ワイヤーボンドの三次元位置決め方法及び装置
【課題】微小径ワイヤーボンドの接合状態の良否検査に先立ち、当該ワイヤーボンドの三次元的位置決めを迅速且つ精確に行うことができるワイヤーボンドの三次元位置決め方法及び装置を提供することを課題とする。
【解決手段】カメラ５とラインレーザー３、４を用いて、可動ステージ２上に載置されたワイヤーボンド１の三次元位置決めを行うための方法であって、 ラインレーザー３、４を、カメラ５の向きに対して角度を持たせて配置することにより、照射されたレーザーラインがワイヤーボンド照射部分において他の照射部分と一直線状にならないようにし、カメラ５で取り込んだレーザーラインが照射された状態のワイヤーボンド１の画像データにおいて、ワイヤーボンド１上におけるレーザーラインの位置と基準位置とのずれとラインレーザーの傾斜角度とから演算して求めた数値を基に、可動ステージ２を移動制御する
【解決手段】カメラ５とラインレーザー３、４を用いて、可動ステージ２上に載置されたワイヤーボンド１の三次元位置決めを行うための方法であって、 ラインレーザー３、４を、カメラ５の向きに対して角度を持たせて配置することにより、照射されたレーザーラインがワイヤーボンド照射部分において他の照射部分と一直線状にならないようにし、カメラ５で取り込んだレーザーラインが照射された状態のワイヤーボンド１の画像データにおいて、ワイヤーボンド１上におけるレーザーラインの位置と基準位置とのずれとラインレーザーの傾斜角度とから演算して求めた数値を基に、可動ステージ２を移動制御する
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はワイヤーボンド上の三次元位置決め方法及び装置に関するものであり、より詳細には、ワイヤーボンドの検査装置において、検査に先立ち、ウェッジボンド、ボールボンド等のワイヤーボンド上の検査測定点となる特定位置の三次元位置決めを高速に行うための方法及び装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子部品製造の際の微小径ワイヤーボンドについて考えてみると、電子機器の高性能小型化に伴い、電子部品の小型化と高密度実装が進み、それに伴って信頼性の高い高度な接合技術が要求されている。この電子部品のような小物部品の接合には、主にハンダ付け（ろう接に属する）、超音波溶接ないし抵抗溶接（共に圧接に属する）、あるいは、接着が用いられている。
【０００３】
従来、かかる微小な金属接合部位の良、不良を接合後に試験によって判断する方法としては、目視（特開平７−１９０９９２号公報等）、画像処理（特開２００１−６０６０５号公報等）、Ｘ線透過等による評価を行なう外観観察による方法（特開平９−８００００号公報等）や、通電試験（特開２００６−３５２３７号公報等）、引張試験（特開平７−２３５５７６号公報等）、熱分布等による評価を行なう非外観観察による方法（特開２００１−２１５１８７号公報等）等が知られている。
【０００４】
しかし、これらの方法には、熟練が必要であるとか、自動化することはできるが、接合状態の良否を外観で評価することは困難とか、破壊検査のため、全数検査ができないとか、熱分布と接合状態の相関性についての問題や、実用的な二次元熱センサが高コストであるとかいった問題があったため、最近では、微小径ワイヤーボンドの良否を接合面積から判定する方法が提唱されている（例えば、特開２００８−１４５３４４号公報）。
【０００５】
その方法は、熱伝導量は接合部材間の接合密度や接合面積に比例することから、接合部位において、一方の接合部材から他方の接合部材へ移動する熱伝導量を測定し、その測定結果を分析することによって、微小径ワイヤーボンドにおける接合面積を演算し、その接合面積の如何により、当該接合状態の良否判定を行うものである。
【０００６】
そして、この方法においては、レーザーで微小径ワイヤの接合部を微小スポット径にて加熱し、その加熱点より放射される微少量の赤外線を基にして温度の測定を行う操作が必要となるが、この操作に当たっては、レーザーの加熱点となり且つ測定点となるワイヤーボンド上の特定位置が、常に所望位置に位置決めされる必要がある。しかも、より精確な検査を行うためには、ワークを三次元的に位置決めする必要があるが、数多くのワイヤーボンドについて効率よく検査する必要上、その三次元的位置決めは、短時間のうちに次々と精確に行うことが要請される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平７−１９０９９２号公報
【特許文献２】特開２００１−６０６０５号公報
【特許文献３】特開平９−８００００号公報
【特許文献４】特開２００６−３５２３７号公報
【特許文献５】特開平７−２３５５７６号公報
【特許文献６】特開２００１−２１５１８７号公報
【特許文献７】特開２００８−１４５３４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上述したように、最近提唱されているレーザー照射を伴うワイヤーボンドの接合状態の検査方法においては、各ワイヤーボンドにおける微小スポット径のレーザー照射点となり、且つ、測定点となる特定位置が、常に所望位置に三次元的に精確に位置決めされる必要があり、しかも、その位置決め操作は、迅速且つ精確に行われることが要請されるが、従来、この要請に十分応え得るワイヤーボンドの三次元位置決め方法及び装置は提唱されていない。
【０００９】
本発明は、上記要請に応えるためになされたもので、特に微小径のワイヤーボンドの接合状態の良否検査等に先立ち、当該ワイヤーボンドの三次元的位置決めを極めて迅速且つ精確に行うことが可能であって、当該ワイヤーボンドの検査を迅速且つ精確に行うことを可能ならしめる、ワイヤーボンドの三次元位置決め方法及び装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するための請求項１に記載の発明は、ワイヤーボンドの検査に先立ち、前記ワイヤーボンド上の検査測定点が適正位置にくるようにワークの三次元位置決めをするための方法であって、前記ワークを三次元的移動制御可能な可動ステージ上に載置する工程と、前記ワークのワイヤーボンド部分を、カメラの向きに対して角度を持たせて配置したラインレーザーでレーザー照射しつつ前記カメラで撮影する工程と、前記カメラで撮影した画像を画像処理してＸ、Ｙ、Ｚ座標を演算して検出する画像処理工程と、前記可動ステージを前記検出されたＸ、Ｙ、Ｚ座標に対応して三次元移動制御する工程とから成り、前記画像処理工程は、前記ワイヤーボンドの二次元的形状中心を演算してプリアライメントＸ、Ｙ座標を求める工程と、前記ワイヤーボンド上のレーザーライン端部の基準位置からのずれ量を演算してＺ座標に変換する工程とを含むことを特徴とするワイヤーボンドの三次元位置決め方法である。
【００１１】
前記プリアライメントＸ、Ｙ座標は、前記ワークのワイヤーの中心線とボンド部の最大幅を持つ位置との交点とされる。また、前記ワイヤーボンド上のレーザーライン端部の基準位置からのずれ量を演算してのＺ座標への変換は、前記ワイヤーボンド上における前記レーザーラインの最端位置の基準位置からのずれ量と、前記ラインレーザーの傾斜角度とからＺ軸方向への補正量を演算することにより行われる。
【００１２】
一実施形態においては、前記ラインレーザーは、Ｘ軸方向に照射するラインレーザーとＹ軸方向に照射するラインレーザーをそれぞれ少なくとも１つ含む。
【００１３】
上記課題を解決するための請求項５に記載の発明は、ワイヤーボンドの検査装置において、カメラと、Ｘ軸方向に照射するラインレーザーとＹ軸方向に照射するラインレーザーをそれぞれ少なくとも１つ含んでいて、前記カメラの向きに対して角度を持たせて配置されるラインレーザー群とを含むシステムを用いて、三次元的移動制御可能な可動ステージ上に載置されたワークのワイヤーボンド上の検査測定点となる特定位置の三次元位置決めを行うための方法であって、前記各ラインレーザーをＯＮして、前記可動ステージ上の前記ワイヤーボンドにＸ軸方向及びＹ軸方向の２方向からラインレーザーを照射する工程と、前記ラインレーザーが照射された状態の前記ワイヤーボンドを前記カメラで撮影する工程と、前記カメラで撮影した画像を取り込んで画像処理する工程と、前記画像処理した結果に基づいて前記可動ステージを三次元移動させる工程とから成り、 前記画像処理工程は、取り込んだＸ軸方向ラインの画像から前記ワイヤーボンドの中心Ｘ座標を演算すると共に、Ｙ軸方向ラインの画像から前記ワイヤーボンドの中心Ｙ座標を演算してプリアライメントＸ、Ｙ座標を求める工程と、前記ワイヤーボンド上における前記レーザーラインの最端位置の基準位置からのずれ量と前記ラインレーザーの傾斜角度とからＺ軸方向の補正量を演算してＺ座標に変換する工程を含むことを特徴とするワイヤーボンドの三次元位置決め方法である。
【００１４】
上記課題を解決するための請求項６に記載の発明は、ワイヤーボンドの検査装置において、カメラとラインレーザーを用いて可動ステージ上に載置されたワークのワイヤーボンド上の検査測定点となる特定位置の三次元位置決めを行うための装置であって、前記ワークを載置するための三次元的移動制御可能な可動ステージと、前記カメラの向きに対して角度を持たせて配置されて、前記可動ステージ上に載置されたワークのワイヤーボンドに対し、Ｘ軸方向に照射するラインレーザーとＹ軸方向に照射するラインレーザーをそれぞれ少なくとも１つ含むラインレーザー群と、前記ラインレーザー群によってＸ軸方向及びＹ軸方向にレーザー照射された状態の前記ワイヤーボンドを撮影する前記カメラと、前記カメラで撮影された画像を取り込む手段、前記Ｘ軸方向のレーザーラインの画像から前記ワイヤーボンドの中心Ｘ座標を演算する演算手段、前記Ｙ軸方向のレーザーラインの画像から前記ワイヤーボンドの中心Ｙ座標を演算する演算手段、前記ワイヤーボンド上における前記レーザーラインの最端位置の基準位置からのずれ量と前記各ラインレーザーの傾斜角度とからＺ軸方向の補正量を演算してＺ座標に変換する手段、及び、検出された前記Ｘ、Ｙ、Ｚ座標に対応させて前記可動ステージを三次元移動制御するための信号を送出する送信手段とを含む演算装置、とから成るワイヤーボンドの三次元位置決め装置である。
【発明の効果】
【００１５】
本発明は上記のとおりであって、ラインレーザーを、カメラの向きに対して角度を持たせて配置することにより、照射されたレーザーラインがワイヤーボンド照射部分において他の照射部分と一直線状にならないようにし、カメラで取り込んだレーザーラインが照射された状態のワイヤーボンドの画像データにおいて、ワイヤーボンド上におけるレーザーラインの位置と基準位置とのずれとラインレーザーの傾斜角度とから演算して求めた数値を基に、可動ステージを移動制御するものであるため、例えば、ワイヤーボンドの接合状態の良否検査に先立ち、当該ワイヤーボンドの検査測定点の三次元的位置決めを極めて迅速且つ精確に行うことが可能であって、当該ワイヤーボンドの検査を迅速且つ精確に行うことを可能ならしめる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明に係るワイヤーボンドの三次元位置決め装置の簡略正面図である。
【図２】本発明に係るワイヤーボンドの三次元位置決め装置の簡略側面図である。
【図３】本発明に係るワイヤーボンドの三次元位置決め装置の簡略平面図である。
【図４】本発明に係るワイヤーボンドの三次元位置決め方法の原理を説明するための図である。
【図５】本発明に係るワイヤーボンドの三次元位置決め方法の原理（Ｚ座標の求め方）を説明するための図である。
【図６】本発明に係るワイヤーボンドの三次元位置決め方法の原理（プリアライメント）を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明に係るワイヤーボンドの三次元位置決め方法は、ワイヤーボンドの検査装置に関連して用いられるものであって、ワイヤーボンドの検査に先立ち、三次元的移動制御可能な可動ステージ上に載置されたワークのワイヤーボンド上の測定点となる特定位置の三次元位置決めをカメラとラインレーザーを含むシステムを用いて実施するものである。
【００１８】
より詳細には、この方法は、ワークを三次元的移動制御可能な可動ステージ上に載置する工程と、ワークのワイヤーボンド部分を、カメラの向きに対して角度を持たせて配置したラインレーザーでレーザー照射しつつカメラで撮影する工程と、撮影した画像を画像処理してＸ、Ｙ、Ｚ座標を演算して検出する画像処理工程と、可動ステージを検出されたＸ、Ｙ、Ｚ座標に対応して三次元移動制御する工程とから成る。そして、画像処理工程は、ワイヤーボンドの二次元的形状中心を演算してプリアライメントＸ、Ｙ座標を求める工程と、ワイヤーボンド上のレーザーライン端部の基準位置からのずれ量を演算してＺ座標に変換する工程とを含むことを特徴とする。
【００１９】
この場合、ラインレーザーを、カメラの向きに対して角度を持たせて配置することにより、ワイヤーボンドに向けて照射されたレーザーライン（以下の説明において、「ラインレーザー」は機器を表わし、「レーザーライン」は、ラインレーザーによって照射されて生成されるレーザーのラインを表わす。）が、ワイヤーボンド上の照射部分と他の照射部分とで一直線状にならないようにする。この点は、後述するように、特にＺ座標を求める上で重要な要素となる。
【００２０】
上記プリアライメントＸ、Ｙ座標は、ワークのワイヤーの中心線とボンド部の最大幅を持つ位置との交点とされ、また、ワイヤーボンド上のレーザーライン端部の基準位置からのずれ量を演算してのＺ座標への変換は、ワイヤーボンド上におけるレーザーラインの最端位置の基準位置からのずれ量と、ラインレーザーの傾斜角度とからＺ軸方向への補正量を演算することにより行われる。
【００２１】
本発明に係るワイヤーボンドの三次元位置決め装置は上記三次元位置決め方法を実施するためのものであって、ワークを載置するための三次元的移動制御可能な可動ステージと、カメラの向きに対して角度を持たせて配置されて、可動ステージ上に載置されたワークのワイヤーボンドに対し、Ｘ軸方向に照射するラインレーザーとＹ軸方向に照射するラインレーザーをそれぞれ少なくとも１つ含むラインレーザー群と、ラインレーザー群によってＸ軸方向及びＹ軸方向にレーザー照射された状態のワイヤーボンドを撮影するカメラと、カメラで撮影された画像を画像処理して、可動ステージを三次元移動制御するためのＸ、Ｙ、Ｚ座標を求める演算装置とから成る。
【００２２】
そして、その演算装置は、カメラで撮影された画像を取り込む手段、Ｘ軸方向のレーザーラインの画像からワイヤーボンドの中心Ｘ座標を演算する演算手段、Ｙ軸方向のレーザーラインの画像からワイヤーボンドの中心Ｙ座標を演算する演算手段、ワイヤーボンド上におけるレーザーラインの最端位置の基準位置からのずれ量と各ラインレーザーの傾斜角度とからＺ軸方向の補正量を演算してＺ座標に変換する手段、及び、検出されたＸ、Ｙ、Ｚ座標に対応させて前記可動ステージを三次元移動制御するための信号を送出する送信手段とを含んで構成される。
【００２３】
以下、本装置につき、添付図面を参照しつつより詳細に説明する。本装置は、図１乃至３に示されるように、基本的には、ワークを載置するための、Ｘ、Ｙ、Ｚ軸方向に移動制御可能な可動ステージ２と、可動ステージ２上に載置されたワークのワイヤーボンド１に対し、Ｘ軸方向にレーザー照射するラインレーザー３及びＹ軸方向にレーザー照射するラインレーザー４とから成るラインレーザー群と、Ｘ軸方向及びＹ軸方向にレーザー照射されてレーザーラインが表出された状態のワイヤーボンド１を撮影するＣＣＤカメラ５と、図示せぬ演算装置並びに可動ステージ２の移動手段とで構成される。
【００２４】
より詳細には、カメラ５は、架台１１の背板に設置されたブラケット１３によって支持され、そのレンズが真下に向くように配備される。カメラ５の光路カバー１４の下端は、ブラケット１３の下部に設けられたサブベース１５に形成された円孔１６内に臨むようにされる。カメラ５は、ワイヤーボンド１の位置決め操作に先立ち、定位置にセットされる。
【００２５】
ラインレーザー群は、Ｘ軸対応のラインレーザーとＹ軸対応のラインレーザーをそれぞれ少なくとも１本含んで構成されるが、ワイヤーボンド１の形状によっては、その測定点となる特定位置がレーザーラインが表出されない隠れた位置になってしまうことがある。従って、そのような場合に、他の方向から照射されて表出されたレーザーラインを使用できるようにするため、図示した例のように、Ｘ軸対応のラインレーザー３を２本とＹ軸対応のラインレーザー４を２本用意し、それぞれ９０度置きに配置するようにすることが好ましい。各ラインレーザー２、４は、その光軸がカメラ５の向き（通例、垂直線方向）から所定角度θ傾くように設置される。
【００２６】
可動ステージ２の移動手段としては、通例、モーター駆動される市販の自動直動ステージを、Ｘ、Ｙ、Ｚ軸方向へ組み合わせたものが用いられる。
【００２７】
次に、上記構成のワイヤーボンドの三次元位置決め装置を用いて実施される、本発明に係るワイヤーボンドの三次元位置決め方法について、工程順に説明する。
【００２８】
ラインレーザーＯＮ工程
この工程は、Ｘ軸方向及びＹ軸方向の２方向のラインレーザー３、４をＯＮして、可動ステージ２上のワイヤーボンド１に、Ｘ軸方向及びＹ軸方向の２方向からレーザー照射してワイヤーボンド１上にレーザーラインＬを表出する工程である。
【００２９】
画像取り込み工程及びラインレーザーＯＦＦ工程
この工程は、Ｘ軸方向及びＹ軸方向の２方向からレーザ照射した状態のワイヤーボンド１をカメラ５で撮影し、その画像を演算装置に取り込むと共に、Ｘ軸方向及びＹ軸方向のラインレーザー３、４をＯＦＦする工程である。
【００３０】
図５（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は、カメラ２で撮影されて取り込まれた画像のモニター表示例を示すもので、モニターにはＸ座標軸ｘとＹ座標軸ｙとのクロスラインが表示されていて、そのＸ座標軸ｘとＹ座標軸ｙの交点、即ち、原点が基準位置（Ｘ、Ｙ、Ｚ）Ｓに設定される。最終的には、ワイヤーボンド１の検査測定点が、この基準位置Ｓに合わせられることになる。なお、実際にはレーザーラインＬはＸ軸方向とＹ軸方向とに表れるが、図５においては、説明の便宜上Ｙ軸方向のレーザーラインＬのみを表示してある。
【００３１】
ここで、ラインレーザー３、４を垂直状態にしてワイヤーボンド１にレーザーラインを照射した場合は、レーザーラインＬはワイヤーボンド１を横切って一直線状に表れることになるが、本装置におけるラインレーザー３、４は、垂直線に対して角度θ傾斜するように配置されている。従って、照射されたレーザーラインＬは、ワイヤーボンド１の光源から近い部分と光源から離れた部分とで表れる位置（及びライン幅）が異なり、一直線状にはならない。
【００３２】
図５はあくまで原理を示すもので、そこでは、説明の便宜上ワークを断面円形の線材として示してある。そのためレーザーラインＬは、最も光源に近いワイヤーボンド１の上面頂部から周側面にかけて、ワイヤーボンド１の上面頂部を中心にした放物線状の曲線を描き、可動ステージ２の上面における照射部分は直線となる。しかし、ワイヤーボンド１の上面は必ずしも一様な曲面ではないため、実際にはレーザーラインＬは、図５に示すようにきれいには表われない（図６（Ｂ）参照）。
【００３３】
演算工程１（プリアライメント）
この工程は、アライメントの第１段階として、ワイヤーボンド１の輪郭中心となるＸ、Ｙ座標（形状中心座標）を求める演算処理を行う工程である。この工程においては、Ｘ軸方向及びＹ軸方向の２方向からレーザ照射した状態のワイヤーボンド１の画像を画像処理して、ワイヤの中心線とボンド部の最大幅を持つ位置との交点が求められ、その交点の座標がプリアライメントＸ、Ｙ座標とされる（図６（Ａ）参照）。このプリアライメントＸ、Ｙ座標は、ワイヤーボンド１上のレーザーラインＬの屈曲部から屈曲部までの距離、換言すれば、ワイヤーボンド１の幅（長さ）を求めることにより容易に求めることができる（図５（Ａ）参照）。
【００３４】
プリアライメントＸ、Ｙ座標の微調整工程
この工程においては、上記のようにして求めたプリアライメントＸ、Ｙ座標の基準位置Ｓの座標からのずれ量を検出し、そのずれ量に対応する可動ステージ２のＸ、Ｙ軸方向への移動量を演算し、その移動量データ信号を可動ステージ２の駆動手段に送出する（図６（Ｂ）参照）。かくして可動ステージ２は、そのデータに基づき、適正位置に向けて二次元的に微調整される。
【００３５】
演算工程２（Ｚ座標の決定）
この工程は、要するに、ワイヤーボンド１の三次元的形状中心を求める処理を行う工程である。この工程では、プリアライメントＸ、Ｙ座標の微調整処理がなされ、Ｘ、Ｙ座標が基準位置Ｓにあるワイヤーボンド１に照射されているレーザーラインＬの最端位置（この点はボンド部の頂点であり、そこが検査測定点（特定位置）となる。）の、基準位置Ｓからのずれ量と、ラインレーザー３、４の傾斜角度θとから、Ｚ軸方向のずれ量を演算してＺ座標に変換する処理がなされる。
【００３６】
この処理について図５を参照しつつ説明すると、ワイヤーボンド１が右斜め上方（ｙ軸方向）からレーザー照射される場合において、ワイヤーボンド１の検査測定点が基準位置Ｓよりもカメラに近い場合は、ラインレーザーＬの頂点は基準位置Ｓの右側に表れ（図５（Ａ））、逆にワイヤーボンド１の検査測定点が基準位置Ｓよりもカメラから離れている場合は、ラインレーザーＬの頂点は基準位置Ｓの左側に表れる（図５（Ｃ））。そして、ワイヤーボンド１の検査測定点が基準位置Ｓにあるときには、ワイヤーボンド１上におけるラインレーザーＬの頂点が、基準位置Ｓに重なる（図５（Ｂ））。
【００３７】
そして、Ｚ座標は、ワイヤーボンド１上におけるレーザーラインＬの頂点位置と基準位置Ｓとのずれと、ラインレーザー３、４の傾斜角度θとから演算したＺ軸方向のずれ量をＺ座標に変換することにより得られる。
【００３８】
即ち、図４から明らかなように、ワイヤーボンド１の最端位置が基準位置ＳよりもΔＺ１カメラに近い、換言すれば、Ｚ軸方向にずれているときは、レーザーラインＬは基準位置Ｓの右側に表れるが（図５（Ａ）参照）、この状態からレーザーラインＬの頂点が基準位置Ｓに合致するようにするためには、ワイヤーボンド１をΔＺ１ｔａｎθ（Ｚ軸方向のずれ量）だけ移動させればよいことになる。また、ワイヤーボンド１が基準位置よりもΔＺ２カメラから遠い位置にあるときには、レーザーラインＬは基準位置Ｓの左側に表れ（図５（Ｃ）参照）、この状態からレーザーラインＬの頂点が基準位置Ｓに合致するようにするためには、ワイヤーボンド１をΔＺ２ｔａｎθ（Ｚ軸方向のずれ量）だけ移動させればよいことになる。かくして演算して得られたＺ軸方向のずれ量（補正量）が、Ｚ座標に変換される。
【００３９】
可動ステージ移動工程
この工程は、上記のようにして検出されたＸ、Ｙ、Ｚ座標へ可動ステージ２を移動させるために、移動制御信号を可動ステージ２の移動手段である自動直動ステージに送信し、可動ステージ２をＸ、Ｙ、Ｚ軸方向に３軸駆動して適正位置に位置決めする工程である。なお、上記プリアライメントＸ、Ｙ座標の微調整のための二次元移動駆動もこの工程において同時になされる。
【００４０】
ワークは、このようにしてそのワイヤーボンド１部が検査適正位置に位置決めされた後、ワイヤーボンド検査装置の検査部へ搬送されて、検査に供される。
【００４１】
この発明をある程度詳細にその最も好ましい実施形態について説明してきたが、この発明の精神と範囲に反することなしに広範に異なる実施形態を構成することができることは明白なので、この発明は添付請求の範囲において限定した以外はその特定の実施形態に制約されるものではない。
【符号の説明】
【００４２】
１ ワイヤーボンド（ワイヤー）
２ 可動ステージ
３ ラインレーザー（Ｘ軸方向）
４ ラインレーザー（Ｙ軸方向）
５ カメラ
１１ 架台
１３ ブラケット
１４ 光路カバー
１５ サブベース
１６ 円孔
【技術分野】
【０００１】
本発明はワイヤーボンド上の三次元位置決め方法及び装置に関するものであり、より詳細には、ワイヤーボンドの検査装置において、検査に先立ち、ウェッジボンド、ボールボンド等のワイヤーボンド上の検査測定点となる特定位置の三次元位置決めを高速に行うための方法及び装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子部品製造の際の微小径ワイヤーボンドについて考えてみると、電子機器の高性能小型化に伴い、電子部品の小型化と高密度実装が進み、それに伴って信頼性の高い高度な接合技術が要求されている。この電子部品のような小物部品の接合には、主にハンダ付け（ろう接に属する）、超音波溶接ないし抵抗溶接（共に圧接に属する）、あるいは、接着が用いられている。
【０００３】
従来、かかる微小な金属接合部位の良、不良を接合後に試験によって判断する方法としては、目視（特開平７−１９０９９２号公報等）、画像処理（特開２００１−６０６０５号公報等）、Ｘ線透過等による評価を行なう外観観察による方法（特開平９−８００００号公報等）や、通電試験（特開２００６−３５２３７号公報等）、引張試験（特開平７−２３５５７６号公報等）、熱分布等による評価を行なう非外観観察による方法（特開２００１−２１５１８７号公報等）等が知られている。
【０００４】
しかし、これらの方法には、熟練が必要であるとか、自動化することはできるが、接合状態の良否を外観で評価することは困難とか、破壊検査のため、全数検査ができないとか、熱分布と接合状態の相関性についての問題や、実用的な二次元熱センサが高コストであるとかいった問題があったため、最近では、微小径ワイヤーボンドの良否を接合面積から判定する方法が提唱されている（例えば、特開２００８−１４５３４４号公報）。
【０００５】
その方法は、熱伝導量は接合部材間の接合密度や接合面積に比例することから、接合部位において、一方の接合部材から他方の接合部材へ移動する熱伝導量を測定し、その測定結果を分析することによって、微小径ワイヤーボンドにおける接合面積を演算し、その接合面積の如何により、当該接合状態の良否判定を行うものである。
【０００６】
そして、この方法においては、レーザーで微小径ワイヤの接合部を微小スポット径にて加熱し、その加熱点より放射される微少量の赤外線を基にして温度の測定を行う操作が必要となるが、この操作に当たっては、レーザーの加熱点となり且つ測定点となるワイヤーボンド上の特定位置が、常に所望位置に位置決めされる必要がある。しかも、より精確な検査を行うためには、ワークを三次元的に位置決めする必要があるが、数多くのワイヤーボンドについて効率よく検査する必要上、その三次元的位置決めは、短時間のうちに次々と精確に行うことが要請される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平７−１９０９９２号公報
【特許文献２】特開２００１−６０６０５号公報
【特許文献３】特開平９−８００００号公報
【特許文献４】特開２００６−３５２３７号公報
【特許文献５】特開平７−２３５５７６号公報
【特許文献６】特開２００１−２１５１８７号公報
【特許文献７】特開２００８−１４５３４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上述したように、最近提唱されているレーザー照射を伴うワイヤーボンドの接合状態の検査方法においては、各ワイヤーボンドにおける微小スポット径のレーザー照射点となり、且つ、測定点となる特定位置が、常に所望位置に三次元的に精確に位置決めされる必要があり、しかも、その位置決め操作は、迅速且つ精確に行われることが要請されるが、従来、この要請に十分応え得るワイヤーボンドの三次元位置決め方法及び装置は提唱されていない。
【０００９】
本発明は、上記要請に応えるためになされたもので、特に微小径のワイヤーボンドの接合状態の良否検査等に先立ち、当該ワイヤーボンドの三次元的位置決めを極めて迅速且つ精確に行うことが可能であって、当該ワイヤーボンドの検査を迅速且つ精確に行うことを可能ならしめる、ワイヤーボンドの三次元位置決め方法及び装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するための請求項１に記載の発明は、ワイヤーボンドの検査に先立ち、前記ワイヤーボンド上の検査測定点が適正位置にくるようにワークの三次元位置決めをするための方法であって、前記ワークを三次元的移動制御可能な可動ステージ上に載置する工程と、前記ワークのワイヤーボンド部分を、カメラの向きに対して角度を持たせて配置したラインレーザーでレーザー照射しつつ前記カメラで撮影する工程と、前記カメラで撮影した画像を画像処理してＸ、Ｙ、Ｚ座標を演算して検出する画像処理工程と、前記可動ステージを前記検出されたＸ、Ｙ、Ｚ座標に対応して三次元移動制御する工程とから成り、前記画像処理工程は、前記ワイヤーボンドの二次元的形状中心を演算してプリアライメントＸ、Ｙ座標を求める工程と、前記ワイヤーボンド上のレーザーライン端部の基準位置からのずれ量を演算してＺ座標に変換する工程とを含むことを特徴とするワイヤーボンドの三次元位置決め方法である。
【００１１】
前記プリアライメントＸ、Ｙ座標は、前記ワークのワイヤーの中心線とボンド部の最大幅を持つ位置との交点とされる。また、前記ワイヤーボンド上のレーザーライン端部の基準位置からのずれ量を演算してのＺ座標への変換は、前記ワイヤーボンド上における前記レーザーラインの最端位置の基準位置からのずれ量と、前記ラインレーザーの傾斜角度とからＺ軸方向への補正量を演算することにより行われる。
【００１２】
一実施形態においては、前記ラインレーザーは、Ｘ軸方向に照射するラインレーザーとＹ軸方向に照射するラインレーザーをそれぞれ少なくとも１つ含む。
【００１３】
上記課題を解決するための請求項５に記載の発明は、ワイヤーボンドの検査装置において、カメラと、Ｘ軸方向に照射するラインレーザーとＹ軸方向に照射するラインレーザーをそれぞれ少なくとも１つ含んでいて、前記カメラの向きに対して角度を持たせて配置されるラインレーザー群とを含むシステムを用いて、三次元的移動制御可能な可動ステージ上に載置されたワークのワイヤーボンド上の検査測定点となる特定位置の三次元位置決めを行うための方法であって、前記各ラインレーザーをＯＮして、前記可動ステージ上の前記ワイヤーボンドにＸ軸方向及びＹ軸方向の２方向からラインレーザーを照射する工程と、前記ラインレーザーが照射された状態の前記ワイヤーボンドを前記カメラで撮影する工程と、前記カメラで撮影した画像を取り込んで画像処理する工程と、前記画像処理した結果に基づいて前記可動ステージを三次元移動させる工程とから成り、 前記画像処理工程は、取り込んだＸ軸方向ラインの画像から前記ワイヤーボンドの中心Ｘ座標を演算すると共に、Ｙ軸方向ラインの画像から前記ワイヤーボンドの中心Ｙ座標を演算してプリアライメントＸ、Ｙ座標を求める工程と、前記ワイヤーボンド上における前記レーザーラインの最端位置の基準位置からのずれ量と前記ラインレーザーの傾斜角度とからＺ軸方向の補正量を演算してＺ座標に変換する工程を含むことを特徴とするワイヤーボンドの三次元位置決め方法である。
【００１４】
上記課題を解決するための請求項６に記載の発明は、ワイヤーボンドの検査装置において、カメラとラインレーザーを用いて可動ステージ上に載置されたワークのワイヤーボンド上の検査測定点となる特定位置の三次元位置決めを行うための装置であって、前記ワークを載置するための三次元的移動制御可能な可動ステージと、前記カメラの向きに対して角度を持たせて配置されて、前記可動ステージ上に載置されたワークのワイヤーボンドに対し、Ｘ軸方向に照射するラインレーザーとＹ軸方向に照射するラインレーザーをそれぞれ少なくとも１つ含むラインレーザー群と、前記ラインレーザー群によってＸ軸方向及びＹ軸方向にレーザー照射された状態の前記ワイヤーボンドを撮影する前記カメラと、前記カメラで撮影された画像を取り込む手段、前記Ｘ軸方向のレーザーラインの画像から前記ワイヤーボンドの中心Ｘ座標を演算する演算手段、前記Ｙ軸方向のレーザーラインの画像から前記ワイヤーボンドの中心Ｙ座標を演算する演算手段、前記ワイヤーボンド上における前記レーザーラインの最端位置の基準位置からのずれ量と前記各ラインレーザーの傾斜角度とからＺ軸方向の補正量を演算してＺ座標に変換する手段、及び、検出された前記Ｘ、Ｙ、Ｚ座標に対応させて前記可動ステージを三次元移動制御するための信号を送出する送信手段とを含む演算装置、とから成るワイヤーボンドの三次元位置決め装置である。
【発明の効果】
【００１５】
本発明は上記のとおりであって、ラインレーザーを、カメラの向きに対して角度を持たせて配置することにより、照射されたレーザーラインがワイヤーボンド照射部分において他の照射部分と一直線状にならないようにし、カメラで取り込んだレーザーラインが照射された状態のワイヤーボンドの画像データにおいて、ワイヤーボンド上におけるレーザーラインの位置と基準位置とのずれとラインレーザーの傾斜角度とから演算して求めた数値を基に、可動ステージを移動制御するものであるため、例えば、ワイヤーボンドの接合状態の良否検査に先立ち、当該ワイヤーボンドの検査測定点の三次元的位置決めを極めて迅速且つ精確に行うことが可能であって、当該ワイヤーボンドの検査を迅速且つ精確に行うことを可能ならしめる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明に係るワイヤーボンドの三次元位置決め装置の簡略正面図である。
【図２】本発明に係るワイヤーボンドの三次元位置決め装置の簡略側面図である。
【図３】本発明に係るワイヤーボンドの三次元位置決め装置の簡略平面図である。
【図４】本発明に係るワイヤーボンドの三次元位置決め方法の原理を説明するための図である。
【図５】本発明に係るワイヤーボンドの三次元位置決め方法の原理（Ｚ座標の求め方）を説明するための図である。
【図６】本発明に係るワイヤーボンドの三次元位置決め方法の原理（プリアライメント）を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明に係るワイヤーボンドの三次元位置決め方法は、ワイヤーボンドの検査装置に関連して用いられるものであって、ワイヤーボンドの検査に先立ち、三次元的移動制御可能な可動ステージ上に載置されたワークのワイヤーボンド上の測定点となる特定位置の三次元位置決めをカメラとラインレーザーを含むシステムを用いて実施するものである。
【００１８】
より詳細には、この方法は、ワークを三次元的移動制御可能な可動ステージ上に載置する工程と、ワークのワイヤーボンド部分を、カメラの向きに対して角度を持たせて配置したラインレーザーでレーザー照射しつつカメラで撮影する工程と、撮影した画像を画像処理してＸ、Ｙ、Ｚ座標を演算して検出する画像処理工程と、可動ステージを検出されたＸ、Ｙ、Ｚ座標に対応して三次元移動制御する工程とから成る。そして、画像処理工程は、ワイヤーボンドの二次元的形状中心を演算してプリアライメントＸ、Ｙ座標を求める工程と、ワイヤーボンド上のレーザーライン端部の基準位置からのずれ量を演算してＺ座標に変換する工程とを含むことを特徴とする。
【００１９】
この場合、ラインレーザーを、カメラの向きに対して角度を持たせて配置することにより、ワイヤーボンドに向けて照射されたレーザーライン（以下の説明において、「ラインレーザー」は機器を表わし、「レーザーライン」は、ラインレーザーによって照射されて生成されるレーザーのラインを表わす。）が、ワイヤーボンド上の照射部分と他の照射部分とで一直線状にならないようにする。この点は、後述するように、特にＺ座標を求める上で重要な要素となる。
【００２０】
上記プリアライメントＸ、Ｙ座標は、ワークのワイヤーの中心線とボンド部の最大幅を持つ位置との交点とされ、また、ワイヤーボンド上のレーザーライン端部の基準位置からのずれ量を演算してのＺ座標への変換は、ワイヤーボンド上におけるレーザーラインの最端位置の基準位置からのずれ量と、ラインレーザーの傾斜角度とからＺ軸方向への補正量を演算することにより行われる。
【００２１】
本発明に係るワイヤーボンドの三次元位置決め装置は上記三次元位置決め方法を実施するためのものであって、ワークを載置するための三次元的移動制御可能な可動ステージと、カメラの向きに対して角度を持たせて配置されて、可動ステージ上に載置されたワークのワイヤーボンドに対し、Ｘ軸方向に照射するラインレーザーとＹ軸方向に照射するラインレーザーをそれぞれ少なくとも１つ含むラインレーザー群と、ラインレーザー群によってＸ軸方向及びＹ軸方向にレーザー照射された状態のワイヤーボンドを撮影するカメラと、カメラで撮影された画像を画像処理して、可動ステージを三次元移動制御するためのＸ、Ｙ、Ｚ座標を求める演算装置とから成る。
【００２２】
そして、その演算装置は、カメラで撮影された画像を取り込む手段、Ｘ軸方向のレーザーラインの画像からワイヤーボンドの中心Ｘ座標を演算する演算手段、Ｙ軸方向のレーザーラインの画像からワイヤーボンドの中心Ｙ座標を演算する演算手段、ワイヤーボンド上におけるレーザーラインの最端位置の基準位置からのずれ量と各ラインレーザーの傾斜角度とからＺ軸方向の補正量を演算してＺ座標に変換する手段、及び、検出されたＸ、Ｙ、Ｚ座標に対応させて前記可動ステージを三次元移動制御するための信号を送出する送信手段とを含んで構成される。
【００２３】
以下、本装置につき、添付図面を参照しつつより詳細に説明する。本装置は、図１乃至３に示されるように、基本的には、ワークを載置するための、Ｘ、Ｙ、Ｚ軸方向に移動制御可能な可動ステージ２と、可動ステージ２上に載置されたワークのワイヤーボンド１に対し、Ｘ軸方向にレーザー照射するラインレーザー３及びＹ軸方向にレーザー照射するラインレーザー４とから成るラインレーザー群と、Ｘ軸方向及びＹ軸方向にレーザー照射されてレーザーラインが表出された状態のワイヤーボンド１を撮影するＣＣＤカメラ５と、図示せぬ演算装置並びに可動ステージ２の移動手段とで構成される。
【００２４】
より詳細には、カメラ５は、架台１１の背板に設置されたブラケット１３によって支持され、そのレンズが真下に向くように配備される。カメラ５の光路カバー１４の下端は、ブラケット１３の下部に設けられたサブベース１５に形成された円孔１６内に臨むようにされる。カメラ５は、ワイヤーボンド１の位置決め操作に先立ち、定位置にセットされる。
【００２５】
ラインレーザー群は、Ｘ軸対応のラインレーザーとＹ軸対応のラインレーザーをそれぞれ少なくとも１本含んで構成されるが、ワイヤーボンド１の形状によっては、その測定点となる特定位置がレーザーラインが表出されない隠れた位置になってしまうことがある。従って、そのような場合に、他の方向から照射されて表出されたレーザーラインを使用できるようにするため、図示した例のように、Ｘ軸対応のラインレーザー３を２本とＹ軸対応のラインレーザー４を２本用意し、それぞれ９０度置きに配置するようにすることが好ましい。各ラインレーザー２、４は、その光軸がカメラ５の向き（通例、垂直線方向）から所定角度θ傾くように設置される。
【００２６】
可動ステージ２の移動手段としては、通例、モーター駆動される市販の自動直動ステージを、Ｘ、Ｙ、Ｚ軸方向へ組み合わせたものが用いられる。
【００２７】
次に、上記構成のワイヤーボンドの三次元位置決め装置を用いて実施される、本発明に係るワイヤーボンドの三次元位置決め方法について、工程順に説明する。
【００２８】
ラインレーザーＯＮ工程
この工程は、Ｘ軸方向及びＹ軸方向の２方向のラインレーザー３、４をＯＮして、可動ステージ２上のワイヤーボンド１に、Ｘ軸方向及びＹ軸方向の２方向からレーザー照射してワイヤーボンド１上にレーザーラインＬを表出する工程である。
【００２９】
画像取り込み工程及びラインレーザーＯＦＦ工程
この工程は、Ｘ軸方向及びＹ軸方向の２方向からレーザ照射した状態のワイヤーボンド１をカメラ５で撮影し、その画像を演算装置に取り込むと共に、Ｘ軸方向及びＹ軸方向のラインレーザー３、４をＯＦＦする工程である。
【００３０】
図５（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は、カメラ２で撮影されて取り込まれた画像のモニター表示例を示すもので、モニターにはＸ座標軸ｘとＹ座標軸ｙとのクロスラインが表示されていて、そのＸ座標軸ｘとＹ座標軸ｙの交点、即ち、原点が基準位置（Ｘ、Ｙ、Ｚ）Ｓに設定される。最終的には、ワイヤーボンド１の検査測定点が、この基準位置Ｓに合わせられることになる。なお、実際にはレーザーラインＬはＸ軸方向とＹ軸方向とに表れるが、図５においては、説明の便宜上Ｙ軸方向のレーザーラインＬのみを表示してある。
【００３１】
ここで、ラインレーザー３、４を垂直状態にしてワイヤーボンド１にレーザーラインを照射した場合は、レーザーラインＬはワイヤーボンド１を横切って一直線状に表れることになるが、本装置におけるラインレーザー３、４は、垂直線に対して角度θ傾斜するように配置されている。従って、照射されたレーザーラインＬは、ワイヤーボンド１の光源から近い部分と光源から離れた部分とで表れる位置（及びライン幅）が異なり、一直線状にはならない。
【００３２】
図５はあくまで原理を示すもので、そこでは、説明の便宜上ワークを断面円形の線材として示してある。そのためレーザーラインＬは、最も光源に近いワイヤーボンド１の上面頂部から周側面にかけて、ワイヤーボンド１の上面頂部を中心にした放物線状の曲線を描き、可動ステージ２の上面における照射部分は直線となる。しかし、ワイヤーボンド１の上面は必ずしも一様な曲面ではないため、実際にはレーザーラインＬは、図５に示すようにきれいには表われない（図６（Ｂ）参照）。
【００３３】
演算工程１（プリアライメント）
この工程は、アライメントの第１段階として、ワイヤーボンド１の輪郭中心となるＸ、Ｙ座標（形状中心座標）を求める演算処理を行う工程である。この工程においては、Ｘ軸方向及びＹ軸方向の２方向からレーザ照射した状態のワイヤーボンド１の画像を画像処理して、ワイヤの中心線とボンド部の最大幅を持つ位置との交点が求められ、その交点の座標がプリアライメントＸ、Ｙ座標とされる（図６（Ａ）参照）。このプリアライメントＸ、Ｙ座標は、ワイヤーボンド１上のレーザーラインＬの屈曲部から屈曲部までの距離、換言すれば、ワイヤーボンド１の幅（長さ）を求めることにより容易に求めることができる（図５（Ａ）参照）。
【００３４】
プリアライメントＸ、Ｙ座標の微調整工程
この工程においては、上記のようにして求めたプリアライメントＸ、Ｙ座標の基準位置Ｓの座標からのずれ量を検出し、そのずれ量に対応する可動ステージ２のＸ、Ｙ軸方向への移動量を演算し、その移動量データ信号を可動ステージ２の駆動手段に送出する（図６（Ｂ）参照）。かくして可動ステージ２は、そのデータに基づき、適正位置に向けて二次元的に微調整される。
【００３５】
演算工程２（Ｚ座標の決定）
この工程は、要するに、ワイヤーボンド１の三次元的形状中心を求める処理を行う工程である。この工程では、プリアライメントＸ、Ｙ座標の微調整処理がなされ、Ｘ、Ｙ座標が基準位置Ｓにあるワイヤーボンド１に照射されているレーザーラインＬの最端位置（この点はボンド部の頂点であり、そこが検査測定点（特定位置）となる。）の、基準位置Ｓからのずれ量と、ラインレーザー３、４の傾斜角度θとから、Ｚ軸方向のずれ量を演算してＺ座標に変換する処理がなされる。
【００３６】
この処理について図５を参照しつつ説明すると、ワイヤーボンド１が右斜め上方（ｙ軸方向）からレーザー照射される場合において、ワイヤーボンド１の検査測定点が基準位置Ｓよりもカメラに近い場合は、ラインレーザーＬの頂点は基準位置Ｓの右側に表れ（図５（Ａ））、逆にワイヤーボンド１の検査測定点が基準位置Ｓよりもカメラから離れている場合は、ラインレーザーＬの頂点は基準位置Ｓの左側に表れる（図５（Ｃ））。そして、ワイヤーボンド１の検査測定点が基準位置Ｓにあるときには、ワイヤーボンド１上におけるラインレーザーＬの頂点が、基準位置Ｓに重なる（図５（Ｂ））。
【００３７】
そして、Ｚ座標は、ワイヤーボンド１上におけるレーザーラインＬの頂点位置と基準位置Ｓとのずれと、ラインレーザー３、４の傾斜角度θとから演算したＺ軸方向のずれ量をＺ座標に変換することにより得られる。
【００３８】
即ち、図４から明らかなように、ワイヤーボンド１の最端位置が基準位置ＳよりもΔＺ１カメラに近い、換言すれば、Ｚ軸方向にずれているときは、レーザーラインＬは基準位置Ｓの右側に表れるが（図５（Ａ）参照）、この状態からレーザーラインＬの頂点が基準位置Ｓに合致するようにするためには、ワイヤーボンド１をΔＺ１ｔａｎθ（Ｚ軸方向のずれ量）だけ移動させればよいことになる。また、ワイヤーボンド１が基準位置よりもΔＺ２カメラから遠い位置にあるときには、レーザーラインＬは基準位置Ｓの左側に表れ（図５（Ｃ）参照）、この状態からレーザーラインＬの頂点が基準位置Ｓに合致するようにするためには、ワイヤーボンド１をΔＺ２ｔａｎθ（Ｚ軸方向のずれ量）だけ移動させればよいことになる。かくして演算して得られたＺ軸方向のずれ量（補正量）が、Ｚ座標に変換される。
【００３９】
可動ステージ移動工程
この工程は、上記のようにして検出されたＸ、Ｙ、Ｚ座標へ可動ステージ２を移動させるために、移動制御信号を可動ステージ２の移動手段である自動直動ステージに送信し、可動ステージ２をＸ、Ｙ、Ｚ軸方向に３軸駆動して適正位置に位置決めする工程である。なお、上記プリアライメントＸ、Ｙ座標の微調整のための二次元移動駆動もこの工程において同時になされる。
【００４０】
ワークは、このようにしてそのワイヤーボンド１部が検査適正位置に位置決めされた後、ワイヤーボンド検査装置の検査部へ搬送されて、検査に供される。
【００４１】
この発明をある程度詳細にその最も好ましい実施形態について説明してきたが、この発明の精神と範囲に反することなしに広範に異なる実施形態を構成することができることは明白なので、この発明は添付請求の範囲において限定した以外はその特定の実施形態に制約されるものではない。
【符号の説明】
【００４２】
１ ワイヤーボンド（ワイヤー）
２ 可動ステージ
３ ラインレーザー（Ｘ軸方向）
４ ラインレーザー（Ｙ軸方向）
５ カメラ
１１ 架台
１３ ブラケット
１４ 光路カバー
１５ サブベース
１６ 円孔
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワイヤーボンドの検査に先立ち、前記ワイヤーボンド上の検査測定点が適正位置にくるようにワークの三次元位置決めをするための方法であって、
前記ワークを三次元的移動制御可能な可動ステージ上に載置する工程と、前記ワークのワイヤーボンド部分を、カメラの向きに対して角度を持たせて配置したラインレーザーでレーザー照射しつつ前記カメラで撮影する工程と、前記カメラで撮影した画像を画像処理してＸ、Ｙ、Ｚ座標を演算して検出する画像処理工程と、前記可動ステージを前記検出されたＸ、Ｙ、Ｚ座標に対応して三次元移動制御する工程とから成り、
前記画像処理工程は、前記ワイヤーボンドの二次元的形状中心を演算してプリアライメントＸ、Ｙ座標を求める工程と、前記ワイヤーボンド上のレーザーライン端部の基準位置からのずれ量を演算してＺ座標に変換する工程とを含むことを特徴とするワイヤーボンドの三次元位置決め方法。
【請求項２】
前記プリアライメントＸ、Ｙ座標は、前記ワークのワイヤーの中心線とボンド部の最大幅を持つ位置との交点とされる、請求項１に記載のワイヤーボンドの三次元位置決め方法。
【請求項３】
前記ワイヤーボンド上のレーザーライン端部の基準位置からのずれ量を演算してのＺ座標への変換は、前記ワイヤーボンド上における前記レーザーラインの最端位置の基準位置からのずれ量と、前記ラインレーザーの傾斜角度とからＺ軸方向への補正量を演算することにより行われる、請求項１又は２に記載のワイヤーボンドの三次元位置決め方法。
【請求項４】
前記ラインレーザーは、Ｘ軸方向に照射するラインレーザーとＹ軸方向に照射するラインレーザーをそれぞれ少なくとも１つ含む、請求項１乃至３のいずれかに記載のワイヤーボンドの三次元位置決め方法。
【請求項５】
ワイヤーボンドの検査装置において、カメラと、Ｘ軸方向に照射するラインレーザーとＹ軸方向に照射するラインレーザーをそれぞれ少なくとも１つ含んでいて、前記カメラの向きに対して角度を持たせて配置されるラインレーザー群とを含むシステムを用いて、三次元的移動制御可能な可動ステージ上に載置されたワークのワイヤーボンド上の検査測定点となる特定位置の三次元位置決めを行うための方法であって、
前記各ラインレーザーをＯＮして、前記可動ステージ上の前記ワイヤーボンドにＸ軸方向及びＹ軸方向の２方向からラインレーザーを照射する工程と、前記ラインレーザーが照射された状態の前記ワイヤーボンドを前記カメラで撮影する工程と、前記カメラで撮影した画像を取り込んで画像処理する工程と、前記画像処理した結果に基づいて前記可動ステージを三次元移動させる工程とから成り、
前記画像処理工程は、取り込んだＸ軸方向ラインの画像から前記ワイヤーボンドの中心Ｘ座標を演算すると共に、Ｙ軸方向ラインの画像から前記ワイヤーボンドの中心Ｙ座標を演算してプリアライメントＸ、Ｙ座標を求める工程と、前記ワイヤーボンド上における前記レーザーラインの最端位置の基準位置からのずれ量と前記ラインレーザーの傾斜角度とからＺ軸方向の補正量を演算してＺ座標に変換する工程を含むことを特徴とするワイヤーボンドの三次元位置決め方法。
【請求項６】
ワイヤーボンドの検査装置において、カメラとラインレーザーを用いて可動ステージ上に載置されたワークのワイヤーボンド上の検査測定点となる特定位置の三次元位置決めを行うための装置であって、
前記ワークを載置するための三次元的移動制御可能な可動ステージと、
前記カメラの向きに対して角度を持たせて配置されて、前記可動ステージ上に載置されたワークのワイヤーボンドに対し、Ｘ軸方向に照射するラインレーザーとＹ軸方向に照射するラインレーザーをそれぞれ少なくとも１つ含むラインレーザー群と、
前記ラインレーザー群によってＸ軸方向及びＹ軸方向にレーザー照射された状態の前記ワイヤーボンドを撮影する前記カメラと、
前記カメラで撮影された画像を取り込む手段、前記Ｘ軸方向のレーザーラインの画像から前記ワイヤーボンドの中心Ｘ座標を演算する演算手段、前記Ｙ軸方向のレーザーラインの画像から前記ワイヤーボンドの中心Ｙ座標を演算する演算手段、前記ワイヤーボンド上における前記レーザーラインの最端位置の基準位置からのずれ量と前記各ラインレーザーの傾斜角度とからＺ軸方向の補正量を演算してＺ座標に変換する手段、及び、検出された前記Ｘ、Ｙ、Ｚ座標に対応させて前記可動ステージを三次元移動制御するための信号を送出する送信手段とを含む演算装置、
とから成るワイヤーボンドの三次元位置決め装置。
【請求項１】
ワイヤーボンドの検査に先立ち、前記ワイヤーボンド上の検査測定点が適正位置にくるようにワークの三次元位置決めをするための方法であって、
前記ワークを三次元的移動制御可能な可動ステージ上に載置する工程と、前記ワークのワイヤーボンド部分を、カメラの向きに対して角度を持たせて配置したラインレーザーでレーザー照射しつつ前記カメラで撮影する工程と、前記カメラで撮影した画像を画像処理してＸ、Ｙ、Ｚ座標を演算して検出する画像処理工程と、前記可動ステージを前記検出されたＸ、Ｙ、Ｚ座標に対応して三次元移動制御する工程とから成り、
前記画像処理工程は、前記ワイヤーボンドの二次元的形状中心を演算してプリアライメントＸ、Ｙ座標を求める工程と、前記ワイヤーボンド上のレーザーライン端部の基準位置からのずれ量を演算してＺ座標に変換する工程とを含むことを特徴とするワイヤーボンドの三次元位置決め方法。
【請求項２】
前記プリアライメントＸ、Ｙ座標は、前記ワークのワイヤーの中心線とボンド部の最大幅を持つ位置との交点とされる、請求項１に記載のワイヤーボンドの三次元位置決め方法。
【請求項３】
前記ワイヤーボンド上のレーザーライン端部の基準位置からのずれ量を演算してのＺ座標への変換は、前記ワイヤーボンド上における前記レーザーラインの最端位置の基準位置からのずれ量と、前記ラインレーザーの傾斜角度とからＺ軸方向への補正量を演算することにより行われる、請求項１又は２に記載のワイヤーボンドの三次元位置決め方法。
【請求項４】
前記ラインレーザーは、Ｘ軸方向に照射するラインレーザーとＹ軸方向に照射するラインレーザーをそれぞれ少なくとも１つ含む、請求項１乃至３のいずれかに記載のワイヤーボンドの三次元位置決め方法。
【請求項５】
ワイヤーボンドの検査装置において、カメラと、Ｘ軸方向に照射するラインレーザーとＹ軸方向に照射するラインレーザーをそれぞれ少なくとも１つ含んでいて、前記カメラの向きに対して角度を持たせて配置されるラインレーザー群とを含むシステムを用いて、三次元的移動制御可能な可動ステージ上に載置されたワークのワイヤーボンド上の検査測定点となる特定位置の三次元位置決めを行うための方法であって、
前記各ラインレーザーをＯＮして、前記可動ステージ上の前記ワイヤーボンドにＸ軸方向及びＹ軸方向の２方向からラインレーザーを照射する工程と、前記ラインレーザーが照射された状態の前記ワイヤーボンドを前記カメラで撮影する工程と、前記カメラで撮影した画像を取り込んで画像処理する工程と、前記画像処理した結果に基づいて前記可動ステージを三次元移動させる工程とから成り、
前記画像処理工程は、取り込んだＸ軸方向ラインの画像から前記ワイヤーボンドの中心Ｘ座標を演算すると共に、Ｙ軸方向ラインの画像から前記ワイヤーボンドの中心Ｙ座標を演算してプリアライメントＸ、Ｙ座標を求める工程と、前記ワイヤーボンド上における前記レーザーラインの最端位置の基準位置からのずれ量と前記ラインレーザーの傾斜角度とからＺ軸方向の補正量を演算してＺ座標に変換する工程を含むことを特徴とするワイヤーボンドの三次元位置決め方法。
【請求項６】
ワイヤーボンドの検査装置において、カメラとラインレーザーを用いて可動ステージ上に載置されたワークのワイヤーボンド上の検査測定点となる特定位置の三次元位置決めを行うための装置であって、
前記ワークを載置するための三次元的移動制御可能な可動ステージと、
前記カメラの向きに対して角度を持たせて配置されて、前記可動ステージ上に載置されたワークのワイヤーボンドに対し、Ｘ軸方向に照射するラインレーザーとＹ軸方向に照射するラインレーザーをそれぞれ少なくとも１つ含むラインレーザー群と、
前記ラインレーザー群によってＸ軸方向及びＹ軸方向にレーザー照射された状態の前記ワイヤーボンドを撮影する前記カメラと、
前記カメラで撮影された画像を取り込む手段、前記Ｘ軸方向のレーザーラインの画像から前記ワイヤーボンドの中心Ｘ座標を演算する演算手段、前記Ｙ軸方向のレーザーラインの画像から前記ワイヤーボンドの中心Ｙ座標を演算する演算手段、前記ワイヤーボンド上における前記レーザーラインの最端位置の基準位置からのずれ量と前記各ラインレーザーの傾斜角度とからＺ軸方向の補正量を演算してＺ座標に変換する手段、及び、検出された前記Ｘ、Ｙ、Ｚ座標に対応させて前記可動ステージを三次元移動制御するための信号を送出する送信手段とを含む演算装置、
とから成るワイヤーボンドの三次元位置決め装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１２−１７３２０２（Ｐ２０１２−１７３２０２Ａ）
【公開日】平成２４年９月１０日（２０１２．９．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−３７１３３（Ｐ２０１１−３７１３３）
【出願日】平成２３年２月２３日（２０１１．２．２３）
【出願人】（５０６２７２２９７）常陽機械株式会社 (10)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年９月１０日（２０１２．９．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年２月２３日（２０１１．２．２３）
【出願人】（５０６２７２２９７）常陽機械株式会社 (10)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]