JPS61193053A - 画像処理による検査の方法 - Google Patents

画像処理による検査の方法

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JPS61193053A
JPS61193053A JP60032648A JP3264885A JPS61193053A JP S61193053 A JPS61193053 A JP S61193053A JP 60032648 A JP60032648 A JP 60032648A JP 3264885 A JP3264885 A JP 3264885A JP S61193053 A JPS61193053 A JP S61193053A
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JP
Japan
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image
image processing
images
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wire
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JP60032648A
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Masakazu Ejiri
江尻 正員
Seiji Kashioka
誠治 柏岡
Yoshihiro Shima
嶋 好博
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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    • HELECTRICITY
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    • H10W90/756Package configurations characterised by the relative positions of pads or connectors relative to package parts of bond wires between a chip and a stacked lead frame, conducting package substrate or heat sink

Landscapes

  • Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)
  • Closed-Circuit Television Systems (AREA)
  • Wire Bonding (AREA)
  • Investigating Materials By The Use Of Optical Means Adapted For Particular Applications (AREA)

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】 〔発明の利用分野〕 本発明は、対象物に加工を加えたり別の対象物を位置合
わせして組立てるような機械装置において、その結果が
良好であるかどうかを検査する方法に係り、特に半導体
素子の組立、いわゆるワイヤボンディング工程での検査
に好適な方法に関する。
〔泥明の背景〕
従来の機械装置は、対象物に加工を加えたり、対象物に
別の対象物を接合したりする「操作」の機能に重点が置
かれ、その「操作」によって生じた結果が正しいもので
あったかどうかを判定する機能はなかったため、何らか
の要因で機械装置が不調になると次々と不良品を作り上
げるという欠点があった。たとえば半導体素子の組立で
は、画像処理によって素子上の電極の位置を検出し、そ
の検出された位置に金・アルミニウムなどの細線によっ
て外部リードとの間で配線を行う機械装置が広範に実用
されているが、配線が正しくなされたかどうかという、
結果の良否を判定することについては何ら考慮されてい
なかった。
〔発明の目的〕
本発明の目的は、一般に「操作」の後の結果が正しいも
のであることを単室するための方法を提供し、もって、
機械装置の不調などによる大量不良の発生を防止するこ
とにある。
〔発明の概要〕
上記の目的を達成するため、本発明では、操作前の画像
を一時的に蓄え、操作後に得られる画像との間で差をと
ることによって、その操作によって生じた変化個所を強
調した画像となし、この画像をもとに結果の良否を判定
しようとするものである。
〔発明の実施例〕
以下、本発明の一実施例を図によって説明する。
第1図は1本発明の一実施例であり、半導体素子の組立
(ワイヤボンディング)工程に適用した例を示す、半導
体素子1はリードフレーム2上に接合された形で、顕微
光学系10の視野内に供給され、その映像がTVカメラ
のごとき撮像装置11によって出力される。この映像信
号15は、これを処理する画像装置(イメージプロセッ
サ)20に導かれ、そこで電極の位置が検出される。
この電極位置の検出には、たとえば特許第117196
2号に述べられているような、部分パターンのマツチン
グを基本とした方法によって容易に実現でき、すでにそ
のような装置が数多く実用されている。一般に電極は一
つの素子上に複数個存在するが、あらかじめ光学的な方
法によって素子上に形成されていて、品種ごとに相対位
置が定まっている。従って組立てる品種が既知であって
、素子の視野内への供給の際に水平面内での回転がない
ことが保証されていれば、1個の既知の部分パターンの
マツチング位置からすべての電極位置を計算できる。ま
たもし回転のないことが保証されていなければ、少なく
とも2個の既知の部分パターンのマツチング位置からす
べての電極位置が計算できる。このような方式の画像処
理装置は、前記特許中にも開示され、既に公知となって
いる。
このようにして検出された電極の位置の座標は、次々と
サーボ制御装[30に送られ、その制御指令によってサ
ーボ機構40を位置決めし、そこに搭載されたワイヤボ
ンデング機構41によってワイヤ4を同図に示したよう
に、各電極位置とリードフレーム2の外部リード3との
間に配線する。
ここで12.13.14はそれぞれ適当な照明光源であ
り、たとえば上述の電極位置の検出時には12を点灯し
て映像をとるものとする。得られた映像を用いて上述の
画像処理装置20によって電極位置を計算し、その結果
を用いてワイヤボンディング機構41によって配線する
が、このとき画像処理装置20内の画像メモリにこの映
像を蓄えておく、ボンディングが終了したとき、再度光
源12のもとての映像を画像処理装置20に導き。
蓄えられているワイヤボンディング前の映像との間で差
をとる、このようにすると、第2図に示すようにボンデ
ィング前とボンディング後の複雑な両像(A)(b)か
ら、ワイヤボンデングという「操作」によって変化した
部分の映像(0)が抽出され、比較的処理し易い差映像
が得られることになる。ここで5は素子1の表面に形成
された電極を示す、また6は素子1の表面での回路パタ
ーンが形成された部分を示し、一般に複雑な配線パター
ンが撮像されるが、本図ではこれを省略した。
このような差映像をもとに、たとえば既知の細線化、線
追跡、端点座標抽出といった画像処理手法によって配線
された座標位置を同図(d)のように検出でき、従って
それ以前に求まっている配線すべき座標位置との間での
誤差を乗積回路や加算回路を用いた通常の演算手段で算
出でき、その結果、該誤差が所望の許容範囲内にあるな
ら良と判定する。ボンディングがされた電極位置付近に
許容範囲を設けるだけでなく、細線化された曲線につい
ても許容領域を設けて良否判定が通常の演算手段により
できることは勿論である。この場合、配線された位置で
の配線のつぶれなどの局部的な状況を、同じく画像処理
によって見つけて、配線状況の良否を判定することも可
能である。また、以上の処理でのワイヤボンディング前
の電極−位置検出のための画像処理と、ワイヤボンディ
ング後の配線状況検出のための画像処理は、上側では同
−の画像処理装置20にて実行することとしたが、これ
らは別々の画像処理装置にて実行することは勿論容易で
ある。
このように、一般に「操作」前後の画像の差を用いるこ
とによって、操作による変化を強調した画像を得るには
、特殊な応用例を除き、一般には同一光学系、同一照明
条件、同一撮像装置で画像を得るのが好ましい。
ところが、配線位置決定のための画像処理用と、結果判
定のための画像処理用では、異った条件での映像を用い
なければならない場合もある。たとえば大規模な半導体
素子では、配線の精度を上げる目的で位置検出をより高
分解能で行ない、配線結果判定は、単に機械装置の不調
の見逃しによる大量不良の発生をモニタリングするとい
う観点から、より低分解能でよい場合などである。この
ようなときには、たとえば位置検出時には、顕微光学系
10のレンズを切替えたり、さらには撮像装置11の上
下位置をも図示されていないサーボ機構によって変更し
たりして、素子の局部的な映像からパターンマツチング
等で位置を求め、各電極位置を計算する。また、さらに
は撮像装[11の前後・左右位置もサーボ機構によって
変更して、素子内の局部的な2個所を撮像してそれぞれ
の映像から1つずつ電極位置を求め、残りの電極位置を
すべて計算によって求めるということもできる。
一方、結果判定時には、これらをもとに戻して、たとえ
ば素子全体を撮像する。従って、高分解能での位置の検
出が終り、ボンディングが始まる直前に、光学系がもと
の低分解能の状態に戻った時点で映像をとり込み、この
映像を比較の対象とすることにすればよい、すなわち第
3図に処理のフローを示すように1位置検出時と同一条
件での映像が利用できるが、そうでない時には同憶(b
)のように変形すればよい。
光学系の切替えに要する時間が問題となるときには、高
分解能、低分解能用の光学系と撮像装置を個別に設ける
ことも考えられる。この場合高分解能用の光学系は位置
移動のため加工具のためのサーボ機構を共用することが
でき、また低分解能での撮像の際には光路をさえぎらな
いよう退避することができる。
一方1位置検出時と結果判定時では、照明方法を変えた
方がよい場合がある。たとえば、位置検出は照明光源1
2による落射照明で行ない、結果検出時は、照明光源1
3および14による斜光照明で、ワイヤ4を斜めから照
明し、光源13が点灯しているときの映像と光源14が
点灯しているときの映像からワイヤ4とその影の位置を
求め5、これらからワイヤ4の高さ情報を算出し、もっ
てワイヤ4が望ましい滑らかな形状に張られているかど
うかを判定できる。このような場合にも、第3図(b)
にすでに示したように、ボンディング直前に結果判定用
の光学系にセットし、映像を入力・記憶しておけばよい
、この場合には、まず光源13を点灯して映像を入力・
記憶し、次いで光源14を点灯して映像を入力・記憶し
ておく、ボンディングを行ったあと、同じく光源13を
点灯して映像を入力・記憶し、次いで光源14を点灯し
て映像を入力・記憶する。対応する映像同士の差をとれ
ば、二つの差映像が得られるが、これらはワイヤと影の
部分のみが浮き出た形になった画像のため、これらから
画像処理によって結果状況を判定するのは極めて容易と
なる。なお、ここで二つの照明光源13.14は、たと
えば素子lに対して直交する二つの方向から照明するこ
とを意味しており、これにより任意の方向に張りめぐら
されたワイヤ(および必要に応じてその影も)を、いず
れかの差映像により検出できる。この場合、影とワイヤ
は明るさが異なるため容易に見分けられ、場合によって
はその影の位置とワイヤの相対関係からワイヤの形状(
張り具合)を検出することも可能である。もちろん、さ
らに多くの条件で事前に映像を取得しておき、ボンディ
ング後に。
これらの条件を切りかえて、それぞれ対応する条件下で
の差映像をとることは任意である。
第4図は、本発明に用いる画像処理装置t20の一例を
示す、構成は極めて一般的であり、従来技術で容易に実
現できる1図で、映像信号15はAD変換器21でたと
えば8ビツトのデイジタル情報に変換され1画像メモリ
22に入る。この画像メモリには、ボンディング前の映
像が入力され、たとえば22′のように必要に応じ複数
面準備されてよい、また画像メモリ23は、結果判定の
ためのボンディング後の映像を入力するものであり、こ
れも23′のように必要に応じ複数面準備される。画像
メモリ24 (24’ )は22 (22’ )と23
 (23’ )に格納された映像の差を記憶するメモリ
であり、画像メモリ25.25’は、この着映像をもと
に結果を判定するための画像処理を実行する際のワーキ
ングメモリであり、必要に応じ複数面準備されない、こ
れらの画像メモリ22〜25,22’〜25′は、場合
によっては互いに共用することも可能であることは勿論
である。これらの画像メモリに対する映像の入・出力は
、マイクロコンピュータ26の制御により実行でき、ま
た画像間の差を取るには、画像メモリ22と画像メモリ
23の同一アドレスの画素情報をマイクロコンピュータ
26でアクセスして、マイクロコンピュータ26の基本
演算機能である引算処理と絶対値処理を実行し、その結
果を画像メモリ24の対応アドレスに記憶すればよい、
このようにして得られた画像メモリ24内の差画像を用
いて種々の画像処理を行うことが出来るが、このような
画像処理も、マイクロコンピュータ26によって実行可
能である。ただし現状では処理速度の観点から、専用の
画像処理回路27を併用し。
そこで実行させるのが得策の場合もある。そのような画
像処理回路は、公知の技術によって容易に実現できる。
〔発明の効果〕
以上説明したように、本発明によれば、加工・組立のよ
うな対象物に「操作」を加える工程において、その操作
の結果の良否の判定が極めて簡単な画像処理によって実
現できるという効果があり、自動機械装置に適用すれば
、その装置の調子の良不良がモニタリングでき、従って
大量の不良品を作り続けるといった事態を防止すること
ができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は1本発明の一実施例であり、判導体素子の自動
組立装置の全体構成例を示す。第2図は本発明の詳細な
説明するために、各過程での映像を模式的に示した図、
第35!iは本発明を適用した自動機械装置での動作の
シーケンスを示す流れ図、第4図は本発明を実現するた
めの画像処理装置の一構成例を示す図、である。 1・・・半導体素子、2・・・リードフレーム、3・・
・外部リード、4・・・ワイヤ、5・・・電極、10・
・・顕微光学系、11・・・撮像装置、12,13.1
4・・・照明光源、20・・・画像処理装置、21・・
・AD変換器、22〜25及び22′〜25′・・・画
像メモリ、26・・・マイクロコンピュータ、27・・
・画像処理回路、30・・・サーボ制御装置、40・・
・サーボ機構、冨  1  図 葛 Z (c )4aプ(イ象

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、対象物に操作を加える機械装置において、その操作
    直前の対象物の映像を記憶し、これと操作後に対象物を
    撮像して得た映像との間の差の映像から、該操作結果の
    良否を判定するようにした画像処理による検査の方法。 2、操作直前と操作直後の対象物の差映像に基づいて、
    操作により対象物に加えられた加工の位置を検出するこ
    とにより前記操作結果の良否を判定することを特徴とす
    る特許請求の範囲第1項記載の画像処理による検査の方
    法。 3、操作直前の対象物の映像が、操作後にその操作結果
    を判定するために必要とされる光学的条件と同一条件で
    取得された1つないし複数の映像であることを特徴とす
    る特許請求の範囲第1項記載の画像処理による検査の方
    法。
JP60032648A 1985-02-22 1985-02-22 画像処理による検査の方法 Pending JPS61193053A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02193555A (ja) * 1989-01-19 1990-07-31 Matsushita Electric Ind Co Ltd 制御回路付フラットモータ

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS57113356A (en) * 1980-12-30 1982-07-14 Fujitsu Ltd Article inspection system

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