JP2020150093A - ボンディングワイヤのワイヤ形状検出装置及びワイヤ形状検出方法 - Google Patents

Abstract

【課題】精度良くワイヤの三次元形状を検出する。【解決手段】撮像装置１６とリング状照明器１７と制御部１８と、を備えるワイヤ形状検出装置１００であって、制御部１８は、撮像装置１６で撮像したワイヤ１０の全体画像を処理してワイヤ１０の延びる方向に沿った微小長さの複数の区分毎に撮像焦点高さの異なる複数の区分画像を取得し、一の区分における撮像焦点高さの異なる複数の区分画像の中からコントラストが大きい画像を一の区分の候補画像として選択し、選択した候補画像と予測画像とを比較し、候補画像が予測画像と一致した場合に、選択した候補画像の撮像焦点高さを一の区分におけるワイヤ高さとして検出し、候補画像を一の区分におけるワイヤ画像として検出すること、を特徴とする。【選択図】図１

Description

本発明は、ワイヤボンディング装置によって形成したボンディングワイヤのワイヤ形状検出装置並びにその方法に関する。

半導体チップのパッドと基板のリードとを接続するボンディングワイヤ（以下、ワイヤという）の高さの測定が行われている。ワイヤ高さを測定する方法としては、ワイヤの画像を撮像し、画像中のワイヤのエッジの合焦高さを測定する方法（例えば、特許文献１参照）や、ワイヤループの頂点の反射光をワイヤ直上の第１撮像装置とワイヤの斜め上方に配置した第２撮像装置とで撮像し、２つの画像からワイヤループの頂点の高さと位置とを検出する方法（例えば、特許文献２参照）が提案されている。

しかし、特許文献１、２に記載された従来技術では、照明によりワイヤの背景が明るくなることにより、ワイヤ画像のコントラストが低くなってしまい、検出精度が低下してしまう場合があった。

そこで、ワイヤをリング状照明器で照明し、焦点深度を浅くして合焦点におけるワイヤ画像の中心に暗部を現出させ、この暗部を検出することによりワイヤ高さ、ワイヤ全体の三次元形状を検出する方法が提案されている（例えば、特許文献３参照）。

特開２０１７−４５７５２号公報 特開２００６−２９２６４７号公報 特許第３２３５００９号公報

ところで、ワイヤをリング状照明器で照明すると、ワイヤが略水平方向に延びている部分では、合焦点においてワイヤの中心線近傍が暗部でワイヤの幅方向両端のエッジが明るくなる画像となるが、ワイヤが傾斜している部分では、これとは逆にワイヤの中心線近傍が明るくワイヤの幅方向両端のエッジが暗くなる画像となる場合がある。このため、特許文献３に記載された従来技術では、傾斜部分のあるワイヤではワイヤ全体の三次元形状の検出精度が低下してしまう場合があった。

そこで、本発明は、精度良くワイヤの三次元形状を検出することを目的とする。

本発明のワイヤ形状検出装置は、半導体チップのパッドと基板のリードとを接続するワイヤの画像を撮像する撮像装置と、撮像装置の周囲に配置されてワイヤを照明するリング状照明器と、撮像装置に撮像動作を実行させると共に撮像装置が撮像したワイヤの画像に基づいてワイヤの形状を検出する制御部と、を備えるワイヤ形状検出装置であって、制御部は、撮像装置で撮像したワイヤの画像を処理してワイヤの延びる方向に沿った微小長さの複数の区分毎に撮像焦点高さの異なる複数の区分画像を取得し、一の区分における撮像焦点高さの異なる複数の区分画像の中からコントラストが大きい画像を一の区分の候補画像として選択し、選択した候補画像と予測画像とを比較し、候補画像が予測画像と一致した場合に、選択した候補画像の撮像焦点高さを一の区分におけるワイヤ高さとして検出し、候補画像を一の区分におけるワイヤ画像として検出すること、を特徴とする。

本発明のワイヤ形状検出装置において、制御部は、ワイヤ高さの検出とワイヤ画像の検出とをワイヤの一端の区分から他端の区分に向かって順次行い、各区分におけるワイヤ高さとワイヤ画像とを取得してワイヤの形状を検出すること、としてもよい。

本発明のワイヤ形状検出装置において、制御部は、撮像装置の焦点高さを段階的に変化させて異なる撮像焦点高さ毎にワイヤの全体画像を撮像し、撮像したワイヤの全体画像をワイヤの延びる方向に沿った微小長さの複数の区分に分割して複数の区分画像を生成する区分画像生成動作を撮像した全体画像毎に行って、ワイヤの延びる方向に沿った微小長さの複数の区分毎に撮像焦点高さの異なる複数の区分画像を取得すること、としてもよい。

本発明のワイヤ形状検出装置において、制御部は、撮像装置の焦点深度範囲毎にワイヤの全体画像を撮像すること、としてもよい。

本発明のワイヤ形状検出方法は、半導体チップのパッドと基板のリードとを接続するワイヤの画像を撮像する撮像装置と、撮像装置の周囲に配置されてワイヤを照明するリング状照明器と、撮像装置に撮像動作を実行させると共に撮像装置が撮像したワイヤの画像に基づいてワイヤの形状を検出する制御部と、を備えるワイヤ形状検出装置に用いられるワイヤ形状検出方法であって、撮像装置で撮像したワイヤの画像を処理してワイヤの延びる方向に沿った微小長さの複数の区分毎に撮像焦点高さの異なる複数の区分画像を取得する区分画像取得ステップと、一の区分における撮像焦点高さの異なる複数の区分画像の中からコントラストが大きい画像を一の区分の候補画像として選択し、選択した候補画像と予測画像とを比較し、候補画像が予測画像と一致した場合に、選択した候補画像の撮像焦点高さを一の区分におけるワイヤ高さとして検出し、候補画像を一の区分におけるワイヤ画像として検出する検出動作ステップと、を有することを特徴とする。

本発明のワイヤ形状検出方法において、検出動作ステップをワイヤの一端の区分から他端の区分に向かって順次行い、各区分におけるワイヤ高さとワイヤ画像とを取得してワイヤの形状を検出するワイヤ形状検出ステップを有してもよい。

本発明のワイヤ形状検出方法において、区分画像取得ステップは、撮像装置の焦点高さを段階的に変化させて異なる撮像焦点高さ毎にワイヤの全体画像を撮像する全体画像撮像ステップと、撮像したワイヤの全体画像をワイヤの延びる方向に沿った微小長さの複数の区分に分割して複数の区分画像を生成する区分画像生成動作を撮像した全体画像毎に行って、ワイヤの延びる方向に沿った微小長さの複数の区分毎に撮像焦点高さの異なる複数の区分画像を取得する区分画像生成ステップと、を含むこととしてもよい。

本発明のワイヤ形状検出方法において、全体画像撮像ステップは、撮像装置の焦点深度範囲毎にワイヤの全体画像を撮像すること、としてもよい。

本発明は、精度良くワイヤの三次元形状を検出することができる。

実施形態におけるワイヤ形状検出装置の構成を示す系統図である。 実施形態のワイヤ形状検出装置の動作を示すフローチャートである。 実施形態のワイヤ形状検出装置の動作を示すフローチャートである。 実施形態のワイヤ形状検出装置における全体画像撮像ステップと区分画像生成ステップの動作を示す説明図である。 実施形態のワイヤ形状検出装置における区分番号１のワイヤ形状検出ステップの動作を示す説明図である。 実施形態のワイヤ形状検出装置における区分番号ｎのワイヤ形状検出ステップの動作を示す説明図である。 実施形態のワイヤ形状検出装置における区分番号ｍのワイヤ形状検出ステップの動作を示す説明図である。 実施形態のワイヤ形状検出装置で検出したワイヤの三次元形状を示す説明図である。 実施形態のワイヤ形状検出装置の他の予測画像の例を示す説明図である。

＜ワイヤ形状検出装置の構成＞
以下、図面を参照しながら実施形態のワイヤ形状検出装置１００について説明する。図１に示すように、ワイヤ形状検出装置１００は、撮像装置１６と、リング状照明器１７と、制御部１８とで構成される。

撮像装置１６は、ＣＣＤカメラ等で構成される。撮像装置１６は、基板７０の上に取り付けられた半導体チップ１５の上方に配置され、半導体チップ１５のパッド５０と基板７０のリードフレーム６０とを接続するワイヤ１０の画像を撮像する。

リング状照明器１７は、撮像装置１６の周囲に配置されてワイヤ１０を斜め上方から照明する。リング状照明器１７は、例えば、多数のＬＥＤがリング状に配置されたものである。

撮像装置１６とリング状照明器１７とは制御部１８に接続されている。制御部１８は、内部に情報処理を行うＣＰＵ１８ａとメモリ１８ｂとを含むコンピュータである。制御部１８は、撮像装置１６の焦点高さの調整を行うと共に撮像装置１６に撮像動作を実行させる。また、制御部１８は、撮像装置１６の撮像したワイヤ１０の画像に基づいてワイヤ１０の形状を検出する。なお、図１において、一点鎖線は、信号線を示す。

＜ワイヤ形状検出装置の動作＞
次に、図２から図９を参照しながらワイヤ形状検出装置１００の動作、ワイヤ形状検出方法について説明する。

＜全体画像撮像ステップ＞
制御部１８は、撮像装置１６の焦点高さを段階的に変化させて異なる撮像焦点高さ毎にワイヤ１０の全体画像４１〜４６（図４参照）を撮像する全体画像撮像ステップを実行する。ここで、撮像焦点高さは、撮像装置１６の焦点高さ或いは合焦高さであり、撮像装置１６の焦点が合った状態となる焦点深度範囲Ｈｆ（図４（ａ）参照）毎に段階的に設定されている。以下の説明では、撮像焦点高さは図４（ａ）に（１）〜（６）を付した一点鎖線で示すように、撮像焦点高さ番号（１）〜（６）の６段階に設定されているとして説明する。また、図４（ａ）に示す撮像焦点高さ番号（１）〜（６）の上下の破線は、各撮像高さ番号（１）〜（６）の各焦点深度範囲Ｈｆを示す。

制御部１８は、図２のステップＳ１０１で撮像焦点高さ番号（Ｎ）を１にセットする。そして、撮像装置１６の焦点高さを図４（ａ）に示す撮像焦点高さ番号（１）の高さに合わせる。すると、撮像焦点高さ番号（１）の上下の破線の間の焦点深度範囲Ｈｆの間で撮像装置１６の焦点が合った状態となる。制御部１８は、この状態で図２のステップＳ１０２に示すように、ワイヤ１０の全体画像４１を撮像する。撮像したワイヤ１０の全体画像４１は、図４に示すように、撮像焦点高さ番号（１）の焦点深度範囲Ｈｆの間にあるコントラストの高い第２ボンド点１２とワイヤ１０の画像と、焦点深度範囲Ｈｆの外側にある破線で示すコントラストの低いぼけた画像とで構成される。第２ボンド点１２の近傍ではワイヤ１０が傾斜しているので、図１に示すリング状照明器１７でワイヤ１０を照明して撮像装置１６でワイヤ１０の画像を撮像するとワイヤ１０の全体画像４１は、中心線近傍が明るく幅方向両側が暗い一本線の画像となる。そして、図２のステップＳ１０３で制御部１８は撮像した全体画像４１をメモリ１８ｂに格納する。なお、実際には、焦点深度範囲Ｈｆから離れるに従って焦点の合った画像からぼけた画像に徐々に変化していくが、ここでは、説明を簡略化するために、焦点の合った画像とぼけた画像の二種類の画像に区分して説明する。

制御部１８は、図２のステップＳ１０４で撮像焦点高さ番号（Ｎ）を１繰り上げて２として図２のステップＳ１０２に戻り、撮像装置１６の焦点高さを撮像焦点高さ番号（２）に合わせてワイヤ１０の全体画像４２を撮像し、図２のステップＳ１０３で全体画像４２をメモリ１８ｂに格納する。撮像したワイヤ１０の全体画像４２は、図４に示すように、撮像焦点高さ番号（２）の焦点深度範囲Ｈｆの間にあるコントラストの大きいワイヤ１０の画像と焦点深度範囲Ｈｆの外側にある破線で示すコントラストの低いぼけた画像で構成される。この範囲のワイヤ１０も傾斜しているので撮像したワイヤ１０の全体画像４２も、図４に示すような一本線の画像となる。

同様に、制御部１８は、図２のステップＳ１０４で撮像焦点高さ番号（Ｎ）を１ずつ繰り上げるごとに、図２のステップＳ１０２、Ｓ１０３を実行して撮像装置１６の焦点深度範囲Ｈｆごとにワイヤ１０の全体画像４３〜４６を順次撮像してメモリ１８ｂに格納していく。

撮像焦点高さ番号（３）のワイヤ１０の全体画像４３は、撮像焦点高さ番号（２）のワイヤ１０の全体画像４２と同様、焦点深度範囲Ｈｆの間にあるコントラストの大きいワイヤ１０の一本線の画像と焦点深度範囲Ｈｆの外側にある破線で示すコントラストの低いぼけた一本線の画像で構成される。

撮像焦点高さ番号（４）では、焦点深度範囲Ｈｆの範囲に圧着ボールが形成されている第１ボンド点１１が入るので、撮像した全体画像４４には、全体画像４２，４３と同様のワイヤ１０の一本線の画像に加え、第１ボンド点１１の圧着ボールの輪郭画像１１ａが含まれる。

撮像焦点高さ番号（６）の焦点深度範囲Ｈｆの範囲では、ワイヤ１０が略水平方向に延びる部分がある。図１に示すリング状照明器１７でワイヤ１０のこの部分を照明して撮像装置１６でワイヤ１０の画像を撮像すると、ワイヤ１０の幅方向両端が明るく、中心線近傍が暗いコントラストの大きな二本線の画像となる。また、この部分のワイヤ１０の長さ方向の両側ではワイヤ１０が下方向に傾斜しているため、コントラストの大きな一本線の画像となる。更に、全体画像４６は、焦点深度範囲Ｈｆの外側にある破線で示すコントラストの低いぼけた一本線の画像が含まれる。

撮像焦点高さ番号（５）の全体画像４５は、焦点深度範囲Ｈｆの間にあるコントラストの大きいワイヤ１０の一本線の画像と焦点深度範囲Ｈｆの外側にある破線で示すコントラストの低い一本線のぼけた画像と、撮像焦点高さ番号（６）に含まれる二本線の画像と一本線の画像と同様の形状でコントラストの低い画像（破線で示す）が含まれる。

このように、制御部１８は、図２のステップＳ１０４で撮像焦点高さ番号（Ｎ）を１ずつ繰り上げるごとに、図２のステップＳ１０２、Ｓ１０３を実行して撮像装置１６の焦点深度範囲Ｈｆごとにワイヤ１０の全体画像４１〜４６を順次撮像してメモリ１８ｂに格納していく。そして、ステップＳ１０５で撮像焦点高さ番号（Ｎ）が最終番号Ｎｅｎｄを越えたかどうか判断する。本実施形態では、撮像焦点高さ番号Ｎは６段階に設定されているので、Ｎｅｎｄは６であり、全体画像撮像ステップで６個の全体画像４１〜４６を撮像する。

そして、制御部１８は、Ｎが７となり、図２のステップＳ１０５でＹＥＳと判断した場合には、全ての撮像焦点高さ番号（１）〜（６）の各全体画像４１〜４６を撮像したと判断して全体画像撮像ステップを終了して図２のステップＳ１０６に進む。

＜区分画像生成ステップ＞
制御部１８は、撮像したワイヤ１０の全体画像４１〜４６をワイヤ１０の延びる方向に沿った微小長さの複数の区分に分割して複数の区分画像を生成する区分画像生成動作を撮像した全体画像４１〜４６毎に行って、ワイヤ１０の延びる方向に沿った微小長さの複数の区分毎に撮像焦点高さの異なる複数の区分画像を取得する区分画像生成ステップを実行する。図４（ａ）に示すように、区分は、一端側である第１ボンド点１１側を区分番号（１）とし、他端側である第２ボンド点側を区分番号（Ｍｅｎｄ）としたＭｅｎｄ個に分割されている。以下の説明では、撮像焦点高さ番号（Ｎ）、区分番号（Ｍ）の区分画像を区分画像（Ｎ，Ｍ）と記載する。

制御部１８は、図２のステップＳ１０６で撮像焦点高さ番号（Ｎ）と区分番号（Ｍ）を初期値の１にセットする。制御部１８は、図２のステップＳ１０７で撮像焦点高さ番号（１）の全体画像４１の区分番号（１）の区分画像（１，１）を切り出し、図２のステップＳ１０８に進んでメモリ１８ｂに格納する。

制御部１８は、図２のステップＳ１０９で区分番号（Ｍ）を１繰り上げて区分番号（Ｍ）が最終番号ＭｅｎｄになるまでステップＳ１０７からＳ１０９を繰り返す。これにより、撮像焦点高さ番号（１）の全体画像４１の区分番号（１）から区分番号（Ｍｅｎｄ）における各区分画像（１，１）〜区分画像（１，Ｍｅｎｄ）のＭｅｎｄ個の区分画像を切り出す。

そして、制御部１８は、区分番号（Ｍ）が最終番号Ｍｅｎｄを越えた場合には図２のステップＳ１１０でＹＥＳと判断して図２のステップＳ１１１に進んで、区分番号（Ｍ）を初期値の１に再設定し、ステップＳ１１２で撮像焦点高さ番号（Ｎ）を１繰り上げて２としてステップＳ１１３に進む。撮像焦点高さ番号（Ｎ）は２で最終番号Ｎｅｎｄの６を越えていないので、制御部１８は、ステップと１１３でＮＯと判断してステップＳ１０７に戻る。そして、区分番号（Ｍ）が最終番号ＭｅｎｄになるまでステップＳ１０７からＳ１０９を繰り返し、撮像焦点高さ番号（２）の全体画像４２の区分番号（１）から区分番号（Ｍｅｎｄ）における各区分画像（２，１）〜区分画像（２，Ｍｅｎｄ）のＭｅｎｄ個の区分画像を切り出す。

このように、制御部１８は、各撮像焦点高さ番号Ｎごとに区分画像（Ｎ，Ｍ）の切り出しを行い、各区分画像（Ｎ，Ｍ）をメモリ１８ｂに格納する。そして、ステップＳ１１３で撮像焦点高さ番号（Ｎ）が最終番号Ｎｅｎｄを越えたかどうか判断する。本実施形態では、撮像焦点高さ番号（Ｎ）は６段階に設定されているので、Ｎｅｎｄは６であり、区分画像生成ステップでは、区分画像（１，１）〜区分画像（１，Ｍｅｎｄ）、区分画像（２，１）〜区分画像（２，Ｍｅｎｄ）、・・・区分画像（６，１）〜区分画像（６，Ｍｅｎｄ）の合計Ｍｅｎｄ×６個の区分画像を切り出す。

そして、制御部１８は、Ｎが７となり、図２のステップＳ１１３でＹＥＳと判断した場合には、全ての区分画像を取得したと判断して、区分画像生成ステップを終了して図２のステップＳ１１４に進む。

なお、全体画像撮像ステップと区分画像生成ステップとは、区分画像取得ステップを構成する。

＜ワイヤ形状検出ステップ＞
制御部１８は、図２のステップＳ１１４で区分番号Ｍを初期値の１に設定した後、図３のステップＳ１１５に進み区分番号（Ｍ）に対応する予測画像（Ｍ）を設定する。そして、図３のステップＳ１１６で区分番号（Ｍ）の撮像焦点高さ番号（Ｎ）が（１）〜（Ｎｅｎｄ）のＮｅｎｄ個の区分画像（１，Ｍ）〜区分画像（Ｎｅｎｄ，Ｍ）をメモリ１８ｂから読み出し、図３のステップＳ１１７でＮｅｎｄ個の区分画像（１，Ｍ）〜区分画像（Ｎｅｎｄ，Ｍ）の中でコントラストが最大の画像を区分番号（Ｍ）の候補画像（Ｍ）として選択する。

そして、図３のステップＳ１１８で選択した候補画像（Ｍ）と予測画像（Ｍ）とを対比して、両者が一致している場合には、図３のステップＳ１２０に進んで、候補画像（Ｍ）を区分番号（Ｍ）のワイヤ画像として検出してメモリ１８ｂに格納する。また、ステップＳ１２１で候補画像（Ｍ）の撮像焦点高さ番号（Ｎ）の高さをワイヤ高さとして検出してメモリ１８ｂに格納する（検出動作ステップ）。

制御部１８は、図３のステップＳ１１８でＮＯと判断した場合には、図３のステップＳ１１９に進んで、次にコントラストの大きな画像を候補画像（Ｍ）として選択し、図３のステップＳ１１８を実行する。

このように、制御部１８は、上記の検出動作ステップを一端側である第１ボンド点１１の側の区分番号（１）から他端側である第２ボンド点側の区分番号（Ｍｅｎｄ）まで区分番号（Ｍ）ごとに繰り返して順次行い、区分番号（１）から区分番号（Ｍｅｎｄ）までの各区分でのワイヤ画像とワイヤ高さを取得してメモリ１８ｂに格納する。これによって、ワイヤ１０の三次元形状を検出する。これがワイヤ形状検出ステップである。

＜区分番号（１）、（ｎ）、（ｍ）におけるワイヤ画像とワイヤ高さの取得＞
以下、図５から図７を参照しながら、区分番号（１）、（ｎ）、（ｍ）におけるワイヤ画像とワイヤ高さの検出の場合を例として詳細に説明する。

＜区分番号（１）の例＞
図５に示すように、区分番号（１）の領域では、ワイヤ１０は、第１ボンド点１１から垂直に立ち上がって、水平方向に向って折れ曲がっていく。従って、ワイヤ１０は傾斜しているため、図１に示すリング状照明器１７でワイヤ１０を照明して撮像装置１６でワイヤ１０の画像を撮像すると一本線の画像となる。従って、制御部１８は、図３のステップＳ１１５で図５に示すような一本線の画像３１を区分番号（１）の予測画像（１）として設定し、図３のステップＳ１１６に進む。

制御部１８は、図３のステップＳ１１６で図５に示す６つの区分画像（１，１）〜（６，１）をメモリ１８ｂから読み出す。図５に示すように、Ｍ＝１の区分番号（１）では、撮像焦点高さ番号（６）の区分画像（６，１）は一本線のコントラストの大きな画像２１が存在し、撮像焦点高さ番号（４）の区分画像（４，１）は第１ボンド点１１の圧着ボールの輪郭画像１１ａが存在する。圧着ボールの輪郭画像１１ａはコントラストが小さい画像である。他の撮像焦点高さ番号（１）〜（３）、（５）の各区分画像（１，１）〜（３，１）、（５，１）には、明確な画像は存在しない。

そして、制御部１８は、図３のステップＳ１１７において、図５に示すように、６つの区分画像（１，１）〜（６，１）の中でコントラストが最大となる区分画像（６，１）を候補画像（１）として選択する。そして、図３のステップＳ１１８に進み、候補画像（１）と予測画像（１）とを比較する。候補画像（１）も予測画像（１）も共に一本線の画像であるから、制御部１８は、図３のステップＳ１１８でＹＥＳと判断して図３のステップＳ１２０に進み、候補画像（１）を区分番号（１）のワイヤ画像として検出してメモリ１８ｂに格納する。また、図３のステップＳ１２１で、候補画像（１）の撮像焦点さ高番号（６）の高さを区分番号（１）のワイヤ高さとして検出してメモリ１８ｂに格納する。

そして、制御部１８は、図３のステップＳ１２２で区分番号（Ｍ）を１インクレメントしてＭ＝２とする。この場合、制御部１８は、図３のステップＳ１２３でＮＯと判断して図３のステップＳ１１５に戻って、図３のステップＳ１１５〜Ｓ１２１を実行して区分番号（２）のワイヤ形状、ワイヤ高さを検出する。

＜区分番号（ｎ）の例＞
次に、ワイヤ１０が略水平方向に延びており、撮像装置１６で撮像したワイヤ１０の画像が二本線になる区分番号（ｎ）のワイヤ形状とワイヤ高さの検出について説明する。区分番号（１）と同様の動作については簡略して説明する。

区分番号（ｎ）では、ワイヤ１０の画像が二本線の画像となるから制御部１８は、図３のステップＳ１１５で図６に示す二本線の画像３２を予測画像（ｎ）に設定する。

そして、ステップＳ１１６でメモリ１８ｂから区分画像（１，ｎ）〜（６，ｎ）の６つの画像を読み出す。区分画像（６，ｎ）はコントラストが大きい二本線の画像２２ｂを含んでおり、区分画像（５，ｎ）はコントラストが小さい二本線の画像２２ａを含んでおり、他の区分画像（１，ｎ）〜（４，ｎ）は明確な画像が存在しない。従って、制御部１８は、図３のステップＳ１１７でコントラストが最大の区分画像（６，ｎ）を候補画像（ｎ）として選択する。この場合、候補画像（ｎ）は予測画像（ｎ）と同様の二本線の画像であるから、制御部１８は、図３のステップＳ１１８でＹＥＳと判断して、図３のステップＳ１２０で候補画像（ｎ）をワイヤ形状として検出してメモリ１８ｂに格納し、図３のステップＳ１２１で、候補画像（ｎ）の撮像焦点さ高番号（６）の高さを区分番号（ｎ）のワイヤ高さとして検出してメモリ１８ｂに格納する。

なお、制御部１８が図３のステップＳ１１８でＮＯと判断した場合には、図３のステップＳ１１９に進み、候補画像（ｎ）として選択した区分画像（６，ｎ）に隣接する高さ番号の画像を候補画像（ｎ）として選択する。本例では、区分画像（６，ｎ）に隣接する高さ番号の画像は区分画像（５，ｎ）しかないので、制御部１８は、区分画像（５，ｎ）を候補画像（ｎ）として選択して図３のステップＳ１１８に戻る。区分画像（５，ｎ）は予測画像（ｎ）と同様の二本線の画像であるから、制御部１８は、ステップＳ１１８でＹＥＳと判断して図３のステップＳ１２０，Ｓ１２１でワイヤ画像、ワイヤ高さを検出してメモリ１８ｂに格納する。

＜区分番号（ｍ）の例＞
次にワイヤ１０が傾斜しており、撮像装置１６で撮像したワイヤ１０の画像が一本線になる区分番号（ｍ）のワイヤ形状とワイヤ高さの検出について説明する。区分番号（ｎ）と同様の動作については簡略して説明する。

区分番号（ｍ）では、ワイヤ１０の画像が一本線の画像となるから制御部１８は、図３のステップＳ１１５で図７に示す一本線の画像３３を予測画像（ｍ）に設定する。

そして、ステップＳ１１６でメモリ１８ｂから区分画像（１，ｍ）〜（６，ｍ）の６つの画像を読み出す。区分画像（４，ｍ）〜（６，ｍ）は、それぞれ一本線の画像２３ａから２３ｃを含んでいる。区分画像（５，ｍ）の画像２３ｂはコントラストが一番大きく、区分画像（６，ｍ）の画像２３ｃは、区分画像（５，ｍ）の画像２３ｂよりもコントラストが小さく、区分画像（４，ｍ）の画像２３ａは、一番コントラストが小さい。他の区分画像（１，ｍ）〜（３，ｍ）には明確な画像が存在しない。従って、制御部１８は、図３のステップＳ１１７でコントラストが最大の区分画像（５，ｍ）を候補画像（ｍ）として選択する。この場合、候補画像（ｍ）は予測画像（ｍ）と同様の一本線の画像であるから、制御部１８は、図３のステップＳ１１８でＹＥＳと判断して、図３のステップＳ１２０で候補画像（ｍ）をワイヤ形状として検出してメモリ１８ｂに格納し、図３のステップＳ１２１で、候補画像（ｍ）の撮像焦点さ高番号（６）の高さを区分番号（ｍ）のワイヤ高さとして検出してメモリ１８ｂに格納する。

区分番号（ｎ）の例と同様、制御部１８が図３のステップＳ１１８でＮＯと判断した場合には、図３のステップＳ１１９で候補画像（ｍ）として選択した区分画像（５，ｍ）に隣接する高さ番号の画像を候補画像（ｍ）として選択する。本例では、区分画像（５，ｍ）に隣接する高さ番号の画像は区分画像（４，ｍ）と区分番号（６，ｍ）の２つある。制御部１８は、区分画像（４，ｍ）と区分番号（６，ｍ）のうちコントラストが大きい方の区分画像（６，ｍ）を候補画像（ｍ）として選択して図３のステップＳ１１８に戻る。区分画像（６，ｍ）は予測画像（ｍ）と同様の一本線の画像であるから、制御部１８は、ステップＳ１１８でＹＥＳと判断して図３のステップＳ１２０，Ｓ１２１でワイヤ画像、ワイヤ高さを検出してメモリ１８ｂに格納する。

以上説明したように、制御部１８は、区分番号（１）から区分番号（Ｍｅｎｄ）において、それぞれワイヤ形状とワイヤ高さを検出してメモリ１８ｂに格納する。そして、ＭがＭｅｎｄを越えると、図３のステップＳ１２３でＹＥＳと判断してワイヤ形状検出ステップを終了する。

図８（ａ）に示すように、制御部１８が取得した、区分番号（１）から区分番号（Ｍｅｎｄ）の各ワイヤ形状を区分番号（Ｍ）の順に並べると、ワイヤ１０の全体検出画像４０が得られる。これにより、ワイヤ１０の平面的形状を検出することができる。また、各区分番号（Ｍ）のワイヤ高さを区分番号（Ｍ）の順に並べると図８（ｂ）に示すようにワイヤ１０の立面形状を検出することが出来る。そして、図８（ａ）、図８（ｂ）に基づいて、ワイヤ１０の三次元形状を検出することができる。

以上、説明したように、実施形態のワイヤ形状検出装置１００は、ワイヤ１０が図１に示すリング状照明器１７を用いて撮像装置１６でワイヤ１０を撮像すると二本線の画像となる水平部分と一本線の画像となる傾斜部分を含む場合であっても、精度良くワイヤ１０の三次元形状の検出を行うことができる。

なお、実施形態の説明では、撮像焦点高さ番号（Ｎ）は６段階に区分されていることとして説明したが、焦点深度範囲Ｈｆの狭い撮像装置１６を用いたり、照明を暗くして焦点深度範囲Ｈｆを小さくすることにより、より多数の段階に区分してより詳細な三次元形状を検出するようにしてもよい。

また、実施形態では、予測画像は二本線の画像と一本線の画像の二種類の画像を用いることとして説明したが、これに限らず、例えば、図９に示すように、二本線の画像と一本線の画像との間では、傾斜した二本線の画像３４或いは山形線の画像３５を予測画像として用いてもよい。

また、ワイヤ形状検出ステップにおいて、区分番号（ｋ）で検出したワイヤ形状とワイヤ高さを参照して次の区分番号（ｋ＋１）のワイヤ形状とワイヤ高さを検出するようにしてもよい。このように、先にワイヤ形状、ワイヤ高さの検出を行った区分番号（ｋ）のワイヤ形状とワイヤ高さを参照することにより次の区分番号（ｋ＋１）での誤検出を抑制することができる。

１０ ワイヤ、１１ 第１ボンド点、１１ａ 輪郭画像、１２ 第２ボンド点、１５ 半導体チップ、１６ 撮像装置、１７ リング状照明器、１８ 制御部、１８ａ ＣＰＵ、１８ｂ メモリ、２１，２２ａ，２２ｂ，２３ａ〜２３ｃ，３１〜３５ 画像、４０ 全体検出画像、４１〜４６ 全体画像、５０ パッド、６０ リードフレーム、７０ 基板、１００ ワイヤ形状検出装置。

Claims (8)

1. 半導体チップのパッドと基板のリードとを接続するワイヤの画像を撮像する撮像装置と、
   前記撮像装置の周囲に配置されて前記ワイヤを照明するリング状照明器と、
   前記撮像装置に撮像動作を実行させると共に前記撮像装置が撮像した前記ワイヤの画像に基づいて前記ワイヤの形状を検出する制御部と、
   を備えるワイヤ形状検出装置であって、
   前記制御部は、
   前記撮像装置で撮像した前記ワイヤの画像を処理して前記ワイヤの延びる方向に沿った微小長さの複数の区分毎に撮像焦点高さの異なる複数の区分画像を取得し、
   一の前記区分における撮像焦点高さの異なる複数の区分画像の中からコントラストが大きい画像を一の前記区分の候補画像として選択し、選択した前記候補画像と予測画像とを比較し、前記候補画像が前記予測画像と一致した場合に、選択した前記候補画像の撮像焦点高さを一の前記区分におけるワイヤ高さとして検出し、前記候補画像を一の前記区分におけるワイヤ画像として検出すること、
   を特徴とするワイヤ形状検出装置。
2. 請求項１に記載のワイヤ形状検出装置であって、
   前記制御部は、前記ワイヤ高さの検出と前記ワイヤ画像の検出とを前記ワイヤの一端の前記区分から他端の前記区分に向かって順次行い、各前記区分における前記ワイヤ高さと前記ワイヤ画像とを取得して前記ワイヤの形状を検出すること、
   を特徴とするワイヤ形状検出装置。
3. 請求項２に記載のワイヤ形状検出装置であって、
   前記制御部は、
   前記撮像装置の焦点高さを段階的に変化させて異なる撮像焦点高さ毎に前記ワイヤの全体画像を撮像し、
   撮像した前記ワイヤの前記全体画像を前記ワイヤの延びる方向に沿った微小長さの複数の前記区分に分割して複数の区分画像を生成する区分画像生成動作を撮像した前記全体画像毎に行って、前記ワイヤの延びる方向に沿った微小長さの複数の前記区分毎に撮像焦点高さの異なる複数の区分画像を取得すること、
   を特徴とするワイヤ形状検出装置。
4. 請求項３に記載のワイヤ形状検出装置であって、
   前記制御部は、
   前記撮像装置の焦点深度範囲毎に前記ワイヤの前記全体画像を撮像すること、
   を特徴とするワイヤ形状検出装置。
5. 半導体チップのパッドと基板のリードとを接続するワイヤの画像を撮像する撮像装置と、前記撮像装置の周囲に配置されて前記ワイヤを照明するリング状照明器と、前記撮像装置に撮像動作を実行させると共に前記撮像装置が撮像した前記ワイヤの画像に基づいて前記ワイヤの形状を検出する制御部と、を備えるワイヤ形状検出装置に用いられるワイヤ形状検出方法であって、
   前記撮像装置で撮像した前記ワイヤの画像を処理して前記ワイヤの延びる方向に沿った微小長さの複数の区分毎に撮像焦点高さの異なる複数の区分画像を取得する区分画像取得ステップと、
   一の前記区分における撮像焦点高さの異なる複数の区分画像の中からコントラストが大きい画像を一の前記区分の候補画像として選択し、選択した前記候補画像と予測画像とを比較し、前記候補画像が前記予測画像と一致した場合に、選択した前記候補画像の撮像焦点高さを一の前記区分におけるワイヤ高さとして検出し、前記候補画像を一の前記区分におけるワイヤ画像として検出する検出動作ステップと、
   を有することを特徴とするワイヤ形状検出方法。
6. 請求項５に記載のワイヤ形状検出方法であって、
   前記検出動作ステップを前記ワイヤの一端の前記区分から他端の前記区分に向かって順次行い、各前記区分における前記ワイヤ高さと前記ワイヤ画像とを取得して前記ワイヤの形状を検出するワイヤ形状検出ステップと、
   を有することを特徴とするワイヤ形状検出方法。
7. 請求項６に記載のワイヤ形状検出方法であって、
   前記区分画像取得ステップは、
   前記撮像装置の焦点高さを段階的に変化させて異なる撮像焦点高さ毎に前記ワイヤの全体画像を撮像する全体画像撮像ステップと、
   撮像した前記ワイヤの前記全体画像を前記ワイヤの延びる方向に沿った微小長さの複数の前記区分に分割して複数の区分画像を生成する区分画像生成動作を撮像した前記全体画像毎に行って、前記ワイヤの延びる方向に沿った微小長さの複数の前記区分毎に撮像焦点高さの異なる複数の区分画像を取得する区分画像生成ステップと、
   を含むことを特徴とするワイヤ形状検出方法。
8. 請求項７に記載のワイヤ形状検出方法であって、
   前記全体画像撮像ステップは、
   前記撮像装置の焦点深度範囲毎に前記ワイヤの前記全体画像を撮像すること、
   を特徴とするワイヤ形状検出方法。