TW475229B - Offset measurement method, tool position detection method and bonding device - Google Patents

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Shigeru Hayata
Ryuichi Kyomasu
Satoshi Enokido
Toshiaki Sasano
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Shinkawa Kk
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Description

475229 經濟部智慧財產局員工消費合泎社印製 A7 B7 五、發明說明（/) 【發明所屬之技術領域】 本發明，係關於偏心測定方法、工具位置偵測方法及 結合裝置，特別，係關於能正確算出對結合構件進行攝像 之位置偵測用攝像器及工具等之處理構件的偏心量之方法 及裝置。 【先前技術】 以下，作爲一例，就引線結合裝置說明。在搭載於 XY台上之結合頭，係設有：位置偵測用攝影機，係用以 特定半導體元件等之結合構件上之結合點，而對結合構件 上之基準圖案進行攝像；以及，結合臂，其一端係裝配著 用以進行結合之工具。而且，位置偵測用攝影機在對結合 構件上之基準圖案進行攝像時，爲避免工具及結合臂妨礙 位置偵測用攝影機之視野，故位置偵測用攝影機之光軸與 工具之軸心係偏移一定距離，而裝配於結合臂。一般，將 位置偵測用攝影機之光軸與工具之軸心的距離稱爲偏心(量 )° 因位置偵測用攝影機係求出用以探知移動工具之位置 之基準點而使用者，故得知位置偵測用攝影機從工具偏心 多少，乃非常重要。然而，實際之偏心量，會因爲來自高 溫之結合台之輻射熱所引起之攝影機固定件或結合臂的熱 膨脹，時時刻刻在變化，故必須在結合作業開始時或作業 空閒之適宜時間校正偏心量。 基於上述目的，先前提出：在結合範圍內之適當場所 ，以工具作出壓痕，對該壓痕之位置以位置偵測用攝影機 4 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -*0 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)
475229 A7 B7 五、發明說明（i) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 來偵測，藉此，偵測工具之位置，並據此校正偏心量(例如 ，日本專利特開昭59-69939號公報）之方法。該方法，係 藉由對來自位置偵測用攝影機之光電轉換之畫像資料施以 既定之畫像處理，求出壓痕之中心之座標，據此算出偏心 量。 【發明所欲解決之課題】 然而，該先前之構成，不但壓痕不一定淸楚，而且與 適合於畫像處理之專用圖案不同，個別之壓痕形狀彼此相 異，故有偵測不一定正確之問題點。 本發明，係爲解決上述課題所得者，其目的在於提供 一種能正確實行工具位置之偵測的新穎手段。 【用以解決課題之手段】 本發明係關於一種偏心測定方法及結合裝置，具備： 位置偵測用攝像器，係對處理對象進行攝像；以及 工具，係相對該位置偵測用攝像器偏心所設者，用以 處理前述處理對象；其特徵在於，包含： 從配置於既定位置之光源，對測定方向呈既定之傾斜 角，向前述工具投影基準圖案的步驟； 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 根據投影於前述工具之前述基準圖案，測定前述工具 之位置的步驟； 測定前述位置偵測用攝像器之位置的步驟；以及 根據該等測定結果，求出偏心量的步驟。 若從配置於既定位置之光源對測定方向呈既定之傾斜 角向工具投影基準圖案，同時根據投影於工具之基準圖案 5 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 475229 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 _B7 五、發明說明（4 ) 來測定工具之位置，則投影於工具上之基準圖案可因應工 具之位置以相異之位置或形狀偵測，藉此能正確實行工具 之位置之偵測。 又，測定位置偵測用攝像器之位置的步驟，只要以前 述位置偵測用攝像器對既定之基準點進行攝像來實行，即 能#用以對處理對象進行攝像而設置之位置偵測用攝像器 利用於偏心量之測定，故合適。 又，當前述基準點係設置於既定位置的參考構件；前 述投影的步驟與測定前述工具之位置的步驟，均以讓前述 工具接近於前述參考構件後之姿勢來實行；前述求出偏心 量的步驟進一步包含：將測定前述工具之位置時之姿勢與 以前述位置偵測用攝像器對基準點進行攝像時之姿勢之間 的，位置偵測用攝影機及工具之移動量予以特定的步驟； 的詰，則藉由透過參考構件，能極正確實行工具之位置之 測定與位置偵測用攝像器工具之位置之測定。 又，在前述投影步驟，當從前述光源向前述工具及前 述參考構件之雙方投影前述基準圖案，來測定前述工具之 位置的步驟，係根據前述工具及前述參考構件之雙方之像 光實行，則根據工具與光源之位置關係、參考構件與光源 之位置關係之雙方，能以良好之精度求出參考構件與工具 之位置關係。 ‘又，前述工具位置測定步驟，若進一步包含：將前述 工具及前述參考構件之像光導入前述位置偵測用攝像器的 步驟，則用以對處理對象進行攝像而設置之位置偵測用攝 6 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 鲁 訂·- 線' 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 475229 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（4) 像器，不僅可用於位置偵測用攝像器之位置之測定，亦能 利用於工具之位置之測定，故合適。 再者，關於工具之位置之測定，若使用：根據投影於 工具之前述基準圖案來測定前述工具之位置所得的測定値 ，及將前述工具與前述參考構件之像光導入前述位置偵測 用攝像器，以前述位置偵測用攝像器來測定前述工具與前 述參考構件之位置關係所得的測定値，則能更正確求出工 具之位置。 再者，本發明係提供一種工具位置偵測方法，係用以 偵測對處理對象進行處理之工具的位置；其特徵在於，包 含： 對前述工具及設於既定位置之參考構件之雙方，從配 置於既定位置之光源投影基準圖案的步驟；以及 根據投影於前述工具與前述參考構件之前述基準圖案 ，測定前述工具之位置的步驟。 ’上述方法，因對工具與參考構件之雙方投影基準圖案 ，根據投影之基準圖案測定工具之位置，故根據工具與光 源之位置關係、參考構件與光源之位置關係之雙方，能以 良好之精度求出參考構件與工具之位置關係。 【發明之實施形態】 根據圖式說明本發明之實施形態如下。圖1，係顯示 本發明之實施形態相關之引線結合裝置。如圖示，在搭載 於XY台1之結合頭2設置結合臂3，結合臂3係以未圖 示之上下驅動手段驅動於上下方向(即Z方向）。在結合臂3 Ί 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂，· -丨線_ 475229 A7 B7 五、發明說明（女） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 之前端部係設有工具4，在工具4係插通著引線5。又在結 合頭2係固定著攝影機固定件6，在固定件6之前端部則 固定著具備電荷結合元件(CCD)之光電變換式攝像器-位 置偵測用攝影機7。位置偵測用攝影機7之光軸7a及工具 4之軸心4a，均垂直朝向上下方向，即Z方向。光軸7a及 軸心4a在XY方向分別偏移偏心量Xt、Yt。XY台1，構 成爲藉由設置於其附近之未圖示之2個脈動馬達而能正確 地向X方向及Y方向移動，藉此，位置偵測用攝影機7與 工具4，維持著偏心量Xt、Yt，以一體的方式向X方向及 Y方，向移動。這些均是周知之構成。 在將未圖示之半導體元件定位載置之結合台10附近係 設有軌道13，在軌道13之上面則固定著參考台11(直立設 置有參考構件30)。在參考台11設有稜鏡18、基準圖案用 光源之雷射二極體15、及透過光光源之雷射二極體16。 雷射二極體15，如圖2所示，在設置於參考台11上 之光源台14之上端，相對水平方向以45度之傾斜角固定 著，以將基準圖案L向工具4之前端部投影。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 基準圖案L，使用如圖3 (b)所示之水平方向之直線 圖案。從而，在圖3 (a)中，工具4位於A之位置時，基準 圖案L則如圖3 (c)投影在工具4之中間附近，又，工具 4位於B之位置時，基準圖案L則如圖3 (d)投影在工具4 之下端部附近。如上所述，基於將基準圖案L以相對水平 方向呈傾斜角投影，基準圖案L乃因應於工具4之X方向 之位置而投影到不同之高度位置。 8 本紙張尺度適用‘中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 475229 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 Α7 Β7 五、發明說明（¢)) 雷射二極體16，以向參考構件30照射平行光之方式 設定。稜鏡18之反射面18a，相對水平方向以45°之角度 交叉。因此，在讓工具4接近參考構件30之姿勢下，工具 4之下端與參考構件30之上端之光像’會成爲對雷射二極 體Γ6之光之影子，經過稜鏡18之反射面18a導入位置偵 測用攝影機7。又，亦可替代稜鏡18使用鏡子等之鏡面體 〇 稜鏡18之反射面之中心18b與參考構件30之軸心 30a之間隔d2，大致相等於位置偵測用攝影機7之光軸7a 及工具4之軸心4a在X方向之偏心量Xt。 位置偵測用攝影機7，具備遠心透鏡之透鏡7b。在這 裡所說之遠心透鏡，係指遠心光學系統而言，即，使成像 之主光線通過透鏡之後側焦點而構成之光學系統。如一般 所知，遠心透鏡對於往成像面之對向方向之位置偏差的容 許範圍廣，特別以平行光之透過光照射時，即使物體位置 變動，像之大小(即，離開光軸之距離）亦不致變化，雖被 <採用於各種之工業用測定器，但在結合裝置亦廣泛使用著 遠心透鏡，或具有接近於遠心透鏡之特性之光學系統。 如圖4所示，XY台1，依據運算控制裝置20之指令 透過XY台控制裝置21而受到驅動。位置偵測用攝影機7 所攝影之畫像，轉換爲電氣訊號，由畫像處理裝置22所處 理’藉由電腦所組成之運算控制裝置20以後述之方法算出 正確之偏心量Xt、Yt。在記憶體23係預先記憶著偏心量 Xw、Yw。於是，若定正確之偏心量xt、Yt與預先記憶在 9 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公ίΤ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂·- -丨線. 475229 A7 B7 五、發明說明（rj ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 5己丨思體23之偏心量Xw、Yw的差，即偏心校正量爲Αχ、 △Υ則追些正確之偏心量Xt、Yt，預先記憶之偏心量xw 、Yw ’及偏心校正量ΔΧ、ΔΥ便有【數1】之關係。又 ’圖中24係顯示輸出入裝置。 【數1】
Xt = Xw + Δ X
Yt = Yw +△ γ 其次，說明偏心量Xt、Yt之算出方法。首先，如圖5 中實線所示，爲使工具4之軸心4a位於參考構件30之附 近，乃以運算控制裝置20(圖4)之指令透過XY台控制裝 置21驅動χγ台丨，將工具4下降至幾乎接觸參考構件30 之高度。在此，工具4，只要在位置偵測用攝影機7能對 工具4及參考構件30進行攝像之位置即可，無須使工具4 之軸心4a —致於參考構件30之軸心30a。 然後，以位置偵測用攝影機7對工具4及參考構件30 之雙方進行攝像，測定雙方之位置關係，即ΔΧ!、ΔΥι。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 在此，藉由雷射二極體16之照射，工具4及參考構件 3〇之像光，會成爲對雷射二極體16之光之影子，以稜鏡 18之反射面18a反射，導入位置偵測用攝影機7。其結果 ，位置偵測用攝影機7得如圖6之像。在此，藉由對該畫 像施以適宜之畫像處理，根據工具4及參考構件30之輪廓 之位置座標，即可算出雙方之偏差量，即工具4之軸心心 與參考構件30之軸心30a的Y方向之偏差量ΔΥ!。 另一方面，雷射二極體15所投影之基準圖案L，因如 10 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 475229 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 _B7五、發明說明（？） 上述係因應工具4之X方向之位置，投影於工具4之不同 高度位置，故藉由對這圖6之畫像，根據工具4之輪廓之 位置座標與基準圖案之位置座標施以適宜之畫像處理，乃 算出工具4之軸心4a與參考構件30之軸心30a的X方向 之偏差量ΔΧι。 一旦測出工具4及參考構件30之位置關係，即AXi、 △ Yi，接著運算控制裝置20，則藉由預先記憶於記憶體23 之偏心量Xw、Yw，透過XY台控制裝置21來驅動XY台 1，如圖5虛線所示，將位置偵測用攝影機7移動至參考構 件3Ό之附近。而後·，在該狀態對參考構件30進行攝像(圖 7)，對該畫像施以適宜之畫像處理，以算出參考構件30之 軸心30a與位置偵測用攝影機7之光軸7a的偏差量ΔΧ2、△ Υ2。 假如，預先記憶之偏心量Xw、Yw爲正確之偏心量Xt 、Yt，則偏心校正量ΔΧ、ΔΥ爲零，ΔΧ!、△丫1應一致於 △ Χ2、ΔΥ2。然而，若預先記憶之偏心量Xw、Yw爲大槪 之數値時，又若攝影機固定件6或結合臂3受熱的影響而 膨脹，使偏心量Xt、Yt變化時，AXi、ΔΥ丨則不一致於△ X2、ΔΥ2，會產生誤差（偏心校正量）ΔΧ、ΔΥ。於是，藉 由測定値AXi、ΔΥ!與測定値ΔΧ2、ΔΥ2，以【數2】算 出偏心校正量ΔΧ、ΔΥ。 【數2】 ΔΧ=ΔΧι-ΔΧ2 ΔΥ=ΔΥι-ΔΥ2 11 _i 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 χ 297公釐) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 着 ϋ_1 1__1 ϋ 1_1 ϋ ϋ ϋ 一-口V a —ϋ Βϋ ϋ «ϋ ϋ ϋ flu I 1 I I —ί ϋ I L I ϋ I H ϋ ϋ n ϋ ϋ n I I n ^ < A7 〜----------- 五、發明說明（？） 於是，運算控制裝置20以【數2】算出偏心校正量^ Χ、Δγ，以【數1】將偏心校正量ΔΧ、ΔΥ加於預先記憶 之偏心量Xw、Yw，而算出正確之偏心量Xt、Yt，將記憶 於記憶體之23之偏心量Xw、Yw修正（更新）爲正確之 偏心量Xt、Yt。這樣求出之偏心量Xw、Yw，將在以後之 結合作業當作位置偵測用攝影機7及工具4之偏心量來使 用。 如上所述，在本實施形態，從配置於既定位置之雷射 二極體15以相對水平方向呈傾斜角來向工具4投影基準圖 案L，同時根據投影於工具4之基準圖案L，測定工具4 之X方向之位置。因此，因應工具4之位置，基準圖案L 被投影至不同高度之位置，據此能正確實行工具4之X方 向之!位置偵測。 ^ 又，因藉位置偵測用攝影機7對參考構件30進行攝像 ，來實行位置偵測用攝影機7之位置之測定，故能將原來 作爲對半導體元件進行攝像之位置偵測用攝影機7利用在 偏心量之測定。 又，因以參考構件30爲基準來測定位置偵測用攝影機 7之位置，以參考構件30爲基準來測定工具4之Y方向之 位置，同時根據這些測定値，及兩測定間之位置偵測用攝 影檫7與工具4之移動量的預先記憶之偏心量Xw、Yw， 求出偏心量，故藉由透過參考構件30能極正確實行偏心量 之測定。 又，因設置將工具4及參考構件30之像光導入位置偵 12 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂- .線- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 475229 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明（〖。） 測用攝影機7之稜鏡18，故位置偵測用攝影機7，不僅可 偵測位置偵測用攝影機7本身之位置，亦能利用爲工具4 之位置偵測。 更，關於測定工具4之位置之測定，因使用：根據投 影於工具4之基準圖案L來測定工具4之位置的X方向之 測定値，及將工具4與參考構件30之像光導入位置偵測用 攝鬏機7，以位置偵測用攝影機7測定工具4與參考構件 30之位置關係的Y方向之測定値，故能根據視野較廣之工 具4之輪廓畫像的方法進行一般偏差量較大之Y方向之測 定，同時能根據基準圖案L之像以良好之精度進行偏差量 較小之X方向之測定。 又，除了如本實施形態，一面根據投影於工具4之基 準圖案L進行工具4之X方向之位置之測定，一面根據工 具4之輪廓畫像進行工具4之Y方向之位置之測定，尙可 藉_ X方向、Y方向均以基準圖案之投影進行工具4之測 定，在這情形，例如讓與雷射二極體15同樣相對水平方向 呈既定之傾斜角之光源，相對於參考構件30設置於Υ方 向，同時以專用之攝影機從Υ方向對參考構件30進行攝 像即可，再者，亦可設置光學構件以將參考構件30從Υ 方向看之光像導入位置偵測用攝影機7。 又，在本實施形態，雖將雷射二極體15之照射方向， 設爲相對於水平方向之斜下方，但測定姿勢亦可相反地將 雷躬;二極體15設置爲相對於工具4之位置的斜下方，向斜 上方照射工具4。 13 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（21G Χ 297公f '' (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -------訂---------線— 475229 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（丨丨） 又，在本實施形態，雖將雷射二極體15之照射方向， 設爲相對於水平方向斜下45度，但雷射二極體15之照射 方向亦可爲其他之角度，傾斜角愈大愈能得高測定精度。 又，本實施形態，因根據從水平方向看工具4之光像進行 工具4之X方向之偏差量之測定，雖有畫像處理時對X座 標之轉換容易之優點，但只要雷射二極體15之照射方向與 畫像之偵測方向互相相異，亦能以同樣之方法進行工具4 之X方向之偏差量之測定，例如一面使雷射二極體15之 照射方向爲水平方向，一面根據與水平方向相異之角度看 工具4之光像來進行工具4之X方向之偏差量之測定。 又，本實施形態，雖構成爲將雷射二極體15透過光源 台Η固定於參考台11，但雷射二極體15亦能設置於其他 任意之位置，尤其，亦可構成爲固定於位置偵測用攝影機 Ί 〇 又，本實施形態，雖構成爲藉由雷射二極體16進行透 過光照明，但就根據工具4之輪廓畫像的位置測定而言， 亦可使用反射光，例如亦可在位置偵測用攝影機7內裝光 源，^透過稜鏡18照明工具4。又，在本實施形態，雖構成 爲使用以產生平行光之方式設定的雷射二極體16,但亦可 替代這樣之構成，將針孔與透鏡與任意之光源組合，藉此 得平行光。這情形之光源，例如以LED(發光二極體）、鹵 燈、鎢絲燈泡、或光纖之出射口等爲適合。雖沒有針孔亦 可，但不使用針孔時光線之平行度就變差。 又，在本實施形態，雖使用水平方向之直線圖案爲基 14 i _. _ 表紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 養 I - -丨線· 475229 A7 B7 五、發明說明（A ) 準圖案L，但基準圖案L亦可使用其他之構成，例如使用 如圖8⑷之點光源，如圖8(b)之斑馬紋圖案’如圖8(c)之 格子圖案，如圖8(e)之彩色圖案等。又’亦可使用如圖 8(d)之正弦圖案’即光強度爲正弦分佈之圖案’在這情形 ，_由實行3次照明相位各差120度之圖案的攝像，來疊 合這些畫像，能消除工具4之表面之傷痕或污點之影響’ 而以良好之精度測定。 又，如本實施形態，將位置偵測用攝影機7，兼用於 工具4及參考構件30之攝像之情形，考慮到因從結合構件 至位置偵測用攝影機7之距離，與從工具4及參考構件30 至位置偵測用攝影機7之距離相異，使後者之像之大小變 化，其結果，或不能正確偵測工具4及參考構件30之位置 關#。這一點在本實施形態，因於位置偵測用攝影機7具 備：具有即使被攝體位置變動，像之大小也不致變化太大 之特性的遠心透鏡之透鏡7b，故能正確實行根據這些攝像 之位置關係之偵測。 又，在本實施形態，雖使用讓工具4及參考構件30從 X方向及Y方向彼此呈90°角度差所捕捉之像，來測定兩 者之偏差量，但兩者之相對角度不是90°亦可。又，設置 參考構件之位置，不限定於本實施形態所示之位置，較佳 者讀盡量接近於結合構件之位置，再者，亦可將結合構件 本身(例如引線架)之某些突起利用爲參考構件。 又，在本實施形態，雖構成爲先測定工具4及參考構 件30之位置關係，而後移動工具4及位置偵測用攝影機7 15 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂---------線— 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 475229 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 * 五、發明說明（G) ，測定位置偵測用攝影機7及參考構件30之位置關係，但 兩測定之順序亦可相反’這樣之構成亦包含在本發明之範 疇。 又，在本實施形態，雖將工具4及參考構件30之光像 ，直接經過稜鏡18導入位置偵測用攝影機7而構成’但亦 可如圖9所示，在稜鏡18與參考構件30間具備修正透鏡 50。，修正透鏡50藉修正透鏡支持台52固定於參考台11。 僅使用透鏡7e時之焦點位置，係從位置偵測用攝影機7之 成像面離開距離d 1之稜鏡18之反射面18a之中心18b。 又，使用透鏡與修正透鏡50之兩者時之焦點位置，爲 從位置偵測用攝影機7之成像面離開距離d 1+ d 2之參考 構件30之軸心30a。裝配於位置偵測用攝影機7之透鏡7e 亦可非遠心透鏡。又在本變形例，與圖2之構成同樣設置 光源台14及雷射二極體15，但在圖9省略圖示。 ，然而在該變形例，藉位置偵測用攝影機7，透過修正 透鏡50及稜鏡18，對工具4及參考構件30之兩者進行攝 像。這情形之至焦點位置之距離，因透過修正透鏡50乃成 爲d 1+ d 2。其次移動位置偵測用攝影機7，接近於參考構 件30，在該狀態下以位置偵測用攝影機7對參考構件30 進行直接攝像。這情形之至焦點位置之距離，因沒有透過 修正透鏡50乃成爲d 1。這樣，在該變形例，因藉由與參 考台11進而與參考構件30 —體保持之修正透鏡50，來變 更_焦點位置之距離而構成，故伴隨移動至對工具4及參 考構件30進行攝像之姿勢的動作，修正透鏡50就介於光 16 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 鬌 . -1線· 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 475229 五 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 _ ____ ___---- 、發明說明（) 路中，故有在以位置偵測用攝影機7對工具4及參考構件 30之雙方進行攝像之情形，及以位置偵測用攝影機7對參 考構件30進行直接攝像之情形之間，不需進行以機械、電 氣手段之位置偵測用攝影機7之對焦操作之優點。 其次，就第2實施形態說明。上述第1貫施形態，因 在工具4與參考構件30之位置關係之測定，及位置偵測用 攝影機7與參考構件30之位置關係之測定間，移動工具4 與位置偵測用攝影機7’加上這移動量以求偏心量而構成 ，故有透過兩測定之共同基準點之參考構件30極正確測定 之優點，但亦能構成爲在兩測定間不移動工具4與位置偵 測用攝影機7(即，使移動量零）。即，如圖10所示，將上 面設有參考標記i3〇a之稜鏡13〇，設在參考台11上，另 一方面，當位置偵測用攝影機7配置於參考標記130a之正 上方之情形，在對工具4從X方向及Y方向分別向斜下方 照射基準圖案Lx、Ly之位置，分別配置與圖2同樣之光源 台14及雷射二極體15 (未圖示）。參考標記130a與雷射二 極體15之攝影基準位置的X方向之偏差量d3 ’係與在上 述實施形態預先記憶之偏心量Xw相等’又’使Y方向之 偏差量爲零。又，在這構成亦可設置與圖9之修正透鏡5〇 同樣之修正透鏡。 上述構成，係以位置偵測用攝影機7對參考標記130a 進行攝像，將其轉換爲電氣訊號而施以畫像處理’來求出 偏差量ΔΧι、Δγι。其次，在該狀態下’以位置偵測用攝 影機7透過稜鏡130對工具4進行攝像’根據攝像畫像的 17 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 χ 297公餐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) .- -線· 475229 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明（fy) 工具4之輪廓畫像及投影於工具4上之基準圖案之畫像’ 施以畫像處理，求出偏差量ΔΧ2、ΔΥ2。而後從适些之偏 差量及參考標記130a與雷射二極體15之攝像基準位置 之偏差量，以上述【數1】及【數2】算出正確之偏心量。 據該構成，因在位置偵測用攝影機7之位置之測定與 工具4之位置之測定間，不需要移動位置偵測用攝影機7 與工具4，有能迅速實行偏心之修正之優點。又，在該構 成，雖包含參考標記130a與雷射二極體15之攝像基準位 置的位置關係之失常，但藉由使成爲不容易於兩者之位置 關係上產生失常之構成，且定期校正兩者之位置關係，則 能控制誤差到最低限度。 其次，說明第3實施形態。第3實施形態，如圖11 (a)所示，係在工具‘4與參考構件30之雙方，將基準圖案 Lxl、Lx2從共同之光源之雷射二極體(未圖示）向斜下投影。 基準圖案Lxl、Lx2亦可從各個別之光源投影，但此時需要 精密設定兩光源之間隔及角度。又，在該構成’亦可設置 與圖9之修正透鏡50同樣之修正透鏡。 在該構成，當以位置偵測用攝影機7透過稜鏡18對工 具4及參考構件30進行攝像，則可得到投影於工具4上之 基準圖案Lxl，及投影於參考構件30之基準圖案Lx2的畫 像，4即如圖11 (b)所示之畫像。藉由對這晝像施以畫像處 理，求出工具4及參考構件30之偏差量△&、ΔΥ2，據此 算出正確之偏心量。 如上所述，在第3實施形態，因對工具4與參考構件 18 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 鬌 -線_ 475229 A7 B7 五、發明說明（/ Μ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 30之雙方投影基準圖案Lxl、Lx2，根據這些像來測定工具 4之位置，故可根據參考構件30與光源之位置關係，修正 工具4與光源之位置關係之測定値，能以更高精度求出參 考構件30與工具4之位置關係。 其次，說明第4實施形態。第4實施形態，如圖12 所示，將設有與圖10者同樣之參考標記130a於上面之稜 鏡U0，設在參考台11上，另一方面，將位置偵測用攝影 機7配置於參考標記130a之正上方之情形下，在包圍工具 4之軸心4a之參考台11上之位置，設置環狀光源115，該 環狀光源115，係以從全周對工具4之長方向之中間附近 的攝像基準位置，將基準圖案L3向斜上投影之方式來設定 。又，在該構成亦可設置與圖9之修正透鏡50同樣之修正 透鏡。 線· 在該構成，係以位置偵測用攝影機7透過稜鏡130對 工具4進彳了攝像’根據所攝像之畫像的工具4之輪廓畫像 ，及投影於工具4上之基準圖案L3之畫像，施以畫像處理 ，求出偏差量ΔΧ2、ΔΥ2，據此算出正確之偏心量。 經濟部智慧財產局員工消費合泎汪印製 在此’工具4之攝像所得之畫像，依工具4之軸心4a 之位置而異，若環狀光源II5之中心115a與工具4之軸心 4a —致時，則顯示如圖13 (a)，但工具4之軸心4a向Y 方向偏移時，則顯示如圖13 (b)，向一Y方向偏移時，則 顯示如圖13 (c)，向一X方向偏移時，則顯示如圖Π (d) ，向X方向偏移時.，則顯示如圖13 (e)。根據這樣之畫像 之變化，在第4實施形態能正確求出工具4之位置。 19 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 475229 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明（β) 其次，說明第5實施形態。圖14所示之第5實施形態 ，與上述第2實施形態同樣，從XY2方向，將與圖3 (b) 所示者同樣之水平之線狀之基準圖案L4、L5投影於工具4 ，但投影方向爲向斜上之處則與上述第2實施形態相異。 又光源在圖14亦省略圖示。 藉該構成之工具4之攝像所得之畫像，依工具4之軸 心4a之位置而異，若工具4之軸心4a在攝像基準位置時 ，則顯示如圖15 (a)，若工具4之軸心4a向Y方向偏移 時，則顯示如圖15 (b)，向一Y方向偏移時，則顯示如圖 15 (b)，向一X方向偏移時，則顯示如圖15 (d)，向X方 向偏移時，則顯示如圖15 (e)。根據這樣之畫像之變化， 在第5實施形態能正確求出工具4之位置。 又’在上述各實施形態，雖就本發明之處理構件係單 獨之工具4之情形說明，但本發明亦能適用於複數之加工 頭與位置測出用攝像器之偏心量之測定，或這些複數之加 工頭互相間之偏心量之測定。 又，在上述各實施形態，雖以稜鏡18、130作爲光學 構件而構成，但本發明之光學構件，只要是能將處理構件 及參考構件（或基準標記）之像光導入位置偵測用攝像器之 構成即可，例如亦可爲以對處理構件互相角度相異而面對 之方式所配置之光纖。又，在上述實施形態，雖使用攝影 機爲攝像器，但本發明之攝像器，只要是能偵測光之構成 即可，例如亦可爲行傳感器。又，在上述實施形態，雖就 將本發明適用於引線結合裝置之情形說明，但當然能將本 20 — \ 本'紙巧^用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公爱) — (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) · --線' 475229 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明（α) 發明適用於晶粒結合裝置、載帶結合裝置、倒裝晶片（flip chip)結合裝置等其他各種結合裝置。 【圖式之簡單說明】 圖1，係顯不第1貫施形態相關之結合裝置之要部的 立體圖。 圖2，係顯示第1實施形態之要部的前視圖。 圖3，係基準圖案之照射的說明圖，（a)係照射方向與 工具之位置，（b)係基準圖案之例，（c)及（d)係照射基 準圖案之工具之光像。 圖4，係顯示第1實施形態之控制系統的方塊圖。 圖5，係顯示偏心修正時之工具、位置偵測用攝影機 及參考構件之配置狀態的俯視圖。 圖6，係顯示將工具接近於參考構件之姿勢之畫像的 說明圖。 圖7,係顯示將位置偵測用攝影機接近於參考構件之 姿勢之畫像的說明圖。 圖8 (a)至（e)，係顯示基準圖案之其他構成例的說 明圖。 圖9，係顯示光學系統之變形例的前視圖。 圖10，係顯示第2實施形態之要部的立體圖。 ‘圖11，係顯示第3實施形態，（a)係顯示要部的前視 圖，（b)係工具之光像。 圖12，係顯示第4實施形態之要部的說明圖。 圖13 (a)至（e)，係顯示第4實施形態之工具之畫 21 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（21〇 x 297公釐） ' (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 1T---------線 — 475229 A7 B7_ 五、發明說明（β ) 像的說明圖。 圖14，係顯示第5實施形態之要部的立體圖。 圖15 (a)至（e)，係顯示第5實施形態之工具之畫 像的說明圖。 【符號說明】 1 XY台 .2 結合台 3結合臂 4工具 4a 軸心 7位置偵測用攝影機 7a光軸 11參考台 18，130 稜鏡 ,15,16雷射—^極體 3〇參考構件 30a 軸心 50 修正透鏡 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 馨 訂.· -線· 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐）

Claims (1)

  1. 475229 A8 * B8 C8 D8 _ 六、申請專利範圍 1 ' 一種偏心測定方法，係用於處理裝置之偏心測定， 該處理裝置具備： 位置偵測用攝像器，係對處理對象進行攝像；以及 工具，係相對該位置偵測用攝像器偏心所設者，用以 處理前述處理對象；其特徵在於：包含 ^從配置於既定位置之光源，相對測定方向呈既定之傾 斜角，向前述工具投影基準圖案的步驟； 根據投影於前述工具之前述基準圖案，測定前述工具 之位置的步驟； 測定前述位置偵測用攝像器之位置的步驟；以及 根據該等測定結果，求出偏心量的步驟。 2、 如申請專利範圍第.1項之偏心測定方法，其中， 測定前述位置偵測用攝像器之位置的步驟，係以前述 位置偵測用攝像器對既定之基準點進行攝像來實行。 3、 如申請專利範圍第2項之偏心測定方法，其中， 前述基準點，係設置於既定位置的參考構件， 前述投影步驟與前述工具位置測定步驟，均以讓前述 工具接近前述參考構件之姿勢來實行， 則述求出偏心量的步驟，係進一步包含：在測定前述 工具之位置時之姿勢與以前述位置偵測用攝像器對基準點 進行攝像時之姿勢間，將位置偵測用攝影機及工具之移動 量予以特定的步驟。. 4、 如申請專利範圍第3項之偏心測定方法，其中， 在前述投影步驟中，從前述光源對前述工具及前述參 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X 297公董） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 、1T 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 475229
    A8 B8 C8 D8 經濟部智慧时4局Μ工消費合作社印製 六、申請專利範圍 考構件之雙方投影前述基準圖案，來測定前述工具之位置 的步驟，係根據前述工具及前述參考構件之雙方之像光來 實行。 5、 如申請專利範圍第3項或第4項之偏心測定方法， 其中， 前述工具位置測定步驟，係進一步包含：將前述工具 及前述參考構件之像光導入前述位置偵測用攝像器的步驟 〇 6、 一種結合裝置，係具備： 位置偵測用攝像器，係對結合構件進行攝像；以及 工具，係相對該位置偵測用攝像器偏心所設者，用以 處理前述結合構件；其特徵在於，具備： 光源，其配置於既定位置，對測定方向呈既定之傾斜 角而向前述工具投影基準圖案；以及 運算控制裝置，其根據： 依據投影於前述工具之前述基準圖案來測定前述工具 之位置所得的測定値；以及 測定前述位置偵測用攝像器之位置所得的測定値， 來求出偏心量。 7、 如申請專利範圍第6項之結合裝置，其中， 前述位置偵測用攝像器，係藉由對既定之基準點進行 攝像，來測定前述位置偵測用攝像器之位置。 8、 如申請專利範圍第7項之結合裝置，其中： 前述基準點，係設置於既定位置的參考構件， 2 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -裝· 訂 線 表紙張又度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210 X 297公釐） 475229 ABCD 六、申請專利範圍 前述投影與前述工具之位置之測定，均以讓前述工具 接近於前述參考構件後之姿勢來實行， 係進一步包含··在測定前述工具之位置時之姿勢與以 前述位置偵測用攝像器對基準點進行攝像時之姿勢間，將 位置偵測用攝像器及工具之移動量予以特定的手段。 9、如申請專利範圍第8項之結合裝置，其中，前述基 準圖案之投影，係從光源對前述工具及前述參考構件之雙 方實行，前述工具之位置之測定，係根據前述工具及前述 參考構件之兩者之像光來實行。 1〇、如申請專利範圍第8項或第9項之結合裝置，其 中，係進一步具備用以將前述工具及前述參考構件之像光 ，導入前述位置偵測用攝像器的光學構件。 11、 一種工具位置偵測方法，係用以偵測對處理對象 進行處理之工具的位置；其特徵在於，包含： 對前述工具及設於既定位置之參考構件之雙方，從配 置於既定位置之光源投影基準圖案的步驟；以及 根據投影於前述工具與前述參考構件之前述基準圖案 ，測定前述工具之位置的步驟。 12、 一種結合裝置，係具備： 位置偵測用攝像器，係對結合構件進行攝像； 工具，係相對該位置偵測用攝像器偏心所設者，用以 處理前述結合構件；以及 XY台，係使前述位置偵測用攝像器與前述工具一體 移動；其特徵在於，具備： 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公釐） IM ； '裝-- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 線 經濟部智慧財.4局員工消費合作社印製 475229 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 光源，其配置於既定位置，對測定方向呈既定之傾斜 角而向前述工具投影基準圖案； 光學構件，係將前述工具與前述參考構件之像光導入 前述位置偵測用攝像器；以及 運算控制裝置，其依據： 在將前述工具以前述XY台接近於前述參考構件後之 第一姿勢下，根據投影於前述工具之前述基準圖案，測定 前述工具之位置所得的測定値； 在該第一姿勢下，將前述工具與前述參考構件之像光 導入前述位置偵測用攝像器，以前述位置偵測用攝像器來 測定前述工具與前述參考構件之XY平面上之位置關係所 得的測定値； 在將前述位置偵測用攝像器以前述XY台接近設於既 定位置之參考構件後之第二姿勢下，以前述位置偵測用攝 像器來測定前述位置偵測用攝像器與前述參考構件之XY 平面上之位置關係所得的測定値；以及 在前述第一姿勢與第二姿勢之間，前述位置偵測用攝 像器與前述工具的移動量， 來求出偏心量。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝· 訂 線 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐）
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