JP2004186591A - 配線検証システム - Google Patents
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Abstract
【課題】本発明は、電子部品のワイヤボンディング済みのサンプル品を作成しなくても、ワイヤボンディング装置の精度や、電子部品の製造誤差が考慮された配線検証を可能とする配線検証システムを提供する。
【解決手段】ＣＡＤ配線図情報の設定に従って電子部品にワイヤボンディングを行うボンディング装置からボンディング配線情報を取得する。前記ボンディング配線情報を前記ＣＡＤ配線図に重ねて表示する。ＣＡＤ配線図情報とボンディング配線情報とを比較し、各情報に含まれる配線データに基づいて配線一致性を判定する。その判定結果を前記ＣＡＤ配線図上に表示するとともに、保存する。
【選択図】 図１
【解決手段】ＣＡＤ配線図情報の設定に従って電子部品にワイヤボンディングを行うボンディング装置からボンディング配線情報を取得する。前記ボンディング配線情報を前記ＣＡＤ配線図に重ねて表示する。ＣＡＤ配線図情報とボンディング配線情報とを比較し、各情報に含まれる配線データに基づいて配線一致性を判定する。その判定結果を前記ＣＡＤ配線図上に表示するとともに、保存する。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子部品にワイヤボンディングされた配線を確認するための配線検証システムに関し、とくに、電子部品にワイヤボンディングするボンディング装置に設定された配線データと、該電子部品に係るＣＡＤ配線図データとを比較することによって、電子部品における配線状態の確認を行える配線検証システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ＬＳＩといった半導体電子部品は、集積化が年々進み、その製造技術の進歩も早く、特に、電子部品内の回路自体の製造工程における前工程においては、自動化技術が大幅に取り入れられ、工程内での無人化が進んでいる。一方、その後工程であるワイヤボンディング工程にあってもワイヤボンディング装置の自動化が図られている。
【０００３】
この前工程と後工程においては自動化が進められているが、各工程後の検査においては、特に、ワイヤボンディング工程後の検査では、専ら目視検査に頼って行われていた。その目視検査は、例えば、紙に出力された電子部品の配線図を用意し、そして、実際にワイヤボンディングされた配線サンプル部品を顕微鏡で見ながら、その配線図に描かれた配線と、顕微鏡で目視できた配線サンプル部品の配線とを見比べるというものであった。そのため、この目視による配線検査では、人の目で確認するので、配線数が増えると、検査工数が増え、非常に手間がかかるものであった。しかも、人の目に頼ることとなり、検査精度の向上に限界があった。
【０００４】
そこで、近年においては、ワイヤボンディングされた電子部品の配線検査に対しても、検査の自動化が提案されている。この検査を自動化した検査装置では、ＣＣＤカメラ等の撮像装置を用いて、ワイヤボンディング後の電子部品の上面を走査して外観画像を取り込む画像処理装置及び中央処理装置によって演算処理を行い、ワイヤボンディングの始点部及び終点部の位置、その各部の外形寸法並びに配線のワイヤ部における軌跡等の形状測定を自動的に行うことを可能としている。
【０００５】
ところが、この自動化検査装置においては、撮像装置を電子部品上で走査するための座標点、配線の始点部及び終点部が正しい位置にあるかどうかの合否判断を下すための基準座標を、一般にティーチングと呼ばれる作業によって入力する必要がある。
【０００６】
ここで、従来のワイヤボンディング検査装置の例を、図８に示した。以下に、この検査装置における実際の操作について、簡単に説明する。搬送部１２は、制御装置１３によって、被検査対象物である電子部品のパッケージ２の幅、送りピッチ等の寸法に合わせて、手動または数値制御によって位置が設定された後に、パッケージ２がセッティングされて、この電子部品を検査領域まで搬送される。続いて、制御装置１３は、図示しないＸＹＺステージを制御して撮像装置１１をパッケージ２の像が捕らえられる位置まで移動させたうえで、図示しないオートフォーカス装置によってフォーカス調整を行い、画像処理装置１５は、撮影装置１１で得られた画像を表示装置１６上に映し出す。
【０００７】
オペレータは、アライメント部、始点部、終点部のそれぞれについて、表示装置１６上に映し出された映像を元に、入力装置１７を操作して位置情報を中央処理装置１４内に１箇所ずつ取り込んでいく。なお、ここでの位置情報は、映し出された映像を画像処理装置１５によって解析した結果の出力と、映像を取り込んだ時のＸＹＺステージに係る位置座標の出力とを元に、中央処理装置１４によって演算処理が施されて得られるものであり、得られた位置情報の座標データは、記憶装置１８内に格納される。
【０００８】
しかしながら、上述した従来の検査装置では、位置座標データをオペレータがいちいち入力する必要があるため、該装置の操作に熟練を要するとともに、オペレーションに多大な時間を要し、またティーチング作業を行うに当たって、表示装置１６をオペレータが注視する必要がある為に、長時間の作業に耐えられないという欠点があった。
【０００９】
さらに、上記従来の検査装置では、ある特定のパッケージ２の位置座標データを記憶したうえで、該データを基準として測定を行うこととなるため、基準とするにふさわしいサンプルの選定と準備を必要とし、ここで選定されたサンプル自身の持つ設計値との誤差およびオペレータの誤入力がそのまま測定値に直接反映されるという欠点があった。
【００１０】
そこで、さらに、オペレータの負担にならず、かつ精確な検査が行えるような検査用の位置座標データの入力が行えるようにしたワイヤボンディング検査装置が提案されている（例えば、特許文献１を参照）。このワイヤボンディング検査装置は、ワイヤボンディング後における半導体チップのワイヤの接続状態を自動検査するものであって、撮像装置と、この撮像装置を前記半導体チップに対し予め設定された測定基準点に位置させる位置決め手段と、前記撮像装置および位置決め装置を駆動制御して各測定基準点における画像データを得、このデータに基づき前記接続状態に関する情報を出力する処理手段とを備え、処理手段は、前記半導体チップ及びワイヤボンディングのＣＡＤ配線データ、例えば、アライメントマークのデータ等に基づいて、前記撮像装置をワイヤボンディング後の半導体チップに対して位置決めし、そこで、画像データを取得し、そして、この画像データと前記ＣＡＤ配線データとに基づいて、前記測定基準点を設定している。ＣＡＤ配線データの代わりにワイヤボンディングのボンディングデータを使用できる。
【００１１】
このワイヤボンディング検査装置では、いわゆるティーチング作業において、現物測定を行ってデータを作成するのではなく、まず読み取り装置等を用いてＣＡＤ配線データのような設計値に基づいた数値データ又はボンディングデータのような既に数値化された位置座標データを処理装置に取り入れ、この位置座標データを記憶装置内に格納する。然る後に、この座標データの中からパッケージの幅、送りピッチ等の外形寸法データを選択して抜き出し、搬送手段の位置決めに使用される。また、半導体チップ上の電極パッドの位置やリードの位置を座標データの中から抜き出して、検査用の測定基準点のデータとして再記憶する。このデータは、実際のワイヤボンディングされた半導体チップについて得た画像データにより修正される。
【００１２】
これによれば、オペレータは表示装置を注視しながら、撮影装置のＸＹＺステージを制御し、位置座標を１箇所ずつ入力する作業から解放され、測定項目や合否判定に用いる判定許容値などの位置座標データ以外のデータのみを入力して装置内に記憶し、ティーチング作業を終了することができる。
【００１３】
【特許文献１】
特開平７−３０２８２５号公報
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来のワイヤボンディング検査装置においては、撮影装置で電子部品上を走査して取得した画像に基づいて、電子部品上の配線位置などを検出し、ＣＡＤ配線図データと比較することによって、配線確認がなされるものであった。
【００１５】
しかしながら、電子部品上を撮影装置によって撮影する手法による場合には、その画像処理に基づいて配線検査が行われているため、配線が複雑になり、例えば、配線が上下で交叉しているような場合には、その画像処理によっては、配線の状態が判別され難くなるという問題が発生する。
【００１６】
また、撮影する際には、電子部品上を照明せざるを得ず、その照明の仕方によっては、光の方向の加減で電子部品上の配線を認識できないといった問題も発生する。
【００１７】
しかも、従来のワイヤボンディング検査装置では、電子部品に対して実際にワイヤボンディングした配線サンプルによってティーチング作業がなされており、したがって、その配線サンプルの作成後でなければ、配線確認することができないので、例えば、その配線サンプルに誤配線が存在する場合には、さらに余計な配線サンプルを作成しなければならないという問題がある。
【００１８】
従来のワイヤボンディング検査装置にあっては、実際に電子部品にワイヤボンディングされた配線サンプルを必要とするところから、ワイヤボンディング装置がＣＡＤ配線図情報のとおりに正しくボンディング作業をするかどうかの検証を行うことができなかった。
【００１９】
そこで、以上の問題点に鑑み、本発明は、電子部品上を撮像装置で撮像することによって電子部品に係る配線データを取得する必要がなく、しかも、電子部品の配線サンプルが作成される前であっても、ＣＡＤ配線図情報に基づいた電子部品へのワイヤボンディング配線が、設計通りに正しく実行されるかどうかの検証をすることができる配線検証システムを提供する。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
以上の課題を解決するため、本発明では、電子部品へのワイヤボンディングによる配線状態を検証する配線検証システムにおいて、ＣＡＤ配線図情報の設定に従って電子部品にワイヤボンディングを行う配線手段からボンディング配線情報を取得する情報取得手段と、前記ＣＡＤ配線図情報と前記ボンディング配線情報を比較する比較処理手段とを備え、さらに、前記ボンディング配線情報を前記ＣＡＤ配線図に重ねて表示する表示手段を備えた。
【００２１】
そして、前記比較処理手段による配線一致性の判定結果は、前記ＣＡＤ配線図上に表示され、前記比較処理手段が前記ＣＡＤ配線図情報と前記ボンディング配線情報との相違を検出したとき、前記表示手段は、前記ＣＡＤ配線図上において当該相違箇所を強調表示することとした。
【００２２】
また、前記ＣＡＤ配線図情報は、前記電子部品のアライメント情報と、前記配線に係る始点及び終点情報とを含むものであり、前記ボンディング配線情報は、ワイヤボンディングされるときの前記電子部品に係る前記アライメントに対する座標情報と、ワイヤボンディングされる前記配線に係る始点及び終点情報とを含み、前記ワイヤボンディングは、前記始点から前記終点の方向に実施されることとした。
【００２３】
さらに、前記ＣＡＤ配線図情報と前記ボンディング配線情報とを比較するとき、前記ＣＡＤ配線図情報に含まれる前記配線に係る前記始点及び前記終点に有効エリアが設定されることとし、前記比較処理手段は、前記ボンディング配線情報における当該配線に係る前記始点及び前記終点が前記ＣＡＤ配線図に設定された前記有効エリア内にあるかどうかの確認を行うこととした。
【００２４】
前記座標情報と前記アライメント情報とが相違している場合、前記比較処理手段は、前記座標情報と前記アライメント情報とが一致するように、前記ボンディング配線情報に対して移動、回転又は縮尺処理を行うこととした。
【００２５】
前記比較処理手段は、前記座標情報と前記アライメント情報との相違について、前記座標情報に含まれる２点間の線分と、前記アライメント情報に含まれる２アライメント点間の線分との比較によって検出することとした。
【００２６】
また、前記ボンディング配線情報に対応する前記ＣＡＤ配線図情報が存在しない場合、前記比較処理手段において前記ボンディング配線情報と比較される配線図情報が、既確認済みボンディング配線図情報に基づいて作成されることとし、さらには、前記ボンディング配線情報として、前記ＣＡＤ配線図情報と異なるＣＡＤ配線図情報を用いることとした。
【００２７】
【発明の実施の形態】
次に、本発明による配線検証システムの実施形態について、図を参照しながら説明する。
【００２８】
従来におけるワイヤボンディング検査装置では、ワイヤボンディングされた電子部品上の配線が、ＣＡＤ配線図情報に従って正しく行われているかどうかを検査するものであり、実際に、ワイヤボンディング装置でワイヤボンディングされた電子部品のサンプルを必要とした。そのため、少なくとも１回は、サンプル品を作成しなければならず、しかも、そのサンプル品の配線は、ＣＣＤカメラなどの撮影装置による画像を処理して検出されるものであった。
【００２９】
一方、ワイヤボンディング装置においては、電子部品にワイヤボンディングするとき、当該電子部品に係るＣＡＤ配線図情報が入力され、ボンディングする配線に係る配線データが設定される。このとき、実際に配線を行う配線データに含まれる座標値は、入力前のＣＡＤ配線図における配線データと異なっている。
【００３０】
入力前と設定後において、それらの配線データが異なることになる理由には、・配線データが、ワイヤボンディング装置の精度で丸められたものとなること、・実際の電子部品において、パッケージによって、或いは、チップの搭載の仕方によって製造誤差があり、ワイヤボンディング装置が、その製造誤差を吸収する機能を有しているため、この製造誤差が配線データに反映されて、ボンディングの座標値が自動的に変更されること、
・オペレータが、製造の都合によって、ワイヤボンディング装置上で配線の座標値を変更する場合があること、
などが挙げられる。なお、通常、チップの搭載時には、製造上、その回転、移動が含まれているものである。
【００３１】
従って、この様な理由により、ワイヤボンディング装置においては、量産前、或いは、ロット単位が変わる前に、必ず配線が正しいかどうかの検査をする必要がある。同じロット内のパッケージやチップ搭載の製造誤差は、ほぼ同じ傾向にあるが、ロットが変わると、その傾向も変わる場合がある。また、同じ製品と同じ配線データを使用しても、ワイヤボンディング装置毎に、修正された結果の配線データにバラツキが有ることから、ワイヤボンディング装置毎にも検査が必要となる。
【００３２】
ところで、従来のワイヤボンディング検査装置であっても、サンプル品による配線検査が行われているので、ＣＡＤ配線図と、画像による電子部品の配線状態図とを比較する際に、ワイヤボンディング装置の精度や、電子部品の製造誤差が考慮される結果となっているが、従来のワイヤボンディング検査装置による場合には、検査する度に、サンプル品を作成しなければならず、その作成に手間と時間がかかるものであり、実際にボンディング配線を実行する前には、配線検査を行えなかった。しかも、配線検査には、比較対象にサンプル品の撮影画像を使用していたので、配線確認が困難な場合があった。
【００３３】
そこで、本発明の配線検証システムの実施形態では、電子部品のワイヤボンディング済みのサンプル品を作成しなくても、ワイヤボンディング装置の精度や、電子部品の製造誤差が考慮された配線検証を可能とし、しかも、ＣＣＤカメラなどで撮影した電子部品の配線状態画像を必要としない配線検証を実現するため、電子部品に係るＣＡＤ配線図情報に従って、当該電子部品にワイヤボンディングを行うワイヤボンディング装置からボンディング配線情報を取得し、該ＣＡＤ配線図情報と該ボンディング配線情報とによる各配線図とを比較することによって配線検証を行うことができるようにした。
【００３４】
本実施形態による配線検証システムの概要を、図１にブロックで示した。ブロックＢ１では、例えば、パッケージ上に搭載されたチップを有する電子部品において、パッケージ上のリードとチップとのワイヤボンディングする配線図が、ＣＡＤによって設計される。このＣＡＤ配線図は、当該電子部品の１製品について１回作成され、該ＣＡＤ配線図からワイヤボンディング装置に渡されるデータも作成される。当該電子部品に係るＣＡＤ配線データが配線検証システムに入力される。そして、このＣＡＤ配線データに基づいて電子部品の検証対象領域に関する比較元のＣＡＤ配線図情報が作成される。
【００３５】
また、ブロックＢ２では、電子部品に係るＣＡＤ配線データが、当該電子部品に対してワイヤボンディングを行うワイヤボンディング装置のボンディング制御部に入力され、場合によっては、オペレータによって修正のうえ、ボンディング配線データが設定される。そして、この配線データを、実際に当該電子部品にワイヤボンディングを開始する前に取り出して、このデータを比較対象のボンディング装置配線データとする。
【００３６】
ここでは、ボンディング装置用配線情報を取得するようにしたが、比較対象の配線として配線図が作成されていない場合には、ボンディング装置用配線情報の代わりに、上述した比較元のＣＡＤ配線図情報とは異なるＣＡＤ配線図情報を利用することもできる。代わりとなる配線情報に、ボンディング装置配線データに相当するデータが含まれていれば良い。
【００３７】
次いで、ブロックＢ３において、電子部品における配線に関し、ブロックＢ１で作成されたＣＡＤ配線図情報と、ブロックＢ２で作成されたボンディング装置の配線データとを比較して、配線検証が行われる。ここでは、比較対象の配線を、比較元及び比較対象におけるアライメント情報に従って、当該配線の始点側及び終点側の座標データを各々補正する。
【００３８】
そして、補正された当該配線の始点側及び終点側の座標データに基づいて、比較対象の配線が、比較元の配線のボンディング可能エリア内に入っているかどうかがチェックされる。例えば、比較対象の配線の両端が、比較元の配線のボンディング可能な有効エリア内に入っていなければ、当該比較対象の配線は、ボンディング不良（ＮＧ）と判定される。
【００３９】
一方、比較対象の配線は、表示装置の画面において、アライメント情報に基づいてＣＡＤ配線図上に重ね合わされ表示される。ブロックＢ４において、ブロックＢ３で判定された配線は、ＣＡＤ配線図上でその判定結果について表示され、オペレータは、その表示画面から、配線の良・不良を簡単にかつ正確に識別することができる。
【００４０】
この様な動作を実現する本実施形態の配線検証システムに関わるシステム構成の概略を、図２に示した。その配線検証システムは、ＣＡＤ配線図データの取込装置２２、ボンディング配線図データの取込装置２４、処理装置２５、表示装置２６、入力装置２７、そして記憶装置２８を備えている。なお、図中において、配線データの流れを破線による矢印で示した。
【００４１】
取込装置２２は、ＣＡＤ装置２１から、電子部品に係るＣＡＤ配線データを取り込むものであり、Ｉ／Ｏインタフェースの機能を持たせて、ＬＡＮなどのネットワークによる取込方法であっても、また、記録媒体を介した取込方法でもよい。また、取込装置２４は、ワイヤボンディング装置２３に設定されたワイヤボンディング用のボンディング配線データを取り込むものであり、その構成は、取込装置２２の場合と同様である。
【００４２】
処理装置２５は、配線検証システムの全体を制御する機能を有すると共に、入力装置２７からの指示に従い、取込装置２２及び２４によって取り込まれた各データに基づいて、指定された配線図を作成し、比較元と比較対象の配線に関する比較・検証を実行するものであり、図１に示されたブロックＢ１乃至Ｂ３の機能を有している。
【００４３】
また、表示装置２６は、処理装置２５の制御に従い、ＣＡＤ配線図又はボンディング配線図を表示することができるものであり、処理装置２５の配線検証による判断結果も表示できる。
【００４４】
そして、記憶装置２８は、処理装置２５における各配線図の作成のベースとするＣＡＤ配線データ及びボンディング配線データを格納し、さらには、処理装置２５によって作成されたＣＡＤ配線図情報及びボンディング配線情報、また、処理装置２５による比較結果を記憶し、保存することができる。
【００４５】
この様に構成された本実施形態の配線検証システムにおける処理装置２５の動作処理について、図３乃至図７を参照して説明する。
【００４６】
図３は、図１に示したブロックＢ１における処理装置２５内の動作処理のフローを示している。先ず、オペレータは、入力装置２７を操作して、取込装置２４で取り込まれ、或いは、記憶装置２８に格納されているＣＡＤ配線図情報に基づいたＣＡＤ配線図を表示装置２６に表示させる。表示されたＣＡＤ配線図から、画面上でクリックするなどして、配線検証を実行しようとする配線を選択する（ステップＳ１１）。このとき、選択配線については、複数を個別選択しても、或いは、範囲指定による一括選択でも可能である。
【００４７】
ＣＡＤ配線図情報における配線は、レイヤーで管理されているので、処理装置２５を動作させるプログラムに適合するように、選択配線に係るレイヤーに含まれている線分又はポリラインについて、データ変換が行われる（ステップＳ１２）。
【００４８】
このデータ変換は、選択されたレイヤーの線分又はポリラインを、選択配線の配線データに変換するものであり、当該配線に係るワイヤボンディングの始点と終点が自動的に決定される（ステップＳ１３）。ここで、配線の両端点を始点又は終点とし、その両端点のうち、電子部品に搭載されたチップの中心に近い方を配線の始点とし、遠い方を終点と認識させる。この方向の認識が合致していなければ、後で変更が可能であり、また、始点及び終点も変更することができる。
【００４９】
そして、選択配線について、始点と終点が決定されると、始点から終点に向かう方向が判別できるように、矢印付きで配線を作図し、さらに、選択配線の両端点に仮の端子を作図して、選択配線に係るＣＡＤ配線図を作成する（ステップＳ１４）。
【００５０】
ＣＡＤ配線図情報には、電子部品のパッケージ側とチップ側とに夫々アライメント情報が含まれているので、このアライメント情報に基づいて選択配線毎に認識点を設定する（ステップＳ１５）。ここで、選択配線が認識点に関連付けられ、配線レイヤーに２点の座標値を持った認識点が設定される。このとき、ＣＡＤ配線図上の認識点とワイヤボンディング装置上での認識点は、パッケージ上、チップ上での相対位置が一致していることを条件としている。この処理は、選択された配線に係るレイヤーに対してのみ行われ、選択された配線レイヤーについて、既に認識点が設定されている場合には、既設定の認識点を削除し、今回の選択における認識点を設定する。
【００５１】
次いで、ステップＳ１４において作図された選択配線の各端子に対して、ワイヤボンディング可能な有効エリアが設定される（ステップＳ１６）。この有効エリアは、ＣＡＤ配線図中の端子（ボンディングパッド）上に設定されるものであり、有効エリアに基づいて、比較対象の配線に係る端子が、有効エリア内に入っているかどうかによって、ワイヤボンディングが正しく行われるかどうかの判別を行う他に、比較元の配線と比較対象の配線とが一致しているかどうかが判別される。
【００５２】
この有効エリアの設定に際しては、オペレータが、記憶装置２８に格納されている公差ファイルに基づいて配線レイヤー毎に一括指示する。そして、選択配線の各端子について、有効エリアがＣＡＤ配線図に作図される。有効エリア設定は、選択された配線レイヤーに対してのみ行われ、既に選択配線に有効エリアが設定されている場合には、今回指示された有効エリアに差し替えられる。
【００５３】
なお、有効エリアの大きさは、公差ファイルに従って、便宜的に一括指定されているが、有効エリアは、ボンディング可能エリアを示すものであるため、端子自体の大きさや形状によって、そのエリアの大きさや形状も異なるものになり、一括指示された後において、必要に応じて変更している。
【００５４】
この様に、ＣＡＤ配線図情報から選択した配線についてのＣＡＤ配線図が作成され、選択した配線毎にＣＡＤ配線図が記憶装置２８に保存される（ステップＳ１７）。
【００５５】
次に、図４は、図１に示したブロックＢ３とブロックＢ４とによる処理装置２５内の動作処理のフローを示している。ＣＡＤ装置２１から取り込まれたＣＡＤ配線図情報から作成された比較元の配線に係るＣＡＤ配線図と、ブロックＢ２においてワイヤボンディング装置２３から取り込まれた比較対象の配線に係るボンディング配線情報とにより、配線検証が行われ、その検証結果が出力される。この配線検証では、比較元であるＣＡＤ配線図の配線と、比較対象であるボンディング配線図の配線とが一致しているかどうかが判断される。
【００５６】
先ず、オペレータは、入力装置２７を操作して、配線検証しようとしている比較元のＣＡＤ配線図を選択する（ステップＳ２１）。このとき、比較元の配線図として、比較の範囲を限定したいときには、複数レイヤーを選択することが可能である。
【００５７】
選択したＣＡＤ配線図におけるパッケージ側認識点データに基づいて、処理装置２５は、作成されたボンディング配線図の中から、該認識点データに一致するボンディング配線情報を抽出する。これで、比較対象のボンディング配線が選択されたことになる（ステップＳ２２）。
【００５８】
ここで、選択した比較元のＣＡＤ配線図における配線と、比較対象のボンディング配線情報における配線との一致を判断することになるが、前述したように、電子部品には、製造の過程で、パッケージ上にチップを搭載する際に、チップが回転又は移動するなどの製造誤差が発生しているので、ブロックＢ１とブロックＢ２とで作成された各配線図をそのまま比較処理した場合、夫々に含まれる配線が一致しているかどうかを判断すると、誤判定する可能性がある。
【００５９】
この誤判定を防止するためには、比較対象のボンディング配線図におけるチップ側認識点を、比較元のＣＡＤ配線図におけるチップ側認識点に合わせるように、補正作業を行う必要がある。
【００６０】
そこで、図５に、製造誤差を含んだ電子部品の具体例を示した。同図では、パッケージ２上に、２つのチップ１１及び１２が搭載されている場合が示されている。そして、チップ１１の複数のボンディング端子Ｂｓ１ｍとパッケージ２の複数のボンディング端子Ｂｔ１ｍとが対となってワイヤボンディングされ、チップ１２の複数のボンディング端子Ｂｓ２ｎとパッケージ２の複数のボンディング端子Ｂｔ２ｎとが対となってワイヤボンディングされている。そのワイヤボンディングによる配線を太い実線で表している。一方、パッケージ２上の対角線位置には、アライメントマークＡ２１及びＡ２２が設けられ、チップ１１上の対角線位置に、アライメントマークＡ１１１及びＡ１１２が、そして、チップ１２上の対角線位置に、アライメントマークＡ１２１及びＡ１２２が設けられている。なお、アライメントマークの配置の仕方は、対角線上に位置することが一番有利であるが、少なくとも２個のマークが距離を置いて設けられていればよい。
【００６１】
図５に示されるように、電子部品の製造過程で、チップ搭載位置が、電子部品の設計当初における位置からずれたものとなっている。図６に、設計当初の配置関係にあるチップ搭載状態が示されている。このチップ搭載位置のずれ補正は、比較元のＣＡＤ配線図と比較対象のボンディング配線情報との間で、夫々に設定された認識点に基づいて、パッケージ側とチップ側とについて別々に行われる。
【００６２】
ここで、パッケージ２上のアライメントマークＡ２１及びＡ２２の位置は、ＣＡＤ配線図又はボンディング配線情報におけるパッケージ側認識点として設定されている。また、チップ１１上のアライメントマークＡ１１１及びＡ１１２、又は、チップ１２上のアライメントマークＡ１２１及びＡ１２２の位置は、ＣＡＤ配線図又はボンディング配線図におけるチップ側認識点として設定されている。
【００６３】
そこで、このパッケージ側のずれ補正は、ボンディング配線情報における２つのパッケージ側認識点を結ぶ直線が、ＣＡＤ配線図における２つのパッケージ側認識点を結ぶ直線に一致するように、ボンディング配線に対して、回転、移動、拡大・縮小を行う。そして、パッケージ２上のボンディング端子Ｂｔ１ｍ及びＢｔ２ｎについて、ボンディング配線情報に含まれる配線に係る終点位置の座標系が修正される。
【００６４】
次いで、チップ側のずれ補正は、ボンディング配線図における、例えば、チップ１１における２つのチップ側認識点を結ぶ直線が、ＣＡＤ配線図におけるチップ１１における２つのチップ側認識点を結ぶ直線に一致するように、ボンディング配線情報による配線に対して、回転、移動、拡大・縮小を行う。そして、チップ１１上のボンディング端子Ｂｓ１ｍについて、ボンディング配線情報に含まれる配線に係る始点位置の座標系が修正される。ボンディング配線情報におけるチップ１２上のボンディング端子Ｂｓ２ｎのずれ補正も同様の手法で行われる。
【００６５】
この様にして、図４のステップＳ２３において、電子部品の製造過程におけるチップ搭載のずれなどの製造誤差が補正され、つまり、比較対象の配線の座標データが補正され、ボンディング配線情報とＣＡＤ配線図との配線に係る座標系が同じになるので、配線検証における製造誤差による誤判別がなくなる。
【００６６】
次いで、比較元のＣＡＤ配線図による配線と、比較対象のボンディング配線情報による配線とが比較処理される（ステップＳ２４）。ここで、各配線の比較による一致性は、比較元の配線に係る端点である端子に設定された有効エリアが示す一定範囲内に、比較対象の配線に係る端点である端子の座標値が、入っているかどうかで判定される。なお、有効エリアは、チップ側、パッケージ側で別々の形状に設定されてもよく、公差ファイルの選択によって、そのエリアの種類と大きさが決められる。
【００６７】
この様に、ワイヤリングされる配線毎に、比較元のＣＡＤ配線図と比較対象のボンディング配線図とに基づいて一致性が判定される。例えば、比較対象の配線に係る始点又は終点の端子の座標値が、ＣＡＤ配線図の配線において対応する端子に設定された有効エリア内に無いと判定された場合には、当該配線は、ボンディング配線不良（ＮＧ）とするとの比較結果を表示する（ステップＳ２５）。
【００６８】
表示装置２６の画面には、ＣＡＤ配線図とボンディング配線図とが重ねて表示されているので、当該配線のボンディング配線不良を表示できる。例えば、表示画面上で、ボンディング配線が矢印で表現されている場合には、不良であることを、配線を示す矢印の点滅、異なる色表示、矢印の端点を囲む丸表示などで強調表示することができる。また、ボンディング配線図の配線がＣＡＤ配線図の配線に一致する場合には、当該配線にボンディング上の問題が無いことを、当該矢印の色変化などで示すこともできる。
【００６９】
この様にして、比較元のＣＡＤ配線図上で、比較対象のボンディング配線情報の配線がＣＡＤ配線図の配線と一致するかどうかの比較判定が行われるが、その比較結果は、ワイヤボンディングされる配線毎に記憶装置２８に保存される（ステップＳ２６）。
【００７０】
これで、ワイヤボンディング装置に入力設定されたＣＡＤ配線図情報に従って、電子部品に対して、ワイヤボンディング装置が正しくワイヤボンディングするかどうかの配線検証を終了する。この配線検証による比較結果は、ワイヤボンディング装置に設定されたボンディング配線データに反映され、電子部品へのワイヤボンディングが実行される。
【００７１】
これまでは、ワイヤボンディング装置に入力設定されたＣＡＤ配線図情報に従って、電子部品に対してワイヤボンディングする場合について説明したが、ワイヤボンディングしようとする電子部品について、ＣＡＤ配線図情報を使用できない場合、例えば、正確な配線図情報を持たないセルフティーチングの場合が有り得る。この様な場合には、上述した本実施形態の配線検証手法をそのまま適用できないことになる。
【００７２】
そこで、比較元となるＣＡＤ配線図情報に代わる配線図情報を用意することにより、本実施形態による配線検証を実現した。図７に、ＣＡＤ配線図情報に代わる比較元の配線図情報を作成する処理のフローを示した。同図では、ボンディング配線が正しく行われた既確認済みのボンディング配線情報から、比較元の配線図情報を作成している。
【００７３】
先ず、オペレータは、入力装置２７を操作して、ワイヤボンディング装置２３から取り込まれ、或いは、記憶装置２８に格納されたボンディング配線情報から、配線検証の比較元となる配線に係るボンディング配線データファイルを選択する（ステップＳ３１）。
【００７４】
そして、オペレータによって、ボンディング配線データファイルが選択されると、さらに、当該配線の接続状態が指定される（ステップＳ３２）。この接続状態は、ワイヤリングがチップ側からパッケージ側に、又は、パッケージ側からチップ側に行われるかという配線の向きを表している。
【００７５】
次いで、選択されたボンディング配線データに基づいて、ボンディング配線図が作成される（ステップＳ３３）。このボンディング配線図の作成手順は、図３に示したステップＳ１３からステップＳ１５の処理手順と同様であり、ステップＳ３１における接続状態の指示に従って、当該配線に係るワイヤボンディングの始点と終点が決定され、始点から終点に向かう方向が判別できるように、矢印付きで配線が作図され、さらに、選択配線の両端点に仮の端子が作図されて、選択配線に係るボンディング配線データファイルに基づいてボンディング配線図が作成される。そして、ボンディング配線データファイルに含まれている認識点が作図され、配線との関連付けが行われる。
【００７６】
次いで、ステップＳ３３において作図された選択配線の各端子に対して、ワイヤボンディング可能な有効エリアが設定される（ステップＳ３４）。この有効エリアについての設定の仕方は、図３のステップＳ１６における有効エリアの設定と同様であるので、ここでは、その説明を省略する。
【００７７】
これで、ワイヤボンディング装置から取り込まれ、或いは、記憶装置から取りに格納されているボンディング配線情報に基づいて、選択したボンディング配線データファイルから検証対象の配線に係る比較元となる配線図情報が作成される。この配線図情報は、作成された配線図毎に記憶装置２８に保存される（ステップＳ３５）。
【００７８】
この様に、配線検証しようとする電子部品に関するＣＡＤ配線図情報が得られなくても、既確認済みボンディング配線情報があれば、比較元の配線図情報を作成することができ、当該電子部品に係るボンディング配線情報と作成された比較元配線図情報に基づいて、配線検証を行うことができる。
【００７９】
【発明の効果】
以上のように、本発明の配線検証システムにおいては、ＣＡＤ配線図情報の設定に従って電子部品にワイヤボンディングを行う配線手段からボンディング配線図情報を取得し、前記ＣＡＤ配線図情報と前記ボンディング配線図情報とを比較するようにしたので、従来の配線検査装置のように、電子部品の配線部分を撮影する必要がなくなるので、電子部品の配線サンプルを作成する必要が無くなり、実際にワイヤボンディングを行う前に配線検証を実施でき、ワイヤボンディング結果を実施前に知ることができる。
【００８０】
しかも、撮影装置を使用する必要が無く、配線データに基づいて配線比較することから、配線が交叉する場合であっても、簡単に一致性の判定をすることができる。さらには、照明などにも影響されることが無い。
【００８１】
また、ＣＡＤ装置で作成されたＣＡＤ配線図情報と異なる配線が、ボンディング配線データとして追加された場合の検証でも、誤配線の可能性のある配線データの部分のみを選択して、配線確認作業を行うことができるので、確認工数を少なくすることができる。
【００８２】
さらに、ＣＡＤ配線図上にボンディング配線図を重ねて表示するようにしたので、電子部品の製造上の都合で配線位置を変更修正した場合に、誤配線の可能性があるとの判定がなされても、比較元の配線図に、配線のためのパッケージ側端子及びチップ側端子が比較元の配線図上に描かれており、その修正結果が正しいかどうかを容易に確認することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による配線検証システムの実施形態の概要を説明する図である。
【図２】本実施形態の配線検証システムの概略ブロック構成を説明する図である。
【図３】ＣＡＤ設計配線図情報の作成手順を説明するフロー図である。
【図４】ＣＡＤ設計配線図情報とボンディング配線図情報とによる配線検証の手順を説明するフロー図である。
【図５】ワイヤボンディング時のパッケージと半導体チップとの搭載位置関係を説明する図である。
【図６】アライメント情報に基づいてボンディング配線図情報の半導体チップの搭載位置を補正した状態を説明する図である。
【図７】ＣＡＤ配線図情報に代わる配線図情報の作成手順を説明するフロー図である。
【図８】従来のワイヤボンディング検査装置の概略ブロック構成を説明する図である。
【符号の説明】
１…半導体チップ
２…パッケージ
１１…撮影装置
１２…搬送装置
１３…制御装置
１４、２５…処理装置
１５…画像処理装置
１６、２６…表示装置
１７、２７…入力装置
１８、２８…記憶装置
２１…ＣＡＤ装置
２２…ＣＡＤデータ取込装置
２３…ワイヤボンディング装置
２４…ボンディングデータ取込装置
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子部品にワイヤボンディングされた配線を確認するための配線検証システムに関し、とくに、電子部品にワイヤボンディングするボンディング装置に設定された配線データと、該電子部品に係るＣＡＤ配線図データとを比較することによって、電子部品における配線状態の確認を行える配線検証システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ＬＳＩといった半導体電子部品は、集積化が年々進み、その製造技術の進歩も早く、特に、電子部品内の回路自体の製造工程における前工程においては、自動化技術が大幅に取り入れられ、工程内での無人化が進んでいる。一方、その後工程であるワイヤボンディング工程にあってもワイヤボンディング装置の自動化が図られている。
【０００３】
この前工程と後工程においては自動化が進められているが、各工程後の検査においては、特に、ワイヤボンディング工程後の検査では、専ら目視検査に頼って行われていた。その目視検査は、例えば、紙に出力された電子部品の配線図を用意し、そして、実際にワイヤボンディングされた配線サンプル部品を顕微鏡で見ながら、その配線図に描かれた配線と、顕微鏡で目視できた配線サンプル部品の配線とを見比べるというものであった。そのため、この目視による配線検査では、人の目で確認するので、配線数が増えると、検査工数が増え、非常に手間がかかるものであった。しかも、人の目に頼ることとなり、検査精度の向上に限界があった。
【０００４】
そこで、近年においては、ワイヤボンディングされた電子部品の配線検査に対しても、検査の自動化が提案されている。この検査を自動化した検査装置では、ＣＣＤカメラ等の撮像装置を用いて、ワイヤボンディング後の電子部品の上面を走査して外観画像を取り込む画像処理装置及び中央処理装置によって演算処理を行い、ワイヤボンディングの始点部及び終点部の位置、その各部の外形寸法並びに配線のワイヤ部における軌跡等の形状測定を自動的に行うことを可能としている。
【０００５】
ところが、この自動化検査装置においては、撮像装置を電子部品上で走査するための座標点、配線の始点部及び終点部が正しい位置にあるかどうかの合否判断を下すための基準座標を、一般にティーチングと呼ばれる作業によって入力する必要がある。
【０００６】
ここで、従来のワイヤボンディング検査装置の例を、図８に示した。以下に、この検査装置における実際の操作について、簡単に説明する。搬送部１２は、制御装置１３によって、被検査対象物である電子部品のパッケージ２の幅、送りピッチ等の寸法に合わせて、手動または数値制御によって位置が設定された後に、パッケージ２がセッティングされて、この電子部品を検査領域まで搬送される。続いて、制御装置１３は、図示しないＸＹＺステージを制御して撮像装置１１をパッケージ２の像が捕らえられる位置まで移動させたうえで、図示しないオートフォーカス装置によってフォーカス調整を行い、画像処理装置１５は、撮影装置１１で得られた画像を表示装置１６上に映し出す。
【０００７】
オペレータは、アライメント部、始点部、終点部のそれぞれについて、表示装置１６上に映し出された映像を元に、入力装置１７を操作して位置情報を中央処理装置１４内に１箇所ずつ取り込んでいく。なお、ここでの位置情報は、映し出された映像を画像処理装置１５によって解析した結果の出力と、映像を取り込んだ時のＸＹＺステージに係る位置座標の出力とを元に、中央処理装置１４によって演算処理が施されて得られるものであり、得られた位置情報の座標データは、記憶装置１８内に格納される。
【０００８】
しかしながら、上述した従来の検査装置では、位置座標データをオペレータがいちいち入力する必要があるため、該装置の操作に熟練を要するとともに、オペレーションに多大な時間を要し、またティーチング作業を行うに当たって、表示装置１６をオペレータが注視する必要がある為に、長時間の作業に耐えられないという欠点があった。
【０００９】
さらに、上記従来の検査装置では、ある特定のパッケージ２の位置座標データを記憶したうえで、該データを基準として測定を行うこととなるため、基準とするにふさわしいサンプルの選定と準備を必要とし、ここで選定されたサンプル自身の持つ設計値との誤差およびオペレータの誤入力がそのまま測定値に直接反映されるという欠点があった。
【００１０】
そこで、さらに、オペレータの負担にならず、かつ精確な検査が行えるような検査用の位置座標データの入力が行えるようにしたワイヤボンディング検査装置が提案されている（例えば、特許文献１を参照）。このワイヤボンディング検査装置は、ワイヤボンディング後における半導体チップのワイヤの接続状態を自動検査するものであって、撮像装置と、この撮像装置を前記半導体チップに対し予め設定された測定基準点に位置させる位置決め手段と、前記撮像装置および位置決め装置を駆動制御して各測定基準点における画像データを得、このデータに基づき前記接続状態に関する情報を出力する処理手段とを備え、処理手段は、前記半導体チップ及びワイヤボンディングのＣＡＤ配線データ、例えば、アライメントマークのデータ等に基づいて、前記撮像装置をワイヤボンディング後の半導体チップに対して位置決めし、そこで、画像データを取得し、そして、この画像データと前記ＣＡＤ配線データとに基づいて、前記測定基準点を設定している。ＣＡＤ配線データの代わりにワイヤボンディングのボンディングデータを使用できる。
【００１１】
このワイヤボンディング検査装置では、いわゆるティーチング作業において、現物測定を行ってデータを作成するのではなく、まず読み取り装置等を用いてＣＡＤ配線データのような設計値に基づいた数値データ又はボンディングデータのような既に数値化された位置座標データを処理装置に取り入れ、この位置座標データを記憶装置内に格納する。然る後に、この座標データの中からパッケージの幅、送りピッチ等の外形寸法データを選択して抜き出し、搬送手段の位置決めに使用される。また、半導体チップ上の電極パッドの位置やリードの位置を座標データの中から抜き出して、検査用の測定基準点のデータとして再記憶する。このデータは、実際のワイヤボンディングされた半導体チップについて得た画像データにより修正される。
【００１２】
これによれば、オペレータは表示装置を注視しながら、撮影装置のＸＹＺステージを制御し、位置座標を１箇所ずつ入力する作業から解放され、測定項目や合否判定に用いる判定許容値などの位置座標データ以外のデータのみを入力して装置内に記憶し、ティーチング作業を終了することができる。
【００１３】
【特許文献１】
特開平７−３０２８２５号公報
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来のワイヤボンディング検査装置においては、撮影装置で電子部品上を走査して取得した画像に基づいて、電子部品上の配線位置などを検出し、ＣＡＤ配線図データと比較することによって、配線確認がなされるものであった。
【００１５】
しかしながら、電子部品上を撮影装置によって撮影する手法による場合には、その画像処理に基づいて配線検査が行われているため、配線が複雑になり、例えば、配線が上下で交叉しているような場合には、その画像処理によっては、配線の状態が判別され難くなるという問題が発生する。
【００１６】
また、撮影する際には、電子部品上を照明せざるを得ず、その照明の仕方によっては、光の方向の加減で電子部品上の配線を認識できないといった問題も発生する。
【００１７】
しかも、従来のワイヤボンディング検査装置では、電子部品に対して実際にワイヤボンディングした配線サンプルによってティーチング作業がなされており、したがって、その配線サンプルの作成後でなければ、配線確認することができないので、例えば、その配線サンプルに誤配線が存在する場合には、さらに余計な配線サンプルを作成しなければならないという問題がある。
【００１８】
従来のワイヤボンディング検査装置にあっては、実際に電子部品にワイヤボンディングされた配線サンプルを必要とするところから、ワイヤボンディング装置がＣＡＤ配線図情報のとおりに正しくボンディング作業をするかどうかの検証を行うことができなかった。
【００１９】
そこで、以上の問題点に鑑み、本発明は、電子部品上を撮像装置で撮像することによって電子部品に係る配線データを取得する必要がなく、しかも、電子部品の配線サンプルが作成される前であっても、ＣＡＤ配線図情報に基づいた電子部品へのワイヤボンディング配線が、設計通りに正しく実行されるかどうかの検証をすることができる配線検証システムを提供する。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
以上の課題を解決するため、本発明では、電子部品へのワイヤボンディングによる配線状態を検証する配線検証システムにおいて、ＣＡＤ配線図情報の設定に従って電子部品にワイヤボンディングを行う配線手段からボンディング配線情報を取得する情報取得手段と、前記ＣＡＤ配線図情報と前記ボンディング配線情報を比較する比較処理手段とを備え、さらに、前記ボンディング配線情報を前記ＣＡＤ配線図に重ねて表示する表示手段を備えた。
【００２１】
そして、前記比較処理手段による配線一致性の判定結果は、前記ＣＡＤ配線図上に表示され、前記比較処理手段が前記ＣＡＤ配線図情報と前記ボンディング配線情報との相違を検出したとき、前記表示手段は、前記ＣＡＤ配線図上において当該相違箇所を強調表示することとした。
【００２２】
また、前記ＣＡＤ配線図情報は、前記電子部品のアライメント情報と、前記配線に係る始点及び終点情報とを含むものであり、前記ボンディング配線情報は、ワイヤボンディングされるときの前記電子部品に係る前記アライメントに対する座標情報と、ワイヤボンディングされる前記配線に係る始点及び終点情報とを含み、前記ワイヤボンディングは、前記始点から前記終点の方向に実施されることとした。
【００２３】
さらに、前記ＣＡＤ配線図情報と前記ボンディング配線情報とを比較するとき、前記ＣＡＤ配線図情報に含まれる前記配線に係る前記始点及び前記終点に有効エリアが設定されることとし、前記比較処理手段は、前記ボンディング配線情報における当該配線に係る前記始点及び前記終点が前記ＣＡＤ配線図に設定された前記有効エリア内にあるかどうかの確認を行うこととした。
【００２４】
前記座標情報と前記アライメント情報とが相違している場合、前記比較処理手段は、前記座標情報と前記アライメント情報とが一致するように、前記ボンディング配線情報に対して移動、回転又は縮尺処理を行うこととした。
【００２５】
前記比較処理手段は、前記座標情報と前記アライメント情報との相違について、前記座標情報に含まれる２点間の線分と、前記アライメント情報に含まれる２アライメント点間の線分との比較によって検出することとした。
【００２６】
また、前記ボンディング配線情報に対応する前記ＣＡＤ配線図情報が存在しない場合、前記比較処理手段において前記ボンディング配線情報と比較される配線図情報が、既確認済みボンディング配線図情報に基づいて作成されることとし、さらには、前記ボンディング配線情報として、前記ＣＡＤ配線図情報と異なるＣＡＤ配線図情報を用いることとした。
【００２７】
【発明の実施の形態】
次に、本発明による配線検証システムの実施形態について、図を参照しながら説明する。
【００２８】
従来におけるワイヤボンディング検査装置では、ワイヤボンディングされた電子部品上の配線が、ＣＡＤ配線図情報に従って正しく行われているかどうかを検査するものであり、実際に、ワイヤボンディング装置でワイヤボンディングされた電子部品のサンプルを必要とした。そのため、少なくとも１回は、サンプル品を作成しなければならず、しかも、そのサンプル品の配線は、ＣＣＤカメラなどの撮影装置による画像を処理して検出されるものであった。
【００２９】
一方、ワイヤボンディング装置においては、電子部品にワイヤボンディングするとき、当該電子部品に係るＣＡＤ配線図情報が入力され、ボンディングする配線に係る配線データが設定される。このとき、実際に配線を行う配線データに含まれる座標値は、入力前のＣＡＤ配線図における配線データと異なっている。
【００３０】
入力前と設定後において、それらの配線データが異なることになる理由には、・配線データが、ワイヤボンディング装置の精度で丸められたものとなること、・実際の電子部品において、パッケージによって、或いは、チップの搭載の仕方によって製造誤差があり、ワイヤボンディング装置が、その製造誤差を吸収する機能を有しているため、この製造誤差が配線データに反映されて、ボンディングの座標値が自動的に変更されること、
・オペレータが、製造の都合によって、ワイヤボンディング装置上で配線の座標値を変更する場合があること、
などが挙げられる。なお、通常、チップの搭載時には、製造上、その回転、移動が含まれているものである。
【００３１】
従って、この様な理由により、ワイヤボンディング装置においては、量産前、或いは、ロット単位が変わる前に、必ず配線が正しいかどうかの検査をする必要がある。同じロット内のパッケージやチップ搭載の製造誤差は、ほぼ同じ傾向にあるが、ロットが変わると、その傾向も変わる場合がある。また、同じ製品と同じ配線データを使用しても、ワイヤボンディング装置毎に、修正された結果の配線データにバラツキが有ることから、ワイヤボンディング装置毎にも検査が必要となる。
【００３２】
ところで、従来のワイヤボンディング検査装置であっても、サンプル品による配線検査が行われているので、ＣＡＤ配線図と、画像による電子部品の配線状態図とを比較する際に、ワイヤボンディング装置の精度や、電子部品の製造誤差が考慮される結果となっているが、従来のワイヤボンディング検査装置による場合には、検査する度に、サンプル品を作成しなければならず、その作成に手間と時間がかかるものであり、実際にボンディング配線を実行する前には、配線検査を行えなかった。しかも、配線検査には、比較対象にサンプル品の撮影画像を使用していたので、配線確認が困難な場合があった。
【００３３】
そこで、本発明の配線検証システムの実施形態では、電子部品のワイヤボンディング済みのサンプル品を作成しなくても、ワイヤボンディング装置の精度や、電子部品の製造誤差が考慮された配線検証を可能とし、しかも、ＣＣＤカメラなどで撮影した電子部品の配線状態画像を必要としない配線検証を実現するため、電子部品に係るＣＡＤ配線図情報に従って、当該電子部品にワイヤボンディングを行うワイヤボンディング装置からボンディング配線情報を取得し、該ＣＡＤ配線図情報と該ボンディング配線情報とによる各配線図とを比較することによって配線検証を行うことができるようにした。
【００３４】
本実施形態による配線検証システムの概要を、図１にブロックで示した。ブロックＢ１では、例えば、パッケージ上に搭載されたチップを有する電子部品において、パッケージ上のリードとチップとのワイヤボンディングする配線図が、ＣＡＤによって設計される。このＣＡＤ配線図は、当該電子部品の１製品について１回作成され、該ＣＡＤ配線図からワイヤボンディング装置に渡されるデータも作成される。当該電子部品に係るＣＡＤ配線データが配線検証システムに入力される。そして、このＣＡＤ配線データに基づいて電子部品の検証対象領域に関する比較元のＣＡＤ配線図情報が作成される。
【００３５】
また、ブロックＢ２では、電子部品に係るＣＡＤ配線データが、当該電子部品に対してワイヤボンディングを行うワイヤボンディング装置のボンディング制御部に入力され、場合によっては、オペレータによって修正のうえ、ボンディング配線データが設定される。そして、この配線データを、実際に当該電子部品にワイヤボンディングを開始する前に取り出して、このデータを比較対象のボンディング装置配線データとする。
【００３６】
ここでは、ボンディング装置用配線情報を取得するようにしたが、比較対象の配線として配線図が作成されていない場合には、ボンディング装置用配線情報の代わりに、上述した比較元のＣＡＤ配線図情報とは異なるＣＡＤ配線図情報を利用することもできる。代わりとなる配線情報に、ボンディング装置配線データに相当するデータが含まれていれば良い。
【００３７】
次いで、ブロックＢ３において、電子部品における配線に関し、ブロックＢ１で作成されたＣＡＤ配線図情報と、ブロックＢ２で作成されたボンディング装置の配線データとを比較して、配線検証が行われる。ここでは、比較対象の配線を、比較元及び比較対象におけるアライメント情報に従って、当該配線の始点側及び終点側の座標データを各々補正する。
【００３８】
そして、補正された当該配線の始点側及び終点側の座標データに基づいて、比較対象の配線が、比較元の配線のボンディング可能エリア内に入っているかどうかがチェックされる。例えば、比較対象の配線の両端が、比較元の配線のボンディング可能な有効エリア内に入っていなければ、当該比較対象の配線は、ボンディング不良（ＮＧ）と判定される。
【００３９】
一方、比較対象の配線は、表示装置の画面において、アライメント情報に基づいてＣＡＤ配線図上に重ね合わされ表示される。ブロックＢ４において、ブロックＢ３で判定された配線は、ＣＡＤ配線図上でその判定結果について表示され、オペレータは、その表示画面から、配線の良・不良を簡単にかつ正確に識別することができる。
【００４０】
この様な動作を実現する本実施形態の配線検証システムに関わるシステム構成の概略を、図２に示した。その配線検証システムは、ＣＡＤ配線図データの取込装置２２、ボンディング配線図データの取込装置２４、処理装置２５、表示装置２６、入力装置２７、そして記憶装置２８を備えている。なお、図中において、配線データの流れを破線による矢印で示した。
【００４１】
取込装置２２は、ＣＡＤ装置２１から、電子部品に係るＣＡＤ配線データを取り込むものであり、Ｉ／Ｏインタフェースの機能を持たせて、ＬＡＮなどのネットワークによる取込方法であっても、また、記録媒体を介した取込方法でもよい。また、取込装置２４は、ワイヤボンディング装置２３に設定されたワイヤボンディング用のボンディング配線データを取り込むものであり、その構成は、取込装置２２の場合と同様である。
【００４２】
処理装置２５は、配線検証システムの全体を制御する機能を有すると共に、入力装置２７からの指示に従い、取込装置２２及び２４によって取り込まれた各データに基づいて、指定された配線図を作成し、比較元と比較対象の配線に関する比較・検証を実行するものであり、図１に示されたブロックＢ１乃至Ｂ３の機能を有している。
【００４３】
また、表示装置２６は、処理装置２５の制御に従い、ＣＡＤ配線図又はボンディング配線図を表示することができるものであり、処理装置２５の配線検証による判断結果も表示できる。
【００４４】
そして、記憶装置２８は、処理装置２５における各配線図の作成のベースとするＣＡＤ配線データ及びボンディング配線データを格納し、さらには、処理装置２５によって作成されたＣＡＤ配線図情報及びボンディング配線情報、また、処理装置２５による比較結果を記憶し、保存することができる。
【００４５】
この様に構成された本実施形態の配線検証システムにおける処理装置２５の動作処理について、図３乃至図７を参照して説明する。
【００４６】
図３は、図１に示したブロックＢ１における処理装置２５内の動作処理のフローを示している。先ず、オペレータは、入力装置２７を操作して、取込装置２４で取り込まれ、或いは、記憶装置２８に格納されているＣＡＤ配線図情報に基づいたＣＡＤ配線図を表示装置２６に表示させる。表示されたＣＡＤ配線図から、画面上でクリックするなどして、配線検証を実行しようとする配線を選択する（ステップＳ１１）。このとき、選択配線については、複数を個別選択しても、或いは、範囲指定による一括選択でも可能である。
【００４７】
ＣＡＤ配線図情報における配線は、レイヤーで管理されているので、処理装置２５を動作させるプログラムに適合するように、選択配線に係るレイヤーに含まれている線分又はポリラインについて、データ変換が行われる（ステップＳ１２）。
【００４８】
このデータ変換は、選択されたレイヤーの線分又はポリラインを、選択配線の配線データに変換するものであり、当該配線に係るワイヤボンディングの始点と終点が自動的に決定される（ステップＳ１３）。ここで、配線の両端点を始点又は終点とし、その両端点のうち、電子部品に搭載されたチップの中心に近い方を配線の始点とし、遠い方を終点と認識させる。この方向の認識が合致していなければ、後で変更が可能であり、また、始点及び終点も変更することができる。
【００４９】
そして、選択配線について、始点と終点が決定されると、始点から終点に向かう方向が判別できるように、矢印付きで配線を作図し、さらに、選択配線の両端点に仮の端子を作図して、選択配線に係るＣＡＤ配線図を作成する（ステップＳ１４）。
【００５０】
ＣＡＤ配線図情報には、電子部品のパッケージ側とチップ側とに夫々アライメント情報が含まれているので、このアライメント情報に基づいて選択配線毎に認識点を設定する（ステップＳ１５）。ここで、選択配線が認識点に関連付けられ、配線レイヤーに２点の座標値を持った認識点が設定される。このとき、ＣＡＤ配線図上の認識点とワイヤボンディング装置上での認識点は、パッケージ上、チップ上での相対位置が一致していることを条件としている。この処理は、選択された配線に係るレイヤーに対してのみ行われ、選択された配線レイヤーについて、既に認識点が設定されている場合には、既設定の認識点を削除し、今回の選択における認識点を設定する。
【００５１】
次いで、ステップＳ１４において作図された選択配線の各端子に対して、ワイヤボンディング可能な有効エリアが設定される（ステップＳ１６）。この有効エリアは、ＣＡＤ配線図中の端子（ボンディングパッド）上に設定されるものであり、有効エリアに基づいて、比較対象の配線に係る端子が、有効エリア内に入っているかどうかによって、ワイヤボンディングが正しく行われるかどうかの判別を行う他に、比較元の配線と比較対象の配線とが一致しているかどうかが判別される。
【００５２】
この有効エリアの設定に際しては、オペレータが、記憶装置２８に格納されている公差ファイルに基づいて配線レイヤー毎に一括指示する。そして、選択配線の各端子について、有効エリアがＣＡＤ配線図に作図される。有効エリア設定は、選択された配線レイヤーに対してのみ行われ、既に選択配線に有効エリアが設定されている場合には、今回指示された有効エリアに差し替えられる。
【００５３】
なお、有効エリアの大きさは、公差ファイルに従って、便宜的に一括指定されているが、有効エリアは、ボンディング可能エリアを示すものであるため、端子自体の大きさや形状によって、そのエリアの大きさや形状も異なるものになり、一括指示された後において、必要に応じて変更している。
【００５４】
この様に、ＣＡＤ配線図情報から選択した配線についてのＣＡＤ配線図が作成され、選択した配線毎にＣＡＤ配線図が記憶装置２８に保存される（ステップＳ１７）。
【００５５】
次に、図４は、図１に示したブロックＢ３とブロックＢ４とによる処理装置２５内の動作処理のフローを示している。ＣＡＤ装置２１から取り込まれたＣＡＤ配線図情報から作成された比較元の配線に係るＣＡＤ配線図と、ブロックＢ２においてワイヤボンディング装置２３から取り込まれた比較対象の配線に係るボンディング配線情報とにより、配線検証が行われ、その検証結果が出力される。この配線検証では、比較元であるＣＡＤ配線図の配線と、比較対象であるボンディング配線図の配線とが一致しているかどうかが判断される。
【００５６】
先ず、オペレータは、入力装置２７を操作して、配線検証しようとしている比較元のＣＡＤ配線図を選択する（ステップＳ２１）。このとき、比較元の配線図として、比較の範囲を限定したいときには、複数レイヤーを選択することが可能である。
【００５７】
選択したＣＡＤ配線図におけるパッケージ側認識点データに基づいて、処理装置２５は、作成されたボンディング配線図の中から、該認識点データに一致するボンディング配線情報を抽出する。これで、比較対象のボンディング配線が選択されたことになる（ステップＳ２２）。
【００５８】
ここで、選択した比較元のＣＡＤ配線図における配線と、比較対象のボンディング配線情報における配線との一致を判断することになるが、前述したように、電子部品には、製造の過程で、パッケージ上にチップを搭載する際に、チップが回転又は移動するなどの製造誤差が発生しているので、ブロックＢ１とブロックＢ２とで作成された各配線図をそのまま比較処理した場合、夫々に含まれる配線が一致しているかどうかを判断すると、誤判定する可能性がある。
【００５９】
この誤判定を防止するためには、比較対象のボンディング配線図におけるチップ側認識点を、比較元のＣＡＤ配線図におけるチップ側認識点に合わせるように、補正作業を行う必要がある。
【００６０】
そこで、図５に、製造誤差を含んだ電子部品の具体例を示した。同図では、パッケージ２上に、２つのチップ１１及び１２が搭載されている場合が示されている。そして、チップ１１の複数のボンディング端子Ｂｓ１ｍとパッケージ２の複数のボンディング端子Ｂｔ１ｍとが対となってワイヤボンディングされ、チップ１２の複数のボンディング端子Ｂｓ２ｎとパッケージ２の複数のボンディング端子Ｂｔ２ｎとが対となってワイヤボンディングされている。そのワイヤボンディングによる配線を太い実線で表している。一方、パッケージ２上の対角線位置には、アライメントマークＡ２１及びＡ２２が設けられ、チップ１１上の対角線位置に、アライメントマークＡ１１１及びＡ１１２が、そして、チップ１２上の対角線位置に、アライメントマークＡ１２１及びＡ１２２が設けられている。なお、アライメントマークの配置の仕方は、対角線上に位置することが一番有利であるが、少なくとも２個のマークが距離を置いて設けられていればよい。
【００６１】
図５に示されるように、電子部品の製造過程で、チップ搭載位置が、電子部品の設計当初における位置からずれたものとなっている。図６に、設計当初の配置関係にあるチップ搭載状態が示されている。このチップ搭載位置のずれ補正は、比較元のＣＡＤ配線図と比較対象のボンディング配線情報との間で、夫々に設定された認識点に基づいて、パッケージ側とチップ側とについて別々に行われる。
【００６２】
ここで、パッケージ２上のアライメントマークＡ２１及びＡ２２の位置は、ＣＡＤ配線図又はボンディング配線情報におけるパッケージ側認識点として設定されている。また、チップ１１上のアライメントマークＡ１１１及びＡ１１２、又は、チップ１２上のアライメントマークＡ１２１及びＡ１２２の位置は、ＣＡＤ配線図又はボンディング配線図におけるチップ側認識点として設定されている。
【００６３】
そこで、このパッケージ側のずれ補正は、ボンディング配線情報における２つのパッケージ側認識点を結ぶ直線が、ＣＡＤ配線図における２つのパッケージ側認識点を結ぶ直線に一致するように、ボンディング配線に対して、回転、移動、拡大・縮小を行う。そして、パッケージ２上のボンディング端子Ｂｔ１ｍ及びＢｔ２ｎについて、ボンディング配線情報に含まれる配線に係る終点位置の座標系が修正される。
【００６４】
次いで、チップ側のずれ補正は、ボンディング配線図における、例えば、チップ１１における２つのチップ側認識点を結ぶ直線が、ＣＡＤ配線図におけるチップ１１における２つのチップ側認識点を結ぶ直線に一致するように、ボンディング配線情報による配線に対して、回転、移動、拡大・縮小を行う。そして、チップ１１上のボンディング端子Ｂｓ１ｍについて、ボンディング配線情報に含まれる配線に係る始点位置の座標系が修正される。ボンディング配線情報におけるチップ１２上のボンディング端子Ｂｓ２ｎのずれ補正も同様の手法で行われる。
【００６５】
この様にして、図４のステップＳ２３において、電子部品の製造過程におけるチップ搭載のずれなどの製造誤差が補正され、つまり、比較対象の配線の座標データが補正され、ボンディング配線情報とＣＡＤ配線図との配線に係る座標系が同じになるので、配線検証における製造誤差による誤判別がなくなる。
【００６６】
次いで、比較元のＣＡＤ配線図による配線と、比較対象のボンディング配線情報による配線とが比較処理される（ステップＳ２４）。ここで、各配線の比較による一致性は、比較元の配線に係る端点である端子に設定された有効エリアが示す一定範囲内に、比較対象の配線に係る端点である端子の座標値が、入っているかどうかで判定される。なお、有効エリアは、チップ側、パッケージ側で別々の形状に設定されてもよく、公差ファイルの選択によって、そのエリアの種類と大きさが決められる。
【００６７】
この様に、ワイヤリングされる配線毎に、比較元のＣＡＤ配線図と比較対象のボンディング配線図とに基づいて一致性が判定される。例えば、比較対象の配線に係る始点又は終点の端子の座標値が、ＣＡＤ配線図の配線において対応する端子に設定された有効エリア内に無いと判定された場合には、当該配線は、ボンディング配線不良（ＮＧ）とするとの比較結果を表示する（ステップＳ２５）。
【００６８】
表示装置２６の画面には、ＣＡＤ配線図とボンディング配線図とが重ねて表示されているので、当該配線のボンディング配線不良を表示できる。例えば、表示画面上で、ボンディング配線が矢印で表現されている場合には、不良であることを、配線を示す矢印の点滅、異なる色表示、矢印の端点を囲む丸表示などで強調表示することができる。また、ボンディング配線図の配線がＣＡＤ配線図の配線に一致する場合には、当該配線にボンディング上の問題が無いことを、当該矢印の色変化などで示すこともできる。
【００６９】
この様にして、比較元のＣＡＤ配線図上で、比較対象のボンディング配線情報の配線がＣＡＤ配線図の配線と一致するかどうかの比較判定が行われるが、その比較結果は、ワイヤボンディングされる配線毎に記憶装置２８に保存される（ステップＳ２６）。
【００７０】
これで、ワイヤボンディング装置に入力設定されたＣＡＤ配線図情報に従って、電子部品に対して、ワイヤボンディング装置が正しくワイヤボンディングするかどうかの配線検証を終了する。この配線検証による比較結果は、ワイヤボンディング装置に設定されたボンディング配線データに反映され、電子部品へのワイヤボンディングが実行される。
【００７１】
これまでは、ワイヤボンディング装置に入力設定されたＣＡＤ配線図情報に従って、電子部品に対してワイヤボンディングする場合について説明したが、ワイヤボンディングしようとする電子部品について、ＣＡＤ配線図情報を使用できない場合、例えば、正確な配線図情報を持たないセルフティーチングの場合が有り得る。この様な場合には、上述した本実施形態の配線検証手法をそのまま適用できないことになる。
【００７２】
そこで、比較元となるＣＡＤ配線図情報に代わる配線図情報を用意することにより、本実施形態による配線検証を実現した。図７に、ＣＡＤ配線図情報に代わる比較元の配線図情報を作成する処理のフローを示した。同図では、ボンディング配線が正しく行われた既確認済みのボンディング配線情報から、比較元の配線図情報を作成している。
【００７３】
先ず、オペレータは、入力装置２７を操作して、ワイヤボンディング装置２３から取り込まれ、或いは、記憶装置２８に格納されたボンディング配線情報から、配線検証の比較元となる配線に係るボンディング配線データファイルを選択する（ステップＳ３１）。
【００７４】
そして、オペレータによって、ボンディング配線データファイルが選択されると、さらに、当該配線の接続状態が指定される（ステップＳ３２）。この接続状態は、ワイヤリングがチップ側からパッケージ側に、又は、パッケージ側からチップ側に行われるかという配線の向きを表している。
【００７５】
次いで、選択されたボンディング配線データに基づいて、ボンディング配線図が作成される（ステップＳ３３）。このボンディング配線図の作成手順は、図３に示したステップＳ１３からステップＳ１５の処理手順と同様であり、ステップＳ３１における接続状態の指示に従って、当該配線に係るワイヤボンディングの始点と終点が決定され、始点から終点に向かう方向が判別できるように、矢印付きで配線が作図され、さらに、選択配線の両端点に仮の端子が作図されて、選択配線に係るボンディング配線データファイルに基づいてボンディング配線図が作成される。そして、ボンディング配線データファイルに含まれている認識点が作図され、配線との関連付けが行われる。
【００７６】
次いで、ステップＳ３３において作図された選択配線の各端子に対して、ワイヤボンディング可能な有効エリアが設定される（ステップＳ３４）。この有効エリアについての設定の仕方は、図３のステップＳ１６における有効エリアの設定と同様であるので、ここでは、その説明を省略する。
【００７７】
これで、ワイヤボンディング装置から取り込まれ、或いは、記憶装置から取りに格納されているボンディング配線情報に基づいて、選択したボンディング配線データファイルから検証対象の配線に係る比較元となる配線図情報が作成される。この配線図情報は、作成された配線図毎に記憶装置２８に保存される（ステップＳ３５）。
【００７８】
この様に、配線検証しようとする電子部品に関するＣＡＤ配線図情報が得られなくても、既確認済みボンディング配線情報があれば、比較元の配線図情報を作成することができ、当該電子部品に係るボンディング配線情報と作成された比較元配線図情報に基づいて、配線検証を行うことができる。
【００７９】
【発明の効果】
以上のように、本発明の配線検証システムにおいては、ＣＡＤ配線図情報の設定に従って電子部品にワイヤボンディングを行う配線手段からボンディング配線図情報を取得し、前記ＣＡＤ配線図情報と前記ボンディング配線図情報とを比較するようにしたので、従来の配線検査装置のように、電子部品の配線部分を撮影する必要がなくなるので、電子部品の配線サンプルを作成する必要が無くなり、実際にワイヤボンディングを行う前に配線検証を実施でき、ワイヤボンディング結果を実施前に知ることができる。
【００８０】
しかも、撮影装置を使用する必要が無く、配線データに基づいて配線比較することから、配線が交叉する場合であっても、簡単に一致性の判定をすることができる。さらには、照明などにも影響されることが無い。
【００８１】
また、ＣＡＤ装置で作成されたＣＡＤ配線図情報と異なる配線が、ボンディング配線データとして追加された場合の検証でも、誤配線の可能性のある配線データの部分のみを選択して、配線確認作業を行うことができるので、確認工数を少なくすることができる。
【００８２】
さらに、ＣＡＤ配線図上にボンディング配線図を重ねて表示するようにしたので、電子部品の製造上の都合で配線位置を変更修正した場合に、誤配線の可能性があるとの判定がなされても、比較元の配線図に、配線のためのパッケージ側端子及びチップ側端子が比較元の配線図上に描かれており、その修正結果が正しいかどうかを容易に確認することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による配線検証システムの実施形態の概要を説明する図である。
【図２】本実施形態の配線検証システムの概略ブロック構成を説明する図である。
【図３】ＣＡＤ設計配線図情報の作成手順を説明するフロー図である。
【図４】ＣＡＤ設計配線図情報とボンディング配線図情報とによる配線検証の手順を説明するフロー図である。
【図５】ワイヤボンディング時のパッケージと半導体チップとの搭載位置関係を説明する図である。
【図６】アライメント情報に基づいてボンディング配線図情報の半導体チップの搭載位置を補正した状態を説明する図である。
【図７】ＣＡＤ配線図情報に代わる配線図情報の作成手順を説明するフロー図である。
【図８】従来のワイヤボンディング検査装置の概略ブロック構成を説明する図である。
【符号の説明】
１…半導体チップ
２…パッケージ
１１…撮影装置
１２…搬送装置
１３…制御装置
１４、２５…処理装置
１５…画像処理装置
１６、２６…表示装置
１７、２７…入力装置
１８、２８…記憶装置
２１…ＣＡＤ装置
２２…ＣＡＤデータ取込装置
２３…ワイヤボンディング装置
２４…ボンディングデータ取込装置
Claims (13)
- ＣＡＤ配線図情報の設定に従って電子部品にワイヤボンディングを行う配線手段からボンディング配線情報を取得する情報取得手段と、
前記ＣＡＤ配線図情報と前記ボンディング配線情報とを比較する比較処理手段とを有し、
前記電子部品におけるボンディング配線状態を検証する配線検証システム。 - 前記ボンディング配線情報を前記ＣＡＤ配線図に重ねて表示する表示手段を有することを特徴とする請求項１に記載の配線検証システム。
- 前記比較処理手段による配線一致性の判定結果は、前記ＣＡＤ配線図に重ねられて表示されることを特徴とする請求項２に記載の配線検証システム。
- 前記比較処理手段が前記ＣＡＤ配線図と前記ボンディング配線情報との相違を検出したとき、前記表示手段は、前記ＣＡＤ配線図上において当該相違箇所を強調表示することを特徴とする請求項３に記載の配線検証システム。
- 前記ＣＡＤ配線図情報には、前記電子部品のアライメント情報と、前記配線に係る始点及び終点情報とを含むことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の配線検証システム。
- 前記ボンディング配線情報には、ワイヤボンディングされるときの前記電子部品に係る前記アライメントに対する座標情報と、ワイヤボンディングされる前記配線に係る始点及び終点情報とを含むことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の配線検証システム。
- 前記ワイヤボンディングは、前記始点から前記終点の方向に実施されることを特徴とする請求項６に記載の配線検証システム。
- 前記ＣＡＤ配線図情報と前記ボンディング配線情報とを比較するとき、前記ＣＡＤ配線図情報に含まれる前記配線に係る前記始点及び前記終点に有効エリアが設定されることを特徴とする請求項５乃至７のいずれか一項に記載の配線検証システム。
- 前記比較処理手段は、前記ボンディング配線情報における当該配線に係る前記始点及び前記終点が前記ＣＡＤ配線図に設定された前記有効エリア内にあるかどうかの確認を行うことを特徴とする請求項８に記載の配線検証システム。
- 前記座標情報と前記アライメント情報とが相違している場合、前記比較処理手段は、前記座標情報と前記アライメント情報とが一致するように、前記ボンディング配線情報に対して移動、回転又は縮尺処理を行うことを特徴とする請求項６乃至９のいずれか一項に記載の配線検証システム。
- 前記比較処理手段は、前記座標情報と前記アライメント情報との相違について、前記座標情報に含まれる２点間の線分と、前記アライメント情報に含まれる２アライメント点間の線分との比較によって検出することを特徴とする請求項１０に記載の配線検証システム。
- 前記情報取得手段は、前記ＣＡＤ配線図情報の代わりに、既確認済みボンディング配線情報に基づいて作成された配線図情報を取得し、
前記比較処理手段は、前記配線図情報と前記ボンディング配線情報と比較することを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか一項に記載の配線検証システム。 - 前記情報取得手段は、前記ボンディング配線情報として、前記ＣＡＤ配線図情報と異なるＣＡＤ配線情報を取得し、
前記比較処理手段は、前記配線図情報と前記ＣＡＤ配線情報と比較することを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか一項に記載の配線検証システム。
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| WO2022249262A1 (ja) * | 2021-05-25 | 2022-12-01 | 株式会社新川 | ワイヤボンディングシステム、検査装置、ワイヤボンディング方法、および、プログラム |
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