JP3781508B2 - チップのパッドの位置検出方法 - Google Patents
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- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
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- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ワイヤボンディングを行うためのチップのパッドの位置検出方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ダイボンディング装置によりプリント基板やリードフレームなどの基板にチップを搭載した後、ワイヤボンディング装置によりチップのパッドと基板の電極をワイヤで接続することが行われる。
【０００３】
ワイヤボンディングは、ワイヤが挿通されたキャピラリツールをチップや基板に対して水平移動動作や上下動作を行わせることにより、チップのパッドと基板の電極にワイヤをボンディングするものである。
【０００４】
チップのパッドは、チップの上面に狭ピッチで微小に多数個形成されており、ワイヤボンディングを行うのに先立って、パッドの位置を正確に求めなければならない。そこで従来は、次のようにしてチップのパッドの位置を求めていた。
【０００５】
第１の方法は、チップのパッドをモニタテレビの画面に拡大して映出し、オペレータが十字形のカーソルを画面上のパッドに合わせることによりパッドの位置を求める方法である。
【０００６】
第２の方法は、ＣＣＤカメラを用いてパターンマッチングを行う方法である。パターンマッチングは、チップのパッドとその背景には大きな輝度差があることを利用し、パッドを包囲するサーチエリア内の輝度（明暗）の画像データを求め、その画像データとマスターパターンの画像データをマッチングさせることによりパッドの位置を求めるものである。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら第１の方法は、オペレータがカーソルキーを操作するなどしてマニュアル的にパッドの位置を求めていくために、多大な時間と労力を要するという問題点があった。
【０００８】
また第２の方法は、ＣＣＤカメラに取り込まれたパッドの画像には、（１）明暗のまだらが多い、（２）パッドの形状の特徴部である角部は丸みを帯びやすく、特徴部として明確に認識しにくい、（３）チップのパッドには回路パターンのリードが接続されており、パッドとリードの境界を認識しにくい、（４）チップの品質検査のために押しつけられた検査装置のプローブの圧痕がパッドに生じているため圧痕がノイズになりやすい、などの欠陥があり、このためパターンマッチング精度が低く、パッドの位置を正確に求めにくいという問題点があった。図６は、パターンマッチングのためにＣＣＤカメラに取込まれたチップのパッドの明暗画像図を示すものであって、パッド１には、まだら２が多数存在し、またパッド１の角部３は丸みを帯びており、またパッド１には回路パターンのリード４が接続しており、またプローブの圧痕５が存在する。
【０００９】
したがって本発明は、チップのパッドの位置を正確に求めることができるチップのパッドの位置検出方法を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明のチップのパッドの位置検出方法は、カメラでチップの画像を取り込んでチップのパッドの位置を検出するチップのパッドの位置検出方法であって、カメラに取り込まれた画像中にチップのパッドを包囲するようにサーチエリアを設定するとともに、このサーチエリアの内部にチップのパッドをＸ方向に横切るＹ方向に縦長の第１の枠とＹ方向に横切るＸ方向に横長の第２の枠を設定し、パッドを包囲するサーチエリア内を第１の枠と第２の枠をそれぞれＸ方向とＹ方向に移動させて第１の枠内と第２の枠内の明暗比率からそれぞれの分布を求め、次に前記分布から明暗比率の変化率がしきい値以上に変化するＸ方向とＹ方向のエッジの位置を求め、このＸ方向とＹ方向のエッジの位置からパッドの位置を求めるようにした。
【００１１】
【発明の実施の形態】
上記構成の本発明によれば、第１の枠と第２の枠をＸ方向とＹ方向に移動させたときの明暗比率の分布から、明暗比率がしきい値以上に変化するエッジを求めればよいので、パッドの画質が少々悪くても、その位置を正確に求めることができる。
【００１２】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の一実施の形態のチップのパッドの位置検出装置の側面図、図２は同カメラに取り込まれたサーチエリアの画像図、図３（ａ）は同サーチエリア内のＸ方向の明暗比率分布図、図３（ｂ）は、同サーチエリアの画像図、図４は同サーチエリア内のＹ方向の明暗比率分布図、図５は同チップのパッドの位置検出のフローチャートである。
【００１３】
まず、図１を参照してチップのパッドの位置検出装置の構成を説明する。図１において、１１はチップであり、その上面にはパッド１２が多数個形成されている。チップ１１は基板１３に搭載されている。チップ１１のパッド１２と基板１３の電極１４は、後工程においてワイヤにより接続される。１５は基板１３を位置決めするテーブルである。
【００１４】
テーブル１５の上方には、カメラ１６とリング状の光源１７が設けられている。カメラ１６はＣＣＤカメラである。カメラ１６は移動テーブル１８に保持されており、移動テーブル１８が駆動することによりカメラ１６はＸ方向やＹ方向へ水平移動し、チップ１１のパッド１２を認識する。
【００１５】
カメラ１６は、ＡＤ変換部２０を介して画像記憶部２１に接続されており、画像処理部１１はＣＰＵから成る検査処理部２２に接続されている。また検査処理部２２は、様々なデータを記憶する記憶部２３と、モータテレビなどの表示部２４に接続されている。
【００１６】
次に、図２を参照して、サーチエリア内の画像について説明する。図２において、Ｓはカメラ１６に取り込まれた画像中に設定されたサーチエリアであり、チップ１１のパッド１２を包囲するように設定されている。サーチエリアＳの内部には、Ｙ方向に縦長の第１の枠ＡとＸ方向に横長の第２の枠Ｂが設定されている。図２では、パッド１２の画像はきれいな正方形として描いているが、実際には、その画像は図６を参照して説明したような欠陥を有しており、その画質はかなり悪い。
【００１７】
次に、図５のフローチャートに沿ってチップ１１のパッド１２の位置検出方法を説明する。まずカメラ１６でチップ１１の画像を取り込み（ステップ１）、ＡＤ変換部２０で２値化処理を行う（ステップ２）。次に、図２に示すように、サーチエリアＳ内におけるパッド１２の理想位置Ｐを縦長の第１の枠Ａの中点が横切れるように第１の枠Ａを設定する（ステップ３）。次に第１の枠ＡをＸ方向へ移動させ、サーチエリアＳ内における第１の枠Ａ内の明暗比率の分布を求める（ステップ４）。図３（ａ）は、このようにして求められたＸ方向における明暗比率の分布を示している。パッド１２は光を鏡面反射することから明るく観察され、またパッド１２の背景（チップ１１の地肌）は光を吸収するので暗く観察されるので、図３（ａ）に示す明暗比率の分布が得られる。
【００１８】
次にステップ５および６において、パッド１２の理想位置Ｐを横長の第２の枠Ｂの中点が横切れるように第２の枠Ｂを設定し、サーチエリアＳ内をＹ方向へ移動させることにより明暗比率の分布を求める。図４は、このようにして求められたＹ方向における明暗比率の分布を示している。
【００１９】
図３（ａ）において、パッド１２のエッジＥ１，Ｅ２では明暗比率が大きく変化することから、次のようにしてＸ方向のエッジＥ１，Ｅ２の位置が求められる（ステップ７）。すなわち図３（ａ）において、まず明暗比率Ｌの変化率ΔＬ（ｉ）＝｜Ｌ（ｉ）−Ｌ（ｉ＋１）｜（ｉ＝１，２，３・・・）を求める。次に、ΔＬ（ｉ）がしきい値を越えた位置を求める。本例では、ｘ３〜ｘ４，ｘ４〜ｘ５，ｘ５〜ｘ６，ｘ１２〜ｘ１３，ｘ１３〜ｘ１４，ｘ１４〜ｘ１５，ｘ１５〜ｘ１６の６つである。
【００２０】
次にこの６つの中から、パッド１２の理想位置Ｐに最も近いＸ座標を前後１つづつ求める。本例では、図３（ａ），（ｂ）から明らかなようにｘ６とｘ１２である。これより、エッジＥ１のＸ座標ｘ６とエッジＥ２のＸ座標ｘ１２＋Ｗを求める。ただし、Ｗは第１の枠Ａの幅である。
【００２１】
同様にして、図４からＹ方向のエッジＥ３，Ｅ４が求められる（ステップ８）。なおエッジＥ１〜Ｅ４は、図３（ａ）および図４に示す波形を微分し、微分して得られた波形のうちしきい値以上のものの位置を求めることによっても検出できるものであり、要はノイズに左右されずにエッジＥ１〜Ｅ４を求めるようにすればよい。そしてＥ１とＥ２の中間点を求めることによりパッド１２のセンターのＸ座標を求め、またＥ３とＥ４の中間点を求めることによりパッド１２のＹ座標位置を求める（ステップ９）。以上により、パッド１２の位置が求められる。
【００２２】
【発明の効果】
本発明は、サーチエリア内に縦長の第１の枠と横長の第２の枠を設定し、パッドを横切る方向へ移動させて明暗分布を求め、明暗比率がしきい値以上に変化する位置をエッジの位置として求め、このエッジの位置からパッドの位置を求めるようにしているので、図５に示すようにカメラに取込まれたパッドの明暗画像の画質が悪くても、エッジの位置を求めることは容易に可能であり、したがってパッドの位置を正確に求めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態のチップのパッドの位置検出装置の側面図
【図２】本発明の一実施の形態のチップのパッドの位置検出装置のカメラに取り込まれたサーチエリアの画像図
【図３】（ａ）本発明の一実施の形態のチップのパッドの位置検出装置のサーチエリア内のＸ方向の明暗比率分布図（ｂ）本発明の一実施の形態のチップのパッドの位置検出装置のサーチエリアの画像図
【図４】本発明の一実施の形態のチップのパッドの位置検出装置のサーチエリア内のＹ方向の明暗比率分布図
【図５】本発明の一実施の形態のチップのパッドの位置検出装置のチップのパッドの位置検出のフローチャート
【図６】ＣＣＤカメラに取込まれたチップのパッドの明暗画像図
【符号の説明】
１１ チップ
１２ パッド
１６ カメラ
Ａ 第１の枠
Ｂ 第２の枠
Ｓ サーチエリア
Ｅ１，Ｅ２，Ｅ３，Ｅ４ エッジ
【発明の属する技術分野】
本発明は、ワイヤボンディングを行うためのチップのパッドの位置検出方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ダイボンディング装置によりプリント基板やリードフレームなどの基板にチップを搭載した後、ワイヤボンディング装置によりチップのパッドと基板の電極をワイヤで接続することが行われる。
【０００３】
ワイヤボンディングは、ワイヤが挿通されたキャピラリツールをチップや基板に対して水平移動動作や上下動作を行わせることにより、チップのパッドと基板の電極にワイヤをボンディングするものである。
【０００４】
チップのパッドは、チップの上面に狭ピッチで微小に多数個形成されており、ワイヤボンディングを行うのに先立って、パッドの位置を正確に求めなければならない。そこで従来は、次のようにしてチップのパッドの位置を求めていた。
【０００５】
第１の方法は、チップのパッドをモニタテレビの画面に拡大して映出し、オペレータが十字形のカーソルを画面上のパッドに合わせることによりパッドの位置を求める方法である。
【０００６】
第２の方法は、ＣＣＤカメラを用いてパターンマッチングを行う方法である。パターンマッチングは、チップのパッドとその背景には大きな輝度差があることを利用し、パッドを包囲するサーチエリア内の輝度（明暗）の画像データを求め、その画像データとマスターパターンの画像データをマッチングさせることによりパッドの位置を求めるものである。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら第１の方法は、オペレータがカーソルキーを操作するなどしてマニュアル的にパッドの位置を求めていくために、多大な時間と労力を要するという問題点があった。
【０００８】
また第２の方法は、ＣＣＤカメラに取り込まれたパッドの画像には、（１）明暗のまだらが多い、（２）パッドの形状の特徴部である角部は丸みを帯びやすく、特徴部として明確に認識しにくい、（３）チップのパッドには回路パターンのリードが接続されており、パッドとリードの境界を認識しにくい、（４）チップの品質検査のために押しつけられた検査装置のプローブの圧痕がパッドに生じているため圧痕がノイズになりやすい、などの欠陥があり、このためパターンマッチング精度が低く、パッドの位置を正確に求めにくいという問題点があった。図６は、パターンマッチングのためにＣＣＤカメラに取込まれたチップのパッドの明暗画像図を示すものであって、パッド１には、まだら２が多数存在し、またパッド１の角部３は丸みを帯びており、またパッド１には回路パターンのリード４が接続しており、またプローブの圧痕５が存在する。
【０００９】
したがって本発明は、チップのパッドの位置を正確に求めることができるチップのパッドの位置検出方法を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明のチップのパッドの位置検出方法は、カメラでチップの画像を取り込んでチップのパッドの位置を検出するチップのパッドの位置検出方法であって、カメラに取り込まれた画像中にチップのパッドを包囲するようにサーチエリアを設定するとともに、このサーチエリアの内部にチップのパッドをＸ方向に横切るＹ方向に縦長の第１の枠とＹ方向に横切るＸ方向に横長の第２の枠を設定し、パッドを包囲するサーチエリア内を第１の枠と第２の枠をそれぞれＸ方向とＹ方向に移動させて第１の枠内と第２の枠内の明暗比率からそれぞれの分布を求め、次に前記分布から明暗比率の変化率がしきい値以上に変化するＸ方向とＹ方向のエッジの位置を求め、このＸ方向とＹ方向のエッジの位置からパッドの位置を求めるようにした。
【００１１】
【発明の実施の形態】
上記構成の本発明によれば、第１の枠と第２の枠をＸ方向とＹ方向に移動させたときの明暗比率の分布から、明暗比率がしきい値以上に変化するエッジを求めればよいので、パッドの画質が少々悪くても、その位置を正確に求めることができる。
【００１２】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の一実施の形態のチップのパッドの位置検出装置の側面図、図２は同カメラに取り込まれたサーチエリアの画像図、図３（ａ）は同サーチエリア内のＸ方向の明暗比率分布図、図３（ｂ）は、同サーチエリアの画像図、図４は同サーチエリア内のＹ方向の明暗比率分布図、図５は同チップのパッドの位置検出のフローチャートである。
【００１３】
まず、図１を参照してチップのパッドの位置検出装置の構成を説明する。図１において、１１はチップであり、その上面にはパッド１２が多数個形成されている。チップ１１は基板１３に搭載されている。チップ１１のパッド１２と基板１３の電極１４は、後工程においてワイヤにより接続される。１５は基板１３を位置決めするテーブルである。
【００１４】
テーブル１５の上方には、カメラ１６とリング状の光源１７が設けられている。カメラ１６はＣＣＤカメラである。カメラ１６は移動テーブル１８に保持されており、移動テーブル１８が駆動することによりカメラ１６はＸ方向やＹ方向へ水平移動し、チップ１１のパッド１２を認識する。
【００１５】
カメラ１６は、ＡＤ変換部２０を介して画像記憶部２１に接続されており、画像処理部１１はＣＰＵから成る検査処理部２２に接続されている。また検査処理部２２は、様々なデータを記憶する記憶部２３と、モータテレビなどの表示部２４に接続されている。
【００１６】
次に、図２を参照して、サーチエリア内の画像について説明する。図２において、Ｓはカメラ１６に取り込まれた画像中に設定されたサーチエリアであり、チップ１１のパッド１２を包囲するように設定されている。サーチエリアＳの内部には、Ｙ方向に縦長の第１の枠ＡとＸ方向に横長の第２の枠Ｂが設定されている。図２では、パッド１２の画像はきれいな正方形として描いているが、実際には、その画像は図６を参照して説明したような欠陥を有しており、その画質はかなり悪い。
【００１７】
次に、図５のフローチャートに沿ってチップ１１のパッド１２の位置検出方法を説明する。まずカメラ１６でチップ１１の画像を取り込み（ステップ１）、ＡＤ変換部２０で２値化処理を行う（ステップ２）。次に、図２に示すように、サーチエリアＳ内におけるパッド１２の理想位置Ｐを縦長の第１の枠Ａの中点が横切れるように第１の枠Ａを設定する（ステップ３）。次に第１の枠ＡをＸ方向へ移動させ、サーチエリアＳ内における第１の枠Ａ内の明暗比率の分布を求める（ステップ４）。図３（ａ）は、このようにして求められたＸ方向における明暗比率の分布を示している。パッド１２は光を鏡面反射することから明るく観察され、またパッド１２の背景（チップ１１の地肌）は光を吸収するので暗く観察されるので、図３（ａ）に示す明暗比率の分布が得られる。
【００１８】
次にステップ５および６において、パッド１２の理想位置Ｐを横長の第２の枠Ｂの中点が横切れるように第２の枠Ｂを設定し、サーチエリアＳ内をＹ方向へ移動させることにより明暗比率の分布を求める。図４は、このようにして求められたＹ方向における明暗比率の分布を示している。
【００１９】
図３（ａ）において、パッド１２のエッジＥ１，Ｅ２では明暗比率が大きく変化することから、次のようにしてＸ方向のエッジＥ１，Ｅ２の位置が求められる（ステップ７）。すなわち図３（ａ）において、まず明暗比率Ｌの変化率ΔＬ（ｉ）＝｜Ｌ（ｉ）−Ｌ（ｉ＋１）｜（ｉ＝１，２，３・・・）を求める。次に、ΔＬ（ｉ）がしきい値を越えた位置を求める。本例では、ｘ３〜ｘ４，ｘ４〜ｘ５，ｘ５〜ｘ６，ｘ１２〜ｘ１３，ｘ１３〜ｘ１４，ｘ１４〜ｘ１５，ｘ１５〜ｘ１６の６つである。
【００２０】
次にこの６つの中から、パッド１２の理想位置Ｐに最も近いＸ座標を前後１つづつ求める。本例では、図３（ａ），（ｂ）から明らかなようにｘ６とｘ１２である。これより、エッジＥ１のＸ座標ｘ６とエッジＥ２のＸ座標ｘ１２＋Ｗを求める。ただし、Ｗは第１の枠Ａの幅である。
【００２１】
同様にして、図４からＹ方向のエッジＥ３，Ｅ４が求められる（ステップ８）。なおエッジＥ１〜Ｅ４は、図３（ａ）および図４に示す波形を微分し、微分して得られた波形のうちしきい値以上のものの位置を求めることによっても検出できるものであり、要はノイズに左右されずにエッジＥ１〜Ｅ４を求めるようにすればよい。そしてＥ１とＥ２の中間点を求めることによりパッド１２のセンターのＸ座標を求め、またＥ３とＥ４の中間点を求めることによりパッド１２のＹ座標位置を求める（ステップ９）。以上により、パッド１２の位置が求められる。
【００２２】
【発明の効果】
本発明は、サーチエリア内に縦長の第１の枠と横長の第２の枠を設定し、パッドを横切る方向へ移動させて明暗分布を求め、明暗比率がしきい値以上に変化する位置をエッジの位置として求め、このエッジの位置からパッドの位置を求めるようにしているので、図５に示すようにカメラに取込まれたパッドの明暗画像の画質が悪くても、エッジの位置を求めることは容易に可能であり、したがってパッドの位置を正確に求めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態のチップのパッドの位置検出装置の側面図
【図２】本発明の一実施の形態のチップのパッドの位置検出装置のカメラに取り込まれたサーチエリアの画像図
【図３】（ａ）本発明の一実施の形態のチップのパッドの位置検出装置のサーチエリア内のＸ方向の明暗比率分布図（ｂ）本発明の一実施の形態のチップのパッドの位置検出装置のサーチエリアの画像図
【図４】本発明の一実施の形態のチップのパッドの位置検出装置のサーチエリア内のＹ方向の明暗比率分布図
【図５】本発明の一実施の形態のチップのパッドの位置検出装置のチップのパッドの位置検出のフローチャート
【図６】ＣＣＤカメラに取込まれたチップのパッドの明暗画像図
【符号の説明】
１１ チップ
１２ パッド
１６ カメラ
Ａ 第１の枠
Ｂ 第２の枠
Ｓ サーチエリア
Ｅ１，Ｅ２，Ｅ３，Ｅ４ エッジ
Claims (1)
- カメラでチップの画像を取り込んでチップのパッドの位置を検出するチップのパッドの位置検出方法であって、カメラに取り込まれた画像中にチップのパッドを包囲するようにサーチエリアを設定するとともに、このサーチエリアの内部にチップのパッドをＸ方向に横切るＹ方向に縦長の第１の枠とＹ方向に横切るＸ方向に横長の第２の枠を設定し、パッドを包囲するサーチエリア内を第１の枠と第２の枠をそれぞれＸ方向とＹ方向に移動させて第１の枠内と第２の枠内の明暗比率からそれぞれの分布を求め、次に前記分布から明暗比率の変化率がしきい値以上に変化するＸ方向とＹ方向のエッジの位置を求め、このＸ方向とＹ方向のエッジの位置からパッドの位置を求めることを特徴とするチップのパッドの位置検出方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12664697A JP3781508B2 (ja) | 1997-05-16 | 1997-05-16 | チップのパッドの位置検出方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12664697A JP3781508B2 (ja) | 1997-05-16 | 1997-05-16 | チップのパッドの位置検出方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10318711A JPH10318711A (ja) | 1998-12-04 |
| JP3781508B2 true JP3781508B2 (ja) | 2006-05-31 |
Family
ID=14940363
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12664697A Expired - Fee Related JP3781508B2 (ja) | 1997-05-16 | 1997-05-16 | チップのパッドの位置検出方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3781508B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP7023471B1 (ja) * | 2021-01-25 | 2022-02-22 | 進 中谷 | 測定装置 |
-
1997
- 1997-05-16 JP JP12664697A patent/JP3781508B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH10318711A (ja) | 1998-12-04 |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
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| A521 | Written amendment |
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