JPS6223125A - 半導体製造装置 - 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】 〔技術分野〕 本発明は、半導体装置の製造工程の一つであるペレット
ボンディングを自動的に行ない、かつその外観検査を自
動的に行なうことができるペレット付け機構を備えた半
導体製造装置に関するものである。

〔背景技術〕

半導体装置の製造工程、とりわけ形成された素子ペレッ
トを所要のパッケージ内に実装する所謂後工程ではペレ
ットをフレームにボンディングするペレット付、ベーク
処理、ワイヤボンディング等の各工程を自動化すること
が進められている。

そしてペレットボンダによるペレット付、次にベーク装
置によるベーク処理、次にワイヤポンダによるワイヤポ
ンディングの各工程が一貫設備で既に自動的に行なわれ
、実用化されている、そして、このような設備の自動化
により、作業者は一人で一貫設備を数ライン以上も受は
持つようになり、ＴＶモニターに各−貫設備におけるベ
レツト付後の状態を写し出して、これをみながら各−貫
設備のベレツト付工程におけるペレット付後の外観チェ
ック（ベレットのヌレ状態のチェック）を行なっている
。そして作業者が不良を発見すると接着材（Ａｇペース
ト）の塗布量をコントロールしている。

しかしながら、このように作業者が一貫設備を数ライン
以上も監視しなければならなくなると、どうしても各ペ
レット付後の外観チェックを十分に実施できなくなって
くる。このためＴＶモニターをみていても一旦気づかず
にいるとたちまち多量の不良が続発してしまったりする
ので、歩留が悪くなると共に、−貫設備による各処理工
程の一貫化を阻害する大きな原因となっている。

〔発明の目的〕 本発明の目的は、不良が多量に続発することを防止し、
もって歩留の向上を図ると共に、−貫設備による各処理
工程の一貫化を容易にするようにした半導体製造装置を
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、 〔発明の概要〕 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、少なくとも半導体ベレットを基板上に固着す
るベレット付け機構を備えた半導体製造装置において、
ペレット付け途中若しくはベレット位置のベレットおよ
び基板等の外観状態を検査する機構を備えることにより
、ペレット付け状態の良否を直ちに検査でき、特に不良
に対する適切な処置を迅速に行なうことができる。

また、検査機構は、ベレットおよび基板等の外観を写す
撮像部と、この撮像部からの信号を処理しパターン画像
を得るための信号処理部と、このパターン画像に基づい
てベレットおよび基板等の状態を認識する認識部とから
なるパターン認識部を備えると共に、このパターン認識
部は、ベレット付け用接着剤の基板上への塗布状態、ベ
レット付け後のベレット位置、ペレット付け後のベレッ
ト形状、ベレット付け後のベレットからはみ出して基板
上に広がる接着剤若しくは合金層の形状、ベレット表面
の付着物の有無、ベレット上に形成された回路パターン
の形状の全て若しくはその一部を認識するように構成す
る、 〔実施例〕 一面は本発明による半導体製造ｆｃｆ、特に外観検査機
能付ベレットボンダの一実施例を示すもので、とりわけ
パターン認識部、塗布装置およびスクラブコントロール
部が示されている。以下、本発明を図面を用いて説明す
る。

ベレット付工程−ベーク処理工程−ワイヤボンディング
工程へと一貫設備による一部ライン化が行なわれ自動化
されている。ここでは、従来−貫設備による一貫化の障
害となっていたベレットボンダによるペレット付工程に
ついて本発明を詳述する。

フレームフィーダ上に載せられて送られてきたリードフ
レーム１のベレット２なつけるべき位置（タブという）
３にシリンジ５を一定周期で上下動させ、ニードル６先
端よりＡｇペースト４を塗出させ、図示の如く塗布する
。１ａはタブを取り囲むように周辺に配設されたリード
である、次に図示しないボンディングアームによりベレ
ット２を、銀ペースト４を塗布したフレーム１のタブ３
上に載せて押えつけ、更にスクラブをかけてベレット付
けをする、このベレット付け後の状態（以下、被検査対
象ともいう。）はＴＶカメラ７にて写し撮られ、その撮
像信号は外観チェックを行なうため疋必要な被検査対象
のパターン画像を得るため画像処理部８へ送られる。

ここで、先ず本発明に係るパターン認識部９、塗布装置
２３およびスクラブコントロール部２４の構成九ついて
説明する。

ベレットボンダのパターン認識部９は、被検査対象を撮
る第１ＴＶカメラ７、第２ＴＶカメラ７′と、これらを
切換えイトスイッチ７Ａど、ＴＶカメラ７．７′からの
撮像年＋ｉ　Ｊ−、り被検査対象Ｑ〉・く夕・−ン画像
を得ると共に、伊記゛−Ｉソビ〜２・−り１１からの入
力情報にもとづき画像処理部８１ＣＪ：り被検査対象に
“関する外観状態を出力−ｔろ１、・、め被検査対象ノ
バク・−ン画像Ｊ・予めバター・ンメモ１，１２０　Ｖ
ｒ大入力ねでいる標準バク・　ン画像とを比較ノ゛イ）
比較回路部１０と、画像処理１ｍ　８１／こ出力イバ号
（制御信号及び情報信号）な′：Ｊ）（、ｌＪ目１、か
つ比較Ｅｉ１路・部１０の出力信月を、入力する゛ｌン
ビ２．・−タ１１−、マ・−力回路１２と、映像ミキシ
ング回路１３ど、被検査対象の画像を表本−Ｊイ）と共
Ｗ被検査対象の不良のとき所宇のメノセ・−ジ（たとえ
ば°゛べり、−ットヌレ状態不Ｑ”等）４・併せτ：表
丞するｒ■モ、゛り１４と１、前記メッセ・〜・ジを印
字・するプリンタ・・・３２と、、コンピユー・夕１１
の出力にもとづき被検査対象が所定の場合ＦＷ？ａを発
する警報装置１！ｊとから構成されている３、とこで、
１６はデ・−タのやりとりを示し、１６ａは、７ンピユ
ータ１１のＣＰ　ｔＪとのデータのやりとりを示す。

画像処理部８０、：１ンビ・、−・夕１１からのフ゛・
−夕にもどづく２値化しぎい値をアリ・ロク信゛シ３値
゛）換す′Ｚ）Ｌきい値設定回銘１７ど、ＴＶ六メジア
からの撮ｆ２個（」な」きい個設置ｊ、！回路ｌ゛／の
２値化（７きい値と比較し、て２値化“〕る２値化回路
・１８と、２値化回路１８に」゛す２値化し７て得らノ
１、るバク・−・ン画像４′Ｆ憶、？”？りバク・・ン
メイ、−り１９ど、：ｌソビ、・・・り１工からインク
・フ〕　−ス１１　ａ　ヲ介り、−１’。

供給されイ１情報（被検査対象（、へ□゛対・〕°イ）
標準バグ・・ン情＠）圧もよづき標準バク・　ン画像を
記憶ノ４）バク゛　ンメそり２０と、標準ペタ　ン６条
件φで央その他彫初のバク・　ンなとりｊ　ｂ　ｔ：、
、−、、めのバク・−ンフエッチ回路２１と、コンビ９
．・−夕１］からの”ｒｌＪ御信（・多れ、゛もと′プ
ぎ、ＴＶ六メ−７７，比較回路ｊ：％１（１０、マ・・
力回酪１２．映像ミキシング回Ｍ、１３゜バク・−・ン
メ℃す１９．２０．バク・−ン７〕、ソチ回路２１の同
期をとＺ：ｉ　ｌ：：・８めのタイミング制御］　１．
！、、！Ｊ　Ｍｇ２とからなる、こ”とでパターンフユ
、ツブ回路２１（・ニブしくてもよい。

、以上の、Ｃ５［構成さハ、７Ｔ：バク・・ン認識部チ
）ノ他ｉｌ？″：、べ１ノツトボンダけＡｇベー・スト
をり・・ドル・〜ム１のタブ３に塗布するための箪布装
首２３とスクラブコントロール部２４を備え〔いる４、
とこで、塗布装置２３は、コンビ、−り］１からの制御
信月ｒ”もとづき設定値が制御される夕、イマ・−・２
５とこ゛のタイマ・−２５により制御される電磁弁２６
と圧力コントロール弁３１と圧力検出器３３と圧力コン
トロール弁４かもなる塗布藍二゛ｌントロー・ル部２７
と、基板の供給ｉ’７四期：、′で’、’　Ａｇ　ペー
ストを吐出するシリンジ５などからなる。またスクラブ
コントロール部２４は、フンビュー・り１１からのスク
ラブ動作指令（スクラブ振幅、スクラブ回数。×クラブ
スビー・ド等の指伶）（ｑ：もどづきモータ２９の駆動
制御を行な、う（・−・タドライバ２８と、、峯−夕２
９と、このモー・夕２９に訳って駆動されスクラブ動作
を行な、うボンディングアーム３０などからなる。

以下、動作について説明すイ）。

前述］２１、−ように画像処理部８へ送られてきた撮像
信号は先ず２値化回路１８Ｃ２値化され、被検査対象の
バク・パ／画像がバク・　ンメ壬＋、１１９ｉｃ記憶さ
れ之）１、−・方、バク・〜・、／メズ゛、す２　ＯＥ
ｉ、し、１ンビっ・・−タエ１からの情報１にもと・５
ｉ￥被検査対象広一対する標準バク・・ン画像か記憶、
”３　ｔｉ、　”７いイ）。比較回路部２０は、これら
のバク・・ンノ七り１９ど２（）からの被検査対象のバ
ク・・・ン画像ど標準バク・〜ン画像どな比較し１、ぺ
し・・７１・付後の外観チ・、ツクをコンピユ・−タ１
１からの指令にもと・・−５き！、・、どえばｌ・−記
の（１１−・・（８）の項［」ｉ′）いで行ゾ、（：い
、結牙・を・し・・ピユータ１１１＼送出する。３ （１１ヘレッＩ−２のヌレ状９（ベレット２の底面、」
゛すＡ　ｇ　＜　・・７−　ｈ　４　］＆；みだｔ、　
ｊｉ　、！　／を１”　：ｒ−／クー、する）（２）　
　ベし’−／　）（”ｊの位置（基準価仏□゛対閃゛る
ずハ、量なグエツクする） （３）　リードン用・・・　ム１やベレット２の傷、か
り（４）ベレット２．す・〜・ｌ’　１　ａ　ＩＱ・・
、のＡ、−＋・〜・スト付着 （５）べｌ＝’　、ｌ・２やリー　ドｌａ’−＼、の異
ζ勿伺着（６）　　リ・−ドフレ・ム１の変形 （７）　　リ・−ド１ａ側のメｙ　”ｒ　（Ｑ４　Ｋ：
　Ａ　ｇメ、Ａ−）状（８）　　リードの孔、ペレ７）
の有無、その他ペレット、フレームの異常 コンピュータ１１は、チェック項目の（りや（４）に不
良があり、しかもたとえば続けて同じチェック項目（１
）や（４）に不良が発生した場合には、塗出量コントロ
ール部２７のタイマー２５の設定値を自動的に変更して
（切り換えて）、この設定値に応じて電磁弁２６を開閉
制御しくたとえばタイマー２５の設定値（設定時間）だ
け電磁弁２６を開とし）圧力コントロール弁３１を介し
て供給される一定圧力の空気（あるいは他の気体）をシ
リンジ５に加え、ニードル６の先端より、次に送られて
くるリードフレーム１のタブ３にシリンジ５の一定周期
の上下動によりＡｇペースト４をタイマー２５の設定値
に対応した塗布量だけ塗布する。エアの圧力はコンピュ
ータ１１からの指示により圧力コントローラ３４を介し
て圧力コントロール弁３１により任意に設定される。そ
してフレームフィーダ上で次の位置に運んだうえで、ボ
ンディングアームでペレット２をタブ２に押しつけるよ
うに載せ、次にコンピュータ１１からのスクラブ動作指
令にもとづきスクラブコントロール部２４のモータ２９
によりボンディングアームで、指令通りのスクラブ動作
を行なわせながら、ペレット２をリードフレーム１の所
定位置（タブ３）Ｋ接着する。

このようにしてペレット２をボンディングした後のペレ
ット２のヌレ４′の状態は一定のヌレ状態となり、パッ
ド側やリード側へＡｇペーストがついたりすることがな
くなる。なお、ペレット２のヌレ状態の良否はたとえば
ヌレ面積にもとづいて判断される。またスクラブ動作に
おいては、ヌレ状態の程度（ヌレ面積）に応じてスクラ
ブ回数、スクラブ振幅、スクラブスピードが可変される
。

またＴＶモニター１４にはＴＶカメラ７からアナログ信
号として映像ミキシング回路１３を介して供給される被
検査対象の画像が表示されると共にコンビエータ１１か
らの指令にもとづき、マーカ回路１２．映像ミキシング
回路１３を介して供給されるメツセージ（チェック項目
（１）〜（８）のうち、不良項目と不良である旨）が表
示される。これにより作業者はＴＶモニター１４の画面
をみることによりペレット付工程のペレット付後の状態
を知ることができ、チェック項目に不良があれば画面に
併せて不良項目と不良である旨の表示をし、同様の内容
がプリンタ３２に打ち出されるので、直ちに被検査対象
の画像からその不良箇所の程度を把握することができる
。作業者がＴＶモニター１４をみていなくても警報装置
１５により警報が発せられない限り、問題がないように
できる。即ち、たとえば同じチェック項目の不良が１回
なら、そのまま後段のワイヤボンディング工程へと流し
てワイヤポンダで行なう外観検査でとり除いてやればよ
い。ワイヤポンダでは、前記の不良フレームやワイヤボ
ンディング後の不良フレームは、良品と区別するため不
良フレームを収納するストッカ等へ自動的に流し、良品
のみ次工程に流す。また、続けて同じチェック項目が何
回か不良ならたとえば２回不良なら続発のおそれありと
してコンピュータ１１はインターフェースｌｌａを介し
て警報装置１５を駆動して警報を発して作業者に知らせ
る。作業者は直ちに警報を聞いてかけつげＴＶモニター
１４で、該当ペレットとその不良箇所とその程度を知る
ことができる。チェック項目（１）〜（８）の中、チェ
ック項目（１）、　＋４１の不良の場合は塗布装置２３
による塗布量の変更やスクラブコントロール部２４によ
るスクラブ条件の変更を自動的に行なえばよく、またチ
ェック項目（２）の不良の場合はボンディングアームを
コンビエータ１１により制御してペレット付の位置の変
更を自動的に行なえばよい。しかし、チェック項目（３
１，（５１〜（８）の不良の場合は不良ペレット、不良
フレームとして不良品を収納するストッカ等へ自動的に
送り、良品と不良品の区別をする。次工程へは良品のみ
流す。

以上、ペレット付工程を終えると次にベーク処理工程で
ベーク処理がなされる。次にワイヤポング工程でパッド
とリードをワイヤポンダを用いてワイヤボンディングす
る。これらの各処理を一貫して行なう一貫設備が複数台
たとえば数ライン以上配備され、−人の作業者の監視下
におかれている。しかし本発明では、各−貫設側のペレ
ットボンダは夫々図示の。

如きパターン認識部９．　ｍ布装置２３．スクラブコン
トロール部２４を有しており、作業者がベレットボンダ
に付添っていなくてもペレットボンダ自身により、即ち
パターン認識部９により自動的にパターン認識を行ない
、外観チェックを所定項目（１）〜（８）などにつき実
施し、その不良が発見されると、ＴＶモニター１４に不
良項目が表示される。各−貫設側のＴＶモニター１４を
一箇所に並設して作業者が一目で判るようにしておけば
、作業者がベレットボンダについていなくても警報装置
１５による警報があったときだけ各ＴＶモニター１４の
画面をみて、被検査対象の画像と不良項目から、どの−
貫設側のペレット付工程か、リードフレームやペレット
のいずれが不良か又は双方とも不良か、その不良の程度
はどの程度なのかなど知ることができ、直ちに必要な措
置をとることができる。

このようなベレットボンダによりて、即ちベレットボン
ダのパターン認識部９によって、自動的にしかも確実に
外観チェックを行なうため、従来の如く外観チェックを
うつかり怠ったり見逃したりするようなことはない。従
って、不良が多量に続発するようなことがないため、歩
留が一層向上し、品質の安定化が図られると共Ｋ、−貫
設側による一貫化が容易になる。

なお、ＴＶモニター１４は画像信号としてＴＶカメラ７
からの撮像信号の代わりに、２値化したパターン画像信
号を用いてもよく、この場合には２値化パターン画像が
得られる。

〔効果〕

（１）ベレットボンダはペレット付後の外観チェックを
自動的に行なうパターン認識部を備えており、そのペレ
ットボンダ自身により自動的にしかも確実罠外観チェッ
クを行ない、不良発生をＴＶモニターや警報装置により
知らせてくれるので、不良が多量忙続発することを防止
でき、もって歩留の向上を図ることができ品質の安定化
が図られる。

（２１（１１により一貫設備による、ペレット付工程。

ベーク処理工程、ワイヤボンディング工程の一貫化を容
易にすることができる。

（３）１人の作業者が従来の如く一貫設備を数ライン以
上も監視しなければならない場合でも、ベレットボンダ
にいちいち付添っていなくてもよいので、監視がきわめ
て容易となる。

以上本発明者によってなされた発明を実装例にもとづき
具体的（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。たとえば、接着材とし
てＡｇペーストを用いているが、Ａｕ−８ｉ共晶を用い
てもよい。この場合にはリードフレームｌのタブ３上に
あらかじめ、施されたＡｕメッキ膜とＳｉペレットの下
面を加熱したヒートコラム上でこすり合わせてペレット
付を行なうものであるが、ペレットのヌレ状態が標準状
態と比較し、ヌレの状態が悪いときは、そのヌレの状態
に応じて、コンビエータ１１に予め入力しておいたデー
タにもとづいて、モータドライバ回路２８によりモータ
２９を駆動制御し、スクラブ回数、スクラブ振幅、スク
ラブスピードを可変する。

またコンビエータ１１の出力にもとづき警報装置１５を
駆動させて警報を発しているが、場合によっては、たと
えば不良品が１個発生しても直ちに知りたい場合には、
異常判定部１０の出力（不良判定信号）Ｋより直ちに警
報装置】５を駆動させて警報を発するようにしてもよい
。

〔利用分野〕

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Ａｇペースト使用の
ペレット付に適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Ａｕ−８ｉ共晶によ
るペレット付などに適用できる。なおペレットとしては
ＩＣ全般のペレットが適用できる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明による半導体製造装置のベレットボンダの
一実施例を示す要部構成図である。 １・・・リードフレーム、】ａ・・・リード、２・・・
ペレット、３・・・タブ、４・・・Ａｇペースト、７・
・・ＴＶカメラ、８・・・画像処理部、９・・・パター
ン認識部、１０・・・異常判定部、１１・・・コンピュ
ータ、１４・・・ＴＶモニター、１５・・・警報装置、
２３・・・塗布装置、２４・・・スクライプコントロー
ル部、２７・・・塗出量コントロール部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、少なくとも半導体ペレットを基板上に固着するペレ
   ット付け機構を備えた半導体製造装置において、ペレッ
   ト付け途中若しくはペレット付後のペレットおよび基板
   等の外観状態を検査する機構を備えることを特徴とする
   半導体製造装置。 ２、検査機構は、ペレットおよび基板等の外観を写す撮
   像部と、この撮像部からの信号を処理しパターン画像を
   得るための信号処理部と、このパターン画像に基づいて
   ペレットおよび基板等の状態を認識する認識部とからな
   るパターン認識部を備えてなる特許請求の範囲第１項記
   載の半導体製造装置。 ３、前記パターン認識部は、ペレット付け用接着剤の基
   板上への塗布状態、ペレット付け後のペレット位置、ペ
   レット付け後のペレット形状、ペレット付け後のペレッ
   トからはみ出して基板上に広がる接着剤若しくは合金層
   の形状、ペレット表面の付着物の有無、ペレット上に形
   成された回路パターンの形状の全て若しくはその一部を
   認識する特許請求の範囲第２項記載の半導体製造装置。