JPH063124A - ワイヤーボンディング外観検査装置 - Google Patents

ワイヤーボンディング外観検査装置

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Abstract

(57)【要約】 【目的】 反射鏡の配置を工夫することにより、導体ワ
イヤー接合端部のワイヤーボンディング状態を正確に認
識する。 【構成】 集積回路チップ２と該集積回路チップ２が搭
載されているリードフレーム３とをワイヤーボンディン
グで接続した被検査物の外観を検査する場合に、集積回
路チップ２及びリードフレーム３にテレビカメラ４を対
向配置し、該テレビカメラ４と前記集積回路チップ２と
の間に部分反射鏡１３を傾斜させて配設するとともに、
該部分反射鏡に向けて光を照射する照明器１を配設し
て、該照明器１から照射された光が部分反射鏡１３で反
射されて前記集積回路チップ２及びリードフレーム３を
上方から照らすようにして、ワイヤーボンディング状態
を正確に検査する。

Description

【発明の詳細な説明】
【産業上の利用分野】本発明は、集積回路チップと該集
積回路チップが搭載されているリードフレームとをワイ
ヤーボンディングで接続した被検査物の外観を検査する
ワイヤーボンディング外観検査装置に関する。
【従来の技術】一般に、集積回路チップ（ベアチップ）
と該集積回路チップが搭載されているリードフレームと
を細い導体ワイヤーで接続するワイヤーボンディング工
程は、ワイヤーボンダーで実行されるが、後工程で樹脂
モールド等の処理を施す前に、ワイヤーボンディング工
程の良否を検査する必要がある。従来は、ワイヤーボン
ディング工程の外観検査は、検査員の目視により実施さ
れていたが、本出願人によりワイヤーボンディング工程
の外観検査の自動化が検討されている。
【発明が解決しようとする課題】ところで、外観検査の
自動化に際し、集積回路チップ及びリードフレームのワ
イヤーボンディング部分を撮像するためにテレビカメラ
を利用することが考慮されるが、そのテレビカメラで正
確な画像を取り込むためにはワイヤーボンディング部分
の照明に工夫を要する。例えば、テレビカメラの光軸と
照明光とが非平行である場合、集積回路チップとリード
フレームとを接続した導体ワイヤーの影、当該ワイヤー
接合端部のボンディングボールの影等が生じ、この影の
影響で正確なワイヤー及びボンディングボールの位置、
形状並びに大きさを認識できなくなる問題が出てくる。
また、集積回路チップとリードフレームとを接続した導
体ワイヤーのボンディングボールやループ高さ（リード
フレーム面に垂直方向の高さ）の測定は、図８のよう
に、照明器６を集積回路チップ２の搭載されたリードフ
レーム３の側方に配置するとともに、リードフレーム３
の反対側にテレビカメラ４を配置し、照明器６による透
過照明で撮像することで導体ワイヤー５のボンディング
ボール高さやループ高さを認識できる。しかし、被検査
物が、図９のように、リードフレーム３上に複数個の集
積回路チップ２が搭載されているものであるときには、
図８の照明及びカメラ配置では矢印Ｐ，Ｑのいずれか一
方の向きでの測定しかできない。実際には、リードフレ
ーム３の長手方向に沿った方向での導体ワイヤー５のボ
ンディングボール高さやループ高さの検査も必要とされ
るため、図８の従来構成では対応できない。本発明は、
上記の点に鑑み、反射鏡の配置を工夫することにより、
導体ワイヤー接合端部のボンディングボールの位置、形
状並びに大きさ、あるいは導体ワイヤーのループ高さや
ボンディングボール高さを正確に認識できるワイヤーボ
ンディング外観検査装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係る請求項１の発明は、集積回路チップと
該集積回路チップが搭載されているリードフレームとを
ワイヤーボンディングで接続した被検査物の外観を検査
する場合において、前記集積回路チップ及びリードフレ
ームにテレビカメラを対向配置し、該テレビカメラと前
記集積回路チップとの間に部分反射鏡を傾斜させて配設
するとともに、該部分反射鏡に向けて光を照射する照明
手段を配設し、該照明手段から照射された光が前記部分
反射鏡で反射されて前記集積回路チップ及びリードフレ
ームを上方から照らす構成となっている。また、本発明
に係る請求項２の発明は、集積回路チップと該集積回路
チップが搭載されているリードフレームとをワイヤーボ
ンディングで接続した被検査物の外観を検査する場合に
おいて、前記集積回路チップの両側に当該集積回路チッ
プを挟んで傾斜した反射面が相互に対向する如く少なく
とも一対の反射鏡を配設し、それら一対の反射鏡のうち
の一方の反射鏡に照明手段を対向配置するとともに、他
方の反射鏡にテレビカメラを対向配置し、前記照明手段
から照射された光が一方の反射鏡で反射されて前記集積
回路を側方から照らす構成となっている。
【作用】本発明のワイヤーボンディング外観検査装置で
は、反射鏡の配置を工夫することで、テレビカメラの光
軸に略平行に入射する反射光又は透過光を用いて被検査
物を撮像でき、導体ワイヤー接合端部のボンディングボ
ールの位置、形状並びに大きさ、あるいは導体ワイヤー
のループ高さやボンディングボール高さを正確に認識で
きる。
【実施例】以下、本発明に係るワイヤーボンディング外
観検査装置の実施例を図面に従って説明する。図１は本
発明の第１実施例を示す。この図において、被検査物
は、リードフレーム３上に集積回路チップ（ベアチッ
プ）２を載置固定し、図３のように細い導体ワイヤー５
を用いたワイヤーボンディングにより集積回路チップ２
上のボンディングパッド１１とリードフレーム３の電極
１２とを接続したものである。テレビカメラ４は、被検
査物、すなわち集積回路チップ２及びリードフレーム３
の上方に対向配置され、該テレビカメラ４と被検査物間
に部分反射平面鏡（ハーフミラー）１３が配設されてい
る。該部分反射平面鏡１３の側方には照明器１が配設さ
れている。ここで、テレビカメラ４の光軸Ｒはリードフ
レーム３の置かれた面に垂直であり、部分反射平面鏡１
３はリードフレーム上面に対して約４５度をなしてい
る。テレビカメラ４の出力であるビデオ信号は、画像処
理装置１４に入力されるようになっている。なお、照明
器１、テレビカメラ４及び部分反射平面鏡１３の３者
は、例えば、相互の位置関係を一定に保持した状態で、
水平面内のＸ方向及び水平面内でＸ方向に直交するＹ方
向及び水平面に垂直なＺ方向に移動する支持手段にて支
えられている。この第１実施例の構成において、照明器
１から照射された光は、部分反射平面鏡１３で下方に反
射されてテレビカメラ４の光軸Ｒと同軸方向（下方）に
進んで被検査物、すなわち集積回路チップ２及びその周
辺のリードフレーム３を照らす。ここで、部分反射平面
鏡１３は光を完全に反射してしまわないで一部を透過さ
せる性質をもっているため、テレビカメラ４では同軸落
射照明で照らされた集積回路チップ２及びその周辺を正
確に撮像することができる。画像処理装置１４では、テ
レビカメラ４のビデオ信号を２値化又は多値化処理する
ことで、図３の（Ａ）に示される如き、導体ワイヤー５
のボンディングパッド１１に対する接合端部のボンディ
ングボール２０の縦寸法ａ及び横寸法ｂを測定すること
ができる。同様に、図３の(Ｂ)に示された、導体ワイヤ
ー５のリードフレーム電極１２に対する接合端部のステ
ィッチ（stich)２１の幅寸法ｃ及び要部長さ寸法ｄを測
定することができる。また、これらの寸法ａ乃至ｄの測
定とともに各ボンディングボール２０及びスティッチ２
１の位置も計測する。図４は本発明の第２実施例を示
す。この図において、被検査物は、第１実施例の場合と
同様にリードフレーム３上に集積回路チップ２を搭載
し、図３のように細い導体ワイヤー５を用いたワイヤー
ボンディングにより集積回路チップ２上のボンディング
パッド１１とリードフレーム側電極１２とを接続したも
のであり、導体ワイヤー５のボンディングパッド１１に
対する接合端部のボンディングボール２０の高さ及び導
体ワイヤー５のループ高さ（いずれもチップ上面基準）
を測定するために集積回路チップ２を取り囲む如く反射
器３０が配置される。図５の如く、反射器３０は正四角
錐状の凹面を成すように４個の平面鏡（完全反射平面
鏡）３１を反射面が傾斜状態で対向するように４個組み
合わせ一体化したものであり、各平面鏡３１の反射面は
リードフレーム上面に対して４５度よりも僅かに大きな
角度をなしている。照明器４１及びテレビカメラ４は下
方に向けて、すなわち被検査物である集積回路チップ２
及びリードフレーム３に対向するように回転ステージ３
２に取り付けられている。測定時において、照明器４１
は集積回路チップ２を挟んで対向する一対の平面鏡３１
の一方のものの真上に位置し、テレビカメラ４は他方の
ものの真上に位置する。前記ステージ３２はＸ，Ｙ，Ｚ
方向に移動自在で、回転中心Ｓを持つものである。した
がって、ステージ３２が９０度毎回転することで、テレ
ビカメラ４は、４個の平面鏡３１でそれぞれ反射された
画像を順次取り込むことができる。なお、反射器３０は
上下手段により支えられており、測定時以外では上昇位
置となって被検査物の搬送の妨げとならないようになっ
ている。この第２実施例の構成において、照明器４１か
ら下方に照射された光は、一方の平面鏡３１でリードフ
レーム３に沿った横方向に反射されて集積回路チップ２
を通過する透過光となり、該透過光はさらに他方の平面
鏡３１で反射されてテレビカメラ４の光軸Ｒと同軸方向
（上方）に進行する。この結果、テレビカメラ４では横
方向の透過光で照射された集積回路チップ２及びその周
辺を正確に撮像することができる。その際、各平面鏡３
１の反射面は、リードフレーム上面に対して４５度より
も僅かに大きな角度をなしているから、集積回路チップ
２の下部を通過する光も発生でき、集積回路チップ２の
下部の画像も良好に取り込むことができる。画像処理装
置１４では、テレビカメラ４のビデオ信号を２値化又は
多値化処理することで、図６に示す集積回路チップ２の
上面を基準としたボンディングボール２０の高さ寸法ｅ
及び導体ワイヤー５のループ高さ寸法ｆを測定すること
ができる。このような測定を、ステージ３２を９０度毎
回転して集積回路チップ２の４つの側面について順次実
行する。図７は本発明の第３実施例であって、第１及び
第２実施例を組み合わせた構成を示す。この場合、ステ
ージ３２に取り付けられた照明器４１及びテレビカメラ
４と、被検査物である集積回路チップ２及びリードフレ
ーム３との間に部分反射平面鏡１３が配設され、該部分
反射平面鏡１３の側方に照明器１が配設されている。そ
の他の構成は、前述の第２実施例と同様である。この第
３実施例の構成において、集積回路チップ２の上方から
みた図２のボンディングボール２０やスティッチ２１の
位置や大きさの測定時には照明器１をオン、照明器４１
はオフとし、かつテレビカメラ４を集積回路チップ２の
真上に配置して図１の第１実施例と同様の計測動作を実
行する。また、集積回路チップ２の側面からみた図６の
ボンディングボール２０の高さや導体ワイヤー５のルー
プ高さの測定時には、照明器１をオフ、照明器４１をオ
ンとし、かつ照明器４１及びテレビカメラ４を図７に図
示の位置として図４の第２実施例と同様の計測動作を実
行すればよい。なお、集積回路チップの形状に対応させ
て、第２実施例の反射器３０を正四角錐状凹面以外の正
多角錐状凹面を持つ構成とすることもできる。
【発明の効果】以上説明したように、本発明のワイヤー
ボンディング外観検査装置によれば、反射鏡の配置を工
夫することにより、導体ワイヤー接合端部のボンディン
グボールの位置、形状並びに大きさ、あるいは導体ワイ
ヤーのループ高さやボンディングボール高さを正確に認
識できる。この結果、ワイヤーボンディング工程終了後
の検査の自動化を図ることができ、外観検査人員の省力
化を図り得る。さらに、検査結果をワイヤーボンディン
グ工程を実行するワイヤーボンダーにフィードバックす
ることにより、製品の品質向上を図ることが可能とな
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るワイヤーボンディング外観検査装
置の第１実施例を示す構成図である。
【図２】被検査物としての集積回路チップ及びその周辺
を示す拡大平面図である。
【図３】集積回路チップの上方からみたボンディングボ
ール及びスティッチの形状を示す説明図である。
【図４】本発明の第２実施例を示す構成図である。
【図５】第２実施例で用いる反射器の平面図である。
【図６】集積回路チップの側方からみたボンディングボ
ール及び導体ワイヤーの高さを示す説明図である。
【図７】本発明の第３実施例を示す構成図である。
【図８】従来のワイヤーボンディングの外観検査の構成
例を示す構成図である。
【図９】被検査物の１例としてのリードフレーム及びこ
れに搭載された集積回路チップを示す平面図である。
【符号の説明】
１，６，４１ 照明器 ２ 集積回路チップ ３ リードフレーム ４ テレビカメラ ５ 導体ワイヤー １１ ボンディングパッド １２ 電極 １３ 部分反射平面鏡 １４ 画像処理装置 ２０ ボンディングボール ３０ 反射器 ３１ 平面鏡 ３２ ステージ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｌ 21/66 Ｊ 7352−4Ｍ Ｈ０４Ｂ 10/02 Ｈ０４Ｎ 7/18 Ｂ Ｈ０５Ｋ 13/08 Ｑ 8315−4Ｅ

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 集積回路チップと該集積回路チップが搭
    載されているリードフレームとをワイヤーボンディング
    で接続した被検査物の外観を検査するワイヤーボンディ
    ング外観検査装置において、前記集積回路チップ及びリ
    ードフレームにテレビカメラを対向配置し、該テレビカ
    メラと前記集積回路チップとの間に部分反射鏡を傾斜さ
    せて配設するとともに、該部分反射鏡に向けて光を照射
    する照明手段を配設し、該照明手段から照射された光が
    前記部分反射鏡で反射されて前記集積回路チップ及びリ
    ードフレームを上方から照らすようにしたことを特徴と
    するワイヤーボンディング外観検査装置。
  2. 【請求項２】 集積回路チップと該集積回路チップが搭
    載されているリードフレームとをワイヤーボンディング
    で接続した被検査物の外観を検査するワイヤーボンディ
    ング外観検査装置において、前記集積回路チップの両側
    に、当該集積回路チップを挟んで傾斜した反射面が相互
    に対向する如く少なくとも一対の反射鏡を配設し、それ
    ら一対の反射鏡のうちの一方の反射鏡に照明手段を対向
    配置するとともに、他方の反射鏡にテレビカメラを対向
    配置し、前記照明手段から照射された光が一方の反射鏡
    で反射されて前記集積回路を側方から照らすようにした
    ことを特徴とするワイヤーボンディング外観検査装置。
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CN112179920A (zh) * 2020-11-29 2021-01-05 惠州高视科技有限公司 一种芯片焊线缺陷的检测方法及***
CN112730453A (zh) * 2020-12-22 2021-04-30 华南理工大学 一种多引脚元件针脚插装后底部视觉检测装置

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