JPH02262348A - ワイヤボンディング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的コ （産業上の利用分野） 本発明は、半導体ペレットとリードフレームとを結線す
るワイヤボンディング装置に関する。

（従来の技術） ワイヤボンディング装置では、予め記憶された半導体ペ
レットとリードフレームとの相対位置情報を使用して両
者をワイヤボンディングする際の位置決めを行うように
している。しかし、半導体ペレットとリードフレームと
の相対的な位置は、半導体ペレットをリードフレームに
接着する際の製造上の誤差等により半導体の一つ一つで
異なる。

そのため、少なくともボンディング開始時には、半導体
ペレットとリードフレームとの相対的な位置を検出する
必要がある。また、正確なボンディングを行うためには
、半導体ペレット及びリードフレーム等のボンディング
対象物とボンディングヘッドとの相対位置を検出する必
要がある。このため、従来のワイヤボンディング装置で
は、ボンディングヘッドを基準にしてボンディング対象
物の位置を測定するようにしている。

第１０図はこのような従来のワイヤボンディング装置の
概略溝成を示す図である。

テーブル１には、リードフレーム２及びこのリードフレ
ーム２に接着された半導体ペレット３からなるボンディ
ング対象物が載置される。このテーブル１の近傍に配置
されたＸＹ子テーブル９には、ボンディングヘッド２５
が移動可能に設置されている。このボンディングヘッド
２５には、ボンディング対象物に向けてボンディングア
ーム２６が突設され、このボンディングアーム２６でボ
ンディング対象物がワイヤボンディングされるようにな
っている。更に、ボンディングヘッド２５には、アーム
２７を介してテレビジョンカメラ（以下、ＴＶ左カメラ
呼ぶ）２８が固定されている。

このＴＶカメラ２８はボンディングヘッド２５に対して
所定の基準位置、例えばボンディングアーム２６の先端
を画像の原点位置と一致させた位置に固定されている。

このように構成されたワイヤボンディング装置では、Ｔ
Ｖカメラ２８で捕らえた第６図に示すようなリードフレ
ーム２と半導体ペレット３のパッド３ａの画像から、ボ
ンディングヘッド２５を基桑として半導体ペレット３及
びリードフレーム２の位置を測定し、その測定結果に基
づいて半導体ペレット３とリードフレーム２との相対位
置や、ボンディングヘッドとボンディング対象物との相
対位置を検出していた。

ところで、近年、半導体装置の集積度及び微細化が進み
、これに伴って、ワイヤボンディング装置にも益々高速
化及び高精度化が要求されるようになってきた。このた
めには、ボンディングヘッドを高速に、かつ正確に移動
させる必要がある。

しかしながら、上述した従来のワイヤボンディング装置
では、ボンディングヘッドに大型で重量のあるＴＶ左カ
メラ設置されているので、ボンディングヘッドを高速で
移動させるためには極めて大きな駆動力を必要とし、電
力消費量が大きくなるという欠点があった。また、従来
の装置では、重いボンディングヘッドを高速で移動させ
ることにより、ボンディングヘッドに大きな振動が発生
し、ボンディング精度等に悪影響を及ぼすという問題点
があった。

（発明が解決しようとする課題） このように、従来のワイヤボンディング装置では、ボン
ディングヘッドに位置検出用のＴＶ左カメラ固定してい
たので、ボンディングヘッドノ重滑が増し、これにより
、ボンディングヘッドの高速化及び高精度化を図ること
ができないという問題点があった。

本発明はかかる問題点に鑑みなされたもので、ボンディ
ングヘッドの高速化及び高精度化を図ることができるワ
イヤボンディング装置を提供することを目的とする。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本発明に係るワイヤボンディング装置は、可動部材に取
り付けられて半導体ペレットとリードフレームとをワイ
ヤボンディングするボンディングヘッドと、固定部材に
取り付けられて前記半導体ペレット、前記リードフレー
ム及び前記ボンディングヘッドを撮像する撮像手段と、
この撮像手段の撮像出力に基づいて前記半導体ペレット
とリードフレームとの相対位置並びに前記半導体ペレッ
ト及びリードフレームの少なくとも一方と前記ボンディ
ングヘッドとの相対位置を検出する位置検出手段とを具
備したことを特徴とする。

また、本発明に係るワイヤボンディング装置は、可動部
材に取り付けられて半導体ペレットとリードフレームと
をワイヤボンディングするボンディングヘッドと、前記
可動部材以外の部材に取り付けられて前記ボンディング
ヘッドの位置を測定する第１の測定手段と、前記可動部
材以外の部材に取り付けられて前記半導体ペレット及び
前記リードフレームの位置を測定する第２の測定手段と
、これら第１及び第２の測定手段における測定結果にお
ける測定結果に基づいて前記半導体ペレットとリードフ
レームとの相対位置並びに前記半導体ペレット及びリー
ドフレームの少なくとも一方と前記ボンディングヘッド
との相対位置を検出する位置検出手段とを具備したこと
を特徴とする。

更に、本発明に係るワイヤボンディング装置は、可動部
材に取り付けられて半導体ペレットとリードフレームと
をワイヤボンディングするボンディングヘッドと、前記
可動部材以外の部材に取り付けられて前記半導体ペレッ
ト、前記リードフレーム及び前記ボンディングヘッドを
撮像する撮影手段と、この撮像手段の撮像出力に基づい
て前記半導体ペレットとリードフレームとの相対位置並
びに前記半導体ペレット及びリードフレームの少なくと
も一方と前記ボンディングヘッドとの相対位置を検出す
る位置検出手段とを具備し、前記撮像手段は、複数の前
記半導体ペレット、前記リードフレーム及び前記ボンデ
ィングヘッドを順次撮像するものであることを特徴とす
る。

（作用） 本発明によれば、ボンディングヘッド取付用の可動部材
とは異なる固定部材に取付けられた撮像手段が、ボンデ
ィングヘッドとボンディング対象物とを撮像する。そし
て、位置検出手段がその撮像結果に基づいて半導体ペレ
ットとリードフレームとの相対位置及びこれらボンディ
ング対象物とボンディングヘッドとの相対位置を検出す
る。

この発明では、ボンディングヘッドに撮像手段が固定さ
れていないので、ボンディングヘッドの軽量化が図れ、
ヘッドの高速化及び高精度化を図ることができる。

また、本発明によれば、ボンディングヘッド取付用の可
動部材とは異なる部材に第１及び第２の測定装置が固定
され、これら測定装置でボンディングヘッド、半導体ペ
レット及びリードフレームの位置を測定する。そして、
位置検出手段がその測定結果に基づいて半導体ペレット
とリードフレームとの相対位置及びこれらボンディング
対象物とボンディングヘッド七の相対位置を検出する。

この場合でも、ボンディングヘッドには、第１及び第２
の測定手段が固定されていないので、ヘッドの軽量化が
図れ、この結果、ヘッドの高速化及び高精度化が図れる
。

なお、１つの撮像手段で複数のボンディング対象及びボ
ンディングヘッドを集中管理するようにすれば、撮像手
段の共有化によるコストダウンを図ることができる。

（実施例） 以下、添付の図面に基づいて本発明の実施例について説
明する。

第１図は本発明の第１の実施例に係るワイヤボンディン
グ装置の概略構成を示す図である。

テーブル１には、ボンディング対象物であるリードフレ
ーム２と半導体ペレット３とが載置されている。このテ
ーブル１の近傍にはＸＹ子テーブルが設置されており、
このＸＹ子テーブルにはボンディングヘッド５が取付け
られている。ボンディングヘッド５にはボンディング対
象物に向けてボンディングアーム６が突設されている。

そして、このボンディングアーム６の先端でリードフレ
ームと半導体ペレット８とがボンディングされるように
なっている。

一方、床面等の固定要素に固定されたアーム７の先端に
は２台のＴＶ左カメラ、９が固定されている。これらＴ
Ｖ左カメラ、９は、ボンディングアーム６の先端部と、
テーブル１上に載置されたリードフレーム２及び半導体
ペレット３とを夫々撮像できる位置に固定されている。

第２図はこのワイヤボンディング装置の信号処理系統を
示すブロック図である。

ＴＶ左カメラ、９で得られた画像情報は、夫々画像処理
部１１．１２で処理された後、演算処理部１３に供給さ
れる。演算処理部１３では、画像処理部１１．１２の出
力に基づいてボンディング対象物とボンディングヘッド
５との相対位置の算出が行われる。求められた相対位置
情報はＸＹテーブル駆動回路１４に与えられる。ＸＹテ
ーブル駆動回路１４は与えられた相対位置情報に基づい
てＸＹテーブル４を駆動してボンディングヘッド５の位
置を決定する。

次に、以上のように構成されたワイヤボンディング装置
の動作について説明する。

ＴＶ左カメラでは、第３図に示すようにボンディングア
ーム６の先端部が捕らえられる。ＴＶ左カメラからの画
像情報は、画像処理部１１に入力され、ここでフィルタ
リング及び２値化等の前処理を施された後予め記憶され
ているボンディングアーム６のパターンとパターン照合
される。これにより、ＴＶ左カメラの位置を基準とした
ボンディングアーム６の位置が求められる。

一方、ＴＶカメラ９では、第４図に示すようにリードフ
レーム２、半導体ペレット３及びそのバッド３ａが捕ら
えられる。ＴＶカメラ９からの画像情報は、画像処理部
１２に入力され、ここで上記と同様に処理されることに
より、ＴＶカメラ９の位置を基準としたリードフレーム
２の位置及び半導体ペレット３のバッド３ａの位置が求
められる。

画像処理部１１．１２で求められた各位置情報は演算処
理部１３に入力され、ここでリードフレーム２と半導体
ペレット３のバッド３ａとの相対位置、並びにこれらボ
ンディング対象物の少なくとも一方とボンディングアー
ムとの相対位置が求められる。そして、これら算出され
た相対位置に基づいてＸＹテーブル４が駆動され、ボン
ディングアーム６の先端がボンディング対象物のボンデ
ィングすべき位置に正確に位置決めされることになる。

このように、本装置によれば、ボンディングヘッド５に
は、重量のあるＴＶカメラを固定していないので、ボン
ディングヘッド５の軽量化を図ることができる。このた
め、ボンディングヘッド５を低消費電力で高速に移動さ
せることができるとともに、振動が発生しないことによ
ってボンディングヘッド５を精度良く位置決めすること
ができる。

第５図は本発明の第２の実施例に係るワイヤボンディン
グ装置の概略構成を示す図である。

この実施例では、ボンディングヘッド１５にアーム１６
を介してミラー１７を取付け、このミラー１７によって
リードフレーム２及び半導体ペレット３の像が投影され
る位置にＴＶカメラ２０が設置されている。このＴＶカ
メラ２０は、アーム１９を介して床面等の固定要素に固
定されている。

このカメラ２０で撮像された画像を第６図に示す。この
画像には、リードフレーム２及び半導体ペレット３の他
に、ボンディングアーム６の先端位置を示すマーカ２１
が写されている。このマーカ２１は、ミラー１７に印刷
されている。即ち、ボンディングヘッド１５とミラー１
７とは一体的に移動するので、マーカ２１の位置はボン
ディングアーム６の位置を示している。なお、この場合
において、ミラー１７の角度を変える駆動装置１８をボ
ンディングヘッド１５に設け、この駆動装置１８によっ
てミラー１７の位置合わせを行うようにすれば、ボンデ
ィング対象及びボンディングアーム６の相対位置を更に
正確に決定することが可能である。

第７図は、本実施例の装置の信号系統を示すブロック図
である。この実施例では、１台のカメラでリードフレー
ム２．半導体ペレット３及びボンディングアーム６の位
置を把握できるので、信号処理系統は１系統で良い。

なお、以上の実施例では、ＴＶカメラを固定部材に固定
したが、例えば第８図に示すようにＴＶカメラ８，９を
リニア移動テーブル２２に固定すると共に、リニア移動
テーブル２２を案内レール２３上で移動させるようにし
、複数台のボンディングヘッドと各ボンディング対象物
との相対位置を順次測定するようにしても良い。

この場合においても、ＴＶカメラ８，９の位置決めはボ
ンディングの開始時に１回行えば良いため、ＴＶカメラ
８，９の移動頻度はボンディングヘッド５に比べて少な
く、振動等の問題が発生することはない。従って、高速
ボンディングが可能である。

また１、この実施例によれば、１組のＴＶカメラ８．９
で複数のボンディング対象を集中管理するので、コスト
ダウンを図ることができる。

なお、第８図のようにＴＶカメラ８，９をすニア移動さ
せる他に、例えば第９図に示すように、円形に配置され
た複数のボンディング対象物を、回転アーム２４に固定
された１組のＴＶカメラ８゜９を順次回転させながら集
中管理するようにしても良い。

また、上記各実施例では、ボンディングヘッド及びボン
ディング対象物の位置を測定する手段としてＴＶカメラ
を使用したが、ボンディングヘッドの位置を測定する第
１の測定手段とリードフレーム及び半導体ペレットの位
置を測定する第２の測定手段として他の光学的、磁気的
、又は容量変化等を利用した位置測定手段を用いても良
い。この場合においても、第１及び第２の測定手段は、
ボンディングヘッドが取付けられる可動部材とは異なる
部材に固定される。

［発明の効果コ 以上述べたように、本発明によれば、撮像手段又は第１
及び第２の測定手段をボンディングヘッドが取り付けら
れる可動部材以外の部材に取り付けるようにしたので、
ボンディングヘッドをｇ！量化することができる。この
ため、ヘッドを低消費電力で高速に移動させることがで
き、しかもボンディングヘッドが移動するときに発生す
る振動が低減し、高精度のワイヤボンディングを行うこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例に係るワイヤボンディン
グ装置の概略的な正面図、第２図は同装置の信号系統を
示すブロック図、第３図及び第４図は同装置におけるＴ
Ｖカメラへの入力画像を夫々示す図、第５図は本発明の
第２の実施例に係るワイヤボンディング装置の概略的な
正面図、第６図は同装置におけるＴＶカメラへの入力画
像を示す図、第７図は同装置の信号系統を示すブロック
図、第８図は本発明の第３の実施例に係るワイヤボンデ
ィング装置の平面図、第９図は本発明の第４の実施例に
係るワイヤボンディング装置の平面図、第１０図は従来
のワイヤボンディング装置の概略的な正面図、第１１図
は同装置におけるＴＶカメラへの入力画像を示す図であ
る。 １・・・テーブル、２・・・リードフレーム、３・・・
半導体ペレット、４，２９・・・ＸＹテーブル、５．１
５゜２５・・・ボンディングヘッド、６．２６・・・ボ
ンディングアーム、７．１６．１９．２７・・・アーム
、８゜９．２０．２８・・・ＴＶカメラ。 出願人代理人　弁理士　鈴江武彦 第 図 弔 図 々テ ７フ 図 鳥 弔 図 竺 木 図 第 図 粥 図 采 図 弔 図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）可動部材に取り付けられて半導体ペレットとリー
   ドフレームとをワイヤボンディングするボンディングヘ
   ッドと、固定部材に取り付けられて前記半導体ペレット
   、前記リードフレーム及び前記ボンディングヘッドを撮
   像する撮像手段と、この撮像手段の撮像出力に基づいて
   前記半導体ペレットとリードフレームとの相対位置並び
   に前記半導体ペレット及びリードフレームの少なくとも
   一方と前記ボンディングヘッドとの相対位置を検出する
   位置検出手段とを具備したことを特徴とするワイヤボン
   ディング装置。
2. （２）可動部材に取り付けられて半導体ペレットとリー
   ドフレームとをワイヤボンディングするボンディングヘ
   ッドと、前記可動部材以外の部材に取り付けられて前記
   ボンディングヘッドの位置を測定する第１の測定手段と
   、前記可動部材以外の部材に取り付けられて前記半導体
   ペレット及び前記リードフレームの位置を測定する第２
   の測定手段と、これら第１及び第２の測定手段における
   測定結果における測定結果に基づいて前記半導体ペレッ
   トとリードフレームとの相対位置並びに前記半導体ペレ
   ット及びリードフレームの少なくとも一方と前記ボンデ
   ィングヘッドとの相対位置を検出する位置検出手段とを
   具備したことを特徴とするワイヤボンディング装置。
3. （３）可動部材に取り付けられて半導体ペレットとリー
   ドフレームとをワイヤボンディングするボンディングヘ
   ッドと、前記可動部材以外の部材に取り付けられて前記
   半導体ペレット、前記リードフレーム及び前記ボンディ
   ングヘッドを撮像する撮影手段と、この撮像手段の撮像
   出力に基づいて前記半導体ペレットとリードフレームと
   の相対位置並びに前記半導体ペレット及びリードフレー
   ムの少なくとも一方と前記ボンディングヘッドとの相対
   位置を検出する位置検出手段とを具備し、前記撮像手段
   は、複数の前記半導体ペレット、前記リードフレーム及
   び前記ボンディングヘッドを順次撮像するものであるこ
   とを特徴とするワイヤボンディング装置。