JP4547330B2 - ワイヤボンディング装置、ボンディング制御プログラム及びボンディング方法 - Google Patents

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Description

本発明は、ボンド点の不着検出を行うワイヤワイヤボンディング装置、ボンディング制御プログラム及びボンディング方法に関する。
ＩＣなどの半導体の組立工程には半導体のチップとリードフレームの間をワイヤで接続するワイヤボンディング工程がある。このワイヤボンディング工程によって、図１４に示すように、ワーク１４の半導体チップ２のパッド３（第１ボンド点）とリードフレーム１５のリード４（第２ボンド点）の間がワイヤ１２で接続される。図１３は従来技術によるワイヤボンディング工程の各工程におけるボンディングの動作を示している。以下、図を参照しながら、従来技術によるワイヤボンディング工程について説明する。
従来技術のワイヤボンディング装置は、図１３に示すような動作によってワイヤボンディングを行う。
（１）ワイヤ１２先端をボール５に形成し、キャピラリ１６をパッド３（第１ボンド点）の上に移動させる（図１３（ａ））。
（２）キャピラリ１６を下動させて、パッド３（第１ボンド点）上にボンディングを行う（図１３（ｂ））。パッド３（第１ボンド点）上にはボール５が圧着して第１ボンディング部６（圧着ボール）が形成される。
（３）ボンディング後、キャピラリ１６はパッド３（第１ボンド点）を離れて上昇し、次いで横に移動する。（１３（ｃ））。
（４）キャピラリ１６の移動中に、電流がワイヤ１２とワーク１４の間に流される。このとき、パッド３（第１ボンド点）へのボンディングが成功し、うまく接合されていると、図１３（ｃ）に示すように、ワイヤ１２からワーク１４へ電流が流れる（例えば、特許文献１参照）。
（５）パッド３（第１ボンド点）へのボンディングの後、キャピラリ１６はリード４（第２ボンド点）に移動し、リード４（第２ボンド点）にボンディングを行う。
（６）第２ボンド点へのボンディングの後、キャピラリ１６を上昇させる時に、ワイヤ１２とワーク１４の間に電流が流される。リード４（第２ボンド点）への接合が成功して、キャピラリ１６の先端にテールワイヤ８がうまく形成されていると、電流がワイヤ１２からワーク１４に流れるようになり、逆にキャピラリ１６が上昇している途中にワイヤ１２が切れてしまうと、電流がワイヤ１２からワーク１４に流れなくなる。このことによってテールワイヤ８が所定の長さに至らないノーテールかどうかを検出することができる。（図１３（ｄ）〜（ｅ））。
（７）リード４（第２ボンド点）へのボンディングの後、クランパ１７が閉状態となってキャピラリ１６と一緒に上昇することによって、ワイヤ１２は第２ボンディング部７の上で切断される。（図１３（ｅ）〜（ｆ））。このワイヤ切断後にも、ワイヤ１２とワーク１４の間に電流が流され、不着検出が行われる。
（８）リード４（第２ボンド点）へのボンディングが終了した場合には、キャピラリ１６は、次のパッド３（第１ボンド点）に向かって移動する。
上記のワイヤボンディング工程においては、ワイヤ１２とワーク１４の間に電流を流すことによって、ワイヤの不着の検出を行っている。この電気的不着検出は図１１、図１２に示すような手段で行われる。図１１は直流電流をワイヤとワークの間に流す直流式通電状態取得手段２２ａを示す図であり、図１２は交流をワイヤと、ワークの間に流す交流式通電状態取得手段２２ｂを示している。
直流式通電状態取得手段２２ａは、ワイヤが半導体チップ２に接続されている場合に、ワイヤ１２とワーク１４の間に電流が流れることを利用してワイヤの接合、不着を検出するための通電状態を取得するもので、ワイヤ１２に正の電圧を掛けるための正電圧電源５５と、ワイヤ１２に負の電圧を掛ける負電圧電源５６とを備え、この二つの電源を切替える切替えスイッチ５４によって正、負いずれかの電源が抵抗５７を介して検出器５８の入力側に接続されている。一方、検出器５８の入力側には、ワイヤ１２への電流を入切する入切スイッチ５２が設けられ、入切スイッチ５２はワイヤ１２が巻回されているスプール１１と接続されてワイヤ１２と電気的に接続されている。直流式通電状態取得手段２２ａが正負、２種類の電源を備えているのは、半導体チップ２の回路の構成によって、パッド３には正の電流を流すものと負の電流を流すものがあるためである。
このように構成された直流式通電状態取得手段２２ａは、次のような動作によって通電状態を取得する。第１ボンド点の特性によって切替えスイッチ５４によって正電圧又は負電圧の電源が選択される。入切スイッチ５２が閉じられると、電源の一方はワーク１４と共にアースされていることから、電流は電源５５または５６からパッド３を通して半導体のチップ２に流れる。このとき、ワイヤ１２が不着である場合には、電流はワイヤ１２には流れず、検出器５８に向かって流れ、検出器５８の出力端子５９の電圧が上昇又は下降する（例えば、特許文献１、２参照）。この電圧の変化を捉えて不着の検出を行う。
一方、半導体チップ２の回路の特性上、いくつかのパッド３（第１ボンド点）は抵抗が非常に大きくワーク１４と導通せず、直流電流がまったく流れない特性を持っている。このように直流電流が流れないパッド３（第１ボンド点）につては、上記の直流式通電状態検出手段２２ａでは通電状態の検出ができない。そこで、このような直流式通電状態取得手段２２ａが使えないパッド３（第１ボンド点）の通電状態を取得する手段として交流式通電状態取得手段２２ｂがある。これは、ワイヤ１２とワーク１４の間に交流電流を流すもので、パッド３と半導体チップ２が持っている静電容量によって交流電流が流れることを利用したものである。動作は上記の直流式通電状態取得手段２２ａと同様で、入切スイッチ５２を入れることによってワイヤ１２に交流電流を流して通電状態を取得する。
ところが、このような交流式通電状態取得手段２２ｂは、パッド３と半導体チップ２が持っている静電容量が非常に小さい場合には、交流電流が流れず通電状態が検出できない。このような直流式、交流式の通電状態取得手段２２ａ，２２ｂは切り替えることが困難であることから、１つの半導体チップ２については、直流式か交流式のどちらか一方が使用される。このため１つの半導体チップ２には、通電状態取得手段によって通電状態が取得できず、電気的不着検出工程を適用して不着検出ができない特定ボンド点がある。このような特定ボンド点は、半導体チップ２の特性で決まるため、ボンディング前にどの点が特定ボンド点かはわかっており、特定ボンド点では通電の検出がなくともその点は不着ではなく、接合されているものとして処理されている。そして、製造終了後、ボンディングされたリードフレームを随時あるいは一定時間ごとに取り出して、別の顕微鏡などを使った検査工程で検査しているが、検査がオフラインで行われていることから検査の結果をすぐに製造装置の運転に反映できず、不良品が大量に発生してしまう問題があった（例えば、特許文献３参照）。
このような問題に対して、製品をラインから取り出さずに光学的な不着検出工程によって不着の検出を行うことが提案されている（例えば、特許文献３，４参照）。これはボンディング部を撮像して、その画像データを分析することによって、不着検出を行うものである。この撮像手段視野６０の画像の一例を図１０（ａ）、（ｂ）に示す。図１０（ａ）は正常なボンディング部の画像を示し、図１０（ｂ）は不着状態示す。図１０（ｂ）の中央は圧着ボールがないボンディング点、下と上はボンディング位置がずれている場合を示している。このように、光学的不着検出工程は撮像データ上に第１ボンディング部６（圧着ボール）の有無あるいはその位置を検出することによって不着の検出を行うものである。
しかし、このような従来技術では、ボンディングの後リードフレームをワイヤボンディング装置から取り外さないで光学的な不着検出を行うものの、図９のフローチャートに示すように検査工程はボンディング工程とは別工程となっており、一端すべてのパッド３のボンディングが終了してから、すべてのパッド３の画像を順次取り込んで光学的な検査を行っていくものであった（例えば、特許文献３，４参照）。
特開平２−２９８８７４号公報 特開平７−９４５４５号公報 特許２９９２４２７号明細書 特開平２−１２９３２号公報
このような従来の光学的不着検査工程はすべてのボンディング部を光学的に検査していくことから検査工程に時間がかかるため、生産効率が落ちるという問題があった。また、近年の半導体チップ２の複雑化、高集積化によって増加してきている多重配線、スタック配線などの重ね配線には対応できないという問題があった。多重配線では図６に示すように、半導体チップ２上に複数列のパッド３、３’が配置され、これに対応して複数列のリード７、7’が配置されている。各々の半導体チップ２の端面に近いパッド３、リード７がワイヤ１２で接続され、半導体チップ２の端面から遠い側のパッド３’、リード７’はワイヤ１２’で接続されている。このワイヤ１２’は図６に示すようにパッド３、リード７、ワイヤ１２をまたぐようにパッド３’とリード７’を接続している。また、図７に示すようにスタック配線は半導体チップ２が複数段の階層構造になっており、階層ごとにパッド３が配置され、上記の多重配線と同様に各々の半導体チップ２の端面に近いパッド３、リード７がワイヤ１２で接続され、半導体チップ２の端面から遠い側のパッド３’、リード７’はワイヤ１２’で、パッド３、リード７がワイヤ１２をまたぐように接続されている。このような多重配線、スタック配線のワイヤボンディングは最初に半導体チップ２の端面に近い側のワイヤ１２のボンディングを行い、その後半導体チップ２の端面から遠い側のワイヤ１２’のボンディングを行っている。そして、半導体チップ２の端面に近い側のパッド３、リード７、ワイヤ１２の上を半導体チップ２の端面から遠い側のワイヤ１２’がまたいでいることから、ボンディング終了後の撮像手段を用いた光学的不着検出では、半導体チップ２の端面から遠い側のワイヤ１２’の下に隠れる半導体チップ２の端面に近い側のパッド３、リード７の撮像ができず、不着の検出が困難であるという問題があった。
更に、従来技術では平面画像を処理して光学的な不着検出をしていることから、図８のように平面的には第１ボンディング部６がパッド３の上に重なって見えるものの、実際には第１ボンディング部６がパッド３から離れている状態の不着が検出できないという問題があった。
そこで本発明の目的は、電気的不着検出工程の適用できない特定ボンド点について、ボンディング工程中に撮像手段を用いた光学的不着検出工程による不着検出を行い、短時間に精度よく不着検出を行うことができるボンディング方法を提供することにある。また、本発明は、多重配線、スタック配線などの重ね配線のボンディングにおいても確実に光学的不着検出工程が適用できるようなボンディング方法を提供することにある。更に、ボンディング部がパッドから浮き上がっている状態の不着検出を確実に行うことができるようなボンディング方法を提供することにある。
本発明のボンディング方法は、ワイヤが挿通されてワークにボンディングを行うキャピラリをＸＹＺ方向に移動させる移動機構と、ワイヤとワークの間に通電し、その通電状態を検出する通電状態取得手段と、ワークを撮像する撮像手段と、ボンディング装置を制御するボンディング制御部と、データを記憶している記憶部と、を備え、第１ボンド点と第２ボンド点との間及び、該第１ボンド点または該第２ボンド点または該第１ボンド点と該第２ボンド点との間を接続するワイヤをまたいで、他の第１ボンド点と他の第２ボンド点との間をワイヤで接続する重ね配線に用いられるワイヤボンディング装置のボンディング方法であって、通電状態取得手段によって取得された第１ボンド点とワイヤとの間または他の第１ボンド点とワイヤとの間の通電状態信号を処理して第１ボンド点とワイヤとの間または他の第１ボンド点とワイヤとの間の不着を電気的に検出する電気的不着検出工程と、撮像手段によって取得された画像を処理して第１ボンド点とワイヤとの間または他の第１ボンド点とワイヤとの間の不着を光学的に検出する光学的不着検出工程と、それぞれの第１ボンド点または他の第１ボンド点が電気的不着検出工程を適用することができない特定ボンド点であるかどうかのデータを記憶部から取得するデータ取得工程と、データ取得工程によって取得されたデータによって第１ボンド点または他の第１ボンド点が特定ボンド点でないと判断された場合に、該第１ボンド点または該他の第１ボンド点にボンディングを行った都度、電気的不着検出工程によって不着確認を行い、データ取得工程によって取得されたデータによって第１ボンド点または他の第１ボンド点が特定ボンド点であると判断された場合に、該第１ボンド点または該他の第１ボンド点にボンディングを行った都度、光学的不着検出工程によって不着確認を行う不着確認工程と、を有することを特徴とする。
また、光学的不着検出工程は、複数の撮像手段によって取得された複数の画像を処理して、第１ボンド点のワイヤの不着を光学的に検出する光学的不着検出工程であってもよい。
本発明のボンディング制御プログラムは、ワイヤが挿通されてワークにボンディングを行うキャピラリをＸＹＺ方向に移動させる移動機構と、ワイヤとワークの間に通電し、その通電状態を検出する通電状態取得手段と、ワークを撮像する撮像手段と、ボンディング装置を制御するボンディング制御部と、データを記憶している記憶部と、を備え、第１ボンド点と第２ボンド点との間及び、該第１ボンド点または該第２ボンド点または該第１ボンド点と該第２ボンド点との間を接続するワイヤをまたいで、他の第１ボンド点と他の第２ボンド点との間をワイヤで接続する重ね配線に用いられるワイヤボンディング装置のボンディング制御プログラムであって、通電状態取得手段によって取得された第１ボンド点とワイヤとの間または他の第１ボンド点とワイヤとの間の通電状態信号を処理して第１ボンド点とワイヤとの間または他の第１ボンド点とワイヤとの間の不着を電気的に検出する電気的不着検出プログラムと、撮像手段によって取得された画像を処理して第１ボンド点とワイヤとの間または他の第１ボンド点とワイヤとの間の不着を光学的に検出する光学的不着検出プログラムと、それぞれの第１ボンド点または他の第１ボンド点が電気的不着検出プログラムを適用することができない特定ボンド点であるかどうかのデータを記憶部から取得するデータ取得プログラムと、データ取得プログラムによって取得されたデータによって第１ボンド点または他の第１ボンド点が特定ボンド点でないと判断された場合に、該第１ボンド点または該他の第１ボンド点にボンディングを行った都度、電気的不着検出プログラムによって不着確認を行い、データ取得プログラムによって取得されたデータによって第１ボンド点または他の第１ボンド点が特定ボンド点であると判断された場合に、該第１ボンド点または該他の第１ボンド点にボンディングを行った都度、光学的不着検出プログラムによって不着確認を行う不着確認プログラムと、を有することを特徴とする。
また、光学的不着検出プログラムは、複数の撮像手段によって取得された複数の画像を処理して、第１ボンド点のワイヤの不着を光学的に検出する光学的不着検出プログラムであってもよい。
本発明のワイヤボンディング装置は、ワイヤが挿通されてワークにボンディングを行うキャピラリをＸＹＺ方向に移動させる移動機構と、ワイヤとワークの間に通電し、その通電状態を検出する通電状態取得手段と、ワークを撮像する撮像手段と、ボンディングを制御するボンディング制御部と、データを記憶している記憶部と、を備え、第１ボンド点と第２ボンド点との間及び、該第１ボンド点または該第２ボンド点または該第１ボンド点と該第２ボンド点との間を接続するワイヤをまたいで、他の第１ボンド点と他の第２ボンド点との間をワイヤで接続する重ね配線に用いられるワイヤボンディング装置であって、ボンディング制御部は、通電状態取得手段によって取得された第１ボンド点とワイヤとの間または他の第１ボンド点とワイヤとの間の通電状態信号を処理して第１ボンド点とワイヤとの間または他の第１ボンド点とワイヤとの間の不着を電気的に検出する電気的不着検出手段と、撮像手段によって取得された画像を処理して第１ボンド点とワイヤとの間または他の第１ボンド点とワイヤとの間の不着を光学的に検出する光学的不着検出手段と、それぞれの第１ボンド点または他の第１ボンド点が電気的不着検出手段を適用することができない特定ボンド点であるかどうかのデータを記憶部から取得するデータ取得手段と、データ取得手段によって取得されたデータによって第１ボンド点が特定ボンド点でないと判断された場合に、該第１ボンド点または該他の第１ボンド点にボンディングを行った都度、電気的不着検出手段によって不着確認を行い、データ取得プログラムによって取得されたデータによって第１ボンド点または他の第１ボンド点が特定ボンド点であると判断された場合に、該第１ボンド点または該他の第１ボンド点にボンディングを行った都度、光学的不着検出手段によって不着確認を行う不着確認手段と、を有することを特徴とする。
また、光学的不着検出手段は、複数の撮像手段によって取得された複数の画像を処理して、第１ボンド点のワイヤの不着を光学的に検出する光学的不着検出手段であっても良い。
本発明は、電気的不着検出工程を適用できない特定ボンド点について、ボンディング工程中に撮像手段を用いた光学的不着検出工程による不着検出を行い、短時間に精度よく不着検出を行うことができるという効果を奏する。
以下、本発明の実施形態について説明する。説明において、従来技術と同様の部分には同様の符号を付して説明は省略する。
本発明によるワイヤボンディング装置１０は、図１に示すように、ＸＹテーブル２０の上にボンディングヘッド１９が設置され、ボンディングヘッド１９にモータにてＺ方向に移動されるボンディングアーム１３を備え、ボンディングアーム１３の先端にキャピラリ１６が取り付けられている。ＸＹテーブル２０とボンディングヘッド１９は移動機構１８を構成し、移動機構１８はＸＹテーブル２０によってボンディングヘッド１９を水平面内(ＸＹ面内)で自在な位置に移動することができ、これに取り付けられたボンディングアーム１３をＺ方向に移動させることによって、ボンディングアーム１３先端のキャピラリ１６をＸＹＺの方向に自在に移動させることができる。ボンディングアーム１３の先端にはワイヤ１２が挿通されており、ワイヤ１２はスプール１１に巻回されている。スプール１１に巻回されたワイヤ１２にはワイヤ１２とワーク１４の間の通電状態を取得する通電状態取得手段２２が接続されている。ボンディングヘッド１９にはキャピラリ１６と共にＺ方向に移動してワイヤ１２を固定するクランパ１７が開閉自在に取り付けられている。また、ボンディングヘッド１９には、半導体チップ２の位置及びワークの撮像を行う撮像手段２８が取り付けられている。また、ワイヤ１２の先端付近にはワイヤ１２との間で放電を行ってワイヤ１２先端をボール５に形成するためのボール形成手段２６（電気トーチ）が取り付けられている。撮像手段２８は撮像手段インターフェース４０に接続され、通電状態取得手段２２は通電状態取得手段インターフェース４２に接続され、移動機構１８は移動機構インターフェース４４に接続されている。そして各インターフェースはデータバス３２を介してワイヤボンディング装置の制御を行う制御部３０に接続されている。また、データバス３２には制御用のデータ及び図３に示す各パッド３（第１ボンド点）の電気的不着検出種類表のデータを格納している記憶部３４が接続されている。
電気的不着検出種類表は、各パッドにおいてどのような電気的不着検出が可能かを記録したデータテーブルであって、ある半導体チップ２の不着検出に直流式通電状態取得手段２２ａが用いられる時に、各パッドが正電圧電源５５を使う点であるのか（図３（ａ）でＰＯＳとして示す）、負電圧電源５６を使う点であるのか（図３（ａ）でＮＥＧとして示す）、抵抗が非常に大きく直流式通電状態取得手段２２ａでは通電状態の取得ができない点（図３（ａ）でＮＯとして示す）であるのかのデータを有している。また、半導体チップ２の不着検出に交流式通電状態取得手段が用いられる時に、各パッドが交流式通電状態取得手段２２ｂを用いることができる点であるか（図３（ｂ）でＹＥＳとして示す）、静電容量が非常に小さく交流式通電状態取得手段２２ｂでは通電状態の取得ができない点（図３（ｂ）でＮＯとして示す）であるのかのデータを有している。
このように構成されるワイヤボンディング装置１０は制御部３０によって制御され、次のような工程によってワイヤボンディングと不着検出を行う。以下の説明は直流式通電状態取得手段２２ａが使用される半導体チップ２にボンディングを行う工程について説明する。以下の説明では、まず、参考例として多重配線ではない場合のボンディング工程について説明する。
（１）ボール形成手段２６（電気トーチ）によってワイヤ１２先端をボール５に形成し、撮像装置２８によって半導体チップ２の位置検出し、移動機構１８によりキャピラリ１６をＮ番目のパッド３（第１ボンド点）の上に移動させる（図２、ステップ１０３、図４（ａ））。
（２）制御部３０は記憶部３４の電気的不着検出種類表のから、該当するパッド点の直流式電気的不着検出種類データを取得する（図２、ステップＳ１０４）。例えばＮ＝１の場合には、正電圧電源５５を使用する点を表す「ＰＯＳ」のデータを取得し、Ｎ＝３の場合には負電圧電源５６を使用する点を表す「ＮＥＧ」のデータを取得し、Ｎ＝５の場合には直流式通電状態取得手段２２ａでは通電状態を取得できない点を表す「ＮＯ」のデータを取得する。
（３）制御部３０は取得したデータによって、当該Ｎ番目のパッド３（第１ボンド点）が電気的不着検出工程を適用することができない特定ボンド点かどうかを判断する（図２、ステップＳ１０５）。上記の例ではＮ＝５のパッド（第１ボンド点）は特定ボンド点と判断され、Ｎ＝１，３は通常のボンド点と判断される。
（４）当該ボンド点がＮ＝１，３のような通常ボンド点の場合には、取得した直流式電気的不着検出種類が「ＰＯＳ」であれば、図１１の切替えスイッチ５４を正電圧電源５５の側に切替え、取得した直流式電気的不着検出種類が「ＮＥＧ」であれば、図１１の切替えスイッチ５４を負電圧電源５６の側に切替える（図２、ステップＳ１０６）。
（５）キャピラリ１６を下動させて、パッド３（第１ボンド点）上にボンディングを行う（図２、ステップＳ１０７、図４（ｂ））。パッド３（第１ボンド点）上にはボール５が圧着して第１ボンディング部６（圧着ボール）が形成される。
（６）ボールが圧着された状態で、直流式通電状態取得手段２２ａの入切スイッチ５２が閉じられて、電流がワイヤ１２とワーク１４の間に流れ、このときの電圧が基準電圧として直流式通電状態取得手段２２ａに取得される。取得されたデータは通電状態取得手段インターフェース４２を介して制御部３０に入力される（図２、ステップＳ１０８、図４（ｂ））。
（７）移動機構１８は、パッド３（第１ボンド点）からキャピラリ１６を上昇させ、次いでキャピラリ１６を横に移動させる（図２、ステップＳ１０９、図４（ｃ））。
（８）キャピラリ１６の移動中に、直流式通電状態取得手段２２ａの入切スイッチ５２が閉じられて、電流がワイヤ１２とワーク１４の間に流れ、このときの通電状態が直流式通電状態取得手段２２ａに取得される。取得されたデータは通電状態取得手段インターフェース４２を介して制御部３０に入力される（図２、ステップＳ１１０、図４（ｃ））。
（９）直流式通電状態取得手段２２ａの信号を制御部３０で電気的不着検出手段によって処理することによりパッド３（第１ボンド点）の不着が検出される。たとえば、ステップＳ１０８で取得された基準電圧とステップＳ１１０にて取得された通電状態の電圧に差があれば不着と判断し、電圧が同等であれば不着なしと判断する。不着が検出された場合でも、キャピラリ１６はそのままリード４（第２ボンド点）に移動を続け、リード４（第２ボンド点）にボンディングを行った後エラーにて停止する（図２、ステップＳ１１５からＳ１１６）。ただし、リード４（第２ボンド点）におけるノーテール状態、リード不着状態を検出するための通電状態の取得は行わない。
（１０）電気的不着検出手段によって不着が検出されず、正常に接合されたと判断された場合には、キャピラリ１６はそのままリード４（第２ボンド点）に移動を続け、リード４（第２ボンド点）にボンディングを行った後、リード４（第２ボンド点）におけるノーテール状態、リード不着状態を検出するための通電状態取得を行いリード（第２ボンド点）の不着検出を行う（図２、ステップＳ１１２）。
（１１）図２、ステップＳ１０５において、当該ボンド点がＮ＝５のような電気的不着検出工程が適用できない特定ボンド点であると判断された場合には、制御部３０は直流式電気的通電状態取得手段２２ａを動作させず、キャピラリ１６を下動させて、パッド３（第１ボンド点）上にボンディングを行う（図２、ステップＳ１１７、図４（ｂ））。パッド３（第１ボンド点）上にはボール５が圧着して第１ボンディング部６（圧着ボール）が形成される。
（１２）その後、通常のボンド点と同様にキャピラリを上昇させて、リード４（第２ボンド点）へのボンディング、ノーテール検出、リード不着検出を行う（図２、ステップＳ１１９、図４（ｃ）から（ｆ））。
（１３）制御部３０は移動機構１８によってＣＣＤカメラなどで構成される撮像手段２８をパッド３（第１ボンド点）がその視野６０に入る位置に移動させる（図２、ステップＳ1２０）。そして、特定ボンド点てあるパッド３（第１ボンド点）の周りの平面画像を取得する（図２、ステップＳ１２１、図４（ｇ））。取得された平面画像は従来技術で述べたのと同様、撮像手段インターフェース４０を介して制御部３０に入力され、その画像が分析される（図２、ステップＳ１２２）。取得された平面画像はたとえば図１０に示すようになっている。図１０（ａ）は正常にボンディングができている状態を示し、図１０（ｂ）は不着状態を示す。
（１４）光学的不着検出工程によって特定ボンド点のパッド３（第１ボンド点）が不着であると判断された場合には、エラー処理を行い、ワイヤボンディング装置１０は停止する（図２、ステップＳ１１６）。
（１５）不着が検出されず、正常に接合されたと判断された場合には、次のパッド３（第１ボンド点）に移動してボンディング続けていく（図２、ステップＳ１１３、Ｓ１１４、図４（ｈ））。
（１６）すべての点のボンディング、検査が終了すると、ボンディング動作は終了する（図２、ステップＳ１２３）。
以上、直流式の通電状態取得手段２２ａを用いて通電状態を取得して、電気的不着検出を行うボンディング方法について説明したが、交流を用いる場合も全体の基本工程は同様である。ただし、交流式の場合には、交流電源５１を使用するので、正電圧電源５５と負電圧電源５６とを切り替える必要が無いことから、図２、ステップＳ１０６の不着検出回路の切替えは行わない。
以上述べたように、本参考例は、電気的不着検出工程の適用できない特定ボンド点について、ボンディング工程中に撮像手段を用いた光学的不着検出工程による不着検出を行い、短時間に精度よく不着検出を行うことができ、生産効率の向上を図ることが出来ると共に、製造プロセスの中で、オンライン上で特定ボンド点の不着検出が出来ることから不着の発生した時点でその不着を確実に検出することができ、不良品の低減、品質向上を図ることができるという効果を奏する。
次に、図６に示す多重配線の特定ボンド点をボンディングする場合の工程について説明する。通常配線のボンディング工程と同様部分には同様の符号を付して説明は省略する。
（１）半導体チップ２の端面に近い側のパッド３が特定ボンド点のとき、半導体チップ２の端面に近い側のパッド３、リード７との間をワイヤ１２で接続した後、特定ボンド点であるパッド３（第１ボンド点）の上に撮像装置２８を移動させて光学的不着検出工程によって、その不着検出を行う（図５（ａ））。
（２）ボール形成手段２６（電気トーチ）によってワイヤ１２先端をボール５に形成し、撮像装置２８によって半導体チップ２の位置を検出し、移動機構１８によりキャピラリ１６を半導体チップ２の端面から遠い側のパッド３’（第１ボンド点）の上に移動させる（図５（ｂ））。
（３）通常配線のボンディングと同様の工程によって、半導体チップ２の端面から遠い側のパッド３’とリード７’との間をワイヤ１２’によって接続する。このワイヤ１２’は図５（ｃ）、図５（ｄ）、図６に示すようにパッド３、リード７、ワイヤ１２をまたいで接続される。
（４）リード４（第２ボンド点）へのボンディングが終了したら、移動機構１８によりキャピラリ１６を、特定ボンド点である半導体チップ２の端面から遠い側のパッド３’（第１ボンド点）の上に移動させ、撮像装置２８によって光学的に特定ボンド点であるパッド３’の不着検出を行う。
（５）パッド３、３’が特定ボンド点でない場合には、通常のボンディング工程と同様に直流式通電状態取得手段２２ａによって通電状態を取得して、電気的不着検出工程によって不着の検出、判断を行う。
このように、本実施形態のボンディング方法では、ボンディングサイクルごとに、電気的不着検出工程の適用できない特定ボンド点を光学的不着検出手段によって不着検出しているので、多重配線のボンディングにおいても撮像視野をワイヤによって妨げられることなく確実に不着検出をすることが出来るという効果を奏する。一般に、このような多重配線や、スタック配線が用いられるのは集積度が高くパッド数が多い半導体チップであることから、このような精度の高い不着検出方法はより効果的に不良品を低減することができ、大きく生産効率を向上させることが出来るという効果を奏する。
本実施形態のボンディング工程では、平面画像を取得する撮像手段２８は制御部３０の指令によって、その位置を自在に移動させることが出来るので、１つのパッド３（第１ボンド点）あるいは第１ボンディング部６の平面画像を異なる２点からの撮像することが出来る（図８）。このように２点からの撮像画像を処理することによって、パッド３（第１ボンド点）と第１ボンディング部６の高さの差を測定することが出来る。そしてこの高さの差が所定の閾値以上である場合には、第１ボンディング部６はパッド３から浮き上がっていると判断して、不着検出することが出来る。
このように、本実施形態は、平面画像のみでなく異なる２点からの撮像データを処理することにより、高さ方向の距離を測定し、より正確に光学的に不着検出をすることが出来るという効果を奏する。
本発明のワイヤボンディング装置の制御系統図である。 本発明のワイヤボンディング工程を示すフローチャートである。 記憶部に格納されている電気的不着検出種類表を示す図である。 参考例のワイヤボンディング工程の動作を説明する図である。 本発明の多重配線におけるワイヤボンディング工程の動作を説明する図である。 多重配線の説明図である。 スタック配線の説明図である。 複数の撮像装置による平面画像の取得の説明図である。 従来技術による光学的検査の工程を示すフローチャートである。 平面画像取得手段によって取得したパッド部の平面画像を示す図である。 直流式通電状態取得手段の構成図である。 交流式通電状態取得手段の構成図である。 従来技術によるワイヤボンディング動作を示す動作図である。 半導体チップがリードフレームにワイヤボンディングされている状態を示す図である。
符号の説明
２ 半導体チップ、３ 第１ボンド点（パッド）、４ 第２ボンド点（リード）、５ ボール、６ 第１ボンディング部（圧着ボール）、７ 第２ボンディング部、８ テールワイヤ、１０ ワイヤボンディング装置、１１ スプール、１２ ワイヤ、１３ ボンディングアーム、１４ ワーク、１５ リードフレーム、１６ キャピラリ、１７ クランパ、１８ 移動機構、１９ ボンディングヘッド、２０ ＸＹテーブル、２２ 通電状態取得手段、２２ａ 直流式通電状態取得手段、２２ｂ 交流式通電状態取得手段、２３ 基板、２６ ボール形成手段（電気トーチ）、２８ 撮像手段、３０ 制御部（ＣＰＵ）、３２ データバス、３４ 記憶部(メモリ)、４０ 撮像手段インターフェース、４２ 通電状態取得手段インターフェース、４４ 移動機構インターフェース、５１ 交流電源、５２ 入切スイッチ、５４ 切替えスイッチ、５５ 正電圧電源、５６ 負電圧電源、５７ 抵抗、５８ 検出器、５９ 出力端子。

Claims (6)

  1. ワイヤが挿通されてワークにボンディングを行うキャピラリをＸＹＺ方向に移動させる移動機構と、
    ワイヤとワークの間に通電し、その通電状態を検出する通電状態取得手段と、
    ワークを撮像する撮像手段と、
    ボンディング装置を制御するボンディング制御部と、
    データを記憶している記憶部と、
    を備え、第１ボンド点と第２ボンド点との間及び、該第１ボンド点または該第２ボンド点または該第１ボンド点と該第２ボンド点との間を接続するワイヤをまたいで、他の第１ボンド点と他の第２ボンド点との間をワイヤで接続する重ね配線に用いられるワイヤボンディング装置のボンディング方法であって、
    通電状態取得手段によって取得された第１ボンド点とワイヤとの間または他の第１ボンド点とワイヤとの間の通電状態信号を処理して第１ボンド点とワイヤとの間または他の第１ボンド点とワイヤとの間の不着を電気的に検出する電気的不着検出工程と、
    撮像手段によって取得された画像を処理して第１ボンド点とワイヤとの間または他の第１ボンド点とワイヤとの間の不着を光学的に検出する光学的不着検出工程と、
    それぞれの第１ボンド点または他の第１ボンド点が電気的不着検出工程を適用することができない特定ボンド点であるかどうかのデータを記憶部から取得するデータ取得工程と、
    データ取得工程によって取得されたデータによって第１ボンド点または他の第１ボンド点が特定ボンド点でないと判断された場合に、該第１ボンド点または該他の第１ボンド点にボンディングを行った都度、電気的不着検出工程によって不着確認を行い、
    データ取得工程によって取得されたデータによって第１ボンド点または他の第１ボンド点が特定ボンド点であると判断された場合に、該第１ボンド点または該他の第１ボンド点にボンディングを行った都度、光学的不着検出工程によって不着確認を行う不着確認工程と、
    を有することを特徴とするボンディング方法。
  2. 光学的不着検出工程は、複数の撮像手段によって取得された複数の画像を処理して、第１ボンド点のワイヤの不着を光学的に検出する光学的不着検出工程であること
    を特徴とする請求項１に記載のボンディング方法。
  3. ワイヤが挿通されてワークにボンディングを行うキャピラリをＸＹＺ方向に移動させる移動機構と、
    ワイヤとワークの間に通電し、その通電状態を検出する通電状態取得手段と、
    ワークを撮像する撮像手段と、
    ボンディング装置を制御するボンディング制御部と、
    データを記憶している記憶部と、
    を備え、第１ボンド点と第２ボンド点との間及び、該第１ボンド点または該第２ボンド点または該第１ボンド点と該第２ボンド点との間を接続するワイヤをまたいで、他の第１ボンド点と他の第２ボンド点との間をワイヤで接続する重ね配線に用いられるワイヤボンディング装置のボンディング制御プログラムであって、
    通電状態取得手段によって取得された第１ボンド点とワイヤとの間または他の第１ボンド点とワイヤとの間の通電状態信号を処理して第１ボンド点とワイヤとの間または他の第１ボンド点とワイヤとの間の不着を電気的に検出する電気的不着検出プログラムと、
    撮像手段によって取得された画像を処理して第１ボンド点とワイヤとの間または他の第１ボンド点とワイヤとの間の不着を光学的に検出する光学的不着検出プログラムと、
    それぞれの第１ボンド点または他の第１ボンド点が電気的不着検出プログラムを適用することができない特定ボンド点であるかどうかのデータを記憶部から取得するデータ取得プログラムと、
    データ取得プログラムによって取得されたデータによって第１ボンド点または他の第１ボンド点が特定ボンド点でないと判断された場合に、該第１ボンド点または該他の第１ボンド点にボンディングを行った都度、電気的不着検出プログラムによって不着確認を行い、
    データ取得プログラムによって取得されたデータによって第１ボンド点または他の第１ボンド点が特定ボンド点であると判断された場合に、該第１ボンド点または該他の第１ボンド点にボンディングを行った都度、光学的不着検出プログラムによって不着確認を行う不着確認プログラムと、
    を有することを特徴とするボンディング制御プログラム。
  4. 光学的不着検出プログラムは、複数の撮像手段によって取得された複数の画像を処理して、第１ボンド点のワイヤの不着を光学的に検出する光学的不着検出プログラムであること
    を特徴とする請求項３に記載のボンディング制御プログラム。
  5. ワイヤが挿通されてワークにボンディングを行うキャピラリをＸＹＺ方向に移動させる移動機構と、
    ワイヤとワークの間に通電し、その通電状態を検出する通電状態取得手段と、
    ワークを撮像する撮像手段と、
    ボンディングを制御するボンディング制御部と、
    データを記憶している記憶部と、を備え、第１ボンド点と第２ボンド点との間及び、該第１ボンド点または該第２ボンド点または該第１ボンド点と該第２ボンド点との間を接続するワイヤをまたいで、他の第１ボンド点と他の第２ボンド点との間をワイヤで接続する重ね配線に用いられるワイヤボンディング装置であって、
    ボンディング制御部は、
    通電状態取得手段によって取得された第１ボンド点とワイヤとの間または他の第１ボンド点とワイヤとの間の通電状態信号を処理して第１ボンド点とワイヤとの間または他の第１ボンド点とワイヤとの間の不着を電気的に検出する電気的不着検出手段と、
    撮像手段によって取得された画像を処理して第１ボンド点とワイヤとの間または他の第１ボンド点とワイヤとの間の不着を光学的に検出する光学的不着検出手段と、
    それぞれの第１ボンド点または他の第１ボンド点が電気的不着検出手段を適用することができない特定ボンド点であるかどうかのデータを記憶部から取得するデータ取得手段と、
    データ取得手段によって取得されたデータによって第１ボンド点が特定ボンド点でないと判断された場合に、該第１ボンド点または該他の第１ボンド点にボンディングを行った都度、電気的不着検出手段によって不着確認を行い、
    データ取得プログラムによって取得されたデータによって第１ボンド点または他の第１ボンド点が特定ボンド点であると判断された場合に、該第１ボンド点または該他の第１ボンド点にボンディングを行った都度、光学的不着検出手段によって不着確認を行う不着確認手段と、
    を有することを特徴とするワイヤボンディング装置。
  6. 光学的不着検出手段は、複数の撮像手段によって取得された複数の画像を処理して、第１ボンド点のワイヤの不着を光学的に検出する光学的不着検出手段であること
    を特徴とする請求項５に記載のワイヤボンディング装置。
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