JPH04255242A - ボンディング状態検査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、ハイブリッド集積回
路素子のワイヤボンディング工程後の外観検査をするの
に利用するワイヤボンディング状態検査装置に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】ハイブリッド集積回路素子（以下、ハイ
ブリッドＩＣという）は、まず、回路パターンが焼付ら
れたセラミック基板の上に、小型の抵抗やコンデンサ等
の回路部品とともに、一個以上のＩＣチップが導電性の
接着剤、あるいははんだ付などで装着（ダイボンド）さ
れた後、ＩＣチップの電極とセラミック上の回路パター
ン、あるいはＩＣチップ相互の電極間に直径２５μｍ程
度のボンディングワイヤとしての金線を張って（ワイヤ
ボンド）、電気的接続がはかられる。このワイヤボンド
のプロセスは、通常、次のようになされる。まず、セラ
ミック等の細管に通した金線の先端が電気アーク等で熱
せられて溶かされ、表面張力で該セラッミクの細管の内
径より大きなボール形状となる。次に、該セラミックの
細管の先端でボール形状となった金線の先端を、ＩＣチ
ップのボンディングパッドと称する加熱された電極部に
押しつけ、これらの合金形成による接続を行う。これを
第１ボンド、あるいはボールボンドと称する。次に、セ
ラミックの細管は金線を通したまま、基板上の電気的接
続をはかるべき電極の上に移動し、この電極に金線を押
しつけて、同様に合金形成による接続を行う。これを第
２ボンド、あるいはステッチボンドと称する。さらに、
セラミック細管が上方に移動した後、金線が上方に引っ
張られることによって、ステッチボンド部のくびれ目か
ら切れ、１本のボンディングのワイヤのボンディングが
完了する。全ボンディングワイヤのボンディング完了後
、モールド工程に入るが、モールドされると内部が見え
なくなるので、その直前で外観検査が行なわれるが普通
であり、特に、上記金線のボンディング状態を検査する
ことが最も重要である。

【０００３】図２４は従来のボンディング状態検査装置
を示す斜視図であり、図において、１は実体顕微鏡、３
は実体顕微鏡を支持するとともに、検査対象であるハイ
ブリッドＩＣ１４を載せる載置台、２は実体顕微鏡１を
覗く作業者、４，５は作業者の手である。これによれば
、作業者２は左右の手４，５で載置台３上のハイブリッ
ドＩＣ１４を保持しながら実体顕微鏡１を覗いて、ボン
ディングすべき位置に金線が正常にボンディングされて
いるかどうかを確認し、良品と不良品を仕分ける。この
とき、１視野で全体を見ることはできないので、左右の
手４，５を用いて、ハイブリッドＩＣを移動させながら
全ボンディング箇所を確認する。

【０００４】また、このときのボンディング状態は、図
２３に示すものが考えられる。すなわち、図２３（ａ）
はＩＣチップ６上のボンディングパッド６ａに、金線７
のボールボンド部７ａを正常に結合し、回路パターン８
の電極８ａ上に金線７のステッチボンド部７ｂを正常に
結合した状態を示し、図２３（ｂ）は金線７が曲がった
状態を、図２３（ｃ）は金線７が他の金線７に近接した
状態を、図２３（ｄ）はボールボンド部７ａが位置ずれ
した状態を、図２３（ｅ）はボンド忘れ状態を、図２３
（ｆ）はボンディング位置の間違い状態を、図２３（ｇ
）は金線７が切れた状態を、それぞれ示す。つまり、従
来は、かかるボンディング状態を、実体顕微鏡１を用い
て、全て勘に頼って検査するというものであった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従来のボンディング状
態検査装置は以上のように構成されているので、回路が
複雑になって金線７であるボンディングワイヤの数が増
えてくると、これらの全てをもれなく確認することが難
しくなり、誤って検査見逃しをするなどの問題点があっ
た。特に、ボンディング忘れがあった場合には、ＩＣチ
ップ６上にボンディングの痕跡が残っていないため、上
記見逃しが発生し易かった。また、間違った電極間にボ
ンディング状態やワイヤ形状がボンディングされていた
場合も、正常なボンディングと確認して、ボンディング
ミスの見逃しが発生し易かった。さらに、ボンディング
ワイヤの曲がりや近接などで良否の限界値に近くなると
、作業者の主観によって判定が異なり、安定した検査基
準を維持することが困難になるなどの問題点があった。

【０００６】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、見逃しなく全ボンディングワイ
ヤのボンディング状態を検査し、必要な場合には基準値
と比較することによって、主観をできるだけ排し、外観
検査を高精度に実施することができるボンディング状態
検査装置を得ることを目的とする。なお、類似先行技術
として特開昭５９−１５０４３３号公報に示されたもの
がある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この発明に係るボンディ
ング状態検査装置は、照明手段により照明されたハイブ
リッドＩＣの検査部位を撮像するテレビカメラと、ワイ
ヤボンディングにより接続する位置を対応づけて記憶す
るボンディング位置データメモリと、上記位置のデータ
にもとづいて、ＸＹテーブルにおけるハイブリッドＩＣ
のボンディング位置を計算する全体制御手段とを設けて
、ＸＹテーブル位置制御手段に、上記計算結果にもとづ
き、上記検査部位をテレビカメラの視野位置に移動する
ように、上記ＸＹテーブル位置を制御させるようにした
ものである。

【０００８】

【作用】この発明におけるボンディング検査装置は、検
査対象であるボンディングワイヤのボンディング位置を
ボンディング位置データメモリに従って全体制御手段に
より決定し、そのボンディングワイヤを順次撮像して、
モニタに表示されたボンディング状態の良，不良を正確
に判定できるようにし、これによって検査員の主観を交
えずに、正確にボンディング状況の把握を行えるように
する。

【０００９】

【実施例】以下、この発明の一実施例について説明する
。図１において、１１は検査部位を照明する照明手段、
１２は検査部位を撮像するテレビカメラ、１３は撮像し
た画像を表示するモニタテレビ、１４は被検査対象であ
るハイブリッドＩＣ、１５はハイブリッドＩＣ１４を載
せるＸＹテーブル、１６はＸＹテーブル１５の位置を制
御するＸＹテーブル位置制御手段、１７はワイヤボンデ
ィングで接続する２点の位置を対応づけて記憶するボン
ディング位置データメモリ、１８はモニタテレビに表示
された画像上の一点を指示するポインティングデバイス
、１９は良否判定結果を入力する判定入力手段、２０は
判定結果を出力する判定結果出力手段、２１は装置全体
を制御する全体制御手段である。また、図２はボンディ
ング位置データメモリ１７の内容を示し、基板上の位置
決めマーク位置座標と、ＩＣチップの位置決めマーク位
置座標、およびボンディングワイヤ毎のボールボンド位
置座標、ステッチボンド位置座標の各設計値データが予
め格納されている。なお、ここでは説明を簡単にするた
めに、ＩＣチップは１つとしている。ハイブリッドＩＣ
１４上のボンディング位置はｚ軸（鉛直方向）座標が一
定ではなく、そのために（ｘ，ｙ，ｚ）の３次元座標と
してデータが格納されている。また、座標はＸＹテーブ
ル座標系で表示されている。

【００１０】次に、このボンディング状態検査装置の動
作を、図３に示すフローチャートに従って説明する。ま
ず、被検査対象物であるハイブリッドＩＣ１４がＸＹテ
ーブル１５の上に固定され（ステップＳＴ３１）、次に
、照明手段１１が点灯される（ステップＳＴ３２）。 また、ボンディング位置データメモリ１７の「基板の第
１の位置決めマーク位置」がテレビカメラ１２の視野中
心に来るように、ＸＹテーブル１５がＸＹテーブル位置
制御手段１６により制御されて、モニタテレビ１３に基
板の第１の位置決めマークが表示される（ステップＳＴ
３３）。図４はこのような位置決めマーク４２が表示さ
れた例で、普通、ハイブリッドＩＣ１４をＸＹテーブル
１５に固定するときの位置決めエラーがあるため、位置
決めマーク４２は画面４１の中心から少しはずれて表示
される。そこで、オペレータはポインティングデバイス
１８を操作して、全体制御手段２１に基板の第１の位置
決めマークの正確な位置を入力する（ステップＳＴ３４
）。

【００１１】次に、同様にして、基板の第２の位置決め
マークの正確な位置を全体制御手段２１に入力する。基
板の第１の位置決めマークと第２の位置決めマークはハ
イブリッドＩＣ１４の基板の対角位置に設けられている
（ステップＳＴ３５）。基板の第１と第２の位置決めマ
ーク４２の正確な位置を入力することにより、全体制御
手段２１はボンディング位置データメモリ１７に指示さ
れた各座標データ位置に対して、ハイブリッドＩＣ１４
の回転ズレを含む位置決めエラーを補正して、ハイブリ
ッドＩＣ１４の必要な位置が該テレビカメラ１２の視野
中心に来るように、ＸＹテーブルを移動させることがで
きる（ステップＳＴ３６）。以下の説明では、このハイ
ブリッドＩＣ１４の位置決めエラーの補正がなされてい
るものとする。

【００１２】次に、ボンディング位置データメモリ１７
の「ＩＣチップの第１の位置決めマーク位置」がテレビ
カメラ１２の視野中心に来るようにＸＹテーブル１５が
ＸＹテーブル位置制御手段１６により制御されて、モニ
タテレビ１３にＩＣチップの第１の位置決めマークが表
示される（ステップＳＴ３７）。このマークとしては基
板の位置決めマーク同じマークである。ＩＣチップはダ
イボンド時に許容範囲内で設計位置とは幾分ずれを生じ
て装着されているので、位置決めマークは画面の中心か
ら少しはずれて表示される。そこで、オペレータはポイ
ティングデバイス１８を操作して全体制御手段２１に位
置決めマークの正確な位置を入力する（ステップＳＴ３
８）。

【００１３】次に、同様にして、ＩＣチップの第２の位
置決めマークの正確な位置を全体制御手段２１に入力す
る（ステップＳＴ３９）。これにより、この位置決めマ
ークが表示される（ステップＳＴ３ａ）。ＩＣチップの
第１の位置決めマークと第２の位置決めマークはＩＣチ
ップの対角位置に設けられている。ＩＣチップの第１と
第２の位置決めマークの正確な位置を入力することによ
り、全体制御手段２１はボンディング位置データメモリ
１７に指示された各ボールボンド位置に対して、ＩＣチ
ップの回転ズレを含むダイボンドズレを補正して、ボー
ルボンド位置のＸＹテーブル上での位置を計算する。以
下の説明ではボールボンド位置に対する、このダイボン
ドズレの補正がハイブリッドＩＣ位置決めエラーの補正
に加えてなされているものとして説明する。

【００１４】次に、全体制御手段２１は検査対象である
ボンディングワイヤ＃１のボールボンド位置とダイホン
ド位置を計算して、該ボンディングワイヤの全体がテレ
ビカメラ１２の視野の中心に入るようにＸＹテーブル位
置制御手段１６に指令を出して、そのボンディングワイ
ヤ＃１をカメラ視野位置に移動する（ステップＳＴ３６
）。これにより、テレビカメラ１２により検査部位の画
像を撮像する（ステップＳＴ３ｃ）。次に、この画像を
モニタテレビ１３に表示される（ステップＳＴ３ｄ）、
検査オペレータがその画像を見て対象物が良品が不良品
かを判定し、判定入力手段１９により全体制御手段２１
に対して判定結果を入力する（ステップＳＴ３ｅ）。ま
た、ステップＳＴ３ｂ〜ＳＴ３ｅまでの一連の処理は、
検査対象のハイブリッドＩＣ１４上の全ボンディングワ
イヤを検査し終わるまで繰り返され（ステップＳＴ３ｆ
）、その後に、検査結果が判定結果出力手段２０により
メモリ、外部記憶装置、プリンタ等の印字手段に送られ
て、検査動作を終了する。なお、本実施例の動作説明で
は、ハイブリッドＩＣ１４を固定後、照明を点灯したが
、その順序は逆でもよい。

【００１５】また、モニタテレビ１３へのボンディング
ワイヤの表示は１画面に１本のように説明したが、可能
ならば１画面に複数のボンディングワイヤを表示して、
各ボンディングワイヤについて良否判定結果を判定結果
入力手段１９から入力するようにしてもよい。さらに、
カメラ視野に入りきらない長いワイヤに対しては、２画
面以上に分割して表示するようにして、検査してもよい
。また、上記実施例ではＩＣチップが１つの場合を説明
したが、複数個装着されているハイブリッドＩＣ１４の
場合でも同様である。またさらに、上記実施例では位置
決めマークとしては十字マークを示したが、丸印などマ
ーク中心が視認しやすいマークであればどんな形状でも
よい。この場合において、特別に位置決めマークを設け
なくとも、本来形成されている回路パターンのコーナ等
を位置決めマークの代わりに利用することもできる。 なお、上記実施例ではハイブリッドＩＣ１４の方を移動
させるようにしているが、テレビカメラ１２の方を移動
させて視野位置を制御するようにしてもよい。

【００１６】また、ボンディング位置データメモリ１７
には、ＸＹテーブルの座標値で座標データを持つ例を示
したが、基板の原点座標のみＸＹテーブルの座標値で持
って、そのほかは該基板の原点からの相対座標で表示す
るようにしてもよく、また、ＩＣチップの原点座標を該
基板の原点からの相対座標で表示し、ボールボンド位置
については、該ＩＣチップの原点からの相対座標で表示
する形式で持ってもよい。さらに、テレビカメラ１２の
レンズ部をテレビカメラ１２が取り付けられる３眼式の
実体顕微鏡にして、必要に応じて左右の像を切り替えて
モニタテレビ１３に表示するようにしてもよく、あるい
は実体顕微鏡の左右の接眼部にそれぞれテレビカメラ１
３を取り付けて、必要に応じて左右の画面を切り替える
か、モニタテレビ１３を２台設置して同時に左右の画像
を表示するようにしてもよい。また、実体顕微鏡でなく
独立した２台のテレビカメラで少し角度をかえて同一視
野を得るように設置してもよい。さらに、拡大倍率の異
なる複数のカメラを配置して、必要に応じてモニタ画面
に表示する画像の倍率を切り替えてもよい。なお、上記
実施例においてはハイブリッドＩＣ１４の位置決めエラ
ー補正を、ポインティングデバイス１８を操作して、全
体制御手段２１に位置決めマークの正確な位置を入力す
ることで行う場合について述べたが、二値化画像等の画
像認識によって位置決めマーク位置を検出し、自動的に
位置決めエラーを補正しても良い。

【００１７】図５はこの発明の他の実施例を示すブロッ
ク図であり、ここでは全体制御手段２１の制御出力に従
って照明手段１１を制御する照明制御手段５１を設けて
いる。また、この実施例検査装置の動作の流れは、図６
に示す通りであり、以下、これについて動作を説明する
。まず、図３の場合と同じく、被検査対象物であるハイ
ブリッドＩＣ１４がＸＹテーブル１５の上に固定される
（ステップＳＴ３１）。次に、照明手段１１が点灯され
（ステップＳＴ３２）、検査対象物であるハイブリッド
ＩＣ１４の位置決めが、オペレータのポインティングデ
バイス１８による位置決めマーク位置入力により行われ
る（ステップＳＴ６１）。この処理は上記実施例で説明
した図３のステップＳＴ３３からステップＳＴ３ａまで
に相当するので詳しい説明は省略する。位置決めが行な
われると、次に、全体制御手段２１がハイブリッドＩＣ
１４の回転ズレを含む位置決めエラーを補正して、ボン
ディング位置データメモリ１７で指示された各座標デー
タ位置をもとに決められた撮像部位に、ＸＹテーブルを
移動させる（ステップＳＴ３６）。次に、照明手段が制
御される。つまり、予め設定された照明条件に従って、
照明手段１１が照明制御手段５１により制御される（ス
テップＳＴ６２）。図７は照明方向が制御可能な照明手
段１１の例である。図中、７０１〜７１６は発光素子と
しての高輝度ＬＥＤであり、これらが水平なドーナツ型
円盤９上の２つの同心円上に配置されている。これらの
ＬＥＤ７０１〜７１６は、ひとつずつ独立して点灯可能
であるが、２つずつで８組のブロックＢ０〜Ｂ７に電気
的に分けられており、ブロックＢ０〜Ｂ７単位での点灯
も可能になっている。

【００１８】図８はテレビカメラ１２の視野内に置かれ
た検査対象としてのワイヤボンド部の模式図であり、こ
こでは５本のボンディングワイヤＷ１〜Ｗ５がＩＣチッ
プ１４ａからその周辺のボンディングパッド６ａにボン
ディングされている例を示す。ボンディングＷ１および
Ｗ２を撮像する際には、ブロックＢ０、Ｂ４の各ＬＥＤ
７０１，７０２，７０９，７１０を点灯させる。これに
よりボンディングワイヤＷ１，Ｗ２は背景に比べて明る
い撮像される。ボール部やステッチ部を明確に撮像した
い時には、さらにブロックＢ２，Ｂ６の各ＬＥＤ７０５
，７０６，７１３，７１４を点灯させる。なお、他のブ
ロックＢ１，Ｂ３，Ｂ５，Ｂ７の各ＬＥＤを点灯させる
と、ボンディングワイヤＷ１，Ｗ２以外の部分が明るく
撮像されてしまい、ボンディングワイヤＷ１，Ｗ２のコ
ントラストが低下するのでよくない。ボンディングワイ
ヤＷ３の場合には、同様にブロックＢ３，Ｂ７（必要に
応じてブロックＢ１、Ｂ５も追加）の各ＬＥＤを点灯さ
せる。ボンディングワイヤＷ４，Ｗ５の場合はブロック
Ｂ２，Ｂ６の各ＬＥＤを点灯させる。図９は図７のＬＥ
Ｄ斜方照明部および検査対象のボンディングワイヤを真
横からみた模式的であり、ここでは同心円上の各ＬＥＤ
は内側列と外側列で光の出射角が異なるように取り付け
られている。ここでは内側のＬＥＤ７０１，７０９のほ
うが外側のＬＥＤ７０２，７１０よりも鉛直に近い入射
角で対象物を照明できる。従って、同図のような段差の
大きいボンディングワイヤＷ１を撮像するには、主に外
側のＬＥＤ７０２を点灯させ、ワイヤ角が水平に近いボ
ンディングＷ２を撮像する場合には、内側のＬＥＤ７０
９を点灯させる。どちらの場合も、照明光がワイヤ部で
反射して対物レンズ８１に入射することで、各ワイヤＷ
１，Ｗ２が背景に対して明るく撮像される。背景の面質
がなめらかな場合には、内外両側のＬＥＤ７０１，７０
９および７０２，７１０を点灯させても背景が明るく撮
像されることは少なく、各ワイヤＷ１，Ｗ２を明るくハ
イコントラストで撮像することができる。以上説明した
ように、ＬＥＤを用いた入射角、入射方向制御可能な照
明手段を用いることで、ワイヤの方向または角度（段差
）に応じた最適な照明条件でワイヤ、ボール、ステッチ
部を撮像することが可能になる。そして、このような照
明が行われると、次に、テレビカメラ１２により検査部
位の画像が撮像され（ステップＳＴ３ｃ）、この画像が
モニタテレビ１３に表示される（ステップＳＴ３ｄ）。 そこで、検査オペレータがその画像を見て対象物が良品
か不良品かを判定し、判定入力手段１９により全体制御
手段２１に大して判定を入力する（ステップＳＴ３ｅ）
。こうして、ステップＳＴ３ｂからステップＳＴ３ｅま
での一連の処理は、検査対象のハイブリッドＩＣ１４上
の全ワイヤを検査し終わるまで繰り返され（ステップＳ
Ｔ３ｆ）、その後に、検査結果が判定結果出力手段２０
によりメモリ、外部記憶装置、プリンタ等の印字手段に
送られて（ステップＳＴ３ｇ）、検査動作を終了する。

【００１９】なお、この実施例ではＬＥＤを用いたいわ
ゆる斜方照明を制御する場合を示したが、ＬＥＤ以外の
発光素子を用いてもよく、カメラと同軸の落射照明手段
を設けて同時に制御してもよい。また、ワイヤＷ１，Ｗ
２を背景に対して明るく撮像する場合について説明した
が、逆に背景を明るく、ワイヤを暗く撮像したい場合に
は強い落射照明を点灯させ、必要に応じて斜方照明の一
部のみを追加点灯させると効果がある。

【００２０】図１０はこの発明のさらに他の実施例を示
すブロック図であり、ここでは全体制御手段２１の出力
に従ってモニタテレビ１３を制御するガイドマーク生成
手段を設けている。この実施例におけるボンディング状
態検査装置の動作流れを図１１のフローチャートに示し
てある。以下、これについて動作を説明する。まず、被
検査対象物であるハイブリッドＩＣ１４がＸＹテーブル
１５の上に固定される（ステップＳＴ３１）。つぎに、
照明手段１１が点灯され（ステップＳＴ３２）。検査対
象物であるハイブリッドＩＣ１４の位置決めが、オペレ
ータのポインティングデバイス１８による位置決めマー
ク位置の入力により行われる（ステップＳＴ６１）。こ
の処理は上記実施例で説明した図３のステップＳＴ３３
からステップＳＴ３ａまでに相当するので、詳しい説明
は省略する。このようにして位置決めが行なわれると、
次に、全体制御手段２１がハイブリッドＩＣ１４の回転
ズレを含む位置決めエラーを補正して、ボンディング位
置データメモリ１７に指示された各座標データ位置をも
とに決められた撮像部位に、ＸＹテーブルを移動させる
（ステップＳＴ３６）。また、テレビカメラ１２により
検査部位の画像が撮像され（ステップ３ｃ）、モニタテ
レビ１３に表示される（ステップＳＴ３ｄ）。

【００２１】そして、被検査ワイヤ画像にスーパーイン
ポーズされて、ガイドマークが表示される（ステップＳ
Ｔ１０１）。このガイドマークは図１２に示したような
もので、ワイヤごとに設定された許容量データベース９
１内の許容値データおよびボンディング位置データメモ
リ１７のデータを用いてガイドマーク生成手段９２によ
り生成される。すなわち、図１２でボール部に重なって
表示されている十字型のマーク１１１は、その交点がボ
ール中心基準座標であることを意味しており、オペレー
タは実際のボール中心座標がこのマークとずれていない
かどうか判定する。ステッチ部に重なって表示されてい
る十字マーク１１２も同様のステッチ中心基準座標を示
している。また、ワイヤＷ１に重なって表示されている
矩形の枠１１３は、ワイヤＷ１の曲がり不良の曲がり許
容範囲を示しており、もし実際のワイヤＷ１の一部がこ
の枠外１１３にはみ出していれば、曲がり不良として判
定される。ボール部に重なっている２重丸のマーク１１
４は、ボールの大きさの最小値（内円）と最大値（外円
）をそれぞれ示しており、実際のボールがその範囲内の
大きさでなければ不良と判断される。これら数種類のマ
ークは、一つのワイヤＷ１については同じ色で表示され
、隣のワイヤＷ２のためのマークとは区別できるように
なっている。そのため、ワイヤＷ２のように「ボンド間
違い」不良が起きても、簡単に判定できる。オペレータ
は以上のようなガイドマーク１１１，１１２，１１３，
１１４と実際のワイヤ画像を見て、対象物が良品か不良
品かを判定し、ステップＳＴ３ｅにおいて、判定入力手
段１９により全体制御手段２１に対して判定を入力する
。そして、ステップＳＴ３ｂからステップＳＴ３ｅまで
の一連の処理は、検査対象のハイブリッドＩＣ１４上の
全ワイヤＷ１〜Ｗｎを検査し終わるまで繰り返され（ス
テップＳＴ３ｆ）、その後に、検査結果が判定結果出力
手段２０からメモリ、外部記憶装置、プリンタ等の印字
手段に送られて（ステップＳＴ３ｇ）、検査動作を終了
する。

【００２２】なお、この実施例では座標を示すのに十字
マーク１１１，１１２、範囲を表現するのに矩形マーク
１１３、対応するワイヤＷ１，Ｗ２を指示するのに色を
用いたが、それぞれ「・」マーク、線分、数字付きマー
ク等で実現しても同様の効果があることは言うまでもな
い。また、ボール大きさをチェックするための２重丸マ
ーク１１４、ボールボンド部に重ねる必要はなく、若干
位置をずらせて表示してもよい。さらに、この２重丸の
マーク１１４をステッチボンド部近傍に表示しても同じ
効果が期待できる。

【００２３】図１３はこの発明のさらに他の実施例を示
すブロック図であり、ここではテレビカメラ１２に焦点
制御部１２１を設けている。また、図１４はこの実施例
におけるボンディング状態検査装置の動作流れを示すフ
ローチャートである。以下、この動作について説明する
。まず、被検査対象物であるハイブリッドＩＣ１４がＸ
Ｙテーブル１５の上に固定され（ステップＳＴ３１）、
つぎに、照明手段１１が点灯される（ステップＳＴ３２
）。また、検査対象物であるハイブリッドＩＣ１４の位
置決めが、オペレータのポインティングデバイス１８に
より位置決めマーク位置の入力により行われる（ステッ
プＳＴ６１）。この処理は上記実施例で説明した図３の
ステップＳＴ３３からステップＳＴ３ａまでに相当する
ので、詳しい説明は省略する。位置決めが行なわれると
、次に全体制御手段２１がハイブリッドＩＣ１４の回転
ズレを含む位置決めエラーを補正して、ボンディング位
置データメモリ１７に指示された各座標データ位置をも
とに決められた撮像部位に、ＸＹテーブルを移動させる
（ステップＳＴ３ｂ）。テレビカメラ１２につけられた
焦点制御部１２１によって、焦点位置が制御される（ス
テップＳＴ１３１）。これは図２のように、３次元座標
で記述されたボンディング位置データメモリ１７を持つ
ことにより可能である。この焦点は、例えばボール部の
ｚ座標とステッチ部のｚ座標の中点（複数のワイヤが画
像中に含まれる場合は、さらにそれらの重心）として決
定される。

【００２４】次に、テレビカメラ１２により検査部位の
画像が撮像され（ステップＳＴ３ｃ）、モニタテレビ１
３に表示される（ステップＳＴ３ｄ）。オペレータはワ
イヤ画像を見て、対象物が良品か不良品かを判定し、判
定入力手段１９により全体制御手段２１に対して判定結
果を入力する（ステップＳＴ３ｅ）。これらステップＳ
Ｔ３ｂからステップＳＴ３ｅまでの一連の処理は、検査
対象のハイブリッドＩＣ１４上の全ワイヤを検査し終わ
るまで繰り返され（ステップＳＴ３ｆ）、その後に、検
査結果が判定結果出力手段２０によりメモリ、外部記憶
装置、プリンタ等の印字手段に送られて（ステップＳＴ
３ｇ）、検査動作を終了する。なお、この実施例では焦
点を制御する焦点制御部として、テレビカメラ１２に付
属させた焦点移動機構が用いているが、検査対象物を移
載するＸＹテーブルの下部または上部にｚ軸移動機構を
設けても、同様の効果が得られる。

【００２５】図１５はこの発明の別の実施例におけるボ
ンディング状態検査装置の動作の流れを示すフローチャ
ートであり、その構成は図１に示すものと同様である。 以下、これについて動作を説明する。まず、被検査対象
物であるハイブリッドＩＣ１４がＸＹテーブル１５の上
に固定され（ステップＳＴ３１）、つぎに、照明手段１
１が点灯される（ステップＳＴ３２）。次に、検査対象
物であるハイブリッドＩＣ１４の位置決めが、オペレー
タのポインティングデバイス１８による位置決めマーク
位置の入力により行われる（ステップ６１）。この処理
は上記実施例で説明した図３のステップＳＴ３３からス
テップＳＴ３ａまでに相当するので、詳しい説明は省略
する。位置決めが行なわれると、次に、全体制御手段２
１がハイブリッドＩＣ１４の回転ズレを含む位置決めエ
ラーを補正して、ボンディング位置データメモリ１７に
指示された各座標データ位置をもとに決められた撮像部
位に、ＸＹテーブルを移動させる（ステップＳＴ３ｂ）
。また、テレビカメラ１２により検査部位の画像が撮像
され（ステップＳＴ３ｃ）、モニタテレビ１３に表示さ
れる（ステップＳＴ３ｄ）。図１６はテレビモニタ１３
の画面に表示された検査対象の一部の模式図である。こ
こで、オペレータが画面上のボールの直径を計測する場
合について説明する。オペレータは、まず、画面上の任
意の点を指定できるポインティングデバイス１８を用い
て、図中の指示点Ａ１５１及び指示点Ｂ１５２を指示す
る。これらの点はボール部分の直径の両端をなす。画像
上での点Ａの座標を（Ｘａ，Ｙａ）、点Ｂの座標を（Ｘ
ｂ，Ｙｂ）とし、撮像手段の幾何学的パラメータと対象
物までの距離によって決定される画素／実距離比率をｘ
方向Ｋｘ，ｙ方向Ｋｙ［ｍｍ／画素］とすると、Ａ−Ｂ
間の実際の距離Ｌ［ｍｍ］は数１のようになる。

【００２６】

【数１】

【００２７】全体制御手段２１はその結果をモニタテレ
ビ１３に出力する。オペレータは以上のような計測を必
要に応じて行い（ステップＳＴ１４１）、ワイヤ画像を
見て、対象物が良品か不良品かを判定し、判定入力手段
１９から全体制御手段２１に対して判定結果を入力する
（ステップＳＴ３ｃ）。また、ステップＳＴ３ｂからス
テップＳＴ３ｅまでの一連の処理は、検査対象のハイブ
リッドＩＣ１４上の全ワイヤを検査し終わるまで繰り返
される（ステップＳＴ３ｆ）、その後に、検査結果が判
定結果出力手段２０によりメモリ、外部記憶装置、プリ
タン等の印字手段に送られて（ステップＳＴ３ｇ）、検
査動作を終了する。

【００２８】図１７はこの発明のさらに別の実施例にお
けるボンディング状態検査装置の動作の流れを示すフロ
ーチャートであり、その構成は図１に示すものと同様で
ある。以下、これについて動作を説明する。まず、被検
査対象物であるハイブリッドＩＣ１４がＸＹテーブル１
５の上に固定され（ステップＳＴ３１）、つぎに、照明
手段１１が点灯される（ステップＳＴ３２）。続いて検
査対象物であるハイブリッドＩＣ１４の位置決めが、オ
ペレータのポインティングデバイス１８による位置決め
のマーク位置入力により行われる（ステップＳＴ６１）
。この処理は上記実施例で説明した図３のステップＳＴ
３３からステップＳＴ３ａまでに相当するので、詳しい
説明は省略する。位置決めが行なわれると、次に、全体
制御手段２１がハイブリッドＩＣ１４の回転ズレを含む
位置決めエラーを補正して、ボンディング位置データメ
モリ１７に指示された各座標データ位置をもとに決めら
れた撮像部位に、ＸＹテーブルを移動させる（ステップ
ＳＴ３ｂ）。また、テレビカメラ１２により検査部位の
画像が撮像され（ステップＳＴ３ｃ）、モニタテレビ１
３に表示される（ステップＳＴ３ｄ）。図１８はモニタ
画面に表示された検査対象の一部の模式図である。 ここで、オペレータが画面上のワイヤ曲がり量を計測す
る場合について説明する。オペレータはまず、画面上の
任意の点で指定できるポインティングデバイス１８を用
いて、図中の指示点Ａ１７１、指示点Ｂ１７２および指
示点Ｃ１７３を指示する。点Ａ、点Ｂはそれぞれ画像に
表示されている実際のボール中心座標、ステッチ中心座
標であり、点Ｃはワイヤの曲がり量が最大になっている
ワイヤ上の点である。画像上での点Ａの座標を（Ｘａ，
Ｙａ）、点Ｂの座標を（Ｘｂ，Ｙｂ）、点Ｃの座標を（
Ｘｃ，Ｙｃ）とし、撮像手段の幾何学的パラメータと対
象物までの距離によって決定される画素／実距離比率を
ｘ方向Ｋｙ、ｙ方向Ｋｙ［ｍｍ／画素］とすると、点Ａ
と点Ｂを結んで得られる直線ｌと点Ｃとの最短距離Δｄ
［ｍｍ］は数２のようになる。

【００２９】

【数２】

【００３０】また、全体制御手段２１はその結果をモニ
タテレビ１３に出力する。オペレータは以上のような計
測を必要に応じて行い、ワイヤ画像を見て対象物が良品
か不良品かを判定し、判定入力手段１９により全体制御
手段２１に対して判定結果を入力する（ステップＳＴ３
ｅ）。また、ステップＳＴ３ｂからステップＳＴ３ｅま
での一連の処理は、検査対象のハイブリッドＩＣ１４上
の全ワイヤを検査し終わるまで繰り返され（ステップＳ
Ｔ３ｆ）、その後に、検査結果が判定結果出力手段２０
によりメモリ、外部記憶装置、プリンタ等の印字手段に
送られて（ステップＳＴ３ｇ）、検査動作を終了する。

【００３１】図１９はこの発明のまた別の実施例を示す
ブロック図であり、ここでは全体制御手段２１の出力に
従ってＸＹテーブル位置制御手段１６を制御するワイヤ
属性データメモリ１８１、撮像部位決定手段１８２を設
けている。また、この実施例におけるボンディング状態
検査装置の動作の流れを図２０のフローチャートに示し
てある。以下、これについて動作を説明する。まず、被
検査対象物であるハイブリッドＩＣ１４がＸＹテーブル
１５の上の固定され（ステップＳＴ３１）、つぎに、照
明手段１１が照明制御手段４１によって位置決めに必要
な照明状態になるように制御される（ステップＳＴ３２
）。次に、検査対象物であるハイブリッドＩＣ１４の位
置決めが、オペレータのポインティングデバイス１８に
よる位置決めマークの位置入力により行われる（ステッ
プＳＴ６１）。この処理は上記実施例で説明した図３の
ステップＳＴ３３からステップＳＴ３ａまでに相当する
ので詳しい説明は省略する。このようにして、位置決め
が行なわれると、次に、全体制御手段２１がハイブリッ
ドＩＣ１４の回転ズレを含む位置決めエラーを補正して
、ボンディング位置データメモリ１７に指示された各座
標データ位置、およびワイヤ属性データメモリ１８１に
指示された各ワイヤ毎の最適照明条件をもとに、撮像部
位を決める（ステップＳＴ１９１）。

【００３２】ここで、この撮像部位決定動作について詳
細に説明する。図２１は撮像部位決定動作の流れを示す
フローチャートであり、ここでは、この流れにそって説
明する。まず、最初に、同一カメラ視野に入り得る撮像
ワイヤ候補を求める（ステップＳＴ２０１）。これには
ボンディング位置データメモリ１７に指示された各座標
データ位置、およびワイヤ属性データメモリ１８１に指
示された各ワイヤ毎の最適照明条件データを用いる。図
２２はこれらワイヤ座標データと最適照明条件データを
ワイヤ番号毎に整理して一つの表にしたものである。ま
た、ハイブリッドＩＣ１４の一部を模式的に示した図が
図２３であり、図２２と図２３のワイヤ番号は各々対応
している。例えば、ワイヤＷ１はボール中心座標が（ｘ
，ｙ，ｚ）＝（５０，７３，１６）であり、ステッチ中
心座標が（ｘ，ｙ，ｚ）＝（４５，３０，０）であるこ
とを示している。また、照明条件は、図７の実施例で示
したＬＥＤ斜方照明を用い、図７のＬＥＤブロックＢ０
〜Ｂ７について、点灯する場合は“１”を、点灯しない
場合は“０”を記入している。図２２からはワイヤＷ１
の照明条件は、ブロックＢ０とＢ４のみ点灯し、そのほ
かは点灯しないのが最適条件であるとしている。この条
件は、予めワイヤごとに求めておかなければならない。 カメラ視野の大きさそのまま、あるいはそれより小さく
設定された有効撮像視野を仮定し、その中にできるだけ
多くのワイヤが入るように考える。図２３においては、
有効撮像視野ｆ１に入るワイヤとして、ワイヤＷ１，Ｗ
２，Ｗ３が候補に上がる。次に、それら複数のワイヤの
内で同一の照明条件のもののみを選ぶ（ステップＳＴ２
０２）。図２２の表から、ワイヤＷ１，Ｗ２，Ｗ３はす
べて同一の照明条件であることがわかり、これら３本の
ワイヤＷ１〜Ｗ３がすべて選択されて、視野位置が計算
される（ステップＳＴ２０３）。同様に、視野ｆ２によ
ってワイヤＷ４が、視野ｆ３によってワイヤＷ５，Ｗ６
，Ｗ７が、視野ｆ４によってワイヤＷ８，Ｗ１０がそれ
ぞれ検査されることになる。ワイヤＷ４とＷ５が、位置
的に近いにも関わらず同一視野にならないのは、ワイヤ
Ｗ４とＷ５で照明条件が異なるためである。

【００３３】そこで、図２０のフローチャートに戻って
、ワイヤ属性データメモリ１８１に指示された照明条件
に従って、照明制御手段５１により照明手段が制御され
、点灯される（ステップＳＴ１９２）。さらに、実際に
ＸＹテーブル１５を移動させ、検査対象ワイヤをカメラ
視野位置に移動する（ステップＳＴ３ｂ）。次に、テレ
ビカメラ１２により検査部位の画像が撮像され（ステッ
プＳＴ３ｃ）、この画像がモニタテレビ１３に表示され
ると（ステップＳＴ３ｄ）、検査オペレータがその画像
を見て対象物が良品か不良品かを判定し、判定入力手段
１９から全体制御手段２１に対して判定結果を入力する
（ステップＳＴ３ｅ）。このようなステップＳＴ１９１
からステップＳＴ３ｅまでの一連の処理は、検査対象の
ハイブリッドＩＣ１４上の全ワイヤを検査し終わるまで
繰り返され（ステップＳＴ３ｆ）、その後に、検査結果
が判定結果出力手段２０からメモリ、外部記憶装置、プ
リンタ等の印字手段に送られて（ステップＳＴ３ｇ）、
検査動作を終了する。なお、本実施例では照明手段とし
て図７〜図９のようなＬＥＤ斜方照明を用いたが、カメ
ラと同軸の落射照明を付加してもよく、その場合はワイ
ヤ属性データメモリ１８１に落射照明条件を前もって書
き込んでおく。

【００３４】

【発明の効果】以上のように、この発明によれば照明手
段により照明されたハイブリッドＩＣの検査部位を撮像
するテレビカメラと、ワイヤボンディングにより接続す
べき位置を対応づけて記憶するボンディン位置データメ
モリにより接続すべき位置を対応づけて記憶するボンデ
ィン位置データメモリと、上記位置のデータにもとづい
て、ＸＹテーブルにおけるハイブリッドＩＣのボンディ
ング位置を計算する全体制御手段とを設けて、ＸＹテー
ブル位置制御手段に、上記計算結果にもとづき、上記検
査部位をテレビカメラの視野位置に移動するように、上
記ＸＹテーブル位置を制御させるように構成したので、
検査を行う作業者の勘に頼らずに、モニタテレビに写し
出される画像を見ながら、ハイブリッドＩＣのボンディ
ングワイヤのボンディング状態を正確に、見落しなく検
査できるものが得られる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例によるボンディング状態検
査装置を示すブロック図である。

【図２】図１のボンディング位置データメモリ内のデー
タ内容を示す説明図である。

【図３】図１のボンディング状態検査装置の動作を示す
フローチャート図である。

【図４】ハイブリッドＩＣ上の位置決めマークを示す説
明図である。

【図５】この発明の他の実施例によるボンディング状態
検査装置を示すブロック図である。

【図６】図５のボンディング状態検査装置の動作を示す
フローチャート図である。

【図７】図５における照明装置を示す平面図である。

【図８】ワイヤボンディング部分の平面図である。

【図９】照明装置とボンディングワイヤとの光学的位置
関係を示す説明図である。

【図１０】この発明のさらに他の実施例によるボンディ
ング状態検査装置を示すブロック図である。

【図１１】図１０のボンディング状態検査装置の動作を
示すフローチャート図である。

【図１２】モニタテレビに表示されるガイドマークを示
す説明図である。

【図１３】この発明の別の実施例によるボンディング状
態検査装置を示すブロック図である。

【図１４】図１３のボンディング状態検査装置の動作を
示すフローチャート図である。

【図１５】ボンディング状態検査装置の他の動作例を示
すフローチャート図である。

【図１６】モニタテレビの画面上で２点の座標を与える
方法を示す説明図である。

【図１７】ボンディング状態検査装置のさらに他の動作
例を示すフローチャート図である。

【図１８】モニタテレビの画面上で３点の座標を与える
方法を示す説明図である。

【図１９】この発明のまた別の実施例によるボンディン
グ状態検査装置を示すブロック図である。

【図２０】図１９のボンディング状態検査装置の動作を
示すフローチャート図である。

【図２１】検査部位を自動的に決定する処理の流れを示
すフローチャート図である。

【図２２】ボール位置、ステッチ位置、照明条件から成
るボンディング位置データメモリの内容とワイヤ属性デ
ータの内容との関係を示す表図である。

【図２３】図１９におけるハイブリッドＩＣを示す平面
図である。

【図２４】従来のボンディング状態検査装置を示す斜視
図である。

【図２５】ボンディングワイヤの良，不良のボンディン
グ状態を示す説明図である。

【符号の説明】

１１　　照明手段 １２　　テレビカメラ １４　　ハイブリッド集積回路素子（ハイブリッドＩＣ
）１５　　ＸＹテーブル １６　　ＸＹテーブル位置制御手段 １７　　ボンディング位置データメモリ２１　　全体制
御手段 なお、図中、同一符号は同一または相当部分を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　ワイヤボンディングを行ったハイブリ
   ッド集積回路素子を載置するＸＹテーブルと、該ＸＹテ
   ーブル上のハイブリッド集積回路素子における検査部位
   を照明する照明手段と、該照明された検査部位を撮像す
   るテレビカメラと、上記ワイヤボンディングで接続すべ
   き位置を対応づけて記憶するボンディング位置データメ
   モリと、該ボンディング位置データメモリからのデータ
   にもとづき、上記ＸＹテーブルにおける上記ハイブリッ
   ド集積回路素子のボンディング位置を計算する全体制御
   手段と、該全体制御手段の計算結果にもとづき、上記検
   査部位を上記テレビカメラの視野位置に移動させるよう
   に、上記ＸＹテーブルを制御するＸＹテーブル位置制御
   手段とを備えたボンディング状態検査装置。