(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
銅下地に施した金めっきの画像処理検査方法において、
前記金めっきに光を照射し、反射光をカメラで撮像し、前記金めっきと銅下地とを撮像した画像の輝度差から識別する際に、
前記カメラの受光部の前に緑色系のフィルタを配置することで、前記カメラにて受光する金めっき及び銅下地の輝度差を大きくし、
撮像した金めっき部分の画像の画素の内で所定のしきい値を越える画素数と、予め保持されている金めっきを部分の画素数との比率が所定値を越え、且つ、
撮像した複数箇所の金めっき部分の最大輝度−最小輝度の差と、予め測定された銅下地の輝度−金めっきの輝度の差との比率が、所定値未満の場合に、前記金めっきが適切に施されていると判断することを特徴とする画像処理検査方法。
【請求項２】
銅下地に施した金めっきの画像処理検査方法において、
前記金めっきに光を照射し、反射光をカメラで撮像し、前記金めっきと銅下地とを撮像した画像の輝度差から識別する際に、
前記光を照射する光源を緑色系とすることで、前記カメラにて受光する金めっき及び銅下地の輝度差を大きくし、
撮像した金めっき部分の画像の画素の内で所定のしきい値を越える画素数と、予め保持されている金めっきを部分の画素数との比率が所定値を越え、且つ、
撮像した複数箇所の金めっき部分の最大輝度−最小輝度の差と、予め測定された銅下地の輝度−金めっきの輝度の差との比率が、所定値未満の場合に、前記金めっきが適切に施されていると判断することを特徴とする画像処理検査方法。
【請求項３】
前記銅下地は、ＩＣパッケージのボンディングパッドであることを特徴とする請求項１又は請求項２の画像処理検査方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、銅下地に施した金めっきの良否を検査するための画像処理検査方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般的に、ＩＣパッケージのボンディングパッドには、電解金めっきが施されている。この金めっきが適正に行えているかにより、ボンディングパッドへの内部配線が適切に行えているかを判断できる。即ち、ＩＣパッケージ内の内部配線を介してボンディングパッドへ通電して電解めっきを行うため、内部配線が不良である際には、金めっきが適正に行えなくなる。この金めっきによる内部配線のチェックは、実際に電流を流して行うため、プローブを当てて行うチェックよりも正確に内部配線の不良を検出することができる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ＩＣパッケージのボンディングパッドの検査は、従来から顕微鏡を用いて行っていた。顕微鏡を用いての作業は非常な労力を要するが、目視による判断であるため、正確に検査することはできていなかった。
【０００４】
本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、銅下地に施した金めっきの良否を正確に検査できる画像処理検査方法を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、上記目的を達成するため、銅下地に施した金めっきの画像処理検査方法において、
前記金めっきに光を照射し、反射光をカメラで撮像し、前記金めっきと銅下地とを撮像した画像の輝度差から識別する際に、
前記カメラの受光部の前に緑色系のフィルタを配置することで、前記カメラにて受光する金めっき及び銅下地の輝度差を大きくし、
撮像した金めっき部分の画像の画素の内で所定のしきい値を越える画素数と、予め保持されている金めっきを部分の画素数との比率が所定値を越え、且つ、
撮像した複数箇所の金めっき部分の最大輝度−最小輝度の差と、予め測定された銅下地の輝度−金めっきの輝度の差との比率が、所定値未満の場合に、前記金めっきが適切に施されていると判断することを技術的特徴とする。
【０００７】
請求項１では、銅下地からの反射光は赤色成分が大きいため、カメラの前に緑色系のフィルタを配置して銅下地からの赤色成分を吸収させることで、カメラにて受光する銅下地からの光を弱める。銅下地と金めっきとの輝度差を大きくし、金めっきと銅下地とを撮像した画像の輝度差から識別するため、銅下地に金めっきが適切に施されているかを正確に検査することができる。
【０００８】
請求項２では、銅下地からの反射光は赤色成分が大きいため、光源を緑色系とすることで、カメラにて受光する銅下地からの反射光を弱める。銅下地と金めっきとの輝度差を大きくし、金めっきと銅下地とを撮像した画像の輝度差から識別するため、銅下地に金めっきが適切に施されているかを正確に検査することができる。
【０００９】
請求項３では、ＩＣパッケージのボンディングパッドに適切に電解金めっきが施されているかを正確に検査することができる。このため、ＩＣパッケージの内部断線が生じているか否かを適切に判断することが可能となる。
【００１０】
請求項１、２で、適正に金めっきが施されていれば輝度が高くなり、撮像した画像の画素の内で所定のしきい値を越える画素数が多くなる。そして、所定のしきい値を越える画素数と、予め保持されている金めっきを部分の画素数との比率が所定値を越えることとなる。このため、銅下地に金めっきが適切に施されているかを正確に検査することができる。
【００１１】
請求項１、２で、適切に金めっきが施されていれば、複数箇所の金めっき部分の輝度差は小さくなる。このため、撮像した複数箇所の金めっき部分の最大輝度−最小輝度の差と、予め測定された銅下地の輝度−金めっきの輝度の差との比率が、所定値未満の場合に、金めっきが適切に施されていると判断する。このため、銅下地に金めっきが適切に施されているかを正確に検査することができる。
【００１２】
また、上述した目的を達成するため請求項７の発明は、銅下地に施した金めっきの画像処理検査装置において、
前記金めっきに光を照射する光源と、
反射光を撮像するカメラと、
前記金めっきと銅下地とを撮像した画像の輝度差から識別する識別装置とを備えることを技術的特徴とする。
【００１３】
請求項７では、反射光をカメラで撮像し、輝度差のある金めっきと銅下地とを撮像した画像から識別するため、銅下地に金めっきが適切に施されているかを正確に検査することができる。
【００１４】
請求項８では、銅下地からの反射光は赤色成分が大きいため、カメラの前に緑色系のフィルタを配置して銅下地からの赤色成分を吸収させることで、カメラにて受光する銅下地からの光を弱める。銅下地と金めっきとの輝度差を大きくし、金めっきと銅下地とを撮像した画像の輝度差から識別するため、銅下地に金めっきが適切に施されているかを正確に検査することができる。
【００１５】
請求項９では、銅下地からの反射光は赤色成分が大きいため、光源を緑色系とすることで、カメラにて受光する銅下地からの反射光を弱める。銅下地と金めっきとの輝度差を大きくし、金めっきと銅下地とを撮像した画像の輝度差から識別するため、銅下地に金めっきが適切に施されているかを正確に検査することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の第１実施形態に係る画像処理検査方法及び画像処理検査装置について図を参照して説明する。
本実施形態の画像処理検査方法及び画像処理検査装置の説明に先立ち、検査対象となるＩＣパッケージの構成について、図５を参照して説明する。図５（Ａ）はＩＣパッケージ７０の平面図であり、図５（Ｂ）は、図５（Ａ）のＸ−Ｘ断面図である。ＩＣパッケージ７０は、５４mm×５４mmに形成され、５枚のコア基板を積層してなり、中央にＩＣ（図示せず）を収容するためのキャビティー７２が形成されている。該キャビティー側には、４段の段部７４が設けらている。該４段の段部７４には、ボンディングパッド７６が配設されている。一方、ＩＣパッケージ７０の上面には、導電性接続ピンを取り付けるためのパッド７８が配設されており、各ボンディングパッド７６は、ＩＣパッケージ７０内部でパッド７８と接続されている。
【００１７】
ＩＣパッケージ７０において、キャビティー７２に収容された図示しないＩＣが、ボンディングパッド７６へ金線（図示せず）で接続され、該ボンディングパッド７６から内部接続されたパッド７８を介し、外部接続用の導電性接続ピンへ接続される。このＩＣパッケージ７０は、銅配線を施したコア基板を積層してなるため、銅の露出部分（銅下地）となるボンディングパッド７６の表面に、防錆及び金線との接続性を改善するために電解金めっきを施す。ここで、ＩＣパッケージ内部で断線等が発生すると、電解めっきの際にボンディングパッドまで電流が流れず、金の未析出によるめっき不良が発生する。この断線によるめっき不良の検査のため、本実施形態の画像処理検査方法及び画像処理検査装置を用いる。
【００１８】
図１は、第１実施形態に係る画像処理検査装置の構成を示している。画像処理検査装置は、ＩＣパッケージ７０を載置するステージ６０と、該ＩＣパッケージ７０を照らすリング状のファイバーライトガード５２と、ファイバーライトガード５２からの光を拡散させる拡散板５６と、赤色成分を減衰させるための緑色フィルタ５８と、該ファイバーライトガード５２に光ファイバ５４を介して光りを供給する光源５０と、ズーム調整の鏡筒１４を介して対物レンズ１６が備えられたカメラ１２と、カメラ１２を制御してＩＣパッケージのボンディングパッド７６の金めっきの適否を判断する制御ユニット２０と、カメラ１２にて撮像された画像を表示するモニター４０とを備える。
【００１９】
金表面と銅表面では、金の方が光をより強く反射させるため、反射光の輝度は高くなる。しかし、銅下地は表面に微細な凹凸があり光の入射角により、金との輝度差が無くなることがある。このため、本実施形態では、拡散板５６を用い光を拡散させることで、銅下地が均一に光りを反射できるようにしてある。
【００２０】
また、銅下地からの反射光は赤色成分が大きいため、本実施形態では、カメラ１４のレンズ１６の前に緑色系のフィルタ５８を配置して銅下地からの赤色成分を吸収させることで、カメラにて受光する銅下地からの光を弱める。銅下地と金めっきとの輝度差を大きくし、金めっきと銅下地とを撮像した画像の輝度差から識別するため、銅下地に金めっきが適切に施されているかを正確に検査することができる。
【００２１】
なお、本実施形態では、緑色のフィルタ５８を用いているが、この代わりに光源を緑色系とすることで、銅下地からの反射光を弱めることもできる。また、赤、緑、青の光の３原色の内、緑色のみをカメラ１４で撮像するようにしてもよい。
【００２２】
ここで、ボンディングパッドを検査するためには、カメラ１２にて取り込む画像の大きさを１５mm×１５mmとし、有効画素数を水平７００、垂直５００以上にすることが望ましい。そして、１画素当たり３０μｍとすることが、金めっきの適否を判断する上で好適である。
【００２３】
引き続き、本実施形態の画像処理検査装置による金めっきの適否の判別原理について図２及び図３を参照して説明する。
図２（イ）は、図５（Ａ）中にＣで示すボンディングパッド７６を示す平面図である。図中左側から各ボンディングパッドをＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅとして参照する。図２（ロ）は、図２（イ）のボンディングパッドＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅを撮影した輝度を示している。ここで、輝度は、２５６階調で測定してあり、ボンディングパッドＤは、輝度が著しく劣っている。
【００２４】
図３（イ）は、図１に示す画像処理検査装置の制御ユニット２０に保持されている図２（イ）に示すボンディングパッドＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅの形状データである。ここでは、良品が予め測定されマスターデータとして登録されている。一方、図３（ロ）は、図２（イ）に示すボンディングパッドＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅを撮像した画素において、上述した２５６階調の輝度の内、１５０を越えるものを示した図である。ボンディングパッドＤは、図２（Ｄ）を参照して上述したように輝度１５０を越える画素数が少なく、極端に面積が狭くなっていることが分かる。
【００２５】
本実施形態では、各ボンディングパッドに対して、図３（イ）を参照して上述した、予め保持されたマスターデータ上の画素数（ボンディングパッドの面積）と、測定したボンディングパッドの画素数（ボンディングパッドの面積）との比を下式から求め、面積比が４５％未満である場合には、当該ボンディングパッドを不良と判断する。
【数１】
（（測定した面積）／（登録されている面積））×１００（％）
【００２６】
即ち、適正に金めっきが施されていれば輝度が高くなり、撮像した画像の画素の内で所定のしきい値（１５０）を越える画素数が多くなる。そして、所定のしきい値（１５０）を越える画素数と、予め保持されている金めっきを部分の画素数との比率が所定値（４５％）を越えることとなる。このため、銅下地に金めっきが適切に施されているかを正確に検査することができる。
【００２７】
更に、本実施形態では、判断の正確さを更に高めるため、測定したボンディングパッドの輝度のばらつきが大きいか否かを判断する。即ち、適切に金めっきが行えた場合には、輝度のばらつきが小さくなるからである。この輝度ばらつきは下式から求め、ばらつき比が５５％以上ある場合には、ボンディングパッドを不良と判断する。
【数２】
（測定した輝度の輝度差）／（登録された見本の輝度差））×１００（％）
ここで、（測定した輝度の輝度差）とは、例えば、図２（ロ）に示す場合には、最大値Ｐ１＜ボンディングパッドＡの輝度＞−最小値Ｐ４＜ボンディングパッドＤの輝度＞を意味する。一方、（登録された見本の輝度差）とは、見本の金と銅との輝度差、即ち、＜金輝度−銅輝度＞を意味する。
【００２８】
即ち、適切に金めっきが施されていれば、複数箇所の金めっき部分の輝度差は小さくなる。このため、撮像した複数箇所の金めっき部分の最大輝度−最小輝度の差と、予め測定されたされ銅下地の輝度−金めっきの輝度の差との比率が、所定値（５５％）未満の場合に、金めっきが適切に施されていると判断する。このため、銅下地に金めっきが適切に施されているかを正確に検査することができる。
【００２９】
引き続き、図１に示す制御ユニット２０によるボンディングパッドの検査のための処理について、当該処理のサブルーチンを示す図４を参照して説明する。
制御ユニット２０は、先ず、カメラ１２を介してＩＣパッケージのボンディングパッド７６を撮像する（Ｓ１２）。その後、上述した数１により面積比を求め（Ｓ１４）、また、数２により輝度ばらつきを算出する（Ｓ１６）。そして、輝度ばらつきが５５％以上かを判断する（Ｓ１８）。ここで、輝度ばらつきが５５％以上のときには（Ｓ１８：Ｙｅｓ）、当該ＩＣパッケージ７０を不良と判断すし（Ｓ２２）、当該ＩＣパッケージの検査を終了する。一方、輝度ばらつきが５５％未満の場合には（Ｓ１８：Ｎｏ）、更に、数１に基づいて算出した面積比が４５％未満かを判断する（Ｓ２０）。ここで、面積比が４５％未満の場合には（Ｓ２０：Ｙｅｓ）、当該ＩＣパッケージ７０を不良と判断する（Ｓ２２）。一方、面積比が４５％以上の場合、即ち、輝度ばらつきが５５％未満であり、且つ、面積比が４５％以上である場合には（Ｓ２０：Ｙｅｓ）、ＩＣパッケージを良品と判断して（Ｓ２４）、当該ＩＣパッケージの検査を終了する。
【００３０】
本実施形態では、従来は目視により金めっきの適否と判断していたのに対して、全自動で金めっきの適否を正確に判断することができる。特に本実施形態では、輝度ばらつきが５５％未満であり、且つ、面積比が４５％である場合にのみ良品と判断するため、金めっきが適切にされていないＩＣパッケージを良品と判断することがない。
【００３１】
上述した実施形態では、ＩＣパッケージのボンディングパッドの金めっきを検査する例を挙げたが、本発明の構成は、銅下地に金めっき施した際の検査であれば、種々の部材に適用可能であることは言うまでもない。
【００３２】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、反射光をカメラで撮像し、輝度差のある金めっきと銅下地とを撮像した画像から識別するため、銅下地に金めっきが適切に施されているかを正確に検査することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係る画像処理検査装置の構成を示すブロック図である。
【図２】図２（イ）は、ボンディングパッドの平面図であり、図２（ロ）は図２（イ）のボンディングパッドを撮影した輝度を示す図である。
【図３】図３（イ）は、制御ユニットに保持されたボンディングパッドの説明図であり、図３（ロ）は図２（イ）のボンディングパッドを撮影した画像を示す図である。
【図４】制御ユニットによる処理を示すフローチャートである。
【図５】図５（Ａ）はＩＣパッケージ７０の平面図であり、図５（Ｂ）は、図５（Ａ）のＸ−Ｘ断面図である。
【符号の説明】
１２  カメラ
２０  制御ユニット
４０  モニター
５０  光源
５２  ファイバーライトガード
５４  光ファイバー
５６  拡散板
５８  緑色フィルタ
６０  ステージ
７０  ＩＣパッケージ
７８  ボンディングパッド
【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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