JP5458755B2 - 線形状物高さ計測装置、該装置に用いられる線形状物高さ計測方法及び線形状物高さ計測制御プログラム - Google Patents
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Description
この検査装置では、照明手段により、半導体チップのボンディングワイヤが照明され、同照明手段によって照明されたワイヤが、撮像手段により複数の高さ位置から撮像される。演算手段により、同撮像手段で得られる各高さ位置での複数の画像のフォーカスの状態からワイヤの立体情報が得られる。この場合、演算手段では、複数の各画像について、ワイヤの長手方向に領域分割し、各領域において輝度信号強度のピーク値をフォーカス合致度として算出し、算出結果に基づいてワイヤの3次元形状を計測する。たとえば、図7(a)に示すように、撮像装置1により、同撮像装置1の結像素子の各フォーカス面F1,F2,…,F5にて、ボンディングワイヤが撮像される。たとえば、フォーカス面F3で撮像されるボンディングワイヤの画像信号は、図7(b)に示すように、同ボンディングワイヤに対して直交する帯状に分割された各領域A,B,…,L毎に得られる。
すなわち、特許文献1に記載された検査装置では、分割された各領域にワイヤ以外に起因する輝度信号が存在し、輝度信号の強度のピーク値がワイヤの3次元形状を計測するためのフォーカス合致度に適さないことがあり、ワイヤ高さの計測値に誤りが発生する可能性があるという課題がある。
この例の線形状物高さ計測装置は、線形状物11の高さを計測するための装置であり、同図に示すように、ステージ12と、照明13と、カメラ14と、ハーフミラー15と、位置制御部16と、濃淡画像記憶部17と、線形状物検出部18と、高さ計測領域決定部19と、高さ計測部20とから構成されている。線形状物11は、たとえば、半導体装置中の半導体チップとインナリードとを接続するためのボンディングワイヤである。ステージ12は、線形状物11を搭載し、計測位置やカメラ14と線形状物11との間の距離を変更するためのものである。照明13は、たとえばLED(Light Emitting Diode、発光ダイオード)やハロゲンランプなどを光源として構成され、線形状物11に照明光を照射するためのものである。
これらの図を参照して、この形態の線形状物高さ計測装置に用いられる線形状物高さ計測方法の処理内容について説明する。
この線形状物高さ計測装置では、線形状物11(検査対象物)に照明光が照射され、反射光jを取り込んで画像データが生成されると共に同画像データを濃淡値で表した濃淡画像データが生成される。そして、同濃淡画像データに基づいて線形状物11が検出され、検出された線形状物11の座標、及び、あらかじめ与えられた径に基づいて線形状物高さ計測領域が決定されることにより、同線形状物高さ計測領域内で線形状物11の高さが計測される。
H1=H−h
H2=H−h+R/2
となる。オフセットhは、線形状物11の直径や線方向の傾斜角度、使用する照明などの条件が同じであれば固定値としても良く、あらかじめ計測などで取得しておいた値を使用するようにしても良い。また、たとえば、線形状物11の濃淡の明るい帯の幅Wを使用すると、オフセットhは、
h=√{(R/2)2−(W/2)2}
となる。
たとえば、図1中のハーフミラー15を用いずに、図2に示すように、カメラ14に隣接するように同軸照明を配置し、線形状物11に上方から光を照射するようにしても良い。また、たとえば、同軸照明以外の照明を使用した場合、取得される画像の濃淡が図3と異なることがあるが、線形状物11からはみ出ない計測領域を使用することにより、背景に影響されない高さ計測を行うことができる。また、上記実施形態では、高さ計測領域決定部19は、線形状物検出部18で検出された線形状物11の中央座標、及び、あらかじめ与えられた同線形状物11の径情報に基づいて、同線形状物11の占有領域を超えない線形状物高さ計測領域vhを決定するが、これに限定されず、線形状物11の画像から上記径情報を取得する構成にしても良い(請求項4及び請求項10に対応)。
12 ステージ(線形状物高さ計測装置の一部)
13 照明(光源の一部)
14 カメラ(撮像手段)
15 ハーフミラー(光源の一部)
16 位置制御部(線形状物高さ計測装置の一部)
17 濃淡画像記憶部(濃淡画像データ記憶手段、計測領域内高さ計測手段の一部)
18 線形状物検出部(線形状物検出手段、計測領域内高さ計測手段の一部)
19 高さ計測領域決定部(高さ計測領域決定手段、計測領域内高さ計測手段の一部)
20 高さ計測部(高さ計測手段、計測領域内高さ計測手段の一部)
Claims (10)
- 検査対象物たる断面円形の線形状物に照明光を照射するための光源と、
前記線形状物との間の距離を変えながら、前記線形状物から反射される反射光を取り込んで複数の画像データを取得する撮像手段と、
該撮像手段で取得された画像データを濃淡値で表し、濃淡値で表された前記画像データから抽出される幅方向左右1対の濃淡境界に基づいて線形状物の幅方向の座標情報を検出し、検出された前記線形状物の幅方向の座標情報に基づいて、少なくとも一の前記濃淡境界を含み、かつ、該線形状物の占有領域を超えないように線形状物高さ計測領域を決定し、
前記複数の画像データの中から、該線形状物高さ計測領域内の前記濃淡境界が鋭敏な画像データを抽出することで、前記線形状物の高さを計測する計測領域内高さ計測手段とを備えてなることを特徴とする線形状物高さ計測装置。 - 前記計測領域内高さ計測手段は、
前記撮像手段で取得され、濃淡値で表された前記画像データを記憶する濃淡画像データ記憶手段と、
該濃淡画像データ記憶手段で記憶されている、濃淡値で表された前記画像データから抽出される幅方向左右1対の濃淡境界に基づいて線形状物の幅方向の座標情報を検出する線形状物検出手段と、
該線形状物検出手段で検出された前記線形状物の幅方向の座標情報に基づいて、前記少なくとも一の濃淡境界を含み、かつ、該線形状物の占有領域を超えないように線形状物高さ計測領域を決定する高さ計測領域決定手段と、
該高さ計測領域決定手段で決定された線形状物高さ計測領域内で、前記濃淡境界が鋭敏な前記画像データを前記複数の画像データの中から抽出することで、前記線形状物の高さを計測する高さ計測手段とを備えてなることを特徴とする請求項1記載の線形状物高さ計測装置。 - 前記高さ計測領域決定手段は、
前記線形状物検出手段で検出された前記線形状物の中央座標、及び、あらかじめ与えられた前記線形状物の径情報に基づいて、前記少なくとも一の濃淡境界を含み、かつ、前記線形状物の占有領域を超えない前記線形状物高さ計測領域を決定する構成とされていることを特徴とする請求項2記載の線形状物高さ計測装置。 - 前記高さ計測領域決定手段は、
前記線形状物検出手段で検出された前記線形状物の情報に基づいて、前記線形状物の中央座標及び径情報を取得し、前記中央座標及び径情報に基づいて、前記少なくとも一の濃淡境界を含み、かつ、前記線形状物の占有領域を超えない前記線形状物高さ計測領域を決定する構成とされていることを特徴とする請求項2記載の線形状物高さ計測装置。 - 前記光源は、
前記検査対象物に対する入射光と前記反射光との軸がほぼ一致する構成とされていることを特徴とする請求項1、2、3又は4記載の線形状物高さ計測装置。 - 線形状物高さ計測装置に用いられる線形状物高さ計測方法であって、
前記線形状物高さ計測装置を、光源と、撮像手段と、計測領域内高さ計測手段とから構成しておき、
前記光源が、検査対象物たる断面円形の線形状物に照明光を照射し、
前記撮像手段が、前記線形状物との間の距離を変えながら、前記線形状物から反射される反射光を取り込んで複数の画像データを取得し、
前記計測領域内高さ計測手段が、前記撮像手段で取得された画像データを濃淡値で表し、濃淡値で表された前記画像データから抽出される幅方向左右1対の濃淡境界に基づいて線形状物の幅方向の座標情報を検出し、検出された前記線形状物の幅方向の座標情報に基づいて、少なくとも一の前記濃淡境界を含み、かつ、該線形状物の占有領域を超えないように線形状物高さ計測領域を決定し、前記複数の画像データの中から、該線形状物高さ計測領域内で、前記濃淡境界が鋭敏な画像データを抽出することで、前記線形状物の高さを計測することを特徴とする線形状物高さ計測方法。 - 前記計測領域内高さ計測手段を、濃淡画像データ記憶手段と、線形状物検出手段と、高さ計測領域決定手段と、高さ計測手段とから構成しておき、
前記光源が、前記検査対象物たる断面円形の線形状物に前記照明光を照射する照射処理と、
前記撮像手段が、前記線形状物から反射される反射光を取り込んで画像データを取得する撮像処理と、
前記濃淡画像データ記憶手段が、前記撮像手段で取得され、濃淡値で表された前記画像データを記憶する濃淡画像データ記憶処理と、
前記線形状物検出手段が、該濃淡画像データ記憶手段で記憶されている、濃淡値で表された前記画像データから抽出される幅方向左右1対の濃淡境界に基づいて線形状物の幅方向の座標情報を検出する線形状物検出処理と、
前記高さ計測領域決定手段が、前記線形状物検出手段で検出された前記線形状物の幅方向の座標情報に基づいて、少なくとも一の前記濃淡境界を含み、かつ、該線形状物の占有領域を超えないように線形状物高さ計測領域を決定する高さ計測領域決定処理と、
前記高さ計測手段が、前記高さ計測領域決定手段で決定された線形状物高さ計測領域内で、前記濃淡境界が鋭敏な前記画像データを前記複数の画像データの中から抽出することで、前記線形状物の高さを計測する高さ計測処理とを行うことを特徴とする請求項6記載の線形状物高さ計測方法。 - 前記高さ計測領域決定処理では、
前記高さ計測領域決定手段が、前記線形状物検出手段で検出された前記線形状物の中央座標、及び、あらかじめ与えられた前記線形状物の径情報に基づいて、前記少なくとも一の濃淡境界を含み、かつ、前記線形状物の占有領域を超えない前記線形状物高さ計測領域を決定することを特徴とする請求項7記載の線形状物高さ計測方法。 - 前記高さ計測領域決定処理では、
前記高さ計測領域決定手段が、前記線形状物検出手段で検出された前記線形状物の情報に基づいて、前記線形状物の中央座標及び径情報を取得し、前記中央座標及び径情報に基づいて、前記少なくとも一の濃淡境界を含み、かつ、前記線形状物の占有領域を超えない前記線形状物高さ計測領域を決定することを特徴とする請求項7記載の線形状物高さ計測方法。 - コンピュータを、請求項1乃至5のいずれか一に記載の線形状物高さ計測装置を構成する前記計測領域内高さ計測手段として機能させることを特徴とする線形状物高さ計測制御プログラム。
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