JP3314174B2 - ワイヤーボンディング座標の補正方法 - Google Patents

ワイヤーボンディング座標の補正方法

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】本発明は、ワイヤーボンダー
でボンディングを行う際のボンディング座標補正に関
し、特に、誤ボンディング座標を適切に補正することに
より不良結線構造の半導体素子が大量に発生することを
防止するワイヤーボンダーのボンディング座標補正方法
及び補正装置に関するものである。
【０００２】
【従来技術】半導体素子の生産に使用されるワイヤーボ
ンダーは、ワイヤーでリードフレーム上に配列された多
数のパッドとリードを連結するものであるが、一般的
に、半導体パッケージを組立てるシステムは、半導体パ
ッケージの変化に対応していろいろな種類の半導体素子
を生産することができる。前記ワイヤーボンダーは、半
導体パッケージの組立工程に対する計画により、既に入
力されているプログラムを変更し、また、ワイヤーボン
ディングに使用される道具を交換することによりいろい
ろな種類の半導体素子の組立てに使用することができる
ようなっている。
【０００３】前記半導体パッケージの組立工程では、ボ
ンディング座標に沿って前記パッドがリードに連結され
る必要がある。したがって、半導体素子の設計時におい
て、パッドにリードを連結するための順序が設定され、
この順序によりパッドにリードをボンディングさせるボ
ンディングダイヤグラムが、ＣＡＤ（computeraideddes
ign）により描かれた後、ワイヤーボンダーが、入力さ
れたプログラムに従ってパッドにリードを連結させるよ
うになっている。
【０００４】図１は、一般のワイヤーボンダーのフィー
ダとボンディングヘッドを示す図である。図１に示す通
り、ワイヤーボンダーは、インデックス部の方にリード
フレームを移動させるためのフィーダ（feeder）（１１
０）と、前記リードフレームにワイヤーボンディングを
遂行するボンディングヘッド（１２０）を含む。
【０００５】前記ボンディングヘッド（１２０）は、リ
ードフレームの画像を得るためのカメラ（１２２）と、
前記リードフレームを照らす照明（１２４）と、上下方
向に移動しながらワイヤーを用いて前記パッドにリード
を連結させるキャピラリ（１２６）と、前記カメラ（１
２２）、照明（１２４）及びキャピラリ（１２６）を垂
直方向に移動させるＺテーブル（１２８）と、前記カメ
ラ（１２２）及びキャピラリ（１２６）を水平方向に移
動させるＸＹテーブル（１３０）を含む。ここで、前記
キャピラリ（１２６）は、ワイヤーボンダーに入力され
たプログラムによってＸＹテーブルに基づいて各方向の
ボンディング座標に移動する。
【０００６】図２（ａ）及び２（ｂ）は、リードフレー
ム上に配列されたパッドとリードの画像を認識するため
の基準領域を概略的に示す図であり、図３は、パッドと
リードでのボンディング座標（Ｘ、Ｙ）を詳細に示す図
である。
【０００７】図２（ａ）に示す通り、前記リードフレー
ムの中央部に配置されたダイ（２１０）は、多数のパッ
ド（２１１）を備え、前記パッド（２１１）には、ダイ
（２１０）の画像を認識するための基準領域Ｐ−１、Ｐ
−２が形成されている。そして、前記リード（２１２）
は、ダイの周縁部に配列され、その画像を認識するため
の基準領域Ｌ−１、Ｌ−２を有する。前記パッド及びリ
ードの基準領域は、カメラ（１２２）で習得された画像
で、パッドとリードの配列状態を確認するのに利用され
る。さらに、前記リードフレームが適切に配列されたこ
とが確認されれば、前記キャピラリ（１２６）が、入力
されたプログラムのボンディング座標によって、ワイヤ
ーを媒介してパッド（２１１）にリード（２１２）を連
結する。例えば、図２（ｂ）に示すように、前記キャピ
ラリ（１２６）が、パッド（２１１）のＰ１（ＸＰ１、
ＹＰ１）を、リード（２１２）のＬ１（ＸＬ１、
Ｙ Ｌ１）に連結する。
【０００８】ワイヤーボンディングが前記の通りに行わ
れると、前記リードフレームがボンディングダイヤグラ
ムのように複雑な結線構造を持つ。この時、多数のリー
ドフレームは継続的に運搬される反面、前記ＸＹテーブ
ルがリードフレームから離れているため、前記ボンディ
ング座標に対する補正が反復的に遂行され、前記カメラ
とキャピラリ間の距離を調整するための手段がキャピラ
リの交換によりオフセット（offset）される。
【０００９】さらに、ビデオリードロケーター（video
lead locator）（VLL）のエラーによるリードの位置補
正、マルチベンダーリードフレームを使用することによ
り発生する画像変化、及びワイヤーボンダーの老化によ
るボンディング座標の位置変化などの理由により、画像
の基準点に対する補正が頻繁に必要になる。
【００１０】この補正が、例えば一日当たり約２，００
０回遂行されるので、場合によってはボンディング座標
が誤設定されたり、ボンディング座標の補正が誤遂行さ
れたりする。このような場合に、前記パッドのＰ１（Ｘ
Ｐ１、ＹＰ１）が、入力されたプログラムのボンディン
グ座標により、リードのＬ１（ＸＬ１、ＹＬ１）に連結
しなければならないところ、例えばこのＰ１（ＸＰ１、
ＹＰ２）がＬ２（ＸＬ２、ＹＬ２）に連結されたりする
不正確なワイヤーボンディングが発生する。特に、前記
ワイヤーボンディングがボンディング座標の許容公差を
離れた座標で遂行される場合、不良結線構造の半導体素
子が大量に発生することになる。これは、パッドの小形
化が進んでいることから、前記許容誤差が小さくなるた
めに前記問題点もさらに発生しやすくなる。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】したがって、本発明は
前記のような問題点を解決するために創案されたもので
あり、その目的は、ボンディング座標の許容公差内でだ
けボンディング座標を補正することにより、不良結線構
造の半導体素子が大量に発生することを防止するボンデ
ィング座標の補正方法及び補正装置の提供にある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に本発明は、ワイヤーボンディングされるパッドとリー
ドとを有するリードフレーム、前記パッドとリードの画
像を撮影するカメラ、前記カメラで撮影された画像を出
力するモニター、前記パッドとリードのワイヤーボンデ
ィングされる座標を保存するメモリを含むワイヤーボン
ダーのワイヤーボンディング座標を補正する方法におい
て、パッド及びリード上の目的ボンディングポイントに
対する座標データをワイヤーボンダーのメモリ部に保存
する段階と、ワイヤーボンディングを遂行する段階と、
キャピラリ（ｃａｐｉｌｌａｒｙ）のボンディングポイ
ントに対する補正許容範囲を設定する段階と、前記目的
ボンディングポイントと前記キャピラリが、ボンディン
グする実際のボンディングポイント間の誤差値を許容誤
差値と比較する段階と、前記誤差値が許容誤差値より小
さい場合はワイヤーボンディングを継続的に進行する段
階と、前記誤差値を前記許容誤差値と比較した後、前記
誤差値が前記許容誤差値より大きい場合は、前記補正許
容範囲以内で前記ボンディングポイントの座標を補正し
メモリ部に入力する段階とを含み、 さらに、前記補正許
容範囲以内で前記ボンディングポイントの座標を補正し
メモリ部に入力する段階が、補正回数を制限するために
設定した許容回数と実際補正回数の大小関係を比較する
過程と、前記実際補正回数が前記許容回数より大きけれ
ば作業者がワイヤーボンダーを全般的に点検するように
エラーメッセージをディスプレーする過程と、前記実際
補正回数が前記許容回数より小さければ前記誤差値に対
する補正座標をメモリ部に入力する過程と、前記誤差値
に対する補正座標を入力した後、前記誤差値が前記補正
許容範囲以内にあるか否かの有無を判断する過程と、前
記誤差値が、前記補正許容範囲以内であれば終了し、あ
るいは、前記実際の補正回数を１ずつ増加して再度前記
ボンディングポイントに対する座標を補正する過程とを
含むことを特徴とする。
【００１３】また、目的ボンディングポイントに対する
座標データをメモリ部に保存する段階が、ボンディング
ダイヤグラム上のボンディングポイントに対する座標デ
ータを前記メモリ部に入力する過程をさらに含む。ま
た、前記補正許容範囲が前記モニター上の直交する二本
の軸の長さに対するパラメータに設定されることができ
る。
【００１４】さらに、ボンディングヘッド部に装着され
て、リードフレームの各リードとワイヤー結線されるダ
イの各パッドの画像領域イメージを読み込むカメラと、
前記カメラで読み込んだ画像領域をディスプレーするモ
ニター部と、前記リードフレームのリードとパッドの目
標ボンディング位置に正確にボンドされるように画像的
に位置基準を補正するため各ダイ配列とリード配列の順
序を定めてリードとパッドの画像整列ポイントを認識し
画像補正をする画像認識装置部と、前記画像認識装置部
とイメージ信号を受け、資材をローディング／アンロー
ディングおよびインデックスしてワイヤーボンドを正確
に制御するようにデータ処理及び入出力等の全般的な制
御を行なう中央処理部と、前記中央処理部と制御信号を
受けワイヤーボンダーの制御に必要な各種情報を記憶／
保存し、各パッドのＸ、Ｙ座標とリードのＸ、Ｙ座標を
記憶するパッド及びリード座標メモリ部とを含む構成と
するものである。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下、添付した図面を参照して本
発明に係るワイヤーボンダーのボンディング座標補正方
法を詳細に説明する。本発明に係るワイヤーボンダーの
ボンディング座標補正方法は、ワイヤーにより、パッド
のボンディング座標〔すなわち、Ｐ１（ＸＰ１、
ＹＰ１）〜Ｐｎ（Ｘ Ｐｎ、ＹＰｎ）〕がリードの目標ボ
ンディング座標〔すなわち、Ｌ１（ＸＬ１、ＹＬ １）〜
Ｌｎ（ＸＬｎ、ＹＬｎ）〕に連結されるように実現され
る。
【００１６】図５は本発明に係るワイヤーボンダーのボ
ンディング座標補正方法を行うための補正領域の概念を
示す。
【００１７】図５に示す通り、前記ボンディング座標の
補正領域が設定される。この補正領域は、目標ボンディ
ング座標に隣接した各パッド（１〜３）にボンディング
されたワイヤーボール（ｂ１〜ｂ３）の中央部間の距離
より小さい。この場合、前記ボンディング座標（Ｘ、
Ｙ）に対する補正領域の座標は±ＫＸ、±ＫＹである。
ここで前記Ｘ及びＹは直交座標上の任意の座標で、Ｋは
常数である。
【００１８】したがって、前記ボンディング座標（Ｘ、
Ｙ）は、補正領域（±ＫＸ、±ＫＹ）内にある場合にだ
け補正できる。すなわち、前記ボンディング座標が補正
領域（±ＫＸ、±ＫＹ）内に存在しない場合には、ボン
ディング座標の補正を行うことができない。この場合、
本発明の方法を実現するための装置においては、警告メ
ッセージをディスプレーに表示し、作業担当者が、装置
の機械的または電気的な問題点を解決するように促す。
【００１９】以下では、前記概念を利用した本発明の方
法を実現するための装置を詳細に説明する。図６は、本
発明に係るボンディング座標を補正するための装置を実
現するための装置構成を示すブロック図である。
【００２０】図６に示す通り、前記装置は、目標ボンデ
ィング座標を有するパッドとリードの画像を習得するた
めのカメラ（６１０）、このカメラ（６１０）により習
得された画像をディスプレーするモニター（６２０）、
キャピラリがパッドの目標ボンディング座標をリードの
目標ボンディング座標に正確に連結できるように前記モ
ニター（６２０）にディスプレーされた画像を利用して
キャピラリの補正座標を得るための画像処理器（６３
０）を含む。
【００２１】ここで、前記画像処理器（６３０）は、制
御部（６４０）と前記画像データをやりとりする。ま
た、制御部（６４０）は、ワイヤーボンダーが適切に制
御されるように、前記画像データに対する入力、出力、
処理などのような一般的な制御を行う。さらに、前記制
御部（６４０）は、メモリ部（６５０）と制御信号をや
り取りする。メモリ部（６５０）は、パッドとリードの
目標ボンディング座標（Ｘ、Ｙ）及びワイヤーボンダー
の制御に要求される様々なデータを記憶する。
【００２２】図７は、本発明に係るワイヤーボンダーの
ボンディング座標補正方法の手順を示す流れ図で、図８
（ａ）ないし図８（ｃ）は、リードフレームの不正確な
ボンディング座標及び正確なボンディング座標を示した
概略図であり、図９は、本発明に係る第２座標入力に対
する工程のサブルーチン（sub routine）である。
【００２３】図７に示す通り、本発明に係るワイヤーボ
ンダーのボンディング座標補正方法は、補正回数（Ｒ）
が０の状態で、メモリ（６５０）にパッドとリードのボ
ンディング座標を入力する第１座標入力段階を含む。こ
こで、前記入力されたボンディング座標は、ボンディン
グダイヤグラムでのボンディング座標またはモニターで
ディスプレーされたパッドとリードの目標ボンディング
座標である。前記第１座標入力段階を遂行した後、メモ
リに入力されたボンディング座標によってワイヤーボン
ディングが実行される。この時、図８（ａ）に示す通
り、前記ワイヤーボンディングボールはパッドの中央部
に配置される。しかし、図８（ｂ）に示す通り、前記目
標ボンディング座標が誤設定された場合には、前記ボン
ディング座標が実際のボンディング座標と一致しないの
で、実際のボンディング座標と目標ボンディング座標間
からＸ及びＹ座標方向に誤差（Ｘe、Ｙe）が発生する。
すなわち、図８（ｃ）に示す通り、前記ワイヤーボール
（８０２ｂ）が各パッド（８０１）のコーナーに位置す
る。
【００２４】この場合、前記ワイヤーボンディングが理
想的なボンディング座標で遂行されるように、前記ボン
ディング座標を補正するための補正領域（±ＫＸ、±Ｋ
Ｙ）が設定される。その後、前記目標ボンディング座標
Ｘo と実際のボンディング座標Ｘr 間の誤差Ｘe を、ボ
ンディング座標Ｘの許容誤差Ｘａと比較し、前記目標ボ
ンディング座標Ｙo と実際のボンディング座標Ｙr 間の
誤差Ｙe をボンディング座標Ｙの許容誤差Ｙａと比較す
る。
【００２５】この場合、前記誤差Ｘe、Ｙe が許容誤差
Ｘａ、Ｙａより小さい場合には（すなわち、Ｘe≦Ｘａ
ａnd Ｙe≦Ｙａ）、前記ワイヤーボンディングが継続的
に実行され、補正は終了する。反面において前記誤差Ｘ
e、Ｙe が、許容誤差Ｘａ、Ｙａより大きい場合には
（すなわち、Ｘe＞Ｘａ or Ｙe＞Ｙａ）、補正されたボ
ンディング座標をメモリに入力する第２座標入力段階を
実行してから再び前記ワイヤーボンディングが実行され
る。
【００２６】この場合、前記第２座標入力段階では、補
正回数（Ｒ）が自然数（Ｗ）と比較される。この時、前
記補正回数（Ｒ）が自然数（Ｗ）より小さい場合には、
前記誤差Ｘe、Ｙe がメモリに入力された後、前記制御
部は、メモリに入力された誤差Ｘe、Ｙe が補正領域
（｜ＫＸ ｜、｜ＫＹ｜）より小さいか否か判断し、前
記入力された誤差Ｘe、Ｙeが補正領域（｜ＫＸ｜、｜Ｋ
Ｙ ｜）以内である場合には前記補正が終了する。
【００２７】しかし、前記入力された誤差Ｘe またはＹ
e が補正領域（｜ＫＸ｜、｜ＫＹ ｜）と同じか、もし
くは大きい場合には、前記制御部が補正回数（Ｒ）をひ
とつずつ増加させながら再びボンディング座標（Ｘ、
Ｙ）を補正する。
【００２８】この時、前記補正回数（Ｒ）が自然数
（Ｗ）と同じかもしくは大きい場合には、作業担当者が
ワイヤーボンダーを全体的にテストおよび修理するよう
に警告メッセージを発生した後、前記第１座標入力以下
の過程が再び実行される。
【００２９】なお、本発明においては、以上に説明した
一実施の形態に限定されず、本発明の請求の範囲に記載
された技術的事項内において、当業者において様々な実
施の形態の取りうるものである。
【００３０】
【発明の効果】前記説明の本発明においては、ボンディ
ング座標の許容公差内でだけボンディング座標を補正す
ることにより、作業者のミスによって不良結線構造の半
導体素子が大量に発生するのを防止できる等の優れた効
果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】一般のワイヤーボンダーのフィーダとボンディ
ングヘッドを示した斜視図である。
【図２】リードフレーム上に配列されたパッドとリード
の画像を認識するための基準領域を示す概念図である。
【図３】パッドとリード内でのボンディング座標Ｘ、Ｙ
を示す詳細図である。
【図４】パッドとリードのボンディング座標を設定する
ためのボンディングダイヤグラムの例示図である。
【図５】本発明に係るワイヤーボンダーのボンディング
座標の補正方法を実行するための補正領域に対する概念
図である。
【図６】本発明に係るワイヤーボンダーのボンディング
座標の補正方法を具現するための装置構成を示したブロ
ック図である。
【図７】本発明に係るワイヤーボンダーのボンディング
座標の補正方法を示した流れ図である。
【図８】リードフレームの正確なボンディング座標と不
正確なボンディング座標を示した概略図である。
【図９】 本発明に係る第２座標入力段階を示した流れ
図である。
【符号の説明】
６１０：カメラ ６２０：モニター ６３０：画像処理器 ６４０：制御部

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ワイヤーボンディングされるパッドとリ
    ードとを有するリードフレーム、前記パッドとリードの
    画像を撮影するカメラ、前記カメラで撮影された画像を
    出力するモニター、前記パッドとリードのワイヤーボン
    ディングされる座標を保存するメモリを含むワイヤーボ
    ンダーのワイヤーボンディング座標を補正する方法にお
    いて、 パッド及びリード上の目的ボンディングポイントに対す
    る座標データをワイヤーボンダーのメモリ部に保存する
    段階と、 ワイヤーボンディングを遂行する段階と、 キャピラリのボンディングポイントに対する補正許容範
    囲を設定する段階と、 前記目的ボンディングポイントと前記キャピラリが、ボ
    ンディングする実際のボンディングポイント間の誤差値
    を許容誤差値と比較する段階と、 前記誤差値が許容誤差値より小さい場合はワイヤーボン
    ディングを継続的に進行する段階と、前記誤差値を前記許容誤差値と比較した後、前記誤差値
    が前記許容誤差値より大きい場合は、前記補正許容範囲
    以内で前記ボンディングポイントの座標を補正しメモリ
    部に入力する段階とを含み、 さらに、前記補正許容範囲以内で前記ボンディングポイ
    ントの座標を補正しメモリ部に入力する段階が、 補正回数を制限するために設定した許容回数と実際補正
    回数の大小関係を比較する過程と、 前記実際補正回数が前記許容回数より大きければ作業者
    がワイヤーボンダーを全般的に点検するようにエラーメ
    ッセージをディスプレーする過程と、 前記実際補正回数が前記許容回数より小さければ前記誤
    差値に対する補正座標をメモリ部に入力する過程と、 前記誤差値に対する補正座標を入力した後、前記誤差値
    が前記補正許容範囲以内にあるか否かの有無を判断する
    過程と、 前記誤差値が、前記補正許容範囲以内であれば終了し、
    あるいは、前記実際の補正回数を１ずつ増加して再度前
    記ボンディングポイントに対する座標を補正す る過程と
    を 含むことを特徴とするワイヤーボンディング座標の補
    正方法。
  2. 【請求項２】 前記目的ボンディングポイントに対する
    座標データをメモリ部に保存する段階が、ボンディング
    ダイヤグラム上のボンディングポイントに対する座標デ
    ータを前記メモリ部に入力する過程を含むことを特徴と
    する請求項１記載のワイヤーボンディング座標の補正方
    法。
  3. 【請求項３】 前記目的ボンディングポイントに対する
    座標データをメモリ部に保存する段階が、モニターに出
    力されたパッド及びリードの目的ボンディングポイント
    の座標を前記メモリに入力する過程をさらに含むことを
    特徴とする請求項１記載のワイヤーボンディング座標の
    補正方法。
  4. 【請求項４】 前記補正許容範囲が前記モニター上の直
    交する二本の軸の長さに対するパラメータに設定される
    ことを特徴とする請求項１記載のワイヤーボンディング
    座標の補正方法。
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