(57)【要約】【課題】ペレットピックアップ動作の稼動率を向上させることができ、ペレットボンディング動作の稼動率の向上につながり、またボンディング精度を向上させることができ、さらには装置寿命を長くすること。【解決手段】ウエーハにおける良品ペレット１３を１個ずつピックアップするペレットピックアップ方法において、ある行におけるペレットをピックアップ位置に位置付けたときに、このペレットと並びにこのペレットに隣接に、かつ次行に位置するペレットＡ、Ｂの画像を同時に取り込み、この取り込み画像に基づき、次行に位置するペレットの良・不良情報を判定してその位置情報とともに記憶させておく。そして、次行のペレットピックアップ動作においては、その記憶させておいた情報に基づいてウエーハを位置制御し、極力不良品ペレットは飛ばして良品ペレットだけをピックアップ位置に位置付けて停止させるようにした。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ウエーハにおける良品ペレットを１個ずつピックアップするペレットピックアップ方法において、
ある行におけるペレットをピックアップ位置に位置付けたときに、このペレットと並びにこのペレットに隣接に、かつ次行に位置するペレットの画像を同時に取り込み、この取り込み画像に基づき、次行に位置するペレットの良・不良情報を判定してその位置情報とともに記憶させておき、次行のペレットピックアップ動作においては、その記憶させておいた情報に基づき、ウエーハを位置制御するようにしたことを特徴とするペレットピックアップ方法。
【請求項２】
格子状に配置された複数のペレットを撮像し、撮像され画像認識によって得られた情報に基づいてペレットの位置を判定し、そのペレットをピックアップ位置に位置決めして、順次ペレットを１個ずつ行に沿ってピックアップする方法において、ピックアップ位置に位置付けられたペレットとピックアップ位置のペレットに隣接し、かつ、次のピックアップされる行に位置するペレットを同時に画像認識し、次にペレットをカメラに対し相対的に行に沿って移動させ、その移動に伴って順次前記画像認識を繰り返しペレットの良否を判定し、その結果、次のピックアップされるペレットの良否情報が１行単位で順次蓄積され、蓄積された１行単位のペレットの良否情報に基づいて、前記画像認識済みのペレットがピックアップ位置に位置付けられる時、前記画像認識済みのペレットが不良品の場合は、そのペレットはピックアップ位置を飛び越して移動することを特徴とするペレットのピックアップ方法。
【請求項３】
前記蓄積した情報に基づいて、前記画像認識済みのペレットがピックアップ位置に位置付けられる時、前記画像認識済みのペレットが良品の場合は、そのペレットをピックアップ位置に移動して位置を認識し、ピックアップ位置に位置決めすることを特徴とする請求項２記載のペレットのピックアップ方法。
【請求項４】
格子状に配置された複数のペレットを支持するウエーハ支持手段と、前記ペレットをカメラ視野内に取り込み後画像認識する画像認識手段と、前記ペレットをウエーハ支持手段上からピックアップして、被ボンディング物上にボンディングするボンディング手段と、前記画像認識手段からの情報に基づいてウエーハ支持手段の移動を制御する制御手段とを有するペレットボンディング装置において、
カメラ視野はピックアップ位置に位置付けられたペレットとピックアップ位置のペレットに隣接し、かつ次にピックアップされる行に位置するペレットを同時に映るように設定され、画像認識手段は少なくとも２個のペレットを同時に画像認識し、制御手段はペレットをカメラに対し相対的に行に沿って移動させ、その移動に伴って順次前記画像認識により得られた情報を基にペレットの良否を判定し、さらに、制御手段がペレットの良否判定した良否情報を順次蓄積する記憶手段を有することを特徴とするペレットボンディング装置。
【請求項５】
前記制御手段は前記画像認識済みのペレットが良品の場合はペレットをピックアップ位置に移動させて位置を認識し、前記画像認識済みのペレットが不良品の場合はペレットをピックアップ位置を飛び越して移動させることを特徴とする請求項４記載のペレットボンディング装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ペレットのピックアップ方法及びペレットボンディング装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体の製造工程の１つに、ペレットをリードフレーム等にボンディングするボンディング工程があり、この工程ではペレットボンディング装置が用いられる。この装置は、ウエーハがスクライビングされることにより格子状に配置された複数のペレットの中より１個ずつペレットをピックアップし、リードフレーム等の基板上にボンディングする。この時、ボンディングされるペレットは、所望の特性を有する良品のペレットであることが必要である。
【０００３】
そこで、通常、ペレットボンディング装置に供給された各ペレットは、ペレットボンディング装置に搬入されてピックアップされる直前の段階で、ウエーハ上における位置に加えて、不良マークの有無、コーナーの欠けの有無等が認識されるようになっている。ペレットボンディング装置は、これらの認識結果に基づいて所望の特性を有する良品ペレットだけを１個ずつ選択的にピックアップし、前記の如くボンディングすることになる。なお、不良マークは、前工程での電気特性測定に基づいペレットの表面に付されるものである。
【０００４】
ここで従来用いられているペレットボンディング装置について、図５を用いて説明する。
【０００５】
図５に示すペレットボンディング装置１５は、ウエーハ支持装置１６、リードフレーム搬送装置１７、ボンディング装置１８、制御装置１９とを備えてなる。
【０００６】
ウエーハ支持装置１６には、ウエーハがスクライビングされることにより格子状に配列された複数のペレットを支持するウエーハホルダ２を有する。このウエーハホルダ２は、不図示のθテーブルを介してＸＹテーブル３上に配置され、ＸＹテーブル３による水平方向での移動により、ピックアップ位置にペレット１を順次位置付ける。ピックアップ位置の上方にはカメラ４が設置される。このカメラ４は、対向して位置付けられた１個のペレットの画像を取り込む。カメラ４によって取り込まれた画像は、画像処理部５によって画像処理され、その処理画像に基づき、ペレットの位置、ペレット表面の不良マークの有無、ペレットのコーナーの欠けの有無を検出する。検出結果は、制御装置１９を構成する制御部６に転送される。制御部６では、この検出結果に基づき、ペレット表面に不良マークがなく、しかもペレットのコーナーの欠けもない、つまり良品ペレットと判定した場合は、検出されたペレットの位置と基準位置との位置ずれ量分ＸＹテーブル３、θテーブルを補正移動させ、そのペレット１をピックアップ位置に正確に位置付ける。一方、ペレット表面に不良マークが付された、あるいはペレットのコーナーの欠けが検出された不良ペレットと判定した場合は、ＸＹテーブル３を規定量（ペレット間距離）ピッチ移動させて、次のペレット１をピックアップ位置に位置付ける。
【０００７】
リードフレーム搬送装置１７は、不図示の送り機構を有し、この送り機構により、搬送レール９に沿ってリードフレーム１０を間欠的に搬送する。
【０００８】
ボンディング装置１８は、先端に吸着ノズル７を備えたボンディングヘッド８を有し、このボンディングヘッド８により、ピックアップ位置にあるペレット１をピックアップし、リードフレーム１０のアイランドにボンディングする。なお、リードフレーム１０におけるボンディング点には予め接着材が塗布されていて、ペレット１はこの接着材を介してリードフレームにボンディングされる。
【０００９】
制御装置１９を構成する制御部６は、上述したＸＹテーブル３の移動制御の他、ペレットボンディング装置を構成する、リードフレーム搬送装置１７、ボンディング装置１８を制御する。
【００１０】
上述のペレットボンディング装置１５は、次のように作動する。
【００１１】
まず、ウエーハホルダ２上の１個のペレット１が、ＸＹテーブル３の移動によりピックアップ位置、つまりカメラ４と対向する位置に位置付けられる。次にこのペレット１の画像がカメラ４によって取り込まれる。カメラ４による取り込み画像は、画像処理部５にて画像処理され、その処理画像よりペレットの位置、ペレット表面の不良マークの有無、ペレットのコーナーの欠けの有無が検出される。制御部６は、画像処理部５からの検出信号に基づき、良品ペレットと判定した場合はそのペレット１の基準位置からの位置ずれ量分補正移動させ、ピックアップ位置に正確に位置付ける。そしてボンディングヘッド８の吸着ノズル７によりピックアップされ、リードフレーム１０に接着剤を介してボンディングされる。またペレットピックアップ後、ウエーハホルダ２は１ピッチ移動し、次のペレット１をボンディング位置に位置付ける。
【００１２】
一方不良ペレットと判定した場合は、ピックアップ動作は行われることなくウエーハホルダ２は１ピッチ移動し、次のペレット１をピックアップ位置に位置付ける。
【００１３】
ペレットボンディング装置１５は、以後は上述した動作を繰り返すことになる。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
上述したペレットボンディング装置においては、カメラ４を用いた１回の検出毎に、ピックアップ位置に位置する１個のペレットの画像を取り込んではその位置認識及び良否の判定を行なうものであった。このため、すべてのペレット１を必ずピックアップ位置に１度位置付けなければならない。
【００１５】
ところで、ピックアップ位置に位置付けられたペレットが不良ペレットの判定された場合を考察すると、そのペレットをピックアップ位置に位置付ける時間分、ボンディング動作の稼動率の点からみると無駄な時間となる。つまり、その時間、ボンディング動作は停滞する。これが、装置の稼動率向上のネックとなっていた。
【００１６】
また、すべてのペレット１を必ずピックアップ位置に１度位置付けなければならないということは、ウエーハホルダ２が搭載されたＸＹテーブル３は小刻みに加減速の動作を繰り返すことを意味する。そしてこの小刻みな加減速動作の繰り返しによってＸＹテーブル３において発生した振動がボンディングヘッド８にも伝わり、ボンディング精度を悪くしていた。
【００１７】
さらには、同理由により、ＸＹテーブル３に使用している水平方向での移動をガイドするスライドガイド及び駆動用のボールネジ等の摺動部品が小刻みな運動を繰り返し行なうため、摺動部に塗られているグリースが切れて磨耗して摺動部品の寿命を短くしていた。
【００１８】
そこで本発明は、ペレットピックアップ動作の稼動率を向上させることができ、ペレットボンディング装置に適用することで、ペレットボンディング動作の稼動率の向上につながり、またボンディング精度を向上させることができ、さらには装置寿命を長くすることができるペレットのピックアップ方法及びペレットボンディング装置を提供することを目的とする。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
本願発明は、ウエーハにおける良品ペレットを１個ずつピックアップするペレットピックアップ方法において、ある行におけるペレットをピックアップ位置に位置付けたときに、このペレットと並びにこのペレットに隣接に、かつ次行に位置するペレットの画像を同時に取り込み、この取り込み画像に基づき、次行に位置するペレットの良・不良情報を判定してその位置情報とともに記憶させておき、次行のペレットピックアップ動作においては、その記憶させておいた情報に基づき、ウエーハを位置制御するようにしたことを特徴とする。
【００２０】
また、本願発明は、格子状に配置された複数のペレットを撮像し、撮像され画像認識によって得られた情報に基づいてペレットの位置を判定し、そのペレットをピックアップ位置に位置決めして、順次ペレットを１個ずつ行に沿ってピックアップする方法において、ピックアップ位置に位置付けられたペレットとピックアップ位置のペレットに隣接し、かつ、次のピックアップされる行に位置するペレットを同時に画像認識し、次にペレットをカメラに対し相対的に行に沿って移動させ、その移動に伴って順次前記画像認識を繰り返しペレットの良否を判定し、その結果、次のピックアップされるペレットの良否情報が１行単位で順次蓄積され、蓄積された１行単位のペレットの良否情報に基づいて、前記画像認識済みのペレットがピックアップ位置に位置付けられる時、前記画像認識済みのペレットが不良品の場合は、そのペレットはピックアップ位置を飛び越して移動することを特徴とする。
【００２１】
なお、この場合、前記蓄積した情報に基づいて、前記画像認識済みのペレットがピックアップ位置に位置付けられる時、前記画像認識済みのペレットが良品の場合は、そのペレットをピックアップ位置に移動して位置を認識し、ピックアップ位置に位置決めするようにすると好ましい。
【００２２】
また本願発明は、格子状に配置された複数のペレットを支持するウエーハ支持手段と、前記ペレットをカメラ視野内に取り込み後画像認識する画像認識手段と、前記ペレットをウエーハ支持手段上からピックアップして、被ボンディング物上にボンディングするボンディング手段と、前記画像認識手段からの情報に基づいてウエーハ支持手段の移動を制御する制御手段とを有するペレットボンディング装置において、カメラ視野はピックアップ位置に位置付けられたペレットとピックアップ位置のペレットに隣接し、かつ次にピックアップされる行に位置するペレットを同時に映るように設定され、画像認識手段は少なくとも２個のペレットを同時に画像認識し、制御手段はペレットをカメラに対し相対的に行に沿って移動させ、その移動に伴って順次前記画像認識により得られた情報を基にペレットの良否を判定し、さらに、制御手段がペレットの良否判定した良否情報を順次蓄積する記憶手段を有することを特徴とする。
【００２３】
なおこの場合、前記制御手段は前記画像認識済みのペレットが良品の場合はペレットをピックアップ位置に移動させて位置を認識し、前記画像認識済みのペレットが不良品の場合はペレットをピックアップ位置を飛び越して移動させるようにすると好ましい。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の一形態について、図面を用いて説明する。
【００２５】
図１は、本発明を適応してなるペレットピックアップ動作を説明する模式図、図２は、本発明を適応してなるペレットの画像認識におけるカメラ視野を示す模式図、図３は本発明を適応してなる画像認識及びペレットピックアップ動作のフローチャート図、図４は、本発明を適応してなるペレットボンディング装置の概略構成を示す模式図である。なお、図５と同機能部品には同一符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００２６】
まず、装置構成について図４を用いて説明する。図４に示すペレットボンディング装置５０において、図５に示したペレットボンディング装置１５と相違する点は、制御装置１９が、制御部６に加え、記憶部１１を備えている点、カメラ６０が、複数個のペレット画像を取り込めるものである点である。
【００２７】
ここで、図４に示したペレットボンディング装置５０を用いたペレット１の画像認識動作について説明する。
【００２８】
図２において、画像認識及びピックアップ動作は同図に矢印で示すピックアップ方向に沿って進むものとする。破線で示すペレット４１はピックアップ済みのペレット、ペレット２１はピックアップ位置に位置付けられたペレット、ペレット５１は次に検出され、ピックアップされるペレット、ペレット３１はピックアップ位置に位置付けられたペレット２１と隣接し、かつ次にピックアップされる行に位置するペレットをそれぞれ示している。
【００２９】
カメラ視野１２は、ピックアップ位置に位置付けられたペレット２１の画像に加え、ペレット３１の外形全体を少なくとも収めることのできるように設定される。画像処理部５は、カメラ４による１度の画像取り込みにより取り込まれた、ペレット２１並びにペレット３１の画像処理を行ない、その処理画像に基づき、各ペレットの表面に付された不良マークの有無、ペレットのコーナーの欠けの有無の検出等の良・不良情報検出を従来公知のパターン認識技術を用いて行なうことができるものである。そして制御部６においては、画像処理部５の検出結果に基づき、ペレット２１の位置及び良否判定だけでなく、ペレット３１の良否判定をも行ない、その判定結果をペレットの位置情報とともに記憶部１１に記憶させることができるようになっている。
【００３０】
以上から、ペレットボンディング装置５０によるピックアップ動作は、次のように行なわれる。
【００３１】
図１において、最初の行（図中、最上方に位置する行）においては、ペレット１をピックアップ位置に順次位置付け、位置付けられたペレット１をカメラ６０を用いて画像認識し、良品と判定されたものに対してボンディング動作を順次行っていく。この行に関してのボンディング動作は、従来と変わるところがない。ただし、本実施の形態では、ピックアップ位置にペレット１が位置付けられる毎に、その位置付けられたペレット１とは隣接し、かつカメラ視野に入った次行のペレットの良否判定をも制御部６は行ない、その判定結果をそのペレット１の位置情報とともに記憶部１１に順次蓄積していくところが相違する。つまり、このようにすることで、今ピックアップしている行のボンディング動作が完了する時点で、次行１行に位置するペレット１に関する良否の判定結果がそのペレットの位置情報とともに１行単位で記憶部１１に順次記憶蓄積されていることになる。図１においては、この様子が示されている。
【００３２】
そこで、次行（図１における２段目）についてのボンディング動作は次のように行われる。
【００３３】
先に述べたように、ピックアップ対象が次行に移ったときには、すでにその行に位置するペレット１の良否判定結果は既に記憶部１１に蓄積されている。そこで、制御部６においては、次行の最初に位置するペレット１が良品か否かを記憶部１１より呼び出し次のような制御を行なう。図１の場合、次行の最初のペレット１は良品と既に判定されているため、このペレット１をピックアップ位置（図２のペレット２１の位置に相当する位置）に位置付ける（図中Ａ）。そして、カメラ４によりその画像を取り込む。画像処理部５においては、その取り込み画像よりペレット１の基準位置からの位置ずれ量を検出し、制御部６は、その位置ずれ量分ＸＹテーブル３、θテーブルを補正移動させ、そのペレット１をピックアップ位置に正確に位置付ける。その後は、ボンディングヘッド８の吸着ノズル７よってピックアップされリードフレーム１０にボンディングされる。またこのペレット１の画像取り込み時、このペレット１と隣接し、かつ第３行（図１における３段目）に位置するペレットの画像も取り込まれ、そのペレットの良否判定（図１の場合は良品判定）がなされ、その位置情報とともにに記憶部１１に記憶される。図１の場合、２番目に位置するペレットも既に良品ペレットと判定されているものであるから、２段目の最初のペレットのピックアップ動作が完了すると、ウエーハステージ２はピッチ移動させられ、その良品と判定されているペレットがピックアップ位置に位置付けられることになる。そして同様にこのペレットに対する位置ずれ補正動作、そして３段目に位置するペレットの良否判定（図１の場合は不良品判定）、記憶部１１への記憶がそれぞれ同様にして行なわれる。さて、図１の場合、続く３個のペレットは不良品である（図中Ｂ）ことが１行目のペレット認識のときに既知となっている。そこで制御部６は、この情報を頼りに、４ピッチ分一気に移動させる。つまり、不良と既に判っているペレットはピックアップ位置に停止位置付けることなく飛ばす。そして、この移動によって新たにピックアップ位置に位置付けられた良品判定のペレットに対し、前述と同様に、位置ずれ補正動作、そして３段目に位置するペレットの良否判定（図１の場合は良品判定）、記憶部１１への記憶がそれぞれ同様にして行なわれる。
【００３４】
ただし、このように飛ばされたペレットに隣接する第３行に位置するペレットの画像は得られないことになるので、このペレット（図中Ｃ、Ｄ）に対してはピックアップ行が第３行に移ったときに１度ピックアップ位置に位置付け、従来と同様にその位置で良否の判定がなされることになる。良品ペレットと判定された以後は通常のボンディング動作が施される。なおこのペレットの画像取り込み時にはこのペレットに隣接し、かつ第４行に位置するペレット（図示せず）の画像も同時に取り込まれて良否の判定が行なわれることになる。
【００３５】
これらをフローチャートに示したのが、図３である。
【００３６】
本実施の形態によれば、次のような効果が得られる。
▲１▼１度に取り込んだ画像に基づき、ピックアップ位置に位置付けられたペレットの良・不良情報検出とともに、次行に位置するペレットの量・不良情報も合わせて検出、判定するようにした。従って、その情報を頼りに、できるだけピックアップ位置に位置付けられるペレットが良品ペレットであるようにすることができるので、ピックアップ動作の稼動率を向上させることができる。そしてペレットボンディング装置に適用すれば、ペレットをリードフレームや基板等の被ボンディング物にボンディングする際、ボンディングヘッドの停滞時間をなくすことができ、ペレットボンディング動作の稼動率を向上させることができる。
▲２▼▲１▼と同理由により、ＸＹテーブル３による小刻みな加減速動作の繰り返しが抑制され、これにより従来に比べて振動の発生が抑制され、結果的にボンディング精度を向上させることができる。
▲３▼さらに▲１▼と同理由により、小刻みな加減速動作の繰り返しが抑制されることから、ＸＹテーブル３に使用している水平方向での移動をガイドするスライドガイド及び駆動用のボールネジ等の摺動部品等の摺動部に塗られているグリースが切れることによる摺動部品の寿命低下を防止でき、装置寿命を長くすることができる。
【００３７】
通常ウエーハにおける良品ペレットの割合は６０％程度のものもあり、上述した効果は、良品率が低いほど効果絶大である。
【００３８】
なお、上記実施の形態では、ピックアップ位置に位置付けられたペレット画像とともに、このペレットに隣接し、かつ次行に位置する１個のペレットの計２個のペレットの画像を１度に取り込みそのペレットの良否を判定するものであったが、ピックアップ位置に位置付けられたペレット、隣接する次行のペレット、さらには次の次の行に位置するペレットを１度に取り込める視野として設定しても良い。このようにカメラ視野を広く設定することで、不良品ペレットの飛び越しによって蓄積の行なわれないペレット数を減らすことができるので、ピックアップ動作における待機状態、つまり無駄な時間の発生をさらに少なくすることができ、さらなる稼動率向上が期待される。
【００３９】
また、上記実施の形態では、１つの行に関して１個のペレットがカメラ視野内に位置する場合で説明したが、カメラ視野内に次のピックアップされる行のペレットを含めピックアップ方向に沿って隣接するペレットを例えば３個収めるように設定しても良い。このように設定することで次の行のペレットは３回認識されることになるので、照明の照射角度等によるペレットの映りのムラがあっても同一ペレットを３回認識されるので認識の精度を向上させることができる。
【００４０】
また、画像認識及びピックアップ動作方向に関して、前記実施の形態では、図２における左右方向で説明したが、同図で上下方向であっても構わない。
【００４１】
また、前記実施の形態では、ボンディングヘッドでペレットを直接リードフレームに搬送しボンディングしたが、ピックアップしたペレットを途中の中間ステージである載置台に載置し、そこでカメラ等を用いて位置認識して再度位置修正し、そしてリードフレームにボンディングする方式に適応しても良い。ピックアップ動作時、ウエーハの下から突き上げピンが上昇するタイプでも良い。
【００４２】
また、前記実施の形態では、ピックアップ位置に位置付けられたペレットの画像とともにそのペレットに隣接する次行のペレットの画像を取り込み、隣接するペレットに関してはそのりょぅ・不良情報の判定だけを行うものであったが、同時に位置ずれ情報をも検出し、記憶部に記憶させ、そのペレットがピックアップ位置に位置付けられたときには、記憶部よりその位置ずれ情報を呼び出し、その情報に基づきＸＹテーブルによる補正動作を行なうようにしても良い。
【００４３】
また、前記実施の形態では、カメラをピックアップ位置に位置付けられたペレットに対向するように配置したが、ピックアップ位置に位置付けられる手前に位置するペレットと対向する位置に配置し、そしてその位置のペレットの画像並びにそのペレットと隣接する次行のペレットの画像に基づいて前記して実施の形態と同様な動作を行なわしめるものであっても良い。
【００４４】
また本明細書において、「隣接する」とは、近傍に位置するという意味であって、必ずしも最も近い位置に位置するものに限定されるものではない。
【００４５】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、ペレットピックアップ動作の稼動率を向上させることができ、ペレットボンディング装置に適用することで、ペレットボンディング動作の稼動率の向上につながり、またボンディング精度を向上させることができ、さらには装置寿命を長くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適応してなるペレットピックアップ動作を説明する模式図。
【図２】本発明適応してなるペレットの画像認識におけるカメラ視野を示す模式図。
【図３】本発明を適応してなる画像認識及びペレットピックアップ動作のフローチャート図。
【図４】本発明を適応してなるペレットボンディング装置の概略構成を示す模式図。
【図５】従来のペレットボンディング装置の概略構成を示す模式図。
【符号の説明】
１    ペレット
２    ウエーハホルダ
３    ＸＹテーブル
４    カメラ
５    画像処理部
６    制御部
７    吸着ノズル
８    ボンディングヘッド
９    搬送レール
１０  リードフレーム
１１  記憶部
１２  カメラ視野
１３  良品ペレット
１４  不良ペレット
１５  ペレットボンディング装置
１６  ウエーハ支持装置
１７  リードフレーム搬送装置
１８  ボンディング装置
１９  制御装置
２１  ペレット
３１  ペレット
４１  ペレット
５０  ペレットボンディング装置
５１  ペレット
６０  カメラ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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