JP2007180348A - ワイヤボンディング装置、ボンディング制御プログラム及びボンディング方法 - Google Patents

ワイヤボンディング装置、ボンディング制御プログラム及びボンディング方法 Download PDF

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Abstract

【課題】パッド３（第１ボンド点）の不着、リード４（第２ボンド点）の不着、ノーテール、放電エラーなどが発生した場合に、ワイヤボンディング装置を停止することなくボンディングを継続する。
【解決手段】ワイヤボンディング装置のボンディング制御部は、第１ボンド点とワイヤとの間の不着を検出する電気的不着検出手段と光学的不着検出手段と光学的形状検出手段とを備え、電気的不着検出手段によって不着が検出され、かつ、光学的不着検出手段によって不着が検出された場合に、光学的形状検出手段により検出されたワイヤ先端形状に基づいて、ボール形成手段２６によりワイヤ先端を所定の形状のボール５に再形成して、第１ボンド点に再ボンディングを行う。
【選択図】図１

Description

本発明は、不着検出後にリカバリー処理を行うワイヤボンディング装置、ボンディング制御プログラム及びボンディング方法に関する。
ＩＣなどの半導体の組立工程には半導体のチップとリードフレームの間をワイヤで接続するワイヤボンディング工程がある。このワイヤボンディング工程によって、図１５に示すように、ワーク１４の半導体チップ２のパッド３（第１ボンド点）とリードフレーム１５のリード４（第２ボンド点）の間がワイヤ１２で接続される。図１２は従来技術によるワイヤボンディング装置の構成を示し、図１３はこの従来技術のワイヤボンディング装置によるボンディング工程を示し、図１４は従来技術によるボンディング工程の各工程におけるボンディングの動作を示している。以下、これらの図を参照しながら、従来技術によるワイヤボンディング装置と工程について説明する。
従来技術によるワイヤボンディング装置１００は、図１２に示すように、ＸＹテーブル２０の上にボンディングヘッド１９が設置され、ボンディングヘッド１９にモータにてＺ方向に移動されるボンディングアーム１３を備え、ボンディングアーム１３の先端にキャピラリ１６が取り付けられている。ＸＹテーブル２０とボンディングヘッド１９は移動機構１８を構成し、移動機構１８はＸＹテーブル２０によってボンディングヘッド１９を水平面内(ＸＹ面内)で自在な位置に移動することができ、これに取り付けられたボンディングアーム１３をＺ方向に移動させることによって、ボンディングアーム１３先端のキャピラリ１６をＸＹＺの方向に自在に移動させることができる。ボンディングアーム１３の先端にはワイヤ１２が挿通されており、ワイヤ１２はスプール１１に巻回されている。スプール１１に巻回されたワイヤ１２にはワイヤ１２とワーク１４の間の通電状態を取得する通電状態取得手段２２が接続されている。ボンディングヘッド１９にはキャピラリ１６と共にＺ方向に移動してワイヤ１２を固定するクランパ１７が開閉自在に取り付けられている。また、ボンディングヘッド１９には、半導体チップ２の位置確認用の位置検出カメラ１２８が取り付けられている。また、ワイヤ１２の先端付近にはワイヤ１２との間で放電を行ってワイヤ１２先端をボール５に形成するためのボール形成手段２６（電気トーチ）が取り付けられている。位置検出カメラ１２８は位置検出カメラインターフェース１４０に接続され、通電状態取得手段２２は通電状態取得手段インターフェース４２に接続され、移動機構１８は移動機構インターフェース４４に接続され、ボール形成手段２６（電気トーチ）はボール形成手段インターフェース４６に接続されている。そして各インターフェースはデータバス３２を介してワイヤボンディング装置の制御を行う制御部３０に接続されている。また、データバス３２には制御用のデータを格納している記憶部３４が接続されている（例えば特許文献１参照）。
このように構成されるワイヤボンディング装置１００は制御部３０によって制御され、次のような工程によってワイヤボンディングを行う。
（１）ボール形成手段２６（電気トーチ）によってワイヤ１２先端をボール５に形成し、位置検出カメラ１２８によって半導体チップ２の位置検出し、移動機構１８によりキャピラリ１６をパッド３（第１ボンド点）の上に移動させる（図１３、ステップＳ９０１、図１４（ａ））。
（２）キャピラリ１６を下動させて、パッド３（第１ボンド点）上にボンディングを行う（図１３、ステップＳ９０２、図１４（ｂ））。パッド３（第１ボンド点）上にはボール５が圧着して第１ボンディング部６（圧着ボール）が形成される。
（３）移動機構１８は、パッド３（第１ボンド点）からキャピラリ１６を上昇させ、次いでキャピラリ１６を横に移動させる（図１３、ステップＳ９０３、図１４（ｃ））。
（４）キャピラリ１６の移動中に、通電状態取得手段２２によって電流がワイヤ１２とワーク１４の間に流され、このときの通電状態が通電状態取得手段２２に取得される。取得されたデータは通電状態取得手段インターフェース４２を介して制御部３０に入力される（図１３、ステップＳ９０４、図１４（ｃ））。パッド３（第１ボンド点）へのボンディングが成功し、うまく接合されていると、図１４に示すように、ワイヤ１２とワーク１４の間に電流が流れる。
（５）不着の場合にはパッド３（第１ボンド点）には第１ボンディング部６形成されず、キャピラリ１６先端のワイヤ１２はパッド３(第１ボンド点)とは接続されない状態でキャピラリ１６が上昇、移動することから、ワイヤ１２とワーク１４との間に電流は流れない。これによってワイヤの不着検出が可能となる。取得されたワイヤ１２とワーク１４の間の通電状態データは制御部３０の電気的不着検出手段によって処理され、不着かどうかが判断される（図１３、ステップＳ９０５、図１４（ｃ’））（例えば特許文献２、３参照）。
（６）電気的不着検出手段によって不着と判断された場合でも、キャピラリ１６はそのままリード４（第２ボンド点）に移動を続け、リード４（第２ボンド点）にボンディングを行い、キャピラリ１６を上昇させてからワイヤ１２を切断する（図１３、ステップＳ９０６〜Ｓ９０８）。ただし、リード４（第２ボンド点）でのノーテール検出、リード不着を検出するための通電状態取得は行わない。
（７）ワイヤ切断が終了した段階で、パッド３（第１ボンド点）不着の信号によって、エラー処理がされ、ワイヤボンディング装置１００は停止する（図１３、ステップＳ９０９）。
（８）一方、パッド３（第１ボンド点）へのボンディングの後、移動機構１８はキャピラリ１６をリード４（第２ボンド点）に移動させてリード４（第２ボンド点）にボンディングを行う。電気的不着検出手段によってパッド３（第１ボンド点）が不着ではないと判断された場合には、この後のキャピラリ１６を上昇させる時に、通電状態取得手段２２によってワイヤ１２とワーク１４の間に電流が流され、通電状態が通電状態取得手段２２に取得される。リード４（第２ボンド点）への接合が成功して、キャピラリ１６の先端にテールワイヤ８がうまく形成されていると、電流がワイヤ１２とワーク１４との間に流れるようになり、逆にキャピラリ１６が上昇している途中にワイヤ１２が切れてしまうと、電流がワイヤ１２とワーク１４との間に流れなくなる。このことによってテールワイヤ８が所定の長さに至らないノーテールかどうかを検出することができる。取得されたデータは通電状態取得手段インターフェース４２を介して制御部３０に入力される（図１３、ステップＳ９１１〜Ｓ９１２、図１４（ｄ）〜（ｅ）、（ｅ’））。
（９）リード４（第２ボンド点）へのボンディングの後、クランパ１７が閉状態となってキャピラリ１６と一緒に上昇することによって、ワイヤ１２は第２ボンディング部７の上で切断される。（図１４（ｅ）〜（ｆ））。このワイヤ切断後にも通電状態取得手段２２によってワイヤ１２とワーク１４の間に電流が流され、このときの通電状態が通電状態取得手段２２に取得される（図１３、ステップＳ９１３〜Ｓ９１４）。
（１０）リード４（第２ボンド点）へのボンディングが成功してワイヤ１２の切断がうまくいっているときには、キャピラリ１６の上昇時にはワイヤ１２とワーク１４の間に流れていた電流は流れなくなっている（図１４（ｆ））。一方ワイヤ１２の切断がうまくいっていない、たとえばワイヤ１２がワーク１４から剥がれたときには、ワイヤ１２は図１４（ｆ'）のように第１ボンディング部６を介してワーク１４と電気的につながっていることから、電流が流れることとなる。また、クランパ１７の閉、上昇前に電流が流れなくなり、ワイヤ１２の切断後も電流が流れていない時には第２ボンディング部７は形成されているものの、テールワイヤ８が所定の長さにいたっていないノーテールであると判断することができる。このようにリード４（第２ボンド点）へのボンディング後の通電状態を通電状態取得手段２２の出力データを制御部３０の電気的ノーテール検出手段で処理することによって、ノーテールであるか、リード不着状態であるかを判断することができる（図１３、ステップＳ９１５、Ｓ９１７）（例えば特許文献２、３参照）。
（１１）電気的ノーテール検出手段によってノーテールあるいは、リード不着が検出されたときには、その信号によりワイヤボンディング装置１００はエラー処理を行って停止する（例えば特許文献４参照）。
（１２）正常にリード４（第２ボンド点）へのボンディングが終了した場合にはボンディングサイクルは終了し、次のパッド３（第１ボンド点）に向かってキャピラリ１６を移動させる。
以上の従来技術の説明では、ワイヤ不着あるいはノーテールを通電状態取得手段２２からの信号を制御部３０で処理することによって検出し、これによって、不着あるいはノーテールと判断された場合にはワイヤボンディング装置１００を停止させているが、ワイヤボンディングの工程の中では上記のほかにも、放電によってワイヤ１２の先端をボール５に形成する時に、放電不良によってボールがうまく形成されないなどのいろいろなエラーが発生する。このような場合にも従来は不良を検出した場合にはワイヤボンディング装置を停止させることとしていた（例えば特許文献４、５参照）。また、不着などのエラーが発生するのはキャピラリ１６の先端に所定の形状のボール５が形成されていない場合があることから、このワイヤの先端形状を撮像しそのデータを処理することによって、ワイヤボンディング装置を停止させたり異常の警告をしたりする方法が提案されている（例えば特許文献１参照）。
特開２００３−１６３２４３号公報 特開平２−２９８８７４号公報 特開平７−９４５４５号公報 特開平６−５６５１号公報 特公平３−１７３７６号公報
しかし、このような従来技術によるワイヤボンディング装置１００は種々の不着検出手段、方法を備えているにもかかわらず、不着などのエラーを検出した場合にはワイヤボンディング装置１００を停止させるか不良の警告を発するのみで、エラー状態を処理して、ボンディングを継続させるというものではなかった。
これに対して、電気的な放電エラーの検出によってワイヤ１２の先端を所定のボール形状に形成できていないと判断された場合には被ボンディング部材の不要部分に捨てボンディングを行って再度ボール形成を行い、ボンディングを継続するというものが提案されている（例えば特許文献４）。しかし、この方法は捨てボンド位置に不要なワイヤが残ることから配線ショートに至る可能性があるという問題があった。
また、このほかのパッド３（第１ボンド点）の不着、リード４（第２ボンド点）の不着、ノーテールなどについては、エラーが発生した時のワイヤ１２先端の状況が様々で、上記の捨てボンドのような単純な処理ができず、必ず停止して操作員がワイヤ１２などの状況を確認してからリカバリー処理を行うことが必要であった。このため、このようなエラーを回復してボンディングを継続するということはできなかった。
そこで本発明の目的は、パッド３（第１ボンド点）の不着、リード４（第２ボンド点）の不着、ノーテール、放電エラーなどが発生した場合に、ワイヤボンディング装置を停止することなくリカバリー処理を行い、ボンディングを継続することができるワイヤボンディング装置を提供することにある。
本発明の目的は、ワイヤが挿通されてワークにボンディングを行うキャピラリをＸＹＺ方向に移動させる移動機構と、ワイヤとワークの間に通電し、その通電状態を検出する通電状態取得手段と、ワークを撮像する撮像手段と、キャピラリ先端近傍の立面画像を撮像手段に導く光路手段と、ワイヤ先端を所定の形状のボールに形成するボール形成手段と、第１ボンド点と第２ボンド点との間をワイヤで接続するボンディング制御部と、を備えるワイヤボンディング装置であって、
ボンディング制御部は、通電状態取得手段によって取得された第１ボンド点とワイヤとの間の通電状態信号を処理して第１ボンド点とワイヤとの間の不着を電気的に検出する電気的不着検出手段と、撮像手段によって取得された平面画像を処理して第１ボンド点のワイヤの不着を光学的に検出する光学的不着検出手段と、光路手段を介して撮像手段によって取得された、キャピラリ先端近傍のワイヤの立面画像を処理してワイヤの先端部形状を検出する光学的形状検出手段と、電気的不着検出手段によって不着が検出され、かつ、光学的不着検出手段によって不着が検出された場合に、光学的形状検出手段により検出されたワイヤ先端形状に基づいて、ボール形成手段によりワイヤ先端を所定の形状のボールに再形成して、第１ボンド点に再ボンディングを行う不着リカバリー手段と、を有することを特徴とするワイヤボンディング装置によって達成することができる。また、前記ワイヤボンディング装置は更に、ワイヤを把持する複数のクランパそれぞれを開閉するクランパ開閉手段を備え、制御部は更に、電気的不着検出手段によって不着が検出され、かつ、光学的不着検出手段によって不着が検出され、かつ、光学的形状検出手段により検出されたキャピラリ先端のワイヤの状態が所定の状態でない場合に、光学的形状検出手段により検出されたキャピラリ先端のワイヤの状態に基づいて、クランパ開閉手段と移動機構によるキャピラリの上下動によって、キャピラリ先端のワイヤが所定の状態になるまでキャピラリ先端にワイヤを繰り出す再テール出し手段を有することとしてもよい。
本発明の目的は、ワイヤが挿通されてワークにボンディングを行うキャピラリをＸＹＺ方向に移動させる移動機構と、ワイヤとワークの間に通電し、その通電状態を検出する通電状態取得手段と、ワークを撮像する撮像手段と、キャピラリ先端近傍の立面画像を撮像手段に導く光路手段と、ワイヤ先端を所定の形状のボールに形成するボール形成手段と、ワイヤを把持する複数のクランパそれぞれを開閉するクランパ開閉手段と、第１ボンド点と第２ボンド点との間をワイヤで接続した後にワイヤを切断するボンディング制御部と、を備えるワイヤボンディング装置であって、
ボンディング制御部は、第２ボンド点へのボンディングの後でワイヤ切断の前に通電状態取得手段によって取得された第２ボンド点とワイヤの間との通電状態信号を処理してテールワイヤが所定の長さに至らないノーテールを検出する電気的ノーテール検出手段と、光路手段を介して撮像手段によって取得された、キャピラリ先端近傍のワイヤの立面画像を処理してワイヤの先端部形状を検出する光学的形状検出手段と、電気的ノーテール検出手段によってノーテールが検出され、かつ、光学的形状検出手段により検出されたキャピラリ先端のワイヤの状態が所定の状態でない場合に、光学的形状検出手段により検出されたキャピラリ先端のワイヤの状態に基づいて、クランパ開閉手段と移動機構によるキャピラリの上下動によって、キャピラリ先端のワイヤが所定の状態になるまでキャピラリ先端にワイヤを繰り出す再テール出し手段と、光学的形状検出手段により検出されたワイヤ先端形状に基づいてボール形成手段によりワイヤ先端を所定の形状のボールに再形成するノーテールリカバリー手段と、を有することを特徴とするワイヤボンディング装置によって達成することができる
本発明の目的は、ワイヤが挿通されてワークにボンディングを行うキャピラリをＸＹＺ方向に移動させる移動機構と、ワークを撮像する撮像手段と、キャピラリ先端近傍の立面画像を撮像手段に導く光路手段と、放電電極とワイヤ間の放電によりワイヤ先端を所定の形状のボールに形成するボール形成手段と、放電電極とワイヤ間の放電状態を取得する放電状態取得手段と、ワイヤを把持する複数のクランパそれぞれを開閉するクランパ開閉手段と、第１ボンド点と第２ボンド点との間をワイヤで接続するボンディング制御部と、を備えるワイヤボンディング装置であって、
ボンディング制御部は、ボール形成手段の放電時に放電状態取得手段によって取得された放電電極とワイヤとの間の放電状態信号を処理して電気的にボール形成手段の放電が正常かどうかを検出する電気的放電異常検出手段と、光路手段を介して撮像手段によって取得された、キャピラリ先端近傍のワイヤの立面画像を処理してワイヤの先端部形状を検出する光学的形状検出手段と、電気的放電異常検出手段によって放電異常が検出され、かつ、光学的形状検出手段により検出されたキャピラリ先端のワイヤの状態が所定の状態でない場合に、光学的形状検出手段により検出されたキャピラリ先端のワイヤの状態に基づいて、クランパ開閉手段と移動機構によるキャピラリの上下動によって、キャピラリ先端のワイヤが所定の状態になるまでキャピラリ先端にワイヤを繰り出す再テール出し手段と、電気的放電異常検出手段によって放電異常が検出された後に、光学的形状検出手段により検出されたキャピラリ先端のワイヤ状態が所定の状態である場合に、光学的形状検出手段により検出されたワイヤ先端形状に基づいてボール形成手段によりワイヤ先端を所定の形状のボールに再形成する放電異常リカバリー手段と、を有することを特徴とするワイヤボンディング装置によって達成することができる。
本発明の目的は、ワイヤが挿通されてワークにボンディングを行うキャピラリをＸＹＺ方向に移動させる移動機構と、ワイヤとワークの間に通電し、その通電状態を検出する通電状態取得手段と、ワークを撮像する撮像手段と、キャピラリ先端近傍の立面画像を撮像手段に導く光路手段と、ワイヤ先端を所定の形状のボールに形成するボール形成手段と、ボンディング装置を制御するボンディング制御部と、を備え、第１ボンド点と第２ボンド点との間をワイヤで接続するワイヤボンディング装置のボンディング制御プログラムであって、
通電状態取得手段によって取得された第１ボンド点とワイヤとの間の通電状態信号を処理して第１ボンド点とワイヤとの間の不着を電気的に検出する電気的不着検出プログラムと、撮像手段によって取得された平面画像を処理して第１ボンド点のワイヤの不着を光学的に検出する光学的不着検出プログラムと、光路手段を介して撮像手段によって取得された、キャピラリ先端近傍のワイヤの立面画像を処理してワイヤの先端部形状を検出する光学的形状検出プログラムと、電気的不着検出プログラムから不着検出が出力され、かつ、光学的不着検出プログラムから不着検出が出力された場合に、光学的形状検出プログラムから出力されたワイヤ先端形状に基づいて、ボール形成手段によりワイヤ先端に所定の形状のボールを再形成して、第１ボンド点に再ボンディングを行う不着リカバリープログラムと、を有することを特徴とするボンディング制御プログラムによって達成することができる。また、ボンディング制御プログラムが制御するワイヤボンディング装置は更に、ワイヤを把持する複数のクランパそれぞれを開閉するクランパ開閉手段を備え、ボンディング制御プログラムは更に、電気的不着検出プログラムから不着検出が出力され、かつ、光学的不着検出プログラムから不着検出が出力され、かつ、光学的形状検出プログラムからキャピラリ先端のワイヤの状態が所定の状態でないという出力がされた場合に、光学的形状検出プログラムから出力されたキャピラリ先端のワイヤの状態に基づいて、クランパ開閉手段と移動機構によるキャピラリの上下動によって、キャピラリ先端のワイヤが所定の状態になるまでキャピラリ先端にワイヤを繰り出す再テール出しプログラムを有するようにしてもよい。
本発明の目的は、ワイヤが挿通されてワークにボンディングを行うキャピラリをＸＹＺ方向に移動させる移動機構と、ワイヤとワークの間に通電し、その通電状態を検出する通電状態取得手段と、ワークを撮像する撮像手段と、キャピラリ先端近傍の立面画像を撮像手段に導く光路手段と、ワイヤ先端を所定の形状のボールに形成するボール形成手段と、ワイヤを把持する複数のクランパそれぞれを開閉するクランパ開閉手段と、ボンディング装置を制御するボンディング制御部と、を備え、第１ボンド点と第２ボンド点との間をワイヤで接続した後にワイヤを切断するワイヤボンディング装置のボンディング制御プログラムであって、第２ボンド点へのボンディングの後でワイヤ切断の前に通電状態取得手段によって取得された第２ボンド点とワイヤの間との通電状態信号を処理してテールワイヤが所定の長さに至らないノーテールを検出する電気的ノーテール検出プログラムと、光路手段を介して撮像手段によって取得された、キャピラリ先端近傍のワイヤの立面画像を処理してワイヤの先端部形状を検出する光学的形状検出プログラムと、電気的ノーテール検出プログラムからノーテール検出が出力され、かつ、光学的形状検出プログラムからキャピラリ先端のワイヤの状態が所定の状態でないという出力がされた場合に、光学的形状検出プログラムから出力されたキャピラリ先端のワイヤの状態に基づいて、クランパ開閉手段と移動機構によるキャピラリの上下動によって、キャピラリ先端のワイヤが所定の状態になるまでキャピラリ先端にワイヤを繰り出す再テール出しプログラムと、光学的形状検出プログラムからに出力されたワイヤ先端形状に基づいてボール形成手段によりワイヤ先端を所定の形状のボールに再形成するノーテールリカバリープログラムと、を有することを特徴とするボンディング制御プログラムによって達成することができる。
本発明の目的は、ワイヤが挿通されてワークにボンディングを行うキャピラリをＸＹＺ方向に移動させる移動機構と、ワークを撮像する撮像手段と、キャピラリ先端近傍の立面画像を撮像手段に導く光路手段と、放電電極とワイヤ間の放電によりワイヤ先端を所定の形状のボールに形成するボール形成手段と、放電電極とワイヤ間の放電状態を取得する放電状態取得手段と、ワイヤを把持する複数のクランパそれぞれを開閉するクランパ開閉手段と、を備え、第１ボンド点と第２ボンド点との間をワイヤで接続するワイヤボンディング装置のボンディング制御プログラムであって、
ボール形成手段の放電時に放電状態取得手段によって取得された放電電極とワイヤとの間の放電状態信号を処理して電気的にボール形成手段の放電が正常かどうかを検出する電気的放電異常検出プログラムと、光路変更手段を介して撮像手段によって取得された、キャピラリ先端近傍のワイヤの立面画像を処理してワイヤの先端部形状を検出する光学的形状検出プログラムと、電気的放電異常検出プログラムから放電異常が出力され、かつ、光学的形状検出プログラムからキャピラリ先端のワイヤの状態が所定の状態でないという出力がされた場合に、光学的形状検出プログラムから出力されたキャピラリ先端のワイヤの状態に基づいて、クランパ開閉手段と移動機構によるキャピラリの上下動によって、キャピラリ先端のワイヤが所定の状態になるまでキャピラリ先端にワイヤを繰り出す再テール出しプログラムと、電気的放電異常検出プログラムから放電異常が出力され、かつ、光学的形状検出プログラムからキャピラリ先端のワイヤ状態が所定の状態であるという出力がされた場合に、光学的形状検出プログラムから出力されたワイヤ先端形状に基づいてボール形成手段によりワイヤ先端を所定の形状のボールに再形成する放電異常リカバリープログラムと、を有することを特徴とするボンディング制御プログラムによって達成することができる。
本発明の目的は、ワイヤが挿通されてワークにボンディングを行うキャピラリをＸＹＺ方向に移動させる移動機構と、ワイヤとワークの間に通電し、その通電状態を検出する通電状態取得手段と、ワークを撮像する撮像手段と、キャピラリ先端近傍の立面画像を撮像手段に導く光路手段と、ワイヤ先端に所定の形状のボールを形成するボール形成手段と、ボンディング装置を制御するボンディング制御部と、を備え、第１ボンド点と第２ボンド点との間をワイヤで接続するワイヤボンディング装置のボンディング方法であって、
通電状態取得手段によって取得された第１ボンド点とワイヤとの間の通電状態信号を処理して第１ボンド点とワイヤとの間の不着を電気的に検出する電気的不着検出工程と、撮像手段によって取得された平面画像を処理して第１ボンド点のワイヤの不着を光学的に検出する光学的不着検出工程と、光路手段を介して撮像手段によって取得された、キャピラリ先端近傍のワイヤの立面画像を処理してワイヤの先端部形状を検出する光学的形状検出工程と、電気的不着検出工程によって不着が検出され、かつ、光学的不着検出工程によって不着が検出された場合に、光学的形状検出工程により検出されたワイヤ先端形状に基づいて、ボール形成手段によりワイヤ先端を所定の形状のボールに再形成して、第１ボンド点に再ボンディングを行う不着リカバリー工程と、を有することを特徴とするボンディング方法によって達成することができる。また、ボンディング方法が用いられるワイヤボンディング装置は更に、ワイヤを把持する複数のクランパそれぞれを開閉するクランパ開閉手段を備え、ボンディング方法は更に、電気的不着検出工程によって不着が検出され、かつ、光学的不着検出工程によって不着が検出され、かつ、光学的形状検出工程により検出されたキャピラリ先端のワイヤの状態が所定の状態でない場合に、光学的形状検出工程により検出されたキャピラリ先端のワイヤの状態に基づいて、クランパ開閉手段と移動機構によるキャピラリの上下動によって、キャピラリ先端のワイヤが所定の状態になるまでキャピラリ先端にワイヤを繰り出す再テール出し工程を有することとしてもよい。
本発明は、ワイヤが挿通されてワークにボンディングを行うキャピラリをＸＹＺ方向に移動させる移動機構と、ワイヤとワークの間に通電し、その通電状態を検出する通電状態取得手段と、ワークを撮像する撮像手段と、キャピラリ先端近傍の立面画像を撮像手段に導く光路手段と、ワイヤ先端を所定の形状のボールに形成するボール形成手段と、ワイヤを把持する複数のクランパそれぞれを開閉するクランパ開閉手段と、ボンディング装置を制御するボンディング制御部と、を備え、第１ボンド点と第２ボンド点との間をワイヤで接続した後にワイヤを切断するワイヤボンディング装置のボンディング方法であって、
第２ボンド点へのボンディングの後でワイヤ切断の前に通電状態取得手段によって取得された第２ボンド点とワイヤの間との通電状態信号を処理してテールワイヤが所定の長さに至らないノーテールを検出する電気的ノーテール検出工程と、光路手段を介して撮像手段によって取得された、キャピラリ先端近傍のワイヤの立面画像を処理してワイヤの先端部形状を検出する光学的形状検出工程と、電気的ノーテール検出工程によってノーテールが検出され、かつ、光学的形状検出工程により検出されたキャピラリ先端のワイヤの状態が所定の状態でない場合に、光学的形状検出工程により検出されたキャピラリ先端のワイヤの状態に基づいて、クランパ開閉手段と移動機構によるキャピラリの上下動によって、キャピラリ先端のワイヤが所定の状態になるまでキャピラリ先端にワイヤを繰り出す再テール出し工程と、光学的形状検出工程により検出されたワイヤ先端形状に基づいてボール形成手段によりワイヤ先端を所定の形状のボールに再形成するノーテールリカバリー工程と、を有することを特徴とするボンディング方法によって達成することができる。
本発明の目的は、ワイヤが挿通されてワークにボンディングを行うキャピラリをＸＹＺ方向に移動させる移動機構と、ワークを撮像する撮像手段と、キャピラリ先端近傍の立面画像を撮像手段に導く光路手段と、放電電極とワイヤ間の放電によりワイヤ先端を所定の形状のボールに形成するボール形成手段と、放電電極とワイヤ間の放電状態を取得する放電状態取得手段と、ワイヤを把持する複数のクランパそれぞれを開閉するクランパ開閉手段と、を備え、第１ボンド点と第２ボンド点との間をワイヤで接続するワイヤボンディング装置のボンディング方法であって、
ボール形成手段の放電時に放電状態取得手段によって取得された放電電極とワイヤとの間の放電状態信号を処理して電気的にボール形成手段の放電が正常かどうかを検出する電気的放電異常検出工程と、光路手段を介して撮像手段によって取得された、キャピラリ先端近傍のワイヤの立面画像を処理してワイヤの先端部形状を検出する光学的形状検出工程と、電気的放電異常検出工程によって放電異常が検出され、かつ、光学的形状検出工程により検出されたキャピラリ先端のワイヤの状態が所定の状態でない場合に、光学的形状検出工程により検出されたキャピラリ先端のワイヤの状態に基づいて、クランパ開閉手段と移動機構によるキャピラリの上下動によって、キャピラリ先端のワイヤが所定の状態になるまでキャピラリ先端にワイヤを繰り出す再テール出し工程と、電気的放電異常検出工程によって放電異常が検出され、かつ、光学的形状検出工程により検出されたキャピラリ先端のワイヤ状態が所定の状態である場合に、光学的形状検出工程により検出されたワイヤ先端形状に基づいてボール形成手段によりワイヤ先端を所定の形状のボールに再形成する放電異常リカバリー工程と、を有することを特徴とするボンディング方法によって達成することができる。
本発明は、パッド３（第１ボンド点）の不着、リード４（第２ボンド点）の不着、ノーテール、放電エラーなどが発生した場合に、ワイヤボンディング装置を停止することなくリカバリー処理を行い、ボンディングを継続することができるという効果を奏する。
以下、本発明の実施形態について説明する。説明において、従来技術と同様の部分には同様の符号を付して説明は省略する。
本発明の第１の実施形態によるワイヤボンディング装置１０を図１に示す。本発明のワイヤボンディング装置１０は、従来技術のワイヤボンディング装置１００の位置検出カメラ１２８に代わり、位置検出のみでなくワークの撮像も行うことができる撮像手段２８を備え、更に、クランパ開閉手段２７によって開閉される、第１クランパ１７ａ、第２クランパ１７ｂの二つのクランパを備え、更にキャピラリ１６の先端近傍の立面画像を撮像手段２８に導く光路手段２４と放電電極とワイヤ１２の間の放電状態を取得する放電状態取得手段２９を備え、撮像手段２８は撮像手段インターフェース４０に接続され、クランパ開閉手段２７はクランパインターフェース４８に接続され、放電状態取得手段２９は放電状態インターフェース５０に接続され、各インターフェースはデータバス３２を介して制御部３０に接続されている。ここで、第１クランパ１７ａはキャピラリ１６と共にＺ方向に移動し、第２クランパ１７ｂはボンディングヘッド１９に固定されている。
このように構成されるワイヤボンディング装置１０は制御部３０によって制御され、次のような工程によってワイヤボンディングとパッド３（第１ボンド点）不着発生の時の通常のリカバリー動作を行う。
（１）従来技術で述べたのと同様の方法とステップによってパッド３（第１ボンド点）へのボンディング、不着検出、を行う（図２、ステップＳ１０１〜Ｓ１０５、図６（ａ）〜（ｃ））。
（２）通電状態取得手段２２の信号を制御部３０によって処理する電気的不着検出手段によってパッド３（第１ボンド点）の不着が検出された場合でも、キャピラリ１６はそのままリード４（第２ボンド点）に移動を続け、リード４（第２ボンド点）にボンディングを行う（図２、ステップＳ１０６、図６（ｄ））。ただし、リード４（第２ボンド点）におけるノーテール状態、リード不着状態を検出するための通電状態の取得は行わない。
（３）リード４（第２ボンド点）にボンディング後、キャピラリ１６を上昇させて、テールワイヤ８を伸ばしてから、第１クランパ１７ａを閉じてキャピラリ１６と共に上昇させてワイヤ１２を切断する（図２、ステップＳ１０６〜Ｓ１０８、図６（ｅ）〜（ｆ））。このリード４（第２ボンド点）へのボンディング動作によって、キャピラリ１６の先端にボール形成が可能なテールワイヤ８が作られる。
（４）電気的不着検出手段によってパッド３（第１ボンド点）の不着が検出された場合には、制御部３０はパッド不着リカバリー処理を行う指令を出す。この指令によって、パッド不着リカバリー処理Ｓ１０９が開始される。
（５）パッド不着リカバリー処理Ｓ１０９が開始されると、制御部３０は移動機構１８によってＣＣＤカメラなどで構成される撮像手段２８をパッド３（第１ボンド点）がその視野６０に入る位置に移動させる（図３、ステップＳ２０２）。そして、不着が検出されたパッド３（第１ボンド点）の周りの平面画像を取得する（図３、ステップＳ２０３、図６（ｇ））。取得された平面画像は撮像手段インターフェース４０を介して制御部３０に入力され、その画像が分析される（図３、ステップＳ２０４）。取得された平面画像の一例を示すと、図１０に示すようになっている。図１０（ａ）は正常にボンディングができている状態を示し、図１０（ｂ）は不着状態を示す。図１０（ａ）、（ｂ）共に、ボンディングは視野６０の下から上に向かっておこなわれ、下のパッドはすでに正常にボンディングが終了したパッド、中央のパッド３はボンディング中のパッド３（第１ボンド点）で、一番上のパッドは未ボンディングのパッドを示している。図１０（ａ）では、中央のパッドにはボール５が圧着して形成される第１ボンディング部６（圧着ボール）が見られるが、図１０（ｂ）では、パッド３の上に第１ボンディング部（圧着ボール）が見られない。このような平面画像を制御部３０の光学的不着検出手段によって処理することによって、パッド３に実際に第１ボンディング部６（圧着ボール）が形成、接合が行われているかどうかを検出することができる。不着の検出は制御部３０の光学的不着検出手段によって、第１ボンディング部（圧着ボール）の有無を判断することによってもよいし、許容される第１ボンディング部（圧着ボール）の形状データを記憶部３４に記憶させておき、光学的不着検出手段によってこのデータと比較することによって不着検出処理を行うようにしてもよい。
（６）光学的不着検出手段によってパッド３（第１ボンド点）が不着であると判断された場合には、制御部３０は移動機構１８によって、キャピラリ１６を放電によって再度ボール形成を行う放電位置に移動させる（図３、ステップＳ２０６、図６（ｈ））。
（７）放電位置に移動したら、ボール形成手段２６（電気トーチ）の放電電極とテールワイヤ８の間に放電を行いこれによってテールワイヤ８の先端をボール形状に形成する。放電によって形成されるボール形は放電によってテールワイヤ８に与えられる電荷量によって決まってくる。例えば、電荷量を放電電流の積分値として求めこの値が所定の値になった時に放電が適正に行われたかどうかを検出することができる。放電状態検出手段２９はこのような放電電流など放電の時の電流の状態を取得する。その取得データは放電状態取得インターフェース５０によって制御部３０に入力され、電気的放電異常検出手段によって記憶部３４のデータと比較処理され、放電異常が発生しているかどうかが判断される（図３、ステップＳ２０７〜Ｓ２０９）。
（８）電気的放電異常検出手段によって放電異常が検出されず、放電が正常に行われたと判断された場合には、制御部３０は移動機構１８によってキャピラリ１６の先端を光路手段２４が配設されている立面画像取得位置に移動させる（図３、ステップＳ２１０）。立面画像取得位置の基板２３には基準部材２５が取り付けられている。
（９）立面画像取得位置では、キャピラリ１６の側面から発光ダイオードなどの発光器２１によってキャピラリ１６の先端部が基準部材２５と共に照明され、その立面画像が形成される。形成された立面画像はレンズ２４ａ、プリズム２４ｂの光路手段２４によって撮像手段２８に導かれる。撮像手段２８はこのキャピラリ１６先端の立面画像を取得し、撮像手段インターフェース４０から制御部３０に入力する（図３、ステップＳ２１１、図６（ｉ））。入力された立面画像は制御部３０の光学的形状検出手段で処理され、形成されたボール５の径が所定の径となっているかどうかが判断される（図３、ステップＳ２１２）。ボール５が形成されている場合、取得された立面画像は図１１（ｄ）、（ｅ）に示すように、視野６２の中にキャピラリ１６、ボール５、テールワイヤ８、基準部材２５を含んでいる。制御部３０は予め求めた画素数と視野の中の物体の長さの関係のキャリブレーション結果に基づいて、画像のボール５の部分の画素数からボール径を求めるようにしても良いし、一緒に視野６２の中に撮像させている基準部材との相対長さを求めて、この関係からボール径を求めるようにしてもよい。そして、光学的形状検出手段によって取得されたボール径を、記憶部３４に格納されている所定の基準範囲データと比較して、ボール径が所定の基準範囲に入っているかを判断する(図３、ステップＳ２１２、図６（ｉ）)。
(１０)光学的形状検出手段によって検出されたボール５の形状が許容範囲内に入っている場合には、パッド不着リカバリープログラムを終了する(図３、ステップＳ２１４)。
(１１)パッド不着処理Ｓ１０９が終了すると、制御部３０は移動機構１８によってキャピラリ１６の位置を再度パッド３(第１ボンド点)に移動させる。（図２、ステップＳ１０９からステップＳ１０２、図６（ｊ））。
(１２)そして、再度パッド３(第１ボンド点)にボンディングを行う（図２、ステップＳ１０２、図６（ｋ））。
(１３)ボールの形状が所定の形状となっていない場合には、パッド不着リカバリー失敗と判断してエラー停止処理をおこう（図３、ステップＳ２１３)。
以上述べたように、本発明の第１の実施形態によるパッド不着リカバリー処理の可能なワイヤボンディング装置においては、通電状態により電気的不着検出手段によって不着が検出された後に平面画像による光学的不着検出手段によって不着の状況を検出、判断して、双方の検出手段で共に不着が検出された場合に不着発生としていることから電気的不着検出手段の結果のみで不着を判断して停止処理を行っていた従来のワイヤボンディング装置より、格段に不着の誤検出によって停止することが少なくなり、稼働率の向上を図ることができる。
また、通電状態による電気的不着検出手段と平面画像による光学的不着検出手段とにより、パッド不着が検出された場合に、再放電によってボールを形成し、その形状を光学的形状検出手段によって検出、判断して所定の形状となっている場合に、パッド３(第１ボンド点)に戻って再ボンディングしてボンディング動作を継続するので、確実にパッド不着リカバリー処理を行うことができる。これによって、パッド不着発生によって操作員が一端ワイヤボンディング装置を停止して、状況を点検しなくとも、ボンディング動作を継続することができるという効果を奏する。特に、ワイヤボンディング装置は同時に何十台もの装置を稼動させていることから、リカバリー処理によって、ワイヤボンディング装置の停止させることなくボンディング動作を継続できることは、飛躍的な設備稼働効率の向上をもたらすという顕著な効果を奏する。
上記の第１の実施形態における、パッド不着リカバリー処理は、リード４(第２ボンド点)へのボンディングの後、テールワイヤ８が良好に形成されており、ボール形成手段２６（電気トーチ）で放電異常が発生しない通常の場合について説明した。しかし、ワイヤボンディング装置１０においてパッド３（第１ボンド点）で不着エラーが発生した場合に、不着後のワイヤ先端形状も異常で再放電によって、ボールが所定の形状に形成できない場合がある。以下、このような場合の放電異常リカバリー処理を含むパッド不着リカバリー処理についての第２の実施形態について説明する。説明においては、上記の通常のパッド不着リカバリー処理の場合と同様のステップについては同様の符号を付して説明を省略する。
(１)通常のパッド不着リカバリー処理のプロセスと同様、パッド３(第１ボンド点)へのボンディング時に通電状態取得手段２２の信号から電気的不着検出手段によってパッド３(第１ボンド点)の不着が検出された後（図２、Ｓ１０１〜Ｓ１０５〜Ｓ１０８）、パッドリ不着リカバリー処理(Ｓ１０９)に入って、光学的不着検出手段によってパッド３(第１ボンド点)の不着が検出された場合には、通常のパッド不着リカバリー処理と同様、放電位置に移動してボール形成手段２６（電気トーチ）によってボール５の再形成が行われる。（図３、ステップＳ２０１〜ステップＳ２０７、図７（ａ）〜（ｈ）)。
(２)しかし、リード４(第２ボンド点)へのボンディング工程によって、良好なテールワイヤ８が形成されていなかったり、テールワイヤ８の長さが所定の長さよりも短かったりする場合(図７（ｅ）〜(ｆ))、ボール形成手段２６（電気トーチ）の電極とテールワイヤ８の距離が長すぎ、所定の放電ができず良好にボールが形成されない。放電の異常は放電状態取得手段２９からデータを放電状態取得インターフェース５０によって制御部３０に取り込んで処理する電気的放電異常検出手段によって検出することができる。
(３)電気的放電異常検出手段によって放電異常が検出された場合には、制御部３０は移動機構１８によってキャピラリ１６の先端を光路手段２４が配設されている立面画像取得位置に移動させる（図３、ステップＳ２１５）。
(４)立面画像取得位置では、通常の不着リカバリー処理と同様、キャピラリ１６先端部の立面画像が撮像され、撮像手段２８はこのキャピラリ１６先端の立面画像を撮像手段インターフェース４０によって制御部３０に入力する（図３、ステップＳ２１６、図７（ｉ））。入力された立面画像は制御部３０の光学的形状検出手段で処理され、キャピラリ１６の先端のテールワイヤの長さ、傾き、曲がりなどの状態が取得される（図３、ステップＳ２１６）。取得された立面画像は図１１（ａ）〜（ｃ）に示すように、視野６２の中にキャピラリ１６、テールワイヤ８、基準部材２５を含んでいる。制御部３０は光学的形状取得手段によって、テールワイヤ８の長さや傾き、曲がりの程度を求める。そして、取得されたテールワイヤ８の形状を記憶部３４の基準データと比較して所定の形状になっていない場合には、キャピラリ１６の先端にワイヤ１２を繰り出す再テール出し処理Ｓ２１８が行われる(図３、ステップＳ２１７〜Ｓ２１８、図７（ｉ）)。
(５)再テール出し処理Ｓ２１８は図５、図９に示すように、第１、第２の２つのクランパ１７ａ、１７ｂの開閉動作と、キャピラリ１６及び第１クランパ１７ａの上下動によって行う。クランパの開閉動作は制御部３０からの信号がクランパ開閉インターフェース４８を介してクランパ開閉手段２７に入力されることよって行われる。以下、再テール出し処理Ｓ２１８について説明する。
（ａ）第１クランパ１７ａ、第２クランパ１７ｂ共に閉まっている状態であることを確認する(図５、ステップＳ４０２、図９（ａ）)。
（ｂ）第２クランパ１７ｂを開く(図５、ステップＳ４０３、図９（ｂ）)。
（ｃ）第１クランパ１７ａでワイヤ１２をクランピングしながらキャピラリと共に下動させ、所定の位置に停止させる(図５、ステップＳ４０４、図９(ｃ)〜（ｄ）)。この動作によって第１クランパ１７ａがスプール１１に巻回されているワイヤ１２を引き出す。
（ｄ）第２クランパ１７ｂを閉じて、第１クランパ１７ａを開く(図５、Ｓ４０６、図９（ｅ）)。
（ｅ）この状態でキャピラリ１６、第１クランパ１７ａを上動させる。すると、ワイヤ１２は第２クランパ１７ｂによって固定されていることから、キャピラリ１６の先端に飛び出してくる(図５、ステップＳ４０７、図９（ｆ）)。
（ｆ）キャピラリ１６、及び第１クランパ１７ａが所定の位置に戻ったら、第１クランパ１７ａを閉じて、第１、第２クランパ１７ａ，１７ｂ閉を確認する(図５、ステップＳ４０９〜Ｓ４１０、図９（ｇ）)。再テール出し処理Ｓ２１８は一度に所定の長さになるようにワイヤを繰り出すのではなく、少しずつ何回か繰り返して繰り出していく。そして繰り出すごとにキャピラリ先端に繰りだされたワイヤ長さを光学的形状検出手段によって検出、測定し、所定の長さ、形状になっていると判断されたら再テール出し処理Ｓ２１８を終了する(図３、ステップＳ２１８〜ステップＳ２２０)。
(６)再テール出し処理Ｓ２１８によってテールワイヤ８が所定の状態になった場合には、制御部３０は移動機構１８によってキャピラリ１６を放電位置に移動させる(図３、ステップＳ２２０〜Ｓ２０６、図７（ｊ）)。
(７)放電位置に移動したら、先の放電ステップと同様、ボール形成手段２６（電気トーチ）の放電電極とテールワイヤ８の間に放電を行いこれによってテールワイヤ８の先端をボール形状に形成する。放電が良好に行われ、電気的放電異常検出手段によって放電異常が検出されない場合には、制御部３０は移動機構１８によって、立面画像取得位置に移動してボール５の立面画像を取得し、光学的形状検出手段でボール形状が所定の形状になっているかを検出する(図３、ステップＳ２０９〜Ｓ２１２、図７（ｊ）〜(ｋ)）。
(８)所定のボール形状となっていた場合には放電異常リカバリー処理を含むパッド不着リカバリー処理は終了する。(図３、ステップＳ２１４)、
(９)パッド不着リカバリー処理が終了すると、制御部３０は移動機構１８にキャピラリ１６の位置を再度パッド３(第１ボンド点)に移動させる。（図２、ステップＳ１０９〜ステップＳ１０２、図７（ｌ））。
(１０)そして、再度パッド３(第１ボンド点)にボンディングを行う（図２、ステップＳ１０２、図７（ｂ））。
(１１)ボールの形状が所定の形状となっていない場合には、パッド不着リカバリー失敗と判断してエラー停止処理を行う（図３、ステップＳ２１３)。この時、ボール形状を判定して、ボールが所定の形状に形成されるまで、光学的形状検出手段で形状を確認しながら再度再テール出し処理、再放電を行ってリカバリーサイクルを回るようにしても良いし、何回かこのような処理を行った後でエラー停止処理を行うこととすることでも良い。
以上述べたように、本発明の第２の実施形態では、パッド不着リカバリー処理中に放電異常によって所定のボールが形成できない場合でも、そのテールワイヤの状態を立面画像で判断する光学的形状検出手段を用いることによって検出し、所定のボールの形成が可能となるように再テール出し処理を行った後に再度放電してボール形成を行って放電異常リカバリー処理を行い、ボンディング動作を継続することができる。このことから、先の第１の実施形態で述べたような、単に不着状況の発生に対して、再放電によるボール形成処理のみのリカバリー処理に比べて、より多様なエラー状態においても、適切に再テール出し、ボール形成を行ってリカバリー処理を行うことができる。これにより、さきに述べた第１の実施形態より、更にボンディング動作を停止せずにボンディング動作を継続することができる。特に、この効果は、同時に稼動させているワイヤボンディング装置の台数が多くなるほど顕著に現れてくる。
次に、リード４(第２ボンド点)でノーテールが検出された場合のリカバリー処理についての第３の実施形態について説明する。先に述べたパッド不着リカバリー処理や、放電時のリカバリー処理、再テール出し処理と同様の部分には同様の符号を用い、説明は省略する。
(１)通常のパッド不着リカバリー処理のプロセスと同様、パッド３(第１ボンド点)へのボンディング時に通電状態取得手段２２の信号から電気的不着検出手段によってパッド３(第１ボンド点)の不着が検出されない場合には、パッド３(第１ボンド点)へのボンディングは良好に行われたとしてリード４(第２ボンド点)へのボンディングが行われる。リード４(第２ボンド点)へのボンディング後、ワイヤ切断前のキャピラリ１６の上昇中と、ワイヤ切断動作後に通電状態取得手段２２によって、通電状態信号が取得される。その後、ワイヤ切断前の通電状態信号から電気的ノーテール検出手段によってノーテールが検出される。ノーテールが検出されたときには、制御部３０はノーテールリカバリー処理Ｓ１１６を開始する指令を出力する（図２、ステップＳ１１０〜Ｓ１１５、図８（ａ）〜（ｃ）)。
(２)ノーテールリカバリー処理Ｓ１１６が開始されると、制御部３０は移動機構１８によってキャピラリ１６の先端を光路手段２４が配設されている立面画像取得位置に移動させ、キャピラリ先端近傍の立面画像を取得する（図４、ステップＳ３０２〜Ｓ３０３、図８（ｄ））。
(４)立面画像取得位置では、先に述べた放電異常リカバリー処理を含む不着リカバリー処理と同様、キャピラリ１６先端部の立面画像が撮像されて撮像手段インターフェース４０を介して制御部３０に入力される。入力された立面画像は制御部３０の中で処理され、光学的形状検出手段によってキャピラリ１６の先端のテールワイヤ８の長さ、傾き、曲がりなどの状態が取得される（図４、ステップＳ３０４）。
(５)取得されたテールワイヤ８の状態が所定の状態でない場合には、光学的形状検出手段でテールワイヤ８の形状を検出しながら、テールワイヤ８の形状が所定の形状になるまで、先に述べた再テール出し処理Ｓ３０５が行われる(図４、ステップＳ３０５、図８（ｄ）)。
(６)再テール出し処理Ｓ３０５によってテールワイヤ８が所定の状態になった場合には、制御部３０は移動機構１８によってキャピラリ１６を放電位置に移動させる(図４、ステップＳ３０６、図８（ｅ）)。
(７)放電位置に移動したら、先の放電ステップと同様、放電を行いこれによってテールワイヤ８の先端をボール形状に形成する。放電が良好に行われ、電気的放電異常検出手段によって放電異常が検出されない場合には、制御部３０は移動機構１８によって、立面画像取得位置に移動してボール５の立面画像を取得、光学的形状検出手段によってボール形状が所定の形状になっているかを検出する。(図４、ステップＳ３０９〜Ｓ３１２、図８（ｆ））。
(８)所定のボール形状となっていた場合にはノーテールリカバリー処理は終了する。(図４、ステップＳ３１４)、
(９)ノーテールリカバリー処理が終了すると、ボンディングサイクルは終了する(図２、ステップＳ１１６〜ステップＳ１１９)。
(１０)制御部３０は移動機構１８によってキャピラリ１６の位置を次のパッド３(第１ボンド点)に移動させ、次のボンディング動作を継続していく。
(１１)ボールの形状が所定の形状となっていない場合には、ノーテールリカバリー失敗と判断してエラー停止処理をおこう（図４、ステップＳ３１３)。この時、ボール形状を判定して、ボールが所定の形状に形成されるまで、光学的形状検出手段で形状を確認しながら再度再テール出し処理、再放電を行ってリカバリーサイクルを回るようにしても良いし、何回かこのような処理を行った後でエラー停止処理を行うこととすることでも良い。
以上述べたように、本発明の第３の実施形態では、リード４(第２ボンド点)において、テールワイヤが所定の長さになっていないノーテールエラーが発生した場合においても、そのテールワイヤの状態を立面画像で判断する光学的形状検出手段を用いることによって検出し、所定のボールの形成が可能となるように再テール出し処理を行った後に再度放電してボール形成を行ってエラーのリカバリーをして、ボンディング動作を継続することができる。このことから、先の第１、第２の実施形態で説明したパッド不着のリカバリー処理とあいまって、更に多様なエラー状態に対応することが可能となり、ボンディング動作を停止せずにボンディング動作を継続することができる。特に、この効果は、同時に稼動させているワイヤボンディング装置の台数が多くなるほど顕著に現れてくる。
本発明のワイヤボンディング装置の制御系統図である。 本発明のリカバリー処理の全体工程を示すフローチャートである。 本発明のパッド不着リカバリー処理を示すフローチャートである。 本発明のノーテールリカバリー処理を示すフローチャートである。 本発明の再テール出し処理を示すフローチャートである。 本発明による通常のパッド不着リカバリー処理の動作を示す図である。 本発明による放電異常リカバリー処理を含むパッド不着リカバリー処理の動作を示す図である。 本発明のノーテールリカバリー処理の動作を示す図である。 本発明の再テール出し処理の動きを示す図である。 平面画像取得手段によって取得したパッド部の平面画像を示す図である。 ワイヤ先端近傍の立面画像を示す図である。 従来技術によるワイヤボンディング装置の構成図である。 従来技術による全体のワイヤボンディング動作を示すフローチャートである。 従来技術によるワイヤボンディング動作を示す動作図である。 半導体チップがリードフレームにワイヤボンディングされている状態を示す図である。
符号の説明
２ 半導体チップ、３ 第１ボンド点（パッド）、４ 第２ボンド点（リード）、５ ボール、６ 第１ボンディング部（圧着ボール）、７ 第２ボンディング部、８ テールワイヤ、１０ ワイヤボンディング装置、１１ スプール、１２ ワイヤ、１３ ボンディングアーム、１４ ワーク、１５ リードフレーム、１６ キャピラリ、１７ クランパ、１７ａ 第1クランパ、１７ｂ 第２クランパ、１８ 移動機構、１９ ボンディングヘッド、２０ ＸＹテーブル、２１ 発光器、２２ 通電状態取得手段、２３ 基板、２４ 光路手段、２４ａ レンズ、２４ｂ プリズム、２５ 基準部材、２６ ボール形成手段（電気トーチ）、２７ クランパ開閉手段、２８ 撮像手段、２９ 放電状態取得手段、３０ 制御部（ＣＰＵ）、３２ データバス、３４ 記憶部(メモリ)、４０ 撮像手段インターフェース、４２ 通電状態取得手段インターフェース、４４ 移動機構インターフェース、４６ ボール形成手段インターフェース、４８ クランパ開閉手段インターフェース、５０ 放電状態取得手段インターフェース、１００ ワイヤボンディング装置、１２８ 位置検出カメラ、１４０ 位置検出カメラインターフェース。

Claims (12)

  1. ワイヤが挿通されてワークにボンディングを行うキャピラリをＸＹＺ方向に移動させる移動機構と、
    ワイヤとワークの間に通電し、その通電状態を検出する通電状態取得手段と、
    ワークを撮像する撮像手段と、
    キャピラリ先端近傍の立面画像を撮像手段に導く光路手段と、
    ワイヤ先端を所定の形状のボールに形成するボール形成手段と、
    第１ボンド点と第２ボンド点との間をワイヤで接続するボンディング制御部と、を備えるワイヤボンディング装置であって、
    ボンディング制御部は、
    通電状態取得手段によって取得された第１ボンド点とワイヤとの間の通電状態信号を処理して第１ボンド点とワイヤとの間の不着を電気的に検出する電気的不着検出手段と、
    撮像手段によって取得された平面画像を処理して第１ボンド点のワイヤの不着を光学的に検出する光学的不着検出手段と、
    光路手段を介して撮像手段によって取得された、キャピラリ先端近傍のワイヤの立面画像を処理してワイヤの先端部形状を検出する光学的形状検出手段と、
    電気的不着検出手段によって不着が検出され、かつ、光学的不着検出手段によって不着が検出された場合に、光学的形状検出手段により検出されたワイヤ先端形状に基づいて、ボール形成手段によりワイヤ先端を所定の形状のボールに再形成して、第１ボンド点に再ボンディングを行う不着リカバリー手段と、
    を有することを特徴とするワイヤボンディング装置。
  2. 請求項１に記載のワイヤボンディング装置において、
    ワイヤボンディング装置は更に、ワイヤを把持する複数のクランパそれぞれを開閉するクランパ開閉手段を備え、
    制御部は更に、
    電気的不着検出手段によって不着が検出され、かつ、光学的不着検出手段によって不着が検出され、かつ、光学的形状検出手段により検出されたキャピラリ先端のワイヤの状態が所定の状態でない場合に、光学的形状検出手段により検出されたキャピラリ先端のワイヤの状態に基づいて、クランパ開閉手段と移動機構によるキャピラリの上下動によって、キャピラリ先端のワイヤが所定の状態になるまでキャピラリ先端にワイヤを繰り出す再テール出し手段
    を有することを特徴とするワイヤボンディング装置。
  3. ワイヤが挿通されてワークにボンディングを行うキャピラリをＸＹＺ方向に移動させる移動機構と、
    ワイヤとワークの間に通電し、その通電状態を検出する通電状態取得手段と、
    ワークを撮像する撮像手段と、
    キャピラリ先端近傍の立面画像を撮像手段に導く光路手段と、
    ワイヤ先端を所定の形状のボールに形成するボール形成手段と、
    ワイヤを把持する複数のクランパそれぞれを開閉するクランパ開閉手段と、
    第１ボンド点と第２ボンド点との間をワイヤで接続した後にワイヤを切断するボンディング制御部と、を備えるワイヤボンディング装置であって、
    ボンディング制御部は、
    第２ボンド点へのボンディングの後でワイヤ切断の前に通電状態取得手段によって取得された第２ボンド点とワイヤの間との通電状態信号を処理してテールワイヤが所定の長さに至らないノーテールを検出する電気的ノーテール検出手段と、
    光路手段を介して撮像手段によって取得された、キャピラリ先端近傍のワイヤの立面画像を処理してワイヤの先端部形状を検出する光学的形状検出手段と、
    電気的ノーテール検出手段によってノーテールが検出され、かつ、光学的形状検出手段により検出されたキャピラリ先端のワイヤの状態が所定の状態でない場合に、光学的形状検出手段により検出されたキャピラリ先端のワイヤの状態に基づいて、クランパ開閉手段と移動機構によるキャピラリの上下動によって、キャピラリ先端のワイヤが所定の状態になるまでキャピラリ先端にワイヤを繰り出す再テール出し手段と、
    光学的形状検出手段により検出されたワイヤ先端形状に基づいてボール形成手段によりワイヤ先端を所定の形状のボールに再形成するノーテールリカバリー手段と、
    を有することを特徴とするワイヤボンディング装置。
  4. ワイヤが挿通されてワークにボンディングを行うキャピラリをＸＹＺ方向に移動させる移動機構と、
    ワークを撮像する撮像手段と、
    キャピラリ先端近傍の立面画像を撮像手段に導く光路手段と、
    放電電極とワイヤ間の放電によりワイヤ先端を所定の形状のボールに形成するボール形成手段と、
    放電電極とワイヤ間の放電状態を取得する放電状態取得手段と、
    ワイヤを把持する複数のクランパそれぞれを開閉するクランパ開閉手段と、
    第１ボンド点と第２ボンド点との間をワイヤで接続するボンディング制御部と、を備えるワイヤボンディング装置であって、
    ボンディング制御部は、
    ボール形成手段の放電時に放電状態取得手段によって取得された放電電極とワイヤとの間の放電状態信号を処理して電気的にボール形成手段の放電が正常かどうかを検出する電気的放電異常検出手段と、
    光路手段を介して撮像手段によって取得された、キャピラリ先端近傍のワイヤの立面画像を処理してワイヤの先端部形状を検出する光学的形状検出手段と、
    電気的放電異常検出手段によって放電異常が検出され、かつ、光学的形状検出手段により検出されたキャピラリ先端のワイヤの状態が所定の状態でない場合に、光学的形状検出手段により検出されたキャピラリ先端のワイヤの状態に基づいて、クランパ開閉手段と移動機構によるキャピラリの上下動によって、キャピラリ先端のワイヤが所定の状態になるまでキャピラリ先端にワイヤを繰り出す再テール出し手段と、
    電気的放電異常検出手段によって放電異常が検出された後に、光学的形状検出手段により検出されたキャピラリ先端のワイヤ状態が所定の状態である場合に、光学的形状検出手段により検出されたワイヤ先端形状に基づいてボール形成手段によりワイヤ先端を所定の形状のボールに再形成する放電異常リカバリー手段と、
    を有することを特徴とするワイヤボンディング装置。
  5. ワイヤが挿通されてワークにボンディングを行うキャピラリをＸＹＺ方向に移動させる移動機構と、
    ワイヤとワークの間に通電し、その通電状態を検出する通電状態取得手段と、
    ワークを撮像する撮像手段と、
    キャピラリ先端近傍の立面画像を撮像手段に導く光路手段と、
    ワイヤ先端を所定の形状のボールに形成するボール形成手段と、
    ボンディング装置を制御するボンディング制御部と、
    を備え、第１ボンド点と第２ボンド点との間をワイヤで接続するワイヤボンディング装置のボンディング制御プログラムであって、
    通電状態取得手段によって取得された第１ボンド点とワイヤとの間の通電状態信号を処理して第１ボンド点とワイヤとの間の不着を電気的に検出する電気的不着検出プログラムと、
    撮像手段によって取得された平面画像を処理して第１ボンド点のワイヤの不着を光学的に検出する光学的不着検出プログラムと、
    光路手段を介して撮像手段によって取得された、キャピラリ先端近傍のワイヤの立面画像を処理してワイヤの先端部形状を検出する光学的形状検出プログラムと、
    電気的不着検出プログラムから不着検出が出力され、かつ、光学的不着検出プログラムから不着検出が出力された場合に、光学的形状検出プログラムから出力されたワイヤ先端形状に基づいて、ボール形成手段によりワイヤ先端に所定の形状のボールを再形成して、第１ボンド点に再ボンディングを行う不着リカバリープログラムと、
    を有することを特徴とするボンディング制御プログラム。
  6. 請求項５に記載のボンディング制御プログラムにおいて、
    ボンディング制御プログラムが制御するワイヤボンディング装置は更に、
    ワイヤを把持する複数のクランパそれぞれを開閉するクランパ開閉手段を備え、
    ボンディング制御プログラムは更に、
    電気的不着検出プログラムから不着検出が出力され、かつ、光学的不着検出プログラムから不着検出が出力され、かつ、光学的形状検出プログラムからキャピラリ先端のワイヤの状態が所定の状態でないという出力がされた場合に、光学的形状検出プログラムから出力されたキャピラリ先端のワイヤの状態に基づいて、クランパ開閉手段と移動機構によるキャピラリの上下動によって、キャピラリ先端のワイヤが所定の状態になるまでキャピラリ先端にワイヤを繰り出す再テール出しプログラム
    を有することを特徴とするボンディング制御プログラム。
  7. ワイヤが挿通されてワークにボンディングを行うキャピラリをＸＹＺ方向に移動させる移動機構と、
    ワイヤとワークの間に通電し、その通電状態を検出する通電状態取得手段と、
    ワークを撮像する撮像手段と、
    キャピラリ先端近傍の立面画像を撮像手段に導く光路手段と、
    ワイヤ先端を所定の形状のボールに形成するボール形成手段と、
    ワイヤを把持する複数のクランパそれぞれを開閉するクランパ開閉手段と、
    ボンディング装置を制御するボンディング制御部と、
    を備え、第１ボンド点と第２ボンド点との間をワイヤで接続した後にワイヤを切断するワイヤボンディング装置のボンディング制御プログラムであって、
    第２ボンド点へのボンディングの後でワイヤ切断の前に通電状態取得手段によって取得された第２ボンド点とワイヤの間との通電状態信号を処理してテールワイヤが所定の長さに至らないノーテールを検出する電気的ノーテール検出プログラムと、
    光路手段を介して撮像手段によって取得された、キャピラリ先端近傍のワイヤの立面画像を処理してワイヤの先端部形状を検出する光学的形状検出プログラムと、
    電気的ノーテール検出プログラムからノーテール検出が出力され、かつ、光学的形状検出プログラムからキャピラリ先端のワイヤの状態が所定の状態でないという出力がされた場合に、光学的形状検出プログラムから出力されたキャピラリ先端のワイヤの状態に基づいて、クランパ開閉手段と移動機構によるキャピラリの上下動によって、キャピラリ先端のワイヤが所定の状態になるまでキャピラリ先端にワイヤを繰り出す再テール出しプログラムと、
    光学的形状検出プログラムからに出力されたワイヤ先端形状に基づいてボール形成手段によりワイヤ先端を所定の形状のボールに再形成するノーテールリカバリープログラムと、
    を有することを特徴とするボンディング制御プログラム。
  8. ワイヤが挿通されてワークにボンディングを行うキャピラリをＸＹＺ方向に移動させる移動機構と、
    ワークを撮像する撮像手段と、
    キャピラリ先端近傍の立面画像を撮像手段に導く光路手段と、
    放電電極とワイヤ間の放電によりワイヤ先端を所定の形状のボールに形成するボール形成手段と、
    放電電極とワイヤ間の放電状態を取得する放電状態取得手段と、
    ワイヤを把持する複数のクランパそれぞれを開閉するクランパ開閉手段と、
    を備え、第１ボンド点と第２ボンド点との間をワイヤで接続するワイヤボンディング装置のボンディング制御プログラムであって、
    ボール形成手段の放電時に放電状態取得手段によって取得された放電電極とワイヤとの間の放電状態信号を処理して電気的にボール形成手段の放電が正常かどうかを検出する電気的放電異常検出プログラムと、
    光路変更手段を介して撮像手段によって取得された、キャピラリ先端近傍のワイヤの立面画像を処理してワイヤの先端部形状を検出する光学的形状検出プログラムと、
    電気的放電異常検出プログラムから放電異常が出力され、かつ、光学的形状検出プログラムからキャピラリ先端のワイヤの状態が所定の状態でないという出力がされた場合に、光学的形状検出プログラムから出力されたキャピラリ先端のワイヤの状態に基づいて、クランパ開閉手段と移動機構によるキャピラリの上下動によって、キャピラリ先端のワイヤが所定の状態になるまでキャピラリ先端にワイヤを繰り出す再テール出しプログラムと、
    電気的放電異常検出プログラムから放電異常が出力され、かつ、光学的形状検出プログラムからキャピラリ先端のワイヤ状態が所定の状態であるという出力がされた場合に、光学的形状検出プログラムから出力されたワイヤ先端形状に基づいてボール形成手段によりワイヤ先端を所定の形状のボールに再形成する放電異常リカバリープログラムと、
    を有することを特徴とするボンディング制御プログラム。
  9. ワイヤが挿通されてワークにボンディングを行うキャピラリをＸＹＺ方向に移動させる移動機構と、
    ワイヤとワークの間に通電し、その通電状態を検出する通電状態取得手段と、
    ワークを撮像する撮像手段と、
    キャピラリ先端近傍の立面画像を撮像手段に導く光路手段と、
    ワイヤ先端に所定の形状のボールを形成するボール形成手段と、
    ボンディング装置を制御するボンディング制御部と、
    を備え、第１ボンド点と第２ボンド点との間をワイヤで接続するワイヤボンディング装置のボンディング方法であって、
    通電状態取得手段によって取得された第１ボンド点とワイヤとの間の通電状態信号を処理して第１ボンド点とワイヤとの間の不着を電気的に検出する電気的不着検出工程と、
    撮像手段によって取得された平面画像を処理して第１ボンド点のワイヤの不着を光学的に検出する光学的不着検出工程と、
    光路手段を介して撮像手段によって取得された、キャピラリ先端近傍のワイヤの立面画像を処理してワイヤの先端部形状を検出する光学的形状検出工程と、
    電気的不着検出工程によって不着が検出され、かつ、光学的不着検出工程によって不着が検出された場合に、光学的形状検出工程により検出されたワイヤ先端形状に基づいて、ボール形成手段によりワイヤ先端を所定の形状のボールに再形成して、第１ボンド点に再ボンディングを行う不着リカバリー工程と、
    を有することを特徴とするボンディング方法。
  10. 請求項９に記載のボンディング方法において、
    ボンディング方法が用いられるワイヤボンディング装置は更に、
    ワイヤを把持する複数のクランパそれぞれを開閉するクランパ開閉手段を備え、
    ボンディング方法は更に、
    電気的不着検出工程によって不着が検出され、かつ、光学的不着検出工程によって不着が検出され、かつ、光学的形状検出工程により検出されたキャピラリ先端のワイヤの状態が所定の状態でない場合に、光学的形状検出工程により検出されたキャピラリ先端のワイヤの状態に基づいて、クランパ開閉手段と移動機構によるキャピラリの上下動によって、キャピラリ先端のワイヤが所定の状態になるまでキャピラリ先端にワイヤを繰り出す再テール出し工程
    を有することを特徴とするボンディング方法。
  11. ワイヤが挿通されてワークにボンディングを行うキャピラリをＸＹＺ方向に移動させる移動機構と、
    ワイヤとワークの間に通電し、その通電状態を検出する通電状態取得手段と、
    ワークを撮像する撮像手段と、
    キャピラリ先端近傍の立面画像を撮像手段に導く光路手段と、
    ワイヤ先端を所定の形状のボールに形成するボール形成手段と、
    ワイヤを把持する複数のクランパそれぞれを開閉するクランパ開閉手段と、
    ボンディング装置を制御するボンディング制御部と、
    を備え、第１ボンド点と第２ボンド点との間をワイヤで接続した後にワイヤを切断するワイヤボンディング装置のボンディング方法であって、
    第２ボンド点へのボンディングの後でワイヤ切断の前に通電状態取得手段によって取得された第２ボンド点とワイヤの間との通電状態信号を処理してテールワイヤが所定の長さに至らないノーテールを検出する電気的ノーテール検出工程と、
    光路手段を介して撮像手段によって取得された、キャピラリ先端近傍のワイヤの立面画像を処理してワイヤの先端部形状を検出する光学的形状検出工程と、
    電気的ノーテール検出工程によってノーテールが検出され、かつ、光学的形状検出工程により検出されたキャピラリ先端のワイヤの状態が所定の状態でない場合に、光学的形状検出工程により検出されたキャピラリ先端のワイヤの状態に基づいて、クランパ開閉手段と移動機構によるキャピラリの上下動によって、キャピラリ先端のワイヤが所定の状態になるまでキャピラリ先端にワイヤを繰り出す再テール出し工程と、
    光学的形状検出工程により検出されたワイヤ先端形状に基づいてボール形成手段によりワイヤ先端を所定の形状のボールに再形成するノーテールリカバリー工程と、
    を有することを特徴とするボンディング方法。
  12. ワイヤが挿通されてワークにボンディングを行うキャピラリをＸＹＺ方向に移動させる移動機構と、
    ワークを撮像する撮像手段と、
    キャピラリ先端近傍の立面画像を撮像手段に導く光路手段と、
    放電電極とワイヤ間の放電によりワイヤ先端を所定の形状のボールに形成するボール形成手段と、
    放電電極とワイヤ間の放電状態を取得する放電状態取得手段と、
    ワイヤを把持する複数のクランパそれぞれを開閉するクランパ開閉手段と、
    を備え、第１ボンド点と第２ボンド点との間をワイヤで接続するワイヤボンディング装置のボンディング方法であって、
    ボール形成手段の放電時に放電状態取得手段によって取得された放電電極とワイヤとの間の放電状態信号を処理して電気的にボール形成手段の放電が正常かどうかを検出する電気的放電異常検出工程と、
    光路手段を介して撮像手段によって取得された、キャピラリ先端近傍のワイヤの立面画像を処理してワイヤの先端部形状を検出する光学的形状検出工程と、
    電気的放電異常検出工程によって放電異常が検出され、かつ、光学的形状検出工程により検出されたキャピラリ先端のワイヤの状態が所定の状態でない場合に、光学的形状検出工程により検出されたキャピラリ先端のワイヤの状態に基づいて、クランパ開閉手段と移動機構によるキャピラリの上下動によって、キャピラリ先端のワイヤが所定の状態になるまでキャピラリ先端にワイヤを繰り出す再テール出し工程と、
    電気的放電異常検出工程によって放電異常が検出され、かつ、光学的形状検出工程により検出されたキャピラリ先端のワイヤ状態が所定の状態である場合に、光学的形状検出工程により検出されたワイヤ先端形状に基づいてボール形成手段によりワイヤ先端を所定の形状のボールに再形成する放電異常リカバリー工程と、
    を有することを特徴とするボンディング方法。

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