JP3106345B2 - ワイヤボンディング装置 - Google Patents
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Description
グ装置に係り、特にボンディング点座標の登録及び修正
を行う場合の装置に関する。
に、ペレット1がリードフレーム2に固着されており、
ペレット1のパッド1a1とリードフレーム2のリード
2a1がワイヤ3a1によって接続される。ボンディン
グの順番を示した符号を付した各パッド、リード、ワイ
ヤの呼称を図5に示す。以下の説明で、パッド1a1、
1a2・・・1a14を一般に1an、リード2a1、
2a2・・・2a14を一般に2an、ワイヤ3a1、
3a2・・・3a14を一般に3anとする。即ち、パ
ッド1anとリード2anがワイヤ3anによって接続
される。
ボンディング装置は、図6に示すような構成となってい
る。X軸モータ5及びY軸モータ6によりXY方向に駆
動されるXYテーブル7上にはボンディングヘッド8が
搭載されている。ボンディングヘッド8にはボンディン
グアーム9が上下動又は揺動可能に設けられ、図示しな
いZ軸モータで上下動又は揺動させられる。ボンディン
グアーム9の先端部にはボンディングツール10が固定
されており、ボンディングツール10にはワイヤ(図示
せず)が挿通されている。またボンディングヘッド8に
は、カメラ保持部11が固定されており、カメラ保持部
11の先端部にはボンディングツール10よりオフセッ
トしてカメラ12が取付けられている。ワイヤが接続さ
れるワーク13はフレームフィーダ14によりボンディ
ング位置に送られる。
ディングを行うためには、予めボンディング座標の登録
が必要である。ボンディング座標の登録には、初めにワ
ークのアライメントを行うための基準パターンを記憶す
る操作を行い、そのパターンを記憶した位置を定点とし
て登録する。その後に続いてボンディング座標の登録が
行なわれる。一般に、図4に示すような半導体部品にお
いて、ペレット1上の各パッド1anの相対的な位置関
係は一定である。またリードフレーム2の各リード2a
nの相対的な位置関係も一定である。しかし、ペレット
1はリードフレーム2に接着により固定されているの
で、ペレット1側とリードフレーム2側の座標位置関係
はワーク13毎に異なることが多い。
も2つの定点の正規の位置からのずれを検出することに
より、各パッド1anのボンディング位置を算出するこ
とができ、更に、リードフレーム2上の少なくとも2つ
の定点の正規の位置からのずれを検出することにより、
各リード2anのボンディング位置を算出することがで
き、これにより、パッド1anとリード2anの正しい
位置にボンディングすることができる。更に複雑な半導
体部品においては、これより多くの定点を用いた位置ず
れ検出をすることがあるが、以下、ペレット側2点、リ
ードフレーム側2点の定点を用いた例を示す。こうした
定点のアライメント検出を行うには、定点の基準パター
ンを記憶しておき、正規化相関処理を用いることが一般
的であるが、当然、他の検出処理を用いることもでき
る。
で撮像した画像を映し出すテレビモニタにカメラ12の
中心を示す十字状のレチクルマークを表示しておき、X
Yテーブル7を駆動するチェスマン又はディジタルスイ
ッチを操作してXYテーブル7を移動させてカメラ12
をペレット1の上方に位置させ、テレビモニタを見なが
らチェスマン又はディジタルスイッチを操作してテレビ
モニタのレチクルマークの中心を希望する1点に合わせ
る。そして、登録用スイッチを押すことにより、この時
点のXYテーブル7の座標を第1の定点としてボンディ
ング点座標メモリに登録する。同時にこの定点の基準パ
ターンを定点基準パターン記憶メモリに登録する。同様
の操作により、ペレット1上の別の1点を第2の定点と
して登録する。なお、定点としては、一般に離れた2つ
の対角の位置を選んでいる。またリードフレーム2側の
定点も同様の操作により登録する。
標の登録を行う。このボンディング点座標の登録は、前
記と同様に、チェスマン又はディジタルスイッチを操作
してXYテーブル7を移動させてカメラ12をボンディ
ングするパッド1an又はリード2anの上方に位置さ
せ、テレビモニタを見ながらチェスマン又はディジタル
スイッチを操作してテレビモニタのレチクルマークの中
心を該パッド1an又はリード2anの希望する位置に
合わせる。そして、登録用スイッチを押すことにより、
この時点のXYテーブル7の座標をボンディング座標と
してボンディング点座標メモリに登録する。この操作を
全てのボンディング点について行い、各ボンディング点
座標をボンディング点座標メモリに登録する。なお、一
般に希望するボンディング位置はパッド1an及びリー
ド2anの中心とする場合が多い。
リードフレーム2側の2つの定点と各ボンディング点の
座標を登録することにより、その後の同一品種のワーク
13は、ボンディングする該ワーク13の定点のずれを
検出することにより、自動的にボンディング点座標が修
正され、自動的にワイヤボンディングが行なわれる。即
ち、予め登録された正規の定点上にカメラ12が移動さ
せられ、正規の定点からの実際の定点の位置ずれが検出
され、この位置ずれ検出値に基づいて各ボンディング点
の実際のボンディング点座標が自動的に算出され、この
補正された各ボンディング点にボンディングツール10
を案内(XYテーブル7が各ボンディング点座標に移
動)することにより、ボンディング作業が自動的に行な
われる。
された各ボンディング点座標にカメラ12の中心とボン
ディングツール10の中心のオフセット量を加えた座標
にXYテーブル7を移動させ、ボンディングツール10
を各ボンディング点に導いている。なお、この種のワイ
ヤボンディング方法及びその装置に関連するものとし
て、例えば特公昭57−11498号公報、特公昭57
−33852号公報、特公昭57−50059号公報、
特公昭61−6541号公報等があげられる。
ンディング点座標を登録した後、このボンディング点位
置を確認するには、記憶されているボンディング点座標
位置にXYテーブル7を駆動してカメラ12を移動さ
せ、テレビモニタに写っているパッド1an又はリード
2anとレチクルマークを見て、ボンディング点に位置
ずれがないかを確認していた。しかし、ボンディングを
実行した後や座標登録に用いたワーク13を次工程に搬
送してしまった後に、ボンディング点座標の確認や修正
をしようとする場合には、別の同様なワーク13を用い
て座標位置を確認する方法を採らなければならない。
点の正規のボンディング点座標位置からのずれを検出し
てこの検出値に基づいて各ボンディング点の実際のボン
ディング点座標位置を算出し、この補正されたボンディ
ング点座標位置にXYテーブル7を移動させ、テレビモ
ニタに写っているパッド1an又はリード2anとレチ
クルマークを見て、ボンディング点に位置ずれがないか
確認していた。このため、2つの定点の合わせを正確に
行う必要があり、またこのアライメントがずれている
と、各ボンディング点がずれて見え、正確な確認や修正
ができないことがあった。
認や修正をしようとする場合、他のワークをセットし直
したりする必要がなく、これに伴うアライメント合わせ
に起因するずれを皆無とすることができ、ボンディング
点位置の確認及び修正を容易に行うことができるワイヤ
ボンディング装置を提供することにある。
の本発明の装置は、ペレットのパッドとリードフレーム
のリードとをワイヤによって接続するボンディングツー
ルと、ボンディング面を撮像するカメラと、ボンディン
グツール及びカメラを共にXY軸方向に駆動するXYテ
ーブルと、このXYテーブルを手動で移動させる手動操
作手段と、カメラによて撮像された画像を記憶する画像
メモリ及びその画像を写し出すテレビモニタと、画像メ
モリの画像を処理してアライメントのための定点のずれ
量を演算する画像演算制御部と、定点の基準パターンを
記憶する定点基準パターン記憶メモリと、定点及びボン
ディング点座標を記憶するボンディング点座標メモリ
と、前記画像演算制御部によって算出された位置ずれ量
によって前記ボンディング点座標メモリに記憶されたボ
ンディング点座標を算出する装置演算制御部とを備えた
ワイヤボンディング装置において、前記画像メモリの画
像データを記憶する画像データ記憶メモリを設け、前記
ボンディング点座標メモリにボンディング点座標を登録
する際に、その座標登録時点の前記画像メモリに記憶さ
れた画像データを前記画像データ記憶メモリに記憶させ
ることを特徴とする。
1乃至図6により説明する。図6のワイヤボンディング
装置の制御回路部は、図1に示すように、主としてカメ
ラ12の映像を画像処理する画像処理部20と、ワイヤ
ボンディング装置を駆動する装置駆動部30と、XYテ
ーブル7を手動操作する手動操作手段40とからなって
いる。
力手段21を介して入力された映像の画像形状を記憶す
る画像メモリ22と、この画像メモリ22の画像データ
を記憶する画像データ記憶メモリ23と、定点の基準パ
ターンを記憶する定点基準パターン記憶メモリ24と、
画像メモリ22の画像処理手順が記憶された画像制御メ
モリ25と、この画像制御メモリ25の手順に従って画
像メモリ22の画像を処理する画像演算制御部26とか
らなっている。また前記画像メモリ22の画像はテレビ
モニタ27に写し出される。
モータ6を制御するXY軸モータ制御部31と、ボンデ
ィング動作のためにX軸モータ5及びY軸モータ6を制
御する制御手順及びボンディング点座標の算出手順が記
憶されたボンディング用制御メモリ32と、XY軸モー
タ制御部31及びボンディング用制御メモリ32を制御
すると共に、前記画像演算制御部26によって算出され
た位置ずれ量と手動操作手段40により入力されたボン
ディング点座標データにより、実際のボンディング点座
標を算出する装置演算制御部33と、手動操作手段40
で入力された又は装置演算制御部33で算出された定点
及びボンディング点座標を記憶するボンディング点座標
メモリ34とからなっている。
ィジタルスイッチ42、登録用スイッチ43及び呼出用
スイッチ44よりなり、チェスマン41又はディジタル
スイッチ42のいずれかを使用してXYテーブル7を操
作する。
標及び各ボンディング点座標の登録は従来と同様であ
る。本実施の形態は、画像データ記憶メモリ23を有
し、各ボンディング点座標の各画像をボンディング点座
標メモリ34に記憶される対応する各ボンディング点座
標と同じ順番に配列して画像データ記憶メモリ23に記
憶する。また各ボンディング座標データは、実際にボン
ディング座標を登録した時のXYテーブル座標値と後記
する修正量を加えたものを加算して表す。即ち、ボンデ
ィング座標を登録した時のXYテーブルのX座標値をT
x、ボンディング座標を登録した時のXYテーブルのY
座標値をTy、座標位置に修正を加えた場合のX座標修
正量をDx、座標位置に修正を加えた場合のY座標修正
量をDyとすると、各ボンディング座標の座標データB
(Bx,By)は、数1で表される。ボンディング座標
メモリ34には、Tx、Ty、Dx、Dyをそれぞれ記
憶しておくようにする。
の登録を行う。この登録は、手動操作手段40のチェス
マン41又はディジタルスイッチ42を操作してXYテ
ーブル7を移動させてカメラ12を第1の定点の上方に
位置させる。これにより、第1の定点がカメラ12によ
って撮像される。この撮像された映像は、画像入力手段
21によってディジタル信号に変換されて画像メモリ2
2に記憶される。この画像メモリ22に記憶された画像
形状は、画像演算制御部26によって画像処理されると
共に、テレビモニタ27に写し出される。
スマン41又はディジタルスイッチ42を操作してXY
テーブル7を移動させ、テレビモニタ27のレチクルマ
ークの中心を第1の定点に合わせる。そして、登録用ス
イッチ43を押す。これにより、この時点の画像メモリ
22に記憶された画像は、画像演算制御部26より定点
基準パターン記憶メモリ24に記憶(登録)され、また
XYテーブル7の座標は、装置演算制御部33よりボン
ディング点座標メモリ34に第1の定点として記憶(登
録)される。この場合、第1の定点の画像及び座標は、
定点基準パターン記憶メモリ24及びボンディング点座
標メモリ34の定められた番地に登録される。第2の定
点も同様の操作により登録する。
のボンディング点座標の登録は、前記と同様に、チェス
マン41又はディジタルスイッチ42を操作してXYテ
ーブル7を移動させてカメラ12をボンディングするパ
ッド1an又はリード2anの上方に位置させる。これ
により、パッド1an又はリード2anはテレビモニタ
27に写し出される。そこで、テレビモニタ27を見な
がらチェスマン41又はディジタルスイッチ42を操作
してXYテーブル7を移動させ、テレビモニタ27のレ
チクルマークの中心をパッド1an又はリード2anの
希望する位置に合わせる。そして、登録用スイッチ43
を押す。各ボンディン座標データを登録する時は、実際
にボンディング座標を登録した時のXYテーブル座標値
Tx、Tyを記憶し、修正量Dx、Dyの記憶をクリア
する。
記憶された画像は、画像演算制御部26より画像データ
記憶メモリ23に記憶(登録)され、またXYテーブル
7の座標は、装置演算制御部33よりボンディング点座
標メモリ34にボンディング点座標として記憶(登録)
される。この場合、該ボンディング点の画像及び座標
は、画像データ記憶メモリ23及びボンディング点座標
メモリ34に同じ順番に配列した番地で登録される。こ
の操作を全てのボンディング点について行い、各ボンデ
ィング点の画像及び座標を画像データ記憶メモリ23及
びボンディング点座標メモリ34に登録する。
標の確認又は修正する場合について説明する。画像デー
タ記憶メモリ23及びボンディング点座標メモリ34に
記憶されているボンディング点の画像及び座標を呼び出
す場合には、その登録した同じ順番に配列した番号を呼
出用スイッチ44を押して装置演算制御部33に入力す
ると、装置演算制御部33はボンディング点座標メモリ
34に記憶されているボンディング点座標を読み出し、
また画像演算制御部26を通して画像データ記憶メモリ
23に記憶された画像を読み出し、その画像を画像メモ
リ22よりテレビモニタ27に写し出す。
ータをテレビモニタ27に写し出した場合を示す。写し
出した画像のボンディング点座標メモリ34に記憶され
ていたボンディング点座標位置を画像の中心位置C点と
する。そこで、希望するボンディング点Pに変更する場
合は、チェスマン41又はディジタルスイッチ42を操
作してレチクルマーク27aの中心P点を移動する。そ
して、登録用スイッチ43を押すと、C点からP点へ移
動させた移動量Δx、Δyを数2に示すようにXYテー
ブルの移動量に換算し、Dx、Dyをボンディング点座
標メモリ34に記憶されているボンディング点座標の修
正量に記憶する。なお、数2において、kは画像ピクセ
ル値からXYテーブルパルスへの変換係数である。
画像をテレビモニタ27に表示する際、該画像を拡大処
理を施してテレビモニタ27に表示すると、画像はより
見易く確認作業が容易に行なえる。また図3に示すよう
に、複数、例えば4個の表示ウインドウ27A、27
B、27C、27Dを設け、ボンディング点座標メモリ
34に記憶されている複数個のパッドのボンディング点
座標の画像を1画面で表示することもできる。これによ
り、1画面で複数の場所のボンディング点座標が確認で
きるので、作業能率が大幅に向上する。またリード側の
ボンディング点座標の確認、修正も同様に行える。
ィング点座標メモリ34に登録する際に、その時点の画
像メモリ22の画像形状を画像データ記憶メモリ23に
登録しておくので、後からボンディング点座標の確認や
修正をしようとする場合、その確認や修正をしようとす
るボンディング点の画像をテレビモニタ27に写し出す
ことができる。このため、他のワークをセットし直した
りする必要がなく、常に定点の基準パターンを記憶した
時と同じ座標系の上で修正することができることにな
る。これにより、アライメント合わせに起因するずれを
皆無とすることができ、希望するボンディング点の確認
や修正を正確かつ容易に行うことができる。
れに引続き行なわれるボンディング点座標登録の作業に
際し、その座標と、該座標登録時点のカメラによって撮
像されたパッド又はリードの画像とを登録しておき、後
からボンディング点座標の確認及び修正を行う場合に、
登録された画像をテレビモニタに表示するので、ボンデ
ィング点座標の確認や修正をしようとする場合、他のワ
ークをセットし直したりする必要がなく、これに伴うア
ライメント合わせに起因するずれを皆無とすることがで
き、ボンディング点位置の確認及び修正を容易に行うこ
とができる。
回路部の実施の一形態を示すブロック図である。
ンディング点座標の特定のパッドをテレビモニタに表示
した画面図である。
図である。
ッド、リード、ワイヤの呼称を示す説明図である。
を示す平面図である。
Claims (1)
- 【請求項1】 ペレットのパッドとリードフレームのリ
ードとをワイヤによって接続するボンディングツール
と、ボンディング面を撮像するカメラと、ボンディング
ツール及びカメラを共にXY軸方向に駆動するXYテー
ブルと、このXYテーブルを手動で移動させる手動操作
手段と、カメラによて撮像された画像を記憶する画像メ
モリ及びその画像を写し出すテレビモニタと、画像メモ
リの画像を処理してアライメントのための定点のずれ量
を演算する画像演算制御部と、定点の基準パターンを記
憶する定点基準パターン記憶メモリと、定点及びボンデ
ィング点座標を記憶するボンディング点座標メモリと、
前記画像演算制御部によって算出された位置ずれ量によ
って前記ボンディング点座標メモリに記憶されたボンデ
ィング点座標を算出する装置演算制御部とを備えたワイ
ヤボンディング装置において、前記画像メモリの画像デ
ータを記憶する画像データ記憶メモリを設け、前記ボン
ディング点座標メモリにボンディング点座標を登録する
際に、その座標登録時点の前記画像メモリに記憶された
画像データを前記画像データ記憶メモリに記憶させるこ
とを特徴とするワイヤボンディング装置。
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