JP2024025687A - Inspection equipment and inspection method - Google Patents
Inspection equipment and inspection method Download PDFInfo
- Publication number
- JP2024025687A JP2024025687A JP2023122532A JP2023122532A JP2024025687A JP 2024025687 A JP2024025687 A JP 2024025687A JP 2023122532 A JP2023122532 A JP 2023122532A JP 2023122532 A JP2023122532 A JP 2023122532A JP 2024025687 A JP2024025687 A JP 2024025687A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- wire
- blow
- image
- inspection
- air
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000007689 inspection Methods 0.000 title claims abstract description 117
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 75
- 238000007664 blowing Methods 0.000 claims abstract description 69
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 claims abstract description 58
- 238000012937 correction Methods 0.000 claims description 6
- 238000005286 illumination Methods 0.000 claims description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 abstract description 21
- 239000000470 constituent Substances 0.000 abstract 3
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 69
- 230000002950 deficient Effects 0.000 description 46
- 230000008602 contraction Effects 0.000 description 22
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 19
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 15
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 12
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 10
- 230000010339 dilation Effects 0.000 description 8
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 6
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 6
- 239000000284 extract Substances 0.000 description 5
- 238000009966 trimming Methods 0.000 description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 4
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- 238000011179 visual inspection Methods 0.000 description 4
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 3
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 3
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 3
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000004040 coloring Methods 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 2
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 2
- 239000003086 colorant Substances 0.000 description 2
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 2
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 2
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 2
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 2
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 2
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 2
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 2
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- 230000001154 acute effect Effects 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 1
- 230000010365 information processing Effects 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000007781 pre-processing Methods 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 238000003672 processing method Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 238000010998 test method Methods 0.000 description 1
- 238000009423 ventilation Methods 0.000 description 1
Images
Abstract
【課題】ワイヤーボンディングにおいて、正常なワイヤーへの影響を抑制しつつ、接続不良ワイヤーを精度良く検知する検査方法を提供する。【解決手段】ワイヤーの一端を第1部材に接続し、構成ワイヤーの他端を第2部材に接続することにより構成第1部材と構成第2部材を接続するワイヤーボンディングの検査装置であって、ワイヤーボンディングにエアーを送風するブロー手段と、ワイヤーボンディングを撮像する撮像手段と、制御手段を備え、撮像手段は、構成ブロー手段により構成エアーが送風されている状態におけるブローON画像と、構成ブロー手段により構成エアーが送風されていない状態におけるブローOFF画像を撮像し、制御手段は、構成ブローON画像と構成ブローOFF画像を比較することにより、構成ワイヤーの接続不良を検査する検査装置を用いる。【選択図】図5An object of the present invention is to provide an inspection method for accurately detecting a poorly connected wire while suppressing the influence on normal wires in wire bonding. A wire bonding inspection device connects a first component and a second component by connecting one end of the wire to the first member and the other end of the component wire to the second member, comprising: It includes a blowing means for blowing air to the wire bonding, an imaging means for taking an image of the wire bonding, and a control means, and the imaging means displays a blow ON image in a state where the constituent air is being blown by the constituent blowing means, and the constituent blowing means. The control means uses an inspection device that inspects poor connection of the component wires by capturing a blow OFF image in a state where component air is not blown, and by comparing the component blow ON image and the component blow OFF image. [Selection diagram] Figure 5
Description
本発明は、検査装置および検査方法に関する。 The present invention relates to an inspection device and an inspection method.
集積回路上の電極と、プリント配線基板や半導体パッケージの電極などを電気的に接続する方法として、金やアルミニウムなどの金属ワイヤーを用いるワイヤーボンディングが知られている。ボンディングに用いられたワイヤーの接続不良を検査する方法として、特許文献1では、ワイヤーの接続部に高圧エアーを吹き付けて接続不良ワイヤーを吹き飛ばし、接続部を撮像機器で撮像することで、ワイヤー接続状態を自動的に判別する技術が開示されている。 Wire bonding, which uses metal wires such as gold or aluminum, is known as a method for electrically connecting electrodes on integrated circuits to electrodes on printed wiring boards or semiconductor packages. As a method for inspecting connection defects in wires used for bonding, Patent Document 1 discloses a method of inspecting wire connection conditions by blowing high-pressure air onto the wire connections to blow out the defective wire connections, and imaging the connection portions with an imaging device. A technique has been disclosed to automatically determine.
しかし、特許文献1に記載の方法では、接続不良ワイヤーの一端が正常に接続されており、他端が接続不良である場合は、高圧エアーでワイヤーが吹き飛ばない可能性があり、撮像機器で不良判別することができない。また、一端が正常に接続されている状態のワイヤーを吹き飛ばすために更にエアーを高圧にすると、良品ワイヤーの接続箇所を引き剥がしてしまう等の悪影響を及ぼすことが懸念される。 However, in the method described in Patent Document 1, if one end of the defective wire is connected normally and the other end is defective, the wire may not be blown away by high-pressure air, and the imaging device may fail. Unable to determine. Further, if the air pressure is increased further to blow off a wire that is normally connected at one end, there is a concern that it may have an adverse effect such as peeling off the connection portion of a good wire.
本発明は上記課題を鑑みてなされたものであり、ワイヤーボンディングにおいて、正常なワイヤーへの影響を抑制しつつ、接続不良ワイヤーを精度良く検知する検査方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and an object of the present invention is to provide an inspection method for accurately detecting a poorly connected wire while suppressing the influence on normal wires in wire bonding.
本発明は、以下の構成を採用する。すなわち、
ワイヤーの一端を第1部材に接続し、前記ワイヤーの他端を第2部材に接続することにより前記第1部材と前記第2部材を接続するワイヤーボンディングの検査装置であって、
前記ワイヤーボンディングにエアーを送風するブロー手段と、
前記ワイヤーボンディングを撮像する撮像手段と、
制御手段と、
を備え、
前記撮像手段は、前記ブロー手段により前記エアーが送風されている状態におけるブローON画像と、前記ブロー手段により前記エアーが送風されていない状態におけるブローOFF画像と、を撮像し、
前記制御手段は、前記ブローON画像と前記ブローOFF画像を比較することにより、前記ワイヤーの接続不良を検査する
ことを特徴とする検査装置である。
The present invention employs the following configuration. That is,
A wire bonding inspection device that connects the first member and the second member by connecting one end of the wire to the first member and connecting the other end of the wire to the second member,
blowing means for blowing air to the wire bonding;
an imaging means for imaging the wire bonding;
control means;
Equipped with
The image capturing means captures a blow ON image in a state where the air is being blown by the blowing unit and a blow OFF image in a state where the air is not being blown by the blowing unit,
The inspection device is characterized in that the control means inspects for poor connection of the wire by comparing the blow ON image and the blow OFF image.
本発明は、また、以下の構成を採用する。すなわち、
ワイヤーの一端を第1部材に接続し、前記ワイヤーの他端を第2部材に接続することにより前記第1部材と前記第2部材を接続するワイヤーボンディングの検査装置であって、
前記ワイヤーボンディングにエアーを送風するブロー手段と、
前記ワイヤーボンディングを撮像する撮像手段と、
制御手段と、
を備え、
前記ブロー手段は、前記ワイヤーと、前記第1部材および前記第2部材の少なくともいずれかとの間に接続不良があるときに前記ワイヤーが振動する程度の風速で、前記エアーを送風し、
前記撮像手段は、前記エアーが送風されている状態における画像を撮像し、
前記制御手段は、接続不良がある前記ワイヤーと、正常に接続された前記ワイヤーとの、前記エアーの送風に対する振幅差に基づいて、前記画像における前記ワイヤーの接続不良の有無を検査する
ことを特徴とする検査装置である。
The present invention also employs the following configuration. That is,
A wire bonding inspection device that connects the first member and the second member by connecting one end of the wire to the first member and connecting the other end of the wire to the second member,
blowing means for blowing air to the wire bonding;
an imaging means for imaging the wire bonding;
control means;
Equipped with
The blowing means blows the air at a wind speed that causes the wire to vibrate when there is a poor connection between the wire and at least one of the first member and the second member,
The image capturing means captures an image in a state where the air is being blown,
The control means inspects whether or not there is a connection failure of the wire in the image based on an amplitude difference between the wire with the connection failure and the normally connected wire with respect to the air blowing. This is an inspection device.
本発明は、また、以下の構成を採用する。すなわち、
ワイヤーの一端を第1部材に接続し、前記ワイヤーの他端を第2部材に接続することにより前記第1部材と前記第2部材を接続するワイヤーボンディングの検査方法であって、
撮像手段が、ブロー手段によりエアーが送風されている状態の前記ワイヤーボンディングを撮像してブローON画像を撮像するステップと、
前記撮像手段が、前記ブロー手段により前記エアーが送風されていない状態の前記ワイヤーボンディングを撮像してブローOFF画像を撮像するステップと、
制御手段が、前記ブローON画像と前記ブローOFF画像を比較することにより、前記ワイヤーの接続不良を検査するステップと、
を有する検査方法である。
The present invention also employs the following configuration. That is,
A wire bonding inspection method that connects the first member and the second member by connecting one end of the wire to a first member and the other end of the wire to a second member, the method comprising:
an imaging means imaging the wire bonding in a state where air is being blown by the blowing means to create a blow-on image;
the imaging means imaging the wire bonding in a state where the air is not being blown by the blowing means to create a blow-off image;
a step in which the control means inspects for poor connection of the wire by comparing the blow ON image and the blow OFF image;
This is an inspection method that has
本発明は、また、以下の構成を採用する。すなわち、
ワイヤーの一端を第1部材に接続し、前記ワイヤーの他端を第2部材に接続することにより前記第1部材と前記第2部材を接続するワイヤーボンディングの検査方法であって、
撮像手段が、ブロー手段によりエアーが送風されている状態における画像を撮像するステップと、
制御手段が、接続不良がある前記ワイヤーと、正常に接続された前記ワイヤーとの、前記エアーの送風に対する振幅差に基づいて、前記画像における前記ワイヤーの接続不良の有無を検査するステップと、
を有し、
前記ブロー手段は、前記ワイヤーと、前記第1部材および前記第2部材の少なくともいずれかとの間に接続不良があるときに前記ワイヤーが振動する程度の風速で、前記エアーを送風する
ことを特徴とする検査方法である。
The present invention also employs the following configuration. That is,
A wire bonding inspection method that connects the first member and the second member by connecting one end of the wire to a first member and the other end of the wire to a second member, the method comprising:
a step in which the imaging means captures an image in a state where air is being blown by the blowing means;
a step in which the control means inspects the presence or absence of a connection failure of the wire in the image based on an amplitude difference in relation to the air blowing between the wire with the connection failure and the normally connected wire;
has
The blowing means blows the air at such a wind speed that the wire vibrates when there is a poor connection between the wire and at least one of the first member and the second member. This is an inspection method that
本発明によれば、ワイヤーボンディングにおいて、正常なワイヤーへの影響を抑制しつつ、接続不良ワイヤーを精度良く検知する検査方法を提供することができる。 According to the present invention, in wire bonding, it is possible to provide an inspection method that accurately detects a poorly connected wire while suppressing the influence on normal wires.
以下、図面を参照して本発明の実施形態について詳細に説明する。ただし、実施形態に記載されている構成部品の寸法や材質や形状やそれらの相対配置などは、発明が適用される装置の構成や各種条件などにより適宜変更されるべきものであり、この発明の範囲を以下の実施形態に限定する趣旨ではない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. However, the dimensions, materials, shapes, and relative arrangement of the components described in the embodiments should be changed as appropriate depending on the configuration of the device to which the invention is applied, various conditions, etc. It is not intended to limit the scope to the following embodiments.
(第1の実施形態)
以下、本発明を適用可能な実施形態について図面に基づいて説明する。ここでは記録装置の液体吐出ヘッドに用いる基板を例として説明するが、本発明はこれに限定されず、ワイヤーの一端を第1部材に接続し、他端を第2部材に接続するワイヤーボンディングを行う様々な基板等に適用可能である。また、本発明の対象となるワイヤーボンディングの方法は特に限定されず、例えばボールボンディングやウェッジボンディングのいずれにも適用できる。本発明は、ワイヤーボンディングの検査方法や検査装置として捉えることができる。
(First embodiment)
Hereinafter, embodiments to which the present invention can be applied will be described based on the drawings. Although a substrate used in a liquid ejection head of a recording device will be explained here as an example, the present invention is not limited thereto, and wire bonding in which one end of a wire is connected to a first member and the other end is connected to a second member is described. It is applicable to various substrates etc. Further, the wire bonding method to which the present invention is applied is not particularly limited, and can be applied to either ball bonding or wedge bonding, for example. The present invention can be understood as a wire bonding testing method and testing device.
図1は液体吐出ヘッドの製造方法の一工程を示す概略斜視図である。図2は、図1のA部を拡大した模式図である。図2(a)は上面からの概略平面図である。図2(b)は図2(a)のB-B’断面における概略断面図であり、ワイヤーの高低差含む位置関係も示されている。図3(a)および図3(b)は、図1のA部におけるボンディング不良の例を示す概略斜視図および概略平面図である。図4(a)および図4(b)は、ボンディング不良の別の例を示す概略斜視図および概略平面図である。図5はボンディングワイヤーの不良を判別するための検査装置の概略図である。図6は検査装置の機能ブロック図である。図7は検査フローを示すフロー図である。図7は画像処理フローを示すフロー図である。 FIG. 1 is a schematic perspective view showing one step of a method for manufacturing a liquid ejection head. FIG. 2 is an enlarged schematic diagram of section A in FIG. FIG. 2(a) is a schematic plan view from above. FIG. 2(b) is a schematic cross-sectional view taken along the line B-B' in FIG. 2(a), and also shows the positional relationship including height differences of the wires. 3(a) and 3(b) are a schematic perspective view and a schematic plan view showing an example of defective bonding in the section A of FIG. 1. FIG. FIGS. 4A and 4B are a schematic perspective view and a schematic plan view showing another example of bonding failure. FIG. 5 is a schematic diagram of an inspection device for determining defects in bonding wires. FIG. 6 is a functional block diagram of the inspection device. FIG. 7 is a flow diagram showing the inspection flow. FIG. 7 is a flow diagram showing the image processing flow.
なお、以下の説明において、「上」「下」「高い」「低い」「水平」「垂直」などの用語は、図面に即して構成を説明するための便宜上のものであり、検査時や液体吐出ヘッド使用時の位置関係を限定するものではない。なお以下の説明では、FPC14やPWB16などの延伸する方向を水平面としている。また、FPC14やPWB16の面を基準として、ワイヤー17が接続されている側を上側としている。例えばワイヤーの位置関係に言及する場合、FPC14やPWB16の面との距離が大きいワイヤーを「高い」、距離が小さいワイヤーを「低い」と表現する。
In the following explanation, terms such as "upper", "lower", "higher", "lower", "horizontal", and "vertical" are used for convenience in explaining the configuration according to the drawings, and are used during inspection and The positional relationship when using the liquid ejection head is not limited. In the following description, the direction in which the
[液体吐出ヘッド]
図1に示すように、液体吐出ヘッド11は、支持部材12と、インク(液体の一例)を吐出する複数の素子基板13とを備えている。素子基板13は、FPC14(フレキシブルプリント基板;Flexible printed circuits)と、金などの金属ワイヤー(図示せず)で電気的に接続されている。この金属ワイヤー含む電気接続部
は、封止樹脂15などで絶縁被覆されている。また、FPC14は、アルミニウムなどの金属製のワイヤー17によって、電気信号制御のためのPWB16(プリント配線基板;Printed wiring board)と接続されている。このワイヤー17を含む電気接続部も、素子基板13とFPC14の接続部と同様に、後の製造工程にて封止樹脂で絶縁被覆される。
[Liquid ejection head]
As shown in FIG. 1, the
図2(a)に示す通り、FPC14とPWB16とは、複数のワイヤー17で接続されている。本実施形態では、アルミニウム製の直径50[μm]のワイヤー17を用いてFPC14とPWB16を電気的に接続している。FPC14とPWB16を接続する複数のワイヤー17には、長いワイヤー21と短いワイヤー22が含まれており、長いワイヤー21と短いワイヤー22は平面視したときに交互に配置されている。図2(b)に示す通り、B-B‘断面における垂直方向の位置関係は、長いワイヤー21が短いワイヤー22よりも高い位置を通過するようになっている。本実施形態におけるワイヤーの位置関係は、図2(b)においてX=0.11[mm]、Z=0.16[mm]とした。
As shown in FIG. 2(a), the
[ボンディング不良]
ワイヤー17の一端は、FPC14に接続される。典型的には、ワイヤー17はFPC14おいて金属部が露出しているリード部(不図示)に接続される。しかし、製造時の不良や製造後の外力などにより、ワイヤー17の一端がわずかにFPC14のリード部から外れている場合がある。この様子を、図3(a)の斜視図に不良部31として示す。不良部31において、点線31aは正常ボンディング時のワイヤー位置を示す仮想的な線であり、実線31bは位置ずれが起きた状態の不良ワイヤーである。図3(b)は、ワイヤー17を直上から見た平面図である。目視検査により不良ワイヤーを検出する場合は、実体顕微鏡などにより図3(b)のように直上方向から検査を行う。図3の例では、ワイヤーの片側が外れることによるワイヤーの浮き上がり量が少ないため、図3(b)に示すように、目視検査による不良検出が難しい。
[Poor bonding]
One end of the
図4(a)および図4(b)は、不良部32における不良ワイヤーの位置(実線32a)の、正常ボンディング時のワイヤー位置(点線32b)からのずれ量が、比較的大きい場合を示す。この例では、図不良ワイヤーの先端が垂直方向に立ち上がることで、図4(b)に示すように、直上から見たときのワイヤー長さが変わり、正常ボンディング時よりも短くなる。その結果、実体顕微鏡などを用いた目視検査では図3の例よりも判別しやすくなる。しかし、図3と図4いずれの場合でも、ワイヤー間ピッチが狭くなるほど目視では判別しにくくなり、接続不良を見落とす可能性が出てくる。そのため、従来の方法より精度良く接続不良を検出する方法が求められている。
FIGS. 4A and 4B show a case where the amount of deviation of the position of the defective wire in the defective portion 32 (
[検査装置構成]
図5に、本実施形態の検査装置100を示す。検査装置100は、単軸ロボット41、単軸ロボット上に配置され、測定対象物がセットされるステージ42、リング型のLED照明43、ボンディング部の撮像に使用されるカメラ44、ワイヤー17にエアーを当てるためのブローノズル45a(第1のブローノズル)およびブローノズル45b(第2のブローノズル)を有する。また、撮像画像を画像処理し、接続の良/不良を判定するための制御装置200を有する。なお、制御装置200が検査装置100に含まれていると考えても良いし、検査装置100と制御装置200が協働して検査方法を実現すると考えても良い。
[Inspection device configuration]
FIG. 5 shows the
なお、本実施形態ではブローノズル45aとブローノズル45bとは検査対象物に対して水平方向において線対称の位置に配置されているが、この位置関係に限定されるものではない。検査対象のワイヤーループ形状やボンディング位置などに合わせ、ブローノズルの位置関係を適宜変更可能である。また、ブローノズル数も2本に限定されず、1本でも
3本以上でも良い。
Note that, in this embodiment, the
本実施形態ではリング型のLED照明43を有する検査装置構成としたが、これに限らず、ワイヤー部と周囲とで十分な輝度差を生じさせるような照明であれば良い。例えば、バー照明などの照明装置を複数使用しても良い。また、輝度差が十分であれば、LED照明を使用しなくても良い。また、LED以外の照明でも良い。また、カメラ44の性能が高い場合や、検査装置100の設置環境における光量が十分である場合などは、必ずしも検査装置自体が照明を備えていなくてもよい。
In this embodiment, the inspection apparatus is configured to have a ring-shaped
なお、本実施形態では液体吐出ヘッドのFPC14とPWB16のボンディング部を検査対象としたが、この箇所に限らず、ワイヤー接続しているものであれば本検査方法を用いて不良の判別が可能である。
In this embodiment, the bonding portion between the
図6は、検査装置100の機能ブロックを示す図である。制御手段としての制御装置200は、検査装置100の各ブロックの情報を取得するとともに、各ブロックに制御信号を送信することで動作を制御する。制御装置200としては、プロセッサ、メモリ、記憶装置などの演算資源を備える、コンピュータなどの情報処理装置を利用できる。制御装置200は、光源制御部210、撮像制御部212,送風制御部214、搬送制御部216、画像処理部218の各ブロックを含む。制御装置内のこれらのブロックはそれぞれ、プログラムモジュールとして実現されても良いし、専用の処理回路により実現されても良い。
FIG. 6 is a diagram showing functional blocks of the
光源制御部210は、LED照明43の照明ON/OFFのタイミングや、光量を制御する。LED照明43を照明手段だと考えても良いし、光源制御部210とLED照明43を合わせて照明手段だと考えても良い。撮像制御部212は、カメラ44の撮像タイミングや、撮像パラメータを制御する。カメラ44を撮像手段だと考えても良いし、撮像制御部212とカメラ44を合わせて撮像手段だと考えても良い。送風制御部214は、ブローノズル45の送風タイミングや風速や風量を制御する。また、複数のブローノズル45が設けられている場合は、どのブローノズル45から送風を行うかを制御する。ブローノズル45をブロー手段だと考えても良いし、送風制御部214とブローノズル45を合わせてブロー手段だと考えても良い。搬送制御部216は、単軸ロボット41の搬送タイミングや速度を制御する。単軸ロボット41を搬送手段だと考えてもよいし、搬送制御部216と単軸ロボット41を合わせて搬送手段だと考えても良い。画像処理部218は、後述のフロー図で説明する各種の画像処理演算を行う。
The light
[検査フロー]
図7のフローに即して、検査処理の流れを説明する。
(F1:撮像準備工程)
単軸ロボット41の動作により、検査対処箇所をカメラ44の直下に移動する。搬送制御部216は、まず単軸ロボット41を制御して、ステージ42に設置された液体吐出ヘッド11の移動を開始する(ステップS101)。そして、検査対象となるボンディング部がカメラ44の直下に来ると移動を停止させる(ステップS102)。
[Inspection flow]
The flow of the inspection process will be explained based on the flow of FIG.
(F1: Imaging preparation process)
By the operation of the single-
(F2:第1の撮像工程)
制御装置200は、ステップS103において、移動停止後の時間をカウントして、予め設定された撮像待ち時間WT1が経過するまで待機する。これは、移動による振動が撮像画像に与える影響を抑えるためである。撮像待ち時間が経過すると、ステップS104において、撮像制御部212がカメラ44を制御して、エアーブローOFF状態の画像(ブローOFF画像Img1)を撮像する。撮像された画像データは制御装置200の記憶装置に保存する。
(F2: first imaging step)
In step S103, the
(F3:第2の撮像工程)
次に、ステップS105にて、送風制御部214がブローノズル45aを制御してブローON状態とする。そしてステップS106にて、撮像制御部212がカメラ44を制御して、第1のブローON画像Img2を撮像して保存する。そしてステップS107にて、送風制御部214がブローノズル45aを制御して、ブローをOFFする。
(F3: second imaging step)
Next, in step S105, the air
(F4:第3の撮像工程)
次に、ステップS108にて、送風制御部214がブローノズル45bを制御してブローON状態とする。そしてステップS109にて、撮像制御部212がカメラ44を制御して、第2のブローON画像Img3を撮像して保存する。そしてステップS110にて、送風制御部214がブローノズル45bを制御して、ブローをOFFする。
(F4: Third imaging step)
Next, in step S108, the air
(F5:画像処理および良否判定工程)
次に、画像処理部218が、ステップS111にて画像処理を行い、ステップS112にて画像処理の結果からボンディングの良否判定をする。この処理については後述する。
(F5: Image processing and quality judgment process)
Next, the
次に、ステップS113に進み、制御装置200が、現在の検査対象であるボンディング部が最終ポイントであるかどうかを判定する。現在位置が最終ポイントであれば(Yes)、検査を終了する。他の検査対象箇所があれば(No)、F1に戻って処理を続ける。
Next, the process advances to step S113, and the
[画像処理フロー]
続いて、図8のフローに即して、画像処理について説明する。ステップS201にて、画像処理部218は、撮像した画像(Img1~Img3)をグレー変換する。グレー変換には、既知のグレースケール化処理方法を利用できる。本実施形態では、画素値0~255まで、256段階のグレースケール化処理が実施される。なお、グレー変換後の画像においてワイヤーと周囲との輝度差が大きくなることが望ましく、そのためにRGBの重み係数は測定対象物に合わせて適宜変更可能である。
[Image processing flow]
Next, image processing will be explained in accordance with the flow shown in FIG. In step S201, the
次に画像処理部218は、ステップS202にて、各画像上の特異点を抽出 し、ステ
ップS203にて、抽出された特異点に基づいて各画像間の位置補正をする。これは、ロボット停止後の軽微な移動や、撮像時のカメラの振動の影響をキャンセルするためである。本実施形態における特異点の抽出数は500箇所としたが、これに限定されず、装置構成や、検査対象の形状などにより適宜変更可能である。特異点の抽出には、既知の様々な方法を利用できる。例えば、エッジ抽出やコントラスト強調などにより、画像中のコーナーや角部を抽出して特異点としても良い。画像処理部218は、ブローOFF画像Img1の特異点と第1のブローON画像Img2の特異点を対応付ける(第1のマッチング)とともに、ブローOFF画像Img1の特異点と第2のブローON画像Img3の特異点を対応付ける(第2のマッチング)。
Next, the
ステップS203の位置補正においては、画像処理部218は、ブローOFF画像Img1の特異点の座標に、第1のブローON画像Img2の特異点の座標を合致させるように、第1のブローON画像Img2を変形させる。そのために画像処理部218は、第1のブローON画像Img2に対して、回転処理、左右方向や上下方向での延長処理や収縮処理などを行う。これにより第1の変形ブローON画像Img2’が得られる。画像処理部218は、第2のブローON画像Img3についても同様に、ブローOFF画像Img1の特異点との比較に基づく位置補正処理を行い、第2の変形ブローON画像Img3’を得る。本ステップにより、ブローOFF画像Img1を基準として、Img1~Img3の座標を揃えることができ、画像同士を精度良く比較することが可能となる。
In the position correction in step S203, the
次にステップS204にて、画像処理部218は、ブローOFF画像とブローON画像の差分を抽出する。具体的には画像処理部218は、第1の変形ブローON画像Img2’とブローOFF画像Img1の差分を第1の差分画像Img4として算出する。画像処理部218は同様に、第2の変形ブローON画像Img3’とブローOFF画像Img1の差分を第2の差分画像Img5として算出する。差分画像は、ブローON時とブローOFF時の違いを表す画像であり、差分画像の画素値が大きいほど違いが大きいことを示す。したがって、ブローにより接続不良のワイヤー17が振動している場合、差分画像の画素値は、ワイヤー17が振動している範囲において大きくなる。
Next, in step S204, the
次にステップS205にて、画像処理部218は、ブローOFF画像とブローON画像のわずかな輝度差や、カメラの電気的ノイズなどにより差分として残る箇所を削除するため、差分画像を2値化処理する。2値化する際に閾値を設けており、閾値以下の画素値を持つ画素は、2値化後の画像における画素値を0とし、閾値より画素値が大きい画素は、2値化画像において画素値を255とする。これにより、2値化画像における各画素は、白画素(画素値255)または黒画素(画素値0)のいずれかとなる。本実施形態における2値化閾値は、グレースケールの256段階のうち20とした。ただし閾値はこれに限定されず、撮像エリアにおいて発生するブローOFF/ON画像のわずかな輝度差やカメラの電気的ノイズを踏まえて適宜変更可能である。
Next, in step S205, the
次にステップS206にて、画像処理部218は、2値化した差分画像に対して収縮および膨張を行う。この処理により、S205と同様にブローON/ブローOFF画像のわずかな輝度差やカメラの電気的ノイズをキャンセルすることができる。それに加えて、この処理により、ブローや装置振動による撮像領域全体の振動の影響などをキャンセルすることもできる。なお、2値化画像に対する収縮処理とは、ある注目画素を中心とする周辺画素範囲内に黒画素が1つでも含まれる場合に、注目画素を黒画素にする処理である。逆に膨張処理とは、注目画素を中心とする周辺画素範囲内に白画素が1つでも含まれる場合は、注目画素を白画素にする処理である。
Next, in step S206, the
本実施形態では収縮設定値を2とした。すなわち、2値化した差分画像に対して2回の収縮処理を行った。ただしこれに限定されず、ブローによる撮像領域の振動量に合わせて収縮設定値を適宜変更可能である。なお、膨張処理は、収縮した画像を元に戻すために実施するものなので、膨張設定値は収縮設定と同じく2とした。また、本実施形態では注目画素を中心とした周辺画素の範囲は、適宜設定可能である。例えば、注目画素を中心とする3×3画素の範囲、注目画素を中心とする5×5画素の範囲、注目画素を中心とする十字形の範囲、注目画素を中心とする横長または縦長の範囲などを、周辺画素として利用できる。 In this embodiment, the contraction setting value was set to 2. That is, the shrinkage process was performed twice on the binarized difference image. However, the present invention is not limited to this, and the contraction setting value can be changed as appropriate according to the amount of vibration of the imaging area due to blowing. Note that since the dilation process is performed to restore the shrunk image to its original state, the dilation setting value was set to 2, the same as the contraction setting. Furthermore, in this embodiment, the range of surrounding pixels around the pixel of interest can be set as appropriate. For example, a 3 x 3 pixel range centered on the pixel of interest, a 5 x 5 pixel range centered on the pixel of interest, a cross-shaped range centered on the pixel of interest, a horizontally long or vertical range centered on the pixel of interest. etc. can be used as peripheral pixels.
次にステップS207にて、画像処理部218は、撮像範囲の中でワイヤーが存在する範囲のみを抽出するためにトリミングをする。ワイヤーが存在する範囲の特定方法は任意であり、例えば予めカメラの画角とワイヤーの位置に基づいて画像中の範囲を特定しておいても良いし、ユーザによる範囲指定を受け付けても良い。本実施形態ではトリミング処理を収集・膨張処理後に実施しているが、実施タイミングはこれに限定されず、S204の差分抽出後など事前に実施しても良い。
Next, in step S207, the
次にステップS208にて、画像処理部218は、膨張後の画像から最終的に差分として残った画素数に基づき、ブローON時とブローOFF時の間で相違する領域の面積を算出する。そして、相違する領域の面積が予め設定された閾値以上であれば、ワイヤー接続不良があると判断する。本実施形態では、ブローで吹き飛ぶような予め付着していた異物のサイズや、ブローで吹き飛ばないPWBエッジからはみ出すガラスクロスのサイズを踏
まえて閾値を1000とした。ただし閾値はこれに限定されず、不良ワイヤーの振幅量や異物のサイズ、ガラスクロスのサイズなどから適宜変更可能である。なお、本実施形態の画像処理部218は、第1の差分画像Img4と第2の差分画像Img5のいずれかでも、相違領域の面積が閾値以上であれば、接続不良ありと判定する。これは、ブローの方向によってワイヤー17の揺れ方が変化する可能性があるためである。ただし本発明はこれには限定されず、第1の差分画像Img4と第2の差分画像Img5の両方において、相違領域の面積が閾値以上である場合のみ、接続不良ありと判定してもよい。
Next, in step S208, the
上で説明した検査方法によれば、ワイヤーの接続不良を容易に検知できる。特に、一端は正常に接続され、他端のみが接続不良であるようなワイヤーを検査する場合に、単純にブロー後の画像を検査する従来技術と比べて、接続不良の検知の精度が向上する。さらに、検査時の風量を、不良ワイヤーを吹き飛ばすほど大きくする必要はなく、ワイヤーが揺れる程度にすればよいため、正常ワイヤーを引き剥がすなどの悪影響を抑制できる。 According to the inspection method described above, poor connection of wires can be easily detected. In particular, when inspecting a wire that is properly connected at one end and has a poor connection at the other end, the accuracy of detecting poor connections is improved compared to conventional technology that simply inspects images after blowing. . Furthermore, the air volume during inspection does not need to be so large as to blow away defective wires, but only needs to be large enough to cause the wires to sway, thereby suppressing adverse effects such as peeling off normal wires.
なお、本発明の検査方法においては、少なくとも、ブローON時の画像とブローOFF時の画像を比較する画像処理が行われる。これにより、ブロー時の不良ワイヤーの振幅が正常ワイヤーの振幅よりも大きいことを利用した不良の判別処理が可能となる。したがって、画像処理における処理順序や内容は、必ずしも図8のフローの通りでなくてもよい。 In the inspection method of the present invention, at least image processing is performed to compare an image when the blow is ON and an image when the blow is OFF. This makes it possible to perform a process of determining a defect by utilizing the fact that the amplitude of the defective wire during blowing is larger than the amplitude of the normal wire. Therefore, the processing order and contents of image processing do not necessarily have to follow the flow shown in FIG.
[ボンディングワイヤーの検査方法]
液体吐出ヘッドのボンディングワイヤー検査方法について、図面を参照しながらさらに詳細に説明する。図9~図11は、ボンディングワイヤー検査方法の一連の工程を示す概略斜視図である。図12(a)はボンディング不良ワイヤーのブローOFF時の撮像画像の概略平面図、図12(b)はブローON時の撮像画像の概略平面図を示す。図13(a)はブローOFFおよびON画像の差分を抽出および2値化処理後の概略図であり、図13(b)は図13(a)の収縮処理後、図13(c)は図13(b)の膨張処理後を示す概略図である。
[Bonding wire inspection method]
A bonding wire inspection method for a liquid ejection head will be described in more detail with reference to the drawings. 9 to 11 are schematic perspective views showing a series of steps of a bonding wire inspection method. FIG. 12(a) is a schematic plan view of a captured image of a defective bonding wire when the blow is OFF, and FIG. 12(b) is a schematic plan view of the captured image when the blow is ON. FIG. 13(a) is a schematic diagram after extraction and binarization processing of the difference between the blow OFF and ON images, FIG. 13(b) is a schematic diagram after the contraction processing of FIG. 13(a), and FIG. 13(b) is a schematic diagram showing the state after the expansion process. FIG.
図9は、単軸ロボット41の動作により液体吐出ヘッド11の検査対象箇所71がカメラ44の直下になるよう移動し、ブローOFF画像Img1を撮像する様子を示す。ここでは、5箇所のボンディング部を一つずつ検査する例を示す。図7のフローにおいては、S103~S104に相当する。
FIG. 9 shows how the
次に、図10は、ブローノズル45aからエアーをブローし続け、第1のブローON画像Img2を撮像し、撮像後ブローをOFFにする様子を示す。図7のフローにおいては、S105~S107に相当する。ブローノズル45aからの送風方向は、液体吐出ヘッド11の面に対して角度θに設定されている。
Next, FIG. 10 shows how the
次に、図11は、もう一方のブローノズル45bからエアーをブローし続け、第2のブローON画像Img3を撮像し、撮像後ブローをOFFにする様子を示す。図7のフローにおいては、S108~S110に相当する。ブローノズル45bの液体吐出ヘッド11の面に対する角度も、同じくθである。
Next, FIG. 11 shows how to continue blowing air from the
図12(a)および図12(b)では、各種の画像処理を行う前の撮像画像を示している。この例では、不良部81を含むボンディング部が示されている。図12(a)はブローOFF画像Img1であり、不良ワイヤーは見た目に変化は無い。すなわち図12(a)の不良ワイヤーは、図3(a)の不良部31と同様に、目視検査では接続不良の有無を判別しにくいものだと言える。
12(a) and 12(b) show captured images before performing various image processing. In this example, a bonding portion including a
図12(b)は、第1のブローON画像Img2であり、ブローによって不良部81の
不良ワイヤーが左右に振幅している様子を示す。本実施形態では、非常に早い周期で不良ワイヤーが振動しているため、図中に点線で示すように、画像中において、ワイヤーの接続不良側の一端が広がっているように見える。
FIG. 12(b) is a first blow ON image Img2, which shows how the defective wire in the
なお、本実施形態では図12(b)に示す通り、ブローOFF時のワイヤー位置を起点に不良ワイヤーが左右に振幅しているが、ブロー風速の強さなどによっては、ブローOFF時の位置と異なった位置を起点に左右に振幅することもある。 In this embodiment, as shown in FIG. 12(b), the defective wire oscillates from side to side starting from the wire position when the blow is OFF, but depending on the strength of the blow wind speed, etc. It may also oscillate left and right starting from different positions.
図13(a)は、ブローOFF画像Img1と第1のブローON画像Img2の差分を抽出し、2値化処理した後の画像である(図8のS205に対応)。図13(a)に示す通り、ワイヤーが揺れている箇所が白色として残る(図中のワイヤー振動部91)。図13(a)の一部には白色のドットが点在している。これは前述したとおり、輝度差やカメラの電気的ノイズに由来する、ブローOFF画像Img1と第1のブローON画像Img2の間のわずかな相違を示している。また、ワイヤー振動部91の左右対称軸付近に、黒色の1本の線がある。これは、ブローOFF時にワイヤーが存在していた箇所であり、ブローOFFとONの差分がゼロのため、1本の線が残ったものである。ワイヤーからの反射光の状態にもよるが、この線の幅は概ね、ワイヤー径に相当する。
FIG. 13A is an image after extracting the difference between the blow OFF image Img1 and the first blow ON image Img2 and performing binarization processing (corresponding to S205 in FIG. 8). As shown in FIG. 13(a), the portion where the wire vibrates remains white (
図13(b)は、収縮処理を実施したあとの画像である(図8のS206の前半)。図13(b)に示す通り、設定回数分の収縮処理を実行することで、ワイヤー振動部91の周囲が削除され、それに伴い白色のドットも消去できる。その後、収縮回数と同じ回数分の膨張処理を実行することで、図13(c)に示す画像が得られる(図8のS206の後半)。これにより、ワイヤー振動部91のみの2値化画像を得ることができる。その後、この画像の白色部の面積を算出して閾値と比較することで、ボンディング不良を判別する(図8のS208に対応)。
FIG. 13(b) is an image after performing the contraction process (the first half of S206 in FIG. 8). As shown in FIG. 13(b), by performing the contraction process a set number of times, the area around the
さらに、第2のブローON画像Img3についても同様の処理を行う。また、図9に示すように同一液体吐出ヘッドの中に他の検査対象箇所がある場合は、次の検査対象箇所をカメラの直下に位置するよう単軸ロボット41を用いて移動させ、上述の検査方法を繰り返す。
Furthermore, similar processing is performed on the second blow ON image Img3. In addition, as shown in FIG. 9, if there is another inspection target location in the same liquid ejection head, the next inspection target location is moved using the single-
なお、本実施形態では図9に示す通り、複数の、FPC14とPWB16の接続箇所(ボンディング部)を1箇所ずつ検査していたが、検査対象物のサイズ、検査に必要なカメラ・レンズスペック(撮像範囲や分解能、被写体深度など)が許すのであれば、1回で全領域を検査しても良い。また、本実施形態では、液体吐出ヘッドを1本ずつ装置にセットして検査を実施し、その都度検査するヘッドをセットし直していたが、トレイなどを用いて液体吐出ヘッドを複数本装置にセットし、ヘッドの入替え無くまとめて検査を実施しても良い。複数のボンディング部をまとめて処理する場合、ブローノズルの形状や性能も、複数のボンディング部のワイヤーをブローできるようにする。
In this embodiment, as shown in FIG. 9, a plurality of connection points (bonding parts) between the
また、本実施形態では図8に示す一連の画像処理を実施したが、これには限定されない。例えば、ワイヤーと周囲との輝度差が十分に確保可能であれば、グレー変換(図7のS201)を省略しても良い。また、振動や輝度差、カメラノイズなどの影響が少ないような場合は、特徴点の抽出およびマッチング、位置補正、収縮および膨張処理、トリミング処理などを省略可能である。画像処理を簡易化する一例として、撮像したブローOFF画像とブローON画像に対し、差分を抽出(図7のS204に相当)したのち、差分の面積を測定(図7のS208に相当)して良否判定しても良い。すなわち、画像の前処理やノイズ除去処理は必須ではない。 Further, in this embodiment, a series of image processing shown in FIG. 8 was performed, but the present invention is not limited to this. For example, if a sufficient luminance difference between the wire and the surroundings can be ensured, gray conversion (S201 in FIG. 7) may be omitted. Furthermore, if the influence of vibrations, brightness differences, camera noise, etc. is small, extraction and matching of feature points, position correction, contraction and expansion processing, trimming processing, etc. can be omitted. As an example of simplifying image processing, a difference is extracted between the captured blow OFF image and blow ON image (corresponding to S204 in FIG. 7), and then the area of the difference is measured (corresponding to S208 in FIG. 7). It is also possible to judge whether it is good or bad. That is, image preprocessing and noise removal processing are not essential.
本実施形態のように、検査対象箇所が水平方向に複数並んでいる場合、図9~図11に
示す通り角度をつけてブローすることが望ましい。ブローノズル角度θは、図2(b)に示す低いワイヤー22も効率よくブローできる角度にすることが望ましい。そのためには、ブロー直進方向において、長いワイヤー21が短いワイヤー22を遮らないブローノズル角度にする必要がある。
When a plurality of locations to be inspected are lined up horizontally as in this embodiment, it is desirable to blow at an angle as shown in FIGS. 9 to 11. The blow nozzle angle θ is desirably set to an angle that allows efficient blowing of even the
本実施形態のワイヤー位置関係において、長いワイヤーで短いワイヤーが遮られないノズル角度の好適範囲はθ=26[°]~55[°]程度である。さらに、より好ましいノズル角度の理想範囲は、約32[°]~37[°]程度とする。これは、ノズル角度が理想範囲より小さくなると、ブローの直進方向において、長いワイヤー21同士が重なり、ブローノズルに近い側の長いワイヤー21が、遠い側のワイヤー21へのブローを遮るからである。短いワイヤー21同士についても同様のことが起きる。また、ノズル角度が理想角度より大きくなると、長いワイヤー21により、短いワイヤー22へのブローが遮られてしまう。さらに、ノズル角度が理想範囲より大きくなり、ブローの向きが液体吐出ヘッド11の面に対して垂直に近づくと、ワイヤーを上下方向に抑える力が働くため、ワイヤーが水平方向に揺れるのを阻害することになる。これらを鑑みて、本実施形態ではブローノズル角度θ=35[°]とした。なお、ブロー角度は、隣接ワイヤー間の距離、ループ形状、検査範囲、検査対象箇所との位置関係などに応じて、適宜選択可能である。ブロー角度選択の際には、できるだけ、ブローノズルからの送風方向においてワイヤーが重畳しないこと、および、ブロー角度が基板等に対して垂直にならないようにすることを考慮する必要がある。
In the wire positional relationship of this embodiment, the preferred range of the nozzle angle in which the short wire is not blocked by the long wire is approximately θ=26 [°] to 55 [°]. Furthermore, a more preferable ideal range of the nozzle angle is about 32[°] to 37[°]. This is because when the nozzle angle becomes smaller than the ideal range, the
また、ブローノズルの向きとワイヤーの関係は、不良ワイヤーを振幅させやすい角度に配置することが望ましい。図2(a)を例に説明すると、ワイヤーの側面方向から、つまり断面線B-B’と並行する方向からブローを当てることが好ましい。本実施形態では、図2(a)の断面線B-B’と並行する向きを角度0としたときに±30[°]以内の角度でブローすることで、不良ワイヤーの振幅を十分に得ることができる。本実施形態では角度0[°]とした。すなわち、ワイヤーが延伸する方向と直交する方向からブローを行った。なお、この角度に限らず、ワイヤーのループ形状やボンディング位置などから適宜選択可能である。 Furthermore, the relationship between the direction of the blow nozzle and the wire is desirably arranged at an angle that facilitates vibration of the defective wire. Taking FIG. 2(a) as an example, it is preferable to apply the blow from the side of the wire, that is, from the direction parallel to the cross-sectional line B-B'. In this embodiment, the amplitude of the defective wire is sufficiently obtained by blowing at an angle within ±30 [°] when the direction parallel to the cross-sectional line BB' in FIG. be able to. In this embodiment, the angle is 0 [°]. That is, blowing was performed in a direction perpendicular to the direction in which the wire was stretched. Note that the angle is not limited to this, and can be appropriately selected depending on the loop shape of the wire, the bonding position, etc.
また、本実施形態のワイヤー近傍におけるブロー風速は22~25[m/s]程度とした。これにより、本実施形態のワイヤーにかかる風圧荷重=約0.06~0.08[mN]となった。これは、本実施形態のワイヤーが、不良判別に必要な振幅量を得るために必要な風速であり、その必要振幅量は2値化閾値や膨張・収縮設定などから算出したものである。すなわち、ブロー風速は、ワイヤー径、材質、2値化閾値、収縮・膨張設定などを踏まえ、ワイヤーが不良判別可能な振幅を得られれば良く、適宜選択可能である。 Further, the blowing wind speed near the wire in this embodiment was about 22 to 25 [m/s]. As a result, the wind pressure load applied to the wire of this embodiment was approximately 0.06 to 0.08 [mN]. This is the wind speed necessary for the wire of this embodiment to obtain the amplitude necessary for defect determination, and the necessary amplitude is calculated from the binarization threshold, expansion/contraction settings, etc. That is, the blowing wind speed can be selected as appropriate, based on the wire diameter, material, binarization threshold, contraction/expansion settings, etc., as long as it can obtain an amplitude that allows determination of whether the wire is defective.
さらに、本実施形態のブロー狙い位置は検査範囲の中心狙いとした。そのために、ノズル先端から送風方向に伸ばした線の延長上に、複数のワイヤー17が配置されたエリアの中心が来るようにした。また、ノズル先端から検査対象までの距離は90[mm]とした。これは検査範囲全体にブローを行き渡らせるためである。狙い位置および距離はこれに限らず、使用するブローノズル形状や、噴射角度、風速、隣接ワイヤーとの距離、ループ形状などを踏まえ、検査範囲内にほぼ均一にブローを当てられれば良く、適宜選択可能である。
Furthermore, the blow target position in this embodiment was set at the center of the inspection range. For this purpose, the center of the area where the plurality of
本実施形態では単軸ロボットを用いて、複数の接続箇所を順次、カメラによる撮像範囲に送り込んだ。ただし搬送手段は単軸ロボットに限定されず、ロボットアームなどでもよい。 In this embodiment, a single-axis robot was used to sequentially send a plurality of connection points into the imaging range of the camera. However, the conveyance means is not limited to a single-axis robot, but may also be a robot arm or the like.
本実施形態ではブローノズルの本数は2本であり、一方のブローON画像撮像後、もう
一方のブローでON画像を撮像しているが、本数はこれに限定されない。ブローノズルは1本でも良く、3本以上でも良い。ブローノズルが複数ある場合は、順次ブローON画像を撮像することになるため、ブローOFF画像が1枚であるのに対し、ブローON画像は通常、複数枚となる。なお、複数本のブローノズルが1つずつブローONする場合は、ブローノズルの本数分のブローON画像が存在することになる。なお、複数本同時にブローONしても良く、その場合はブローノズル本数とON画像の枚数とに差が出てくる。ブローON撮像時のブローノズル本数や、どのブローノズルを選択するかについても、検査範囲内にほぼ均一にブローを当てられるようにすることが好ましい。
In this embodiment, the number of blow nozzles is two, and after one blow ON image is captured, the other blow ON image is captured, but the number is not limited to this. The number of blow nozzles may be one, or three or more. When there are a plurality of blow nozzles, blow ON images are sequentially captured, so while there is one blow OFF image, there are usually a plurality of blow ON images. Note that when a plurality of blow nozzles turn on blowing one by one, there are as many blow-on images as the number of blow nozzles. Note that a plurality of blow nozzles may be turned on at the same time, and in that case, there will be a difference in the number of blow nozzles and the number of turned-on images. Regarding the number of blow nozzles and which blow nozzle to select during blow-on imaging, it is preferable to apply blow almost uniformly within the inspection range.
以上のように、ワイヤーを揺らす程度のブロー風速でワイヤー揺れを検知することで、正常部との振幅差により不良判別が可能となる。さらに、従来技術よりも弱い風速で不良判別が可能なため、良品部への影響を抑制しつつボンディング不良を検査することが可能となる。また、ブローOFF画像とブローON画像の差分から良否判断するため、検査箇所ごとにFPCの貼り位置やボンディング位置に差がある場合でも、位置の違いの影響を受けることなく検査することが出来る。 As described above, by detecting wire shaking at a blowing wind velocity that is high enough to shake the wire, it is possible to identify defects based on the amplitude difference between the normal part and the normal part. Furthermore, since defects can be determined with a wind speed lower than that of the conventional technology, it is possible to inspect bonding defects while suppressing the influence on non-defective parts. In addition, since pass/fail is determined based on the difference between the blow OFF image and the blow ON image, even if there are differences in the FPC pasting position or bonding position for each inspection location, the inspection can be performed without being affected by the difference in position.
本検査方式は、図3(a)および図3(b)に示すような、ワイヤー外れが判別しにくい僅かなワイヤー外れや、ワイヤー間ピッチが狭く視認性が低い場合に対しても有効である。また、FPCやPWB上の1つのパッドに複数本ワイヤーをボンディングする形態において、例えば、複数本のワイヤーの内、1本のみ外れた場合には、電気検査による接続不良の判別ができない。このような形態の場合、本発明の検査手法は特に有効である。 This inspection method is effective even in cases where the wire is slightly disconnected and it is difficult to determine whether the wire is disconnected, or where the pitch between the wires is narrow and visibility is low, as shown in Figures 3(a) and 3(b). . Further, in a configuration in which a plurality of wires are bonded to one pad on an FPC or PWB, for example, if only one of the plurality of wires becomes disconnected, it is not possible to determine a connection failure by electrical inspection. In such a case, the inspection method of the present invention is particularly effective.
なお、検査判別しやすくするための手段として、ワイヤーと背景との輝度差を大きくするために、ワイヤーと背景部との色を異ならせるとよい。そのために、ワイヤーと背景部のいずれかを着色しても良いし、元からワイヤーと背景色の色が異なるようにしてもよい。着色を行う場合、着色のタイミングは、ボンディングの前と後のどちらでも良い。 Note that, as a means to facilitate inspection and discrimination, it is preferable to make the wire and the background part different colors in order to increase the difference in brightness between the wire and the background. For this purpose, either the wire or the background may be colored, or the wire and the background may be originally different colors. When coloring is performed, the timing of coloring may be either before or after bonding.
本実施形態のように隣接ワイヤー同士の間で高低差がある場合は、検査判別しやすいように、隣接ワイヤー同士が鉛直方向において重ならないように配置することが望ましい。また、不良ワイヤーは一端がボンディング位置から外れるため、外れたワイヤーが隣接ワイヤーと接触しないよう、隣接ワイヤーと距離を保ってボンディング位置を設定することが望ましい。 When there is a difference in height between adjacent wires as in this embodiment, it is desirable to arrange the adjacent wires so that they do not overlap in the vertical direction so as to facilitate inspection and discrimination. Furthermore, since one end of a defective wire comes off from the bonding position, it is desirable to set the bonding position at a distance from the adjacent wire so that the removed wire does not come into contact with the adjacent wire.
(変形例)
上記実施形態では、ブローOFF画像とブローON画像の差分から接続の良否判断を行っていた。しかし、接続不良が存在する場合、不良ワイヤーの振動はブローON画像に反映される。そこで、ブローON画像中に、正常ワイヤーと異なる挙動を行うワイヤーが観察された場合、接続不良ありと判断することが可能である。
(Modified example)
In the embodiment described above, the quality of the connection is determined based on the difference between the blow OFF image and the blow ON image. However, if a poor connection exists, vibrations of the defective wire will be reflected in the blow-on image. Therefore, if a wire that behaves differently from a normal wire is observed in the blow-on image, it can be determined that there is a connection failure.
本変形例において、画像処理部218は、ブローON画像における不良ワイヤーと正常ワイヤーの、エアーの送風に対する振幅差に基づいて、接続不良を検出する。例えば、不良ワイヤーに特徴的な画像パターンを予め記憶しておき、パターンマッチング処理を行うことが考えられる。具体的には、ブローON画像を2値化処理した後に、図13(a)のワイヤー振動部91のようなパターンが検出された場合、接続不良ありと判定できる。
In this modification, the
(第2の実施形態)
以下では、前述の第1の実施形態と異なる点についてのみ説明し、第1の実施形態と同じ部分に関しては省略する。
(Second embodiment)
In the following, only the points different from the first embodiment described above will be explained, and the same parts as the first embodiment will be omitted.
[ボンディング不良]
図3及び図4とは別のボンディング不良の一例を、図14(a)~(c)に示す。図14(a)においては、ボンディング後にワイヤー両端ともFPCのリード部(図示せず)およびPWBの端子部(図示せず)から外れた場合を示している(図中、符号46で示す)。この場合、本来あるべきワイヤー17が存在しないことになる。また、図14(b)は、ワイヤーの一端が外れ、それが隣接ワイヤーに接触している場合を示している(図中、符号47で示す)。更に、図14(c)は、一端が外れたワイヤーが垂直に立ち上がる場合を示している(図中、符号48で示す)。ここで立ち上がったワイヤー48の自由端側は、カメラの被写体深度から外れた状態となっている。
[Poor bonding]
Examples of bonding defects other than those shown in FIGS. 3 and 4 are shown in FIGS. 14(a) to 14(c). FIG. 14A shows a case where both ends of the wire have come off from the FPC lead part (not shown) and the PWB terminal part (not shown) after bonding (indicated by
図14(a)では、ワイヤー17が存在していないため、カメラで撮像できない。また図14(b)の場合、一端が外れたワイヤー47が隣接ワイヤーに支持されるため、ブローによる振幅が発生しない、或いはブローによる振幅の規模が抑制される。また図14(c)の場合、立ち上がったワイヤー48のうち自由端側の少なくとも一部は、カメラの被写界深度以上の高さにあるために撮像できない。したがって、図14(a)~図14(c)いずれの場合も、ブローによる検査のみではワイヤーの振幅が発生しない、または被写体深度以上のために振幅を撮像できないため、不良として判別できない。また、上記実施形態と同様に、ワイヤー間ピッチが狭くなるほど目視では判別しにくく、不良を見落とす可能性が出てくる。
In FIG. 14(a), since the
すなわち、第1の実施形態のような、高圧エアーのみを利用したワイヤー接続状態の判別方法では、外れたワイヤーが隣接ワイヤーに接触する場合や、ワイヤーの両端とも外れてその場に存在しない場合に、ブローONとOFF画像との差分が生じなくなるため、接続不良と判断できない。また、外れたワイヤーの端部が、垂直方向に立ち、カメラの被写体深度から外れてしまう場合、ブローON時のワイヤー揺れをカメラで撮像できない懸念がある。このような場合、差分として現れずに接続不良と判断できない可能性がある。 In other words, in the method of determining the wire connection state using only high-pressure air as in the first embodiment, if a disconnected wire comes into contact with an adjacent wire, or if both ends of the wire are disconnected and are not present at that location, , since there is no difference between the blow ON and OFF images, it cannot be determined that there is a connection failure. Furthermore, if the end of the wire that has come off stands vertically and is out of the depth of field of the camera, there is a concern that the camera will not be able to capture the shaking of the wire when the blow is turned on. In such a case, it may not appear as a difference and it may not be possible to determine that the connection is defective.
そこで、本実施形態においては、集積回路上の電極と、プリント配線基板、半導体パッケージの電極などを電気的に接続するワイヤーボンディングにおいて、外れたワイヤーがブローで振幅しない、または振幅しにくい場合においても、精度良く検知するボンディングワイヤー検査方法を提供する。 Therefore, in the present embodiment, in wire bonding that electrically connects electrodes on an integrated circuit to electrodes on a printed wiring board, a semiconductor package, etc., even when a disconnected wire does not vibrate or is difficult to vibrate due to a blow, , provides a bonding wire inspection method that detects with high accuracy.
[画像処理フロー]
図15は、本実施形態の処理フローを示す。本フローにおいて、実施形態1で図8を用いて説明した画像処理と共通する画像処理については、実施形態1と同様のアルゴリズムを用いて実施することができる。
[Image processing flow]
FIG. 15 shows the processing flow of this embodiment. In this flow, image processing that is common to the image processing described in Embodiment 1 using FIG. 8 can be performed using the same algorithm as in Embodiment 1.
(ブローON画像とブローOFF画像を用いた処理)
フローの開始後、まず制御装置200は、実施形態1と同様に、ブローON画像とブローOFF画像を用いた画像処理を行う。制御装置は最初に、撮像したブローOFF画像Img1、第1のブローON画像Img2、第2のブローON画像Img3を夫々グレー変換する(F11)。なお、グレー変換後の画像においてワイヤーと周囲との輝度差が大きくなることが望ましく、RGBの重み係数は測定対象物に合わせて適宜変更可能である。
(Processing using blow ON images and blow OFF images)
After starting the flow, the
次に制御装置200は、画像上の特異点を抽出し、位置補正をする(F12)。これは、ロボット停止後の軽微な移動や、撮像時のカメラの振動の影響をキャンセルするためである。本実施例における特異点の抽出数は500箇所としたが、これに限定されず、装置構成および検査対象の形状などにより適宜変更可能である。
Next, the
次に制御装置200は、画像演算としてグレー変換したブローOFF画像とON画像とで差分を抽出する(F13)。次に制御装置200は、差分画像を2値化処理する(F1
4)。このとき、OFF画像とON画像のわずかな輝度差や、カメラの電気的ノイズなどにより差分として残る箇所を削除するため、2値化する際に閾値を設けており、閾値以下は2値化後の画像に残さないようにしている。本実施例における2値化閾値は20としたが、これに限定されず、撮像エリアにおいて発生するブローOFF/ON画像のわずかな輝度差やカメラの電気的ノイズを踏まえて適宜変更可能である。
Next, the
4). At this time, in order to delete portions that remain as differences due to slight brightness differences between the OFF image and ON image, electrical noise of the camera, etc., a threshold is set during binarization. I try not to leave it in the image. Although the binarization threshold value in this embodiment is set to 20, it is not limited to this, and can be changed as appropriate based on the slight brightness difference between the blow OFF/ON images that occurs in the imaging area and the electrical noise of the camera.
次に制御装置200は、収縮および膨張処理する(F15)。これは、前述したON/OFF画像のわずかな輝度差やカメラの電気的ノイズに加え、ブローや装置振動による撮像領域全体の振動の影響などをキャンセルするためである。本実施例では収縮設定値を2としたが、これに限定されず、ブローによる撮像領域の振動量に合わせて適宜変更可能である。なお、膨張は、収縮した画像を元に戻すために実施するものなので、膨張設定値は収縮設定と同じく2とした。
Next, the
次に制御装置200は、撮像範囲の中でワイヤーが存在する範囲のみを抽出するためにトリミングをする(F16)。本実施例では膨張後に実施しているが、実施タイミングはこれに限定されず、差分抽出後(F13)など事前に実施しても良い。
Next, the
次に制御装置200は、膨張後の画像から最終的に差分として残った画素数の面積を算出し、設定閾値以上であればワイヤー接続不良として判断する(F17)。本実施例では、ブローで吹き飛ぶような予め付着していた異物のサイズや、ブローで吹き飛ばないPWBエッジからはみ出すガラスクロスのサイズを踏まえて閾値を1000としたが、これに限定されず、不良ワイヤーの振幅量や異物のサイズ、ガラスクロスのサイズなどから適宜変更可能である。なお、必ずしも上記の工程F11~F17の全てが必須ではなく、ブローON画像とブローOFF画像を用いた差分比較が可能であれば、いずれかの処理を省略してもよいし、他の処理を付加してもよい。
Next, the
(ワイヤー本数のカウント処理)
さらに実施形態2では、F11~F17で行ったブローによる差分面積判定と並行して、ワイヤーの本数をカウントする画像処理を実施する(F18~F25)。まず制御装置200は、撮像したブローOFF画像Img1をグレー変換する(F18)。このとき、FPCのリード部およびPWBの端子部を強調させるため、RGBのうちRに重みを置いてグレー変換することが望ましい。
(Counting the number of wires)
Further, in the second embodiment, image processing for counting the number of wires is performed in parallel with the blow difference area determination performed in F11 to F17 (F18 to F25). First, the
次に制御装置200は、撮像範囲の中でワイヤーが存在する範囲のみを抽出するためにトリミングをする(F19)。本実施例ではグレー変換後に実施しているが、実施タイミングはこれに限定されず、ワイヤーカウント領域設定後(F22)など、本数カウント前であればどのタイミングでも良い。
Next, the
次に制御装置200は、FPCおよびPWB側の基準点を抽出するための範囲を設定する(F20)。次にPWB側とFPC側の各々でワイヤーカウント領域設定の基準となる基準点を抽出する(F21)。次に制御装置200は、抽出した基準点から所定距離および所定範囲のワイヤーカウント領域を設定する(F22)。ワイヤーカウント領域は、ワイヤーの本数をカウントするための所定の領域である。
Next, the
次に制御装置200は、画像を2値化処理する(F23)。このとき、前述同様に、2値化する際に閾値を設けており、閾値以下は2値化後の画像に残さないようにしている。本実施例における2値化閾値は20としたが、これに限定されず、撮像エリアにおいて発生するカメラの電気的ノイズを踏まえて適宜変更可能である。
Next, the
次に制御装置200は、収縮および膨張処理する(F24)。これは、カメラの電気的
ノイズに加え、装置振動による撮像領域全体の振動の影響などをキャンセルするためである。本実施例では収縮設定値を2としたが、これに限定されず、発生するカメラの電気的ノイズや装置振動によるワイヤーの輝度変化などを踏まえて適宜変更可能である。なお、膨張処理は、収縮した画像を元に戻すために実施するものなので、膨張設定値は収縮設定と同じく2とした。
Next, the
次に制御装置200は、収縮膨張後の画像から最終的に残った面積(画素数)を各々算出し、設定閾値以上であればワイヤーと判断し、閾値以上の面積がいくつ存在するかカウントする(F25)。本実施例では、設定閾値を140としたが、これに限定されず、ワイヤーカウント領域の大きさ、つまりカウント領域に入るワイヤー長さや、ワイヤーの太さ、ワイヤーからの反射光の輝度などから適宜変更可能である。
Next, the
[ボンディングワイヤーの検査方法]
実施形態2では、実施形態1にて述べた、ブローによる良否判定と合わせて、次に示すワイヤーカウントによる良否判定を実施する。
[Bonding wire inspection method]
In the second embodiment, in addition to the quality determination based on blowing described in the first embodiment, the following quality determination based on wire counting is performed.
図16(a)にPWBおよびFPCの基準点を示す。PWBの基準点は、端子部22の左端および右端の左右方向に延びる突起部を基準点111とし、FPCの基準点は、リード21の左端および右端の左右方向に延びる突起部を基準点112とした。この例では、図14(b)で示した、一端が外れて隣接ワイヤーに接触しているワイヤー47を示している。
FIG. 16(a) shows the reference points of PWB and FPC. The reference points for PWB are the protrusions extending in the left and right directions at the left and right ends of the
制御装置200は、図16(b)に示す通り、検査対象物のブローOFF画像(Img1)を用いてPWBの基準点抽出範囲113およびFPCの基準点抽出範囲114を設定する(工程F20)。そして制御装置200は、あらかじめマスター画像として登録した基準点の形状等の情報をもとに、既知技術のパターンマッチング処理にてPWBの基準点111とFPCの基準点112を抽出する(工程F21)。なお、PWB側の基準点抽出範囲113は、PWBの固定方法等による基準点の撮像位置ばらつきを考慮して抽出範囲を広く設定している。それに対し、FPC側の基準点抽出範囲114は、FPCをPWBに貼り付けるための接着剤115のはみ出し形状や位置、接着剤からの反射光などによる誤検出を防止するため、FPCの切断端116をもとにFPCの内側に基準点抽出範囲を設定している。
As shown in FIG. 16(b), the
次に制御装置200は、図17に示すようにPWBの基準点111およびFPCの基準点112から所定距離オフセットした位置にワイヤーカウント領域を設定する(工程F22)。PWB側について制御装置200は、PWBの基準点111からX1およびY1オフセットさせた位置を起点として、高さH1のPWB側ワイヤーカウント領域117を設定する。FPC側も同様に制御装置200は、FPC側の基準点112からX2およびY2オフセットさせた位置を起点として、高さH2のFPC側ワイヤーカウント領域118を設定する。
Next, the
本実施形態では、ワイヤーカウント領域をPWBの接続部近傍と、FPCの接続部近傍に設定した。これは、ワイヤー外れがPWB側で起きる場合もあれば、FPC側で起きる場合があるため両側でカウントした。なお、外れたワイヤーが隣接ワイヤーと接触する場合、PWBやFPCの接続部からある程度離れた位置で接触することを踏まえて、カウント範囲は接続部に近い位置に設定することが望ましい。更に、ワイヤーのボンディングエリア(FPCリード部およびPWB端子部の面積が大きい箇所)において、装置トラブル等でワイヤーを再ボンディングする可能性があり、その際ボンディングエリアの任意の位置にボンディングされるため、カウント領域はボンディングエリアに掛からない位置に設定することが望ましい。 In this embodiment, the wire count area is set near the connection portion of the PWB and near the connection portion of the FPC. This is because wire disconnection may occur on the PWB side or on the FPC side, so it was counted on both sides. Note that when a detached wire contacts an adjacent wire, it is desirable to set the count range to a position close to the connection part, taking into consideration that the contact will occur at a certain distance from the connection part of the PWB or FPC. Furthermore, in the wire bonding area (where the area of the FPC lead part and PWB terminal part is large), there is a possibility that the wire will be re-bonded due to equipment trouble, etc., and in that case, the wire will be bonded to an arbitrary position in the bonding area. It is desirable to set the count area at a position that does not overlap the bonding area.
図18(a)は、図17で設定したワイヤーカウント領域において2値化処理した概略図であり、隣接ワイヤーに接触した外れたワイヤー(符号121)含めて、ワイヤー部が白色で表される。図18(a)において、一部、白色のドットが点在しているが、これはPWBやFPCに付着する金属ゴミなど照明の反射光が強い箇所や、電気的ノイズによるものである。なお、ワイヤーが並ぶ下段は、PWB側のワイヤーカウント領域117に存在するワイヤーを表しており、上段はFPC側のワイヤーカウント領域118に存在するワイヤーを表している。
FIG. 18(a) is a schematic diagram of the wire count area set in FIG. 17 subjected to the binarization process, in which the wire portions are shown in white, including the detached wire (reference numeral 121) that came into contact with the adjacent wire. In FIG. 18(a), some white dots are scattered, but this is due to places where reflected light from illumination is strong, such as metal dust adhering to the PWB or FPC, or due to electrical noise. Note that the lower row of wires represents the wires existing in the
次に図18(b)は、収縮処理を実施した状態を示している。収縮処理によって細い線幅のワイヤーのみが残り、白色のドットを消去できることが分かる。次に図18(c)は、その後に膨張処理を実施した状態を示している。図18(c)においては、ワイヤーのみの2値化画像を得ることができる。 Next, FIG. 18(b) shows a state in which the shrinkage process has been performed. It can be seen that the shrinking process leaves only wires with a thin line width and erases the white dots. Next, FIG. 18(c) shows a state in which expansion processing has been performed after that. In FIG. 18(c), a binarized image of only the wires can be obtained.
一端が外れたワイヤー47が隣接ワイヤーと接触している箇所においては、図18(c)の符号122に示す通り、ワイヤーが重なっているように表され、白色部の面積は他よりも大きくなる。この白色面積に閾値を設け、閾値以上でワイヤー1本とカウントすることで、上段のFPC側のワイヤー数は、本来あるべき本数と比較して1本足りなくなるため、ボンディング不良と判定することができる。
At the location where the
また、図14(a)に示すようにワイヤーの両端でワイヤー外れが発生した場合は、上段・下段とも本来あるべき本数よりカウント数が少なくなり、ボンディング不良と判定することができる。更に、図14(c)に示すように被写体深度以上のワイヤー立ち上がりの場合も、あるべき本数よりカウント数が少なくなるため、ボンディング不良と判定することができる。 In addition, when wire disconnection occurs at both ends of the wire as shown in FIG. 14(a), the count number becomes smaller than the original number in both the upper and lower rows, and it can be determined that the bonding is defective. Furthermore, as shown in FIG. 14(c), even in the case where the wire rises more than the depth of field, the counted number is smaller than the expected number, so it can be determined that the bonding is defective.
以上より、制御装置200は、PWB側/FPC側の両方のカウント領域において、両方とも所定本数の場合のみ良品と判定し、一方でも所定の本数より少なくカウントされた場合は、ボンディング不良と判定する(工程F25)。
From the above, the
そして制御装置200は、ブローによる良否判定結果(工程F17)と、ワイヤーカウントによる良否判定の結果(工程F25)から、ブローおよびカウントの両方とも良品判定の場合のみ良品と判断し、片方でも不良判定の場合は不良と判断する。
Then, the
本実施形態においても、図9の例と同じように同一液体吐出ヘッドの中に他の検査対象箇所がある場合は、次の検査対象箇所をカメラの直下に位置するよう単軸ロボット等を用いて移動させ、上述の検査方法を繰り返す。なお、本実施形態では図9に示す通り、複数存在するFPCとPWBの接続箇所を1箇所ずつ検査していたが、検査対象物のサイズ、検査に必要なカメラ・レンズスペック(撮像範囲や分解能、被写体深度など)により複数回に分けずに1回で全領域を検査しても良い。また、本実施例では、液体吐出ヘッドを1本ずつ装置にセットして検査を実施し、その都度検査するヘッドをセットし直していたが、トレイなどを用いて液体吐出ヘッドを複数本装置にセットし、ヘッドの入替え無くまとめて検査を実施しても良い。 In this embodiment, as in the example of FIG. 9, if there are other inspection points in the same liquid ejection head, a single-axis robot or the like is used to position the next inspection point directly below the camera. and repeat the above inspection method. In this embodiment, as shown in FIG. 9, the connection points between the multiple FPCs and PWBs were inspected one by one. , depth of field, etc.), the entire area may be inspected at one time instead of being divided into multiple inspections. In addition, in this example, the liquid ejection heads were set in the device one by one for inspection, and the head to be inspected was reset each time. It is also possible to set the head and perform the inspection all at once without replacing the head.
また、本実施形態では図15に示す一連の画像処理を実施したが、これに限定されず、ワイヤーと周囲との輝度差が十分に確保可能であれば、グレー変換(F11)を省略しても良く、その他の処理も振動や輝度差、カメラノイズなどの影響が少ないなど、状況に応じて省略可能である。その場合は、撮像したブローOFFおよびON画像から差分を抽出(F13)し、差分の面積を測定(F17)して良否判定しても良い。また、ワイヤーカウントの画像処理フローにおいても、グレー変換(F18)を省略しても良く、FPC接
着剤はみ出しや部品の形状、照明の反射光の影響などによる基準点の誤検出が起こり得ない場合は、基準点抽出範囲設定(F20)を省略して撮像画像の全エリアから基準点抽出(F21)しても良い。
Further, in this embodiment, a series of image processing shown in FIG. 15 was performed, but the invention is not limited to this, and if a sufficient brightness difference between the wire and the surroundings can be ensured, the gray conversion (F11) can be omitted. Other processing can be omitted depending on the situation, such as less influence from vibrations, brightness differences, camera noise, etc. In that case, the difference may be extracted from the captured blow OFF and ON images (F13), and the area of the difference may be measured (F17) to determine the quality. Also, in the image processing flow for wire counting, gray conversion (F18) may be omitted if there is no possibility of misdetection of the reference point due to the influence of FPC adhesive protrusion, part shape, reflected light from lighting, etc. Alternatively, the reference point extraction range setting (F20) may be omitted and reference points may be extracted from the entire area of the captured image (F21).
本実施形態の検査対象箇所は水平方向に複数並んでいるため、図9に示す通り角度をつけてブローすることが望ましい。ブローノズル角度θは、図2(b)に示す短いワイヤー24に効率よくブローを当てる角度にすることが望ましく、そのためにはブロー直進方向において、長いワイヤー23が短いワイヤー24を遮らないブローノズル角度にする必要がある。本実施例のワイヤー位置関係において、長いワイヤー23で短いワイヤー24が遮られないノズル角度はθ=26[°]~55[°]程度であるが、実際には約32[°]~37[°]程度が望ましい。これは、ノズルブロー角度が鋭角または鈍角になると、ブローの直進方向において隣接する長いワイヤー23との距離が近づき、ブローの一部がワイヤーに遮られることになるためである。更に、ノズル角度が鈍角になる場合は、ブローの向きが垂直方向に近づき、ワイヤーを上下方向に抑える力が働くため、ワイヤーが水平方向に揺れるのを阻害することになる。これらを鑑みて、本実施形態ではブローノズル角度θ=35[°]とした。なお、この角度に限らず、隣接ワイヤーとの距離やループ形状、検査範囲、検査対象箇所との位置関係などから適宜選択可能である。
Since a plurality of locations to be inspected in this embodiment are lined up horizontally, it is desirable to blow at an angle as shown in FIG. It is desirable that the blow nozzle angle θ is set to an angle that efficiently blows the
また、ブローノズルの向きとワイヤーの関係は、不良ワイヤーを振幅させやすい角度に配置することが望ましい。図2(a)を例に説明すると、ワイヤーの側面方向から、つまり断面線B-B‘と並行する方向からブローを当てる方が良い。本実施形態では、図2(a)の断面線B-B‘と並行する向きを角度0としたときに±30[°]程度の角度でブローすることで、不良ワイヤーの振幅を十分に得ることができる。本実施形態では角度0[°]とした。なお、この角度に限らず、ワイヤーのループ形状やボンディング位置などから適宜選択可能である。 Furthermore, the relationship between the direction of the blow nozzle and the wire is desirably arranged at an angle that facilitates vibration of the defective wire. Taking FIG. 2(a) as an example, it is better to blow from the side of the wire, that is, from the direction parallel to the cross-sectional line BB'. In this embodiment, the amplitude of the defective wire is sufficiently obtained by blowing at an angle of about ±30 [°] when the direction parallel to the cross-sectional line BB' in FIG. 2(a) is set to 0. be able to. In this embodiment, the angle is 0 [°]. Note that the angle is not limited to this, and can be appropriately selected depending on the loop shape of the wire, the bonding position, etc.
また、本実施形態のワイヤー近傍におけるブロー風速は22~25[m/s]程度(本実施形態のワイヤーにかかる風圧荷重=約0.06~0.08[mN]相当)とした。これは、本実施形態のワイヤーが、不良判別に必要な振幅量を得るために必要な風速であり、その必要振幅量は2値化閾値や膨張・収縮設定などから算出したものである。この風速に限らず、ワイヤー径、材質、2値化閾値、収縮・膨張設定などを踏まえ、ワイヤーが不良判別可能な振幅を得られれば良く、適宜選択可能である。 Further, the blowing wind speed near the wire of this embodiment was approximately 22 to 25 [m/s] (corresponding to the wind pressure load applied to the wire of this embodiment = approximately 0.06 to 0.08 [mN]). This is the wind speed necessary for the wire of this embodiment to obtain the amplitude necessary for defect determination, and the necessary amplitude is calculated from the binarization threshold, expansion/contraction settings, etc. It is not limited to this wind speed, but can be selected as appropriate based on the wire diameter, material, binarization threshold, contraction/expansion settings, etc., as long as it can obtain an amplitude that allows determination of whether the wire is defective.
更に、本実施例のブロー狙い位置は検査範囲の中心狙いとし、ノズル先端から検査対象までの距離は90[mm]とした。これは検査範囲全体にブローを行き渡らせるためである。狙い位置および距離はこれに限らず、使用するブローノズル形状や、噴射角度、風速、隣接ワイヤーとの距離、ループ形状などを踏まえ、検査範囲内にほぼ均一にブローを当てられれば良く、適宜選択可能である。 Furthermore, the blow aiming position in this example was set at the center of the inspection range, and the distance from the nozzle tip to the inspection target was 90 [mm]. This is to spread the blow over the entire inspection range. The target position and distance are not limited to these, and should be selected appropriately as long as the blow can be applied almost uniformly within the inspection range, taking into account the shape of the blow nozzle used, spray angle, wind speed, distance to adjacent wires, loop shape, etc. It is possible.
本実施形態ではブローノズルの本数は2本であり、一方のブローON画像撮像後、もう一方のブローでON画像を撮像しているが、2本に限定されず3本以上でも良い。複数本の場合は順次ブローON画像撮像することになるため、ブローOFF画像は1枚であるのに対し、ブローON画像は複数枚となる。なお、複数本のブローノズルが1つずつブローONする場合は、ブローノズルの本数分のブローON画像が存在することになる。なお、複数本同時にブローONしても良く、その場合はブローノズル本数とON画像の枚数とに差が出てくる。 In this embodiment, the number of blow nozzles is two, and after one blow ON image is captured, the other blow ON image is captured, but the number is not limited to two, and three or more may be used. In the case of multiple blow-on images, the blow-on images are sequentially captured, so there is one blow-off image, but there are multiple blow-on images. Note that when a plurality of blow nozzles turn on blowing one by one, there are as many blow-on images as the number of blow nozzles. Note that a plurality of blow nozzles may be turned on at the same time, and in that case, there will be a difference in the number of blow nozzles and the number of turned-on images.
ワイヤーカウントにおける基準点は本実施形態に記載の形状に限らず、任意の形状で良い。更には抽出方法もパターンマッチングに限定されず、例えば、他よりも反射率が高い箇所を設けて、2値化および収縮膨張処理により面積から基準点を抽出しても良い。また
、本実施例におけるワイヤーカウント領域は、PWBの接続部と、FPCの接続部のそれぞれ近い箇所の2ヶ所に設定したがこれに限らず、ワイヤーループが一番高くなる箇所など、複数個所に設定しても良い。
The reference point for wire counting is not limited to the shape described in this embodiment, but may have any shape. Further, the extraction method is not limited to pattern matching; for example, a portion having a higher reflectance than the other portions may be provided, and reference points may be extracted from the area by binarization and contraction/expansion processing. In addition, the wire count area in this example was set at two locations, one near the PWB connection and the other near the FPC connection. You can also set it.
以上により、ワイヤーを揺らす程度の弱いブロー風速で正常部との振幅差により接続不良ワイヤーを判別する。更に撮像画像から基準位置を特定し、基準位置から設定したワイヤーカウント領域内のワイヤー数をカウントし、前述のブローによる判別とカウント結果の双方から接続不良を判定することで、ブローで振幅しない接続不良も不良と判定することができる。また、検査箇所ごとにブローOFFとON画像を撮像して良否判断するため、図1に示す吐出ヘッドのように、検査箇所ごとにFPCの貼り位置やボンディング位置に差がある場合でも、位置の違いの影響を受けることなく検査することが出来る。 As described above, a poorly connected wire is determined based on the amplitude difference from the normal part at a low blowing wind speed that shakes the wire. Furthermore, by identifying a reference position from the captured image, counting the number of wires within the wire count area set from the reference position, and determining a connection failure based on both the above-mentioned blow discrimination and the count results, it is possible to avoid connections that do not fluctuate due to blows. A defective product can also be determined to be defective. In addition, since blow OFF and ON images are captured for each inspection location to determine pass/fail, even if there are differences in the FPC pasting position or bonding position for each inspection location, as with the ejection head shown in Figure 1, the position It is possible to inspect without being influenced by differences.
本検査方式は、図3(b)に示すような、ワイヤー外れが判別しにくい僅かなワイヤー外れや、ワイヤー間ピッチが狭く視認性が低い場合に対して有効である。また、FPCやPWB上の1つのパッドに複数本ワイヤーをボンディングする形態において、例えば、複数本のワイヤーの内、1本のみ外れた場合には電気検査でNG判別ができない。このような形態の場合は特に有効な検査手段である。 This inspection method is effective in cases where the wire is slightly disconnected and it is difficult to determine whether the wire is disconnected, or where the pitch between the wires is narrow and visibility is low, as shown in FIG. 3(b). Further, in a configuration in which multiple wires are bonded to one pad on an FPC or PWB, for example, if only one of the multiple wires is disconnected, it is impossible to determine NG by electrical inspection. Such a configuration is a particularly effective inspection means.
なお、検査判別しやすくするための手段として、ワイヤーと背景との輝度差を大きくするために、ワイヤーや周囲を着色しても良い。なお着色はボンディング前後のどちらでも良い。 Note that, as a means to facilitate inspection and discrimination, the wire and its surroundings may be colored in order to increase the difference in brightness between the wire and the background. Note that coloring may be done either before or after bonding.
本実施例のように隣接ワイヤーと高低差がある場合は、検査判別しやすいよう、また、カウント時にカウントしやすいよう、隣接ワイヤーと鉛直方向に重ならないように配置し、隣接ワイヤーと距離を保ってボンディング位置を設定することが望ましい。 If there is a height difference with the adjacent wire as in this example, the wire should be placed so that it does not overlap vertically with the adjacent wire, and the distance between the wire and the adjacent wire should be maintained to make it easier to distinguish during inspection and to make it easier to count when counting. It is desirable to set the bonding position by
本実施形態によると、隣接ワイヤーに接触している場合やワイヤー両端が外れてその場に存在しない場合など、ワイヤーがブローで振幅しない状態においても精度良く接続不良を判別することができる。また、カメラの被写体深度以上に立ち上がって外れたワイヤーにおいても接続不良として判別することが可能である。 According to this embodiment, it is possible to accurately determine a connection failure even in a state where the wire is blown and does not vibrate, such as when the wire is in contact with an adjacent wire or when both ends of the wire have come off and are no longer in place. Furthermore, even a wire that rises above the depth of field of the camera and becomes disconnected can be determined as a connection failure.
14:FPC14、16:PWB、17:ワイヤー、44:カメラ、45:ブローノズル、100:検査装置、200:制御装置 14: FPC14, 16: PWB, 17: Wire, 44: Camera, 45: Blow nozzle, 100: Inspection device, 200: Control device
Claims (19)
前記ワイヤーボンディングにエアーを送風するブロー手段と、
前記ワイヤーボンディングを撮像する撮像手段と、
制御手段と、
を備え、
前記撮像手段は、前記ブロー手段により前記エアーが送風されている状態におけるブローON画像と、前記ブロー手段により前記エアーが送風されていない状態におけるブローOFF画像と、を撮像し、
前記制御手段は、前記ブローON画像と前記ブローOFF画像を比較することにより、前記ワイヤーの接続不良を検査する
ことを特徴とする検査装置。 A wire bonding inspection device that connects the first member and the second member by connecting one end of the wire to the first member and connecting the other end of the wire to the second member,
blowing means for blowing air to the wire bonding;
an imaging means for imaging the wire bonding;
control means;
Equipped with
The image capturing means captures a blow ON image in a state where the air is being blown by the blowing unit and a blow OFF image in a state where the air is not being blown by the blowing unit,
The inspection device is characterized in that the control means inspects for poor connection of the wire by comparing the blow ON image and the blow OFF image.
ことを特徴とする請求項1に記載の検査装置。 2. The control means determines that there is a connection failure in the wire if the area of a region different between the blow ON image and the blow OFF image is equal to or larger than a threshold value. Inspection equipment as described.
ことを特徴とする請求項1に記載の検査装置。 The control means acquires a difference image between the blow ON image and the blow OFF image, and determines that there is a connection failure in the wire if the number of pixels detected as a difference in the difference image is equal to or greater than a threshold value. The inspection device according to claim 1, characterized in that:
ことを特徴とする請求項2に記載の検査装置。 3. The inspection apparatus according to claim 2, wherein the control means compares the blow-on image and the blow-off image after performing positional correction based on feature points in the images.
前記第1のブローノズルと前記第2のブローノズルは、それぞれ異なる方向から前記ワイヤーボンディングに前記エアーを送風する、
ことを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載の検査装置。 The blowing means includes a first blow nozzle and a second blow nozzle,
The first blow nozzle and the second blow nozzle blow the air to the wire bonding from different directions, respectively.
The inspection device according to any one of claims 1 to 4, characterized in that:
前記制御手段は、前記ブローOFF画像と前記第1のブローON画像との比較と、前記ブローOFF画像と前記第2のブローON画像との比較と、を行う
ことを特徴とする請求項5に記載の検査装置。 The image capturing means captures a first blow ON image when the air is being blown from the first blow nozzle to the wire bonding, and the image capturing means captures a first blow ON image when the air is being blown from the first blow nozzle to the wire bonding. While the air is being blown, a second blow ON image is captured,
6. The control means compares the blow OFF image and the first blow ON image, and compares the blow OFF image and the second blow ON image. Inspection equipment as described.
ことを特徴とする請求項5に記載の検査装置。 6. The image capturing means captures a blow ON image when the air is being blown to the wire bonding from the first blow nozzle and the second blow nozzle. Inspection equipment.
前記検査装置は、前記複数の接続箇所を順次、前記撮像手段による撮像範囲に搬送する搬送手段をさらに備える
ことを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載の検査装置。 The first member and the second member are connected at a plurality of connection points, and the wire bonding is provided for each of the plurality of connection points,
The inspection device according to any one of claims 1 to 4, further comprising a conveyance unit that sequentially conveys the plurality of connection points to an imaging range by the image pickup unit.
ことを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載の検査装置。 The inspection apparatus according to any one of claims 1 to 4, further comprising illumination means for illuminating the wire bonding.
ことを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載の検査装置。 The control means counts the number of the wires in the blow-off image, and if the number of the wires is less than a predetermined number, determines that there is a connection failure in the wire. 4. The inspection device according to any one of 4.
ことを特徴とする請求項10に記載の検査装置。 11. The inspection apparatus according to claim 10, wherein the control means performs the counting by setting a predetermined area for counting the number of wires in the blow-off image.
ことを特徴とする請求項11に記載の検査装置。 The inspection apparatus according to claim 11, wherein the control means sets a reference point in the blow-off image, and sets the predetermined area based on the reference point.
ことを特徴とする請求項12に記載の検査装置。 13. The inspection apparatus according to claim 12, wherein the control means sets the reference point using a master image registered in advance and the blow-off image.
ことを特徴とする請求項11に記載の検査方法。 12. The inspection method according to claim 11, wherein the control means sets a plurality of the predetermined areas.
ことを特徴とする請求項14に記載の検査装置。 15. The inspection device according to claim 14, wherein the plurality of predetermined regions include a region including one end of the wire and a region including the other end of the wire.
前記ワイヤーボンディングにエアーを送風するブロー手段と、
前記ワイヤーボンディングを撮像する撮像手段と、
制御手段と、
を備え、
前記ブロー手段は、前記ワイヤーと、前記第1部材および前記第2部材の少なくともいずれかとの間に接続不良があるときに前記ワイヤーが振動する程度の風速で、前記エアーを送風し、
前記撮像手段は、前記エアーが送風されている状態における画像を撮像し、
前記制御手段は、接続不良がある前記ワイヤーと、正常に接続された前記ワイヤーとの、前記エアーの送風に対する振幅差に基づいて、前記画像における前記ワイヤーの接続不良の有無を検査する
ことを特徴とする検査装置。 A wire bonding inspection device that connects the first member and the second member by connecting one end of the wire to the first member and connecting the other end of the wire to the second member,
blowing means for blowing air to the wire bonding;
an imaging means for imaging the wire bonding;
control means;
Equipped with
The blowing means blows the air at a wind speed that causes the wire to vibrate when there is a poor connection between the wire and at least one of the first member and the second member,
The image capturing means captures an image in a state where the air is being blown,
The control means inspects whether or not there is a connection failure of the wire in the image based on an amplitude difference between the wire with the connection failure and the normally connected wire with respect to the air blowing. Inspection equipment for
ことを特徴とする請求項16に記載の検査装置。 17. The inspection device according to claim 16, wherein the blowing means blows the air at a speed that does not tear off the connection of the wire to the first member or the second member.
撮像手段が、ブロー手段によりエアーが送風されている状態の前記ワイヤーボンディン
グを撮像してブローON画像を撮像するステップと、
前記撮像手段が、前記ブロー手段により前記エアーが送風されていない状態の前記ワイヤーボンディングを撮像してブローOFF画像を撮像するステップと、
制御手段が、前記ブローON画像と前記ブローOFF画像を比較することにより、前記ワイヤーの接続不良を検査するステップと、
を有する検査方法。 A wire bonding inspection method that connects the first member and the second member by connecting one end of the wire to a first member and the other end of the wire to a second member, the method comprising:
an imaging means imaging the wire bonding in a state where air is being blown by the blowing means to create a blow-on image;
the imaging means imaging the wire bonding in a state where the air is not being blown by the blowing means to create a blow-off image;
a step in which the control means inspects for poor connection of the wire by comparing the blow ON image and the blow OFF image;
An inspection method having
撮像手段が、ブロー手段によりエアーが送風されている状態における画像を撮像するステップと、
制御手段が、接続不良がある前記ワイヤーと、正常に接続された前記ワイヤーとの、前記エアーの送風に対する振幅差に基づいて、前記画像における前記ワイヤーの接続不良の有無を検査するステップと、
を有し、
前記ブロー手段は、前記ワイヤーと、前記第1部材および前記第2部材の少なくともいずれかとの間に接続不良があるときに前記ワイヤーが振動する程度の風速で、前記エアーを送風する
ことを特徴とする検査方法。 A wire bonding inspection method that connects the first member and the second member by connecting one end of the wire to a first member and the other end of the wire to a second member, the method comprising:
a step in which the imaging means captures an image in a state where air is being blown by the blowing means;
a step in which the control means inspects the presence or absence of a connection failure of the wire in the image based on an amplitude difference in relation to the air blowing between the wire with the connection failure and the normally connected wire;
has
The blowing means blows the air at such a wind speed that the wire vibrates when there is a poor connection between the wire and at least one of the first member and the second member. inspection method.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2022128073 | 2022-08-10 | ||
JP2022128073 | 2022-08-10 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2024025687A true JP2024025687A (en) | 2024-02-26 |
Family
ID=90010637
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2023122532A Pending JP2024025687A (en) | 2022-08-10 | 2023-07-27 | Inspection equipment and inspection method |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2024025687A (en) |
-
2023
- 2023-07-27 JP JP2023122532A patent/JP2024025687A/en active Pending
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP3051279B2 (en) | Bump appearance inspection method and bump appearance inspection device | |
KR20060044032A (en) | Test system for display panel and method of testing thereof | |
US7664311B2 (en) | Component mounting board inspecting apparatus | |
JP2007311426A (en) | Image binarization processing method, image processor, and computer program | |
JP3589424B1 (en) | Board inspection equipment | |
JP2024025687A (en) | Inspection equipment and inspection method | |
JP4669940B2 (en) | Pattern defect detection method and apparatus | |
JP2000009452A (en) | Method and apparatus for inspecting surface roughness | |
US6603875B1 (en) | Pattern inspection method, pattern inspection apparatus, and recording medium which records pattern inspection program | |
JP3468643B2 (en) | Appearance inspection method for printed wiring boards | |
JPH11111784A (en) | Device for determining quality of bump height | |
JPH08234226A (en) | Image processor for production of liquid crystal substrate | |
JPS6337479A (en) | Pattern recognizer | |
JPH07312382A (en) | Probe device | |
JPH1114317A (en) | Appearance inspection method and device | |
JP3665587B2 (en) | Semiconductor element inspection method, semiconductor element inspection program, and recording medium on which the semiconductor element inspection program is recorded | |
JP2001183119A (en) | Pattern inspecting device | |
KR20130021162A (en) | System and method for detecting bad bump of flip chip | |
JP2000258353A (en) | Defect inspection method and device | |
JPH10339613A (en) | Method for inspecting bonding point in wire bonding | |
JPH102725A (en) | Visual inspection device for tape carrier package | |
JP5249855B2 (en) | Electronic component terminal position detection method and electronic component terminal position detection system | |
JP3557965B2 (en) | Inspection method of first bonding point in wire bonding | |
JP3385916B2 (en) | Wire detection method in wire bonding | |
JP2008233042A (en) | Foreign substance detection method and foreign substance detection apparatus |