JP2004260035A

JP2004260035A - Image detecting structure and image detecting system

Info

Publication number: JP2004260035A
Application number: JP2003050364A
Authority: JP
Inventors: Mikio Shirai; 幹夫白井; Takayoshi Kuriyama; 貴好栗山; Kunihiro Iwata; 邦弘岩田; Masahiro Watanabe; 正裕渡辺
Original assignee: Toyoda Iron Works Co Ltd; Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyoda Iron Works Co Ltd; Toyota Motor Corp
Priority date: 2003-02-27
Filing date: 2003-02-27
Publication date: 2004-09-16
Anticipated expiration: 2023-02-27
Also published as: JP4072074B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide the image detecting structure of a power module for improving the precision of recognition in the image of a CCD camera. <P>SOLUTION: One slope 32 is formed in a recognition mark 31 of a housing 12 of an IGBT module 11. The slope 32 of the recognition mark 31 is formed so that a reflected light H2 of the slope 32 can be made incident to the field of view of a CCD camera 2. Therefore, when an IGBT module 11 is irradiated by a light source 1, the reflected light H2 of the slope 32 of the recognition mark 31 is made incident to the field of view, and projected the most brightly on an image acquired by the CCD camera 2. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像検知構造及び画像検知方式に関し、特に、パワー（半導体素子）モジュールのワイヤボンディング工程において、パワーモジュールの位置を検知するのに適したパワーモジュールの画像検知構造及び画像検知方式に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、パワーモジュールのワイヤボンディング工程においては、ボンディング対象の素子やハウジング等の位置がワーク毎に異なるため、ボンディングを行う度に、ワークの位置情報を得る必要がある。
【０００３】
そこで、例えば、図１８に示すように、光源２０１でパワーモジュール２１１を照明してＣＣＤカメラ２０２による画像（２５６階調の２値画像）を取得し、パワーモジュール２１１のハウジング２１２に設けられた一対の認識マーク２２１をパターン認識（画像処理）することにより、パワーモジュール２１１の位置を検知している。そして、パワーモジュール２１１の位置に基づき、不図示のボンドヘッドにより、パワーモジュール２１１の素子２１３，２１４などにワイヤをボンディングする。
【０００４】
この点、パワーモジュール２１１のハウジング２１２に設けられた各認識マーク２２１は、図１９（ａ），（ｂ）に示すように、穴２２２の中央部にピン２２３を設けた構造を有したものである。従って、ＣＣＤカメラ２０２により取得された画像においては、各認識マーク２２１の穴２２２が暗部となり、各認識マーク２２１のピン２２３及び穴２２２の周囲が明部となるので、そのコントラストにより、各認識マーク２２１を識別することができる。
【０００５】
尚、各認識マーク２２１の構造としては、そのほかに、例えば、以下に挙げる公知文献に記載されたものがある（例えば、特許文献１，特許文献２参照）。しかし、ハウジング２１２が樹脂成形品の場合、特許文献１，２に示される凹状の認識マークでは、穴周縁部が図示のようなピン角ではなく面取りＲが必要となり（欠肉等の回避）、画像では穴周縁部がぼやけてしまい、認識精度が劣るという問題がある。また、光源からの入射光軸とＣＣＤカメラへの反射光軸に角度を有する場合、凹状の認識マークでは認識精度が更に悪化し、コントラストが得られないという問題もあった。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００２−２９９５５１号公報（第５頁、第３図）
【特許文献２】
特開２００２−１３４５５２号公報（第２頁、第２図）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
また、光源２０１及びＣＣＤカメラ２０２は不図示のボンディング装置に固設されており、パワーモジュール２１１毎に最適な照明環境を構築することができないため、乱反射などの要因によって、ＣＣＤカメラ２０２で取得した画像のコントラストが弱い場合が発生することがあり、この場合には、パターン認識が不能となったり、誤認識することがあった。
【０００８】
そこで、本発明は、上述した点を鑑みてなされたものであり、パワーモジュールのハウジングに設けられた認識マークで反射する光をＣＣＤカメラの画像に積極的に映し出させることにより、ＣＣＤカメラの画像における認識の精度を向上させたパワーモジュールの画像検知構造及び画像検知方式を提供することを課題とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
この課題を解決するために成された請求項１に係る発明は、ハウジングや、基板、素子に設けられた認識マークを光源で照明することによってＣＣＤカメラの画像を取得し、前記画像における認識により、前記ハウジングや、前記基板、前記素子の位置を検知する画像検知構造であって、前記認識マークで反射した光を前記ＣＣＤカメラの視野内に入らせる一又は複数の傾斜面を、前記認識マークに設けたこと、を特徴としている。
【００１０】
このような特徴を有する本発明の画像検知構造は、ハウジングや、基板、素子の認識マークにおいて一又は複数の傾斜面が設けられたものである。この点、認識マークの傾斜面は、当該傾斜面で反射した光をＣＣＤカメラの視野内に入らせるように設けられている。従って、ハウジングや、基板、素子が光源で照射されると、認識マークの傾斜面で反射した光が、ＣＣＤカメラの視野内に入り、ＣＣＤカメラで取得された画像に最も明るく映し出されることになる。
【００１１】
尚、傾斜面は、直線状・曲面状のいずれであってもよく、また、凹面・凸面のいずれであってもよく、さらに、認識マークの全面・一部のいずれにあってもよい。
【００１２】
すなわち、本発明の画像検知構造では、ハウジングや、基板、素子が光源で照射されると、認識マークの傾斜面で反射した光が、ＣＣＤカメラの視野内に入り、ＣＣＤカメラで取得された画像に最も明るく映し出されるので、コントラストの強い画像において認識マークの傾斜面を認識することができ、もって、認識不能や誤認識を防止できるので、ハウジングや、基板、素子のハウジングに設けられた認識マークで反射する光をＣＣＤカメラの画像に積極的に映し出させることにより、ＣＣＤカメラの画像における認識の精度を向上させたものと言うことができる。
【００１３】
また、請求項２に係る発明は、前記画像検知構造における認識マークは、パワーモジュールのハウジングに設け、パワーモジュールの位置を検知する請求項１に記載のパワーモジュールの画像検知構造である。
【００１４】
尚、本発明の画像検知構造において、認識マークが設けられるハウジングとしては、例えば、パワーモジュールのハウジングがあり、この場合には、パワーモジュールの位置を検知することが可能となる。
【００１５】
また、請求項３に係る発明は、前記複数の傾斜面が前記認識マークに設けられた場合には、前記パワーモジュールの設置向きが変更されても、各傾斜面のうち少なくとも一つで反射した光が前記ＣＣＤカメラの視野内に入ること、を特徴としている。
【００１６】
すなわち、本発明のパワーモジュールの画像検知構造において、複数の傾斜面のが認識マークに設けられた場合には、パワーモジュールの設置向きが変更されても、各傾斜面のうち少なくとも一つで反射した光がＣＣＤカメラの視野内に入るようにすると、パワーモジュールのハウジングの形状に合わせて、パワーモジュールの設置向きが変更されても、各傾斜面のうち少なくとも一つで反射した光が、ＣＣＤカメラで取得された画像に最も明るく映し出されるので、パワーモジュールの位置を検知することができる。
【００１７】
また、請求項４に係る発明は、請求項２又は請求項３に記載するパワーモジュールの画像検知構造であって、前記パワーモジュールの設置向きに関係なく前記画像に暗部として映し出されるとともに各傾斜面を区画する境界部を、前記認識マークに設けたこと、を特徴としている。
【００１８】
すなわち、本発明のパワーモジュールの画像検知構造において、パワーモジュールの設置向きに関係なく画像に暗部として映し出されるとともに各傾斜面を区画する境界部を、認識マークに設けると、パワーモジュールのハウジングの形状に合わせて、パワーモジュールの設置向きが変更されても、ＣＣＤカメラの視野内に入る光を反射させた傾斜面が最も明るく画像に映し出される一方で、当該傾斜面を区画する境界部が画像に暗部として映し出されるので、コントラストのより強い画像において認識マークの傾斜面を認識することができる。
【００１９】
尚、境界部は、当該傾斜面の境界が強いコントラストで画像に映し出すことができるのであれば、その一部が画像に暗部として映し出されるものであってもよい。また、境界部の形状としては、例えば、凸状や溝がある。
【００２０】
また、請求項５に係る発明は、パワーモジュールのハウジングに設けられた認識マークに照射された照明からの光が、前記認識マークに反射した後に、ＣＣＤカメラに入射することにより、前記パワーモジュールの位置を認識するパワーモジュールの画像検知方式であって、前記認識マークの一又は複数の傾斜面で反射した光が前記ＣＣＤカメラの視野内に入ること、を特徴としている。
【００２１】
すなわち、本発明のパワーモジュールの画像検知方式では、パワーモジュールのハウジングが光源で照射されると、認識マークの傾斜面で反射した光が、ＣＣＤカメラの視野内に入り、ＣＣＤカメラで取得された画像に最も明るく映し出されるので、コントラストの強い画像において認識マークの傾斜面を認識することができ、もって、認識不能や誤認識を防止できるので、パワーモジュールのハウジングに設けられた認識マークで反射する光をＣＣＤカメラの画像に積極的に映し出させることにより、ＣＣＤカメラの画像における認識の精度を向上させたものと言うことができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のパワーモジュールの画像検知構造及び画像検知方式において、ハイブリッド車等に搭載するＩＧＢＴモジュールに適用した実施の形態を図面を参照にして説明する。上述した従来技術の欄で説明したように、パワーモジュールの一例として、例えば、ＩＧＢＴモジュールのワイヤボンディング工程においては、ボンディング対象の素子やハウジング等の位置がワーク毎に異なるため、ボンディングを行う度に、ワークの位置情報を得る必要があるが、この点、本実施の形態のＩＧＢＴモジュールの画像検知構造及び画像検知方式は、その際に利用されるものである。
【００２３】
すなわち、ＩＧＢＴモジュールのワイヤボンディング工程では、図１５に示すように、ＬＥＤや蛍光灯等の光源１でＩＧＢＴモジュール１１を照明してＣＣＤカメラ２による画像（２５６階調の２値画像）を取得し、ＩＧＢＴモジュール１１のハウジング１２に設けられた一対の認識マーク２１をパターン認識（画像処理）することにより、ＩＧＢＴモジュール１１の位置を検知する。そして、ＩＧＢＴモジュール１１の位置に基づき、図１６に示すようにして、ボンドヘッド３により、ＩＧＢＴモジュール１１の素子１３，１４などにワイヤをボンディングする。
尚、光源１及び、ＣＣＤカメラ２、ボンドヘッド３は、不図示のボンディング装置に固設されている。
【００２４】
このとき、ＩＧＢＴモジュール１１のハウジング１２に設けられた一対の認識マーク２１としては、例えば、図１に示すような認識マーク３１を使用する。この点、認識マーク３１は、傾斜面３２を有した凸部の形状をなしている。さらに、傾斜面３２は、光源１から認識マーク３１への入射光Ｈ１が、傾斜面３２で反射し、傾斜面３２からＣＣＤカメラ２の視野内に入る反射光Ｈ２となるように、認識マーク３１に設けられている。
【００２５】
従って、光源１でＩＧＢＴモジュール１１を照明してＣＣＤカメラ２による画像を取得した際には、当該画像（２５６階調の２値画像）に、認識マーク３１の傾斜面３２が最も明るく映し出されることになる。
【００２６】
ここで、認識マーク３１の傾斜面３２の傾斜角度とパターン認識（画像処理）における認識度の関係について言及する。先ず、図３に示すように、認識マーク３１の傾斜面３２の傾斜角度を「β」とする。そして、傾斜面３２の傾斜角度βが３つの値（約０度、約５．４度、約９．５度）にあるものを用意し、それぞれについて、パターン認識（画像処理）を繰り返して行った。
【００２７】
その結果、図４に示すように、傾斜面３２の傾斜角度βが約０度であるものについての認識度は、約９４０〜約８００（任意単位）の範囲内に収まった。また、傾斜面３２の傾斜角度βが約５．４度であるものについての認識度は、約９８３〜約８９７（任意単位）の範囲内に収まった。また、傾斜面３２の傾斜角度βが約９．５度であるものについての認識度は、約９４０〜約８００（任意単位）の範囲内に収まった。
【００２８】
従って、図４によれば、認識度の範囲が最も高かったのは傾斜面３２の傾斜角度βが約５．４度であるものであるので、傾斜面３２の傾斜角度βの認識良好な範囲は５．４度前後にあることがわかる。そこで、仮に、認識度が約８４０（任意単位）以上にあるときに認識良好とすれば、傾斜面３２の傾斜角度βの認識良好な範囲としては、約２．４度〜約８．４度となる。
【００２９】
但し、傾斜面３２の傾斜角度βの認識良好な範囲は、図２に示すような、ＣＣＤカメラ２及び、傾斜面３２、光源１の三者の相対的な関係である角度α′〜α″に依存する。ここでは、当該角度α′〜α″は、約２０度〜約３０度であった。
【００３０】
以上詳細に説明したように、本実施の形態のＩＧＢＴモジュールの画像検知構造及び画像検知方式は、図１に示すように、ＩＧＢＴモジュール１１のハウジング１２の認識マーク３１において一つの傾斜面３２が設けられたものである。この点、認識マーク３１の傾斜面３２は、当該傾斜面３２の反射光Ｈ２をＣＣＤカメラ２の視野内に入らせるように設けられている。従って、ＩＧＢＴモジュール１１が光源１で照射されると、認識マーク３１の傾斜面３２の反射光Ｈ２が、ＣＣＤカメラ２の視野内に入り、ＣＣＤカメラ２で取得された画像に最も明るく映し出されることになる。
【００３１】
すなわち、本実施の形態のＩＧＢＴモジュールの画像検知構造及び画像検知方式では、ＩＧＢＴモジュール１１が光源１で照射されると、認識マーク３１の傾斜面３２の反射光Ｈ２が、ＣＣＤカメラ２の視野内に入り、ＣＣＤカメラ２で取得された画像に最も明るく映し出されるので、コントラストの強い画像において認識マーク３１の傾斜面３２を認識することができる。よって、認識不能や誤認識を防止できるので、ＩＧＢＴモジュール１１のハウジング１２に設けられた認識マーク３１の反射光Ｈ２をＣＣＤカメラ２の画像に積極的に映し出させることにより、ＣＣＤカメラ２の画像における認識の精度を向上させたものと言うことができる。
【００３２】
また、従来技術の欄で説明した認識マーク２２１（図１９参照）とは異なって、細い円筒状のピン２２３（図１９参照）が不要なため、ハウジング１２の（認識マーク３１の）樹脂成形時に、充填不足などの不具合が生じることがない。
【００３３】
次に、ＩＧＢＴモジュール１１のハウジング１２に設けられた一対の認識マーク２１としては、例えば、図５に示すような認識マーク４１を使用する。この点、認識マーク４１は、底面が円形で、４つの傾斜面４２，４３，４４，４５を有したものである。但し、図５では、傾斜面４５は図示されていない（後述する図６参照）。また、４つの傾斜面４２，４３，４４，４５が交わる稜線には、凸状のリブ４６が一体的に設けられている。
【００３４】
そして、認識マーク４１の傾斜面４２（の傾斜角度）は、光源１から認識マーク４１への入射光のうち傾斜面４２で反射したものが、ＩＧＢＴモジュール１１のセッティング向きが図１７（ａ）に示す場合に限って、傾斜面４２からＣＣＤカメラ２の視野内に入る反射光となるように、認識マーク４１に設けられている。また、認識マーク４１の傾斜面４３（の傾斜角度）は、光源１から認識マーク４１への入射光のうち傾斜面４３で反射したものが、ＩＧＢＴモジュール１１のセッティング向きが図１７（ｂ）に示す場合に限って、傾斜面４３からＣＣＤカメラ２の視野内に入る反射光となるように、認識マーク４１に設けられている。また、認識マーク４１の傾斜面４４（の傾斜角度）は、光源１から認識マーク４１への入射光のうち傾斜面４４で反射したものが、ＩＧＢＴモジュール１１のセッティング向きが図１７（ｃ）に示す場合に限って、傾斜面４４からＣＣＤカメラ２の視野内に入る反射光となるように、認識マーク４１に設けられている。また、認識マーク４１の傾斜面４５（の傾斜角度）は、光源１から認識マーク４１への入射光のうち傾斜面４５で反射したものが、ＩＧＢＴモジュール１１のセッティング向きが図１７（ｄ）に示す場合に限って、傾斜面４５からＣＣＤカメラ２の視野内に入る反射光となるように、認識マーク４１に設けられている。
【００３５】
さらに、認識マーク４１のリブ４６は、ＩＧＢＴモジュール１１のセッティング向きが図１７（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）のいずれであっても、光源１から認識マーク４１への入射光のうち、少なくとも、リブ４６の側面で反射したものについては、ＣＣＤカメラ２の視野内に入らない反射光となるように、認識マーク４１に設けられている。
【００３６】
従って、ＩＧＢＴモジュール１１のセッティング向きが図１７（ａ）に示す場合において、光源１でＩＧＢＴモジュール１１を照明してＣＣＤカメラ２による画像を取得した際には、当該画像（２５６階調の２値画像）は、図６に示すようになる。すなわち、図６では、認識マーク４１の傾斜面４２が最も明るく映し出され、その他の傾斜面４３，４４，４５は暗く映し出される。さらに、少なくとも、リブ４６の側面は暗く映し出されることから、認識マーク４１の傾斜面４２が明確に映し出されることになる。
【００３７】
また、ＩＧＢＴモジュール１１のセッティング向きが図１７（ｂ）に示す場合において、光源１でＩＧＢＴモジュール１１を照明してＣＣＤカメラ２による画像を取得した際には、当該画像（２５６階調の２値画像）は、図示はしないが、認識マーク４１の傾斜面４３が最も明るく映し出され、その他の傾斜面４２，４４，４５は暗く映し出される。さらに、少なくとも、リブ４６の側面は暗く映し出されることから、認識マーク４１の傾斜面４３が明確に映し出されることになる。
【００３８】
また、ＩＧＢＴモジュール１１のセッティング向きが図１７（ｃ）に示す場合において、光源１でＩＧＢＴモジュール１１を照明してＣＣＤカメラ２による画像を取得した際には、当該画像（２５６階調の２値画像）は、図示はしないが、認識マーク４１の傾斜面４４が最も明るく映し出され、その他の傾斜面４２，４３，４５は暗く映し出される。さらに、少なくとも、リブ４６の側面は暗く映し出されることから、認識マーク４１の傾斜面４４が明確に映し出されることになる。
【００３９】
また、ＩＧＢＴモジュール１１のセッティング向きが図１７（ｄ）に示す場合において、光源１でＩＧＢＴモジュール１１を照明してＣＣＤカメラ２による画像を取得した際には、当該画像（２５６階調の２値画像）は、図示はしないが、認識マーク４１の傾斜面４５が最も明るく映し出され、その他の傾斜面４２，４３，４４は暗く映し出される。さらに、少なくとも、リブ４６の側面は暗く映し出されることから、認識マーク４１の傾斜面４５が明確に映し出されることになる。
【００４０】
尚、ＩＧＢＴモジュール１１のセッティング向きとして、図１７（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）の４通りの場合があるのは、ＩＧＢＴモジュール１１のハウジング１２が四角形状を有しており、不図示のボンディング装置において、ＩＧＢＴモジュール１１がセッティングされる向きとして、図１７（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）の４通りが存在するからである。また、図１７（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）では、認識マーク２１が認識マーク４１に相当する。これらの点は、後述する認識マーク５１（図９参照）についても、同様である。
【００４１】
ここで、認識マーク４１のリブ４６の有無とパターン認識（画像処理）における認識度の関係について言及する。先ず、図７に示すように、認識マーク４１からリブ４６を除いた認識マーク９１を用意する。従って、認識マーク９１の傾斜面９２，９３，９４，９５は、それぞれ、認識マーク４１の傾斜面４２，４３，４４，４５に相当する。そして、認識マーク４１，９１のそれぞれについて、パターン認識（画像処理）を繰り返して行った。
【００４２】
その結果、図８に示すように、認識マーク４１についての認識度は、約９９０〜約９００（任意単位）の範囲内に収まった。一方、認識マーク９１についての認識度は、約８８０〜約６１０（任意単位）の範囲内に収まった。図８によれば、認識マーク４１についての認識度は、認識マーク９１についての認識度と比べて、高く、また、ばらつきが小さいことがわかる。これは、認識マーク４１にリブ４６が存在することによって、認識マーク４１の傾斜面４２，４３，４４，４５（のいずれか）が強いコントラストで映し出されることによる。従って、認識マーク４１を使用すれば、その認識度が高いことから、パターン認識（画像処理）の信頼性が非常に高く、また、その認識度のばらつきが小さいことから、パターン認識（画像処理）の閾値を設定しやすくなる。
【００４３】
以上詳細に説明したように、本実施の形態のＩＧＢＴモジュールの画像検知構造及び画像検知方式は、図５に示すように、ＩＧＢＴモジュール１１のハウジング１２の認識マーク４１において４つの傾斜面４２，４３，４４，４５が設けられたものである。この点、認識マーク４１の傾斜面４２は、ＩＧＢＴモジュール１１のセッティング向きが図１７（ａ）に示す場合において、当該傾斜面４２で反射した光をＣＣＤカメラ２の視野内に入らせるように設けられている。また、認識マーク４１の傾斜面４３は、ＩＧＢＴモジュール１１のセッティング向きが図１７（ｂ）に示す場合において、当該傾斜面４３で反射した光をＣＣＤカメラ２の視野内に入らせるように設けられている。また、認識マーク４１の傾斜面４４は、ＩＧＢＴモジュール１１のセッティング向きが図１７（ｃ）に示す場合において、当該傾斜面４４で反射した光をＣＣＤカメラ２の視野内に入らせるように設けられている。また、認識マーク４１の傾斜面４５は、ＩＧＢＴモジュール１１のセッティング向きが図１７（ｄ）に示す場合において、当該傾斜面４５で反射した光をＣＣＤカメラ２の視野内に入らせるように設けられている。従って、不図示のボンディング装置にセッティングされたＩＧＢＴモジュール１１が光源１で照射されると、認識マーク４１の傾斜面４２，４３，４４，４５のいずれかで反射した光が、ＣＣＤカメラ２の視野内に入り、ＣＣＤカメラ２で取得された画像に最も明るく映し出されることになる（図６参照）。
【００４４】
すなわち、本実施の形態のＩＧＢＴモジュールの画像検知構造及び画像検知方式では、不図示のボンディング装置にセッティングされたＩＧＢＴモジュール１１が光源１で照射されると、認識マーク４１の傾斜面４２，４３，４４，４５のいずれかで反射した光が、ＣＣＤカメラ２の視野内に入り、ＣＣＤカメラ２で取得された画像に最も明るく映し出されるので（図６参照）、コントラストの強い画像において認識マーク４１の傾斜面４２，４３，４４，４５のいずれか（図６では、認識マーク４１の傾斜面４２）を認識することができる。よって、認識不能や誤認識を防止できるので、ＩＧＢＴモジュール１１のハウジング１２に設けられた認識マーク４１で反射した光をＣＣＤカメラ２の画像に積極的に映し出させることにより、ＣＣＤカメラ２の画像における認識の精度を向上させたものと言うことができる。
【００４５】
また、本実施の形態のＩＧＢＴモジュールの画像検知構造及び画像検知方式では、４つの傾斜面４２，４３，４４，４５が認識マーク４１に設けられており、さらに、ＩＧＢＴモジュール１１のセッティング向きが図１７（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）のいずれかに変更されても、各傾斜面４２，４３，４４，４５のうち少なくとも一つで反射した光がＣＣＤカメラ２の視野内に入るようにしている。従って、ＩＧＢＴモジュール１１のハウジング１２の形状に合わせて、不図示のボンディング装置におけるＩＧＢＴモジュール１１のセッティング向きが変更されても、各傾斜面４２，４３，４４，４５のうち少なくとも一つで反射した光が、ＣＣＤカメラ２で取得された画像に最も明るく映し出されるので（図６では、認識マーク４１の傾斜面４２）、ＩＧＢＴモジュール１１の位置を検知することができる。
【００４６】
さらに、本実施の形態のＩＧＢＴモジュールの画像検知構造及び画像検知方式では、不図示のボンディング装置におけるＩＧＢＴモジュール１１のセッティング向きが図１７（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）のいずれであっても画像にその側面が暗部として映し出されるとともに各傾斜面４２，４３，４４，４５を区画するリブ４６を、認識マーク４１に設けている。従って、ＩＧＢＴモジュール１１のハウジング１２の形状に合わせて、不図示のボンディング装置におけるＩＧＢＴモジュール１１のセッティング向きが図１７（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）のいずれに変更されても、各傾斜面４２，４３，４４，４５のうち少なくとも一つで反射した光が、ＣＣＤカメラ２で取得された画像に最も明るく映し出される（図６では、認識マーク４１の傾斜面４２）一方で、当該傾斜面４２，４３，４４，４５（図６では、認識マーク４１の傾斜面４２）を区画するリブ４６の側面が画像に暗部として映し出されるので、コントラストのより強い画像において認識マーク４１の傾斜面４２，４３，４４，４５（図６では、認識マーク４１の傾斜面４２）を認識することができる。
【００４７】
次に、ＩＧＢＴモジュール１１のハウジング１２に設けられた一対の認識マーク２１としては、例えば、図９に示すような認識マーク５１を使用する。この点、認識マーク５１は、底面が正方形で、４つの傾斜面５２，５３，５４，５５を有したものである。また、４つの傾斜面５２，５３，５４，５５が交わる稜線には、凸状のリブ５６が一体的に設けられている。
【００４８】
そして、認識マーク５１の傾斜面５２（の傾斜角度）は、光源１から認識マーク５１への入射光のうち傾斜面５２で反射したものが、ＩＧＢＴモジュール１１のセッティング向きが図１７（ａ）に示す場合に限って、傾斜面５２からＣＣＤカメラ２の視野内に入る反射光となるように、認識マーク５１に設けられている。また、認識マーク５１の傾斜面５３（の傾斜角度）は、光源１から認識マーク５１への入射光のうち傾斜面５３で反射したものが、ＩＧＢＴモジュール１１のセッティング向きが図１７（ｂ）に示す場合に限って、傾斜面５３からＣＣＤカメラ２の視野内に入る反射光となるように、認識マーク５１に設けられている。また、認識マーク５１の傾斜面５４（の傾斜角度）は、光源１から認識マーク５１への入射光のうち傾斜面５４で反射したものが、ＩＧＢＴモジュール１１のセッティング向きが図１７（ｃ）に示す場合に限って、傾斜面５４からＣＣＤカメラ２の視野内に入る反射光となるように、認識マーク５１に設けられている。また、認識マーク５１の傾斜面５５（の傾斜角度）は、光源１から認識マーク５１への入射光のうち傾斜面５５で反射したものが、ＩＧＢＴモジュール１１のセッティング向きが図１７（ｄ）に示す場合に限って、傾斜面５５からＣＣＤカメラ２の視野内に入る反射光となるように、認識マーク５１に設けられている。
【００４９】
さらに、認識マーク５１のリブ５６は、ＩＧＢＴモジュール１１のセッティング向きが図１７（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）のいずれであっても、光源１から認識マーク５１への入射光のうち、少なくとも、リブ５６の側面で反射したものについては、ＣＣＤカメラ２の視野内に入らない反射光となるように、認識マーク５１に設けられている。
【００５０】
従って、ＩＧＢＴモジュール１１のセッティング向きが図１７（ａ）に示す場合において、光源１でＩＧＢＴモジュール１１を照明してＣＣＤカメラ２による画像を取得した際には、当該画像（２５６階調の２値画像）は、図１０に示すようになる。すなわち、図１０では、認識マーク５１の傾斜面５２が最も明るく映し出され、その他の傾斜面５３，５４，５５は暗く映し出される。さらに、少なくとも、リブ５６の側面は暗く映し出されることから、認識マーク５１の傾斜面５２が明確に映し出されることになる。
【００５１】
また、ＩＧＢＴモジュール１１のセッティング向きが図１７（ｂ）に示す場合において、光源１でＩＧＢＴモジュール１１を照明してＣＣＤカメラ２による画像を取得した際には、当該画像（２５６階調の２値画像）は、図示はしないが、認識マーク５１の傾斜面５３が最も明るく映し出され、その他の傾斜面５２，５４，５５は暗く映し出される。さらに、少なくとも、リブ５６の側面は暗く映し出されることから、認識マーク５１の傾斜面５３が明確に映し出されることになる。
【００５２】
また、ＩＧＢＴモジュール１１のセッティング向きが図１７（ｃ）に示す場合において、光源１でＩＧＢＴモジュール１１を照明してＣＣＤカメラ２による画像を取得した際には、当該画像（２５６階調の２値画像）は、図示はしないが、認識マーク５１の傾斜面５４が最も明るく映し出され、その他の傾斜面５２，５３，５５は暗く映し出される。さらに、少なくとも、リブ５６の側面は暗く映し出されることから、認識マーク５１の傾斜面５４が明確に映し出されることになる。
【００５３】
また、ＩＧＢＴモジュール１１のセッティング向きが図１７（ｄ）に示す場合において、光源１でＩＧＢＴモジュール１１を照明してＣＣＤカメラ２による画像を取得した際には、当該画像（２５６階調の２値画像）は、図示はしないが、認識マーク５１の傾斜面５５が最も明るく映し出され、その他の傾斜面５２，５３，５４は暗く映し出される。さらに、少なくとも、リブ５６の側面は暗く映し出されることから、認識マーク５１の傾斜面５５が明確に映し出されることになる。
【００５４】
以上詳細に説明したように、本実施の形態のＩＧＢＴモジュールの画像検知構造及び画像検知方式は、図９に示すように、ＩＧＢＴモジュール１１のハウジング１２の認識マーク５１において４つの傾斜面５２，５３，５４，５５が設けられたものである。この点、認識マーク５１の傾斜面５２は、ＩＧＢＴモジュール１１のセッティング向きが図１７（ａ）に示す場合において、当該傾斜面５２で反射した光をＣＣＤカメラ２の視野内に入らせるように設けられている。また、認識マーク５１の傾斜面５３は、ＩＧＢＴモジュール１１のセッティング向きが図１７（ｂ）に示す場合において、当該傾斜面５３で反射した光をＣＣＤカメラ２の視野内に入らせるように設けられている。また、認識マーク５１の傾斜面５４は、ＩＧＢＴモジュール１１のセッティング向きが図１７（ｃ）に示す場合において、当該傾斜面５４で反射した光をＣＣＤカメラ２の視野内に入らせるように設けられている。また、認識マーク５１の傾斜面５５は、ＩＧＢＴモジュール１１のセッティング向きが図１７（ｄ）に示す場合において、当該傾斜面５５で反射した光をＣＣＤカメラ２の視野内に入らせるように設けられている。従って、不図示のボンディング装置にセッティングされたＩＧＢＴモジュール１１が光源１で照射されると、認識マーク５１の傾斜面５２，５３，５４，５５のいずれかで反射した光が、ＣＣＤカメラ２の視野内に入り、ＣＣＤカメラ２で取得された画像に最も明るく映し出されることになる（図１０参照）。
【００５５】
すなわち、本実施の形態のＩＧＢＴモジュールの画像検知構造及び画像検知方式では、不図示のボンディング装置にセッティングされたＩＧＢＴモジュール１１が光源１で照射されると、認識マーク５１の傾斜面５２，５３，５４，５５のいずれかで反射した光が、ＣＣＤカメラ２の視野内に入り、ＣＣＤカメラ２で取得された画像に最も明るく映し出されるので（図１０参照）、コントラストの強い画像において認識マーク５１の傾斜面５２，５３，５４，５５のいずれか（図１０では、認識マーク５１の傾斜面５２）を認識することができる。よって、認識不能や誤認識を防止できるので、ＩＧＢＴモジュール１１のハウジング１２に設けられた認識マーク５１で反射した光をＣＣＤカメラ２の画像に積極的に映し出させることにより、ＣＣＤカメラ２の画像における認識の精度を向上させたものと言うことができる。
【００５６】
また、本実施の形態のＩＧＢＴモジュールの画像検知構造及び画像検知方式では、４つの傾斜面５２，５３，５４，５５が認識マーク５１に設けられており、さらに、ＩＧＢＴモジュール１１のセッティング向きが図１７（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）のいずれかに変更されても、各傾斜面５２，５３，５４，５５のうち少なくとも一つで反射した光がＣＣＤカメラ２の視野内に入るようにしている。従って、ＩＧＢＴモジュール１１のハウジング１２の形状に合わせて、不図示のボンディング装置におけるＩＧＢＴモジュール１１のセッティング向きが変更されても、各傾斜面５２，５３，５４，５５のうち少なくとも一つで反射した光が、ＣＣＤカメラ２で取得された画像に最も明るく映し出されるので（図１０では、認識マーク５１の傾斜面５２）、ＩＧＢＴモジュール１１の位置を検知することができる。
【００５７】
さらに、本実施の形態のＩＧＢＴモジュールの画像検知構造及び画像検知方式では、不図示のボンディング装置におけるＩＧＢＴモジュール１１のセッティング向きが図１７（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）のいずれであっても画像にその側面が暗部として映し出されるとともに各傾斜面５２，５３，５４，５５を区画するリブ５６を、認識マーク５１に設けている。従って、ＩＧＢＴモジュール１１のハウジング１２の形状に合わせて、不図示のボンディング装置におけるＩＧＢＴモジュール１１のセッティング向きが図１７（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）のいずれに変更されても、各傾斜面５２，５３，５４，５５のうち少なくとも一つで反射した光が、ＣＣＤカメラ２で取得された画像に最も明るく映し出される（図１０では、認識マーク５１の傾斜面５２）一方で、当該傾斜面５２，５３，５４，５５（図１０では、認識マーク５１の傾斜面５２）を区画するリブ５６の側面が画像に暗部として映し出されるので、コントラストのより強い画像において認識マーク５１の傾斜面５２，５３，５４，５５（図１０では、認識マーク５１の傾斜面５２）を認識することができる。
【００５８】
尚、本発明は上記実施の形態に限定されるものでなく、その趣旨を逸脱しない範囲で様々な変更が可能である。
例えば、本実施の形態のＩＧＢＴモジュールの画像検知構造及び画像検知方式では、図１に示すように、認識マーク３１の傾斜面３２は、認識マーク３１の上面の全面に形成されていたが、この点、認識マーク３１の上面の一部に一又は複数が形成されていてもよい。また、認識マーク３１の傾斜面３２は、平面状にあるが、この点、傾斜面３２で反射した光がＣＣＤカメラ２の視野内に入るのであれば、曲面状にあってもよい。さらに、認識マーク３１は、凸部の形状をなしているが、この点、傾斜面で反射した光がＣＣＤカメラ２の視野内に入るのであれば、当該傾斜面を有した凹部の形状をなしたものであってもよい。
【００５９】
また、本実施の形態のＩＧＢＴモジュールの画像検知構造及び画像検知方式では、認識マーク４１のリブ４６（図５参照）及び認識マーク５１のリブ５６（図９参照）は、いずれも、凸状であったが、溝状にしてもよい。もっとも、これらのリブ４６，５６を溝状にした場合であっても、ＩＧＢＴモジュール１１のセッティング向きが図１７（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）のいずれかにあれば、光源１から認識マーク４１，５１への入射光のうち、これらの溝状のリブ４６，５６で反射したものについては、ＣＣＤカメラ２の視野内に入らない反射光となるようにする。
【００６０】
また、本実施の形態のＩＧＢＴモジュールの画像検知構造及び画像検知方式では、図５に示すように、認識マーク４１は、４つの傾斜面４２，４３，４４，４５を有しており、また、図９に示すように、認識マーク５１は、４つの傾斜面５２，５３，５４，５５を有しているが、この点、ＩＧＢＴモジュール１１のセッティング向きが図１７（ａ），（ｃ）のいずれかである場合には、図１４に示すように、リブ１０４で区画された２つの傾斜面１０２，１０３を有する認識マーク１０１であってもよい。このとき、認識マーク１０１の傾斜面１０２は、ＩＧＢＴモジュール１１のセッティング向きが図１７（ａ）に示す場合において、当該傾斜面１０２で反射した光をＣＣＤカメラ２の視野内に入らせるように設けられる。また、認識マーク１０１の傾斜面１０３は、ＩＧＢＴモジュール１１のセッティング向きが図１７（ｃ）に示す場合において、当該傾斜面１０３で反射した光をＣＣＤカメラ２の視野内に入らせるように設けられる。さらに、認識マーク１０１のリブ１０４は、ＩＧＢＴモジュール１１のセッティング向きが図１７（ａ），（ｃ）のいずれであっても、光源１から認識マーク１０１への入射光のうち、少なくとも、リブ１０４の側面で反射したものについては、ＣＣＤカメラ２の視野内に入らない反射光となるように、認識マーク１０１に設けられる。
【００６１】
従って、ＩＧＢＴモジュール１１のセッティング向きの数に合わせて、認識マークの傾斜面の数を決定すれば、不図示のボンディング装置におけるＩＧＢＴモジュール１１のセッティング向きが変更されても、ＩＧＢＴモジュール１１の位置を検知することが可能となる。
【００６２】
また、本実施の形態のＩＧＢＴモジュールの画像検知構造及び画像検知方式では、図５に示すように、認識マーク４１は、４つの傾斜面４２，４３，４４，４５を有しており、また、図９に示すように、認識マーク５１は、４つの傾斜面５２，５３，５４，５５を有しているが、この点、４つの傾斜面を有するものとしては、その他に、図１１に示す認識マーク６１や、図１２に示す認識マーク７１、図１３に示す認識マーク８１などがある。
【００６３】
図１１に示す認識マーク６１は、四角錐状の４つの傾斜面６２，６３，６４，６５を有しており、各傾斜面６２，６３，６４，６５の特性は、認識マーク４１，５１の場合と同様である。また、各傾斜面６２，６３，６４，６５が交わる稜線には、凸状のリブ６６が一体的に設けられており、凸状のリブ６６の特性は、認識マーク４１，５１の場合と同様である。
【００６４】
また、図１２に示す認識マーク７１は、四角錐状の４つの傾斜面７２，…，７４，…を有しており、各傾斜面７２，…，７４，…の特性は、認識マーク４１，５１と同様である。また、４つの傾斜面７２，…，７４，…が交わる頂点には、各傾斜面７２，…，７４，…の方向に突出する平面部７７が設けられている。尚、図１２では、４つの傾斜面７２，…，７４，…のうち二つの傾斜面は、斜視図の視点の関係上、表示されていない。
【００６５】
また、図１３に示す認識マーク８１は、４つの傾斜面８２，８３，８４，８５を有しており、各傾斜面８２，８３，８４，８５の特性は、認識マーク４１，５１と同様であるが、曲面状にある。また、各傾斜面８２，８３，８４，８５が交わる稜線には、凸状のリブ８６が一体的に設けられており、凸状のリブ８６の特性は、認識マーク４１，５１の場合と同様である。尚、図１３に示す認識マーク８１は、全体的に凹状の形状である。
【００６６】
また、本実施の形態のＩＧＢＴモジュールの画像検知構造及び画像検知方式では、例えば、図１に示すように、ＩＧＢＴモジュール１１のハウジング１２に認識マーク３１を設けていたが、その他のハウジングや、基板、素子などに認識マークを設けてもよい。
【００６７】
また、本実施の形態のＩＧＢＴモジュールの画像検知方法については、以下のパワーモジュールの画像検知方式として捉えることもできる。すなわち、
請求項５に記載するパワーモジュールの画像検知方式であって、
複数の傾斜面が前記認識マークに設けられた場合には、前記パワーモジュールの設置向きが変更されても、各傾斜面のうち少なくとも一つで反射した光が前記ＣＣＤカメラの視野内に入ること、を特徴とするパワーモジュールの画像検知方式（その１）。」である。
【００６８】
さらに、「上記パワーモジュールの画像検知方式（その１）であって、
前記パワーモジュールの設置向きに関係なく前記画像に暗部として映し出されるとともに各傾斜面を区画する境界部を、前記認識マークに設けたこと、を特徴とするパワーモジュールの画像検知方式。」である。
【００６９】
【発明の効果】
本発明の画像検知構造では、ハウジングや、基板、素子が光源で照射されると、認識マークの傾斜面で反射した光が、ＣＣＤカメラの視野内に入り、ＣＣＤカメラで取得された画像に最も明るく映し出されるので、コントラストの強い画像において認識マークの傾斜面を認識することができ、もって、認識不能や誤認識を防止できるので、ハウジングや、基板、素子のハウジングに設けられた認識マークで反射する光をＣＣＤカメラの画像に積極的に映し出させることにより、ＣＣＤカメラの画像における認識の精度を向上させたものと言うことができる。
【００７０】
また、本発明のパワーモジュールの画像検知構造において、複数の傾斜面が認識マークに設けられた場合には、パワーモジュールの設置向きが変更されても、各傾斜面のうち少なくとも一つで反射した光がＣＣＤカメラの視野内に入るようにすると、パワーモジュールのハウジングの形状に合わせて、パワーモジュールの設置向きが変更されても、各傾斜面のうち少なくとも一つで反射した光が、ＣＣＤカメラで取得された画像に最も明るく映し出されるので、パワーモジュールの位置を検知することができる。
【００７１】
さらに、本発明のパワーモジュールの画像検知構造において、パワーモジュールの設置向きに関係なく画像に暗部として映し出されるとともに各傾斜面を区画する境界部を、認識マークに設けると、パワーモジュールのハウジングの形状に合わせて、パワーモジュールの設置向きが変更されても、ＣＣＤカメラの視野内に入る光を反射させた傾斜面が最も明るく画像に映し出される一方で、当該傾斜面を区画する境界部が画像に暗部として映し出されるので、コントラストのより強い画像において認識マークの傾斜面を認識することができる。
【００７２】
また、本発明のパワーモジュールの画像検知方式では、パワーモジュールのハウジングが光源で照射されると、認識マークの傾斜面で反射した光が、ＣＣＤカメラの視野内に入り、ＣＣＤカメラで取得された画像に最も明るく映し出されるので、コントラストの強い画像において認識マークの傾斜面を認識することができ、もって、認識不能や誤認識を防止できるので、パワーモジュールのハウジングに設けられた認識マークで反射する光をＣＣＤカメラの画像に積極的に映し出させることにより、ＣＣＤカメラの画像における認識の精度を向上させたものと言うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態によるＩＧＢＴモジュールの画像検知構造の概要を示した図である。
【図２】本発明の一実施形態によるＩＧＢＴモジュールの画像検知構造（図１に示すもの）に関し、光源から認識マークの傾斜面への入射光の入射角度を示した図である。
【図３】本発明の一実施形態によるＩＧＢＴモジュールの画像検知構造（図１に示すもの）に関し、認識マークの傾斜面の傾斜角度を定義した図である。
【図４】本発明の一実施形態によるＩＧＢＴモジュールの画像検知構造（図１に示すもの）に関し、認識マークの傾斜面の傾斜角度とパターン認識（画像処理）における認識度の関係について示した図である。
【図５】本発明の一実施形態によるＩＧＢＴモジュールの画像検知構造の概要を示した斜視図である。
【図６】本発明の一実施形態によるＩＧＢＴモジュールの画像検知構造（図５に示すもの）に関し、ＩＧＢＴモジュールの設置向きが図１７（ａ）に示す場合において、ＣＣＤカメラにより取得した画像（２５６階調の２値画像）を示す図である。
【図７】本発明の一実施形態によるＩＧＢＴモジュールの画像検知構造（図５に示すもの）に関し、認識マークの傾斜面のリブを無くしたものの概要を示す斜視図である。
【図８】本発明の一実施形態によるＩＧＢＴモジュールの画像検知構造（図５と図７に示すもの）に関し、認識マークの傾斜面のリブの有無とパターン認識（画像処理）における認識度の関係について示した図である。
【図９】本発明の一実施形態によるＩＧＢＴモジュールの画像検知構造の概要を示した斜視図である。
【図１０】本発明の一実施形態によるＩＧＢＴモジュールの画像検知構造（図９に示すもの）に関し、ＩＧＢＴモジュールの設置向きが図１７（ａ）に示す場合において、ＣＣＤカメラにより取得した画像（２５６階調の２値画像）を示す図である。
【図１１】本発明の一実施形態によるＩＧＢＴモジュールの画像検知構造の概要を示した斜視図である。
【図１２】本発明の一実施形態によるＩＧＢＴモジュールの画像検知構造の概要を示した斜視図である。
【図１３】本発明の一実施形態によるＩＧＢＴモジュールの画像検知構造の概要を示した斜視図である。
【図１４】本発明の一実施形態によるＩＧＢＴモジュールの画像検知構造の概要を示した斜視図である。
【図１５】本発明の一実施形態によるＩＧＢＴモジュールの画像検知構造を使用した検知システムの概要を示した図である。
【図１６】ＩＧＢＴモジュールのワイヤボンディングの概要を示した図である。
【図１７】本発明の一実施形態によるＩＧＢＴモジュールの画像検知構造に関し、ボンディング装置に設置されるＩＧＢＴモジュールの向きを示した図である。
【図１８】従来技術のパワーモジュールの画像検知構造を使用した検知システムの概要を示した図である。
【図１９】（ａ）は、従来技術のパワーモジュールの画像検知構造の一例を示した平面図である。
（ｂ）は、従来技術のパワーモジュールの画像検知構造の一例を示した断面図であって、当該（ａ）の線Ａ−Ａで切断したものである。
【符号の説明】
１光源
２ＣＣＤカメラ
１１ＩＧＢＴモジュール
１２ハウジング
２１，３１，４１，５１認識マーク
３２，４２〜４５，５２〜５５傾斜面
４６，５６リブ[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an image detection structure and an image detection method, and more particularly, to an image detection structure and an image detection method of a power module suitable for detecting a position of a power module in a wire bonding process of a power (semiconductor element) module.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, in a wire bonding process of a power module, the position of an element, a housing, and the like to be bonded differs for each work, so that it is necessary to obtain position information of the work every time bonding is performed.
[0003]
Therefore, for example, as shown in FIG. 18, the light source 201 illuminates the power module 211 to acquire an image (256-level binary image) by the CCD camera 202, and a pair of the power module 211 provided on the housing 212 of the power module 211. The position of the power module 211 is detected by performing pattern recognition (image processing) on the recognition mark 221. Then, based on the position of the power module 211, wires are bonded to the elements 213 and 214 of the power module 211 by a bond head (not shown).
[0004]
In this regard, each recognition mark 221 provided on the housing 212 of the power module 211 has a structure in which a pin 223 is provided at the center of the hole 222 as shown in FIGS. 19 (a) and 19 (b). is there. Therefore, in the image acquired by the CCD camera 202, the hole 222 of each recognition mark 221 becomes a dark portion, and the periphery of the pin 223 and the hole 222 of each recognition mark 221 becomes a bright portion. 221 can be identified.
[0005]
In addition, as the structure of each recognition mark 221, for example, there is a structure described in a known document listed below (for example, see Patent Documents 1 and 2). However, when the housing 212 is a resin molded product, the concave recognition marks shown in Patent Documents 1 and 2 require a chamfer R instead of a pin edge as shown in the drawing (avoidance of underfilling, etc.). There is a problem that the periphery of the hole is blurred in the image, and the recognition accuracy is poor. In addition, when the incident optical axis from the light source and the reflected optical axis to the CCD camera have an angle, the recognition accuracy of the concave recognition mark is further deteriorated, and the contrast cannot be obtained.
[0006]
[Patent Document 1]
JP-A-2002-299551 (page 5, FIG. 3)
[Patent Document 2]
JP-A-2002-134552 (page 2, FIG. 2)
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
In addition, since the light source 201 and the CCD camera 202 are fixed to a bonding device (not shown) and an optimum illumination environment cannot be constructed for each power module 211, the light source 201 and the CCD camera 202 are acquired by the CCD camera 202 due to factors such as irregular reflection. In some cases, the contrast of the image is low. In this case, pattern recognition becomes impossible or erroneous recognition occurs.
[0008]
In view of the above, the present invention has been made in view of the above-described point, and the light reflected by the recognition mark provided on the housing of the power module is positively projected on the image of the CCD camera, thereby enabling the image of the CCD camera to be displayed. It is an object of the present invention to provide an image detection structure and an image detection method of a power module in which the recognition accuracy in the power module is improved.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
The invention according to claim 1 made in order to solve this problem obtains an image of a CCD camera by illuminating a recognition mark provided on a housing, a substrate, and an element with a light source, and obtains an image of the CCD camera by recognizing the image. An image detection structure for detecting positions of the housing, the substrate, and the element, wherein one or a plurality of inclined surfaces that allow light reflected by the recognition mark to enter a field of view of the CCD camera; , Is characterized in that.
[0010]
The image detecting structure of the present invention having such a feature is provided with one or a plurality of inclined surfaces in the housing, the substrate, and the recognition mark of the element. In this regard, the inclined surface of the recognition mark is provided so that the light reflected by the inclined surface can enter the field of view of the CCD camera. Therefore, when the housing, the substrate, and the element are illuminated by the light source, the light reflected on the inclined surface of the recognition mark enters the field of view of the CCD camera, and appears brightest in the image acquired by the CCD camera. .
[0011]
Note that the inclined surface may be linear or curved, may be concave or convex, and may be on the entire surface or a part of the recognition mark.
[0012]
That is, in the image detection structure of the present invention, when the housing, the substrate, and the element are irradiated with the light source, the light reflected on the inclined surface of the recognition mark enters the field of view of the CCD camera, and the image acquired by the CCD camera is obtained. Since the image is projected most brightly, it is possible to recognize the inclined surface of the recognition mark in an image having a strong contrast, thereby preventing unrecognizable or erroneous recognition. Therefore, the recognition mark provided on the housing, the substrate, or the housing of the element. It can be said that the accuracy of recognition in the image of the CCD camera has been improved by positively reflecting the light reflected by the image on the image of the CCD camera.
[0013]
The invention according to claim 2 is the image detection structure for a power module according to claim 1, wherein the recognition mark in the image detection structure is provided on a housing of the power module to detect a position of the power module.
[0014]
In the image detection structure of the present invention, the housing on which the recognition mark is provided is, for example, a housing of a power module. In this case, the position of the power module can be detected.
[0015]
Further, in the invention according to claim 3, when the plurality of inclined surfaces are provided on the recognition mark, even if the installation direction of the power module is changed, the light is reflected on at least one of the inclined surfaces. Light enters the field of view of the CCD camera.
[0016]
That is, in the image detection structure of the power module of the present invention, when a plurality of inclined surfaces are provided in the recognition mark, even if the installation direction of the power module is changed, at least one of the inclined surfaces reflects light. The light reflected by at least one of the inclined surfaces is reflected by the CCD camera even if the installation direction of the power module is changed in accordance with the shape of the housing of the power module. Since the image is displayed brightest in the image acquired by the camera, the position of the power module can be detected.
[0017]
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided the image detection structure for a power module according to the second or third aspect, wherein the image is projected as a dark portion on the image regardless of the installation direction of the power module, and each of the inclined surfaces is displayed. Is provided on the recognition mark.
[0018]
That is, in the image detection structure of the power module of the present invention, when the recognition mark is provided with a boundary portion which is projected on the image as a dark portion regardless of the installation direction of the power module and which divides each inclined surface, the shape of the housing of the power module is obtained. Accordingly, even if the installation direction of the power module is changed, the inclined surface that reflects light entering the field of view of the CCD camera is displayed brightest in the image, while the boundary that defines the inclined surface is included in the image. Since the image is displayed as a dark portion, the inclined surface of the recognition mark can be recognized in an image having higher contrast.
[0019]
In addition, as long as the boundary of the inclined surface can be displayed on the image with a strong contrast, a part of the boundary may be displayed as a dark part on the image. The shape of the boundary portion includes, for example, a convex shape and a groove.
[0020]
Further, the invention according to claim 5 is characterized in that the light from the illumination applied to the recognition mark provided on the housing of the power module is reflected on the recognition mark, and then enters the CCD camera, so that the power module is An image detection method of a power module for recognizing a position, wherein light reflected on one or a plurality of inclined surfaces of the recognition mark enters a field of view of the CCD camera.
[0021]
That is, in the image detection method of the power module of the present invention, when the housing of the power module is irradiated with the light source, the light reflected on the inclined surface of the recognition mark enters the field of view of the CCD camera and is acquired by the CCD camera. Since the image is displayed brightest in the image, the inclined surface of the recognition mark can be recognized in an image having a strong contrast, thereby preventing recognition or erroneous recognition. Therefore, the image is reflected by the recognition mark provided on the housing of the power module. By positively reflecting light on the image of the CCD camera, it can be said that the accuracy of recognition in the image of the CCD camera has been improved.
[0022]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment in which an image detection structure and an image detection method of a power module according to the present invention are applied to an IGBT module mounted on a hybrid vehicle or the like will be described with reference to the drawings. As described in the section of the related art described above, as an example of a power module, for example, in a wire bonding process of an IGBT module, the position of an element to be bonded, a housing, or the like differs for each work. In this regard, the image detection structure and the image detection method of the IGBT module according to the present embodiment are used in this case.
[0023]
That is, in the wire bonding step of the IGBT module, as shown in FIG. 15, the IGBT module 11 is illuminated by the light source 1 such as an LED or a fluorescent lamp to acquire an image (a binary image of 256 gradations) by the CCD camera 2. The position of the IGBT module 11 is detected by performing pattern recognition (image processing) on the pair of recognition marks 21 provided on the housing 12 of the IGBT module 11. Then, based on the position of the IGBT module 11, wires are bonded to the elements 13, 14 and the like of the IGBT module 11 by the bond head 3 as shown in FIG.
The light source 1, the CCD camera 2, and the bond head 3 are fixed to a bonding device (not shown).
[0024]
At this time, as the pair of recognition marks 21 provided on the housing 12 of the IGBT module 11, for example, a recognition mark 31 as shown in FIG. 1 is used. In this regard, the recognition mark 31 has a shape of a convex having an inclined surface 32. Further, the inclined surface 32 is provided so that the incident light H1 from the light source 1 to the recognition mark 31 is reflected by the inclined surface 32 and becomes the reflected light H2 entering the visual field of the CCD camera 2 from the inclined surface 32. It is provided in.
[0025]
Therefore, when the IGBT module 11 is illuminated by the light source 1 and the image obtained by the CCD camera 2 is acquired, the inclined surface 32 of the recognition mark 31 is displayed brightest in the image (a 256-level binary image). become.
[0026]
Here, the relationship between the angle of inclination of the inclined surface 32 of the recognition mark 31 and the degree of recognition in pattern recognition (image processing) will be described. First, as shown in FIG. 3, the inclination angle of the inclined surface 32 of the recognition mark 31 is set to “β”. Then, one in which the inclination angle β of the inclined surface 32 is in three values (about 0 degrees, about 5.4 degrees, and about 9.5 degrees) is prepared, and pattern recognition (image processing) is repeatedly performed for each of them. Was.
[0027]
As a result, as shown in FIG. 4, the degree of recognition of the case where the inclination angle β of the inclined surface 32 is about 0 degrees was within the range of about 940 to about 800 (arbitrary unit). In addition, the recognition degree of the inclined surface 32 having the inclination angle β of about 5.4 degrees was within the range of about 983 to about 897 (arbitrary unit). In addition, the degree of recognition of the inclination angle β of the inclined surface 32 being about 9.5 degrees was within the range of about 940 to about 800 (arbitrary unit).
[0028]
Therefore, according to FIG. 4, since the range of the degree of recognition is the highest when the inclination angle β of the inclined surface 32 is about 5.4 degrees, the range in which the inclination angle β of the inclined surface 32 is good can be recognized. Is about 5.4 degrees. Therefore, if it is assumed that the recognition is good when the recognition degree is about 840 (arbitrary unit) or more, the good recognition range of the inclination angle β of the inclined surface 32 is about 2.4 degrees to about 8.4 degrees. It becomes.
[0029]
However, the range in which the inclination angle β of the inclined surface 32 can be well recognized is, as shown in FIG. 2, the angles α ′ to α ″ which are the relative relationship between the CCD camera 2, the inclined surface 32, and the light source 1. Here, the angles α ′ to α ″ were approximately 20 degrees to approximately 30 degrees.
[0030]
As described above in detail, in the image detection structure and the image detection method of the IGBT module according to the present embodiment, as shown in FIG. 1, one inclined surface 32 is provided in the recognition mark 31 of the housing 12 of the IGBT module 11. It was done. In this regard, the inclined surface 32 of the recognition mark 31 is provided so that the reflected light H2 of the inclined surface 32 enters the field of view of the CCD camera 2. Therefore, when the IGBT module 11 is illuminated by the light source 1, the reflected light H2 of the inclined surface 32 of the recognition mark 31 enters the field of view of the CCD camera 2 and appears brightest in the image obtained by the CCD camera 2. become.
[0031]
That is, in the image detection structure and the image detection method of the IGBT module according to the present embodiment, when the IGBT module 11 is illuminated by the light source 1, the reflected light H2 of the inclined surface 32 of the recognition mark 31 falls within the visual field of the CCD camera 2. And the image is displayed brightest in the image obtained by the CCD camera 2, so that the inclined surface 32 of the recognition mark 31 can be recognized in an image having a high contrast. Therefore, the unrecognizable or erroneous recognition can be prevented, and the reflected light H2 of the recognition mark 31 provided on the housing 12 of the IGBT module 11 is positively reflected on the image of the CCD camera 2 so that the image of the CCD camera 2 It can be said that the recognition accuracy is improved.
[0032]
Further, unlike the recognition mark 221 (see FIG. 19) described in the section of the prior art, since the thin cylindrical pin 223 (see FIG. 19) is not necessary, the resin molding of the housing 12 (of the recognition mark 31) is unnecessary. There is no problem such as insufficient filling.
[0033]
Next, as the pair of recognition marks 21 provided on the housing 12 of the IGBT module 11, for example, a recognition mark 41 as shown in FIG. 5 is used. In this regard, the recognition mark 41 has a circular bottom surface and four inclined surfaces 42, 43, 44, and 45. However, the inclined surface 45 is not shown in FIG. 5 (see FIG. 6 described later). Further, a convex rib 46 is integrally provided on a ridge line where the four inclined surfaces 42, 43, 44, 45 intersect.
[0034]
The (inclined angle) of the inclined surface 42 of the recognition mark 41 is the light reflected from the inclined surface 42 of the light incident on the recognition mark 41 from the light source 1, and the setting direction of the IGBT module 11 is as shown in FIG. Only in the case shown, the recognition mark 41 is provided so that the reflected light enters the field of view of the CCD camera 2 from the inclined surface 42. In addition, the inclined surface 43 of the recognition mark 41 (the inclination angle of the light) reflected from the inclined surface 43 of the light incident on the recognition mark 41 from the light source 1 has the setting direction of the IGBT module 11 shown in FIG. Only in the case shown, the recognition mark 41 is provided so that the reflected light enters the field of view of the CCD camera 2 from the inclined surface 43. The inclination angle of the inclined surface 44 of the recognition mark 41 is the light reflected from the inclined surface 44 of the light incident on the recognition mark 41 from the light source 1, and the setting direction of the IGBT module 11 is as shown in FIG. Only in the case shown, the recognition mark 41 is provided so that the reflected light enters the field of view of the CCD camera 2 from the inclined surface 44. The inclination angle of the inclined surface 45 of the recognition mark 41 is shown in FIG. 17D when the setting direction of the IGBT module 11 is such that the light incident on the recognition mark 41 from the light source 1 is reflected by the inclined surface 45. Only in the case shown, the recognition mark 41 is provided so that the reflected light enters the visual field of the CCD camera 2 from the inclined surface 45.
[0035]
Further, the rib 46 of the recognition mark 41 is incident on the recognition mark 41 from the light source 1 regardless of the setting direction of the IGBT module 11 in any of FIGS. 17 (a), (b), (c) and (d). Of the light, at least the light reflected on the side surface of the rib 46 is provided on the recognition mark 41 so as to be a reflected light that does not enter the field of view of the CCD camera 2.
[0036]
Accordingly, when the setting direction of the IGBT module 11 is as shown in FIG. 17A, when the IGBT module 11 is illuminated by the light source 1 and an image is acquired by the CCD camera 2, the image (256 gradation binary) is obtained. Image) is as shown in FIG. That is, in FIG. 6, the inclined surface 42 of the recognition mark 41 is displayed brightest, and the other inclined surfaces 43, 44, and 45 are displayed dark. Further, at least the side surface of the rib 46 is darkly projected, so that the inclined surface 42 of the recognition mark 41 is clearly projected.
[0037]
In the case where the setting direction of the IGBT module 11 is as shown in FIG. 17B, when the IGBT module 11 is illuminated by the light source 1 and an image is acquired by the CCD camera 2, the image (256 gradation binary) is obtained. In the image (not shown), the inclined surface 43 of the recognition mark 41 appears brightest, while the other inclined surfaces 42, 44, and 45 appear darker, though not shown. Further, at least the side surface of the rib 46 is darkly projected, so that the inclined surface 43 of the recognition mark 41 is clearly projected.
[0038]
When the setting direction of the IGBT module 11 is as shown in FIG. 17C, when the IGBT module 11 is illuminated by the light source 1 and an image is acquired by the CCD camera 2, the image (256 gradation binary) is obtained. In the image (not shown), the inclined surface 44 of the recognition mark 41 appears brightest, and the other inclined surfaces 42, 43, and 45 appear dark, although not shown. Furthermore, since at least the side surface of the rib 46 is darkly projected, the inclined surface 44 of the recognition mark 41 is clearly projected.
[0039]
In the case where the setting direction of the IGBT module 11 is as shown in FIG. 17D, when the IGBT module 11 is illuminated by the light source 1 and an image is obtained by the CCD camera 2, the image (binary of 256 gradations) is obtained. Although not shown in the figure, the inclined surface 45 of the recognition mark 41 is displayed brightest, and the other inclined surfaces 42, 43, and 44 are darkened. Furthermore, since at least the side surface of the rib 46 is darkly projected, the inclined surface 45 of the recognition mark 41 is clearly projected.
[0040]
Note that there are four types of setting directions of the IGBT module 11 shown in FIGS. 17A, 17B, 17C, and 17D because the housing 12 of the IGBT module 11 has a square shape. This is because, in a bonding apparatus (not shown), there are four directions in which the IGBT module 11 is set, as shown in FIGS. 17 (a), (b), (c) and (d). 17A, 17B, 17C, and 17D, the recognition mark 21 corresponds to the recognition mark 41. These points are the same for a recognition mark 51 (see FIG. 9) described later.
[0041]
Here, the relationship between the presence or absence of the rib 46 of the recognition mark 41 and the degree of recognition in pattern recognition (image processing) will be described. First, as shown in FIG. 7, a recognition mark 91 obtained by removing the rib 46 from the recognition mark 41 is prepared. Therefore, the inclined surfaces 92, 93, 94, and 95 of the recognition mark 91 correspond to the inclined surfaces 42, 43, 44, and 45 of the recognition mark 41, respectively. Then, pattern recognition (image processing) was repeatedly performed for each of the recognition marks 41 and 91.
[0042]
As a result, as shown in FIG. 8, the recognition degree of the recognition mark 41 was within a range of about 990 to about 900 (arbitrary unit). On the other hand, the recognition degree of the recognition mark 91 fell within a range of about 880 to about 610 (arbitrary unit). According to FIG. 8, it can be seen that the recognition degree of the recognition mark 41 is higher and the variation is smaller than the recognition degree of the recognition mark 91. This is because the presence of the ribs 46 on the recognition mark 41 causes the inclined surfaces 42, 43, 44, and 45 of the recognition mark 41 to be displayed with high contrast. Therefore, if the recognition mark 41 is used, the reliability of pattern recognition (image processing) is very high because the degree of recognition is high, and the variation in the degree of recognition is small, so that pattern recognition (image processing) Is easy to set.
[0043]
As described above in detail, the image detection structure and the image detection method of the IGBT module according to the present embodiment include four inclined surfaces 42 and 43 in the recognition mark 41 of the housing 12 of the IGBT module 11 as shown in FIG. , 44, 45 are provided. In this regard, the inclined surface 42 of the recognition mark 41 is provided so that the light reflected by the inclined surface 42 enters the field of view of the CCD camera 2 when the setting direction of the IGBT module 11 is as shown in FIG. Have been. Further, the inclined surface 43 of the recognition mark 41 is provided so that the light reflected by the inclined surface 43 enters the field of view of the CCD camera 2 when the setting direction of the IGBT module 11 is as shown in FIG. ing. Further, the inclined surface 44 of the recognition mark 41 is provided so that the light reflected by the inclined surface 44 enters the field of view of the CCD camera 2 when the setting direction of the IGBT module 11 is as shown in FIG. ing. Further, the inclined surface 45 of the recognition mark 41 is provided so that the light reflected by the inclined surface 45 enters the field of view of the CCD camera 2 when the setting direction of the IGBT module 11 is as shown in FIG. ing. Therefore, when the IGBT module 11 set in a bonding device (not shown) is irradiated with the light source 1, the light reflected on any one of the inclined surfaces 42, 43, 44, and 45 of the recognition mark 41 reflects the visual field of the CCD camera 2. And the image is displayed brightest in the image acquired by the CCD camera 2 (see FIG. 6).
[0044]
That is, in the image detection structure and the image detection method of the IGBT module according to the present embodiment, when the IGBT module 11 set in a bonding device (not shown) is irradiated with the light source 1, the inclined surfaces 42, 43, The light reflected by any one of 44 and 45 enters the field of view of the CCD camera 2 and appears brightest in the image acquired by the CCD camera 2 (see FIG. 6). Any of the inclined surfaces 42, 43, 44, and 45 (in FIG. 6, the inclined surface 42 of the recognition mark 41) can be recognized. Therefore, since it is possible to prevent unrecognizable or erroneous recognition, the light reflected by the recognition mark 41 provided on the housing 12 of the IGBT module 11 is positively projected on the image of the CCD camera 2, so that the image of the CCD camera 2 It can be said that the recognition accuracy is improved.
[0045]
In the image detection structure and the image detection method of the IGBT module according to the present embodiment, four inclined surfaces 42, 43, 44, and 45 are provided on the recognition mark 41, and the setting direction of the IGBT module 11 is different. 17 (a), (b), (c), and (d), the light reflected by at least one of the inclined surfaces 42, 43, 44, and 45 reflects the field of view of the CCD camera 2. I try to get inside. Therefore, even if the setting direction of the IGBT module 11 in the bonding device (not shown) is changed in accordance with the shape of the housing 12 of the IGBT module 11, at least one of the inclined surfaces 42, 43, 44, and 45 reflects. Since the light appears brightest on the image acquired by the CCD camera 2 (in FIG. 6, the inclined surface 42 of the recognition mark 41), the position of the IGBT module 11 can be detected.
[0046]
Further, in the image detection structure and the image detection method of the IGBT module according to the present embodiment, the setting direction of the IGBT module 11 in the bonding device (not shown) is set as shown in FIGS. 17 (a), (b), (c), and (d). In any case, the recognition mark 41 is provided with a rib 46 whose side surface is shown as a dark portion in the image and which partitions the inclined surfaces 42, 43, 44, 45. Therefore, according to the shape of the housing 12 of the IGBT module 11, the setting direction of the IGBT module 11 in the bonding device (not shown) is changed to any of FIGS. 17 (a), (b), (c), and (d). Also, the light reflected by at least one of the inclined surfaces 42, 43, 44, and 45 appears brightest in the image acquired by the CCD camera 2 (in FIG. 6, the inclined surface 42 of the recognition mark 41). Then, since the side surface of the rib 46 that partitions the inclined surfaces 42, 43, 44, and 45 (in FIG. 6, the inclined surface 42 of the recognition mark 41) is displayed as a dark portion in the image, the recognition mark 41 is displayed in an image having higher contrast. (In FIG. 6, the inclined surface 42 of the recognition mark 41) can be recognized.
[0047]
Next, as the pair of recognition marks 21 provided on the housing 12 of the IGBT module 11, for example, a recognition mark 51 as shown in FIG. 9 is used. In this regard, the recognition mark 51 has a square bottom surface and four inclined surfaces 52, 53, 54, 55. Further, a convex rib 56 is integrally provided on a ridge line where the four inclined surfaces 52, 53, 54, 55 intersect.
[0048]
The (inclined angle) of the inclined surface 52 of the recognition mark 51 is such that, of the light incident on the recognition mark 51 from the light source 1, the light reflected by the inclined surface 52 has the setting direction of the IGBT module 11 shown in FIG. Only in the case shown, the recognition mark 51 is provided so that the reflected light enters the field of view of the CCD camera 2 from the inclined surface 52. In addition, the inclined surface 53 of the recognition mark 51 (the inclination angle of the light) reflected from the inclined surface 53 of the light incident on the recognition mark 51 from the light source 1 has the setting direction of the IGBT module 11 shown in FIG. Only in the case shown, the recognition mark 51 is provided so that the reflected light enters the field of view of the CCD camera 2 from the inclined surface 53. The inclination angle (the inclination angle) of the recognition mark 51 is such that, of the light incident on the recognition mark 51 from the light source 1, the light reflected by the inclination surface 54 has the setting direction of the IGBT module 11 shown in FIG. Only in the case shown, the recognition mark 51 is provided so that the reflected light enters the field of view of the CCD camera 2 from the inclined surface 54. The inclination angle of the recognition mark 51 is shown in FIG. 17D. The light incident on the recognition mark 51 from the light source 1 and reflected on the slope 55 has a setting direction of the IGBT module 11 shown in FIG. Only in the case shown, the recognition mark 51 is provided so that the reflected light enters the field of view of the CCD camera 2 from the inclined surface 55.
[0049]
Further, the ribs 56 of the recognition mark 51 are incident on the recognition mark 51 from the light source 1 regardless of the setting direction of the IGBT module 11 shown in FIGS. 17 (a), (b), (c) and (d). Of the light, at least the light reflected on the side surface of the rib 56 is provided on the recognition mark 51 so as to be a reflected light that does not enter the field of view of the CCD camera 2.
[0050]
Accordingly, when the setting direction of the IGBT module 11 is as shown in FIG. 17A, when the IGBT module 11 is illuminated by the light source 1 and an image is acquired by the CCD camera 2, the image (256 gradation binary) is obtained. Image) is as shown in FIG. That is, in FIG. 10, the inclined surface 52 of the recognition mark 51 is displayed brightest, and the other inclined surfaces 53, 54, and 55 are displayed dark. Furthermore, since at least the side surface of the rib 56 is projected darkly, the inclined surface 52 of the recognition mark 51 is clearly projected.
[0051]
In the case where the setting direction of the IGBT module 11 is as shown in FIG. 17B, when the IGBT module 11 is illuminated by the light source 1 and an image is acquired by the CCD camera 2, the image (256 gradation binary) is obtained. In the image (not shown), the inclined surface 53 of the recognition mark 51 is displayed brightest, and the other inclined surfaces 52, 54, and 55 are displayed dark. Furthermore, since at least the side surface of the rib 56 is projected darkly, the inclined surface 53 of the recognition mark 51 is clearly projected.
[0052]
When the setting direction of the IGBT module 11 is as shown in FIG. 17C, when the IGBT module 11 is illuminated by the light source 1 and an image is acquired by the CCD camera 2, the image (256 gradation binary) is obtained. Although not shown in the figure, the inclined surface 54 of the recognition mark 51 is displayed brightest, and the other inclined surfaces 52, 53, and 55 are displayed dark. Further, at least the side surface of the rib 56 is darkly projected, so that the inclined surface 54 of the recognition mark 51 is clearly projected.
[0053]
In the case where the setting direction of the IGBT module 11 is as shown in FIG. 17D, when the IGBT module 11 is illuminated by the light source 1 and an image is obtained by the CCD camera 2, the image (binary of 256 gradations) is obtained. Although not shown in the figure, the inclined surface 55 of the recognition mark 51 is projected brightest, and the other inclined surfaces 52, 53, and 54 are projected dark. Further, at least the side surface of the rib 56 is darkly projected, so that the inclined surface 55 of the recognition mark 51 is clearly projected.
[0054]
As described above in detail, the image detection structure and the image detection method of the IGBT module according to the present embodiment include four inclined surfaces 52 and 53 in the recognition mark 51 of the housing 12 of the IGBT module 11 as shown in FIG. , 54 and 55 are provided. In this regard, the inclined surface 52 of the recognition mark 51 is provided so that the light reflected by the inclined surface 52 enters the field of view of the CCD camera 2 when the setting direction of the IGBT module 11 is as shown in FIG. Have been. Also, the inclined surface 53 of the recognition mark 51 is provided so that the light reflected by the inclined surface 53 enters the field of view of the CCD camera 2 when the setting direction of the IGBT module 11 is as shown in FIG. ing. Also, the inclined surface 54 of the recognition mark 51 is provided so that, when the setting direction of the IGBT module 11 is as shown in FIG. ing. Also, the inclined surface 55 of the recognition mark 51 is provided so that the light reflected by the inclined surface 55 enters the field of view of the CCD camera 2 when the setting direction of the IGBT module 11 is as shown in FIG. ing. Therefore, when the IGBT module 11 set in a bonding device (not shown) is irradiated with the light source 1, the light reflected by any of the inclined surfaces 52, 53, 54, 55 of the recognition mark 51 is reflected by the visual field of the CCD camera 2. And the image is displayed brightest in the image acquired by the CCD camera 2 (see FIG. 10).
[0055]
That is, in the image detection structure and the image detection method of the IGBT module according to the present embodiment, when the IGBT module 11 set in the bonding device (not shown) is irradiated with the light source 1, the inclined surfaces 52, 53, The light reflected by one of 54 and 55 enters the field of view of the CCD camera 2 and appears brightest in the image acquired by the CCD camera 2 (see FIG. 10). Any of the inclined surfaces 52, 53, 54, 55 (in FIG. 10, the inclined surface 52 of the recognition mark 51) can be recognized. Therefore, it is possible to prevent unrecognizable or erroneous recognition, so that the light reflected by the recognition mark 51 provided on the housing 12 of the IGBT module 11 is positively projected on the image of the CCD camera 2 so that the image of the CCD camera 2 It can be said that the recognition accuracy is improved.
[0056]
In the image detection structure and the image detection method of the IGBT module according to the present embodiment, four inclined surfaces 52, 53, 54, and 55 are provided on the recognition mark 51, and the setting direction of the IGBT module 11 is different. 17 (a), (b), (c), and (d), the light reflected by at least one of the inclined surfaces 52, 53, 54, and 55 reflects the field of view of the CCD camera 2. I try to get inside. Therefore, even if the setting direction of the IGBT module 11 in the bonding device (not shown) is changed in accordance with the shape of the housing 12 of the IGBT module 11, at least one of the inclined surfaces 52, 53, 54, and 55 reflects light. Since the light appears brightest in the image acquired by the CCD camera 2 (in FIG. 10, the inclined surface 52 of the recognition mark 51), the position of the IGBT module 11 can be detected.
[0057]
Further, in the image detection structure and the image detection method of the IGBT module according to the present embodiment, the setting direction of the IGBT module 11 in the bonding device (not shown) is set as shown in FIGS. 17 (a), (b), (c), and (d). In any case, the recognition mark 51 is provided with a rib 56 whose side surface is shown as a dark portion in the image and which partitions each of the inclined surfaces 52, 53, 54, 55. Therefore, according to the shape of the housing 12 of the IGBT module 11, the setting direction of the IGBT module 11 in the bonding device (not shown) is changed to any of FIGS. 17 (a), (b), (c), and (d). Also, the light reflected by at least one of the inclined surfaces 52, 53, 54, and 55 appears brightest in the image acquired by the CCD camera 2 (in FIG. 10, the inclined surface 52 of the recognition mark 51). Then, since the side surface of the rib 56 that partitions the inclined surfaces 52, 53, 54, 55 (in FIG. 10, the inclined surface 52 of the recognition mark 51) is shown as a dark portion in the image, the recognition mark 51 is displayed in an image having higher contrast. (In FIG. 10, the inclined surface 52 of the recognition mark 51) can be recognized.
[0058]
Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various changes can be made without departing from the gist of the present invention.
For example, in the image detection structure and the image detection method of the IGBT module according to the present embodiment, as illustrated in FIG. 1, the inclined surface 32 of the recognition mark 31 is formed on the entire upper surface of the recognition mark 31. One or a plurality of points may be formed on a part of the upper surface of the recognition mark 31. Further, the inclined surface 32 of the recognition mark 31 has a planar shape. However, at this point, if the light reflected by the inclined surface 32 falls within the field of view of the CCD camera 2, the inclined surface 32 may be curved. Further, the recognition mark 31 has a convex shape, but in this regard, if the light reflected on the inclined surface is within the field of view of the CCD camera 2, it has a concave shape with the inclined surface. May be done.
[0059]
In the image detection structure and the image detection method of the IGBT module according to the present embodiment, the rib 46 of the recognition mark 41 (see FIG. 5) and the rib 56 of the recognition mark 51 (see FIG. 9) are both convex. However, the groove may be used. However, even when these ribs 46 and 56 are formed in a groove shape, if the setting direction of the IGBT module 11 is any of FIGS. 17 (a), (b), (c) and (d), Of the light incident on the recognition marks 41 and 51 from the light source 1, those reflected by these groove-shaped ribs 46 and 56 are reflected light that does not enter the field of view of the CCD camera 2.
[0060]
In the image detection structure and the image detection method of the IGBT module according to the present embodiment, as shown in FIG. 5, the recognition mark 41 has four inclined surfaces 42, 43, 44, and 45. As shown in FIG. 9, the recognition mark 51 has four inclined surfaces 52, 53, 54, and 55. In this regard, the setting direction of the IGBT module 11 is different from that of FIGS. In the case of either one, as shown in FIG. 14, a recognition mark 101 having two inclined surfaces 102 and 103 partitioned by a rib 104 may be used. At this time, the inclined surface 102 of the recognition mark 101 is provided so that the light reflected by the inclined surface 102 enters the visual field of the CCD camera 2 when the setting direction of the IGBT module 11 is as shown in FIG. Can be Also, the inclined surface 103 of the recognition mark 101 is provided so that the light reflected by the inclined surface 103 enters the field of view of the CCD camera 2 when the setting direction of the IGBT module 11 is as shown in FIG. . Furthermore, regardless of the setting direction of the IGBT module 11 in any of FIGS. 17A and 17C, at least the rib 104 of the light from the light source 1 The light reflected on the side surface is provided on the recognition mark 101 so that the reflected light does not enter the field of view of the CCD camera 2.
[0061]
Therefore, if the number of inclined surfaces of the recognition mark is determined in accordance with the number of setting directions of the IGBT module 11, the position of the IGBT module 11 can be changed even if the setting direction of the IGBT module 11 in the bonding apparatus (not shown) is changed. It becomes possible to detect.
[0062]
In the image detection structure and the image detection method of the IGBT module according to the present embodiment, as shown in FIG. 5, the recognition mark 41 has four inclined surfaces 42, 43, 44, and 45. As shown in FIG. 9, the recognition mark 51 has four inclined surfaces 52, 53, 54, and 55. In this regard, the one having four inclined surfaces is shown in FIG. 11. There are a recognition mark 61, a recognition mark 71 shown in FIG. 12, a recognition mark 81 shown in FIG.
[0063]
The recognition mark 61 shown in FIG. 11 has four quadrangular pyramid-shaped inclined surfaces 62, 63, 64, 65. The characteristics of each inclined surface 62, 63, 64, 65 are the same as those of the recognition marks 41, 51. Same as in the case. Further, a convex rib 66 is provided integrally on the ridge line where the inclined surfaces 62, 63, 64, 65 intersect. The characteristics of the convex rib 66 are the same as those of the recognition marks 41, 51. It is.
[0064]
The recognition mark 71 shown in FIG. 12 has four quadrangular pyramid-shaped inclined surfaces 72,..., 74,. Same as 51. Further, a flat portion 77 protruding in the direction of each of the inclined surfaces 72,..., 74,. In FIG. 12, two of the four inclined surfaces 72,..., 74,... Are not displayed due to the perspective view.
[0065]
The recognition mark 81 shown in FIG. 13 has four inclined surfaces 82, 83, 84, and 85. The characteristics of each of the inclined surfaces 82, 83, 84, and 85 are the same as those of the recognition marks 41 and 51. There is, but it is a curved surface. Further, a convex rib 86 is integrally provided on a ridge line where the inclined surfaces 82, 83, 84, 85 intersect, and the characteristics of the convex rib 86 are the same as those of the recognition marks 41 and 51. It is. The recognition mark 81 shown in FIG. 13 has a concave shape as a whole.
[0066]
In the image detection structure and the image detection method of the IGBT module of the present embodiment, for example, as shown in FIG. 1, the recognition mark 31 is provided on the housing 12 of the IGBT module 11, but other housings and substrates , An element or the like may be provided with a recognition mark.
[0067]
Further, the image detection method of the IGBT module according to the present embodiment can be considered as the following image detection method of the power module. That is,
An image detection method for a power module according to claim 5, wherein
When a plurality of inclined surfaces are provided on the recognition mark, even if the installation direction of the power module is changed, light reflected by at least one of the inclined surfaces enters the field of view of the CCD camera. (1) An image detection method for a power module, which is characterized in that: ".
[0068]
Further, the image detection method of the power module (part 1)
An image detection method for a power module, characterized in that a boundary portion which is projected as a dark portion on the image and which divides each inclined surface is provided in the recognition mark regardless of an installation direction of the power module. ".
[0069]
【The invention's effect】
In the image detection structure of the present invention, when the housing, the substrate, and the element are irradiated with the light source, the light reflected on the inclined surface of the recognition mark enters the field of view of the CCD camera and is most likely to be present in the image acquired by the CCD camera. Since the image is projected brightly, the inclined surface of the recognition mark can be recognized in an image having a high contrast, thereby preventing the recognition or erroneous recognition, so that the image is reflected by the recognition mark provided on the housing, the substrate, and the housing of the element. It can be said that the accuracy of recognition in the image of the CCD camera has been improved by positively projecting the generated light in the image of the CCD camera.
[0070]
Further, in the image detection structure of the power module of the present invention, when a plurality of inclined surfaces are provided on the recognition mark, even if the installation direction of the power module is changed, at least one of the inclined surfaces reflects. If the light enters the field of view of the CCD camera, even if the installation direction of the power module is changed according to the shape of the housing of the power module, the light reflected on at least one of the inclined surfaces will be reflected by the CCD camera. Since the image is displayed brightest in the image obtained in step (1), the position of the power module can be detected.
[0071]
Furthermore, in the image detection structure of the power module of the present invention, the boundary which is projected on the image as a dark portion and which divides each inclined surface is provided in the recognition mark regardless of the installation direction of the power module. Accordingly, even if the installation direction of the power module is changed, the inclined surface that reflects light entering the field of view of the CCD camera is displayed brightest in the image, while the boundary that defines the inclined surface is included in the image. Since the image is displayed as a dark portion, the inclined surface of the recognition mark can be recognized in an image having higher contrast.
[0072]
In the image detection method for a power module according to the present invention, when the housing of the power module is illuminated with a light source, the light reflected on the inclined surface of the recognition mark enters the field of view of the CCD camera and is acquired by the CCD camera. Since the image is displayed brightest in the image, the inclined surface of the recognition mark can be recognized in an image having a strong contrast, thereby preventing recognition or erroneous recognition. Therefore, the image is reflected by the recognition mark provided on the housing of the power module. By positively reflecting light on the image of the CCD camera, it can be said that the accuracy of recognition in the image of the CCD camera has been improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram schematically illustrating an image detection structure of an IGBT module according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram illustrating an incident angle of incident light from a light source to an inclined surface of a recognition mark in the image detection structure (shown in FIG. 1) of the IGBT module according to one embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a view defining an inclination angle of an inclined surface of a recognition mark in the image detection structure (shown in FIG. 1) of the IGBT module according to one embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a diagram showing a relationship between an inclination angle of an inclined surface of a recognition mark and a degree of recognition in pattern recognition (image processing) with respect to an image detection structure (shown in FIG. 1) of an IGBT module according to an embodiment of the present invention. It is.
FIG. 5 is a perspective view showing an outline of an image detection structure of the IGBT module according to one embodiment of the present invention.
FIG. 6 relates to an image detection structure (shown in FIG. 5) of the IGBT module according to the embodiment of the present invention, in which the image (256) acquired by the CCD camera when the installation direction of the IGBT module is shown in FIG. FIG.
FIG. 7 is a perspective view showing an outline of an image detection structure (shown in FIG. 5) of the IGBT module according to the embodiment of the present invention in which a rib on an inclined surface of a recognition mark is eliminated.
FIG. 8 relates to the image detection structure of the IGBT module according to one embodiment of the present invention (shown in FIGS. 5 and 7), and the relationship between the presence or absence of ribs on the inclined surface of the recognition mark and the degree of recognition in pattern recognition (image processing). FIG.
FIG. 9 is a perspective view showing an outline of an image detection structure of the IGBT module according to one embodiment of the present invention.
FIG. 10 relates to an image detection structure (shown in FIG. 9) of the IGBT module according to one embodiment of the present invention, in the case where the installation direction of the IGBT module is shown in FIG. FIG.
FIG. 11 is a perspective view showing an outline of an image detection structure of the IGBT module according to one embodiment of the present invention.
FIG. 12 is a perspective view showing an outline of an image detection structure of the IGBT module according to one embodiment of the present invention.
FIG. 13 is a perspective view showing an outline of an image detection structure of the IGBT module according to one embodiment of the present invention.
FIG. 14 is a perspective view showing an outline of an image detection structure of the IGBT module according to one embodiment of the present invention.
FIG. 15 is a diagram illustrating an outline of a detection system using an image detection structure of an IGBT module according to an embodiment of the present invention.
FIG. 16 is a diagram showing an outline of wire bonding of an IGBT module.
FIG. 17 is a view showing the orientation of the IGBT module installed in the bonding apparatus with respect to the image detection structure of the IGBT module according to one embodiment of the present invention.
FIG. 18 is a diagram showing an outline of a detection system using an image detection structure of a power module according to the related art.
FIG. 19A is a plan view showing an example of an image detection structure of a conventional power module.
(B) is a cross-sectional view showing an example of the image detection structure of the power module of the related art, which is cut along the line AA in (a).
[Explanation of symbols]
1 light source
2 CCD camera
11 IGBT module
12 Housing
21,31,41,51 Recognition mark
32,42-45,52-55 Inclined surface
46,56 rib

Claims

An image detection structure that acquires an image of a CCD camera by illuminating a recognition mark provided on a housing, a substrate, or an element with a light source, and detects a position of the housing, the substrate, or the element by recognition in the image. And
An image detection structure, wherein one or a plurality of inclined surfaces for allowing light reflected by the recognition mark to enter a field of view of the CCD camera are provided on the recognition mark.

The image detection structure for a power module according to claim 1, wherein the recognition mark in the image detection structure is provided on a housing of the power module to detect a position of the power module.

It is an image detection structure of the power module according to claim 2, wherein:
When the plurality of inclined surfaces are provided on the recognition mark, even if the installation direction of the power module is changed, light reflected by at least one of the inclined surfaces enters the field of view of the CCD camera. An image detection structure for a power module.

An image detection structure for a power module according to claim 2 or claim 3,
An image detection structure for a power module, characterized in that a boundary portion which is projected on the image as a dark portion and partitions each inclined surface is provided in the recognition mark regardless of the installation direction of the power module.

An image detection method of a power module for recognizing a position of the power module by irradiating light from illumination applied to a recognition mark provided on a housing of the power module to the CCD camera after being reflected by the recognition mark. And
An image detection method for a power module, wherein light reflected on one or a plurality of inclined surfaces of the recognition mark enters a field of view of the CCD camera.