JPH08147468A - 画像処理によるｂｇａの位置認識方法 - Google Patents
画像処理によるｂｇａの位置認識方法Info
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- JPH08147468A JPH08147468A JP6283870A JP28387094A JPH08147468A JP H08147468 A JPH08147468 A JP H08147468A JP 6283870 A JP6283870 A JP 6283870A JP 28387094 A JP28387094 A JP 28387094A JP H08147468 A JPH08147468 A JP H08147468A
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- bga
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- solder ball
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 ＢＧＡの基板の色やその上のパターンの有無
等にかかわらず、吸着ノズルに吸着されたＢＧＡの位置
を常に正確に認識できるようにする。 【構成】 吸着ノズルに吸着されたＢＧＡの下面を散乱
光によって照明して撮像し、その画像の少なくとも４辺
に近い部分を水平方向及び垂直方向直にフィルタニング
して、明るさが設定レベル以上の各ソルダボール候補の
中心点座標を求め、その両方向のフィルタニングにより
それぞれ求めた中心点座標が略一致する点を各ソルダボ
ールの中心点座標として抽出する。その各中心点座標を
画像の外側から内側へサーチしてＢＧＡの外周にある各
ソルダボールの中心点座標のみを抽出し、その抽出した
ソルダボールの中心点座標からＢＧＡの傾きと中心を求
める。
等にかかわらず、吸着ノズルに吸着されたＢＧＡの位置
を常に正確に認識できるようにする。 【構成】 吸着ノズルに吸着されたＢＧＡの下面を散乱
光によって照明して撮像し、その画像の少なくとも４辺
に近い部分を水平方向及び垂直方向直にフィルタニング
して、明るさが設定レベル以上の各ソルダボール候補の
中心点座標を求め、その両方向のフィルタニングにより
それぞれ求めた中心点座標が略一致する点を各ソルダボ
ールの中心点座標として抽出する。その各中心点座標を
画像の外側から内側へサーチしてＢＧＡの外周にある各
ソルダボールの中心点座標のみを抽出し、その抽出した
ソルダボールの中心点座標からＢＧＡの傾きと中心を求
める。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】チップマウンタにおいて、ＢＧＡ
（Ball Grid Array）を吸着ノズルで吸着した後、その
位置を補正してプリント基板上の所定の位置に搭載する
ために、吸着ノズルに吸着されたＢＧＡの位置を画像処
理によって認識するＢＧＡの位置認識方法に関する。
（Ball Grid Array）を吸着ノズルで吸着した後、その
位置を補正してプリント基板上の所定の位置に搭載する
ために、吸着ノズルに吸着されたＢＧＡの位置を画像処
理によって認識するＢＧＡの位置認識方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】各種電子機器に搭載されるＬＳＩの表面
実装型の多端子バッケージとしては、従来はＱＦＰ（Qu
ad Flat Package）が殆どであった。これは４辺の全て
の側面から多数のリード端子が出ているパッケージであ
り、その外形寸法を変えずに入出力端子数を増やすには
端子ピッチを狭くすることになるが、それは既に限界に
達している。また、微細ピッチのＱＦＰはリード端子が
細く変形し易いため、実装工程で種々の問題が生じる。
実装型の多端子バッケージとしては、従来はＱＦＰ（Qu
ad Flat Package）が殆どであった。これは４辺の全て
の側面から多数のリード端子が出ているパッケージであ
り、その外形寸法を変えずに入出力端子数を増やすには
端子ピッチを狭くすることになるが、それは既に限界に
達している。また、微細ピッチのＱＦＰはリード端子が
細く変形し易いため、実装工程で種々の問題が生じる。
【０００３】そのため、近年ＢＧＡという新しい多端子
パッケージが開発され、パソコンや携帯型通信機器など
のＬＳＩパッケージとして使用されるようになってき
た。このＢＧＡは、例えば図１０，図１１にその側面図
と下面図を示すように、ベースとなる基板１１上に半導
体集積回路１２をボンディングしてモールド樹脂１３で
密封し、その基板１１の下面に端子として多数のソルダ
ボール（球形のハンダ）１４を２次元のアレイ状に配設
した表面実装型ＬＳＩバッケージである。
パッケージが開発され、パソコンや携帯型通信機器など
のＬＳＩパッケージとして使用されるようになってき
た。このＢＧＡは、例えば図１０，図１１にその側面図
と下面図を示すように、ベースとなる基板１１上に半導
体集積回路１２をボンディングしてモールド樹脂１３で
密封し、その基板１１の下面に端子として多数のソルダ
ボール（球形のハンダ）１４を２次元のアレイ状に配設
した表面実装型ＬＳＩバッケージである。
【０００４】したがって、このＢＧＡ１は多数のソルダ
ボールでプリント基板上の回路と接続するので、ＱＦＰ
に比べて小型化し易く、端子であるソルダボールが変形
することはないので、その配設密度を高めても実装工程
においてさ程の問題は生じない。
ボールでプリント基板上の回路と接続するので、ＱＦＰ
に比べて小型化し易く、端子であるソルダボールが変形
することはないので、その配設密度を高めても実装工程
においてさ程の問題は生じない。
【０００５】このようなＢＧＡを、チップマウンタによ
ってプリント基板上に実装するためには、ＱＦＰを実装
する場合と同様に、吸着ノズルで吸着したＢＧＡの吸着
位置の規定位置からのずれ及び傾きを補正して、プリン
ト基板上の所定の位置に正確に搭載するために、吸着ノ
ズルに吸着されたＢＧＡの位置（傾きも含む）を認識す
る必要がある。
ってプリント基板上に実装するためには、ＱＦＰを実装
する場合と同様に、吸着ノズルで吸着したＢＧＡの吸着
位置の規定位置からのずれ及び傾きを補正して、プリン
ト基板上の所定の位置に正確に搭載するために、吸着ノ
ズルに吸着されたＢＧＡの位置（傾きも含む）を認識す
る必要がある。
【０００６】そのため、従来のチップマウンタにおいて
は、例えば図１２及び図１３に示すように、吸着ノズル
２に吸着したＢＧＡ１の下面を、ＬＥＤ（発光ダイオー
ド）３を２次元に多数配列した照明装置４の発光による
照明光を散乱板５を通した散乱光によって照明し、その
反射光による画像を散乱板５の中心開孔５ａ及び照明装
置４の中心開孔４ａを通して、ＣＣＤカメラ６によって
撮像する。７は吸着ノズル２を貫通させてＢＧＡ１の背
後に配置した黒い板である。
は、例えば図１２及び図１３に示すように、吸着ノズル
２に吸着したＢＧＡ１の下面を、ＬＥＤ（発光ダイオー
ド）３を２次元に多数配列した照明装置４の発光による
照明光を散乱板５を通した散乱光によって照明し、その
反射光による画像を散乱板５の中心開孔５ａ及び照明装
置４の中心開孔４ａを通して、ＣＣＤカメラ６によって
撮像する。７は吸着ノズル２を貫通させてＢＧＡ１の背
後に配置した黒い板である。
【０００７】このように、吸着ノズル２に吸着されたた
ＢＧＡ１の下面を、バックの黒い板７と散乱光による反
射照明によりコントラストの高い状態にしている。そし
て、ＣＣＤカメラ６によって撮像された画像データを画
像処理ユニット８に取り込んで、画像処理によりＢＧＡ
１の位置認識を行なう。
ＢＧＡ１の下面を、バックの黒い板７と散乱光による反
射照明によりコントラストの高い状態にしている。そし
て、ＣＣＤカメラ６によって撮像された画像データを画
像処理ユニット８に取り込んで、画像処理によりＢＧＡ
１の位置認識を行なう。
【０００８】その画像処理ユニット８による従来のＢＧ
Ａの位置認識処理の例を、図１４のフローチャートにし
たがって、図１５〜図１７も参照して説明する。ＣＣＤ
カメラ６によって撮像した画像データ（図１５に示すよ
うな多階調画像データ）を取り込んで図１６に示すよう
に２値化し、２値画像データとして画像メモリに格納す
る。
Ａの位置認識処理の例を、図１４のフローチャートにし
たがって、図１５〜図１７も参照して説明する。ＣＣＤ
カメラ６によって撮像した画像データ（図１５に示すよ
うな多階調画像データ）を取り込んで図１６に示すよう
に２値化し、２値画像データとして画像メモリに格納す
る。
【０００９】その画像データを外側から内側に図１７に
示すようにエッジ（白画素の黒画素と接する点：図中に
小さい丸ｅで示す）をサーチして、検出した各エッジを
孤立した白領域Ｗごとにグループ化する。その各グルー
プ毎に各エッジの検出座標の平均をとってソルダボール
の中心点Ｏの座標を求める。
示すようにエッジ（白画素の黒画素と接する点：図中に
小さい丸ｅで示す）をサーチして、検出した各エッジを
孤立した白領域Ｗごとにグループ化する。その各グルー
プ毎に各エッジの検出座標の平均をとってソルダボール
の中心点Ｏの座標を求める。
【００１０】そして、ＢＧＡの画像の外周に最も近い列
のソルダボール（中心点座標）を抽出し、そのソルダボ
ールの各中心点（座標）群から、最小二乗法によって得
られる直線の傾きすなわちＢＧＡの傾きを求める。ま
た、その外周に沿うソルダボールの各中心点座標の平均
からＢＧＡの中心を求める。
のソルダボール（中心点座標）を抽出し、そのソルダボ
ールの各中心点（座標）群から、最小二乗法によって得
られる直線の傾きすなわちＢＧＡの傾きを求める。ま
た、その外周に沿うソルダボールの各中心点座標の平均
からＢＧＡの中心を求める。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の画像処理によるＢＧＡの位置認識方法では、
ＣＣＤカメラから取り込んだ多値画像データを２値画像
データに変換して画像処理をするが、ＢＧＡのソルダボ
ールの回りの下地（基板）がセラミックのような白っぽ
い色だったりすると、その撮像された画像データは図１
８に示すようになる。これを一部拡大して図１９に示す
ように、ソルダボールの周辺の基板の像Ｋは明るく、ソ
ルダボールの像Ｓは中央部ａは明るいが、その周辺部分
は照明光とその反射角度の関係でドーナツ状の暗い部分
ｂとなってしまう傾向がある。この場合、一列のソルダ
ボールの像の各中心を通るラインＡに沿う輝度分布（ラ
イトマップ）は図２０に示すようになる。
うな従来の画像処理によるＢＧＡの位置認識方法では、
ＣＣＤカメラから取り込んだ多値画像データを２値画像
データに変換して画像処理をするが、ＢＧＡのソルダボ
ールの回りの下地（基板）がセラミックのような白っぽ
い色だったりすると、その撮像された画像データは図１
８に示すようになる。これを一部拡大して図１９に示す
ように、ソルダボールの周辺の基板の像Ｋは明るく、ソ
ルダボールの像Ｓは中央部ａは明るいが、その周辺部分
は照明光とその反射角度の関係でドーナツ状の暗い部分
ｂとなってしまう傾向がある。この場合、一列のソルダ
ボールの像の各中心を通るラインＡに沿う輝度分布（ラ
イトマップ）は図２０に示すようになる。
【００１２】そのため、この画像データを２値化してエ
ッジを検出すると図２１に小さい丸ｅで示すようにな
り、単に２値化画像データのエッジを検出しただけで
は、ソルダボールの像Ｓとそれ以外の画像の区別ができ
ず、誤認識をしてしまう場合があるという問題点があっ
た。
ッジを検出すると図２１に小さい丸ｅで示すようにな
り、単に２値化画像データのエッジを検出しただけで
は、ソルダボールの像Ｓとそれ以外の画像の区別ができ
ず、誤認識をしてしまう場合があるという問題点があっ
た。
【００１３】また、ＢＧＡの下地の基板が暗い色でも、
そこに明るいパターンが存在していると、その撮像され
た画像データは図２２に示すようになる。その明るいパ
ターンの像Ｐを含む一部を拡大すると図２３に示すよう
になり、そのラインＢに沿う輝度分布（ライトマップ）
は図２４に示すようになる。そのため、この画像データ
を２値化してエッジを検出すると図２５に小さい丸ｅで
示すようになり、やはり単に２値化画像データのエッジ
を検出しただけでは、ソルダボールの像Ｓとそれ以外の
画像（明るいパターンの像Ｐ等）の区別ができず、誤認
識をしてしまうことになる。
そこに明るいパターンが存在していると、その撮像され
た画像データは図２２に示すようになる。その明るいパ
ターンの像Ｐを含む一部を拡大すると図２３に示すよう
になり、そのラインＢに沿う輝度分布（ライトマップ）
は図２４に示すようになる。そのため、この画像データ
を２値化してエッジを検出すると図２５に小さい丸ｅで
示すようになり、やはり単に２値化画像データのエッジ
を検出しただけでは、ソルダボールの像Ｓとそれ以外の
画像（明るいパターンの像Ｐ等）の区別ができず、誤認
識をしてしまうことになる。
【００１４】この発明は上記の問題点に鑑みてなされた
ものであり、上述のようにＢＧＡの基板が明るい色だっ
たり、ソルダボールの周辺部がドーナツ状の暗い画像に
なったり、ＢＧＡの基板上に明るいパターンがあったり
しても、吸着ノズルに吸着されたＢＧＡの位置を常に正
確に認識できるようにすることを目的とする。
ものであり、上述のようにＢＧＡの基板が明るい色だっ
たり、ソルダボールの周辺部がドーナツ状の暗い画像に
なったり、ＢＧＡの基板上に明るいパターンがあったり
しても、吸着ノズルに吸着されたＢＧＡの位置を常に正
確に認識できるようにすることを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、この発明の画像処理によるＢＧＡの位置認識方法
は、図１２及び図１３に示したようなチップマウンタの
吸着ノズルに吸着されたＢＧＡの下面を散乱光によって
照明して撮像し、その画像の少なくとも外周に近い部分
を走査して各ソルダボール候補の中心点座標を求め、そ
の求めたソルダボール候補点から演算により画像の外周
にあり、かつ中央部は明るく周辺部は暗い点を各ソルダ
ボールの中心点座標として抽出し、その抽出したソルダ
ボールの中心点座標からＢＧＡの傾きと中心を求めるこ
とを特徴とする。
め、この発明の画像処理によるＢＧＡの位置認識方法
は、図１２及び図１３に示したようなチップマウンタの
吸着ノズルに吸着されたＢＧＡの下面を散乱光によって
照明して撮像し、その画像の少なくとも外周に近い部分
を走査して各ソルダボール候補の中心点座標を求め、そ
の求めたソルダボール候補点から演算により画像の外周
にあり、かつ中央部は明るく周辺部は暗い点を各ソルダ
ボールの中心点座標として抽出し、その抽出したソルダ
ボールの中心点座標からＢＧＡの傾きと中心を求めるこ
とを特徴とする。
【００１６】あるいは、上記ＢＧＡの下面を撮像した画
像の少なくとも４辺に近い部分を水平方向にフィルタリ
ングして、明るさが設定レベル以上の各ソルダボール候
補の中心点座標を求めるとともに、垂直方向にもフィル
タリニングして、明るさが設定レベル以上の各ソルダボ
ール候補の中心点座標を求め、その両方向のフィルタリ
ングにより求めた中心点座標がそれぞれ略一致する点を
各ソルダボールの中心点座標として抽出し、その抽出し
たソルダボールの中心点座標からＢＧＡの傾きと中心を
求めることができる。
像の少なくとも４辺に近い部分を水平方向にフィルタリ
ングして、明るさが設定レベル以上の各ソルダボール候
補の中心点座標を求めるとともに、垂直方向にもフィル
タリニングして、明るさが設定レベル以上の各ソルダボ
ール候補の中心点座標を求め、その両方向のフィルタリ
ングにより求めた中心点座標がそれぞれ略一致する点を
各ソルダボールの中心点座標として抽出し、その抽出し
たソルダボールの中心点座標からＢＧＡの傾きと中心を
求めることができる。
【００１７】このＢＧＡの位置認識方法において、上記
ＢＧＡの下面を撮像した画像の少なくとも４辺に近い部
分を水平方向にフィルタリングして各ソルダボール候補
の中心点座標を求めるとともに、垂直方向にもフィルタ
リングして各ソルダボール候補の中心点座標を求める際
に、各方向のフイルタリングにおいて各走査ライン毎に
求まった中心点座標を各ソルダボール候補毎にグループ
化して平均することによって、該各ソルダボール候補の
中心点座標を求めるとよい。
ＢＧＡの下面を撮像した画像の少なくとも４辺に近い部
分を水平方向にフィルタリングして各ソルダボール候補
の中心点座標を求めるとともに、垂直方向にもフィルタ
リングして各ソルダボール候補の中心点座標を求める際
に、各方向のフイルタリングにおいて各走査ライン毎に
求まった中心点座標を各ソルダボール候補毎にグループ
化して平均することによって、該各ソルダボール候補の
中心点座標を求めるとよい。
【００１８】また、上記水平方向及び垂直方向のフイル
タリングに際し、上記ＢＧＡの下面を撮像した画像中の
ソルダボールの明るい部分がある一定の範囲でボケてい
るとみなして、テンプレートマッチングによりソルダボ
ールの画像部分に強く反応する特性を持つようにしたフ
ィルタを使用するのが望ましい。
タリングに際し、上記ＢＧＡの下面を撮像した画像中の
ソルダボールの明るい部分がある一定の範囲でボケてい
るとみなして、テンプレートマッチングによりソルダボ
ールの画像部分に強く反応する特性を持つようにしたフ
ィルタを使用するのが望ましい。
【００１９】
【作用】この発明の画像処理によるＢＧＡの位置認識方
法を実施すれば、ＢＧＡの下面を撮像した画像の少なく
とも外周に近い部分を走査して各ソルダボール候補の中
心点座標を求め、その求めたソルダボール候補点から画
像の外周にあり、かつ中央部は明るく周辺部は暗い点を
各ソルダボールの中心点座標として抽出するので、ソル
ダボール以外の部分を抽出することは殆どなくなり、そ
の抽出したソルダボールの中心点座標からＢＧＡの傾き
と中心を正確に求めることができる。
法を実施すれば、ＢＧＡの下面を撮像した画像の少なく
とも外周に近い部分を走査して各ソルダボール候補の中
心点座標を求め、その求めたソルダボール候補点から画
像の外周にあり、かつ中央部は明るく周辺部は暗い点を
各ソルダボールの中心点座標として抽出するので、ソル
ダボール以外の部分を抽出することは殆どなくなり、そ
の抽出したソルダボールの中心点座標からＢＧＡの傾き
と中心を正確に求めることができる。
【００２０】また、撮像された多値画像データを水平方
向及び垂直方向にフィルタリングすることによって、明
るさが設定レベル以上の孤立領域をソルダボール候補と
してその各中心点座標を求め、両方向のフィルタリング
によって求めた中心点座標が略一致する点の座標のみを
ソルダボールの中心点座標として抽出すれば、下地の部
分にソルダボール以外の明るいパターンがあっても、そ
れを誤検出することなく、略円形のソルダボールの中心
点座標のみを得ることができる。
向及び垂直方向にフィルタリングすることによって、明
るさが設定レベル以上の孤立領域をソルダボール候補と
してその各中心点座標を求め、両方向のフィルタリング
によって求めた中心点座標が略一致する点の座標のみを
ソルダボールの中心点座標として抽出すれば、下地の部
分にソルダボール以外の明るいパターンがあっても、そ
れを誤検出することなく、略円形のソルダボールの中心
点座標のみを得ることができる。
【００２１】このように、画像データをフィルタリング
してからソルダボールが存在している部分をボール候補
として抽出すれば、そのフィルタ特性を適切に選ぶこと
により、好ましくはテンプレートマッチングによりソル
ダボールの画像部分に強く反応する特性を持つフィルタ
を使用することにより、照明の多少の変動やむらがあっ
ても、その影響を受けることなく常に正確に位置認識を
行なうことができる。さらに、ＢＧＡの基板の材質や色
が変わっても、それに応じてフィルタの特性を変更する
ことにより、画像処理のアルゴリズムを変更することな
く、正確な位置認識を行なうことが可能である。
してからソルダボールが存在している部分をボール候補
として抽出すれば、そのフィルタ特性を適切に選ぶこと
により、好ましくはテンプレートマッチングによりソル
ダボールの画像部分に強く反応する特性を持つフィルタ
を使用することにより、照明の多少の変動やむらがあっ
ても、その影響を受けることなく常に正確に位置認識を
行なうことができる。さらに、ＢＧＡの基板の材質や色
が変わっても、それに応じてフィルタの特性を変更する
ことにより、画像処理のアルゴリズムを変更することな
く、正確な位置認識を行なうことが可能である。
【００２２】
【実施例】以下、この発明の実施例を図面に基づいて具
体的に説明する。この発明を実施するチップマウンタの
ＢＧＡの位置認識部のハード構成は、図１２及び図１３
に示したものと同様であり、その画像処理ユニット８に
おけるＢＧＡの位置を認識するための画像処理のアルゴ
リズムが異なる。この画像処理ユニット８におけるＢＧ
Ａの位置を認識するための画像処理を、図１のフローチ
ャートにしたがって説明する。
体的に説明する。この発明を実施するチップマウンタの
ＢＧＡの位置認識部のハード構成は、図１２及び図１３
に示したものと同様であり、その画像処理ユニット８に
おけるＢＧＡの位置を認識するための画像処理のアルゴ
リズムが異なる。この画像処理ユニット８におけるＢＧ
Ａの位置を認識するための画像処理を、図１のフローチ
ャートにしたがって説明する。
【００２３】まず、図１２及び図１３に示したＣＣＤカ
メラ６によって、吸着ノズル２に吸着されたＢＧＡ１を
略中央に捉えて撮像した多値(多階調)の画像データ、例
えば図１５，図１８，図２２に示したような画像データ
を取り込んで画像メモリに格納する。そして、水平方向
及び垂直方向のフィルタリング処理を行なってから、そ
れぞれソルダボール（像）の中心点を求める走査処理を
行なうが、この実施例ではこれらの処理を必要な部分だ
け効率をよく行なえるようにするため、図２に示すよう
にＢＧＡ１の画像１ｉに対して４つのウインドウ１０ａ
〜１０ｄを設定している。
メラ６によって、吸着ノズル２に吸着されたＢＧＡ１を
略中央に捉えて撮像した多値(多階調)の画像データ、例
えば図１５，図１８，図２２に示したような画像データ
を取り込んで画像メモリに格納する。そして、水平方向
及び垂直方向のフィルタリング処理を行なってから、そ
れぞれソルダボール（像）の中心点を求める走査処理を
行なうが、この実施例ではこれらの処理を必要な部分だ
け効率をよく行なえるようにするため、図２に示すよう
にＢＧＡ１の画像１ｉに対して４つのウインドウ１０ａ
〜１０ｄを設定している。
【００２４】この４つのウインドウ１０ａ〜１０ｄは、
ＢＧＡ１の画像１ｉがある程度位置ずれ及び傾斜して
も、その上下左右の４辺の内側を所要の幅でカバーでき
るように設定し、その各ウインドウ内の画像データに対
してのみ、フィルタリング処理及びソルダボール（像）
の中心点を求めるための走査処理を実行する。図２内の
矢示Ｈは水平方向のフィルタリング方向を、矢示Ｖは垂
直方向のフィルタリング方向を示している。なお、図１
２に示した例では４つのウインドウ１０ａ〜１０ｄに重
複する部分がないようにしているが、ウインドう１０
ｃ，１０ｄを上下方向に伸ばして、４隅で水平方向のウ
インドウと垂直方向のウインドウとが重複するようにし
てもよい。
ＢＧＡ１の画像１ｉがある程度位置ずれ及び傾斜して
も、その上下左右の４辺の内側を所要の幅でカバーでき
るように設定し、その各ウインドウ内の画像データに対
してのみ、フィルタリング処理及びソルダボール（像）
の中心点を求めるための走査処理を実行する。図２内の
矢示Ｈは水平方向のフィルタリング方向を、矢示Ｖは垂
直方向のフィルタリング方向を示している。なお、図１
２に示した例では４つのウインドウ１０ａ〜１０ｄに重
複する部分がないようにしているが、ウインドう１０
ｃ，１０ｄを上下方向に伸ばして、４隅で水平方向のウ
インドウと垂直方向のウインドウとが重複するようにし
てもよい。
【００２５】そこで、先ず図２の上辺のウインドウ１０
ａ内の画像データに対して水平方向のフィルタリング処
理を行なう。このフィルタリングに使用するフィルタ
は、テンプレートマッチングによりソルダボールの画像
（特に直径部分）に強く反応する特性を有するように設
計されているが、それについては後述する。そして、図
３に示すように、水平方向の各走査の１ライン中のボー
ル候補Ｓ′（明るさが設定レベル以上の孤立領域）の中
心点（エッジ間の中点）Ｃh を検出する。
ａ内の画像データに対して水平方向のフィルタリング処
理を行なう。このフィルタリングに使用するフィルタ
は、テンプレートマッチングによりソルダボールの画像
（特に直径部分）に強く反応する特性を有するように設
計されているが、それについては後述する。そして、図
３に示すように、水平方向の各走査の１ライン中のボー
ル候補Ｓ′（明るさが設定レベル以上の孤立領域）の中
心点（エッジ間の中点）Ｃh を検出する。
【００２６】この処理を１辺のウインドウ（最初は上辺
のウインドウ１０ａ）分終了するまで行ないながら、図
３に示すように各走査ライン毎に求まった中心点Ｃh を
ボール候補Ｓ′毎にグループ化する。すなわち、フィル
タリング方向と略直交する方向である垂直方向に連続し
てしている各中心点Ｃh をグループ化する。そのグルー
プ化の結果は図５にも示すようになる。これらの各中心
点はＸ，Ｙ座標値として検出される。
のウインドウ１０ａ）分終了するまで行ないながら、図
３に示すように各走査ライン毎に求まった中心点Ｃh を
ボール候補Ｓ′毎にグループ化する。すなわち、フィル
タリング方向と略直交する方向である垂直方向に連続し
てしている各中心点Ｃh をグループ化する。そのグルー
プ化の結果は図５にも示すようになる。これらの各中心
点はＸ，Ｙ座標値として検出される。
【００２７】次いで、各グループの中心点の数が一定範
囲内になっているグループを抽出する。この時ラインが
何本連続しているかをカウントして、その本数すなわち
グループの中心点の数がソルダボールの直径を越える画
素数（例えば６）より多いもの、あるいは極端に少ない
（例えば１個）ものは、ソルダボールの画像内の点では
ないと判断して除去するためである。
囲内になっているグループを抽出する。この時ラインが
何本連続しているかをカウントして、その本数すなわち
グループの中心点の数がソルダボールの直径を越える画
素数（例えば６）より多いもの、あるいは極端に少ない
（例えば１個）ものは、ソルダボールの画像内の点では
ないと判断して除去するためである。
【００２８】そして、抽出した各グループ毎にその中心
点Ｃh の座標の平均を求める。これによって、図３の右
側に示すようにボール候補Ｓ′の水平方向の略直径上の
中心点Ｃh0の座標（ｘｈ，ｙｈ）が求まる。このグルー
プの各中心点Ｃh の座標がそれぞれ(ｘ１，ｙ１)，(ｘ
２，ｙ２)，(ｘ３，ｙ３)であった場合、 ｘｈ＝（ｘ１＋ｘ２＋ｘ３）／３ ｙｈ＝（ｙ１＋ｙ２＋ｙ３）／３ の演算によって求められる。
点Ｃh の座標の平均を求める。これによって、図３の右
側に示すようにボール候補Ｓ′の水平方向の略直径上の
中心点Ｃh0の座標（ｘｈ，ｙｈ）が求まる。このグルー
プの各中心点Ｃh の座標がそれぞれ(ｘ１，ｙ１)，(ｘ
２，ｙ２)，(ｘ３，ｙ３)であった場合、 ｘｈ＝（ｘ１＋ｘ２＋ｘ３）／３ ｙｈ＝（ｙ１＋ｙ２＋ｙ３）／３ の演算によって求められる。
【００２９】次に、上記と同じウインドウ１０ａ内の画
像データに対して垂直方向のフィルタリングを行なった
後、図４に示すように垂直方向の各走査の１ライン中の
ボール候補Ｓ′の中心点Ｃv を検出する。
像データに対して垂直方向のフィルタリングを行なった
後、図４に示すように垂直方向の各走査の１ライン中の
ボール候補Ｓ′の中心点Ｃv を検出する。
【００３０】この処理を１辺のウインドウ（最初は上辺
のウインドウ１０ａ）分終了するまで行ないながら、図
４に示すように各走査ライン毎に求まった中心点Ｃv を
ボール候補Ｓ′毎にグループ化する。すなわち、フィル
タリング方向と略直交する方向である水平方向に連続し
ている各中心点Ｃv をグループ化する。そのグループ化
の結果は図６にも示すようになる。これらの各中心点は
Ｘ，Ｙ座標値として検出される。
のウインドウ１０ａ）分終了するまで行ないながら、図
４に示すように各走査ライン毎に求まった中心点Ｃv を
ボール候補Ｓ′毎にグループ化する。すなわち、フィル
タリング方向と略直交する方向である水平方向に連続し
ている各中心点Ｃv をグループ化する。そのグループ化
の結果は図６にも示すようになる。これらの各中心点は
Ｘ，Ｙ座標値として検出される。
【００３１】そして、各グループの中心点の数が一定範
囲内になっているグループを抽出し、その抽出した各グ
ループ毎にその中心点Ｃv の座標の平均を求める。これ
によって、図４の右側に示すようにボール候補Ｓ′の垂
直方向の略直径上の中心点Ｃv0の座標（ｘｖ，ｙｖ）が
前述の水平方向の場合と同様にして求まる。
囲内になっているグループを抽出し、その抽出した各グ
ループ毎にその中心点Ｃv の座標の平均を求める。これ
によって、図４の右側に示すようにボール候補Ｓ′の垂
直方向の略直径上の中心点Ｃv0の座標（ｘｖ，ｙｖ）が
前述の水平方向の場合と同様にして求まる。
【００３２】その後、図１のステップＡで求めた水平方
向フィルタリングに基づく平均座標（ｘｈ，ｙｈ）とス
テップＢで求めた垂直方向フィルタリングに基づく平均
座標（ｘｖ，ｙｖ）の差、すなわち図７に示す点Ｃh0の
座標（ｘｈ，ｙｈ）と点Ｃｖ０の座標（ｘｖ，ｙｖ）間
の距離ｄが、一定値（かなり小さい値）以下のペアのみ
を抽出する。これは、ソルダボールの像は円形な筈であ
るから、もしソルダボールの像であればこの２つの方向
から求めた座標間には殆ど差がないはずであるから、こ
れによってソルダボールの像の中心座標のみを抽出する
ことができる。
向フィルタリングに基づく平均座標（ｘｈ，ｙｈ）とス
テップＢで求めた垂直方向フィルタリングに基づく平均
座標（ｘｖ，ｙｖ）の差、すなわち図７に示す点Ｃh0の
座標（ｘｈ，ｙｈ）と点Ｃｖ０の座標（ｘｖ，ｙｖ）間
の距離ｄが、一定値（かなり小さい値）以下のペアのみ
を抽出する。これは、ソルダボールの像は円形な筈であ
るから、もしソルダボールの像であればこの２つの方向
から求めた座標間には殆ど差がないはずであるから、こ
れによってソルダボールの像の中心座標のみを抽出する
ことができる。
【００３３】その抽出した各ペアの座標から各ソルダボ
ール（像）の中心点の座標を求めるには、平均座標のペ
アのいずれか一方の座標を選択するか、両座標値の平均
を取ればよい。さらに、このようにして求めたウインド
ウ１０ａ内のソルダボールの各中心点座標を画像の外側
から内側にサーチして、ＢＧＡの外周にあるソルダボー
ルの中心点座標を抽出する。
ール（像）の中心点の座標を求めるには、平均座標のペ
アのいずれか一方の座標を選択するか、両座標値の平均
を取ればよい。さらに、このようにして求めたウインド
ウ１０ａ内のソルダボールの各中心点座標を画像の外側
から内側にサーチして、ＢＧＡの外周にあるソルダボー
ルの中心点座標を抽出する。
【００３４】このような水平方向フィルタリングからの
処理を、図２に示した各辺のウインドウ１０ａ〜１０ｄ
内の各画像データに対して順次実行し、４辺のウインド
ウ分の処理を終了すると、次のステップへ進む。これま
での処理で、ＢＧＡの４辺の各外周にあるソルダボール
（像）の中心点座標群が得られたので、それによってＢ
ＧＡの傾きと中心を求める。すなわち、図１４に示した
従来の処理方法と同様に、ソルダボールの各中心点（座
標）群から、最小二乗法により得られる直線の傾きによ
りＢＧＡの傾きを、その外周に沿うソルダボールの各中
心点座標の平均からＢＧＡの中心座標を求めることがで
きる。
処理を、図２に示した各辺のウインドウ１０ａ〜１０ｄ
内の各画像データに対して順次実行し、４辺のウインド
ウ分の処理を終了すると、次のステップへ進む。これま
での処理で、ＢＧＡの４辺の各外周にあるソルダボール
（像）の中心点座標群が得られたので、それによってＢ
ＧＡの傾きと中心を求める。すなわち、図１４に示した
従来の処理方法と同様に、ソルダボールの各中心点（座
標）群から、最小二乗法により得られる直線の傾きによ
りＢＧＡの傾きを、その外周に沿うソルダボールの各中
心点座標の平均からＢＧＡの中心座標を求めることがで
きる。
【００３５】ここで、フィルタリングについて説明す
る。例えば、ＢＧＡの基板が明るい色の場合の図１８及
び図１９に示したような画像データの一列のソルダボー
ルの像の各中心を通るラインＡの信号レベルは、図８の
（ａ）のように変化する。この波形の高いピークはソル
ダボールの像の中央部であり、少し低いピークは基板部
分、谷の部分はソルダボール像の周辺部である。このよ
うに、ソルダボールの像は中央部は明るいがその周辺部
はドーナツ状の暗い部分となる。
る。例えば、ＢＧＡの基板が明るい色の場合の図１８及
び図１９に示したような画像データの一列のソルダボー
ルの像の各中心を通るラインＡの信号レベルは、図８の
（ａ）のように変化する。この波形の高いピークはソル
ダボールの像の中央部であり、少し低いピークは基板部
分、谷の部分はソルダボール像の周辺部である。このよ
うに、ソルダボールの像は中央部は明るいがその周辺部
はドーナツ状の暗い部分となる。
【００３６】この画像データをフィルタリングすること
によって、図８の（ｂ）に示すようにソルダボールの像
の中央部にのみピークが現れる信号波形にすることがで
きる。それによって、その後のソルダボールの像の抽出
及びその中心点の座標を求める処理を容易且つ確実に行
なうことができる。
によって、図８の（ｂ）に示すようにソルダボールの像
の中央部にのみピークが現れる信号波形にすることがで
きる。それによって、その後のソルダボールの像の抽出
及びその中心点の座標を求める処理を容易且つ確実に行
なうことができる。
【００３７】このフィルタリングには１次元フィルタを
使用するが、任意にその特性を変更できる電子フィルタ
を用いるとよく、その特性として、撮像した画像中のソ
ルダボールの明るい部分がある一定の範囲でボケている
とみなして、テンプレートマッチングによりソルダボー
ルの画像部分に強く反応する特性を持つようにするとよ
い。
使用するが、任意にその特性を変更できる電子フィルタ
を用いるとよく、その特性として、撮像した画像中のソ
ルダボールの明るい部分がある一定の範囲でボケている
とみなして、テンプレートマッチングによりソルダボー
ルの画像部分に強く反応する特性を持つようにするとよ
い。
【００３８】図９はガウシアンフィルタの特性曲線の例
を示し、（ａ）は数１の特性を有し、（ｂ）は数２の特
性を有する。これらの式において、 σ１＝ソルダボールの直径／４， σ2＝ソルダボール
の直径／２ であり、これはソルダボールの像のボケを示したもの
で、目的のソルダボールは（ａ）のボケと（ｂ）のボケ
の間でボケて存在していると考えて、ｆ1とｆ2の差分を
１個のソルダボールのフィルタとする。実際には、ｆ1
とｆ2の差分にソルダボールの配列をたたみ込ませて、
ソルダボール数個分のフィルタにしてから安定性をます
形の特性にする。ｆ1とｆ2の差分とソルダボールの配列
をフィルタにしているので、ソルダボール以外のデータ
を取り除くことができる。
を示し、（ａ）は数１の特性を有し、（ｂ）は数２の特
性を有する。これらの式において、 σ１＝ソルダボールの直径／４， σ2＝ソルダボール
の直径／２ であり、これはソルダボールの像のボケを示したもの
で、目的のソルダボールは（ａ）のボケと（ｂ）のボケ
の間でボケて存在していると考えて、ｆ1とｆ2の差分を
１個のソルダボールのフィルタとする。実際には、ｆ1
とｆ2の差分にソルダボールの配列をたたみ込ませて、
ソルダボール数個分のフィルタにしてから安定性をます
形の特性にする。ｆ1とｆ2の差分とソルダボールの配列
をフィルタにしているので、ソルダボール以外のデータ
を取り除くことができる。
【００３９】
【数１】
【００４０】
【数２】
【００４１】このような１次元フィルタを、位置認識す
るＢＧＡの基板の色やソルダボールの大きさに応じて複
数種類用意しておいて、それらを切り替えて使用するよ
うにするとよい。上記実施例では、フィルタリング処理
及びソルダボール候補の抽出並びにその中心座標を求め
る処理を、図２に示したウインドウ内の画像データに対
してのみ行なうようにして処理効率を高めたが、取り込
んだ画像データ全体に対して同様な処理を行なっても、
勿論ＢＧＡの位置を正確に認識することはできる。
るＢＧＡの基板の色やソルダボールの大きさに応じて複
数種類用意しておいて、それらを切り替えて使用するよ
うにするとよい。上記実施例では、フィルタリング処理
及びソルダボール候補の抽出並びにその中心座標を求め
る処理を、図２に示したウインドウ内の画像データに対
してのみ行なうようにして処理効率を高めたが、取り込
んだ画像データ全体に対して同様な処理を行なっても、
勿論ＢＧＡの位置を正確に認識することはできる。
【００４２】
【発明の効果】以上説明してきたように、この発明の位
置認識方法によれば、チップマウンタの吸着ノズルに吸
着されたＢＧＡの位置（傾きも含む）を、ＢＧＡの基板
がセラミック等の明るい色のものであっても、あるいは
基板上にソルダボール以外の明るいパターンがあって
も、常に正確に認識することができる。また、画像デー
タをフィルタリングする際のフィルタ特性を適切に選ぶ
ことにより、照明に多少の変動やむらがあっても、その
影響を受けることなく正確な位置認識を行なうことがで
きる。
置認識方法によれば、チップマウンタの吸着ノズルに吸
着されたＢＧＡの位置（傾きも含む）を、ＢＧＡの基板
がセラミック等の明るい色のものであっても、あるいは
基板上にソルダボール以外の明るいパターンがあって
も、常に正確に認識することができる。また、画像デー
タをフィルタリングする際のフィルタ特性を適切に選ぶ
ことにより、照明に多少の変動やむらがあっても、その
影響を受けることなく正確な位置認識を行なうことがで
きる。
【図１】この発明の一実施例の画像処理ユニットにおけ
るＢＧＡの位置を認識するための画像処理のフロー図で
ある。
るＢＧＡの位置を認識するための画像処理のフロー図で
ある。
【図２】この実施例で使用する４辺のウインドウの説明
図である。
図である。
【図３】水平方向のフィルタリングに基づく各走査ライ
ン毎のソルダボール候補の中心座標及びグループの平均
座標を求める処理の説明図である。
ン毎のソルダボール候補の中心座標及びグループの平均
座標を求める処理の説明図である。
【図４】垂直方向のフィルタリングに基づく各走査ライ
ン毎のソルダボール候補の中心座標及びグループの平均
座標を求める処理の説明図である。
ン毎のソルダボール候補の中心座標及びグループの平均
座標を求める処理の説明図である。
【図５】水平方向のフィルタリングに基づいて各ソルダ
ボール候補内で求まった複数の中心座標及びそのグルー
プ化の説明図である。
ボール候補内で求まった複数の中心座標及びそのグルー
プ化の説明図である。
【図６】垂直方向のフィルタリングに基づいて各ソルダ
ボール候補内で求まった複数の中心座標及びそのグルー
プ化の説明図である。
ボール候補内で求まった複数の中心座標及びそのグルー
プ化の説明図である。
【図７】水平方向と垂直方向から求めたソルダボール候
補の中心点座標間の距離の説明図である。
補の中心点座標間の距離の説明図である。
【図８】この発明の実施例によるフィルタリング処理の
説明に供する画像データの信号レベル分布を示す図であ
る。
説明に供する画像データの信号レベル分布を示す図であ
る。
【図９】同じくそのフィルタの特性の説明に供する線図
である。
である。
【図１０】ＢＧＡの一例を示す側面図である。
【図１１】同じくその下面図である。
【図１２】チップマウンタにおけるＢＧＡの位置認識部
の概略構成を示す正面図である。
の概略構成を示す正面図である。
【図１３】同じくその斜め上方から見た斜視図である。
【図１４】図１２及び図１３の画像処理ユニット８にお
ける従来のＢＧＡの位置認識処理の例を示すフロー図で
ある。
ける従来のＢＧＡの位置認識処理の例を示すフロー図で
ある。
【図１５】図１２及び図１３のＣＣＤカメラ６によって
撮像された画像データの例を示す図である。
撮像された画像データの例を示す図である。
【図１６】図１５の画像データを２値化した２値画像デ
ータの例を示す図である。
ータの例を示す図である。
【図１７】図１６に示した２値画像データのエッジ検出
の説明図である。
の説明図である。
【図１８】ＢＧＡの基板がセラミックのような白っぽい
色だった場合の撮像された画像データを示す図である。
色だった場合の撮像された画像データを示す図である。
【図１９】同じくその一部拡大図である。
【図２０】図１９のラインＡに沿う輝度分布を示す線図
である。
である。
【図２１】同じくその２値画像データのエッジ検出の説
明図である。
明図である。
【図２２】ＢＧＡの基板上に明るいパターンが存在して
いる場合の撮像された画像データを示す図である。
いる場合の撮像された画像データを示す図である。
【図２３】同じくその一部拡大図である。
【図２４】図２３のラインＢに沿う輝度分布を示す線図
である。
である。
【図２５】同じくその２値画像データのエッジ検出の説
明図である。
明図である。
１：ＢＧＡ １ｉ：ＢＧＡの画像 ２：吸着ノズル ３：ＬＥＤ ４：照明装置 ５：散乱板 ６：ＣＣＤカメラ ７：黒い板 ８：画像処理ユニット １０ａ〜１０ｄ：ウインドウ １１：基板 １２：半導体集積回路 １３：モールド樹脂 １４：ソルダボール
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ０１Ｂ 11/26 Ｈ Ｇ０６Ｔ 1/00 Ｈ０５Ｋ 13/08 Ｑ 8315−4Ｅ Ｇ０６Ｆ 15/64 ３２５ Ｆ
Claims (4)
- 【請求項１】 チップマウンタにおいて、多数のソルダ
ボールを２次元のアレイ状に配設した表面実装型ＬＳＩ
バッケージであるＢＧＡを吸着ノズルで吸着し、そのＢ
ＧＡの位置を画像処理によって認識する方法であって、 前記吸着ノズルに吸着されたＢＧＡの下面を散乱光によ
って照明して撮像し、 その画像の少なくとも外周に近い部分を走査して、各ソ
ルダボール候補の中心点座標を求め、 その求めたソルダボール候補点から演算により画像の外
周にあり、かつ中央部は明るく周辺部は暗い点を前記各
ソルダボールの中心点座標として抽出し、 該抽出したソルダボールの中心点座標からＢＧＡの傾き
と中心を求めることを特徴とする画像処理によるＢＧＡ
の位置認識方法。 - 【請求項２】 チップマウンタにおいて、多数のソルダ
ボールを２次元のアレイ状に配設した表面実装型ＬＳＩ
バッケージであるＢＧＡを吸着ノズルで吸着し、そのＢ
ＧＡの位置を画像処理によって認識する方法であって、 前記吸着ノズルに吸着されたＢＧＡの下面を散乱光によ
って照明して撮像し、 その画像の少なくとも４辺に近い部分を水平方向にフィ
ルタリングして、明るさが設定レベル以上の各ソルダボ
ール候補の中心点座標を求めるとともに、垂直方向にも
フィルタリニングして、明るさが設定レベル以上の各ソ
ルダボール候補の中心点座標を求め、 その両方向のフィルタリングにより求めた中心点座標が
それぞれ略一致する点を前記各ソルダボールの中心点座
標として抽出し、 該抽出したソルダボールの中心点座標からＢＧＡの傾き
と中心を求めることを特徴とする画像処理によるＢＧＡ
の位置認識方法。 - 【請求項３】 請求項２記載のＢＧＡの位置認識方法に
おいて、前記撮像した画像の少なくとも４辺に近い部分
を水平方向にフィルタリングして各ソルダボール候補の
中心点座標を求めるとともに、垂直方向にもフィルタリ
ングして各ソルダボール候補の中心点座標を求める際
に、各方向のフイルタリングにおいて各走査ライン毎に
求まった中心点座標を前記各ソルダボール候補毎にグル
ープ化して平均することによって、該各ソルダボール候
補の中心点座標を求めることを特徴とする画像処理によ
るＢＧＡの位置認識方法。 - 【請求項４】 請求項２又は３記載の画像処理によるＢ
ＧＡの位置認識方法において、前記水平方向及び垂直方
向のフイルタリングに際し、前記撮像した画像中のソル
ダボールの明るい部分がある一定の範囲でボケていると
みなして、テンプレートマッチングによりソルダボール
の画像部分に強く反応する特性を持つようにしたフイル
タを使用することを特徴とする画像処理によるＢＧＡの
位置認識方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6283870A JPH08147468A (ja) | 1994-11-17 | 1994-11-17 | 画像処理によるｂｇａの位置認識方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6283870A JPH08147468A (ja) | 1994-11-17 | 1994-11-17 | 画像処理によるｂｇａの位置認識方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08147468A true JPH08147468A (ja) | 1996-06-07 |
Family
ID=17671247
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6283870A Pending JPH08147468A (ja) | 1994-11-17 | 1994-11-17 | 画像処理によるｂｇａの位置認識方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08147468A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6608921B1 (en) | 1998-08-21 | 2003-08-19 | Nec Electronics Corporation | Inspection of solder bump lighted with rays of light intersecting at predetermined angle |
| JP2008004843A (ja) * | 2006-06-23 | 2008-01-10 | Juki Corp | 部品位置決め方法及び装置 |
| CN105865329A (zh) * | 2016-03-31 | 2016-08-17 | 河北科技大学 | 基于视觉的成捆圆钢端面中心坐标的获取系统和方法 |
| JP2017096690A (ja) * | 2015-11-19 | 2017-06-01 | 株式会社大林組 | 長尺材測位支援装置 |
-
1994
- 1994-11-17 JP JP6283870A patent/JPH08147468A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6608921B1 (en) | 1998-08-21 | 2003-08-19 | Nec Electronics Corporation | Inspection of solder bump lighted with rays of light intersecting at predetermined angle |
| JP2008004843A (ja) * | 2006-06-23 | 2008-01-10 | Juki Corp | 部品位置決め方法及び装置 |
| JP2017096690A (ja) * | 2015-11-19 | 2017-06-01 | 株式会社大林組 | 長尺材測位支援装置 |
| CN105865329A (zh) * | 2016-03-31 | 2016-08-17 | 河北科技大学 | 基于视觉的成捆圆钢端面中心坐标的获取系统和方法 |
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