JP3443181B2 - ワイヤボンディング方法およびワイヤボンディング装置 - Google Patents

ワイヤボンディング方法およびワイヤボンディング装置

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JP3443181B2 JP22275394A JP22275394A JP3443181B2 JP 3443181 B2 JP3443181 B2 JP 3443181B2 JP 22275394 A JP22275394 A JP 22275394A JP 22275394 A JP22275394 A JP 22275394A JP 3443181 B2 JP3443181 B2 JP 3443181B2
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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、半導体ペレットの電極
とリードフレームのリードとをワイヤボンディングする
ワイヤボンディング方法およびワイヤボンディング装置
に係り、特にワイヤボンディング状態の検査を良好に実
施できるワイヤボンディング方法およびワイヤボンディ
ング装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体ペレットの電極とリードフレーム
のリードとをワイヤボンディングした後には、半導体集
積回路の品質を確保するために、ボンディング点に対す
るワイヤの接合状態（以下「ボンディング状態」と称す
る。）を検査している。
【０００３】従来この検査は、例えば特開昭61ー148828
号公報に記載された技術を用いて行なわれていた。これ
によれば、ワイヤボンディング装置におけるボンディン
グ作業領域に下流側にボンディング状態検査領域を設定
し、この検査領域に設けたボンディング状態検査用カメ
ラにてワイヤボンディングの終了した半導体ペレットの
ボンディング状態を検査するものである。またこの公報
には、ボンディング状態の検査を、ワイヤボンディング
装置とは別個の装置で行なっても良いことが記載されて
いる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところが、ボンディン
グ位置の下流側に検査領域を設けたものにあっては、ワ
イヤボンディング装置に別途ボンディング状態を検査す
るための検査カメラ、この検査カメラの支持手段、及び
この検査カメラ移動用のＸＹテーブル等を設ける必要が
あることから、ワイヤボンディング装置の部品点数が増
え、ワイヤボンディング装置の煩雑化及び大型化を招い
てしまう。また、検査をワイヤボンディング装置とは別
個の装置で行なう場合には、ワイヤボンディングが完了
したリードフレームを検査装置へ移送しなければなら
ず、検査に時間を要し、生産性が低下してしまう。しか
も、この移送の際に、リードフレームが振動して、正常
なワイヤループまでが変形し、品質が低下する虞れがあ
る。更に、すべてのリードフレームについてボンディン
グ状態の検査を実施すると、ワイヤボンディングと同程
度の時間を要するので、抜き取り検査を実施する場合が
多い。しかし、この抜き取り検査では、製品の品質を充
分に確保できない虜れがある。
【０００５】本発明は、上述の事情を考慮してなされた
ものであり、装置の複雑化や生産性の低下を招くことな
くボンディング状態を検査でき、更に製品の品質を良好
に確保できるワイヤボンディング方法およびワイヤボン
ディング装置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】本発明は、半導体ペレッ
トの複数の電極とリードフレームの複数のリードとにお
ける各ボンディング点の位置ずれ状態をカメラを用いて
検出し、検出した位置ずれ状態を用いて算出した実際の
各ボンディング位置にワイヤボンディングを施すワイヤ
ボンディング方法において、電極へのボンディング時に
は、この電極に隣接したボンディング済の電極の画像を
前記カメラで取り込み、リードへのボンディング時に
は、このリードに隣接したボンディング済のリードの画
像を前記カメラで取り込み、それぞれ基準画像と比較す
ることで、それらのボンディング状態を検査して良否を
判定するようにしたものである。
【０００７】また、本発明は、半導体ペレット並びにリ
ードフレームの画像を取り込むカメラと、このカメラの
撮像画像から前記半導体ペレット並びに前記リードフレ
ームにおけるボンディング点の実際の位置を演算で求め
るボンディング位置演算部と、このボンディング位置演
算部の演算結果に基づき各ボンディング点にワイヤボン
ディングを行なうように、キャピラリを支持するボンデ
ィングヘッドを移動制御する制御装置とを有するワイヤ
ボンディング装置において、ボンディング状態演算部を
さらに有し、このボンディング状態演算部は、前記キャ
ピラリによる電極へのボンディング時に前記カメラで取
り込んだ、この電極に隣接したボンディング済の電極の
画像と、リードへのボンディング時に前記カメラで取り
込んだ、このリードに隣接したボンディング済のリード
の画像をそれぞれ基準画像と比較することで、それらの
ボンディング状態を検査して良否を判定し、前記制御装
置は、このボンディング状態演算部の判定結果に基づい
てその後のボンディング動作を制御するものである。
【０００８】
【作用】従って、本発明に係るワイヤボンディング方法
およびワイヤボンディング装置によれば、ボンディング
状態の検査が、ワイヤボンディング位置を検出に用いら
れるカメラにより実施され、ボンディング状態の検査専
用のカメラが必要ないので、ワイヤボンディング装置の
複雑化や大型化を招くことがなく、ワイヤボンディング
装置を簡素化できる。
【０００９】また、ボンディング状態の検査は、その後
に実施されるワイヤボンディング中になされるので、こ
の検査時間をワイヤボンディングとは別枠で設定する必
要がない。このため、生産性を向上させることができ
る。
【００１０】更に、ワイヤボンディング状態の検査は、
従来行なわれていた抜き取り検査とは異なり、全てのワ
イヤボンディング位置について実施することができるの
で、製品の品質を向上させることができる。
【００１１】また、ワイヤボンディング状態が不良と判
定されたときに、そのペレットについてのワイヤボンデ
ィングをその後中止することで、ワイヤを不必要に消費
せず無駄を省くことができるとともに、不良の原因を即
座に追及して修正できるので、製品の品質を向上させる
ことができる。
【００１２】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図１は、本発明に係るワイヤボンディング装置の
一実施例を示す構成図である。図２は、図１のカメラで
撮像された半導体ペレットの電極周りを示す画像図であ
る。図３は、図１のカメラで撮像されたリードフレーム
のリード周りを示す画像図である。
【００１３】ワイヤボンディング装置１は、前工程にて
半導体ペレット２がマウントされたリードフレーム３の
搬送を案内する一対の案内レール４を有し、ボンディン
グ領域に対応するこの案内レール４の側方に、案内レー
ル４の搬送方向及びこれと直交する方向に移動自在なＸ
Ｙテーブル５が配置され、このＸＹテーブル５上にボン
ディングヘッド６が載置されて構成される。
【００１４】ボンディングヘッド６にはボンディングア
ーム９及びトーチ電極１０が支持され、ボンディングア
ーム９の先端部に、ワイヤ７を挿通するキャピラリ８が
装着される。このボンディングアーム９は、図示しない
アーム駆動機構により上下動させられる。また、トーチ
電極１０は、その先端をキャピラリ８の直下に移動可能
とされて、キャピラリ８から突出したワイヤ７とトーチ
電極１０との間に放電を生じさせ、ワイヤ７の先端にボ
ール１１を形成する。
【００１５】また、ボンディングヘッド６にはカメラ１
２が固定支持される。このカメラ１２は、キャピラリ８
の上方に位置されて、半導体ペレット２やリードフレー
ム３上を撮像可能とし、後述の如く、ボンディング点の
位置ずれの検出や、ボンディング点におけるワイヤボン
ディング状態の検査に用いられる。このカメラ１２の視
野Ａ中心は、キャピラリ８の直下に設定（カメラオフセ
ット０という）され、カメラ１２の視野Ａは、図２及び
図３に示すように、半導体ペレット２の複数の電極１３
や、リードフレーム３の複数のリード１４を一度に取り
込み可能な大きさに設定される。
【００１６】カメラ１２で撮像された画像は、画像処理
装置１５のＡ／Ｄ（アナログ・デジタル）変換器１６へ
出力される。画像処理装置１５は上記Ａ／Ｄ変換器１
６、画像メモリ１７、基準画像メモリ１８、ボンディン
グ位置演算部１９及びボンディング状態演算部２０を有
して構成される。
【００１７】Ａ／Ｄ変換器１６が、カメラ１２で撮像さ
れた画像をデジタル信号に変換し、画像メモリ１７が、
このデジタル信号化された画像データを記憶する。
【００１８】ボンディング位置演算部１９は、基準画像
メモリ１８に予め記憶された基準画像データと、上記画
像メモリ１７に記憶された画像データとを比較して、半
導体ペレット２における電極１３上のボンディング点、
リードフレーム３におけるリード１４上のボンディング
点の各基準位置からの位置ずれ量を求め、実際のボンデ
ィング点位置を演算する。
【００１９】ボンディング状態演算部２０は、基準画像
メモリ１８に予め記憶された基準画像データ、すなわち
電極１３上にボンディングされた圧着ボール１１ａの基
準画像データ（圧着ボール１１ａの大きさや接合位
置）、ボンディング時にリード１４に形成される圧痕
（後述）２１の基準画像データ（圧痕２１の大きさや位
置）と、画像メモリ１７に記憶された画像データとを比
較し、圧着ボール１１ａや圧痕２１の良否を判定する。
【００２０】制御装置２２は、ＸＹテーブル５、Ａ／Ｄ
変換器１６、ボンディングアーム９および画像処理装置
１５を制御する。つまり、制御装置２２は、ＸＹテーブ
ル５を制御してカメラ１２を移動させ、また、画像処理
装置１５を制御して、電極１３に、リード１４における
各ボンディング点の位置ずれ量を検出させ、さらに、Ｘ
Ｙテーブル５およびボンディングアーム９を制御して、
キャピラリ８により、対応する電極１３とリード１４に
おける各ボンディング点間をワイヤボンディングさせ
る。また、制御装置２２は、上記ワイヤボンディングと
同時に、その前にワイヤボンディングされたワイヤ７の
ボンディング状態をカメラ１２にて取り込み、画像処理
装置１５のボンディング状態演算部２０によりそのボン
ディング状態を検査し良否を判定させる。
【００２１】次に、作用を説明する。リードフレーム３
がボンディング領域に位置決めされると、ＸＹテーブル
５の駆動によってカメラ１２が移動し、半導体ペレット
２上の所定部分（例えばコーナ部）を撮像する。そし
て、画像処理装置１５のボンディング位置演算部１９
は、公知のパターンマッチング法にて画像メモリ１７に
記憶されたカメラ１２の画像と基準画像メモリ１８の基
準画像とを比較し、半導体ペレット２の基準位置からの
位置ずれ量を求め、この位置ずれ量から半導体ペレット
２の各電極１３上のボンディング点の位置ずれ量を算出
する。次に、カメラ１２は、リードフレーム３のリード
１４を順次撮像する。そして、画像処理装置１５のボン
ディング位置演算部１９は、公知の特徴抽出法にてボン
ディング点の基準位置からの位置ずれ量を算出する。こ
のように各ボンディング点の位置ずれ量が算出される
と、ボンディング位置演算部１９では、予め記憶された
基準位置と上記位置ずれ量とから、各ボンディング点の
実際の位置を演算により求める。
【００２２】制御装置２２は、上述のようにして求めら
れた半導体ペレット２の電極１３並びに、リードフレー
ム３のリード１４における実際のボンディング点位置
に、ＸＹテーブル５及びボンディグアーム９を操作する
ことにてキャピラリ８を順次移動させてワイヤボンディ
ングを実施する。
【００２３】なお、ワイヤボンディング動作は、先端に
ボール１１が形成されたワイヤ７を挿通したキャピラリ
８を半導体ペレット２の電極１３上に下降させ、ワイヤ
７の先端のボール１１をこの電極１３に圧接させつつ超
音波振動を加えることにて接合し、その後、キャピラリ
８を所定の移動軌跡に従って、リードフレーム３のリー
ド１４上に移動させ、ワイヤ７をこのリード１４に圧接
させつつ超音波振動を加えることにて接合し、その後、
所定量キャピラリ８を上昇させ、ワイヤ７を切断するこ
とにてなされる。上記リード１４へのボンディングによ
り、リード１４には圧痕２０（図３）が形成される。
【００２４】ところで、図２に示すように電極１３ｂへ
のボンディング時には、カメラ１２の視野Ａ内には、電
極１３ｂに隣接したボンディング済の電極１３ａの画像
も同時に取り込まれている。ボンディング状態演算部２
０は、公知のパターンマッチング法にてこの電極１３ａ
にボンディングされた圧着ボール１１ａの画像データと
基準画像データとを比較し、圧着ボール１１ａの有無、
大きさ及び位置から、ボンディング状態を検査し良否を
判定する。また、図３に示すようにリード１４ｂへのボ
ンディング時には、カメラ１２の視野Ａ内には、リード
１４ｂに隣接したボンディング済のリード１４ａの画像
も同時に取り込まれている。ボンディング状態演算部２
０は、このリード１４ａに形成された圧痕２０の画像デ
ータと基準画像データとを比較し、圧痕２１の有無、大
きさ及び位置からボンディング状態を検査し良否を判定
する。
【００２５】なお、制御装置２２は、画像処理装置１５
が上述のボンディング状態の検査で「良」と判定したと
きにワイヤボンディング動作を続行させ、「不良」と判
定したときにその後のワイヤボンディング動作を中止す
る。尚、「不良」と判定されたときでも、その後のワイ
ヤボンディングを続行しても良い。
【００２６】上記実施例によれば、ボンディング状態の
検査がボンディング位置検出用カメラ１２を用いて実施
され、ボンディング状態検査専用のカメラを必要としな
いので、ワイヤボンディング装置１の複雑化や大型化を
招くことがなく、ワイヤボンディング装置１を簡素化で
きる。
【００２７】また、ボンディング状態の検査は、その後
に実施されるワイヤボンディング中になされるので、こ
の検査時間をワイヤボンディングとは別枠で設定する必
要がない。このため、ＩＣなどの半導体集積回路の生産
性を向上させることができる。
【００２８】更に、抜き取り検査とは異なり、全てのワ
イヤボンディング位置について実施されるので、製品の
品質を向上させることができる。
【００２９】更に、ボンディング状態が不良と判定され
たときに、ワイヤボンディング動作を中止するので、ワ
イヤ７を不必要に消費せず、無駄を省くことができると
ともに、不良の原因を即座に追求して修正できるので、
製品の品質をより一層向上させることができる。
【００３０】なお、上記一実施例においては、直前にワ
イヤボンディングされた電極１３、あるいはリード１４
のボンディング状態を検出する例で説明したが、カメラ
１２の視野Ａ内に複数の電極１３、あるいは複数のリー
ド１４を同時に撮像可能であれば、複数単位で電極１３
あるいはリード１４のボンディング状態を検出するよう
にしてもよい。
【００３１】また、電極１３とリード１４とを同時に撮
像可能であれば、電極１３のボンディング中にボンディ
ング済リード１４のボンディング状態を、リード１４の
ボンディング中にボンディング済電極１３のボンディン
グ状態を検出するようにしてもよい。
【００３２】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、装置の
複雑化や生産性の低下を招くことなくボンディング状態
を検査でき、更に製品の品質を良好に確保できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明に係るワイヤボンディング装置
の一実施例を示す構成図である。
【図２】図２は、図１のカメラで撮像された半導体ペレ
ットの電極周りを示す画像図である。
【図３】図３は、図１のカメラで撮像されたリードフレ
ームのリード周りを示す画像図である。
【符号の説明】
１ ワイヤボンディング装置 ２ 半導体ペレット ３ リードフレーム ７ ワイヤ １１ ボール １２ カメラ １３ 電極 １４ リード １５ 画像処理装置 ２０ ボンディング状態演算部 ２１ 圧痕 ２２ 制御装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−144532（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−120144（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−82599（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−120532（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−140736（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−129408（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−229439（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−148828（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01L 21/60 301

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 半導体ペレットの複数の電極とリードフ
    レームの複数のリードとにおける各ボンディング点の位
    置ずれ状態をカメラを用いて検出し、検出した位置ずれ
    状態を用いて算出した実際の各ボンディング位置にワイ
    ヤボンディングを施すワイヤボンディング方法におい
    て、電極へのボンディング時には、この電極に隣接したボン
    ディング済の電極の画像を前記カメラで取り込み、リー
    ドへのボンディング時には、このリードに隣接したボン
    ディング済のリードの画像を前記カメラで取り込み、そ
    れぞれ基準画像と比較することで、それらのボンディン
    グ状態を検査して良否を判定 することを特徴とするワイ
    ヤボンディング方法。
  2. 【請求項２】 ボンディング状態を不良と判定したと
    き、その後のワイヤボンディング動作を中止する請求項
    １に記載のワイヤボンディング方法。
  3. 【請求項３】 半導体ペレット並びにリードフレームの
    画像を取り込むカメラと、 このカメラの撮像画像から前記半導体ペレット並びに前
    記リードフレームにおけるボンディング点の実際の位置
    を演算で求めるボンディング位置演算部と、 このボンディング位置演算部の演算結果に基づき各ボン
    ディング点にワイヤボンディングを行なうように、キャ
    ピラリを支持するボンディングヘッドを移動制御する制
    御装置とを有するワイヤボンディング装置において、 ボンディング状態演算部をさらに有し、このボンディン
    グ状態演算部は、前記キャピラリによる電極へのボンデ
    ィング時に前記カメラで取り込んだ、この電極に隣接し
    たボンディング済の電極の画像と、リードへのボンディ
    ング時に前記カメラで取り込んだ、このリードに隣接し
    たボンディング済のリードの画像をそれぞれ基準画像と
    比較することで、それらのボンディング状態を検査して
    良否を判定し、前記制御装置は、このボンディング状態
    演算部の判定結果に基づいてその後のボンディング動作
    を制御することを特徴とするワイヤボンディング装置。
JP22275394A 1994-08-25 1994-08-25 ワイヤボンディング方法およびワイヤボンディング装置 Expired - Fee Related JP3443181B2 (ja)

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