JPH08111445A - ワイヤボンディング検査システム及びワイヤボンディング装置 - Google Patents

ワイヤボンディング検査システム及びワイヤボンディング装置

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JPH08111445A
JPH08111445A JP27042894A JP27042894A JPH08111445A JP H08111445 A JPH08111445 A JP H08111445A JP 27042894 A JP27042894 A JP 27042894A JP 27042894 A JP27042894 A JP 27042894A JP H08111445 A JPH08111445 A JP H08111445A
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wire
bonding
inspection system
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wire bonding
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Aritame Tada
有為 多田
Motonari Fujikawa
元成 藤川
Shuichi Sugimoto
周一 杉元
Shinji Nakamura
真司 中村
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Original Assignee
Omron Corp
Omron Tateisi Electronics Co
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Abstract

(57)【要約】 【構成】 ワイヤボンド機構部１によってボンディング
されたワイヤ１３の接合部１４を撮影装置３によって撮
影し、画像処理用コンピュータ４によって画像処理を行
ない、接合部１４のつぶれ幅Ｗや形状などの画像処理デ
ータを得る。一方、接合部１４のつぶれ幅Ｗや形状など
の許容範囲を与える基準データは記憶装置６に記憶され
ている。比較判定部５は、画像処理データと基準データ
を比較することによって接合部１４が良好な接合状態で
あるか、不良な接合状態であるかを判定し、不良品には
マーキングを行なったり、選別装置９によって処理ライ
ン１５から排出したりする。また、比較判定部５の判断
結果はワイヤボンド機構部１へフィードバックされ、最
適なボンディング条件となるように自動調整される。 【効果】 ワイヤの接合状態の良・不良を非接触で全数
検査することができ、ワイヤボンディング品質の信頼性
を向上させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はワイヤボンディング検査
システム及びワイヤボンディング装置に関する。具体的
には、被加工物にボンディングされたワイヤのボンディ
ング状態を自動で検査するためのワイヤボンディング検
査システムと、このワイヤボンディング検査システムを
備えたワイヤボンディング装置に関する。
【０００２】
【従来の技術とその問題点】ワイヤボンディングにおけ
る品質管理法の一つとして、プルテストによる方法があ
る。プルテストとは、図８（ａ）に示すように、回路基
板５２を予め固定しておき、半導体チップ等の電子部品
５１と回路基板５２とに両端部をボンディングされたワ
イヤ５３の中央部を荷重計（ロードセル）５４に設けた
引っ張り治具５５でもって、ワイヤ５３が切断されるま
で引っ張り上げる方法である。このとき、図８（ｂ）に
示すように引っ張り治具５５で引っ張り荷重を掛けた箇
所でワイヤ５３が破断された場合には、ワイヤ５３のボ
ンディング状態は良好とされる。一方、図８（ｃ）のよ
うに接合部（ボンディング箇所）からワイヤ５３が剥離
したり、図８（ｄ）のように接合部付近でワイヤ５３が
切断した場合には不良と判断される。ここで、前者の不
良発生は接合不足により見掛け上接合していても実際に
は十分接合していない場合であり、後者の不良発生は接
合過多により接合部近傍のワイヤ径が細くなり過ぎてい
る場合である。
【０００３】しかし、このようなプルテストは破壊検査
であるため、抜き取り検査しか実施することができな
い。すなわち、全数検査を行なうことができないので、
検査漏れによる不良品が発生するという問題があった。
【０００４】また、全数検査（スクリーニング）を行な
う場合には、ワイヤ５３の破断強度よりもかなり小さな
引っ張り荷重をかけ、接合部でワイヤ５３が剥離したり
（図８（ｃ））、接合部付近でワイヤ５３が切断したり
（図８（ｄ））しないかを調べ、不良品を選別してい
た。
【０００５】しかしながら、このような全数検査方法で
あれば、接合状態が非常に悪い場合にしかボンディング
不良を検出できず、より厳密なテストによれば不良品と
されるような製品でも良品として出荷されてしまうこと
がある。この結果、使用環境における環境ストレスや電
気的ストレス、連続的なストレス等によって出荷後にワ
イヤの剥離や切断等の故障を引き起こす可能性のある製
品までもが良品として出荷されてしまい、製品の信頼性
を低下させる恐れがあった。また、このような検査を行
なわなければ出荷後にワイヤ接合部の故障が発生しない
ような場合でも、検査時の引っ張り荷重によってワイヤ
接合部が一部破壊され、そのために出荷後の故障が発生
し易くなる恐れがあった。
【０００６】また、接合したワイヤ５３のループ形状な
どを目視検査することによりワイヤが確実に接合されて
いるかどうか検査する方法もあるが、この方法では検査
員の感覚や熟練に負うところが大きく、客観性や精度を
得ることが難しい。そのうえ、全数検査するには、検査
効率や人件費の問題があり、実質上不可能であった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明は叙上の従来例
の欠点に鑑みてなされたものであり、その目的とすると
ころは、被加工物にボンディングされたワイヤの接合部
の検査を非接触により全数検査することができるワイヤ
ボンディング検査システムを提供することにある。ま
た、このワイヤボンディング検査システムを備え、検査
結果をワイヤボンド機構部にフィードバックさせること
により最適なボンディング条件となるように自動調整さ
れるワイヤボンディング装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明のワイヤボンディ
ング検査システムは、被加工物にボンディングされたワ
イヤの接合状態を判定するワイヤボンディング検査シス
テムであって、被加工物とワイヤの接合部を撮影する撮
影手段と、前記接合部の接合状態に関する基準データを
記憶した記憶手段と、前記撮影手段から供給された前記
接合部の接合状態に関するデータと、前記基準データと
を比較し、ワイヤの接合状態を判定する比較判定手段と
を備えたことを特徴としている。
【０００９】このワイヤボンディング検査システムにお
ける比較判定手段は、前記接合部のつぶれ幅や形状、当
該つぶれ幅や接合部の形状の分布等の接合状態に関する
データを基準データと比較するものである。
【００１０】また、このシステムには、比較判定手段に
よる判定結果がワイヤの接合状態の不良を示す場合に
は、その被加工物にマーキングを施すマーキング手段を
備えていてもよい。あるいは、比較判定手段によるワイ
ヤの接合状態の判定結果が良好である被加工物と不良で
ある被加工物とを選別して分離する選別手段を備えてい
てもよい。
【００１１】本発明のワイヤボンディング装置は、ボン
ディング条件の調整が可能なワイヤボンド機構部と、前
記ワイヤボンディング検査システムとを備え、供給され
る被加工物にワイヤをボンディングするワイヤボンディ
ング装置であって、ワイヤボンディング検査システムの
比較判定部から出力されるワイヤの接合状態に関する判
定情報をワイヤボンド機構部へフィードバックさせるこ
とによりワイヤボンド機構部のボンディング条件を自動
調整するようにしたことを特徴としている。
【００１２】このワイヤボンディング装置におけるワイ
ヤボンド機構部は、加圧と共に超音波を負荷することに
より、被加工物にワイヤをボンディングするものであっ
て、その加圧力、超音波パワーもしくは超音波の負荷時
間などのボンディング条件を前記判定情報に基づいて調
整されるようになっている。
【００１３】また、この装置においては、ワイヤボンデ
ィング検査システムにおける撮影手段から供給された接
合状態に関するデータが、前記基準データの所定範囲内
となるように、前記ワイヤボンド機構部のボンディング
条件を調整するようにしてもよい。あるいは、ワイヤボ
ンディング検査システムからフィードバックされた判定
情報によりワイヤボンド機構部のボンディング条件を調
整しても、接合部の接合状態が前記基準データの所定範
囲内にならないと判断された場合には警告を発する警報
装置を備えていてもよい。
【００１４】
【作用】本発明のワイヤボンディング検査システムにあ
っては、撮影手段によって撮影したワイヤの接合部の画
像と、記憶手段に記憶している接合状態に関する基準デ
ータとを比較し、ワイヤの接合状態を判定する。例え
ば、接合部におけるワイヤのつぶれ幅や形状、あるいは
それらの分布等の接合状態に関するデータをそれぞれの
基準データと比較し、所定範囲内であれば良好な接合状
態であると判定し、所定範囲外であれば不良な接合状態
であると判定する。従って、本発明のワイヤボンディン
グ検査システムによれば、非接触でワイヤの接合状態の
良否を判定することができ、しかも、全数検査を自動化
して容易に実施することができ、全数検査してもワイヤ
の接合部分に機械的影響を与えることがない。
【００１５】また、このワイヤボンディング検査システ
ムにあっては、不良品にはマーキング手段によってマー
キングするので、視覚により良品と不良品とを確実に分
別することができる。さらに、良品と不良品とを選別し
て分離する選別手段を用いれば、自動的に不良品の排出
を行なうことができる。さらに、マーキング手段によっ
て不良品にマーキングしておけば、選別手段による選別
ミスも容易に発見することができる。
【００１６】本発明のワイヤボンディング装置にあって
は、ワイヤボンディング検査システムによる判定情報を
ワイヤボンド機構部へフィードバックさせ、ボンディン
グ条件を自動調整するようにしているので、ワイヤボン
ディング検査システムによりワイヤの接合状態の不良を
検出できるに止まらず、ワイヤボンド機構部のボンディ
ング条件を自動調整することにより不良品の発生を少な
くできる。具体的には、接合状態に関するデータが基準
データの所定範囲内となるように、ワイヤボンド機構部
のボンディング条件を調整すればよい。
【００１７】さらに、ワイヤボンディング検査システム
からフィードバックされた判定情報によりワイヤボンド
機構部のボンディング条件を調整しても接合状態に関す
るデータが基準データの所定範囲内に納まらないと判断
された場合には、警報装置により警告を発することがで
きるので、ワイヤボンド機構部の補修点検を促して異常
を速やかに発見することができる。
【００１８】
【実施例】図１（ａ）に本発明のワイヤボンディング装
置Ａの概略構成図を、図１（ｂ）にワイヤボンド及びそ
の検査の工程を示す。ワイヤボンディング装置Ａは、ワ
イヤボンド機構部１と、ボンディング条件調整部２と、
ワイヤボンディング検査システムＢとから構成されてい
る。ワイヤボンド機構部１は、ＡｌやＡｕ、Ｎｉ等のワ
イヤ１３をウエッジ２１により加圧しながら超音波を負
荷することにより半導体チップ等の電子部品１１や回路
基板１２等の被加工物のパターン部分にボンディングす
る装置であって、加圧力、超音波パワーもしくは超音波
の負荷時間等のボンディング条件を調整可能となってい
る。ボンディング条件調整部２は、ワイヤボンディング
検査システムＢからのフィードバック信号（判定情報）
に基づいてワイヤボンド機構部１のボンディング条件を
自動調整する。また、ワイヤボンディング検査システム
Ｂは、ＣＣＤカメラ等の撮影装置３と、撮影装置３で撮
影した画像に基づいて接合部１４のつぶれ幅Ｗや形状等
の画像処理データを求める画像処理用コンピュータ４
と、基準データを記憶している第１の記憶装置６と、つ
ぶれ幅Ｗ及び形状の画像処理データを学習記憶する第２
の記憶装置７と、接合部１４の良不良を判定する比較判
定部５と、不良品にマーキングするマーキング装置８
と、不良品を排出する選別装置９と、警報装置１０とか
ら構成されている。
【００１９】ワイヤボンド機構部１は、加圧と超音波に
よってボンディング用の金属線（特にＡｌ線）であるワ
イヤ１３を電子部品１１や回路基板１２の端子などのパ
ターン部分（通常は、ＮｉやＡｕによりメッキされてい
る）に自動的にボンディングする装置であって、具体的
に説明すると、例えば図２（ａ）〜(f)に示すようにし
てワイヤ１３を接合する（ウェッジボンディング）。こ
のワイヤボンド機構部１にあっては、図２（ａ）に示す
ように、ウェッジ２１に開口されたホール２２にワイヤ
１３が通されており、電子部品１１などの端子２３上に
ワイヤ１３の先端を位置させる。次に、ウェッジ２１を
下降させてワイヤ１３の先端を端子２３に密着させ、荷
重を加えて加圧しながらウエッジ２１を超音波振動させ
ることにより一定時間ワイヤ１３に振動を加える（図２
（ｂ））。こうして、端子２３とワイヤ１３との接合
（ファーストボンド）が済めば、ウェッジ２１を上昇さ
せ（図２（ｃ））、ウェッジ２１を回路基板１２などの
端子２４上へ移動させる（図２（ｄ））。ついで、再び
ウェッジ２１を下降させてワイヤ１３を端子２４に密着
させ、荷重を加えて加圧しながらウエッジ２１を超音波
振動させることによりワイヤ１３に振動を加える（図２
（ｅ））。端子２４とワイヤ１３との接合（セカンドボ
ンド）が済めば、最後にワイヤ１３を適当な位置で切断
し、ワイヤボンディングの１工程を終了する（図２
（ｆ））。
【００２０】ワイヤボンド機構部１によりボンディング
されたワイヤ１３の接合部１４の形状の例を図３（ａ）
（ｂ）（ｃ）に示す。良好な接合状態のワイヤ１３は、
図３（ａ）に示すように接合部１４において幅方向に左
右ほぼ均等に広がり、適当な一定範囲内のつぶれ幅Ｗを
有している。また、ワイヤ１３の接合強度が不十分な場
合には、図３（ｂ）に示すように接合部１４の幅方向の
広がりが小さく、つぶれ幅Ｗが不足する。このような場
合には、接合強度が不足しているためにワイヤ１３の接
合部１４が剥離する恐れがある。また、図３（ｃ）に示
すように接合部１４が広がり過ぎてつぶれ幅Ｗが大き過
ぎる場合には、接合強度は得られるが、接合部１４でワ
イヤ径が細くなるために引っ張り強度が低下し、ワイヤ
１３が破断する恐れがある。
【００２１】このようにワイヤ１３の接合状態の良・不
良とつぶれ幅Ｗとの間には一定の相関が認められるが、
この相関関係を定量化するためにつぎのような試験を行
なった。まず、ワイヤボンド機構部１の超音波パワーを
変化させてボンディングした多数のワイヤ１３に対し、
図８に示したようなプルテストを行なってプル強度（接
合部破断時の応力）を測定した。また、接合面と平行な
方向にせん断力を加えてせん断強度（接合部剥離時のせ
ん断応力）を測定した。このとき同時に、接合部１４の
つぶれ幅Ｗを測定した。図４及び図５はこの結果を示す
図であって、図４の実線は超音波パワーの変化に対する
プル強度の変化を示し、図４の破線はせん断強度の変化
を示し、図５はつぶれ幅Ｗの変化を示している。図４及
び図５は、超音波パワーが大きくなると、つぶれ幅Ｗは
大きくなり、接合部１４のワイヤ径が細くなるためにプ
ル強度が低下することを示している。一方、超音波パワ
ーを小さくすると、つぶれ幅Ｗは小さくなり、接合部１
４の接合が不十分になるためにせん断強度が低下するこ
とを示している。従って、一定以上のプル強度及びせん
断強度を有する良好な接合部１４を得るためには、超音
波パワーを一定範囲内に調整する必要があるが、これに
は一定範囲内のつぶれ幅Ｗが対応している。したがっ
て、ワイヤ１３のつぶれ幅Ｗを計測することによって、
適切なプル強度及びせん断強度にあるか否かを判断で
き、ワイヤボンディングの接合状態を判断することがで
きる。さらに、つぶれ幅Ｗが一定範囲内に納まるように
超音波パワーや印加する荷重あるいは負荷時間などのボ
ンディング条件を制御することにより、ワイヤボンド機
構部１を適正な状態に調整することができる。例えば、
プル強度としてＰｐ以上の値が要求され、せん断強度と
してＰｓ以上の値が要求されるとすると、イの範囲内の
超音波パワーを印加すればよく、これは図５のロの範囲
内のつぶれ幅Ｗに相当するので、ワイヤボンディング検
査システムＢで検出した接合部１４のつぶれ幅Ｗがロの
範囲内にあれば、良好な接合状態であると判断すること
ができる。この良好な接合状態を与えるつぶれ幅Ｗの範
囲（例えば、図５のロの範囲）は、基準データとして記
憶装置６に登録されている。
【００２２】また、接合部１４の形状を判断することに
よっても、接合状態の良不良を判断することができる。
たとえば図６に示すように、接合部１４の形状が滑らか
な外形とならず、乱れている場合には、適正な接合が行
なわれていない恐れがある。このような不適切な接合部
形状を判別するには、最適な接合状態で接合された接合
部１４の形状パターン１６を基準データとして記憶装置
６に登録しておき、この基準データとして登録されてい
るパターンと計測した接合部１４の形状とを比較するこ
とによって行なうことができる。接合部１４の形状と登
録パターン（基準データ）との違いの程度を定量化する
方法については後述する。
【００２３】ワイヤボンディング検査システムＢの撮影
装置３は、ワイヤボンド機構部１の前方に配置されてお
り、電子部品１１や回路基板１２等にボンディングされ
たワイヤ１３の接合部１４を撮影する。画像処理用コン
ピュータ４は、撮影装置３により撮影された接合部１４
の画像に画像処理を施し、接合部１４のつぶれ幅Ｗを求
め画像処置データとして比較判定部５へ出力する。記憶
装置６は、接合部１４のつぶれ幅Ｗの許容範囲、好適な
接合状態にある接合部１４の形状パターン１６、許容可
能なバラツキの大きさ等を基準データとして予め記憶し
ている。比較判定部５は、計測された接合部１４のつぶ
れ幅Ｗの画像処理データが画像処理コンピュータ４から
入力されると、記憶装置６に登録されているつぶれ幅Ｗ
の基準データと比較し、つぶれ幅Ｗの値が基準データの
許容範囲内にある場合には、接合状態が良好（又は可）
であると判定し、そうでなければ不良であると判定し、
マーキング装置８（及び選別装置９）へ判定結果を出力
する。
【００２４】あるいは、画像処理用コンピュータ４は、
撮影装置３により撮影された接合部１４の画像に画像処
理を施して接合部１４の形状をパターン化し、画像処理
データとして比較判定部５へ出力する。記憶装置６は、
良好な接合状態で接合されている接合部１４の形状パタ
ーン１６を基準データとして予め記憶している。比較判
定部５は、画像処理用コンピュータ４から入力された接
合部１４のパターン（図６に実線で示す）と記憶装置６
の基準データの形状パターン１６（図６に破線で示す）
とを重ね合わせて比較し、重なり合わない領域（図６の
斜線領域）の面積を求め、その比率（以下、これを非重
複比率という）が一定値以下であれば接合状態が良好
（又は可）であると判定し、非重複比率が一定値よりも
大きいと不良であると判定し、マーキング装置８（及び
選別装置９）へ判定結果を出力する。
【００２５】マーキング装置８は、例えばインクジェッ
トノズルからカラーインクを噴射することによりマーキ
ングするものであって、比較判定部５から不良の判定結
果が伝えられると、その電子部品１１や回路基板１２等
の不良品にマーキングする。選別装置９は、例えばジェ
ットエアを噴出して不良品を処理ライン１５から吹き飛
ばしたり、エアシリンダ等で駆動されるプッシャによっ
て不良品を処理ライン１５から押し出したりして排出す
るものであって、マーキング装置８によって施されたマ
ーキングを検出すると、あるいは比較判定部５から不良
の判定結果を伝えられると、その不良品を処理ライン１
５から排出する。
【００２６】ボンディング条件調整部２は、ワイヤボン
ディング検査システムＢからの判定情報に基づいてワイ
ヤボンド機構部１のボンディング条件を調整し、ワイヤ
ボンド機構部１が最適な条件でワイヤボンディングを行
なうように調節している。この判定情報として例えばつ
ぶれ幅Ｗを用い、つぶれ幅Ｗが大き過ぎる場合にはつぶ
れ幅Ｗが小さくなるようにボンディング条件を調節し、
つぶれ幅Ｗが小さ過ぎる場合にはつぶれ幅Ｗが大きくな
るようにボンディング条件を調節することができる。
【００２７】しかし、１個の接合部１４について得たつ
ぶれ幅Ｗの各データ毎にボンディング条件を調整したの
では、つぶれ幅Ｗの一回一回のバラツキによってボンデ
ィング条件が調整されることになり、ボンディング条件
が安定しなくなる恐れがある。これを解決するために
は、ワイヤボンド機構部１のボンディング条件を調整す
るための判定情報としては、つぶれ幅Ｗの統計値を用い
るのが好ましい。このため記憶装置７は、画像処理用コ
ンピュータ４で求められたつぶれ幅Ｗの値（画像処理デ
ータ）を一定個数（例えば数個〜数１０個）蓄積されて
おり、このデータは絶えず新しい値に更新され、古い値
は消去される。比較判定部５は、記憶装置７に蓄積され
ているつぶれ幅Ｗの分布と記憶装置６に登録されている
つぶれ幅Ｗの許容範囲とを比較し、そのずれの程度を判
定情報としてボンディング条件調整部２へフィードバッ
クさせる。具体的にいうと、例えば記憶装置７に蓄積さ
れているつぶれ幅Ｗの平均値や中央値等の統計値を求
め、このつぶれ幅Ｗの平均値や中央値と基準データにお
けるつぶれ幅Ｗの最適値からの偏差を求めて判定情報と
してボンディング条件調整部２へ出力する。ボンディン
グ条件調整部２は判定情報に基づき、接合部１４のつぶ
れ幅Ｗが基準データにおけるつぶれ幅Ｗの最適値に近づ
くようにワイヤボンド機構部１のボンディング条件を調
整する。従って、ワイヤボンド機構部１はフィードバッ
ク制御され、常に最適な接合状態が得られるように調整
されることになる。
【００２８】あるいは、ボンディング条件調整部２によ
るワイヤボンド機構部１の調整は、ワイヤボンド機構部
１の動作毎に毎回行なうのでなく、記憶装置７に蓄積さ
れているつぶれ幅Ｗの平均値や中央値等が、基準データ
におけるつぶれ幅Ｗの最適値から一定以上外れた場合に
のみワイヤボンド機構部１のボンディング条件を調整す
るようにしてもよい。そして、調整後は、記憶装置７の
データはクリアしてもよい。
【００２９】あるいは、ボンディング条件調整部２への
判定情報は接合部１４の形状に基づいて生成してもよ
い。例えば、接合部１４の形状の非重複比率が一定値以
上になった場合にボンディング条件調整部２でワイヤボ
ンド機構部１のボンディング条件を調整するようにして
もよい。
【００３０】また、ワイヤボンディング検査システムＢ
は、表示装置（図示せず）へのメッセージや警告ラン
プ、ブザー等の報知手段を備えた警報装置１０を備えて
いる。そして、異常が発生した場合には、警報装置１０
を作動させ、ワイヤボンディング装置Ａの補修点検を促
す。例えば、比較判定部５は記憶装置７に蓄積されてい
る例えばつぶれ幅Ｗのデータを監視しており、当該デー
タのバラツキが一定以上に大きくなった場合には警報装
置１０へ警報信号を出力し、警報装置１０を作動させ
る。あるいは、比較判定部５からボンディング条件調整
部２へ出力されるフィードバック信号に対応するボンデ
ィング条件の調整量が、ボンディング条件調整部２によ
るボンディング条件の調整可能範囲を超えた場合に警報
装置１０を作動させるようにしてもよい。また、不良品
が一定個数連続して発生した場合に警報装置１０を作動
させるようにしてもよい。あるいは、ボンディング条件
調整部２でボンディング条件を調整しても接合部１４の
つぶれ幅Ｗ等が基準データの許容範囲内に調整されなか
った場合に警報装置１０を作動させるようにしてもよ
い。
【００３１】図７は上記のように構成されたワイヤボン
ディング装置Ａの動作手順の一例を示すフロー図であ
る。まず、電子部品１１を搭載した回路基板１２がワイ
ヤボンド機構部１に送り込まれると、ボンディング作業
が行なわれ（Ｓ３１）、ワイヤ１３の両端が電子部品１
１と回路基板１２にそれぞれボンディングされる（Ｓ３
２）。次に、撮影装置３によってワイヤボンディングさ
れた接合部１４が撮影され（Ｓ３３）、撮影された接合
部１４の画像は画像処理用コンピュータ４に送信され
る。送信された画像は画像処理用コンピュータ４によっ
て画像処理され（Ｓ３４）、接合部１４のつぶれ幅Ｗや
接合部１４の形状（非重複比率）が求められる。求めら
れた接合部１４のつぶれ幅Ｗや形状（非重複比率）等の
データは記憶装置７に蓄積され、バラツキのある一定個
数のデータが記憶装置７に集計される（Ｓ３５）。つい
で、比較判定部５は、画像処理用コンピュータ４で求め
られた接合部１４の形状（非重複比率）と記憶装置６の
基準データとを比較し（Ｓ３６）、接合部１４の形状が
許容範囲外で接合状態が不良であると判断した場合には
不良（ＮＧ）の判定結果を出力する。不良の判定結果が
出力されると、その不良品はマーキング装置８によりマ
ーキングされ（Ｓ４０）、さらに選別装置９により処理
ライン１５から排出される（Ｓ４１）。また、比較判定
部５からボンディング条件調整部２へは、接合部１４の
形状（非重複比率）と記憶装置６の基準データとを比較
して判定情報が出力され、ボンディング条件調整部２は
判定情報に基づいてワイヤボンド装置１のボンディング
条件を最適制御し、次のワイヤボンディング作業を実行
する（Ｓ３１）。このボンディング条件の調整の場合に
は、前記のように記憶装置７に蓄積しているデータの平
均値等の統計値を用いてもよい。
【００３２】一方、比較判定部５が接合部１４の形状が
許容範囲内で接合状態が良好（ＯＫ）であると判断した
場合には、良好の判定結果を出力する。良好の判定結果
を出力すると、ついで、比較判定部５は、画像処理用コ
ンピュータ４で求められた接合部１４のつぶれ幅Ｗと記
憶装置６の基準データとを比較し（Ｓ３７）、つぶれ幅
Ｗが許容範囲外で接合状態が不良であると判断した場合
には不良（ＮＧ）の判定結果を出力する。不良の判定結
果が出力されると、その不良品はマーキング装置８によ
りマーキングされ（Ｓ４０）、さらに選別装置９により
処理ライン１５から排出される（Ｓ４１）。また、比較
判定部５からボンディング条件調整部２へは、接合部１
４のつぶれ幅Ｗと記憶装置６の基準データとを比較して
判定情報が出力され、ボンディング条件調整部２は判定
情報に基づいてワイヤボンド装置１のボンディング条件
を最適制御し、次のワイヤボンディング作業を実行する
（Ｓ３１）。このボンディング条件の調整の場合には、
前記のように記憶装置７に蓄積しているつぶれ幅Ｗの平
均値等の統計値を用いてもよい。
【００３３】一方、比較判定部５が接合部１４のつぶれ
幅Ｗが許容範囲内で接合状態が良好（ＯＫ）であると判
断した場合には、良好の判定結果を出力する。良好の判
定結果を出力すると、ついで、比較判定部５は記憶装置
７に蓄積しているデータを読み出し、つぶれ幅Ｗ及び／
又は接合部１４の形状（非重複比率）のバラツキが一定
以下となっているかどうか判断する（Ｓ３８）。このバ
ラツキが一定以上に大きくなっていれば、警報信号を出
力して警報装置１０を作動させて管理者の注意を促した
後、あるいはバラツキが一定以下であれば直ちに、次の
ワイヤボンディング作業を実行する（Ｓ３１）。このよ
うにバラツキが大きくなった場合に警告するようにすれ
ば、ボンディング条件以外の外的要因によりボンディン
グ不良となっていないか管理者に確認を促すことができ
る。例えば、回路基板１２をワイヤボンド機構部１に固
定するための治具が変形や破損した場合には、適切な固
定ができずにボンディング不良を起こすことがあり、こ
のような場合にはボンディング条件を変更しても対処す
ることができない場合があるからである。
【００３４】なお、図７のフロー図では、接合部１４の
つぶれ幅Ｗと接合部形状と両方を用いて接合状態の良不
良を判定したが、いずれか一方のみを用いても差し支え
ない。特に、つぶれ幅Ｗのみによって接合状態を判定し
てもよい。
【００３５】
【発明の効果】本発明のワイヤボンディング検査システ
ムによれば、撮影手段によって撮影したワイヤの接合部
の画像と基準データ（接合部のつぶれ幅など）を比較す
ることによってワイヤの接合状態を判定することができ
るので、非接触で非破壊的にワイヤの接合状態の良否を
判定することができる。この結果、ワイヤの接合部に機
械的影響を与えることがなく、検査によってワイヤの接
合部を劣化させる恐れがない。従って、検査精度を落と
すことなく全数検査を行なうことができ、不良品が検査
漏れによって出荷されるのを防止することができ、出荷
後の故障率を低減させることができ、製品の信頼性を向
上させることができる。また、自動化も容易に行なえ、
検査精度の向上と省力化を図ることができる。
【００３６】また、マーキング手段を備えていれば、不
良品にマーキングすることができ、視覚により良品と不
良品とを確実に分別できる。さらに、選別手段を備えて
いれば、自動的に不良品を排出でき、ワイヤボンディン
グから接合状態の検査及び不良品の排出までの品質管理
工程を一貫して自動化することができる。よって、人件
費等を大幅に削減でき、ワイヤボンディングのコストダ
ウンを図ることができる。さらに、不良品にマーキング
すれば、選別手段による選別ミスも容易に発見できる。
【００３７】さらに、本発明のワイヤボンディング装置
にあっては、ワイヤボンディング検査システムによる判
定情報をワイヤボンド機構部へフィードバックさせ、ボ
ンディング条件を自動調整できるので、ワイヤボンド機
構部のボンディング条件を自動調整することにより不良
品の発生率を低減できる。従って、人手によるボンディ
ング条件の調整作業が不要となり、作業者の熟練度に左
右されることなく調整でき、省力化も図れる。
【００３８】さらに、接合状態のデータが基準データの
所定範囲内に納まらない場合に警告を発する警報装置を
備えていれば、ワイヤボンド機構部の異常を速やかに発
見することができ、補修点検の必要を知らせることがで
きる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は本発明のワイヤボンディング装置の概
略構成図、（ｂ）は同上のワイヤボンディング装置を用
いたワイヤボンディング処理ラインを示す説明図であ
る。
【図２】（ａ）〜（ｆ）は、同上のワイヤボンド機構部
におけるボンディング動作の説明図である。
【図３】（ａ）（ｂ）（ｃ）はいずれもボンディングさ
れたワイヤ形状を示す平面図である。
【図４】ワイヤボンド機構部の超音波パワーと接合強度
（プル強度、せん断強度）との関係を示す図である。
【図５】ワイヤボンド機構部の超音波パワーと接合部の
つぶれ幅との関係を示す図である。
【図６】基準データによるワイヤの接合部形状とワイヤ
の実際の接合部形状を重ねて示した図である。
【図７】同上のワイヤボンディング検査システムにおけ
る処理手順を示すフロー図である。
【図８】（ａ）〜（ｄ）は従来法であるプルテストによ
る検査方法を示す説明図である。
【符号の説明】
Ａ ワイヤボンディング装置 Ｂ ワイヤボンディング検査システム １ ワイヤボンド機構部 ２ ボンディング条件調整部 ３ 撮影装置 ４ 画像処理用コンピュータ ５ 比較判定部 ６ 記憶装置 ７ 記憶装置 ８ マーキング装置 ９ 選別装置 １０ 警報装置 １３ ワイヤ １４ 接合部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中村 真司 京都府京都市右京区花園土堂町10番地 オ ムロン株式会社内

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 被加工物にボンディングされたワイヤの
    接合状態を判定するワイヤボンディング検査システムで
    あって、 被加工物と接合されたワイヤの接合部を撮影する撮影手
    段と、 前記接合部の接合状態に関する基準データを記憶した記
    憶手段と、 前記撮影手段から供給された前記接合部の接合状態に関
    するデータと、前記基準データとを比較し、ワイヤの接
    合状態を判定する比較判定手段とを備えたワイヤボンデ
    ィング検査システム。
  2. 【請求項２】 前記比較判定手段は、前記接合部のつぶ
    れ幅や形状、当該つぶれ幅や接合部形状の分布等の接合
    状態に関するデータを基準データと比較するようになっ
    ている請求項１に記載のワイヤボンディング検査システ
    ム。
  3. 【請求項３】 前記比較判定手段における判定結果がワ
    イヤの接合状態の不良を示す場合に、その被加工物にマ
    ーキングを施すマーキング手段を備えた請求項１又は２
    に記載のワイヤボンディング検査システム。
  4. 【請求項４】 前記比較判定手段によりワイヤの接合状
    態が良好であると判定された被加工物と不良であると判
    定された被加工物とを選別して分離する選別手段を備え
    た請求項１，２又は３に記載のワイヤボンディング検査
    システム。
  5. 【請求項５】 ボンディング条件の調整が可能なワイヤ
    ボンド機構部と、請求項１，２，３又は４に記載のワイ
    ヤボンディング検査システムとを備え、供給される被加
    工物にワイヤをボンディングするワイヤボンディング装
    置であって、 ワイヤボンディング検査システムの比較判定部から出力
    されるワイヤの接合状態に関する判定情報をワイヤボン
    ド機構部へフィードバックさせることによりワイヤボン
    ド機構部のボンディング条件を自動調整するようにした
    ことを特徴とするワイヤボンディング装置。
  6. 【請求項６】 前記ワイヤボンド機構部は、加圧と共に
    超音波を負荷することにより、被加工物にワイヤをボン
    ディングするものであって、その加圧力、超音波パワー
    もしくは超音波の負荷時間などのボンディング条件を前
    記判定情報に基づいて調整されるようになった請求項５
    に記載のワイヤボンディング装置。
  7. 【請求項７】 前記ワイヤボンディング検査システムに
    おける撮影手段から供給された接合状態に関するデータ
    が、前記基準データの所定範囲内となるように、前記ワ
    イヤボンド機構部のボンディング条件を調整することを
    特徴とする請求項５又は６に記載のワイヤボンディング
    装置。
  8. 【請求項８】 前記ワイヤボンディング検査システムか
    らフィードバックされた判定情報によりワイヤボンド機
    構部のボンディング条件を調整しても、接合部の接合状
    態が前記基準データの所定範囲内にならないと判断され
    た場合には警告を発する警報装置を備えたことを特徴と
    する請求項５，６又は７に記載のワイヤボンディング装
    置。
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