TW202320191A

TW202320191A - 位置決定裝置、安裝裝置、位置決定方法及電子零件的製造方法

Info

Publication number: TW202320191A
Application number: TW111127355A
Authority: TW
Inventors: 藤田亮
Original assignee: 日商松下知識產權經營股份有限公司
Priority date: 2021-11-04
Filing date: 2022-07-21
Publication date: 2023-05-16
Also published as: CN118120346A; WO2023079798A1; US20240265569A1; JPWO2023079798A1

Abstract

本發明之位置決定裝置具備：相機、具有第1反射面與第2反射面之稜鏡及演算裝置。當稜鏡配置於接合頭與載台之間時，第1反射面使從接合頭側入射之光往相機側反射，第2反射面使從載台側入射之光往相機側反射。相機根據從稜鏡入射之光拍攝相機影像，該相機影像包含接合頭側之影像即第1影像、及載台側之影像即第2影像。演算裝置根據相機影像求得第1零件及第2零件之位置。

Description

位置決定裝置、安裝裝置、位置決定方法及電子零件的製造方法

本揭示是有關於例如，在進行電子零件等之位置決定時，所使用的位置決定裝置、安裝裝置、位置決定方法及電子零件的製造方法。

自以往，在製造電子零件等時是使用相機來掌握基板或晶片零件等零件之位置，進行各零件之位置決定。這時，根據利用相機所辨識到之位置偏移量，進行用以修正各零件之位置偏移的移動，而藉由將辨識修正後之接合頭或載台之移動量極小化，即可縮小移動誤差。

例如，專利文獻1中使用了一種光學系統，該光學系統先將零件配置達基板之安裝位置正上方為止，並可辨識成為互相之接合面的晶片背面與基板表面之位置決定記號。特別是，因專利文獻1分別構成有拍攝晶片背面之位置決定記號的上視野用光學系統、與拍攝基板表面之位置決定記號的下視野用光學系統，故稜鏡反射後之上視野之光軸與下視野之光軸成為同軸，而可以同軸拍攝上視野與下視野。藉由如此結構，只要從以光學系統拍攝之資訊對照晶片與基板之水平位置，僅利用接合頭之動作下降即可將晶片安裝至基板，故可將因裝置移動所致之誤差最小化，可進行高精度之安裝。先前技術文獻專利文獻

專利文獻1：日本專利第4642565號公報

然而，當進行10μm以下之超高精度之位置決定時，僅因構成晶片辨識用之光學系統與基板辨識用之光學系統的稜鏡、鏡子或相機等一部分零件或者複數個零件些微地熱膨脹，便在光徑產生偏移，造成晶片辨識用之光徑與基板辨識用之光徑同軸崩壞，位置決定精度惡化。

為此，本揭示之目的是提供可抑制位置決定之精度降低的位置決定裝置、安裝裝置、位置決定方法及電子零件的製造方法。

為了達成上述目的，本揭示之一實施形態之位置決定裝置，是將被保持於接合頭之第1零件安裝至被載置於載台之第2零件時，進行該第1零件及該第2零件之位置決定的位置決定裝置，具備：稜鏡，具有第1反射面與第2反射面；相機；及演算裝置；當前述稜鏡配置於前述接合頭及前述載台之間時，前述第1反射面使從前述接合頭側入射之光往前述相機側反射，前述第2反射面使從前述載台側入射之光往前述相機側反射；前述相機根據從前述稜鏡入射之光拍攝相機影像，該相機影像包含前述接合頭側之影像即第1影像、及前述載台側之影像即第2影像；前述演算裝置根據前述相機影像，求得前述第1零件及前述第2零件之位置。

依據本揭示，可抑制位置決定之精度降低。

以下，根據圖式詳細地說明本發明之實施形態。以下之較佳實施形態的說明僅為本質上地例示，並非是意圖限制本發明、其適用物或其用途的說明。 (第1實施形態)

圖1是顯示第1實施形態之位置決定裝置的側視圖。另外，在以下說明中，將相機1之拍攝方向(透鏡2之光軸方向)設為Y方向，將上下方向設為Z方向(第1方向)，將與Y方向及Z方向呈垂直之方向設為X方向。

如圖1所示，第1實施形態之位置決定裝置具備：相機1、透鏡2、稜鏡3、稜鏡保持部4、接合頭5、載台6、監視器7及演算裝置8。在一例中，演算裝置8是包含處理器的電腦，該處理器實行儲存在記憶體之程式。

相機1透過透鏡2及稜鏡3拍攝被保持於接合頭5之第1零件P1、與被載置於載台6之第2零件P2(詳情如後述)。相機1將拍攝之相機影像A輸出至演算裝置8，演算裝置8將相機影像A及演算結果輸出至監視器7。

透鏡2裝設成光軸與相機1之拍攝方向一致。透鏡2宜為即使聚焦位置有些許偏移，位置變化仍小的遠心光學系統，但當工作件往焦點位置之搬運精度高時，則不受此限。

稜鏡3配置於透鏡2之光軸上(相機1之拍攝方向)。在稜鏡3隔介邊界線33，形成有第1反射面31及第2反射面32。第1反射面31及第2反射面32彼此構成之角度，例如是形成為90˚。又，第1反射面31是形成為相對於Z軸呈45˚之角度，以使從接合頭5入射之光朝透鏡2之光軸方向反射。第2反射面32是形成為相對於Z軸呈45˚之角度，以使從載台6入射之光朝透鏡2之光軸方向反射。另外，第1反射面31及第2反射面32之角度亦可非上述例示之角度，只要能實現以下之構成，可為任何角度。

稜鏡保持部4用以保持稜鏡3。本實施形態中，稜鏡3是利用接著劑而接著於稜鏡保持部4，藉此稜鏡保持部4保持著稜鏡3，但亦可利用其他保持方法(例如，使稜鏡3把持在稜鏡保持部4等)來保持稜鏡3。

如圖1所示，透鏡2及稜鏡保持部4被保持於光學單元基座9。另外，亦可在透鏡2與光學單元基座9之間置入聚焦件等位置調整機構。又，亦可在稜鏡保持部4與光學單元基座9之間置入位置微調整機構。另，本實施形態中，透鏡2及稜鏡保持部4被固定在相同之光學單元基座9上，但亦可相對於透鏡2及稜鏡保持部4各自設置光學單元基座9。

如上述，在接合頭5保持著第1零件P1，在載台6載置著第2零件P2。例如，第1零件P1是晶片零件，第2零件P2是基板。第1零件及第2零件是電子零件等之完成品的一部分。第1零件P1及第2零件P2例如，藉由供給頭等(省略圖示)被拾取後，各自被保持及載置於接合頭5及載台6。

在此，從相機1透過透鏡2及稜鏡3之第1反射面31直至接合頭5上之第1零件P1的第1光徑，與從相機1透過透鏡2及稜鏡3之第2反射面32直至載台6上之第2零件P2的第2光徑是相同之光徑長度。

監視器7顯示相機1拍攝之相機影像A。相機影像A中包含接合頭5側之影像即第1影像A1、與載台6側之影像即第2影像A2。如圖1所示，第1影像A1及第2影像A2包夾邊界A3，在上下方向上並列地顯示。邊界A3是相當於稜鏡3之邊界線33的影像。因稜鏡3配置成邊界線33與透鏡2之光軸方向一致，故邊界A3位於相機影像A的中央。

演算裝置8根據從相機1輸出之相機影像A，算出第1零件P1及第2零件P2之相對位置，並實行以下之位置決定處理。

另外，包含相機1、透鏡2、稜鏡3及稜鏡保持部4等之光學系統(以下，有僅稱「光學系統」的情形。)可朝X方向及Y方向移動。又，接合頭5及載台6可朝X方向、Y方向及以Z軸為中心之旋轉方向移動。

由於在透鏡2之焦點位置配置第1零件P1及第2零件P2(以下，有將第1零件P1及第2零件P2稱為「工作件」的情形)，在光軸上之透鏡2與工作件之間配置稜鏡3，故在所得之影像之邊界A3會產生模糊。當稜鏡3之位置靠近透鏡2時，因相機影像A之邊界A3的「模糊」變大，造成邊界A3之位置辨識精度降低。在以後述之邊界A3為準來算出第1零件P1與第2零件P2之相對位置的本系統中，邊界A3之位置精度降低與第1零件P1及第2零件P2之位置決定精度的降低有關。因此，本揭示中，稜鏡3配置成在第1及第2光徑上極度靠近第1零件P1及第2零件P2。具體而言，稜鏡3配置成使稜鏡3與第1零件P1及第2零件P2之距離較稜鏡3與透鏡2之距離短。藉由如此設定，即可使邊界A3的「模糊」減少。又，可縮短第1零件P1與第2零件P2之相對位置。此外，藉由使稜鏡3與工作件相靠近，即使稜鏡3因熱應變等而有微小角偏差(angular misalignment)，由於可將因光軸震動所帶來對工作件之位置偏移的影響最小化，因此可縮小最終修正後各零件之移動量，可縮小位置決定修正之誤差。 (關於位置決定裝置之動作)

圖2是用以說明第1實施形態之位置決定裝置之動作的流程圖。

首先，將工作件安置於本位置決定裝置(步驟S1)。具體而言，藉由省略圖示之供給頭，使第1零件P1保持於接合頭5，並將第2零件P2載置於載台6。此時，在第1零件P1及第2零件P2之表面各自標記有位置對準點。第1零件P1及第2零件P2被保持及載置於接合頭5及載台6，以使該等位置對準點互相對向。另外，該位置對準點例如，若為倒裝晶片接合器，即為記號或電極。又，若為倒裝晶片接合器，第1零件P1被供給頭拾取後，上下翻轉而被保持於接合頭5。另一方面，若為黏晶機(die bonder)形式，則在被供給頭拾取後，未上下翻轉而被保持於接合頭5。另外，在黏晶機形式中，亦可不使用供給頭而接合頭5直接從晶圓拾取第1零件P1。

相機1拍攝第1零件P1及第2零件P2(步驟S2)。具體而言，使相機1、透鏡2、稜鏡3、稜鏡保持部4移動，而將稜鏡3配置於第1零件P1(接合頭5)及第2零件P2(載台6)之間。然後，相機1將拍攝了第1零件P1及第2零件P2之相機影像A輸出至演算裝置8。另外，相機1可分別拍攝第1影像A1與第2影像A2，亦可同時拍攝。例如，若一同拍攝第1影像A1與第2影像A2，會有某一方之影像變白或變黑的情形。第1影像A1與第2影像A2方面，當照明亮度、快門速度、相機增益(camera gain)或同軸光與傾斜光之比例等拍攝條件相異時，相機1亦可分2次拍攝第1影像A1與第2影像A2。

演算裝置8根據相機影像A所含之第1影像A1及第2影像A2，求得第1零件P1與第2零件P2之相對位置，並算出第1零件P1與第2零件P2之位置修正量(步驟S3)。具體而言，進行圖3之處理(詳情如後述)。

演算裝置8根據算出之位置修正量來判定是否需要位置修正(步驟S4)。當位置修正量為預定值以上時，演算裝置8判定需要位置修正(步驟S4之「是」)並根據步驟S3中算出之位置修正量，修正(移動)第1零件P1與第2零件P2之位置(步驟S5)。之後，回至步驟S2。

另一方面，當位置修正量為預定值以下時，演算裝置8判定不需要位置修正(步驟S4之「是」)，而進行安裝動作(步驟S6)。具體而言，面向載台6使接合頭5朝Z方向移動，將第1零件P1載置於第2零件P2。 (關於位置修正量之算出)

圖3是顯示第1實施形態之位置修正量之算出處理的流程圖。圖3是步驟S3中演算裝置8為了算出位置修正量而實行的圖。

首先，一旦演算裝置8取得相機影像A(步驟S11)，即從第1影像A1檢測第1零件P1之第1特徵點M1(步驟S12)。又，演算裝置8從第2影像A2檢測第2零件P2之第2特徵點M2(步驟S13)。該等特徵點例如，是成為對應之零件特徵的部分(角部等)、或標記在零件表面之記號等。

圖4之例中，因演算裝置8將第1零件P1之特徵點設定成角部，故將構成角部之2條直線的交點視為第1特徵點M1來檢測。又，因演算裝置8將第2零件P2之特徵點設定成圓形的記號，故將圓圈之中心部視為第2特徵點M2來檢測。

本實施形態中，演算裝置8將2個第1特徵點M1之中心點視為第1零件P1之基準位置N1來檢測，並將2個第2特徵點M2之中心點視為第2零件P2之基準位置N2來檢測。進而，演算裝置8求得連結2個第1特徵點M1之直線之第1角度基準線，與連結2個第2特徵點M2之直線之第2角度基準線的相對角度。根據基準位置N1、N2及第1角度基準線與第2角度基準線的相對角度，演算裝置8算出位置修正量(步驟S13)。

圖5是用以說明第1實施形態之位置修正量之算出處理的圖。圖5(a)~(c)之相機影像A中，分別顯示第1零件P1及第2零件P2。

如圖5所示，相機影像A中，第1影像A1與第2影像A2隔介朝X方向延伸之邊界A3，在上下並列地顯示。在此，若考量各影像與實際之座標系的關係性，在第1影像A1及第2影像A2中，X方向為一致，Y方向為翻轉。亦即，藉由以邊界A3為基準，將第2影像A2朝Y方向摺疊，即可使第1影像A1與第2影像A2之座標與實際之座標系一致。另外，在圖5(a)~(c)中，P2’是表示以邊界A3為基準，將第2影像A2朝Y方向摺疊時第2零件P2之位置。

例如，圖5(a)中，當以邊界A3為基準，將第2影像A2朝Y方向摺疊時，因第1零件P1與第2零件P2之位置一致，故位置修正量為0(無修正)。

又，圖5(b)中，當以邊界A3為基準，將第2影像A2朝Y方向摺疊時，因第1零件P1較之第2零件P2更位於+Y方向上，故求得位置修正量以使第1零件P1朝-Y方向移動。

又，圖5(c)中，當以邊界A3為基準，將第2影像A2朝Y方向摺疊時，因第1零件P1較之第2零件P2更位於-Y方向上，故求得位置修正量以使第1零件P1朝+Y方向移動。

如以上地求出位置修正量後，實行步驟S4之後續。

如以上說明，當稜鏡3配置於接合頭5與載台6之間時，第1反射面31使從接合頭5側入射之光往相機1側反射，第2反射面32使從載台6側入射之光往相機1側反射。相機1根據從稜鏡3入射之光拍攝相機影像A，該相機影像A包含接合頭5側之影像即第1影像A1、及載台6側之影像即第2影像A2。演算裝置8根據相機影像A求得第1零件P1及第2零件P2之位置。藉此，因以1個稜鏡及1台相機即可辨識第1零件P1及第2零件P2之位置，故可削減構成光學系統之零件件數。於是，因可抑制構成光學系統之零件的熱膨脹發生，故可抑制位置決定精度的降低。

另外，在第1實施形態中，有第1零件P1(或第2零件P2)之尺寸大，造成第1零件P1(或第2零件P2)無法完全納入第1影像A1(或第2影像A2)的情況。此情況下，亦可使相機1等之光學系統在X方向及Y方向上適當地移動，生成複數個第1影像A1(或複數個第2影像A2)，演算裝置8根據該等影像來檢測第1特徵點M1(或第2特徵點M2)。 (第2實施形態)

圖6是顯示第2實施形態之邊界位置之修正處理的流程圖。圖6所示之動作是在進行圖2之動作前演算裝置8所實行之動作。第1實施形態中，因設置成相機1之上方向與Z方向一致，稜鏡3之2個反射面(第1反射面31及第2反射面32)之邊界線33被配置成在透鏡2之光軸中心上且平行於X軸，故相機影像A中之邊界A3(稜鏡3之邊界線33)被顯示成在相機影像A之上下方向中央並與X方向一致。(參照圖4之各圖)。然而，因構成光學系統(相機1或透鏡2等)之零件的熱膨脹，而有邊界A3被顯示成從圖4之位置(以下，亦稱為「邊界A3之基準位置」。)偏移的情況。若以偏移之邊界A3為基準來進行圖2及圖3之處理，會變得無法正確地進行第1零件P1及第2零件P2之位置決定(修正量之算出)。為此，第2實施形態中是藉由實行圖6之邊界位置之修正處理，來修正邊界A3之偏移。另外，圖7(a)~(c)中，將位置修正前之邊界表示為A3，將位置修正後之邊界表示為A3’。

首先，演算裝置8從相機影像A檢測邊界A3’(步驟S21)。演算裝置8例如，檢測第1影像A1之下邊及第2影像A2之上邊，並將其中間位置設為邊界A3’。此情況下，演算裝置8亦可分別拍攝第1影像A1及第2影像A2，並檢測第1影像A1之下邊及第2影像A2之上邊。又，演算裝置8亦可在相機影像A中，從工作件之背景影像來檢測稜鏡3之邊界線33之區域(產生模糊之區域)之上邊及下邊，並將其中間位置設為邊界A3’。

演算裝置8判定是否需要修正邊界A3之處理(步驟S22)。具體而言，當邊界A3’與相機影像A中之邊界A3之基準位置不一致時，演算裝置8判定需要修正邊界A3之處理。

當演算裝置8判定不需要修正邊界A3之處理時(步驟S22之「否」)，則結束處理。當演算裝置8判定需要修正邊界A3之處理時(步驟S22之「是」)，則進行邊界位置修正(步驟S23)。

圖7(a)之例中，因邊界A3’與相機影像A中之邊界A3之基準位置一致，故判定不需要邊界A3之位置修正(步驟S22之「否」)。此情況下，演算裝置8不進行邊界A3之位置修正處理，而實行圖2之處理。

圖7(b)之例中，若與邊界A3之基準位置相較，邊界A3’朝+Y方向偏移。例如，由於透鏡2之光軸朝Z方向偏移，而成為如圖7(b)之相機影像A1。

圖7(c)之例中，若與邊界A3之基準位置相較，邊界A3’朝以相機影像A1之中心為基準的旋轉方向偏移。例如，藉由透鏡2之光軸以Y軸為中心旋轉，而成為如圖7(c)之相機影像A1。

圖7(b)、(c)中，因邊界A3’與相機影像A中之邊界A3之基準位置不一致，故演算裝置8判定需要邊界A3之位置修正(步驟S22之「是」)。然後，演算裝置8進行位置修正處理，該位置修正處理係將邊界A3’之位置設定在顯示於相機影像A之邊界A3之位置。藉此，因以邊界A3’之位置為基準，進行之後進行之步驟S13之位置修正量之算出(藉由以邊界A3為基準，將第2影像A2朝Y方向摺疊，而使第1影像A1與第2影像A2之座標與實際之座標系一致之處理等)等處理，故即使因相機1或透鏡2構成之光學系統之零件的熱膨脹，造成邊界A3產生偏移，仍可進行工作件之高精度之位置修正。

另外，對於步驟S13中位置修正量之算出，邊界A3之位置有很大影響。又，將複數個第1零件P1安裝至第2零件P2時，在複數次之安裝動作中會因構成光學系統之零件的熱膨脹，而有邊界A3之位置變化的疑慮。因此，圖6之處理宜在每預定次數之安裝動作或每預定期間內進行。此情況下，進行圖6之處理的頻率是依據位置決定裝置之溫度變化、邊界A3之位置偏移的容易度、或完成品之製造速度等來決定。圖6之處理宜為可高精度地檢測邊界A3’之方法，但當需要以高頻率修正時，與簡易之方法併用方符實用性。又，在長時間停止後之動作重啟時等即將進行安裝動作之前，亦宜進行圖6之動作。 (第3實施形態)

圖8是顯示第3實施形態之位置決定裝置的側視圖。圖8之位置決定裝置是與圖1幾乎同樣地構成，但進一步具備同軸照明11與傾斜照明12(第1照明)。

同軸照明11是朝Y方向對稜鏡3照射光，藉此從Z方向對第1零件P1及第2零件P2照射光的照明。傾斜照明12是從傾斜方向對第1零件P1及第2零件P2照射光的照明。藉由同軸照明11及傾斜照明12，即可拍攝更鮮明之相機影像A。

在此，稜鏡3在第1反射面31及第2反射面32之間具有第3反射面34。第3反射面34在Z方向上具預定寬度，是朝X方向延伸之平面，且是取代邊界線33而形成於稜鏡3之物。藉由在稜鏡3形成該第3反射面34，即可在相機影像A中更明確地顯示邊界A3。例如，在無顯示於第1影像A1及第2影像A2之物體的狀態下，使同軸照明11點亮，進行相機1之拍攝。藉由如此方式，如圖8所示，第1影像A1及第2影像A2成為黑色影像，在其之間邊界A3則被顯示為白線。藉由將該白線設為邊界A3，可更確實地進行圖6之處理。

另外，第3反射面34在Z方向上之寬度，宜為在第3反射面34反射之光在相機影像A1成為1像素以上且在影像整體中小於10%。又，只要可檢測邊界A3的話，第3反射面34在Z方向上之寬度亦可為小於1像素。 (變形例之1)

圖9是用以說明第3實施形態之稜鏡之其他例的圖。具體而言，圖9(a)是顯示稜鏡3之側視圖，圖9(b)是顯示從透鏡2側觀看稜鏡3的圖。

該變形例中，在稜鏡3標記有記號35(第1記號)。具體而言，在第1反射面31及第2反射面32各自標記有2個記號35。各記號35以邊界線33為基準，配置成在Z方向上互相成為等間隔。

圖9(c)是在無顯示於第1影像A1及第2影像A2之物體的狀態下，拍攝了稜鏡3時之相機影像A。如圖9(c)所示，因在相機影像A中顯示記號35，故即使在不易檢測邊界A3時，由於可推測邊界A3存在於圖式上下方向上並列之2個記號35的中央，因此可檢測邊界A3。

另外，記號35之位置、種類或個數不受限於圖9之例，可適當地選擇。又，記號35可為在相機影像A中以低亮度顯示之低反射構件，亦可為在相機影像A中以高亮度顯示之高反射構件。 (變形例之2)

圖10是顯示第3實施形態之位置決定裝置之其他例的側視圖。

該變形例中，為了檢測相機影像A之邊界A3(邊界線33)，在載台6側配置有反射板36。例如，在無顯示於第1影像A1及第2影像A2之物體的狀態下，相機1拍攝了相機影像A時，因在接合頭5側無物體，故在第1影像A1中顯示黑色影像。相對於此，在載台6側因配置有反射板36，故在第2影像中顯示白色影像。因可推測此時之黑色影像(第1影像A1)與白色影像(第2影像A2)之邊界是相當於邊界線33之邊界A3，故可檢測邊界A3。

另外，取代反射板36方面，亦可設置對稜鏡3照射光之照明(第2光源)。又，亦可將反射板36配置於接合頭5側。

又，可在稜鏡3之上下方向上各自設置反射板36，亦可在稜鏡3之上下方向上各自設置照明(第2光源)。此情況下，如上述，演算裝置8檢測第1影像A1之下邊及第2影像A2之上邊，並將其中間位置設為邊界A3。另外，演算裝置8亦可分別拍攝第1影像A1及第2影像A2，檢測第1影像A1之下邊及第2影像A2之上邊，並將其中間位置設為邊界A3。 (變形例之3)

圖11是顯示第3實施形態之位置決定裝置之其他例的側視圖。

該變形例中，為了檢測相機影像A之邊界A3(邊界線33)，配置有同軸確認夾具37(第1同軸確認夾具)。同軸確認夾具37配置成在Z方向上包夾稜鏡3。又，同軸確認夾具37在X方向及Y方向上，標記有配置於相同位置之記號371(第2記號)。

如圖11所示，在配置了同軸確認夾具37之狀態下，經相機1拍攝時，在相機影像A會顯示2個記號371。因在同軸確認夾具37中，2個記號371在X方向及Y方向上配置於相同位置，故在相機影像A中，可推測邊界A3存在於記號371彼此的中央，可檢測邊界A3。 (變形例之4)

圖12是顯示第3實施形態之位置決定裝置之其他例的側視圖。

該變形例中，為了檢測相機影像A之邊界A3(邊界線33)，配置有同軸確認夾具38(第2同軸確認夾具)。同軸確認夾具38配置於接合頭5側。又，同軸確認夾具38標記有在X方向上並列地配置之2個記號381(第3記號)。

為了檢測相機影像A之邊界A3(邊界線33)，首先，預先拍攝顯示有邊界A3與2個記號381之相機影像A，先取得邊界A3及2個記號381之初始位置。藉由比較2個記號381之初始位置與之後拍攝之記號381之位置，即可修正邊界A3之位置。具體而言，推測邊界A3存在於下述位置：先求出邊界A3及2個記號381之初始位置的相對距離(圖13中為距離Lm)，由連結之後拍攝之2個記號381之直線算起朝該直線之垂直方向偏差了距離Lm之位置。另外，圖13(a)~(c)中，將位置修正前之邊界表示為A3，將位置修正後之邊界表示為A3’。

例如，當透鏡2之光軸朝+X方向偏移時，2個記號381在第1影像A1中是顯示在朝+X方向偏移之位置(參照圖13(a))。此情況下，推測邊界A3’存在於由連結2個記號381之直線算起朝該直線之-Y方向偏差了距離Lm之位置。

又，當透鏡2之光軸朝+Z方向偏移時，2個記號381在第1影像A1中是顯示在朝+Z方向偏移之位置(參照圖13(b))。此情況下，推測邊界A3’存在於由連結2個記號381之直線算起朝該直線之-Z方向偏差了距離Lm之位置。

又，當透鏡2之光軸朝以Y軸為中心的旋轉方向偏移時，2個記號381在第1影像A1中是顯示在朝以圖式中央為中心的旋轉方向偏移之位置(參照圖13(c))。此情況下，推測邊界A3’存在於由連結2個記號381之直線算起朝該直線之垂直方向偏差了距離Lm之位置。

藉由如以上之處理，即可檢測邊界A3。

另外，即使在稜鏡3本身旋轉變形時，藉由組合本變形例與其他實施形態(及其他變形例)中之邊界A3的檢測方法，即可使邊界A3之檢測精度提升。 (變形例之5)

圖14是顯示第3實施形態之位置決定裝置之其他例的側視圖。

該變形例中，為了檢測相機影像A之邊界A3(邊界線33)，於接合頭5保持有玻璃夾具39(參照圖14(a))。

為了檢測相機影像A之邊界A3(邊界線33)，首先，在使玻璃夾具39保持於接合頭5之狀態下，拍攝第1影像A1。然後，使接合頭5朝Z方向移動，在將玻璃夾具39載置於載台6之狀態(參照圖14(b))下，拍攝第2影像A2。因可推測邊界A3存在於此時顯示於第1影像A1及第2影像A2之玻璃夾具39的中央位置，故可檢測邊界A3。 (其他實施形態)

如以上，本申請案中揭示之技術的例示方面係針對實施形態進行了說明。然而，本揭示中之技術並不受此限定，亦可適用於進行了合適化、變更、置換、附加及省略等的實施形態中。

另外，在上述各實施形態中，當檢測安裝動作或邊界A3時，會有接合頭5朝向載台6，朝Z方向移動的情形。此情況下，光學系統(相機1、透鏡2、稜鏡3及稜鏡保持部4等)朝Y方向或X方向移動(前進及後退)，以避免接合頭5與稜鏡3碰撞。此時，可使光學系統整體移動，亦可僅稜鏡3及稜鏡保持部4後退。

又，在上述各實施形態中，亦可具備複數個光學系統。圖15(a)是位置決定裝置的俯視圖，圖15(b)是位置決定裝置的側視圖。如圖15所示，各自具備有2個相機1、透鏡2、稜鏡3及稜鏡保持部4等。上部之相機1透過反射稜鏡13、半反射鏡(half mirror)14、反射稜鏡15及稜鏡3，拍攝第1零件P1及第2零件P2。下部之相機1透過半反射鏡14、反射稜鏡15及稜鏡3，拍攝第1零件P1及第2零件P2。該構成中，各相機1拍攝在X方向上相異位置之相機影像A。藉此，利用1次之拍攝即可拍攝工作件之複數處，故可使製造效率提升。

產業上之可利用性本揭示之位置決定裝置可使用於製造電子零件等時之位置決定時。

1:相機 2:透鏡 3:稜鏡 4:稜鏡保持部 5:接合頭 6:載台 7:監視器 8:演算裝置 9:光學單元基座 11:同軸照明(第1照明) 12:傾斜照明(第1照明) 13,15:反射稜鏡 14:半反射鏡 31:第1反射面 32:第2反射面 33:邊界線 34:第3反射面 35:記號(第1記號) 36:反射板 37:同軸確認夾具(第1同軸確認夾具) 371:記號(第2記號) 38:同軸確認夾具(第2同軸確認夾具) 381:記號(第3記號) 39:玻璃夾具 A:相機影像 A1:第1影像 A2:第2影像 A3,A3’:邊界 Lm:距離 M1:第1特徵點 M2:第2特徵點 N1,N2:基準位置 P1:第1零件 P2:第2零件 P2’:位置 S1~6,S11~14,S21~23:步驟

圖1是第1實施形態之位置決定裝置的側視圖。

圖3是顯示第1實施形態之位置修正量之算出處理的流程圖。

圖4是用以說明第1實施形態之位置修正量之算出處理的圖。

圖5是用以說明第1實施形態之位置修正量之算出處理的圖。

圖6是顯示第2實施形態之邊界位置之修正處理的流程圖。

圖7是用以說明第2實施形態之邊界位置之修正處理的圖。

圖8是第3實施形態之位置決定裝置的側視圖。

圖9是用以說明第3實施形態之稜鏡之其他例的圖。

圖10是第3實施形態之位置決定裝置之其他例的側視圖。

圖11是第3實施形態之位置決定裝置之其他例的側視圖。

圖12是第3實施形態之位置決定裝置之其他例的側視圖。

圖13是用以說明圖12之位置決定裝置之邊界檢測處理的圖。

圖14是第3實施形態之位置決定裝置之其他例的側視圖。

圖15是顯示其他實施形態之位置決定裝置之構成的圖。

1:相機

2:透鏡

3:稜鏡

4:稜鏡保持部

5:接合頭

6:載台

7:監視器

8:演算裝置

9:光學單元基座

31:第1反射面

32:第2反射面

33:邊界線

A:相機影像

A1:第1影像

A2:第2影像

A3:邊界

M2:第2特徵點

P1:第1零件

P2:第2零件

Claims

一種位置決定裝置，是將被保持於接合頭之第1零件安裝至被載置於載台之第2零件時，進行該第1零件及該第2零件之位置決定的位置決定裝置，具備：稜鏡，具有第1反射面與第2反射面；相機；及演算裝置；當前述稜鏡配置於前述接合頭及前述載台之間時，前述第1反射面使從前述接合頭側入射之光往前述相機側反射，前述第2反射面使從前述載台側入射之光往前述相機側反射；前述相機根據從前述稜鏡入射之光拍攝相機影像，該相機影像包含前述接合頭側之影像即第1影像、及前述載台側之影像即第2影像；前述演算裝置根據前述相機影像，求得前述第1零件及前述第2零件之位置。
如請求項1之位置決定裝置，其進一步具備第1光源，該第1光源對被保持於前述接合頭之前述第1零件、及被載置於前述載台之前述第2零件的至少一者照射光。
如請求項1或2之位置決定裝置，其進一步具備配置於前述相機及前述稜鏡之間的透鏡；前述稜鏡配置成使該稜鏡與前述第1零件及前述第2零件之距離較該稜鏡與前述透鏡之距離短。
如請求項1至3中任一項之位置決定裝置，其具備複數個前述相機；前述複數個相機配置成拍攝在前述接合頭及前述載台中位置互異之複數個前述相機影像。
如請求項1至4中任一項之位置決定裝置，其於前述稜鏡中，在前述第1反射面與前述第2反射面之間形成有具預定寬度之第3反射面；前述相機影像中，在前述第1影像與前述第2影像之間，顯示有對應於前述第3反射面之邊界；前述演算裝置以前述相機影像之前述邊界為基準，求得前述第1零件及前述第2零件之位置。
一種安裝裝置，具備：如請求項1至5中任一項之位置決定裝置；前述接合頭；及前述載台。
一種位置決定方法，是在將第1零件安裝至第2零件時，進行該第1零件及該第2零件之位置決定的位置決定方法，具備：接合頭保持前述第1零件的步驟；將前述第2零件載置於載台的步驟；將稜鏡配置於前述接合頭及前述載台之間的步驟；前述稜鏡之第1反射面將從前述接合頭側入射之光反射至相機側，前述稜鏡之第2反射面將從前述載台側入射之光反射至前述相機側的步驟；前述相機根據從前述稜鏡入射之光拍攝相機影像的步驟，該相機影像包含前述接合頭側之影像即第1影像、及前述載台側之影像即第2影像；及演算裝置根據前述相機影像求得前述第1零件及前述第2零件之位置的步驟。
如請求項7之位置決定方法，其中前述演算裝置根據在相同時間點或相異時間點下拍攝到前述第1影像及前述第2影像之前述相機影像，求得前述第1零件及前述第2零件之位置。
如請求項7之位置決定方法，其中前述相機拍攝位置互異之複數個前述相機影像，前述演算裝置根據前述複數個相機影像，求得前述第1零件及前述第2零件之位置。
如請求項7至9中任一項之位置決定方法，其進一步具備：前述演算裝置根據求出之前述第1零件及前述第2零件之位置，算出前述第1零件及前述第2零件之位置修正量的步驟；根據算出之前述位置修正量，使前述接合頭及前述載台移動的步驟；前述相機再次拍攝前述相機影像的步驟；前述演算裝置根據前述相機影像，再次求得前述第1零件及前述第2零件之位置，並再次算出前述第1零件及前述第2零件之前述位置修正量的步驟；及當再次算出之前述位置修正量在預定值內時，進行安裝動作的步驟。
如請求項7至10中任一項之位置決定方法，其於前述稜鏡中，在前述第1反射面與前述第2反射面之間形成有邊界線；前述相機影像中，在前述第1影像與前述第2影像之間，顯示有對應於前述邊界線之邊界；前述演算裝置以前述相機影像之前述邊界為基準，求得前述第1零件及前述第2零件之位置。
如請求項11之位置決定方法，其中前述邊界線在前述第1反射面及前述第2反射面之間，形成作為具預定寬度之第3反射面。
如請求項11之位置決定方法，其於前述稜鏡中，在前述第1反射面及前述第2反射面之對應位置各自標記有第1記號；前述演算裝置根據顯示於前述相機影像之前述第1記號，來特定前述邊界。
如請求項11之位置決定方法，其進一步具備：在前述稜鏡之前述接合頭側及前述載台側之至少一者配置第2光源，藉由前述第2光源對前述稜鏡照射光的步驟。
如請求項11之位置決定方法，其進一步具備：在前述稜鏡之前述接合頭側或前述載台側之至少一者配置反射板，藉由前述反射板使入射之光往前述稜鏡反射的步驟。
如請求項11之位置決定方法，其進一步具備：在對前述第2零件安裝前述第1零件時，將具有2個第2記號之第1同軸確認夾具配置成前述2個第1記號包夾前述稜鏡的步驟，前述2個第2記號是標記成在前述接合頭朝向前述載台移動之第1方向上並列；及前述演算裝置根據拍攝到前述2個第2記號之前述相機影像，來特定前述邊界之位置的步驟。
如請求項11之位置決定方法，其進一步具備：將標記了第3記號之第2同軸確認夾具配置於前述稜鏡之前述接合頭側及前述載台側之任一者，並拍攝顯示前述第3記號之初始位置之前述相機影像即第1相機影像的步驟；拍攝前述第1相機影像後，將前述第2同軸確認夾具配置於與拍攝前述第1相機影像之位置相同之位置，再次拍攝前述相機影像的步驟；及前述演算裝置比較顯示於前述第1相機影像之前述第3記號之位置，與顯示於再次拍攝到之前述相機影像之前述第3記號之位置，來特定前述邊界之位置的步驟。
如請求項11之位置決定方法，其進一步具備：前述接合頭保持夾具零件的步驟；前述相機拍攝顯示呈被保持於前述接合頭狀態之前述夾具零件之第2相機影像的步驟；將前述夾具零件載置於前述載台的步驟；前述相機拍攝顯示呈被載置於前述載台狀態之前述夾具零件之第3相機影像的步驟；及前述演算裝置比較顯示於前述第2相機影像之前述夾具零件之位置，與顯示於前述第3相機影像之前述夾具零件之位置，來特定前述邊界之位置的步驟。
一種電子零件的製造方法，具備：如請求項6至17中任一項之位置決定方法；及將前述第1零件安裝至前述第2零件的步驟。