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JP2843388B2 - Wire bonding condition inspection device - Google Patents
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JP2843388B2 - Wire bonding condition inspection device - Google Patents

Wire bonding condition inspection device

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JP2843388B2
JP2843388B2 JP1316997A JP31699789A JP2843388B2 JP 2843388 B2 JP2843388 B2 JP 2843388B2 JP 1316997 A JP1316997 A JP 1316997A JP 31699789 A JP31699789 A JP 31699789A JP 2843388 B2 JP2843388 B2 JP 2843388B2
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Landscapes

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

Description

【発明の詳細な説明】 〔概要〕 集積回路等のワイヤボンディング状態を自動検査する
視覚機能を備えたワイヤボンディング状態検査装置に関
し、 ワイヤ像やボール変形の影響を受けることなく、精度
良くボンディングボール中心を検出してワイヤボンディ
ング状態を検査することを目的とし、 パッドにボンディングされたワイヤの先端のボンディ
ングボールを撮像する撮像手段と、該撮像手段の出力映
像信号をディジタル処理して画素を生成する画素生成手
段と、該画素生成手段により生成された画素のうち所定
サイズの検査領域における画素を記憶する濃淡階調画像
メモリと、該濃淡階調画像メモリから読み出した全画素
から自動2値化算出法により閾値を算出し、該閾値で前
記検査領域における画像を2値化する閾値算出手段と、
該閾値算出手段により得られた該2値画像を距離変換す
る距離変換手段と、該距離変更された画像の各画素の値
を前記ワイヤと反対の方向からサーチして最初に検出し
た最大値の画素位置の中心を前記ボンディングボールの
中心位置として検出する中心検出手段と、該中心検出手
段で検出された中心位置と該距離変換された画像の各画
素のうち所定値の画素位置との距離を計算してボンディ
ングボール形状を検査する形状検査手段とより構成す
る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Summary] The present invention relates to a wire bonding state inspection apparatus having a visual function for automatically inspecting a wire bonding state of an integrated circuit or the like. Imaging means for imaging a bonding ball at the tip of a wire bonded to a pad, and a pixel for digitally processing an output video signal of the imaging means to generate pixels Generating means, a gray-scale image memory for storing pixels in a test area of a predetermined size among the pixels generated by the pixel generating means, and an automatic binarization calculating method from all pixels read from the gray-scale image memory A threshold calculating means for calculating a threshold value by using the threshold value, and binarizing the image in the inspection area with the threshold value;
Distance converting means for performing distance conversion on the binary image obtained by the threshold value calculating means, and searching for the value of each pixel of the image whose distance has been changed from the direction opposite to the wire to obtain the maximum value of the first detected value A center detecting means for detecting a center of a pixel position as a center position of the bonding ball; and a distance between a center position detected by the center detecting means and a pixel position of a predetermined value among pixels of the distance-converted image. It comprises a shape inspection means for calculating and inspecting the bonding ball shape.

〔産業上の利用分野〕[Industrial applications]

本発明はワイヤボンディング状態検査装置に係り、特
に集積回路等のワイヤボンディング状態を自動検査する
視覚機能を備えたワイヤボンディング状態検査装置に関
する。
The present invention relates to a wire bonding state inspection apparatus, and more particularly to a wire bonding state inspection apparatus having a visual function for automatically inspecting a wire bonding state of an integrated circuit or the like.

近年、集積回路(IC)や大規模集積回路(LSI)は広
範囲に、かつ、大量に使用されるようになっているた
め、ICやLSIにおけるワイヤボンディング状態の外観検
査の自動化が行なわれるようになってきた。このワイヤ
ボンディング状態の外観検査においては、ボンディング
ボールの中心位置を正確に検出することが必要とされ
る。
In recent years, integrated circuits (ICs) and large-scale integrated circuits (LSIs) have been used widely and in large quantities, so that visual inspection of the wire bonding state of ICs and LSIs has been automated. It has become. In the appearance inspection of the wire bonding state, it is necessary to accurately detect the center position of the bonding ball.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

第10図は従来のワイヤボンディング状態検査装置の一
例の構成図を示す。同図中、1はリードフレームで、そ
の上にICチップ2が載置されている。ICチップ2上には
パッド3が形成されている。4はワイヤで、一端がパッ
ド3上にボンディングボール5を形成して固着されてい
る。
FIG. 10 shows a configuration diagram of an example of a conventional wire bonding state inspection apparatus. In the figure, reference numeral 1 denotes a lead frame on which an IC chip 2 is mounted. Pads 3 are formed on the IC chip 2. Reference numeral 4 denotes a wire, one end of which is fixed on the pad 3 by forming a bonding ball 5.

リードフレーム1は搬送装置であるフレームフィーダ
6により、照明装置7及び撮像装置8の真下に搬送され
る。これにより、ボンディングボール5は照明装置7で
照明され、撮像装置8で撮像される。撮像装置8から取
り出された映像信号は情報処理装置9に供給され、ここ
でアナログ処理又はディジタル処理にてシェーディング
が補正されて画像を均一な濃淡状態にしてから自動的に
求めた閾値で2値化さて撮像画像のワイヤボンディング
状態が検査される。
The lead frame 1 is transported by a frame feeder 6 which is a transport device, directly below the illumination device 7 and the imaging device 8. Thus, the bonding ball 5 is illuminated by the illumination device 7 and is imaged by the imaging device 8. The video signal extracted from the imaging device 8 is supplied to an information processing device 9 where the shading is corrected by analog processing or digital processing so that the image is made uniform and shaded, and then a binary value is automatically obtained. Then, the wire bonding state of the captured image is inspected.

ここで、従来のワイヤボンディング状態検査装置で
は、上記情報処理9における処理として、パッド3を検
出した後、このパッド3におけるワイヤ4の部分を除く
個所を横切る線分の最大値からボンディングボール5の
径を算出し、この径からボンディングボール5の中心位
置を検出したり(例えば、特開昭57−172746号公報)、
あるいはボンディングボール5の平面形状を真円と仮定
し、x方向とy方向の各々についてボンディングボール
像からパッド像へ変わる接点を検出し、その接点を通り
x,y方向に垂線を引いてそれらの交点をボール中心位置
として検出する方法(例えば、特開昭53−124066号公
報)が知られている。
Here, in the conventional wire bonding state inspection apparatus, as a process in the information processing 9, after detecting the pad 3, the bonding ball 5 is detected based on the maximum value of the line segment crossing the portion of the pad 3 excluding the wire 4. The diameter is calculated, and the center position of the bonding ball 5 is detected from the diameter (for example, JP-A-57-172746).
Alternatively, assuming that the planar shape of the bonding ball 5 is a perfect circle, a contact point that changes from a bonding ball image to a pad image in each of the x direction and the y direction is detected, and passes through the contact point.
There is known a method of drawing perpendicular lines in the x and y directions and detecting their intersection as a ball center position (for example, JP-A-53-124066).

〔発明が解決しようとする課題〕[Problems to be solved by the invention]

しかるに、前者の従来装置はワイヤ4の部分を除く個
所を求めているが、ボンディングボール5はワイヤ4の
端点であるので、ボンディングボール画像にはワイヤ画
像が付随し、ワイヤ4だけを除くことが実際には困難で
あり、ボンディング状態検査精度に制約を与えている。
However, although the former conventional device seeks a portion excluding the portion of the wire 4, the bonding ball 5 is an end point of the wire 4. In practice, it is difficult and limits the accuracy of bonding state inspection.

また、後者の従来装置では、ボンディングボール5の
平面形状を真円と仮定しているが、実際のボンディング
ボール5の平面形状は真円でないことが殆んどであるた
め、ボール中心位置を正確に検出できず、またボンディ
ングボール5に変形がある場合は、ボール中心位置から
極端にずれた位置をボール中心位置として検出してしま
う。
In the latter conventional device, the plane shape of the bonding ball 5 is assumed to be a perfect circle. However, since the actual plane shape of the bonding ball 5 is almost not a perfect circle, the ball center position can be accurately determined. If the bonding ball 5 is deformed, a position extremely deviated from the ball center position is detected as the ball center position.

本発明は以上の点に鑑みてなされたもので、ワイヤ像
やボール変形の影響を受けることなく、精度良くボンデ
ィングボール中心を検出してワイヤボンディング状態を
検査し得るワイヤボンディング状態検査装置を提供する
ことを目的とする。
The present invention has been made in view of the above points, and provides a wire bonding state inspection apparatus that can accurately detect a bonding ball center and inspect a wire bonding state without being affected by a wire image or a ball deformation. The purpose is to:

〔課題を解決するための手段〕[Means for solving the problem]

第1図は本発明の原理ブロック図を示す。同図中、10
は撮像手段で、パッドにボンディングされたワイヤの先
端のボンディングボールを撮像する。11は画素生成手
段、12は濃淡階調画像メモリで、これらは撮像手段10か
らの映像信号から画素を生成し、所定サイズの検査領域
における画素を記憶する。
FIG. 1 is a block diagram showing the principle of the present invention. In the figure, 10
Is an imaging means for imaging the bonding ball at the tip of the wire bonded to the pad. Reference numeral 11 denotes a pixel generation unit, and reference numeral 12 denotes a gray-scale image memory, which generates pixels from a video signal from the imaging unit 10 and stores pixels in an inspection area of a predetermined size.

13は閾値算出手段で、濃淡階調画像メモリ12から読み
出した全画素から自動2値化算出法により閾値を算出
し、その閾値で前記検査領域における画像を2値化して
濃淡画像を得る。
Numeral 13 denotes a threshold value calculating means for calculating a threshold value from all the pixels read from the gradation image memory 12 by an automatic binarization calculation method, and binarizing the image in the inspection area with the threshold value to obtain a gradation image.

14は距離変換手段で、上記濃淡画像を距離変換する。
15は中心検出手段で、距離変換された画像の各画素の値
を前記ワイヤと反対の方向からサーチして最初に検出し
た最大値を画素位置の中心を前記ボンディングボールの
中心位置として検出する。更に、16は形状検査手段で、
上記検出した中心位置と距離変換された濃淡画像の各画
素のうち所定値の画素位置との距離を計算してボンディ
ングボール形状を検査する。
Numeral 14 denotes a distance conversion means for converting the density of the gray image into a distance.
Reference numeral 15 denotes a center detecting means for searching the value of each pixel of the distance-converted image from the direction opposite to the wire, and detecting the first detected maximum value as the center position of the pixel position as the center position of the bonding ball. Further, 16 is a shape inspection means,
The shape of the bonding ball is inspected by calculating the distance between the detected center position and the pixel position of a predetermined value among the pixels of the grayscale image whose distance has been converted.

〔作用〕[Action]

本発明では閾値算出手段13により得られた濃淡画像を
距離変換手段14により距離変換し、距離画像の各画素の
値を最外周(輪郭部)で「1」とし、中心の画素ほど値
を大とする。しかる後に、この距離変換された濃淡画像
の画素の値のうち、中心検出手段15によりワイヤの反対
方向から最大値を検出し、そのうち最初に検出された最
大値の画素位置の中心をボンディングボールの中心位置
とすることで、ワイヤ像やボール変形に影響されずにボ
ンディングボール中心位置を検出することができる。
In the present invention, the grayscale image obtained by the threshold value calculating means 13 is distance-converted by the distance converting means 14, and the value of each pixel of the distance image is set to "1" at the outermost periphery (contour portion). And Thereafter, among the pixel values of the distance-converted gray image, the maximum value is detected from the opposite direction of the wire by the center detecting means 15, and the center of the pixel position of the maximum value detected first is determined as the center of the bonding ball. By setting the center position, the center position of the bonding ball can be detected without being affected by the wire image or the ball deformation.

また、最大値そのものがボンディングボールの最大半
径となるため、本発明では上記検出した中心位置を基準
にして、形状検査手段16により距離変換画像の最小半径
を検出することにより、ワイヤ像やボール変形に影響さ
れずにボール形状を検査することができる。
Further, since the maximum value itself is the maximum radius of the bonding ball, the present invention detects the minimum radius of the distance conversion image by the shape inspection means 16 with reference to the detected center position, thereby obtaining the wire image and the ball deformation. The ball shape can be inspected without being affected by the above.

〔実施例〕〔Example〕

第2図は本発明の一実施例の構成図を示す。同図中、
第10図と同一構成部分には同一符号を付し、その説明を
省略する。第2図において、照明装置7及び撮像装置8
は第1図に示した撮像手段10を構成している。第2図
中、21は画像入力回路で、前記画素生成手段11を構成し
ており、入力映像信号をディジタル処理する。22は画像
メモリ、23は画像処理メモリで、これらは前記濃淡階調
画像メモリ12を構成している。
FIG. 2 shows a block diagram of one embodiment of the present invention. In the figure,
The same components as those in FIG. 10 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted. In FIG. 2, the lighting device 7 and the imaging device 8
Constitutes the imaging means 10 shown in FIG. In FIG. 2, reference numeral 21 denotes an image input circuit which constitutes the pixel generation means 11 and digitally processes an input video signal. Reference numeral 22 denotes an image memory, 23 denotes an image processing memory, and these constitute the gradation image memory 12.

また、24は画像処理プロセッサで、前記閾値算出手段
13,距離変換手段14,中心検出手段15及び形状検査手段16
を構成しており、後述する第3図に示すフローチャート
に従って閾値を算出する。25は画像表示回路で、ディス
プレイ26に画像表示を行なわせる。上記の画像入力回路
21,画像メモリ22,画像処理メモリ23,画像処理プロセッ
サ24及び画像表示回路25の相互間の画素データ転送は、
イメージバス27を介して行なわれる。
Reference numeral 24 denotes an image processing processor,
13, distance conversion means 14, center detection means 15, and shape inspection means 16
The threshold value is calculated according to a flowchart shown in FIG. An image display circuit 25 causes the display 26 to display an image. The above image input circuit
21, image memory 22, image processing memory 23, image processing processor 24 and the pixel data transfer between the image display circuit 25,
This is performed via the image bus 27.

また、28はプログラムメモリで、このワイヤボンディ
ング状態検査装置全体を制御するためのプログラムが格
納されている。29はシステムプロセッサで、プログラム
メモリ28からのプログラムに従い、このワイヤボンディ
ング状態検査装置全体の回路を統括制御する。
A program memory 28 stores a program for controlling the entire wire bonding state inspection apparatus. Reference numeral 29 denotes a system processor, which comprehensively controls the entire circuit of the wire bonding state inspection apparatus according to a program from a program memory 28.

30はカメラコントローラで、撮像装置8の動作制御を
行なう。31は照明コントローラで、照明装置7のICチッ
プ2に対する照明光量を調整して映像信号のS/Nを最適
にする。32はフレームフィーダコントローラで、搬送装
置であるフレームフィーダ6を搬送制御する。33はI/O
コントローラで、キーボード及びジョイスティック34,
プリンタ35とシステムプロセッサ29との間のインタフェ
ースをとる。キーボード及びジョイスティック34は検査
条件の設定などに用いられ、またプリンタ35は検査結果
の印刷出力などに用いられる。
A camera controller 30 controls the operation of the imaging device 8. An illumination controller 31 adjusts the amount of illumination of the illumination device 7 with respect to the IC chip 2 to optimize the S / N of the video signal. Reference numeral 32 denotes a frame feeder controller which controls the transfer of the frame feeder 6 which is a transfer device. 33 is I / O
Controller and keyboard and joystick 34,
The interface between the printer 35 and the system processor 29 is provided. The keyboard and the joystick 34 are used for setting inspection conditions and the like, and the printer 35 is used for printing out inspection results and the like.

36はフロッピーディスクコントローラ(FDC)及びハ
ードディスクコントローラ(HDC)で、フロッピーディ
スク37及びハードディスク38に接続されている。フロッ
ピーディスク37及びハードディスク38には、検査結果や
検査基準などが格納される。更に39はシステムバスで、
上記の各回路間のデータ転送用バスである。
A floppy disk controller (FDC) and a hard disk controller (HDC) are connected to the floppy disk 37 and the hard disk. The floppy disk 37 and the hard disk 38 store inspection results, inspection standards, and the like. 39 is a system bus,
This is a data transfer bus between the above circuits.

次に本実施例の動作について説明する。撮像装置8は
ICチップ2にボンディングされたワイヤ4のICチップ2
側の端に形成されたボンディングボール5を撮像し、こ
れにより得られる映像信号を画像入力回路21に供給す
る。画像入力回路21は入力映像信号をディジタル処理し
て画素群が時系列的に合成された画像データを生成し、
その画像データをイメージバス27を介して画像メモリ22
に格納する。システムプロセッサ29は画像メモリ22から
所定の位置、サイズの領域Dの画素(画像データ)を切
り出して画像処理メモリ23に格納する。
Next, the operation of this embodiment will be described. The imaging device 8
IC chip 2 of wire 4 bonded to IC chip 2
An image of the bonding ball 5 formed at the end on the side is taken, and a video signal obtained thereby is supplied to the image input circuit 21. The image input circuit 21 digitally processes the input video signal to generate image data in which the pixel groups are synthesized in time series,
The image data is transferred to the image memory 22 via the image bus 27.
To be stored. The system processor 29 cuts out pixels (image data) in a region D of a predetermined position and size from the image memory 22 and stores them in the image processing memory 23.

このようにして画像処理メモリ23に格納された上記の
領域Dの全画素を用いて、画像処理プロセッサ24は第3
図に示すフローチャートに従って、前記閾値算出手段13
から形状検査手段16に至る各処理を行なう。
By using all the pixels in the area D stored in the image processing memory 23 in this manner, the image processor 24
According to the flowchart shown in FIG.
Each process from to the shape inspection means 16 is performed.

まず、第3図に示すように画像処理プロセッサ24は前
記領域Dの全画素を読み出す(切り出す)(ステップ4
1)。次に、画像処理プロセッサ24は読み出した各画素
間の階調補間(サブピクセル生成)を行なう(第3図
中、ステップ42)。この画素間階調補間は第4図に示す
如く、画像処理メモリ23から読み出された領域Dの各画
素のうち、任意の相隣る4つの画素を黒丸P1〜P4で示
し、またそれらの画素階調値をP1=f′(i,j),P2
f′(i+1,j),P3=f′(i,j+1),P4=f′(i+
1、j+1)とすると、白丸SPで示す位置に次式 f(x,y)=P1・(1−α)・(1−β) +P2・α・(1−β)+P3・(1−α)・β +P4・α・β で表わされるf(x,y)の階調値をもつサブピクセルを
生成する方法である。ただし、上式中αはP1からの水平
方向の距離、βはP1からの垂直方向の距離を示す。
First, as shown in FIG. 3, the image processor 24 reads out (cuts out) all the pixels in the area D (step 4).
1). Next, the image processor 24 performs gradation interpolation (sub-pixel generation) between the read pixels (step 42 in FIG. 3). The inter-pixel gray scale interpolation as shown in FIG. 4, among the pixels in the region D read out from the image processing memory 23, shows four pixels Tonariru any phase by a black circle P 1 to P 4, also P 1 = f ′ (i, j), P 2 =
f ′ (i + 1, j), P 3 = f ′ (i, j + 1), P 4 = f ′ (i +
1, when j + 1) to, white circle following equation to the position indicated by the SP f (x, y) = P 1 · (1-α) · (1-β) + P 2 · α · (1-β) + P 3 · ( 1-α) · β + P 4 · α · β represented by f (x, a method for generating a sub-pixel having the tone value of y). However, the horizontal distance from the above formula alpha P 1, beta denotes the vertical distance from P 1.

この画素間階調補間によって、上記の4画素P1〜P4
には第4図に白丸で示す各位置に上記と同様にしてサブ
ピクセルが生成される。これにより、上記の画素間階調
補間前のボンディングボール5の画像が第5図(A)に
示す如く斜めの画像部分のギザギザが大であったのに対
し、上記の画素間階調補間を行なうことにより、ボンデ
ィングボール5の画像は同図(B)に示す如く斜めの画
像部分のギザギザが大幅に小さくなり、ディジタル化に
伴う量子化誤差が大幅に軽減された画像が得られる。
By this inter-pixel gradation interpolation, sub-pixels are generated between the four pixels P 1 to P 4 at the positions indicated by white circles in FIG. 4 in the same manner as described above. As a result, the image of the bonding ball 5 before the above-described inter-pixel tone interpolation has a large jagged portion in the oblique image portion as shown in FIG. 5 (A). As a result, the jagged portion of the image of the bonding ball 5 in the oblique image portion is greatly reduced as shown in FIG. 7B, and an image in which the quantization error associated with digitization is greatly reduced can be obtained.

次に、画像処理プロセッサ24から検査領域Dの全画素
(サブピクセルを含む)からその2値化閾値Tを自動2
値化処理で算出する(第3図中、ステップ43)、ここで
いう自動2値化とは、例えば適応2値化(Adaptive Bin
arization)のような自動2値化閾値算出法のことであ
る。この適応2値化により検査領域D内の全画素数をN,
画素階調値をf(x,y)・γを所定の比とすると、2値
化閾値Tは次式 なる式に基づいて算出される。
Next, from the image processor 24, the binarization threshold T is automatically calculated from all the pixels (including sub-pixels) of the inspection area D.
The automatic binarization is calculated by a binarization process (step 43 in FIG. 3).
arization). By this adaptive binarization, the total number of pixels in the inspection area D is N,
Assuming that the pixel gradation value is f (x, y) · γ at a predetermined ratio, the binarization threshold T is given by the following equation. It is calculated based on the following equation.

上記の2値化閾値Tの算出後、Tより大なる階調値を
もつ画素を“0",T以下の階調値をもつ画素を“1"とした
ときの検査領域Dにおける画像は第6図に模式的に示す
如き2値化画像である。ただし、第6図中では値“0"の
各画素の図示は省略してある。この2値化画像は、第6
図に示すようにICチップ2やパッド3に比べて映像信号
強度の小さなワイヤ4及びボンディングボール5の検査
領域Dにおける形状を示している。この2値化画像のデ
ータは画像処理メモリ23内に、前記画素格納領域とは別
の領域に格納される。
After the above-described calculation of the binarization threshold value T, the image in the inspection area D when the pixel having the gradation value larger than T is set to “0” and the pixel having the gradation value equal to or smaller than T is set to “1” 6 is a binarized image as schematically shown in FIG. However, in FIG. 6, illustration of each pixel having a value “0” is omitted. This binarized image is the sixth image
As shown in the figure, the shapes of the wires 4 and the bonding balls 5 having a smaller video signal intensity than the IC chip 2 and the pad 3 in the inspection area D are shown. The data of the binarized image is stored in the image processing memory 23 in an area different from the pixel storage area.

次に、画像処理プロセッサ24は上記の2値化画像の距
離変換を行なう(第3図中、ステップ44)。この距離変
換は、2値化画像の輪郭を形成する最も外側の画素の値
を“1"とし、そこから2値化画像の中心へ向かって画素
が1つ進む毎にその画素の値を1つ増加させる処理であ
る。換言すると、この距離変換は2値化画像を構成する
各画素が輪郭から何番目の画素であるかを示す値をその
画素に付与する処理である。従って、この距離変換によ
り、上記の2値化画像を構成する各画素の値は第7図に
示す如くに設定される。
Next, the image processor 24 converts the distance of the binary image (step 44 in FIG. 3). In this distance conversion, the value of the outermost pixel forming the outline of the binarized image is set to “1”, and the value of the pixel is set to 1 each time one pixel advances from there toward the center of the binarized image. This is the process of increasing the number. In other words, the distance conversion is a process of assigning a value indicating the number of each pixel constituting the binary image from the contour to the pixel. Therefore, by this distance conversion, the value of each pixel constituting the above-mentioned binary image is set as shown in FIG.

次に、画像処理プロセッサ24は距離変換後の検査領域
D内の上記画像に対して、ワイヤ4に対向する位置から
ワイヤ4に向かう方向へ画素の値をサーチし、ボンディ
ングボール5の中心位置を検出する(第3図中、ステッ
プ45)。すなわち、第8図に示す如く、ワイヤ4のある
位置と反対方向から上記の距離変換後の画像を構成する
各画素の値を検出し、最初に検出した最大値(ここでは
“6")のあった画素(第8図に斜線で示す)の中心をボ
ンディングボール5の中心位置Cとする。
Next, the image processor 24 searches for a pixel value from the position facing the wire 4 toward the wire 4 with respect to the image in the inspection area D after the distance conversion, and determines the center position of the bonding ball 5. It is detected (step 45 in FIG. 3). That is, as shown in FIG. 8, the value of each pixel constituting the image after the above-mentioned distance conversion is detected from the direction opposite to the position where the wire 4 is located, and the maximum value (here, “6”) detected first is detected. The center of the pixel (shown by hatching in FIG. 8) is the center position C of the bonding ball 5.

ここでは、第8図に斜線で示す検出最大値“6"の画素
は同一行に2つあるので、その2画素の境界をボンディ
ングボール5の中心位置Cとし、その検出最大値RMAX
6.5とされる。なお、ボンディングボール5のワイヤ4
に対向する位置からワイヤ4への検出方向は、撮像装置
8に対するICチップ2,パッド3,ワイヤ4及びボンディン
グボール5の位置及び方向が予めわかっていることから
識別できる。
Here, since there are two pixels having the maximum detection value "6" indicated by oblique lines in FIG. 8 in the same row, the boundary between the two pixels is defined as the center position C of the bonding ball 5, and the maximum detection value R MAX is
It is 6.5. The wire 4 of the bonding ball 5
The detection direction from the position facing to the wire 4 to the wire 4 can be identified because the positions and directions of the IC chip 2, the pad 3, the wire 4, and the bonding ball 5 with respect to the imaging device 8 are known in advance.

次に、画像処理プロセッサ24は距離変換後の画像にお
いて、上記中心位置Cから値が“1"である輪郭を構成し
ている各画素までの距離を算出することにより、ボンデ
ィングボール5の形状を検査する(第3図中、ステップ
46)。すなわち、このステップ46では第9図に矢印で示
した中心位置Cと輪郭画素との間の距離を算出し、その
うちの最小値RMINを求める。この最小値RMINはボンディ
ングボール5の最小半径を表わしている。
Next, the image processor 24 calculates the distance from the center position C to each pixel constituting the contour whose value is “1” in the image after the distance conversion, thereby changing the shape of the bonding ball 5. Inspect (Step in Fig. 3
46). That is, in this step 46, the distance between the center position C indicated by the arrow in FIG. 9 and the contour pixel is calculated, and the minimum value R MIN is calculated. This minimum value R MIN represents the minimum radius of the bonding ball 5.

しかる後に、画像処理プロセッサ24はボンディングボ
ール5の良否判定を行なう。この良否判定は、ステップ
45で検出したボンディングボール5の中心位置Cとパッ
ド3の中心位置とのずれからボンディングボール5の位
置ずれを検査し、その位置ずれが許容範囲内にあるかど
うかの判定と、ステップ46で検出した最小値(最小ボー
ル半径)RMINと、ステップ45で検出した最大値(最大ボ
ール半径)RMAXと基準ボール径RSTD(例えば35μm〜65
μm)の比から求めたボール変形が許容範囲内にあるか
どうかの判定からなる。後者のボール変形に関する判定
は、例えば最小ボール半径RMINが基準ボール径RSTDの70
%以上で、最大ボール半径RMAXが基準ボール径RSTDの13
0%以下の許容範囲内にあるか否かの判定である。
Thereafter, the image processor 24 determines the quality of the bonding ball 5. This pass / fail judgment is performed in steps
The positional deviation of the bonding ball 5 is inspected from the deviation between the central position C of the bonding ball 5 and the central position of the pad 3 detected in 45, and it is determined whether or not the positional deviation is within an allowable range. The minimum value (minimum ball radius) R MIN , the maximum value (maximum ball radius) R MAX detected in step 45, and the reference ball diameter R STD (for example, 35 μm to 65 μm)
μm) to determine whether or not the ball deformation determined from the ratio is within an allowable range. The determination regarding the latter ball deformation is, for example, that the minimum ball radius R MIN is 70 % of the reference ball diameter R STD .
% And the maximum ball radius R MAX is 13 of the standard ball diameter R STD
This is a determination as to whether or not it is within an allowable range of 0% or less.

従って、本実施例によれば、ワイヤ4やボール変形の
影響を受けることなく、精度良くボンディングボール5
の中心位置Cを検出することができる。
Therefore, according to the present embodiment, the bonding ball 5 can be precisely formed without being affected by the wire 4 and the ball deformation.
Can be detected.

なお、本発明は上記の実施例に限定されるものではな
く、例えば第3図のステップ42のサブピクセル生成処理
は、より高精度な検査結果を得るうえで望ましい処理で
あるが、原理的には省略しても差し支えない。
The present invention is not limited to the above-described embodiment. For example, the sub-pixel generation process in step 42 in FIG. 3 is a desirable process for obtaining a more accurate inspection result. Can be omitted.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

上述の如く、本発明によれば、ワイヤ像やボール変形
に影響されずにボール形状を検査することができるた
め、従来に比べより高精度なボンディングボールの状態
検査を行なうことができる等の特長を有するものであ
る。
As described above, according to the present invention, since the ball shape can be inspected without being affected by the wire image and the ball deformation, it is possible to perform a state inspection of the bonding ball with higher accuracy than in the past. It has.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図は本発明の原理ブロック図、 第2図は本発明の一実施例の構成図、 第3図は本発明の一実施例の動作説明用フローチャー
ト、 第4図は画素間階調補間の説明図、 第5図は画素間階調補間前後の画像例を示す図、 第6図はボンディングボール2値化像を示す図、 第7図はボンディングボール距離変換画像を示す図、 第8図はボンディングボール中心位置の検出説明図、 第9図はボンディングボール形状検査説明図、 第10図は従来装置の一例の構成図である。 図において、 2はICチップ、 3はパッド、 4はワイヤ、 5はボンディングボール、 10は撮像手段、 11は画素生成手段、 12は濃淡階調画像メモリ、 13は閾値算出手段、 14は距離変換手段、 15は中心検出手段、 16は形状検査手段、 24は画像処理プロセッサ を示す。
FIG. 1 is a block diagram of the principle of the present invention, FIG. 2 is a block diagram of one embodiment of the present invention, FIG. 3 is a flowchart for explaining the operation of one embodiment of the present invention, and FIG. FIG. 5 is a diagram showing an example of an image before and after gray-scale interpolation between pixels, FIG. 6 is a diagram showing a binarized image of a bonding ball, FIG. 7 is a diagram showing a converted image of a bonding ball distance, FIG. FIG. 9 is an explanatory diagram of detection of a bonding ball center position, FIG. 9 is an explanatory diagram of bonding ball shape inspection, and FIG. 10 is a configuration diagram of an example of a conventional device. In the figure, 2 is an IC chip, 3 is a pad, 4 is a wire, 5 is a bonding ball, 10 is an imaging means, 11 is a pixel generation means, 12 is a gradation image memory, 13 is a threshold value calculation means, and 14 is a distance conversion. Means, 15 is a center detection means, 16 is a shape inspection means, and 24 is an image processor.

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H01L 21/60 321 H01L 21/66 G01N 21/88 H01L 21/60 301Continuation of the front page (58) Field surveyed (Int. Cl. 6 , DB name) H01L 21/60 321 H01L 21/66 G01N 21/88 H01L 21/60 301

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】パッドにボンディングされたワイヤの先端
のボンディングボールを撮像する撮像手段(10)と、 該撮像手段(10)の出力映像信号をディジタル処理して
画素を生成する画素生成手段(11)と、 該画素生成手段(11)により生成された画素のうち所定
サイズの検査領域における画素を記憶する濃淡階調画像
メモリ(12)と、 該濃淡階調画像メモリ(12)から読み出した全画素から
自動2値化算出法により閾値を算出し、該閾値で前記検
査領域における画像を2値化する閾値算出手段(13)
と、 該閾値算出手段(13)により得られた2値画像を距離変
換する距離変換手段(14)と、 該距離変換された画像の各画素の値を前記ワイヤと反対
の方向からサーチして最初に検出した最大値の画素位置
の中心を前記ボンディングボールの中心位置として検出
する中心検出手段(15)と、 該中心検出手段(15)で検出された中心位置と該距離変
換された画像の各画素のうち所定値の画素位置との距離
を計算してボンディングボール形状を検査する形状検査
手段(16)と、 を具備したことを特徴とするワイヤボンディング状態検
査装置。
An image pickup means (10) for picking up an image of a bonding ball at the tip of a wire bonded to a pad, and a pixel generation means (11) for digitally processing an output video signal of the image pickup means (10) to generate a pixel. ), A gray-scale image memory (12) for storing the pixels in the inspection area of a predetermined size among the pixels generated by the pixel generating means (11), and all of the pixels read from the gray-scale image memory (12). Threshold calculating means for calculating a threshold value from the pixels by an automatic binarization calculation method and binarizing the image in the inspection area with the threshold value (13)
Distance conversion means (14) for distance-converting the binary image obtained by the threshold value calculation means (13); and searching for the value of each pixel of the distance-converted image from the direction opposite to the wire. A center detecting means (15) for detecting the center of the pixel position of the maximum value detected first as the center position of the bonding ball; and a center position detected by the center detecting means (15) and an image of the distance-converted image. And a shape inspection means (16) for calculating a distance from a pixel position of a predetermined value in each pixel to inspect a bonding ball shape.
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