JPH01251175A

JPH01251175A - 位置認識装置

Info

Publication number: JPH01251175A
Application number: JP63078730A
Authority: JP
Inventors: Yasutaka Koga; 康隆古賀
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1988-03-31
Filing date: 1988-03-31
Publication date: 1989-10-06
Anticipated expiration: 2012-08-25
Also published as: JP2644263B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［発明の目的］（産業上の利用分野）本弁明は、ＩＣチップ等を基板に装６する際に適用され
る位置認識装置の改良に関ζる。

（従来の技術〉例えば、ＩＣチップを基板に対して装着するに際しては
、ＩＣチップと基板との位置合せが行われ、この後にＩ
Ｃチップが基板に対して装着される。従って、ＩＣチッ
プと基数の位置合せ作業の前にＩＣチップ及び基板の各
位置が認識される。

この位置認識は例えばＩＣチップについて説明すると、
このＩＣチップの特徴的な部分がＩＴＶ（工業用テレビ
ジョン）カメラで拡大されて県像され、その画像データ
を得る。そして、この碍られた画像データに対して基準
パターンとのテンプレートマツチングを行なって基準パ
ターンとの位置ずれが求められる。しかるのち、この位
置ずれに基づいてＩＣチップの位置が補正されて基板に
対して装着が行われる。

ところで、以上のようなテンプレートマツチングによる
方法で位Ｉ！識の精度を高くするためには、画面の倍率
を大きくする必要がある。つまり、基準パターンとの位
置ずれは画像データの１画素を単位として検出されるの
で、この１画素の占めるＩＣチップ像の割合いを小さく
する必要があるからである。ところが、このように画面
の倍率を大きくすると、ｒＴＶカメラでＩＣチップを視
野内に入れるのに時間が掛り、このため装着前のＩＣチ
ップの位Ｗ１決め又はＩＴＶカメラの位置決めを高精度
に行なわなければならない。そのうえ、Ｉｃチップに回
転ずれが生じていると、正確にＩＣチップの位置認識が
できなくなる。従って、ＩＣチップの回転ずれを検出す
るためにはＩＣチップを少なくとも２方向から撮像し、
これら撮像した各画像データからＩＣチップの回転ずれ
を検出することになる。しかし、各方向から画像するた
めにはＩＴＶカメラをその度に移動しなければならず、
この移動による機械的位置決め誤差が位置ＬＸ　′Ａに
含まれてしまう。

（発明が解決しようとする課題）以上のように位置認識に時間がかかるうえに精度の低い
ものであった。

そこで本発明は、位置認識を速くかつ高精度にできる位
置認Ｎ装置を提供することを目的とする。

［発明の構成］（課題を解決するための手段）本発明は、ＩＣチップ等の周囲に電極が配置された被認
識体の位Ｎ認諏を行なう位置認識装置において、被認識
体をＩ＃１ｌｉｌする践＠装置と、この’ａ＠装置の撮
像によって得られる画像データから被認識体の外形を検
出する外形検出手段と、この外形検出手段により検出さ
れた被認識体の外形からＮ極の配置された部分を判断し
この部分のａ淡しベル変化を求めてこのａ　＞’Ａレベ
ル変化からｍ　認識体のエツジ位置のパラメータを求め
るエツジ位［認識手段とを備えて上記目的を達成しよう
とする位置認識装置である。

（作用）このような手段を備えたことにより、撮像装置の搬像に
よって１ｑられた画像データから外形検出手段は被Ｗ１
；１ｉ体の外形を検出し、この検出された被認識体の外
形からエツジ位置認識装置は被認識体における電極の配
置された部分のｉｌ淡レベル変化を求めこのｓ′ｆＡレ
ベル変化から被認識体のエツジ位置のパラメータを求め
る。

（実施例）以下、本発明の一実施例について図面を参照して説明す
る。

第１図は位置認識装置の構成図である。同図において１
は基板であり、２はＩＣチップであって、これら基板１
とＩＣチップ２とはそれぞれ？ｌｉ、Ｊ１体である。基
板１には′Ｒ極としての？！数のパターン３が形成され
、又ＩＣチップ２には同電極としての複数のバンブ４が
形成され、これらパターン３とバンブとの各配置位置は
対応している。

これら基板１及びＩＣチップ２の上方にはＩＴＶカメラ
５が配置されている。このＩＴＶカメラ５は基板１とＩ
Ｃチップ２とを同−視野内に入れてｌｌ像を行なうもの
で、その画像信号はＡ／Ｄ（アナログ／′ディジタル）
変換回路６で２値化及び複数階調の各ディジタル画像信
号に変換されて位置認識装置本体７の画像メモリ８に画
像データとして記憶されるようになっている。

この位置認識装置本体７は基板１とＩＣチップ２との各
位置認識を行なう機能を有するもので、その構成は次の
通りとなっている。すなわち、主制御部９に画像メモリ
８、データメモリ１０、外形検出手段１１、エツジ位置
認識手段１２及び出力部１３が接続されたものとなって
いる。外形検出手段１１は画像メモリ８に記憶された画
像データから例えばＩＣチップ２の外形を検出する機能
を有するもので、スキャン部１１１及び外形判断部１１
２から構成されている。スキャン部１１１は、２値化さ
れた画像データのＩＣチップ２の部分に対してこのＩＣ
チップ２の各エツジに垂直ｔこ交差する各方向、例えば
Ｘ及びｙ方向でかつＩＣチップ２の各エツジ長を３分の
１〜４分の１にしたピッチ程度の間隔でそれぞれスキャ
ンさせる機能を持ったものである。又、外形判断部１１
２はスキャン部１１１のスキャンにより得られた各スキ
ャンラインの２１１１１化データからＩＣチップ２のエ
ツジ位置を求めてＩＣチップ２の外形を判断する機能を
有するものである。

エツジ位ＩＦＯ識手段１２は、画像メモリ８に記憶され
た基板１及びＩＣチップ２の複数階調の画像データに対
して外形検出手段１１により検出された基板１及びＩＣ
チップ２の外形に基づいて例えばＩＣデツプ２の各バン
ブ４の配置された部分にスキャンを行なってそのＩＩ淡
レベル変化を求め、このａ淡しベル変化から基板１及び
ＩＣチップ２のエツジ位置のパラメータを求めるｉ能を
有するものである。具体的にはスキャン部１２１及び位
置パラメータ検出部１２２から構成されている。

スキャン部１２１は例えばＩＣチップ２の各バンブ４の
配置された各部分に対してスキャンを行なう前面を持っ
たものであり、又位置パラメータ検出部１２２はスキャ
ン部１２１により得られた各ａ？Ａデータのａ淡しベル
変化からＩＣチップ２の各バンブ４のエツジ位置を検出
し、これらエツジ位置をＩＣチップ２の各エツジ部分ご
とに平均してその平均位置を基板１及びＩＣチップ２の
位置パラメータとして求める機能を持ったものである。

そして、出力部１３には位置合せ装置１４が接続され、
出力部１３を通して基板１及びＩＣチップ２の位置パラ
メータが位置合せ装置１４に送られるようになっている
。なお、この位置合せ装置１４は位置パラメータに基づ
いて基板１とＩＣチップ２との位置合せを行なうもので
ある。

次に上記の如く構成された装置の作用について第２図に
示す外形検出流れ図及び第３図に示すエツジ位置認識流
れ図に従って説明する。先ず、基板１及びＩＣチップ２
の下方から光が照射される。

この状態にＩＴＶカメラ５は基板１及び１ｃチツプ２を
同−視野内に入れて撮像を行い、その画像信号を出力す
る。この画像信号はＡ／Ｄ変換回路６で２値化レベルの
ディジタル画像信号に変換されて画像メモリ８に画像デ
ータとして配憶される。

このように２値化レベルの画像データが画像メモリ８に
記憶されると、主ＩＩＩ　９１１部９はステップｅ１に
おいて外形検出手段１１に作動指令を発する。この外形
検出手段１１では先ずスキャン部１１１が作動して例え
ば第４図に示すように画像データにおけるＩＣチップ２
の部分に対してＸ及びｙ方向のスキャンライン×１〜×
７及びｙ１〜ｙ７が設定される。

なお、これらスキャンライン×１〜×７及びｙ１〜ｙ７
はＩＣチップ２の各エツジ長を４分の１としたピッチと
なっている。ここで、以下、説明を簡単とするためにＩ
Ｃチップ２の位置認識作用について説明する。さて、ス
キャン部１１１は例えばスキャンライン×１からスキ１
７ンを実行してステップｅ２においてスキャンライン×
１上の２１１１化データを読み込む。続いてステップｅ
３において外形判断部１１２はこの２１ｉｉ化データに
ハイレベルからローレベル及びローレベルからハイレベ
ルへの２１ａ化変化が有ったかを判断し、この変化が無
ければ再びステップｅ１に戻って次のスキャンライン×
２のスキャンに移る。このスキャンライン×２において
前記２１Ｉ化レベル変化が有れば、外形判断部１１２は
ステップｅ３からステップｅ４に移ってハイレベルから
ローレベル及びローレベルからハイレベルに変化した座
標を求め、この座標をデータメモリ１０に一時記憶させ
る。次にスキャン部１１１はステップｅ５において全ス
キャンラインに対するスキャンが終了したかを判断し、
終了しなければ再びステップＣ１に戻って次のスキャン
ラインＸ３のスキトンを実行する。しかるに、このよう
にして全スキャンライン×１〜×７及びｙ１〜ｙ７に対
するスキャンが実行されて、全スキャンライン×１〜×
７及びｙ１〜ｙ７におけるハイレベルからローレベル及
びローレベルからハイレベルに変化した座標がデータメ
モリ１０に一時記憶される。このようにして各レベル変
化の座標が検出されると、外形判断部１１２はこれら座
標をＩＣチップ２の各４辺のエツジ位置と判断してＩＣ
チップ２の外形を認識する。

次に基板１及びＩＣチップ２の下方からの光が消されて
上方から光が照射される。この状態にＩＴＶカメラ５は
再びｌ！１（ｓｌを行なってその画像信号を出力する。

この画像信号はＡ／Ｄ変換回銘６で少数階調のディジタ
ル画像信号に変換されて画像メモリ８に画像データとし
て記憶される。このように？！！数階調の画像データが
記憶されると主制御部９はエツジ位置認識手段１２に対
して作動指令を発する。このエツジ位ＩＦＯ識手段１２
では先ずスキャン部１２１が作動してステップｔ１にお
いて第５図に示すように各スキャンライン３１〜Ｓ４を
設定する。ところで、これらスキャンラインＳ１〜Ｓ４
は、ＩＣチップ２における各バンブ４の配置位置が予め
分っているので外形検出手段１１で検出されたＩＣチッ
プ２の外形に基づいて設定される。

従って、これらスキャンライン８１〜Ｓ４の位置は各４
辺のエツジの各バンプ４上を通過するものとなっている
。しかるに、ステップｔ２に移ってスキャン部１２１は
先ずスキャンラインＳ１のスキャンを実行し、次のステ
ップ［３で位置パラメータ検出部１２２はこのラインに
おける濃淡データを読み込む。そして、次のステップｆ
４〜「９において濃淡レベルの増加及び減少が判断され
る。つまり、位置パラメータ検出部１２２はスキャンラ
インＳ１におけるｆＡ濃淡データ第６図に示す如くであ
ると、スキセン開始側から終点側（こ向かつて１画素づ
つ濃淡レベル変化を検出し、濃淡レベルが増加すればス
テップｆ５に移り、逆に濃淡レベルが減少すればステッ
プ「７に移る。そして、例えば濃淡レベルの増加が３画
素以上連続して続けば、ステップｆ６において各バンブ
４のエツジ位置１１〜１４と判断する。

又、′ｆｉ４淡レベル減少が３画素以上連続して続けば
、ステップｔ８において各バンブ４のエツジ位置ｊ１〜
ｊ４と判断する。従って、例えばエツジ位１１ｆｉｌと
Ｊｌとで１つのバンブ４が検出される。しかして、以上
のような動作が残りの各スキャンライン５２〜Ｓ４に対
して実行されて各４辺のエツジにおける各バンプ位置が
検出される。そして、位置パラメータ検出８ＩＳ１２２
は第７図に示すように各バンブ４の位置の平均を各エツ
ジ別に求め、この平均位置Ｘ１．Ｘ２、×３、Ｘ４をＩ
　Ｃチッ７２の位１パラメータとする。

一方、基板１の位置認識はＩＣチップ２の位置認識と同
様であって、簡単に説明すると先ず基板１の外形が検出
され、この侵基板１の各パターン３に対して各エツジ別
にスキャンが行われる。そして、これらスキャンにより
得られた各エツジ別の各パターン位置の平均位置が求め
られ、これら平均位置が基板１の位置パラメータとして
求められる。

しかして、これらＩＣチップ２の位置パラメータＸ１．
Ｘ２、×３、×４及び基板１の位置パラメータが出力８
ＩＸ１３を通して位置合せ装置１４に送られる。この結
果、位置合せ装置１４はこれら位置パラメータに基づい
て基板１とＩＣチップ２とを位置合せする。

このように上記一実施例においては、２値化の画像デー
タから基板１及びＩＣチップ２の外形を検出し、この検
出された基板１及びＩＣチップ２の外形に対してパター
ン３及びバンブ４の配置された部分の濃淡レベル変化を
求めこの濃淡レベル変化から基板１及びＩＣチップ２の
位置パラメータを求める構成としたので、この位置パラ
メータから基板１及びＩＣチップ２の基準位置に対する
Ｘ及びｙ方向の各位置ずれ聞及び回転ずれ鏝を正確にか
つ高速に求めることができ、これによってこれらずれａ
に従って正確に基板１と（Ｃチ・ノブ２とを位置合せす
ることができる。従って、ＩＴＶカメラ５を移動させる
こともなく、これにより移動による機械的誤差を無くし
て基板１及びＩＣチップ２の位置を高精度に認識できる
。例えば、１００個のバンブを有するＩＣチップに対し
ては±０．０７７画素精度で位置認識ができる。

なお、本発明は上記−実論例に限定されるものでなくそ
の主旨を逸脱しない範囲で変形してもよい。例えば、外
形検出に用いる画像データは２１直化となっているが、
この画像データを複数諧調としてもよい。又、ＩＣチッ
プ装装着適用するだけでなく、例えば半導体ウェハとリ
ードフレームとをワイヤボンディングする際の位置合せ
にも適用できる。

［発明の効果］以上詳記したように本発明によれば１位置認識を速くか
つ高精度にできる位置認識装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第７図は本発明に係わる位置認識装置の一実
施例を説明するための図であって、第１図は構成図、第
２図は外観検出の流れ図、第３図はエツジ位置認識の流
れ図、第４図は外観検出のスキャン走査を示す模式図、
第５図乃至第７図はエツジ認識を説明するための図であ
る。１・・・基板、２・・・ＩＣチップ、５・・・ｆＴＶカ
メラ、７・・・位置認識本体、８・・・画像メモリ、９
・・・王制開部、１０・・・データメモリ、１１・・・
外観検出手段、１１１・・・スキャン部、１１２・・・
外形判断部、１２・・・エツジ位置認識手段、１２１・
・・スキャン部、１２２・・・位置パターン検出部、１
３・・・出力部、１４・・・位置合せ装置。出願人代理人　弁理士　鈴　江　式　彦第２図第４図男　５　図

Claims

【特許請求の範囲】

ＩＣチップ等の周囲に電極が配置された被認識体の位置
認識を行なう位置認識装置において、前記被認識体を撮
像する撮像装置と、この撮像装置の撮像によって得られ
る画像データから前記被認識体の外形を検出する外形検
出手段と、この外形検出手段により検出された前記被認
識体の外形から前記電極の配置された部分を判断しこの
部分の濃淡レベル変化を求めてこの濃淡レベル変化から
前記被認識体のエッジ位置のパラメータを求めるエッジ
位置認識手段とを具備したことを特徴とする位置認識装
置。