JPS62214635A - 検出装置および検出加工装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、不透明パターンを有する透明体におけるパタ
ーンの検出技術およびその検出情報に基づいて加工処理
する技術に関し、特に透光性のセラミック配線基板にお
ける配線パターンと搭載チップの電極とをワイヤで接続
する技術に適用して有効な技術に関する。

〔従来の技術〕

混成集積回路（ハイブリッドＩＣ）は、セラミック等の
配線基板にダイオード、トランジスタ。

ＩＣ等のチップを始めとして、チップ抵抗、チップコン
デンサ等多くの電子部品を搭載している。

ハイブリッドＩＣの組立・検査については、工業調査会
発行「電子材料Ｊ　１９８３年５月号、昭和５８年５月
１日発行、Ｐ７１−Ｐ７４に記載されている。

この文献には、つぎのようなことが記載されている。

ハイフ′リッドＩＣにはセラミックスの基手反が多用さ
れているが、この基板は加工寸法精度が０゜５〜１％に
も及ぶ。このため、基板端面と配線パターンの相対位置
精度が悪い。また、基板に電子部品を搭載する場合、厚
膜基板は搭載ステーションにセットされたとき、外形基
準で位置決めされるが、そのままでは部品の搭載に必要
な精度は得られない。そのためＸＹテーブル上に装着さ
れたＩＴＶカメラにより、厚膜基板上に設けられた１〜
２点の検出専用パターンを検出し、画像処理を行ってパ
ターン位置を算出し、厚膜基板のパターン寸法誤差と位
置ズレを補正する。前記画像処理は映像信号を二値化図
形として画像メモリに取り込み、投影法によりパターン
中心を求めている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記のように厚膜基板は加工寸法精度が悪いことから、
電子部品の搭載に際して、配線パターン位置を検出する
必要がある。この場合の配線パターンの位置検出は、検
出パターンの二値化処理によって行われている。

しかし、このような方法では、つぎに示すような理由に
より、高精度の配線パターン検出ができ難いことが本発
明者によってあきらかにされた。

すなわち、厚膜基板は、金、銀、銀−パラジウム々の貴
金属からなる導体、酸化ルテニュウム等の抵抗体、絶縁
ガラス、保護ガラス等をアルミナセラミック板上に印刷
・乾燥・焼成することによって形成される。この厚膜基
板（以下、単に基板とも称する。）は、白色のアルミナ
セラミック板上に前述のような貴金属やガラスを焼付け
た状態であるため、ＩＴＶカメラのある認識側からの光
でパターンを捕らえると、貴金属類の乱反射により、白
色アルミナセラミックと同色（白色あるいは灰色）とな
り、白色、黒色の良好なコントラストが得難くなる。ま
た、配線パターンの場所によっては、影が発生し、より
一層配線パターンの輪郭がわかり難くなる。このような
乱反射や影の発生位置は、基板が印刷、焼成等によって
製造されるため基板の表面状態が変化し一定しない。し
たかって、仮に乱反射位置や影の反省箇所を一度や二度
確認しても、何等補正のデータとはならない。

本発明の目的は、不透明パターンを有する透明体におけ
る不透明パターンを高精度に検出できる検出装置を提供
することにある。

本発明の他の目的は、不透明パターンを有する透明体に
おける不透明パターンを高精度に検出するとともに、そ
の検出情報に基づいて前記不透明パターン部分に高精度
な加工処理を行う検出加工装置を提供することにある。

本発明の前記ならびにそのほか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あきらかになるであ
ろう。

〔問題点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、下記のとおりである。

すなわち、本発明の検出加工装置は、アルミナセラミッ
ク基板の裏面に照射される透過照明（投光部）による透
過光を前記基板の主面上に配置されたテレビカメラで検
出し、基板の配線パターンと基板に搭載されたＩＣチッ
プとの位置関係を求め、この検出情報に基づいて、ワイ
ヤボンディング機構で前記ＩＣチップの電極と配線パタ
ーンの各配線部分とをワイヤで接続する。

〔作用〕

上記した手段によれば、前記テレビカメラはアルミナセ
ラミック基板を透過した透過光を検出する。このため、
基板の主面に最初から設けられていた配線パターンおよ
び基板に後から固定されたＩＣチップの如何に係わらず
、配線パターンおよびＩＣチップが光を透過しない不透
明パターンであるならば、その検出輪郭“は鮮明となる
。したがって、配線パターンとＩＣチップの相互の位置
関係は高精度に検出できるとともに、この高精度の検出
情報に基づいて行われるワイヤボンディングも高精度の
ものとなり、ワイヤボンディングの再現性の向上から歩
留りの向上が達成できる。

〔・実施例〕

以下図面を参照して本発明の一実施例について説明する
。

第１図は本発明の一実施例による不透明パターンの検出
原理を示す模式図、第２図は同じく検出された映像を示
す模式図、第３図は同じく混成集積回路装置のセラミッ
ク基板とこのセラミック基板に搭載される電子部品を示
す斜視図、第４図は同じく検出加工装置の一つであるパ
ターン検出装置付ワイヤボンディング装置を示す模式的
正面図である。

本発明の検出装置は原理的には、第１図に示されるよう
になっている。すなわち、アルミナセラミック板からな
る基板１は、その主面に貴金属からなる配線層２を有す
るとともに、ＩＣ（集積回路）等のチップ３が搭載され
ている。光はこのアルミナセラミック板を透過する。そ
こで、前記基板１を載置するステージ４の下方、すなわ
ち、基板ｌのチップ３等が存在しない裏面側に透過照明
（投光部）５を配設するとともに、ステージ４の上方に
テレビカメラ６を配設し、前記基板１を透過した透過光
７をテレビカメラ６で検出するようになっている。前記
透過照明５は、光源８と、この光源８から発光された光
９を平行光束工０にするレンズ系１１とからなっている
。このため、前記テレビカメラ６で検出した第２図に示
されるような検出映像１２にあっては、チップ映像１３
および配線層映像１４は、チップ３および配線層２がそ
れぞれ不透明体であることから、同図のハンチングで示
されるように、黒Ｘ明瞭に現れることになる。

本発明によれば、被検出パターンが不透明パターンであ
れば、その材質２表面状態の如何に係わらず、検出映像
パターンは鮮明になる。したがって、画像処理時におけ
る二値化処理の精度が向上し、配Ｍ層２等による配線パ
ターン１５およびチップ３の位置が高精度に検出できる
。

前記基板１の主面には、第３図に示されるように、ＩＣ
チフブ１６のようなワイヤボンディングが必要なペアチ
ップ、あるいはチップコンデンサー１７等のような受動
部品が搭載される。

つぎに、本発明を適用した検出加工装置であるワイヤボ
ンディング装置について説明する。

ワイヤボンディング機構は、アルミナセラミックからな
る基板１を載置するステージ４と、このステージ４の下
方に配設される透過照明５と、前記ステージ４の上方に
配設されたテレビカメラ６と、前記基板ｌの主面に固定
されたチップ３の図示しない電極と配線層２とをワイヤ
１８で電気的に接続するワイヤボンディング機構１９と
、これら各郡全体を有機的に制御する制御部２０と、か
らなっている。前記ステージ４はワイヤボンディングの
ために載置する基板１を３００６Ｃ程度に加熱するヒー
タを内蔵したヒートブロックともなっている。また、こ
のステージ４の一部は前記透過照明５による平行光束１
０が直接基板１の裏面に照射されるようになっていて、
前記基板ｌの配線パターン１５等を高精度に検出できる
ようになっている。

一方、前記ワイヤボンディング機構１９は、Ｘモータ２
１およびＹモータ２２で平面ＸＹ方向に駆動するＸＹテ
ーブル２３と、このＸＹテーブル２３上に載るワイヤボ
ンディング本体２４と、このワイヤボンディング本体２
４から延在するボンディングアーム２５と、このボンデ
ィングアーム２５の先端に取り付けられたボンディング
ツール２６とからなっている。前記ボンディングツール
２６はワイヤ１８を保持するとともに、ボンディングツ
ール２６の下端によるワイヤ１８の熱圧着によってチッ
プ３の電極および配線Ｎ２にワイヤ１８を接続する。

他方、前記ワイヤボンディング本体２４の上部には支持
アーム２７が取り付けられている。この支持アーム２７
の先端部分には、前記テレビカメラ６が取り付けられて
いる。前記ボンディングツール２６の動きは、支持アー
ム２７の先端に取り付けられたテレビカメラ６による基
板」の配線パターンＩ５およびチップ３の配線層映像１
４およびチップ映像１３の検出に基づいて高精度に行わ
れる。

このような実施例によれば、つぎのような効果が得られ
る。

（１）本発明の検出装置は、アルミナセプ〕ツタ基板の
主面に設けられた配線パターンおよびチップパターンが
不透明パターンであることを利用し、基板を透過した平
行光束からなる透過光をテレビカメラで検出する構造と
なっているため、配線パターンの表面状態の良否あるい
は材質等に影響されることなく、高精度な映像パターン
を得ることができ、画像の二値化も高精度で行えるとい
う効果が得られる。

（２）上記（１）により、本発明の検出装置によれば、
検出による映像パターンが鮮明であることから、基板の
複数の不透明パターンの位置関係が高精度に検出できる
という効果が得られる。

（３）本発明の検出加工装置であるワイヤボンディング
装置は、上記（２）のように基板の配線パターンおよび
チップの位置関係を高精度に検出することができ、この
高精度な検出情報に基づいてワイヤボンディングを行う
ため、ワイヤボンディング精度が向上し、ワイヤボンデ
ィングの信頼性が高くなるという効果が得られる。

（４）上記（３）により、本発明のワイヤボンディング
装置は再現性良くワイヤボンディングが行えるため、歩
留りが向上するという効果が得られる。

（５）上記（１）〜（４）により、本発明によれば混成
集積回路の組立コストの低減が達成できるという相乗効
果が得られる。

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、本発明は上記実施例に限定されるも
のではなく、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。

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混成集積回路の組立
におけるワイヤボンディング技術に通用した場合につい
て説明したが、それに限定されるものではなく、たとえ
ば、チップボンディング技術などにも適用できる。

本発明は少なくとも透明基板部分に不透明パターンを有
する物品における不透明パターンの検出技術、または不
透明パターンの検出とこの不透明パターンに加工処理を
行う技術には適用できる。

〔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
て得られる効果を節単に説明すれば、下記のとおりであ
る。

本発明の検出加工装置は、アルミナセラミック基板の裏
面に照射される透過照明による透過光を前記基板の主面
上に配置されたテレビカメラで検出し、基板の配線パタ
ーンと基板に搭載されたＩＣチップとの位置関係を求め
、この検出情報に基づいて、ワイヤボンディング装置で
前記ＩＣチップの電極と配線パターンの各配線部分とを
ワイヤで接続する。したがって、前記テレビカメラで検
出する光は、アルミナセラミック基板を透過した透過光
であるため、基板の主面に最初から設けられていた配線
パターンおよび基板に後から固定されたＩＣチップの如
何に係わらず、配線パターンおよびＩＣチップが光を透
過しない不透明パターンであることから、その検出輪郭
は鮮明となり、配線パターンとＩＣチップの相互の位置
関係は高精度に検出でき、この高精度の検出情報に基づ
いて行われるワイヤボンディングも高精度のものとなり
、ワイヤボンディングの再現性の向上から歩留りの向上
が達成できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例による不透明パターンの検出
原理を示す模式図、 第２図は同じく検出された映像を示す模式図、第３図は
同じ（混成集積回路装置のセラミック基板とこのセラミ
ック基板に搭載される電子部品を示す斜視図、 第４図は同じく検出加工装置の−っであるパターン検出
装置付ワイヤボンディング装置を示す模式的正面図であ
る。 ｌ・・・基板、２・・・配線層、３・・・チップ、４・
・・ステージ、５・・・透過照明（投光部）、６・・・
テレビカメラ、７・・・透過光、８・・・光源、９・・
・光、１０・・・平行光束、１１・・・レンズ系、１２
・・・検出映像、１３・・・チップ映像、１４・・・配
線層映像、１５・・・配線パターン、１６・・・ＩＣチ
・ノブ、１７・・・チップコンデンサー、１８・・・ワ
イヤ、１９・・・ワイヤボンディング機構、２０・・・
制御部、２１・・・Ｘモータ、２２・・・Ｙモータ、２
３・・・ＸＹテーブル、２４・・・ワイヤポンディング
本体、２５・・・ポンプイングアー代理人　弁理士　小
川勝馬　　“ 第　　１　　図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、被検出物の複数パターンを検出する検出装置であっ
   て、前記被検出物を透過した透過光によって前記複数パ
   ターンを検出することを特徴とする検出装置。 ２、被検出物を透過した透過光によって被検出物の複数
   パターンの位置関係を検出する検出装置と、前記検出情
   報に基づいて前記被検出物に加工処理を行う加工装置と
   、を有することを特徴とする検出加工装置。 ３、主面に電子部品を搭載した透光性の配線基板の裏面
   に光を照射する投光部と、前記配線基板を透過した透過
   光を検出して電子部品パターンと配線基板パターンの位
   置関係を検出する検出装置と、前記検出情報に基づいて
   前記電子部品の電極と配線パターンとをワイヤで接続す
   るワイヤボンディング機構と、を有することを特徴とす
   る特許請求の範囲第２項記載の検出加工装置。