JPH05114624A - ワイヤーボンデイング方法とその装置 - Google Patents

ワイヤーボンデイング方法とその装置

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JPH05114624A
JPH05114624A JP30425991A JP30425991A JPH05114624A JP H05114624 A JPH05114624 A JP H05114624A JP 30425991 A JP30425991 A JP 30425991A JP 30425991 A JP30425991 A JP 30425991A JP H05114624 A JPH05114624 A JP H05114624A
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JP
Japan
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semiconductor element
inner lead
bonding
optical system
reading mechanism
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JP30425991A
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Kikuo Goto
喜久雄 後藤
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Sony Corp
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Sony Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 半導体装置の製造における好適なワイヤーボ
ンディング方法とその装置を提供する。 【構成】 半導体素子3とインナーリード21の位置を
認識するための前記光学系読み取り機構より低倍率の光
学系読み取り機構を設け、この低倍率の光学系読み取り
機構によってインナーリード全体を検出する。そして高
倍率の光学系読み取り機構で半導体素子3の2点を検出
することで、該半導体素子3とインナーリード21の位
置を認識し、ボンディングツールにより半導体素子3と
各インナーリード21とをワイヤーにて接続する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はリードフレーム上に組み
込まれた半導体素子とこのリードフレームの各インナー
リードとをワイヤーにて接続する方法及びその装置に関
する。
【0002】
【従来の技術】半導体装置の製造工程においてリードフ
レーム上に組み込まれた半導体素子とこのリードフレー
ムのインナーリードとをワイヤーにて接続する所謂ワイ
ヤーボンディング工程は、図3に示すワイヤーボンディ
ング装置1によって行われる。斯るワイヤーボンディン
グ装置1はモータ11x,11yによってXY方向に移
動するX−Yテーブル11と、このX−Yテーブル11
上に固設されたボンディングヘッド12と、このボンデ
ィングヘッド12に設けられたボンディングツールと、
ブラケット15aを介し該ボンディングヘッド12に搭
載されて半導体素子3とインナーリード21の位置を読
み取る為の光学系読み取り機構すなわちTVカメラ15
とからなる。ワイヤーボンディング装置としては超音波
や熱圧着を利用するもの等があるが、図例の装置1は超
音波によってワイヤーを接続するものであり、よってボ
ンディングツールとしてキャピラリー保持アーム13に
取り付けたキャピラリー14が用いられる。
【0003】この装置1を用いたボンディング工程を説
明する。ワイヤーボンディング工程は大別して位置検出
工程とボンディング工程がある。位置検出工程ではまず
半導体素子3を組み込んだリードフレーム2が、図示し
ない搬送用の治具によって本装置の略正面位置(ボンデ
ィングエリア)に配置されるとTVカメラ15が半導体
素子3と各インナーリード21の位置を読み取り、この
読み取った画像をコンピュータ処理することでモータ1
1x,11yを所定量回動させてX−Yテーブルを所定
の位置まで移動させる。そしてボンディング工程に移
り、予め加熱されている各インナーリード21と半導体
素子3の各電極とにキャピラリー14を介してAu,A
lの極細線を高速配線(接続)するものである。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上記装置1において光
学系読み取り機構すなわちTVカメラ15は半導体素子
3とインナーリード21の位置を読み取る為に必要な倍
率、すなわち半導体素子3の結線部分である電極面積が
十分検出出来る程度の倍率例えば通常5倍〜8倍程度の
ものが使われる。しかし上記の倍率では半導体素子3の
電極部分とインナーリード21の先端部分を認識するこ
とが可能であるが、その反面高倍率の為インナーリード
全体を一度に認識することはむずかしい。従って上記の
ボンディング方法においては、インナーリードの形状を
全体的に認識することなく、インナーリードの1本毎又
は所定の単位(5〜10本程度をまとめた)毎に位置を
検出し、この検出画像をコンピュータにより画像処理す
ることで直ちにボンディングを行っている。しかしなが
ら上記の検出は多ピンになればなる程作業性は低下し、
かつ又インナーリードはリード製造工程やその搬出時更
には前工程において曲がり等の変形を受けることが多
く、上記の位置検出では作業性の低下のみならずボンデ
ィング精度の低下を招く。更に変形が大きいとキャピラ
リー等の破損をも生じる等工程上において大きな課題と
なっている。上述の如く近年の多ピン形状化にともなっ
てこの位置検出は製造歩留りに大きな影響を与えてい
る。
【0005】
【課題を解決するための手段】そこで本発明のボンディ
ング方法においては、半導体素子とインナーリードの位
置を認識するための前記光学系読み取り機構より低倍率
の光学系読み取り機構を設け、この低倍率の光学系読み
取り機構によってインナーリード全体を検出するもので
ある。すなわち各インナーリードを同時に検出し、次い
で高倍率の光学系読み取り機構で半導体素子の2点を検
出することで、半導体素子とインナーリードの位置を認
識し、しかる後ボンディングツールにより半導体素子と
各インナーリードとをワイヤーにて接続するものであ
る。上記ボンディング方法の装置として、ボンディング
ヘッドにインナーリードの形状を同時読み取り可能な光
学系読み取り機構とこの光学系読み取り機構よりも高倍
率で且つ少なくとも半導体素子とインナーリードの位置
を読み取り可能な光学系読み取り機構を搭載したワイヤ
ーボンディング装置を提供するものである。
【0006】
【作用】半導体素子と各インナーリードとをワイヤーに
て接続する前提として、先ず低倍率の光学系読み取り装
置でインナーリード全体を同時に検出し、この検出画像
と予め記憶されたインナーリードの記録画像とを比較し
てインナーリードの形状誤差を認識し且つ補正が可能と
なる。次いで前記の読み取り機構より高倍率の光学系読
み取り機構を用いることで、前記半導体素子2点を局部
的に検出可能となり、この検出画像と予め記憶された半
導体素子の記憶画像と比較することで半導体素子とイン
ナーリードの位置誤差を認識し且つ補正が可能となる。
【0007】すなわちインナーリードの形状と半導体素
子とインナーリードの位置を正確に認識した上でのワイ
ヤーボンディングが可能となる。又ボンディングヘッド
に設けた低倍率の光学系読み取り機構はその倍率ゆえに
インナーリードの形状を同時に読み取り可能となり、そ
れより高倍率の読み取り機構は、その倍率ゆえに少なく
とも前記半導体素子とインナーリードとの位置を読み取
ることが可能となる。
【0008】
【実施例】本発明のワイヤーボンディング方法を説明す
るに先立ち、先ずその装置を説明する。尚従来例に説明
したワイヤーボンディング装置と特に相違ない構成部分
については、同一の番号を付して説明する。図1は、本
発明にかかるワイヤーボンディング装置1を示す概略図
である。この装置1は超音波を利用してワイヤーを接続
するものであり、よってボンディングツールとしてはキ
ャピラリーが用いられる。装置1の主たる構成は、モー
タ11x,11yによってXY方向に移動するX−Yテ
ーブル11とこのテーブル11上に取り付けられてボン
ディングヘッド12と該ボンディングヘッド12に設け
られたキャピラリー保持アーム13と該アームの先端側
に取り付けたキャピラリー14とからなる。更にボンデ
ィングヘッド12にはブラケット15aを介して高倍率
の光学系読み取り機構を形成するTVカメラ15とブラ
ケット16aを介して取り付けられた低倍率の光学系読
み取り機構を形成するTVカメラ16とが搭載されてい
る。
【0009】上記構成の装置1を用いたワイヤーボンデ
ィング方法を次に説明する。図例の如く本ワイヤーボン
ディング装置1の略正面位置(ボンディングエリア)
に、半導体素子3を組み込んだリードフレーム2が図示
しない治具によって搬送される。そしてこのリードフレ
ーム2と半導体素子3に対し位置検出工程とボンディン
グ工程が行なわれる。位置検出工程では、まずTVカメ
ラ16にてインナーリード21を全体的に検出する。こ
のTVカメラ16は低倍率の読み取り機構であるためリ
ードフレーム全体を同時に検出することが可能である。
すなわち図2に示す如くTV装置4によって検出画像4
1をモニターとして写すとともに、この検出画像をコン
ピュータにより分析し、予めメモリーに記憶されている
インナーリード全体の記憶画像(マスター画像)と比較
することでインナーリード21の全体形状を瞬時に認識
することが可能となる。具体的にはモータ11x,11
yを夫々所定量回動することでX−Yテーブル11を移
動させてTVカメラ16の光軸を半導体素子の中心すな
わちボンディング領域の略中央に位置させる。そして上
述の如く比較してインナーリード全体の画像をコンピュ
ータ分析する。
【0010】尚、上記TVカメラ16では少なくともイ
ンナーリード全体が同時に検出出来ればよく、この検出
の際に半導体素子3の位置を同時に検出できるものであ
ってもよい。次いで上記TVカメラ16よりも高倍率
(通常5〜8倍程度)のTVカメラ15によって半導体
素子3の位置を検出する。具体的には半導体素子3の上
面対角線上に位置する2つの電極及びその周辺パターン
を読み取る。この場合モータ11x,11yを所定量回
動させることでX−Yテーブル11を移動させてTVカ
メラ15の光軸を斯る電極から他の電極に移動させて読
み取る。尚、この場合半導体素子3の2点のみならず所
定位置のインナーリード(第1番目のボンディングを行
なうインナーリード)の先端位置をも検出できる。そし
てこの検出画像をコンピュータにより分析し、予めメモ
リ記憶された記憶画像とを比較することで半導体素子3
とインナーリード21の各位置を認識する。次いでイン
ナーリード21の形状及び半導体素子3とインナーリー
ド21の位置に夫々大きな異常が検出されない場合は、
そのまま次工程であるボンディング工程に移行する。一
方異常が検出された場合は警報等を発して装置自体の稼
動を停止する。
【0011】上記の如く全ての位置検出工程が終了する
とボンディング工程が開始される。すなわち所定のプロ
グラムに沿ってキャピラリー14がXY方向の移動及び
昇降移動を行い、各インナーリード21に対応した半導
体素子3の電極に対しAu,Al等の極細線を高速配線
する。このボンディング工程が終了するとリードフレー
ム2は図示しない搬送機構によりX方向(図1参照)に
送り出される。次いで新たな半導体素子を組み込んだリ
ードフレームが装置のボンディングエリア内に搬送され
る。そして上述と同様に位置検出工程とボンディング工
程が順次行われる。尚上記の説明においては、低倍率の
光学系読み取り機構と高倍率の光学系読み取り機構を別
体に形成したが、本発明の装置は必ずしも別体に限定さ
れず例えば1つの光学系読み取り機構を低倍率のものと
高倍率のものに切替えることも可能である。しかし倍率
の切替える際にはレンズの光軸ズレを補正する手段が必
要となる。
【0012】
【発明の効果】本発明のワイヤーボンディング方法によ
れば、予めインナーリードの全体形状を認識しておくた
めに、少数ピンの半導体素子による場合は勿論のこと、
多数ピンの半導体素子の場合においてもリードフレーム
の形状判定及び半導体素子との位置検出を正確に行なう
ことができる。よって製造の歩留りを大きく向上させる
ことが可能となる。又リードフレームの形状を認識する
工程は半導体素子とインナーリードとの位置関係を検出
する工程の前段で瞬時に行われるためスループットに影
響を与えることなく、むしろ工程全体からみれば時間的
メリットは大きい。更に又製造装置においてインナーリ
ードの全体形状を読み取る光学系読み取り機構は、半導
体素子とインナーリードの位置を検出する光学系読み取
り機構よりも低倍率のTVカメラを主としたものでよ
く、装置自体も従来に比して高額とはならない。むしろ
トータル的メリットを勘案すれば極めて技術的,経済的
効果の大きいものとなる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るボンディング装置の概略図であ
る。
【図2】TV装置によるモニターの画像を示す図であ
る。
【図3】従来のボンディング装置を示す図である。
【符号の説明】
1 ワイヤーボンディング装置 2 リードフレーム 3 半導体素子 11 X−Yテーブル 12 ボンディングヘッド 13 キャピラリー保持アーム 14 キャピラリー 15 TVカメラ(高倍率光学系読み取り機構) 16 TVカメラ(低倍率光学系読み取り機構) 21 インナーリード

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 リードフレーム上に組み込まれた半導体
    素子と、該リードフレームの各インナーリードとをワイ
    ヤーにて接続するワイヤーボンディング方法において、 前記インナーリード全体を光学系読み取り機構で検出
    し、該検出画像と予め記憶された記憶画像とを比較する
    ことでインナーリードの各形状を認識するとともに、 次いで前記読み取り機構より高倍率の光学系読み取り機
    構で、少なくとも前記半導体素子の2点を検出し、該検
    出画像と予め記憶された記憶画像とを比較することで半
    導体素子とインナーリードの位置を認識したのち、ボン
    ディングツールを介して前記半導体素子と各インナーリ
    ードとをワイヤーにて接続することを特徴とするワイヤ
    ーボンディング方法。
  2. 【請求項2】 ボンディングヘッドに設けたボンディン
    グツールを介して、リードフレーム上に組み込まれた半
    導体素子と、該リードフレームの各インナーリードをワ
    イヤーにて接続するものであって、 前記ボンディングヘッドには、各インナーリードの形状
    を同時読み取り可能な光学系読み取り機構と、 前記読み取り機構より高倍率でかつ少なくとも前記半導
    体素子とインナーリードの位置を読み取り可能な光学系
    読み取り機構とを搭載したことを特徴とするワイヤーボ
    ンディング装置。
JP30425991A 1991-10-23 1991-10-23 ワイヤーボンデイング方法とその装置 Pending JPH05114624A (ja)

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