超微細接合のための高精度位置決め視覚とプロセスコントロールに関する研究

1996 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 07455290
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 藤本 公三 大阪大学, 工学部, 助教授 (70135664)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 岩田 剛治 大阪大学, 工学部, 助手 (30263205) ; 安田 清和 大阪大学, 工学部, 助手 (00210253) ; 仲田 周次 大阪大学, 工学部, 教授 (90029075)
• Keywords: 超微細接合 / 視覚計測 / 高精度位置計測 / パターンマッチング / 輝度分散値 / 二値化 / ステレオ視 / シングルポイントTAB接合

Research Abstract

本研究は,電子デバイス実装およびマイクロマシン製造における超微細アセンブリシステムにおいて重要な高精度位置決め視覚の検討を行うとともに,視覚により得られた位置情報に基づくプロセスコントロール方法の提言を行うことを目的としたものである.昨年度は,グレースケールパターンマッチングと視野分離撮像法の提案およびその基礎的なアルゴリズムの構築を行った.本年度は,前年度の成果を踏まえて,三次元視覚計測および画像の自動二値化手法の検討をおこない,TAB接合への適用を行った.
まず,微視野視覚における三次元形状計測では,昨年度の輝度レベルの分散値によるパターンマッチングをステレオ視に適用し,エッジ線が明瞭ではなく,また,表面の凹凸による明るさの変化が大きい微細対象物に対するステレオ画像における左右画像間のマッチングについて検討を行った.一般に,エッジ線が明瞭でない画像からのステレオ視は難しいが,本研究で提唱している輝度レベルの相関分散値に基づいて相互相関マッチングを行うことにより,微視野画像に対するステレオ視からの三次元形状復元の可能性を示した.
次に,電子部品やマイクロマシンなどの微細構造体への適用で問題となる二値化の自動しきい値設定法についての検討を行った.これら微細構造体は金属,樹脂などの複合体であり,光の反射率が大きく異なる.このため,TVカメラでこれらの対象を撮像する場合,光の明るさ情報を一部犠牲にして量子化することが多い.このような画像において,自動的に二値化を行う場合,照明の変化に伴う量子化範囲の変化により二値化される箇所が異なり,抽出結果に大きく影響を与える.本研究では,量子化範囲を変化させて,輝度レベルの生起確率の分散度を最大値を求めることにより,量子化範囲によらず安定した二値化のしきい値が得られることを明らかにした.
さらに,本研究では,視覚認識機能を有した微細接合部プロセスとして,接合部サイズが数10μmのシングルポイントTABを取り上げ,視覚による位置決め機構と加圧履歴制御機構を有する接合装置を試作し,コンピュータ制御することにより低変形・高強度なTAB接合部が得られることを明らかにした.

Research Products

• [Publications] 藤本 公三: "加圧履歴制御機構を有するシングルポイントTABボンダーの開発 ーシングルポイントTAB接合プロセスの研究(第1報)-" 溶接学会論文集. 60-1. 179-183 (1996)
• [Publications] 藤本 公三: "加圧履歴制御による低温低変形接合 ーシングルポイントTAB接合プロセスの研究(第2報)-" 溶接学会論文集. 60-1. 184-189 (1996)
• [Publications] 朱 航: "判別分析二値化法によるマイクロ接合部領域の自動検出" 第3回エレクトロニクスにおけるマイクロ接合・実装技術シンポジウム論文集. 237-242 (1997)
• [Publications] 朱 航: "輝度ヒストグラムの統計処理による最適しきい値の自動判定 -マイクロ接合部領域の自動検出に関する研究(第1報)-" 溶接学会全国大会講演概要. 60. (1997)
• [Publications] 朱 航: "形状特徴量に基づく検出対象領域の自動検出 -マイクロ接合部領域の自動検出に関する研究(第2報)-" 溶接学会全国大会講演概要. 60. (1997)