JPH0145664B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 (1) 発明の技術分野 本発明は、半導体チツプ上の電極パターンにワ
イヤボンデイングを施すボンデイング装置に関す
る。

一般に、この種のボンデイング装置では、ワイ
ヤボンデイングに先立つて半導体チツプ上の電極
パターンの位置を撮像装置により検出し、これに
よりボンデイングツールをチツプ上の所定位置に
移動してツールの位置決めを行つている。ところ
が、ボンデイング時は、ボンデイングツールがチ
ツプ上に移動するため、ボンデイングヘツドが正
しい位置に来て正しくボンデイングを行つている
か否かの状態を、チツプの真上から撮像装置で観
測することができない。そこで、ボンデイング時
にも、そのボンデイング状態を観測できるように
するための工夫が、従来からなされている。

(2) 従来の技術 第１図は従来のボンデイング装置の斜視図であ
り、第２図及び第３図は第１図に示したボンデイ
ング装置の使用状態を説明するための側面図であ
る。

第１図において、ボンデイング機構１の上方に
Ｌ字状の支持腕２を有し、この支持腕の先端にテ
レビカメラ等の撮像装置３が下方を向けて固定さ
れている。そして、上記ボンデイング機構１はＸ
−Ｙステージ４上に載置され、このXYステージ
４はモータ５，６によつてＸ軸及びＹ軸方向に移
動できるように構成されている。撮像装置３の下
方にはフイーダ（もしくは検知テーブル）７が配
設されており、このフイーダ７によつて供給され
た半導体チツプ８上の電極パターンを撮像装置３
で真上から観測できるようになつている。

また、上記ボンデイング機構１からは、半導体
チツプ８に対して実際にワイヤボンデイングを行
うためのボンデイングツール１ａが延びている。
そして、撮像装置３の側方には、スタンド１０で
支持された顕微鏡９が配置され、この顕微鏡９に
よつてボンデイングツール１ａの先端部（ボンデ
イングヘツド）及びその近傍を観測できるように
なつている。

上記構成からなるボンデイング装置により、半
導体チツプ８上の電極パターンの位置を検出する
場合には、第２図に示すように、XYステージ４
をＸ軸方向に矢印の如く移動し、フイーダ７との
間に10〜15mm程度の距離Ｌを保つて固定すること
により、撮像装置３の光軸１１上にチツプ８の電
極パターンの中心が来るようにすると共に、ボン
デイングツール１ａによつて上記電極パターンが
隠れないようにする。この状態で、撮像装置３に
よりチツプ８上の電極パターンを観測し、そのパ
ターン位置を検出する。

次に、第３図に示すように、XYステージ４を
Ｘ軸に沿つてフイーダ７の方へ近づけ、ボンデイ
ングツール１ａがチツプ８上のボンデイングすべ
き位置に来るようにする。これにより、撮像装置
３の光軸１１はチツプ８上から外れる。その代わ
り、今度は、顕微鏡９の光軸１２がチツプ８上の
ボンデイングすべき位置に来ている。この状態
で、顕微鏡９により、ボンデイングツール１ａの
先端部（ボンデイングヘツド）がチツプ８上の正
しい位置にあるかどうかを確認した後、ワイヤボ
ンデイングを開始する。そして、このボンデイン
グの最中も、正しくボンデイングを行つているか
否かを顕微鏡９により観測する。

(3) 従来技術の問題点 上記従来のボンデイング装置では、チツプ上の
電極パターン位置の確認と、ボンデイング時のボ
ンデイング状態の観測を行うための手段として、
テレビカメラ等の撮像装置３の他に、固定用の顕
微鏡９をも必要としたので、装置が大型化してし
まうという問題点があつた。

また、ボンデイング状態を固定用の顕微鏡９で
斜め上方から観測する場合、例えば５mm角の集積
回路にボンデイングするためには、最低でも10mm
角の範囲の視野に選ばないとボンデイング状態の
観察が不可能であるため、必然的に顕微鏡９の倍
率を低くしなければならないという問題もあつ
た。

(4) 発明の目的 本発明は、上記従来の問題点に鑑み、固定用の
顕微鏡を用いることなく、１つの撮像装置のみで
チツプ上の電極パターンの位置検出とボンデイン
グ状態の観測とを行い、しかもボンデイング状態
を充分な倍率で観測できるようにすることを目的
とする。

(5) 発明の構成 本発明のボンデイング装置は、上記目的を達成
するため、撮像装置に挿脱自在の光路変更手段
と、焦点調整手段とを設け、ボンデイング時に
は、上記光路変更手段を挿入して撮像装置の光軸
を半導体チツプ上に屈折せしめると共に、この屈
折による焦点のずれを上記焦点調整手段で調整し
て、上記撮像装置によりチツプ上のボンデイング
状態を撮像可能としたことを特徴とする。

(6) 実施例 以下、本発明の実施例について、図面を参照し
ながら説明する。

第４図は本発明の一実施例に係るボンデイング
装置の斜視図であり、第５図及び第６図は第４図
に示したボンデイング装置の使用状態を説明する
ための側面図である。なお、前述した第１図〜第
３図と同一部分には同一符号を付して、重複説明
を省略する。

第４図において、テレビカメラ等の撮像装置３
の先端部には、焦点調整機構１３が取り付けられ
ている。この焦点調整機構１３は、円板１３ａの
中心にモータもしくはギヤ等の円板駆動装置１６
が取り付けられ、この円板駆動装置１６により円
板１３ａを自在に回動させ得るようになつてい
る。そして、上記円板１３ａには、その円周方向
に沿つて、それぞれ倍率の異なる複数のレンズ１
３ｂが配列されており、これら複数のレンズ１３
ｂのうち所望のレンズを撮像装置３の光軸１１上
に位置するように円板１３ａを回動できるように
なつている。

また、撮像装置３のレンズ筒３ａの側壁には、
光路変更機構１４が取り付けられている。この光
路変更機構１４は、第７図に示すように、レンズ
筒３ａに巻き付けて固定された支持腕１４ａに、
その一部に設けられた枢軸１４ｃを介してＬ字状
のプリズム保持アーム１４ｂを回動自在に取り付
け、更に、このプリズム保持アーム１４ｂの光軸
１１と交差する部分に孔１４ｄを穿ち、この孔１
４ｄにプリズム１５を接合もしくは嵌着してなつ
ている。更に、プリズム保持アーム１４ｂの縦方
向に延びた部分には、ソレノイド等の駆動機構１
７が取り付けられ、この駆動機構１７によりプリ
ズム保持アーム１４ｂを枢軸１４ｃを中心に回動
させて、プリズム１５を光軸１１上に挿入した
り、或いは光軸１１上から離脱したりできるよう
になつている。

上記プリズム１５が撮像装置３の光軸１１上に
挿入された時は、このプリズム１５によつて光軸
１１が屈折される。この場合に必要なプリズム１
５のオフセツト角θ_aは、上述したXYステージ４
の移動距離Ｌに応じて設定され、例えば第８図に
示すようにプリズム１５の屈折率をnpとすれば、 np×sinθi＝sinθ₀ の関係から、以下の式で求めることができる。

θ_a＝θ₀−θi ＝sin^-1（np×sinθi）−θi なお、屈折率npは、一般には1.5程度である。

次に、上記構成からなるボンデイング装置の動
作を、第５図及び第６図に基づき説明する。

まず、第５図に示すように、光路変更機構１４
のプリズム１５を撮像装置３の光軸１１上から離
脱させた状態で、チツプ８上の電極パターン位置
を撮像装置３により認識する。そして、第４図に
示すように、撮像装置３からの信号を２値化回路
１８で２値信号に変換し、この２値信号に基づき
パターン位置検出回路１９で演算処理してパター
ン位置を算出する。そして、この演算結果をテレ
ビ画面等の表示装置２０に表示すると共に、上記
演算結果に基づいてXYステージ４のモータ５，
６を制御して、チツプ８の電極パターン上の所定
位置にボンデイングツール１ａの先端部（ボンデ
イングヘツド）を位置決めする。この位置決めに
より、チツプ８は撮像装置３の光軸１１上から一
旦ずれる。

その後、制御回路２１から光路変更機構１４の
駆動機構１７（第７図参照）に指示を与えること
によりプリズム保持アーム１４ｂを回動させて、
第６図に示すようにプリズム１５を撮像装置３の
光軸１１上に挿入する。これにより、光軸１１は
屈折され、チツプ８上のボンデイングすべき位置
に合わせられる。この際、光軸１１の屈折により
焦点のずれが生じるので、この状態で上記パター
ン位置検出回路１９から得られる演算結果に基づ
き、制御回路２１により焦点調整機構１３の円板
駆動装置１６を回動させて、上記焦点ずれを補正
する適切な倍率のレンズ１３ｂを光軸１１上にセ
ツトする。

このようにすることにより、表示装置２０に
は、チツプ８上のボンデイングすべき位置が鮮明
に表示される。この状態で、表示装置２０によ
り、ボンデイングツール１ａの先端部（ボンデイ
ングヘツド）がチツプ８上の正しい位置にあるか
どうかを確認した後、ワイヤボンデイングを開始
する。そして、ボンデイングの最中も、正しくボ
ンデイングが行われているかどうか等を表示装置
２０で観測することができる。

本実施例によれば、ボンデイング時には、光路
変更機構１４のプリズム１５を挿入することによ
り撮像装置３の光軸１１をチツプ８上に屈折さ
せ、しかもその屈折による焦点ずれを焦点調整機
構１３により調整するようにしたので、ボンデイ
ング状態を撮像装置３で観測することができる。
すなわち、ボンデイング前のチツプ８上の電極パ
ターン位置の認識だけでなく、ボンデイング時の
ボンデイング状態の観測をも、１つの撮像装置３
で行うことができる。よつて、従来のような固定
用の顕微鏡を必要としなくなり、それに伴つて、
装置の小型化が可能になる。

また、チツプ８上のボンデイングすべき位置を
撮像装置３の視野の中心で観測でき、その視野は
2.56mm角〜1.28mm角と小さいので、充分に高い倍
率で観測することができる。

なお、上記実施例では、光路変更機構１４や焦
点調整機構１３を制御回路２１の出力でコントロ
ールしたが、これらをマニユアル操作で行つても
よいことは勿論である。

(7) 発明の効果 以上説明したように、本発明によれば、ボンデ
イング前のチツプ上の電極パターン位置の認識
と、ボンデイング時のボンデイング状態の観測と
を、いずれも１つの撮像装置で行うことができ、
よつて装置全体の小型化を実現することができ
る。

また、ボンデイング位置を撮像装置の視野の中
心で観察できるので、充分に高い倍率で観測する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のボンデイング装置の斜視図、第
２図及び第３図は第１図に示したボンデイング装
置の使用状態を説明するための側面図、第４図は
本発明の一実施例に係るボンデイング装置の斜視
図、第５図及び第６図は第４図に示したボンデイ
ング装置の使用状態を説明するための側面図、第
７図は第４図に示した光路変更機構１４を具体的
に示す一部断面側面図、第８図は第７図に示した
プリズム１５の側面図である。 １…ボンデイング機構、１ａ…ボンデイングツ
ール、３…撮像装置、４…XYステージ、５，６
…モータ、８…半導体チツプ、１１…撮像装置３
の光軸、１３…焦点調整機構、１４…光路変更機
構、１５…プリズム。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 半導体チツプの真上から、該チツプ上の電極
   パターン位置を撮像装置により認識し、次に該撮
   像装置を水平方向へ移動すると同時に該チツプ上
   にボンデイングツールを移動してワイヤボンデイ
   ングを行うボンデイング装置において、 前記撮像装置に挿脱自在の光路変更手段と、焦
   点調整手段とを設け、ボンデイング時には、該光
   路変更手段を挿入して前記撮像装置の光軸を前記
   チツプ上に屈折せしめると共に、この屈折による
   焦点のずれを前記焦点調整手段で調整して、前記
   撮像装置により前記チツプ上のボンデイング状態
   を撮像可能としたことを特徴とするボンデイング
   装置。