JP2004247377A - Die bonder - Google Patents

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JP2004247377A
JP2004247377A JP2003033211A JP2003033211A JP2004247377A JP 2004247377 A JP2004247377 A JP 2004247377A JP 2003033211 A JP2003033211 A JP 2003033211A JP 2003033211 A JP2003033211 A JP 2003033211A JP 2004247377 A JP2004247377 A JP 2004247377A
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Japan
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bonding
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wafer
unit
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JP2003033211A
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Japanese (ja)
Inventor
Masahiro Koyama
雅啓 小山
Daisuke Nakayama
大助 中山
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Nidec Powertrain Systems Corp
Original Assignee
Nidec Tosok Corp
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a die bonder that can be contrived to reduce its cost. <P>SOLUTION: This die bonder is provided with a dispenser 162 which applies a bonding agent to the bonding point of a lead frame, and a bonding head 124 which picks up a chip and transfers the chip to the bonding point coated with the bonding agent. An elevating/lowering unit 123 is provided with a mobile base 151 supported through a unit elevating/lowering mechanism 153, a first base 142 which moves downward as the base 142 is pressed by the mobile base 151 when the base 151 is lowered by means of the unit elevating/lowering mechanism 153, and a second base which can move freely in the vertical direction. The unit 123 is also provided with a cam mechanism 176 which is actuated when the mechanism 176 is pressed by the mobile base 151 raised by the unit elevating/lowering mechanism 153 and moves the second base downward. The bonding head 124 is installed to the first base 142 and the dispenser 162 is installed to the second base. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体などのチップをリードフレームにボンディングするダイボンディング装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、半導体のチップをリードフレームにボンディングする際には、ダイボンディング装置が用いられていた。
【0003】
このダイボンディング装置は、リードフレームが搬送される搬送レールと、該搬送レール上のリードフレームをピッチ送りする送り機構と、前記リードフレームのボンディングポイントにエポキシ剤を予め塗布するディスペンサと、ウエハリングを支持するステージと、ウエハリングに張設されたシート上のチップを下方から突き上げる突き上げ機構と、該突き上げ機構で突き上げられたチップをピックアップするボンディングヘッドとを備えている。
【0004】
前記ディスペンサは、該ディスペンサをリードフレームに設定された各ボンディングポイントへ移動するディスペンサ駆動機構に設けられており、該ディスペンサを昇降する駆動軸が設けられたディスペンサ昇降機構を介して前記ディスペンサ駆動機構に支持されている。
【0005】
また、前記ボンディングヘッドは、当該ボンディングヘッドをピックアップポイントとリードフレームのボンディングポイント間にて移動するヘッド駆動機構に設けられており、該ヘッド駆動機構に設けられた駆動軸を有するヘッド昇降機構を介して支持されている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このようなダイボンディング装置にあっては、ディスペンサを昇降する駆動軸と、ボンディングヘッドを昇降する駆動軸を必要とし、コスト高を招いていた。
【0007】
本発明は、このような従来の課題に鑑みてなされたものであり、低コスト化を図ることができるダイボンディング装置を提供することを目的とするものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために本発明のダイボンディング装置にあっては、リードフレームのボンディングポイントに接合剤を塗布するディスペンサと、チップをピックアップして接合剤が塗布された前記ボンディングポイントへ移送するボンディングヘッドとを備えたダイボンディング装置において、駆動機構によって水平方向に移動される昇降ユニットに、昇降機構を介して支持された可動ベースと、前記昇降機構で下降された前記可動ベースに押圧されて下方へ移動する上下動自在に支持された第1ベースと、上下動自在に支持された第2ベースと、前記昇降機構で上昇された前記可動ベースに押圧されて作動した際に前記第2ベースを下方へ移動するカム機構とを設け、前記第1ベース及び前記第2ベースの一方に前記ディスペンサを設けるとともに他方に前記ボンディングヘッドを設けた。
【0009】
その一例として昇降ユニットの第1ベースにボンディングヘッドが設けられ、第2ベースにディスペンサが設けられた場合を挙げて説明するが、第1ベースにディスペンサを設け、第2ベースにボンディングヘッドを設けても同様の作用を得ることができる。
【0010】
リードフレームのボンディングポイントに接合剤を塗布する際には、駆動機構によって昇降ユニットを移動してリードフレームを認識してから、該昇降ユニットに設けられたディスペンサを前記ボンディングポイント上に配置する。この状態において、昇降ユニットの昇降機構で可動ベースを上昇し、この可動ベースによってカム機構を作動して、前記第2ベースを下方へ移動する。これにより、該第2ベースに設けられた前記ディスペンサが下降し、該ディスペンサによって前記ボンディングポイントに接合剤が塗布される。
【0011】
一方、ボンディングヘッドでピックアップされたチップを接合剤が塗布されたボンディングポイントに移送する際には、前記駆動機構によって昇降ユニットを移動し、該昇降ユニットに設けられたボンディングヘッドを前記ボンディングポイント上に配置する。この状態において、昇降ユニットの昇降機構で可動ベースを下降し、この可動ベースで第1ベースを押圧して下方へ移動する。これにより、該第1ベースに設けられた前記ボンディングヘッドが下降し、該ボンディングヘッドに保持されたチップが前記ボンディングポイントに載置される。
【0012】
このように、昇降ユニットに設けられた昇降機構で前記可動ベースを上昇又は下降することにより、第1ベース及び第2ベースに設けられた前記ボンディングヘッド又は前記ディスペンサが選択的に下降される。また、昇降ユニットを移動する駆動機構によって前記ディスペンサと前記ボンディングヘッドとが移動される。
【0013】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施の形態を図に従って説明する。図1は、本実施の形態にかかるダイボンディング装置1を示す図であり、該ダイボンディング装置1は、半導体などのチップ2をリードフレーム3にボンディングする装置である。
【0014】
このダイボンディング装置1には、図2にも示すように、Y方向11に延在する一対のスライドレール12,12が離間して設けられており、両スライドレール12,12は、手前側から奥側まで延設されている。両スライドレール12,12の内側には、一対のウエハ支持レール13,13が奥側に設けられており、その手前側には、ウエハチェンジャー14が設けられている。
【0015】
前記両ウエハ支持レール13,13は、断面L字状に形成されており、ウエハリング21の縁部を支持した状態で、当該ウエハリング21をウエハ支持レール13,13に沿ってスライドできるように構成されている。両ウエハ支持レール13,13間には、支持されたウエハリング21を保持する保持位置22が設定されており、該保持位置22の真下には、図1に示したように、前記ウエハリング21に張設されたシート23を下面より吸着した状態で当該ウエハリング21を前記保持位置22に保持する円形の溝を有したステージ24が配置され、該ステージ24は、左右側部が図外の昇降機構によって昇降自在に支持されている。このステージ24は、中央部が開口したリング状に形成されている。
【0016】
前記ウエハチェンジャー14は、図3に示すように、起立したタワー41と、該タワー41にスライド自在に支持されたカセットリフタ42と、該カセットリフタ42を前記タワー41に沿って昇降するリフト機構43とを備えている。前記カセットリフタ42は、前記リフト機構43によって上下方向へ移動されるように構成されている。前記カセットリフタ42の上面は、着脱自在にセットされたウエハカセット46を支持する支持面47を構成しており、該支持面47には、ウエハカセット46を位置決めする位置決め部48が突設されている。
【0017】
前記ウエハカセット46は、取っ手51,51を有した箱体からなり、内部には、ウエハリング21を収容するウエハ収容部52,・・・が上下に複数段設けられている。各ウエハ収容部52は、前記ウエハ支持レール13,13側が開口している。これにより、前記リフト機構43を作動して、前記各ウエハ収容部52,・・・の出入口を選択的に前記ウエハ支持レール13,13の高さ位置に合わせて昇降するとともに、図1に示したように、前記ウエハカセット46を、前記ウエハ支持レール13,13より低位置にある後述する突き上げ機構103の高さ位置より低く下降できるように構成されている。
【0018】
前記ウエハ支持レール13,13の側部には、図4に示すように、前記ウエハ支持レール13,13のウエハリング21を移動するウエハリング移動機構61が設けられている。該ウエハリング移動機構61は、ウエハ支持レール13,13に沿って延設された交換用レール62と、該交換用レール62にスライド自在に支持されたスライダ63とを備えている。該スライダ63は、べルトとプーリーからなる駆動機構よって前記交換用レール62に沿って移動されるように構成されており、このスライダ63には、前記両ウエハ支持レール13,13の中央部まで延出する交換アーム64が設けられている。該交換アーム64の先端には、前記ウエハリング21を挟持するグリッパ65が開閉自在に設けられている。
【0019】
これにより、前記保持位置22にて前記ウエハ支持レール13,13に支持されたウエハリング21を、閉状態のグリッパ65で押圧して、ウエハ支持レール13,13の高さ位置に位置決めされた前記ウエハカセット46のウエハ収容部52へ収容できるように構成されている。また、前記ウエハ支持レール13,13の高さ位置にあるウエハ収容部52のウエハリング21を、前記グリッパ65で挟持して引き出すとともに、前記ウエハ支持レール13,13に沿って移動して前記保持位置22まで移動できるように構成されている。
【0020】
前記両スライドレール12,12には、図1に示したように、奥側に第1Yテーブル71がスライド自在に支持されており、手前側には、第2Yテーブル72がスライド自在に支持されている。
【0021】
該第2Yテーブル72の上部には、トレイ駆動機構81が設けられており、該トレイ駆動機構81には、前記第2Yテーブル72をスライドレール12,12に沿って移動する駆動機構が設けられている。前記トレイ駆動機構81には、図2に示したように、前記第1Yテーブル71へ向けて延出する支持アーム82,82が前記ウエハ支持レール13,13より高位置に設けられており、この支持アーム82,82には、ワークローダ83から受け取った短冊状のリードフレーム3を支持するX方向84に延在したワーク支持レール85,85が設けられている。
【0022】
また、前記トレイ駆動機構81には、内蔵した駆動機構によってX方向84にスライドされるとともにZ方向86上下駆動される駆動アーム91が設けられており、該駆動アーム91は、その先端が前記ワーク支持レール85,85間に達する長さ寸法に設定されている。この駆動アーム91の先端には、前記ワーク支持アーム82,82に支持されたリードフレーム3を載置した状態で吸着保持するワークトレイ92が設けられている。
【0023】
これにより、当該トレイ駆動機構81によって、前記ワークトレイ92に吸着保持したリードフレーム3をX方向84及びY方向11の任意の位置へ移動して前記ステージ24で保持されたウエハリング21上へ移動できるように構成されている。また、前記リードフレーム3をワーク支持レール85,85外へ排出する際に前記ワークトレイ92を下降することによって、リードフレーム92を吸着するバキュームの残圧を開放し、また、押し出しによるワークトレイ92との擦れが防止できるように構成されている。
【0024】
前記第2Yテーブル72の下部には、図1及び図5に示すように、前記第1Yテーブル71側に延出する下部アーム101が設けられている。該下部アーム101の先端には、突き上げ部移動機構102を介して突き上げ機構103が設けられており、該突き上げ機構103は、前記突き上げ部移動機構102によってX方向84へ駆動されるとともに、当該第2Yテーブル72を前記スライドレール12,12に沿って移動する駆動機構によりY方向11へ駆動され、前記チップ2をピックアップするピックアップポイント104へ移動できるように構成されている。この突き上げ機構103は、前記ステージ24の開口部内に配置された状態でウエハリング21のシート23の下面に摺接する突き上げステージ105と、該ステージ105内の突き上げピンとを備えており、該突き上げピンを上動することによって、ピックアップポイント104のチップ2を周囲のチップ2,・・・より高く突き上げられるように構成されている。
【0025】
この突き上げ機構103は、前記ワークトレイ92より前記第1Yテーブル71側へ所定距離離れた位置に設けられている。これにより、当該突き上げ機構103の突き上げピン上のピックアップポイント104から前記ワークトレイ92に保持されたリードフレーム3のボンディングポイント111までのY方向11の長さが常に一定となるように設定されており、前記ワークトレイ92の位置で定まる前記ボンディングポイント111と、前記突き上げ機構103の位置で定まるピックアップポイント104とが重ならないように構成されている。
【0026】
前記第1Yテーブル71には、図1に示したように、ユニット駆動機構121が設けられて設けられており、該ユニット駆動機構121には、当該第1Yテーブル71を前記スライドレール12,12に沿って移動する駆動機構が設けられている。また、前記ユニット駆動機構121には、X方向駆動機構122を介して、昇降ユニット123が前記第2Yテーブル72側に設けられており、該昇降ユニット123には、前記チップ2を着脱自在に吸着するボンディングヘッド124が設けられている。これにより、ウエハリング21のチップ2をピックアップする際に、前記ボンディングヘッド124を、ピックアップするチップ2に合わせて移動し、当該ボンディングヘッド124による前記チップ2のピックアップポイント104を、ウエハリング21を固定するステージ24に対して可変できるように構成されている。
【0027】
前記昇降ユニット123のベース131には、図6に示すように、ボンディングを終了したリードフレーム3を前記ワーク支持レール85,85上から送り出す押出爪132が傾倒自在に支持されている。該押出爪132の側部には、認識カメラ133が設けられており、当該昇降ユニット123下部の画像を取得して、図外の制御装置で画像解析(位置、角度補正)できるように構成されている。
【0028】
この認識カメラ133の側部には、上下に延在するスライドレール141,・・・が設けられており、このスライドレール141には、スライダを介してL字状の第1ベース142が上下動自在に支持されている。該第1ベース142は、図外のコイルスプリングによって上方へ付勢される一方、昇降ユニット123の天板143に設けられたストッパ144に当接することによって上限位置が規制されている。そして、この第1ベース142には、前記ボンディングヘッド124が設けられている。
【0029】
この第1ベース142の側部には、可動ベース151が設けられており、該可動ベース151も、スライドレール141に上下動自在に支持されている。この可動ベース151の側部には、駆動モータ152で作動するボールねじからなるユニット昇降機構153が設けられており、前記駆動モータ152の回転に応じて前記可動ベース151が上下動する。これにより、該可動ベース151下降時には、当接部155が前記第1ベース142を下方へ押圧して該第1ベース142を前記ボンディングヘッド124と共に下方へ移動するように構成されている。
【0030】
この昇降ユニット123のベース131の側部には、図7に示すように、上下に延在する図外のスライドレールを介して、第2ベース161が上下動自在に支持されており、該第2ベース161には、接合剤としてのエポキシ剤を前記リードフレーム3に塗布するディスペンサ162が設けられている。この第2ベース161は、コイルスプリング163によって下方へ向けて付勢されており、この第2ベース161の端部に設けられたL字片164は、当該昇降ユニット123の側板165に回動自在に軸支されたカム板166の一端部のカムフォロア167に上方から摺接している。
【0031】
前記カム板166の他端側は、底板171に支持されたコイルスプリング172によって下方へ向けて付勢されており、この他端部は、前記側板165に設けられたL字片173に当接した状態で下方への回動が規制されている。前記カム板166の他端部に設けられたカムフォロア174には、図6に示したように、前記可動ベース151から延出した作動板175が下方から摺接しており、カム機構176が構成されている。これにより、前記可動ベース151が上昇し前記作動板175が前記カム板166の他端部を押圧して押し上げた際には、前記カム板166の一端部が前記第2ベース161の下降を許容し、該第2ベース161を前記ディスペンサ162と共に下方へ移動するように構成されている。
【0032】
以上の構成にかかる本実施の形態を図8及から図10に示すフローチャートに従って説明する。
【0033】
すなわち、図外の制御装置がボンディング処理を実行する際には、短冊状のリードフレーム3をワークローダ83からワーク支持レール85,85へ供給してワークトレイ92で保持し(S1)、このリードフレーム3上に昇降ユニット123の認識カメラ133を移動してリードフレーム3の画像を取得し、各所のボンディングポイント111を認識する(S2)。この認識したボンディングポイント111がチップ2のピックアップポイント104から予め定められたオフセット量離れるように前記ワークトレイ92を移動する(S3)。
【0034】
そして、突き上げ部移動機構102によって駆動される突き上げ機構103の突き上げピンをピックアップポイント104へ移動する(S4)。このとき、前記ボンディングポイント111に対するピックアップポイント104のY方向11において距離は定められているので、X方向84のみの移動を行う。
【0035】
次に、前記リードフレーム3上に昇降ユニット123のディスペンサ162を移動して各ボンディングポイント111,・・・にエポキシ剤を塗布する(S5)。
【0036】
具体的には、ユニット駆動機構121で昇降ユニット123をボンディングポイント111へ移動し、該昇降ユニット123に設けられたディスペンサ162を前記ボンディングポイント111上に配置する。この状態において、昇降ユニット123のユニット昇降機構153で可動ベース151を上昇し、この可動ベース151によってカム機構176を作動して、前記第2ベース161を下方へ移動する。これにより、該第2ベース161に設けられた前記ディスペンサ162を下降し、該ディスペンサ162によって前記ボンディングポイント111に接合剤を塗布することができる。
【0037】
その後、ステージ24で固定されたウエハ上に昇降ユニット123の認識カメラ133を移動してピックアップするチップ2の位置を認識するとともに(S6)、ボンディングヘッド124をピックアップポイント104に移動して該ボンディングヘッド124でチップ2をピックアップする(S7)。
【0038】
具体的には、ユニット駆動機構121によって昇降ユニット123を移動し、該昇降ユニット123に設けられたボンディングヘッド124を前記ピックアップポイント104上に配置する。この状態において、昇降ユニット123のユニット昇降機構153で可動ベース151を下降し、この可動ベース151で第1ベース142を押圧して下方へ移動する。これにより、該第1ベース142に設けられた前記ボンディングヘッド124を下降し、該ボンディングヘッド124でピックアップポイント104のチップ2をピックアップすることができる。
【0039】
そして、このボンディングヘッド124を前記ボンディングポイント111へ移動して前記チップ2をボンディングポイント111に塗布されたエポキシ剤上の載置して固定する(S8)。
【0040】
この場合も、ユニット駆動機構121によって昇降ユニット123を移動し、該昇降ユニット123に設けられたボンディングヘッド124を前記ボンディングポイント111上に配置する。この状態において、昇降ユニット123のユニット昇降機構153で可動ベース151を下降し、この可動ベース151で第1ベース142を押圧して下方へ移動する。これにより、該第1ベース142に設けられた前記ボンディングヘッド124を下降し、該ボンディングヘッド124に保持されたチップ2を前記ボンディングポイント111に載置することができる。
【0041】
このように、昇降ユニット123に設けられたユニット昇降機構153で前記可動ベース151を上昇又は下降することにより、第1ベース142に設けられた前記ボンディングヘッド124及び第2ベース161に設けられたディスペンサ162を選択的に下降することができる。
【0042】
よって、ディスペンサ162を昇降するディスペンサ昇降機構と、ボンディングヘッド124を昇降するヘッド昇降機構とが個別に設けられた従来と比較して、構成の簡素化を図ることができる。また、ユニット昇降機構153を共用することができるため、ディスペンサ162及びボンディングヘッド124を昇降する駆動軸数を削減することができ、コストメリットを得ることができる。さらに、装置全体として軽量化を図ることもできる。
【0043】
加えて、昇降ユニット123を移動するユニット駆動機構121によって、ディスペンサ162とボンディングヘッド124とを移動することができる。これにより、さらなる構成の簡素化を図ることができる。
【0044】
そして、ワークトレイ92に保持されたリードフレーム3へのボンディングが終了したか否かを判断し(S9)、ボンディングが終了するまで前記ステップS3〜S8を繰り返し、終了した際には、押出爪132を傾倒して該押出爪132によって前記リードフレーム3を装置右側へ押し出した後(S10)、メインルーチンへ戻って、次のボンディング処理開始まで待機する。
【0045】
図10は、ウエハリング21交換時に実行されるウエハ交換処理を示すフローチャートであり、ステージ24に保持されたウエハリング21のチップ3のボンディングが終了した際には(SB1)、第1及び第2Yテーブル71,72をスライドレール12,12に沿って奥側へ移動してウエハチェンジャー14の上部空間を開放し(SB2)、カセットリフタ42によってウエハカセット46の空のウエハ収容部52をウエハ支持レール13,13の高さ位置に合わせた後(SB3)、ステージ24を下降してウエハリング21の保持状態を解除するとともに(SB4)、閉状態のグリッパ65で前記ウエハリング21を前記ウエハ収容部52へ収容する(SB5)。
【0046】
そして、カセットリフタ42でウエハカセット46を昇降して未使用のウエハリング21が収容されたウエハ収容部52をウエハ支持レール13,13の高さ位置に合わせ(SB6)、未使用のウエハリング21を前記グリッパ65で挟持して前記ウエハ収容部52から引き出し、前記ウエハ支持レール13,13に沿って保持位置22まで移動するとともに(SB7)、前記ステージ24を上昇してウエハリング21を固定してから(SB8)、前記第1及び第2Yテーブル71,72を定位置へ戻すとともに、前記ウエハカセット46を前記カセットリフタ42によって突き上げ機構103の高さ位置より低位置へ下降して(SB9)、メインルーチンへ戻る。
【0047】
【発明の効果】
以上説明したように本発明のダイボンディング装置にあっては、昇降ユニットに設けられた昇降機構で可動ベースを上昇又は下降することによって、第1ベース及び第2ベースに設けられたボンディングヘッド又はディスペンサを選択的に下降することができる。
【0048】
したがって、ディスペンサを昇降する駆動軸と、ボンディングヘッドを昇降する駆動軸とを必要とした従来と比較して、駆動軸数を削減することができ、コストメリットを得ることができる。また、装置全体として軽量化を図ることもできる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の形態を示す模式図である。
【図2】図1に対応した平面図である。
【図3】同実施の形態のウエハチェンジャーを示す要部の正面図である。
【図4】同実施の形態のウエハチェンジャーを示す要部の平面図である。
【図5】同実施の形態のピックアップポイントとボンディングポイントとの関係を示す説明図である。
【図6】同実施の形態の昇降ユニットを示す要部の正面図である。
【図7】図6の側面図である。
【図8】同実施の形態のボンディング処理を示すフローチャートである。
【図9】図8に続くフローチャートである。
【図10】同実施の形態のウエハ交換処理を示すフローチャートである。
【符号の説明】
1 ダイボンディング装置
2 チップ
3 リードフレーム
21 ウエハリング
81 トレイ移動機構
92 ワークトレイ
104 ピックアップポイント
111 ボンディングポイント
121 ユニット駆動機構
123 昇降ユニット
124 ボンディングヘッド
142 第1ベース
151 可動ベース
153 ユニット昇降機構
161 第2ベース
162 ディスペンサ
176 カム機構
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a die bonding apparatus for bonding a chip such as a semiconductor to a lead frame.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, when bonding a semiconductor chip to a lead frame, a die bonding apparatus has been used.
[0003]
The die bonding apparatus includes a transfer rail on which a lead frame is transferred, a feed mechanism for feeding the lead frame on the transfer rail at a pitch, a dispenser for applying an epoxy agent to bonding points of the lead frame in advance, and a wafer ring. The stage includes a stage for supporting, a push-up mechanism for pushing up a chip on a sheet stretched over a wafer ring from below, and a bonding head for picking up the chip pushed up by the push-up mechanism.
[0004]
The dispenser is provided in a dispenser driving mechanism that moves the dispenser to each bonding point set on the lead frame, and is connected to the dispenser driving mechanism via a dispenser elevating mechanism provided with a driving shaft that moves the dispenser up and down. Supported.
[0005]
The bonding head is provided in a head drive mechanism that moves the bonding head between a pickup point and a bonding point of a lead frame, and is connected via a head elevating mechanism having a drive shaft provided in the head drive mechanism. It is supported.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, such a die bonding apparatus requires a drive shaft for raising and lowering the dispenser and a drive shaft for raising and lowering the bonding head, resulting in an increase in cost.
[0007]
The present invention has been made in view of such a conventional problem, and an object of the present invention is to provide a die bonding apparatus capable of reducing cost.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, in a die bonding apparatus according to the present invention, there is provided a dispenser for applying a bonding agent to a bonding point of a lead frame, and bonding for picking up a chip and transferring the chip to the bonding point where the bonding agent is applied. In a die bonding apparatus having a head, a movable base supported via a lifting mechanism by a lifting unit moved in a horizontal direction by a driving mechanism, and a movable base lowered by the lifting mechanism A first base movably supported up and down, a second base movably supported vertically, and the second base when actuated by being pressed by the movable base raised by the elevating mechanism. A cam mechanism that moves downward, and the dispenser is mounted on one of the first base and the second base. Rutotomoni were other is provided with the bonding head.
[0009]
As an example, a case where a bonding head is provided on a first base of a lifting unit and a dispenser is provided on a second base will be described. However, a dispenser is provided on a first base, and a bonding head is provided on a second base. Can obtain the same effect.
[0010]
When applying the bonding agent to the bonding point of the lead frame, the drive unit moves the elevating unit to recognize the lead frame, and then disposes a dispenser provided in the elevating unit on the bonding point. In this state, the movable base is raised by the lifting mechanism of the lifting unit, and the cam mechanism is operated by the movable base to move the second base downward. Accordingly, the dispenser provided on the second base is lowered, and the dispenser applies a bonding agent to the bonding point.
[0011]
On the other hand, when transferring the chip picked up by the bonding head to the bonding point to which the bonding agent has been applied, the lifting mechanism is moved by the driving mechanism, and the bonding head provided in the lifting unit is moved onto the bonding point. Deploy. In this state, the movable base is lowered by the lifting mechanism of the lifting unit, and the first base is pressed by the movable base to move downward. As a result, the bonding head provided on the first base is lowered, and the chip held by the bonding head is placed on the bonding point.
[0012]
As described above, by raising or lowering the movable base by the lifting mechanism provided in the lifting unit, the bonding head or the dispenser provided on the first base and the second base is selectively lowered. Further, the dispenser and the bonding head are moved by a drive mechanism that moves the elevating unit.
[0013]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram showing a die bonding apparatus 1 according to the present embodiment. The die bonding apparatus 1 is an apparatus for bonding a chip 2 such as a semiconductor to a lead frame 3.
[0014]
As shown in FIG. 2, the die bonding apparatus 1 is provided with a pair of slide rails 12, 12 extending in the Y direction 11, and the two slide rails 12, 12 are arranged from the near side. It extends to the back side. A pair of wafer support rails 13 is provided on the inner side of both slide rails 12, and a wafer changer 14 is provided on the front side thereof.
[0015]
The two wafer support rails 13 are formed in an L-shaped cross section so that the wafer ring 21 can slide along the wafer support rails 13 while supporting the edge of the wafer ring 21. It is configured. A holding position 22 for holding the supported wafer ring 21 is set between the two wafer supporting rails 13, 13. Immediately below the holding position 22, as shown in FIG. A stage 24 having a circular groove for holding the wafer ring 21 at the holding position 22 in a state where the sheet 23 stretched on the lower surface is sucked from the lower surface is disposed. It is supported so as to be able to move up and down by a lifting mechanism. The stage 24 is formed in a ring shape with an open center.
[0016]
As shown in FIG. 3, the wafer changer 14 includes an upright tower 41, a cassette lifter 42 slidably supported by the tower 41, and a lift mechanism 43 for moving the cassette lifter 42 up and down along the tower 41. And The cassette lifter 42 is configured to be moved vertically by the lift mechanism 43. The upper surface of the cassette lifter 42 constitutes a support surface 47 for supporting a detachably set wafer cassette 46, and a positioning portion 48 for positioning the wafer cassette 46 protrudes from the support surface 47. I have.
[0017]
The wafer cassette 46 is formed of a box having handles 51, 51, and internally has a plurality of upper and lower wafer storage sections 52,. Each wafer accommodating portion 52 is open on the wafer support rail 13 side. By operating the lift mechanism 43, the entrance of each of the wafer accommodating portions 52,... Is selectively moved up and down in accordance with the height position of the wafer support rails 13, 13, as shown in FIG. As described above, the wafer cassette 46 can be lowered below the height position of the push-up mechanism 103 which will be described later, which is at a lower position than the wafer support rails 13, 13.
[0018]
As shown in FIG. 4, a wafer ring moving mechanism 61 for moving the wafer ring 21 of the wafer support rails 13, 13 is provided on the side of the wafer support rails 13, 13. The wafering moving mechanism 61 includes a replacement rail 62 extending along the wafer support rails 13, 13, and a slider 63 slidably supported by the replacement rail 62. The slider 63 is configured to be moved along the replacement rail 62 by a drive mechanism including a belt and a pulley. An extending exchange arm 64 is provided. A gripper 65 for holding the wafer ring 21 is provided at the end of the exchange arm 64 so as to be freely opened and closed.
[0019]
Thereby, the wafer ring 21 supported by the wafer support rails 13 at the holding position 22 is pressed by the gripper 65 in a closed state, and is positioned at the height position of the wafer support rails 13. The wafer cassette 46 is configured to be accommodated in the wafer accommodating section 52. Further, the wafer ring 21 of the wafer accommodating portion 52 at the height position of the wafer support rails 13, 13 is pulled out while being held by the gripper 65, and is moved along the wafer support rails 13, 13 to hold the wafer ring 21. It is configured to be able to move to the position 22.
[0020]
As shown in FIG. 1, a first Y table 71 is slidably supported on the rear side of the slide rails 12, and a second Y table 72 is slidably supported on the front side. I have.
[0021]
A tray drive mechanism 81 is provided above the second Y table 72, and a drive mechanism that moves the second Y table 72 along the slide rails 12, 12 is provided in the tray drive mechanism 81. I have. As shown in FIG. 2, the tray driving mechanism 81 is provided with support arms 82, 82 extending toward the first Y table 71 at a position higher than the wafer support rails 13, 13. The support arms 82, 82 are provided with work support rails 85, 85 extending in the X direction 84 for supporting the strip-shaped lead frame 3 received from the work loader 83.
[0022]
The tray drive mechanism 81 is provided with a drive arm 91 which is slid in the X direction 84 and driven up and down in the Z direction 86 by a built-in drive mechanism. The length dimension is set to reach between the support rails 85, 85. At the end of the drive arm 91, a work tray 92 is provided for holding the lead frame 3 supported by the work support arms 82, 82 while holding the lead frame 3 mounted thereon.
[0023]
As a result, the lead frame 3 sucked and held on the work tray 92 is moved to an arbitrary position in the X direction 84 and the Y direction 11 by the tray drive mechanism 81 and moved onto the wafer ring 21 held by the stage 24. It is configured to be able to. When the lead frame 3 is ejected out of the work supporting rails 85, the work tray 92 is lowered to release the residual pressure of the vacuum for sucking the lead frame 92. Is configured to prevent rubbing.
[0024]
As shown in FIGS. 1 and 5, a lower arm 101 extending toward the first Y table 71 is provided below the second Y table 72. At the tip of the lower arm 101, a push-up mechanism 103 is provided via a push-up section moving mechanism 102. The push-up mechanism 103 is driven in the X direction 84 by the push-up section moving mechanism 102, and The 2Y table 72 is driven in the Y direction 11 by a driving mechanism that moves along the slide rails 12, 12, and can be moved to a pickup point 104 for picking up the chip 2. The push-up mechanism 103 includes a push-up stage 105 that slides on the lower surface of the sheet 23 of the wafer ring 21 and a push-up pin in the stage 105 while being disposed in the opening of the stage 24. By moving up, the chip 2 at the pickup point 104 can be pushed up higher than the surrounding chips 2,.
[0025]
The push-up mechanism 103 is provided at a position separated by a predetermined distance from the work tray 92 toward the first Y table 71. Thereby, the length in the Y direction 11 from the pickup point 104 on the push-up pin of the push-up mechanism 103 to the bonding point 111 of the lead frame 3 held on the work tray 92 is set to be always constant. The bonding point 111 determined by the position of the work tray 92 and the pickup point 104 determined by the position of the push-up mechanism 103 do not overlap.
[0026]
As shown in FIG. 1, the first Y table 71 is provided with a unit driving mechanism 121, and the unit driving mechanism 121 is provided with the first Y table 71 on the slide rails 12, 12. A drive mechanism is provided that moves along. The unit drive mechanism 121 is provided with an elevating unit 123 on the second Y table 72 side via an X-direction driving mechanism 122. The chip 2 is detachably attached to the elevating unit 123. Bonding head 124 is provided. Accordingly, when picking up the chip 2 of the wafer ring 21, the bonding head 124 is moved in accordance with the chip 2 to be picked up, and the pickup point 104 of the chip 2 by the bonding head 124 is fixed to the wafer ring 21. The stage 24 is configured to be variable.
[0027]
As shown in FIG. 6, an extruding claw 132 for sending out the bonded lead frame 3 from above the work supporting rails 85, 85 is tiltably supported on the base 131 of the elevating unit 123. A recognition camera 133 is provided on the side of the push claw 132, and is configured to acquire an image of the lower part of the elevating unit 123 and perform image analysis (position and angle correction) by a control device (not shown). ing.
[0028]
On the side of the recognition camera 133, slide rails 141 extending vertically are provided. On the slide rail 141, an L-shaped first base 142 is vertically moved via a slider. It is freely supported. The first base 142 is urged upward by a coil spring (not shown), while being in contact with a stopper 144 provided on a top plate 143 of the elevating unit 123, the upper limit position is regulated. The bonding head 124 is provided on the first base 142.
[0029]
A movable base 151 is provided on a side portion of the first base 142, and the movable base 151 is also supported by the slide rail 141 so as to be vertically movable. A unit elevating mechanism 153 composed of a ball screw operated by a drive motor 152 is provided on a side portion of the movable base 151, and the movable base 151 moves up and down in accordance with the rotation of the drive motor 152. Thus, when the movable base 151 is lowered, the contact portion 155 presses the first base 142 downward, and moves the first base 142 together with the bonding head 124 downward.
[0030]
As shown in FIG. 7, a second base 161 is supported on the side of the base 131 of the elevating unit 123 through a vertically extending slide rail (not shown) so as to be vertically movable. The base 161 is provided with a dispenser 162 for applying an epoxy agent as a bonding agent to the lead frame 3. The second base 161 is urged downward by a coil spring 163, and an L-shaped piece 164 provided at an end of the second base 161 is rotatable on a side plate 165 of the lifting unit 123. A cam follower 167 at one end of a cam plate 166 rotatably supported by the cam follower 167 from above.
[0031]
The other end of the cam plate 166 is urged downward by a coil spring 172 supported by a bottom plate 171, and this other end abuts on an L-shaped piece 173 provided on the side plate 165. In this state, downward rotation is restricted. As shown in FIG. 6, an operation plate 175 extending from the movable base 151 is in sliding contact with a cam follower 174 provided at the other end of the cam plate 166 from below, and a cam mechanism 176 is formed. ing. Accordingly, when the movable base 151 is raised and the operation plate 175 presses and pushes up the other end of the cam plate 166, one end of the cam plate 166 allows the second base 161 to descend. Then, the second base 161 is configured to move downward together with the dispenser 162.
[0032]
This embodiment according to the above configuration will be described with reference to the flowcharts shown in FIGS.
[0033]
That is, when a control device (not shown) executes the bonding process, the strip-shaped lead frame 3 is supplied from the work loader 83 to the work supporting rails 85, 85 and held on the work tray 92 (S1). The recognition camera 133 of the elevating unit 123 is moved onto the frame 3 to acquire an image of the lead frame 3, and the bonding points 111 at various locations are recognized (S2). The work tray 92 is moved so that the recognized bonding point 111 is separated from the pickup point 104 of the chip 2 by a predetermined offset amount (S3).
[0034]
Then, the push-up pin of the push-up mechanism 103 driven by the push-up section moving mechanism 102 is moved to the pickup point 104 (S4). At this time, since the distance of the pickup point 104 to the bonding point 111 in the Y direction 11 is determined, the movement is performed only in the X direction 84.
[0035]
Next, the dispenser 162 of the lifting unit 123 is moved onto the lead frame 3 to apply an epoxy agent to each of the bonding points 111,... (S5).
[0036]
Specifically, the elevating unit 123 is moved to the bonding point 111 by the unit driving mechanism 121, and the dispenser 162 provided in the elevating unit 123 is arranged on the bonding point 111. In this state, the movable base 151 is moved up by the unit elevating mechanism 153 of the elevating unit 123, and the cam mechanism 176 is operated by the movable base 151 to move the second base 161 downward. Accordingly, the dispenser 162 provided on the second base 161 can be lowered, and the bonding agent can be applied to the bonding point 111 by the dispenser 162.
[0037]
Thereafter, the recognition camera 133 of the lifting unit 123 is moved on the wafer fixed on the stage 24 to recognize the position of the chip 2 to be picked up (S6), and the bonding head 124 is moved to the pickup point 104 to move the bonding head. The chip 2 is picked up at 124 (S7).
[0038]
Specifically, the elevating unit 123 is moved by the unit driving mechanism 121, and the bonding head 124 provided in the elevating unit 123 is arranged on the pickup point 104. In this state, the movable base 151 is lowered by the unit lifting mechanism 153 of the lifting unit 123, and the movable base 151 presses the first base 142 to move downward. Accordingly, the bonding head 124 provided on the first base 142 is lowered, and the chip 2 at the pickup point 104 can be picked up by the bonding head 124.
[0039]
Then, the bonding head 124 is moved to the bonding point 111, and the chip 2 is placed and fixed on the epoxy applied to the bonding point 111 (S8).
[0040]
Also in this case, the elevating unit 123 is moved by the unit driving mechanism 121, and the bonding head 124 provided in the elevating unit 123 is arranged on the bonding point 111. In this state, the movable base 151 is lowered by the unit lifting mechanism 153 of the lifting unit 123, and the movable base 151 presses the first base 142 to move downward. Accordingly, the bonding head 124 provided on the first base 142 can be lowered, and the chip 2 held by the bonding head 124 can be placed at the bonding point 111.
[0041]
As described above, the movable base 151 is moved up or down by the unit elevating mechanism 153 provided in the elevating unit 123, so that the bonding head 124 provided on the first base 142 and the dispenser provided on the second base 161 are provided. 162 can be selectively lowered.
[0042]
Therefore, the configuration can be simplified as compared with the related art in which a dispenser elevating mechanism for elevating and lowering the dispenser 162 and a head elevating mechanism for elevating and lowering the bonding head 124 are separately provided. Further, since the unit elevating mechanism 153 can be shared, the number of drive shafts for elevating and lowering the dispenser 162 and the bonding head 124 can be reduced, and a cost advantage can be obtained. Further, the weight of the entire apparatus can be reduced.
[0043]
In addition, the dispenser 162 and the bonding head 124 can be moved by the unit drive mechanism 121 that moves the elevating unit 123. Thereby, the structure can be further simplified.
[0044]
Then, it is determined whether the bonding to the lead frame 3 held on the work tray 92 has been completed (S9), and the above steps S3 to S8 are repeated until the bonding is completed. Is tilted and the lead frame 3 is pushed out to the right side of the apparatus by the pushing claws 132 (S10), and the process returns to the main routine and waits until the next bonding process starts.
[0045]
FIG. 10 is a flowchart showing a wafer replacement process executed when the wafer ring 21 is replaced. When the bonding of the chips 3 of the wafer ring 21 held on the stage 24 is completed (SB1), the first and second Ys are replaced. The tables 71 and 72 are moved to the back side along the slide rails 12 and 12 to open the upper space of the wafer changer 14 (SB2), and the empty wafer accommodating portion 52 of the wafer cassette 46 is moved by the cassette lifter 42 to the wafer support rail. After being adjusted to the height position of 13, 13 (SB3), the stage 24 is lowered to release the holding state of the wafer ring 21 (SB4), and the wafer ring 21 is held by the gripper 65 in the closed state. 52 (SB5).
[0046]
Then, the wafer cassette 46 is moved up and down by the cassette lifter 42 so that the wafer accommodating portion 52 accommodating the unused wafer ring 21 is positioned at the height of the wafer support rails 13 (SB6). Is gripped by the gripper 65 and pulled out of the wafer accommodating portion 52, and is moved along the wafer support rails 13 to the holding position 22 (SB7), and the stage 24 is raised to fix the wafer ring 21. After that (SB8), the first and second Y tables 71 and 72 are returned to their home positions, and the wafer cassette 46 is lowered by the cassette lifter 42 to a position lower than the height position of the push-up mechanism 103 (SB9). Return to the main routine.
[0047]
【The invention's effect】
As described above, in the die bonding apparatus according to the present invention, the movable base is raised or lowered by the lifting mechanism provided in the lifting unit, so that the bonding head or the dispenser provided on the first base and the second base are provided. Can be selectively lowered.
[0048]
Therefore, the number of drive shafts can be reduced and a cost merit can be obtained as compared with the related art that requires a drive shaft for raising and lowering the dispenser and a drive shaft for raising and lowering the bonding head. Further, the weight of the entire apparatus can be reduced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic diagram showing an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a plan view corresponding to FIG.
FIG. 3 is a front view of a main part showing the wafer changer of the embodiment.
FIG. 4 is a plan view of a main part showing the wafer changer of the embodiment.
FIG. 5 is an explanatory diagram showing a relationship between a pickup point and a bonding point according to the embodiment.
FIG. 6 is a front view of a main part showing the lifting unit according to the embodiment.
FIG. 7 is a side view of FIG. 6;
FIG. 8 is a flowchart showing a bonding process of the embodiment.
FIG. 9 is a flowchart following FIG. 8;
FIG. 10 is a flowchart showing a wafer exchange process of the embodiment.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Die bonding apparatus 2 Chip 3 Lead frame 21 Wafer ring 81 Tray moving mechanism 92 Work tray 104 Pickup point 111 Bonding point 121 Unit driving mechanism 123 Elevating unit 124 Bonding head 142 First base 151 Movable base 153 Unit elevating mechanism 161 Second base 162 Dispenser 176 Cam mechanism

Claims (1)

リードフレームのボンディングポイントに接合剤を塗布するディスペンサと、チップをピックアップして接合剤が塗布された前記ボンディングポイントへ移送するボンディングヘッドとを備えたダイボンディング装置において、
駆動機構によって水平方向に移動される昇降ユニットに、
昇降機構を介して支持された可動ベースと、
前記昇降機構で下降された前記可動ベースに押圧されて下方へ移動する上下動自在に支持された第1ベースと、
上下動自在に支持された第2ベースと、
前記昇降機構で上昇された前記可動ベースに押圧されて作動した際に前記第2ベースを下方へ移動するカム機構とを設け、
前記第1ベース及び前記第2ベースの一方に前記ディスペンサを設けるとともに他方に前記ボンディングヘッドを設けたことを特徴とするダイボンディング装置。
In a die bonding apparatus including a dispenser that applies a bonding agent to a bonding point of a lead frame, and a bonding head that picks up a chip and transfers the chip to the bonding point where the bonding agent is applied,
The lifting unit moved horizontally by the drive mechanism,
A movable base supported via a lifting mechanism,
A first base supported by the movable base lowered by the elevating mechanism and vertically movable to be moved downward by being pressed by the movable base;
A second base movably supported up and down,
A cam mechanism that moves the second base downward when pressed by the movable base raised by the elevating mechanism to operate;
A die bonding apparatus, wherein the dispenser is provided on one of the first base and the second base and the bonding head is provided on the other.
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