JPH09311014A - Inspection apparatus for protruding part of semiconductor integrated circuit device - Google Patents

Inspection apparatus for protruding part of semiconductor integrated circuit device

Info

Publication number
JPH09311014A
JPH09311014A JP12686196A JP12686196A JPH09311014A JP H09311014 A JPH09311014 A JP H09311014A JP 12686196 A JP12686196 A JP 12686196A JP 12686196 A JP12686196 A JP 12686196A JP H09311014 A JPH09311014 A JP H09311014A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
projection
image data
coordinates
valued
protrusion
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP12686196A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2836580B2 (en
Inventor
Masahiko Nagao
政彦 長尾
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NEC Corp filed Critical NEC Corp
Priority to JP12686196A priority Critical patent/JP2836580B2/en
Publication of JPH09311014A publication Critical patent/JPH09311014A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP2836580B2 publication Critical patent/JP2836580B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
  • Investigating Materials By The Use Of Optical Means Adapted For Particular Applications (AREA)
  • Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain an inspection apparatus by which the dislocation of a solder protruding part is inspected with good accuracy and at high speed and by which its shape can be inspected. SOLUTION: An inspection apparatus is constituted so as to contain an approximate position judgment means 10 in which the approximate coordinates of a protruding part as an object to be inspected are compared with coordinates comprising the protruding part originally, which outputs a dislocation defect signal when a protruding part which is judged to be deviated sharply from an inspection standard exists, which ends the inspection of the protruding part so as to be shifted to the position inspection of a next protruding part and which requests a high-accuracy judgment only regarding a protruding part which is judged to be not deviated sharply from the inspection standard and a high-accuracy position judgment means 15 by which subpixel-protruding-part coordinate data is compared with coordinates comprising the protruding part originally and which judges a dislocation defect when the protruding part does not exist in a preset dislocation tolerance.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は半導体集積回路装置
の突起部検査装置、特に、多数のはんだバンプが規則的
に配列された、エリアバンプあるいはボール・グリッド
・アレイ(BGA)と呼ばれる半導体集積回路装置の個
々のバンプ位置ずれ,形状不良を検査する突起部検査装
置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a projection inspection apparatus for a semiconductor integrated circuit device, and more particularly to a semiconductor integrated circuit called an area bump or a ball grid array (BGA) in which a large number of solder bumps are regularly arranged. The present invention relates to a projection inspection apparatus for inspecting an individual bump displacement and a shape defect of an apparatus.

【0002】[0002]

【従来の技術】図5は従来の一例を示すブロック図であ
る。検査対象41は照明42により照明され、カメラ4
3は検査対象41の画像を取り込む。カメラ43から出
力されるアナログ信号はAD変換手段44によりAD変
換され多値化画像データとして出力される。多値化画像
信号は二値化手段45で二値化され二値化画像信号に変
換される。ラベル付け手段46は二値化画像信号を入力
し、ラベル付け処理を行い、判定手段47ではラベル付
けデータに基づいて突起部の欠落・位置ずれ・サイズ不
良を検出する。位置ずれ検査は、隣接する突起部の座標
から位置ずれ許容範囲を設定し、その範囲内にラベルが
存在すれば位置ずれ不良ではないと判定する。(例え
ば、特開平7−10263号公報参照)
2. Description of the Related Art FIG. 5 is a block diagram showing a conventional example. The inspection object 41 is illuminated by the illumination 42 and the camera 4
3 captures an image of the inspection target 41. The analog signal output from the camera 43 is AD-converted by the AD converter 44 and output as multi-valued image data. The multi-valued image signal is binarized by the binarizing means 45 and converted into a binarized image signal. The labeling unit 46 receives the binarized image signal and performs a labeling process, and the determining unit 47 detects a missing / misaligned / defective size of the projection based on the labeling data. In the position shift inspection, a position shift allowable range is set from the coordinates of the adjacent protrusions, and if a label exists within the range, it is determined that the position shift is not defective. (See, for example, JP-A-7-10263)

【発明が解決しようとする課題】従来の技術は、二値化
画像から突起部の座標を算出しているので、画像分解能
で突起部エッジ座標が量子化されてしまい検出座標に量
子化誤差が含まれてしまうため、はんだ突起部の位置ず
れを精度よく検査することができないという問題点があ
った。
In the prior art, since the coordinates of the protrusion are calculated from the binarized image, the edge coordinates of the protrusion are quantized by the image resolution, and the detected coordinates have a quantization error. Since it is included, there is a problem in that it is not possible to accurately inspect the displacement of the solder protrusion.

【0003】[0003]

【課題を解決するための手段】第1の発明の半導体集積
回路装置の突起部検査装置は、回路基板等に電気的に接
続するための複数の突起部を有する半導体集積回路装置
の検査対象突起部を斜め上方より照射する照明と、検査
対象突起部の上方に取り付けられ検査対象突起部の画像
を取り込むカメラと、カメラから出力されるアナログ信
号をAD変換して多値化(濃淡)画像データにするAD
変換手段と、AD変換手段から出力される多値化画像デ
ータを記憶しておく多値化画像データ記憶手段と、多値
化画像データを入力しあらかじめ設定した二値化レベル
以上のデータは”1”に、二値化レベルより小さいデー
タは”0”に変換して二値化画像データを出力する二値
化手段と、二値化画像データを入力して記憶する二値化
画像データ記憶手段と、二値化画像データ記憶手段から
二値化画像データを読み出してラベル付け処理を行いラ
ベルデータを出力するラベル付け手段と、ラベルデータ
を入力してラベル毎の重心座標を算出し検査対象突起部
の概略座標とする概略座標検出手段とを備えた半導体集
積回路装置の突起部検査装置おいて、(A)前記検査対
象突起部の概略座標と、本来突起部があるべき座標とを
比較し、検査規格から大幅に外れていると判定された突
起部があった場合は位置ずれ不良信号を出力し、その突
起部に対する検査を打ち切って次の突起部の位置検査に
移り、検査規格から大幅に外れていないと判定された突
起部についてのみ高精度判定要求を行なう概略位置判定
手段と、(B)検査対象突起部座標を中心としてあらか
じめ設定した突起部サイズより少し大きいサイズの検索
範囲を算出する検索範囲算出手段と、(C)突起部1個
分の多値化画像データをあらかじめ登録したテンプレー
ト画像記憶手段と、(D)検索範囲算出手段から検索範
囲とテンプレート画像記憶手段からテンプレート画像と
多値化画像記憶手段から多値化画像データを入力し、検
索範囲における各座標での多値化画像データとテンプレ
ート画像データから多値化パターンマッチング処理を行
い相関値を算出する多値化パターンマッチング演算手段
と、(E)多値化パターンマッチング演算手段から出力
される各座標相関データを2次元曲線補間し2次元曲線
におけるピーク座標を算出しサブピクセル突起部座標と
するサブピクセル演算手段と、(F)サブピクセル突起
部座標データと本来突起部があるべき座標とを比較して
あらかじめ設定した位置ずれ許容範囲に入っていなけれ
ば位置ずれ不良と判定する高精度位置判定手段と、を備
えて構成される。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a projection inspection apparatus for a semiconductor integrated circuit device, which comprises a plurality of projections for electrically connecting to a circuit board or the like. Illumination that irradiates the part from diagonally above, a camera that is installed above the projection part to be inspected and captures an image of the projection part to be inspected, and an analog signal output from the camera is converted to multi-valued (gray) image data AD to
The conversion means, the multi-valued image data storage means for storing the multi-valued image data output from the AD conversion means, the multi-valued image data input, and data having a preset binarization level or higher 1 ”, data smaller than the binarization level is converted to“ 0 ”and binarized image data is output, and binarized image data storage for inputting and storing the binarized image data. Means, a labeling means for reading out the binarized image data from the binarized image data storage means, performing labeling processing and outputting the label data, and inputting the label data to calculate the barycentric coordinates for each label to be inspected In a projection inspection device for a semiconductor integrated circuit device, which comprises a rough coordinate detection means for making rough coordinates of a projection, (A) comparing the rough coordinates of the projection to be inspected with the coordinates where the projection should originally exist. And inspection standard If there is a protrusion that is judged to be significantly out of alignment, a misalignment defect signal is output, the inspection for that protrusion is discontinued, and the position of the next protrusion is inspected. A rough position determination means for making a high-precision determination request only for a protrusion that is determined not to exist, and (B) a search range for calculating a search range of a size slightly larger than the preset protrusion size centered on the coordinates of the inspection target protrusion Calculation means, (C) template image storage means in which multi-valued image data for one protrusion is previously registered, (D) search range calculation means, search range, template image storage means, template image and multi-valued Multi-valued image data is input from the image storage means, and the multi-valued image data and template image data at each coordinate in the search range are used to obtain the multi-valued pattern. The multi-valued pattern matching calculation means for performing the correlation processing to calculate the correlation value, and (E) the two-dimensional curve interpolation of the coordinate correlation data output from the multi-valued pattern matching calculation means to calculate the peak coordinates in the two-dimensional curve. Then, the sub-pixel calculating means for setting the sub-pixel projection coordinates is compared with (F) the sub-pixel projection coordinate data and the coordinates where the projection should originally exist. And a high-accuracy position determining means for determining a defect.

【0004】第2の発明の半導体集積回路装置の突起部
検査装置は、第1の発明において、前記多値化パターン
マッチング演算手段から出力される各座標相関データの
内最大値を検索し最大相関値とし、あらかじめ設定した
値よりも最大相関値が小さい場合、形状不良と判定する
形状判定手段を備える。
According to a second aspect of the present invention, in the projection inspecting device for a semiconductor integrated circuit device according to the first aspect, the maximum value of each coordinate correlation data output from the multi-level pattern matching calculating means is searched for and the maximum correlation is obtained. When the maximum correlation value is smaller than a value set in advance, a shape determining unit that determines that the shape is defective is provided.

【0005】第3の発明の半導体集積回路装置の突起部
検査装置は、第1の発明において、前記突起部がはんだ
バンプである場合にも検査できる。
The projection inspection apparatus for a semiconductor integrated circuit device according to the third aspect of the present invention can be inspected even when the projection is a solder bump in the first aspect.

【0006】本発明は、あらかじめ突起部1個分の多値
化画像をテンプレート画像として登録しておき、取り込
み画像と多値化パターンマッチング演算を行った後、サ
ブピクセル演算により突起部の座標を算出するので、精
度よく突起部の位置ずれ量を算出することができる。二
値化後にラベリング処理を行い、概略のはんだ突起部座
標を検出してからその付近のみの狭い範囲を多値化パタ
ーンマッチングにより詳細に検査するので、高速に検査
できる。また、あらかじめ登録した正常なはんだ突起部
の画像を基準として各はんだ突起部の相関値を算出する
ので、形状の不良なはんだ突起部は相関値が小さくな
り、形状不良として検出することができる。
According to the present invention, a multi-valued image for one projection is registered in advance as a template image, and a multi-valued pattern matching operation is performed with a captured image, and then the coordinates of the projection are calculated by sub-pixel operation. Since the calculation is performed, it is possible to accurately calculate the positional deviation amount of the protrusion. A labeling process is performed after the binarization, the approximate coordinates of the solder protrusions are detected, and then a narrow range only in the vicinity thereof is inspected in detail by multi-level pattern matching, so that high-speed inspection can be performed. Further, since the correlation value of each solder projection is calculated based on the image of the normal solder projection registered in advance, the correlation value of the solder projection having a poor shape becomes small, and it can be detected as a defective shape.

【0007】[0007]

【発明の実施の形態】次に、本発明について図面を参照
して詳細に説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Next, the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

【0008】図1は本発明の第1の実施形態を示すブロ
ック図である。照明1は検査対象BGA2のはんだボー
ルを斜め上方より照射する。カメラ3は検査対象BGA
2の上方に取り付けられ検査対象BGA2の画像を取り
込む。照明1が例えばリング状の方向から検査対象部に
照射可能な照明であれば、カメラ3に取り込んだはんだ
突起部の画像は正反射光の部分がリング状となって撮像
される。リング状の方向から検査対象部に照射可能な照
明は、例えばリング状蛍光灯や、リング状に配置された
LED照明、リング状に照明の出射口を配置したファイ
バ照明等がある。
FIG. 1 is a block diagram showing a first embodiment of the present invention. The illumination 1 irradiates the solder ball of the BGA 2 to be inspected from obliquely above. Camera 3 is the BGA to be inspected
2 is mounted above the device 2 and captures an image of the inspection target BGA2. If the illumination 1 is, for example, illumination capable of irradiating the inspection target portion from a ring-shaped direction, the image of the solder protrusion portion taken into the camera 3 is imaged with the specularly reflected light portion in a ring shape. Illumination that can be applied to the inspection target from the ring-shaped direction includes, for example, a ring-shaped fluorescent lamp, an LED illumination arranged in a ring shape, and a fiber illumination arranged in a ring-like shape with an emission outlet for illumination.

【0009】AD変換手段4はカメラ3から出力される
アナログ信号aを入力し、ディジタル信号へAD変換し
た多値化画像データbを出力する。AD変換手段4から
出力される多値化画像データbは多値化画像データ記憶
手段5に入力され記憶される。二値化手段6は、多値化
画像データ記憶手段5から出力される多値化画像データ
b1 を入力し、あらかじめ設定した二値化レベル以上の
データは”1”に、二値化レベルより小さいデータは”
0”に変換して二値化画像データcを出力する。はんだ
突起部の取り付けられている面からの乱反射光もカメラ
3に入射するが、はんだ突起部の表面からカメラ3に入
射する正反射光に比べると入射する光量が少ないため
に、二値化手段6であらかじめ設定しておく二値化レベ
ルを正反射光の領域は" 1" に、乱反射光の領域は"
0" になるように設定しておくことで、はんだ突起部の
取り付け面からの乱反射光の影響を受けることなくはん
だ突起部からの正反射光の領域のみを"1"にすることが
できる。
The A / D converter 4 receives the analog signal a output from the camera 3 and outputs multi-valued image data b which has been A / D converted to a digital signal. The multivalued image data b output from the AD conversion means 4 is input to and stored in the multivalued image data storage means 5. The binarizing means 6 receives the multi-valued image data b1 output from the multi-valued image data storing means 5, and sets data equal to or higher than a preset binarization level to "1" and data from the binarization level to "1". Small data
The data is converted to 0 "and the binarized image data c is output. Irregularly reflected light from the surface on which the solder protrusion is attached also enters the camera 3, but regular reflection from the surface of the solder protrusion enters the camera 3. Since the amount of incident light is smaller than that of light, the binarization level set in advance by the binarization means 6 is set to "1" for the region of the regular reflection light and "1" for the region of the irregular reflection light.
By setting to be "0", only the area of the regular reflection light from the solder protrusion can be set to "1" without being affected by the irregular reflection light from the mounting surface of the solder protrusion.

【0010】尚、二値化手段6に入力する多値化画像デ
ータは、図4に示すように、多値化画像記憶手段5から
出力される多値化画像データb1 ではなく、AD変換手
段4から出力される多値化画像信号bを入力することも
可能である。
The multi-valued image data input to the binarization means 6 is not the multi-valued image data b1 output from the multi-valued image storage means 5 as shown in FIG. It is also possible to input the multi-valued image signal b output from 4.

【0011】二値化手段6から出力される二値化画像デ
ータcは、二値化画像データ記憶手段7に入力され記憶
される。ラベル付け手段8は、二値化画像データ記憶手
段7から二値化画像データc1 を読み出してラベル付け
処理を行い、ラベルデータdを出力する。突起部概略座
標検出手段9は、ラベルデータdを入力してラベル毎の
重心座標を算出し突起部の概略座標とし、突起部概略座
標データeを出力する。また、ラベル毎の外接矩形の座
標から中心座標を算出し突起部の概略座標とすることも
考えられる。
The binarized image data c output from the binarizing unit 6 is input to and stored in the binarized image data storage unit 7. The labeling means 8 reads the binarized image data c1 from the binarized image data storage means 7, performs a labeling process, and outputs label data d. The protruding portion approximate coordinate detection means 9 inputs the label data d, calculates the barycentric coordinates for each label, and sets the protruding portion approximate coordinates, and outputs the protruding portion approximate coordinate data e. It is also possible to calculate the center coordinates from the coordinates of the circumscribing rectangle for each label and use them as the approximate coordinates of the protrusion.

【0012】概略位置判定手段10では、突起部概略座
標検出手段9から出力される突起部概略座標と本来突起
部があるべき座標とを比較し、あらかじめ設定した高精
度検索範囲上限値と高精度検索範囲下限値との間にある
突起部概略座標のみを検索し、高精度検査対象はんだ突
起部の概略座標データ信号fを出力する。本来突起部が
あるべき座標の算出には、検査対象製品をカメラとの相
対座標があらかじめ決められた座標に位置合わせしてセ
ットしあらかじめ突起部絶対座標を登録しておく方法
や、突起部を取り付けてある基板上面に位置合わせマー
クを設けておき位置合わせマークを認識してから突起部
座標を算出する方法や、隣接する突起部座標または突起
部配列のコーナに存在する突起部座標を検出してから相
対的座標から突起部座標を算出する方法等が考えられ
る。
The approximate position judging means 10 compares the approximate coordinates of the projection output from the approximate coordinates detecting section 9 with the coordinates at which the projection should originally be located. Only the approximate coordinates of the protrusions between the lower limit of the search range are searched, and the approximate coordinate data signal f of the solder protrusion to be inspected with high accuracy is output. In order to calculate the coordinates that should have a projection, the product to be inspected should be set with the coordinates relative to the camera set to predetermined coordinates, and the absolute coordinates of the projection should be registered in advance. A method of calculating projection coordinates after recognizing the alignment mark by providing an alignment mark on the upper surface of the mounted substrate, or detecting the coordinates of the adjacent projections or the projection coordinates existing at the corners of the projection array. Then, a method of calculating the projection coordinates from the relative coordinates may be considered.

【0013】概略位置判定手段10の目的は、全突起部
分以下に説明する高精度検査を行うのではなく、ここま
でで求めた概略座標から明らかに位置ずれ量が少ない突
起部は位置ずれ検査合格とし、明らかに位置ずれ量の多
い突起部は位置ずれ検査不合格として、概略座標では合
格か不合格か判定が難しい突起部のみ以下の高精度検査
を行うことにより、全突起部高精度検査を行う場合より
も高速に全突起部に関する位置ずれ検査を行うことであ
る。
The purpose of the rough position judging means 10 is not to carry out a high-precision inspection described below for all the protrusions, but to project a protrusion having a small amount of positional deviation from the rough coordinates obtained so far. The projections with a large amount of misalignment are regarded as rejection of the misalignment inspection. In other words, the position deviation inspection for all the protrusions is performed at a higher speed than when the inspection is performed.

【0014】検索範囲算出手段11では、概略座標デー
タ信号fを入力し、概略座標データが検索範囲の中心に
なるようにあらかじめ設定した検索サイズから検索範囲
を算出し、検索範囲データgを出力する。検索サイズは
突起部サイズより少し大きく設定しておく。テンプレー
ト画像記憶手段12には突起部1個分の多値化画像デー
タをあらかじめ登録しておく。多値化パターンマッチン
グ演算手段13では、多値化画像記憶手段5から出力さ
れる多値化画像データb1 と、算出手段11ら出力さ
れる検索範囲データgと、テンプレート画像記憶手段1
2からテンプレート画像データhとを入力し、多値化画
像データにおける検索範囲内の多値化画像データとテン
プレート画像データから多値化パターンマッチング処理
を行い各座標における相関値データkを算出する。
The search range calculating means 11 inputs the approximate coordinate data signal f, calculates a search range from a preset search size such that the approximate coordinate data is at the center of the search range, and outputs search range data g. . The search size is set slightly larger than the protrusion size. The multivalued image data for one projection is registered in the template image storage unit 12 in advance. The multi-valued pattern matching calculation means 13 includes multi-valued image data b1 output from the multi-valued image storage means 5, search range data g output from the calculation means 11, and template image storage means 1.
2, the template image data h is input, and the multi-valued pattern matching processing is performed from the multi-valued image data within the search range of the multi-valued image data and the template image data to calculate correlation value data k at each coordinate.

【0015】サブピクセル演算手段14では、多値化パ
ターンマッチング演算手段13から出力される各座標に
おける相関値データkを2次元曲線補間した後、2次元
曲線における最大値座標を算出し、サブピクセル突起部
座標とし、サブピクセル突起部座標データlを出力す
る。また補間は2次元曲線補間の他にスプライン曲線補
間や多次元曲線補間等考えられる。
The sub-pixel operation means 14 interpolates the correlation value data k at each coordinate output from the multi-valued pattern matching operation means 13 into a two-dimensional curve, calculates the maximum value coordinate in the two-dimensional curve, and As the projection coordinates, sub-pixel projection section coordinate data 1 is output. As the interpolation, spline curve interpolation, multidimensional curve interpolation, etc. can be considered in addition to two-dimensional curve interpolation.

【0016】高精度位置判定手段15は、サブピクセル
突起部座標データlと本来突起部があるべき座標とを比
較してあらかじめ設定した位置ずれ許容範囲に入ってい
なければ位置ずれ不良と判定する。また、高精度位置判
定手段15では、サブピクセル演算手段14で検索した
最大相関値があらかじめ設定した値よりも小さい場合
は、形状不良と判定する。
The high-precision position determination means 15 compares the sub-pixel projection coordinate data 1 with the coordinates where the projection should originally be located, and determines that the positional deviation is defective if the positional deviation does not fall within a preset allowable range of positional deviation. If the maximum correlation value retrieved by the sub-pixel operation unit 14 is smaller than a preset value, the high-accuracy position determination unit 15 determines that the shape is defective.

【0017】次に高精度位置ずれ検査について、図2
(a),(b)を用いて詳しく説明する。図2(a)
は、テンプレート画像である。画像サイズは正常なはん
だ突起部1個分である。図2(b)は、検索範囲内の多
値化画像データである。検索範囲はテンプレート画像サ
イズより大きく発生してある。
Next, FIG.
This will be described in detail with reference to (a) and (b). Figure 2 (a)
Is a template image. The image size is equivalent to one normal solder protrusion. FIG. 2B shows multi-valued image data within the search range. The search range is larger than the template image size.

【0018】多値化パターンマッチング演算手段13で
は、テンプレート画像データと検索範囲内の画像データ
の内テンプレート画像データと同じサイズの画像データ
から式(1)を用いて相関値を求める。相関値の演算に
は式(2)を用いることもできる。
The multi-valued pattern matching calculating means 13 calculates a correlation value from the template image data and image data having the same size as the template image data among the image data within the search range by using equation (1). Equation (2) can also be used for calculating the correlation value.

【0019】[0019]

【0020】 [0020]

【0021】相関値の演算は、相関演算に用いる多値化
画像データを検索範囲内で1画素ずつずらして、検索範
囲内全領域で相関値を求める。例えばテンプレートサイ
ズよりも検索範囲が縦横とも3画素大きい場合は、横
(X)方向ではn〜(n+3)(n:X座標)、縦
(Y)方向ではm〜(m+3)(m:Y座標)ずらして
演算するので合計4×4で16回相関演算を行うことに
なる。多値化パターンマッチング演算手段13では、相
関値を算出した検索範囲内の多値化画像座標と相関値を
対応付けて演算した回数分相関値を出力する。
In the calculation of the correlation value, the multivalued image data used for the correlation calculation is shifted one pixel at a time within the search range, and the correlation value is obtained in the entire region within the search range. For example, when the search range is larger than the template size by 3 pixels both vertically and horizontally, n to (n + 3) (n: X coordinate) in the horizontal (X) direction, and m to (m + 3) (m: Y coordinate) in the vertical (Y) direction. ) Since the calculation is shifted, the correlation calculation is performed 16 times in a total of 4 × 4. The multi-level pattern matching calculating means 13 outputs the correlation value for the number of times the multi-level image coordinates within the search range in which the correlation value was calculated and the correlation value were calculated.

【0022】図3は、サブピクセル演算を説明するため
のグラフである。サブピクセル演算では、まず多値化パ
ターンマッチング演算手段13で得られた相関値の内最
も大きい値を検索し、その値を算出したXY座標(Xma
x、Ymax)を求める。図3のグラフは、Ymaxに於ける
X方向の相関値をプロットし、相関値の最大値を中心と
した3点を通る2次曲線関数を求めたものである。算出
した2次曲線関数より2次曲線の最大点になるX座標を
求め、はんだ突起部のサブピクセルX座標とする。これ
は、実際の突起部座標とテンプレート画像が離れるほど
相関値が下がることから、相関値の最大点の周辺の相関
値を曲線補間することで、サブピクセルでのはんだ突起
部座標を算出できることが理解できる。また、グラフを
求めるための点は3点に限定するものではない。グラフ
も2次曲線に限定するものではない。
FIG. 3 is a graph for explaining the sub-pixel calculation. In the sub-pixel operation, first, the largest value among the correlation values obtained by the multi-value pattern matching operation means 13 is searched, and the XY coordinates (Xma
x, Ymax). The graph of FIG. 3 is obtained by plotting the correlation value in the X direction at Ymax and obtaining a quadratic curve function passing through three points centered on the maximum value of the correlation value. From the calculated quadratic curve function, the X coordinate at which the maximum point of the quadratic curve is obtained is defined as the sub-pixel X coordinate of the solder protrusion. This is because the correlation value decreases as the actual projection coordinates and the template image become farther apart, so that by performing curve interpolation on the correlation values around the maximum point of the correlation value, it is possible to calculate the solder projection coordinates at the sub-pixel. It can be understood. Further, the points for obtaining the graph are not limited to three points. The graph is not limited to the quadratic curve.

【0023】同様に、Xmaxに於けるY方向の相関値よ
り、Y座標に於けるサブピクセル座標を算出することが
できる。また、はんだ突起部が部分的に欠けていたり、
サイズが異なる場合は相関値の最大値も正常のはんだ突
起部に比べて小さくなるので、あらかじめ良品のはんだ
突起部での相関値の最大値と、形状不良のはんだ突起部
での相関値の最大値との間に判定値を設定しておくこと
で、形状不良を検出することができることがわかる。
Similarly, the sub-pixel coordinates in the Y coordinate can be calculated from the correlation value in the Y direction at Xmax. Also, the solder protrusions are partially missing,
When the size is different, the maximum value of the correlation value is smaller than that of the normal solder protrusion, so the maximum value of the correlation value for the good solder protrusion and the maximum value of the correlation value for the poorly shaped solder protrusion are determined in advance. It can be seen that by setting the determination value between the values, the shape defect can be detected.

【0024】本発明による多値化パターンマッチングを
用いた方法で、はんだ突起部座標を精度よく検出するこ
とができるが、はじめから多値化画像記憶手段5から読
み出される全範囲に関して、テンプレート画像との相関
演算を行うと、演算回数が非常多くなり時間がかかって
しまうが、本方式では、あらかじめ二値化画像から突起
部の概略座標を検出してから微小範囲においてのみ相関
演算を行うので高速化を図ることができる。
With the method using multi-level pattern matching according to the present invention, the coordinates of the solder protrusions can be detected with high precision. When the correlation calculation is performed, the number of calculations becomes extremely large and it takes a long time. However, in this method, the correlation calculation is performed only in a small range after detecting the approximate coordinates of the protrusion from the binarized image in advance, so that high speed operation is possible. Can be achieved.

【0025】図4は本発明の第2の実施形態を示すブロ
ック図である。AD変換手段4から出力される多値化画
像データbは多値化画像データ記憶手段5bに入力され
記憶される。二値化手段6は、AD変換手段4から出力
される多値化画像データbを入力し、あらかじめ設定し
た二値化レベル以上のデータは”1”に、二値化レベル
より小さいデータは”0”に変換して二値化画像データ
cを出力する。これ以外は図1と同様である。
FIG. 4 is a block diagram showing a second embodiment of the present invention. The multivalued image data b output from the AD conversion means 4 is input to and stored in the multivalued image data storage means 5b. The binarization means 6 receives the multi-valued image data b output from the AD conversion means 4, and inputs data having a binarization level equal to or higher than a predetermined binarization level to "1", and data having a binarization level smaller than "1". The data is converted to 0 "and the binarized image data c is output. Other than this is the same as FIG.

【0026】[0026]

【発明の効果】本発明の半導体集積回路装置の突起部検
査装置は、あらかじめ突起部1個分の多値化画像をテン
プレート画像として登録しておき、取り込み画像と多値
化パターンマッチング演算を行った後、サブピクセル演
算により突起部の座標を算出するため、はんだ突起部の
位置ずれが高精度に行えるという効果がある。
According to the projection inspection apparatus for a semiconductor integrated circuit device of the present invention, a multi-valued image for one projection is registered in advance as a template image, and a multi-valued pattern matching operation is performed with a captured image. After that, since the coordinates of the protrusion are calculated by the sub-pixel calculation, there is an effect that the displacement of the solder protrusion can be performed with high accuracy.

【0027】さらに、二値化後にラベリング処理を行
い、概略のはんだ突起部座標を検出してからその付近の
みの狭い範囲を多値化パターンマッチングにより検査す
るため、高精度な位置ずれ検査が高速に行える。あらか
じめ登録した正常なはんだ突起部の画像を基準として各
はんだ突起部の相関値を算出するので、形状の不良なは
んだ突起部は正常ははんだ突起部から算出される相関値
よりも小さくなるため、はんだ突起部の形状不良が検出
できる。
Further, since the labeling process is performed after binarization, the approximate coordinates of the solder protrusions are detected, and then a narrow range only in the vicinity thereof is inspected by multi-value pattern matching. Can be done. Since the correlation value of each solder protrusion is calculated based on the image of the normal solder protrusion registered in advance, the shape of the defective solder protrusion is smaller than the correlation value calculated from the solder protrusion. Defective shape of the solder protrusion can be detected.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の第1の実施形態を示すブロック図であ
る。
FIG. 1 is a block diagram showing a first embodiment of the present invention.

【図2】(a),(b)は、図1中の多値化パターンマ
ッチング演算手段13を説明するためのパターン図であ
る。
FIGS. 2A and 2B are pattern diagrams for explaining a multi-valued pattern matching calculation unit 13 in FIG.

【図3】図1中のサブピクセル演算手段14を説明する
ためのグラフである。
FIG. 3 is a graph for explaining a sub-pixel operation unit 14 in FIG. 1;

【図4】本発明の第2の実施形態を示すブロック図であ
る。
FIG. 4 is a block diagram showing a second embodiment of the present invention.

【図5】従来の一例を示すブロック図である。FIG. 5 is a block diagram showing an example of the related art.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 照明 2 BGA 3 カメラ 4 AD変換手段 5 多値化画像データ記憶手段 6 二値化手段 7 二値化画像データ記憶手段 8 ラベル付け手段 9 突起部概略座標検出手段 10 概略位置判定手段 11 検索範囲算出手段 12 テンプレート画像記憶手段 13 多値化パターンマッチング演算手段 14 サブピクセル演算手段 15 高精度位置判定手段 41 検査対象 42 照明 43 カメラ 44 AD変換手段 45 二値化手段 46 ラベル付け手段 47 判定手段 a アナログ信号 b、b1 多値化画像データ c、c1 二値化画像データ d ラベルデータ e 突起部概略座標データe f 概略座標データ信号 g 検索範囲データ h テンプレート画像データ k 相関値データ l サブピクセル突起部座標データ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Illumination 2 BGA 3 Camera 4 A / D conversion means 5 Multivalued image data storage means 6 Binarization means 7 Binarized image data storage means 8 Labeling means 9 Projection approximate coordinate detection means 10 General position determination means 11 Search range Calculation means 12 Template image storage means 13 Multi-valued pattern matching calculation means 14 Sub-pixel calculation means 15 High-precision position determination means 41 Inspection object 42 Lighting 43 Camera 44 AD conversion means 45 Binarization means 46 Labeling means 47 Determination means a Analog signal b, b1 Multivalued image data c, c1 Binary image data d Label data e Projection approximate coordinate data ef Outline coordinate data signal g Search range data h Template image data k Correlation value data l Subpixel projection Coordinate data

フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 // H01L 21/321 H01L 21/92 604T 604Z Continuation of front page (51) Int.Cl. 6 Identification code Office reference number FI technical display location // H01L 21/321 H01L 21/92 604T 604Z

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】回路基板等に電気的に接続するための複数
の突起部を有する半導体集積回路装置の検査対象突起部
を斜め上方より照射する照明と、検査対象突起部の上方
に取り付けられ検査対象突起部の画像を取り込むカメラ
と、カメラから出力されるアナログ信号をAD変換して
多値化(濃淡)画像データにするAD変換手段と、AD
変換手段から出力される多値化画像データを記憶してお
く多値化画像データ記憶手段と、多値化画像データを入
力しあらかじめ設定した二値化レベル以上のデータは”
1”に、二値化レベルより小さいデータは”0”に変換
して二値化画像データを出力する二値化手段と、二値化
画像データを入力して記憶する二値化画像データ記憶手
段と、二値化画像データ記憶手段から二値化画像データ
を読み出してラベル付け処理を行いラベルデータを出力
するラベル付け手段と、ラベルデータを入力してラベル
毎の重心座標を算出し検査対象突起部の概略座標とする
概略座標検出手段とを備えた半導体集積回路装置の突起
部検査装置おいて、 (A)前記検査対象突起部の概略座標と、本来突起部が
あるべき座標とを比較し、検査規格から大幅に外れてい
ると判定された突起部があった場合は位置ずれ不良信号
を出力し、その突起部に対する検査を打ち切って次の突
起部の位置検査に移り、検査規格から大幅に外れていな
いと判定された突起部についてのみ高精度判定要求を行
なう概略位置判定手段と、 (B)検査対象突起部座標を中心としてあらかじめ設定
した突起部サイズより少し大きいサイズの検索範囲を算
出する検索範囲算出手段と、 (C)突起部1個分の多値化画像データをあらかじめ登
録したテンプレート画像記憶手段と、 (D)検索範囲算出手段から検索範囲とテンプレート画
像記憶手段からテンプレート画像と多値化画像記憶手段
から多値化画像データを入力し、検索範囲における各座
標での多値化画像データとテンプレート画像データから
多値化パターンマッチング処理を行い相関値を算出する
多値化パターンマッチング演算手段と、 (E)多値化パターンマッチング演算手段から出力され
る各座標相関データを2次元曲線補間し2次元曲線にお
けるピーク座標を算出しサブピクセル突起部座標とする
サブピクセル演算手段と、 (F)サブピクセル突起部座標データと本来突起部があ
るべき座標とを比較してあらかじめ設定した位置ずれ許
容範囲に入っていなければ位置ずれ不良と判定する高精
度位置判定手段と、を備えたことを特徴とする半導体集
積回路装置の突起部検査装置。
1. An illumination for irradiating a projection portion to be inspected of a semiconductor integrated circuit device having a plurality of projection portions for electrically connecting to a circuit board or the like from diagonally above, and an inspection mounted above the projection portion to be inspected. A camera that captures an image of the target protrusion, an AD conversion unit that AD-converts an analog signal output from the camera into multi-valued (gray) image data, and AD
The multi-valued image data storage means for storing the multi-valued image data output from the conversion means and the data having a preset binarization level or higher by inputting the multi-valued image data are
1 ”, data smaller than the binarization level is converted to“ 0 ”and binarized image data is output, and binarized image data storage for inputting and storing the binarized image data. Means, a labeling means for reading out the binarized image data from the binarized image data storage means, performing labeling processing and outputting the label data, and inputting the label data to calculate the barycentric coordinates for each label to be inspected In a projection inspection apparatus for a semiconductor integrated circuit device, comprising: a rough coordinate detection unit that is a rough coordinate of a projection, (A) comparing the rough coordinates of the projection to be inspected with the coordinates where the projection should originally exist. However, if there is a protrusion that is determined to be significantly out of the inspection standard, a misregistration defect signal is output, the inspection for that protrusion is aborted, and the position of the next protrusion is inspected. Far off (B) a search range for calculating a search range having a size slightly larger than a preset projection size centered on the coordinates of the projection to be inspected, Calculation means, (C) template image storage means in which multi-valued image data for one protrusion is registered in advance, (D) search range calculation means from search range and template image storage means from template image to multi-valued Multi-valued pattern matching calculation means for inputting multi-valued image data from the image storage means, performing multi-valued pattern matching processing from the multi-valued image data at each coordinate in the search range and template image data, and calculating a correlation value And (E) two-dimensional curve interpolation is performed for each coordinate correlation data output from the multi-valued pattern matching calculation means. (F) Sub-pixel calculation means for calculating the peak coordinates on the curve to obtain the sub-pixel protrusion coordinates, and (F) comparing the sub-pixel protrusion coordinate data with the coordinates where the protrusion should originally be, to obtain a preset positional deviation allowable range. A projection inspection device for a semiconductor integrated circuit device, comprising: a high-precision position determination means for determining a position misalignment defect if it is not included.
【請求項2】 前記多値化パターンマッチング演算手段
から出力される各座標相関データの内最大値を検索し最
大相関値とし、あらかじめ設定した値よりも最大相関値
が小さい場合、形状不良と判定する形状判定手段を備え
た請求項1記載の半導体集積回路装置の突起部検査装
置。
2. A maximum value of each coordinate correlation data output from the multi-level pattern matching calculation means is searched and set as a maximum correlation value. If the maximum correlation value is smaller than a preset value, it is determined that the shape is defective. 2. The projection inspection apparatus for a semiconductor integrated circuit device according to claim 1, further comprising a shape determination unit that performs the shape determination.
【請求項3】 前記突起部がはんだバンプである場合に
も検査できる請求項1記載の半導体集積回路装置の突起
部検査装置。
3. The projection inspection apparatus for a semiconductor integrated circuit device according to claim 1, wherein the projection can be inspected even when the projection is a solder bump.
JP12686196A 1996-05-22 1996-05-22 Projection inspection device for semiconductor integrated circuit device Expired - Fee Related JP2836580B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP12686196A JP2836580B2 (en) 1996-05-22 1996-05-22 Projection inspection device for semiconductor integrated circuit device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP12686196A JP2836580B2 (en) 1996-05-22 1996-05-22 Projection inspection device for semiconductor integrated circuit device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH09311014A true JPH09311014A (en) 1997-12-02
JP2836580B2 JP2836580B2 (en) 1998-12-14

Family

ID=14945663

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP12686196A Expired - Fee Related JP2836580B2 (en) 1996-05-22 1996-05-22 Projection inspection device for semiconductor integrated circuit device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2836580B2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002243656A (en) * 2001-02-14 2002-08-28 Nec Corp Method and equipment for visual inspection

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002243656A (en) * 2001-02-14 2002-08-28 Nec Corp Method and equipment for visual inspection
US6950549B2 (en) 2001-02-14 2005-09-27 Nec Electronics Corporation Visual inspection method and visual inspection apparatus
US7545970B2 (en) 2001-02-14 2009-06-09 Nec Electronics Corporation Visual inspection method and visual inspection apparatus
US7664306B2 (en) 2001-02-14 2010-02-16 Nec Electronics Corporation Visual inspection method and visual inspection apparatus

Also Published As

Publication number Publication date
JP2836580B2 (en) 1998-12-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7034272B1 (en) Method and apparatus for evaluating integrated circuit packages having three dimensional features
US6064756A (en) Apparatus for three dimensional inspection of electronic components
US6141038A (en) Alignment correction prior to image sampling in inspection systems
US6915006B2 (en) Method and apparatus for three dimensional inspection of electronic components
EP1560018A1 (en) Method and device for preparing reference image in glass bottle inspection device
TW201418665A (en) Method for inspecting measurement object
US7653237B2 (en) Method of manufacturing ball array devices using an inspection apparatus having two or more cameras and ball array devices produced according to the method
JP2836580B2 (en) Projection inspection device for semiconductor integrated circuit device
JPH11218499A (en) Visual inspection device and its image-processing method
JP2969011B2 (en) Appearance inspection device for soldering condition
WO2002029357A2 (en) Method and apparatus for evaluating integrated circuit packages having three dimensional features
JP4706366B2 (en) Position detection method
EP0935135A1 (en) System for measuring solder bumps
GB2297379A (en) Inspection of semiconductor device for defective leads
JPH11307567A (en) Manufacture of semiconductor device containing bump inspection process
JP3260425B2 (en) Pattern edge line estimation method and pattern inspection device
JPH09196625A (en) Coplanarity inspection apparatus
JPH10288505A (en) Both work position detection and appearance inspection methods and respective devices thereof
JP2757800B2 (en) Projection inspection device
JP3158640B2 (en) Pattern matching method
JP2596158B2 (en) Component recognition device
Yu et al. New approach to vision-based BGA package inspection
JPH05272945A (en) Apparatus for inspecting bent part of lead
JPH0749935B2 (en) Object recognition device
JPS6061604A (en) Pattern inspecting apparatus

Legal Events

Date Code Title Description
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 19980908

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20071009

Year of fee payment: 9

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081009

Year of fee payment: 10

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091009

Year of fee payment: 11

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091009

Year of fee payment: 11

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101009

Year of fee payment: 12

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111009

Year of fee payment: 13

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121009

Year of fee payment: 14

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131009

Year of fee payment: 15

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees