特許 6099116 バンプ付きＩＣチップの回路基板上への実装装置及び実装方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6099116

(24)【登録日】2017年3月3日

(45)【発行日】2017年3月22日

(54)【発明の名称】バンプ付きＩＣチップの回路基板上への実装装置及び実装方法

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/60 20060101AFI20170313BHJP

   H05K 13/04 20060101ALI20170313BHJP

   H05K 13/08 20060101ALI20170313BHJP

【ＦＩ】

   H01L21/60 311T

   H05K13/04 B

   H05K13/08 Q

【請求項の数】2

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2011-271735(P2011-271735)

(22)【出願日】2011年12月12日

(65)【公開番号】特開2013-123020(P2013-123020A)

(43)【公開日】2013年6月20日

【審査請求日】2014年10月30日

(73)【特許権者】

【識別番号】390019839

【氏名又は名称】三星電子株式会社

【氏名又は名称原語表記】Ｓａｍｓｕｎｇ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．

(74)【代理人】

【識別番号】110000408

【氏名又は名称】特許業務法人高橋・林アンドパートナーズ

(72)【発明者】

【氏名】上山 真司

(72)【発明者】

【氏名】行森 美昭

(72)【発明者】

【氏名】梶並 将人

【審査官】 工藤 一光

(56)【参考文献】

【文献】 国際公開第９８／２６６４１（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開平８−１８４４０８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２０１０−５０６１９７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２００８−５０８７３９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０５Ｋ１３／０４

Ｈ０５Ｋ１３／０８

Ｈ０１Ｌ２１／６０−２１／６０７

Ｇ０２Ｆ１／１３

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

バンプ付きＩＣチップを回路基板に実装する方法において、
複数のバンプが形成されたＩＣチップのバンプ形成面の画像を取得し、
当該取得された画像の画像処理を行い、
前記画像処理によって得られた画像データを複数の処理エレメントによって、前記バンプのそれぞれについて頂点の検出、重心位置の算出及びバンプの特徴量の算出を並列的に処理し、
前記の並列処理の結果に基づいて、バンプのそれぞれの位置及び前記ＩＣチップの位置及び姿勢を計算し、
前記の推定されたバンプのそれぞれの位置及び前記ＩＣチップの位置及び姿勢に基づいて、前記ＩＣチップの回路基板上への実装位置を決定することを含み、
前記バンプの特徴量は、前記バンプのピークグレイレベルと周辺ボトムグレイレベルとの差、ピークグレイレベル近傍の尖鋭度、平均グレイレベル、及びバンプ複数画素のグレイレベルそのものを含み、
前記のバンプの特徴量の算出は、バンプのそれぞれについて探索範囲を決定し、前記探索範囲を平面視にてｌ×ｍの領域に分割し、前記ｌ及びｍは自然数であり、且つ前記ｌ及びｍの少なくとも一方は２以上であり、前記の領域範囲のそれぞれついてグレイレベルを算出することと、前記の算出されたグレイレベルに対する前記探索範囲外の領域におけるバンプのグレイレベルのコントラストを算出することと、前記の探索範囲のグレイレベルのうち、最も高いグレイレベルを検出することのうち、少なくとも一つ含むことを特徴とする、バンプ付きＩＣチップの回路基板上への実装方法。

【請求項2】

前記の探索範囲の決定は、バンプの配置に関する設計データに画像内のバンプを対比することによって画像内のバンプを検出することと、検出された画像内のバンプと標準パターンを対比することを含むことを特徴とする、請求項１に記載のバンプ付きＩＣチップの回路基板上への実装方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、バンプ付きＩＣチップを回路基板に実装する装置及び方法に関し、特に、前記ＩＣチップのバンプ形成面の画像データに基づいてバンプの正確な位置を推定し、前記回路基板上への前記のＩＣチップの実装位置を補正する機能を有する実装装置及び実装方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、ＩＣ部品におけるバンプの検査方法としては、例えば、複数にＩＣ部品に対して、各々のバンプ形成面に夫々のバンプの形成を行なった後、そのまま、夫々のバンプの形成状態の画像を撮像して、当該夫々の画像処理を行なうことで、夫々のバンプの形成状態の検査を行なうという検査方法がある。

【0003】

前記の検査方法として、例えば、特許文献１に記載の発明は、ラインセンサーカメラと変位検出器と移動ステージと画像処理装置とを備え、上記移動ステージにより複数列に配置されたバンプを一方向に順次移動し、該列状のバンプを上記ラインセンサーカメラにより画像として取込み、上記画像処理装置により上記バンプの中心位置を計測し、該計測された中心位置データに基づいて、上記バンプと上記変位検出器との相対位置を各々決定し、上記変位検出器から上記バンプの中心の高さ情報を得ることを特徴としている。

【0004】

また、特許文献２は、ボールグリッドアレイ型電子デバイスの自動実装に用いる画像認識方法とこの方法を実施するための装置が開示されている。特許文献２に開示された発明は、ボールグリッドアレイ型のパッケージの底面を撮像し、前記パッケージの画像データから、所定の最小値以上であって所定の最大値以下の面積を有する複数の小粒状の像を検出し、これらの像を結ぶ直線の傾きによって、前記パッケージの傾きを求めることを特徴としている。

【0005】

【特許文献1】特開平１０−１２２８２８号公報

【特許文献2】特開平７−３２００６２号広報

【発明の開示】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかしながら、上述のような特許文献１に開示された検査方法では、ラインセンサーカメラのサンプリングレートを変えない限り、すなわち、前記のサンプリングレートが同一のままでは、前記のＩＣチップの移動速度に比例して解像度は低下する。その結果、前記ＩＣチップ上のバンプのコントラストが十分に確保できないことや、バンプの直径が１ピクセル前後になることから画像サンプリング解像度の低下の影響による位置決め精度が低下するという問題がある。

【0007】

また、特許文献２に開示された画像認識装置及び画像認識方法は、パッケージの傾きを求めるに止まり、電子デバイスの底面に形成された個々の半田ボールの形状等の特徴をそれぞれ考慮していない。そのため、ＩＣチップの実装位置を補正する能力に限界がある。

【0008】

従って、本発明の目的は、上記問題を解決することにあって、ＩＣ部品の電極上に形成された夫々のバンプの画像を取得し、当該取得された夫々の画像の画像処理を行なうことで、高精度かつ効率的なＩＣ部品の実装装置及び実装方法を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0009】

上記目的を達成するために、本発明は以下のように構成する。

【0010】

本発明に係るバンプ付きＩＣチップを回路基板に実装する装置は、複数のバンプが形成されたＩＣチップのバンプ形成面の画像を取得する撮像装置と、当該取得された画像をデジタルデータ化処理し、前記デジタルデータ化された画像データを用いて前記バンプのそれぞれについて頂点の検出、重心位置の算出及びバンプの特徴量の算出を並列的に処理する複数の処理エレメントと、前記の並列処理の結果に基づいて、バンプのそれぞれの位置及び前記ＩＣチップの位置及び姿勢を計算し、前記の計算されたバンプのそれぞれの位置及び前記ＩＣチップの位置及び姿勢に基づいて、前記ＩＣチップの回路基板上への実装位置を決定する位置決め演算処理部とを備えること、を特徴とする。

【0011】

前記のバンプ付きＩＣチップの実装装置によれば、画像処理によって得られた画像データが複数の処理エレメントで並列処理される。そのため、ＩＣチップ上に形成された１０００個程度のバンプが存在する場合であっても、処理時間を増加すること無く、ＩＣチップの実装位置を精度良く決定することができる。

【0012】

本発明に係るバンプ付きＩＣチップを回路基板に実装する方法は、複数のバンプが形成されたＩＣチップのバンプ形成面の画像を取得し、当該取得された画像の画像処理を行い、前記画像処理によって得られた画像データを複数の処理エレメントによって、前記バンプのそれぞれについて頂点の検出、重心位置の算出及びバンプの特徴量の算出を並列的に処理し、前記の並列処理の結果に基づいて、バンプのそれぞれの位置及び前記ＩＣチップの位置及び姿勢を計算し、前記の計算されたバンプのそれぞれの位置及び前記ＩＣチップの位置及び姿勢に基づいて、前記ＩＣチップの回路基板上への実装位置を決定すること、を特徴とする。

【0013】

前記のバンプ付きＩＣチップの実装方法によれば、画像処理によって得られた画像データが複数の処理エレメントで並列処理される。そのため、ＩＣチップ上に形成された１０００個程度のバンプが存在する場合であっても、処理時間を増加すること無く、ＩＣチップの実装位置を精度良く決定することができる。また、定量的に算出された「バンプらしさ」を用いることによって、ＩＣチップの実装位置の補正に利用することができる。すなわち、本願発明は、後述するピークグレイレベルの分布及びピークグレイレベルの位置、或いはバンプの形状等に基づいて「バンプの特徴」を定量的に評価することを特徴としている。また、後述するように、バンプの形態及び形成位置と理想的な形態及び形成位置との違い等から複数の種類の特徴量を組み合わせて、更なる精度向上を図ることが可能になる。

【0014】

また、前記のバンプ付きＩＣチップを回路基板に実装する方法は、前記の構成において、 前記の画像処理が、前記のバンプ形成面の画像を複数の小領域に分割することを含み、前記の並列処理が、前記の小領域に形成されているバンプのそれぞれの頂点の検出、重心位置の算出及び特徴量の算出を行うことを含むことを特徴とする。

【0015】

前記のバンプ付きＩＣチップの実装方法によれば、バンプ形成面の画像を複数の小領域に分割して、前記の小領域に形成されているバンプのそれぞれの頂点の検出、重心位置の算出及び特徴量が複数の処理エレメントによって並列的に算出される。そのため、処理時間を増加すること無く、ＩＣチップの実装位置を精度良く決定することができる。

【0016】

また、前記のバンプ付きＩＣチップを回路基板に実装する方法は、前記の構成において、前記のバンプの特徴量の算出が、バンプのそれぞれについて探索範囲を決定し、前記探索範囲を平面視にてｌ×ｍ（ｌ及びｍは、自然数）の範囲に分割し、前記の範囲のそれぞれついてグレイレベルを算出することと、前記の算出されたグレイレベルに対する前記探索範囲外の領域におけるバンプのグレイレベルのコントラストを算出することと、前記の探索範囲のグレイレベルのうち、最も高いグレイレベルを検出することのうち、少なくとも一つ含むことを特徴とする。

【0017】

前記のバンプ付きＩＣチップの実装方法によれば、前記のＩＣチップに形成された全てのバンプの形態及び形成位置と理想的な形態及び形成位置との違い、すなわち、それぞれのバンプについて「バンプらしさ」を定量的に評価することが可能になる。

【0018】

また、前記のバンプ付きＩＣチップを回路基板に実装する方法は、前記の構成において、前記の探索範囲の決定が、バンプの配置に関する設計データに画像内のバンプを対比することによって画像内のバンプを検出することと、検出された画像内のバンプと標準パターンを対比することを含むことを特徴とする。

【0019】

前記のバンプ付きＩＣチップの実装方法によれば、前記の探索範囲の決定が、バンプの配置に関する設計データ及びバンプの標準パターンに基づいて形成されるため、探索範囲の決定のための処理時間の短縮を図ることが可能になる。

【0020】

また、前記のバンプ付きＩＣチップを回路基板に実装する方法は、前記の構成において、前記ＩＣチップに形成されたそれぞれのバンプについて、バンプの配置に関する設計データと検出されたバンプの位置との間に補正モデルを定義し、バンプの配置に関する設計データと前記の検出されたバンプの位置との誤差と、前記特徴量から算出したバンプの重み付け係数との積を定義し、前記定義された積の関数の総和からなる関数が極小になるような重み付け係数を算出し、前記の重み付け係数を用いて、前記の推定されたバンプのそれぞれの位置及び前記ＩＣチップの位置及び姿勢を補正することを特徴とする。

【0021】

前記のバンプ付きＩＣチップの実装方法によれば、バンプの位置の設計データと、ＩＣチップに形成されたバンプの写真に基づいて、ＩＣチップの取り付け位置を最小二乗法等の一般的なフィッティングモデルを用いて決定することができる。

【発明の効果】

【0022】

本発明のバンプ付きＩＣチップの回路基板上への実装装置及び方法によれば、それぞれのバンプの取り付け位置だけで無くバンプの特徴を考慮しつつＩＣチップを回路基板上へ取り付けることができるので、ＩＣチップの取り付け精度を向上することができる。

【0023】

前記のバンプ付きＩＣチップの実装方法によれば、バンプの位置の設計データと、ＩＣチップに形成されたバンプの写真に基づいて、ＩＣチップの取り付け位置を最小二乗法等の一般的なフィッティングモデルを用いて決定することができる。そのため、高価なカメラを増設すること無く、ＩＣチップの取り付け精度を向上することができる。

【図面の簡単な説明】

【0024】

【図1】本発明の実施形態に係るバンプ付きＩＣチップの回路基板への実装装置１００の構成を模式的に示したブロック図である。

【図2】図１に示す実装装置１００を構成する演算処理部１、撮像装置２及びモーションコントローラ６１の画像データの処理のフローを示すブロック構成図である。

【図3】処理エレメント（Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｅｌｅｍｅｎｔ）１２ａにおいて行われる、図１に示す撮像装置２によって取り込まれた画像データの処理のフローチャートである。

【図4】（ａ）は図１に示す実装装置１００を構成する撮像装置２が、チップ吸着ツール（Ｎｏｚｚｌｅ）５に吸着されたＩＣチップ４を撮像する工程を示す概略図であり、（ｂ）は撮像装置２によって撮像されたＩＣチップ４の画像の模式図である。

【図5】（ａ）はＩＣチップ４に形成されるバンプの座標位置に関する設計データｐ_１（ｘ_１，ｙ_１）乃至ｐ_８（ｘ_８，ｙ_８）を示し、（ｂ）はＩＣチップ４に実際に撮像された画像に存在するバンプ位置の座標（ｘ’_１，ｙ’_１）乃至（ｘ’_８，ｙ’_８）を示す。

【図6】バンプ４１乃至４８のそれぞれについて探索範囲Ｒ１乃至Ｒ８を示す模式図である。

【図7】ＩＣチップ４上におけるバンプの推定された位置とバンプの実際の位置との差（位置推定誤差）と、バンプの特徴量との関係の一例を示すグラフである。

【図8】図１に示す撮像装置２によって取り込まれた画像データに基づいて、探索範囲Ｒ４におけるピークグレイ点を特定する画像データの模式図である。

【図9】バンプ毎の探索範囲Ｒ内のｘ方向におけるグレイレベルＧ（ｌ，ｍ）の分布図である。

【図10】バンプ位置の重み付けがあると仮定して最小二乗法を用いて算出した位置の誤差（○）とバンプ位置の重み付けが無いと仮定して最小二乗法を用いて算出した位置の誤差（×）とを比較するグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0025】

本発明に係るバンプ付きＩＣチップの回路基板への実装装置及び実装方法を、以下の実施形態に基づいて具体的に説明するが、以下に示す実施形態は本発明の一例であって、本発明はこの実施形態に限定されるものではない。

【0026】

（バンプ付きＩＣチップの回路基板への実装装置）
図１は、本発明の実施形態に係るバンプ付きＩＣチップ４の回路基板８への実装装置１００の構成を模式的に示したブロック図である。実装装置１００は、演算処理部１と、撮像装置２と、モーションコントローラ６１と、移載手段６と、吸着手段としての吸着ヘッド５とを備える。

【0027】

前記のモーションコントローラ６１は、演算処理部１から受信した制御信号に基づいて移載手段６及び吸着ヘッド５の動作を制御し、前記の吸着ヘッド５は、チップカセット３に収納された複数のバンプ付きＩＣチップ４（以下、単に「チップ」という。）から前記チップ４を吸着保持する。移載手段６は、前記チップ４のバンプ形成面が撮像装置２に撮像されるように露出させた状態を維持しつつ回路基板８の上側に搬送する。なお、前記の回路基板８は、基板ステージ７上に配置されている。

【0028】

撮像装置２は、ＣＣＤカメラ等で構成されており、前記の吸着ヘッド５がチップ４を保持している間に、チップ上に形成されたバンプの位置を撮像できるように配置されており、撮像したバンプの形成面の画像データを演算処理部１に送信する。

【0029】

図２は、図１に示す実装装置１００を構成する演算処理部１、撮像装置２及びモーションコントローラ６１の画像データの処理のフローを示すブロック構成図である。撮像装置２内に備えられたチップ撮像センサ２１によって前記のチップ４上に形成されたバンプ面が検知され、前記バンプ面が撮像装置２によって撮像される。取得された前記バンプ面の画像は、撮像装置２内においてＡ／Ｄ変換回路２２によってデジタルデータへ画像処理され、前記のデジタルデータ化された画像は、バッファメモリ等を有する画像取り込み部２３へ転送される。

【0030】

前記の転送された画像は、演算処理部１内のホストコンピュータ（Ｈｏｓｔ Ｃｏｍｕｐｕｔｅｒ）１１内に設けられたメインメモリ部１１ａの一部である画像メモリ１１ｂに格納される。前記のホストコンピュータ１１は、カメラ、レンズ特性を考慮して前記の画像メモリ内に格納された画像データを補正し、前記のバンプ面上のバンプの形成の基準となるパターン（以下、単に「基準パターン」という。）を用いて、前記チップ４が前記の吸着ヘッド５によってどのような状態で吸着保持されているか、すなわち、前記の吸着ヘッド５における前記チップ４のおおよその位置を検出する演算処理を行う。

【0031】

前記バンプ面の画像データは、前記チップ４のおおよその位置のデータとともに画像処理部１２へ転送され、デバイスメモリ１２ｂを介して、処理エレメント１２ａへ転送される。尚、前記チップ４のおおよその位置を検出する演算処理は、処理エレメント１２ａが行っても良い。

【0032】

前記の処理エレメント１２ａは、前記デジタルデータ化された画像データを用いて前記バンプのそれぞれについて頂点（バンプピーク）の検出、重心位置及びバンプの特徴量の算出を並列的に処理する。通常、チップ４上にバンプは数１００個乃至１０００個程度も存在する。そのため、これらのバンプ全てについてそれぞれのバンプピークの検出、重心位置及びバンプの特徴量の算出等を単一の処理エレメント１２ａのみに行わせる場合、処理時間が増大する。そこで、図３に示すように、前記のバンプ形成面の画像を複数の小領域に分割し、複数の処理エレメント１２ａを用いて、前記の小領域のそれぞれについて、前記の小領域に形成されているバンプのそれぞれの頂点の検出、重心位置の算出及び特徴量の算出処理等を同時並列的に行わせることが好ましい。尚、図３は、処理エレメント（Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｅｌｅｍｅｎｔ）１２ａにおいて行われる、図１に示す撮像装置２によって取り込まれた画像データの処理のフローチャートであって、前記のバンプ形成面の画像が８つの小領域に分割された事例を示す。但し、前記の小領域の個数は８つに限定されず、処理エレメント１２ａの個々の性能に応じて、８つ未満であっても８超にもすることができる。また、小領域の大きさも均等では無く相違していても良い。

【0033】

前記のホストコンピュータ１１は、前記の処理エレメント１２ａが検出したバンプピークの情報、重心位置及びバンプの特徴量の算出結果に基づいて、前記の吸着ヘッド５における前記のチップ４の位置及び姿勢が前記の基準パターンからのどの程度ずれているか推定する。前記の基準パターンからのずれは、２次元座標（Ｘ，Ｙ）及び傾斜角度θを用いて、ΔＸ、ΔＹ及びΔθ等として定量的に算出される。

【0034】

前記の算出された結果、すなわち、前記の吸着ヘッド５における前記のチップ４の基準パターンからのずれのデータは、有線若しくは無線のイーサネット（登録商標）を介して前記のモーションコントローラ６１に送信される。前記のモーションコントローラ６１は、前記のずれのデータを用いてチップ４の回路基板８上の実装位置を補正して、移載手段６及び吸着ヘッド５の動作を制御して前記の補正された実装位置にチップ４を実装する。

【0035】

なお、前記の演算処理部１を構成するハードウェアは特殊なデバイスで構成する必要は無く、例えば汎用品のＧＰＵ等の並列処理可能なボードを用いて構成することが可能である。

【0036】

図４（ａ）は図１に示す実装装置１００を構成する撮像装置２が、チップ吸着ツール（Ｎｏｚｚｌｅ）５に吸着されたチップ４を撮像する工程を示す概略図であり、図４（ｂ）は撮像装置２によって撮像されたＩＣチップ４の画像の模式図である。以下、本発明の実施形態に係るバンプ付きＩＣチップの回路基板への実装方法を詳細に説明する。

【0037】

（バンプ付きＩＣチップの回路基板への実装方法）
撮像装置２は、モーションコントローラ６１の図示しないエンコーダからの読み出し値によって、外部トリガおよび同期信号を受け取り、画像取り込みを行う。画像はあらかじめ指定された幅が取り込まれており、取り込んだ画像には、図４（ｂ）に示すように撮像対象となったチップ４とともに、前記の基準パターン（Ｃｒｉｔｅｒｉａ Ｐａｔｔｅｒｎ）が同時に撮像される。

【0038】

前記の画像の座標はＸ及びＹからなる２次元座標系で表され、前記チップ４の推定された中心位置

から吸着ヘッド５の回転中心位置p₀(x’₀, y’₀)までの距離をΔＸ、ΔＹ、回転成分をΔθと定義する。前記の回転中心位置p₀(x’₀, y’₀)は、前記の基準パターンからの相対位置が事前に計測されており、不変量とする。

【0039】

バンプの対応付けはバンプの配置に関して前記の２次元座標系で表された（ｘ，ｙ）点列の設計データを参照し、画像内のバンプを検出する。例えば、図５（ａ）及び（ｂ）に示されるようにバンプ数が８個の場合、前記の８個のバンプの座標位置に関する設計データp_i(x_i, y_i)（符号ｉは１乃至８の自然数）を参照する。

【0040】

前記の設計データ及び基準パターンの推定位置からバンプ４１乃至４８毎の探索範囲Ｒ１乃至Ｒ８を求める。前記の探索範囲Ｒ１乃至Ｒ８は吸着ヘッド５によるチップ４の取り付け精度等からあらかじめ設定された固定値である。

【0041】

図６は、バンプ４１乃至４８のそれぞれについて探索範囲Ｒ１乃至Ｒ８を示す模式図である。尚、バンプ数が８個で探索範囲Ｒ６内のバンプが欠落している場合、複数のバンプ位置と後述するバンプスコアのセットからチップ４の位置姿勢を推定する。

【0042】

前記の探索範囲Ｒ６内の異常バンプのスコアは低く、チップ４の位置姿勢に寄与しない。しかし、他の探索範囲Ｒ１乃至Ｒ６及びＲ８内の７個の正常なバンプにおいても、バンプ形状のばらつきや画像サンプリング状況の違いにより、バンプごとの位置推定誤差に差が発生する。そこで最小二乗法によるそれぞれのバンプ毎の誤差要因の影響を抑制するため、バンプ毎のスコアを加味した解を求める。

【0043】

図７は、ＩＣチップ４上におけるバンプの推定された位置とバンプの実際の位置との差（位置推定誤差）と、バンプの特徴量との関係の一例を示すグラフである。図７のようにバンプをスコア化しておけば探索範囲Ｒ６内のようなバンプの欠落部分の位置推定誤差は大きくなるがスコアは十分に低いため、異常バンプの除外処理の必要はなく除外のためのしきい値設定は不要となる。

【0044】

画像からバンプ位置を求める方法として、バンプ毎の探索範囲Ｒ１乃至Ｒ８内のピークグレイレベルの位置を求め、ピークグレイレベルの位置を含む周辺画素の重心位置を計算する。尚、バンプが背景と比べて明輝度である場合、逆の場合には暗輝度を求めればよい。図８は、図１に示す撮像装置２によって取り込まれた画像データに基づいて、探索範囲Ｒ４におけるピークグレイ点を特定する画像データの模式図である。

【0045】

図８に関して、探索範囲Ri内の最大輝度を持つ画素をpi(l, m)、グレイレベルをG(l, m)とすると、Ｎ×Ｍ画素の範囲における重心位置pi（x_i’, y_i’）は、次式（１）によって求められる。図９に、式（１）を用いて算出されたバンプ毎の探索範囲Ｒ４内のｘ方向におけるグレイレベルＧ（ｌ，ｍ）の分布図を示す。

【0046】

・・・式（１）

【0047】

このように、バンプスコアは、複数の特徴量として定義される。例えば、バンプのピークグレイレベルと周辺ボトムグレイレベルとの差（コントラスト）、ピークグレイレベル近傍の尖鋭度、平均グレイレベル、バンプ複数画素のグレイレベル値そのものがあげられる。複数特徴量は位置推定誤差との主成分分析を行い、第一主成分をとることによりバンプらしさを再定義することができる。

【0048】

前記の推定されたバンプのそれぞれの位置及び前記ＩＣチップの位置及び姿勢の補正は、前記のバンプの配置に関する設計データと検出されたバンプの位置との誤差を低減するだけではＩＣチップの実装位置の取り付け精度を向上することに限界があることを本願の発明者らは見出した。すなわち、前記のバンプの配置に関する設計データと検出されたバンプの位置との誤差に対して前記特徴量から算出したバンプの重み付け係数を考慮することによって、ＩＣチップの実装位置の取り付け精度を更に向上できることを本願の発明者らは見出した。より具体的には、前記ＩＣチップに形成されたそれぞれのバンプについて、バンプの配置に関する設計データと検出されたバンプの位置と間に補正モデルを定義し、前記のバンプの配置に関する設計データと検出されたバンプの位置との誤差と、前記特徴量から算出したバンプの重み付け係数との積を定義し、前記定義された積の関数の総和からなる関数が極小になるような重み付け係数を算出する。そして、前記の重み付け係数を用いて、前記の推定されたバンプのそれぞれの位置及び前記ＩＣチップの位置及び姿勢を補正することによって、ＩＣチップの実装位置の取り付け精度が更に向上することを本願の発明者らは見出した。

【0049】

以下に、前記の補正モデルとして、射影変換を仮定した場合について述べる。同様の考えは、アフィン変換や非線形写像変換においても適用される。設計データから与えられる理想的なバンプの位置及び、取り込んだ画像に存在するバンプ位置を２次元座標系にて表し、それぞれ（ｘ，ｙ）及び（ｘ’，ｙ’）として表す。

【0050】

・・・式（２）

【0051】

位置補正用のバンプ数をNとし、探索範囲Ｒi内のバンプ位置スコアをwiとする。前記のバンプ位置スコアwiはバンプが正しく生成されていない場合に低く設定して、位置補正用の結果には影響しないように考慮する。

【0052】

前記ＩＣチップに形成されたそれぞれのバンプについて、バンプの配置に関する設計データと検出されたバンプの位置の差の自乗と重み付け係数との積を次式（３）により定義する。

【0053】

・・・式（３）

【0054】

そして、前記定義された積の関数の総和からなる関数（式（３））が極小になるような重み付け係数を次式（４）によって算出し、前記の重み付け係数を用いて、前記の推定されたバンプのそれぞれの位置及び前記ＩＣチップの位置及び姿勢を補正する。

【0055】

前記の式（３）が最小化となるためには、変換係数の偏微分が０となる解を求める。すなわち、以下の式（４）乃至（１１）の偏微分方程式の解を求めれば良い。

・・・式（４）

【0056】

・・・式（５）

【0057】

・・・式（６）

【0058】

・・・式（７）

【0059】

・・・式（８）

【0060】

・・・式（９）

【0061】

・・・式（１０）

【0062】

・・・式（１１）

【0063】

前記のパラメータc₂が1になるように他の変換係数を調整して、８個の変数を求めることができる。ここで共通項を以下のように定義する。

【0064】

・・・式（１２）

【0065】

・・・式（１３）

【0066】

・・・式（１４）

【0067】

・・・式（１５）

【0068】

前記の８つの変数の連立方程式を解く方法として、以下のように、例えば、行列を用いた掃き出し法を利用することができる。

【0069】

・・・式（１６）

【0070】

前記の式（１）乃至（１６）を用いてバンプ位置の重み付けがあると仮定して最小二乗法を用いて算出した位置の誤差（○）と、バンプ位置の重み付けが無いと仮定して最小二乗法を用いて算出した位置の誤差（×）とを比較するグラフを図１０に示す。

【0071】

上記の様に、バンプスコアとしてコントラストを用いた場合、重み付けありとなしを比べた繰り返し位置推定精度のばらつき実験の結果、約２０％の推定精度向上がみられる。バンプスコアをコントラスト以外の特徴量と組み合わせることでさらなる効果が期待できる。

【符号の説明】

【0072】

１ 演算処理部
２ 撮像装置
３ チップカセット
４ バンプ付きＩＣチップ
５ 吸着ヘッド
６ 移載手段
７ 基板ステージ７
８ 回路基板
１１ ホストコンピュータ
１２ 画像処理部
１２ａ 処理エレメント
１２ｂ デバイスメモリ
１０ 光学シャッター
１１ ホストコンピュータ
１２ 偏光素子
６１ モーションコントローラ
１００ 実装装置

【図1】

【図2】

【図6】

【図7】

【図9】

【図10】

【図3】

【図4】

【図5】

【図8】