JP3106345B2 - ワイヤボンディング装置 - Google Patents

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、ワイヤボンディン
グ装置に係り、特にボンディング点座標の登録及び修正
を行う場合の装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、半導体部品は、図４に示すよう
に、ペレット１がリードフレーム２に固着されており、
ペレット１のパッド１ａ１とリードフレーム２のリード
２ａ１がワイヤ３ａ１によって接続される。ボンディン
グの順番を示した符号を付した各パッド、リード、ワイ
ヤの呼称を図５に示す。以下の説明で、パッド１ａ１、
１ａ２・・・１ａ１４を一般に１ａｎ、リード２ａ１、
２ａ２・・・２ａ１４を一般に２ａｎ、ワイヤ３ａ１、
３ａ２・・・３ａ１４を一般に３ａｎとする。即ち、パ
ッド１ａｎとリード２ａｎがワイヤ３ａｎによって接続
される。
【０００３】前記ワイヤ３ａｎを接続するためのワイヤ
ボンディング装置は、図６に示すような構成となってい
る。Ｘ軸モータ５及びＹ軸モータ６によりＸＹ方向に駆
動されるＸＹテーブル７上にはボンディングヘッド８が
搭載されている。ボンディングヘッド８にはボンディン
グアーム９が上下動又は揺動可能に設けられ、図示しな
いＺ軸モータで上下動又は揺動させられる。ボンディン
グアーム９の先端部にはボンディングツール１０が固定
されており、ボンディングツール１０にはワイヤ（図示
せず）が挿通されている。またボンディングヘッド８に
は、カメラ保持部１１が固定されており、カメラ保持部
１１の先端部にはボンディングツール１０よりオフセッ
トしてカメラ１２が取付けられている。ワイヤが接続さ
れるワーク１３はフレームフィーダ１４によりボンディ
ング位置に送られる。
【０００４】図６に示すワイヤボンディング装置でボン
ディングを行うためには、予めボンディング座標の登録
が必要である。ボンディング座標の登録には、初めにワ
ークのアライメントを行うための基準パターンを記憶す
る操作を行い、そのパターンを記憶した位置を定点とし
て登録する。その後に続いてボンディング座標の登録が
行なわれる。一般に、図４に示すような半導体部品にお
いて、ペレット１上の各パッド１ａｎの相対的な位置関
係は一定である。またリードフレーム２の各リード２ａ
ｎの相対的な位置関係も一定である。しかし、ペレット
１はリードフレーム２に接着により固定されているの
で、ペレット１側とリードフレーム２側の座標位置関係
はワーク１３毎に異なることが多い。
【０００５】そこで、一般に、ペレット１上の少なくと
も２つの定点の正規の位置からのずれを検出することに
より、各パッド１ａｎのボンディング位置を算出するこ
とができ、更に、リードフレーム２上の少なくとも２つ
の定点の正規の位置からのずれを検出することにより、
各リード２ａｎのボンディング位置を算出することがで
き、これにより、パッド１ａｎとリード２ａｎの正しい
位置にボンディングすることができる。更に複雑な半導
体部品においては、これより多くの定点を用いた位置ず
れ検出をすることがあるが、以下、ペレット側２点、リ
ードフレーム側２点の定点を用いた例を示す。こうした
定点のアライメント検出を行うには、定点の基準パター
ンを記憶しておき、正規化相関処理を用いることが一般
的であるが、当然、他の検出処理を用いることもでき
る。
【０００６】ペレット１側の定点の登録は、カメラ１２
で撮像した画像を映し出すテレビモニタにカメラ１２の
中心を示す十字状のレチクルマークを表示しておき、Ｘ
Ｙテーブル７を駆動するチェスマン又はディジタルスイ
ッチを操作してＸＹテーブル７を移動させてカメラ１２
をペレット１の上方に位置させ、テレビモニタを見なが
らチェスマン又はディジタルスイッチを操作してテレビ
モニタのレチクルマークの中心を希望する１点に合わせ
る。そして、登録用スイッチを押すことにより、この時
点のＸＹテーブル７の座標を第１の定点としてボンディ
ング点座標メモリに登録する。同時にこの定点の基準パ
ターンを定点基準パターン記憶メモリに登録する。同様
の操作により、ペレット１上の別の１点を第２の定点と
して登録する。なお、定点としては、一般に離れた２つ
の対角の位置を選んでいる。またリードフレーム２側の
定点も同様の操作により登録する。
【０００７】この定点の登録に続いてボンディング点座
標の登録を行う。このボンディング点座標の登録は、前
記と同様に、チェスマン又はディジタルスイッチを操作
してＸＹテーブル７を移動させてカメラ１２をボンディ
ングするパッド１ａｎ又はリード２ａｎの上方に位置さ
せ、テレビモニタを見ながらチェスマン又はディジタル
スイッチを操作してテレビモニタのレチクルマークの中
心を該パッド１ａｎ又はリード２ａｎの希望する位置に
合わせる。そして、登録用スイッチを押すことにより、
この時点のＸＹテーブル７の座標をボンディング座標と
してボンディング点座標メモリに登録する。この操作を
全てのボンディング点について行い、各ボンディング点
座標をボンディング点座標メモリに登録する。なお、一
般に希望するボンディング位置はパッド１ａｎ及びリー
ド２ａｎの中心とする場合が多い。
【０００８】このように、ペレット１側の２つの定点と
リードフレーム２側の２つの定点と各ボンディング点の
座標を登録することにより、その後の同一品種のワーク
１３は、ボンディングする該ワーク１３の定点のずれを
検出することにより、自動的にボンディング点座標が修
正され、自動的にワイヤボンディングが行なわれる。即
ち、予め登録された正規の定点上にカメラ１２が移動さ
せられ、正規の定点からの実際の定点の位置ずれが検出
され、この位置ずれ検出値に基づいて各ボンディング点
の実際のボンディング点座標が自動的に算出され、この
補正された各ボンディング点にボンディングツール１０
を案内（ＸＹテーブル７が各ボンディング点座標に移
動）することにより、ボンディング作業が自動的に行な
われる。
【０００９】実際のボンディング作業は、位置ずれ補正
された各ボンディング点座標にカメラ１２の中心とボン
ディングツール１０の中心のオフセット量を加えた座標
にＸＹテーブル７を移動させ、ボンディングツール１０
を各ボンディング点に導いている。なお、この種のワイ
ヤボンディング方法及びその装置に関連するものとし
て、例えば特公昭５７−１１４９８号公報、特公昭５７
−３３８５２号公報、特公昭５７−５００５９号公報、
特公昭６１−６５４１号公報等があげられる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】ところで、定点及びボ
ンディング点座標を登録した後、このボンディング点位
置を確認するには、記憶されているボンディング点座標
位置にＸＹテーブル７を駆動してカメラ１２を移動さ
せ、テレビモニタに写っているパッド１ａｎ又はリード
２ａｎとレチクルマークを見て、ボンディング点に位置
ずれがないかを確認していた。しかし、ボンディングを
実行した後や座標登録に用いたワーク１３を次工程に搬
送してしまった後に、ボンディング点座標の確認や修正
をしようとする場合には、別の同様なワーク１３を用い
て座標位置を確認する方法を採らなければならない。
【００１１】即ち、再度、前記した少なくとも２つの定
点の正規のボンディング点座標位置からのずれを検出し
てこの検出値に基づいて各ボンディング点の実際のボン
ディング点座標位置を算出し、この補正されたボンディ
ング点座標位置にＸＹテーブル７を移動させ、テレビモ
ニタに写っているパッド１ａｎ又はリード２ａｎとレチ
クルマークを見て、ボンディング点に位置ずれがないか
確認していた。このため、２つの定点の合わせを正確に
行う必要があり、またこのアライメントがずれている
と、各ボンディング点がずれて見え、正確な確認や修正
ができないことがあった。
【００１２】本発明の課題は、ボンディング点座標の確
認や修正をしようとする場合、他のワークをセットし直
したりする必要がなく、これに伴うアライメント合わせ
に起因するずれを皆無とすることができ、ボンディング
点位置の確認及び修正を容易に行う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。
【００１３】
【００１４】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の本発明の装置は、ペレットのパッドとリードフレーム
のリードとをワイヤによって接続するボンディングツー
ルと、ボンディング面を撮像するカメラと、ボンディン
グツール及びカメラを共にＸＹ軸方向に駆動するＸＹテ
ーブルと、このＸＹテーブルを手動で移動させる手動操
作手段と、カメラによて撮像された画像を記憶する画像
メモリ及びその画像を写し出すテレビモニタと、画像メ
モリの画像を処理してアライメントのための定点のずれ
量を演算する画像演算制御部と、定点の基準パターンを
記憶する定点基準パターン記憶メモリと、定点及びボン
ディング点座標を記憶するボンディング点座標メモリ
と、前記画像演算制御部によって算出された位置ずれ量
によって前記ボンディング点座標メモリに記憶されたボ
ンディング点座標を算出する装置演算制御部とを備えた
ワイヤボンディング装置において、前記画像メモリの画
像データを記憶する画像データ記憶メモリを設け、前記
ボンディング点座標メモリにボンディング点座標を登録
する際に、その座標登録時点の前記画像メモリに記憶さ
れた画像データを前記画像データ記憶メモリに記憶させ
ることを特徴とする。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の一形態を図
１乃至図６により説明する。図６のワイヤボンディング
装置の制御回路部は、図１に示すように、主としてカメ
ラ１２の映像を画像処理する画像処理部２０と、ワイヤ
ボンディング装置を駆動する装置駆動部３０と、ＸＹテ
ーブル７を手動操作する手動操作手段４０とからなって
いる。
【００１６】画像処理部２０は、カメラ１２より画像入
力手段２１を介して入力された映像の画像形状を記憶す
る画像メモリ２２と、この画像メモリ２２の画像データ
を記憶する画像データ記憶メモリ２３と、定点の基準パ
ターンを記憶する定点基準パターン記憶メモリ２４と、
画像メモリ２２の画像処理手順が記憶された画像制御メ
モリ２５と、この画像制御メモリ２５の手順に従って画
像メモリ２２の画像を処理する画像演算制御部２６とか
らなっている。また前記画像メモリ２２の画像はテレビ
モニタ２７に写し出される。
【００１７】装置駆動部３０は、Ｘ軸モータ５及びＹ軸
モータ６を制御するＸＹ軸モータ制御部３１と、ボンデ
ィング動作のためにＸ軸モータ５及びＹ軸モータ６を制
御する制御手順及びボンディング点座標の算出手順が記
憶されたボンディング用制御メモリ３２と、ＸＹ軸モー
タ制御部３１及びボンディング用制御メモリ３２を制御
すると共に、前記画像演算制御部２６によって算出され
た位置ずれ量と手動操作手段４０により入力されたボン
ディング点座標データにより、実際のボンディング点座
標を算出する装置演算制御部３３と、手動操作手段４０
で入力された又は装置演算制御部３３で算出された定点
及びボンディング点座標を記憶するボンディング点座標
メモリ３４とからなっている。
【００１８】手動操作手段４０は、チェスマン４１、デ
ィジタルスイッチ４２、登録用スイッチ４３及び呼出用
スイッチ４４よりなり、チェスマン４１又はディジタル
スイッチ４２のいずれかを使用してＸＹテーブル７を操
作する。
【００１９】次に登録方法について説明する。定点の座
標及び各ボンディング点座標の登録は従来と同様であ
る。本実施の形態は、画像データ記憶メモリ２３を有
し、各ボンディング点座標の各画像をボンディング点座
標メモリ３４に記憶される対応する各ボンディング点座
標と同じ順番に配列して画像データ記憶メモリ２３に記
憶する。また各ボンディング座標データは、実際にボン
ディング座標を登録した時のＸＹテーブル座標値と後記
する修正量を加えたものを加算して表す。即ち、ボンデ
ィング座標を登録した時のＸＹテーブルのＸ座標値をＴ
ｘ、ボンディング座標を登録した時のＸＹテーブルのＹ
座標値をＴｙ、座標位置に修正を加えた場合のＸ座標修
正量をＤｘ、座標位置に修正を加えた場合のＹ座標修正
量をＤｙとすると、各ボンディング座標の座標データＢ
（Ｂｘ，Ｂｙ）は、数１で表される。ボンディング座標
メモリ３４には、Ｔｘ、Ｔｙ、Ｄｘ、Ｄｙをそれぞれ記
憶しておくようにする。
【数１】Ｂｘ＝Ｔｘ＋Ｄｘ Ｂｙ＝Ｔｙ＋Ｄｙ
【００２０】更に前記登録方法を詳述する。まず、定点
の登録を行う。この登録は、手動操作手段４０のチェス
マン４１又はディジタルスイッチ４２を操作してＸＹテ
ーブル７を移動させてカメラ１２を第１の定点の上方に
位置させる。これにより、第１の定点がカメラ１２によ
って撮像される。この撮像された映像は、画像入力手段
２１によってディジタル信号に変換されて画像メモリ２
２に記憶される。この画像メモリ２２に記憶された画像
形状は、画像演算制御部２６によって画像処理されると
共に、テレビモニタ２７に写し出される。
【００２１】そこで、テレビモニタ２７を見ながらチェ
スマン４１又はディジタルスイッチ４２を操作してＸＹ
テーブル７を移動させ、テレビモニタ２７のレチクルマ
ークの中心を第１の定点に合わせる。そして、登録用ス
イッチ４３を押す。これにより、この時点の画像メモリ
２２に記憶された画像は、画像演算制御部２６より定点
基準パターン記憶メモリ２４に記憶（登録）され、また
ＸＹテーブル７の座標は、装置演算制御部３３よりボン
ディング点座標メモリ３４に第１の定点として記憶（登
録）される。この場合、第１の定点の画像及び座標は、
定点基準パターン記憶メモリ２４及びボンディング点座
標メモリ３４の定められた番地に登録される。第２の定
点も同様の操作により登録する。
【００２２】次にボンディング点座標の登録を行う。こ
のボンディング点座標の登録は、前記と同様に、チェス
マン４１又はディジタルスイッチ４２を操作してＸＹテ
ーブル７を移動させてカメラ１２をボンディングするパ
ッド１ａｎ又はリード２ａｎの上方に位置させる。これ
により、パッド１ａｎ又はリード２ａｎはテレビモニタ
２７に写し出される。そこで、テレビモニタ２７を見な
がらチェスマン４１又はディジタルスイッチ４２を操作
してＸＹテーブル７を移動させ、テレビモニタ２７のレ
チクルマークの中心をパッド１ａｎ又はリード２ａｎの
希望する位置に合わせる。そして、登録用スイッチ４３
を押す。各ボンディン座標データを登録する時は、実際
にボンディング座標を登録した時のＸＹテーブル座標値
Ｔｘ、Ｔｙを記憶し、修正量Ｄｘ、Ｄｙの記憶をクリア
する。
【００２３】これにより、この時点の画像メモリ２２に
記憶された画像は、画像演算制御部２６より画像データ
記憶メモリ２３に記憶（登録）され、またＸＹテーブル
７の座標は、装置演算制御部３３よりボンディング点座
標メモリ３４にボンディング点座標として記憶（登録）
される。この場合、該ボンディング点の画像及び座標
は、画像データ記憶メモリ２３及びボンディング点座標
メモリ３４に同じ順番に配列した番地で登録される。こ
の操作を全てのボンディング点について行い、各ボンデ
ィング点の画像及び座標を画像データ記憶メモリ２３及
びボンディング点座標メモリ３４に登録する。
【００２４】次に記憶している特定のボンディング点座
標の確認又は修正する場合について説明する。画像デー
タ記憶メモリ２３及びボンディング点座標メモリ３４に
記憶されているボンディング点の画像及び座標を呼び出
す場合には、その登録した同じ順番に配列した番号を呼
出用スイッチ４４を押して装置演算制御部３３に入力す
ると、装置演算制御部３３はボンディング点座標メモリ
３４に記憶されているボンディング点座標を読み出し、
また画像演算制御部２６を通して画像データ記憶メモリ
２３に記憶された画像を読み出し、その画像を画像メモ
リ２２よりテレビモニタ２７に写し出す。
【００２５】図２は読み出されたパッド１ａｎの画像デ
ータをテレビモニタ２７に写し出した場合を示す。写し
出した画像のボンディング点座標メモリ３４に記憶され
ていたボンディング点座標位置を画像の中心位置Ｃ点と
する。そこで、希望するボンディング点Ｐに変更する場
合は、チェスマン４１又はディジタルスイッチ４２を操
作してレチクルマーク２７ａの中心Ｐ点を移動する。そ
して、登録用スイッチ４３を押すと、Ｃ点からＰ点へ移
動させた移動量Δｘ、Δｙを数２に示すようにＸＹテー
ブルの移動量に換算し、Ｄｘ、Ｄｙをボンディング点座
標メモリ３４に記憶されているボンディング点座標の修
正量に記憶する。なお、数２において、ｋは画像ピクセ
ル値からＸＹテーブルパルスへの変換係数である。
【数２】Ｄｘ＝ｋ・Δｘ Ｄｙ＝ｋ・Δｙ
【００２６】この場合、修正するボンディング点座標の
画像をテレビモニタ２７に表示する際、該画像を拡大処
理を施してテレビモニタ２７に表示すると、画像はより
見易く確認作業が容易に行なえる。また図３に示すよう
に、複数、例えば４個の表示ウインドウ２７Ａ、２７
Ｂ、２７Ｃ、２７Ｄを設け、ボンディング点座標メモリ
３４に記憶されている複数個のパッドのボンディング点
座標の画像を１画面で表示することもできる。これによ
り、１画面で複数の場所のボンディング点座標が確認で
きるので、作業能率が大幅に向上する。またリード側の
ボンディング点座標の確認、修正も同様に行える。
【００２７】このように、ボンディング点座標をボンデ
ィング点座標メモリ３４に登録する際に、その時点の画
像メモリ２２の画像形状を画像データ記憶メモリ２３に
登録しておくので、後からボンディング点座標の確認や
修正をしようとする場合、その確認や修正をしようとす
るボンディング点の画像をテレビモニタ２７に写し出す
ことができる。このため、他のワークをセットし直した
りする必要がなく、常に定点の基準パターンを記憶した
時と同じ座標系の上で修正することができることにな
る。これにより、アライメント合わせに起因するずれを
皆無とすることができ、希望するボンディング点の確認
や修正を正確かつ容易に行うことができる。
【００２８】
【発明の効果】本発明によれば、定点の座標登録と、そ
れに引続き行なわれるボンディング点座標登録の作業に
際し、その座標と、該座標登録時点のカメラによって撮
像されたパッド又はリードの画像とを登録しておき、後
からボンディング点座標の確認及び修正を行う場合に、
登録された画像をテレビモニタに表示するので、ボンデ
ィング点座標の確認や修正をしようとする場合、他のワ
ークをセットし直したりする必要がなく、これに伴うア
ライメント合わせに起因するずれを皆無とすることがで
き、ボンディング点位置の確認及び修正を容易に行うこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のワイヤボンディング装置に用いる制御
回路部の実施の一形態を示すブロック図である。
【図２】ボンディング点座標メモリに記憶されているボ
ンディング点座標の特定のパッドをテレビモニタに表示
した画面図である。
【図３】複数個のパッドをテレビモニタに表示した画面
図である。
【図４】半導体部品の一例を示す平面図である。
【図５】ボンディングの順番を示した符号を付した各パ
ッド、リード、ワイヤの呼称を示す説明図である。
【図６】ワイヤボンディング装置の全体的な構成の概略
を示す平面図である。
【符号の説明】
１ ペレット １ａ１〜１ａ１４ パッド ２ リードフレーム ２ａ１〜２ａ１４ リード ３ａ１〜３ａ１４ ワイヤ ５ Ｘ軸モータ ６ Ｙ軸モータ ７ ＸＹテーブル ８ ボンディングヘッド ９ ボンディングアーム １０ ボンディングツール １１ カメラ保持部 １２ カメラ １３ ワーク １４ フレームフィーダ ２０ 画像処理部 ２２ 画像メモリ ２３ 画像データ記憶メモリ ２４ 定点基準パターン記憶メモリ ２５ 画像制御メモリ ２６ 画像演算制御部 ２７ テレビモニタ ３０ 装置駆動部 ３３ 装置演算制御部 ３４ ボンディング点座標メモリ ４０ 手動操作手段 ４１ チェスマン ４２ ディジタルスイッチ

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ペレットのパッドとリードフレームのリ
    ードとをワイヤによって接続するボンディングツール
    と、ボンディング面を撮像するカメラと、ボンディング
    ツール及びカメラを共にＸＹ軸方向に駆動するＸＹテー
    ブルと、このＸＹテーブルを手動で移動させる手動操作
    手段と、カメラによて撮像された画像を記憶する画像メ
    モリ及びその画像を写し出すテレビモニタと、画像メモ
    リの画像を処理してアライメントのための定点のずれ量
    を演算する画像演算制御部と、定点の基準パターンを記
    憶する定点基準パターン記憶メモリと、定点及びボンデ
    ィング点座標を記憶するボンディング点座標メモリと、
    前記画像演算制御部によって算出された位置ずれ量によ
    って前記ボンディング点座標メモリに記憶されたボンデ
    ィング点座標を算出する装置演算制御部とを備えたワイ
    ヤボンディング装置において、前記画像メモリの画像デ
    ータを記憶する画像データ記憶メモリを設け、前記ボン
    ディング点座標メモリにボンディング点座標を登録する
    際に、その座標登録時点の前記画像メモリに記憶された
    画像データを前記画像データ記憶メモリに記憶させるこ
    とを特徴とするワイヤボンディング装置。
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