a21,a22とに基づき、各光量L1,L2を算出する機能を有する。具体的には、式(3)の2つの連立方程式において、各輝度B1,B2を与えて、未知数である各光量L1,L2を算出する(S36)。各輝度係数a11,a12,a21,a22は、外部記憶装置52から、輝度検出(S34)を行ったと同じ対象物及び較正領域の各輝度係数を読み出して用いる。
【0055】
算出された各光量L1,L2は、較正モジュール66に送られる。較正モジュール66は、算出された各光量と最適照明条件における光量とを比較し、各光量の変化に応じ、各照明の光量設定を較正する機能を有する。較正された光量設定データは、照明I/F46a,46bを介して、各照明20a,20bに送られ、各照明の光量が最適照明条件における光量になるように各光量設定が較正される(S38)。例えば、第1照明の最適照明条件における光量L1(0)が光量設定L1(0)=30msecとし、算出された光量L1が、劣化係数γが1であると仮定した場合に27msecの光量設定に相当するとすると、このときの劣化係数γは、27/30=0.9となる。言い換えると、光量設定は30msecのままなのに光量は10%減少していることになる。したがって、この光量変化に応じ、光量設定を増加させる。例えば光量設定に対し、10%の減少分を補償する指示を、照明I/F46aを介して照明20aに与える。第2照明20bについても同様にして光量設定が較正される。
【0056】
このように、輝度と光量とを輝度係数で結びつける式を立て、複数の輝度を測定し、少なくとも照明の数と等しい数の連立方程式を解いて各照明の光量を求め、各光量の変化に応じて各照明の光量設定を較正することができる。
【0057】
図6は、較正領域を反射率の異なる領域にまたがって設定する例を示す図である。図6は、図3と同じ撮像範囲を示し、較正領域114は、チップ102の角部分においてやや暗いマーカー部分とその外側のやや明るい部分とにまたがって設定される。したがって、図6におけるx方向に沿って、較正領域114の輝度が変化する。その様子を縦軸に輝度、横軸にx方向の位置を取った図7に示す。
【0058】
図7における2領域の輝度の差である輝度差ΔBを、光量と線形関係にある物理量にとることができる。輝度差ΔBは、いわばコントラストを表す量に関連付けることができ、したがって輝度差ΔBの変化に基づいて各照明の光量を較正すれば、コントラストを一定に維持する照明装置とすることができる。この場合、輝度差ΔBと光量Lとを結びつける係数を輝度差係数として、輝度差係数を求めて記憶し、輝度差係数を用いて各光量を算出する処理は、図2と図5に説明した内容において輝度を輝度差と置き換えて処理することができる。
【0059】
すなわち、輝度差ΔBは、CPU42の画像処理モジュール60で特定された較正領域114のデータに基づいて、輝度差検出モジュール68において検出できる。すなわち、特定された較正領域114を構成する各画素の位置座標とその各階調データが輝度差検出モジュール68に送られ、そこで各階調データのなかで2領域の輝度の差である輝度差ΔBが検出される。この輝度差ΔBを用いて、図2に示した手順において輝度を輝度差と読み替えることで処理を進めて必要な輝度差係数を求めることができ、求めた輝度差係数は外部記憶装置52の輝度差係数ファイル82に記憶することができる。
【0060】
また、この輝度差ΔBを用いて、図5に示した手順において輝度を輝度差と読み替えることで処理を進めて各光量を算出することができ、各光量の変化に応じて各照明の光量設定を較正できる。
【0061】
図8は、各光源の配置や撮像機の光学系の特性等により生ずる撮像むら、いわゆるシェーディングの様子を示す図である。図8は、例えばチップの代わりに白紙を用い、2個の照明のうち1つの照明のみを作動させて撮像したデータを示している。このように像むらが生じると、撮像範囲のどの位置に較正領域があるかによって、較正領域の輝度が異なって撮像される。そこで、シェーディングの影響の大きさに応じて重み付けを行い、シェーディングの影響を補償することができる。すなわち、図8のように白紙等を用いた撮像によりシェーディングのみを検出する撮像データを採取し、シェーディングの影響の異なる領域ごとにその平均階調を求める。このようにして求められたシェーディングの平均階調に基づいて、平均階調のむらを補償するように重み付け係数C0,C1,C2,C3を定めることができる。この重み付け係数を用いて、輝度係数あるいは輝度差係数に重み付け処理を行い、シェーディングの影響を低減することができる。
【0062】
上記説明においては、2個の照明の各光量を算出するために2個の輝度を用いた。すなわち、一般的にいえば、複数の照明の数と等しい数の輝度を用いることで各照明の各光量を算出できる。ここで、複数の照明の数を超える数の輝度を用いることにすれば、各光量の算出に統計的処理を行うことができ、照明の較正制御の精度をより向上させることができる。また、統計的処理により異常データを取り除くことにすれば、例えば、ごみ等がチップや光学系に付着してノイズとなっているものを除外して、より正確な照明の較正制御を行うことができる。
【0063】
図9は、説明が容易なように照明が1個であったとし、その照明に対し5個の較正領域を設定して5個の輝度を検出した場合について、第1照明の光量L1を算出するため、横軸に輝度係数、縦軸に輝度Bをとったものである。この例では、輝度係数はa1,a2,a3,a4,a5の5個があり、これに対応して5個の輝度B1,B2,B3,B4,B5が検出される。各輝度Bを対応する輝度係数で除することでも、光量Lを求めることができるが、図9の例では、これら検出された5個の輝度データについて最小二乗法を適用したものを示している。すなわち、B=aLの関係があるので、5個の輝度データに基づいて最も確からしいL=B/aの直線を最小二乗法で引いたものが実線である。このようにして、統計的処理により得られる最も確からしい値を光量として用いることができる。なお、照明が複数であった場合でも、同様の統計的処理は可能であり、その拡張は容易である。
【0064】
さらに、この最も確からしい実線から偏差の大きいデータを取り除いてより精度の高い光量を求めることもできる。この例では最も確からしい直線からB5のデータが大きく離れているので、これを除外する。異常データとしてのB5を除外して残りの4つの輝度データからL=B/aの直線を最小二乗法で引き直したものが破線である。このようにして異常データを取り除いたデータに基づいて、光量を算出でき、より精度の高い照明の較正制御を行うことができる。
【0065】
また、上記説明においては、撮像データ1つに基づいて各光量を算出したが、同じチップ、あるいは同種のチップを複数回撮像し、これらから、較正領域の輝度を平均化処理し、その平均化された輝度データに基づいて各光量を算出してもよい。このようにすることで、チップ等の設定位置の傾きやずれ、あるいは品質のばらつきによる影響を少なくすることができる。
【0066】
上記説明では、チップのボンディング部を照明して輝度係数を求めたが、チップ以外の対象物を照明し、その撮像データ上に複数の較正領域を設定してその対象物の輝度係数を求めてもよい。例えば、標準の較正シートを用い、ボンディングのための照明を行う領域の中にセットし、ボンディングを行う視野を撮像し、その撮像データから輝度係数を求めてもよい。このようにして求めた輝度係数は、いわばチップのボンディング部を標準化して、同じ基準で比較が可能な輝度係数として扱うことができる。例えば、ボンディング作業を始める前、あるいは終了したとき、あるいは定期的な点検時に、この標準の較正シートを用いて各較正領域の輝度を検出することで、いつも同じ基準で各光源の光量設定の較正を行うことができる。
【0067】
【発明の効果】
本発明に係るボンディング用照明装置及びボンディング用照明装置の較正方法によれば、受光器を増やすことなく、各光源の光量の変化を較正することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明に係る実施の形態におけるボンディング用照明装置のブロック図である。
【図2】 本発明に係る実施の形態において、輝度係数データを算出し、これらを記憶する手順を示すフローチャートである。
【図3】 本発明に係る実施の形態において、較正領域の設定の様子を示す図である。
【図4】 本発明に係る実施の形態において、輝度係数を求める様子を示す図である。
【図5】 本発明に係る実施の形態において、輝度係数を用いて各光量を算出し各光源の光量設定を較正する手順を示すフローチャートである。
【図6】 本発明に係る実施の形態において、較正領域の他の設定例を示す図である。
【図7】 本発明に係る実施の形態において、輝度差を説明する図である。
【図8】 撮像むら、いわゆるシェーディングの様子を示す図である。
【図9】 本発明に係る実施の形態において、統計的処理により光量を求める様子を説明する図である。
【符号の説明】
10 ボンディング用照明装置
12 対象物
14 撮像機
20a,20b 照明(光源)
40 照明制御部
42 CPU
44 撮像I/F
46a,46b 照明I/F
48 入力部
50 出力部
52 外部記憶装置
60 画像処理モジュール
62 輝度検出モジュール
64 光量算出モジュール
66 較正モジュール
68 輝度差検出モジュール
80 輝度係数ファイル
82 輝度差係数ファイル
100 撮像範囲
110,112,114 較正領域
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a bonding illumination device and a bonding illumination device calibration method, and more particularly, to a bonding illumination device and a bonding illumination device calibration method for calibrating a change in light quantity of a plurality of light sources.
[0002]
[Prior art]
Generally, in a wire bonder or a die bonder, the position of a device is detected using a camera, and the bonding tool and the device are accurately positioned based on the information to perform bonding. For accurate position detection, it is preferable that the illumination during imaging does not fluctuate. That is, when the light amount of the light source decreases, the S / N ratio of the captured image decreases, and in an extreme case, a necessary signal is buried in noise and cannot be detected. Conversely, when the amount of light from the light source increases, the luminance is saturated and necessary information may be lost. In addition, when the illumination light amount of a part of the imaging range changes, only the luminance of the part changes.For example, when performing position detection by performing normalized correlation processing on an image, the local luminance change The accuracy may be reduced.
[0003]
However, when a plurality of light sources are used to illuminate the object, it is not easy to correct the deterioration of each light source and always keep the illumination during imaging constant. For example, a method of providing a light receiver for detecting the amount of light for each light source is conceivable. However, as the number of light sources increases, the number of light receivers increases, the arrangement space of the light receivers increases, and the apparatus is complicated. It becomes. Furthermore, when some of the light receivers are dirty, the light quantity may not be calibrated correctly.
[0004]
In order to control illumination by a plurality of light sources without increasing the number of light receivers, in Patent Document 1, a point having a high luminance from each image when each light source is individually operated is used as a control point for each light source. Luminance data is used as reference data. And the brightness | luminance of each control point when all the light sources are operated is compared with each reference data, and each light source is controlled according to the difference. That is, it is disclosed that the change in luminance at each control point is mainly due to the change in the corresponding individual light source, and the output of the corresponding individual light source is controlled.
[0005]
In Patent Document 2, illumination light from a plurality of light sources is detected by a single detection means. In this case, the ratio (relation coefficient) that the brightness of each light source contributes to the overall brightness is calculated in advance, the brightness of each light source is calculated from the entire illumination light using the relationship coefficient, and the reference value Control compared to That is, the change in the overall illumination light is considered to be the result that the brightness of each light source changes at the same rate of change, and if the overall illumination light changes K times, the brightness of each light source is also all K times As a change, it is disclosed to control individual light sources.
[0006]
[Patent Document 1]
JP 2002-75668 A
[Patent Document 2]
Japanese Patent Laid-Open No. 11-74090
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, Patent Literature 1 can be applied only when each light source has a control point that can be considered to be mainly illuminated by one light source. Patent Document 2 can be applied only when the brightness of each light source changes at a uniform rate of change. As described above, in the prior art, there is a limitation in controlling illumination by a plurality of light sources without increasing the number of light receivers.
[0008]
An object of the present invention is to solve the problems of the prior art and provide a bonding illumination device and a bonding illumination device calibration method capable of calibrating changes in each light source without increasing the number of light receivers.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
1. Principle for determining the amount of light from each light source
First, a method for calculating the light amounts of a plurality of light sources without increasing the number of light receivers will be described. If there is only one light source, if the light quantity L of the light source changes, the bonding part illuminated by the light source is observed with an image pickup device, and the change in luminance B is seen. For example, it is generally considered that the L setting T, for example, the set value of the light source volume, should be increased so as to compensate for the 10% decrease in B.
[0010]
This idea is based on the premise that there is a linear relationship between the luminance B and the light amount L and that there is a certain functional relationship between the light amount L and the light amount setting T. The deterioration of the light amount means that the light amount changes even though the light amount setting T is the same. Therefore, if the degree of deterioration is a deterioration coefficient, the functional form of the functional relationship between the light amount L and the light amount setting T is maintained. As it is, it can be considered that the light amount L changes by the amount multiplied by the deterioration coefficient. For example, assuming that the linear relationship is a linear relationship, the luminance coefficient that links the luminance B and the light amount L is a, the relationship between the light amount L and the light amount setting T is a function f (T), and the light amounts L and f (T) If the deterioration coefficient γ is set between the two, the equation (1) can be expressed.
[Expression 1]
B = a * L = a * [gamma] * f (T) (1)
That is, the change in the light quantity L can be detected by the change in the brightness B. When the brightness B changes even when the setting T is not changed, the deterioration coefficient γ changes, so the brightness B is kept constant. The setting T is changed so as to change the size of f (T).
[0011]
For example, in the simplest case of f (T) = T, equation (1) becomes B = a × γ × T. In the above example in which the brightness B is reduced by 10%, γ = 0.9. Therefore, in order to maintain the luminance B constant, it can be easily derived that the setting T may be increased to 1 / 0.9 = 1.11. Even if f (T) is a general function, the calibration amount of the setting T that compensates for the change in the brightness B can be obtained in the same manner as long as the function form does not change due to the deterioration of the light amount. Thus, when there is one light source, the change in the amount of light can be easily calibrated according to the equation (1).
[0012]
The principle of the present invention resides in the idea of extending the formula (1) to a plurality of luminances and a plurality of light sources without increasing the number of light receivers. Assuming that a linear relationship is established between a plurality of luminances and a plurality of light sources, equation (1) can be expanded to n luminances and m light sources, and can be expressed as equation (2).
[Expression 2]
(Bi) = (Aij) (Lj(2)
However, 1 ≦ i ≦ n and 1 ≦ j ≦ m. Where (Bi) Is an n-dimensional vertical vector, (aij) Is an n-by-m matrix, (Lj) Represents an m-dimensional vertical vector. (Aij) Is the individual brightness BiAnd individual light quantity LjCorresponds to a matrix of a set of luminance coefficients. For example, when n = m = 2, that is, when there are two light sources, the expression (2) is expressed by the following expression (3).
[Equation 3]
B1= A11L1+ A12L2
B2= Atwenty oneL1+ Atwenty twoL2              (3)
Where a11Is B1And L1Is a luminance coefficient linking12Is B1And L2The luminance coefficient that linkstwenty oneIs B2And L1The luminance coefficient that linkstwenty twoIs B2And L2Is a luminance coefficient. For multiple light sources, each luminance and each light quantity are linked by a luminance coefficient. Assuming that the reflectance of the object to be imaged does not depend on the light quantity of each light source in the range of the light quantity of the light source normally used This is because the above holds.
[0013]
From equation (3), the luminance coefficient a11, A12, Atwenty one, Atwenty twoIs obtained in advance, two luminances B1, B2, The simultaneous equations can be solved and the two unknowns L1, L2It can be seen that. Similarly, in general, when there are a plurality of k light sources, k × k luminance coefficients are obtained in advance, k luminances are measured, and simultaneous equations are calculated to calculate k unknown light quantities. it can.
[0014]
That is, the principle of obtaining the light quantity of each light source of the present invention is to formulate an expression that connects the brightness and the light quantity by a brightness coefficient, measure a plurality of brightnesses, and solve at least a simultaneous equation equal to the number of light sources to solve each light source. There is a place to ask for the amount of light. In order to realize this principle without increasing the number of light receivers, a calibration area for measuring a plurality of luminances is set in the bonding portion, and a plurality of luminances are detected by a single imaging device. In addition, a luminance coefficient necessary for calculating each light quantity from a plurality of detected luminances is obtained in advance.
[0015]
It should be noted that the principle of obtaining the light quantity of each light source of the present invention can be applied in the same manner as long as the measurement object is not a luminance as long as the quantity is linearly related to the light quantity. It can be understood from the explanation of (3) etc. As the physical quantity that is linearly related to the light quantity, the gradation of R, G, and B data in a color image can be used in addition to the luminance. In addition, for example, a value obtained by performing a certain arithmetic process on a physical quantity that is linearly related to the amount of light, such as a difference in luminance and gradation, can be used.
[0016]
  2. Problem solving means
  A bonding illumination device according to the present invention includes a plurality of light sources capable of changing the amount of light, an imaging device that images a bonding portion illuminated by the plurality of light sources,Prior to calibrating the light intensity setting of each light source, the light intensity was set for each of the plurality of light sources, and the bonding part was imaged.On the imaging data, at least as many calibration areas as the number of light sourcesIn advanceSet and for each calibration areaThatDetect physical quantities that have a linear relationship with light intensity from image dataPrecedingDetection means and a plurality of calibration areasPre-detected aboutEach physical quantity,When detecting each physical quantityMultiple light sourcesAbout presetEach light quantityAnd each physical quantity and each light quantity based onMultiple physical quantity coefficientsIn advanceAskingTheStorage means for storing;In order to calibrate the light intensity setting of each light source, the light quantity is set for each of the plurality of light sources, the bonding part is imaged, and the physical quantity is obtained from the imaging data for each calibration area set in advance on the captured image data. Is stored in advance in the detection means for calibration and the storage means.Using multiple physical quantity coefficients,By calibration detection meansA light amount calculating means for calculating each light amount of the plurality of light sources from the detected plurality of physical quantities;Compare each calculated light quantity with each standard light quantity under the standard lighting conditions determined in advance.eachCalculationCalibration means for calibrating the light amount setting of each light source in accordance with a change in the light amount. The physical quantity is preferably the brightness of the image data. Further, the physical quantity is preferably the gradation of the imaging data.
[0017]
With the above configuration, a plurality of calibration areas equal to at least the number of light sources are set on the imaging data of the bonding unit, and a plurality of physical quantities in the plurality of calibration areas and light quantities of the plurality of light sources are linked in advance. The physical quantity coefficient is obtained and stored. Then, the physical quantity of the imaging data is detected for each calibration area, the light quantities of the light sources are calculated from the detected physical quantities using the stored physical quantity coefficients, and the calculated light quantities The light amount setting of each light source is calibrated in accordance with the change of the light source. Therefore, it is possible to calibrate the change in the amount of light of each light source without requiring a light receiver other than the imaging device. The physical quantity may be anything that has a linear relationship with the light amount of the light source and can be detected from the imaging data. For example, brightness, gradation of R, G, and B data can be used.
[0018]
The bonding lighting device according to the present invention further includes a weighting unit that performs weighting processing on each physical quantity coefficient according to uneven imaging of the illuminated bonding portion, and the light amount calculation means includes each physical quantity coefficient after the weighting process. It is preferable to calculate each light quantity based on the above.
[0019]
When unevenness of imaging called so-called shading occurs due to the arrangement of each light source or the characteristics of the optical system of the imaging device, the physical quantity of the bonding part, for example, the brightness differs depending on where in the imaging range the bonding part is located. The With the above configuration, each physical quantity coefficient is weighted according to the imaging unevenness of the bonding unit. Therefore, by performing weighting that compensates for shading, it is possible to calculate each light amount in accordance with the same reference regardless of the position of the imaging range occupied by the bonding portion.
[0020]
Moreover, the bonding illumination device according to the present invention preferably includes a statistical light amount calculation unit that calculates each light amount by statistical processing when the number of calibration regions exceeds the number of light sources. With the above configuration, the number of calibration regions is set to exceed the number of light sources. Therefore, by using statistical processing, for example, the least square method, the most probable amount of light can be obtained, and the accuracy of illumination calibration control can be further improved.
[0021]
Further, it is preferable that the statistical light quantity calculating means calculates each light quantity again except for data having a large deviation from a probable relationship between the physical quantity and the light quantity by statistical processing.
[0022]
For example, when dust or the like is attached on the calibration area, an accurate value may not be obtained if the light amount of each light source is calculated including the brightness of the calibration area. With the above configuration, the number of calibration areas is set to exceed the number of light sources, the most probable light quantity is obtained by statistical processing, and data that has a large deviation from the most probable relationship is excluded. Each light quantity is calculated. In this way, abnormal data having a large deviation due to the cause of dust adhesion or the like can be excluded, so that the light amount can be calculated more accurately.
[0023]
Further, the bonding illumination device according to the present invention includes a physical quantity averaging means for obtaining an average physical quantity of the imaging data for each calibration region using a plurality of imaging data taken for the same type of bonding portion, The calculating means preferably calculates each light quantity based on each average physical quantity.
[0024]
For example, when the bonding portion is inclined, when a positional deviation occurs, when the quality varies, etc., these may become noise when calculating the amount of light. With the above configuration, an average physical quantity, for example, an average luminance is obtained for the same type of bonding part. Therefore, noise due to bonding portion variations can be reduced, and more accurate light quantity can be calculated.
[0025]
  Moreover, the lighting apparatus for bonding which concerns on this inventionAre a plurality of light sources that can vary the amount of light, an imager that images the bonding unit illuminated by the plurality of light sources, and a light amount setting for each of the light sources prior to calibrating the light amount setting of each light source. The physical quantity that is at least equal to the number of light sources and has a linear relationship with the light quantity has different values for the same light quantity.Includes 2 regionsPreset the calibration area,For each calibration area,From the imaging data,Detect a physical quantity difference that is the difference between physical quantities in each of the two areasBased on the preceding detection means, each physical quantity difference detected in advance for a plurality of calibration regions, and each light quantity preset for a plurality of light sources when detecting each physical quantity difference,Multiple physical quantity coefficients linking each physical quantity difference and each light quantityIn advanceAskingTheMemoryIn order to calibrate the storage means and the light amount setting of each light source, the light amount is set for each of the plurality of light sources, the bonding part is imaged, and each calibration area set in advance on the imaged imaging data, Detected by the calibration detection means using a calibration detection means for detecting a physical quantity difference from the imaged data and a plurality of physical quantity coefficients stored in advance in the storage means.Calculate each light quantity of multiple light sources from multiple physical quantity differencesLight quantity calculation means, compare each calculated light quantity with each standard light quantity under standard illumination conditions determined in advance, and set the light quantity of each light source according to the change of each calculated light quantity from each standard light quantity Calibration means for calibratingIt is characterized by that.
[0026]
In bonding, for example, in the position measurement, the image contrast may be more important than the image brightness. At this time, it is desirable to detect a physical quantity corresponding to the light quantity of each light source that represents the contrast of each calibration area instead of the luminance of each calibration area, and associate this with the light quantity of each light source. For example, the calibration area can be set to include two areas having different luminance coefficients, and the physical quantity representing the contrast can be obtained by the luminance difference between the two areas. In addition to the luminance difference, a gradation difference may be used.
[0027]
With the above configuration, for each calibration area including two areas having different physical quantity coefficients, a physical quantity difference that is a difference between physical quantities in each of the two areas, for example, a luminance difference is detected. Therefore, it can be used to express contrast. Then, a plurality of physical quantity coefficients are obtained and stored in advance as coefficients for connecting the respective physical quantity differences of the plurality of calibration areas and the respective light quantities of the plurality of light sources, and the light quantities of the plurality of light sources are calculated using this. In this way, the light quantity of each light source can be calibrated by paying attention to the change in contrast.
[0028]
It should be noted that the weighting means, the statistical light quantity calculating means, and the physical quantity averaging means for the luminance can be applied individually or in combination when a physical quantity difference is used instead of the physical quantity.
[0029]
  Further, the calibration method of the lighting device for bonding according to the present invention includes an illumination step of illuminating the bonding portion with a plurality of light sources capable of changing the amount of light, an imaging step of imaging the illuminated bonding portion with an imaging device,Prior to calibrating the light intensity setting of each light source, the light intensity was set for each of the plurality of light sources, and the bonding part was imaged.On the imaging data, at least as many calibration areas as the number of light sourcesIn advanceSet and for each calibration areaThatDetect physical quantities that have a linear relationship with light intensity from image dataPrecedingDetection process and multiple calibration areasPre-detected aboutEach physical quantity,When detecting each physical quantityMultiple light sourcesAbout presetEach light quantityAnd each physical quantity and each light quantity based onMultiple physical quantity coefficientsIn advanceAskingTheA storage step for storing;In order to calibrate the light intensity setting of each light source, the light quantity is set for each of the plurality of light sources, the bonding part is imaged, and the physical quantity is obtained from the imaging data for each calibration area set in advance on the captured image data. Are detected in advance and stored in advance in the storage means.Using multiple physical quantity coefficients,By calibration detection meansA light amount calculation step of calculating each light amount of the plurality of light sources from the detected plurality of physical quantities, and the calculatedCompare each calculated light quantity with each standard light quantity under the standard lighting conditions determined in advance.eachCalculationA calibration step of calibrating the light amount setting of each light source in accordance with a change in the light amount.
[0030]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the following, an illumination device used for a wire bonder will be described. However, a device for illuminating a chip or the like in a face down bonder, a die bonder or the like, or a chip such as an LSI or a circuit board for visual inspection before and after a bonding operation, etc. It may be a device for illuminating. In addition, a case where two types of illumination, that is, two types of light sources are used will be described. In addition, a plurality of the same type of illumination may be used. As the physical quantity having a linear relationship with the light amount of the light source, the gradation (brightness) in the black and white image data is used. However, as described above, for example, it may be the gradation of R, G, B in a color image. Moreover, although the imaging device for detecting the brightness | luminance of the illuminated target object is demonstrated as what is imaged using the reflected light from a target object, you may image using the transmitted light from a target object.
[0031]
FIG. 1 is a block diagram of a bonding lighting device 10. In this example, a portion provided as an apparatus for illuminating a chip to be bonded or a circuit board in the wire bonder is shown. Elements not related to the wire bonder illumination are not shown. The bonding illumination device 10 includes an imaging device 14 that images the object 12 such as a chip, two lights 20 a and 20 b that illuminate the object 12, and an illumination control unit 40. The imaging device 14 and the two illuminations 20a and 20b are connected to the imaging I / F 44 and the illumination I / Fs 46a and 46b of the illumination control unit 40, respectively.
[0032]
The imaging device 14 is a camera that images the object 12 such as a chip or a circuit board. For example, a CCD (Charge Coupled Device) camera in which a plurality of imaging elements are two-dimensionally arranged can be used. The image pickup device 14 picks up an image centering on a bonding portion such as a bonding pad on a chip or a bonding lead of a circuit board necessary for bonding positioning. The imaged data is associated with the imaging position as, for example, 256 gradation digital data, and is sent to the imaging I / F 44 of the illumination control unit 40 via a signal line. Note that the bonding unit can be moved to the imaging range of the imaging device 14 by an object moving device (not shown).
[0033]
The two lights 20a and 20b are variable light amount light sources that are arranged at an intermediate position between the image pickup device 14 and the target object 12 and can adjust the light amount by setting. FIG. 1 shows two types of illumination. The first illumination 20a is an epi-illumination device including a halogen lamp 22 and a half mirror 24, and the second illumination 20b is a ring illumination device in which a plurality of LEDs (Light Emission Diode) are arranged in a ring shape. The illuminated object 12 can be imaged by the imaging device 14 through the half mirror 24 and the opening at the center of the ring.
[0034]
The amount of light of the two lights 20a and 20b can be varied by setting the power supplied to the halogen lamp 22 and the plurality of LEDs. The power can be set by setting the voltage applied to the halogen lamp 22 or the plurality of LEDs as a digital value, or the lighting time can be set as a digital value by pulse width control. The ratio between the lighting time and the extinguishing time may be set as a digital value. Data for setting the amount of light is sent from the illumination I / Fs 46a and 46b of the illumination control unit 40 to the respective illuminations 20a and 20b via signal lines.
[0035]
The illumination control unit 40 has a function of controlling the amount of light of each of the illuminations 20a and 20b based on data received from the imaging device 14, and can be configured by a general computer. Specifically, the imaging data is acquired from the imaging I / F 44, and processing such as calculating the light amount of each of the illuminations 20a and 20b based on the imaging data and a plurality of luminance coefficient data described later is performed. / F 46a, 46b has a function of outputting control data for calibrating the light amount setting of each of the lights 20a, 20b. Software can be used to perform processing based on imaging data and luminance coefficient data, and predetermined processing can be performed by executing a corresponding processing program. A part of the processing can be executed by hardware.
[0036]
The illumination control unit 40 includes a CPU 42, an imaging I / F 44 connected to the imaging device 14, two illumination I / Fs 46a and 46b connected to two illuminations, an input unit 48 such as a keyboard, an output unit 50 such as a display, An external storage device 52 that stores luminance coefficient data and the like is included, and these are connected to each other via an internal bus.
[0037]
The image processing module 60 and below in the CPU 40 has a function of performing processing for controlling the light amounts of the respective illuminations 20a and 20b based on the imaging data and the luminance coefficient data. The function of each processing module will be described in detail below using a flowchart of processing for obtaining and storing a luminance coefficient, a flowchart of processing for calculating each light quantity using the luminance coefficient, and the like.
[0038]
FIG. 2 is a flowchart showing a procedure for calculating the luminance coefficient data and storing them in the luminance coefficient file 80 of the external storage device 52.
[0039]
As described above, the luminance coefficient is a coefficient that combines the luminance and the light amount. When there are two pieces of illumination, Expression (3) can be used.
[Equation 3]
B1= A11L1+ A12L2
B2= Atwenty oneL1+ Atwenty twoL2              (3)
Where L1Is the light quantity of the first illumination 20a, L2Is the amount of light of the second illumination 20b, and B1, B2Is the brightness of each of the two calibration areas set on the imaging data, a11, A12, Atwenty one, Atwenty twoIs each brightness B1, B2And each light quantity L1, L2Is a luminance coefficient.
[0040]
The four luminance coefficients can be calculated and stored one by one according to the flowchart of FIG. As an example, the luminance B in the first calibration area among the two calibration areas set on the imaging data1And the light quantity L of the first illumination 20a1The luminance coefficient a11The calculation procedure will be described.
[0041]
First, the standard illumination 20a is prepared. The illumination in the standard state is preferably one that does not deteriorate the light source and operates stably, for example. That is, the degradation coefficient γ can be 1. The light quantity L of the illumination 20a is equal to the light quantity setting T multiplied by the deterioration coefficient γ. Next, the light amount setting T of the first illumination in the standard state1T appropriately1= T1 (S10). For example, t1 = 1 msec is set assuming that the light amount is set by the lighting time. The light amount setting can be performed by inputting data t1 from the input unit 48 and controlling the light amount of the first illumination 20a via the illumination I / F 46a. Further, when the first illumination 20a has a manual setting knob and the set value is sent as data to the illumination control unit 40 via the illumination I / F 46a, the manual knob is appropriately turned to set the set value as t1. May be.
[0042]
Next, the light intensity setting T1The chip is imaged by the imaging device 14 under = t1 (S12). The imaged data is sent to the image processing module 60 of the CPU 42 through the imaging I / F 44 as gradation data associated with position data within the imaging range.
[0043]
The image processing module 60 has a function of processing the received imaging data and specifying the positions of the first calibration area and the second calibration area within the imaging range. The first calibration area and the second calibration area are two luminance detection areas set on the imaging data in order to detect the luminance of light guided from the illuminations 20a and 20b via the chip.
[0044]
FIG. 3 is a diagram illustrating how the first calibration area and the second calibration area are set. In FIG. 3, a part of the chip 102, in particular, a plurality of bonding pads 104 to be wire-bonded are captured in the imaging range 100. In the two luminance detection regions, for example, the first calibration region 110 can be set in a slightly dark marker portion of the corner portion of the chip 102, and the second calibration region 112 can be set in a portion between the bonding pads. In other areas, a calibration area may be set by selecting an area useful for positioning of wire bonding.
[0045]
Luminance coefficient a11To obtain the brightness of the imaging data in the first calibration area. The first calibration area can be specified by specifying the position coordinates of each pixel constituting the first calibration area 110 in the imaging range 100. The position coordinates of each pixel constituting the specified first calibration area 110 and each gradation data thereof are sent to the luminance detection module 62.
[0046]
The luminance detection module 62 determines the luminance B of the first calibration area based on the specified gradation data over the first calibration area 110.1It has a function to detect. For example, when the number of pixels in the first calibration area is 50 × 50 = 250, the gradation data of each pixel may be added, and the total gradation value may be used as the luminance of the first calibration area as it is. Further, the total data may be divided by the total number of pixels, and the gradation value per pixel may be used as the luminance of the first calibration area. Here, the gradation value per pixel is represented by luminance B1For example, B1= B1 = 15 (gradation) is detected (S14).
[0047]
  The above light quantity setting (S10), imaging (S12), and luminance detection (S14) are all performed.Pair andThen, the light amount setting T is reached until the predetermined number is reached.1Is repeated (S16). The greater the number of settings, the higher the accuracy of calculating the luminance coefficient, but it takes time, so it can be determined based on these factors. For example, set the number5As the light quantity setting T1TheIn addition to the previous t1,T2 = 3 msec, t3 = 5 msec, t4 = 8 msec, t5 = 10 msec are sequentially changed, and the respective luminances b2, b3, b4, b5 are detected.
[0048]
When the set number of luminances is detected, a luminance coefficient is obtained from the relationship between the light amount setting and the detected luminance (S18). An example of how to obtain the luminance coefficient is shown in FIG. 4 shows the light amount setting T on the horizontal axis.1, Luminance B on the vertical axis1And set the light intensity T1Luminance B detected when changing1FIG. Since the first illumination 20a in the standard state is used as described above, the light amount L of the first illumination 20a.1= T1And can. Therefore, the luminance coefficient a11= B1/ L1= B1/ T1From the slope of the straight line shown in FIG.11Can be requested.
[0049]
Similarly, other luminance coefficients a12, Atwenty one, Atwenty twoCan also be sought. The obtained luminance coefficients are stored in the luminance coefficient file 80 of the external storage device 52 (S20). Since the luminance coefficient depends on the reflectance of the calibration area and the like, for example, if the chip illuminated to obtain the luminance coefficient is different, the value of the luminance coefficient is different, and even if the setting of the calibration area is different even on the same chip. This is the value of the luminance coefficient. Therefore, the luminance coefficient is stored in association with the object such as a chip used for obtaining the luminance coefficient, the contents of the calibration area, and the like.
[0050]
FIG. 5 is a flowchart showing a procedure for calculating each light amount using the luminance coefficient and calibrating the light amount setting of each light source. In this case, each illumination is not always maintained in the standard state, and therefore, the deterioration coefficient γ = 1 is not always satisfied. In other words, the light quantity L may change even though the light quantity setting T of each light source is not changed, and FIG. 5 shows a procedure for calibrating the change in the light quantity.
[0051]
Therefore, first, an optimum lighting condition is determined. Optimum illumination conditions are set by adjusting the light amount settings of the respective illuminations 20a and 20b so that the positions of the bonding pads of the chip and the bonding leads of the circuit board can be clearly recognized on the imaging data. The light quantity L of the first illumination 20a under the optimal illumination conditions1 (0)And the amount of light L of the second illumination2 (0)Is a reference for determining the change in the amount of light of each illumination, and is preferably stored in, for example, the external storage device 52 or the like. As described above, when the optimum illumination condition is determined using illumination in a state without deterioration, the optimum light amount L1 (0), L2 (0)Is the optimum light intensity setting T1 (0), T2 (0)Can be expressed as
[0052]
In FIG. 5, first, the position of the chip to be the object 12 is adjusted and set so as to be within a predetermined imaging range of the imaging device 14, and each illumination 20a, 20b is operated to illuminate (S30). Next, an image is taken by the imager 14 (S32). The imaged data is sent to the image processing module 60, and the first calibration area 110 and the second calibration area 112 are specified on the imaged data in the same procedure as described after the step S12 in FIG. . For identification, the identification data of the chip of the object 12 is input from the input unit 48, and the data related to the calibration area stored in the external storage device 52, for example, can be read and used accordingly.
[0053]
The specified data of the first calibration area 110 and the second calibration area 112, for example, the position coordinates of each pixel constituting each calibration area and its gradation data are sent to the luminance detection module 62. The luminance detection module 62 performs the luminance B of the first calibration area 110 by the same procedure as described in the step S14 in FIG.1And the brightness B of the second calibration area 1122Are detected (S34). Each detected brightness B1, B2Is sent to the light quantity calculation module 64.
[0054]
The light quantity calculation module 64 detects each luminance B detected according to the above equation (3).1, B2And each luminance coefficient a11, A12, Atwenty one, Atwenty twoAnd each light quantity L1, L2It has the function to calculate. Specifically, in the two simultaneous equations of Equation (3), each luminance B1, B2And each light quantity L is an unknown number1, L2Is calculated (S36). Each luminance coefficient a11, A12, Atwenty one, Atwenty twoReads out from the external storage device 52 each luminance coefficient of the same object and calibration area that have been subjected to the luminance detection (S34) and uses them.
[0055]
Calculated light quantity L1, L2Are sent to the calibration module 66. The calibration module 66 has a function of comparing each light quantity calculated with the light quantity under the optimum illumination condition, and calibrating the light quantity setting of each illumination according to the change in each light quantity. The calibrated light amount setting data is sent to the respective illuminations 20a and 20b via the illumination I / Fs 46a and 46b, and each light amount setting is calibrated so that the light amount of each illumination becomes the light amount in the optimum illumination condition (S38). ). For example, the light amount L in the optimal illumination condition of the first illumination1 (0)Is L1 (0)= 30 msec, calculated light quantity L1However, if it is assumed that the deterioration coefficient γ is 1, it corresponds to the light amount setting of 27 msec, and the deterioration coefficient γ at this time is 27/30 = 0.9. In other words, the light amount is reduced by 10% even though the light amount setting remains 30 msec. Therefore, the light amount setting is increased in accordance with this light amount change. For example, an instruction to compensate for a decrease of 10% is given to the illumination 20a via the illumination I / F 46a with respect to the light amount setting. The light amount setting is similarly calibrated for the second illumination 20b.
[0056]
In this way, a formula that links the brightness and the light quantity with the brightness coefficient is established, a plurality of brightnesses are measured, and at least the simultaneous equations equal to the number of lights are solved to obtain the light quantity of each illumination, and according to the change of each light quantity The light quantity setting of each illumination can be calibrated.
[0057]
FIG. 6 is a diagram illustrating an example in which the calibration area is set across areas having different reflectances. FIG. 6 shows the same imaging range as FIG. 3, and the calibration area 114 is set across a slightly dark marker part and a slightly brighter part outside the corner part of the chip 102. Therefore, the brightness of the calibration region 114 changes along the x direction in FIG. This situation is shown in FIG. 7 where the vertical axis represents luminance and the horizontal axis represents the position in the x direction.
[0058]
The luminance difference ΔB, which is the difference in luminance between the two regions in FIG. 7, can be taken as a physical quantity that is linearly related to the amount of light. The brightness difference ΔB can be related to a so-called amount of contrast. Therefore, if the amount of light of each illumination is calibrated based on the change in the brightness difference ΔB, the illumination device can maintain a constant contrast. In this case, the process of calculating and storing the luminance difference coefficient using the coefficient that links the luminance difference ΔB and the light quantity L as the luminance difference coefficient and calculating each light quantity using the luminance difference coefficient has been described with reference to FIGS. The content can be processed by replacing the luminance with a luminance difference.
[0059]
That is, the brightness difference ΔB can be detected by the brightness difference detection module 68 based on the data of the calibration area 114 specified by the image processing module 60 of the CPU 42. That is, the position coordinates of each pixel constituting the specified calibration area 114 and each gradation data thereof are sent to the luminance difference detection module 68, where the luminance difference ΔB, which is the difference in luminance between the two areas in each gradation data, is obtained. Detected. Using this luminance difference ΔB, the necessary luminance difference coefficient can be obtained by proceeding with processing by replacing the luminance with the luminance difference in the procedure shown in FIG. 2, and the obtained luminance difference coefficient is the luminance of the external storage device 52. The difference coefficient file 82 can be stored.
[0060]
Further, by using this luminance difference ΔB, the light intensity can be calculated by replacing the luminance with the luminance difference in the procedure shown in FIG. 5, and the light amount setting of each illumination can be performed according to the change of each light amount. Can be calibrated.
[0061]
FIG. 8 is a diagram illustrating a so-called shading state in which imaging unevenness caused by the arrangement of each light source and the characteristics of the optical system of the image pickup device and the like. FIG. 8 shows data captured by using, for example, white paper instead of the chip and operating only one of the two lights. When the image unevenness occurs in this manner, the image of the calibration area is picked up with different brightness depending on where the calibration area is located in the imaging range. Therefore, weighting can be performed according to the magnitude of the influence of shading to compensate for the influence of shading. That is, as shown in FIG. 8, imaging data for detecting only shading is collected by imaging using a blank sheet or the like, and an average gradation is obtained for each region having a different influence of shading. Based on the average gradation of shading thus obtained, the weighting coefficients C0, C1, C2, and C3 can be determined so as to compensate for unevenness in the average gradation. By using this weighting coefficient, the luminance coefficient or the luminance difference coefficient can be weighted to reduce the influence of shading.
[0062]
In the above description, two luminances are used to calculate the respective light amounts of the two illuminations. That is, generally speaking, each light quantity of each illumination can be calculated by using the same number of luminances as the number of illuminations. Here, if the number of luminances exceeding the number of illuminations is used, statistical processing can be performed for the calculation of each light amount, and the accuracy of illumination calibration control can be further improved. Also, if abnormal data is removed by statistical processing, for example, it is possible to perform more accurate illumination calibration control by excluding dust or the like that is attached to the chip or optical system and causing noise. it can.
[0063]
In FIG. 9, it is assumed that there is one illumination for easy explanation, and the light quantity L of the first illumination is obtained when five calibration areas are set for the illumination and five luminances are detected.1In order to calculate the luminance coefficient on the horizontal axis and the luminance B on the vertical axis. In this example, the luminance coefficient is a1, A2, AThree, AFour, AFiveThere are five brightness B corresponding to this.1, B2, BThree, BFour, BFiveIs detected. The light quantity L can also be obtained by dividing each luminance B by the corresponding luminance coefficient. However, in the example of FIG. 9, the least square method is applied to the detected five luminance data. . That is, since there is a relationship of B = aL, a solid line is obtained by drawing the most probable L = B / a line based on the five luminance data by the least square method. In this way, the most probable value obtained by statistical processing can be used as the amount of light. Even if there are a plurality of illuminations, the same statistical processing is possible, and the expansion is easy.
[0064]
Furthermore, it is possible to obtain a more accurate light quantity by removing data with a large deviation from the most probable solid line. In this example, from the most likely straight line, BFiveThis data is excluded because the data of B as abnormal dataFiveThe broken line is obtained by redrawing the straight line L = B / a from the remaining four luminance data by the least square method. In this way, the amount of light can be calculated based on the data from which abnormal data is removed, and more accurate illumination calibration control can be performed.
[0065]
In the above description, each light amount is calculated based on one imaged data. However, the same chip or the same kind of chip is imaged a plurality of times, and the luminance of the calibration area is averaged from these images, and the average is obtained. The respective light amounts may be calculated based on the luminance data thus obtained. By doing so, it is possible to reduce the influence of the inclination or deviation of the set position of the chip or the like or the variation in quality.
[0066]
In the above description, the luminance coefficient is obtained by illuminating the bonding part of the chip. However, the object other than the chip is illuminated, and a plurality of calibration areas are set on the imaging data to obtain the luminance coefficient of the object. Also good. For example, a standard calibration sheet may be used, set in a region where illumination for bonding is performed, a field of view for imaging is imaged, and a luminance coefficient may be obtained from the imaging data. The luminance coefficient obtained in this way can be treated as a luminance coefficient that can be compared with the same standard by standardizing the bonding portion of the chip. For example, the calibration of the light intensity setting of each light source is always performed according to the same standard by detecting the brightness of each calibration area using this standard calibration sheet before or after the bonding work is completed, or at regular inspections. It can be performed.
[0067]
【The invention's effect】
According to the bonding illumination device and the bonding illumination device calibration method according to the present invention, it is possible to calibrate the change in the light amount of each light source without increasing the number of light receivers.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram of a bonding illumination device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a flowchart showing a procedure for calculating luminance coefficient data and storing them in the embodiment according to the present invention.
FIG. 3 is a diagram showing how a calibration area is set in the embodiment according to the present invention.
FIG. 4 is a diagram showing how a luminance coefficient is obtained in the embodiment according to the present invention.
FIG. 5 is a flowchart showing a procedure for calculating each light amount using a luminance coefficient and calibrating the light amount setting of each light source in the embodiment according to the present invention.
FIG. 6 is a diagram showing another example of setting a calibration region in the embodiment according to the present invention.
FIG. 7 is a diagram for explaining a luminance difference in the embodiment according to the invention.
FIG. 8 is a diagram showing imaging unevenness, so-called shading.
FIG. 9 is a diagram for explaining how the amount of light is obtained by statistical processing in the embodiment according to the present invention.
[Explanation of symbols]
10 Lighting equipment for bonding
12 Object
14 Imager
20a, 20b Illumination (light source)
40 Lighting control unit
42 CPU
44 Imaging I / F
46a, 46b Illumination I / F
48 Input section
50 output section
52 External storage
60 Image processing module
62 Luminance detection module
64 Light quantity calculation module
66 Calibration module
68 Luminance difference detection module
80 luminance coefficient file
82 luminance difference coefficient file
100 imaging range
110, 112, 114 Calibration area

Claims (9)

光量を可変できる複数の光源と、
複数の光源により照明されたボンディング部を撮像する撮像機と、
各光源の光量設定を較正するに先立ち予め、複数の光源についてそれぞれ光量を設定してボンディング部を撮像し、撮像された撮像データ上に、少なくとも光源の数と等しい数の較正領域を予め設定し、各較正領域ごとに、その撮像データから光量と線形関係を有する物理量を検出する先行検出手段と、
複数の較正領域について予め検出された各物理量と、その各物理量を検出する際に複数の光源について予め設定された各光量とに基づいて、各物理量と各光量とを結びつける複数の物理量係数を予め求め記憶する記憶手段と、
各光源の光量設定を較正するために、複数の光源についてそれぞれ光量を設定してボンディング部を撮像し、撮像された撮像データ上に予め設定されている各較正領域ごとに、その撮像データから物理量をそれぞれ検出する較正用検出手段と、
記憶手段に予め記憶されている複数の物理量係数を用い、較正用検出手段によって検出された複数の物理量から複数の光源の各光量を算出する光量算出手段と、
算出された各算出光量と、予め求められている標準照明条件の下における各標準光量とを比較し、各標準光量からの算出光量の変化に応じて各光源の光量設定を較正する較正手段と、
を備えることを特徴とするボンディング用照明装置。
A plurality of light sources capable of varying the amount of light;
An imaging device for imaging a bonding portion illuminated by a plurality of light sources;
Prior to calibrating the light quantity setting of each light source, the light quantity is set for each of the plurality of light sources, the bonding part is imaged , and at least the number of calibration areas equal to the number of light sources is set in advance on the captured image data. A pre- detection means for detecting a physical quantity having a linear relationship with the light amount from the imaging data for each calibration area;
Based on each physical quantity detected in advance for a plurality of calibration regions and each light quantity preset for each of the plurality of light sources when detecting each physical quantity , a plurality of physical quantity coefficients that associate each physical quantity with each light quantity are preliminarily set. Storage means for seeking and storing;
In order to calibrate the light intensity setting of each light source, the light quantity is set for each of the plurality of light sources, the bonding part is imaged, and the physical quantity is obtained from the imaging data for each calibration area set in advance on the captured image data. Calibration detecting means for detecting each of
A light quantity calculating means for calculating each light quantity of the plurality of light sources from a plurality of physical quantities detected by the calibration detecting means using a plurality of physical quantity coefficients stored in advance in the storage means;
A calibration unit that compares each calculated light quantity with each standard light quantity under a predetermined standard illumination condition and calibrates the light quantity setting of each light source according to the change in each calculated light quantity from each standard light quantity When,
A bonding illumination device comprising:
請求項1に記載の照明装置において、物理量は、撮像データの輝度であることを特徴とするボンディング用照明装置。  The lighting device according to claim 1, wherein the physical quantity is a luminance of the image data. 請求項1に記載の照明装置において、物理量は、撮像データの階調であることを特徴とするボンディング用照明装置。  The lighting device according to claim 1, wherein the physical quantity is a gradation of the imaging data. 請求項1に記載の照明装置において、
照明されたボンディング部の撮像むらに応じ、各物理量係数に重み付け処理を行う重み付け手段を備え、さらに、
光量算出手段は、重み付け処理後の各物理量係数に基づいて各光量を算出することを特徴とするボンディング用照明装置。
The lighting device according to claim 1.
In accordance with imaging unevenness of the illuminated bonding part, the weighting means for performing weighting processing on each physical quantity coefficient,
The light amount calculating means calculates each light amount based on each physical quantity coefficient after the weighting process.
請求項1に記載の照明装置において、
較正領域の数が光源の数を超えるときに、統計的処理により各光量を算出する統計的光量算出手段を備えることを特徴とするボンディング用照明装置。
The lighting device according to claim 1.
A bonding illumination device comprising: a statistical light amount calculating means for calculating each light amount by statistical processing when the number of calibration regions exceeds the number of light sources.
請求項5に記載の照明装置において、
統計的光量算出手段は、さらに、統計的処理による物理量と光量との間の確からしい関係からの偏差が大きいデータを除き、再度各光量を算出することを特徴とするボンディング用照明装置。
The lighting device according to claim 5.
The lighting apparatus for bonding is characterized in that the statistical light quantity calculation means further calculates each light quantity again except for data having a large deviation from a probable relationship between the physical quantity and the light quantity by statistical processing.
請求項1に記載の照明装置において、
同種類のボンディング部について撮像された複数の撮像データを用いて、各較正領域ごとに撮像データの平均物理量を求める物理量平均手段を備え、さらに、
光量算出手段は、各平均物理量に基づいて各光量を算出することを特徴とするボンディング用照明装置。
The lighting device according to claim 1.
Using a plurality of imaging data imaged for the same type of bonding unit, a physical quantity averaging means for obtaining an average physical quantity of imaging data for each calibration region,
The light amount calculating means calculates each light amount based on each average physical quantity.
光量を可変できる複数の光源と、
複数の光源により照明されたボンディング部を撮像する撮像機と、
各光源の光量設定を較正するに先立ち予め、複数の光源についてそれぞれ光量を設定してボンディング部を撮像し、撮像された撮像データ上に、少なくとも光源の数と等しい数の較正領域であって、光量と線形関係を有する物理量が同じ光量に対して相互に異なる値となる2領域を含む較正領域を予め設定し、各較正領域ごとに、その撮像データから、2領域のそれぞれにおける物理量の差である物理量差を検出する先行検出手段と、
複数の較正領域について予め検出された各物理量差と、その各物理量差を検出する際に複数の光源について予め設定された各光量とに基づいて、各物理量差と各光量とを結びつける複数の物理量係数を予め求め記憶する記憶手段と、
各光源の光量設定を較正するために、複数の光源についてそれぞれ光量を設定してボンディング部を撮像し、撮像された撮像データ上に予め設定されている各較正領域ごとに、その撮像データから物理量差をそれぞれ検出する較正用検出手段と、
記憶手段に予め記憶されている複数の物理量係数を用い、較正用検出手段によって検出された複数の物理量差から複数の光源の各光量を算出する光量算出手段と、
算出された各算出光量と、予め求められている標準照明条件の下における各標準光量とを比較し、各標準光量からの各算出光量の変化に応じて各光源の光量設定を較正する較正手段と、
を備えることを特徴とするボンディング用照明装置。
A plurality of light sources capable of varying the amount of light;
An imaging device for imaging a bonding portion illuminated by a plurality of light sources;
Prior to calibrating the light amount setting of each light source, the light amount is set for each of the plurality of light sources and the bonding portion is imaged.On the captured image data, there are at least a number of calibration regions equal to the number of light sources, A calibration area including two areas in which the physical quantity having a linear relationship with the light quantity is different from each other with respect to the same light quantity is set in advance, and for each calibration area, the difference between the physical quantities in each of the two areas is obtained from the imaging data. Preceding detection means for detecting a certain physical quantity difference ;
A plurality of physical quantities linking each physical quantity difference and each light quantity based on each physical quantity difference detected in advance for a plurality of calibration areas and each light quantity set in advance for a plurality of light sources when detecting each physical quantity difference a storage unit that previously obtained and stored coefficients,
In order to calibrate the light intensity setting of each light source, the light quantity is set for each of the plurality of light sources, the bonding part is imaged, and the physical quantity is obtained from the imaging data for each calibration area set in advance on the captured image data. Calibration detecting means for detecting each difference,
A plurality of light quantity calculation means for calculating light quantities of a plurality of light sources from a plurality of physical quantity differences detected by the calibration detection means using a plurality of physical quantity coefficients stored in advance in the storage means;
A calibration unit that compares each calculated light quantity with each standard light quantity under a predetermined standard illumination condition and calibrates the light quantity setting of each light source according to the change in each calculated light quantity from each standard light quantity When,
Bonding lighting device according to claim Rukoto equipped with.
光量を可変できる複数の光源によりボンディング部を照明する照明工程と、
照明されたボンディング部を撮像機により撮像する撮像工程と、
各光源の光量設定を較正するに先立ち予め、複数の光源についてそれぞれ光量を設定してボンディング部を撮像し、撮像された撮像データ上に、少なくとも光源の数と等しい数の較正領域を予め設定し、各較正領域ごとに、その撮像データから光量と線形関係を有する物理量を検出する先行検出工程と、
複数の較正領域について予め検出された各物理量と、その各物理量を検出する際に複数の光源について予め設定された各光量とに基づいて、各物理量と各光量とを結びつける複数の物理量係数を予め求め記憶する記憶工程と、
各光源の光量設定を較正するために、複数の光源についてそれぞれ光量を設定してボンディング部を撮像し、撮像された撮像データ上に予め設定されている各較正領域ごとに、その撮像データから物理量をそれぞれ検出する較正用検出工程と、
記憶手段に予め記憶されている複数の物理量係数を用い、較正用検出手段によって検出された複数の物理量から複数の光源の各光量を算出する光量算出工程と、
算出された各算出光量と、予め求められている標準照明条件の下における各標準光量とを比較し、各標準光量からの算出光量の変化に応じて各光源の光量設定を較正する較正工程と、
を備えることを特徴とするボンディング用照明装置の較正方法。
An illumination process for illuminating the bonding portion with a plurality of light sources capable of varying the amount of light;
An imaging step of imaging the illuminated bonding portion with an imaging device;
Prior to calibrating the light quantity setting of each light source, the light quantity is set for each of the plurality of light sources, the bonding part is imaged , and at least the number of calibration areas equal to the number of light sources is set in advance on the captured image data. A pre- detection step for detecting a physical quantity having a linear relationship with the amount of light from the imaging data for each calibration area;
Based on each physical quantity detected in advance for a plurality of calibration regions and each light quantity preset for each of the plurality of light sources when detecting each physical quantity , a plurality of physical quantity coefficients that associate each physical quantity with each light quantity are preliminarily set. A memory step for seeking and storing;
In order to calibrate the light intensity setting of each light source, the light quantity is set for each of the plurality of light sources, the bonding part is imaged, and the physical quantity is obtained from the imaging data for each calibration area set in advance on the captured image data. A detection step for calibration for detecting each of
A light quantity calculation step of calculating each light quantity of a plurality of light sources from a plurality of physical quantities detected by the calibration detection means using a plurality of physical quantity coefficients stored in advance in the storage means ;
A calibration process in which each calculated light quantity is compared with each standard light quantity under a predetermined standard illumination condition, and the light quantity setting of each light source is calibrated according to the change in each calculated light quantity from each standard light quantity When,
A method of calibrating a lighting device for bonding, comprising:
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