JPH04315905A - 物体検査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、被検査物の基準面から
の高さを検査する物体検査装置に関する。

【０００２】近年、半導体装置の高密度化、大規模化に
伴い、信号線の取り出しを行うリードの多ピン化、小ピ
ッチ化が進んでいる。従って、半導体チップとパッケー
ジ・リードとの電気的導通を行うボンディングワイヤの
本数が増加し、ワイヤピッチ間隔が減少することから、
正常にボンディングが行われているかの検査の正確性が
要求される。そのため、目視検査から自動検査に移行さ
せて容易に検査を行う必要がある。

【０００３】

【従来の技術】図３に、検査対象の全体を説明するため
の図を示す。図３は、半導体装置の内部構造の一部分を
示したものである。図３において、ダイパッド５０上に
載置された半導体チップ５１上には複数の電極パッド５
２が形成されており、この電極パッド５２とリードフレ
ーム５３におけるパッケージ内部の内部リード５４とで
、直径２０〜３０μｍ　，長さ約２ｍｍの金（又はアル
ミニウム）のワイヤ５５によりワイヤボンディングが行
われる。図３は少数のボンディング配線を示しているが
、大規模半導体集積装置（ＬＳＩ）では、例えば半導体
チップ５１が１ｍｍ角から１０ｍｍ角の大きさであり、
数百本のワイヤ５５が間隔１００μｍ　，半導体チップ
面からの高さ２００〜４００μｍ　でボンディングが行
われる。

【０００４】ここで、図４に、検査対象の状態を説明す
るための図を示す。図４において、図４（Ａ）はワイヤ
５５が正常な状態であり、図４（Ｂ）はワイヤ５５の垂
れ下り、図４（Ｃ）は張り過ぎ、図４（Ｄ）は撓みの状
態を示している。このようなワイヤ５５のループ状態を
、その高さを検査して図４（Ｂ）〜（Ｄ）の欠陥を排除
する必要がある。すなわち、ワイヤ５５の垂れ下がりは
接地短絡を生じ、張り過ぎはモールド時に切断を生じ、
撓みは他ワイヤとの接触を生じ易いものである。

【０００５】そこで、図５に、従来の検査方法を説明す
るための図を示す。従来よりワイヤループの高さ形状を
検査する方法として立体視法があり、図５（Ａ）に示す
ように、固定された第１のカメラ６０及びレンズ６１と
、固定された第２のカメラ６２及びレンズ６３によりワ
イヤｗ１　，ｗ２　の立体形状を検査するものである。 まず、基準面６４上で、第１のカメラ６０及びレンズ６
１の光軸６０ａと、第２のカメラ６２及び６３の光軸６
２ａとが角度（視差角）θで交わるように設定する。い
ま、第１のカメラ６０で光軸６０ａ上のワイヤｗ１　が
認識されており、これを第２のカメラ６２で撮像すると
、基準面６４とワイヤｗ１　像との距離はＬとなる。ワ
イヤｗ１　の実際の高さはｈであり、レンズ６３の倍率
をｍとすると、ワイヤｗ１　の高さが２００〜４００μ
ｍ　と十分に小さいことから、 　　ｈ＝Ｌ／ｃｏｓ　θ　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　…　（１）で表わされる。一方
、距離Ｌは第１のカメラ６２上の距離をＬ１　とすると
、 　　Ｌ＝Ｌ１　・ｍ　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　…　（２）となる。従って、（
１），（２）　式より、ワイヤｗ１　の実際の高さｈは 　　ｈ＝（Ｌ１　・ｍ）／ｃｏｓ　θ　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　…　（３）で表わされ、これを各点で測
定すれば該ワイヤｗ１　のループ形状を知ることができ
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、図５（Ｂ）に
示すように、第１及び第２のカメラ６０，６２の撮像系
の視野内にあっても、基準面６４が光軸６０ａ，６２ａ
からずれて位置するワイヤｗ２　は、第２のカメラ６２
からの視差角が角度θ１　となり、図５（Ａ）の場合の
視差角θと異ってくる。従って、ワイヤｗ２　の高さを
検査するには視差角θ１　を改めて求めなければならず
、煩雑になるという問題がある。

【０００７】そこで、本発明は上記課題に鑑みなされた
もので、高精度であり、容易に被検査物の高さを検査し
、かつ、小型化を図る物体検査装置を提供することを目
的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題は、基準面上に
位置する被検査物の高さ形状を検査する物体検査装置に
おいて、前記被検査物の上方に、光軸を前記基準面に対
して所定角度にして固定され、該被検査物を撮像する第
１の撮像手段と、前記基準面に対して所定角度の光軸で
固定され、該被検査物を撮像する第２の撮像手段と、該
第１の撮像手段、該第２の撮像手段を該基準面に対して
水平方向に移動させる移動手段と、該第１又は第２の撮
像手段の一方を該移動手段により移動して光軸上で該被
検査物を撮像させ、その後他方を移動手段により所定距
離移動して光軸上で該被検査物を撮像させて、該所定距
離を基に該被検査物の高さを検査する制御手段と、を有
し、また、第１及び第２の撮像手段を、１次元形状又は
点形状のセンサで構成することにより解決される。

【０００９】

【作用】上述のように、第１及び第２の撮像手段を、光
軸を基準面に対して所定角度となるように固定される。 そして、何れか一方の撮像手段の光軸上で被検査物を撮
像させ、他方の撮像手段を移動手段により移動させてそ
の光軸上で撮像させる。すなわち、第１及び第２の撮像
手段の光軸の角度、移動距離から、撮像した画像に基づ
いて被検査物の高さ形状が求められる。

【００１０】これにより、被検査物が複数有していても
容易かつ高精度に高さ形状を検査することが可能となる
。また、第１及び第２の撮像手段を１次元形状又は点形
状のセンサにより構成可能となり、装置の小型化を図る
ことが可能となる。

【００１１】

【実施例】図１に、本発明の一実施例の構成図を示す。 図１において、物体検査装置１は、チップ２とリードフ
レーム３間でワイヤ４によりボンディングされた被検査
物５の該ワイヤ４の高さ形状を検査するものとする。こ
の被検査物５は、搬送部６上に載置されて、検査位置（
後述の第１及び第２の撮像手段の下方）まで搬送される
。

【００１２】一方、第１の撮像部７及びレンズ８により
構成される第１の撮像手段と、第２の撮像部９及びレン
ズ１０により構成される第２の撮像手段とが、基準面を
リードフレーム３表面とした場合に該基準面に対して水
平方向に移動させる移動手段であるステージ１１に固定
されている。この場合、第２の撮像部９の光軸９ａとが
、基準面上に対して視差角θで設定される。なお、第１
の撮像部７の光軸７ａは基準面（３）に対して垂直に設
定される。また、第１及び第２の撮像部７，９はエリア
状のイメージセンサが用いられるが、一次元（ライン状
）のイメージセンサ又はフォトダイオード等の点形状の
センサでもよい。

【００１３】ステージ１１は、制御部１２によりステー
ジドライバ１３を介して制御される。第１の撮像部７か
らの電気信号は、Ａ／Ｄ（アナログ／デジタル）変換器
１４，平面画像メモリ１５及びワイヤ平面像検出回路１
６を介して制御部１２に入力される。また、第２の撮像
部９からの電気信号はＡ／Ｄ変換器１７，斜面画像メモ
リ１８及びワイヤ斜面像検出回路１９を介して制御部１
２に入力される。一方、ワイヤ平面像検出回路１６より
ワイヤ斜面像検出回路１９に画像信号を送る。そして、
この制御部１２によりワイヤ４の高さ形状が算出される
。この制御部１２，ステージドライバ１３，Ａ／Ｄ変換
器１４，１７，平面画像メモリ１５，ワイヤ平面画像検
出回路１６，斜面画像メモリ１８及びワイヤ斜面像検出
回路１９により制御手段が構成される。

【００１４】このような物体検査装置１は、ある被検査
物５のワイヤ４の高さを測定する場合、まず、制御部１
２がステージドライバ１３を制御してステージ１１を水
平方向に移動させ、第１の撮像部７によりワイヤ４を撮
像させる。第１の撮像部７の映像信号はＡ／Ｄ変換器１
４でデジタル化され、平面画像メモリ１５に格納される
。つぎに、ステージ１１を距離（Ｌ）移動させて第２の
撮像部９によりワイヤ４を撮像させる。第２の撮像部７
の映像信号もＡ／Ｄ変換器１７によりデジタル化され、
斜面画像メモリ１８に格納される。

【００１５】そして、ワイヤ平面像検出回路１６で平面
画像メモリ１５内のワイヤ４の画像を検出し、該ワイヤ
画像に基づいてワイヤ斜面像検出回路１９が対応するワ
イヤ画像を斜面画像メモリ１８より検出する。そこで、
予め定められたステージ１１の速度と、検出した両ワイ
ヤ画像のアドレスより前記距離Ｌと、予め設定している
第２の撮像部９の光軸９ａの基準面３に対する視差角θ
により制御部１２がワイヤ４の高さを求める。そして、
予め制御部１２に登録されている欠陥ワイヤの高さに該
当するか否かを比較してワイヤ４の高さ形状を検査する
ものである。すなわち、複数のワイヤ４の高さ形状をこ
のように順次検査するものである。　　ここで、図２に
、制御部１２による図１の高さ形状の検査を説明するた
めの図を示す。まず、図２（Ａ）において、第１の撮像
部７により真下のワイヤ４が撮像され、図２（Ｂ）にお
いて、ステージ１１により水平方向に距離Ｌ移動させて
第２の撮像部９によりワイヤ４が撮像される。このとき
、光軸９ａの基準面３に対する視差角はθであることか
ら、ワイヤ４の高さｈは、 　　ｈ＝Ｌ／ｔａｎ　θ　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　…　（４）の式で求められるも
のである。

【００１６】このように、第１及び第２の撮像部７，９
を水平方向に移動させて、それぞれワイヤ４を撮像させ
て、光軸９ａの基準面３に対する視差角θと移動距離に
より該ワイヤ４の高さ形状を容易かつ高精度に検査する
ことができる。また、このように高さ形状を検査するこ
とができることから、第１及び第２の撮像部７，９は必
ずしもエリア形状のイメージセンサである必要はなく、
１次元のライン型のイメージセンサ又は点形状のセンサ
を使用することができ、これにより装置の小型化を図る
ことができるものである。

【００１７】なお、上記実施例では第１の撮像部７によ
り撮像した後に第２の撮像部９により撮像させる場合を
示したが、先に第２の撮像部９を撮像させてもよい。ま
た、第１及び第２の撮像手段を一体としてステージ１１
により移動させているがそれぞれ単独で移動させてもよ
い。

【００１８】さらに、第１の撮像手段の光軸７ａを基準
面３に対して垂直に配置する場合を示したが、第１及び
第２の撮像手段共に、基準面３に対して光軸７ａ，９ａ
が所定の視差角をもたせて配置してもよい。また、上記
実施例では、第１及び第２の撮像手段のみを示している
が、これと同様の第３及び第４の撮像手段を該第１及び
第２の撮像手段と垂直方向の配置、すなわち、図面上手
前方向から奥方向に移動させて撮像させる配置として設
けることにより、検査の効率化を図ることもできる。

【００１９】また、上記実施例では半導体装置のボンデ
ィングワイヤの高さ形状を検査する場合を示したが、こ
れに限らず線状のものであれば適用することができるも
のである。

【００２０】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、第１及び
第２の撮像手段を、光軸を基準面に対して所定角度にし
て固定し、順次移動させて被検査物を撮像させて被検査
物の高さ形状を自動的に算出し、また、第１及び第２の
撮像手段に１次元形状又は点形状のセンサを使用するこ
とにより、容易かつ高精度の被検査物の高さ形状を検査
することができると共に、装置を小型化することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の構成図である。

【図２】図１の高さ形状の検査を説明するための図であ
る。

【図３】検査対象の全体を説明するための図である。

【図４】検査対象の状態を説明するための図である。

【図５】従来の検査方法を説明するための図である。

【符号の説明】

１　　物体検査装置 ２　　チップ ３　　リードフレーム ４　　ワイヤ ５　　被検査物 ７　　第１の撮像部 ８，１０　　レンズ ９　　第２の撮像部 ７ａ，９ａ　　光軸 １２　　制御部

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　基準面（３）上に位置する被検査物（
   ４）の高さ形状を検査する物体検査装置において、前記
   被検査物（４）の上方に、光軸を前記基準面（３）に対
   して所定角度にして固定され、該被検査物（４）を撮像
   する第１の撮像手段（７，８）と、前記基準面（３）に
   対して所定角度の光軸で固定され、該被検査物（４）を
   撮像する第２の撮像手段（９，１０）と、該第１の撮像
   手段（７，８），該第２の撮像手段（９，１０）を該基
   準面（３）に対して水平方向に移動させる移動手段（１
   １）と、該第１又は第２の撮像手段（７〜１０）の一方
   を該移動手段（１１）により移動して光軸上で該被検査
   物（４）を撮像させ、その後他方を移動手段（１１）に
   より所定距離移動して光軸上で該被検査物（４）を撮像
   させて、該所定距離を基に該被検査物（４）の高さを検
   査する制御手段と、を有することを特徴とする物体検査
   装置。
2. 【請求項２】　　前記第１及び第２の撮像手段（７，９
   ）は、１次元形状又は点形状のセンサを有することを特
   徴とする請求項１記載の物体検査装置。