KR0148285B1 - 본딩좌표의 티이칭방법 및 티이칭수단 - Google Patents

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도시아끼 사사노
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후지야마 겐지
가부시키가이샤 신가와
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Abstract

작업시간의 단축 및 위치맞춤 정밀도의 향상을 꾀한다.
카메라(11)로 촬영한 화상을 처리하여 중심불일치량을 산출하는 연산제어부(24)와, 수동입력수단(45)에 의하여 카메라(11)를 패드의 바로위에 이동시켜 첫번째 및 두번째의 패드의 좌표를 입력함으로써 첫번째 및 두번째의 패드는 상기 입력한 좌표를 보정하여 새로운 본딩좌표로 하고, 세번째 이후의 패드는 그 패드의 앞과 그 앞의 2개의 새로운 본딩좌표의 차만큼 카메라(11)를 이동시켜, 상기 이동시킨 카메라(11)의 좌표를 보정하여 새로운 본딩좌표로 하는 연산제어부(35)와, 상기 새로운 본딩좌표를 기억하는 본딩좌표메모리(36)를 구비하고 있다.

Description

본딩좌표의 티이칭방법 및 티이칭수단
제1도는 본 발명의 티이칭방법에 사용하는 제어회로부의 실시예를 도시한 블록도.
제2도는 본 발명의 티이칭방법의 실시예를 도시한 순서도.
제3도는 텔레비모니터화상의 일예의 예시도.
제4도는 제5도에 도시한 반도체칩의 확대평면도.
제5도는 시료의 예를 예시한 평면도.
제6도는 와이어본딩장치의 일예를 예시한 사시도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 리드프레임 2 : 반도체칩
3 : 시료 10 : 와이어본딩장치
11 : 카메라 15 : 캐필러리
16 : XY 테이블 20 : 화상처리부
24 : 연산제어부 30 : 장치구동부
35 : 연산제어부 36 : 본딩좌표메모리
45 : 수동입력수단 P1∼P16: 패드
[산업상의 이용분야]
본 발명은 본딩좌표의 티이칭방법 및 티이칭수단에 관한 것이다.
[종래의 기술]
제5도에 도시한 바와 같이, 리드프레임(1)에 반도체칩(2)이 부착된 시료(3)는 제6도에 도시한 와이어본딩장치(10)에 의하여 반도체칩(2)의 패드(P1, P2, …)와 리드프레임(1)의 리드부(L1, L2, …)에 와이어(4)를 와이어본딩에 의하여 접속한다.
이러한 와이어본딩 방법에 있어서는, 일반적으로 먼저 카메라(11)에 의하여 반도체칩(2) 상의 적어도 2개의 정점 및 리드프레임(1) 상의 적어도 2개의 정점의 정규위치로부터의 불일치를 검출하여, 이 검출치에 의거하여 미리 기억된 본딩좌표를 연산부에서 수정한다. 이 카메라(11)에 의한 검출의 경우에는 카메라(11)의 중심축(11a)이 측정점의 바로위에 위치하도록 X축모우터(12) 및 Y축모우터(13)가 구동된다. 상기한 바와 같이 본딩좌표가 수정된 후, 캐필러리(15)가 XY축방향 및 Z축방향으로 이동되어, 캐필러리(15)에 삽통된 와이어(4)를 와이어본딩한다. 이 경우, 카메라(11)의 중심축(11a)과 캐필러리(15)의 중심축(15a)과는 거리(W)만큼 오프세트되어 있으므로, X축모우터(12) 및 Y축모우터(13)에 의하여 XY 테이블(16)이 오프세트량(W)만 이동되어 캐필러리(15)가 시료(3)의 제1본드점의 윗쪽에 위치된다. 그후, X축모우터(12) 및 Y축모우터(13)에 의한 XY 테이블(16)의 XY축방향의 이동과, Z축모우터(14)에 의한 캐필러리아암(17)의 상하동(또는 요동)에 의한 캐필러리(15)의 Z축방향의 이동에 의하여 상기 수정된 본딩좌표에 와이어(4)가 와이어본딩된다. 여기서 X축성분을 XW, Y축성분을 YW라 하면, 상기 오프세트량(W)은 식 1과 같이 표시된다.
그런데, 이러한 와이어본딩 방법에 있어서는, 상기 와이어본딩 동작에 앞서, 또는 시료(3)의 품질변경의 경우에는 각 본딩좌표를 본딩장치의 기억부에 입력할 필요가 있다. 이 본딩장치의 입력방법은 일반적으로 티이칭방법으로 행하고 있다.
종래 패드(P1, P2, …)의 각 본딩좌표의 티이칭방법은 다음과 같이 행하고 있다. X축모우터(12) 및 Y축모우터(13)를 구동시키는 텐키이 또는 체스만 등의 수동입력수단을 작업자가 수동조작하여 첫번째의 패드(P1)의 좌표 P1(X1, X1)을 입력하여, 텔레비모니터에 출력시킨다. 다음에 작업자가 텔레비모니터를 보면서 수동입력수단을 조작하여 패드(P1)의 중심이라고 생각되는 위치를 텔레비모니터 중심에 그려진 크로스라인마크에 맞추어, 그 좌표위치를 기억부에 기억시킨다. 이 조작을 모든 패드(P1, P2, …)에 대하여 행한다.
[발명이 해결하려고 하는 과제]
이러한 종래기술은 본딩좌표를 작업자가 정해진 순서로 수동입력수단을 조작하여 티이칭하므로 기억시키는 본딩좌표수 만큼의 위치맞추어넣기를 되풀이하여야 한다. 이 때문에 많은 시간이 소요됨과 동시에, 작업자의 실수나 개인차 등에 의한 위치맞춤의 오차가 생기는 문제점이 있었다. 또, 수동입력 방법에서는 대상화상의 분해능이 텔레비모니터의 분해능으로 결정되어 이것으로는 미세한 위치를 판단할 수 없어서, 위치 정밀도는 픽셀(화소)단위였다.
본 발명의 목적은 작업시간의 단축 및 위치 맞춤정밀도를 향상시킬 수 있는 본딩좌표의 티이칭방법 및 티이칭수단을 제공하는데 있다.
[과제를 해결하기 위한 수단]
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 방법은, 리드프레임에 반도체칩이 부착된 시료에 와이어본딩하는 캐필러리와, 이 캐필러리와 오프세트하여 배설된 카메라와, 캐필러리 및 카메라를 함께 XY축방향으로 구동하는 XY 테이블을 갖춘 와이어본딩 장치에서의 본딩좌표의 티이칭방법에 있어서, 첫번째 및 두번째의 패드의 티이칭은 수동입력수단에 의하여 카메라를 패드의 바로위로 이동시켜 첫번째 및 두번째 패드의 본딩좌표 위치를 입력함으로써, 카메라로 촬영한 첫번째 및 두번째의 패드의 화상의 중심불일치량을 화상처리부의 연산제어부에서 산출하여, 상기 수동입력한 첫번째 및 두번째의 본딩좌표를 장치구동부의 연산제어부에서 상기 중심불일치량만큼 보정하여 새로운 본딩좌표로서 본딩좌표메모리에 기억시키고, 세번째 이후의 패드의 티이칭은 검출하는 패드의 직전과 그 앞의 2개의 새로운 본딩좌표의 차를 장치구동부의 연산제어부가 산출하여 카메라를 그 차만큼 좌표에 이동시켜, 카메라로 촬영한 그 패드의 화상의 중심불일치량을 화상처리부의 연산제어부에서 산출하여, 상기 카메라가 이동된 좌표를 장치구동부의 연산제어부에서 상기 중심불일치량만큼 보정하여 새로운 본딩좌표로서 본딩좌표메모리에 기억시키는 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 장치는 리드프레임에 반도체칩이 부착된 시료에 와이어본딩하는 캐필러리와, 이 캐필러리와 오프세트하여 배설된 카메라와, 캐필러리 및 카메라를 함께 XY축방향으로 구동시키는 XY 테이블을 갖춘 와이어본딩장치에 있어서, 상기 카메라로 촬영한 화상을 처리하여 그 화상의 중심불일치량을 산출하는 화상처리부의 연산제어부와, 수동입력수단에 의하여 카메라를 패드의 바로위에 이동시켜 첫번째 및 두번째의 패드의 본딩좌표위치를 입력함으로써, 첫번째 및 두번째의 패드에 대해서는 화상처리부의 연산제어부에서 산출된 중심불일치량에 의하여 상기 입력된 본딩좌표를 보정하여 새로운 본딩좌표로 하고, 세번째 이후의 패드에 대해서는 그 패드의 직전과 그 앞의 2개의 새로운 본딩좌표의 차를 산출하여 카메라를 그 차만큼 이동시켜, 화상처리부의 연산제어부에서 산출한 중심불일치량에 의하여 상기 이동시킨 카메라의 좌표를 보정하여 새로운 본딩좌표로 하는 장치구동부의 연산제어부와, 상기 새로운 본딩좌표를 기억하는 본딩좌표메모리를 갖춘 것을 특징으로 한다.
[작용]
첫번째 및 두번째의 패드는 수동입력수단을 사용하여 카메라를 패드의 바로위에 이동시켜, 그 좌표를 입력한다. 그에 따라 첫번째 및 두번째 패드의 중심불일치량은 화상처리부의 연산제어부에서 산출된다. 장치구동부의 연산제어부는 상기 중심불일치량에 의하여 상기 수동입력한 좌표를 보정하여, 첫번째 및 두번째 패드의 각각의 새로운 본딩좌표로서 본딩좌표메모리에 기억시킨다. 세번째 이후의 패드에 대해서는 수동입력할 필요없이 검출하는 패드의 직전 및 그 앞의 2개의 새로운 본딩좌표를 사용하여 장치구동부의 연산제어부가 자동적으로 처리한다. 즉, 상기 2개의 새로운 본딩좌표의 차만큼 카메라를 이동시켜, 그 패드의 중심불일치량을 화상처리부의 연산제어부가 산출하면, 이 중심불일치량에 의하여 상기 카메라가 이동한 좌표를 보정하여 새로운 본딩좌표로서 본딩좌표메모리에 기억시킨다.
[실시예]
이하, 본 발명의 일실시예를 제1도 내지 제6도에 의하여 설명한다. 제1도에 도시한 바와 같이, 제어회로부는 주로 카메라(11)의 영상을 화상처리하는 화상처리부(20)와, 제6도에 도시한 와이어본딩장치(10)를 구동하는 장치구동부(30)와, 좌표등의 데이타를 장치구동부(30)에 수동으로 입력하는 수동입력수단(45)으로 되어 있다.
화상처리부(20)는 카메라(11)로부터 화상입력수단(21)을 통하여 입력된 영상의 화상형상을 기억하는 화상메모리(22)와, 이 화상메모리(22)의 화상처리순서가 기억된 제어메모리(23)와, 이 제어메모리(23)의 순서에 따라 화상메모리(22)의 화상을 처리하여 화상의 중심불일치량을 연산하는 연산제어부(24)로 되어 있다. 또, 상기 화상메모리(22)의 화상은 텔레비모니터(25)에 표시된다.
장치구동부(30)는 X축모우터(12), Y축모우터(13), Z축모우터(14)를 제어하는 X축모우터 제어부(31) ; Y축모우터 제어부(32) ; Z축모우터 제어부(33) ; 와 이 X축모우터 제어부(31), Y축모우터 제어부(32), Z축모우터 제어부(33)의 제어순서 및 본딩좌표의 산출순서가 기억된 제어메모리(34) ; 와 X축모우터 제어부(31), Y축모우터 제어부(32), Z축모우터 제어부(33) 및 제어메모리(34)를 제어함과 동시에, 상기 연산제어부(24)에 의하여 산출된 중심불일치량과 수동입력수단(45)에 의하여 입력된 본딩좌표데이타에 의하여 실제의 본딩좌표를 산출하는 연산제어부(35) ; 와 이 연산제어부(35)에서 산출된 본딩좌표를 기억하는 본딩좌표메모리(36) ; 와 이 본딩좌표메모리(36)에 저장되는 데이타와 동일한 데이타를 기억하는 배터리 백업(37)된 본딩좌표메모리(38) ; 로 되어 있다. 여기서, 본딩좌표메모리(36,38)에는 종래의 기술항에서 설명한 식 1의 오프세트량(W)이 기억되어 있다. 또, 상기 수동입력수단(45)은 텐키이(46) 및 체스만(47)으로 되어 있고, 그 어느 하나를 사용하여 좌표를 장치구동부(30)에 입력한다.
다음으로, 본딩좌표에 티이칭방법에 대하여 설명한다. 본 실시예는 제4도에 도시한 바와 같이, 동일방향으로 연속하여 나란히 있는 패드(P1∼P4, P5∼P8, P9∼P12, P13∼P16)를 각각 그룹별로 일괄처리하도록 되어 있다.
먼저, 패드(P1∼P4)의 티이칭방법을 제2도를 참조하여 설명한다. 패드(P1∼P4)의 수, 즉 4를 수동입력수단(45)에 의하여 연산제어부(35)에 입력한다. 다음에 수동입력수단(45)에 의하여 XY 테이블(16)을 이동시켜, 카메라(11)를 첫번째의 패드(P1)의 바로위에 위치시키고, 그 좌표[P1(X1,Y1)]를 연산제어부(35)에 입력한다. 그에 따라 카메라(11)에 의해 패드(P1)가 촬영된다. 이 촬영된 영상은 화상입력수단(21)에 의하여 디지탈신호로 변환되어 화상메모리(22)에 기억된다. 이 화상메모리(22)에 기억된 화상형상은 연산제어부(24)에 의하여 화상처리되고, 패드(P1)의 중심불일치량을 산출한다.
제3도는 패드(P1)가 텔레비모니터(25)에 비추어져 있는 촬영화상예를 도시한 것이다. 이 화상에서 패드(P1)가 X축방향의 엣지위치(e1,e2) 및 Y축방향의 엣지위치(e3,e4)는 연산제어부(24)에 의하여 산출된다. 이 엣지위치(e1∼e4)의 산출방법은 공지되어 있다. 또, 이때 산출되는 위치좌표는 서브픽셀(부화소) 정밀도로 검출할 수 있다. 서브픽셀 연산에 대해서는 다치화(계조부화상) 상관처리에 더하여, HiLL-CLimb기법 및 보간법연산등을 사용함으로써 부화소의 정밀도로서 최대 상관치를 가진 점을 발견해낼 수 있는 것이 알려져 있다.
제3도에 있어서 카메라(11)의 중심축(11a), 즉 수동입력된 좌표[P1(X1,Y1)]와 화상 중심이 일치하고 있는 것으로 하고 화상중심을 원점(0,0)으로 했을때 연산제어부(24)는 e1∼e4를 산출하여 패드(P1)의 중심까지의 불일치량(△X1,△Y1)을 식 2와 같이 산출한다.
이 불일치량(△X1,△Y1)은 화상메모리(22)의 픽셀수로서 구해지나, 카메라(11)의 배율에 의하여 1픽셀당의 실치수(XY 테이블(16)의 이동량)는 장치의 고유치(카메라(11), 화상처리부(20), 화상입력수단(21)에 의해 결정된다)이므로, XY 테이블(16)의 이동량으로 환산할 수 있고, 이 환산계수를 kx, ky라고 하면, 실치수 불일치량(dx1,dy1)은 식 3과 같이 계산되고, 식 4에 의하여 패드(P1)의 중심좌표[P1(X1,Y1)]가 산출된다. 이 dx1, dy1및 중심좌표[P1(X1,Y1)]는 연산제어부(35)에 의하여 산출되며, 중심좌표[P1(X1,Y1)]는 패드(P1)의 본딩좌표로서 본딩좌표메모리(36)에 기억된다.
다음에, 수동입력수단(45)에 의하여 XY 테이블(16)을 이동하여 카메라(11)를 두번째의 패드(P2)의 바로위에 위치시켜, 그 좌표[P2(X2,Y2)]를 연산제어부(35)에 입력하면, 상기 패드(P1)의 경우와 같이 화상처리되어 좌표[P2(X2,Y2)]의 실치수 불일치량(dx2,dy2) 및 중심좌표[P2(X2,Y2)]가 구해지고, 본딩좌표메모리(36)에 기억된다.
다음에 패드(P3)의 중심좌표P3(X3,Y3)] 및 패드(P4)의 중심좌표P4(X4,Y4)]를 산출하게 되는데 이 패드(P3) 이후의 좌표는 입력하지 않아도 자동적으로 산출된다. 일반적으로 패드 P1부터 P2, 패드 P2부터 P3, 패드 P3부터 P4의 간격은 크게 차이가 있지 않다. 즉 P2부터 P3까지의 거리는 중심좌표[P2(X2,Y2)]로부터 (X2-X1), (Y2-Y1)만큼 카메라(11)를 이동시켰을때 카메라(11)로 패드(P3)를 촬영할 수 있는 범위의 거리면 된다. 또, 카메라(11)를 P3로 이동시키는 방향은 패드 P1부터 P2로 향하는 방향이면 연산제어부(35)는 판단하여 실행한다. 그래서, 연산제어부(35)가 상기 산출된 중심좌표[P1(X1,Y1)], 중심좌표[P2(X2,Y2)]에 의해 식 5에 따라 좌표[P3(X3,Y3)]를 연산하여 X축모우터(12) 및 Y축모우터(13)를 구동하여, 카메라(11)의 중심축(11a)이 좌표[P3(X3,Y3)]로 이동된다.
다음에, 상기한 바와 같이 화상처리하여 패드(P3)의 실치수 불일치량(dx3,dy3) 및 중심좌표[P3(X3,Y3)]가 구해지고 본딩좌표메모리(36)에 기억된다. 다음의 패드(P4)도 상기 패드(P3)와 같은 방식으로 처리되므로, 그 설명은 생략한다.
일반화된 n번째로 진행되는 좌표[Pn(Xn,Yn)]는 식 6으로 표시되며, n번째의 불일치량을 △xn,△yn이라고 하면, 실치수 불일치량(dxn,dyn) 및 패드(Pn)의 중심좌표(Xn,Yn)는 식 7 및 식 8과 같이 표시된다.
다음에 패드(P5∼P8)의 티이칭방법에 대하여 설명한다. 이 경우에는 상기한 패드(P1∼P4)의 티이칭방법과 같이, 패드 P5와 P6의 좌표[P5(X5,Y5), P6(X6,Y6)]와 패드 (P5∼P8)의 수를 입력함으로써, 상기한 패드(P1∼P4)의 경우처럼 처리된다. 패드(P9∼P12, P13∼P16)도 이와 같으므로, 그 설명은 생략한다.
이와 같이, 연속하여 나란히 있는 패드는 첫번째와 두번째의 패드를 카메라(11)로 촬영하여 그 첫번째와 두번째의 패드좌표를 입력하면, 자동적으로 각 패드중심이 화상처리부(20)에서 산출되고, 장치구동부(30)에서 본딩좌표가 산출된다. 즉, 입력하는 좌표의 수가 적어도 되고, 또 화상의 크로스라인에 패드중심을 맞추어넣는 조작을 필요로 하지 않으므로, 작업시간이 대폭 단축됨과 동시에, 작업자의 실수나 개인차에 의한 위치맞춤 오차가 없고, 본딩좌표의 위치정밀도가 향상된다.
또, 텔레비모니터(25)의 분해능은 6㎛/픽셀이고, 수동으로 위치맞춤하는 경우에는, 이보다 미세하게 위치의 판단을 할 수 없다. 본 실시예에 있어서는 서브픽셀연산이 가능하므로, 1/32픽셀의 검출정밀도를 갖을 수 있고, 외부교란요인을 감안하여도 1/4픽셀, 즉 1.5㎛의 정밀도를 얻을 수 있다.
[발명의 효과]
본 발명에 의하면, 첫번째와 두번째의 패드의 패드좌표를 입력하면 자동적으로 각 패드중심이 화상처리부에서 산출되고, 장치구동부에서 본딩좌표가 산출되므로 작업시간을 단축하고 위치맞춤 정밀도를 향상시킬 수 있다.

Claims (2)

  1. 리드프레임에 반도체칩이 부착된 시료에 와이어본딩하는 캐필러리와, 이 캐필러리와 오프세트하여 배설된 카메라와, 캐필러리 및 카메라를 함께 XY축방향으로 구동시키는 XY 테이블을 구비한 와이어본딩장치에서의 본딩좌표의 티이칭방법에 있어서, 첫번째 및 두번째의 패드의 티이칭은 수동입력수단에 의하여 카메라를 패드의 바로위로 이동시켜 첫번째 및 두번째 패드의 본딩좌표위치를 입력함으로써, 카메라로 촬영한 첫번째 및 두번째의 패드의 화상의 중심불일치량을 화상처리부의 연산제어부에서 산출하여, 상기 수동입력된 첫번째 및 두번째의 본딩좌표를 장치구동부의 연산제어부에서 상기 중심불일치량만큼 보정하여 새로운 본딩좌표로서 본딩좌표메모리에 기억시키고, 세번째 이후의 패드의 티이칭은 검출하는 패드의 직전과 그 앞의 2개의 새로운 본딩좌표의 차를 장치구동부의 연산제어부가 산출하여 카메라를 그 차만큼 좌표에 이동시켜, 카메라로 촬영한 그 패드의 화상의 중심불일치량을 화상처리부의 연산제어부에서 산출하여, 상기 카메라가 이동된 좌표를 장치구동부의 연산제어부에서 상기 중심불일치량만큼 보정하여 새로운 본딩좌표로서 본딩좌표메모리에 기억시키는 것을 특징으로 하는 본딩좌표의 티이칭방법.
  2. 리드프레임에 반도체칩이 부착된 시료에 와이어본딩하는 캐필러리와, 이 캐필러리와 오프세트하여 배설된 카메라와, 캐필러리 및 카메라를 함께 XY축방향으로 구동시키는 XY 테이블을 구비한 와이어본딩장치에 있어서, 상기 카메라로 촬영한 화상을 처리하여 그 화상의 중심불일치량을 산출하는 화상처리부의 연산제어부와, 수동입력수단에 의하여 카메라를 패드의 바로위로 이동시켜 첫번째 및 두번째의 패드의 본딩좌표위치를 입력함으로써, 첫번째 및 두번째의 패드에 대해서는 화상처리부의 연산제어부에서 산출된 중심불일치량에 의하여 상기 입력된 본딩좌표를 보정하여 새로운 본딩좌표로 하고, 세번째 이후의 패드에 대해서는 그 패드의 직전과 그 앞의 2개의 새로운 본딩좌표의 차를 산출하여 카메라를 그 차만큼 이동시켜, 화상처리부의 연산제어부에서 산출한 중심불일치량에 의하여, 상기 이동시킨 카메라의 좌표를 보정하여 새로운 본딩좌표로 하는 장치구동부의 연산제어부와, 상기 새로운 본딩좌표를 기억하는 본딩좌표메모리를 구비한 것을 특징으로 하는 본딩좌표의 티이칭수단.
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