JPH11214428A - ボンディング装置 - Google Patents

ボンディング装置

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JPH11214428A
JPH11214428A JP10025122A JP2512298A JPH11214428A JP H11214428 A JPH11214428 A JP H11214428A JP 10025122 A JP10025122 A JP 10025122A JP 2512298 A JP2512298 A JP 2512298A JP H11214428 A JPH11214428 A JP H11214428A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
bonding
lens
head
camera
bonding head
Prior art date
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Pending
Application number
JP10025122A
Other languages
English (en)
Inventor
Iwao Ishii
岩男 石井
Kouji Nishimaki
公路 西巻
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kaijo Corp
Original Assignee
Kaijo Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Kaijo Corp filed Critical Kaijo Corp
Priority to JP10025122A priority Critical patent/JPH11214428A/ja
Publication of JPH11214428A publication Critical patent/JPH11214428A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10WGENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
    • H10W72/00Interconnections or connectors in packages
    • H10W72/071Connecting or disconnecting
    • H10W72/0711Apparatus therefor
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10WGENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
    • H10W72/00Interconnections or connectors in packages
    • H10W72/071Connecting or disconnecting
    • H10W72/0711Apparatus therefor
    • H10W72/07141Means for applying energy, e.g. ovens or lasers
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10WGENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
    • H10W72/00Interconnections or connectors in packages
    • H10W72/071Connecting or disconnecting
    • H10W72/0711Apparatus therefor
    • H10W72/07173Means for moving chips, wafers or other parts, e.g. conveyor belts

Landscapes

  • Wire Bonding (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ボンディング作業時間の短縮化が可能なボン
ディング装置を提供すること。 【解決手段】 対象物11に斜視レンズ1cが向き、該
レンズ1cを光経路が通過するように支持し、レンズ1
cを通過した光経路がカメラヘッド1aの撮像素子に結
像するようにする。そして、対象物11に向けられた光
経路の焦点Zとボンディングヘッド1の中心Qとが一致
するように調整を行い、カメラヘッド1aとボンディン
グヘッド9とが離間配置されている場合であってもカメ
ラ1の認識とボンディングヘッド9のボンディングを行
う位置とを一致させて同位置でボンディングを行うよう
に構成した。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体集積回路
(IC)や大規模集積回路(LSI)の半導体部品のボ
ンディングを行うボンディング装置に関し、特に被ボン
ディング部品である半導体部品としてのチップ上のパッ
ド(電極)と該チップが貼着されているリードフレーム
に形成された外部リードとを導電性のワイヤを用いてボ
ンディングする場合に撮像手段としてのカメラで認識し
てボンディングを行うボンディング装置に関する。
【0002】
【従来の技術】半導体集積回路(IC)や大規模集積回
路(LSI)を製造するボンディング装置は、図5に示
すようにカメラヘッド1a,レンズ1bなどからなる撮
像手段としてのカメラ1と、先端にツール(キャピラ
リ)が取り付けられ該ツールを揺動可能に支持するボン
ディングヘッド9と、XYテーブル上に搭載されたカメ
ラ1及びボンディングヘッド9をX方向及びY方向の二
次元方向に移動可能なXYテ−ブル駆動機構2と、リー
ドフレ−ム4及びチップ5からなるボンディング対象物
11の位置決めを行うボンディングステージ3と、カメラ
1で撮像した画像を入力して処理を行う画像処理装置6
と、ボンディングステージ3上にリードフレームを搬送
して位置決めする搬送機構(図示せず)及びXYテーブ
ル駆動機構2を制御するテ−ブル制御部8と、画像処理
装置6及びテ−ブル制御部8の演算制御を行う制御回路
10と、モニタ7等で構成されている。
【0003】前記画像処理装置6は、クロック生成回路、水
平及び垂直同期信号発生回路、クロックパルス計数回路
及び多値化回路等で構成されており、また、制御回路10
はマイクロプロセッサなどで構成されている。
【0004】前記ボンディング装置では、カメラ1がボンデ
ィングヘッド9の直上に位置する場合であってもカメラ
1のレンズ1bの中心とボンディングヘッド9のツ−ル
の中心とは、約10mm程度離間配置されている。すな
わち、被ボンディング部品としてのチップ上のパッドを
カメラ1で撮像してボンディングヘッド9のツールでボ
ンディングを行うためには、カメラ1とボンディングヘ
ッド9とが共にXYテーブル上に搭載されており、カメ
ラ1の光軸が被ボンディング部品を撮像できるようにボ
ンディングヘッド9のツールを避けて配設する必要があ
るからである。
【0005】そこで、前記ボンディング装置では、カメラ1
のレンズ1bとボンディングヘッド9のツールとの距離
をセルフティーチなどの条件設定を行う際に予め設定す
る。これをオフセット量と称する。
【0006】このオフセット量の検出は、図6に示すよう
に、まずボンディングヘッド9のツ−ルを用いて例えば
第1ボンディング点としてのパッドや第2ボンディング
点としてのリードその他の試料上に仮のボンディングを
行う。
【0007】そして、カメラ1のレンズ1bの中心P1は、
XYテ−ブル上の座標として検出されているので、この
カメラ1をXYテ−ブル駆動機構2により移動して試料
上方位置まで移動させて前記試料の圧痕12を検出す
る。
【0008】この検出した圧痕12の座標点、すなわちツ−
ルの中心P2とカメラ1が移動する前のレンズ1bの中
心P1との距離、すなわちオフセット量Pを算出して制
御回路10内の記憶手段としてのメモリ(RAM)に記
憶させる。
【0009】上記のようにボンディングヘッド1のツールと
カメラ1のレンズ1bとの間には、オフセット量Pがあ
るために被ボンディング部品であるボンディング対象物
11をカメラ1で撮像して認識した後、ボンディングヘ
ッド1を前記ボンディング対象物11上に移動させてボ
ンディングを行う。
【0010】上記のような動作を第1ボンディング点である
パッドと第2ボンディング点であるリードとで行い、こ
れらパッドとリードとの間にワイヤを接続する。そし
て、この一連の動作を繰り返し行う。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】前記ボンディング装置
に用いられるカメラ1のレンズ1bは、図2に示すよう
な直視レンズを用いているため、ボンディング作業を行
う場合にはボンディング対象物11を撮像して認識位置
決め補正を行った後、オフセット量Pだけボンディング
ヘッド1を移動させてボンディングを行う。
【0012】この作業は、セルフティーチ時のみだけではな
く実際のボンディング作業を行う場合にも行われる動作
であるため、ボンディングの作業時間の短縮化を図るこ
とが難しいという問題がある。特に、近年のような多ピ
ン化された半導体部品にあっては、より高速化を図るこ
とが臨まれている。
【0013】本発明は、上記従来技術の欠点に鑑みてなされ
たものであって、その目的とするところは、ボンディン
グ作業時間の短縮化が可能なボンディング装置を提供す
ることである。
【0014】
【課題を解決するための手段】本発明によるボンディン
グ装置は、XYテーブルをX方向及びY方向に移動可能
なXYテ−ブル駆動機構と、前記XYテーブル上に搭載
され先端部に取り付けられたツールを揺動可能に支持す
るボンディングヘッドと、前記ボンディングヘッドの上
方に配設され斜視レンズからの画像情報を結像する撮像
素子を有する撮像手段と、前記ボンディングヘッドの下
方に配設されボンディング対象物を位置決めしてボンデ
ィングを行うボンディングステージとを備え、前記斜視
レンズと前記ボンディング対象物との間の光経路の焦点
が前記ボンディングヘッドのボンディング位置と一致さ
せて構成してなるものである。
【0015】また、前記斜視レンズは、集光用レンズの一部
を用いて形成したレンズ片で構成したこものである。
【0016】また、前記斜視レンズは、光軸の角度を調整可
能な調整手段を備えてなるものである。
【0017】また、前記斜視レンズは、回析格子などの偏向
面を有する光学素子で形成されてなるものである。
【0018】
【発明の実施の形態】以下に、図面を参照して本発明に
よるボンディング装置を説明する。但し、本発明による
ボンディング装置は、以下に説明する部分以外は従来の
ボンディング装置と同様の構成であるため、同一の構成
及び動作の説明は省略し要部のみの説明に止める。ま
た、以下の説明及び図において、上記従来の構成と同一
又は対応する部分については、同じ参照符号を用いてい
る。
【0019】図1に示すように、ボンディング装置は、従来
のボンディング装置と同様に、撮像手段としてのカメラ
1、XYテーブル駆動機構2、ボンディングステージ
3、画像処理装置6、モニタ7、テーブル制御部8、ボ
ンディングヘッド9、制御回路10等で構成されている。
【0020】カメラ1は、カメラヘッド1aの他、従来の直
視レンズ1bに代えて斜視レンズ1cを備えている。こ
の斜視レンズ1cは、ボンディングヘッド9の上方に配
設されている。
【0021】図2に示すように、従来の直視レンズ1bは、
レンズ1bの全面、すなわち光経路(a)、(b)及び
(c)にわたって対象物11の像を撮像素子13上に結
像させる。従って、図2からわかるように(b)の光経
路で結像している画像は、(a)及び(c)でも同一の
画像が結像している。
【0022】この原理を利用して図3に示す斜視レンズ1c
は、図2に示す直視レンズ1bと略同一の集光用レンズ
Lの一部のみを用いて形成したレンズ片であって、その
一方向からのみ対象物11の像を撮像するものである。
従って、斜視レンズ1cの光量は、直視レンズ1bと比
べて少なくなるが、図3に示すように撮像素子13と対
象物11との間に障害物14が介在しても、撮像素子1
3上に対象物11の像を結像させることができる。
【0023】図4は、第2の実施例を示すものである。
【0024】図4に示すように、回折格子1dは、偏向面を
有する光学素子で形成される。この回折格子1dは、そ
の光軸を折りまげて対象物11の像を撮像素子13上に
形成する。これによって対象物11の垂直線上に直視レ
ンズ1b、撮像素子13を配置する必要がなくなると共
に、対象物11の直上の空間に障害物が存在しても撮像
素子13上に対象物11の像を結像することができる。
この回折格子1dも前記斜視レンズ1cと同様の作用を
し、この回折格子1dなどの偏向面を有する光学素子も
広義の斜視レンズに含まれるものとする。
【0025】次に、図3に示す前記斜視レンズ1cを用いて
ボンディング装置に適用した実施例について説明する。
なお、図4に示す回析格子1dなどの光学素子を用いた
場合も同様に適用することができる。
【0026】図1に示すように、斜視レンズ1cを備えたカ
メラヘッド1aは、ボンディングヘッド9の直上(図1
では、ボンディングヘッド9と位置をずらして図示して
いる。)に位置するように取り付けられ、前記斜視レン
ズ1cは該レンズ1cの鏡筒及びレンズがボンディング
ステージ3のステージ3a上に向くように位置決めして
支持されている。すなわち、図3に示すようにリードフ
レーム4及びチップ5からなる対象物11にレンズ1c
が向き、該レンズ1cを光経路(a)が通過するように
位置決めして支持し、レンズ1cを通過した光経路
(a)がカメラヘッド1aの撮像素子に結像するように
する。このとき、対象物11に向けられた光経路(a)
の焦点Z(図1に図示)とボンディングヘッド1の中心
Qとが略一致するように調整を行う。つまり、カメラ1
及びボンディングヘッド9は、共にXYテ−ブル上に搭
載され、ボンディングヘッド9は支軸を中心として図1
に示す上下方向に揺動運動を行うものであるため、斜視
レンズ1cの光軸(中心軸)P3は、ステージ3a上の
ボンディング対象物11を通り、且つこの時、ボンディ
ングヘッド9のツ−ルの中心Qもボンディング対象物1
1を通るように設定する。
【0027】図1では、ボンディング対象物11で設定する
ようにしているが、その他任意の目安となる場所で行っ
てもよい。また、カメラ1の視野は、例えばパッドやリ
ードを複数同一視野内に撮り込むことができるので該視
野内にツールの中心が入るようにすればよい。また、前
記焦点Zの調整は、カメラ1が備えているので前記光経
路(a)とボンディングヘッド9のツール中心とが略一
致するようにすれば、焦点Zは自動的若しくは手動によ
り調整することができる。
【0028】また、前記光軸の調整は、レンズ1cの鏡筒が
光ファイバなどであればファイバを動かして調整を行
い、その他の構成であれば公知の調整機構等の調整手段
を用いて光軸の角度調整を行えばよい。
【0029】このようにすることによってカメラヘッド1a
とボンディングヘッド9とが離間配置されている場合で
あってもカメラ1の認識とボンディングヘッド9のツー
ルでボンディングを行う位置とが略一致しているから同
じ位置でボンディングを行うことができる。
【0030】次に、ボンディング装置により行うボンディン
グ作業について説明する。
【0031】まず、ボンディング工程の前のセルフティーチ
の条件設定の1つであるボンディングヘッド9とカメラ
1とのオフセット量の検出については、斜視レンズ1c
の光軸P3 及びボンディングヘッド9のツールの中心Q
の調整を行えば不要である。従って、ボンディングヘッ
ド9のツールのボンディング動作時の位置(ステージ3
aのXY平面に垂直な直線上)は直接カメラ1にて撮像
されているため、リ−ド又はパッドの位置決めを行った
後は、カメラ1を移動させることなくボンディングヘッ
ド9のツールによりボンディングを行えばよい。
【0032】本発明によるボンディング作業は、第1ボンデ
ィング点であるパッドと第2ボンディング点であるリー
ドとの間をボンディングヘッド9の移動位置決めと同時
にカメラ1による認識も行うことができるのでカメラ1
のオフセット量分の移動工程が不要となり、ボンディン
グ作業の短縮化を図ることができる。
【0033】なお、本発明よりなるボンディング装置では、
ボンディングヘッド9とカメラ1とのオフセット量の検
出並びにボンディング時のオフセット量の移動位置決め
が不要となるが、オフセット量の調整も従来のように併
せて行うことによって高精度なものとすることもでき
る。
【0034】また、本発明における斜視レンズは、上述した
構成に限定されるものではなく、種々の光学デバイス、
光学素子その他の手段を組合せて構成したものも適用す
ることができる。
【0035】なお、本発明よりなるボンディング装置は、ワ
イヤボンディング装置のみならず、テープボンディング
装置並びに他のボンディング装置にも適用することがで
きる。
【0036】
【発明の効果】以上説明したように、本発明よりなるボ
ンディング装置においては、カメラに備えた斜視レンズ
によって、ボンディングヘッドのツールによりボンディ
ングを行う位置を同時に撮像する。従って、ボンディン
グヘッドとカメラとのオフセット量の検出工程並びにオ
フセット量のカメラの移動位置決めを行う必要がないの
で作業工程を短縮化することができ、総合的なボンディ
ング作業時間の短縮化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は、本発明のボンディング装置の概略を示
す構成図である。
【図2】図2は、直視レンズの原理を示す図である。
【図3】図3は、本発明の斜視レンズの原理を示す図で
ある。
【図4】図4は、本発明の第2の実施例の斜視レンズを
示す図である。
【図5】図5は、従来のボンディング装置の概略を示す
構成図である。
【図6】図6は、従来のオフセット量の検出を説明する
図である。
【符号の説明】
1 カメラ 1a カメラヘッド 1c 斜視レンズ 2 XYテーブル駆動機構 3 ボンディングステージ 3a ステージ 7 モニタ 9 ボンディングヘッド 11 ボンディング対象物

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 XYテーブルをX方向及びY方向に移動
    可能なXYテ−ブル駆動機構と、 前記XYテーブル上に搭載され先端部に取り付けられた
    ツールを揺動可能に支持するボンディングヘッドと、 前記ボンディングヘッドの上方に配設され斜視レンズか
    らの画像情報を結像する撮像素子を有する撮像手段と、 前記ボンディングヘッドの下方に配設されボンディング
    対象物を位置決めしてボンディングを行うボンディング
    ステージとを備え、 前記斜視レンズと前記ボンディング対象物との間の光経
    路の焦点を前記ボンディングヘッドのボンディング位置
    と略一致させて構成してなることを特徴とするボンディ
    ング装置。
  2. 【請求項2】 前記斜視レンズは、集光用レンズの一部
    を用いて形成したレンズ片で構成したことを特徴とする
    請求項1記載のボンディング装置。
  3. 【請求項3】 前記斜視レンズは、光軸の角度を調整可
    能な調整手段を備えてなることを特徴とする請求項1又
    は請求項2に記載のボンディング装置。
  4. 【請求項4】 前記斜視レンズは、回析格子などの偏向
    面を有する光学素子で形成されたことを特徴とする請求
    項1又は請求項3に記載のボンディング装置。
JP10025122A 1998-01-22 1998-01-22 ボンディング装置 Pending JPH11214428A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20190112641A (ko) * 2018-03-26 2019-10-07 파스포드 테크놀로지 주식회사 다이 본딩 장치 및 반도체 장치의 제조 방법
CN111752314A (zh) * 2019-03-29 2020-10-09 上海微电子装备(集团)股份有限公司 键合头压力控制装置及控制方法、键合设备

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