JP5914263B2 - 電子部品のバンプ認識方法 - Google Patents

Description

本発明は、電子部品の底面に設けられたバンプを画像処理によって認識する電子部品のバンプ認識方法に関するものである。

従来、フェイスダウンで実装される電子部品を基板に実装するにあたっては、部品底面の多数の電極（バンプやボール）を撮像し、これらの電極の位置を特定している。
電子部品の底面（以下、単に部品底面という）に設けられた多数のバンプを認識する方法としては、例えば特許文献１や特許文献２に記載されている方法がある。

特許文献１に開示された認識方法は、部品底面をカメラで撮像し、この撮像により得られた画像データを用いて実施する。この特許文献１に記載された方法で部品底面の電極（バンプ）を認識するためには、先ず、前記画像データ内の部品底面の角（四隅）から電極を探索し、「種電極」を発見する。

そして、この「種電極」の座標と、予め与えられた電極の論理座標（既知の電極の座標）とに基づいて、電極の座標系を作成する。しかる後、他の電極の探索領域（予測領域）を設定し、この領域について電極を抽出する。
特許文献２に開示された方法は、部品底面の電極の欠落を判定するための方法である。この方法によれば、部品撮像時に、部品の下部側面から照明を照射することで、電極の欠落判別を行う。

部品底面に多数のバンプを有する従来の電子部品としては、シリコンチップに多数のバンプを設けて構成されたフリップチップパッケージがある。フリップパッケージの多数のバンプの中には、例えば実装時の載置の安定性や接続点の数を確保することを目的とするサポートバンプと呼ばれるものがある。この種のサポートバンプは、予め定めた個数だけ欠落することを許されているものである。

ところで、この種のフリップチップパッケージに設けられているバンプは、フリップチップパッケージを製造する過程でシリコンチップ側から脱落してしまうことがある。このため、このフリップチップパッケージからなる電子部品においては、バンプを認識するとき（基板に実装するとき）に部品底面に全てのバンプが設けられているとは限らない。

特許第４３２７２８９号公報 特許第４２２９５５４号公報

特許文献１に開示された方法では、電極の探索の起点となる「種電極」が欠落していた場合は、電極を認識することができない。すなわち、特許文献１に示す方法は、一部の電極が欠落していても良品と見なされる電子部品は対象外で、この種の電子部品の電極を確実に認識することはできないという問題があった。
特許文献２に開示されている方法においても、一部の電極の欠落が許容される電子部品を使用することはできない。

本発明はこのような問題を解消するためになされたもので、一部のバンプの欠落が許容される電子部品の全てのバンプを認識可能な電子部品のバンプ認識方法を提供することを目的とする。

この目的を達成するために、本発明に係る電子部品のバンプ認識方法は、部品底面の形状が矩形であってかつ前記部品底面にバンプが設けられた電子部品の前記部品底面を撮像する撮像ステップと、前記撮像ステップで撮像した部品底面の画像データから画像処理によって前記矩形の連続する少なくとも二辺を特定する第１の画像処理ステップと、前記画像処理ステップにおいて特定された辺のデータに基づいて、ＸＹ座標系における前記部品底面の中心と傾きのデータを求める演算ステップと、前記演算ステップにおいて求めた部品底面の中心および傾きのデータと、ＸＹ座標系における、部品底面の中心に対するバンプの位置を特定可能な既知のデータとに基づいて前記画像データ内のバンプの位置を予測するバンプ位置予測ステップと、前記バンプ位置予測ステップで予測した位置についてバンプの外形を認識する画像処理を行う第２の画像処理ステップと、前記第２の画像処理ステップにおいて認識した前記バンプの外形を用いてＸＹ座標系における前記バンプの外形中心を求める中心検出ステップと、前記中心検出ステップで求めた外形中心と前記既知のデータに基づくバンプの中心位置とのずれ量に基づいてバンプ外形の認識の適否を決定するバンプ判定ステップとを実施し、前記バンプ判定ステップにおいてバンプ外形の認識が不適であると決められた場合は、前記画像データ内の互いに離間した複数の基準バンプの外形を認識する画像処理を行い、これらの複数の基準バンプの外形を用いてＸＹ座標系における各基準バンプの外形中心を求め、各基準バンプの外形中心に基づいて、ＸＹ座標系における部品底面の中心と傾きとを求め、その後、前記ＸＹ座標系における部品底面の中心および傾きのデータと、前記既知のデータとに基づいて他のバンプの位置を予測して他のバンプの外形を認識することを特徴とする。

本発明は、部品底面の形状が矩形であってかつ前記部品底面にバンプが設けられた電子部品の前記部品底面を撮像する撮像ステップと、前記撮像ステップで撮像した部品底面の画像データから画像処理によって前記矩形の連続する少なくとも二辺を特定する第１の画像処理ステップと、前記画像処理ステップにおいて特定された辺のデータに基づいて、ＸＹ座標系における前記部品底面の中心と傾きのデータを求める演算ステップと、前記演算ステップにおいて求めた部品底面の中心および傾きのデータと、ＸＹ座標系における、部品底面の中心に対するバンプの位置を特定可能な既知のデータとに基づいて前記画像データ内のバンプの位置を予測するバンプ位置予測ステップと、前記バンプ位置予測ステップで予測した位置についてバンプの外形を認識する画像処理を行う第２の画像処理ステップとを有し、前記第１の画像処理ステップにおいて連続する少なくとも二辺の特定に失敗した場合は、前記画像データ内の互いに離間した複数の基準バンプの外形を認識する画像処理を行い、これらの複数の基準バンプの外形を用いてＸＹ座標系における各基準バンプの外形中心を求め、各基準バンプの外形中心に基づいて、ＸＹ座標系における部品底面の中心と傾きとを求め、その後、前記ＸＹ座標系における部品底面の中心および傾きのデータと、前記既知のデータとに基づいて他のバンプの位置を予測して他のバンプの外形を認識することを特徴とする。

本発明は、部品底面の形状が矩形であってかつ前記部品底面にバンプが設けられた電子部品の前記部品底面を撮像する撮像ステップと、前記撮像ステップで撮像した部品底面の画像データから画像処理によって前記矩形の連続する少なくとも二辺を特定する第１の画像処理ステップと、前記画像処理ステップにおいて特定された辺のデータに基づいて、ＸＹ座標系における前記部品底面の中心と傾きのデータを求める演算ステップと、前記演算ステップにおいて求めた部品底面の中心および傾きのデータと、ＸＹ座標系における、部品底面の中心に対するバンプの位置を特定可能な既知のデータとに基づいて前記画像データ内のバンプの位置を予測するバンプ位置予測ステップと、前記バンプ位置予測ステップで予測した位置についてバンプの外形を認識する画像処理を行う第２の画像処理ステップとを有し、認識したバンプの外形に基づく外形中心を用いて最終的な部品底面の中心および傾きを求めた後に、前記最終的な部品底面の中心および傾きと、既知の電子部品の外形サイズとから前記電子部品の外形領域を求める外形検出ステップと、前記外形領域から部品外側方向へ四辺それぞれに対し複数本の平行な仮想の検出直線を設定する検出直線設定ステップと、前記検出直線上に部品外形と近似の幅を有するエッジが存在しているか否かを判定するダブルダイ判定ステップとを実施することを特徴とする。

本発明は、前記発明において、前記第２の画像処理ステップの後に、前記第２の画像処理ステップにおいて認識した前記バンプの外形を用いてＸＹ座標系における前記バンプの外形中心を求める中心検出ステップと、前記中心検出ステップで求めた外形中心と前記既知のデータに基づくバンプの中心位置とのずれ量に基づいてバンプ外形の認識の適否を決定するバンプ判定ステップとを実施することを特徴とする。
本発明は、前記発明において、前記第１の画像処理ステップにおいて連続する少なくとも二辺の特定に失敗した場合は、前記画像データ内の互いに離間した複数の基準バンプの外形を認識する画像処理を行い、これらの複数の基準バンプの外形を用いてＸＹ座標系における各基準バンプの外形中心を求め、各基準バンプの外形中心に基づいて、ＸＹ座標系における部品底面の中心と傾きとを求め、その後、前記ＸＹ座標系における部品底面の中心および傾きのデータと、前記既知のデータとに基づいて他のバンプの位置を予測して他のバンプの外形を認識することを特徴とする。

本発明は、前記発明において、認識したバンプの外形に基づく外形中心を用いて最終的な部品底面の中心および傾きを求めた後に、前記最終的な部品底面の中心および傾きと、既知の電子部品の外形サイズとから前記電子部品の外形領域を求める外形検出ステップと、前記外形領域から部品外側方向へ四辺それぞれに対し複数本の平行な仮想の検出直線を設定する検出直線設定ステップと、前記検出直線上に部品外形と近似の幅を有するエッジが存在しているか否かを判定するダブルダイ判定ステップとを実施することを特徴とする。
本発明は、前記発明において、前記第２の画像処理ステップの後に、前記第２の画像処理ステップにおいて認識した前記バンプの外形を用いてＸＹ座標系における前記バンプの外形中心を求める中心検出ステップと、前記中心検出ステップで求めた外形中心と前記既知のデータに基づくバンプの中心位置とのずれ量に基づいてバンプ外形の認識の適否を決定するバンプ判定ステップとを実施し、認識したバンプの外形に基づく外形中心を用いて最終的な部品底面の中心および傾きを求めた後に、前記最終的な部品底面の中心および傾きと、既知の電子部品の外形サイズとから前記電子部品の外形領域を求める外形検出ステップと、前記外形領域から部品外側方向へ四辺それぞれに対し複数本の平行な仮想の検出直線を設定する検出直線設定ステップと、前記検出直線上に部品外形と近似の幅を有するエッジが存在しているか否かを判定するダブルダイ判定ステップとを実施することを特徴とする。

本発明によれば、部品外形を基準としてバンプに依存することなくバンプの位置を予測できる。このため、バンプが一定個数欠落しても良品として扱われる部品に対して認識を行うことが可能な電子部品のバンプ認識方法を提供することができる。

本発明に係る電子部品のバンプ認識方法を実施するために用いる電子部品認識装置の構成を示すブロック図である。 画像データに写る部品底面を示す模式図である。 本発明に係る電子部品のバンプ認識方法を説明するためのフローチャートである。 第１の画像処理ステップを説明するためのフローチャートである。 各辺が認識された部品底面を示す模式図である。 各辺の分散が大きい辺を除外するステップを説明するための模式図である。 交差角度が直角ではない二辺を除外するステップを説明するための模式図である。 交差角度が直角ではない二辺を除外するステップを説明するための模式図である。 部品底面の仮の中心と傾きを求めるステップを説明するための模式図である。 部品底面の仮の中心と傾きを求めるステップを説明するための模式図である。 バンプの位置を予測するステップを説明するための模式図である。 バンプの位置を検出するステップを説明するための模式図である。 バンプの外形中心を求めるステップを説明するための模式図である。 バンプ判定ステップを説明するための模式図である。 バンプ判定ステップを説明するための模式図である。 ２つのチップが結合されたダブルダイの状態にある電子部品の部品底面を示す模式図である。 ダブルダイチェックステップを説明するためのフローチャートである。 外形検出ステップを説明するための模式図である。 検出直線設定ステップとダブルダイ判定ステップとを説明するための模式図である。

以下、本発明に係る電子部品のバンプ認識方法の一実施の形態を図１〜図１９によって詳細に説明する。
図１に示す電子部品認識装置１は、本発明に係る電子部品のバンプ認識方法を実施するためのものである。この電子部品認識装置１は、電子部品２（図２参照）の部品底面３を撮像するカメラ４と、このカメラ４に接続された認識装置本体５と、この認識装置本体５に接続されたディスプレイ６および操作装置７などを備えている。

前記カメラ４は、図示していない部品移動装置が電子部品２を移動させる経路の下方に上方を撮像するように配置されている。部品移動装置は、電子部品２を吸着ノズル（図示せず）によって吸着し、電子部品２の部品底面３が下方を指向する状態で移動させる。電子部品２は、たとえばフリップチップパッケージのように、部品底面３の形状が矩形であってかつ部品底面３に多数のバンプ８が設けられているものである。

すなわち、前記カメラ４は、前記多数のバンプ８が写るように前記部品底面３を下方から撮像する。この実施の形態による電子部品認識装置１は、詳細は後述するが、前記カメラ４によって撮像された画像データを用いて吸着ノズルに対する電子部品２の吸着位置を検出する。前記部品移動装置は、電子部品認識装置１によって検出された電子部品２の吸着位置に基づいて実装データを補正し、この補正データに基づいて基板に電子部品２を実装する。

前記認識装置本体５は、予め定められたプログラムに基づいて動作するマイクロコンピュータによって構成されている。この実施の形態による認識装置本体５は、図１に示すように、カメラ制御部１１と、画像処理部１２と、判定部１３と、記憶部１４とを備えている。
前記カメラ制御部１１は、所定の撮像時期に前記カメラ４に撮像させる。

前記画像処理部１２は、前記カメラ４によって撮像された画像データを用いて部品底面３の外形やバンプ８の外形などを数値データ化する。また、画像処理部１２は、詳細は後述するが、前記数値データを用いて部品底面３の中心および傾き、バンプ８の位置などを求める各種の演算を行う。

前記判定部１３は、前記画像処理部１２によって求められたバンプ８の位置と、既知のデータに基づくバンプ位置とが一致するか否かを判定する。
前記記憶部１４は、電子部品２の製造上の既知のデータを保存するためのものである。既知のデータは、外形寸法のデータと、部品底面３の中心に対する各バンプ８の位置を特定可能なデータを含んでいる。
前記認識装置本体５に接続された前記ディスプレイ６は、動作状況やエラーメッセージなどを表示するものである。
前記操作装置７は、操作者（図示せず）が数値等を入力したり各種の操作を行うためのものである。

次に、本発明に係る電子部品のバンプ認識方法を図３に示すフローチャートによって詳細に説明する。本発明における電子部品２のバンプ認識方法は、図３に示すように、撮像ステップＳ１と、第１の画像処理ステップＳ２と、演算ステップＳ３と、バンプ位置予測ステップＳ４と、第２の画像処理ステップＳ５と、中心検出ステップＳ６と、バンプ判定ステップＳ７と、最終算出ステップＳ８と、ダブルダイチェックステップＳ９と、再認識ステップＳ１０とによって実施される。

＜撮像ステップ＞
電子部品２のバンプ８を認識するためには、先ず、撮像ステップＳ１を実施する。
撮像ステップＳ１においては、前記カメラ制御部１１が前記カメラ４を動作させ、カメラ４によって電子部品２の部品底面３が撮像される。カメラ４によって撮像された画像データには、図２に示すように、撮像エリア１５内に電子部品２の矩形の部品底面３と、この部品底面３に設けられた多数のバンプ８とが写る。

＜第１の画像処理ステップ＞
次に、画像処理部１２が第１の画像処理ステップＳ２を実施する。
第１の画像処理ステップＳ２においては、先ず、画像データ中に含まれる異常の有無を判別し（ステップＰ１）、異常がない場合に前記矩形の連続する少なくとも二辺を特定する（ステップＰ２）。ここでいう「連続する二辺」とは、前記矩形の角部分を挟んで両側に位置する二辺をいう。
前記ステップＰ１で異常ありと判別された場合は、後述する再認識ステップＳ１０が実施される。

前記ステップＰ１においては、図４中のステップＰ１Ａに示すように、先ず、画像処理部１２が画像データに写る部品底面３からなる矩形の四辺を検出する。これらの四辺の各辺となる仮想直線Ｌ１〜Ｌ４（図５参照）は、画像データ内の部品底面３のエッジ（輪郭）をいわゆるエッジ検出法により検出し、検出したエッジの無数の座標点のデータに基づいて最小二乗法により求めることができる。

次に、ステップＰ１Ｂにおいて、画像処理部１２がステップＰ１Ａで検出された各辺のエッジ座標の分散を求める。このエッジ座標の分散とは、前記仮想直線Ｌ１〜Ｌ４と前記各座標点までの距離の分散（バラツキ）をいう。このステップＰ１Ｂを実施することにより、図６に示すような吸着位置の異常を判別することができる。図６は、電子部品２を吸着した吸着ノズル１６が部品底面３から側方に突出するように写り込んだ場合の画像を示す。図６に示す画像の場合、吸着ノズル１６が突出する辺に相当する仮想直線Ｌ３に対して、部品底面３のエッジとなる点の集合Ｐ３ａ，Ｐ３ｂが同図において左側に偏って位置し、吸着ノズル１６のエッジとなる点の集合Ｐ３ｃが同図において右側に偏って位置するすることになる。

このようにエッジ座標の分散を求めた後、ステップＰ１Ｃにおいて、前記四辺の中から前記分散が予め定めた値より大きい辺を除外し、連続する二辺が残存するか否かを判別する。図６において仮想直線Ｌ３で示す辺は、分散が大きいために除外される。連続する二辺が残らない場合は、後述する再認識ステップＳ１０に進む。

連続する二辺が１組でも存在する場合は、ステップＰ１Ｄにおいて、連続する二辺の交差角度を求める。このステップＰ１Ｄは、図７や図８に示すような吸着位置の異常を判別するためのステップである。なお、図７および図８は、説明を分かり易くするために、吸着ノズル１６に対して電子部品２を極端にずらした状態で描いてある。
図７は、電子部品２が吸着ノズル１６に捩れて吸着されて吸着ノズル１６の一部が部品底面３から側方に突出するように写り込んだ場合の画像を示す。この場合の仮想直線Ｌ１と仮想直線Ｌ２との交差角度θ１は直角となり、仮想直線Ｌ２と仮想直線Ｌ３との交差角度θ２は鈍角となる。仮想直線Ｌ３と仮想直線Ｌ４との交差角度θ３は鋭角となり、仮想直線Ｌ１と仮想直線Ｌ４との交差角度θ４は鈍角となる。
図８は、電子部品２が吸着ノズル１６に捩れて吸着され、しかも、部品底面３と背景とのコントラストが低い場合の画像を示す。図８においては、コントラストが特に低い部分にハッチングを施してある。このような場合は、仮想直線Ｌ１〜Ｌ３が誤って認識される。

次に、ステップＰ１Ｅにおいて、連続する二辺の交差角度が直角ではない二辺を除外し、前記交差角度が直角になる連続した二辺が残存するか否かを判別する。図６に示す画像の場合は、仮想直線Ｌ１と仮想直線Ｌ２との交差角度θ１が直角で、仮想直線Ｌ１と仮想直線Ｌ４との交差角度θ４が直角であるから、これらの仮想直線Ｌ１，Ｌ２，Ｌ４に相当する三辺が残される。図７において、仮想直線Ｌ１と仮想直線Ｌ２とによって示す辺は、交差角度θ１が直角であるから残される。仮想直線Ｌ３と仮想直線Ｌ４とによって示す二辺は、前記交差角度θ１〜θ４が直角ではないから除外される。図８においては、全ての交差角度θ１〜θ４が直角ではないために、全ての辺が除外される。ステップＰ１Ｅにおいて判別された結果、交差角度が直角となる連続する二辺が残らない場合は、後述する再認識ステップＳ１０に進む。

その後、ステップＰ２において、前記ステップＰ１Ｅが実施された後に残存した全ての連続する二辺を特定する。すなわち、ステップＰ２においては、連続する少なくとも二辺が特定される。前記図６に示す場合は、仮想直線Ｌ１と仮想直線Ｌ２と仮想直線Ｌ４とに対応する三辺が特定される。図７に示す場合は、仮想直線Ｌ１と仮想直線Ｌ２とに対応する二辺が特定される。

＜演算ステップ＞
上述したように前記二辺が特定された後、演算ステップＳ３において、これらの特定された辺のデータを用いてＸＹ座標系における前記部品底面３の中心と傾きのデータを演算によって求める。ここで求める部品底面３の中心は、この電子部品２の吸着位置を特定するための基準ではないから、ここでは仮中心Ｃという。
ＸＹ座標系における部品底面３の仮中心Ｃは、各辺の交点の座標と、この電子部品２の製造上の既知の外形寸法とを用いて求める。部品底面３の傾きは、各辺の傾きの平均値である。

上述した図６に示す画像においてＸＹ座標系における部品底面３の仮中心Ｃを求めるためには、先ず、図９に示すように、第１の仮想直線Ｌ１と第２の仮想直線Ｌ２との交点Ｍ１の座標と、第１の仮想直線Ｌ１と第４の仮想直線Ｌ４との交点Ｍ２の座標とを求める。そして、これらの交点Ｍ１，Ｍ２の座標と、この電子部品２の既知の外形寸法とを用いて部品底面３の仮中心Ｃを特定する。前記既知の外形寸法は、製造上のデータとして前記記憶部１４に保存してあるものを使用する。この部品底面３の傾きは、第１の仮想直線Ｌ１のＹ軸に対する角度と、第２の仮想直線Ｌ２のＸ軸に対する角度と、第４の仮想直線Ｌ４のＸ軸に対する角度とを平均することによって求める。

図７に示す画像におけるＸＹ座標系における部品底面３の仮中心Ｃは、図１０に示すように、第１の仮想直線Ｌ１と第２の仮想直線Ｌ２との交点Ｍ１の座標と、この電子部品２の既知の外形寸法とを用いて求める。この部品底面３の傾きは、第１の仮想直線Ｌ１のＹ軸に対する角度と、第２の仮想直線Ｌ２のＸ軸に対する角度とを平均することによって求める。
このようにＸＹ座標系における部品底面３の仮中心Ｃと傾きとを求めた後、後述するバンプ位置予測ステップＳ４（図３参照）と第２の画像処理ステップＳ５とを実施し、画像データ内の全てのバンプ８の外形を認識する。

＜バンプ位置予測ステップ＞
前記バンプ位置予測ステップＳ４は、画像データ内のバンプ８の位置を予測するステップである。この予測は、画像データのＸＹ座標系における部品底面３の仮中心Ｃおよび傾きのデータと、既知のデータとに基づいて行う。既知のデータは、前記記憶部１４に保存されている製造上のデータである。この既知のデータは、ＸＹ座標系における部品底面３の中心とバンプ８の位置との位置関係を示すデータである。

バンプ位置予測ステップＳ４においては、既知のデータの部品底面３の中心とバンプ８の位置との位置関係を画像データに適用し、画像データの部品底面３の仮中心Ｃを基準としてバンプ８の位置を予測する。これを模式的に表すと図１１に示すようになる。図１１は、上述した図７に示す画像にバンプ８の予測位置を重ねて描いた図である。図１１においては、バンプ８の予測位置Ｂａを二点鎖線で描いてある。すなわち、既知のデータを画像データの傾きに対応させて補正し、両データの中心どうしが重なる状態で既知のデータのバンプ８の位置を画像データにおけるバンプ８の予測位置としている。

＜第２の画像処理ステップ＞
このように画像データ内のバンプ８の位置を予測した後、第２の画像処理ステップＳ５を実施する。この第２の画像処理ステップＳ５においては、前記バンプ位置予測ステップＳ４で予測したバンプ８の予測位置Ｂａについて例えばパターンマッチング法などの画像処理を施し、バンプ８の外形を認識する。バンプ８の外形は、バンプ８の端縁の形状である。例えば平面視円形のバンプ８の場合の外形は円である。
バンプ８の外形を認識するためには、図１２に示すように、バンプ８の予測位置Ｂａを含む最小の矩形１７を検出範囲として行う。

＜中心検出ステップ＞
画像処理部１２は、上述したように全てのバンプ８の外形を認識した後、中心検出ステップＳ６において、前記バンプ８の外形に基づいて全てのバンプ８についてＸＹ座標系における外形中心を求める。上述した図７に示す画像の場合は、図１３に示すように、各バンプ８の外形中心ＢＣが求められる。

＜バンプ判定ステップ＞
上述したように全てのバンプ８の外形中心ＢＣが求められた後、判定部１３がバンプ判定ステップＳ７を実施する。このバンプ判定ステップＳ７は、画像処理によるバンプ８の位置の認識の適否を決定するためのステップである。この実施の形態によるバンプ判定ステップＳ７は、図１４に示すように、画像処理によって求めたバンプ８の外形中心ＢＣと、既知のデータに基づくバンプ８の中心位置ＢＴとのずれ量Ｄを求め、このずれ量Ｄと予め定めた判定値とを比較して実施する。判定部１３は、前記ずれ量Ｄが判定値以下である場合に認識が成功していると判定し、前記ずれ量Ｄが判定値より大きい場合に認識が失敗していると判定する。

認識に成功していると判定された場合は、後述する最終算出ステップＳ８が実施され、 認識に失敗していると判定された場合は、後述する再認識ステップＳ１０が実施される。
このバンプ判定ステップにおいて認識に失敗する原因としては、第１の画像処理ステップＳ２において画像データ内の異常を検出できなかったことが考えられる。例えば、図１５に示すように、部品底面３から側方に突出する吸着ノズル１６の幅が部品底面３の幅と等しく、部品底面３と吸着ノズル１６とが重なるような場合は、同図中の仮想直線Ｌ３の位置を正しく認識することができず、この結果、バンプ８の位置を誤って認識してしまう。この実施の形態によれば、このように誤って辺を認識した場合であっても後述する再認識ステップＳ１０において再度認識を行うことが可能である。

＜最終算出ステップ＞
最終算出ステップＳ８は、電子部品２の吸着位置を検出するためのステップである。この最終算出ステップＳ８においては、前記画像処理部１２が前記各バンプ８の外形中心ＢＣを用いて最終的な部品底面３の中心と傾きとを求める。この部品底面３の中心と傾きとを示すデータは、前記部品移動装置に送られ、実装データの補正に用いられる。

＜ダブルダイチェックステップ＞
前記電子部品２として用いるフリップチップパッケージは、図示してはいないが、半導体ウエハからブレード式切断装置やレーザー式切断装置などによって個々に分断されたものである。この種のフリップチップパッケージは、半導体ウエハから完全に分断されずに隣接する他のフリップチップと結合された状態（ダブルダイの状態）で実装機に供給されてしまうことがある。このような電子部品２を構成する２つのフリップチップパッケージは、図１６に示すように、未切断部分２１を介して互いに結合されている。未切断部分２１には、凹溝が形成されていることが多い。

このダブルダイの状態となった電子部品２は、未切断部分２１の溝、パターン等の濃淡が部品の外形と誤認識され、正常な部品として認識されてしまうおそれがある。認識処理が正常に終了した電子部品２は、実装機によって基板に実装されてしまう。しかし、詳細は後述するが、この実施の形態によるダブルダイチェックステップＳ９を実施することによって、上述したような本来は不良部品として判断されるべき連結した電子部品を誤って正常品と判定することを防ぐことができ、この電子部品を不良部品としてみなして基板上へ搭載されることがないようにすることができる。

ダブルダイチェックステップＳ９は、図１７に示すように、外形検出ステップＳ９Ａと、検出直線設定ステップＳ９Ｂと、ダブルダイ判定ステップＳ９Ｃと、エラー処理ステップＳ９Ｄとによって構成されている。
＜外形検出ステップ＞
外形検出ステップＳ９Ａにおいては、前記最終算出ステップＳ８において求められた最終的な部品底面３の中心および傾きと、既知の電子部品２の外形サイズとを用い、図１８に示すように、この電子部品２の外形領域（部品外形が存在する領域）Ａを求める。既知の電子部品２の外形サイズは、前記記憶部１４に予め記憶させておき、必要に応じて記憶部１４から読み出して用いる。

＜検出直線設定ステップ＞
検出直線設定ステップＳ９Ｂにおいては、図１９に示すように、電子部品２の外形領域Ａから部品外側方向へ四辺それぞれに対し複数本の平行な仮想の検出直線Ｌ５Ａ〜Ｌ５Ｄ、Ｌ６Ａ〜Ｌ６Ｄ、Ｌ７Ａ〜Ｌ７Ｄを設定する。

＜ダブルダイ判定ステップ＞
ダブルダイ判定ステップＳ９Ｃにおいては、前記検出直線上に部品外形と近似の幅を有するエッジが存在しているか否かを判定する。図１９に示す例の場合は、検出直線Ｌ５Ｄ，Ｌ６Ｄ，Ｌ７Ｄの上に他のフリップチップパッケージのエッジが存在しているために、ダブルダイ判定ステップＳ９ＣにおいてＮＯ、すなわちダブルダイであると判定される。

ダブルダイ判定ステップＳ９Ｃにおいて、ダブルダイではないと判定されたときは、その電子部品２に対する認識処理を終了し、ダブルダイであると判定されたときは、エラー処理ステップＳ９Ｄにおいて、エラー処理が行われる。このエラー処理ステップＳ９Ｄにおいては、例えばディスプレイ６に電子部品２が異常であることを表示させる。

＜再認識ステップ＞
再認識ステップＳ１０は、部品底面３の外形を用いることなく最終的な部品底面３の中心と傾きとを求めるためのステップである。この再認識ステップＳ１０においては、先ず、画像処理部１２が前記画像データ内の互いに離間した複数の基準バンプ８の外形を画像処理によって認識する。この画像処理は、いわゆるパターンマッチング法などによって行うことができる。次に、画像処理部１２は、これらの複数の基準バンプ８の外形を用いてＸＹ座標系における各基準バンプ８の外形中心ＢＣを求める。そして、画像処理部１２は、各基準バンプ８の外形中心ＢＣに基づいて、ＸＹ座標系における部品底面３の仮中心Ｃと傾きとを求める。

その後、画像処理部１２は、前記部品底面３の仮中心Ｃおよび傾きのデータと、既知のデータとに基づいて他のバンプ８の位置を予測し、他のバンプ８の外形を認識する。ここで用いる既知のデータは、前記記憶部１４に保存されている製造上のデータで、ＸＹ座標系における部品底面３の中心とバンプ８の位置との位置関係を示すデータである。
このように全てのバンプ８の外形を認識できた後、画像処理部１２は、全てのバンプ８の外形中心ＢＣを画像処理によって求め、さらに、全てのバンプ８の外形中心ＢＣを用いて最終的な部品底面３の中心と傾きとを求める。この部品底面３の中心と傾きとを示すデータは、前記部品移動装置に送られ、実装データの補正に用いられる。
再認識ステップＳ１０で最終的な部品底面３の中心と傾きとを求めた後は、上述したダブルダイチェックステップＳ９が実施され、電子部品２の認識処理が終了する。

このように構成された電子部品のバンプ認識方法によれば、画像データに写る部品底面３の連続する少なくとも二辺を利用して部品底面３の仮中心Ｃと傾きとを求め、この仮中心Ｃと傾きとを既知のデータに当てはめてバンプ８の位置を予測することができる。すなわち、バンプ８が欠落している場合であっても、部品外形を基準としてバンプ８に依存することなくバンプ８の位置を予測することができる。
したがって、この実施の形態によれば、バンプ８が一定個数欠落しても良品として扱われる電子部品２であっても認識を行うことが可能な電子部品２のバンプ認識方法を提供することができる。

この実施の形態においては、前記第２の画像処理ステップＳ５の後に、第２の画像処理ステップＳ５において認識したバンプ８の外形を用いてＸＹ座標系におけるバンプ８の外形中心ＢＣを求める中心検出ステップＳ６が実施される。また、この中心検出ステップＳ６の後に、前記外形中心ＢＣと前記既知のデータに基づくバンプ８の中心位置ＢＴとのずれ量Ｄに基づいてバンプ外形の認識の適否を決定するバンプ判定ステップＳ７が実施される。

このため、この実施の形態によれば、バンプ８の詳細な位置を検出するための画像処理、言い換えればパターンマッチング法などの処理時間が著しく長く必要な画像処理を実施する範囲を最小限の範囲に指定できる。この結果、バンプ８の詳細な位置を検出する画像処理を部品底面３の角から実施するような場合と較べて処理時間を短縮することができるから、電子部品２の実装を能率よく行うことができる。

この実施の形態においては、前記第１の画像処理ステップＳ２で連続する少なくとも二辺の特定に失敗した場合と、前記バンプ判定ステップＳ７でバンプ外形の認識が不適であると判定された場合は、前記再認識ステップＳ１０で画像データ内のバンプ８を基準として最終的な部品底面３の中心と傾きとが求められる。このため、部品底面３の辺を正しく認識できない場合であっても部品底面３の最終的な中心と傾きとを求めることができる。
したがって、この実施の形態によれば、電子部品２の吸着位置の検出するにあたって失敗し難く、この検出の信頼性を向上させることが可能になる。

この実施の形態においては、最終的な部品底面３の中心と傾きとが求められた後にダブルダイチェックステップＳ９が実施されるから、２つのチップが分断されずに結合された状態の電子部品２が誤って基板に実装されることを確実に防ぐことができる。

上述した実施形態においては、第１の画像処理ステップＳ２で条件を満たす全ての辺を特定する例を示した。条件とは、各辺毎の仮想直線の分散が予め定めた値以下である条件と、二辺の交差角度が直角であるという条件である。しかし、本発明は、このような限定にとらわれることはなく、たとえ四辺の全てが前記条件を満たすような場合であったとしても、二辺のみを特定することができる。

１…電子部品認識装置、２…電子部品、３…部品底面、８…バンプ、Ｃ…仮中心、Ｄ…ずれ量、Ｓ１…撮像ステップ、Ｓ２…第１の画像処理ステップ、Ｓ３…演算ステップ、Ｓ４…バンプ位置予測ステップ、Ｓ５…第２の画像処理ステップ、Ｓ６…中心検出ステップ、Ｓ７…バンプ判定ステップ、Ｓ８…最終算出ステップ、Ｓ９…ダブルダイチェックステップ、Ｓ１０…再認識ステップ。

Claims (7)

1. 部品底面の形状が矩形であってかつ前記部品底面にバンプが設けられた電子部品の前記部品底面を撮像する撮像ステップと、
   前記撮像ステップで撮像した部品底面の画像データから画像処理によって前記矩形の連続する少なくとも二辺を特定する第１の画像処理ステップと、
   前記画像処理ステップにおいて特定された辺のデータに基づいて、ＸＹ座標系における前記部品底面の中心と傾きのデータを求める演算ステップと、
   前記演算ステップにおいて求めた部品底面の中心および傾きのデータと、ＸＹ座標系における、部品底面の中心に対するバンプの位置を特定可能な既知のデータとに基づいて前記画像データ内のバンプの位置を予測するバンプ位置予測ステップと、
   前記バンプ位置予測ステップで予測した位置についてバンプの外形を認識する画像処理を行う第２の画像処理ステップと、
   前記第２の画像処理ステップにおいて認識した前記バンプの外形を用いてＸＹ座標系における前記バンプの外形中心を求める中心検出ステップと、
   前記中心検出ステップで求めた外形中心と前記既知のデータに基づくバンプの中心位置とのずれ量に基づいてバンプ外形の認識の適否を決定するバンプ判定ステップとを実施し、
   前記バンプ判定ステップにおいてバンプ外形の認識が不適であると決められた場合は、前記画像データ内の互いに離間した複数の基準バンプの外形を認識する画像処理を行い、
   これらの複数の基準バンプの外形を用いてＸＹ座標系における各基準バンプの外形中心を求め、
   各基準バンプの外形中心に基づいて、ＸＹ座標系における部品底面の中心と傾きとを求め、
   その後、前記ＸＹ座標系における部品底面の中心および傾きのデータと、前記既知のデータとに基づいて他のバンプの位置を予測して他のバンプの外形を認識することを特徴とする電子部品のバンプ認識方法。
2. 部品底面の形状が矩形であってかつ前記部品底面にバンプが設けられた電子部品の前記部品底面を撮像する撮像ステップと、
   前記撮像ステップで撮像した部品底面の画像データから画像処理によって前記矩形の連続する少なくとも二辺を特定する第１の画像処理ステップと、
   前記画像処理ステップにおいて特定された辺のデータに基づいて、ＸＹ座標系における前記部品底面の中心と傾きのデータを求める演算ステップと、
   前記演算ステップにおいて求めた部品底面の中心および傾きのデータと、ＸＹ座標系における、部品底面の中心に対するバンプの位置を特定可能な既知のデータとに基づいて前記画像データ内のバンプの位置を予測するバンプ位置予測ステップと、
   前記バンプ位置予測ステップで予測した位置についてバンプの外形を認識する画像処理を行う第２の画像処理ステップとを有し、
   前記第１の画像処理ステップにおいて連続する少なくとも二辺の特定に失敗した場合は、前記画像データ内の互いに離間した複数の基準バンプの外形を認識する画像処理を行い、
   これらの複数の基準バンプの外形を用いてＸＹ座標系における各基準バンプの外形中心を求め、
   各基準バンプの外形中心に基づいて、ＸＹ座標系における部品底面の中心と傾きとを求め、
   その後、前記ＸＹ座標系における部品底面の中心および傾きのデータと、前記既知のデータとに基づいて他のバンプの位置を予測して他のバンプの外形を認識することを特徴とする電子部品のバンプ認識方法。
3. 部品底面の形状が矩形であってかつ前記部品底面にバンプが設けられた電子部品の前記部品底面を撮像する撮像ステップと、
   前記撮像ステップで撮像した部品底面の画像データから画像処理によって前記矩形の連続する少なくとも二辺を特定する第１の画像処理ステップと、
   前記画像処理ステップにおいて特定された辺のデータに基づいて、ＸＹ座標系における前記部品底面の中心と傾きのデータを求める演算ステップと、
   前記演算ステップにおいて求めた部品底面の中心および傾きのデータと、ＸＹ座標系における、部品底面の中心に対するバンプの位置を特定可能な既知のデータとに基づいて前記画像データ内のバンプの位置を予測するバンプ位置予測ステップと、
   前記バンプ位置予測ステップで予測した位置についてバンプの外形を認識する画像処理を行う第２の画像処理ステップとを有し、
   認識したバンプの外形に基づく外形中心を用いて最終的な部品底面の中心および傾きを求めた後に、
   前記最終的な部品底面の中心および傾きと、既知の電子部品の外形サイズとから前記電子部品の外形領域を求める外形検出ステップと、
   前記外形領域から部品外側方向へ四辺それぞれに対し複数本の平行な仮想の検出直線を設定する検出直線設定ステップと、
   前記検出直線上に部品外形と近似の幅を有するエッジが存在しているか否かを判定するダブルダイ判定ステップとを実施することを特徴とする電子部品のバンプ認識方法。
4. 請求項２または請求項３記載の電子部品のバンプ認識方法において、
   前記第２の画像処理ステップの後に、前記第２の画像処理ステップにおいて認識した前記バンプの外形を用いてＸＹ座標系における前記バンプの外形中心を求める中心検出ステップと、
   前記中心検出ステップで求めた外形中心と前記既知のデータに基づくバンプの中心位置とのずれ量に基づいてバンプ外形の認識の適否を決定するバンプ判定ステップとを実施することを特徴とする電子部品のバンプ認識方法。
5. 請求項１記載の電子部品のバンプ認識方法において、
   前記第１の画像処理ステップにおいて連続する少なくとも二辺の特定に失敗した場合は、前記画像データ内の互いに離間した複数の基準バンプの外形を認識する画像処理を行い、
   これらの複数の基準バンプの外形を用いてＸＹ座標系における各基準バンプの外形中心を求め、
   各基準バンプの外形中心に基づいて、ＸＹ座標系における部品底面の中心と傾きとを求め、
   その後、前記ＸＹ座標系における部品底面の中心および傾きのデータと、前記既知のデータとに基づいて他のバンプの位置を予測して他のバンプの外形を認識することを特徴とする電子部品のバンプ認識方法。
6. 請求項１、請求項２または請求項５記載の電子部品のバンプ認識方法において、
   認識したバンプの外形に基づく外形中心を用いて最終的な部品底面の中心および傾きを求めた後に、
   前記最終的な部品底面の中心および傾きと、既知の電子部品の外形サイズとから前記電子部品の外形領域を求める外形検出ステップと、
   前記外形領域から部品外側方向へ四辺それぞれに対し複数本の平行な仮想の検出直線を設定する検出直線設定ステップと、
   前記検出直線上に部品外形と近似の幅を有するエッジが存在しているか否かを判定するダブルダイ判定ステップとを実施することを特徴とする電子部品のバンプ認識方法。
7. 請求項２記載の電子部品のバンプ認識方法において、
   前記第２の画像処理ステップの後に、前記第２の画像処理ステップにおいて認識した前記バンプの外形を用いてＸＹ座標系における前記バンプの外形中心を求める中心検出ステップと、
   前記中心検出ステップで求めた外形中心と前記既知のデータに基づくバンプの中心位置とのずれ量に基づいてバンプ外形の認識の適否を決定するバンプ判定ステップとを実施し、
   認識したバンプの外形に基づく外形中心を用いて最終的な部品底面の中心および傾きを求めた後に、
   前記最終的な部品底面の中心および傾きと、既知の電子部品の外形サイズとから前記電子部品の外形領域を求める外形検出ステップと、
   前記外形領域から部品外側方向へ四辺それぞれに対し複数本の平行な仮想の検出直線を設定する検出直線設定ステップと、
   前記検出直線上に部品外形と近似の幅を有するエッジが存在しているか否かを判定するダブルダイ判定ステップとを実施することを特徴とする電子部品のバンプ認識方法。

Images