(57)【要約】【課題】  電極パッド上にプローブ痕が存在する場合でもその影響を受けることなく、パッドの位置を正確に検出できるワイヤボンダ装置の画像処理装置を提供することにある。【解決手段】  画像処理装置１０の画像処理プロセッサ１６は、ワイヤボンダ装置４０によってワイヤボンディングする際のＩＣチップ５０上の電極パッド５２の位置を、電極パッドを含む画像を画像処理することにより検出する。画像処理プロセッサ１６は、電極パッド５２を含む画像の中からプローブ痕をマスクして、プローブ痕を除去した画像を作成し、このプローブ痕の除去された画像から電極パッドの位置を検出する。【選択図】  図１
2006107001.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワイヤボンダ装置によってワイヤボンディングする際のＩＣチップ上の電極パッドの位置を、電極パッドを含む画像を画像処理することにより検出する検出手段を有するワイヤボンダ装置の画像処理装置であって、
前記検出手段は、前記電極パッドを含む画像の中からプローブ痕をマスクして、前記プローブ痕を除去した画像を作成し、このプローブ痕の除去された画像から前記電極パッドの位置を検出することを特徴とするワイヤボンダ装置の画像処理装置。
【請求項２】
請求項１記載のワイヤボンダ装置の画像処理装置において、
前記検出手段は、前記電極パッドを含む画像の中からプローブ痕の画像のみを抽出し、
前記プローブ痕の周辺の濃度からプローブ痕塗り潰し画像を生成し、
前記プローブ痕の画像を膨張した画像と、前記プローブ痕塗り潰し画像とから、前記プローブ痕の周辺の濃度で塗り潰したプローブ痕濃度変換画像を生成し、
前記電極パッドを含む画像と、前記プローブ痕濃度変換画像との濃度を比較して、前記プローブ痕を除去した画像を作成することを特徴とするワイヤボンダ装置の画像処理装置。
【請求項３】
ワイヤボンダ装置によってワイヤボンディングする際のＩＣチップ上の電極パッドの位置を、電極パッドを含む画像を画像処理することにより検出する検出手段を有するワイヤボンダ装置の画像処理装置であって、
前記検出手段は、前記電極パッドを含む画像の平均濃度をしきい値として二値化処理し、前記電極パッドの背景画像に対して、前記電極パッドの画像を区別して、前記電極パッドの位置を検出することを特徴とするワイヤボンダ装置の画像処理装置。
【請求項４】
ワイヤボンダ装置によってワイヤボンディングする際のＩＣチップ上の電極パッドの位置を、電極パッドを含む画像を画像処理することにより検出するワイヤボンダ装置の画像処理方法であって、
前記電極パッドを含む画像の中からプローブ痕をマスクして、前記プローブ痕を除去した画像を作成し、
このプローブ痕の除去された画像から前記電極パッドの位置を検出することを特徴とするワイヤボンダ装置の画像処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＩＣチップ上の電極パッドと基板の電極やリードフレームをワイヤで接続するワイヤボンダ装置に用いられ、電極パッド位置を検出する画像処理装置および画像処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電極パッドと基板の電極やリードフレームをワイヤで接続するには、電極パッドの位置を正確に求める必要があった。そこで、従来は電極パッドの位置を検出するために、例えば、特開２００３−２５６８１４号公報に記載のように、電極パッドをＣＣＤカメラで撮影した画像を処理して、電極パッドのエッジを検出し、パッド位置を測定していた。
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−２５６８１４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の方式では、電極パッド上に存在する検査装置のプローブ針による圧痕（プローブ痕）の影響で、パッド位置が検出できない場合があるという問題があった。
【０００５】
本発明の目的は、電極パッド上にプローブ痕が存在する場合でもその影響を受けることなく、パッドの位置を正確に検出できるワイヤボンダ装置の画像処理装置および画像処理方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
（１）上記目的を解決するため、本発明は、ワイヤボンダ装置によってワイヤボンディングする際のＩＣチップ上の電極パッドの位置を、電極パッドを含む画像を画像処理することにより検出する検出手段を有するワイヤボンダ装置の画像処理装置であって、前記検出手段は、前記電極パッドを含む画像の中からプローブ痕をマスクして、前記プローブ痕を除去した画像を作成し、このプローブ痕の除去された画像から前記電極パッドの位置を検出するようにしたものである。  
かかる構成により、電極パッド上にプローブ痕が存在する場合でもその影響を受けることなく、パッドの位置を正確に検出し得るものとなる。
【０００７】
（２）上記（１）において、好ましくは、前記検出手段は、前記電極パッドを含む画像の中からプローブ痕の画像のみを抽出し、前記プローブ痕の周辺の濃度からプローブ痕塗り潰し画像を生成し、前記プローブ痕の画像を膨張した画像と、前記プローブ痕塗り潰し画像とから、前記プローブ痕の周辺の濃度で塗り潰したプローブ痕濃度変換画像を生成し、前記電極パッドを含む画像と、前記プローブ痕濃度変換画像との濃度を比較して、前記プローブ痕を除去した画像を作成するようにしたものである。
【０００８】
（３）また、上記目的を解決するため、本発明は、ワイヤボンダ装置によってワイヤボンディングする際のＩＣチップ上の電極パッドの位置を、電極パッドを含む画像を画像処理することにより検出する検出手段を有するワイヤボンダ装置の画像処理装置であって、前記検出手段は、前記電極パッドを含む画像の平均濃度をしきい値として二値化処理し、前記電極パッドの背景画像に対して、前記電極パッドの画像を区別して、前記電極パッドの位置を検出するするようにしたものである。  
かかる構成により、電極パッド上にプローブ痕が存在する場合でもその影響を受けることなく、パッドの位置を正確に検出し得るものとなる。
【０００９】
（４）さらに、上記目的を解決するため、本発明は、ワイヤボンダ装置によってワイヤボンディングする際のＩＣチップ上の電極パッドの位置を、電極パッドを含む画像を画像処理することにより検出するワイヤボンダ装置の画像処理方法であって、前記電極パッドを含む画像の中からプローブ痕をマスクして、前記プローブ痕を除去した画像を作成し、このプローブ痕の除去された画像から前記電極パッドの位置を検出するするようにしたものである。  
かかる構成により、電極パッド上にプローブ痕が存在する場合でもその影響を受けることなく、パッドの位置を正確に検出し得るものとなる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、電極パッド上にプローブ痕が存在する場合でもその影響を受けることなく、パッドの位置を正確に検出できるものとなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、図１〜図１１を用いて、本発明の一実施形態によるワイヤボンダ装置の画像処理装置の構成及び動作について説明する。  
最初に、図１を用いて、本実施形態によるワイヤボンダ装置及び画像処理装置の構成について説明する。  
図１は、本発明の一実施形態によるワイヤボンダ装置及び画像処理装置の構成を示すブロック図である。
【００１２】
画像処理装置１０は、ＣＣＤカメラ２０から映像を入力し、アナログ信号をディジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器１２と、ディジタル信号を格納する画像メモリ１４と、画像処理する画像処理プロセッサ１６と、処理結果などをモニタ３０に表示するためのディジタル信号をアナログ信号に変換するＤ／Ａ変換器１８とから構成されている。
【００１３】
一方、ワイヤボンダ装置４０の上には、ＩＣチップ５０が搭載されている。ＩＣチップ５０には、ワイヤボンダ装置４０によってワイヤボンディング接続される多数の電極パッド５２が配置されている。ワイヤボンダ装置４０の上には、ＩＣチップ５０を撮像するＣＣＤカメラ２０が配置されており、ＩＣチップ５０の上の電極パッド５２の画像を取得する。画像処理装置１０は、ＣＣＤカメラ２０によって取得された画像に基づいて、電極パッド５２の位置を検出する。ワイヤボンダ装置４０は、画像処理装置１０によって検出された電極パッド５２に位置に対して、ワイヤボンディング処理を実行する。
【００１４】
次に、図２〜図１１を用いて、本実施形態によるワイヤボンダ装置の画像処理装置におけるプローブ痕除去処理の内容について説明する。  
図２は、本発明の一実施形態によるワイヤボンダ装置の画像処理装置におけるプローブ痕除去処理の内容を示すフローチャートである。図３〜図１１は、本発明の一実施形態によるワイヤボンダ装置の画像処理装置におけるプローブ痕除去処理時の処理画像の説明図である。なお、図２の処理は、画像処理装置１０の画像処理プロセッサ１６によって実行される。
【００１５】
図１のステップＳ１において、画像処理プロセッサ１６は、ＣＣＤカメラ２０によって取得されたＩＣチップ５０の表面画像に対して、除去処理を実施する処理領域を設定する。
【００１６】
ここで、図３は、ＣＣＤカメラ２０で撮像した画像上に処理領域ＴＡを設定したい状態を示している。ＣＣＤカメラ２０で入力した画像上で横軸をＸ、縦軸をＹとする。
【００１７】
ＣＣＤカメラ２０によって取得された画像には、電極パッド画像ＥＰ，パッド背景画像ＢＧ，プローブ痕画像ＰＭなどがある。電極パッド画像ＥＰは、図１に示した電極パッド５２の画像である。電極パッド５２は、アルミ薄膜や金薄膜で形成されているため、鏡面反射に近く、白色（濃度値：高い）に見える。プローブ痕は、電極パッド５２にプローブを押し付け、ＩＣチップ５０の動作をＩＣ検査装置によってチェックした際に、電極パッド５２の表面にプローブ針の押しつけによって生じる痕跡（圧痕）である。プローブ痕は、窪みであり、その表面は凹凸があるため、乱反射に近く、プローブ痕画像ＰＭは黒色（濃度値：低い，クロスハッチングで図示）に見える。電極パッド５２の周囲の領域は、アルミや金等の金属では被覆されていないため、電極パッド５２に比べて反射率が低くなっている。従って、パッド背景画像ＢＧは、電極パッド画像ＥＰよりも暗くなり、灰色（濃度値：白色と黒色の中間濃度，ハッチングで図示）に見える。
【００１８】
電極パッドの位置を検出する際には、最初に、オペレータはワイヤボンダ装置４０から、検出対象となる電極パッド５２上に、位置検出のスタートポイント（Ｓ点）ＳＰを指定する。同時に、オペレータは、パッド５２の高さ（Ｙ軸方向の長さ）及び幅（Ｘ軸方向の長さ）を指定する。画像処理プロセッサ１６は、指定されたＳ点ＳＰを中心として電極パッド５２の高さの２倍で、幅の３倍の領域を処理領域ＴＡとして設定する。なお、処理領域ＴＡの大きさは任意であり、例えば、電極パッド５２の高さ及び幅のそれぞれ１．５倍の領域としてもよいものである。また、このとき設定する領域範囲内に隣接するパッド５２が存在してもよいものである。
【００１９】
次に、ステップＳ２において、画像処理プロセッサ１６は、設定された領域ＴＡの内部の平均濃度値算出・二値化処理を行なう。平均濃度算出処理では、処理領域ＴＡの範囲内の平均濃度を算出し、次に、二値化処理では、平均濃度値をしきい値として二値化処理を実施する。
【００２０】
図４（Ａ），（Ｂ）は、二値化処理の結果を示している。しきい値より低い濃度値の部分が黒色（クロスハッチングで図示）、しきい値より高い濃度値の部分が白色で表される。ここで、図４（Ａ）は、電極パッド画像ＥＰの濃度値と、パッド背景画像ＢＧやプローブ痕画像ＰＭの濃度値の間に、しきい値が設定された場合である。一方、図４（Ｂ）は、プローブ痕画像ＰＭの濃度値と、パッド背景画像ＢＧや電極パッド画像ＥＰの濃度値の間に、しきい値が設定された場合である。
【００２１】
通常、電極パッド５２の画像ＥＰと背景画像ＢＧの間には、大きな濃度差があるため、図４（Ａ）に示すように、パッド画像ＥＰが白色、パッド背景画像ＢＧとプローブ痕画像ＰＭは黒色となる。しかしながら、パッド画像ＥＰとパッド背景画像ＢＧの濃度差が小さい場合、図４（Ｂ）のように、パッド背景画像ＢＧが白色になることがある。このとき、プローブ痕画像ＰＭは濃度値が低いため二値化処理を実施したとき黒色のままとなる。
【００２２】
図４（Ａ）のように、二値化された場合には、電極パッド５２の位置を検出することは容易にできる。しかしながら、図４（Ｂ）に示すように二値化された場合には、電極パッドとパッド背景との間の境界が不明となるため、電極パッドを検出できないことになる。
【００２３】
本実施形態では、図４（Ｂ）のような二値化画像が得られた場合でも、以下に説明するマスク除去処理により、電極パッドの位置を検出可能とするものである。以下の説明では、図４（Ｂ）の二値化画像が得られた場合について説明するが、以下の処理は、図４（Ａ）に示した二値化画像に対して処理を実行しても同様に電極パッド位置を検出できるものである。
【００２４】
次に、ステップＳ３において、画像処理プロセッサ１６は、面積算出処理及び論理否定処理を実行する。面積算出処理では、ステップＳ２の処理結果の黒色に対して、その面積を算出する。図４（Ａ）の画像の場合には、プローブ痕画像ＰＭと電極パッド背景画像ＢＧの領域が抽出される。さらに、電極パッド５２の大きさに相当するしきい値を用いて、このしきい値よりも小さな画像のみを抽出すると、プローブ痕画像ＰＭに対して電極パッド背景画像ＢＧの面積は非常に大きいので、プローブ痕画像ＰＭのみを抽出することが可能となる。また、図４（Ｂ）の画像の場合には、プローブ痕画像ＰＭが抽出される。さらに、論理否定処理を実行すると、抽出された画像の反転画像を得ることができる。
【００２５】
図５は、論理否定処理を行なった結果の画像を示しており、白い部分がプローブ痕画像ＰＭ’となる。
【００２６】
この段階でプローブ痕画像ＰＭの位置を検出することは可能であるが、プローブ痕を除去するためにはプローブ痕の周辺の電極パッド画像の濃度を抽出し、抽出した濃度でプローブ痕画像ＰＭを塗り潰す必要がある。
【００２７】
そこで、次に、ステップＳ４において、画像処理プロセッサ１６は、ステップＳ３で抽出したプローブ痕画像ＰＭ’に対して膨張処理を行う。膨張処理は、プローブ痕画像ＰＭ’に対して、その周囲に３画素ほど面積を拡張する。図６は、膨張処理の処理結果を示しており、拡張（膨張）されたプローブ痕画像ＰＭ”を得ることができる。
【００２８】
次に、ステップＳ５において、画像処理プロセッサ１６は、プローブ痕周辺のマスク画像作成処理を実行する。マスク画像作成処理では、ステップＳ３の面積算出処理の処理結果（図５）と、ステップＳ４の膨張処理の処理結果（図６）の排他的論理和を取り、プローブ痕画像ＰＭの周辺のマスク画像ＭＰを生成する。図７は、マスク画像作成処理の結果を示している。
【００２９】
次に、ステップＳ６において、画像処理プロセッサ１６は、プローブ痕周辺の画像作成処理を実行する。プローブ痕周辺の画像作成処理では、プローブ痕の周辺のマスク画像ＭＰ（図７）と、カメラ入力画像（図３）の論理和を取ることで、プローブ痕の周辺のみをカメラ入力画像から切り出すことが可能となる。図８はプローブ痕周辺の画像作成処理の結果を示している。
【００３０】
次に、ステップＳ７において、画像処理プロセッサ１６は、プローブ痕塗り潰し画像処理を実行する。プローブ痕塗り潰し画像処理では、ステップＳ６で切り出したプローブ痕の周辺の濃度の平均値を算出し、プローブ痕ＰＭを塗り潰すための濃度を設定する。これで、プローブ痕画像ＰＭ’の周辺の電極パッド画像ＥＰの濃度を抽出することができる。図９は、プローブ痕塗り潰し画像を示している。
【００３１】
次に、ステップＳ８において、画像処理プロセッサ１６は、プローブ痕濃度変換処理により、処理領域ＴＡと同じ範囲をステップＳ７で算出した濃度値で塗り潰した画像を新たに生成する。プローブ痕濃度変換処理では、ステップＳ７の処理により新たに生成した処理領域ＴＡの範囲内を塗り潰した画像（図９）と、ステップＳ４の処理により、プローブ痕を膨張した画像（図６）の論理和を取ることで、プローブ痕ＰＭの周辺の濃度で塗り潰したプローブ痕濃度変換画像を生成することができる。図１０は、プローブ痕濃度変換画像を示している。
【００３２】
最後に、ステップＳ９において、画像処理プロセッサ１６は、プローブ痕除去処理を実行する。プローブ痕除去処理では、ステップＳ８の処理結果画像（図１０）と、原画像（図３）との濃度を比較し、高い濃度値の画像を残すようにすることで、カメラ入力画像からプローブ痕を除去することが可能となる。ここで、高い濃度値の画像を残すとは、例えば、黒色と灰色が比較されたときは、灰色を残し、灰色と白色が比較されたときは、白色を残すようにするものである。図１１は、プローブ痕除去画像を示している。処理領域ＴＡの範囲内でプローブ痕を除去した画像（図１１）に対して、電極パッド５２のエッジを検出することで、精度良くパッドの位置を検出することが可能となる。なお、パッドの位置検出方法の具体例は、例えば、特開平１０−２８１７３０号公報に記載されている方法を用いることができる。
【００３３】
以上説明したように、本実施形態によれば、パッド上のプローブ痕をマスクして除去することで、電極パッドが検出できない事態を回避して、パッドの位置を高精度で検出するできる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の一実施形態によるワイヤボンダ装置及び画像処理装置の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の一実施形態によるワイヤボンダ装置の画像処理装置におけるプローブ痕除去処理の内容を示すフローチャートである。
【図３】本発明の一実施形態によるワイヤボンダ装置の画像処理装置におけるプローブ痕除去処理時の処理画像の説明図である。
【図４】本発明の一実施形態によるワイヤボンダ装置の画像処理装置におけるプローブ痕除去処理時の処理画像の説明図である。
【図５】本発明の一実施形態によるワイヤボンダ装置の画像処理装置におけるプローブ痕除去処理時の処理画像の説明図である。
【図６】本発明の一実施形態によるワイヤボンダ装置の画像処理装置におけるプローブ痕除去処理時の処理画像の説明図である。
【図７】本発明の一実施形態によるワイヤボンダ装置の画像処理装置におけるプローブ痕除去処理時の処理画像の説明図である。
【図８】本発明の一実施形態によるワイヤボンダ装置の画像処理装置におけるプローブ痕除去処理時の処理画像の説明図である。
【図９】本発明の一実施形態によるワイヤボンダ装置の画像処理装置におけるプローブ痕除去処理時の処理画像の説明図である。
【図１０】本発明の一実施形態によるワイヤボンダ装置の画像処理装置におけるプローブ痕除去処理時の処理画像の説明図である。
【図１１】本発明の一実施形態によるワイヤボンダ装置の画像処理装置におけるプローブ痕除去処理時の処理画像の説明図である。
【符号の説明】
【００３５】
１０…画像処理装置
１２…Ａ／Ｄ変換器
１４…画像メモリ
１６…画像処理プロセッサ
１８…Ｄ／Ａ変換器
２０…ＣＣＤカメラ
３０…モニタ
４０…ワイヤボンダ装置
５０…ＩＣチップ
５２…電極パッド
【図１】
2006107001.tif 000003
【図２】
2006107001.tif 000004
【図３】
2006107001.tif 000005
【図４】
2006107001.tif 000006
【図５】
2006107001.tif 000007
【図６】
2006107001.tif 000008
【図７】
2006107001.tif 000009
【図８】
2006107001.tif 000010
【図９】
2006107001.tif 000011
【図１０】
2006107001.tif 000012
【図１１】
2006107001.tif 000013