JPH05267425A - 立体形状検出装置 - Google Patents

立体形状検出装置

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JPH05267425A
JPH05267425A JP6367192A JP6367192A JPH05267425A JP H05267425 A JPH05267425 A JP H05267425A JP 6367192 A JP6367192 A JP 6367192A JP 6367192 A JP6367192 A JP 6367192A JP H05267425 A JPH05267425 A JP H05267425A
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JP
Japan
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shape
image
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light
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Withdrawn
Application number
JP6367192A
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English (en)
Inventor
Yoshitaka Oshima
美隆 大嶋
Hiroyuki Tsukahara
博之 塚原
Moritoshi Ando
護俊 安藤
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Publication date
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Publication of JPH05267425A publication Critical patent/JPH05267425A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【目的】ICやLSI等のボンディングワイヤに代表さ
れる立体構造を有する部分の三次元形状外観検査を行な
うのに適する立体形状検出装置に関し、一度で立体形状
を検出可能とすることを目的とする。 【構成】立体構造をした被検出部8の形状を、結像レン
ズ3を介してイメージセンサ4で検出する装置であっ
て、レンズ3とイメージセンサ4の受光面との間に、光
路長変更器9を介在させ、該光路長変更器9の受光面10
に、被検出部8の各部位の像が焦点を結ぶように、光路
長変更器9の受光面10を、被検出部8の正規の三次元形
状に応じて凹凸形状に構成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ICやLSI等のボン
ディングワイヤに代表される立体構造を有する部分の三
次元形状外観検査を行なうのに適する立体形状検出装置
に関する。近年、ICやLSI等の量産化に伴い、ボン
ディングワイヤの外観検査の自動化が進められている。
【0002】
【従来の技術】図5は従来のボンディングワイヤの外観
検査装置を原理的に示した図であり、(a)は側面図、
(b)はボンディングワイヤ部の平面図である。ボンデ
ィングワイヤ部は、半導体チップ1から多数のワイヤW
が放射状に延びて、リード端子2にボンディングされて
おり、側面から見ると、各ワイヤーW…がへの字状に盛
り上がっている。
【0003】このようなボンディングワイヤ部の各ワイ
ヤWごとに、正常にボンディングされているか検査する
必要がある。すなわち、ワイヤWの断線のほか、異常に
浮き上がっていたり、垂れ下がっていないか、あるいは
隣接するワイヤーと異常に接近していないか、等を検査
する。そのために従来は、ボンディングワイヤ部の上に
結像レンズ3を介してCCDセンサ4を配設し、ボンデ
ィングワイヤ部の全容を撮像している。
【0004】すなわち、CCDセンサ4から出力したア
ナログ信号を画像入力回路5に入力し、デジタル信号に
変換して、画像メモリ6に蓄積し、これをワイヤ形状検
査部7に読み出して、外観検査に供する。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ボンデ
ィングワイヤ部は、前記のように各ワイヤWがへの字状
に盛り上がっているため、各ワイヤのすべての部分を鮮
明に撮像するのは不可能である。すなわち、レンズ3か
らワイヤWの各位置までの距離がh1、h2、h3のよ
うに異なるため、まずワイヤWの根元のh1位置にレン
ズの焦点を合わせて検査した後、レンズの焦点をh2位
置に合わせて検査し、さらにh3位置に焦点を合わせ
る。
【0006】このように従来の検査装置では、数回に別
けて検査しなければならず、作業性が悪く、検査の自動
化に支障を来していた。本発明の技術的課題は、このよ
うな問題に着目し、一度で立体形状を検出可能とするこ
とにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】図1は本発明による立体
形状検出装置の基本原理を説明する縦断面図である。本
発明は、立体構造をした被検出部8の形状を、結像レン
ズ3を介してイメージセンサ4で検出する装置である。
【0008】このような装置において、本発明は、レン
ズ3とイメージセンサの受光面との間に、光路長変更器
9を介在させ、該光路長変更器9の受光面10に、被検出
部8の各部位の像が焦点を結ぶように、光路長変更器9
の受光面10を、被検出部8の正規の三次元形状に応じて
凹凸形状としたものである。
【0009】請求項2の発明は、前記の光路長変更器9
が光ファイバーアレイから成り、該光ファイバーアレイ
のレンズ側の端面が受光面10となり、他端がイメージセ
ンサ4と対向するようにしたものである。
【0010】
【作用】請求項1のように、光路長変更器9の受光面10
に、被検出部8の各部位の像が焦点を結ぶように、光路
長変更器9の受光面10が、被検出部8の正規の三次元形
状に応じて凹凸形状となっているため、被検出部8に形
状異常が無ければ、各部位81、82、83から反射して来た
光はすべて、受光面10に焦点を結ぶ。
【0011】したがって、受光面10の全面において、凹
凸形状をした被検出部8の全領域が鮮明に結像する。こ
れをイメージセンサ4で光電変換するため、従来のよう
に被検出部8の各部位81、82、83と結像レンズ間の距離
が異なるために、場所によって像がぼけるといった問題
が解消され、一度の検査でボンディングワイヤ部の全領
域を検査できる。なお、像がぼけたりして、不鮮明な個
所があると、その部分は不良と判定される。
【0012】また、請求項2のように、光路長変更器9
として光ファイバーアレイを用い、その一端を受光面10
とすることにより、受光面10の各位置における画像情報
を正確にイメージセンサ4に伝達できる。
【0013】
【実施例】次に本発明による立体形状検出装置が実際上
どのように具体化されるかを実施例で説明する。図2は
図5に対応して、ICやLSIのボンディングワイヤ部
の外観検査に実施した例を示す図であり、光路長変更器
9として、光ファイバーを束にした光ファイバーアレイ
9fを用いている。各ワイヤW…が、への字状に隆起して
いるため、光ファイバーアレイ9fの受光面10は、ボンデ
ィングワイヤ部の隆起に対応して窪んだ形状になってい
る。
【0014】図3は、光ファイバーアレイ9fを、受光面
10側から見た平面図である。この図から明らかなよう
に、受光面10の窪みは、ICやLSIのボンディングワ
イヤ部に対応して、矩形の環状に形成されている。そし
て、ワイヤーWの下端に対応して、受光面101 を窪ま
せ、またワイヤーWの中間に対応して、受光面102 を
窪ませ、さらにワイヤーWの上端に対応して、受光面
103 を窪ませてある。
【0015】このように、各ボンディングワイヤのルー
プ形状に応じて、受光面10を凹曲面とし、ボンディング
ワイヤの各部位の像が受光面10の全面において、焦点を
結ぶようにしている。したがって、ボンディングワイヤ
部の全体が、光ファイバーアレイ9fの受光面10に鮮明に
結像することになり、被検査ワイヤーWのうち、断線や
浮き上がり、垂れ下がりなどが有ると、その部分のみ像
が不鮮明となるため、一度でワイヤー不良を発見でき
る。したがって、本発明によれば、従来のようにレンズ
からの距離の違いで像がぼけることはなく、従来のよう
に数回に別けて検査する煩わしさもない。
【0016】図示例では、光ファイバーアレイ9fの受光
面10を、ボンディングワイヤ部に応じて矩形環状に窪ま
せ、また該窪み部10の内側10aを、チップ1に応じた
平坦形状とし、該窪み10の外側10bを、リード端子2
の面に応じた平坦形状としてある。また、被検出部を照
明するために、リング状の蛍光灯11を用い、低い角度で
ボンディングワイヤ部を照明している。この照明装置
は、画像入力装置のクロック周波数に対してチラツキの
周期が十分に大きいことが望ましい。
【0017】本発明の場合も、イメージセンサ4で撮像
した画像情報を、画像入力回路5で例えば256階調の
デジタル画像情報に変換し、画像メモリ6に格納する。
ワイヤ形状検査部7では、その画像情報をもとに、検出
光の強度および位置を表示し、ワイヤーの三次元形状を
検査する。
【0018】図4は、本発明の画像処理方式を示す図で
あり、ボンディングワイヤの形状による検出信号の違い
を示している。(1)図は、ワイヤーの凹凸を、検出信
号強度によって、256階調の信号に変換した状態であ
り、二つの波形12、13が2本のワイヤーを示している。
【0019】すなわち、左側の波形12は、光量が充分で
ワイヤー像が鮮明であるのに対し、右側の波形13は、光
量不足でワイヤー像がぼけている。この情報を、(2)
図のように、スライスレベルSLより大きいもののみを
正常なワイヤーとして判断し、(3)図のように表示さ
せると、a−b位置に示すように、スライスレベル以下
の波形13に対応する個所は、表示が現れない。
【0020】このようにして、被検出部におけるX−Y
方向の全領域を表示すると、(3)図の左側のワイヤー
W1には異常ないが、右側のワイヤーW2は、a−b位
置において、断線や浮き上がり、垂れ下がりなどの異常
が存在するために、ワイヤー像が現れていないことがわ
かる。
【0021】すなわち、本発明によれば、被検出部に凹
凸があっても、全領域に焦点が合うため、被検出部の形
状が正常であれば、すべてスライスレベル以上の画像と
なって表示される。したがって、a−b位置のように、
画像が現れない部分があるときは、異常であることを認
識できる。また、隣接するワイヤーの像W1、W2の間
隔によって、ワイヤーの横方向の変形なども検出でき
る。
【0022】図示例は、光路長変更器9として光ファイ
バーアレイ9fを用いた例であるが、光ファイバーアレイ
9fに代えて、透明プラスチックなどの線やガラス棒など
を束ねたものでもよい。または、透明体のブロックでも
よいが、横方向への光の漏れが多いため、線ないし棒状
体を束ねたものが有効である。また、ICやLSI等の
ボンディングワイヤ部の外観検査用について説明した
が、本発明の立体形状検出装置は他の用途にも利用でき
ることは言うまでもない。
【0023】
【発明の効果】請求項1のように、レンズ3とイメージ
センサ4間の光路長変更器9の受光面10に、被検出部8
の各部位の像が焦点を結ぶように、該受光面10が被検出
部8の正規の三次元形状に応じて凹凸形状となっている
ため、被検出部8が正規の形状をしている限り、全領域
が鮮明に受光面10に焦点を結ぶ。
【0024】したがって、従来のように被検出部8の各
部位と結像レンズ間の距離が異なるために、正規の形状
をしていても、場所によって像がぼけるといった問題が
解消され、一度で被検出部8の全領域を検査でき、しか
も検査の自動化に適している。
【0025】また、請求項2のように、光路長変更器9
を構成する光ファイバーアレイの一端面を、被検出部8
に対応した凹凸受光面10とすることにより、受光面10の
各位置における画像情報を正確にイメージセンサ4に伝
達し、検出できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による立体形状検出装置の基本原理を説
明する縦断面図である。
【図2】本発明による立体形状検出装置の実施例を示す
縦断面図である。
【図3】図2の実施例における受光面の平面図である。
【図4】立体形状検査装置における画像処理方式を説明
する図である。
【図5】従来のボンディングワイヤの外観検査装置を原
理的に示した図であり、(a)は側面図、(b)はボン
ディングワイヤ部の平面図である。
【符号の説明】
1 半導体チップ 2 リード端子 W ワイヤー 3 結像レンズ 4 CCDセンサ(イメージセンサ) 8 被検出部 9 光路長変更器 9f 光ファイバー束( 光ファイバーアレイ ) 10 光路長変更器の受光面 W1,W2 ワイヤ像

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 立体構造をした被検出部(8) の形状を、
    結像レンズ(3) を介してイメージセンサ(4) で検出する
    装置であって、 レンズ(3) とイメージセンサ(4) の受光面との間に、光
    路長変更器(9) を介在させ、該光路長変更器(9) の受光
    面(10)に、被検出部(8) の各部位の像が焦点を結ぶよう
    に、光路長変更器(9) の受光面(10)を、被検出部(8) の
    正規の三次元形状に応じて凹凸形状としたことを特徴と
    する立体形状検出装置。
  2. 【請求項2】 前記の光路長変更器(9) が光ファイバー
    アレイから成り、該光ファイバーアレイのレンズ側の端
    面を受光面(10)とし、他端をイメージセンサ(4) と対向
    させてなることを特徴とする請求項1記載の立体形状検
    出装置。
JP6367192A 1992-03-19 1992-03-19 立体形状検出装置 Withdrawn JPH05267425A (ja)

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JPH05267425A true JPH05267425A (ja) 1993-10-15

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JP6367192A Withdrawn JPH05267425A (ja) 1992-03-19 1992-03-19 立体形状検出装置

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4108292A1 (de) * 1990-03-15 1991-09-19 Hitachi Ltd Steuerungsvorrichtung und steuerungsverfahren fuer die zuendstromdauer

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4108292A1 (de) * 1990-03-15 1991-09-19 Hitachi Ltd Steuerungsvorrichtung und steuerungsverfahren fuer die zuendstromdauer

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Date Code Title Description
A300 Withdrawal of application because of no request for examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 19990608