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ボンディング装置 - 株式会社カイジョー
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発明の名称 ボンディング装置
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2001−53105(P2001−53105A)
公開日 平成13年2月23日(2001.2.23)
出願番号 特願平11−222375
出願日 平成11年8月5日(1999.8.5)
代理人 【識別番号】100081318
【弁理士】
【氏名又は名称】羽切 正治
【テーマコード(参考)】
5B047
5B057
5F044
【Fターム(参考)】
5B047 AA12 AB02 BC11 BC14 BC23 CA04 CA12 CA19 CB17 CB23 
5B057 AA03 BA19 CA08 CA16 CB08 CB16 DA07 DA17 DB02 DB09 DC02 DC33
5F044 AA01 BB00 BB19 DD02 DD13
発明者 石井 岩男
要約 目的


構成
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■,■,■)は、次の垂直同期信号で映像信号(図8に示す■,■,■)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■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■)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■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■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■の画像の取り込みを完了後(図8(f)に示す■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。




 

 


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