JPH1163928A - ボンディングワイヤ検査方法および装置 - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 歪んだ形状をしたボールやパッドからはみ出
しているボールであっても、ワイヤやパッドやＩＣパタ
ーンといったボール以外のノイズ成分がある場合でも、
精度良くボール中心、ボール形状を検出する。 【解決手段】 半導体素子上のボンディングワイヤを照
明し、照明されたボンディングワイヤを撮像し、該撮像
手段により得られた画像信号を処理することにより前記
ボンディングワイヤのボール部分の位置および形状の少
なくとも一方を計測する際に、前記ボンディングワイヤ
のボールエッジを検出し、該ボールエッジと所定の半径
を有する円との相関値を求め、該相関値に基づいてボー
ルの仮中心位置およびボール形状を算出し、これらに基
づいて、ボール部分の抽出やその位置および形状の計測
を行なう。
しているボールであっても、ワイヤやパッドやＩＣパタ
ーンといったボール以外のノイズ成分がある場合でも、
精度良くボール中心、ボール形状を検出する。 【解決手段】 半導体素子上のボンディングワイヤを照
明し、照明されたボンディングワイヤを撮像し、該撮像
手段により得られた画像信号を処理することにより前記
ボンディングワイヤのボール部分の位置および形状の少
なくとも一方を計測する際に、前記ボンディングワイヤ
のボールエッジを検出し、該ボールエッジと所定の半径
を有する円との相関値を求め、該相関値に基づいてボー
ルの仮中心位置およびボール形状を算出し、これらに基
づいて、ボール部分の抽出やその位置および形状の計測
を行なう。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体素子上のボ
ンディングワイヤの形状検査を行なう方法および装置に
関するものである。
ンディングワイヤの形状検査を行なう方法および装置に
関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、ボンディングワイヤのボール中心
や形状を検出する方法としては、特開平５−２０６１９
７号公報や特開平８ー３１８６３号公報等に記載された
ものが知られている。
や形状を検出する方法としては、特開平５−２０６１９
７号公報や特開平８ー３１８６３号公報等に記載された
ものが知られている。
【０００３】以下、特開平８−３１８６３号公報等に記
載された方法について説明する。図１０はボール１を上
方から見た図であり、ボール１およびワイヤ３は暗部
に、パッド２は明部になっている。検出枠３９をパッド
の画像内でボール１の大きさより大きく設定する。ワイ
ヤボンディング時に、ワイヤボンディング部を指示する
予め教示された教示点３１と、パッド２内でボール外の
３点のそれぞれとを結ぶ少なくとも３方向から、ボール
エッジ座標３２ａ、３２ｂ、３２ｃを検出する。第１の
エッジ座標３２ａと第２のエッジ座標３２ｂを結ぶ直線
の直角２等分線３４上であって、第１および第２のエッ
ジ座標３２ａ、３２ｂのいずれか一方からと、第３のエ
ッジ座標３２ｃからとの距離が等しい点を求めると、そ
の点がボール１の中心座標３３となる。教示点３１とボ
ール中心座標３３からボールのずれ量を算出している。
載された方法について説明する。図１０はボール１を上
方から見た図であり、ボール１およびワイヤ３は暗部
に、パッド２は明部になっている。検出枠３９をパッド
の画像内でボール１の大きさより大きく設定する。ワイ
ヤボンディング時に、ワイヤボンディング部を指示する
予め教示された教示点３１と、パッド２内でボール外の
３点のそれぞれとを結ぶ少なくとも３方向から、ボール
エッジ座標３２ａ、３２ｂ、３２ｃを検出する。第１の
エッジ座標３２ａと第２のエッジ座標３２ｂを結ぶ直線
の直角２等分線３４上であって、第１および第２のエッ
ジ座標３２ａ、３２ｂのいずれか一方からと、第３のエ
ッジ座標３２ｃからとの距離が等しい点を求めると、そ
の点がボール１の中心座標３３となる。教示点３１とボ
ール中心座標３３からボールのずれ量を算出している。
【０００４】また、該中心座標から再度、少なくとも３
方向における３５ａ、３５ｂ、３５ｃを検出し、中心座
標から３方向における長さを比較することにより、ボー
ルの形状を判別している。
方向における３５ａ、３５ｂ、３５ｃを検出し、中心座
標から３方向における長さを比較することにより、ボー
ルの形状を判別している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例は、ボール部が上方から見ると円であると仮定して
その中心位置を検出しているが、実際の形状はつぶれに
より複雑な形状をしているため、ボール部の形状により
検出誤差が生じるといった問題点があった。例えば、図
１１に示すような歪んだ円をしたボール形状の場合、ボ
ールの中心位置が点３６付近にあるのに対して、上記従
来例の方法ではボール中心位置が３５の位置になってし
まう。また、図１２（ａ）（ｂ）に示すような同一形状
のボールであっても、ボール上のエッジ座標を検出する
場所が異なると、上記従来例の方法ではボール中心位置
が図１２（ａ）では３７、図１２（ｂ）では３８という
ように異なってしまうという問題点があった。また、上
記従来例ではボールがパッド内にあることを仮定して中
心位置を検出しているが、図１３に示すようにパッドか
らボールがはみ出している場合は、検出枠３９をパッド
の画像内に設定する従来の方法では、ボールエッジの検
出ができないという問題があった。さらに、ボールエッ
ジを検出しているので、パッド内にノイズ成分等がみら
れる場合は、ノイズ成分をボールのエッジとして誤認識
するという問題があった。
来例は、ボール部が上方から見ると円であると仮定して
その中心位置を検出しているが、実際の形状はつぶれに
より複雑な形状をしているため、ボール部の形状により
検出誤差が生じるといった問題点があった。例えば、図
１１に示すような歪んだ円をしたボール形状の場合、ボ
ールの中心位置が点３６付近にあるのに対して、上記従
来例の方法ではボール中心位置が３５の位置になってし
まう。また、図１２（ａ）（ｂ）に示すような同一形状
のボールであっても、ボール上のエッジ座標を検出する
場所が異なると、上記従来例の方法ではボール中心位置
が図１２（ａ）では３７、図１２（ｂ）では３８という
ように異なってしまうという問題点があった。また、上
記従来例ではボールがパッド内にあることを仮定して中
心位置を検出しているが、図１３に示すようにパッドか
らボールがはみ出している場合は、検出枠３９をパッド
の画像内に設定する従来の方法では、ボールエッジの検
出ができないという問題があった。さらに、ボールエッ
ジを検出しているので、パッド内にノイズ成分等がみら
れる場合は、ノイズ成分をボールのエッジとして誤認識
するという問題があった。
【０００６】本発明は、上記の従来例における問題点に
鑑みてなされたもので、歪んだ形状をしたボール、パッ
ドからはみ出しているボール、ワイヤやパッドやＩＣパ
ターンといったボール以外のノイズ成分がある場合で
も、精度良くボール中心、ボール形状を検出することを
目的にしている。
鑑みてなされたもので、歪んだ形状をしたボール、パッ
ドからはみ出しているボール、ワイヤやパッドやＩＣパ
ターンといったボール以外のノイズ成分がある場合で
も、精度良くボール中心、ボール形状を検出することを
目的にしている。
【０００７】
【課題を解決するための手段および作用】上記目的を達
成するため本発明では、半導体素子上のボンディングワ
イヤを照明し、照明されたボンディングワイヤを撮像
し、該撮像手段により得られた画像信号を処理すること
により前記ボンディングワイヤのボール部分の位置およ
び形状の少なくとも一方を計測する際に、前記ボンディ
ングワイヤのボールエッジを検出し、該ボールエッジと
所定の半径を有する円との相関値を求め、該相関値に基
づいてボールの仮中心位置およびボール形状を算出する
ことを特徴とする。
成するため本発明では、半導体素子上のボンディングワ
イヤを照明し、照明されたボンディングワイヤを撮像
し、該撮像手段により得られた画像信号を処理すること
により前記ボンディングワイヤのボール部分の位置およ
び形状の少なくとも一方を計測する際に、前記ボンディ
ングワイヤのボールエッジを検出し、該ボールエッジと
所定の半径を有する円との相関値を求め、該相関値に基
づいてボールの仮中心位置およびボール形状を算出する
ことを特徴とする。
【０００８】算出されたこれらの仮中心位置およびボー
ル形状を用いることにより、歪んだ形状をしたボール、
パッドからはみ出しているボールであっても、ボール中
心と形状を精度良く算出することができる。前記ボール
エッジとの相関値を求めるための円の半径は、入力手段
を用いて任意に設定するようにしてもよいが、複数種の
半径のうちその半径を有する円と前記ボールエッジとの
相関値の最も高いものを自動で選択するのがより好まし
い。このようにすれば、大きさの異なるボールでも、ボ
ール中心と形状を精度良く算出することができる。
ル形状を用いることにより、歪んだ形状をしたボール、
パッドからはみ出しているボールであっても、ボール中
心と形状を精度良く算出することができる。前記ボール
エッジとの相関値を求めるための円の半径は、入力手段
を用いて任意に設定するようにしてもよいが、複数種の
半径のうちその半径を有する円と前記ボールエッジとの
相関値の最も高いものを自動で選択するのがより好まし
い。このようにすれば、大きさの異なるボールでも、ボ
ール中心と形状を精度良く算出することができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】本発明の好ましい実施の形態で
は、半導体素子上のボンディングワイヤを照明する照明
手段と、照明された前記ボンディングワイヤを撮像する
撮像手段と、前記撮像手段により得た画像信号を処理す
る画像処理手段とを具備し、前記画像処理手段でボール
の位置あるいは形状を計測するボンディングワイヤ検査
装置において、予め任意に設定できる半径Ｒの円と、画
像処理手段で得たボールエッジとの相関値を求め、ボー
ルの中心位置、およびボール形状を算出することを特徴
としている。これにより、歪んだ形状をしたボール、パ
ッドからはみ出しているボールであっても、ボール中心
と形状を精度良く算出することができる。
は、半導体素子上のボンディングワイヤを照明する照明
手段と、照明された前記ボンディングワイヤを撮像する
撮像手段と、前記撮像手段により得た画像信号を処理す
る画像処理手段とを具備し、前記画像処理手段でボール
の位置あるいは形状を計測するボンディングワイヤ検査
装置において、予め任意に設定できる半径Ｒの円と、画
像処理手段で得たボールエッジとの相関値を求め、ボー
ルの中心位置、およびボール形状を算出することを特徴
としている。これにより、歪んだ形状をしたボール、パ
ッドからはみ出しているボールであっても、ボール中心
と形状を精度良く算出することができる。
【００１０】上記の予め任意に設定できる半径Ｒの円
は、前記ボールエッジとの相関値の高い半径Ｒに自動設
定することができる。これにより、大きさの異なるボー
ルでも、ボール中心と形状を精度良く算出することがで
きる。
は、前記ボールエッジとの相関値の高い半径Ｒに自動設
定することができる。これにより、大きさの異なるボー
ルでも、ボール中心と形状を精度良く算出することがで
きる。
【００１１】本実施形態では、さらにボール部をマスキ
ングする処理を行なうことによってワイヤ部分を抽出す
るとともに、ボール全体を含むようにボールの外形をマ
スキングする処理を行なうことによってワイヤ部分を含
んだボールを抽出し、これらの抽出されたワイヤ部分を
含んだボールからワイヤ部分を除去する差分処理をして
ボール部分のみを抽出する。
ングする処理を行なうことによってワイヤ部分を抽出す
るとともに、ボール全体を含むようにボールの外形をマ
スキングする処理を行なうことによってワイヤ部分を含
んだボールを抽出し、これらの抽出されたワイヤ部分を
含んだボールからワイヤ部分を除去する差分処理をして
ボール部分のみを抽出する。
【００１２】これらの工程により、ワイヤやパッドやＩ
Ｃパターンといったボール以外のノイズ成分を除去する
ことで、ボール中心と形状を精度良く算出することがで
きる。
Ｃパターンといったボール以外のノイズ成分を除去する
ことで、ボール中心と形状を精度良く算出することがで
きる。
【００１３】
【実施例】以下、図面を用いて本発明の実施例を説明す
る。第１の実施例 図１は、本発明の一実施例に係るボンディングワイヤ検
査装置のブロック図を示す。同図において、２１は被検
物であるところのリードフレーム上の半導体チップ、２
２は光学顕微鏡等の結像系とＣＣＤカメラ等の撮像系か
ら構成される撮像装置、２３は被検物２１を照明する光
源を備える照明装置、２４は照明装置２３からの光を被
検物２１に垂直に入射させるためのハーフミラー、２５
は撮像装置２２を水平および垂直方向に移動するための
Ｘ、Ｙ、Ｚステージ、２６は撮像装置２２からの画像信
号を処理する画像処理装置、２７はシステム全体の制御
を行なう中央制御装置、２８は中央制御装置２７の処理
結果の表示を行なう表示装置、２９は中央制御装置２７
に対して入力を行なうための入力装置である。
る。第１の実施例 図１は、本発明の一実施例に係るボンディングワイヤ検
査装置のブロック図を示す。同図において、２１は被検
物であるところのリードフレーム上の半導体チップ、２
２は光学顕微鏡等の結像系とＣＣＤカメラ等の撮像系か
ら構成される撮像装置、２３は被検物２１を照明する光
源を備える照明装置、２４は照明装置２３からの光を被
検物２１に垂直に入射させるためのハーフミラー、２５
は撮像装置２２を水平および垂直方向に移動するための
Ｘ、Ｙ、Ｚステージ、２６は撮像装置２２からの画像信
号を処理する画像処理装置、２７はシステム全体の制御
を行なう中央制御装置、２８は中央制御装置２７の処理
結果の表示を行なう表示装置、２９は中央制御装置２７
に対して入力を行なうための入力装置である。
【００１４】照明装置２３から照射された照明光は、ハ
ーフミラー２４を介して被検物２１に照射され、被検物
２１は、該被検物２１の上方に取り付けられた撮像装置
２２で撮像され、該撮像された画像信号は画像処理装置
２６で画像処理される。一方、前記撮像装置２２は、
Ｘ、Ｙ、Ｚステージ２５に取り付けられており、中央制
御装置２７からの指令により、該Ｘ、Ｙ、Ｚステージ２
５を移動しながら、全てのボンディングワイヤに対して
撮像・画像処理を行ない、結果を表示装置２８に出力す
る。その際、全てのボンディングワイヤの位置は予め入
力装置２９から、中央制御装置２７に記憶されており、
中央制御装置２７は該記憶されているボンディングワイ
ヤの位置を基に、Ｘ、Ｙ、Ｚステージ２５および画像処
理装置２６に指令を与える。
ーフミラー２４を介して被検物２１に照射され、被検物
２１は、該被検物２１の上方に取り付けられた撮像装置
２２で撮像され、該撮像された画像信号は画像処理装置
２６で画像処理される。一方、前記撮像装置２２は、
Ｘ、Ｙ、Ｚステージ２５に取り付けられており、中央制
御装置２７からの指令により、該Ｘ、Ｙ、Ｚステージ２
５を移動しながら、全てのボンディングワイヤに対して
撮像・画像処理を行ない、結果を表示装置２８に出力す
る。その際、全てのボンディングワイヤの位置は予め入
力装置２９から、中央制御装置２７に記憶されており、
中央制御装置２７は該記憶されているボンディングワイ
ヤの位置を基に、Ｘ、Ｙ、Ｚステージ２５および画像処
理装置２６に指令を与える。
【００１５】以下に、ボールの測定方法について説明す
る。図２はボール中心およびボール形状を検出する方法
の一実施例を示す。同図において、１はボール、２はパ
ッド、３はワイヤ、４はパッド中心座標、５はボールと
の相関を測る相関円、６はボールを検出するための検出
枠である。
る。図２はボール中心およびボール形状を検出する方法
の一実施例を示す。同図において、１はボール、２はパ
ッド、３はワイヤ、４はパッド中心座標、５はボールと
の相関を測る相関円、６はボールを検出するための検出
枠である。
【００１６】図１の装置においては、まず、予め、図２
のパッド中心座標４を中央制御装置２７に記憶してお
く。次に、図２で示したようにボールを測定する範囲を
指定する検出枠６の大きさを入力装置２９で入力する。
検出枠６の大きさは、ボンディングされたボール１の位
置ずれを考慮してボール全体が含まれるように設定す
る。すなわち、本実施例において、検出枠６はパッド２
の画像より充分に大きく設定される。
のパッド中心座標４を中央制御装置２７に記憶してお
く。次に、図２で示したようにボールを測定する範囲を
指定する検出枠６の大きさを入力装置２９で入力する。
検出枠６の大きさは、ボンディングされたボール１の位
置ずれを考慮してボール全体が含まれるように設定す
る。すなわち、本実施例において、検出枠６はパッド２
の画像より充分に大きく設定される。
【００１７】図３は検出枠内の画像を画像処理装置２６
を用いてエッジ強調処理を行ない、該エッジを２値化処
理したボールエッジ画像７を示す。エッジ強調処理は画
像処理分野では様々な手法が知られているが、例えばグ
ラジエント（空間１次微分）またはラプラシアン（空間
２次微分）のような局所オペレータによる方法やＳｏｂ
ｅｌまたはＲｏｂｉｎｓｏｎ等のテンプレートを使用し
たエッジ検出オペレータがよく知られている。また、各
画素の周囲の８個の近傍画素における平均化（スムーシ
ング）画像と現画像との差分でエッジ検出する方法も知
られている。いずれにせよ、上記掲げたいずれかの手法
によってエッジ強調処理を施す。
を用いてエッジ強調処理を行ない、該エッジを２値化処
理したボールエッジ画像７を示す。エッジ強調処理は画
像処理分野では様々な手法が知られているが、例えばグ
ラジエント（空間１次微分）またはラプラシアン（空間
２次微分）のような局所オペレータによる方法やＳｏｂ
ｅｌまたはＲｏｂｉｎｓｏｎ等のテンプレートを使用し
たエッジ検出オペレータがよく知られている。また、各
画素の周囲の８個の近傍画素における平均化（スムーシ
ング）画像と現画像との差分でエッジ検出する方法も知
られている。いずれにせよ、上記掲げたいずれかの手法
によってエッジ強調処理を施す。
【００１８】次に相関円５の大きさを予め設定してお
く。図４は相関円５の一例を示す。該相関円５はボール
１との相関をはかる基準円となるので、測定するボール
１に近い大きさに設定する。図４で示しているように、
相関円５は必ずしも線状の円である必要はなく、半径が
一定で、かつ一定の中心角度ステップを持った点の集合
の円でもよい。実施例では中心角度が６度のステップで
作られる半径Ｒの円、すなわち、点の個数が６０個から
構成される半径Ｒの円とする。
く。図４は相関円５の一例を示す。該相関円５はボール
１との相関をはかる基準円となるので、測定するボール
１に近い大きさに設定する。図４で示しているように、
相関円５は必ずしも線状の円である必要はなく、半径が
一定で、かつ一定の中心角度ステップを持った点の集合
の円でもよい。実施例では中心角度が６度のステップで
作られる半径Ｒの円、すなわち、点の個数が６０個から
構成される半径Ｒの円とする。
【００１９】図５（ａ）（ｂ）（ｃ）は、ボールエッジ
画像７と例えば６０個の点から構成される相関円５との
相関合致度を示す相関値について説明する図である。図
１の中央制御装置２７は、エッジ強調処理においてボー
ルエッジとして処理された画素と相関円５上の点（画
素）が重なっている画素の個数を数え、該個数をボール
エッジと相関円５の相関値とする。該相関値と相関円５
の中心画素の座標８を記憶する。これにより、相関合致
度が高ければ相関円５の中心画素の座標８における相関
値が高くなり、相関合致度が低ければ相関円の中心画素
の座標８における相関値が小さくなる。
画像７と例えば６０個の点から構成される相関円５との
相関合致度を示す相関値について説明する図である。図
１の中央制御装置２７は、エッジ強調処理においてボー
ルエッジとして処理された画素と相関円５上の点（画
素）が重なっている画素の個数を数え、該個数をボール
エッジと相関円５の相関値とする。該相関値と相関円５
の中心画素の座標８を記憶する。これにより、相関合致
度が高ければ相関円５の中心画素の座標８における相関
値が高くなり、相関合致度が低ければ相関円の中心画素
の座標８における相関値が小さくなる。
【００２０】例えば、図５（ａ）の場合、相関円５の中
心画素の座標８における相関値は５０となるので、ボー
ルエッジ画像７に対して相関円５がほとんど合致してい
るといえる。また、例えば図５（ｂ）の場合、相関円５
の中心画素の座標８における相関値は２５となるので、
ボールエッジ画像７に対して相関円５が一部合致してい
るといえる。また、例えば、図５（ｃ）の場合、相関円
５の中心画素の座標８における相関値は１０となるの
で、ボールエッジ画像７に対して相関円５がほとんど合
致していないといえる。
心画素の座標８における相関値は５０となるので、ボー
ルエッジ画像７に対して相関円５がほとんど合致してい
るといえる。また、例えば図５（ｂ）の場合、相関円５
の中心画素の座標８における相関値は２５となるので、
ボールエッジ画像７に対して相関円５が一部合致してい
るといえる。また、例えば、図５（ｃ）の場合、相関円
５の中心画素の座標８における相関値は１０となるの
で、ボールエッジ画像７に対して相関円５がほとんど合
致していないといえる。
【００２１】検出枠６内のすべての画素に対してその画
素を中心とする相関円５の上記相関値を求め、予め予定
してある相関値のしきい値よリ高い値の画素を抽出す
る。しきい値を設定する方法は特に限定しないが、本実
施例では各画素の中で相関値が最大の値を０％、最小の
値を１００％とした百分率で設定できるようになってい
る。
素を中心とする相関円５の上記相関値を求め、予め予定
してある相関値のしきい値よリ高い値の画素を抽出す
る。しきい値を設定する方法は特に限定しないが、本実
施例では各画素の中で相関値が最大の値を０％、最小の
値を１００％とした百分率で設定できるようになってい
る。
【００２２】図６は、しきい値を予め１０％と設定した
ときに抽出された画素集合９である。例えば、ボールエ
ッジ画像７が真円に近ければ該画素集合９の面積は小さ
くなり、ボールエッジ画像７が歪んだ円の場合は該画素
集合９の面積は大きくなる。該画素集合９の重心を求め
これをボール仮中心１０とする。相関円５を用いて、該
画素集合９を求めれば、歪んだボールやパッドからはみ
出しているボールであっても、また処理する画像内にパ
ッドやＩＣパターンといったボール以外のノイズ成分が
存在する場合であっても、仮の重心を求めることが可能
となる。
ときに抽出された画素集合９である。例えば、ボールエ
ッジ画像７が真円に近ければ該画素集合９の面積は小さ
くなり、ボールエッジ画像７が歪んだ円の場合は該画素
集合９の面積は大きくなる。該画素集合９の重心を求め
これをボール仮中心１０とする。相関円５を用いて、該
画素集合９を求めれば、歪んだボールやパッドからはみ
出しているボールであっても、また処理する画像内にパ
ッドやＩＣパターンといったボール以外のノイズ成分が
存在する場合であっても、仮の重心を求めることが可能
となる。
【００２３】ボール仮中心１０を求めた後は、ワイヤ部
分を抽出する。図７（ａ）（ｂ）は、ボールをマスキン
グする処理を行なうことによってワイヤ部分１２を抽出
する方法について説明する図である。ボールをマスキン
グするマスクを以降ボールマスク円１１と呼ぶ。
分を抽出する。図７（ａ）（ｂ）は、ボールをマスキン
グする処理を行なうことによってワイヤ部分１２を抽出
する方法について説明する図である。ボールをマスキン
グするマスクを以降ボールマスク円１１と呼ぶ。
【００２４】図７（ａ）のようにボール仮中心１０を中
心とする相関円５と同じ大きさのボールマスク円１１を
作成し、該ボールマスク円１１を２値化処理したボール
画像から差分する処理を行なう。差分処理によりワイヤ
部分１２と、ボールマスク円１１からはみ出ているボー
ルの一部分１３とその他の２値化されたノイズ成分１４
が抽出される。ワイヤ部分１２として抽出された画素の
集合よりボールの一部分１３とノイズ成分１４として抽
出された画素の集合の方が面積が小さいので、収縮拡大
処理を行なうと該ボールの一部分１３とノイズ成分１４
が消去され、図７（ｂ）で示しているワイヤ部分１２の
み抽出することができる。該ワイヤ部分１２の画像を画
像処理装置２６に記憶しておく。
心とする相関円５と同じ大きさのボールマスク円１１を
作成し、該ボールマスク円１１を２値化処理したボール
画像から差分する処理を行なう。差分処理によりワイヤ
部分１２と、ボールマスク円１１からはみ出ているボー
ルの一部分１３とその他の２値化されたノイズ成分１４
が抽出される。ワイヤ部分１２として抽出された画素の
集合よりボールの一部分１３とノイズ成分１４として抽
出された画素の集合の方が面積が小さいので、収縮拡大
処理を行なうと該ボールの一部分１３とノイズ成分１４
が消去され、図７（ｂ）で示しているワイヤ部分１２の
み抽出することができる。該ワイヤ部分１２の画像を画
像処理装置２６に記憶しておく。
【００２５】次に、ボール部分を抽出する。図８（ａ）
（ｂ）は、ボール全体を含むようにボールの外形をマス
キングする処理を行なうことによってボールを抽出する
方法について説明する図である。ボール外形をマスキン
グするマスクを以降ボール外形マスク円１５と呼ぶ。図
８（ａ）において、ボールマスク円１１を拡大処理して
ボール外形マスク円１５を作成し、該ボール外形マスク
円１５がボール全体を覆うように設定する。該ボール外
形マスク円１５を、２値化したボール画像とボールエッ
ジ画像とを論理和した画像のボールエッジまで収縮する
処理を行なう。該収縮処理を行なうと図８（ｂ）のよう
にワイヤ部分１２を含んだボール画像１６が得られ、該
ボール画像から前記ワイヤ抽出処理において画像処理装
置２６に記憶しておいたワイヤ部分１２の画像を差分処
理しボール画像１７を抽出する。
（ｂ）は、ボール全体を含むようにボールの外形をマス
キングする処理を行なうことによってボールを抽出する
方法について説明する図である。ボール外形をマスキン
グするマスクを以降ボール外形マスク円１５と呼ぶ。図
８（ａ）において、ボールマスク円１１を拡大処理して
ボール外形マスク円１５を作成し、該ボール外形マスク
円１５がボール全体を覆うように設定する。該ボール外
形マスク円１５を、２値化したボール画像とボールエッ
ジ画像とを論理和した画像のボールエッジまで収縮する
処理を行なう。該収縮処理を行なうと図８（ｂ）のよう
にワイヤ部分１２を含んだボール画像１６が得られ、該
ボール画像から前記ワイヤ抽出処理において画像処理装
置２６に記憶しておいたワイヤ部分１２の画像を差分処
理しボール画像１７を抽出する。
【００２６】続いて、ボール形状を整形する。図９は得
られたボール画像１７に収縮拡大処理を行ないボール形
状を整形した図である。該ボール画像１７のＸＹ方向を
捕捉し大きさを求め、ボール形状を測定する。また、該
ボール画像１７の重心位置１８を求め、予め中央制御装
置２７に記憶しておいたパッド中心位置４との位置ずれ
量を求める。
られたボール画像１７に収縮拡大処理を行ないボール形
状を整形した図である。該ボール画像１７のＸＹ方向を
捕捉し大きさを求め、ボール形状を測定する。また、該
ボール画像１７の重心位置１８を求め、予め中央制御装
置２７に記憶しておいたパッド中心位置４との位置ずれ
量を求める。
【００２７】以上の処理を行なうことで、歪んだボール
やパッドからはみ出しているボールであっても、また、
処理する画像内にパッドやＩＣパターンといったボール
以外のノイズ成分が存在する場合であっても、ボール中
心と形状を精度良く算出することができる。
やパッドからはみ出しているボールであっても、また、
処理する画像内にパッドやＩＣパターンといったボール
以外のノイズ成分が存在する場合であっても、ボール中
心と形状を精度良く算出することができる。
【００２８】第２の実施例 第１の実施例では、相関円とボールエッジとの相関値を
求める処理において、測定するボールに近い大きさに相
関円を設定して相関値を求めているが、相関円を自動設
定することも可能である。
求める処理において、測定するボールに近い大きさに相
関円を設定して相関値を求めているが、相関円を自動設
定することも可能である。
【００２９】相関円の半径の設定方法は、予め設定した
相関円の半径Ｒを、自動的に半径Ｒ−２、Ｒ−１、Ｒ、
Ｒ＋１、Ｒ＋２といったように半径を可変させて相関円
を設定し、それぞれの半径の異なる相関円とボールエッ
ジ画像との相関値を求め、その中で一番相関値の高い相
関円を採用する。以降、第１の実施例と同様の処理を行
なう。本実施例における自動的に相関円の大きさを設定
する処理を行なうことで、大きさの異なるボールでも、
ボール中心と形状を精度良く算出することができる。ま
た、可変させる半径の範囲を拡げれば、測定できるボー
ルの大きさの範囲が拡がるということは、いうまでもな
い。
相関円の半径Ｒを、自動的に半径Ｒ−２、Ｒ−１、Ｒ、
Ｒ＋１、Ｒ＋２といったように半径を可変させて相関円
を設定し、それぞれの半径の異なる相関円とボールエッ
ジ画像との相関値を求め、その中で一番相関値の高い相
関円を採用する。以降、第１の実施例と同様の処理を行
なう。本実施例における自動的に相関円の大きさを設定
する処理を行なうことで、大きさの異なるボールでも、
ボール中心と形状を精度良く算出することができる。ま
た、可変させる半径の範囲を拡げれば、測定できるボー
ルの大きさの範囲が拡がるということは、いうまでもな
い。
【００３０】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
歪んだボールやパッドからはみ出しているボールであっ
ても、処理する画像内にパッドやＩＣパターンといった
ボール以外のノイズ成分が存在する場合であっても、ボ
ール中心と形状を精度良く算出することができる。ま
た、相関円の半径Ｒを最適値に自動設定するようにすれ
ば、大きさの異なるボールでも、ボール中心と形状を精
度良く算出することができる。さらに、ワイヤやパッド
やＩＣパターンといったボール以外のノイズ成分を除去
するようにすれば、ボール中心と形状をより精度良く算
出することができる。
歪んだボールやパッドからはみ出しているボールであっ
ても、処理する画像内にパッドやＩＣパターンといった
ボール以外のノイズ成分が存在する場合であっても、ボ
ール中心と形状を精度良く算出することができる。ま
た、相関円の半径Ｒを最適値に自動設定するようにすれ
ば、大きさの異なるボールでも、ボール中心と形状を精
度良く算出することができる。さらに、ワイヤやパッド
やＩＣパターンといったボール以外のノイズ成分を除去
するようにすれば、ボール中心と形状をより精度良く算
出することができる。
【図１】 本発明の一実施例に係るボンディングワイヤ
検査装置を示すブロック図である。
検査装置を示すブロック図である。
【図２】 本発明に係るボール中心およびボール形状を
検出する方法の一実施例を説明する図である。
検出する方法の一実施例を説明する図である。
【図３】 検出枠内の画像を画像処理によりエッジ強調
した図である。
した図である。
【図４】 ボールとの相関をはかる基準円となる相関円
の一例を説明する図である。
の一例を説明する図である。
【図５】 ボールエッジ画像と相関円との相関合致度を
示す相関値について説明する図である。
示す相関値について説明する図である。
【図６】 相関値のしきい値を１０％と設定したときに
抽出される画素集合を説明する図である。
抽出される画素集合を説明する図である。
【図７】 ワイヤ部分を抽出する方法を説明する図であ
る。
る。
【図８】 ボール部分を抽出する方法を説明する図であ
る。
る。
【図９】 ボールの形状、位置ずれを検出する方法を説
明する図である。
明する図である。
【図１０】 従来のボール中心およびボール形状を検出
する方法を説明する図である。
する方法を説明する図である。
【図１１】 従来の方法で歪んだ円をしたボールのボー
ル中心を検出した結果を説明する図である。
ル中心を検出した結果を説明する図である。
【図１２】 従来の方法で同一形状のボールを異なるエ
ッジ座標からボール中心を検出した結果を説明する図で
ある。
ッジ座標からボール中心を検出した結果を説明する図で
ある。
【図１３】 従来の方法でボールがパッドからはみ出し
ているときのボール検出した結果を説明する図である。
ているときのボール検出した結果を説明する図である。
１：ボール、２：パッド、３：ワイヤ、４：パッド中心
座標、５：相関円、６：検出枠、７：ボールエッジ画
像、８：相関円の中心画素の座標、９：画素集合、１
０：ボール仮中心、１１：ボールマスク円、１２：ワイ
ヤ部分、１３：ボールの一部分、１４：ノイズ成分、１
５：ボール外形マスク円、１６：ワイヤを含んだボール
画像、１７：ボール画像、１８：ボール重心、２１：半
導体チップ、２２：撮像装置、２３：照明装置、２４：
ハーフミラー、２５：ＸＹＺ装置、２６：画像処理装
置、２７：中央制御装置、２８：表示装置、２９：入力
装置、３１：教示点、３２：ボールエッジ座標、３３：
ボール中心座標、３４：ボール形状を検出するボールエ
ッジ座標、３５：ボール中心、３６：従来方法のボール
中心座標、３７：従来方法のボール中心座標、３８：従
来方法のボール中心座標、３９：従来方法の検出枠。
座標、５：相関円、６：検出枠、７：ボールエッジ画
像、８：相関円の中心画素の座標、９：画素集合、１
０：ボール仮中心、１１：ボールマスク円、１２：ワイ
ヤ部分、１３：ボールの一部分、１４：ノイズ成分、１
５：ボール外形マスク円、１６：ワイヤを含んだボール
画像、１７：ボール画像、１８：ボール重心、２１：半
導体チップ、２２：撮像装置、２３：照明装置、２４：
ハーフミラー、２５：ＸＹＺ装置、２６：画像処理装
置、２７：中央制御装置、２８：表示装置、２９：入力
装置、３１：教示点、３２：ボールエッジ座標、３３：
ボール中心座標、３４：ボール形状を検出するボールエ
ッジ座標、３５：ボール中心、３６：従来方法のボール
中心座標、３７：従来方法のボール中心座標、３８：従
来方法のボール中心座標、３９：従来方法の検出枠。
Claims (13)
- 【請求項１】 半導体素子上のボンディングワイヤを照
明する照明手段と、照明された前記ボンディングワイヤ
を撮像する撮像手段と、該撮像手段により得られた画像
信号を処理する画像処理手段とを用い、前記ボンディン
グワイヤのボール部分の位置および形状の少なくとも一
方を計測するボンディングワイヤ検査方法において、 前記画像処理手段により前記ボンディングワイヤのボー
ルエッジを検出する工程と、該ボールエッジと所定の半
径を有する円との相関値を求める工程と、該相関値に基
づいてボールの仮中心位置およびボール形状を算出する
工程とを具備することを特徴とするボンディングワイヤ
検査方法。 - 【請求項２】 前記所定の半径が、前記画像処理手段に
予め任意に設定されることを特徴とする請求項１記載の
ボンディングワイヤ検査方法。 - 【請求項３】 前記所定の半径として、予め設定された
複数種の半径のうちその半径を有する円と前記ボールエ
ッジとの相関値の最も高いものが自動で選択されること
を特徴とする請求項１記載のボンディングワイヤ検査方
法。 - 【請求項４】 前記相関値を求める工程は、前記ボール
の位置ずれを考慮して少なくとも前記ボール全体が含ま
れる大きさおよび位置の検出枠を設定し、該検出枠内の
複数の各位置ごとにその位置を中心とする前記所定の半
径を有する円と前記ボールエッジとの相関値を求める工
程であることを特徴とする請求項１記載のボンディング
ワイヤ検査方法。 - 【請求項５】 前記ボールの仮中心位置を算出する工程
が、前記複数の相関値のうち所定値以上の値が得られた
円の中心位置からなる集合の重心を前記仮中心位置とし
て求める工程であることを特徴とする請求項４記載のボ
ンディングワイヤ検査方法。 - 【請求項６】 前記画像処理手段において、まずボール
部分をマスキングする処理を行なうことによってワイヤ
部分を抽出する工程と、ボール全体を含むようにボール
の外形をマスキングする処理を行なうことによってワイ
ヤ部分を含んだボールを抽出する工程と、該ワイヤ部分
を含んだボールから前記ワイヤ部分を除去する差分処理
をしてボール部分のみを抽出する工程をさらに具備する
ことを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のボン
ディングワイヤ検査方法。 - 【請求項７】 前記ボール部分をマスキングする処理
は、前記仮中心位置を中心とし前記所定の半径を半径と
する円によってマスキングする処理であることを特徴と
する請求項６記載のボンディングワイヤ検査方法。 - 【請求項８】 前記ボールの外形をマスキングする処理
は、前記円の中心は同じで半径のみを拡大した円によっ
てマスキングする処理であることを特徴とする請求項７
記載のボンディングワイヤ検査方法。 - 【請求項９】 半導体素子上のボンディングワイヤを照
明する照明手段と、照明された前記ボンディングワイヤ
を撮像する撮像手段と、該撮像手段により得られた画像
信号を処理する画像処理手段とを備え、前記ボンディン
グワイヤのボール部分の位置および形状の少なくとも一
方を計測するボンディングワイヤ検査装置において、 前記画像処理手段が、前記撮像手段により得られた画像
信号に基づいて前記ボンディングワイヤのボールエッジ
を求める手段と、該ボールエッジと所定の半径を有する
円との相関値を求める手段と、該相関値に基づいてボー
ル部分の仮中心位置およびボール形状を算出する手段と
を具備することを特徴とするボンディングワイヤ検査装
置。 - 【請求項１０】 前記所定の半径を、前記画像処理手段
に予め任意に設定するための入力手段を有することを特
徴とする請求項９記載のボンディングワイヤ検査装置。 - 【請求項１１】 前記画像処理手段が、予め設定された
複数種の半径のうちその半径を有する円と前記ボールエ
ッジとの相関値の最も高いものを前記所定の半径として
自動で選択する手段を有することを特徴とする請求項９
記載のボンディングワイヤ検査装置。 - 【請求項１２】 前記相関値を求める手段が、前記ボー
ルの位置ずれを考慮して少なくとも前記ボール全体が含
まれる大きさおよび位置の検出枠を設定し、該検出枠内
の複数の各位置ごとにその位置を中心とする前記所定の
半径を有する円と前記ボールエッジとの相関値を求める
手段であり、前記ボールの仮中心位置を算出する手段
が、前記複数の相関値のうち所定値以上の値が得られた
円の中心位置からなる集合の重心を前記仮中心位置とし
て求める手段であることを特徴とする請求項９記載のボ
ンディングワイヤ検査装置。 - 【請求項１３】 前記画像処理手段が、前記ボール部を
マスキングする処理を行なうことによってワイヤ部分を
抽出する手段と、ボール全体を含むようにボールの外形
をマスキングする処理を行なうことによってワイヤ部分
を含んだボールを抽出する手段と、該ワイヤ部分を含ん
だボールから前記ワイヤ部分を除去する差分処理をして
ボール部分のみを抽出する手段とをさらに具備すること
を特徴とする請求項９〜１３のいずれかに記載のボンデ
ィングワイヤ検査装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9239121A JPH1163928A (ja) | 1997-08-21 | 1997-08-21 | ボンディングワイヤ検査方法および装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9239121A JPH1163928A (ja) | 1997-08-21 | 1997-08-21 | ボンディングワイヤ検査方法および装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1163928A true JPH1163928A (ja) | 1999-03-05 |
Family
ID=17040111
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9239121A Pending JPH1163928A (ja) | 1997-08-21 | 1997-08-21 | ボンディングワイヤ検査方法および装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1163928A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101195387B1 (ko) | 2007-03-08 | 2012-10-29 | 가부시키가이샤 신가와 | 본딩 장치에서의 본딩부의 압착 볼 검출 장치 및 본딩부의압착 볼 검출 방법 |
-
1997
- 1997-08-21 JP JP9239121A patent/JPH1163928A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101195387B1 (ko) | 2007-03-08 | 2012-10-29 | 가부시키가이샤 신가와 | 본딩 장치에서의 본딩부의 압착 볼 검출 장치 및 본딩부의압착 볼 검출 방법 |
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