JP3298753B2 - ワイヤ曲がり検査装置 - Google Patents

ワイヤ曲がり検査装置

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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、ワイヤボンディングさ
れたワイヤの曲がり検査装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、ボンディングされたワイヤの検査
方法及び装置として、例えば特開平４−３３０７５７号
公報、特開平５−１６０２３３号公報があげられる。こ
の検査装置の概略を図４に示す。半導体チップ１のパッ
ド２とリードフレーム３のリード４を接続するようにワ
イヤ５がボンデイングされた試料６は、検査台１０に載
置されている。検査台１０に載置された試料６の上方に
は照明手段１１が配設され、照明手段１１は光学系１２
の下部に取付けられている。光学系１２の上部には絞り
手段１３を介してＣＣＤ（光電変換素子）カメラ等の撮
像装置１４が取付けられている。照明手段１１及び撮像
装置１４が取付けられた光学系１２は、ＸＹテーブル１
５上に固定された支持ブロック１６に上下動可能に取付
けられ、Ｚ軸モータ１７で上下駆動されるようになって
いる。
【０００３】そして、図５に示すように、ワイヤ５の第
１ボンド点５ａ（パッド２のボンド点）のボンド座標と
第２ボンド点５ｂ（リード４のボンド点）のボンド座標
を結ぶ直線１８からの距離Ｓを検出している。
【０００４】ところで近年、半導体デバイスは大型、高
密度化し、それに伴いワイヤボンディングによりボンデ
ィングされるワイヤ長（ワイヤ５の長さ）も約８ｍｍ程
までの製品も存在する。このため、ワイヤ検査装置にお
いては、検査対象となる試料６のワイヤ長は約１ｍｍ〜
８ｍｍ程までさまざまである。以下、撮像範囲内に入る
ワイヤ長のものを従来ワイヤ、撮像範囲内を越えるワイ
ヤ長のものをロングワイヤと称する。
【０００５】従って、ワイヤ全体を撮像して検査する場
合、従来ワイヤにおいてはワイヤ全体が撮像できても、
光学系の倍率が同じであれば、ロングワイヤにおいては
ワイヤ全体が撮像できなくなる。そこで従来、ロングワ
イヤの場合は、光学系の倍率を低くして撮像範囲内にワ
イヤ全体が入るような形で検査するか、又は光学系の倍
率は変えないでワイヤの部分的な像を検査することでワ
イヤ曲がりを検出していた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術におい
て、光学系の倍率を変えてワイヤ全体を検査する方法
は、画像の解像度が変化することにより検出精度が変化
してしまう。即ち、ロングワイヤの場合には解像度が悪
くなり、検出精度が劣る。ワイヤの部分的な像（画像）
を検査する方法は、ワイヤ全長の曲がり、即ちワイヤ軌
跡が算出できない。
【０００７】本発明の目的は、ワイヤ長の長さに関係な
く、同一条件で（光学系の倍率を変更することなく）ワ
イヤ全体の曲がりを検出することができるワイヤ曲がり
検査装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明の装置は、半導体チップのパッドとリードフレ
ームのリードとにボンディングされたワイヤを光学系を
通して撮像装置で撮像してワイヤ曲がりを検査するボン
ディングワイヤ曲がり検査装置において、検査するワイ
ヤのＸＹ座標を記憶したワイヤ座標データメモリと、撮
像範囲内に検出範囲を設定し、この設定した検出範囲を
記憶する検出範囲メモリと、前記検出範囲で撮像された
ワイヤの第１ボンド点と第２ボンド点間の距離のＸＹ方
向の長い方向の成分を分割して複数の撮像範囲エリアを
設定し、そのワイヤ分割数を記憶するワイヤ分割数メモ
リと、前記分割点の座標を記憶する分割点座標メモリ
と、第１ボンド点から前記分割点間、各分割点間及び最
後の分割点から第２ボンド点間の各撮像範囲エリアのワ
イヤ曲がりの検査結果を記憶するワイヤ曲がりメモリ
と、前記分割された各撮像範囲エリアを撮像装置で撮像
して得られた画像を処理してワイヤ曲がりを検出する演
算制御部とを有し、第１ボンド点から第２ボンド点まで
のワイヤ曲がりを求めることを特徴とする。
【０００９】
【００１０】
【作用】撮像範囲内に検出範囲を設定し、この検出範囲
でワイヤの第１ボンド点と第２ボンド点間の距離を分割
して複数の撮像範囲エリアを設定し、その各撮像範囲エ
リアにおけるワイヤ曲がりを検出するので、光学系の倍
率を変えないで、即ち同一条件でワイヤ長に関係なくワ
イヤ全体の検出が行える。
【００１１】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図１乃至図４によ
り説明する。本実施例は、図４に示す検査装置を用いて
検査する。図１（ａ）に示すように、撮像装置１４によ
る撮像範囲２０内に検出範囲２１を設定する。そして、
撮像されたワイヤ５１の第１ボンド点５１ａと第２ボン
ド点５１ｂ間の距離のＸＹ成分の距離の内、長い成分の
距離を検出範囲２１の幅で割り、端数を切り上げてワイ
ヤ分割数とする。図１の場合は、ワイヤ５１がＹ方向に
伸びているので、このＹ方向の距離を検出範囲２１のＹ
方向の幅で割る。もし、ワイヤ５１がＸ方向に伸びてい
る場合は、このＸ方向の距離を検出範囲２１のＸ方向の
幅で割る。またワイヤ５１が４５°方向に伸びている場
合には、ワイヤ５１のＸＹ方向成分の内のいずれかの距
離を検出範囲２１のＸＹ方向の幅のいずれかで割っても
よい。今、検出範囲２１の幅をＤ、第１ボンド点５１ａ
と第２ボンド点５１ｂ間の距離のＹ方向成分の距離を
ｄ、ワイヤ分割数をｎとすると、数１で表される。
【数１】ｎ≧ｄ／Ｄ （ｎ：１，２，・・・）
【００１２】図１（ａ）はワイヤ分割数ｎが「２」の場
合を示す。即ち、ワイヤ５１は２つの第１及び第２の撮
像範囲エリア２２、２３に分割される。そこで、ワイヤ
５１の各第１及び第２の撮像範囲エリア２２、２３にお
けるワイヤ曲がりを検出する。まず、第１ボンド点５１
ａと第２ボンド点５１ｂとを結ぶ直線２４上で、第１の
撮像範囲エリア２２と第２の撮像範囲エリア２３が重な
った分割点５１ｃの座標を設定する。そして、第１段階
は、図１（ｂ）に示すように、図４に示すワイヤ検査装
置で第１の撮像範囲エリア２２において、第１ボンド点
５１ａから分割点５１ｃに向かってワイヤ曲がりＳ１、
Ｓ２、Ｓ３の検出を行う。次に第２段階は、図１（ｃ）
に示すように、図４に示すワイヤ検査装置で第２の撮像
範囲エリア２３において、分割点５１ｃから第２ボンド
点５１ｂに向かってワイヤ曲がりＳ４、Ｓ５の検出を行
う。そして、第１段階の検出結果と第２段階の検出結果
を１つにすることにより、第１ボンド点５１ａから第２
ボンド点５１ｂまでのワイヤ曲がり、即ちワイヤ全体の
軌跡が求められる。
【００１３】なお、第１段階及び第２段階の検出におい
ては、撮像範囲２０に複数のワイヤ（本実施例は３つの
ワイヤ５１、５２、５３）が撮像される場合は、それぞ
れの段階では全てのワイヤ５１、５２、５３のワイヤ曲
がりの検出を行う。
【００１４】図２は図１のワイヤ検査方法に用いる制御
回路の一実施例を示す。図４の撮像装置１４で撮像した
映像は、画像入力手段３０によってデジタル信号に変換
されて画像記憶メモリ３１に記憶され、この画像記憶メ
モリ３１に記憶された画像形状は、画像処理部３２によ
って画像処理されると共に、画像はモニター３３に表示
される。また図４のＸＹテーブル１５を駆動するＸ軸モ
ータ３４及びＹ軸モータ３５並びにＺ軸モータ１７は、
ＸＹＺ駆動部３６によって制御され、ＸＹＺ駆動部３６
は、手動入力手段３７によって直接制御又は演算制御部
４０によって制御される。また図４の絞り手段１３、照
明手段１１等の光学系駆動部３８の設定も演算制御部４
０によって制御される。
【００１５】演算制御部４０は、制御メモリ４１に記憶
された処理手順によって処理及び各部を制御し、前記Ｘ
ＹＺ駆動部３６及び光学系駆動部３８の制御の他に、前
記画像処理部３２で処理された画像によってワイヤ曲が
りの検出を行い、またデータメモリ４２より必要なデー
タを読み出して処理し、また算出したデータをデータメ
モリ４２に記憶する。データメモリ４２は、検査するワ
イヤ５のＸＹ座標を記憶したワイヤ座標データメモリ４
３と、検出範囲２１を記憶する検出範囲メモリ４４と、
ワイヤ分割数ｎを記憶するワイヤ分割数メモリ４５と、
分割点５１ｃの座標を記憶する分割点座標メモリ４６
と、ワイヤ曲がりの検査結果を記憶するワイヤ曲がりメ
モリ４７とを有している。
【００１６】次に作用を図１乃至図４により説明する。
ワイヤ５１が張られた試料６が検査台１０上にセットさ
れると、試料６の検査するワイヤ５１の第１ボンド点５
１ａと第２ボンド点５１ｂの座標より第１ボンド点５１
ａと第２ボンド点５１ｂ間の距離の内のＸＹ成分の長い
成分の距離ｄの計算６０が行われる。この距離ｄの計算
６０は、ワイヤ座標データメモリ４３に記憶された第１
ボンド点５１ａと第２ボンド点５１ｂの座標を演算装置
４０が読み出して計算する。次に演算装置４０は、検出
範囲メモリ４４に記憶された検出範囲の幅Ｄで前記距離
ｄを割り、ワイヤ分割数ｎを算出６１し、このワイヤ分
割数ｎはワイヤ分割数メモリ４５に記憶される。また演
算装置４０は、第１ボンド点５１ａと第２ボンド点５１
ｂとを結ぶ直線２４上で、第１及び第２の撮像範囲エリ
ア２２、２３が重なった分割点５１ｃの座標を算出６２
し、この分割点５１ｃの座標を分割点座標メモリ４６に
記憶する。
【００１７】そこで、演算装置４０は、制御メモリ４１
に記憶された手順に従い、ＸＹＺ駆動部３６を介してＸ
軸モータ３４及びＹ軸モータ３５を駆動させてＸＹテー
ブル１５を移動させ、図１（ｂ）に示すように、検査す
る第１の撮像範囲エリア２２の上方に光学系１２を位置
６３させる。そして、演算装置４０は、撮像装置１４で
撮像して画像処理部３２で画像処理６４されたワイヤ５
１の直線２４からの曲がりを第１ボンド点５１ａから分
割点５１ｃに向かって検出６５し、この検出した結果の
ワイヤ曲がりＳ１、Ｓ２、Ｓ３をワイヤ曲がりメモリ４
７に記憶する。本実施例の場合は、第１及び第２の撮像
範囲エリア２２、２３に３つのワイヤ５１、５２、５３
が同時に撮像されるので、ワイヤ５２、５３についても
ワイヤ５１の検査と同様にしてワイヤ曲がりを検出６４
し、その結果をワイヤ曲がりメモリ４７に記憶する。こ
れにより、第１段階が終了する。
【００１８】次に演算装置４０は、ＸＹＺ駆動部３６を
介してＸ軸モータ３４及びＹ軸モータ３５を駆動させて
ＸＹテーブル１５を移動させ、図１（ｃ）に示すよう
に、検査する第２の撮像範囲エリア２３の上方に光学系
１２を位置させる。そして、前記第１段階と同様に、ワ
イヤ５１の直線２４から曲がりを分割点５１ｃから第２
ボンド点５１ｂに向かって検出６５し、この検出した結
果のワイヤ曲がりＳ４、Ｓ５をワイヤ曲がりメモリ４７
に記憶する。またワイヤ５２、５３の曲がりも同様に検
出してワイヤ曲がりメモリ４７に記憶する。これにより
第２段階が終了する。なお、第２段階の検査結果は、第
１段階の検査結果の対応するワイヤ５１に組み合わせら
れてワイヤ５１、５２、５３に対してそれぞれ１つにし
てワイヤ曲がりメモリ４７に記憶される。これにより、
各ワイヤ５１について第１ボンド点５１ａ、５２ａ、５
３ａから第２ボンド点５１ｂ、５２ｂ、５３ｂまでのワ
イヤ曲がり、即ちワイヤ全体の軌跡が求められる。
【００１９】このように、撮像範囲２０内に検出範囲２
１を設定し、検出範囲２１の幅でワイヤ５１、５２、５
３の第１ボンド点５１ａ、５２ａ、５３ａと第２ボンド
点５１ｂ、５２ｂ、５３ｂ間の距離のＸＹ成分の内の長
い成分距離ｄを分割して第１及び第２の撮像範囲エリア
２２、２３を設定し、その各第１及び第２の撮像範囲エ
リア２２、２３における第１ボンド点５１ａ、５２ａ、
５３ａと第２ボンド点５１ｂ、５２ｂ、５３ｂとを結ぶ
直線２４、２５、２６からの曲がりを検出するので、光
学系１２の倍率を変えないで、即ち同一条件でワイヤ長
に関係なくワイヤ全体の検出が行える。このため、従来
ワイヤからロングワイヤまで精度を落とすことなく検出
できる。
【００２０】
【発明の効果】本発明によれば、撮像範囲内に検出範囲
を設定し、この検出範囲でワイヤの第１ボンド点と第２
ボンド点間の距離を分割して複数の撮像範囲エリアを設
定し、その各撮像範囲エリアにおけるワイヤ曲がりを検
出するので、ワイヤ長の長さに関係なく、同一条件でワ
イヤ全体の曲がりを検出することができ、検出精度が向
上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）（ｂ）（ｃ）は本発明のワイヤ曲がり検
査方法の一実施例を示す説明図である。
【図２】本発明のワイヤ曲がり検査装置の制御回路部の
一実施例を示すブロック図である。
【図３】動作のフローチャート図である。
【図４】ボンディングワイヤ検査装置の概略側面図であ
る。
【図５】ワイヤ曲がり検査の説明図である。
【符号の説明】
６ 試料 １４ 撮像装置 ２０ 撮像範囲 ２１ 検出範囲 ２２、２３ 第１及び第２の撮像範囲エリア ４０ 演算制御部 ４２ データメモリ ４３ ワイヤ座標データメモリ ４４ 検出範囲メモリ ４５ ワイヤ分割数メモリ ４６ 分割点座標メモリ ４７ ワイヤ曲がりメモリ ５１、５２、５３ ワイヤ ５１ａ、５２ａ、５３ａ 第１ボンド点 ５１ｂ、５２ｂ、５３ｂ 第２ボンド点 ５１ｃ 分割点
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中川 毅之 東京都武蔵村山市伊奈平２丁目51番地の １ 株式会社新川内 (72)発明者 金山 直樹 アメリカ合衆国カルフォルニア州95054 サンタクララ スイート120 オーガ スティン ドライブ 2620番 シンテッ クコーポレション内 (56)参考文献 特開 平４−330757（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−160233（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−245543（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01B 11/00 - 11/30 102 H01L 21/60 - 21/607 H01L 21/64 - 21/66

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 半導体チップのパッドとリードフレーム
    のリードとにボンディングされたワイヤを光学系を通し
    て撮像装置で撮像してワイヤ曲がりを検査するボンディ
    ングワイヤ曲がり検査装置において、検査するワイヤの
    ＸＹ座標を記憶したワイヤ座標データメモリと、撮像範
    囲内に検出範囲を設定し、この設定した検出範囲を記憶
    する検出範囲メモリと、前記検出範囲で撮像されたワイ
    ヤの第１ボンド点と第２ボンド点間の距離のＸＹ方向の
    長い方向の成分を分割して複数の撮像範囲エリアを設定
    し、そのワイヤ分割数を記憶するワイヤ分割数メモリ
    と、前記分割点の座標を記憶する分割点座標メモリと、
    第１ボンド点から前記分割点間、各分割点間及び最後の
    分割点から第２ボンド点間の各撮像範囲エリアのワイヤ
    曲がりの検査結果を記憶するワイヤ曲がりメモリと、前
    記分割された各撮像範囲エリアを撮像装置で撮像して得
    られた画像を処理してワイヤ曲がりを検出する演算制御
    部とを有し、第１ボンド点から第２ボンド点までのワイ
    ヤ曲がりを求めることを特徴とするワイヤ曲がり検査装
    置。
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