JPS5969939A - ワイヤボンデイング方法およびその装置 - Google Patents

ワイヤボンデイング方法およびその装置

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JPS5969939A
JPS5969939A JP57180908A JP18090882A JPS5969939A JP S5969939 A JPS5969939 A JP S5969939A JP 57180908 A JP57180908 A JP 57180908A JP 18090882 A JP18090882 A JP 18090882A JP S5969939 A JPS5969939 A JP S5969939A
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Tomio Kashihara
富雄 樫原
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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】 〔発明の技術分野〕 この発明はたとえばICの組立工程において被レッドと
リード端子とを金属細線で接続するワイヤボンディング
方法およびその装置に関する。
〔発明の技術的背景とその問題点〕
一般に、IC−2レツドにおける電極部は100μmX
100/4m程度の大きさである。このため、電極の面
積を小さくできれば、同じ機能を持ったICを、J−f
い面積のベレットとすることができ、これにより1枚の
ウェハから取れるRレットの個数が多くなりコストダウ
ンを図るととができる。
しかし、電極の面積を従来の100μm2からたとえば
80μmにするだめには、80μm の電極でも正確に
号−ンディングできるワイヤボンディング装置が必要と
なる。
しかして、従来よりワイヤボンディング装置は、第1図
に示すように、イレッ)aに対向してその缶屑を検出す
るITVカメラbとツールアームCのキャピラリdを設
け、ITVカメラbの中心とキャピラリdの中心とを一
定の距離だけずらしたものが用いられ、そのずれ開゛を
オフセット量lとしている。とのオフセットflは、ベ
レットa上の電極e・・・を検出するITVカメラbが
ペレットaの厚さの変動に関係なく正確に位置検出でき
るように垂直に設置されているために必然的に生じるず
れ量である。このオフセット量lは正確にティーチング
しておかないと位置検出が終了してボンディングした場
合、第2゛図に示すように電極e・・・に対してボンデ
ィングAf・・・が一様に平行移動した状態となり、雷
%eに対して正確にボンディングができないことに々る
このオフセット沼lのティーチングは、一般にキャピラ
リdでリードフレームの1点に圧痕を付け、との圧痕小
の罫座標を記憶させる。つぎに、XYテーブルを移動さ
せ、■TVカメラbの中心を圧痛点に合せ、そのときの
XY座標を記憶して上記η′座標との差から算出してい
る。そしてこのlを記憶してボンディング点fの算出に
使用しているが、キャピラリdは消耗品であり、キャピ
ラリdを交換するたびに0〜20μm程度の変化が生じ
るため、交換のたびにティーチングし直す必要がある。
したがって、その操作が面倒であるとともに、IT■カ
メラbを保持するホルダやツールアームCの温度が変化
した場合にはそれらの熱膨張によりlが変化するため、
そのlを正確に合せ直さないと80μm2  のような
微小な看イ極eからボンディング点fが外れて不良品と
なることが多い。たとえば、上記ホルダはアルミニウム
製で、その長さが100能  とすると、10℃の温度
上昇で、10℃×100×10!′×宵xio ’−2
2/1m 、つ1す22μm伸びることになる。これは
電極eの80μm2に対して非常に大きな値である。
そこで、装置の周囲を±1℃以内の変動に管理していた
が、自身のヒータによる熱膨張が定常状態になるまで非
常に長い時間が必要となり、稼動率を低下させる原因に
なっていた。
〔発明の目的〕
この発明は上記事情に着目してなされたもので、その目
的とするところは、装置の周囲温度が変動してもベレッ
トの電極に正確にデンディングすることができ、デンデ
ィング部の信頼性を向上することができるワイヤボンデ
ィング方法およびその装置を提供しようとするものであ
る。
〔発明の概要〕
この発明はキャピラリの圧痕の画像を光電変換し、その
画像信号を処理してキャピラリの圧痕中心を求め、との
圧痕中心と光電、変換器の中心との距曲′1をボンディ
ング直前寸たは途中で求めて記憶し、この記憶信号をも
とてボンディング座標を計算することにより、周囲温度
の変動等により光電変換器の中心とキャピラリの中心と
の距離が変動してもボンディング座標を制御できるよう
にしたことである。
〔発明の実施例〕 以下、この発明を図面に示す一実施例にもとづいて説明
する。第3図はワイヤボンディング装置の概略的構成を
示すもので、1はボンディングヘッドである。このボン
ディングヘッド1はXYテーブル2に塔載され、X軸モ
ータ3、Y軸モータ4によって移動するようになってい
る。
さらに、ボンディングヘッド1には2軸モータ5が設け
られ、この2軸モータ5によってキャピラリ6を持った
ツールアーム7を揺動させることによりボンディング動
作を行なうようになっている。このボンディングヘッド
1の上部には」二記ツールアーム7と同方向にカメラボ
ルダ8が突設されていて、このカメラホルダ8には光電
変換器たとえばITVカメラ9が垂部に固定されている
。そして、上記キャピラリ6およびITVカメラ9はリ
ードフレーム10上のベレット1ノ・・・に対向してお
り、ITvカメラ9にはベレット1ノの像を3〜8倍に
拡大するための光学系たとえば電動ズームレンズ12が
組み込まれている。なお、13はリードフレーム10お
よびベレット11上を照明する光源である。また、上記
ITVカメラ9はカメラコントロールユニット14によ
り制御され、このカメラコントロールユニット14から
は映像信号が出力される。この映像信号はモニタ15お
よびパターンマツチング手法のベレット位置ずれ検出回
路16へ導びかれ、イ゛レット1ノ上のある2点の基準
位置からのずれ(平行移動量と回転角)が算出される。
なおこの機能は現在広く一般のボンダに使用されている
。さらに、上記映像信号はキャピラリ圧痕ずれ検出回路
17へもスイッチ切換で導びかれ、キャピラリ圧痕の基
準位置からのずれ量を後述する手段で算出するようにな
っている。
このペレット位置ずれ検出回路16、キャピラリ圧痕ず
れ検出回路17からの検出信号はボンディング制御回路
18に入力され、このボンディング制御回路18は倍率
制御回路19によって電動ズームレンズ12を3倍と8
倍に切換えるようになっている。また、ボンディング制
御回路zgldX−Y−Z軸制御回路20,21゜22
を介して上記X軸モータ3.Y軸モータ4および2軸モ
ータ5に接続され、制御するようになっている。す々わ
ち、上記ペレット位置ずれ検出回路16からの検出信号
によって4レツド11上の代表的な2点のそれぞれの基
準位置からのずれを受は取シペレット1ノ上のがンディ
ング点の座標を計算するとともに、キャピラリ圧痕ずれ
検出回路17からキャピラリ圧痕の正規の状態からのず
れ量を受けとシ記憶する。
そして、この記憶信号と上記ペレット位置ずれ検出回路
16から得たずれ量をもとにがンディング点の位置を計
算するようになっている。
また、上記キャピラリ圧痕ずれ検出回路17は第4図に
示すように、カメ2コントロールユニ、ト14から出力
された映像信号をA/i)変換器23によ#)8レベル
の濃淡情報としてメモリ24に記憶させる。
つぎに、エツジ情報抽出回路25JICよシ画像のエツ
ジ部分を抽出しキャピラリ6の圧痕を2値化データノぐ
ターンとしてメモリ25aに格納する。この場合のエツ
ジ情報は第5図(A)K示すような円の一部のような情
報イとなる。一方、第5図(B)に示すように基準ノや
ターン口としてメモリ26に登録されてイル基準i+タ
ーンロと上記データパp −フイトヲノ臂ターンマツチ
ング回路27によってパターンマツチング処理し、最大
−数位置を探し出す。これにょシOTが最も一致する点
であることが探し出される。したがって、■TVカメラ
9の中心O6とデータ7eターンの中の圧痕中心OTと
のずれ量Nを銀山することができる。
また、上記基準パターン口をティーチングする場合には
、リードO1+にボンディングした直接にITVカメラ
9をリード側にあらかじめティーチングされているオフ
セラ)m11だけ移動する。
このITVカメラ9のモニタ15にはカメラ中心を十字
線(ハ)の交点で、キャピラリ6の大きさを円に)で表
示さねでいるため、第5図(B)で示すようにモニタ1
5を見ながら上記データ7ターンイの中心に手動で合致
させる。この手動で移動させた量I32とITVカメラ
9の移動瀞″l、との和よりITVカメラ9とキャピラ
リ6のオフセット景7を計算する。この状態で、ITV
カメラ9により画像取込を行ない、そのエツジ情報を基
準パターンとして上記メモリ、96に登録すればよい。
つぎに、上述のように構成されたワイヤデンディング装
置の作用について説明する。この実施例では1つのリー
ドフレームlOに12個の硬レット11・・が配置され
ているため、最初すなわち最先端の被レット11にボン
ディングする前に第6図に示すようにリードフレームに
1本の余分なワイヤ10bを張シその第2ボンディング
点につけられたキャピラリの圧痕10cを利用して、キ
ャピラリと光重変換器の距離の再設定を行う。すkわち
、■TVカメラ9を前記圧痕10cに移動させ、上記キ
ャピラリ6の圧痕10cの画像の取込みを行なう。この
取込まれた画像はキャピラリ圧痕中心検出回路17で画
像処理され、圧痕の基準位置からのズレt (図5.M
)が算出される。したがって、上記ず九量、4ノにもと
づいてITVカメラ9の中心とキャピラリ6の中心との
間の距離すなわちオフセット畢lを設定し直すことがで
き、このオフセット量lにもとづいてその後のベレット
11・・・全11111次正確にボンディングすること
ができる・このように、リードフレーム10毎にオフセ
ット量lを設定し直すことにより、ツールアーム7゜カ
メラホルダ8の熱変形やITVカメラ9.キャピラリ6
の交換を行ったときでも、オフセットfi′eをその都
度測定するとと々く自動的に正確に設定でき、電極の中
心にボンディングすることができる。
々お、上記一実施例においては、リード側のキャピラリ
圧痕を利用してITVカメラの中心とのずれ量を検出し
7ているが、パッド側のキャピラリ圧痕によりITVカ
メラとキャピラリとの中心間距離を算出してもよい。ま
だ、被レットの位置ずれを検出する場合とキャピラリ圧
痕のずれを検出する場合に1台のITVカメラと電動ズ
ームレンズを使用しているが、プリズム、ハーフ ミラ
、等を使用し、1個の対物レンズで2台のITVカメラ
を使用し、2つの倍率の異々る映像信号として別々に取
り出すようにしてもよい。
さらに、■TVカメラおよび電動ズームレンズを垂直方
向に設定しているが、精度に大きな影響を与えな−範囲
で傾斜してもよい・ 〔発明の効果〕 この発明は以上説明したように、仮ボンディングによる
キャピラリの圧痕の画像を光電変換しその画像信号を処
理してキャピラリの圧痕中心を求め、との圧痕中心と光
重変換器の中心との距離を求め、このデータにもとづい
てボンディング座標を計算し、光電変換器、キャピラリ
の交換あるいはツールアーム等の熱変形が生じてもキャ
ピラリの中心と光重変換器の中心との間のオフセット量
を自動的に設定し直すことができ、電極の中心へ正確に
ボンディングすることができるという効果を奏する。
さらに、この発明はキャピラリの圧痕の画像をITVカ
メラなどの光重変換器で取り込み、画像処理することに
より、基準パターンとノやターンマツチングするように
したから、光重変換器の中心とキャピラリの圧痕中心と
のずれ量を正確に検出してボンディング制御することが
できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来のデンディング装置の斜視図、第2図は同
じくペレットの電極に対するボンディング状態を示す拡
大した平面図、第3図はこの発明のボンディング装置の
一実施例を示す概略的構成図、第4図は同じくキャピラ
リ圧痕ずれ検出回路のブロック図、第5図(A) (B
)は同じくキャピラリ圧痕のパターンマツチング方法の
説明図、@6図は同じくリード(l’il K伺したキ
ャピラリ圧痕の状態を示す斜視図である。 9・・・ITVカメラ(光重変換器)、11・・・ぜレ
ット、16・・・ペレット位τずれ検出回路、17・・
・キャピラリ圧痕ずれ検出回路、18・・・ボンディン
グ制御回路。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)  ペレットの位置を検出する光電変換器の中心
    とキャピラリの中心とがある一定の距離にあり、光電変
    換器からの画像信号を処理してペレットの位置ズレ量を
    求め、この位置ズレ量にもとづいてボンディング座標を
    計算しボンディングする方法において、ポンディpング
    直前あるいはボンディング途中で上記光電憂換器によっ
    てキャピラリの圧痕の画像を光電変換しその画像信号を
    処理してキャピラリの圧痕中心を求める第1の手段と、
    上記キャピラリの圧痕中心と光電変換器の中心との距離
    を求めそのずれ量を記憶する第2の手段と、この第2の
    手段における記憶データとペレットの位置を検出してボ
    ンディング座標を求める第3の手段とからなるワイヤボ
    ンディング方法。
  2. (2)  ペレットの位置を検出する光電変換器の中心
    とキャピラリの中心とがある一定の距離にあシ、光電変
    換器からの画像信号を処理してペレットの位置ズレ量を
    求めこの位置ズレ量にもとづいてボンディング座標を計
    算しがンディングする装置において、上記光電変換器で
    キャビチIJの圧痕の画像を光電変換しその画像信号を
    処理してキャピラリの圧痕中心を求めるキャピラリ圧痕
    中心検出回路と、このキャピラリ圧痕中心検出回路によ
    って検出されたキャピラリ圧痕中心と上記光電変換器の
    中心との距離を求め/ゝトー5− 記憶する記憶回路と、上記光電変換器によるペレットの
    位置ずれ検出データと上記光電変換器の中心とキャピラ
    リ中心の距離とによってボンディング座標を求める?ン
    ディング制御回路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。
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