(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被ボンディング部品に対してボンディングを行うボンディング手段と、
前記ボンディング手段及び前記被ボンディング部品に対して二次元的に相対移動させて位置決めを行う位置決め手段と、
前記位置決め手段に搭載された前記被ボンディング部品を撮像する撮像手段と、
前記撮像手段からの信号を処理して画像の認識を行う画像認識手段と、
ボンディング装置の制御を行う制御手段とを有するボンディング装置において、
前記画像認識手段は、前記位置決め手段が移動中に所定の位置に達したときに、前記撮像手段に対し前記被ボンディング部品の画像蓄積開始信号及び画像の蓄積時間の制御信号を出力し、
前記撮像手段は、前記画像認識手段から出力された画像蓄積開始信号を受け取ると同時に画像の蓄積を開始し、前記画像認識手段から出力された画像の蓄積時間に基づき画像の蓄積を所定の時間行い、画像蓄積完了後、前記画像認識手段へ映像信号を出力する画像出力手段を有すること
を特徴とするボンディング装置。
【請求項２】
被ボンディング部品に対してボンディングを行うボンディング手段と、
前記ボンディング手段及び前記被ボンディング部品に対して二次元的に相対移動させて位置決めを行う位置決め手段と、
前記位置決め手段に搭載された前記被ボンディング部品を撮像する撮像手段と、
前記撮像手段からの信号を処理して画像の認識を行う画像認識手段と、
ボンディング装置の制御を行う制御手段とを有するボンディング装置において、
前記画像認識手段は、前記位置決め手段が所定の位置で停止後、前記撮像手段に対し前記被ボンディング部品の画像の蓄積開始信号及び画像の蓄積時間の制御信号を出力し、
前記撮像手段は、前記画像認識手段から出力された画像蓄積開始信号を受け取ると同時に画像の蓄積を開始し、前記画像認識手段から出力された画像の蓄積時間に基づき画像の蓄積を所定の時間行い、画像蓄積完了後、画像出力手段から前記画像認識手段へ映像信号を出力し、
前記位置決め手段は、前記撮像手段が画像の蓄積完了後に移動を開始すること
を特徴とするボンディング装置。
【請求項３】
前記画像認識手段は、前記撮像手段に対して画像蓄積開始信号及び画像の蓄積時間を出力すると同時に、被ボンディング部品の照明を行う照明手段に点灯開始及び点灯中の明るさを制御する信号を出力して照明手段により、前記撮像手段の画像の蓄積期間中，点灯及び所定の明るさで照明を行う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。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体デバイスの組立工程に用いられるボンディング装置に関し、特に、撮像手段による被ボンディング部品の画像の取り込みに関して、ＩＣチップ上のパッド（電極）と、該ＩＣチップが貼着されているリードフレーム等に形成された外部リードとを接続するボンディング装置でのボンディング前のＩＣチップのずれ量検出及びリードの位置検出が可能なボンディング装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ＩＣチップ上のパッド（電極）と外部リードとを接続するボンディング装置としては、図７に示すワイヤボンディング装置が知られている。
【０００３】
図７に示すように、ワイヤボンディング装置は、カメラヘッド１ａ、光学レンズ１ｃ（以下レンズという）等を備えた撮像手段としてのカメラ１と、キャピラリ２ａが先端に装着されたボンディングアーム２と、該ボンディングアーム２を上下に駆動するボンディングヘッド３と、これらボンディングアーム２及びボンディングヘッド３からなるボンディング手段及び前記撮像手段としてのカメラ１を搭載してＸ方向及びＹ方向に二次元的に移動させて位置決めする位置決め手段としてのＸＹテーブル４と、前記キャピラリ２ａ及びボンディングアーム２等からなるボンディングヘッド３によるボンディング作業を行なうボンディングステージ７を有する搬送装置５とを有している。前記ボンディングステージ７はリードフレーム等を加熱するヒータ７ａを有している。
【０００４】
また、図７に示すように、ワイヤボンディング装置は、更に、前記カメラ１からの映像信号を受ける画像処理装置３０と、画像処理装置３０からの出力を受けるモニタ９と、マイクロプロセッサを含む制御装置１０と、この制御装置１０からの指令信号に応じて前記ボンディングヘッド３及びＸＹテーブル４への駆動信号を発する駆動装置１１とを有している。
【０００５】
前記ワイヤボンディング装置は、作業開始に際して複数のＩＣチップ１２が長手方向に並べて貼着されたリードフレームＬ＼Ｆを搬送装置５により加熱されているボンディングステージ７上に搬入して最先のＩＣチップ１２をボンディング作業位置に位置決めする。
【０００６】
そして、制御装置１０及び駆動装置１１によりボンディングアーム２及びＸＹテーブル４を作動させて最先のＩＣチップ１２に関するボンディング作業を行う。
【０００７】
図９に示すように、ＩＣチップ１２は例えば正方形にしてその上面外周に沿って多数のパッド１２ａが所定の間隔毎に並設され、リードフレームＬ＼Ｆに形成されたランド部１４（図９に図示）に貼着されている。そして、リードフレームＬ＼Ｆには、これらパッド１２ａ各々に対応するリード１５が設けられている。
【０００８】
続いてボンディング工程について説明するが、その前に、ボンディング作業に先立ち予め行われるセルフティーチに関して説明する。セルフティーチは、ボンディング対象たる前記パッド１２ａ及びリード１５上の各ボンディング位置等に関する各種条件の設定を行うものである。
【０００９】
最初に、作業者は、前記カメラ１からの映像信号による画像をモニタ９にて目視しながらマニュピュレータ（図示せず）等を用いて前記ＸＹテーブル４を手動操作し、該モニタ９の画面上に設けられているクロスライン９ａの交点をＩＣチップ１２上の少なくとも２個所の正規の点としての第１基準点及び第２基準点に合わせる。このとき、第１基準点及び第２基準点の座標が制御装置１０内のメモリに、また、第１基準点及び第２基準点でのモニタ９上のウインド９ｂ内の画像が基準パターンとして画像処理装置３０のメモリに記憶される。次に、リードフレームＬ／Ｆ上の１個所に正規の点としての第３基準点に合わせる。このとき、第３基準点の座標が制御装置１０内のメモリに、また、第３基準点でのモニタ９上のウインド９ｂ内の画像が基準パターンとして画像処理装置３０のメモリに記憶される。
【００１０】
次に、図７及び図９に示すように、モニタ９の画面上に設けられているクロスライン９ａの交点をリード１５又はパッド１２ａ上の所定位置、すなわちボンディングを行うべき位置に可能な限り正確に合わせる（目合わせ）。このクロスライン９ａの交点の座標は、該ＸＹテーブル４上の座標としてみることができ、目合わせが完了した時点で各ボンディング点の座標がメモリされる。このようなティーチングにより、基準となるボンディング点の座標が予めメモリ内に記憶される。
【００１１】
次に、ボンディング工程について説明を行う。ボンディング工程は，最初にＩＣチップ１２，リード１５のボンディングすべき位置の検出を行なう。
【００１２】
すなわち、リードフレームＬ／Ｆ上に複数のＩＣチップ１２が長手方向に導電性の接合材で並べて貼着されたＩＣチップ１２の位置は、図９に示すように、貼着されるべき所定の位置に対してずれた位置となっている場合がある（図９の破線で示す１２’がＩＣチップ１２の所定の位置である）。
【００１３】
このためワイヤボンディングを行う前に、ＩＣチップ１２上の少なくとも２個所の正規の点である第１基準点（図９のａ）及び第２基準点（図９のｂ）にＸＹテーブル４上に搭載されたカメラ１を移動してＸＹテーブル４の移動完了後カメラ１で前記ＩＣチップ１２を撮像し、その撮像信号を画像処理装置３０に入力して画像認識を行い、予め記憶された第１基準点及び第２基準点からのＩＣチップ１２上の定点（図７に示す、ａ’、ｂ’）までの各ずれ量（図７のΔＸａ、ΔＹａ及びΔＸｂ、ΔＹｂ））を求め、このずれ量のデータに基づき予め記憶された各パッド１２ａのボンディング座標を演算し、ＩＣチップ１２のボンディングすべきパッド１２ａの位置を算出する。
【００１４】
また、第２ボンディング点となるリード１５の位置もリードフレームＬ／Ｆ上の少なくとも１個所の正規の点である第３基準点に前記ＸＹテーブル４上に搭載されたカメラ１を移動してＸＹテーブル４の移動完了後カメラ１で撮像し、その撮像信号を画像処理装置３０に入力し、画像認識を行い予め記憶された第３基準点からのリードフレームＬ／Ｆ上の定点（前記第３基準点がずれた位置）までのずれ量を求め、このずれ量に基づき予め記憶されたリード１５のボンディング座標を演算し、リード１５の位置を求める。
【００１５】
また、リード１５の本数が多く、各リード１５の位置がばらついている場合には、リードロケイタ（リードのボンディング位置を画像認識により検出する機能）により各リード１５の位置を検出して前記リードのボンディング座標の修正を行い、実際のリード１５の位置を求める。
【００１６】
図８は、従来のボンディング装置における被ボンディング部品の位置検出時のカメラの映像信号の取り込み動作のタイミングの一例を示す図である。すなわち、図番は、ＩＣチップ１２上の２カ所の位置検出、リード１５上の位置検出及びリードロケイタによる各リード１５の位置検出での画像処理装置３０のカメラの映像信号の取り込み動作のタイミングの一例を示すものである。
【００１７】
図８の（ａ）は、画像処理装置３０よりカメラ１へ出力される垂直同期信号を示す。
【００１８】
垂直同期信号は、所定の周期（１６．７ミリ秒）で常時カメラ１へ出力されている。カメラ１は、画像処理装置３０から出力される垂直同期信号が“ＯＦＦ”により画像の蓄積を開始し（図８の時間Ｔ２０、Ｔ２３，Ｔ２５）、垂直同期信号が“ＯＮ”に変化する（図８の時間Ｔ２２、Ｔ２４，Ｔ２６）まで画像の蓄積を行う。次に、カメラ１は蓄積した画像の信号を次の垂直同期信号で映像信号として画像処理装置３０へ出力する（図８の（ｃ））。
【００１９】
すなわち、図８に示すように、垂直同期信号によりカメラ１が蓄積した画像の信号（図８に示す▲１▼，▲３▼，▲５▼）は、次の垂直同期信号で映像信号（図８に示す▲２▼，▲４▼，▲６▼）として出力されるよう構成されている。
【００２０】
次に、図８の（ｄ）に示すようにＸＹテーブル４が移動して画像取り込み位置で停止後（図８の時間Ｔ２１）、制御装置１０は、画像処理装置３０に対しカメラ１の映像信号をメモリに取り込むための画像取り込み指令を発する（図８の（ｅ））。
【００２１】
画像処理装置３０は、図８の（ｂ）に示す▲３▼でカメラ１が蓄積した画像の信号を、次の垂直同期信号でのカメラ１からの映像信号（図８の（ｃ）で示す▲４▼）をデジタル値に変換して、映像信号の取り込みを行い画像処理装置３０の記憶装置（メモリ）に記憶する。しかして、図８（ｂ）に示す▲１▼の画像の信号は、図８（ｄ）に示すように、ＸＹテーブル４が移動中の画像を取り込んでしまうので、この場合の映像信号である▲２▼は画像取り込みを行わないようになっている。
【００２２】
画像処理装置３０が図８（ｂ）に示す▲３▼の画像の取り込みを完了後（図８（ｆ）に示す▲３▼の画像）、ＸＹテーブル４は、次の検出位置への移動を開始する。また、画像処理装置３０は、メモリに記憶された画像データを処理して位置の検出処理を行う。
【００２３】
以上説明したＩＣチップ１２のパッド１２ａ及びリード１５の各位置を検出後、ボンディングアーム２は、先端にボールが形成されたワイヤが挿通されたキャピラリ２ａを、前記カメラ１からの画像情報に基づき前記ＸＹテーブル４の作動により該パッド１２ａの直上に位置決めされる。
【００２４】
この位置決めが完了後、図７に示すボンディングヘッド３によりボンディングアーム２を駆動しキャピラリ２ａを下降させ、該パッド１２ａ上のボール１８ａを押しつぶして熱圧着ボンディングを行う。このとき、図示しない超音波励振手段を以て該キャピラリ２ａを励振することも行われる。
【００２５】
この第１ボンディング点への接続が終わると、ボンディングアーム２の昇降動作及びＸＹテーブル４の動作が適時行われ、所定のループコントロールに従ってワイヤ１８が引き出され、第１ボンディング点に対すると同様にしてリード１５上の第２ボンディング点へのボンディングが行われる。
【００２６】
その後、ボンディングアーム２を所定の高さまで上昇させる過程でワイヤのカットが行われ、一組のパッド１２ａ及びリード１５の接続が完了する。
【００２７】
以後、ＩＣチップ１２に設けられた各パッド１２ａとこれらに対応して配設された各リード１５について上記の一連の動作が繰り返される。
【００２８】
【発明が解決しようとする課題】
近年ＩＣパッケージの多ピン化によりリード１５の本数が増えてきており、各リードの位置を検出するリードロケイタの動作時間が長くなってきている。
【００２９】
例えば，リードフレームＬ／Ｆのリード１５の本数が２００本のときには，カメラ１の撮像範囲内のリード１５の本数を５本とすると、全てのリードの画像を画像処理装置３０に取り込むには、画像取り込み動作を４０回繰り返すことが必要となる。このため、リードロケイタでの画像の取り込み動作の時間を短縮して、リードロケイタの動作時間を短縮することが課題となっている
【００３０】
しかしながら、従来のワイヤボンディング装置では、カメラ１の画像の蓄積開始及び蓄積時間が垂直同期信号によって規定されており、画像の取り込み動作は、垂直同期信号とタイミングをとりながら行う必要があった。このため画像の取り込み動作時間は、垂直同期信号の周期以下に短縮することができなかった。
【００３１】
そこで、本発明は、ＸＹテーブル４が所定の位置に達したときにカメラの画像蓄積を行い、また、蓄積時間を可変して、短時間で画像の蓄積を行って画像の取り込み時間を短くすることにより、位置検出及びリードロケイタの動作時間を短縮し、高速なワイヤボンディング装置を提供するを目的とする。
【００３２】
【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、被ボンディング部品に対してボンディングを行うボンディング手段と、前記ボンディング手段及び前記被ボンディング部品に対して二次元的に相対移動させて位置決めを行う位置決め手段と、前記位置決め手段に搭載された前記被ボンディング部品を撮像する撮像手段と、前記撮像手段からの信号を処理して画像の認識を行う画像認識手段と、ボンディング装置の制御を行う制御手段とを有するボンディング装置において、前記画像認識手段は、前記位置決め手段が移動中に所定の位置に達したときに、前記撮像手段に対し前記被ボンディング部品の画像蓄積開始信号及び画像の蓄積時間の制御信号を出力し、前記撮像手段は、前記画像認識手段から出力された画像蓄積開始信号を受け取ると同時に画像の蓄積を開始し、前記画像認識手段から出力された画像の蓄積時間に基づき画像の蓄積を所定の時間行い、画像蓄積完了後、前記画像認識手段へ映像信号を出力する画像出力手段を有するものである。
【００３３】
また、本発明によるボンディング装置は、被ボンディング部品に対してボンディングを行うボンディング手段と、前記ボンディング手段及び前記被ボンディング部品に対して二次元的に相対移動させて位置決めを行う位置決め手段と、前記位置決め手段に搭載された前記被ボンディング部品を撮像する撮像手段と、前記撮像手段からの信号を処理して画像の認識を行う画像認識手段と、ボンディング装置の制御を行う制御手段とを有するボンディング装置において、前記画像認識手段は、前記位置決め手段が所定の位置で停止後、前記撮像手段に対し前記被ボンディング部品の画像の蓄積開始信号及び画像の蓄積時間の制御信号を出力し、前記撮像手段は、前記画像認識手段から出力された画像蓄積開始信号を受け取ると同時に画像の蓄積を開始し、前記画像認識手段から出力された画像の蓄積時間に基づき画像の蓄積を所定の時間行い、画像蓄積完了後、画像出力手段から前記画像認識手段へ映像信号を出力し、前記位置決め手段は、前記撮像手段が画像の蓄積完了後に移動を開始するものである。
【００３４】
更に、本発明によるボンディング装置は、前記画像認識手段は、前記撮像手段に対して画像蓄積開始信号及び画像の蓄積時間を出力すると同時に、被ボンディング部品の照明を行う照明手段に点灯開始及び点灯中の明るさを制御する信号を出力して照明手段により、前記撮像手段の画像の蓄積期間中，点灯及び所定の明るさで照明を行うものである。
【００３５】
【発明の実施の形態】
以下図面を参照して、本発明によるボンディング装置の実施の形態について説明する。なお、図７に示す従来のボンディング装置と同一の構成及び機能を有する部分については、同じ符号を用いて説明する。
【００３６】
図１に示すように、本発明によるボンディング装置は、ＣＣＤカメラ２５ａ、レンズ１ｃ等を備えた撮像手段としての撮像装置２５と、被ボンディング部品を照明する照明灯２０ａ及び前記照明灯２０ａを制御する照明制御装置２０ｂからなる照明手段としての照明装置２０と、ボンディングアーム２の先端に取り付けられたキャピラリ２ａ等を含むボンディングヘッド３と、前記撮像装置２５、照明灯２０ａ及びボンディングヘッド３をＸ方向及びＹ方向の二次元方向に移動可能な位置決め手段としてのＸＹテーブル４と、前記撮像装置２５によって撮像される半導体部品としてのＩＣチップ１２を搭載したリードフレームＬ／Ｆをボンディングステージ７へ搬送する搬送手段としての搬送装置５と、前記撮像装置２５からの映像信号を受ける画像認識手段としての画像認識装置８と、この画像認識装置８からの出力を受ける表示手段としてのモニタ９と、駆動手段としての駆動装置１１への制御信号を生成するマイクロプロセッサ及び情報を記憶するメモリを含む制御手段としての制御装置１０と、前記制御装置１０からの指令信号に応じて前記ボンディングヘッド３及びＸＹテーブル４への駆動信号を発する駆動手段としての駆動装置１１などからなる。
【００３７】
以下に、ボンディング装置の各装置の構成の詳細を説明する。
【００３８】
位置決め手段としての前記ＸＹテーブル４は、Ｘ軸及びＹ軸にそれぞれ駆動するサーボモータ（図示せず）を備え、前記サーボモータの回転をボールネジ（図示せず）で直線運動に変換し、２次元方向に移動可能な構成となっている。また、前記サーボモータの回転角に応じて２相信号（この２相信号をＡ相、Ｂ相とする）を出力する位置検出手段としてのロータリエンコーダ（図示せず）が前記サーボモータに内蔵されている。前記ロータリエンコーダから出力されるＡ相及びＢ相信号は、図４に示す駆動装置１１の信号変換器１１ａによりＵＰ又はＤＯＷＮのパルス信号に変換される。前記信号変換器１１ａで変換されたＵＰ又はＤＯＷＮのパルス信号は図４に示す駆動装置１１のカウンタ回路１１ｂに入力され、前記カウンタ回路１１ｂによりパルス数が計数される。すなわち、前記カウンタ回路１１ｂの計数データによりＸＹテーブル４の位置を管理することができる。また、駆動装置１１には、ＸＹテーブル４の移動時に目標位置に達したか否かを検出する一致検出回路１１ｃを備えている。前記一致検出回路１１ｃは制御装置１０より出力される目標位置データとカウンタ回路１１ｂの計数データとが一致したときに前記制御装置１０に一致信号を出力するよう構成されている。
【００３９】
前記撮像手段としての撮像装置２５は、少なくとも光学レンズ１ｃ及びＣＣＤカメラ２５ａからなり、前記ＣＣＤカメラ２５ａの内部には図３に示すように、固体撮像素子１ａａが内蔵されている。前記固体撮像素子１ａａは、光のエネルギーを電気信号に光電変換し、変換された電気信号としての電荷を一時的に蓄積する感光蓄積部１ａｂと、前記感光蓄積部１ａｂで蓄積された電荷を出力部に転送するＣＣＤ（電荷結合デバイス）から成る電荷転送部１ａｃと、前記電荷転送部１ａｃからの電荷を電圧の信号に変換する出力部１ａｄとを有している。なお、図３の前記電荷転送部１ａｃは、インターライン転送ＣＣＤすなわち、感光蓄積部１ａｂで光電変換した信号による電荷を一斉に垂直レジスタＶｒに移したあと、垂直方向に転送し、水平レジスタＨｒから１ラインずつ電荷を読み出すものである。なお、前記固体撮像素子１ａａは、感光蓄積部１ａｂ、電荷転送部１ａｃなどに駆動用クロックを供給するクロック制御部１ａｅも備えている。
【００４０】
図３に示すように、前記固体撮像素子１ａａで得られる電気信号は、光の強さと光を蓄積する蓄積時間に比例する。従って、光を蓄積する蓄積時間を可変することにより、前記固体撮像素子１ａａで得られる電気信号のレベルも変化する。すなわち、光を蓄積する蓄積時間を短くすると、前記固体撮像素子１ａａからの電気信号のレベルは小さくなる。このため、蓄積時間を可変したときには、照明灯２０ａの明るさを前記画像の蓄積時間に逆比例するように設定することにより固体撮像素子１ａａからの出力信号のレベルを一定にすることができる。
【００４１】
また、前記撮像手段としての撮像装置２５のＣＣＤカメラ２５ａは，画像認識装置８などの外部からの制御信号による画像の蓄積を開始する蓄積機能と、感光蓄積部１ａｂの電気信号としての電荷の蓄積する時間を可変制御する蓄積時間制御機能を有している。
【００４２】
また、ボンディング部品を照明する照明手段としての照明装置２０は，１個以上の発光ダイオード（ＬＥＤ）から成る照明灯２０ａと、前記発光ダイオードに電流を供給、遮断などの制御を行う照明制御装置２０ｂとで構成されている。
【００４３】
前記照明装置２０は、前記画像認識装置８からの信号により点灯，消灯の制御及び照明の明るさを可変制御することができるようになっている。すなわち、前記照明装置２０の照明制御装置８ｂは、外部からの照明灯２０ａの明るさのデータを受けて、所定の電流を発光ダイオードに流すよう構成されている。
【００４４】
図２に示すように、前記画像認識装置８は、クロック信号生成回路８ａと、前記クロック信号生成回路８ａからのクロック及び制御回路８ｆからの信号によりＣＣＤカメラ２５ａに制御信号を出力するカメラ制御信号生成回路８ｂと、ＣＣＤカメラ２５ａから出力される映像信号を増幅する増幅器８ｃと、前記増幅器８ｃから出力される信号を多値化又は二値化のデジタル値に変換する変換器８ｅと、前記変換器８ｅから出力される映像信号のデジタル値と基準パターンデータとのパターンマッチング等の画像認識を行う画像処理回路８ｄと、位置ずれ量検出用基準パターン等を格納する画像メモリ８ｇと、該画像処理回路８ｄ、カメラ制御信号生成回路８ｂ、照明制御回路等の制御を行うマイクロコンピュータを内蔵した制御回路８ｆと、制御装置１０との通信を行う入出力回路ｈと、照明制御装置２０ｂを制御する照明制御信号生成回路８ｊより成る。
【００４５】
以下に、本発明によるボンディング装置におけるボンディングを行う場合の被ボンディング部品としてのＩＣチップ１２の位置検出、リード１５の位置検出、及びリード１５の個々の位置を検出するリードロケイタでの位置検出動作での画像認識装置８へのカメラの画像の取り込みを行う場合の制御について述べる。
【００４６】
なお、本発明によるボンディング装置におけるワイヤボンディングを行う場合には、各種の条件設定等を行うセルフティーチは予め行われているものとする。すなわち、第１ボンディング点としてのＩＣチップ１２のパッド１２ａ及び第２ボンディング点としてのリード１５、ＩＣチップ１２上の基準点、リード１５の基準点等の座標上の位置等の情報、並びに基準パターン等の画像情報等の条件設定である。従って、ボンディングのための位置情報等は図１に示す制御装置１０内のメモリ（図示せず）に格納され、画像情報等は画像認識装置８の画像メモリ８ｇにそれぞれ格納されている。
【００４７】
図５は、位置検出動作での画像認識装置８へのカメラ画像の取り込み動作のタイミングチャートを示す図である。
【００４８】
図５の（ａ）に示すように、撮像装置２５及び照明灯２０ａを搭載したＸＹテーブル４が時間Ｔ１より移動を開始して時間Ｔ２の目標位置で停止する。駆動装置１１は、図５の（ｂ）に示すように、一致信号を出力してＸＹテーブル４が所定の位置（目標位置）であることを制御装置１０に通知する。制御装置１０は、画像認識装置８に撮像手段としての撮像装置２５からの映像信号を取り込むよう指令を発する。
【００４９】
画像認識装置８は撮像手段としての撮像装置２５に対し、図５の（ｃ）に示す画像蓄積開始信号及び画像の蓄積時間の制御信号（図５のＳｔ）を出力する。
【００５０】
撮像装置２５は、前記画像認識装置８から出力された画像蓄積開始信号を受け取ると同時に画像の蓄積を開始し（図５の（ｄ）の時間Ｔ２）、前記画像認識装置８から出力された画像の蓄積時間に基づき、画像の蓄積を所定の時間行う（図５の（ｄ）の時間Ｔ３）。撮像装置２５が画像蓄積完了後、撮像装置２５は前記画像認識装置８へ映像信号を出力する（図５の（ｆ））。
【００５１】
また、画像認識装置８は前記撮像装置２５に対して画像蓄積開始信号及び画像の蓄積時間を出力すると同時に、図５の（ｅ）のＬｔで示す点灯開始及び明るさの制御信号を照明制御装置２０ｂに出力する。照明制御装置２０ｂは前記撮像手段の画像の蓄積期間中，照明灯２０ａの点灯及び所定の明るさで照明を行うよう照明灯２０ａの制御を行う。
【００５２】
制御装置１０は、ＸＹテーブル４に対し撮像装置２５の画像蓄積期間終了（図５の時間Ｔ３）後、次の移動点に移動するよう駆動装置１１に対し指令を発する。図５に示す時間Ｔ５で停止後、前述した動作を繰り返し、画像認識装置８へのカメラ画像の取り込み動作を繰り返す。
【００５３】
次に、ＸＹテーブル４が移動中のカメラ画像の取り込みのタイミングチャートを図６に示す。
【００５４】
撮像装置２５及び照明灯２０ａを搭載したＸＹテーブル４は時間Ｔ１０より移動を開始し（図６の（ａ））、図６の（ｂ）に示す速度駆動波形Ｖに基づき、加速及び減速を行い図６の時間Ｔ１１より低速で移動を行う。駆動装置１１の一致検出回路１１ｃは、ＸＹテーブル４が所定の位置に達したとき、制御装置１０に一致信号を出力する（図６の（ｃ）の時間Ｔ１２）。
【００５５】
制御装置１０は、画像認識装置８に撮像手段としての撮像装置２５からの映像信号を取り込むよう指令を発する。画像認識装置８は撮像手段としての撮像装置２５に対し、図６の（ｄ）に示す画像蓄積開始信号及び画像の蓄積時間の制御信号（図６のＳｔ）を出力する。
【００５６】
撮像装置２５は、前記画像認識装置８から出力された画像蓄積開始信号を受け取ると同時に画像の蓄積を開始し（図５の（ｅ）の時間Ｔ１２）、前記画像認識装置８から出力された画像の蓄積時間に基づき、画像の蓄積を所定の時間行う（図６の（ｅ）の時間Ｔ１３）。撮像装置２５が画像蓄積完了後、撮像装置２５は前記画像認識装置８へ映像信号を出力する（図６の（ｇ））。
【００５７】
また、画像認識装置８は前記撮像装置２５に対し画像蓄積開始信号及び画像の蓄積時間を出力すると同時に、図６の（ｆ）のＬｔで示す点灯開始及び明るさの制御信号を照明制御装置２０ｂに出力する。照明制御装置２０ｂは前記撮像装置２５の画像の蓄積期間中，照明灯２０ａの点灯及び所定の明るさで照明を行うよう照明灯２０ａの制御を行う。すなわち、図６（ｆ）に示す照明制御信号Ｌｔは、図５（ｅ）に示す照明制御信号Ｌｔと比較して明らかなように、画像の蓄積時間が短いので明るさのレベルが大きくなっている。
【００５８】
次に、制御装置１０は、ＸＹテーブル４が移動中に図６の（ｃ）に示す一致信号が入力されたとき、図６に示す時間Ｔ１５より前述した動作を繰り返し、被ボンディング部品の画像認識装置８へのカメラ画像の取り込み動作を繰り返す。
【００５９】
ＸＹテーブル４の移動中のカメラ画像の取り込みの動作は、画像の蓄積時間を短くして、ＸＹテーブル４の低速での移動時間を減らし、また、画像の蓄積時間に反比例した明るさデータを照明制御装置２０ｂに与えることにより、短時間で一定の明るさの画像を撮像装置２５より得ることができる。
【００６０】
以下に、本発明によるボンディング装置の動作について説明する。なお、以下の説明におけるカメラ画像の取り込みは、ＸＹテーブル４の停止時に行う。
【００６１】
図１に示すように、リードフレームＬ／Ｆを収納したマガジン（図示せず）からリードフレームＬ／Ｆが搬送装置５によりボンディングステージ７上に搬送されると、制御装置１０は、制御装置１０のメモリに予め記憶されている基準点情報に基づき駆動装置１１を駆動させてＸＹテーブル４上に搭載された撮像装置２５をＩＣチップ１２上の第１基準点の座標へ移動させる。この時撮像装置２５は、第１基準点の座標に位置している。
【００６２】
制御装置１０はＸＹテーブル４の移動完了を確認後、画像認識装置８に撮像手段としての撮像装置２５からの映像信号を取り込むよう指令を発する。画像認識装置８は撮像手段としての撮像装置２５に対し、画像蓄積開始信号及び画像の蓄積時間の制御信号を出力する。また、画像認識装置８は同時に、照明制御装置２０ｂに対し照明制御信号を出力する。
【００６３】
撮像装置２５は、前記画像認識装置８から出力された画像蓄積開始信号を受け取ると同時に画像の蓄積を開始し、前記画像認識装置８から出力された画像の蓄積時間に基づき、画像の蓄積を所定の時間行う。
【００６４】
撮像装置２５が画像蓄積完了後、制御装置１０は、制御装置１０内のメモリに記憶されている基準点情報に基づき駆動装置１１を駆動させてＸＹテーブル４上に搭載された撮像装置２５をＩＣチップ１２上の第２基準点の位置へ移動させる。
【００６５】
ＸＹテーブル４が移動中、撮像装置２５の映像信号は画像認識装置８の増幅器８ｃに入力される。
【００６６】
制御装置１０は画像認識装置８の制御回路８ｆにずれ量の検出を検出するための制御信号を出力する。
【００６７】
画像認識装置８の制御回路８ｆは、第１基準点の基準パターンとして記憶されている画像情報をメモリ８ｅより読み出し、画像処理回路８ｄへ転送し画像処理回路８ｄに位置検出処理の制御信号を出力する。増幅器８ｃで増幅された撮像装置２５の映像信号は変換器８ｅでデジタル信号に変換され画像処理回路８ｄへ入力される。画像処理回路８ｄは変換器８ｅでデジタル化された信号とメモリ８ｅから転送された基準パターンとのマッチングを行い、ずれ量を検出する。検出されたずれ量は、制御回路８ｆより制御装置１０へ出力される。
【００６８】
制御装置１０はＸＹテーブル４の第２基準点への移動完了を確認後、画像認識装置８に撮像手段としての撮像装置２５からの映像信号を取り込むよう指令を発する。
【００６９】
画像認識装置８は撮像手段としての撮像装置２５に対し、前記被ボンディング部品の画像蓄積開始信号及び画像の蓄積時間の制御信号を出力する。また、画像認識装置８は照明制御装置２０ｂに対し、照明制御信号を出力する。
【００７０】
撮像装置２５が画像蓄積完了後、制御装置１０は、制御装置１０のメモリに記憶されている基準点情報に基づき駆動装置１１を駆動させてＸＹテーブル４上に搭載された撮像装置２５をリードフレームＬ／Ｆ上の第３基準点の位置へ移動させる。
【００７１】
ＸＹテーブル４が移動中、撮像装置２５の映像信号は画像認識装置８の増幅器８ｃに入力される。
【００７２】
制御装置１０は画像認識装置８の制御回路８ｆにずれ量検出を検出するための制御信号を出力する。
【００７３】
画像認識装置８の制御回路８ｆは、第２基準点の基準パターンとして記憶されている画像情報をメモリ８ｅより読み出し画像処理回路８ｄへ転送し、画像処理回路８ｄに位置検出処理の制御信号を出力する。増幅器８ｃで増幅された撮像装置２５の撮像信号は変換器８ｅでデジタル信号に変換され画像処理回路８ｄへ入力される。画像処理回路８ｄは変換器８ｅでデジタル化された信号とメモリ８ｅから転送された基準パターンとのマッチングを行い、ずれ量を検出する。検出されたずれ量は、制御回路８ｆより制御装置１０へ出力される。
【００７４】
制御装置１０は，各基準点からのずれ量データに基づきメモリに記憶されているボンディング座標を演算し、ボンディングすべき各パッド１２ａの位置を求める。
【００７５】
制御装置１０はＸＹテーブル４の第３基準点への移動完了を確認後、画像認識装置８に撮像手段としての撮像装置２５からの映像信号を取り込むよう指令を発する。画像認識装置８は撮像手段としての撮像装置２５に対し、前記被ボンディング部品の画像蓄積開始信号及び画像の蓄積時間の制御信号を出力する。また、画像認識装置８は照明制御装置２０ｂに対し、照明制御信号を出力する。
【００７６】
制御装置１０は画像認識装置８の制御回路８ｆにずれ量の検出をするための制御信号を出力する。
【００７７】
画像認識装置８の制御回路８ｆは、第３基準点の基準パターンとして記憶されている画像情報をメモリ８ｅより読み出し画像処理回路８ｄへ転送し、画像処理回路８ｄに位置検出処理の制御信号を出力する。増幅器８ｃで増幅された撮像装置２５の映像信号は変換器８ｅでデジタル信号に変換され画像処理回路８ｄへ入力される。画像処理回路８ｄは変換器８ｅでデジタル化された信号とメモリ８ｅから転送された基準パターンとのマッチングを行い、ずれ量を検出する。検出されたずれ量は、制御回路８ｆより制御装置１０へ出力される。
【００７８】
制御装置１０は、第３基準点からのずれ量のデータに基づきメモリに記憶されているリード１５の位置座標を演算して各リード１５の位置を求める。
【００７９】
次に、リードロケイタによる各リード１５のボンディング位置の検出について述べる。制御装置１０は求められた各リード１５の位置座標に基づき駆動装置１１を駆動させ、ＸＹテーブル４上に搭載された撮像装置２５を複数本のリード１５が撮像エリア内に位置するように移動させる。
【００８０】
制御装置１０はＸＹテーブル４のリード１５の検出位置への移動完了を確認後、画像認識装置８に撮像手段としての撮像装置２５からの映像信号を取り込むよう指令を発する。画像認識装置８は撮像手段としての撮像装置２５に対し、前記被ボンディング部品の画像蓄積開始信号及び画像の蓄積時間の制御信号を出力する。また、画像認識装置８は照明制御装置２０ｂに対して照明制御信号を出力する。
【００８１】
撮像装置２５が画像蓄積完了後、制御装置１０は、制御装置１０のメモリに記憶されているリード１５の位置情報に基づきＸＹテーブル４を次のリードの検出位置へ移動させる。
【００８２】
制御装置１０は画像認識装置８の制御回路８ｆにリードの位置を検出するための制御信号を出力する。画像認識装置８の画像処理回路８ｄは、撮像装置２５からの画像信号により複数本のリード１５のボンディング点の位置検出を行う。検出された各リード１５の位置は、制御回路８ｆより制御装置１０へ出力される。
【００８３】
以後のリードロケート動作は、前述した動作を所定の回数繰り返しリード１５の位置を検出する。
【００８４】
リードロケイタで検出されたリード１５の位置は、第２ボンディング点として、ＩＣチップ１２のずれ量より算出されたパッド１２ａの位置を第１ボンディング点として、ワイヤボンディングされる。
【００８５】
なお、本発明による撮像装置２５の画像の取り込みは、前述したＩＣチップのずれ量検出、リードロケイタのみならず、撮像装置２５の画像によるボンディング後のボンディング状態の検査を行うボンディング検査機能付きのボンディング装置についても適用することができる。
【００８６】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によるワイヤボンディング装置によれば、ＸＹテーブルが所定の位置に達したときにカメラの画像の蓄積を開始し、また、蓄積時間を可変して短時間で画像の蓄積を行うことにより、画像の取り込み時間が短くなり、リードロケイタの動作時間を短縮することができ、ボンディング部品の生産数を上げることが出来る。
【００８７】
また、ＸＹテーブルが移動中での画像の取り込みも可能であり、画像の取り込み時間を更に短縮することが可能である。そして、ＸＹテーブルの移動中での画像の取り込みにおいても、より安定した画像を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるワイヤボンディング装置の構成を示す概略図である。
【図２】画像認識装置の回路構成を示すブロック図である。
【図３】固体撮像素子の回路構成を示す図である。
【図４】駆動装置内の信号変換器、カウンタ回路、一致検出回路のブロック図である。
【図５】ＸＹテーブル停止時の撮像装置からの画像の取り込みを示すタイミング図である。
【図６】ＸＹテーブル移動時の撮像装置からの画像の取り込みを示すタイミング図である。
【図７】従来のワイヤボンディング装置の構成を示す概略図である
【図８】従来のカメラからの画像の取り込みを示すタイミング図である。
【図９】リードフレーム上のＩＣチップの位置及びリードの位置を示す図である。
【符号の説明】
Ｌ／Ｆ    リードフレーム
１        カメラ
１ａ      カメラヘッド
１ｃ      光学レンズ（レンズ）
２        ボンディングアーム
２ａ      キャピラリ
３        ボンディングヘッド
４        ＸＹテーブル
５        搬送装置
７        ボンディングステージ
７ａ      ヒータ７
８        画像認識装置
８ａ      クロック信号生成回路
８ｂ      カメラ制御信号生成回路
８ｃ      増幅器
８ｄ      画像処理回路
８ｅ      変換器  ８ｅ
８ｆ      制御回路８ｆ
８ｇ      画像メモリ
８ｈ      入出力回路
８ｊ      照明制御信号生成回路
９        モニタ
９ａ      クロスライン
９ｂ      ウインド
１０      制御装置
１１      駆動装置
１２      ＩＣチップ
１２ａ      パッド１
１４      ランド部
１５      リード
２０      照明装置
２０ａ    照明灯
２０ｂ    照明制御装置
２５      撮像装置
２５ａ    ＣＣＤカメラ
３０      画像処理装置
【図１】
0003564332.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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