JPS5919464B2 - パタ−ン認識装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はパターン認識方式に関し、特にオリジナルパタ
ーンが例えば四角形や円形、三角形等の単純パターンで
あるときに、その一部に切欠部が存在する場合でもオリ
ジナルパターンの中心位置を認識できるようにしたパタ
ーン認識方式に関するものである。

例えば第１図に示す如く、ＩＣチップ１をりードフレー
ム２に組込む場合、ＩＣチップ１を電気的にテストし、
そのあとでリードフレーム２にＩＣチップ１を固着し、
それから工Ｃチップ上に設けられたパッド３−０、３−
１・・・・・・３−ｎとリードフレームに設けられた端
子４−０、４−１・・・・・・４−ｎとをＡＵ線５でワ
イヤボンデングすることが行なわれる。

そしてこのワイヤボンディングを自動的に行なうために
はＩＣチップ上に設けられたパッド３−０、３−１・・
・・・・の装置とリードフレーム上の端子４−０、４−
１の位置とを正確に自動ワイヤボンディング装置が認識
する必要がある。この場合、リードフレーム２は一定の
状態で自動的に送出されるので、その端子４−０、４−
１は比較的正確に位置合せされているが、ＩＣチップ１
をリードフレーム２に固着する精度が低く、たて、横、
回転などのずれがありチップ上のパッド３−０、３−１
、・・・、３−ｎを正確に認識する必要がある。このた
めに従来は、（１）パッドのオリジナルパタ・ −ンを
辞書としてメモリに格納しておくとともに、パッドの画
像信号をこの辞書と比較して一致点を検出し、パッドの
位置ずれやＩＣチップの傾き等を検出することが行なわ
れたが、これは辞書を必要とするために大容量のメモリ
を必要とすることｊ と、また一致点を検出するまでの
比較回数がかなり多いので位置検出が遅いという問題点
がある。

このために、（２）辞書を使用せずにパット位置の検出
を行なうことが考えられるが、パッドの形状が後述する
ように正確な四辺形や円形等でない場合フ が存在する
ためパッドとして認識されないことが存在する。即ち工
Ｃチップはそれがリードフレーム上に固着される前に電
気的なテストを受ける。このためにパツドにプローブが
あてられてこのプローブによるプローブ跡が生じ、パツ
ド３には例えば第２図イ，口，ハに示す如く、一部分が
欠けて四辺形の一部が損傷したり、円形欠部が生じたり
して、いわゆるプローブ跡６が存在する。そのためにパ
ツド部分が変形し、パツドとして認識されなかつたりま
たパツドの中心位置を正しく検出することが困難であつ
た。したがつて本発明はこのように辞書を使用しないで
パツドの位置を検出する場合にプローブ跡が存在しても
そのパツドの中心位置を正確に認識できるようにしたパ
ターン認識方式を提供することを目的とするものであつ
て、そのために本発明におけるパターン認識方式では、
予じめ形状と大きさの定められているパターンを光学的
に観測し、得られた観測パターン信号にもとづき、上記
パターンの中心位置を検出するパターン認識方式におい
て上記観測パターン信号にもとづいて該観測パターンの
外接四辺形を求め、該外接四辺形の中心位置を上記観測
パターンの中心位置と認識するようにしたことを特徴と
する。

本発明を詳述するに先立ち、本発明の原理を第３図およ
び第４図にもとづき説明する。

第３図に示す如く、リードフレーム２にＩＣチツプ１を
固着するとき、多少傾斜して所定位置よりずれてＩＣチ
ツプ１が固着されることが多い。

したがつてこの状態でＩＣチツプ１上のパツドを例えば
工業用ＴＶカメラ等でスキヤンする場合には、第４図の
実線で示す如く、パツド３が角度θだけ傾斜して存在す
ることになる。そしてこのパツド３にはテストの際に付
与されたプローブ跡６が存在している。本発明において
はこのパツド３の外接四辺形ＥＦＧＨを作成しその中心
点０をパツド３の中心点として認識するように構成する
。このために、パツド３を走査してその頂点Ａ，Ｂ，Ｃ
′Ｄの各座標（ＸａＦｙａ）Ｆ（ＸｂラＹｂ）ラ（Ｘｃ
′Ｙｃ）および（Ｘｄ，ｙｄ）を求め、そのｘ座標の最
小値Ｘａと最大値ＸＯおよびｙ座標の最小値島と最大イ
而′ｄにより形成されたＥ（Ｘａ，ｙｄ），Ｆ（Ｘａ，
ｙｂ），Ｇ（ＸＯ，ｙｂ），Ｈ（ＸＯ，ｙｄ）により、
上記パツド３の外接四辺形ＥＦＧＨを形成させるもので
ある。このようにして得た外接四辺形ＥＦＧＨの中心点
０（ＸＯ，ｙＯ）は） Ｘａ＋Ｘｃｙｂ＋ＹｄＸ，
．。

．Ｖ，．：で得ることができ、これはパツド３の中心点
と一致するものである。

以下本発明の一実施例を第５図乃至第７図にもとづき説
明する。

第５図は本発明の一実施例構成を示し、第６図はその動
作説明図、第７図は傾斜角θを測定する場合の説明図で
ある。

図中、７は２値化回路、８はＸアドレスカウンタ、９は
Ｙアドレスカウンタ、１０は外接四辺形作成部、１１は
Ｘ座標ミニマムレジスタ、１２はＸ座標マキシマムレジ
スタ、１３は第１比較回路、１４は第２比較回路、１５
はＹ座標ミニマムレジスタ、１６はＹ座標マキシマムレ
ジスタ、１７は第３比較回路、１８は第４比較回路であ
る。

２値化回路７は、例えば工業用ＴＶカメラにより伝達さ
れた画像信号を基準電圧と比較することにより、伝達さ
れた信号がパツドに対するものか否かを識別し、パツド
に対するものを例えば「１」として２値化するものであ
る。

Ｘアドレスカウンタ８は走査位置のＸ座標を示すもので
あつて、Ｘ方向に対する走査開始とともにサンプルクロ
ツクを計数してそのＸ座標値を示すものである。

Ｙアドレスカウンタ９は走査位置のＹ座標を示すもので
あつて、Ｘアドレスカウンタ８がある走査線についてそ
のＸ方向の走査を終え次の走査線に対する走査を開始す
る前に発生するキャリーを計数することによりＹ座標値
を示すことができる。

外接四辺形作成部１０は、パツドに外接する四辺形を作
成するものであつてＸ座標ミニマムレジスタ１１、Ｘ座
標マキシマムレジスタ１２、Ｙ座標ミニマムレジスタ１
５、Ｙ座標マキシマムレジスタ１６、第１比較回路１３
、第２比較回路１４、第３比較回路１７および第４比較
回路１８を具備している。Ｘ座標ミニマムレジスタ１１
にはパツドのＸ座標のうち最小値がセツトされ、Ｘ座標
マキシマムレジスタ１２にはパツドのＸ座標のうち最大
値がセツトされ、Ｙ座標ミニマムレジスタ１５にはパツ
ドのＹ座標のうち最小値がセツトされ、そしてＹ座標マ
キシマムレジスタ１６にはパツドのＹ座標のうち最大値
がセツトされるものである。これらＸ座標およびＹ座標
の最大値、最小値にもとづき外接四辺形を得ることがで
きる。第１比較回路１３はＸアドレスカウンタ８から伝
達されたＸ座標値がＸ座標ミニマムレジスタ１１にセツ
トされているＸ座標値よりも大きいか小さいかを比較し
て、小さい場合にこれをＸ座標ミニマムレジスタ１１に
セツトするよう動作するものである。

第２比較回路１４はＸアドレスカウ ！ンタ８から伝達
されたＸ座標値がＸ座標マキシマムレジスタ１２にセツ
トされているＸ座標値よりも大きいか小さいかを比較し
て、大きい場合にこれをＸ座標マキシマムレジスタ１２
にセツトするように動作するものである。同様に第３比
較回路１７はＹアドレスカウンタ９から伝達されたＹ座
標値がＹ座標ミニマムレジスタ１５にセツトされている
Ｙ座標よりも小さい場合にこれをＹ座標ミニマムレジス
タ１５にセツトし、第４比較回路１８はＹアドレスカウ
ンタ９から伝達されＹ座標値がＹ座標マキシマムレジス
タ１６にセツトされているＹ座標値よりも小さい場合に
これをＹ座標マキシマムレジスタ１６にセツトするよう
動作するものである。いま第６図において、上方より走
査を開始して、走査がＹ座標Ｙｄの位置の走査を行つて
パツド３の点Ｄに達したとき、第５図の２値化回路７は
「１」を出力し、外接四辺形作成部１０に印加する。

これにより第１比較回路１３、第２比較回路１４、第３
比較回路１７および第４比較回路１８が動作して、その
ときのＸアドレスカウンタ８およびＹアドレスカウンタ
９から伝達されたＸ座標値ＸｄおよびＹ座標値Ｙｄと、
Ｘ座標値ミニマムレジスタ１１、Ｘ座標マキシマムレジ
スタ１２、Ｙ座標ミニマムレジスタ１５およびＹ座標マ
キシマムレジスタ１６にセツトされた座標値と比較する
が、この場合にはいまだ何もセツトされていないので、
ｘアドレスカウンタ８から伝達されたＸ座標値！がその
ままＸ座標ミニマムレジスタ１１およびＸ座標マキシマ
ムレジスタ１２にセツトされ、またＹアドレスカウンタ
９から伝達されたＹ座標値Ｙｄがそのまま座標ミニマム
レジスタ１５およびＹ座標マキシマムレジスタ１６にセ
ツトされる。次の走査においてパツト３の点Ｐ１に達し
たとき２値化回路Ｔは「１」を出力し、点Ｐ２において
２値化回路７は「０］を出力する。そしてこの２値化回
路７から出力された「１］が外接四辺形作成部１０に伝
達されている間、第１比較回路１３はＸアドレスカウン
タ８から伝達されたＸ座標値とフＸ座標ミニマムレジス
タ１１にセツトされたＸ座標値Ｘｄとを比較する。

すなわち点Ｐ，においてＸアドレスカウンタ８はＸ座標
値としてＸＰｌをカウントしているので、第１比較回路
１３はこのＸＰｌと上記Ｘｄを比較する。この結果ＸＰ
ｌくＸｄであるので第１比較回路１３はＸ座標ミニマム
レジスタ１１に対してストローブ信号を印加し、Ｘアド
レスカウンタ８から伝達されている上記Ｘｐ，をＸ座標
ミニマムレジスタ１１にセツトする。また第２比較回路
１４は上記Ｘｐ，とＸｄを比較するがＸＰｌくＸｄであ
るので、Ｘ座標マキシマムレジスタ１２にはこのＸｄが
セツトされたままである。そして第３比較回路１７では
Ｙアドレスカウンタ９から伝達されたＹ座標値ＹＰｌと
Ｙ座標ミニマムレジスタ１５にセツトされたＹ座標値Ｙ
ｄとを比較する。このときＹｐ，くＹｄであるので第３
比較回路１７はＹ座標ミニマムレジスタ１５に対してス
トローブ信号を印加し、Ｙアドレスカウンタ９から伝達
されている上記Ｙ，，をＹ座標ミニマムカウンタ１５に
セツトする。このとき第４比較回路１８でも上記ＹＰｌ
とＹｄを比較するがＹＰｌくＹｄであるのでＹ座標マキ
シマムレジスタ１６にセツトされたＹ座標Ｙｄはセツト
されたままである。パツド３に対する走査が点Ｐ１から
点Ｐ２に対して進むにつれて第１比較回路１３、第２比
較回路１４、第３比較回路１７および第４比較回路１８
は上記の如き制御を行なう。

この結果点Ｐ２まで走査が行なわれたとき、Ｘ座標ミニ
マムレジスタ１１にはＸＰｌがセツトされ、ｘ座標マキ
シマムレジスタ１２にはＸＰ２がセツトされ、Ｙ座標ミ
ニマムレジスタ１５にはＹｐ，がセツトされ、Ｙ座標マ
キシマムレジスタ１６にはＹｄがセツトされる。このよ
うな走査がパツド３に対して完了されたとき、Ｘ座標ミ
ニマムレジスタ１１にはＸａがセツトされ、Ｘ座標マキ
シマムレジスタ１２にはＸＯがセツトされ、Ｙ座標ミニ
マムレジスタ１５にはＹｂがセツトされ、Ｙ座標マキシ
マムレジスタ１６にはＹｄがセツトされる。そしてこの
結果パツドの中心点０が座標位置として（中，中）を得
ることができる。

また、これらの座標値によりパツド３の傾き、すなわち
チツプの傾きを算出することができる。

これを第７図について説明する。いま、パツド３の傾き
をθとし、パツド３の辺ＡＢ，ＤＣの長さをａ１辺ＢＣ
，ＡＤの長さをｂとする。

この場合、上記ａおよびｂは既知の値である。第７図よ
り、ＦＢ＝Ａｓｉｎθ，ＢＧ＝ＢｃＯｓθであり、ＦＢ
＋ＢＧ＝ＦＧ＝ＸＯ−Ｘａである。

また、ＥＡ＝Ｂｓｉｎθ，ＡＦ＝ＡｃＯｓθであり、Ｅ
Ａ＋ＡＦ＝ＥＦ＝Ｙｄ−Ｙｂである。上記（１）と（２
）より となる。

この（３）式よりパツド３の傾きθを求めることができ
る。

本発明の他の実施例を第８図および第９図にもとづき説
明する。

第８図において、パツドｙを走査した結果得られた２値
化データが、シフトレジスタある２いはマトリクス等の
メモリ１９に一旦保持される。

この場合パツドぎにはプローブ跡σが存在する状態を示
す。メモリ１９にパツド走査信号がセツトされ終ると、
読出制御回路２０は、第９図に示すフローチヤートにし
たがつた制御を行なう。まず、起動に際して読出制御回
路２０のＸ座標アドレスレジスタ２１およびＹ座標アド
レスレジスタ２２は、いずれも走査制御部２３によりＯ
にセツトされる。

つまりメモ１川９の原点（ＸＯ，ｙＯ）より読出が開始
される。この原点にパツドｙの画像信号が検出されれば
、これが外接四辺形を構成するＸ座標のミニマム値Ｘ１
になるのでこれが出力されることになる。しかしこの場
合にはパツドざの画像信号は存在しないので、今度はこ
のＹ座標に入力されている値がメモリ１９のＹ座標のマ
キシマムＹｎｌａＸか否か判別される。原点から走査が
始められるとき、起動時におけるこの判別結果はＮＯで
あり、走査制御部２３はＹ座標アドレスレジスタ２２に
セツトされた値を＋１する。そして再びパツドざの画像
信号が存在するか否か、またこの値がｙ−Ｒｒｌａｘで
あるか否かを判別して、Ｙ座標アドレスレジスタ２２に
セツトされた値は順次十１される。そしてＹｍａｘにセ
ツトされたあとでパツトぎの画像信号の存在を判別され
、次いでＹｒｎａｘか否かを判別されたとき、Ｙｎｌａ
Ｘがセツトされていることがわかるので、今度はそのと
きのＸ座標アドレスレジスタ２１にセツトされている値
がメモｌ川９のＸ座標のマキシマム値Ｙ．ｒｎａｘか否
か判別される。この判別結果がＮＯであれば走査制御部
２３はＸ座標アドレスレジスタ２１にセツトされた値を
＋１し、Ｙ座標アドレスレジスタ２２を０にセツトし、
同様の制御を行なうものである。このようにしてＸ点が
検出されたとき、そのときのＸ座標アドレスレジスタ２
１にセツトされた値Ｘ，が出力レジスタ２４に出力され
る。このＸ１が出力されたあと、同様なスキヤンが行な
われるが、このとき今度はパツドｙの画像信号がなくな
る点が検索することによりＸ２を求めることができる。
勿論、上記Ｘ１が得られたあとは、逆にｘ一Ｘｒｎａｘ
よりそのＸ座標アドレス値を減じながら走査することに
より、上記Ｘ２を求めることができる。このようなこと
をＹｌ，ｙ２を求める場合にも行なうことにより、外接
四辺形の検出に必要なＸ，，Ｘ２，ｙｌ，ｙ２の値を出
力レジスタ２４に出力することができる。

メモＩ川９を使用する場合には、パツドｙから離れた位
置にノイズが存在するような場合でも、パツドｙの画像
信号の面積を算出することにより、この離れた位置の信
号がノイズであるか否か正確に判別することが可能にな
る。

次に第１０図にもとづき本発明をＩＣチツプのワイヤボ
ンデイングに使用した場合について具体的に説明する。

いま移動ステージ２９上にＩＣチツプが固着されたリー
ドフレーム２を装着後、例えば工業用ＴＶカメラ２７に
よりこのリードフレーム２を走査し、これにより得られ
た画像信号を２値化回路７に伝達する。

このとき上記工業用カメラ２７における水平同期信号お
よび垂直同期信号が画像サンプル制御回路２６に印加さ
れ、画像をどのような単位でサンプルするかを決めるサ
ンプルクロツクを発生する。そしてまたこの工業用ＴＶ
カメラ２７から出力された画像信号は２値化回路７によ
り、上記の如く、パツドに関する信号に関して「１」ま
たは「Ｏ」に２値化されたあとで、外接四辺形作成回路
２５によりそのパツドに対する外接四辺形の各頂点の座
慄が得られる。そしてこれらの値が位置算出部・ステー
ジ移動部２８に伝達される。そしてこれらの値からパツ
ドの中心点の座標およびＩＣ−！ツプの傾きが算出され
ることになり、これによりリードフレーム２におけるＩ
Ｃチツプの位置づれが正確に検出できるので、これに応
じてステージ移動部２８は移動ステージ２９を移動して
、ワイヤボンダ３０により正確にワイヤボンデイングで
きる状態にリードフレーム２の位置制御を行なう。以上
説明の如く、本発明によればオリジナルパターンに一部
欠陥部分があつた一ゆ、一また傾斜している場合でも、
これを高速に判別してその中心位置を正確に認識するこ
とができる。

なお上記説明ではパツドの形状が四角形の場合について
説明したが、円形や三角形等の場合も同様にしてその中
心位置を求めることができるものであり、本発明は上記
実施例のみに限定されるものではない。

【図面の簡単な説明】

第１図はＩＣチツプをリードフレームに組込んだ図面、
第２図はパツドに存在するプローブ跡の説明図、第３図
はＩＣチツプをリードフレームに組込んだときの問題の
説明図、第４図は本発明の動作原理説明図、第５図は本
発明の一実施例構成図、第６図はその動作説明図、第７
図は傾斜角を測定する場合の動作説明図、第８図は本発
明の他の実施例構成図、第９図はその動作を説明するフ
ローチヤート、第１０図は本発明を使用したワイヤボン
デイング装置である。 図中、１はＣチツプ、２はリードフレーム、３はパツド
、５はＡＵ線、６はプローブ跡、７は２値化回路、８は
Ｘアドレスカウンタ、９はＹアドレスカウンタ、１０は
外接四辺形作成回路、１１はＸ座標ミニマムレジスタ、
１２はＸ座標マキシマムレジスタ、１３は第１比較回路
、１４は第２比較回路、１５はＹ座標ミニマムレジスタ
、１６はＹ座標マキシマムレジスタ、１７は第３比較回
τ 路、１８は第４比較回路、１９はメモリ、２０は読
出制御回路、２１はＸ座標アドレスレジスタ、２２はＹ
座標アドレスレジスタ、２３は走査制御部、２４は出力
レジスタ、２５は外接四辺形作成回路、２６は画像サン
プル制御回路、２７は工業９用ＴＶカメラ、２８は位置
算出部、ステージ移動部、２９は移動ステージ、３０は
ワイヤボンダをそれぞれ示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 予め形状と大きさの定められているパターンを光学
   的に観測し、得られた観測パターン信号にもとづき、上
   記パターンの中心位置を検出するパターン認識方式にお
   いて、上記観測パターン信号にもとづいて該観測パター
   ンの外接四辺形を求め、該外接四辺形の中心位置を上記
   観測パターンの中心位置と認識するようにしたことを特
   徴とするパターン認識方式。 ２ 上記パターンは半導体デバイスのボンディングパッ
   ドであることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
   パターン認識方式。