JP2811613B2 - 電子部品の製造方法及び装置 - Google Patents

電子部品の製造方法及び装置

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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、樹脂製外装パッケージ
を有する集積回路等の電子部品の製造方法及び装置に係
り、とくにＡＳＩＣと呼ばれる特定用途向け集積回路の
ように少量多品種対応の電子部品の製造方法及び装置に
関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、集積回路の製造方法は、リードフ
レーム上に集積回路チップを接着するダイボンディング
（die-bonding）工程、前記集積回路チップのボンディ
ングパッドと前記リードフレームとを導線で接続するワ
イヤーボンディング（wire-bonding）工程、前記集積回
路チップの周囲を覆う樹脂製外装パッケージを作成する
モールド工程の如く、別々な工程に分割され、その工程
毎に多数台の同種の装置を用いて、各工程を別々に実行
していた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、近年、集積
回路の高密度化及び薄形化が進展する中、（１） ダス
トフリー（塵埃発生の除去）、及び２４時間連続稼働を
実現するための無人化、（２） ＡＳＩＣにみられるよ
うな少量多品種対応のライン開発、が要望されるように
なって来ている。
【０００４】しかしながら、従来のように各工程を別々
に実行していたのでは、製造途中の半完成品を保管した
り、移送する手間が必要になり、無人化には適さない
し、また少量多品種生産にも不向きである。
【０００５】そこで、一般的には無人化を達成するため
に、ダイボンディング工程及びワイヤーボンディング工
程のインライン化を進めているが、ダイボンディング工
程を実行するダイボンダーの方が生産性が高く、ワイヤ
ーボンディング工程を実行するワイヤーボンダーの方が
生産性が低いため、ダイボンダー１台に対してワイヤー
ボンダー３乃至５台のラインとして構成している。この
ようなラインは、メモリーように生産ロットが大きい場
合は効果的であるが、ＡＳＩＣのような少量ロットの場
合には段取り換えによる稼働率減少が起こる。さらに詳
しく言うなら、現時点でのインライン化はダイボンディ
ング工程及びワイヤーボンディング工程に限られる。
【０００６】本発明は、上記の点に鑑み、ダイボンディ
ング工程、ワイヤーボンディング工程及びモールド工程
を一貫ラインで連続的に実行可能とし、省力化や少量多
品種生産に対応可能な電子部品の製造方法及び装置を提
供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の電子部品の製造方法は、リードフレームの
ダイパッド上に集積回路チップを接着するダイボンディ
ング工程と、前記集積回路チップのボンディングパッド
と前記リードフレーム側のリードとをワイヤーボンダー
により導線で接続するワイヤーボンディング工程と、前
記集積回路チップの周囲を覆う樹脂製外装パッケージを
作成するモールド工程と、前記集積回路チップの周囲を
前記樹脂製外装パッケージで覆ってなる個々の集積回路
を前記リードフレームから切り離すフォーミング工程と
を備え、前記リードフレームを搬送手段で搬送して前記
ダイボンディング工程、ワイヤーボンディング工程、モ
ールド工程の順に一貫ラインで各工程を実行する場合に
おいて、 前記ダイボンディング工程の実行結果を第１の
カメラを用いて画像処理で認識し、前記リードフレーム
の良否を検査して不良品は排出するとともに、前記ダイ
パッド上に前記集積回路チップを接着した際の接着剤の
はみ出し量を検査してはみ出し量が過小となっている場
合には溶剤を追加して接着剤の流動性を適正にし、 前記
ワイヤーボンディング工程の実行結果を第２のカメラを
用いて画像処理で認識し、前記ワイヤーボンダーのツー
ルにより導線の端部が溶融して前記ボンディングパッド
に接合したボール中心と当該ボンディングパッド中心と
の位置ずれを算出し、該位置ずれが許容値の範囲を外れ
ていれば、前記ツール位置を前記ボンディングパッド中
心に一致するように修正し、 前記フォーミング工程後の
個々の集積回路のリード良否を第３のカメラを用いて画
像処理で認識し、良品と不良品とを選別するようにして
いる。
【０００８】また、本発明の電子部品の製造装置は、リ
ードフレーム上に集積回路チップを接着するダイボンデ
ィング工程を実行するためのダイボンダーと、前記集積
回路チップのボンディングパッドと前記リードフレーム
側のリードとを導線で接続するワイヤーボンディング工
程を実行するためのワイヤーボンダーと、前記集積回路
チップの周囲を覆う樹脂製外装パッケージを作成するモ
ールド工程を実行するための樹脂成形機と、前記リード
フレームを、前記ダイボンダー、ワイヤーボンダー、樹
脂成形機の順に一貫ラインで搬送する搬送手段と、 前記
集積回路チップの周囲を前記樹脂製外装パッケージで覆
ってなる個々の集積回路を前記リードフレームから切り
離すフォーミング工程を実行するためのフォーミング機
と、 前記リードフレームの良否の検査及び前記ダイパッ
ド上に前記集積回路チップを接着した際の接着剤のはみ
出し量の検査を含む前記ダイボンディング工程の実行結
果を画像処理で認識するための第１のカメラと、 前記ワ
イヤーボンダーのツールにより導線の端部が溶融して前
記ボンディングパッドに接合したボール中心と当該ボン
ディングパッド中心との位置ずれ検査を含む前記ワイヤ
ーボンディング工程の実行結果を画像処理で認識するた
めの第２のカメラと、 前記フォーミング工程後の個々の
集積回路のリード良否を画像処理で認識するための第３
のカメラとを備えた構成としている。
【０００９】
【作用】本発明においては、リードフレーム上に集積回
路チップを接着するダイボンディング工程と、前記集積
回路チップのボンディングパッドと前記リードフレーム
とを導線で接続するワイヤーボンディング工程と、前記
集積回路チップの周囲を覆う樹脂製外装パッケージを作
成するモールド工程とを一貫ラインシステムで実行で
き、無人化やＡＳＩＣ等の少量多品種生産に適してい
る。また、各工程の実行結果を画像処理で認識して検査
でき、プロセスフィードバックすることで、検査のオン
ライン化も図り得る。
【００１０】
【実施例】以下、本発明に係る電子部品の製造方法及び
装置の実施例を図面に従って説明する。
【００１１】図１はダイボンディング工程乃至モールド
工程を示し、図２はこれに続くアフターキュア（after-
cure）工程乃至フォーミング工程を示す。これらの図に
おいて、１はローダーであり、集積回路チップ装着前の
リードフレーム２を搬送手段としてのコンベア３上に順
次供給するものである。ダイボンダー４はリードフレー
ム２に集積回路チップを接着するためのダイボンディン
グ工程を実行するものである。５は出来ばえ制御のため
のテレビカメラであって、ダイボンディング工程の実行
結果を画像処理で認識し、オンラインで検査するための
ものである。Ｎ2キュア炉６は、ダイボンディング工程
で使用した接着剤をＮ2雰囲気中で加熱硬化させるもの
である。７はワイヤーボンディング工程を実行するため
のワイヤーボンダー、８は出来ばえ制御のためのテレビ
カメラであってワイヤーボンディング工程の実行結果を
画像処理で認識し、オンラインで検査するためのもので
ある。樹脂成形機９はモールド工程を実行して絶縁樹脂
製外装パッケージを作成するものである。１０はトリミ
ング工程を実行するためのトリミング機、１１はトリミ
ング工程を実行後のリードフレーム２をコンベア３から
取り出すアンローダーである。１２はアフターキュア
炉、１３はリードフレームのメッキ装置である。１４は
ローダーであり、メッキ工程終了後のリードフレーム２
をフォーミング機１６に順次供給するものである。フォ
ーミング機１６は外装パッケージのある集積回路が付い
たリードフレーム２の不要部分を切り離し、残った電子
部品のリードを所定形状に成型するフォーミング工程を
実行するためのものである。１７は出来ばえ制御のため
のテレビカメラであって、フォーミング工程の実行結果
を画像処理で認識し、オンラインで検査するためのもの
である。１８はコンベア、１９はアンローダー、３１は
集積回路の完成品を保管するトレイである。
【００１２】このような構成において、ローダー１から
コンベア３上にリードフレーム２が順次供給され、コン
ベア３の間欠移動によりリードフレーム２はダイボンダ
ー４の下方に移送される。ダイボンダー４は位置決め停
止状態のリードフレーム２のダイパッド（チップを載置
するためのリードフレーム部分）上に接着剤を設け、さ
らに図３のように集積回路チップ２０をリードフレーム
２のダイパッド上に順次装着して行く。
【００１３】図３の如く集積回路チップ２０が接着され
たリードフレーム２はコンベア３にてテレビカメラ５の
下方に移送される。テレビカメラ５によるリードフレー
ム自体の撮像画像及び集積回路チップ周辺の撮像画像は
画像処理装置に送られ、ここで例えば２値化処理された
画像信号が作成される。
【００１４】図４は前記画像処理装置の出力を受ける制
御部で、前記テレビカメラ５の撮像画像を利用したプロ
セスフィードバック制御を実行する場合のフローチャー
トを示す。まず、画像処理装置の出力（画像信号）を受
けてリードフレーム検査ステップ＃１でリードフレーム
２自体が良品か否かを判別する。不良品と判別されたも
のはコンベア３から外部に排出される。ダイボンディン
グ検査ステップ＃２はダイボンディング工程で集積回路
チップ２０をリードフレーム２のダイパッド上に接着し
た際の接着剤のはみ出し量が適当であるかどうかを判別
する。接着剤のはみ出し量が適当である場合は、次のＮ
2キュア炉６によってＮ2キュア工程を実行する。すなわ
ち、コンベア３の間欠移動により集積回路チップ付きの
リードフレーム２をＮ2キュア炉６内に送り込み、Ｎ2雰
囲気中にて接着剤を加熱硬化させる。また、接着剤の流
動性（粘性）が低下してはみ出し量が過小となっている
場合には溶剤追加ステップ＃３を実行する。すなわち、
ダイボンダー４に溶剤を追加して接着剤の流動性を適正
にする。なお、前記テレビカメラ５の撮像画像を画像処
理装置で処理して後工程のワイヤーボンディング工程に
備えてリードフレーム２の各リード位置を認識してお
く。
【００１５】前記Ｎ２キュア炉６を出た集積回路チップ
付きのリードフレーム２はコンベア３でワイヤーボンダ
ー７の下方位置に送られる。ワイヤーボンダー７は位置
決め停止状態の集積回路チップ付きリードフレーム２に
対してワイヤーボンディング工程を実行する。すなわ
ち、図５に示した集積回路チップ２０のボンディングパ
ッド（シリコンウエハー上に形成されたアルミ等の電
極）２１と接続すべきリードフレーム側のリード２２と
の間を導線で接続する。その際、テレビカメラ５の撮像
画像を利用した各リード位置の認識結果を利用してワイ
ヤーボンディングを高精度で実行する。ワイヤーボンデ
ィング後のリードフレーム２はコンベア３でテレビカメ
ラ８の下方に移送される。テレビカメラ８による集積回
路チップ２０のボンディングパッド周辺の撮像画像は画
像処理装置に送られ、ここで例えば２値化処理された画
像信号が作成される。なお、図５において、円２３はワ
イヤーボンダー７のツールにより導線の端部が溶融して
ボンディングパツド２１に接合したボール径を示し、図
５の（Ａ）はパッド中心とツール中心（ボールを示す円
２３の中心）とが一致した理想状態、図５の（Ｂ）は熱
膨張等の環境変化に起因してパッド中心とツール中心と
が不一致で、Ｘ方向にΔＸ、Ｙ方向にΔＹずれている状
態、図５の（Ｃ）はパッド中心とツール中心との位置ず
れΔＸ，ΔＹが許容値Ｘ０及びＹ０よりも大きい場合
に、ツール中心を修正した後の状態を例示している。
【００１６】図６は前記画像処理装置の出力を受ける前
記制御部で、前記テレビカメラ８の撮像画像を利用した
プロセスフィードバック制御を実行する場合のフローチ
ャートを示す。まず、画像処理装置の出力（画像信号）
を受けてΔＸ，ΔＹ算出ステップ＃１１を実行する。す
なわち、ボンディングパッド２１の中心とワイヤーボン
ダー７のツール中心（円２３の中心）との間のＸ方向の
位置ずれΔＸとＹ方向の位置ずれΔＹとを算出する。次
に、判定ステップ＃１２でΔＸ，ΔＹが許容値Ｘ０及び
Ｙ０の範囲内であるかどうかを判定する。ΔＸ≦Ｘ０で
かつΔＹ≦Ｙ０であれば、ワイヤーボンディング工程を
そのまま実行する。また、ΔＸ又はΔＹが許容値Ｘ０及
びＹ０の範囲を外れていれば、すなわちΔＸ＞Ｘ０又は
ΔＹ＞Ｙ０であれば、ツール位置修正ステップ＃１３を
実行し、図５（Ｃ）のようにワイヤーボンダー７のツー
ル位置をΔＸ，ΔＹだけ減算してボンディングパッド中
心にツール中心を一致するように補正する。
【００１７】ワイヤーボンディング工程終了後のリード
フレーム２は、コンベア３で樹脂成形機９に送られ、こ
こでモールド工程が実行され、リードフレーム上の集積
回路チップ２０を覆う如く絶縁樹脂による外装パッケー
ジが形成される。外装パッケージ形成後のリードフレー
ム２はコンベア３でトリミング機１０に送られ、トリミ
ング工程、すなわちリードフレーム２の不要部分を切除
する工程が実行される。但し、この段階では前記集積回
路チップの周囲を前記樹脂製外装パッケージで覆ってな
る個々の集積回路に分離される訳ではなく、１個のリー
ドフレーム２に複数の集積回路が付いている。トリミン
グ工程終了後のリードフレーム２はコンベア３の排出端
部に達し、アンローダー１１にてコンベア３から取り出
される。
【００１８】アンローダー１４で取り出されたリードフ
レーム２は外装パッケージの樹脂を乾燥硬化させるアフ
ターキュア工程を実行するアフターキュア炉１２に送ら
れ、アフターキュア終了後、メッキ装置１３に送られ
る。メッキ装置１３でリードフレーム２のメッキ工程を
実行した後、リードフレーム２はローダー１４にてフォ
ーミング工程を実行するフォーミング機１６に送られ
る。フォーミング機１６はリードフレーム２の残ってい
た不要部分を切除して個々の集積回路に切り離し、そし
て各集積回路のリードを所定形状に成型してフォーミン
グ工程を実行する。フォーミング工程終了後の各集積回
路３０はコンベア１８上に載置され、コンベア１８にて
テレビカメラ１７の下方に移送される。
【００１９】テレビカメラ１７による各集積回路３０の
持つリードの撮像画像は前記画像処理装置に送られ、こ
こで例えば２値化処理された画像信号が作成される。そ
して、この画像信号によりリードの形状寸法、曲がり、
配列間隔等が前記制御部にて認識され、良否が検査され
る。不良品は選別されて良品とは別の所に排出される。
リード検査結果が良好な集積回路の完成品はアンローダ
ー１９にてトレイ３１に移されて保管される。
【００２０】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ダイボンディング工程、ワイヤーボンディング工程及び
モールド工程を一貫ラインで連続的に実行可能であり、
省力化を図ることができる。また、いわゆるＡＳＩＣ等
の少量多品種生産にも対応可能である。さらに、ダイボ
ンディング工程、ワイヤーボンディング工程、及びフォ
ーミング工程の実行結果を画像処理で認識して検査で
き、プロセスフィードバックすることで、検査のオンラ
イン化も図り得、ひていは不良品率の低減を図ることが
できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る電子部品の製造方法及び装置の実
施例であって、ダイボンディング工程乃至モールド工程
を示す斜視図である。
【図２】同じくアフターキュア工程乃至フォーミング工
程を示す斜視図である。
【図３】ダイボンディング工程後のリードフレームを示
す説明図である。
【図４】ダイボンディング工程についてのプロセスフィ
ードバック制御を説明するフローチャートである。
【図５】ワイヤーボンディング工程におけるボンディン
グパッドとワイヤーボンダーのツールとの位置関係を示
す説明図である。
【図６】ワイヤーボンディング工程についてのプロセス
フィードバック制御を説明するフローチャートである。
【符号の説明】
１，１４ ローダー ２ リードフレーム ３，１８ コンベア ４ ダイボンダー ５，８，１７ テレビカメラ ６ Ｎ2キュア炉 ７ ワイヤーボンダー ９ 樹脂成形機 １０ トリミング機 １１，１９ アンローダー
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 茂木 邦夫 東京都中央区日本橋一丁目13番１号ティ ーディーケイ株式会社内 (72)発明者 荒谷 真一 東京都中央区日本橋一丁目13番１号ティ ーディーケイ株式会社内 (56)参考文献 特開 平１−123425（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−183129（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−133639（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−133638（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−32527（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H01L 21/50

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 リードフレームのダイパッド上に集積回
    路チップを接着するダイボンディング工程と、前記集積
    回路チップのボンディングパッドと前記リードフレーム
    側のリードとをワイヤーボンダーにより導線で接続する
    ワイヤーボンディング工程と、前記集積回路チップの周
    囲を覆う樹脂製外装パッケージを作成するモールド工程
    と、前記集積回路チップの周囲を前記樹脂製外装パッケ
    ージで覆ってなる個々の集積回路を前記リードフレーム
    から切り離すフォーミング工程とを備え、前記リードフ
    レームを搬送手段で搬送して前記ダイボンディング工
    程、ワイヤーボンディング工程、モールド工程の順に一
    貫ラインで各工程を実行する電子部品の製造方法におい
    て、 前記ダイボンディング工程の実行結果を第１のカメラを
    用いて画像処理で認識し、前記リードフレームの良否を
    検査して不良品は排出するとともに、前記ダイパッド上
    に前記集積回路チップを接着した際の接着剤のはみ出し
    量を検査してはみ出し量が過小となっている場合には溶
    剤を追加して接着剤の流動性を適正にし、 前記ワイヤーボンディング工程の実行結果を第２のカメ
    ラを用いて画像処理で認識し、前記ワイヤーボンダーの
    ツールにより導線の端部が溶融して前記ボンディングパ
    ッドに接合したボール中心と当該ボンディングパッド中
    心との位置ずれを算出し、該位置ずれが許容値の範囲を
    外れていれば、前記ツール位置を前記ボンディングパッ
    ド中心に一致するように修正し、 前記フォーミング工程後の個々の集積回路のリード良否
    を第３のカメラを用いて画像処理で認識し、良品と不良
    品とを選別する ことを特徴とする電子部品の製造方法。
  2. 【請求項２】 リードフレーム上に集積回路チップを接
    着するダイボンディング工程を実行するためのダイボン
    ダーと、 前記集積回路チップのボンディングパッドと前記リード
    フレーム側のリードとを導線で接続するワイヤーボンデ
    ィング工程を実行するためのワイヤーボンダーと、 前記集積回路チップの周囲を覆う樹脂製外装パッケージ
    を作成するモールド工 程を実行するための樹脂成形機
    と、 前記リードフレームを、前記ダイボンダー、ワイヤーボ
    ンダー、樹脂成形機の順に一貫ラインで搬送する搬送手
    段と、 前記集積回路チップの周囲を前記樹脂製外装パッケージ
    で覆ってなる個々の集積回路を前記リードフレームから
    切り離すフォーミング工程を実行するためのフォーミン
    グ機と、 前記リードフレームの良否の検査及び前記ダイパッド上
    に前記集積回路チップを接着した際の接着剤のはみ出し
    量の検査を含む前記ダイボンディング工程の実行結果を
    画像処理で認識するための第１のカメラと、 前記ワイヤーボンダーのツールにより導線の端部が溶融
    して前記ボンディングパッドに接合したボール中心と当
    該ボンディングパッド中心との位置ずれ検査を含む前記
    ワイヤーボンディング工程の実行結果を画像処理で認識
    するための第２のカメラと、 前記フォーミング工程後の個々の集積回路のリード良否
    を画像処理で認識するための第３のカメラとを 備えたこ
    とを特徴とする電子部品の製造装置。
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