JP2977953B2 - ワイヤボンディング方法 - Google Patents

ワイヤボンディング方法

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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、半導体装置製造工程に
適用されるワイヤボンディング方法に関する。
【0002】
【従来の技術】ワイヤボンディング装置は、リードフレ
ームのリードと半導体ペレットのパッドとを撮像する撮
像手段と、撮像手段が撮像した画像信号を取込んで認識
する画像処理手段と、画像処理手段の認識結果に基づ
き、ボンディングヘッドによりリードフレームのリード
とペレットのパッドとの間のワイヤボンディング動作を
行なわせる制御手段とを有している。
【0003】ここで、画像処理手段は、(1) 教示段階で
は、同一品種間の代表としての基準リードフレームにつ
いて、そのリード上の基準ボンディング座標を設定し、
(2)当該同一品種の生産段階では、一般リードフレーム
について、そのリードが基準リードフレームのリードに
対してなす位置ずれ量を検出する。
【0004】そして、制御手段は、画像処理手段が検出
した一般リードフレームのリードの上記位置ずれ量に基
づき、一般リードフレームのリード上の実ボンディング
座標を、基準リードフレームについて設定した基準ボン
ディング座標に対して補正することにて設定し、この実
ボンディング座標に基づき、ボンディングヘッドにより
ボンディング動作を行なわせる。
【0005】このとき、リード上のボンディング点は、
ボンディングされるワイヤとの間に一定のボンディング
強度を確保するため、ワイヤをボンディングするのに十
分なリード幅があり、ワイヤループを形成したときに、
隣接するワイヤループ同士が接触することのないよう
に、(a) リードの先端から一定の距離をなす位置、(b)
リード幅の中央位置に設定することが好適である。
【0006】然るに、従来技術において、教示段階で、
基準リードフレームについて、リード上に定める基準ボ
ンディング座標の設定は以下の如くなされる。即ち、図
4に示す如く、オペレータの目視操作によって、画像処
理手段のモニター画面上に描かれた中心から一定距離を
示す円1の外周をリード2の先端に合わせ、かつ円1の
中心をリード2の幅中央に合わせる。そして、画像処理
手段をして、当該円1の中心点を基準ボンディング座標
として設定する。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】然しながら、従来技術
では、下記〜の問題点がある。
【0008】リード2に対する円1の位置合わせに際
し、人間系(目視)によるばらつきを伴い、ボンディン
グ座標を、(a) リードの先端から一定の距離をなす位
置、(b) リード幅の中央位置にそれぞれ正確に設定する
ことに困難がある。
【0009】この場合に、図5に示す如く、隣接する 2
つのリード2、2の適正なボンディング座標3、3のそ
れぞれにボンディングされる適正なワイヤを4、4とす
るのに対し、一方のリード2のボンディング座標3Aが
ずれて設定されると、このボンディング座標3Aにボン
ディングされたワイヤ4Aは他方のワイヤ4に接触する
不具合を生ずる。
【0010】半導体の多ピン化に伴い、リード数が多
くなる場合にも、各リード毎に円1を用いた目視位置合
わせ作業を伴い、作業困難である。
【0011】リードの先端に対してボンディング座標
がなす位置を変更する場合には、多種円スケールサイズ
の円1を用意しなければならず、対応困難である。
【0012】本発明は、リード上における実ボンディン
グ座標を撮像手段を用いて求めるに先立ち、教示段階に
おける基準リードフレームについて、そのリード上のボ
ンディング座標(基準ボンディング座標)の設定を正確
かつ容易に行なえるようにすることを目的とする。
【0013】
【課題を解決するための手段】請求項1に記載の本発明
は、リードフレームのリードを撮像する撮像手段と、撮
像手段が撮像した画像信号を取込んで認識し、リード上
のボンディング座標を設定する画像処理手段と、画像処
理手段によるボンディング座標の設定結果に基づき、ボ
ンディングヘッドによりボンディング動作を行なわせる
制御手段とを用いて行なうワイヤボンディング方法にお
いて、画像処理手段は、(A)まずボンディング座標の
教示段階において、基準リードフレームのリードの長さ
方向2個所でリード巾の中央の座標点A、Bを求め、座
標点A、Bからリードの傾きを求め、この傾き方向でリ
ードの先端の座標点Cを認識し、座標点Cから、リード
の傾き方向に、指定された距離Lをなす位置にボンディ
ング座標Dを設定し、(B)次に基準リードフレームと
同一品種の生産段階において、一般リードフレームにつ
いて、そのリードが基準リードフレームのリードに対し
てなす位置ずれ量を検出し、検出した位置ずれ量に基づ
きボンディング座標Dを補正し、その一般リードフレー
ムのリード上の実ボンディング座標を設定し、設定した
実ボンディング座標に基づきボンディングヘッドによる
ボンディング動作を実行可能とするようにしたものであ
る。
【0014】
【0015】
【作用】請求項1に記載の本発明によれば、教示段階に
おける基準リードフレームについて、そのリード上のボ
ンディング座標(基準ボンディング座標)の設定を正確
かつ容易に行なえ、そして正確に設定された基準ボンデ
ィング座標に基づいて実ボンディング点を求め、求めた
実ボンディング点に基づきボンディングヘッドによるボ
ンディング動作を行なうことで、リードが基準位置から
ずれていても正確な位置にボンディングが行なえる。
【0016】
【0017】
【実施例】図1は本発明の実施に用いられるワイヤボン
ディング装置の一例を示す模式図、図2は基準リードフ
レームにおける基準ボンディング座標の設定原理を示す
模式図、図3は一般リードフレームにおけるリードの位
置ずれ量の検出原理を示す模式図である。
【0018】ワイヤボンディング装置11は、基台12
を備えている。この基台12にはX移動モータ13とY
移動モータ14とによって平面上をX、Y方向に移動さ
れるXYテーブル15と、リードフレーム16を搬送す
る送り装置17とが対向して配置されている。上記XY
テーブル15にはボンディングヘッド18が設けられて
いる。
【0019】ボンディングヘッド18には先端にキャピ
ラリ19を有し、Z移動モータ20によって回動せしめ
られるボンディングアーム21が支持されるとともに、
支持体22が配設されている。この支持体22には、上
記キャピラリ19にワイヤを供給するワイヤスプール2
3と、上記送り装置17によって搬送されてくるリード
フレーム16を撮像する撮像装置24とが取付けられて
いる。
【0020】そして、撮像装置24には、画像処理装置
25と制御装置26が順次電気的に接続されている。画
像処理装置25には、メモリ27が接続されている。
【0021】撮像装置24は、ITVカメラからなり、
リードフレーム16のリード30と半導体ペレットのパ
ッド(不図示)とを撮像する。また、画像処理装置25
は、撮像装置24が撮像した画像信号を取込んで認識す
る。また、制御装置26は、画像処理装置25の認識結
果に基づき、ボンディングヘッド18のモータ13、1
4、20を駆動し、リードフレーム16のリード30と
ペレットのパッドとの間のワイヤボンディング動作を行
なわせる。
【0022】ここで、画像処理装置25は、(1) 教示段
階では、同一品種間の代表としての基準リードフレーム
16Aについて、そのリード30A上の基準ボンディン
グ座標31Aを設定し、(2) 当該同一品種の生産段階で
は、一般リードフレーム16Bについて、そのリード3
0Bが基準リードフレーム16Aのリード30Aに対し
てなす位置ずれ量(△X ,△Y )を検出する。
【0023】そして、制御装置26は、画像処理装置2
5が検出した一般リードフレーム16Bのリード30B
の上記位置ずれ量(△X ,△Y )に基づき、一般リード
フレーム16Bのリード30B上の実ボンディング座標
31Bを、基準リードフレーム16Aについて設定した
基準ボンディング座標31Aに対して補正することにて
設定し、この実ボンディング座標31Bに基づき、上述
のボンディングヘッド18によるボンディング動作を行
なわせる(図3参照)。
【0024】然るに、本実施例にあっては、画像処理装
置25の上記(1) における、基準リードフレーム16A
のリード30A上の基準ボンディング座標31Aの設定
を下記〜の如くにより行なう。
【0025】オペレータにてリード30Aを指定する
(図2(A)参照)。
【0026】画像処理装置25の検出視野32にて、
リード30Aのエッジを検出してリード幅を求め、この
リード幅の中央の座標点Aを算出する(図2(B)参
照)。
【0027】この際、リード30AをX方向、Y方向の
両検出方向で検出し、この検出により測定したリード幅
を比較し、小さい幅を検出した検出方向を選択し、中央
座標を求める。
【0028】上記で選択した検出方向にて、座標点
AからY方向に距離M離れた位置で、リード30Aのリ
ード幅の中央の座標点Bを算出する(図2(B)参
照)。
【0029】座標点A、Bから、リード30Aの傾き
θを求める。このとき、リード30Aの傾きθをメモリ
27に記憶しておく。
【0030】画像処理装置25の検出視野32をリー
ド30Aの傾き方向に設定し、撮像出力のダウンエッジ
を探し、リード30Aの先端を認識する。検出視野32
の当初の範囲でリード30Aの先端を検出できなけれ
ば、検出範囲をリード30Aの傾き方向に徐々に広げて
いく。座標点A、Bを結ぶ直線とリード30Aの先端と
が交わる点が、リード30Aの先端の座標点Cとなる
(図2(C)参照)。
【0031】リード30Aの先端の座標点Cを原点と
し、リード30A上にて、リード30Aの傾き方向に、
指定された距離Lをなす位置にボンディング座標Dを設
定する(図2(D)参照)。
【0032】ここで、上記距離Lは、リード30A上に
て、ワイヤをボンディングするのに十分なリード幅があ
り、ワイヤループを形成したときに、隣接するワイヤル
ープ同士が接触することがないように設定されたリード
の先端からの距離である。
【0033】尚、上記において、リード30AをX方
向、Y方向の両検出方向で検出し、幅の狭い検出方向を
選択して検出方向を決定したが、この検出方向はオペレ
ータがリード30Aを指定する際に設定するようにして
も良い。
【0034】また、上記実施例において、ボンディング
座標を設定する際、リード上に設定されたボンディング
座標と、このボンディング座標に対するペレット上のパ
ッドの座標との位置関係から、形成されるループの軌跡
を算出するようにし、隣接するループの軌跡同士が重な
る場合には、リード上のボンディング座標を重ならない
位置に補正して設定する機能を備えても良い。
【0035】次に、上記実施例の作用について説明す
る。
【0036】画像処理装置25は、リード30Aの傾き
とリード30Aの先端座標とを認識し、リード30A上
にて該リード30Aの先端から予め設定した距離Lをな
す位置に基準ボンディング座標31Aを自動的に設定す
ることとなる。即ち、リード30A上における基準ボン
ディング座標31Aの設定を、リード30Aの先端から
一定の距離Lをなす位置に、正確かつ容易に行なうこと
ができる。
【0037】画像処理装置25は、基準ボンディング座
標31Aをリード幅の中央に自動的に設定することとな
る。即ち、リード30A上における基準ボンディング座
標31Aの設定を、リード幅の中央位置に、正確かつ容
易に行なうことができる。
【0038】従って、ボンディング座標の設定に際し、
人間系(目視)によるばらつきを伴うことがなく、ボン
ディング座標を正確かつ容易に設定できる。
【0039】また、リードの先端に対してボンディング
座標がなす位置を変更する場合には、上述の距離Lを自
在に設定替えすることにて、対応容易である。
【0040】また、リードのボンディング点が正確に設
定されるから、ボンディングワイヤのループ形状生成も
予め設定してある形態を確保することとなり、良好なル
ープ形状を生成できる。
【0041】以上のように本発明によれば、リード上に
おける実ボンディング座標を撮像手段を用いて求めるに
先立ち、教示段階における基準リードフレームについ
て、そのリード上のボンディング座標(基準ボンディン
グ座標)の設定を正確かつ容易に行なえるようにするこ
ができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は本発明の実施に用いられるワイヤボンデ
ィング装置の一例を示す模式図である。
【図2】図2は基準リードフレームにおける基準ボンデ
ィング座標の設定原理を示す模式図である。
【図3】図3は一般リードフレームにおけるリードの位
置ずれ量の検出原理を示す模式図である。
【図4】図4は従来のボンディング座標設定方法を示す
模式図である。
【図5】図5はボンディング不具合状態を示す模式図で
ある。
【符号の説明】
11 ワイヤボンディング装置 16 リードフレーム 18 ボンディングヘッド 24 撮像装置 25 画像処理装置 26 制御装置 30 リード 31 ボンディング座標

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 リードフレームのリードを撮像する撮像
    手段と、撮像手段が撮像した画像信号を取込んで認識
    し、リード上のボンディング座標を設定する画像処理手
    段と、画像処理手段によるボンディング座標の設定結果
    に基づき、ボンディングヘッドによりボンディング動作
    を行なわせる制御手段とを用いて行なうワイヤボンディ
    ング方法において、画像処理手段は、(A)まずボンディング座標の教示段階において、 基準リードフレームのリードの長さ方向2個所でリード
    巾の中央の座標点A、Bを求め、 座標点A、Bからリードの傾きを求め、 この傾き方向でリードの先端の座標点Cを認識し、 座標点Cから、リードの傾き方向に、指定された距離L
    をなす位置にボンディング座標Dを設定し、 (B)次に基準リードフレームと同一品種の生産段階に
    おいて、 一般リードフレームについて、そのリードが基準リード
    フレームのリードに対してなす位置ずれ量を検出し、 検出した位置ずれ量に基づきボンディング座標Dを補正
    し、その一般リードフレームのリード上の実ボンディン
    グ座標を設定し、 設定した実ボンディング座標に基づきボンディングヘッ
    ドによるボンディング動作を実行可能とする ことを特徴
    とするワイヤボンディング方法。
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