JP2002134551A

JP2002134551A - ボンディングデータ設定装置

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Publication number: JP2002134551A
Application number: JP2000322770A
Authority: JP
Inventors: Shinichi Baba; 伸一馬場; Koji Hojo; 孝次北條
Original assignee: Shinkawa Ltd
Current assignee: Shinkawa Ltd
Priority date: 2000-10-23
Filing date: 2000-10-23
Publication date: 2002-05-10

Abstract

(57)【要約】【課題】電子部品のボンディング位置の設定操作を省
力化する。【解決手段】クロスマークの中心点を、ボンディング
エリアＢＡの四隅のうち左上端のモジュールＭ１１の基
準点Ｍ１１ａに合わせて、セットスイッチを押す。次に
クロスマークの中心点を、モジュールＭ１１にＸ方向に
隣接するモジュールＭ１２に対しＹ方向に隣接するモジ
ュールＭ２２の基準点Ｍ２２ａに合わせて、セットスイ
ッチを押す。この２回のセットスイッチの押下によっ
て、ピッチ情報Ｐｘ，Ｐｙが入力される。ピッチ情報Ｐ
ｘ，Ｐｙと、ＸＹ方向の並び個数ｎ，ｍとに基づき、ボ
ンディングエリアＢＡにおける全てのモジュールＭにつ
いて、基準点の位置座標を算出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はボンディングデータ
設定装置に係り、特に電子部品におけるボンディング点
を設定する機能を有するボンディングデータ設定装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】ワイヤボンダなどのボンディング装置に
おいては、半導体ダイなどの電子部品やリードフレーム
におけるボンディングを実行すべき位置（ボンディング
点）の情報である位置情報を、装置の設定モードで入力
・設定し、制御装置のデータメモリにあらかじめ記憶し
ておく。そしてボンディング工程では、供給された電子
部品やリードフレームの位置を検出しながら、記憶され
ている位置情報を参照し、これに従って設定された位置
にボンディングを実行する。

【０００３】ところで、複数の素子または集積回路を単
一の基板上に一体的に実装したいわゆる多チップモジュ
ール（Multi Chip Module；以下モジュールという）が
実用化されている。このモジュールは、複数の機能が集
約された一つのパッケージとして扱うことができるの
で、ボンディングに係るパッケージ数を削減でき、基板
あたりの実装の工数を削減でき、また、小型化によって
配線の長さが短縮されることから信号伝達速度を向上で
きるものとして期待されている。

【０００４】このようなモジュールを、一つの配線基板
上に多数、例えばＸＹ方向にマトリクス状に並べて実装
する場合がある。従来、このような場合におけるモジュ
ールのボンディング点の位置情報の設定（ティーチン
グ）は、各モジュールにおける所定の基準点の座標を、
各モジュールごとに数値により入力するか、あるいは、
既にボンディングしてあるサンプルを撮像して得られた
画像データを利用して行われていた。

【０００５】後者の方法、すなわち既にボンディングし
てあるサンプルの画像データを利用する場合には、周知
の手動入力手段であるポインティングデバイスと、この
ポインティングデバイスの操作によって表示画面内を移
動できるクロスマークとを利用して行われる。すなわ
ち、サンプルの画像を装置の表示画面上に表示させ、こ
のサンプルにおけるモジュールの任意の基準点の座標に
クロスマークの中心点を合わせて、セットスイッチを押
すと、その時点におけるクロスマークの中心点の位置座
標が、当該モジュールの基準点の位置座標として記憶さ
れる。この操作を、一つの配線基板上に実装される全て
のモジュールについて１回ずつ行うことにより、全ての
モジュールの基準点の位置座標が設定される。そして、
この基準点の位置座標と、１つのモジュール内での基準
点の位置座標、および予め記憶されている１つのモジュ
ールにおける全てのボンディング点の位置座標とを関連
づけることにより、全てのモジュールについてのボンデ
ィング点を設定できる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、モジュールの
基準点にクロスマークを合わせてセットスイッチを押す
操作を、オペレータが手動で全てのモジュールについて
行うのは煩雑である上、設定ミスが発生するおそれもあ
り、とくに近年では一つの基板上に実装されるモジュー
ルの個数が１５×１５等の莫大な数になっているため、
これを省力化する手段が要請されている。

【０００７】そこで本発明の目的は、モジュールなどの
電子部品の位置設定操作を省力化できる手段を提供する
ことにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】第１の本発明は、３個以
上の電子部品を基体上に実装する場合のボンディング点
を設定するボンディングデータ設定装置であって、前記
３個以上の電子部品のうち一の電子部品と他の一の電子
部品との位置関係を示すピッチ情報と、前記基体に実装
される電子部品の個数を示す個数情報とに基づいて、前
記３個以上の電子部品のそれぞれのボンディング点を設
定する設定手段を備えてなるボンディングデータ設定装
置である。

【０００９】第１の本発明では、一の電子部品と他の一
の電子部品との位置関係を示すピッチ情報と、基体に実
装される電子部品の個数を示す個数情報とに基づいて、
設定手段が、３個以上の電子部品のそれぞれのボンディ
ング点を設定する。したがってピッチ情報と個数情報と
を入力することにより全ての電子部品についてのボンデ
ィング点が設定され、これにより位置設定作業を省力化
できる。

【００１０】第２の本発明は、第１の本発明のボンディ
ングデータ設定装置であって、前記ピッチ情報を、基準
電子部品の位置情報と、当該基準電子部品に隣接する電
子部品の位置情報とに基づいて生成するピッチ情報生成
手段を備えたことを特徴とするボンディングデータ設定
装置である。

【００１１】第２の本発明では、ピッチ情報生成手段
が、基準電子部品の位置情報と、基準電子部品に隣接す
る電子部品の位置情報とに基づいて、ピッチ情報を生成
する。したがって、二つの電子部品の位置情報と、個数
情報とを入力しさえすれば、これら二つの電子部品の並
び方向における全ての電子部品についてボンディング点
を設定できる。

【００１２】第３の本発明は、第１または第２の本発明
のボンディングデータ設定装置であって、前記ピッチ情
報が、異なる２方向についてのものであることを特徴と
するボンディングデータ設定装置である。

【００１３】第３の本発明では、ピッチ情報が、異なる
２方向についてのものであることとしたので、その２方
向のなす平面の全領域の電子部品について第２の本発明
と同様の効果を得ることができる。

【００１４】第４の本発明は、３個以上の電子部品を基
体上に実装する場合のボンディング点を設定するボンデ
ィングデータ設定装置であって、前記３個以上の電子部
品のうち一の電子部品と他の一の電子部品との位置関係
を示すピッチ情報と、前記基体に実装される電子部品の
個数を示す個数情報とに基づいて、前記３個以上の電子
部品のそれぞれのボンディング点を設定する設定手段
と、前記ピッチ情報を、基準電子部品の位置情報と、当
該基準電子部品に一の方向に隣接する電子部品に対し他
の一の方向に隣接する電子部品の位置情報とに基づいて
生成するピッチ情報生成手段とを備えてなるボンディン
グデータ設定装置である。

【００１５】第４の本発明では、ピッチ情報生成手段
が、基準電子部品の位置情報と、当該基準電子部品に一
の方向に隣接する電子部品に対し他の一の方向に隣接す
る電子部品の位置情報とに基づいて、ピッチ情報を生成
する。したがって、少なくとも二つの電子部品の位置情
報と、個数情報とを入力しさえすれば、これら２方向の
なす平面の全領域の電子部品についてボンディング点を
設定できる。

【００１６】第５の本発明は、第１ないし第４の本発明
のボンディングデータ設定装置であって、前記電子部品
は複数の素子を一体的に実装したモジュールであること
を特徴とするボンディングデータ設定装置である。

【００１７】第５の本発明では、電子部品は複数の素子
を一体的に実装したモジュールであることとしたので、
上述したモジュールによる効果と相まって、位置設定操
作の一層の省力化を実現できる。

【００１８】

【発明の実施の形態】本発明の実施形態を以下に図面に
従って説明する。図１ないし図７は本発明の実施形態に
係るワイヤボンダを示す。図１において、ＸＹテーブル
１に搭載されたボンディングヘッド２には、ボンディン
グアーム３が設けられ、ボンディングアーム３は図示し
ない上下駆動手段で上下方向に駆動される。ボンディン
グアーム３の先端部にはツール４が取り付けられ、ツー
ル４にはワイヤ（図示せず）が挿通されている。本実施
形態におけるツール４はキャピラリである。

【００１９】ボンディングヘッド２にはカメラアーム６
が固定されており、カメラアーム６にはテレビカメラ７
が固定されている。テレビカメラ７は、電荷結合素子
（ＣＣＤ）とレンズ系とを備えた光電変換式の撮像器で
あり、配線基板１４を撮像するものである。ＸＹテーブ
ル１は、その近傍に設置され２個のパルスモータからな
るＸＹテーブル用モータ１２により、Ｘ方向およびＹ方
向に正確に移動できるように構成されている。以上は周
知の構造である。

【００２０】ＸＹテーブル１は、マイクロプロセッサな
どからなる制御部３４の指令により、モータ駆動部３０
およびＸＹテーブル用モータ１２を介して駆動される。
テレビカメラ７の撮像により取得された画像データは、
電気信号に変換されて画像処理部３８により処理され、
制御部３４を経由して演算処理部３７に入力される。演
算処理部３７では、後述する各種の演算が実行され、制
御メモリ３５では、そのような演算のためのプログラム
やデータが一時的に保持される。制御部３４には、手動
入力手段３３およびテレビモニタ３９が接続されてい
る。手動入力手段３３は、少なくともＸＹ方向の方向指
示機能とセット信号入力機能を備えた電気チェスマンや
マウス入力装置などのポインティングデバイス、および
文字入力機能を備えたキーボードが好適である。テレビ
モニタ３９は、ＣＲＴもしくは液晶表示装置などからな
り、その表示画面２０（図３ないし図５参照）には、テ
レビカメラ７により撮像された画像などが表示される。

【００２１】データメモリ３６には、複数種類のモジュ
ールや、モジュール化されていない半導体ダイなどの電
子部品におけるボンディング点と、リードフレームにお
けるボンディング点と、のそれぞれに係るＸ方向および
Ｙ方向の座標値が、位置情報として予め記憶されてい
る。

【００２２】図３ないし図５は、いずれもテレビモニタ
３９の表示画面２０を示す。後述する設定モードにおい
ては、図４に示すように、注目点を示すクロスマーク２
２と、このクロスマーク２２の中心点２２ａを囲む領域
を示すものとして表示されるレチクルマーク２４とが、
表示画面２０に表示される。手動入力手段３３を操作し
た場合、この操作に連動して、表示画面２０に表示され
ている画像が移動する一方、クロスマーク２２及びレチ
クルマーク２４は表示画面２０の中央に固定されていて
移動せず、その結果、中心点２２ａを画像における任意
のポイントに重ねることができるようになっている。ま
た、この移動と連動して、画像平面における中心点２２
ａのＸ方向およびＹ方向の座標値と、この中心点２２ａ
の座標値の基準となる原点の座標値とが、表示画面２０
に表示されるように構成されている。

【００２３】次に、本実施形態の設定モードにおける動
作を説明する。図２において、まず、サンプルの配線基
板１４を、テレビカメラ７により撮像して画像データと
して読み込み、この画像をテレビモニタ３９に表示する
（Ｓ１０）。このサンプルの配線基板１４には、図６に
示すとおり、既に４行×５列のモジュールＭ１１〜Ｍ４
５がボンディングされている。モジュールＭ１１〜Ｍ４
５は、全て同一寸法で製造されている。

【００２４】次に、ステップＳ２０またはＳ３０におい
て、ピッチ情報Ｐｘ，Ｐｙを入力する。ここにいうピッ
チ情報Ｐｘ，Ｐｙは、各モジュールＭ１１〜Ｍ４５にお
ける隣接するモジュールＭにおいて対応する基準点同士
の間隔情報であって、それぞれＰｘはＸ方向のもの、Ｐ
ｙはＹ方向のものである。本実施形態では、ピッチ情報
Ｐｘ，Ｐｙは、オペレータによるキーボード等からの数
値入力（Ｓ２０）か、もしくはクロスマーク２２及びポ
インティングデバイスを用いた表示画面２０のポイント
による画面入力（Ｓ３０）によって入力することができ
る。

【００２５】仕様書などからピッチ情報Ｐｘ，Ｐｙの数
値が既知の場合には、その数値をキーボード等から入力
する。具体的には、図３に示す入力要求画面において、
「Ｘ方向ピッチ」「Ｙ方向ピッチ」の欄に、それぞれピ
ッチ情報Ｐｘ，Ｐｙの数値を入力する。

【００２６】ピッチ情報Ｐｘ，Ｐｙが未知の場合には、
画面入力によってピッチ情報Ｐｘ，Ｐｙを入力する。具
体的には、まずテレビモニタ３９の表示画面２０に、先
に読み込んだサンプルの配線基板１４の画像と、クロス
マーク２２およびレチクルマーク２４とを表示させる。
次に、クロスマーク２２の中心点２２ａを、ボンディン
グエリアＢＡの四隅のいずれかに位置するモジュール
Ｍ、例えば図６中左上端のモジュールＭ１１の基準点Ｍ
１１ａに合わせて、セットスイッチを押す。次に、クロ
スマーク２２の中心点２２ａを、モジュールＭ１１にＸ
方向に隣接するモジュールＭ１２に対しＹ方向に隣接す
るモジュールＭ２２の基準点Ｍ２２ａに合わせて、セッ
トスイッチを押す。この２回のセットスイッチの押下に
よって、ピッチ情報Ｐｘ，Ｐｙが入力される。なお、モ
ジュールＭ１１についてのセットスイッチの押下の際
に、モジュールＭ１１ａの位置座標（例えば、モジュー
ルＭ１１の画像における左上肩部の点の座標値と基準点
Ｍ１１ａの座標値との差）が算出される。

【００２７】次に、Ｘ方向およびＹ方向の個数ｎ，ｍを
入力する（Ｓ４０）。この個数ｎ，ｍは配線基板１４に
おけるＸ方向およびＹ方向のモジュールＭの並び個数で
あって、仕様書などから既知なものとし、図６の例では
ｎ＝５、ｍ＝４であるから、オペレータはこれらの数値
を、図３に示す入力要求画面においてキーボードから入
力する。

【００２８】これらの入力が行われると、演算処理部３
７では次の演算が行われ、これにより、ボンディングエ
リアＢＡにおける全てのモジュールＭについて、基準点
の位置座標（Ｘｉ，Ｙｊ）が算出される（Ｓ５０）。な
お、ここでは、ピッチ情報Ｐｘ，Ｐｙの入力の際に基準
とした基準点Ｍ１１ａの位置座標を（Ｘ０，Ｙ０）とす
る。Ｘｉ＝Ｘ０＋ｉ・Ｐｘ（ｉ＝０，１，２，…ｎ）Ｙｊ＝Ｙ０＋ｊ・Ｐｙ（ｊ＝０，１，２，…ｍ）

【００２９】次に、各モジュールＭについて、ボンディ
ング点の算出が行われる（Ｓ６０）。具体的には、演算
処理部３７の演算によって、基準点Ｍ１１ａないしＭ４
５ａの位置座標と、先に算出されたモジュールＭ１１内
での基準点Ｍ１１ａの位置座標、および予め記憶されて
いる１つのモジュールＭにおける全てのボンディング点
の位置座標とを関連づけることにより、全てのモジュー
ルＭについてのボンディング点を設定する。

【００３０】次に、ボンディング順序の選択が行われる
（Ｓ７０）。ここにいうボンディング順序とは、多数の
モジュールＭについてのボンディングをどの順に行うか
の順序をいい、本実施形態では、図７（ａ）に示すよう
に、各モジュールＭのボンディングをＸ方向に順番に移
動して行い、隅になった時点でＹ方向に移動するパター
ンと、図７（ｂ）に示すように、各モジュールＭのボン
ディングをＹ方向に順番に移動して行い、隅になった時
点でＸ方向に移動するパターンとがある。ここでは、ヒ
ータの輻射熱により高温となっているツール４による製
品への熱的影響を排除すべく、ボンディングエリアＢＡ
上におけるツール４の滞在時間が、各パターンについて
演算処理部３７において算出され、滞在時間の短いほう
のパターンが選択される。

【００３１】次に、必要に応じてオペレータが設定値の
微調整を行い（Ｓ８０）、最後に、設定された全てのボ
ンディング点の位置座標と、ボンディングの順序とが、
データメモリ３６に記憶される（Ｓ９０）。なお、後の
ボンディング工程では、供給された配線基板やモジュー
ルＭの位置を検出しながら、記憶されている位置情報を
参照し、これに従って設定された位置に、設定された順
序でボンディングを実行する。

【００３２】以上のとおり、本実施形態では、基準とな
るモジュールＭ１１と、他のモジュールＭ２２との位置
関係を示すピッチ情報Ｐｘ，Ｐｙと、配線基板１４のボ
ンディングエリアＢＡ内に実装されるモジュールＭの個
数を示す個数情報ｎ，ｍとに基づいて、ボンディングエ
リアＢＡ内のモジュールＭ１１ないしＭ４５のそれぞれ
のボンディング点が設定される。したがって本実施形態
では、ピッチ情報Ｐｘ，Ｐｙと個数情報ｎ，ｍとを入力
することによりモジュールＭ１１ないしＭ４５の全てに
ついてのボンディング点が設定され、これにより位置設
定作業を省力化できる。

【００３３】また本実施形態では、電子部品が複数の素
子を一体的に実装したモジュールＭであることとしたの
で、上述したモジュールによる効果、すなわちボンディ
ングに係るパッケージ数の削減、および基板あたりの実
装の工数の削減と相まって、位置設定操作の一層の省力
化を実現できる。

【００３４】また本実施形態では、基準となるモジュー
ルＭ１１の位置情報と、これにＸ方向に隣接するモジュ
ールＭ１２に対しＹ方向に隣接するモジュールＭ２２の
位置情報とに基づいて、ピッチ情報Ｐｘ，ｐｙを生成す
る。したがって、これらモジュールＭ１１，Ｍ２２の二
つのモジュールＭの位置情報と、個数情報ｎ，ｍとを入
力しさえすれば、Ｘ方向およびＹ方向にわたるボンディ
ングエリアＢＡの全領域のモジュールＭについてボンデ
ィング点を設定できる。

【００３５】なお、本実施形態では、モジュールＭ１
１，Ｍ２２の二つのモジュールＭの位置情報に基づい
て、ボンディングエリアＢＡの全領域のモジュールＭに
ついてボンディング点を設定する構成としたが、このよ
うな構成に代えて、モジュールＭ１１とモジュールＭ１
２の間隔に基づいてＸ方向のピッチ情報Ｐｘを、またモ
ジュールＭ１１とモジュールＭ２１の間隔に基づいてＹ
方向のピッチ情報Ｐｙをそれぞれ取得する構成としても
よい。

【００３６】また本実施形態では、Ｘ方向およびＹ方向
の２方向について、各モジュールのボンディング点を設
定する構成としたが、本発明に係るボンディング点の自
動設定は、Ｘ方向またはＹ方向のいずれか一方向のみに
ついて実行する構成としてもよい。また逆に、Ｘ・Ｙお
よびＺ方向の３方向についてボンディング点の自動設定
を実行する構成とすることも可能である。さらに、本実
施形態では直交座標によるＸＹ方向について間隔情報の
取得およびボンディング点の設定を行う構成としたが、
直交座標系によらなくてもよい。また本実施形態では、
ステップＳ４０において個数ｎ，ｍをマニュアルで入力
する構成としたが、このような構成に代えて、パターン
認識技術を用いた画像処理によりＸ方向およびＹ方向の
モジュールＭの個数を自動的に入力する構成としてもよ
い。

【００３７】また本実施形態では、複数の素子を一体的
に実装したモジュールＭを単位としてボンディング点の
設定を行う構成としたが、本発明はこのようなモジュー
ルＭを単位としたボンディング点の設定に限らず、集積
回路チップや他の素子を単位としたボンディング点の設
定に適用することも可能である。

【００３８】また、本実施形態ではツール４をキャピラ
リとしたが、本発明における処理部材はウェッジなどの
他のツールや、検査用の探触子など、処理対象との関係
でなんらかの処理を行うものであればよい。また本実施
形態では基体を配線基板１４としたが、本発明における
基体はリードフレームや他の半導体ダイなど、複数のエ
レメントを一体的に保持するベースとなりうるものであ
ればよく、またその形状は平面でなく球面などの曲面で
あってもよい。また、本実施形態では撮像器としてテレ
ビカメラ７を用いたが、本発明における撮像器は光を検
出しうる構成であればよく、例えばラインセンサでもよ
い。また本実施形態では、本発明をワイヤボンディング
装置に適用した場合について説明したが、本発明をダイ
ボンディング装置、テープボンディング装置、フリップ
チップボンディング装置などの他の各種のボンディング
装置にも適用できることは当業者に容易に理解できよ
う。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態に係るボンディング装置の
概略構成を示すブロック図である。

【図２】実施形態におけるボンディング点の設定処理
の一例を示すフロー図である。

【図３】テレビモニタの表示画面の表示例であり、設
定すべきパラメータを示す説明図である。

【図４】テレビモニタの表示画面の表示例であり、ク
ロスマーク、レチクルマークおよび位置座標を示す説明
図である。

【図５】テレビモニタの表示画面の表示例であり、設
定された各モジュールの位置座標を示す説明図である。

【図６】モジュールが実装された配線基板を示す平面
図である。

【図７】（ａ）および（ｂ）はボンディング順序の設
定例を示す説明図である。

【符号の説明】

１ＸＹテーブル、２ボンディングヘッド、４ツー
ル、７テレビカメラ、１４配線基板、２０表示画
面、２２クロスマーク、２２ａ中心点、２４レチ
クルマーク、３３手動入力手段、３４制御部、３６
データメモリ、３７演算処理部、３８画像処理
部、３９テレビモニタ、ＢＡボンディングエリア、
Ｍ，Ｍ１１，Ｍ１２，Ｍ２１，Ｍ４５モジュール、Ｍ
１１ａ，Ｍ１２ａ，Ｍ２１ａ基準点。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】３個以上の電子部品を基体上に実装する
場合のボンディング点を設定するボンディングデータ設
定装置であって、前記３個以上の電子部品のうち一の電子部品と他の一の
電子部品との位置関係を示すピッチ情報と、前記基体に
実装される電子部品の個数を示す個数情報とに基づい
て、前記３個以上の電子部品のそれぞれのボンディング
点を設定する設定手段を備えてなるボンディングデータ
設定装置。
【請求項２】請求項１に記載のボンディングデータ設
定装置であって、前記ピッチ情報を、基準電子部品の位置情報と、当該基
準電子部品に隣接する電子部品の位置情報とに基づいて
生成するピッチ情報生成手段を備えたことを特徴とする
ボンディングデータ設定装置。
【請求項３】請求項１または２に記載のボンディング
データ設定装置であって、前記ピッチ情報が、異なる２方向についてのものである
ことを特徴とするボンディングデータ設定装置。
【請求項４】３個以上の電子部品を基体上に実装する
場合のボンディング点を設定するボンディングデータ設
定装置であって、前記３個以上の電子部品のうち一の電子部品と他の一の
電子部品との位置関係を示すピッチ情報と、前記基体に
実装される電子部品の個数を示す個数情報とに基づい
て、前記３個以上の電子部品のそれぞれのボンディング
点を設定する設定手段と、前記ピッチ情報を、基準電子部品の位置情報と、当該基
準電子部品に一の方向に隣接する電子部品に対し他の一
の方向に隣接する電子部品の位置情報とに基づいて生成
するピッチ情報生成手段とを備えてなるボンディングデ
ータ設定装置。
【請求項５】請求項１ないし４に記載のボンディング
データ設定装置であって、前記電子部品は複数の素子を
一体的に実装したモジュールであることを特徴とするボ
ンディングデータ設定装置。