JP2001118886A - ワイヤボンデイングにおけるセカンドボンディング点の検査方法 - Google Patents
ワイヤボンデイングにおけるセカンドボンディング点の検査方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 クレセント部の位置や接合状態を正しく検出
して適切な検査を行うことができるワイヤボンディング
におけるセカンドボンディング点の検査方法を提供する
こと。 【解決手段】 基板のパッドにボンディングされたワイ
ヤのクレセント部を検査するセカンドボンディング点の
検査方法において、ボンディング点の画像より基準パタ
ーンとのマッチングによりクレセント部を検出する。検
出結果に基づいてクレセント部を含む検査エリアを円弧
図形を用いて設定し、この検査エリア内において所定の
輝度条件に合致する画素の画素数をカウントしてボンデ
ィング面積や重心を求め、このボンディング面積や重心
をしきい値と比較してワイヤの接合強度やボンディング
位置の合否を判定する。これにより、クレセントをより
実際に即した形で検査することができ、適切な検査結果
を得ることができる。
して適切な検査を行うことができるワイヤボンディング
におけるセカンドボンディング点の検査方法を提供する
こと。 【解決手段】 基板のパッドにボンディングされたワイ
ヤのクレセント部を検査するセカンドボンディング点の
検査方法において、ボンディング点の画像より基準パタ
ーンとのマッチングによりクレセント部を検出する。検
出結果に基づいてクレセント部を含む検査エリアを円弧
図形を用いて設定し、この検査エリア内において所定の
輝度条件に合致する画素の画素数をカウントしてボンデ
ィング面積や重心を求め、このボンディング面積や重心
をしきい値と比較してワイヤの接合強度やボンディング
位置の合否を判定する。これにより、クレセントをより
実際に即した形で検査することができ、適切な検査結果
を得ることができる。
Description
【発明の属する技術分野】本発明は、チップと基板を接
続するワイヤボンディングにおいて、ワイヤと基板のパ
ッドをボンディングするワイヤボンディングにおけるセ
カンドボンディング点の検査方法に関するものである。
続するワイヤボンディングにおいて、ワイヤと基板のパ
ッドをボンディングするワイヤボンディングにおけるセ
カンドボンディング点の検査方法に関するものである。
【従来の技術】チップと、チップが搭載されたリードフ
レームやプリント基板などの基板をワイヤで接続するワ
イヤボンディングは、次のようにして行われる。まず、
キャピラリツールの下端部から下方へ導出されたワイヤ
の下端部とトーチとの間で電気的にスパークを発生さ
せ、ワイヤの下端部にボールを形成した後、キャピラリ
ツールを下降させてボールを基板に搭載されたチップの
上面にボンディングする（以下、「ファーストボンディ
ング」という）。次いで、キャピラリツールを一旦上方
に移動させた後に、キャピラリツールの下端部を所定の
軌跡を描かせながら基板のパッドに向かって下降させワ
イヤを基板にボンディングする（以下、「セカンドボン
ディング」という）。そしてワイヤボンディング後に
は、チップやワイヤを保護するため、樹脂封止が行われ
る。この樹脂封止に先立って、ワイヤボンディングの状
態を確認するための検査が行われ、正常なワイヤボンデ
ィングが行われているか否かが検査される。この検査で
は、セカンドボンディング点については、ボンディング
の際にキャピラリツールによって押しつぶされた三日月
形状部、いわゆるクレセント部の位置や形状が検出対象
となる。これらを検出することにより、ボンディングが
正常に行われたか否かを検査できるとともに、ボンディ
ング圧力やボンディング位置など、ボンディング装置の
ボンディング条件の設定に何らかの異常があるか否かを
推定することができる。従来より、セカンドボンディン
グ点の検査には、画像認識による方法、すなわちクレセ
ント形状を特定するために定義された始点・終点を画像
認識によって検出し、これらの始点・終点を用いてクレ
セントの位置や大きさを特定する方法が用いられてい
た。
レームやプリント基板などの基板をワイヤで接続するワ
イヤボンディングは、次のようにして行われる。まず、
キャピラリツールの下端部から下方へ導出されたワイヤ
の下端部とトーチとの間で電気的にスパークを発生さ
せ、ワイヤの下端部にボールを形成した後、キャピラリ
ツールを下降させてボールを基板に搭載されたチップの
上面にボンディングする（以下、「ファーストボンディ
ング」という）。次いで、キャピラリツールを一旦上方
に移動させた後に、キャピラリツールの下端部を所定の
軌跡を描かせながら基板のパッドに向かって下降させワ
イヤを基板にボンディングする（以下、「セカンドボン
ディング」という）。そしてワイヤボンディング後に
は、チップやワイヤを保護するため、樹脂封止が行われ
る。この樹脂封止に先立って、ワイヤボンディングの状
態を確認するための検査が行われ、正常なワイヤボンデ
ィングが行われているか否かが検査される。この検査で
は、セカンドボンディング点については、ボンディング
の際にキャピラリツールによって押しつぶされた三日月
形状部、いわゆるクレセント部の位置や形状が検出対象
となる。これらを検出することにより、ボンディングが
正常に行われたか否かを検査できるとともに、ボンディ
ング圧力やボンディング位置など、ボンディング装置の
ボンディング条件の設定に何らかの異常があるか否かを
推定することができる。従来より、セカンドボンディン
グ点の検査には、画像認識による方法、すなわちクレセ
ント形状を特定するために定義された始点・終点を画像
認識によって検出し、これらの始点・終点を用いてクレ
セントの位置や大きさを特定する方法が用いられてい
た。
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、画像認
識によって求められたクレセントの始点・終点によって
得られる情報は必ずしもクレセント部の正確な位置やワ
イヤ接合強度を示すとは限らず、場合によっては実際の
状態を正しく反映しない場合があり、適切な検査が行え
ないという問題点があった。そこで本発明は、クレセン
ト部の位置や形状を正しく検出して適切な検査を行うこ
とができるワイヤボンディングにおけるセカンドボンデ
ィング点の検査方法を提供することを目的とする。
識によって求められたクレセントの始点・終点によって
得られる情報は必ずしもクレセント部の正確な位置やワ
イヤ接合強度を示すとは限らず、場合によっては実際の
状態を正しく反映しない場合があり、適切な検査が行え
ないという問題点があった。そこで本発明は、クレセン
ト部の位置や形状を正しく検出して適切な検査を行うこ
とができるワイヤボンディングにおけるセカンドボンデ
ィング点の検査方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】請求項１記載のワイヤボ
ンデイングにおけるセカンドボンディング点の検査方法
は、基板のパッドのボンディング点をカメラにより撮像
し、撮像結果を画像処理することにより前記ボンディン
グ点にボンディングされたワイヤのクレセント部を検査
するワイヤボンディングにおけるセカンドボンディング
点の検査方法であって、前記セカンドボンディング点の
画像を取得する工程と、前記画像よりクレセント部を検
出する工程と、前記検出結果に基づいてクレセント部を
含む検査エリアを予め定められた幾何形状を用いて設定
する工程と、前記検査エリア内において所定の輝度条件
に合致する画素の画素数をカウントする工程と、この画
素数をしきい値と比較することによりワイヤの接合強度
の合否を判定する工程とを含む。請求項２記載のワイヤ
ボンデイングにおけるセカンドボンディング点の検査方
法は、請求項１記載のワイヤボンデイングにおけるセカ
ンドボンディング点の検査方法であって、前記検査エリ
アを設定する工程において、円弧を含む図形を用いて検
査エリアを設定するようにした。請求項３記載のワイヤ
ボンデイングにおけるセカンドボンディング点の検査方
法は、基板のパッドのボンディング点をカメラにより撮
像し、撮像結果を画像処理することにより前記ボンディ
ング点にボンディングされたワイヤのクレセント部を検
査するワイヤボンディングにおけるセカンドボンディン
グ点の検査方法であって、前記セカンドボンディング点
の画像を取得する工程と、前記画像よりクレセント部を
検出する工程と、前記検出結果に基づいてクレセント部
を含む検査エリアを予め定められた幾何形状を用いて設
定する工程と、前記検査エリア内において所定の輝度条
件に合致する画素の集合領域の面積重心を求める工程
と、この面積重心を位置ズレの許容範囲を示すしきい値
と比較することによりボンディング位置の合否を判定す
る工程とを含む。請求項４記載のワイヤボンデイングに
おけるセカンドボンディング点の検査方法は、請求項３
記載のワイヤボンデイングにおけるセカンドボンディン
グ点の検査方法であって、前記検査エリアを設定する工
程において、円弧を含む図形を用いて検査エリアを設定
するようにした。本発明によれば、クレセントの検出結
果に基づいてクレセント部を含む検査エリアを予め定め
られた幾何形状を用いて設定し、この検査エリア内にお
いて所定の輝度条件に合致する画素の画素数やこれらの
画素の集合領域の面積重心を求め、この画素数や面積重
心の位置をしきい値と比較することによりワイヤの接合
強度やボンディング位置の合否を判定することにより、
クレセントの接合状態や位置をより実際に即した形で検
査することができる。
ンデイングにおけるセカンドボンディング点の検査方法
は、基板のパッドのボンディング点をカメラにより撮像
し、撮像結果を画像処理することにより前記ボンディン
グ点にボンディングされたワイヤのクレセント部を検査
するワイヤボンディングにおけるセカンドボンディング
点の検査方法であって、前記セカンドボンディング点の
画像を取得する工程と、前記画像よりクレセント部を検
出する工程と、前記検出結果に基づいてクレセント部を
含む検査エリアを予め定められた幾何形状を用いて設定
する工程と、前記検査エリア内において所定の輝度条件
に合致する画素の画素数をカウントする工程と、この画
素数をしきい値と比較することによりワイヤの接合強度
の合否を判定する工程とを含む。請求項２記載のワイヤ
ボンデイングにおけるセカンドボンディング点の検査方
法は、請求項１記載のワイヤボンデイングにおけるセカ
ンドボンディング点の検査方法であって、前記検査エリ
アを設定する工程において、円弧を含む図形を用いて検
査エリアを設定するようにした。請求項３記載のワイヤ
ボンデイングにおけるセカンドボンディング点の検査方
法は、基板のパッドのボンディング点をカメラにより撮
像し、撮像結果を画像処理することにより前記ボンディ
ング点にボンディングされたワイヤのクレセント部を検
査するワイヤボンディングにおけるセカンドボンディン
グ点の検査方法であって、前記セカンドボンディング点
の画像を取得する工程と、前記画像よりクレセント部を
検出する工程と、前記検出結果に基づいてクレセント部
を含む検査エリアを予め定められた幾何形状を用いて設
定する工程と、前記検査エリア内において所定の輝度条
件に合致する画素の集合領域の面積重心を求める工程
と、この面積重心を位置ズレの許容範囲を示すしきい値
と比較することによりボンディング位置の合否を判定す
る工程とを含む。請求項４記載のワイヤボンデイングに
おけるセカンドボンディング点の検査方法は、請求項３
記載のワイヤボンデイングにおけるセカンドボンディン
グ点の検査方法であって、前記検査エリアを設定する工
程において、円弧を含む図形を用いて検査エリアを設定
するようにした。本発明によれば、クレセントの検出結
果に基づいてクレセント部を含む検査エリアを予め定め
られた幾何形状を用いて設定し、この検査エリア内にお
いて所定の輝度条件に合致する画素の画素数やこれらの
画素の集合領域の面積重心を求め、この画素数や面積重
心の位置をしきい値と比較することによりワイヤの接合
強度やボンディング位置の合否を判定することにより、
クレセントの接合状態や位置をより実際に即した形で検
査することができる。
【発明の実施の形態】次に本発明の実施の形態を図面を
参照して説明する。図１は本発明の一実施の形態のワイ
ヤボンディングにおけるセカンドボンディング点の検査
装置の構成を示すブロック図、図２は同ワイヤボンディ
ングが行われる基板の平面図、図３は同セカンドボンデ
ィング点の拡大側面図、図４、図５は同セカンドボンデ
ィング点の拡大画像図、図６はワイヤボンディングにお
けるセカンドボンディング点の検査方法を示すフロー
図、図７、図８は同ワイヤボンディングにおけるセカン
ドボンディング点の検査方法の説明図である。まず図１
を参照してワイヤボンディングにおけるセカンドボンデ
ィング点の検査装置の構成を説明する。図１において、
ステージ１上には基板２が載置されている。基板２上に
はチップ４が搭載されている。基板２のパッド３とチッ
プ４のパッド５はワイヤ６によってボンディングされて
いる。ステージ１の上方にはＸテーブル９およびＹテー
ブル１０より成る可動テーブル１１が配設されている。
可動テーブル１１にはカメラ８が装着されている。カメ
ラ８は可動テーブル１１によりＸ方向やＹ方向に水平移
動し、チップ４や基板２を撮像する。カメラ８の下方に
は照明部７が装着されている。照明部７は撮像時にチッ
プ４や基板２を照明する。カメラ８にはＡ／Ｄ変換部１
２が接続されている。Ａ／Ｄ変換部１２は撮像データを
画像データにＡ／Ｄ変換する。画像記憶部１３はＡ／Ｄ
変換された画像データを記憶する。ボンディング座標記
憶部１４は、ボンディング点、すなわちチップ４のパッ
ド５や基板２のパッド３の座標値を記憶する。処理演算
部１５はボンディング点の画像データに基づきクレセン
ト有無の判定のために必要な演算を行う。検査結果記憶
部１６は各ワイヤについての判定結果を記憶する。ＸＹ
テーブル制御部１７は可動テーブル１１の動作を制御す
る。基準パターン記憶部１８は、標準的なクレセントの
形状を近似する図形のデータを記憶する。回転パターン
記憶部１９は、前記図形を各ワイヤの延出角度に応じて
回転させた回転パターンを記憶する。しきい値記憶部２
０は、クレセント面積検出のための輝度条件や接合強度
およびボンディング位置の合否判定に用いられるしきい
値を記憶する。プログラム記憶部２１は、検査動作を各
部に行わせるシーケンスプログラムを記憶する。表示部
２２はカメラ８によって撮像された画像を表示する。次
に図２を参照して検査の対象となるワイヤボンディング
点について説明する。図２において、基板２上にはチッ
プ４が搭載されている。チップ４の上面には縁部に沿っ
て多数のパッド５が形成されている。また基板２上に
は、チップ４のそれぞれのパッド５に対応した位置にパ
ッド３が形成されている。チップ４のパッド５と基板２
のパッド３はワイヤ６で接続されている。パッド５のボ
ンディング点はファーストボンディング点であり、基板
２のパッド３のボンディング点はセカンドボンディング
点３０である。パッド５から延出するワイヤ６の延出角
度αは、ボンディング点３０によってそれぞれ異なって
おり、ボンディング座標データ、すなわちパッド５上の
ファーストボンディング点の座標と、パッド３のセカン
ドボンディング点の座標を用いて計算によって求められ
る。次に図３を参照してセカンドボンディング点３０に
ついて説明する。基板２のパッド３の上面にワイヤ６が
ボンディングされている。３１ａ，３１ｂ，３１ｃはワ
イヤ６をボンディングするキャピラリツールの下端部の
動きを動作の順に従って示したものである。まず３１ａ
はキャピラリツールの下端部がワイヤ６をパッド３に押
し付け始めたタイミングでの位置を示している。この後
キャピラリツールはワイヤ６をパッド３に押し付けなが
ら更に下降するとともにボンディング点へ向って横移動
し、３１ｂの位置を経て最終的に３１ｃの位置に至り、
パッド３の上面を下方に押し付けて凹型形状の圧痕３２
を形成する。このとき、キャピラリツールが３１ａから
３１ｂの位置に移動する過程において、ワイヤ６はキャ
ピラリツールの下端部によって押しつぶされ、斜面状部
６ｂが形成される。このワイヤボンディングにおけるセ
カンドボンディング点の検査装置は上記のような構成よ
り成り、以下セカンドボンディング点の検査方法につい
て説明する。まず図１に示すようにチップ４が搭載され
た基板２がステージ１上に載置される。次に可動テーブ
ル１１を駆動してカメラ８を検査対象であるセカンドボ
ンディング点３０の上方に移動させ、照明部７を点灯し
てカメラ８によりセカンドボンディング点３０を撮像す
る。撮像されたデータはＡ／Ｄ変換部１２を経て画像記
憶部１３に送られ、画像データとして記憶される。この
画像データは処理演算部１５に読み込まれ、画像データ
を画像処理演算して検査が行われる。ここで、カメラ８
により撮像して得られる画像について説明する。図３に
おいて下向きの矢印ｅは照明光の入射方向を、上向きの
矢印ｆは反射光の反射方向を示している。パッド３の上
面に入射する光は上向きに反射し、ワイヤ６やワイヤ６
の斜面状部６ｂに入射する光は斜め方向に反射するた
め、カメラ８によって上方から撮像された画像上ではパ
ッド３と、ワイヤ６、斜面状部６ｂは輝度が異る。した
がって画像データを２値化処理または多値化処理するこ
とにより、図４に示すようにパッド３の上面を明像と
し、ワイヤ６と図３に示す斜面状部６ｂを平面視して三
日月形状となる部分、いわゆるクレセント６ｃを暗像と
する画像を得ることができる。このようにして得られた
画像に基づき、ボンディング状態の検査を行う方法につ
いて説明する。まず図５を参照してクレセント６ｃの形
状を表す基準パターンについて説明する。基準パターン
としては、図５（ａ）に示すように、クレセント６ｃの
輪郭線Ａ，Ｂを近似する線分としての円弧ａ，ｂをそれ
ぞれ含む基準パターン［Ａ］，［Ｂ］が設定される。こ
れらの基準パターン［Ａ］，［Ｂ］は、経験データに基
づき、当該検査に求められる精度段階に応じて設定され
るものである。すなわち、本実施例では輪郭線Ａ，Ｂを
近似する線分として円弧ａ，ｂを用いているが、円弧以
外のもの、例えば楕円や放物線などクレセント６ｃの形
状をさらによい精度で近似できるものを用いることによ
り、検査精度をより高めることができる。また、非常に
ラフな検査を行う場合には、近似する線分として最も単
純な直線を選択することもできる。これらの基準パター
ン［Ａ］，［Ｂ］をセカンドボンディング点の画像上で
マッチングさせることにより、画像上での輪郭追跡など
の処理時間を要する処理を必要とせずにクレセント６ｃ
を近似的に検出することができる。これらの基準パター
ン［Ａ］，［Ｂ］は、基準パターン記憶部１８に記憶さ
れており、図５（ｂ）に示すように、それぞれの基準パ
ターンの画像を検査対象のボンディング点のワイヤ延出
角度αやクレセント拡がり角βに応じて画面上で回転さ
せることにより、ボンディング点の画像上での実際の傾
きにほぼ合致した画像を得る。すなわち、基準パターン
［Ａ］をワイヤ延出角度αだけ回転することにより、輪
郭線Ａの傾きに合致した回転後基準パターン［Ａ］’が
得られ、基準パターン［Ｂ］をワイヤ延出角度αだけ回
転させ、クレセント拡がり角度βだけ戻すと輪郭線Ｂの
傾きに合致した回転後基準パターン［Ｂ］’が得られ
る。回転後基準パターン［Ｂ］’’は、回転後基準パタ
ーン［Ｂ］’のワイヤ延出線に関しての対称パターンで
ある。以下、セカンドボンディング点の検査方法につい
て図６のフローに沿って説明する。まずセカンドボンデ
ィング点を撮像して画像を取得する（ＳＴ１）。次に、
図５に示すように、基準パターンをワイヤ６の延出角度
αに応じて回転させた回転後パターンを作成して回転パ
ターン記憶部１９に記憶させる（ＳＴ２）。ここでは、
延出角度αからクレセント６ｃの拡がり角度±βだけ回
転角度を変えた２通りの回転後基準パターンが作成され
る。延出角度αや拡がり角度βは、ボンディング座標記
憶部１４から読み出される。次いで、作成された回転後
基準パターンを用いて画像内でクレセント部を検出する
（ＳＴ３）。このクレセント部検出は、図７に示すよう
に回転後基準パターンと画像とをマッチングさせること
により行われる。次いで、クレセント部の検出結果に基
づいてクレセント部を含む検査エリアを、予め定められ
た幾何形状を用いて、ここでは円弧図形を用いて設定す
る（ＳＴ４）。すなわち、図８に示すようにクレセント
検出に用いられた各回転後基準パターンの部分円弧ａ，
ｂ，ｂ’をそれぞれ延長して得られる円弧ＣＲａ，ＣＲ
ｂ，ＣＲｂ’を重ね合わせ、円弧ＣＲｂ，ＣＲｂ’の内
側で且つ円弧ＣＲａの外側に相当するエリアをクレセン
ト部分を含む検査エリアＳとして設定する。この後、上
記で設定された検査エリアＳ内の画素で所定の輝度条件
に合致する画素の画素数およびこれらの画素の集合領域
の面積重心を求める（ＳＴ５）。この輝度条件のデータ
はしきい値記憶部２０に記憶されている。そして、この
画素数をしきい値と比較することにより接合強度の合否
を判定する（ＳＴ６）。ここで、しきい値に満たなけれ
ばボンディング面積が小さく接合強度は不十分であると
判定し（ＳＴ７）、しきい値以上であれば接合強度は充
分であると判定する（ＳＴ８）。そして、ＳＴ５にて求
められた面積重心位置をボンディング位置として出力
し、これをしきい値記憶部２０から読み出された位置ズ
レの許容範囲を示すしきい値と比較することにより、ボ
ンディング位置の合否を判定する（ＳＴ９）。これによ
り、セカンドボンディング点の検査処理を終了する。上
記説明したように、本実施の形態ではクレセント６ｃの
部分形状を表す基準パターンを予め必要とされる検査精
度に応じて設定してこの基準パターンによってクレセン
ト部を検出し、さらに検出結果に基づいて予め定められ
た幾何形状を用いてクレセント部を含む検査エリアを設
定する。そしてこの検査エリア内で所定の輝度条件に合
致する画素の部分をワイヤがパッドにボンディングされ
ているクレセントとして検出し、ボンディング結果の合
否判定はこのようにして検出されたクレセントの面積お
よび重心位置に基づいて行われる。すなわち、このクレ
セントの面積によって接合強度が判定され、クレセント
面積の重心位置によってボンディング位置が判定され
る。このように、ボンディング強度やボンディング位置
の判定指標として、クレセントの面積や重心位置など人
間の感覚的判定により近く且つ数値データ化に適した指
標を用いていることから、従来用いられていたクレセン
トの特定サイズを検出して合否判定を行う方法と比較し
て、より妥当な検査結果を得ることができる。
参照して説明する。図１は本発明の一実施の形態のワイ
ヤボンディングにおけるセカンドボンディング点の検査
装置の構成を示すブロック図、図２は同ワイヤボンディ
ングが行われる基板の平面図、図３は同セカンドボンデ
ィング点の拡大側面図、図４、図５は同セカンドボンデ
ィング点の拡大画像図、図６はワイヤボンディングにお
けるセカンドボンディング点の検査方法を示すフロー
図、図７、図８は同ワイヤボンディングにおけるセカン
ドボンディング点の検査方法の説明図である。まず図１
を参照してワイヤボンディングにおけるセカンドボンデ
ィング点の検査装置の構成を説明する。図１において、
ステージ１上には基板２が載置されている。基板２上に
はチップ４が搭載されている。基板２のパッド３とチッ
プ４のパッド５はワイヤ６によってボンディングされて
いる。ステージ１の上方にはＸテーブル９およびＹテー
ブル１０より成る可動テーブル１１が配設されている。
可動テーブル１１にはカメラ８が装着されている。カメ
ラ８は可動テーブル１１によりＸ方向やＹ方向に水平移
動し、チップ４や基板２を撮像する。カメラ８の下方に
は照明部７が装着されている。照明部７は撮像時にチッ
プ４や基板２を照明する。カメラ８にはＡ／Ｄ変換部１
２が接続されている。Ａ／Ｄ変換部１２は撮像データを
画像データにＡ／Ｄ変換する。画像記憶部１３はＡ／Ｄ
変換された画像データを記憶する。ボンディング座標記
憶部１４は、ボンディング点、すなわちチップ４のパッ
ド５や基板２のパッド３の座標値を記憶する。処理演算
部１５はボンディング点の画像データに基づきクレセン
ト有無の判定のために必要な演算を行う。検査結果記憶
部１６は各ワイヤについての判定結果を記憶する。ＸＹ
テーブル制御部１７は可動テーブル１１の動作を制御す
る。基準パターン記憶部１８は、標準的なクレセントの
形状を近似する図形のデータを記憶する。回転パターン
記憶部１９は、前記図形を各ワイヤの延出角度に応じて
回転させた回転パターンを記憶する。しきい値記憶部２
０は、クレセント面積検出のための輝度条件や接合強度
およびボンディング位置の合否判定に用いられるしきい
値を記憶する。プログラム記憶部２１は、検査動作を各
部に行わせるシーケンスプログラムを記憶する。表示部
２２はカメラ８によって撮像された画像を表示する。次
に図２を参照して検査の対象となるワイヤボンディング
点について説明する。図２において、基板２上にはチッ
プ４が搭載されている。チップ４の上面には縁部に沿っ
て多数のパッド５が形成されている。また基板２上に
は、チップ４のそれぞれのパッド５に対応した位置にパ
ッド３が形成されている。チップ４のパッド５と基板２
のパッド３はワイヤ６で接続されている。パッド５のボ
ンディング点はファーストボンディング点であり、基板
２のパッド３のボンディング点はセカンドボンディング
点３０である。パッド５から延出するワイヤ６の延出角
度αは、ボンディング点３０によってそれぞれ異なって
おり、ボンディング座標データ、すなわちパッド５上の
ファーストボンディング点の座標と、パッド３のセカン
ドボンディング点の座標を用いて計算によって求められ
る。次に図３を参照してセカンドボンディング点３０に
ついて説明する。基板２のパッド３の上面にワイヤ６が
ボンディングされている。３１ａ，３１ｂ，３１ｃはワ
イヤ６をボンディングするキャピラリツールの下端部の
動きを動作の順に従って示したものである。まず３１ａ
はキャピラリツールの下端部がワイヤ６をパッド３に押
し付け始めたタイミングでの位置を示している。この後
キャピラリツールはワイヤ６をパッド３に押し付けなが
ら更に下降するとともにボンディング点へ向って横移動
し、３１ｂの位置を経て最終的に３１ｃの位置に至り、
パッド３の上面を下方に押し付けて凹型形状の圧痕３２
を形成する。このとき、キャピラリツールが３１ａから
３１ｂの位置に移動する過程において、ワイヤ６はキャ
ピラリツールの下端部によって押しつぶされ、斜面状部
６ｂが形成される。このワイヤボンディングにおけるセ
カンドボンディング点の検査装置は上記のような構成よ
り成り、以下セカンドボンディング点の検査方法につい
て説明する。まず図１に示すようにチップ４が搭載され
た基板２がステージ１上に載置される。次に可動テーブ
ル１１を駆動してカメラ８を検査対象であるセカンドボ
ンディング点３０の上方に移動させ、照明部７を点灯し
てカメラ８によりセカンドボンディング点３０を撮像す
る。撮像されたデータはＡ／Ｄ変換部１２を経て画像記
憶部１３に送られ、画像データとして記憶される。この
画像データは処理演算部１５に読み込まれ、画像データ
を画像処理演算して検査が行われる。ここで、カメラ８
により撮像して得られる画像について説明する。図３に
おいて下向きの矢印ｅは照明光の入射方向を、上向きの
矢印ｆは反射光の反射方向を示している。パッド３の上
面に入射する光は上向きに反射し、ワイヤ６やワイヤ６
の斜面状部６ｂに入射する光は斜め方向に反射するた
め、カメラ８によって上方から撮像された画像上ではパ
ッド３と、ワイヤ６、斜面状部６ｂは輝度が異る。した
がって画像データを２値化処理または多値化処理するこ
とにより、図４に示すようにパッド３の上面を明像と
し、ワイヤ６と図３に示す斜面状部６ｂを平面視して三
日月形状となる部分、いわゆるクレセント６ｃを暗像と
する画像を得ることができる。このようにして得られた
画像に基づき、ボンディング状態の検査を行う方法につ
いて説明する。まず図５を参照してクレセント６ｃの形
状を表す基準パターンについて説明する。基準パターン
としては、図５（ａ）に示すように、クレセント６ｃの
輪郭線Ａ，Ｂを近似する線分としての円弧ａ，ｂをそれ
ぞれ含む基準パターン［Ａ］，［Ｂ］が設定される。こ
れらの基準パターン［Ａ］，［Ｂ］は、経験データに基
づき、当該検査に求められる精度段階に応じて設定され
るものである。すなわち、本実施例では輪郭線Ａ，Ｂを
近似する線分として円弧ａ，ｂを用いているが、円弧以
外のもの、例えば楕円や放物線などクレセント６ｃの形
状をさらによい精度で近似できるものを用いることによ
り、検査精度をより高めることができる。また、非常に
ラフな検査を行う場合には、近似する線分として最も単
純な直線を選択することもできる。これらの基準パター
ン［Ａ］，［Ｂ］をセカンドボンディング点の画像上で
マッチングさせることにより、画像上での輪郭追跡など
の処理時間を要する処理を必要とせずにクレセント６ｃ
を近似的に検出することができる。これらの基準パター
ン［Ａ］，［Ｂ］は、基準パターン記憶部１８に記憶さ
れており、図５（ｂ）に示すように、それぞれの基準パ
ターンの画像を検査対象のボンディング点のワイヤ延出
角度αやクレセント拡がり角βに応じて画面上で回転さ
せることにより、ボンディング点の画像上での実際の傾
きにほぼ合致した画像を得る。すなわち、基準パターン
［Ａ］をワイヤ延出角度αだけ回転することにより、輪
郭線Ａの傾きに合致した回転後基準パターン［Ａ］’が
得られ、基準パターン［Ｂ］をワイヤ延出角度αだけ回
転させ、クレセント拡がり角度βだけ戻すと輪郭線Ｂの
傾きに合致した回転後基準パターン［Ｂ］’が得られ
る。回転後基準パターン［Ｂ］’’は、回転後基準パタ
ーン［Ｂ］’のワイヤ延出線に関しての対称パターンで
ある。以下、セカンドボンディング点の検査方法につい
て図６のフローに沿って説明する。まずセカンドボンデ
ィング点を撮像して画像を取得する（ＳＴ１）。次に、
図５に示すように、基準パターンをワイヤ６の延出角度
αに応じて回転させた回転後パターンを作成して回転パ
ターン記憶部１９に記憶させる（ＳＴ２）。ここでは、
延出角度αからクレセント６ｃの拡がり角度±βだけ回
転角度を変えた２通りの回転後基準パターンが作成され
る。延出角度αや拡がり角度βは、ボンディング座標記
憶部１４から読み出される。次いで、作成された回転後
基準パターンを用いて画像内でクレセント部を検出する
（ＳＴ３）。このクレセント部検出は、図７に示すよう
に回転後基準パターンと画像とをマッチングさせること
により行われる。次いで、クレセント部の検出結果に基
づいてクレセント部を含む検査エリアを、予め定められ
た幾何形状を用いて、ここでは円弧図形を用いて設定す
る（ＳＴ４）。すなわち、図８に示すようにクレセント
検出に用いられた各回転後基準パターンの部分円弧ａ，
ｂ，ｂ’をそれぞれ延長して得られる円弧ＣＲａ，ＣＲ
ｂ，ＣＲｂ’を重ね合わせ、円弧ＣＲｂ，ＣＲｂ’の内
側で且つ円弧ＣＲａの外側に相当するエリアをクレセン
ト部分を含む検査エリアＳとして設定する。この後、上
記で設定された検査エリアＳ内の画素で所定の輝度条件
に合致する画素の画素数およびこれらの画素の集合領域
の面積重心を求める（ＳＴ５）。この輝度条件のデータ
はしきい値記憶部２０に記憶されている。そして、この
画素数をしきい値と比較することにより接合強度の合否
を判定する（ＳＴ６）。ここで、しきい値に満たなけれ
ばボンディング面積が小さく接合強度は不十分であると
判定し（ＳＴ７）、しきい値以上であれば接合強度は充
分であると判定する（ＳＴ８）。そして、ＳＴ５にて求
められた面積重心位置をボンディング位置として出力
し、これをしきい値記憶部２０から読み出された位置ズ
レの許容範囲を示すしきい値と比較することにより、ボ
ンディング位置の合否を判定する（ＳＴ９）。これによ
り、セカンドボンディング点の検査処理を終了する。上
記説明したように、本実施の形態ではクレセント６ｃの
部分形状を表す基準パターンを予め必要とされる検査精
度に応じて設定してこの基準パターンによってクレセン
ト部を検出し、さらに検出結果に基づいて予め定められ
た幾何形状を用いてクレセント部を含む検査エリアを設
定する。そしてこの検査エリア内で所定の輝度条件に合
致する画素の部分をワイヤがパッドにボンディングされ
ているクレセントとして検出し、ボンディング結果の合
否判定はこのようにして検出されたクレセントの面積お
よび重心位置に基づいて行われる。すなわち、このクレ
セントの面積によって接合強度が判定され、クレセント
面積の重心位置によってボンディング位置が判定され
る。このように、ボンディング強度やボンディング位置
の判定指標として、クレセントの面積や重心位置など人
間の感覚的判定により近く且つ数値データ化に適した指
標を用いていることから、従来用いられていたクレセン
トの特定サイズを検出して合否判定を行う方法と比較し
て、より妥当な検査結果を得ることができる。
【発明の効果】本発明によれば、クレセントの検出結果
に基づいてクレセント部を含む検査エリアを予め定めら
れた幾何形状を用いて設定し、この検査エリア内におい
て所定の輝度条件に合致する画素の画素数やこれらの画
素の集合領域の面積重心を求め、この画素数や面積重心
の位置をしきい値と比較することによってワイヤの接合
強度やボンディング位置の合否を判定するようにしたの
で、クレセントの接合状態や位置をより実際に即した形
で検査することができ、従来方法と比較してより妥当な
検査結果を得ることができる。
に基づいてクレセント部を含む検査エリアを予め定めら
れた幾何形状を用いて設定し、この検査エリア内におい
て所定の輝度条件に合致する画素の画素数やこれらの画
素の集合領域の面積重心を求め、この画素数や面積重心
の位置をしきい値と比較することによってワイヤの接合
強度やボンディング位置の合否を判定するようにしたの
で、クレセントの接合状態や位置をより実際に即した形
で検査することができ、従来方法と比較してより妥当な
検査結果を得ることができる。
【図１】本発明の一実施の形態のワイヤボンディングに
おけるセカンドボンディング点の検査装置の構成を示す
ブロック図
おけるセカンドボンディング点の検査装置の構成を示す
ブロック図
【図２】本発明の一実施の形態のワイヤボンディングが
行われる基板の平面図
行われる基板の平面図
【図３】本発明の一実施の形態のセカンドボンディング
点の拡大側面図
点の拡大側面図
【図４】本発明の一実施の形態のセカンドボンディング
点の拡大画像図
点の拡大画像図
【図５】本発明の一実施の形態のセカンドボンディング
点の拡大画像図
点の拡大画像図
【図６】本発明の一実施の形態のワイヤボンディングに
おけるセカンドボンディング点の検査方法を示すフロー
図
おけるセカンドボンディング点の検査方法を示すフロー
図
【図７】本発明の一実施の形態のワイヤボンディングに
おけるセカンドボンディング点の検査方法の説明図
おけるセカンドボンディング点の検査方法の説明図
【図８】本発明の一実施の形態のワイヤボンディングに
おけるセカンドボンディング点の検査方法の説明図
おけるセカンドボンディング点の検査方法の説明図
２ 基板 ３ パッド ６ ワイヤ ６ｃ クレセント ８ カメラ ３０ セカンドボンディング点 ａ，ｂ，ｂ’ 円弧 ［Ａ］，［Ｂ］ 基準パターン Ｓ 検査エリア
Claims (4)
- 【請求項１】基板のパッドのボンディング点をカメラに
より撮像し、撮像結果を画像処理することにより前記ボ
ンディング点にボンディングされたワイヤのクレセント
部を検査するワイヤボンディングにおけるセカンドボン
ディング点の検査方法であって、前記セカンドボンディ
ング点の画像を取得する工程と、前記画像よりクレセン
ト部を検出する工程と、前記検出結果に基づいてクレセ
ント部を含む検査エリアを予め定められた幾何形状を用
いて設定する工程と、前記検査エリア内において所定の
輝度条件に合致する画素の画素数をカウントする工程
と、この画素数をしきい値と比較することによりワイヤ
の接合強度の合否を判定する工程とを含むことを特徴と
するワイヤボンディングにおけるセカンドボンディング
点の検査方法。 - 【請求項２】前記検査エリアを設定する工程において、
円弧を含む図形を用いて検査エリアを設定することを特
徴とする請求項１記載のワイヤボンディングにおけるセ
カンドボンディング点の検査方法。 - 【請求項３】基板のパッドのボンディング点をカメラに
より撮像し、撮像結果を画像処理することにより前記ボ
ンディング点にボンディングされたワイヤのクレセント
部を検査するワイヤボンディングにおけるセカンドボン
ディング点の検査方法であって、前記セカンドボンディ
ング点の画像を取得する工程と、前記画像よりクレセン
ト部を検出する工程と、前記検出結果に基づいてクレセ
ント部を含む検査エリアを予め定められた幾何形状を用
いて設定する工程と、前記検査エリア内において所定の
輝度条件に合致する画素の集合領域の面積重心を求める
工程と、この面積重心を位置ズレの許容範囲を示すしき
い値と比較することによりボンディング位置の合否を判
定する工程とを含むことを特徴とするワイヤボンディン
グにおけるセカンドボンディング点の検査方法。 - 【請求項４】前記検査エリアを設定する工程において、
円弧を含む図形を用いて検査エリアを設定することを特
徴とする請求項３記載のワイヤボンディングにおけるセ
カンドボンディング点の検査方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30096999A JP3827895B2 (ja) | 1999-10-22 | 1999-10-22 | ワイヤボンデイングにおけるセカンドボンディング点の検査方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30096999A JP3827895B2 (ja) | 1999-10-22 | 1999-10-22 | ワイヤボンデイングにおけるセカンドボンディング点の検査方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001118886A true JP2001118886A (ja) | 2001-04-27 |
| JP3827895B2 JP3827895B2 (ja) | 2006-09-27 |
Family
ID=17891267
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30096999A Expired - Fee Related JP3827895B2 (ja) | 1999-10-22 | 1999-10-22 | ワイヤボンデイングにおけるセカンドボンディング点の検査方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3827895B2 (ja) |
-
1999
- 1999-10-22 JP JP30096999A patent/JP3827895B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3827895B2 (ja) | 2006-09-27 |
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