JP2973989B2 - 外観検査機能付きワイヤボンディング装置 - Google Patents

外観検査機能付きワイヤボンディング装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、外観検査機能付き
ワイヤボンディング装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、この種の外観検査機能付きワイヤ
ボンディング装置は、たとえば、特開平１−２５１１７
３１号公報に示されているように、ワイヤボンディング
の異常を、その異常発生時に迅速に検出するために用い
られている。
【０００３】図２０及び図２１に示す従来例の外観検査
機能付きワイヤボンディング装置は、リードフレーム２
９及びＩＣチップ３０の上方にＸＹθテーブル３１が配
置され、ＸＹθテーブル３１に第１ＩＴＶカメラ３２及
び第２ＩＴＶカメラ３４が取り付けられている。第１Ｉ
ＴＶカメラ３２は、ボンディングワイヤ４４に対して斜
め上方から、又、第２ＩＴＶカメラ３４は、リードフレ
ーム２９及びＩＣチップ３０の真上から撮像するように
なっている。
【０００４】第１ＩＴＶカメラ３２及び第２ＩＴＶカメ
ラ３４は、ＸＹθテーブル３１よって１本のワイヤボン
ディング毎にステップ的に移動する。第１ＩＴＶカメラ
３２から出力された画像信号は、ＡＤ変換器３５でディ
ジタル画像信号に変換され第１画像メモリ３６に画像デ
ータとして記憶され、又第２ＩＴＶカメラ３４から出力
された画像信号は、ＡＤ変換３５でディジタル画像信号
に変換され第２画像メモリ３７に画像データとして記憶
されるようになっている。第１画メモリ３６と第２画像
メモリ３７は、それぞれカメラ制御装置３８を介してワ
イヤ検査装置３９と接続されている。ワイヤ検査装置３
９は、ボンディングワイヤ４４のループ形状を判断する
機能を有している。ワイヤボンディング制御装置４０
は、ワイヤボンディング装置４１に作業制御信号を送出
するとともにワイヤ検査装置との間で動作タイミングの
信号の授受を行なうようになっている。
【０００５】次に図２０及び図２１に示す従来例の外観
検査機能付きワイヤボンディング装置の動作を説明す
る。ワイヤボンディング数をセットし、リードフレーム
２９及びＩＣチップ３０が所定位置にセットされると、
ワイヤ検査装置３９は、カメラ制御３８に対して第１Ｉ
ＴＶカメラ３２の撮像指令を行なう第１ＩＴＶカメラ３
２はワイヤボンディングされる前のリードフレーム２９
及びＩＣチップ３０を撮像し、その画像信号を出力す
る。画像信号は、ＡＤ変換器３５でデジタル画像信号に
変換された画像データとして第１画像メモリ３６の第１
領域に記憶される。
【０００６】次にワイヤ検査装置３９は、ワイヤボンデ
ィング制御装置４０に対して作業開始指令を行なうと、
ワイヤボンディング装置４１は、ＩＣチップ３０のボン
ディングパット４２とリードフレーム２９の電極４３間
をワイヤで結線を行ない、ボンディングワイヤ４４が形
成される。そしてワイヤボンディングが終了すると、ワ
イヤ検査装置３９は、再び第１ＩＴＶカメラ３２及び第
２ＩＴＶカメラ３４に対して撮像指令を行ない、第１Ｉ
ＴＶカメラ３２は、図２１（ｂ）に示す斜め上方から撮
像したワイヤボンディング後のボンディングワイヤ４４
の画像信号を出力し、第２ＩＴＶカメラ３４は、図２１
（ａ）に示す真上から撮像した画像信号を出力する。そ
して第１ＩＴＶカメラ３２からの画像信号は、デジタル
画像信号に変換され第１画像メモリ３６の第２領域に記
憶され、第２ＩＴＶカメラ３４からの画像信号は、ディ
ジタル画像信号に変換され第２画像メモリ３７に記憶さ
れる。
【０００７】そしてワイヤ検査装置３９は、ワイヤボン
ディング制御装置４０に対して次の作業開始指令を行な
い、ボンディングワイヤ４４の抽出を行なう。この抽出
処理は画像メモリに記憶されたワイヤボンディグ前と後
の画像データとの差で行なう。この抽出処理が終了する
と、次にワイヤ検査装置３９は、ボンディングワイヤ４
４の形状の良否を判断する。形状判断で正常であると判
断されれば、ワイヤ検査装置３９は、ワイヤボンディン
グ装置４１に対して停止指令を送出し、ワイヤボンディ
ングの途中で作業を停止する。そしてセットされたボン
ディングワイヤ数を、ボンディングワイヤを１本ボンデ
ィングする毎に例えば０．２〜０．５秒毎にボンディン
グワイヤの形状認識を行ない、その形状の良否を判断す
る。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図２０
及び図２１に示す従来例の技術では、ワイヤボンディン
グの終了後に、ワイヤ検査装置により、ボンディングワ
イヤの形状の良否を、判断しているために、装置のイン
デックスを低下させるという問題がある。
【０００９】その理由は、１本のワイヤをボンディング
する毎に０．２〜０．５秒のワイヤ検査時間が、ワイヤ
ボンディング時間に加算されるためである。
【００１０】さらに従来例においては、第１ＩＴＶカメ
ラ及び第２ＩＴＶを取付けるＸＹθテーブルが配置され
ているため、装置が大型化されるという問題がある。
【００１１】その理由は、ボンディング装置のＸＹテー
ブルに加え、第１ＩＴＶカメラ及び第２ＩＴＶを取付け
るＸＹθテーブルのスペースが必要であるためである。
【００１２】本発明の目的は、装置インデックスを低下
させずことなく、生産性を向上させる外観検査機能付き
ワイヤボンディング装置を提供することにある。
【００１３】また本発明の目的は、装置規模の小さい外
観検査機能付きワイヤボンディング装置を提供すること
にある。
【００１４】また本発明の目的は、ボンディングワイヤ
の全数検査を行ない、信頼性を向上させる外観検査機能
付きワイヤボンディング装置を提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明に係る外観検査機能付きワイヤボンディング
装置は、認識用カメラと外観検出カメラとを有する外観
検査機能付きワイヤボンディング装置であって、前記認
識用カメラは、ボンディングヘッド部での半導体ペレッ
トの画像を検出するものであり、前記外観検出カメラ
は、ワイヤボンディング後のボンディングワイヤの形状
を画像検出するものであり、前記認識用カメラと前記外
観検出カメラは、ボンディングツールの両サイドに離間
した位置に取付けたものである。
【００１６】また前記認識カメラと前記外観検査カメラ
は、ボンディングツールの移動方向、すなわちボンディ
ング方向の前方側に認識カメラを、反対方向の後方側に
外観検査カメラを取付けたものである。
【００１７】また前記認識カメラと外観検査カメラは、
ワイヤボンディング中に、次にワイヤボンディングを行
なう半導体ペレットの画像検出とワイヤボンディング後
の半導体ペレットのボンディングワイヤの外観検査を同
時に行なうものである。
【００１８】またリードフレーム上に複数列でダイボン
ディングされた半導体ペレットのワイヤボンディング及
び外観検査において、前記認識カメラと外観検査の画像
検出機能を変換器により反転させ、ボンディング方向と
は反対方向からの、すなわち両方向からのワイヤボンデ
ィング及び外観検査を行なうものである。
【００１９】本発明によれば、ボンディングヘッド部に
半導体ペレットの画像検出する認識用カメラ（図１の１
５）と、ワイヤボンディング後のボンディングワイヤの
形状を画像検出す外観検出カメラ（図１の１６）とをボ
ンディングツールの両サイドに離間した位置でボンディ
ング方向の前方側に認識カメラを反対方向の後方側に外
観検査カメラを有している。
【００２０】したがって、ワイヤボンディング中に認識
カメラによりワイヤボンディング前の半導体ペレットの
画像検出を行うとともに、外観検査カメラによりワイヤ
ボンディング後の半導体ペレットの画像検出を同時に行
うこととなる。
【００２１】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。 （実施形態１）図１は、本発明の実施形態１に係る外観
検査機能付きワイヤボンディング装置を示す構成図であ
る。
【００２２】図１において、搬送部１は、アイランド３
上に半導体ペレット４がダイボンディングされたリード
フレーム２を、制御部５及び電源部６により送り駆動部
（図示略）を制御して、所定ピッチでピッチ搬送しボン
ディングエリア内に搬送するようになっている。ＸＹテ
ーブル部７は、搬送部１に対応して設置されている。Ｘ
Ｙテーブル部７上に取付けたボンディングヘッド部８
を、制御部５及び電源部６により駆動部（図示略）を制
御して、ボンディングエリア内を移動させるようになっ
ている。
【００２３】ボンディングヘッド部８は、制御部５及び
電源部６により上下駆動部（図示略）を制御して、ワイ
ヤボンディングの際にワイヤ９を接合するボンディング
ツール１０と、ワイヤ９の接合の際にボンディングツー
ル１０に超音波振動を与える超音波発振器１１と、ワイ
ヤボンディング終了時のワイヤ９を切断するワイヤカッ
トクランプ１２と、切断されたワイヤ９の先端を電気ト
ーチ電源１３により出力された放電エネルギーを放電さ
せてボールを形整する電気トーチ１４とを有している。
【００２４】またボンディングヘッド部８は、ボンディ
ングツール１０に対して、ボンディングヘッド部８の移
動方向、すなわちボンディング方向の前方側に認識カメ
ラ１５を、反対方向の後方側に外観検査カメラ１６をボ
ンディングツール１０より離間した位置で取付けてい
る。
【００２５】認識カメラ１５は、ワイヤボンディング前
の半導体ペレット４とリード電極１７を撮像した画像を
カメラ制御装置１８を通して認識用画像処理装置１９に
出力するようになっている。認識用画像処理装置１９
は、予め記憶している半導体ペレット４とリード電極１
７との画像を比較して差を算出し、制御信号を制御部５
に出力するようになっており、制御部５は、その制御信
号に基づいてＸＹテーブルを駆動して、ボンディングツ
ール１０がワイヤボンディング位置に移動するための画
像検出を行うようになっている。
【００２６】外観検査カメラ１６は、ワイヤボンディン
グ後の半導体ペレット４とリード電極１７を撮像した画
像をカメラ制御装置１８を通して外観検査用画像処理装
置２０に出力するようになっている。外観検査用画像処
理装置２０は、予め許容範囲を設定して記憶した半導体
ペレット４とリード電極１７の画像と比較して差を算出
してボンディングワイヤ形状の良否を判定するための画
像検出を行うようになっている。又、画像比較を行なう
ため、外観検査用画像処理装置２０は、予め記憶した画
像を、自動ワイヤボンディング作業前にボンディングエ
リア内の半導体ペレット４とリード電極１７を画像認識
し、それを基準画像として記憶するようになっている。
【００２７】これら一連の操作は、操作パネル２１上で
行い、、それらをモニター２２で監視する。図２を参照
すると、リードフレームクランプ２３は、搬送部１によ
りボンディングエリア内に搬送したリードフレーム２を
固定する。又リードフレームクランプ２３は、ワイヤボ
ンディングをするためのボンディングエリア開口部２４
が設けている。
【００２８】図３に示すように、リードフレーム２に
は、アイランド３とリード電極１７とが一定ピッチで複
数列に配列されている。アイランド３は、半導体ペレッ
ト４（図示略）がそれぞれダイボンディングされてい
る。
【００２９】リードフレームクランプ２３は、ボンディ
ングエリア開口部２４内のアイランド３とリード電極１
７とを固定する。
【００３０】図３において、矢印はボンディングヘッド
８の移動方向、すなわちボンディング方向を示してい
る。
【００３１】図４に示すように、アイランド３上にダイ
ボンディングした半導体ペレット４の電極２５とリード
電極１７とには、第１ボンディングワイヤ２６及び第２
ボンディングワイヤ２７がそれぞれ配線されている。
【００３２】次に、本発明の実施形態１に係る動作につ
いて図５及び図６を参照して詳細に説明する。
【００３３】図５に示すように、半導体ペレット４をダ
イボンディングしたリードフレーム２がボンディングエ
リア内に搬送部１により搬送されると、リードフレーム
クランプ２３により固定される。
【００３４】ボンディングヘッド部８のボンディングツ
ール１０に対して、ボンディング方向の前方側にボンデ
ィングツール１０より離間した位置に取付けた認識カメ
ラ１５は、リードフレームクランプ２３のワイヤボンデ
ィングエリア開口部２４内に位置する、最初にワイヤボ
ンディングをする列の１番目の半導体ペレット４を撮像
し、その画像をカメラ制御装置１８を通して認識用画像
処理装置１９に出力する。認識用画像処理装置１９は、
予め記憶した自動ワイヤボンディング作業前の半導体ペ
レット４とリード電極１７の画像を比較をし、その誤差
を算出し制御部５に制御信号として出力する。制御部５
は、その制御信号に基づいてＸＹテーブル部７を駆動す
る。これにより、ボンディングツール１０が２番目の半
導体ペレット４の位置に移動する。
【００３５】図６に示すように、ボンディングツール１
０は、２番目の半導体ペレット４とリード電極１７間を
第１ボンディングワイヤ２６と第２ボンディングワイヤ
２７のワイヤボンディングをする。認識カメラ１５は、
２番目の半導体ペレット４とリード電極１７の画像検出
を１番目の半導体ペレット４のワイヤボンディング中に
行う。そしてワイヤボンディングと画像検出が終了する
と、ボンディングツール１０は、２番目の半導体ペレッ
ト４のワイヤボンディング位置に移動を開始する。
【００３６】次に図７〜図１６を参照し、ボンディング
ヘッド部７の動作を説明する。
【００３７】図７に示すように、ボンディングツール１
０は、認識カメラ１５により画像検出した２番目の半導
体ペレット４の第１ボンディングワイヤ２６のボンディ
ング位置に移動する。
【００３８】このとき、認識カメラ１５は、３番目の半
導体ペレット４の画像検出（図１６（ｂ）参照）を開始
する。そして、ボンディングヘッド部８のボンディング
ツール１０に対して、ボンディング方向の反対方向の後
方側にボンディングツール１０より離間した位置に取付
けた外観検査カメラ１６は、１番目の半導体ペレット４
の第１ボンディングワイヤ２６の形状の画像検出（図１
６（ａ）参照）を開始する。
【００３９】図８に示すように、ボンディングツール１
０が下降してワイヤ９の先端に成形されたボール部を、
ボンディングツール１０により電極２５（図１６（ｂ）
参照）に圧着する。そして、超音波発振器１１によりボ
ンディングツール１０に超音波信号を与えてえ接合す
る。
【００４０】図９に示すように、接合が終了すると、ボ
ンディングツール１０が上昇する。認識カメラ１５は、
３番目の半導体ペレット４と電極２５（図１６（ｂ）参
照）の画像検出を終了する。
【００４１】外観検査カメラ１６は、１番目の半導体ペ
レット４の第１ボンディングワイヤ２６を撮像した画像
をカメラ制御装置１８を通して外観検査用画像処理装置
２０に出力する。外観検査用画像処理装置２０は、予め
許容範囲を設定して記憶したボンディング前の半導体ペ
レット４の画像と比較し、その誤差を算出して第１ボン
ディングワイヤ２６の形状（図１６（ａ）参照）の良否
を判定する。このとき、異常と判断した場合には、制御
部５に異常の制御信号を出力し、装置を停止させる。
【００４２】図１０に示すように、ボンディングツール
１０は、ワイヤ９を繰り出しながら２番目の半導体ペレ
ット４のリード電極１７のボンディング位置に移動して
停止する。認識カメラ１５は、３番目の半導体ペレット
４のリード電極１７の画像検出（図１６（ｄ）参照）を
開始する。
【００４３】外観検査カメラ１６は、１番目の半導体ペ
レットのリード電極１７の第１ボンディングワイヤ２６
の画像検出（図１６（ｃ）参照）を開始する。
【００４４】図１１に示すように、ボンディングツール
１０は、下降してボンディングツール１０より繰り出し
たワイヤ９を圧着する。そして、超音波発振器１１によ
りボンディングツール１０に超音波振動を与えて接合す
る。
【００４５】図１２に示すように、接合が終了すると、
ボンディングツール１０は上昇する。そして、上昇途中
でワイヤカットクランパ１２が閉じてワイヤ９を切断す
る。電気トーチ１４は、切断されたワイヤ９の先端を電
気トーチ電源１３により出力された放電エネルギーによ
りボールを成形する。
【００４６】認識カメラ１５は、３番目の半導体ペレッ
トのリード電極１７の画像検出（図１６（ｄ）参照）を
終了する。
【００４７】外観検査カメラ１６は、１番目の半導体ペ
レットのリード電極１７の第１ボンディングワイヤ２６
の形状（図１６（ｃ）参照）の良否を判定して画像検出
を終了する。そして第１ボンディングワイヤ２６のワイ
ヤボンディングが終了する。
【００４８】図１３に示すように、ボンディングツール
１０は、認識カメラ１５により画像検出した２番目の半
導体ペレット４の第２ボンディングワイヤ２７のワイヤ
ボンディング位置に移動する。このとき、半導体ペレッ
ト４の電極２５とリード電極１７を配線するワイヤボン
ディングは、１本０．２５秒〜０．３２秒で行われる。
認識カメラ１５は、半導体ペレット４とリード電極１７
を０．１８秒〜０．２５秒で画像検出する。
【００４９】外観検査カメラ１６は、半導体ペレット４
とリード電極１７に配線したボンディングワイヤの形状
の良否を０．２秒〜０．４５秒で画像検出して判定す
る。そして、２番目の半導体ペレット４の第２ボンディ
ングワイヤ２７のワイヤボンディングを開始して７番目
の半導体ペレット４のワイヤボンディングまでを前記ワ
イヤボンディング動作を繰返して行う。
【００５０】図１４に示すように、ボンディングツール
１０は、認識カメラ１５で画像検出した１０番目の半導
体ペレット４の位置に移動しワイヤボンディングする。
認識カメラ１５は、画像検出を停止する。外観検査カメ
ラ１６は、９番目の半導体ペレット４のボンディングワ
イヤ形状の良否を判定し画像検出を終了する。
【００５１】図１５に示すように、外観検査カメラ１６
は、１０番目の半導体ペレット４の位置に移動し、ボン
ディングワイヤの形状の良否を判定して画像検出が終了
すると、最初の列のワイヤボンディング及び外観検査が
終了する。そして認識カメラ１５は、次の列のあらかじ
め記憶した１１番目の半導体ペレット４の位置に移動す
る。すなわち、ボンディングヘッド８が移動する。そし
て、次の列の半導体ペレット４のワイヤボンディング及
び外観検査を開始する。
【００５２】以上のように本発明の実施形態１によれ
ば、ワイヤボンディング中に、次にワイヤボンディング
する半導体ペレット及びリード電極の画像検出と、ワイ
ヤボンディング後の半導体ペレット及びリード電極のボ
ンディングワイヤの外観検査とを行っているため、ボン
ディングワイヤの外観検査に要する時間を短縮すること
ができる。
【００５３】次に本発明の実施形態１の具体例を実施例
１として詳細に説明する。
【００５４】図１に示すように、搬送部１は、長尺のリ
ードフレーム２のアイランド３上にシグナルトランジス
ターとしての半導体ペレット４をダイボンディングした
長尺のリードフレーム２を、制御部５及び電源部６によ
り送り駆動部（図示略）を制御し、所定ピッチすなわち
連続して半導体ペレット４をワイヤボンディングする数
をピッチ搬送し、ヒータ加熱しているボンディングエリ
ア内に搬送する。
【００５５】ＸＹテーブル部７は、搬送部１に対応して
設置されている。ＸＹテーブル部７上に取付けたボンデ
ィングヘッド部８を、制御部５及び電源部６により、Ｘ
Ｙ方向を駆動させるＤＣサーボモーターを取付けた駆動
部（図示略）を制御してボンディングエリア内に移動す
る。ボンディングヘッド部８は、制御部５及び電源部６
によりモーターとカムによる上下駆動部（図示略）を制
御し、ワイヤボンディングのとき、金線のワイヤワイヤ
９を接合する細管で先端が円錐形のセラミックからなる
キャピラリすなわちボンディングツール１０とワイヤ９
の接合のときボンディングツール１０に６０ＫＨｚの高
周波の超音波振動を与える超音波発信号器１１と、ワイ
ヤボンディング終了のときのワイヤを切断するワイヤカ
ットクランプ１２と、切断されたワイヤ９の先端を電気
トーチ電源１３により３ＫＶ程度出力された放電エネル
ギーを放電させ、ボールを成形する電気トーチ１４とを
有している。
【００５６】ボンディングヘッド部８は、半導体ペレッ
ト４の真上に位置するボンディングツール１０に対して
ボンディングヘッド部８の移動方向、すなわちボンディ
ング方向（図では右方向）の前方側に小型軽量ＣＣＤカ
メラからなる認識カメラ１５と、反対方向の後方側にＣ
ＣＤ小型軽量ＣＣＤカメラからなる外観検査カメラ１６
とをボンディングツール１０より１個前及び１個後の半
導体ペレット４の真上に離間した位置に取付けている。
認識カメラ１５は、ワイヤボンディング前の半導体ペレ
ット４とリード電極１７を撮像した画像をカメラ制御装
置１８で画像取り込み、高速で画像処理して認識用画像
処理装置１９のメモリに出力する。認識用画像処理装置
１９は、予めメモリに記憶した半導体ペレット４とリー
ド電極１７の画像を比較器により比較し、その差を演算
器により算出してワイヤボンディング座標信号として制
御部５に出力する。制御部５は、その信号に基づいてＸ
Ｙテーブル７を駆動し、ボンディングツール１０がワイ
ヤボンディング位置に移動するための画像検出する。
【００５７】外観検査カメラ１６は、ワイヤボンディン
グ後の半導体ペレット４とリード電極１７を撮像した画
像をカメラ制御装置１８で画像取り込み、高速で処理し
て外観検査用画像処理装置２０のメモリに出力する。外
観検査用画像処理装置２０は、予めメモリに記憶した半
導体ペレット４とリード電極１７の画像を比較器で比較
し、その差を演算器により算出してボンディングワイヤ
形状の良否を判定するための画像検出する。
【００５８】又、あらかじめメモリに記憶した画像は、
自動ワイヤボンディング作業前にボンディングエリア内
の全て（本発明では最初にワイヤボンディングする列）
の半導体ペレット４とリード電極１７を作業者が操作し
て画像認識し、それを基準画像としてメモリに記憶す
る。これら操作は、操作パネル２１で行い、それらをモ
ニター２２で監視する。
【００５９】図２に示すように、リードフレームクラン
プ２３は、搬送部１によりヒータ加熱しているボンディ
ングエリア内に搬送したリードフレーム２を固定する。
またリードフレームクランプ２３には、ホイヤボンディ
ングするエリア開口部２４を設けている。
【００６０】図３に示すように、長尺のリードフレーム
２には、アイランド３とリード電極１７が６ｍｍピッチ
で２列に配列している。そしてアイランド３には、半導
体ペレット４がそれぞれダイボンディングされている。
リードフレームクランプ２３は、ボンディング開口部２
４内の各列１０個のアイランド３とリード電極１７を固
定している。また、矢印はボンディング方向を示すもの
であり、矢印の方向にボンディングを行う。
【００６１】図４に示すように、アイランド３上にダイ
ボンディングした半導体ペレット４の電極２５とリード
電極１７とを第１ボンディングワイヤ２６及び第２ボン
ディングワイヤ２７がそれぞれ配線されている。
【００６２】次に本発明の実施例１に係る動作を図５〜
図６に基づいて詳細に説明する。
【００６３】図５に示すように、半導体ペレット４をダ
イボンディングしたリードフレーム２がヒータ加熱した
ボンディングエリア内に搬送部１により搬送されると、
リードフレームクランプ２３により固定される。そして
ボンディングヘッド部８に半導体ペレット４の真上に位
置するボンディングツール１０に対してボンディング方
向の前方側にボンディングツールより１個前の半導体ペ
レット４の真上に離間した位置で取付けた認識カメラ１
５は、リードフレームクランプ２３のワイヤボンディン
グエリア内に位置する１列目（図では奥側の列）の１番
目（図では左側）の半導体ペレット４を撮像して画像を
カメラ制御装置１８で画像を取り込み、高速で処理し、
認識用画像処理装置１９のメモリに記憶してあらかじめ
認識用画像処理装置１９のメモリに記憶した自動ワイヤ
ボンディング作業前の半導体ペレット４とリード電極１
７の画像と比較器により比較し、その差を演算器により
算出してワイヤボンディング座標信号として制御部５に
出力する。制御部５及び電源部６により、ＸＹテーブル
部７のＤＣサーボモーターを取付けた駆動部を制御し、
ボンディングツール１０を１番目の半導体ペレット４の
位置に移動する。
【００６４】図６にに示すように、ボンディングツール
１０は、１番目の半導体ペレット４とリード電極１７間
を第１ボンディングワイヤ２６と第２ボンディングワイ
ヤ２７のワイヤボンディングを行う。認識カメラ１５
は、２番目の半導体ペレット４とリード電極１７の画像
検出を１番目の半導体ペレット４のワイヤボンディング
中に行う。ワイヤボンディングと画像検出が終了する
と、ボンディングツール１０は、２番目の半導体ペレッ
ト４のワイヤボンディング位置に移動する。
【００６５】次に図７〜図１６を参照してボンディング
ヘッド部７の動作を説明する。
【００６６】図７に示すように、ボンディングツール１
０は、認識カメラ１５により画像検出したワイヤボンデ
ィング座標の２番目の半導体ペレット４の第１ボンディ
ングワイヤの電極２５の位置に移動する。このとき、認
識カメラ１５は、３番目の半導体ペレット４の電極２５
の画像検出（図１６（ｂ）参照）を開始する。そしてボ
ンティングヘッド部８に半導体ペレットの真上に位置す
るボンディングツール１０に対してボンティング方向の
反対方向の後方側にボンディングツール１０より１個後
の半導体ペレット４の真上に離間した位置で取付けた外
観検査カメラ１５は、１番目の半導体ペレット４の電極
２５の第１ボンディングワイヤ２６の形状（図１６
（ａ）参照）の画像検出を開始する。
【００６７】図８に示すように、ボンディングツール１
０が下降し、ワイヤ９の先端が成形されたボール部をボ
ンディングツール１０により電極２５に圧着する。そし
て超音波発振器１１によりボンディングツール１０に６
０ｋＨｚの高周波の超音波振動を与えて接合する。
【００６８】図９に示すように、接合が終了すると、ボ
ンディングツール１０が上昇する。認識カメラ１５は、
３番目の半導体ペレット４の電極２５の画像検出（図１
６（ｂ）参照）を終了する。外観検査カメラ１６は、１
番目の半導体ペレット４の電極２５部の第１ワイヤボン
ディング２６を撮像した画像（図１６（ａ）参照）をカ
メラ制御装置１８で画像取込み、高速で処理して外観検
査用画像処理装置２０のメモリに出力し、予め外観検査
用画像処理装置２０のメモリに記憶した半導体ペレット
４とリード電極１７のうちの半導体ペレット４の電極２
５の画像と比較器により比較し、その差を演算器により
算出してボンディングワイヤ形状の良否を判定する。こ
のとき、異常と判断した場合には、制御部５に信号を出
力して装置を停止させる。
【００６９】図１０に示すように、ボンディングツール
１０は、ワイヤ９を繰り出しながら認識カメラ１５によ
り画像検出した２番目の半導体ペレット４の第１ボンデ
ィングワイヤ２６のワイヤボンディング座標のリード電
極１７のボンディング位置に移動して停止する。
【００７０】認識カメラ１５は、３番目の半導体ペレッ
ト４のリード電極１７の画像検出（図１６（ｄ）参照）
を開始する。外観検査カメラ１６は、１番目の半導体ペ
レットのリード極１７の第１ボンディングワイヤ２６の
画像検出（図１６（ｃ）参照）を開始する。図１１に示
すように、ボンディングツール１０が下降してボンディ
ングツール１０より繰り出したワイヤ９をリード電極１
７に圧着して超音波発振器１１によりボンディングツー
ル１０に超音波振動を与えて接合する。
【００７１】図１２に示すように、接合が終了すると、
ボンディングツール１０は上昇する。そして、上昇途中
でワイヤカットクランプ１２が閉じてワイヤ９を切断す
る。そして、ワイヤカットクランプ１２により切断され
たワイヤ９の先端を電気トーチ電源１３により３ＫＶ程
度の放電エネルギーを電気トーチ１４にて放電してボー
ルを成形する。認識カメラ１５は、３番目の半導体ペレ
ット４のリード電極のワイヤボンディング座標を記憶し
て画像検出（図１６（ｄ）参照）を終了する。外観検査
カメラ１６は、１番目の半導体ペレット４のリード電極
１７の第１ボンディングワイヤ２６の形状（図１６
（ｃ）参照）の良否を判定して画像検出を終了する。そ
して第１ボンディングワイヤ２６のワイヤボンディング
が終了する。
【００７２】図１３に示すように、ボンディングツール
１０は、認識カメラ１５により画像検出して記憶した２
番目の半導体ペレット４の第２ボンディングワイヤ２７
のワイヤボンディング座標のボンディンディング位置に
移動する。このとき、半導体ペレット４の電極２５とリ
ード電極１７を配線するワイヤボンディングは、１本約
０．３秒でワイヤボンディングする。認識カメラ１５
は、半導体ペレット４及び電極２５とリード電極１７
を、０．２５秒で画像検出する。外観検査カメラ１６
は、半導体ペレット４の電極２５にワイヤボンディング
した、ボンディングワイヤのボールサイズ、変形、位置
とリード電極１７にワイヤボンディングしたボンディン
グワイヤのクレセントサイズ位置、またワイヤ曲りを
０．３秒（検項目による）で画像検出して判定する。
【００７３】そして、２番目の半導体ペレット４の第２
ボンディングワイヤ２７のワイヤボンディングを開始
し、７番目の半導体ペレット４のワイヤボンディングま
で前記ワイヤボンディング動作を繰返す。
【００７４】図１４に示すように、ボンディングツール
１０は、認識カメラ１５にて画像検出した１０番目の半
導体ペレット４の位置に移動してワイヤボンディングを
行う。認識カメラ１５は、画像検出を停止する。また外
観検査カメラ１６は、９番目の半導体ペレット４のボン
ディングワイヤの形状の良否を判定して画像検出を終了
する。
【００７５】図１５に示すように、外観検査カメラ１６
は、１０番目の半導体ペレット４の位置に移動し、ボン
ディングワイヤの形状の良否を判定して画像検出が終了
すると、１列目のワイヤボンディング及び外観検査が終
了する。そして、認識カメラ１５は、次の２列目の１１
番目（図では手前の列の左側）の半導体ペレット４の位
置に移動する。すなわち、ボンディングヘッド部が移動
する。そして２列目の半導体ペレット４のワイヤボンデ
ィング及び外観検査を開始する。
【００７６】以上のように本発明の実施例１によれば、
ワイヤボンディング中に１個前の次にワイヤボンディン
グする半導体ペレット及びリード電極のボンディング座
標の画像検出と、１個後のワイヤボンディング後の半導
体ペレット及びリード電極のボンディングワイヤの外観
検査をしているため、ボンディングワイヤの外観検査時
間を短縮することができる。
【００７７】（実施形態２）次に本発明の実施形態２に
ついて図面を参照して説明する。
【００７８】図１７を参照すると、認識カメラ１５及び
外観検査カメラ１６のカメラ制御装置１７の出力信号
は、変換器２８を通して認識用画像処理装置１９及び外
観検査用画像処理装置２０に出力する。変換器２８は、
制御部５からの信号により認識カメラ１５の撮像した画
像をカメラ制御装置１８を通して出力した信号を外観検
査カメラ用画像処理装置２０に出力する。又、外観検査
カメラ１６で撮像した画像をカメラ制御装置１８を通し
て認識用画像処理装置１９に出力する。すなわち認識カ
メラ１５と外観検査カメラの機能が反転する。
【００７９】図１８を参照すると、最初の列（図では奥
側）を左側から右側へボンディングヘッド８が移動し
て、ワイヤボンディングと外観検査が終了すると、次の
列の１１番目の半導体ペレット４（図では手前側）に移
動する。このとき、変換器２８は、制御部５から出力さ
れた信号で認識カメラ１５と外観検査カメラの機能を反
転させ、右側から左側へとボンディングヘッド部８が移
動してワイヤボンディングと外観検査をする。
【００８０】図１９を参照すると、矢印はボンディング
ヘッド８の移動方向とボンディング方向を示す。
【００８１】本発明の実施形態２によれば、実施形態１
の効果に加えて、複数列で配列された半導体ペレットの
ワイヤホベンディング後のボンディングヘッドの移動を
少なくする、すなわちリターンを減らすことにより、ボ
ンディング時間を短縮することができる。
【００８２】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、ワ
イヤボンディング中に外観検査を行うため、装置インデ
ックスを低下させずにボンディングワイヤの全数を外観
検査して信頼性を向上させることができる。
【００８３】その理由は、ボンディングヘッド部のボン
ディングツールに対して、ボンディング方向の前方側に
認識用カメラと反対方向の後方側に外観検査カメラとを
ボンディングディングツールより離間した位置に取付け
たためである。
【００８４】さらに、外観検査用カメラ専用機構部が不
要になり、装置規模を小さくすることができる。
【００８５】その理由は、ボンディングヘッド部に外観
検査カメラを取付けたためである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態１に係る外観検査機能付きワ
イヤボンディング装置を示す構成図である。
【図２】本発明の実施形態１に係る外観検査機能付きワ
イヤボンディング装置に用いたボンディングヘッド部を
示す斜視図である。
【図３】本発明の実施形態１に係る外観検査機能付きワ
イヤボンディング装置に用いたリードフレームを示す平
面図である。
【図４】本発明の実施形態１に係る外観検査機能付きワ
イヤボンディング装置におけるワイヤボンディングの詳
細な状態を示す斜視図である。
【図５】本発明の実施形態１における動作を示す斜視図
である。
【図６】本発明の実施形態１における動作を示す斜視図
である。
【図７】本発明の実施形態１における動作を示す斜視図
である。
【図８】本発明の実施形態１における動作を示す斜視図
である。
【図９】本発明の実施形態１における動作を示す斜視図
である。
【図１０】本発明の実施形態１における動作を示す斜視
図である。
【図１１】本発明の実施形態１における動作を示す斜視
図である。
【図１２】本発明の実施形態１における動作を示す斜視
図である。
【図１３】本発明の実施形態１における動作を示す斜視
図である。
【図１４】本発明の実施形態１における動作を示す斜視
図である。
【図１５】本発明の実施形態１における動作を示す斜視
図である。
【図１６】（ａ），（ｂ）は、本発明の実施形態１にお
ける半導体ペレットの電極画像を示す平面図、（ｃ），
（ｄ）は、本発明の実施形態１における半導体ペレット
のリード電極画像を示す平面図である。
【図１７】本発明の実施形態２を示す構成図である。
【図１８】本発明の実施形態２に係る動作を示す斜視図
である。
【図１９】本発明の実施形態２に係るリードフレームを
示す平面図である。
【図２０】従来例に係る外観検査機能付ワイヤボンディ
ング装置を示す構成図である。
【図２１】（ａ）は、従来例の第２ＩＶカメラで撮像し
た画像を示す平面図、（ｂ）は、従来例の第１ＩＶカメ
ラで撮像した画像を示す斜視図である。
【符号の説明】
１ 搬送部 ２ リードフレーム ３ アイランド ４ 半導体ペレット ５ 制御部 ６ 電極部 ７ ＸＹテーブル部 ８ ボンディングヘッド部 ９ ワイヤ １０ ボンディングツール １１ 超音波発振器 １２ ワイヤカットクランプ １３ 電気トーチ電源 １４ 電気トーチ １５ 認識カメラ １６ 外観検査カメラ １７ リード電極 １８ カメラ制御装置 １９ 認識用画像処理装置 ２０ 外観検査用画像処理装置 ２１ 操作パネル ２２ モニター ２３ リードフレームクランプ ２４ ボンディングエリア開口部 ２５ 電極 ２６ 第１ボンディングワイヤ ２７ 第２ボンディングワイヤ ２８ 変換器 ２９ リードフレーム ３０ ＩＣチップ ３１ ＸＹθテーブル ３２ 第１ＩＴＶカメラ ３３ ワイヤ ３４ 第２ＩＴＶカメラ ３５ Ａ／Ｄ変換器 ３６ 第１画像メモリ ３７ 第２画像メモリ ３８ カメラ制御装置 ３９ ワイヤ検査装置 ４０ ワイヤボンディング制御装置 ４１ ワイヤボンディング装置 ４２ ボンディングパッド ４３ 電極 ４４ ボンディングワイヤ

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 認識用カメラと外観検出カメラとを有す
    る外観検査機能付きワイヤボンディング装置であって、 前記認識用カメラは、ボンディングヘッド部での半導体
    ペレットの画像を検出するものであり、 前記外観検出カメラは、ワイヤボンディング後のボンデ
    ィングワイヤの形状を画像検出するものであり、 前記認識用カメラと前記外観検出カメラは、ボンディン
    グツールの両サイドに離間した位置に取付けたものであ
    ることを特徴とする外観検査機能付きワイヤボンディン
    グ装置。
  2. 【請求項２】 前記認識カメラと前記外観検査カメラ
    は、ボンディングツールの移動方向、すなわちボンディ
    ング方向の前方側に認識カメラを、反対方向の後方側に
    外観検査カメラを取付けたことを特徴とする請求項１に
    記載の外観検査機能付きワイヤボンディング装置。
  3. 【請求項３】 前記認識カメラと外観検査カメラは、ワ
    イヤボンディング中に、次にワイヤボンディングを行な
    う半導体ペレットの画像検出とワイヤボンディング後の
    半導体ペレットのボンディングワイヤの外観検査を同時
    に行なうことを特徴とする請求項２に記載の外観検査機
    能付きワイヤボンディング装置。
  4. 【請求項４】 リードフレーム上に複数列でダイボンデ
    ィングされた半導体ペレットのワイヤボンディング及び
    外観検査において、前記認識カメラと外観検査の画像検
    出機能を変換器により反転させ、ボンディング方向とは
    反対方向からの、すなわち両方向からのワイヤボンディ
    ング及び外観検査を行なうものであることを特徴とする
    請求項２に記載の外観検査機能付きワイヤボンディング
    装置。
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