KR950004592B1 - 접합부의 검사 방법 - Google Patents

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Description

접합부의 검사 방법

제1도는 본딩 볼을 촬상해서 일정한 명도의 화소 집합으로써 추출한 화상을 도시한 도면.

제2도는 화소의 집합을 줄이는 명도 변환 조작을 행할 때에 사용하는 테이블을 도시한 도면.

제3도는 제1도에 도시한 영상을 제2도에 도시한 테이블에서 명도 변환 조작을 행한 때에 영상을 도시한 도면.

제4도는 제3도에 도시한 영상을 제2도에 도시한 테이블에서 명도 변환 조작을 행한 때의 영상을 도시한 도면.

제5도는 제4도에 도시한 영상을 제2도에 도시한 테이블에서 4회의 명도 변환 조작을 행한 때의 영상을 도시한 도면.

제6도는 노이즈 등으로 명도가 잘못 나타난 상태를 도시한 제1도 상당도.

제7도는 화소의 집합을 일시적으로 증대시키는 명도 변환 조작을 행한 때의 테이블을 도시한 도면.

제8도는 반도체 칩에 본딩 와이어를 본딩한 상태 일부를 도시한 평면도.

제9도는 제8도의 Ⅸ-Ⅸ선 단면도.

제10도는 윤곽이 불명확한 본딩 볼을 도시한 평면도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

1 : 반도체 칩 2 : 본딩 패드

3 : 본딩 와이어 4 : 본딩 볼(접합부)

4a : 본딩 볼의 윤곽

본 발명은 예를들면 반도체 장치의 제조 과정에 있어서, 본딩 와이어의 단부를 소성 변형시켜 반도체 칩의 전극에 접합한 때의 본딩 와이어의 접합부를 검사하는데 적당한 검사 방법에 관한 것이다.

예를들면 반도체 장치를 제조할 때는 제8도 내지 제9도에 도시한 것처럼 반도체 칩(1)의 본딩 패드(전극, 2)의 표면에 본딩 와이어(3)의 한 끝을 접합하고, 이 본딩 와이어(3)의 다른 끝을 외부 단자로서 리드 프레임의 내부리드(inner lead)등(도시하지 않음)에 접합하고 있다. 이 접합은 일반적으로 본딩 와이어(3)의 단부에 용융해서 소성 변형시킨 본딩 볼(접합부, 4)를 만들고, 이 본딩 볼(4)를 본딩 패드(2)의 표면에 압착해서 행해진다.

이 경우, 상기 접합부인 본딩 볼(4)의 크기 및 위치를 검사해서 접합부의 불량여부를 검사할 필요가 있고, 종래 이런 종류의 외관 검사는 보통 실체 현미경등을 이용해서 육안 검사로 행해졌다. 그러나 육안검사로는 빠뜨리거나 작업자의 판단 오차, 또 접합후 검사까지의 실시간성의 결여등의 문제가 있고, 따라서 검사 자동화에 대한 요청이 강해지고 있다.

그래서, 본딩 볼(4)등의 접하부를 촬상장치로 촬영해서, 이 영상 중의 접합부 면적을 측정하여 기준값과 비교함으로써 접합부의 상태를 판정하고 있다.

그러나, 상기 촬상 장치를 이용한 것은 영상 중에서 접합부와 그 이외의 부분을 구별할 필요가 있고 영상의 질에도 좌우되며, 이 구별을 위해서는 보통 복잡한 전처리(前處理)가 필요해서 검사속도 저하나 검사처리 장치가 고가로 된다. 그리고 상기와 같이 영상중에서 접합부와 그 이외의 부분을 구별하기 위해서는 비교적 고 배율로 촬상(구체적으로는 접합부가 대략 50화소 이상)할 필요가 있고, 이 이하의 배율로는 구별이 대단히 곤란해진다.

또, 상기 제8도 및 제9도에 도시한 것처럼 접합부로서의 본딩 볼(4)의 크기를 검사하는 경우, 위쪽에서 촬상하면 본딩 볼(4)의 영상의 일부가 본딩 와이어(3)에 의해 가려져버려서 이 본딩 볼(4)의 윤곽(4a)를 특정하기 때문에 상기와 같이 복잡한 전처리 또는 난해함이 있을 뿐 아니라 본딩 와이어(3)으로 가려져 있는 부분의 윤곽을 특정하기가 곤란하다.

특히, 상기 본딩 와이어(3)에 가려진 부분뿐만 아니라 제10도에 도시한 것처럼 본딩 볼의 윤곽(4a)가 선명하지 않아서 매끄러운 윤곽선이 나타나 있지 않은 경우에는 면적 계측을 위한 윤곽선을 무엇으로 대표시키느냐에 따라, 즉 동 도면(4b)에 도시한 윤곽선으로 대표시키느냐 또는 (4c)로 대표시키느냐에 따라 면적이 크게 달라져 버리고 저배율로 촬상한 것은 계측 즉 검사 정밀도가 저하되게 된다.

또, 상기와 마찬가지로 접합부의 윤곽을 특정하기 곤란해서 접합부의 중심을 검지함으로써 접합부의 위치를 검사하기도 곤란하다는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기의 점을 감안해서, 접합부의 외관검사를 비교적 저배율로 촬상하고, 특히 단순한 연속 처리를 가능하게 해서 검사시간 단축, 정밀도 향상 및 검사 장치의 소형 저가격화를 도모함과 동시에 접합부 위치를 용이하게 검출할 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 접합부의 검사 방법은 부재를 소성 변형시켜 다른 부재에 접합시킨 접합부를 검사하는 접합부 검사 방법에 있어서, 이 소성 변형한 접합부를 촬상 장치에서 촬상하고, 이 촬상한 영상으로부터 접합부를 일정한 명도의 화소 집합으로서 추출하고, 이 추출된 화소 집합의 크기를 각 화소와 그 주변의 화소와의 명도 관계에 기초한 논리적인 명도 변환 조작을 1단계 이상 행함으로써 감소시키고, 상기 화소 집합이 소멸될 때까지의 상기 명도 조작의 단계수로부터 상기 접합부의 크기를 검출해서 접합부의 불량 여부를 판단하도록 한 것이다.

또 각 화소와 그 주변의 화소와의 명도 관계에 기초한 논리적인 명도 변환조작을 1단계 이상 행함으로써 상기 화소 집합을 감소시켜서, 상기 화소 집합이 소멸되기 직전의 화소 집합의 중심을 접합부의 중심으로써 접합부의 위치를 검사할 수 있다.

또 각 화소와 그 주변의 화소와의 명도 관계에 기초한 논리적인 명도 변환조작에 의해, 화소 집합을 감소시키는 과정에서 일시적으로 화소 집합을 증가시키는 명도 변환 조작을 할 수도 있다.

상기 구성의 본 발명에 따르면 촬상 장치로 촬상한 접합부의 영상의 윤곽을 특정하지 않고, 일정한 명도로써 추출한 화소 집합이 소멸하기까지의 논리적인 명도 변환 조작의 단계수로부터 접합부의 크기를 검출할 수 있고, 따라서 비교적 저배율로 촬상함으로써 특히 복잡한 전처리없이 비교적 간단한 조작으로 확실하게 접합부의 크기를 검출하여 그 불량여부를 판단할 수 있다.

또, 본 발명에 따르면 상기 명도 변환 조작에 의해 점차 감소하는 화소 집합을 통해 접합부 위치를 용이하게 검출할 수 있다.

또 본 발명에 따르면 화소 집합을 일시적으로 증가시키는 명도 변환 조작을 함으로써 노이즈등에 의해 국부적으로 발생되는 잘못된 명도 부분을 정확한 명도로 교정하고, 특히 이것에 의해 일정한 명도의 화소 집합이 증가하지만, 명도 변환조작의 횟수를 가미함으로써 대처할 수 있다.

이하, 본 발명의 실시예를, 도면을 참조해서 설명한다. 본 실시예는 상기 제8도 및 제9도에 도시한 본딩 볼(4)를 검사해야할 접합부로서 이것의 크기 및 위치를 검사하도록 한 것이다.

즉, 먼저 접합부로서의 본딩 볼(4)를 위쪽에서 촬상장치로 촬상해서 촬상하고, 이 촬상한 영상으로부터 본딩 볼(접합부, 4)를 일정한 명도의 화소 집합으로 추출함으로써 제1도에 도시한 영상을 얻는다. 동 도면은 본딩 볼(4) 및 여기서 발생된 본딩 와이어(3)을 일정한 명도의 화소 집합 "1", 그 밖의 것을 "0"이라는 명도로 2값화시킨 것이고, 또 도면 중 바둑판 모양은 양자화 격자를 나타낸다. 여기서 이 촬상은 비교적 저배율로 행할 수 있다.

제1도에 도시한 화상에 "논리 필터링"이라는 명도 변환 조작을 행하는데 그 조작을 이하에 설명한다.

이 조작은 2값화된 영상에 대해 어느 하나의 화소와 그 화소를 둘러싼 8개의 화소의 합계 9화소의 명도("1" 또는 "0")의 조합에 의해 그 중심의 1화소의 새로운 명도를 결정하는 조작을 모든 화소에 대해 행하는 것이다.

이 9화소의 조합으로, 그 중심 화소의 명도는 제2도(a) 내지 (c)에 도시한 것과 같은 테이블을 별도로 준비해서 결정(변환)한다.

즉 동도면(a)에 도시한 화소 ①의 새로운 명도를 결정하는 경우, 이 화소 ①과 그 주위의 화소 ②-⑨의 조합을 결정하는데, 미리 동도면(b)에 도시한 테이블을 준비해 둔다. 이 테이블은 9개의 화소 ①-⑨의 조합의 합계 512가지의 조합에 대해 이 조합 중 모든 화소 ①-⑨의 명도가 "1"인 때 화소 ①의 새로운 화소의 명도를 "1"로 하고, 1개라도 명도 "0"인 화소가 있는 경우에 화소 ①의 새로운 명도를 "0"으로 한다.

그리고, 제1도에 도시한 영상에 대해 모든 화소가 제2도(a)의 화소 ①에 적용되도록, 3×3의 화소 영역을 1화소씩 이동하면서 이 처리를 반복해서 각 화소의 새로운 명도를 결정해서 변환한다. 그러면 제3도에 도시한 것과 같은 영상을 얻을 수 있다. 이 제3도에서 명도 "0"은 생략되어 있다.

이 명도 변환 조작을 제3도에 도시한 영상에 대해 다시 한번 1단계 행하면 제4도에 도시한 영상으로 된다. 이러한 명도변환조작을 차례로 반복하면, 본래의 제1도에 도시한 영상에 있었던 본딩 와이어(3)에 대응하는 부분이나, 본딩 볼(4)의 윤곽(4a)의 요철에 영향을 받지 않고, 본딩 볼(4)의 크기에 따른 "논리 필터링"의 횟수에 따라 본딩 볼(4)의 명도 "1"이 이루는 상은 소멸된다.

즉 제4도에 도시한 영상에 대해 다시 4회의 명도 변환조작을 행하면 제5도에 도시한 영상으로 되고, 제5도에 도시한 영상에 대해 다시 명도 변환조작을 행하면 본딩 볼(4)에 의한 "1"이 이루는 상은 소멸된다.

이 명도 변환조작 횟수가 본딩(접합부, 4)의 크기를 나타내는 척도로 되고, 이 조작 허용 범위(횟수)를 설정해 둠으로써 접합부의 불량여부를 판단할 수 있다. 즉, 허용 최소 단계수와 허용 최대 단계수로 이루어지는 기준적인 단계수를 미리 정해두고, 이 기준 단계수 내에서 명도 "1"이 이루는 상이 소멸한 때에 접합부는 양호하고, 그 이외는 불량이라고 판단한다.

또 제6도에 도시한 것처럼 본래 영상에서 추출된 명도 "1"인 상 중에 노이즈 등에 의해 작은 명도 "0"인 구역이 발생하는 일이있다.

이 경우 그대로 상기 명도 변환조작을 차례로 반복하면, 이 노이즈 등에 의해 명도 "0"인 구역이 점차로 확대되어, 종래의 기술인 상기 제1도에 도시한 노이즈 등의 영향으로 명도 "0"인 지역이 없는 경우의 영상에 비해 적은 횟수로 본딩 볼(접합부, 4)의 명도 "1"이 이루는 상이 소멸되어 접합부는 불량이라고 판단되어 버린다.

이것을 방지하기 위해 제7도(a) 내지 (c)에 도시한 테이블을 준비해두고 이 테이블을 사용해서 영상을 일단 팽창시키고 그후 상기 제2도(a) 내지 (c)에 도시한 테이블을 사용해서 명도 변환 조작을 함으로써 이것을 방지할 수 있다.

즉 이 테이블은 상기 제2도(a) 내지 (c)와 마찬가지로 화소 ①-⑨ 모두가 "0"인 경우에만 화소 ①의 명도가 "0"이되, 그밖의 모든 경우에 변환후의 화소 1의 명도가 "1"로 되도록 한 것이다.

이와 같이 함으로써 상기 제6도에 도시한 명도 "0"의 지역 A를 명도 "1"로 고쳐서 노이즈 등의 영향을 방지해서 이루는 정상적인 처리가 가능해진다. 이 경우, 윤곽부분도 명도 "1"의 영역이 증가되나 상기 허용 범위 횟수를 증가시킴으로써 이것에 대처할 수 있다.

또 제5도에 도시한 소멸 직전의 명도 "1"이 이루는 상은 본딩 볼(접합부, 4)의 중심에 모여 있어서 접합부 위치를 계측할 때 동 도면 상의 중심을 접합부의 중심으로 볼 수 있고 접합부의 위치 검사도 동시에 용이하게 행할 수 있다.

본 실시예에 따르면 본딩 와이어(3)이 어떤 방향에서 생겨도 추출된 본딩 볼(접합부, 4)의 윤곽에 요철이 있어도, 동일한 처리 순서로 접합부의 검사를 할 수 있고, 검사시간의 단축, 정밀도 향상 및 검사 장치를 소형·저가격화할 수 있다.

또 상기 실시예에 있어서는 어떤 화소의 명도를 이 화소 주위를 둘러싼 9화소의 조합에 의해 중심의 1화소의 새로운 명도를 결정하고 있지만, 임의 화소의 인접하는 상하좌우 합계 5화소의 조합에 의해 중심의 1화소의 새로운 명도를 결정할 수도 있다.

본 발명은 상기와 같은 구성으로 접합부 검사를 비교적 소형이고 염가의 장치로써 고속, 고정밀도로 자동으로 처리하고 그 불량 여부를 판단할 수 있다.

또 전술된 본 발명에 따르면 명도 변환 조작에 의해 점차 감소하는 화소 집합을 통해 접합부 위치를 용이하게 결정할 수 있다.

또한, 전술된 본 발명에 따르면 노이즈 등에 의해 국부적으로 발생하는 잘못된 명도 부분을 정확한 명도로 교정하여 접합부의 불량 여부 및 위치를 검출할 수 있는 효과가 있다.

Claims (4)

1. 부재를 소성 변형시켜 다른 부재에 접합시킨 접합부(4)를 검사하는 접합부의 검사 방법에 있어서, 상기 소성 변형한 접합부(4)를 촬상 장치로 촬상하고, 상기 촬상한 영상으로부터 접합부(4)를 일정한 명도의 화소의 집합으로써 추출하고, 상기 추출한 화소 집합의 크기를 각 화소와 그 주변의 화소와의 명도 관계에 기초한 논리적인 명도 변환조작을 일단계 이상 행함으로써 감소시키고, 상기 화소 집합이 소멸하기까지의 상기 명도 변환 조작의 단계수로부터 상기 접합부의 크기를 검출하여 접합부의 불량여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 접합부의 검사 방법.
2. 부재를 소성 변형시켜 다른 부재에 접합시킨 접합부를 검사하는 접합부의 검사 방법에 있어서, 상기 소성 변형한 접합부(4)를 촬상 장치로 촬상하고, 상기 촬상한 영상으로부터 접합부(4)를 일정한 명도의 화소의 집합으로써 추출하고, 상기 추출한 화소 집합의 크기를 각 화소와 그 주변의 화소와의 명도 관계에 기초한 논리적인 명도 변환조작을 일단계 이상 행함으로써 감소시키고, 상기 화소 집합이 소멸하기 직전의 화소 집합 중심을 접합부의 중심으로써 접합부의 위치를 검사하는 것을 특징으로 하는 접합부의 검사 방법.
3. 제1항에 있어서, 각 화소와 그 주변의 화소와의 명도 관계에 기초한 논리적인 명도 변환 조작으로써 화소 집합을 감소시키는 과정에 있어서, 상기 화소 집합을 일시적으로 증가시키는 명도 변환조작을 행하는 것을 특징으로 하는 접합부의 검사 방법.
4. 제2항에 있어서, 각 화소의 그 주변의 화소와의 명도 관계에 기초한 논리적인 명도 변환 조작으로써 화소 집합을 감소시키는 과정에 있어서, 상기 화소 집합을 일시적으로 증가시키는 명도 변환 조작을 행하는 것을 특징으로 하는 접합부의 검사 방법.