JP2589100B2 - チップボンディング装置 - Google Patents

チップボンディング装置

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JP2589100B2
JP2589100B2 JP62252078A JP25207887A JP2589100B2 JP 2589100 B2 JP2589100 B2 JP 2589100B2 JP 62252078 A JP62252078 A JP 62252078A JP 25207887 A JP25207887 A JP 25207887A JP 2589100 B2 JP2589100 B2 JP 2589100B2
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Japan
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chip
tray
chips
bonding
pitch
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哲一 井上
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Rohm Co Ltd
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【発明の詳細な説明】 【産業上の利用分野】
この発明は、チップボンディング装置に関し、スペー
ス効率が良く、しかもチップボンディング装置の連続運
転時間を飛躍的に延長できるように構成されたものに関
する。
【従来の技術】
ICやLSIなどの製造において、リードフレーム上に半
導体素子チップ(以下、単にチップという。)をボンデ
ィングする工程が含まれることは良く知られるところで
ある。 そうして、高集積化にともなうチップの大型化によっ
てウエハ上のチップの歩留りが低下することに対応し、
エキスパンドテープ上のチップをピックアップしてこれ
を直接リードフレーム上にボンディングするのではな
く、エキスパンドテープからチップをピックアップする
ピックアップ工程とチップをリードフレーム上にボンデ
ィングするチップボンディング工程を分離し、いったん
ピックアップ工程においてエキスパンドテープ上のバッ
ドマークのついていない良品のチップのみをピックアッ
プしてこれをトレイに集め、チップボンディング工程に
おいてはトレイ上のチップをボンディングするという手
法が取られることがある。これは、エキスパンドテープ
上でバッドマークのついたチップが連続すると、その認
識の間コレットによるピックアップ動作ないしボンディ
ング機の動作が止まっており、ボンディング効率が悪化
するとともにボンディング機の制御がかえって複雑化す
るという従来から一般的に行なわれてきたチップボンデ
ィング工程の欠点を解消するためである。 上記トレイ1は、第6図に示すように平面視矩形状を
した樹脂性薄板からなり、その上面に形成した矩形の凹
部2に、複数個のチップCを複数列複数行に整列保持で
きるように構成されており、また、チップCを保持した
状態で、このトレイ1自体が複数枚積層できるように構
成されている。 このトレイ1に対応したボンディング装置3において
は、第5図に概略構成を示すように、リードフレームF
の搬送装置4の側方に、複数枚、たとえば9枚の上記ト
レイ1を載置できるトレイカセット5をX・Y方向に駆
動できるX・Yテーブル6が配置されている。そうし
て、真空チャック機能をもつピックアップ手段7が、X
・Yテーブル6によって所定位置に順次誘導されたチッ
プCを順次リードフレームF上に搬送してボンディング
する。
【発明が解決しようとする問題点】
ところで、従来、トレイ1をトレイカセット5上に載
置するのに人手に頼っていた。すなわち、作業者は、チ
ップCを満載したトレイ1を一枚一枚トレイカセット5
上に並べていた。 このような作業は非能率的であり、ハンドリングミス
も起こりがちであるという問題がある上、トレイカセッ
ト5上に一度に載置できるトレイ1の数が限られている
ため、ボンディング装置3が連続運転できる時間が比較
的短かいという問題もあった。なお、ボンディング装置
3の連続運転時間を延長することのみを考慮するなら
ば、トレイカセット5の面積を拡大し、これに一度に載
置できるトレイ1の数を増加させればよいが、そうする
と、X・Yテーブル6のX方向およびY方向の移動行程
を延長するなどしてこのX・Yテーブル6をより大型か
つ高価なものに交換する必要があるとともに、X・Yテ
ーブルのリードフレーム搬送装置4からの距離が長くな
ってスペース効率が悪化し、これによってピックアップ
手段7のピックアップ位置からボンディング位置までの
往復移動距離が長くなってかえってボンディング効率が
悪くなるという問題があった。 この発明は、上記の従来の問題を一挙に解決し、人手
を必要とすることなく、効率的にトレイ上のチップをボ
ンディングすることができ、しかも、ボンディング装置
全体のスペース効率をも向上させることができるチップ
ボンディング装置を提供することをその目的とする。
【問題を解決するための手段】
上記の問題を解決するため、この発明では、次の技術
的手段を講じている。 すなわち、チップ供給機構によってチップを順次ボン
ディング基板搬送装置上の基板にボンディングするチッ
プボンディング装置において、 上記チップ供給機構は、各々所定個数のチップを複数
列複数行に整列保持するとともにそれ自体で垂直方向に
複数積層した状態を保持できるチップトレイを所定枚数
積層してなるトレイ積層物を複数待機させることができ
るストックテーブルと、上記ストックテーブルから受け
取ったトレイ積層物を載置して上昇することができるエ
レベータと、上記エレベータ上のトレイ積層物の最上位
のチップトレイを一枚ずつ搬送路上に記載するチャッキ
ング手段と、こうして搬送路上に移載されたチップトレ
イをチップの列方向の整列ピッチと同ピッチでピッチ送
りするピッチ送り装置と、上記チップトレイが各ピッチ
送りされた状態において、トレイ上に行方向にならぶチ
ップを順次ピックアップしてこれをボンディング基板搬
送装置上の基板にボンディングするピックアップ手段と
を備えて構成されている。
【作用および効果】
まず、本願発明のボンディング装置においては、複数
個のチップを整列保持するチップトレイが複数枚積層さ
れてなるトレイ積層物を複数ストックテーブル上に待機
させておくことができる。本願発明装置は、このストッ
クテーブル上のチップトレイがすべてなくなるまで連続
運転することができるが、トレイ積層物の枚数を増やし
たり、トレイ積層物を待機させておく数を増やすだけ
で、飛躍的にボンディング装置の連続運転時間を延長す
ることができる。 次に、上記ストックテーブル上の幾つかのトレイ積層
物は、順次エレベータ上に移載され、このエレベータが
上昇するにしたがい、トレイ積層物の最上位のチップト
レイがチャッキング手段によって一枚ずつピッチ送り装
置における搬送路上に移載される。 ピッチ送り装置上では、チップトレイは、それが保持
するチップの列方向のピッチと同ピッチで列方向にピッ
チ送りされ、停止中、行方向にならぶチップをピックア
ップ手段が順次ピックアップしてボンディング基板搬送
装置上の基板にボンディングする、そうして、行方向の
チップがなくなると上記のようにチップトレイが1ピッ
チ前進し、上記のようなピックアップ手段による動作が
行なわれるのである。 こうして一つのチップトレイのすべてのチップのボン
ディングが終了すると、上記エレベータ上のトレイ積層
物から次のチップトレイがピッチ送り装置上に導入さ
れ、上記のようなピックアップ操作が繰り返される。 すなわち、本願発明のボンディング装置は、ストック
テーブル上に待機させられる複数のトレイ積層物を順次
エレベータ上に移し換え、そして、このエレベータ上の
トレイ積層物の最上位からチップ満載のチップトレイを
順次ピッチ送り装置に導入し、これをトレイ上のチップ
の列方向にピッチ送りさせながら、各行方向のチップを
ピックアップ手段によって基板上にボンディングすると
いうあらたな手法を採用しているのである。 これにより、次のような顕著な効果を発揮することが
できる。 チップトレイは、積層状態でストックテーブルに載
置すればよいので、従来のように人手によってトレイカ
セットにチップトレイを並べるといった作業が不要とな
る。 同時に、場所をとらずに多くのチップトレイをスト
ックすることができるので、ボンディング装置の連続運
転時間を飛躍的に延長することができ、1人のオペレー
タの受持ち台数が増え、人件費削減による大きなコスト
低減効果が期待できる。また、上述のようにストックテ
ーブルにはチップトレイを積層状態で載置すればよいの
で、前工程においてチップを満載させられたチップトレ
イを自動的にストックテーブルに載置することも簡単と
なり、電子装置の製造工程のライン化が可能となる。 さらに、ビッチ送り装置においては、チップトレイ
を一方向にピッチ送りさせるようにしているので、この
送り方向をボンディング基板搬送装置の基板送り方向と
平行とすることにより、スペース効率が飛躍的に向上す
るとともに、ピッチ送り装置上のチップから基板までの
ピックアップ手段の往復移動行程が短縮され、ボンディ
ング効率も飛躍的に向上する。すなわち、ピッチ送り装
置は、チップトレイ上に並ぶチップの列方向の整列ピッ
チでピッチ送りされるだけであって、行方向の動きはこ
のピッチ送り装置においては不要であることから、たと
えば、複数行複数列に整列させられたチップトレイ上の
チップを全てピックアップするために、チップトレイを
X方向およびY方向(列方向および行方向)に移動させ
る機構を設けることに比較し、ピッチ送り装置の構成が
著しく簡略化され、併せて、スペース効率も向上するの
である。
【実施例の説明】
以下、本願発明の実施例を図面を参照して具体的に説
明する。 第1図は、本願発明のボンディング装置の要部である
チップ供給機構Aの概略構成側面図であり、第2図は第
1図のII−II線断面図である。第2図において符号4は
ボンディング基板の一例としてのリードフレームFの搬
送装置を示し、リードフレームFは、この搬送装置上
を、図面の裏側から表側に向かってピッチ送りされる。 第1図および第2図から明らかなように、チップ供給
機構Aは、リードフレーム搬送装置の側方に、これとほ
ぼ平行に配置されている。 8はストックテーブルであり、この上面には、第5図
に示すものと同様のチップトレイ1にチップCを満載し
たものが、複数枚積層されてトレイ積層物となって導入
される。図において、チップトレイ積層物は、さらに複
数並べられている。このストックテーブル8の先端部に
隣接するようにして、送りねじ9によって昇降させられ
るエレベータ10が配置されている。このエレベータ10
は、その載置面10aが上記ストックテーブル8の上面と
面一となる上下位置にあるとき、アクチュエータ11によ
ってストックテーブル8上を前方にずれ動かされたチッ
プトレイ1の積層物を受け取り、次いで順次チップトレ
イ1の厚み分ずつ上昇させられる。 上記エレベータ10の前方に隣接して、チップトレイ1
をリードフレーム搬送装置4の送り方向と平行な方向に
ピッチ送りするピッチ送り装置12が配置される。このピ
ッチ送り装置12は、載置されたチップトレイ1を一方
向、すなわちトレイ上に複数列複数行に整列させられた
チップCの列方向にスライド移動させることができる搬
送路13を備えている。 この搬送路13の始端部には、上記のエレベータ10によ
って順次所定高さまで上昇させられるチップトレイの積
層柱の最上にあるチップトレイ1が、順次エレベータ10
の上方と搬送路13の始端間を往復するチャッキング手段
14によって移載される。 本例において搬送路13上に移載されたチップトレイ1
は、搬送路13の送り方向に開けられたスリット15から搬
送路上に上昇し、チップトレイ1の前後を挟むことがで
きるチャック16を、送りねじ17によって、トレイ上に列
方向に並ぶチップCのピッチと同一ピッチでピッチ送り
するように構成されている。 さらに、ピッチ送り装置12からリードフレーム搬送装
置4にかけての上方には、第2図に表れているように、
ピッチ送り装置12の搬送路13上で停止するチップトレイ
1に行方向にならぶチップCを順次ピックアップしてリ
ードフレームF上にボンディングするピックアップ手段
18が設けられる。このピックアップ手段18は、一定行程
間を往復移動するのではなく、第2図に仮想線でその移
動軌跡を示すように、最も搬送装置4に近いチップCを
リードフレームF上に搬送して帰還するとき、さらに行
方向に1ピッチずつ過移動して次々と行方向に並ぶチッ
プCを端から順番にピックアップしてリードフレーム上
のボンディング位置に移送するように構成されている。
なお、このピックアップ手段18のピックアップ部は、図
示は省略しているが、真空コレット等の公知のものを採
用することができる。 行方向のチップがなくなると、チップトレイ1が列方
向に1ピッチ送られて上記と同様にチップCがピックア
ップされ、かつボンディングされるのであるが、チップ
トレイ1上のすべてのチップCのピックアップおよびボ
ンディングが終了して空となったチップトレイ1′は、
空トレイストッカ19に積層状に蓄えられる。 この空トレイストッカ19は、チップトレイ1の落下を
阻止できる係止上面20a,20aを有し、上方に延びつつ内
外方向に弾性変形できる板バネ21,21に支持された一対
のラチェット爪20,20を備え、アクチェエータ22によっ
てピッチ送り装置12の搬送路13の終端からこれに隣接す
る昇降板23上にスライド移載された空チップトレイ1′
を、上記一対のラチェット爪20,20の下方から上方につ
きあげることにより、下方から順次送られる空チップト
レイ1′が係止上面20a,20aによって落下阻止されなが
ら、順次積層されるように構成されている。 次に、以上の構成のボンディング装置の全体的な動作
につき、説明する。 チップを満載したチップトレイ1の積層物は、ストッ
クテーブル8からエレベータ10上に移載され、その上端
のチップトレイ1がチャッキング手段14によってピッチ
送り装置12の搬送路13の始端に移載される。このように
搬送路13上に移載されたチップトレイ1は、これに保持
されるチップCの列方向にピッチ送りされる。そうし
て、停止中のチップトレイ1に行方向に並ぶチップC
は、ピックアップ手段18によって順次ピックアップさ
れ、リードフレーム搬送装置4上においてボンディング
位置にピッチ送りされてくるリードフレームF上のボン
ディング部(通常はアイランド)に順次ボンディングさ
れる。行方向のチップがなくなると、チップトレイ1が
1ピッチ前方に送られ、次の行のチップCが上記のよう
にして順次ピックアップされ、かつボンディングされ
る。すべてのチップがピックアップかつボンディングさ
れて空となった空チップトレイ1′は、上述のようにし
て空トレイストッカ19に蓄えられる。 また、空チップトレイが空トレイストッカ19に移送さ
れると同時に、エレベータ10上にあるチップトレイの積
層物の最上部から次のチップトレイ1がピッチ送り装置
12上に移載されており、きれめなく次々とチップがピッ
クアップされ、かつボンディングされる。 さらに、エベレータ10上のチップトレイがなくなる
と、ストックテーブル8上にある次のチップトレイ積層
物がアクチュエータ11によってエレベータ10上にスライ
ド移載され、以後上述のようにピックアップおよびボン
ディング操作が繰り返される。 したがって本例のボンディング装置においては、スト
ックテーブル8に積層されたチップトレイ1が存在する
限り、連続動作させることができ、第5図に示すトレイ
カセットを使用するチップ供給の手法に比して、飛躍的
にその連続動作時間を延長することができるのである。 なお、上述のストックテーブル8ないし空トレイスト
ッカ19およびピックアップ手段18からなるチップ供給機
構Aはまた、エキスパンドテープ上のバットマークのつ
いていないチップを空チップトレイ1′に装填するため
の機構として援用することができる。 すなわち、第3図および第4図に示すように、第1図
における空トレイストッカ19に蓄積された空チップトレ
イ積層物をストックテーブル8′に導入し、第1図に示
す構成と同様にしてエレベータ10′によって上昇させら
れる空チップトレイ積層物の最上部の空チップトレイ
1′を順次チャッキング手段14′によってピッチ送り装
置12′の搬送路13′上に移載し、空チップトレイ1′が
搬送路13′上をピッチ送りされる間に、搬送路13′の側
方に位置するエキスパンドテープ23から順次バッドマー
クのついていない良品チップをピックアップ手段18′に
よって空チップトレイ1′上に整列させるのである。こ
のとき、ピックアップ手段18′は、移動行程は第2図の
ものと同様であるが、チップの移送方向が全く逆にな
る。すなわち、図示しないX・Yテーブルと光学的認識
装置によってエキスパンドテープ23上のチップが順次ピ
ックアップ位置に誘導されると、ピックアップ手段18′
はそのチップCをピックアップして上記搬送路13′上の
チップトレイ1′に移送してこれを行方向にチップCを
並べ、1行並べ終わるとチップトレイ1′が1ピッチ前
進して次の行にチップCが並べられるといった動作をす
るのである。こうして1つの空チップトレイ1′にチッ
プCが満載されると、このチップトレイは、第1図の空
チップトレイストッカと同様の、チップ装填済みトレイ
ストッカ19′に積層状に蓄えられるのである。そうし
て、このストッカ19に蓄えられたチップを満載したチッ
プトレイ積層物は、自動的に、または手動によって、次
のチップボンディング工程、すなわち、第1図のストッ
クテーブル8に移送されるのである。 ストックテーブル8上のチップトレイ積層物は、第3
図および第4図における良品チップ抽出工程とチップボ
ンディング工程の動作速度のバラツキを吸収するバッフ
ァとして機能するため、エキスパンドテープ23上の良品
チップをリードフレームFにボンディングするまでの工
程を、都合よくライン化することが可能となる。 もちろん、本願発明は上述の実施例に限定されない。 たとえば、ボンディング基板とは、リードフレームの
ほか、バイブリッドIC用の基板、あるいはサーマルヘッ
ド用の基板をも含む概念であり、要するに、チップ素子
がボンディングされるすべての基板を含む。
【図面の簡単な説明】
第1図は本願発明のボンディング装置の要部の全体構成
側面図、第2図は第1図のII−II線断面図、第3図は本
願発明の関連構成の全体側面図、第4図は第3図のIV−
IV線断面図、第5図は従来例の概略斜視図、第6図はチ
ップトレイの全体斜視図である。 1……チップトレイ、1′……空チップトレイ、8……
ストックテーブル、12……ピッチ送り装置、14……チャ
ッキング手段、A……チップ供給機構、C……チップ。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭52−47681(JP,A) 特開 昭58−220441(JP,A) 特開 昭58−130818(JP,A) 特開 昭60−10747(JP,A) 特開 昭61−244779(JP,A) 実開 昭62−111926(JP,U)

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】チップ供給機構によってチップを順次ボン
    ディング基板搬送装置上の基板にボンディングするチッ
    プボンディング装置において、 上記チップ供給機構は、各々所定個数のチップを複数列
    複数行に整列保持するとともにそれ自体で垂直方向に複
    数積層した状態を保持できるチップトレイを所定枚数積
    層してなるトレイ積層物を複数待機させることができる
    ストックテーブルと、上記ストックテーブルから受け取
    ったトレイ積層物を載置して上昇することができるエレ
    ベータと、上記エレベータ上のトレイ積層物の最上位の
    チップトレイを一枚ずつ搬送路上に記載するチャッキン
    グ手段と、こうして搬送路上に移載されたチップトレイ
    をチップの列方向の整列ピッチと同ピッチでピッチ送り
    するピッチ送り装置と、上記チップトレイが各ピッチ送
    りされた状態において、トレイ上に行方向にならぶチッ
    プを順次ピックアップしてこれをボンディング基板搬送
    装置上の基板にボンディングするピックアップ手段と、
    を備えることを特徴とする、チップボンディング装置。
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JPH0413257B2 (ja) * 1982-01-25 1992-03-09 Shinkawa Kk
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