JPH1194763A - 画像処理による欠陥検出方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 被検査物の計測対象面における真の欠陥とゴ
ミ等の付着物を識別する非接触の計測手段を提案すると
共に、検査データの処理工程を自動化して目視による非
効率な検査工程を排除する。 【解決手段】 被検査物１とＣＣＤカメラ４の間に半透
明のミラー６を置き、照明手段５から落射照明５ｂにて
計測対象面１ａを照射し、前記ＣＣＤカメラ４にて撮像
した画像を演算装置７に入力すると共に記憶装置８に保
存した後、前記計測対象面１ａを清掃手段９にて清掃
し、再度、ＣＣＤカメラ４にて撮像した画像と記憶装置
８に保存されている画像が合致すれば、真の欠陥と判断
する画像処理による欠陥検出方法と装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、被検査物の平面上
の欠陥を検出する画像処理による欠陥検出方法と装置に
関する。詳しくは、ＴＡＢボンディングツールのダイヤ
モンドをコーティングした平滑なチップの表面の欠陥を
検出する方法と装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、ＴＡＢボンデイングツールのダイ
ヤモンドのコーティング面の検査は、目視に頼っていた
ため、時間の経過と共に限度見本との識別精度が低下
し、検査結果に対する信頼性に問題があった。さらに、
熟達した検査員を確保することも困難である。

【０００３】被検査物の平面の欠陥を検出する装置とし
て、特開平５−１２６５１４号公報に、磁気ディスク記
憶媒体の表面状態を検査する図５に示す装置が提案され
ている。従来の装置では、スピンドル１１１に固定され
る磁気ディスク２２０の表面にゴミが付着していた場
合、これを欠陥として認識してしまうので、実際にはゴ
ミを取り去れば良品であるものを不良品として判断す
る。

【０００４】これを避けるため該装置では、テーブル１
１３に取り付けられるキャリッジ１１２の先端のＡＥセ
ンサ１０１が、モータ１１０にて半径方向に走査し欠陥
を検出すると別途設ける記憶手段で、その半径位置及び
円周位置を記憶する。再度繰り返して同一の部位に欠陥
が存在すれば、これを真の欠陥と判断する装置である。
磁気ディスク２２０の表面上に欠陥（突起）があると、
ＡＥセンサ１０１は、わずかしか上昇していないので欠
陥に衝突し電圧を出力する。ゴミのような付着物であれ
ば移動するので、同一の部位で電圧は発生しないから良
品を不良品と誤認識することは避けられる。

【０００５】ＴＡＢボンデイングツールの場合、ダイヤ
モンドをコーティングしたチップの平滑表面に凹状の欠
陥があっても問題となるので、突起のみを検出する該装
置を適用することはできない。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】被検査物の計測対象面
における凹凸状の欠陥が検出可能な非接触の計測手段を
提案すると共に、計測対象面に付着するゴミ等の凸状物
を欠陥として誤認識しない方法と手段を提案する。加え
て、検査ロット毎の検査データが電子データとして保存
可能な方法が好ましい。

【０００７】

【課題を解決するための手段】被検査物とＣＣＤカメラ
の間に半透明のミラーを置き、前記ミラーに入射する光
を落射照明として計測対象面を照射して、前記計測対象
面全域の単位計測範囲の、前記ＣＣＤカメラで撮像した
画像の明度を２値化しながらＸ−Ｙ座標面上を走査して
演算装置に入力し、予め定めた閾値以下の明度を１次欠
陥と認識し、その位置と形状を記憶装置に保存した後、
前記計測対象面を清掃して、再度、前記ＣＣＤカメラで
撮像した時、記憶装置に保存された１次欠陥の画像のＸ
−Ｙ座標面上の位置と形態が２次欠陥と認識する画像と
比較して、両者の合致する画像を真の欠陥と認識する画
像処理による欠陥検出方法である。

【０００８】さらに、Ｘ−Ｙステージ上の被検査物着脱
手段と、該着脱手段の上方に位置するＣＣＤカメラとの
間に半透明のミラーを置き、これに落射照明を当てる光
源を配置した照明手段と、前記被検査物の検査対象面上
の付着物を除去する清掃手段と、前記ＣＣＤカメラにて
撮像した画像の明度を２値化して、前記被検査物の検査
対象面上の付着物を除去する工程の前後の、予め定めた
閾値以下の明度を欠陥と認識し、該前後の画像を保存す
る記憶装置と該画像を比較する演算装置手段とから成る
画像処理による欠陥検出装置である。

【０００９】

【発明の実施の形態】本発明の被検査物となるＴＡＢボ
ンデイングツールの先端に鑞付けされるダイヤモンドチ
ップの形態は、図４に示すように半導体基板に蒸着した
リード線の範囲をカバーする表面積を有し、ＳｉＣやＳ
ｉ３Ｎ４に代表されるセラミックのベース１０の上に、
気相合成ダイヤモンドやＣＢＮ焼結体をコーティングし
た層１１の表面を鏡面状に研磨したものである。ＴＡＢ
方式は、ボンデイングワイヤの微細な回路を４００〜５
００℃に加熱したボンデイングツールにて瞬時に熱圧着
する手法のため、該コーティング層１１の研磨面に凸状
の欠陥があるとリード線の断線を、凹状の欠陥があると
リード線の短絡等の不具合を招き易い。

【００１０】以下に、本発明を具体化した好適の実施例
を、添付した図面に基づいて詳細に説明する。図１は、
本発明の画像処理による欠陥検出装置の全体の概念を説
明する構成図である。

【００１１】被検査物１は、真空の吸着コレット又は把
持機構を有するクランパー等の着脱手段２にて保持さ
れ、Ｘ−Ｙステージ３上を演算装置７からの指令を受け
たステップモータ３ａや３ｂにより、水平面上を自在に
移動する。一方、被検査物１との間に存在する半透明の
ミラー６は、照明手段５からの光５ａを落射照明５ｂと
して計測対象面１ａを照射し、ＣＣＤカメラ４は、計測
対象面１ａの画像を撮像する。

【００１２】ＣＣＤカメラ４で撮像した画像は、演算装
置７に入力して画像の明度を２値化し、予め定めた閾値
以下の明度を１次欠陥と認識し、その位置と形状を記憶
装置８に記憶した後、計測対象面１ａを円筒状のブラシ
等の清掃手段９にて清掃して、再度、１次欠陥と認識し
た部位の周辺のみを、ＣＣＤカメラ４で撮像した時、再
び欠陥と認識される位置と形状が記憶装置８に保存され
ている画像と一致すれば、真の欠陥と判断する。

【００１３】尚、被検査物１とＣＣＤカメラ４の走査位
置の移動は、図１に示すようにＣＣＤカメラ４を固定し
て、被検査物１の把持されているＸ−Ｙステージ３を駆
動しても良いし、被検査物１を固定して、ＣＣＤカメラ
４の取付け台（図示せず）を水平面上に移動する手段の
いづれであっても良い。

【００１４】図２は、計測対象面１ａに存在する凸状
（Ａ）や凹状（Ｂ）欠陥および付着物（Ｃ）に、落射照
明５ｂが照射された時、該部分の光が乱反射して閾値以
下の明度の画像として演算装置７に入力されることを拡
大して説明したものである。

【００１５】仮に、１次欠陥としてＡ＋Ｂの複数の欠陥
或いはＡまたはＢの単独欠陥が検出され、計測対象面１
ａを清掃後も、２次欠陥としてＡ＋Ｂの複数の欠陥或い
はＡまたはＢの単独欠陥が存在すれば、演算装置７は不
良品と判断する。計測対象面１ａ上が全域に亙り無欠陥
鏡面の場合、落射照明５ｂは正反射するから、白色無地
画面として記憶装置８に保存され、清掃後の２次画像処
理を待たずに良品と判断する。

【００１６】そして、１次欠陥としてＡ＋Ｂの複数の欠
陥或いはＡまたはＢの単独欠陥と共に付着物（Ｃ）が検
出されるか、付着物（Ｃ）だけが単独に検出された場合
は、計測対象面１ａを清掃後に付着物（Ｃ）が除去さ
れ、１次欠陥と２次欠陥の画像は不一致となり、演算装
置７は移動している付着物（Ｃ）をゴミと判断し、計測
対象面１ａの清掃前後も同一の位置と形態で撮像されて
いる欠陥が存在すれば、不良品と判断する。

【００１７】つまり、真の欠陥は清掃後も移動すること
はなく、被検査物の物流過程で周辺の設備装置等から落
下したゴミや作業者の衣服等から飛来するゴミは、清掃
工程後移動するものとの前提条件に沿って、演算装置７
は合否判定をする。従って、１次欠陥として付着物
（Ｃ）だけが単独に検出された場合、計測対象面１ａの
清掃後に欠陥が消滅していれば良品と判断される。

【００１８】図３は、ＣＣＤカメラ４で撮像された画像
を演算装置７に入力し、記憶装置８に保存されている清
掃前後の画像を比較して合否を判定する際のデータ処理
のステップを示したものである。

【００１９】被検査物１は、着脱手段２に固定され設定
された視野数ｍに従ってＸ−Ｙステージ３上を移動す
る。まず、（１）被検査物１の大小により任意の視野数
ｍを設定する。（２）視野単位毎にＣＣＤカメラ４にて
撮像する。（３）画像を演算装置７に入力する。（４）
２値化された画像の明度を記憶装置８に保存する。
（５）欠陥検出の有無を認識して（６）次の視野に移動
してｍ回繰り返しても、欠陥が存在しなければ（７）良
品と判断する。

【００２０】しかし（５）欠陥検出の有無の際、１次欠
陥が存在すれば、その位置と形態を（８）記憶装置８に
保存する。そして、任意の視野数ｍの撮像終了後、
（９）計測対象面１ａを清掃する。（１０）欠陥の存在
する視野数ｎに対し（１１）ＣＣＤカメラ４にて撮像す
る。（１２）画像を演算装置７に入力する。（１３）２
次欠陥の位置と形態を記憶装置８に保存する。記憶装置
８に保存されている１次欠陥と２次欠陥の位置と形態を
比較して（１４）欠陥画像の同一性の判断をする。

【００２１】（１５）次の１次欠陥の位置に視野をｎ回
繰り返して移動する。１次欠陥と２次欠陥が合致すれば
（１６）真の欠陥と判断して不良品とする。不一致の場
合は（１７）１次欠陥が残っているのに付着物（Ｃ）だ
けが視野外に移動したものについては（１８）不良品と
判断する。一方、付着物（Ｃ）が視野外に移動して（１
９）１次欠陥と認識していた欠陥が消滅したものは（２
０）良品と判断する。

【００２２】さらに、演算装置７に記憶されている合否
のデータは、生産ロット毎の不良率や欠陥の発生形態の
解析の際、別途解析プログラムを用意することにより、
様々な改善活動に容易に寄与させることが出来る。

【００２３】

【発明の効果】被検査物の計測対象面における凹凸状の
欠陥と被検査物の物流過程で付着するゴミ等の付着物と
を識別するため、最初にＣＣＤカメラにて撮像して画像
処理した欠陥形態の認識の後に、計測対象面を清掃する
工程を加えて、再度、ＣＣＤカメラにて撮像して画像処
理した欠陥形態とを比較して、画像の同一性を判断した
上で真の欠陥とゴミ等の付着物との誤認識を防いだか
ら、本来良品であるものを不良品と判断することはな
い。

【００２４】そして欠陥形態の再確認範囲は、１次欠陥
が検出された周辺に限定したので検査時間を短縮でき、
従来目視に頼っていた検査工程を画像処理による自動的
な非接触検査に置き換えることで、精度の良い効率的な
検査を実施できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の画像処理による欠陥検出装置の全体の
構成図である。

【図２】計測対象面に存在する欠陥の形態とゴミ等を識
別する方法の説明図である。

【図３】本発明の画像処理による欠陥検出方法のフロー
チャートである。

【図４】本発明の被検査物の斜視図である。

【図５】従来の平面欠陥検出装置の概念図である。

【符号の説明】

１：被検査物 ２：着脱手段 ３：Ｘ−Ｙステージ ４：ＣＣＤカメラ ５：照明手段 ６：半透明のミラー ７：演算装置 ８：記憶装置 ９：清掃手段

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被検査物とＣＣＤカメラの間に半透明の
   ミラーを置き、前記ミラーに入射する光を落射照明とし
   て計測対象面を照射して、前記計測対象面全域の単位計
   測範囲の、前記ＣＣＤカメラで撮像した画像の明度を２
   値化しながらＸ−Ｙ座標面上を走査して演算装置に入力
   し、予め定めた閾値以下の明度を１次欠陥と認識し、そ
   の位置と形状を記憶装置に保存した後、前記計測対象面
   を清掃して、再度、前記ＣＣＤカメラで撮像した時、記
   憶装置に保存された１次欠陥の画像のＸ−Ｙ座標面上の
   位置と形態が２次欠陥と認識する画像と比較して、両者
   が合致する画像を真の欠陥と認識することを特徴とする
   画像処理による欠陥検出方法。
2. 【請求項２】 被検査物の計測対象面清掃後の２次欠陥
   検出の部位は、１次欠陥の検出部位周辺に限定して、Ｃ
   ＣＤカメラにて撮像することを特徴とする請求項１に記
   載の画像処理による欠陥検出方法。
3. 【請求項３】 Ｘ−Ｙステージ上の被検査物着脱手段
   と、該着脱手段の上方に位置するＣＣＤカメラとの間に
   半透明のミラーを置き、これに落射照明を当てる光源を
   配置した照明手段と、前記被検査物の検査対象面上の付
   着物を除去する清掃手段と、前記ＣＣＤカメラにて撮像
   した画像の明度を２値化して、前記被検査物の検査対象
   面上の付着物を除去する工程の前後の、予め定めた閾値
   以下の明度を欠陥と認識し、該前後の画像を保存する記
   憶装置と該画像を比較する演算装置手段とにより構成し
   たことを特徴とする画像処理による欠陥検出装置。