JP2843389B2 - Bonding ball inspection device - Google Patents

Bonding ball inspection device

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Description

【発明の詳細な説明】 〔概要〕 集積回路等のワイヤボンディングにおけるボンディン
グ状態を管理する上で重要な要素であるボンディングボ
ール径の寸法を計測検査するボンディングボール検査装
置に関し、 量子化誤差や画像の濃度勾配の影響をできるだけ受け
ることなく、高精度にボンディングボール径の寸法を計
測することを目的とし、 パッドにボンディングされたワイヤの先端のボンディ
ングボールを撮像する撮像手段と、該撮像手段の出力映
像信号をディジタル処理して画素を生成する画素生成手
段と、該画素生成手段により生成された画素のうち所定
サイズの検査領域における各画素の画素間を階調補間し
てサブピクセルを生成するサブピクセル生成手段と、該
検査領域における該画素生成手段により生成された各画
素と、該サブピクセル生成手段により生成された各サブ
ピクセルを夫々記憶する濃淡階調画像メモリと、該濃淡
階調画像メモリから読み出した画素及びサブピクセルに
対して2次微分を行ない、その2次微分結果のゼロクロ
スを検出するゼロクロス検出手段と、を有し、該ゼロク
ロス検出手段による検出結果に基づいて前記ボンディン
グボールの径の寸法計測を行なうよう構成する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Summary] The present invention relates to a bonding ball inspection apparatus for measuring and inspecting a dimension of a bonding ball diameter which is an important element in managing a bonding state in wire bonding of an integrated circuit or the like. An imaging unit for imaging a bonding ball at a tip of a wire bonded to a pad for the purpose of measuring the size of a bonding ball diameter with high accuracy without being affected by a concentration gradient as much as possible, and an output image of the imaging unit A pixel generating means for generating a pixel by digitally processing a signal; and a sub-pixel for generating a sub-pixel by performing gradation interpolation between pixels of each pixel in an inspection area of a predetermined size among the pixels generated by the pixel generating means. Generating means; each pixel generated by the pixel generating means in the inspection area; A gray-scale image memory for storing the respective sub-pixels generated by the pixel generator, and a second differentiation for the pixels and sub-pixels read from the gray-scale image memory, and zero-crossing the result of the second differentiation. And a zero-cross detecting means for detecting the diameter of the bonding ball based on the detection result of the zero-cross detecting means.

〔産業上の利用分野〕[Industrial applications]

本発明はボンディングボール検査装置に係り、特に集
積回路等のワイヤボンディングにおけるボンディング状
態を管理する上で重要な要素であるボンディングボール
径の寸法を計測検査するボンディングボール検査装置に
関する。
The present invention relates to a bonding ball inspection apparatus, and more particularly to a bonding ball inspection apparatus that measures and inspects a dimension of a bonding ball diameter, which is an important element in managing a bonding state in wire bonding of an integrated circuit or the like.

近年、集積回路(IC)や大規模集積回路(LSI)は広
範囲に、かつ、大量に使用されるようになっているた
め、ICやLSIにおけるワイヤボンディング状態の外観検
査の自動化が行なわれるようになってきた。このワイヤ
ボンディング状態の外観検査においては、ボンディング
ボール径の寸法を正確に計測することが必要とされる。
In recent years, integrated circuits (ICs) and large-scale integrated circuits (LSIs) have been used widely and in large quantities, so that visual inspection of the wire bonding state of ICs and LSIs has been automated. It has become. In the appearance inspection of the wire bonding state, it is necessary to accurately measure the diameter of the bonding ball.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

第7図は従来のボンディングボール検査装置の一例の
構成図を示す。同図中、1はリードフレームで、その上
にICチップ2が載置されている。ICチップ2上にはパッ
ド3が形成されている。4はワイヤで、一端がパッド3
上にボンディングボール5を形成して固着されている。
FIG. 7 shows a configuration diagram of an example of a conventional bonding ball inspection apparatus. In the figure, reference numeral 1 denotes a lead frame on which an IC chip 2 is mounted. Pads 3 are formed on the IC chip 2. 4 is a wire, one end of which is a pad 3
A bonding ball 5 is formed thereon and fixed.

リードフレーム1は搬送装置であるフレームフィーダ
6により、照明装置7及び撮像装置8の真下に搬送され
る。これにより、ボンディングボール5は照明装置7で
照明され、撮像装置8で撮像される。撮像装置8から取
り出された映像信号は情報処理装置9に供給され、ここ
でアナログ処理又はディジタル処理にてシェーディング
が補正されて画像を均一の濃淡状態にしてから自動的に
求めた閾値で2値化されて撮像画像のワイヤボンディン
グ状態が検査される。
The lead frame 1 is transported by a frame feeder 6 which is a transport device, directly below the illumination device 7 and the imaging device 8. Thus, the bonding ball 5 is illuminated by the illumination device 7 and is imaged by the imaging device 8. The video signal extracted from the imaging device 8 is supplied to an information processing device 9, where the shading is corrected by analog processing or digital processing to make the image a uniform shaded state, and then a binary value is automatically obtained. Then, the wire bonding state of the captured image is inspected.

ここで、従来のワイヤボンディング検査装置では、上
記情報処理装置9における処理として2値化閾値を求
め、この2値化閾値で2値化した濃淡画像からボンディ
ングボール径の寸法を計測し、この径からボンディング
ボール5の形状を検査している。
Here, in the conventional wire bonding inspection apparatus, a binarization threshold is obtained as a process in the information processing apparatus 9, and the size of the bonding ball diameter is measured from a grayscale image binarized by the binarization threshold. Is inspected for the shape of the bonding ball 5.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problems to be solved by the invention]

しかるに、上記の従来のボンディング検査装置では、
映像信号をディジタル化しているため量子化誤差が発生
する。この量子化誤差は撮像光学系の分解能を上げるこ
とにより低減することはできるが、分解能の増加に伴な
い視野が狭くなるため、分解能の増加には制約がある。
このため従来は比較的大なる量子化誤差があり、それに
よりボンディングボール5の径の寸法誤差が生じてしま
う。
However, in the conventional bonding inspection apparatus described above,
Since the video signal is digitized, a quantization error occurs. Although this quantization error can be reduced by increasing the resolution of the imaging optical system, the field of view becomes narrower as the resolution increases, so that there is a limit to the increase in resolution.
For this reason, conventionally, there is a relatively large quantization error, which causes a dimensional error in the diameter of the bonding ball 5.

また、従来は2値化閾値で2値化した濃淡画像は画像
の濃度勾配の影響を受け、ボンディングボール5の形状
が2値化閾値によって変化してしまう。
Further, conventionally, the grayscale image binarized by the binarization threshold is affected by the density gradient of the image, and the shape of the bonding ball 5 is changed by the binarization threshold.

本発明は以上の点に鑑みてなされたもので、量子化誤
差や画像の濃度勾配の影響をできるだけ受けることな
く、高精度にボンディングボール径の寸法を計測し得る
ボンディングボール検査装置を提供することを目的とす
る。
The present invention has been made in view of the above points, and it is an object of the present invention to provide a bonding ball inspection apparatus capable of measuring a dimension of a bonding ball diameter with high accuracy without being affected by a quantization error or an image density gradient as much as possible. With the goal.

〔課題を解決するための手段〕[Means for solving the problem]

第1図は本発明の原理ブロック図を示す。同図中、10
は撮像手段で、パッドにボンディングされたワイヤの先
端のボンディングボールを撮像する。11は画素生成手段
で映像信号をディジタル処理して画素を生成する。12は
サブピクセル生成手段で、所定サイズの検査領域におけ
る各画素の画素間を階調変換してサブピクセルを生成す
る。
FIG. 1 is a block diagram showing the principle of the present invention. In the figure, 10
Is an imaging means for imaging the bonding ball at the tip of the wire bonded to the pad. Numeral 11 denotes a pixel generation means for digitally processing a video signal to generate pixels. Reference numeral 12 denotes a sub-pixel generation unit that generates a sub-pixel by performing gradation conversion between pixels of each pixel in an inspection area of a predetermined size.

また、13は濃淡階調画像メモリで、上記検査領域内の
各画素及びサブピクセルを記憶する。更に、14はゼロク
ロス検出方法で、濃淡階調画像メモリ13からの画素及び
サブピクセルを2次微分し、その2次微分結果のゼロク
ロスを検出し、これによりボンディングボール径の寸法
計測を行なう。
Reference numeral 13 denotes a gray scale image memory for storing each pixel and sub-pixel in the inspection area. Further, reference numeral 14 denotes a zero-cross detection method, which performs second-order differentiation of the pixels and sub-pixels from the gray-scale image memory 13, detects zero-crossings of the second-order differentiation results, and measures the dimensions of the diameter of the bonding ball.

〔作用〕[Action]

本発明では、サブピクセル生成手段12により、検査領
域内の各画素(ピクセル)間の階調補間を行なってサブ
ピクセルを生成し、それを濃淡階調画像メモリ13に、上
記検査領域内の各画素と共に格納している。従って、濃
淡階調画像メモリ13から取り出される画素は従来に比べ
てサブピクセルの数だけ画素数が増加するので、画像の
ディジタル量子化誤差が軽減する。
In the present invention, the sub-pixel generating means 12 generates a sub-pixel by performing gradation interpolation between each pixel (pixel) in the inspection area, and stores the sub-pixel in the gray-scale image memory 13. Stored together with the pixels. Therefore, the number of pixels extracted from the grayscale image memory 13 is increased by the number of sub-pixels as compared with the related art, so that the digital quantization error of the image is reduced.

ところで、人間の視覚には側抑制(lateral inhibiti
on)により物体輪郭を強調して検出する機能がある。一
方、ディジタル画像において、物体の輪郭を正確に検出
する方法としてゼロクロッシング法が知られている(Ma
rr and Hidreth,1980)。この方法は画像の強度変化を
検出するため、ガウシアン・フィルタ(Gaussian Filte
r)を通すことにより画像をぼかし、そのぼかした画像
にラプラシアン(∇)をかけてその画像のゼロクロス
(ゼロ交差)を抽出してその画像の強度変化位置(輪
郭)とするものである。
By the way, in human vision, lateral inhibiti
On) has a function to emphasize and detect the object outline. On the other hand, a zero crossing method is known as a method for accurately detecting the contour of an object in a digital image (Ma
rr and Hidreth, 1980). This method uses a Gaussian filter to detect changes in image intensity.
r), the image is blurred, the Laplacian (∇ 2 ) is applied to the blurred image, and a zero cross (zero cross) of the image is extracted to be an intensity change position (contour) of the image.

画像の強度関数I(x,y)をガウス関数Gでぼかすと
いう作業は、数学的にはG*Iと書き、このラプラシア
ンは∇(G*I)と記すが、実際には、上記のガウシ
アン・フィルタを通し、かつ、ラプラシアンをかけた∇
2G*Iの画像において正の値をもつ画素と負の値をもつ
画素が隣接している画素のアドレスを抽出することによ
り、ゼロクロスを検出する。
The work of blurring the image intensity function I (x, y) with the Gaussian function G is mathematically written as G * I, and this Laplacian is written as ∇ 2 (G * I). Through a Gaussian filter and Laplacian applied.
In the 2G * I image, a zero cross is detected by extracting an address of a pixel where a pixel having a positive value and a pixel having a negative value are adjacent to each other.

本発明はこのゼロクロッシング法に鑑み、画像の輪郭
を検出する。ただし、本発明では前記サブピクセル生成
手段12により、オリジナルの画素から線形近似により階
調補間しているので、その階調補間後の画像には画像密
度が高くなるのと同時にぼけが生じている。そこで、本
発明ではガウシアン・フィルタを画像にかけることな
く、ラプラシアン(∇)をかけた、すなわち2次微分
を施した画素及びサブピクセルから、ゼロクロス検出手
段14によりゼロクロスの生じる画素を抽出するものであ
り、これによりボンディングボールの輪郭を正確に検出
することができる。このゼロクロス検出は2値化で生成
された2値画像に比べ、濃度勾配の影響を受けにくい。
The present invention detects the contour of an image in view of the zero crossing method. However, in the present invention, since the gradation interpolation is performed by linear approximation from the original pixels by the sub-pixel generation means 12, the image after the gradation interpolation has high image density and blur at the same time. . Therefore, in the present invention, a pixel in which a zero-crossing occurs is extracted by the zero-crossing detecting means 14 from the pixels and sub-pixels subjected to Laplacian (∇ 2 ), that is, subjected to the second differentiation, without applying a Gaussian filter to the image. Therefore, the contour of the bonding ball can be accurately detected. This zero-cross detection is less susceptible to a density gradient than a binary image generated by binarization.

このように本発明で画素数をサブピクセル分増加させ
ることでディジタル量子化誤差を軽減できると共に画像
にぼかし処理を行なったと同様の効果が得られ、ゼロク
ロス検出によりボンディングボールの輪郭をより精度良
く検出できる。
As described above, by increasing the number of pixels by the number of sub-pixels in the present invention, the digital quantization error can be reduced, and the same effect as that obtained by performing the blurring process on the image can be obtained. The outline of the bonding ball can be detected more accurately by zero-cross detection. it can.

〔実施例〕〔Example〕

第2図は本発明の一実施例の構成図を示す。同図中、
第7図と同一構成部分には同一符号を付し、その説明を
省略する。第2図において、照明装置7及び撮像装置8
は第1図に示した撮像手段10を構成している。第2図
中、21は画像入力回路で、前記画素生成手段11を構成し
ており、入力映像信号をディジタル処理する。22は画像
メモリ、23は画像処理メモリで、これらは前記濃淡階調
画像メモリ13を構成している。
FIG. 2 shows a block diagram of one embodiment of the present invention. In the figure,
The same components as those in FIG. 7 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted. In FIG. 2, the lighting device 7 and the imaging device 8
Constitutes the imaging means 10 shown in FIG. In FIG. 2, reference numeral 21 denotes an image input circuit which constitutes the pixel generation means 11 and digitally processes an input video signal. Reference numeral 22 denotes an image memory, 23 denotes an image processing memory, and these constitute the gray-scale image memory 13.

また、24は画像処理プロセッサで、前記サブピクセル
生成手段12及びゼロクロス検出手段14を構成しており、
後述する第3図に示すフローチャートに従った動作を行
なう。25は画像表示回路で、ディスプレイ26に画像表示
を行なわせる。上記の画像入力回路21,画像メモリ22,画
像処理メモリ23,画像処理プロセッサ24及び画像表示回
路25の相互間の画素データ転送は、イメージバス27を介
して行なわれる。
Reference numeral 24 denotes an image processor, which constitutes the sub-pixel generation unit 12 and the zero-cross detection unit 14.
An operation is performed according to a flowchart shown in FIG. An image display circuit 25 causes the display 26 to display an image. The pixel data transfer between the image input circuit 21, the image memory 22, the image processing memory 23, the image processor 24, and the image display circuit 25 is performed via the image bus 27.

また、28はプログラムメモリで、このボンディングボ
ール検査装置全体を制御するためのプログラムが格納さ
れている。29はシステムプロセッサで、プログラムメモ
リ28からのプログラムに従い、このボンディングボール
検査装置全体の回路を統括制御する。
A program memory 28 stores a program for controlling the entire bonding ball inspection apparatus. Reference numeral 29 denotes a system processor, which controls the entire circuit of the bonding ball inspection apparatus in accordance with a program from a program memory 28.

30はカメラコントローラで、撮像装置8の動作制御を
行なう。31は照明コントローラで、照明装置7のICチッ
プ2に対する照明光量を調整して映像信号のS/Nを最適
にする。32はフレームフィーダコントローラで、搬送装
置であるフレームフィーダ6を搬送制御する。33はI/O
コントローラで、キーボード及びジョイスティック34,
プリンタ35とシステムプロセッサ29との間のインタフェ
ースをとる。キーボード及びジョイスティック34は検査
条件の設定などに用いられ、またプリンタ35は検査結果
の印刷出力などに用いられる。
A camera controller 30 controls the operation of the imaging device 8. An illumination controller 31 adjusts the amount of illumination of the illumination device 7 with respect to the IC chip 2 to optimize the S / N of the video signal. Reference numeral 32 denotes a frame feeder controller which controls the transfer of the frame feeder 6 which is a transfer device. 33 is I / O
Controller and keyboard and joystick 34,
The interface between the printer 35 and the system processor 29 is provided. The keyboard and the joystick 34 are used for setting inspection conditions and the like, and the printer 35 is used for printing out inspection results and the like.

36はフロッピーディスクコントローラ(FDC)及びハ
ードディスクコントローラ(HDC)で、フロッピーディ
スク37及びハードディスク38に接続されている。フロッ
ピーディスク37及びハードディスク38には、検査結果や
検査基準などが格納される。更に39はシステムバスで、
上記の各回路間のデータ転送用バスである。
A floppy disk controller (FDC) and a hard disk controller (HDC) are connected to the floppy disk 37 and the hard disk. The floppy disk 37 and the hard disk 38 store inspection results, inspection standards, and the like. 39 is a system bus,
This is a data transfer bus between the above circuits.

次に本実施例の動作について説明する。撮像装置8は
ICチップ2にボンディングされたワイヤ4のICチップ2
側の端に形成されたボンディングボール5を撮像し、こ
れにより得られる映像信号を画像入力回路21に供給す
る。画像入力回路21は入力映像信号をディジタル処理し
て画素群が時系列的に合成された画像データを生成し、
その画像データをイメージパス27を介して画像メモリ22
に格納する。システムプロセッサ29は画像メモリ22から
所定の位置、サイズの領域Dの画素(画像データ)を切
り出して画像処理メモリ23に格納する。
Next, the operation of this embodiment will be described. The imaging device 8
IC chip 2 of wire 4 bonded to IC chip 2
An image of the bonding ball 5 formed at the end on the side is taken, and a video signal obtained thereby is supplied to the image input circuit 21. The image input circuit 21 digitally processes the input video signal to generate image data in which the pixel groups are synthesized in time series,
The image data is transferred to the image memory 22 via the image path 27.
To be stored. The system processor 29 cuts out pixels (image data) in a region D of a predetermined position and size from the image memory 22 and stores them in the image processing memory 23.

このようにして画像処理メモリ23に格納された上記の
領域Dの全画素を用いて、画像処理プロセッサ24は第3
図に示すフローチャートに従って前記サブピクセル生成
手段12及びゼロクロス検出手段14を実現する。
By using all the pixels in the area D stored in the image processing memory 23 in this manner, the image processor 24
The sub-pixel generation means 12 and the zero-cross detection means 14 are realized according to the flowchart shown in the figure.

まず、第3図に示すように画像処理プロセッサ24は前
記領域Dの全画素を読み出す(切り出す)(ステップ4
1)。次に画像処理プロセッサ24は読み出した各画素間
の階調補間(サブピクセル生成)を行なう(第3図中、
ステップ42)。この画素間階調補間は第4図に示す如
く、画像処理メモリ23から読み出された領域Dの各画素
のうち、任意の相隣る4つの画素を黒丸P1〜P4で示し、
またそれらの画素階調値をP1=f′(i,j),P2=f′
(i+1,j),P3=f′(i,j+1),P4=f′(i+1、
j+1)とすると、白丸SPで示す位置に次式 f(x,y)=P1・(1−α)・(1−β)+ +P2・α・(1−β)+P3・(1−α)・β +P4・α・β で表わされるf(x,y)の階調値をもつサブピクセルを
生成する方法である。ただし、上式中αはP1からの水平
方向の距離、βはP1からの垂直方向の距離を示す。
First, as shown in FIG. 3, the image processor 24 reads out (cuts out) all the pixels in the area D (step 4).
1). Next, the image processor 24 performs gradation interpolation (sub-pixel generation) between the read pixels (in FIG. 3,
Step 42). The inter-pixel gray scale interpolation as shown in FIG. 4, among the pixels in the region D read out from the image processing memory 23, shows four pixels Tonariru any phase by a black circle P 1 to P 4,
The pixel gradation values are represented by P 1 = f ′ (i, j) and P 2 = f ′
(I + 1, j), P 3 = f '(i, j + 1), P 4 = f' (i + 1,
If j + 1) to, white circle following equation to the position indicated by the SP f (x, y) = P 1 · (1-α) · (1-β) + + P 2 · α · (1-β) + P 3 · (1 a method for generating a sub-pixel having the tone value of -α) · β + P 4 · α · β represented by f (x, y). However, the horizontal distance from the above formula alpha P 1, beta denotes the vertical distance from P 1.

この画素間階調補間によって、上記の4画素P1〜P4
には第4図に白丸で示す各位置に上記と同様にしてサブ
ピクセルが生成される。これにより、上記の画素間階調
補間前のボンディングボール5の画像が第5図(A)に
示す如く斜めの画像部分のギザギザが大であったのに対
し、上記の画素間階調補間を行なうことにより、ボンデ
ィングボール5の画像は同図(B)に示す如く斜めの画
像部分のギザギザが大幅に小さくなり、ディジタル化に
伴う量子化誤差が大幅に軽減された画像が得られる。こ
のようにして生成されたサブピクセルは、画像処理メモ
リ23の前記検査領域Dにおける原画素の記憶領域とは別
の領域に記憶される。
By this inter-pixel gradation interpolation, sub-pixels are generated between the four pixels P 1 to P 4 at the positions indicated by white circles in FIG. 4 in the same manner as described above. As a result, the image of the bonding ball 5 before the above-described inter-pixel tone interpolation has a large jagged portion in the oblique image portion as shown in FIG. 5 (A). As a result, the jagged portion of the image of the bonding ball 5 in the oblique image portion is greatly reduced as shown in FIG. 7B, and an image in which the quantization error associated with digitization is greatly reduced can be obtained. The sub-pixels generated in this manner are stored in a different area from the storage area of the original pixels in the inspection area D of the image processing memory 23.

次に、画像処理プロセッサ24は画像処理メモリ23から
上記検査領域D内の各画素及びサブピクセルを読み出し
てそれらに対して2次微分処理を施し(第3図中、ステ
ップ43)、その後にその2次微分結果のゼロクロスを検
出する(同、ステップ44)。すなわち、このステップ43
及び44の各処理は前記ゼロクロス検出手段14を実現する
処理である。
Next, the image processor 24 reads out each pixel and sub-pixel in the inspection area D from the image processing memory 23 and performs a second-order differentiation process on them (step 43 in FIG. 3). The zero crossing of the secondary differentiation result is detected (same as above, step 44). That is, this step 43
And 44 are processes for realizing the zero-cross detecting means 14.

ここで、上記ステップ43で画像処理メモリ23から読み
出される画像及びサブピクセルによる検査領域Dの画像
が第6図(A)に示す如く、パッド3,ワイヤ4及びボン
ディングボール5の形状を表わす画像であるものとする
と、同図(A)に実線aで示す部分の画素位置とその画
素階調値との関係は同図(B)に示す如くになり、ボン
ディングボール5の輪郭で濃度勾配を示す。
Here, the image read from the image processing memory 23 in step 43 and the image of the inspection area D by the sub-pixels are images representing the shapes of the pads 3, the wires 4, and the bonding balls 5, as shown in FIG. Assuming that there is, the relationship between the pixel position of the portion indicated by the solid line a in FIG. 4A and the pixel gradation value is as shown in FIG. 4B, and the contour of the bonding ball 5 indicates the density gradient. .

この画像の画像階調値をf(x,y)と表わすものとす
ると、上記ステップ43でこの画像に対して2次微分を施
すと、その2次微分結果D(x,y)は D(x,y)=∇*f(x,y) で表わされ、第6図(C)に示す如くになる。
Assuming that the image tone value of this image is represented by f (x, y), when the image is subjected to the second differentiation in step 43, the second differentiation result D (x, y) becomes D (x, y). x, y) = ∇ 2 * f (x, y), as shown in FIG. 6 (C).

前記ステップ44のゼロクロス検出は、第6図(C)に
示す中心0から右方向と左方向の各々について行ない、
最初のゼロクロス位置C1及びC2を夫々検出する。ここ
で、中心0から右方向へのゼロクロス検出はD(x+1,
y)>0,D(x−1,y)<0の両条件を満足する値D(x,
y)をもつ画素を抽出することで行ない、中心0から左
方向へのゼロクロス検出はD(x−1,y)>0,D(x+1,
y)<0の両条件を満足する値D(x,y)をもつ画素を抽
出することで行なう。
The zero-cross detection in step 44 is performed in each of the rightward and leftward directions from the center 0 shown in FIG.
The first zero cross position C 1 and C 2 respectively detected. Here, zero-cross detection from the center 0 to the right is D (x + 1,
y)> 0, D (x−1, y) <0, which satisfies both conditions D (x,
This is performed by extracting a pixel having y), and zero-cross detection from the center 0 to the left is D (x−1, y)> 0, D (x + 1,
y) <0, by extracting pixels having a value D (x, y) satisfying both conditions.

また、上記のステップ43の2次微分処理及びステップ
44のゼロクロス検出処理は、第6図(A)の実線aにつ
いての一方向だけでなく、同図(A)に破線で示した各
方向の夫々について同様にして行なう。ただし、検出方
向はワイヤ4にかからないようにされている。ワイヤ4
はボンディングボール5ではないからである。
In addition, the secondary differentiation processing and step
The zero-crossing detection process at 44 is performed not only in one direction with respect to the solid line a in FIG. 6 (A) but also in each of the directions indicated by broken lines in FIG. 6 (A). However, the detection direction does not extend over the wire 4. Wire 4
Is not the bonding ball 5.

次に、画像処理プロセッサ24はこのようにして得られ
た各検出方向の2つのゼロクロス検出値の差分からボン
ディングボール5の径を計測する(第3図中、ステップ
45)。この場合、ボンディングボール5の中心を例えば
階調変換した画像の各画素の値をワイヤ4の画像と反対
の方向からサーチして最初に検出した最大値の位置から
求め、このボンディングボール5の中心を通る直線上で
上記のステップ43〜45の処理を行なうことにより、ボン
ディングボール5の直径を正確に計測することができ
る。
Next, the image processor 24 measures the diameter of the bonding ball 5 from the difference between the two zero-cross detection values in each of the detection directions obtained in this way (step in FIG. 3).
45). In this case, the value of each pixel of the image obtained by converting the center of the bonding ball 5 into, for example, a gradation-converted image is obtained from the position of the first detected maximum value by searching from the direction opposite to the image of the wire 4, and the center of the bonding ball 5 is obtained. By performing the processing of the above steps 43 to 45 on a straight line passing through, the diameter of the bonding ball 5 can be accurately measured.

また、ボンディングボール5の直径を複数の方向につ
いて各々計測することにより、ボンディングボール5の
形状の歪みを検査することができる。
In addition, by measuring the diameter of the bonding ball 5 in each of a plurality of directions, the deformation of the shape of the bonding ball 5 can be inspected.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

上述の如く、本発明によれば、検査領域の画素数をサ
ブピクセル分増加させることができるため、量子化誤差
を従来に比べて低減することができ、またサブピクセル
を含む検査領域の全画素に対してラプラシアン(∇
をかけるだけで、ゼロクロス検出により、ボンディング
ボールの輪郭を正確に検出できるため、2値化閾値で2
値化した濃淡画像を用いる場合に比しボンディングボー
ルの寸法計測精度を向上することができ、よって従来に
比しボンディングボールの検査精度を向上することがで
きる等の特長を有するものである。
As described above, according to the present invention, the number of pixels in the inspection area can be increased by the number of sub-pixels, so that the quantization error can be reduced as compared with the related art. For Laplacian (∇ 2 )
, The outline of the bonding ball can be accurately detected by zero-cross detection.
Compared to the case of using a binarized gray image, the size measurement accuracy of the bonding ball can be improved, and therefore, the inspection accuracy of the bonding ball can be improved as compared with the related art.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図は本発明の原理ブロック図、 第2図は本発明の一実施例の構成図、 第3図は本発明の一実施例の動作説明用フローチャー
ト、 第4図は画素間階調補間の説明図、 第5図は画素間階調補間前後の画像例を示す図、 第6図はゼロクロス検出によるボール径計測説明図、 第7図は従来装置の一例の構成図である。 図において、 2はICチップ、 3はパッド、 4はワイヤ、 5はボンディングボール、 10は撮像手段、 11は画像生成手段、 12はサブピクセル生成手段、 13は濃淡階調画像メモリ、 14はゼロクロス検出手段 を示す。
FIG. 1 is a block diagram of the principle of the present invention, FIG. 2 is a block diagram of one embodiment of the present invention, FIG. 3 is a flowchart for explaining the operation of one embodiment of the present invention, and FIG. 5, FIG. 5 is a diagram showing an example of an image before and after gray-scale interpolation between pixels, FIG. 6 is an explanatory diagram of ball diameter measurement by zero-cross detection, and FIG. 7 is a configuration diagram of an example of a conventional device. In the figure, 2 is an IC chip, 3 is a pad, 4 is a wire, 5 is a bonding ball, 10 is an imaging means, 11 is an image generation means, 12 is a sub-pixel generation means, 13 is a gradation image memory, and 14 is a zero crossing. The detection means is shown.

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H01L 21/60 321 H01L 21/66 G01N 21/88 H01L 21/60 301Continuation of the front page (58) Field surveyed (Int. Cl. 6 , DB name) H01L 21/60 321 H01L 21/66 G01N 21/88 H01L 21/60 301

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】パッドにボンディングされたワイヤの先端
のボンディングボールを撮像する撮像手段(10)と、 該撮像手段(10)の出力映像信号をディジタル処理して
画素を生成する画素生成手段(11)と、 該画素生成手段(11)により生成された画素のうち所定
サイズの検査領域における各画素の画素間を階調補間し
てサブピクセルを生成するサブピクセル生成手段(12)
と、 該検査領域における該画素生成手段(11)により生成さ
れた各画素と、該サブピクセル生成手段(12)により生
成された各サブピクセルを夫々記憶する濃淡階調画像メ
モリ(13)と、 該濃淡階調画像メモリ(13)から読み出した画素及びサ
ブピクセルに対して2次微分を行ない、その2次微分結
果のゼロクロスを検出するゼロクロス検出手段(14)
と、 を有し、該ゼロクロス検出手段(14)による検出結果に
基づいて前記ボンディングボールの径の寸法計測を行な
うことを特徴とするボンディングボール検査装置。
An image pickup means (10) for picking up an image of a bonding ball at the tip of a wire bonded to a pad, and a pixel generation means (11) for digitally processing an output video signal of the image pickup means (10) to generate a pixel. ), And a sub-pixel generating means (12) for generating a sub-pixel by performing gradation interpolation between pixels of each pixel in a test area of a predetermined size among the pixels generated by the pixel generating means (11).
A grayscale image memory (13) that stores each pixel generated by the pixel generation means (11) in the inspection area and each subpixel generated by the subpixel generation means (12); Zero cross detection means (14) for performing second differentiation on the pixels and sub-pixels read from the gradation image memory (13) and detecting zero cross of the second differentiation result.
A bonding ball inspection apparatus, comprising: measuring a diameter of the bonding ball based on a detection result by the zero cross detection means (14).
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