JPH11297747A - ワイヤボンディング装置およびそれを用いた外観検査方法 - Google Patents
ワイヤボンディング装置およびそれを用いた外観検査方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ワイヤボンディングにおける圧着ボールのボ
ール径を正確に求めて圧着ボールの外観検査を高精度に
行う。 【解決手段】 ボンディングヘッドによりワイヤボンデ
ィングが行われるボンディング処理部と、ワイヤボンデ
ィング後の圧着ボール３ａの映像を撮像する光学系カメ
ラと、前記光学系カメラからの映像信号を画像１６とし
て取り込むとともに、圧着ボール３ａの中心に対して回
転させた３つの半径方向に対して画像処理を行ってそれ
ぞれの濃淡波形分布１７を形成し、これらの濃淡波形分
布１７の総和である総和濃淡波形分布２５が予め設定さ
れたしきい値２４を超えた際にボール端部３ｂと認識す
る検査制御部とからなり、前記ボンディング処理部にお
いてワイヤボンディングを行い、かつ、ワイヤボンディ
ング後、前記検査制御部により圧着ボール３ａのボール
径３ｃを求めて圧着ボール３ａの外観を検査する。
ール径を正確に求めて圧着ボールの外観検査を高精度に
行う。 【解決手段】 ボンディングヘッドによりワイヤボンデ
ィングが行われるボンディング処理部と、ワイヤボンデ
ィング後の圧着ボール３ａの映像を撮像する光学系カメ
ラと、前記光学系カメラからの映像信号を画像１６とし
て取り込むとともに、圧着ボール３ａの中心に対して回
転させた３つの半径方向に対して画像処理を行ってそれ
ぞれの濃淡波形分布１７を形成し、これらの濃淡波形分
布１７の総和である総和濃淡波形分布２５が予め設定さ
れたしきい値２４を超えた際にボール端部３ｂと認識す
る検査制御部とからなり、前記ボンディング処理部にお
いてワイヤボンディングを行い、かつ、ワイヤボンディ
ング後、前記検査制御部により圧着ボール３ａのボール
径３ｃを求めて圧着ボール３ａの外観を検査する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体製造工程に
おけるワイヤボンディング技術に関し、特に、圧着ボー
ルの外観検査を高精度に行うワイヤボンディング装置お
よびそれを用いた外観検査方法に関する。
おけるワイヤボンディング技術に関し、特に、圧着ボー
ルの外観検査を高精度に行うワイヤボンディング装置お
よびそれを用いた外観検査方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】以下に説明する技術は、本発明を研究、
完成するに際し、本発明者によって検討されたものであ
り、その概要は次のとおりである。
完成するに際し、本発明者によって検討されたものであ
り、その概要は次のとおりである。
【０００３】半導体製造工程のワイヤボンディング工程
においては、ワイヤボンディング後、半導体チップのパ
ッド（表面電極）に接合された圧着ボールの外観検査を
行う。
においては、ワイヤボンディング後、半導体チップのパ
ッド（表面電極）に接合された圧着ボールの外観検査を
行う。
【０００４】この外観検査では、金などからなるワイヤ
によって形成された圧着ボールの位置（ボール中心）や
ボール径、もしくはワイヤの曲がり度合いなどを検査し
ており、予めワイヤボンディング装置（以降、ワイヤボ
ンダと呼ぶ）に設けられた外観検査機能または専用の外
観検査装置を用いて検査が行われる。
によって形成された圧着ボールの位置（ボール中心）や
ボール径、もしくはワイヤの曲がり度合いなどを検査し
ており、予めワイヤボンディング装置（以降、ワイヤボ
ンダと呼ぶ）に設けられた外観検査機能または専用の外
観検査装置を用いて検査が行われる。
【０００５】なお、ボール径を求める際には、ワイヤボ
ンディング装置（以降、ワイヤボンダと呼ぶ）に設置さ
れたカメラ（撮像手段）により、被接合面であるパッド
の接合面とこれに接合された圧着ボールの表面とを撮像
し、この映像信号を画像として取り込んで画像データを
用いて画像処理を行う。
ンディング装置（以降、ワイヤボンダと呼ぶ）に設置さ
れたカメラ（撮像手段）により、被接合面であるパッド
の接合面とこれに接合された圧着ボールの表面とを撮像
し、この映像信号を画像として取り込んで画像データを
用いて画像処理を行う。
【０００６】つまり、圧着ボールとこの圧着ボールの周
辺との明るさの差（濃淡差）を判別し、これにより、圧
着ボールのエッジ（ボール端部）を認識して圧着ボール
のボール径を求めている。
辺との明るさの差（濃淡差）を判別し、これにより、圧
着ボールのエッジ（ボール端部）を認識して圧着ボール
のボール径を求めている。
【０００７】ここで、圧着ボールのエッジを認識する際
には、圧着ボールの中心から外周に向かう濃淡波形分布
をある１軸上で求め、予め設定されたしきい値を超えた
際にこれをボール端部として認識している。
には、圧着ボールの中心から外周に向かう濃淡波形分布
をある１軸上で求め、予め設定されたしきい値を超えた
際にこれをボール端部として認識している。
【０００８】なお、外観検査機能を有した種々のワイヤ
ボンダや外観検査専用の外観検査装置については、例え
ば、株式会社工業調査会、１９９４年１１月２５日発
行、「超ＬＳＩ製造・試験装置ガイドブック＜１９９５
年版＞、電子材料別冊（１９９４年別冊）」、１１３〜
１１７頁に記載されている。
ボンダや外観検査専用の外観検査装置については、例え
ば、株式会社工業調査会、１９９４年１１月２５日発
行、「超ＬＳＩ製造・試験装置ガイドブック＜１９９５
年版＞、電子材料別冊（１９９４年別冊）」、１１３〜
１１７頁に記載されている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】ところが、前記した技
術のワイヤボンダの外観検査では、圧着ボールの濃淡波
形分布を求める際に、圧着ボールの中心を通るある１軸
上のみで求めている。
術のワイヤボンダの外観検査では、圧着ボールの濃淡波
形分布を求める際に、圧着ボールの中心を通るある１軸
上のみで求めている。
【００１０】したがって、圧着ボールの接合位置がずれ
て、これにより、圧着ボールが半導体チップのパッドの
外周部と重なって接合された場合、これをとらえた画像
としては、圧着ボールの明るさとパッドの外周部の明る
さとが同一となり、パッドの外周部を圧着ボールのボー
ル端部と認識してしまう誤認識が発生する。
て、これにより、圧着ボールが半導体チップのパッドの
外周部と重なって接合された場合、これをとらえた画像
としては、圧着ボールの明るさとパッドの外周部の明る
さとが同一となり、パッドの外周部を圧着ボールのボー
ル端部と認識してしまう誤認識が発生する。
【００１１】その結果、誤認識によって求められた圧着
ボールのボール径が不正確であるとともに、圧着ボール
の外観検査の精度が落ちることが問題とされる。
ボールのボール径が不正確であるとともに、圧着ボール
の外観検査の精度が落ちることが問題とされる。
【００１２】本発明の目的は、圧着ボールのボール径を
正確に求めて圧着ボールの外観検査を高精度に行うワイ
ヤボンディング装置およびそれを用いた外観検査方法を
提供することにある。
正確に求めて圧着ボールの外観検査を高精度に行うワイ
ヤボンディング装置およびそれを用いた外観検査方法を
提供することにある。
【００１３】本発明の前記ならびにその他の目的と新規
な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかに
なるであろう。
な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかに
なるであろう。
【００１４】
【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、
以下のとおりである。
発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、
以下のとおりである。
【００１５】すなわち、本発明のワイヤボンディング装
置は、ボンディングヘッドを備えかつ前記ボンディング
ヘッドによってワイヤボンディングが行われるボンディ
ング処理部と、ワイヤボンディング後の圧着ボールの映
像を撮像する撮像手段と、前記撮像手段からの映像信号
を画像として取り込むとともに、前記圧着ボールの中心
に対して回転させた少なくとも２つの半径方向に対して
画像処理を行ってそれぞれの濃淡波形分布を形成し、こ
れらの前記濃淡波形分布の総和が予め設定されたしきい
値を超えた際にボール端部と認識する検査制御部とを有
し、ワイヤボンディングを行うとともに、ボンディング
後、前記検査制御部により前記圧着ボールのボール径を
求めて前記圧着ボールの外観を検査し得るものである。
置は、ボンディングヘッドを備えかつ前記ボンディング
ヘッドによってワイヤボンディングが行われるボンディ
ング処理部と、ワイヤボンディング後の圧着ボールの映
像を撮像する撮像手段と、前記撮像手段からの映像信号
を画像として取り込むとともに、前記圧着ボールの中心
に対して回転させた少なくとも２つの半径方向に対して
画像処理を行ってそれぞれの濃淡波形分布を形成し、こ
れらの前記濃淡波形分布の総和が予め設定されたしきい
値を超えた際にボール端部と認識する検査制御部とを有
し、ワイヤボンディングを行うとともに、ボンディング
後、前記検査制御部により前記圧着ボールのボール径を
求めて前記圧着ボールの外観を検査し得るものである。
【００１６】これにより、圧着ボールが半導体チップの
パッドの外周部と重なって接合されて圧着ボールとパッ
ドの明るさが同一となった場合であっても、圧着ボール
とパッドとの濃淡差が現れる箇所を求めることができ
る。
パッドの外周部と重なって接合されて圧着ボールとパッ
ドの明るさが同一となった場合であっても、圧着ボール
とパッドとの濃淡差が現れる箇所を求めることができ
る。
【００１７】したがって、圧着ボールがパッド上の何れ
の箇所に形成された場合であっても、圧着ボールのボー
ル端部を確実にかつ正確に認識することができ、これに
より、圧着ボールのボール径を正確に求めることができ
る。
の箇所に形成された場合であっても、圧着ボールのボー
ル端部を確実にかつ正確に認識することができ、これに
より、圧着ボールのボール径を正確に求めることができ
る。
【００１８】その結果、圧着ボールの外観検査を高精度
に行うことが可能になる。
に行うことが可能になる。
【００１９】また、本発明の外観検査方法は、前記ワイ
ヤボンディング装置を用いたものであり、ボンディング
ヘッドによりボンディング用のワイヤを被接合面に圧着
してワイヤボンディングを行う工程と、ワイヤボンディ
ング後、前記被接合面に形成された圧着ボールの映像を
撮像する工程と、前記圧着ボールの映像に基づいて、前
記圧着ボールの中心に対して回転させた少なくとも２つ
の半径方向に対して画像処理を行ってそれぞれの濃淡波
形分布を形成し、これらの前記濃淡波形分布の総和が予
め設定されたしきい値を超えた際にボール端部と認識す
る工程とを有し、前記被接合面に対してワイヤボンディ
ングを行い、その後、前記被接合面に形成した前記圧着
ボールのボール径を求めて前記圧着ボールの外観を検査
するものである。
ヤボンディング装置を用いたものであり、ボンディング
ヘッドによりボンディング用のワイヤを被接合面に圧着
してワイヤボンディングを行う工程と、ワイヤボンディ
ング後、前記被接合面に形成された圧着ボールの映像を
撮像する工程と、前記圧着ボールの映像に基づいて、前
記圧着ボールの中心に対して回転させた少なくとも２つ
の半径方向に対して画像処理を行ってそれぞれの濃淡波
形分布を形成し、これらの前記濃淡波形分布の総和が予
め設定されたしきい値を超えた際にボール端部と認識す
る工程とを有し、前記被接合面に対してワイヤボンディ
ングを行い、その後、前記被接合面に形成した前記圧着
ボールのボール径を求めて前記圧着ボールの外観を検査
するものである。
【００２０】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて詳細に説明する。
に基づいて詳細に説明する。
【００２１】図１は本発明によるワイヤボンディング装
置の全体構造の実施の形態の一例を示す図であり、
（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図、図２は図１に示すワ
イヤボンディング装置の制御系の構成の一例を示すブロ
ック図、図３は図１に示すワイヤボンディング装置によ
ってワイヤボンディングが行われた半導体装置の要部の
構造の一例を示す拡大部分斜視図、図４は図３に示す半
導体チップのパッドにワイヤボンディングされた圧着ボ
ールの構造の一例を示す図であり、（ａ）は拡大部分平
面図、（ｂ）は拡大部分斜視図、図５は本発明の実施の
形態の外観検査方法における圧着ボールのボール径の算
出方法の一例を示す算出原理図である。
置の全体構造の実施の形態の一例を示す図であり、
（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図、図２は図１に示すワ
イヤボンディング装置の制御系の構成の一例を示すブロ
ック図、図３は図１に示すワイヤボンディング装置によ
ってワイヤボンディングが行われた半導体装置の要部の
構造の一例を示す拡大部分斜視図、図４は図３に示す半
導体チップのパッドにワイヤボンディングされた圧着ボ
ールの構造の一例を示す図であり、（ａ）は拡大部分平
面図、（ｂ）は拡大部分斜視図、図５は本発明の実施の
形態の外観検査方法における圧着ボールのボール径の算
出方法の一例を示す算出原理図である。
【００２２】図１に示す本実施の形態のワイヤボンディ
ング装置（以降、ワイヤボンダと呼ぶ）は、半導体製造
工程のワイヤボンディング工程において、図３に示すボ
ンディング用の金製などのワイヤ３を用いて半導体チッ
プ１のパッド１ａ（表面電極）とインナリード２ａとの
電気的接続すなわちワイヤボンディングを行い、かつ、
ワイヤボンディング後、パッド１ａ上に形成された圧着
ボール３ａ（図４参照）の外観検査を行うものである。
ング装置（以降、ワイヤボンダと呼ぶ）は、半導体製造
工程のワイヤボンディング工程において、図３に示すボ
ンディング用の金製などのワイヤ３を用いて半導体チッ
プ１のパッド１ａ（表面電極）とインナリード２ａとの
電気的接続すなわちワイヤボンディングを行い、かつ、
ワイヤボンディング後、パッド１ａ上に形成された圧着
ボール３ａ（図４参照）の外観検査を行うものである。
【００２３】すなわち、図１に示す本実施の形態で説明
するワイヤボンダは、ワイヤ３や圧着ボール３ａの外観
検査を行う機能すなわち外観検査機能付きのワイヤボン
ダである。
するワイヤボンダは、ワイヤ３や圧着ボール３ａの外観
検査を行う機能すなわち外観検査機能付きのワイヤボン
ダである。
【００２４】なお、本実施の形態のワイヤボンダは、前
記外観検査のうち、図４に示すようなパッド１ａ上に形
成された圧着ボール３ａのボール端部３ｂを認識してボ
ール径３ｃを求めるものである。
記外観検査のうち、図４に示すようなパッド１ａ上に形
成された圧着ボール３ａのボール端部３ｂを認識してボ
ール径３ｃを求めるものである。
【００２５】図１〜図５を用いて、図１に示す前記ワイ
ヤボンダの全体構成について説明すると、ボンディング
ヘッド１１を備え、かつボンディングヘッド１１によっ
てワイヤボンディングが行われるボンディング処理部４
と、ボンディング処理部４に金製のワイヤ３を供給する
金線供給部１２と、ワークであるダイボンド済みのリー
ドフレーム２をボンディング処理部４のボンディングス
テージ４ａに向けて送り出すローダ５と、ローダ５から
送り出されたリードフレーム２をボンディングステージ
４ａまで搬送するフィーダ８と、ワイヤボンディングを
終えて搬送されたリードフレーム２を受け取るアンロー
ダ６と、ワイヤボンディング後の圧着ボール３ａの映像
を撮像する撮像手段である光学系カメラ１４と、光学系
カメラ１４からの映像信号１８を画像１６として取り込
むとともに、圧着ボール３ａの中心に対して回転させた
少なくとも２つ（本実施の形態では３つ）の半径方向に
対して画像処理を行ってそれぞれの濃淡波形分布１７を
形成し、これらの濃淡波形分布１７の総和である総和濃
淡波形分布２５が予め設定されたしきい値２４を超えた
際にボール端部３ｂと認識する検査制御部１５とからな
り、ボンディング処理部４においてワイヤボンディング
を行い、かつ、ワイヤボンディング後、検査制御部１５
により圧着ボール３ａのボール径３ｃを求めて圧着ボー
ル３ａの外観を検査することができるものである。
ヤボンダの全体構成について説明すると、ボンディング
ヘッド１１を備え、かつボンディングヘッド１１によっ
てワイヤボンディングが行われるボンディング処理部４
と、ボンディング処理部４に金製のワイヤ３を供給する
金線供給部１２と、ワークであるダイボンド済みのリー
ドフレーム２をボンディング処理部４のボンディングス
テージ４ａに向けて送り出すローダ５と、ローダ５から
送り出されたリードフレーム２をボンディングステージ
４ａまで搬送するフィーダ８と、ワイヤボンディングを
終えて搬送されたリードフレーム２を受け取るアンロー
ダ６と、ワイヤボンディング後の圧着ボール３ａの映像
を撮像する撮像手段である光学系カメラ１４と、光学系
カメラ１４からの映像信号１８を画像１６として取り込
むとともに、圧着ボール３ａの中心に対して回転させた
少なくとも２つ（本実施の形態では３つ）の半径方向に
対して画像処理を行ってそれぞれの濃淡波形分布１７を
形成し、これらの濃淡波形分布１７の総和である総和濃
淡波形分布２５が予め設定されたしきい値２４を超えた
際にボール端部３ｂと認識する検査制御部１５とからな
り、ボンディング処理部４においてワイヤボンディング
を行い、かつ、ワイヤボンディング後、検査制御部１５
により圧着ボール３ａのボール径３ｃを求めて圧着ボー
ル３ａの外観を検査することができるものである。
【００２６】さらに、前記ワイヤボンダの装置本体７に
は、フロッピーディスクからボンディング時の作業条件
のためのインナリード２ａの初期データなどを読み取る
フロッピーディスクドライブ９や種々の操作ボタンを有
した操作パネル１０、あるいは、光学系カメラ１４によ
り撮像された半導体チップ１やインナリード２ａの映像
（画像１６）を出力するとともに、半導体チップ１のパ
ッド１ａやインナリード２ａの位置認識および位置補正
を行う際の出力手段であるモニタ１３などが設けられて
いる。
は、フロッピーディスクからボンディング時の作業条件
のためのインナリード２ａの初期データなどを読み取る
フロッピーディスクドライブ９や種々の操作ボタンを有
した操作パネル１０、あるいは、光学系カメラ１４によ
り撮像された半導体チップ１やインナリード２ａの映像
（画像１６）を出力するとともに、半導体チップ１のパ
ッド１ａやインナリード２ａの位置認識および位置補正
を行う際の出力手段であるモニタ１３などが設けられて
いる。
【００２７】また、ボンディング処理部４には、ワイヤ
３のボンディングを行うボンディングヘッド１１が設置
され、さらに、装置本体７の上部には、インナリード２
ａの位置認識および位置補正を行う際の出力手段である
モニタ１３が設置されている。
３のボンディングを行うボンディングヘッド１１が設置
され、さらに、装置本体７の上部には、インナリード２
ａの位置認識および位置補正を行う際の出力手段である
モニタ１３が設置されている。
【００２８】なお、図２に示すように、光学系カメラ１
４の近傍には、外観検査を行う際の被検査物であるワイ
ヤボンディング済みのリードフレーム２に光を照射する
光源１４ａが設置されている。
４の近傍には、外観検査を行う際の被検査物であるワイ
ヤボンディング済みのリードフレーム２に光を照射する
光源１４ａが設置されている。
【００２９】さらに、検査制御部１５には、光学系カメ
ラ１４が撮像した画像１６の映像信号１８をディジタル
信号に変換するＡ（アナログ）／Ｄ（ディジタル）変換
器１９と、Ａ／Ｄ変換器１９によってディジタル信号に
変換された各位置座標などのデータを座標データとして
格納するフレームメモリ２０と、フレームメモリ２０に
格納された座標データを読み出して画像１６の濃淡波形
分布１７（図５参照）を形成するとともにこの濃淡波形
分布１７を解析する際にプログラムを実行するＣＰＵ
（Central Processing Unit)２１と、前記プログラムと
ともに濃淡波形分布１７を解析する演算器２２とが設け
られ、本実施の形態のワイヤボンダでは、検査制御部１
５の制御により、外観検査である圧着ボール３ａのボー
ル端部３ｂの認識を行って圧着ボール３ａのボール径３
ｃを求める。
ラ１４が撮像した画像１６の映像信号１８をディジタル
信号に変換するＡ（アナログ）／Ｄ（ディジタル）変換
器１９と、Ａ／Ｄ変換器１９によってディジタル信号に
変換された各位置座標などのデータを座標データとして
格納するフレームメモリ２０と、フレームメモリ２０に
格納された座標データを読み出して画像１６の濃淡波形
分布１７（図５参照）を形成するとともにこの濃淡波形
分布１７を解析する際にプログラムを実行するＣＰＵ
（Central Processing Unit)２１と、前記プログラムと
ともに濃淡波形分布１７を解析する演算器２２とが設け
られ、本実施の形態のワイヤボンダでは、検査制御部１
５の制御により、外観検査である圧着ボール３ａのボー
ル端部３ｂの認識を行って圧着ボール３ａのボール径３
ｃを求める。
【００３０】ここで、本実施の形態による外観検査すな
わち圧着ボール３ａのボール径３ｃを求める原理につい
て説明すると、光学系カメラ１４が撮像した圧着ボール
３ａの画像１６に基づいて、図５に示すように、圧着ボ
ール３ａの中心に対して回転させた３つの異なった半径
方向に対して画像処理を行ってそれぞれの濃淡波形分布
１７を形成し、さらに、３つの濃淡波形分布１７の総和
を求めて総和濃淡波形分布２５を形成し、この総和濃淡
波形分布２５が予め設定されたしきい値２４を超えた際
にこれをボール端部３ｂと認識し、これにより、予め求
められた圧着ボール３ａの中心と合わせてボール径３ｃ
を求めるものである。
わち圧着ボール３ａのボール径３ｃを求める原理につい
て説明すると、光学系カメラ１４が撮像した圧着ボール
３ａの画像１６に基づいて、図５に示すように、圧着ボ
ール３ａの中心に対して回転させた３つの異なった半径
方向に対して画像処理を行ってそれぞれの濃淡波形分布
１７を形成し、さらに、３つの濃淡波形分布１７の総和
を求めて総和濃淡波形分布２５を形成し、この総和濃淡
波形分布２５が予め設定されたしきい値２４を超えた際
にこれをボール端部３ｂと認識し、これにより、予め求
められた圧着ボール３ａの中心と合わせてボール径３ｃ
を求めるものである。
【００３１】すなわち、圧着ボール３ａの半径方向にお
いて、圧着ボール３ａの中心の３つの異なったθ方向の
それぞれの半径方向に対して画像処理により濃淡波形分
布１７を求め、これにより、圧着ボール３ａとパッド１
ａの接合面１ｃとの明るさの濃淡差からボール端部３ｂ
を認識するものである。
いて、圧着ボール３ａの中心の３つの異なったθ方向の
それぞれの半径方向に対して画像処理により濃淡波形分
布１７を求め、これにより、圧着ボール３ａとパッド１
ａの接合面１ｃとの明るさの濃淡差からボール端部３ｂ
を認識するものである。
【００３２】なお、濃淡波形分布１７を形成するには、
画像１６における圧着ボール３ａの半径方向に対して走
査を行い、これを多値化方式（例えば、２５６段階な
ど）で画像処理して濃淡波形分布１７を形成する。
画像１６における圧着ボール３ａの半径方向に対して走
査を行い、これを多値化方式（例えば、２５６段階な
ど）で画像処理して濃淡波形分布１７を形成する。
【００３３】次に、本実施の形態の外観検査方法につい
て説明する。
て説明する。
【００３４】前記外観検査方法は、半導体製造工程のワ
イヤボンディング工程において、図１に示すワイヤボン
ダを用いて行われるものであり、前記ワイヤボンダによ
ってワイヤボンディングを行い、さらに、このワイヤボ
ンディングによって半導体チップ１のパッド１ａに形成
された圧着ボール３ａに対して、ワイヤボンディング後
に、圧着ボール３ａのボール径３ｃを求めるものであ
る。
イヤボンディング工程において、図１に示すワイヤボン
ダを用いて行われるものであり、前記ワイヤボンダによ
ってワイヤボンディングを行い、さらに、このワイヤボ
ンディングによって半導体チップ１のパッド１ａに形成
された圧着ボール３ａに対して、ワイヤボンディング後
に、圧着ボール３ａのボール径３ｃを求めるものであ
る。
【００３５】なお、本実施の形態では、ワイヤボンディ
ングが行われる半導体装置の一例として、ＱＦＰ（Quad
Flat Package)を取り上げて説明する。
ングが行われる半導体装置の一例として、ＱＦＰ（Quad
Flat Package)を取り上げて説明する。
【００３６】したがって、本実施の形態において、ワイ
ヤボンディングが行われる被接合面は、半導体チップ１
の主面に形成されたパッド１ａ（表面電極）の接合面１
ｃである。
ヤボンディングが行われる被接合面は、半導体チップ１
の主面に形成されたパッド１ａ（表面電極）の接合面１
ｃである。
【００３７】ここで、このＱＦＰは、図３に示すよう
に、半導体チップ１を支持するタブ２ｂと、このタブ２
ｂを支持するリードであるタブ吊りリード２ｃと、各々
に半導体チップ１のパッド１ａとワイヤボンディングさ
れて電気的に接続された複数のインナリード２ａとを有
している。
に、半導体チップ１を支持するタブ２ｂと、このタブ２
ｂを支持するリードであるタブ吊りリード２ｃと、各々
に半導体チップ１のパッド１ａとワイヤボンディングさ
れて電気的に接続された複数のインナリード２ａとを有
している。
【００３８】また、図４は、ワイヤボンディングによっ
て半導体チップ１のパッド１ａ上に圧着して形成された
圧着ボール３ａを拡大して示したものであり、そのうち
図４（ａ）は、圧着ボール３ａのボール端部３ｂがパッ
ド１ａの外周部１ｄに接触してボンディングされた場合
を示す図である。
て半導体チップ１のパッド１ａ上に圧着して形成された
圧着ボール３ａを拡大して示したものであり、そのうち
図４（ａ）は、圧着ボール３ａのボール端部３ｂがパッ
ド１ａの外周部１ｄに接触してボンディングされた場合
を示す図である。
【００３９】なお、本実施の形態では、圧着ボール３ａ
の濃淡波形分布１７を形成する際に、圧着ボール３ａの
中心に対して回転させて得られる半径方向の４５°ずつ
異なった３方向に対して形成する場合を説明する。
の濃淡波形分布１７を形成する際に、圧着ボール３ａの
中心に対して回転させて得られる半径方向の４５°ずつ
異なった３方向に対して形成する場合を説明する。
【００４０】すなわち、図５に示すように、四角形のパ
ッド１ａの１つの辺に対して直角を成す１つの基準方向
と、圧着ボール３ａの中心に対して回転させて得られる
半径方向の±４５°ずつ異なった２つの方向とに対して
画像処理を行って濃淡波形分布１７を形成するものであ
る。
ッド１ａの１つの辺に対して直角を成す１つの基準方向
と、圧着ボール３ａの中心に対して回転させて得られる
半径方向の±４５°ずつ異なった２つの方向とに対して
画像処理を行って濃淡波形分布１７を形成するものであ
る。
【００４１】したがって、本実施の形態では、圧着ボー
ル３ａが形成される被接合面が半導体チップ１の主面に
形成された四角形のパッド１ａの接合面１ｃであるた
め、圧着ボール３ａの濃淡波形分布１７を形成する際
に、パッド１ａの１つの辺に対して直角を成す１つの方
向（ここでは、前記基準方向）と、この基準方向の両側
でパッド１ａの隣あった２つの対角方向とに対して形成
することになる。
ル３ａが形成される被接合面が半導体チップ１の主面に
形成された四角形のパッド１ａの接合面１ｃであるた
め、圧着ボール３ａの濃淡波形分布１７を形成する際
に、パッド１ａの１つの辺に対して直角を成す１つの方
向（ここでは、前記基準方向）と、この基準方向の両側
でパッド１ａの隣あった２つの対角方向とに対して形成
することになる。
【００４２】まず、ワイヤボンディングの手順から説明
すると、ローダ５からダイボンド済みのワークであるリ
ードフレーム２をフィーダ８によりボンディングステー
ジ４ａまで搬送し、ボンディングステージ４ａ上にリー
ドフレーム２を載置する。
すると、ローダ５からダイボンド済みのワークであるリ
ードフレーム２をフィーダ８によりボンディングステー
ジ４ａまで搬送し、ボンディングステージ４ａ上にリー
ドフレーム２を載置する。
【００４３】続いて、光学系カメラ１４により、半導体
チップ１のパッド１ａとインナリード２ａとの位置認識
を行い、それぞれのボンディング位置を算出する。
チップ１のパッド１ａとインナリード２ａとの位置認識
を行い、それぞれのボンディング位置を算出する。
【００４４】その後、金線供給部１２からボンディング
処理部４に対してワイヤ３を供給し、さらに、ワイヤ３
の先端をボール状に形成する。続いて、ボンディングヘ
ッド１１によりワイヤ３の前記ボール状の先端をパッド
１ａに圧着してワイヤボンディングを行う。
処理部４に対してワイヤ３を供給し、さらに、ワイヤ３
の先端をボール状に形成する。続いて、ボンディングヘ
ッド１１によりワイヤ３の前記ボール状の先端をパッド
１ａに圧着してワイヤボンディングを行う。
【００４５】つまり、パッド側のワイヤボンディングを
行う。
行う。
【００４６】これにより、半導体チップ１のパッド１ａ
に図４（ｂ）に示すような圧着ボール３ａが形成され
る。
に図４（ｂ）に示すような圧着ボール３ａが形成され
る。
【００４７】なお、ワイヤボンディングを行う際のボン
ディング条件は、例えば、ＱＦＰが１００ピン程度のも
のである場合、使用する金製のワイヤ３の径が２７μ
ｍ、ボンディング温度が２７０℃、ボンディング荷重が
５０ｇ（パッド側）／１３０ｇ（リード側）、超音波発
振時間が２０ｍｓ（パッド側）／１５ｍｓ（リード
側）、放電電圧が４５００Ｖ、放電電流が２０ｍＡ程度
である。
ディング条件は、例えば、ＱＦＰが１００ピン程度のも
のである場合、使用する金製のワイヤ３の径が２７μ
ｍ、ボンディング温度が２７０℃、ボンディング荷重が
５０ｇ（パッド側）／１３０ｇ（リード側）、超音波発
振時間が２０ｍｓ（パッド側）／１５ｍｓ（リード
側）、放電電圧が４５００Ｖ、放電電流が２０ｍＡ程度
である。
【００４８】続いて、前記条件に基づいて、リード側の
ワイヤボンディングを行う。
ワイヤボンディングを行う。
【００４９】すなわち、ワイヤ３の他端を所定のインナ
リード２ａにワイヤボンディングする。
リード２ａにワイヤボンディングする。
【００５０】これにより、半導体チップ１のパッド１ａ
とこれに対応するインナリード２ａとがワイヤ３によっ
て電気的に接続される。
とこれに対応するインナリード２ａとがワイヤ３によっ
て電気的に接続される。
【００５１】続いて、同様の方法で、他のパッド１ａと
他のインナリード２ａとに順次ワイヤボンディングを行
ってワイヤボンディングを終える。
他のインナリード２ａとに順次ワイヤボンディングを行
ってワイヤボンディングを終える。
【００５２】ワイヤボンディング後、被接合面であるパ
ッド１ａの接合面１ｃに形成された圧着ボール３ａの映
像を撮像して、これにより、圧着ボール３ａの外観検査
（本実施の形態では、ボール径３ｃの算出）を行う。
ッド１ａの接合面１ｃに形成された圧着ボール３ａの映
像を撮像して、これにより、圧着ボール３ａの外観検査
（本実施の形態では、ボール径３ｃの算出）を行う。
【００５３】その際、まず、リードフレーム２上の半導
体チップ１の圧着ボール３ａ付近に対して図２に示す光
源１４ａから光を照射し、圧着ボール３ａを映し出す。
体チップ１の圧着ボール３ａ付近に対して図２に示す光
源１４ａから光を照射し、圧着ボール３ａを映し出す。
【００５４】なお、図４（ｂ）に示すように、パッド１
ａの接合面１ｃは、パッド１ａの外周部１ｄより低く形
成されており、この接合面１ｃに圧着ボール３ａが形成
されている。
ａの接合面１ｃは、パッド１ａの外周部１ｄより低く形
成されており、この接合面１ｃに圧着ボール３ａが形成
されている。
【００５５】また、図４（ｂ）に示すように、パッシベ
ーション膜による傾斜面１ｂが形成されている場合に
は、光源１４ａからの光が傾斜面１ｂの上方から照射さ
れるため、光源１４ａからの反射光が傾斜面１ｂによっ
て反射して暗く映される。
ーション膜による傾斜面１ｂが形成されている場合に
は、光源１４ａからの光が傾斜面１ｂの上方から照射さ
れるため、光源１４ａからの反射光が傾斜面１ｂによっ
て反射して暗く映される。
【００５６】さらに、パッド１ａの接合面１ｃは、平坦
であるため、明るく映るが、圧着ボール３ａは、曲面で
あるため、暗い映像として取り込まれる。
であるため、明るく映るが、圧着ボール３ａは、曲面で
あるため、暗い映像として取り込まれる。
【００５７】その後、光源１４ａによって映し出された
圧着ボール３ａを光学系カメラ１４によって撮像し、こ
の光学系カメラ１４が撮像した映像信号１８を画像１６
として検査制御部１５に取り込む。
圧着ボール３ａを光学系カメラ１４によって撮像し、こ
の光学系カメラ１４が撮像した映像信号１８を画像１６
として検査制御部１５に取り込む。
【００５８】さらに、この画像１６（映像）に基づい
て、圧着ボール３ａの中心に対して回転させた２つの半
径方向（つまり、本実施の形態では、四角形のパッド１
ａの１つの辺に対して直角を成す１つの基準方向と、こ
の方向の両側で圧着ボール３ａの中心に対して回転させ
て得られる半径方向の±４５°ずつ異なった２つの方
向）に対して画像処理を行って図５に示す３つの濃淡波
形分布１７を形成する。
て、圧着ボール３ａの中心に対して回転させた２つの半
径方向（つまり、本実施の形態では、四角形のパッド１
ａの１つの辺に対して直角を成す１つの基準方向と、こ
の方向の両側で圧着ボール３ａの中心に対して回転させ
て得られる半径方向の±４５°ずつ異なった２つの方
向）に対して画像処理を行って図５に示す３つの濃淡波
形分布１７を形成する。
【００５９】なお、濃淡波形分布１７を形成する際に
は、まず、検査制御部１５において映像信号１８をＡ／
Ｄ変換器１９に通し、これにより、映像信号１８をディ
ジタル信号に変換する。
は、まず、検査制御部１５において映像信号１８をＡ／
Ｄ変換器１９に通し、これにより、映像信号１８をディ
ジタル信号に変換する。
【００６０】さらに、変換後のディジタル信号を画像１
６の座標データとしてフレームメモリ２０に一端格納す
る。
６の座標データとしてフレームメモリ２０に一端格納す
る。
【００６１】続いて、フレームメモリ２０に格納した座
標データをＣＰＵ２１によって読み出した後、濃淡波形
分布１７を形成する。
標データをＣＰＵ２１によって読み出した後、濃淡波形
分布１７を形成する。
【００６２】この方法により、本実施の形態では、図５
に示す〔基準方向〕と、〔＋４５°方向〕と、〔−４５
°方向〕との３つの方向に対して濃淡波形分布１７を形
成する。また、３つの濃淡波形分布１７には、それぞれ
しきい値２３が設定されている。
に示す〔基準方向〕と、〔＋４５°方向〕と、〔−４５
°方向〕との３つの方向に対して濃淡波形分布１７を形
成する。また、３つの濃淡波形分布１７には、それぞれ
しきい値２３が設定されている。
【００６３】さらに、３つの濃淡波形分布１７の総和、
つまり総和濃淡波形分布２５が、予め設定された総和判
断用のしきい値２４を超えた際にこれをボール端部３ｂ
と認識する。
つまり総和濃淡波形分布２５が、予め設定された総和判
断用のしきい値２４を超えた際にこれをボール端部３ｂ
と認識する。
【００６４】なお、本実施の形態の前記総和判断用のし
きい値２４は、３つの濃淡波形分布１７の総和を総和濃
淡波形分布２５としているため、しきい値２３の３倍で
ある。
きい値２４は、３つの濃淡波形分布１７の総和を総和濃
淡波形分布２５としているため、しきい値２３の３倍で
ある。
【００６５】ここで、図４（ａ）もしくは図５に示すよ
うに、圧着ボール３ａのボール端部３ｂがパッド１ａの
外周部１ｄと接触している場合には、図５に示す〔基準
方向〕の濃淡波形分布１７となり、圧着ボール３ａとパ
ッド１ａとの境（ボール端部３ｂ）が濃淡波形分布１７
からは認識できない。
うに、圧着ボール３ａのボール端部３ｂがパッド１ａの
外周部１ｄと接触している場合には、図５に示す〔基準
方向〕の濃淡波形分布１７となり、圧着ボール３ａとパ
ッド１ａとの境（ボール端部３ｂ）が濃淡波形分布１７
からは認識できない。
【００６６】そこで、図５に示す〔基準方向〕のボール
端部３ｂを認識するためには、〔基準方向〕と、〔＋４
５°方向〕と、〔−４５°方向〕との３つの方向の濃淡
波形分布１７の総和である総和濃淡波形分布２５を形成
し、この総和濃淡波形分布２５において、総和判断用の
しきい値２４を超えたボール端部３ｂの位置が、図５に
示す画像１６における圧着ボール３ａの右側（〔基準方
向〕）のボール端部３ｂとなる。
端部３ｂを認識するためには、〔基準方向〕と、〔＋４
５°方向〕と、〔−４５°方向〕との３つの方向の濃淡
波形分布１７の総和である総和濃淡波形分布２５を形成
し、この総和濃淡波形分布２５において、総和判断用の
しきい値２４を超えたボール端部３ｂの位置が、図５に
示す画像１６における圧着ボール３ａの右側（〔基準方
向〕）のボール端部３ｂとなる。
【００６７】同様にして、前記基準方向を圧着ボール３
ａの中心に対して９０°ずつ変えてボール端部３ｂを認
識することにより、図５に示す画像１６の圧着ボール３
ａの上側、左側および下側のボール端部３ｂを認識する
ことができる。
ａの中心に対して９０°ずつ変えてボール端部３ｂを認
識することにより、図５に示す画像１６の圧着ボール３
ａの上側、左側および下側のボール端部３ｂを認識する
ことができる。
【００６８】これにより、パッド１ａの接合面１ｃに圧
着されて形成された圧着ボール３ａのボール径３ｃを求
めることができる。
着されて形成された圧着ボール３ａのボール径３ｃを求
めることができる。
【００６９】すなわち、半導体チップ１のパッド１ａに
ワイヤボンディングを行ってこのパッド１ａに圧着ボー
ル３ａを形成した後、圧着ボール３ａのボール径３ｃを
求めてこの圧着ボール３ａの外観を検査できる。
ワイヤボンディングを行ってこのパッド１ａに圧着ボー
ル３ａを形成した後、圧着ボール３ａのボール径３ｃを
求めてこの圧着ボール３ａの外観を検査できる。
【００７０】なお、外観検査後、ボール径３ｃが許容範
囲外（ボール径３ｃを求めることができなかった場合も
含む）である場合には、ワイヤボンダ上でエラーモード
とし、ワイヤボンダの動作を停止する。
囲外（ボール径３ｃを求めることができなかった場合も
含む）である場合には、ワイヤボンダ上でエラーモード
とし、ワイヤボンダの動作を停止する。
【００７１】また、ボール径３ｃが許容範囲内である場
合には、良品と判断し、フィーダ８によってアンローダ
６までリードフレーム２を搬送し、順次アンローダ６に
収容する。
合には、良品と判断し、フィーダ８によってアンローダ
６までリードフレーム２を搬送し、順次アンローダ６に
収容する。
【００７２】本実施の形態のワイヤボンディング装置お
よびそれを用いた外観検査方法によれば、以下のような
作用効果が得られる。
よびそれを用いた外観検査方法によれば、以下のような
作用効果が得られる。
【００７３】すなわち、圧着ボール３ａのボール端部３
ｂを認識する際に、圧着ボール３ａの中心に対して回転
させた３つの半径方向の濃淡波形分布１７を求め、３つ
の濃淡波形分布１７の総和である総和濃淡波形分布２５
が、予め設定されたしきい値２４を超えた際にボール端
部３ｂと認識することにより、圧着ボール３ａが半導体
チップ１のパッド１ａの外周部１ｄと重なって接合さ
れ、その結果、圧着ボール３ａとパッド１ａの明るさが
同一となった場合であっても、最低限１箇所において圧
着ボール３ａとパッド１ａとの濃淡差が現れる箇所を求
めることができる。
ｂを認識する際に、圧着ボール３ａの中心に対して回転
させた３つの半径方向の濃淡波形分布１７を求め、３つ
の濃淡波形分布１７の総和である総和濃淡波形分布２５
が、予め設定されたしきい値２４を超えた際にボール端
部３ｂと認識することにより、圧着ボール３ａが半導体
チップ１のパッド１ａの外周部１ｄと重なって接合さ
れ、その結果、圧着ボール３ａとパッド１ａの明るさが
同一となった場合であっても、最低限１箇所において圧
着ボール３ａとパッド１ａとの濃淡差が現れる箇所を求
めることができる。
【００７４】したがって、圧着ボール３ａがパッド１ａ
上の何れの箇所に形成された場合であっても、圧着ボー
ル３ａのボール端部３ｂを確実にかつ正確に認識でき、
これにより、圧着ボール３ａのボール径３ｃを正確に求
めることができる。
上の何れの箇所に形成された場合であっても、圧着ボー
ル３ａのボール端部３ｂを確実にかつ正確に認識でき、
これにより、圧着ボール３ａのボール径３ｃを正確に求
めることができる。
【００７５】その結果、圧着ボール３ａの外観検査を高
精度に行うことが可能になる。
精度に行うことが可能になる。
【００７６】これにより、ワイヤボンダ（ワイヤボンデ
ィング装置）における圧着ボール３ａの外観検査の精度
の向上を図ることができる。
ィング装置）における圧着ボール３ａの外観検査の精度
の向上を図ることができる。
【００７７】また、圧着ボール３ａの濃淡波形分布１７
を求める際に、圧着ボール３ａの中心に対して回転させ
て得られる半径方向の４５°ずつ異なった３箇所で求め
ることにより、圧着ボール３ａとパッド１ａとの濃淡差
が現れる箇所をさらに確実に求めることができる。
を求める際に、圧着ボール３ａの中心に対して回転させ
て得られる半径方向の４５°ずつ異なった３箇所で求め
ることにより、圧着ボール３ａとパッド１ａとの濃淡差
が現れる箇所をさらに確実に求めることができる。
【００７８】これによって、圧着ボール３ａのボール端
部３ｂをさらに確実に認識することができ、その結果、
圧着ボール３ａのボール径３ｃを正確に求めることがで
きる。
部３ｂをさらに確実に認識することができ、その結果、
圧着ボール３ａのボール径３ｃを正確に求めることがで
きる。
【００７９】これにより、圧着ボール３ａの外観検査を
さらに高精度に行うことが可能になる。
さらに高精度に行うことが可能になる。
【００８０】以上、本発明者によってなされた発明を発
明の実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は
前記発明の実施の形態に限定されるものではなく、その
要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言う
までもない。
明の実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は
前記発明の実施の形態に限定されるものではなく、その
要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言う
までもない。
【００８１】例えば、前記実施の形態では、圧着ボール
３ａの半径方向において、圧着ボール３ａの中心のθ方
向の３つの異なった方向に対して画像処理を行って、そ
れぞれの濃淡波形分布１７を形成する場合について説明
したが、濃淡波形分布１７を形成する箇所（方向）とし
ては、圧着ボール３ａのボール端部３ｂの濃淡差が現れ
る箇所であればよく、圧着ボール３ａの中心に対して回
転させた少なくとも２つの半径方向に対して画像処理を
行って濃淡波形分布１７を形成すればよい。
３ａの半径方向において、圧着ボール３ａの中心のθ方
向の３つの異なった方向に対して画像処理を行って、そ
れぞれの濃淡波形分布１７を形成する場合について説明
したが、濃淡波形分布１７を形成する箇所（方向）とし
ては、圧着ボール３ａのボール端部３ｂの濃淡差が現れ
る箇所であればよく、圧着ボール３ａの中心に対して回
転させた少なくとも２つの半径方向に対して画像処理を
行って濃淡波形分布１７を形成すればよい。
【００８２】また、圧着ボール３ａのボール径３ｃを求
める（外観検査を行う）他の実施の形態としては、図６
または図７に示すもの考えられる。
める（外観検査を行う）他の実施の形態としては、図６
または図７に示すもの考えられる。
【００８３】ここで、図６に示す他の実施の形態の外観
検査方法は、ワイヤボンダ（ワイヤボンディング装置）
が、ボンディング処理部４（図１参照）以外に、ワイヤ
ボンディング後の圧着ボール３ａとこれが接合された被
接合面である半導体チップ１のパッド１ａの接合面１ｃ
とに対してレーザ光２６ａを照射するレーザ発光手段２
６と、圧着ボール３ａまたは接合面１ｃから反射する反
射光２６ｂを受光するレーザ受光手段２７と、レーザ受
光手段２７により受光された信号に基づいて、圧着ボー
ル３ａの直径方向に対する圧着ボール３ａおよび接合面
１ｃの高さ分布を求め、この高さ分布の変位点から圧着
ボール３ａのボール端部３ｂを認識する検査制御部１５
（図１参照）とを有する。
検査方法は、ワイヤボンダ（ワイヤボンディング装置）
が、ボンディング処理部４（図１参照）以外に、ワイヤ
ボンディング後の圧着ボール３ａとこれが接合された被
接合面である半導体チップ１のパッド１ａの接合面１ｃ
とに対してレーザ光２６ａを照射するレーザ発光手段２
６と、圧着ボール３ａまたは接合面１ｃから反射する反
射光２６ｂを受光するレーザ受光手段２７と、レーザ受
光手段２７により受光された信号に基づいて、圧着ボー
ル３ａの直径方向に対する圧着ボール３ａおよび接合面
１ｃの高さ分布を求め、この高さ分布の変位点から圧着
ボール３ａのボール端部３ｂを認識する検査制御部１５
（図１参照）とを有する。
【００８４】つまり、図６に示すように、圧着ボール３
ａの１つの直径方向に対してレーザ光２６ａを照射し、
これの反射光２６ｂを受光して高さ分布曲線２８を形成
し、この高さ分布曲線２８の変位点から圧着ボール３ａ
のボール端部３ｂを認識するものであり、これにより、
圧着ボール３ａのボール径３ｃを求めて外観検査を行う
ものである。
ａの１つの直径方向に対してレーザ光２６ａを照射し、
これの反射光２６ｂを受光して高さ分布曲線２８を形成
し、この高さ分布曲線２８の変位点から圧着ボール３ａ
のボール端部３ｂを認識するものであり、これにより、
圧着ボール３ａのボール径３ｃを求めて外観検査を行う
ものである。
【００８５】この際、圧着ボール３ａと半導体チップ１
のパッド１ａの接合面１ｃとは高さが異なるため、ボー
ル端部３ｂを認識でき、かつ、光学的な画像１６で処理
するため、被検査物の明るさに関わらず認識できる。
のパッド１ａの接合面１ｃとは高さが異なるため、ボー
ル端部３ｂを認識でき、かつ、光学的な画像１６で処理
するため、被検査物の明るさに関わらず認識できる。
【００８６】また、図７に示す他の実施の形態の外観検
査方法は、ワイヤボンダ（ワイヤボンディング装置）
が、ボンディング処理部４（図１参照）以外に、図２お
よび図５に示す撮像手段である光学系カメラ１４からの
映像信号１８を画像１６として取り込むとともに、圧着
ボール３ａの中心に対して回転させた複数の半径方向に
対して画像処理を行ってそれぞれの濃淡波形分布１７を
形成し、かつそれぞれの濃淡波形分布１７により予め設
定された許容範囲に入るボール端部３ｂの軌跡２９（図
７（ｂ）参照）を形成するとともに、軌跡２９から図７
（ａ）に示す圧着ボール３ａのボール径３ｃを求める検
査制御部１５（図１参照）を有するものであり、この検
査制御部１５により、外観検査を行うものである。
査方法は、ワイヤボンダ（ワイヤボンディング装置）
が、ボンディング処理部４（図１参照）以外に、図２お
よび図５に示す撮像手段である光学系カメラ１４からの
映像信号１８を画像１６として取り込むとともに、圧着
ボール３ａの中心に対して回転させた複数の半径方向に
対して画像処理を行ってそれぞれの濃淡波形分布１７を
形成し、かつそれぞれの濃淡波形分布１７により予め設
定された許容範囲に入るボール端部３ｂの軌跡２９（図
７（ｂ）参照）を形成するとともに、軌跡２９から図７
（ａ）に示す圧着ボール３ａのボール径３ｃを求める検
査制御部１５（図１参照）を有するものであり、この検
査制御部１５により、外観検査を行うものである。
【００８７】すなわち、前記外観検査方法は、圧着ボー
ル３ａが平面的に円形を成しているため、前記実施の形
態と同様の方法で圧着ボール３ａの外周全体（圧着ボー
ル３ａの中心のθ方向に対して３６０°）に渡って濃淡
波形分布１７を求め、この際、予め設定されたしきい値
２３の許容範囲に入らないボール端部３ｂのデータすな
わち図７（ａ）に示す範囲外検出点３０のデータは削除
し、その代わり、この範囲外検出点３０の両側のボール
端部３ｂから仮想ボール端部３ｄを算出し、これによ
り、許容範囲内のボール端部３ｂのデータのみを残すと
ともに、この許容範囲内のデータと仮想ボール端部３ｄ
のデータとによって、図７（ｂ）に示すような、圧着ボ
ール３ａ（図７（ａ）参照）の円形の軌跡２９を形成す
る。
ル３ａが平面的に円形を成しているため、前記実施の形
態と同様の方法で圧着ボール３ａの外周全体（圧着ボー
ル３ａの中心のθ方向に対して３６０°）に渡って濃淡
波形分布１７を求め、この際、予め設定されたしきい値
２３の許容範囲に入らないボール端部３ｂのデータすな
わち図７（ａ）に示す範囲外検出点３０のデータは削除
し、その代わり、この範囲外検出点３０の両側のボール
端部３ｂから仮想ボール端部３ｄを算出し、これによ
り、許容範囲内のボール端部３ｂのデータのみを残すと
ともに、この許容範囲内のデータと仮想ボール端部３ｄ
のデータとによって、図７（ｂ）に示すような、圧着ボ
ール３ａ（図７（ａ）参照）の円形の軌跡２９を形成す
る。
【００８８】その結果、この軌跡２９から圧着ボール３
ａのボール端部３ｂを圧着ボール３ａの全周に渡って求
めることができ、これにより、圧着ボール３ａのボール
径３ｃを求めて外観検査を行うことができる。
ａのボール端部３ｂを圧着ボール３ａの全周に渡って求
めることができ、これにより、圧着ボール３ａのボール
径３ｃを求めて外観検査を行うことができる。
【００８９】なお、図６または図７に示す他の実施の形
態の外観検査方法においても、前記実施の形態とほぼ同
様の作用効果が得られる。
態の外観検査方法においても、前記実施の形態とほぼ同
様の作用効果が得られる。
【００９０】また、前記実施の形態では、ワイヤボンダ
によってワイヤボンディングされる半導体装置の一例と
してＱＦＰの場合を取り上げて説明したが、前記半導体
装置は、その製造工程において、ワイヤボンダによりワ
イヤボンディング（ボールボンディング）されるもので
あれば、ＱＦＰに限らず、ＳＯＰ（Small Outline Pack
age)などの他の半導体装置であってもよい。
によってワイヤボンディングされる半導体装置の一例と
してＱＦＰの場合を取り上げて説明したが、前記半導体
装置は、その製造工程において、ワイヤボンダによりワ
イヤボンディング（ボールボンディング）されるもので
あれば、ＱＦＰに限らず、ＳＯＰ（Small Outline Pack
age)などの他の半導体装置であってもよい。
【００９１】さらに、前記実施の形態および前記他の実
施の形態で説明した外観検査方法は、ワイヤボンダ（ワ
イヤボンディング装置）に設置された検査制御部１５に
よって検査される場合のみに限定されず、圧着ボール３
ａを検査する外観検査専用の外観検査装置に検査制御部
１５が設置され、この外観検査装置において用いられる
ものであってもよい。
施の形態で説明した外観検査方法は、ワイヤボンダ（ワ
イヤボンディング装置）に設置された検査制御部１５に
よって検査される場合のみに限定されず、圧着ボール３
ａを検査する外観検査専用の外観検査装置に検査制御部
１５が設置され、この外観検査装置において用いられる
ものであってもよい。
【００９２】
【発明の効果】本願によって開示される発明のうち、代
表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、
以下のとおりである。
表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、
以下のとおりである。
【００９３】（１）．圧着ボールのボール端部を認識す
る際に、圧着ボールの中心に対して回転させた少なくと
も２つの半径方向に対しての濃淡波形分布を形成し、こ
れらの濃淡波形分布の総和が予め設定されたしきい値を
超えた際にボール端部と認識することにより、圧着ボー
ルが半導体チップのパッドの外周部と重なって接合され
た場合であっても、圧着ボールとパッドとの濃淡差が現
れる箇所を求めることができる。したがって、圧着ボー
ルのボール端部を確実にかつ正確に認識することがで
き、これにより、圧着ボールのボール径を正確に求める
ことができる。その結果、圧着ボールの外観検査を高精
度に行うことが可能になる。
る際に、圧着ボールの中心に対して回転させた少なくと
も２つの半径方向に対しての濃淡波形分布を形成し、こ
れらの濃淡波形分布の総和が予め設定されたしきい値を
超えた際にボール端部と認識することにより、圧着ボー
ルが半導体チップのパッドの外周部と重なって接合され
た場合であっても、圧着ボールとパッドとの濃淡差が現
れる箇所を求めることができる。したがって、圧着ボー
ルのボール端部を確実にかつ正確に認識することがで
き、これにより、圧着ボールのボール径を正確に求める
ことができる。その結果、圧着ボールの外観検査を高精
度に行うことが可能になる。
【００９４】（２）．前記（１）により、ワイヤボンデ
ィング装置における圧着ボールの外観検査の精度の向上
を図ることができる。
ィング装置における圧着ボールの外観検査の精度の向上
を図ることができる。
【図１】（ａ),（ｂ）は本発明によるワイヤボンディン
グ装置の全体構造の実施の形態の一例を示す図であり、
（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図である。
グ装置の全体構造の実施の形態の一例を示す図であり、
（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図である。
【図２】図１に示すワイヤボンディング装置の制御系の
構成の一例を示すブロック図である。
構成の一例を示すブロック図である。
【図３】図１に示すワイヤボンディング装置によってワ
イヤボンディングが行われた半導体装置の要部の構造の
一例を示す拡大部分斜視図である。
イヤボンディングが行われた半導体装置の要部の構造の
一例を示す拡大部分斜視図である。
【図４】（ａ),（ｂ）は図３に示す半導体チップのパッ
ドにワイヤボンディングされた圧着ボールの構造の一例
を示す図であり、（ａ）は拡大部分平面図、（ｂ）は拡
大部分斜視図である。
ドにワイヤボンディングされた圧着ボールの構造の一例
を示す図であり、（ａ）は拡大部分平面図、（ｂ）は拡
大部分斜視図である。
【図５】本発明の実施の形態の外観検査方法における圧
着ボールのボール径の算出方法の一例を示す算出原理図
である。
着ボールのボール径の算出方法の一例を示す算出原理図
である。
【図６】本発明の他の実施の形態の外観検査方法におけ
る圧着ボールのボール径の算出方法を示す算出原理図で
ある。
る圧着ボールのボール径の算出方法を示す算出原理図で
ある。
【図７】（ａ),（ｂ）は本発明の他の実施の形態の外観
検査方法における圧着ボールのボール径の算出方法を示
す算出原理図である。
検査方法における圧着ボールのボール径の算出方法を示
す算出原理図である。
１ 半導体チップ １ａ パッド（表面電極） １ｂ 傾斜面 １ｃ 接合面（被接合面） １ｄ 外周部 ２ リードフレーム ２ａ インナリード ２ｂ タブ ２ｃ タブ吊りリード ３ ワイヤ ３ａ 圧着ボール ３ｂ ボール端部 ３ｃ ボール径 ３ｄ 仮想ボール端部 ４ ボンディング処理部 ４ａ ボンディングステージ ５ ローダ ６ アンローダ ７ 装置本体 ８ フィーダ ９ フロッピーディスクドライブ １０ 操作パネル １１ ボンディングヘッド １２ 金線供給部 １３ モニタ １４ 光学系カメラ（撮像手段） １４ａ 光源 １５ 検査制御部 １６ 画像 １７ 濃淡波形分布 １８ 映像信号 １９ Ａ／Ｄ変換器 ２０ フレームメモリ ２１ ＣＰＵ ２２ 演算器 ２３，２４ しきい値 ２５ 総和濃淡波形分布 ２６ レーザ発光手段 ２６ａ レーザ光 ２６ｂ 反射光 ２７ レーザ受光手段 ２８ 高さ分布曲線 ２９ 軌跡 ３０ 範囲外検出点
Claims (9)
- 【請求項１】 ボンディングヘッドを備え、かつ前記ボ
ンディングヘッドによってワイヤボンディングが行われ
るボンディング処理部と、 ワイヤボンディング後の圧着ボールの映像を撮像する撮
像手段と、 前記撮像手段からの映像信号を画像として取り込むとと
もに、前記圧着ボールの中心に対して回転させた少なく
とも２つの半径方向に対して画像処理を行ってそれぞれ
の濃淡波形分布を形成し、これらの前記濃淡波形分布の
総和が予め設定されたしきい値を超えた際にボール端部
と認識する検査制御部とを有し、 ワイヤボンディングを行うとともに、ボンディング後、
前記検査制御部により前記圧着ボールのボール径を求め
て前記圧着ボールの外観を検査し得ることを特徴とする
ワイヤボンディング装置。 - 【請求項２】 ボンディングヘッドを備え、かつ前記ボ
ンディングヘッドによってワイヤボンディングが行われ
るボンディング処理部と、 ワイヤボンディング後の圧着ボールとこれが接合された
被接合面とに対してレーザ光を照射するレーザ発光手段
と、 前記圧着ボールまたは前記被接合面から反射する反射光
を受光するレーザ受光手段と、 前記レーザ受光手段により受光された信号に基づいて、
前記圧着ボールの直径方向に対する前記圧着ボールおよ
び前記被接合面の高さ分布を求め、この高さ分布の変位
点から前記圧着ボールのボール端部を認識する検査制御
部とを有し、 ワイヤボンディングを行うとともに、ボンディング後、
前記検査制御部により前記圧着ボールのボール径を求め
て前記圧着ボールの外観を検査し得ることを特徴とする
ワイヤボンディング装置。 - 【請求項３】 ボンディングヘッドを備え、かつ前記ボ
ンディングヘッドによってワイヤボンディングが行われ
るボンディング処理部と、 ワイヤボンディング後の圧着ボールの映像を撮像する撮
像手段と、 前記撮像手段からの映像信号を画像として取り込むとと
もに、前記圧着ボールの中心に対して回転させた複数の
半径方向に対して画像処理を行ってそれぞれの濃淡波形
分布を形成し、かつそれぞれの前記濃淡波形分布により
予め設定された許容範囲に入るボール端部の軌跡を形成
するとともに、前記軌跡から前記圧着ボールのボール径
を求める検査制御部とを有し、 ワイヤボンディングを行うとともに、ボンディング後、
前記検査制御部により前記圧着ボールのボール径を求め
て前記圧着ボールの外観を検査し得ることを特徴とする
ワイヤボンディング装置。 - 【請求項４】 ワイヤボンディング装置を用いた圧着ボ
ールの外観検査方法であって、 ボンディングヘッドによりボンディング用のワイヤを被
接合面に圧着してワイヤボンディングを行う工程と、 ワイヤボンディング後、前記被接合面に形成された圧着
ボールの映像を撮像する工程と、 前記圧着ボールの映像に基づいて、前記圧着ボールの中
心に対して回転させた少なくとも２つの半径方向に対し
て画像処理を行ってそれぞれの濃淡波形分布を形成し、
これらの前記濃淡波形分布の総和が予め設定されたしき
い値を超えた際にボール端部と認識する工程とを有し、 前記被接合面に対してワイヤボンディングを行い、その
後、前記被接合面に形成した前記圧着ボールのボール径
を求めて前記圧着ボールの外観を検査することを特徴と
する外観検査方法。 - 【請求項５】 請求項４記載の外観検査方法であって、
前記圧着ボールの前記濃淡波形分布を形成する際に、前
記圧着ボールの前記中心に対して回転させて得られる半
径方向の４５°ずつ異なった３方向に対して形成するこ
とを特徴とする外観検査方法。 - 【請求項６】 請求項４記載の外観検査方法であって、
前記被接合面が半導体チップの主面に形成された四角形
の表面電極の接合面であり、前記圧着ボールの前記濃淡
波形分布を形成する際に、前記表面電極の何れかの辺に
対して直角を成す方向と前記表面電極の対角方向とに対
して形成することを特徴とする外観検査方法。 - 【請求項７】 ワイヤボンディング装置を用いた圧着ボ
ールの外観検査方法であって、 ボンディングヘッドによりボンディング用のワイヤを被
接合面に圧着してワイヤボンディングを行う工程と、 ワイヤボンディング後、前記被接合面とこれに形成され
た圧着ボールとに対してレーザ光を照射し、かつ前記圧
着ボールまたは前記被接合面から反射する反射光を受光
する工程と、 受光した信号に基づいて、前記圧着ボールの直径方向に
対する前記圧着ボールおよび前記被接合面の高さ分布を
求め、この高さ分布の変位点から前記圧着ボールのボー
ル端部を認識する工程とを有し、 前記被接合面に対してワイヤボンディングを行い、その
後、前記被接合面に形成した前記圧着ボールのボール径
を求めて前記圧着ボールの外観を検査することを特徴と
する外観検査方法。 - 【請求項８】 ワイヤボンディング装置を用いた圧着ボ
ールの外観検査方法であって、 ボンディングヘッドによりボンディング用のワイヤを被
接合面に圧着してワイヤボンディングを行う工程と、 ワイヤボンディング後、前記被接合面に形成された圧着
ボールの映像を撮像する工程と、 前記圧着ボールの映像に基づいて、前記圧着ボールの中
心に対して回転させた複数の半径方向に対して画像処理
を行ってそれぞれの濃淡波形分布を形成し、かつそれぞ
れの前記濃淡波形分布により予め設定された許容範囲に
入るボール端部の軌跡を形成するとともに、前記軌跡か
ら前記圧着ボールのボール径を求める工程とを有し、 前記被接合面に対してワイヤボンディングを行い、その
後、前記被接合面に形成した前記圧着ボールの前記ボー
ル径を求めて前記圧着ボールの外観を検査することを特
徴とする外観検査方法。 - 【請求項９】 請求項４，５，６，７または８記載の外
観検査方法であって、前記被接合面が半導体チップの主
面に形成された表面電極の接合面であることを特徴とす
る外観検査方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10103156A JPH11297747A (ja) | 1998-04-14 | 1998-04-14 | ワイヤボンディング装置およびそれを用いた外観検査方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10103156A JPH11297747A (ja) | 1998-04-14 | 1998-04-14 | ワイヤボンディング装置およびそれを用いた外観検査方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11297747A true JPH11297747A (ja) | 1999-10-29 |
Family
ID=14346651
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10103156A Pending JPH11297747A (ja) | 1998-04-14 | 1998-04-14 | ワイヤボンディング装置およびそれを用いた外観検査方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11297747A (ja) |
-
1998
- 1998-04-14 JP JP10103156A patent/JPH11297747A/ja active Pending
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