JP3379392B2 - ワイヤボンディングにおけるカメラオフセットの調整方法 - Google Patents

ワイヤボンディングにおけるカメラオフセットの調整方法

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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、チップと基板をワ
イヤで接続するワイヤボンディングにおけるカメラオフ
セットの調整方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】プリント基板やリードフレームなどの基
板のパッドと、これに搭載されたチップのパッドをワイ
ヤで接続するワイヤボンディング装置は、ホーンの先端
部に保持されたキャピラリツールにワイヤを挿通し、キ
ャピラリツールを水平移動させながら、ワイヤボンディ
ングを行うようになっている。
【０００３】基板やチップのパッドは微小であって狭ピ
ッチで多数個形成されており、ワイヤはこれらのパッド
上に位置ずれなく正確にボンディングしなければならな
い。そこでワイヤボンディング装置にはキャピラリツー
ルと一体的に水平移動するカメラが備えられており、キ
ャピラリツールによるワイヤボンディング動作を一時的
に適宜中断し、カメラをワイヤのボンディング点の上方
へ移動させ、カメラでボンディング点を観察してボンデ
ィング点の位置ずれの有無を点検するようになってい
る。そしてボンディング点に位置ずれが生じている場合
には、キャピラリツールの水平方向の移動ストロークを
調整することにより、この位置ずれを補正するようにな
っている。
【０００４】ボンディング対象物である基板はボンディ
ングを容易に行うためにヒートブロックなどの加熱手段
により加熱されており、その放熱によりホーンは次第に
加熱されて熱膨張することから、ホーンの長さ方向にお
けるボンディング点に位置ずれが生じやすいものであ
り、このためワイヤボンディング装置では、上記カメラ
によるボンディング点の点検はかなり頻繁に行われる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところで近年は、小型
高集積化の要請からパッドの大きさは益々微小化する傾
向にある。このためカメラでボンディング点を観察して
も、ボンディング点の位置ずれ量を正確に求めにくくな
っている。
【０００６】そこで本発明は、微小化したパッド上のボ
ンディング点の位置ずれを正確に検出できるワイヤボン
ディングにおけるカメラオフセットの調整方法を提供す
ることを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、先端部にキャ
ピラリツールを保持するホーンと、チップが搭載された
基板を加熱する加熱手段と、キャピラリツールと一定の
オフセット位置にあってキャピラリツールと一体的に水
平移動するカメラとを備え、キャピラリツールを水平移
動させながらキャピラリツールに挿通されたワイヤでチ
ップのパッドと基板のパッドをワイヤで接続するワイヤ
ボンディング装置において、ワイヤボンディング動作を
一時的に中断してカメラをワイヤのボンディング点の上
方へ移動させ、カメラでパッドにボンディングされたボ
ールを観察してオフセットの点検を行うにあたり、カメ
ラで観察されたボールをソフト処理により拡大してモニ
タ画面に映出し、モニタ画面上のボールにカメラの基準
部を合わせることによりオフセットの点検を行い、点検
結果にしたがってオフセットの修正を行う。
【０００８】
【発明の実施の形態】上記構成の発明は、カメラでパッ
ドにボンディングされたボールを観察してモニタ画面に
映出するときに、このボールを拡大してモニタ画面に映
出し、ボールにカメラの基準部を合わせるようにしてい
るので、微小なパッド上の微小なボールであっても、カ
メラのオフセット値を正確に修正し、以後、この修正さ
れたオフセット値に基づいて正確なワイヤボンディング
を行うことができる。
【０００９】以下、本発明の実施の形態を図面を参照し
て説明する。図１は、本発明の一実施の形態のワイヤボ
ンディング装置の斜視図、図２は同キャピラリツールと
カメラの位置関係を示す平面図、図３および図４は同モ
ニタテレビの画面図、図５は同ソフト処理の説明図であ
る。
【００１０】図１において、１は基板であり、その上面
中央にチップ２が搭載されている。基板１は位置決めテ
ーブル３上に載置されている。位置決めテーブル３の内
部には、基板１を加熱する加熱手段４が内蔵されてい
る。５はワイヤボンディングの作業位置に配設されたマ
スクであり、シリンダ６のロッド６ａに保持されてい
る。マスク５は作業位置の基板１上にあって、基板１の
ボンディングエリアのみを露呈させる。
【００１１】１０はホーンであり、その先端部にキャピ
ラリツール１１を保持している。キャピラリツール１１
にはワイヤ７が挿通されている。ホーン１０の基端部は
駆動ボックス１２に挿入されている。駆動ボックス１２
の内部には、ホーン１０を上下方向に揺動させる駆動手
段が内蔵されている。駆動ボックス１２の上部にはブラ
ケット１３が装着されており、ブラケット１３の先端部
にはカメラ１４が装着されている。
【００１２】駆動ボックス１２は可動テーブル２０上に
設置されている。Ｘ軸モータ２１とＹ軸モータ２２が駆
動すると、駆動ボックス１２はＸ方向やＹ方向へ水平移
動し、これによりキャピラリツール１１とカメラ１４は
一体的に同方向へ水平移動する。２３はコンピュータな
どの制御部であり、Ｘ軸モータ２１やＹ軸モータ２２を
制御する。２４は入力部であり、操作キー２５などを備
えている。２６はモニタテレビである。入力部２４やモ
ニタテレビ２６は制御部２３に接続されている。
【００１３】このワイヤボンディング装置は上記のよう
な構成より成り、次にワイヤボンディング作業を説明す
る。図２において、キャピラリツール１１とカメラ１４
の光軸Ａの基準座標上の位置は予め求められており、カ
メラ１４の光軸Ａのキャピラリツール７に対する相対的
な位置は、オフセット値ＸａおよびＹａとして制御部２
３のメモリに登録されている。
【００１４】さて図１において、基板１が位置決めテー
ブル３上の所定位置に位置決めされると、キャピラリツ
ール１１はＸ方向やＹ方向へ水平移動し、また上下動作
を行って、基板１のパッドとチップ２のパッドをワイヤ
７で次々に接続していく。この場合、カメラ１４でワイ
ヤ７のボンディング点を観察してボンディング位置を確
認し、上記オフセット値ＸａおよびＹａを加味してＸ軸
モータ２１とＹ軸モータ２２の駆動を制御し、キャピラ
リツール１１をＸ方向やＹ方向へ水平移動させながらワ
イヤボンディングを行う。
【００１５】繰り返しワイヤボンディングを行う間に、
キャピラリツール１１の位置に位置ずれ（狂い）が生じ
る。この位置ずれの主因は、上述したように、位置決め
テーブル３に内蔵された加熱手段の放熱によりホーン１
０が加熱されてその長手方向に熱膨張することによる。
このようにキャピラリツール１１に位置ずれが生じる
と、オフセット値ＸａおよびＹａにも狂いが生じるので
オフセット値の補正を行う必要がある。
【００１６】そこで次のようにしてオフセット値の補正
作業を行う。すなわち、ワイヤボンディング作業を一時
的に適宜中断し、カメラ１４をボンディング点の上方へ
移動させ、ボンディング点を観察する。図３は、このよ
うにしてカメラ１４に取り込まれた画像を映出したモニ
タテレビ２６の画面を示している。図３において、９
ａ、９ｂはカメラ１４の視野内に設定された十字線であ
り、その交点がカメラ１４の光軸Ａであって位置合わせ
の基準部となる。
【００１７】近年、基板１のパッド８は微小化する傾向
にあり、したがってパッド８にボンディングされたワイ
ヤ７のボール７ａの直径も小径化している。したがって
基準部Ａをボンディング点のセンター、すなわちボール
７ａのセンターに位置合わせしにくい。そこで図４に示
すように観察対象となるボール７ａを画面上で部分的に
拡大する。この拡大はコンピュータのソフト処理（後
述）により行われる。そしてオペレータは手作業により
カメラ１４をＸ方向やＹ方向へ微小移動させ、これによ
り十字線９ａ，９ｂを実線位置から鎖線位置へ移動させ
て光軸（基準部）Ａをボール７ａのセンターに合わせ
る。このときのＸ方向およびＹ方向の移動量ｘａおよび
ｙａがオフセット値Ｘａ、Ｙａの修正値となる。なお図
４において実線で示す十字線９ａ，９ｂは、補正前（図
３の状態）における十字線である。
【００１８】そこでこの移動量ｘａ、ｙａを修正値とし
て制御部２３のメモリに登録し、以後、この修正値ｘ
ａ、ｙａで修正されたオフセット値に基づいてキャピラ
リツール１１をＸ方向やＹ方向へ水平移動させてワイヤ
ボンディングを行う。
【００１９】図５は、上記ソフト処理の一例を示してい
る。Ｐはフレームメモリ、ＱはフレームメモリＰに取り
込んだ画像、Ｇは画素である。図示するように、画像Ｑ
の上半分の画素Ａ，Ｂ，Ｃ・・・は左上から順にフレー
ムメモリＰに４画素づつコピーし、また下半分の画素
ａ，ｂ，ｃ・・・は左下から順に４画素づつコピーす
る。このようにしてフレームメモリＰに拡大されたデー
タをモニタテレビ２６に表示し、上記操作を行う。
【００２０】
【発明の効果】本発明によれば、微小なパッド上の微小
なボールであっても、カメラのオフセット値を正確に修
正し、以後、この修正されたオフセット値に基づいて正
確なワイヤボンディングを行うことができる。しかもボ
ンディングされたボールはソフト処理により拡大するの
で、装置自体の変更は格別必要なく、コスト的にも有利
である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態のワイヤボンディング装
置の斜視図
【図２】本発明の一実施の形態のワイヤボンディング装
置のキャピラリツールとカメラの位置関係を示す平面図
【図３】本発明の一実施の形態のワイヤボンディング装
置のモニタテレビの画面図
【図４】本発明の一実施の形態のワイヤボンディング装
置のモニタテレビの画面図
【図５】本発明の一実施の形態のワイヤボンディング装
置のソフト処理の説明図
【符号の説明】
１ 基板 ２ チップ ３ 位置決めテーブル ７ ワイヤ ７ａ ボール ８ パッド １０ ホーン １１ キャピラリツール １４ カメラ ２０ 可動テーブル ２６ モニタテレビ Ａ 基準部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01L 21/60

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】先端部にキャピラリツールを保持するホー
    ンと、チップが搭載された基板を加熱する加熱手段と、
    キャピラリツールと一定のオフセット位置にあってキャ
    ピラリツールと一体的に水平移動するカメラとを備え、
    キャピラリツールを水平移動させながらキャピラリツー
    ルに挿通されたワイヤでチップのパッドと基板のパッド
    をワイヤで接続するワイヤボンディング装置において、
    ワイヤボンディング動作を一時的に中断してカメラをワ
    イヤのボンディング点の上方へ移動させ、カメラでパッ
    ドにボンディングされたボールを観察してオフセットの
    点検を行うにあたり、カメラで観察されたボールをソフ
    ト処理により拡大してモニタ画面に映出し、モニタ画面
    上のボールにカメラの基準部を合わせることによりオフ
    セットの点検を行い、点検結果にしたがってオフセット
    の修正を行うことを特徴とするワイヤボンディングにお
    けるカメラオフセットの調整方法。
  2. 【請求項２】前記ソフト処理が、フレームメモリに取り
    込んだ画像のうち、上半分の画素は上から順にフレーム
    メモリに４画素づつコピーし、下半分の画素は下から順
    にフレームメモリに４画素づつコピーすることを特徴と
    する請求項１記載のワイヤボンディングにおけるカメラ
    オフセットの調整方法。
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