JP2551859B2 - キャリアテープ切断装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、複数の半導体装置が配設されたキャリアテ
ープからレーザーで半導体装置（ICペレット上の電極と
リードとが接続されたものを指称する）を切断するキャ
リアテープ切断装置に関するものである。

［背景技術］ 従来、この種のキャリアテープ切断装置としては第４
図に示すものがある。

第４図において、メス型20は基台22上に固定配置され
ており、このメス型20の受台20′の受面20a及び20bより
上方に対向してオス型21が上下動可能に配置（支持機構
及び駆動機構は図示せず）されている。このメス型20の
受台20′の受面20a及び20bは第５図で示す半導体装置15
をアウターリード9cの下面で支える載置面が設けられて
いる。このメス型20の受台20′の内側側縁は第５図の破
線で示す切断範囲17の幅となるよう配置され、この幅と
対応してオス型21の幅が決められている。このオス型21
の先端21aは上下動してアウターリード部分で剪断でき
るように鋭利に形成されている。また、中央は半導体装
置のICペレットを避けるための凹部21bが形成されてい
る。

また、受台20′の両端には基台22よりガイドピン23a
及び23bが挿入される貫通孔24が設けられている。この
貫通孔24より出没されるガイドピン23a及び23bはキャリ
アテープ９の位置決めとして穿設された位置決め穴9a及
び9bに貫通可能な位置に出没可能に設けられている。

次に、上記構成よりなる装置の動作について説明す
る。

先ず、オス型21を図示せぬ駆動機構により下降させる
と、オス型21の先端部21a及び21bがガイドピン23a及び2
3bによって位置決めされているキャリアテープ９のアウ
ターリード9c部分に接触する。更に、オス型21が押し下
げられると、オス型21とメス型20との剪断作用でアウタ
ーリード9c部分は第６図で示すように切断され、半導体
装置15はキャリアテープ９から打ち抜かれて分離され図
示せぬ搬送機構上に落下される。その後、オス型21を上
昇復帰させる。また、ガイドピン23a及び23bを下降させ
てキャリアテープ９の位置決め穴9a及び9bから抜き、キ
ャリアテープ９の走行させて次の半導体装置15を打ち抜
き位置に移動させ次の打ち抜きに備える。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、従来のキャリアテープ切断装置では以
下のような欠点がある。

すなわち、 従来の装置では、キャリアテープ９の位置決め穴9a及
び9bにガイドピン23a及び23bを通して位置決めするので
あるが、受台20′の受面20a及び20bとキャリアテープ９
の下面との間にΔｌのクリアランスが発生し正確な位置
決めができない欠点がある。したがって、第４図のよう
なΔｌのクリアランスのある状態で第７図（ａ）のよう
に半導体装置15がアウターリード9cの切断範囲17の範囲
でオス型21とメス型20との剪断作用により分離される
と、第７図（ｂ）及び（ｃ）に示す如くリードの自由端
部にバリや曲がり等が発生し易い欠点がある。そして、
このようなリードの曲がり、バリ等が発生した状態でア
ウターリードボンディングを行うと、第８図（ａ）及び
（ｂ）に示すようにリード先端と被接続部品とが接合さ
れる際に接合面間で矢印方向に所謂滑り現象が発生して
所定の領域内で接合されず、ボンディング不良が発生す
る。

また、従来の装置ではキャリアテープ９の位置決め穴
9a及び9bとガイドピン23a及び23bとで位置決めされるた
めキャリアテープ９が第５図に示すアウターリード9cの
切断範囲17とオス型21及びメス型20との相対的な位置関
係が正確に出せない欠点がある。したがって、第６図に
示す如く半導体部品15の中心線に対してｘ＝−ｘ及びｙ
＝−ｙの関係が成立することが理想的であるが、この相
関関係がくずれる恐れがある。また、角度θの範囲でず
れが生ずる恐れもある。これらのずれが所定のずれ量の
許容範囲内のものであればよいが、従来の切断装置では
オス型21とメス型20とで一度に切断するのでｘ≠−ｘ及
びｙ≠−ｙということが起こりリード長が変わる。そし
て、その後のアウターリードボンディングを行う際に各
リード先端部での合わせ込みが行われるものではないの
でこのずれが生じた状態でボンディング接続を行うとボ
ンディング不良が発生する可能性がある。

本発明は、上記従来技術の欠点に鑑みてなされたもの
であって、複数の半導体装置が配設されたキャリアテー
プからレーザーを用いることによって半導体装置を所定
の範囲内で正確に切断可能なキャリアテープ切断装置を
提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 本発明は、複数のリードとICペレット上の電極とが接
合された半導体装置が所定の間隔で配設されたキャリア
テープと、該キャリアテープを規制しながら間欠的に移
送し位置決め可能な位置決め手段と、該位置決め手段の
上方に設けられた検出カメラと、この検出カメラと所定
距離離間して設けられたレーザー照射手段と、前記検出
カメラ及びレーザー照射手段を少なくともＸ方向及びＹ
方向に移動可能なXYテーブルとを備え、 前記検出カメラでキャリアテープ内に配設されたICペ
レット若しくはリードに形成された検出マークを撮像し
て各リードの相対的な位置を求め、この求められたリー
ド内でリードの切断範囲を設定し、この設定された切断
範囲に沿ってレーザー照射手段によりレーザーを照射し
て過熱切断す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図は本発明の実施例に係るキャリアテープ切断装
置の構成の概略を示す図、第２図は第１図の上面よりみ
た図である。なお、従来のものと同じ構成及び機能を有
するものについては同じ符合を用いて説明する。

第１図において、架台１上にはＸ方向に移動可能なＸ
テーブル２、Ｙ方向に移動可能なＹテーブル３及び回転
方向に回転可能なθテーブル４が載置されている。θテ
ーブル４の上面には略Ｌ字状の支持フレーム５が載置固
定されている。この支持フレーム５のフレーム先端部に
は距離Ｓの間隔をおいて検出カメラ６とレーザー照射機
構７が取り付けられている。検出カメラ６は架台１上に
設けられた位置決め機構８上に載置位置決めされたキャ
リアテープ９を撮像する。この検出カメラ９の出力は増
幅器、２値化回路等で構成される検出回路10に入力され
る。この検出回路10の出力は制御回路11に入力される。
この制御回路11はマイクロコンピュータ等で構成されて
おり、内部に記憶回路、演算回路等が内蔵され、図示せ
ぬ外部の操作手段より所定の条件等を入力設定できるよ
うに構成されている。また、レーザー照射機構７にはレ
ンズ等の光学部品によりキャリアテープ９を照射面上で
収束されて所定のスポット径となるように調整されてい
る。このレーザー照射機構７で用いられるレーザーとし
ては炭酸ガスレーザー等が用いられる。このレーザー照
射機構７はレーザー発振機構12と接続されており、制御
回路11からの指令によりレーザー光の出力、スポット径
の微調整等が調整制御できるように構成されている。こ
のレーザー発振機構12への外部からの条件設定等は制御
回路11を通して行われる。なお、検出カメラ６及びレー
ザ照射機構７を支持固定する支持フレーム５に昇降機構
を設けて検出カメラ６等を上下に昇降可能な構成として
もよい。また、この制御回路11はXYテーブル2,3及びθ
テーブル４も制御可能な構成となっている。

位置決め機構８には、キャリアテープ９の位置決め穴
9a及び9b（第３図図示）に対応して出没可能なガイドピ
ン（第４図のガイドピン23a及び23bとほぼ同じ構成）が
設けられており、また位置決め機構８と検出カメラ６と
の間には吸引ノズル13が配置されている。この吸引ノズ
ル13はコンプレッサ（図示せず）等よりなる吸引手段に
より位置決め機構８上で生ずる塵埃等を吸引除去するも
のである。

また、位置決め機構８上に載置されるキャリアテープ
９は、第２図に示すガイドフレーム14R及び14Lに規制さ
れながら矢印Ａ方向に間欠的に移送される。このガイド
フレーム14R及び14L両側のキャリアテープ９（図示せ
ず）は、送り出しリール（14L側）より所定のピッチ長
づつ間欠的に送り出されスプロケット等を介して案内さ
れながら巻き取りリール（14R側）に巻き取られる。こ
のキャリアテープ９にはインナーリードボンディングが
なされた半導体装置15が複数個配設されている。この半
導体装置15が第２図で示す半導体装置15′のステージ位
置に送られたとき、位置決め機構８に設けれたガイドピ
ンが上昇してキャリアテープ９の位置決め穴9a及び9b内
に嵌挿されて位置決めされる。

この状態で検出カメラ６はキャリアテープ９を撮像す
る。第２図に示す検出カメラ６の撮像範囲は検出回路10
により倍率等が可変できるように構成されており、設定
された検出枠6aの範囲で撮像することができる。また、
検出枠6a内には便宜上の目合せの目安となるクロスライ
ン6xが形成される。第３図は第２図の検出カメラ６によ
り撮像された半導体装置15′の拡大図である。

第３図において、キャリアテープ９に配設されている
アウターリード9cの上面には位置検出用の検出マーク16
a及び16bが形成されている。この検出マーク16a及び16b
は印刷若しくは刻印等目印となるものであればよい。こ
の検出マーク16a及び16bは、破線で示す切断範囲17の近
傍に形成するのがよい。これはレーザーにより切断した
場合の精度を向上させるためである。また、キャリアテ
ープ９の幅方向の両側には送り用穴9dが所定の間隔で長
手方向に形成されている。

次に、上記検出マーク16a及び16bを用いて位置検出を
行う場合について説明する。

先ず、検出カメラ６の位置はXYテーブル2,3の座標上
の位置として予め入力されているので、レーザー照射機
構７の座標上の位置は距離Ｓ離間した座標点として制御
回路11の記憶回路に入力される。

また、キャリアテープ９に配設されたアウターリード
9cの各リード間の距離、リードピンの数、リードの幅等
は外部の操作手段により制御回路11にセルフティーチ時
に条件設定等を入力し記憶する。したがって、２点目合
せによりキャリアテープ９の検出マーク16a,16bを検出
カメラ６により撮像すると、正規のリードの位置と実際
のリードの位置とのずれ量を制御回路11で演算して算出
することができる（角度θの補正については同様に求め
ることができるが説明は省略する。）その結果、アウタ
ーリード9cの各リードの相対的なずれ量も求めることが
できる。これら算出された値を制御回路11の記憶回路に
記憶させる。

因に、インナーリードボンディングを行うときに用い
た半導体装置15′のICペレット上に設けられているマー
ク（図示せず）を用いてアウターリード9cの位置を算出
することも可能である。しかしながら、このマークは切
断範囲17よりも離れた位置に形成されているので精度を
向上させるという意味で上記のような検出マーク16a及
び16bを設けるほうが好ましい。

以上のような構成よりなる装置の作用について説明す
る。

［アウタリード位置の検出について］ 先ず、第１図に示す検出カメラ６のレンズ中心座標位
置を原点とする。この原点座標はXYテーブル2,3上の座
標位置として入力されるので、検出カメラ６をXYテーブ
ル2,3によりＸ方向及びＹ方向に移動させて検出マーク1
6a（または検出マーク16b）上に位置させて撮像し検出
回路10により２値化して制御回路11の記憶回路にXY上の
座標を記憶させる。この操作によりアウターリード9cの
各リードの中心の位置を演算して求めることができる。
この求められた値によりXYテーブル2,3上の正規の座標
点と実際に２点目合せにより求められる座標点との間に
ずれがあるときは制御回路11によりずれ量を演算算出し
て求め記憶させる。

次に、この検出カメラ６のレンズ中心とレーザー照射
機構７のレンズ中心とは距離Ｓ離れた位置に取り付けら
れているので、実際にレーザーを照射する座標は検出カ
メラ６の座標から距離Ｓを±して演算し記憶させる。

また、レーザー照射機構７によりアウターリード9cの
切断される切断範囲17はインナーリードボンディング時
の設定条件、すなわちICペレットを大きさ、各パッド
（電極）の座標点等が予め求められているので、ICペレ
ットの中心から所定の距離で切断できるように適宜設定
できる。また、アウターリード9cの検出マーク16a及び1
6bの近傍を切断範囲とする場合にはこの検出マーク16a
及び16bを基準として設定すればよい。その他の方法に
より設定することも可能である。

以上のような条件設定がなされるとセルフティーチが
完了する。

［レーザー照射機構による切断方法について］ （低速で切断を行う場合） 上記のような方法によりアウターリード9cの各リード
の座標位置が求められるので、外部の操作手段によりア
ウターリード9cの切断指令が制御回路11を通して出され
ると、XYテーブル2,3が所定の座標位置に移動して最初
のアウターリード9cの上方に位置する。そして、制御回
路11はレーザー発振機構12を介してレーザー照射機構７
を駆動させレーザーを照射する。このとき、レーザー照
射機構７のレンズ中心はアウターリード9cの中心に位置
させられているので、XYテーブル2,3によりリードの端
部まで移動しXYテーブル2,3によりリード幅方向に移動
させながらレーザーを照射して切断する。この切断がな
された後は次のリードにXYテーブル2,3を移動させて同
じ動作を繰り返し全てのリードが切断されるまで繰り返
す。

（高速で切断を行う場合） 上記のように最初のアウターリード9cの上方に位置さ
せてレーザー照射機構７を駆動させてレーザーを照射し
て切断を開始する。そして連続的にXYテーブル２及び３
を予めプログラムされた所定方向に移動させながら切断
範囲17に沿って連続的に切断を行う。

このレーザーによる切断が行われているとき、過熱さ
れた切断部分から塵埃等が生ずるが、第１図に示す吸引
ノズル13により吸引除去される。

以上の方法により所定のパターンでアウターリード部
分が切断されると、切断された半導体装置15′は位置決
め機構８の載置面上に載置された状態となる。この載置
された半導体装置15′を図示せぬ吸着手段により上方に
吸着して次のアウターリードボンディング工程のステー
ジに移行させる。そして、キャリアテープ９の位置決め
穴9a及び9bに嵌挿されたガイドピンは下方に移動して第
２図に示すような矢印Ａ方向に沿って間欠的に移動し次
の半導体装置15が到来し、切断された半導体装置15′の
後のキャリアテープ９は切断された穴18のような状態と
なる。

以上のように、本実施例によればキャリアテープ９の
位置決め穴9a及び9bにガイドピンを通して位置決めした
ときに位置決め機構８の載置面とキャリアテープ９の下
面との間にクリアランスがあっても、アウターリード9c
の各リードの位置をXYテーブル2,3上の座標として検出
カメラ６等の認識装置により認識させるので決断の精度
が向上する。また、切断をレーザーで行うようにしたの
でリードの自由端部にバリや曲がり等が発生しにくい。
したがって、リード先端と被接続部品とが接合される際
に接合面間で所謂滑り現象が発生して所定の領域内で接
合されず、ボンディング不良が発生するというようなこ
とがない。更に、本実施例によれば切断範囲17の第３図
図示の仮想線に沿って正確に切断することができるので
第６図に示すように半導体部品の中心線に対してｘ＝−
ｘ及びｙ＝−ｙの関係が成立するような切断を行うこと
が可能となる。これによって次のアウターリードボンデ
ィングのボンディング精度が向上する。加えて、レーザ
ー照射による切断であるので切断方法等は制御回路11に
所定のプログラムを設定することによって自由な切断を
行うことが可能となる。

なお、本実施例ではレーザーで切断するとき、低速と
高速による切断がプログラムにより可能であるので、高
速による切断後に所定のリードピンのみ低速に切換えて
リードの自由端部を高精度な切断で行うことも可能であ
る。その他、リードの位置が予め求められているので種
々の方法による切断が可能となる。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明によれば、各リードの位置
をXYテーブル上の座標として検出カメラにより認識させ
るので切断の精度が向上する。また、本発明は、切断を
レーザーで行うようにしたのでリードの自由端部にバリ
や曲がり等が発生しないため、リード先端と被接続部品
とが接合される際に接合面間で所謂滑り現象が発生して
所定の領域内で接合されず、ボンディング不良が発生す
るということがない。更に、本発明によれば切断範囲に
沿って正確に切断することができるので、アウターリー
ドボンディングのボンディング精度が向上する。また、
本発明は、レーザー照射による切断であるので切断方法
等を自由にプログラミングすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例であり、本発明に係るキャリ
アテープ切断装置の構成の概略を示す図、第２図は第１
図の上面からみた図、第３図は第２図の検出枠内の半導
体装置の拡大図、第４図は従来のキャリアテープ切断装
置の構成を示す図、第５図はキャリアテープに配設され
た半導体装置の一部拡大図、第６図は第５図の切断範囲
で切断された半導体装置を示す図、第７図（ａ），
（ｂ）及び（ｃ）は第４図の装置によりアウターリード
部分で切断される状態並びに切断後のリードの状態を示
す図、第８図（ａ）及び（ｂ）は第４図の装置により切
断された後のアウターリードボンディングを示す図であ
る。 １……架台、２……Ｘテーブル、３……Ｙテーブル、４
……θテーブル、５……支持フレーム、６……検出カメ
ラ、７……レーザー照射機構、８……位置決め機構、９
……キャリアテープ、10……検出回路、11……制御回
路、12……レーザー発振機構、13……吸引ノズル、14…
…ガイドフレーム、15……半導体装置、16a,16b……検
出マーク、17……切断範囲、20……メス型、21……オス
型、22……基台。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数のリードとICペレット上の電極とが接
   合された半導体装置が所定の間隔で配設されたキャリア
   テープと、該キャリアテープを規制しながら間欠的に移
   送し位置決め可能な位置決め手段と、該位置決め手段の
   上方に設けられた検出カメラと、この検出カメラと所定
   距離離間して設けられたレーザー照射手段と、前記検出
   カメラ及びレーザー照射手段を少なくともＸ方向及びＹ
   方向に移動可能なXYテーブルとを備え、 前記検出カメラでキャリアテープ内に配設されたICペレ
   ット若しくはリードに形成された検出マークを撮像して
   各リードの相対的な位置を求め、この求められたリード
   内でリードの切断範囲を設定し、この設定された切断範
   囲に沿ってレーザー照射手段によりレーザーを照射して
   過熱切断するようにしたことを特徴とするキャリアテー
   プの切断装置。