JP2952126B2 - ボンディングワイヤ検査装置 - Google Patents

ボンディングワイヤ検査装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体チップとリード
フレームとの間を接続するボンディングワイヤ等の検査
装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図３は従来この種のボンディングワイヤ
検査装置を示すものである。図において２０１はリード
フレーム、２０２はリードフレームに接着剤等の接合手
段によって接合された半導体チップ（以降、ＩＣと称す
る）、２０３はボンディングパッド、２０４はＩＣとリ
ードフレームとを電気的に結ぶために各パッドにボンデ
ィングされるワイヤ、２０８はＩＣの接着層である。
又、２０５はボンディングの状態を撮像し画像情報を得
る為の撮像装置、２０６は撮像装置をリードフレーム上
で走査させる為のステージ、２０７は撮像装置及びステ
ージからの情報を処理し、ボンディングワイヤの良否判
定を行なう処理制御部である。
【０００３】この従来の装置における外観検査方法につ
いて説明する。ワイヤボンディングされたリードフレー
ム２０１は搬送されて、検査位置に固定される。次いで
撮像装置２０５はワイヤボンディング時と同様にリード
フレーム２０１及びＩＣ２０２上のボンディング基準マ
ーク等を認識して、あらかじめプログラムされているパ
ッド位置など水平（Ｘ，Ｙ）方向の検査用座標データを
補正していく。そして補正終了後、ステージ２０６によ
って撮像装置２０５を走査して、リードフレーム２０
１、ＩＣ２０２及びワイヤ２０４の画像を取り込み、処
理制御部２０７において画像情報を処理してボンディグ
ワイヤの外観検査を行なっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記従来例では、リー
ドフレーム２０１及びＩＣ２０２がステージ２０６の水
平（Ｘ，Ｙ）方向と平行な水平面内にあると想定されて
いる。しかしながら実際には、リードフレーム固定面の
傾き、リードフレームの歪み、ＩＣ接着層の傾き等によ
って、平行度が保たれていない場合があり、次のような
解決すべき課題があった。
【０００５】（１）撮像装置２０５の焦点を固定のま
ま、水平移動を行なうと、位置によって取り込む画像に
ボケが生じ、良好な画像が得られない可能性がある。
【０００６】（２）（１）を回避する為に撮像装置２０
５に自動焦点機能付きカメラを使用すると、ボンディン
グパッド２０３やワイヤ２０４等の突起部によって誤っ
た高さ位置に焦点を合わせてしまう可能性が有る。
【０００７】（３）ワイヤ高さの測定値に傾き角度成分
の誤差と、リードフレーム及びＩＣの傾き量の誤差が加
算されてしまう。
【０００８】本発明は上記課題に鑑みてなされたもの
で、従来に比べより正確にボンディングワイヤ検査を行
なうことができる装置の提供を目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決する本発
明のボンディングワイヤ検査装置は、半導体チップとリ
ードフレームとのボンディング状態を撮像装置で撮像し
て画像処理によって検査する装置において、前記リード
フレーム及び前記半導体素子の少なくとも一方につい
て、基準面に対する傾きを測定する測定手段と、該測定
手段の測定結果に応じて補正を行なう補正手段とを有す
ることを特徴とするものである。
【００１０】
【実施例】図１は本発明の第１の実施例の構成を示し、
部材２０１〜２０８はいずれも図３に示すものと同様で
ある。本実施例の装置で、ボンディングワイヤの外観検
査を行なうに際して、リードフレーム２０１及びＩＣ２
０２が、ステージの水平面に対し、リードフレームの固
定部の傾き、リードフレームの歪み、ＩＣの接着層の傾
き等によって３次元的に傾いている場合について説明す
る。
【００１１】ワイヤボンディングされたリードフレーム
２０１は検査位置まで搬送され、固定される。次いで撮
像装置２０５はリードフレーム２０１及びＩＣ２０２上
のボンディング基準マーク位置を認識し、予めプログラ
ムされた位置における水平方向（回転方向も含む）での
ズレ量を補正して行く。
【００１２】このとき、同時に、リードフレーム上２０
１及びＩＣ２０２上のそれぞれについて、直線上にない
少なくとも３点以上の点において、予めプログラムされ
た撮像装置２０５の焦点位置に対してリードフレーム及
びＩＣの表面がＺ方向にどれだけズレているかを読み取
り、この状態からリードフレーム及びＩＣのそれぞれの
３次元平面を認識する。ズレの読み取りは撮像装置２０
５の自動焦点機能を用いて行うことができる。
【００１３】以降の測定において、撮像装置２０５で画
像を取り込む際は、リードフレーム及びＩＣのそれぞれ
前記認識された三次元平面に沿うように撮像装置２０５
の焦点位置を補正することによって、常に合焦状態での
画像を得ることができる。
【００１４】図２は、上記の一連の動作を示すフローチ
ャートである。得られた画像によって算出された測定結
果は高さ（Ｚ）方向の値は補正が終了しているが水平
（ｘ，ｙ）方向の距離について言えば、例えばＩＣ表面
がｘ方向に対しＺ方向に角度θxの傾きを持っていた場
合、測定結果はｃｏｓθxの角度成分を誤差として得る
こととなる。これはｙ方向に関しても同様である。本実
施例では、測定結果に対して、上記角度成分の補正も行
なうことによって測定値の精度をさらに向上させてい
る。
【００１５】なお上記実施例ではステージによって撮像
装置を移動させる場合について説明したが、被測定物側
にステージを設けて被測定物を移動させる場合でも同様
の結果が得られる。
【００１６】また、焦点位置の補正は、撮像装置をＺス
テージで直接上下させる手段が用いられるが、撮像装置
の光学系の操り出しによっても焦点距離の変更が可能で
ある。その繰り出し量から逆に高さ方向のズレ量を換算
して補正を行なった場合においても同様の効果が期待で
きる。
【００１７】さらに以上はリードフレームとＩＣのワイ
ヤボンディングを対象として説明したが混成集積回路基
板等、他のボンディングワイヤに対しても利用できるこ
とはいうまでもない。
【００１８】以上の実施例のボンディングワイヤ検査装
置においては、リードフレームやＩＣの傾きに関係なく
常に合焦位置で検査画像を取り込むことができるため、
以下の効果がある。
【００１９】（１）画像のＳ／Ｎ比が向上し、画像処理
におけるエッジ検出、二値化の際、画像ボケによって発
生する１〜２画素分の検出誤差が解消された。
【００２０】（２）ボケによる画像の数％〜１０％レベ
ルでの光量低下が減少し、照明光を有効に利用すること
ができる。
【００２１】（３）撮像装置に焦点深度の浅いレンズを
使用することができるためより高い分解能で測定でき
る。
【００２２】さらに、以上の実施例では算出された測定
結果についても、補正が行なわれることにより、取り付
け時の傾きによって誤って合否判定されていたリードフ
レームについても、より正確な判断を下すことができる
という効果がある。
【００２３】
【発明の効果】本発明によれば、従来に比べより正確に
ボンディングワイヤの検査を行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を実施したワイヤボンディング検査装置
の一実施例の構成図
【図２】本発明を実施したワイヤボンディング検査装置
の測定順序の例を示すフローチャート
【図３】従来のワイヤボンディング検査装置の説明図
【符号の説明】
２０１ リードフレーム ２０２ 半導体チップ（ＩＣ） ２０３ ボンディングパッド ２０４ ワイヤ ２０５ 撮像装置 ２０６ ステージ ２０７ 検査・処理・制御部 ２０８ 接着層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 名倉 正人 神奈川県川崎市中原区今井上町53番地キ ヤノン株式会社小杉事業所内 (72)発明者 伴 箕吉 神奈川県川崎市中原区今井上町53番地キ ヤノン株式会社小杉事業所内 (56)参考文献 特開 平４−277645（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) G01B 11/00 - 11/30 102 G01N 21/84 - 21/91 H01L 21/64 - 21/66

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 半導体チップとリードフレームとのボン
    ディング状態を撮像装置で撮像して画像処理によって検
    査する装置において、 前記リードフレーム及び前記半導体素子の少なくとも一
    方について、基準面に対する傾きを測定する測定手段
    と、 該測定手段の測定結果に応じて補正を行なう補正手段と
    を有することを特徴とするボンディングワイヤ検査装
    置。
  2. 【請求項２】 前記補正手段は前記測定手段の測定結果
    に応じて、前記撮像装置の焦点位置を調整する請求項１
    の装置。
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