JP2001044221A - Ｉｃ位置検出装置及び封止剤塗布装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 金属板上にポリイミド層を有する基板上にフ
リップチップ実装されたベアＩＣの位置を確実にかつ安
価に検出することができるＩＣ位置検出装置及びそのＩ
Ｃに封止剤を塗布する封止剤塗布装置を提供する。 【解決手段】 青色照明手段５と、モノクロの画像入力
手段２と、入力画像からＩＣ外形エッジ位置を検出する
外形エッジ検出手段８を備え、ベアＩＣがフリップチッ
プ実装されている基板１１に保護膜があっても、青色照
明によって基板とＩＣのコントラストを大きくし、モノ
クロ画像を処理するだけで確実にＩＣ位置を検出できる
ようにした。また、このＩＣ位置検出装置と、封止剤を
塗布する手段９と、封止剤を塗布する手段９を検出位置
に基づいて制御する手段１０を備えた封止剤塗布装置を
提供し、ＩＣを適切に封止できるようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、工場におけるＩＣ
組立において、特にフリップチップ実装されるベアＩＣ
の位置を検出し、また実装されたＩＣの位置を検出し、
封止剤を塗布するＩＣ位置検出装置及びＩＣ封止剤塗布
装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来のＩＣ位置検出装置について、図１
０を参照して説明する。１はウエハから切り出した状態
のベアＩＣであり、１２は照明手段、１３は画像入力手
段、１４はパターン照合手段である。

【０００３】ＩＣ１の位置検出時には、まず照明手段１
２にてＩＣ１を照明し、画像入力手段１３にてＩＣ１の
画像を取り込み、パターン照合手段１４でＩＣパターン
の位置を検出し、ＩＣ１の位置としている。

【０００４】パターン照合手段１４における画像処理
は、テンプレートマッチング若しくはパターンマッチン
グと呼ばれる手法が用いられ、これを図１１を参照して
説明する。図１１において、（ａ）は対象となるＩＣパ
ターンの全体画像、（ｂ）はテンプレートと呼ばれるＩ
Ｃパターンの部分画像、（ｃ）は（ｂ）のテンプレート
が（ａ）のＩＣパターンの全体画像内をサーチする様子
を示す。（ｃ）に示すように、（ｂ）のテンプレートを
（ａ）内のＩＣパターンの全体画像内を類似度を計算し
ながら移動させ、（ｂ）のテンプレートに最も類似して
いる位置を検出する手法であり、その類似度には（ｂ）
のテンプレートと（ａ）内のパターン内の画像における
対応画素の相関係数を用いたり、対応画素の差の二乗の
総和を用いたりしている。

【０００５】次に、ベアＩＣを基板に実装したベアＩＣ
実装済み基板１１において、ベアＩＣに封止剤を塗布す
る従来のベアＩＣの封止剤塗布装置について、図１２を
参照して説明する。図１２において、１１は対象物であ
るベアＩＣ実装済み基板、１２は照明手段、１３は画像
入力手段、１５はベアＩＣの外形エッジを検出する外形
エッジ検出手段である。また、１６は封止剤塗布手段、
１７は封止剤位置制御手段である。

【０００６】図１２において、まずベアＩＣ実装済み基
板１１を照明手段１２にて照明する。このときの照明
は、輝度の経時的な低下が少なく、制御し易いハロゲン
照明が良く用いられる。次に、画像入力手段１３を用い
てベアＩＣ実装済み基板１１の画像を取り込む。そし
て、外形エッジ検出手段１５でＩＣ外形のエッジ位置を
検出する。そして、検出したＩＣ外形のエッジに基づい
て封止剤位置制御手段１７にて封止剤塗布手段１６を移
動させながら封止剤を塗布することによりＩＣの外周縁
を封止する。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、近年ベアＩ
Ｃ実装は、電極がＩＣの下に位置するフリップチップ実
装が主流を占めている。図１３にフリップチップ実装の
構成を示す。このようなフリップチップ実装では、電極
面を下にして組み立てることが多いなどの理由でベアＩ
Ｃの電極配置面にポリイミドなどの黄色から茶色の保護
膜が厚く塗られていることが多く、また電極配置面を上
下ひっくり返す工程など光学倍率はかなり低率で撮像す
る場合が多く、その場合ＩＣパターンがかなり細い幅で
撮像されるともに、近年はＩＣパターン幅はますます細
くなる傾向がある。そのため、保護膜があることにより
ＩＣパターンのコントラストが悪くなって位置検出がし
難くなり、またＩＣパターン幅が細いために類似度計算
で画素を間引くような簡易なものを適用すると位置検出
がし難いという問題があった。

【０００８】また、従来のフリップチップベアＩＣ実装
は、ガラスエポキシ基板やセラミック基板などに対して
行う場合が多かったが、近年はフレキシブル基板などへ
の適用が増えている。

【０００９】このように基板の種類が増えるにつれ、外
形エッジ検出手段１５でのＩＣ外形のエッジ検出が困難
な場合がある。例えば、フレキシブル基板では、アルミ
等の金属板上にポリイミドなどの保護膜と配線パターン
が形成され、その上にＩＣが実装されることが多いが、
ポリイミドの保護膜越しのアルミ板と、ＳｉからなるＩ
Ｃの裏面とのコントラストがなく、検出が困難なことが
多いという問題があった。

【００１０】図１４に基板の種類によるコントラストの
違いを示す。図１４において、（ａ）は、緑色のガラス
エポキシ基板とＩＣを撮像した場合の輝度変化を示し、
（ｂ）はポリイミドの保護膜越しのアルミ基板とＩＣを
撮像した場合の輝度変化を示す。（ａ）においては、鏡
面であるＩＣ裏面の方が、鏡面でないガラスエポキシ基
板より輝度が高いため、基板とＩＣのコントラストが十
分ある。しかし、（ｂ）では、ＩＣ裏面及びアルミ基板
の両方が金属鏡面であり、コントラストが十分でない。
本来であれば、ポリイミド層でアルミの反射光は減衰す
るが、特にハロゲン照明で光が黄色いため、黄色いポリ
イミド層越しのアルミ板の輝度はそれほど減衰しない。
また、青いＳｉ面はアルミなどに比べれば反射率が低
い。従って、黄色いポリイミド層越しのアルミ板の輝度
と、反射率が比較的低い青い鏡面のＳｉベアＩＣの輝度
が殆ど同じになる場合があり、上記のようにコントラス
トがなく、検出が困難なことが多いという問題があっ
た。

【００１１】本発明は、上記従来の問題点に鑑み、保護
膜があってもパターンが微細であっても確実にＩＣ位置
を検出でき、また金属板上にポリイミドの保護膜を有す
る基板上にフリップチップ実装されたベアＩＣの位置を
確実にかつ安価に検出することができるＩＣ位置検出装
置及びそのＩＣに封止剤を塗布する封止剤塗布装置を提
供することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明のＩＣ位置検出装
置は、保護膜付きＩＣの電極エッジ位置を検出するＩＣ
位置検出装置であって、照明手段と、モノクロで画像を
入力する手段と、入力画像から電極エッジ位置を検出す
る手段を備え、電極エッジ検出手段はＩＣ内側からサー
チしある一定強度以上のエッジが出現した位置を電極エ
ッジ位置とするように構成したものであり、保護膜があ
っても電極との輝度の差により、またＩＣパターンが微
細であっても電極エッジを検出することにより、確実に
ＩＣ位置を検出することができる。

【００１３】また、照明手段が、青色照明を照射する手
段であると、黄色ないし茶色のポリイミドなどの保護膜
と電極とのコントラストがさらに良くなり、より確実に
ＩＣ位置を検出することができる。

【００１４】また、本発明のＩＣ位置検出装置は、保護
膜付き基板上に実装されたベアＩＣの位置検出装置であ
って、青色照明を照射する手段と、モノクロで画像を入
力する手段と、入力画像からＩＣ外形エッジ位置を検出
する手段を備えたものであり、ベアＩＣがフリップチッ
プ実装されている基板に保護膜があっても、青色照明に
よって基板とＩＣのコントラストを大きくできて、モノ
クロ画像を処理するだけの安価な構成にて確実にＩＣ位
置を検出することができる。

【００１５】また、上記青色照明がＬＥＤであると、小
型で制御し易く、より確実な位置検出を実現できる。

【００１６】また、本発明のＩＣ封止剤塗布装置は、上
記ＩＣ位置検出装置と、封止剤を塗布する手段と、封止
剤を塗布する手段を検出位置に基づいて制御する手段を
備えたものであり、確実にＩＣ位置を検出して封止剤を
塗布し、ＩＣを適切に封止することができ、信頼性の高
いＩＣ装置を得ることができる。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明のＩＣ位置検出装置
の第１の実施形態について、図１、図２を参照して説明
する。

【００１８】図１において、１は保護膜付きＩＣであ
り、２は画像入力手段、３は電極エッジ検出手段、４は
照明手段である。

【００１９】以上の構成において、まず保護膜付きＩＣ
１に照明手段４にて照明し、次に画像入力手段２にて保
護膜付きＩＣ１の画像を取り込む。そして、電極エッジ
検出手段３にて保護膜付きＩＣ１の電極エッジ位置を検
出し、ＩＣ位置として検出する。

【００２０】電極エッジ検出手段３の動作を、図２を参
照して説明すると、検出ウインドウ３ａ内を保護膜付き
ＩＣ１の内側から矢印の方向にサーチを行い、ある一定
強度以上のエッジが出現した位置を電極エッジ位置とす
る。ここで、保護膜付きＩＣ１の保護膜はポリイミドな
ど茶色半透明のものが多い。従って保護膜付きＩＣ１の
内側部は、保護膜のため照明の反射光が少なく、画像入
力手段２で画像を取り込んだとき輝度が低い。それに対
して、保護膜付きＩＣ１の電極１ａ部は保護膜がないた
め、輝度が高い。従って、保護膜付きＩＣ１の内側部分
に比べ、保護膜付きＩＣ１の電極１ａ部は輝度がかなり
高いので、保護膜付きＩＣ１の内側からサーチを行うこ
とにより、電極エッジ位置を確実に検出することができ
る。

【００２１】以上説明したように、本実施形態によれ
ば、保護膜付きＩＣ１の内側部は保護膜のため照明の反
射光が少なく、保護膜のない電極部は照明の反射光が大
きいという性質により、保護膜があっても確実にＩＣ位
置を検出することができる。

【００２２】次に、本発明のＩＣ位置検出装置の第２の
実施形態について、図３、図４を参照して説明する。図
３において、図１と同一の構成要素については同一参照
番号を付して説明を省略する。５は青色照明手段であ
る。

【００２３】以上の構成において、まず保護膜付きＩＣ
１に青色照明手段５にて照明し、次に画像入力手段２に
て保護膜付きＩＣ１の画像を取り込む。そして、電極エ
ッジ検出手段３にて保護膜付きＩＣ１の電極エッジ位置
を検出し、ＩＣ位置として検出する。

【００２４】青色照明手段５による照明の機能を図４を
参照して説明する。図４において、（ａ）は照明にハロ
ゲンなどの黄色照明を用いた例、（ｂ）は青色照明を照
射したときの例である。図４（ａ）に示すように、ハロ
ゲン照明では光が黄色いため、茶色い保護膜越しの保護
膜付きＩＣ１内部の輝度は高い。それに対して、図４
（ｂ）に示すように青色照明では、茶色い保護膜越しの
保護膜付きＩＣ１の内部の輝度は比較的低くなる。つま
り、茶色い保護膜越しのＩＣ内部の輝度が低くなるた
め、保護膜のない電極の輝度は相対的に高くなり、検出
がし易くなる。

【００２５】以上説明したように、本実施形態によれ
ば、青色照明により、黄色から茶色の保護膜越しのＩＣ
内部の輝度が低くなるため、保護膜のない電極の輝度が
相対的に高くなり、検出しやすくなって、簡単なエッジ
検出手段でも確実に検出することができる。

【００２６】次に、本発明のＩＣ位置検出装置の第３の
実施形態について、図５を参照して説明する。図５にお
いて、図１と同一の構成要素については同一参照番号を
付して説明を省略する。６は青色ＬＥＤ照明手段であ
る。

【００２７】以上の構成において、まず保護膜付きＩＣ
１に青色ＬＥＤ照明手段６にて照明し、次に画像入力手
段２にて保護膜付きＩＣ１の画像を取り込む。そして、
電極エッジ検出手段３にて保護膜付きＩＣ１の電極エッ
ジ位置を検出し、ＩＣ位置として検出する。

【００２８】ここで、青色ＬＥＤ照明手段６の機能につ
いては、図４で説明した通りである。つまり、黄色から
茶色の保護膜越しのＩＣ内部の輝度が低くなるため、保
護膜のない電極の輝度が相対的に高くなり、検出がし易
くなるというものである。ここで、青色ＬＥＤ照明手段
６の効果は、他の方法で青色照明を作り出すより小型で
制御し易く、波長もシャープでコントラスト向上効果が
高い点が挙げられる。例えば、蛍光灯照明に、色変換フ
ィルタを組み合わせて青色照明を作ることも可能である
が、周囲温度変化や使用時間による輝度変化が大きく制
御し難く、また発光部が大きくガラスで割れ易いなどの
欠点を持っている。また、蛍光灯の代わりにハロゲン照
明を用いると輝度変化は抑えられるが、光が黄色のた
め、青色への変換効率が悪く、波長もシャープでなく、
コントラスト改善効果が低いという欠点がある。

【００２９】以上説明したように、本実施形態によれ
ば、青色照明により黄色い保護膜越しのＩＣ内部の輝度
が低くなるため、保護膜のない電極の輝度が相対的に高
くなり、検出が容易となる。従って、簡単なエッジ検出
手段でも確実に検出することができ、また小型で制御し
易い照明を実現でき、波長もシャープでコントラスト向
上効果が高いため、より確実な位置検出を実現すること
ができる。

【００３０】次に、本発明をベアＩＣ実装済み保護膜付
き基板におけるＩＣ位置検出装置に適用した第４の実施
形態について、図６を参照して説明する。

【００３１】図６において、１１は対象物であるベアＩ
Ｃ実装済み保護膜付き基板であり、２は画像入力手段、
５は青色照明手段、８は外形エッジ検出手段である。

【００３２】以上の構成において、まずベアＩＣ実装済
み保護膜付き基板１１に、青色照明手段５にて照明す
る。次に、画像入力手段２を用いてベアＩＣ実装済み保
護膜付き基板１１の画像を取り込む。そして、取り込ん
だ画像から外形エッジ検出手段８でＩＣ外形をエッジ検
出する。

【００３３】その際の青色照明手段５の効果を、図７を
参照して説明する。図７において、（ａ）はベアＩＣ実
装済み保護膜付き基板１１の一例を示し、アルミ板上に
ポリイミド層から成る保護膜と配線パターンを形成した
フレキシブル基板上にＳｉベアＩＣが実装されている。
（ｂ）はハロゲン照明を照射して画像入力手段２でベア
ＩＣ実装済み保護膜付き基板１１を撮像した場合の輝度
分布を示し、（ｃ）は青色照明手段５にて照明した場合
の輝度分布を示す。（ａ）には、外形エッジ検出手段８
で検出すべきＩＣ外形のエッジ位置も図示してある。

【００３４】図７（ｂ）に示すように、ハロゲン照明で
は、光が黄色いため、黄色いポリイミド層から成る保護
膜越しのアルミ板の輝度と、青いＳｉベアＩＣの輝度の
差が殆どなく、ＩＣ外形の検出が難しい。しかし、図７
（ｃ）に示すように、青色照明では、黄色い保護膜越し
のアルミ板の輝度は低くなり、青いＳｉベアＩＣの輝度
は相対的に高くなるため、検出がし易くなる。

【００３５】以上説明したように、本実施形態によれ
ば、青色照明により黄色い保護膜越しの基板の輝度は低
くなり、青いＳｉベアＩＣの輝度は相対的に高くなるた
め、保護膜があっても、モノクロ画像処理のみで安価に
ＩＣの位置を検出することができる。

【００３６】次に、本発明のＩＣ位置検出装置の第５の
実施形態について、図８を参照して説明する。図８にお
いて、図６と同一の構成要素については同一参照番号を
付して説明を省略する。６は青色ＬＥＤ照明手段であ
る。

【００３７】図８において、まずベアＩＣ実装済み保護
膜付き基板１１に、青色ＬＥＤ照明手段６にて照明す
る。次に、画像入力手段２を用いてベアＩＣ実装済み保
護膜付き基板１１の画像を取り込む。そして、外形エッ
ジ検出手段８でＩＣ外形のエッジ位置を検出する。

【００３８】青色ＬＥＤ照明手段６の基本機能について
は、図７を参照して説明した通りであり、黄色いポリイ
ミド層越しのアルミ板の輝度は低くなり、青いＳｉベア
ＩＣの輝度は相対的に高くなるため、検出がし易くな
る。青色ＬＥＤ照明手段６の効果は、他の方法で青色照
明を作り出すより、小型で制御し易く、波長もシャープ
でコントラスト向上効果が高い点が挙げられる。

【００３９】例えば、蛍光灯照明に、色変換フィルタを
組み合わせて青色照明を作ることが可能であるが、周囲
温度変化や使用時間による輝度変化が大きく制御し難
い、発光部が大きくガラスで割れ易い、などの欠点を持
っている。また、蛍光灯の代わりにハロゲン照明を使え
ば、輝度変化は抑えられるが、光が黄色のため、青色へ
の変換効率が悪く、波長もシャープでなく、コントラス
ト改善効果が低いという欠点がある。

【００４０】以上説明したように、本実施形態によれ
ば、青色照明により、黄色いポリイミド層越し基板の輝
度が低くなり、青いＳｉベアＩＣの輝度は相対的に高く
なるため、ポリイミド層があっても、モノクロ画像処理
のみで、安価にＩＣの位置を検出することができるとと
もに、小型で制御し易い照明を実現できる。さらに、波
長もシャープでコントラスト向上効果が高いため、より
確実な位置検出を実現することができる。

【００４１】次に、本発明の封止剤塗布装置の実施形態
について、図９を参照して説明する。図９において、図
６と同一の構成要素については同一参照番号を付して説
明を省略する。９は封止剤塗布手段、１０は封止剤位置
制御手段である。

【００４２】図９において、まずベアＩＣ実装済み保護
膜付き基板１１に、青色照明手段５にて照明する。次
に、画像入力手段２を用いてベアＩＣ実装済み保護膜付
き基板１１の画像を取り込む。そして、外形エッジ検出
手段８でＩＣ外形のエッジ位置を検出する。さらに封止
剤位置制御手段１０が、外形エッジ検出手段８で検出さ
れたＩＣエッジ位置に封止剤塗布手段９を移動させる。
そして、封止剤塗布手段９がＩＣエッジに沿って封止剤
を塗布する。

【００４３】青色照明手段５の基本機能については、図
７を参照して説明した通りであり、黄色い保護膜越しの
アルミ板の輝度は低くなり、青いＳｉベアＩＣの輝度は
相対的に高くなるため、検出がし易くなる。

【００４４】かくして、本実施形態によれば、青色照明
により黄色い保護膜越し基板の輝度は低くなり、青いＳ
ｉベアＩＣの輝度は相対的に高くなるため、ポリイミド
層から成る保護膜があってもモノクロ画像処理のみで安
価にＩＣの外形エッジ位置を検出することができ、その
位置に封止剤を塗布することによって確実に封止でき
て、信頼性の高いＩＣ装置を製造することができる。

【００４５】

【発明の効果】本発明のＩＣ位置検出装置によれば、以
上のように保護膜付きＩＣの電極エッジ位置を検出する
ＩＣ位置検出装置において、照明手段と、モノクロで画
像を入力する手段と、入力画像から電極エッジ位置を検
出する手段を備え、電極エッジ検出手段はＩＣ内側から
サーチしある一定強度以上のエッジが出現した位置を電
極エッジ位置とするように構成したので、保護膜があっ
ても電極との輝度の差により、またＩＣパターンが微細
であっても電極エッジを検出することにより、確実にＩ
Ｃ位置を検出することができる。

【００４６】また、照明手段が、青色照明を照射する手
段であると、黄色ないし茶色のポリイミドなどの保護膜
と電極とのコントラストがさらに良くなり、より確実に
ＩＣ位置を検出することができる。

【００４７】また、本発明のＩＣ位置検出装置は、保護
膜付き基板上に実装されたベアＩＣの位置検出装置にお
いて、青色照明を照射する手段と、モノクロで画像を入
力する手段と、入力画像からＩＣ外形エッジ位置を検出
する手段を備えているので、ベアＩＣがフリップチップ
実装されている基板にポリイミド層があつても、青色照
明によって基板とＩＣのコントラストを大きくできて、
モノクロ画像を処理するだけの安価な構成にて確実にＩ
Ｃ位置を検出することができる。

【００４８】また、青色照明がＬＥＤであると、小型で
制御し易く、より確実な位置検出を実現できる。

【００４９】また、本発明のＩＣ封止剤塗布装置によれ
ば、上記ＩＣ位置検出装置と、封止剤を塗布する手段
と、封止剤を塗布する手段を検出位置に基づいて制御す
る手段を備えているので、確実にＩＣ位置を検出して封
止剤を塗布し、ＩＣを適切に封止することができ、信頼
性の高いＩＣ装置を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のＩＣ位置検出装置の第１の実施形態の
概略構成図である。

【図２】同実施形態における位置検出方法の説明図であ
る。

【図３】本発明のＩＣ位置検出装置の第２の実施形態の
概略構成図である。

【図４】同実施形態における青色照明の効果の説明図で
ある。

【図５】本発明のＩＣ位置検出装置の第３の実施形態の
概略構成図である。

【図６】本発明のＩＣ位置検出装置の第４の実施形態の
概略構成図である。

【図７】同実施形態における青色照明の効果の説明図で
ある。

【図８】本発明のＩＣ位置検出装置の第５の実施形態の
概略構成図である。

【図９】本発明の封止剤塗布装置の一実施形態の概略構
成図である。

【図１０】従来例のＩＣ位置検出装置の概略構成図であ
る。

【図１１】同従来例における位置検出方法の説明図であ
る。

【図１２】従来例の封止剤塗布装置の概略構成図であ
る。

【図１３】フリップチップ実装の構成図である。

【図１４】種類の違う基板とベアＩＣとのコントラスト
の差の説明図である。

【符号の説明】

１ 保護膜付きＩＣ ２ 画像入力手段 ３ 電極エッジ検出手段 ４ 照明手段 ５ 青色照明手段 ６ 青色ＬＥＤ照明手段 ８ 外形エッジ検出手段 ９ 封止剤塗布手段 １０ 封止剤位置制御手段 １１ ベアＩＣ実装済み保護膜付き基板

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 奥村 一正 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 Ｆターム(参考） 4F041 AA06 AB01 BA05 BA22 5F061 AA01 CA10

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 保護膜付きＩＣの電極エッジ位置を検出
   するＩＣ位置検出装置であって、照明手段と、モノクロ
   で画像を入力する手段と、入力画像から電極エッジ位置
   を検出する手段を備え、電極エッジ検出手段はＩＣ内側
   からサーチしある一定強度以上のエッジが出現した位置
   を電極エッジ位置とするように構成したことを特徴とす
   るＩＣ位置検出装置。
2. 【請求項２】 照明手段が、青色照明を照射する手段で
   あることを特徴とする請求項１記載のＩＣ位置検出装
   置。
3. 【請求項３】 保護膜付き基板上に実装されたベアＩＣ
   の位置検出装置であって、青色照明を照射する手段と、
   モノクロで画像を入力する手段と、入力画像からＩＣ外
   形エッジ位置を検出する手段を備えたことを特徴とする
   ＩＣ位置検出装置。
4. 【請求項４】 青色照明はＬＥＤであることを特徴とす
   る請求項２又は３記載のＩＣ位置検出装置。
5. 【請求項５】 請求項３又は４記載のＩＣ位置検出装置
   と、封止剤を塗布する手段と、封止剤を塗布する手段を
   検出位置に基づいて制御する手段を備えたことを特徴と
   するＩＣ封止剤塗布装置。