KR100317599B1

KR100317599B1 - 와이어 본딩 위치 인식방법

Info

Publication number: KR100317599B1
Application number: KR1020000007483A
Authority: KR
Inventors: 권순호
Original assignee: 서경석; 주식회사 케이이씨메카트로닉스
Priority date: 2000-02-17
Filing date: 2000-02-17
Publication date: 2001-12-24
Also published as: KR20010081595A

Abstract

개시된 위치 인식방법은 반도체 칩과 리드 프레임의 리드를 와이어로 연결하는 와이어 본딩작업을 수행할 경우에 리드 프레임의 각각의 리드의 와이어 본딩 위치를 정확하게 검출하여 와이어 본딩작업의 고정도를 만족한다.

리드 프레임의 각각의 리드의 폭 및 와이어 본딩위치의 좌표 값을 미리 티칭하여 저장한 후 와이어 본딩할 반도체 칩 및 리드 프레임을 작업위치에 위치시키고 조명하며 설정된 복수의 촬영 윈도우에 따라 리드 프레임의 리드들을 촬영하고, 촬영한 각각의 리드에 대하여 설정된 임계값 이하의 크기를 가지는 수평 폭 및 수직 폭을 검출하며, 검출한 각각의 리드의 수평 폭 및 수직 폭을 기준으로 각기 검출 윈도우를 설정하고, 설정한 검출 윈도우 내의 각각의 리드의 수평 폭 및 수직 폭들 중에서 신뢰성이 있는 하나를 선택하여 평균 폭 및 각도를 산출하며, 산출한 리드의 평균 폭 및 각도와 미리 티칭하여 저장한 리드의 폭 및 각도를 비교하여, 비교 결과 에러의 발생이 판단될 경우에 조명 및 촬영 동작부터 반복 수행하고, 에러가 발생하지 않았을 경우에 산출한 리드의 수평 폭 및 수직 폭의 평균과 각도로 와이어 본딩위치를 설정하고 와이어 본딩작업을 수행한다.

Description

와이어 본딩 위치 인식방법{Recognition method of wire bonding point}

본 발명은 반도체 칩과 리드 프레임의 리드를 와이어로 연결하는 와이어 본딩작업을 수행할 경우에 리드 프레임의 리드의 와이어 본딩 위치를 정확하게 검출하는 와이어 본딩 위치 인식방법에 관한 것이다.

일반적으로 반도체 칩의 제조를 완료한 후에는 와이어 본딩작업을 통해 반도체 칩의 각각의 외부 연결단자와 리드 프레임의 리드를 와이어로 연결하고, 패키지 작업을 하게 된다.

상기 와이어 본딩작업을 수행함에 있어서, 종래에는 리드 프레임의 리드의 폭이 넓고, 또한 리드와 리드 사이의 간격이 넓으므로 간단히 리드 프레임의 리드를 인식하고, 인식한 리드의 위치에 와이어 본딩작업을 할 수 있었다.

최근에는 반도체 기술이 발전됨에 따라 지속적으로 반도체 소자의 다핀화, 복잡화 및 미세화 되고, 리드 프레임에 구비된 복수의 리드들 사이의 간격이 약100∼150μm 정도로 매우 좁아지고 있다.

그러므로 와이어 본딩작업의 고정도가 요구되고 있으나, 현재까지 사용하고 있는 영상 인식장치로는 리드 프레임의 리드의 와이어 본딩 위치를 정확하게 인식하지 못하고, 이로 인하여 와이어 본딩작업을 할 경우에 많은 에러가 발생하고 있는 실정이다.

따라서 본 발명의 목적은 와이어 본딩작업을 수행할 경우에 리드 프레임의 리드의 와이어 본딩 위치를 정확하게 인식할 수 있는 와이어 본딩 위치 인식방법을 제공하는데 있다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 와이어 본딩 위치 인식방법의 일 실시 예에 따르면, 리드 프레임의 각각의 리드의 폭 및 와이어 본딩위치의 좌표 값을 미리 티칭하여 저장하는 제 1 과정; 와이어 본딩할 반도체 칩 및 리드 프레임을 작업위치에 위치시키고 조명하며 설정된 복수의 촬영 윈도우에 따라 리드 프레임의 리드들을 촬영하는 제 2 과정; 상기 제 2 과정에서 촬영한 각각의 리드에 대하여 설정된 임계값 이하의 크기를 가지는 수평 폭 및 수직 폭을 검출하는 제 3 과정; 상기 제 3 과정에서 검출한 각각의 리드의 수평 폭 및 수직 폭을 기준으로 각기 검출 윈도우를 설정하고, 설정한 검출 윈도우 내의 각각의 리드의 수평 폭 및 수직 폭들 중에서 신뢰성이 있는 하나를 선택하여 평균 폭 및 각도를 산출하는 제 4 과정; 상기 제 4 과정에서 산출한 리드의 평균 폭 및 각도와 미리 티칭하여 저장한리드의 폭 및 각도를 비교하여 에러 발생을 판단하는 제 5 과정; 상기 제 5 과정에서 에러의 발생이 판단될 경우에 상기 제 2 과정의 조명 및 촬영 동작부터 반복 수행하는 제 6 과정; 및 상기 제 5 과정에서 에러가 발생하지 않았을 경우에 상기 제 4 과정에서 산출한 리드의 수평 폭 및 수직 폭의 평균과 각도로 와이어 본딩위치를 설정하고 와이어 본딩작업을 수행하는 제 7 과정으로 이루어짐을 특징으로 한다.

그리고 상기 제 3 과정은, 촬영한 각각의 리드의 수평 및 수직 방향으로 그레이 레벨로 프로젝션하고, 프로젝션한 영상을 노말라이즈 및 맥시멈 필터로 필터링하여 잡음을 제거한 후 익스트림 샤프닝으로 에지 부분을 선명하게 하고, 설정된 드레시홀드 값과 비교 및 구형파로 변환하여 리드의 수평 폭 및 수직 폭을 판정하고, 상기 제 4 과정은, 상기 검출 윈도우를 동일한 픽셀의 값을 가지는 복수의 검출 윈도우로 구획하여 구획한 각각의 검출 윈도우에서의 리드의 수평 폭 및 수직 폭과 중점 위치를 검출하고, 각각의 검출 윈도우에서의 리드의 수평 폭 및 수직 폭들 중에서 신뢰성이 있는 수평 폭 또는 수직 폭을 선택하여 그 선택한 수평 폭 또는 수직 폭의 평균 폭을 산출함과 아울러 상기 중점 위치를 이용하여 리드의 각도를 산출하며, 상기 신뢰성 판정은, 구획한 각각의 검출 윈도우에서의 수평 폭 및 수직 폭의 비율을 산출하고, 산출한 비율이 미리 설정된 비율 범위에 속하는지의 여부로 판정하며, 상기 제 5 과정은, 상기 검출 윈도우의 폭을 리드 폭의 N배로 설정하고, 산출한 평균 폭이 리드 폭의 1/N ±α(여기서, α는 임계값임)의 범위에 속하는지를 판정함과 아울러 산출한 평균 폭을 미리 티칭하여 저장한 리드의 폭과 비교하여 설정된 범위에 속하는지의 여부로 에러 발생을 판정하는 것을 특징으로한다.

그리고 본 발명의 다른 실시 예에 따르면, 리드 프레임의 각각의 리드의 폭 및 와이어 본딩위치의 좌표 값을 미리 티칭하여 저장하는 제 11 과정; 와이어 본딩할 반도체 칩 및 리드 프레임을 작업위치에 위치시키고 조명하며 설정된 복수의 촬영 윈도우에 따라 리드 프레임의 리드들을 촬영하는 제 12 과정; 상기 제 12 과정에서 촬영한 각각의 리드에 대하여 설정된 임계값 이하의 크기를 가지는 수평 폭을 검출하는 제 13 과정; 상기 제 13 과정에서 검출한 각각의 리드의 수평 폭을 기준으로 각기 검출 윈도우를 설정하고, 설정한 검출 윈도우 내의 각각의 리드의 수평 폭들의 평균 폭 및 각도를 산출하는 제 14 과정; 상기 제 14 과정에서 산출한 리드의 평균 폭 및 각도와 미리 티칭하여 저장한 리드의 폭 및 각도를 비교하여 에러 발생을 판단하는 제 15 과정; 상기 제 15 과정에서 에러의 발생이 판단될 경우에 상기 제 12 과정의 조명 및 촬영 동작부터 반복 수행하는 제 16 과정; 및 상기 제 15 과정에서 에러가 발생하지 않았을 경우에 상기 제 14 과정에서 산출한 리드의 수평 폭의 평균과 각도로 와이어 본딩위치를 설정하고 와이어 본딩작업을 수행하는 제 17 과정으로 이루어짐을 특징으로 한다.

상기 제 13 과정은, 촬영한 각각의 리드의 수평 방향으로 그레이 레벨로 프로젝션하고, 프로젝션한 영상을 노말라이즈 및 맥시멈 필터로 필터링하여 잡음을 제거한 후 익스트림 샤프닝으로 에지 부분을 선명하게 하고, 설정된 드레시홀드 값과 비교 및 구형파로 변환하여 리드의 수평 폭을 판정하고, 상기 제 14 과정은, 상기 검출 윈도우를 동일한 픽셀의 값을 가지는 복수의 검출 윈도우로 구획하여 구획한 각각의 검출 윈도우에서의 리드의 수평 폭과 중점 위치를 검출하고, 각각의 검출 윈도우에서의 리드의 수평 폭의 평균 폭을 산출함과 아울러 상기 중점 위치를 이용하여 리드의 각도를 산출하며, 상기 제 15 과정은, 상기 검출 윈도우의 폭을 리드 폭의 N배로 설정하고, 산출한 평균 폭이 리드 폭의 1/N ±α(여기서, α는 임계값임)의 범위에 속하는지를 판정함과 아울러 산출한 평균 폭을 미리 티칭하여 저장한 리드의 폭과 비교하여 설정된 범위에 속하는지의 여부로 에러 발생을 판정하는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명의 다른 실시 예에 따르면, 리드 프레임의 각각의 리드의 폭 및 와이어 본딩위치의 좌표 값을 미리 티칭하여 저장하는 제 21 과정; 와이어 본딩할 반도체 칩 및 리드 프레임을 작업위치에 위치시키고 조명하며 설정된 복수의 촬영 윈도우에 따라 리드 프레임의 리드들을 촬영하는 제 22 과정; 상기 제 22 과정에서 촬영한 각각의 리드에 대하여 설정된 임계값 이하의 크기를 가지는 수직 폭을 검출하는 제 23 과정; 상기 제 23 과정에서 검출한 각각의 리드의 수직 폭을 기준으로 각기 검출 윈도우를 설정하고, 설정한 검출 윈도우 내의 각각의 리드의 수직 폭들의 평균 폭 및 각도를 산출하는 제 24 과정; 상기 제 24 과정에서 산출한 리드의 평균 폭 및 각도와 미리 티칭하여 저장한 리드의 폭 및 각도를 비교하여 에러 발생을 판단하는 제 25 과정; 상기 제 25 과정에서 에러의 발생이 판단될 경우에 상기 제 22 과정의 조명 및 촬영 동작부터 반복 수행하는 제 26 과정; 및 상기 제 25 과정에서 에러가 발생하지 않았을 경우에 상기 제 24 과정에서 산출한 리드의 수직 폭의 평균과 각도로 와이어 본딩위치를 설정하고 와이어 본딩작업을 수행하는 제27 과정으로 이루어짐을 특징으로 한다.

상기 제 23 과정은, 촬영한 각각의 리드의 수직 방향으로 그레이 레벨로 프로젝션하고, 프로젝션한 영상을 노말라이즈 및 맥시멈 필터로 필터링하여 잡음을 제거한 후 익스트림 샤프닝으로 에지 부분을 선명하게 하고, 설정된 드레시홀드 값과 비교 및 구형파로 변환하여 리드의 수직 폭을 판정하고, 상기 제 24 과정은, 상기 검출 윈도우를 동일한 픽셀의 값을 가지는 복수의 검출 윈도우로 구획하여 구획한 각각의 검출 윈도우에서의 리드의 수직 폭과 중점 위치를 검출하고, 각각의 검출 윈도우에서의 리드의 수직 폭의 평균 폭을 산출함과 아울러 상기 중점 위치를 이용하여 리드의 각도를 산출하며, 상기 제 25 과정은, 상기 검출 윈도우의 폭을 리드 폭의 N배로 설정하고, 산출한 평균 폭이 리드 폭의 1/N ±α(여기서, α는 임계값임)의 범위에 속하는지를 판정함과 아울러 산출한 평균 폭을 미리 티칭하여 저장한 리드의 폭과 비교하여 설정된 범위에 속하는지의 여부로 에러 발생을 판정하는 것을 특징으로 한다.

도 1은 본 발명의 인식방법에 따른 와이어 본딩장치의 전체 구성을 보인 도면이고,

도 2는 본 발명의 인식방법의 바람직한 실시 예를 보인 신호 흐름도이며,

도 3은 본 발명의 인식방법에 따라 설정된 촬영 윈도우를 예로 들어 보인 도면이며,

도 4는 본 발명의 인식방법에 따라 수평 폭을 검출하는 동작을 설명하기 위한 하나의 촬영 윈도우의 영상을 예로 들어 보인 도면이며,

도 5a 내지 도 5d는 본 발명의 인식방법에 따라 수평 폭을 검출하는 동작 과정을 설명하기 위한 그래프이며,

도 6 및 도 7은 본 발명의 인식방법에 따라 촬영 영상에 수평 및 수직 검사 윈도우를 설정한 상태를 예로 들어 보인 도면이다.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

10 : XY 테이블 12 : 본딩 헤드

14 : 이송로 16, 125 : 조명 램프

18 : 영상 처리수단 20 : 좌표 인식수단

22 : 좌표 보정수단 24 : 메모리

24 : 본딩 구동수단 121 : 지지대

123 : 카메라 127 : 트랜스듀서

141 : 반도체 칩 143 : 리드 프레임

145 : 와이어

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 와이어 본딩 위치 인식방법을 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 인식방법에 따른 와이어 본딩장치의 전체 구성을 보인 도면이다.

여기서, 부호 10은 X축 및 Y축으로 구동되는 XY 테이블이고, 부호 12는 상기XY 테이블(10)에 안착되어 XY 테이블(10)의 구동에 따라 X축 및 Y축으로 이동되고 Z축으로 구동되는 본딩 헤드이다.

상기 본딩 헤드(12)의 상단에는, 지지대(121)가 구비되고, 지지대(121)의 단부에 카메라(123) 및 조명 램프(125)가 고정되며, 또한 본딩 헤드(12)에는, 그 본딩 헤드(12)의 구동에 따라 Z축으로 이동되면서 와이어 본딩작업을 수행하는 트랜스듀서(127)가 구비된다.

부호 14는 와이어 본딩작업을 수행할 대상물 즉, 반도체 칩(141) 및 리드 프레임(143)을 이송하는 이송로로서 반도체 칩(141) 및 리드 프레임(143)이 이송로(14)를 따라 이송되면서 와이어 본딩작업의 위치 즉, 상기 트랜스듀서(127)의 하부 위치에 위치할 경우에 와이어 본딩작업이 수행되어 반도체 칩(141) 및 리드 프레임(143)의 리드가 와이어(145)로 연결된다.

부호 16은 상기 작업 위치에 위치하는 반도체 칩(141) 및 리드 프레임(143)을 조명하는 조명램프이다.

부호 18은 상기 조명램프(125)(16)가 조명하면서 상기 카메라(123)로 촬영한 상기 리드 프레임(143)의 영상을 처리하여 출력하는 영상 처리수단이고, 부호 20은 상기 영상 처리수단(18)에서 처리되어 출력되는 영상으로 상기 리드 프레임(143)의 좌표 및 각도를 인식하는 좌표 인식수단이며, 부호 22는 상기 좌표 인식 수단(20)이 인식한 리드 프레임(14a)의 좌표 및 각도에 따라 와이어 본딩 위치에 대한 좌표를 보정하고 보정한 좌표에 따라 와이어 본딩작업을 수행하게 제어하는 마이크로 컴퓨터 등으로 이루어진 좌표 보정수단이며, 부호 24는 상기 리드 프레임(143)의리드 폭 및 본딩 위치의 중심 좌표 값 등이 미리 티칭(teaching)된 데이터 베이스가 저장 및 출력되는 메모리이며, 부호 26은 상기 좌표 보정수단(22)의 제어에 따라 상기 XY 테이블(10) 및 본딩 헤드(12)에 구비되어 있는 구동 모터 등을 비롯한 각종 구동 수단을 제어하여 와이어 본딩작업을 수행하는 본딩 구동수단이다.

이러한 구성을 가지는 와이어 본딩장치는 이송로(14)를 따라 와이어 본딩작업을 수행할 대상물인 반도체 칩(141) 및 리드 프레임(143)이 이송되어 작업 위치에 위치하면, 조명램프(125)(16)가 점등되어 상기 작업위치에 위치하는 반도체 칩(141) 및 리드 프레임(143)을 조명하고, 카메라(123)가 반도체 칩(141) 및 리드 프레임(143)을 촬영하여 촬영한 영상을 출력하며, 출력한 영상은 영상 처리수단(18)을 통해 소정의 영상 처리가 수행된 후 출력되어 및 좌표 인식수단(18)으로 입력된다.

여기서, 반도체 칩(141) 및 리드 프레임(143)의 촬영은, 미리 촬영 윈도우를 설정하고, 그 설정한 촬영 윈도우에 따라 카메라(123)를 이동시키면서 촬영한다.

상기 좌표 인식수단(20)은 상기 카메라(123)로부터 영상 처리수단(18)을 통해 입력되는 리드 프레임(143)의 촬영 영상으로부터 리드 프레임(143)의 각각의 리드의 좌표 및 각도를 인식하고, 인식한 리드 프레임(143)의 각각의 리드의 좌표 및 각도와 메모리(24)에 미리 티칭하여 저장된 리드 프레임(143)의 각각의 리드의 좌표를 좌표 보정수단(22)이 비교하여 리드 프레임(143)의 각각의 리드의 와이어 본딩할 좌표를 보정한다.

이와 같이 리드 프레임(143)의 각각의 리드의 와이어 본딩할 좌표가 보정되면, 좌표 보정수단(22)은 그 보정된 좌표에 따라 본딩 구동수단(26)을 통해 XY 테이블(10), 본딩 헤드(12) 및 트랜스듀서(127)를 제어하면서 리드 프레임(143)의 리드의 정확한 위치에 와이어 본딩작업을 수행하게 된다.

한편, 도 2는 본 발명의 인식방법을 보인 신호 흐름도이다.

이에 도시된 바와 같이 단계(S200)에서 반도체 칩(141) 및 리드 프레임(143)을 정확히 작업 위치에 위치시킨 후 그 리드 프레임(143)의 각각의 리드의 폭, 와이어 본딩 위치의 좌표 값 및 각도 등을 미리 티칭하고, 이를 데이터 베이스화하여 메모리(24)에 저장한다.

상기 티칭 동작이 완료되면, 단계(S210)에서 와이어 본딩작업을 수행할 반도체 칩(141) 및 리드 프레임(143)을 이송로(14)를 따라 이송시켜 작업 위치에 위치시킨다.

상기 반도체 칩(141) 및 리드 프레임(143)이 작업 위치에 위치되면, 단계(S220)에서 조명램프(16)(125)를 동작시켜 반도체 칩(141) 및 리드 프레임(143)을 조명하고, 미리 설정된 윈도우에 따라 XY 테이블(10) 및 본딩 헤드(12)를 구동시켜 카메라(123)를 이동시키면서 리드 프레임(143)의 리드를 촬영한다.

예를 들면, 도 3에 도시된 바와 같이 미리 설정된 9개의 윈도우(W1∼W8)에 따라 카메라(123)를 이동시키면서 각각의 윈도우(W1∼W8) 내에 존재하는 리드 프레임(143)의 리드(143a)들을 촬영한다.

이와 같이 카메라(123)가 촬영한 각각의 윈도우(W1∼W8) 내에 존재하는 리드프레임(143)의 리드(143a)들의 영상은 영상 처리수단(18)에서 영상 처리된 후 좌표 인식수단(20)으로 입력되는 것으로서 좌표 인식수단(20)은 단계(S230)에서 입력된 영상으로 리드 프레임(143)의 각각의 리드(143a)에 대한 임계 값 이하의 크기를 가지는 수평 폭 및 수직 폭을 검출한다.

여기서, 리드 프레임(143)의 리드(143a)에 대한 임계 값 이하의 크기를 가지는 수평 폭을 검출하는 동작을 도 4 및 도 5의 도면을 참조하여 보다 상세히 설명한다.

도 4는 본 발명의 인식방법에 따라 수평 폭을 검출하는 동작을 설명하기 위한 하나의 촬영 윈도우(W1) 또는 촬영 윈도우(W2∼W8)의 영상을 예로 들어 보인 도면이다.

이와 같이 촬영한 영상에 대하여 수평 방향으로 그레이(gray) 레벨로 프로젝션(projection) 한 후 도 5a에 도시된 바와 같이 '0'과 '1'의 사이 값으로 노말라이즈(normalizer)하고, 도 5b에 도시된 바와 같이 맥시멈 필터링(maximum filter)하여 잡음을 제거한다.

다음에는 도 5c에 도시된 바와 같이 익스트림 샤프닝(extremum sharping)을 통해 에지 부분을 선명하게 하고, 미리 설정된 소정 레벨의 드레시홀드(threshold) 값(TH)과 비교하여 도 5d에 도시된 바와 같이 구형파로 변환한다.

이와 같이 구형파 변환이 완료되면, 중심에서 가장 가까운 1의 연속성을 찾고, 이 부분의 중심을 리드(143a)의 중심으로 설정하며, 설정한 리드(143a)의 중심 부분의 폭을 리드의 폭으로 판정한다.

이러한 본 발명은 프로젝션 데이터를 '0' 및 '1'로 노말라이즈하여 계산하므로 직류성분은 인식에서 제외되어 조명에 둔감하게 된다.

그러나 도 4에 도시된 바와 같이 리드(143a)에 있는 흠집(143b, 143c, 143d)은 프로젝션된 데이터에 깊은 골을 만들고, 이를 에러로 처리하게 되므로 조명램프(16)(125)의 광이 리드 프레임(143)의 리드(143a) 부분에 정확하게 조사되게 하여 밝게 되도록 한다.

그리고 조명램프(16)(125)의 광을 리드 프레임(143)의 리드(143a) 부분에 정확하게 조사하여 밝게 되도록 하여도 리드(143a)에 소정의 임계 값 이상의 커다란 흠집(143d)이 있을 경우에는 인식되는 리드(143a)의 폭이 끊어지게 되어 불량으로 처리한다.

또한 촬영한 리드 프레임(143)의 리드(143a)의 수직 폭은 수직 방향으로 프로젝션한 후 상기한 수직 폭의 검출과 동일한 처리를 통해 판정한다.

이와 같이 하여 수평 폭 및 수직 폭이 검출되면, 단계(S240)에서 검출된 수평 폭 및 수직 폭에 대하여 4배의 폭 및 30픽셀(pixel)의 크기를 가지는 검출 윈도우를 설정한다.

즉, 수평 폭에 대해서는 도 6에 도시된 바와 같이 수평 폭의 중심 위치를 기준으로 하여 수평으로 4배의 폭 및 수직으로 30 픽셀 크기를 가지는 수평 검출 윈도우를 설정하고, 수직 폭에 대해서는 도 7에 도시된 바와 같이 수직 폭의 중심 위치를 기준으로 하여 수직으로 4배의 폭 및 수평으로 30픽셀 크기를 가지는 수직 검출 윈도우를 설정한다.

수평 및 수직 검출 윈도우가 설정되면, 단계(S250)에서 설정한 검출 윈도우를 이용하여 각각의 리드(143a)의 각도를 산출한다.

여기서, 설정된 수평 및 수직 검출 윈도우를 이용하여 리드(143a)의 각도를 산출하는 동작을 상세히 설명한다.

도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이 검출한 리드(143a)의 폭에 대하여 설정한 4배의 폭 및 30 픽셀의 크기를 가지는 수평 및 수직 검출 윈도우를 각기 4배의 폭 및 10 픽셀의 크기를 가지는 검출 윈도우(H1∼H3)(V1∼V3)로 구획하고, 구획한 각각의 검출 윈도우(H1∼H3)(V1∼V3)에서의 리드(143a)의 폭(HW1∼HW3)(VW1∼VW3)을 검출함과 아울러 각각의 검출 윈도우(HW1∼HW3)(VW1∼VW3)에서의 리드(143a)의 중점 위치(PH1∼PH3)(PV1∼PV3)를 검출한다.

리드(143a)의 폭(HW1∼HW3)(VW1∼VW3) 및 중점 위치(PH1∼PH3)(PV1∼PV3)가 검출되면, 가장 신뢰성이 있는 데이터를 선택하여 다음의 수학식 1 및 수학식 2와 같이 리드(143a)의 평균 폭(HW)(VW)을 계산함과 아울러 계산한 평균 폭(HW)(VW)를 이용하여 수학식 3과 같이 리드(143a)의 각도(θ)를 계산한다.

HW ＝ (HW1 ＋ HW2 ＋ HW3) / 3

VW ＝ (VW1 ＋ VW2 ＋ VW3) / 3

θ ＝ atan2(HW, VW)

여기서, 가장 신뢰성이 있는 데이터의 선택은 검출한 리드(143a)의 폭(HW1∼HW3)(VW1∼VW3)을 검출할 경우에 에러가 발생하지 않고, 또한 검출한 리드(143a)의 폭(HW1∼HW3)(VW1∼VW3)이 미리 설정된 소정의 비율 범위 예를 들면, 0.9∼1.1의 사이에 존재하는 조건이다.

즉, 수평 폭(HW1∼HW3)의 방향으로 신뢰성이 있을 경우에 수평 폭(HW1∼HW3)의 검출 값의 평균으로 수평 폭(HW)을 검출함과 아울러 수평 폭(HW1, HW3)을 이용하여 리드(143a)의 각도(θ)를 산출하며, 수직 폭(VW1∼VW3)의 방향으로 신뢰성이 있을 경우에 수직 폭(VW1∼VW3)의 검출 값의 평균으로 수직 폭(VW)을 검출함과 아울러 수직 폭(VW1, VW3)을 이용하여 리드(143a)의 각도(θ)를 산출한다.

이와 같이 하여 리드(143a)의 수평 폭(HW) 또는 수직 폭(VW)과, 각도(θ)가 산출되면, 단계(S260)에서 검출한 리드(143a)의 수평 폭(HW) 또는 수직 폭(VW)과, 각도(θ)의 값에 에러가 발생하는지를 판단한다.

상기 에러 판정은, 검출 윈도우(HW1∼HW3)(VW1∼VW3)의 폭이 검출한 리드(143a)의 수평 폭(HW) 또는 수직 폭(VW)의 4배로 설정되어 있으므로 검출 윈도우(HW1∼HW3)(VW1∼VW3)의 영역에서 검출한 리드(143a)의 수평 폭(HW) 또는 수직 폭(VW)이 차지하는 면적이 약 25％가 된다.

그러므로 검출 윈도우(HW1∼HW3)(VW1∼VW3)의 영역에서 검출한 리드(143a)의 수평 폭(HW) 또는 수직 폭(VW)이 차지하는 면적이 0.25 ±α％(여기서, α는 임계값으로서 예를 들면, 0.01∼0.15로 설정한다.)의 범위 이내일 경우에 에러가 발생하지 않은 것으로 판정하고, 0.25 ±α％의 범위를 벗어날 경우에는 에러가 발생한것으로 판정한다.

또한 검출한 각각의 리드(143a)의 수평 폭(HW) 또는 수직 폭(VW)을 미리 티칭하여 저장한 수평 폭 또는 수직 폭과 비교하고, 비교 결과 소정의 범위 이내 예를 들면, 미리 티칭하여 저장한 수평 폭 또는 수직 폭에 대한 검출한 각각의 리드(143a)의 수평 폭(HW) 또는 수직 폭(VW)의 비율이 약 0.7∼1.3의 범위 이내일 경우에 정상으로 판정하고, 약 0.7∼1.3의 범위를 벗어날 경우에는 에러로 판정한다.

이와 같이 하여 에러의 발생이 판정되면, 상기 단계(S220)으로 복귀하여 각각의 리드(143a)에 대한 수평 폭(HW) 또는 수직 폭(VW)과, 각도(θ)를 검출하는 동작을 반복 수행하고, 에러가 발생하지 않을 경우에 단계(S270)에서 각각의 리드(143a)에 대한 와이어 본딩위치를 설정한다.

상기 설정한 와이어 본딩위치는 좌표 보정수단(22)으로 입력되어 와이어 본딩위치가 보정되고, 보정된 와이어 본딩위치에 따라 좌표 보정수단(22)이 본딩 구동수단(26)을 통해 XY 테이블(10), 본딩 헤드(12) 및 트랜스듀서(127)를 제어하여 리드 프레임(143)의 리드의 정확한 위치에 와이어 본딩작업을 수행하게 된다.

한편, 상기에서는 리드의 수평 폭 및 수직 폭을 모두 검출하고, 검출한 리드의 수평 폭 및 수직 폭들 중에서 신뢰성이 있는 수평 폭 및 수직 폭을 선택하여 평균 폭 및 리드의 각도를 산출하는 것을 예로 들어 설명하였다.

본 발명을 실시함에 있어서는 이에 한정되지 않고, 리드의 수평 폭 만을 검출하여 평균 폭 및 리드의 각도를 산출하거나 또는 리드의 수직 폭 만을 검출하여평균 폭 및 리드의 각도를 산출하게 할 수도 있다.

또한 상기에서는 검출 윈도우를 리드 폭의 4배 폭으로 설정함과 아울러 각기 10픽셀을 가지는 3개의 검출 윈도우로 구획하여 폭 및 각도를 산출하는 것을 예로 들어 설명하였으나, 검출 윈도우의 폭을 간단히 리드 폭의 N배로 설정함과 아울러 소정의 픽셀을 가지믐 복수의 검출 윈도우로 구획하여 폭 및 각도를 산출하게 할 수도 있는 등 이하의 특허청구범위 내에 기재된 바와 같이 본 발명의 범위 및 원리를 벗어나지 않고 본 명세서에 설명된 것에 기초를 두고 여기에 기재된 실시 예의 변동 및 수정이 가능하다.

이상에서와 같이 본 발명에 따르면, 복수의 촬영 윈도우를 설정하여 리드 프레임의 리드를 촬영하고, 촬영한 영상으로 각각의 리드의 수직 폭 및 수평 폭과 각도를 검출한 후 미리 티칭하여 저장한 리드의 수직 폭 및 수평 폭과 각도와 비교하여 와이어 본딩위치를 설정하는 것으로서 각각의 리드에 대하여 와이어 본딩위치를 정확하게 설정할 수 있다.

Claims

리드 프레임의 각각의 리드의 폭 및 와이어 본딩위치의 좌표 값을 미리 티칭하여 저장하는 제 1 과정;

와이어 본딩할 반도체 칩 및 리드 프레임을 작업위치에 위치시키고 조명하며 설정된 복수의 촬영 윈도우에 따라 리드 프레임의 리드들을 촬영하는 제 2 과정;

상기 제 2 과정에서 촬영한 각각의 리드에 대하여 설정된 임계값 이하의 크기를 가지는 수평 폭 및 수직 폭을 검출하는 제 3 과정;

상기 제 3 과정에서 검출한 각각의 리드의 수평 폭 및 수직 폭을 기준으로 각기 검출 윈도우를 설정하고, 설정한 검출 윈도우 내의 각각의 리드의 수평 폭 및 수직 폭들 중에서 신뢰성이 있는 하나를 선택하여 평균 폭 및 각도를 산출하는 제 4 과정;

상기 제 4 과정에서 산출한 리드의 평균 폭 및 각도와 미리 티칭하여 저장한 리드의 폭 및 각도를 비교하여 에러 발생을 판단하는 제 5 과정;

상기 제 5 과정에서 에러의 발생이 판단될 경우에 상기 제 2 과정의 조명 및 촬영 동작부터 반복 수행하는 제 6 과정; 및

상기 제 5 과정에서 에러가 발생하지 않았을 경우에 상기 제 4 과정에서 산출한 리드의 수평 폭 및 수직 폭의 평균과 각도로 와이어 본딩위치를 설정하고 와이어 본딩작업을 수행하는 제 7 과정으로 이루어짐을 특징으로 하는 와이어 본딩 위치 인식방법.
제 1 항에 있어서, 상기 제 3 과정은;

촬영한 각각의 리드의 수평 및 수직 방향으로 그레이 레벨로 프로젝션하고, 프로젝션한 영상을 노말라이즈 및 맥시멈 필터로 필터링하여 잡음을 제거한 후 익스트림 샤프닝으로 에지 부분을 선명하게 하고, 설정된 드레시홀드 값과 비교 및 구형파로 변환하여 리드의 수평 폭 및 수직 폭을 판정하는 것을 특징으로 하는 와이어 본딩 위치 인식방법.
제 1 항에 있어서, 상기 제 4 과정은;

상기 검출 윈도우를 동일한 픽셀의 값을 가지는 복수의 검출 윈도우로 구획하여 구획한 각각의 검출 윈도우에서의 리드의 수평 폭 및 수직 폭과 중점 위치를 검출하고, 각각의 검출 윈도우에서의 리드의 수평 폭 및 수직 폭들 중에서 신뢰성이 있는 수평 폭 또는 수직 폭을 선택하여 그 선택한 수평 폭 또는 수직 폭의 평균 폭을 산출함과 아울러 상기 중점 위치를 이용하여 리드의 각도를 산출하는 것을 특징으로 하는 와이어 본딩 위치 인식방법.
제 1 항 또는 제 3 항에 있어서, 상기 신뢰성 판정은;

구획한 각각의 검출 윈도우에서의 수평 폭 및 수직 폭의 비율을 산출하고,산출한 비율이 미리 설정된 비율 범위에 속하는지의 여부로 판정하는 것을 특징으로 하는 와이어 본딩 위치 인식방법.
제 1 항에 있어서, 상기 제 5 과정은;

상기 검출 윈도우의 폭을 리드 폭의 N배로 설정하고, 산출한 평균 폭이 리드 폭의 1/N ±α(여기서, α는 임계값임)의 범위에 속하는지를 판정함과 아울러 산출한 평균 폭을 미리 티칭하여 저장한 리드의 폭과 비교하여 설정된 범위에 속하는지의 여부로 에러 발생을 판정하는 것을 특징으로 하는 와이어 본딩 위치 인식방법.
리드 프레임의 각각의 리드의 폭 및 와이어 본딩위치의 좌표 값을 미리 티칭하여 저장하는 제 11 과정;

와이어 본딩할 반도체 칩 및 리드 프레임을 작업위치에 위치시키고 조명하며 설정된 복수의 촬영 윈도우에 따라 리드 프레임의 리드들을 촬영하는 제 12 과정;

상기 제 12 과정에서 촬영한 각각의 리드에 대하여 설정된 임계값 이하의 크기를 가지는 수평 폭을 검출하는 제 13 과정;

상기 제 13 과정에서 검출한 각각의 리드의 수평 폭을 기준으로 각기 검출 윈도우를 설정하고, 설정한 검출 윈도우 내의 각각의 리드의 수평 폭들의 평균 폭 및 각도를 산출하는 제 14 과정;

상기 제 14 과정에서 산출한 리드의 평균 폭 및 각도와 미리 티칭하여 저장한 리드의 폭 및 각도를 비교하여 에러 발생을 판단하는 제 15 과정;

상기 제 15 과정에서 에러의 발생이 판단될 경우에 상기 제 12 과정의 조명 및 촬영 동작부터 반복 수행하는 제 16 과정; 및

상기 제 15 과정에서 에러가 발생하지 않았을 경우에 상기 제 14 과정에서 산출한 리드의 수평 폭의 평균과 각도로 와이어 본딩위치를 설정하고 와이어 본딩작업을 수행하는 제 17 과정으로 이루어짐을 특징으로 하는 와이어 본딩 위치 인식방법.
제 6 항에 있어서, 상기 제 13 과정은;

촬영한 각각의 리드의 수평 방향으로 그레이 레벨로 프로젝션하고, 프로젝션한 영상을 노말라이즈 및 맥시멈 필터로 필터링하여 잡음을 제거한 후 익스트림 샤프닝으로 에지 부분을 선명하게 하고, 설정된 드레시홀드 값과 비교 및 구형파로 변환하여 리드의 수평 폭을 판정하는 것을 특징으로 하는 와이어 본딩 위치 인식방법.
제 6 항에 있어서, 상기 제 14 과정은;

상기 검출 윈도우를 동일한 픽셀의 값을 가지는 복수의 검출 윈도우로 구획하여 구획한 각각의 검출 윈도우에서의 리드의 수평 폭과 중점 위치를 검출하고, 각각의 검출 윈도우에서의 리드의 수평 폭의 평균 폭을 산출함과 아울러 상기 중점 위치를 이용하여 리드의 각도를 산출하는 것을 특징으로 하는 와이어 본딩 위치 인식방법.
제 6 항에 있어서, 상기 제 15 과정은;

상기 검출 윈도우의 폭을 리드 폭의 N배로 설정하고, 산출한 평균 폭이 리드 폭의 1/N ±α(여기서, α는 임계값임)의 범위에 속하는지를 판정함과 아울러 산출한 평균 폭을 미리 티칭하여 저장한 리드의 폭과 비교하여 설정된 범위에 속하는지의 여부로 에러 발생을 판정하는 것을 특징으로 하는 와이어 본딩 위치 인식방법.
리드 프레임의 각각의 리드의 폭 및 와이어 본딩위치의 좌표 값을 미리 티칭하여 저장하는 제 21 과정;

와이어 본딩할 반도체 칩 및 리드 프레임을 작업위치에 위치시키고 조명하며 설정된 복수의 촬영 윈도우에 따라 리드 프레임의 리드들을 촬영하는 제 22 과정;

상기 제 22 과정에서 촬영한 각각의 리드에 대하여 설정된 임계값 이하의 크기를 가지는 수직 폭을 검출하는 제 23 과정;

상기 제 23 과정에서 검출한 각각의 리드의 수직 폭을 기준으로 각기 검출윈도우를 설정하고, 설정한 검출 윈도우 내의 각각의 리드의 수직 폭들의 평균 폭 및 각도를 산출하는 제 24 과정;

상기 제 24 과정에서 산출한 리드의 평균 폭 및 각도와 미리 티칭하여 저장한 리드의 폭 및 각도를 비교하여 에러 발생을 판단하는 제 25 과정;

상기 제 25 과정에서 에러의 발생이 판단될 경우에 상기 제 22 과정의 조명 및 촬영 동작부터 반복 수행하는 제 26 과정; 및

상기 제 25 과정에서 에러가 발생하지 않았을 경우에 상기 제 24 과정에서 산출한 리드의 수직 폭의 평균과 각도로 와이어 본딩위치를 설정하고 와이어 본딩작업을 수행하는 제 27 과정으로 이루어짐을 특징으로 하는 와이어 본딩 위치 인식방법.
제 10 항에 있어서, 상기 제 23 과정은;

촬영한 각각의 리드의 수직 방향으로 그레이 레벨로 프로젝션하고, 프로젝션한 영상을 노말라이즈 및 맥시멈 필터로 필터링하여 잡음을 제거한 후 익스트림 샤프닝으로 에지 부분을 선명하게 하고, 설정된 드레시홀드 값과 비교 및 구형파로 변환하여 리드의 수직 폭을 판정하는 것을 특징으로 하는 와이어 본딩 위치 인식방법.
제 10 항에 있어서, 상기 제 24 과정은;

상기 검출 윈도우를 동일한 픽셀의 값을 가지는 복수의 검출 윈도우로 구획하여 구획한 각각의 검출 윈도우에서의 리드의 수직 폭과 중점 위치를 검출하고, 각각의 검출 윈도우에서의 리드의 수직 폭의 평균 폭을 산출함과 아울러 상기 중점 위치를 이용하여 리드의 각도를 산출하는 것을 특징으로 하는 와이어 본딩 위치 인식방법.
제 10 항에 있어서, 상기 제 25 과정은;

상기 검출 윈도우의 폭을 리드 폭의 N배로 설정하고, 산출한 평균 폭이 리드 폭의 1/N ±α(여기서, α는 임계값임)의 범위에 속하는지를 판정함과 아울러 산출한 평균 폭을 미리 티칭하여 저장한 리드의 폭과 비교하여 설정된 범위에 속하는지의 여부로 에러 발생을 판정하는 것을 특징으로 하는 와이어 본딩 위치 인식방법.