JP2000035317A

JP2000035317A - ワイヤ高さ検査装置およびワイヤ高さ検査方法

Info

Publication number: JP2000035317A
Application number: JP20291098A
Authority: JP
Inventors: Hirofumi Matsuzaki; 浩文松崎
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1998-07-17
Filing date: 1998-07-17
Publication date: 2000-02-02
Anticipated expiration: 2018-07-17
Also published as: JP3480325B2

Abstract

(57)【要約】【課題】ワイヤ高さの検査を効率よく行えるワイヤ高
さ検査装置およびワイヤ高さ検査方法を提供することを
目的とする。【解決手段】カメラ８によりワイヤ６を撮像し、合焦
度算出処理部１４により画像中のワイヤ６の合焦度を求
めることによりワイヤ高さの合否判定を行うワイヤ高さ
検査方法において、求められた合焦度に基づいてワイヤ
６がワイヤ高さ計測処理部の計測可能範囲内にあるか否
かを判断する。計測可能範囲内にあるならば合焦度より
ワイヤの高さを推定し、計測可能範囲外にあるならばカ
メラ８の焦点位置を移動させ、焦点移動後にワイヤ６を
再撮像する。これにより、計測可能なずれ量の幅が狭い
特性を有する高精度のカメラを用いて、ワイヤ高さ検査
を高い精度でしかも効率よく行うことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子部品を基板に
電気的に接続するボンディング用のワイヤ高さを検出す
るワイヤ高さ検査装置およびワイヤ高さ検査方法に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】電子部品を基板に電気的に接続する方法
として、ワイヤボンディングによる方法が知られてい
る。この方法は、電子部品の電極にボンディングワイヤ
の一端部を押圧してボンディングし、このワイヤを所定
の軌跡を描かせながら基板の電極上まで導いてボンディ
ングすることにより、電子部品の電極と基板の電極とを
ワイヤによって電気的に接続するものである。ワイヤボ
ンディング後には、ワイヤボンディングが正常に行われ
たか否かが検査され、この検査の項目の１つとしてワイ
ヤ高さ検査がある。ワイヤの高さに大きなばらつきがあ
る場合には、ワイヤ相互の短絡などの不良の発生原因と
なるため、ワイヤボンディング後の検査では、ワイヤの
高さを高い信頼性で効率よく検査できる方法が求められ
る。従来、上記のワイヤ高さ検査はレーザ変位計によっ
てワイヤの高さ方向の位置を検出する方法や、ワイヤを
カメラで観察してワイヤに焦点が合致するまでカメラを
上下移動させ、このときの移動量からワイヤの高さを求
める方法が用いられていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
レーザ変位計を用いる方法や、カメラをその都度上下さ
せる方法は、１つの検査点について相当の検査時間を要
する。ワイヤボンディング後の検査では、一つの電子部
品で数十、数百のワイヤについて検査を行う必要があ
り、従来の検査方法では膨大な検査時間を要するという
問題点があった。

【０００４】そこで本発明は、ワイヤ高さの検査を効率
よく行えるワイヤ高さ検査装置およびワイヤ高さ検査方
法を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】請求項１記載のワイヤ高
さ検査装置は、ワイヤを上方から撮像する撮像手段と、
撮像手段の焦点位置を上下方向に移動させる焦点移動手
段と、撮像された画像を記憶する画像記憶部と、前記画
像中のワイヤの焦点合致度合いを表す合焦度を求める合
焦度算出手段と、前記ワイヤの高さを求めるワイヤ高さ
計測手段と、この求められたワイヤ高さの合否判定を行
う判定手段とを備え、前記ワイヤ高さ計測手段は、前記
合焦度に基づいてワイヤが前記高さ計測手段の計測可能
範囲内に位置しているか否かを判断し、計測可能範囲内
にあると判断されたならば前記合焦度よりワイヤ高さを
推定し、計測可能範囲外に位置していると判断されたな
らば、前記焦点移動手段へ焦点移動指令を出力し、前記
撮像手段の焦点位置を移動させてワイヤを再撮像するよ
うにした。

【０００６】請求項２記載のワイヤ高さ検査方法は、撮
像手段によりワイヤを上方から撮像し、画像データを画
像記憶部に記憶させる工程と、合焦度算出手段により前
記画像中のワイヤの焦点合致度合いを表す合焦度を求め
る工程と、この合焦度に基づいて前記高さ計測手段の計
測可能範囲内にあるか否かを判断する工程と、計測可能
範囲内にあると判断されたならば前記合焦度よりワイヤ
の高さを推定する工程と、ワイヤが前記高さ計測手段の
計測可能範囲外にあると判断されたならば焦点移動手段
により前記撮像手段の焦点位置を移動させる工程と、焦
点移動後にワイヤを再撮像する工程と、求められたワイ
ヤ高さの合否判定を判定手段により行う工程とを含む。

【０００７】請求項３記載のワイヤ高さ検査方法は、請
求項２記載のワイヤ高さ検査方法であって、前記高さ計
測手段により、ワイヤ高さが、許容範囲として設定され
たしきい値の近傍にあることが検出されたならば、前記
焦点移動手段によって撮像手段を上下動させて前記ワイ
ヤに焦点を合わせ、ワイヤに焦点が合致したときの撮像
手段の高さ位置によってワイヤ高さを求めるようにし
た。

【０００８】各請求項記載の発明によれば、ワイヤが前
記高さ計測手段の計測可能範囲外にあると判断されたな
らば、前記焦点移動手段へ焦点移動指令を出力し、再度
ワイヤの撮像を行うことにより、ワイヤ高さ検査を高い
精度で効率よく行うことができる。

【０００９】

【発明の実施の形態】（実施の形態１）図１は、本発明
の実施の形態１のワイヤ高さ検査装置の構成を示すブロ
ック図、図２（ａ）は同画像図、図２（ｂ）は同ワイヤ
の輝度分布を示すグラフ、図３（ａ）は同画像図、図３
（ｂ）は同ワイヤの輝度分布を示すグラフ、図４は同ワ
イヤの高さ位置を示すグラフ、図５は同ワイヤ高さ変換
テーブルのグラフ、図６、図７、図８、図９は同ワイヤ
高さ検査方法を説明するフロー図である。

【００１０】まず図１を参照してワイヤ高さ検査装置に
ついて説明する。図１において、可動テーブル１上には
基板２が載置されている。基板２上には電子部品４が搭
載されている。基板２の電極３と電子部品４の電極５
は、ワイヤ６によって接続されている。可動テーブル１
の上方には、Ｚ軸モータ１０を備えたＺテーブル９が配
設されている。Ｚテーブル９には撮像手段であるカメラ
８が装着されており、Ｚ軸モータ１０を駆動することに
よりカメラ８は上下動し、カメラ８の焦点位置が上下移
動する。したがって、Ｚテーブル９およびＺ軸モータ１
０は焦点移動手段となっている。この上下動はリニアス
ケール１１によって検出される。

【００１１】可動テーブル１を駆動することにより基板
２は水平方向に移動し、基板２と電子部品４を接続する
ワイヤ６をカメラ８の下方に位置決めする。カメラ８
は、位置決めされたワイヤ６を撮像する。カメラ８には
ＡＤ変換部１２が接続されている。ＡＤ変換部１２はカ
メラ８に取り込まれた撮像データをデジタル画像データ
に変換する。画像記憶部１３はＡＤ変換された画像デー
タを記憶する。

【００１２】合焦度算出処理部１４は、合焦度算出手段
であり画像記憶部１３に記憶された画像データに基づ
き、ワイヤ画像の焦点の合致度合いを示す合焦度を算出
する。この合焦度については後述する。ワイヤ高さ計測
処理部１５は、ワイヤ高さ計測手段であり予め作成され
た合焦度とワイヤ高さの相関を示す高さ変換テーブル
（後述）に基づいてワイヤ高さを推定する。ワイヤ高さ
計測部１５には、リニアスケール１１によって検出され
た焦点位置データが送られ、ワイヤ高さ計測部１５は、
この焦点位置データにより撮像時の焦点位置変更の指令
を発する。ワイヤ高さ精密計測処理部１６は、カメラ８
を上下動させてワイヤ６に焦点を合致させ、このときの
カメラ８の高さ位置をリニアスケール１１によって求め
ることにより、ワイヤ６の高さを精密に計測する。

【００１３】基準面算出部１７は、基板２上面の３点の
高さをワイヤ高さ精密計測処理部１６の高さ計測機能を
用いて求め、高さ計測時の基準面を算出する。合否判定
処理部１８は判定手段であり、ワイヤ高さ計測処理部１
５およびワイヤ高さ精密計測処理部１６で求められたワ
イヤ高さ計測結果を、ワイヤ高さ許容範囲のしきい値と
対比することにより、検査対象のワイヤ高さの合否判定
を行う。

【００１４】次に、ワイヤ高さ検査に用いられる各種デ
ータを記憶する記憶部２０について説明する。記憶部２
０には、算出された合焦度とワイヤ高さの相関を示す高
さ変換テーブル２１、ワーク種類毎のワイヤ６の基準高
さや計測点の座標データ、およびワイヤ高さ許容範囲の
しきい値などを示すワイヤ基準データ２２、基準面算出
部１７によって求められた基準面データ２３、および合
否判定処理部１８によって出力された検査結果データ２
４が記憶される。

【００１５】ワイヤ基準データ２２は，Ｚ軸モータ制御
部２６およびＸＹテーブル制御部２５にて用いられるほ
か、ワイヤ高さ計測部１５，ワイヤ高さ精密計測部１
６，合否判定処理部１８での各処理に用いられる。基準
面データ２３は、ワイヤ高さ計測部１５，ワイヤ高さ精
密計測部１６に送られ、高さ計測時の基準として用いら
れる。検査結果データ２４は、図外の通信手段によって
外部装置などへ出力される。

【００１６】また、可動テーブル１はＸＹテーブル制御
部２５によって制御され、ＸＹテーブル制御部２５に
は、ワイヤ基準データ２２の計測点の座標データが伝達
される。Ｚ軸モータ１０はＺ軸モータ制御部２６によっ
て制御され、Ｚ軸モータ制御部２６は、ワイヤ基準デー
タ２２として記憶部２０に記憶されているワイヤ基準高
さを基準とし、ワイヤ高さ計測処理部１５およびワイヤ
高さ精密計測処理部１６からの指令によってカメラ８を
上下移動させる。

【００１７】ここで、ワイヤ画像の焦点の合致度合いの
数値化について図２、図３を参照して説明する。図２
（ａ）、図３（ａ）は、視野２０内で撮像されたワイヤ
６の画像を示している。図２（ａ）は、撮像時のカメラ
８の焦点が合致した状態の、図３（ａ）は焦点がはずれ
た状態、いわゆるピンぼけの状態の画像を示す。また、
図２（ｂ）、図３（ｂ）は、それぞれ図２（ａ）、図３
（ａ）に示す走査線Ｓ１、Ｓ２上でのワイヤ６の画像の
輝度分布を示すものである。図２（ａ）ではカメラ８の
焦点があっており、画面上ではワイヤ６の画像と背景画
像との境界が明瞭に現れるため、図２（ｂ）に示す輝度
分布のグラフＧ１は境界線から輝度が急に上昇する急峻
な輝度分布となっている。

【００１８】これに対し、図３（ｂ）で示す画像では、
ワイヤ６に対してカメラ８の焦点が合致していないた
め、ワイヤ６の画像と背景画像との境界は明瞭に現れ
ず、この不明瞭分だけワイヤ６の画像の幅は太く現れ
る。このため走査線に沿った輝度分布のグラフＧ２は図
２（ｂ）に示す輝度分布のグラフＧ１と比較してなだら
かな形状となっている。

【００１９】すなわち、ワイヤ６の撮像時にカメラ８の
焦点が合致している場合と、合致していない場合とで
は、得られた画像データに基づいて求められたワイヤ画
像の輝度分布にその違いが明瞭な形で現れる。したがっ
て、この違いを何らかの形で数値化することによって、
焦点の合致度合いを数値的に求め（以下、この数値化さ
れた焦点の合致度合いを合焦度という。）、この合焦度
を実際のワイヤ６の高さ方向のずれ量（カメラ８の焦点
が合わされた基準高さとの差）と対応させることによ
り、カメラ８を固定したままで、ワイヤ６の高さ位置を
求めることができる。

【００２０】本実施の形態では、合焦度を求める方法と
して、図２（ｂ）、図３（ｂ）に示す輝度分布のグラフ
Ｇ１、Ｇ２の輝度曲線の立ち上がりの平均勾配を用い
る。すなわち、焦点が合致している場合にはワイヤ６の
輪郭は最もシャープに現れることから、輝度曲線は最も
急な立ち上がりを示す。したがって輝度曲線の平均勾配
は最大となり、この場合に合焦度は最大となる。これに
対し、焦点がずれていればいるほどワイヤ画像幅は広
く、したがって輝度曲線はなだらかとなり輝度曲線の平
均勾配は小さく、合焦度はピンぼけの度合いに応じて小
さくなる。

【００２１】図５は、このようにして求められた合焦度
と、実際のワイヤ６の高さ方向のずれ量ｄ（焦点があっ
た状態での基準高さとの差）との関係を示した高さ変換
テーブルである。図５で示すように、カメラ８の焦点が
ワイヤ６に正確に合致した状態でのずれ量は０であり、
この状態で合焦度は最大となっている。そしてずれ量ｄ
の絶対値が大きくなるにしたがって合焦度が減少する。

【００２２】ずれ量０の縦軸から右側および左側のグラ
フは、ワイヤ６の高さ位置がカメラ８の焦点位置からそ
れぞれ上側および下側にある場合を示している。図５に
示す焦点位置から＋Ａ〜−Ａの範囲は、この合焦度を求
める方法でワイヤ高さが十分な信頼性を以て計測可能な
範囲を示している。

【００２３】また、図５のグラフから判るように、高さ
変換テーブルはずれ量０の縦軸に対して左右対称とはな
らない。すなわち前述の合焦度を求める方法で同一の合
焦度の値が得られた場合であっても、実際のワイヤ６の
位置が焦点位置に対して上側にずれている場合と、下側
にずれている場合では、同一の合焦度Ｐに対してのずれ
量が、上側ではｄ１、下側ではｄ２とそれぞれ異なった
値を示す。

【００２４】したがって、撮像時にワイヤ６のカメラ８
の焦点位置に対してのずれ方向が上側であるかあるいは
下側であるかが判明している場合には、求められた合焦
度Ｐに対応するずれ量がｄ１であるか、あるいはｄ２で
あるかを適切に選択して正しいずれ量を求めることがで
きる。これに対してずれの方向が上側か下側か不明な場
合には、ｄ１とｄ２を平均した値を以てずれ量を推定す
る。

【００２５】合焦度によってワイヤの焦点位置からのず
れ量を求める方法においては、このような上下方向によ
るずれ量の非対称性に起因する誤差や、その他種々の要
因により、合焦度によって求められたワイヤ高さには一
定の誤差を含んでいる。すなわち合焦度に基づいて求め
られるワイヤ高さｈは、いわば推定高さというべき性質
のものであり、真の高さはこのワイヤ高さｈ±計測誤差
範囲幅Ｂの範囲内に存在するということができる。

【００２６】ここで、図４を参照してワイヤ高さの許容
範囲と、上述のワイヤ高さ計測可能範囲Ａ、および計測
誤差範囲幅Ｂの関係について説明する。図４は、それぞ
れ異なる高さ位置にあるワイヤａ〜ｈを、図中左、中央
および右の３つに分けて示す３回の検査ステップＩ１、
Ｉ２、Ｉ３にて順次撮像して検査するときの、各ワイヤ
位置と上記ワイヤ高さの許容範囲Ｈｈ、ワイヤ高さ計測
可能範囲Ａ、および計測誤差範囲幅Ｂとの相対的位置関
係を示すものである。

【００２７】図４において、Ｈ０はワイヤの基準高さを
示しており、この基準高さＨ０にカメラ８の焦点を合わ
せた場合の計測可能範囲はＨ０に対して＋Ａ〜−Ａの範
囲で示される。そして□印で示されるワイヤ高さの計測
結果位置に対して、真の高さ位置は□印を中心としたＢ
の範囲内にあることを示している。これに対して、図４
に示すようにワイヤ高さの許容範囲のしきい値であるＨ
ｔｈは絶対値として計測可能範囲Ａよりも大きい。した
がって、ワイヤ６がＨ０±Ａの範囲内にある場合には、
基準高さＨ０に焦点を合わせた撮像によって高さの計測
が可能であり、その結果、前述の計測誤差範囲幅Ｂを考
慮に入れても、確実にワイヤ高さの許容範囲内にあるこ
とが結論づけられる。

【００２８】しかしながら、この撮像によって計測可能
範囲外にあると判断された場合には、そのワイヤ６がワ
イヤ高さの許容範囲内にあるか否かを判断することはで
きない。このため、カメラ８の焦点を適切に設定される
所定ピッチで順次移動させながら、ワイヤ高さを計測す
ることが行われる。図４の検査ステップＩ２，Ｉ３（焦
点位置を基準高さＨ０からそれぞれＵ，２Ｕだけ上昇さ
せて撮像する）は、そのときの各ワイヤ位置と計測可能
範囲Ａ、高さの許容範囲のしきい値Ｈｔｈとの関係を示
すものである。計測方法の詳細については、以下の検査
フローにて説明する。

【００２９】このワイヤ高さ検査装置は上記の様に構成
されており、ワイヤ高さ検査のフローについて説明す
る。まず図６を参照してワイヤ高さ検査の全体フローに
ついて説明する。まず高さ計測の準備として、基板２の
上面に設定された３つの基準点の高さを、ワイヤ高さ精
密計測部１６の計測機能を用いて精密計測する（ＳＴ
１）。そしてこの３点の高さに基づいて高さ計測の基準
となる基準面を算出し、基準面データ２３として記憶部
２０に記憶させる（ＳＴ２）。以下行われる高さ計測で
は、ここで求められた基準面に基づいた高さが算出され
る。

【００３０】次に、記憶部２０のワイヤ基準データ２２
から検査を行うワイヤの計測ポイントの座標と基準高さ
を読み取る（ＳＴ３）。次いで可動テーブル１を駆動し
て基板２を水平移動させ、カメラ８を計測ポイントの上
方に位置させる（ＳＴ４）。この後、Ｚテーブル９によ
りカメラ８を上下動させ、カメラ８の焦点位置をワイヤ
６の基準高さに合わせ（ＳＴ５）、カメラ８でワイヤ６
を撮像して検査対象のワイヤ高さを求め、合否判定を行
う検査処理が行われる（ＳＴ６）。そして未検査ワイヤ
の有無が判断され（ＳＴ７）、未検査ワイヤがあればＳ
Ｔ３以降を繰り返し、未検査ワイヤがなければ検査を終
了する。

【００３１】次に図７を参照して、前記のＳＴ６の検査
処理について説明する。まずカメラ８にてワイヤ６を撮
像し（ＳＴ１１）、得られた画像中のワイヤ画像を検出
し（ＳＴ１２）、前述の数値化処理を行ってワイヤ画像
の合焦度Ｐ１を求める（ＳＴ１３）。そして合焦度Ｐ１
を計測した結果、ワイヤ６が計測可能範囲内にあるか否
かが判断される（ＳＴ１４）。この判断について、図４
を参照して説明する。図４において、ワイヤａ，ｂ，
ａ’，ｂ’は基準高さＨ０に焦点を合わせて行われる撮
像にて計測可能な範囲内（＋Ａ〜−Ａ）に入っており、
この撮像にて高さ計測可能なワイヤである。これに対
し、ワイヤｃ，ｃ’は計測可能範囲から外れており、Ｈ
０に焦点を合わせた画像上では高さ計測ができない。す
なわち、このような場合には、別図（図８）のフローの
ＳＴ２１に進む。

【００３２】ＳＴ１４にて、計測可能範囲内であれば、
すなわち図４に示すワイヤａ，ｂ，ａ’，ｂ’の場合に
は、求められた合焦度Ｐ１により、計測ポイントにおけ
るワイヤ高さ、すなわち基準高さとの差を求める（ＳＴ
１５）。ここで、検査ステップＩ１において求められた
合焦度Ｐ１、すなわち焦点位置を基準高さに合わせたま
まで、その後移動させることなく撮像して求められた合
焦度Ｐ１に基づいてワイヤ高さを推定する場合には、ワ
イヤ６が基準高さに合わされた焦点位置から上側にある
か下側にあるかに関係なく、ワイヤ高さは許容範囲内
（Ｈｔｈ〜−Ｈｔｈ）にあることが明らかであることか
ら、ワイヤ６が焦点位置から上側にあるか下側にあるか
の判断は必要とされない。そして求められたワイヤ高さ
に基づき合否判定を行う（ＳＴ１６）。ここで合格であ
れば合格判定結果が、また不良であれば不良判定結果が
検査結果データ２４として記憶される（ＳＴ１７，ＳＴ
１８）。図４に示す例では、ワイヤａ、ｂ、ａ’、ｂ’
が合格とされる。

【００３３】次に、ワイヤｃ、ｃ’のように、前述のＳ
Ｔ１４で計測可能範囲外であると判断された場合につい
て、図８を参照して説明する。この場合には、計測可能
範囲外にあるワイヤを計測可能範囲内に入れるため、カ
メラ８の焦点位置を移動させる検査ステップＩ２に移行
して検査が続行される。まず図８において、カメラ８の
焦点をＵだけ上昇させ（ＳＴ２１）、ワイヤ６を撮像す
る（ＳＴ２２）。次いで合焦度Ｐ２を求める処理が行わ
れる（ＳＴ２３）。そしてこの場合には、焦点の上昇に
よって焦点はワイヤに近づいたか否か、すなわち合焦度
Ｐ２がすでに求められたＰ１よりも大きいか否かが判断
される（ＳＴ２４）。合焦度Ｐ２が合焦度Ｐ１よりも
小さいならば、焦点がワイヤから遠ざかったことを意味
しており、この場合には別図（図９）に示すフローのＳ
Ｔ３１に進む。Ｐ２がＰ１よりも大きいならば、すなわ
ち、計測対象のワイヤに焦点が近づいたと判断されたな
らば（ワイヤｃ〜ｈが該当）、次に求められた合焦度Ｐ
２が計測可能範囲内であるか否かが判断される（ＳＴ２
５）。ここで計測可能範囲内であれば、図７のフローの
ＳＴ１５に戻り、合焦度Ｐ２よりワイヤ高さを推定す
る。図４の例では、ワイヤｃ，ｄは計測可能範囲内にあ
り、ワイヤｃ、ｄについてワイヤ高さの推定がなされ
る。なお、この場合には、カメラ８の焦点を上昇させる
ことにより焦点がワイヤ６に近づいたこと、すなわちワ
イヤ６は焦点位置よりも上側に位置していることが判っ
ていることから、図５に示す高さ変換テーブルのうち、
ずれ量０の縦軸から左側のグラフを用いてずれ量ｄを推
定する。その結果、図４の例ではワイヤｃが合格と判定
され、ＳＴ１７に進んで検査結果が記憶される。

【００３４】この検査ステップＩ２の場合には、ワイヤ
ｄの例のように、ワイヤ高さの許容範囲の上側のしきい
値＋Ｈｔｈの近傍にあると推定される場合がある。この
場合には、計測誤差範囲幅Ｂを考慮に入れればしきい値
Ｈｔｈを越えている可能性があるため、最終的な合否判
定ができず、いわゆるグレー判定となる。そこでこのよ
うな場合には、ＳＴ１９の精密計測が行われる。この精
密計測は、ワイヤ高さ精密計測処理部１６により、カメ
ラ８を上下動させて焦点をワイヤに合致させ、このとき
のカメラ８の高さ位置により、ワイヤ６の高さを精密に
計測する。そしてその結果に基づいて合否判定が行われ
（ＳＴ２０）、その後合否判定結果に応じてそれぞれＳ
Ｔ１７，ＳＴ１８に進む。図４に示す例では、ワイヤｄ
は合格と判断され、ＳＴ１７に進む。

【００３５】次に、焦点を上昇させることによって明ら
かに不合格と判定できるワイヤが出現したか否かが判断
される（ＳＴ２６）。図４に示す例では、ワイヤｅ，
ｆ，ｇ，ｈは検査ステップＩ２の段階では計測可能範囲
外であり、明らかに不合格とはみなされず、更にこれら
について高さ計測を行うため、カメラ８の焦点を更にＵ
だけ上昇させ（ＳＴ２７）、ワイヤを撮像する（ＳＴ２
８）。そして再度合焦度Ｐ２を取得し（ＳＴ２９）、再
びＳＴ２５に戻ってＰ２が計測可能範囲内にあるか否か
を判断する。

【００３６】その結果、図４の右側に示す検査ステップ
Ｉ３においてワイヤｅ，ｆ，ｇ，ｈが計測可能範囲内に
あることが判明し、再び図７のＳＴ１５に進み、以下同
様の処理がなされる。そして、ＳＴ２６において、ワイ
ヤｇ，ｈは＋Ｈｔｈの上側に位置することが明らかとな
り、明らかに不合格であるとの判定がなされ、図７のＳ
Ｔ１８に進む。そしてワイヤｅ，ｆについては、上側の
しきい値Ｈｔｈの近傍に位置しているので、ＳＴ１９に
進み、ワイヤ高さの精密計測が行われ、その後ＳＴ２０
にて合否が判定される。

【００３７】次に、図９を参照して、前述の検査ステッ
プＩ２での焦点位置の上昇により、焦点位置がワイヤ６
から遠ざかったと判断された場合の操作について説明す
る。図９において、まずカメラ８の焦点位置を一旦基準
高さＨ０に戻し（ＳＴ３１）、次に焦点位置をＵだけ下
方へ移動させる（ＳＴ３２）。次いでワイヤ６を撮像し
（ＳＴ３３）、合焦度Ｐ３を取得する（ＳＴ３４）。そ
してＰ３は計測可能範囲内であるか否かが判断され（Ｓ
Ｔ３５）、計測可能範囲内であれば図７のＳＴ１５に進
み、前述と同様の処理がなされる。ここでは、ワイヤ６
が基準高さよりも下側に位置していることが判っている
ので、図５に示す高さ変換テーブルの右側のグラフを用
いる。そして計測可能範囲外であれば、明らかに不合格
であるか否かが判断され（ＳＴ３６）、不合格であれば
ＳＴ１８に進み、明らかに不合格か否か不明であれば、
ＳＴ３２に戻って更に焦点位置を下方に移動させ、同様
の検査ステップを繰り返す。

【００３８】以上説明したように、ワイヤ高さの計測可
能範囲がワイヤ高さの許容範囲よりも狭い場合におい
て、ワイヤ６を順次撮像してワイヤ高さを推定する際
に、カメラ８の焦点位置を逐次変えることにより、ワイ
ヤ高さの許容範囲内及びしきい値の上下限近傍に位置す
るワイヤを、高精度でしかも効率よく検出することがで
きる。この方法は、位置検出精度が高いカメラが有する
計測可能範囲が狭いという短所を、焦点位置を適宜移動
させることにより補うようにしたものである。

【００３９】（実施の形態２）図１０、図１１、図１２
は本発明の実施の形態２のワイヤ高さ検査方法を説明す
るフロー図である。前述の実施の形態１は、逐次カメラ
の焦点位置を変えながらワイヤを順次撮像してワイヤ高
さを求めるのに対し、本実施の形態２は、同一の焦点位
置で全てのワイヤを撮像して検査を行い、この検査で合
否判定が行えなかったワイヤのみを対象として、焦点位
置を移動して再び検査を行うものである。

【００４０】図１０において、まず高さ計測の準備段階
として、基板２の３つの基準点の高さを精密計測して
（ＳＴ４１）高さ計測の基準面を算出し、基準面データ
２３を記憶させる（ＳＴ４２）。次に、ワイヤ番号のカ
ウンターｎ、焦点位置のカウンターＫをそれぞれ０にリ
セットする（ＳＴ４３）。ｎは検査対象であるワイヤ６
の総数を示している。次に焦点高さＨを基準高さＨ０に
設定し（ＳＴ４４）、カメラ８の焦点位置を焦点高さＨ
に合わせる（ＳＴ４５）。この後、検査処理が行われ
（ＳＴ４６）、全てのワイヤ６について判定済か否かが
判断される。ここでＹＥＳであれば検査を終了し、ＮＯ
であれば、以下に説明するように、カメラ８の焦点位置
を移動させる操作を行う。

【００４１】まず現時点での焦点位置高さＨと、許容範
囲の上下限を示すしきい値＋Ｈｔｈ，−Ｈｔｈとの関係
が判断される。すなわちここでは計測誤差分を差し引い
た計測可能範囲Ａ−Ｂ／２を焦点位置高さＨに加えた高
さ（Ｈ＋Ａ−Ｂ／２）が＋Ｈｔｈより上に位置するか、
あるいはその逆方向の−（Ｈ＋Ａ−Ｂ／２）が−Ｈｔｈ
より下に位置するかが判断される。ここでＹＥＳであれ
ば、現時点までに行われた計測において許容範囲は計測
可能範囲によって全てカバーされていることを示してお
り、許容範囲内のワイヤ６は全て計測、判定済みであ
る。したがって、この場合にはこの時点で未判定のワイ
ヤ全てを不合格として処理し、検査を終了する。

【００４２】そしてＮＯであれば、すなわち許容範囲内
にまだ計測対象とされていない範囲が存在する場合に
は、更に焦点位置高さを移動させる。このため高さカウ
ンターＫに１を加算し（ＳＴ４９）、次いで新しいＫは
奇数であるか否かが判断される（ＳＴ５０）。ここで奇
数であれば、新しい焦点高さはＨ＝Ｈ０＋Ｕ・（Ｋ＋
１）／２で設定され、偶数であればＨ＝Ｈ０−Ｕ・Ｋ／
２で設定される。すなわち、焦点位置は上方と下方に交
互に基準高さからの距離を広げながら移動する。そして
この後ＳＴ４５に進み、新しい焦点位置によって検査が
行われる。

【００４３】次に、ＳＴ４６で行われる検査処理につい
て図１１を参照して説明する。図１１において、ワイヤ
番号カウンターｎを１にセットし、ｎ番目（ここでは１
番目）のワイヤの合否判定は記録済か否かが判断され
（ＳＴ６１）、ここでＹＥＳであれば、このｎが検査す
べきワイヤの数ｎ（ＡＬＬ）と一致するか否かが判断さ
れ（ＳＴ６５）、ＹＥＳであればＳＴ４６に戻る。そし
てＮＯであれば、ｎ番目のワイヤの計測ポイントの座標
をワイヤ基準データ２２から読み取り（ＳＴ６２）、カ
メラ８を計測ポイント上へ移動させる（ＳＴ６３）。そ
して判定処理が行われ（ＳＴ６４）、その後にｎが検査
すべきワイヤの数ｎ（ＡＬＬ）と一致するか否かを判断
して（ＳＴ６５）、ＮＯであればｎに１を加算して再び
ＳＴ６１に戻り、以下同様のステップを繰り返す。

【００４４】ここで、ＳＴ６４の判定処理について、図
１２を参照して説明する。ここでは、ワイヤを撮像して
合焦度Ｐ４を取得し、合焦度Ｐ４が計測可能範囲内か否
かを判断した後に、ワイヤ高さを推定して合否判定を行
う。ここで図１２に示すＳＴ７０以降ＳＴ７８，７９に
至るステップは、前述の図７に示すＳＴ１１〜ＳＴ２０
と同様である。

【００４５】このように、本実施の形態２は、同一の焦
点位置で全てのワイヤ６の高さ計測を行い、ここで合否
判定が行えなかったワイヤについてのみ、焦点位置を移
動させて再計測を行うものである。これにより、ワイヤ
６の高さのばらつきが比較的小さい場合には、焦点位置
の移動の回数を少なくして、計測処理を効率化すること
ができる。

【００４６】

【発明の効果】本発明によれば、ワイヤ画像中のワイヤ
の焦点合致度合いを表す合焦度に基づいてワイヤの高さ
を計測する際に、ワイヤが計測可能範囲外にあると判定
されたならば、撮像の焦点を移動させて繰り返しワイヤ
高さの計測を行うようにしたので、従来狭い範囲のずれ
量しか計測できない特性を有する高精度の撮像手段を用
いて、広い計測対象範囲をカバーすることができる。し
たがって、従来方法では困難であった高精度のワイヤ高
さ計測を効率よく行うことができる。また、合焦度に基
づいて高さを求める方法で不可避であったずれ方向の違
いによる高さ計測誤差を解消することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１のワイヤ高さ検査装置の
構成を示すブロック図

【図２】（ａ）本発明の実施の形態１の画像図（ｂ）本発明の実施の形態１のワイヤの輝度分布を示す
グラフ

【図３】（ａ）本発明の実施の形態１の画像図（ｂ）本発明の実施の形態１のワイヤの輝度分布を示す
グラフ

【図４】本発明の実施の形態１のワイヤの高さ位置を示
すグラフ

【図５】本発明の実施の形態１のワイヤ高さ変換テーブ
ルのグラフ

【図６】本発明の実施の形態１のワイヤ高さ検査方法を
説明するフロー図

【図７】本発明の実施の形態１のワイヤ高さ検査方法を
説明するフロー図

【図８】本発明の実施の形態１のワイヤ高さ検査方法を
説明するフロー図

【図９】本発明の実施の形態１のワイヤ高さ検査方法を
説明するフロー図

【図１０】本発明の実施の形態２のワイヤ高さ検査方法
を説明するフロー図

【図１１】本発明の実施の形態２のワイヤ高さ検査方法
を説明するフロー図

【図１２】本発明の実施の形態２のワイヤ高さ検査方法
を説明するフロー図

【符号の説明】

６ワイヤ８カメラ９Ｚ軸テーブル１０Ｚ軸モータ１３画像記憶部１４合焦度算出処理部１５ワイヤ高さ計測処理部１６ワイヤ高さ精密計測処理部１８合否判定処理部２０記憶部２１高さ変換テーブル２２ワイヤ基準データ２４検査結果データ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ワイヤを上方から撮像する撮像手段と、撮
像手段の焦点位置を上下方向に移動させる焦点移動手段
と、撮像された画像を記憶する画像記憶部と、前記画像
中のワイヤの焦点合致度合いを表す合焦度を求める合焦
度算出手段と、前記ワイヤの高さを求めるワイヤ高さ計
測手段と、この求められたワイヤ高さの合否判定を行う
判定手段とを備え、前記ワイヤ高さ計測手段は、前記合
焦度に基づいてワイヤが前記高さ計測手段の計測可能範
囲内に位置しているか否かを判断し、計測可能範囲内に
あると判断されたならば前記合焦度よりワイヤ高さを推
定し、計測可能範囲外に位置していると判断されたなら
ば、前記焦点移動手段へ焦点移動指令を出力し、前記撮
像手段の焦点位置を移動させてワイヤを再撮像すること
を特徴とするワイヤ高さ検査装置。
【請求項２】撮像手段によりワイヤを上方から撮像し、
画像データを画像記憶部に記憶させる工程と、合焦度算
出手段により前記画像中のワイヤの焦点合致度合いを表
す合焦度を求める工程と、この合焦度に基づいて前記高
さ計測手段の計測可能範囲内にあるか否かを判断する工
程と、計測可能範囲内にあると判断されたならば前記合
焦度よりワイヤの高さを推定する工程と、ワイヤが前記
高さ計測手段の計測可能範囲外にあると判断されたなら
ば焦点移動手段により前記撮像手段の焦点位置を移動さ
せる工程と、焦点移動後にワイヤを再撮像する工程と、
求められたワイヤ高さの合否判定を判定手段により行う
工程とを含むことを特徴とするワイヤ高さ検査方法。
【請求項３】前記高さ計測手段により、ワイヤ高さが、
許容範囲として設定されたしきい値の近傍にあることが
検出されたならば、前記焦点移動手段によって撮像手段
を上下動させて前記ワイヤに焦点を合わせ、ワイヤに焦
点が合致したときの撮像手段の高さ位置によってワイヤ
高さを求めることを特徴とする請求項２記載のワイヤ高
さ検査方法。