JPH03245543A - パターン認識装置 - 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〕 （産業上の利用分野） 本発明は、自動位置決め方式（Ａｕｔｏ　Ｐｏｓｉｔｉ
ｏｎｉｎｇ　Ｓｙｓｔｅｍ　：　Ａ　Ｐ　Ｓ　）に用い
られるパターン認識装置に関するものであり、とくに、
半導体製造装置のワイヤボンディング等に使用されるも
のである。

（従来の技術） 半導体装置の製造において、ワイヤボンディングはその
組立技術における主要な工程の一つである。ワイヤボン
ディングは、半導体素子（以下、チップという）上に形
成された電極（以下、パッドという）とリードフレーム
上のインナーリードとをアルミニウム線、金線などの金
属細線からなるボンディングワイヤに接続する技術をい
う。ボンディングワイヤの接続は、第３図に示すように
、超音波振動と熱圧着法を併用して行う。超音波ホーン
４の先端に取り付けられたキャピラリ６に金線５を通し
、トーチ機構（図示せず）で、トーチと金線５間に高圧
電流を流し、その熱エネルギーにより金線５を溶かし、
金線５の先端を球形にする。あらかじめ、登録されてい
るボンディング位置データを基に、チップ１とリードフ
レームのインナーリード１１の位置を、たとえば検出カ
メラ１０で検出して補正を加えて正確な位置を求める。

位置補正を行った後検呂カメラ１０と同−Ｘ−Ｙテーブ
ル（図示せず）に設置され、かつ、Ｚ方向の上下機構を
備えた超音波ホーン４によりワイヤボンディングを行う
。

このチップとインナーリードの位置補正の手順を詳述す
ると、まず、マウント工程を終了後、リードフレーム搬
送装置によってチップを搭載したリードフレームをワイ
ヤボンディング装置のボンディング位置に運ぶ。このボ
ンディング位置上のリードフレームとリードフレーム上
のチップの相対位置や傾きをＡＰＳパターン認識装置に
よって認識しボンディング位置を補正してチップ上の微
細なパッドとリードフレームのインナーリードとを金線
で結線していくものである。この工程の中で、チップの
位置、リードフレームの位置をどれだけ高精度に認識で
きるかは、最も重要な事項である。

このＡＰＳにおけるパターン認識を実行するには、まず
、認識させるパターンを登録する。この登録されたパタ
ーンは、パターン認識装置において二値化画像に変換し
て記憶される。これと新たに認識したパターンの二値化
情報とを比較するものである。ワイヤボンディングに適
用するには、この比較によってチップの位置ずれや傾き
を知り。

そしてその結果に基づいて適正な位置に補正する。

位置ずれや傾きは、インナーリードとパッドそれぞれ２
個所づつ計ることによって検知する。

この二値化画像は、登録するにしてもあるいは新たに認
識するにしても検出には問題がある。二値化画像を用い
たパターンの検出は、白黒比が５０対５０に近い程正確
に行われるが、この比の数値が離れる程検呂に誤りが発
生する。たとえば、白黒比が８０対２０となると検出し
にくくなり誤検出や検出不能となる。この検出エラーや
誤検出を極力少なくする境界は、現状では、白黒比がお
よそ４０対６０〜６０対４０の範囲である。第２図は、
検出カメラ１０でとらえたワイヤボンディング装置上の
チップ１の表面を二値化画像としてスクリーンに表示し
たものである。そのチップ１上のパッド３部分を認識範
囲２としてとらえる（通常は、その範囲はスクリーンの
中央に据えるようにする。）と、このときの白黒比は２
０対８０であるので認識できないことになる。

なお、ボンディングすべき位置にリードフレーム及びチ
ップを正確に配置することは、前工程におけるマウント
ズレ誤差、搬送中の誤差など多くの誤差が重なって生ず
るので、不可能に近い。

（発明が解決しようとする課題） パターン検出作業は、まず、作業者が検出カメラがとら
えた映像が映っているスクリーン上の特徴あるパターン
を選び出し、その位置に作業者が検出範囲を移動させて
そのパターンを検出し、その後このパターンを登録する
。しかし、この方法では、作業者毎に登録位置が異なっ
てしまうことが多い。その結果、作業者によっては、そ
の検出範囲が二値化画像の白黒比の５０対５ｏは大きく
離れてしまうこともあり、そのようなときは、その作業
者はパターンの認識が出来なくなってしまう。

また、現在チップサイズやチップ上のパターンが複雑か
つ多様化しており、たとえば、とじたパターンのように
、特徴あるパターンの無いものがあり、これも認識を困
難にしている１以上の理由で登録には多大な時間を費や
してしまう。また認識エラーが発生しその度にパターン
認識装置が停止するようになり、このエラー解除のため
に作業者の手合せでボンディングしなければならない等
といったことから装置の稼動率の低下、生産数の低下、
作業負荷の増大等を招いている。

本発明は、前述した事情に鑑みなされたもので。

対象物を迅速かつ適確に認識することができるパターン
認識装置を提供することを目的としている。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段） 本発明は、自動位置決めシステム（ＡＰＳ）に用いられ
るパターン認識装置に関するものであり、登録または認
識すべき範囲を複数のブロックに分割する手段、前記ブ
ロックの選択基準を決定する手段および前記選択基準に
基づいて必要なブロックを自動的に選択する手段を具備
してなることを特徴としている。

（作用） 登録範囲の形状を変えることによって登録すべきパター
ンの二値化画像の白黒化が認識エラーのない値になるよ
うにして誤検出をなくす。

（実施例） 以下、本発明の一実施例を図を参照して説明する。

第１図（ａ）、　（ｂ）は、複数のパッド３が形成され
たチップ１の平面図である。マウント工程が終了して、
チップ１がリードフレームのアイランド９に搭載される
。リードフレームは、リードフレーム搬送装置によって
、第３図に示されるように超音波ワイヤボンディング装
置の試料台８に載置される。リードフレームは、保持具
７で試料台８に固定されている。つぎに、検出カメラ１
０でとらえたチップ１上のパッド３を含むボンディング
部をデイスプレィに表示する。登録範囲４ａを登録した
いボンディング部のパッドパターン付近にもっていく。

登録範囲を９個のブロックに分割する。分割数は、４個
でも、１６個などでも良いが、ブロック数が多くなると
、各ブロック毎に二値化信号を計算しなければならない
ので、時間がかかりすぎ、ブロック化する効果がなくな
る。そして、各ブロックを登録範囲に含めるか否かの基
準を設定する。

その基準は、二値化画像が誤りなく検出できる白黒比を
その基準とする。具体的には、白黒比はおよそ４０対６
０〜６０対４０の範囲にある。さらに、認識装置は、登
録範囲の９ブロツク全ての二値化信号を計算して、二値
化の白黒の比率を求め、上記基準に基づいて各ブロック
が基準以内がどうが判断する。そして、基準にあったブ
ロックを認識範囲の内に入れ、基準外のものは、認識範
囲から取り除くことによって新しい形の登録範囲４ｂを
形成する。そして、これらのブロックの二値化信号を記
憶し、これを標準パターンとする。第３図に示すように
、キャピラリ６に取り付けたボンディングワイヤ（金線
）５を、超音波ボーン４の振動と熱によってパッド３と
リードフレームのインナリード１１に接続する。そして
、次のパターン認識から、先の登録された認識範囲で、
標準パターンを基準にして、リードフレームとチップの
相対位置を検出する。その方法は、認識範囲内において
、４ケ所で標準パターンとのズレを計測してその位置を
検呂する。

この検出の結果、インナーリード１１とチップ１上のパ
ッド３の位置が所定の場所から外れていた場合は、その
位置を補正し、ついで、チップ１上のパット３とリード
フレームのインナーリード１１とを金線５によって結合
する。このように、二値化パターンの登録後は、「認識
→位置補正リボンディング」のサイクルを繰返してワイ
ヤボンディング工程を実行する。

この実施例の第１図（ａ）に示されている認識範囲全体
では、白黒比が２０対８０であり、当然識別不能になる
。これを、ブロック化及びその後のブロック選択によっ
て認識範囲を第２図（ｂ）のように、Ｌ字状４ｂにした
ので、その白黒化は４２対５８になり、識別可能になる
。したがって、このＬ字状認識範囲を登録することにな
る。登録される認識範囲の形状は、載置であり、とくに
Ｌ字状に限るものではない。

また、本発明のパターン認識装置のワイヤボンディング
への適用は、その１例にすぎない。ＩＣのマスク、プリ
ント基板の配線、その他の回路図作成といった微細な技
術が必要なＡＰＳが利用される分野への本発明の適用は
当然なされるべきである。

〔発明の効果〕

本発明によれば、登録すべきパターンの二値化画像の白
黒比を理想的な値にできるので、短時間に確実な二値化
パターンを登録することができ、作業者毎のバラツキも
防ぎ、二値化設定ミスによるエラーの発生を激減するこ
とができる事がら、作業負荷を軽減できるとともに、装
置の稼動率の向上、生産性の向上をはかることができる
。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）、　（ｂ）は、本発明の一実施例の認識範
囲を示した図、第２図は、従来例の認識範囲を示した図
および第３図は、本発明および従来例に適用されるパタ
ーン認識装置（図示せず）を用いたワイヤボンディング
装置の斜視図である。 １・・・ペレット、　　　　　　２・・・従来の認識範
囲、３・・・ペレット上のパッド、４・・・超音波ホー
ン、４ａ・・・本発明の認識範囲、 ４ｂ・・・本発明の登録後の認識範囲。 ５・・・金線、　　　　　　　　６・・・キャピラリ、
７・・・リードフレーム押え、８・・・試料台、９・・
・リードフレームのアイランド、１０・・・検出カメラ
、 １１・・・リードフレームのインナーリード。 （８７３３）代理人　弁理士　猪　股　祥　晃（ほか１
名） （ｂ） 第 図 白：算、　＝　２０　：８０ 第 図 第 図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 登録または認識すべき範囲を複数のブロックに分割する
   手段、前記ブロックの選択基準を決定する手段および前
   記選択基準に基づいて必要なブロックを自動的に選択す
   る手段を具備してなることを特徴とする自動位置決め方
   式に用いられるパターン認識装置。