TWI826789B - 打線接合裝置 - Google Patents

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Abstract

本發明的課題在於抑制接合性的下降。打線接合裝置100包括：接合平台7，載置有半導體晶片20；打線接合單元40，具有將接合線200接合於半導體晶片20的毛細管1、使毛細管1往復移動的Z軸驅動部5、及使毛細管1及Z軸驅動部5沿著與往復移動的方向交差的二維平面移動的工具用XY平台6；以及基座70，具有光學系統10、及使光學系統10沿著與往復移動的方向交差的二維平面移動的光學系統用XY平台11，且安裝有打線接合單元40。打線接合單元40安裝於基座70的第一部分71a，光學系統用XY平台11安裝於基座70的與第一部分71a不同的第二部分71b。

Description

打線接合裝置
本發明是有關於一種打線接合裝置。
專利文獻1、專利文獻2揭示了一種打線接合裝置。打線接合裝置藉由毛細管(capillary)將接合線接合於基板或半導體晶片的所期望的位置。為了使毛細管正確地移動至接合位置，例如基於圖像處理進行位置控制。
[現有技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開平08-306732號公報
[專利文獻2]日本專利特開平10-242191號公報
打線接合的技術領域中，期望將接合線可靠地接合於對象物。被稱為接合性(bondability)的接合部分的特性受接合作業時的若干個主要因素影響。若於接合作業過程中自外部對毛細管施加振動而使毛細管產生意料外的振動，則接合性會下降。
因此，本發明的目的在於提供一種可抑制接合性的下降的打線接合裝置。
作為本發明的一形態的打線接合裝置包括：接合平台，載置有接合對象物；打線接合單元，具有將接合線接合於接合對象物的毛細管、使毛細管往復移動的毛細管驅動部、及使毛細管及毛細管驅動部沿著與往復移動的方向交差的二維平面移動的XY平台；攝像單元，對載置於接合平台的接合對象物進行攝像；以及基座，安裝有打線接合單元及攝像單元，打線接合單元安裝於基座的第一部分，攝像單元安裝於基座的與第一部分不同的第二部分。
所述打線接合裝置中，打線接合單元及攝像單元分別安裝於基座的彼此不同的部分。如此，由於攝像單元的動作而產生的振動於到達打線接合單元之前可充分衰減，因此難以對打線接合單元的動作產生影響。因此，由於可於良好的狀態下進行接合，因此可抑制接合性的下降。
一形態中，攝像單元可對代表打線接合單元的位置的參照點進行攝像，並對載置於接合平台的接合對象物進行攝像。根據所述結構，可較佳地進行打線接合單元與攝像單元的校準(calibration)。
一形態中，攝像單元可獲得包含參照點的第一圖像、以及包含接合對象物且與第一圖像不同的第二圖像。藉由所述結構，亦可較佳地進行打線接合單元與攝像單元的校準。
一形態的打線接合裝置可進而包括控制部，所述控制部 取得算出了第一圖像中的參照點的視野座標與XY平台的位置座標之間的相關關係的校準值。藉由所述結構，亦可較佳地進行打線接合單元與攝像單元的校準。
一形態中，參照點可設置於打線接合單元的超音波焊頭(ultrasonic horn)的上表面。藉由所述結構，亦可較佳地進行打線接合單元與攝像單元的校準。
一形態中，攝像單元可具有攝像裝置、以及光學系統，所述光學系統將來自接合對象物及參照點的光引導至攝像裝置，光學系統在攝像裝置與接合對象物之間、及攝像裝置與參照點之間包括配置於光軸上的透鏡及光分支部，透鏡配置於攝像裝置側，光分支部配置於接合對象物側及參照點側。根據所述結構，可簡單地進行打線接合單元與攝像單元的校準。
一形態中，光分支部可包括半透反射鏡及向半透反射鏡照射光的照明，光分支部利用照射至半透反射鏡的光來切換取得第一圖像的光路及取得第二圖像的光路。藉由所述結構，亦可簡單地進行打線接合單元與攝像單元的校準。
根據本發明，可提供一種可抑制接合性的下降的打線接合裝置。
1:毛細管
2:超音波焊頭
3:線夾
4:焊頭支架
5:Z軸驅動部(毛細管驅動部)
6:工具用XY平台(XY平台)
7:接合平台
10、10B:光學系統
11:光學系統用XY平台(相機驅動部)
20:半導體晶片
21:參照點
21A、21B、21C:參照點
22:接合點
30:第一光學零件
30A:第一攝像裝置
30B、31B、37:半透反射鏡
30C、30D:光學零件
30E、30F:透鏡
31:第二光學零件
31A:第二攝像裝置
32:第一照明
33:第二照明
34、38:半透反射鏡(光分支部)
36、41~44:反射鏡
39:第三光學零件
40:打線接合單元
50、50A:攝像單元(攝像部)
60:控制器
61:第一平台控制部
62:接合控制部
63:第二平台控制部
64:攝像控制部
65:照明控制部
66:計算處理部
67:存儲部
70:基座
71:主框架
71a:第一部分
71b:第二部分
72:子框架
91:焊炬臂
92:適配器
95、95A:光路長度校正構件
96:光學構件
100:打線接合裝置
102:零件
200:接合線
202:第一視野
202C:第一視野的中心
203:第二視野
204:引線
a1、a2、b1、b2:光路長度
A1:第一晶片對準點
A2:第二晶片對準點
R1:第一光路
R2:第二光路
R3:第三光路
R4:第四光路
S1~S8、S7a、S7b、S10、S20、S30、S31a~S31g、S32a~S32c、S33a~S33f、S81a~S81c、S82a、S82b、S83a、S84a~S84c、S91a~S91h、S92a~S92c、S93a~S93c:步驟
S31:第一動作
S32:第二動作
S33:第三動作
S81:第四動作
S82:第五動作
S83:第六動作
S84:第七動作
S91:第八動作
S92:第九動作
S93:第十動作
圖1是自正面觀察實施形態的打線接合裝置的圖。
圖2是自側面觀察實施形態的打線接合裝置的圖。
圖3是自正面觀察攝像單元的圖。
圖4是自側面觀察攝像單元的圖。
圖5的(a)是表示第一光路的圖，圖5的(b)是表示第二光路的圖。
圖6的(a)是表示第三光路的圖，圖6的(b)是表示第四光路的圖。
圖7是自傾斜方向觀察攝像單元的第三光路的圖。
圖8是控制器的功能框圖。
圖9是表示打線接合方法的主要步驟的流程圖。
圖10是詳細示出設定相機偏移值的步驟的步驟表。
圖11的(a)、圖11的(b)、圖11的(c)、圖11的(d)是於設定相機偏移值的步驟中取得的圖像的例示。
圖12的(a)及圖12的(b)是詳細示出進行定位動作的步驟的步驟表。
圖13是用於說明進行定位動作的步驟的圖像的例示。
圖14是自側面觀察攝像單元的變形例的圖。
圖15是自側面詳細觀察攝像單元的變形例的圖。
圖16是自側面觀察攝像單元的又一變形例的圖。
圖17是表示參照點的變形例的打線接合裝置的側視圖。
圖18是詳細示出設定相機偏移值的步驟的變形例的步驟表。
以下，參照隨附圖示詳細說明用於實施本發明的形態。圖示的說明中對同一要素標注同一符號，省略重覆的說明。
圖1是本發明的實施形態的打線接合裝置100的主視圖。圖2是圖1所示的打線接合裝置100的側視圖。打線接合裝置100將接合線200接合於半導體晶片20。
打線接合裝置100具有打線接合單元40、攝像單元50、控制器60(控制部)、以及基座70作為主要的構成要素。打線接合單元40將接合線200接合於半導體晶片20。攝像單元50獲得用於控制打線接合單元40的動作的圖像。控制器60控制打線接合單元40及攝像單元50的動作。例如，控制器60控制攝像單元50，獲得包括半導體晶片20及毛細管1等的圖像。
而且，控制器60藉由處理圖像來控制打線接合單元40。打線接合單元40的控制包括毛細管1的前端相對於半導體晶片20的位置控制、基於毛細管1進行的打線接合動作的控制等一系列的動作。於基座70至少安裝有打線接合單元40及攝像單元50。即，基座70保持攝像單元50相對於打線接合單元40的相對位置。再者，控制器60可安裝於基座70，亦可不安裝。
<打線接合單元>
打線接合單元40具有毛細管1、超音波焊頭2、線夾3、焊頭支架4、Z軸驅動部5(毛細管驅動部)、以及工具用XY平台6(XY平台)。
作為接合工具的毛細管1將接合線200接合於半導體晶 片20。毛細管1可裝卸地安裝於超音波焊頭2的前端側。超音波焊頭2的基端側安裝於焊頭支架4的前端側。於焊頭支架4的前端側，除了超音波焊頭2之外，亦安裝有線夾3的基端側。線夾3的前端側大致位於毛細管1的上方。
焊頭支架4的基端側安裝於Z軸驅動部5。作為接合頭的Z軸驅動部5使焊頭支架4進行圓弧運動。根據焊頭支架4的圓弧運動，直接或間接地安裝於焊頭支架4的毛細管1、超音波焊頭2及線夾3亦進行圓弧運動。藉由毛細管1的圓弧運動，毛細管1進行接合動作。於Z軸驅動部5亦安裝有焊炬臂(torch arm)91。於焊炬臂91的前端側安裝有用於焊炬(未圖示)的適配器(adapter)92。Z軸驅動部5安裝於工具用XY平台6。因此，直接或間接地安裝於Z軸驅動部5的毛細管1、超音波焊頭2、線夾3、焊頭支架4及Z軸驅動部5可沿著XY平面平行移動。工具用XY平台6是使用了伺服馬達(servo motor)的高速高精度平台。接合平台7配置於毛細管1的下方。接合平台7將半導體晶片20保持於毛細管1的下方。
總之，打線接合單元40中，安裝於超音波焊頭2的作為接合工具的毛細管1及使毛細管1進行圓弧運動來進行接合動作的Z軸驅動部5設置於工具用XY平台6上。
<攝像單元>
攝像單元50獲得用於毛細管1的定位的圖像。作為定位用光學系統的攝像單元50包括獨立於工具用XY平台6的不同的光學 系統用XY平台11。
攝像單元50具有光學系統10(攝像部)及光學系統用XY平台11(相機驅動部)。光學系統10獲得攝像範圍彼此不同的圖像。例如，光學系統10獲得包含特別規定半導體晶片20的位置的標記的圖像、及包含用於特別規定毛細管1的位置的參照點21(後述)的圖像。另外，光學系統10獲得攝像倍率彼此不同的圖像。光學系統用XY平台11使光學系統10相對於攝像對象相對移動。攝像對像是設置有半導體晶片20及參照點21的超音波焊頭2等。
圖3是自正面觀察光學系統10的圖。圖4是自側面觀察光學系統10的圖。如圖3及圖4所示，光學系統10具有第一攝像裝置30A、第二攝像裝置31A、反射鏡36、半透反射鏡30B、半透反射鏡31B、半透反射鏡34、半透反射鏡37、半透反射鏡38、第一照明32、第二照明33、第一光學零件30、第二光學零件31、以及第三光學零件39。
第一攝像裝置30A獲得高倍率的圖像。第二攝像裝置31A獲得低倍率的圖像。第一攝像裝置30A及第二攝像裝置31A例如可為高畫素相機。例如，於採用1.1吋大小的1200萬高畫素相機作為第一攝像裝置30A及第二攝像裝置31A的情況下，若設為2倍的倍率，則視野大小為4.2mm×3.5mm。其是先前打線接合機(wire bonder)的雙目鏡筒的低倍視野的約兩倍。於該情況下，畫素解析度為1.7μm/畫素(pixel)。根據圖像處理，可實現 畫素分解的幾分之一~十分之一的識別精度。例如，於要求的接合精度為2μm時，作為高精度打線接合機，可確保充分的識別精度。於設為低倍率及高倍率的雙目鏡筒的情況下，可於後述的引線定位中減少攝像次數。再者，於使用高畫素相機可確保寬視野的情況下，亦可為單目。
光學系統10獲得存在於第一視野202中的物體的圖像、以及存在於第二視野203中的物體的圖像。因此，光學系統10構成將來自第一視野202的光引導至第一攝像裝置30A的第一光路R1、以及將來自第一視野202的光引導至第二攝像裝置31A的第二光路R2。進而，光學系統10構成將來自第二視野203的光引導至第一攝像裝置30A的第三光路R3、以及將來自第二視野203的光引導至第二攝像裝置31A的第四光路R4。
第一視野202的位置與第二視野203的位置不同。自第一光學零件30至作為攝像對象的半導體晶片20為止的光路長度與自第二光學零件31至作為攝像對象的參照點21為止的光路長度相同。具體而言，光路長度可表示為a1+a2=b1+b2。再者，a1是自半導體晶片20至半透反射鏡34為止的光路長度。a2是自半透反射鏡34至半透反射鏡37為止的光路長度。b1是自參照點21至反射鏡36為止的光路長度。b2是自反射鏡36至半透反射鏡37為止的光路長度。因此，與後述的校準值相關的倍率於第一視野202及第二視野203中均相同。
如圖5的(a)所示，第一光路R1將來自第一視野202 的光引導至第一攝像裝置30A。第一視野202配置有半導體晶片20。因此，第一光路R1將來自半導體晶片20的光引導至第一攝像裝置30A。第一光路R1包含半透反射鏡34(光分支部)及第一光學零件30。
如圖5的(b)所示，第二光路R2將來自第一視野202的光引導至第二攝像裝置31A。因此，第二光路R2將來自半導體晶片20的光引導至第二攝像裝置31A。第二光路R2包含半透反射鏡34、半透反射鏡37、半透反射鏡30B、半透反射鏡31B及第二光學零件31。
總之，來自半導體晶片20的光經由半透反射鏡34、半透反射鏡37，於半透反射鏡30B分為到達高倍率側的第一光學零件30的光路及到達低倍率側的第二光學零件31的光路。而且，藉由高倍率用第一攝像裝置30A及低倍率用第二攝像裝置31A分別進行攝像。將藉由該些光路對半導體晶片20進行攝像的視野稱為第一視野202。
如圖6的(a)及圖7所示，第三光路R3將來自第二視野203的光引導至第一攝像裝置30A。於第二視野203中，配置有設置於超音波焊頭2的參照點21。因此，第三光路R3將來自參照點21的光引導至第一攝像裝置30A。第三光路R3包含反射鏡36、半透反射鏡37及第一光學零件30。
即，第二視野203對位於工具用XY平台6的任意部位的參照點21進行攝像。參照點21是形成於超音波焊頭2的上表 面的標記。參照點21設置於超音波焊頭2等可藉由工具用XY平台6而移動的零件。參照點21理想的是設置於距毛細管1的距離近的位置。於超音波焊頭2上設置有線夾3。但是，自線夾3的間隙可觀察到超音波焊頭2的上表面。亦可於超音波焊頭2的上表面附上圖像識別容易且可滿足所期望的精度的識別標記(例如十字形狀)。所述識別標記是參照點21。例如，參照點21亦可使用超音波焊頭2的邊緣或構成超音波焊頭2的金屬構件的表面的圖形作為參照點21，來代替積極設置的識別標記。
另外，根據參照點21的位置，接合區域受到限制。例如，於對位置對準的要求精度較寬鬆的情況下，可提高設置參照點21的位置的自由度。換言之，參照點21被允許置於距毛細管1的距離遠的點。於該情況下，關於用於使構成第一視野202及第二視野203的光路長度的長度一致的零件的配置，自由度擴大。參照點21的變形例將後述。
如圖6的(b)所示，第四光路R4將來自第二視野203的光引導至第二攝像裝置31A。因此，第四光路R4將來自參照點21光引導至第二攝像裝置31A。第四光路R4包含反射鏡36、半透反射鏡37、半透反射鏡30B、半透反射鏡31B及第二光學零件31。
自第二照明33向參照點21照射的光經由反射鏡36、半透反射鏡37，於半透反射鏡30B分為到達高倍率側的第一光學零件30的光路及到達低倍率側的第二光學零件31的光路，藉由高 倍率用第一攝像裝置30A及低倍率用第二攝像裝置31A分別進行攝像。
藉由於光軸方向上驅動作為透鏡的第一光學零件30及第二光學零件31，進行聚焦調整(焦點調整)。
光學系統10可相互切換構成第一光路R1及第二光路R2的第一視野形態、以及構成第三光路R3及第四光路R4的第二視野形態。換言之，可相互切換將來自第一視野202的光分別引導至第一攝像裝置30A及第二攝像裝置31A的第一視野形態、以及將來自第二視野203的光分別引導至第一攝像裝置30A及第二攝像裝置31A的第二視野形態。
形態的切換可藉由第一照明32及第二照明33的點亮及熄滅的切換來控制。第一照明32經由第三光學零件39配置於半透反射鏡34的背面側。第一照明32配置於自半透反射鏡34到達第一視野202的光軸的延長線上。因此，第一照明32經由第三光學零件39及半透反射鏡34向作為接合對象物的半導體晶片20照射照明光。第二照明33配置於與自半透反射鏡37到達第二視野203的光軸交差的半透反射鏡38(光分支部)的背面側。因此，第二照明33經由半透反射鏡38向參照點21照射照明光。
而且，於設為第一視野形態的情況下，點亮第一照明32且熄滅第二照明33(參照圖5的(a)及圖5的(b))。於設為第二視野形態的情況下，熄滅第一照明32且點亮第二照明33(參照圖6的(a)及圖6的(b))。該些的第一照明32及第二照明33 的點亮及熄滅可由自控制器60提供的控制信號來控制。
再次，如圖4所示，構成光學系統10的各零件固定於未圖示的框架等，並保持彼此的位置關係。而且，安裝有零件的框架安裝於光學系統用XY平台11。光學系統用XY平台11安裝於基座70。例如，光學系統用XY平台11是吊掛於打線接合單元40上的吊掛結構。再者，不要求光學系統用XY平台11的位置精度。例如，光學系統用XY平台11的位置精度可比工具用XY平台6的位置精度低。
另外，第一視野202與第二視野203於X方向上偏離(偏移)。偏移的原因在於避免與自配置於第二視野203的工具(超音波焊頭2)的上表面存在的接合線供給部(未圖示)延伸的接合線200的干涉。根據線供給系統的結構，亦可不具有所述偏移而將工具的上表面設為第二視野203。與此種情況對應的光學系統的結構作為變形例而於後文詳細說明。
第一視野202與第二視野203穿過若干個光學零件，直至於半透反射鏡37中光路合流為止。若該些光學零件因溫度變化而變形或位置偏離，則會造成定位誤差。作為對所述誤差的應對，可列舉若干個對策。第一對策是圖像偏離的溫度校正。第二對策是採用使用了線膨脹係數小的材料的光學零件。第三對策是採用即使溫度變化圖像偏離亦小(或可消除)的光學結構。再者，亦可採用與第一對策~第三對策不同的對策。
本實施形態的攝像單元50中，自對半導體晶片20進行 加熱的加熱器至攝像單元50為止的距離比先前結構的打線接合裝置中的自加熱器至攝像單元為止的距離大。作為一例，自對半導體晶片20進行加熱的加熱器至攝像單元50為止的距離是先前結構的打線接合裝置中的自加熱器至攝像單元為止的距離的3倍左右。因此，可抑制由於加熱器引起的熱而使攝像單元50受到加熱所導致的溫度變化的影響。
<基座>
基座70只要可保持攝像單元50相對於打線接合單元40的位置即可。因此，基座70的具體結構允許根據打線接合單元40的結構、攝像單元50的結構、攝像單元50相對於打線接合單元40的位置等適宜變更。以下，對基座70的結構的一例進行說明。
如圖1及圖2所示，基座70具有主框架71及子框架72。主框架71是具有高的剛性的結構物。於安裝打線接合單元40或攝像單元50的情況下，主框架71不會相對於由於它們的重量或動作產生的力產生顯著的變形。例如，於基於Z軸驅動部5產生毛細管1的往復圓弧運動的情況下，產生激振力。主框架71亦不會由於所述激振力而產生對接合的精度或品質造成影響的顯著變形。子框架72是將構成打線接合裝置100的單元或零件固定於主框架71的機械接口。子框架72亦與主框架71同樣地，不會因搭載物的重量或外力而產生顯著的變形。
圖1的例子中，子框架72固定於主框架71的第一部分71a。而且，於子框架72固定有打線接合單元40。更詳細而言， 於子框架72固定有工具用XY平台6及接合平台7。即，打線接合單元40經由子框架72固定於主框架71。再者，由於所述結構為例示，因此亦可採用將打線接合單元40直接固定於主框架71的結構。另一方面，攝像單元50直接固定於主框架71的第二部分71b。
即，打線接合單元40及攝像單元50分別並列地固定於共用的基座70。換言之，攝像單元50不直接配置於打線接合單元40。例如，實施形態的打線接合裝置100中，攝像單元50不搭載於打線接合單元40的工具用XY平台6。於打線接合單元40與攝像單元50之間介隔存在某種結構物(此處為主框架71及子框架72)。
<控制器>
如圖8所示，控制器60具有若干個功能性構成要素。控制器60是電腦及與電腦連接的電子電路，藉由由中央處理單元(Central Processing Unit，CPU)執行規定的程式來實現功能性構成要素。控制器60具有第一平台控制部61、接合控制部62、第二平台控制部63、攝像控制部64、照明控制部65、計算處理部66及存儲部67作為功能性構成要素。再者，控制器60不僅具有該些功能性構成要素，亦可進而具有用於打線接合裝置100所要求的動作的功能性構成要素。
第一平台控制部61向工具用XY平台6輸出控制信號。接合控制部62向Z軸驅動部5輸出控制信號。第二平台控制部 63向光學系統用XY平台11輸出控制信號。攝像控制部64向第一攝像裝置30A及第二攝像裝置31A輸出控制信號。另外，攝像控制部64自第一攝像裝置30A及第二攝像裝置31A接收圖像的資料。照明控制部65向第一照明32及第二照明33輸出控制信號。計算處理部66使用圖像的資料等進行規定的計算處理。另外，計算處理部66向第一平台控制部61及第二平台控制部63輸出用於生成控制信號的座標資訊等。存儲部67存儲打線接合裝置100的動作所需要的各種資訊。
<打線接合方法>
以下，參照圖9對使用打線接合裝置100的打線接合方法進行說明。打線接合方法分為裝置的設定步驟及實際的接合步驟。具體而言，包括設定步驟1(S10)、設定步驟2(S20)、以及接合步驟(S30)。
設定步驟1(S10)是並非由設備所引起的步驟。設定步驟1(S10)包括：進行第一校準的步驟S1、進行第二校準的步驟S2、以及設定相機偏移值的步驟S3。
設定步驟2(S20)是由設備所引起的步驟。設定步驟2(S20)於每次變更接合對象物時進行。設定步驟2(S20)包括：登記第一對準點的步驟S4、登記第二對準點的步驟S5、以及進行焊墊定心(pad centering)的步驟S6。
接合步驟(S30)包括進行引線定位的步驟S7及進行定位動作的步驟S8。
<進行第一校準的步驟>
所謂第一校準是獲取工具用XY平台6的編碼器值與攝像單元50的第二視野203中的畫素的座標的相關關係。即，是工具用XY平台6的XY座標系和相機的第二視野203內的XY座標系之間的標度與座標旋轉的相關關係。將所述相關關係稱為相機校準。工具用XY平台6的XY座標系的原點置於編碼器可讀取的任意位置。相機的XY座標系的原點置於視野內的任意位置。以下，為了容易進行說明，將相機的XY座標系的原點設為視野的中心。再者，第二視野203中的畫素的座標是視野座標的一例，編碼器值是位置座標的一例。
作為進行第一校準的步驟S1，進行相機校準。所述步驟S1中，作為校正工具用XY平台6與攝像單元50的關係的資訊，獲得相機校準值。相機校準值是分別針對低倍率側的第一攝像裝置30A及高倍率側的第二攝像裝置31A設定。
步驟S1中，首先，(1)使工具用XY平台6移動，將參照點21收納於第二視野203中。然後，獲得包含參照點21的低倍率圖像及包含參照點21的高倍率圖像。其次，(2)自所得的圖像登記特徵性的圖案。接著，(3)重覆使工具用XY平台6以規定的間距移動的動作及移動後獲得參照點21的圖像的動作。進而，於每次移動時，自編碼器讀取工具用XY平台6的移動量。接著，(4)使用每次移動時獲得的圖像，藉由圖像識別算出圖案的移動量及移動方向。然後，(5)藉由對圖案的移動量及移動方 向進行統計處理，算出工具用XY平台6的編碼器與第一攝像裝置30A及第二攝像裝置31A的畫素的關係(大小、方向)。所述關係是第一校準值。
<進行第二校準的步驟>
所謂第二校準是獲取光學系統用XY平台11的編碼器值或脈衝值與攝像單元50的第一視野202中的畫素的相關關係。即，是光學系統用XY平台11的XY座標系和相機的第二視野203內的XY座標系之間的標度與座標旋轉的相關關係。所述相關關係亦稱為相機校準。作為進行第二校準的步驟S2，進行相機校準。所述步驟S2中，獲得相機校準值作為校正光學系統用XY平台11與攝像單元50的關係的資訊。相機校準值分別針對低倍率側的第一攝像裝置30A及高倍率側的第二攝像裝置31A設定。
步驟S2中，首先，(1)使光學系統用XY平台11移動，將半導體晶片20收納於第一視野202。然後，獲得包含半導體晶片20的低倍率圖像及包含半導體晶片20的高倍率圖像。其次，(2)自所得的圖像登記特徵性的圖案。接著，(3)重覆使光學系統用XY平台11以規定的間距移動的動作及移動後獲得半導體晶片20的圖像的動作。進而，每次移動時，自編碼器或脈衝值讀取光學系統用XY平台11的移動量。接著，(4)使用每次移動時獲得的圖像，藉由圖像識別算出圖案的移動量及移動方向。然後，(5)藉由對圖案的移動量及移動方向進行統計處理，算出光學系統用XY平台11的位置(編碼器或脈衝位置)與第一攝像裝置30A及 第二攝像裝置31A的畫素的關係(大小、方向)。所述關係是第二校準值。
<設定相機偏移值的步驟>
所謂相機偏移值是於搭載於工具用XY平台6的打線接合單元上存在的參照點21位於第二視野203的中心時，為了接合於第一視野202的中心而使工具用XY平台6移動的距離。其是不同於先前的打線接合機中使用的術語的相機偏移的另一概念。圖10是表示設定相機偏移值的步驟S3的詳情的步驟表。所述步驟S3中，設定光學系統10與接合工具的相關關係。光學系統10與接合工具的相關關係亦稱為相機偏移值。設定相機偏移值的步驟S3包括：設定接合點的第一動作S31、接合或形成壓痕的第二動作S32、以及算出接合位置的第三動作S33。
第一動作S31包括以下動作。首先，以半導體晶片20收納於第一視野202中的方式，使光學系統用XY平台11運作(S31a，S31b)。其次，將第一視野202的中心202C設定為接合點(S31c，參照圖11的(a))。其次，以參照點21收納於第二視野203中的方式，使工具用XY平台6運作(S31d)。其次，進行第二視野203的攝像(S32e，參照圖11的(b))。其次，進行計算(S31f)。具體而言，將自編碼器讀取的工具用XY平台座標設為(x0，y0)。藉由圖像識別來求出第二視野203的相機座標中的參照點21的位置(x0s'，y0s')(S31e，參照圖11的(b))。基於之前求出的第一校準值，自作為畫素單位的相機座標將座標變換 為實際長度(μm)，獲得(x0s，y0s)。方向及標度與工具用XY平台6的XY座標相同，原點與第二視野203的相機座標相同。因此，於使工具用XY平台6移動(-x0s，-y0s)時，參照點21成為第二視野203的中心。於實際運用時，不需要使參照點21移動至視野中心。於第一動作S31之後，光學系統用XY平台11退避(s31g)。
第二動作S32包括以下動作。首先，以毛細管1移動至接合點的方式，按照裝置中存儲的相機偏移值的距離使工具用XY平台6運作(S32a)。其次，Z軸驅動部5進行接合(S32b)。再者，亦可進行形成壓痕的動作來代替接合動作。於第二動作S32後，光學系統用XY平台11退避(S32c)。
第三動作S33包括以下動作。首先，以將接合點22收納於第一視野202中的方式，使光學系統用XY平台11運作(s33a)。其是與S31a、S31c中的光學系統用XY平台11相同的位置。換言之，XY平台的編碼器或脈衝為相同的值。其次，進行第一視野202的攝像(S33b，參照圖11的(c))。其次，進行計算(S33c)。所述計算中，獲得相對於第一視野202的中心的接合位置。首先，基於第一視野202的相機座標獲得接合點22的座標(Xb'，Yb')。其次，將所述座標(Xb'，Yb')變換為工具用XY平台6的座標。結果，獲得座標(Xb，Yb)。其次，以參照點21收納於第二視野203中的方式，使工具用XY平台6運作(S33d)。其次，進行第二視野203的攝像(S33e，參照圖11的(d))。然 後，進行計算(S33f)。具體而言，將自編碼器讀取的工具用XY平台座標設為(x1，y1)。藉由圖像識別來求出第二視野203的相機座標中的參照點21的位置(x1s'，y1s')。將參照點21的位置轉換為工具用XY平台6的座標標度。結果，獲得座標(x1s，y1s)。
打線接合裝置100中存儲有相機偏移值(Xc0，Yc0)。所述相機偏移值因溫度變化等而變化。相機偏移值的變化(△Xc，△Yc)若使用所述求出的值，則如下述式(1)所示。
(△Xc，△Yc)=((x1s-x1)-(x0s-x0)+Xb，(y1s-y1)-(y0s-y0)+Yb)…(1)
因此，新設定的相機偏移值(Xc，Yc)如下述式(2)所示。
(Xc，Yc)=(Xc0+△Xc，Yc0+△Yc)=(Xc0+(x1s-x1)-(x0s-x0)+Xb，Yc0+(y1s-y1)-(y0s-y0)+Yb)…(2)
<登記第一對準點的步驟>
按照每種作為接合對象的零件的品種登記對準點(步驟S4)。所述步驟S4中，設定晶片側的對準點。具體而言，首先(1)使光學系統用XY平台11運作，並移動至進行接合的半導體晶片20上。其次，(2)於將半導體晶片20收納於第一視野202中的狀態下，藉由第一攝像裝置30A及第二攝像裝置31A獲得圖像。接著，(3)根據所得的圖像，將特徵性的半導體晶片20的區域登記 為第一對準點。
<登記第二對準點的步驟>
按照每種作為接合對象的零件的品種登記對準點(步驟S5)。所述步驟S5中，設定引線側的對準點。具體而言，(1)使光學系統用XY平台11運作，並移動至進行接合的半導體晶片20的引線上。再者，於登記半導體晶片20的第一對準點的視野內，於包含引線側的第二對準點的情況下，不需要使光學系統用XY平台11運作。可使用在登記第一對準點的步驟S4中獲得的圖像。接著，(2)於將半導體晶片20的引線側收納於第一視野202中的狀態下藉由第一攝像裝置30A及第二攝像裝置31A獲得圖像。接著，(3)根據所得的圖像，將特徵性的半導體晶片20的引線側的區域登記為第二對準點。
<進行焊墊定心的步驟>
於將各焊墊收納於第一視野202中的狀態下進行攝像(步驟S6)。各圖像於視野端的一定區域重疊。結果，藉由多個圖像可掌握整體的焊墊的位置。再者，於光學系統用XY平台11的精度良好的情況下，不需要使圖像的端部重疊。
<進行引線定位的步驟>
實施進行引線定位的步驟S7(參照圖12的(a))。以各引線204(參照圖13)收納於第一視野202中的方式，使工具用XY平台6運作(S7a)。其次，取得第一視野202的圖像(S7b)。所述圖像包括各引線204。於將各引線204收納於第一視野202中的狀 態下進行攝像。各圖像於視野端的一定區域重疊。結果，可藉由多個圖像掌握整體的引線204的位置。再者，於光學系統用XY平台11的精度良好的情況下，不需要使圖像的端部重疊。
<進行定位動作的步驟>
藉由圖12的(b)的步驟表所示的一系列的動作進行定位(步驟S8)。進行定位動作的步驟S8包括：進行對準的第四動作S81、取得相關關係的第五動作S82、進行對準的第六動作S83、以及取得相關關係的第七動作S84。另外，圖13是於進行對準的第四動作S81中取得的第一視野202的圖像的例示。第一視野202中收納有半導體晶片20的大部分。零件102是用於保持窗式夾具(window clamper)等半導體晶片20的位置的零件。
第四動作S81包括以下動作。首先，以將第一引線對準點L1、第一晶片對準點A1及第二晶片對準點A2收納於第一視野202中的方式，使光學系統用XY平台11運作(S81a)。其次，使用第一攝像裝置30A取得第一視野202中的高倍率的圖像(S81b)。所述圖像中包括第一晶片對準點A1及第二晶片對準點A2。進而，使用第二攝像裝置31A獲得第一視野202中的低倍率的圖像(S81c)。所述圖像中包括第一引線對準點L1。
第五動作S82取得工具用XY平台6與第一攝像裝置30A的相關關係，並且取得工具用XY平台6與第二攝像裝置31A的相關關係。首先，以參照點21收納於第二視野203中的方式，使工具用XY平台6運作(S82a)。其次，取得第二視野203的圖 像(S82b)。然後，使用工具用XY平台6並使工具退避。
第六動作S83包括以下動作。首先，以第二引線對準點收納於第一視野202中的方式，使光學系統用XY平台11運作(S83a)。其次，使用第二攝像裝置31A取得第一視野202中的低倍率的圖像(S83b)。所述圖像中包括第二引線對準點。
第七動作S84取得工具用XY平台6與第一攝像裝置30A的相關關係，並且取得工具用XY平台6與第二攝像裝置31A的相關關係。首先，以參照點21收納於第二視野203中的方式，使工具用XY平台6運作(S84a)。其次，取得第二視野203的圖像(S84b)。然後，使用工具用XY平台6並使包含參照點21的工具退避(S84c)。
再者，於視野充分廣的情況下，不需要包含低倍率的光路系統及高倍率的光路系統的雙目結構。即，於視野充分廣的情況下，可設為單目。再者，「單目」及「雙目」亦可視為倍率等彼此不同的光路系統的數量。
<作用效果>
打線接合裝置100包括：接合平台7，載置有半導體晶片20；打線接合單元40，具有將接合線200接合於半導體晶片20的毛細管1、使毛細管1往復移動的Z軸驅動部5、及使毛細管1及Z軸驅動部5沿著與往復移動的方向交差的二維平面移動的工具用XY平台6；以及基座70，具有光學系統10、及使光學系統10沿著與往復移動的方向交差的二維平面移動的光學系統用XY平台11， 且安裝有打線接合單元40。打線接合單元40安裝於基座70的第一部分71a，光學系統用XY平台11安裝於基座70的與第一部分71a不同的第二部分71b。
所述打線接合裝置100中，打線接合單元40及攝像單元50分別安裝於基座70的彼此不同的部分。如此，如先前般，藉由XY平台及毛細管驅動部的動作，攝像單元50的懸臂結構成為振動的產生源，不會使毛細管1產生意料外的振動。另外，由於攝像單元50的動作引起的振動於到達打線接合單元40之前可充分衰減，因此難以對打線接合單元40的動作造成影響。因此，由於可於良好的狀態下進行接合，因此可抑制接合性的下降。
即，本實施形態的打線接合裝置100中，定位用光學系統10不搭載於與包括Z軸驅動部5的接合工具相同的工具用XY平台6。根據所述結構，發揮以下所示的若干個有利效果。首先，工具用XY平台6承擔的質量減少。因此，工具用XY平台6的負荷變小。結果，可進一步縮短接合工具的移動時間，因此可提高表示一個被處理零件(單元)所需要的處理時間的指標(UPH：Unit Per Hour)。進而，介隔存在於攝像單元50與打線接合單元40之間的系統簡單且距離短。結果，攝像單元50與打線接合單元40之間產生的溫度變化所引起的熱變形的校正容易。
另外，光學系統10及作為接合頭的Z軸驅動部5的振動可能會對控制系統造成影響。但是，由於定位用光學系統10不搭載於與接合工具相同的工具用XY平台6，因此可抑制光學系統 10的振動對Z軸驅動部5造成影響。結果，無需設置等待光學系統10及Z軸驅動部5及工具用XY平台6的振動衰減的時間(振動靜定計時器)。因此，可進一步提高UPH。而且，由於不將光學系統10搭載於高速的工具用XY平台6，因此可緩和對光學系統10的形狀及質量的限制。結果，可於光學系統10中搭載檢查等新的功能。
進而，本實施形態的打線接合裝置100亦可發揮以下的作用效果。首先，工具用XY平台6的搭載質量減少。具體而言，攝像單元50的質量減少。結果，可減少用於驅動工具用XY平台6的馬達的負荷。例如，可使工具用XY平台6的馬達的負荷為大致一半。結果，作為簡單計算，可將移動時間亦減少三成。因此，可進一步提高接合速度。結果，可提高表示一個被處理零件(單元)所需要的處理時間的指標(UPH：Unit Per Hour)。
而且，構成攝像單元50的光學系統10需要搭載於可高速移動的平台。因此，為了實現高速移動，攝像單元50於形狀、質量及結構等方面受到很大限制。但是，藉由將攝像單元50與打線接合單元40分開設置，可於某種程度上解除該限制。結果，於攝像單元50或者打線接合單元40可搭載用於實現檢查等新功能的零件。
另外，可抑制構成攝像單元50的光學系統10的振動對包括毛細管1的打線接合單元40的控制系統造成的影響。結果，打線接合單元40的控制變得更容易。進而，構成攝像單元50的 光學系統10的振動不會對作為接合工具的毛細管1造成影響。結果，可提高接合性。而且，於構成攝像單元50的光學系統10的振動的影響無法忽視的情況下，需要待機至構成打線接合裝置100的各種零件中產生的振動衰減為止。但是，打線接合裝置100可抑制構成攝像單元50的光學系統10的振動的影響，可實質上忽略，因此不需要該待機時間。結果，可提高所述UPH。
另外，定位用光學系統中取得工具用XY平台6的參照點21的圖像。取得光學系統10與工具用XY平台6的相關關係。藉由取得所述相關關係，亦可校正溫度變化等引起的接合偏移的變化。其可作為對毛細管1的前端位置進行攝像的功能(參考定位系統(Reference Positioning System，RPS))的替代來使用。因此，可省略向打線接合裝置100搭載RPS功能。結果，可擴大Y方向的接合區域。
於對偏移的變化進行溫度校正時，校正中應考慮的主要因素是接合工具的延伸、由超音波焊頭2的延伸所引起的參照點21的移動、以及由光學系統的前端部分(比分支半透反射鏡更靠物體面側)的延伸所引起的第一視野202的移動。即，校正中應考慮的主要因素少且簡單。因此，可容易地進行溫度校正。
總之，本實施形態的裝置是於作為可動平台的工具用XY平台6搭載有接合工具的打線接合機。所述打線接合機藉由設置於可動平台外的光學系統而取得接合對象物的圖像及可動平台上的參照點21的圖像。而且，根據自圖像中獲得的座標及可動平 台的座標，算出接合對象物與接合工具的位置關係。
另外，所述打線接合機中，光學系統可搭載於可動平台。進而，所述打線接合機亦可藉由同一攝像裝置取得接合對象物與參照點21的圖像。進而，所述打線接合機中，參照點21可位於超音波焊頭或焊頭支架上。另外，所述打線接合機亦可使用同一透鏡而取得接合對象物與該參照點21的圖像。
根據具有所述結構的打線接合裝置100，可分別提高接合速度、UPH、接合精度、接合性。另外，亦可擴大接合區域。
以上，對打線接合裝置的實施形態進行說明。打線接合裝置不限定於所述實施形態。
<光路結構的變形例>
用於使自第一視野202至第一攝像裝置30A及第二攝像裝置31A為止的光路長度與自第二視野203至第一攝像裝置30A及第二攝像裝置31A的光路長度一致的結構可採用所期望的結構。圖14表示此種情況下的光路結構的一例。如圖14及圖15所示，亦可採用以空氣中的距離一致的方式利用多個反射鏡使光路彎折的結構。攝像單元50A除了實施形態的攝像單元50的結構以外，進而具有光路長度校正構件95。另外，攝像單元50A視需要亦可具有追加的光學零件30C、光學零件30D(參照圖15)。光路長度校正構件95配置於半透反射鏡37與半透反射鏡38之間。光路長度校正構件95如圖15所示，使用多個反射鏡41、反射鏡42、反射鏡43、反射鏡44來構成進行4次反射的光路。根據所述光路結構 校正光路長度。再者，亦可採用稜鏡來代替反射鏡41、反射鏡42、反射鏡43、反射鏡44。
另外，圖16所示的光學系統10B包括透鏡30E、透鏡30F及光路長度校正構件95A。光路長度校正構件95A是包含配置於光路上的折射率與空氣不同的材料的光學構件96。即，光路長度校正構件95A包括用於使光路彎折的反射鏡、或折射率與空氣不同的光學構件等。根據透鏡的特性，若自像面至透鏡的後側主平面為止的光路長度由於穿過玻璃內而變短，則聚焦位置變短，因此可實現圖16般的結構。
圖15所示的變形例與圖3的變形例不同，於在第二視野203觀察到參照點21時，第一視野202位於毛細管的正上方。即，X方向的相機偏移值接近零。因此，於工具自於第二視野203觀察到參照點21的狀態退避時，可於第一視野202中直接觀察到接合點附近的接合的對象物。於使用所述結構時，與圖3所示的變形例相比可簡化光學系統的結構、定位方法。
光學系統10的結構不限定於使自第一視野202至第一攝像裝置30A及第二攝像裝置31A為止的光路長度與自第二視野203至第一攝像裝置30A及第二攝像裝置31A為止的光路長度一致的結構。亦可採用即使光路長度不同，亦使第一視野202、第二視野203此兩者聚焦的結構。例如，亦可設為包含透鏡或具有曲率的反射鏡、稜鏡的光學系統。
另外，亦可採用使透鏡或反射鏡等光學元件的位置機械 地移動的結構。即，其是具有藉由透鏡驅動而調整聚焦的功能的光學系統。進而，亦可採用具備藉由改變光學元件的曲率而進行校正的功能的光學系統。此種光學系統可採用液體透鏡。再者，於該情況下，第一視野202的倍率與第二視野203的倍率於該狀態下並不一致。因此，需要進行倍率的校正。
<設置參照點的位置的變形例>
如圖17所示，設置參照點21的構件不限定於超音波焊頭2。例如亦可於以自工具用XY平台6上突出的方式設置的臂構件、即焊炬臂91的前端設置參照點21A。另外，亦可於焊頭支架4設置參照點21B。亦可於作為接合頭的Z軸驅動部5的上表面設置參照點21C。
<設定相機偏移值的步驟的變形例>
設定相機偏移值的步驟不限定於圖10等所示的一系列的動作。圖18表示可代替所述設定相機偏移值的步驟S3而採用的一系列的動作(步驟S9)。變形例中，藉由對特徵性的圖案進行圖像識別，在不使用參照點21的情況下設定相機偏移值。
圖18是表示設定相機偏移值的步驟S9的變形例的詳情的步驟表。設定相機偏移值的步驟S9包括：設定接合點的第八動作S91、接合或形成壓痕的第九動作S92、以及算出接合位置的第十動作S93。
第八動作S91包括以下動作。首先，以半導體晶片20收納於第一視野202中的方式，使光學系統用XY平台11運作 (S91a，S91b)。其次，於第一視野202中使用網線(reticle)設定接合點(S91c)。其次，進行計算(S91d)。具體而言，求出設定的接合點相對於第一視野202中的特徵性的圖案的相對位置。相對位置遵循相機座標(Xb2'，Yb2')。於第八動作S91之後，光學系統用XY平台11退避(S91e)。其次，工具用XY平台6移動(S91f)，參照點21進入第二視野203(S91g)。其次，對參照點21進行圖像識別，求出視野內的位置(S91h)。
第九動作S92包括以下動作。首先，以毛細管1移動至接合點的方式，使工具用XY平台6運作(S92a)。所述移動距離是自存儲於裝置中的相機偏移減去參照點21相對於S91中求出的第二視野203的中心的偏移而得的值。即，工具用XY平台6以與參照點21正好位於第二視野203的中心且移動了所存儲的相機偏移量的情況相同的方式移動。其次，Z軸驅動部5進行接合(S92b)。再者，亦可進行形成壓痕的動作來代替接合動作。然後，工具用XY平台6退避(S92c)。
第十動作S93包括以下動作。首先，以將接合點收納於第一視野202的方式，使光學系統用XY平台11運作(S93a)。
其次，進行收納於第一視野202中的接合點的攝像(S93b)。其次，進行計算(S93c)。具體而言，求出設定的接合點相對於第一視野202中的特徵性的圖案的相對位置。相對位置遵循相機座標(Xb3'，Yb3')。
將存儲於裝置中的相機偏移值設為(Xc0，Yc0)。作為 相機偏移值，可採用上次設定的值或裝置生產時的設計值。相機偏移值的變化基於相機座標而為(Xb3'-Xb2'，Yb3'-Yb2')。變換為工具用XY平台6的座標的相機偏移值的變化為(Xb3-Xb2，Yb3-Yb2)。結果，光學系統的視野中心位置及工具下降的位置的相關關係為(Xc，Yc)=(Xc0+Xb3-Xb2，Yc0+Yb3-Yb2)。
<其他變形例>
實施形態中，作為接合對象物的半導體晶片20與參照點21使用共用的攝像裝置取得圖像。例如打線接合裝置100可包括取得接合對象的圖像的攝像裝置、以及獲得參照點21的圖像的攝像裝置分別作為獨立的裝置。
實施形態中，將接合對象物收納於第一視野202中獲得圖像，並且將參照點21收納於第二視野203中獲得圖像。例如亦可將接合對象物及參照點21收納於第一視野202或第二視野203的一者中獲得圖像。即，可以將第一視野202及第二視野203合併的方式使其運作。
另外，藉由於框架內對窗式夾具的開口部進行多次攝像來獲得多個圖像。而且，亦可於合成該些圖像後，以參照點21為基準進行接合。
1:毛細管
2:超音波焊頭
3:線夾
4:焊頭支架
5:Z軸驅動部(毛細管驅動部)
6:工具用XY平台(XY平台)
7:接合平台
10:光學系統
11:光學系統用XY平台(相機驅動部)
20:半導體晶片
40:打線接合單元
50:攝像單元(攝像部)
70:基座
71:主框架
72:子框架
91:焊炬臂
92:適配器
100:打線接合裝置
200:接合線

Claims (7)

  1. 一種打線接合裝置，包括：接合平台，載置有接合對象物；打線接合單元，具有將接合線接合於所述接合對象物的毛細管、使所述毛細管往復移動的毛細管驅動部、及使所述毛細管及所述毛細管驅動部沿著與所述往復移動的方向交差的二維平面移動的XY平台；攝像單元，對載置於所述接合平台的所述接合對象物進行攝像；以及基座，安裝有所述打線接合單元及所述攝像單元，所述打線接合單元安裝於所述基座的第一部分，所述攝像單元安裝於所述基座的與所述第一部分不同的第二部分，所述攝像單元對代表所述打線接合單元的位置的參照點進行攝像，並對載置於所述接合平台的所述接合對象物進行攝像。
  2. 如請求項1所述的打線接合裝置，其中所述攝像單元獲得包含所述參照點的第一圖像、以及包含所述接合對象物且與所述第一圖像不同的第二圖像。
  3. 如請求項2所述的打線接合裝置，進而包括控制部，所述控制部取得算出了所述第一圖像中的所述參照點的視野座標與所述XY平台的位置座標之間的相關關係的校準值。
  4. 如請求項3所述的打線接合裝置，其中所述參照點 設置於所述打線接合單元的超音波焊頭的上表面。
  5. 如請求項1至請求項4中任一項所述的打線接合裝置，其中所述攝像單元具有攝像部及相機驅動部，所述相機驅動部使所述攝像部沿著與所述往復移動的方向交差的二維平面移動。
  6. 如請求項4所述的打線接合裝置，其中所述攝像單元具有攝像裝置、以及光學系統，所述光學系統將來自所述接合對象物及所述參照點的光引導至所述攝像裝置，所述光學系統在所述攝像裝置與所述接合對象物之間、及所述攝像裝置與所述參照點之間包括配置於光軸上的透鏡及光分支部，所述透鏡配置於所述攝像裝置側，所述光分支部配置於所述接合對象物側及所述參照點側。
  7. 如請求項6所述的打線接合裝置，其中所述光分支部包括半透反射鏡及向所述半透反射鏡照射光的照明，所述光分支部利用照射至所述半透反射鏡的光來切換取得所述第一圖像的光路及取得所述第二圖像的光路。
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08306732A (ja) * 1995-04-28 1996-11-22 Mitsubishi Electric Corp ワイヤボンディング装置およびその方法
JPH10242191A (ja) * 1997-02-27 1998-09-11 Toshiba Corp ワイヤボンディング装置
JP2003163243A (ja) * 2001-11-27 2003-06-06 Shinkawa Ltd ワイヤボンディング方法及び装置

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1024219A (ja) 1996-07-11 1998-01-27 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 排ガス脱硝方法
JP4467599B2 (ja) 2007-04-26 2010-05-26 株式会社新川 ボンディング装置
JP4825172B2 (ja) 2007-06-08 2011-11-30 株式会社新川 ボンディング装置用撮像装置及び撮像方法
JP4343985B2 (ja) 2008-01-24 2009-10-14 株式会社新川 ボンディング装置及びボンディング装置のボンディングステージ高さ調整方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08306732A (ja) * 1995-04-28 1996-11-22 Mitsubishi Electric Corp ワイヤボンディング装置およびその方法
JPH10242191A (ja) * 1997-02-27 1998-09-11 Toshiba Corp ワイヤボンディング装置
JP2003163243A (ja) * 2001-11-27 2003-06-06 Shinkawa Ltd ワイヤボンディング方法及び装置

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