JP2684465B2 - 基板搬送位置決め装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、平らな基板を搬送して
これを受け台上の平坦な受け面上に載置して位置決めを
行う基板搬送位置決め装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の基板搬送位置決め装置
は、例えばワイヤボンディング装置に備えられている。

【０００３】このワイヤボンディング装置は、複数の半
導体部品（ＩＣチップ）が長手方向に並べて配設された
基板としての複数枚のリードフレームをマガジン内に配
列して収容しておき、これらリードフレームをリードフ
レーム搬送装置によりマガジン外に順次押し出してボン
ディング手段によるボンディング位置に搬送を行う。

【０００４】このボンディング手段は、搬送されたリー
ドフレームをヒートブロックによって加熱された受け台
としてのボンディングステージ上に担持し、該リードフ
レーム上に配設されたＩＣチップを周囲のリードとワイ
ヤとをボンディング工具（キャピラリ）を用いてボンデ
ィング接続を行う。

【０００５】また、リードフレーム搬送装置は、マガジ
ン内に配列されたリードフレーム各々をその一部がマガ
ジン外に突出するように順次押し出すフレーム押出手段
と、該フレーム押出手段により押し出されたリードフレ
ームを該リードフレーム上の各ＩＣチップの配列ピッチ
づつ間欠送りしてボンディング位置に移送させるフレー
ム移送手段、すなわち基板移送手段とを有している。

【０００６】図３は、従来のワイヤボンディング装置が
具備したリードフレーム搬送装置の平面図である。

【０００７】図３に示すように、このリードフレーム搬
送装置は、略長方形形状の複数枚のリードフレーム３１
を上下方向、即ち紙面に対して垂直な方向に配列収容さ
れるマガジン３２を担持するマガジン受け３３を有し、
該マガジンに配列収容される各リードフレーム３１の配
列ピッチづつ間欠的に下降又は上昇させる昇降機構３５
と、この昇降機構３５の動作に連動してマガジン３２内
のリードフレーム３１を一枚づつ押し出すためのプッシ
ュ機構３７とを有している。これら昇降機構３５及びプ
ッシュ機構３７により上述したフレーム押出手段が構成
される。また、昇降機構３５の側方には、マガジン外に
押し出されたリードフレーム３１を後述するボンディン
グ手段によるボンディング位置４１に移送するフレーム
移送手段３９が設けられている。

【０００８】なお、昇降機構３５の詳細な構成について
は、例えば出願人が実願平１−１０８３８２号として出
願しているので、詳細な構成については詳述しない。ま
た、フレーム移送手段３９の構成についても、例えば実
開昭６１−１５６２３３号公報により開示されているの
で、以下の説明に留める。

【０００９】フレーム移送手段３９は、マガジン３２か
ら突出するリードフレーム３１をその幅方向両側から挟
むように配設されかつ互いに相対的に近接離間可能にし
て該リードフレームの案内を行う一対の平行なガイドレ
ール４２及び４３と、両ガイドレール４２及び４３の各
々に対して螺合した送りねじ４４及び４５並びにこの両
送りねじ４４及び４５にトルクを付与するモータ４６及
び４７を有して両ガイドレール４２，４３を接続させる
レール駆動機構と、リードフレーム３１が両ガイドレー
ル４２及び４３に沿ってボンディング位置４１方向に移
動可能なように該リードフレーム３１に対して駆送力を
付与する駆送力付与手段とを有する。

【００１０】上記モータ４６及び４７が図示せぬ制御回
路からの指令によって正又は逆回転されることによりレ
ール間隔を拡げたり狭くし、リードフレームの品種交換
によるフレーム幅寸法の変化に対応できるように構成さ
れている。なお、フレーム押出手段によってマガジン３
２から押し出されたリードフレーム３１が上述したフレ
ーム移送手段が具備する駆送力付与手段により駆送力を
付与されうる位置、即ち移送起点位置に達したことを検
知して検知信号を発するセンサ５０が設けられている。

【００１１】一方、上記駆送力付与手段は、図４乃至図
１１に示すようにリードフレーム３１の幅方向側端部を
上下から挟む一対の送りアーム５８及び５９と、これら
送りアーム５８及び５９をしてリードフレーム３１の挟
持及びその解除を行うため上下に相対的に駆動するアー
ム駆動手段（図示せず）と、この両送りアーム５８及び
５９を水平に移動させてボンディングステージ上に位置
決めする駆動源（図示せず）とから構成されている。

【００１２】なお、前述した昇降機構３５と共に上記フ
レーム押出手段を構成するプッシュ機構３７は、ベース
５２と、該ベース５２上に固設されたガイドシャフト５
３と、このガイドシャフト５３により案内されるスライ
ダ５４と、このスライダ５４に取り付けられて各リード
フレーム３１の１枚づつにその先端にて当接してこれを
マガジン３２外に押し出すためのプッシャ５５と、ベー
ス５２上に設けられてスライダ５４を介してプッシャ５
５を駆動するエアシリンダ５６とから構成されている。

【００１３】図１２及び図１３は、図３に示すボンディ
ング位置４１に搬送されたリードフレーム３１上のＩＣ
チップ５９に対してボンディング作業を行うボンディン
グ手段を示す図である。

【００１４】図１２及び図１３に示すように、このボン
ディング手段は、リードフレーム３１を担持するボンデ
ィングステージ６０と、このボンディングステージ６０
を加熱するためのヒートブロック６１と、金線又はアル
ミニウム線などのワイヤを供給するボンディング工具
（キャピラリ）６２と、リードフレーム３１をボンディ
ングステージ６０に向けて押圧して位値決めするリード
フレーム押え６３と、該リードフレーム押え６３をして
リードフレーム３１の押圧及びその解除を行うため該リ
ードフレーム３１をボンディングステージ６０に対して
近接及び離間させる接離手段とを有している。

【００１５】また、ボンディング工具６２は超音波振動
を増幅して印加するための加振用ホーン６４の先端部に
取り付けられており、該ホーン６４を通じてボンディン
グ工具６２に対して矢印Ｓ方向、すなわちリードフレー
ム３１の主面に対して平行な方向への超音波振動が印加
される。

【００１６】次に、上記構成よりなるワイヤボンディン
グ装置の動作について説明する。

【００１７】まず、図３において、図示せぬ制御回路か
らの指令によりモータ４６及び４７の回動により搬送さ
れるリードフレーム３１の幅寸法に適合するように両ガ
イドレール４２及び４３の間隔が調整される。この後、
エアシリンダ５６の出力軸を引き込ませてプッシャ５５
を矢印Ｘ方向に移動させる。すると、マガジン３２内に
配列収容されている複数枚のリードフレーム３１のう
ち、例えば、最下段のものの後端にプッシャ５５の先端
が当接し、該リードフレームを一定量ａだけ押しマガジ
ン３２外に突出させる。すると、センサ５０がこのリー
ドフレーム３１の先端を検知し、該リードフレーム３１
がフレーム移送手段３９により移送され得る移送起点位
置に達したことが確認される。

【００１８】次に、フレーム移送手段３９が図４乃至図
１１に示す如く作動して該リードフレーム３１はボンデ
ィングステージ６０上まで移送され、図１２及び図１３
に示すボンディング手段によって該リードフレーム３１
上の各ＩＣチップに対するボンディング作業が順次行な
われる。但し、図１２には、リードフレーム３１上に並
べられた各ＩＣチップのうち、最先のものから数えて３
番目のＩＣチップに対するボンディング作業が行われて
いる状態が示されている。

【００１９】図１２及び図１３に示すボンディング手段
は、まず上昇位置にあったリードフレーム押え６３が図
１３に示す位置に下降し、リードフレーム３１をボンデ
ィングステージ６０に向けて押圧して位置決めする。次
に、上昇位置にあったボンディング工具６２が図示せぬ
ＸＹテーブルにより移動制御されて位置決めされ図１３
に示す位置まで下降してボンディング作業が行なわれ
る。このようにして例えば前から３番目のＩＣチップ５
９に対するボンディング作業が完了すると、ボンディン
グ工具６２及びリードフレーム押え６３は上昇せられ、
その後リードフレーム３１がＩＣチップの配列ピッチの
１ピッチ分駆送されて４番目のＩＣチップがボンディン
グ作業位置に至る。

【００２０】かかる一連の作業が繰り返されることによ
って、すべてのＩＣチップに対するボンディング作業が
完了したリードフレーム３１はフレーム移送手段３９に
よって更に矢印Ｘ方向に駆送され、アンローダ側のマガ
ジンに回収される。

【００２１】これに続いて、或は上述の一連の動作に連
動して昇降機構３５のマガジン受け３３がリードフレー
ム配列ピッチの１ピッチ分だけ下降し、２枚目のリード
フレームがプッシャ５５に対応する位置に持ち来たされ
る。以下、順次上記一連の動作がこの２枚目以降のリー
ドフレームについて繰り返される。

【００２２】なお、図１４は、上記ワイヤボンディング
装置により、ＩＣチップ５９上のパット５９ａとリード
フレーム３１側のリード３１とがワイヤ６５にて接続さ
れた状態の平面図である。

【００２３】図１４は、ワイヤ６５の先端に形成された
ボール６５ａが、ボンディング工具６２により第１ボン
ディング点となるパッド５９ａ上に押し潰されて熱圧着
されたのち、第２ボンディング点となるリード３１にボ
ンディング接続された様子が示されている。

【００２４】ところで、上記構成よりなる装置では、フ
レーム移送手段３９により移送されたリードフレーム３
１、すなわち基板は受け台としてのボンディングステー
ジ６０（通常、ステージ下方に配置されたヒータにより
加熱される）上に載置されるのであるが、図１５に示す
如く、この移送の際にリードフレーム３１の下面側に入
り込む空気などの加熱流体の作用により該リードフレー
ム３１がボンディングステージ６０上にて浮遊状態とな
って正規の載置位置からずれる。

【００２５】そこで、図１６に示すようなＬ字状に形成
された位置決め部材６８をボンディングステージ６０上
のリードフレーム３１の角部に係合させる機構を設ける
ことにより該リードフレーム３１の位置決めができるよ
うに構成されている。

【００２６】その他図１７に示すように、板バネ状の押
圧部材７０を一方のガイドレール４２の上面に設けるこ
とによってリードフレーム３１をボンディングステージ
６０に向けて強制的に押し付けることにより、搬送中の
加熱流体の入り込みを防止することも行なわれている。
なお、フレーム移送手段としては図４乃至図１１に示し
たフレーム挟持型のものの他、ベルトコンベア形式のも
のも採用されることが多いが、この場合でも上記と同様
に空気の入り込みによるずれが生じ易く、図１６及び図
１７に示す位置決め手段が必要となる。

【００２７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
装置では、移送され且つ位置決めされるべきリードフレ
ームの品種交換等によるフレーム形状の変更に伴ない以
下のような欠点がある。即ち、フレーム形状の相違によ
り位置決め部材６８及び押圧部材７０を交換する必要が
生じ、特に図１６に示す構成の場合には位置決め部材６
８を駆動するための機構部が必要であるのみならず、位
置決め調整も行わなければならない欠点がある。また、
図１７に示す装置は、一方のガイドレール４２の上面に
取り付ける必要があるためガイドレール４２の高さとボ
ンディングステージ６０の上面との高さの違いにより取
付場所などの制約があるのみならず、基板の上面から押
圧するため基板の厚さの制限や押え力の調整が難しく、
しかも基板上面にすでに取り付けられている半導体部品
等があるような場合には押圧部材７０により半導体部品
等を損壊する恐れがあるという欠点がある。したがっ
て、従来の装置では汎用性に欠け、なおかつリードフレ
ームの位置決めのための構成が複雑となってコストの増
大を招来させる欠点がある。

【００２８】そこで、本発明は上記従来技術の欠点に鑑
みなされたものであって、極めて簡単かつ低廉な構成に
してあらゆる形状の基板に対して共用できる位置決め手
段を備えた基板搬送位置決め装置を提供することを目的
とする。

【００２９】

【課題を解決するための手段】本発明は、基板を載置す
るための平坦な受け面を有する受け台と、基板をその主
面に対して平行に移送して前記受け台上に載置する基板
移送手段とを備え、前記受け面には複数条の長手溝が形
成されたものである。

【００３０】

【実施例】次に、本発明に係る基板搬送位置決め装置を
含むワイヤボンディング装置の実施例を説明する。な
お、本発明に係るワイヤボンディング装置は以下に説明
する部分以外は図３乃至図１５に示した従来の装置と同
様に構成されているので、装置全体としては詳述しな
い。また、以下の説明において従来の装置と同一或は対
応する部分については同じ参照符号を用いて説明する。

【００３１】図１に示すように、マガジン３２（図３に
図示）からプッシュ機構３７（図３に図示）により突出
された後に基板移送手段としてのフレーム移送手段３９
（図３乃至図５を参照）により、移送されたリードフレ
ーム３１、すなわち基板は、受け台としてのボンディン
グステージ６０（該ステージは、下方に配置されたカー
トリッジヒータにより加熱されている。）の平坦な受け
面上に載置される。図示したように、このボンディング
ステージ６０の受け面６０ａには、フレーム移送手段３
９によるリードフレーム３１の移送方向（矢印Ｘ方向）
において伸長するように例えば３条の長手溝６０ｂが形
成されている。各長手溝６０ｂは互いに等間隔に形成さ
れている。また、この受け面６０ａにはこれら長手溝６
０ｂに対して直角に交差する例えば４条の長手溝６０ｃ
が互いに等間隔にて形成されている。この長手溝６０ｂ
及び６０ｃによりボンディングステージ６０上には格子
状の溝が形成されている。

【００３２】フレーム移送手段３９による移送中にリー
ドフレーム３１の下面側に入り込んだ空気等の加熱流体
は、ボンディングステージ６０上への該リードフレーム
３１の載置と同時に各長手溝６０ｂ及び６０ｃ内に導か
れて矢印Ａ及びＢにて示す如く側方、即ち全方向へと放
出される。これによってリードフレーム３１は、フレー
ム移送手段３９により位置決めされた位置に到達するよ
うにボンディングステージ６０上においては浮動するこ
となく確実に位置決めされる。

【００３３】図２はボンディングステージ６０に形成さ
れる長手溝の形態の変形例を示す図である。

【００３４】図示の如く、このボンディングステージ６
０上には、該ボンディングステージ６０の中央部を中心
として放射状に、例えば１２条の長手溝６０ａ乃至６０
ｏが形成されている。なお、該各長手溝６０ａ乃至６０
ｏの交差部には例えば円形の凹部６０ｐが形成されてお
り、各長手溝６０ａ乃至６０ｏは該凹部６０ｐを通じて
互いに連通している。かかる構成によっても、図１に示
した構成と同様に、長手溝による空気等の加熱流体の放
出作用により所定の位置に載置されるように位置決めさ
れる。

【００３５】なお、ボンディングステージ６０上に形成
される長手溝の形態としては、上述したような格子状あ
るいは放射状に限らず、空気等の加熱流体を全方向に放
出できるものであれば種々のものを採用し得ることは言
及するまでもない。また、本実施例では、ワイヤボンデ
ィング装置に適用された場合について説明しているが、
他のボンディング装置等にも適用できることは勿論であ
る。また、本実施例では、より位置決め効果が得られる
加熱流体で説明しているが、加熱されていない空気等の
流体の場合でも同様の効果が得られることは言うまでも
ないところである。

【００３６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
受け台上に形成された長手溝の流体放出作用により基板
の位置決めを行なう構成のため、構成が簡単かつ低廉に
して、あらゆる形状の基板に対する汎用性を有するとい
う効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本発明に係るワイヤボンディング装置の
要部の斜視図である。

【図２】図２は、図１に示すボンディングステージの変
形例を示す斜視図である。

【図３】図３は、従来の基板搬送位置決め装置を具備し
たワイヤボンディング装置の一部断面を含む平面図であ
る。

【図４】図４は、図３に示すワイヤボンディング装置が
具備するフレーム移送手段の側面図である。

【図５】図５は、図４のＥ−Ｅ矢視図である。

【図６】図６は、図４に示すフレーム移送手段の動作説
明図である。

【図７】図７は、図６のＦ−Ｆ矢視図である。

【図８】図８は、図４に示すフレーム移送手段の動作説
明図である。

【図９】図９は、図８のＧ−Ｇ矢視図である。

【図１０】図１０は、図４に示すフレーム移送手段の動
作説明図である。

【図１１】図１１は、図１０のＨ−Ｈ矢視図である。

【図１２】図１２は、図３に示すワイヤボンディング装
置のボンディング手段を示す平面図である。

【図１３】図１３は、図１２のＩ−Ｉ矢視図である。

【図１４】図１４は、図１２及び図１３に示すボンディ
ング手段によりボンディング接続された接続部の平面図
である。

【図１５】図１５は、図３に示すワイヤボンディング装
置が具備するボンディングステージ上にリードフレーム
が移送される状態を示す斜視図である。

【図１６】図１６は、図１５に示すボンディングステー
ジとその周辺機構を示す斜視図である。

【図１７】図１７は、図１５に示すボンディングステー
ジとその周辺機構を示す斜視図である。

【符合の説明】

３１ リードフレーム（基板） ３９ フレーム移送手段（基板移送手段） ６０ ボンディングステージ（受け台） ６０ａ 受け面 ６０ｂ〜６０ｏ 長手溝

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基板を載置するための平坦な受け面を有
   する受け台と、基板をその主面に対して平行に移送して
   前記受け台上に載置する基板移送手段とを備え、前記受
   け面には複数条の長手溝が形成されていることを特徴と
   する基板搬送位置決め装置。