JP2806723B2 - ボンディング検査可能なワイヤボンダー - Google Patents

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チップと該リードフレーム上に設けられた
リードとをボンディングするワイヤボンダー（以下、ボ
ンダーとも称する）に関する。

【０００２】

【従来の技術】かかるボンダーとして、複数枚のリード
フレームを収容したフレーム収容手段としてのいわゆる
マガジンを単位として扱うものが知られており、その一
例としてのワイヤボンダーの概略を図２０に示す。

【０００３】図示のように、当該ワイヤボンダーは、予
め複数のＩＣチップ２０１が装着されたリードフレーム
２０２を複数枚収容したマガジン２０３が装填されて該
マガジン２０３から該リードフレーム２０２を順次取り
出してボンディングステージ２０５上に送り出すローダ
２０６と、ボンディングステージ２０５上に載置された
リードフレーム上のＩＣチップ２０１と該リードフレー
ムに形成されたリードとを金属細線（ワイヤ）を用いて
ボンディング接続するボンディング手段２０８と、空の
マガジン２０３が装填されて、ボンディング手段２０８
によりボンディングがなされたリードフレーム２０２を
該マガジン２０３に収納させるアンローダ２０９とを備
えている。

【０００４】なお、ローダ２０６及びアンローダ２０９
は、その装填されたマガジン２０３を各リードフレーム
２０２の配列ピッチずつ下降（本例では下降であるが逆
に上昇させる構成のものもある）させて位置決めする位
置決め手段を具備しており、１枚のリードフレームにつ
いてボンディングを完了する度にこの下降動作を行い、
次のリードフレームをボンディングに供することを行
う。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従来、上記したボンダ
ーによってボンディングを終了したリードフレームにつ
いて、ワイヤのループ形状などそのボンディング状態の
良否等を検査する場合、ボンディング終了後のリードフ
レームが収納されたアンローダ２０９側のマガジン２０
３を作業者が取り外して検査エリアに運び、該マガジン
から各リードフレームを逐一引き出して行っている。し
かしながら、このようにボンディング作業とは全く別工
程にて検査を行うことは、半導体製品を製造するための
作業全工程の遅れを招来すると共に、作業者に煩わしさ
を与えるものである。

【０００６】本発明は上記した点に鑑みてなされたもの
であって、ボンディング工程において、検査も併せて、
しかも容易に行うことを可能としたワイヤボンダーを提
供することを目的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、少なくとも、
２次元的に移動自在な移動テーブル及び該移動テーブル
を駆動する駆動手段から成るＸＹ駆動機構と、前記移動
テーブル上に搭載されたボンディング手段と、複数の半
導体部品が装着されてなるフレームを載置するステージ
と、前記ステージの上方に配置されてなり前記半導体部
品を含む前記フレームのボンディング対象部位を撮像す
るためのカメラと、前記フレームを内部に複数枚配列収
容したマガジンを保持して位置決めする位置決め手段を
有するローダ・アンローダと、前記ローダ・アンローダ
のマガジン内に配列収容された複数枚のフレームを１枚
ずつ順次取り出して前記ステージ上に送り出して位置決
めして前記ボンディング手段によりワイヤボンディング
を行い、このワイヤボンディングされたフレームを前記
ローダ・アンローダのマガジン内に再び収納させるフレ
ーム取出収納手段とを有するワイヤボンダーであって、
前記フレーム取出収納手段は、前記ローダ・アンローダ
の前記マガジン内に収納されたボンディング後のフレー
ムを再び取り出して前記ステージ上に送り出して前記カ
メラにより該フレームのボンディング対象部位を撮像し
てボンディング状態を検査して前記マガジン内に収納す
るものである。また、本発明は、前記フレームを所定ピ
ッチずつ前記フレーム取出収納手段から送り出しつつ検
査を行うものである。また、本発明の前記フレーム取出
収納手段は、前記フレームの任意の部位を検査するため
前記フレームを前記任意の部位まで所定ピッチずつ送り
出すものである。また、本発明は、ボンディング時に前
記フレームを前記ステージに押圧固定するための押圧手
段について、前記検査を行うため前記フレームを移送す
るときはその押圧状態を解除するものである。

【０００８】

【実施例】次に、本発明に係るワイヤボンダーについて
添付図面を参照しながら説明する。

【０００９】図１は、本発明に係るワイヤボンダー全体
の斜視図であり、図２は当該ワイヤボンダーの各機構部
分を概念的に表わしている。当該ワイヤボンダー（以
下、ボンダーとも称する）は、前段の工程から搬送ライ
ンを通じて供給されるフレーム収容手段としてのマガジ
ンＭを取り入れて、その取り入れたマガジンからリード
フレームＬ＼Ｆを順次取り出してこれらにボンディング
を施した後、再び元のマガジンＭ内に収納し、該マガジ
ンを搬送ラインに戻す。

【００１０】図２に示すように、当該ボンダーの架台３
１上であって後部には、２次元的に移動自在な移動テー
ブル３２及び該移動テーブル３２を駆動する駆動手段
（図示せず）から成るＸＹ駆動機構３４と、該移動テー
ブル３２上に搭載されたボンディング手段としてのボン
ディングヘッド３６と、ステージとしてのボンディング
ステージ３８（このボンディングステージとは、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もの
である）とが配置されている。

【００１１】よく知られていること故に詳述はしない
が、ボンディングヘッド３６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３８の直上
に揺動自在に配置されたボンディングアーム３９と、該
ボンディングアーム３９をボンディングステージ３８上
のリードフレームＬ＼Ｆ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Ｌ＼Ｆ上のＩＣチッ
プを含むボンディング対象部位を撮像するためのカメラ
及び照明灯（図示せず）などとから成る。

【００１２】ボンディングステージ３８の側方には、位
置決め手段４２を含むローダ・アンローダ（全体として
は図示していない）が設けられている。このローダ・ア
ンローダは、マガジンＭを担持して該マガジンＭ内に配
列収容されたリードフレームＬ＼Ｆを順次取り出してボ
ンディングステージ３８上に送り出すと共に、ボンディ
ングステージ３８上にてボンディングされたリードフレ
ームＬ＼Ｆを再び該マガジンＭ内に収納するものであ
り、下記のように構成されている。

【００１３】図示のように、該ローダ・アンローダが具
備する上記位置決め手段４２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Ｍを担持し得る
昇降部材４４と、該昇降部材４４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手段（図示
せず）とを有している。なお、マガジンＭはこの昇降部
材４４に対して着脱自在であり、該昇降部材４４に装備
されたロック部材４５によって該昇降部材４４に対して
固定される。

【００１４】昇降部材４４の後方には、該昇降部材４４
が移動すべき上下方向において延在すべく、長尺のボー
ルねじ等の送りねじ４７が回転自在に設けられている。

【００１５】送りねじ４７の上端部にはベルト車４８が
嵌着されている。そして、該ベルト車４８の近くにパル
スモータ（図示せず）が配置され、該パルスモータの出
力軸に嵌着されたベルト車４９と該ベルト車４８とに、
ベルト５１が掛け回されている。

【００１６】一方、昇降部材４４の背面部にはナット
（図示せず）が内蔵されており、該ナットが送りねじ４
７に螺合している。

【００１７】位置決め手段４２は上記のように構成され
ている。この位置決め手段４２は、上記パルスモータの
作動制御がなされることにより、その具備した昇降部材
４４により担持したマガジンＭを該マガジンＭのリード
フレーム配列方向において適宜移動させて位置決めす
る。

【００１８】また、上記ローダ・アンローダは、上記の
位置決め手段４２の他、該位置決め手段４２によって位
置決めされたマガジンＭからリードフレームＬ＼Ｆを１
枚ずつ順次取り出してボンディングステージ３８上に送
り出すと共に、ボンディングステージ３８上にてボンデ
ィングがなされたリードフレームＬ＼Ｆを再び元のマガ
ジンＭ内に収納させるフレーム取出収納手段（後述）を
有している。

【００１９】次に、前述した位置決め手段４２によって
位置決めされるマガジンＭからリードフレームＬ＼Ｆを
１枚ずつ順次取り出してボンディングステージ３８上に
送り出すと共に、ボンディングステージ３８上にてボン
ディングがなされたリードフレームＬ＼Ｆを再び元のマ
ガジンＭ内に収納させるフレーム取出収納手段について
説明する。

【００２０】図３及び図４に示すように、上記位置決め
手段４２が具備する昇降部材４４の側方には、該昇降部
材４４上に装填されているマガジンＭ内のリードフレー
ムＬ＼Ｆを、該位置決め手段４２の作動に伴って１枚ず
つ突出させるプッシュ機構１２１が配設されている。こ
のプッシュ機構１２１は、モータ１２２と、該モータ１
２２の出力軸に嵌着されたプーリ１２２ａと、該プーリ
１２２ａから離間して配置された他のプーリ１２３と、
該両プーリ１２２ａ、１２３に掛け回されたベルト１２
４と、該ベルト１２４に結合されたフレーム１２５と、
該フレーム１２５に固設されてその先端にてリードフレ
ームＬ＼Ｆに係合してこれをマガジンＭ外に押し出すプ
ッシャ１２６とから成る。すなわち、モータ１２２が正
及び逆回転を行うことによってベルト１２４を介してプ
ッシャ１２６が往復動を行い、プッシャ１２６の往動時
にリードフレームＬ＼ＦをマガジンＭ外に押し出す。

【００２１】一方、図３及び図５に示すように、ボンデ
ィングステージ３８を両側から挾むように、一対のガイ
ドレール１２８及び１２９が平行に設けられている。こ
れらガイドレール１２８、１２９は、上記マガジンＭ外
に突出せられた後に搬送されてボンディングステージ３
８上に持ち来されるリードフレームＬ＼Ｆの蛇行を防止
して高精度な搬送を行うための搬送路を画定するもので
ある。

【００２２】一方のガイドレール１２８に沿って、夫々
フレーム搬送用のローラ１３１ａ、１３２ａを具備する
２つの基板搬送装置１３１及び１３２が設けられてい
る。なお、これらの基板搬送装置１３１、１３２は互い
に同様に構成されているので、一方の基板搬送装置１３
２について詳述する。なお、これら基板搬送装置１３
１、１３２間のピッチＰ₁ （図３参照）は、リードフレ
ームＬ＼Ｆの長さよりも小さく設定されている。これ
は、両基板搬送装置１３１、１３２間においてリードフ
レームＬ＼Ｆの受け渡しを行うためである。

【００２３】図５に示すように、基板搬送装置１３２
は、上下動自在にして上記ローラ１３２ａを回転自在に
支持したスライダ１３４と、該スライダ１３４に取り付
けられてローラ１３２ａを回転駆動するパルスモータ１
３５と、スライダ１３４を押し上げるエアシリンダ１３
６と、該スライダ１３４を下方に向けて付勢するコイル
スプリング（図示せず）とを有している。図示のよう
に、エアシリンダ１３６のロッド１３６ａが引き込まれ
ている間はローラ１３２ａは該コイルスプリングによる
付勢力を以てリードフレームＬ＼Ｆに当接してこれを移
送する状態となり、該ロッド１３６ａが突出動作を行え
ばリードフレームＬ＼Ｆから離間する。なお、上記エア
シリンダに代えて、ソレノイドプランジャを用いてもよ
い。

【００２４】他方のガイドレール１２９側には、他の基
板搬送装置１３８が設けられている。この基板搬送装置
１３８は、リードフレームＬ＼Ｆを搬送すべき方向（図
５における紙面に垂直な方向）において往復動自在に設
けられたスライダ１４０上に取り付けられた基体部１４
１（図３には示していない）と、該基体部１４１上に設
けられた一対の把持機構１４２及び１４３とを有してい
る。なお、上記スライダ１４０にはナット（図示せず）
が内蔵されており、このナットに螺合する長尺の送りね
じ１４５が設けられている。該送りねじ１４５は図示し
ないパルスモータによって回転駆動され、これにより上
記基体部１４１がスライダ１４０と共に往復動作を行
う。

【００２５】上記した両把持機構１４２及び１４３は互
いに同様に構成されている故、一方の把持機構１４３に
ついて詳述する。なお、これら把持機構１４２、１４３
間のピッチＰ₂ （図３参照）は、リードフレームＬ＼Ｆ
の長さよりも小さく設定されている。これも、上述の基
板搬送装置１３１、１３２間におけると同様で、両把持
機構１４２、１４３間におけるリードフレームＬ＼Ｆの
受け渡しを行うためである。

【００２６】図５に示す把持機構１４３は、夫々基体部
１４１に対して互いに直線的かつ平行に上下動自在に取
り付けられた一対の把持部材１４８、１４９を有してい
る。そして、該両把持部材１４８、１４９の先端には、
各々例えば矩形板状に形成されて基板としてのリードフ
レームＬ＼Ｆの側端部を把持する爪部１４８ａ及び１４
９ａが固設されている。

【００２７】ここで、両把持部材１４８及び１４９を開
閉させる開閉手段は下記のように構成されている。

【００２８】この開閉手段は、図６に示す把持部材連動
機構１５２を備えている。該把持部材連動機構１５２
は、一対設けられた上記の把持部材１４８、１４９を互
いに連動させるものであり、両把持部材１４８、１４９
に各々取り付けられたローラ１５３ａ、１５３ｂと、略
Ｔ字状に形成されてその中央部分にてピン１５４ａを介
して基体部１４１に揺動自在に取り付けられ、両端部下
面側にて該各ローラ１５３ａ、１５３ｂに摺接したてこ
部材１５４とから成る。このように、両把持部材１４
８、１４９を連動させる把持部材連動機構１５２を設け
たことにより、一方の把持部材１４９にのみ駆動力を与
えれば両方の把持部材１４８、１４９が作動し、駆動力
を付与するための後述のカム部材についても１つのみ設
ければよい。

【００２９】図６に示すように、上述した把持部材連動
機構１５２の下方にはスピンドル１５７が配置されてお
り、且つ、基体部１４１にベアリング１５８を介して回
転自在に取り付けられている。なお、スピンドル１５７
及びその周辺の部材に関しては図５にも示されいる。

【００３０】このスピンドル１５７の一端部には、変位
部材として外周にカム面が形成された略円盤状のカム部
材１６０が嵌着されており、一方の把持部材１４９の下
端部に設けられたカムフォロワとしてのローラ１６１に
該カム面が摺接している。また、図６及び図７に示す、
スピンドル１５７の他端部は、カプラ１６２ａを介して
パルスモータ１６２の出力軸に結合されている。なお、
上記変位部材としては、このようなカム部材１６０の他
に、種々の構成のものを採用可能である。

【００３１】すなわち、上記スピンドル１５７がパルス
モータ１６２により回転駆動されることによりカム部材
１６０が回転し、それによってローラ１６１を介して把
持部材１４９に駆動力が付与されて該把持部材１４９が
閉方向（上方向）に移動すなわち変位し、また、同時
に、図６に示す把持部材連動機構１５２を介して他方の
把持部材１４８に駆動力が伝えられて該把持部材１４８
も閉方向（下方向）に移動すなわち変位するように構成
されている。

【００３２】なお、図７に示すように、両把持部材１４
８、１４９にはピン１４８ｃ、１４９ｃが植設されてお
り、該各把持部材に対して開方向へのバイアス力（図６
において矢印Ｐにて示している）を付与するコイルスプ
リング１６４及び１６５が該各ピン１４８ｃ、１４９ｃ
に連結されている。

【００３３】上記したパルスモータ１６２と、カプラ１
６２ａと、スピンドル１５７と、ベアリング１５８とに
よって、上記カム部材１６０に駆動力を付与する駆動力
付与手段が構成されている。また、該駆動力付与手段
と、カム部材１６０と、カムフォロワとしてのローラ１
６１と、把持部材連動機構１５２とによって、先に述べ
た開閉手段が構成されている。

【００３４】ところで、例えば図７に示すように、上述
した把持機構１４３と同様の構成を有するもう１つの把
持機構１４２が設けられているが、該把持機構１４２に
ついても上記カム部材１６０と同様のカム部材（図示せ
ず）を具備している。この図示しないカム部材は、上記
カム部材１６０と共に、後述するベルト１６７により上
記パルスモータ１６２の駆動力を伝達されて同期して回
転駆動されるようになされている。

【００３５】両把持機構１４２及び１４３が具備するス
ピンドルには歯付ベルト車１４２ａ及び１４３ａが夫々
嵌着され、該両歯付ベルト車にベルト１６７が掛け回さ
れている。これにより、把持機構１４３が備えたカム部
材１６０に同期して把持機構１４２が具備するカム部材
（図示せず）が回転駆動される。これら歯付ベルト車１
４２ａ、１４３ａ及びベルト１６７を、カム部材連動機
構すなわち変位部材連動機構と総称する。すなわち、上
記パルスモータ１６２を含む駆動力付与手段はこのカム
部材連動機構に駆動力を付与することとなっており、こ
れにより、１つのパルスモータ１６２によって複数のカ
ム部材の駆動がなされる。なお、このカム部材連動機構
も、上述した開閉手段の一部として含まれる。

【００３６】図８に、上述した両把持機構１４２及び１
４３が夫々具備するカム部材のカム面の展開図を示す。
該各カム部材は、この図８に示した相互タイミングを以
て同期して回転駆動される。

【００３７】ここで、図８から明らかなように、両把持
機構１４２、１４３が夫々具備するカム部材のカム面は
互いにほぼ同形状を有しているものの、互いに位相がず
れるように取り付けられている。よって、両把持機構１
４２、１４３はその各々の作動の位相がずれる、これ
は、下記の理由による。

【００３８】すなわち、両把持機構１４２、１４３が協
働して常に１枚のリードフレームＬ＼Ｆの送給を行うの
であればこのように両者の作動の位相をずらす必要はな
い。つまり、両把持機構１４２及び１４３のいずれか一
方に１枚のリードフレームが移行してこの一方の把持機
構によって該リードフレームの送給が行われているとき
に、何等かの必要があって新たに２枚目のリードフレー
ムも送給する場合があり、この場合、両把持機構１４
２、１４３の作動の位相が一致しているとこれら２枚の
リードフレームが一諸に並んで送給されることとなり、
両リードフレームに対してある程度の時間差を以て作業
を行うためには不適当である。上記のように両把持機構
１４２、１４３の作動の位相をずらすことによって、２
枚のリードフレームは時間差を以て送給されることとな
り、作業を円滑に行うことができる。

【００３９】基板搬送装置１３８は以上のように構成さ
れている。

【００４０】なお、図９に示すように、上記基板搬送装
置１３８の構成部材である基体部１４１の端部には、ボ
ンディングがなされたリードフレームＬ＼Ｆを再び元の
マガジンＭ内に押し入れるためのプッシュ機構１７０が
設けられている。

【００４１】図示のように、このプッシュ機構１７０
は、基体部１４１に中央部分にてピン１７１ａを介して
揺動自在に取り付けられて一端部にリードフレームＬ＼
Ｆを押すための押圧面１７１ｂが形成されたプッシャ１
７１と、該押圧面１７１ｂがリードフレームＬ＼Ｆから
離脱する方向に該プッシャ１７１を付勢するコイルスプ
リング１７２と、該コイルスプリング１７２の付勢力に
抗してプッシャ１７１を作動させて該押圧面１７１ｂを
リードフレームＬ＼Ｆの端縁に対して係合可能とするエ
アシリンダ１７３とを有している。なお、プッシャ１７
１は図３にも示している。

【００４２】上記したプッシュ機構１７０と、前述のプ
ッシュ機構１２１（図３参照）と、各基板搬送装置１３
１、１３２及び１３８（夫々図３を参照）とによって、
前述したフレーム取出収納手段が構成されている。

【００４３】次に、ボンディングステージ３８上におけ
るボンディング時に、リードフレームＬ＼Ｆを該ボンデ
ィングステージ３８に押圧固定するための押圧手段につ
いて説明する。

【００４４】図３及び図４並びに図１０に示すように、
この押圧手段は、リードフレームＬ＼Ｆを押圧するフレ
ーム押え１７６を有している。なお、図３及び図９から
明らかなように、リードフレームＬ＼Ｆ上には複数のＩ
Ｃチップ（半導体）１７８が該リードフレームの長手方
向において等ピッチにて並べて装着されており、フレー
ム押え１７６にはこれらのＩＣチップ１７８を臨む開口
部１７６ａが形成されている。そして、図１０に示すよ
うに、フレーム押え１７６は、ガイド１８０ａによって
上下方向に案内されるスライダ１８０ｂに取り付けられ
ている。

【００４５】一方、図１０に示すように、ボンディング
ステージ３８についても、ガイド１８１ａによって上下
方向に案内されるスライダ１８１ｂ上に取り付けられて
いる。なお、図５に示すように、ボンディングステージ
３８には、ボンディング時にリードフレームＬ＼Ｆを所
定温度に加熱するための加熱手段３８ａが内蔵されてい
る。

【００４６】図１０に示すように、上記各スライダ１８
０ｂ及び１８１ｂにはカムフォロワとしてのローラ１８
０ｃ及び１８１ｃが取り付けられており、パルスモータ
１８２により同期して回転駆動される一対のカム部材１
８３、１８４の外周に形成されたカム面にこれらのロー
ラ１８０ｃ、１８１ｃが摺接している。

【００４７】また、図３に示すように、各種のセンサ１
８６、１８７、１８８及び１８９がリードフレームＬ＼
Ｆを案内するガイドレール１２９に沿って設けられてい
る。これらのセンサは、例えば発光素子及び受光素子を
備えたフォトセンサから成る。

【００４８】昇降部材４４上のマガジンＭの近くに配置
されたセンサ１８６は、プッシュ機構１２１によってマ
ガジンＭ外に突出されたリードフレームＬ＼Ｆの突出方
向端部が基板搬送装置１３１のローラ１３１ａに達した
かどうかを検出するためのものである。また、ボンディ
ングステージ３８の近傍に設けられた第２のセンサ１８
７は、リードフレームＬ＼Ｆの端縁がこの位置に到来し
たことを検知して信号を発するフレーム到来検知手段と
して作用する。また、第３のセンサ１８８は、該第２の
センサ１８７を経て搬送されるリードフレームＬ＼Ｆの
位置をカウントするための検知手段として作用するもの
であり、第４のセンサ１８９については、リードフレー
ムＬ＼Ｆの端縁の到来を検知して該リードフレームがガ
イドレール１２８、１２９外にはみ出すことを防止する
ために設けられている。

【００４９】次に、上記構成よりなるボンダーの動作に
ついて図１１乃至図２７をも参照しつつ説明する。

【００５０】まず、ボンダー全体としての動作を説明す
る。

【００５１】作業開始のための操作ボタン等が操作され
ると、前段のダイボンディング工程において各々ＩＣチ
ップが装着された複数のリードフレームＬ＼Ｆを収容し
たマガジンＭが図２に示すように供給され、昇降部材４
４に受け渡され、且つ、ロック部材４５によって該昇降
部材４４に対して固定される。

【００５２】また、図１１に示すように、マガジンＭが
昇降部材４４（図５等に図示）上に載置されると、これ
が昇降部材４４上のセンサ（図示せず）によって検出さ
れ、検出信号が発せられる。すると、図３乃至図９に示
したフレーム取出収納手段（位置決め手段４２と共にロ
ーダ・アンローダを構成する）が作動せられ、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、最下段のリードフレームＬ＼Ｆがボンディングステ
ージ３８上に送り出される。このボンディングステージ
３８上に取り出されたリードフレームＬ＼Ｆは、上記フ
レーム取出収納手段によって、その装着されている各Ｉ
Ｃ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３８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３６及びＸＹ駆動機
構３４が作動し、該各ＩＣチップ上のパッド（電極）と
リードフレームＬ＼Ｆに形成されているリードとが導電
性の金属細線（ワイヤ：図示せず）によりボンディング
接続される。なお、上記フレーム取出収納手段の動作の
詳細については後述する。

【００５３】上記のようにしてリードフレームＬ＼Ｆの
ボンディングが終了すると、そのリードフレームは上記
フレーム取出収納手段によって元のマガジンＭ内に収納
される。この後、位置決め手段４２が作動してその具備
した昇降部材４４が、マガジンＭにおけるリードフレー
ムＬ＼Ｆの配列ピッチの１ピッチ分だけ下降せられる。
これにより、既に収納されたリードフレームＬ＼Ｆの１
つ上の段のリードフレームＬ＼Ｆがボンディングステー
ジ３８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Ｌ＼Ｆについて上記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、マガジンＭ内に収納される。以後、マガジンＭ
内の全てのリードフレームＬ＼Ｆに対して上記の一連の
動作が繰り返され、ボンディングが続けられる。

【００５４】次に、図３乃至図９に示したフレーム取出
収納手段と、図１０に示した押圧手段（一部は図３及び
図４にも示す）の動作、特にリードフレームＬ＼Ｆをボ
ンディング位置に位置決めするための動作について説明
する。この場合、図１２に示すように、図３にて示した
各センサ１８６〜１８９より発せられる検出信号は当該
ボンダーの作動制御を行う制御部（以下、ＣＰＵと称す
る）１９１に送られ、該ＣＰＵ１９１はこれらの信号等
を受けて、前述のモータ１２２（図３に示したプッシュ
機構１２１が具備するモータ）、エアシリンダ１９２
（図３に示した基板搬送装置１３１が具備）、パルスモ
ータ１９３（該基板搬送装置１３１が具備）、エアシリ
ンダ１３６（図３などに示した基板搬送装置１３２が具
備）、パルスモータ１３５（該基板搬送装置１３２が具
備）、パルスモータ１６２（図３などに示した基板搬送
装置１３８が具備）、パルスモータ１９４（該基板搬送
装置１３８が具備し、図５に示した送りねじ１４５を回
転駆動する）、エアシリンダ１７３（図９に図示）及び
パルスモータ１８２（図１０に図示）を後述のタイミン
グにて作動させる。なお、ＣＰＵ１９１は、これらにつ
いて、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）１
９６に予め入力されている作業手順情報を読み出してこ
れに基づき図１３に示すフローチャートに沿って作動制
御を行う。

【００５５】まず、ＣＰＵ１９１は、図３に示したプッ
シュ機構１２１を作動させて、マガジンＭ内の最下段の
リードフレームＬ＼Ｆを該マガジン外に突出させる（図
１３においてステップＳ１として示している）。する
と、このリードフレームＬ＼Ｆの突出がセンサ１８６に
よって検出される（ステップＳ２）。このとき、該リー
ドフレームＬ＼Ｆの突出方向端部は図３に示す基板搬送
装置１３１のローラ１３１ａの直下に達するが、該ロー
ラ１３１ａは図５に示すロッド１３６ａの作用により上
昇せられており、該リードフレームと干渉することはな
い。この後、該ローラ１３１ａが下降せられてリードフ
レームＬ＼Ｆに当接し、該ローラ１３１ａが回転駆動さ
れることにより該リードフレームは図３における右方に
向けて搬送される。

【００５６】そして、該リードフレームＬ＼Ｆの送り方
向端部が次の基板搬送装置１３２のローラ１３２ａの直
下に達する。このとき、該ローラ１３２ａは上昇せられ
ており、該リードフレームと干渉することはない。な
お、リードフレームＬ＼Ｆの送り方向端部がこのローラ
１３２ａの直下に達したことは、前の基板搬送装置１３
１が具備する図示せぬエンコーダ若しくは、該ローラ１
３２ａの近傍に配置した図示しないセンサによってリー
ドフレームＬ＼Ｆの到来を検出することができる。ま
た、上記のセンサ１８６からリードフレームＬ＼Ｆが外
れて該センサがオフ状態になったことによってもこれを
検出することができる。

【００５７】リードフレームＬ＼Ｆの送り方向端部が上
記ローラ１３２ａの直下に達したことが確認されると、
該ローラ１３２ａは下降せられてリードフレームＬ＼Ｆ
に当接し、該ローラ１３２ａが回転駆動されて該リード
フレームは図１４に示す位置に送り込まれる。この一連
のリードフレームＬ＼Ｆの搬送動作を、図１３において
リードフレーム搬送（ステップＳ３）として示してい
る。なお、この搬送中、リードフレームＬ＼Ｆはセンサ
１８７による検知位置を通過する。また、上記の基板搬
送装置１３１、１３２とは反対側に設けられた基板搬送
装置１３８の各把持機構１４２及び１４３は開状態に保
たれており、これらが搬送中のリードフレームＬ＼Ｆと
干渉することはない。

【００５８】ところで、リードフレームＬ＼Ｆは、上記
センサ１８７による検知位置を経た後、次のセンサ１８
８に達する。すると、このセンサ１８８によりリードフ
レームＬ＼Ｆの送り方向の端縁が検知されて該センサか
ら検知信号が発せられる。ＣＯＵ１９１はこの検知信号
に基づき各基板搬送装置１３１、１３２の作動を停止さ
せるのであるが、このとき、直ちに停止することはせ
ず、図１４に示すようにリードフレームＬ＼Ｆの後端縁
がセンサ１８７による検知位置を所定距離ｅだけ通過し
た位置にて停止させる。これにより、リードフレームＬ
＼Ｆの後端縁はセンサ１８７に対して一定の距離を隔て
て位置することとなり、この後のボンディング位置へ向
けてのリードフレーム送り動作が無駄なく効率的に行わ
れる。なお、リードフレームはその長さが異なるものが
種々あるが、上記の所定距離ｅはこれら各種のリードフ
レームについて常に同じ値が設定される。具体的には、
上記センサ１８８から検知信号が得られてからの各基板
搬送装置１３１、１３２の必要な作動量（パルスモータ
の作動量）を予め各種リードフレームに関して調べてこ
れをＲＯＭ１９６に記憶させておき、この記憶情報に基
づいて各種リードフレームに対応した送り量を設定す
る。

【００５９】上記基板搬送装置１３１、１３２により高
速にて送られたリードフレームＬ＼Ｆは、次に逆方向に
基板搬送装置１３８によって間欠的に移送されてボンデ
ィング作業が行われる。

【００６０】リードフレームＬ＼Ｆが図１４に示す位置
に達すると、センサ１８９がこれを検出する（ステップ
Ｓ４）と共に、上記基板搬送装置１３１、１３２は停止
（ステップＳ５）してリードフレームＬ＼Ｆは停止せら
れ、続いて他方の基板搬送装置１３８が作動し、該リー
ドフレームＬ＼Ｆをこれが収容されていたマガジンＭに
向けて戻すように移動させる。このリードフレームＬ＼
Ｆの戻り移動を、図１３においてリードフレーム送り
（ステップＳ６）として示している。なお、このときの
リードフレームＬ＼Ｆの移動は、上記した基板搬送装置
１３１及び１３２による搬送時、すなわちセンサ１８７
による検知位置を通過するまでに比して、高い分解能を
以て行われる。よって、下記のボンディング位置に対す
るリードフレームＬ＼Ｆの位置決めが高精度にて行われ
る。

【００６１】また、このときのリードフレームの移動速
度は、それ以前、すなわち図１４に示す状態に達するま
での速度に比して低速となされる。これにより、ボンデ
ィング位置への決めが高精度になされる。

【００６２】このように高い精度を以て移動せられたリ
ードフレームＬ＼Ｆは、図１５に示すように、その端縁
がセンサ１８７により検出（ステップＳ７）された時点
で停止せられる（ステップＳ８）。この停止位置が該リ
ードフレームＬ＼Ｆの基準位置として設定される。

【００６３】この後、基板搬送装置１３８を更に作動さ
せてリードフレームＬ＼ＦをマガジンＭに向けて所定距
離だけ移動させ（ステップＳ９）、図１６に示すよう
に、該リードフレームＬ＼Ｆ上に並設された複数のＩＣ
チップ１７８のうち最初にボンディングを施すべき１つ
目のＩＣチップ１７８をボンディングステージ３８上の
ボンディング位置に位置決めする（ステップＳ１０）。
なお、上記所定距離とは、種々あるリードフレームにつ
いて、その端縁から１つ目のＩＣチップ１７８の中心ま
での距離を予め測定しておき、この測定値をＲＯＭ１９
６（図１２）に記憶させておき、これを読み出すことに
より設定する。

【００６４】この後、この１つ目のＩＣチップ１７８に
ついてボンディングを行い、それが完了したらリードフ
レームＬ＼Ｆを各ＩＣチップ１７８の配列ピッチの１ピ
ッチ分ずつ送り（ステップＳ１１）、同様に他のＩＣチ
ップについて順次ボンディングを行う。

【００６５】すべてのＩＣチップについてボンディング
が終了したら、更に基板搬送装置１３８を作動させ、こ
のリードフレームＬ＼Ｆを元のマガジンＭ内に収容させ
る（ステップＳ１２）。なお、リードフレームＬ＼Ｆの
マガジンＭ内への収納は、最終的には図９に示すプッシ
ュ機構１７０により行われる。すなわち、図９に示すエ
アシリンダ１７３を突出動作させてプッシャ１７１の押
圧面１７１ｂをリードフレームＬ＼Ｆの端縁に当接さ
せ、基体部１４１の移動に伴ってマガジンＭ内に押し込
むこととなる。

【００６６】かくして１枚のリードフレームＬ＼Ｆにつ
いてボンディングを完了する。以下、上記の一連の動作
がマガジンＭ内の各リードフレームについて繰り返され
る。

【００６７】ところで、上記の動作中、図１７に示すよ
うに、ボンディングに供すためにマガジンＭ外に取り出
したリードフレームＬ＼Ｆが何等かの原因、例えばロー
ラ１３１ａ、１３２ａとリードフレームＬ＼Ｆとの間の
すべりなどによって、センサ１８７上で停止して未通過
の状態となる場合が考えられる。この場合、基板搬送装
置１３２を更に作動させて、該リードフレームＬ＼Ｆを
該検知位置を通過させて図１４に示す位置まで持ち来
す。以下、上記と同様の動作が行われる。

【００６８】以上がリードフレームＬ＼Ｆをボンディン
グ位置に位置決めする場合の１つの方法であるが、この
他、下記の方法を採用してもよい。

【００６９】すなわち、図１８に示すように、マガジン
Ｍから取り出したリードフレームＬ＼Ｆの後端縁がセン
サ１８７により検知された時点で該リードフレームを停
止させ、この停止位置を基準位置として設定する。この
後、前述と同様にして該リードフレームＬ＼Ｆをマガジ
ンＭに向けて所定距離だけ移動させ、図１９に示すよう
に１つ目のＩＣチップ１７８をボンディング位置に位置
決めする。以下の動作は前述の動作と同様である。

【００７０】上述したように、検知手段としてのセンサ
１８７によりリードフレームＬ＼Ｆの端縁を検知した位
置を基準として行うことにより、リードフレームをボン
ディング位置に対して高精度に位置決めし易い。

【００７１】次に、上記のようにしてボンディングを終
了した各リードフレームＬ＼Ｆについて、ワイヤのルー
プ形状などそのボンディング状態の良否等を検査する場
合について説明する。

【００７２】当該ボンダーにおいては、ボンディングを
終了して元のマガジンＭ内に収納した各リードフレーム
Ｌ＼Ｆを、前述したプッシュ機構１２１、各基板搬送装
置１３１、１３２、１３８を用いて該マガジンＭから単
に引き出して検査を行えばよい。この検査は、上記のボ
ンディング作業の途中で行ってもよいし、マガジンＭ内
のすべてのリードフレームのボンディング作業が完了し
てから行ってもよい。すなわち、ボンディング工程と併
せて検査を完了することができ検査装置を特に別に設け
なくてもよい訳である。よって、半導体製品を製造する
ための作業全工程の円滑化を図ることができ、しかも、
検査も容易に行えるという効果が得られる。

【００７３】この検査は、検査手段である図１に示す顕
微鏡１９７や、検査手段であるボンディングステージ３
８の上方に配置されたカメラを含む撮像装置（図示せ
ず）を通じて得られる画像をモニタテレビ１９８を通じ
て行う。

【００７４】まず、１つの方法として、図１に示すプッ
シュ機構１２１によりその一部がマガジンＭから突出せ
られた検査対象としてのリードフレームＬ＼Ｆについ
て、これを基板搬送装置１３８を用いて各ＩＣチップ１
７８の配列ピッチずつ送り出し、検査を行う。この場
合、リードフレームＬ＼Ｆの突出方向端側のＩＣチップ
１７８から順に検査を行ってもよいし、該突出方向端側
から例えば３番目のＩＣチップのボンディング状態につ
いて検査したいのであれば、１番目及び２番目のＩＣチ
ップの検査は行わずにこの３番目のＩＣチップを検査位
置に持ち来してもよい。

【００７５】この他、上記のように、検査に際して上記
基板搬送装置１３８を用いてＩＣチップ１７８の配列ピ
ッチずつ送り出すことをせずに、他の基板搬送装置１３
１や１３２を用いて高速にてマガジンＭ外に送り出して
もよい。

【００７６】なお、上記のように検査に供すべくリード
フレームＬ＼Ｆを移送している間、図３及び図４並びに
図１０に示すフレーム押え１７６及びボンディングステ
ージ３８についてはパルスモータ１８２の作動によって
夫々上昇位置及び下降位置に位置決めされ、リードフレ
ームＬ＼Ｆの搬送を阻害することはない。

【００７７】尚、本実施例のボンダーは、マガジンＭか
らのリードフレームＬ＼Ｆの取り出しと共に、ボンディ
ングを終了したリードフレームを再び元のマガジンＭに
収納させるローダ・アンローダを備えたものであるが、
本発明は、図２０に示す如き、マガジンＭからリードフ
レームＬ＼Ｆを取り出すことのみを行うローダと、ボン
ディングを完了したリードフレームを該マガジンＭとは
別に設けた空のマガジン内に収納させることのみを行う
アンローダとを個別に具備した形式のボンダーにも適用
可能である。

【００７８】また、図２に示した構成において、ボンデ
ィングヘッド３６をボンディング検査用の検査手段に代
えれば、ボンディング検査のみを行う検査装置とするこ
とが出来る。すなわち、このように構成した検査装置に
おいては、その塔載したマガジンＭからボンディング終
了後の任意のリードフレームＬ＼Ｆを取り出してステー
ジ上に送り出してボンディング状態を検査し、検査後は
また元のマガジンＭ内に収納するのである。かかる検査
装置を前述したボンダーと共にライン工程に組み込むこ
とにより、ボンディング工程においてリードフレームＬ
＼Ｆの検査も併せて、しかも容易に行うことが出来る。

【００７９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ボンディングを終了したフレームをフレーム取出収納手
段から単に引き出して検査を行うものであるから、ボン
ディング工程と併せて検査も完了し、半導体製品を製造
するための作業全工程の円滑化に寄与し、しかも検査が
容易であるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明に係るボンダーの斜視図であ
る。

【図２】図２は、図１に示したボンダーの内部機構を概
念的に示した斜視図である。

【図３】図３は、図１に示したボンダーが具備するフレ
ーム取出収納手段の、一部断面を含む平面図である。

【図４】図４は、図３に示したフレーム取出収納手段の
一部の概略正面図である。

【図５】図５は、図３に関する一部断面を含むＡ−Ａ矢
視図である。

【図６】図６は、図３乃至図５に示したフレーム取出収
納手段の一部の、一部断面を含む側面図である。

【図７】図７は、図３乃至図５に示したフレーム取出収
納手段の一部の、一部断面を含む平面図である。

【図８】図８は、図３乃至図５に示したフレーム取出収
納手段が具備したカム部材のカム面を展開した状態を示
す図である。

【図９】図９は、図３乃至図５に示したフレーム取出収
納手段の一部の斜視図である。

【図１０】図１０は、図３乃至図５に示したフレーム取
出収納手段の一部の斜視図である。

【図１１】図１１は、図２に示した内部機構の動作説明
図である。

【図１２】図１２は、図１に示したボンダーの制御系を
示すブロック図である。

【図１３】図１３は、図２に示した内部機構の動作を示
すフローチャートである。

【図１４】図１４は、図３に示したフレーム取出収納手
段の動作説明図である。

【図１５】図１５は、図３に示したフレーム取出収納手
段の動作説明図である。

【図１６】図１６は、図３に示したフレーム取出収納手
段の動作説明図である。

【図１７】図１７は、図３に示したフレーム取出収納手
段の動作説明図である。

【図１８】図１８は、図３に示したフレーム取出収納手
段の動作説明図である。

【図１９】図１９は、図３に示したフレーム取出収納手
段の動作説明図である。

【図２０】図２０は、従来のボンダーの概略正面図であ
る。

【符号の説明】

３１ 架台 ３２ 移動テーブ
ル ３４ ＸＹ駆動機
構 ３６ ボンディン
グヘッド ３８ ボンディン
グステージ ３９ ボンディン
グアーム ４２ 位置決め手
段 ４４ 昇降部材 １２１，１７０ プッシュ機
構 １２２ モータ １２８，１２９ ガイドレー
ル １３１，１３２，１３８ 基盤搬送装
置 １３５、１６２、１８２、１９３、１９４ パルスモー
タ １３６、１７３、１９２ エアシリン
ダ １４１ 基体部 １４２、１４３ 把持機構 １４８、１４９ 把持部材 １４８ａ、１４９ａ 爪部 １５２ 把持部材連
動機構 １５４ てこ部材 １５７ スピンドル １６０ カム部材 １６４、１６５ コイルスプ
リング １７６ フレーム押
え １７８ ＩＣチップ １８６、１８７、１８８、１８９ センサ １９１ ＣＰＵ １９６ ＲＯＭ

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平４−245651（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−214036（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−39537（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−102277（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−146335（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−217039（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−58542（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) H01L 21/60 321 H01L 21/60 301 H01L 21/50

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくとも、 ２次元的に移動自在な移動テーブル及び該移動テーブル
   を駆動する駆動手段から成るＸＹ駆動機構と、前記移動
   テーブル上に搭載されたボンディング手段と、複数の半
   導体部品が装着されてなるフレームを載置するステージ
   と、前記ステージの上方に配置されてなり前記半導体部
   品を含む前記フレームのボンディング対象部位を撮像す
   るためのカメラと、前記フレームを内部に複数枚配列収
   容したマガジンを保持して位置決めする位置決め手段を
   有するローダ・アンローダと、前記ローダ・アンローダ
   のマガジン内に配列収容された複数枚のフレームを１枚
   ずつ順次取り出して前記ステージ上に送り出して位置決
   めして前記ボンディング手段によりワイヤボンディング
   を行い、このワイヤボンディングされたフレームを前記
   ローダ・アンローダのマガジン内に再び収納させるフレ
   ーム取出収納手段とを有するワイヤボンダーであって、 前記フレーム取出収納手段は、前記ローダ・アンローダ
   の前記マガジン内に収納されたボンディング後のフレー
   ムを再び取り出して前記ステージ上に送り出して前記カ
   メラにより該フレームのボンディング対象部位を撮像し
   てボンディング状態を検査して前記マガジン内に収納す
   ることを特徴とするボンディング検査可能なワイヤボン
   ダー。
2. 【請求項２】 前記フレームを所定ピッチずつ前記フレ
   ーム取出収納手段から送り出しつつ検査を行うことを特
   徴とする請求項１記載のボンディング検査可能なワイヤ
   ボンダー。
3. 【請求項３】 前記フレーム取出収納手段は、前記フレ
   ームの任意の部位を検査するため前記フレームを前記任
   意の部位まで所定ピッチずつ送り出すことを特徴とする
   請求項１記載のボンディング検査可能なワイヤボンダ
   ー。
4. 【請求項４】 ボンディング時に前記フレームを前記ス
   テージに押圧固定するための押圧手段について、前記検
   査を行うため前記フレームを移送するときはその押圧状
   態を解除することを特徴とする請求項１乃至請求項３の
   うちいずれか１記載のボンディング検査可能なワイヤボ
   ンダー。