(57)【要約】【課題】安定性と検査の高速化を実現できる検査方法および検査装置を提供する。【解決手段】空ワーク画像処理工程では、被検査部材が装着されていない状態の空ワークの画像を取得することができる。通常ワーク画像処理工程では、被検査部材が装着されている状態のワークの画像を取得することができる。抽出工程では、通常ワーク画像処理工程にて取得した画像から空ワーク画像処理工程にて取得した画像を省いて被検査部材のみの画像を抽出することができる。検査工程では、被検査部材のみ抽出された画像から外見検査等を行うことができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワーク上の被検査部材を検査する検査方法であって、
被検査部材が装着されていない状態の空ワークの画像を取得する空ワーク画像処理工程と、被検査部材が装着されている状態のワークの画像を取得する通常ワーク画像処理工程と、通常ワーク画像処理工程にて取得した画像から空ワーク画像処理工程にて取得した画像を省いて被検査部材のみの画像を抽出する抽出工程と、抽出工程にて抽出した画像に基づいて被検査部材の検査を行う検査工程とを備えたことを特徴とする検査方法。
【請求項２】
被検査部材が装着されていない状態の空ワークを製作する工程を備えたことを特徴とする請求項１に記載の検査方法。
【請求項３】
前記被検査部材が、ワークにマウントされる半導体チップであることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の検査方法。
【請求項４】
前記被検査部材が、ワークにマウントされる半導体チップ及びワークにボンディングされるワイヤであることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の検査方法。
【請求項５】
ワーク上の被検査部材を検査する検査装置であって、
被検査部材が装着されていない状態の空ワークの画像を取得する空ワーク画像撮像手段と、被検査部材が装着されている状態のワークの画像を取得する通常ワーク画像撮像手段と、通常ワーク画像撮像手段にて撮像したワークの画像から空ワーク画像撮像手段にて撮像した空ワークの画像を差分する差分手段と、差分手段にて抽出した画像に基づいて被検査部材の検査を行う検査手段とを備えたことを特徴とする検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、検査方法および検査装置に関し、特に、チップやチップに接続されるボンディングワイヤ等の検査方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
パッケージに収納されてなるＩＣパッケージは、一般的には、ダイシング工程と、マウンティング工程と、ボンディング工程と、モールド工程と、切断分離工程を経て形成される。
【０００３】
ダイシング工程とは、ウエハからチップを切り離す工程であり、マウンティング工程とは、この切断されたチップを、リードフレーム等のアイランドにマウントする工程であり、ボンディング工程とは、チップとリードフレームとをボンディングワイヤで接続する工程であり、モールド工程とは、チップと、リードフレームのアイランドとをモールド樹脂等を封入して保護する工程であり、切断分離工程とは、リードフレームを切断して１個１個のパッケージに分離する工程である。
【０００４】
このため、高品質の製品を提供するために、ボンディングワイヤ等の外観検査等を行う必要がある。ボンディングワイヤの外観検査として、一般的には画像検出にて行われる(特許文献１及び特許文献２)。
【０００５】
図９はチップ１にボンディングワイヤ２が接続されている状態を示す。すなわち、チップ１には、パッド３が設けられ、このパッド３にボンディングワイヤ２が接続される。この際、パッド３にはボンディングボール４が形成される。また、チップ１は保護膜５にて被覆されている。
【０００６】
特許文献１は、ウインドウ領域のデータから明るさの高スライスレベル及び低スライスレベルを設定する明るさ範囲設定部を設けたものである。この明るさ範囲設定部により，明るいパッド部と暗いボンディングボール部を除外し，比較的明るさの安定するパッド周辺の保護膜領域の中間明るさが抽出できるように明るさ範囲を設定している。これにより、その範囲の明るさをもとにしてスライスレベル設定部はボンディングボールを抽出するスライスレベルを算出するようにしている。その結果、ボンディングボール部とパッド部の面積比が変わった場合でも安定してボンディングボール部を抽出することができるようにしている。
【０００７】
すなわち、保護膜の明るさを基準にしてボンディングボールを抽出することにより，ボンディングボールの外形，位置を検出することができるようにしている。
【０００８】
また、特許文献２では、ボンディングボール（圧着ボール）とこの圧着ボールの周辺との明るさの差（濃淡差）を判別し、これにより、圧着ボールのエッジ（ボール端部）を認識して圧着ボールのボール径を求めるものである。圧着ボールのエッジを認識する際には、圧着ボールの中心から外周に向かう濃淡波形分布を求め、予め設定されたしきい値を超えた際にこれをボール端部と認識するものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平５−３２２５３２号公報
【特許文献２】特開平１１−２９７７４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
ところで、図８は、リードフレーム１０にチップ１１がマウントされるとともに、ボンディングワイヤ１２がボンディングされた状態の画像を示す。通常、ワイヤ・チップは場所が定まらない。しかしながら、ワイヤ・チップ近傍は重点的に検査する必要が領域である。
【００１１】
このため、ワイヤでは、ワイヤ抽出処理とチップ抽出処理等を個別の抽出処理が必要である。そのため、従来では、チップがマウントされるとともにボンディングワイヤがボンディングされたワークから画面処理によりチップやワイヤを抽出することになる。
【００１２】
このような抽出を行う場合に、前記特許文献１および特許文献２に記載の方法を用いれば、明るさの差（濃淡差）を利用することになる。しかしながら、このような濃淡差を利用するものでは、非ワイヤ領域がワイヤとして誤検出される場合がある。また、照明や背景(パターン)等の条件の違いで抽出対象の見えが変化し、単純な計算での抽出が困難である。
【００１３】
そこで、本発明は斯かる実情に鑑み、安定性と検査の高速化を実現できる検査方法を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明の検査方法は、ワーク上の被検査部材を検査する検査方法であって、被検査部材が装着されていない状態の空ワークの画像を取得する空ワーク画像処理工程と、被検査部材が装着されている状態のワークの画像を取得する通常ワーク画像処理工程と、通常ワーク画像処理工程にて取得した画像から空ワーク画像処理工程にて取得した画像を省いて被検査部材のみの画像を抽出する抽出工程と、抽出工程にて抽出した画像に基づいて被検査部材の検査を行う検査工程とを備えたものである。
【００１５】
本発明の検査方法は、空ワーク画像処理工程では、被検査部材が装着されていない状態の空ワークの画像を取得することができる。通常ワーク画像処理工程では、被検査部材が装着されている状態のワークの画像を取得することができる。抽出工程では、通常ワーク画像処理工程にて取得した画像から空ワーク画像処理工程にて取得した画像を省いて被検査部材のみの画像を抽出することができる。検査工程では、被検査部材のみ抽出された画像から外見検査等を行うことができる。
【００１６】
被検査部材が装着されていない状態の空ワークを製作する工程を備えたものが好ましい。前記被検査部材が、ワークにマウントされる半導体チップであっても、ワークにボンディングされるワイヤであっても、ワークにマウントされる半導体チップ及びワークにボンディングされるワイヤであってもよい。
【００１７】
本発明の検査装置は、ワーク上の被検査部材を検査する検査装置であって、被検査部材が装着されていない状態の空ワークの画像を取得する空ワーク画像撮像手段と、被検査部材が装着されている状態のワークの画像を取得する通常ワーク画像撮像手段と、通常ワーク画像撮像手段にて撮像したワークの画像から空ワーク画像撮像手段にて撮像した空ワークの画像を差分する差分手段と、差分手段にて抽出した画像に基づいて被検査部材の検査を行う検査手段とを備えたものである。
【発明の効果】
【００１８】
本発明では、単純な画像差分によって、半導体チップやワイヤ等の被検査部材の領域の抽出が可能となり、安定した検査（半導体チップやワイヤ等の位置ずれ、ボンディングボールの大きさ等の検査）を行うことができ、しかも、高速化が実現できる。
【００１９】
特に、空ワークを製作することによって、抽出工程において、より正確に被検査部材のみ抽出することができ、検査性能の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の実施形態の検査方法の簡略構成ブロック図である。
【図２】前記検査方法を用いる検査装置の簡略構成ブロック図である。
【図３】前記図１に示す簡略構成ブロック図を用いた検査方法を示し、（ａ）は空ワークの画像の簡略図であり、（ｂ）は通常ワークの画像の簡略図であり、（ｃ）は通常ワークの画像から空ワークの画像の除去した差分画像の簡略図である。
【図４】前記空ワークの簡略斜視図である。
【図５】ＩＣパッケージの製造工程を示し、（ａ）はリードフレームの簡略斜視図であり、（ｂ）はリードフレームにチップをマウントした状態の斜視図であり、（ｃ）はモールド樹脂をパッケージしている状態の斜視図である。
【図６】前記他のワークの検査方法を示し、（ａ）は空ワークの画像の簡略図であり、（ｂ）は通常ワークの画像の簡略図であり、（ｃ）は通常ワークの画像から空ワークの画像の除去した差分画像の簡略図である。
【図７】前記別のワークの検査方法を示し、（ａ）は空ワークの画像の簡略図であり、（ｂ）は通常ワークの画像の簡略図であり、（ｃ）は通常ワークの画像から空ワークの画像の除去した差分画像の簡略図である。
【図８】チップとワイヤとリードフレームとの画像の簡略図である。
【図９】チップとワイヤとの関係を示す簡略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の実施の形態を図１〜図４に基づいて説明する。
【００２２】
図１は本発明の検査方法の工程図を示し、図２は本発明の検査装置の簡略図を示している。この検査装置は、ＩＣパッケージ等の電子部品の外観検査を行うものである。ＩＣパッケージは、例えば、図５に示す組立工程にて形成される。すなわち、組立工程には、ダイシング工程と、マウンティング工程と、ボンディング工程と、モールド工程と、切断分離工程等がある。
【００２３】
ダイシング工程とは、ウエハからチップを切り離す工程であり、マウンティング工程とは、図５（ａ）（ｂ）に示すように、切断されたチップ２０を、リードフレーム２１等のアイランド２２にマウントする工程であり、ボンディング工程とは、図５（ｃ）に示すように、チップ２０とリードフレーム２１とをボンディングワイヤ２３で接続する工程であり、モールド工程とは、チップ２０と、リードフレーム２１のアイランド２２とをモールド樹脂２４等を封入して保護する工程であり、切断分離工程とは、リードフレーム２１を切断して１個１個のパッケージに分離する工程である。
【００２４】
そこで、本発明の検査装置は、例えばチップ２０とワイヤ２３の検査を行う。チップ２０においては、そのダイシング面にチッピング（欠け）や亀裂が生じる場合がある。そのため、チップ２０の検査としては、半導体チップ２０のダイシング面を外観観察して、チッピングや亀裂がないか等の検査や位置ずれ等の検査である。また、ワイヤ２３の検査とは、ボンディングボールの形状、大きさ、位置ずれ等の検査である。
【００２５】
検査装置は、図２に示すように、ＣＣＤカメラ等の撮像手段３０と、この撮像手段３０にて撮像した画像データを処理する画像処理手段３１と、この画像処理手段３１にて処理された画像データの画像を表示する画像表示手段３２とを備える。画像処理手段３１は例えば、マイクロコンピュータにて構成できる。画像表示手段３２はディスプレイ装置で構成できる。なお、被検査部材Ｓは照明手段２６にて照明される。この図例の照明手段２６は、同軸照明を採用している。すなわち、照明手段２６は、光源２７と、ハーフミラー２８等を備え、被検査部材Ｓに照射される照明の光軸と、それを観察するカメラの光軸とを一致させたものである。
【００２６】
この場合、まず、図４に示すような空ワークＷ０を形成する。この空ワークＷ０とは、被検査部材Ｓであるチップ２０とワイヤ２３とが装着（実装）されていないリードフレーム２１である。すなわち、空ワークＷ０とは、配線パターン２５が形成されたリードフレーム２１のモールド樹脂２４を施した状態のものである。
【００２７】
次に前記検査装置を用いた検査方法を図１と図３とを用いて説明する。空ワークＷ０を撮像手段３０にて撮像して、空ワークＷ０の画像を取得する空ワーク画像処理工程Ｓ１を行う。すなわち、空ワークＷ０の画像データを前記画像処理手段３１に取り込む。この場合、例えば、図３（ａ）に示すような画像３５となり、チップ２０とワイヤ２３とがないリードフレーム２１が映しだされている。
【００２８】
次に図５に示すような組立方法にて組立てられた通常ワーク（チップ２０がリードフレーム２１のアイランド２２にマウントされるとともに、ワイヤ２３がリードフレームの配線パターン２５にボンディングされたワーク）Ｗを、撮像手段３０にて撮像して、この通常ワークＷの画像３６を取得する通常ワーク画像処理工程Ｓ２を行う。すなわち、通常ワークＷの画像データを前記画像処理手段３１に取り込む。この場合、例えば、図３（Ｂ）に示すような画像３６となり、チップ２０とワイヤ２３とが実装されたリードフレーム２１が映しだされている。
【００２９】
このため、撮像手段３０が、被検査部材Ｓが装着されていない状態の空ワークＷ０の画像３５を取得する空ワーク画像撮像手段３０Ａと、被検査部材Ｓが装着されている状態のワークの画像を取得する通常ワーク画像撮像手段３０Ｂとを構成することになる。なお、空ワーク画像撮像手段３０Ａと通常ワーク画像撮像手段３０Ｂとを別の撮像手段にて構成してもよい。
【００３０】
その後、通常ワーク画像処理工程Ｓ２にて取得した画像から空ワーク画像処理工程Ｓ１にて取得した画像を省いて被検査部材（この場合、チップ２０とワイヤ２３のみ）Ｓの画像３７を抽出する抽出工程Ｓ３を行う。すなわち、図３（ｂ）の画像３６から図３（ａ）の画像を差分して、図３（ｃ）に示すように、チップ２０とワイヤ２３のみの画像３７を抽出する。
【００３１】
このため、画像処理手段３１が、通常ワーク画像撮像手段３０Ｂにて撮像したワークＷの画像から空ワーク画像撮像手段３０Ａにて撮像した空ワークＷ０の画像を差分する差分手段３３を構成する。
【００３２】
この図３（ｃ）に示す画像が画像表示手段３２に映し出され、この画像３７に基づいてチップ２０とワイヤ２３とに対して各種の検査が行われる（検査工程Ｓ４）。このため、差分手段３３にて抽出した画像に基づいて被検査部材（チップ２０とワイヤ２３）Ｓの検査を行う検査手段３４を構成する。
【００３３】
本発明では、単純な画像差分によって、半導体チップ２０やワイヤ２３等の被検査部材の領域の抽出が可能となり、安定した検査（半導体チップ２０やワイヤ２３等の位置ずれ、ボンディングボールの大きさ等の検査）を行うことができ、しかも、高速化が実現できる。
【００３４】
特に、空ワークＷ０を製作することによって、抽出工程Ｓ３において、より正確に被検査部材Ｓのみ抽出することができ、検査性能の向上を図ることができる。
【００３５】
図６は、被検査部材Ｓがチップ２０のみである場合を示している。この場合も、図６（a）に示すように、空ワークＷ０の画像３５のデータを前記画像処理手段３１に取り込む。その後、図６（ｂ）に示すように、通常ワーク（この場合、ワイヤ２３がボンディングされていないワーク）Ｗを画像３６のデータを前記画像処理手段３１に取り込む。その後は、図６（ｂ）の画像３６のデータから図６（ａ）の画像データを差分して、図６（ｃ）の画像３７のデータを取得する。
【００３６】
図７は、通常ワークＷが図７（ｂ）に示すように、基板４０上に、被検査部材Ｓである電子部品４１がパターン４２が実装されたものに対する検査方法を示している。なお、電子部品４１は、本体部４１ａとリード線部４１ｂとからなる。また、パターン４２には、パット４２ａが形成され、このパット４２ａのリード線部４１ｂのボール４３が接続される。
【００３７】
この場合も電子部品４１が実装されていない基板４０Ａを形成して、図７（ａ）に示すように、被検査部材Ｓが装着されていない空ワークの画像３５を取得する。次に、図７（ｂ）に示すように、被検査部材Ｓが装着されている通常ワークの画像３６を取得する。その後、図７（ｂ）の画像３６のデータから図７（ａ）の画像データを差分して、図７（ｃ）の画像３７のデータを取得する。
【００３８】
図６や図７等のワークＷに対する検査であっても、図３に示すワークに対する検査と同様の検査を行うことができる。
【００３９】
以上、本発明の実施形態につき説明したが、本発明は前記実施形態に限定されることなく種々の変形が可能であって、例えば、照明手段２６に前記実施形態では同軸照明を採用したが、反射照明を用いてもよい。反射照明とは、対象物(被検査部材)の表面に光を照射し、表面からの反射光を観測する照明方式である。この場合、斜めから照明を入射し、法線上にカメラの光軸を置き、傷や異物をその散乱光で検出するものであっても、照明と反対側の斜め方向で受光するものであってもよい。
【符号の説明】
【００４０】
２０   チップ
２３   ボンディングワイヤ
３０Ａ 空ワーク画像撮像手段
３０Ｂ 通常ワーク画像撮像手段
３１   画像処理手段
３２   画像表示手段
３３   差分手段
３４   検査手段
Ｓ     被検査部材
Ｓ１   空ワーク画像処理工程
Ｓ２   通常ワーク画像処理工程
Ｓ３   抽出工程
Ｓ４   検査工程
Ｗ     ワーク
Ｗ０   空ワーク
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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