TWI850978B - 三維數位顯微鏡 - Google Patents
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Abstract
本發明為一種能夠獲得半導體裝置的各部位的位置資訊的三維數位顯微鏡(100),其包括控制部(50),所述控制部(50)生成包括半導體裝置的各部位的位置資訊的三維線圖,控制部(50)獲得半導體裝置的垂直視圖圖像與多個立體圖像,提取垂直視圖圖像中的輪廓線,生成垂直視圖線圖,基於儲存於記憶部中的形狀參數,將垂直視圖線圖分別轉換為多個立體線圖,重覆執行形狀參數的調整與垂直視圖線圖向各立體線圖的轉換直至轉換後的各立體線圖與各立體圖像重疊為止,將所生成的垂直視圖線圖及與各立體圖像重疊的各立體線圖合成,生成包括半導體裝置的各部位的位置資訊的三維線圖,並輸出所生成的三維線圖中的各部位的位置資訊。
Description
本揭示是有關於一種獲得三維物品的各部位的位置資訊的三維數位顯微鏡的結構。
作為對物品的三維圖像形狀進行測定的裝置,使用共焦雷射顯微鏡(例如參照專利文獻1)。共焦雷射顯微鏡藉由利用物鏡使之聚光於一點的雷射光對標本進行二維掃描,使該反射光穿過配置於與物鏡的焦點位置共軛的位置的針孔,而由光檢測器接收。此種共焦雷射顯微鏡以針孔阻斷來自聚焦位置(焦點位置)以外的光的大部分,因此來自聚焦位置以外的光幾乎未檢測到亮度資訊。共焦雷射顯微鏡利用該特性,使聚焦位置變化,藉此獲得物品的各高度的層析圖像,藉由圖像處理由多個層析圖像構建物品的三維圖像,對物品的三維形狀進行測定。
而且,揭示有如下方法:經由顯微鏡利用電荷耦合(charge-coupled-device,CCD)相機自左右兩個方向拍攝固定於XY平台上的接合線,基於左右的圖像資料算出接合線的三維座標(例如參照專利文獻2)。在專利文獻2所記載的方法中,揭示有如下內容:預先登錄焊墊與引線的位置,在焊墊至引線之間設定包括導線的中心線的小區域,並自該小區域中檢測導線的輪廓,藉由重覆進行上述步驟,對導線的中心線的位置進行檢測,並基於此生成導線的三維線圖。
[現有技術文獻]
[專利文獻]
專利文獻1:日本專利特開2011-2715號公報
專利文獻2:日本專利特開平10-54709號公報
[發明所欲解決之課題]
另外,近年來,要求以高精度檢測將半導體晶片的電極與基板的電極連接的全部導線的形狀。
作為該方法,亦考慮如專利文獻1所記載的使用共焦雷射顯微鏡逐條測定導線的形狀的方法。然而,在使用共焦雷射顯微鏡的情況下,上下重疊的導線等難以進行圖像識別及處理,而存在難以準確地測定全部導線的三維形狀的情況。而且,由於難以將雷射光的焦點準確地對焦於導線所使用的金等反射率高的物體,故而在將專利文獻1所記載的共焦雷射顯微鏡應用於導線的三維形狀的測定的情況下,存在三維形狀的測定精度降低的情況。
而且,導線的接合位置的資訊包括基板的應變、半導體晶粒的接合誤差、打線接合的接合位置的誤差等各種誤差。因此,如專利文獻2所記載般,在基於預先登錄的焊墊與引線的位置或連接點資訊生成三維線圖的情況下,誤差大,難以高精度地檢測導線的三維形狀。
因此,本揭示的目的在於在短時間內高精度地進行包括導線的多數物品的三維形狀的測定。
[解決課題之手段]
本揭示的三維數位顯微鏡是能夠獲得三維物品的各部位的位置資訊的三維數位顯微鏡,其特徵在於包括:控制部,生成包括物品的各部位的位置資訊的三維線圖,控制部獲得自垂直上方拍攝物品所獲得的垂直視圖圖像、及自多個斜上方拍攝物品所獲得的多個立體圖像,提取物品的垂直視圖圖像中的輪廓線,生成物品的垂直視圖線圖,基於包括儲存於記憶部中的物品的高度資訊的形狀參數,將垂直視圖線圖分別轉換為多個立體線圖,重覆執行形狀參數的調整與垂直視圖線圖向各立體線圖的轉換直至轉換後的各立體線圖與各立體圖像重疊為止,將所生成的垂直視圖線圖及與各立體圖像重疊的各立體線圖合成,生成包括物品的各部位的位置資訊的三維線圖,並輸出所生成的三維線圖中的各部位的位置資訊。
如上所述,藉由重覆執行形狀參數的調整與垂直視圖線圖向各立體線圖的轉換直至各立體線圖與各立體圖像重疊為止,而能夠生成與各立體圖像準確地擬合的各立體線圖。藉此,能夠高精度地生成包括物品的各部位的位置資訊的三維線圖,而能夠精度良好且高效地測定物品的各部位的三維形狀。
在本揭示的三維數位顯微鏡中,可為物品是包括多個組件及將各組件之間連接的多條導線的裝置,控制部提取垂直視圖圖像中的各組件與各導線的各輪廓線,生成裝置的垂直視圖線圖,形狀參數為各組件距基準面的高度、各組件的表面的斜率、及各導線的彎折參數。
藉此,能夠高精度地生成包括多個組件及將各組件之間連接的多條導線的裝置的三維線圖,而能夠精度良好且高效地測定物品的各部位的三維形狀。
在本揭示的三維數位顯微鏡中,可為包括:顯示部,顯示圖像與線圖;以及輸入部,由使用者進行資料的輸入,控制部將物品的垂直視圖圖像顯示於顯示部,將使用者操作輸入部所描繪的垂直視圖圖像中的輪廓線生成為垂直視圖線圖,基於使用者自輸入部輸入的調整後的形狀參數,進行垂直視圖線圖向各立體線圖的轉換,將轉換後的各立體線圖與各立體圖像重合顯示於顯示部,重覆執行上述步驟。
如上所述,由於將使用者描繪於顯示部的垂直視圖圖像的輪廓線生成為垂直視圖線圖,故而即便為圖像處理困難的垂直視圖圖像,亦能夠確實地生成垂直視圖線圖。而且,由於藉由使用者的輸入來調整形狀參數,將轉換後的各立體線圖與各立體圖像重合顯示於顯示部,故而使用者能夠一邊將轉換後的各立體線圖與各立體圖像加以比較,一邊調整形狀參數直至兩者重疊,而可生成使用者所期待的立體線圖。藉此,能夠高精度地生成使用者所期待的物品的三維線圖,能夠精度良好且高效地測定物品的各部位的三維形狀。
在本揭示的三維數位顯微鏡中,可為物品是包括多個組件及將各組件之間連接的多條導線的裝置,控制部將使用者操作輸入部所描繪的垂直視圖圖像中的各組件與各導線的各輪廓線生成為裝置的垂直視圖線圖,形狀參數為各組件距基準面的高度、各組件的表面的斜率、及各導線的彎折參數。
藉此,藉由使用者輸入少量參數,高精度地生成包括多個組件及將各組件之間連接的多條導線的裝置的三維線圖,能夠精度良好且高效地測定物品的各部位的三維形狀。
在本揭示的三維數位顯微鏡中,可為控制部將三維線圖顯示於顯示部,將使用者操作輸入部所選擇的三維線圖的一個部位的位置資訊顯示於顯示部。
藉此,使用者能夠一邊觀察顯示於顯示部的三維線圖一邊獲得物品的各部的位置資訊,而能夠簡便地對物品的各部位的三維形狀進行測定。
在本揭示的三維數位顯微鏡中,可為各導線在起點與終點之間分別具有多個彎折點,彎折參數為各導線所具有的各彎折點的各三維座標位置,各彎折點的各三維座標位置分別為由基準面的面內自導線的起點向終點延伸的長度方向軸、基準面的面內自導線的起點起沿著與長度方向軸正交的方向延伸的橫向軸、及穿過起點而沿著與基準面垂直的方向延伸的高度方向軸所構成的座標系中的長度方向座標位置、橫向座標位置及高度方向座標位置的組。
於利用多條導線將一組件與另一組件連接的情況下,由於各導線自起點起的上升與彎曲形狀相同,故而多條導線中能夠使用一個彎折參數將導線的垂直視圖線圖轉換為立體線圖。藉此,能夠藉由使用者輸入少量參數而精度良好地生成導線的三維線圖,而能夠精度良好且高效地測定各部位的三維形狀。
在本揭示的三維數位顯微鏡中,各彎折點的各三維座標位置可包括三維比例座標位置,該三維比例座標位置為和起點與終點之間的導線全長成比例的比例長度方向座標位置、與導線全長成比例的比例橫向座標位置、及與導線全長成比例的比例高度方向座標位置的組。
在起點所位於的組件、終點所位於的組件、及粗細程度共通的導線中,各導線的終點側的彎折點的位置設定為與導線的全長成比例的位置。因此,藉由規定相對於導線全長的比率作為彎折參數,能夠規定全長不同的多條導線的終點側的彎折點的位置。因此,能夠藉由使用者輸入少量形狀參數而規定包含於一組中的多條導線的形狀。
在本揭示的三維數位顯微鏡中,可為控制部將多條導線分組為包括起點所位於的組件、終點所位於的組件、及粗細程度共通的導線的多個組,並且提取垂直視圖圖像中的輪廓線,生成垂直視圖線圖,儲存於記憶部中的彎折參數包括各組分別規定的多個組別彎折參數,控制部基於各組別彎折參數,將各組所包括的各導線的各垂直視圖線圖分別轉換為多個立體線圖,重覆執行各組的各組別彎折參數的調整與各組所包含的導線的各垂直視圖線圖向各立體線圖的轉換直至各組所包括的各導線的轉換後的各立體線圖與各組所包括的各導線的各立體圖像重疊為止。
在本揭示的三維數位顯微鏡中,可為控制部將多條導線分組為包括起點所位於的組件、終點所位於的組件、及粗細程度共通的導線的多個組,並且將使用者操作輸入部所描繪的垂直視圖圖像中的各組件及各導線的各輪廓線生成為物品的垂直視圖線圖,儲存於記憶部中的彎折參數包括各組分別規定的多個組別彎折參數,控制部基於各組別彎折參數,將各組所包括的各導線的各垂直視圖線圖分別轉換為多個立體線圖,其後,基於使用者自輸入部輸入的調整後的各組別彎折參數,進行各組所包括的各導線的各垂直視圖線圖向各立體線圖的轉換,將轉換後的各立體線圖與各立體圖像重合顯示於顯示部,重覆執行上述步驟。
在起點所位於的組件、終點所位於的組件、及粗細程度共通的導線中,導線的形狀類似。因此,藉由將導線分組,而可藉由使用者輸入少量彎折參數生成與各導線的各立體圖像擬合的各導線的各立體線圖。
在本揭示的三維數位顯微鏡中,可為分為一組的多條導線在起點與終點之間分別具有多個彎折點,組別彎折參數為分為一組的各導線所共通具有的各彎折點的各三維座標位置,各彎折點的各三維座標位置分別為由基準面的面內自導線的起點向終點延伸的長度方向軸、基準面的面內自導線的起點起沿著與長度方向軸正交的方向延伸的橫向軸、及穿過起點而沿著與基準面垂直的方向延伸的高度方向軸所構成的座標系中的長度方向座標位置、橫向座標位置及高度方向座標位置的組。
在起點所位於的組件、終點所位於的組件、及粗細程度共通的導線中,各導線自起點起的上升與彎曲形狀相同。因此,在包含於一組中的導線中,可藉由使用者調整一個組別彎折參數,而生成與各導線的各立體圖像擬合的各導線的各立體線圖。
在本揭示的三維數位顯微鏡中,各彎折點的各三維座標位置可包括三維比例座標位置,該三維比例座標位置為和起點與終點之間的導線全長成比例的比例長度方向座標位置、與導線全長成比例的比例橫向座標位置、及與導線全長成比例的比例高度方向座標位置的組。
藉此,能夠藉由使用者輸入少量參數,而生成與各導線的各立體圖像擬合的各導線的各立體線圖。
[發明的效果]
本揭示能夠在短時間內高精度地進行包括導線的多數物品的三維形狀的測定。
以下,參照圖式對實施方式的三維數位顯微鏡100進行說明。三維數位顯微鏡100是基於拍攝三維物品所獲得的拍攝圖像生成包括物品的各部位的位置資訊的三維線圖的裝置。在以下說明中,設三維數位顯微鏡100生成作為三維物品的半導體裝置10的三維線圖並輸出半導體裝置10的各部位的位置資訊而進行說明,但亦可生成半導體裝置10以外的三維物品的三維線圖。此處,設半導體裝置10包括如圖1、圖2所示的引線框架11、安裝於引線框架11的半導體晶片20、及將半導體晶片20的焊墊25與引線框架11的引線12連接的導線30進行說明,但亦可為其他結構的半導體裝置10。
如圖1、圖2所示,三維數位顯微鏡100包括一個垂直視圖相機41、四個立體相機42~立體相機45、控制部50、輸入部53、及顯示部54。而且,三維數位顯微鏡100包括對半導體裝置10進行照明的照明裝置46。此外,在以下說明中,設X方向、Y方向為水平面上彼此正交的方向、Z方向為垂直方向而進行說明。此外,設實施方式的三維數位顯微鏡100包括四個立體相機42~立體相機45進行說明,但不限定於此。立體相機為兩個以上即可,亦可為四個以上。
如圖1、圖2所示,垂直視圖相機41以光軸41a相對於半導體裝置10的表面垂直地沿著Z方向延伸的方式配置於半導體裝置10的正上方,自垂直上方拍攝半導體裝置10,而獲得如圖11所示的垂直視圖圖像110。立體相機42、立體相機43以光軸42a、光軸43a沿著X方向延伸的方式配置,以自X方向的斜上方向拍攝半導體裝置10的方式配置。而且,立體相機44、立體相機45以光軸44a、光軸45a沿著Y方向延伸的方式配置,以自Y方向的斜上方拍攝半導體裝置10的方式配置。立體相機42~立體相機45自多個斜上方拍攝半導體裝置10,而獲得如圖12所示的多個立體圖像510。將垂直視圖相機41與立體相機42~立體相機45所獲得的圖像資料輸入控制部50。照明裝置46例如可為如發光二極體(Light Emitting Diode,LED)或燈的發出包括多種波長的可見光的可見光照明裝置。
控制部50是包括作為內部進行資訊處理的處理器的中央處理單元(central processing unit,CPU)51及儲存資料或程式等的記憶部52的電腦。控制部50基於垂直視圖相機41所獲得的垂直視圖圖像110、及立體相機42~立體相機45所獲得的立體圖像510生成包括半導體裝置10的各部位的位置資訊的三維線圖。下文參照圖5對控制部50的結構的詳細進行說明。在控制部50連接有供使用者對控制部50輸入資料的輸入部53。而且,在控制部50連接有進行圖像或線圖的顯示的顯示部54。輸入部53例如可包括鍵盤或滑鼠等。顯示部54例如可包括顯示器。
繼而,參照圖3、圖4對半導體裝置10的導線30的詳細構造進行說明。此外,為了說明而使半導體晶片20的焊墊25與引線框架11的引線12自半導體晶片20、引線框架11的表面突出,但不限於此,焊墊25、引線12可與半導體晶片20、引線框架11的表面為同一面,亦可自表面凹陷。
在圖3所示的例中,導線30將半導體晶片20的焊墊25與引線框架11的引線12連接。導線30接合於焊墊25上後,形成多個彎折部,其後,朝向引線12成環而接合於引線12。因此,導線30包括焊墊25上的起點31、位於焊墊25附近的第一彎折點32~第三彎折點34、終點側的第四彎折點35、及引線12上的終點36。在以下說明中,設導線30為將起點31、第一彎折點32~第四彎折點35、及終點36連結而成的摺線形狀進行說明。起點31、第一彎折點32~第四彎折點35、及終點36的各位置由包括作為基準面的引線框架11的上表面11a的面內自導線30的起點31向終點36延伸的長度方向軸L、引線框架11的上表面11a面內自導線30的起點31起沿著與長度方向軸L正交的方向延伸的橫向軸R、及穿過起點31並沿著與引線框架11的上表面11a垂直的方向延伸的高度方向軸H的LRH座標系中的長度方向座標位置Ln、橫向座標位置Rn及高度方向座標位置Hn的組所表示。此處,n為自然數,LRH座標系中的長度方向座標位置Ln、橫向座標位置Rn及高度方向座標位置Hn的組構成三維座標位置。
若藉由該LRH座標系表示起點31的位置,則如圖3、圖4所示,起點31的座標位置以(L1,R1,H1)表示。同樣地,第一彎折點32~第四彎折點35的各座標位置分別以(L2,R2,H2)、(L3,R3,H3)、(L4,R4,H4)、(L5,R5,H5)表示。而且,終點36的座標位置以(L6,R6,H6)表示。如圖4所示,導線30的起點31至終點36的沿著長度方向軸L的全長為導線全長LT。而且,起點31至第四彎折點35的沿著長度方向軸L的長度為長度L5。
繼而,參照圖5對實施方式的三維數位顯微鏡100的控制部50的詳情進行說明。如圖5所示,三維數位顯微鏡100的控制部50包括圖像獲得部61、垂直視圖線圖生成部62、線圖轉換部63、線圖合成部64、三維線圖儲存部65、位置資訊輸出部66、及形狀參數資料庫70。
圖像獲得部61將垂直視圖相機41與立體相機42~立體相機45連接,並輸入垂直視圖相機41所獲得的垂直視圖圖像110、及立體相機42~立體相機45所分別獲得的多個立體圖像510。圖像獲得部61將垂直視圖圖像110輸出至垂直視圖線圖生成部62,將立體圖像510輸出至線圖轉換部63。
在垂直視圖線圖生成部62連接有輸入部53與顯示部54。垂直視圖線圖生成部62將自圖像獲得部61輸入的垂直視圖圖像110顯示於顯示部54。而且,垂直視圖線圖生成部62將使用者操作輸入部53所描繪的垂直視圖圖像110中的輪廓線的描繪線顯示於顯示部54。然後,將使用者所輸入的垂直視圖圖像110中的輪廓線生成為圖13所示的垂直視圖線圖110a,並輸出至線圖轉換部63與線圖合成部64。
線圖轉換部63基於儲存於形狀參數資料庫70中的形狀參數,將自垂直視圖線圖生成部62輸入的垂直視圖線圖110a轉換為立體線圖510a,將轉換後的立體線圖510a與自圖像獲得部61輸入的立體圖像510重合顯示於顯示部54。而且,線圖轉換部63基於由使用者自輸入部53輸入的調整後的形狀參數,將自垂直視圖線圖生成部62輸入的垂直視圖線圖110a轉換為立體線圖510a,將轉換後的立體線圖510a與自圖像獲得部61輸入的立體圖像510重合顯示於顯示部54,重覆執行如上步驟直至使用者認可為止。線圖轉換部63將如圖17所示的使用者所認可的立體線圖510a輸出至線圖合成部64。
線圖合成部64將自垂直視圖線圖生成部62輸入的垂直視圖線圖110a與自線圖轉換部63輸入的立體線圖510a合成,而生成半導體裝置10的三維線圖。三維線圖包括沿著將導線30的起點31、第一彎折點32~第四彎折點35、終點36連接的線圖所配置的大量點的集合及沿著焊墊25、引線12的輪廓線所配置的大量點的集合,三維線圖包括該些各點的位置資訊。位置資訊例如為由圖1、圖2所示的XYZ座標系所規定的座標位置。線圖合成部64將所生成的包括半導體裝置10的各部位的位置資訊的三維線圖儲存於三維線圖儲存部65。
位置資訊輸出部66自三維線圖儲存部讀取三維線圖,並將三維線圖顯示於顯示部54。然後,將使用者操作輸入部53所選擇的三維線圖的一個部位的位置資訊顯示於顯示部54。
形狀參數資料庫70為儲存有包括半導體裝置10的高度資訊的各種參數的資料庫,包括組件形狀參數資料庫71、及彎折參數資料庫72。
如圖6所示,組件形狀參數資料庫71為儲存有作為構成半導體裝置10的導線30以外的組件的引線框架11、引線12、半導體晶片20、焊墊25的高度與表面的斜率的資料庫。圖6所示的基準面為圖3所示的引線框架11的上表面11a。因此,引線框架11距基準面的高度Z成為0。而且,示出引線12的表面、半導體晶片20的表面、焊墊25的表面分別較引線框架11的上表面11a高10 μm、200 μm、210 μm。而且,各組件的表面的斜率是由X方向斜率XT、Y方向斜率YR、Z方向斜率ZR的組所表示。
圖7所示的彎折參數資料庫72是將圖3、圖4所示的導線30的起點31、第一彎折點32~第四彎折點35、終點36的LRH座標系中的長度方向座標位置Ln、橫向座標位置Rn及高度方向座標位置Hn的組與下文所說明的比例長度方向座標位置LPn、比例橫向座標位置RPn及比例高度方向座標位置Hpn的組建立關聯並儲存的資料庫。此處,長度方向座標位置Ln、橫向座標位置Rn及高度方向座標位置Hn的組構成三維座標位置,比例長度方向座標位置LPn、比例橫向座標位置RPn及比例高度方向座標位置Hpn的組構成三維比例座標位置。
比例長度方向座標位置LPn表示彎折點位於與導線30的導線全長LT的起點相距多少%的位置。而且,比例橫向座標位置RPn表示該彎折點的橫向座標位置位於導線30的導線全長LT的多少%的位置。並且,比例高度方向座標位置Hpn表示相對於較該彎折點更靠起點31側的彎折點的高度方向的位移為導線30的全長的多少%。在圖7的例中,示出第四彎折點35的長度方向座標位置L處於與起點31相距導線30的導線全長LT的60%的位置,橫向座標位置為0,高度較起點31側的第三彎折點34的高度位置低導線30的全長的1%。
如圖8所示,導線30的全長為1900 μm的情況下的第四彎折點35的長度方向座標位置L5成為1900×60%=1140 μm。而且,第四彎折點35的高度方向座標位置為與起點31側的第三彎折點34的高度座標位置300 μm相比低1900×1%=19 μm的281 μm。導線30的長度為2300 μm的情況下的第四彎折點35的長度方向座標位置、高度方向座標位置分別成為1380 μm、277 μm。而且,導線30的長度為2500 μm的情況下的第四彎折點35的長度方向座標位置、高度方向座標位置分別成為1500 μm、272 μm。此外,在圖7所示的彎折參數資料庫72的長度方向座標位置Ln、橫向座標位置Rn及高度方向座標位置Hn的任一者不為0的情況下,儲存於彎折參數資料庫72中的長度方向座標位置Ln、橫向座標位置Rn及高度方向座標位置Hn的數值直接成為各座標位置。
如圖1~圖4所示,在利用多條導線30將半導體晶片20的焊墊25與引線框架11的引線12之間連接的情況下,多條導線30包括導線全長LT不同的多種導線30。此處,多條導線30自起點31起的上升與彎曲形狀均相同。因此,起點31的附近的第一彎折點32~第三彎折點34相對於起點31的相對位置為同一位置。因此,在圖7所示的彎折參數資料庫72中,第一彎折點32~第三彎折點34的LRH座標系(參照圖3、圖4)的長度方向座標位置Ln、橫向座標位置Rn及高度方向座標位置Hn相對於多條導線30的第一彎折點32~第三彎折點34分別僅由一組所規定。
另一方面,多條導線30的終點側的第四彎折點35的位置被設定為與導線30的導線全長LT成比例的位置。因此,藉由規定相對於導線30的導線全長LT的比率作為第四彎折點35的彎折參數,如參照圖7、圖8所說明般,可利用一個參數規定多條導線30的終點側的第四彎折點35的位置。
如上所述,圖7所示的彎折參數資料庫72是利用少量參數來規定多條導線30的起點31、第一彎折點32~第四彎折點35、終點36的座標位置。
以上所說明的控制部50的各功能區塊內的圖像獲得部61、垂直視圖線圖生成部62、線圖轉換部63、線圖合成部64、位置資訊輸出部66可藉由作為處理器的CPU51執行儲存於圖1所示的記憶部52中的程式來實現。而且,三維線圖儲存部65、形狀參數資料庫70可藉由將特定的資料構造的資料儲存於記憶部52中來實現。
繼而,參照圖9、圖10~圖16對實施方式的三維數位顯微鏡100的三維線圖生成動作進行說明。
如圖9的步驟S101所示,圖像獲得部61獲得利用垂直視圖相機41所拍攝的半導體裝置10的垂直視圖圖像110,將其儲存於記憶部52中,並且輸出至垂直視圖線圖生成部62。將利用圖1、圖2所示的垂直視圖相機41拍攝圖2所示的半導體裝置10的A部所獲得的垂直視圖圖像110示於圖11。如圖11所示,垂直視圖圖像110包括垂直視圖焊墊圖像125、垂直視圖導線圖像130、垂直視圖引線圖像112、垂直視圖半導體晶片圖像120。如圖11所示,垂直視圖導線圖像130包括垂直視圖起點圖像131、垂直第一彎折點圖像132~垂直第四彎折點圖像135、及垂直視圖終點圖像136,成為將垂直視圖起點圖像131與垂直視圖終點圖像136之間連結的直線狀的圖像。而且,垂直視圖起點圖像131與LRH座標系的原點重合。
圖像獲得部61在圖9的步驟S102中獲得利用四個立體相機42~立體相機45所拍攝的多個立體圖圖像,將其儲存於記憶部52中,並且將所獲得的立體圖像輸出至線圖轉換部63。
將利用圖2所示的立體相機45拍攝半導體裝置10的圖1所示的A部所獲得的立體圖像510示於圖12。如圖12所示,立體圖像510包括立體焊墊圖像525、立體導線圖像530、立體引線圖像512、立體半導體晶片圖像520。如圖3所示,焊墊25與引線12高於作為基準面的引線框架11的上表面11a。因此,立體焊墊圖像525、立體引線圖像512根據焊墊25與引線12的高度而自LRH座標的原點偏向R方向正側。
而且,立體導線圖像530包括立體起點圖像531、立體第一彎折點圖像532~立體第四彎折點圖像535、及立體終點圖像536。導線30的起點31與終點36分別位於焊墊25、引線12的表面,因此與立體焊墊圖像525、立體引線圖像512同樣,根據焊墊25與引線12的高度而自LRH座標的原點偏向R方向正側。而且,導線30的第一彎折點32~第四彎折點35亦成為高於作為基準面的引線框架11的上表面11a的位置。因此,立體第一彎折點圖像532~立體第四彎折點圖像535根據第一彎折點32~第四彎折點35距引線框架11的上表面11a的高度而偏向R方向正側。因此,立體導線圖像530整體成為向R方向正側突出彎曲的圖像。
在圖9的步驟S103中,垂直視圖線圖生成部62將自圖像獲得部61輸入的圖11所示的垂直視圖圖像110顯示於顯示部54。若使用者操作輸入部53而沿著顯示於顯示部54的垂直視圖圖像110的輪廓描繪輪廓線,則垂直視圖線圖生成部62將使用者所輸入的描繪線與垂直視圖圖像110重合而顯示於顯示部54。藉此,使用者能夠描繪顯示於顯示部54的垂直視圖圖像110的輪廓線。然後,在使用者結束輪廓線的描繪後,垂直視圖線圖生成部62在圖9的步驟S104中將使用者所描繪的垂直視圖圖像110的輪廓線生成為如圖13所示的垂直視圖線圖110a。如圖11所示,垂直視圖線圖110a包括垂直視圖焊墊線圖125a、垂直視圖引線線圖112a、垂直視圖導線線圖130a、垂直視圖半導體晶片線圖120a。此處,垂直視圖導線線圖130a包括垂直視圖起點線圖131a、垂直視圖第一彎折點線圖132a~垂直視圖第四彎折點線圖135a、垂直視圖終點線圖136a。然後,垂直視圖線圖生成部62將所生成的垂直視圖線圖110a輸出至線圖轉換部63。
在以下說明中,對線圖轉換部63對利用立體相機45所拍攝的立體圖像510進行處理的情況進行說明。線圖轉換部63在圖9的步驟S105中,使用儲存於形狀參數資料庫70中的形狀參數,將圖13所示的垂直視圖線圖110a轉換為近似於如圖16所示的立體圖像510的立體線圖510a。如圖14所示,轉換前的垂直視圖線圖110a與立體圖像510偏離。
線圖轉換部63基於儲存於圖6所示的組件形狀參數資料庫71中的引線框架11、引線12、半導體晶片20、焊墊25各自距作為基準面的引線框架11的上表面11a的高度Z、各部位的表面的斜率、各立體相機42~立體相機45的配置位置、及各光軸42a~光軸45a相對於半導體裝置10的傾斜角度,在利用各立體相機42~立體相機45拍攝半導體裝置10的情況下,計算顯示於顯示部54的立體引線圖像512、立體半導體晶片圖像520、立體焊墊圖像525的位置。然後,使垂直視圖引線線圖112a、垂直視圖半導體晶片線圖120a、垂直視圖焊墊線圖125a移動至該位置,轉換為立體引線線圖512a、立體半導體晶片線圖520a、立體焊墊線圖525a。
繼而,線圖轉換部63基於圖7所示的彎折參數資料庫72,算出如圖8所示的多條導線30的導線別彎折參數,並儲存於記憶部52中。然後,線圖轉換部63基於圖8所示的導線別彎折參數、各立體相機42~立體相機45的配置位置、及各光軸42a~光軸45a相對於各導線30的傾斜角度,在利用各立體相機42~立體相機45拍攝導線30的情況下,計算顯示於顯示部54的立體起點圖像531、立體第一彎折點圖像532~立體第四彎折點圖像535、立體終點圖像536的位置。然後,如圖15所示,使垂直視圖起點線圖131a、垂直視圖第一彎折點線圖132a~垂直視圖第四彎折點線圖135a、垂直視圖終點線圖136a移動至該位置,分別轉換為立體起點線圖531a、立體第一彎折點線圖532a~立體第四彎折點線圖535a、立體終點線圖536a,利用線將其等之間連接,生成立體導線線圖530a。
線圖轉換部63在圖9的步驟S105中將半導體裝置10的垂直視圖線圖110a轉換為近似於立體圖像510的立體線圖510a後,如圖9的步驟S106、圖16所示,將半導體裝置10的立體圖像510與立體線圖510a重合顯示於顯示部54。
如圖16所示,與顯示於顯示部54的立體圖像510近似的立體線圖510a與立體圖像510稍有偏離。使用者將顯示於顯示部54的立體圖像510與立體線圖510a加以對比,輸入組件形狀參數、或彎折參數。線圖轉換部63在圖9的步驟S107中,基於使用者的輸入,調整組件形狀參數、或彎折參數。組件形狀參數、或彎折參數的調整例如亦可藉由使用者的輸入,更新儲存於圖6所示的組件形狀參數資料庫71的各單元中的距基準面的高度Z或XYZ方向的斜率的資料,儲存於記憶部52中,並且更新圖7所示的彎折參數資料庫72的各座標位置的資料,儲存於記憶部52中。
線圖轉換部63在圖9的步驟S108中,使用調整後的組件形狀參數、彎折參數,與圖9的步驟S105同樣地,將垂直視圖線圖110a轉換為立體線圖510a,在圖9的步驟S109中,將半導體裝置10的立體圖像510與立體線圖510a重合顯示於顯示部54(線圖轉換步驟)。然後,線圖轉換部63在圖9的步驟S110中判斷是否自輸入部53輸入有使用者的認可。並且在使用者未認可的情況下,在圖9的步驟S113中接收使用者的輸入,返回圖9的步驟S107進行形狀參數的調整,在圖9的步驟S109中將垂直視圖線圖110a轉換為立體線圖510a,在圖9的步驟S109中將立體圖像510與立體線圖510a重合顯示於顯示部54。如上所述,線圖轉換部63重覆執行圖9的步驟S107~步驟S110、步驟S113直至圖9的步驟S110中使用者輸入認可為止。
藉由使用者的輸入來調整形狀參數,藉此重合顯示於顯示部54的立體線圖510a與立體圖像510的偏離逐漸變小,如圖17所示,以單點鏈線表示的立體線圖510a與以實線表示的立體圖像510的輪廓線重疊。此外,在圖17中,為了明示立體線圖510a與立體圖像510的輪廓線,在圖中稍有偏離而記載,實際上,以單點鏈線表示的立體線圖510a與以實線表示的立體圖像510的輪廓線重疊。然後,使用者在圖9的步驟S110中輸入認可後,線圖轉換部63將已獲認可的立體線圖510a儲存於記憶部52中。
此外,在立體線圖510a與以實線表示的立體圖像510的輪廓線重疊時,儲存於圖6所示的組件形狀參數資料庫71的各單元中的距基準面的高度Z或XYZ方向的斜率的資料成為表示半導體裝置10的各組件的高度與斜率的資料。因此,亦可使用儲存於組件形狀參數資料庫71的各單元中的距基準面的高度Z或XYZ方向的斜率的資料對半導體裝置10的各組件的高度與斜率進行檢測。
在以上說明中,已對線圖轉換部63在利用立體相機45拍攝半導體裝置10的情況下將垂直視圖線圖110a轉換為如與顯示於顯示部54的立體圖像一致的立體線圖510a的情況進行了說明,但在利用其他立體相機42~立體相機44拍攝的情況下將垂直視圖線圖110a轉換為如與顯示於顯示部54的立體圖像一致的立體線圖的情況亦為同樣。
線圖轉換部63在利用四個立體相機42~立體相機45拍攝半導體裝置10的情況下將垂直視圖線圖110a分別轉換為如與顯示於顯示部54的各立體圖像一致的各立體線圖,並將轉換後的各立體線圖儲存於記憶部52中。
線圖合成部64在圖9的步驟S111中將垂直視圖線圖110a與各立體線圖合成,生成包括半導體裝置10的各部位的位置資訊的三維線圖。線圖合成部64以沿著將導線30的起點31、第一彎折點32~第四彎折點35、終點36連接的線所配置的大量點的集合、及沿著焊墊25、引線12的輪廓線所配置的大量點的集合的形式構成三維線圖。然後,算出構成三維線圖的大量點的座標位置,將各座標位置與各點建立關聯,生成為包括半導體裝置10的各部位的位置資訊的三維線圖。此處,位置資訊例如為由圖1、圖2所示的XYZ座標系所規定的座標位置。
然後,線圖合成部64在圖9的步驟S112中將所生成的包括半導體裝置10的各部位的位置資訊的三維線圖儲存於記憶部52的三維線圖儲存部65中。
繼而,參照圖10對三維數位顯微鏡100的三維形狀測定動作進行說明。
如圖10的步驟S201所示,位置資訊輸出部66自三維線圖儲存部讀取三維線圖,並將三維線圖顯示於顯示部54。如上文所說明般,三維線圖構成為沿著將導線30的起點31、第一彎折點32~第四彎折點35、終點36連接的線所配置的大量點的集合、及沿著焊墊25、引線12的輪廓線所配置的大量點的集合,但在顯示於顯示部54時,以對於使用者而言可看作大致連續的線的方式顯示。
位置資訊輸出部66在圖10的步驟S202中,使用者選擇顯示於顯示部54的三維圖像的一部位後,自三維線圖儲存部65讀取構成三維線圖的大量點內與該選擇的部位靠近的點的位置資訊,並顯示於顯示部54。例如,在輸入部53包括滑鼠的情況下,若使用者操作滑鼠點選顯示於顯示部54的三維圖像的一部位,則將靠近所點選的位置的點的位置資訊顯示於顯示部54。
此外,在構成三維線圖的點的數量少而使用者選擇點與點之間的部位的情況下,位置資訊輸出部66可基於兩端的點的位置資訊算出使用者所選擇的部位的位置資訊並顯示於顯示部54。
以上所說明的實施方式的三維數位顯微鏡100將使用者描繪於顯示部54的垂直視圖圖像110的輪廓線生成為垂直視圖線圖110a,因此即便為圖像處理困難的垂直視圖圖像110亦可確實地生成垂直視圖線圖110a。而且,由於藉由使用者的輸入來調整形狀參數,將轉換後的立體線圖510a與立體圖像510重合顯示於顯示部54,故而使用者可一邊將轉換後的立體線圖510a與立體圖像510加以比較,一邊調整形狀參數直至兩者重疊,而能夠生成使用者所期待的立體線圖510a。藉此,能夠高精度地生成使用者所期待的物品的三維線圖,而能夠精度良好地測定半導體裝置10的各部位的三維形狀。
而且,三維數位顯微鏡100在彎折參數資料庫72中規定相對於導線30的導線全長LT的比率作為彎折參數,因此能夠利用一個參數規定導線全長LT不同的多條導線30的終點側的彎折點的位置。因此,能夠藉由使用者輸入少量形狀參數來規定包含於一組中的多條導線30的形狀。
進而,三維數位顯微鏡100由於生成包括沿著將導線30的起點31、第一彎折點32~第四彎折點35、終點36連接的線圖所配置的大量點的集合、及沿著焊墊25、引線12的輪廓線所配置的大量點的集合且包含該些各點的位置資訊的三維線圖,故而能夠將使用者所選擇的部位的位置資訊與三維線圖一起顯示於顯示部54。藉此,能夠在短時間內高精度地進行包括多條導線30的半導體裝置10的各部位的三維形狀的測定。
繼而,參照圖18對實施方式的三維數位顯微鏡100的其他三維線圖生成動作進行說明。
在圖18的步驟S301中,圖像獲得部61獲得利用垂直視圖相機41所拍攝的半導體裝置10的垂直視圖圖像110,將其儲存於記憶部52中,並且輸出至垂直視圖線圖生成部62。而且,圖像獲得部61在圖18的步驟S302中獲得利用四個立體相機42~立體相機45所拍攝的多個立體圖圖像,將其儲存於記憶部52中,並且將所獲得的立體圖像輸出至線圖轉換部63。
垂直視圖線圖生成部62在圖18的步驟S303中,藉由圖案識別、邊緣識別等方法,提取自圖像獲得部61輸入的垂直視圖圖像110的輪廓線,而生成垂直視圖線圖110a。垂直視圖線圖生成部62將所生成的垂直視圖線圖110a輸出至線圖轉換部63。
在以下說明中,對線圖轉換部63對利用立體相機45所拍攝的立體圖像510進行處理的情況進行說明。線圖轉換部63在圖18的步驟S304中,使用儲存於形狀參數資料庫70的組件形狀參數資料庫71、彎折參數資料庫72中的形狀參數將垂直視圖線圖110a轉換為立體線圖510a。然後,線圖轉換部63在圖18的步驟S305中,藉由圖案識別、邊緣識別等方法提取立體圖像510的輪廓線,並將所轉換的立體線圖510a與所提取的立體圖像510的輪廓線加以比較。然後,線圖轉換部63在圖18的步驟S306中,判斷所轉換的立體線圖510a與立體圖像510的輪廓線是否重疊。
線圖轉換部63在圖18的步驟S306中判斷為否的情況下,進入圖18的步驟S310,調整形狀參數,並返回圖18的步驟S304。然後,一邊修正形狀參數一邊執行轉換,直至立體線圖510a與立體圖像510重疊而圖18的步驟S306中判斷為是為止。然後,線圖轉換部63在圖18的步驟S306中判斷為是後,進入圖18的步驟S307,將與立體圖像510重疊的立體線圖510a生成為合成用的立體線圖510a。
同樣地,線圖轉換部63重覆執行圖18的步驟S304~步驟S306、步驟S310,將垂直視圖線圖110a轉換為與利用立體相機42~立體相機44所拍攝的立體圖像重疊的立體線圖,生成合成用的各立體線圖。
線圖合成部64在圖18的步驟S308中,將垂直視圖線圖110a與合成用的立體線圖510a、及利用立體相機42~立體相機44所拍攝的合成用的立體線圖合成,生成包括半導體裝置10的各部位的位置資訊的三維線圖。然後,線圖合成部64在圖18的步驟S309中,將所生成的三維線圖儲存於三維線圖儲存部65中。
如以上所說明般,實施方式的三維數位顯微鏡100藉由線圖轉換部63重覆執行形狀參數的調整及垂直視圖線圖110a向立體線圖510a的轉換直至立體線圖510a與立體圖像510重疊為止,而能夠生成與立體圖像510準確地擬合的立體線圖510a。藉此,能夠高精度地生成包括半導體裝置10的各部位的位置資訊的三維線圖。並且,能夠在短時間內高精度地進行包括多條導線30的半導體裝置10的各部位的三維形狀的測定。
繼而,參照圖19~圖33對其他實施方式的三維數位顯微鏡200進行說明。對與上文參照圖1至圖17所說明的三維數位顯微鏡100同樣的部分標註同樣的符號並省略說明。
三維數位顯微鏡200如圖19所示,為生成包含半導體裝置210的各部位的位置資訊的三維線圖的裝置,該半導體裝置210包括起點所位於的組件與終點所位於的組件不同的兩種導線30及上導線90。三維數位顯微鏡200包括控制部55來代替三維數位顯微鏡100的控制部50。下文參照圖23對控制部55的結構進行說明。
首先,參照圖20~圖22對半導體裝置210的結構進行說明。半導體裝置210包括引線框架11、引線12、第一半導體晶片21、配置於第一半導體晶片21的上表面的第一焊墊26、第二焊墊27、第二半導體晶片22、配置於第二半導體晶片22的上表面的第三焊墊28、導線30、及上導線90。
第一半導體晶片21為與上文參照圖1~圖4所說明的半導體晶片20同樣的大小、厚度,且在上表面的中央部配置有第二焊墊27。此外,配置於上表面周圍的第一焊墊26為與半導體晶片20的焊墊25相同的配置。第二半導體晶片22小於第一半導體晶片21,厚度厚於第一半導體晶片21,安裝於第一半導體晶片21的中央的上表面。在第二半導體晶片22的上表面配置有第三焊墊28。引線12、第一焊墊26~第三焊墊28、第一半導體晶片21、及第二半導體晶片22的上表面的高度由低至高依序為引線12、第一半導體晶片21的上表面、第一焊墊26、第二焊墊27、第二半導體晶片22的上表面、第三焊墊28。
導線30將第一半導體晶片21的第一焊墊26與引線框架11的引線12連接。導線30的形狀與上文參照圖3、圖4所說明的導線30相同。上導線90將第二半導體晶片22的第三焊墊28與第一半導體晶片21的第二焊墊27連接。
如圖21所示,導線30與上文所說明者同樣,包括起點31、第一彎折點32~第四彎折點35、及終點36。上導線90包括位於第二半導體晶片22的第三焊墊28上的起點91、第一彎折點92~第四彎折點95、及位於第一半導體晶片21的第二焊墊27的終點96。在以下說明中,上導線90與導線30同樣,以將起點91、第一彎折點92~第四彎折點95、及終點96連結而成的摺線形狀的形式進行說明。
導線30的起點31、第一彎折點32~第四彎折點35、及終點36的位置是以由與上文參照圖3、圖4的長度方向軸L、橫向軸R、高度方向軸H同樣的長度方向軸L1、橫向軸R1、高度方向軸H1所構成的第一LRH座標系中的長度方向座標位置L1n、橫向座標位置R1n及高度方向座標位置H1n的組所表示。
如圖21、圖22所示,第一LRH座標系的起點31的座標位置以(L11,R11,H11)表示。同樣地,第一彎折點92~第四彎折點95的各座標位置分別以(L12,R12,H12)、(L13,R13,H13)、(L14,R14,H14)、(L15,R15,H15)表示。而且,終點36的座標位置以(L16,R16,H16)表示。如圖22所示,導線30的起點31至終點36的沿著長度方向軸L1的全長為導線全長LT1。而且,起點31至第四彎折點35的沿著長度方向軸L的長度為長度L15。
另一方面,上導線90的起點91、第一彎折點92~第四彎折點95、及終點96的各位置是以由作為基準面的引線框架11的上表面11a的面內自上導線90的起點91向終點96延伸的長度方向軸L2、引線框架11的上表面11a面內自上導線90的起點91起沿著與長度方向軸L2正交的方向延伸的橫向軸R2、及穿過起點91而沿著與引線框架11的上表面11a垂直的方向延伸的高度方向軸H2所構成的第二LRH座標系中的長度方向座標位置L2n、橫向座標位置R2n及高度方向座標位置H2n的組所表示。此處,n為自然數。
若藉由該第二LRH座標系表示起點91、第一彎折點92~第四彎折點95、及終點96的各位置,則如圖21、圖22所示,起點91的座標位置以(L21,R211,H21)表示。同樣地,第一彎折點92~第四彎折點95的各座標位置分別以(L22,R22,H22)、(L23,R23,H23)、(L24,R24,H24)、(L25,R25,H25)表示。而且,終點96的座標位置以(L26,R26,H26)表示。如圖22所示,上導線90的起點91至終點96的沿著長度方向軸L2的全長為導線全長LT2。而且,起點91至第三彎折點94、第四彎折點95的沿著長度方向軸L2的長度分別為長度L24、長度L25。
如圖23所示,三維數位顯微鏡200的控制部55在參照圖5所說明的三維數位顯微鏡200的控制部50中包括導線分組資料庫73,並且將控制部50的形狀參數資料庫70設為包括組件形狀參數資料庫71及組別彎折參數資料庫74的形狀參數資料庫75。而且,垂直視圖線圖生成部262將使用者操作輸入部53所描繪的垂直視圖圖像1210(參照圖30)中的各組件與各導線30、上導線90的各輪廓線生成為半導體裝置210的垂直視圖線圖1210a(參照圖32),並且將多條導線30、上導線90分組為包括起點所位於的組件、終點所位於的組件、及粗細程度共通的導線的多個組。線圖轉換部263使用組別彎折參數資料庫74將垂直視圖線圖1210a轉換為立體線圖5210a(參照圖33)。其他各功能區塊與上文參照圖5所說明的控制部50相同。
如圖24所示,導線分組資料庫73是儲存有將起點所位於的組件、終點所位於的組件及導線的粗細程度相同的多條導線規定為一個導線組的分組資訊的資料庫。起點所位於的組件、終點所位於的組件及導線的粗細程度相同的導線由於起點附近的彎折點的位置相對於起點而相對為同一位置,終點側的彎折點的位置被規定為與導線的全長成比例,故而一個導線組所包含的多條導線可利用一種彎折參數資料規定彎折形狀。
如圖25所示,組件形狀參數資料庫71為與上文參照圖6所說明的組件形狀參數資料庫71相同的資料構造,但如圖25所示,儲存有第一半導體晶片21、第一焊墊26、第二焊墊27、第二半導體晶片22、第三焊墊28的各高度及各表面的斜率的資料。
如圖26所示,組別彎折參數資料庫74包括多個組別彎折參數資料庫74a、組別彎折參數資料庫74b。在圖26所示的例中,組別彎折參數資料庫74a可應用於第一導線組,組別彎折參數資料庫74b可應用於第二導線組。
構成第二導線組的上導線90由於將第三彎折點94、第四彎折點95的座標位置規定為與上導線90的導線全長LT2成比例,故而長度方向座標位置L、橫向座標位置R、高度方向座標位置H的欄均輸入0,比例長度方向座標位置LP、比例橫向座標位置RP、比例高度方向座標位置HP的至少一者中儲存有數值。
圖27與圖8同樣,示出使用圖26所示的組別彎折參數資料庫74a算出第一組的導線30的起點31、第一彎折點32~第四彎折點35、及終點36的各座標位置的例、及使用圖26所示的組別彎折參數資料庫74b算出第二組的上導線90的起點91、第一彎折點92~第四彎折點95、終點96的各座標位置的例。圖27中以陰影表示的第一導線組的導線30的第四彎折點35與第二導線組的上導線90的第三彎折點94、第四彎折點95的各座標位置分別基於比例長度方向座標位置LP、比例橫向座標位置RP、比例高度方向座標位置HP而算出。
繼而,參照圖28、圖29對三維數位顯微鏡200的三維線圖生成動作進行說明。此外,對與上文參照圖9所說明的三維數位顯微鏡100同樣的動作簡單地進行說明。
圖像獲得部61在圖28的步驟S401中,獲得利用垂直視圖相機41所拍攝的如圖30所示的半導體裝置210的垂直視圖圖像1210,儲存於記憶部52中,並且輸出至垂直視圖線圖生成部262。而且,圖像獲得部61在圖28的步驟S402中,獲得利用立體相機45所拍攝的圖31所示的立體圖像5210及利用其他三個立體相機42~立體相機44所拍攝的多個立體圖圖像(未圖示),儲存於記憶部52中,並且將所獲得的立體圖像5210及其他立體圖像輸出至線圖轉換部263。此外,如圖30~圖31所示,半導體裝置210的垂直視圖圖像1210成為將圖10所示的垂直視圖圖像110與垂直視圖第二焊墊圖像127、垂直視圖上導線圖像190、垂直視圖第三焊墊圖像128、垂直視圖第一半導體晶片圖像121、垂直視圖第二半導體晶片圖像122合併而成的圖像。而且,立體圖像5210分別成為將圖11所示的立體圖像510與立體第二焊墊圖像527、立體上導線圖像590、立體第三焊墊圖像528、立體第一半導體晶片圖像521、立體第二半導體晶片圖像522合併而成的圖像。此外,垂直視圖第一焊墊圖像126、立體第一焊墊圖像526為與圖10所示的垂直視圖焊墊圖像125、立體焊墊圖像525相同的圖像。此處,垂直視圖上導線圖像190包括垂直視圖起點圖像191、垂直視圖第一彎折點圖像192~垂直視圖第四彎折點圖像195、垂直視圖終點圖像196,立體上導線圖像590包括立體起點圖像591、立體第一彎折點圖像592~立體第四彎折點圖像595、立體終點圖像596。
在圖28的步驟S403中,垂直視圖線圖生成部262如圖30所示,將自圖像獲得部61輸入的垂直視圖圖像1210顯示於顯示部54。若使用者操作輸入部53而沿著顯示於顯示部54的垂直視圖圖像1210的輪廓描繪輪廓線,則垂直視圖線圖生成部262將使用者所輸入的描繪線與垂直視圖圖像1210重合而顯示於顯示部54。垂直視圖線圖生成部262在圖28的步驟S404中,基於使用者所輸入的描繪線,識別各導線30、上導線90的各起點31、起點91所位於的組件、及終點36所位於的組件。然後,參照圖24所示的導線分組資料庫73,將多條導線30與多條上導線90分為多個組。
在本實施方式中,多條導線30全部為起點31處於第一半導體晶片21的第一焊墊26上,終點36全部處於引線框架11的引線12上,粗細程度為相同的25 μm。因此,垂直視圖線圖生成部262參照圖24的導線分組資料庫73,將多條導線30全部分為第一組。而且,圖20中配置於單點鏈線的框中的多條上導線90全部為起點91處於第二半導體晶片22的第三焊墊28上,終點96全部處於第一半導體晶片21的第二焊墊27上,粗細程度為相同的10 μm。因此,垂直視圖線圖生成部262參照圖24的導線分組資料庫73,將多條上導線90全部分為第二組。此外,在本實施方式中,設半導體裝置210包括兩個導線組而進行說明,因此組的總數Nend為2,但例如亦可包括彎折形狀或粗細程度不同的三個以上導線組。
然後,使用者的輪廓線的描繪及各導線30、上導線90的分組結束後,垂直視圖線圖生成部262在圖28的步驟S404中,將使用者所描繪的垂直視圖圖像1210的輪廓線生成為圖32所示的垂直視圖線圖1210a。
線圖轉換部263在圖28的步驟S405中,將計數器N設置為1。然後,線圖轉換部263在圖28的步驟S406中,與圖9的步驟S105同樣地,使用圖25所示的組件形狀參數、及第一組的組別彎折參數資料庫74a,將引線12、第一半導體晶片21、第一焊墊26的各組件與第一組所包含的多條導線30的垂直視圖引線線圖112a、垂直視圖第一焊墊線圖126a、垂直視圖第一半導體晶片線圖121a、垂直視圖導線線圖130a分別轉換為立體引線線圖512a、立體第一焊墊線圖526a、立體第一半導體晶片線圖521a、立體導線線圖530a。此處,垂直視圖上導線線圖190a包括垂直視圖起點線圖191a、垂直視圖第一彎折點線圖192a~垂直視圖第四彎折點線圖195a、垂直視圖終點線圖196a,立體上導線線圖590a包括立體起點線圖591a、立體第一彎折點線圖592a~立體第四彎折點線圖595a、立體終點線圖596a。
繼而,線圖轉換部263在圖28的步驟S407中,與圖9的步驟S106同樣地,將轉換後的立體引線線圖512a、立體第一焊墊線圖526a、立體導線線圖530a、立體第一半導體晶片線圖521a與立體圖像5210重合顯示於顯示部54。
線圖轉換部263在圖29的步驟S408中,基於使用者的輸入,調整組件形狀參數、或第一組的導線30的彎折參數。組件形狀參數、或彎折參數的調整例如亦可藉由使用者的輸入,更新儲存於圖25所示的組件形狀參數資料庫71的各單元中的距基準面的高度Z或XYZ方向的斜率的資料,儲存於記憶部52中,並且更新圖26所示的組別彎折參數資料庫74的各座標位置的資料,儲存於記憶部52中。
線圖轉換部263在圖29的步驟S409中,使用調整後的組件形狀參數、第一組的導線30的彎折參數,與圖29的步驟S406同樣地,將垂直視圖引線線圖112a、垂直視圖第一焊墊線圖126a、垂直視圖第一半導體晶片線圖121a、垂直視圖導線線圖130a分別轉換為立體引線線圖512a、立體第一焊墊線圖526a、立體第一半導體晶片線圖521a、立體導線線圖530a,在圖29的步驟S410中,將轉換後的立體引線線圖512a、立體第一焊墊線圖526a、立體第一半導體晶片線圖521a、立體導線線圖530a與立體圖像5210重合顯示於顯示部54。
然後,線圖轉換部263在圖29的步驟S411中,判斷是否自輸入部53輸入有使用者的認可。並且在使用者未認可的情況下,在圖29的步驟S412中,接收使用者的輸入,返回圖29的步驟S408,進行第一組的導線30的形狀參數的調整。然後,線圖轉換部263重覆執行圖29的步驟S408~步驟S411、步驟S412直至圖29的步驟S411中使用者輸入認可為止。藉此,轉換後的立體引線線圖512a、立體第一焊墊線圖526a、立體第一半導體晶片線圖521a、立體導線線圖530a與立體引線圖像512、立體第一焊墊圖像526、立體第一半導體晶片圖像521、立體導線圖像530重疊。
然後,線圖轉換部263在圖29的步驟S411中使用者輸入認可後,線圖轉換部263進入圖29的步驟S413,判斷計數器N是否為所分組的組的總數Nend。然後,在圖29的步驟S413中判斷為否的情況下,在圖29的步驟S414中將計數器N僅增加1,並返回圖28的步驟S406。然後,線圖轉換部263使用圖25所示的組件形狀參數、及第二組的組別彎折參數資料庫74b,將垂直視圖第二焊墊線圖127a、垂直視圖第三焊墊線圖128a、垂直視圖第二半導體線圖122a、垂直視圖上導線線圖190a分別轉換為立體第二焊墊線圖527a、立體第三焊墊線圖528a、立體第二半導體晶片線圖522a、立體上導線線圖590a。
然後,線圖轉換部263在圖29的步驟S407中將第二焊墊27、第二半導體晶片22、第三焊墊28的各組件及第二組所包含的多條上導線90的各立體線圖與各立體圖像重疊顯示,對第二焊墊27、第二半導體晶片22、第三焊墊28的各組件及第二組所包含的多條上導線90重覆執行圖32的步驟S408至步驟S410直至使用者認可為止。藉此,轉換後的立體第二焊墊線圖527a、立體第三焊墊線圖528a、立體第二半導體晶片線圖522a、立體上導線線圖590a與立體第二焊墊圖像527、立體第三焊墊圖像528、立體第二半導體晶片圖像522、立體上導線圖像590重疊。然後,在圖29的步驟S411中輸入有使用者的認可的情況下,進入圖29的步驟S413。然後,在圖29的步驟S413中判斷為是後,進入圖29的步驟S415。
線圖合成部64在圖32的步驟S415中,將垂直視圖線圖生成部262所生成的垂直視圖線圖1210a與包括包含第一組的導線的立體線圖與第二組的立體線圖在內的全部導線的立體線圖的立體線圖5210a合成,而生成包含半導體裝置210的各部位的位置資訊的三維線圖。
然後,線圖合成部64在圖32的步驟S416中,將所生成的包含半導體裝置210的各部位的位置資訊的三維線圖儲存於記憶部52的三維線圖儲存部65中。
此外,在立體線圖5210a與立體圖像5210的輪廓線重疊時,儲存於圖25所示的組件形狀參數資料庫71的各單元中的距基準面的高度Z或XYZ方向的斜率的資料成為表示半導體裝置210的各組件的高度及斜率的資料。因此,亦可使用儲存於組件形狀參數資料庫71的各單元中的距基準面的高度Z或XYZ方向的斜率的資料對半導體裝置210的各組件的高度及斜率進行檢測。
如以上所說明般,起點所位於的組件、終點所位於的組件及導線的粗細程度相同的導線由於起點附近的彎折點的位置相對於起點而相對為同一位置,終點側的彎折點的位置被規定為與導線的全長成比例,故而一個導線組所包含的多條導線可利用一種彎折參數資料規定彎折形狀。因此,三維數位顯微鏡200可藉由使用者輸入少量彎折參數而生成與各導線30、上導線90的各立體圖像擬合的各導線30、上導線90的各立體線圖。藉此,三維數位顯微鏡200能夠在短時間內高精度進行半導體裝置210的三維形狀的測定。
在參照圖28、圖27所說明的三維數位顯微鏡200的三維線圖生成動作中,為了進行說明,而對第一組的導線30進行垂直視圖線圖向立體線圖的轉換,繼而對第二組的上導線90進行垂直視圖線圖向立體線圖的轉換,已對上述情況進行了說明,但不限於此。例如,亦可同時進行第一組的導線30與第二組的上導線90的自垂直視圖線圖向立體線圖的轉換,在使用者認可整體的立體線圖後,基於該立體線圖,進行三維線圖的合成。
而且,三維數位顯微鏡200亦如上文參照圖18所說明的三維數位顯微鏡100的其他三維線圖生成動作般,可藉由線圖轉換部63重覆執行形狀參數的調整及垂直視圖線圖1210a向立體線圖5210a的轉換直至立體線圖5210a與立體圖像5210重疊為止,而生成與立體圖像5210準確地擬合的立體線圖5210a。
以上所說明的三維數位顯微鏡100、三維數位顯微鏡200進行三維線圖的生成的導線30、上導線90是處理為將起點31、起點91、第一彎折點32、第一彎折點92~第四彎折點35、第四彎折點95、及終點36、終點96連結而成的摺線形狀,已對上述情況進行了說明,但不限定於此。
例如,亦可如圖34所示,在第一彎折點32與第二彎折點33之間的彎折部設定多個彎折點37a~彎折點37j,而對導線30的第一彎折點32與第二彎折點33之間更細緻地進行規定。藉此,能夠生成更詳細的導線30的三維線圖,而能夠更詳細地測定導線30的形狀。上導線90亦為同樣。
10、210:半導體裝置
11:引線框架
11a:上表面
12:引線
20:半導體晶片
21:第一半導體晶片
22:第二半導體晶片
25:焊墊
26:第一焊墊
27:第二焊墊
28:第三焊墊
30:導線
31、91:起點
32~35、92~95:第一彎折點~第四彎折點
36、96:終點
37a~37j:彎折點
41:垂直視圖相機
41a~45a:光軸
42~45:立體相機
46:照明裝置
50、55:控制部
51:CPU
52:記憶部
53:輸入部
54:顯示部
61:圖像獲得部
62:垂直視圖線圖生成部
63:線圖轉換部
64:線圖合成部
65:三維線圖儲存部
66:位置資訊輸出部
70、75:形狀參數資料庫
71:組件形狀參數資料庫
72:彎折參數資料庫
73:導線分組資料庫
74、74a、74b:組別彎折參數資料庫
90:上導線
100、200:三維數位顯微鏡
110、1210:垂直視圖圖像
110a、1210a:垂直視圖線圖
112:垂直視圖引線圖像
112a:垂直視圖引線線圖
120:垂直視圖半導體晶片圖像
120a:垂直視圖半導體晶片線圖
121:垂直視圖第一半導體晶片圖像
121a:垂直視圖第一半導體晶片線圖
122:垂直視圖第二半導體晶片圖像
122a:垂直視圖第二半導體線圖
125:垂直視圖焊墊圖像
125a:垂直視圖焊墊線圖
126:垂直視圖第一焊墊圖像
126a:垂直視圖第一焊墊線圖
127:垂直視圖第二焊墊圖像
127a:垂直視圖第二焊墊線圖
128:垂直視圖第三焊墊圖像
128a:垂直視圖第三焊墊線圖
130:垂直視圖導線圖像
130a:垂直視圖導線線圖
131、191:垂直視圖起點圖像
131a、191a:垂直視圖起點線圖
132~135、192~195:第一彎折點圖像~第四彎折點圖像
132a~135a、192a~195a:第一彎折點線圖~第四彎折點線圖
136、196:垂直視圖終點圖像
136a、196a:垂直視圖終點線圖
190:垂直視圖上導線圖像
190a:垂直視圖上導線線圖
510、5210:立體圖像
510a、5210a:立體線圖
512:立體引線圖像
512a:立體引線線圖
520:立體半導體晶片圖像
520a:立體半導體晶片線圖
521:立體第一半導體晶片圖像
521a:立體第一半導體晶片線圖
522:立體第二半導體晶片圖像
522a:立體第二半導體晶片線圖
525:立體焊墊圖像
525a:立體焊墊線圖
526~528:立體第一焊墊圖像~立體第三焊墊圖像
526a~528a:立體第一焊墊線圖~立體第三焊墊線圖
530:立體導線圖像
530a:立體導線線圖
531、591:立體起點圖像
531a、591a:立體起點線圖
532~535、592~595:立體第一彎折點圖像~立體第四彎折點圖像
532a~535a、592a~595a:立體第一彎折點線圖~立體第四彎折點線圖
536、596:立體終點圖像
536a、596a:立體終點線圖
590:立體上導線圖像
590a:立體上導線線圖
圖1是表示實施方式的三維數位顯微鏡的系統結構的立面圖。
圖2是表示實施方式的三維數位顯微鏡的系統結構的平面圖。
圖3是表示作為三維物品的半導體裝置的立面圖,為圖2所示的A部的詳細立面圖。
圖4是表示作為三維物品的半導體裝置的平面圖,為圖2所示的A部的詳細平面圖。
圖5是表示實施方式的三維數位顯微鏡的結構的功能方塊圖。
圖6是表示圖5所示的組件形狀參數資料庫的資料構造的圖。
圖7是表示圖5所示的彎折參數資料庫的資料構造的圖。
圖8是表示基於圖7所示的彎折參數資料所算出的各導線的導線別彎折參數的資料構造的圖。
圖9是表示實施方式的三維數位顯微鏡的三維線圖生成動作的流程圖。
圖10是表示實施方式的三維數位顯微鏡的三維形狀測定動作的流程圖。
圖11是表示在實施方式的三維數位顯微鏡的顯示部顯示利用垂直視圖相機所拍攝的半導體裝置的垂直視圖圖像的狀態的圖。
圖12是表示在實施方式的三維數位顯微鏡的顯示部顯示利用立體相機所拍攝的半導體裝置的立體圖像的狀態的圖。
圖13是在實施方式的三維數位顯微鏡的顯示部顯示對利用垂直視圖相機所拍攝的半導體裝置的垂直視圖圖像的輪廓線進行描繪所獲得的垂直視圖線圖的圖。
圖14是在實施方式的三維數位顯微鏡的顯示部重合顯示圖12所示的立體圖像與圖13所示的垂直視圖線圖的圖。
圖15是在實施方式的三維數位顯微鏡的顯示部顯示使用調整前的形狀參數轉換圖13所示的垂直視圖線圖所獲得的立體線圖的圖。
圖16是在實施方式的三維數位顯微鏡的顯示部重合顯示圖15所示的立體線圖與圖12所示的立體圖像的圖。
圖17是在實施方式的三維數位顯微鏡的顯示部顯示使用調整後的形狀參數轉換圖13所示的垂直視圖線圖而使其與圖12所示的立體圖像重疊而成的立體線圖的圖。
圖18是表示實施方式的三維數位顯微鏡的其他三維線圖生成動作的流程圖。
圖19是表示其他實施方式的三維數位顯微鏡的系統結構的立面圖。
圖20是圖19所示的半導體裝置的平面圖。
圖21是圖20所示的半導體裝置的B部的詳細立面圖。
圖22是圖20所示的半導體裝置的B部的詳細平面圖。
圖23是其他實施方式的三維數位顯微鏡的功能方塊圖。
圖24是表示圖23所示的導線分組資料庫的資料構造的圖。
圖25是表示圖23所示的組件形狀參數資料庫的資料構造的圖。
圖26是表示圖23所示的組別彎折參數資料庫的資料構造的圖。
圖27是表示基於圖23所示的組別彎折參數資料所算出的各導線的導線別彎折參數的資料構造的圖。
圖28是表示其他實施方式的三維數位顯微鏡的三維線圖生成動作的流程圖。
圖29是表示其他實施方式的三維數位顯微鏡的三維線圖生成動作的流程圖,為圖28所示的流程圖的續。
圖30是表示在其他實施方式的三維數位顯微鏡的顯示部顯示利用垂直視圖相機所拍攝的圖19~圖22所示的半導體裝置的垂直視圖圖像的狀態的圖。
圖31是表示在其他實施方式的三維數位顯微鏡的顯示部顯示利用立體相機所拍攝的圖19~圖22所示的半導體裝置的立體圖像的狀態的圖。
圖32是表示在其他實施方式的三維數位顯微鏡的顯示部顯示圖19~圖22所示的半導體裝置的垂直視圖線圖的狀態的圖。
圖33是表示在其他實施方式的三維數位顯微鏡的顯示部顯示圖19~圖22所示的半導體裝置的立體線圖的狀態的圖。
圖34是在圖2、圖3所示的導線的起點附近的彎折部設定有多個彎折點的例。
41:垂直視圖相機
42~45:立體相機
50:控制部
53:輸入部
54:顯示部
61:圖像獲得部
62:垂直視圖線圖生成部
63:線圖轉換部
64:線圖合成部
65:三維線圖儲存部
66:位置資訊輸出部
70:形狀參數資料庫
71:組件形狀參數資料庫
72:彎折參數資料庫
100:三維線圖生成裝置
Claims (12)
- 一種三維數位顯微鏡,其能夠獲得三維物品的各部位的位置資訊,其特徵在於包括: 控制部,生成包括所述物品的各部位的所述位置資訊的三維線圖, 所述控制部 獲得自垂直上方拍攝所述物品所獲得的垂直視圖圖像、及自多個斜上方拍攝所述物品所獲得的多個立體圖像, 提取所述物品的所述垂直視圖圖像中的輪廓線,生成所述物品的垂直視圖線圖, 基於儲存於記憶部中的包括所述物品的高度資訊的形狀參數,將所述垂直視圖線圖分別轉換為多個立體線圖,重覆執行所述形狀參數的調整、及所述垂直視圖線圖向各所述立體線圖的轉換,直至轉換後的各所述立體線圖與各所述立體圖像重疊為止, 將所生成的所述垂直視圖線圖、及與各所述立體圖像重疊的各所述立體線圖合成,生成包括所述物品的各部位的所述位置資訊的所述三維線圖, 輸出所生成的所述三維線圖中的各部位的所述位置資訊。
- 如請求項1所述的三維數位顯微鏡,其中 所述物品是包括多個組件及將各組件之間連接的多條導線的裝置, 所述控制部 提取所述垂直視圖圖像中的各組件及各所述導線的各輪廓線,生成所述裝置的所述垂直視圖線圖, 所述形狀參數為各組件距基準面的高度、各組件的表面的斜率、及各所述導線的彎折參數。
- 如請求項1所述的三維數位顯微鏡,其包括: 顯示部,顯示圖像與線圖;以及 輸入部,由使用者進行資料的輸入, 所述控制部重覆執行如下操作: 將所述物品的所述垂直視圖圖像顯示於所述顯示部,將所述使用者操作所述輸入部所描繪的所述垂直視圖圖像中的輪廓線生成為所述垂直視圖線圖, 基於由所述使用者自所述輸入部輸入的調整後的所述形狀參數,進行所述垂直視圖線圖向各所述立體線圖的轉換,將轉換後的各所述立體線圖與各所述立體圖像重合顯示於所述顯示部。
- 如請求項3所述的三維數位顯微鏡,其中 所述物品是包括多個組件及將各組件之間連接的多條導線的裝置, 所述控制部 將所述使用者操作所述輸入部所描繪的所述垂直視圖圖像中的各組件與各所述導線的各輪廓線生成為所述裝置的所述垂直視圖線圖, 所述形狀參數為各組件距基準面的高度、各組件的表面的斜率、及各所述導線的彎折參數。
- 如請求項3所述的三維數位顯微鏡,其中 所述控制部將所述三維線圖顯示於所述顯示部, 將所述使用者操作所述輸入部所選擇的所述三維線圖的一個部位的所述位置資訊顯示於所述顯示部。
- 如請求項4所述的三維數位顯微鏡,其中 所述控制部將所述三維線圖顯示於所述顯示部, 將所述使用者操作所述輸入部所選擇的所述三維線圖的一個部位的所述位置資訊顯示於所述顯示部。
- 如請求項2或請求項4或請求項6所述的三維數位顯微鏡,其中 各所述導線在起點與終點之間分別具有多個彎折點, 所述彎折參數為各所述導線所具有的各所述彎折點的各三維座標位置, 各所述彎折點的各所述三維座標位置分別為 由所述基準面的面內自所述導線的所述起點向所述終點延伸的長度方向軸、所述基準面的面內自所述導線的所述起點起沿著與所述長度方向軸正交的方向延伸的橫向軸、及穿過所述起點而沿著與所述基準面垂直的方向延伸的高度方向軸所構成的座標系中的長度方向座標位置、橫向座標位置及高度方向座標位置的組。
- 如請求項7所述的三維數位顯微鏡,其中 各所述彎折點的各所述三維座標位置包括三維比例座標位置, 所述三維比例座標位置為和所述起點與所述終點之間的導線全長成比例的比例長度方向座標位置、與所述導線全長成比例的比例橫向座標位置、及與所述導線全長成比例的比例高度方向座標位置的組。
- 如請求項2所述的三維數位顯微鏡,其中 所述控制部將多條所述導線分為包括起點所位於的組件、終點所位於的組件、及粗細程度共通的所述導線的多個組,並且提取所述垂直視圖圖像中的輪廓線,生成所述垂直視圖線圖, 儲存於所述記憶部中的所述彎折參數包括針對所述各組規定的多個組別彎折參數, 所述控制部 基於各所述組別彎折參數,將所述各組所包括的各所述導線的各垂直視圖線圖分別轉換為多個所述立體線圖, 重覆執行各所述組的各所述組別彎折參數的調整、及各所述組所包括的所述導線的各所述垂直視圖線圖向各所述立體線圖的轉換,直至各所述組所包括的各所述導線的轉換後的各所述立體線圖與各組所包括的各所述導線的各所述立體圖像重疊為止。
- 如請求項4所述的三維數位顯微鏡,其中 所述控制部將多條所述導線分為包括起點所位於的組件、終點所位於的組件、及粗細程度共通的所述導線的多個組,並且將所述使用者操作所述輸入部所描繪的所述垂直視圖圖像中的各組件及各所述導線的各輪廓線生成為所述物品的所述垂直視圖線圖, 儲存於所述記憶部中的所述彎折參數包括針對所述各組規定的多個組別彎折參數, 所述控制部重覆執行如下操作: 基於各所述組別彎折參數,將所述各組所包括的各所述導線的各垂直視圖線圖分別轉換為多個所述立體線圖, 其後,基於由所述使用者自所述輸入部輸入的調整後的各所述組別彎折參數,進行各所述組所包括的所述各導線的各所述垂直視圖線圖向各所述立體線圖的轉換,將轉換後的各所述立體線圖與各所述立體圖像重合顯示於所述顯示部。
- 如請求項9或請求項10所述的三維數位顯微鏡,其中 分為一個所述組的多條所述導線在所述起點與所述終點之間分別具有多個彎折點, 所述組別彎折參數為分為一個所述組的各所述導線所共通具有的各所述彎折點的各三維座標位置, 所述各彎折點的各所述三維座標位置分別為 由所述基準面的面內自所述導線的所述起點向所述終點延伸的長度方向軸、所述基準面的面內自所述導線的所述起點起沿著與所述長度方向軸正交的方向延伸的橫向軸、及穿過所述起點而沿著與所述基準面垂直的方向延伸的高度方向軸所構成的座標系中的長度方向座標位置、橫向座標位置及高度方向座標位置的組。
- 如請求項11所述的三維數位顯微鏡,其中 所述各彎折點的各所述三維座標位置包括三維比例座標位置, 所述三維比例座標位置為和所述起點與所述終點之間的導線全長成比例的比例長度方向座標位置、與所述導線全長成比例的比例橫向座標位置、及與所述導線全長成比例的比例高度方向座標位置的組。
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WO2020045685A1 (ja) | 2018-08-31 | 2020-03-05 | ソニー株式会社 | 撮像装置、撮像システム、撮像方法および撮像プログラム |
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2020045685A1 (ja) | 2018-08-31 | 2020-03-05 | ソニー株式会社 | 撮像装置、撮像システム、撮像方法および撮像プログラム |
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