JPH05102252A - テープ自動ボンデイング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 テープ自動ボンディング装置において、スル
ープットおよびボンディング検査精度を向上させる。 【構成】 テープ自動ボンディング装置において、ボン
ディング位置とテープ送り用のスプロケットホィール２
との間に設けられ、ボンディング後のボンディング状態
を検出するボンディング状態認識カメラ１８を備え、こ
のボンディング状態認識カメラ１８からの検出信号に基
づきツールクリーニング中にボンディング状態を検査す
るボンディング検査装置１７を設けた構造とした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、テープ自動ボンディン
グ装置に関し、特に、キャリヤテープ上のインナーリー
ドと半導体チップの電極パッドとを重ね合わせて接合
し、多数の配線を同時に接続するＴＡＢ (Tape Automat
ed Bonding) 方式のテープ自動ボンディング装置に適用
して有効な技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種のテープ自動ボンディング装置と
しては、たとえば特開平２−１０９３４７号公報に開示
されたものがある。

【０００３】すなわち、このテープ自動ボンディング装
置はテープ繰出しリールから繰り出されるキャリヤテー
プを使用し、このキャリヤテープはスプロケットホィー
ルなどにより一定ピッチでボンディング位置に送られる
構造となっている。

【０００４】ボンディング位置では、キャリヤテープ上
のインナーリードの複数点をＣＣＤ(Charge Coupled De
vice）などの認識カメラにより検出し、インナーリード
の位置を認識する。

【０００５】一方、ＩＣ（Integrated Circuit）チップ
はチップトレーまたは粘着シート上の半導体ウエハから
ピックアップヘッドにより１個ずつボンディングステー
ジ上に移載される。

【０００６】この移載に際し、チップ認識カメラにより
ＩＣチップの２点を検出し、インナーリードとの相対位
置（Ｘ，Ｙ，Θ）を補正し、ＩＣチップの電極パッドと
インナーリードとの位置合わせを行う。

【０００７】この位置合わせ後、加熱したボンディング
ツールによりキャリヤテープ上のインナーリードとＩＣ
チップ上のバンプとを熱圧着し、ボンディングを行う。

【０００８】このボンディング後、キャリヤテープは数
ピッチ送られ、接続検査部に到達する。この接続検査部
では、キャリヤテープが位置決め機構により位置決めさ
れた後、プローブ機構は複数のプローブを降下させてキ
ャリヤテープ上の検査パッドに機械的に押し当てて電気
的な接触を得ることによりボンディング状態をチェック
する。

【０００９】このチェックの結果をモニタ表示すること
により異常警報を出力し、継続中のボンディングを停止
することで、ボンディング不良の増発を未然に防止す
る。

【００１０】以上の動作を１サイクルとし、この動作を
繰返すことにより次々にボンディング動作を行い、設定
した数のボンディングを終えると、ボンディング動作を
一旦停止し、ツールクリーニング動作に移行する。

【００１１】ツールクリーニング動作では、ボンディン
グツールをクリーニング砥石またはワイヤブラシ上へ移
動させ、設定した時間だけツールクリーニングを行なっ
た後、前記ボンディングサイクルへ戻る。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】しかし、前記した従来
のテープ自動ボンディング装置の構造では、プローブ機
構によるボンディング検査方式であるので、以下のよう
な問題があった。

【００１３】(1).キャリヤテープの位置精度を出すこと
が難しく、キャリヤテープ上の検査パッドとプローブと
の位置合わせ不良が多発し、異常警報が出てボンディン
グ動作が停止し、このためスループットが低下してしま
う。

【００１４】ここで、キャリヤテープの位置精度が出し
難い理由は、約５００°Ｃの高温でボンディングするた
め、キャリヤテープが熱変形し、しかもポリイミドなど
の合成樹脂製の薄いキャリヤテープに位置決めピンを挿
入してもキャリヤテープの位置決め孔が変形してしまう
ためである。

【００１５】(2).キャリヤテープ上の検査パッドにプロ
ーブが正確に当っているにも拘わらず、キャリヤテープ
が熱変形して浮き上がっているため、電気的な接触不良
が発生し、ボンディング検査精度が低下してしまう。

【００１６】本発明の目的は、スループットを向上させ
ることのできるテープ自動ボンディング装置を提供する
ことにある。

【００１７】本発明の他の目的は、ボンディング検査精
度を向上させることのできるテープ自動ボンディング装
置を提供することにある。

【００１８】本発明の前記ならびにその他の目的と新規
な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかに
なるであろう。

【００１９】

【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、
以下のとおりである。

【００２０】本発明のテープ自動ボンディング装置は、
ボンディング位置とテープ送り用のスプロケットホィー
ルとの間、またはこのスプロケットホィールの真上もし
くは直後に設けられ、ボンディング後のボンディング状
態を検出する光学的検出手段を備え、この光学的検出手
段からの検出信号に基づきツールクリーニング中にボン
ディング状態を検査するボンディング検査装置を設けた
構造としたものである。

【００２１】

【作用】ボンディング検査装置によりツールクリーニン
グ中にボンディング状態を自動的にチェックし、異常発
生時に異常警報を出力する。

【００２２】したがって、ボンディング不良の多発を防
止することができる。

【００２３】また、ツールクリーニング中にボンディン
グ状態を自動的にチェックできるので、ボンディング検
査のためにボンディング動作を停止させる必要がなく、
スループットを向上させることができる。

【００２４】また、位置認識をして、ボンディング状態
を光学的に検出できるので、プローブによる機械的チェ
ックを不要にし、ボンディング検査精度を向上させるこ
とができる。

【００２５】

【実施例】図１は本発明の一実施例であるテープ自動ボ
ンディング装置を示す斜視図、図２は図１のテープ自動
ボンディング装置によるボンディング状態を示す断面図
である。

【００２６】本実施例におけるテープ自動ボンディング
装置はキャリヤテープ１を使用し、このキャリヤテープ
１はテープ繰出しリールから繰り出され、スプロケット
ホィール２により一定ピッチでボンディング位置に送ら
れ、テープ巻取りリールに巻き取られる構造となってい
る。

【００２７】ボンディング位置の下方にＸＹテーブル７
が設けられ、このＸＹテーブル７にボンディングステー
ジ３およびクリーニングステージ４が搭載され、前記ク
リーニングステージ４にワイヤブラシ５が設けられてい
る。

【００２８】ボンディング位置にボンディングガイド６
が設けられ、このボンディングガイド６の裏面側にテー
プクランパ８が一対設けられている。

【００２９】ボンディング位置の上方には、ＸＹ方向に
移動可能なボンディングヘッド９および認識カメラ１３
が配置されている。

【００３０】前記ボンディングヘッド９はボンディング
ツール１０を備え、このボンディングツール１０をボン
ディングステージ３に対向させた状態で下降させ、キャ
リヤテープ１上のインナーリード１１とＩＣチップ１２
のＡｕバンプ１４とを熱圧着によりボンディングする構
造となっている。

【００３１】前記認識カメラ１３はボンディング位置で
のキャリヤテープ１上のインナーリード１１の位置とボ
ンディング状態とを検出する機能を有する。

【００３２】この認識カメラ１３に画像処理装置１５お
よびデータ処理装置１６が電気的に接続され、前記画像
処理装置１５は認識カメラ１３からの検出信号に基づき
画像処理を行う機能を有し、前記データ処理装置１６は
画像処理装置１５からの画像処理信号に基づきボンディ
ング状態のチェックに必要なデータ処理を行う機能を有
する。

【００３３】一方、図示省略のピックアップヘッドが設
けられ、このピックアップヘッドはＩＣチップ１２をチ
ップトレーまたは粘着シート上の半導体ウエハから１個
ずつボンディングステージ３上に移載する機能を有す
る。

【００３４】また、図示しないチップ認識カメラが設け
られ、このチップ認識カメラはＩＣチップ１２の２点を
検出し、インナーリード１１との相対位置（Ｘ，Ｙ，
Θ）を補正し、ＩＣチップ１２の電極パッドとインナー
リード１１との位置合わせを行う機能を有する。

【００３５】本実施例の要旨は、前記した認識カメラ１
３、画像処理装置１５およびデータ処理装置１６を活用
し、ツールクリーニング中にボンディング状態をチェッ
クするボンディング検査装置１７を設けた点にある。

【００３６】すなわち、このボンディング検査装置１７
はボンディング状態認識カメラ１８（光学的検出手段）
を有している。このボンディング状態認識カメラ１８は
ボンディング位置からテープ巻取りリール側に数ピッチ
離間した位置に配置され、ボンディング後のボンディン
グ状態を光学的に検出する機能を有する。

【００３７】また、ボンディング位置からテープ繰出し
リール側に数ピッチ離間した位置にボンディング前イン
ナーリード認識カメラ１９（光学的検出手段）が配置さ
れ、このボンディング前インナーリード認識カメラ１９
はボンディング前のキャリヤテープ１上のインナーリー
ド１１の位置を光学的に検出する機能を有する。

【００３８】前記ボンディング状態認識カメラ１８およ
びボンディング前インナーリード認識カメラ１９はとも
に前記画像処理装置１５およびデータ処理装置１６に電
気的に接続される構造となっている。

【００３９】次に、本実施例の作用について説明する。

【００４０】設定した数のボンディングを終えるごとに
ボンディング動作を停止させてツールクリーニングを行
い、このツールクリーニング中にボンディング検査を行
う。

【００４１】すなわち、ボンディング位置からテープ巻
取りリール側に数ピッチ離間した位置では、ボンディン
グ状態認識カメラ１８は、ボンディング後のボンディン
グ状態を検出し、この検出した信号と認識カメラ１３か
らの検出信号とに基づき画像処理装置１５は画像処理を
行い、この画像処理装置１５からの画像処理データに基
づきデータ処理装置１６はデータ処理を行い、ボンディ
ング状態をチェックする。

【００４２】チェック項目は、インナーリード１１とＡ
ｕバンプ１４との位置ずれ、バンプ潰れ量、ショートの
有無およびＡｕ−Ｓｎ溜り発生の有無などである。

【００４３】また、ボンディング位置からテープ繰出し
リール側に数ピッチ離間した位置では、ボンディング前
インナーリード認識カメラ１９はキャリヤテープ１上の
インナーリード１１の位置を検出し、この検出した信号
に基づき画像処理装置１５は画像処理を行い、この画像
処理装置１５からの画像処理データに基づきデータ処理
装置１６はデータ処理を行い、インナーリード１１の位
置状態をチェックする。

【００４４】このように、ツールクリーニング中にボン
ディング状態を確実にチェックできるので、異常が発生
したとき、異常警報を出力し、ボンディング不良の多発
を防止することができる。

【００４５】また、ツールクリーニング中にボンディン
グ状態を自動的にチェックできるので、ボンディング検
査のためにボンディング動作を停止させる必要がなく、
スループットを向上させることができる。

【００４６】また、位置認識をして、ボンディング状態
を光学的に検出できるので、プローブによる機械的チェ
ックを不要にし、ボンディング検査精度を向上させるこ
とができる。

【００４７】また、ツールクリーニング中にボンディン
グ前のインナーリード１１の位置状態を検査できるの
で、ボンディング前に不良品を除去し、スループットを
より一層向上させることができる。

【００４８】また、テープ自動ボンディング装置保有の
認識カメラ１３、画像処理装置１５およびデータ処理装
置１６を活用できるので、コストの低廉化を図ることが
できる。

【００４９】以上、本発明者によってなされた発明を実
施例に基づき具体的に説明したが、本発明は、前記実施
例に限定されるものでなく、その要旨を逸脱しない範囲
で種々変更可能であることはいうまでもない。

【００５０】たとえば、前記実施例では、テープ自動ボ
ンディング装置保有の認識カメラ、画像処理装置および
データ処理装置を活用した場合について説明したが、こ
れに限らず、ボンディング検査装置専用の認識カメラ、
画像処理装置およびデータ処理装置を設けることもでき
る。

【００５１】また、前記実施例では、ボンディング状態
を検出する光学的検出手段を、ボンディング位置とテー
プ送り用のスプロケットホィールとの間に設置したが、
このスプロケットホィールの真上または直後に、１組ま
たは複数組付けることもできる。

【００５２】また、前記実施例では、クリーニングステ
ージにワイヤブラシを設けた場合について説明したが、
これに限らず、クリーニングステージにクリーニング砥
石を設けることもできる。

【００５３】また、前記実施例では、外観形状でボンデ
ィング検査を行う場合について説明したが、これに限ら
ず、外観形状によるボンディング検査に既知のブローブ
による特性チェックを組み合わせることもできる。

【００５４】また、前記実施例では、ツールクリーニン
グ中に全体的な外観形状でボンディング検査する場合に
ついて説明したが、併せて、ボンディングサイクル中に
局部的な外観形状でボンディング検査することもでき
る。

【００５５】以上の説明では主として本発明者によって
なされた発明をその背景となった利用分野であるＩＣチ
ップ用のテープ自動ボンディング装置で説明したが、Ｌ
ＳＩ（Large Scale Integrated Circuit）チップなどの
半導体チップや他の電子部品用のテープ自動ボンディン
グ装置にも適用できる。

【００５６】

【発明の効果】本願において開示される発明のうち代表
的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、下
記のとおりである。

【００５７】(1).ボンディング位置とテープ送り用のス
プロケットホィールとの間、またはこのスプロケットホ
ィールの真上もしくは直後に設けられ、ボンディング後
のボンディング状態を検出する光学的検出手段を備え、
この光学的検出手段からの検出信号に基づきツールクリ
ーニング中にボンディング状態を検査するボンディング
検査装置を設けた構造としたので、ツールクリーニング
ごとにボンディング状態を確実にチェックし、異常発生
時に異常警報を出力し、ボンディング不良の多発を防止
することができる。

【００５８】(2).位置認識をして、ボンディング状態を
光学的に検出できるので、プローブによる機械的チェッ
クを不要にし、ボンディング検査精度を向上させること
ができる。

【００５９】(3).前記(1) (2) の効果により、スループ
ットを向上させることができる。

【００６０】(4).ボンディング位置とテープ繰出しリー
ルとの間に設けられ、ボンディング前のキャリヤテープ
上のインナーリード位置を検出する光学的検出手段を備
え、この光学的検出手段からの検出信号に基づきツール
クリーニング中にボンディング前のインナーリードの位
置状態を検査するボンディング検査装置を設けた構造と
したので、ボンディング前に不良品を除去し、スループ
ットをより一層向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例であるテープ自動ボンディン
グ装置を示す斜視図である。

【図２】図１のテープ自動ボンディング装置によるボン
ディング状態を示す断面図である。

【符号の説明】

１ キャリヤテープ ２ スプロケットホィール ３ ボンディングステージ ４ クリーニングステージ ５ ワイヤブラシ ６ ボンディングガイド ７ ＸＹテーブル ８ テープクランパ ９ ボンディングヘッド １０ ボンディングツール １１ インナーリード １２ ＩＣチップ １３ 認識カメラ １４ Ａｕバンプ １５ 画像処理装置 １６ データ処理装置 １７ ボンディング検査装置 １８ ボンディング状態認識カメラ（光学的検出手段） １９ ボンディング前インナーリード認識カメラ（光学
的検出手段）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ボンディング位置とテープ送り用のスプ
   ロケットホィールとの間、またはこのスプロケットホィ
   ールの真上もしくは直後に設けられ、ボンディング後の
   ボンディング状態を検出する光学的検出手段を備え、こ
   の光学的検出手段からの検出信号に基づきツールクリー
   ニング中にボンディング状態を検査するボンディング検
   査装置を設けたことを特徴とするテープ自動ボンディン
   グ装置。
2. 【請求項２】 ボンディング位置とテープ繰出しリール
   との間に設けられ、ボンディング前のキャリヤテープ上
   のインナーリード位置を検出する光学的検出手段を備
   え、この光学的検出手段からの検出信号に基づきツール
   クリーニング中にボンディング前のインナーリードの位
   置状態を検査するボンディング検査装置を設けたことを
   特徴とするテープ自動ボンディング装置。