JP3891689B2 - ボンディング装置及び方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、被ボンディング部品をボンディングステージ上に位置決めしてボンディングを行うボンディング装置及び方法に関し、特に半導体部品としての第１ボンディング点となるＩＣチップ上のパッド（電極）と第２ボンディング点となるフレームとしてのリードフレームのリードとをワイヤを用いてボンディング接続を行うワイヤボンディング装置において、このワイヤボンディング装置が備えるボンディングステージ上のフレームを吸着して位置決めを行う吸着手段のリーク（ｌｅａｋ）を検出する圧力計測手段を備えたボンディング装置及び方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種のワイヤボンディング装置としては、図６に示すものがある。
【０００３】
図６に示すように、このワイヤボンディング装置は、長手方向に沿って複数のＩＣチップ１０７が等ピッチで貼着されてなるリードフレーム１０１を複数枚配列収容（紙面に対して垂直方向に配列）したマガジン１０８を位置決めするローダ１０５と、リードフレーム１０１をマガジン１０８から１枚づつ取り出して図示せぬフレーム移送手段により移送してボンディング位置１０９上に載置するボンディングステージ１０２と、リードフレーム１０１の両側をガイドレール１１１及びガイドレール１１２により案内してボンディングステージ１０２上に載置し、ボンディング接続後のリードフレーム１０１をフレーム移送手段により移送してマガジン１０８内に配列収容させるアンローダ１０６と、ボンディングステージ１０２上のボンディング位置１０９に位置決めしたリードフレーム１０１のＩＣチップ１０７（図６のリードフレーム１０１の最初のＩＣチップ）を開口部１０４ａ内に臨むように配してボンディングステージ１０２に向けて押圧（又は解除が可能）して位置決めを行うリードフレーム押え１０４と、リードフレーム押え１０４の開口部１０４ａ内のＩＣチップ１０７のパッドとリードとに金線又はアルミニウム線などのワイヤを供給してボンディング接続を行うキャピラリ１１３と、このキャピラリ１１３を先端に取り付けてリニアモータ若しくはカム駆動等の駆動手段（図示せず）により揺動運動を行うボンディングアーム１１４と、前記駆動手段及びボンディングアーム１１４等が搭載されてなり図示せぬ二次元方向に移動可能なＸＹテーブル上に載置されたボンディングヘッド１１５とからなっている。
【０００４】
前記ガイドレール１１１及びガイドレール１１２は、リードフレーム１０１のＹ方向への規制を行う。前記ガイドレール１１１は、ワイヤボンディング装置の図示せぬ架台上に取付固定された略コ字状のフレーム１１１ａが有する一対の軌道に沿ってＹ方向に摺動自在なリニアガイド１１１ｂに取付固定されている。ガイドレール１１１には、更にボールねじ１１１ｄと螺合結合してなるナット１１１ｃが取付固定されてなり、前記ナット１１１ｃ上に前記ガイドレール１１１が固定されかつ前記ボールねじ１１１ｄの軸端部に取付固定されたパルスモータ１１１ｅにより回転力が付与されて前記ナット１１１ｃと共にＹ方向に往復動自在な構成となっている。また、ガイドレール１１２もガイドレール１１１と同一の構成であるので、その説明を省略する。
【０００５】
前記ガイドレール１１１及びガイドレール１１２を図示せぬ制御手段によりＹ方向に往復動させて制御することによってリードフレーム１０１の幅寸法に適合するように最適な間隔での調整が行われる。
【０００６】
また、前記ボンディングステージ１０２は、ヒートブロック１０３を有しており、ボンディングステージ１０２上に載置されたリードフレーム１０１を最適な温度に加熱する。
【０００７】
また、リードフレーム１０１は、図６に示すように、全体が略長方形状でなり、このリードフレーム１０１は、図７に示すように、各角部から伸張してなる支持部としての釣りピン（タイバー）１０１ａ1を有するアイランド１０１ａと、釣りピン１０１ａ1間に一端が自由端部でなり他端がリードフレーム１０１に形成されてなるリード１０１ｂとからなっている。前記アイランド１０１ａ上には、ＩＣチップ１０７が接着剤等により貼着されてなり、このＩＣチップ１０７上には複数のパッド（電極）１０７ａが配設されている。
【０００８】
次に、前記構成よりなる従来のワイヤボンディング装置の動作について図６及び図７を参照して説明する。
【０００９】
図６に示すように、ローダ１０５のマガジン１０８内の各リードフレーム１０１のうち例えば最下段の１枚が図示せぬプッシャによって押出されて両側に対向して配設された１対のカイドレール１１１及び１１２により案内されてボンディングステージ１０２上に搬送される。
【００１０】
リードフレーム１０１がボンディングステージ１０２上に載置されると、リードフレーム１０１は、リードフレーム押え１０４により押圧されて位置決めが行われる。
【００１１】
次に、ボンディングアーム１１４の先端に取り付けられたキャピラリ１１３が、図７に示すＩＣチップ１０７のパッド１０７ａとリード１０１ｂとの間にワイヤを掛け渡してボンディング接続を行う。このボンディング接続が全てのＩＣチップ１０７のパッド１０７ａとリード１０１ｂについて行われると、前記リードフレーム押え１０４は、押圧を解除して前記フレーム移送手段が次のＩＣチップ１０７を１ピッチ（１コマとも呼ぶ）間欠送り可能な状態とする。そして、フレーム移送手段が次のＩＣチップ１０７を１コマ送ると、再びリードフレーム押え１０４はリードフレーム１０１を押圧して位置決めを行いボンディング接続を行う。以上の動作を全てのＩＣチップ１０７とリード１０１ｂとに行い、１枚のリードフレーム１０１のボンディングが完了すると、リードフレーム１０１は、フレーム移送手段によって移送されてアンローダ１０６に装填されている空のマガジン１０８内に収容される。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
従来のワイヤボンディング装置は、図６に示すように、ボンディングステージ１０２上のリードフレーム１０１をリードフレーム押え１０４により押圧して位置決めする構成となっている。このリードフレーム押え１０４は、図７に示すように、リード１０１ｂの自由端部とは反対側の固定側の端部を押さえるようになっており、リード１０１ｂの自由端部及びアイランド１０１ａは、開口部１０４ａ内に配置されて押圧しないものとなっている。
【００１３】
リードフレーム押え１０４により押圧されていないリード１０１ｂの自由端部及びアイランド１０１ａは、図８（ａ）及び（ｂ）に示すように、アイランド１０１ａの下面を吸着装置１１６により真空吸着することによって吸引して位置決めを行う。この吸着装置１１６は、ボンディングステージ１０２に形成された吸着孔１１９（図７にも図示）と、この吸着孔１１９からボンディングステージ１０２上のリードフレーム１０１を吸引する駆動力となるポンプ１１７と、このポンプ１１７と吸着孔１１９とを連結する連結管１１６とからなっている。
【００１４】
リードフレーム１０１を載置するボンディングステージ１０２の載置面１０２ａは、リードフレーム１０１を均一な高さで保持するべく面一な構成となっている。従って、リードフレーム１０１がボンディングステージ１０２上に載置されて吸着装置１１６により吸着されて位置決めされると、ボンディングステージ１０２の載置面１０２ａとリードフレーム１０１の下面とは隙間がない状態で保持される。
【００１５】
しかしながら、図６乃至図８に示すように、リードフレーム１０１は、全体が薄板状の長方形状からなる導電性の金属等で形成されてなるため可撓性を有するものとなっている。従って、図８（ａ）に示すように、リードフレーム１０１のアイランド１０１ａやリード１０１ｂの自由端部は、反りが発生している場合がある。このような反りが発生している場合には、吸着装置１１６により吸着している場合であってもリードフレーム１０１の下面とボンディングステージ１０２の載置面１０２ａとの間の隙間によりリーク（ｌｅａｋ）（漏れ）が発生して十分な位置決めが行われないおそれがある。
【００１６】
前記リークが発生した状態でボンディングを行う場合には、例えば図８（ａ）に示すように、キャピラリ１１３の先端からＩＣチップ１０７の上面までの正規の距離ｈａと反りが発生している場合の距離ｈｂとでは、距離ｓの差が発生する。この距離ｓの差は、ボンディングアーム１１４が高速度で下降して低速度に切り換えるサーチレベルの設定を再度設定し直す必要が生ずる。また、図８（ａ）に示すように、アイランド１０１ａが反った状態でボンディングする場合には、吸着装置１１６により十分な位置決めが行われないためキャピラリ１１３がＩＣチップ１０７のパッド１０７ａ（図７に図示）に当接してボンディングアーム１１４の超音波ホーン（図示せず）を介して超音波振動を印加したときにＩＣチップ１０７が位置ずれを起こしてしまいボンディング不良を起こすおそれがある。
【００１７】
また、図８（ｂ）に示すように、リードフレーム１０１のアイランド１０１ａの下面とボンディングステージ１０２の載置面１０２ａとの間に、ごみや塵埃等の異物１２０が侵入した場合にも前記と同様にボンディング不良を発生するおそれがある。
【００１８】
そこで、本発明は上記従来技術の欠点に鑑みてなされたものであって、ボンディングステージ上のリードフレームを吸着して位置決めを行う吸着手段のリーク（ｌｅａｋ）を圧力計測手段により検出してボンディング不良を防止し、かつ歩留まりの向上を図ることが可能なボンディング装置及び方法を提供することを目的とするものである。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
上記目的達成のために、本願発明によるボンディング装置は、リードとアイランドからなるリードフレームを載置するボンディングステージと、前記ボンディングステージ上に前記リードフレームを搬送する搬送手段と、カメラにより前記リードフレームを撮像して画像認識装置により前記リードフレームのずれ量を検出して、前記ずれ量が所定の範囲内のものでない場合には、前記移送手段により前記リードフレームを正規の座標と一致させるフレームディテクト手段と、前記ボンディングステージ上の前記リードフレームのアイランドの下面を吸着する吸着手段と、前記吸着手段による吸着圧力を計測する圧力計測手段と、前記圧力計測手段により計測した情報が入力されて該入力された情報が予め設定した値以下又は未満であるかを判定する制御手段とを備え、前記搬送手段による前記リードフレームの搬送後に、前記フレームディテクト手段により前記リードフレームのずれ量が所定の範囲内となるように補正し、前記制御手段は、前記圧力計測手段により計測した情報が予め設定した値以下又は未満である場合には、ボンディング作業を停止させてなるものである。
【００２０】
また、本願発明によるボンディング装置は、リードとアイランドからなるリードフレームを載置するボンディングステージと、前記ボンディングステージ上に前記リードフレームを搬送する搬送手段と、カメラにより前記リードフレームを撮像して画像認識装置により前記リードフレームのずれ量を検出して、前記ずれ量が所定の範囲内のものでない場合には、前記移送手段により前記リードフレームを正規の座標と一致させるフレームディテクト手段と、前記ボンディングステージ上の前記リードフレームのアイランドの下面を吸着する吸着手段と、前記吸着手段による吸着圧力を計測する圧力計測手段と、前記圧力計測手段により計測した情報が入力されて該入力された情報が予め設定した値以下又は未満であるかを判定する制御手段とを備え、前記搬送手段による前記リードフレームの搬送後に、前記圧力計測手段により計測した情報が予め設定した値以下又は未満である場合には、前記フレームディテクト手段により前記リードフレームのずれ量が所定の範囲内となるように補正し、前記制御手段は、前記圧力計測手段により計測した情報が予め設定した値以下又は未満である場合には、ボンディング作業を停止させてなるものである。
【００２１】
また、本願発明によるボンディング方法は、リードとアイランドからなるリードフレームを搬送手段によりボンディングステージ上に載置して位置決めする工程と、前記ボンディングステージ上のリードフレームのアイランドの下面を吸着手段により吸着して該アイランドの下面とボンディングステージの上面との間の吸着圧力のリーク（ｌｅａｋ）を圧力計測手段により検出する工程と、カメラにより前記リードフレームを撮像して画像認識装置により前記リードフレームのずれ量を検出して、前記ずれ量が所定の範囲内のものでない場合には、前記移送手段により前記リードフレームを正規の座標と一致させる工程と、前記圧力計測手段によるリークの検出により得た情報が制御手段内に予め設定した値以下又は未満である場合にはボンディング作業を停止させる工程とを備えたものである。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下図面を参照して、本発明の実施例としてのワイヤボンディング装置について説明する。なお、図６乃至図８に示した従来のボンディング装置と同一の構成については説明を省略し、要部のみの説明に留める。また、以下の説明において、従来の装置の構成及び機能と同一の構成及び機能を有するものについては同じ参照符号を付している。
【００２３】
図１は、本発明によるワイヤボンディング装置の構成を示す概略図、図２は、図１に示す画像認識装置、制御装置等の回路の構成を示すブロック図である。
【００２４】
図１に示すように、ワイヤボンディング装置は、カメラヘッド１ａ及びレンズ１ｂ等からなる撮像手段としてのカメラ１と、ボンディングを行うキャピラリ１１３が取り付けられてなり超音波振動子を有するボンディングアーム１１４等を含むボンディングヘッド１１５と、前記カメラ１及びボンディングヘッド１１５をＸ方向及びＹ方向の水平二次元方向に移動可能なＸＹテーブル２と、前記カメラ１によって撮像される被ボンディング部品である半導体部品としてのＩＣチップ１０７を載置して位置決めするボンディングステージ１０２と、前記カメラ１からの出力を受ける画像認識手段としての画像認識装置３と、この画像認識装置３からの出力を受ける表示手段としてのモニタ４と、前記ＸＹテーブル２の駆動並びに前記ボンディングヘッド１１５が有するボンディングアーム１１４が上下方向への揺動運動を行うための駆動指令を行う駆動手段としての駆動装置５と、前記画像認識装置３からの出力を受けて駆動手段としての駆動装置５への制御信号の生成並びに種々の制御を行うマイクロプロセッサ等からなる制御手段としての制御装置６と、搬送手段としての搬送装置７と、吸着手段としての吸着装置１１６（図３、図８に図示）の吸引圧力を計測する圧力計測手段としての圧力計８等でなっている。
【００２５】
前記画像認識装置３、制御装置６、駆動装置５等は、機能的に備えていればよいので、夫々別々の装置としてではなく、１つの装置として構成されているものでもよい。
【００２６】
また、前記搬送装置７は、図６に示す、Ｙ方向への規制を行うガイドレール１１１及びガイドレール１１２並びにフレーム移送手段を有している。
【００２７】
また、前記画像認識装置３は、図２に示すように、クロック信号生成回路３ａと、水平及び垂直同期信号生成回路３ｂと、カメラ１からの映像信号を増幅器３ｃで増幅した信号をデジタル化して画像処理を行う画像処理回路３ｄと、画像処理回路３ｄを制御して判定する制御回路３ｆと、被ボンディング部位、即ち電極（パッド）１０７ａ（図７に図示）に関する画像情報又はワイヤの先端に形成されたボールに関する画像情報並びにリード１０１ｂに関する画像情報等を蓄積する画像メモリ３ｅ（３ｅ1〜３ｅn）とからなっている。
【００２８】
また、図２に示すように、キーボード９は、操作手段として各種の条件設定、すなわちボンディングパラメータ等を制御装置６に設定して命令するものである。本発明によるワイヤボンディング装置は、このボンディングパラメータの設定の際に、フレームディテクトの有無を予め設定できるようになっている。このフレームディテクトは、図６に示す、ガイドレール１１１及びガイドレール１１２がリードフレーム１０１のＹ方向への規制を行うのに対して、ボンディングステージ１０２上に載置されたリードフレーム１０１を図２に示す、カメラ１により撮像して画像認識装置３により認識させて予め設定した正規の位置からのずれがあるときは、フレーム移送手段により図６に示す、Ｘ方向に移動させて前記ずれの補正を行うものである。
【００２９】
また、圧力計測手段としての圧力計８は、デジタル出力が可能な構成となっており、この圧力計８で計測した出力信号は制御装置６に入力されると同時に表示手段としてのモニタ４により表示される構成となっている。
【００３０】
上記構成よりなるワイヤボンディング装置の動作について図１乃至図６を参照して以下に説明する。なお、図４は、キーボードによるボンディングパラメータの設定の際に予めフレームディテクトの有りを設定した場合のボンディング作業の流れを示すフローチャート、図５は、キーボードによるボンディングパラメータの設定の際に予めフレームディテクトの無しを設定した場合のボンディング作業の流れを示すフローチャートである。
【００３１】
まず、キーボード９（図２に図示）によりワイヤボンディング装置の各種の条件設定等、すなわちボンディングパラメータ（セルフティーチとも称する）の設定を行う。キーボード９による各種の条件設定等が完了すると、ワイヤボンディング装置を起動する。
【００３２】
まず、図４に示す、キーボードによるボンディングパラメータの設定の際に予めフレームディテクトの有りを設定した場合について説明し、次に図５に示す、キーボードによるボンディングパラメータの設定の際に予めフレームディテクトの無しを設定した場合について説明する。なお、図４及び図５は、ＩＣチップ１０７のパッド１０７ａ又はリード１０１ｂ等の被ボンディング部品をワークと呼ぶ。
【００３３】
▲１▼図４に示す、キーボードによるボンディングパラメータの設定の際に予めフレームディテクトの“有”を設定した場合
【００３４】
図１及び図６に示すように、リードフレーム１０１は、ローダ１０５のマガジン１０８から図示せぬプッシャにより１枚づつ押し出されて搬送装置７（図１に図示）が有するガイドレール１１１及び１１２により案内されてリードフレーム１０１の最初の１個目のＩＣチップ１０７がボンディングステージ１０２上に載置されてリードフレーム押え１０４によりボンディングステージ１０２上のリードフレーム１０１を押圧して位置決めする（ステップＳ1によるワークの搬送工程）。
【００３５】
次に、図２に示す、カメラ１によりリードフレーム１０１を撮像して画像認識装置３によりフレームディテクトを行う（ステップＳ2）。このフレームディテクトは、例えば前記リードフレーム１０１上に形成されている２点目合わせ用の表示などを用いて予め画像認識装置３内の制御回路３ｆ内のメモリ内に記憶されているＸＹテーブル２上の正規の座標と比較してずれ量を検出し、このずれ量が予め設定した所定の範囲内（正規の座標と一致又はずれ量があっても所定の範囲内であればボンディング作業に支障はないものとする）である場合には、そのまま位置決めを行い、ずれ量が所定の範囲内のものでない場合には、前記リードフレーム押え１０４を解除してフレーム移送手段によりリードフレーム１０４を図６に示す、Ｘ方向に移動させて正規の座標と一致させる補正を行う（ステップＳ2）。
【００３６】
ステップＳ2によるフレームディテクトが完了してボンディングステージ上に位置決めされる（前記フレームディテクトによりずれ量が所定の範囲内の場合で補正されない場合も含む）と、前記リードフレーム１０１は、図３に示すように、その下面を吸着手段としての吸着装置１１６の吸着孔１１９を介して真空吸着される。そして、この吸着装置１１６による吸着圧力は、圧力計測手段としての圧力計８により常時計測されて表示手段としてのモニタ４に表示されている。このモニタ４による表示によって計測した圧力が目視可能となっている。
【００３７】
制御装置６は、圧力計８から吸着装置１１６の吸着圧力の計測情報（以下、情報をデータとも呼ぶ）が入力されているので、この入力されたデータに基づいて真空吸着検出を行う（ステップＳ3）。
【００３８】
この真空吸着検出は、制御装置６内の図示せぬ記憶手段としてのメモリ内にキーボード９から所定の値を設定しておき、この設定した圧力以下若しくは未満（以下の説明では、未満の場合も含めて“以下”として説明する）である場合には、吸着力が十分なものでないもの、すなわち図８（ａ）及び（ｂ）に示すように、ボンディングステージ１０２の載置面１０２ａとリードフレーム１０１との間に何らかのリーク（ｌｅａｋ）（漏れ）があるものと判定する。前記制御装置６内の吸着力の値（所定の値）の設定は、キーボード９により予め入力設定しておくか若しくは経験的に得た値をキーボード９により適宜設定することが可能となっている。
【００３９】
また、制御装置６は、前記吸着装置１１６の計測情報（又はデータ）が制御装置内に予め設定されている値が圧力に関するものであれば圧力表示として変換され、またデジタル化された数値であればデジタル化された数値に変換されているものとする。要するに、比較可能な数値に変換されているものとなっている。
【００４０】
前記制御装置６は、ステップＳ3の真空吸着検出による吸着力が所定の値以下であるもの、すなわち“リーク有”と判定した場合には、ワイヤボンディング装置のボンディングは行わず装置を停止させる（ステップＳ6）。ワイヤボンディング装置の装置が停止した場合には、外部への告知が可能な警報等の警告手段により告知したり、またモニタ４に装置の停止の原因となっている“リーク有”の情報、すなわちエラー表示を行う構成となっている。
【００４１】
また、制御装置６は、ステップＳ3の真空吸着検出による吸着力が所定の値を超えている場合には、“リークが無”として次のステップであるワークの認識を行う（ステップＳ4）。
ワークの認識は、図１及び図２に示すように、画像認識手段としての画像認識装置３により行う。画像認識装置３は、内部の画像メモリ３ｅ（３ｅ1 〜３ｅn）内に被ボンディング部位としてのパッド１０７ａ及びリード１０１ｂに関する画像情報や位置情報等を予め蓄積している（正規の座標と呼ぶ）。
【００４２】
画像認識装置３は、真空吸着検出（ステップＳ3）を行ったワークをカメラ１により撮像して得た画像情報を画像処理回路３ｄに送り、画像処理回路３ｄはメモリ３ｅ（３ｅ1 〜３ｅn ）から必要な情報を呼び出してカメラ１により得られた画像情報と正規の画像情報とのパターンマッチングを行う。このパターンマッチングは、既に本出願人が提案した公知の技術を用いている。このパターンマッチング処理は、被ボンディング部位としてのパッド１０７ａ及びリード１０１ｂの夫々について行う。
【００４３】
ワークの認識（ステップＳ4）によりワークの位置ずれが全く無い場合は、ボンディングをそのまま開始する（ステップＳ5）。
【００４４】
ワークの認識（ステップＳ4）によりワークの位置ずれが有る場合には、前記パターンマッチング処理により正規の座標とのずれ量を求めて、このずれ量をもとにボンディング位置座標（ＸＹテーブル２の座標が基準となっている）を算出して補正した座標位置のデータを制御回路３ｆ内のメモリ（図示せず）に記憶する。
【００４５】
前記パターンマッチング処理による補正によってもずれ量が予め設定した許容範囲を超えているもの（図４に示す、Ｎｏの場合）については、装置を停止させてボンディングを行わなず、エラー表示を行う（ステップＳ6）。
【００４６】
画像認識装置３によるワークの認識（ステップＳ4）において、ずれ量が予め設定した許容範囲内のものでありボンディングを行うことが可能と判定した場合（図４に示す、Ｙｅｓの場合）には、ボンディングを開始する（ステップＳ5）。
【００４７】
前記リードフレーム１０１の全てのＩＣチップ１０７のパッド１０７ａとリード１０１ｂとにワイヤのボンディング接続が完了すると、搬送装置７はアンローダ１０６の空のマガジン１０８内に配列収容する。
【００４８】
▲２▼図５に示す、キーボードによるボンディングパラメータの設定の際に予めフレームディテクトの“無”を設定した場合
【００４９】
図１及び図６に示すように、リードフレーム１０１は、ローダ１０５のマガジン１０８から図示せぬプッシャにより１枚づつ押し出されて搬送装置７（図１に図示）が有するガイドレール１１１及び１１２により案内されてリードフレーム１０１の最初の１個目のＩＣチップ１０７がボンディングステージ１０２上に載置されてリードフレーム押え１０４によりボンディングステージ１０２上のリードフレーム１０１を押圧して位置決めする（ステップＳ10によるワークの搬送工程）。このワークの搬送は、図４に示す、ステップＳ1と同じである。
【００５０】
次に、制御装置６は、圧力計８から吸着装置１１６の吸着圧力の計測情報（以下、情報をデータとも呼ぶ）が入力されているので、この入力されたデータに基づいて真空吸着検出を行う（ステップＳ11）。この真空吸着検出は、図４に示す、ステップＳ3と同じである。
【００５１】
この真空吸着検出は、制御装置６内の図示せぬ記憶手段としてのメモリ内にキーボード９から所定の値を設定しておき、この設定した圧力以下若しくは未満（以下の説明では、未満の場合も含めて“以下”として説明する）である場合には、吸着力が十分なものでないもの、すなわち図８（ａ）及び（ｂ）に示すように、ボンディングステージ１０２の載置面１０２ａとリードフレーム１０１との間に何らかのリーク（ｌｅａｋ）（漏れ）があるものと判定する。前記制御装置６内の吸着力の値（所定の値）の設定は、キーボード９により予め入力設定しておくか若しくは経験的に得た値をキーボード９により適宜設定することが可能となっている。
【００５２】
前記制御装置６が、ステップＳ11の真空吸着検出による吸着力が所定の値を超えている場合には、“リークが無”として次のステップであるワークの認識を行う（ステップＳ14）。このワークの認識は、図４に示す、ステップＳ4と同じである。
【００５３】
ワークの認識は、図１及び図２に示すように、画像認識手段としての画像認識装置３により行う。画像認識装置３は、内部の画像メモリ３ｅ（３ｅ1〜３ｅn）内に被ボンディング部位としてのパッド１０７ａ及びリード１０１ｂに関する画像情報や位置情報等を予め蓄積している（正規の座標と呼ぶ）。
【００５４】
画像認識装置３は、真空吸着検出（ステップＳ11）を行ったワークをカメラ１により撮像して得た画像情報を画像処理回路３ｄに送り、画像処理回路３ｄはメモリ３ｅ（３ｅ1〜３ｅn）から必要な情報を呼び出してカメラ１により得られた画像情報と正規の画像情報とのパターンマッチングを行う。このパターンマッチングは、既に本出願人が提案した公知の技術を用いている。このパターンマッチング処理は、被ボンディング部位としてのパッド１０７ａ及びリード１０１ｂの夫々について行う。
【００５５】
ワークの認識（ステップＳ14）によりワークの位置ずれが全く無い場合は、ボンディングをそのまま開始する（ステップＳ16）。
【００５６】
ワークの認識（ステップＳ14）によりワークの位置ずれが有る場合には、前記パターンマッチング処理により正規の座標とのずれ量を求めて、このずれ量をもとにボンディング位置座標（ＸＹテーブル２の座標が基準となっている）を算出して補正した座標位置のデータを制御回路３ｆ内のメモリ（図示せず）に記憶する。
【００５７】
前記パターンマッチング処理による補正によってもずれ量が予め設定した許容範囲を超えているもの（図５に示す、Ｎｏの場合）については、装置を停止させてボンディングを行わずエラー表示を行う（ステップＳ15）。
【００５８】
画像認識装置３によるワークの認識（ステップＳ14）において、ずれ量が予め設定した許容範囲内のものでありボンディングを行うことが可能と判定した場合（図５に示す、Ｙｅｓの場合）には、ボンディングを開始する（ステップＳ16）。
【００５９】
前記リードフレーム１０１の全てのＩＣチップ１０７のパッド１０７ａとリード１０１ｂとにワイヤのボンディング接続が完了すると、搬送装置７はアンローダ１０６の空のマガジン１０８内に配列収容する。
【００６０】
また、前記制御装置６が、ステップＳ11の真空吸着検出による吸着力が所定の値以下であるもの、すなわち“リーク有”と判定した場合には、フレームディテクトを行う（ステップＳ12）。このフレームディテクトは、図４に示す、ステップＳ2と同じである。
【００６１】
図５に示すように、ボンでディングパラメータによる設定において、フレームディテクト“無”のモードを選択しなかった場合でも、ステップＳ11による真空吸着検出において“リーク有”の判定がなされた場合には、自動的にフレームディテクトを行うようになっている。ステップＳ12によるフレームディテクトは、図４に示す、ステップＳ2によるフレームディテクトと同じであるので、その説明を省略する。
【００６２】
ステップＳ12によるフレームディテクトが完了してボンディングステージ上に位置決めされる（前記フレームディテクトによりずれ量が所定の範囲内の場合で補正されない場合も含む）と、真空吸着検出が行われる（ステップＳ13）。この真空吸着検出は、図４に示す、ステップＳ3と同じである。
【００６３】
ステップＳ13による真空吸着検出によって、“リーク有”の場合には、ステップＳ15による処理を行い、装置を停止させ、“リーク無”の場合には、ステップＳ14による処理を行う。
【００６４】
なお、本実施例では、ワイヤボンディング装置について説明したが、テープボンディング装置などの他のボンディング装置にも用いることができる。また、本発明の趣旨の範囲内で、適宜可変して用いることができる。
【００６５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は、ボンディングステージ上のフレームを吸着して位置決めを行う吸着手段のリーク（ｌｅａｋ）を検出する圧力計測手段を備えているので、ボンディング不良を防止し、かつ歩留まりの向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるワイヤボンディング装置の構成を示す概略図である。
【図２】図１に示す画像認識装置、制御装置等の回路の構成を示すブロック図である。
【図３】ボンディングステージ上のリードフレームを吸着装置により吸着し該吸着力を圧力計により計測する状態を示す一部断面を含む概略図である。
【図４】キーボードによるボンディングパラメータの設定の際に予めフレームディテクトの“有”を設定した場合の流れを示す、フローチャートである。
【図５】キーボードによるボンディングパラメータの設定の際に予めフレームディテクトの“無”を設定した場合の流れを示す、フローチャートである。
【図６】従来のワイヤボンディング装置の概略構成を示す平面図である。
【図７】リードフレームのリード及びＩＣチップの一部拡大平面図である。
【図８】（ａ）は、リードフレームのアイランドの反りの状態を示しており、図７のＡ−Ａ線からみたボンディングステージ及び圧力計を含む一部断面図、（ｂ）はリードフレームのアイランドの下面に異物が侵入した状態を示しており、図７のＡ−Ａ線からみたボンディングステージ及び圧力計を含む一部断面図である。
【符号の説明】
１ カメラ
２ ＸＹテーブル
３ 画像認識装置
４ モニタ
５ 駆動装置
６ 制御装置
７ 搬送装置
８ 圧力計
９ キーボード
１０１ リードフレーム
１０２ ボンディングステージ
１０３ ヒートブロック
１０４ リードフレーム押え
１０５ ローダ
１０６ アンローダ
１０７ ＩＣチップ
１０８ マガジン
１１４ ボンディングアーム
１１５ ボンディングヘッド
１１６ 吸着装置
１１７ ポンプ
【産業上の利用分野】
本発明は、被ボンディング部品をボンディングステージ上に位置決めしてボンディングを行うボンディング装置及び方法に関し、特に半導体部品としての第１ボンディング点となるＩＣチップ上のパッド（電極）と第２ボンディング点となるフレームとしてのリードフレームのリードとをワイヤを用いてボンディング接続を行うワイヤボンディング装置において、このワイヤボンディング装置が備えるボンディングステージ上のフレームを吸着して位置決めを行う吸着手段のリーク（ｌｅａｋ）を検出する圧力計測手段を備えたボンディング装置及び方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種のワイヤボンディング装置としては、図６に示すものがある。
【０００３】
図６に示すように、このワイヤボンディング装置は、長手方向に沿って複数のＩＣチップ１０７が等ピッチで貼着されてなるリードフレーム１０１を複数枚配列収容（紙面に対して垂直方向に配列）したマガジン１０８を位置決めするローダ１０５と、リードフレーム１０１をマガジン１０８から１枚づつ取り出して図示せぬフレーム移送手段により移送してボンディング位置１０９上に載置するボンディングステージ１０２と、リードフレーム１０１の両側をガイドレール１１１及びガイドレール１１２により案内してボンディングステージ１０２上に載置し、ボンディング接続後のリードフレーム１０１をフレーム移送手段により移送してマガジン１０８内に配列収容させるアンローダ１０６と、ボンディングステージ１０２上のボンディング位置１０９に位置決めしたリードフレーム１０１のＩＣチップ１０７（図６のリードフレーム１０１の最初のＩＣチップ）を開口部１０４ａ内に臨むように配してボンディングステージ１０２に向けて押圧（又は解除が可能）して位置決めを行うリードフレーム押え１０４と、リードフレーム押え１０４の開口部１０４ａ内のＩＣチップ１０７のパッドとリードとに金線又はアルミニウム線などのワイヤを供給してボンディング接続を行うキャピラリ１１３と、このキャピラリ１１３を先端に取り付けてリニアモータ若しくはカム駆動等の駆動手段（図示せず）により揺動運動を行うボンディングアーム１１４と、前記駆動手段及びボンディングアーム１１４等が搭載されてなり図示せぬ二次元方向に移動可能なＸＹテーブル上に載置されたボンディングヘッド１１５とからなっている。
【０００４】
前記ガイドレール１１１及びガイドレール１１２は、リードフレーム１０１のＹ方向への規制を行う。前記ガイドレール１１１は、ワイヤボンディング装置の図示せぬ架台上に取付固定された略コ字状のフレーム１１１ａが有する一対の軌道に沿ってＹ方向に摺動自在なリニアガイド１１１ｂに取付固定されている。ガイドレール１１１には、更にボールねじ１１１ｄと螺合結合してなるナット１１１ｃが取付固定されてなり、前記ナット１１１ｃ上に前記ガイドレール１１１が固定されかつ前記ボールねじ１１１ｄの軸端部に取付固定されたパルスモータ１１１ｅにより回転力が付与されて前記ナット１１１ｃと共にＹ方向に往復動自在な構成となっている。また、ガイドレール１１２もガイドレール１１１と同一の構成であるので、その説明を省略する。
【０００５】
前記ガイドレール１１１及びガイドレール１１２を図示せぬ制御手段によりＹ方向に往復動させて制御することによってリードフレーム１０１の幅寸法に適合するように最適な間隔での調整が行われる。
【０００６】
また、前記ボンディングステージ１０２は、ヒートブロック１０３を有しており、ボンディングステージ１０２上に載置されたリードフレーム１０１を最適な温度に加熱する。
【０００７】
また、リードフレーム１０１は、図６に示すように、全体が略長方形状でなり、このリードフレーム１０１は、図７に示すように、各角部から伸張してなる支持部としての釣りピン（タイバー）１０１ａ1を有するアイランド１０１ａと、釣りピン１０１ａ1間に一端が自由端部でなり他端がリードフレーム１０１に形成されてなるリード１０１ｂとからなっている。前記アイランド１０１ａ上には、ＩＣチップ１０７が接着剤等により貼着されてなり、このＩＣチップ１０７上には複数のパッド（電極）１０７ａが配設されている。
【０００８】
次に、前記構成よりなる従来のワイヤボンディング装置の動作について図６及び図７を参照して説明する。
【０００９】
図６に示すように、ローダ１０５のマガジン１０８内の各リードフレーム１０１のうち例えば最下段の１枚が図示せぬプッシャによって押出されて両側に対向して配設された１対のカイドレール１１１及び１１２により案内されてボンディングステージ１０２上に搬送される。
【００１０】
リードフレーム１０１がボンディングステージ１０２上に載置されると、リードフレーム１０１は、リードフレーム押え１０４により押圧されて位置決めが行われる。
【００１１】
次に、ボンディングアーム１１４の先端に取り付けられたキャピラリ１１３が、図７に示すＩＣチップ１０７のパッド１０７ａとリード１０１ｂとの間にワイヤを掛け渡してボンディング接続を行う。このボンディング接続が全てのＩＣチップ１０７のパッド１０７ａとリード１０１ｂについて行われると、前記リードフレーム押え１０４は、押圧を解除して前記フレーム移送手段が次のＩＣチップ１０７を１ピッチ（１コマとも呼ぶ）間欠送り可能な状態とする。そして、フレーム移送手段が次のＩＣチップ１０７を１コマ送ると、再びリードフレーム押え１０４はリードフレーム１０１を押圧して位置決めを行いボンディング接続を行う。以上の動作を全てのＩＣチップ１０７とリード１０１ｂとに行い、１枚のリードフレーム１０１のボンディングが完了すると、リードフレーム１０１は、フレーム移送手段によって移送されてアンローダ１０６に装填されている空のマガジン１０８内に収容される。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
従来のワイヤボンディング装置は、図６に示すように、ボンディングステージ１０２上のリードフレーム１０１をリードフレーム押え１０４により押圧して位置決めする構成となっている。このリードフレーム押え１０４は、図７に示すように、リード１０１ｂの自由端部とは反対側の固定側の端部を押さえるようになっており、リード１０１ｂの自由端部及びアイランド１０１ａは、開口部１０４ａ内に配置されて押圧しないものとなっている。
【００１３】
リードフレーム押え１０４により押圧されていないリード１０１ｂの自由端部及びアイランド１０１ａは、図８（ａ）及び（ｂ）に示すように、アイランド１０１ａの下面を吸着装置１１６により真空吸着することによって吸引して位置決めを行う。この吸着装置１１６は、ボンディングステージ１０２に形成された吸着孔１１９（図７にも図示）と、この吸着孔１１９からボンディングステージ１０２上のリードフレーム１０１を吸引する駆動力となるポンプ１１７と、このポンプ１１７と吸着孔１１９とを連結する連結管１１６とからなっている。
【００１４】
リードフレーム１０１を載置するボンディングステージ１０２の載置面１０２ａは、リードフレーム１０１を均一な高さで保持するべく面一な構成となっている。従って、リードフレーム１０１がボンディングステージ１０２上に載置されて吸着装置１１６により吸着されて位置決めされると、ボンディングステージ１０２の載置面１０２ａとリードフレーム１０１の下面とは隙間がない状態で保持される。
【００１５】
しかしながら、図６乃至図８に示すように、リードフレーム１０１は、全体が薄板状の長方形状からなる導電性の金属等で形成されてなるため可撓性を有するものとなっている。従って、図８（ａ）に示すように、リードフレーム１０１のアイランド１０１ａやリード１０１ｂの自由端部は、反りが発生している場合がある。このような反りが発生している場合には、吸着装置１１６により吸着している場合であってもリードフレーム１０１の下面とボンディングステージ１０２の載置面１０２ａとの間の隙間によりリーク（ｌｅａｋ）（漏れ）が発生して十分な位置決めが行われないおそれがある。
【００１６】
前記リークが発生した状態でボンディングを行う場合には、例えば図８（ａ）に示すように、キャピラリ１１３の先端からＩＣチップ１０７の上面までの正規の距離ｈａと反りが発生している場合の距離ｈｂとでは、距離ｓの差が発生する。この距離ｓの差は、ボンディングアーム１１４が高速度で下降して低速度に切り換えるサーチレベルの設定を再度設定し直す必要が生ずる。また、図８（ａ）に示すように、アイランド１０１ａが反った状態でボンディングする場合には、吸着装置１１６により十分な位置決めが行われないためキャピラリ１１３がＩＣチップ１０７のパッド１０７ａ（図７に図示）に当接してボンディングアーム１１４の超音波ホーン（図示せず）を介して超音波振動を印加したときにＩＣチップ１０７が位置ずれを起こしてしまいボンディング不良を起こすおそれがある。
【００１７】
また、図８（ｂ）に示すように、リードフレーム１０１のアイランド１０１ａの下面とボンディングステージ１０２の載置面１０２ａとの間に、ごみや塵埃等の異物１２０が侵入した場合にも前記と同様にボンディング不良を発生するおそれがある。
【００１８】
そこで、本発明は上記従来技術の欠点に鑑みてなされたものであって、ボンディングステージ上のリードフレームを吸着して位置決めを行う吸着手段のリーク（ｌｅａｋ）を圧力計測手段により検出してボンディング不良を防止し、かつ歩留まりの向上を図ることが可能なボンディング装置及び方法を提供することを目的とするものである。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
上記目的達成のために、本願発明によるボンディング装置は、リードとアイランドからなるリードフレームを載置するボンディングステージと、前記ボンディングステージ上に前記リードフレームを搬送する搬送手段と、カメラにより前記リードフレームを撮像して画像認識装置により前記リードフレームのずれ量を検出して、前記ずれ量が所定の範囲内のものでない場合には、前記移送手段により前記リードフレームを正規の座標と一致させるフレームディテクト手段と、前記ボンディングステージ上の前記リードフレームのアイランドの下面を吸着する吸着手段と、前記吸着手段による吸着圧力を計測する圧力計測手段と、前記圧力計測手段により計測した情報が入力されて該入力された情報が予め設定した値以下又は未満であるかを判定する制御手段とを備え、前記搬送手段による前記リードフレームの搬送後に、前記フレームディテクト手段により前記リードフレームのずれ量が所定の範囲内となるように補正し、前記制御手段は、前記圧力計測手段により計測した情報が予め設定した値以下又は未満である場合には、ボンディング作業を停止させてなるものである。
【００２０】
また、本願発明によるボンディング装置は、リードとアイランドからなるリードフレームを載置するボンディングステージと、前記ボンディングステージ上に前記リードフレームを搬送する搬送手段と、カメラにより前記リードフレームを撮像して画像認識装置により前記リードフレームのずれ量を検出して、前記ずれ量が所定の範囲内のものでない場合には、前記移送手段により前記リードフレームを正規の座標と一致させるフレームディテクト手段と、前記ボンディングステージ上の前記リードフレームのアイランドの下面を吸着する吸着手段と、前記吸着手段による吸着圧力を計測する圧力計測手段と、前記圧力計測手段により計測した情報が入力されて該入力された情報が予め設定した値以下又は未満であるかを判定する制御手段とを備え、前記搬送手段による前記リードフレームの搬送後に、前記圧力計測手段により計測した情報が予め設定した値以下又は未満である場合には、前記フレームディテクト手段により前記リードフレームのずれ量が所定の範囲内となるように補正し、前記制御手段は、前記圧力計測手段により計測した情報が予め設定した値以下又は未満である場合には、ボンディング作業を停止させてなるものである。
【００２１】
また、本願発明によるボンディング方法は、リードとアイランドからなるリードフレームを搬送手段によりボンディングステージ上に載置して位置決めする工程と、前記ボンディングステージ上のリードフレームのアイランドの下面を吸着手段により吸着して該アイランドの下面とボンディングステージの上面との間の吸着圧力のリーク（ｌｅａｋ）を圧力計測手段により検出する工程と、カメラにより前記リードフレームを撮像して画像認識装置により前記リードフレームのずれ量を検出して、前記ずれ量が所定の範囲内のものでない場合には、前記移送手段により前記リードフレームを正規の座標と一致させる工程と、前記圧力計測手段によるリークの検出により得た情報が制御手段内に予め設定した値以下又は未満である場合にはボンディング作業を停止させる工程とを備えたものである。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下図面を参照して、本発明の実施例としてのワイヤボンディング装置について説明する。なお、図６乃至図８に示した従来のボンディング装置と同一の構成については説明を省略し、要部のみの説明に留める。また、以下の説明において、従来の装置の構成及び機能と同一の構成及び機能を有するものについては同じ参照符号を付している。
【００２３】
図１は、本発明によるワイヤボンディング装置の構成を示す概略図、図２は、図１に示す画像認識装置、制御装置等の回路の構成を示すブロック図である。
【００２４】
図１に示すように、ワイヤボンディング装置は、カメラヘッド１ａ及びレンズ１ｂ等からなる撮像手段としてのカメラ１と、ボンディングを行うキャピラリ１１３が取り付けられてなり超音波振動子を有するボンディングアーム１１４等を含むボンディングヘッド１１５と、前記カメラ１及びボンディングヘッド１１５をＸ方向及びＹ方向の水平二次元方向に移動可能なＸＹテーブル２と、前記カメラ１によって撮像される被ボンディング部品である半導体部品としてのＩＣチップ１０７を載置して位置決めするボンディングステージ１０２と、前記カメラ１からの出力を受ける画像認識手段としての画像認識装置３と、この画像認識装置３からの出力を受ける表示手段としてのモニタ４と、前記ＸＹテーブル２の駆動並びに前記ボンディングヘッド１１５が有するボンディングアーム１１４が上下方向への揺動運動を行うための駆動指令を行う駆動手段としての駆動装置５と、前記画像認識装置３からの出力を受けて駆動手段としての駆動装置５への制御信号の生成並びに種々の制御を行うマイクロプロセッサ等からなる制御手段としての制御装置６と、搬送手段としての搬送装置７と、吸着手段としての吸着装置１１６（図３、図８に図示）の吸引圧力を計測する圧力計測手段としての圧力計８等でなっている。
【００２５】
前記画像認識装置３、制御装置６、駆動装置５等は、機能的に備えていればよいので、夫々別々の装置としてではなく、１つの装置として構成されているものでもよい。
【００２６】
また、前記搬送装置７は、図６に示す、Ｙ方向への規制を行うガイドレール１１１及びガイドレール１１２並びにフレーム移送手段を有している。
【００２７】
また、前記画像認識装置３は、図２に示すように、クロック信号生成回路３ａと、水平及び垂直同期信号生成回路３ｂと、カメラ１からの映像信号を増幅器３ｃで増幅した信号をデジタル化して画像処理を行う画像処理回路３ｄと、画像処理回路３ｄを制御して判定する制御回路３ｆと、被ボンディング部位、即ち電極（パッド）１０７ａ（図７に図示）に関する画像情報又はワイヤの先端に形成されたボールに関する画像情報並びにリード１０１ｂに関する画像情報等を蓄積する画像メモリ３ｅ（３ｅ1〜３ｅn）とからなっている。
【００２８】
また、図２に示すように、キーボード９は、操作手段として各種の条件設定、すなわちボンディングパラメータ等を制御装置６に設定して命令するものである。本発明によるワイヤボンディング装置は、このボンディングパラメータの設定の際に、フレームディテクトの有無を予め設定できるようになっている。このフレームディテクトは、図６に示す、ガイドレール１１１及びガイドレール１１２がリードフレーム１０１のＹ方向への規制を行うのに対して、ボンディングステージ１０２上に載置されたリードフレーム１０１を図２に示す、カメラ１により撮像して画像認識装置３により認識させて予め設定した正規の位置からのずれがあるときは、フレーム移送手段により図６に示す、Ｘ方向に移動させて前記ずれの補正を行うものである。
【００２９】
また、圧力計測手段としての圧力計８は、デジタル出力が可能な構成となっており、この圧力計８で計測した出力信号は制御装置６に入力されると同時に表示手段としてのモニタ４により表示される構成となっている。
【００３０】
上記構成よりなるワイヤボンディング装置の動作について図１乃至図６を参照して以下に説明する。なお、図４は、キーボードによるボンディングパラメータの設定の際に予めフレームディテクトの有りを設定した場合のボンディング作業の流れを示すフローチャート、図５は、キーボードによるボンディングパラメータの設定の際に予めフレームディテクトの無しを設定した場合のボンディング作業の流れを示すフローチャートである。
【００３１】
まず、キーボード９（図２に図示）によりワイヤボンディング装置の各種の条件設定等、すなわちボンディングパラメータ（セルフティーチとも称する）の設定を行う。キーボード９による各種の条件設定等が完了すると、ワイヤボンディング装置を起動する。
【００３２】
まず、図４に示す、キーボードによるボンディングパラメータの設定の際に予めフレームディテクトの有りを設定した場合について説明し、次に図５に示す、キーボードによるボンディングパラメータの設定の際に予めフレームディテクトの無しを設定した場合について説明する。なお、図４及び図５は、ＩＣチップ１０７のパッド１０７ａ又はリード１０１ｂ等の被ボンディング部品をワークと呼ぶ。
【００３３】
▲１▼図４に示す、キーボードによるボンディングパラメータの設定の際に予めフレームディテクトの“有”を設定した場合
【００３４】
図１及び図６に示すように、リードフレーム１０１は、ローダ１０５のマガジン１０８から図示せぬプッシャにより１枚づつ押し出されて搬送装置７（図１に図示）が有するガイドレール１１１及び１１２により案内されてリードフレーム１０１の最初の１個目のＩＣチップ１０７がボンディングステージ１０２上に載置されてリードフレーム押え１０４によりボンディングステージ１０２上のリードフレーム１０１を押圧して位置決めする（ステップＳ1によるワークの搬送工程）。
【００３５】
次に、図２に示す、カメラ１によりリードフレーム１０１を撮像して画像認識装置３によりフレームディテクトを行う（ステップＳ2）。このフレームディテクトは、例えば前記リードフレーム１０１上に形成されている２点目合わせ用の表示などを用いて予め画像認識装置３内の制御回路３ｆ内のメモリ内に記憶されているＸＹテーブル２上の正規の座標と比較してずれ量を検出し、このずれ量が予め設定した所定の範囲内（正規の座標と一致又はずれ量があっても所定の範囲内であればボンディング作業に支障はないものとする）である場合には、そのまま位置決めを行い、ずれ量が所定の範囲内のものでない場合には、前記リードフレーム押え１０４を解除してフレーム移送手段によりリードフレーム１０４を図６に示す、Ｘ方向に移動させて正規の座標と一致させる補正を行う（ステップＳ2）。
【００３６】
ステップＳ2によるフレームディテクトが完了してボンディングステージ上に位置決めされる（前記フレームディテクトによりずれ量が所定の範囲内の場合で補正されない場合も含む）と、前記リードフレーム１０１は、図３に示すように、その下面を吸着手段としての吸着装置１１６の吸着孔１１９を介して真空吸着される。そして、この吸着装置１１６による吸着圧力は、圧力計測手段としての圧力計８により常時計測されて表示手段としてのモニタ４に表示されている。このモニタ４による表示によって計測した圧力が目視可能となっている。
【００３７】
制御装置６は、圧力計８から吸着装置１１６の吸着圧力の計測情報（以下、情報をデータとも呼ぶ）が入力されているので、この入力されたデータに基づいて真空吸着検出を行う（ステップＳ3）。
【００３８】
この真空吸着検出は、制御装置６内の図示せぬ記憶手段としてのメモリ内にキーボード９から所定の値を設定しておき、この設定した圧力以下若しくは未満（以下の説明では、未満の場合も含めて“以下”として説明する）である場合には、吸着力が十分なものでないもの、すなわち図８（ａ）及び（ｂ）に示すように、ボンディングステージ１０２の載置面１０２ａとリードフレーム１０１との間に何らかのリーク（ｌｅａｋ）（漏れ）があるものと判定する。前記制御装置６内の吸着力の値（所定の値）の設定は、キーボード９により予め入力設定しておくか若しくは経験的に得た値をキーボード９により適宜設定することが可能となっている。
【００３９】
また、制御装置６は、前記吸着装置１１６の計測情報（又はデータ）が制御装置内に予め設定されている値が圧力に関するものであれば圧力表示として変換され、またデジタル化された数値であればデジタル化された数値に変換されているものとする。要するに、比較可能な数値に変換されているものとなっている。
【００４０】
前記制御装置６は、ステップＳ3の真空吸着検出による吸着力が所定の値以下であるもの、すなわち“リーク有”と判定した場合には、ワイヤボンディング装置のボンディングは行わず装置を停止させる（ステップＳ6）。ワイヤボンディング装置の装置が停止した場合には、外部への告知が可能な警報等の警告手段により告知したり、またモニタ４に装置の停止の原因となっている“リーク有”の情報、すなわちエラー表示を行う構成となっている。
【００４１】
また、制御装置６は、ステップＳ3の真空吸着検出による吸着力が所定の値を超えている場合には、“リークが無”として次のステップであるワークの認識を行う（ステップＳ4）。
ワークの認識は、図１及び図２に示すように、画像認識手段としての画像認識装置３により行う。画像認識装置３は、内部の画像メモリ３ｅ（３ｅ1 〜３ｅn）内に被ボンディング部位としてのパッド１０７ａ及びリード１０１ｂに関する画像情報や位置情報等を予め蓄積している（正規の座標と呼ぶ）。
【００４２】
画像認識装置３は、真空吸着検出（ステップＳ3）を行ったワークをカメラ１により撮像して得た画像情報を画像処理回路３ｄに送り、画像処理回路３ｄはメモリ３ｅ（３ｅ1 〜３ｅn ）から必要な情報を呼び出してカメラ１により得られた画像情報と正規の画像情報とのパターンマッチングを行う。このパターンマッチングは、既に本出願人が提案した公知の技術を用いている。このパターンマッチング処理は、被ボンディング部位としてのパッド１０７ａ及びリード１０１ｂの夫々について行う。
【００４３】
ワークの認識（ステップＳ4）によりワークの位置ずれが全く無い場合は、ボンディングをそのまま開始する（ステップＳ5）。
【００４４】
ワークの認識（ステップＳ4）によりワークの位置ずれが有る場合には、前記パターンマッチング処理により正規の座標とのずれ量を求めて、このずれ量をもとにボンディング位置座標（ＸＹテーブル２の座標が基準となっている）を算出して補正した座標位置のデータを制御回路３ｆ内のメモリ（図示せず）に記憶する。
【００４５】
前記パターンマッチング処理による補正によってもずれ量が予め設定した許容範囲を超えているもの（図４に示す、Ｎｏの場合）については、装置を停止させてボンディングを行わなず、エラー表示を行う（ステップＳ6）。
【００４６】
画像認識装置３によるワークの認識（ステップＳ4）において、ずれ量が予め設定した許容範囲内のものでありボンディングを行うことが可能と判定した場合（図４に示す、Ｙｅｓの場合）には、ボンディングを開始する（ステップＳ5）。
【００４７】
前記リードフレーム１０１の全てのＩＣチップ１０７のパッド１０７ａとリード１０１ｂとにワイヤのボンディング接続が完了すると、搬送装置７はアンローダ１０６の空のマガジン１０８内に配列収容する。
【００４８】
▲２▼図５に示す、キーボードによるボンディングパラメータの設定の際に予めフレームディテクトの“無”を設定した場合
【００４９】
図１及び図６に示すように、リードフレーム１０１は、ローダ１０５のマガジン１０８から図示せぬプッシャにより１枚づつ押し出されて搬送装置７（図１に図示）が有するガイドレール１１１及び１１２により案内されてリードフレーム１０１の最初の１個目のＩＣチップ１０７がボンディングステージ１０２上に載置されてリードフレーム押え１０４によりボンディングステージ１０２上のリードフレーム１０１を押圧して位置決めする（ステップＳ10によるワークの搬送工程）。このワークの搬送は、図４に示す、ステップＳ1と同じである。
【００５０】
次に、制御装置６は、圧力計８から吸着装置１１６の吸着圧力の計測情報（以下、情報をデータとも呼ぶ）が入力されているので、この入力されたデータに基づいて真空吸着検出を行う（ステップＳ11）。この真空吸着検出は、図４に示す、ステップＳ3と同じである。
【００５１】
この真空吸着検出は、制御装置６内の図示せぬ記憶手段としてのメモリ内にキーボード９から所定の値を設定しておき、この設定した圧力以下若しくは未満（以下の説明では、未満の場合も含めて“以下”として説明する）である場合には、吸着力が十分なものでないもの、すなわち図８（ａ）及び（ｂ）に示すように、ボンディングステージ１０２の載置面１０２ａとリードフレーム１０１との間に何らかのリーク（ｌｅａｋ）（漏れ）があるものと判定する。前記制御装置６内の吸着力の値（所定の値）の設定は、キーボード９により予め入力設定しておくか若しくは経験的に得た値をキーボード９により適宜設定することが可能となっている。
【００５２】
前記制御装置６が、ステップＳ11の真空吸着検出による吸着力が所定の値を超えている場合には、“リークが無”として次のステップであるワークの認識を行う（ステップＳ14）。このワークの認識は、図４に示す、ステップＳ4と同じである。
【００５３】
ワークの認識は、図１及び図２に示すように、画像認識手段としての画像認識装置３により行う。画像認識装置３は、内部の画像メモリ３ｅ（３ｅ1〜３ｅn）内に被ボンディング部位としてのパッド１０７ａ及びリード１０１ｂに関する画像情報や位置情報等を予め蓄積している（正規の座標と呼ぶ）。
【００５４】
画像認識装置３は、真空吸着検出（ステップＳ11）を行ったワークをカメラ１により撮像して得た画像情報を画像処理回路３ｄに送り、画像処理回路３ｄはメモリ３ｅ（３ｅ1〜３ｅn）から必要な情報を呼び出してカメラ１により得られた画像情報と正規の画像情報とのパターンマッチングを行う。このパターンマッチングは、既に本出願人が提案した公知の技術を用いている。このパターンマッチング処理は、被ボンディング部位としてのパッド１０７ａ及びリード１０１ｂの夫々について行う。
【００５５】
ワークの認識（ステップＳ14）によりワークの位置ずれが全く無い場合は、ボンディングをそのまま開始する（ステップＳ16）。
【００５６】
ワークの認識（ステップＳ14）によりワークの位置ずれが有る場合には、前記パターンマッチング処理により正規の座標とのずれ量を求めて、このずれ量をもとにボンディング位置座標（ＸＹテーブル２の座標が基準となっている）を算出して補正した座標位置のデータを制御回路３ｆ内のメモリ（図示せず）に記憶する。
【００５７】
前記パターンマッチング処理による補正によってもずれ量が予め設定した許容範囲を超えているもの（図５に示す、Ｎｏの場合）については、装置を停止させてボンディングを行わずエラー表示を行う（ステップＳ15）。
【００５８】
画像認識装置３によるワークの認識（ステップＳ14）において、ずれ量が予め設定した許容範囲内のものでありボンディングを行うことが可能と判定した場合（図５に示す、Ｙｅｓの場合）には、ボンディングを開始する（ステップＳ16）。
【００５９】
前記リードフレーム１０１の全てのＩＣチップ１０７のパッド１０７ａとリード１０１ｂとにワイヤのボンディング接続が完了すると、搬送装置７はアンローダ１０６の空のマガジン１０８内に配列収容する。
【００６０】
また、前記制御装置６が、ステップＳ11の真空吸着検出による吸着力が所定の値以下であるもの、すなわち“リーク有”と判定した場合には、フレームディテクトを行う（ステップＳ12）。このフレームディテクトは、図４に示す、ステップＳ2と同じである。
【００６１】
図５に示すように、ボンでディングパラメータによる設定において、フレームディテクト“無”のモードを選択しなかった場合でも、ステップＳ11による真空吸着検出において“リーク有”の判定がなされた場合には、自動的にフレームディテクトを行うようになっている。ステップＳ12によるフレームディテクトは、図４に示す、ステップＳ2によるフレームディテクトと同じであるので、その説明を省略する。
【００６２】
ステップＳ12によるフレームディテクトが完了してボンディングステージ上に位置決めされる（前記フレームディテクトによりずれ量が所定の範囲内の場合で補正されない場合も含む）と、真空吸着検出が行われる（ステップＳ13）。この真空吸着検出は、図４に示す、ステップＳ3と同じである。
【００６３】
ステップＳ13による真空吸着検出によって、“リーク有”の場合には、ステップＳ15による処理を行い、装置を停止させ、“リーク無”の場合には、ステップＳ14による処理を行う。
【００６４】
なお、本実施例では、ワイヤボンディング装置について説明したが、テープボンディング装置などの他のボンディング装置にも用いることができる。また、本発明の趣旨の範囲内で、適宜可変して用いることができる。
【００６５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は、ボンディングステージ上のフレームを吸着して位置決めを行う吸着手段のリーク（ｌｅａｋ）を検出する圧力計測手段を備えているので、ボンディング不良を防止し、かつ歩留まりの向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるワイヤボンディング装置の構成を示す概略図である。
【図２】図１に示す画像認識装置、制御装置等の回路の構成を示すブロック図である。
【図３】ボンディングステージ上のリードフレームを吸着装置により吸着し該吸着力を圧力計により計測する状態を示す一部断面を含む概略図である。
【図４】キーボードによるボンディングパラメータの設定の際に予めフレームディテクトの“有”を設定した場合の流れを示す、フローチャートである。
【図５】キーボードによるボンディングパラメータの設定の際に予めフレームディテクトの“無”を設定した場合の流れを示す、フローチャートである。
【図６】従来のワイヤボンディング装置の概略構成を示す平面図である。
【図７】リードフレームのリード及びＩＣチップの一部拡大平面図である。
【図８】（ａ）は、リードフレームのアイランドの反りの状態を示しており、図７のＡ−Ａ線からみたボンディングステージ及び圧力計を含む一部断面図、（ｂ）はリードフレームのアイランドの下面に異物が侵入した状態を示しており、図７のＡ−Ａ線からみたボンディングステージ及び圧力計を含む一部断面図である。
【符号の説明】
１ カメラ
２ ＸＹテーブル
３ 画像認識装置
４ モニタ
５ 駆動装置
６ 制御装置
７ 搬送装置
８ 圧力計
９ キーボード
１０１ リードフレーム
１０２ ボンディングステージ
１０３ ヒートブロック
１０４ リードフレーム押え
１０５ ローダ
１０６ アンローダ
１０７ ＩＣチップ
１０８ マガジン
１１４ ボンディングアーム
１１５ ボンディングヘッド
１１６ 吸着装置
１１７ ポンプ
Claims (3)
- リードとアイランドからなるリードフレームを載置するボンディングステージと、
前記ボンディングステージ上に前記リードフレームを搬送する搬送手段と、
カメラにより前記リードフレームを撮像して画像認識装置により前記リードフレームのずれ量を検出して、前記ずれ量が所定の範囲内のものでない場合には、前記移送手段により前記リードフレームを正規の座標と一致させるフレームディテクト手段と、
前記ボンディングステージ上の前記リードフレームのアイランドの下面を吸着する吸着手段と、
前記吸着手段による吸着圧力を計測する圧力計測手段と、
前記圧力計測手段により計測した情報が入力されて該入力された情報が予め設定した値以下又は未満であるかを判定する制御手段とを備え、
前記搬送手段による前記リードフレームの搬送後に、前記フレームディテクト手段により前記リードフレームのずれ量が所定の範囲内となるように補正し、前記制御手段は、前記圧力計測手段により計測した情報が予め設定した値以下又は未満である場合には、ボンディング作業を停止させてなること
を特徴とするボンディング装置。 - リードとアイランドからなるリードフレームを載置するボンディングステージと、
前記ボンディングステージ上に前記リードフレームを搬送する搬送手段と、
カメラにより前記リードフレームを撮像して画像認識装置により前記リードフレームのずれ量を検出して、前記ずれ量が所定の範囲内のものでない場合には、前記移送手段により前記リードフレームを正規の座標と一致させるフレームディテクト手段と、
前記ボンディングステージ上の前記リードフレームのアイランドの下面を吸着する吸着手段と、
前記吸着手段による吸着圧力を計測する圧力計測手段と、
前記圧力計測手段により計測した情報が入力されて該入力された情報が予め設定した値以下又は未満であるかを判定する制御手段とを備え、
前記搬送手段による前記リードフレームの搬送後に、前記圧力計測手段により計測した情報が予め設定した値以下又は未満である場合には、前記フレームディテクト手段により前記リードフレームのずれ量が所定の範囲内となるように補正し、前記制御手段は、前記圧力計測手段により計測した情報が予め設定した値以下又は未満である場合には、ボンディング作業を停止させてなること
を特徴とするボンディング装置。 - リードとアイランドからなるリードフレームを搬送手段によりボンディングステージ上に載置して位置決めする工程と、
前記ボンディングステージ上のリードフレームのアイランドの下面を吸着手段により吸着して該アイランドの下面とボンディングステージの上面との間の吸着圧力のリーク（ｌｅａｋ）を圧力計測手段により検出する工程と、
カメラにより前記リードフレームを撮像して画像認識装置により前記リードフレームのずれ量を検出して、前記ずれ量が所定の範囲内のものでない場合には、前記移送手段により前記リードフレームを正規の座標と一致させる工程と、
前記圧力計測手段によるリークの検出により得た情報が制御手段内に予め設定した値以下又は未満である場合にはボンディング作業を停止させる工程と
を備えたことを特徴とするボンディング方法。
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| JP10879398A JP3891689B2 (ja) | 1998-04-03 | 1998-04-03 | ボンディング装置及び方法 |
Applications Claiming Priority (1)
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| JP10879398A JP3891689B2 (ja) | 1998-04-03 | 1998-04-03 | ボンディング装置及び方法 |
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1998
- 1998-04-03 JP JP10879398A patent/JP3891689B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| JPH11288957A (ja) | 1999-10-19 |
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