JP3855216B2 - 半田ボール吸着検査装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体チップに用いられる接合用微小半田ボールをマウントする装置における吸着ヘッドの半田ボール吸着状態を検査する装置の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の半田ボール吸着検査装置では、ピンポイントのセンサのＯＮ／ＯＦＦによりエキストラボールやリメインボールを検出し、光透過によりミッシングボールを検出している。しかし、扱う半田ボールの小型化が進み、半田ボールの直径が従来の１ｍｍから０．０５ｍｍ乃至０．３ｍｍに微小化した現在、かような検査装置では対応できなくなってきた。
【０００３】
他の検査方法として二次元ＣＣＤセンサにより平面イメージを読み取り検査することも知られているが、この方法では図４に示されるような吸着した半田ボール１の真下にぶら下がった状態のエキストラボール２の検出ができない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、吸着ヘッドに吸着される半田ボールが微小半田ボールでも、更に正常に吸着された半田ボールの真下にぶら下がった状態のエキストラボールでも確実に検査可能な検査装置を提供しようとするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記の課題を解決するため、ボール供給ユニットとボール搭載ユニットを具備する半田ボールマウント装置の半田ボール吸着ヘッドの移動経路上に二次元ＣＣＤカメラを該吸着ヘッドの半田ボール吸着面が認識されるよう設置するとともに、側方からライン状の光を吸着ヘッドの下部から一定幅で吸着面に沿うよう投光する投光部と投光部に対向する光を検出する受光部とよりなるラインセンサを設置し、半田ボールを吸着した吸着ヘッドを、二次元ＣＣＤカメラにて半田ボール吸着面の平面イメージを読み取り検査するとともに、ラインセンサにより吸着面から一定幅の受光結果を読み取り検査し、上記半田ボール吸着面の平面イメージ検査と吸着面から一定幅の受光結果検査の双方が正しい場合にのみ半田ボール吸着ヘッドをボール搭載工程へ移動させることを特徴とする半田ボール吸着検査装置を提供するものである。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下図示の実施例とともに発明の実施の形態につき説明する。本発明は二次元ＣＣＤカメラ３とラインセンサ４のコンビネーションにより吸着ヘッド５に吸着された半田ボール１の適否を検査するもので、図１は検査の流れを示す説明斜視図である。
【０００７】
ボール供給ユニット６の先に、半田ボール吸着検査装置が配置される。半田ボール吸着検査装置は二次元ＣＣＤカメラ３とラインセンサ４により構成される。図１中の上方に向かう矢印は吸着ヘッド５の移動経路を示すもので、二次元ＣＣＤカメラ３及びラインセンサ４は、この移動経路上に設置される。
【０００８】
ボール供給ユニット６で半田ボール１を吸着した吸着ヘッド５は、まず、ボール吸着検査装置の二次元ＣＣＤカメラ３の上部で一旦停止する。
【０００９】
図２に示すように停止中に二次元ＣＣＤカメラ３は吸着ヘッド５の下面（半田ボール吸着面）のイメージを取り込み、あらかじめ取り込んであった基準画面と比較する。
【００１０】
図３は二次元ＣＣＤカメラ３で取り込んだ吸着ヘッド５の下面（半田ボール吸着面）のイメージを示す説明図であり、この比較により同図に示すように吸着穴８に半田ボール１が吸着していないミッシングボール７と吸着穴８以外についてしまったエキストラボール９及び吸着穴８からずれてしまったポジションエラーボール１０の検出が行われる。
【００１１】
二次元ＣＣＤカメラ３でミッシングボール７が検出された場合、吸着ヘッド５はボール供給ユニット６に戻り、半田ボールの再吸着を行う。二次元ＣＣＤカメラ３にて検査のミッシングボール７が検出されなければ吸着ヘッド５はボール排出ボックス１１側へと向かう。
【００１２】
二次元ＣＣＤカメラ３による吸着ヘッド５の下面のイメージ取り込みによる検査では、垂直方向にぶら下がった状態のエキストラボール２（正確には二次元ＣＣＤカメラ３の認識方向と同軸上に重なって存在するエキストラボール２）は、基準画面と比較してもエラーとして検出されない。従って次にラインセンサ４の検査を行うのである。
【００１３】
ボール排出ボックス１１の手前にはラインセンサ４が配置されており、投光部１２からは移動中の吸着ヘッド５の側方より吸着ヘッド５の下部から一定幅分のライン状の光１３を投光している。
【００１４】
ライン状の光１３のライン方向は吸着ヘッド５の下面に対して垂直方向であり、ライン状の光１３の幅は、吸着ヘッド５の下部より、正常吸着半田ボール１及びぶら下がり状態のエキストラボール２の検出に必要な幅である。
【００１５」
投光された光１３は、投光部１２に対向して配置される複数の受光センサをライン状に有する受光部１４にて受光される。
【００１６】
受光部１４では、基準レベル以上の光を受光した受光センサはＯＮ信号を出し、基準レベル以下の光を受光した受光センサは信号を出さない。受光部１４はこの信号を積算し出力する。
【００１７】
出力されたデータは図５に示すグラフのごとく処理し、出力１５がスレッシュレベル１６より小さくなると半田ボール１にぶら下がった状態のエキストラボール２があると判断する。すなわち、ラインセンサ４は、受光部１４で受光した光量が予め設定したスレッシュレベル１６より小さい場合に不良と判断するのである。
【００１８】
なお、スレッシュレベル１６は、正常に吸着された半田ボール１の高さにより決定されるが、半田ボール１のサイズは、一乃至二割程度の大きさのばらつきがあるため、スレッシュレベルの設定時にこれを考慮する必要がある。
【００１９】
二次元ＣＣＤカメラ３及びラインセンサ４での検査の結果、ぶら下がり状態のエキストラボール２や他のエキストラボール９やポジションエラーボール１０があると判断された場合には、吸着ヘッド５に振動を与え、ボール排出ボックス１１内へエキストラボール２、９を排出し、再度検査を行う。この時、吸着ヘッド５は、真空吸引を停止し、全半田ボールを排出した後、再びボール供給ユニット６へ戻って再吸着をしても良い。又、アラーム信号を出して停止しても良い。
【００２０】
二次元ＣＣＤカメラ３及びラインセンサ４での検査の結果、ぶら下がり状態のエキストラボール２や他のエキストラボール９やポジションエラーボール１０がないと判断された場合、すなわち半田ボール吸着面の平面イメージ検査と吸着面から一定幅の受光結果検査の双方が正しい場合にのみ半田ボール吸着ヘッド５をボール搭載工程へ移動させる。
【００２１】
ボール搭載工程は、ボール搭載ユニット１５のボールマウントステーション１８にて行われる。ボールマウントステーション１８は、進行方向（Ｙ軸方向）及び前後方向（Ｘ軸方向）へと移動可能なＸＹテーブル１６とその上に設置された回転テーブル１７により、ボールマウントステーション１８上に載置された半導体チップ、ウエハ、基板などのワークを位置決め固定し、吸着ヘッド５を下降させて半田ボール１をマウントする。
【００２２】
本実施例では、半田ボール１をワークにマウントする前に、図示されていない転写ピンにより、ボールマウントステーション１８上のワークにフラックスを転写しているが、ボールマウント前に吸着ヘッド５の半田ボール１にフラックスを転写しても良い。
【００２３】
【発明の効果】
本発明は、如上のように二次元ＣＣＤカメラとラインセンサにより、半田ボールの吸着状態を検査するため、第１に小径の半田ボールの吸着エラーの検出、更にはぶら下がり状態のエクストラボールの検出が確実にできる半田ボール吸着検査装置となった。
【００２４】
第２に二次元ＣＣＤカメラ及びラインセンサを吸着ヘッドの移動経路上に設置し、特にラインセンサによるぶら下がり状態のエキストラボールの検査を、吸着ヘッドの移動中に行うことができるものとしたためタクトタイムロスの小さい半田ボール吸着検査装置となった。
【００２５】
第３にラインセンサからのライン状の光が吸着ヘッドの下部に向かって一定幅で投光されているため、吸着ヘッドの吸着面のレベルと半田ボールのレベルを比較し、かつ常に吸着面のレベルを基準値とすることによりラインセンサと吸着ヘッド面との傾きや平行のずれを補正して正確な検査が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明一実施例の流れを示す説明斜視図
【図２】ヘッドと二次元ＣＣＤカメラの関係を示す説明斜視図
【図３】吸着ヘッド下面イメージを示す説明図
【図４】ヘッドとラインセンサの関係を示す説明斜視図
【図５】ラインセンサの出力グラフ
【符号の説明】
１．．．．．．．．．．半田ボール
２、９．．．．．．．．エキストラボール
３．．．．．．．．．．二次元ＣＣＤカメラ
４．．．．．．．．．．ラインセンサ
５．．．．．．．．．．吸着ヘッド
６．．．．．．．．．．ボール供給ユニット
７．．．．．．．．．．ミッシングボール
８．．．．．．．．．．吸着穴
１０．．．．．．．．．ポジションエラーボール
１１．．．．．．．．．ボール排出ボックス
１２．．．．．．．．．投光部
１３．．．．．．．．．ライン状の光
１４．．．．．．．．．受光部
１５．．．．．．．．．ボール搭載ユニット
１６．．．．．．．．．ＸＹテーブル
１７．．．．．．．．．回転テーブル
１８．．．．．．．．．ボールマウントステーション
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体チップに用いられる接合用微小半田ボールをマウントする装置における吸着ヘッドの半田ボール吸着状態を検査する装置の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の半田ボール吸着検査装置では、ピンポイントのセンサのＯＮ／ＯＦＦによりエキストラボールやリメインボールを検出し、光透過によりミッシングボールを検出している。しかし、扱う半田ボールの小型化が進み、半田ボールの直径が従来の１ｍｍから０．０５ｍｍ乃至０．３ｍｍに微小化した現在、かような検査装置では対応できなくなってきた。
【０００３】
他の検査方法として二次元ＣＣＤセンサにより平面イメージを読み取り検査することも知られているが、この方法では図４に示されるような吸着した半田ボール１の真下にぶら下がった状態のエキストラボール２の検出ができない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、吸着ヘッドに吸着される半田ボールが微小半田ボールでも、更に正常に吸着された半田ボールの真下にぶら下がった状態のエキストラボールでも確実に検査可能な検査装置を提供しようとするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記の課題を解決するため、ボール供給ユニットとボール搭載ユニットを具備する半田ボールマウント装置の半田ボール吸着ヘッドの移動経路上に二次元ＣＣＤカメラを該吸着ヘッドの半田ボール吸着面が認識されるよう設置するとともに、側方からライン状の光を吸着ヘッドの下部から一定幅で吸着面に沿うよう投光する投光部と投光部に対向する光を検出する受光部とよりなるラインセンサを設置し、半田ボールを吸着した吸着ヘッドを、二次元ＣＣＤカメラにて半田ボール吸着面の平面イメージを読み取り検査するとともに、ラインセンサにより吸着面から一定幅の受光結果を読み取り検査し、上記半田ボール吸着面の平面イメージ検査と吸着面から一定幅の受光結果検査の双方が正しい場合にのみ半田ボール吸着ヘッドをボール搭載工程へ移動させることを特徴とする半田ボール吸着検査装置を提供するものである。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下図示の実施例とともに発明の実施の形態につき説明する。本発明は二次元ＣＣＤカメラ３とラインセンサ４のコンビネーションにより吸着ヘッド５に吸着された半田ボール１の適否を検査するもので、図１は検査の流れを示す説明斜視図である。
【０００７】
ボール供給ユニット６の先に、半田ボール吸着検査装置が配置される。半田ボール吸着検査装置は二次元ＣＣＤカメラ３とラインセンサ４により構成される。図１中の上方に向かう矢印は吸着ヘッド５の移動経路を示すもので、二次元ＣＣＤカメラ３及びラインセンサ４は、この移動経路上に設置される。
【０００８】
ボール供給ユニット６で半田ボール１を吸着した吸着ヘッド５は、まず、ボール吸着検査装置の二次元ＣＣＤカメラ３の上部で一旦停止する。
【０００９】
図２に示すように停止中に二次元ＣＣＤカメラ３は吸着ヘッド５の下面（半田ボール吸着面）のイメージを取り込み、あらかじめ取り込んであった基準画面と比較する。
【００１０】
図３は二次元ＣＣＤカメラ３で取り込んだ吸着ヘッド５の下面（半田ボール吸着面）のイメージを示す説明図であり、この比較により同図に示すように吸着穴８に半田ボール１が吸着していないミッシングボール７と吸着穴８以外についてしまったエキストラボール９及び吸着穴８からずれてしまったポジションエラーボール１０の検出が行われる。
【００１１】
二次元ＣＣＤカメラ３でミッシングボール７が検出された場合、吸着ヘッド５はボール供給ユニット６に戻り、半田ボールの再吸着を行う。二次元ＣＣＤカメラ３にて検査のミッシングボール７が検出されなければ吸着ヘッド５はボール排出ボックス１１側へと向かう。
【００１２】
二次元ＣＣＤカメラ３による吸着ヘッド５の下面のイメージ取り込みによる検査では、垂直方向にぶら下がった状態のエキストラボール２（正確には二次元ＣＣＤカメラ３の認識方向と同軸上に重なって存在するエキストラボール２）は、基準画面と比較してもエラーとして検出されない。従って次にラインセンサ４の検査を行うのである。
【００１３】
ボール排出ボックス１１の手前にはラインセンサ４が配置されており、投光部１２からは移動中の吸着ヘッド５の側方より吸着ヘッド５の下部から一定幅分のライン状の光１３を投光している。
【００１４】
ライン状の光１３のライン方向は吸着ヘッド５の下面に対して垂直方向であり、ライン状の光１３の幅は、吸着ヘッド５の下部より、正常吸着半田ボール１及びぶら下がり状態のエキストラボール２の検出に必要な幅である。
【００１５」
投光された光１３は、投光部１２に対向して配置される複数の受光センサをライン状に有する受光部１４にて受光される。
【００１６】
受光部１４では、基準レベル以上の光を受光した受光センサはＯＮ信号を出し、基準レベル以下の光を受光した受光センサは信号を出さない。受光部１４はこの信号を積算し出力する。
【００１７】
出力されたデータは図５に示すグラフのごとく処理し、出力１５がスレッシュレベル１６より小さくなると半田ボール１にぶら下がった状態のエキストラボール２があると判断する。すなわち、ラインセンサ４は、受光部１４で受光した光量が予め設定したスレッシュレベル１６より小さい場合に不良と判断するのである。
【００１８】
なお、スレッシュレベル１６は、正常に吸着された半田ボール１の高さにより決定されるが、半田ボール１のサイズは、一乃至二割程度の大きさのばらつきがあるため、スレッシュレベルの設定時にこれを考慮する必要がある。
【００１９】
二次元ＣＣＤカメラ３及びラインセンサ４での検査の結果、ぶら下がり状態のエキストラボール２や他のエキストラボール９やポジションエラーボール１０があると判断された場合には、吸着ヘッド５に振動を与え、ボール排出ボックス１１内へエキストラボール２、９を排出し、再度検査を行う。この時、吸着ヘッド５は、真空吸引を停止し、全半田ボールを排出した後、再びボール供給ユニット６へ戻って再吸着をしても良い。又、アラーム信号を出して停止しても良い。
【００２０】
二次元ＣＣＤカメラ３及びラインセンサ４での検査の結果、ぶら下がり状態のエキストラボール２や他のエキストラボール９やポジションエラーボール１０がないと判断された場合、すなわち半田ボール吸着面の平面イメージ検査と吸着面から一定幅の受光結果検査の双方が正しい場合にのみ半田ボール吸着ヘッド５をボール搭載工程へ移動させる。
【００２１】
ボール搭載工程は、ボール搭載ユニット１５のボールマウントステーション１８にて行われる。ボールマウントステーション１８は、進行方向（Ｙ軸方向）及び前後方向（Ｘ軸方向）へと移動可能なＸＹテーブル１６とその上に設置された回転テーブル１７により、ボールマウントステーション１８上に載置された半導体チップ、ウエハ、基板などのワークを位置決め固定し、吸着ヘッド５を下降させて半田ボール１をマウントする。
【００２２】
本実施例では、半田ボール１をワークにマウントする前に、図示されていない転写ピンにより、ボールマウントステーション１８上のワークにフラックスを転写しているが、ボールマウント前に吸着ヘッド５の半田ボール１にフラックスを転写しても良い。
【００２３】
【発明の効果】
本発明は、如上のように二次元ＣＣＤカメラとラインセンサにより、半田ボールの吸着状態を検査するため、第１に小径の半田ボールの吸着エラーの検出、更にはぶら下がり状態のエクストラボールの検出が確実にできる半田ボール吸着検査装置となった。
【００２４】
第２に二次元ＣＣＤカメラ及びラインセンサを吸着ヘッドの移動経路上に設置し、特にラインセンサによるぶら下がり状態のエキストラボールの検査を、吸着ヘッドの移動中に行うことができるものとしたためタクトタイムロスの小さい半田ボール吸着検査装置となった。
【００２５】
第３にラインセンサからのライン状の光が吸着ヘッドの下部に向かって一定幅で投光されているため、吸着ヘッドの吸着面のレベルと半田ボールのレベルを比較し、かつ常に吸着面のレベルを基準値とすることによりラインセンサと吸着ヘッド面との傾きや平行のずれを補正して正確な検査が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明一実施例の流れを示す説明斜視図
【図２】ヘッドと二次元ＣＣＤカメラの関係を示す説明斜視図
【図３】吸着ヘッド下面イメージを示す説明図
【図４】ヘッドとラインセンサの関係を示す説明斜視図
【図５】ラインセンサの出力グラフ
【符号の説明】
１．．．．．．．．．．半田ボール
２、９．．．．．．．．エキストラボール
３．．．．．．．．．．二次元ＣＣＤカメラ
４．．．．．．．．．．ラインセンサ
５．．．．．．．．．．吸着ヘッド
６．．．．．．．．．．ボール供給ユニット
７．．．．．．．．．．ミッシングボール
８．．．．．．．．．．吸着穴
１０．．．．．．．．．ポジションエラーボール
１１．．．．．．．．．ボール排出ボックス
１２．．．．．．．．．投光部
１３．．．．．．．．．ライン状の光
１４．．．．．．．．．受光部
１５．．．．．．．．．ボール搭載ユニット
１６．．．．．．．．．ＸＹテーブル
１７．．．．．．．．．回転テーブル
１８．．．．．．．．．ボールマウントステーション
Claims (2)
- ボール供給ユニットとボール搭載ユニットを具備する半田ボールマウント装置の半田ボール吸着ヘッドの移動経路上に二次元ＣＣＤカメラを該吸着ヘッドの半田ボール吸着面が認識されるよう設置するとともに、側方からライン状の光を吸着ヘッドの下部から一定幅で吸着面に沿うよう投光する投光部と投光部に対向する光を検出する受光部とよりなるラインセンサを設置し、半田ボールを吸着した吸着ヘッドを、二次元ＣＣＤカメラにて半田ボール吸着面の平面イメージを読み取り検査するとともに、ラインセンサにより吸着面から一定幅の受光結果を読み取り検査し、上記半田ボール吸着面の平面イメージ検査と吸着面から一定幅の受光結果検査の双方が正しい場合にのみ半田ボール吸着ヘッドをボール搭載工程へ移動させることを特徴とする半田ボール吸着検査装置。
- ラインセンサは、受光部で受光した光量が予め設定したスレッシュレベルより小さい場合に不良と判断することを特徴とする請求項１記載の半田ボール吸着検査装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12006498A JP3855216B2 (ja) | 1998-04-14 | 1998-04-14 | 半田ボール吸着検査装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12006498A JP3855216B2 (ja) | 1998-04-14 | 1998-04-14 | 半田ボール吸着検査装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11297774A JPH11297774A (ja) | 1999-10-29 |
| JP3855216B2 true JP3855216B2 (ja) | 2006-12-06 |
Family
ID=14777004
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12006498A Expired - Lifetime JP3855216B2 (ja) | 1998-04-14 | 1998-04-14 | 半田ボール吸着検査装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3855216B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3636357B2 (ja) | 2001-03-13 | 2005-04-06 | 日立金属株式会社 | 異常球検出装置及び異常球検出方法 |
| CN105021626A (zh) * | 2015-07-10 | 2015-11-04 | 上海微松工业自动化有限公司 | 一种植球检测设备及其应用 |
| JP6836648B2 (ja) * | 2017-04-25 | 2021-03-03 | ヤマハ発動機株式会社 | 検査装置、搭載装置、検査方法 |
-
1998
- 1998-04-14 JP JP12006498A patent/JP3855216B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH11297774A (ja) | 1999-10-29 |
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