JP2754118B2 - ボンディング装置 - Google Patents

ボンディング装置

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JP2754118B2
JP2754118B2 JP11984292A JP11984292A JP2754118B2 JP 2754118 B2 JP2754118 B2 JP 2754118B2 JP 11984292 A JP11984292 A JP 11984292A JP 11984292 A JP11984292 A JP 11984292A JP 2754118 B2 JP2754118 B2 JP 2754118B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、夫々ICチップすなわ
ち半導体部品が装着された多数のリードフレームを受け
入れて該ICチップのパッド(電極)と該リードフレー
ム上に設けられたリードとをワイヤを用いてボンディン
グするボンディング装置に関する。
【0002】
【従来の技術】かかるボンディング装置の従来例を図1
3に示す。このボンディング装置は、図示しないダイボ
ンダー装置及びキュア装置と共に一列にラインとして設
置される。該ダイボンダー装置は、ウェハーをカッティ
ングすることにより得られた多数のICチップを、例え
ば熱硬化型の接着剤等を用いてリードフレームL\F上
の所定位置に順次装着し、後段のキュア装置に向けて送
り出すものである。また、キュア装置は、該ダイボンダ
ー装置より送り出されたリードフレームを受け入れて、
該接着剤を固化せしめるべく加熱した後、後段に配置さ
れた当該ボンティング装置に向けて送り出す、そして、
当該ボンディング装置は、このリードフレームを受け入
れて、該リードフレームに形成されているリードと該リ
ードフレーム上に装着されたICチップ上のパッドと
を、金、アルミニウムなどから成るワイヤを用いてボン
ティングする。
【0003】なお、当該ボンディング装置は、特開平3
−155140号公報において開示されているものであ
る故、具備する各機構の細部についての説明は省略す
る。
【0004】図13において、このボンディング装置の
本体201(二点鎖線で図示)上にはボンディングヘッ
ド202が設けられている。ボンディングヘッド202
はカメラヘッド、レンズ及び照明灯を有するカメラを含
み、図示せぬXYテーブル駆動機構が具備して2次元的
に移動せられる移動テーブル上に搭載されている。
【0005】このボンディングヘッド202によりボン
ディングステージ(図示せず:リードフレームL\Fの
全長のうち、ボンディングを行おうとするICチップ及
びその前後の複数のICチップが装着されている部分を
担持するステージ部分を指称する)上の被ボンディング
部品であるリードフレームL\F及びICチップを撮像
して、該リードフレームのリードと該ICチップ上のパ
ッドとをボンディングする。このリードフレームL\F
は、第1のガイドレール203a及び第2のガイドレー
ル203bにより最適間隔位置に位置決め調整される。
この第1及び第2のガイドレール203a、203bと
平行に第3の搬送機構204が設けられている。この第
3の搬送機構204は、複数のプーリと該プーリに掛け
回されたベルト等から成り、モータ204gにより駆動
される。そして、該第3の搬送機構204の近傍には、
リードフレームL\Fの到来を検出するセンサー205
が配置されている。
【0006】次に、リードフレーム受け入れ側の搬送手
段について説明する。
【0007】該搬送手段は第1及び第2の搬送機構20
6、207で構成されている。この第1及び第2の搬送
機構206、207は1つのモータ208で駆動され
る。
【0008】第1及び第2の搬送機構206、207
は、ローダユニット209上に第1及び第2のガイドレ
ール203a、203bの長手方向と平行な方向に並列
して設けられている。このローダユニット209の端部
は前後スライド用シリンダー210のロッドの先端に連
結されており、第1及び第2のガイドレール203a、
203bの長手方向と直交する方向Jにおいて本体20
1の上面を移動可能に構成されている。このシリンダー
(切換手段)210の前後への移動におけるタイミング
は図示せぬマイクロプロセッサ等よりなる制御回路によ
り制御され、シリンダーのロッドの作動位置は第1及び
第2の搬送機構206、207の中心と第1及び第2の
ガイドレール203a、203bの中心及び第3の搬送
機構204の中心(一点鎖線で示す)とが一致するよう
に制御される。この第1及び第2の搬送機構206、2
07は上述した第3の搬送機構204と略同じ構成であ
り、複数のプーリと、該プーリに掛け回されたベルトと
から成る。また、第1及び第2の搬送機構206、20
7には、第1及び第2のガイドレール203a、203
bへのリードフレーム供給側近傍に、リードフレーム検
出センサー211、212が配設されている。
【0009】次に、第4及び第5の搬送機構213、2
14は上述の第1及び第2の搬送機構206、207と
同一の構成よりなり、リードフレーム送り出し側に設け
られている。この第3及び第4の搬送機構213、21
4も第1及び第2の搬送機構206、207と同様に1
つのモータ215で駆動される。また、リードフレーム
検出センサー216及び217が配設されている。
【0010】第4及び第5の搬送機構213、214
は、アンローダユニット218上に第1及び第2のガイ
ドレール203a、203bの長手方向と平行な方向に
並列して設けられている。このアンローダユニット21
8の端部は前後スライド用シリンダー219のロッドの
先端に連結されており、第1及び第2のガイドレール2
03a、203bの長手方向と直交する方向Jにおいて
本体201の上面を移動可能に構成されている。
【0011】なお、第2の搬送機構207の近傍には、
該第2の搬送機構207上のリードフレームL\Fをガ
イドレール203a、203b上に押し出すためのリー
ドフレームプッシャーシリンダー220が配設されてい
る。
【0012】次に、上記した構成のボンディング装置の
動作について説明する。
【0013】まず、図13の状態よりリードフレーム受
け入れ側のシリンダー210のロッドが突出せられてロ
ーダユニット209が前進し、第2の搬送機構207
が、第3の搬送機構204及び第5の搬送機構214と
共に一直線上に並べられる。この状態で、各搬送機構2
04、206、207、213、214が駆動され、同
時に前段のキュア装置を経たリードフレームL\Fが矢
印方向より供給され、第2の搬送機構207上に持ち来
される。このリードフレームL\Fを検出センサー21
2が検出すると、各搬送機構は停止する。その後、シリ
ンダー210が吸収方向に作動せられ、ローダユニッド
209が図13に示す位置に戻される。
【0014】次いで、リードフレームプッシャーシリン
ダー220が作動せられ、第2の搬送機構207上のリ
ードフレームL\Fは第1及び第2のガイドレール20
3a、203b上に押し出される。このガイドレール2
03a、203b上に送られたリードフレームL\Fは
図示せぬ搬送手段によりクランプされながら1ピッチず
つ間欠送りされた後、ボンディングステージ上で所定温
度に加熱されてボンディングされる。次に、ボンディン
グステージ上でボンディングされたリードフレームL\
Fは第4の搬送機構213上に搬出され、リードフレー
ム検出センサー216で検出されてモータの回転が停止
した後、シリンダー219が突出方向に作動せられてア
ンローダユニット218が前進する。そして、上記各搬
送機構が作動せられ、ボンディングがなされたリードフ
レームL\Fは後段に向けて送り出される。
【0015】上述したように、従来のボンディング装置
においては、前段のダイボンダー装置からキュア装置を
経て1枚ずつ供給されるリードフレームL\Fを順次受
け入れて、これをボンディングする構成である。
【0016】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、かかる
従来のボンディング装置においては、ボンディングをな
すべきリードフレームの種類が変更されることを考えた
場合、リードフレームを搬送するための各搬送機構につ
いて、この新たに取り扱うリードフレームに対応するよ
うにその取り替え若しくは調整のための作業を行う必要
があり、多大な労力及び時間を費さねばならないという
欠点がある。
【0017】また、上記した従来のボンディング装置に
おいては、ボンディング作業の高効率化はある程度達成
されてはいるが、近時、更なる高速化が望まれる傾向に
ある。
【0018】本発明は上記した従来の技術の欠点に鑑み
てなされたものであって、各種リードフレームに対して
迅速かつ容易に対処することが出来ると共に、ボンディ
ング作業の高速化を達成し、且つ構造が簡単で、しかも
動作制御容易にして信頼性の高いボンディング装置を提
供することを目的としている。
【0019】
【課題を解決するための手段】本発明は、ボンディング
ステージと、少なくとも2次元方向に移動可能な移動テ
ーブル及び該移動テーブル上に搭載されたボンディング
アームを有するボンディング手段と、夫々半導体部品が
装着された複数枚のフレームを収容し得るマガジンから
前記フレームを順次取り出して前記ボンディングステー
ジ上に送り出すローダと、前記ボンディング手段により
ボンディングがなされた前記フレームをマガジン内に収
納させるアンローダとを有するボンディング装置であっ
て、前記マガジンを担持して搬送するマガジン搬送手段
と、前記マガジン搬送手段上のマガジンを前記マガジン
搬送手段によるマガジン搬送方向に対して交わる方向に
移送して前記ローダ及び前記アンローダ上に持ち来す
1及び第2マガジン移送手段とを備え、前記ローダに近
接配置され前記マガジンを保持し得る第1保持手段上に
前記マガジンを移動させる第1マガジン移動手段と、前
記アンローダに近接配置され前記マガジンを保持し得る
第2保持手段上に前記マガジンを移動させる第3マガジ
ン移動手段と、前記第1及び第2保持手段上に夫々保持
した前記マガジンを前記マガジン搬送手段上に移動させ
る第2及び第4マガジン移動手段とを有し、前記マガジ
ン搬送手段は前記移動テーブルに対向し且つ前記ボン
ディングステージと略同じ高さ位置に配設してなるもの
である。また、本発明による前記マガジン搬送手段は、
前段より供給される前記マガジンを受け入れて後段に向
けてバイパス搬送をなし得るものである。また、本発明
による前記ローダ及び前記アンローダ各々は、前記マガ
ジンを担持してこれを前記マガジンのフレーム配列方向
において移動させて位置決めするマガジン位置決め手段
を有し、前記第1及び第3マガジン移動手段は、該マガ
ジン位置決め手段と、前記マガジン位置決め手段上のマ
ガジンを前記第1及び第2の保持手段上に受け渡す受渡
し手段とから成るものである。また、本発明による前記
第1及び第2マガジン移送手段は、前記マガジンを前記
マガジン搬送手段から離脱させる離脱手段と、前記離脱
手段上のマガジンを前記ローダ及びアンローダ上に受け
渡す受渡し手段とから成り、前記第2及び第4マガジン
移動手段は、前記第1及び第3マガジン移動手段が具備
する受渡し手段と、前記離脱手段とからなるものであ
る。また、本発明による前記ローダ及びアンローダ上に
マガジンが搭載されているときに、前記第1及び第2
ガジン移送手段をして前記マガジン搬送手段上からマガ
ジンを取り入れさせて待機させるものである。
【0020】
【実施例】次に、本発明の実施例としてのワイヤボンデ
ィング装置について、添付図面を参照しつつ説明する。
なお、本実施例ではワイヤボンディングを例として説明
しているが、本発明はテープボンディング等にも適用可
能であることは勿論である。
【0021】図1に示すように、本発明に係るワイヤボ
ンデイング装置1は、例えば4台、一列にラインとして
並べて設置される。
【0022】図2に示すように、当該ワイヤボンディン
グ装置1の本体2上であって後部には、2次元方向に移
動自在な移動テーブル3及び該移動テーブル3を駆動す
る駆動手段(図示せず)から成るXY駆動機構5と、該
移動テーブル3上に搭載されたボンデイングヘッド7
と、ボンディングステージ9(このボンディングステー
ジとは、後述するリードフレームの全長のうち、ボンデ
ィングを行おうとするICチップ及びその前後の複数の
ICチップが装着されている部分を担持するステージ部
分を指称するものである)とを有している。
【0023】よく知られている故に詳述はしないが、ボ
ンディングヘッド7は、先端にキャピラリ(図示せず)
が装着されてボンディングステージ9の直上に配置され
たボンディングアーム11と、該ボンディングアーム1
1を担持してボンディングステージ9上のリードフレー
ム(後述)に対して接離せしめる接離手段(図示せず)
と、該リードフレーム上のICチップを撮像するための
カメラ及び照明灯(図示せず)などから成る。
【0024】ボンディングステージ9を左右から挾むよ
うに、ローダ15及びアンローダ16が設けられてい
る。このローダ15は、マガジン(後述)を担持して該
マガジン内に配列収容されたリードフレームを順次取り
出してボンディングステージ9上に送り出すものであ
る。また、アンローダ16は、ボンディングステージ9
上にてボンディングされたリードフレームをマガジン内
に収納させるものである。これらローダ15及びアンロ
ーダ16は下記のように構成されている。
【0025】図示のように、ローダ15は、断面形状が
略L字状を呈するように形成されて1つのマガジンを担
持し得る昇降部材17と、該昇降部材17を上下方向
(矢印Z方向及びその反対方向)において案内する案内
部材(図示せず)とを有している。なお、マガジンはこ
の昇降部材17に対して着脱自在であり、該昇降部材1
7に装備されたロック手段(図示せず)によって該昇降
部材17に対して固定される。昇降部材17の後方に
は、該昇降部材17が移動すべき上下方向において延在
すべく、長尺のウォーム19が回転自在に設けられてい
る。なお、このウォーム19については、ボールねじを
これに代えて使用してもよい。また、後述する他の機構
部分に用いられているウォームに関しても同様である。
【0026】ウォーム19の上端部にはベルト車20が
嵌着されている。そして、該ベルト車20の近くにモー
タ21が配置され、該モータの出力軸に固着されたベル
ト車22と該ベルト車20とに、ベルト23が掛け回さ
れている。
【0027】一方、昇降部材17の背面部にはナット
(図示せず)が固着されており、該ナットがウォーム1
9に螺合している。
【0028】上記した昇降部材17と、ウォーム19
と、ベルト車20、22と、モータ21と、ベルト23
と、ウォーム19に螺合する上記ナットとを、マガジン
位置決め手段と総称する。すなわち、このマガジン位置
決め手段は、上記モータ21の作動制御がなされること
により、その担持したマガジンを該マガジンのリードフ
レーム配列方向において適宜移動せしめて位置決めす
る。
【0029】また、ローダ15は、該マガジン位置決め
手段によって位置決めされたマガジンからリードフレー
ムを1枚ずつ順次取り出してボンディングステージ9上
に送り出すフレーム取出手段24を有している。図示の
ようにこのフレーム取出手段24は、マガジン内の各リ
ードフレームに当接してこれをマガジン外に突出させる
ためのプッシャ25と、該プッシャ25を往復動せしめ
るエアシリンダ26とから成る。
【0030】一方、アンローダ16については、上記の
ローダ15とほぼ同様に構成されている。すなわち、ア
ンローダ16は、断面形状が略L字状を呈するように形
成されて1つのマガジンを担持し得る昇降部材27と、
該昇降部材27を上下方向(矢印Z方向及びその反対方
向)において案内する案内部材(図示せず)とを有して
いる。なお、マガジンはこの昇降部材27に対して着脱
自在であり、該昇降部材27に装備されたロック手段
(図示せず)によって該昇降部材27に対して固定され
る。昇降部材27の後方には、該昇降部材27が移動す
べき上下方向において延在すべく、長尺のウォーム29
が回転自在に設けられている。ウォーム29の上端部に
はベルト車30が嵌着されている。そして、該ベルト車
30の近くにモータ31が配置され、該モータの出力軸
に固着されたベルト車32と該ベルト車30とに、ベル
ト33が掛け回されている。
【0031】一方、昇降部材27の背面部にはナット
(図示せず)が固着されており、該ナットがウォーム2
9に螺合している。
【0032】上記した昇降部材27と、ウォーム29
と、ベルト車30、32と、モータ31と、ベルト33
と、ウォーム29に螺合する上記ナットとを、マガジン
位置決め手段と総称する。すわわち、このマガジン位置
決め手段は、上記モータ31の作動制御がなされること
により、その担持したマガジンを該マガジンのリードフ
レーム配列方向において適宜移動せしめて位置決めす
る。
【0033】また、アンローダ16は、ボンディングス
テージ9上にてボンディングがなされたリードフレーム
を、上記の昇降部材27上に担持されたマガジンに対し
て収納させるフレーム収納手段(図示せず)を有してい
る。なお、このフレーム収納手段は、上述したローダ1
5が具備するフレーム取出手段24と同様に構成されて
いる。
【0034】一方、図示のように、本体2上であって前
部には、マガジンを担持してこれをローダ15の近傍か
らアンローダ16の近傍に搬送するマガジン搬送手段4
1が設けられている。詳しくは、このマガジン搬送手段
41は、ボンディングステージ9を挾んで移動テーブル
3に対向して、且つボンディングステージ9と略同じ高
さ位置に配設されている。
【0035】図示のように、マガジン搬送手段41は、
互いに平行に伸長する例えば18本の比較的長尺のベル
ト車43、44(なお、説明の便宜上、これら18本の
うち4本についてのみ参照符号44を付している)と、
該各ベルト車43、44に平行に掛け回されてマガジン
を担持してこれを搬送するための一対の無端状のベルト
45と、該ベルト45を駆送すべくベルト車43、44
のいずれかにトルクを付与するモータなどのトルク付与
手段(図示せず)とからなる。なお、ベルト45はそれ
自体によりマガジンを担持するのではなく、該ベルトの
上辺部分の下側に添設された担持部材(図示せず)がマ
ガジンの荷重を受ける。
【0036】また、図から明らかなように、このマガジ
ン搬送手段41は、その全長が本体2の幅寸法と等しい
か、それより若干大であるように設定されている。これ
により、図1に示すように、複数台のワイヤボンディン
グ装置1を、その各々が具備したマガジン搬送手段41
の搬送経路が互いに連続するように一列にラインとして
並べ、これら各ワイヤボンディング装置1を連続的に稼
働させることが可能となっている。すなわち、このよう
に複数台のワイヤボンディング装置1をラインとして一
列に並べた場合、各ワイヤボンディング装置1が有する
マガジン搬送手段41は、前段より供給されるマガジン
を受け入れて後段に向けてバイパス搬送をなし得ること
から、これら各ワイヤボンディング装置1に対して個々
にマガジンを装着したり回収したりする必要がなく、前
段に配置されたワイヤボンディング装置1より複数のマ
ガジンを供給すればこれらをバイパス搬送して後段の各
ワイヤボンデイング装置に振り分けてそれぞれのマガジ
ン内のリードフレームについてのボンディングをなすこ
とが出来、マガジンの回収についても最終段に配設され
たワイヤボンディング装置を通じて全て行うことが出来
る。
【0037】次いで、上記したマガジン搬送手段41及
びローダ15の間でマガジンを移送する第1マガジン移
送手段と、マガジン搬送手段41及びアンローダ16の
間でマガジンを移送する第2マガジン移送手段とについ
て説明する。なお、該両マガジン移送手段は、マガジン
を、ボンディングステージ9上におけるリードフレーム
送り方向である左右方向(矢印Y方向及びその反対方
向)に対して垂直に交わる前後方向(矢印X方向及びそ
の反対方向)において移送する。
【0038】まず、上記第1マガジン移送手段は、マガ
ジン搬送手段41上のマガジンを上方に僅かに持ち上げ
て該マガジン搬送手段41から離脱させる離脱手段51
と、該離脱手段51上のマガジンをローダ15が具備す
る昇降部材17上に受け渡す受渡し手段52とを有して
いる。なお、該受渡し手段52によるマガジンの受け渡
しに際し、ローダ15とマガジン搬送手段41との間で
マガジンを支えつつ案内する2本の案内部材55が設け
られており、且つ、本体2に対して固定されている。
【0039】以下、まず、上記の離脱手段51の構成に
ついて詳述する。
【0040】図示のように、離脱手段51は、全体とし
て略コの字状に形成されて上下方向(矢印Z方向及びそ
の反対方向)において延在するように配置され、その上
端部にて1つのマガジンを担持し得る可動ベース59
と、該可動ベース59を上下方向において移動自在に案
内する案内部材(図示せず)と、該案内部材と平行に設
けられて可動ベース59の下端部に上端にて結合された
長尺のウォーム61と、該ウォーム61を上下動せしめ
る駆動手段62とを有している。なお、図示してはいな
いが、この駆動手段62は、ウォーム61に螺合したナ
ットと、ウォーム61を駆動すべく該ナットを回転駆動
するモータ等とから成る。また、図3から特に明らかな
ように、上記可動ベース59の上端には、マガジンを受
けるための細長い受板59aが設けられている。図2に
示すように、この受板59aは、可動ベース59が最下
降位置にあるときには、マガジン搬送手段41のマガジ
ン担持面よりも下方に位置するようになされている。す
なわち、図示の如く、マガジン搬送手段41が具備する
両ベルト45は、4本のベルト車44によってその一部
が略V字状に屈曲した形態となされ、受板59aはこの
V字状屈曲部内に遊挿せられている。また、図示のよう
に、可動ベース59は、両ベルト45の間に挿通せられ
ている。
【0041】一方、受渡し手段52は、エアシリンダ6
4と、該エアシリンダ64のロッド64aに取り付けら
れた押圧板65とからなる。
【0042】図2に示すように、ローダ15の前方近傍
には、マガジンを保持し得る保持手段66(以下、保持
手段66を第1保持手段と称する。)が配置されてい
る。この保持手段66は、互いに平行な2本の保持部材
67から成る。そして、ローダ15の後方には、該ロー
ダ15の昇降部材17が担持しているマガジンをこの保
持手段66上に受け渡す受渡し手段68が配置されてい
る。この受渡し手段68は、略コの字状に形成されて前
後方向(矢印X方向及びその反対方向)において延在す
るアーム69と、該アーム69を前後方向において移動
自在に案内する案内部材(図示せず)と、該案内部材と
平行に設けられてアーム69の後端部に結合されたウォ
ーム71と、該ウォーム71を往復動せしめる駆動手段
72とを有している。なお、図示はしないが、この駆動
手段72は、ウォーム71に螺合したナットと、ウォー
ム71を駆動すべく該ナットを回転駆動するモータ等と
から成る。また、上記アーム69の前端には、昇降部材
17上のマガジンを押圧するための押圧板69aが設け
られている。
【0043】上記した受渡し手段68と、前述したロー
ダ15が具備するマガジン位置決め手段(前述:昇降部
材17やモータ21などから成る)とを、第1マガジン
移動手段と総称する。該第1マガジン移動手段は、後述
の如く、昇降部材17上のマガジンを保持手段66上に
移動させるためのものである。ここで明らかなように、
このようにローダ15上のマガジンを保持手段66上に
移動させる第1マガジン移動手段の構成要素として、該
ローダ15自体の一部を構成するマガジン位置決め手段
が兼用されている。すなわち、該ローダ15が具備する
昇降部材17の総昇降ストロークを、後述するボンディ
ング作業においてマガジンからリードフレームを取り出
すために必要な昇降ストロークに対し、更に上方に位置
する保持手段66の高さ位置までマガジンを持ち来すた
めのストロークを加えたものとして設定しているのであ
る。このように、ローダ15の構成要素であるマガジン
位置決め手段を上記第1マガジン移動手段の構成要素と
しても活用しているので、ワイヤボンディング装置全体
としての部品点数の削減や軽量化並びにコストの低減が
達成されている。
【0044】一方、上記した第1マガジン移動手段の構
成要素である受渡し手段68と、前述の第1マガジン移
送手段の構成要素である離脱手段51とを、第2マガジ
ン移動手段と総称する。この第2マガジン移動手段は、
後述するように、上記保持手段66上にて待機状態にあ
るマガジンを、下方のマガジン搬送手段41上に移動さ
せるためのものである。なお、このように、夫々上記第
1マガジン移動手段及び第1マガジン移送手段の構成要
素である受渡し手段68及び離脱手段51を該第2マガ
ジン移動手段の構成要素として兼用したことにより、ワ
イヤボンディング装置全体としての更なる部品点数削
減、軽量化及びコスト低減が図られている。
【0045】次いで、マガジン搬送手段41とアンロー
ダ16の間でマガジンを移送する第2マガジン移送手段
について説明する。
【0046】この第2マガジン移送手段は、上述した第
1マガジン移送手段とほぼ同様に構成されており、マガ
ジン搬送手段41上のマガジンを上方に僅かに持ち上げ
て該マガジン搬送手段41から離脱させる離脱手段81
と、該離脱手段81上のマガジンをアンローダ16が具
備する昇降部材27上に受け渡す受け渡し手段82とを
有している。なお、該受渡し手段82によるマガジンの
受け渡しに際し、アンローダ16とマガジン搬送手段4
1との間でマガジンを支えつつ案内する2本の案内部材
85が設けられており、且つ、本体2に対して固定され
ている。
【0047】以下、まず、上記の離脱手段81の構成に
ついて詳述する。
【0048】図示のように、離脱手段81は、全体とし
て略コの字状に形成されて上下方向(矢印Z方向及びそ
の反対方向)において延在するように配置され、その上
端部にて1つのマガジンを担持し得る可動ベース89
と、該可動ベース89を上下方向において移動自在に案
内する案内部材(図示せず)と、該案内部材と平行に設
けられて可動ベース89の下端部に上端にて結合された
長尺のウォーム91と、該ウォーム91を上下動せしめ
る駆動手段92とを有している。なお、図示してはいな
いが、この駆動手段92は、ウォーム91に螺合したナ
ットと、ウォーム91を駆動すべく該ナットを回転駆動
するモータ等とから成る。なお、上記可動ベース89
は、前述した第1マガジン移送手段の構成要素である離
脱手段51が具備する可動ベース59と同様に形成され
ており、マガジンを受ける2本の細長い受板89aを有
している。図に示すように、この受板89aは、可動ベ
ース89が最下降位置にあるときには、マガジン搬送手
段41のマガジン担持面よりも下方に位置するようにな
されている。すなわち、図示の如く、マガジン搬送手段
41が具備する両ベルト45は、ベルト車44によって
その一部が略V字状に屈曲した形態となされ、受板89
aはこのV字状屈曲部内に遊挿せられている。また、図
示のように、可動ベース89は、両ベルト45の間に挿
通せられている。
【0049】一方、受渡し手段82は、エアシリンダ9
4と、該エアシリンダ94のロッド94aに取り付けら
れた押圧板95とからなる。
【0050】図2に示すように、アンローダ16の前方
近傍には、マガジンを担持し得る保持手段96(以下、
保持手段96を第2保持手段と称する。)が配置されて
いる。この保持手段96は、互いに平行な2本の保持部
材97からなる。そして、アンローダ16の後方には、
該アンローダ16の昇降部材27が担持しているマガジ
ンをこの保持手段96上に受け渡す受渡し手段98が配
置されている。この受渡し手段98は、略コの字状に形
成されて前後方向(矢印X方向及びその反対方向)にお
いて延在するアーム99と、該アーム99を前後方向に
おいて移動自在に案内する部材(図示せず)と、該案内
部材と平行に設けられてアーム99の後端部に一端にて
結合されたウォーム101と、該ウォーム101を往復
動せしめる駆動手段102とを有している。なお、図示
しないが、この駆動手段102は、ウォーム101に螺
合したナットと、ウォーム101を駆動すべく該ナット
を回転駆動するモータ等とから成る。また、上記アーム
99の前端には、昇降部材27上のマガジンを押圧する
ための押圧板99aが設けられている。
【0051】上記した受渡し手段98と、前述したアン
ローダ16が具備するマガジン位置決め手段(前述:昇
降部材27やモータ31などから成る)とを、第3マガ
ジン移動手段と総称する。該第3マガジン移動手段は、
後述の如く、昇降部材27上のマガジンを保持手段96
上に移動させるためのものである。ここで明らかなよう
に、このようにアンローダ16上のマガジンを保持手段
96上に移動させる第3マガジン移動手段の構成要素と
して、該アンローダ16自体の一部を構成するマガジン
位置決め手段が兼用されている。すなわち、該アンロー
ダ16が具備する昇降部材27の総昇降ストロークを、
後述するボンディング作業においてマガジンに対するリ
ードフレームの収納に必要な昇降ストロークに対し、更
に上方に位置する保持手段96の高さ位置までマガジン
を持ち来すためのストロークを加えたものとして設定し
ているのである。このように、アンローダ16の構成要
素であるマガジン位置決め手段を上記第3マガジン移動
手段の構成要素としても活用しているので、ワイヤボン
ディング装置全体としての部品点数の削減や軽量化並び
にコストの低減が達成されている。
【0052】一方、上記した第3マガジン移動手段の構
成要素である受渡し手段98と、前述の第2マガジン移
送手段の構成要素である離脱手段81とを、第4マガジ
ン移動手段と総称する。この第4マガジン移動手段は、
後述するように、上記保持手段96上にて待機状態にあ
るマガジンを、下方のマガジン搬送手段41上に移動さ
せるためのものである。なお、このように、夫々上記
マガジン移動手段及び第2マガジン移送手段の構成要
素である受渡し手段98及び離脱手段81を該第4マガ
ジン移動手段の構成要素として兼用したことより、ワイ
ヤボンディング装置全体としての更なる部品点数削減、
軽量化及びコスト低減が図られている。
【0053】これまでの説明で明らかなように、上記マ
ガジン搬送手段41が、ボンディングステージ9を挾ん
で移動テーブル3に対向して且つボンディングステージ
9と同じ高さ位置に配設され、一方、ローダ15及びア
ンローダ16と該マガジン搬送手段41との間でマガジ
ンを移送する上記第1及び第2マガジン移送手段につい
ては、ボンディングステージ9上のフレーム送り方向に
対して交わる方向においてマガジンを移送するように構
成されている。すなわち、上記マガジン搬送手段41並
びに第1及び第2マガジン移送手段の配設位置を、これ
らが移動テーブル3やボンディングステージ9と錯綜し
ないように設定している。従って、該マガジン搬送手段
41、第1及び第2マガジン移送手段及び移動テーブル
3並びにボンディングステージ9等の構造の複雑化が回
避されている。
【0054】次に、上記した構成のワイヤボンディング
装置1の動作について図4乃至図12をも参照しつつ説
明する。なお、以下の動作は、図示せぬマイクロコンピ
ュータ等よりなる制御手段により制御される。
【0055】作業開始のための操作ボタン等が操作され
ると、図1に示す4台のワイヤボンディング装置1が夫
々具備するマガジン搬送手段41のベルト45が作動せ
られ、これに応じて該各ワイヤボンディング装置1の前
段に配設された図示せぬ供給装置よりマガジンが順次供
給され、図4に示すように各ワイヤボンディング装置1
のマガジン搬送手段41上であって離脱手段51及び8
1の上方に1つずつ、合計2つのマガジンMが持ち来さ
れる。図示のように、離脱手段51の直上に位置決めさ
れたマガジンM内には、半導体部品としてのICチップ
が夫々装着された複数枚のリードフレームL\Fが配列
収容されている。また、離脱手段81の直上に位置決め
されたマガジンMにはリードフレームは収容されておら
ず、空となっている。なお、これらのマガジンMは略直
方体状に形成され、前後両端が開放している。
【0056】図4に示すように、搬送されてきた2つの
マガジンMが夫々離脱手段51及び81の直上に達する
と、図示せぬセンサーによりこれが検知され、その検知
信号に基づきマガジン搬送手段41は停止せられる。そ
して、図5に示すように、離脱手段51及び81が作動
せられ、該両離脱手段51、81が夫々具備する可動ベ
ース59、89が最下降位置から僅かに上昇する。これ
によってマガジン搬送手段41上の2つのマガジンMは
可動ベース59、89により持ち上げられ、該マガジン
搬送手段41から離脱する。
【0057】次いで、図6及び図7に示すように、受渡
し手段52及び82が各々具備するエアシリンダ64、
94の突出動作が行われ、該両エアシリンダ64、94
のロッド先端に設けられた押圧板65、95が離脱手段
51、81上の両マガジンMを押し、各マガジンMは案
内部材55、85を経てローダ15及びアンローダ16
が各々有する昇降部材17、27上に受け渡される。な
お、図6及び図7において、受渡し手段52及び82
を、マガジンMから離間した状態にて描いているが、こ
れは図の複雑化を避けるためであり、実際には両者は近
接して位置している。また、図6及び図7に示すよう
に、各マガジンMがローダ15及びアンローダ16に受
け渡されると同時に、それまで該両マガジンMを担持し
ていた離脱手段51、81の可動ベース59、89は再
び最下降位置まで下降せしめられる。
【0058】上記のようにマガジンMがローダ15及び
アンローダ16の各昇降部材17、27上に載置される
と、これが図示しないセンサーによって検知され、検知
信号が発せられる。すると、図8に示すようにフレーム
取出手段24のプッシャ25が作動せられ、ローダ15
上のマガジンM内に配列された複数枚のリードフレーム
L\Fのうち、例えば最上段のリードフレームがボンデ
ィングステージ9上に取り出される。なお、図7及び図
8に示すように、受渡し手段52及び82の各エアシリ
ンダ64、94は引込動作がなされ、元の状態に戻る。
このボンディングステージ9上に取り出されたリードフ
レームL\Fは、図示せぬ搬送機構によりクランプされ
てその担持しているICチップの配列ピッチずつ間欠送
りされ、これに伴ってボンディングステージ9上で所定
温度に加熱される。そして、同時にボンディングヘッド
7及びXY駆動機構5が作動し、該ICチップ上のパッ
ド(電極)とリードフレームL\Fに形成されたリード
とがワイヤによりボンディングされる。
【0059】上記のようにしてリードフレームL\Fの
ボンディングがなされると、そのリードフレームはアン
ローダ16が具備する図示しないフレーム収納手段(こ
のフレーム収納手段は上記のフレーム取出手段24とほ
ぼ同様の構成である)によって該アンローダ16上の空
のマガジンM内に収納される。この後、ローダ15及び
アンローダ16が作動してその各々が具備した昇降ベー
ス17、27が、マガジンMにおけるリードフレームの
配列ピッチの1ピッチ分だけ上昇せられる。これによ
り、ローダ15上において、上記のボンディングがなさ
れたリードフレームL\Fの下段に位置していたリード
フレームがボンディングステージ9に対応して位置決め
される。そして、この2枚目のリードフレームについて
上記の1枚目のリードフレームに対すると同様の動作が
行われ、ボンディングがなされ、アンローダ16上のマ
ガジンM内に収納される。以後、ローダ15上のマガジ
ン内の全てのリードフレームに対して上記の一連の動作
が繰り返され、ボンディングが行われる。
【0060】なお、上記の動作においては、マガジンM
内の各リードフレームL\Fのうち、最上段のものから
順に取り出してボンディングを行っているが、この他、
ボンディング作業に際してマガジンMを一旦大きく上昇
させ、該マガジンM内の最下段のリードフレームL\F
から順に取り出してボンディングしてもよい。
【0061】また、上記のボンディング作業中に、離脱
手段51及び受渡し手段52から成る第1マガジン移送
手段と、離脱手段81及び受渡し手段82から成る第2
マガジン移送手段の各々を作動させて、マガジン搬送手
段41上の新たな2つのマガジンを取り入れてこれを案
内部材55及び85上にて待機させることが行われる。
このように、ローダ15及びアンローダ16上に1組目
の2つのマガジンが搭載されているときにマガジン搬送
手段41上から2組目の2つのマガジンを取り入れて待
機させることにより、下記の効果が奏される。すなわ
ち、この2組目のマガジンを取り入れることによってマ
ガジン搬送手段41上がその分だけ空いた状態となり、
後続のマガジンの搬送を効率的に行うことが出来、連続
稼働の高速化が促される。また、ローダ15及びアンロ
ーダ16上に搭載されている1組目のマガジンを下記の
ようにして保持手段66及び96上に送り出した後は、
案内部材55及び85上にて待機状態にある2組目のマ
ガジンを直ちにローダ15及びアンローダ16に取り入
れてボンディングを開始することが出来る故、作業効率
の更なる向上が達成される。
【0062】かくして、マガジンM内の全てのリードフ
レームL\Fについてボンディングが完了すると、図9
に示すように、ローダ15及びアンローダ16の各昇降
部材17、27が大きく上昇せられ、両マガジンMは保
持手段66及び96の高さ位置まで持ち来される。そし
て、この状態で、図10に示すように、受渡し手段68
及び98が作動してそのアーム69、99がウォーム7
1、101と共に前方に移動し、両マガジンMを前方に
押し出す。よって、図示の如く、各マガジンMは保持手
段66、96上に夫々受け渡され、待機状態となる。こ
のように、マガジンMを待機させることが出来る故に、
後述のようにして該マガジンMをマガジン搬送手段41
上に送り出すときに、該マガジン搬送手段41上を流れ
る他のマガジン(図示せず)を衝突させないようにタイ
ミングを設定することが容易となる。
【0063】また、かかる構成によれば、マガジンMを
ローダ15及びアンローダ16上からマガジン搬送手段
41上に返送したり、逆に、マガジンをマガジン搬送手
段41上からローダ15及びアンローダ16上に取り入
れるタイミングの設定が非常に簡単になる。すなわち、
ボンディングされたリードフレームL\Fを収納したマ
ガジンM及び空となったマガジンMは、マガジン搬送手
段41上にはき出して所定の回収場所に移送するのみで
あるから、マガジン同士の衝突回避のためには該マガジ
ン搬送手段41上に他のマガジンがあるかどうかを確か
めるのみで足りるからである。また、それ故に、該マガ
ジンがあるかどうかの信号処理(制御)が容易であり、
信頼性が高くなる。
【0064】なお、図10に示すように、マガジンMが
保持手段66、96上に移されて待機状態となされた後
は、それまでこのマガジンMを担持していたローダ15
及びアンローダ16の各昇降部材17、27は下降せし
められる。
【0065】上記のように保持手段66、96上におい
て待機状態にあるマガジンMを下方のマガジン搬送手段
41上に送り出す際は、下記の動作が行なわれる。
【0066】図10に示すように、まず、離間手段51
及び81が作動し、その各々が具備した可動ベース5
9、89が最上昇位置まで上昇せしめられる。これによ
り、該可動ベース59、89の各上端の受板59a、8
9aが保持手段66、96と同じ高さ位置に至る。この
状態で図11に示すように、受渡し手段68及び98が
作動せられてアーム69、99が更に前進する。よっ
て、図示のように、両マガジンMは保持手段66、96
(図10に図示)から可動ベース59、89の受板59
a、89a上に受け渡される。この後、図12に示すよ
うに、離脱手段51及び81が作動して、各々マガジン
Mを担持した可動ベース59、89が最下降位置まで下
降し、該マガジンMはマガジン搬送手段41上に載置さ
れる。
【0067】以後、マガジン搬送手段41のベルト45
が駆動され、マガジンMは後段へ向けて搬出され、ボン
ディング後のリードフレームL\Fを収容したマガジン
Mについては回収される。また、空になったマガジンM
については、各ワイヤボンディング装置1の前段に配設
された供給装置(図示せず)に送り返され、再利用され
る。
【0068】この後、上記の一連の動作が繰り返され、
前段より順次供給されるマガジンが収容したリードフレ
ームについてボンディングが続けて行なわれる。
【0069】なお、上記の実施例においては、マガジン
搬送手段41上の両マガジンMをローダ15及びアンロ
ーダ16に取り入れる際には受渡し手段52、82によ
ってこれらのマガジンMを水平に後方に押し、また、該
ローダ15及びアンローダ16上のマガジンMを再びマ
ガジン搬送手段41上に送り出す際にはまず受渡し手段
68及び98によってこれらのマガジンMを水平に前方
に押して離脱手段51及び81上に持ち来たしてその後
に該離脱手段51及び81の下降動作を行なっている
が、これとは逆の経路を辿るようにしてマガジンMの移
送を行なうことも出来る。但し、この場合、受渡し手段
52及び82を保持手段66、96と同様の高さ位置ま
で上げて配置し、他の受渡し手段68及び98について
はその逆にマガジン搬送手段41と略同じ高さ位置まで
下げて設ける必要がある。
【0070】すなわち、まず、離脱手段51及び81を
大きく上昇動作させてマガジン搬送手段41上の両マガ
ジンMを最上昇させ、保持手段66及び96と同じ高さ
位置に持ち来す。この状態で受渡し手段52及び82を
作動させて該各マガジンMを後方に押してローダ15及
びアンローダ16の昇降部材17、27上に受け渡す。
そして、ボンディング作業が終了した後、この昇降部材
17、27を最下降させて両マガジンMをマガジン搬送
手段41と同じ高さ位置まで下げる。この状態で、離脱
手段51及び81を下降動作させて、その具備した可動
ベース59、89の受板59a、89aをこれらのマガ
ジンMを受け得る位置まで下げる。次いで、受渡し手段
68及び98を作動させ、該各マガジンMを前方に押
し、該受板59a、89a上に受け渡す。そして、離脱
手段51及び81の可動ベース59、89を最下降位置
まで下降させる。これにより、両マガジンMはマガジン
搬送手段41上に載置される。
【0071】なお、本実施例に開示されたマガジン移送
手段を適宜可変して用いることにより移動テーブル3及
びボンディングステージ9をマガジン搬送手段41によ
るマガジン搬送方向に対して直角に交わるように配置し
て、マガジン搬送方向とリードフレーム送り方向とが互
いに直交するように構成することも可能である。
【0072】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によるボン
ディング装置においてはマガジンを装備するから、フレ
ームの種類の変更に際して実質的にマガジンを交換する
だけでよく、多種類のフレームを1台にて扱え、しか
も、各種フレームに迅速かつ容易に対処することが出来
るという効果がある。また、本発明によるボンディング
装置においては、マガジンを搬送するマガジン搬送手段
と、ローダ及びアンローダと該マガジン搬送手段との間
でマガジンを移送するマガジン移送手段とを有してい
る。かかる構成の故、複数台のボンディング装置を、そ
の各々が具備した該マガジン搬送手段の搬送経路が互い
に連続するように一列にラインとして並設して連続的に
稼働させることが出来、ボンディング作業の更なる高速
化が達成されるという効果がある。また、本発明による
ボンディング装置においては、上記マガジン搬送手段
が、移動テーブルに対向して且つボンディングステージ
と同じ高さ位置に配設される一方、上記マガジン移送手
段については、マガジン搬送手段によるマガジン搬送方
向に対して交わる方向においてマガジンを移送するよう
に構成されている。すなわち、上記マガジン搬送手段及
びマガジン移送手段の配設位置を、これらが移動テーブ
ルやボンディングステージと錯綜しないように設定して
いるのである。従って、該マガジン搬送手段、マガジン
移送手段及び移動テーブル並びにボンディングステージ
等の構造の複雑化が回避され、ボンディング装置全体と
しての構造が極めて簡単となり、修理、調整等も容易で
あるという効果がある。更に、本発明によるボンディン
グ装置においては、フレームが排出されて空になったマ
ガジンについて、これを有効利用し得るため、用意すべ
きマガジンの数が少なくて済むという効果がある。そし
て、本発明によるボンディング装置においては、上記マ
ガジンを保持し得る第1及び第2保持手段がローダ及び
アンローダに近接して設けられ、ローダ及びアンローダ
上のマガジンを前記第1及び第2保持手段上に移動させ
る第1及び第3マガジン移動手段と、前記第1及び第2
保持手段上のマガジンを上記マガジン搬送手段上に移動
させる第2及び第4マガジン移動手段とを有している。
かかる構成の故、ボンディングがなされたフレームを収
容したマガジン及び空になったマガジンを回収する際、
該マガジンをローダ及びアンローダからマガジン搬送手
段上に直ちに返送する必要がなく、該マガジンを上記第
及び第3マガジン移動手段により上記第1及び第2
持手段上に一旦移動させてここで待機させることが出来
る。よって、このマガジンを上記第2及び第4マガジン
移動手段によってマガジン搬送手段上に送り出すとき
に、該マガジン搬送手段上を流れる他のマガジンと衝突
させないようにタイミングを設定することが容易となる
という効果が得られる。また、かかる構成によれば、マ
ガジンをローダ及びアンローダ上からマガジン搬送手段
上に返送したり、逆に、マガジンをマガジン搬送手段上
からローダ及びアンローダ上に取り入れるタイミングの
設定が非常に簡単になるという効果がある。すなわち、
ボンディングされたフレームを収納したマガジン及び空
になったマガジンは、マガジン搬送手段上にはき出して
所定の回収場所に移送するのみであるから、マガジン同
士の衝突回避のためには該マガジン搬送手段上に他のマ
ガジンがあるかどうかを確かめるのみで足りるからであ
る。また、それ故に、該マガジン搬送手段上のマガジン
があるかどうかの信号処理(制御)が容易であり、信頼
性が高くなるという効果もある。
【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
を複数台、ラインとして並べた状態を示す斜視図であ
る。
【図2】図2は、本発明に係るワイヤボンディング装置
の斜視図である。
【図3】図3は、図2に示したワイヤボンディング装置
の一部の拡大図である。
【図4】図4は、図2に示したワイヤボンディング装置
の動作説明図である。
【図5】図5は、図2に示したワイヤボンディング装置
の動作説明図である。
【図6】図6は、図2に示したワイヤボンディング装置
の動作説明図である。
【図7】図7は、図2に示したワイヤボンディング装置
の動作説明図である。
【図8】図8は、図2に示したワイヤボンディング装置
の動作説明図である。
【図9】図9は、図2に示したワイヤボンディング装置
の動作説明図である。
【図10】図10は、図2に示したワイヤボンディング
装置の動作説明図である。
【図11】図11は、図2に示したワイヤボンディング
装置の動作説明図である。
【図12】図12は、図2に示したワイヤボンディング
装置の動作説明図である。
【図13】図13は、従来のボンディング装置の斜視図
である。
【符号の説明】
1 ワイヤボンディング装
置 3 移動テーブル 5 XY駆動機構 9 ボンディングステージ 11 ボンディングアアーム 15 ローダ 16 アンローダ 24 フレーム取出手段 41 マガジン搬送手段 51、81 離脱手段 52、68、82、98 受渡し手段 55、85 案内部材 66、96 保持手段
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平5−291338(JP,A) 特開 昭59−32148(JP,A) 特開 昭59−94427(JP,A) 特開 平4−245651(JP,A) 特開 昭51−31173(JP,A) 特開 昭50−52973(JP,A) 特開 昭51−74581(JP,A) 特開 昭53−55964(JP,A) 特開 昭63−287027(JP,A) 実開 昭62−62440(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H01L 21/60 301 H01L 21/50

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ボンディングステージと、 少なくとも2次元方向に移動可能な移動テーブル及び該
    移動テーブル上に搭載されたボンディングアームを有す
    るボンディング手段と、 夫々半導体部品が装着された複数枚のフレームを収容し
    得るマガジンから前記フレームを順次取り出して前記ボ
    ンディングステージ上に送り出すローダと、前記ボンディング手段により ボンディングがなされた前
    記フレームをマガジン内に収納させるアンローダとを有
    するボンディング装置であって、 前記マガジンを担持して搬送するマガジン搬送手段と、 前記マガジン搬送手段上のマガジンを前記マガジン搬送
    手段によるマガジン搬送方向に対して交わる方向に移送
    して前記ローダ及び前記アンローダ上に持ち来す第1及
    び第2マガジン移送手段とを備え、前記ローダに近接配置され前記マガジンを保持し得る第
    1保持手段上に前記マガジンを移動させる第1マガジン
    移動手段と、 前記アンローダに近接配置され前記マガジンを保持し得
    る第2保持手段上に前記マガジンを移動させる第3マガ
    ジン移動手段と、 前記第1及び第2 保持手段上に夫々保持した前記マガジ
    ンを前記マガジン搬送手段上に移動させる第2及び第4
    マガジン移動手段とを有し、 前記マガジン搬送手段は前記移動テーブルに対向し且
    つ前記ボンディングステージと略同じ高さ位置に配設
    てなることを特徴とするボンディング装置。
  2. 【請求項2】 前記マガジン搬送手段は、前段より供給
    される前記マガジンを受け入れて後段に向けてバイパス
    搬送をなし得ることを特徴とする請求項1記載のボンデ
    ィング装置。
  3. 【請求項3】 前記ローダ及び前記アンローダ各々は、
    前記マガジンを担持してこれを前記マガジンのフレーム
    配列方向において移動させて位置決めするマガジン位置
    決め手段を有し、前記第1及び第3マガジン移動手段
    は、該マガジン位置決め手段と、前記マガジン位置決め
    手段上のマガジンを前記第1及び第2の保持手段上に受
    け渡す受渡し手段とから成ることを特徴とする請求項1
    又は請求項2記載のボンディング装置。
  4. 【請求項4】 前記第1及び第2マガジン移送手段は、
    前記マガジンを前記マガジン搬送手段から離脱させる離
    脱手段と、前記離脱手段上のマガジンを前記ローダ及び
    アンローダ上に受け渡す受渡し手段とから成り、前記第
    及び第4マガジン移動手段は、前記第1及び第3マガ
    ジン移動手段が具備する受渡し手段と、前記離脱手段と
    からることを特徴とする請求項3記載のボンディング
    装置。
  5. 【請求項5】 前記ローダ及びアンローダ上にマガジン
    が搭載されているときに、前記第1及び第2マガジン移
    送手段をして前記マガジン搬送手段上からマガジンを取
    り入れさせて待機させることを特徴とする請求項1乃至
    請求項4のうちいずれか1記載のボンディング装置。
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