JP2538800B2 - フレ―ムの搬送切換機構並びにその切換方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、ボンディング装置に関し、特にダイボンダ
ー装置及び加熱装置により熱硬化して製造されたリード
フレームのリードとチップ上の電極とをワイヤボンディ
ングするため、ローダ側より搬送機構によって搬送され
てくるリードフレームをボンディングステージ上に搬送
した後、ボンディング後にアンローダ側に排出するリー
ドフレームの搬送機構であって、複数台のボンディング
装置を使用してボンディングすることのできるフレーム
の搬送切換機構並びにその切換方法に関する。

［背景技術］ 従来、この種の装置では複数のICチップ（半導体）が
長手方向に配設されたワイヤボンディング用のリードフ
レームが、長手方向に移送する移送手段によって１ピッ
チづつ間欠送りされる。この送られたリードフレームは
ヒーターブロックによって過熱されたボンディングステ
ージ上に移送された後、リードフレームに配設されたIC
チップの電極と周囲のリードとがワイヤによりボンディ
ング接続される。この移送手段により移送されるリード
フレームは、一対の平行に配設されたガイドレール61a
及び61bにより規制されて案内される。このガイドレー
ル61a及び61bのガイド面に沿ってリードフレームがボン
ディングステージ上に案内されるローダ側（リードフレ
ーム供給側）62には前記ガイドレール61a及び61bの長手
方向と直交する方向に搬送機構が配設されている。この
搬送機構はアンローダー側（リードフレーム排出側）63
にも配設されている。

この従来の搬送機構を第７図により説明すると、 ボンディング装置１本体上に配設された一対のガイド
レール61a及び61bの中央にはボンディングステージ上に
搬送されたリードフレームのチップとリードとをワイヤ
によるボンディング接続を行うためのボンディングヘッ
ド２が装置本体上に設けられ、このボンディングヘッド
２はXYテーブル上に搭載されており、Ｘ方向及びＹ方向
に移動可能に構成されている。このボンディングヘッド
２によってボンディング位置座標等を位置決めした後に
ボンディング接続がなされる。

第７図図示のローダ側62の搬送機構64（アンローダ側
の搬送機構65も同一構成）のベルト64c及び64dで掛け渡
された移送部と、該移送部のベルト間にリードフレーム
を載置する載置台64eと、該載置台64eの載置面よりも前
記移送部を低い位置と高い位置とに上下動させる上下駆
動機構（図示せず）とを備えてなるリードフレーム移送
機構である。

この従来の装置の動作について簡単に説明すると、図
示せぬ外部の装置から移送されるリードフレームは載置
台64e（第８図）の載置面に載置される。この時、移送
部のベルト64c及び64dは載置台64eの載置面よりも低い
位置で待機している。その後、移送部は上下駆動機構に
より上昇しリードフレームを載置台64eの載置面より離
間させてベルト上で保持した後移送部のベルト駆動によ
りボンディングステージのあるガイドレール入口上方ま
で送られて停止する。この後、移送部が載置台64eの載
置面よりも低い位置まで下降し、この下降途中でリード
フレームは載置台の載置面により保持される。この状態
で図示せぬプッシャーによりリードフレームはガイドレ
ール61a及び61b上に送り込まれてガイドレールの搬送機
構（図示せず）により１ピッチづつ間欠送りされてボン
ディングされる。このボンディング後、リードフレーム
はアンローダ側における移送部の前記と同様の動作によ
って再びボンディングステージの長手方向と平行に配設
された搬送部66まで送られて排出される。

次に、上記のような移送機構を用いずにロボットアー
ム機構を用いリードフレームを把持してリードフレーム
を載置台の載置面に載置し、ボンディングステージのあ
るガイドレール上に搬送する構成のものもある。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、従来のリードフレームの移送機構では
以下のような欠点がある。

第７図に示すリードフレームの移送機構では、第１に
リードフレームを移送する場合、移送部を上昇させて載
置台の載置面上に載置されているリードフレームを保持
しながら上昇して停止し、移送部のベルトを駆動してリ
ードフレームがガイドレール入口まで送り、移送部を下
降させてリードフレームを載置台の載置面に載置させる
工程よりなるから、高速処理を目的とする自動機におけ
る時間的な効率が悪いという欠点がある。第２に、リー
ドフレームはリードとチップとの相対的高さ等の精度が
ボンディング接続に際して要求されるが、従来の装置の
ような移送部では上昇→移送→下降というような動作を
行うため振動等の影響を受け易くリードフレームにダメ
ージを与え易いという欠点がある。特に、ボンディング
接続後のアンローダ側では特に影響を受け易い。第３
に、従来の装置ではリードフレームはガイドレールと平
行に搬送されてくるのに対して移送部のベルトは直交す
る方向に配設されているので、載置台は移送部のベルト
をスペース的に逃げて設けなければならない。したがっ
て、リードフレームを保持する面が２点若しくは３点で
保持するようになるが、１つのリードフレーム内に通常
複数のチップが配設されているから、保持面が少なけれ
ばリードフレームの安定性が損なわれリードフレームの
反りやリードフレームに傷等のダメージを与え易いとい
う欠点がある。これは前述したようにボンディング接続
後は無視することができず、また自動機であるためダメ
ージを受けたフレームのみを直ちに機械を停止させて簡
単に取り出すことができない。

また、ロボットアームによりリードフレームを把持し
てリードフレームを載置台の載置面に載置し、ボンディ
ングステージのあるガイドレール上に搬送する従来の移
送機構では、リードフレーム両端のフレーム枠をロボッ
トアームの爪により把持するから、リードフレームに過
度の力が加わる恐れもありリードフレームに反り等のダ
メージを与え易いという欠点がある。また、リードフレ
ームを把持したまま上昇→移送→下降という動作を行な
うため前述の移送機構と同様の欠点を有する。

本発明は上記従来技術の欠点に鑑みなされたもので、
ローダ側より搬送機構によって搬送されてくるフレーム
をフレームのリードとチップとにダメージを与えること
なくボンディングステージ上に搬送し、ボンディング接
続した後にアンローダ側に排出するフレームの搬送機構
であって、複数台のボンディング装置に用いて好適なフ
レームの搬送切換機構並びにその切換方法を提供するこ
とを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 本発明のリードフレーム搬送切換機構は、ボンディン
グ作業がなされるボンディングステージ上にフレームを
案内する案内手段と、該案内手段へのフレーム案内方向
と平行な方向にフレームを搬送可能な搬送機構を少なく
とも２以上並列して設けた搬送手段と、該搬送手段を搭
載するベースと、該ベースと独立して前記フレームを保
持するガイドを前記搬送機構のフレーム搬送面よりも高
い位置と低い位置とに切換える切換手段とを備えるよう
にしたものである。

また、本発明のフレームの搬送切換方法はボンディン
グ作業がなされるボンディングステージへのフレーム案
内方向と平行な方向にフレームを搬送可能な搬送機構を
少なくとも２以上並列して設け、前記搬送機構が搭載さ
れるベースを前記フレーム案内方向と直交する方向に移
動できるように構成して、前記フレームを保持するガイ
ドを前記搬送機構のフレーム搬送面よりも高い位置と低
い位置とに切換えるようにしたものである。

［実施例］ 次に、本発明の実施例について図面を用いて詳細に説
明する。

第１図は本発明に係るリードフレームの搬送機構の構
成の概略を示す図である。なお、従来の構成と同様の機
能及び構成よりなるものについては詳細な説明を省略す
る。

第１図において、ボンディング装置（二点鎖線で図
示）１の本体上に載置されているボンディングヘッド２
はカメラヘッド，レンズ及び照明灯を有するカメラを含
み、Ｘ方向及びＹ方向に移動可能なXYテーブル駆動機構
（図示せず）に搭載されている。このボンディングヘッ
ド２によりボンディングステージ（このボンディングス
テージは、ボンディング接続を行うボンディング作業部
及びそのチップの前後の複数のチップを含むものを指称
する。）上の被ボンディング部品であるICチップ（アイ
ランド）を撮像してリードフレームのリードとチップ上
の電極とをボンディング接続する。このボンディングヘ
ッド２により撮像されるチップが配設されるリードフレ
ームは、第１のガイドレール3a及び第２のガイドレール
3bにより最適間隔位置に位置決め調整される。これら第
１及び第２のガイドレール3a及び3bとリードフレーム両
端との間隔は本実施例では約0.1mmに設定されている。
この第１及び第２のガイドレール3a及び3bと平行に第３
の搬送機構４が設けられている。この第３の搬送機構４
は１つの軸で軸支された一対のローラ4a,4bが２つ配設
され、該ローラ4a及び4b間に掛け渡された二本のベルト
4c,4dとで構成され、前記ローラ4bは二重ローラで形成
され、このローラ4bと前記以外の他のローラ4eとをベル
ト4fで掛け渡し、このローラ軸と駆動モータ4gの軸とが
連結駆動されるように構成されている。この駆動モータ
4gの回転駆動力により第３の搬送機構４のベルト4c及び
4dは正逆回転可能に構成されている。この二本のベルト
4c及び4d間の中心でアンローダ側（リードフレーム搬送
方向）近傍にはリードフレーム到来を検出する検出セン
サー５が配置されている。この検出センサー５は反射型
の光センサー等で構成されている。

次に、ローダ側の搬送手段について説明する。

ローダ側（リードフレーム供給側）の搬送手段は第１
及び第２の搬送機構６及び７で構成されている。この第
１及び第２の搬送機構６及び７は１つのモータ８で駆動
されている。

まず、第１及び第２の搬送機構６及び７はローダーユ
ニット９上に第１及び第２のガイドレール3a及び3bの長
手方向と平行な方向に並列して設けられている。このロ
ーダーユニット９の端部は前後スライド用シリンダー10
の軸10aの先端に連結されており、第１及び第２のガイ
ドレール3a及び3bの長手方向と直交する方向にボンディ
ング装置１本体の上面を移動可能に構成されている。こ
のシリンダー（切換手段）10の前後への移動のタイミン
グ制御は図示せぬマイクロプロセッサ等よりなる制御回
路により制御されており、シリンダーの前後の位置は第
１及び第２の搬送機構6,7の中心と第１及び第２のガイ
ドレール3a,3bの中心及び第３の搬送機構４の中心（一
点鎖線で示す部分）とが一致するように制御されてい
る。この中心位置の制御は調整可能に構成されているこ
とは勿論である。この第１及び第２の搬送機構６及び７
は上述した第３の搬送機構４と略同じ構成よりなり、１
つの軸で軸支された一対のローラ6a,6bが２つ配設さ
れ、該ローラ6a及び6b間に掛け渡された二本のベルト6
c,6dとで構成された搬送機構が並列に配設されてなる
が、前記他方のローラ軸6bで第１及び第２の搬送機構６
及び７が連結されており、第１の搬送機構６の前記ロー
ラ6bの１つは二重ローラで形成され、該ローラ6bと前記
以外の他のローラ6eとがベルト6fで掛け渡され、このロ
ーラ6eの軸と駆動モータ８の軸とが連結されて第１及び
第２の搬送機構６及び７は同軸で回転駆動されるように
構成されている。また、第１及び第２の搬送機構６及び
７には第１及び第２のガイドレール3a及び3bへのリード
フレーム供給側近傍にリードフレーム検出センサー11、
12が配設されている。

次に、第４及び第５の搬送機構13及び14は上述の第１
及び第２の搬送機構６及び７と同一の構成よりなり、ア
ンローダー側に設けられている。この第３及び第４の搬
送機構13及び14も第１及び第２の搬送機構６及び７と同
様に１つのモータで駆動されているが、第４及び第５の
搬送機構13及び４を駆動する駆動モータで駆動するよう
にしてもよい。また、リードフレーム検出センサー15,1
6はリードフレーム排出側、すなわち、第１図のベルト
先端近傍に配設されている。

次に、第２図及び第３図は第１図の第１及び第２の搬
送機構等が搭載されているローダーユニットの詳細な構
成をリードフレーム搬送方向と直交する方向から示した
断面図である。

第２図において、第１のベース17はボンディング装置
１本体上に固定されている。この第１のベース17上には
カム18が配設されている。このカム18のカム面の中央に
は連続的な傾斜面が形成されてリニアーな移動ができる
ように構成されている。また、第１のベース17の左側に
は前後スライド用シリンダー10（16）を支持する支持フ
レーム20が垂直に設けられている。このシリンダー10の
軸先端には断面略コ次型の第２のベース21が連結されて
いる。この第２のベース21内には第１及び第２の搬送機
構６及び７を連結する連結軸22を受けるカップリング23
が設けられており、連結軸22の他端は第２のベース21に
固定されているベルト駆動用モータ８のモータ軸とカッ
プリング23を介して連結されている。第１の搬送機構６
は既に第１図で説明したように二本のベルトが掛け渡さ
れたローラ軸を支持する支持台24a及び24bが第２のベー
ス21上に垂直に形成されている。また、第２の搬送機構
７も第１の搬送機構６と同様にローラ軸を支持する支持
台25a及び25bが第２のベース21上に垂直に形成されてい
る。この第２の搬送機構７の支持台25a及び25bの両側に
は断面略コ字型の保持台26が設けられており、この保持
台26の側面には上下用ガイド27が設けられている。この
上下用ガイド27は前記軸受23に形成された溝と嵌合して
上下に摺動可能に構成されている。保持台26の下面26a
には支柱28が設けられ、この支柱28の先端にはボールベ
アリング29が回転可能に設けられている。この支柱28は
第２のベース21に開けられた穴30を通して前記ボールベ
アリング29の先端が前記カム18のカム面に当接されてい
る。また、保持台26の上端には断面略Ｌ字型のガイドレ
ール31a及び31bが設けられている。このガイドレール31
a及び31bはリードフレームの幅により調節可能に構成さ
れている。このガイドレール31a及び31bのガイド面の高
さは第１及び第２のガイドレール3a及び3bのリードフレ
ームの搬送面の高さと少なくとも一致若しくはほぼ同じ
面の高さとなるように設定されている。

上記構成はローダ側及びアンローダ側も同じ構成より
なる。

このローダーユニット９を含む上下等の動作について
第２図及び第３図の図面を用いて以下に説明する。

第２図はシリンダー10の軸10aが吸引されている状態
にあり、軸先端に連結されている第２のベース21は引っ
張られている状態で位置制御されている。この時、第１
及び第２の搬送機構６及び７は、第１及び第２のガイド
レール3a,3bと第３の搬送機構４の搬送路とが一致した
状態、すなわち第１図に示す状態となる。この時、保持
台26の下面に設けられたベアリング29はカム面の最上部
18Hに位置している。したがって、第３図で示すカム面
の最下部18Lに位置する時はリードフレームが第２の搬
送機構７のベルト7c,7d上に載置されていたものが、シ
リンダーの吸引作用によって保持台26のガイドレール31
a及び31bによりリードフレーム両端が保持されて上昇
し、ベルト7c,7d上から静かにリードフレームが離間さ
れる。これは、カム18面により連続的な動きが可能であ
ることによる。この第２図の状態の時は第１の搬送機構
６のベルト上にもリードフレームが図示せぬ外部の装置
より搬送される。したがって、この状態で第３の搬送機
構４の搬送路上にリードフレームの連続的な搬送を行う
ことができる。

次に、第２の搬送機構７のガイドレール31a及び31bの
ガイド面に載置されたリードフレームがリードフレーム
プッシャーシリンダー19で第１及び第２のガイドレール
3a及び3bの搬送路上に押し出されると、前後スライド用
シリンダー10の軸10aは突出して第３図の状態に移行す
る。すなわち、第２のベース21をカム面に沿って18Hか
ら18Lに移動させる。この時、保持台26のガイドレール3
1a及び31bのガイド面はベルト上面の位置よりも低い位
置まで降下（第３図参照）しているので、新たなリード
フレームが図示せぬ外部の装置より搬送される。この時
には第１の搬送機構６は搬送路よりも外れた位置にある
のでベルト上にはリードフレームは載置されていない。

以上が、ローダーユニット９の動作であるが、かかる
動作はアンローダ側においても同様の動作が行われる。

次に、本装置を用いてリードフレームが搬送される経
路について第４図乃至第６図を用いて詳細に説明する。

まず、第１図の状態よりローダ側の前後スライド用シ
リンダー10の軸10aが突出してローダーユニット９を第
４図の状態まで移動させる。第２の搬送機構７の搬送路
上にリードフレーム（L/F）が矢印方向より供給され
る。このリードフレームを検出センサー12が検出する
と、ベルトを駆動している搬送用の駆動モータ８の回転
が制御回路からの指令により停止する。その後、前後用
シリンダー10が吸引方向に作動してローダーユニット９
を第５図に示す状態まで移動させる。この時、第１及び
第２の搬送機構６及び７の搬送路はボンディングステー
ジのある第１及び第２のガイドレール3a及び3bの搬送路
並びに第３の搬送機構４の搬送路と一致して停止する。
第２図図示の第２の搬送機構７のガイドレール31a及び3
1b上に載置されたリードフレームはリードフレームプッ
シャーシリンダー19により第１及び第２のガイドレール
3a及び3b上のガイド面にリードフレームが押し出され
る。このガイドレール3a及び3b上に送られたリードフレ
ームは図示せぬ搬送機構によりクランプされながら１ピ
ッチづつ間欠送りされた後ボンディングステージ上で所
定温度に過熱されてボンディングされる。この間、第１
の搬送機構６の搬送路は第３の搬送機構４の搬送路と一
致しているので、本装置以外の他の装置に第５の搬送機
構14を介してリードフレームを供給することができる。
次に、ボンディングステージ上でボンディング接続され
たリードフレームはアンローダ側に設けられた第４の搬
送機構13の搬送路上に排出され、リードフレーム検出セ
ンサー15で検出されてモータの回転が停止した後、アン
ローダ側の前後用シリンダー16が突出方向に作用してア
ンローダーユニットを第６図の状態まで移動させる。そ
して、ボンディング接続が終了したリードフレームを次
の装置側に搬送する。

以上が本装置を用いてリードフレームのボンディング
等がなされる一連の動作である。

この第１及び第２の搬送機構６及び７等は本実施例で
は２つのレールで説明しているが、それ以上設けてもよ
く、切換手段としてシリンダーを用いているが、他の構
成を用いて適宜組み合わせることは勿論可能である。

なお、本実施例ではワイヤボンディングを例として説
明しているが、テープボンディング等に用いても好適な
ものである。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明によれば、ボンディング作
業がなされるボンディングステージ上にフレームを案内
する案内手段と、該案内手段へのフレーム案内方向と平
行な方向にフレームを搬送可能な搬送機構を少なくとも
２以上並列して設けた搬送手段と、該搬送手段を搭載す
るベースと、該ベースと独立して前記フレームを保持す
るガイドを前記搬送機構のフレーム搬送面よりも高い位
置と低い位置とに切換える切換手段とを備えるようにし
たので、フレームの移送工程における時間的な効率を向
上させることができる。また、本発明によれば、搬送機
構をフレームの搬送方向と平行な方向に設けるととも
に、ベースと独立して前記フレームを前記搬送機構のフ
レーム搬送面よりも高い位置と低い位置とに切換えるよ
うにしたので、フレーム全体の保持が可能になりフレー
ムの反り等の防止ができ振動等の影響によるフレームへ
のダメージを防ぐこともできるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例であり、第１図は本発明に係
るリードフレームの搬送機構の構成の概略を示す図、第
２図は第１図のローダユニットの概略断面図、第３図は
第２図のローダユニットが移動した状態を示す断面図、
第４図、第５図、及び第６図は本発明に係るリードフレ
ームの搬送機構を用いてリードフレームの搬送経路を説
明する説明図、第７図は、従来のリードフレームの移送
機構を示す斜視図、第８図は第７図の移送機構の一部断
面図である。 １……ボンディング装置、２……ボンディングヘッド、
3a……第１のガイドレール、3b……第２のガイドレー
ル、４……第３の搬送機構、６……第１の搬送機構、７
……第２の搬送機構、９……ローダーユニット、10……
前後スライド用シリンダー、13……第４の搬送機構、14
……第５の搬送機構、17……第１のベース、18……カ
ム、19……リードフレームプッシャーシリンダー、21…
…第２のベース、23……カップリング、26……保持台、
27……上下用ガイド、29……ボールベアリング、31a,31
b……ガイドレール、61a,61……ガイドレール、62……
ローダ、63……アンローダ、64……搬送機構。

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ボンディング作業がなされるボンディング
   ステージ上にフレームを案内する案内手段と、該案内手
   段へのフレーム案内方向と平行な方向にフレームを搬送
   可能な搬送機構を少なくとも２以上並列して設けた搬送
   手段と、該搬送手段を搭載するベースと、該ベースと独
   立して前記フレームを保持するガイドを前記搬送機構の
   フレーム搬送面よりも高い位置と低い位置とに切換える
   切換手段とを備えたことを特徴とするフレームの搬送切
   換機構。
2. 【請求項２】前記切換手段はカムで形成されていること
   を特徴とする請求項１記載のフレームの搬送切換機構。
3. 【請求項３】ボンディング作業がなされるボンディング
   ステージへのフレーム案内方向と平行な方向にフレーム
   を搬送可能な搬送機構を少なくとも２以上並列して設
   け、前記搬送機構が搭載されるベースを前記フレーム案
   内方向と直交する方向に移動できるように構成して、前
   記フレームを保持するガイドを前記搬送機構のフレーム
   搬送面よりも高い位置と低い位置とに切換えるようにし
   たことを特徴とするフレームの搬送切換方法。