JP4395581B2 - ワイヤ検出プログラム及びワイヤ検査装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体集積回路内部のボンディングワイヤを非破壊で検査するワイヤ検査装置に関し、特に、ボンディングワイヤの画像から画像処理により自動的にボンディングワイヤの状態を検査・評価するワイヤ検出プログラム及びワイヤ検査装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のボンディングワイヤ（以下、ワイヤという。）の検査装置はＸ線管とＸ線検出器とＩＣの透過画像を表示する表示部などから成り、検査は透過画像を目視して行なわれている。検査として例えば、ワイヤの曲がり具合に異常がないか、ワイヤが切れてないか、ワイヤ間距離が小さすぎる個所がないか等を目視でチェックする。また、ワイヤの流れ率の測定は、操作者が１本のワイヤの終点と始点およびこれらの点を結ぶ線分から最も離れたワイヤ上の点を入力し、計算機により線分長Ｌと離距離Ｈを求め、流れ率Ｈ／Ｌを計算させ、評価を行なっている。
【０００３】
【特許文献１】
特開平５−２７２９５２号公報
【０００４】
【特許文献２】
特開平７−３０７３７１号公報
【０００５】
【特許文献３】
特開２００２−６２２６９号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
従来は、ワイヤを評価するのに操作者の目視判断や透過画像上のポイント入力操作などを必要とした。しかしこれは、手間がかかり、評価の基準も一定しない問題というがある。
【０００７】
本発明は上記問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、ワイヤを自動で検査・評価するワイヤ検出プログラム、及びワイヤ検査装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、請求項１記載の本発明は、ワイヤを含む画像上で注目画素を走査させ、該注目画素を中心とする線分状の窓内の画素値の中央値を求めながら該窓を前記注目画素を中心に回転させたときの最大の中央値を求め、連続走査された各注目画素の画素値からそれぞれで求めた前記最大の中央値を減算することで、前記ワイヤを含む画像内のワイヤ画像を抽出することを要旨とする。
【０００９】
本発明にあっては、この手法において、線分長を２×Ｓαとすると理想的にはＳα（以下）の幅を持ったワイヤ構造のみを抽出した画像を得ることができる、また、中央値を用いているので、ノイズ（ワイヤ以外の構造も含む）に影響されにくいワイヤ構造の抽出ができる。
【００１０】
また請求項２記載の本発明は、請求項１記載のワイヤ検出プログラムにおいて、ワイヤを含む画像上であるいは抽出されたワイヤ画像上で、あらかじめ設定された所定形状、所定間隔で配置された複数の窓を、該所定形状と相対位置を固定したまま走査させて、各窓で二値化とラベリング処理を行ない、ラベル数が各窓ともに規定値に一致する走査位置を見出し、該走査位置における各ラベルの領域から各ワイヤの始点を検出することを要旨とする。
【００１１】
本発明にあっては、複数の窓を設定し、それらの位置関係を考慮することで、ノイズ（ワイヤ以外の構造も含む）に影響されにくいワイヤの始点の検出ができる。さらに、ラベリングによって、各始点を識別することができる。
【００１２】
さらに請求項３記載の本発明は、請求項１記載のワイヤ検出プログラムにおいて、抽出されたワイヤ画像上で、該ワイヤ上に位置する１点に１つの端点がくるように線分を設定し、該１点を中心に該線分を回転させながら該線分と該ワイヤが最も一致する回転位置を求め、この位置での該線分の他の端点をワイヤ上の次の点とし、これを繰り返すことでワイヤを代表する飛び飛びの点の連なりであるガイドラインを検出することを要旨とする。
【００１３】
本発明にあっては、画像にノイズが多かったり、ワイヤが途切れ途切れであっても、連続したガイドラインが設定できる。すなわち、線分単位で探索しているので、ノイズ（ワイヤ以外の構造も含む）に影響されにくいガイドラインの設定ができる。
【００１４】
また請求項４記載の本発明は、ワイヤを含む画像を用いて、ワイヤの変形、ワイヤ間の距離、ワイヤの切断、或いはワイヤの流れを自動検出することを要旨とする。
【００１５】
本発明にあっては、検出されたワイヤを用いて（特にワイヤを代表（近似）するガイドラインを用いることで）、ワイヤの変形、あるいはワイヤ間の距離、あるいはワイヤの切断、あるいはワイヤの流れを自動検出することが可能となる。
【００１６】
さらに請求項５記載の本発明は、請求項１乃至３のいずれかに記載のワイヤ検出プログラムを記憶した記憶媒体を備え、ワイヤの変形、ワイヤ間の距離、ワイヤの切断、あるいはワイヤの流れのいずれかを自動検出することを要旨とする。
【００１７】
ここにおいて、ワイヤの変形、ワイヤ間の距離、ワイヤの切断、あるいはワイヤの流れを自動検出するワイヤ検査装置とすることができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を適用した実施の形態について図面を用いて説明する。
【００１９】
図１は、本発明の実施の形態に係るワイヤ検査装置の概略構成図である。図１に示すように、このワイヤ検査装置は、Ｘ線を放射するＸ線管１と、このＸ線管１に対向配置されるＸ線検出器３と、Ｘ線管１とＸ線検出器３の間に配置される被検体（ＩＣ）４の搬送機構６と、この搬送機構６を制御する機構制御部９と、機構制御部９に指令を出すと共に、Ｘ線検出器３で撮影された透過画像を処理する画像処理部７と、画像処理部７で処理された画像等を表示する表示部８とを少なくとも備えている。
【００２０】
Ｘ線管１とＸ線検出器３は、それぞれフロアにより支持されており、Ｘ線焦点Ｆから発生したＸ線ビーム２が２次元分解能を有するＸ線検出器３で検出されるように配置されている。ここでＸ線管１には、数μｍのＸ線焦点Ｆを備えたマイクロフォーカスＸ線管を用いる。またＸ線検出器３には、２次元分解能を有するＸ線Ｉ．Ｉとテレビカメラの組み合わせを用いるか、若しくはＸ線フラットパネルセンサを用いる。尚、Ｘ線検出器３で検出された透過画像は画像処理部７に送られ、デジタル画像に変換された後に画像処理される。処理後の画像あるいは未処理のライブ画像（リアルタイム透過画像）は表示部８に表示される。
【００２１】
被検体４（ＩＣ）は、搬送機構６上に載置されており、Ｘ線ビーム２中に位置決めされ透過画像を撮影される。
【００２２】
機構制御部９は、搬送機構６をＸ線ビーム２の放射方向に対して垂直方向に移動させて被検体４をＸ線ビーム２内に次々と搬送すると共に、被検体４の位置決め制御を行う。
【００２３】
画像処理部７は、オンライン処理時に透過画像を基に被検体４内のワイヤ検査を自動に行なう機能部であり、特に本発明の特徴である機能ブロックとして、ワイヤ画像抽出部１０、ワイヤ始点検出部１１、ガイドライン設定部１２、ワイヤ検査部１３などを備えている。また画像処理部７は、Ｘ線制御部（図示せず）を介してＸ線管１の管電圧、管電流を制御する機能も備えている。尚ここで画像処理部７と表示部８は、一般的な表示ディスプレイを含む標準的なコンピュータであり、ＣＰＵ、メモリ、ディスク、インターフェース、キーボード、マウス等を備えている。そしてメモリ（不揮発性）には、コンピュータにワイヤ画像抽出工程、ワイヤ始点検出工程、ガイドライン設定工程、及びワイヤ検査工程を実行させるためのワイヤ検出プログラムが予めインストールされている。
【００２４】
一方操作者は、搬送機構手動操作、透過画像の観察、自動検査の検査条件の設定などのオフライン処理を行なうことができる。
【００２５】
操作者は、入力手段（図示せず）を介して画像処理部７に指令を出し、Ｘ線条件設定、Ｘ線のＯＮ／ＯＦＦ、搬送機構６手動操作、透過画像の観察、記録、自動検査の検査条件の設定、画像処理などのオフライン処理を行なうことができる。具体的には、画像処理部７からの指令で機構制御部９により搬送機構６が制御され、同指令によりＸ線制御部（図示せず）によりＸ線管１の管電圧、管電流やＸ線ＯＮ／ＯＦＦが制御される。
【００２６】
（作用）
次に、本発明の実施の形態に係るワイヤ検査装置の作用を説明する。
【００２７】
このワイヤ検査装置は、オフライン処理とオンライン処理の切替処理が可能であり、オンライン処理時は、次々と搬送される被検体４（ＩＣ）の透過画像を撮影してワイヤの検査を自動で行なうと共にその結果を表示部８に表示する処理を行う。一方オフライン処理時は、検査する被検体４が量産品でかつ同形状を有していることから、ワイヤ検査装置に自動検査に必要な条件やパラメータを設定する処理を行う。
【００２８】
以下、図１及び図２を参照してオンライン処理の作用を説明する。図２は、ワイヤ検査装置のオンライン処理時の処理手順を示したフローチャートである。
【００２９】
先ずステップＳ１で、画像処理部７は機構制御部９に指令を出して被検体４をＸ線ビーム２が照射される位置に位置決めする。
【００３０】
次いでステップＳ２で、画像処理部７はＸ線制御部（図示せず）に指令を出してＸ線管１のＸ線焦点ＦからＸ線ビーム２を放射させ、被検体４にＸ線ビーム２を照射させる。
【００３１】
そしてステップＳ３で、画像処理部７は、Ｘ線検出器３で撮影された被検体４の透過画像を取得して記憶する。
【００３２】
次いでステップＳ４で、画像処理部７は、同一被検体４に対して透過画像の撮影を繰り返し複数回行い、その透過画像を加算処理して画質の改善を行う。
【００３３】
そしてステップＳ５で、加算処理して画質改善がなされた透過画像を原画像として、これに画像処理を加えることで自動検査を行なう。
【００３４】
図３は、上記加算処理により得られた原画像２０の模式図である。
【００３５】
図３に示すように、この原画像２０には、被検体４（ＩＣ）内部に具備されるＩＣチップ２２を中心にして、このＩＣチップ２２の周囲に配置されている端子２３とこのＩＣチップ２２とがワイヤ２１により接続され、このワイヤ２１の両端がＩＣチップ２２と端子２３にそれぞれボンディング２４で接続されている構造が一枚の画像に収められている。尚、この原画像２０は、実際よりもワイヤ２１の本数や線の密度が少なく描かれている。
【００３６】
次に、図４を参照して、透過画像処理の手順を説明する。
【００３７】
この透過画像処理は、ステップＳ４０で、画像処理部７に具備されるワイヤ画像抽出部１０が、原画像２０を基にワイヤのみのワイヤ画像３０を作成する。
【００３８】
次いでステップＳ４１で、ワイヤ始点検出部１１が、原画像２０を基に、ワイヤ２１の始点Ｐ０を検出する。
【００３９】
そしてステップＳ４２で、ガイドライン設定部１２が、ワイヤ画像３０を基に、始点Ｐ０から終点Ｐｎまでを検出することでガイドライン４０を作製する。
【００４０】
そしてステップＳ４３で、ガイドライン４０を基に、ワイヤ検査部１３が、▲１▼ワイヤの変形，▲２▼ワイヤ間の距離，▲３▼ワイヤの切断，▲４▼ワイヤ流れの計４項目の検査を行う。
【００４１】
＜ワイヤ画像抽出＞
そこで先ず、ステップＳ４０のワイヤ画像抽出処理を、図５を参照して更に詳しく説明する。
【００４２】
図５は、ワイヤ画像抽出処理の手順を示したフローチャート及び手順に則した画像の模式図である。
【００４３】
先ず原画像２０には、ワイヤ２１にいろいろな構造が重なって合っているので、ワイヤ２１のみの画像を取り出したワイヤ画像を作成する。（従来の手法を用いた場合は、画像全体を部分領域に分割して、各領域で別々に閾値を設定してワイヤを抽出するが、領域の境でワイヤが途切れたりワイヤ以外の余分なパターンを抽出したりしてしまう。これに対し、ここで用いる本発明のワイヤ抽出処理は、ある幅の線のみを取り出すことができるものである。）
そこで先ず、ステップＳ４０１で、ワイヤ画像抽出部１０は、原画像２０上で、注目画素（ｉ，ｊ）を連続的に走査させて、ステップＳ４０２でこの注目画素（ｉ，ｊ）を中心とする線分状窓２６での画素値の中央値を求め、次いでステップＳ４０３でこの線分状窓２６を注目画素を中心に（Ｓβステップで）回転させたときの最大の中央値を求める。そしてステップＳ４０４で、各注目画素の画素値からそれぞれで求めた上記最大の中央値を減算することでワイヤを抽出したワイヤ画像を作製する。
【００４４】
ここで、中央値は各画素値をその大きさ順に並べた時の並びの中央の画素値のことである。この手法によれば、線分状窓２６を２×Ｓαの長さに設定すると、理想的には幅Ｓα（以下）の線構成画素のみを抽出することができる。回転ステップＳβは４５°、あるいはそれ以下とする。
【００４５】
これによると図５に示すように、ワイヤ２１以外の構造による濃淡が取り除かれワイヤ２１のみのプロファイルが得られる。図６は得られたワイヤ画像３０の模式図である。
【００４６】
＜ワイヤ始点検出＞
次に、図４のステップＳ４１に相当するワイヤ始点検出処理について詳述するする。
【００４７】
ここでは先ず、ワイヤの始点として、図３に示したＩＣチップ２２側のボンディング２４（ファーストボンディング）の位置を求める。そこで、図７（ａ）〜（ｄ）は、このワイヤ始点検出処理の手順を示す模式図である。
【００４８】
図７（ａ）に示すように、原画像２０上で、あらかじめ設定した複数の窓３１，３２，３３，３４をその形と相対位置を固定したまま走査させ、続いて図７（ｂ），（ｃ）に示すように、各窓で二値化とラベリング処理を行ない、ラベル数が各窓ともに規定値に一致する走査位置を見出して、この走査位置における各ラベルの領域から各ワイヤの始点を検出する。このラベリング処理は、連なった領域に１つのラベルをつける処理であり、このラベルの数をラベル数としている。
【００４９】
そこで例えば図７（ｄ）に示すように、走査位置Ａで各窓３１，３２，３３，３４でのラベル数がそれぞれ（２，１，１，１）であるとき、あらかじめ定めた数が（３，２，３，２）であればラベル数が異なるが、例えば走査位置Ｂではラベル数が一致する。そこで走査位置Ｂにおける各窓の各ラベルに対応するラベル領域（ラベル１にはラベル領域ｒｌが対応）が求められる。各ラベル領域（ｒ１〜ｒ３）の重心あるいは中心をワイヤの始点とする。より正確には、原画像上で各ラベル領域ごとに最小画素値の画素を見つけ、ここをワイヤの始点としてもよい。本走査においては、ラベル数が一致する走査位置が見つからない場合は、二値化レベルを変えて走査を繰り返すようにする。
【００５０】
本処理で用いる複数の窓、二値化レベル、ラベル数などはオフライン処理時に透過画像を確認して、ティーチング入力などであらかじめ設定しておくものとする。
【００５１】
＜ガイドライン設定＞
次に、図４のステップＳ４２に相当するガイドライン設定処理について詳述する。図８は、ガイドライン設定処理の手順を示したフローチャートであり、図９は、このガイドライン設定処理に対応するガイドライン設定手順を示す模式図である。尚、以下の処理は全て画像処理部７に具備されるガイドライン設定部１２で行われる。
【００５２】
この処理では、図６に示したワイヤ画像３０から各ワイヤ２１をそれぞれ代表する折れ線である（正確には、飛び飛びの点の連なりとして与えられる）ガイドラインを検出して設定する。
【００５３】
先ず図８及び図９（ａ）に示すように、ステップＳ４２１として、ワイヤ画像３０上に、前述の「ワイヤ始点検出」で求めた１本のワイヤ２１の始点Ｐ０に１つの端点がくるように長さＬの線分３６を設定する。
【００５４】
次いでステップＳ４２２で、図９（ａ）に示す始点Ｐ０を中心に長さＬの線分３６を３６０°回転させながら、図９（ｂ）に示す線分３６とワイヤ２１が最も一致する回転位置を求め、この位置での線分３６の他の端点をワイヤ２１上の次の点Ｐ１とする。
【００５５】
ここで、線分３６とワイヤ２１の一致の程度は、線分からの距離Ｗ／２の範囲においてワイヤ２１に属する画素をカウントし、範囲の総画素数で除算することで一致の確度を求めることで行う。
【００５６】
続いてステップＳ４２３で、（ｎ＝１として）ステップＳ４２２で求めたＰｎを始点として前処理と同様に次の点Ｐｎ＋１を求め、これを繰り返すことで１本のワイヤを代表する（近似する）折れ線であるガイドライン４０（Ｐ０，Ｐ１，Ｐ２…）を設定する。
【００５７】
つまり、始点Ｐｎを中心に線分３６を（前の線分の方向から）±９０°回転させながら、線分３６とワイヤ２１が最も一致する回転位置を求め、この位置での線分３６の他の端点をワイヤ２１上の次の点Ｐｎ＋１とする。
【００５８】
そしてステップＳ４２４で、一致の確度が所定値以下と判定したとき、ステップＳ４２５で設定点を終点Ｐｎ＋１としてガイドライン４０が完成する。このとき、終点Ｐｎ＋１の設定は確度に応じて調整する。例えば確度が０．２のとき０．２×Ｌの位置に終点Ｐｎ＋１を設定する。
【００５９】
最後に、ステップＳ４２６で、全ワイヤ（全始点）について終了したか判定して終了する。
【００６０】
＜ワイヤ検査＞
続いて、図４のステップＳ４３に相当するワイヤ検査処理について詳述する。このワイヤ検査処理は、各ワイヤについて設定されたガイドラインを用いて自動で行なう。ここでは、次の４項目について検査を行なう。▲１▼ワイヤの変形，▲２▼ワイヤ間の距離，▲３▼ワイヤの切断，▲４▼ワイヤ流れ。
【００６１】
先ず、▲１▼のワイヤの変形評価では、図９に示したガイドライン設定手順を参照して、ＩＣチップ側のボンディング位置であるワイヤの始点Ｐ０から出発して、ガイドラインのセクションごとの振れ角度θを左右それぞれで積算して、あるいは積算せずに所定値と比較することで、左・右への変形、蛇行を判定する。
【００６２】
続いて、▲２▼のワイヤ間の距離評価では、図１０のワイヤ間の距離評価の模式図に示すように、ワイヤ２１のガイドライン４０ｂのセクション毎にその中点を求め、その中点と隣接ワイヤ２１のガイドライン４０ａ，４０ｃとの距離をワイヤ間距離として求める。測定結果は厳密には近似値であるが、セクション毎にワイヤ間距離を評価できる。
【００６３】
次に、▲３▼のワイヤの切断評価では、図１１（ａ）のワイヤの切断検査の模式図に示すように、原画像２０上でガイドライン４０に沿った領域をセクション毎に切り出し、アフィン変換することで、図１１（ｂ）に示すようにワイヤを直線状の画像として再構成する。そしてこの画像においてワイヤに直交方向の輝度分布（プロファイル）を調べ、図１１（ｃ）に示すように輝度の落ち込み度を測定することで切断個所を検出する。この切断検査では、原画像２０を用いたが、ワイヤ画像３０が良好に得られるような被検体では、ワイヤ画像３０を用いてもよい。
【００６４】
そして、▲４▼のワイヤ流れ評価では、図１２のワイヤ流れ評価の模式図に示すように、ワイヤ２１のファーストボンディングとセカンドボンディング間の距離はガイドライン４０の始点と終点問の距離Ｌｗとし、始点と終点を通過する直線とガイドラインを構成する点との最大距離をＨｗとして、ワイヤ流れ率Ｈｗ／Ｌｗを求め、ワイヤの流れを評価する。
【００６５】
（効果）
本実施の形態によれば、次々と搬送される被検体４の透過画像に対してワイヤの検査を、操作者の目視判断や透過画像上のポイント入力操作などを行なうことなく、自動で行なうことができる。
【００６６】
つまり「ワイヤ画像抽出」では、原画像２０上で、注目画素を走査させて、この注目画素を中心とする線分状窓２６での画素値の中央値を求め、この線分状窓をこの注目画素を中心に回転させたときの最大の中央値を求め、各注目画素の画素値からそれぞれで求めた上記最大の中央値を減算することで、線状構造のみ、理想的には幅Ｓα（以下）の線構成画素（ワイヤ）のみを抽出することができる。
【００６７】
また、中央値を用いることで、はずれ値、すなわちノイズ（ワイヤ以外の線要素も含む）に対してロバストにワイヤ抽出ができる。（ここで、ロバストとは、手法としてノイズに影響されず頑強であることである。）
また「ワイヤ始点検出」では、原画像２０上で、あらかじめ設定した複数の窓３１，３２，３３，３４をその形と相対位置を固定したまま走査させて、各窓で二値化とラベリング処理を行ない、ラベル数が各窓ともに規定値に一致する走査位置を見出し、この走査位置における各ラベルの領域から各ワイヤの始点を検出する。この方法の特長は、複数の窓を設定し、それらの位置関係を考慮することでロバストにファーストボンディング、すなわちワイヤの始点を検出できることである。さらに、ラベリングによって、各領域は番号で識別されるので、各始点も識別され、各始点からそれぞれ出発するワイヤを個別に認識することができる。
【００６８】
さらに「ガイドライン設定」では、ワイヤ画像３０上で、１本のワイヤ２１の始点Ｐ０に１つの端点がくるように長さＬの線分３６を設定し、この始点Ｐ０を中心に線分３６を回転させながら線分３６とワイヤ２１が最も一致する回転位置を求め、この位置での線分３６の他の端点をワイヤ上の次の点Ｐ１とし、これを繰り返すことで１本のガイドライン４０を設定する。この方法の特長は、ワイヤ画像の段階でノイズが多かったり、ワイヤが途切れ途切れであっても、連続したガイドラインが検出できること、すなわち線分単位での探索によりノイズ（ワイヤ以外の線要素も含む）に対してロバストであることである。
【００６９】
またさらに「ワイヤ検査」では、以上で求めた各ワイヤに対応するガイドラインを用いることで、ワイヤの変形、ワイヤ間の距離、ワイヤの切断、ワイヤ流れの自動検査が可能になる。ワイヤの変形は振れ角度θを積算して所定値と比較することで、左・右への変形、蛇行を自動検出し、また、セクション毎にワイヤ間距離を自動検出し、また、切断を自動検出し、ワイヤ流れ率も自動検出することができる。
【００７０】
（変形例）
本変形例は透過画像を用いてワイヤ２１を検査しているが、透過画像の代わりに可視画像を用いてもよい。これにより、ボンディング後でモールドする前のＩＣをカメラで撮影して検査することができる。
【００７１】
そこで「ワイヤ画像抽出」では、応用として、線分状窓２６を２×Ｓα１と２×Ｓα２の２種類用意し、第一の窓を用いて抽出したワイヤ画像から第二の窓を用いて抽出したワイヤ画像を減算すれば、理想的には線幅Ｓα１ないしＳα２の線構成画素のみを抽出することができる。
【００７２】
さらに「ワイヤ始点検出」では、同様にワイヤの終点すなわち端子２３側のボンディング２４（セカンドボンディング）を検出することもできる。また、本処理では原画像２０を用いたが、ボンディング２４の大きさがワイヤ２１の幅に比べて大きすぎない場合は、ワイヤ画像３０を用いてもよい。
【００７３】
またさらに「ガイドライン設定」では、線分３６とワイヤ２１の一致の程度は、線分からの距離Ｗ／２の範囲においてワイヤ２１に属する画素をカウントして確度を求めたが、カウントする代わりに、画素値を積算してもよい。その他、一致の程度を数値評価する方法はいろいろある。また、本処理ではワイヤ画像３０を用いたが、ワイヤ画像３０を二値化した画像を用いてもよい。
【００７４】
また「ガイドライン設定」で、終点Ｐｎの決め方は他にいろいろの方法がある。例えば「ワイヤ始点検出」と同じ方法で終点を求めておき、順次設定する点が終点からＬ以内になったときに、繰り返し計算を終え、ガイドラインを完成させる、等の方法も可能である。この場合、終点に行き着かない場合があるが、この場合は設定失敗とし、線分長Ｌを再設定して始点からやり直すことで、よりロバストにすることが可能である。
【００７５】
また「ガイドライン設定」で、初期線分長Ｌは各ワイヤにおいてオフライン処理で予め学習しておくことができる。Ｌ，Ｗはワイヤ毎に異なる値となる。さらに、同一ワイヤにおいても追跡サイクル毎に異なる値を設定することが可能である。また、あるワイヤはファーストボンディングからある距離で、他のパターンエッジと交差することがオフライン処理で学習できれば、そのエッジ線を誤追跡しないように、交差点に設定点がこないようにＬを設定するようにすることで、よりロバストにすることが可能である。
【００７６】
さらに「ガイドライン設定」では、ワイヤが交差していても１本のワイヤを追跡してガイドラインを設定するようにすることが可能である。たとえば、確度を計算するとき振れ角度θでウエィトを掛けるようにする。すなわちθが小さいとき大きなウエイトを掛ける。また、設定点が交差点にこないようにＬを自動設定するようにしてもよい。すなわち、θの２方向で確度が大きくなるとき交差が疑われるとして、Ｌを変えて再度計算をするようにする。これにより、よりロバストにすることが可能である。
【００７７】
【発明の効果】
本発明によれば、ワイヤを自動で検査・評価することが可能となるワイヤ検出プログラムと、このワイヤ検出プログラムが記憶された記憶媒体及びワイヤ検査装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係るワイヤ検査装置の概略構成図である。
【図２】本発明の実施の形態に係るワイヤ検査装置のオンライン処理時の処理手順を示したフローチャートである。
【図３】本発明の実施の形態に係る加算処理により得られた原画像２０の模式図である。
【図４】本発明の実施の形態に係る透過画像処理の手順を示したフローチャートである。
【図５】本発明の実施の形態に係るワイヤ画像抽出処理の手順を示したフローチャート及びこの手順に則した画像の模式図である。
【図６】本発明の実施の形態に係るワイヤ画像３０の模式図である。
【図７】本発明の実施の形態に係るワイヤ始点検出処理の手順を示す模式図である。
【図８】本発明の実施の形態に係るガイドライン設定処理の手順を示したフローチャートである。
【図９】本発明の実施の形態に係るガイドライン設定処理に対応するガイドライン設定手順を示す模式図である。
【図１０】本発明の実施の形態に係るワイヤ間の距離評価の模式図である。
【図１１】本発明の実施の形態に係るワイヤの切断検査の模式図である。
【図１２】本発明の実施の形態に係るワイヤ流れ評価の模式図である。
【符号の説明】
１…Ｘ線管
２…Ｘ線ビーム
３…Ｘ線検出器
４…被検体
６…搬送機構
７…画像処理部
８…表示部
９…機構制御部
１０…ワイヤ画像抽出部
１１…ワイヤ始点検出部
１２…ガイドライン設定部
１３…ワイヤ検査部
２０…原画像
２１…ワイヤ
２２…ＩＣチップ
２３…端子
２４…ボンディング
２６…線分状窓
３０…ワイヤ画像
３１，３２，３３，３４…窓
３６…線分
４０…ガイドライン
４０ａ，４０ｃ…ガイドライン
４０ｂ…ガイドライン
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体集積回路内部のボンディングワイヤを非破壊で検査するワイヤ検査装置に関し、特に、ボンディングワイヤの画像から画像処理により自動的にボンディングワイヤの状態を検査・評価するワイヤ検出プログラム及びワイヤ検査装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のボンディングワイヤ（以下、ワイヤという。）の検査装置はＸ線管とＸ線検出器とＩＣの透過画像を表示する表示部などから成り、検査は透過画像を目視して行なわれている。検査として例えば、ワイヤの曲がり具合に異常がないか、ワイヤが切れてないか、ワイヤ間距離が小さすぎる個所がないか等を目視でチェックする。また、ワイヤの流れ率の測定は、操作者が１本のワイヤの終点と始点およびこれらの点を結ぶ線分から最も離れたワイヤ上の点を入力し、計算機により線分長Ｌと離距離Ｈを求め、流れ率Ｈ／Ｌを計算させ、評価を行なっている。
【０００３】
【特許文献１】
特開平５−２７２９５２号公報
【０００４】
【特許文献２】
特開平７−３０７３７１号公報
【０００５】
【特許文献３】
特開２００２−６２２６９号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
従来は、ワイヤを評価するのに操作者の目視判断や透過画像上のポイント入力操作などを必要とした。しかしこれは、手間がかかり、評価の基準も一定しない問題というがある。
【０００７】
本発明は上記問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、ワイヤを自動で検査・評価するワイヤ検出プログラム、及びワイヤ検査装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、請求項１記載の本発明は、ワイヤを含む画像上で注目画素を走査させ、該注目画素を中心とする線分状の窓内の画素値の中央値を求めながら該窓を前記注目画素を中心に回転させたときの最大の中央値を求め、連続走査された各注目画素の画素値からそれぞれで求めた前記最大の中央値を減算することで、前記ワイヤを含む画像内のワイヤ画像を抽出することを要旨とする。
【０００９】
本発明にあっては、この手法において、線分長を２×Ｓαとすると理想的にはＳα（以下）の幅を持ったワイヤ構造のみを抽出した画像を得ることができる、また、中央値を用いているので、ノイズ（ワイヤ以外の構造も含む）に影響されにくいワイヤ構造の抽出ができる。
【００１０】
また請求項２記載の本発明は、請求項１記載のワイヤ検出プログラムにおいて、ワイヤを含む画像上であるいは抽出されたワイヤ画像上で、あらかじめ設定された所定形状、所定間隔で配置された複数の窓を、該所定形状と相対位置を固定したまま走査させて、各窓で二値化とラベリング処理を行ない、ラベル数が各窓ともに規定値に一致する走査位置を見出し、該走査位置における各ラベルの領域から各ワイヤの始点を検出することを要旨とする。
【００１１】
本発明にあっては、複数の窓を設定し、それらの位置関係を考慮することで、ノイズ（ワイヤ以外の構造も含む）に影響されにくいワイヤの始点の検出ができる。さらに、ラベリングによって、各始点を識別することができる。
【００１２】
さらに請求項３記載の本発明は、請求項１記載のワイヤ検出プログラムにおいて、抽出されたワイヤ画像上で、該ワイヤ上に位置する１点に１つの端点がくるように線分を設定し、該１点を中心に該線分を回転させながら該線分と該ワイヤが最も一致する回転位置を求め、この位置での該線分の他の端点をワイヤ上の次の点とし、これを繰り返すことでワイヤを代表する飛び飛びの点の連なりであるガイドラインを検出することを要旨とする。
【００１３】
本発明にあっては、画像にノイズが多かったり、ワイヤが途切れ途切れであっても、連続したガイドラインが設定できる。すなわち、線分単位で探索しているので、ノイズ（ワイヤ以外の構造も含む）に影響されにくいガイドラインの設定ができる。
【００１４】
また請求項４記載の本発明は、ワイヤを含む画像を用いて、ワイヤの変形、ワイヤ間の距離、ワイヤの切断、或いはワイヤの流れを自動検出することを要旨とする。
【００１５】
本発明にあっては、検出されたワイヤを用いて（特にワイヤを代表（近似）するガイドラインを用いることで）、ワイヤの変形、あるいはワイヤ間の距離、あるいはワイヤの切断、あるいはワイヤの流れを自動検出することが可能となる。
【００１６】
さらに請求項５記載の本発明は、請求項１乃至３のいずれかに記載のワイヤ検出プログラムを記憶した記憶媒体を備え、ワイヤの変形、ワイヤ間の距離、ワイヤの切断、あるいはワイヤの流れのいずれかを自動検出することを要旨とする。
【００１７】
ここにおいて、ワイヤの変形、ワイヤ間の距離、ワイヤの切断、あるいはワイヤの流れを自動検出するワイヤ検査装置とすることができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を適用した実施の形態について図面を用いて説明する。
【００１９】
図１は、本発明の実施の形態に係るワイヤ検査装置の概略構成図である。図１に示すように、このワイヤ検査装置は、Ｘ線を放射するＸ線管１と、このＸ線管１に対向配置されるＸ線検出器３と、Ｘ線管１とＸ線検出器３の間に配置される被検体（ＩＣ）４の搬送機構６と、この搬送機構６を制御する機構制御部９と、機構制御部９に指令を出すと共に、Ｘ線検出器３で撮影された透過画像を処理する画像処理部７と、画像処理部７で処理された画像等を表示する表示部８とを少なくとも備えている。
【００２０】
Ｘ線管１とＸ線検出器３は、それぞれフロアにより支持されており、Ｘ線焦点Ｆから発生したＸ線ビーム２が２次元分解能を有するＸ線検出器３で検出されるように配置されている。ここでＸ線管１には、数μｍのＸ線焦点Ｆを備えたマイクロフォーカスＸ線管を用いる。またＸ線検出器３には、２次元分解能を有するＸ線Ｉ．Ｉとテレビカメラの組み合わせを用いるか、若しくはＸ線フラットパネルセンサを用いる。尚、Ｘ線検出器３で検出された透過画像は画像処理部７に送られ、デジタル画像に変換された後に画像処理される。処理後の画像あるいは未処理のライブ画像（リアルタイム透過画像）は表示部８に表示される。
【００２１】
被検体４（ＩＣ）は、搬送機構６上に載置されており、Ｘ線ビーム２中に位置決めされ透過画像を撮影される。
【００２２】
機構制御部９は、搬送機構６をＸ線ビーム２の放射方向に対して垂直方向に移動させて被検体４をＸ線ビーム２内に次々と搬送すると共に、被検体４の位置決め制御を行う。
【００２３】
画像処理部７は、オンライン処理時に透過画像を基に被検体４内のワイヤ検査を自動に行なう機能部であり、特に本発明の特徴である機能ブロックとして、ワイヤ画像抽出部１０、ワイヤ始点検出部１１、ガイドライン設定部１２、ワイヤ検査部１３などを備えている。また画像処理部７は、Ｘ線制御部（図示せず）を介してＸ線管１の管電圧、管電流を制御する機能も備えている。尚ここで画像処理部７と表示部８は、一般的な表示ディスプレイを含む標準的なコンピュータであり、ＣＰＵ、メモリ、ディスク、インターフェース、キーボード、マウス等を備えている。そしてメモリ（不揮発性）には、コンピュータにワイヤ画像抽出工程、ワイヤ始点検出工程、ガイドライン設定工程、及びワイヤ検査工程を実行させるためのワイヤ検出プログラムが予めインストールされている。
【００２４】
一方操作者は、搬送機構手動操作、透過画像の観察、自動検査の検査条件の設定などのオフライン処理を行なうことができる。
【００２５】
操作者は、入力手段（図示せず）を介して画像処理部７に指令を出し、Ｘ線条件設定、Ｘ線のＯＮ／ＯＦＦ、搬送機構６手動操作、透過画像の観察、記録、自動検査の検査条件の設定、画像処理などのオフライン処理を行なうことができる。具体的には、画像処理部７からの指令で機構制御部９により搬送機構６が制御され、同指令によりＸ線制御部（図示せず）によりＸ線管１の管電圧、管電流やＸ線ＯＮ／ＯＦＦが制御される。
【００２６】
（作用）
次に、本発明の実施の形態に係るワイヤ検査装置の作用を説明する。
【００２７】
このワイヤ検査装置は、オフライン処理とオンライン処理の切替処理が可能であり、オンライン処理時は、次々と搬送される被検体４（ＩＣ）の透過画像を撮影してワイヤの検査を自動で行なうと共にその結果を表示部８に表示する処理を行う。一方オフライン処理時は、検査する被検体４が量産品でかつ同形状を有していることから、ワイヤ検査装置に自動検査に必要な条件やパラメータを設定する処理を行う。
【００２８】
以下、図１及び図２を参照してオンライン処理の作用を説明する。図２は、ワイヤ検査装置のオンライン処理時の処理手順を示したフローチャートである。
【００２９】
先ずステップＳ１で、画像処理部７は機構制御部９に指令を出して被検体４をＸ線ビーム２が照射される位置に位置決めする。
【００３０】
次いでステップＳ２で、画像処理部７はＸ線制御部（図示せず）に指令を出してＸ線管１のＸ線焦点ＦからＸ線ビーム２を放射させ、被検体４にＸ線ビーム２を照射させる。
【００３１】
そしてステップＳ３で、画像処理部７は、Ｘ線検出器３で撮影された被検体４の透過画像を取得して記憶する。
【００３２】
次いでステップＳ４で、画像処理部７は、同一被検体４に対して透過画像の撮影を繰り返し複数回行い、その透過画像を加算処理して画質の改善を行う。
【００３３】
そしてステップＳ５で、加算処理して画質改善がなされた透過画像を原画像として、これに画像処理を加えることで自動検査を行なう。
【００３４】
図３は、上記加算処理により得られた原画像２０の模式図である。
【００３５】
図３に示すように、この原画像２０には、被検体４（ＩＣ）内部に具備されるＩＣチップ２２を中心にして、このＩＣチップ２２の周囲に配置されている端子２３とこのＩＣチップ２２とがワイヤ２１により接続され、このワイヤ２１の両端がＩＣチップ２２と端子２３にそれぞれボンディング２４で接続されている構造が一枚の画像に収められている。尚、この原画像２０は、実際よりもワイヤ２１の本数や線の密度が少なく描かれている。
【００３６】
次に、図４を参照して、透過画像処理の手順を説明する。
【００３７】
この透過画像処理は、ステップＳ４０で、画像処理部７に具備されるワイヤ画像抽出部１０が、原画像２０を基にワイヤのみのワイヤ画像３０を作成する。
【００３８】
次いでステップＳ４１で、ワイヤ始点検出部１１が、原画像２０を基に、ワイヤ２１の始点Ｐ０を検出する。
【００３９】
そしてステップＳ４２で、ガイドライン設定部１２が、ワイヤ画像３０を基に、始点Ｐ０から終点Ｐｎまでを検出することでガイドライン４０を作製する。
【００４０】
そしてステップＳ４３で、ガイドライン４０を基に、ワイヤ検査部１３が、▲１▼ワイヤの変形，▲２▼ワイヤ間の距離，▲３▼ワイヤの切断，▲４▼ワイヤ流れの計４項目の検査を行う。
【００４１】
＜ワイヤ画像抽出＞
そこで先ず、ステップＳ４０のワイヤ画像抽出処理を、図５を参照して更に詳しく説明する。
【００４２】
図５は、ワイヤ画像抽出処理の手順を示したフローチャート及び手順に則した画像の模式図である。
【００４３】
先ず原画像２０には、ワイヤ２１にいろいろな構造が重なって合っているので、ワイヤ２１のみの画像を取り出したワイヤ画像を作成する。（従来の手法を用いた場合は、画像全体を部分領域に分割して、各領域で別々に閾値を設定してワイヤを抽出するが、領域の境でワイヤが途切れたりワイヤ以外の余分なパターンを抽出したりしてしまう。これに対し、ここで用いる本発明のワイヤ抽出処理は、ある幅の線のみを取り出すことができるものである。）
そこで先ず、ステップＳ４０１で、ワイヤ画像抽出部１０は、原画像２０上で、注目画素（ｉ，ｊ）を連続的に走査させて、ステップＳ４０２でこの注目画素（ｉ，ｊ）を中心とする線分状窓２６での画素値の中央値を求め、次いでステップＳ４０３でこの線分状窓２６を注目画素を中心に（Ｓβステップで）回転させたときの最大の中央値を求める。そしてステップＳ４０４で、各注目画素の画素値からそれぞれで求めた上記最大の中央値を減算することでワイヤを抽出したワイヤ画像を作製する。
【００４４】
ここで、中央値は各画素値をその大きさ順に並べた時の並びの中央の画素値のことである。この手法によれば、線分状窓２６を２×Ｓαの長さに設定すると、理想的には幅Ｓα（以下）の線構成画素のみを抽出することができる。回転ステップＳβは４５°、あるいはそれ以下とする。
【００４５】
これによると図５に示すように、ワイヤ２１以外の構造による濃淡が取り除かれワイヤ２１のみのプロファイルが得られる。図６は得られたワイヤ画像３０の模式図である。
【００４６】
＜ワイヤ始点検出＞
次に、図４のステップＳ４１に相当するワイヤ始点検出処理について詳述するする。
【００４７】
ここでは先ず、ワイヤの始点として、図３に示したＩＣチップ２２側のボンディング２４（ファーストボンディング）の位置を求める。そこで、図７（ａ）〜（ｄ）は、このワイヤ始点検出処理の手順を示す模式図である。
【００４８】
図７（ａ）に示すように、原画像２０上で、あらかじめ設定した複数の窓３１，３２，３３，３４をその形と相対位置を固定したまま走査させ、続いて図７（ｂ），（ｃ）に示すように、各窓で二値化とラベリング処理を行ない、ラベル数が各窓ともに規定値に一致する走査位置を見出して、この走査位置における各ラベルの領域から各ワイヤの始点を検出する。このラベリング処理は、連なった領域に１つのラベルをつける処理であり、このラベルの数をラベル数としている。
【００４９】
そこで例えば図７（ｄ）に示すように、走査位置Ａで各窓３１，３２，３３，３４でのラベル数がそれぞれ（２，１，１，１）であるとき、あらかじめ定めた数が（３，２，３，２）であればラベル数が異なるが、例えば走査位置Ｂではラベル数が一致する。そこで走査位置Ｂにおける各窓の各ラベルに対応するラベル領域（ラベル１にはラベル領域ｒｌが対応）が求められる。各ラベル領域（ｒ１〜ｒ３）の重心あるいは中心をワイヤの始点とする。より正確には、原画像上で各ラベル領域ごとに最小画素値の画素を見つけ、ここをワイヤの始点としてもよい。本走査においては、ラベル数が一致する走査位置が見つからない場合は、二値化レベルを変えて走査を繰り返すようにする。
【００５０】
本処理で用いる複数の窓、二値化レベル、ラベル数などはオフライン処理時に透過画像を確認して、ティーチング入力などであらかじめ設定しておくものとする。
【００５１】
＜ガイドライン設定＞
次に、図４のステップＳ４２に相当するガイドライン設定処理について詳述する。図８は、ガイドライン設定処理の手順を示したフローチャートであり、図９は、このガイドライン設定処理に対応するガイドライン設定手順を示す模式図である。尚、以下の処理は全て画像処理部７に具備されるガイドライン設定部１２で行われる。
【００５２】
この処理では、図６に示したワイヤ画像３０から各ワイヤ２１をそれぞれ代表する折れ線である（正確には、飛び飛びの点の連なりとして与えられる）ガイドラインを検出して設定する。
【００５３】
先ず図８及び図９（ａ）に示すように、ステップＳ４２１として、ワイヤ画像３０上に、前述の「ワイヤ始点検出」で求めた１本のワイヤ２１の始点Ｐ０に１つの端点がくるように長さＬの線分３６を設定する。
【００５４】
次いでステップＳ４２２で、図９（ａ）に示す始点Ｐ０を中心に長さＬの線分３６を３６０°回転させながら、図９（ｂ）に示す線分３６とワイヤ２１が最も一致する回転位置を求め、この位置での線分３６の他の端点をワイヤ２１上の次の点Ｐ１とする。
【００５５】
ここで、線分３６とワイヤ２１の一致の程度は、線分からの距離Ｗ／２の範囲においてワイヤ２１に属する画素をカウントし、範囲の総画素数で除算することで一致の確度を求めることで行う。
【００５６】
続いてステップＳ４２３で、（ｎ＝１として）ステップＳ４２２で求めたＰｎを始点として前処理と同様に次の点Ｐｎ＋１を求め、これを繰り返すことで１本のワイヤを代表する（近似する）折れ線であるガイドライン４０（Ｐ０，Ｐ１，Ｐ２…）を設定する。
【００５７】
つまり、始点Ｐｎを中心に線分３６を（前の線分の方向から）±９０°回転させながら、線分３６とワイヤ２１が最も一致する回転位置を求め、この位置での線分３６の他の端点をワイヤ２１上の次の点Ｐｎ＋１とする。
【００５８】
そしてステップＳ４２４で、一致の確度が所定値以下と判定したとき、ステップＳ４２５で設定点を終点Ｐｎ＋１としてガイドライン４０が完成する。このとき、終点Ｐｎ＋１の設定は確度に応じて調整する。例えば確度が０．２のとき０．２×Ｌの位置に終点Ｐｎ＋１を設定する。
【００５９】
最後に、ステップＳ４２６で、全ワイヤ（全始点）について終了したか判定して終了する。
【００６０】
＜ワイヤ検査＞
続いて、図４のステップＳ４３に相当するワイヤ検査処理について詳述する。このワイヤ検査処理は、各ワイヤについて設定されたガイドラインを用いて自動で行なう。ここでは、次の４項目について検査を行なう。▲１▼ワイヤの変形，▲２▼ワイヤ間の距離，▲３▼ワイヤの切断，▲４▼ワイヤ流れ。
【００６１】
先ず、▲１▼のワイヤの変形評価では、図９に示したガイドライン設定手順を参照して、ＩＣチップ側のボンディング位置であるワイヤの始点Ｐ０から出発して、ガイドラインのセクションごとの振れ角度θを左右それぞれで積算して、あるいは積算せずに所定値と比較することで、左・右への変形、蛇行を判定する。
【００６２】
続いて、▲２▼のワイヤ間の距離評価では、図１０のワイヤ間の距離評価の模式図に示すように、ワイヤ２１のガイドライン４０ｂのセクション毎にその中点を求め、その中点と隣接ワイヤ２１のガイドライン４０ａ，４０ｃとの距離をワイヤ間距離として求める。測定結果は厳密には近似値であるが、セクション毎にワイヤ間距離を評価できる。
【００６３】
次に、▲３▼のワイヤの切断評価では、図１１（ａ）のワイヤの切断検査の模式図に示すように、原画像２０上でガイドライン４０に沿った領域をセクション毎に切り出し、アフィン変換することで、図１１（ｂ）に示すようにワイヤを直線状の画像として再構成する。そしてこの画像においてワイヤに直交方向の輝度分布（プロファイル）を調べ、図１１（ｃ）に示すように輝度の落ち込み度を測定することで切断個所を検出する。この切断検査では、原画像２０を用いたが、ワイヤ画像３０が良好に得られるような被検体では、ワイヤ画像３０を用いてもよい。
【００６４】
そして、▲４▼のワイヤ流れ評価では、図１２のワイヤ流れ評価の模式図に示すように、ワイヤ２１のファーストボンディングとセカンドボンディング間の距離はガイドライン４０の始点と終点問の距離Ｌｗとし、始点と終点を通過する直線とガイドラインを構成する点との最大距離をＨｗとして、ワイヤ流れ率Ｈｗ／Ｌｗを求め、ワイヤの流れを評価する。
【００６５】
（効果）
本実施の形態によれば、次々と搬送される被検体４の透過画像に対してワイヤの検査を、操作者の目視判断や透過画像上のポイント入力操作などを行なうことなく、自動で行なうことができる。
【００６６】
つまり「ワイヤ画像抽出」では、原画像２０上で、注目画素を走査させて、この注目画素を中心とする線分状窓２６での画素値の中央値を求め、この線分状窓をこの注目画素を中心に回転させたときの最大の中央値を求め、各注目画素の画素値からそれぞれで求めた上記最大の中央値を減算することで、線状構造のみ、理想的には幅Ｓα（以下）の線構成画素（ワイヤ）のみを抽出することができる。
【００６７】
また、中央値を用いることで、はずれ値、すなわちノイズ（ワイヤ以外の線要素も含む）に対してロバストにワイヤ抽出ができる。（ここで、ロバストとは、手法としてノイズに影響されず頑強であることである。）
また「ワイヤ始点検出」では、原画像２０上で、あらかじめ設定した複数の窓３１，３２，３３，３４をその形と相対位置を固定したまま走査させて、各窓で二値化とラベリング処理を行ない、ラベル数が各窓ともに規定値に一致する走査位置を見出し、この走査位置における各ラベルの領域から各ワイヤの始点を検出する。この方法の特長は、複数の窓を設定し、それらの位置関係を考慮することでロバストにファーストボンディング、すなわちワイヤの始点を検出できることである。さらに、ラベリングによって、各領域は番号で識別されるので、各始点も識別され、各始点からそれぞれ出発するワイヤを個別に認識することができる。
【００６８】
さらに「ガイドライン設定」では、ワイヤ画像３０上で、１本のワイヤ２１の始点Ｐ０に１つの端点がくるように長さＬの線分３６を設定し、この始点Ｐ０を中心に線分３６を回転させながら線分３６とワイヤ２１が最も一致する回転位置を求め、この位置での線分３６の他の端点をワイヤ上の次の点Ｐ１とし、これを繰り返すことで１本のガイドライン４０を設定する。この方法の特長は、ワイヤ画像の段階でノイズが多かったり、ワイヤが途切れ途切れであっても、連続したガイドラインが検出できること、すなわち線分単位での探索によりノイズ（ワイヤ以外の線要素も含む）に対してロバストであることである。
【００６９】
またさらに「ワイヤ検査」では、以上で求めた各ワイヤに対応するガイドラインを用いることで、ワイヤの変形、ワイヤ間の距離、ワイヤの切断、ワイヤ流れの自動検査が可能になる。ワイヤの変形は振れ角度θを積算して所定値と比較することで、左・右への変形、蛇行を自動検出し、また、セクション毎にワイヤ間距離を自動検出し、また、切断を自動検出し、ワイヤ流れ率も自動検出することができる。
【００７０】
（変形例）
本変形例は透過画像を用いてワイヤ２１を検査しているが、透過画像の代わりに可視画像を用いてもよい。これにより、ボンディング後でモールドする前のＩＣをカメラで撮影して検査することができる。
【００７１】
そこで「ワイヤ画像抽出」では、応用として、線分状窓２６を２×Ｓα１と２×Ｓα２の２種類用意し、第一の窓を用いて抽出したワイヤ画像から第二の窓を用いて抽出したワイヤ画像を減算すれば、理想的には線幅Ｓα１ないしＳα２の線構成画素のみを抽出することができる。
【００７２】
さらに「ワイヤ始点検出」では、同様にワイヤの終点すなわち端子２３側のボンディング２４（セカンドボンディング）を検出することもできる。また、本処理では原画像２０を用いたが、ボンディング２４の大きさがワイヤ２１の幅に比べて大きすぎない場合は、ワイヤ画像３０を用いてもよい。
【００７３】
またさらに「ガイドライン設定」では、線分３６とワイヤ２１の一致の程度は、線分からの距離Ｗ／２の範囲においてワイヤ２１に属する画素をカウントして確度を求めたが、カウントする代わりに、画素値を積算してもよい。その他、一致の程度を数値評価する方法はいろいろある。また、本処理ではワイヤ画像３０を用いたが、ワイヤ画像３０を二値化した画像を用いてもよい。
【００７４】
また「ガイドライン設定」で、終点Ｐｎの決め方は他にいろいろの方法がある。例えば「ワイヤ始点検出」と同じ方法で終点を求めておき、順次設定する点が終点からＬ以内になったときに、繰り返し計算を終え、ガイドラインを完成させる、等の方法も可能である。この場合、終点に行き着かない場合があるが、この場合は設定失敗とし、線分長Ｌを再設定して始点からやり直すことで、よりロバストにすることが可能である。
【００７５】
また「ガイドライン設定」で、初期線分長Ｌは各ワイヤにおいてオフライン処理で予め学習しておくことができる。Ｌ，Ｗはワイヤ毎に異なる値となる。さらに、同一ワイヤにおいても追跡サイクル毎に異なる値を設定することが可能である。また、あるワイヤはファーストボンディングからある距離で、他のパターンエッジと交差することがオフライン処理で学習できれば、そのエッジ線を誤追跡しないように、交差点に設定点がこないようにＬを設定するようにすることで、よりロバストにすることが可能である。
【００７６】
さらに「ガイドライン設定」では、ワイヤが交差していても１本のワイヤを追跡してガイドラインを設定するようにすることが可能である。たとえば、確度を計算するとき振れ角度θでウエィトを掛けるようにする。すなわちθが小さいとき大きなウエイトを掛ける。また、設定点が交差点にこないようにＬを自動設定するようにしてもよい。すなわち、θの２方向で確度が大きくなるとき交差が疑われるとして、Ｌを変えて再度計算をするようにする。これにより、よりロバストにすることが可能である。
【００７７】
【発明の効果】
本発明によれば、ワイヤを自動で検査・評価することが可能となるワイヤ検出プログラムと、このワイヤ検出プログラムが記憶された記憶媒体及びワイヤ検査装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係るワイヤ検査装置の概略構成図である。
【図２】本発明の実施の形態に係るワイヤ検査装置のオンライン処理時の処理手順を示したフローチャートである。
【図３】本発明の実施の形態に係る加算処理により得られた原画像２０の模式図である。
【図４】本発明の実施の形態に係る透過画像処理の手順を示したフローチャートである。
【図５】本発明の実施の形態に係るワイヤ画像抽出処理の手順を示したフローチャート及びこの手順に則した画像の模式図である。
【図６】本発明の実施の形態に係るワイヤ画像３０の模式図である。
【図７】本発明の実施の形態に係るワイヤ始点検出処理の手順を示す模式図である。
【図８】本発明の実施の形態に係るガイドライン設定処理の手順を示したフローチャートである。
【図９】本発明の実施の形態に係るガイドライン設定処理に対応するガイドライン設定手順を示す模式図である。
【図１０】本発明の実施の形態に係るワイヤ間の距離評価の模式図である。
【図１１】本発明の実施の形態に係るワイヤの切断検査の模式図である。
【図１２】本発明の実施の形態に係るワイヤ流れ評価の模式図である。
【符号の説明】
１…Ｘ線管
２…Ｘ線ビーム
３…Ｘ線検出器
４…被検体
６…搬送機構
７…画像処理部
８…表示部
９…機構制御部
１０…ワイヤ画像抽出部
１１…ワイヤ始点検出部
１２…ガイドライン設定部
１３…ワイヤ検査部
２０…原画像
２１…ワイヤ
２２…ＩＣチップ
２３…端子
２４…ボンディング
２６…線分状窓
３０…ワイヤ画像
３１，３２，３３，３４…窓
３６…線分
４０…ガイドライン
４０ａ，４０ｃ…ガイドライン
４０ｂ…ガイドライン
Claims (5)
- ワイヤを含む画像上で注目画素を走査させ、該注目画素を中心とする線分状の窓内の画素値の中央値を求めながら該窓を前記注目画素を中心に回転させたときの最大の中央値を求め、連続走査された各注目画素の画素値からそれぞれで求めた前記最大の中央値を減算することで、前記ワイヤを含む画像内のワイヤ画像を抽出するワイヤ画像抽出手順を、コンピュータに実行させるためのワイヤ検出プログラム。
- 請求項１記載のワイヤ検出プログラムにおいて、
前記ワイヤを含む画像上であるいは前記抽出されたワイヤ画像上で、あらかじめ設定された所定形状、所定間隔で配置された複数の窓を、該所定形状と相対位置を固定したまま走査させて、各窓で二値化とラベリング処理を行ない、ラベル数が各窓ともに規定値に一致する走査位置を見出し、該走査位置における各ラベルの領域から各ワイヤの始点を検出するワイヤ始点検出手順を、コンピュータに実行させるためのワイヤ検出プログラム。 - 請求項１記載のワイヤ検出プログラムにおいて、
前記抽出されたワイヤ画像上で、該ワイヤ上に位置する１点に１つの端点がくるように線分を設定し、該１点を中心に該線分を回転させながら該線分と該ワイヤが最も一致する回転位置を求め、この位置での該線分の他の端点をワイヤ上の次の点とし、これを繰り返すことでワイヤを代表する飛び飛びの点の連なりであるガイドラインを検出するガイドライン設定手順を、コンピュータに実行させるためのワイヤ検出プログラム。 - ワイヤを含む画像を用いて、ワイヤの変形、ワイヤ間の距離、ワイヤの切断、或いはワイヤの流れを自動検出するワイヤ検査手順を、更にコンピュータに実行させるための請求項１乃至３のいずれかに記載のワイヤ検出プログラム。
- 請求項１乃至３のいずれかに記載のワイヤ検出プログラムを記憶した記憶媒体を備え、ワイヤの変形、ワイヤ間の距離、ワイヤの切断、あるいはワイヤの流れのいずれかを自動検出することを特徴とするワイヤ検査装置。
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