KR19990081144A - 와이어본더의 이중 본딩 방지를 위한 화상인식장치 및 제어방법 - Google Patents
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Abstract
1.청구범위에 기재된 발명이 속한 기술분야
와이어본더의 이중 본딩 방지를 위한 화상인식장치 및 제어방법
2. 발명이 해결하고자 하는 기술적 요지
본 발명은 카메라로 와이어 본딩전에 본드 포인트 다이의 화상을 인식하고, 와이어본딩의 완료후 다이의 본딩상태를 인식하여 화상위치를 보정하므로써 이중 와이어본딩되는 것을 방지하는 와이어본더의 화상인식장치 및 제어방법을 제공함에 그 목적이 있다.
3. 발명의 해결방법의 요지
본 발명은 각 리드와 다이의 화상영역 이미지를 독취하는 카메라; 상기 카메라에서 독취된 화상영역을 디스플레이하는 수단; 상기 카메라로부터 읽어들인 와이어본딩전,후의 화상영역 이미지 정보를 기억하는 화상 메모리부; 데이터 처리 및 입출력등의 전반적인 제어를 행하는 중앙처리장치; 및 자재이송부와 본드 헤드의 동작을 제어하는 와이어본드 제어부를 포함한다.
4. 발명의 중요한 용도
본딩하기 전에 본딩포인트부분과 본딩후의 본딩포인트부분의 화상을 인식하여 이중 본딩유무를 검출하는 것임.
Description
본 발명은 반도체 패키지 조립공정을 수행하는 와이어 본딩장치에서, 와이어 본딩시 이중 본딩에 의한 불량을 방지하기 위하여 와이어 본딩상태를 화상으로 인식하여 보정하는 와이어본더의 화상인식장치 및 방법에 관한 것으로, 특히 다이와 리드에 와이어를 본딩하기 전에 본딩포인트부분과 본딩후의 본딩포인트부분의 화상을 인식하여 이중 본딩유무를 검출하는 와이어본더의 이중 본딩방지를 위한 화상인식장치 및 제어방법에 관한 것이다.
일반적으로, 반도체 조립공정을 수행하는 장치중 와이어본딩장치는 도1 및 도2와 같이 리드프레임(91) 위에 다이(92)가 본딩된 상태로 와이어본딩될 때가지 와이어본딩하고자 하는 자재가 이송되어 본딩공정을 수행한다.
도1은 와이어본더의 본딩헤드와 인덱스부분을 나타낸 구성도이며, 도2는 와이어 본딩이 되지 않은 리드프레임의 구성도로서, 와이어본딩이 되지 않은 리드프레임이 인덱스방향으로 이송되도록 구동하는 자재이송부(101)와, 상기 자재이송부(101)의 일측에 구비되어 X,Y,Z축위치롤 조정하도록 카메라(102)와 조명계(103)가 장착된 본딩헤드(104)로 이루어져 있으며, 상기 Z축의 위치를 조정하는 Z축 테이블(105)에는 Z축으로 상하이동하면서 리드와 다이간에 와이어본딩을 수행하는 캐필러리(106)와 변환기(107)가 구비된다. 따라서, 자재이송부(101) 상에서 이동하는 리드프레임의 리드와 다이간의 와이어 본딩을 수행하도록 좌표가 조정된 후 상기 캐필러리(106)를 통하여 와이어 본딩이 수행된다.
여기서, 종래에는 리드프레임이 복잡한 와이어의 결선구조를 가지도록 설계되어 있으며, 이에따라 리드와 패드간을 연결하는 좌표의 정확도가 불량유무를 결정짓는 중요한 변수로 작용하므로 상기 반도체 소자 생산 과정중에서 다이와 리드를 연결하는 와이어본딩공정은 일정좌표에 의해 정확히 연결되는 것이 중요하게 요구되고 있다. 따라서, 상기 반도체 소자 설계상 상기 반도체 다이의 패드배열과 리드 프레임의 리드 배열의 순서를 정하고 정해진 위치의 본드 다이아그램을 제작하며, 상기 제작된 프로그램대로 와이어를 다이의 패드와 리드를 연결하여 준다.
도3에서는 화상얼라인먼트와 N개의 본딩좌표를 나타내고 있으며. 도4는 리드프레임의 리드(201)와 다이(202)의 각 패드(203)가 와이어로 결선되어 있는 상태를 나타내고 있다. 도3에 도시된 바와 같이 소정 크기를 가지는 다이(202)에는 다수의 패드(203)가 배열되어 있다. 그리고, 각 배열된 패드(203)는 다이(202)의 화상기준인식 영역(도면에서 P-1, P-2…로 도시)이 설정되어 있으며. 상기 다이(202)의 외부에는 리드프레임에 형성된 다수의 리드(201)가 배열되어 상기와 마찬가지로 리드의 화상인식기준 영역(도면에서 L-1, L-2…로 도시)이 설정되어 있다. 그리고, 상기 패드(203)와 리드(201)의 각 영역내에서 프로그램의 X, Y좌표에 따라 와이어가 연결되고 있다. 예를들면, 도4 및 도4a에 도시한 바와 같이 P-1에서의 P1,P2각각의 좌표중심(x1, y1)과 L-1에서의 L1,L2각각의 좌표중심(x1, y1)이 각각 ②, ④와이어에 연결되도록 설정되어 있다.
이와 같은 복잡한 결선구조를 가지는 리드프레임은 카메라를 통한 화상의 얼라인먼트와 본딩좌표를 설정하고 패드 P1의 본딩 중심좌표와 리드 L1의 본딩중심좌표에 정확히 와이어가 결선되도록 리드프레임의 위치정렬을 정확히 이루도록 하여야만 한다. 그러나, 작업자의 미숙련이나 자재대기 위치등의 요인과 같은 생산공정 상태의 불안정요소에 따라서 와어어 본딩 자재를 작업자 실수로 재로딩하거나 와어어 본딩도중에 인덱스의 에러, 와이어 브레이크, 와이어 오픈등 각종 본딩장비의 에러에 의하여 작업조작의 실수가 유발된다.
상기와 같은 원인으로 인하여 다이나 리드의 본딩하고자 하는 정확한 기점에 본딩되어야하나 일정한 허용범위 오차를 넘어서 본딩되는 경우도 다발하고 있으며, 이러한 작업조작의 실수에 따라 리드프레임이 정규 좌표위치가 아닌 곳에 위치하게 되면 카메라는 와이어본딩 상태를 감지하지 못하게 된다.
이에따라 도5에 도시한 바와 같이 와이어 본딩을 수행한 패드(203)의 중심좌표에 또 한번 와이어를 본딩하는 경우가 다발하고 있으며, 결국 이중 와이어본딩에 따른 제품불량을 초래하는 문제점이 있었다.
이러한 문제점은 와이어본더장비 자체가 불량유무 검출을 못하는 것에 기인하고 있으며, 양산공정에서 소량뿐만 아니라 대량불량까지도 초래한다.
따라서, 본 발명은 상기의 제반 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 카메라로 와이어 본딩전에 본드 포인트 다이의 화상을 인식하고, 와이어본딩의 완료후 다이의 패드의 본딩상태를 인식하여 화상위치를 보정하므로써 이중 와이어본딩되는 것을 방지하는 와이어본더의 화상인식장치 및 제어방법을 제공함에 그 목적이 있다.
도1은 일반적인 와이어본더의 일부 구성을 나타낸 사시도.
도2는 와이어본딩을 수행하기 전의 리드프레임에 다이가 장착된 자재의 형상도.
도3은 종래기술에 따른 자재에 와이어본딩을 수행하기 위하여 화상정렬과 N개의 본딩좌표를 설정하는 일예시도.
도4는 도3에서 설정된 좌표에 의해 리드프레임과 다이간에 와이어본딩된 상태도.
도4a는 도4의 상세도.
도5는 리드프레임과 다이간에 이중으로 와이어가 본딩된 상태를 나타낸 측단면도.
도6은 본 발명에 의한 와이어본더의 이중 본딩방지를 위한 화상인식장치의 일실시예 구성을 나타낸 블록도.
도7은 본 발명에 의한 와이어본더의 이중 본딩방지를 위한 화상인식방법을 수행하는 처리흐름도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
2 : 카메라 3 : 모니터
4 : 화상 메모리부 5 : 중앙처리장치
6 : 와이어본더 제어부 7 : 자재이송부
8 : 본드 헤드
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 리드프레임의 각 리드와 와이어 결선될 다이의 각 패드의 화상영역 이미지 및 와이어 본딩후 다이의 각 패드의 화상영역 이미지를 독취하는 카메라; 상기 카메라에서 독취된 화상영역을 디스플레이하는 수단; 상기 카메라로부터 읽어들인 와이어본딩전의 화상영역 이미지와 와이어본딩후의 화상영역 이미지 정보를 기억하는 화상 메모리부; 상기 화상 메모리부와 이미지신호를 수수하며, 데이터 처리 및 입출력등의 전반적인 제어를 행하는 중앙처리장치; 및 상기 중앙처리장치와 제어신호를 수수하며 자재이송부와 본드 헤드의 동작을 제어하는 와이어본드 제어부를 포함하는 와이어본더의 이중 본딩 방지를 위한 화상인식장치를 제공한다.
또한, 본 발명은 와이어본더의 초기화에 따라 자재를 이송하는 단계; 상기 본딩위치에 놓여진 리드프레임의 패드와 리드간의 본딩 포인트의 화상을 읽어들여 메모리에 저장하는 단계; 와이어본딩을 수행하는 단계; 와이어본딩이 완료된 패드의 본딩 포인트의 화상을 읽어들여 메모리에 저장하는 단계; 자재를 이송하는 단계; 화상 얼라인먼트를 수행하여 각 리드점과 각 패드점의 화상을 순차적으로 보정하는 단계; 상기 패드의 위치에 와이어가 존재하는지를 판단하는 단계; 화상메모리에 기억된 정보중 와이어본딩전의 패드의 이미지값과 와이어 본딩후의 이미지값을 비교하여 설정된 한계값과 대소관계를 분석하는 단계; 상기 비교, 분석값이 설정된 한계값보다 크거나 같으면 정상적인 와이어본딩공정을 수행하는 단계; 및 상기 비교, 분석값이 설정된 한계값보다 작으면 이미 와이어 본딩상태이므로 에러 메시지를 발생하여 와이어 본더장비를 정지시키는 단계를 포함하는 와이어본더의 이중 본딩 방지를 위한 화상인식 제어방법을 제공한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.
본 발명에 의한 와이어본더 이중 본딩방지를 위한 화상인식장치 및 제어방법은 와이어본딩전의 패드의 화상영역 이미지와 와이어본딩후의 패드의 화상영역 이미지의 값과 설정된 값을 비교분석하여 이중 와이어본딩유무를 검출하도록 구현한 것으로, 본 실시예에서는 도6에 도시된 바와 같이 리드프레임의 각 리드(9)와 와이어 결선될 다이(10)의 각 패드(10a)의 화상영역 이미지 및 와이어 본딩후 다이의 각 패드의 화상영역 이미지를 수신하는 카메라(2)와, 상기 카메라(2)에서 수신된 화상영역을 디스플레이하는 모니터(3)와, 상기 카메라(2)로부터 읽어들인 와이어본딩전의 화상영역 이미지와 와이어본딩후의 화상영역 이미지 정보를 기억하는 화상 메모리부(4)와, 데이터 처리 및 입출력등의 전반적인 제어를 행하며 상기 화상 메모리부(4)에 저장된 본딩전 및 본딩후의 이미지신호를 수수하되, 상기 본딩전 및 본딩후의 이미지값과 기 설정된 한계값과의 대소관계를 분석하여 이중본딩여부를 판단하는 중앙처리장치(5)와, 상기 중앙처리장치(5)와 제어신호를 수수하며 자재이송부(7)와 본드 헤드(8)의 동작을 제어하는 와이어본드 제어부(6)로 구성되어 있다.
여기서, 상기 화상메모리부(4)는 I1∼IN 번지의 이미지 데이터가 입력되는데, 이때 와이어본딩전의 이미지데이타는 P1의 이미지= D1, P2의 이미지= D2,… PN이미지=DN으로 설정하고, 마찬가지로 와이어본딩후의 이미지 데이터는 P1의 이미지= D'1, P2의 이미지= D'2,… PN이미지=D'N으로 설정하여 기억하고 저장한다.
상기와 같이 구성된 본 발명에 의한 화상인식장치의 제어방법을 구현하기 위한 처리흐름을 도7을 통하여 설명한다.
와이어본더의 초기화에 따라 구동하는 자재이송부(7)를 통하여 다이(10)가 부착된 리드프레임을 본딩죤으로 이송한다(S1, S2). 상기 본딩죤에 놓여진 리드프레임의 패드(10a)와 리드(9)간의 본딩 포인트의 화상을 본딩헤드에 장착된 카메라(2)로 읽어들여 화상 메모리부(4)에 저장하고 와이어본딩을 수행한다(S3, S4).
또, 상기 와이어본딩이 완료된 패드(10a)의 본딩 포인트의 화상을 카메라(2)로 읽어들여 화상 메모리부(4)에 저장한다. 여기서, 상기 패드(10a)와 리드(9)간의 본딩 포인트의 화상을 읽어들인 후에 전체를 체크할 것인지, 리드프레임단위 또는 매거진 단위별로 주기적으로 체크할 것인지에 대한 파라메타값을 설정하고 나서(S5a), 자재를 이송한다(S6).
그리고, 화상 얼라인먼트를 수행하여 각 리드점과 각 패드점의 화상을 순차적으로 보정한다(S7).
여기서, 상기 화상얼라인먼트는 종래의 방식을 이용한다.
즉, 와이어본딩을 하고자 하는 자재의 다이의 각 와이어본딩점과 리드프레임의 각 리드의 와이어 본딩점의 좌표를 화상 모니터상의 이미지를 보면서 좌표를 입력한다. 이는 X-Y테이블을 이송하면서 n개의 와이어루프가 결선될 패드1의 좌표점 P1부터 패드n의 PN의 좌표점과 리드1의 좌표점 L1부터 리드n의 LN좌표점을 입력한다.
상기 각 좌표점 P1∼PN, L1∼LN의 위치보정을 위해 화상정렬을 수행하게 되며, 도3에서 도시한 바와 같이 다이의 위치보정 정렬점 P-1, P-2와 리드의 위치보정 정렬점 L-1, L-2를 설정해놓고 다이의 본딩공정에서 매번 약간씩 다른 위치에 붙여진 다이와 소정간격으로 틀어진 위치에 있는 리드의 위치보정을 하는 것이다.
상기 화상위치보정 단계를 수행한 후 상기 패드 예를들면 P1의 위치에 와이어가 존재하는지를 판단한다(S8). 상기 판단단계에서 와이어가 존재하지 않으면 본딩전의 화상인식을 수행하고, 와이어가 존재하게 되면 와이어본딩전의 D1및 와이어본딩후의 D'1의 매칭값과 중앙처리장치에 설정되어 있는 한계값(TH)과의 대소관계를 분석하고 판단한다(S9). 본딩전의 이미지 D1과 비슷하여 상기 매칭값이 한계값보다 크거나 같게 되면 즉 M≥TH이면 정상적인 와이어본딩공정을 수행하고 자재를 이송하는 단계를 계속 수행하며(S10), 본딩후의 이미지 D'1과 비슷하여 상기 매칭값이 설정된 한계값보다 작으면, 즉 M<TH이면 이미 와이어 본딩상태이므로 에러 메시지를 와이어본더 제어부에 송출하므로써 와이어 본더장비를 정지시킨다(S11, S12).
여기서, 상기 매칭값(M)과 한계값(TH)의 대소 비교에 있어서 n개의 패드 몇 개만 설정하여 화상인식을 할 수 있도록 파라메타를 정할 수도 있다. 예를들면 리드프레임의 첫 번째 유니트만 혹은 첫 번째 유니트에서도 P1이나 P1∼PN등과 같이 선택적으로 설정할 수있다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.
전술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 본딩전과 본딩후의 각 다이의 패드의 본딩포인트의 화상영역을 입력하고, 상기 본딩전 이미지값과 본딩후 이미지값을 비교하여 매칭값이 설정된 한계값보다 큰지 작은지의 여부로 이중 본딩여부를 감지하므로써 신뢰성있게 본딩불량 유무를 확인할 수 있으며, 이에따라 불량율을 감소시켜 생산 수율을 제고시키는 효과가 있다.
Claims (4)
- 리드프레임의 각 리드와 와이어 결선될 다이의 각 패드의 화상영역 이미지 및 와이어 본딩후 다이의 각 패드의 화상영역 이미지를 독취하는 카메라;상기 카메라에서 독취된 화상영역을 디스플레이하는 수단;상기 카메라로부터 읽어들인 와이어본딩전의 화상영역 이미지와 와이어본딩후의 화상영역 이미지 정보를 기억하는 화상 메모리부;상기 화상 메모리부와 이미지신호를 수수하며, 데이터 처리 및 입출력등의 전반적인 제어를 행하는 중앙처리장치; 및상기 중앙처리장치와 제어신호를 수수하며 자재이송부와 본드 헤드의 동작을 제어하는 와이어본드 제어부를 포함하는 와이어본더의 이중 본딩 방지를 위한 화상인식장치.
- 와이어본더의 초기화에 따라 자재를 이송하는 단계;상기 본딩위치에 놓여진 리드프레임의 패드와 리드간의 본딩 포인트의 화상을 읽어들여 메모리에 저장하는 단계;와이어본딩을 수행하는 단계;와이어본딩이 완료된 패드의 본딩 포인트의 화상을 읽어들여 메모리에 저장하는 단계;자재를 이송하는 단계;화상 얼라인먼트를 수행하여 각 리드점과 각 패드점의 화상을 순차적으로 보정하는 단계;상기 패드의 위치에 와이어가 존재하는지를 판단하는 단계;화상메모리에 기억된 정보중 와이어본딩전의 패드의 이미지값과 와이어 본딩후의 이미지값을 비교하여 설정된 한계값과 대소관계를 분석하는 단계;상기 비교, 분석값이 설정된 한계값보다 크거나 같으면 정상적인 와이어본딩공정을 수행하는 단계; 및상기 비교, 분석값이 설정된 한계값보다 작으면 이미 와이어 본딩상태이므로 에러 메시지를 발생하여 와이어 본더장비를 정지시키는 단계를 포함하는 와이어본더의 이중 본딩 방지를 위한 화상인식 제어방법.
- 제2항에 있어서,n개의 패드만 설정하도록 파라메타를 가지는 단계를 더 포함하는 와이어본더의 이중 본딩 방지를 위한 화상인식 제어방법.
- 제2항에 있어서,와이어본딩이 완료된 패드의 본딩 포인트의 화상을 읽어들여 메모리에 저장하는 단계가상기 패드와 리드간의 본딩 포인트의 화상을 전체적으로 체크할 것인지, 리드프레임 단위 또는 매거진 단위로 체크할 것인지에 대한 파라메타값을 설정하는 과정을 더 포함하는 와이어본더의 이중 본딩 방지를 위한 화상인식 제어방법.
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| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
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