JP2007059858A - Chip image inspection method and its system - Google Patents
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本発明はウエハー画像検査方法とシステムに関わるもので、特に対比度増大の画像処理により、表面のインクマーク(ink)判定を行う。 The present invention relates to a wafer image inspection method and system. In particular, the surface ink mark (ink) is determined by image processing with increased contrast.
図1は一般の集積回路の主な生産プロセスを示す。ウエハーはウエハー工場(Fab)にてウエハー生産10完了後、検査工場にてプロービングテスト(Probe test)11を行い、電気によるウエハー上のチップ(die /chip)の良否を検査する。検査に通過できないチップの表面にインク(ink)12を塗布する。これは有色のインクを用いてマーキングするため、インクを言う。続いて、ウエハーは包装工場に送られて、包装工程(Packaging )を行う。まず、ウエハーを切断(saw )13する。切断により一部のチップに欠陥を引き起こすため、一部のプロセスは再検査を行い、欠陥品にインク(ink)14でマークする(ただし、この手順は必須ではない)。ウエハーの仕込みまたはダイボンディング(die bond)16により正式包装するとき、チップを吸い取る前に必ずインク(手順15)マーク検査する。インクマーク付きチップは吸い取るのをやめて、次のチップを引き続きに検査する。チップにインクマークがないとき、そのチップはプロービングテスト(Probe test)11を通過し、機能が正常なチップであり、後の包装プロセスに使えることを意味する。最後に、チップ包装完了後、包装済みの集積回路はテスト工場に送り、最終検査17を行う。 FIG. 1 shows a main production process of a general integrated circuit. After the wafer production 10 is completed at the wafer factory (Fab), the wafer is subjected to a probing test 11 at the inspection factory to inspect the quality of chips (die / chip) on the wafer by electricity. Ink 12 is applied to the surface of the chip that cannot pass the inspection. This is ink because it is marked with colored ink. Subsequently, the wafer is sent to a packaging factory to perform a packaging process (packaging). First, the wafer is cut (saw) 13. Some processes re-inspect and mark defective products with ink 14 (although this procedure is not essential) because cutting causes defects in some chips. When formal packaging is performed by wafer preparation or die bonding 16, the ink (procedure 15) mark inspection is always performed before the chips are sucked. Stop sucking the tip with the ink mark and continue to inspect the next tip. When there is no ink mark on the chip, the chip passes the probe test 11, which means that it is a functioning chip and can be used in a subsequent packaging process. Finally, after completion of chip packaging, the packaged integrated circuit is sent to a test factory for final inspection 17.
前述手順15のインク検査、通常は目視または機械(全自動または半自動)方法による。しかし、目視検査は個人差により、間違いを起こしやすいことは言うまでもない。従来の機械(全自動または半自動)による検査は、通常のアナログ/デジタル画像処理(image data processing/image processing)技術を用いる。その原理と技術は、チップ状のインク画像を捕捉し、この捕捉画像をデータベースの標準インク画像との比較を行う。両者の位置、輝度(brightness)、形状とも合致(match)するとき、インクマーク付きと判定し(すなわち、不良チップ)、そうでない場合、インクマークがない(すなわち、良品チップ)ことを判定する。
Ink inspection in
しかし、従来の機械による検査方法は、インクマーク付きチップをインクマークがないなど判定間違いが多くある。図2上方はチップ捕捉画像20で、下部はデータベースの標準画像21である。当初のインクマークにずれ(右側へ)があったため、従来の画像方式で比較すると、捕捉画像20と標準画像21は一致しないため、(間違って)そのチップをインクマークがないことを判定している。図3のチップに塗布するインク位置は正確にも拘らず、インクマークの力量が小さい、インク不足、またはインク切れのため、チップの捕捉画像22はデータベース標準画像23より小さいため、(間違って)そのチップをインクマークがないことを判定している。図4に示すものは、チップのインク位置と大きさとも正確だが、インクマークの色が浅いため、チップの捕捉画像24はデータベース標準画像23とのグレースケール差が大きため、(間違って)そのチップをインクマークがないことを判定している。図5に示すものは、チップ捕捉画像26とデータベース標準画像27のインク色が異なる。通常、マーキングに使用するインク色は赤、青、黒がある。これらのインク色に併せるため、データベースに各色の標準インク画像を保存しなければならない。これにより、データベース記憶装置空間を膨大化させ、管理と実行の複雑度を与える。さらに、インクマークするたび、インクの色合いが異なる可能性がるため、図4のような誤判定が起きる。図6に示すものは、チップ捕捉画像28とデータベース標準画像29に使用する形状が異なる。この点は業界に統一した形式がないため、チップインクの誤判定につながる。
However, in the conventional inspection method using a machine, there are many erroneous determinations such as a chip with an ink mark having no ink mark. The upper part of FIG. 2 is a
前述した従来の機械による検査は(良品チップを不良チップに誤判定されるなど)チップの浪費、または不良チップを良品チップに誤判定されるなど、後工程における最終検査(手順17)の膨大な負担が掛かり、包装、検査の効率を降下させる。 The above-mentioned conventional machine inspection (such as misjudging a non-defective chip as a defective chip) wastes the chip, or misdetermines a non-defective chip as a non-defective chip. This is a burden and reduces the efficiency of packaging and inspection.
前述の従来の画像検査における種々な欠点に対して、新たにチップ画像検査方法およびシステムを提出し、正確、迅速、かつ簡単にチップのインクマークの有無を行い、包装工程が効率的に行え、包装工程の効率化を図り、集積回路の歩留り率を向上し、全体の生産フローを簡素化できる。 In response to the above-mentioned various disadvantages in conventional image inspection, a new chip image inspection method and system are submitted, and the presence or absence of ink marks on the chip is accurately, quickly and easily performed, and the packaging process can be performed efficiently. The efficiency of the packaging process can be improved, the yield rate of integrated circuits can be improved, and the overall production flow can be simplified.
本発明の一つの目的は、新たにチップ画像検査方法およびシステムを提出し、正確、迅速、かつ簡単にチップのインクマークの有無判定を行い、包装工程が効率的に行え、包装工程の効率化を図り、集積回路の歩留り率を向上し、全体の生産フローを簡素化できる。 One object of the present invention is to provide a new chip image inspection method and system, accurately and quickly and easily determine the presence or absence of an ink mark on a chip, and can efficiently perform the packaging process, thereby improving the efficiency of the packaging process. Can improve the yield rate of integrated circuits and simplify the overall production flow.
本発明のもう一つの目的は、従来画像検査システムのように多くの標準インク画像を保存することなく、異なるインク色に心配することがない。インクマークずれ、インクの乾湿、インク濃度、およびインク形状による誤判定を無くすことができる。 Another object of the invention is not to worry about different ink colors without storing many standard ink images as in conventional image inspection systems. Incorrect determination due to ink mark deviation, ink dryness, ink density, and ink shape can be eliminated.
前述の目的を実現するため、本発明はチップ画像検査方法を提供する。既定値を設定し、結晶粒子表面の画像を捕捉し、捕捉された画像の対比度を増大する。引き続き、増大された画像の画素数(黒色の画素数を計数など)を計数し、画素数と一つの既定値と比較を行う。もし、画素数が既定値より大きいとき、結晶粒子表面にインク(ink)マーク付きを判定し、より小さいとき、結晶粒子表面にインクマークがないことを判定する。 In order to achieve the above object, the present invention provides a chip image inspection method. Set a default value to capture an image of the crystal grain surface and increase the contrast of the captured image. Subsequently, the number of pixels of the increased image (such as counting the number of black pixels) is counted, and the number of pixels is compared with one predetermined value. If the number of pixels is larger than the predetermined value, it is determined that there is an ink mark on the crystal particle surface, and if it is smaller, it is determined that there is no ink mark on the crystal particle surface.
本発明のもう一つの実施例において、チップ画像検査方法を提供し、捕捉装置を設け、チップの表面画像を捕捉する。画像処理単元を設け、捕捉画像の対比度を増大する。計数単元を設け、増大された画像の画素数を計数する。比較単元を設け、計数画素数と一つの既定値との比較を行い、画素数が既定値より大きいとき、そのチップをインク(ink)マーク付きと判断す。 In another embodiment of the present invention, a chip image inspection method is provided, a capture device is provided, and a surface image of a chip is captured. An image processing unit is provided to increase the contrast of captured images. A counting unit is provided to count the number of pixels in the increased image. A comparison unit is provided, and the number of counted pixels is compared with one predetermined value. When the number of pixels is larger than the predetermined value, the chip is determined to have an ink mark.
本発明はソフトウエアにより実施される。コンピュータの読み取り可能な媒体保存しておく、チップ画像検査システムにおいて、前述の手順または機能を実行し、システムより捕捉したチップ表面画像処理を行い、チップ表面にインク(ink)マークの有無を判定する。 The present invention is implemented by software. In a chip image inspection system stored on a computer-readable medium, the above-mentioned procedure or function is executed, chip surface image processing captured from the system is performed, and the presence or absence of an ink (ink) mark is determined on the chip surface. .
本発明はプログラム化したコンピュータにより実施できる。ソフトウエア・プログラムを取付け、このソフトウエア・プログラムの実行により、捕捉されたチップ表面画像の処理を行い、チップ表面にインク(ink)マークの有無を判定する。 The present invention can be implemented by a programmed computer. A software program is attached, and the captured chip surface image is processed by executing this software program, and the presence or absence of an ink (ink) mark is determined on the chip surface.
請求項1の発明は、チップ画像検査方法において、
一つのチップ表面画像を捕捉し、
その捕捉されたチップ画像の対比度を増大させ、
その増大された画像の画素数を計数した上、
計数画素数と一つの既定値との比較を行い、計数画素数がその既定値より大きいとき、そのチップ表面にインク(ink)マーク付きと判定するを実現することを特徴とするチップ画像検査方法としている。
請求項2の発明は、前述の画像捕捉が、撮影機、カメラまたは顕微鏡であることを特徴とする請求項1記載のチップ画像検査方法としている。
請求項3の発明は、捕捉画像の一部分を有効画素として選択することを特徴とする請求項1記載のチップ画像検査方法としている。
請求項4の発明は、前述の対比度調整手順は、その捕捉画像の画素を処理し、画素のグレースケール値が一つ論理限界値を超えるとき、一つの高グレースケール値を出力する、画素のグレースケール値が一つ論理限界値を下回るとき、一つの低出力グレースケール値を出力することを特徴とする請求項1記載のチップ画像検査方法としている。
請求項5の発明は、そのうち、前述の画素数計数手順が、増大画像にその低グレースケール値の画素数を含まれることを特徴とする請求項4記載のチップ画像検査方法としている。
請求項6の発明は、比較後の結果を一つの記憶装置に保存することを特徴とする請求項1記載のチップ画像検査方法としている。
The invention of claim 1 is the chip image inspection method,
Capture one chip surface image,
Increase the contrast of the captured chip image,
After counting the number of pixels of the increased image,
A chip image inspection method comprising: comparing a count pixel number with a predetermined value and determining that an ink mark is attached to the chip surface when the count pixel number is larger than the default value It is said.
According to a second aspect of the present invention, there is provided the chip image inspection method according to the first aspect, wherein the image capturing is performed by a photographing machine, a camera, or a microscope.
A third aspect of the present invention is the chip image inspection method according to the first aspect, wherein a part of the captured image is selected as an effective pixel.
In the invention of claim 4, the contrast adjustment procedure described above processes pixels of the captured image, and outputs one high grayscale value when the grayscale value of the pixel exceeds one logical limit value. 2. The chip image inspection method according to claim 1, wherein one low output gray scale value is output when one gray scale value is less than one logical limit value.
The invention according to claim 5 is the chip image inspection method according to claim 4, wherein the number of pixels counting step includes the number of pixels of the low gray scale value in the augmented image.
The invention according to claim 6 is the chip image inspection method according to claim 1, wherein the comparison result is stored in one storage device.
本発明は、新たにチップ画像検査方法およびシステムを提出し、正確、迅速、かつ簡単にチップのインクマークの有無判定を行い、包装工程が効率的に行え、包装工程の効率化を図り、集積回路の歩留り率を向上し、全体の生産フローを簡素化できる。 The present invention newly submits a chip image inspection method and system, accurately and quickly and easily determines the presence or absence of ink marks on the chip, can efficiently perform the packaging process, improve the efficiency of the packaging process, and integrate The yield rate of the circuit can be improved and the overall production flow can be simplified.
図7に示すものは、本発明のチップ画像検査システムで、図8のチップ画像検査方法を合わせてご参照ください。図7に示すものは、本発明のシステムブロック図30における、画像捕捉装置32よりウエハー(wafer)31表面画像を捕捉する(手順41)。ここの画像捕捉装置32はカメラ、撮影機または走査装置で有っても良い。包装工場の作業方式と利便性に従い、この画像捕捉装置32の画像捕捉はいくつかの方式がある。チップ/ウエハー31全体の画像を捕捉し、メモリ装置34に保存しておき、あるチップ(die/chip)の画像が必要のとき、そのチップの位置画像を単独に取り出すなど。もう一つの画像捕捉方式は、1回ごとに一つのチップ312のみに画像捕捉する。いずれの画像捕捉方式でも、チップの画像は画像捕捉装置32のセンサー(sensors,CCDなど)数によって、その画素(pixels)数(すなわち、解像度)が決められている。もちろん、後手順の計算速度を増やす、または記憶装置の負担を軽減するため、本発明は一部の画像のみを使用(または保存)できる。図9に示すチップ画像画素配置は、一部分の画素(斜線で示す部分)を有効画素に取り込み。
7 is the chip image inspection system of the present invention. Please refer to the chip image inspection method of FIG. In FIG. 7, a
手順41より捕捉されたチップ画像は、特定な画像処理(image data processing/image processing)332(手順42)を行う。本発明の実施例において、前の手順より得られた画像の対比度(contrast)を増大させる(画像増強とも言う、contrast enhancement)。つまり、黒色に近い画素をより黒くし、白色に近い画素をより白くする。8ビットのデジタル画像技術におけるグレースケール値は0から255まで合計256階調に分け、そのうち、黒色画素のグレースケール値は0、白色のグレースケール値は255とする。図10に示すものは、本発明画像処理単元332の入出力関係図である。そのうち、横軸は入力画像のグレースケール値を示し、縦軸は処理後出力する画像のグレースケール値を示す。入力するグレースケールが既定の論理限界値(threshold)を超えるとき、一つ固定の高グレースケール値(白色を表す255など)を出力する。入力するグレースケール値は既定の論理限界値(threshold)より小さいとき、一つ固定の低いグレースケール値(黒色を表す0など)。論理限界値を使用するため、この種の対比度増大による画像処理技術は、限界処理(thresholding)と言う。図11 はチップ画像のグレースケール・ヒストグラム(histogram)を示す例である。その横軸はそれぞれのグレースケール値を示し、縦軸は画素数を示す。図11の画像は図10の処理を経た後、図12または図13の出力結果が得られる。
The chip image captured in step 41 is subjected to specific image processing (image data processing / image processing) 332 (step 42). In an embodiment of the present invention, the contrast of the image obtained from the previous procedure is increased (also referred to as image enhancement, contrast enhancement). That is, pixels close to black are made black, and pixels close to white are made white. The gray scale value in the 8-bit digital image technology is divided into a total of 256 gradations from 0 to 255, of which the gray scale value of the black pixel is 0 and the white gray scale value is 255. FIG. 10 is an input / output relationship diagram of the
手順42における対比度増大した後、処理後の影像(図12または図13など)に対して、その画素数を計数する(手順43およびブロック334)。本発明の実施例において、黒色(グレースケール値0)画素の数を計数する。そして、計数した画素数と既定値Nとの比較を行い(手順44およびブロック336)、もし、黒色(グレースケール値0)画素数は既定値N より小さい(または等しい)とき、図12 に示すとおり、そのチップにインクマークがない良好なチップ(手順45)と判定する。もし、黒色(グレースケール値0)画素数が既定値N より大きいとき、図13に示すとおり、そのチップにインクマーク付きの不良チップと判定する(手順46)。 After the contrast in the procedure 42 is increased, the number of pixels of the processed image (such as FIG. 12 or FIG. 13) is counted (procedure 43 and block 334). In an embodiment of the present invention, the number of black (grayscale value 0) pixels is counted. Then, the counted number of pixels is compared with the default value N (procedure 44 and block 336). If the number of black (grayscale value 0) pixels is less than (or equal to) the default value N, the result is shown in FIG. As described above, it is determined that the chip has no ink mark (procedure 45). If the number of black (grayscale value 0) pixels is larger than the predetermined value N, the chip is determined to be a defective chip with an ink mark as shown in FIG. 13 (procedure 46).
前述の本発明実施例におけるチップの画像捕捉、画像処理、画素数の計数および数値比較により、インクマークの有無を正確、迅速、簡単に判定でき、後の包装工程を効率的に行えることができ、集積回路の歩留り率を向上し、生産プロセスフロー全体を簡素化できる。本発明により、従来画像検査システムのように多くの標準インク画像を保存することなく、異なるインク色に心配することがない。インクマークずれ、インクの乾湿、インク濃度、およびインク形状による誤判定を無くすことができる。 By the above-described chip image capture, image processing, pixel count and numerical comparison in the embodiment of the present invention, the presence or absence of an ink mark can be determined accurately, quickly and easily, and the subsequent packaging process can be performed efficiently. It can improve the yield rate of integrated circuits and simplify the entire production process flow. The present invention does not worry about different ink colors without storing many standard ink images as in conventional image inspection systems. Incorrect determination due to ink mark deviation, ink dryness, ink density, and ink shape can be eliminated.
ただし、以上に説明は本発明の好ましい実施例であり、本発明の実施範囲に制限を加わるものではない。よって、本発明の構造、装置、特徴に近似又は類似するすべてのものは、本発明の発想目的及び特許請求の範疇に含まれるものとする。たとえば、公知技術はインクマーク付き不良チップを示し、インクマークなしを良品チップによる識別だが、本発明において、全く逆なマーキング体系で、インクマークなしを不良品チップとし、インクマーク付きを良品チップとすることもできる。 However, the above description is a preferred embodiment of the present invention and does not limit the scope of the present invention. Accordingly, all that is similar or similar to the structure, device, and features of the present invention shall fall within the spirit of the present invention and the scope of the claims. For example, the known technique indicates a defective chip with an ink mark, and the non-ink mark is identified by a non-defective chip. You can also
さらに、実施例において、画像処理の入力と出力関係は図10で示されている。しかし、本発明は全く逆な入出力関係を使用し、図14に示す出入力関係ができる。すなわち、入力するグレースケールが既定の論理限界値(threshold)を超えるとき、一つ固定の高グレースケール値(白色を表す255など)を出力する。入力するグレースケール値は既定の論理限界値(threshold)より小さいとき、一つ固定の低いグレースケール値(黒色を表す0など)。 Furthermore, in the embodiment, the input and output relationship of the image processing is shown in FIG. However, the present invention uses a completely opposite input / output relationship, and the input / output relationship shown in FIG. That is, when the input gray scale exceeds a predetermined logical threshold value (threshold), one fixed high gray scale value (such as 255 representing white) is output. When the input grayscale value is smaller than a predetermined threshold (threshold), one fixed low grayscale value (such as 0 for black).
さらに、図10の高出力グレースケール値(白色)は255に限らず、低出力グレースケール値(黒色)は0に限ることがない。また、図10の論理限界値は固定(fixed)するではなく、変動方式または順応性(adaptive)方式で有っても良い。 Further, the high output gray scale value (white) in FIG. 10 is not limited to 255, and the low output gray scale value (black) is not limited to 0. In addition, the logical limit value of FIG. 10 may not be fixed, but may be a variable method or an adaptive method.
本発明の実施例において、ウエハーの仕込みまたはダイボンディング(die bond)(図1の16)するときに、前述の画像捕捉41、対比度調整42、画素数計数43、および既定値N との比較44手順を行う。しかし、本発明ほかの実施例において、ウエハーチップ上すべてのチップは画像捕捉41、対比度調整42、画素数計数目43および既定値N との比較44の手順を一括で処理した上、処理の結果(すなわち、良品チップまたは不良チップ)をメモリ装置34に保存しておく、ウエハーの仕込みまたはダイボンディング(die bond)のとき、メモリ装置34より読み取りすることにより、吸い取ったチップは良品チップまたは不良チップが分かる。
In the embodiment of the present invention, when the wafer is charged or die bonded (16 in FIG. 1), the above-described image capture 41, contrast adjustment 42, pixel count 43, and comparison with the default value N are compared. Perform 44 procedures. However, in other embodiments of the present invention, all the chips on the wafer chip are processed in a batch after the procedures of the image capture 41, the contrast adjustment 42, the pixel count 43 and the comparison 44 with the predetermined value N are collectively processed. The result (that is, a good chip or a defective chip) is stored in the
前述の実施例における画像処理(対比度増大)332、画素数計数334、および既定値との比較336。この三者はソフトウエア・プログラムを中央演算装置(CPU)35と併せて実行する。しかし、この三者(またはその一部分)は電子ハードウエア方式より実施することもできる。ソフトウエアまたはハードウエア方式に問わず、その個別な部分は、電子、ソフトウエア分野を熟知する者が実行可能のため、ここにその説明を省略する。前述のソフトウエア・プログラムはCD−ROMまたは記憶装置などコンピュータの読み取り媒体に保存しておく、これらのソフトウエアがコンピュータにロードされた後、中央演算装置(CPU)35よりその指令を実行させる。
Image processing (increased contrast) 332,
10 ウエハー生産(Fab)
11 ウエハープロービングテスト (Probe test)
12 インクマーク
13 ウエハーカット(saw)
14 マーキング
15 インク検査
16 ウエハー仕込み
17 最終検査
20 チップ画像捕捉
21 データベースの標準画像
22 チップ画像捕捉
23 データベースの標準画像
24 チップ画像捕捉
25 データベースの標準画像
26 チップ画像捕捉
27 データベースの標準画像
28 チップ画像捕捉
29 データベースの標準画像
30 本発明のシステムブロック図
31 チップ/ウエハー
312 チップ
32 画像捕捉装置
33 画像処理、画素数計数、既定値との比較
332 画像処理(対比度増大)単元
334 画素数計数単元
336 既定値N と比較する単元
34 メモリ装置
35 中央演算装置(CPU)
41 画像捕捉
42 対比度調整
43 画素数計数の手順
44 黒色画素数と既定値N との比較
45 インクマークがない良好なチップを判定
46 インクマーク付き不良チップを判定
10 Wafer production (Fab)
11 Wafer probing test (Probe test)
12 Ink mark 13 Wafer cut (saw)
14
41 Image Capture 42 Contrast Adjustment 43 Pixel Counting Procedure 44 Comparison of Number of Black Pixels with
Claims (6)
一つのチップ表面画像を捕捉し、
その捕捉されたチップ画像の対比度を増大させ、
その増大された画像の画素数を計数した上、
計数画素数と一つの既定値との比較を行い、計数画素数がその既定値より大きいとき、そのチップ表面にインク(ink)マーク付きと判定するを実現することを特徴とするチップ画像検査方法。 In the chip image inspection method,
Capture one chip surface image,
Increase the contrast of the captured chip image,
After counting the number of pixels of the increased image,
A chip image inspection method comprising: comparing a count pixel number with a predetermined value and determining that an ink mark is attached to the chip surface when the count pixel number is larger than the default value .
2. The chip image inspection method according to claim 1, wherein the comparison result is stored in one storage device.
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