JPH0461144A - 接合部の検査方法 - 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】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は、例えば半導体装置の製造過程において、ボン
ディングワイヤの端部を塑性変形させて半導体チップの
電極に接合した時の該ボンディングワイヤの接合部を検
査するのに最適な接合部の検査方法に関する。

（従来の技術） 例えば、半導体装置の製造に際しては、第８図及び第９
図に示すように、半導体チ、ツブ１のポンディングパッ
ド（電極）２の表面にボンディングワイヤ３の一端を接
合し、このボンディングワイヤ３の他端を外部端子とし
、てのリードフレームのインナーリード等（図示せず）
に接合することが行われている。この接合は、ボンディ
ングワイヤ３の端部に溶融によって塑性変形させたボン
ディングボール（接合部）４を作り、このボンディング
ボール４をポンディングパッド２の表面に押し付けるこ
とによって一般に行われている。

この場合、上記接合部としてのボンディングボール４の
大きさ及び位置を検査して接合部の良否を判断する必要
があるが、従来、この種の外観検査は、一般に実体顕微
鏡等を用いた目視検査によって行われていた。Ｌ、か１
７、目視検査によＺ）と、見落とし、の発生や作業省に
よる判断のばらつき、更には接合後検査までのリアルタ
イツ・性の欠如）の問題かあり、このため、この検査の
自動化への要請か強よ・っている。

この要請に答えるため、ホンディングボール４等の接合
部を撮像装置で映像と１．でとらえ、この映像中の接合
部の面積を＃Ｊ定し、基準値と比較することにより、接
合部の良否を判定を行うことが行われている。

（発明か解決しようとする課題） しかしながら、上記撮像装置を用いたものにおいては、
映像中から接合部とそれ以外の部分とを区別する必要が
あり、映像の質にもよるか、この区別を行うためには一
般に複雛な前処理を必要とし、検査速度の低Ｆや検査処
理装置の高価格化に繋がってしまう。ここに、上記によ
うに映像中から接合部とそれ以外の部分とを区別するた
めには、比較的高倍率に撮像（具体的には、接合部が概
ね５０画素以上）する必要があり、これ以下の倍率では
この区別が極めて困難となってしまう。

更に、上記第８図及び第９図に示すように、接合部とし
てのボンディングボール４の大きさを検査する場合、こ
の上方から撮像すると、ボンディングボール４の映像の
一部がボンディングワイヤ３で隠れてしまい、このボン
ディングボール４の輪郭４ａを特定するのに、前述のよ
うに複雑な前処理または困難を伴ってしまうばかりでな
く、ボンディングワイヤ３で隠れている部分の輪郭を特
定することが困難である。

しかも、上記ボンディングワイヤ３に隠れた部分のみな
らず、第１０図に示すように、ボンディングボールの輪
郭４ａが不鮮明で、滑らかな輪郭線が現れていない場合
には、その面積計測のための輪郭線をどれによって代表
させるかによって、即ち同図４ｂで示す輪郭線で代表さ
せるか、または４Ｃで示す輪郭線で代表させるかで面積
か大きく異なってしまい、低倍率に撮像したものについ
ては、特に計測、即ち検査の精度低下に繋がってしまう
。

更に、上記と同様に接合部の輪郭を特定することが困難
なため、接合部の中心を検知することによって接合部の
位置を検査することも困難であるといった問題点かあっ
た。

本発明は上記に鑑ろ、接合部の外観検査を比較的低倍率
に撮像し、しかも単純なシーケンシャルな処理を可能と
なして、検査時間の短縮、精度の向上及び検査装置の小
型・低価格化を図るとともに、接合部の位置を容易に検
出できるようにしたものを提供することを目的とする。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段） 上記目的を達成するため、本発明に係る接合部の検査方
法は、部材を塑性変形させて他の部材に接合させた接合
部を検査する接合部の検査方法において、この塑性変形
した接合部を撮像装置で撮像し、この撮像した映像から
接合部を一定明度の画素のかたまりとして抽出し、この
抽出された画素のかたまりの大きさを各画素とその周辺
の画素との明度関係に基づいた論理的な明度変換操作を
−段階以１−１行・うことにより減少させ、前記画素の
かたまりが消滅するに至るまでの前記明度変換操作の段
階数から前記接合部の大きさを検知し、て、接合部の良
否を判断するようにしたものである。

また、各画素とその周辺の画素との明度関係に基づいた
論理的な明度変換操作を一段階以上イ」つことにより減
少させ、前記画素のかたまりが消滅する寸前の画素のか
たまりの中心を接合部の中心として、接合部の位置を検
査することができる。

更に、各画素とその周辺の画素との明度関係に基づいた
論理的な明度変換操作により、画素のかたまりを減少さ
せる過程において、この画素のかたまりを一時的に増加
させる明度変換操作を行うようにすることもできる。

（作　用） 上記構成の請求項〕記載の本発明によれば、撮像装置で
撮像した接合部の映像の輪郭を特定することなく、一定
明度として抽出した画素のかたまりが消滅するまでの論
理的な明度変換操作の段階数から接合部の大きさを検知
することかでき、従って比較的低倍率の撮像によって、
し、かも複雑な前処理を施すことなく比較的ｗＲ１↓１
な操作によ−）Ｃ１確実に接合部の大きさを検出してこ
の良否を判断することかできる。

また、請求項２記載の本発明によれば、上記明度変換操
作によ−〕て次第に減少する画素のかたまりを介して、
接合部の位置を容易に検出することかできる。

更に、請求項３記載の本発明によれば、画素のかたまり
を一時的に増加させる明度変換操作を行うことにより、
ノイズ等によって局部的に生じる誤った明度部分を正確
な明度に矯正して、しかもこれによって一定明度の画素
のかたまりが増加するが、明度変換操作の回数を加味す
ることによって、これに対処することができる。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。本実
施例は、上記第８図及び第９図に示すボンディングボー
ル４を検査すべき接合部として、この大きさ及び位置を
検査するようにしたものである。

即ち、先ず接合部としてのボンディングボール４を上方
から撮像装置で撮像し、この撮像した映像からボンディ
ングボール（接合部）４を一定明度の画素のかたまりと
して抽出することにより、第１図に示す映像を得る。同
図は、ボンディングボール４及びそこから生えているボ
ンディングワイヤ３を一定明度の画素のかたまり「ＩＪ
、その他を「０」という明度に２値化させたものであり
、また図中の基盤の目は、量子化格子を現している。

ここに、この撮像は、比較的低倍率で行うことができる
。

この第１図に示す画像に「論理フィルヌリング」と呼ば
れる明度変換操作を行うのであるが、この操作を以下に
説明する。

この操作は、２値化された映像に対し、ある１つの画素
と該画素を囲む八方の画素の合計９画素の明度（「１」
または「０」）の組合わせにより、その中心の１画素の
新たな明度を決定するという操作を全ての画素に対して
行うものである。

このり画素の組合わせにより、その中心の画素の明度の
決定（変換）は、第２図に示すようなテーブルを別に用
意しておいて行う。

即ち、同図（ａ）に示す画素■の新たな明度を決定する
場合、この画素■とその八方の画素■〜■の組合わせか
らこの決定を行うのであるか、予め同図（ｂ）に示すテ
ーブルを備えておく。このテーブルは、９つの画素■〜
■の組合わせの合計５１２通りの組合わせに対し、この
組合わせのうち、全ての画素■〜■の明度が「１」の時
、画素■の新たな画素の明度を「１」となし、１つでも
明度「０」の画素があった場合に、画素■の新たな明度
を「０」とするものである。

そして、第１図に示す映像に対し、全ての画素が第２図
（ａ）の画素■に当てはまるよう、３×３の画素領域を
１画素ずつずらしながら、この処理を繰り返して各画素
の新たな明度を決定して変換する。すると、第３図に示
すような映像を得ることができる。この第３図において
、明度ｒＯＪは省略されている。

この明度変換操作を第３図に示す映像に＆＝ｊ　Ｌ“Ｃ
１さらにもう一段階行うと、第４図に示す映像となる。

この明度変換操作を順次繰り返すと、元の第１図に示す
映像にあ）たボンディングワイヤ３に対応する部分や、
ボンディングボール４の輪郭４ａの凹凸に影響されるこ
となく、ボンディングボール４の大きさに応じた「論理
フィルタリング」の回数により、ボンディングボー・ル
４の明度「１」のなす像は消滅に至る。

即ち、第４図に示す映像に対してさらに４回の明度変換
操作を行うと、第５図に示す映像となり、第５図に示す
映像に対して、再度明度変換操作を行うとボンディング
ボール４による明度「１」のなす像は消滅することにな
る。

この明度変換操作の回数が、ボンディングボール（接合
部）４の大きさ現す尺度となり、この操作の許容範囲（
回数）を設定しておくことにより、接合部の良否を判断
することができる。一つまり、許容最小段階数と許容最
大段階数とからなる基準的な段階数を予め定めておき、
この基準的な段階数内で明度「１」のなす像か消滅（、
九時（、′、接合部か良−Ｃ１それ以外を不良と判断す
るのである３゜なお、第６図に示すように、元の映像こ
抽出された明度「１」のなす像の中に、ノイズ等により
小さな明度「０」の区域が発生４−ることかある。

この場合、そのまま上記明度変換操作ｅ＋ｍ次繰り返す
と、このノイズ等により明度「０」の区域が次第に拡大
して、本来の上記第１図に示−４ノズル等の影響による
明度「０」の地域がない場合の映像に比べ、少ない回数
でボンディングボール（接合部）４の明度「１」のなす
像か消えて、接合部不良と判断されて［１、まう。

これを防止するため、第７図に示すテーブルを用意して
おいて、このテーブルを使って映像を−・す膨らませ、
しかる後に、上記第２図に示すテーブルを使った明度変
換操作を行うことにより、これを防止することができる
。

即ち、このテーブルは、上記第２図と同様な画素■〜■
の全での明度が「０」の場合にのみ、変換後の画素α）
の明度を「０」となし、その他の全ての場合に、変換後
の画素■の明度を「１」となるようにし５たものである
。

このようにすることにより、上記第６図に示す明度「０
」の地域Ａを明度「１−ヨに直しＣ、ノイズ等の影響を
防止し、以降は正常な処理かり能となる。この場合、輪
郭部分も明度ｒｌＪの領域が増えることになるか、前記
許容範囲回数を増やすことによって、これに対処するこ
とができる。

また、第５図に示す消滅寸前の明度ｒｌＪのなす像は、
ボンディングボール（接合部）４の中心に収束している
ことから、接合部の位置を計測する際に、同図の像の中
心を接合部の中心とみなすことができ、接合部の位置の
検査も同時かつ容易に行うことがでかきる。

本実施例によれば、ボンディングワイヤ３がどの方向に
生えていようとも、抽出されたボンディングボール（接
合部）４の輪郭に凹凸があろうとも、同一の処理の手順
で接合部の検査が可能となり、検査時間の短縮、精度の
向上及び検査装置の小型・低価格化を図ることができる
。

なお、上記実施例においては、ある画素の明度を、この
画素を囲むバカの画素の合計の９画素の組合わせにより
、中心の１画素の新たな明度を決定しているが、ある画
素の隣り合う上下り右の合＝４５画素の組合わせにより
、中心の１画素の新たな明度を決定するようにすること
もてきる。

〔発明の効果〕

本発明は上記のような構成であるので、接合部の検査を
、比較的小型か一つ安価な装置により、高速でしかも高
精度で自動的に処理して、この良否を判断することがで
きる。

また、請求項２記載の本発明によれば、明度変換操作に
よって次第に減少する画素のかたまりを介Ｌ２て、接合
部の位置を容易に検出することができる。

更に、請求項３記載の本発明によれば、ノイズ等によっ
て局部的に生しる誤った明度部分を正確な明度に矯正し
て、接合部の良否及び接合部の位置を検出することがで
きるといった効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はボンディングボールを撮像して一定明度の画素
のかたまりとして抽出した映像を示す図、第２図は画素
のかたまりを減少させる明度変換操作を行う時に使用す
るテーブルを示す図、第３図は第１図に示す映像を第２
図に示すテーブルで明度変換操作を行った時の映像を示
す図、第４図は第３図に示す映像を第２図に示すテーブ
ルで明度変換操作を行った時の映像を示す図、第５図は
第４図に示す映像を第２図に示すテーブルで４回の明度
変換操作を行った時の映像を示す図、第６図はノイズ等
により誤った明度が現れた状態を示す第１図相当図、第
７図は画素のかたまりを一時的に増大させる明度変換操
作を行う時のテーブルを示す図、第８図は半導体チップ
にボンディングワイヤをボンディングした状態の一部を
示す平面図、第９図は第８図の■〜■線断面図、第１０
図は輪郭が不明確なボンディングボールを示す平面図で
ある。 １・・・半導体チップ、２・・・ポンディングパッド、
３・・ボンディング１ツイヤ、４・・ボンディングポル
（接合部）、４ａ・・ボンディングボールの輪郭。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、部材を塑性変形させて他の部材に接合させた接合部
   を検査する接合部の検査方法において、この塑性変形し
   た接合部を撮像装置で撮像し、この撮像した映像から接
   合部を一定明度の画素のかたまりとして抽出し、この抽
   出された画素のかたまりの大きさを各画素とその周辺の
   画素との明度関係に基づいた論理的な明度変換操作を一
   段階以上行うことにより減少させ、前記画素のかたまり
   が消滅するに至るまでの前記明度変換操作の段階数から
   前記接合部の大きさを検知して、接合部の良否を判断す
   ることを特徴とする接合部の検査方法。 ２、部材を塑性変形させて他の部材に接合させた接合部
   を検査する接合部の検査方法において、この塑性変形し
   た接合部を撮像装置で撮像し、この撮像した映像から接
   合部を一定明度の画素のかたまりとして抽出し、この抽
   出された画素のかたまりの大きさを各画素とその周辺の
   画素との明度関係に基づいた論理的な明度変換操作を一
   段階以上行うことにより減少させ、前記画素のかたまり
   が消滅する寸前の画素のかたまりの中心を接合部の中心
   として、接合部の位置を検査することを特徴とする接合
   部の検査方法。 ３、各画素とその周辺の画素との明度関係に基づいた論
   理的な明度変換操作により、画素のかたまりを減少させ
   る過程において、この画素のかたまりを一時的に増加さ
   せる明度変換操作を行うことを特徴とする請求項１又は
   ２記載の接合部の検査方法。