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JPH05175311A - Wire bonding inspection method - Google Patents

Wire bonding inspection method

Info

Publication number
JPH05175311A
JPH05175311A JP3345054A JP34505491A JPH05175311A JP H05175311 A JPH05175311 A JP H05175311A JP 3345054 A JP3345054 A JP 3345054A JP 34505491 A JP34505491 A JP 34505491A JP H05175311 A JPH05175311 A JP H05175311A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
wire
measurement
crescent
inspection method
ball
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP3345054A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masato Nagura
正人 名倉
Minokichi Ban
箕吉 伴
Masaki Kobayashi
正基 小林
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Canon Inc filed Critical Canon Inc
Priority to JP3345054A priority Critical patent/JPH05175311A/en
Publication of JPH05175311A publication Critical patent/JPH05175311A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H10W72/0711
    • H10W72/075
    • H10W72/07531
    • H10W72/536
    • H10W72/5363
    • H10W90/756

Landscapes

  • Wire Bonding (AREA)
  • Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ボンディングされたワイヤを高速且つ自動的
に検査することができるワイヤボンディング検査方法の
提供。 【構成】 半導体チップにボンディングされたワイヤの
ワイヤボール、ワイヤ自体、ワイヤクレセントのそれぞ
れを異なる照明下において測定する。
(57) [Summary] [Objective] To provide a wire bonding inspection method capable of inspecting a bonded wire at high speed and automatically. [Structure] A wire ball of a wire bonded to a semiconductor chip, the wire itself, and a wire crescent are measured under different illuminations.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は半導体チップとリードフ
レーム間を結合するワイヤーボンディングの良否を自動
検査する方法に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for automatically inspecting the quality of wire bonding for connecting a semiconductor chip and a lead frame.

【0002】[0002]

【従来の技術とその課題】従来のワイヤーボンディング
の状態を自動的に検査する方法は、単にワイヤーのルー
プ形状の良否についてのみ判定するものが一般的であ
る。
2. Description of the Related Art A conventional method for automatically inspecting the state of wire bonding generally determines only the quality of the wire loop shape.

【0003】しかし、上記従来例ではワイヤーボンディ
ングの品質管理上特に重要なワイヤー両端の接合部、す
なわちワイヤーボール及びクレセントの形状、寸法、接
合の位置を正確かつ迅速に測定、検査することは極めて
困難であった。このためそれらの検査方法は工程内検査
としては実用性が低く、現実には実体顕微鏡像を人間が
直接観察して判別する方法がとられ、IC組立工程自動
化の大きな妨げとなっていた。
However, in the above-mentioned conventional example, it is extremely difficult to accurately and promptly measure and inspect the joints at both ends of the wire, that is, the shapes, dimensions and joint positions of the wire balls and crescents, which are particularly important for quality control of wire bonding. Met. For this reason, these inspection methods are not practical as in-process inspections, and in reality, a method in which a person directly observes a stereoscopic microscope image to discriminate is adopted, which is a great obstacle to automation of the IC assembly process.

【0004】本発明は上記課題を解決すべくなされたも
ので、ボンディングされたワイヤを高速且つ自動的に検
査することができるワイヤボンディング検査方法の提供
を目的とする。
The present invention has been made to solve the above problems, and an object thereof is to provide a wire bonding inspection method capable of inspecting a bonded wire at high speed and automatically.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決する本発
明のワイヤボンディング検査方法は、半導体チップにボ
ンディングされたワイヤのワイヤボール、ワイヤ自体、
ワイヤクレセントのそれぞれを異なる照明下において測
定することを特徴とするものである。
A wire bonding inspection method according to the present invention for solving the above-mentioned problems includes a wire ball of a wire bonded to a semiconductor chip, a wire itself,
It is characterized in that each of the wire crescents is measured under different illumination.

【0006】[0006]

【実施例】図1は本発明の実施例の装置の構成を示す
図、図2は検査シーケンスのフローチャート図である。
これらの図に従って本発明の実施例を具体的に説明す
る。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 is a diagram showing the construction of an apparatus according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a flow chart of an inspection sequence.
Embodiments of the present invention will be specifically described with reference to these drawings.

【0007】まず検査対象となるICのワイヤボンディ
ングに関する基準となる形状、寸法、位置の各々の数値
データをファイル化して記録しておく。検査に先立って
この数値データファイルを画像処理ユニット1に読み込
み検査基準値として設定する。
First, numerical data of each shape, size, and position that serves as a reference for wire bonding of an IC to be inspected is made into a file and recorded. Prior to the inspection, this numerical data file is read into the image processing unit 1 and set as an inspection reference value.

【0008】次にマガジン2に収容されたワイヤボンデ
ィング済の複数のICリードフレームの一つをマガジン
2から引出し、検査ステージ4上のキャリア5の所定位
置まで搬送する。
Next, one of the plurality of wire-bonded IC lead frames housed in the magazine 2 is pulled out from the magazine 2 and conveyed to a predetermined position of the carrier 5 on the inspection stage 4.

【0009】ここで撮像光学系7のオートフォーカスユ
ニット6の機能を作動させてICチップ上の所定の位置
(基準位置マークまたは特定のパターン)を基準点とし
てフォーカス合わせを行う。
Here, the function of the autofocus unit 6 of the image pickup optical system 7 is activated to perform focusing with a predetermined position (reference position mark or specific pattern) on the IC chip as a reference point.

【0010】ついでICチップの傾き、水平面内での正
規の位置からのずれ量を光学的手段で非接触に測定し、
位置補正処理を行う。ここで位置補正処理とは、ICリ
ードフレームを搬送するキャリアの位置調整機構を作動
させてチップ面を水平にし、かつ基準位置からのずれを
補正する方法、もしくは傾きとずれ量を記憶させてお
き、次のステップで行われるワイヤボンディング状態の
測定を行う際に、バイアス値として測定値に加え補正す
る方法である。
Then, the inclination of the IC chip and the amount of deviation from the normal position in the horizontal plane are measured by optical means in a non-contact manner,
Position correction processing is performed. Here, the position correction processing is a method of operating the position adjusting mechanism of the carrier that conveys the IC lead frame to make the chip surface horizontal and correcting the deviation from the reference position, or storing the tilt and the deviation amount in advance. In this method, when the wire bonding state is measured in the next step, a bias value is added to the measured value and the bias value is corrected.

【0011】以降、測定シーケンスに入る。まず予め読
み込んだ検査基準値データによりワイヤボールの存在が
予測される位置を撮像光学系7にとらえオートフォーカ
スユニット6の機能を作動させて、ワイヤボールの合焦
像を得る。
After that, the measurement sequence is started. First, the position where the existence of the wire ball is predicted based on the inspection reference value data read in advance is caught by the image pickup optical system 7 and the function of the autofocus unit 6 is operated to obtain a focused image of the wire ball.

【0012】次に、照明を落射照明系8にセットしてワ
イヤーボールの形状、長さ、位置を測定する。図3はそ
の様子を示す図であり、23はワイヤ、26はワイヤボ
ールである。ワイヤボールの測定では、ボールの外周輪
郭及び上方から見たボールの水平方向の拡がりが明確に
観察され、TVカメラ9により画像データとして取り込
まれる必要があるが、落射照明方式はワイヤボールの接
合しているベース面の正反射光に対して検査しようとし
ているワイヤボールの反射光はその形状から拡散してし
まうので、結果としてワイヤボールの形状は影で見るよ
うになりコントラストを高くする事ができる。
Next, the illumination is set in the epi-illumination system 8 and the shape, length and position of the wire ball are measured. FIG. 3 is a diagram showing this state, in which 23 is a wire and 26 is a wire ball. In the measurement of the wire ball, it is necessary to clearly observe the outer peripheral contour of the ball and the horizontal spread of the ball seen from above, and it is necessary to capture the image data by the TV camera 9. Since the reflected light of the wire ball that is to be inspected with respect to the regular reflection light of the base surface is diffused from its shape, the shape of the wire ball can be seen as a shadow and the contrast can be increased. ..

【0013】次に照明をスリット光照明系10に切換え
てワイヤーの高さを測定する。ここで図4によりスリッ
ト光照明によるワイヤ高さの測定方法について具体的に
説明する。
Next, the illumination is switched to the slit light illumination system 10 and the height of the wire is measured. Here, a method of measuring the wire height by slit light illumination will be specifically described with reference to FIG.

【0014】一定間隔で並ぶ複数のスリット光21(ス
リット状の光束)でICチップ22の上面を基準として
一定の角度(θ)をもって照射した場合、ワイヤー23
上に観察される輝点の位置A及びICチップ22の面を
延長した仮想平面と該輝点を作ったスリット光との交差
位置Bとの相互関係から、A点の高さhは次式で表わさ
れる。
When a plurality of slit light beams 21 (slit-shaped light beams) arranged at a constant interval are irradiated at a constant angle (θ) with respect to the upper surface of the IC chip 22, the wire 23 is irradiated.
From the mutual relationship between the position A of the bright spot observed above and the crossing position B of the virtual plane obtained by extending the surface of the IC chip 22 and the slit light forming the bright spot, the height h of the point A is It is represented by.

【0015】h=Δl×tanθ 複数のスリット光それぞれについて上式によって求めら
れた複数のhの値をもとに、スプライン補間や2次曲線
近似等の手法でhの最高値を求め、その値をワイヤーの
高さとする。
H = Δl × tan θ The maximum value of h is obtained by a method such as spline interpolation or quadratic curve approximation based on the values of h obtained by the above equation for each of a plurality of slit lights, and the value Is the height of the wire.

【0016】次にワイヤクレセントの測定に移る。ワイ
ヤクレセント24が形成されるリードフレーム24の上
面の高さがICチップ22の上面の高さと異なるように
設計されている場合は、撮像光学系7のフォーカス位置
をICチップ22の面から設計値分だけ予め移動させて
おく。またリードフレーム25の上面が傾いている場合
測定手段の計測範囲の制約が前述の状態から変わって、
補正される基準面をリードフレーム上面に換えて、前述
と同様の位置補正処理を予め行っておく。
Next, the measurement of the wire crescent will be described. When the height of the upper surface of the lead frame 24 on which the wire crescent 24 is formed is designed to be different from the height of the upper surface of the IC chip 22, the focus position of the imaging optical system 7 is a design value from the surface of the IC chip 22. Move it by a minute. When the upper surface of the lead frame 25 is tilted, the restriction of the measuring range of the measuring means is changed from the above state,
The reference plane to be corrected is replaced with the upper surface of the lead frame, and the same position correction process as described above is performed in advance.

【0017】照明を斜方拡散照明系11に切換えてワイ
ヤクレセントの形状、寸法、位置を測定する。図5はそ
の様子を示す図であり、24はワイヤクレセントであ
る。ここで斜方拡散照明を使用する理由は以下の通りで
ある。すなわちワイヤクレセント24の表面は通常リー
ドフレーム25の面から一定の角度だけ傾いているの
で、ワイヤクレセント24の表面を観察する場合は図5
のように斜め方向から照明する必要がある。またワイヤ
クレセント24の面の傾きに変動があっても一定の光量
で照明されるようにするため、照明光が多方向から照射
されるような光源すなわち拡散光源が必要であるからで
ある。
The illumination is switched to the oblique diffusion illumination system 11 to measure the shape, size and position of the wire crescent. FIG. 5 is a diagram showing this state, and 24 is a wire crescent. The reason why the oblique diffuse illumination is used here is as follows. That is, since the surface of the wire crescent 24 is normally inclined at a certain angle from the surface of the lead frame 25, when observing the surface of the wire crescent 24, as shown in FIG.
It is necessary to illuminate from the diagonal direction. Also, in order to illuminate with a constant amount of light even if the inclination of the surface of the wire crescent 24 varies, a light source that illuminates the illumination light from multiple directions, that is, a diffused light source is required.

【0018】上述3種類の測定をリードフレーム上の1
個のチップに対応する単位区画について終了したら、リ
ードフレームを1区画分移動させるか、あるいは撮像光
学系7を1区画分移動させて、次の新たな測定シーケン
スを開始する。それと同時に先のシーケンスで得られた
測定データと前記検査基準値とを比較しボンディング状
態の良否判定処理を行い、その結果を通信線12を経由
してホストコンピュータ13へ転送する。
The above-mentioned three types of measurements are performed on the lead frame.
When the unit section corresponding to each chip is completed, the lead frame is moved by one section or the imaging optical system 7 is moved by one section, and the next new measurement sequence is started. At the same time, the measured data obtained in the previous sequence is compared with the inspection reference value to perform the quality determination process for the bonding state, and the result is transferred to the host computer 13 via the communication line 12.

【0019】このようにして一本のICリードフレーム
上のすべてのチップに対応する区画について検査を終了
したらキャリア5から搬出し、マガジン2に回収する。
続いてマガジン2から新たにICリードフレームを取り
出して測定を繰り返す。
In this way, when the inspection is completed for the sections corresponding to all the chips on one IC lead frame, they are carried out from the carrier 5 and collected in the magazine 2.
Then, the IC lead frame is newly taken out from the magazine 2 and the measurement is repeated.

【0020】なお、形状、寸法、位置の測定は、2値化
画像を処理する画像処理ユニットにより実施できるが、
多値化画像処理を応用することにより、さらに高精度に
再現性よく測定が可能となる。
The shape, size, and position can be measured by an image processing unit that processes a binarized image.
By applying multi-valued image processing, it is possible to measure with higher accuracy and reproducibility.

【0021】なお、図1のシステムコントローラ14は
図中の各構成ユニットを測定シーケンスに従って一定の
手順で制御する機能ユニットで、通常、制御用コンピュ
ータを使用することができる。
The system controller 14 shown in FIG. 1 is a functional unit that controls each constituent unit shown in the drawing in a fixed procedure according to a measurement sequence, and a control computer can be usually used.

【0022】なお、上記実施例ではワイヤボール、ワイ
ヤー、クレセントの測定を個別に行なったが、例えばス
リット光照明と斜方拡散照明を同時に行って、ワイヤー
高さを一度に測定するようにすれば測定時間を短縮でき
る。
Although the wire ball, the wire and the crescent are individually measured in the above embodiment, if the slit light illumination and the oblique diffusion illumination are simultaneously performed, the wire height can be measured at one time. The measurement time can be shortened.

【0023】また、上記実施例ではワイヤ高さを測定す
るためにスリット光照明を使用したが、撮像光学系7の
オートフォーカスユニット6の機能を作動させてフォー
カス位置を逐次移動させてワイヤの最高点を探索するよ
うにしてワイヤ高さを測定する方式であってもよい。
Further, although slit light illumination is used to measure the wire height in the above embodiment, the function of the autofocus unit 6 of the image pickup optical system 7 is activated to sequentially move the focus position so that the maximum wire height is reached. A method of measuring the wire height by searching for a point may be used.

【0024】また、上記実施例では3種類の測定を撮像
光学系7の同一視野内で順次行っているが、撮像光学系
や画像処理系での分解能が不足する場合は、視野を複数
領域に分割して、その分割領域ごとに3種類の測定を繰
り返すようにすれば良い。これはワイヤボンダ装置内に
検査装置を組込んでリアルタイムでボンディングの状態
をモニタする場合に特に有効である。
Further, in the above embodiment, three types of measurement are sequentially performed within the same field of view of the image pickup optical system 7. However, when the resolution of the image pickup optical system or the image processing system is insufficient, the field of view is divided into a plurality of regions. It is sufficient to divide and repeat three types of measurement for each divided area. This is particularly effective when the inspection device is incorporated in the wire bonder device to monitor the bonding state in real time.

【0025】なお各分割領域で3種類の測定を行なう方
法の別法として以下の方法も考えられる。すなわち各分
割領域でまずワイヤボールの測定を行い、次の領域へ移
って同じくワイヤボールの測定を行い、これを繰り返し
て全ての分割領域についてワイヤボールの測定を終え
る。次にワイヤ部分の視野領域を分割してワイヤ高さを
すべての領域について測定する。最後に同様にしてワイ
ヤクレセントの測定を全ての領域について行う。
The following method is also conceivable as an alternative method of performing three types of measurement in each divided area. That is, the wire ball is first measured in each divided area, the wire ball is similarly measured after moving to the next area, and the measurement of the wire ball is completed for all divided areas. The field of view of the wire portion is then divided and the wire height is measured for all areas. Finally, the wire crescent is similarly measured for all the regions.

【0026】[0026]

【発明の効果】以上本発明によればワイヤボンディング
の状態を単にワイヤー形状だけで判別するのではなく、
ボンディングの接合部であるボール、クレセントも同時
に検査することにより、より厳密なワイヤボンディング
の品質管理が可能となる。
As described above, according to the present invention, the state of wire bonding is not determined only by the wire shape, but
By simultaneously inspecting the ball and the crescent, which are the bonding portions of the bonding, it becomes possible to perform more strict quality control of the wire bonding.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】実施例の全体構成を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing an overall configuration of an embodiment.

【図2】実施例の処理手順のフローチャート図である。FIG. 2 is a flowchart of a processing procedure of the embodiment.

【図3】ワイヤボールの測定の様子を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing how a wire ball is measured.

【図4】ワイヤ高さの測定の様子を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing how the wire height is measured.

【図5】ワイヤクレセントの測定の様子を示す図であ
る。
FIG. 5 is a diagram showing how the wire crescent is measured.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 画像処理ユニット 2 マガジン 3 ICリードフレーム 4 検査ステージ 5 キャリア 6 オートフォーカスユニット 7 撮像光学系 8 落射照明系 9 TVカメラ 10 スリット光照明系 11 斜方拡散照明系 12 通信線 13 ホストコンピュータ 14 システムコントローラ 21 スリット光 22 ICチップ 23 ワイヤ 24 ワイヤクレセント 25 リードフレーム 26 ワイヤボール 1 Image Processing Unit 2 Magazine 3 IC Lead Frame 4 Inspection Stage 5 Carrier 6 Auto Focus Unit 7 Imaging Optical System 8 Epi-illumination System 9 TV Camera 10 Slit Light Illumination System 11 Oblique Diffuse Illumination System 12 Communication Line 13 Host Computer 14 System Controller 21 Slit Light 22 IC Chip 23 Wire 24 Wire Crescent 25 Lead Frame 26 Wire Ball

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 半導体チップにボンディングされたワイ
ヤのワイヤボール、ワイヤ自体、ワイヤクレセントのそ
れぞれを異なる照明下において測定することを特徴とす
るワイヤボンディング検査方法。
1. A method for inspecting wire bonding, which comprises measuring a wire ball of a wire bonded to a semiconductor chip, a wire itself, and a wire crescent under different illuminations.
【請求項2】 前記ワイヤボールの測定は落射照明によ
って行ない、前記ワイヤ自体の測定はスリット照明によ
って行ない、前記ワイヤクレセントの測定は拡散照明に
よって行なう請求項1記載の検査方法。
2. The inspection method according to claim 1, wherein the measurement of the wire ball is performed by epi-illumination, the measurement of the wire itself is performed by slit illumination, and the measurement of the wire crescent is performed by diffuse illumination.
【請求項3】 前記ワイヤボールの測定の前に、前記半
導体チップと測定光学系との位置関係を補正する請求項
1記載の検査方法。
3. The inspection method according to claim 1, wherein the positional relationship between the semiconductor chip and the measurement optical system is corrected before the measurement of the wire ball.
【請求項4】 前記ワイヤクレセントの測定の前に、前
記半導体チップのリードフレームと測定光学系との位置
関係を補正する請求項3記載の検査方法。
4. The inspection method according to claim 3, wherein the positional relationship between the lead frame of the semiconductor chip and the measurement optical system is corrected before the measurement of the wire crescent.
【請求項5】 半導体チップを1チップ検査する毎に上
記の手順を繰り返し行なう請求項3又は4記載の検査方
法。
5. The inspection method according to claim 3, wherein the above procedure is repeated every time one semiconductor chip is inspected.
JP3345054A 1991-12-26 1991-12-26 Wire bonding inspection method Pending JPH05175311A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20220115253A1 (en) * 2020-10-14 2022-04-14 Emage Equipment Pte. Ltd. Loop height measurement of overlapping bond wires

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20220115253A1 (en) * 2020-10-14 2022-04-14 Emage Equipment Pte. Ltd. Loop height measurement of overlapping bond wires
US11721571B2 (en) * 2020-10-14 2023-08-08 Emage Vision Pte. Ltd. Loop height measurement of overlapping bond wires

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