KR20030043646A - 와이어본딩장치 - Google Patents

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Abstract

위치검출용 카메라의 렌즈통으로부터 조사되는 광원을 점등하고 있어도, 취득하는 화질이 열화되지 않는다.
본딩부품에 본딩을 행하는 툴(4), 렌즈통(8)을 가지고 본딩부품을 촬상하는 위치검출용 카메라(7), 렌즈통(8)을 통하여 조명광을 하방으로 조명하는 광원(14), 툴(4)의 하단 근방의 상을 렌즈통(8)으로 유도하는 광로변환수단(20)을 구비하고 있다. 광로변환수단(20)에는, 광원(14)으로부터 조명광을 통과시키지 않고 조명수단(25)의 조명광을 통과시키는 파장선택용 필터(30)가 툴(4)의 하단 근방의 상을 상방으로 반사시키는 하는 미러(22)의 상방에 설치되어 있다.

Description

와이어본딩장치{Wire Bonding Apparatus}
본 발명은 와이어본딩장치에 관한 것으로, 특히 툴의 하단 근방의 상을 위치검출용 카메라로 유도하는 광로변환수단을 구비한 와이어본딩장치에 관한 것이다.
와이어본딩장치는, 본딩부품에 본딩을 행하는 툴과, 렌즈통을 가지고 본딩부품을 촬상하는 위치검출용 카메라와, 상기 툴의 하단 근방의 상을 상기 렌즈통으로 유도하는 광로변환수단을 구비하고 있다. 또한, 이 종류의 와이어본딩장치로서, 예를 들면 일본 특개 2001―203234호를 들 수 있다. 이 공지예에는 개시되어 있지 않은데, 위치검출용 카메라에 의해 본딩부품의 영상을 선명하게 받아드리기 위해서, 렌즈통을 통하여 조명광을 하방으로 조사하고 있다.
렌즈통측의 광원을 점등한 채 툴 또는 툴과 함께 기준부재의 상을 받아들이면, 광원의 조명이 툴 또는 기준부재에서 반사하여, 전체의 컨트라스트가 줄고, 취득되는 화상이 열화되고 만다. 이와 같은 화상은, 화상처리를 행하는 점에서 오차요인으로 되기 쉽다. 광원의 영향을 없애기 위해서는, 이 광원을 오프로 하던지, 광량을 줄이면 된다.
그런데, 툴 하단에서 뻗어 있는 와이어(테일)의 구부러짐, 테일 길이, 이 테일이 용융(溶融)되게 하여 형성된 볼 직경을 조사할 경우에는, 그 결과를 즉석에서 제어부에 피드백할 필요가 있다. 이를 위해, 광원을 오프로 하는 방법은 생산성을 저해하여 바람직하지 않다. 특히 광원으로서, 염가로 조명도가 우수한 할로겐광원을 사용한 경우에는, 할로겐광원은 조명광량의 전환시간이 느리므로, 광원을 온, 오프하는 것은 바람직하지 않다.
본 발명의 과제는, 위치검출용 카메라의 렌즈통으로부터 조사되는 광원을 점등하고 있어도, 취득하는 화질이 열화되지 않는 광로변환수단을 구비한 와이어본딩장치를 제공하는데 있다.
도 1은 본 발명의 와이어본딩장치의 제 1의 실시형태를 도시하는 주요부 단면 정면도,
도 2는 도 1의 평면도,
도 3은 본 발명의 와이어본딩장치의 제 2의 실시형태를 도시하는 광로변환수단의 단면 정면도, 및
도 4는 본 발명의 와이어본딩장치의 제 3의 실시형태를 도시하는 광로변환수단의 단면 정면도.
(부호의 설명)
4 : 툴5 : 와이어
7 : 위치검출용 카메라8 : 렌즈통
13 : 광파이버14 : 광원
20 : 광로변환수단21 : 케이스
21a : 툴삽입용 구멍22 : 미러
23 : 렌즈24 : 기준부재
25 : 조명수단30 : 파장선택용 필터
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 청구항 1은, 본딩부품에 본딩을 행하는 툴과, 렌즈통을 가지고 본딩부품을 촬상하는 위치검출용 카메라와, 상기 렌즈통을 통하여 조명광을 하방으로 조명하는 광원과, 상기 툴의 하단 근방의 상을 상기 렌즈통으로 유도하는 광로변환수단을 구비한 와이어본딩장치에 있어서, 상기 광로변환수단에는, 상기 툴의 하단 근방의 상의 광로내에 상기 렌즈통측으로부터 조명광을 통과시키지 않고 상기 광로변환수단의 조명광을 통과시키는 파장선택용 필터를 설치한 것을 특징으로 한다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 청구항 2는, 상기 청구항 1에 있어서, 상기 파장선택용 필터는, 상기 툴의 하단 근방의 상을 상방으로 반사시키는 반사부재의 상방에 설치되어 있는 것을 특징으로 한다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 청구항 3은, 상기 청구항 1에 있어서, 상기 파장선택용 필터는, 상기 툴의 하단 근방의 상을 상방으로 반사시키는 반사부재의 상기 상의 입광측에 설치되어 있는 것을 특징으로 한다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 청구항 4는, 상기 청구항 2에 있어서,상기 파장선택용 필터는, 상기 위치검출용 카메라의 렌즈통의 개구수보다 큰 각도로 경사져 있는 것을 특징으로 한다.
(발명의 실시형태)
본 발명의 와이어본딩장치의 제 1의 실시형태를 도 1 및 도 2에 의해 설명한다. XY축방향으로 구동되는 XY테이블(1)에 탑재된 본딩헤드(2)에는, 본딩암(3)이 상하이동 가능하게 설치되고, 본딩암(3)은 도시하지 않는 상하 구동수단으로 상하방향으로 구동된다. 본딩암(3)의 선단부에는 툴(4)이 부착되고, 툴(4)에는 와이어(5)가 끼워 통하여져 있다. 또 본딩헤드(2)에는, 카메라홀더(6)가 고정되어있고, 카메라홀더(6)의 선단부에는, 촬상소자(CCD 또는 CMOS 등)인 위치검출용 카메라(7)를 구비한 렌즈통(8)이 고정되어 있다.
렌즈통(8)내에는, 하방으로부터 상방으로 대물렌즈(10), 하프미러(11) 및 초점렌즈(12)가 설치되고, 렌즈통(8)의 상단에는 상기 위치검출용 카메라(7)가 고정되어 있다. 렌즈통(8)의 측방에는, 하프미러(11)에 대응하여 광파이버(13)의 일단이 부착되고, 광파이버(13)의 타단에는, 할로겐램프, LED 등의 광원(14)에 접속되어 있다. 그리고, 렌즈통(8)을 통하여 위치검출용 카메라(7)가 본딩부품상의 기준패턴을 촬상할 때에, 툴(4) 및 본딩암(3)이 위치검출용 카메라(7)의 시야의 방해가 되지 않도록, 렌즈통(8)의 광축(8a)과 툴(4)의 축심(4a)은 거리(W)만큼 오프셋되어 있다.
도시하지 않는 본딩부품을 위치결정하여 얹어놓는 도시하지 않는 본딩스테이지의 근방에는, 적어도 툴(4)의 하단 근방의 상광(像光)을 상기 렌즈통(8)으로 유도하는 광로변환수단(20)이 배열설치되어 있다. 광로변환수단(20)의 케이스(21)내에는, 도면중 좌측으로부터, 미러(22), 렌즈(23), 기준부재(24) 및 조명수단(25)이 배열설치되어 있고, 상기 미러(22)는 수평방향에 대하여 45°의 각도로 교차하고 있다. 여기서, 미러(22)의 중심으로부터 기준부재(24)의 중심까지의 거리(d)는, 렌즈통(8)의 광축(8a)과 툴(4)의 축심(4a)의 오프셋량(W)과 대략 동등하게 설정되어 있다. 케이스(21)에는, 기준부재(24)의 상방에 툴 삽입용 구멍(21a)이 설치되어 있다. 또한, 반사부재로서 미러(22)를 사용했는데, 프리즘을 사용해도 좋다.
상기 미러(22)의 상방에는, 상기 광원(14)의 조명광의 진입을 막는데, 조명수단(25)의 조명광을 통과시키는 파장선택용 필터(30)가 설치되고, 파장선택용 필터(30)는 케이스(21)의 커버를 겸하고 있다, 파장선택용 필터(30)는, 수평으로 설치해도 좋은데, 수평이면, 광원(14)의 조명광이 반사되어 위치검출용 카메라(7)에 입광할 염려가 있다. 이것을 방지하는데에는 파장선택용 필터(30)의 표면에 반사방지제를 코팅하면 되는데, 코스트가 든다. 그래서, 본 실시형태에 있어서는, 수평에 대하여 θ도 경사지게 하고 있다. 이 θ도는, 대물렌즈(10)의 개구수(NA)보다도 큰 각도인 것이 바람직하다. 파장선택용 필터(30)의 경사각도(θ)가 대물렌즈(10)의 개구수보다도 크면, 파장선택용 필터(30)의 반사광은 대물렌즈(10)에 입광하지 않는다.
그래서, 오프셋량(W)의 보정을 할 경우에는, XY테이블(1)을 구동하고, 툴(4)의 축심(4a)을 기준부재(24)의 상방에 위치하게 한다. 계속해서 도시하지 않는 상하 구동수단으로 본딩암(3)을 하강시키고, 광로변환수단(20)의 툴 삽입용구멍(21a)을 통과하여 툴(4)을 기준부재(24)에 스칠정도의 높이까지 하강시킨다. 이것에 의해, 툴(4) 및 기준부재(24)의 상은, 조명수단(25)으로부터의 빛에 대한 환영(幻影)으로서, 렌즈(23)를 통과하여 미러(22)에서 반사하고, 파장선택용 필터(30), 대물렌즈(10), 하프미러(11), 초점렌즈(12)를 통과하여 위치검출용 카메라(7)로 촬상된다. 이 화상에 의해, 툴(4)의 축심(4a)과 기준부재(24)의 위치관계가 얻어진다. 그 후는 일본 특개 2001－203234호와 동일한 방법에 의해 오프셋량(W)의 보정치를 구한다.
그런데, 와이어본딩방법에는, 툴(4)의 하단으로부터 뻗어 있는 와이어(5)(테일)에 볼을 형성하는 공정이 있다. 테일이 형성된 상태 또는 볼이 형성된 상태에서, 툴(4)을 상기한 바와 같이 광로변환수단(20)의 툴 삽입용 구멍(21a)에 삽입하면, 볼 형성 이전의 경우에는, 테일의 구부림, 테일의 화상을 처리하여 테일길이가 얻어지고, 볼 형성 이후의 경우에는, 볼의 화상을 처리하여 볼 직경이 얻어지고, 또 툴(4)의 하단부분의 파손, 오염상태 등도 관찰할 수 있다. 이 경우에는, 기준부재(24)는 없어도 된다.
상기한 바와 같이, 툴(4)의 하단 근방의 화상을 얻을 경우, 광원(14)을 점등한 상태로 해 놓아도, 광원(14)의 조명광은, 광로변환수단(20)에 입사하지 않으므로, 화상을 열화하게 하는 일은 없다. 또 파장선택용 필터(30)의 경사각도(θ)를 대물렌즈(10)의 개구수보다 크게 함으로써, 광원(14)의 조명광이 파장선택용 필터(30)에서 반사했다 하더라도, 이 반사광이 렌즈통(8)에 입사하는 것이 방지된다. 또 광원(14)은 한정되지 않는데, 특히 할로겐램프의 경우는 효과적이다.
본 발명의 와이어본딩장치의 제 2 및 제 3의 실시형태를 도 3 및 도 4에 의해 설명한다. 도 3의 경우는 파장선택용 필터(30)를 미러(22)와 렌즈(23) 사이에 설치하고, 도 4의 경우는 파장선택용 필터(30)를 렌즈(23)와 기준부재(24) 사이에 설치하고 있다. 이와 같이 구성해도, 광원(14)의 조명광이 적어도 대상물(툴(4) 및 기준부재(24)) 에서 반사하여 재차 렌즈통(8)에 입사하는 것이 방지된다.
그런데, 광로변환수단(20)은, 툴(4)의 하단 근방의 상을 렌즈통(8)으로 유도하는 것이므로, 툴(4)의 상의 방향을 변환시키는 미러(22)는 반드시 필요하다. 그러나, 렌즈(23)는 일본 특개 2001－203234호에도 개시되어 있는 바와 같이 반드시 필요한 것은 아니다. 따라서 렌즈(23)를 가지고 있지 않은 경우에는, 파장선택용 필터(30)는 미러(22)의 상방이던지, 또는 미러(22)의 도면중 좌측에 설치하면 좋은 것은 말할 필요도 없다.
본 발명은, 본딩부품에 본딩을 행하는 툴과, 렌즈통을 가지고 본딩부품을 촬상하는 위치검출용 카메라와, 상기 렌즈통을 통하여 조명광을 하방으로 조명하는 광원과, 상기 툴의 하단 근방의 상을 상기 렌즈통으로 유도하는 광로변환수단을 구비한 와이어본딩장치에 있어서, 상기 광로변환수단에는, 상기 툴의 하단 근방의 상의 광로내에 상기 렌즈통측으로부터 조명광을 통과시키지 않고 상기 광로변환수단의 조명광을 통과시키는 파장선택용 필터를 설치하였으므로, 위치검출용 카메라의 렌즈통으로부터 조사되는 광원을 점등하고 있어도, 취득하는 화질이 열화되지 않는다.

Claims (4)

  1. 본딩부품에 본딩을 행하는 툴과, 렌즈통을 가지고 본딩부품을 촬상하는 위치검출용 카메라와, 상기 렌즈통을 통하여 조명광을 하방으로 조명하는 광원과, 상기 툴의 하단 근방의 상을 상기 렌즈통으로 유도하는 광로변환수단을 구비한 와이어본딩장치에 있어서, 상기 광로변환수단에는, 상기 툴의 하단 근방의 상의 광로내에 상기 렌즈통측으로부터 조명광을 통과시키지 않고 상기 광로변환수단의 조명광을 통과시키는 파장선택용 필터를 설치한 것을 특징으로 하는 와이어본딩장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 파장선택용 필터는, 상기 툴의 하단 근방의 상을 상방으로 반사시키는 반사부재의 상방에 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 와이어본딩장치.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 파장선택용 필터는, 상기 툴의 하단 근방의 상을 상방으로 반사시키는 반사부재의 상기 상의 입광측에 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 와이어본딩장치.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 파장선택용 필터는, 상기 위치검출용 카메라의 렌즈통의 개구수보다 큰 각도로 경사져 있는 것을 특징으로 하는 와이어본딩장치.
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