JP2625749B2 - 半導体装置組立システム - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 以下の順序に従って本発明を説明する。

A.産業上の利用分野 B.発明の概要 C.従来技術 D.発明が解決しようとする問題点 E.問題点を解決するための手段 F.作用 G.実施例［図面］ H.発明の効果 （A.産業上の利用分野） 本発明は半導体装置組立システム、特にダイボンディ
ングからレジンモールドまでをインラインで行うように
され、ボンディング装置とモールド装置との間の処理能
力の一時的アンバランスを吸収するための多数枚のワイ
ヤボンディング済みリードフレームをストックすること
のできるバッファ装置を備えた半導体装置組立システム
に関する。

（B.発明の概要） 本発明は、上記半導体装置組立システムにおいて、 ロット切換時にロット混合及び生産効率の著しい低下
を伴なうことなく組立を続けることができるようにする
ため、 モールド装置以外の各装置は前の装置からロットエン
ド信号を受けるとリードフレーム搬出数がリードフレー
ム搬入数に等しくなったとき、即ち装置内に製品が空に
なったとき次の装置へロットエンド信号を、前の装置へ
はロットスタート信号を伝送するようにされ、 バッファ装置はこれの前の装置である抜き取り装置か
らロットエンド信号を受けると、ロットの区切りにセッ
トされるリードフレーム搬送用の空マガジンが所定位置
に達したときに前の装置へロットスタート信号を伝送
し、バッファ装置自身からのリードフレーム搬出数が同
じく自身へのリードフレーム搬入数に等しくなったとき
次の装置であるモールド装置へロットエンド信号を伝送
するようにしてなるものである。

（C.背景技術） IC、LSIの組立は一般にリードフレームに半導体ペレ
ットをダイボンディングし、必要に応じてキュア処理を
し、次にワイヤボンディングをし、抜き取り検査をした
うえてレジンモールドをするという順序で行われる。そ
して、従来においてはその組立はオフラインで行われて
いたが、それではリードタイムが長くなり、生産効率の
向上が阻まれてしまう。

そこで、本願出願人会社においてはダイボンディング
からレジンモールドに至る諸工程をインラインで行うよ
うにする試みが為された。具体的には、ダイボンダ、キ
ュア炉（但し、銀ペーストを用いないでダイボンディン
グする場合は該キュア炉は不要である。）、ワイヤボン
ダ、抜き取り装置、バッファ装置、モールド装置をイン
ラインで構成した半導体装置組立システムを製造し、こ
れによるIC、LSIの製造を試みた。バッファ装置はワイ
ヤボンディング済のリードフレームを汎用フレームマガ
ジンにて収納し、マガジン単位でストック、搬送するも
のであり、多数のリードフレームをストックして装置内
を循環させることができる。このようにバッファ装置設
けるのは、ダイボンダ、ワイヤボンダと、モールド装置
との間に処理能力の一時的なアンバランスが生じてもシ
ステム全体の生産効率に著しい低下が生じないようにす
るためである。というのは、ダイボンダ及びワイヤバン
ダには故障が発生することが少なくない。そして、ダイ
ボンダあるいはワイヤボンダが故障すると修理が終るま
ではその処理能力が著しく低下し、場合によっては処理
能力が０になってしまう。一方、モールド装置は例えば
１日に１回２時間程度の定期段取りが必要であり、その
段取りをしている間はモールド装置の処理能力が０にな
る。即ち、ダイボンダ及びワイヤボンダと、モールド装
置との間には処理能力のアンバランスが生じ得る。そし
て、このように処理能力のアンバランスが生じてもシス
テム全体としての生産効率が大きく低下しないようにす
るためには、ワイヤボンダとモールド装置の間に多数枚
のワイヤボンディング済みリードフレームをストックす
ることのできるバッファ装置を設けることが好ましいと
いえる。なぜならば、バッファ装置があれば、モールド
装置が段取りでストップしているときはダイボンダ、ワ
イヤボンダ側から排出されてくるワイヤボンディング済
みリードフレームをバッファ装置にどんどんストックし
ておくことができ、そして、ダイボンダあるいはワイヤ
ボンダに故障が生じてボンディング装置側の処理能力が
モールド装置の処理能力よりも低下したときはバッファ
装置にストックされたリードフレームについてレジンモ
ールドすることができ、ダイボンダ、ワイヤボンダ側と
モールド装置側との間に一時的に処理能力のアンバラン
スが生じてもバッファ装置で吸収することができ、シス
テム全体の生産効率を自動的に略一定に保つことができ
るのである。

これがバッファ装置を設ける意義である。

（D.発明が解決しようとする問題点） ところで、上述したようにIC、LSIの組立をインライ
ン化した場合に問題となるのはロット切換時におけるロ
ットの混合をどう防止するかということである。即ち、
IC、LSIの組立をオフラインで行う場合にはロットの切
換により生じるロットの区切りは人（オペレータ）によ
って行っていたが、インライン化しても人のロットの区
切りを認識させて混合が起きないようにするのでは省力
化の趣旨に反するだけでなく、人に機械の中を流れる製
品についてロットの区切りを認識させ続けなければなら
ないので人が負う負担が大きくなり、好ましくない。

そこで、本願発明者が考えたのは次のようなシステム
である。１つのロットについて組立システムの先頭の装
置であるダイボンダへの供給が完了したらロッドエンド
スイッチを操作してダイボンダへロットエンド信号を送
出する。ダイボンダはこのロットエンド信号を受けると
新たなリードフレームの搬入を停止する。そして、搬出
リードフレームの枚数が搬入リードフレームの枚数に一
致したら、換言すればダイボンダ内を流れているリード
フレームが０になったらダイボンダが次の工程を行うワ
イヤボンダにロットエンド信号を送る。ワイヤボンダ以
下の各装置もダイボンダと同じように自己の装置を流れ
るリードフレームの枚数が０になったら次の工程の装置
にロットエンド信号を送るようにし、そして、システム
最後尾のモールド装置からロットエンド信号が出力され
たら半導体装置組立システムには古いロットのものが総
て終了したとしてダイボンダに新しいロットについての
ダイボンディングを開始させるようにする。

システムをこのようにすると、組立システム内から古
いロットのものが全部廃止された後新しいロットについ
ての組立が開始されることになりロットの混合が生じな
い。その点で優れているといえる。

しかし、このようにした場合にはシステム内に存在し
ている古いロットのリードフレームが処理を終えて全部
排出されるまでに時間がかかり、その間新しいロットに
対しての処理が全く行われないことになる。古いロット
が終った後新しいロットについてレジンモールド済みリ
ードフレームが排出され始めるまで長い時間がかかり、
ロット切換時に生産がストップし、その結果、生産効率
の著しい低下が伴ってしまう。というのは、システム内
を流れているリードフレームの枚数は多く、特にバッフ
ァ装置に非常に多くのワイヤボンディング済みリードフ
レームがストックされるようになっているためである。
即ち、バッファ装置はストック容量が大きい程ダイボン
ダ、ワイヤボンダとモールド装置との間の処理能力のア
ンバンランスを吸収する緩衝能力が大きく好ましいが、
その反面バッファ装置内部に多くのリードフレームがス
トックされるとそれを吐き出すに要する時間が非常に長
くかかることになる。従って、若し、バッファ装置内を
ストックされたリードフレームの全部が処理されてシス
テムからレジンモールド済みリードフレームとして排出
されるまではシステムが新しいロットに対する処理を開
始しないこととすれば、システムの生産効率の低下が非
常に大きいことになってしまう。

そこで、本発明はロット切換時にロット混合及び生産
効率の著しい低下を伴なうことなく組立を続けることが
できるようにすることを目的とするものである。

（E.問題点を解決するための手段） 本発明半導体装置組立システムは上記問題点を解決す
るため、モールド装置以外の各装置については前の装置
からロットエンド信号を受けるとリードフレーム搬出数
がリードフレーム搬入数に等しくなったとき、即ち装置
内に製品が空になったとき次の装置へはロットエンド信
号を、前の装置へはロットスタート信号を送出するよう
にされ、バッファ装置についてはこれの前の装置からロ
ットエンド信号を受けると、ロットの区切りにセットさ
れるリードフレーム搬送用の空マガジンが所定位置に達
したときに前の装置へロットスタート信号を送出し、リ
ードフレーム搬出数がリードフレーム搬入数に等しくな
ったときモールド装置へロットエンド信号を送出するよ
うにしてなることを特徴とする。

（F.作用） 本発明半導体装置組立システムによれば、バッファ装
置を除く各装置はそれぞれ搬出リードフレーム数が搬入
リードフレーム数に等しくなると後の工程の装置へロッ
トエンド信号を送ると共に前の工程の装置へ新なロット
に対する処理の開始を許容するロットスタート信号を送
出するので、１つの装置内で異なるロットが共存するこ
とは起り得ない。従って、ロットの混合を防止できる。

また、バッファ装置において抜き取り装置からロット
エンド信号を受けた場合、ロットの区切りにセットされ
るリードフレーム搬送用の空マガジンがバッファ装置内
の所定位置に達した時に前の工程の装置に新たなロット
に対する処理の開始を許容するので、バッファ装置内に
おいては新旧２つのロットのリードフレームが共存し得
ることになる。しかし、この場合には新旧２つのロット
の間に空マガジンが介在しているので空マガジンによっ
てロットの区別ができる。従って、バッファ装置内にお
いてもロットの混同を防止することができる。

そして、システム全体から古いロットのリードフレー
ムが排出されるまで新しいロットの処理に移らないので
はなく、システムを構成する各装置は基本的には自己よ
り後段の装置において古いロットに対する処理が終った
ときに新しいロットに対する処理に入るので、システム
を構成している各装置のロット切換の際における遊休時
間を短くすることができる。

そして、ストック容量の大きなバッファ装置について
は前述のとおり２つのロットが区別されつつも共存し得
るようになっており、バッファ装置内のリードフレーム
が全部排出されるまでは次のリードフレームの搬入をし
ないということがないので、バッファ装置の存在がシス
テムのロット切換時における生産効率を大きく低下させ
ることはない。

しかして、ロットの混合及び生産効率の著しい低下を
伴うことなくロット切換を行うことができる。

（G.実施例）［図面］ 以下、本発明半導体装置組立システムを図示実施例に
従って詳細に説明する。

図面は本発明半導体装置組立システムの一つの実施例
を示す概略図である。

１はダイボンダ、２はダイボンディングに接着剤とし
て使用された銀ペーストを硬化させるための加熱処理を
するキュア炉、３はワイヤボンダであり、例えば３台並
べられている。４は抜き取り装置で、ワイヤボンダ３か
ら排出されたワイヤボンディング済みリードフレームか
ら一定の割合で抜き取りをして抜き取り検査に供し、残
りをバッファ装置５へ送る。バッファ装置５は一定数の
リードフレームを収納する多数の汎用フレームマガジン
にて多数枚のワイヤボンディング済みリードフレームを
マガジン単位でストックする。このバッファ装置５によ
るストックはバッファ装置５内においてマガジンを循環
させることにより行うようになっている。６はバッファ
装置５にストックされていたワイヤボンディング済みリ
ードフレームに対してレジンモールドするモールド装
置、７はシステム全体をコントロールするシステムコン
トローラであり、実線で示す細い矢印はロットエンド信
号を、破線で示す矢印はロットスタート信号を、実線に
よる肉太の矢印はロット切換信号をそれぞれ表してい
る。

ロットが切換わるときは古いロットの半導体ウエハの
全部をダイボンダ１にセッティングしたことを確認した
うえでオペレータがロッドエンドスイッチをプッシュす
る。すると、ダイボンダ１からシステムコントローラ７
へロットエンド信号が伝送され、そしてシステムコント
ローラ７からキュア炉２へそのロットエンド信号が伝送
される。その後ダイボンダ１はキュア炉２からロットス
タート信号を受けるまでは新たな半導体ウエハの搬入を
せず、新なロットに対する動作を行わない。

キュア炉２はシステムコントローラ７からロットエン
ド信号を受けた場合、搬入ダイボンディング済みリード
フレームの数に搬出ダイボンディング済みリードフレー
ムの数が一致したときロットエンド信号をシステムコン
トローラ７へ送る。具体的には、ダイボンダ１の出口と
ワイヤボンダ３の入口それぞれにそこを流れるリードフ
レームをカウントするカウンタが設けられている。そし
て、キュア炉２の中をダイボンド済みリードフレームが
流れている間はその２つのカウンタのカウント値は一致
せずダイボンダ１の出口い設けられたカウンタのカウン
ト値よりもワイヤボダ３の入口に設けられたカウンタの
それの方が大きい筈である。しかし、キュア炉２からダ
イボンド済みリードフレームがキュアを終えて排出され
キュア炉２のなかが完全に空になったときはその２つの
カウント値が完全に一致する筈である。このように一致
したとき、即ち、キュア炉２が空になったときロットが
終了したといえるのでキュア炉２にロットエンド信号を
送出させるのである。このロットエンド信号はシステム
コントローラ７を経由して抜き取り装置４に送られる。
また、システムコントローラ７からダイボンダ１へは新
たなロットについてのダイボンディング動作の開始を促
すロットスタート信号が送出される。

しかして、キュア炉２内に同時に２つのロットのダイ
ボンディング済リードフレームが存在することは有り得
ない。依って、キュア炉２内にてロットの混合が生じる
ことはない。

抜き取り装置４もシステムコントローラ７からロット
エンド信号が受けた場合、搬出したリードフレーム数が
搬入リードフレーム数に一致したとき、即ち、抜き取り
装置４を流れるワイヤボンディング済みリードフレーム
の数が０になったときにロットエンド信号をシステムコ
ントローラ７へ送出する。すると、このロットエンド信
号がシステムコントローラ７からバッファ装置５へ伝送
されると共に、システムコントローラ７からキュア炉２
へ新たなロットについてキュア動作の開始を促すロット
スタート信号が送出される。

しかして、抜き取り装置４内に同時に２つのロットの
ワイヤボンディング済リードフレームが存在することは
有り得ない。依って、抜き取り装置４内にてロットの混
合が生じることはない。

バッファ装置５は抜き取り装置４からロットエンド信
号を受けた場合においては、ロットの区切りに空のマガ
ジンを入れ、その空マガジンがバッファ装置５内の所定
位置に達したところでロット切換信号をシステムコント
ローラ７へ送出する。すると、システムコントローラ７
から抜き取り装置４へ新たなロットについての抜き取り
を許容するロットスタート信号が送出される。

そして、バッファ装置５の搬出リードフレーム数が搬
入リードフレーム数に一致したときロットエンド信号を
システムコントローラ７へ送出する。

バッファ装置５内においてはロット切換の際に古いロ
ットと新しいロットとが共存することが有り得る。しか
し、ロットの区切りには空マガジンが介在しているので
古いロットと新しいロットとを区別することができ、２
つのロットが混同することを防止することができる。

そして、このバッファ装置５はストック容量が大きい
ので、多くのワイヤボンディング済みリードフレームを
ストックしているが、古いロットリードフレームを全部
排出しなくても空マガジンが所定の位置に達した段階で
ロット切換信号をシステムコントローラ７へ送出してシ
ステムコントローラ７から抜き取り装置４へロットスタ
ート信号が送出されるようにすることにより抜き取り装
置４に新しいロットに対する処理を開始させる。従っ
て、バッファ装置５の大量の古いロットのリードフレー
ムが全部排出されるまで抜き取り装置４による新しいロ
ットに対する処理が為されずそのため抜き取り装置４及
びそれよりも前の装置が長い時間遊休してしまうという
事態が発生することを防止することができる。即ち、ロ
ット混同の防止のために各装置に長い遊休時間が生じて
生産効率が大きく低下せしめられてしまうことを防止す
ることができるのである。

モールド装置６はロットエンド信号をシステムコント
ローラ７から受けた場合、装置６内のリードフレームが
すべてレジンモールドされて装置６外へ排出されたとき
ロットエンド信号をシステムコントローラ７へ送出す
る。このロットエンド信号の送出はモールド装置６の入
口と出口にカウンタを設けて搬入リードフレーム数と搬
出リードフレーム数とをカウントし、２つのカウンタの
カウント値が一致したと自動的に行われるようにしても
良いし、オペレータがロッドエンドスイッチをプッシュ
（このプッシュは勿論モールド装置６内にリードフレー
ムが無くなっていることを確認してから為されべきもの
である。）したときに行われるようにしても良い。シス
テムコントローラ７はモールド装置６からロットエンド
信号を受けることによって本半導体装置組立システムが
古いロットに対する処理を完全に終えたことを認識する
と共にバッファ装置５へロットスタート信号を送出す
る。バッファ装置５はロットスタート信号をシステムコ
ントローラ７から受けると空マガジンよりも後側にある
新しいロットのリードフレームをマガジン単位でモール
ド装置６へ供給するための動作を開始する。

以上に述べたところから明らかなように、本半導体装
置組立システムによれば、ダイボンダ、キュア炉、抜き
取り装置及びモールド装置はそれぞれロット切換の際に
はシステムコントローラ７からロットエンド信号を受け
るとロットスタート信号を受けるまでは新たなリードフ
レームの搬入を停止し、装置内を流れるリードフレーム
に対する処理を終えるとロットエンド信号をシステムコ
ントローラ７へ送る。その結果、自己より後の装置へは
ロットエンド信号が、自己より前の装置へはロットスタ
ート信号が送られ、自己が空になった状態で前の装置に
おいて新たなロットのリードフレームに対する動作が許
容される。従って、装置内において２つのロットのリー
ドフレームが同時に存在することは起り得ず、また、ロ
ットの終了が次の装置へ順次伝送される。従って、ロッ
トの混同を伴うことなくロット切換ができる。

また、バッファ装置においては２つのロットのリード
フレームが別のマガジンに収納された状態で同時に存在
し得るけれども、２つのロットの間にはロットの区切り
を示す空マガジンを挿入することによりロットの混同を
容易に防止することができる。そして、バッファ装置に
ついてはロット切換時にはバッファ装置内の古いロット
が完全に排出されるまで抜き取り装置に新しいロットに
対する動作をさせないのではなく、空マガジンが所定の
位置に達したときにロット切換信号を送出して抜き取り
装置が新たなロットに対する動作を開始し得るようにす
るので、半導体装置組立システムを構成する装置が長い
時間遊休して半導体装置組立システム全体の生産効率が
著しく低下してしまうことを防止することができる。

尚、キュア炉、抜き取り装置４、バッファ装置５もダ
イボンダ１、モールド装置６と同様にロッドエンドスイ
ッチを備えており、このロッドエンドスイッチを押すと
ロットエンド信号が送出されるようにしてオペレータの
意思によって強制的にロットエンド信号を発生すること
ができるようになっている。

（H.発明の効果） 以上に述べたように、本発明半導体装置組立システム
によれば、生産効率の著しい低下及びロット混合を伴う
ことなくロット切換を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明半導体装置組立システムの概略説明図であ
る。 符号の説明 １〜３……ボンディング装置、 ４……抜き取り装置、 ５……バッファ装置、 ６……モールド装置。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ボンディング装置と、該ボンディング装置
   から排出されたワイヤボンディング済みリードフレーム
   のうちから一部を抜き取って他を流す抜き取り装置と、
   該抜き取り装置からのリードフレームを蓄えて上記ボン
   ディング装置の処理能力とモールド装置の処理能力のア
   ンバランスを吸収するバッファ装置と、該バッファ装置
   から排出されたリードフレームに対してレジンモールド
   処理を施すモールド装置と、を少なくとも備えた半導体
   装置組立システムにおいて、 バッファ装置を除く各装置はそれぞれリードフレーム搬
   出数がリードフレーム搬入数に等しくなったときに自己
   の次の工程の装置へロットエンド信号を送出すると共に
   自己の前の工程の装置へ新しいロットに対する動作の開
   始を許容するロットスタート信号を送出するようにさ
   れ、 バッファ装置はロットの区切りにセットされるリードフ
   レーム搬送用の空マガジンがバッファ装置内の所定位置
   に達したときにロットスタート信号を抜き取り装置に送
   出し、またバッファ装置自身からのリードフレーム搬出
   数が同じく自身へのリードフレーム搬入数に達したとき
   モールド装置へロットエンド信号を送出するようにさ
   れ、 てなることを特徴とする半導体装置組立システム