JP2006128231A - Bonding equipment - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、チップの認識を行うボンディング装置に関する。 The present invention relates to a bonding apparatus that recognizes a chip.
従来、ボンディング装置は、ウェーハリングに張設されたウェーハシート上のチップをボンディングヘッドでピックアップしてボンディングポイントへ移動しボンディングするように構成されている。 Conventionally, a bonding apparatus is configured to pick up a chip on a wafer sheet stretched on a wafer ring with a bonding head, move it to a bonding point, and perform bonding.
このボンディング装置では、ボンディングを開始する前段階として、ウェーハテーブルにセットされたウェーハリングのチップの情報を記憶するティーチング処理が行われている。 In this bonding apparatus, as a stage before starting bonding, a teaching process for storing information of chips of a wafer ring set on a wafer table is performed.
図6は、このティーチング処理を示すフローチャートであり、図7の(a)に示すように、画面101上において任意のチップ102aの角部103を予め設定するとともに、ウェーハテーブルをX方向に所定値であるnpixel移動して、その移動距離を算出し、1pixel当たり何μm移動するかを演算してキャリブレーションを行う(SB1)。
FIG. 6 is a flowchart showing the teaching process. As shown in FIG. 7A, the
次に、図7の(b)に示すように、所定のチップ102bの角部111aにカーソル112を合わせた後、このカーソル112が対角線上にある角部111bと合致するようにウェーハテーブルを移動することによってチップサイズを算出する(SB2)。また、所定のチップ102cの左角111cにカーソル112を合わせた後、このカーソル112が当該チップ102cより斜め方向に隣接したチップ102dの左角111dと合致するようにウェーハテーブルを移動することでX方向及びY方向のピッチを算出する(SB3)。
Next, as shown in FIG. 7B, after moving the
そして、図8に示すように、所定のチップ102eにおいて対角線上の両角部121a,121bにカーソル112,112を合わせて両カーソル112,112内に矩形形状を形成してチップ102eのテンプレート122を形成し、これをテンプレート122として登録していた(SB4)。
Then, as shown in FIG. 8, in the
しかしながら、このようなボンディング装置にあっては、キャリブレーション、チップサイズ、XYピッチ、及びテンプレートの登録をオペレータの目視作業によって行っていた。このため、精度不良が発生しやすく、手間がかかるものであった。 However, in such a bonding apparatus, calibration, chip size, XY pitch, and template registration are performed by an operator's visual work. For this reason, accuracy failure is likely to occur, and it takes time and effort.
本発明は、このような従来の課題に鑑みてなされたものであり、手間を掛けること無く、ティーチング精度を高めることができるボンディング装置を提供することを目的とするものである。 The present invention has been made in view of such conventional problems, and an object of the present invention is to provide a bonding apparatus that can increase teaching accuracy without taking time and effort.
前記課題を解決するために本発明のボンディング装置にあっては、ウェハーリングに張設されたウェーハシート上の画像を取得し、この取得画像を用いて前記ウェーハシート上にて直交するX方向及びY方向に配列されたチップの状態を認識する機能を備えたボンディング装置において、前記取得画像にて前記X方向に隣接した複数のチップ及び前記Y方向に隣接した複数のチップを同時に包囲するサーチエリア、及び単一のチップを包囲するチップエリアを設定するエリア設定手段と、前記チップエリア内の画像からチップの輪郭を示すエッジをエッジ認識によって抽出するエッジ認識手段と、該エッジ認識手段によるエッジ認識によって抽出されたエッジからチップサイズを算出して記憶するチップサイズティーチング手段と、前記エッジ認識手段によるエッジ認識によって抽出されたエッジで包囲された部位をテンプレートとして登録するテンプレート登録手段と、該テンプレート登録手段で登録された前記テンプレートを前記サーチエリア内の各チップ位置に合わせるパターンマッチングによって各チップの位置を認識するチップ位置認識手段と、該チップ位置認識手段で認識されたX方向に隣接するチップの間隔からXピッチを算出して記憶するとともに、Y方向に隣接するチップの間隔からYピッチを算出して記憶するピッチティーチング手段と、前記チップ位置認識手段で認識された隣接するチップにおいて、一方のチップの位置を基準位置として前記ウェーハリングを移動し、他方のチップが前記基準位置に到達した際の送り量から1ピッチ当たりの送り量を算出して記憶するキャリブレーション手段と、を備えている。 In order to solve the above problems, in the bonding apparatus of the present invention, an image on a wafer sheet stretched on a wafer ring is acquired, and the X direction orthogonal to the wafer sheet is obtained using the acquired image. In a bonding apparatus having a function of recognizing the state of chips arranged in the Y direction, a search area that simultaneously surrounds the plurality of chips adjacent in the X direction and the plurality of chips adjacent in the Y direction in the acquired image And area setting means for setting a chip area surrounding a single chip, edge recognition means for extracting an edge indicating the outline of the chip from an image in the chip area by edge recognition, and edge recognition by the edge recognition means Chip size teaching means for calculating and storing the chip size from the edge extracted by A template registration unit that registers a part surrounded by an edge extracted by edge recognition by the recognition unit as a template, and pattern matching that matches the template registered by the template registration unit with each chip position in the search area. The chip position recognition means for recognizing the position of the chip, and the X pitch is calculated and stored from the distance between the chips adjacent in the X direction recognized by the chip position recognition means, and the Y from the distance between the chips adjacent in the Y direction. In the pitch teaching means for calculating and storing the pitch, and the adjacent chip recognized by the chip position recognition means, the wafer ring is moved with the position of one chip as a reference position, and the other chip is moved to the reference position. Calculate the feed amount per pitch from the feed amount when it reaches And a, and calibration means for storing Te.
すなわち、ボンディングの前段階でウェーハシート上のチップの位置情報をティーチングする際には、ウェハーリングに張設されたウェーハシート上の取得画像において、X方向に隣接した複数のチップ及びY方向に隣接した複数のチップを同時に包囲するサーチエリアと、単一のチップを包囲するチップエリアとを設定する。そして、前記チップエリア内の画像からチップの輪郭を示すエッジをエッジ認識によって抽出した後、この抽出されたエッジからチップサイズを算出して記憶するとともに、前記エッジで包囲された部位をテンプレートとして登録する。 That is, when teaching the positional information of the chip on the wafer sheet in the pre-bonding stage, in the acquired image on the wafer sheet stretched on the wafer ring, adjacent to the plurality of chips adjacent to the X direction and the Y direction. A search area that simultaneously surrounds a plurality of chips and a chip area that surrounds a single chip are set. Then, after extracting an edge indicating the outline of the chip from the image in the chip area by edge recognition, the chip size is calculated from the extracted edge and stored, and the part surrounded by the edge is registered as a template. To do.
次に、登録されたテンプレートを前記サーチエリア内の各チップ位置に合わせるパターンマッチングを行って各チップの位置を認識し、X方向に隣接するチップの間隔からXピッチを算出して記憶するとともに、Y方向に隣接するチップの間隔からYピッチを算出して記憶する。 Next, pattern matching that matches the registered template with each chip position in the search area is performed to recognize the position of each chip, and the X pitch is calculated from the interval between adjacent chips in the X direction and stored. The Y pitch is calculated and stored from the interval between adjacent chips in the Y direction.
そして、隣接するチップにおいて、一方のチップの位置を基準位置として前記ウェーハリングを移動し、他方のチップが前記基準位置に到達した際の送り量から1ピッチ当たりの送り量を算出して記憶する。 Then, in adjacent chips, the wafer ring is moved with the position of one chip as a reference position, and the feed amount per pitch is calculated and stored from the feed amount when the other chip reaches the reference position. .
このように、複数のチップを包囲するサーチエリアと単一のチップを包囲するチップエリアとを設定するだけで、ウェーハシート上のチップサイズと、チップのテンプレートと、隣接するチップ間のXピッチ及びYピッチと、1ピッチ当たりの送り量とが算出され記憶される。 In this way, by simply setting a search area surrounding a plurality of chips and a chip area surrounding a single chip, the chip size on the wafer sheet, the template of the chip, the X pitch between adjacent chips, and The Y pitch and the feed amount per pitch are calculated and stored.
以上説明したように本発明のボンディング装置にあっては、複数のチップを包囲するサーチエリアと単一のチップを包囲するチップエリアとを設定するだけで、ウェーハシート上のチップサイズと、チップのテンプレートと、隣接するチップ間のXピッチ及びYピッチと、1ピッチ当たりの送り量とを画像処理技術により算出して記憶することができる。 As described above, in the bonding apparatus according to the present invention, the chip size on the wafer sheet, the chip size, and the chip area can be determined by simply setting the search area surrounding a plurality of chips and the chip area surrounding a single chip. The template, the X pitch and Y pitch between adjacent chips, and the feed amount per pitch can be calculated and stored by an image processing technique.
したがって、ウェーハシート上のチップの各情報をオペレータの目視作業によってティーチングしていた従来と比較して、手間を掛けること無く、ティーチング精度を高めることができる。 Therefore, the teaching accuracy can be increased without taking time and effort as compared with the conventional technique in which each information of the chip on the wafer sheet is taught by the visual inspection of the operator.
以下、本発明の一実施の形態を図に従って説明する。図1は、本実施の形態にかかるボンディング装置1を示すブロック図であり、該ボンディング装置1は、ウエーハリング2に張設されたウエーハシート3上のチップ4をピックアップして図外のリードフレーム上へ移送してボンディングする装置である。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing a
このボンディング装置1は、ウェーハテーブル11にセットされた前記ウェーハシート3上の画像をカメラで取得して画像認識する制御部12を備えている。該制御部12は、マイコンを中心に構成されており、制御信号を前記ウェーハテーブル11に出力することによって前記ウェハーリング2を直交するX及びY方向並びに回転方向に移動できるように構成されている。
The
前記制御部12は、ティーチング処理を実行することで、前記ウェーハシート3上に配列されたチップ4のサイズと、前記X方向及びY方向への送りピッチと、前記チップ4のテンプレートのティーチングと、1ピッチ当たりの送り量を算出するキャリブレーションとを行うように構成されている。 The controller 12 performs a teaching process, whereby the size of the chips 4 arranged on the wafer sheet 3, the feed pitch in the X direction and the Y direction, the teaching of the template of the chip 4, It is configured to perform calibration for calculating a feed amount per pitch.
このボンディング装置1は、ボンディング時において前記ティーチングで取得した送り量毎に前記ウェーハテーブル11を駆動して前記ウェハーリング2をピッチ送りするように構成されており、取得した前記テンプレートや前記チップサイズを用いて、チップ4の位置補正量を算出するとともに、算出した位置補正量によりウェーハテーブル11の位置補正を行うように構成されている。
The
以上の構成にかかる本実施の形態にかかるボンディング装置1の動作を、図2に示すフローチャートに従って説明する。
The operation of the
すなわち、ボンディングの前段階においてウェーハシート3上のチップ4の位置情報をティーチングする際には、ウェハーリング2に張設されたウェーハシート3上の所定位置の画像をカメラで取得してモニタに表示するとともに、図3の(a)に示すように、この取得画像21において、X方向22に隣接した複数のチップ4a〜4i及びY方向23に隣接した複数のチップ4a〜4iを同時に包囲するサーチエリア24と、単一のチップ4eを包囲するチップエリア25とを設定する(S1)。そして、図3の(b)に示すように、前記チップエリア25よりやや広い範囲をチップサーチエリア25bとして、チップ4eの輪郭を示すチップエッジ26をエッジ認識によって抽出した後(S2)、この抽出されたチップエッジ26からチップサイズ、すなわちX方向のチップ4eの長さ27と、Y方向のチップの長さ28とを算出してメモリに記憶する。これにより、矩形状の前記チップエッジ26が形成されるので、図4の(a)に示すように、このチップエッジ26の一辺と、当該取得画像21においてX方向22に延在するX軸との傾斜角度によって、ウェーハシート3の回転角θを算出する(S3)。
That is, when teaching the positional information of the chip 4 on the wafer sheet 3 in the pre-bonding stage, an image of a predetermined position on the wafer sheet 3 stretched on the wafer ring 2 is acquired by the camera and displayed on the monitor. At the same time, as shown in FIG. 3A, in this acquired
このとき、前記回転角θが「0」であるか否かを判断し(S4)、前記取得画像21に対して前記ウェーハシート3上のチップ4eが回転していると判断した場合には、ウェーハテーブル11を前記回転角θ逆回転して前記取得画像21に対する前記チップ4eの回転を相殺する(S5)。
At this time, it is determined whether or not the rotation angle θ is “0” (S4), and if it is determined that the
次に、前記チップエッジ26に囲まれた範囲内をテンプレート31としてメモリに記憶した後(S6)、このテンプレート31を、図4の(b)に示すように、前記サーチエリア24内のチップ位置に合わせるパターンマッチングを行って、九つのチップ4a〜4iを照合して、それぞれの位置を同時に認識する(S7)。これにより認識されたチップ4a〜4iにおいて、X方向22に隣接したチップ4gの中心点31gと、チップ4hの中心点31hとの離間距離からXピッチ35を算出するとともに、Y方向23にて隣接したチップ4fの中心点31fとチップ4iの中心点31iとの離間距離からYピッチ36を算出してメモリに記憶する(S8)。
Next, after the area surrounded by the
そして、図5に示すように、隣接するチップ4e,4fにおいて、一方のチップ4fの中心点31fを基準グリッド51の交点によって基準位置として設定した状態で、前記ウェーハテーブル11をX方向22に駆動してウェーハリング2の移動を開始するとともに(S9)、他方のチップ4eの中心点31eが基準グリッド51の交点が示す基準位置に到達し、基準グリッド51の交点と前記中心点31eとが一致する又は最も近接して1ピッチ52の送りが完了するまで前記ウェーハリング2の移動を継続する(S10)。1ピッチ52の送りが完了した際には、そのときの移動量(モータによるウェーハテーブル11の移動量)を1ピッチとして、前記移動量から1ピッチ当たりの送り量(モータの送り回数×モータの分解能(μm)/1ピッチ(pixel))を算出してメモリに記憶する(S11)。また、前記送り量を利用することによって、前記チップサイズ及び前記各ピッチ35,36の単位を、前記取得画面21上でのピクセル値からμmに変換してメモリに記憶する(S12)。
Then, as shown in FIG. 5, in the
このように、複数のチップ4a〜4iを包囲するサーチエリア24と単一のチップ4eを包囲するチップエリア25とを設定するだけで、ウェーハシート3上のチップサイズと、チップ4のテンプレート31と、隣接するチップ4,4間のXピッチ35及びYピッチ36と、1ピッチ当たりの送り量とを画像処理技術により算出して記憶することができる。
As described above, the chip size on the wafer sheet 3, the
したがって、ウェーハシート3上のチップ4の各情報をオペレータの目視作業によってティーチングしていた従来と比較して、手間を掛けること無く、ティーチング精度を高めることができる。 Therefore, the teaching accuracy can be increased without taking time and effort as compared with the conventional technique in which each piece of information on the chip 4 on the wafer sheet 3 is taught by the visual operation of the operator.
1 ボンディング装置
2 ウェハーリング
3 ウェーハシート
4 チップ
12 制御部
21 取得画像
24 サーチエリア
25 チップエリア
26 チップエッジ
31 テンプレート
35 Xピッチ
36 Yピッチ
DESCRIPTION OF
Claims (1)
前記取得画像にて前記X方向に隣接した複数のチップ及び前記Y方向に隣接した複数のチップを同時に包囲するサーチエリア、及び単一のチップを包囲するチップエリアを設定するエリア設定手段と、
前記チップエリア内の画像からチップの輪郭を示すエッジをエッジ認識によって抽出するエッジ認識手段と、
該エッジ認識手段によるエッジ認識によって抽出されたエッジからチップサイズを算出して記憶するチップサイズティーチング手段と、
前記エッジ認識手段によるエッジ認識によって抽出されたエッジで包囲された部位をテンプレートとして登録するテンプレート登録手段と、
該テンプレート登録手段で登録された前記テンプレートを前記サーチエリア内の各チップ位置に合わせるパターンマッチングによって各チップの位置を認識するチップ位置認識手段と、
該チップ位置認識手段で認識されたX方向に隣接するチップの間隔からXピッチを算出して記憶するとともに、Y方向に隣接するチップの間隔からYピッチを算出して記憶するピッチティーチング手段と、
前記チップ位置認識手段で認識された隣接するチップにおいて、一方のチップの位置を基準位置として前記ウェーハリングを移動し、他方のチップが前記基準位置に到達した際の送り量から1ピッチ当たりの送り量を算出して記憶するキャリブレーション手段と、
を備えたことを特徴とするボンディング装置。
Bonding with a function of acquiring an image on a wafer sheet stretched on a wafer ring and recognizing the state of chips arranged in the X and Y directions orthogonal to each other on the wafer sheet using the acquired image In the device
A search area that simultaneously surrounds the plurality of chips adjacent in the X direction and the plurality of chips adjacent in the Y direction in the acquired image, and an area setting unit that sets a chip area that surrounds a single chip;
Edge recognition means for extracting an edge indicating the outline of the chip from the image in the chip area by edge recognition;
A chip size teaching means for calculating and storing a chip size from an edge extracted by edge recognition by the edge recognition means;
Template registration means for registering as a template a part surrounded by edges extracted by edge recognition by the edge recognition means;
Chip position recognition means for recognizing the position of each chip by pattern matching that matches the template registered by the template registration means with each chip position in the search area;
Pitch teaching means for calculating and storing the X pitch from the distance between the chips adjacent in the X direction recognized by the chip position recognition means, and calculating and storing the Y pitch from the distance between the chips adjacent in the Y direction;
In adjacent chips recognized by the chip position recognition means, the wafer ring is moved with the position of one chip as a reference position, and the feed per pitch is determined based on the feed amount when the other chip reaches the reference position. Calibration means for calculating and storing the amount;
A bonding apparatus comprising:
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2004
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