JP2004111465A

JP2004111465A - 半導体組立装置

Info

Publication number: JP2004111465A
Application number: JP2002268605A
Authority: JP
Inventors: Kimihiko Kono; 河　野　公　彦; Toshiya Ishihara; 石　原　利　哉
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2002-09-13
Filing date: 2002-09-13
Publication date: 2004-04-08

Abstract

【課題】半導体パッケージおよびリードに損傷を与えることなく、半導体チップに付着したばりおよびゲートランナーを除去する半導体組立装置および半導体組立方法を提供する。
【解決手段】半導体組立装置１００は、成形器内へ樹脂材料を注入することによって該成形器内に配置された半導体チップを封止するようにモールドされたパッケージ２３０を、所定の位置まで案内する搬送部１１０、１１５と、樹脂材料が成形器から押出されることによりパッケージ２３０の周囲に形成されたばり２４０、２４１およびゲートランナー２５０を除去するために、該ばり２４０、２４１およびゲートランナー２５０へレーザ光を放射するレーザ発振部１２５とを備えている。
【選択図】　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は半導体組立装置および半導体組立方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体製造工程の後工程において、半導体チップはリードフレーム上に搭載され、さらにパッケージングされる。パッケージング工程において、半導体チップおよび接続用ワイヤはモールディング装置により樹脂材料で封止される。半導体チップのこの樹脂封止は、リードフレームに搭載された半導体チップを成形金型内に配置し、続いて溶融した樹脂材料を該成形金型内へ流し込むことによって実行される。
【０００３】
樹脂材料を成形金型内へ流し込んだときに、樹脂材料が成形金型の隙間から押し出される。それによって、樹脂封止後に、樹脂材料から成る“ばり”がリードやパッケージの周囲に形成される。このばりは、接触不良の原因になり、また、パッケージの形状を不揃いにしてしまう。
【０００４】
成形金型には樹脂材料を成形金型内に流し込むための注入ゲートが形成されている。樹脂封止後、注入ゲート内に残存する樹脂材料がパッケージに付着したまま固化する。この注入ゲート内でパッケージに付着したまま固化した樹脂材料をゲートランナーという。このゲートランナーもパッケージにとって不要である。
【０００５】
図２に半導体パッケージに付着したバリやゲートランナーを示している。従来、このようなばりおよびゲートランナーを除去するために、打ち抜き用金型およびホーニング装置が用いられていた。打ち抜き用金型は、半導体パッケージに対応した型を有する。打ち抜き用金型の型に半導体パッケージを適合させて打ち抜くことによってばりおよびゲートランナーが除去される。その後、ホーニング装置が研磨剤を含有した水溶液等を半導体パッケージに吹き付けることによって、打ち抜き用金型では除去できなかった薄ばりを除去する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
バリの除去およびゲートランナーの切断は、打ち抜き用金型をバリおよびゲートランナーに機械的に押し当てることによって実行される。従って、打ち抜き用金型は長期間使用することによって磨耗または破損する。しかし、打ち抜き用金型の寿命は一定でなく、その交換時期を判断することは困難である。
【０００７】
打ち抜き用金型は、半導体パッケージを打ち抜くときに、半導体パッケージに対して精度良く位置合わせされなければならない。打ち抜き用金型の位置がずれている場合には、半導体パッケージを打ち抜いたときに、半導体パッケージ自体が破損し、若しくは、リードが変形する。特に、パッケージが非常に小さい製品やリード間隔が狭い製品に関しては、打ち抜き用金型を半導体パッケージに対して精度良く位置合わせすることは難しい。
【０００８】
パッケージの形状は、通常、半導体製品の種類によって異なるので、工程に流す製品を切り換えるときには、打ち抜き用金型も交換しなければならない。よって、打ち抜き用金型の交換に伴い、オペレータはその調整を再度行わなければならない。
【０００９】
また、ホーニング装置がホーニング剤を含有した溶液等を半導体パッケージに吹き付けることによって、パッケージ表面が粗くなる。それにより、パッケージ表面に施されるマーキングが不鮮明になるという問題がある。
【００１０】
また、一般に、多くのホーニング装置は水を使用する。よって、ホーニング装置自体の保全に手間がかかるという問題もある。
【００１１】
従って、本発明の目的は、半導体パッケージおよびリードに損傷を与えることなく、半導体チップに付着したばりおよびゲートランナーを除去する半導体組立装置および半導体組立方法を提供することである。
【００１２】
また、本発明の目的は、半導体チップに付着したばりおよびゲートランナーを容易に除去することができ、かつ、メンテナンスに手間の掛からない半導体組立装置を提供することである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明に従った実施の形態による半導体組立装置は、モールド用の成形器内へ樹脂材料を注入し該成形器内に配置された半導体チップを封止することによって成形されたパッケージを、所定の位置まで案内する搬送部と、前記樹脂材料が前記成形器から押出されることにより前記パッケージの周囲に形成されたばりを除去するために、並びに、前記成形器のモールド注入口に残存し前記パッケージに付着したまま固化したゲートランナーを切断するために、レーザ光を照射するレーザ発振部と、前記ばりおよび前記ゲートランナーにレーザ光を照射するためにレーザ光の照射位置を調節する位置合わせ部とを備えている。
【００１４】
前記パッケージはリードフレーム上に搭載された半導体チップを封止し、前記レーザ発振部は、前記樹脂材料が前記成形器から前記リードフレームのリードに沿って押出されることによって該リードの周囲に形成されたばりを除去するために、レーザ光を放射するように構成してもよい。
【００１５】
好ましくは、前記レーザ発振部は、Ｑスイッチパルス方式のＹＡＧレーザ発振装置である。
【００１６】
好ましくは、前記レーザ発振器は、レーザ光を反射させるミラーと、前記ミラーを駆動させるミラー駆動部と、前記ミラーに反射した該レーザ光を前記ばりおよび前記ゲートランナーに照射するように前記ミラー駆動部を制御する制御部をさらに備えている。
【００１７】
好ましくは、前記位置合わせ部は、前記パッケージを撮影するカメラと、前記カメラによって撮影された前記パッケージの実際の画像データと予め登録された前記パッケージの登録画像データとを比較することによって、該パッケージとレーザ光の照射位置との位置ずれを検出する画像処理装置とを備え、
前記制御部は、前記位置ずれを補正するためにレーザ光の走査経路を補正する。
【００１８】
好ましくは、本実施の形態による半導体組立装置は、前記ばりを除去し、並びに、前記ゲートランナーを切断した後に、前記ばりおよび前記ゲートランナーが前記パッケージに残存していないことを確認するために、該パッケージの外観を撮影する外観検査用カメラと、前記ばりまたは前記ゲートランナーが前記パッケージに残存している場合に、該パッケージを不良品としてリードフレームから取り除く不良品取除き部とをさらに備えている。
【００１９】
本発明に従った実施の形態による半導体組立方法は、モールド用の成形器内へ樹脂材料を注入して該成形器内に配置された半導体チップを封止することによって成形されたパッケージを案内する第１の搬送部と、前記パッケージへレーザ光を放射する第１のレーザ発振部と、前記パッケージと前記第１のレーザ発振部との相対的な位置を合わせる第１の位置合わせ部とを備えた第１の半導体組立装置において、
前記第１の搬送部が前記パッケージを所定の位置まで案内する第１の案内ステップと、前記樹脂材料が前記成形器から押出されることによって前記パッケージの周囲に形成されたばりにレーザ光を照射するために、並びに、前記成形器のモールド注入口に残存し前記パッケージに付着したまま固化したゲートランナーにレーザ光を照射するために、前記第１の位置合わせ部が前記パッケージと前記第１のレーザ発振部との相対的な位置を合わせる第１の位置合わせステップと、前記第１のレーザ発振部がレーザ光を照射して該ばりを除去し、並びに、該ゲートランナーを切断する第１の除去ステップとを具備する。
【００２０】
好ましくは、前記パッケージはリードフレーム上に搭載された半導体チップをモールドすることによって形成されており、
前記第１の除去ステップ後、前記リードフレームを反転する反転ステップと、
前記第１の半導体組立装置から送出された前記リードフレームを搬送する第２の搬送部と、前記パッケージへレーザ光を照射する第２のレーザ発振部と、前記パッケージと前記第２のレーザ発振部との相対的な位置を合わせる第２の位置合わせ部とを備えた第２の半導体組立装置において、
前記反転ステップ後に、前記第２の搬送部が前記パッケージを所定の位置まで案内する第２の案内ステップと、前記樹脂材料が前記成形器から押出されることによって前記パッケージの周囲に形成されたばりにレーザ光を照射するために、前記第２の位置合わせ部が前記パッケージと前記第２のレーザ発振部との相対的な位置を合わせる第２の位置適合ステップと、前記第２のレーザ発振部がレーザ光を放射して前記リードフレームの裏面に形成されたばりを除去する第２の除去ステップとをさらに具備する。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照し、本発明による実施の形態を説明する。尚、本実施の形態は本発明を限定するものではない。
【００２２】
図１は、本発明に従った半導体組立装置の実施の形態としてレーザバリ取り装置１００の外観図である。図１には、モールディング装置９９、レーザばり取り装置１００（以下、単に、ばり取り装置１００ともいう）およびリードフレーム巻取り装置１０１（以下、単に、巻取り装置１０１ともいう）が示されている。リードフレーム１０に搭載された半導体チップ（図示せず）は、モールディング装置９９内で樹脂封止される。モールディング装置９９に設けられた成形器内に半導体チップを配置し、該成形器内に樹脂材料を注入することによって半導体チップを封止する。次に、ばり取り装置１００がリードフレーム１０からばりおよびゲートランナーを除去する。続いて、巻取り装置１０１がリードフレーム１０を巻取る。モールディング装置９９および巻取り装置１０１は従来から公知であるので説明を省略する。本実施の形態によるばり取り装置１００の詳細な構成は後述する。
【００２３】
図２はモールディング装置９９によって樹脂封止された直後のリードフレーム１０の平面図である。リードフレーム１０のフレーム部２０５には、リードフレーム１０の位置を決定するために用いられる開口２１０が一定の間隔で設けられている。リードフレーム１０のフレーム部２０５およびフレーム部２０６の間には、半導体パッケージ２３０がリード２２０を介して接続されている。半導体パッケージ２３０の周囲には、ばり２４０が付着しており、リード２２０の側辺にはばり２４１が付着している。また、ゲートランナー２５０が半導体パッケージ２３０の間およびフレーム部２０５とフレーム部２０６との間に存在する。モールディング装置９９において樹脂材料は、図２の破線で示す注入ゲートから注入される。従って、ゲートランナー２５０は図２に示すような形状になる。尚、本実施の形態においてリードフレーム１０はＣｕなどの金属製である。
【００２４】
次に、本発明に従った実施の形態によるレーザばり取り装置１００の構成および動作を図１および図２を参照して説明する。レーザばり取り装置１００は、入口側の搬送用スプロケット１１０、出口側の搬送用スプロケット１１５、パイロットピン昇降装置１２０、レーザ発振部１２５、ゲートランナー剥離装置１３０、外観検査用カメラ１３５、不良品打ち抜き装置１４０および集塵カバー１４５を備える。
【００２５】
搬送用スプロケット１１０はリードフレーム１０をモールディング装置９９からばり取り装置１００内へ導入し、搬送用スプロケット１１５はリードフレーム１０をばり取り装置１００から巻取り装置１０１へ送出する。
【００２６】
パイロットピン昇降装置１２０は、パイロットピン１２１を有し、パイロットピン１２１をリードフレーム１０の開口２１０に挿入する。それによって、リードフレーム１０の位置が決定される。レーザ発振部１２５は、ばり２４０、２４１およびゲートランナー２５０へレーザ光を照射し、これらを焼失または切断する。ゲートランナー剥離装置１３０は、レーザ光によって半導体パッケージ２３０から切り離されたゲートランナー２５０をリードフレーム１０から取り除く。外観検査用カメラ１３５は、ばり２４０、２４１およびゲートランナー２５０がリードフレーム１０から除去されたか否かを外観検査する。不良品打ち抜き装置１４０は、ばり２４０、２４１およびゲートランナー２５０が依然付着している半導体パッケージ２３０を不良品としてリードフレーム１０から切り離す。ばり２４０、２４１およびゲートランナー２５０が除去された良品の半導体パッケージ２３０は、リードフレーム１０とともに巻取り装置１０１へ巻かれる。集塵カバー１４５は、ばり２４０、２４１およびゲートランナー２５０にレーザ光を照射したときに、樹脂材料の塵の飛散を防止する。
【００２７】
図３は、ばり取り装置１００の構成を示すブロック図である。装置制御部３００がばり取り装置１００全体を制御する。装置制御部３００はレーザ制御部３１０を制御し、レーザ制御部３１０はレーザ発振部１２５および位置合わせ部３３０を制御する。
【００２８】
レーザ発振部１２５は、レーザ制御部３１０、ガルバミラー駆動部３２０、レーザ発振源１２６、ガルバミラー１２７およびｆ−θレンズ１２８を有する。レーザ発振源１２６から放射されたレーザ光は、ガルバミラー１２７によって方向付けられ、さらに、ｆ−θレンズ１２８によって集光される。それによって、レーザ光はリードフレーム１０の所望の位置かつ所望の大きさの範囲のみを照射することができる。尚、図３の破線矢印はレーザ光の経路を示す。
【００２９】
本実施の形態によれば、レーザ発振源１２６は、ＹＡＧレーザ発振装置であり、Ｑスイッチパルス方式を採用している。一般に、半導体パッケージの表面のマーキングにはＹＡＧレーザまたは炭酸ガスレーザ（例えば、ＣＯ_２レーザ）が用いられる。しかし、炭酸ガスレーザはモールド成分内のシリカ（ＳｉＯ_２）に容易に吸収され、高熱が発生する。それによって、半導体パッケージの周辺の樹脂を劣化させてしまう。その結果、処理後における半導体パッケージ周辺の処理面の形状が安定しない。即ち、炭酸ガスレーザによれば、熱の影響がレーザ照射した半導体パッケージの周辺に不規則に現れる。これに対し、ＹＡＧレーザは、シリカにはほとんど反応せず、樹脂成分のみを除去する。よって、処理後における半導体パッケージ周辺の処理面の形状が安定している。即ち、ＹＡＧレーザによれば、レーザ光が照射されたばりやゲートランナーのみ加工される。尚、一般的に、モールド用の樹脂材料と半導体チップとの熱膨張率は、熱ストレスによるチップ破損の防止のために可能な限り同じであることが好ましい。従って、樹脂材料の成分の約７割から８割はシリカ（ＳｉＯ_２）から成り、このシリカの成分を減少させることはできない。従って、本実施の形態によれば、レーザ発振源１２６にＹＡＧレーザを採用している。また、Ｑスイッチパルス方式を採用することによって、レーザ発振源１２６は出力の高いレーザ光を放射することができる。これにより、レーザ発振部１２５は、ゲートランナー２５０のような比較的厚い樹脂材料を切断することができる。
【００３０】
レーザ発振源１２６に用いられるＹＡＧレーザの平均出力は、例えば、約３から４ワットであり、スイッチングの周波数は約５ＫＨｚである。半導体パッケージの表面のマーキングに用いられる場合には、通常、ＹＡＧレーザのスイッチングの周波数は約２０ＫＨｚから５０ＫＨｚである。従って、レーザ発振源１２６に用いられるＹＡＧレーザは、マーキングに用いられるＹＡＧレーザよりも、各レーザのパルスの出力が大きい。それによって、レーザ発振源１２６からのレーザ光は、比較的薄い樹脂から成るばりだけでなく、比較的厚い樹脂から成るゲートランナーも切断することができる。
【００３１】
ガルバミラー駆動部３２０は、レーザ光を反射するガルバミラー１２７を駆動させてレーザ光の照射方向を変更することができる。これにより、レーザ光はリードフレーム１０上の所望の位置に照射され得る。
【００３２】
レーザ制御部３１０は、レーザ発振源１２６およびガルバミラー駆動部３２０を制御する。レーザ制御部３１０はガルバミラー１２７に所定の動作をさせるプログラムを有する。レーザ制御部３１０は、このプログラムを実行することによって、ガルバミラー駆動部３２０を介してガルバミラー１２７に所定の動作をさせる。ガルバミラー１２７が所定の動作をすることによって、レーザ光が各半導体パッケージ２３０ごとに所定の経路を走査する。
【００３３】
このように、ガルバミラー１２７がプログラム制御されることによって、レーザ光が各半導体パッケージ２３０に対して一定の経路を辿ることができる。それによって、多くの半導体パッケージ２３０に対して短時間で同一のばり取り処理を施すことができる。さらに、レーザ制御部３１０内のプログラムを変更することによって、様々な形状を有する半導体パッケージに適したばり取りを容易に行うことができる。
【００３４】
位置合わせ部３３０は、レーザ制御部３１０、ガルバミラー駆動部３２０、画像処理部３４０およびカメラ・光学系３５０を有する。位置合わせ部３３０は、ばりおよびゲートランナーにレーザ光を精確に照射するためにレーザ光の照射位置を調節する。位置合わせ部３３０の詳細は図４に示す。尚、レーザ制御部３１０およびガルバミラー駆動部３２０は、ガルバミラー１２７を駆動しレーザ光を走査させるので、レーザ発振部１２５にも含まれている。
【００３５】
装置制御部３００は、パイロットピン昇降装置１２０、ランナー剥離機構１３０、外観検査用カメラ１３５、外観検査装置１３７、不良品打ち抜き装置１４０およびフレーム搬送モータ１４７をさらに制御する。
【００３６】
外観検査装置１３７は、外観検査用カメラ１３５によって撮影された画像を検査する。それによって、ばりまたはゲートランナーが依然付着している半導体パッケージを検出する。フレーム搬送モータ１４７は搬送用スプロケット１１０、１１５を駆動させる。
【００３７】
図４は、位置合わせ部３３０およびその周辺の構成を示す概略図である。リードフレーム１０（図２参照）は、ガイドレール１６０に沿って矢印Ｄの方向へ移動する。リードフレーム１０を所定の位置に停止させ、パイロットピン昇降装置１２０をリードフレーム１０へ向かって降下させる。パイロットピン１２１がリードフレーム１０の開口２１０（図２参照）へ挿入されることによって、リードフレーム１０の位置が決定される。
【００３８】
レーザ発振部１２５内には、ガルバミラー１２７（図３参照）が配備されている。ガルバミラー駆動部３２０がガルバミラー１２７を駆動させることによって、レーザ光の放射方向が調節される。リードフレーム１０の位置はパイロットピン１２１によって決定されているので、ガルバミラー１２７がレーザ光の放射方向を変更することによって、リードフレーム１０へのレーザ光の照射位置を変更することができる。
【００３９】
一方、リードフレーム１０に関してレーザ発振部１２５とは反対側にカメラ３５０が設けられている。パイロットピン１２１によって物理的にリードフレーム１０の位置を決定した場合には、ばりにレーザ光を精確に照射することが困難である。従って、カメラ３５０により撮影された電子画像に基づいてリードフレーム１０へのレーザ光の照射位置を補正する。カメラ３５０は、例えば、ＣＣＤカメラである。
【００４０】
カメラ３５０は半導体パッケージ２３０を撮影し、画像処理部３４０へその電子画像を送信する。画像処理部３４０には予め半導体パッケージ２３０の特定の部分の画像が登録されている。画像処理部３４０はカメラ３５０により撮影された半導体パッケージ２３０の画像と登録されている画像とを比較する。それによって、画像処理部３４０は、半導体パッケージ２３０の位置ずれを検出し、この位置ずれのデータをレーザ制御部３１０へ送信する。レーザ制御部３１０は、画像処理部３４０から受け取った半導体パッケージ２３０の位置ずれを補正するために、ガルバミラー駆動部３２０を制御する。ガルバミラー駆動部３２０は、レーザヘッド１２５内のガルバミラーを調節する。このようにして、リードフレーム１０へのレーザ光の照射位置が補正され得る。即ち、レーザ制御部３１０およびガルバミラー駆動部３２０は、レーザ光を走査させる前にレーザ光の初期の照射位置を補正する役割と、レーザ光を走査させる際には、ガルバミラー１２７を駆動してレーザ光を走査させる役割を有する。
【００４１】
リードフレーム１０から除去された樹脂材料の塵がカメラ３５０に直接積もらないように、カメラ３５０とリードフレーム１０との間に透明なプレート３８０が設けられている。また、カメラ３５０による撮影を妨害しないように、ブロー３７０ａおよびバキューム３７０ｂがプレート３８０上の塵を除去する。
【００４２】
このように、本実施の形態によるばり取り装置１００は、水溶液などの液剤を使用することなく、ばり等を除去することができる。
【００４３】
図５は、ばり取り装置１００の動作を示すフロー図である。図６（Ａ）から図１１（Ｂ）は、ばり取り装置１００によりリードフレーム１０が処理される様子を示す。図５から図１１（Ｂ）を参照してばり取り装置１００の動作を説明する。
【００４４】
モールディング装置９９（図１参照）がリードフレーム１０をモールドした後、リードフレーム１０はばり取り装置１００へ投入される（Ｓ０）。リードフレーム１０は搬送用スプロケット１１０によってレーザ照射位置まで搬送され停止する（Ｓ１）。
【００４５】
次に、パイロットピン昇降装置１２０が降下し、パイロットピン１２１がリードフレーム１０の開口２１０に挿入される（Ｓ２）。これにより半導体パッケージ２３０の位置が決定される。
【００４６】
次に、位置合わせ部３３０が、半導体パッケージ２３０に対するレーザ光の照射位置を合わせる（Ｓ３）。まず、カメラ３５０が半導体パッケージ２３０の画像を撮影する（Ｓ３−１）。
【００４７】
図６（Ａ）および図６（Ｂ）は、カメラ３５０に撮影された半導体パッケージ２３０の画像に基づいて、位置合わせ部３３０が位置合わせをする様子を示している。図５（Ａ）は位置合わせ前の半導体パッケージ２３０の画像であり、図５（Ｂ）は位置合わせ後の半導体パッケージ２３０の画像である。
【００４８】
画像処理部３４０には予め半導体パッケージ２３０の特定の部分の画像が登録されている。本実施の形態によれば、例えば、ゲートランナー２５０が半導体パッケージ２３０に接続されている部分（以下、接続部分という）が予め登録されている。
【００４９】
図６（Ａ）に示す実線の枠Ｓはカメラ３５０によって撮影された半導体パッケージ２３０の実際の接続部分Ｓを示し、破線の枠Ｔは画像処理部３４０に登録されている接続部分Ｔの位置を示す。実際の接続部分Ｓと登録された接続部分Ｔとのずれは、ＸＹ座標上のデータ（ΔＸ，ΔＹ）としてレーザ制御部３１０へ送信される（Ｓ３−２）。
【００５０】
レーザ制御部３１０は、予め設定されていたレーザ光を走査させる位置座標に、データ（ΔＸ，ΔＹ）を足し、それにより、レーザ光の走査位置を補正する（Ｓ３−３）。その結果、図６（Ｂ）に示すように、半導体パッケージ２３０に対するレーザ光の照射位置が適合される。
【００５１】
次に、レーザ発振部１２５がレーザ光を走査し、ばり２４０、２４１およびゲートランナー２５０へレーザ光を照射する（Ｓ４）。レーザ制御部３１０に記憶されたプログラムに従って、ガルバミラー駆動部３２０がガルバミラー１２７を駆動させる。
【００５２】
図７は、レーザ光を照射しているときの半導体パッケージ２３０の様子を示す。図７に示す矢印はレーザ光を走査させる方向を示す。レーザ光は、ガルバミラー１２７の動作によって、リード２２０の側辺に沿って走査され、さらに、半導体パッケージ２３０の周囲に沿って走査される。それによって、ばり２４０、２４１およびゲートランナー２５０が除去または切断される。
【００５３】
尚、レーザ光がリード２２０の側辺に沿って走査される場合には、リード２２０自体にもレーザ光が照射される。しかし、本実施の形態によれば、リード２２０は金属製でありレーザ光の約９０％を反射するので、リード２２０やそれに接続する半導体チップは熱せられない。従って、パッケージ内部の回路が熱によって破壊されることはない。
【００５４】
上述のとおり、レーザ光の走査路および走査方向はレーザ制御部３１０に格納されたプログラムを変更することによって容易に変更することができる。よって、工程に流す製品を切り換える場合であっても。本実施の形態によるばり取り装置１００は、レーザ制御部３１０に格納されたプログラムを交換するだけである。
【００５５】
図８（Ａ）および図８（Ｂ）は、ステップＳ４を施す前の半導体パッケージ２３０およびその周辺の平面図および側面図である。図９（Ａ）および図９（Ｂ）は、ステップＳ４を施した後の半導体パッケージ２３０およびその周辺の平面図および側面図である。図８（Ａ）から図９（Ｂ）を参照することにより、ばり２４０、２４１およびゲートランナー２５０がレーザ光によって除去または切断されている様子がわかる。
【００５６】
次に、ゲートランナー剥離機構１３０がリードフレーム１０からゲートランナー２５０を剥離する（Ｓ５）。ゲートランナー２５０は単に半導体パッケージ２３０から切断されただけでは落下しないので、ゲートランナー剥離機構１３０がリードフレーム１０からゲートランナー２５０を剥離する。
【００５７】
次に、外観検査用カメラ１３５が半導体パッケージ２３０の外観を検査する（Ｓ６）。この検査によって、半導体パッケージ２３０にばりおよびゲートランナーが残存していないことを確認する。
【００５８】
図１０（Ａ）から図１０（Ｄ）は、ばり２４０、２４１またはゲートランナー２５０が残存している半導体パッケージ２３０およびその周辺の平面図である。図１０（Ａ）はレーザ光がＸ軸に沿って正方向にずれていた場合の半導体パッケージ２３０およびその周辺の平面図である。図１０（Ｂ）はレーザ光がＸ軸に沿って負方向にずれていた場合の半導体パッケージ２３０およびその周辺の平面図である。図１０（Ｃ）はレーザ光がＹ軸に沿って正方向にずれていた場合の半導体パッケージ２３０およびその周辺の平面図である。図１０（Ｄ）はレーザ光がＹ軸に沿って負方向にずれていた場合の半導体パッケージ２３０およびその周辺の平面図である。図１０（Ａ）から図１０（Ｄ）に示すいずれの半導体パッケージ２３０もステップＳ６における外観検査によって、不良品と判断される。
【００５９】
次に、不良打抜き装置１４０が不良品と判断された半導体パッケージ２３０を打ち抜いて廃棄する（Ｓ７）。図１１（Ａ）は、不良品と判断された半導体パッケージ２３０を打ち抜く前のリードフレーム１０の平面図である。図１１（Ｂ）は、不良品と判断された半導体パッケージ２３０を打ち抜いた後のリードフレーム１０の平面図である。図１１（Ａ）に示す破線で示した半導体パッケージ２３０が不良品であり、図１１（Ｂ）に示すようにこの半導体パッケージ２３０が不良打抜き装置１４０によって打ち抜かれる。不良品が連続した場合、若しくは、多発した場合には、エラーとしてばり取り装置１００を停止させる。
【００６０】
次に、リードフレーム１０は、搬送用スプロケット１１５によってばり取り装置１００から送出され、巻取り装置１０１へ巻き取られる（Ｓ８）。
【００６１】
その後、リード２２０がめっき処理を施され、フレーム２０５、２０６から切断される（Ｓ９）。それによって、半導体パッケージ２３０がそれぞれフレーム２０５、２０６から分離される。さらに、各半導体パッケージ２３０のリード２２０が成形される（Ｓ１０）。それによって、半導体パッケージ製品が完成する。
【００６２】
本実施の形態によるばり取り装置１００は、打ち抜き用金型を用いることなく、レーザ光を用いてばりおよびゲートランナーを除去する。よって、ばり取り装置１００は、半導体パッケージ２３０に機械的な応力を与えることなくばりおよびゲートランナーを除去することができる。従って、半導体パッケージ２３０へ損傷を与えない。また、打ち抜き用金型の磨耗および破損を考慮する必要がない。
【００６３】
本実施の形態によれば、レーザ光の照射位置を自動で補正することができるので、オペレータが打ち抜き用金型を調節する必要はない。特に、パッケージが非常に小さい製品やリード間隔が狭い製品であっても、半導体パッケージ２３０およびリード２２０対して高精度で位置合わせすることが容易になる。本実施の形態によるばり取り装置１００は、レーザ光の照射位置を自動制御により走査させるので、従来よりも精確にかつ短時間でばり取りをすることができる。
【００６４】
処理する製品の種類を切り換える場合には、レーザ制御部３１０に格納されたプログラムおよび画像処理部３４０に予め格納する画像ファイルを交換すれば足りる。従って、電子的な操作（例えば、コンピュータによる電子ファイルの交換）によって製品の種類の切り換えを行うことができるので、オペレータにとって時間および手間がかからない。さらに、電子的な操作は、金型の調整と異なり、いずれのオペレータが操作しても同様の結果を得ることができる。即ち、金型の調整はオペレータによって歩留まりが異なる場合が生ずるが、本実施の形態によれば、操作するオペレータによって歩留まりが異なることはない。
【００６５】
本実施の形態によれば、ホーニング装置およびホーニング剤が不要である。よって、マーキングがパッケージ表面に鮮明に施され得る。また、水等の液体を用いないので、ばり取り装置１００の保全に手間がかからない。
【００６６】
本実施の形態は、ＹＡＧレーザを採用している。よって、半導体パッケージ表面のマーキングに用いられているＹＡＧレーザを応用することができるので、半導体パッケージの製造コストを低減することができる。
【００６７】
図１２は、同じ構成要素を備えたばり取り装置１００ａおよび１００ｂを２台連ねた半導体組立方法の実施形態を示す。本実施の形態によれば、ばり取り装置１００ａがステップＳ１からステップＳ７まで実行する。その後、リードフレーム１０はばり取り装置１００ａとばり取り装置１００ｂとの間のポイントＰにおいて反転される。即ち、ばり取り装置１００ａにおいて裏面であった面を表面としてばり取り装置１００ｂへ搬送される。ばり取り装置１００ｂは、ばり取り装置１００ａと同様にステップＳ１からステップＳ１０までを実行する。
【００６８】
本実施の形態によれば、リード２２０の表面だけでなく、その裏面に付着したばりをも除去することができる。それによって、リード２２０の両面にめっき処理を施すことができ、実装時の信頼性を向上させ得る。
【００６９】
【発明の効果】
本発明による半導体組立装置および半導体組立方法は、半導体パッケージおよびリードに損傷を与えることなく、半導体チップに付着したばりおよびゲートランナーを除去することができる。
【００７０】
本発明による半導体組立装置は、半導体チップに付着したばりおよびゲートランナーを容易に除去することができ、かつ、メンテナンスに手間の掛からない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に従った半導体組立装置の実施の形態としてレーザバリ取り装置１００の外観図。
【図２】モールディング装置９９によって樹脂封止された直後のリードフレーム１０の平面図。
【図３】ばり取り装置１００の構成を示すブロック図。
【図４】位置合わせ部３３０およびその周辺の構成を示す概略図。
【図５】ばり取り装置１００の動作を示すフロー図。
【図６】位置合わせ部３３０が位置合わせをする様子を示す図。
【図７】半導体パッケージ２３０にレーザ光を照射しているときの様子を示す図。
【図８】ステップＳ４を施す前の半導体パッケージ２３０およびその周辺の平面図および側面図。
【図９】ステップＳ４を施した後の半導体パッケージ２３０およびその周辺の平面図および側面図。
【図１０】ばり２４０、２４１またはゲートランナー２５０が残存している半導体パッケージ２３０およびその周辺の平面図。
【図１１】不良品と判断された半導体パッケージ２３０を打ち抜く前後のリードフレーム１０の平面図。
【図１２】同じ構成要素を備えたばり取り装置１００ａおよび１００ｂを２台連ねた半導体組立方法の実施形態を示す図。
【符号の説明】
１００　レーザバリ取り装置
１０　リードフレーム
１１０、１１５　搬送用スプロケット
１２０　パイロットピン昇降装置
１２５　レーザ発振部
１２７　ガルバミラー
１３０　ゲートランナー剥離装置
１３５　外観検査用カメラ
１３７　外観検査装置
１４０　不良品打ち抜き装置
１４７　フレーム搬送モータ
２４０、２４１　ばり
２３０　半導体パッケージ
２２０　リード
３００　装置制御部
３１０　レーザ制御部
３２０　ガルバミラー駆動部
３３０　位置合わせ部
３４０　画像処理部
３５０　カメラ

Claims

モールド用の成形器内へ樹脂材料を注入し該成形器内に配置された半導体チップを封止することによって成形されたパッケージを、所定の位置まで案内する搬送部と、
前記樹脂材料が前記成形器から押出されることにより前記パッケージの周囲に形成されたばりを除去するために、並びに、前記成形器のモールド注入口に残存し前記パッケージに付着したまま固化したゲートランナーを切断するために、レーザ光を照射するレーザ発振部と、
前記ばりおよび前記ゲートランナーにレーザ光を照射するためにレーザ光の照射位置を調節する位置合わせ部とを備えた半導体組立装置。
前記パッケージはリードフレーム上に搭載された半導体チップを封止し、
前記レーザ発振部は、前記樹脂材料が前記成形器から前記リードフレームのリードに沿って押出されることによって該リードの周囲に形成されたばりを除去するために、レーザ光を放射することを特徴とする請求項１に記載の半導体組立装置。
前記レーザ発振部は、Ｑスイッチパルス方式のＹＡＧレーザ発振装置であることを特徴とする請求項１に記載の半導体組立装置。
前記レーザ発振器は、
レーザ光を反射させるミラーと、
前記ミラーを駆動させるミラー駆動部と、
前記ミラーに反射した該レーザ光を前記ばりおよび前記ゲートランナーに照射するように前記ミラー駆動部を制御する制御部をさらに備えたことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の半導体組立装置。
前記位置合わせ部は、
前記パッケージを撮影するカメラと、
前記カメラによって撮影された前記パッケージの実際の画像データと予め登録された前記パッケージの登録画像データとを比較することによって、該パッケージとレーザ光の照射位置との位置ずれを検出する画像処理装置とを備え、
前記制御部は、前記位置ずれを補正するためにレーザ光の走査経路を補正することを特徴とする請求項４に記載の半導体組立装置。
前記ばりを除去し、並びに、前記ゲートランナーを切断した後に、前記ばりおよび前記ゲートランナーが前記パッケージに残存していないことを確認するために、該パッケージの外観を撮影する外観検査用カメラと、
前記ばりまたは前記ゲートランナーが前記パッケージに残存している場合に、該パッケージを不良品としてリードフレームから取り除く不良品取除き部とをさらに備えたことを特徴とする請求項１に記載の半導体組立装置。
モールド用の成形器内へ樹脂材料を注入して該成形器内に配置された半導体チップを封止することによって成形されたパッケージを案内する第１の搬送部と、前記パッケージへレーザ光を放射する第１のレーザ発振部と、前記パッケージと前記第１のレーザ発振部との相対的な位置を合わせる第１の位置合わせ部とを備えた第１の半導体組立装置において、
前記第１の搬送部が前記パッケージを所定の位置まで案内する第１の案内ステップと、
前記樹脂材料が前記成形器から押出されることによって前記パッケージの周囲に形成されたばりにレーザ光を照射するために、並びに、前記成形器のモールド注入口に残存し前記パッケージに付着したまま固化したゲートランナーにレーザ光を照射するために、前記第１の位置合わせ部が前記パッケージと前記第１のレーザ発振部との相対的な位置を合わせる第１の位置合わせステップと、
前記第１のレーザ発振部がレーザ光を照射して該ばりを除去し、並びに、該ゲートランナーを切断する第１の除去ステップとを具備する半導体組立方法。
前記パッケージはリードフレーム上に搭載された半導体チップをモールドすることによって形成されており、
前記第１の除去ステップ後、前記リードフレームを反転する反転ステップと、
前記第１の半導体組立装置から送出された前記リードフレームを搬送する第２の搬送部と、前記パッケージへレーザ光を照射する第２のレーザ発振部と、前記パッケージと前記第２のレーザ発振部との相対的な位置を合わせる第２の位置合わせ部とを備えた第２の半導体組立装置において、
前記反転ステップ後に、前記第２の搬送部が前記パッケージを所定の位置まで案内する第２の案内ステップと、
前記樹脂材料が前記成形器から押出されることによって前記パッケージの周囲に形成されたばりにレーザ光を照射するために、前記第２の位置合わせ部が前記パッケージと前記第２のレーザ発振部との相対的な位置を合わせる第２の位置適合ステップと、
前記第２のレーザ発振部がレーザ光を放射して前記リードフレームの裏面に形成されたばりを除去する第２の除去ステップとをさらに具備することを特徴とする請求項７に記載の半導体組立方法。