JP2757127B2 - ワイヤボンダーのボンディング位置補正方法、およびその装置 - Google Patents
ワイヤボンダーのボンディング位置補正方法、およびその装置Info
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- Power Engineering (AREA)
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Description
【0001】
【産業上の利用分野】本願発明は、ワイヤボンダーのボ
ンディング位置補正方法およびその装置に関し、詳しく
は、撮像手段からの画像データに基づく画像認識の手法
を用いて、ワイヤボンダーのツールを半導体チップ上の
各パッドおよびリードフレームの各リードに正確に移動
させるための技術に関する。
ンディング位置補正方法およびその装置に関し、詳しく
は、撮像手段からの画像データに基づく画像認識の手法
を用いて、ワイヤボンダーのツールを半導体チップ上の
各パッドおよびリードフレームの各リードに正確に移動
させるための技術に関する。
【0002】
【従来の技術】近年においては、リードフレームのアイ
ランド部に搭載される半導体チップ上の各パッドと、こ
れに対応する各リードの先端部(ボンディング位置)と
の間を、ワイヤボンディングにより結線するに先立っ
て、そのファインピッチ化ならびに高精度化の要請に応
じるため、以下に示すような画像認識による位置決め手
法が採用されるに至っている。
ランド部に搭載される半導体チップ上の各パッドと、こ
れに対応する各リードの先端部(ボンディング位置)と
の間を、ワイヤボンディングにより結線するに先立っ
て、そのファインピッチ化ならびに高精度化の要請に応
じるため、以下に示すような画像認識による位置決め手
法が採用されるに至っている。
【0003】すなわち、この手法は、ITVカメラ等の
撮像手段により上記半導体チップ上の特定位置と上記各
リードの先端部とを撮影し、この画像上における基準座
標(画像中心)に対する上記撮影対象物の変位量を求
め、この変位量に基づく補正を加えることにより、上記
半導体チップ上の各パッド位置と各リードの先端部位置
とを認識するものである。そして、この認識された各パ
ッド位置と各リード先端部位置とをワイヤボンディング
に先立って記憶手段に記憶させておき、この記憶された
各データに基づいてワイヤボンダーのツール(キャピラ
リ)を移動させていく構成である。
撮像手段により上記半導体チップ上の特定位置と上記各
リードの先端部とを撮影し、この画像上における基準座
標(画像中心)に対する上記撮影対象物の変位量を求
め、この変位量に基づく補正を加えることにより、上記
半導体チップ上の各パッド位置と各リードの先端部位置
とを認識するものである。そして、この認識された各パ
ッド位置と各リード先端部位置とをワイヤボンディング
に先立って記憶手段に記憶させておき、この記憶された
各データに基づいてワイヤボンダーのツール(キャピラ
リ)を移動させていく構成である。
【0004】詳しくは、図10を参照して、上記半導体
チップ50上の各パッド51の位置を認識するには、半
導体チップ50の上面における対角線上に沿うコーナー
部の2箇所にマークMx、Myを付しておくとともに、
これらのマークMx、Myにそれぞれ対応する2つの理
想位置を予め設定しておく。そして、撮像手段を上記各
理想位置に順々に移動させかつ停止させてマーク周辺画
像を撮影し、この画像上における座標中心と上記各マー
クMx、Myとの変位量をそれぞれ検出する。さらに、
この検出された変位量分だけ上記各理想位置を補正し
て、現実のマークMx、Myの座標を求め、この2つの
座標から、リードフレームLのアイランド部Liに対す
る半導体チップ50の位置ズレおよび姿勢の狂いを把握
し、この結果として上記半導体チップ50上における現
実の各パッド51の位置を認識する。
チップ50上の各パッド51の位置を認識するには、半
導体チップ50の上面における対角線上に沿うコーナー
部の2箇所にマークMx、Myを付しておくとともに、
これらのマークMx、Myにそれぞれ対応する2つの理
想位置を予め設定しておく。そして、撮像手段を上記各
理想位置に順々に移動させかつ停止させてマーク周辺画
像を撮影し、この画像上における座標中心と上記各マー
クMx、Myとの変位量をそれぞれ検出する。さらに、
この検出された変位量分だけ上記各理想位置を補正し
て、現実のマークMx、Myの座標を求め、この2つの
座標から、リードフレームLのアイランド部Liに対す
る半導体チップ50の位置ズレおよび姿勢の狂いを把握
し、この結果として上記半導体チップ50上における現
実の各パッド51の位置を認識する。
【0005】また、上記各リード先端部53の位置を認
識するには、各リードに対応して予め設定されている各
理想位置に撮像手段を順々に移動させかつ停止させて、
各リード先端部の周辺画像を撮影する。そして、その画
像上における中心座標と上記各リード先端部との変位量
の検出、ならびに上記各理想位置に対するその変位量分
の補正を行うことにより、現実の各リード先端部の位置
を認識する。
識するには、各リードに対応して予め設定されている各
理想位置に撮像手段を順々に移動させかつ停止させて、
各リード先端部の周辺画像を撮影する。そして、その画
像上における中心座標と上記各リード先端部との変位量
の検出、ならびに上記各理想位置に対するその変位量分
の補正を行うことにより、現実の各リード先端部の位置
を認識する。
【0006】そして、上記認識された現実の各パッドの
位置および各リード先端部の位置は記憶手段に記憶さ
れ、この後に実行されるワイヤボンディング作業時のツ
ールの位置決めに供される。なお、上記変位量の検出を
行う手法としては、上記画像上においてその座標中心が
上記マークMx、Myや各リード先端部に一致するまで
撮像手段を移動させ、その時の移動量を上記変位量とし
て見做してもよく、あるいは画像上の画素を利用するな
どして上記両者の変位量を算出するようにしてもよい。
位置および各リード先端部の位置は記憶手段に記憶さ
れ、この後に実行されるワイヤボンディング作業時のツ
ールの位置決めに供される。なお、上記変位量の検出を
行う手法としては、上記画像上においてその座標中心が
上記マークMx、Myや各リード先端部に一致するまで
撮像手段を移動させ、その時の移動量を上記変位量とし
て見做してもよく、あるいは画像上の画素を利用するな
どして上記両者の変位量を算出するようにしてもよい。
【0007】さらに、実際にワイヤボンディング作業を
行う場合には、上記記憶手段に記憶されている各位置に
基づいてワイヤボンダーのツールを移動させていくので
あるが、上記撮像手段を通じて上記各位置を認識してい
る時点においては、上記ワイヤボンダーのツールはその
認識対象物から所定距離だけ離間した位置で待機してい
る。したがって、この離間している距離、すなわちカメ
ラツールディスタンスを考慮に入れて、上記ワイヤボン
ダーのツールを移動させていくことにより、ツールが実
際に上記各位置に到達できることになる。なお、、上記
ワイヤボンダーのツールの先端部は、上記撮像手段が設
置されている移動テーブル上に上下方向に駆動可能な状
態で保持されているのが通例である。
行う場合には、上記記憶手段に記憶されている各位置に
基づいてワイヤボンダーのツールを移動させていくので
あるが、上記撮像手段を通じて上記各位置を認識してい
る時点においては、上記ワイヤボンダーのツールはその
認識対象物から所定距離だけ離間した位置で待機してい
る。したがって、この離間している距離、すなわちカメ
ラツールディスタンスを考慮に入れて、上記ワイヤボン
ダーのツールを移動させていくことにより、ツールが実
際に上記各位置に到達できることになる。なお、、上記
ワイヤボンダーのツールの先端部は、上記撮像手段が設
置されている移動テーブル上に上下方向に駆動可能な状
態で保持されているのが通例である。
【0008】この場合において、上記カメラツールディ
スタンスは、撮像手段とツールとの相対的位置関係に応
じて決まるものであり、従来においては、上記半導体チ
ップ上のパッド位置に対するカメラツールディスタンス
と、上記リードの先端部位置に対するカメラツールディ
スタンスとは、区別されることなく同一の値として設定
されていた。
スタンスは、撮像手段とツールとの相対的位置関係に応
じて決まるものであり、従来においては、上記半導体チ
ップ上のパッド位置に対するカメラツールディスタンス
と、上記リードの先端部位置に対するカメラツールディ
スタンスとは、区別されることなく同一の値として設定
されていた。
【0009】なお、上記各箇所に記載している変位量と
は、距離および方向を含む概念である(以下においても
同様)。
は、距離および方向を含む概念である(以下においても
同様)。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】ところで、図11に示
すように、撮像手段54の指向方向すなわち撮像軸54
xと、上記ワイヤボンダーのツール55の上下駆動軌跡
55xとは、必ずしも平行になっているとは限らず、通
例においては、上記両者54x、55xの平行度は狂い
を生じている。これは、作業速度を高めるためあるいは
カメラツールディスタンスLxを短くして上記移動テー
ブルの有効長さを長くするために、撮像手段54を故意
に傾斜させたり、もしくは上記ツール55が支点回りに
回転するように構成されてその駆動軌跡が円弧状になっ
たり、あるいはその加工精度の悪化により上下駆動軌跡
55xが傾斜してしまうことなどに起因して生じる。
すように、撮像手段54の指向方向すなわち撮像軸54
xと、上記ワイヤボンダーのツール55の上下駆動軌跡
55xとは、必ずしも平行になっているとは限らず、通
例においては、上記両者54x、55xの平行度は狂い
を生じている。これは、作業速度を高めるためあるいは
カメラツールディスタンスLxを短くして上記移動テー
ブルの有効長さを長くするために、撮像手段54を故意
に傾斜させたり、もしくは上記ツール55が支点回りに
回転するように構成されてその駆動軌跡が円弧状になっ
たり、あるいはその加工精度の悪化により上下駆動軌跡
55xが傾斜してしまうことなどに起因して生じる。
【0011】このため、従来のように上記カメラツール
ディスタンスLxを一定の値として設定する手法によれ
ば、図11に例示されるように、たとえば撮像手段54
の撮像軸54xが傾斜していると、半導体チップ50の
上面50aとリード52の上面52aとでは、その撮影
軸54xとの各交差位置に誤差E1が生じる。この種の
誤差は、上記ツール55の撮像軸55xが傾斜している
場合にも、同様にして生じる。そして、これが原因とな
って、上記半導体チップ50上の各パッド51位置と各
リード52上の先端部位置53とに対して、上記ワイヤ
ボンダーのツール55が正確に位置決めされなくなり、
ボンディング精度の低下を招来していた。
ディスタンスLxを一定の値として設定する手法によれ
ば、図11に例示されるように、たとえば撮像手段54
の撮像軸54xが傾斜していると、半導体チップ50の
上面50aとリード52の上面52aとでは、その撮影
軸54xとの各交差位置に誤差E1が生じる。この種の
誤差は、上記ツール55の撮像軸55xが傾斜している
場合にも、同様にして生じる。そして、これが原因とな
って、上記半導体チップ50上の各パッド51位置と各
リード52上の先端部位置53とに対して、上記ワイヤ
ボンダーのツール55が正確に位置決めされなくなり、
ボンディング精度の低下を招来していた。
【0012】より詳細には、ワイヤボンディングWを施
すに際して、上記半導体チップ50上の各パッド51に
対しては、上記撮像手段54を通じて認識された補正後
の各パッド51位置にカメラツールディスタンスLxを
加算した距離だけツール55を移動させることになる。
一方、上記各リード52の先端部53に対しては、上記
撮像手段54を通じて認識された補正後の各先端部53
位置にカメラツールディスタンスLxを加算した距離だ
けツール55を移動させることになる。そして、この双
方の移動時においては、たとえば仮にファーストボンデ
ィングが正確に行われたとしても、セカンドボンディン
グ時に誤差E1が生じることになる。なお、上記ツール
55の上下駆動軌跡55xが傾斜している場合や、上記
両者54x、55xが傾斜している場合にも、同様にし
てワイヤボンディング時に誤差が生じる。
すに際して、上記半導体チップ50上の各パッド51に
対しては、上記撮像手段54を通じて認識された補正後
の各パッド51位置にカメラツールディスタンスLxを
加算した距離だけツール55を移動させることになる。
一方、上記各リード52の先端部53に対しては、上記
撮像手段54を通じて認識された補正後の各先端部53
位置にカメラツールディスタンスLxを加算した距離だ
けツール55を移動させることになる。そして、この双
方の移動時においては、たとえば仮にファーストボンデ
ィングが正確に行われたとしても、セカンドボンディン
グ時に誤差E1が生じることになる。なお、上記ツール
55の上下駆動軌跡55xが傾斜している場合や、上記
両者54x、55xが傾斜している場合にも、同様にし
てワイヤボンディング時に誤差が生じる。
【0013】そして、以上のような問題は、半導体チッ
プ50の厚みが大きい場合、すなわち半導体チップ上面
50aとリード上面52aとの段差が大きい場合には、
より一層顕著になる。
プ50の厚みが大きい場合、すなわち半導体チップ上面
50aとリード上面52aとの段差が大きい場合には、
より一層顕著になる。
【0014】本願発明は、上述の事情のもとで考え出さ
れたものであって、ワイヤボンダーのツールの駆動軌跡
と撮像手段の撮像軸との平行度に狂いが生じている場合
であっても、これを回避してチップおよびリードに対す
るワイヤボンディング時のツールの移動を正確に行わせ
るようにし、もってボンディング精度の向上を図ること
をその課題とする。
れたものであって、ワイヤボンダーのツールの駆動軌跡
と撮像手段の撮像軸との平行度に狂いが生じている場合
であっても、これを回避してチップおよびリードに対す
るワイヤボンディング時のツールの移動を正確に行わせ
るようにし、もってボンディング精度の向上を図ること
をその課題とする。
【0015】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、本願発明では、次の技術的手段を講じている。
め、本願発明では、次の技術的手段を講じている。
【0016】すなわち、本願の請求項1に記載した発明
は、リードフレームのアイランド部に搭載される半導体
チップ上の各パッド位置とこれに対応する各リードのボ
ンディング位置とを、移動テーブル上に設置された撮像
手段から取り込まれた画像を通じて認識し、この認識し
た各パッド位置およびリードボンディング位置を、画像
上の基準座標との関連において補正し、上記撮像手段の
撮像軸がボンディング面上にワイヤボンダーのツールに
よって形成した基準点と交差するまで移動したときの上
記ツールの移動軌跡の水平移動距離として定義されるカ
メラツールディスタンスと、上記補正後の各パッド位置
およびリードボンディング位置とに基づいて、上記ツー
ルを移動させるようにしたワイヤボンダーのボンディン
グ位置補正方法であって、上記カメラツールディスタン
スを、チップ側カメラツールディスタンスとリード側カ
メラツールディスタンスとに区分して設定するととも
に、上記半導体チップ上へのワイヤボンディング時に
は、上記チップ側カメラツールディスタンスを用いて上
記ツールを移動させる一方、上記リード上へのワイヤボ
ンディング時には、上記リード側カメラツールディスタ
ンスを用いて上記ツールを移動させるようにしたことを
特徴としている。
は、リードフレームのアイランド部に搭載される半導体
チップ上の各パッド位置とこれに対応する各リードのボ
ンディング位置とを、移動テーブル上に設置された撮像
手段から取り込まれた画像を通じて認識し、この認識し
た各パッド位置およびリードボンディング位置を、画像
上の基準座標との関連において補正し、上記撮像手段の
撮像軸がボンディング面上にワイヤボンダーのツールに
よって形成した基準点と交差するまで移動したときの上
記ツールの移動軌跡の水平移動距離として定義されるカ
メラツールディスタンスと、上記補正後の各パッド位置
およびリードボンディング位置とに基づいて、上記ツー
ルを移動させるようにしたワイヤボンダーのボンディン
グ位置補正方法であって、上記カメラツールディスタン
スを、チップ側カメラツールディスタンスとリード側カ
メラツールディスタンスとに区分して設定するととも
に、上記半導体チップ上へのワイヤボンディング時に
は、上記チップ側カメラツールディスタンスを用いて上
記ツールを移動させる一方、上記リード上へのワイヤボ
ンディング時には、上記リード側カメラツールディスタ
ンスを用いて上記ツールを移動させるようにしたことを
特徴としている。
【0017】また、本願の請求項2に記載した発明は、
上記双方のカメラツールディスタンスを、上記半導体チ
ップおよびリードのそれぞれの上面に、上記ツールを接
触させることによる目印を付する動作と、この目印を目
標位置として上記撮像手段を移動させる動作を行わせ、
この移動量を演算することによって、それぞれ求めるよ
うにしたものである。
上記双方のカメラツールディスタンスを、上記半導体チ
ップおよびリードのそれぞれの上面に、上記ツールを接
触させることによる目印を付する動作と、この目印を目
標位置として上記撮像手段を移動させる動作を行わせ、
この移動量を演算することによって、それぞれ求めるよ
うにしたものである。
【0018】さらに、本願の請求項3に記載した発明
は、上記請求項1または2に記載したワイヤボンダーの
ボンディング位置補正方法において、上記ワイヤボンダ
ーのツール先端を上記半導体チップの上面に接触させて
仮目印付けを行い、この半導体チップ上の仮目印を上記
撮像手段により撮影し、この撮影された画像上における
基準位置と上記仮目印位置とが一致するまで上記移動テ
ーブルを移動させ、この時の移動量を上記チップ側カメ
ラツールディスタンスとして設定する一方、上記ワイヤ
ボンダーのツール先端を上記リードの上面に接触させて
仮目印付けを行い、このリード上の仮目印を上記撮像手
段により撮影し、この撮影された画像上における基準位
置と上記仮目印位置とが一致するまで上記移動テーブル
を移動させ、この時の移動量を上記リード側カメラツー
ルディスタンスとして設定するようにしたことを特徴と
している。
は、上記請求項1または2に記載したワイヤボンダーの
ボンディング位置補正方法において、上記ワイヤボンダ
ーのツール先端を上記半導体チップの上面に接触させて
仮目印付けを行い、この半導体チップ上の仮目印を上記
撮像手段により撮影し、この撮影された画像上における
基準位置と上記仮目印位置とが一致するまで上記移動テ
ーブルを移動させ、この時の移動量を上記チップ側カメ
ラツールディスタンスとして設定する一方、上記ワイヤ
ボンダーのツール先端を上記リードの上面に接触させて
仮目印付けを行い、このリード上の仮目印を上記撮像手
段により撮影し、この撮影された画像上における基準位
置と上記仮目印位置とが一致するまで上記移動テーブル
を移動させ、この時の移動量を上記リード側カメラツー
ルディスタンスとして設定するようにしたことを特徴と
している。
【0019】一方、本願の請求項4に記載した発明は、
移動テーブル上に設置された撮像手段と、この撮像手段
を通じて取り込まれた画像データに基づいてリードフレ
ームのアイランド部に搭載される半導体チップ上の各パ
ッド位置とこれに対応する各リードのボンディング位置
とを認識する画像認識手段と、上記各パッドと各リード
との間にワイヤボンディングを施すワイヤボンダーのツ
ールと、を備えるとともに、上記撮像手段の撮像軸がボ
ンディング面上にワイヤボンダーのツールによって形成
した基準点と交差するまで移動したときの上記ツールの
移動軌跡の水平移動距離として定義されるカメラツール
ディスタンスと、上記画像認識手段を通じて認識されか
つ補正された上記各パッド位置および各リードボンディ
ング位置とに基づいて、上記ワイヤボンダーのツールを
移動させるように構成したワイヤボンダーのボンディン
グ位置補正装置であって、上記ワイヤボンダーのツール
先端を上記半導体チップの上面に接触させて仮目印付け
を行い、この半導体チップ上の仮目印を上記撮像手段に
より撮影し、この撮影された画像上における基準位置と
上記仮目印位置とが一致するまで上記移動テーブルを移
動させ、この時の移動量を演算してチップ側カメラツー
ルディスタンスを求める第1演算手段と、上記ワイヤボ
ンダーのツール先端を上記リードの上面に接触させて仮
目印付けを行い、このリード上の仮目印を上記撮像手段
により撮影し、この撮影された画像上における基準位置
と上記仮目印位置とが一致するまで上記移動テーブルを
移動させ、この時の移動量を演算してリード側カメラツ
ールディスタンスを求める第2演算手段と、上記第1演
算手段により求められたチップ側カメラツールディスタ
ンスを記憶する第1記憶手段と、上記第2演算手段によ
り求められたリード側カメラツールディスタンスを記憶
する第2記憶手段と、上記半導体チップ上へのワイヤボ
ンディング時には上記第1記憶手段からのチップ側カメ
ラツールディスタンスにしたがって上記ツールを移動さ
せる一方、上記リード上へのワイヤボンディング時には
上記第2記憶手段からのリード側カメラツールディスタ
ンスにしたがって上記ツールを移動させるツール移動制
御手段と、を備えていることを特徴としている。
移動テーブル上に設置された撮像手段と、この撮像手段
を通じて取り込まれた画像データに基づいてリードフレ
ームのアイランド部に搭載される半導体チップ上の各パ
ッド位置とこれに対応する各リードのボンディング位置
とを認識する画像認識手段と、上記各パッドと各リード
との間にワイヤボンディングを施すワイヤボンダーのツ
ールと、を備えるとともに、上記撮像手段の撮像軸がボ
ンディング面上にワイヤボンダーのツールによって形成
した基準点と交差するまで移動したときの上記ツールの
移動軌跡の水平移動距離として定義されるカメラツール
ディスタンスと、上記画像認識手段を通じて認識されか
つ補正された上記各パッド位置および各リードボンディ
ング位置とに基づいて、上記ワイヤボンダーのツールを
移動させるように構成したワイヤボンダーのボンディン
グ位置補正装置であって、上記ワイヤボンダーのツール
先端を上記半導体チップの上面に接触させて仮目印付け
を行い、この半導体チップ上の仮目印を上記撮像手段に
より撮影し、この撮影された画像上における基準位置と
上記仮目印位置とが一致するまで上記移動テーブルを移
動させ、この時の移動量を演算してチップ側カメラツー
ルディスタンスを求める第1演算手段と、上記ワイヤボ
ンダーのツール先端を上記リードの上面に接触させて仮
目印付けを行い、このリード上の仮目印を上記撮像手段
により撮影し、この撮影された画像上における基準位置
と上記仮目印位置とが一致するまで上記移動テーブルを
移動させ、この時の移動量を演算してリード側カメラツ
ールディスタンスを求める第2演算手段と、上記第1演
算手段により求められたチップ側カメラツールディスタ
ンスを記憶する第1記憶手段と、上記第2演算手段によ
り求められたリード側カメラツールディスタンスを記憶
する第2記憶手段と、上記半導体チップ上へのワイヤボ
ンディング時には上記第1記憶手段からのチップ側カメ
ラツールディスタンスにしたがって上記ツールを移動さ
せる一方、上記リード上へのワイヤボンディング時には
上記第2記憶手段からのリード側カメラツールディスタ
ンスにしたがって上記ツールを移動させるツール移動制
御手段と、を備えていることを特徴としている。
【0020】
【発明の作用および効果】上記請求項1に記載した発明
によれば、撮像手段の撮像軸がボンディング面上にワイ
ヤボンダーのツールによって形成した基準点と交差する
まで移動したときの上記ツールの移動軌跡の水平移動距
離として定義されるカメラツールディスタンスが、チッ
プ側とリード側とに区分して設定される。すなわち、そ
の設定手法については以下で述べる請求項2または3に
記載した発明のような手法が好ましい例として挙げられ
るが、この手法は特に限定されるものではなく、チップ
の上面をボンディング面とした場合の上記のカメラツー
ルディスタンスと、リードの上面をボンディング面とし
た場合の上記のカメラツールディスタンスとを別個に決
定すればよい。
によれば、撮像手段の撮像軸がボンディング面上にワイ
ヤボンダーのツールによって形成した基準点と交差する
まで移動したときの上記ツールの移動軌跡の水平移動距
離として定義されるカメラツールディスタンスが、チッ
プ側とリード側とに区分して設定される。すなわち、そ
の設定手法については以下で述べる請求項2または3に
記載した発明のような手法が好ましい例として挙げられ
るが、この手法は特に限定されるものではなく、チップ
の上面をボンディング面とした場合の上記のカメラツー
ルディスタンスと、リードの上面をボンディング面とし
た場合の上記のカメラツールディスタンスとを別個に決
定すればよい。
【0021】このようにして、チップ側カメラツールデ
ィスタンスとリード側カメラツールディスタンスとが設
定された後は、この各々の値に基づいて上記ツールが移
動していくことになる。詳しくは、上記撮像手段を通じ
て認識されかつ補正された半導体チップ上の各パッド位
置と上記チップ側カメラツールディスタンスとから決ま
る距離に応じて上記ツールを移動させることにより、上
記半導体チップ上の各パッドに対するワイヤボンディン
グ(ファーストボンディング)が行われる。また、同じ
く上記撮像手段を通じて認識されかつ補正されたリード
上の各ボンディング位置と上記リード側カメラツールデ
ィスタンスとから決まる距離に応じて上記ツールを移動
させることにより、上記リード上の各ボンディング位置
に対するワイヤボンディング(セカンドボンディング)
が行われる。
ィスタンスとリード側カメラツールディスタンスとが設
定された後は、この各々の値に基づいて上記ツールが移
動していくことになる。詳しくは、上記撮像手段を通じ
て認識されかつ補正された半導体チップ上の各パッド位
置と上記チップ側カメラツールディスタンスとから決ま
る距離に応じて上記ツールを移動させることにより、上
記半導体チップ上の各パッドに対するワイヤボンディン
グ(ファーストボンディング)が行われる。また、同じ
く上記撮像手段を通じて認識されかつ補正されたリード
上の各ボンディング位置と上記リード側カメラツールデ
ィスタンスとから決まる距離に応じて上記ツールを移動
させることにより、上記リード上の各ボンディング位置
に対するワイヤボンディング(セカンドボンディング)
が行われる。
【0022】したがって、ワイヤボンディング時におけ
る上記ツールの移動は、チップ側とリード側とでは、そ
れぞれに対応する異種のカメラツールディスタンスに応
じて決まることになる。これにより、上記撮像手段の撮
像軸と上記ツールの駆動軌跡との平行度が狂っている場
合であっても、ツールは正確に上記ファーストボンディ
ング位置およびセカンドボンディング位置に位置決めで
きることになる。この結果、上記半導体チップ上面とリ
ード上面との間の段差が大きい場合であっても、上記両
者の平行度の狂いに起因するボンディング誤差を消失さ
せることが可能になり、ワイヤボンディング作業の高精
度化に寄与できることになる。
る上記ツールの移動は、チップ側とリード側とでは、そ
れぞれに対応する異種のカメラツールディスタンスに応
じて決まることになる。これにより、上記撮像手段の撮
像軸と上記ツールの駆動軌跡との平行度が狂っている場
合であっても、ツールは正確に上記ファーストボンディ
ング位置およびセカンドボンディング位置に位置決めで
きることになる。この結果、上記半導体チップ上面とリ
ード上面との間の段差が大きい場合であっても、上記両
者の平行度の狂いに起因するボンディング誤差を消失さ
せることが可能になり、ワイヤボンディング作業の高精
度化に寄与できることになる。
【0023】また、請求項2に記載した発明によれば、
チップ側カメラツールディスタンスは、半導体チップの
上面に上記ツールを接触させて目印を付する動作と、こ
の目印を目標位置として上記撮像手段を移動させる動作
とを行わせ、この移動量を演算することにより求められ
る。リード側カメラツールディスタンスについても、同
様にして、リードの上面に上記ツールを接触させて目印
を付する動作と、この目印を目標として上記撮像手段を
移動させる動作を行わせ、この移動量を演算することに
よって求められる。
チップ側カメラツールディスタンスは、半導体チップの
上面に上記ツールを接触させて目印を付する動作と、こ
の目印を目標位置として上記撮像手段を移動させる動作
とを行わせ、この移動量を演算することにより求められ
る。リード側カメラツールディスタンスについても、同
様にして、リードの上面に上記ツールを接触させて目印
を付する動作と、この目印を目標として上記撮像手段を
移動させる動作を行わせ、この移動量を演算することに
よって求められる。
【0024】この場合において、上記ツールの駆動軌跡
に沿う位置に目印を付する動作としては、好ましくは、
以下に述べる請求項3に記載の発明のように、ツール先
端を上下駆動させることにより半導体チップ上面および
リード上面に打痕などの仮目印を付するようにする。ま
た、これ以外に、ツールにより目印となる付着物を半導
体チップ上面およびリード上面に付着させるようにする
ことなども可能である。そして、これらの目印を付した
後、上記撮像手段を通じて画像を取り込みながら、その
画像上における上記目印を目標位置として上記撮像手段
を移動させれば、この撮像手段が上記目標位置に達する
までの移動量が上記各カメラツールディスタンスとして
設定されることになる。
に沿う位置に目印を付する動作としては、好ましくは、
以下に述べる請求項3に記載の発明のように、ツール先
端を上下駆動させることにより半導体チップ上面および
リード上面に打痕などの仮目印を付するようにする。ま
た、これ以外に、ツールにより目印となる付着物を半導
体チップ上面およびリード上面に付着させるようにする
ことなども可能である。そして、これらの目印を付した
後、上記撮像手段を通じて画像を取り込みながら、その
画像上における上記目印を目標位置として上記撮像手段
を移動させれば、この撮像手段が上記目標位置に達する
までの移動量が上記各カメラツールディスタンスとして
設定されることになる。
【0025】そして、この設定後は、上記と同様にし
て、チップ側とリード側とに対して異なるカメラツール
ディスタンスに基づいてワイヤボンディングが行われ
る。この場合、上記チップ側のカメラツールディスタン
スは、半導体チップの上面を基準とする撮像軸とツール
駆動軌跡との相対位置関係によって決まり、上記リード
側のカメラツールディスタンスは、リードの上面を基準
とする撮像軸とツール駆動軌跡との相対位置関係によっ
て決まるものである。
て、チップ側とリード側とに対して異なるカメラツール
ディスタンスに基づいてワイヤボンディングが行われ
る。この場合、上記チップ側のカメラツールディスタン
スは、半導体チップの上面を基準とする撮像軸とツール
駆動軌跡との相対位置関係によって決まり、上記リード
側のカメラツールディスタンスは、リードの上面を基準
とする撮像軸とツール駆動軌跡との相対位置関係によっ
て決まるものである。
【0026】したがって、上記撮像手段の撮像軸と上記
ツールの駆動軌跡との平行度が狂っている場合であって
も、ワイヤボンディング時にツールは正確に位置決めさ
れ、ワイヤボンディング作業の高精度化が図られる。
ツールの駆動軌跡との平行度が狂っている場合であって
も、ワイヤボンディング時にツールは正確に位置決めさ
れ、ワイヤボンディング作業の高精度化が図られる。
【0027】さらに、上記請求項3に記載した発明は、
上記2種類のカメラツールディスタンスの設定を行う場
合のより具体的な手法を例示したものである。これによ
れば、上記ツールの先端を半導体チップおよびリードに
それぞれ接触させて仮目印を付し、画像上における上記
仮目印位置と基準位置とが一致するまで移動テーブルを
移動させることにより、この時の移動テーブルの移動量
が各カメラツールディスタンスとして設定される。な
お、上記移動テーブルの移動量は、その移動テーブルを
移動させる駆動源である既存のステッピングモータ等の
信号に基づいて容易に検出できることになる。そして、
この場合にも、上記請求項1に記載した発明と同様の効
果が得られることは言うまでもない。
上記2種類のカメラツールディスタンスの設定を行う場
合のより具体的な手法を例示したものである。これによ
れば、上記ツールの先端を半導体チップおよびリードに
それぞれ接触させて仮目印を付し、画像上における上記
仮目印位置と基準位置とが一致するまで移動テーブルを
移動させることにより、この時の移動テーブルの移動量
が各カメラツールディスタンスとして設定される。な
お、上記移動テーブルの移動量は、その移動テーブルを
移動させる駆動源である既存のステッピングモータ等の
信号に基づいて容易に検出できることになる。そして、
この場合にも、上記請求項1に記載した発明と同様の効
果が得られることは言うまでもない。
【0028】一方、上記請求項4に記載した発明によれ
は、第1、第2演算手段により上記チップ側およびリー
ド側のカメラツールディスタンスがそれぞれ求められ、
これらの各カメラツールディスタンスが第1、第2記憶
手段にそれぞれ記憶される。そして、実際にワイヤボン
ディングを行う場合には、ツール移動制御手段が、上記
第1、第2記憶手段からのデータである各カメラツール
ディスタンスに応じてツールを移動させる。この結果、
上記請求項1、2または3に記載した方法が適切に実施
される。
は、第1、第2演算手段により上記チップ側およびリー
ド側のカメラツールディスタンスがそれぞれ求められ、
これらの各カメラツールディスタンスが第1、第2記憶
手段にそれぞれ記憶される。そして、実際にワイヤボン
ディングを行う場合には、ツール移動制御手段が、上記
第1、第2記憶手段からのデータである各カメラツール
ディスタンスに応じてツールを移動させる。この結果、
上記請求項1、2または3に記載した方法が適切に実施
される。
【0029】
【実施例の説明】以下、本願発明の好ましい実施例を、
図面を参照しつつ具体的に説明する。
図面を参照しつつ具体的に説明する。
【0030】図1は、本願発明の実施例に係るワイヤボ
ンダーの位置補正装置の主要部の構成ならびにその制御
システムを示す概略図である。なお、この実施例は、移
動テーブル上に撮像手段とワイヤボンダーとが設置され
た場合を例に挙げている。
ンダーの位置補正装置の主要部の構成ならびにその制御
システムを示す概略図である。なお、この実施例は、移
動テーブル上に撮像手段とワイヤボンダーとが設置され
た場合を例に挙げている。
【0031】図1に示すように、この実施例に係る位置
補正装置1の概略構成は、リードフレーム2の各リード
部2aならびにそのアイランド部2bに搭載された半導
体チップ3の上面を撮影するITVカメラ等の撮像手段
4と、アーム5aおよび支柱5bを介して上記撮像手段
4を支持する移動テーブル5とを備えている。上記撮像
手段4は、同軸照明機能(同軸照明付きレンズ)を有し
ており、この撮像手段4からの画像データを示す信号a
は、A/D変換器(図示略)などの動作によって、以降
の制御を行う際に要求される信号に変換される。
補正装置1の概略構成は、リードフレーム2の各リード
部2aならびにそのアイランド部2bに搭載された半導
体チップ3の上面を撮影するITVカメラ等の撮像手段
4と、アーム5aおよび支柱5bを介して上記撮像手段
4を支持する移動テーブル5とを備えている。上記撮像
手段4は、同軸照明機能(同軸照明付きレンズ)を有し
ており、この撮像手段4からの画像データを示す信号a
は、A/D変換器(図示略)などの動作によって、以降
の制御を行う際に要求される信号に変換される。
【0032】さらに、上記移動テーブル5上には、上記
リードフレーム2の各リード部2aの先端部(ボンディ
ング位置)2xと上記半導体チップ3上の各パッド3x
との間をワイヤボンディングにより結線するためのワイ
ヤボンダー6が設置されている。このワイヤボンダー6
には、上記各ボンディング位置に対してワイヤ(金線)
を所定の手段により熱圧着または圧着させるツール(キ
ャピラリ)6aが保持されている。この実施例において
は、上記ツール6aを先端に有する駆動アーム7が、支
軸8を介して回動可能に保持されている。
リードフレーム2の各リード部2aの先端部(ボンディ
ング位置)2xと上記半導体チップ3上の各パッド3x
との間をワイヤボンディングにより結線するためのワイ
ヤボンダー6が設置されている。このワイヤボンダー6
には、上記各ボンディング位置に対してワイヤ(金線)
を所定の手段により熱圧着または圧着させるツール(キ
ャピラリ)6aが保持されている。この実施例において
は、上記ツール6aを先端に有する駆動アーム7が、支
軸8を介して回動可能に保持されている。
【0033】また、上記移動テーブル5は、相互に直交
するX方向およびY方向への移動を案内するガイド用テ
ーブル9、10上に保持されている。なお、必要なら
ば、上記リードフレーム2を挟んで撮像手段4の下方位
置に、図外の照明手段を別途配設し、この照明手段から
上記リードフレーム2に対して下方から光が照射される
ように構成してもよい。
するX方向およびY方向への移動を案内するガイド用テ
ーブル9、10上に保持されている。なお、必要なら
ば、上記リードフレーム2を挟んで撮像手段4の下方位
置に、図外の照明手段を別途配設し、この照明手段から
上記リードフレーム2に対して下方から光が照射される
ように構成してもよい。
【0034】一方、上記位置補正装置1の制御システム
11は、上記撮像手段4からの信号aに基づいて認識対
象物である各リード2aおよび半導体チップ3の所定画
像を取り込んでその所定位置の認識を行う画像認識手段
12を備えている。そして、この画像認識手段12から
の信号bは主演算手段13に入力され、さらにこの主演
算手段13には、上記移動テーブル5を駆動するための
ステッピングモータ等のXY駆動手段14からの信号c
が入力される。
11は、上記撮像手段4からの信号aに基づいて認識対
象物である各リード2aおよび半導体チップ3の所定画
像を取り込んでその所定位置の認識を行う画像認識手段
12を備えている。そして、この画像認識手段12から
の信号bは主演算手段13に入力され、さらにこの主演
算手段13には、上記移動テーブル5を駆動するための
ステッピングモータ等のXY駆動手段14からの信号c
が入力される。
【0035】したがって、上記主演算手段13は、上記
撮像手段4を通じて上記画像認識手段12にたとえばリ
ード2aの先端周辺画像が取り込まれた際に、その画像
上の中心座標と上記リード2aの先端部2x座標が一致
するまで、XY駆動手段14を駆動させて移動テーブル
5を移動させ、この時のXY駆動手段14からの信号c
を通じてその移動量を上記両座標の変位量として補正
し、その補正後の座標をリード側のボンディング座標と
して主記憶手段15に記憶させる。また、上記半導体チ
ップ3上のパッド3xについても、基本的には上記と同
様の動作を主演算手段13が実行することにより、補正
後のチップ側のボンディング座標が上記主記憶手段15
に記憶される(詳細については後述する)。
撮像手段4を通じて上記画像認識手段12にたとえばリ
ード2aの先端周辺画像が取り込まれた際に、その画像
上の中心座標と上記リード2aの先端部2x座標が一致
するまで、XY駆動手段14を駆動させて移動テーブル
5を移動させ、この時のXY駆動手段14からの信号c
を通じてその移動量を上記両座標の変位量として補正
し、その補正後の座標をリード側のボンディング座標と
して主記憶手段15に記憶させる。また、上記半導体チ
ップ3上のパッド3xについても、基本的には上記と同
様の動作を主演算手段13が実行することにより、補正
後のチップ側のボンディング座標が上記主記憶手段15
に記憶される(詳細については後述する)。
【0036】さらに、この制御システム11には、上記
チップ側およびリード側のボンディング座標を補正する
ための構成に加えて、上記の画像認識時における上記ワ
イヤボンダー6のツール6aの待機位置に応じて決まる
カメラツールディスタンスを設定するための構成が備え
られている。
チップ側およびリード側のボンディング座標を補正する
ための構成に加えて、上記の画像認識時における上記ワ
イヤボンダー6のツール6aの待機位置に応じて決まる
カメラツールディスタンスを設定するための構成が備え
られている。
【0037】このカメラツールディスタンスを設定する
ための制御システムは、上記撮像手段4から上記画像認
識手段12を通じて取り込まれた画像であって、上記ツ
ール6a先端により付された仮目印を有する半導体チッ
プ3上面の画像に基づいて、チップ側カメラツールディ
スタンスを算出する第1演算手段16と、同じく上記ツ
ール6a先端により付された仮目印を有するリード2a
上面の画像に基づいて、リード側カメラツールディスタ
ンスを算出する第2演算手段17とを備えている。
ための制御システムは、上記撮像手段4から上記画像認
識手段12を通じて取り込まれた画像であって、上記ツ
ール6a先端により付された仮目印を有する半導体チッ
プ3上面の画像に基づいて、チップ側カメラツールディ
スタンスを算出する第1演算手段16と、同じく上記ツ
ール6a先端により付された仮目印を有するリード2a
上面の画像に基づいて、リード側カメラツールディスタ
ンスを算出する第2演算手段17とを備えている。
【0038】さらに、上記第1演算手段16により算出
されたチップ側カメラツールディスタンスは第1記憶手
段18に記憶され、上記第2演算手段17により算出さ
れたリード側カメラツールディスタンスは第2記憶手段
19に記憶される。そして、この双方の記憶手段18、
19に記憶されている2種類のカメラツールディスタン
スと、上記主記憶手段15に記憶されている補正後の各
ボンディング座標とに基づいて、ツール移動制御手段2
0が、上記XY駆動手段14を作動させることにより、
ワイヤボンディング時における上記ツール6aの移動を
制御するようになっている。なお、この実施例では、上
記ツール移動制御手段20が、Z駆動手段21を作動さ
せることにより、上記ツール6aを上下駆動させる構成
となっている。
されたチップ側カメラツールディスタンスは第1記憶手
段18に記憶され、上記第2演算手段17により算出さ
れたリード側カメラツールディスタンスは第2記憶手段
19に記憶される。そして、この双方の記憶手段18、
19に記憶されている2種類のカメラツールディスタン
スと、上記主記憶手段15に記憶されている補正後の各
ボンディング座標とに基づいて、ツール移動制御手段2
0が、上記XY駆動手段14を作動させることにより、
ワイヤボンディング時における上記ツール6aの移動を
制御するようになっている。なお、この実施例では、上
記ツール移動制御手段20が、Z駆動手段21を作動さ
せることにより、上記ツール6aを上下駆動させる構成
となっている。
【0039】図2は、上記位置補正装置1の各構成要素
を、各装置類の電気的接続状態として示したものであ
る。すなわち、この図示例の構成は、上記移動テーブル
5およびこれに近接配置されたリードフレーム搬送装置
22と、上記撮像手段であるカメラ4と、このカメラ4
に接続された画像認識装置23と、この画像認識装置2
3に接続されたディスプレイ24とを備えている。
を、各装置類の電気的接続状態として示したものであ
る。すなわち、この図示例の構成は、上記移動テーブル
5およびこれに近接配置されたリードフレーム搬送装置
22と、上記撮像手段であるカメラ4と、このカメラ4
に接続された画像認識装置23と、この画像認識装置2
3に接続されたディスプレイ24とを備えている。
【0040】さらに、上記画像認識装置23には、座標
演算部25が接続されているとともに、この座標演算部
25には、操作盤(コンソール)26、記憶手段27、
XY駆動手段(XYドライバー)14、およびZ駆動手
段(Z軸ドライバー)21が接続されている。したがっ
て、上記座標演算部25は、既述のボンディング座標の
補正や、カメラツールディスタンスを求めるための演算
を行うことが可能である。なお、同図に示す記憶手段2
7は、上述の第1、第2記憶手段18、19と、主記憶
手段15とを内蔵している。
演算部25が接続されているとともに、この座標演算部
25には、操作盤(コンソール)26、記憶手段27、
XY駆動手段(XYドライバー)14、およびZ駆動手
段(Z軸ドライバー)21が接続されている。したがっ
て、上記座標演算部25は、既述のボンディング座標の
補正や、カメラツールディスタンスを求めるための演算
を行うことが可能である。なお、同図に示す記憶手段2
7は、上述の第1、第2記憶手段18、19と、主記憶
手段15とを内蔵している。
【0041】ここで、上記リードフレーム2の構造およ
びこれにダイボンディングされる半導体チップ3の構造
を、図3および図4を参照しつつ説明しておく。
びこれにダイボンディングされる半導体チップ3の構造
を、図3および図4を参照しつつ説明しておく。
【0042】図3から明らかなように、上記リードフレ
ーム2は、樹脂パッケージされるべき領域を画成する四
辺のダムバー2cのそれぞれについて、相互間ピッチが
狭められた多数本のリード2aを備えている。そして、
これらのリード2aの中央部には、半導体チップ3がボ
ンディングされるアイランド2dが形成されている。な
お、このアイランド2dは、サポートフレーム2eによ
って支持された状態にある。
ーム2は、樹脂パッケージされるべき領域を画成する四
辺のダムバー2cのそれぞれについて、相互間ピッチが
狭められた多数本のリード2aを備えている。そして、
これらのリード2aの中央部には、半導体チップ3がボ
ンディングされるアイランド2dが形成されている。な
お、このアイランド2dは、サポートフレーム2eによ
って支持された状態にある。
【0043】そして、半導体デバイスの製造に際して
は、図4に示すように、上記アイランド2d上に半導体
チップ3がボンディングされた状態の下で、各リード2
aの先端部2xと半導体チップ3上の各端子パッド3x
との間がワイヤボンディングWにより結線される。この
場合、上記各リード2aの先端部2xは、その切断加工
時に作用する応力の影響などを受けて、相互間寸法にば
らつきが生じているのが通例である。
は、図4に示すように、上記アイランド2d上に半導体
チップ3がボンディングされた状態の下で、各リード2
aの先端部2xと半導体チップ3上の各端子パッド3x
との間がワイヤボンディングWにより結線される。この
場合、上記各リード2aの先端部2xは、その切断加工
時に作用する応力の影響などを受けて、相互間寸法にば
らつきが生じているのが通例である。
【0044】次に、上記実施例に係る位置補正装置1の
作用、換言すればこの装置1の使用に基づく位置補正方
法について説明する。
作用、換言すればこの装置1の使用に基づく位置補正方
法について説明する。
【0045】まず、上記撮像手段4を通じて取り込まれ
た画像に基づき、いわゆるリードロケートを行う手順を
簡単に説明する。この装置1においては、各リード2a
の加工に伴うピッチ誤差やリードフレーム2へのチップ
3のボンディング誤差などが存在していないことを前提
として、各リード2aのボンディング位置2xおよびチ
ップ3上の各パッド3xのそれぞれの目標位置が予め設
定されている。
た画像に基づき、いわゆるリードロケートを行う手順を
簡単に説明する。この装置1においては、各リード2a
の加工に伴うピッチ誤差やリードフレーム2へのチップ
3のボンディング誤差などが存在していないことを前提
として、各リード2aのボンディング位置2xおよびチ
ップ3上の各パッド3xのそれぞれの目標位置が予め設
定されている。
【0046】上記各リード2aのボンディング位置2x
については、それぞれの目標位置に上記撮像手段4を順
々に移動、停止させていくことにより、そのボンディン
グ位置2xの周辺画像を取り込み、その画像上において
上記ボンディング位置2xと画像中心とが一致するまで
上記撮像手段4を移動させる。そして、上記主演算手段
13が、この時の移動量に応じて上記設定されている目
標位置を補正し、この補正後の位置が新たな目標位置と
して上記主記憶手段15に記憶される。
については、それぞれの目標位置に上記撮像手段4を順
々に移動、停止させていくことにより、そのボンディン
グ位置2xの周辺画像を取り込み、その画像上において
上記ボンディング位置2xと画像中心とが一致するまで
上記撮像手段4を移動させる。そして、上記主演算手段
13が、この時の移動量に応じて上記設定されている目
標位置を補正し、この補正後の位置が新たな目標位置と
して上記主記憶手段15に記憶される。
【0047】また、チップ3上の各パッド3xの位置に
ついては、図4を参照して、上記チップ3の表面上にお
ける対角線に沿うコーナー部の2箇所に認識マーク3
0、30を予め付しておき、この2個の認識マーク3
0、30が存在すべき位置として2個の目標位置を予め
設定しておく。そして、こられの各目標位置に対して、
上記と同様に撮像手段4を動作させることにより、補正
された2個のマーク位置が得られる。そして、その補正
後の各マーク位置に基づいて、上記チップ3の位置誤差
や姿勢誤差などを算出し、これらの誤差分を補正するこ
とにより、チップ3上の各パッド3xの目標位置が求め
られる。なお、チップ3は上記リードと比較して剛性が
高いため変形などを考慮する必要がなく、したがって上
記チップ3に対する各パッド3xの位置には狂いが生じ
ていないものと見做している。この各パッド3xの目標
位置も上記と同様にして主記憶手段15に記憶される。
ついては、図4を参照して、上記チップ3の表面上にお
ける対角線に沿うコーナー部の2箇所に認識マーク3
0、30を予め付しておき、この2個の認識マーク3
0、30が存在すべき位置として2個の目標位置を予め
設定しておく。そして、こられの各目標位置に対して、
上記と同様に撮像手段4を動作させることにより、補正
された2個のマーク位置が得られる。そして、その補正
後の各マーク位置に基づいて、上記チップ3の位置誤差
や姿勢誤差などを算出し、これらの誤差分を補正するこ
とにより、チップ3上の各パッド3xの目標位置が求め
られる。なお、チップ3は上記リードと比較して剛性が
高いため変形などを考慮する必要がなく、したがって上
記チップ3に対する各パッド3xの位置には狂いが生じ
ていないものと見做している。この各パッド3xの目標
位置も上記と同様にして主記憶手段15に記憶される。
【0048】一方、上記各カメラツールディスタンスの
設定手法を説明すると、以下に示す通りである。
設定手法を説明すると、以下に示す通りである。
【0049】チップ側カメラツールディスタンスについ
ては、上記XY駆動手段14の動作により移動テーブル
5を移動させて、まず図5に示すように、リードフレー
ム2上にボンディングされているチップ3の所定位置直
上方にツール6aを位置させる。そして、上記ツール6
aを下方に駆動させることにより、同図に鎖線で示すよ
うにツール6aの先端を上記チップ3の上面3wに接触
させ、その接触位置に打痕M1を刻設しておく。
ては、上記XY駆動手段14の動作により移動テーブル
5を移動させて、まず図5に示すように、リードフレー
ム2上にボンディングされているチップ3の所定位置直
上方にツール6aを位置させる。そして、上記ツール6
aを下方に駆動させることにより、同図に鎖線で示すよ
うにツール6aの先端を上記チップ3の上面3wに接触
させ、その接触位置に打痕M1を刻設しておく。
【0050】次いで、上記撮像手段4を通じて画像を取
り込みながら、その画像上における上記打痕M1の位置
と画像中心とが一致するまで、すなわち図6に示すよう
に上記撮像手段4の撮像軸4xと上記打痕M1とが交差
する状態になるまで、上記移動テーブル5を移動させ
る。そして、この時の移動テーブル5の移動量が上記第
1演算手段16によって算出され、この算出値がチップ
側カメラツールディスタンスLaとして第1記憶手段1
8に記憶される。この場合、上記移動量の算出は、たと
えば上記XY駆動手段14の駆動源がステッピングモー
タである場合には、このステッピングモータが上記移動
テーブル5を移動させるのに要した信号のパルス数をカ
ウントすることにより行われる。また、この移動量は、
X、Yの双方向に対して算出される。なお、この場合の
移動テーブル5の移動は、図2に示す操作盤26を適宜
操作することにより行われる。
り込みながら、その画像上における上記打痕M1の位置
と画像中心とが一致するまで、すなわち図6に示すよう
に上記撮像手段4の撮像軸4xと上記打痕M1とが交差
する状態になるまで、上記移動テーブル5を移動させ
る。そして、この時の移動テーブル5の移動量が上記第
1演算手段16によって算出され、この算出値がチップ
側カメラツールディスタンスLaとして第1記憶手段1
8に記憶される。この場合、上記移動量の算出は、たと
えば上記XY駆動手段14の駆動源がステッピングモー
タである場合には、このステッピングモータが上記移動
テーブル5を移動させるのに要した信号のパルス数をカ
ウントすることにより行われる。また、この移動量は、
X、Yの双方向に対して算出される。なお、この場合の
移動テーブル5の移動は、図2に示す操作盤26を適宜
操作することにより行われる。
【0051】一方、リード側カメラツールディスタンス
については、まず図7に示すように、リード2aの上面
2wに打痕M2を刻設した後、上記と同様にして撮像手
段4の撮像軸4xと上記打痕M2とが交差する状態(図
8に示す状態)になるまで、上記移動テーブル5を移動
させる。そして、この時の移動量が第2演算手段17に
よって算出され、この算出値がリード側カメラツールデ
ィスタンスLbとして第2記憶手段19に記憶される。
なお、この場合の移動量の算出などは、上記と同様にし
て行われる。
については、まず図7に示すように、リード2aの上面
2wに打痕M2を刻設した後、上記と同様にして撮像手
段4の撮像軸4xと上記打痕M2とが交差する状態(図
8に示す状態)になるまで、上記移動テーブル5を移動
させる。そして、この時の移動量が第2演算手段17に
よって算出され、この算出値がリード側カメラツールデ
ィスタンスLbとして第2記憶手段19に記憶される。
なお、この場合の移動量の算出などは、上記と同様にし
て行われる。
【0052】以上のような動作が行われた結果、図9に
示すように、上記チップ側カメラツールディスタンスL
aとリード側カメラツールディスタンスLbとは、撮像
手段4の撮像軸4xの傾斜に起因して、それぞれ異なっ
た値となる。このような結果が得られる理由は、上記チ
ップ側カメラツールディスタンスLaは、チップ3の上
面を基準とする上記撮像軸4xとツール駆動軌跡6xと
の相対的位置関係に基づいて算出され、上記リード側カ
メラツールディスタンスLbは、リード2aの上面を基
準とする撮像軸4xとツール駆動軌跡6xとの相対的位
置関係に基づいて算出されたことによる。
示すように、上記チップ側カメラツールディスタンスL
aとリード側カメラツールディスタンスLbとは、撮像
手段4の撮像軸4xの傾斜に起因して、それぞれ異なっ
た値となる。このような結果が得られる理由は、上記チ
ップ側カメラツールディスタンスLaは、チップ3の上
面を基準とする上記撮像軸4xとツール駆動軌跡6xと
の相対的位置関係に基づいて算出され、上記リード側カ
メラツールディスタンスLbは、リード2aの上面を基
準とする撮像軸4xとツール駆動軌跡6xとの相対的位
置関係に基づいて算出されたことによる。
【0053】したがって、上記撮像軸4xの傾斜角を加
味した上で、各カメラツールディスタンスLa、Lbが
設定されていることになる。
味した上で、各カメラツールディスタンスLa、Lbが
設定されていることになる。
【0054】なお、上記図示した状態は、撮像軸4xが
傾斜している場合を例に挙げたものであるが、ツール6
aの駆動軌跡(駆動軸)6xが傾斜している場合、ある
いは撮像軸4xおよび駆動軌跡6xの双方が傾斜してい
る場合であっても、上記の相対的位置関係は一義的に決
まるものであるため、上記と同様にそれらの傾斜角を加
味した上で、各カメラツールディスタンスLa、Lbが
設定されることになる。
傾斜している場合を例に挙げたものであるが、ツール6
aの駆動軌跡(駆動軸)6xが傾斜している場合、ある
いは撮像軸4xおよび駆動軌跡6xの双方が傾斜してい
る場合であっても、上記の相対的位置関係は一義的に決
まるものであるため、上記と同様にそれらの傾斜角を加
味した上で、各カメラツールディスタンスLa、Lbが
設定されることになる。
【0055】そして、実際にワイヤボンディングを行う
場合には、上記ツール移動制御手段20が、上記第1、
第2記憶手段18、19と主記憶手段15とから、各パ
ッド3xおよびリード2a先端の目標位置と各カメラツ
ールディスタンスLa、Lbとを読み出す。そして、パ
ッド3xに対するファーストボンディングを行う場合に
は、上記各パッド3xの目標位置にチップ側カメラツー
ルディスタンスLaを加算した距離に応じて、またリー
ド2aに対するセカンドボンディングを行う場合には、
上記各リード2aの目標位置にリード側カメラツールデ
ィスタンスLbを加算した距離に応じて、ツール6aを
移動させる。このワイヤボンディング時におけるツール
の移動は、移動テーブル5の動作によって行わせること
も可能であるが、この実施例では、別途設けられるツー
ル移動制御用機構の動作によって行われる。
場合には、上記ツール移動制御手段20が、上記第1、
第2記憶手段18、19と主記憶手段15とから、各パ
ッド3xおよびリード2a先端の目標位置と各カメラツ
ールディスタンスLa、Lbとを読み出す。そして、パ
ッド3xに対するファーストボンディングを行う場合に
は、上記各パッド3xの目標位置にチップ側カメラツー
ルディスタンスLaを加算した距離に応じて、またリー
ド2aに対するセカンドボンディングを行う場合には、
上記各リード2aの目標位置にリード側カメラツールデ
ィスタンスLbを加算した距離に応じて、ツール6aを
移動させる。このワイヤボンディング時におけるツール
の移動は、移動テーブル5の動作によって行わせること
も可能であるが、この実施例では、別途設けられるツー
ル移動制御用機構の動作によって行われる。
【0056】これにより、上記撮像軸4x(および/ま
たはツール駆動軌跡6x)が傾斜している場合であって
も、この傾斜に応じて個別的に算出された各カメラツー
ルディスタンスLa、Lbを使用してファーストボンデ
ィングとセカンドボンディングがそれぞれ実行されるの
で、ワイヤボンディング誤差が生じなくなり、高精度な
ボンディング作業を行うことが可能になる。
たはツール駆動軌跡6x)が傾斜している場合であって
も、この傾斜に応じて個別的に算出された各カメラツー
ルディスタンスLa、Lbを使用してファーストボンデ
ィングとセカンドボンディングがそれぞれ実行されるの
で、ワイヤボンディング誤差が生じなくなり、高精度な
ボンディング作業を行うことが可能になる。
【0057】なお、上記実施例は、チップ3およびリー
ド2aの上面におけるツール駆動軌跡6xに沿う位置に
目印を付するための手法として、ツール6a先端との接
触により打痕M1、M2を刻設するようにしたものであ
るが、これ以外に、たとえばツール6a先端に目印とし
ての機能を発揮する小径物を剥離可能に保持させてお
き、上記チップ3およびリード2aとの接触時に上記小
径物がその上面に付着するようにするなど、種々のバリ
ーションが可能である。
ド2aの上面におけるツール駆動軌跡6xに沿う位置に
目印を付するための手法として、ツール6a先端との接
触により打痕M1、M2を刻設するようにしたものであ
るが、これ以外に、たとえばツール6a先端に目印とし
ての機能を発揮する小径物を剥離可能に保持させてお
き、上記チップ3およびリード2aとの接触時に上記小
径物がその上面に付着するようにするなど、種々のバリ
ーションが可能である。
【0058】また、上記実施例は、ツール6aの駆動軌
跡が円弧状となるように構成されたワイヤボンダー6に
本願発明を適用したものであるが、これに代えて、ツー
ル6aが上下方向に対して直線運動を行う型式のワイヤ
ボンダーについても、同様に本願発明を適用することが
可能である。
跡が円弧状となるように構成されたワイヤボンダー6に
本願発明を適用したものであるが、これに代えて、ツー
ル6aが上下方向に対して直線運動を行う型式のワイヤ
ボンダーについても、同様に本願発明を適用することが
可能である。
【図1】本願発明の実施例に係るワイヤボンダーの位置
補正装置の主要部の構成ならびにその制御システムを示
す概略図である。
補正装置の主要部の構成ならびにその制御システムを示
す概略図である。
【図2】上記位置補正装置の各構成要素の電気的接続状
態を示す概略構成図である。
態を示す概略構成図である。
【図3】上記位置補正装置による位置決め対象となるリ
ードフレームを示す要部平面図である。
ードフレームを示す要部平面図である。
【図4】上記リードフレームの要部を示す拡大平面図で
ある。
ある。
【図5】上記位置補正装置によりチップ側カメラツール
ディスタンスを求めるための作業状態を示す概略正面図
である。
ディスタンスを求めるための作業状態を示す概略正面図
である。
【図6】上記位置補正装置によりチップ側カメラツール
ディスタンスを求めるための作業状態を示す概略正面図
である。
ディスタンスを求めるための作業状態を示す概略正面図
である。
【図7】上記位置補正装置によりリード側カメラツール
ディスタンスを求めるための作業状態を示す概略正面図
である。
ディスタンスを求めるための作業状態を示す概略正面図
である。
【図8】上記位置補正装置によりリード側カメラツール
ディスタンスを求めるための作業状態を示す概略正面図
である。
ディスタンスを求めるための作業状態を示す概略正面図
である。
【図9】上記位置補正装置により求められた各カメラツ
ールディスタンスを比較するための概略正面図である。
ールディスタンスを比較するための概略正面図である。
【図10】一般的なリードフレームの主要部の構成を示
す要部概略平面図である。
す要部概略平面図である。
【図11】従来の問題点を説明するための概略正面図で
ある。
ある。
1 位置補正装置 2 リードフレーム 2a リード 2x リードのボンディング位置 3 半導体チップ 3x パッド 4 撮像手段(カメラ) 4x 撮像軸 5 移動テーブル 6 ワイヤボンダー 6a ツール 6x ツール駆動軌跡 12 画像認識手段 16 第1演算手段 17 第2演算手段 18 第1記憶手段 19 第2記憶手段 20 ツール移動制御手段 La チップ側カメラツールディスタンス Lb リード側カメラツールディスタンス M1 目印 M2 目印 W ワイヤボンディング
Claims (4)
- 【請求項1】 リードフレームのアイランド部に搭載さ
れる半導体チップ上の各パッド位置とこれに対応する各
リードのボンディング位置とを、移動テーブル上に設置
された撮像手段から取り込まれた画像を通じて認識し、
この認識した各パッド位置およびリードボンディング位
置を、画像上の基準座標との関連において補正し、上記
撮像手段の撮像軸がボンディング面上にワイヤボンダー
のツールによって形成した基準点と交差するまで移動し
たときの上記ツールの移動軌跡の水平移動距離として定
義されるカメラツールディスタンスと、上記補正後の各
パッド位置およびリードボンディング位置とに基づい
て、上記ツールを移動させるようにしたワイヤボンダー
のボンディング位置補正方法であって、 上記カメラツールディスタンスを、チップ側カメラツー
ルディスタンスとリード側カメラツールディスタンスと
に区分して設定するとともに、 上記半導体チップ上へのワイヤボンディング時には、上
記チップ側カメラツールディスタンスを用いて上記ツー
ルを移動させる一方、上記リード上へのワイヤボンディ
ング時には、上記リード側カメラツールディスタンスを
用いて上記ツールを移動させるようにしたことを特徴と
する、ワイヤボンダーのボンディング位置補正方法。 - 【請求項2】 上記双方のカメラツールディスタンス
は、上記半導体チップおよびリードのそれぞれの上面
に、上記ツールを接触させることによる目印を付する動
作と、この目印を目標位置として上記撮像手段を移動さ
せる動作とを行わせ、この移動量を演算することによっ
て、それぞれ求められる、請求項1に記載のワイヤボン
ダーのボンディング位置補正方法。 - 【請求項3】 上記請求項1または2に記載したワイヤ
ボンダーのボンディング位置補正方法において、 上記ワイヤボンダーのツール先端を上記半導体チップの
上面に接触させて仮目印付けを行い、この半導体チップ
上の仮目印を上記撮像手段により撮影し、この撮影され
た画像上における基準位置と上記仮目印位置とが一致す
るまで上記移動テーブルを移動させ、この時の移動量を
上記チップ側カメラツールディスタンスとして設定する
一方、 上記ワイヤボンダーのツール先端を上記リードの上面に
接触させて仮目印付けを行い、このリード上の仮目印を
上記撮像手段により撮影し、この撮影された画像上にお
ける基準位置と上記仮目印位置とが一致するまで上記移
動テーブルを移動させ、この時の移動量を上記リード側
カメラツールディスタンスとして設定するようにしたこ
とを特徴とする、ワイヤボンダーのボンディング位置補
正方法。 - 【請求項4】 移動テーブル上に設置された撮像手段
と、この撮像手段を通じて取り込まれた画像データに基
づいてリードフレームのアイランド部に搭載される半導
体チップ上の各パッド位置とこれに対応する各リードの
ボンディング位置とを認識する画像認識手段と、上記各
パッドと各リードとの間にワイヤボンディングを施すワ
イヤボンダーのツールと、を備えるとともに、上記撮像
手段の撮像軸がボンディング面上にワイヤボンダーのツ
ールによって形成した基準点と交差するまで移動したと
きの上記ツールの移動軌跡の水平移動距離として定義さ
れるカメラツールディスタンスと、上記画像認識手段を
通じて認識されかつ補正された上記各パッド位置および
各リードボンディング位置とに基づいて、上記ワイヤボ
ンダーのツールを移動させるように構成したワイヤボン
ダーのボンディング位置補正装置であって、 上記ワイヤボンダーのツール先端を上記半導体チップの
上面に接触させて仮目印付けを行い、この半導体チップ
上の仮目印を上記撮像手段により撮影し、この撮影され
た画像上における基準位置と上記仮目印位置とが一致す
るまで上記移動テーブルを移動させ、この時の移動量を
演算してチップ側カメラツールディスタンスを求める第
1演算手段と、 上記ワイヤボンダーのツール先端を上記リードの上面に
接触させて仮目印付けを行い、このリード上の仮目印を
上記撮像手段により撮影し、この撮影された画像上にお
ける基準位置と上記仮目印位置とが一致するまで上記移
動テーブルを移動させ、この時の移動量を演算してリー
ド側カメラツールディスタンスを求める第2演算手段
と、 上記第1演算手段により求められたチップ側カメラツー
ルディスタンスを記憶する第1記憶手段と、 上記第2演算手段により求められたリード側カメラツー
ルディスタンスを記憶する第2記憶手段と、 上記半導体チップ上へのワイヤボンディング時には上記
第1記憶手段からのチップ側カメラツールディスタンス
にしたがって上記ツールを移動させる一方、上記リード
上へのワイヤボンディング時には上記第2記憶手段から
のリード側カメラツールディスタンスにしたがって上記
ツールを移動させるツール移動制御手段と、 を備えていることを特徴とする、ワイヤボンダーのボン
ディング位置補正装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6242984A JP2757127B2 (ja) | 1994-10-06 | 1994-10-06 | ワイヤボンダーのボンディング位置補正方法、およびその装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6242984A JP2757127B2 (ja) | 1994-10-06 | 1994-10-06 | ワイヤボンダーのボンディング位置補正方法、およびその装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH08111430A JPH08111430A (ja) | 1996-04-30 |
JP2757127B2 true JP2757127B2 (ja) | 1998-05-25 |
Family
ID=17097172
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP6242984A Expired - Lifetime JP2757127B2 (ja) | 1994-10-06 | 1994-10-06 | ワイヤボンダーのボンディング位置補正方法、およびその装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2757127B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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 |
CN113172180A (zh) * | 2021-04-14 | 2021-07-27 | 深圳市泰达智能装备有限公司 | 一种粗铝线键合机 |
CN117810147B (zh) * | 2024-03-01 | 2024-06-11 | 精技电子(南通)有限公司 | 一种引线键合机用芯片定位装置 |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2630692B2 (ja) * | 1991-06-12 | 1997-07-16 | 株式会社カイジョー | ワイヤボンディング方法 |
-
1994
- 1994-10-06 JP JP6242984A patent/JP2757127B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH08111430A (ja) | 1996-04-30 |
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