JP3418929B2 - ピックアップ装置及びチップ位置決め方法 - Google Patents

ピックアップ装置及びチップ位置決め方法

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【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はピックアップ装置及びチ
ップ位置決め方法に関し、詳しくは、電子部品の製造で
使用されるピックアップ装置、及びチップのピックアッ
プ時に前記チップを画像認識して位置決めするチップ位
置決め方法に関する。
【0002】
【従来の技術】例えば、半導体装置の製造におけるマウ
ント工程では、半導体ウェーハから分割されて整列配置
された半導体ペレット(以下、チップと称す)を画像認
識した上で良品のチップをピックアップしている。
【0003】具体的には、可動テーブル上に整列状態で
XY配置されたチップを光学系(カメラを含む)で撮像
し、その撮像されたカメラ視野内にある複数のチップを
画像処理する。この画像処理は、光学系による映像信号
により得られたチップの画像データをフレームメモリに
記憶する。その画像データに基づく画像認識により良品
のチップを選択して認識データによりピックアップポジ
ションに位置決めする。そして、前記ピックアップポジ
ションに位置決めされた良品のチップをコレットにより
真空吸着してピックアップし、リードフレームのアイラ
ンドにマウントしている。
【0004】具体的に、前記画像処理は、カメラ視野の
センタがピックアップポジションと一致するように設定
された状態で実行され、例えば、図3に示すように光学
系による映像信号Sを所定のしきい値Lでもって二値化
することにより得られたチップTの画像データをフレー
ムメモリに記憶する。この画像データに基づいて、同図
に示すように二値化信号Aの立ち上がりaと立ち下がり
bとの中点を一つのチップTの中心位置(以下、チップ
位置と称す)とし、前記カメラ視野のセンタcに対する
前記チップ位置を画像認識する。これにより、前記カメ
ラ視野のセンタcからチップ位置までの距離dが移動に
必要な距離となる。尚、図中、カメラ視野のセンタcか
ら左側に位置するチップT(破線で示すもの)は、実際
上、ピックアップ済みであるために存在しない場合があ
るが、仮想的に存在するものとして説明する。
【0005】このようにして画像認識により得られたチ
ップ位置に基づいて、そのチップが良品であれば、可動
テーブルの移動(距離d)でもって前記チップ位置にあ
るチップをカメラ視野のセンタcに位置決め配置する。
その後、前記カメラ視野のセンタcであるピックアップ
ポジションに位置決め配置された良品のチップをコレッ
トによりピックアップ動作を実行する。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】ところで、前述したよ
うにチップを光学系で撮像し、その撮像されたカメラ視
野内にある複数のチップを画像処理し、その画像データ
に基づく画像認識により得られたチップ位置でもって、
可動テーブルの移動により前記チップ位置にあるチップ
をカメラ視野のセンタに位置決め配置している。
【0007】しかしながら、複数のチップを撮像したカ
メラ視野では、チップ表面での照度分布や光学系のレン
ズ歪み等により、明暗や歪みが生じて全体的に均一性が
損なわれることがある。例えば、前述したチップ表面で
の照度分布や光学系のレンズ歪み等により、図4に示す
ように光学系による映像信号S’が正規の矩形波となら
ず波形歪み(例えば、図示ではカメラ視野の両端に位置
するチップで生じる波形歪み)が生じた場合、この映像
信号S’を所定のしきい値Lで二値化すると、その二値
化信号A’について、カメラ視野の両端に位置するチッ
プによる立ち上がりa’が実際のチップによる立ち上が
りa(図3参照)とずれて、その立ち上がりa’と立ち
下がりbとの中点であるチップ中心が実際のチップ中心
からずれることになる。
【0008】このように前記二値化信号A’により得ら
れるチップ中心と実際のチップ中心とがずれていると、
そのチップTを移動(距離d’)によりカメラ視野のセ
ンタcに位置決めしようとしても、実際のチップ中心か
らカメラ視野のセンタcまでの距離がd(d’<d)で
あるため、カメラ視野のセンタcから位置ずれすること
になり、再度、正確にカメラ視野のセンタcにチップ中
心を位置決めする必要があり、チップを位置決めする時
間が長くなってしまう。
【0009】そこで、本発明は上記問題点に鑑みて提案
されたもので、その目的とするところは、チップ表面で
の照度分布や光学系のレンズ歪み等に左右されることな
く、すべてのチップをカメラ視野のセンタに精度よく位
置決めし得るピックアップ装置及びチップ位置決め方法
を提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の技術的手段として、本発明方法は、整列状態でXY方
向に平面配置されたチップを撮像したカメラ視野内で複
数のチップを先行認識し、その先行認識データに基づい
て、ピックアップすべきチップをセンシングして前記カ
メラ視野のセンタに位置決め配置するに際して、ピック
アップすべきチップを前記先行認識データに基づいてカ
メラ視野のセンタに配置した時のセンタとのずれ量を再
認識してそれを先行認識したチップ位置の補正量とし、
同じチップ位置にあるチップの先行認識時に、前回の先
行認識で得られた補正量を先行認識データに付与して前
記チップをカメラ視野のセンタに配置することを特徴と
する。
【0011】尚、前記ピックアップすべきチップを先行
認識データに基づいてカメラ視野のセンタに配置した時
のセンタとのずれ量を再認識してそれを先行認識したチ
ップ位置の補正量とする自動ティーチングを実行するこ
とが可能で、更に、前記自動ティーチングによる補正量
を先行認識ごとに更新することも可能である。
【0012】また、本発明装置は、可動テーブル上に整
列状態でXY方向に平面配置されたチップを光学系によ
り撮像して画像認識し、その認識データに基づいて選別
されたチップをアーム系により順次ピックアップする装
置において、前記光学系により撮像されたカメラ視野内
の複数のチップを先行認識し、その先行認識データに基
づいてカメラ視野のセンタに配置した時のセンタとのず
れ量を再認識し、それを先行認識したチップ位置の補正
量とする自動ティーチングを実行し、その自動ティーチ
ングによる補正量を先行認識ごとに更新しながら、同じ
チップ位置にあるチップの先行認識時に、前回の先行認
識で得られた補正量を先行認識データに付与する画像処
理部と、その画像処理部の出力に基づき前記可動テーブ
ルを作動させて前記チップをカメラ視野のセンタに配置
する制御部とを具備したことを特徴とする。
【0013】
【作用】本発明では、複数のチップをカメラ視野内で先
行認識し、ピックアップすべきチップを前記先行認識デ
ータに基づいてカメラ視野のセンタに配置した時のセン
タとのずれ量を再認識してそれを先行認識したチップ位
置の補正量とし、同じチップ位置にあるチップの先行認
識時に、前回の先行認識で得られた補正量を先行認識デ
ータに付与して前記チップをカメラ視野のセンタに配置
する。
【0014】このようにすれば、チップ表面での照度分
布や光学系のレンズ歪み等により光学系からの映像信号
の波形歪みでもって画像データから得られるチップ中心
が実際のチップ中心から位置ずれしていても、その位置
ずれを前記補正量により修正することができ、前記先行
認識データと補正量とに基づいて前記チップをカメラ視
野のセンタであるピックアップポジションに正確に位置
決めする。
【0015】
【実施例】本発明の一実施例を図1乃至図4に示して説
明する。
【0016】まず、本発明のピックアップ装置は、以下
の概略構成を有する。即ち、図1に示すように可動テー
ブル2上に整列状態でXY方向に平面配置されたチップ
Tをカメラを含む光学系1で撮像し、その光学系1から
の映像信号を後述の画像処理部3で二値化等により画像
処理する。前記光学系1で撮像されたカメラ視野m(図
2参照)でのチップTの画像処理により得られた画像デ
ータをフレームメモリに記憶させ、その画像データに基
づく画像認識により良品のチップTを選択して可動テー
ブル2の駆動でカメラ視野mのセンタcであるピックア
ップポジションに認識データにより位置決め配置する。
そして、そのピックアップポジションに位置決め配置さ
れた良品のチップTをアーム系4のコレット5により真
空吸着してピックアップする。
【0017】画像処理部3は、複数のチップTを撮像し
たカメラ視野mに基づいて前述した光学系1からの映像
信号を二値化信号等に変換することにより画像処理す
る。また、可動テーブル駆動部6は、後述の制御部7か
らの出力信号に基づいて、可動テーブル2を駆動させて
良品のチップTをピックアップポジションに位置決め配
置し、ピックアップ駆動部8は、前記ピックアップポジ
ションに位置する一つのチップTをコレット5による真
空吸着でピックアップ動作する。
【0018】具体的に、前記画像処理部3は、前記チッ
プTのピックアップ動作中に、前記カメラ視野m内の複
数のチップTを先行認識し、その先行認識データに基づ
いてカメラ視野mのセンタcに配置した時のセンタcと
のずれ量を再認識し、それを先行認識したチップ位置の
補正量とする自動ティーチングを実行し、その自動ティ
ーチングによる補正量を先行認識ごとに更新しながら、
同じチップ位置にあるチップTの先行認識時に、前回の
先行認識で得られた補正量を先行認識データに付与す
る。制御部7では、その画像処理部3の出力に基づいて
可動テーブル2を可動テーブル駆動部6により作動させ
て前記チップTをカメラ視野mのセンタcに配置する。
【0019】上記構成からなるピックアップ装置による
チップの位置決め及びピックアップ動作は、具体的に以
下の通りである。
【0020】まず、可動テーブル2上の複数のチップT
を光学系1により撮像し、その映像信号を画像処理部3
で二値化等により画像処理し、その画像データに基づい
て画像認識する。この時、カメラ視野m内の複数のチッ
プTを前記画像処理部3で先行認識する。この先行認識
は、チップTのピックアップ動作中に実行され、チップ
自体の有無、欠け等の外観不良の有無、及び前工程で付
与される特性検査結果による不良マークの有無などに基
づいてチップTの良否が前記画像処理部3で判定され
る。その画像処理部3の出力に基づいて判定結果から良
品のチップTを選択し、制御部7では、可動テーブル駆
動部6により可動テーブル2を駆動させ、認識データに
より前述した良品のチップTをカメラ視野mのセンタc
であるピックアップポジションに位置決め配置する。
【0021】この時、ピックアップポジションでのチッ
プ中心とカメラ視野mでのセンタcとがずれることがあ
る。即ち、図4に示すようにチップ表面での照度分布や
光学系のレンズ歪み等により、光学系1による映像信号
S’が正規の矩形波とならず波形歪み(例えば、図示で
はカメラ視野の両端に位置するチップで生じる波形歪
み)が生じ、この映像信号S’をしきい値Lで二値化し
た二値化信号A’について、カメラ視野mの両端に位置
するチップTによる立ち上がりa’が実際のチップによ
る立ち上がりa(図3参照)とずれて、その立ち上がり
a’と立ち下がりとの中点が実際のチップ中心からずれ
ることが原因となっている。
【0022】そこで、本発明では、このように前記二値
化信号A’により得られるチップ中心と実際のチップ中
心とがずれていた場合、制御部7からの指令に基づい
て、前記チップTをカメラ視野mのセンタcに位置決め
配置した時に生じたチップ中心とカメラ視野mのセンタ
cとのずれ量を画像処理部3により再認識する。この再
認識により得られたチップ中心とカメラ視野mのセンタ
cとのずれ量を先行認識したチップ位置の補正量として
自動ティーチングを実行する。これにより、個々のチッ
プTは、先行認識データに前記ずれ量による補正量が付
与されることになる。
【0023】そして、その自動ティーチングによる補正
量を先行認識ごとに更新することにより、経時的な変化
などにより影響を可及的に抑制して常に最新の補正量が
先行認識データに付与され、同じチップ位置にあるチッ
プTの先行認識時に、前回の先行認識で得られた補正量
を先行認識データに付与し、制御部7からの指令に基づ
いて、可動テーブル駆動部6により可動テーブル2を駆
動させ、その認識データにより前記チップTをカメラ視
野mのセンタcであるピックアップポジションに精度よ
く位置決め配置する。
【0024】尚、前述した自動ティーチングによる補正
量は、チップTをカメラ視野mのセンタcに位置決め配
置した時に生じたチップ中心とカメラ視野mのセンタc
とのずれ量を画素単位でそのままカメラ視野mのチップ
Tの位置を認識した時の補正量とするか、或いは、カメ
ラ視野mのチップTの位置を認識した時の画面分解能と
して保持するようにすればよい。
【0025】
【発明の効果】本発明によれば、カメラ視野内の複数の
チップを画像処理部により先行認識し、その先行認識デ
ータに基づいてカメラ視野のセンタに配置した時のセン
タとのずれ量を再認識し、それを先行認識したチップ位
置の補正量とする自動ティーチングを実行し、その自動
ティーチングによる補正量を先行認識ごとに更新しなが
ら、同じチップ位置にあるチップの先行認識時に、前回
の先行認識で得られた補正量を先行認識データに付与し
て前記チップをカメラ視野のセンタに配置するようにし
たから、チップ表面での照度分布や光学系のレンズ歪み
等の悪影響を受けることなく、常に、個々のチップをカ
メラ視野のセンタであるピックアップポジションに精度
よく位置決めすることができるので、信頼性の高い高速
なピックアップを実現できてその実用的価値は大であ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のピックアップ装置の概略構成図
【図2】本発明の実施例における先行認識でのカメラ視
野を示す説明図
【図3】正規の映像信号及びその映像信号をしきい値で
二値化した二値化信号を示す波形図
【図4】歪んだ映像信号及びその映像信号をしきい値で
二値化した二値化信号を示す波形図
【符号の説明】
T チップ m カメラ視野 c カメラ視野のセンタ 1 光学系 2 可動テーブル 3 画像処理部 4 アーム系 7 制御部

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 整列状態でXY方向に平面配置されたチ
    ップを撮像したカメラ視野内で複数のチップを先行認識
    し、その先行認識データに基づいて、ピックアップすべ
    きチップをセンシングして前記カメラ視野のセンタに位
    置決め配置するに際して、ピックアップすべきチップを
    前記先行認識データに基づいてカメラ視野のセンタに配
    置した時のセンタとのずれ量を再認識してそれを先行認
    識したチップ位置の補正量とし、同じチップ位置にある
    チップの先行認識時に、前回の先行認識で得られた補正
    量を先行認識データに付与して前記チップをカメラ視野
    のセンタに配置することを特徴とするチップ位置決め方
    法。
  2. 【請求項2】 前記ピックアップすべきチップを先行認
    識データに基づいてカメラ視野のセンタに配置した時の
    センタとのずれ量を再認識してそれを先行認識したチッ
    プ位置の補正量とする自動ティーチングを実行すること
    を特徴とする請求項1記載のチップ位置決め方法。
  3. 【請求項3】 前記自動ティーチングによる補正量を先
    行認識ごとに更新することを特徴とする請求項2記載の
    チップ位置決め方法。
  4. 【請求項4】 可動テーブル上に整列状態でXY方向に
    平面配置されたチップを光学系により撮像して画像認識
    し、その認識データに基づいて選別されたチップをアー
    ム系により順次ピックアップする装置において、前記光
    学系により撮像されたカメラ視野内の複数のチップを先
    行認識し、その先行認識データに基づいてカメラ視野の
    センタに配置した時のセンタとのずれ量を再認識し、そ
    れを先行認識したチップ位置の補正量とする自動ティー
    チングを実行し、その自動ティーチングによる補正量を
    先行認識ごとに更新しながら、同じチップ位置にあるチ
    ップの先行認識時に、前回の先行認識で得られた補正量
    を先行認識データに付与する画像処理部と、その画像処
    理部の出力に基づき前記可動テーブルを作動させて前記
    チップをカメラ視野のセンタに配置する制御部とを具備
    したことを特徴とするピックアップ装置。
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