DE19738922A1 - Vorrichtung und Verfahren zum Bestücken eines Leadframes mit integrierten Schaltungen - Google Patents
Vorrichtung und Verfahren zum Bestücken eines Leadframes mit integrierten SchaltungenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Bestücken eines
Leadframes mit integrierten Schaltungen sowie ein entspre
chendes Verfahren.
In der Halbleiterherstellung werden üblicherweise eine Viel
zahl von integrierten Schaltungen auf einer gemeinsamen Halb
leiterscheibe, dem Wafer, erzeugt. Nach der Fertigstellung
des Wafers werden die integrierten Schaltungen durch Sägen
vereinzelt, wobei die vereinzelten Chips durch eine Klebefo
lie zusammengehalten werden. Zur Bestückung eines Leadframes
mit den integrierten Schaltungen werden letztere durch einen
Auswerfer mit einer Ausstoßnadel von der Folie gelöst und an
schließend von einem Aufnahmekopf (dem sogenannten Pick-and-
Place-Arm), der den einzelnen Chip mittels Unterdruck
ansaugt, zur nächsten Montagestation befördert. Der
Aufnahmekopf kann dabei den aufgenommenen Chip direkt auf dem
Leadframe absetzen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung
und ein Verfahren zum Bestücken eines Leadframes mit inte
grierten Schaltung anzugeben, bei denen die für die Bestückung
notwendige Zeit möglichst gering ist.
Diese Aufgabe wird mit einer Vorrichtung gemäß Anspruch 1 und
einem Verfahren gemäß Anspruch 8 gelöst. Weiterbildungen und
Ausführungen der Erfindung sind in abhängigen Ansprüchen
gekennzeichnet.
Erfindungsgemäß ist es vorgesehen, die bereits vereinzelten
und auf einer Folie befestigten integrierten Schaltungen in
einer Trägereinheit der Bestückungsvorrichtung,
beispielsweise durch Einspannen, zu befestigen. Auf
derjenigen Seite der in der Trägereinheit befestigten Folie,
auf der sich die integrierten Schaltungen befinden, wird der
Leadframe in einer Führungseinheit geführt. Auf der von der
Führungseinheit bzw. dem Leadframe abgewandten Seite der
Folie befindet sich ein Auswerfer, der während der Bestückung
jeweils wenigstens eine der integrierten Schaltungen von der
Folie löst und gegen den Leadframe drückt.
Die Erfindung bietet den Vorteil, daß das Loslösen der
integrierten Schaltungen von der Folie und das Plazieren auf
dem Leadframe mit einem einzigen Arbeitsschritt durch
Betätigung des Auswerfers erfolgt. Ein Pick-and-Place-Arm,
wie in der Beschreibungseinleitung erwähnt, ist nicht
notwendig, da der Auswerfer direkt die Positionierung der
integrierten Schaltungen auf dem Leadframe vornimmt.
Hierdurch ergibt sich eine Reduzierung der Kosten für die
Bestückungsvorrichtung um ca. 20 bis 25%. Durch die
Einsparung von Verfahrensschritten gegenüber dem Pick-and-
Place-Verfahren ergibt sich eine Steigerung des Durchsatzes
der Bestückungsvorrichtung um bis zu 100%. Da
störungsanfällige Komponenten wie der Pick-and-Place-Arm
vermieden werden, ergibt sich eine einfache Konstruktion, mit
der eine hohe Zuverlässigkeit erzielt werden kann. Die
Bestückungsvorrichtung weist eine sehr kompakte Anordnung
ihrer Komponenten auf, so daß sich der Flächenbedarf
gegenüber bekannten Vorrichtungen wesentlich reduziert.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung weist die Bestückungs
vorrichtung eine Detektoreinheit zum Erfassen der Position
der integrierten Schaltungen und/oder des Leadframes auf, die
mit entsprechenden Stelleinrichtungen zur Feinjustierung der
Folie bzw. der Trägereinheit mit den darauf befestigten Chips
bzw. der Führungseinheit bzw. des darin befindlichen Leadfra
mes zu deren Steuerung verbunden ist.
Es ist besonders günstig, wenn die Führungseinheit für den
Leadframe einen Niederhalter aufweist, der gemeinsam mit der
Detektoreinheit während des Bestückens an der von der Trä
gereinheit abgewandten Seite des Leadframes angeordnet ist
und zwei unterschiedliche Positionen einnehmen kann. In der
ersten Position befindet er sich zwischen der Detektoreinheit
und dem Auswerfer und behindert so zwar die Positionserfas
sung durch die Detektoreinheit, jedoch verhindert der Nieder
halter in dieser ersten Position, daß der Auswerfer den Lead
frame beim Andrücken der integrierten Schaltung wegdrückt. In
der zweiten Position befindet sich der Niederhalter außerhalb
des Detektionsbereiches der Detektoreinheit, das heißt außer
halb der Linie Detektoreinheit - Auswerfer, so daß die Posi
tionserfassung durch ihn nicht behindert wird.
Um die integrierte Schaltung beim Andrücken auf dem Leadframe
zu fixieren, ist es günstig, wenn dieser zuvor zumindest an
den entsprechenden Stellen mit Klebstoff versehen wird. Es
kann sich dabei beispielsweise um eine Klebefolie handeln,
die thermisch aktivierbar ist (thermoplastische
Klebeverbindung).
Da der Auswerfer im allgemeinen keine ausreichende Kraft auf
bringen kann, um die integrierte Schaltung sehr fest auf dem
Leadframe anzudrücken, ist es nach einer Weiterbildung vorge
sehen, den Leadframe und den darauf bereits durch den
Auswerfer angedrückten Chip nachträglich mit größerer Kraft
zusammen zu laminieren.
Die Erfindung wird im folgenden anhand der Figuren näher be
schrieben, die ein Ausführungsbeispiel darstellen.
Die Fig. 1 bis 4 zeigen aufeinanderfolgende Zustände der
erfindungsgemäßen Bestückungsvorrichtung bei der Durchführung
des erfindungsgemäßen Bestückungsverfahrens.
Fig. 1 zeigt eine Folie 4, die in eine Trägereinheit 3 ein
gespannt ist. An der Oberseite der Folie 4 sind durch Kleben
integrierte Schaltungen 2 befestigt, die aus einem gemeinsa
men Wafer durch Zersägen desselben hergestellt worden sind.
Oberhalb der in die Trägereinheit 3 eingespannten Folie 4 mit
den Chips 2 befindet sich eine Führungseinheit 5 für einen
Leadframe 1, auf dem wenigstens ein Teil der integrierten
Schaltungen 2 befestigt werden soll. Bei dem Leadframe 1
handelt es sich um einen Streifen oder ein Endlosband aus
einem üblichen Leadframematerial für die Chipmontage. Auf ihm
werden im Verlauf des noch zu beschreibenden Bestückungsver
fahrens mehrere der Chips 2 befestigt, bevor in nachfolgen
den, hier nicht behandelten Herstellungsschritten, beispiels
weise durch Stanzen, eine Vereinzelung der auf dem Leadframe
befestigten Chips 2 mit daran befestigten Leiterbahnen bzw.
Leads des Leadframes 1 erfolgt.
Von der Führungseinheit 5 für den Leadframe 1 sind in den
Figuren lediglich eine Führungsschiene, die im wesentlichen
parallel zur eingespannten Folie 4 verläuft, und zwei Trans
portrollen dargestellt.
Unterhalb der eingespannten Folie 4 befindet sich ein Auswer
fer 6 (Die-Ejector), der durch Ausübung einer Hubbewegung in
der Lage ist, mit einer an seinem Ende befestigten Ausstoßna
del die augenblicklich über ihm befindliche integrierte
Schaltung 2 durch Spannen der Folie 4 von dieser zu lösen und
gegen den über dem Chip 2 befindlichen Leadframe 1 zu drücken.
Zur Durchführung der Bestückung ist es erforderlich, daß so
wohl der jeweils zu bestückende Chip 2 gegenüber dem Lead
frame 1 als auch beide gegenüber dem Auswerfer 6 exakt ju
stiert werden. Um eine Positionserfassung von Leadframe 1 und
Chip 2 durchführen zu können, weist die Vorrichtung in Fig.
1 eine Kamera 7 auf, die oberhalb des Auswerfers 6 auf der
von diesem abgewandten Seite der Trägereinheit 5 angeordnet
ist. Die Kamera 7, die mit einer nicht dargestellten Bildver
arbeitungseinheit versehen ist, erfaßt gemäß Fig. 1 sowohl
die Position des Leadframes 1 bzw. der auf diesem befindli
chen Chipmontagefläche als auch die Position des unterhalb
des Leadframes 1 befindlichen Chips 2. Die Erfassung des
Chips 2 durch die Kamera 7 erfolgt durch Schlitze bzw. Aus
sparungen im Leadframe 1.
Fig. 2 zeigt, daß nach der Durchführung der Positionserfas
sung durch die Kamera 7 Korrekturdaten zur Justage von
Leadframe 1 und Chip 2 an Stellglieder 10 übermittelt werden,
die entsprechende Justierbewegungen von Leadframe 1 und der
Trägereinheit 3 mit der eingespannten Folie 4 bewirken. Diese
Korrekturbewegungen sind in Fig. 2 durch die beiden
horizontalen Doppelpfeile angedeutet. Selbstverständlich
erfolgt auch eine Korrektur des Ausrichtungswinkels von
Leadframe 1 bzw. Chip 2 und eine Korrektur in die in die
Zeichnungsebene hineinführende Richtung. Fig. 2 ist auch zu
entnehmen, daß weitere Stellglieder vorhanden sind, um vor
der Durchführung der eigentlichen Bestückung den Abstand
zwischen der Folie 4 und dem Leadframe 1 zu verringern (s.
senkrechter Doppelpfeil). Da der Auswerfer 6 nur einen
geringen Hub hat, sollte dieser Abstand auch zur Erzielung
eines ausreichenden Anpreßdrucks des Chips 2 auf den
Leadframe 1 möglichst gering sein. Andererseits ist es
günstig, den Abstand vergrößern zu können, um das Einspannen
der Folie 4 in die Trägereinheit 3 und andere der Bestückung
vorausgehende Vorbereitungsschritte zu erleichtern.
Fig. 3 zeigt den eigentlichen Bestückungsvorgang. Der Aus
werfer 6 führt eine Aufwärtsbewegung durch, wobei die Folie 4
so gedehnt wird, daß sich der Chip 2 von ihr löst. Gleichzei
tig wird der Leadframe 1 an der zu bestückenden Stelle mit
tels eines Lasers 11 erwärmt. An der zu bestückenden Stelle
weist der Leadframe 1 einen thermisch aktivierbaren Klebstoff
9 auf, der in Fig. 1 an der betreffenden Chipmontagestelle
angedeutet ist. Der Laser 11 bewirkt gemäß Fig. 3 eine
Aktivierung des Klebers. Durch die Hubbewegung des Auswerfers
6 wird der von der Folie 4 abgelöste Chip 2 gegen den
aktivierten Klebstoff gedrückt und somit auf dem Leadframe 1
befestigt.
Fig. 4 zeigt, daß nach der erfolgten Bestückung des ersten
Chips 2 der Auswerfer 6 wieder in die Ausgangsposition zu
rückgefahren wird, der nächste Chip 2 in die Bestückungsposi
tion oberhalb des Auswerfers 6 durch Bewegen der Folie 4 bzw.
der nur in Fig. 1 angedeuteten Trägereinheit 3 gebracht wird
und der Leadframe 1 mittels der Rollen der Führungseinheit 5
ebenfalls in die nächste Bestückungsposition bewegt wird.
Fig. 4 ist auch eine Laminiervorrichtung 12 zu entnehmen,
die im Anschluß an das Andrücken des Chips 2 auf den
Leadframe 1 ein Zusammenlaminieren beider mit einer höheren
Kraft durchführt, als sie der Auswerfer 6 beim Andrücken
aufbringen kann.
Die Fig. 1 bis 4 zeigen weiterhin einen Niederhalter 8,
der eine günstige Weiterbildung der Erfindung darstellt. Der
Niederhalter 8 kann zwei verschiedene Positionen einnehmen,
wobei er in einer ersten Position (Fig. 1 und 4) das
Sichtfeld der Kamera 7 nicht verdeckt, so daß gemäß Fig. 1
die Positionserfassung von Chip 2 und Leadframe 1 durch die
Kamera 7 ungehindert durchführbar ist. In einer zweiten Posi
tion (Fig. 2 und 3) sind die Teile, aus denen der Nieder
halter 8 besteht, zusammengefahren, so daß der Leadframe 1
direkt auf ihm aufliegt. In dieser zweiten Position befindet
sich der Niederhalter 8 direkt zwischen der Kamera 7 und dem
Auswerfer 6, so daß eine Positionserfassung durch die Kamera
7 nun nicht mehr möglich ist. Dies ist jedoch ohne Bedeutung,
da sie bereits zum in Fig. 1 dargestellten Zeitpunkt erfolg
te. Gemäß Fig. 3 dient der Niederhalter 8 dazu, dem
Andrücken des Chips 2 gegen den Leadframe 1 durch den
Auswerfer 6 einen Widerstand entgegenzusetzen, so daß der
Leadframe 1 nicht nach oben nachgeben kann. Der beschriebene
Niederhalter 8, der zwei verschiedene Positionen einnehmen
kann, bietet also den Vorteil, daß einerseits während der
Bestückung durch den Auswerfer 6 ein hoher Anpreßdruck auf
den Leadframe 1 ausgeübt werden kann, und daß andererseits
gemäß Fig. 1 eine einfache Positionserfassung von Leadframe
1 bzw. Chip 2 durchführbar ist.
Die Erfindung eignet sich besonders für die Durchführung ei
ner LOC-(Lead-On-Chip)Montage, bei der die Chips 2 mit ihrer
Oberseite, die ihre elektrischen Anschlüsse aufweisen, auf
den Leadframe 1 gepreßt werden. Es ist jedoch auch möglich,
bei herkömmlichen Chipmontageverfahren (Die-Bonden) die Chips
mit ihrer Unterseite auf den Leadframe 1 zu drücken, wobei
ihre Kontakte dann der Folie 4 zugewandt sind.
Zur Durchführung der anhand Fig. 2 beschriebenen Justage
reicht es aus, wenn lediglich der Leadframe 1 gegenüber dem
jeweils zu bestückenden Chip 2 nachkorrigiert wird bzw. umge
kehrt. Es müssen also nicht, wie beim Ausführungsbeispiel be
schrieben, beide justiert werden. Die Korrektur der Träger
einheit 3 mit der Folie 4 und den darauf befindlichen Chips
2 gegenüber dem Leadframe 1 ist dabei mit weniger Aufwand
durchzuführen, als der umgekehrte Fall. Vor dieser
Feinjustage erfolgt eine grobe Vorpositionierung der Chips 2
auf der Folie 4 gemäß einem programmierten Waferstep.
Die beschriebene Aktivierung des Heißklebers kann außer durch
Laser auch durch andere Verfahren, beispielsweise durch
Heißluft oder mittels Heizplatten erfolgen.
Claims (10)
1. Vorrichtung zum Bestücken eines Leadframes mit wenigstens
einer integrierten Schaltung,
- - mit einer Trägereinheit (3) zur Aufnahme einer Folie (4) mit wenigstens einer auf einer ersten Seite befestigten integrierten Schaltung (2),
- - mit einer Führungseinheit (5) zum Führen des Leadframes (1) an der ersten weite der Folie (4),
- - und mit einem Auswerfer (6), der sich bei in der Trägereinheit (3) befestigter Folie (4) an einer zweiten Seite derselben befindet und der während des Bestückens jeweils wenigstens eine der integrierten Schaltungen (2) von der Folie (4) löst und gegen den Leadframe (1) drückt.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1,
mit einer ersten Stelleinrichtung zum Bewegen der Trägerein
heit (3) relativ zum Auswerfer (6).
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2,
mit einer zweiten Stelleinrichtung zum Bewegen der Führungs
einheit (5) relativ zum Auswerfer (6).
4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3,
mit einer dritten Stelleinrichtung zum Verändern des Abstan
des zwischen der Trägereinheit (3) und der Führungseinheit
(5)
5. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche
mit wenigstens einer Detektoreinheit (7) zum Erfassen der Po
sition der integrierten Schaltungen (2) auf der in die Trä
gereinheit (3) eingespannten Folie (4) und/oder der Position
des Leadframes (1) in der Führungseinheit (5), wobei die
Detektoreinheit (7) mit der ersten und/oder zweiten und/oder
dritten Stelleinrichtung zu deren Steuerung verbunden ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5,
bei der die Detektoreinheit (7) eine Kamera und eine damit
verbundene Bildverarbeitungseinheit umfaßt.
7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6,
- - bei der die Führungseinheit (5) wenigstens einen Niederhal ter (8) aufweist,
- - bei der der Niederhalter (8) und die Detektoreinheit (7) während des Bestückens an der von der Trägereinheit (3) abge wandten Seite des Leadframes (1) angeordnet sind,
- - wobei sich der Niederhalter (8) während der Betätigung des Auswerfers (6) in einer ersten Position zwischen der Detek toreinheit (7) und dem Auswerfer (6) befindet, so daß beim Andrücken der integrierten Schaltung (2) durch den Auswerfer (6) der Leadframe (1) gegen den Niederhalter (8) gedrückt wird,
- - und wobei sich der Niederhalter (8) während der Positionserfassung der integrierten Schaltung (2) und/oder des Leadframes (1) durch die Detektoreinheit (7) in einer zweiten Position befindet, die nicht zwischen der Detektoreinheit (7) und dem Auswerfer (6) liegt.
8. Verfahren zum Bestücken eines Leadframes mit wenigstens
einer integrierten Schaltung, bei dem
- - wenigstens eine integrierte Schaltung (2) auf einer ersten Seite einer Folie (4) befestigt wird,
- - die Folie (4) in einer Trägereinheit (3) befestigt wird,
- - der Leadframe (1) an der ersten Seite der Folie (4) angeordnet wird,
- - und ein Auswerfer (6), der sich an einer zweiten Seite der Folie (4) befindet, wenigstens eine der integrierten Schaltungen (2) von der Folie (4) löst und gegen den Leadframe (1) drückt.
9. Verfahren nach Anspruch 8,
bei dem der Leadframe (1) wenigstens teilweise mit einem
Klebstoff (9) versehen wird, durch den die integrierte
Schaltung (2) beim Andrücken durch den Auswerfer (6) mit dem
Leadframe (1) verklebt wird.
10. Verfahren nach Anspruch 9,
bei dem die angedrückte integrierte Schaltung (2) anschlie
ßend auf den Leadframe (1) laminiert wird.
Priority Applications (1)
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DE19738922A DE19738922C2 (de) | 1997-09-05 | 1997-09-05 | Vorrichtung und Verfahren zum Bestücken eines Leadframes mit integrierten Schaltungen |
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OAV | Applicant agreed to the publication of the unexamined application as to paragraph 31 lit. 2 z1 | ||
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8127 | New person/name/address of the applicant |
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