JP2017005228A - 良否判断装置、ワイヤボンダ装置及び良否判断方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ワイヤボンディングの接合良否を高精度に判断すること。【解決手段】ワイヤボンダ装置から得られるワイヤの接合時の出力信号に応じて、ワイヤボンディングの接合良否を判断する良否判断装置（２）が、接合箇所の撮像画像をワイヤボンダ装置から取得する取得部（３１）と、所定の指標に基づいて撮像画像を複数のカテゴリに分類する分類部（３２）と、撮像画像が属するカテゴリに関連付けられた基準波形を選択する選択部（３３）と、接合箇所の接合時の出力信号の対象波形と基準波形との比較結果に応じて接合良否を判断する判断部（３６）とを備える構成にした。【選択図】図５

Description

本発明は、ワイヤボンディングの接合良否を判断する良否判断装置、ワイヤボンダ装置及び良否判断方法に関し、特にワイヤボンダ装置の接合動作時の信号波形により接合良否を判断するものに関する。

ワイヤボンディングでは、ワイヤボンダ装置でＩＣチップ上の電極パッドと基板上の電極にワイヤが接合され、ワイヤボンダ装置に接続された良否判断装置で接合状態が良否判断されている。従来、良否判断装置として、ワイヤボンダ装置から得られる出力信号の信号レベルに基づいてワイヤボンディングの接合状態を良否判断するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に記載の良否判断装置では、ワイヤボンダ装置からの出力信号に複数のウインドウが設定され、各ウインドウ内の信号レベルが許容範囲に収まるか否かに応じて接合不良が判断される。

特開２０００−１１４３２１号公報

しかしながら、ワイヤボンダ装置からの出力信号は、ワイヤが接合される接合箇所に応じて信号レベルにバラツキが生じている。このため、特許文献１に記載の良否判断装置では、ワイヤボンダ装置から得られた出力信号の信号レベルから接合箇所毎に接合良否を判断することが難しい。また、信号レベルの代わりに出力信号の波形形状からワイヤボンディングの接合良否を判断する方法も考えられる。この方法では、接合状態が正常な場合と不良な場合とで波形形状の違いが明確であれば精度よく良否判断可能だが、接合箇所に応じて波形形状にもバラツキが生じるため接合良否を誤って判断する可能性があった。

本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、ワイヤボンディングの接合良否を高精度に判断することができる良否判断装置、ワイヤボンダ装置及び良否判断方法を提供することを目的とする。

本発明の良否判断装置は、ワイヤボンダ装置から得られるワイヤの接合時の出力信号に応じて、ワイヤボンディングの接合良否を判断する良否判断装置であって、前記ワイヤが接合される接合箇所に応じた基準波形を選択する選択部と、前記接合箇所の接合時の出力信号の対象波形と前記基準波形との比較結果に応じて接合良否を判断する判断部とを備えることを特徴とする。

本発明の良否判断方法は、ワイヤボンダ装置から得られるワイヤの接合時の出力信号に応じて、ワイヤボンディングの接合良否を判断する良否判断方法であって、前記ワイヤが接合される接合箇所に応じた基準波形を選択するステップと、前記接合箇所の接合時の出力信号の対象波形と前記基準波形との比較結果に応じて接合良否を判断するステップとを有することを特徴とする。

本発明のワイヤボンダ装置は、上記の良否判断装置を備える。

本発明によれば、各接合箇所の接合良否の判断に適した基準波形が選択され、出力信号の対象波形と基準波形の比較によって接合良否が判断される。よって、接合箇所に応じて出力信号にバラツキが生じる場合であっても、バラツキを考慮した基準波形を用いることで接合箇所毎に接合良否を高精度に判断することができる。

第１の実施の形態に係る良否判断装置及びワイヤボンダ装置の模式図である。 第１の実施の形態に係る接合動作時の出力信号の一例を示す図である。 第１の実施の形態に係る接合動作時のＶＣＯ電圧の一例を示す図である。 第１の実施の形態に係る接合箇所毎のＶＣＯ電圧の一例を示す図である。 第１の実施の形態に係る演算器の制御ブロック図の一例を示す図である。 第１の実施の形態に係る分類部による分類処理の一例を示す図である。 第１の実施の形態に係る選択部による選択処理の一例を示す図である。 第１の実施の形態に係る算出部による算出処理の一例を示す図である。 第１の実施の形態に係る接合良否の判断処理のフローチャートである。 第２の実施の形態に係る演算器の制御ブロック図の一例を示す図である。 第２の実施の形態に係る基本統計量のイメージを示す図である。 第２の実施の形態に係る判断部による統合判断処理の一例を示す図である。 第２の実施の形態に係る決定部による決定処理の一例を示す図である。 第２の実施の形態に係る表示器による対象波形の表示例を示す図である。 第２の実施の形態に係る表示器による特徴量の表示例を示す図である。 第２の実施の形態に係る表示器による判断情報の表示例を示す図である。 第２の実施の形態に係る接合良否の判断処理のフローチャートである。

以下、添付図面を参照して第１の実施の形態に係る良否判断装置について説明する。図１は、第１の実施の形態に係る良否判断装置及びワイヤボンダ装置の模式図である。図２は、第１の実施の形態に係る接合動作時の出力信号の一例を示す図である。図３は、第１の実施の形態に係る接合動作時のＶＣＯ電圧の一例を示す図である。図４は、第１の実施の形態に係る接合箇所毎のＶＣＯ電圧の一例を示す図である。なお、図１に示す良否判断装置及びワイヤボンダ装置の模式図は、本発明を説明するために簡略化したものであり、良否判断装置及びワイヤボンダ装置が通常備える構成については備えているものとする。

図１に示すように、本実施の形態に係る良否判断装置２は、ワイヤボンダ装置１から得られたワイヤの接合時の出力信号に応じて、ワイヤボンディングの接合良否を判断するように構成されている。ワイヤボンダ装置１では、駆動回路１１によって超音波振動子１２が駆動され、超音波振動が伝達されたボンディングツール１３でワイヤが基板、リード、チップ等の接合箇所に超音波接合される。超音波接合時には、駆動回路１１から良否判断装置２に向けて接合動作時の出力信号が出力される。なお、駆動回路１１は、例えば、発振回路、増幅回路、トランスを含んで構成される。

良否判断装置２には、ワイヤボンダ装置１から接合動作時の出力信号として、図２Ａ−図２Ｆに示すように、ボンディングツール１３の変位量、超音波振動子１２の駆動電流、超音波振動子１２の駆動電圧、超音波振動子１２の電流と電圧の位相、超音波振動子１２の入力電力、ＶＣＯ（Voltage Controlled Oscillator）電圧等が入力される。なお、ＶＣＯ電圧は、超音波振動子１２の共振周波数の変化に追従するようにした発振回路の発振周波数の変化を表す電圧である。これら各種の出力信号は良否判断装置２のＡ／Ｄ変換器２１に入力され、アナログ信号からデジタル信号にＡ／Ｄ変換されて演算器２２に出力される。

演算器２２では、出力信号の波形形状に応じてワイヤボンディングの接合良否が判断される。出力信号は、超音波の出力、超音波の印加時間、ワイヤの押し付け荷重等によって理想的な波形形状が定まっている。例えば、図３の実線に示すように、正常なＶＣＯ電圧の波形形状は、超音波の印加開始時Ａで滑らかなカーブを描きながら立ち上がり、印加終了時Ｂで０［Ｖ］に低下する。一方、図３の破線に示すように、接合面の汚れ等で接合状態が良くないＶＣＯ電圧の波形形状は、超音波の印加開始時Ａで直ぐには立ち上がらずに、しばらく経ってから変化し始める。

このように、ＶＣＯ電圧は、接合状態が正常な場合と不良な場合とで波形形状が異なっている。なお、詳細は説明しないが、他の出力信号の波形形状も同様に接合状態が正常な場合と不良な場合とで波形形状が異なる。そして、演算器２２で出力信号の波形形状と理想的な波形形状が比較されて接合良否が判断され、表示器２３に接合良否の判断結果が表示される。演算器２２で接合不良が判断された場合には、良否判断装置２からワイヤボンダ装置１に向けてアラーム信号が出力される。ワイヤボンダ装置１は、良否判断装置２からのアラーム信号を受けて接合動作を停止させる。

ところで、ワイヤボンダ装置１から得られる出力信号の波形形状は、接合箇所に応じても波形形状が異なっている。例えば、図４Ａ−図４Ｃに示すように、ＶＣＯ電圧は、端子、チップ、基板の接合箇所に応じて波形形状にバラツキが生じている。これは、端子、チップ、基板で接合箇所における接合面の材質、表面粗さ、表面形状等が異なるからである。よって、接合箇所毎に出力信号の波形形状にバラツキが生じているため、ワイヤボンダ装置１から得られた出力信号の波形形状と理想的な波形形状を比較しても接合状態を適切に判断することが難しい。

そこで、本実施の形態では、接合箇所に応じて出力信号の波形形状にバラツキが生じることに着目し、接合箇所毎に判断基準となる基準波形を記憶部２４に記憶するようにしている。そして、各接合箇所の接合良否の判断に適した基準波形を記憶部２４から選択し、出力信号の対象波形と基準波形を比較することで接合良否を判断するようにしている。これにより、接合箇所に応じて出力信号の波形形状にバラツキが生じていても、接合箇所毎に良否判断に有効な基準波形を選択することで接合良否を高精度に判断することが可能になっている。

以下、図５から図８を参照して、接合良否の判断処理の詳細構成について説明する。図５は、第１の実施の形態に係る演算器の制御ブロック図の一例を示す図である。図６は、第１の実施の形態に係る分類部による分類処理の一例を示す図である。図７は、第１の実施の形態に係る選択部による選択処理の一例を示す図である。図８は、第１の実施の形態に係る算出部による算出処理の一例を示す図である。

なお、本実施の形態では、接合箇所毎の基準波形が記憶部に既に記憶されているものとする。また、以下の説明では、出力信号としてＶＣＯ電圧を例示して説明するが、ＶＣＯ電圧以外の出力信号でも同様である。また、本実施の形態では、ワイヤボンダ装置から接合箇所の撮像画像を取得して、接合箇所を特定する構成を例示して説明するが、この構成に限定されない。良否判断装置が接合箇所の撮像画像を直接取得してもよい。また、良否判断装置は、接合箇所を特定可能な情報であれば、どのような情報を取得してもよく、良否判断装置がワイヤボンダ装置から情報を取得してもよいし、良否判断装置が情報を直接取得してもよい。

図５に示すように、良否判断装置２の演算器２２には、取得部３１、分類部３２、選択部３３、調整部３４、算出部３５、判断部３６が設けられている。取得部３１は、ワイヤボンダ装置１（図１参照）から接合箇所の撮像画像を取得する。この場合、ワイヤボンダ装置１では、撮像部（不図示）によってワイヤの接合前に接合箇所が撮像されて、接合開始時点をトリガとして接合箇所の撮像画像が良否判断装置２に出力される。なお、取得部３１は、ワイヤボンダ装置１から直に撮像画像を取得する構成に限らず、出力信号と同様にＡ／Ｄ変換器２１を介して撮像画像を取得してもよい。

分類部３２は、所定の指標に基づいて撮像画像を複数のカテゴリに分類する。この場合、接合箇所に使用される材質毎に明度や色相が異なるため、記憶部２４には接合箇所の撮像画像を分類するための所定の指標として明度や色相が記憶されている。分類部３２は、撮像画像から明度と色相を抽出して、指標として設定された明度と色相と比較して撮像画像を分類する。なお、指標としての明度には、例えば、画像内の平均値、最小値、最大値が使用されてもよい。指標としての色相は、例えば、ＲＧＢ、ＨＳＶ、カラーコードのいずれで示されてもよい。

具体的には、図６に示すように、記憶部２４には、所定の指標としてカテゴリ毎に明度の最小値、最大値、平均値、色相が記憶されている。カテゴリ１には、明度の最小値１００、最大値１５０、平均値１２０、白色が設定され、カテゴリ２には、明度の最小値５０、最大値１００、平均値８０、赤色が設定され、カテゴリ３には、明度の最小値２０、最大値８０、平均値６０、黄色が設定されている。例えば、明度の最小値９０、最大値１３０、平均値１１０、白色の撮像画像の場合には、明度及び色相が最も近いカテゴリ１に撮像画像が分類される。

なお、本実施の形態では、明度と色相を用いて接合箇所の撮像画像のカテゴリが分類される構成にしたが、この構成に限定されない。所定の指標は、接合箇所の撮像画像を複数のカテゴリに分類可能であればよい。よって、明度と色相のいずれか一方を用いて撮像画像が分類されてもよいし、撮像画像内の接合箇所の形状や接合箇所の表面粗さを用いて撮像画像が分類されてもよい。接合箇所の表面粗さは、撮像画像に白黒で表されるため、白黒の割合等で示されてもよい。このようにして、撮像箇所の材質等に応じて撮像画像が複数のカテゴリに分類される。

選択部３３は、分類部３２で分類されたカテゴリに基づいて接合箇所に応じた基準波形を選択する。上記したように接合箇所に応じて出力信号の波形形状にバラツキが生じるため、記憶部２４には接合箇所（撮像画像）のカテゴリ毎に良否判断の基準となる基準波形が記憶されている。例えば、図７Ａ−図７Ｃに示すように、記憶部２４には、波形の立ち上がり時間が異なる３種類の基準波形がカテゴリ１−３用に記憶されている。選択部３３は、接合箇所の撮像画像が属するカテゴリに関連付けられた基準波形を記憶部２４から選択する。このようにして、接合箇所毎に良否判断に有効な基準波形が選択される。

調整部３４は、Ａ／Ｄ変換器２１を通じてワイヤボンダ装置１から出力信号を取得し、出力信号の対象波形を基準波形と同じレベルにレベル調整する。図３に示すように、接合状態が正常であっても、ボンディングツール１３（図１参照）の取付位置に起因した共振周波数の違い等によって出力値にバラツキが生じている。このため、調整部３４は、対象波形の出力値が定数値になるような比例定数を算出し、この比例定数を全ての対象波形に掛け合わせて正規化する。これにより、出力信号の対象波形と基準波形を重ね合わせることで容易に波形形状を比較することが可能になっている。

算出部３５は、調整部３４でレベル調整された対象波形と選択部３３で選択された基準波形とを比較し、この比較結果から対象波形の特徴量を算出する。この場合、図８Ａに示すように、実線で示す基準波形と破線で示す対象波形を重ね合わせたときの違いが数値化される。例えば、図８Ｂに示すように、対象波形と基準波形の偏差が算出され、偏差の最大値及び偏差の積分値が特徴量として抽出される。これにより、接合箇所による波形形状のバラツキを考慮した出力信号の対象波形の特徴量が算出される。なお、特徴量としては偏差の最大値及び偏差の積分値のいずれか一方が抽出されてもよい。

判断部３６は、対象波形と基準波形の比較結果から得られる特徴量を用いて接合良否を判断する。この場合、例えば、過去に蓄積された出力信号の特徴量の平均値の±３σが許容範囲として設定される。そして、対象波形の特徴量が許容範囲内か否かに応じて接合良否が判断される。また、対象波形の特徴量が接合良否の中間値に相当する場合には中間品として、オペレータに接合良否の判断が委ねられてもよい。なお、許容範囲の設定方法は適宜変更が可能である。また、標準偏差の最大値、積分値等の複数の特徴量が抽出された場合には、特徴量毎に許容範囲が設定されてもよいし、多変量解析の一つの手法であるマハラノビス距離の閾値判定によって良否判断されてもよい。

演算器２２で接合良否が判断されると、表示器２３に接合良否の判断結果が表示される。接合状態が正常と判断された場合には、正常である旨が表示器２３に表示され、接合状態が不良と判断された場合には、不良である旨と共に不良個所が表示される。例えば、不良個所の撮像画像が表示されて、不良個所が強調表示される。また、接合状態が不良と判断された場合には、良否判断装置２からワイヤボンダ装置１（図１参照）にアラーム信号が出力されてワイヤボンダ装置１の動作が停止される。このように、接合箇所に応じて基準波形を切り替えながら、接合動作時の接合不良がリアルタイムで判断される。

図９を参照して、良否判断装置による接合良否の判断処理の全体的な流れについて説明する。図９は、第１の実施の形態に係る接合良否の判断処理のフローチャートである。なお、以下に示す接合良否の判断処理はあくまでも一例に過ぎず、適宜変更が可能である。また、図９の説明においては、図１の符号を適宜使用して説明する。

図９に示すように、ワイヤボンダ装置１で接合箇所の接合動作が開始されると、ワイヤボンダ装置１で撮像された接合前の接合箇所の撮像画像が良否判断装置２によって取得される（ステップＳ０１）。接合動作の開始から終了までの出力信号がワイヤボンダ装置１から良否判断装置２に入力され、Ａ／Ｄ変換器２１にてアナログ信号からデジタル信号にリアルタイムに変換される（ステップＳ０２）。Ａ／Ｄ変換後の出力信号は、演算器２２にて比例定数が掛け合わされ、出力信号の対象波形の信号レベルが基準波形と同じレベルにレベル調整される（ステップＳ０３）。

一方、接合箇所の撮像画像は、演算器２２にて所定の指標に基づいて複数のカテゴリに分類され（ステップＳ０４）、撮像画像が属するカテゴリに関連付けられた基準波形が選択される（ステップＳ０５）。演算器２２にてレベル調整後の対象波形と基準波形とが比較され、比較結果から偏差の最大値や偏差の積分値等の特徴量が算出される（ステップＳ０６）。そして、対象波形の特徴量が許容範囲内か否かに応じて接合箇所の接合良否が判断される（ステップＳ０７）。接合良否の判断結果は表示器２３に出力され、オペレータに接合良否の判断結果が知らされる（ステップＳ０８）。

また、本実施の形態では、良否判断装置２が１種類の出力信号を用いて接合良否を判断する構成にしたが、この構成に限定されない。図２に示すように、良否判断装置２が６種類の出力信号をワイヤボンダ装置１から得ているため、複数種類の出力信号を用いて接合良否を判断してもよい。この場合、選択部３３（図５参照）は出力信号毎に接合箇所に応じた基準波形を選択し、判断部３６（図５参照）は出力信号毎の対象波形と基準波形との比較結果に応じて接合良否を判断するようにする。複数種類の出力信号としては、接合良否の判断結果に応じた波形形状の違いが明確なボンディングツール１３の変位量及びＶＣＯ電圧をワイヤボンダ装置１から得ることが好ましい。

例えば、ある接合箇所の接合動作時にボンディングツール１３の変位量及びＶＣＯ電圧のいずれも接合状態が正常と判断された場合に、全体として接合箇所の接合状態が正常であると判断される。一方、ある接合箇所の接合動作時にボンディングツール１３の変位量及びＶＣＯ電圧のいずれかの接合状態が不良と判断された場合には、全体として接合箇所の接合状態が不良であると判断される。このように、複数種類の出力信号に対して対象波形と基準波形とを比較した複数の比較結果を用いることで、接合良否をより高精度に判断することができる。

以上のように、第１の実施の形態に係る良否判断装置２では、ワイヤボンダ装置１による接合動作の接合箇所に応じて基準波形を切り替えながら、出力信号の対象波形と基準波形の比較結果に基づきリアルタイムで接合良否が判断される。よって、接合箇所に応じて出力信号にバラツキが生じる場合であっても、バラツキを考慮した基準波形を用いて接合箇所毎に接合良否が高精度に判断される。

なお、第１の実施の形態では、良否判断装置２がワイヤボンダ装置１から接合箇所の撮像画像を取得して、撮像画像を複数のカテゴリに分類して基準波形を選択する構成を例示して説明するが、この構成に限定されない。良否判断装置２は、ワイヤボンダ装置１から接合箇所を特定可能な情報を取得して、接合箇所に応じた基準波形を選択する構成であればよく、接合箇所を特定可能な位置データをワイヤボンダ装置１から取得してもよい。この場合には、基準波形の選択のために撮像画像を複数のカテゴリに分類する必要がない。

また、第１の実施の形態では、良否判断装置２が出力信号の対象波形の特徴量に基づいて接合良否を判断する構成にしたが、この構成に限定されない。良否判断装置２は、出力信号の対象波形と基準波形との比較結果に応じて接合良否を判断する構成であればよい。

ところで、上記した第１の実施の形態では、良否判断装置２に事前に基準波形を設定しなければならない。しかしながら、基準波形は過去の出力信号の良否判断の判断結果から作られるものであり、良否判断装置２の稼働開始時には必ずしも基準波形が設定されておらず、出力信号の対象波形と基準波形とを比較して良否判断することができない。そこで、第２の実施の形態に係る良否判断装置２では、基準波形を用いずに出力信号の対象波形自体から特徴量を算出可能にしている。さらに、出力信号の対象波形から複数種類の特徴量を算出することで、接合良否を統合的に判断することが可能になっている。

以下、添付図面を参照して第２の実施の形態に係る良否判断装置について説明する。図１０は、第２の実施の形態に係る演算器の制御ブロック図の一例を示す図である。図１１は、第２の実施の形態に係る基本統計量のイメージを示す図である。図１２は、第２の実施の形態に係る判断部による統合判断処理の一例を示す図である。図１３は、第２の実施の形態に係る決定部による決定処理の一例を示す図である。図１４は、第２の実施の形態に係る表示器による対象波形の表示例を示す図である。図１５は、第２の実施の形態に係る表示器による特徴量の表示例を示す図である。図１６は、第２の実施の形態に係る表示器による判断情報の表示例を示す図である。なお、第２の実施の形態では、主に複数の特徴量を用いて接合良否を判断する点で第１の実施の形態と相違している。したがって、第２の実施の形態では、主に相違点について詳細に説明する。

図１０に示すように、良否判断装置２の演算器２２には、取得部３１、分類部３２、選択部３３、調整部３４、算出部３５、判断部３６、決定部３７が設けられている。なお、取得部３１、分類部３２、選択部３３、調整部３４の各部については、第１の実施の形態の各部と同一の構成であるため説明を省略し、第２の実施の形態の特徴部分である算出部３５、判断部３６、決定部３７について特に詳細に説明する。算出部３５は、上記したように出力信号の対象波形と基準波形の比較結果から対象波形の特徴量を算出する他、出力信号の対象波形自体から特徴量を算出している。

この場合、算出部３５は、出力信号の対象波形の基本統計量及び動特性から特徴量を算出する。基本統計量による特徴量は、出力信号の対象波形に対する統計処理によって求められる。例えば、基本統計量による特徴量として、平均値、中央値（メジアン）、最小値、最大値、分散、標準偏差、標準誤差が特徴量として算出される。例えば、図１１に示すように、ＶＣＯ電圧の対象波形の場合には、時間毎に変位する対象波形の電圧値から平均値、中央値、最大値、最小値が求められる。

また、対象波形をｘ_ｉ、電圧値のサンプル数をＮ、サンプルの平均値をｍとすると、分散σ^２は次式（１）、標準偏差σは次式（２）、標準誤差βは次式（３）でそれぞれ求められる。

次に、出力信号の対象波形の動特性に関する特徴量は、対象波形を一時遅れ要素と無駄時間要素で近似して求められる。対象波形は、ゲインをＫ、時定数をＴ、無駄時間をＬとすると、式（４）の伝達関数として表される。これにより、動特性に関する特徴量として、ゲイン、時定数、無駄時間が求められる。なお、ＶＣＯ電圧以外の出力信号の場合には、波形形状に合った他の方法で近似される。

また、動特性に関する特徴量として、適合率が求められてもよい。適合率は、標準波形と正規化後（レベル調整後）の対象波形の適合率である。基準波形をｙ＾（ｋ）、対象波形をｙ（ｋ）、対象波形の平均値をｙ￣とすると、適合率ＦＩＴは次式（５）で求められる。なお、ｙ＾（ｋ）は、ｙの上に「＾」に付されていることを示し、ｙ￣は、ｙの上に「￣」が付されていることを示す。

このように、算出部３５では、第１の実施の形態における対象波形と基準波形の比較結果に基づく特徴量の他に、出力信号の対象波形自体の基本統計量及び動特性から特徴量が算出される。これにより、良否判断装置２の稼働開始時のように基準波形が設定されていない場合であっても、出力信号の対象波形自体から複数の特徴量を算出することが可能になっている。なお、基本統計量による特徴量として７種類の特徴量を例示し、動特性に関する特徴量として４種類の特徴量を例示して説明したが、これらの特徴量に限定されず、出力信号の対象波形自体から得られる特徴量であればよい。

判断部３６は、対象波形と基準波形の比較結果から得られる特徴量を用いて接合良否を判断する他、出力信号の対象波形自体から得られる特徴量、すなわち、統計処理に基づく特徴量、動特性に関連した特徴量を用いて接合良否を判断する。判断部３６は、１つの出力信号につき１種類の特徴量から接合良否を判断してもよいし、１つの出力信号につき複数種類の特徴量から接合良否を判断してもよい。１種類の特徴量から接合良否を判断する場合には、上記したように過去に蓄積された出力信号の特徴量の平均値の±３σが許容範囲として設定され、特徴量が許容範囲内か否かで接合良否が判断される。なお、許容範囲の設定方法は適宜変更が可能である。

判断部３６は、複数種類の特徴量から接合良否を判断する場合には、複数種類の特徴量の個々の良否結果の比率から統合的に接合良否を判断してもよい。例えば、複数種類の特徴量に対して閾値が設定され、特徴量が閾値を超えると接合状態が不良と判断され、特徴量が閾値を超えないと接合状態が正常と判断される。そして、複数種類の特徴量について個々に接合良否が判断され、全種類の特徴量に対して接合状態が正常であると判断された特徴量の比率が所定の比率より大きいか否かに応じて接合良否が統合的に判断される。例えば、１０種類の特徴量では、７種類の特徴量で接合状態が正常のときに、全体として接合状態が正常と判断される。なお、閾値の設定方法は適宜変更が可能である。

また、判断部３６は、複数種類の特徴量を多次元データとしてクラスタリングした結果から統合的に接合良否を判断してもよい。過去に蓄積された出力信号が、複数種類の特徴量を座標軸とする多次元空間で接合状態が正常な出力信号が属するクラスタと接合状態が不良な出力信号が属するクラスタとに分けられている。判断対象となる接合箇所の接合時の出力信号が多次元空間に配置されたときに、判断対象となる出力信号の座標位置が属するクラスタが判断される。そして、多次元空間において出力信号が属するクラスタに基づいて接合良否が統合的に判断される。

例えば、図１２に示すように、過去に蓄積された出力信号をクラスタ分析し、特徴量１−３を座標軸とする多次元空間をクラスタ１−５にクラスタ分けする。各クラスタ１−５には、事前に取得した過去の出力信号の接合良否の判断結果が関連付けられている。そして、判断対象の出力信号の多次元空間における座標位置から各クラスタの重心までの距離が最も短いクラスタに出力信号が属すると判断される。判断対象の出力信号がクラスタ５に属する場合には、判断対象の出力信号から全体として接合状態が正常と判断される。判断対象の出力信号がクラスタ２に属する場合には、判断対象の出力信号から全体として接合状態が不良と判断される。

この複数種類の特徴量のクラスタ分析では、複数の特徴量を用いて多次元で接合良否が判断されるため、特徴量毎に接合良否を判断するような１次元の判断では判断し難いものについても高精度に接合良否を判断することができる。なお、複数種類の特徴量のクラスタ分析としては、例えば、階層クラスタリングの手法であるｗａｒｄ法が使用されてもよい。このように、第２の実施の形態では、出力信号に対して複数種類の特徴量を用いて接合良否を統合的に判断することで、対象波形と基準波形の比較だけでは判断し難いものについても高精度に接合良否を判断することが可能になっている。

ところで、複数種類の特徴量を使用して接合良否を判断する場合には、予め特徴量に関する知見が無い限り、どの特徴量が接合良否の判断に有効かが分からず、特徴量の選択が錯誤的になる。一方で複数種類の特徴量を全て算出する場合には、特徴量の算出処理及び接合良否の判断処理の負荷が大きくなってしまう。そこで、第２の実施の形態では、決定部３７によって、過去に蓄積された出力信号の複数種類の特徴量から良否判断に有効な特徴量の種類を事前に決定して、良否判断の精度を向上させると共にボンディング作業の作業効率を向上させている。

決定部３７は、過去に蓄積された出力信号の特徴量の平均値を用いて良否判断に有効な特徴量を決定してもよい。過去に蓄積された出力信号の複数種類の特徴量毎に、接合状態が正常であると判断された特徴量の平均値と、接合状態が不良であると判断された特徴量の平均値とが求められる。そして、接合状態が正常な平均値と接合状態が不良な平均値の差分の絶対値が所定値以上になる特徴量が、良否判断に有効な特徴量の種類として決定される。なお、特徴量の決定時の基準となる所定値は、各特徴量の傾向を参照してオペレータが任意に設定可能である。また、この方法では平均値の代わりに中央値を使用することも可能である。

より詳細には、特徴量の種類毎に、接合状態が正常であると判断された特徴量の平均値Ｘａ、接合状態が不良であると判断された特徴量の平均値Ｘｂが求められる。平均値Ｘａと平均値Ｘｂの差分の絶対値が所定値以上の場合には、接合状態が正常なときと接合状態が不良なときで特徴量が明確に分離されている可能性が高く、平均値Ｘａと平均値Ｘｂの差分の絶対値が所定値より小さい場合には、接合状態が正常なときと接合状態が不良なときで特徴量が明確に分離されている可能性が低い。よって、複数種類の特徴量の中から差分の絶対値が所定値以上の特徴量が良否判断に有効な特徴量として使用される。

なお、特徴量の種類は、差分の絶対値が所定値以上のものであればよく、差分の絶対値が大きいものから順に良否判断に有効な特徴量が決定されてもよいし、各特徴量の算出負荷等の他の事項を考慮して良否判断に有効な特徴量が決定されてもよい。また、差分の絶対値が所定値以上の特徴量の種類が、差分の絶対値が大きい順に表示器２３に表示されて、オペレータによって任意に決定されてもよい。決定部３７で差分の絶対値から求めた良否判断に有効な特徴量の種類だけが決定されることで、良否判断の精度と共に判断処理の負荷が低減される。

また、決定部３７は、過去に蓄積された出力信号の特徴量の度数分布を用いて良否判断に有効な特徴量を決定してもよい。過去に蓄積された出力信号の複数種類の特徴量毎に、接合状態が正常であると判断された度数分布と、接合状態が不良であると判断された度数分布とが求められる。そして、接合状態が正常な度数分布と接合状態が不良な度数分布の重なりの比率が所定比率以下になる特徴量が、良否判断に有効な特徴量の種類として決定される。なお、特徴量の決定時の基準となる所定比率は、各特徴量の傾向を参照してオペレータが任意に設定可能である。

より詳細には、図１３に示すように、特徴量の種類毎に、接合状態が正常であると判断された特徴量の度数分布、接合状態が不良であると判断された特徴量の度数分布が求められる。度数分布の重なりの比率が所定比率より大きい場合には、接合状態が正常なときと接合状態が不良なときとで特徴量が明確に分離されている可能性が低く、度数分布の重なりの比率が所定比率以下の場合には、接合状態が正常なときと接合状態が不良なときで特徴量が明確に分離されている可能性が高い。よって、複数種類の特徴量の中から度数分布の重なりが所定比率以下の特徴量が良否判断に有効な特徴量として使用される。なお、度数分布の重なりの比率は、以下の式（６）で求められる。

なお、特徴量の種類は、度数分布の重なりの比率が所定比率以下のものであればよく、度数分布の重なりの比率が低いものから順に良否判断に有効な特徴量が決定されてもよいし、各特徴量の算出負荷等の他の事項を考慮して良否判断に有効な特徴量が決定されてもよい。また、度数分布の重なりの比率が所定比率以下の特徴量の種類が、度数分布の重なりの比率が低い順に表示器２３に表示されて、オペレータによって任意に決定されてもよい。決定部３７で度数分布の重なりの比率から求めた良否判断に有効な特徴量の種類だけが決定されることで、良否判断の精度と共に判断処理の負荷が低減される。

また、第２の実施の形態に係る表示器２３は、オペレータに対する良否判断の支援として、出力信号の波形形状の比較情報、特徴量の比較情報、接合良否の判断情報を表示してもよい。図１４に示すように、表示器２３には、出力信号の波形形状の比較情報として、接合良否の判断結果に関連付けて接合動作毎の出力信号の対象波形が比較可能に表示される。この場合、縦軸を出力値、横軸を時間とした座標系に、バッチと呼ばれる接合動作毎に出力信号の対象波形が重ねられて表示されており、各バッチの出力信号には良否判断の判断結果が関連付けられている。これにより、バッチ毎の出力信号の対象波形の違いと接合良否の判断結果の相関関係をオペレータに確認させることができる。

例えば、接合状態が正常なバッチと接合状態が不良なバッチとで出力信号の波形形状の挙動が変わる場合には、良否判断に有効な出力信号としてオペレータに認識させることができる。一方で接合状態が正常なバッチと接合状態が不良なバッチとで出力信号の波形形状の挙動が変わらない場合には、良否判断に有効ではない出力信号としてオペレータに認識させることができる。図の例では、接合状態が不良なバッチ１、２と接合状態が正常なバッチ３とで出力信号の波形形状の挙動が異なり、接合良否の判断結果と出力信号の対象波形の変位に相関がある出力信号としてオペレータに認識される。

なお、表示器２３に複数の出力信号の対象波形が重ねられて表示されたが、表示方法は特に限定されない。表示器２３には出力信号の対象波形が比較可能に表示されていればよく、例えば、対象波形の挙動を示すデータがテーブルで表示されてもよい。

また、図１５に示すように、表示器２３には、バッチ毎の出力信号の特徴量の比較情報として、接合良否の判断結果に関連付けた出力信号の対象波形の特徴量が比較可能に表示される。この場合、縦軸を特徴量の値、横軸をバッチとした座標系に、バッチ毎に対象波形の複数の特徴量が表示されており、各バッチには良否判断の判断結果が関連付けられている。これにより、対象波形の特徴量と接合良否の判断結果の相関関係をオペレータに確認させることができる。例えば、接合状態が正常な出力信号と接合状態が不良な出力信号とで特徴量の値が大きく異なるものが、要否判断に有効な特徴量としてオペレータに認識される。

図の例では、特徴量１は、接合状態が不良なバッチ１、２では低い値であり、接合状態が正常なバッチ３では高い値である。特徴量１と接合良否とは相関があるため、特徴量１は要否判断に有効な特徴量としてオペレータに認識される。特徴量２は、接合状態が不良なバッチ１では低い値であり、接合状態が不良なバッチ２と接合状態が正常なバッチ３では高い値である。また、特徴量３は、接合状態が不良なバッチ１では高い値であり、接合状態が不良なバッチ２と接合状態が正常なバッチ３では低い値である。特徴量２、３と接合良否とは相関がないため、特徴量２、３は良否判断に使用できない特徴量としてオペレータに認識される。

なお、表示器２３にバッチ毎の出力信号の特徴量がグラフで表示されたが、表示方法は特に限定されない。表示器２３には対象波形の特徴量が比較可能に表示されていればよく、バッチ毎に特徴量がテーブルで表示されてもよい。

また、図１６に示すように、多次元空間において過去に蓄積された出力信号がクラスタリングされていることを前提とし、表示器２３には、接合良否の判断情報として、判断対象となる出力信号の座標位置と各クラスタの重心までの距離が表示される。この場合、縦軸を距離、横軸をバッチとした座標系に、バッチ毎に判断対象となる出力信号の座標位置から各クラスタの重心までの距離が表示される。各クラスタは、接合状態が正常な出力信号が属するクラスタと接合状態が不良な出力信号が属するクラスタとに分けられており、出力信号の座標位置が属するクラスタに応じて接合良否がオペレータに認識される。

図の例では、クラスタ１は接合状態が正常なクラスタであり、クラスタ２は接合状態が不良なクラスタである。バッチ１、２、４は、出力信号の座標位置からクラスタ１の重心までの距離がクラスタ２の重心までの距離よりも短い。よって、バッチ１、２、４の出力信号がクラスタ１に属し、接合状態が正常であるとオペレータに認識される。また、バッチ３、５は、出力信号の座標位置からクラスタ１の重心までの距離がクラスタ２の重心までの距離よりも長い。よって、バッチ３、５の出力信号がクラスタ２に属し、接合状態が不良であるとオペレータに認識される。

なお、表示器２３にバッチ毎の出力信号の座標位置と各クラスタの重心までの距離がグラフで表示されたが、表示方法は特に限定されない。表示器２３には、出力信号の座標位置からクラスタの重心までの距離によって接合良否の判断可能に表示されていればよく、例えば、出力信号の座標位置から各クラスタの重心までの距離がテーブルで表示されてもよい。

図１７を参照して、良否判断装置による接合良否の判断処理の全体的な流れについて説明する。図１７は、第２の実施の形態に係る接合良否の判断処理のフローチャートである。なお、以下に示す接合良否の判断処理はあくまでも一例に過ぎず、適宜変更が可能である。また、図１７の説明においては、図１０の符号を適宜使用して説明する。

図１７に示すように、ワイヤボンダ装置１の稼働前の事前処理として、過去に蓄積された出力信号によって、出力信号の複数種類の特徴量から良否判断に有効な特徴量の種類が決定される（ステップＳ１１）。過去の出力信号の特徴量の平均値又は中央値を用いて特徴量の種類を決定してもよいし、過去の出力信号の特徴量の度数分布を用いて特徴量の種類を決定してもよい。ワイヤボンダ装置１が稼働されると、接合動作の開始から終了までの出力信号がワイヤボンダ装置１から良否判断装置２に入力され、Ａ／Ｄ変換器２１にてアナログ信号からデジタル信号にリアルタイムに変換される（ステップＳ１２）。

良否判断装置２に基準波形が設定されている場合（ステップＳ１３でＹｅｓ）、出力信号の対象波形と基準波形の比較結果から対象波形の特徴量が算出される（ステップＳ１４）。ここでは詳細な説明は省略するが、上記した接合箇所の撮像画像の取得、対象波形のレベル調整、接合箇所の撮像画像の分類、基準波形の選択等の各処理が実施される（図９のステップＳ０１、Ｓ０３−Ｓ０５参照）。その後、レベル調整後の対象波形と基準波形とが比較され、これらの比較結果から偏差の最大値や偏差の積分値等の特徴量が算出される。

良否判断装置２に基準波形が設定されていない場合（ステップＳ１３でＮｏ）、出力信号の対象波形自体から特徴量が算出される（ステップＳ１５）。出力信号の対象波形に対する統計処理によって基本統計量による特徴量が算出されてもよいし、対象波形を一時遅れ要素と無駄時間要素で近似して動特性に関する特徴量が算出されてもよい。このようにして、対象波形の特徴量が求められると、特徴量に基づいて接合箇所の接合良否が判断される（ステップＳ１６）。この場合、１種類の特徴量から接合良否が判断されてもよいし、複数種類の特徴量から接合良否が判断されてもよい。

１種類の特徴量から接合良否が判断される場合、対象波形の特徴量が許容範囲内か否かに応じて接合箇所の接合良否が判断される。複数種類の特徴量から接合良否が判断される場合、複数種類の特徴量の個々の良否結果の比率から統合的に接合良否が判断されてもよいし、複数種類の特徴量を多次元データとしてクラスタリングした結果から統合的に接合良否が判断されてもよい。そして、接合良否の判断結果は表示器２３に出力され、オペレータに接合良否の判断結果が知らされる（ステップＳ１７）。なお、表示器２３には、オペレータに対する良否判断の支援として、出力信号の波形形状の比較情報、特徴量の比較情報、接合良否の判断情報が表示されてもよい。

なお、予め良否判断に使用する特徴量が決定されている場合等には、ステップＳ１１を省略することも可能である。また、ステップＳ１３で基準波形が設定されている場合、出力信号の対象波形と基準波形の比較結果から特徴量が算出される構成にしたが、この構成に限定されない。出力信号の対象波形と基準波形の比較結果から特徴量が算出されると共に、出力信号の対象波形自体から特徴量が算出されてもよい。ステップＳ１６で複数の特徴量として、出力信号の対象波形と基準波形の比較結果から得られた特徴量と出力信号の対象波形自体から得られた特徴量を用いて接合良否を判断してもよい。

以上のように、第２の実施の形態に係る良否判断装置２では、複数種類の特徴量を用いて接合良否を統合的に判断することで、対象波形と基準波形との比較だけでは判断し難いものについても高精度に接合良否を判断することができる。良否判断装置２の稼働開始時のように、基準波形が設定されていない場合であっても接合良否を判断することができる。

なお、本発明は上記実施の形態に限定されず、種々変更して実施することが可能である。上記実施の形態において、添付図面に図示されている大きさや形状などについては、これに限定されず、本発明の効果を発揮する範囲内で適宜変更することが可能である。その他、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更して実施することが可能である。

例えば、第１、第２の実施の形態では、ワイヤボンダ装置１と良否判断装置２とが別体である構成について説明したが、この構成に限定されない。ワイヤボンダ装置１が良否判断装置２を備えていてもよい。これにより、ワイヤボンダ装置１においてワイヤの接合時の接合良否を高精度に判断することができる。

また、第１、第２の実施の形態では、ワイヤボンダ装置１の撮像部によって接合箇所の撮像画像を取得する構成を例示したが、この構成に限定されない。良否判断装置２に撮像部を設けて、良否判断装置２が接合箇所の撮像画像を取得する構成にしてもよい。

また、第２の実施の形態では、良否判断装置２の稼働開始時に基準波形が設定されていない場合に、対象波形自体から特徴量を算出する構成にしたが、この構成に限定されない。良否判断装置２の稼働開始時の基準波形の有無に関わらず、対象波形自体から特徴量を算出してもよい。

下記に、上記の各種実施形態における特徴点を整理する。
上記実施形態に記載の良否判断装置は、ワイヤボンダ装置から得られるワイヤの接合時の出力信号に応じて、ワイヤボンディングの接合良否を判断する良否判断装置であって、前記ワイヤが接合される接合箇所に応じた基準波形を選択する選択部と、前記接合箇所の接合時の出力信号の対象波形と前記基準波形との比較結果に応じて接合良否を判断する判断部とを備えることを特徴とする。

また、上記実施形態に記載の良否判断方法は、ワイヤボンダ装置から得られるワイヤの接合時の出力信号に応じて、ワイヤボンディングの接合良否を判断する良否判断方法であって、前記ワイヤが接合される接合箇所に応じた基準波形を選択するステップと、前記接合箇所の接合時の出力信号の対象波形と前記基準波形との比較結果に応じて接合良否を判断するステップとを有することを特徴とする。

これらの構成によれば、各接合箇所の接合良否の判断に適した基準波形が選択され、出力信号の対象波形と基準波形の比較によって接合良否が判断される。よって、接合箇所に応じて出力信号にバラツキが生じる場合であっても、バラツキを考慮した基準波形を用いることで接合箇所毎に接合良否を高精度に判断することができる。また、接合状態が正常な場合と不良な場合とで波形形状にバラツキが生じても、対象波形と基準波形を比較することで接合良否が誤って判断されることがない。

また、上記実施形態に記載の良否判断装置は、前記接合箇所の撮像画像を取得する取得部と、所定の指標に基づいて前記撮像画像を複数のカテゴリに分類する分類部とを備え、前記選択部は、前記撮像画像が属するカテゴリに関連付けられた基準波形を選択する。この構成によれば、所定の指標に基づいて接合箇所の撮像画像が分類され、撮像画像の分類によって接合箇所の接合良否の判断に適した基準波形を選択することができる。

また、上記実施形態に記載の良否判断装置において、前記分類部は、明度及び／又は色相を前記所定の指標として、前記撮像画像を複数のカテゴリに分類する。この構成によれば、撮像箇所の明度及び／又は色相から接合箇所の表面状態が複数のカテゴリに分類され、接合箇所の表面状態における接合良否の判断に適した基準波形を選択することができる。

また、上記実施形態に記載の良否判断装置は、前記ワイヤボンダ装置から複数種類の出力信号を得ており、前記選択部は、前記出力信号毎に前記接合箇所に応じた基準波形を選択し、前記判断部は、前記出力信号毎の前記対象波形と基準波形との比較結果に応じて接合良否を判断する。この構成によれば、複数種類の出力信号のそれぞれに対して対象波形と基準波形とを比較した複数の比較結果を用いることで、接合良否をより高精度に判断することができる。

また、上記実施形態に記載の上記良否判断装置は、前記複数種類の出力信号として、前記ワイヤボンダ装置からボンディングツールの変位量及びＶＣＯ（Voltage Controlled Oscillator）電圧を得る。この構成によれば、接合良否の判断結果に応じた波形形状の違いが明確なボンディングツールの変位量及びＶＣＯ電圧の対象波形から、接合良否を高精度に判断することができる。

また、上記実施形態に記載の良否判断装置は、前記対象波形の信号レベルを前記基準波形と同じレベルにレベル調整する調整部と、レベル調整後の前記対象波形と前記基準波形の比較結果から前記対象波形の特徴量を算出する算出部とを備え、前記判断部は、前記比較結果から得られる対象波形の特徴量を用いて接合良否を判断する。この構成によれば、対象波形と基準波形が同じ信号レベルに調整されるため、対象波形と基準波形の波形形状の違いを容易に比較することができ、波形形状の違いを特徴量として接合良否の判断に使用することができる。

また、上記実施形態に記載の良否判断装置において、前記算出部は、レベル調整後の前記対象波形と前記基準波形の比較結果から、前記対象波形の特徴量として前記対象波形と前記基準波形の偏差の最大値及び／又は当該偏差の積分値を算出する。この構成によれば、対象波形と基準波形の偏差の最大値及び／又は当該偏差の積分値を特徴量として接合良否の判断に使用することができる。

また、上記実施形態に記載の良否判断装置において、前記算出部は、前記対象波形に対する統計処理から前記対象波形の特徴量を算出し、前記判断部は、前記統計処理に基づく特徴量を用いて接合良否を判断する。この構成によれば、出力信号の対象波形に統計処理を施すことで、対象波形自体から特徴量を算出することができる。

また、上記実施形態に記載の上記良否判断装置において、前記算出部は、前記対象波形の動特性から前記対象波形の特徴量を算出し、前記判断部は、前記動特性に関連した特徴量を用いて接合良否を判断する。この構成によれば、出力信号の対象波形の動特性を分析することで、対象波形自体から特徴量を算出することができる。

また、上記実施形態に記載の良否判断装置において、前記判断部は、１つの出力信号につき複数種類の特徴量に基づいて接合良否を判断する。この構成によれば、複数種類の特徴量を用いて接合良否を統合的に判断することで、対象波形と基準波形との比較だけでは判断し難いものについても高精度に接合良否を判断することができる。

また上記実施形態に記載の良否判断装置において、前記判断部は、出力信号について前記複数種類の特徴量を個々に接合良否を判断し、全種類の特徴量に対して接合状態が正常であると判断された特徴量の比率が所定の比率より大きいか否かに応じて接合良否を判断する。この構成によれば、複数種類の特徴量のそれぞれの良否判断の判断結果から統合的に接合良否を判断することができる。

また、上記実施形態に記載の良否判断装置において、過去に蓄積された出力信号が、前記複数種類の特徴量を座標軸とする多次元空間で、接合状態が正常な出力信号が属するクラスタと接合状態が不良な出力信号が属するクラスタとに分けられており、前記判断部は、前記多次元空間において判断対象となる出力信号の座標位置が属するクラスタに基づいて接合良否を判断する。この構成によれば、複数の特徴量を用いて多次元で接合良否が判断されるため、特徴量毎に接合良否を判断するような１次元の判断では判断し難いものについても高精度に接合良否を判断することができる。

また、上記実施形態に記載の良否判断装置は、過去に蓄積された出力信号の複数種類の特徴量に基づいて前記複数種類の特徴量の中から良否判断に有効な特徴量の種類を決定する決定部を備える。この構成によれば、複数種類の特徴量の中から良否判断に有効な特徴量だけが使用されるため、良否判断の精度を向上させると共に判断処理の負荷を低減することができる。

また、上記実施形態に記載の良否判断装置において、前記決定部は、前記過去に蓄積された出力信号の複数種類の特徴量毎に、接合状態が正常であると判断された特徴量の平均値又は中央値と、接合状態が不良であると判断された特徴量の平均値又は中央値とを求め、接合状態が正常な平均値又は中央値と接合状態が不良な平均値又は中央値の差分の絶対値が所定値以上になる特徴量を、良否判断に有効な特徴量の種類として決定する。この構成によれば、接合状態が正常な平均値又は中央値と接合状態が不良な平均値又は中央値の差分の絶対値が大きいほど、接合状態が正常なときと接合状態が不良なときで特徴量が明確に分離される。よって、差分の絶対値が所定値以上の特徴量を良否判断に有効な特徴量として使用することができる。

また、上記実施形態に記載の良否判断装置において、前記決定部は、前記過去に蓄積された出力信号の複数種類の特徴量毎に、接合状態が正常であると判断された度数分布と、接合状態が不良であると判断された度数分布とを求め、接合状態が正常な度数分布と接合状態が不良な度数分布の重なりの比率が所定比率以下になる特徴量を、良否判断に有効な特徴量の種類として決定する。この構成によれば、接合状態が正常な度数分布と接合状態が不良な度数分布の重なりの比率が低いほど、接合状態が正常なときと接合状態が不良なときで特徴量が明確に分離される。よって、重なりの比率が所定比率以下の特徴量を良否判断に有効な特徴量として使用することができる。

また、上記実施形態に記載の良否判断装置は、接合良否の判断結果に関連付けて接合動作毎の出力信号の対象波形を比較可能に表示する表示器を備える。この構成によれば、出力信号の対象波形の違いと接合良否の判断結果の相関関係をオペレータに確認させることができる。よって、接合良否の判断結果と出力信号の対象波形の変位に相関がある出力信号を、接合良否の判断に有効な出力信号としてオペレータに認識させることができる。

また、上記実施形態に記載の良否判断装置において、前記表示器は、前記接合良否の判断結果に関連付けた出力信号の対象波形の特徴量を比較可能に表示する。この構成によれば、対象波形の特徴量と接合良否の判断結果の相関関係をオペレータに確認させることができる。よって、接合良否の判断結果と対象波形の特徴量に相関がある特徴量を、接合良否の判断に有効な特徴量としてオペレータに認識させることができる。

また、上記実施形態に記載の良否判断装置において、過去に蓄積された出力信号が、前記複数種類の特徴量を座標軸とする多次元空間で、接合状態が正常な出力信号が属するクラスタと接合状態が不良な出力信号が属するクラスタとに分けられており、前記表示器は、前記多次元空間において判断対象となる出力信号の座標位置と各クラスタの重心までの距離を表示する。この構成によれば、出力信号の座標位置から各クラスタの重心までの距離が近いクラスタをオペレータに確認させることができる。よって、出力信号の座標位置が近いクラスタに基づいて、オペレータに良否判断の判断結果を認識させることができる。

上記実施形態に記載のワイヤボンダ装置は、上記の良否判断装置を備える。この構成によれば、ワイヤボンダ装置においてワイヤの接合時の接合良否を高精度に判断することができる。

以上説明したように、本発明は、ワイヤボンディングの接合良否を高精度に判断することができるという効果を有し、特にワイヤボンダ装置の接合動作時の信号波形により接合良否を判断する良否判断装置、ワイヤボンダ装置及び良否判断方法に有用である。

１ ワイヤボンダ装置
２ 良否判断装置
１３ ボンディングツール
２２ 演算器
２３ 表示器
２４ 記憶部
３１ 取得部
３２ 分類部
３３ 選択部
３４ 調整部
３５ 算出部
３６ 判断部
３７ 決定部

Claims (20)

1. ワイヤボンダ装置から得られるワイヤの接合時の出力信号に応じて、ワイヤボンディングの接合良否を判断する良否判断装置であって、
   前記ワイヤが接合される接合箇所に応じた基準波形を選択する選択部と、
   前記接合箇所の接合時の出力信号の対象波形と前記基準波形との比較結果に応じて接合良否を判断する判断部とを備えることを特徴とする良否判断装置。
2. 前記接合箇所の撮像画像を取得する取得部と、
   所定の指標に基づいて前記撮像画像を複数のカテゴリに分類する分類部とを備え、
   前記選択部は、前記撮像画像が属するカテゴリに関連付けられた基準波形を選択することを特徴とする請求項１に記載の良否判断装置。
3. 前記分類部は、明度及び／又は色相を前記所定の指標として、前記撮像画像を複数のカテゴリに分類することを特徴とする請求項２に記載の良否判断装置。
4. 前記ワイヤボンダ装置から複数種類の出力信号を得ており、
   前記選択部は、前記出力信号毎に前記接合箇所に応じた基準波形を選択し、
   前記判断部は、前記出力信号毎の前記対象波形と基準波形との比較結果に応じて接合良否を判断することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の良否判断装置。
5. 前記複数種類の出力信号として、前記ワイヤボンダ装置からボンディングツールの変位量及びＶＣＯ（Voltage Controlled Oscillator）電圧を得ることを特徴とする請求項４に記載の良否判断装置。
6. 前記対象波形の信号レベルを前記基準波形と同じレベルにレベル調整する調整部と、
   レベル調整後の前記対象波形と前記基準波形の比較結果から前記対象波形の特徴量を算出する算出部とを備え、
   前記判断部は、前記比較結果から得られる対象波形の特徴量を用いて接合良否を判断することを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載の良否判断装置。
7. 前記算出部は、レベル調整後の前記対象波形と前記基準波形の比較結果から、前記対象波形の特徴量として前記対象波形と前記基準波形の偏差の最大値及び／又は当該偏差の積分値を算出することを特徴とする請求項６に記載の良否判断装置。
8. 前記算出部は、前記対象波形に対する統計処理から前記対象波形の特徴量を算出し、
   前記判断部は、前記統計処理に基づく特徴量を用いて接合良否を判断することを特徴とする請求項６又は請求項７に記載の良否判断装置。
9. 前記算出部は、前記対象波形の動特性から前記対象波形の特徴量を算出し、
   前記判断部は、前記動特性に関連した特徴量を用いて接合良否を判断することを特徴とする請求項６から請求項８のいずれかに記載の良否判断装置。
10. 前記判断部は、１つの出力信号につき複数種類の特徴量に基づいて接合良否を判断することを特徴とする請求項６から請求項９のいずれかに記載の良否判断装置。
11. 前記判断部は、出力信号について前記複数種類の特徴量について個々に接合良否を判断し、全種類の特徴量に対して接合状態が正常であると判断された特徴量の比率が所定の比率より大きいか否かに応じて接合良否を判断することを特徴とする請求項１０に記載の良否判断装置。
12. 過去に蓄積された出力信号が、前記複数種類の特徴量を座標軸とする多次元空間で、接合状態が正常な出力信号が属するクラスタと接合状態が不良な出力信号が属するクラスタとに分けられており、
    前記判断部は、前記多次元空間において判断対象となる出力信号の座標位置が属するクラスタに基づいて接合良否を判断することを特徴とする請求項１０に記載の良否判断装置。
13. 過去に蓄積された出力信号の複数種類の特徴量に基づいて前記複数種類の特徴量の中から良否判断に有効な特徴量の種類を決定する決定部を備えることを特徴とする請求項１０から請求項１２のいずれかに記載の良否判断装置。
14. 前記決定部は、前記過去に蓄積された出力信号の複数種類の特徴量毎に、接合状態が正常であると判断された特徴量の平均値又は中央値と、接合状態が不良であると判断された特徴量の平均値又は中央値とを求め、接合状態が正常な平均値又は中央値と接合状態が不良な平均値又は中央値の差分の絶対値が所定値以上になる特徴量を、前記良否判断に有効な特徴量の種類として決定することを特徴とする請求項１３に記載の良否判断装置。
15. 前記決定部は、前記過去に蓄積された出力信号の複数種類の特徴量毎に、接合状態が正常であると判断された度数分布と、接合状態が不良であると判断された度数分布とを求め、接合状態が正常な度数分布と接合状態が不良な度数分布の重なりの比率が所定比率以下になる特徴量を、前記良否判断に有効な特徴量の種類として決定することを特徴とする請求項１３に記載の良否判断装置。
16. 接合良否の判断結果に関連付けて接合動作毎の出力信号の対象波形を比較可能に表示する表示器を備えることを特徴とする請求項１から請求項１５のいずれかに記載の良否判断装置。
17. 前記表示器は、前記接合良否の判断結果に関連付けた出力信号の対象波形の特徴量を比較可能に表示することを特徴とする請求項１６に記載の良否判断装置。
18. 過去に蓄積された出力信号が、前記複数種類の特徴量を座標軸とする多次元空間で、接合状態が正常な出力信号が属するクラスタと接合状態が不良な出力信号が属するクラスタとに分けられており、
    前記表示器は、前記多次元空間において判断対象となる出力信号の座標位置と各クラスタの重心までの距離を表示することを特徴とする請求項１６又は請求項１７に記載の良否判断装置。
19. 請求項１から請求項１８のいずれかに記載の良否判断装置を備えることを特徴とするワイヤボンダ装置。
20. ワイヤボンダ装置から得られるワイヤの接合時の出力信号に応じて、ワイヤボンディングの接合良否を判断する良否判断方法であって、
    前記ワイヤが接合される接合箇所に応じた基準波形を選択するステップと、
    前記接合箇所の接合時の出力信号の対象波形と前記基準波形との比較結果に応じて接合良否を判断するステップとを有することを特徴とする良否判断方法。

Images