JPS623578B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はIC，LSIなどの半導体集積回路の組立
工程におけるワイヤボンデイングの位置測定の自
動化に関する。

従来、IC，LSIなどの半導体製品の組立工程に
おけるペレツトのダイボンデイング工程におい
て、ペレツトはかなり寸法が大きいものであり、
リードフレームと称する治具上にペレツトを熱圧
着する場合、その位置決め精度は±100μ以上で
あるため、その位置ずれ量は作業者の目視により
測定していたが、この目視作業はパターンがきわ
めて集積化しているため、作業者に精神的苦痛を
与えていた。また、このような精密作業において
は、わずかの測定ミスが製品の歩留り低下につな
がつてくるため、信頼性の高い自動位置測定装置
を必要としてきた。

このような自動位置検出のために、特開昭49−
11165号公報に示されるような方法があつた。こ
の方法では、汚れや欠けなどによつて、検出すべ
き本来のパターンとは別の部分のパターンが、標
準パターンと一致する場合があることを考慮し
て、一つろ標準パターンのみでなく他の標準パタ
ーンをも設定し、夫々の標準パターンの位置を求
め、求めた位置間の距離および方向が所定のもの
であるか否かにより、検出すべきパターンが検出
されたかを判定している。これにより、誤パター
ンを検出することなく精度よく位置検出を行なう
ものである。

しかし、このような方法では、パターンの位置
を検出した後、これらの位置間の距離判定等の処
理が必要となり、処理の高速化が図れなかつた。

本発明の目的は、複数の標準パターンを用いて
精度よく、対象物の位置を検出するとともに、位
置検出の処理を高速に行なう位置検出装置を提供
することにある。

本発明は、このような目的を達成するために、
複数の部分パターンを夫々の間の距離および方向
を一定に保つたまま対象物から位置をずらしなが
ら切出す。このようにして求めた複数の部分パタ
ーンを標準パターンと比較することにより、標準
パターンの一致検出と一致を検出したパターン間
距離および方向の判定を実質同時に行なうもので
ある。

すなわち、位置検出すべき対象物の像を２次元
パターン信号に変換する変換手段と、該対象物上
の互いに所定の距離および方向の位置関係にある
所定位置の複数の領域のパターンと夫々一致する
複数の標準パターンを記憶する手段と、前記変換
手段により得られた２次元パターン信号から、前
記所定の距離および方向の位置関係にある複数の
部分パターンを、位置をずらしながら順次切出す
手段と、前記記憶手段に記憶された複数の標準パ
ターンを前記切出し手段により順次切出した複数
の部分パターンを、対応するパターン同士で順次
比較する比較手段と、前記比較手段が一致を検出
したときに前記切出し手段が切出した部分パター
ンの位置に基き前記対象物の位置を検出する検出
手段とからなる。

第１図は、ワイヤボンデイングのなされる前
の、たとえばLSIペレツトのような半導体部品を
示す。同図中、１はLSIペレツト（以下ペレツト
と略記する）、２はタブと称されるペレツトの台
座部分、３−０，３−１，…（一部は図示せず）
はペレツト１内のボンデイングパツド（以下、パ
ツドと略記する）、４−０，４−１、等はリード
フレームの一部である外部電極で、パツド３−
０，３−１は同図には簡単のため３−０，３−１
の２個しか記載してないが、外部電極４−０，４
−１と同数だけ、実際には20〜40個程度設けてあ
り、ワイヤボンデイングによりそれぞれ対応する
パツドと外部電極とを金線やアルミ線で互いに接
続する。

ここで問題となるのは、ペレツト位置すなわち
直角座標で表わした場合の座標（Ｘ，Ｙ）と、ペ
レツト方向すなわち角度（θ）のばらつきであ
る。この場合、ばらつきの大きさ、すなわちΔＸ
およびΔＹは±100〜150μ，Δθは30′程度であ
り、自動的にワイヤボンデイングを行なうには、
各パツドの位置を±10μ程度で検出する必要があ
る。

本発明では、たとえば第２図に示すように、パ
ツドが存在するペレツド１の周辺部に少なくとも
二つの視野像５−０，５−１を設定し、その中の
パツド３−０，３−１を、本発明と同一出願人に
より既に出願された“特定パターンの認識方法”
（特願昭51−14031号）により検出する。上記視野
像の数としては、ペレツトの回転ずれΔθを検出
するために複数個必要であるが、説明を簡単にす
るため、便宜上２個としておく。なお視野像の大
きさとしては、ペレツトの位置ずれΔＸ，ΔＹお
よび回転ずれΔθ等をカバーできるよう600μ程
度のものとする。また視野像の位置は可変で、
種々の大きさのペレツトに対してもパツド検出を
行なえるように、本発明の装置では、それぞれの
視野像の位置を任意に指定できるようにする。

第３図は本発明による位置検出装置の基本構成
を示す。同図中、６はリードフレームと称する金
属板で、前第１図に示したように、そのタブ２の
部分にペレツド１が一定ピツチで圧着されてい
る。７はフレーム送り機構で、図示の破線の矢印
の方向にリードフレーム６を間欠的に送り、光学
系の直下にペレツト１を１個づつ供給する。また
８はペレツト照明用光源、９は半透明鏡、１０は
ペレツト１の拡大像を得るための対物レンズ、１
１は像分割用の反射鏡であり、ペレツト１からの
拡大像を少なくとも二つの部分像に分割する。同
図は二つの部分像に分割する場合を示し、これに
よつて図示の１２−０，１２−１の位置にペレツ
ト１の一部の拡大された実像が得られる。

１３−０，１３−１はリレーレンズ、１４−
０，１４−１は光学像を走査して時間的なアナロ
グ映像信号に変換するための光電変換装置で、一
例としてビジコン等のTVカメラなどを用いる。
１５−０，１５−１は上記のTVカメラ移動用の
載物台で、光電変換装置１４−０，１４−１の受
光面に平行な平面内で光電変換装置を移動するこ
とにより、ペレツト１の品種を変更した場合、ペ
レツトに応じて視野の位置を調節するためのもの
である。

１６−０，１６−１は光電変換装置１５−０，
１５−１からのアナログ映像信号、１７は映像処
理装置で、アナログ映像信号１６−０，１６−１
の２値化、パツド検出処理等を行なう。２１は計
算機のような制御装置で、パツド検出処理に必要
なデータ処理映像処理回路の制御等を信号１８，
２０およびインターフエイス１９を介して行な
う。２２はフレーム送り機構７及び載物台１５−
０，１５−１の駆動回路、２３は駆動回路２２を
制御するための回路で、信号２４、インターフエ
イス１９および信号２０を介して計算機に接続さ
れている。

２５は自動ワイヤボンダで、映像処理装置１７
で求めたパツドの位置をもとに、計算機２１です
べてのパツドの位置が求められ、この自動ワイヤ
ボンダ２５で各パツドと外部電極とを金属線で自
動的に接続する。この場合、パツドの位置を検出
する速度と自動ワイヤボンデイングを行なう速度
とが整合しないときには自動ワイヤボンダ２５に
カセツトテープのようなバツフアを付加して入力
信号を一時記憶させ、検出ステーシヨン２６と自
動ワイヤボンダ２５とをオフライン的に結合させ
るようなシステムも考えられる。

またパツド位置検出速度がフレーム送り速度に
比べて十分速い場合には、第４図に示すように、
１台の映像処理装置および計算機で複数台の検出
ステーシヨン２６を制御するようにできる。本発
明では、１台の映像処理装置および計算機で少な
くとも４台の検出ステーシヨンをまかなうような
システムを提供する。

次に、本発明による映像処理の概要を示す。第
５図において、３０は本発明の光学系における
TVカメラ等の光電変換器から得られるペレツト
の部分拡大像のアナログ映像を示す。同図中、正
方形の部分３１はアルミニウムのパツド、３２は
上記３１の延長で内部配線への引出部、３３は前
工程における検査用ブローバの傷跡である。

ペレツトは品種によつて種々の大きさのものが
あるが、いずれもパツドの正方形の部分３１の大
きさは共通で、ほぼ120μ□である。この場合、
引出部３２としてはLSIの品種やペレツト内の視
野の位置により、上下左右いずれの側にも出てい
る可能性がある。また、ブローバの傷跡３３の大
きさはほぼ一定しているが、パツド内での位置は
不定である。なおパツド３１の周辺部３４は酸化
シリコンのコーテイング部、３５はペレツトの縁
のシリコン部、３６はペレツト外部の金−シリコ
ン共晶部である。

前記第３図に示したような落射照明の場合、パ
ツドのようなアルミ部が最も明るく、次いでシリ
コン部３５、酸化シリコン部３４の順に暗くな
る。金−シリコン共晶部３６は、光学系の光軸方
向に傾斜があるため図示のようにペレツト近辺が
最も暗く、ペレツトから離れるにつれて除々に明
るくなる。また、プローバの傷跡３３はくぼんで
いるため暗くなる。

第６図は第５図のアナログ映像３０を、アルミ
部の明るさと酸化シリコン部の明るさとの中間の
明るさをしきい値として２値化した場合の２値化
映像である。図示のように、パツド４１、引出部
４２、シリコン部４５および金−シリコン共晶部
４６のペレツトから遠い部分４６−１は白にな
り、プローバの傷跡４３、酸化シリコン部４４お
よび金−共晶部４６のペレツトに近い部分４６−
０は黒（ハツチング部分）になる。このように、
アナログ映像信号を２値化できれば、比較的簡単
な映像処理装置を実現できるため、本発明では処
理対象を２値化映像とする。

また、本発明では映像の電気的処理をさらに容
易にするため、２値化映像をたとえば第７図のよ
うにＸ方向に320絵素、Ｙ方向に240絵素にサンプ
リングする。なお同図のＸ方向64絵素、Ｙ方向20
絵素の部分は帰線区間であり、その中のＸ方向32
絵素、Ｙ方向12絵素の帯状の部分はTVカメラの
外部同期信号のパルスが出る部分である。なお、
図示の分割された各格子点のＸ，Ｙ両方向に１絵
素毎、２絵素毎、……に映像のサンプリングを行
なうことを、以降では“モード１”，“モード
２”，……と呼ぶことにする。第７図において、・
印はモード１のサンプリング、○†ぐ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 位置検出すべき対象物の像を２次元パターン
   信号に変換する変換手段と、該対象物上の互いに
   所定の距離および方向の位置関係にある所定位置
   の複数の領域のパターンと夫々一致する複数の標
   準パターンを記憶する手段と、前記変換手段によ
   り得られた２次元パターン信号から、前記所定の
   距離および方向の位置関係にある複数の部分パタ
   ーンを、その位置関係を保つたまま位置をずらし
   ながら順次切出す手段と、前記記憶手段に記憶さ
   れた複数の標準パターンと前記切出し手段により
   順次切出した複数の部分パターンを対応するパタ
   ーン同士で比較する比較手段と、前記比較手段が
   一致を検出した部分パターンの位置に基き前記対
   象物の位置を検出する検出手段とからなることを
   特徴とする位置検出装置。 ２ 前記標準パターンの一部分をマスクパターン
   としたことを特徴とする請求範囲第１項記載の位
   置検出装置。 ３ 前記検出手段は、上記複数個の標準パターン
   のうち上記切出した複数の部分パターンと所定個
   以上のパターンが一致したとき、上記対象物内の
   特定形状部位置を検出したと判定する手段からな
   ることを特徴とする請求範囲第１項又は第２項記
   載の位置検出装置。 ４ 前記切出手段は、上記所定の距離および方向
   がずれた位置関係にある複数部分パターンについ
   ても、上記変換手段で得られた映像パターンから
   位置をずらしながら切出し、前記検出手段は該切
   出されたパターンと上記標準パターンと比較し、
   前記検出手段は該比較の結果が所定の一致関係を
   満足したときに切出した部分パターンの位置から
   上記対象物内の特定形状部位置を検出することを
   特徴とする請求範囲第１項記載の位置検出装置。