JP2633631B2 - 電子部品の実装装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は電子部品を基板またはリードフレーム等に実
装する装置に係り、特にフィルムキャリア状のICのアウ
ターリード部と基板又はリードフレームのボンディング
を行なう電子部品の実装装置に関する。

（従来の技術） 本発明が対象とするICは小型軽量化が進んでいる電子
機器を更に多機能、高性能化するために開発されたもの
で従来のフラットパッケージ型ICよりも薄形になりリー
ド部は多ピン狭ピンとなっている。このICはフィルム状
のリードフレームにICチップを実装したものでフィルム
キャリア状ICと呼ばれるものである。フィルムキャリア
状ICはポリイミド、ポリエステル、ガラスエポキシ樹脂
等からなる長尺のキャリアテープ上に一定ピッチで従来
のリードフレームに対応する薄いリードを形成し、これ
に半導体チップを接続したもので、上記キャリアテープ
の長手方向に複数個形成されたものである。このフィル
ムキャリア状ICをプリント基板やリードフレームに実装
するためにはその実装前に金型等を用いICを打抜いてフ
レーム部を除去する必要がある。また打抜き後のICはリ
ード部が薄く狭ピッチであるため変形しやすく人手では
位置合せ、接合が困難であるためこれらの工程を自動で
行なう装置が望まれていた。

（発明が解決しようとする課題） 上述のように本発明の装置が対象とするICは薄形、狭
ピッチ、多ピン化されているためリード部が変形しやす
く打抜き後のICのハンドリング、IC実装時のパターンと
の高精度位置合せ、ICと基板またはリードフレームとの
接合等を人手で行なうことが困難であった。特にICと実
装パターンとの高精度位置合せを人手で行なう場合顕微
鏡あるいはカメラおよび拡大モニターを観察しながらIC
やパターンを微少送りする必要があり、作業性や能率が
悪いという欠点があった。

この発明は上記課題に着目してなされたものであり、
位置合せ、接合が困難な他ピン、狭ピッチのフィルムキ
ャリア状ICのアウターリード部の接合を高精度かつ確実
に行なうことを可能にするアウターリードボンダーを提
供することを目的とする。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段） この発明は前記の目的を達成するために、第１に、半
導体チップがインナーリードボンディングされたキャリ
アテープから電子部品を打抜き且つ成形する打抜き成形
機構と、この打抜き成形機構に上記キャリアテープを供
給し且つ打抜き後の不要部品を上記打抜き成形機構から
排出する供給排出機構と、上記打抜き成形機構から所定
距離離された位置に設けられ基板を載置して駆動する実
装ステージと、上記打抜き成形機構で打抜き成形された
電子部品をボンディングヘッドに吸着保持して搬送する
搬送機構と、この搬送機構による搬送工程の中途部に設
けられ上記ボンディングヘッドに吸着保持された上記電
子部品の吸着状態を検知する第１の検知手段と、上記実
装ステージと対向する位置に設けられ上記実装ステージ
に載置された上記基板の載置状態を検知する第２の検知
手段とを有する電子部品の実装装置において、上記打抜
き成形機構は、相対向配置された固定金型及び可動金型
と、上記固定金型の上記可動金型と対向する面に突設さ
れその先端尖鋭部が上記キャリアテープの両側部に形成
されたパーフォレーションに掛止し、かつ打抜き成型さ
れた状態で上記不要部品が先端尖鋭部に圧入する位置決
めピンと、この位置決めピンの外周に上記固定金型の上
記可動金型と対向する面から突没自在に嵌合するノック
アウトリングと、このノックアウトリングを弾性的に支
持し打抜き後の上記可動金型の上昇に基づき上記ノック
アウトリングを押し上げて上記不要部品の先端尖鋭部に
対する圧入を解除する圧縮ばねとを具備したことを特徴
とする電子部品の実装装置を得るものである。

第２に、半導体チップがインナーリードボンディング
されたキャリアテープから電子部品を打抜き且つ成形す
る打抜き成形機構と、この打抜き成形機構に上記キャリ
アテープを供給し且つ打抜き後の不要部品を上記打抜き
成形機構から排出する供給排出機構と、上記打抜き成形
機構から所定距離離された位置に設けられ基板を載置し
て駆動する実装ステージと、上記打抜き成形機構で打抜
き成形された電子部品をボンディングヘッドに吸着保持
して搬送する搬送機構と、この搬送機構による搬送工程
の中途部に設けられ上記ボンディングヘッドに吸着保持
された上記電子部品の吸着状態を検知する第１の検知手
段と、上記実装ステージと対向する位置に設けられ上記
実装ステージに載置された上記基板の載置状態を検知す
る第２の検知手段とを有する電子部品の実装装置におい
て、上記供給排出機構は、上記不要部品の所定方向の両
端部を吸着し、除去する一対の吸着ノズルを備えている
ことを特徴とする電子部品の実装装置を得るものであ
る。

第３に、半導体チップがインナーリードボンディング
されたキャリアテープから電子部品を打抜き且つ成形す
る打抜き成形機構と、この打抜き成形機構に上記キャリ
アテープを供給し且つ打抜き後の不要部品を上記打抜き
成形機構から排出する供給排出機構と、上記打抜き成形
機構から所定距離離された位置に設けられ基板を載置し
て駆動する実装ステージと、上記打抜き成形機構で打抜
き成形された電子部品をボンディングヘッドに吸着保持
して搬送する搬送機構と、この搬送機構による搬送工程
の中途部に設けられ上記ボンディングヘッドに吸着保持
された上記電子部品の吸着状態を検知する第１の検知手
段と、上記実装ステージと対向する位置に設けられ上記
実装ステージに載置された上記基板の載置状態を検知す
る第２の検知手段とを有する電子部品の実装装置におい
て、上記ボンディングヘッドは、上記電子部品の本体を
吸着する吸着手段と、この吸着手段により上記電子部品
の本体を吸着した際、この本体部から突出し互いに並列
して形成された複数本の端子と対向する位置に一端部が
位置するように吸着手段の近傍に設けられ、かつ上記吸
収された電子部品の端子に対して上記一端部が接離する
方向に各々が独立して移動可能に設けられた複数のヒー
タチップとを備えていることを特徴とする電子部品の実
装装置を得るものである。

第４に、半導体チップがインナーリードボンディング
されたキャリアテープから電子部品を打抜き且つ成形す
る打抜き成形機構と、この打抜き成形機構に上記キャリ
アテープを供給し且つ打抜き後の不要部品を上記打抜き
成形機構から排出する供給排出機構と、上記打抜き成形
機構から所定距離離された位置に設けられ基板を載置し
て駆動する実装ステージと、上記打抜き成形機構で打抜
き成形された電子部品をボンディングヘッドに吸着保持
して搬送する搬送機構と、この搬送機構による搬送工程
の中途部に設けられ上記ボンディングヘッドに吸着保持
された上記電子部品の吸着状態を検知する第１の検知手
段と、上記実装ステージと対向する位置に設けられ上記
実装ステージに載置された上記基板の載置状態を検知す
る第２の検知手段とを有する電子部品の実装装置におい
て、上記第１の検知手段は、電子部品を保持する保持機
構と、この保持機構に保持された上記電子部品を撮像す
る撮像手段と、保持された上記電子部品に対して上記撮
像手段と反対側に設けられ、かつ保持された上記電子部
品を撮像する際に保持された上記電子部品の上記撮像手
段と反対側の背景が撮像されないようにするシャッタと
を具備していることを特徴とする電子部品の実装装置を
得るものである。

また、上記撮像手段は、その外周の上記電子部品と対
向する端部側に上記電子部品を照射するための環状に配
置された照明光源を有することを特徴とする電子部品の
実装装置を得るものである。

（作用） 供給排出機構より半導体チップがインナーリードボン
ディングされたキャリヤテープを打抜き成形機構に供給
し、この打抜き成形機構により上記キャリアテープから
電子部品を打抜くとともに成形する。そして、打抜かれ
た電子部品は搬送機構のボンディングヘッドに吸着され
て第１の検知手段まで搬送され、且つ打抜かれた不要部
品は上記供給排出機構によって打抜き成形機構から排出
される。また、上記第１の検知手段でボンディングヘッ
ドの電子部品の吸着位置を検知し、実装ステージ上に保
持された基板の位置を第２の検知手段で検知し、上記第
１および第２の検知手段で検知された基板の位置を電子
部品の位置に合せるように実装ステージを駆動し、電子
部品を吸着したボンディングヘッドが実装ステージに保
持された基板に対して加熱および加圧することにより自
動的にアウターリードボンディングを行なうことができ
る。

（実施例） この発明におけるアウターリードボンダーの構造につ
いて図面を参照して説明する。図中に示されるアウター
リードボンダー１は、図示しない半導体チップがインナ
ーリードボンディングされたキャリアテープ３から電子
部品４を打抜き成形する打抜き成形機構５と、この打抜
き成型機構５に対して上記キャリアテープ３を供給およ
び排出する供給排出機構６と、上記打抜き成形機構５で
打抜き成形された電子部品４をボンディングヘッド７に
吸着保持して上下方向および水平方向の所定の搬送範囲
を移動する搬送機構８と、この搬送機構８の水平方向の
搬送範囲の中途部に設けられボンディングヘッド７に対
する電子部品４の吸着状態を検知する第１の検知手段９
と、上記搬送機構８の水平方向の搬送範囲の中途部下方
に設けられ回路基板（以下、基板と省略する）10を保持
する実装ステージ11と、上記搬送機構８の搬送範囲の端
部側上方に設けられ上記実装ステージ11に対する基板10
の保持状態を検知する第２の検知手段12と、上記各部を
制御する制御装置13とを有している。そして、上記各装
置はそれぞれアウターリードボンダー１のフレームを形
成する本体14に対して収容もしくは取付けされている。

上記本体14は下部に上記制御装置13が収容設置されて
いる。この制御装置13は上記本体14の最上部に設けられ
た操作パネル15からの入力に応じて、同制御装置13に隣
接して設けられた各機構に接続されている電源装置16や
各機構を制御する各制御装置等を制御するようになって
いる。また、本装置の制御はこのような方法に限られる
ものではない。

また、これらの制御装置13および電源装置16と上記操
作パネル15との間には正面視で左端部側に実装ステージ
11が設けられ、右端部側には打抜き成形機構５が設けら
れている。そして、上記実装ステージ11と打抜き成形機
構５との間に亘って搬送用アーム17が設けられている。
この搬送用アーム17には、同搬送用アーム17に沿って左
右方向に移動する移動体18が設けられ、この移動体18は
ボンディングヘッド７が取付られる図示しない取付部が
上下動するように構成されており、上記ボンディングヘ
ッド７を所定の移動範囲に亘って移動するようになって
いる。

また、搬送用アーム17の左右方向の移動範囲の中途部
下部には第１の検知手段９が設けられ、且つ上記実装ス
テージ11の上方には第２の検知手段12が設けられてい
る。そして、上記第１および第２の検知手段９、12は上
記ボンンディングヘッド７に吸着された電子部品４およ
び実装ステージ11上に保持された基板10の保持状態を、
上記操作パネル15に隣接して設けられたモニター20にそ
れぞれ平面視と下面視の状態で映し出されるようになっ
ている。また、上記打抜き成形機構５には供給排出機構
６が対向するように設けられている。

ここで、上記アウターリードボンダー１によって製造
されるTAB（Tape Automatied Bondingu）部品21につい
て第５図および第６図を参照して説明する。電子部品４
としてのTAB部品21はキャリアテープ３上にIC（集積回
路）23をインナーリードボンディングしてこのICをリー
ド24…を導出する状態にパッケージ25で覆い、この後リ
ード24…を含むキャリアテープ３を破線ｓに沿って切断
して製造されるものである。従ってTAB部品21は薄形で
且つ各リード24…が僅かな外力によって容易に折れ曲り
するものとなっている。このためTAB部品21を基板10に
装着することが行われているが、この装置はキャリアテ
ープ３を打抜いてTAB部品21を取出し、次ぎにこのTAB部
品21を基板10に装着することで製造されている。ここ
で、リード24は半田めっき、Auめっき、Snめっき等が施
されている。

以下、上記アウターリードボンダー１の各部の詳細な
構造について図面を参照しながら説明する。上記打抜き
成形機構５は例えば第７図に示されるように構成された
プレス加工装置26であり、下部ホルダ27を備えている。
この下部ホルダ27の上面には固定金型28は載置固定され
ているとともに、この固定金型28の両側にはそれぞれ支
柱29、29が立設されている。これら一対の支柱29、29に
は上部ホルダ30がスライド自在に設けられており、この
上部ホルダ30は図示しない駆動機構によって上記支柱2
9、29に沿って上下駆動されるとともに、上記固定金型2
8と対向する下面には可動金型31が保持固定されてい
る。そして上記供給排出機構６によって固定金型28上に
第５図に示される電子部品４が一体になっている切断片
32が供給される。この切断片32は上記キャリアテープ３
を鎖線に沿って切断したものである。そして可動金型31
が降下することによって破線ｓで示すように打抜き加工
されるようになっている。こうして切断片32はその中心
部が電子部品４となり、周辺部が枠状の打抜き品33とな
る。

次ぎに、上記固定金型28と可動金型31とを第８図に基
づいて説明する。固定金型28の略中央にはバキューム孔
34が上下面に亘って貫通され、この下端部は図示しない
真空吸着機構に連通する。上記バキューム孔34近傍の固
定金型下面には、ダイ部35、35が所定間隔を有して一体
に設けられている。これらダイ部35、35の間隔と形状
は、上記IC23からキャリアテープ３にリード24…を接続
した状態で打抜き、且つ成形する設定寸法から決められ
る。各ダイ部35、35のさらに両側部には、一対の位置決
めピン36、36が突設されている。この位置決めピン36、
36の間隔は上記キャリアテープ３の両側のパーフォレー
ションｄ、ｄ相互間隔と一致する。位置決めピン36、36
の先端である上端は円錐状の尖鋭部37、37となってい
て、固定金型28の上面から突出されている。さらに、位
置決めピン36、36の外周には弾性部材である圧縮ばね3
8、38によって弾性的に支持されるノックアウトリング3
9、39がそれぞれ上下動自在に嵌合している。なお、こ
のノックアウトリング39、39は下端部のみ直径が大とな
っていて圧縮ばね40、40が当接し易い形状であるととも
に、通常の状態において圧縮ばね40、40に弾性的に押上
げられてもその上端部が位置決めピン36、36の先端尖鋭
部37、37よりも突出しないよう、固定金型28の一部で規
制されている。そして、上方からノックアウトリング3
9、39に圧縮ばね38、38の弾性力に抗する負荷がかかれ
ば、この上端部は固定金型28の上面と同一もしくはそれ
以下に下降するようになっている。固定金型28の周端部
には複数のガイド孔41（１つのみ示す）が、その上下面
に貫通して設けられる。上記可動金型31は上部側が上型
本体42、下部側がストリッパ43からなり、これらは圧縮
ばね44で連結されている。つまり、上型本体42に圧縮ば
ね44を介してストリッパ43が吊持される。上型本体42の
周端部には複数のガイドピン45（１つのみ示す）が設け
られていて、この下端部はストリッパ43に設けられるガ
イド孔45aを貫通し、さらに、この下部に突出して、固
定金型28に設けられる上記ガイド孔41に対向する。可動
金型31の略中央部にはポンチ46およびリード押え47が設
けられ、それぞれこの下面から突出してストリッパ43に
貫通して設けられる透孔部48に挿入する。通常の状態に
おいて、これらポンチ46およびリード押え47の下端部は
上記透孔部48内にあるが、上記可動金型31とストリッパ
43との間にある圧縮ばね44が圧縮変形して可動金型31と
ストリッパ43が略密着状態になれば、ストリッパ43の下
面から突出するように設定される。上記リード押え47は
可動金型31に対してスライド自在な吊持ピン49の下端部
に吊持され、かつ可動金型31とリード押え47上面との間
には圧縮ばね50が介在される。上記ストリッパ43には、
上記位置決めピン36、36と相対向する位置に一対のピン
逃げ孔51、51が上下面に亘って貫通する。

そして、電子部品４を打抜き成形する際には固定金型
28上に搬入し、かつこのパーフォレーションｄ、ｄを位
置決めピン36、36の先端尖鋭部37、37に掛止するように
後述する供給排出機構６によって自動的に供給される。
このとき、ノックアウトリング39、39の上端部は固定金
型28の上面から突出する位置にある。ついで可動金型31
が降下する。ガイドピン45が固定金型28のガイド孔41に
挿入するとともに、ストリッパ43が電子部品４に接触し
て、これを全面的に固定金型28の上面に押圧する。電子
部品４はリード24を含め部分がダイ部35、35によって押
圧され、且つパーフォレーションｄ、ｄは位置決めピン
36、36の先端尖鋭部37、37に圧入して電子部品４の位置
に正確に保持される。この電子部品４によってノックア
ウトリング39、39は圧縮ばね38、38の弾性力に抗して押
圧され、固定金型28上面と同一になるまで降下する。可
動金型31の降下が継続して可動金型31とストリッパ43と
の間にある圧縮ばね44が圧縮変形し、始めにリード押え
47がストリッパ43の下面から突出してリード24をダイ部
35、35に押え付け、成形がなされる。ついでポンチ46が
降下して、リード24をダイ部35、35に押えつけることに
より、これらリード24の切断を行なう。そして、成形し
たリード24を接続した状態のまま第５図に示されるよう
に切断片32から電子部品４を打抜く。この打抜き成形の
後に上記可動金型31が上昇してポンチ46およびリード押
え47の下端部がストリッパ43の透孔部48内に入り込む。
可動金型31がある程度上昇すると、ストリッパ43が圧縮
ばね44に吊持した状態で上昇する。このストリッパ43が
打抜き成形された電子部品４から離間するにともなっ
て、ノッキングアウトリング39、39を支持する圧縮ばね
38、38の弾性力が復帰してこれを押し上げる。位置決め
ピン36、36の先端尖鋭部37、37には、電子部品４から打
抜かれた打抜き品33のパーフォレーションｄ、ｄが圧入
状態で係止するが、ノックアウトリング39、39を介して
圧縮ばね38、38の弾性力を受け、先端尖鋭部37、37まで
浮き上がる。

このように構成された打抜き成形機構５に対して上記
切断片32を供給し打抜き成形後に打抜き品33を固定金型
28から排除する供給排出機構６の構造について説明す
る。

以下、上記供給排出機構６の構成について第９図およ
び第10図を参照して説明する。同供給排出機構６は基部
52を備えており、この基部52には取付板53が垂直に立設
され、この取付板53の上端部の一側面にはロータリーア
クチュエータ54が取付けられている。このロータリーア
クチュエータ54の回転軸55にはＬ字状部材56の一端が取
付けられ、この他端にはスイングアーム57の一端が固着
されている。このスイングアーム57の他端には第１のプ
ーリ58が支軸59によって回転自在に設けられている。ま
た、上記回転軸55の上記Ｌ字状部材56の一端から突出し
端部には第２のプーリ60が一体に設けられている。この
第２のプーリ60と上記第１のプーリ58との間には歯付き
のベルト61が張設されている。上記支軸59は上記スイン
グアーム57に回転自在に設けられ、その一端には一対の
吸着ノズル62、62が設けられたノズルヘッド63の一端が
固着されている。

したがって、供給排出機構６は、そのロータリアクチ
ュエータ54の回転軸55によってスイングアーム57が第９
図中に矢印で示される方向に回転駆動されると、上記ベ
ルト61は第２のプーリ60によって上記スイングアーム57
の回転方向に逆方向に走行駆動されることになる。する
と、上記ノズルヘッド63は第10図に示すようにプレス加
工装置26の一対の金型28、31間から退避した状態から金
型28、31間に進入する状態に回動する。そのとき、一対
の吸着ノズル62、62は軸線を垂直にした状態で平行移動
し、先端が上記固定金型28上に残った打抜き品33の両端
部に僅かな間隔を介して対向する。その状態でこれら吸
着ノズル62、62に吸引力が作用し、上記打抜き品33を真
空吸着するようになっている。

上記吸着ノズル62、62が打抜き品33を真空吸着する
と、スイングアーム57が第10図に示す状態から矢印で示
す先程と逆方向に回転駆動され、第９図に示すようにノ
ズルヘッド63が一対の金型28、31間から退避することに
なる。その状態で上記吸着ノズル62に生じている吸引力
を解除すれば上記打抜き品33を適所に排出することがで
きる。ここで、上記打抜き品33の排出口は図示しない
が、第９図中に示される退避状態において、吸着ノズル
62、62の下部に対応する部位がシャッタ状になってお
り、上記シャッタ状の排出口が開き吸着ノズル62、62の
吸引を停止することで、打抜き品33は自重で上記排出口
に落ちるように構成されている。そして、上記排出口は
通常閉鎖状態にあり、図示しない供給装置によりキャリ
アテープ３の切断片32が１つずつ上記排出口の閉鎖部分
52aに供給され、この切断片32を上記吸着ノズル62、62
が吸着するようになっている。

以下、上記打抜き成形機構５から上記電子部品４を吸
着保持して上記搬送用アーム17に沿って搬送する搬送機
構８について説明する。第１図中に示される搬送機構８
は上記打抜き成形機構５と実装ステージ11との間を結ぶ
水平な搬送用アーム17が設けられている。この搬送用ア
ーム17には同搬送用アーム17に沿って左右方向に移動す
る移動体18が設けられており、この移動体18には上記ボ
ンディングヘッド７が上下駆動する機構を介して連結さ
れている。

以下ボンディングヘッド７の構造について第11図乃至
第13図を参照して説明する。このボンディングヘッド７
の本体は中空の角柱状のフレーム64によって構成されて
おり、内部には吸引管65が挿通されている。

吸引管65は先端にＯリングよりなる吸着パッド66を備
えて構成され、上記電子部品４を吸着保持できるように
している。そして、その基端側はフレーム64の内向部に
設けられた軸受、例えばボールスプライン67で、回転方
向を規制しつつ上下同自在に支持され、吸着パッド66を
フレーム64先端から突出させている。むろん、吸引管65
とともに加圧ばね68（圧縮ばねよりなる）が内装されて
いて、従来と同様、吸引管65の先端を下方方向へ付勢し
ている。なお、上記フレーム64の基端にはボールスプラ
イン67および加圧ばね68を押えるための押え部材69が設
けられている。

一方、フレーム64には冷却フィン70が設けられてお
り、この冷却フィン70は略矩形の箱を対角線上で４分割
されたと同様な形状をもつ分割フィン70a〜70d（導電性
の金属材よりなる）から個性される。そして、これら分
割フィン70a〜70dがフレーム64の先端側を囲むように配
置されている。また各分割フィン70a〜70dは、各内面と
フレーム64の外面（いずれも平滑な面）との間に設けた
クロスローラテーブル71（リニアガイド）を介してフレ
ーム64の外周上に上下動自在に支持され、先端面を吸引
管65の先端部から大きく退避した部位に位置している。
なお、各分割フィン70a〜70dの側部には多数のフィン部
72…が形成されている。また各分割フィン70a〜70dの後
端面とフレーム64の外周面の中途部の部分に突設したフ
ランジ73との間にはそれぞれ加圧ばね73aが介装されて
いて、それぞれ分割フィン70a〜70dを下方へ付勢してい
る。つまり、各分割フィン70a〜70dとも吸引管65と同
様、上方向へ変位できるようになっている。

そして、こうした各分割フィン70a〜70dの下面に、ヒ
ータチップ74が吸着パッド66を中心とした周囲に設けら
れている。ヒータチップ74は従来の矩形の枠状体を上記
電子部品４の端子列に応じてそれぞれ４辺に分割した構
造となっている。具体的には第12図に示されるように吸
着パッド66を中心として４方向に分割した略断面Ｌ字状
の分割チップ75…から構成されている。そして、取付座
76が台座部材77を介して分割フィン70a〜70dの下面にボ
ルト止めされ、チップ先端を電子部品４の端子列に対し
て位置決めしている。つまり、それぞれ予圧が与えられ
る分割フィン70a〜70dを使って、各分割チップ75…はそ
れぞれ独立して上下の方向へ移動できるようになってい
る。なお、ヒータチップ74は吸着パッド66から退避した
位置に取付されているものである。そして、各分割フィ
ン70a〜70dのうちの例えば２つに給電装置78が接続さ
れ、給電により各分割チップ75…の先端から熱を発生さ
せることができるようになっている。具体的には、第13
図に示すように分割チップ75…が直列回路となるよう、
隣接する分割フィン70a〜70dどうしが導電線部79…で直
列に接続され、例えば分割フィン70a〜70d間で給電すれ
ば、分割チップ75…において電流が抵抗体を流れること
によるジュール熱を発生できるようになっている。な
お、分割フィン70a〜70dに電流を流すために各分割フィ
ン70a〜70dとクロスローラテーブル71…との間、および
加圧ばね68とフランジ73との間にそれぞれ絶縁部材80を
設けて、金属部品との絶縁を計っている。

そして、移動体18の図示しない取付部にこうしたボン
ディングヘッド７の基端部が装着される他、吸引管65の
基端に装着された接続口部81に吸引装置82が接続され、
電子部品４を搬送し、上記実装ステージ11上に配置され
た基板10に対して上記電子部品４をアウターリードボン
ディングするようになっている。

上述のように構成された搬送機構８は、上記打抜き成
形機構５と実装ステージ11との間で移動体18が移動する
ようになっており、この搬送範囲中途部の所定の位置に
は第１の検知手段９が設けられている。この第１の検知
手段９は搬送用アーム17の下部に固定された第１のCCD
カメラ83からなる。また、上記搬送用アーム17の端部側
に設けられた実装テーブル11の上方には第２の検知手段
12が設けられており、この第２の検知手段12は第２のCC
Dカメラ84からなっている。これらCCDカメラ83、84から
出力される画像信号はともに上記制御装置13に内蔵され
た装着制御装置85に送られるようになっている。

この装着制御装置85はTAB部品21である電子部品４の
装着制御を実行するもので、特に電子部品４の不良を検
出する機能および電子部品４と基板10との位置合せ機能
が備えられている。具体的には第４図に示すように各CC
Dカメラ83、84からの各画像信号をディジタル変換するA
/D（アナログ／ディジタル）変換器86が備えられ、この
A/D変換器86でディジタル変換されたディジタル画像信
号が画像データとして画像メモリ87に記憶されるように
なっている。また、装着制御部85a、不良検出部88、位
置合せ部89、部品の形状データメモリ90および入力部91
が備えられている。装着制御部85aは入力部91を通して
打抜き成形機構５、搬送機構８および実装ステージ11等
に制御信号を送出して電子部品４の打抜きから基板10へ
の装着までを動作制御する機能を有するものであり、不
良検出部88は第１のCCDカメラ83の撮像により得られる
画像データと部分の形状データメモリ90の予め記憶され
ている電子部品４の設計データとから同電子部品４の不
良を検出する機能を有するものであり、さらに位置合せ
部89は第１および第２のCCDカメラ83、84で得られる各
画像データからこれら第１および第２のCCDカメラ83、8
4の固定位置に基づいて電子部品４と基板10との相対的
位置合せを行なう機能を持ったものである。

また、上記第１のCCDカメラ83と搬送途中におけるボ
ンディングヘッド７との間には第14図乃至第17図に示す
ような視覚認識用ステージ92が設けられている。この視
覚認識用ステージ92には上記ボンディングヘッド７に吸
着された電子部品４を第１のCCDカメラ83側から照明す
るリング状の照明光源93が設けられ、さらに、上記視覚
認識用ステージ92には上記第１のCCDカメラ83に対して
電子部品４の背面となる位置に閉鎖可能に設けた遮光性
があって、しかも表面で乱反射を起こさないように加工
されたシャッタ94、95を有している。そして、電子部品
４を吸着保持さたボンディングヘッド７が上記認識ステ
ージ92上に到達すると、上記シャッター94、95が第14図
および第15図に示されるように閉じて、電子部品４の背
景に上記ボンディングヘッド７が写らないように遮蔽
し、ボンディングヘッド７側の加熱部が撮像に影響を与
えないようになっている。第14図乃至第17図は視覚認識
用ステージ92の全体構造を示すもので、上記シャッタ9
4、95はスライドガイド96、97に案内されて移動するよ
うに支持体98上に取付られ、エアシリンダ99、100によ
って開閉作動されるようになっている。また、シャッタ
94、95の開閉部の下方位置には支持体98に固定されたリ
ング状の照明光源93が配置され、その中心下方位置には
上記第１のCCDカメラ83が設けられて、図示しない上下
動機構を有するカメラスタンド101で上下動可能に支持
されている。

上述のように構成されたアウターリードボンダー１は
上記制御装置13によって各部が駆動制御される。例えば
キャリアテープ３を切断することで製作された切断片32
が第18図に示されるステップs1において供給排出機構６
のセット位置52aに図示しない供給装置によりセットさ
れると、次ぎのステップs2において切断片32は装着制御
部85aの制御によって供給排出機構６が作動して打抜き
成形機構５の固定金型28上に供給される。そして、切断
片32が上記固定金型28に供給されると、ステップs3にお
いて装着制御部85aは打抜き成形機構５に制御信号を送
出して可動金型31を降下させる。これにより、切断片32
の中央部から電子部品４が打抜かれる。そして、ステッ
プs4において、打抜きにより残された不要な打抜き品33
が上記供給排出機構６によって上記固定金型28上から除
去される。この後ステップs5、s6、s7において装着制御
部85aは搬送機構８に制御信号を送信する。これによ
り、非作動時において上記第１のCCDカメラ83上に位置
しているボンディングヘッド７が搬送用アーム17に沿っ
て打抜き成形機構５側に移動し、上記電子部品４を吸着
保持し、再度第１のCCDカメラ83上に移動し停止する。

次ぎにステップs8において視覚認識用ステージ92のシ
ャッタ94、95が作動される。

一方、実装ステージ11上に第６図に示すような基板10
が載置され、これがステップe1において基板10のセット
が検知されると、実装テーブル11は例えばXY平面内を動
作して基板10を第２のCCDカメラ84の視野内の所定位置
に位置させるように駆動制御される。

この状態において、第１のCCDカメラ83はボンディン
グヘッド７で吸着されている電子部品４を撮像してその
画像信号を出力し、また第２のCCDカメラ84は基板10を
撮像してその画像信号に変換されて各画像データとして
画像メモリ87に記憶される。

このように各画像データが記憶されると、ステップs9
において不良検出部88は第１のCCDカメラ83の撮像によ
り得られた画像データを読みだして電子部品４の各リー
ドの位置を検出する。そして、不良検出部88は部品の形
状データメモリ90に記憶されている電子部品４の設計デ
ータを読みだし、この設計データに基づいてボンディン
グヘッド７に吸着されている電子部品４の各リード24の
折れおよび曲りを検出する。ここで、電子部品４のリー
ド24に折れおよび曲りがなければ良品と判断し、また折
れや曲りがあれば不良であると判断してステッs11にお
いて排除される。つまり電子部品４を実装ステージ11側
へ搬送する途中の所定位置でボンディングヘッド７の吸
引を停止することで所定位置に不良の電子部品４を排除
することができる。

以上の判断で電子部品４が良品であれば、次ぎのステ
ップs12に移る。このステップs12において制御装置13の
位置合せ部89は、第１のCCDカメラ83の撮像により得ら
れた画像データから第９図に示すように電子部品４の各
辺のリード位置から各辺の中心位置を求め、さらに対向
する中心位置どうしを結んで電子部品４の中心位置Ｐを
求める。次ぎに位置合せ部89はステップs13において第
１のCCDカメラ83の視野中心位置と電子部品４の中心位
置Ｐとの差を求め、この差を無くす制御信号を実装ステ
ージ11に送出する。これにより、第１のCCDカメラの視
野中心に電子部品４の中心位置Ｐが合せられる。

また、位置合せ部89はステップe3において第２のCCD
カメラ84の撮像により得られた画像データから基板10の
各辺のパッド10aから各辺の中心位置を求め、さらに対
向する中心位置どうしを結んで基板10の中心位置Ｐを求
める。次ぎに位置合せ部89はステップe4において第２の
CCDカメラ84の視野中心位置と基板10の中心位置Ｐとの
差を求め、この差を無くす制御信号を実装ステージ11に
送出する。これにより、第２のCCDカメラ84の視野中心
に基板10の中心位置Ｐを合せる。そして、実装ステージ
11は基板10と電子部品４の上記中心位置Ｐが互いに一致
するように駆動され、接合時に中心が一致するように制
御される。

ところで、電子部品４の中心位置を求めるときに各辺
の中心位置どうし結んだラインが第１のCCDカメラ83のX
Y軸に対して傾いていることが多い。このため、位置合
せ部89はこの傾きの角度を画素数によって求め、且つこ
の角度に応じた位置補正信号を実装ステージ11に送出す
る。これにより、実装ステージ11はθ方向に回動移動し
て基板10を電子部品４に対して位置補正する。

そして、ステップs15において装着制御部85aは搬送機
構８に対して制御信号を創出して実装ステージ11の上方
に移動させる。この移動によりボンディングヘッド７が
実装ステージ11の上方に達すると移動を停止し、次ぎに
ボンディングヘッド７は降下して電子部品４を基板10に
装着する。

このようにボンディングヘッド７に吸着された電子部
品４の画像データと予め設定された電子部品４の形状デ
ータとから電子部品４の不良を検出し、且つ第１のCCD
カメラ83で得られる画像データと基板10と撮像する第２
のCCDカメラ84で得られる画像データとからこれらCCDカ
メラ83、84の位置に基づいて電子部品４と基板10との相
対的位置合せを行なう構成としたので、不良の電子部品
４を確実に検出できて基板10への装着前に排除できる。
これにより装着の効率が良くなって歩留まりが向上す
る。またCCDカメラ83、84を使用して位置合せを行なう
ので精度高く位置合せができ、そのうえ位置合せの時間
が短くできる。さらに、基板10は図示しない位置決めピ
ンによって実装ステージ11上に配置するだけで所定の精
度を得ることができ、また各CCDカメラ83、84は固定配
置なので位置の再現性が高く振動等による画像への悪影
響を考慮しなくてよく位置合せの高速化が計れる。なお
かつ、金型28、31によって打抜かれた電子部品４は人手
に触れることなく基板10に実装されるので、リード24が
多ピン、狭ピンとなっても同リード24を変形させること
なく実装することができる。

上述のように構成されたアウターリードボンダー１に
よれば、リード24間のピッチが0.4mm、リード24の幅0.2
mm、で108ピンの電子部品４としてのTAB部品21を基板10
に実装し、位置合せ精度±20μｍ以下が得られた。

なお、本発明は上記一実施例に限定されるものではな
くその趣旨を逸脱しない範囲で変形してもよい。例えば
上記一実施例では第１および第２の検知手段９、12に第
１および第２のCCDカメラ83、84を使用しているが、こ
れに限定されず、他の撮像カメラを使用してもよい。ま
た、上記実施例において切断片32はキャリアテープ３を
切断して形成されたものであり、実質的にはキャリアテ
ープ３と同一の部品であるが、区別のために切断片32と
して説明した。

〔発明の効果〕

以上説明したように構成されることで、半導体チップ
がインナーボンディングされたキャリアテープを自動供
給し、このキャリアテープから電子部品を打抜き成形
し、この電子部品を基板に対して相対的に位置決めし、
アウターリードボンディングする（実装する）という工
程を完全に自動化することができる。これにより、従来
必要であった手作業による微細な作業を不要にし、作業
の高精度化と高能率化とを実現できるアウタリードボン
ダー（電子部品の実装装置）を提供できる。

さらに、打抜き成形機構においては、電子部品のパー
フォレーションを固定金型に設けられた位置決めピンの
先端尖鋭部により係止することで、正確に電子部品を位
置決めできる。一方、打抜き後には、ノックアウトリン
グを介して圧縮ばねの弾性力により不要部品が先端尖鋭
部まで浮き上がり、不要部品を自動的に固定金型から除
去できる。

また、供給排出機構においては、一対の吸着ノズルに
よって不要部品を吸着し、除去するので、連続的にキャ
リアテープが供給される場合であっても電子部品の成形
作業を確実に行うことができる。

また、ボンディングヘッドにおいては、ヒータチップ
の温度分布並びに加圧力を均一にすることができるよう
になる。このため、信頼性の高い接合部を得ることがで
きる。

また、第１の検知手段においては、保持機構に保持さ
れた電子部品を撮像手段にて撮像する際に、シャッタを
閉じることによりボンディングヘッドが撮像されないよ
うにすることができるので、電子部品の画像処理を容易
にすることができる。

また、撮像手段においては、環状に配置された照明光
源により電子部品を照射しているので、電子部品をより
良い状態で撮像することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第19図はこの発明における一実施例であり、
第１図はアウターリードボンダーの正面図、第２図はア
ウターリードボンダの側面図、第３図はアウターリード
ボンダーの平面図、第４図はアウターリードボンダーの
基本的な構成を示す概略的構成図、第５図はキャリアテ
ープの平面図、第６図は基板に電子部品が装着された状
態を示す平面図、第７図は打抜き成形機構の斜視図、第
８図は打抜き成形機構の要部を示す正断面図、第９図は
打抜き成形機構に対峙して設けられた供給排出機構の斜
視図、第10図は供給排出機構が作動して切断片を打抜き
成形機構に供給している状態を示す斜視図、第11図はボ
ンディングヘッドの正断面図、第12図はボンディングヘ
ッドの先端部とこれに吸着される電子部品を示す斜視
図、第13は分割チップの電気的接続構造のみを示す下面
図、第14図は視覚認識用ステージのシャッタが開いた状
態を示す正面図、第15図は視覚認識用ステージのシャッ
タが閉じた状態を示す正面図、第16図は視覚認識用ステ
ージの平面図、第17図は視覚認識用ステージと第１の検
知手段の配設状態を示す側面図、第18図はアウターリー
ドボンダーの作動をフローチャートで示す作動流れ図、
第19図は電子部品および基板の中心位置Ｐを示す平面図
である。 １……アウターリードボンダー、５……打抜き成形機
構、６……供給排出機構、７……ボンディングヘッド、
８……搬送機構、９……第１の検知手段、11……実装ス
テージ、12……第２の検知手段、13……制御装置。

フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−163649（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−40329（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−175132（ＪＰ，Ａ) 特開 昭51−43675（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−84529（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−24635（ＪＰ，Ａ) 実開 昭63−178324（ＪＰ，Ｕ)

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】半導体チップがインナーリードボンディン
   グされたキャリアテープから電子部品を打抜き且つ成形
   する打抜き成形機構と、この打抜き成形機構に上記キャ
   リアテープを供給し且つ打抜き後の不要部品を上記打抜
   き成形機構から排出する供給排出機構と、上記打抜き成
   形機構から所定距離離された位置に設けられ基板を載置
   して駆動する実装ステージと、上記打抜き成形機構で打
   抜き成形された電子部品をボンディングヘッドに吸着保
   持して搬送する搬送機構と、この搬送機構による搬送工
   程の中途部に設けられ上記ボンディングヘッドに吸着保
   持された上記電子部品の吸着状態を検知する第１の検知
   手段と、上記実装ステージと対向する位置に設けられ上
   記実装ステージに載置された上記基板の載置状態を検知
   する第２の検知手段とを有する電子部品の実装装置にお
   いて、 上記打抜き成形機構は、相対向配置された固定金型及び
   可動金型と、 上記固定金型の上記可動金型と対向する面に突設されそ
   の先端尖鋭部が上記キャリアテープの両側部に形成され
   たパーフォレーションに掛止し、かつ打抜き成型された
   状態で上記不要部品が先端尖鋭部に圧入する位置決めピ
   ンと、 この位置決めピンの外周に上記固定金型の上記可動金型
   と対向する面から突没自在に嵌合するノックアウトリン
   グと、 このノックアウトリングを弾性的に支持し打抜き後の上
   記可動金型の上昇に基づき上記ノックアウトリングを押
   し上げて上記不要部品の先端尖鋭部に対する圧入を解除
   する圧縮ばねとを具備したことを特徴とする電子部品の
   実装装置。
2. 【請求項２】半導体チップがインナーリードボンディン
   グされたキャリアテープから電子部品を打抜き且つ成形
   する打抜き成形機構と、この打抜き成形機構に上記キャ
   リアテープを供給し且つ打抜き後の不要部品を上記打抜
   き成形機構から排出する供給排出機構と、上記打抜き成
   形機構から所定距離離された位置に設けられ基板を載置
   して駆動する実装ステージと、上記打抜き成形機構で打
   抜き成形された電子部品をボンディングヘッドに吸着保
   持して搬送する搬送機構と、この搬送機構による搬送工
   程の中途部に設けられ上記ボンディングヘッドに吸着保
   持された上記電子部品の吸着状態を検知する第１の検知
   手段と、上記実装ステージと対向する位置に設けられ上
   記実装ステージに載置された上記基板の載置状態を検知
   する第２の検知手段とを有する電子部品の実装装置にお
   いて、 上記供給排出機構は、上記不要部品の所定方向の両端部
   を吸着し、除去する一対の吸着ノズルを備えていること
   を特徴とする電子部品の実装装置。
3. 【請求項３】半導体チップがインナーリードボンディン
   グされたキャリアテープから電子部品を打抜き且つ成形
   する打抜き成形機構と、この打抜き成形機構に上記キャ
   リアテープを供給し且つ打抜き後の不要部品を上記打抜
   き成形機構から排出する供給排出機構と、上記打抜き成
   形機構から所定距離離された位置に設けられ基板を載置
   して駆動する実装ステージと、上記打抜き成形機構で打
   抜き成形された電子部品をボンディングヘッドに吸着保
   持して搬送する搬送機構と、この搬送機構による搬送工
   程の中途部に設けられ上記ボンディングヘッドに吸着保
   持された上記電子部品の吸着状態を検知する第１の検知
   手段と、上記実装ステージと対向する位置に設けられ上
   記実装ステージに載置された上記基板の載置状態を検知
   する第２の検知手段とを有する電子部品の実装装置にお
   いて、 上記ボンディングヘッドは、上記電子部品の本体を吸着
   する吸着手段と、 この吸着手段により上記電子部品の本体を吸着した際、
   この本体部から突出し互いに並列して形成された複数本
   の端子と対向する位置に一端部が位置するように吸着手
   段の近傍に設けられ、かつ上記吸収された電子部品の端
   子に対して上記一端部が接離する方向に各々が独立して
   移動可能に設けられた複数のヒータチップとを備えてい
   ることを特徴とする電子部品の実装装置。
4. 【請求項４】半導体チップがインナーリードボンディン
   グされたキャリアテープから電子部品を打抜き且つ成形
   する打抜き成形機構と、この打抜き成形機構に上記キャ
   リアテープを供給し且つ打抜き後の不要部品を上記打抜
   き成形機構から排出する供給排出機構と、上記打抜き成
   形機構から所定距離離された位置に設けられ基板を載置
   して駆動する実装ステージと、上記打抜き成形機構で打
   抜き成形された電子部品をボンディングヘッドに吸着保
   持して搬送する搬送機構と、この搬送機構による搬送工
   程の中途部に設けられ上記ボンディングヘッドに吸着保
   持された上記電子部品の吸着状態を検知する第１の検知
   手段と、上記実装ステージと対向する位置に設けられ上
   記実装ステージに載置された上記基板の載置状態を検知
   する第２の検知手段とを有する電子部品の実装装置にお
   いて、 上記第１の検知手段は、電子部品を保持する保持機構
   と、この保持機構に保持された上記電子部品を撮像する
   撮像手段と、保持された上記電子部品に対して上記撮像
   手段と反対側に設けられ、かつ保持された上記電子部品
   を撮像する際に保持された上記電子部品の上記撮像手段
   と反対側の背景が撮像されないようにするシャッタとを
   具備していることを特徴とする電子部品の実装装置。
5. 【請求項５】上記撮像手段は、その外周の上記電子部品
   と対向する端部側に上記電子部品を照射するための環状
   に配置された照明光源を有することを特徴とする特許請
   求の範囲第４項記載の電子部品の実装装置。