JP3407603B2 - ワイヤボンディングにおけるセカンドボンディング点の検査方法 - Google Patents
ワイヤボンディングにおけるセカンドボンディング点の検査方法Info
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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、チップと基板を接
続するワイヤボンディングにおけるセカンドボンディン
グ点の検査方法に関するものである。 【０００２】 【従来の技術】チップと、このチップが搭載されたリー
ドフレームやプリント基板などの基板をワイヤで接続す
るワイヤボンディングは、次のようにして行われる。ま
ず、キャピラリツールの下端部から下方へ導出されたワ
イヤの下端部とトーチとの間で電気的にスパークを発生
させ、ワイヤの下端部にボールを形成した後、キャピラ
リツールを下降させてボールを基板に搭載されたチップ
の上面にボンディングする（以下、「１ｓｔ（ファース
ト）ボンディング」という）。次いで、キャピラリツー
ルを一旦基板の上方に移動させた後に、キャピラリツー
ルの下端部を所定の軌跡を描かせながら下降させワイヤ
を基板にボンディングする（以下、「２ｎｄ（セカン
ド）ボンディング」という）。そしてワイヤボンディン
グ後には、チップやワイヤを保護するため樹脂封止が行
われる。 【０００３】この樹脂封止に先立って、ワイヤボンディ
ングの状態を確認するための検査が行われ、正常なワイ
ヤボンディングが行われているか否かが検査される。セ
カンドボンディング点について行われる検査では、パッ
ド上に印されたキャピラリツールの圧痕の位置および大
きさとともに、ワイヤの先端部の平面視して三日月型に
つぶれた部分、いわゆるクレセントの大きさや形状が検
出の対象となる。これらを検出することにより、ボンデ
ィングが正常に行われたか否かを検査できるとともに、
ボンディング圧力やボンディング位置など、ボンディン
グ装置のボンディング条件の設定に何らかの異常がある
か否かを推定することができる。 【０００４】 【発明が解決しようとする課題】クレセントの形状はキ
ャピラリツールの下端部によってつぶされる時の各種の
要因により様々に変化し、一様な大きさや形状とはなら
ないことから自動検査は困難とされており、したがって
セカンドボンディング点の検査は検査員の目視により経
験と勘に基づいて行われている実情にある。しかしなが
ら、目視による方法では、多大な検査時間と労力を要す
るとともに、検査員の技量の個人差のため信頼性の高い
検査を行うことが困難であるという問題点があった。 【０００５】そこで本発明は、セカンドボンディング点
の検査を作業性よく高速度で、しかも高い信頼性を以て
行うことができるワイヤボンディングにおけるセカンド
ボンディング点の検査方法を提供することを目的とす
る。 【０００６】 【課題を解決するための手段】本発明のワイヤボンディ
ングにおけるセカンドボンディング点の検査方法は、基
板のパッドのボンディング点をカメラにより撮像し、撮
像結果を画像データとして画像記憶部に記憶させる工程
と、画像データに基づきキャピラリツールの圧痕を検出
する工程と、この圧痕内部の基準点からワイヤの延出方
向に向かって予め設定された距離移動した点においてワ
イヤまたはクレセントの検出を行う工程と、ワイヤまた
はクレセントを検出したならば当該点を起点としてクレ
セントの形状線を検出する工程と、このクレセントの形
状線に基づいてクレセントの幅および長さを求める工程
と、を含む。 【０００７】 【発明の実施の形態】上記構成の本発明によれば、ワイ
ヤボンディング後の基板のパッドのセカンドボンディン
グ点を撮像した画像データから求められたキャピラリツ
ールの圧痕の位置に基づいてクレセントの形状線を検出
し、この形状線に基づいてクレセントの長さと幅を求め
ることにより、クレセントの形状を定量的に表すことが
できるので、ボンディング点の検査を作業性よく高速度
でしかも高い信頼性を以て行うことができる。 【０００８】次に、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
ディングにおけるセカンドボンディング点の検査装置の
構成を示すブロック図、図２は同ワイヤボンディングを
行う基板の平面図、図３は同セカンドボンディング点の
拡大側面図、図４、図５、図６、図７、図８、図９は同
セカンドボンディング点の部分拡大画像図である。 【０００９】まず、図１を参照してワイヤボンディング
におけるボンディング点の検査装置の構成を説明する。
図１において、ステージ１上には基板２が載置されてい
る。基板２上にはチップ４が搭載されている。基板２の
パッド３とチップ４のパッド５はワイヤ６によってボン
ディングされている。ステージ１の上方にはＸテーブル
９及びＹテーブル１０より成る可動テーブル１１が配設
されている。可動テーブル１１にはカメラ８が装着され
ている。カメラ８は可動テーブル１１によりＸ方向やＹ
方向に水平移動し、チップ４や基板２を撮像する。カメ
ラ８の下方には照明部７が装着されている。照明部７は
撮像時にチップ４や基板２を上方より照明する。 【００１０】カメラ８にはＡＤ変換部１２が接続されて
いる。ＡＤ変換部１２は撮像データを画像データにＡＤ
変換する。画像記憶部１３はＡＤ変換された画像データ
を記憶する。検査処理部１４はボンディング点の画像デ
ータに基づき、エッジのサーチや求められたエッジ点の
近似演算などの処理を行う。記憶部１５は、ボンディン
グ座標データ、ワイヤサイズなどワイヤボンディング時
に使用したデータ及び検出された判定値などを記憶す
る。表示部１６は検査画面を表示するモニタである。 【００１１】次に、図２を参照して検査の対象となるワ
イヤボンディング点について説明する。図２において、
基板２上には、チップ４が搭載されている。チップ４の
上面には縁部に沿って多数のパッド５が形成されてい
る。また、基板２上にはチップ４のそれぞれのパッド５
に対応した位置にパッド３が形成されている。チップ４
のパッド５と基板２のパッド３はワイヤ６で接続されて
いる。チップ４のパッド５のボンディング点はファース
トボンディング点２０であり、基板２のパッド３のボン
ディング点はセカンドボンディング点３０である。 【００１２】次に図３を参照してセカンドボンディング
点３０について説明する。基板２のパッド３の上面にワ
イヤ６がボンディングされている。３１ａ、３１ｂ、３
１ｃは、ワイヤ６をボンディングするキャピラリツール
の下端部の動きを動作の順に従って示したものである。
まず３１ａは、キャピラリツールの下端部がワイヤ６を
パッド３の上面に押しつけ始めたタイミングでの位置を
示している。 【００１３】この後、キャピラリツールはワイヤ６をパ
ッドに押しつけながら更に下降するとともにボンディン
グ点へ向かって横移動し、３１ｂの位置を経て最終的に
３１ｃの位置に至り、パッド３の上面を下方に押しつけ
て凹型形状の圧痕３２を形成する。このとき、圧痕３２
の周囲にはキャピラリツールの下端部の形状にならって
斜面状の縁部３３が形成される。また、ワイヤ６をパッ
ド３の上面に押しつける過程、すなわちキャピラリツー
ルが３１ａの位置から３１ｂの位置に移動する過程にお
いて、ワイヤ６はキャピラリツールの下端部によって押
しつぶされ、斜面状部６ｂが形成される。 【００１４】このワイヤボンディングにおけるセカンド
ボンディング点の検査装置は上記のような構成より成
り、以下、ボンディング点の検査方法について説明す
る。まず、図１に示すようにチップ４が搭載された基板
２がステージ１上に載置される。次に可動テーブル１１
を駆動してカメラ８を検査対象であるセカンドボンディ
ング点３０の上方に移動させ、照明部を点灯してカメラ
８によりセカンドボンディング点３０を撮像する。撮像
されたデータはＡＤ変換部１２を経て画像記憶部１３に
送られ、画像データとして記憶される。この画像データ
は検査処理部１４に読み込まれ、画像データに基づいて
検査処理が行われる。 【００１５】以下、検査処理について説明するが、その
前にカメラ８により撮像して得られる画像について説明
する。図３において下向きの矢印ｅは照明光の入射方向
を、上向きの矢印ｆは反射光の反射方向を示している。
パッド３の上面に入射する光は上方に反射し、ワイヤ６
やワイヤ６の斜面状部６ｂおよび圧痕３２の縁部３３に
入射する光は斜め方向に反射するため、カメラ８によっ
て上方から撮像された画像上ではパッド３と、ワイヤ
６、斜面状部６ｂおよび縁部３３は輝度が異なる。した
がって、画像データを２値化処理することにより、図４
に示すように、パッド３面を明像とし、ワイヤ６と図３
に示す斜面状部６ｂを平面視して三日月形状となる部分
（以下、「クレセント」という）６ｃおよび縁部３３を
暗像とする画像を得ることができる。 【００１６】このようにして得られた画像より圧痕３２
の位置を求める方法について図４、図５を参照して説明
する。図４において、Ｐ０はボンディング座標データ上
での圧痕３２の中心点、すなわちキャピラリツールの下
端部がパッド３に着地するときのキャピラリツールの中
心位置である。したがって、Ｐ０はこの画像において既
知の点であり、画像上で縁部３３をサーチする際の起点
として予め設定することができる。本実施の形態では、
図４に示すように、Ｐ０を起点として放射状に縁部３３
のエッジをサーチする。矢印ｇ１，ｇ２・・ｇｎは、縁
部３３のサーチを行う方向を示しており、サーチを行う
方向の数は、通常は円周の分割数にして８分割から３２
分割の間で設定される。矢印ｇ１，ｇ２・・ｇｎの延長
線上のＦ１，Ｆ２，・・Ｆｎは、サーチの結果検出され
たエッジ点を示す。 【００１７】セカンドボンディング点３０においては、
縁部３３は画像上では明瞭な円弧として検出されない場
合が多く、図４に示すように不明瞭部分が途切れた部分
円弧となる。この結果、得られるエッジ点の数が少な
く、また多くのノイズデータを含んだものとなる。例え
ば図４の矢印ｇ５方向やｇ７方向では縁部３３は明瞭な
円弧として存在しないためエッジが検出されず、得られ
るエッジ点のデータ数がその分だけ少なくなる。また矢
印ｇ５方向では、縁部３３のエッジが検出されず矢印ｇ
５の延長線上にあるクレセント６ｃの境界線上にＦ５が
誤ってエッジ点として検出されている。このように、２
ｎｄボンディング点３０においては、エッジ点として得
られるデータが少ないとともに、ノイズデータを含む可
能性が大きい。したがって、検出された少ないエッジ点
を有効に利用し、かつノイズデータを極力排除してより
適切な位置検出処理を行う必要がある。 【００１８】そこで、縁部３３から検出されたエッジ点
より成る部分円弧に基づいて近似円を演算する方法につ
いて説明する。この方法は、図５で示すように、各方向
でのサーチにより得られたエッジ点Ｆ１，Ｆ２、・・Ｆ
ｎから、圧痕３２のエッジを表す近似円Ｃを求めるもの
である。このとき、Ｆ５のように誤って検出されたノイ
ズデータも含まれている。まず、最小２乗法により各エ
ッジ点Ｆ１，Ｆ２、・・Ｆｎを近似する円を求める。こ
の結果に基づき、得られた近似円Ｃと、各エッジ点との
距たりを表す偏差を求め、偏差が大きく近似円Ｃから大
きくはずれるエッジ点（Ｆ５参照）はノイズデータと見
なしてエッジ点から除外する。 【００１９】次いで残りのエッジ点から再び最小２乗法
により近似円Ｃを求める。ノイズデータとされるエッジ
点の数が多く、最小２乗法による近似の対象となるエッ
ジ点が少ない場合には、サーチ方向の分割数を増やした
上で、エッジの再サーチを行う。このようにして、得ら
れた近似円Ｃとエッジ点との偏差が所定の範囲内に収ま
るまでエッジのサーチと近似円演算を繰り返す。 【００２０】次に、このようにして求められた、圧痕内
部の基準点としての近似円Ｃの中心点Ｐ１に基づいてク
レセント６ｃの形状線を検出する方法について説明す
る。まず図５に示すように、Ｐ１からワイヤ６の延出方
向（矢印ｈ方向）に距離Ｄだけ移動した点Ｐ２にて、画
面上でのワイヤ６またはクレセント６ｃの有無を検出す
る。ワイヤ６の延出方向はボンディング座標データより
求めることができる。点Ｐ２はボンディング座標データ
上でワイヤ６またはクレセント６ｃが存在すべき点であ
り、距離Ｄはそのような点を与える距離として予め設定
される。ここでワイヤ６またはクレセント６ｃが検出さ
れなかったならばボンディング異常と判断され、以下に
説明するクレセント６ｃの検出は行われない。 【００２１】Ｐ２にてワイヤ６またはクレセント６ｃが
検出されたならば、Ｐ２を起点としてクレセント６ｃの
形状線の検出を行う。図６に示すように、まずＰ２を起
点として両方の外側方向（矢印ｍ方向）に向かってクレ
セント６ｃのエッジをサーチし、エッジを検出したなら
ば２値化による輪郭追跡を行って画像データに基づき暗
像部分と明像部分の境界の形状線ｋを求める。このよう
にして求められた形状線ｋは、図６に示すようにワイヤ
６およびワイヤ６の先端部分であるクレセント６ｃの形
状を表している。 【００２２】次に、求められた形状線ｋから、クレセン
ト６ｃの幅と長さを求める方法について説明する。ま
ず、クレセント６ｃの幅を求める方法について説明す
る。図７に示すように、クレセント６ｃの形状線ｋ上で
圧痕３２の中心点Ｐ１側で最も外側に広がっている点を
両側に求め、それぞれＰ３、Ｐ４とする。このＰ３、Ｐ
４はクレセント６ｃがパッド３の上面と接するクレセン
ト始点である。クレセント幅は２つのクレセント始点Ｐ
３、Ｐ４間の距離で与えられる。 【００２３】次に、クレセント６ｃの長さを求める方法
について説明する。まず、ワイヤ６とクレセント６ｃの
境界点として定義されるクレセント終点を以下の方法で
求める。図７に示すようにクレセント６ｃの形状線ｋ上
に適切なピッチで着目点Ｐ（ｉ）（ｉ＝１、２、・・
・、Ｎ）を設定し、形状線ｋ上の着目点Ｐ（ｉ）の手前
の着目点Ｐ（ｉ−１）とＰ（ｉ）を結ぶ直線Ｌ１、およ
び着目点Ｐｉの後の着目点点Ｐ（ｉ＋１）とＰｉとを結
ぶ直線Ｌ２を求め、２つの直線Ｌ１，Ｌ２のなす角度α
を求める。そして形状線ｋ上の所定の範囲の各着目点Ｐ
ｉについて、角度αを求め、最も小さい角度αを与える
着目点Ｐｉをクレセント終点とする。すなわち、最もく
びれが顕著な点をクレセント終点とする。 【００２４】なお、クレセント終点は形状線ｋを構成す
る２つの辺のそれぞれに１点存在するが、くびれを表す
角度αによってクレセント終点を決定するのは、２つの
辺を通じて最も小さい角度αを与える１つの着目点Ｐｉ
についてのみである。このＰｉが求められたならば、対
向する他の辺上で、Ｐｉに最も近い点Ｐｊを以てもう１
つのクレセント終点とする。 【００２５】このように、形状線ｋの各辺のそれぞれで
くびれを表す角度αによりクレセント終点を決定しない
のは、２辺とも角度αによってクレセント終点を決定す
るとそれぞれの辺で全く離れた位置にある２点がクレセ
ント終点とされ、現実のクレセント終点として不適切な
場合があるからである。すなわち、場合によっては片側
の辺にはほとんどくびれが現れないこともあり、このよ
うな場合にこの辺上で角度αが最小であるような点を求
めると、クレセント終点の定義に全く適合しないような
部分的な変形点を誤ってクレセント終点と認識してしま
うからである。 【００２６】図８は、このようにして求められたクレセ
ント始点Ｐ３、Ｐ４およびクレセント終点Ｐ５、Ｐ６を
示している。クレセント幅Ｂは、クレセント始点Ｐ３、
Ｐ４間の距離である。また、Ｐ３、Ｐ４を結ぶ線分の中
点Ｐ７と、クレセント終点Ｐ５、Ｐ６を結ぶ線分の中点
Ｐ８の距離Ｌが、クレセント長さである。 【００２７】図９は、このようにして定義され、求めら
れたクレセント幅Ｂおよびクレセント長さＬが基準値を
はずれており、ワイヤボンディングの異常と判定される
例を示している。この例では、クレセント幅Ｂおよびク
レセント長さＬがともに基準値より小さく、すなわちク
レセント６ｃが小さいことを示している。したがってワ
イヤ６がキャピラリツールによって押しつけられてパッ
ド３にボンディングされている面積が小さく、ボンディ
ング強度上問題があると判断される。 【００２８】このように、クレセント６ｃの形状により
ボンディング異常を検出するワイヤボンディング後の検
査において、クレセント６ｃの形状を幅Ｂと長さＬとい
う２つの寸法で代表させることにより、従来は、検査員
の経験と勘に基づき、目視という多大な労力を要ししか
も信頼性の低い方法で行われていた検査を、定量的デー
タに基づき作業性よく高速度で、しかも高い信頼性を以
て行うことができる。 【００２９】 【発明の効果】本発明によれば、ワイヤボンディング後
の基板のパッドのボンディング点を撮像した画像データ
から求められるキャピラリツールの圧痕の位置に基づい
てクレセントの形状線を検出し、この形状線に基づいて
クレセントの長さと幅を求めるようにしているので、ク
レセントの形状線を求める際にクレセントの位置を迅
速、確実に検出することができ、またクレセントの形状
をクレセントの幅と長さにより定量的に表すようにして
いるので、ボンディング点の検査を作業性よく高速度
で、しかも高い信頼性を以て行うことができる。
続するワイヤボンディングにおけるセカンドボンディン
グ点の検査方法に関するものである。 【０００２】 【従来の技術】チップと、このチップが搭載されたリー
ドフレームやプリント基板などの基板をワイヤで接続す
るワイヤボンディングは、次のようにして行われる。ま
ず、キャピラリツールの下端部から下方へ導出されたワ
イヤの下端部とトーチとの間で電気的にスパークを発生
させ、ワイヤの下端部にボールを形成した後、キャピラ
リツールを下降させてボールを基板に搭載されたチップ
の上面にボンディングする（以下、「１ｓｔ（ファース
ト）ボンディング」という）。次いで、キャピラリツー
ルを一旦基板の上方に移動させた後に、キャピラリツー
ルの下端部を所定の軌跡を描かせながら下降させワイヤ
を基板にボンディングする（以下、「２ｎｄ（セカン
ド）ボンディング」という）。そしてワイヤボンディン
グ後には、チップやワイヤを保護するため樹脂封止が行
われる。 【０００３】この樹脂封止に先立って、ワイヤボンディ
ングの状態を確認するための検査が行われ、正常なワイ
ヤボンディングが行われているか否かが検査される。セ
カンドボンディング点について行われる検査では、パッ
ド上に印されたキャピラリツールの圧痕の位置および大
きさとともに、ワイヤの先端部の平面視して三日月型に
つぶれた部分、いわゆるクレセントの大きさや形状が検
出の対象となる。これらを検出することにより、ボンデ
ィングが正常に行われたか否かを検査できるとともに、
ボンディング圧力やボンディング位置など、ボンディン
グ装置のボンディング条件の設定に何らかの異常がある
か否かを推定することができる。 【０００４】 【発明が解決しようとする課題】クレセントの形状はキ
ャピラリツールの下端部によってつぶされる時の各種の
要因により様々に変化し、一様な大きさや形状とはなら
ないことから自動検査は困難とされており、したがって
セカンドボンディング点の検査は検査員の目視により経
験と勘に基づいて行われている実情にある。しかしなが
ら、目視による方法では、多大な検査時間と労力を要す
るとともに、検査員の技量の個人差のため信頼性の高い
検査を行うことが困難であるという問題点があった。 【０００５】そこで本発明は、セカンドボンディング点
の検査を作業性よく高速度で、しかも高い信頼性を以て
行うことができるワイヤボンディングにおけるセカンド
ボンディング点の検査方法を提供することを目的とす
る。 【０００６】 【課題を解決するための手段】本発明のワイヤボンディ
ングにおけるセカンドボンディング点の検査方法は、基
板のパッドのボンディング点をカメラにより撮像し、撮
像結果を画像データとして画像記憶部に記憶させる工程
と、画像データに基づきキャピラリツールの圧痕を検出
する工程と、この圧痕内部の基準点からワイヤの延出方
向に向かって予め設定された距離移動した点においてワ
イヤまたはクレセントの検出を行う工程と、ワイヤまた
はクレセントを検出したならば当該点を起点としてクレ
セントの形状線を検出する工程と、このクレセントの形
状線に基づいてクレセントの幅および長さを求める工程
と、を含む。 【０００７】 【発明の実施の形態】上記構成の本発明によれば、ワイ
ヤボンディング後の基板のパッドのセカンドボンディン
グ点を撮像した画像データから求められたキャピラリツ
ールの圧痕の位置に基づいてクレセントの形状線を検出
し、この形状線に基づいてクレセントの長さと幅を求め
ることにより、クレセントの形状を定量的に表すことが
できるので、ボンディング点の検査を作業性よく高速度
でしかも高い信頼性を以て行うことができる。 【０００８】次に、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
ディングにおけるセカンドボンディング点の検査装置の
構成を示すブロック図、図２は同ワイヤボンディングを
行う基板の平面図、図３は同セカンドボンディング点の
拡大側面図、図４、図５、図６、図７、図８、図９は同
セカンドボンディング点の部分拡大画像図である。 【０００９】まず、図１を参照してワイヤボンディング
におけるボンディング点の検査装置の構成を説明する。
図１において、ステージ１上には基板２が載置されてい
る。基板２上にはチップ４が搭載されている。基板２の
パッド３とチップ４のパッド５はワイヤ６によってボン
ディングされている。ステージ１の上方にはＸテーブル
９及びＹテーブル１０より成る可動テーブル１１が配設
されている。可動テーブル１１にはカメラ８が装着され
ている。カメラ８は可動テーブル１１によりＸ方向やＹ
方向に水平移動し、チップ４や基板２を撮像する。カメ
ラ８の下方には照明部７が装着されている。照明部７は
撮像時にチップ４や基板２を上方より照明する。 【００１０】カメラ８にはＡＤ変換部１２が接続されて
いる。ＡＤ変換部１２は撮像データを画像データにＡＤ
変換する。画像記憶部１３はＡＤ変換された画像データ
を記憶する。検査処理部１４はボンディング点の画像デ
ータに基づき、エッジのサーチや求められたエッジ点の
近似演算などの処理を行う。記憶部１５は、ボンディン
グ座標データ、ワイヤサイズなどワイヤボンディング時
に使用したデータ及び検出された判定値などを記憶す
る。表示部１６は検査画面を表示するモニタである。 【００１１】次に、図２を参照して検査の対象となるワ
イヤボンディング点について説明する。図２において、
基板２上には、チップ４が搭載されている。チップ４の
上面には縁部に沿って多数のパッド５が形成されてい
る。また、基板２上にはチップ４のそれぞれのパッド５
に対応した位置にパッド３が形成されている。チップ４
のパッド５と基板２のパッド３はワイヤ６で接続されて
いる。チップ４のパッド５のボンディング点はファース
トボンディング点２０であり、基板２のパッド３のボン
ディング点はセカンドボンディング点３０である。 【００１２】次に図３を参照してセカンドボンディング
点３０について説明する。基板２のパッド３の上面にワ
イヤ６がボンディングされている。３１ａ、３１ｂ、３
１ｃは、ワイヤ６をボンディングするキャピラリツール
の下端部の動きを動作の順に従って示したものである。
まず３１ａは、キャピラリツールの下端部がワイヤ６を
パッド３の上面に押しつけ始めたタイミングでの位置を
示している。 【００１３】この後、キャピラリツールはワイヤ６をパ
ッドに押しつけながら更に下降するとともにボンディン
グ点へ向かって横移動し、３１ｂの位置を経て最終的に
３１ｃの位置に至り、パッド３の上面を下方に押しつけ
て凹型形状の圧痕３２を形成する。このとき、圧痕３２
の周囲にはキャピラリツールの下端部の形状にならって
斜面状の縁部３３が形成される。また、ワイヤ６をパッ
ド３の上面に押しつける過程、すなわちキャピラリツー
ルが３１ａの位置から３１ｂの位置に移動する過程にお
いて、ワイヤ６はキャピラリツールの下端部によって押
しつぶされ、斜面状部６ｂが形成される。 【００１４】このワイヤボンディングにおけるセカンド
ボンディング点の検査装置は上記のような構成より成
り、以下、ボンディング点の検査方法について説明す
る。まず、図１に示すようにチップ４が搭載された基板
２がステージ１上に載置される。次に可動テーブル１１
を駆動してカメラ８を検査対象であるセカンドボンディ
ング点３０の上方に移動させ、照明部を点灯してカメラ
８によりセカンドボンディング点３０を撮像する。撮像
されたデータはＡＤ変換部１２を経て画像記憶部１３に
送られ、画像データとして記憶される。この画像データ
は検査処理部１４に読み込まれ、画像データに基づいて
検査処理が行われる。 【００１５】以下、検査処理について説明するが、その
前にカメラ８により撮像して得られる画像について説明
する。図３において下向きの矢印ｅは照明光の入射方向
を、上向きの矢印ｆは反射光の反射方向を示している。
パッド３の上面に入射する光は上方に反射し、ワイヤ６
やワイヤ６の斜面状部６ｂおよび圧痕３２の縁部３３に
入射する光は斜め方向に反射するため、カメラ８によっ
て上方から撮像された画像上ではパッド３と、ワイヤ
６、斜面状部６ｂおよび縁部３３は輝度が異なる。した
がって、画像データを２値化処理することにより、図４
に示すように、パッド３面を明像とし、ワイヤ６と図３
に示す斜面状部６ｂを平面視して三日月形状となる部分
（以下、「クレセント」という）６ｃおよび縁部３３を
暗像とする画像を得ることができる。 【００１６】このようにして得られた画像より圧痕３２
の位置を求める方法について図４、図５を参照して説明
する。図４において、Ｐ０はボンディング座標データ上
での圧痕３２の中心点、すなわちキャピラリツールの下
端部がパッド３に着地するときのキャピラリツールの中
心位置である。したがって、Ｐ０はこの画像において既
知の点であり、画像上で縁部３３をサーチする際の起点
として予め設定することができる。本実施の形態では、
図４に示すように、Ｐ０を起点として放射状に縁部３３
のエッジをサーチする。矢印ｇ１，ｇ２・・ｇｎは、縁
部３３のサーチを行う方向を示しており、サーチを行う
方向の数は、通常は円周の分割数にして８分割から３２
分割の間で設定される。矢印ｇ１，ｇ２・・ｇｎの延長
線上のＦ１，Ｆ２，・・Ｆｎは、サーチの結果検出され
たエッジ点を示す。 【００１７】セカンドボンディング点３０においては、
縁部３３は画像上では明瞭な円弧として検出されない場
合が多く、図４に示すように不明瞭部分が途切れた部分
円弧となる。この結果、得られるエッジ点の数が少な
く、また多くのノイズデータを含んだものとなる。例え
ば図４の矢印ｇ５方向やｇ７方向では縁部３３は明瞭な
円弧として存在しないためエッジが検出されず、得られ
るエッジ点のデータ数がその分だけ少なくなる。また矢
印ｇ５方向では、縁部３３のエッジが検出されず矢印ｇ
５の延長線上にあるクレセント６ｃの境界線上にＦ５が
誤ってエッジ点として検出されている。このように、２
ｎｄボンディング点３０においては、エッジ点として得
られるデータが少ないとともに、ノイズデータを含む可
能性が大きい。したがって、検出された少ないエッジ点
を有効に利用し、かつノイズデータを極力排除してより
適切な位置検出処理を行う必要がある。 【００１８】そこで、縁部３３から検出されたエッジ点
より成る部分円弧に基づいて近似円を演算する方法につ
いて説明する。この方法は、図５で示すように、各方向
でのサーチにより得られたエッジ点Ｆ１，Ｆ２、・・Ｆ
ｎから、圧痕３２のエッジを表す近似円Ｃを求めるもの
である。このとき、Ｆ５のように誤って検出されたノイ
ズデータも含まれている。まず、最小２乗法により各エ
ッジ点Ｆ１，Ｆ２、・・Ｆｎを近似する円を求める。こ
の結果に基づき、得られた近似円Ｃと、各エッジ点との
距たりを表す偏差を求め、偏差が大きく近似円Ｃから大
きくはずれるエッジ点（Ｆ５参照）はノイズデータと見
なしてエッジ点から除外する。 【００１９】次いで残りのエッジ点から再び最小２乗法
により近似円Ｃを求める。ノイズデータとされるエッジ
点の数が多く、最小２乗法による近似の対象となるエッ
ジ点が少ない場合には、サーチ方向の分割数を増やした
上で、エッジの再サーチを行う。このようにして、得ら
れた近似円Ｃとエッジ点との偏差が所定の範囲内に収ま
るまでエッジのサーチと近似円演算を繰り返す。 【００２０】次に、このようにして求められた、圧痕内
部の基準点としての近似円Ｃの中心点Ｐ１に基づいてク
レセント６ｃの形状線を検出する方法について説明す
る。まず図５に示すように、Ｐ１からワイヤ６の延出方
向（矢印ｈ方向）に距離Ｄだけ移動した点Ｐ２にて、画
面上でのワイヤ６またはクレセント６ｃの有無を検出す
る。ワイヤ６の延出方向はボンディング座標データより
求めることができる。点Ｐ２はボンディング座標データ
上でワイヤ６またはクレセント６ｃが存在すべき点であ
り、距離Ｄはそのような点を与える距離として予め設定
される。ここでワイヤ６またはクレセント６ｃが検出さ
れなかったならばボンディング異常と判断され、以下に
説明するクレセント６ｃの検出は行われない。 【００２１】Ｐ２にてワイヤ６またはクレセント６ｃが
検出されたならば、Ｐ２を起点としてクレセント６ｃの
形状線の検出を行う。図６に示すように、まずＰ２を起
点として両方の外側方向（矢印ｍ方向）に向かってクレ
セント６ｃのエッジをサーチし、エッジを検出したなら
ば２値化による輪郭追跡を行って画像データに基づき暗
像部分と明像部分の境界の形状線ｋを求める。このよう
にして求められた形状線ｋは、図６に示すようにワイヤ
６およびワイヤ６の先端部分であるクレセント６ｃの形
状を表している。 【００２２】次に、求められた形状線ｋから、クレセン
ト６ｃの幅と長さを求める方法について説明する。ま
ず、クレセント６ｃの幅を求める方法について説明す
る。図７に示すように、クレセント６ｃの形状線ｋ上で
圧痕３２の中心点Ｐ１側で最も外側に広がっている点を
両側に求め、それぞれＰ３、Ｐ４とする。このＰ３、Ｐ
４はクレセント６ｃがパッド３の上面と接するクレセン
ト始点である。クレセント幅は２つのクレセント始点Ｐ
３、Ｐ４間の距離で与えられる。 【００２３】次に、クレセント６ｃの長さを求める方法
について説明する。まず、ワイヤ６とクレセント６ｃの
境界点として定義されるクレセント終点を以下の方法で
求める。図７に示すようにクレセント６ｃの形状線ｋ上
に適切なピッチで着目点Ｐ（ｉ）（ｉ＝１、２、・・
・、Ｎ）を設定し、形状線ｋ上の着目点Ｐ（ｉ）の手前
の着目点Ｐ（ｉ−１）とＰ（ｉ）を結ぶ直線Ｌ１、およ
び着目点Ｐｉの後の着目点点Ｐ（ｉ＋１）とＰｉとを結
ぶ直線Ｌ２を求め、２つの直線Ｌ１，Ｌ２のなす角度α
を求める。そして形状線ｋ上の所定の範囲の各着目点Ｐ
ｉについて、角度αを求め、最も小さい角度αを与える
着目点Ｐｉをクレセント終点とする。すなわち、最もく
びれが顕著な点をクレセント終点とする。 【００２４】なお、クレセント終点は形状線ｋを構成す
る２つの辺のそれぞれに１点存在するが、くびれを表す
角度αによってクレセント終点を決定するのは、２つの
辺を通じて最も小さい角度αを与える１つの着目点Ｐｉ
についてのみである。このＰｉが求められたならば、対
向する他の辺上で、Ｐｉに最も近い点Ｐｊを以てもう１
つのクレセント終点とする。 【００２５】このように、形状線ｋの各辺のそれぞれで
くびれを表す角度αによりクレセント終点を決定しない
のは、２辺とも角度αによってクレセント終点を決定す
るとそれぞれの辺で全く離れた位置にある２点がクレセ
ント終点とされ、現実のクレセント終点として不適切な
場合があるからである。すなわち、場合によっては片側
の辺にはほとんどくびれが現れないこともあり、このよ
うな場合にこの辺上で角度αが最小であるような点を求
めると、クレセント終点の定義に全く適合しないような
部分的な変形点を誤ってクレセント終点と認識してしま
うからである。 【００２６】図８は、このようにして求められたクレセ
ント始点Ｐ３、Ｐ４およびクレセント終点Ｐ５、Ｐ６を
示している。クレセント幅Ｂは、クレセント始点Ｐ３、
Ｐ４間の距離である。また、Ｐ３、Ｐ４を結ぶ線分の中
点Ｐ７と、クレセント終点Ｐ５、Ｐ６を結ぶ線分の中点
Ｐ８の距離Ｌが、クレセント長さである。 【００２７】図９は、このようにして定義され、求めら
れたクレセント幅Ｂおよびクレセント長さＬが基準値を
はずれており、ワイヤボンディングの異常と判定される
例を示している。この例では、クレセント幅Ｂおよびク
レセント長さＬがともに基準値より小さく、すなわちク
レセント６ｃが小さいことを示している。したがってワ
イヤ６がキャピラリツールによって押しつけられてパッ
ド３にボンディングされている面積が小さく、ボンディ
ング強度上問題があると判断される。 【００２８】このように、クレセント６ｃの形状により
ボンディング異常を検出するワイヤボンディング後の検
査において、クレセント６ｃの形状を幅Ｂと長さＬとい
う２つの寸法で代表させることにより、従来は、検査員
の経験と勘に基づき、目視という多大な労力を要ししか
も信頼性の低い方法で行われていた検査を、定量的デー
タに基づき作業性よく高速度で、しかも高い信頼性を以
て行うことができる。 【００２９】 【発明の効果】本発明によれば、ワイヤボンディング後
の基板のパッドのボンディング点を撮像した画像データ
から求められるキャピラリツールの圧痕の位置に基づい
てクレセントの形状線を検出し、この形状線に基づいて
クレセントの長さと幅を求めるようにしているので、ク
レセントの形状線を求める際にクレセントの位置を迅
速、確実に検出することができ、またクレセントの形状
をクレセントの幅と長さにより定量的に表すようにして
いるので、ボンディング点の検査を作業性よく高速度
で、しかも高い信頼性を以て行うことができる。
【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に
おけるセカンドボンディング点の検査装置の構成を示す
ブロック図 【図２】本発明の一実施の形態のワイヤボンディングを
行う基板の平面図 【図３】本発明の一実施の形態のセカンドボンディング
点の拡大側面図 【図４】本発明の一実施の形態のセカンドボンディング
点の部分拡大画像図 【図５】本発明の一実施の形態のセカンドボンディング
点の部分拡大画像図 【図６】本発明の一実施の形態のセカンドボンディング
点の部分拡大画像図 【図７】本発明の一実施の形態のセカンドボンディング
点の部分拡大画像図 【図８】本発明の一実施の形態のセカンドボンディング
点の部分拡大画像図 【図９】本発明の一実施の形態のセカンドボンディング
点の部分拡大画像図 【符号の説明】 ２ 基板 ３ パッド ４ チップ ５ パッド ６ ワイヤ ６ｃ クレセント ７ 照明部 ８ カメラ １１ 可動テーブル １３ 画像記憶部 １４ 検査処理部 １５ 記憶部 １６ 表示部 ３０ セカンドボンディング点 ３１ａ，３１ｂ、３１ｃ キャピラリツール ３２ 圧痕 ３３ 縁部
おけるセカンドボンディング点の検査装置の構成を示す
ブロック図 【図２】本発明の一実施の形態のワイヤボンディングを
行う基板の平面図 【図３】本発明の一実施の形態のセカンドボンディング
点の拡大側面図 【図４】本発明の一実施の形態のセカンドボンディング
点の部分拡大画像図 【図５】本発明の一実施の形態のセカンドボンディング
点の部分拡大画像図 【図６】本発明の一実施の形態のセカンドボンディング
点の部分拡大画像図 【図７】本発明の一実施の形態のセカンドボンディング
点の部分拡大画像図 【図８】本発明の一実施の形態のセカンドボンディング
点の部分拡大画像図 【図９】本発明の一実施の形態のセカンドボンディング
点の部分拡大画像図 【符号の説明】 ２ 基板 ３ パッド ４ チップ ５ パッド ６ ワイヤ ６ｃ クレセント ７ 照明部 ８ カメラ １１ 可動テーブル １３ 画像記憶部 １４ 検査処理部 １５ 記憶部 １６ 表示部 ３０ セカンドボンディング点 ３１ａ，３１ｂ、３１ｃ キャピラリツール ３２ 圧痕 ３３ 縁部
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
G01B 11/00 - 11/30
G01N 21/84 - 21/958
G06T 1/00 - 9/40
H01L 21/60 - 21/607
H01L 21/66
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】基板のパッドのボンディング点をカメラに
より撮像し、撮像結果を画像データとして画像機億部に
記憶させる工程と、画像データに基づきキャピラリツー
ルの圧痕を検出する工程と、この圧痕内部の基準点から
ワイヤの延出方向に向かって予め設定された距離移動し
た点においてワイヤまたはクレセントの検出を行う工程
と、ワイヤまたはクレセントを検出したならば当該点を
起点としてクレセントの形状線を検出する工程と、この
クレセントの形状線に基づいてクレセントの幅および長
さを求める工程と、を含むことを特徴とするワイヤボン
ディングにおけるセカンドボンディング点の検査方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15178597A JP3407603B2 (ja) | 1997-06-10 | 1997-06-10 | ワイヤボンディングにおけるセカンドボンディング点の検査方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15178597A JP3407603B2 (ja) | 1997-06-10 | 1997-06-10 | ワイヤボンディングにおけるセカンドボンディング点の検査方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10339612A JPH10339612A (ja) | 1998-12-22 |
| JP3407603B2 true JP3407603B2 (ja) | 2003-05-19 |
Family
ID=15526250
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15178597A Expired - Fee Related JP3407603B2 (ja) | 1997-06-10 | 1997-06-10 | ワイヤボンディングにおけるセカンドボンディング点の検査方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3407603B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100460047B1 (ko) * | 2001-09-21 | 2004-12-04 | 주식회사 칩팩코리아 | 반도체패키지의 본딩검사방법 |
-
1997
- 1997-06-10 JP JP15178597A patent/JP3407603B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH10339612A (ja) | 1998-12-22 |
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