專利名稱：焊接裝置用攝像裝置及攝像方法
焊接裝置用攝像裝置及攝像方法
駄艦
本發(fā)明涉及焊接裝置用攝像裝置結(jié)構(gòu)，及使用該焊接裝置用攝像裝置的 攝像方法。
背景技術：
在組裝半導體裝置中，有芯片焊接工序及引線焊接工序,所述芯片焊接 工序是將從晶片取出的半導體芯片焊接在引腳框或襯底(substrate)上，所 述引線焊接工序是通過引線連接在上述焊接在引腳框或襯底上的半導體芯 片的焊接點(pad)和引腳框或襯底的引腳之間。引線焊接是將毛細管等插入 貫穿引線的焊接工具壓接在引腳或焊接點的第一焊接點上，同時通過超聲波 勵振壓焊，從第一焊接點朝著對應的焊接點或引腳使得引線構(gòu)成環(huán)形,壓接 在對應的焊接點或引腳的第二焊接點上，同時通過超聲波勵振壓焊，由引線 連接在焊接點和引腳之間。引線焊接需要正確連接在微小面積的焊接點和引 腳之間，因此,需要將毛細管等焊接工具頂端正確地壓接在悍接點及引腳上。
但是，引腳框或襯底及半導體芯片的焊接精度大多有偏差，因此,不補正 位置關系場合,有時會引起焊接質(zhì)量低下。
于是,實行引線焊接前,通過照相機對焊接點及引腳的圖像進行攝像,處 理該圖像，讀取特定圖案作為二值化圖像,檢測焊接點及引腳位置,根據(jù)檢測 結(jié)果實行位置補正。
但是，由于半導體裝置大型化，多揷腳化,半導體芯片表面和引腳的階梯 差變大，有時半導體芯片表面的焊接點和引腳框或襯底表面的引腳不能同時 進入照相機的景深內(nèi)，某一方圖像模糊，不能檢測位置。
為此,提出以下方法:在同一視場，在芯片側(cè)及引腳側(cè)分別設置二臺對準 焦點的照相機,用各照相機取得芯片側(cè)及引腳側(cè)的圖像,根據(jù)該圖像檢測位 置(例如參照專利文獻l)。另外，提出過以下方法:光學系統(tǒng)包括使得芯片側(cè)、引腳側(cè)分別包含在景 深內(nèi)的光程長不同的二系統(tǒng)的光程,在該光學系統(tǒng)內(nèi)設置用于切換光程的光 閘或快門(shutter),通過光閘切換光程，通過各光程，以共用照相機對芯片 側(cè)、引腳側(cè)各圖像進行攝像(例如參照專利文獻2)。
又,提出過使用三臺照相機對半導體芯片及引腳的互不相同的高度位置 的圖像進行攝像的方法(例如參照專利文獻3)。日本特開平2-301148號公報日本專利第3272640號說明書日本特開平5-332739號公報
在近年要求半導體裝置大容量化、省空間化中，制造將半導體芯片多段 疊層在引腳框的多段疊層型的半導體裝置。若這樣多段疊層半導體芯片,則 半導體芯片的高度方向的階梯差變大，因此，需要能與更大的高度方向階梯 差對應的攝像裝置。另外,根據(jù)省空間化要求，半導體芯片的焊接點間距越來 越狹，同時焊接點尺寸越來越小。為此,在引線焊接前，為了正確檢測焊接點 位置,需要提髙攝像精度，因此，需要倍率高的攝像裝置。
另一方面，引腳框比半導體芯片尺寸精度低,大多場合引腳位置偏差大。 因此，在實行各半導體芯片和引腳框之間的引線焊接前，需要取得包含與各 半導體芯片的焊接點連接的全部引線的圖像,檢測全部引線的位置。
若根據(jù)專利文獻1-3中記載的背景技術欲與這種要求對應，需要以更高 倍率復數(shù)組合視場狹的光學系統(tǒng),但是,若使用高倍率的光學系統(tǒng),則能在各 光學系統(tǒng)攝像的視場變狹。但是，引腳配置在半導體芯片周圍，為檢測引腳位 置必要的圖像取得范圍寬廣，若使用視場狹的光學系統(tǒng)，對各半導體芯片或 各層，在上述寬廣范圍進行攝像，則檢測引腳位置必要的時間變長,存在不能 與引線焊接高速化對應的問題。相反,若使用專利文獻1-3中記載的背景技術， 復數(shù)組合倍率不太高的光學系統(tǒng)，則檢測引腳位置的時間不太長，但是，焊接 點的攝像精度不太高，存在不能正確檢測以狹間距配置的焊接點位置的問 題。
艮P,精度良好地對高度方向階梯差大的半導體芯片進行攝像,和縮短引 腳框的攝像時間以與引線焊接高速化相對應是相反要求，在專利文獻1-3中記載的背景技術中，不能滿足這樣的相反要求。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明就是為解決上述先有技術所存在的問題而提出來的，本發(fā)明的目 的在于，精度良好地對高度方向階梯差大的半導體芯片進行攝像，同時能縮 短引腳框的攝像時間。
為了達到上述目的，本發(fā)明提出以下技術方案。
(1) 一種焊接裝置用攝像裝置，取得作為被攝體的引腳框或襯底以及安
裝在引腳框或襯底上的多段疊層半導體芯片的圖像,其特征在于，包括
第一光學系統(tǒng)，經(jīng)第一透鏡到復數(shù)攝像面，與處于離第一透鏡距離不同 位置的復數(shù)的被攝體攝像范圍對應，具有從第一透鏡到各攝像面的各光程長 不同的復數(shù)光程；
第二光學系統(tǒng),具有在第一透鏡的被攝體側(cè)與第一光學系統(tǒng)分叉、經(jīng)倍 率比第一透鏡低的第二透鏡到攝像面的光程,設有比第一光學系統(tǒng)視場寬廣
的視場；
設在第一光學系統(tǒng)的各攝像面、取得安裝在引腳框或襯底上的多段疊層 半導體芯片的各層圖像的各攝像元件，以及設在第二光學系統(tǒng)的攝像面、取 得引腳框或襯底的圖像的攝像元件。
(2) —種焊接裝置用攝像裝置,取得作為被攝體的引腳框或襯底以及安 裝在引腳框或襯底上的多段疊層半導體芯片的圖像，其特征在于，包括
第一光學系統(tǒng)，經(jīng)被攝體側(cè)透鏡及第一攝像面?zhèn)韧哥R到復數(shù)攝像面，具 有從被攝體側(cè)透鏡到各攝像面的各光程長不同的復數(shù)光程；
第二光學系統(tǒng),具有在被攝體側(cè)透鏡和第一攝像面?zhèn)韧哥R之間與第一光 學系統(tǒng)分叉、經(jīng)第二攝像面?zhèn)韧哥R到攝像面的光程,設有比第一光學系統(tǒng)視 場寬廣的視場，所述被攝體側(cè)透鏡與第二攝像面?zhèn)韧哥R的合成透鏡倍率比被 攝體側(cè)透鏡與第一攝像面?zhèn)韧哥R的合成透鏡倍率低；
設在第一光學系統(tǒng)的各攝像面、取得安裝在引腳框或襯底上的多段疊層 半導體芯片的各層圖像的各攝像元件，以及設在第二光學系統(tǒng)的攝像面、取 得引腳框或襯底的圖像的攝像元件。(3) 在上述(1)或(2)所述的焊接裝置用攝像裝置中，其特征在于: 第一光學系統(tǒng)的各攝像元件協(xié)同取得安裝在引腳框或襯底上的多段疊
層半導體芯片的各層圖像。
(4) 一種焊接裝置用攝像裝置，取得作為被攝體的引腳框或襯底以及安 裝在引腳框或襯底上的多段疊層半導體芯片的圖像,其特征在于,包括
第一光學系統(tǒng)，經(jīng)第一透鏡到共用的攝像面，與處于離第一透鏡距離不 同位置的復數(shù)的被攝體攝像范圍對應，具有從第一透鏡到共用的攝像面的光 程長不同的復數(shù)光程；
光程切換手段，開放第一光學系統(tǒng)的復數(shù)光程之中一個光程，隔斷其他 光程；
第二光學系統(tǒng)，具有在第一透鏡的被攝體側(cè)與第一光學系統(tǒng)分叉、經(jīng)倍 率比第一透鏡低的第二透鏡到攝像面的光程,設有比第一光學系統(tǒng)視場寬廣 的視場；
設在第一光學系統(tǒng)的共用攝像面、取得安裝在引腳框或襯底上的多段疊 層半導體芯片的各層圖像的攝像元件，以及設在第二光學系統(tǒng)的攝像面、取
得引腳框或襯底的圖像的攝像元件。
(5) —種焊接裝置用攝像裝置,取得作為被攝體的引腳框或襯底以及安 裝在引腳框或襯底上的多段疊層半導體芯片的圖像,其特征在于，包括
第一光學系統(tǒng)，經(jīng)被攝體側(cè)透鏡及第一攝像面?zhèn)韧哥R到共用攝像面，與 處于離被攝體側(cè)透鏡距離不同位置的復數(shù)的被攝體攝像范圍對應,具有從第 一被攝體側(cè)透鏡到共用攝像面的光程長不同的復數(shù)光程；
光程切換手段，開放第一光學系統(tǒng)的復數(shù)光程之中一個光程，隔斷其他 光程；
第二光學系統(tǒng),具有在被攝體側(cè)透鏡和第一攝像面?zhèn)韧哥R之間與第一光 學系統(tǒng)分叉、經(jīng)第二攝像面?zhèn)韧哥R到攝像面的光程,設有比第一光學系統(tǒng)視 場寬廣的視場，所述被攝體側(cè)透鏡與第二攝像面?zhèn)韧哥R的合成透鏡倍率比被 攝體側(cè)透鏡與第一攝像面?zhèn)韧哥R的合成透鏡倍率低；
設在第一光學系統(tǒng)的共用攝像面、取得安裝在引腳框或襯底上的多段疊 層半導體芯片的各層圖像的攝像元件，以及設在第二光學系統(tǒng)的攝像面、取得引腳框或襯底的圖像的攝像元件。
(6) 在上述(4)或(5)所述的焊接裝置用攝像裝置中，其特征在于 光程切換手段根據(jù)攝影的多段疊層半導體芯片的各層高度位置切換復
數(shù)光程。
(7) 在上述(2)或(5)所述的焊接裝置用攝像裝置中，其特征在于 第一光學系統(tǒng)在第一攝像面?zhèn)韧哥R和各攝像面之間的光程上設有光程
長調(diào)整用手段，沿光程方向其安裝位置可變。
(8) 在上述(7)所述的焊接裝置用攝像裝置中，其特征在于 光程長調(diào)整用手段是光程長調(diào)整用透鏡或透射性玻璃或塑料或陶瓷。
(9) 一種攝像方法,通過焊接裝置用攝像裝置取得作為被攝體的引腳框 或襯底以及安裝在引腳框或襯底上的多段疊層半導體芯片的圖像，所述焊接 裝置用攝像裝置包括
第一光學系統(tǒng),經(jīng)第一透鏡到復數(shù)攝像面，與處于離第一透鏡距離不同 位置的復數(shù)的被攝體攝像范圍對應，具有從第一透鏡到各攝像面的各光程長 不同的復數(shù)光程；
第二光學系統(tǒng)，具有在第一透鏡的被攝體側(cè)與第一光學系統(tǒng)分叉、經(jīng)倍 率比第一透鏡低的第二透鏡到攝像面的光程，設有比第一光學系統(tǒng)視場寬廣 的視場；
設在第一光學系統(tǒng)的各攝像面的各攝像元件，以及設在第二光學系統(tǒng)的 攝像面的攝像元件；
所述攝像方法包括
引腳圖像攝像工序，使得第二光學系統(tǒng)的視場在引腳框面或襯底面掃描， 通過設在第二光學系統(tǒng)攝像面上的攝像元件取得包含各多段疊層半導體芯 片全周的各引腳的引腳框或襯底的圖像；
半導體芯片攝像工序，通過設在第一光學系統(tǒng)各攝像面上的各攝像元件 取得位于復數(shù)高度位置的多段疊層半導體芯片各層圖像。
(10) —種攝像方法,通過焊接裝置用攝像裝置取得作為被攝體的引腳 框或襯底以及安裝在引腳框或襯底上的多段疊層半導體芯片的圖像，所述焊 接裝置用攝像裝置包括第一光學系統(tǒng),經(jīng)被攝體側(cè)透鏡及第一攝像面?zhèn)韧哥R到復數(shù)攝像面，具
有從被攝體側(cè)透鏡到各攝像面的各光程長不同的復數(shù)光程；
第二光學系統(tǒng),具有在被攝體側(cè)透鏡和第一攝像面?zhèn)韧哥R之間與第一光
學系統(tǒng)分叉、經(jīng)第二攝像面?zhèn)韧哥R到攝像面的光程，設有比第一光學系統(tǒng)視
場寬廣的視場，所述被攝體側(cè)透鏡與第二攝像面?zhèn)韧哥R的合成透鏡倍率比被
攝體側(cè)透鏡與第一攝像面?zhèn)韧哥R的合成透鏡倍率低；
設在第一光學系統(tǒng)的各攝像面、取得安裝在引腳框或襯底上的多段疊層
半導體芯片的各層圖像的各攝像元件，以及設在第二光學系統(tǒng)的攝像面、取
得引腳框或襯底的圖像的攝像元件； 所述攝像方法包括
引腳圖像攝像工序，使得第二光學系統(tǒng)的視場在引腳框面或襯底面掃描， 通過設在第二光學系統(tǒng)攝像面上的攝像元件取得包含各多段疊層半導體芯 片全周的各引腳的引腳框或襯底的圖像；
半導體芯片攝像工序，通過設在第一光學系統(tǒng)各攝像面上的各攝像元件 取得位于復數(shù)高度位置的多段疊層半導體芯片各層圖像。
(11) 一種攝像方法,通過焊接裝置用攝像裝置取得作為被攝體的引腳 框或襯底以及安裝在引腳框或襯底上的多段疊層半導體芯片的圖像，所述焊 接裝置用攝像裝置包括
第一光學系統(tǒng)，經(jīng)第一透鏡到共用的攝像面，與處于離第一透鏡距離不 同位置的復數(shù)的被攝體攝像范圍對應，具有從第一透鏡到共用的攝像面的光 程長不同的復數(shù)光程；
光程切換手段，開放第一光學系統(tǒng)的復數(shù)光程之中一個光程，隔斷其他 光程；
第二光學系統(tǒng)，具有在第一透鏡的被攝體側(cè)與第一光學系統(tǒng)分叉、經(jīng)倍 率比第一透鏡低的第二透鏡到攝像面的光程，設有比第一光學系統(tǒng)視場寬廣 的視場；
設在第一光學系統(tǒng)的共用攝像面的攝像元件，以及設在第二光學系統(tǒng)的 攝像面的攝像元件； 所述攝像方法包括
12引腳圖像攝像工序，使得第二光學系統(tǒng)的視場在引腳框面或襯底面掃描, 通過設在第二光學系統(tǒng)攝像面上的攝像元件取得包含各多段疊層半導體芯
片全周的各引腳的引腳框或襯底的圖像；
半導體芯片攝像工序，通過第一光學系統(tǒng)的攝像元件取得與多段疊層半 導體芯片各層高度位置對應、經(jīng)由光程切換手段開放的第一光學系統(tǒng)的某一 光程成像在第一光學系統(tǒng)的攝像面上的多段疊層半導體芯片的各層圖像。
(12) —種攝像方法，通過焊接裝置用攝像裝置取得作為被攝體的引腳 框或襯底以及安裝在引腳框或襯底上的多段疊層半導體芯片的圖像,所述焊 接裝置用攝像裝置包括
第一光學系統(tǒng)，經(jīng)被攝體側(cè)透鏡及第一攝像面?zhèn)韧哥R到共用攝像面，與 處于離被攝體側(cè)透鏡距離不同位置的復數(shù)的被攝體攝像范圍對應,具有從第 一被攝體側(cè)透鏡到共用攝像面的光程長不同的復數(shù)光程；
光程切換手段，開放第一光學系統(tǒng)的復數(shù)光程之中一個光程，隔斷其他 光程；
第二光學系統(tǒng)，具有在被攝體側(cè)透鏡和第一攝像面?zhèn)韧哥R之間與第一光 學系統(tǒng)分叉、經(jīng)第二攝像面?zhèn)韧哥R到攝像面的光程，設有比第一光學系統(tǒng)視 場寬廣的視場，所述被攝體側(cè)透鏡與第二攝像面?zhèn)韧哥R的合成透鏡倍率比被 攝體側(cè)透鏡與第一攝像面?zhèn)韧哥R的合成透鏡倍率低；
設在第一光學系統(tǒng)的共用攝像面的攝像元件，以及設在第二光學系統(tǒng)的 攝像面的攝像元件；
所述攝像方法包括
引腳圖像攝像工序,使得第二光學系統(tǒng)的視場在引腳框面或襯底面掃描， 通過設在第二光學系統(tǒng)攝像面上的攝像元件取得包含各多段疊層半導體芯 片全周的各引腳的引腳框或襯底的圖像；
半導體芯片攝像工序，通過第一光學系統(tǒng)的攝像元件取得與多段疊層半 導體芯片各層高度位置對應、經(jīng)由光程切換手段開放的第一光學系統(tǒng)的某一 光程成像在第一光學系統(tǒng)的攝像面上的多段疊層半導體芯片的各層圖像。
下面說明本發(fā)明效果。
按照本發(fā)明的焊接裝置用攝像裝置及攝像方法，具有能精度良好地對高度方向階梯差大的半導體芯片進行攝像、同時能縮短引腳框及襯底的攝像時 間的效果。
圖l是表示設有本發(fā)明實施形態(tài)的焊接裝置用攝像裝置的引線焊接機的 立體圖。
圖2是本發(fā)明實施形態(tài)的焊接裝置用攝像裝置的立體圖。 圖3是表示本發(fā)明第一實施形態(tài)的焊接裝置用攝像裝置的光學系統(tǒng)構(gòu)成 的說明圖。
圖4是表示透鏡的聚焦位置變化的說明圖。
圖5是表示本發(fā)明實施形態(tài)的焊接裝置用攝像裝置的被攝體攝像范圍的 說明圖。
圖6是本發(fā)明實施形態(tài)的焊接裝置用攝像裝置的視場說明圖。 圖7是表示本發(fā)明實施形態(tài)的焊接裝置用攝像裝置的高倍率光學系統(tǒng)的 視場的說明圖。
圖8是表示本發(fā)明實施形態(tài)的焊接裝置用攝像裝置的低倍率光學系統(tǒng)的 視場的說明圖。
圖9是表示本發(fā)明第二實施形態(tài)的焊接裝置用攝像裝置的光學系統(tǒng)構(gòu)成 的說明圖。
圖10是表示本發(fā)明第三實施形態(tài)的焊接裝置用攝像裝置的光學系統(tǒng)構(gòu) 成的說明圖。
圖ll是本發(fā)明第四實施形態(tài)的焊接裝置用攝像裝置的立體圖。 圖12是表示本發(fā)明第四實施形態(tài)的焊接裝置用攝像裝置的光學系統(tǒng)構(gòu)
成的說明圖。
圖13是表示本發(fā)明第五實施形態(tài)的焊接裝置用攝像裝置的光學系統(tǒng)構(gòu) 成的說明圖。
圖14是表示本發(fā)明第六實施形態(tài)的焊接裝置用攝像裝置的光學系統(tǒng)構(gòu) 成的說明圖。符號說明如下
IO-引線焊接機、11-焊接頭、12-XY臺、13-超聲波模具(horn)、 14-毛 細管、15-夾持器、16-引線、17-巻線筒、18-Z方向驅(qū)動機構(gòu)、21-焊接裝置 用攝像裝置、22-導入部、23-鏡筒、24， 25， 26-照相機、31， 32， 33-攝像 元件、34-高倍率透鏡、35-低倍率透鏡、36, 37， 38-攝像面、41， 42， 42a, 42b-半反射鏡、43, 43a， 43b， 44-反射鏡、45-被攝體側(cè)透鏡、46-第一攝 像面?zhèn)韧哥R、47-第二攝像面?zhèn)韧哥R、48-輔助透鏡、48a-玻璃板、51-第一 高倍率光程、52-第二高倍率光程、53-低倍率光程、61-引腳框、62， 62a, 62b, 62c, 621-引腳、63， 63a， 63b， 63c-半導體芯片、64， 64a, 64b, 64c-焊 接點、65-特定圖案、66， 67, 68-被攝體攝像范圍、71， 72-視場、81a, 81b_ 導軌、83-焊接臺、90-光閘、91-電機、92-葉片、A, A2， A3-聚焦位置、Bb B廠像面、D， E-景深、dZ, S， S， -距離、L-透鏡、U U-緣部、L13-頂端 部。
具體實施例方式
下面參照
將本發(fā)明適用于引線接合機場合的較佳實施形態(tài)。在
以下實施形態(tài)中，雖然對構(gòu)成要素,種類，組合，形狀，相對配置等作了各種限
定，但是，這些僅僅是例舉,本發(fā)明并不局限于此。
在以下說明中，將引線框61的送進方向設為X方向，引線框61的寬度方向
設為Y方向，高度方向設為Z方向。如圖1所示,引線焊接機10設有安裝在焊接
頭11中的Z方向驅(qū)動機構(gòu)18，所述焊接頭11安裝在XY臺12上，能沿X、 Y方向移
動自如。超聲波模具13和夾持器15安裝在Z方向驅(qū)動機構(gòu)18上，毛細管14安裝
在超聲波模具13前端。引線16插入貫穿毛細管14中，從巻線筒17供給引線16。
并且，焊接裝置用攝像裝置21固定在焊接頭11上。
在引線焊接機10的沒有圖示的框架上安裝導軌81a， 81b以及焊接臺83， 所述導軌81a， 81b在芯片焊接工序中對安裝半導體芯片63的引腳框61進行 導向,所述焊接臺83真空吸附引腳框61。
引線焊接機10通過焊接裝置用攝像裝置21取得圖像，根據(jù)所取得的圖像 檢測半導體芯片63和引腳框61的位置,通過XY臺12移動毛細管14位置，使其移動到與半導體芯片63上的焊接點位置一致后，使得Z方向驅(qū)動機構(gòu)18動作，
沿Z方向驅(qū)動安裝在超聲波模具13前端的毛細管14，通過插入貫穿毛細管14
的引線16，將引線16接合在半導體芯片63的焊接點和引腳框61的引腳之間。
在引線焊接機10中，半導體芯片63的一焊接點和引腳框61的引腳的焊接 一結(jié)束'，就通過XY臺12使得毛細管14移動到下一焊接點上，與上述相同,通過 引線16焊接在各焊接點和引腳之間。并且，若通過引線16連接一個半導體芯 片63的全部焊接點和引腳框61的各引腳結(jié)束,就運送引腳框61,使得下一半 導體芯片63來到焊接位置。焊接裝置用攝像裝置21取得該半導體芯片63和引 腳框61的圖像，根據(jù)所取得的圖像實行毛細管14定位,進行焊接。
如圖2所示，焊接裝置用攝像裝置21設有導入部22，鏡筒23,照相機24, 25, 26。所述導入部22用于導入來自作為被攝體的半導體芯片63或引腳框61 的光,所述鏡筒23在內(nèi)部設有透鏡或反射鏡等光學元件,對被導入上述導入 部22的光進行導向，所述照相機24， 25, 26安裝在所述鏡筒23上,其包含接受 通過鏡筒23的光的攝像元件。
如圖3所示，焊接裝置用攝像裝置21包括作為第一光學系統(tǒng)的高倍率光 學系統(tǒng)以及作為第二光學系統(tǒng)的低倍率光學系統(tǒng)。所述高倍率光學系統(tǒng)設有 第一高倍率光程51以及第二高倍率光程52。該第一高倍率光程51從作為被攝 體的半導體芯片63或引腳框61經(jīng)導入部22，再經(jīng)半反射鏡41及高倍率透鏡34， 透過半反射鏡42，到達攝像面36;該第二高倍率光程52從作為被攝體的半導 體芯片63或引腳框61經(jīng)導入部22，再經(jīng)半反射鏡41及高倍率透鏡34，在半反 射鏡42反射，與第一高倍率光程51分叉,在反射鏡43反射，到達攝像面37。所 述低倍率光學系統(tǒng)設有低倍率光程53，其是從作為被攝體的半導體芯片63或 引腳框61經(jīng)導入部22，在高倍率透鏡34的被攝體側(cè)的半反射鏡41反射，與高 倍率光學系統(tǒng)分叉，在反射鏡44反射，經(jīng)低倍率透鏡35，到達攝像面38。在各 攝像面36， 37， 38設有將成像在各攝像面36,'37， 38的圖像變換成電信號的 攝像元件31， 32， 33。攝像元件31， 32, 33由包含許多像素的CCD或CM0S元 件或CCD及CMOS元件等構(gòu)成，能將圖像變換成各像素的各電信號輸出。高倍率 透鏡34,低倍率透鏡35既可以是各自單一的透鏡，也可以組裝復數(shù)透鏡作為 各透鏡組構(gòu)成，以補正像差。從第二高倍率光程52的高倍率透鏡34到攝像面37的距離構(gòu)成為比從第 一高倍率光程51的高倍率透鏡34到攝像面36的距離長。因此，第二高倍率光 程52在從高倍率透鏡34到作為被攝體的半導體芯片63的距離比從第一高倍 率光程51的高倍率透鏡34到作為被攝體的半導體芯片63的距離短的位置具 有對焦位置。
參照圖4說明透鏡和攝像面的距離與透鏡至被攝體的距離關系。如圖4 所示，將從透鏡L到作為被攝體的焦點位置A,的距離設為S,從透鏡L到像面Bi 的距離設為S'，透鏡L的焦距設為f，則具有以下關系式(1/f) + (1/S)= 1/S'。因此，若位于透鏡L的攝像面?zhèn)鹊膹耐哥RL到像面B2的距離比從透鏡L 到像面B,的距離S'長dS'，則位于透鏡L的被攝體側(cè)的從透鏡L到焦點位置A2 的距離比從透鏡L到對焦位置A,的距離S短dS。在此，焦點位置是使得處在該 位置的被攝體聚焦在攝像面上成像的位置。S卩，透鏡L具有以下性質(zhì):若透鏡L 的攝像面?zhèn)鹊耐哥R和像面間的距離變長，則透鏡的處于被攝體側(cè)的透鏡和焦 點位置的距離變短。因此,通過調(diào)整透鏡L的攝像面?zhèn)鹊耐哥RL和像面間的距 離，能調(diào)整透鏡L的焦點位置。
在第二高倍率光程52中，從圖5所示的高倍率透鏡34到攝像面37的距離 比從高倍率透鏡34到攝像面36的距離長，根據(jù)上述透鏡L的動作原理，第二高 倍率光程52在從高倍率透鏡34到作為被攝體的半導體芯片63的距離比第一 高倍率光程51短的位置具有對焦位置A2。相反，在第一高倍率光程51中，從高 倍率透鏡34到攝像面36的距離比從高倍率透鏡34到攝像面37的距離短，第一 高倍率光程51在從高倍率透鏡34到作為被攝體的半導體芯片63的距離比第 二高倍率光程52長的位置具有對焦位置A,。在圖5中，各透鏡34， 35以及各光 程51， 52， 53以外的光學系統(tǒng)圖示省略。
如圖5所示，多段疊層半導體裝置是在引腳框61上疊層安裝三層半導體 芯片63a， 63b, 63c,通過引線16連接各層半導體芯片63a, 63b， 63c的各焊 接點64a， 64b， 64c和與其對應的引腳框61的各引腳62a， 62b， 62c。各半導 體芯片63a， 63b， 63c各自具有厚度，因此,各焊接點64a, 64b， 64c在高度方 向即Z方向互相具有階梯差。另一方面，各引腳62a, 62b, 62c都形成在引腳 框61表面上，因此，各引腳62a， 62b, 62c在高度方向即Z方向互相幾乎沒有階梯差。
第一高倍率光程51在從高倍率透鏡34的距離比第二高倍率光程52長的 位置具有對焦位置A,,第二高倍率光程52在從高倍率透鏡34的距離比第一高 倍率光程51短的位置具有對焦位置A2。對焦位置A,和對焦位置A2的距離為dZ。 另一方面,高倍率透鏡34具有在對焦狀態(tài)下能對被攝體進行攝像的景深D。因 此，第一高倍率光程51以對焦位置Ai為中心，沿第一高倍率光程51方向即作 為高度方向的Z方向，在景深D范圍內(nèi)，在對焦狀態(tài)下能使得被攝體圖像成像 在攝像面36上。以該對焦位置Ai為中心的景深D范圍是第一高倍率光程51的 被攝體攝像范圍66,第一高倍率光程51的攝像元件31取得位于該被攝體攝 像范圍66的被攝體圖像。第二高倍率光程52以對焦位置A2為中心，沿第二高 倍率光程52方向即作為髙度方向的Z方向，在景深D范圍內(nèi)，在對焦狀態(tài)下能 使得被攝體圖像成像在攝像面37上。以該對焦位置A2為中心的景深D范圍是 第二高倍率光程52的被攝體攝像范圍67，第二高倍率光程52的攝像元件32取 得位于該被攝體攝像范圍67的被攝體圖像。第一髙倍率光程51及第二高倍率 光程52都為經(jīng)同一高倍率透鏡34的光程，各光程51, 52的景深D成為相同距 離。對焦位置A,和對焦位置A2的距離dZ是由從高倍率透鏡34到攝像面36的距 離與從高倍率透鏡34到攝像面37的距離之差決定的量。在本實施形態(tài)中，如 圖5所示，dZ設定為與景深D相等。第一髙倍率光程51和第二髙倍率光程52可 以具有相同視場，也可以互相視場錯開。
另一方面，如圖5所示,低倍率光程53通過比高倍率透鏡34倍率低的低倍 率透鏡35使得圖像成像。若透鏡倍率低,則具有更深的景深，因此，低倍率透 鏡35具有比高倍率透鏡34深的景深E，以對焦位置A3為中心，沿低倍率光程53 方向即作為高度方向的Z方向，在景深E范圍內(nèi)，在對焦狀態(tài)下能使得被攝體 圖像成像在攝像面38上。以該對焦位置A3為中心的景深E范圍是低倍率光程 53的被攝體攝像范圍68。低倍率透鏡35具有深的景深E，因此，低倍率光程53 的被攝體攝像范圍68成為包含引腳框61及安裝在引腳框的各層半導體芯片 63a， 63b， 63c的范圍。
圖6表示引腳框61及半導體芯片63的高倍率光學系統(tǒng)視場71和低倍率光 學系統(tǒng)視場72的例子，其中，高倍率光學系統(tǒng)視場71包含第一髙倍率光程51及第二高倍率光程52，低倍率光學系統(tǒng)視場72包含低倍率光程53。如圖6所示, 髙倍率光學系統(tǒng)通過高倍率透鏡34進行攝像，因此，視場71成為包含半導體 芯片63的角的局部。另一方面,低倍率光學系統(tǒng)通過比高倍率透鏡34倍率低 的低倍率透鏡35使得圖像成像，因此，具有比高倍率光學系統(tǒng)視場71寬廣的 視場72。在圖6中，表示在低倍率光學系統(tǒng)視場72包含半導體芯片63局部以及 若干引腳62場合，但是，根據(jù)視場位置，有時可能僅包含引腳62。
圖7和圖8以同一大小表示高倍率光學系統(tǒng)視場71及低倍率光學系統(tǒng)視 場72。如圖7所示,在高倍率光學系統(tǒng)視場71內(nèi)，對半導體芯片63的各焊接點 64及特定圖案65攝像,較大地顯示。如圖8所示,低倍率光學系統(tǒng)視場72在相 同大小視場內(nèi)對比高倍率光學系統(tǒng)寬廣范圍進行攝像，因此,對比高倍率光 學系統(tǒng)圖像小的半導體芯片63的各焊接點以及配置在引腳框61的引腳62進 行攝像。
說明上述使用通過焊接裝置用攝像裝置21攝像的圖像的半導體芯片63 的焊接點64和引腳框61的各引腳62的對位。若沿著圖l所示的導軌81a， 81b， 焊接有半導體芯片63的引腳框61運送到所定位置，則焊接裝置用攝像裝置21 設定使得低倍率光學系統(tǒng)的視場72成為包含如圖8所示那樣的引腳框61的復 數(shù)引腳62的位置，通過攝像元件33輸出包含復數(shù)引腳62的圖像，作為各像素 的電信號。攝像元件33的來自各像素的各電信號輸入沒有圖示的控制裝置， 在控制裝置通過例如歸一化相關處理等，檢測引腳621的沿X方向延伸的緣部 L , U,根據(jù)檢測出的各緣部Lu,"的Y方向的像素位置與位于視場72中心的 像素位置的像素數(shù)之差，取得視場72的中心和各緣部Ln， U之間的Y方向的 距離。同樣，在控制裝置通過例如歸一化相關處理等，檢測引腳621的沿X方向 延伸的頂端部L,3，根據(jù)檢測出的頂端部U的X方向的像素位置與位于視場72 中心的像素位置的像素數(shù)之差，取得從視場72的中心到頂端部Lu之間的距 離。由此，控制裝置取得引腳621的頂端部相對視場72中心的XY方向的座標位 置。焊接裝置用攝像裝置21固定在焊接頭11上，可知焊接裝置用攝像裝置21 的視場72的像素中心相對引線焊接機10的座標位置，如上所述，通過取得引 腳621頂端相對視場72中心的XY座標位置，能取得引腳621頂端相對引線焊接 機10整體的座標位置。這樣，控制裝置對于各復數(shù)引腳62取得各引腳62頂端相對視場72中心的XY方向的座標位置,取得各引腳62頂端相對引線焊接機10 整體的座標位置。
接著，若取得包含在視場72中的全部引腳62的各頂端的XY方向的座標位 置,相對引線焊接機10整體的座標位置，則焊接裝置用攝像裝置21移動到圖6 所示視場72的沿Y方向鄰接的范圍進入視場的位置，在下一視場取得攝像的 各引腳62頂端的座標位置。順序反復該動作，焊接裝置用攝像裝置21涉及位 于半導體芯片63周圍的引腳62的全部范圍，取得全部引腳62頂端的座標位 置。在本實施形態(tài)中，如圖6所示的視場72可以將與半導體芯片63—邊對向配 置的引腳62的大約三分之一的引腳置于視場內(nèi)，因此，為了取得引腳框61的 全部引腳62的座標位置，只要在不同的視場72位置的各視場中，取得圖像，取 得座標位置就行，與圖6所示的通過高倍率光學系統(tǒng)視場71，掃描各引腳62取 入全部圖像場合相比，圖像取入次數(shù)明顯少，能縮短引腳框61的攝像時間,取 得引腳62座標位置所化費時間少，具有能與引線焊接機高速化對應的效果。
然后，焊接裝置用攝像裝置21將高倍率光學系統(tǒng)視場71設定在如圖7所 示那樣的包含位于半導體芯片63角部的特定圖案65的位置,通過攝像元件31 或32輸出包含特定圖案65的圖像作為各像素的電信號輸出。攝像元件31， 32
的來自各像素的各電信號輸入沒有圖示的控制裝置，在控制裝置通過例如歸 一化相關處理等,根據(jù)特定圖案65位置與位于視場72中心的像素位置的像素 數(shù)之差，取得視場71的中心和特定圖案65之間的XY方向的距離，取得特定圖 案65的相對視場71中心的XY座標位置，由此，取得特定圖案65的相對引線焯 接機10的座標位置。
接著,焊接裝置用攝像裝置21移動到半導體芯片63的對角方向的角部進 入視場那樣的位置,取得位于對角側(cè)的特定圖案65的座標位置。半導體芯片 63的各焊接點64的位置制造得比引腳框61的引腳62的位置正確，因此，若通 過取得對角方向的兩個特定圖案65位置的座標位置,特定半導體芯片63的座 標位置,則各焊接點64的座標位置也被特定。由此,可以不對各焊接點64進行 位置檢測而取得半導體芯片63的各焊接點64的座標位置。
取得半導體芯片63的焊接點64的座標位置時，使用位于第一高倍率光程 51的攝像元件31，或使用位于第二高倍率光程52的攝像元件32,當作為被攝體的半導體芯片63的焊接點64的高度方向位置即Z方向位置進入圖5所示的 第一高倍率光程51的被攝體攝像范圍66場合，使用攝像元件31的圖像，當作 為被攝體的半導體芯片63的焊接點64的Z方向位置進入圖5所示的第二高倍 率光程52的被攝體攝像范圍67場合，使用攝像元件32的圖像。例如，如圖5所 示，半導體芯片63多段疊層場合，被攝體攝像范圍66離開高倍率透鏡34的距 離長，進入該被攝體攝像范圍66的第l層及第2層的半導體芯片63a, 63b的攝 像以及取得各焊接點64a， 64b的座標位置，使用位于第一高倍率光程51的攝 像元件31，以對焦位置A2為中心的被攝體攝像范圍67離開高倍率透鏡34的距 離短，進入該被攝體攝像范圍67的第3層半導體芯片63c的攝像以及取得焊接 點64c的座標位置，使用位于第二高倍率光程52的攝像元件32。這樣，本實施 形態(tài)設有兩個高倍率光程51， 52，以及各攝像元件31， 32，因此，當實行如圖5 那樣的沿高度方向即Z方向階梯差大的多段疊層半導體的引線接合時，使用 高倍率透鏡34,且不移動透鏡位置地能取得沿高度方向即Z方向?qū)挼谋粩z體 攝像范圍的圖像，因此，具有能精度良好地對髙度方向階梯差大的半導體芯 片63a, 63b, 63c進行攝像的效果。
若通過上述動作取得各引腳62頂端的各座標位置及各焊接點64的各座 標位置，引線焊接機10使得圖1所示的焊接頭11和Z方向驅(qū)動機構(gòu)18動作,驅(qū) 動安裝在超聲波模具13前端的毛細管14沿X、 Y、 Z方向移動,通過插入穿通毛 細管14的引線16，使得引線16接合在圖5所示的半導體芯片63的各焊接點64 和引腳框61的各引腳62之間。
接著,若通過引線16使得一個半導體芯片63的全部焊接點64與引腳框61 的各引腳62連接，則運送引腳框61使得下一半導體芯片63來到焊接位置。焊 接裝置用攝像裝置21再次掃描引腳框61的圖像，取得各引腳62的座標位置, 取得半導體芯片63的特定圖案65的座標位置,實行此后的引線接合。
上述實施形態(tài)的焊接裝置用攝像裝置21通過視場寬廣的低倍率光學系 統(tǒng)掃描各引腳62，取入引腳62的全部圖像，因此，圖像取入次數(shù)少，能縮短引 腳框的攝像時間，取得引腳62的座標位置所化費時間少，能與引線焊接高速 化對應，同時，在高倍率光學系統(tǒng)中設有兩個高倍率光程51， 52以及各攝像 元件31, 32,因此，實行高度方向階梯差大的多段疊層半導體的引線接合時,使用高倍率透鏡34，且能不使得透鏡位置移動地取得高度方向?qū)挼谋粩z體攝 像范圍的圖像，因此，具有能精度良好地對高度方向階梯差大的半導體芯片 63a， 63b， 63c進行攝像的效果。
在上述說明的實施形態(tài)中，高倍率光學系統(tǒng)設有兩個高倍率光程,但是， 并不局限于此，也可以根據(jù)半導體芯片63的階梯差設有更多的髙倍率光程。 又,在本實施形態(tài)中，說明對引腳框61和安裝在引腳框61上的半導體芯片63 進行攝像場合，但是，并不局限于此，也可以適用于取得BGA等襯底及安裝在 該襯底上的半導體芯片63的圖像場合。
下面，參照圖9說明第二實施形態(tài)。與參照圖3說明的實施形態(tài)相同部分 標以相同符號，說明省略。本實施形態(tài)的焊接裝置用攝像裝置21與上述說明 的實施形態(tài)相同，設有如圖2所示的導入部22，鏡筒23,照相機24, 25, 26。所 述導入部22用于導入來自作為對象的半導體芯片63或引腳框61的光的光程， 所述鏡筒23在內(nèi)部設有透鏡或反射鏡等光學元件,對被導入上述導入部22的 光進行導向，所述照相機24, 25， 26安裝在所述鏡筒23上，其包含接受來自鏡 筒23的光的攝像元件。
如圖9所示，本實施形態(tài)的焊接裝置用攝像裝置21包括作為第一光學系 統(tǒng)的高倍率光學系統(tǒng)以及作為第二光學系統(tǒng)的低倍率光學系統(tǒng)。所述高倍率 光學系統(tǒng)設有第一高倍率光程51以及第二高倍率光程52。該第一高倍率光程 51從作為被攝體的半導體芯片63或引腳框61經(jīng)導入部22,再經(jīng)被攝體側(cè)透鏡 45，透過半反射鏡41,經(jīng)第一攝像面?zhèn)韧哥R46透過半反射鏡42，到達攝像面36; 該第二高倍率光程52從作為被攝體的半導體芯片63或引腳框61經(jīng)導入部22, 再經(jīng)被攝體側(cè)透鏡45,透過半反射鏡41,經(jīng)第一攝像面?zhèn)韧哥R46在半反射鏡 42反射,與第一高倍率光程51分叉，在反射鏡43反射，到達攝像面37。所述低 倍率光學系統(tǒng)設有低倍率光程53,其是從作為被攝體的半導體芯片63或引腳 框61經(jīng)導入部22，經(jīng)被攝體側(cè)透鏡45，在位于被攝體側(cè)透鏡45和第一攝像面 側(cè)透鏡46之間的半反射鏡41反射，與高倍率光學系統(tǒng)分叉,在反射鏡44反射， 經(jīng)第二攝像面?zhèn)韧哥R47,到達攝像面38。被攝體側(cè)透鏡45和第一攝像面?zhèn)韧?鏡46構(gòu)成高倍率合成透鏡,被攝體側(cè)透鏡45和第二攝像面?zhèn)韧哥R47構(gòu)成低倍 率合成透鏡，其作為合成透鏡，倍率比上述由被攝體側(cè)透鏡45和第一攝像面?zhèn)韧哥R46構(gòu)成的高倍率合成透鏡低。被攝體側(cè)透鏡45,第一攝像面?zhèn)韧哥R46, 第二攝像面?zhèn)韧哥R47既可以是各自單一的透鏡，也可以是作為組合復數(shù)透鏡 的各透鏡組構(gòu)成，以補正像差。在各攝像面36， 37， 38設有攝像元件31， 32， 33，其用于將成像在各攝像面36， 37, 38的圖像變換成電信號。攝像元件31， 32， 33由包含許多像素的CCD或CM0S元件或CCD及CM0S元件等構(gòu)成，能將圖像 變換成各像素的各電信號輸出。
高倍率光學系統(tǒng)成為具有一個合成被攝體側(cè)透鏡45和第一攝像面?zhèn)韧?鏡46的高倍率合成透鏡的光學系統(tǒng)。因此，在圖4說明的透鏡L的攝像面?zhèn)韧?鏡和像面之間的距離S'成為第一攝像面?zhèn)韧哥R46和各攝像面36， 37之間的 距離。因此，在第二高倍率光程52中，從第一攝像面?zhèn)韧哥R46到攝像面37的距 離構(gòu)成為比從第一攝像面?zhèn)韧哥R46到攝像面36的距離長,該第二高倍率光程 52成為從高倍率合成透鏡到攝像面37的距離比從高倍率合成透鏡到攝像面 36的距離長的光程，在從高倍率合成透鏡的被攝體側(cè)透鏡45到作為被攝體的 半導體芯片63的距離比第一高倍率光程51短的位置具有對焦位置A2。相反， 在第一高倍率光程51中，從第一攝像面?zhèn)韧哥R46到攝像面36的距離構(gòu)成為比 從第一攝像面?zhèn)韧哥R46到攝像面37的距離短，該第一高倍率光程51成為從高 倍率合成透鏡到攝像面36的距離比從高倍率合成透鏡到攝像面37的距離短 的光程，在從高倍率合成透鏡的被攝體側(cè)透鏡45到作為被攝體的半導體芯片 63的距離比第二高倍率光程52長的位置具有對焦位置^。
低倍率光學系統(tǒng)設有第二攝像面?zhèn)韧哥R,與高倍率光學系統(tǒng)共用的被攝 體側(cè)透鏡45的合成透鏡的倍率比高倍率合成透鏡倍率低，除此以外，與上述
實施形態(tài)相同。.
使用通過本實施形態(tài)的焊接裝置用攝像裝置21攝像而得的圖像，使得半 導體芯片63的焊接點64和引腳框61的各引腳62位置一致的方法與上述實施 形態(tài)相同。
本實施形態(tài)除了具有與上述實施形態(tài)相同效果之外，還具有以下效果 由被攝體側(cè)透鏡45和第一攝像面?zhèn)韧哥R46或第二攝像面?zhèn)韧哥R47的合成透 鏡構(gòu)成各光學系統(tǒng),因此，具有能縮短光學系統(tǒng)整體長度、能提供緊湊的焊接 裝置用攝像裝置21的效果。在本實施形態(tài)中，說明對引腳框61和安裝在引腳框61上的半導體芯片63 場合，但是，并不局限于此，也可以適用于取得BGA等襯底及安裝在該襯底上 的半導體芯片63的圖像場合。襯底也包含引腳印刷在帶上者。
下面，參照圖10說明第三實施形態(tài)。與參照圖3、圖9說明的實施形態(tài)相 同部分標以相同符號，說明省略。本實施形態(tài)的焊接裝置用攝像裝置21是在 上述參照圖9說明的實施形態(tài)的第二高倍率光程52的從反射鏡43到攝像面37 之間設有光程調(diào)整用的輔助透鏡48。通過調(diào)整該輔助透鏡48的沿第二高倍率 光程52方向的位置，能調(diào)整第二高倍率光程52的對焦位置A2，被攝體攝像范 圍67的位置,沿第二高倍率光程52的方向即圖5所示作為高度方向的Z方向的 位置，具有以下效果各被攝體攝像范圍66， 67使得第一高倍率光程51的被 攝體攝像范圍66和第二高倍率光程52的被攝體攝像范圍67之間距離dZ相互 疊合，或者在各被攝體攝像范圍66, 67之間產(chǎn)生間隙。
下面，參照圖11及圖12說明第四實施形態(tài)。
如圖11所示，焊接裝置用攝像裝置21設有導入部22，鏡筒23，照相機24, 26。所述導入部22用于導入來自作為被攝體的半導體芯片63或引腳框61的光, 所述鏡筒23在內(nèi)部設有透鏡或反射鏡等光學元件，對被導入上述導入部22的 光進行導向，所述照相機24， 26安裝在所述鏡筒23上，其包含接受通過鏡筒 23的光的攝像元件。
如圖12所示，焊接裝置用攝像裝置21包括作為第一光學系統(tǒng)的高倍率光 學系統(tǒng)以及作為第二光學系統(tǒng)的低倍率光學系統(tǒng)。所述高倍率光學系統(tǒng)設有 第一高倍率光程51以及第二高倍率光程52。該第一高倍率光程51從作為被攝 體的半導體芯片63或引腳框61經(jīng)導入部22,再經(jīng)半反射鏡41及高倍率透鏡34， 透過半反射鏡42a,經(jīng)作為光程切換手段的光閘90,透過半反射鏡42b，到達攝 像面36:該第二高倍率光程52從作為被攝體的半導體芯片63或引腳框61經(jīng)導 入部22，再經(jīng)半反射鏡41及高倍率透鏡34，在半反射鏡42a反射，與第一高倍 率光程51分叉，在反射鏡43a反射后，經(jīng)光閘90，在反射鏡43b及半反射鏡42b 反射,與第一高倍率光程合流，到達共用攝像面36。所述低倍率光學系統(tǒng)設有 低倍率光程53,其是從作為被攝體的半導體芯片63或引腳框61經(jīng)導入部22， 在高倍率透鏡34的被攝體側(cè)的半反射鏡41反射，與高倍率光學系統(tǒng)分叉,在反射鏡44反射，經(jīng)低倍率透鏡35，到達攝像面38。光閘90設有葉片92及使得葉 片92回轉(zhuǎn)的電機91,用于開放第一高倍率光程51和第二高倍率光程52中某一 方,隔斷另一方，由電機91使得葉片92回轉(zhuǎn),通過第一高倍率光程51和第二高 倍率光程52中某一方光齒進行攝像。光程切換手段只要能切換第一高倍率光 程51，第二高倍率光程52,并不局限于如上所述通過電機91使得葉片92回轉(zhuǎn) 切換光程的光閘90,可以在各高倍率光程51, 52上分別設置通過施加電壓使 得折射率變化那樣的光電部件,實行開放某一方、隔斷另一方的動作,也可以 設為使用液晶的光閘。在共用攝像面36及攝像面38設有將成像在各攝像面36， 38的圖像變換成電信號的共用攝像元件31，及攝像元件33。攝像元件31， 33 由包含許多像素的CCD或CMOS元件或CCD及CMOS元件等構(gòu)成，能將圖像變換成 各像素的各電信號輸出。高倍率透鏡34，低倍率透鏡35既可以是各自單一的 透鏡，也可以組裝復數(shù)透鏡作為各透鏡組構(gòu)成，以補正像差。
從第二高倍率光程52的高倍率透鏡34到攝像面36的距離構(gòu)成為比從第 一高倍率光程51的高倍率透鏡34到攝像面36的距離長。因此，第二高倍率光 程52在從高倍率透鏡34到作為被攝體的半導體芯片63的距離比從第一高倍 率光程51的高倍率透鏡34到作為被攝體的半導體芯片63的距離短的位置具 有對焦位置。
透鏡和攝像面的距離與透鏡至被攝體的距離關系如上述參照圖4所述。 在第二髙倍率光程52中，從圖5所示的高倍率透鏡34到攝像面36的距離 比第一高倍率光程51的從高倍率透鏡34到攝像面36的距離長，根據(jù)上述透鏡 L的動作原理,第二高倍率光程52在從高倍率透鏡34到作為被攝體的半導體 芯片63的距離比第一高倍率光程51短的位置具有對焦位置A2。相反,在第一 高倍率光程51中，從高倍率透鏡34到攝像面36的距離比第二高倍率光程52的 從高倍率透鏡34到攝像面36的距離短，第一高倍率光程51在從高倍率透鏡34 到作為被攝體的半導體芯片63的距離比第二高倍率光程52長的位置具有對 焦位置A,。在圖5中，各透鏡34， 35以及各光程51, 52， 53以外的光學系統(tǒng)圖 示省略。
第一高倍率光程51在從高倍率透鏡34的距離比第二高倍率光程52長的 位置具有對焦位置、第二高倍率光程52在從高倍率透鏡34的距離比第一高
25倍率光程51短的位置具有對焦位置A2。對焦位置&和對焦位置A2的距離為dZ。 另一方面，高倍率透鏡34具有在對焦狀態(tài)下能對被攝體進行攝像的景深D。因 此，第一高倍率光程51以對焦位置A,為中心，沿第一高倍率光程51方向即作 為高度方向的Z方向，在景深D范圍內(nèi)，在對焦狀態(tài)下能使得被攝體圖像成像 在共用攝像面36上。以該對焦位置A,為中心的景深D范圍是第一高倍率光程 51的被攝體攝像范圍66，第一高倍率光程51和第二高倍率光程52的共用攝 像元件31取得位于該被攝體攝像范圍66的被攝體圖像。第二高倍率光程52 以對焦位置A2為中心，沿第二高倍率光程52方向即作為高度方向的Z方向，在 景深D范圍內(nèi)，在對焦狀態(tài)下能使得被攝體圖像成像在攝像面36上。以該對焦 位置A2為中心的景深D范圍是第二高倍率光程52的被攝體攝像范圍67，共用 的攝像元件31取得位于該被攝體攝像范圍67的被攝體圖像。第一高倍率光程 51及第二高倍率光程52都為經(jīng)同一高倍率透鏡34的光程，各光程51， 52的景 深D成為相同距離。對焦位置A,和對焦位置A2的距離dZ是由從高倍率透鏡34 到攝像面36的第一高倍率光程51和第二高倍率光程52的距離之差決定的量。 在本實施形態(tài)中，如圖5所示，dZ設定為與景深D相等。
另一方面，低倍率光程53通過比高倍率透鏡34倍率低的低倍率透鏡35使 得圖像成像。這與上述第一實施形態(tài)相同，參照上述對圖5的說明，在此省略。
關于引腳框61及半導體芯片63的高倍率光學系統(tǒng)視場71和低倍率光學 系統(tǒng)視場72的例子,與上述第一實施形態(tài)相同,參照上述對圖6，圖7,圖8的說 明，在此省略。
焊接裝置用攝像裝置21將高倍率光學系統(tǒng)視場71設定在如圖7所示那樣 的包含位于半導體芯片63角部的特定圖案65的位置，通過共用的攝像元件31 輸出包含特定圖案65的圖像作為各像素的電信號輸出。攝像元件31的來自各 像素的各電信號輸入沒有圖示的控制裝置,在控制裝置通過例如歸一化相關 處理等，根據(jù)特定圖案65位置與位于視場72中心的像素位置的像素數(shù)之差， 取得視場71的中心和特定圖案65之間的XY方向的距離，取得特定圖案65的相 對視場71中心的XY座標位置，由此，取得特定圖案65的相對引線焊接機10的 座標位置。
接著,焊接裝置用攝像裝置21移動到半導體芯片63的對角方向的角部進入視場那樣的位置，取得位于對角側(cè)的特定圖案65的座標位置。半導體芯片 63的各焊接點64的位置制造得比引腳框61的引腳62的位置正確，因此,若通 過取得對角方向的兩個特定圖案65位置的座標位置，特定半導體芯片63的座 標位置，則各焊接點64的座標位置也被特定。由此，可以不對各焊接點64進行 位置檢測而取得半導體芯片63的各焊接點64的座標位置。
取得半導體芯片63的焊接點64的座標位置時,使用第一高倍率光程51或 第二高倍率光程52，當作為被攝體的半導體芯片63的焊接點64的高度方向位 置即Z方向位置進入圖5所示的第一高倍率光程51的被攝體攝像范圍66場合， 使用第一高倍率光程51,當作為被攝體的半導體芯片63的焊接點64的Z方向 位置進入圖5所示的第二高倍率光程52的被攝體攝像范圍67場合,使用第二 高倍率光程52。通過使得圖12所示的光閘90的電機91回轉(zhuǎn)切換第一髙倍率光 程51或第二高倍率光程52。使用哪個光程攝像可以根據(jù)進行引線焊接的半導 體芯片63的厚度、段數(shù)、攝像工序等進行選擇,也可以與引線焊接工序一致 用程序等預先設定,或者也可以處理由第一高倍率光程51及第二高倍率光程 52攝制的圖像，選擇能更明確地識別被攝體境界線的光程。例如,如圖5所示， 半導體芯片63多段疊層場合,被攝體攝像范圍66離開高倍率透鏡34的距離長， 當對進入該被攝體攝像范圍66的第l層及第2層的半導體芯片63a, 63b攝像 以及取得各焊接點64a， 64b的座標位置時，通過光閘90開放第一高倍率光程 51,同時隔斷第二高倍率光程52，使用第一高倍率光程51攝像；以對焦位置A2 為中心的被攝體攝像范圍67離開高倍率透鏡34的距離短，當對進入該被攝體 攝像范圍67的第3層半導體芯片63c攝像以及取得焊接點64c的座標位置時， 通過光閘90開放第二高倍率光程52，同時隔斷第一高倍率光程51，使用第二 高倍率光程52攝像。這樣，本實施形態(tài)設有兩個高倍率光程51, 52，因此，當 實行如圖5那樣的沿高度方向即Z方向階梯差大的多段疊層半導體的引線接 合時,使用高倍率透鏡34，且不移動透鏡位置地能取得沿高度方向即Z方向?qū)?的被攝體攝像范圍的圖像，因此，具有能精度良好地對高度方向階梯差大的 半導體芯片63a， 63b， 63c進行攝像的效果。又,本實施形態(tài)通過光閘90切換 第一高倍率光程51及第二高倍率光程52兩個高倍率光程，具有能共用攝像元 件31、使得系統(tǒng)簡單的效果。若通過上述動作取得各引腳62頂端的各座標位置及各焊接點64的各座 標位置，引線焊接機10使得圖1所示的焊接頭11和Z方向驅(qū)動機構(gòu)18動作，驅(qū) 動安裝在超聲波模具13前端的毛細管14沿X、 Y、 Z方向移動，通過插入穿通毛 細管14的引線16，使得引線16接合在圖5所示的半導體芯片63的各焊接點64 和引腳框61的各引腳62之間。
接著，若通過引線16使得一個半導體芯片63的全部焊接點64與引腳框61 的各引腳62連接，則運送引腳框61使得下一半導體芯片63來到焊接位置。焊 接裝置用攝像裝置21再次掃描引腳框61的圖像，取得各引腳62的座標位置， 取得半導體芯片63的特定圖案65的座標位置,實行此后的引線接合。
上述實施形態(tài)的焊接裝置用攝像裝置21通過視場寬廣的低倍率光學系 統(tǒng)掃描各引腳62，取入引腳62的全部圖像，因此，圖像取入次數(shù)少，能縮短引 腳框的攝像時間，取得引腳62的座標位置所化費時間少，能與引線焊接高速 化對應，同時，在髙倍率光學系統(tǒng)中設有兩個高倍率光程51， 52，因此，實行 高度方向階梯差大的多段疊層半導體的引線接合時，使用髙倍率透鏡34,且 能不使得透鏡位置移動地取得高度方向?qū)挼谋粩z體攝像范圍的圖像，因此， 具有能精度良好地對高度方向階梯差大的半導體芯片63a, 63b， 63c進行攝
像的效果。
在上述說明的實施形態(tài)中，高倍率光學系統(tǒng)設有兩個高倍率光程，但是, 并不局限于此,也可以根據(jù)半導體芯片63的階梯差設有更多的高倍率光程。 又，在本實施形態(tài)中，說明對引腳框61和安裝在引腳框61上的半導體芯片63 進行攝像場合，但是，并不局限于此，也可以適用于取得BGA等襯底及安裝在 該襯底上的半導體芯片63的圖像場合。
下面，參照圖13說明第五實施形態(tài)。與參照圖12說明的實施形態(tài)相同部 分標以相同符號，說明省略。本實施形態(tài)的焊接裝置用攝像裝置21與上述說 明的實施形態(tài)相同，設有如圖11所示的導入部22，鏡筒23，照相機24， 26。所 述導入部22用于導入來自作為對象的半導體芯片63或引腳框61的光的光程， 所述鏡筒23在內(nèi)部設有透鏡或反射鏡等光學元件,對被導入上述導入部22的 光進行導向，所述照相機24, 26安裝在所述鏡筒23上，其包含接受來自鏡筒 23的光的攝像元件。如圖13所示,本實施形態(tài)的焊接裝置用攝像裝置21包括作為第一光學系
統(tǒng)的高倍率光學系統(tǒng)以及作為第二光學系統(tǒng)的低倍率光學系統(tǒng)。所述高倍率 光學系統(tǒng)設有第一高倍率光程51以及第二高倍率光程52。該第一高倍率光程 51從作為被攝體的半導體芯片63或引腳框61經(jīng)導入部22,再經(jīng)被攝體側(cè)透鏡 45，透過半反射鏡41，經(jīng)第一攝像面?zhèn)韧哥R46透過半反射鏡42a，經(jīng)光閘90透 過半反射鏡42b,到達攝像面36;該第二高倍率光程52從作為被攝體的半導體 芯片63或引腳框61經(jīng)導入部22,再經(jīng)被攝體側(cè)透鏡45,透過半反射鏡41,經(jīng)第 一攝像面?zhèn)韧哥R46在半反射鏡42a反射，與第一高倍率光程51分叉，在反射鏡 43a反射后，經(jīng)光閘90在反射鏡43b及半反射鏡42b反射，與第一高倍率光程51 合流，到達共用的攝像面。所述低倍率光學系統(tǒng)設有低倍率光程53，其是從作 為被攝體的半導體芯片63或引腳框61經(jīng)導入部22，經(jīng)被攝體側(cè)透鏡45,在位 于被攝體側(cè)透鏡45和第一攝像面?zhèn)韧哥R46之間的半反射鏡41反射，與高倍率 光學系統(tǒng)分叉，在反射鏡44反射,經(jīng)第二攝像面?zhèn)韧哥R47，到達攝像面38。被 攝體側(cè)透鏡45和第一攝像面?zhèn)韧哥R46構(gòu)成高倍率合成透鏡,被攝體側(cè)透鏡45 和第二攝像面?zhèn)韧哥R47構(gòu)成低倍率合成透鏡,其作為合成透鏡，倍率比上述 由被攝體側(cè)透鏡45和第一攝像面?zhèn)韧哥R46構(gòu)成的高倍率合成透鏡低。被攝體 側(cè)透鏡45,第一攝像面?zhèn)韧哥R46，第二攝像面?zhèn)韧哥R47既可以是各自單一的 透鏡，也可以是作為組合復數(shù)透鏡的各透鏡組構(gòu)成，以補正像差。設在各攝像 面36, 38的攝像元件31， 33以及光閘90的構(gòu)成與上述參照圖3說明的實施形 態(tài)相同。
高倍率光學系統(tǒng)成為具有一個合成被攝體側(cè)透鏡45和第一攝像面?zhèn)韧?鏡46的高倍率合成透鏡的光學系統(tǒng)。因此，在圖4說明的透鏡L的攝像面?zhèn)韧?鏡和像面之間的距離S'成為第一攝像面?zhèn)韧哥R46和攝像面36之間的距離。 因此，在第二高倍率光程52中，從第一攝像面?zhèn)韧哥R46到攝像面36的距離構(gòu) 成為比第一高倍率光程51長，該第二高倍率光程52成為從高倍率合成透鏡到 攝像面36的距離比第一高倍率光程51長的光程，在從高倍率合成透鏡前方的 被攝體側(cè)透鏡45到作為被攝體的半導體芯片63的距離比第一高倍率光程51 短的位置具有對焦位置A2。相反,在第一高倍率光程51中，從第一攝像面?zhèn)韧?鏡46到攝像面36的距離構(gòu)成為比第二高倍率光程52短，該第一高倍率光程51成為從髙倍率合成透鏡到攝像面36的距離比第二高倍率光程52短的光程，在 從高倍率合成透鏡前方的被攝體側(cè)透鏡45到作為被攝體的半導體芯片63的 距離比第二高倍率光程52長的位置具有對焦位置Ai。
低倍率光學系統(tǒng)設有第二攝像面?zhèn)韧哥R，與高倍率光學系統(tǒng)共用的被攝 體側(cè)透鏡45的合成透鏡的倍率比高倍率合成透鏡倍率低，除此以外，與上述 實施形態(tài)相同。
使用通過本實施形態(tài)的焊接裝置用攝像裝置21攝像而得的圖像,使得半 導體芯片63的焊接點64和引腳框61的各引腳62位置一致的方法與上述實施 形態(tài)相同。
本實施形態(tài)除了具有與上述實施形態(tài)相同效果之外，還具有以下效果 由被攝體側(cè)透鏡45和第一攝像面?zhèn)韧哥R46或第二攝像面?zhèn)韧哥R47的合成透 鏡構(gòu)成各光學系統(tǒng)，因此,具有能縮短光學系統(tǒng)整體長度、能提供緊湊的焊接 裝置用攝像裝置21的效果。
在本實施形態(tài)中，說明對引腳框61和安裝在引腳框61上的半導體芯片63 攝像場合,但是，并不局限于此,也可以適用于取得BGA等襯底及安裝在該襯 底上的半導體芯片63的圖像場合。襯底也包含引腳印刷在帶上者。
下面，參照圖14說明第六實施形態(tài)。與參照圖12、圖13說明的實施形態(tài) 相同部分標以相同符號,說明省略。在本實施形態(tài)中，第一高倍率光程51在光 閘后，在反射鏡43b及半反射鏡42b反射，到達攝像面36,在反射鏡43b和半反 射鏡42b之間設有作為光程長調(diào)整手段的玻璃板48a。第二高倍率光程52構(gòu)成 為在光閘90后，透過半反射鏡42b與第一高倍率光程51合流，到達共用的攝像 面36。在本實施形態(tài)中，沒有設置玻璃板48a場合的第一高倍率光程51和第二 高倍率光程52的光程長大致相同,通過玻璃板48a調(diào)整兩個高倍率光程51， 52 間的光程長。光程長調(diào)整手段并不局限于玻璃板48a,也可以使用塑料板或輔 助透鏡等構(gòu)成。并且，通過調(diào)整該玻璃板48a沿第一高倍率光程51方向的位 置、厚度等形狀，能調(diào)整第一高倍率光程51的對焦位置Ah調(diào)整被攝體攝像范 圍66沿第一高倍率光程51方向即圖5所示作為高度方向的Z方向的位置,具有 以下效果:各被攝體攝像范圍66， 67使得第一高倍率光程51的被攝體攝像范 圍66和第二高倍率光程52的被攝體攝像范圍67之間距離dZ相互疊合,或者在各被攝體攝像范圍66， 67之間產(chǎn)生間隙。
上面參照
了本發(fā)明的實施例,但本發(fā)明并不局限于上述實施形 態(tài)。在本發(fā)明技術思想范圍內(nèi)可以作種種變更，它們都屬于本發(fā)明的保護范 圍。
例如，在上述各實施形態(tài)中，說明將焊接裝置用攝像裝置21適用于引線 焊接機10場合，但是，并不局限于此，本發(fā)明也可以適用于芯片焊接機，倒裝 芯片焊接機，帶焊接機等其他焊接裝置。
權利要求
1.一種焊接裝置用攝像裝置，取得作為被攝體的引腳框或襯底以及安裝在引腳框或襯底上的多段疊層半導體芯片的圖像，其特征在于，包括第一光學系統(tǒng)，經(jīng)第一透鏡到復數(shù)攝像面，與處于離第一透鏡距離不同位置的復數(shù)的被攝體攝像范圍對應，具有從第一透鏡到各攝像面的各光程長不同的復數(shù)光程；第二光學系統(tǒng)，具有在第一透鏡的被攝體側(cè)與第一光學系統(tǒng)分叉、經(jīng)倍率比第一透鏡低的第二透鏡到攝像面的光程，設有比第一光學系統(tǒng)視場寬廣的視場；設在第一光學系統(tǒng)的各攝像面、取得安裝在引腳框或襯底上的多段疊層半導體芯片的各層圖像的各攝像元件，以及設在第二光學系統(tǒng)的攝像面、取得引腳框或襯底的圖像的攝像元件。
2. —種焊接裝置用攝像裝置,取得作為被攝體的引腳框或襯底以及安裝 在引腳框或襯底上的多段疊層半導體芯片的圖像，其特征在于,包括第一光學系統(tǒng)，經(jīng)被攝體側(cè)透鏡及第一攝像面?zhèn)韧哥R到復數(shù)攝像面，具 有從被攝體側(cè)透鏡到各攝像面的各光程長不同的復數(shù)光程；第二光學系統(tǒng)，具有在被攝體側(cè)透鏡和第一攝像面?zhèn)韧哥R之間與第一光 學系統(tǒng)分叉、經(jīng)第二攝像面?zhèn)韧哥R到攝像面的光程，設有比第一光學系統(tǒng)視 場寬廣的視場,所述被攝體側(cè)透鏡與第二攝像面?zhèn)韧哥R的合成透鏡倍率比被 攝體側(cè)透鏡與第一攝像面?zhèn)韧哥R的合成透鏡倍率低；設在第一光學系統(tǒng)的各攝像面、取得安裝在引腳框或襯底上的多段疊層 半導體芯片的各層圖像的各攝像元件，以及設在第二光學系統(tǒng)的攝像面、取 得引腳框或襯底的圖像的攝像元件。
3. 根據(jù)權利要求1或2中所述的焊接裝置用攝像裝置,其特征在于 第一光學系統(tǒng)的各攝像元件協(xié)同取得安裝在引腳框或襯底上的多段疊層半導體芯片的各層圖像。
4. 一種焊接裝置用攝像裝置,取得作為被攝體的引腳框或襯底以及安裝在引腳框或襯底上的多段疊層半導體芯片的圖像，其特征在于,包括第一光學系統(tǒng)，經(jīng)第一透鏡到共用的攝像面，與處于離第一透鏡距離不同位置的復數(shù)的被攝體攝像范圍對應,具有從第一透鏡到共用的攝像面的光程長不同的復數(shù)光程；光程切換手段，開放第一光學系統(tǒng)的復數(shù)光程之中一個光程，隔斷其他光程；第二光學系統(tǒng)，具有在第一透鏡的被攝體側(cè)與第一光學系統(tǒng)分叉、經(jīng)倍 率比第一透鏡低的第二透鏡到攝像面的光程,設有比第一光學系統(tǒng)視場寬廣 的視場；設在第一光學系統(tǒng)的共用攝像面、取得安裝在引腳框或襯底上的多段疊 層半導體芯片的各層圖像的攝像元件，以及設在第二光學系統(tǒng)的攝像面、取 得引腳框或襯底的圖像的攝像元件。
5. —種焊接裝置用攝像裝置,取得作為被攝體的引腳框或襯底以及安裝 在引腳框或襯底上的多段疊層半導體芯片的圖像，其特征在于,包括第一光學系統(tǒng),經(jīng)被攝體側(cè)透鏡及第一攝像面?zhèn)韧哥R到共用攝像面，與 處于離被攝體側(cè)透鏡距離不同位置的復數(shù)的被攝體攝像范圍對應，具有從第 一被攝體側(cè)透鏡到共用攝像面的光程長不同的復數(shù)光程；光程切換手段，開放第一光學系統(tǒng)的復數(shù)光程之中一個光程，隔斷其他 光程；第二光學系統(tǒng)，具有在被攝體側(cè)透鏡和第一攝像面?zhèn)韧哥R之間與第一光 學系統(tǒng)分叉、經(jīng)第二攝像面?zhèn)韧哥R到攝像面的光程，設有比第一光學系統(tǒng)視 場寬廣的視場，所述被攝體側(cè)透鏡與第二攝像面?zhèn)韧哥R的合成透鏡倍率比被 攝體側(cè)透鏡與第一攝像面?zhèn)韧哥R的合成透鏡倍率低；設在第一光學系統(tǒng)的共用攝像面、取得安裝在引腳框或襯底上的多段疊 層半導體芯片的各層圖像的攝像元件，以及設在第二光學系統(tǒng)的攝像面、取得引腳框或襯底的圖像的攝像元件。
6. 根據(jù)權利要求4或5中所述的焊接裝置用攝像裝置，其特征在于光程切換手段根據(jù)攝影的多段疊層半導體芯片的各層高度位置切換復 數(shù)光程。
7. 根據(jù)權利要求2或5中所述的焊接裝置用攝像裝置，其特征在于 第一光學系統(tǒng)在第一攝像面?zhèn)韧哥R和各攝像面之間的光程上設有光程長調(diào)整用手段，沿光程方向其安裝位置可變。
8. 根據(jù)權利要求7中所述的焊接裝置用攝像裝置，其特征在于 光程長調(diào)整用手段是光程長調(diào)整用透鏡或透射性玻璃或塑料或陶瓷。
9. 一種攝像方法，通過焊接裝置用攝像裝置取得作為被攝體的引腳框或 襯底以及安裝在引腳框或襯底上的多段疊層半導體芯片的圖像,所述焊接裝 置用攝像裝置包括第一光學系統(tǒng)，經(jīng)第一透鏡到復數(shù)攝像面，與處于離第一透鏡距離不同 位置的復數(shù)的被攝體攝像范圍對應，具有從第一透鏡到各攝像面的各光程長 不同的復數(shù)光程；第二光學系統(tǒng)，具有在第一透鏡的被攝體側(cè)與第一光學系統(tǒng)分叉、經(jīng)倍 率比第一透鏡低的第二透鏡到攝像面的光程，設有比第一光學系統(tǒng)視場寬廣 的視場設在第一光學系統(tǒng)的各攝像面的各攝像元件，以及設在第二光學系統(tǒng)的 攝像面的攝像元件；所述攝像方法包括引腳圖像攝像工序，使得第二光學系統(tǒng)的視場在引腳框面或襯底面掃描, 通過設在第二光學系統(tǒng)攝像面上的攝像元件取得包含各多段疊層半導體芯 片全周的各引腳的引腳框或襯底的圖像；半導體芯片攝像工序，通過設在第一光學系統(tǒng)各攝像面上的各攝像元件 取得位于復數(shù)高度位置的多段疊層半導體芯片各層圖像。
10. —種攝像方法,通過焊接裝置用攝像裝置取得作為被攝體的引腳框 或襯底以及安裝在引腳框或襯底上的多段疊層半導體芯片的圖像，所述焊接 裝置用攝像裝置包括第一光學系統(tǒng)，經(jīng)被攝體側(cè)透鏡及第一攝像面?zhèn)韧哥R到復數(shù)攝像面，具 有從被攝體側(cè)透鏡到各攝像面的各光程長不同的復數(shù)光程；第二光學系統(tǒng)，具有在被攝體側(cè)透鏡和第一攝像面?zhèn)韧哥R之間與第一光 學系統(tǒng)分叉、經(jīng)第二攝像面?zhèn)韧哥R到攝像面的光程，設有比第一光學系統(tǒng)視場寬廣的視場，所述被攝體側(cè)透鏡與第二攝像面?zhèn)韧哥R的合成透鏡倍率比被攝體側(cè)透鏡與第一攝像面?zhèn)韧哥R的合成透鏡倍率低；設在第一光學系統(tǒng)的各攝像面、取得安裝在引腳框或襯底上的多段疊層 半導體芯片的各層圖像的各攝像元件，以及設在第二光學系統(tǒng)的攝像面、取 得引腳框或襯底的圖像的攝像元件；所述攝像方法包括引腳圖像攝像工序，使得第二光學系統(tǒng)的視場在引腳框面或襯底面掃描， 通過設在第二光學系統(tǒng)攝像面上的攝像元件取得包含各多段疊層半導體芯 片全周的各引腳的引腳框或襯底的圖像；半導體芯片攝像工序，通過設在第一光學系統(tǒng)各攝像面上的各攝像元件 取得位于復數(shù)高度位置的多段疊層半導體芯片各層圖像。
11. 一種攝像方法，通過焊接裝置用攝像裝置取得作為被攝體的引腳框 或襯底以及安裝在引腳框或襯底上的多段疊層半導體芯片的圖像，所述焊接 裝置用攝像裝置包括第一光學系統(tǒng)，經(jīng)第一透鏡到共用的攝像面，與處于離第一透鏡距離不 同位置的復數(shù)的被攝體攝像范圍對應，具有從第一透鏡到共用的攝像面的光 程長不同的復數(shù)光程；光程切換手段，開放第一光學系統(tǒng)的復數(shù)光程之中一個光程，隔斷其他 光程；第二光學系統(tǒng),具有在第一透鏡的被攝體側(cè)與第一光學系統(tǒng)分叉、經(jīng)倍 率比第一透鏡低的第二透鏡到攝像面的光程，設有比第一光學系統(tǒng)視場寬廣 的視場；設在第一光學系統(tǒng)的共用攝像面的攝像元件，以及設在第二光學系統(tǒng)的 攝像面的攝像元件； 所述攝像方法包括引腳圖像攝像工序,使得第二光學系統(tǒng)的視場在引腳框面或襯底面掃描， 通過設在第二光學系統(tǒng)攝像面上的攝像元件取得包含各多段疊層半導體芯 片全周的各引腳的引腳框或襯底的圖像；半導體芯片攝像工序,通過第一光學系統(tǒng)的攝像元件取得與多段疊層半導體芯片各層高度位置對應、經(jīng)由光程切換手段開放的第一光學系統(tǒng)的某一 光程成像在第一光學系統(tǒng)的攝像面上的多段疊層半導體芯片的各層圖像。
12. —種攝像方法，通過焊接裝置用攝像裝置取得作為被攝體的引腳框 或襯底以及安裝在引腳框或襯底上的多段疊層半導體芯片的圖像，所述焊接 裝置用攝像裝置包括第一光學系統(tǒng)，經(jīng)被攝體側(cè)透鏡及第一攝像面?zhèn)韧哥R到共用攝像面，與 處于離被攝體側(cè)透鏡距離不同位置的復數(shù)的被攝體攝像范圍對應，具有從第 一被攝體側(cè)透鏡到共用攝像面的光程長不同的復數(shù)光程；光程切換手段，開放第一光學系統(tǒng)的復數(shù)光程之中一個光程，隔斷其他 光程；第二光學系統(tǒng)，具有在被攝體側(cè)透鏡和第一攝像面?zhèn)韧哥R之間與第一光 學系統(tǒng)分叉、經(jīng)第二攝像面?zhèn)韧哥R到攝像面的光程,設有比第一光學系統(tǒng)視 場寬廣的視場，所述被攝體側(cè)透鏡與第二攝像面?zhèn)韧哥R的合成透鏡倍率比被 攝體側(cè)透鏡與第一攝像面?zhèn)韧哥R的合成透鏡倍率低；設在第一光學系統(tǒng)的共用攝像面的攝像元件，以及設在第二光學系統(tǒng)的 攝像面的攝像元件；所述攝像方法包括引腳圖像攝像工序，使得第二光學系統(tǒng)的視場在引腳框面或襯底面掃描， 通過設在第二光學系統(tǒng)攝像面上的攝像元件取得包含各多段疊層半導體芯 片全周的各引腳的引腳框或襯底的圖像；半導體芯片攝像工序,通過第一光學系統(tǒng)的攝像元件取得與多段疊層半 導體芯片各層高度位置對應、經(jīng)由光程切換手段開放的第一光學系統(tǒng)的某一 光程成像在第一光學系統(tǒng)的攝像面上的多段疊層半導體芯片的各層圖像。
全文摘要
本發(fā)明涉及焊接裝置用攝像裝置及攝像方法。本發(fā)明課題在于，在焊接裝置用攝像裝置中，精度良好地對高度方向階梯差大的半導體芯片進行攝像，并縮短引腳框的攝像時間。在一實施例中，包括設有第一，第二高倍率光程(51，52)的高倍率光學系統(tǒng)及低倍率光學系統(tǒng)。高倍率光程經(jīng)高倍率透鏡(34)到達復數(shù)攝像面(36，37)，與處于離高倍率透鏡(34)距離不同位置的復數(shù)被攝體攝像范圍對應，從高倍率透鏡到各攝像面(36，37)的各光程長不同。低倍率光學系統(tǒng)設有經(jīng)低倍率透鏡(35)到達攝像面(38)的低倍率光程(53)，設有比各高倍率光程(51，52)寬廣的視場。高倍率光學系統(tǒng)的各攝像元件(31，32)取得半導體芯片(63)的圖像，低倍率光學系統(tǒng)的攝像元件(33)取得引腳框(61)的圖像。
文檔編號H01L21/66GK101320703SQ200810108969
公開日2008年12月10日 申請日期2008年6月5日 優(yōu)先權日2007年6月8日
發(fā)明者早田滋 申請人:株式會社新川