(57)【要約】【課題】  印刷回路基板のリジェクトフレームを低いエラー発生率で判別し、リジェクトフレームについてワイヤーボンディング及びダイアタッチを自動で省略する割合を高めるワイヤーボンディング及びダイアタッチ装置とワイヤーボンディング及びダイアタッチ方法を提供する。【解決手段】  印刷回路基板２００のフレーム上で上下運動可能なＺ軸センサー２５０と、Ｚ軸センサー２５０の動きを制御し、Ｚ軸センサー２５０が基準位置からフレームの上端とタッチするまでに移動する距離であるＺレベルを測定するＺ軸センサー制御器２６０と、Ｚレベルからフレームが半導体チップが取付けられていないリジェクトフレーム２５２であるか否かを判別するホスト制御器２７０と、を備えることを特徴とするワイヤーボンディング及びダイアタッチ装置。【選択図】  図２Ａ
2005347748.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
単一または複数のスタック型半導体チップが取付けられた複数のパッケージフレーム、及び半導体チップが取付けられていない複数のリジェクトフレームを有する印刷回路基板のフレーム上で上下運動可能なＺ軸センサーと、
前記Ｚ軸センサーの動きを制御し、前記Ｚ軸センサーが基準位置からフレームの上端とタッチするまでに移動する距離であるＺレベルを測定するＺ軸センサー制御器と、
前記Ｚレベルから前記フレームが前記リジェクトフレームであるか否かを判別するホスト制御器と、
を備えることを特徴とするワイヤーボンディング及びダイアタッチ装置。
【請求項２】
前記Ｚレベルを測定するために前記Ｚ軸センサーは、前記フレームの上端とのタッチ時に２０から３０グラム重の力でタッチするように下降することを特徴とする請求項１に記載のワイヤーボンディング及びダイアタッチ装置。
【請求項３】
前記Ｚ軸センサー制御器は、初期位置と中間位置との間で第１速度で移動し、前記中間位置と、前記フレームの上端面と接触する終着位置との間で前記第１速度より遅い第２速度で移動するように制御することを特徴とする請求項１に記載のワイヤーボンディング及びダイアタッチ装置。
【請求項４】
前記第２速度は、定数であることを特徴とする請求項３に記載のワイヤーボンディング及びダイアタッチ装置。
【請求項５】
前記Ｚ軸センサー制御器は、前記Ｚ軸センサーが前記フレームの上端とタッチする時を認識するために、パルス電流の変化を読み取って定められた感度と比較することを特徴とする請求項１に記載のワイヤーボンディング及びダイアタッチ装置。
【請求項６】
前記Ｚ軸センサー制御器は、前記Ｚ軸センサーが前記フレームの上端とタッチする時を認識するために、前記Ｚ軸センサーに加えられた荷重の変化を測定することを特徴とする請求項１に記載のワイヤーボンディング及びダイアタッチ装置。
【請求項７】
前記フレーム及び半導体チップを認識し、かつ整列させるためのカメラ及び整列装置を更に備えることを特徴とする請求項１に記載のワイヤーボンディング及びダイアタッチ装置。
【請求項８】
前記カメラが半導体チップを認識できない場合のみ前記Ｚ軸センサー制御器が駆動されることを特徴とする請求項７に記載のワイヤーボンディング及びダイアタッチ装置。
【請求項９】
前記ホスト制御器は、前記フレーム上に取付けられた半導体チップによって予め定められた基準レベルより前記Ｚレベルが大きい場合、前記フレームを前記リジェクトフレームと判別することを特徴とする請求項１に記載のワイヤーボンディング及びダイアタッチ装置。
【請求項１０】
前記基準レベルは、前記フレーム上に取付けられた半導体チップが厚いほど小さく、前記フレーム上に取付けられたスタック型半導体チップの数が多いほど小さいことを特徴とする請求項９に記載のワイヤーボンディング及びダイアタッチ装置。
【請求項１１】
単一または複数のスタック型半導体チップが取付けられた複数のパッケージフレーム、及び半導体チップが取付けられていない複数のリジェクトフレームを有する印刷回路基板を認識して整列させる段階と、
一つのフレームについて、基準位置から前記フレームの上端までの距離であるＺレベルを測定する段階と、
前記Ｚレベルを基準レベルと比較し、前記フレームが前記リジェクトフレームであるか否かを判別する段階と、
前記フレームが前記リジェクトフレームである場合、次の第２フレームに移動し、前記フレームが前記パッケージフレームである場合、追加工程に進行する段階と、
を含むことを特徴とするワイヤーボンディング及びダイアタッチ方法。
【請求項１２】
前記リジェクトフレームであるか否かを判別する段階では、フレーム上に取付けられた半導体チップによって予め定められた基準レベルより前記Ｚレベルが大きい場合、前記フレームを前記リジェクトフレームと判別することを特徴とする請求項１１に記載のワイヤーボンディング及びダイアタッチ方法。
【請求項１３】
前記基準レベルは、前記フレーム上に取付けられた半導体チップが厚いほど小さく、前記フレーム上に取付けられたスタック型半導体チップの数が多いほど小さいことを特徴とする請求項１２に記載のワイヤーボンディング及びダイアタッチ方法。
【請求項１４】
前記Ｚレベルを測定する段階では、Ｚ軸センサーを利用し、前記Ｚ軸センサーが前記フレームの上端とタッチする時を認識するために、パルス電流の変化を読み取って定められた感度と比較することを特徴とする請求項１１に記載のワイヤーボンディング及びダイアタッチ方法。
【請求項１５】
単一または複数のスタック型半導体チップが取付けられた複数のパッケージフレーム、及び半導体チップが取付けられていない複数のリジェクトフレームを有する印刷回路基板を認識して整列させる段階と、
一つのフレームの上の半導体チップを認識して整列させる段階と、
半導体チップが認識された場合には追加工程に進行し、半導体チップが認識されない場合には基準位置から前記フレームの上端までの距離であるＺレベルを測定する段階と、
前記Ｚレベルを基準レベルと比較して前記フレームが前記リジェクトフレームであるか否かを判別する段階と、
前記フレームが前記リジェクトフレームである場合、次の第２フレームに移動し、前記フレームが前記リジェクトフレームではない場合、エラーメッセージを表示して作業を中止させる段階と、
を含むことを特徴とするワイヤーボンディング及びダイアタッチ方法。
【請求項１６】
半導体チップを認識する段階では、カメラを利用することを特徴とする請求項１５に記載のワイヤーボンディング及びダイアタッチ方法。
【請求項１７】
前記Ｚレベルを測定する段階では、前記フレームの半導体チップ実装領域の中央にＺ軸センサーを下降させて前記Ｚレベルを測定することを特徴とする請求項１５に記載のワイヤーボンディング及びダイアタッチ方法。
【請求項１８】
前記Ｚレベルを測定する段階では、前記Ｚ軸センサーが前記フレームの上端とタッチする時に２０から３０グラム重の力でタッチするように下降することを特徴とする請求項１７に記載のワイヤーボンディング及びダイアタッチ方法。
【請求項１９】
前記リジェクトフレームであるか否かを判別する段階では、前記Ｚレベルが前記基準レベルより大きい場合に前記リジェクトフレームと判別することを特徴とする請求項１５に記載のワイヤーボンディング及びダイアタッチ方法。
【請求項２０】
前記追加工程は、ワイヤーボンディング工程またはダイアタッチ工程であることを特徴とする請求項１１または１５に記載のワイヤーボンディング及びダイアタッチ方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体チップのパッケージ装置及びそのパッケージ方法に関し、特に、ワイヤーボンディング及びダイアタッチ装置とワイヤーボンディング及びダイアタッチ方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体チップのパッケージ工程は、半導体チップをフレーム上に取付けた後にフレーム中にモールディングして外部刺激から半導体チップを保護し、半導体素子の電極パッドと外部装置とを連結できるようにリードを連結する工程である。最近では、パッケージ製造時間を短縮できるように幾つかのフレームを有する印刷回路基板が使用されている。また、印刷回路基板の各フレームに幾つかの半導体チップを層状に取付けてパッケージ集積度を上げるスタック型パッケージ技術が開発され使用されている。それにより、パッケージの各工程は、既存と比べて更に複雑となり、パッケージ工程にかかる時間も更に長い時間が必要とされている。特に、スタック型パッケージにおいてワイヤーボンディングは更に難しく時間が長く必要とされる工程である。
【０００３】
半導体素子のワイヤーボンディング工程は、ウェーハ上に製造された半導体チップが外部装置と連結できるように半導体チップの電極パッドと印刷回路基板のリードとを金線またはアルミニウム線のようなボンディングワイヤーで連結する工程である。印刷回路基板を利用したワイヤーボンディングにおいては、半導体チップが取付けられていないフレーム（以下、リジェクトフレームという）のために発生するエラーを処理するために必要とされる時間が作業時間の短縮に相当の問題点となっている。以下、図面を参照して通常的なワイヤーボンディング装置及びワイヤーボンディング方法を説明する。
【０００４】
図１Ａから図１Ｄは、従来のワイヤーボンディング装置及びワイヤーボンディング方法を説明するための図面である。
図１Ａに示すように、複数のフレームを含む印刷回路基板１００が準備される。前記印刷回路基板１００には、半導体チップ１０７、１１２、１１７、１２２、１３２、１３７、１４２、１４７、１５７、１６２が取付けられたフレーム（以下、パッケージフレームという）１０５、１１０、１１５、１２０、１３０、１３５、１４０、１４５、１５５、１６０と、半導体チップが取付けられていないリジェクトフレーム１２５、１５０とがある。一般的に、殆どのリジェクトフレームは、印刷回路基板の製造段階で誤りが発生したため使用していないフレームである。ただしそのようなリジェクトフレームは、まれに、誤って印刷回路基板のフレームに半導体チップが取付けられなかったか、または取付けられた半導体チップが分離してしまったことによって発生することもある。
【０００５】
図１Ｂで、第１パッケージフレーム１０５の拡大された一部１０５ａを見ると、フレーム上にフレームパターン１０６ａがあり、前記フレームパターン１０６ａ上に半導体チップ１０７ａがある。前記半導体チップ１０７ａが取付けられた領域をチップ実装領域という。図１Ｃで、第１リジェクトフレーム１２５の拡大された一部１２５ａを見ると、フレームパターン１２６ａのチップ実装領域１２７ａ内にリジェクトマーク１２８ａが表示されている。前記リジェクトマーク１２８ａは、前記フレーム１２５がリジェクトフレームであることを表示する。
【０００６】
図１Ｄに示すように、従来のワイヤーボンディング方法によれば、まず、印刷回路基板を認識して整列させる（１８０）。次いで、前記印刷回路基板の一つのフレーム上の半導体チップを認識して整列させる（１８２）。半導体チップが認識された場合にはワイヤーボンディングを進める（１８６）。しかし、半導体チップが認識されていない場合には、次いでリジェクトマークを認識する（１８４）。リジェクトマークが認識されれば、前記フレームをリジェクトフレームと判別して前記フレームについてワイヤーボンディングを省略する（１８８）。しかし、リジェクトマークが認識されていない場合には、エラーメッセージを表示して作業を中止する（１９０）。作業が中止された場合（１９０）には、作業者が直接半導体チップの取付如何を確認し、半導体チップのない場合にはリジェクトマークを表示し、半導体チップのある場合には一連の段階について再作業を行う。前記ワイヤーボンディングを進めるか（１８６）、または省略した場合（１８８）には、その次のフレームに移動して（１９２）、新たなフレームについて再び前記一連の作業を繰り返して進める。
【０００７】
前記従来の方法によれば、印刷回路基板製造会社の誤りまたは作業中の誤りによりリジェクトフレームにリジェクトマークが表示されていない場合ごとに設備が停止する。また、カメラを利用してリジェクトマークを認識する場合に誤りが発生する余地もある。更に、スタック型半導体チップ製品である場合には、第１チップが存在する場合、その上端のチップの取付如何についてリジェクトマークと判別できない問題が発生する。
【０００８】
従来の他の方法としては、スタック型半導体チップ製品を感知するためにカメラを利用して各スタックのチップを認識させる方法がある。製品ごとにあらかじめチップの特定パターンを撮影して記憶した後、そのパターンの存否をカメラを通じて認識する。それにより、チップが存在する場合にはパッケージフレームと判別し、チップが認識されていない場合にはリジェクトフレームと判別する。しかし、チップのパターンの段差または対応が一律的ではないため設備で誤りを発生させる余地が大きく、各チップごとにチップの認識情報を保存せねばならないという難しさがある。
【０００９】
従来の更に他の方法によれば、図１Ｅに示すように、印刷回路基板１００ａの左側にどのフレームがリジェクトフレームであるかを表示するリジェクトフレームマップ１９５を備える。前記リジェクトフレームマップ１９５で符号“１９５ａ”はパッケージフレームを示し、符号“１９５ｂ”はリジェクトフレームを示す。各リジェクトフレームマップ１９５は、それぞれ右側のフレームと関連している。前記のようにリジェクトフレームマップを利用すれば、各フレームごとにリジェクトマークを認識するよりは認識エラーを減らしうる。しかし、相変らず装置で認識エラーが発生する可能性があり、スタック型半導体チップパッケージでは、第１チップで誤りがなくてリジェクトフレームマップ上にリジェクト表示がない場合、それ以後に問題が発生した場合に続けてパッケージフレームと認識する問題がある。また、リジェクトフレームが誤って構成された場合には、装置でパッケージフレームをリジェクトフレームと認識してワイヤーボンディングを進めないという問題などが発生する素地がある。また、そのようなリジェクトフレームを判別する問題はダイアタッチ工程においても同じである。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明が達成しようとする技術的課題は、印刷回路基板の単一または複数のスタック型半導体チップが取付けられていないリジェクトフレームを低いエラー発生率で判別することで、リジェクトフレームについてワイヤーボンディング及びダイアタッチを自動で省略する割合を従来より高めうるワイヤーボンディング及びダイアタッチ装置を提供するところにある。  本発明が達成しようとする他の技術的課題は、半導体チップのパッケージ工程において、印刷回路基板のリジェクトフレームを単一半導体チップだけでなく、複数のスタック型チップが取付けられたフレームについても効率的に判別し、リジェクトフレームについてワイヤーボンディング及びダイアタッチを自動で省略する割合を高めて、装置のダウン時間を短縮させうるワイヤーボンディング及びダイアタッチ方法を提供するところにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前記技術的課題を達成するための本発明に係るワイヤーボンディング及びダイアタッチ装置は、単一または複数のスタック型半導体チップが取付けられた複数のパッケージフレーム、及び半導体チップが取付けられていない複数のリジェクトフレームを有する印刷回路基板のフレーム上で上下運動可能なＺ軸センサーと、前記Ｚ軸センサーの動きを制御し、前記Ｚ軸センサーが基準位置から前記フレームの上端とタッチするまでに移動する距離であるＺレベルを測定するＺ軸センサー制御器と、前記Ｚレベルから前記フレームがリジェクトフレームであるか否かを判別するホスト制御器とを備える。
【００１２】
前記Ｚ軸センサー制御器は、前記Ｚ軸センサーが前記フレームの上端とタッチする時を認識するために、パルス電流の変化を読み取って定められた感度と比較するか、または前記Ｚ軸センサーに加えられた荷重の変化を測定することが好ましい。
また、前記ワイヤーボンディング及びダイアタッチ装置は、前記半導体チップを認識して整列させるためのカメラ及び整列装置を更に備えうる。更に、前記カメラが半導体チップを認識できない場合のみ、前記Ｚ軸センサー制御器を駆動させうる。
【００１３】
前記他の技術的課題を達成するための本発明に係るワイヤーボンディング及びダイアタッチ方法は、単一または複数のスタック型半導体チップが取付けられた複数のパッケージフレーム、及び半導体チップが取付けられていない複数のリジェクトフレームを有する印刷回路基板を認識して整列させる段階と、一つのフレームについて、基準位置から前記フレームの上端までの距離であるＺレベルを測定する段階と、前記Ｚレベルを基準レベルと比較して前記フレームがリジェクトフレームであるか否かを判別する段階と、前記フレームがリジェクトフレームの場合、次の第２フレームに移動し、前記フレームがパッケージフレームの場合、追加工程を進める段階と、を含む。
【００１４】
ここで、前記Ｚレベルを測定する段階では、Ｚ軸センサーを利用し、前記Ｚ軸センサーが前記フレームの上端とタッチする時を認識するために、パルス電流の変化を読み取って定められた感度と比較することが好ましい。
前記他の技術的課題を達成するための本発明に係るワイヤーボンディング及びダイアタッチ方法は、単一または複数のスタック型半導体チップが取付けられた複数のパッケージフレーム、及び半導体チップが取付けられていない複数のリジェクトフレームを有する印刷回路基板を認識して整列させる段階と、一つのフレーム上の半導体チップを認識して整列させる段階と、前記半導体チップが認識された場合には追加工程を進め、前記半導体チップが認識されない場合には基準位置から前記フレームの上端までの距離であるＺレベルを測定する段階と、前記Ｚレベルを基準レベルと比較して前記フレームがリジェクトフレームであるか否かを判別する段階と、前記フレームがリジェクトフレームの場合、次の第２フレームに移動し、前記フレームがリジェクトフレームでない場合、エラーメッセージを表示して作業を中止させる段階と、を含む。
【発明の効果】
【００１５】
本発明に係るワイヤーボンディング及びダイアタッチ装置とワイヤーボンディング及びダイアタッチ方法によれば、複数のパッケージフレームとリジェクトフレームとを備える印刷回路基板について、別途のリジェクトマークまたはリジェクトフレームマップなしにもＺ軸センサーを利用してＺレベルを測定することで動的にリジェクトフレームを判別できる。
【００１６】
また、一つのフレームに単一の半導体チップだけでなく、複数の半導体チップがスタック状に積層されたスタック型パッケージフレームについても基準レベルを変更することでリジェクトフレームを判別できるため、パッケージの集積化を可能とする。
また、従来のリジェクトマークまたはリジェクトフレームマップの誤りによるリジェクトフレーム判別の誤りをＺレベルを利用することで効果的に減少させることができ、それにより、リジェクトフレームについて自動でワイヤーボンディングを省略する割合を上げうるため、装置ダウン時間及び作業者のダウン処理時間を効率的に短縮させうる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、添付した図面を参照して本発明による好ましい実施形態を挙げて本発明を詳細に説明する。しかし、本発明は、以下で開示される実施形態に限定されず多様な形態で具現され、本実施形態は、本発明の開示を完成させ、当業者に発明の範囲を完全に知らせるために提供されるものである。
【００１８】
（実施形態１）
図２Ａは、本発明の実施形態１に係るワイヤーボンディング及びダイアタッチ装置において、リジェクトフレームを判別するシステム、及び印刷回路基板を示すブロック図であり、図２Ｂは、印刷回路基板のパッケージフレームの拡大された一部を示す平面図であり、図２Ｃは、印刷回路基板のリジェクトフレームの拡大された一部を示す平面図である。図２Ｄは、Ｚレベルによるリジェクトフレーム判別システムを示す図面である。
【００１９】
図２Ａに示すように、本発明の実施形態１に係るワイヤーボンディング及びダイアタッチ装置において、リジェクトフレームを判別するシステムは、複数のフレームを備える印刷回路基板２００上で上下運動できるＺ軸センサー２５０、Ｚ軸センサー制御器２６０、及びホスト制御器２７０を備える。
前記印刷回路基板２００は、単一または複数のスタック型半導体チップ２０７、２１２、２１７、２２２、２３２、２３７、２４２、２４７、２５７、２６２がそれぞれ取付けられたパッケージフレーム２０５、２１０、２１５、２２０、２３０、２３５、２４０、２４５、２５５、２６０と、半導体チップが取付けられていないリジェクトフレーム２２５、２５０とを含む。前記パッケージフレームとリジェクトフレームとの数は、印刷回路基板によって変えることができ、図２Ａに示す数に限定されないことは本発明の技術分野の当業者に明らかである。
【００２０】
図２Ｂに示すように、前記パッケージフレーム２０５の拡大された一部２０５ａにはフレームパターン２０６ａがあり、前記フレームパターン２０６ａ上に半導体チップ２０７ａが取付けられている。前記印刷回路基板２００の他のパッケージフレームも、前記図２Ｂに示す構造と同じ構造となっている。
図２Ｃに示すように、前記リジェクトフレーム２２５の拡大された一部２２５ａにはフレームパターン２２６ａがあり、前記フレームパターン２２６ａ上の半導体チップ実装領域２２８ａに半導体チップが取付けられていない。前記印刷回路基板２００の他のリジェクトフレームも、前記図２Ｃに示す構造と同じ構造となっている。
【００２１】
図２Ｄに示すように、カメラ２９９及び整列装置（図示せず）は、半導体チップ２０７が取付けられたパッケージフレーム２０５、及び半導体チップが取付けられていないリジェクトフレーム２２５の上に更に備えられ得る。前記カメラ２９９及び整列装置は、前記印刷回路基板２００及び半導体チップの認識及び整列に利用される。前記カメラ２９９にメモリ装置が更に含まれており、前記半導体チップ２０７の特定パターンを記憶して前記半導体チップ２０７の認識及び整列時に使用できる。
【００２２】
リジェクトフレームを判別するために、前記フレーム２９０、２９２上で上下運動できるＺ軸センサー２５０が備えられている。ある場合においては、Ｚ軸センサーの駆動時間を減らすために、前記カメラ２９９が半導体チップを認識できない場合のみ前記Ｚ軸センサー２５０を駆動させる。前記Ｚ軸センサー２５０は、Ｚ軸センサーモーター（図示せず）に連結されてＺ軸センサー制御器（図２Ａの２６０）により動きが制御される。前記Ｚ軸センサー２５０には、前記リジェクトフレーム２２５または半導体チップ２０７とのタッチを感知できるように加えられる荷重の変化、またはパルス電流を感知できる装置（図示せず）が含まれている。
【００２３】
図２Ａ及び図２Ｄに示すように、前記Ｚ軸センサー制御器２６０は、前記Ｚ軸センサー２５０を基準位置２９７から前記フレーム２０５、２２５上に下降させて、前記パッケージフレーム２０５の半導体チップ２０７とタッチするまでの距離Ｚp、及び前記リジェクトフレーム２２５とタッチするまでの距離Ｚrを測定する。前記Ｚp及びＺrをＺレベルという。前記Ｚ軸センサー制御器２６０は、前記タッチを認識するためにＺ軸センサーに加えられた荷重の変化またはパルス電流の変化を感知して、予め定められた感度と比較する。
【００２４】
前記Ｚ軸センサー制御器２６０による前記Ｚ軸センサー２５０とフレームの上端とのタッチ認識過程を更に詳細に説明すると、前記Ｚ軸センサー２５０は、下降段階でまず加速及び減速下降運動をする。前記下降段階は、タッチの予備段階で前記Ｚ軸センサー２５０の位置を制御するためのモードでありうる。次いで、前記Ｚ軸センサー２５０の運動を定速下降運動に切り替える。前記定速下降運動段階は、タッチを感知するための段階であり、電流制御モードでありうる。前記Ｚ軸センサー２５０がキャピラリー型探知センサーである場合、前記Ｚ軸センサー２５０をフレームの上端とタッチ時に２０から３０グラム重の力でタッチするように下降させて半導体チップにキャピラリーマークを生じさせないことが好ましいが、機器によってはそれ以下の荷重でも可能である。次いで、前記Ｚ軸センサー２５０の定速運動中にタッチ感知アルゴリズムが活性化される。前記タッチアルゴリズムは、力、パルス電流カウント及び感度を感知する。前記力は、前記Ｚ軸センサー２５０がフレームに加えられうる力の最大値を意味する。前記パルス電流カウントは、前記Ｚ軸センサー２５０の定速運動中にタッチを認識するために読み取るパルス電流の変化サンプリング数である。前記タッチを認識するために定めたパルス電流サンプリング数の資料と感度とを比較してタッチ如何が認識される。
【００２５】
前記ホスト制御器２７０は、例えば前記基準位置２９７から臨界位置２９５までの距離、すなわち基準レベルＺsを前記Ｚレベルと比較してリジェクトフレームを判別する。前記ＺレベルＺrが前記基準レベルＺsより大きい場合（Ｚr＞Ｚs）には、前記フレーム２２５をリジェクトフレームと判別し、前記ＺレベルＺpが基準レベルより大きくない場合（Ｚp≦Ｚs）には、前記フレームをパッケージフレームと判別する。前記基準レベルは、前記フレーム上に取付けられた半導体チップが厚いほど、またスタック型半導体チップ数が多くなるほど小さくなることが好ましい。通常的には、定められた半導体チップについて予め数回の実験を行い、誤差を減らしうる平均値として基準レベルを設定する。ある場合においては、基準レベルは、パッケージフレームについてのＺレベルと、リジェクトフレームについてのＺレベルとの中間値またはその付近の値と設定されうる。
【００２６】
前記ワイヤーボンディング及びダイアタッチ装置には、前記のＺレベルを利用したリジェクトフレーム判別システムに通常的なワイヤーボンディングのためのボンディング装置（図示せず）及びダイアタッチ装置（図示せず）が更に備えられており、その構造は当業者に明らかである。前記リジェクトフレーム判別システムとボンディング装置とが関連しており、印刷回路基板のフレームについてパッケージフレームと判定した時には、ワイヤーボンディング及びダイアタッチを進め、リジェクトフレームと判定した時には、ワイヤーボンディング及びダイアタッチを自動的に省略できる割合を上げうるため、装置ダウン時間を減少させうる。
【００２７】
前記ワイヤーボンディング及びダイアタッチ装置によれば、単一または複数のスタック型半導体チップが取付けられた印刷回路基板のフレーム上にリジェクトマークまたはリジェクトフレームを別途に表示せずとも、Ｚ軸センサーを利用して各フレームのＺレベルを測定し、それを基準レベルと比較することでリジェクトフレームを効率的に判別できる。したがって、リジェクトマークが誤って表示されるか、またはリジェクトマークを誤って認識する、従来のリジェクトマーク認識またはリジェクトマップの認識によるリジェクトフレーム判別よりは低いエラー率でリジェクトフレームを判別できる。しかも、カメラによる半導体チップの認識とＺレベル測定によるリジェクトフレーム認識とを共に行う場合においては、その判別のエラーを更に下げうる。また、リジェクトフレームについて自動でワイヤーボンディング及びダイアタッチを省略し次のフレームに進める割合を上げうるため、リジェクトマークまたはリジェクトフレームマップのエラーや装置認識のエラーなどによって装置がダウンする時間を減らしうる。
【００２８】
（実施形態２）
図３Ａから図３Ｄは、本発明の実施形態２に係るワイヤーボンディング方法を説明するためのフローチャートである。本発明の実施形態２に係るワイヤーボンディング方法は、前記実施形態１によるワイヤーボンディング装置を利用する方法であって、前記実施形態１での装置についての説明を通じて、当業者は容易に装置の構造を把握できる。
【００２９】
図３Ａを参照すれば、本発明の実施形態２に係るワイヤーボンディング方法では、まず、単一または複数のスタック型半導体チップが取付けられた複数のパッケージフレーム、及び半導体チップが取付けられていない複数のリジェクトフレームを含む印刷回路基板を認識して整列させる（３００）。前記印刷回路基板の認識及び整列の段階（３００）は、実施形態１で前記したように、メモリ機能を有するカメラ及び整列装置を利用して行いうる。
【００３０】
次いで、前記印刷回路基板の一つのフレームのＺレベルを測定する（３１０）。前記Ｚレベルを測定する段階（３１０）では、実施形態１で前記したように、前記Ｚ軸センサーが前記フレームの上端とタッチする時を認識するために、パルス電流の変化を読み取って定められた感度と比較することが好ましい。次いで、測定されたＺレベルと基準レベルとを比較して、前記フレームがリジェクトフレームであるか否かを判別する（３３０）。前記リジェクトフレームを判別する段階（３３０）では、前記Ｚレベルが、前記フレーム上に取付けられた半導体チップによって予め定められた基準レベルより大きい場合、前記フレームをリジェクトフレームと判別することが好ましい。また、前記基準レベルは、前記フレーム上に取付けられた半導体チップが厚いほど、またスタック型半導体チップ数が多くなるほど小さくなることが好ましい。以後、前記フレームがリジェクトフレームと判別された場合（Ｙｅｓ）には、前記フレームについてワイヤーボンディングを省略し（３５０）、前記フレームがリジェクトフレームではないと判別された場合（Ｎｏ）には、前記フレームについてワイヤーボンディングを進める（３６０）。
【００３１】
前記リジェクトフレームについてワイヤーボンディングを省略する段階（３５０）、またはパッケージフレームについてワイヤーボンディングを進める段階（３６０）の後に、次のフレームに移動して（３７０）、新たなフレームについて一連の過程を繰り返す。
図３Ｂには、前記Ｚレベルを測定する段階（３１０）を詳細に示している。まず、フレーム上の半導体チップ実装領域の中央を計算する（３１２）。半導体チップ実装領域の中央の計算は、両対角コーナーの中心部を求めるように計算してもよい。
【００３２】
次いで、Ｚ軸センサーを前記半導体チップ実装領域の中央へ移動させることが好ましい（３１４）。次いで、Ｚ軸センサーを下降させ（３１６）、フレームの上端とのタッチを認識する（３２４）。
次いで、前記タッチが認識されら、基準位置からタッチ時までの移動距離であるＺレベルを計算する（３２６）。Ｚレベルが計算されれば、Ｚ軸センサーを元の位置に戻す（３２８）。
【００３３】
図３Ｃには、タッチ認識段階（３２４）を詳細に示す。Ｚ軸センサーは、下降段階でまず加速及び減速下降運動をする（３２０）。次いで、Ｚ軸センサーの運動を定速下降運動に切り替える（３２１）。次いで、Ｚ軸センサーの定速運動中にタッチ感知アルゴリズムが活性化される（３２２）。次いで、タッチが感知されれば、タッチアルゴリズムが作動する（３２３）。前記タッチアルゴリズムは、力、パルス電流カウント及び感度を感知する。前記タッチを認識するために、パルス電流サンプリング数の資料と比較して、タッチ如何を認識する（３２４）。
【００３４】
図３Ｄには、リジェクトフレームを判別する段階（３３０）を詳細に示す。まず、一つのフレームについて測定されたＺレベルと、予め定められた基準レベルとが入力される（３３２）。前記基準レベルは、前記フレーム上に取付けられた半導体チップによって決定され、半導体チップが厚いほど、またスタック型半導体チップ数が多くなるほど小さくなることが好ましい。
【００３５】
次いで、前記Ｚレベルと基準レベルとを比較する（３３４）。前記Ｚレベルが基準レベルより大きい場合には、前記フレームはリジェクトフレームと判別され（３３６）、そうでない場合には、パッケージフレームと判別される（３３８）。
前記の本発明の実施形態２に係るワイヤーボンディング方法では、従来の方法で使用されたリジェクトマークまたはリジェクトフレームを使用せず、ワイヤーボンディング前にＺレベルを利用して動的にリジェクトフレームを判別する。したがって、単一またはスタック型半導体チップのパッケージ工程進行中に発生しうる誤り、またはリジェクトマーク、リジェクトフレームマップの誤りに関係なくリジェクトフレームを効率的に判別できる。そして、リジェクトフレームについては自動でワイヤーボンディングを省略する割合を上げうるため、従来のリジェクトフレーム判別のエラーによる装置のダウン時間を効果的に減らしうる。
【００３６】
（実施形態３）
図４は、本発明の実施形態３に係るワイヤーボンディング方法を示すフローチャートである。本発明の実施形態３に係るワイヤーボンディング方法では、実施形態１に係るワイヤーボンディング装置を利用し、その装置の構造及び作動は、実施形態１から当業者であれば容易に理解することができる。
【００３７】
図４に示すように、本発明の実施形態３に係るワイヤーボンディング方法では、まず印刷回路基板を認識して整列させる（４０５）。
次いで、フレーム上の半導体チップを認識して整列させる（４１０）。前記半導体チップの認識には、実施形態１で前記したように、メモリ機能のあるカメラ及び整列装置を利用する。
【００３８】
半導体チップが認識及び整列された場合には、続けてワイヤーボンディングが進められる（４２５）。しかし、半導体チップが認識及び整列されていない場合には、リジェクトフレーム如何を判別するために、前記フレームについてＺレベルを測定する（４１５）。Ｚレベル測定段階は、実施形態２で前記したように、当業者であれば容易に実施できる。前記Ｚレベルを測定する段階（４１５）に続いて、前記Ｚレベルと基準レベルとを比較する（４２０）。前記基準レベルは、半導体チップによって予め定められ、半導体チップが厚いほど、またスタック型半導体チップ数が多くなるほど小さくなることが好ましい。
【００３９】
Ｚレベルが基準レベルより大きい場合には、前記フレームをリジェクトフレームと判別してワイヤーボンディングを省略する（４３０）。そうでない場合には、エラーメッセージを表示して作業を停止する（４３５）。作業が停止されれば、作業者などが半導体チップの取付如何を直接確認する。それにより、半導体チップが取付けられた場合には再び半導体チップの認識及び整列の段階を経て、それでも認識できない場合には認識及び整列プログラムを修正して再実施する。
【００４０】
ワイヤーボンディングが進められるか（４２５）、またはワイヤーボンディングが省略された場合（４３０）には、自動で次のフレームへ移動して新たなフレームについて一連の作業が繰り返される。
本発明の特定実施形態についての以上の説明は、例示及び説明を目的として提供された。本発明は、前記実施形態に限定されず、本発明の技術的思想内で当業者によって前記実施形態を組合わせて行うなど、前記実施形態の多様な修正及び変更が可能であることは明らかである。
【００４１】
本発明の実施形態３に係るワイヤーボンディング方法では、まず半導体チップの認識及び整列を通じて、誤りのないフレームについてはワイヤーボンディングを進め、誤りのあるフレームのみについてＺレベルを測定してリジェクトフレームを判別することで、あらゆるフレームについてＺレベルを測定せねばならない負担を減少させうる。すなわち、カメラを通じての半導体チップの認識と、Ｚレベル測定を通じてのリジェクトフレーム判別技術とを合わせて単一及び複数のスタック型半導体チップで更に低い誤り発生率でリジェクトフレームを判別できる。そして、前記リジェクトフレームについてワイヤーボンディングを省略する割合を上げることで、リジェクトフレーム判別の誤りによる装置ダウン時間を短縮させうる。
【００４２】
（産業上の利用可能性）
本発明は、半導体素子の製造装置に利用できる。特に、半導体素子のパッケージ分野でワイヤーボンディングまたはダイアタッチ工程のための装置として使用されうる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１Ａ】従来のリジェクトフレーム判別システムを用いたワイヤーボンディング装置及びその方法を示す模式図である。
【図１Ｂ】従来のリジェクトフレーム判別システムを用いたワイヤーボンディング装置及びその方法を示す模式図である。
【図１Ｃ】従来のリジェクトフレーム判別システムを用いたワイヤーボンディング装置及びその方法を示す模式図である。
【図１Ｄ】従来のリジェクトフレーム判別システムを用いたワイヤーボンディング装置及びその方法を示す模式図である。
【図１Ｅ】従来のリジェクトフレーム判別システムを用いたワイヤーボンディング装置及びその方法を示す模式図である。
【図２Ａ】本発明の実施形態１に係るリジェクトフレーム判別システムを用いたワイヤーボンディング及びダイアタッチ装置を示す模式である。
【図２Ｂ】本発明の実施形態１に係るリジェクトフレーム判別システムを用いたワイヤーボンディング及びダイアタッチ装置を示す模式図である。
【図２Ｃ】本発明の実施形態１に係るリジェクトフレーム判別システムを用いたワイヤーボンディング及びダイアタッチ装置を示す模式である。
【図２Ｄ】本発明の実施形態１に係るリジェクトフレーム判別システムを用いたワイヤーボンディング及びダイアタッチ装置を示す模式図である。
【図３Ａ】本発明の実施形態２に係るリジェクトフレーム判別システムを用いたワイヤーボンディング方法を示す模式図である。
【図３Ｂ】本発明の実施形態２に係るリジェクトフレーム判別システムを用いたワイヤーボンディング方法を示す模式図である。
【図３Ｃ】本発明の実施形態２に係るリジェクトフレーム判別システムを用いたワイヤーボンディング方法を示す模式図である。
【図３Ｄ】本発明の実施形態２に係るリジェクトフレーム判別システムを用いたワイヤーボンディング方法を示す模式図である。
【図４】本発明の実施形態３に係るリジェクトフレーム判別システムを用いたワイヤーボンディング方法を示す模式図である。
【符号の説明】
【００４４】
２００  印刷回路基板、２０５、２１０、２１５、２２０、２３０、２３５、２４０、２４５、２５５、２６０  パッケージフレーム、２０７、２１２、２１７、２２２、２３２、２３７、２４２、２４７、２５７、２６２  スタック型半導体チップ、２２５  リジェクトフレーム、２５０  Ｚ軸センサー、２６０  Ｚ軸センサー制御器、２７０  ホスト制御器
【図１Ａ】
2005347748.tif 000003
【図１Ｂ】
2005347748.tif 000004
【図１Ｃ】
2005347748.tif 000005
【図１Ｄ】
2005347748.tif 000006
【図１Ｅ】
2005347748.tif 000007
【図２Ａ】
2005347748.tif 000008
【図２Ｂ】
2005347748.tif 000009
【図２Ｃ】
2005347748.tif 000010
【図２Ｄ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図３Ｄ】
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【図４】
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