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KR960001824B1 - 와이어 본딩 검사 장치 - Google Patents

와이어 본딩 검사 장치 Download PDF

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KR960001824B1
KR960001824B1 KR1019910017856A KR910017856A KR960001824B1 KR 960001824 B1 KR960001824 B1 KR 960001824B1 KR 1019910017856 A KR1019910017856 A KR 1019910017856A KR 910017856 A KR910017856 A KR 910017856A KR 960001824 B1 KR960001824 B1 KR 960001824B1
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KR
South Korea
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wire
imaging
inspection
image
moving
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유이찌 미야하라
Original Assignee
가부시끼가이샤 도시바
아오이 죠이찌
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Abstract

내용 없음.

Description

와이어 본딩 검사 장치
제1도는 본 발명의 한 실시예에 의한 와이어 본딩 검사 장치의 구성을 도시한 블럭도.
제2도는 제1도의 장치를 이용해서 본딩 와이어를 분할해서 촬상하는 상태를 도시한 설명도.
제3도는 제1도의 장치를 이용해서 본딩 와이어를 분할 촬상하여, 하나의 절대 좌표계로 위치 좌표를 정리한 상태를 도시한 설명도.
제4도는 종래의 와이어 본딩 검사 장치를 이용해서 길이가 짧은 본딩 와이어를 검사하는 경우의 촬상 영역을 도시한 설명도.
제5도는 제4도에 도시한 촬상 영역을 부분적으로 확대한 상세도.
제6도는 종래의 와이어 본딩 검사 장치를 이용해서 길이가 긴 본딩 와이어를 검사하는 경우의 촬상 영역과 와이어 길이와의 관계를 도시한 설명도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 반도체 칩 2, 2a : 본딩 와이어
3 : 전극 4 : 리드
11 : 검사대 12 : 조명 장치
14 : 촬상 장치 14a : 광학 경통
15 : X-Y 테이블 15a : 모터
16 : X-Y 테이블 제어기 17 : 주제어기
20 : 화상 처리 검사 장치 201, 202 : 촬상 영역
31-36, 31a-36a : 좌표 데이타
본 발명은 와이어 본딩 검사 장치에 관한 것으로, 특히 검사 공정의 자동화에 적합한 것이다.
반도체 칩과 리드와의 사이에서 와이어 본딩이 행해진 후, 와이어가 정규의 위치에 접합되어 있는지의 여부, 와이어가 구부러지지 않고 직선 모양인지의 여부 또는 와이어 절단이 발생했는지의 여부를 검사할 필요가 있다.
작업자가 현미경을 이용해서 이와 같은 검사를 육안으로 수행하는 것은 작업자에 따른 검사 기준의 차이나 누락, 와이어 본딩 종료부터 검사 개시까지의 시간경과가 긴 데에서 오는 실시간(real time) 결여 등의 문제가 있다. 이 때문에, 최근에는 자동화한 장치로 검사가 행해지고 있다.
자동차 장치에서는 일반적으로 와이어 본딩이 행해진 반도체 칩의 광학적 화상을 이미지 센서상에 결상시켜 전기적인 화상 신호로 변환하는 검사를 행한다.
그러나, 종래의 검사 장치에는 본딩 와이어 길이가 상이한 경우에 대응할 수 없다는 문제가 있었다. 예를 들면, 제4도에 도시한 것처럼, 반도체 칩(1)의 전극(3)에 접합된 본딩 와이어(2)가 짧은 경우에는 본딩 와이어(2) 전체가 하나의 촬상영역(101) 내로 들어간다. 제5도에 있어서, 부분적으로 확대하여 도시한 이 촬상역(101) 내에서 포착된 화상을 이용하여, 본딩 와이어(2)의 형상 등의 검사가 행해진다.
그런데, 제6도에 도시한 바와 같이 본딩 와이어(2a)가 길면, 하나의 촬상 영역(102) 내로 포착되지 않는다. 본딩 와이어(2a) 전체를 하나의 촬상 영역(102) 내로 포착하려면, 촬상 장치의 렌즈 배율을 작게 해야 하는데, 검사 대상의 크기에 따라 배율을 변경하는 것은 장치의 고가화를 초래한다.
또, 촬상 장치와 화상 처리 장치의 분해 능력에는 한계가 있고, 필요한 검사정밀도를 만족시키기 위해서는 렌즈의 배율을 낮출 수 없다는 사정도 있다. 따라서, 종래에는 필요한 검사 정밀도를 만족시키면서 길이가 다른 본딩 와이어의 검사가 가능한 검사 장치는 존재하지 않았다.
본 발명은 상기 사정을 감안해서 구성된 것으로, 본딩 와이어의 길이가 상이한 경우에도 일정 배율의 렌즈를 이용해서 높은 정밀도로 검사를 행할 수 있는 와이어 본딩 검사 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 와이어 본딩 장치는 반도체 칩과 리드와의 사이에 본딩 와이어를 검사하는 장치로, 와이어를 광학적으로 촬상하여 전기적인 화상 신호로 변환하는 촬상 수단, 이 촬상 수단을 이동시키는 이동 수단, 변환된 화상 신호로부터 구해서 얻어진 와이어의 위치 좌표를 이용하여 와이어를 검사하는 검사 수단 및 촬상 수단, 이동 수단 및 검사 수단의 각각의 동작을 제어하는 제어 수단을 구비하고, 제어 수단은 촬상 수단이 1회의 촬상으로 포착되는 영역내에 와이어 전체가 포착되지 않는 경우, 이동 수단으로 촬상 수단을 이동시키고, 촬상 수단이 이동할 때마다 와이어를 복수회에 걸쳐서 촬상하여 화상 신호로 각각 변환시키며 검사 수단으로 촬상시 마다 얻어진 화상 신호로부터 위치 좌표를 각각 구하여, 구해진 위치 좌표를 하나의 좌표계로 통일한 것으로 변환시켜 와이어 검사를 행하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 제어 수단은 촬상 수단이 1회의 촬상으로 포착되는 영역 내에 와이어 전체가 포착되지 않는지 여부를 판단하는 판단부와 판단부가 상기 와이어 전체가 포착되지 않는다고 판단한 경우에 이동 수단이 촬상 수단을 이동시켜야 할 위치를 구하는 이동 위치 산출부를 구비하는 것이 바람직하다.
촬상 수단이 1회의 촬상으로 포착되는 영역 내에 와이어 전체가 포착되지 않는 경우는, 제어 수단의 제어에 의해 각 수단이 다음과 같이 동작한다. 이동 수단이 촬상 수단을 이동시키고, 촬상 수단이 이동할때 마다 와이어를 복수회로 나누어 촬상해서 화상 신호로 변환한다. 변환된 화상 신호를 이용해서 검사 수단이 와이어의 위치 좌표를 각 촬상 영역마다 구하고, 구해진 위치 좌표를 하나의 좌표계로 통일한 것으로 변환해서 와이어의 검사를 행한다. 이와 같이, 와이어의 길이가 길어서 하나의 촬상 영역에 포착되지 않는 경우에도 촬상 장치가 와이어를 촬상할 때의 비율을 낮출 필요없이, 높은 검사 정밀도가 얻어지는 고배율의 렌즈로 고정해서 검사할 수 있다.
이하, 본 발명의 한 실시예에 대한 도면을 참조해서 설명한다. 본 실시예는 본딩 와이어의 길이가 길어서 하나의 촬상 영역 내에 포착되지 않는 경우에는 본딩 와이어를 몇 개로 분할해서 촬상하여 위치 좌표를 구하고, 그 후 위치 좌표를 하나의 좌표계로 합성해서 검사하는 것이 특징이다.
먼저, 제1도에 본 실시예에 따른 와이어 본딩 검사 장치의 구성을 도시한다. 검사대(11)의 상부 측에 광학 경통(14a)을 포함한 촬상 장치(14)가 위치하고 있다. 촬상 장치(14)는 X-Y 테이블(15)상에 고정되어 있다. 또 검사대(11)의 주위에는 조명 장치(12)가 설치되어 있다. 이 촬상 장치(14)와 화상 처리 검사 장치(20)는 전기적으로 접속되어 있다. X-Y 테이블(15)에는 X-Y 방향으로 X-Y 테이블(15)을 이동시키는 모터(15a)가 설치되어 있고, 모터(15a)와 그 동작을 제어하는 X-Y 테이블 제어기(16)가 전기적으로 접속되어 있다. 또한, 촬상 장치(14), X-Y 테이블 제어기(16) 및 화상 처리 검사 장치(20)는 각각 주제어기(17)에 전기적으로 접속되어 있다.
검사대(11)에는 와이어 본딩이 수행된 반도체 칩(1), 리드(4) 및 본딩 와이어(2)가 놓여져 있다. 조명 장치(12)는 검사해야 할 본딩 와이어(2)에 필요한 조도를 공급한다. 광학 경통(14a) 내의 렌즈에 의해 본딩 와이어(1)의 이 광학적 화상이 결상되고, 촬상 장치(14)에서 광학적 화상이 전기적 화상 신호로 변환된다. 변환된 화상 신호는 화상 처리 검사 장치(20)로 공급되어 이진화 등의 필요한 신호 처리가 행해진 후, 검사 대상물인 본딩 와이어의 위치 좌표의 검출 및 검사가 행해진다.
그리고 검사 결과는 주제어기(17)로 출력된다. 주제어기(17)에서의 검사 결과가 도시되지 않은 표시 장치에 공급되어 표시된다. 여기서, 촬상 장치(14)는 X-Y 테이블(15) 위에 고정되어 있고, X-Y 평면상을 이동할 수 있다. X-Y 테이블(15)의 이동은 X-Y 테이블 제어기(16)에 의해 제어된다. X-Y 테이블 제어기(16)는 주제어기(17)에서의 지시에 기초해서 X-Y 테이블(15)의 모터(15a)의 구동을 제어한다. 또, 주제어기(17)는 검사를 행하는 수순이 미리 기억되어 있어서 촬상 장치(14), X-Y 테이블 제어기(16) 및 화상 처리 기억 장치(20)의 각각의 동작을 제어한다.
이와 같은 구성을 갖춘 본 실시예 장치의 동작에 대해 이하에 설명한다. 먼저, 촬상 장치(14)가 반도체칩(1) 및 와이어(2)를 상부측에서 화상을 제2도에 도시한다. 하나의 촬상 영역의 종방향 및 횡방향의 치수(Lx 및 Ly)의 데이타가 미리 주제어기(17)에 기억되어 있다. 그래서, 본딩 와이어(2)의 단점(端點)으로 되는 반도체 칩(1)의 전극(3)의 좌표 위치와 리드(4)의 좌표 위치에서부터 본딩 와이어(2)의 길이가 주제어기(17)에 의해 구해진다. 이 와이어(2)의 길이가 길어서 치수(Lx, Ly)의 하나의 촬상영역 내에 포착되지 않는 경우에는, 촬상 영역의 분할수와 각각의 촬상 영역의 좌표 위치가 주제어기(17)에 의해 구해진다. 예를 들면, 제2도에 도시한 본딩 와이어(2)에 대해서는 3개의 본딩 와이어(2)가 2개의 촬상 영역(201 및 202)으로 분할되어 촬상된다.
주제어기(17)에서의 지시에 기초하여 X-Y 테이블 제어기(16)의 제어에 의해 X-Y 테이블(15)이 이동해서 촬상 장치(14)가 제1촬상 영역(201)으로 이동하여 촬상된 다음 화상 신호로 변환된다. 이 화상 신호에 대해 화상 처리가 행해져 본딩 와이어(2)의 각점의 위치 좌표(31-33)가 구해진다. 여기서, 제2도의 , × 및 △등의 표시는 와이어(2)의 위치 좌표가 디지탈치로서 검출되는 것을 나타내는 것이다.
여기서, 위치 좌표(31-33)는 제1의 촬상 영역(201)에서 상대적 좌표계의 데이타로 되어 있다. 이 때문에 제3도에 도시한 것과 같은 반도체 칩(1)을 기준으로 한 절대 좌표계에 있어서 좌표 위치(31a-3lb)로의 변환이 화상 처리 검사 장치(20)에서 행해진다.
다음은, 주제어기(17)에서의 지시에 따른 X-Y 테이블 제어기(16)의 제어로 X-Y 테이블(15)이 이동하여, 촬상 장치(14)가 제2촬상 영역(202)으로 이동된다. 촬상 장치(14)에 따라 반도체 칩(1)과 와이어(2)가 촬상되어 화상 신호가 출력된다. 화상 처리 장치 검사 장치(20)에 따라 이 화상 신호에 대한 화상 처리가 행해져서 본딩 와이어의 위치 좌표(34-36)가 검출된다. 이 위치 좌표(34, 35 및 36)도 마찬가지로 제2촬상 영역(202)에 있어서의 상대 좌표이기 때문에, 화상 처리 검사 장치(20)에 의해 제3도의 절대 좌표계에서의 위치 좌표(32A-36a)로 변환된다.
이와 같이, 본딩 와이어(2)에 대해 복수의 화면으로 분할하여 촬상되어, 각 촬상 영역마다 얻어진 상대적인 위치 좌표로부터 반도체 칩(1)을 기준으로 한 절대적인 위치 좌표로의 변환이 행해진다. 따라서, 제3도에 도시한 바와 같이 모든 본딩 와이어(2)의 위치 좌표가 하나의 절대 좌표계로 정리된다. 이 위치 좌표를 이용해서 화상 처리 검사 장치(20)에 의해 와이어(2)의 검사가 행해진다.
본 실시예에 따르면, 일정 배율의 렌즈를 이용해서 길이가 다른 본딩 와이어를 검사할 수 있다. 따라서, 촬상 장치(14)의 비용 상승을 방지할 수 있고, 또 본딩 와이어(2)의 길이가 긴 경우에도 촬상 장치(14)의 렌즈 배율을 낮출 필요 없이, 높은 검사 정밀도를 확보할 수 있다.
상기 실시예는 한 예이고, 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 예를 들면, 실시예에 있어 하나의 촬상 영역에 3개씩 본딩 와이어를 포함하여 촬상하였으나, 와이어 갯수는 한정되지 않고, 1개씩 촬상할 수도 있다. 또, 모든 와이어에 대해 검사하지 않아도, 특정 와이어에 대해서만 행할 수도 있고, 마찬가지 결과가 얻어진다.
이상의 설명과 같이, 본 발명의 와이어 본딩 검사 장치는 촬상 수단이 1회의 촬상으로 포착되는 영역내에 와이어 전체가 포착되지 않는 경우, 복수회에 걸쳐 분할 촬상해서, 각각의 촬상으로 얻어진 와이어의 상대적인 위치 좌표를 하나의 절대 좌표계로 통일해서 검사를 행하기 때문에, 높은 한 종류 배율의 렌즈만을 이용할 수 있고, 높은 검사 정밀도가 얻어짐과 동시에, 여러 종류 배율 렌즈를 구비하는 경우와 비교해서 촬상 장치의 비용을 줄일 수 있다.

Claims (4)

  1. 반도체 칩(1)과 리드(4)와의 사이에 본딩 와이어(2)를 검사하는 와이어 본딩 검사 장치에 있어서, 상기 와이어를 광학적으로 촬상하여 전기적인 화상 신호로 변환하는 촬상 수단(14), 상기 촬상 수단을 이동시키는 이동 수단(15), 변환된 상기 화상 신호에서 상기 와이어 신호에서 상기 와이어의 위치 좌표를 구하고, 구해진 위치 좌표를 이용해서 상기 와이어를 검사하는 검사 수단(20) 및 상기 촬상 수단, 상기 이동 수단과 상기 검사 수단의 각각의 동작을 제어하는 제어 수단(16 및 17)을 포함하고, 상기 제어 수단은 상기 촬상 수단이 1회의 촬상으로 포착할 수 있는 영역 내에 상기 와이어 전체가 포착되지 않는 경우에는, 상기 이동 수단으로 상기 촬상 수단을 이동시키고, 이동할 때마다 상기 촬상 수단으로 상기 와이어를 복수회에 걸쳐 촬상하여 상기 화상 신호로 각각 변환시키며, 촬상시마다 얻어진 상기 화상 신호에서 상기 위치 좌표를 각각 구해서, 구해진 위치 좌표를 하나의 좌표계로 통일한 것으로 변환시켜 상기 검사 수단으로 상기 와이어를 검사하는 것을 특징으로 하는 와이어 본딩 검사 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제어 수단은 상기 촬상 수단이 1회의 촬상으로 포착될 수 있는 영역 내에 상기 와이어 전체가 포착되는지 여부를 판단하는 판단부와, 상기 판단부가 상기 와이어 전체가 포착되지 않는다고 판단한 경우, 상기 이동 수단이 상기 촬상 수단을 이동시켜야 할 위치를 구하는 이동 위치 산출부를 포함하는 것을 특징으로 하는 와이어 본딩 검사 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 이동 수단은 상기 촬상 수단에 공급되는 X-Y 평면에서 이동 가능한 X-Y 테이블, 상기 X-Y 테이블을 이동시키는 모터와, 상기 모터에 접속되고 상기 제어 수단에 의해 제어되며, 상기 모터의 동작을 제어하기 위한 X-Y 테이블 제어기를 포함하는 것을 특징으로 하는 와이어 본딩 검사 장치.
  4. 제2항에 있어서, 상기 이동 수단은 상기 촬상 수단에 공급되고 X-Y 평면에서 이동 가능한 X-Y 테이블, 상기 X-Y 테이블을 이동시키는 모터 및 상기 모터에 접속되고 상기 제어 수단에 의해 제어되며, 상기 모터의 동작을 제어하기 위한 X-Y 테이블 제어기를 포함하는 것을 특징으로 하는 와이어 본딩 검사 장치.
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