(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
載置台に載置された物品を撮像装置で撮像し、その撮像画像に基づき物品を認識する物品認識装置において、前記載置台の載置面の面積は物品における前記載置台の載置面に対向する面積よりも小さく、しかも前記載置台は、正面視で、載置面から遠ざかる程に幅が連続的に増大する形状部を有することを特徴とする物品認識装置。
【請求項２】
前記載置台は、前記形状部の外周にさらに物品受け部材を有することを特徴とする請求項１記載の物品認識装置。
【請求項３】
前記載置台は、正面視で、載置面を上底とする台形状部を有することを特徴とする請求項１記載の物品認識装置。
【請求項４】
ペレットの載置台と、この載置台に載置されたペレットを撮像する撮像装置と、撮像装置の取り込み画像に基づきペレットの位置を認識する認識装置と、認識装置の認識したペレットの位置に基づきペレットを吸着保持したノズルを移動制御する制御装置とを有するペレットボンディング装置において、前記載置台の載置面の面積はペレットにおける前記載置台の載置面に対向する面積よりも小さく、しかも前記載置台は、正面視で、載置面から遠ざかる程に幅が連続的に増大する形状を有することを特徴とするペレットボンディング装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、物品認識装置、並びにそれを用いたペレットボンディング装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体の製造工程の１つに、ペレットボンディング工程があり、この工程ではペレットボンディング装置が用いられる。この装置によると、まずウエハステージに設置されたウエハより半導体ペレットをコレットと呼ばれるノズルで吸着保持して取り出し、ペレット位置修正機構の載置台に移載する。次に、載置台のペレットをカメラを用いて認識し、正規位置からの位置ずれ状態を検出する。そして、その位置ずれ状態に応じて載置台を回転させ、ペレットの回転方向での位置ずれを補正する。その後、このペレットをノズルで再度吸着保持し、リードフレームに移載してボンディングする。なお、先に検出したペレットの位置ずれ状態のＸＹ方向分は、ノズルの移動量の修正により補正する。
【０００３】
図７は、このようなペレットボンディング装置などで用いられている従来のペレット認識装置の一例を示す一部断面正面図である。同図に示すように、位置認識を必要とされるペレット１は載置台２に置かれ、その載置面３に開口する吸引孔４の負圧力により保持される。
【０００４】
載置台２の上方にはカメラ５が設置され、このカメラ５によってペレット１の画像が取り込まれる。カメラ５は、その下方に倍率を調整可とする光学系７を有し、その中に光学系７に対し水平方向に取り付けられた照明９からの光をペレット側に反射させるハーフミラー８を有している。カメラ５によって取り込まれた画像は、画像処理部６にて処理されてペレット１の位置が認識される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、載置面３にペレット１を繰り返し載置すると、載置面３がペレット１で磨耗し、光沢を帯びてくる。またペレット１のシリコンくずが載置面３に残る。このような状況から、経年変化により、載置面３からの反射光量がペレット１からのものと同様になることがある。こうなると、カメラ５の光軸に対し垂直をなしているペレット表面からの反射光と、載置面３からの反射光との区別が付きにくくなるため、画像処理部６によりペレット１を安定して認識できなくなってしまい、結果的にリードフレームへのペレットのボンディング精度が悪くなってしまう。
【０００６】
本発明は、上述の事情を考慮したものであり、物品の認識を安定して実施できる物品認識装置、並びにそれを用いたペレットボンディング装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の本発明は、載置台に載置された物品を撮像装置で撮像し、その撮像画像に基づき物品を認識する物品認識装置において、前記載置台の載置面の面積は物品における前記載置台の載置面に対向する面積よりも小さく、しかも前記載置台は、正面視で、載置面から遠ざかる程に幅が連続的に増大する形状部を有するようにしたものである。
【０００９】
請求項２に記載の本発明は、請求項１に記載の発明において、前記載置台は、前記形状部の外周にさらに物品受け部材を有するようにしたものである。
【００１０】
請求項３に記載の本発明は、請求項１に記載の発明において、前記載置台は、正面視で、載置面を上底とする台形状部を有するようにしたものである。
【００１２】
請求項４に記載の本発明は、ペレットの載置台と、この載置台に載置されたペレットを撮像する撮像装置と、撮像装置の取り込み画像に基づきペレットの位置を認識する認識装置と、認識装置の認識したペレットの位置に基づきペレットを吸着保持したノズルを移動制御する制御装置とを有するペレットボンディング装置において、前記載置台の載置面の面積はペレットにおける前記載置台の載置面に対向する面積よりも小さく、しかも前記載置台は、正面視で、載置面から遠ざかる程に幅が連続的に増大する形状を有するようにしたものである。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図面を用いて説明する。なお、図７で説明したものと同一のものには同一符号を付し、その説明は省略する。
【００１４】
図１は、本発明を用いたペレットボンディング装置の実施の形態を示す斜視図、図２は、図１で用いられているペレット認識装置の一部断面正面図、図３は、図２で用いられている載置台の第１の変形例を示す正面断面図、図４は、載置台の第２の変形例を示す正面断面図、図５は、載置台の第３の変形例を示す正面断面図、図６は、載置台の第４の変形例を示す正面断面図である。
【００１５】
まず、図１を用いてペレットボンディング装置１０について説明する。ペレットボンディング装置１０は、ウエハ１２がダイシングされて分離された多数のペレット１３を１つずつ取り出して、リードフレーム１６のアイランド部１７にボンディングするものであり、ウエハステージ２１、ペレット取出機構１８、ペレット位置修正機構１９及びボンディング機構２０を有し構成される。
【００１６】
ここで、ウエハ１２は、粘着シート１４を介し円環状のウエハリング１５に粘着されており、ウエハリングユニット１１としてウエハステージ２１に設置される。
【００１７】
ウエハステージ２１は図示しないシート引延し装置を備え、このシート引延し装置によって、ウエハリングユニット１１の粘着シート１４を引き延して、ペレット１３間の隙間を拡大させ、後述するペレットトランスファ２３の吸着ノズル２３Aによるペレット１３の取り出しを容易化している。
【００１８】
ペレット取出機構１８は、ウエハリングユニット１１を設置するウエハステージ２１からペレット１３を取り出すペレットトランスファ２３を備えてなる。このペレットトランスファ２３は、その先端に設置された吸着ノズル２３Ａによってペレット１３を吸着して、ペレット位置修正機構１９の載置台２４に移載する。
【００１９】
ペレット位置修正機構１９は、ペレットトランスファ２３にて移載されるペレット１３を載置する載置台２４と、この載置台２４の鉛直上方に配置され、載置台２４に載置されたペレット１３の画像を取り込むカメラ５を有する。載置台２４は、リードフレーム１６の搬送を案内するガイドレール２６とウエハステージ２１との間に設置される。また載置台２４は正逆方向に回転可能に構成され、その回転によりペレット１３の回転方向の向きを補正する。
【００２０】
ボンディング機構２０は、先端に吸着ノズル２７Ａを備えたボンディングヘッド２７を有し、載置台２４上のペレット１３をピックアップし、ガイドレール２６に沿って搬送されるリードフレーム１６のアイランド部１７にボンディングする。なお、リードフレーム１６におけるボンディング点には予め接着剤が塗布されていて、ペレット１３は、この接着剤を介してリードフレーム１６にボンディングされる。
【００２１】
また、ボンディング装置１０を構成する、ウエハステージ２１、ペレット取出機構１８、ペレット位置修正機構１９、ボンディング機構２０は、不図示の制御装置の管理下にて制御される。
【００２２】
ここで、このペレットボンディング装置１０を用いたボンディング動作について説明すると、次のとおりである。
【００２３】
まず、ペレットトランスファ２３の吸着ノズル２３Ａがウエハステージ２１上のペレット１３を１個取り出し、ペレット位置修正機構１９の載置台２４に移載する。この時、ペレットトランスファ２３の移動は不図示の制御部により制御され、ペレット１３は載置台２４の載置面３０に対して粗位置決めされた状態とされる（図２参照）。
【００２４】
次に、カメラ５が、載置台２４に載置されたペレット１３の画像を取り込む。カメラ５の取り込み画像は、認識装置としての画像処理部６にて画像処理され、ペレット１３の基準位置からの位置ずれ状態が認識される。
【００２５】
次に、不図示の制御装置は、画像処理部６で認識された回転方向におけるペレット１３のずれ量に応じて載置台２４を回転させ、ペレット１３の回転方向におけるずれを修正する。
【００２６】
次に、ボンディング機構２０が有する吸着ノズル２７Ａは、載置台２４上の回転修正されたペレット１３をピックアップし、ガイドレール２６に沿って搬送されるリードフレーム１６のアイランド部１７との対向位置上方まで移載する。この移載の際、不図示の制御装置により、ボンディングヘッド２７の移動距離が画像処理部６で認識された位置ずれ状態に応じて補正され、ペレット１３はこれにより、リードフレーム１６におけるボンディング点に正確に位置決めされる。その後は、吸着ノズル２７Ａの下降により、ペレット１３をボンディング点に押し付け、ボンディングする。
【００２７】
次に、図１に用いられている載置台２４につき、図２を用いて詳細に説明する。
【００２８】
図２に示される載置台２４は、超硬合金、その他の金属、あるいはガラス等の材質にて構成される。そしてペレット１３に接触してこのペレット１３を載置する載置面３０と、この載置面３０に開口する吸引孔３１とを備える。吸引孔３１は、図示しない配管を介して負圧源に適宜接続され、この負圧源が吸引孔３１に負圧力を作用させる。これにより載置台２４は、吸引孔３１に発生する負圧力により載置面３０に載置されたペレット１３を吸着保持する。なお、載置台２４に形成される吸引孔３１の孔径、個数は、保持するペレット１３の寸法に応じ適宜設定される。また、載置面３０は平面とされ、その面はカメラ５の光軸に対し直角とされる。
【００２９】
さらに載置面３０は、図１に示されるように平面視（図１で上方から見たとき）で円形とされ、しかもその面積は認識しようとするペレット１３における載置面３０に対向する面積より小さい。そして、載置台２４は、正面視（図２に示す状態）で、載置面３０を上底とする台形なる台形状部３２を有する、全体形状としてはいわゆる円錐台とされる。ここで台形状部の傾斜面３３の傾斜角度θの選択は次のことを考慮して決定される。つまり図２において一点鎖線で示すように、照明９からハーフミラー８をとおって下方に放出され、傾斜面３３に照射された後の反射光が、カメラ５の光学系に入射しない程度の角度が最低限必要である。用いる光学系７の開口角にもよるが、好ましく最低限５度〜１０度である。
【００３０】
上記した実施の形態によれば、載置面３０の面積が認識しようとするペレット１３における載置面３０に対向する面積より小さく、正面視で、載置面３０を上底とする台形なる台形状部３２とした。これにより、ペレット１３の位置をカメラ５で認識しようとした場合、載置面３０自体はこの載置面３０に粗位置決め状態で載置されたペレット１３により塞がれた状態となる。また、照明９から放出された光の一部はペレット表面に照射された後、反射光となってカメラに入光し、残りの光は、載置台２４における傾斜面３３に照射される。ここで、傾斜部３３に照射された光は、図２にて一点鎖線で示したように、反射光としては光学系７の開口角外に発散する。このような理由から、カメラ５へは、ペレット表面からの反射光は入射するが、それ以外からの入光は防止されることになる。従って、画像処理部６においては、カメラ５が取り込んだペレット画像に基づいてペレット１３の位置を安定して認識することができ、実施の形態のようにペレットボンディング装置１０に用いた場合においては、位置決め精度の高いボンディング作業を行なうことが可能となる。
【００３１】
なお、上述した載置台２４においては、正面視で、載置面から遠ざかるほどに幅が連続的に増大する形状部として、全体形状を円錐台としたが、載置面の面積をペレット１３における載置面３０に対向する面積より小さくし、全体形状を四角錐台など角錐台とするもの、円柱とするものなど、特に限定されるものではない。
【００３２】
次に、上記実施の形態で説明した載置台の変形例について説明する。なお、各変形例とも載置台だけを示すが、その載置面の面積は認識しようとするペレット１３における載置面に対向する面積より小さいこと、載置台上には上述したカメラ５が設けられていること、載置面には吸引孔が形成されていることは共通するもので、図２に示した載置台２４と同等の効果を有するものである。
【００３３】
図３に示す載置台４０は、正面視で、台形状部４１の上底部に円柱状の凸状部４２が設けられ、この先端に載置面４３を形成した例である。
【００３４】
図４に示す載置台５０は、正面視で、図２に示したと同じく台形状部５１を設け、さらにその外周に円輪状の塀５２を設けたものである。なおこの塀５２のように、載置台５０の周囲にペレット受けの機能を有する部材、つまり物品受け部材を配置することにより、図１や図２に示した載置台２４、４０に比べ、万一ペレット１３が載置面より落下しても、そのペレット１３は塀５２にて受け止められ、装置内部まで落下することを食い止めることができるという効果も有する。
【００３５】
図５に示す載置台６０は、正面視で、上面に載置面６１を有する円柱状部６２の下方に、外方上方に向かうすり鉢状の傾斜面６３を形成し、物品受け部材としたものである。この構成としても、図４がの載置台５０が有するのと同等な効果を有する。
【００３６】
また図６に示す載置台７０は、正面視で、載置面から遠ざかるほどに幅が連続的に増大する形状部として曲線状部７１としたものである。
【００３７】
なお、上記した変形例も含めた実施の形態では、載置台としてペレットボンディング装置１０のペレット位置認識台に用いた場合を説明したが、認識が必要な物品であればペレットに限定されない。
【００３８】
さらに、ペレットなどの物品を載置台に吸引孔を用いて保持する場合を説明したが、特別な保持装置を特に必須とするものでもなく、さらには保持を必要とする場合においても、真空圧によるものでなく、載置する物品が磁性体の場合には、磁力を用いたり、その他機械的な保持装置を適用しても構わない。
【００３９】
また、実施の形態では、撮像装置として、ＣＣＤカメラ等のカメラを想定して記載したが、例えば物品の縁部を認識するような場合においては、ラインセンサなどを用いてもよく、限定されない。従って本明細書において、撮像装置とはラインセンサなども含める意味とし、撮像画像とは、ラインセンサからの信号をも含める意味として用いる。
【００４０】
また、上述した実施の形態では、載置台の載置面が水平の場合を説明したが、載置面に対して垂直方向から照射がされるものであれば、水平面に限定されるものではない。
【００４１】
【発明の効果】
以上のように本発明による物品認識装置によれば、物品の認識を安定して実施できる。
【００４２】
また、本発明のペレットボンディング装置によれば、ペレットの認識を安定して実施でき、位置決め精度の高いボンディング作業を行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明を用いたペレットボンディング装置の実施の形態を示す斜視図。
【図２】  図１で用いられているペレット認識装置の一部断面正面図。
【図３】  図２で用いられている載置台の第１の変形例を示す正面断面図。
【図４】  載置台の第２の変形例を示す正面断面図。
【図５】  載置台の第３の変形例を示す正面断面図。
【図６】  載置台の第４の変形例を示す正面断面図。
【図７】  ペレットボンディング装置などで用いられている従来のペレット認識装置の一例を示す一部断面正面図。
【符号の説明】
１  ペレット
２  載置台
３  載置面
４  吸引孔
５  カメラ
６  画像処理部
７  光学系
８  ハーフミラー
９  照明
１０  ペレットボンディング装置
１１  ウエハリングユニット
１２  ウエハ
１３  ペレット
１４  粘着シート
１５  ウエハリング
１６  リードフレーム
１７  アイランド部
１８  ペレット取出機構
１９  ペレット位置修正機構
２０  ボンディング機構
２１  ウエハステージ
２３  ペレットトランスファ
２３Ａ吸着ノズル
２４  載置台
２６  ガイドレール
２７  ボンディングヘッド
２７Ａ吸着ノズル
３０  載置面
３１  吸引孔
３２  台形状部
３３  傾斜面
４０  載置台
４１  台形状部
４２  円柱状の凸状部
４３  載置面
５０  載置台
５１  台形状部
５２  塀
６０  載置台
６１  載置面
６２  円柱状部
６３  傾斜面
７０  載置台
７１  曲線状部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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