JP2003031601A - 電子部品実装装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】撮像手段を移動させる移動量および検査エリア
を電子部品サイズに応じて最適化し、撮像エリアを最適
化し固定して、様々なサイズを有する電子部品に対応で
き、かつ、生産性を向上させることができる電子部品実
装装置を提供する。 【解決手段】所定の撮像エリアをもって電子部品を撮像
し、設定された移動量で移動可能な撮像手段１７と、撮
像エリアのうち、所定の検査エリア内における撮像画像
に基づいて電子部品の像を画像認識して、当該検査エリ
ア内の位置を検出する位置検出手段と、検査エリア内に
電子部品の像が存在するが全体像が含まれていない場合
に予め規定された必要な撮像手段の移動量と、検査エリ
アおよび電子部品のサイズとの関係を満たすように、当
該電子部品のサイズに対し移動量および検査エリアのサ
イズを設定する設定手段とを有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子部品実装装置
に関し、例えば、半導体チップ等の電子部品をリードフ
レームに実装する電子部品実装装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体装置のダイシング工程からダイボ
ンド工程間の製造工程においては、ダイシングされた半
導体チップを搬送用のフィルムである粘着性のウェーハ
シート上に張り付けて搬送し、続いて搬送された半導体
チップをリードフレーム上に実装する。実装に際して、
個々の半導体チップをウェーハシートからコレットなど
の吸着保持具でピックアップして取り出すが、このと
き、ピックアップの前に、半導体チップの位置を読み取
る作業が行われる。

【０００３】この半導体チップの位置を読み取る作業
は、半導体チップ上に移動可能にＣＣＤカメラ等を設置
し、半導体チップを照明手段により照明して、半導体チ
ップからの反射光をＣＣＤカメラを用いて撮像して、そ
の撮像画像を処理することで、チップの位置や形状が認
識される。

【０００４】そして、認識された位置に基づいて、ダイ
ボンダのコレットがチップを１個づつピックアップし
て、リードフレームのダイパッド上へ移送することとな
る。このチップの位置を読み取る作業時間が短ければ短
いほど、ダイボンダのタイムタクトが短くなる。

【０００５】図１１に、上記のＣＣＤカメラからの半導
体チップのモニタ画像の模式図を示す。図１１に示すよ
うに、ＣＣＤカメラの所定の撮像エリアＭＦ内に、半導
体チップＣが撮像されており、撮像エリアＭＦ内には、
所定のサーチエリア（検査エリア）ＳＡが設定されてい
る。ここで、撮像エリアＭＦは、ＣＣＤカメラからの画
像がモニタに写し出される範囲をいい、主としてＣＣＤ
カメラに設置されたレンズ特性などの物理的構造により
左右される。サーチエリアＳＡとは、撮像エリアＭＦ内
で自由に設定することのできる半導体チップの検査範囲
であり、このサーチエリアＳＡ内に入った半導体チップ
Ｃが画像認識されて、その位置情報が検出されることと
なる。

【０００６】従って、図１１に示すようにＣＣＤカメラ
により半導体チップＣが撮像されている場合には、サー
チエリアＳＡ内に一つの半導体チップＣの全体像が存在
することから、このサーチエリアＳＡ内の半導体チップ
Ｃの位置情報が検出されて記憶され、後に当該記憶され
た位置情報に基づいてこの半導体チップＣがピックアッ
プされることになる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかし、図１２（ａ）
に示すように、サーチエリアＳＡ内に半導体チップＣが
存在しているが、１チップ分の全体像がサーチエリアＳ
Ａ内に入っていない場合には、サーチエリアＳＡ内の半
導体チップＣの形状等を認識せずに、図１１に示すよう
にチップＣがサーチエリアＳＡ内に入るように、ＣＣＤ
カメラを所定の移動量だけ移動させている。

【０００８】また、図１２（ｂ）に示すように、サーチ
エリアＳＡの枠に、半導体チップＣの上端が掛かってい
るような場合も、上記と同様に、サーチエリアＳＡ内の
半導体チップＣの形状等を認識せずに、図１１に示すよ
うに半導体チップＣがサーチエリアＳＡ内に入るよう
に、ＣＣＤカメラを所定の移動量だけ移動させている。

【０００９】しかしながら、図１２（ａ）および（ｂ）
に示すような場合に、ＣＣＤカメラを移動させる移動量
を技術者の感や経験等によって設定していたことから、
個々にバラツキがあり定量化されていなかった。そのた
め、サーチエリアＳＡから半導体チップＣがはみ出した
場合に、複数回、ＣＣＤカメラを移動させて半導体チッ
プＣをサーチエリアＳＡ内に入れることがあり、ダイボ
ンダのタイムタクトが悪くなっていた。

【００１０】一方、一つのダイボンダで、複数のチップ
サイズに対して広範囲に対応できることが好ましい。チ
ップサイズの変更に伴いＣＣＤカメラのレンズの倍率を
変更させて撮像エリアＭＦのサイズを変更することも考
えられるが、この場合、実装対象となる様々なサイズを
有する半導体チップ毎に、撮像エリアＭＦを切り換える
必要が生じ、段取り頻度が多くなり、生産性が低下して
しまうためである。従って、固定倍率、すなわち、撮像
エリアＭＦは固定して、サーチエリアＳＡのみをチップ
サイズに応じて変更させることが好ましい。

【００１１】本発明は上記の事情に鑑みてなされたもの
であり、その目的は、撮像手段を移動させる移動量およ
び検査エリアを電子部品のサイズに応じて最適化して、
検査エリア内に半導体チップが存在するが、全体像が入
っていない場合の撮像手段の移動回数を低減することが
でき、装置のタイムタクトを向上させることができる電
子部品実装装置を提供することにある。また、他の目的
は、撮像エリアを最適化して固定することで、実装対象
となる様々なサイズを有する電子部品毎に、撮像エリア
を切り換える必要がなく、段取り頻度を低減させて、生
産性を向上させることができる電子部品実装装置を提供
することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明の電子部品実装装置は、所定のサイズを有す
る電子部品の位置を検出して、当該電子部品の位置情報
に従って当該電子部品を保持して所定の位置に移送する
電子部品実装装置であって、所定の撮像エリアをもって
前記電子部品を撮像し、設定された移動量で移動可能な
撮像手段と、前記撮像エリアのうち、所定の検査エリア
内における撮像画像に基づいて前記電子部品の像を画像
認識して、当該検査エリア内の位置を検出する位置検出
手段と、前記検査エリア内に前記電子部品の像が存在す
るが全体像が含まれていない場合に予め規定された必要
な前記撮像手段の前記移動量と、前記検査エリアおよび
前記電子部品のサイズとの関係を満たすように、当該電
子部品のサイズに対し前記移動量および前記検査エリア
のサイズを設定する設定手段とを有する。

【００１３】例えば、前記電子部品は、複数種のサイズ
を有し、前記撮像手段は、最もサイズの大きい前記電子
部品の全体像を一つのみ含み得るサイズに設定された前
記撮像エリアを有する。好適には、前記撮像手段は、最
もサイズの大きい前記電子部品に設定される前記検査エ
リアと実質的に同等のサイズになるように設定された前
記撮像エリアを有する。

【００１４】好適には、前記設定手段は、前記撮像手段
の前記移動量と、前記検査エリアおよび前記電子部品の
サイズとの前記関係を満たす範囲のうち、最も小さいサ
イズの検査エリアを設定する。

【００１５】例えば、前記設定手段は、前記電子部品の
端部が前記検査エリアの枠に重なっている場合に必要な
前記撮像手段の前記移動量と、前記検査エリアおよび前
記電子部品のサイズとの関係を満たすように、当該電子
部品のサイズに対し前記移動量および前記検査エリアの
サイズを設定する。

【００１６】例えば、前記設定手段は、前記検査エリア
の中心が前記電子部品間に存在する場合に必要な前記撮
像手段の前記移動量と、前記検査エリアおよび前記電子
部品のサイズとの関係を満たすように、当該電子部品の
サイズに対し前記移動量および前記検査エリアのサイズ
を設定する。

【００１７】前記設定手段は、前記関係として下記式Ａ
を満たすように前記移動量および前記検査エリアのサイ
ズを設定する。

【００１８】

【数４】Ｔ−Ｈ／２＜Ｌ＜Ｈ／２ （Ａ） ただし、Ｈは移動方向における検査エリアの長さであ
り、Ｌは撮像手段の移動量であり、Ｔは移動方向におけ
る電子部品の長さである。

【００１９】前記設定手段は、前記関係として下記式Ｂ
をさらに満たすように前記移動量および前記検査エリア
のサイズを設定する。

【００２０】

【数５】０＜Ｌ＜Ｈ−Ｔ （Ｂ） ただし、Ｈは移動方向における検査エリアの長さであ
り、Ｌは撮像手段の移動量であり、Ｔは移動方向におけ
る電子部品の長さである。

【００２１】前記設定手段は、前記関係として下記式Ｃ
をさらに満たすように前記移動量および前記検査エリア
のサイズを設定する。

【００２２】

【数６】Ｔ＜Ｈ＜２Ｔ （Ｃ） ただし、Ｈは移動方向における検査エリアの長さであ
り、Ｔは移動方向における電子部品の長さである。

【００２３】上記の本発明の電子部品実装装置によれ
ば、まず、電子部品のサイズが入力されると、設定手段
により、検査エリア内に電子部品の像が存在するが全体
像が含まれていない場合に予め規定された必要な撮像手
段の移動量と、検査エリアおよび電子部品のサイズとの
関係を満たすように、当該電子部品のサイズに対し移動
量および検査エリアのサイズが設定される。そして、撮
像手段が、上記の設定された移動量で移動しつつ、所定
の撮像エリアをもって電子部品を撮像する。そして、位
置検出手段により、撮像エリアのうち、上記の設定され
た検査エリア内における撮像画像に基づいて電子部品の
像が画像認識され、当該検査エリア内の位置が検出され
る。電子部品の位置が検出されると、当該電子部品の位
置情報に従って当該電子部品を保持して所定の位置に移
送される。

【００２４】このように、本発明では、予め、検査エリ
ア内に電子部品の像が存在するが全体像が含まれていな
い場合に必要な撮像手段の移動量と、検査エリアおよび
電子部品のサイズとの関係を規定しておき、設定手段に
より、この関係を満たす移動量および検査エリアのサイ
ズを設定することにより、移動量および検査エリアのサ
イズが最適化されることとなる。また、電子部品が、複
数種のサイズを有する場合に、撮像手段の撮像エリア
を、最もサイズの大きい電子部品の全体像を一つのみ含
み得るサイズに設定し、検査エリアを、各電子部品のサ
イズに応じて変更することで、実装対象となる様々なサ
イズを有する電子部品毎に、撮像エリアを切り換える必
要がなくなる。

【００２５】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の電子部品実装装
置の実施の形態について、半導体チップをリードフレー
ムのダイパッド上に実装するダイボンダを例に、図面を
参照して説明する。

【００２６】図１は、本実施形態に係るダイボンダの斜
視図である。図１に示すように、基台１上には、ウェー
ハ保持用ブラケット２が固定されており、ウェーハ保持
用ブラケット２は、半導体ウェーハ３を保持するダイシ
ングフレーム４を保持している。

【００２７】基台１上には、フレーム載置用ブラケット
５が固定されており、フレーム載置用ブラケット５に
は、半導体チップを実装する前のリードフレーム６が載
置されている。

【００２８】また、基台１上には、フレームフィーダ８
が設置されており、当該フレームフィーダ８上に、リー
ドフレーム６が載置されて、半導体チップがボンディン
グされることとなる。リードフレーム６上には、リード
フレーム６をフレーム載置用ブラケット５上からフレー
ムフィーダ８上に供給するローダ７が設置されている。

【００２９】基台１には、Ｘ方向移動部材９が、Ｘ軸ガ
イドレール１０に案内されてＸ方向に移動可能に設けら
れている。Ｘ方向移動部材９の底板９ｂ上には、突き上
げ具１１がＹ方向に移動可能に設けられている。突き上
げ具１１は、ウェーハ３の下側からボンディングすべき
半導体チップを突き上げることにより後述するピックア
ップ用吸着具（１６ａ）によるピックアップを助ける。

【００３０】Ｘ方向移動部材９には、半導体チップの位
置や向きを矯正する中間ポケット１３が固定されてお
り、中間ポケット１３は、突き上げ具１１の移動ストロ
ーク範囲の外側に設けられている。この中間ポケット１
３は、角錐状のポケットになっており、半導体チップを
落とし込むと振動して、位置及び向きが正確に位置決め
されるようになっている。

【００３１】Ｘ方向移動部材９上部の背板９ａには、Ｙ
方向に移動可能にＹ方向移動部材１４ａ，１４ｂが設け
られており、上から見ると、同一のＹ方向軸線上を互い
に独立して移動し得るように設けられている。

【００３２】Ｙ方向移動部材１４ａ，１４ｂには、Ｚ方
向に移動可能にＺ方向移動部材１５ａ，１５ｂが設けら
れており、このＺ方向移動部材１５ａには、ピックアッ
プ用吸着具１６ａと、カメラ１７とが設けられている。

【００３３】ピックアップ用吸着具１６ａは、例えば、
平コレット等からなり、ウェーハ３の半導体チップを真
空吸着し、中間ポケット１３上まで移送する。カメラ１
７は、ウェーハ３の半導体チップの位置認識、バットマ
ーク（不良のチップにつけられたマーク）、ミラーチッ
プ（回路パターンが形成されていないチップ）の検出を
行うために設けられており、バットマークを有するチッ
プや、ミラーチップをダイボンディングの対象から外し
ている。

【００３４】Ｚ方向移動部材１５ｂには、ボンディング
用吸着具１６ｂが取り付けられており、このボンディン
グ用吸着具１６ｂは、例えば、角錐コレット等からな
り、中間ポケット１３に置かれて位置決めされた半導体
チップを真空吸着し、フレームフィーダ８上に載置され
たリードフレーム６の所定位置にボンディングする。

【００３５】Ｙ方向移動部材１４ｂには、Ｚ方向に移動
可能にＺ方向移動部材１５ｃが設けられており、Ｚ方向
移動部材１５ｃには、半導体チップをボンディングすべ
きリードフレーム６の箇所に前もって接着用樹脂を滴下
するディスペンサ１８が取り付けられている。

【００３６】なお、上述したＸ方向移動部材９に取り付
けられたピックアップ用吸着具１６ａおよびボンディン
グ用吸着具１６ｂは、上から見てＹ方向に延びる１本の
軸線上を移動するように位置決めされている。また、中
間ポケット１３は、上から見てその軸線下に位置するよ
うに設置され、ピックアップ用吸着具１６ａの移動範囲
とボンディング用吸着具１６ｂの移動範囲とが接すると
ころに位置している。

【００３７】また、図１において、説明の都合上、ウェ
ーハ３は、その下の突き上げ具１１が見えるように切り
欠けているが、突き上げ具１１がウェーハ３の下側に位
置し、ウェーハ３は、突き上げ具１１とピックアップ用
吸着具１６ａとの間に入った状態にてピックアップが行
われる。

【００３８】図２は、本実施形態に係るダイボンダの制
御系のブロック図である。本実施形態に係るダイボンダ
は、画像処理部２０、モニタ３０、制御部４０、２軸駆
動部５０、Ｚ駆動部６０を有する。

【００３９】カメラ１７は、例えば、半導体チップを撮
像し、その明暗の様子を濃淡値データとして、画像処理
部２０に出力する。画像処理部２０は、カメラ１７から
の濃淡値データを入力し、半導体チップを認識して、そ
の位置や傾き等を求める演算を行い、モニタ３０は、画
像処理部２０で得られた画像データを表示する。

【００４０】制御部４０は、画像処理部２０で得られた
半導体チップの位置等の数値データを受け、２軸（Ｘ，
Ｙ）駆動部５０に適切な位置へ移動させるための信号を
出力する。制御部４０は、請求の範囲における設定部に
相当し、サーチエリア内に半導体チップの像が存在する
が全体像が含まれていない場合に、後述するカメラの移
動量と、サーチエリアＳＡおよび半導体チップのサイズ
との関係式を満たすように、当該半導体チップのサイズ
に対し移動量およびサーチエリアのサイズを設定し、当
該設定に基づく画像処理部２０および２軸駆動部へ出力
する。そして、画像処理部２０においては、制御部４０
からの信号に基づいて所定のサイズのサーチエリアＳＡ
を設定する。

【００４１】２軸（Ｘ，Ｙ）駆動部５０は、Ｘ方向移動
部材９、Ｙ方向移動部材１４ａ，１４ｂをそれぞれ所定
の方向に所定の移動量だけ駆動するものであり、制御部
４０からの信号を受けて、所定の方向に所定の移動量だ
けＸ方向移動部材９、Ｙ方向移動部材１４ａ，１４ｂを
駆動する。

【００４２】Ｚ駆動部６０は、Ｚ方向移動部材１５ａ，
１５ｂ，１５ｃおよび突き上げ具１１をそれぞれ、Ｚ方
向に所定の移動量だけ駆動するものであり、制御部４０
からの信号を受けて、所定の方向に所定の移動量だけＺ
方向移動部材１５ａ，１５ｂ，１５ｃおよび突き上げ具
１１を駆動する。

【００４３】図３は、図２に示す画像処理部２０の詳細
なブロック図である。画像処理部２０は、チップ位置検
出部２１、バットマーク検査部２２、ミラーチップ検査
部２３、欠け傾き検査部２４、チップ位置出力部２５を
有する。

【００４４】チップ位置検出部２１は、図１１に示すよ
うに、カメラの所定の撮像エリアＭＦ内に、半導体チッ
プＣが撮像されている場合に、制御部４０により所定の
サーチエリア（検査エリア）ＳＡが設定され、このサー
チエリアＳＡ内に入った半導体チップＣを画像認識し
て、その位置情報を検出する。

【００４５】バットマーク検査部２２は、チップ位置検
出部２１により半導体チップの位置が認識されると、当
該チップの位置データを入力し、当該位置データに基づ
いて所定のバットマーク検査用エリアを設定して、当該
バットマーク検査用エリア内の濃淡値データから、当該
半導体チップにバットマークが付されているか否かを検
出する。予め不良品の半導体チップの中心位置には、不
良品であることを示すバットマークが印されていること
から、このバットマークを検出して、バットマークの入
った半導体チップは、実装対象から外すようにしてい
る。

【００４６】ミラーチップ検査部２３は、バットマーク
検査部２２によりバットマークが付された半導体チップ
でない旨の信号を入力して、半導体チップの位置データ
に基づいて所定のミラーチップ検査用エリアを設定し
て、当該ミラーチップ検査用エリア内の濃淡値データか
ら、当該半導体チップがミラーチップであるか否かを検
査する。半導体ウェーハ３の周囲には、回路パターンの
形成されていないミラーチップと称されるものが存在す
ることから、これらの位置を検出して、ミラーチップ
は、実装対象から外すようにしている。

【００４７】欠け傾き検査部２４は、ミラーチップ検査
部２３によりミラーチップでない旨の信号を入力し、所
定のデータ処理によって、半導体チップに欠けがある
か、また、半導体チップの傾きが所定のしきい値以下で
あるかどうかの検査を行う。周囲に欠けがある半導体チ
ップや、大きな傾きを有する半導体チップを検出して、
これらのチップを、実装対象から外すためである。ここ
で、通常、ある程度の傾きであれば、中間ポケット１３
によりその向きが矯正されるが、傾きが大きい場合に
は、中間ポケットによっても矯正されず、実装不良とな
る恐れがあることから、このような半導体チップは、実
装対象から外すようにしている。

【００４８】チップ位置出力部２５は、欠け傾き検査部
２５から欠け傾きのないチップである旨の信号を入力
し、当該半導体チップの位置情報を制御部４０へ出力す
る。制御部４０には、図示しないメモリが搭載されてお
り、これらのチップ位置出力部２５からの良品チップの
位置データを入力し、メモリに記憶しておき、後に、ピ
ックアップ用吸着具１６ａにより良品の半導体チップを
ピックアップする際に、当該位置データをもとに、２軸
駆動部５０へ信号を出力し、Ｘ方向移動部材９、Ｙ方向
移動部材１４ａを所定の良品チップ位置へ駆動する。

【００４９】本発明においては、図１１に示す撮像エリ
アＭＦを、実装対象となる種々のサイズを有する半導体
チップのうち、最も大きい半導体チップのサイズの４／
３倍に設定し、サーチエリアＳＡは、実装対象となる半
導体チップのサイズの４／３倍に設定し、サーチエリア
ＳＡ内に半導体チップが入っているが、半導体チップの
全体像が認識されない場合には、半導体チップＣのサイ
ズの１／３だけカメラ１７を移動することが最も効率が
良いことが証明された。

【００５０】上記のサイズに設定した根拠について、以
下に説明する。ここで、できるだけ撮像エリアＭＦを小
さくすることと、サーチエリアＳＡ内に半導体チップＣ
が入ってはいるが、その全体像が認識されない場合に、
カメラ１７を移動させる回数をできるだけ一回にするこ
とが好ましい。撮像エリアＭＦをできるだけ小さくする
ことが好ましいのは、撮像エリアＭＦが大きいと、小さ
いサイズの半導体チップに対し後述する検査を行う場合
に、検査精度が低下する恐れがあるからである。

【００５１】このように、撮像エリアＭＦはできるだけ
小さくする必要があり、サーチエリアＳＡは撮像エリア
ＭＦ内で拡張あるいは縮小することが可能であることか
ら、最も大きいサイズを有する半導体チップの撮像エリ
アＭＦとサーチエリアＳＡが同じとなることが最も撮像
エリアＳＡを小さくすることができ、それよりも小さい
半導体チップを検査する際には、サーチエリアを当該チ
ップサイズに合わせて縮小すればよい。

【００５２】以下、最適な撮像エリアＭＦ、サーチエリ
アＳＡ、カメラの移動量を算出するため、対象チップの
うち、最も大きいサイズの半導体チップを検査する場合
を例にして説明する。なお、この場合、サーチエリアＳ
Ａが撮像エリアＭＦのサイズと同じになることから、以
下、サーチエリアＳＡ（ＭＦ）と表記する。

【００５３】サーチエリアＳＡ（ＭＦ）内で半導体チッ
プＣがあるのに、半導体チップＣの全体像を認識できな
い限界パターンとしては、図４（ａ）および（ｂ）に示
す２つのパターンがある。

【００５４】第１パターンは、図４（ａ）に示すよう
に、サーチエリアＳＡ（ＭＦ）内に半導体チップＣが存
在しているが、サーチエリアＳＡ（ＭＦ）の中心に、半
導体チップ間のストリートが入っている場合である。

【００５５】第２パターンは、図４（ｂ）に示すよう
に、サーチエリアＳＡ（ＭＦ）内に半導体チップＣが存
在しているが、サーチエリアＳＡ（ＭＦ）の枠に、半導
体チップＣの上端が掛かっており、半導体チップＣのエ
ッジを認識できない場合である。

【００５６】ここで、上記の第１パターンおよび第２パ
ターンの二つの限界パターンを考慮したサーチエリアＳ
Ａ（ＭＦ）およびカメラの移動量を算出する。図５
（ａ）および（ｂ）に示すような直交座標系を設定し、
半導体チップＣを認識するために、カメラ１７をＹ方向
に移動する場合を例に説明する。

【００５７】まず、半導体チップＣのＹ方向におけるサ
イズをＴとし、サーチエリアＳＡ（ＭＦ）のＹ方向にお
けるサイズをＨとする。

【００５８】図５（ａ）に示す第１パターンにおいて、
図中、上側の半導体チップＣをサーチエリアＳＡ（Ｍ
Ｆ）内に入れて、全体像を認識するために必要なカメラ
の移動量をＬ１とし、移動量Ｌ１の最小値をａ１とし、
最大値をｂ１とすると、最小値ａ１が下記式（１）で示
され、最大値ｂ１が下記式（２）で示されることから、
移動量Ｌ１は、下記式（３）で示されることになる。

【００５９】

【数７】ａ１＝Ｔ−Ｈ／２ （１）

【００６０】

【数８】ｂ１＝Ｈ／２ （２）

【００６１】

【数９】Ｔ−Ｈ／２＜Ｌ１＜Ｈ／２ （３）

【００６２】なお、上述の式では、半導体チップＣ間で
あるストリートの幅は、Ｙ方向のチップサイズＴ、サー
チエリアサイズＨに比べて非常に小さいことから、０に
近似している。

【００６３】また、図５（ｂ）に示す第２パターンにお
いて、図中、上側の半導体チップＣをサーチエリアＳＡ
（ＭＦ）内に入れて、全体像を認識するために必要なカ
メラの移動量をＬ２とし、移動量Ｌ２の最小値をａ２、
最大値をｂ２とすると、最小値ａ２が下記式（４）で示
され、最大値ｂ２が下記式（５）で示されることから、
移動量Ｌ２は、下記式（６）で示されることになる。

【００６４】

【数１０】ａ２＝０ （４）

【００６５】

【数１１】ｂ２＝Ｈ−Ｔ （５）

【００６６】

【数１２】０＜Ｌ２＜Ｈ−Ｔ （６）

【００６７】ここで、サーチエリアＳＡ（ＭＦ）内にチ
ップＣが入っているが、全体像を認識できない場合の移
動量を一定にしたいことから、Ｌ＝Ｌ１＝Ｌ２とする
と、移動量Ｌについて、下記式（７）および（８）に示
す関係が得られる。

【００６８】

【数１３】Ｔ−Ｈ／２＜Ｌ＜Ｈ／２ （７）

【００６９】

【数１４】０＜Ｌ＜Ｈ−Ｔ （８）

【００７０】また、サーチエリアＳＡ（ＭＦ）内に入っ
た半導体チップＣの全体像を、同時に二つ以上認識する
ことができないことから、サーチエリアＳＡ（ＭＦ）
は、半導体チップＣのサイズとの関係で、下記式（９）
を満たす必要がある。

【００７１】

【数１５】Ｔ＜Ｈ＜２Ｔ （９）

【００７２】横軸にサーチエリアＳＡ（ＭＦ）のサイズ
Ｈ、縦軸にカメラの移動量Ｌをとった場合に、上記の不
等式（７），（８），（９）の全てを満たすサーチエリ
アのサイズＨ、カメラの移動量Ｌは、図６の斜線で示す
領域で表される。

【００７３】ここで、種々のサイズを有する半導体チッ
プＣに対して、同じ撮像エリアＭＦで広範囲に対応可能
なダイボンダにする場合に、できるだけ、撮像エリアＭ
Ｆは、小さいことが好ましいことから、最も大きいサイ
ズの半導体チップのサイズＴにおける、図６に示す領域
内の最小値となる４Ｔ／３とすることが好ましい。

【００７４】また、同様の原理で、撮像エリアＭＦを最
も大きいサイズの半導体チップの４／３倍に設定した場
合に、それよりも小さいサイズの半導体チップを画像認
識する際には、サーチエリアＳＡを個々の半導体チップ
の４／３倍に設定し、移動量は、各半導体チップ毎に当
該半導体チップのサイズの１／３倍に設定する。

【００７５】以上の原理で、撮像エリアＭＦのサイズ、
サーチエリアＳＡのサイズ、カメラの移動量の最適値が
算出されることとなる。従って、カメラ１７の撮像エリ
アＭＦが、実装対象となる種々のチップサイズのうち、
最も大きいサイズの半導体チップの４／３倍になるよう
に、レンズの倍率等を設定し固定しておく。また、制御
部４０に、半導体チップのサイズが入力されると、当該
チップサイズの４／３倍にサーチエリアＳＡを設定する
旨の信号を画像処理部２０へ出力させるようにしてお
く。さらに、制御部４０に、サーチエリアＳＡ（ＭＦ）
内で半導体チップＣがあるのに、半導体チップＣの全体
像を認識できない場合に、半導体チップＣの１／３倍だ
けカメラ１７を移動させる旨の信号を２軸（Ｘ，Ｙ）駆
動部５０に出力させるようにしておく。

【００７６】次に、上記の本実施形態に係るダイボンダ
の動作について、図７〜図１０に示すフローチャートを
用いて説明する。

【００７７】まず、ダイシング済みのウェーハ３を保持
するダイシングフレーム４をウェーハ保持用ブラケット
２により保持された状態にするとともにローダ７によ
り、フレーム載置用ブラケット５上のリードフレーム６
を１枚、フレームフィーダ８上に移載し、位置決めして
おく。

【００７８】そして、Ｘ方向移動部材９を移動させ、一
つの半導体チップ列上にカメラ１７を位置させ、Ｙ方向
移動部材１５ａを移動させることにより、カメラ１７に
よる良品の半導体チップの位置の認識が行われる。

【００７９】この良品である半導体チップの位置の認識
手順は、まず、カメラ１７からの濃淡画像を画像処理部
２０の位置検出部２１において取り込み（ステップＳＴ
１）、チップサイズの４／３倍に設定されたサーチエリ
アＳＡ内にチップがあるか否かの検出が行われる。この
とき、半導体チップＣの上側から図示しない照明手段に
より照明していることから、半導体チップＣがある部分
からは反射光により白くなり、チップがない部分からは
反射光が存在しないことから、黒くなる。従って、この
濃淡画像を検査することにより、半導体チップがサーチ
エリアＳＡ内に存在するか否かが判断される。

【００８０】そして、サーチエリアＳＡ内に半導体チッ
プＣがないと判断された場合には、２軸駆動手段５０に
より、１チップ分カメラ１７を移動させる（ステップＳ
Ｔ３）。そして、サーチエリアＳＡ内にチップが入るま
で以上の処理を繰り返していく。

【００８１】次に、ステップＳＴ２において、サーチエ
リアＳＡ内に半導体チップＣが入っていると判断された
場合には、１チップ全体がサーチエリアＳＡ内に入って
いるか否かの判断が行われ（ステップ４）、１チップ全
体がサーチエリアＳＡ内に入っている場合には、後述す
るバットマーク検査部２２によるバットマーク検査処理
が行われる（ステップＳＴ５）。

【００８２】ステップＳＴ４において、１チップ分がサ
ーチエリアＳＡ内に入っていないと判断された場合に
は、ステップＳＴ６において、Ｘ方向ストリートがサー
チエリア中心にあるか否かの判定が行われる。

【００８３】ステップＳＴ６において、Ｘ方向ストリー
トがサーチエリア中心に入っている場合には、カメラ１
７をＸ方向へ半導体チップの１／３ピッチ分だけ移動さ
せる（ステップＳＴ７）。ここで、Ｘ方向ストリートと
は、Ｘ方向に配列した半導体チップ間をいう。このと
き、上述したように、カメラ１７を半導体チップＣの１
／３ピッチ分だけ移動させることで、半導体チップＣが
サーチエリアＳＡ内に入ることから、半導体チップＣの
位置が検出されて、バットマーク検査部による処理に移
ることとなる（ステップＳＴ５）。

【００８４】ステップＳＴ６において、Ｘ方向ストリー
トがサーチエリア中心に入っていない場合には、ステッ
プＳＴ８へ移り、Ｙ方向ストリートがサーチエリア中心
にあるか否かの判定が行われる。

【００８５】ステップＳＴ８において、Ｙ方向ストリー
トがサーチエリア中心に入っている場合には、カメラ１
７をＹ方向へ半導体チップの１／３ピッチ分だけ移動さ
せる（ステップＳＴ９）。ここで、Ｙ方向ストリートと
は、Ｙ方向に配列した半導体チップ間をいう。このと
き、上述したように、カメラ１７を半導体チップＣの１
／３ピッチ分だけ移動させることで、半導体チップＣが
サーチエリアＳＡ内に入ることから、半導体チップＣの
位置が検出されて、バットマーク検査部による処理に移
ることとなる（ステップＳＴ５）。

【００８６】ステップＳＴ８において、Ｙ方向ストリー
トがサーチエリア中心に入っていない場合には、サーチ
エリアＳＡ内で一番大きいチップを検出し（ステップＳ
Ｔ１０）、上記チップがサーチエリアＳＡの中心から上
下左右のどの位置にあるかを調べて（ステップＳＴ１
１）、上記で調べた方向へカメラ１７を半導体チップの
１／３ピッチ分だけ移動させる（ステップＳＴ１２）。
ここで、半導体チップが整然と並んでいる場合には、上
述したように、半導体チップの１／３ピッチ分だけカメ
ラ１７を移動させることで、サーチエリアＳＡ内に半導
体チップを入れることができるが、半導体チップがウェ
ーハ３内でまばらにしか残っていない場合には、サーチ
エリアＳＡ内に一回で入らない場合もあるため、ステッ
プＳＴ４へ戻り、１チップ分がサーチエリアＳＡに入っ
ているかいなかの判定を再び行う。そして、１チップ分
がサーチエリアＳＡに入っている場合には、半導体チッ
プの位置が検出されて、バットマーク検査部による処理
に移ることとなる（ステップＳＴ５）。なお、１チップ
分がサーチエリアＳＡ内に入っていない場合には、再
び、ステップＳＴ６からの処理を行うことになる。

【００８７】次に、サーチエリアＳＡ内に半導体チップ
Ｃの全体像が入った後の、ステップＳＴ５におけるバッ
トマーク検査ロジックについて説明する。まず、位置が
認識された半導体チップＣ内に所定のバットマーク検査
用エリアを設定し、当該バットマーク検査用エリア内に
おける濃淡画像の黒面積を算出する（ステップＳＴ１
３）。そして、予め規定されたバットマーク検査用のし
きい値と比較して（ステップＳＴ１４，１５）、しきい
値以上の黒面積がある場合には、バットマークであると
判断して、当該チップは実装対象からはずし、次のチッ
プへカメラ１７を移動させる（ステップＳＴ１６）。ま
た、黒面積がしきい値以下である場合には、バットマー
クではないと判断して（ステップＳＴ１７）、次のミラ
ーチップ検査部２３によるミラーチップ検査ロジックＳ
Ｔ１８へ移る。

【００８８】次に、バットマーク検査処理を通過した後
の、ステップＳＴ１８におけるミラーチップ検査ロジッ
クについて説明する。ミラーチップは、全く回路パター
ンが形成されていないことから、ほとんど白画像となっ
ており、これに対して通常の半導体チップは回路パター
ンが形成されていることから、黒画像をも有している。
従って、このミラーチップ検査ロジックとしては、ま
ず、位置が認識された半導体チップＣ内に所定のミラー
チップ検査用エリアを設定し、当該ミラーチップ検査用
エリア内における濃淡画像の黒面積を算出する（ステッ
プＳＴ１９）。そして、予め規定されたミラーチップ検
査用のしきい値と比較して（ステップＳＴ２０，２
１）、しきい値以上の黒面積がない場合には、ミラーチ
ップであると判断して、当該チップは実装対象からはず
し、次のチップへカメラ１７を移動させる（ステップＳ
Ｔ２２）。また、黒面積がしきい値以上である場合に
は、ミラーチップではないと判断して（ステップＳＴ２
３）、次の欠け傾き検査部２４による欠け傾き検査ロジ
ックＳＴ２４へ移る。

【００８９】次に、ミラーチップ検査処理を通過した後
の、ステップＳＴ２４における欠け傾き検査ロジックに
ついて説明する。まず、サーチエリアＳＡ内において、
所定のコーナー枠を設け（ステップＳＴ２５）、当該コ
ーナー枠内において、半導体チップのエッジを検出する
（ステップＳＴ２６）。ここで、ステップＳＴ２６まで
は、半導体チップの中心位置しかわかっていないことか
ら、半導体チップのサイズに合わせて、この中心位置か
ら所定の距離のコーナー枠を設ける。例えば、２ｍｍ角
の半導体チップＣを検査する場合には、この情報は予め
判っていることから、例えば、半導体チップの中心位置
に対してそれぞれ１ｍｍ±１０画素分程度のコーナー枠
を設けて、このコーナー枠内に存在する黒画像から半導
体チップの各辺のエッジを検出する。

【００９０】各辺のエッジを検出した後に、各辺の直線
式を算出し（ステップＳＴ２７）、この直線式から、各
コーナー座標を設定する（ステップＳＴ２８）。すなわ
ち、直線式を算出した後、この直線式の交点を算出する
ことで、半導体チップの角の位置が算出されることか
ら、この角の位置から例えば５画素分、Ｘ−Ｙ方向につ
いて内側にコーナー欠け検査用エリアを設定して、コー
ナー欠け検査を行う（ステップＳＴ２９）。このコーナ
欠け検査用エリア内に所定のしきい値以上、黒画像が存
在するか否かの検査が行われ（ステップＳＴ３０）、所
定のしきい値以上、黒画像が存在する場合には、半導体
チップの角に欠けがあると判定されて、当該チップは実
装対象からはずし、次のチップへカメラ１７を移動させ
る（ステップＳＴ３１）。

【００９１】所定のしきい値以上、黒画像が存在しない
場合には、半導体チップの角に欠けがないと判定され
て、傾き検査へと移り（ステップＳＴ３２）、傾き検査
においては、先の各辺の直線式から半導体チップの傾き
を算出して、当該半導体チップの傾きが所定のしきい値
以上あるか否かの判断が行われ（ステップＳＴ３３）、
所定のしきい値以上傾きがある場合には、当該チップは
実装不良となる恐れがあるため実装対象からはずし、次
のチップへカメラ１７を移動させる（ステップＳＴ３
４）。半導体チップの傾きが所定のしきい値以下である
場合には、当該半導体チップは、良品であると判定され
て、チップ位置出力部２５により当該半導体チップの中
心位置が出力されて、制御部４０の不図示のメモリに記
憶される（ステップＳＴ３５）。

【００９２】以上の処理を繰り返すことで、ウェーハ３
上の良品の半導体チップＣの位置を記憶させていき、以
降の工程としては、通常のダイボンダと同様である。

【００９３】すなわち、良品の半導体チップの位置を、
リードフレームの数だけ記憶した後、フレームフィーダ
８上のリードフレーム６に対して、その各ボンディング
位置（ダイパッド）にディスペンサ１８により接着剤を
塗布する。

【００９４】次に、ピックアップ用吸着具１６ａがその
目的とする半導体チップの上側に位置するようにＹ方向
移動部材１４ａを移動させる。このとき、同時に、突き
上げ具１１が目的とする半導体チップの下側に位置する
ように移動させる。そして、移動し終えた後、突き上げ
具１１が、その半導体チップを突き上げるとともに、ピ
ックアップ用吸着具１６ａがその半導体チップを真空吸
着する。

【００９５】次に、ピックアップ用吸着具１６ａは、吸
着した半導体チップを中間ポケット１３上に移送する。
具体的には、Ｚ方向移動部材１５ａが上向きに移動し、
Ｙ方向移動部材１４ａがＹ方向に移動してピックアップ
用吸着具１６ａを中間ポケット１３上に位置させ、Ｚ方
向移動部材１５ａが下向きに移動して、半導体チップを
中間ポケット１３のすぐ上のところまでくるように降下
させ、真空吸引力を低下させる。すると、半導体チップ
は、中間ポケット１３上に落ちて位置決めされる。

【００９６】ピックアップ用吸着具１６ａは、半導体チ
ップを中間ポケット１３上に置くと直ちに次の良品チッ
プ上方に移動する。突き上げ具１１も同様に同じ良品チ
ップ下に移動する。そして、ピックアップ用吸着具１６
ａはその新しいチップをピックアップする。

【００９７】一方、ピックアップ用吸着具１６ａにより
半導体チップが中間ポケット１３上に載置されると、中
間ポケット１３により半導体チップの傾きが矯正され
て、ボンディング用吸着具１６ｂが中間ポケット１３上
に移動して、中間ポケットに載置された半導体チップを
吸着する。その一方、Ｘ方向移動部材９は、リードフレ
ームのダイボンディング位置にボンディング用吸着具１
６ｂが位置し得るようにＸ方向に移動する。そして、ボ
ンディング用吸着具１６ｂは、そのＸ方向の移動とＹ方
向移動部材１４ｂの移動とにより、ダイボンディング位
置上に達した後、Ｚ方向移動部材１５ｂの移動によりダ
イボンディングを行う。なお、このとき、スクラブもで
きるようになっている。

【００９８】以上の動作により、本実施形態に係るダイ
ボンダによるダイボンディングが行われ、以降は、上述
の動作を繰り返すこととなる。

【００９９】本実施形態に係るダイボンダによれば、上
述したように、半導体チップを認識するカメラ１７を移
動させる移動量およびサーチエリアＳＡを半導体チップ
のサイズに応じて最適化して、サーチエリアＳＡ内に半
導体チップＣが存在するが、その全体像が入っていない
場合のカメラ１７の移動回数をほぼ１回にすることがで
き、装置のタイムタクトを向上させることができる。ま
た、撮像エリアＭＦを最適化して固定することで、実装
対象となる様々なサイズを有する電子部品毎に、撮像エ
リアを切り換える必要がなく、段取り頻度を低減させ
て、生産性を向上させることができる。

【０１００】本発明の電子部品実装装置は、上記の実施
形態の説明に限定されない。例えば、本実施形態では、
撮像エリアＭＦを、実装対象とする種々のサイズを有す
る半導体チップＣのうち、最も大きい半導体チップＣの
サイズの４／３倍に設定し、サーチエリアＳＡは、実装
対象となる半導体チップのサイズの４／３倍に設定し、
サーチエリアＳＡ内に半導体チップが入っているが、半
導体チップの全体像が認識されない場合には、半導体チ
ップＣのサイズの１／３だけカメラ１７を移動すること
としたが、これに限られるものでなく、図６に示す領域
の範囲内で種々の値を選択することができる。

【０１０１】また、本実施形態では、具体的なダイボン
ダの装置構成を用いて説明したが、これに限られるもの
でなく、例えば、中間ポケット１３を無くし、一つの吸
着具によりピックアップとボンディングを行うようにし
てもよい。また、本実施形態では、半導体チップの上側
から照明手段により、半導体チップを照明し、半導体チ
ップが白く見え、ストリートが黒くみえる場合を例に説
明したが、半導体チップの下側から照明手段により、半
導体チップを照明し、半導体チップが黒く見え、ストリ
ートが白くみえる中で、半導体チップの位置認識などの
処理を行うこともできる。その他、本発明の要旨を逸脱
しない範囲で、種々の変更が可能である。

【０１０２】

【発明の効果】本発明の電子部品実装装置によれば、撮
像手段を移動させる移動量および検査エリアを電子部品
サイズに応じて最適化することができ、装置のタイムタ
クトを向上させることができる。また、撮像エリアを最
適化して固定することで、実装対象となる様々なサイズ
を有する電子部品毎に、撮像エリアを切り換える必要が
なく、段取り頻度を低減させて、生産性を向上させるこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施形態に係る電子部品実装装置の斜視図で
ある。

【図２】本実施形態に係る電子部品実装装置の制御系の
ブロック図である。

【図３】図２に示す画像処理部の詳細なブロック図であ
る。

【図４】サーチエリア内に半導体チップがあるのに、半
導体チップの全体像を認識できない限界パターンを示す
図である。

【図５】最適な撮像エリア、検査エリア、カメラの移動
量を算出するための図である。

【図６】横軸にサーチエリアのサイズ、縦軸にカメラの
移動量をとった場合に、最適なサーチエリアのサイズ、
カメラの移動量の領域を示すための図である。

【図７】本実施形態に係る電子部品実装装置のチップ位
置検出部における動作を説明するためのフローチャート
である。

【図８】本実施形態に係る電子部品実装装置のバットマ
ーク検査部における動作を説明するためのフローチャー
トである。

【図９】本実施形態に係る電子部品実装装置のミラーチ
ップ検査部における動作を説明するためのフローチャー
トである。

【図１０】本実施形態に係る電子部品実装装置の欠け傾
き検査部における動作を説明するためのフローチャート
である。

【図１１】従来例に係る電子部品実装装置のカメラによ
り撮像される半導体チップのモニタ画像の模式図であ
る。

【図１２】従来例に係る電子部品実装装置において、半
導体チップの位置を検出できない場合の半導体チップの
モニタ画像の模式図である。

【符号の説明】

１…基台、２…ウェーハ保持用ブラケット、３…半導体
ウェーハ、４…ダイシングフレーム、５…フレーム載置
用ブラケット、６…リードフレーム、７…ローダ、８…
フレームフィーダ、９…Ｘ方向移動部材、１０…Ｘ軸ガ
イドレール、１１…突き上げ具、１３…中間ポケット、
１４ａ，１４ｂ…Ｙ方向移動部材、１５ａ，１５ｂ，１
５ｃ…Ｚ方向移動部材、１６ａ…ピックアップ用吸着
具、１６ｂ…ボンディング用吸着具、１７…カメラ、１
８…ディスペンサ、２０…画像処理部、２１…チップ位
置検出部、２２…バットマーク検査部、２３…ミラーチ
ップ検査部、２４…欠け傾き検査部、２５…チップ位置
出力部、３０…モニタ、４０…制御部、５０…２軸駆動
部、６０…Ｚ駆動部、Ｃ…半導体チップ、ＭＦ…撮像エ
リア、ＳＡ…サーチエリア。

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】所定のサイズを有する電子部品の位置を検
   出して、当該電子部品の位置情報に従って当該電子部品
   を保持して所定の位置に移送する電子部品実装装置であ
   って、 所定の撮像エリアをもって前記電子部品を撮像し、設定
   された移動量で移動可能な撮像手段と、 前記撮像エリアのうち、所定の検査エリア内における撮
   像画像に基づいて前記電子部品の像を画像認識して、当
   該検査エリア内の位置を検出する位置検出手段と、 前記検査エリア内に前記電子部品の像が存在するが全体
   像が含まれていない場合に予め規定された必要な前記撮
   像手段の前記移動量と、前記検査エリアおよび前記電子
   部品のサイズとの関係を満たすように、当該電子部品の
   サイズに対し前記移動量および前記検査エリアのサイズ
   を設定する設定手段とを有する電子部品実装装置。
2. 【請求項２】前記電子部品は、複数種のサイズを有し、 前記撮像手段は、最もサイズの大きい前記電子部品の全
   体像を一つのみ含み得るサイズに設定された前記撮像エ
   リアを有する請求項１記載の電子部品実装装置。
3. 【請求項３】前記撮像手段は、最もサイズの大きい前記
   電子部品に設定される前記検査エリアと実質的に同等の
   サイズになるように設定された前記撮像エリアを有する
   請求項２記載の電子部品実装装置。
4. 【請求項４】前記設定手段は、前記撮像手段の前記移動
   量と、前記検査エリアおよび前記電子部品のサイズとの
   前記関係を満たす範囲のうち、最も小さいサイズの検査
   エリアを設定する請求項１記載の電子部品実装装置。
5. 【請求項５】前記設定手段は、前記電子部品の端部が前
   記検査エリアの枠に重なっている場合に必要な前記撮像
   手段の前記移動量と、前記検査エリアおよび前記電子部
   品のサイズとの関係を満たすように、当該電子部品のサ
   イズに対し前記移動量および前記検査エリアのサイズを
   設定する請求項１記載の電子部品実装装置。
6. 【請求項６】前記設定手段は、前記検査エリアの中心が
   前記電子部品間に存在する場合に必要な前記撮像手段の
   前記移動量と、前記検査エリアおよび前記電子部品のサ
   イズとの関係を満たすように、当該電子部品のサイズに
   対し前記移動量および前記検査エリアのサイズを設定す
   る請求項１記載の電子部品実装装置。
7. 【請求項７】前記設定手段は、前記関係として下記式Ａ
   を満たすように前記移動量および前記検査エリアのサイ
   ズを設定する請求項１記載の電子部品実装装置。 【数１】Ｔ−Ｈ／２＜Ｌ＜Ｈ／２ （Ａ） ただし、Ｈは移動方向における検査エリアの長さであ
   り、 Ｌは撮像手段の移動量であり、 Ｔは移動方向における電子部品の長さである。
8. 【請求項８】前記設定手段は、前記関係として下記式Ｂ
   をさらに満たすように前記移動量および前記検査エリア
   のサイズを設定する請求項７記載の電子部品実装装置。 【数２】０＜Ｌ＜Ｈ−Ｔ （Ｂ） ただし、Ｈは移動方向における検査エリアの長さであ
   り、 Ｌは撮像手段の移動量であり、 Ｔは移動方向における電子部品の長さである。
9. 【請求項９】前記設定手段は、前記関係として下記式Ｃ
   をさらに満たすように前記移動量および前記検査エリア
   のサイズを設定する請求項７記載の電子部品実装装置。 【数３】Ｔ＜Ｈ＜２Ｔ （Ｃ） ただし、Ｈは移動方向における検査エリアの長さであ
   り、 Ｔは移動方向における電子部品の長さである。