JP2969401B2 - ボンデイングワイヤ検査装置 - Google Patents

ボンデイングワイヤ検査装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体チップのパッド
とリードフレームのリード間にボンデイングされたワイ
ヤの検査装置に係り、特に照明構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】図５及び図６に示すように、半導体チッ
プ１のパッド２とリードフレーム３のリード４間にボン
デイングされたワイヤ５の検査装置として、例えば特開
平３ー７６１３７号公報が知られている。この構造は、
図９に示すように、図５及び図６のようにボンデイング
された試料６を載置する検査台１０と、試料６を照明す
る複数個の電球１１と、照明されたワイヤ５の像を結像
して映像信号を出力するＣＣＤカメラ１２と、このＣＣ
Ｄカメラ１２の映像信号を処理してワイヤ形状の認識及
びワイヤ５のボンデイング位置を計測する画像処理演算
装置１３と、前記ＣＣＤカメラ１２を移動させるＸＹテ
ーブル１４とを備えている。
【０００３】そこで、試料６を複数個の電球１１で照ら
し、ＸＹテーブル１４を駆動してＣＣＤカメラ１２を検
査対象物の上方に位置させ、ＣＣＤカメラ１２で捕らえ
た検査対象物の映像信号を画像処理演算装置１３を用い
てノイズ除去、検査部分のエッジ強調、映像の拡大又は
縮小等をして、検査対象部分の映像を見え易くするため
の改善（復元）作業を行った後、検査測定を行う。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術では、前
記した映像信号の改善（復元）には限界があり、改善
（復元）画像と検査対象物である試料６とでは大きく異
なり、改善（復元）作業に時間が掛かると共に、信頼性
のある検査測定結果が得られないという問題点があっ
た。以下、このことを更に詳記する。
【０００５】図５及び図６に示すように、半導体チップ
１は、リードフレーム３にエポキシ樹脂等のペースト７
で接着されており、半導体チップ１の周辺にはペースト
７がはみ出してる。そこで、例えばワイヤ５Ａについて
検査測定をする場合、図１０に示すように電球１１で照
明すると、照射方向Ａからの光の照射により、ペースト
７からの乱反射光がＣＣＤカメラ１２に入り、ワイヤ５
Ａ表面の明るさとペースト７からの乱反射光との明るさ
がほぼ同じ位になる。このため、ペースト７上でのワイ
ヤ５Ａ自身の映像をＣＣＤカメラ１２でとらえることは
非常に困難であり、ワイヤ５Ａがない状態に見えてしま
う。
【０００６】また図７及び図８に示すように、パッド２
には、ボンデイング装置のキヤピラリの先端より延在し
たワイヤ先端に形成されたボールが潰されてボンデイン
グされるが、このボンデイングされたボール部５ａの形
状（エッジ）、またリード４にボンデイングされたワイ
ヤ５のクレセント５ｂの形状（エッジ）は、上記従来技
術の照明方法では、ボール部５ａ及びクレセント５ｂの
エッジを強調して映し出すことはできなかった。
【０００７】本発明の目的は、ボンデイングされたワイ
ヤ、パッド上のボール部及びリード上のクレセントを鮮
明に映し出すことができ、信頼性のある検査測定が行え
るボンデイングワイヤ検査装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明の構成は、検査対象物を撮像するカメラと、こ
のカメラの下方に設けられ、検査対象物に垂直に照明を
照射する垂直照明手段と、この垂直照明手段の下方に設
けられ、多数のＬＥＤがリング状に、かつ前記カメラの
光軸中心に向かって傾斜して配設されたリング状照明手
段と、前記各ＬＥＤをそれぞれオン・オフ制御する照明
切り換え回路とを備えたことを特徴とする。
【０００９】
【作用】ボール部を検査する場合は、リング状照明手段
の照明をオフにし、垂直照明手段のみをオンとする。垂
直照明手段の照明は、ボール部に垂直に照射される。ボ
ール部の周辺のパッドは、一般に蒸着アルミで、その表
面状態からの乱反射が多く、またボール部の表面はＡｕ
鏡面状態で、その形状からも乱反射が少ない。これによ
り、ボール部はその周辺より暗く映し出され、ボール部
の形状がカメラによって鮮明に映し出される。
【００１０】クレセントを検査する場合は、垂直照明手
段及びリング状照明手段をオンとする。垂直照明手段の
垂直照明で照明した場合、クレセントはリードより乱反
射が少ないので、クレセントは暗く映し出される。しか
し、リードには凹凸があるので、垂直照明手段による垂
直照明ではリードの明るさにむらが発生する。そこで、
リング状照明手段で傾斜した方向よりクレセントを照明
すると、前記した垂直照明によるリードの明るさのむら
がなくなる。しかしながら、検査するクレセントがボン
デイングされたリード方向からのリング状照明手段によ
る照明は、クレセントの一部を明るくしてしまい、正し
いクレセント形状が映し出されない。そこで、ボンデイ
ングされたリード方向からのＬＥＤのみをオフとする。
これにより、クレセントがカメラによって鮮明に映し出
される。実験の結果、クレセント検査の場合、前記リン
グ状照明手段のＬＥＤの傾斜角は、約４５度が最適であ
った。
【００１１】ワイヤを検査する場合は、垂直照明手段を
オフとし、リング状照明手段をオンとして行う。垂直照
明手段をオンとすると、ワイヤよりもその周辺（半導体
チップ、リード、ペースト）の反射光がカメラに入り、
周辺が明るくなり、ワイヤが明るく見えなくなる。これ
は、ワイヤ表面がＡｕ鏡面状態のためである。ワイヤ周
辺には明るい所、暗い所などさまざまなので、ワイヤを
検査する場合は、この周辺を全て暗くし、ワイヤのみを
明るくすることが検査精度を高めるためにも必要であ
る。ワイヤのみを明るく映し出すためには、実験の結
果、約１０度の入射角の照明が最適であった。このよう
に入射角が小さいと、ワイヤ以外での乱反射光は非常に
少なくなる。しかしながら、低角度のリング状照明手段
のＬＥＤでワイヤを照らした場合、ペーストでワイヤの
一部が見えなくなる。そこで、検査するワイヤがボンデ
イングされたリード方向のＬＥＤ群を消すと、ワイヤが
カメラによって鮮明に映し出される。
【００１２】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図１乃至図４によ
り説明する。なお、図５乃至図１０と同じ部材は、同一
符号を付し、その詳細な説明は省略する。図１に示すよ
うに、ＣＣＤカメラ１２には、該ＣＣＤカメラ１２の下
方に配設された垂直照明手段２０が取り付けられてい
る。垂直照明手段２０の照明ボックス２１内には、ＣＣ
Ｄカメラ１２の下方にハーフミラー２２が配設され、ハ
ーフミラー２２の側方にはコンデンサレンズ２３及び電
球２４が配設されている。
【００１３】前記垂直照明手段２０には、該垂直照明手
段２０の下方に配設されたリング状照明手段３０が取り
付けられている。リング状照明手段３０は、図２及び図
３に示すように、照明保持板３１の開口部３１ａの周囲
に多数個のＬＥＤ３２がリング状に配設して取り付けら
れた高照射角度リング状照明器３３と、この高照射角度
リング状照明器３３より大径部分に多数個のＬＥＤ３４
がリング状に配設して取り付けられた低照射角度リング
状照明器３５とを有する。高照射角度リング状照明器３
３及び低照射角度リング状照明器３５の各ＬＥＤ３２、
３４は、それぞれＣＣＤカメラ１２の光軸中心１２ａの
方向に向かっており、高照射角度リング状照明器３３の
水平面に対する傾斜角は約４５度、低照射角度リング状
照明器３５の水平面に対する傾斜角は約１０度となって
いる。前記照明保持板３１上には支柱３６を介して取付
け板３７が載置され、照明保持板３１は支柱３６に挿入
されたねじ３８によって取付け板３７に固定されてい
る。また支柱３６にはスペーサ３９が挿入され、スペー
サ３９と取付け板３７間には遮光板４０及びカバー４１
が配設されている。なお、図２において、ＬＥＤ３２、
３４は左側及び右側のみ図示した。また図３において、
ＬＥＤ３２、３４を点線で示し、一部省略して図示し
た。
【００１４】前記高照射角度リング状照明器３３及び低
照射角度リング状照明器３５の各ＬＥＤ３２、３４は、
図４に示す照明切り換え回路によって点灯させられる。
各ＬＥＤ３２、３４は、一端が抵抗５０を介してプログ
ラマル定電圧回路５１に接続され、他端がトランジスタ
５２のコレクタに接続されている。トランジスタ５２の
エミッタはアースされ、トランジスタ５２のベースはラ
ッチ用レジスタ群５３を介してシフトレジスタ群５４に
接続されている。前記ラッチ用レジスタ群５３にはロー
ド信号５５が入力され、前記シフトレジスタ群５４には
ハイ・ロウ（Ｈ・Ｌ）の入力信号５６が入力され、シフ
トレジスタ群５４の各シフトレジスタにはクロック信号
５７が入力される。
【００１５】次に図５乃至図８を参照しながら作用につ
いて説明する。まず、ボール部５ａの検査について説明
する。この場合は、ＸＹテーブル１４を駆動してＣＣＤ
カメラ１２の光軸中心１２ａをワイヤ５Ａに一致させ
る。そして、リング状照明手段３０の照明をオフにし、
垂直照明手段２０のみをオンとする。垂直照明手段２０
の照明は、電球２４の照射光がコンデンサレンズ２３及
びハーフミラー２２を通してボール部５ａに垂直に照射
される。ボール部５ａの周辺のパッド２は、一般に蒸着
アルミで、その表面状態からの乱反射が多く、またボー
ル部５ａの表面はＡｕ鏡面状態で、その形状からも乱反
射が少ない。これにより、ボール部５ａはその周辺より
暗く映し出され、ボール部５ａの形状がＣＣＤカメラ１
２によって鮮明に映し出される。
【００１６】次にクレセント５ｂの検査について説明す
る。この場合は、ＸＹテーブル１４を駆動してＣＣＤカ
メラ１２の光軸中心１２ａをクレセント５ｂに一致させ
る。そして、垂直照明手段２０及びリング状照明手段３
０の高照射角度リング状照明器３３をオンとし、低照射
角度リング状照明器３５はオフとする。垂直照明手段２
０の電球２４による垂直照明で照明した場合、クレセン
ト５ｂはリード４より乱反射が少ないので、クレセント
５ｂは暗く映し出される。しかし、リード４には凹凸が
あるので、垂直照明手段２０による垂直照明ではリード
４の明るさにむらが発生する。そこで、リング状照明手
段３０の高照射角度リング状照明器３３で約４５度の方
向よりクレセント５ｂを照明すると、前記した垂直照明
によるリード４の明るさのむらがなくなる。
【００１７】しかしながら、矢印Ａ方向（検査するクレ
セントがボンデイングされたリード４側）からの高照射
角度リング状照明器３３による照明は、クレセント５ｂ
の一部を明るくしてしまい、正しいクレセント５ｂ形状
が映し出されない。そこで、矢印Ａ方向からのＬＥＤ３
２のみをオフ、即ち図３に示すＬＥＤ群３２Ａをオフと
する。これは、図４に示す照明切り換え回路において、
シフトレジスタ群５４の各シフトレジスタをクロック信
号５７で順次切り換え、その度にハイ（オン）又はロウ
（オフ）の入力信号５６を入れ、シフトレジスタ群５４
に入力されたハイ入力信号５６のシフトレジスタ群５４
をラッチ用レジスタ群５３に入れてロード信号５５を入
力することにより、矢印Ａ方向のＬＥＤ群３２Ａをオフ
とすることができる。この操作は、検査測定する検査対
象によってどのＬＥＤ３２をオフとするかは、予め図示
しない制御回路にプログラムしておく。これにより、ク
レセント５ｂがＣＣＤカメラ１２によって鮮明に映し出
される。
【００１８】次にワイヤ５Ａの検査について説明する。
この場合は、ＸＹテーブル１４を駆動してＣＣＤカメラ
１２の光軸中心１２ａをワイヤ５に一致させる。そし
て、垂直照明手段２０及びリング状照明手段３０の高照
射角度リング状照明器３３をオフとし、低照射角度リン
グ状照明器３５のみをオンとして行う。垂直照明手段２
０をオンとすると、ワイヤ５Ａよりもその周辺（半導体
チップ１、リード４、ペースト７）の反射光がＣＣＤカ
メラ１２に入り、周辺が明るくなり、ワイヤ５Ａが明る
く見えなくなる。これは、ワイヤ５表面がＡｕ鏡面状態
のためである。ワイヤ５周辺には明るい所、暗い所など
さまざまなので、ワイヤ５を検査する場合は、この周辺
を全て暗くし、ワイヤ５のみを明るくすることが検査精
度を高めるためにも必要である。また高照射角度リング
状照明器３３のＬＥＤ３２の入射角は約４５度と大きい
ので、やはりワイヤ５Ａ以外の反射光が多くなる。ワイ
ヤ５Ａのみを明るく映し出すためには、実験の結果、約
１０度の入射角の照明が最適であった。このように入射
角が小さいと、ワイヤ５Ａ以外での直接反射光は非常に
少なくなる。
【００１９】しかしながら、低角度の低照射角度リング
状照明器３５のＬＥＤ３４でワイヤ５Ａを照らした場
合、ペースト７でワイヤ５Ａの一部が見えなくなる。そ
こで、矢印Ａ方向（検査するワイヤ５Ａがボンデイング
されたリード４側）のＬＥＤ群３４Ａを前記したクレセ
ント５ｂの検査方法で説明したと同様な操作によって消
すと、ワイヤ５ＡがＣＣＤカメラ１２によって鮮明に映
し出される。
【００２０】このように、検査測定する検査対象物によ
って垂直照明手段２０、リング状照明手段３０の高照射
角度リング状照明器３３及び低照射角度リング状照明器
３５をオン・オフ並びに高照射角度リング状照明器３３
及び低照射角度リング状照明器３５の一部をオフとする
ことにより、検査対象物を鮮明に映し出すことができる
ようになる。
【００２１】なお、上記実施例は、リング状照明手段３
０を高照射角度リング状照明器３３と低照射角度リング
状照明器３５の２重に設けたが、３重又は４重に設けて
もよい。またワイヤ５又はクレセント５ｂのいずれか一
方を検査測定する場合には、高照射角度リング状照明器
３３及び低照射角度リング状照明器３５はいずれか一方
のみでもよい。
【００２２】
【発明の効果】本発明によれば、検査対象物を撮像する
カメラと、このカメラの下方に設けられ、検査対象物に
垂直に照明を照射する垂直照明手段と、この垂直照明手
段の下方に設けられ、多数のＬＥＤがリング状に、かつ
前記カメラの光軸中心に向かって傾斜して配設されたリ
ング状照明手段とを備えた構成よりなるので、ボンデイ
ングされたワイヤ、パッド上のボール部及びリード上の
クレセントを鮮明に映し出すことができ、信頼性のある
検査測定が行える。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例によるボンデイングワイヤ検
査装置の構成を示す概略説明図である。
【図２】図１のリング状照明手段の断面図である。
【図３】図２のリング状照明手段の配置説明図である。
【図４】照明切り換え回路のブロック図である。
【図５】ワイヤボンデイングされた半導体装置の平面図
である。
【図６】図５の正面図である。
【図７】ボンデイングワイヤの拡大正面説明図である。
【図８】図７の平面図である。
【図９】従来のボンデイングワイヤ検査装置の構成図で
ある。
【図１０】従来のボンデイングワイヤ検査装置によるワ
イヤの検査方法の説明図である。
【符号の説明】
５、５Ａ ワイヤ ５ａ ボール部 ５ｂ クレセント ６ 試料 １２ ＣＣＤカメラ １２ａ 光軸中心 ２０ 垂直照明手段 ３０ リング状照明手段 ３２ ＬＥＤ ３３ 高照射角度リング状照明器 ３４ ＬＥＤ ３５ 低照射角度リング状照明器

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 検査対象物を撮像するカメラと、このカ
    メラの下方に設けられ、検査対象物に垂直に照明を照射
    する垂直照明手段と、この垂直照明手段の下方に設けら
    れ、多数のＬＥＤがリング状に、かつ前記カメラの光軸
    中心に向かって傾斜して配設されたリング状照明手段
    と、前記各ＬＥＤをそれぞれオン・オフ制御する照明切
    り換え回路とを備えたことを特徴とするボンデイングワ
    イヤ検査装置。
  2. 【請求項２】 請求項１において、リング状照明手段
    は、内側と外側にリング状に２重に配設された高照射角
    度リング状照明器と低照射角度リング状照明器とからな
    り、内側の高照射角度リング状照明器のＬＥＤより外側
    の低照射角度リング状照明器のＬＥＤの傾斜角が小さい
    ことを特徴とするボンデイングワイヤ検査装置。
  3. 【請求項３】 請求項２において、高照射角度リング状
    照明器のＬＥＤの傾斜角は約４５度で、低照射角度リン
    グ状照明器のＬＥＤの傾斜角は約１０度であることを特
    徴とするボンデイングワイヤ検査装置。
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