JPS63307310A - 線状物体検査装置 - 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】 〔概　　　要〕 ワイヤポンディング後のＩＣのワイヤ等の線状物体を撮
像することにより得たディジタル画像データを用いて、
上記線状物体の検査を行う装置において、画像データ上
で線状物体の両端に対応する２点の座標を求めて線状物
体の基準軌跡を演算し、対応する線状物体の輪郭が上記
基準軌跡から所定の範囲内に存在するか否かを検出する
手段を有することにより、線状物体の異常の自動検査を
可能にする線状物体検査装置である。

〔産業上の利用分野〕

本発明は、ワイヤボンディング後のＩＣのワイヤ等の線
上物体の検査技術に係り、特に線状物体の輪郭とそれに
対応する基準軌跡のずれを検出し°Ｃ線状物体の自動検
査を行う線状物体検査装置に関する。

〔従来の技術〕

ＩＣチップのパッド（電極）とＩＣパッケージのリード
とをワイヤによって接続するワイヤボンディングの工程
は、ＩＣ製造上の重要な工程である。この場合、リード
は外部回路とＩＣチップとを正確に接続するための重要
な部品であるため、各パッドと各リードとがワイヤによ
って正確に接続される必要がある。

第８図に、ワイヤボンディング後のＩＣの構成を示す。

ＩＣチップ１上の各パッド３と各リード４は、各ワイヤ
２によって接続される。この場合、正常な状態において
は隣接する各ワイヤ２は、第９図（ａ）に示すように真
上から見た場合、各パッド３と各リード４との間で直線
的になるようにアーチ状に接続されている。ところが第
９図［ｂ）に示すようにワイヤが断線又は蛇行したり、
隣接するワイヤが接近又は接触していたりすると、ＩＣ
チップの誤動作の原因となるぽかりか、チップを電気的
に破壊してしまう場合も起りうる。従って、このような
ワイヤ配線は欠陥として検出する必要がある。

従来、上記ワイヤ欠陥の検査は、作業者の目視又は電気
試験により行われていた。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかし上記従来技術において、まず、作業者の目視によ
る方法は、作業者疲労により欠陥を見逃してしまうおそ
れがあり、個人差により検査基準がばらついてしまうと
いう問題点を有していた。

一方、電気試験においては、ワイヤが単に蛇行していた
り互いに接近していたりするだけではその結果を検出す
ることができず、将来的にワイヤどうしが接触して不良
動作を起す可能性が高いものを検出できないため、信頼
性の点で問題があった。

本発明は上記問題点を解決するために、ワイヤ等の線状
物体のディジタル画像データを用いて線状物体の両端の
２点を検出して基準軌跡を算出し、そこから所定の範囲
内に線状物体の輪郭が存在するか否かを検出することに
より線状物体の自動検査を可能にする線状物体検査装置
を提供することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は上記問題点を解決するために、第１図（ａｌに
示す基本構成を有する。すなわち、線状物体５を撮像す
る撮像手段６、そこからのアナログ画像データ１１をデ
ィジタル画像データ１２に変換するアナログ−ディジタ
ル変換手段７、ディジタル画像データ１２を記憶する画
像データ記憶手段８、同手段から読み出したディジタル
画像データ１３に基づいて線状物体基準軌跡１４を演算
する線状物体基準軌跡演算手段９、及び同手段からの軌
跡１４と前記ディジタル画像データ１３から求めた線状
物体５の輪郭１５から線状物体５の異常の検査を行う線
状物体検出・検査手段１０とを有する。

〔作　　　用〕

上記各手段において、まず、線状物体５を撮像して得た
ディジタル画像データ１３から、各線状物体毎に第１図
（ｂ）に示すように線状物体５の両端に対応する２点Ｓ
、Ｅの座標が線状物体基準軌跡演算手段９において求め
られる。次に同手段において、上記２点Ｓ、　Ｅより同
図伽）に示すように線状物体基準軌跡１４が演算される
。続いて線状物体検出・検査手段１０において、ディジ
タル画像データ１３から各線状物体５の輪郭１５が抽出
され、これらが第１図（ｂ）に示すように対応する線状
物体）Ｅ、準りＬ跡１４から所定の範囲ａの間に入って
いるかどうかが検査される。そして例えば上記範囲内に
入っていなければ、その線状物体５は欠陥であるとｐ１
定される。また、上記範囲内に入っている場合でも、隣
接する線状物体との隣接距離ｄが例えば接近している時
には欠陥として険出を行う。

上記動作により、線状物体が基準軌跡からずれているこ
とを検査することが可能となり、その自動検査を実現で
きる。

〔実　　施　　例〕

以下、本発明の実施例につき詳細に説明を行う。

第２図は、本発明の実施例の構成図である。服送装置２
６上を送られてきたＩＣ１５（第１図５を含む）は照明
装置１６により照明され、撮像装置１７（第１図６に対
応）によって撮像される。

同装置は制御回路２５によって制御されるＸＹステージ
２７により、その移動位置が決められる。

撮像装置１７からのアナログ画像データ２８（第１図１
１に対応）は、Ａ／Ｄ変換回路１８（第１図７に対応）
によりディジタル画像データ２９（第１図１２に対応）
に変換され画像メモリ１９（第１図８に対応）に記憶さ
れる。画像メモリ１９から読み出されたディジタル画（
象データ３０（第１図１３に対応）は検査始点終点補正
回ＩＩＰｆ２１に入力し、同回路において検査始点終点
指示回路２０から始点終点データ３１を用いてワイヤ（
後述）の始点及び終点が補正、決定される。同回路２１
からの補正始点終点データ３２はワイヤ基準軌跡検出回
路２２　（第１図９に対応）に入力し、ここでワイヤ基
準軌跡データ３３が演算される。同データ３３はワイヤ
検出回路２３に入力する。同回路２３には他にディジタ
ル画像データ３０が入力して各ワイヤ位置が検出され、
ワイヤ位置データ３４として欠陥判定回路２４へ出力さ
れる（以上、２３．２４は第１図１０に対応）。同回路
２４では上記ワイヤ位置データ３４に基づいてワイヤの
欠陥検出を行い、欠陥が検出された場合に欠陥検出信号
３５を警報器、ワイヤボンダ（特には図示せず）、及び
制御回路２５に出力し、警報を行わせ、ワイヤボンダを
停止させ、また制御回路２５を介して搬送装置２６を停
止させる。

次に上記構成の実施例の動作につき説明を行う。

まず、ＩＣ’１５は第８図で前記したのと同様にワイヤ
ボンディングされており、それを撮像装置１７を介して
撮像して得たディジタル画像データ３０は、ワイヤが正
常にボンディングされている場合には第９図（ａｌで前
記したような画像を示し、ワイヤ欠陥がある場合には同
図（ｂ）で前記したような画像を示す。そこでディジタ
ル画像データ３０を用いて、以下に説明する原理でワイ
ヤの欠陥検査を行う。

まず、ディジタル画像データ３０（２９）が取得される
と、検査始点終点指示回路２０が予め登録しであるワイ
ヤ２のパッド３及びリード４上のボンディング点（接続
点、第８図参照）に対応する画像データ上の位置データ
を検査始点終点補正回路２１に送る。同回路２１ではデ
ィジタル画像データ３０をもとに、パターンマツチング
でボンディング点を２つだけ検出し、その時のずれ量を
もとに他のボンディング点を補正する。これは撮像系及
び搬送系での誤差を補正するための処理である。

上記動作により求まった補正始点終点データ３２の組（
Ｓ＋、Ｅｌ）、　　（３２，Ｅ２）。

（Ｓ３．Ｅ３）はワイヤ基準軌跡検出回路２２に入力し
、ここで上記データをもとに第３図に示すようにディジ
タル画像３０上でのワイヤが存在すると予想される軌跡
（第３図破線３７）上のワイヤ基準軌跡３６が演算され
る。本実施例の場合、各始点終点を結ぶ直線として算出
される。

次に、上記軌跡３６を示すワイヤ基準軌跡データ３３　
（第２図）はワイヤ検出回路２３に入力する。同回路２
３では、まず、ディジタル画像データ３０をもとにし、
て上記各ワイヤ基準軌跡３６に対応する各ワイヤ輪郭３
７が第４図に示すように検出され、ワイヤ基準軌跡３６
から例えば水平方向に左右ａの範囲内で矢印３日のよう
に検索され、ワイヤ輪郭３７が存在するか否がが検査さ
れる。

今、ワイヤが正常にボンディングされていれば、ワイヤ
輪郭３７は第４図のようにワイヤ基準軌跡３６に近い位
置に来るが、例えば第５図（ａ）に示すようにワイヤが
断線している場合には、矢印３９の検索位置でワイヤ輪
郭３７を検出できず欠陥が検出できる。また、第５図（
ｂ）の蛇行又は（Ｃ）の誤配線などでは、矢印４０又は
４１などの検索位置でワイヤ輪郭３７を検出できず欠陥
が検出できる。

更に、第５図（ｄ）に示す１うに隣接するワイヤが接近
又は接触している場合には、隣接ワイヤ間距離が矢印４
２に示すように小さくなることによって欠陥を検出でき
る。

以上の原理で示されるワイヤ欠陥検出の動作は、第２図
のワイヤ基＊Ｖｔ跡検出回路２２、ワイヤ検出回路２３
及び欠陥判定回路２４で実行されるが、その具体的な動
作を第６図の動作フローチャート及び第７図の説明図で
説明する。

まず、ワイヤ基準軌跡検出回路２２において補正始点終
点データ３２に基づ（各ワイヤの始点座標（ＸＬ、ＹＬ
）　、及び終点座標（ＸＰ、ＹＰ）からワイヤ基準軌跡
３６が、 Ｙ＝八へ＋Ｂ　　　　　　　　　　・・・・・（１）Ｂ
＝社工と配Ω　　　　　　　　・・・・・（３）−ｐ−
ＸＬ という直線の式により決定されろく第６図５Ｌ−３２）
。

次に、上記（１１〜（３）式のデータはワイヤ基準軌跡
データ３３としてワイヤ検出回路２３に入力し、ここで
、まず初期位置を始点（ＸＬ、ＹＬ）としてＸ座標を＋
１ずつ進めながら、ワイヤ基準ｉｉｈ跡３６上の座標（
Ｘ＋、Ｙｉ）を、 Ｘｌ−Σヒ旦−・・・・・（４） によって求める。そして、その座標（Ｘ＋、Ｙｉ）をも
とにして第７図（ａ）に示すようにワイヤｇＬ跡マージ
ンａを考え、右及び左のマージン限界座標（ＸＳ、Ｙｌ
）、　　（ＸＥ、Ｙｉ）を、ｘＳ＝Ｘ１＋ａ　　　　　
　　　・・・・・（５）ＸＥ＝Ｘ＋　−ａ　　　　　　
　　　・・−・−（６）により求める（以上、第６図Ｓ
　３−３４−３５−３６）。

次に、ワイヤ検出フラグｆ　（後述）をＯにセントし、
Ｘ座標を右側のマージン限界座標（ＸＳ。

Ｙｉ）から左側の（ＸＥ、、Ｙｉ）に向って−１ずつし
ながら、まず右側のワイヤ輪郭３７を検索する（第６図
Ｓ６→Ｓ９→Ｓ７→Ｓ８→Ｓ９のループ）。輪郭はディ
ジタル画像データ３０上で明度が“Ｏ”から“ｌ”へ変
化するところ、すなわちｆ　　（Ｘ、Ｙｉ）＝１となる
Ｘ座標を検索することで見つける（第６図３９）。

上記動作によりｆ　（Ｘ、Ｙｉ）＝１となるＸ座標が見
つかったら、そのＸ座標をＸＲＩとして座標（ＸＲ１，
Ｙｉ）を座標Ｙｌにおけるワイヤの右側輪郭とする（第
７図（ｂ））　　（第６図３９−３ｌＯ）。続いて、更
にＸ座標を減らしながら左側のワイヤ輪郭３７、すなわ
ちｆ　　（Ｘ、Ｙｉ）＝０となるＸ座標を検索する（第
６図５ｌｌ−３１２−３１３→Ｓｌｌのループ）。

上記動作によりｆ　　（Ｘ、Ｙｉ＞＝ＯとなるＸ座標が
見つかったら、そのＸ座標をＸＬｉとして座標（Ｘ　Ｌ
　＋　＊　Ｙ　＋　）を座標Ｙ１におけるワイヤの左側
輪郭とする（第７図（ｂ））　　（第６図３１３−３１
４）。

上記処理により、もしくＸＲＩ、Ｙｉ）。

（ＸＬＩ、Ｙｉ）が２つ見つからなかった場合には、ワ
イヤ検出フラグｆ＝０のまま第６図のＳ８又はＳ１２か
らＳ１７を介してＳ２０になり、第５図（ａ）断線、（
ｂ）蛇行、又は（０）誤配線として欠陥が検出される。

この場合、ワイヤ検出回路２３からワイヤ位置データと
してＸＲＩ＝ＸＥ、又はＸＬｉ＝ＸＥが出力され、欠陥
判定回路２４で欠陥判定される。

これに対して前記第６図３１４までの処理で、ワイヤ右
及び左輪郭座標（ＸＲＩ、Ｙｉ）（ＸＬＩ。

Ｙ　＋　）が見つかったら、まず、ワイヤ幅（ＸＲ。

−ＸＬＩ）が所定のワイヤ幅Ｗを中心としてＷ±ｂの範
囲にあるかどうかが判定される（第６図８１５）、もし
、上記範囲内になければ上記輪郭座標はワイヤのもので
はないとして、第６図８７から輪郭の検索をＸを減らし
てやり直す（第６図Ｓ１５→Ｓ７）。

上記’Ｉ：ｌｌ定でワイヤ幅が正常であれば、座標Ｙ１
においてワイヤ輪郭３７（第７図（ｂ））が、ワイヤ基
準軌跡３６からＸ座標で±ａの範囲内で見つかったと判
定し、ワイヤ検出フラグｆ＝１とする（第６図３１５−
３１６）。

以上の判定でワイヤ輪郭３７が見つかったら、その時の
輪郭座標（ＸＲ＋　、Ｙ　＋　）　、（ＸＬ　ｔ　。

ｙｔ）をワイヤ位置データ３４として欠陥判定回路２４
　（第２図）へ出力する。同回路２４では、上記輪郭の
左側のＸ座標ＸＬＩと、それ以前に求まった左隣の輪郭
の右側のＸ座標Ｘ　Ｒ＋−＋との差で求まる隣接距離（
ＸＬ＋−ＸＲｔ−＋）を計算し、許容間隔Ｃよりおいて
いるかどうかをチェックする（第６図３１７−３１８）
。もし、許容間隔Ｃより小さければ第６図の３１９とな
り、第５図（ｄｉ接近又は接触として欠陥が検出される
。

もし、許容間隔Ｃよりおいていれば、Ｙ座標Ｙ１におけ
るワイヤ輪郭３７　（第７図（ａ））は正常とし、Ｙ座
標の値を１つ加えて以上の処理を繰り返す（第６図３１
８→３４）。そしてＹ座標がＹＬからＹＰまで動き、全
てについて欠陥が検出されなかったら、そのワイヤにつ
いては正常であったとして次のワイヤに移る。

以上の動作により、ワイヤ輪郭３７とワイヤ基準軌跡３
６　（第７図）とを比べることにより、ワイヤ欠陥をヰ
★出することができる。なお、欠陥判定回路２４（第２
図）は、欠陥検出時には構成の説明において前記したよ
うに欠陥検出信号３５を出力し、８報を出力しワイヤボ
ンディング作業を停止させる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、線状物体のディジタル撮像データから
その基準軌跡を自動的に演算し、更にその軌跡から所定
範囲内に線状物体の輪郭が存在するかどうかを検査する
ことにより、線状物体の自動欠陥検査が可能となり、目
視による方法に比べて省力化及び信頬性の向上を図るこ
とが可能となり、電気試験では不可能であったワイヤの
接近等の欠陥も検出することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａｌ、　（ｂ）は、本発明の基本構成図、第２
図は、本発明の実施例の構成図、 第３図は、ワイヤの基準軌跡の説明図、第４図は、ワイ
ヤ輪郭の検出動作の説明図、第５図（ａｌ〜（ｄｌは、
ワイヤ欠陥検出動作の説明図、第６図は、本発明の実施
例の動作フローチャート、 第７図（ａ）、　（ｂｌは、ワイヤ輪郭の検索過程の説
明図、 第８図は、ワイヤボンディング後のＩＣの構成図、 第９図ｆａｎ、　（ｂｌは、正常ワイヤとワイヤ欠陥例
の説明図である。 ５・・・線状物体、 ６・・・撮像手段、 ７・・・アナログ−ディジタル変換手段、８・・・画像
データ記憶手段、 ９・・・線状物体基準軌跡演算手段、 １０・・・線状物体検出・検査手段、 １１・・・アナログ画像データ、 １２．１３・・・ディジタル画像データ、１４・・・線
状物体基準軌跡、 １５・・・輪郭。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）線状物体（５）を撮像する撮像手段（６）と、 該撮像手段からのアナログ画像データ（１１）をディジ
   タル画像データ（１２）に変換するアナログ−ディジタ
   ル変換手段（７）と、 該変換手段からのディジタル画像データ（１２）を記憶
   する画像データ記憶手段（８）と、 該記憶手段から読み出されたディジタル画像データ（１
   ３）上において前記線状物体（５）の両端に対応する２
   点（Ｓ、Ｅ）の座標を求め該２点を結ぶ線状物体基準軌
   跡（１４）を演算する線状物体基準軌跡演算手段（９）
   と、 前記ディジタル画像データ（１３）上において前記演算
   手段により演算された線状物体基準軌跡（１４）に対応
   する前記線状物体（５）の輪郭（１５）を求め該輪郭が
   前記線状物体基準軌跡（１４）から所定の範囲ａ内に存
   在するか否かを検出することにより前記線状物体（５）
   の異常の検査を行う線状物体検出・検査手段（１０）と
   を有することを特徴とする線状物体検査装置。 ２）前記線状物体検出・検査手段（１０）は前記輪郭（
   １５）を前記線状物体基準軌跡（１４）から所定の範囲
   ａ内で検出した場合、隣接する輪郭との隣接距離ｄを演
   算することにより隣接する線状物体間の距離の異常を検
   出する機能を有することを特徴とする特許請求の範囲第
   １項記載の線状物体検査装置。