JP2826250B2 - ボンディング装置及びボンディング方法 - Google Patents

ボンディング装置及びボンディング方法

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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、フレームに対してＩＣ
チップすなわち半導体部品を装着すると共に、該ＩＣチ
ップのパッド（電極）と該フレームに設けられたリード
とをボンディングするボンディング装置及びボンディン
グ方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、かかるボンディング装置として、
ダイボンディング装置、キュア装置及びワイヤボンディ
ング装置を一列にラインとして装備したもの（図示せ
ず）がある。なお、これら各装置についてはよく知られ
ている故、下記の説明に留める。
【０００３】まず、該ダイボンディング装置は、円板状
の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２０１を蓄え、例えば熱硬化型の接着剤等
を用いて図１０に示す如くリードフレームＬ＼Ｆ上の所
定位置に該ＩＣチップ２０１を順次装着し、後段のキュ
ア装置に向けて送り出すものである。なお、図１１及び
図１２から明らかなように、リードフレームＬ＼Ｆの上
記所定位置にはアイランド２０２が設けられており、Ｉ
Ｃチップ２０１はこのアイランド２０２上に装着され
る。
【０００４】一方、上記キュア装置は、該ダイボンディ
ング装置より送り出されたリードフレームＬ＼Ｆを受け
入れて、上記接着剤を固化せしめるべく加熱した後、後
段に配置されたワイヤボンディング装置に向けて送り出
す。そして、ワイヤボンディング装置は、このリードフ
レームＬ＼Ｆを受け入れて、図１１及び図１２に示すよ
うに、ボンディングステージ２０３上において、該リー
ドフレームＬ＼Ｆに形成されているリード２０４と該リ
ードフレーム上に装着されたＩＣチップ２０１のパッド
２０１ａとを、金、アルミニウムなどから成るワイヤ２
０５を用いてボンディングする。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上述したように、従来
は、リードフレームＬ＼Ｆに形成したアイランド２０２
上にＩＣチップ２０１を装着してボンディングを行って
いる。よって、図１２から明らかなように、これらリー
ドフレームＬ＼Ｆ及びＩＣチップ２０１から成る結合体
の厚さＴが比較的大きく、最終的に製品として得られる
電子部品の薄型化を図る上で解決されるべき欠点の１つ
となっている。
【０００６】一方、従来は、リードフレームＬ＼Ｆに対
するＩＣチップ２０１の装着のために接着剤を用いてい
る。よって、この接着剤の固化のために時間を費さねば
ならないことから作業の高速化を阻む欠点になっている
と共に、接着剤を固化させるキュア装置を必要とするが
故にコストの増大を招来していた。また、リードフレー
ムＬ＼ＦとＩＣチップの間に介在する接着済層の厚みが
均一にならぬことがあり、その結果、ＩＣチップが傾き
等を生じてボンディング作業に不都合をもたらして歩留
りが低減するという欠点もあった。
【０００７】本発明は上記従来技術の欠点に鑑みてなさ
れたものであって、製品としての電子部品の薄型化に寄
与すると共に、ボンディング完了までに要する時間の短
縮、装置全体としてのコストの低減並びに歩留りの向上
を達成し、しかも高精度なボンディングをなし得るボン
ディング装置及びボンディング方法を提供することを目
的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明によるボンディン
グ装置は、複数のリードで囲まれて画定される開口部を
複数長手方向に等ピッチで配設してなるフレームと、前
記複数のリードの各々に対応するパッドを周縁部に複数
形成してなる矩形板状の半導体部品と、前記フレームを
所定の位置に載置して押圧固定し前記開口部内に前記半
導体部品を上面が面一な載置面に直接載置し該半導体部
品の下面を真空吸着用の孔を介して吸着してなるボンデ
ィングステージと、前記ボンディングステージ上に載置
された前記半導体部品上の第１ボンディング点となるパ
ッドと第２ボンディング点となる前記リードとの間にワ
イヤをボンディング接続するボンディング手段とを備
え、前記ボンディング手段により第１ボンディング点と
なるパッドに最初にボンディング接続を行い、次に所定
のループコントロールにしたがって前記ワイヤを引き出
して前記パッドに対応する第２ボンディング点となるリ
ードとの間にワイヤをボンディング接続し、この接続さ
れた第１ボンディング点となるパッドと第２ボンディン
グ点となるリードとの間で接続されたワイヤの延長線上
でかつ反対側に存する複数の第１ボンディング点となる
パッドと第２ボンディング点となるリードとから選定さ
れた第１ボンディング点となるパッドと第２ボンディン
グ点となるリードとの間でボンディング接続を行うもの
である。また、本発明によるボンディング方法は、複数
のリードで囲まれて画定される開口部を複数長手方向に
等ピッチで配設してなるフレームを上面が面一な載置面
を有するボンディングステージ上の所定の位置に載置し
て押圧固定し前記開口部内に前記複数のリードの各々に
対応するパッドを周縁部に複数形成してなる矩形板状の
半導体部品を直接載置し前記半導体部品の下面を真空吸
着用の孔を介して吸着して前記半導体部品上の第１ボン
ディング点となるパッドと第２ボンディング点となる前
記リードとの間にボンディング手段によりワイヤをボン
ディング接続するボンディング方法であって、前記ボン
ディング手段により第１ボンディング点となるパッドに
最初にボンディング接続を行い、次に所定のループコン
トロールにしたがって前記ワイヤを引き出して前記パッ
ドに対応する第２ボンディング点となるリードとの間に
ワイヤをボンディング接続し、この接続された第１ボン
ディング点となるパッドと第２ボンディング点となるリ
ードとの間で接続されたワイヤの延長線上でかつ反対側
に存する複数の第１ボンディング点となるパッドと第２
ボンディング点となるリードとから選定された第１ボン
ディング点となるパッドと第２ボンディング点となるリ
ードとの間でボンディング接続を行うものである。
【０００９】
【実施例】次に、本発明に係るボンディング装置を添付
図面を参照しつつ説明する。
【００１０】図１は当該ボンディング装置１の平面図で
あるが、該図から明らかなように、該ボンディング装置
１はその架台２上にボンディングステージ５、フレーム
供給手段７、半導体部品供給装置９、半導体部品位置補
正装置１１及びボンディング手段１３を備えている。以
下、これら各手段及び装置の個々について順に詳述す
る。
【００１１】まず、最初のボンディングステージ５の説
明に先立ち、当該ボンディング装置によるボンディング
作業に供されるべきリードフレームと、半導体部品とし
てのＩＣチップについて説明する。
【００１２】図２に示すように、このリードフレームＬ
＼Ｆには、例えば矩形状の複数の開口部１６（仮想線に
より図示）が長手方向において等ピッチにて並設されて
いる。図３及び図４から明らかなように、これら開口部
１６は、該リードフレームＬ＼Ｆに形成された多数のリ
ード１７によって囲まれることにより画定されている。
すなわち、ここにいうリードフレームＬ＼Ｆは、図１０
及び図１１で示すいわゆるアイランド付のリードフレー
ムとは異なるリードフレームＬ＼Ｆが用いられる。従っ
て、ここでいう開口部１６は、図４に図示の如くＩＣチ
ップ１９がリード１７によって画定される範囲内に遊挿
されうるものであれば足りる。なお、図４において、リ
ード１７は開口部１６の略全周を画定するように設けら
れているが、その一部のみを示し、他のリードについて
は図示を省略している。
【００１３】一方、ＩＣチップ１９に関しては、図３及
び図４に示すように、上記リードフレームＬ＼Ｆの開口
部１６に対応して矩形板状に形成されており、上記した
リード１７の数に対応する数のパッド（電極）１９ａ
（図４に図示）が上記矩形板状の周縁部に配設されてい
る。そして、ボンディングに際しては、図３及び図４に
示すように、ＩＣチップ１９を上記開口部１６内に遊挿
状態にて位置させ、各リード１７とパッド１９ａとを金
あるいはアルミニウム等から成るワイヤ２１を用いて接
続する。
【００１４】前述したボンディングステージ５は、ステ
ージとして上記ボンディング作業を行うためのもので、
上記リードフレーム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
ップが装着される部分を担持する。また図３に示すよう
に、ＩＣチップ１９はボンディング時に、上記リードフ
レームＬ＼Ｆの開口部１６に遊挿された状態でこのボン
ディングステージ５の上面が面一な載置面に直接載置さ
れる。なお、図３に示すように、ボンディングステージ
５には真空吸着用の孔５ｂが形成されており、これによ
ってＩＣチップ１９が吸着される。また、リードフレー
ムＬ＼Ｆをヒータカートリッジ等により所定温度に加熱
する加熱手段（図示せず）が設けられている。
【００１５】図１に示すように、ボンディングステージ
５の近傍には、上記のボンディング作業時にリードフレ
ームＬ＼Ｆを該ボンディングステージ５に向けて押圧し
て固定するための押圧手段２５が設けられている。
【００１６】次いで、図１に示したフレーム供給手段７
について詳述する。このフレーム供給手段７は、前述し
たリードフレームＬ＼Ｆを多数収容して、これらを上記
ボンディングステージ５上に順次供給するものである。
【００１７】図１に示すように、フレーム供給手段７
は、リードフレームＬ＼Ｆを配列収容してこれらを順次
供給すると共にボンディングを終了したリードフレーム
Ｌ＼Ｆを受け入れて収容するローダ・アンローダ３１
と、リードフレームＬ＼Ｆを該ローダ・アンローダ３１
及びボンディングステージ５の間で案内する案内機構３
２と、ローダ・アンローダ３１とボンディングステージ
５の間でリードフレームＬ＼Ｆを搬送する搬送手段（図
示せず）とを有している。図１から明らかなように、上
記案内機構３２は２本の案内レール３２ａ，３２ｂから
成り、これらの案内レールがリードフレームＬ＼Ｆの左
右両側端部を摺接保持して案内する。
【００１８】ローダ・アンローダ３１の構成について
は、本願出願人により出願された実願平１−１０８３８
２号（実開平３−４８２２５号）などにおいて詳しく示
されているので、ここではその説明を省略する。
【００１９】次に、図１に示す半導体部品供給装置９に
ついて詳述する。この半導体部品供給装置９は、ＩＣチ
ップ１９（図１，図３，図４に図示）を多数蓄え、その
１つずつを吸着保持して図３に示すようにボンディング
ステージ５上のリードフレームＬ＼Ｆの開口部１６内に
位置するように搬送して該ボンディングステージ５上に
載置する。
【００２０】図１に示すように、この半導体部品供給装
置９は、ＩＣチップ１９を蓄えてこれらを水平面内にお
いて移動させるストッカ７６と、該ストッカ７６上に蓄
えられているＩＣチップ１９を１つずつ上方に突き上げ
る突上手段７７と、この突き上げられたＩＣチップ１９
を吸着保持して上記リードフレームＬ＼Ｆの開口部１６
内に搬送する搬送手段７８とを有している。
【００２１】図５に示すように、上記のストッカ７６
は、架台２（図１に図示）上に固定されたベース８１
と、このベース８１上に前後方向（矢印Ｙ方向及びその
反対方向）において往復動自在に設けられた第１テーブ
ル８２と、該第１テーブル８２上に左右方向（矢印Ｘ方
向及びその反対方向）において往復動自在に設けられた
第２テーブル８３とを有している。ベース８１上には、
第１テーブル８２が移動すべき方向において延在すべく
雄ねじ８５が設けられており、第１テーブル８２に固設
されたナット（図示せず）に該雄ねじ８５が螺合してい
る。そして、この雄ねじ８５にトルクを付与するモータ
８６が設けられている。すなわち、モータ８６が正及び
逆回転することによって第１テーブル８２が往復動す
る。
【００２２】上記の第１テーブル８２上には、第２テー
ブル８３が移動すべき方向において延在するように雄ね
じ８８が設けられており、且つ、第２テーブル８３に固
設されたナット（図示せず）に螺合している。該雄ネジ
８８を回転駆動するモータ８９が設けられており、該モ
ータ８９の正及び逆回転によって第２テーブル８３が往
復動作を行う。
【００２３】第２テーブル８３上には、円形の回転テー
ブル９０が設けられている。第２テーブル８３上であっ
てこの回転テーブル９０の近傍にはベルト車９１が設け
られており、該ベルト車９１と回転テーブル９０にベル
ト９２が掛け回されている。また、ベルト９２に係合し
て２つのローラ９３が設けられており、これにより該ベ
ルト９２に所要の張力が付与されている。そしてベルト
車９１に対してトルクを付与するモータ９４が設けられ
ており、このモータ９４が正及び逆転を行うことによっ
て回転テーブル９０が回転駆動される。
【００２４】回転テーブル９０上には、例えば樹脂製の
シート９５が張設されており、押えリング９６によって
その外周部にて回転テーブル９０に固定されている。こ
のシート９５上には、多数のＩＣチップ１９が貼着され
ている。これらのＩＣチップ１９は、別工程において円
形のウエハー（図示せず）をカッティングすることによ
って得られたものである。
【００２５】なお、回転テーブル９０には、３本の雄ね
じ９８が等ピッチにて且つ互いに平行に設けられてお
り、これら雄ねじ９８が上記の押えリング９６に螺合し
ている。これらの雄ねじ９８は、図示しないトルク伝達
手段を介してモータ９９により同期して回転駆動され、
これにより回転テーブル９０に対する押えリング９６の
脱着が行われる。押えリング９６を回転テーブル９０か
ら離脱させた状態にて、予めＩＣチップ１９が貼着され
ているシート９５を回転テーブル９０に対して装着し、
あるいは交換するのである。
【００２６】一方、突上手段７７に関しては、図５に示
すように架台２（図１に図示）上にその出力軸が上方向
に突出するように取り付けられたエアシリンダ１０１
と、該エアシリンダ１０１の出力軸に取り付けられた支
持プレート１０２とを有している。この支持プレート１
０２の上端部には略円筒状の針ガイド１０４が固設され
ており、該針ガイド１０４の上端部には出没自在に複数
本の突上針１０５が設けられている。
【００２７】上記の支持プレート１０２の側部にはカム
１０７が回転自在に設けられ、更に、該カム１０７を回
転駆動するモータ１０８が取り付けられている。そし
て、このカム１０７に係合するカムフォロワ１０９が設
けられており、上記の突上針１０５はこのカムフォロワ
１０９と連動するようになされている。すなわち、モー
タ１０８が正及び逆回転することによって突上針１０５
が出没動作を行う。
【００２８】次いで、上述のストッカ７６上のＩＣチッ
プ１９を吸着保持してボンディングステージ５上に搬送
する搬送手段７８について説明する。
【００２９】図６に示すように、この搬送手段７８は、
架台２（図１に図示）上に固設されたベース１１１と、
該ベース１１１上に前後方向（矢印Ｙ方向及びその反対
方向）において往復動自在に設けられた第１テーブル１
１２と、該第１テーブル１１２上に左右方向（矢印Ｘ方
向及びその反対方向）において往復動自在に取り付けら
れた第２テーブル１１３とを有している。ベース１１１
上には、第１テーブル１１２が移動すべき方向において
延在するように雄ねじ１１５が設けられており、第１テ
ーブル１１２に固設されたナット（図示せず）に該雄ね
じ１１５が螺合している。そして、この雄ねじ１１５に
トルクを付与するモータ１１６が設けられている。すな
わち、モータ１１６が正及び逆回転を行うことにより、
第１テーブル１１２が往復動する。
【００３０】第１テーブル１１２上には、第２テーブル
１１３が移動すべき方向において延在すべく、雄ねじ１
１８が設けられており、且つ、第２テーブル１１７に固
設されたナット（図示せず）に螺合している。該雄ねじ
１１８を回転駆動するモータ１１９が設けられており、
該モータ１１９の正及び逆回転によって第２テーブル１
１３が往復動作を行う。
【００３１】上述した第２テーブル１１３上には、Ｌ字
状に形成されたアーム部材１２１が上下方向（矢印Ｚ方
向及びその反対方向）において往復動自在に設けられて
いる。また、第２テーブル１１３上には、このアーム部
材１２１が移動すべき方向において延在するように雄ね
じ１２２が設けられており、且つ、該アーム部材１２１
に固設されたナット（図示せず）に螺合している。そし
て、該雄ねじ１２２にトルクを付与するモータ１２３が
設けられている。
【００３２】アーム部材１２１の先端部にはコレット１
２５すなわち吸着部が下向きに、且つ、上下方向（矢印
Ｚ方向及びその反対方向）において所定範囲内で可動に
取り付けられている。このコレット１２５は、その具備
したプラグ（図示せず）を通じて付与される負圧によっ
てＩＣチップ１９を真空吸着して保持するものである。
【００３３】上記した構成のストッカ７６、突上手段７
７及び搬送手段７８は、図示しない制御手段よりの駆動
信号に基づいて下記のように作動する。なお、後述する
半導体部品位置補正装置１１及びボンディング手段１３
の作動制御に関しても、この制御手段が司る。
【００３４】まず、ストッカ７６について、各モータ８
６，８９及び９４が適宜回転せられることにより、シー
ト９５上に貼着されている多数のＩＣチップ１９のうち
所望のものが所定の向きとなるようにして突上手段７７
が具備する突上針１０５の直上に位置決めされる。これ
に続いて、あるいは同時に、搬送手段７８の各モータ１
１６，１１９及び１２３が適宜回転せられ、これによっ
てコレット１２５が３次元方向に移動せられて上記の選
択されたＩＣチップ１９の直上に位置決めされ、且つ、
該ＩＣチップ１９に当接せられる。この後、突上手段７
７のエアシリンダ１０１が突出動作せられ、該突上手段
７７が具備する針ガイド１０４がシート９５にほぼ当接
する状態にまで近接する。但し、この時点では、突上針
１０５はこの針ガイド１０４内に埋没した状態にある。
この状態で突上手段７７のモータ１０８が作動せられ、
突上針１０５が突出し、シート９５を抜けて上記のＩＣ
チップ１９を突き上げ、該シート９５から剥離させ、コ
レット１２５に向けて押し上げる。なお、このとき、シ
ート９５については針ガイド１０４に設けられた真空吸
着手段により吸着されており、突上針１０５の突き上げ
と共に浮き上がることはない。
【００３５】一方、コレット１２５には負圧が付与さ
れ、突き上げられるＩＣチップ１９を吸着する。但し、
コレット１２５はこの突上動作の開始前にはアーム部材
１２１に対して下降した位置にあり、突上針１０５によ
る突上力によってその吸着保持したＩＣチップ１９と共
に押し上げられる形となる。すなわち、ＩＣチップ１９
は突上針１０５とコレット１２５によって挟まれつつシ
ート９５から剥離するのであり、突き上げ中に横にずれ
るなどして脱落することはない。かくしてＩＣチップ１
２５がコレット１２５により吸着保持される。
【００３６】次に、搬送手段７８の各モータ１１６，１
１９及び１２３が適宜作動せられ、コレット１２５に吸
着されたＩＣチップ１９は図１に示す半導体部品位置補
正装置１１に搬送される。そして、この半導体部品位置
補正装置１１にてコレット１２５に対するＩＣチップ１
９の位置補正が行われる。この後、搬送手段７８の上記
各モータ１１６，１１９及び１２３が再び作動せられ、
このＩＣチップ１９は、図３及び図４に示すようにボン
ディングステージ５上に位置決めされているリードフレ
ームＬ＼Ｆの開口部１６内に遊挿されるようにして該ボ
ンディングステージ５上に載置される。その後、図１に
示すボンディング手段１３（後に詳述する）によりボン
ディングが行われる。
【００３７】なお、上述したコレット１２５に対するＩ
Ｃチップ１９の位置補正を行う半導体部品位置補正装置
１１の構成については一般によく知られているので、こ
こではその説明を省略する。
【００３８】次に、図１に示したボンディング手段１３
について説明する。
【００３９】図７は、図１に示したボンディング手段１
３の要部１５９を示し、図８は、図７に関するＮ−Ｎ断
面図である。
【００４０】このボンディング手段１３は、図７に示す
ように保持枠１６１ａ及びホーン１６１ｂから成るボン
ディングアーム１６１が揺動アーム１６２と共に支持シ
ャフト１６３の軸中心の周りに揺動可能となっている。
このボンディングアーム１６１は、支持シャフト１６３
に堅固に嵌着され、揺動アーム１６２は支持シャフト１
６３に揺動自在に嵌合されている。この支持シャフト１
６３は、図１に示すＸＹテーブル１６０に搭載されてい
る。なお、保持枠１６１ａ内には、ホーン１６１ｂを励
振する励振手段としての超音波振動子（図示せず）が組
み込まれている。揺動アーム１６２及び保持枠１６１ａ
には夫々、ソレノイド１６４ａ及び電磁吸着片１６４ｂ
が互いに対向して固設されており、ボンディングアーム
１６１を揺動させる際には、ソレノイド１６４ａに対し
て図示せぬ電源から通電してこれと電磁吸着片１６４ｂ
との間に吸着力を生ぜしめることにより該ボンディング
アーム１６１と揺動アーム１６２とを相互に固定状態に
して結合させるが、所定距離以上吸着されないように揺
動アーム１６２にねじ等で固定された調整可能なストッ
パ１６６が設けられている。また、揺動アーム１６２及
び保持枠１６１ａには、上記電磁吸着手段の前方位置に
マグネット１６５ａ及びコイル１６５ｂが夫々取り付け
られている。これらマグネット１６５ａ及びコイル１６
５ｂは、ボンディング時にボンディングアーム１６１の
先端、すなわちボンディング工具としてのキャピラリ１
６７を保持する部位を図８における下向に付勢するため
の吸着力を発生させる手段を構成している。
【００４１】また、揺動アーム１６２の先端にはクラン
プアーム１６８が設けられており、該クランプアーム１
６８には、ソレノイド及びばね等で構成された駆動手段
としてのクランプ開閉機構１７３と、該クランプ開閉機
構１７３により駆動されるクランプ１６８ａとが設けら
れている。このクランプ１６８ａは、ワイヤ２１を把持
してカットするためのものである。
【００４２】また、図７に示すように、キャピラリ１６
７の下方には図示せぬ垂直軸にアクチュエータ等の作用
により回動可能に電気トーチ１７０が配置されており、
ボンディングアーム１６１の移動に伴ってキャピラリ１
６７の周りに回動可能な構成となっている。この電気ト
ーチ１７０は所定の電圧を印加してワイヤ２１の先端に
ボールを形成する。また、クランプ１６８ａの上方に
は、図示せぬフレームに固定支持され、ワイヤ２１に所
定のテンションをかけて常にワイヤ２１をボンディング
アーム１６１のキャピラリ１６７の先端まで真直ぐな状
態になるように保持し図示せぬ開閉機構により開閉可能
なテンションクランプ１７１が配設され、このワイヤ２
１は更にガイド１７２を介してスプール１７４により巻
回されている。
【００４３】次に、図８にも示すように、揺動アーム１
６２の後端側には支軸１７５ａが設けられており、アー
ム側カムフォロワ１７５と揺動ベース１７６ａとがこの
支軸１７５ａの周りに回転自在となっている。揺動ベー
ス１７６ａにはベアリングガイド１７６ｂがその一端に
て固着され、このベアリングガイド１７６ｂの他端部に
は予圧アーム１７６ｄが支持ピン１７６ｃを介して回転
自在に取り付けられている。予圧アーム１７６ｄの自由
端部には支軸１７７ａが設けられており、該支軸１７７
ａにカムフォロワ１７７が回転自在に取り付けられてい
る。そして、この予圧アーム１７６ｄの先端と揺動ベー
ス１７６ａの先端とには引張ばねである予圧ばね１７６
ｅが掛け渡されており、アーム側カムフォロワ１７５及
びカムフォロワ１７７は、略ハート形に形成されたカム
１７８の外周面であるカム面に圧接されている。なお、
アーム側カムフォロワ１７５及びカムフォロワ１７７の
カム１７８に対する２つの接点は、カム１７８の回転中
心を挟んで位置している。
【００４４】この揺動ベース１７６ａと、ベアリングガ
イド１７６ｂと予圧アーム１７６ｄとによりフレーム構
造が形成されており、これを揺動フレーム１７６と総称
する。揺動フレーム１７６の構成部材としてのベアリン
グガイド１７６ｂは、カム１７８が嵌着されたカム軸１
７９に取り付けられたラジアルベアリング１８０の外輪
に接している。なお、カム１７８は、モータ１８１より
カム軸１７９に付与されるトルクによって回転する。ま
た、ボンディング工具としてのキャピラリ１６７の高さ
位置は支持シャフト１６３に連結された図示せぬロータ
リエンコーダにより検出される構成となっている。
【００４５】上記した構成のボンディング手段１３によ
りワイヤボンディングを行う工程を図９をも用いて説明
する。
【００４６】まず、ＩＣチップ１９が有する多数のパッ
ド１９ａのうちいずれか１つとこれに対応するリード１
７とのボンディングについて、図９に基づいて説明す
る。
【００４７】ボンディングステージ５上に載置されたＩ
Ｃチップ１９上のパッド（電極）にワイヤボンディング
しようとする時、先端にボールが形成されたワイヤ２１
が挿通されたキャピラリ１６７を図示せぬ撮像装置等か
らの情報に基づいてＸＹテーブル１６０（図１に図示）
の移動により位置決めした後、キャピラリ１６７を図９
の（ａ）乃至（ｃ）に示すように降下させて前記パッド
にボールを押しつぶして熱圧着ボンディングを行う。
【００４８】この工程で（ａ）→（ｂ）はボンディング
アーム１６１（図７参照）を高速で下降移動させ、
（ｂ）→（ｃ）では低速で移動させる。この時、クラン
プ１６８ａは開となっている。次に、この第１ボンディ
ング点への接続が終わると、（ｃ）→（ｄ）ではクラン
プ１６８ａが開状態のままボンディングアーム１６１が
図９に示す上方向、即ちＺ軸方向に上昇し、所定のルー
プコントロールにしたがって（ｅ）に示すようにクラン
プ１６８ａが開の状態でワイヤ２１が引き出され、
（ｆ）に示す第２ボンディング点となるリード１７に接
続される。
【００４９】この接続後、キャピラリ１６７の先端部に
ワイヤ２１を（ｇ）に示すように所定のフィード量ｆだ
け引き出した状態でクランプ１６８ａを閉じる。この状
態で更にボンディングアーム１６１を所定の高さまで上
昇させる過程で（ｈ）に示すようにワイヤ２１がカット
されて、再びワイヤ先端部に電気トーチ１７０を用いて
ボールを形成し、クランプ１６８ａを開状態にさせて
（ａ）の状態に復帰する。このような一連の工程により
ワイヤボンディングがなされる。
【００５０】次に、図４に示すように、ＩＣチップ１９
に設けられた多数のパッド１９ａとこれらに対応すべく
配設された各リード１７について、そのボンディングの
順序を該図を参照しつつ説明する。なお、このボンディ
ング順序は、作業者がマニュアル操作にて設定した順序
をセルフティーチングによってRAM(Random Access Memo
ry) に情報として入力し、記憶させたもので、制御手段
はこの記憶情報を読み出してこれに基づきボンディング
手段１３の作動制御を行う。
【００５１】このボンディング順序は、ボンディングス
テージ５上のＩＣチップ１９がワイヤ２１の接続によっ
てずれを生じぬように、下記のように各パッド１９ａ及
び各リード１７のうち任意のもの同士を選定しつつ行う
ものである。なお、ボンディング順序を、番号〜を
用いて示している。
【００５２】まず、番号で示すように、矩形状のＩＣ
チップ１９の４辺の周縁部に添って並ぶ各パッド１９ａ
のうち、該ＩＣチップ１９の１辺の略中央部に位置する
パッド１９ａとこれに対応するリード１７とを第１のボ
ンディング点として選定してボンディング接続する。
【００５３】次に、番号にて示すように、上記第１の
ボンディング点とは反対側、詳しくは、ＩＣチップ１９
の中心１９ｂに関して対称位置に位置するパッド１９ａ
とこれに対応するリード１７とを第２のボンディング点
として選定してボンディング接続する。
【００５４】続いて、番号、で示すように、上記第
１及び第２のボンディング点が位置する２つの辺に対し
て垂直な他の２辺上の略中央部に位置する２つのパッド
１９ａとこれらに対応するリード１７とを、第３及び第
４のボンディング点として選定して順次ボンディング接
続する。
【００５５】次いで、番号及びにて示すように、Ｉ
Ｃチップ１９の１つの対角線に沿って位置する２つのパ
ッド１９ａとこれらパッドに対応するリード１７とを選
定してこれを第５及び第６のボンディング点としてボン
ディング接続する。
【００５６】この後、番号、で示すように、他の対
角線に沿って位置する２つのパッド１９ａとこれらに対
応するリード１７とを、第７及び第８のボンディング点
として選定してボンディング接続を行う。
【００５７】以後、上記第１乃至第８の各ボンディング
点に例えば時計周り方向において隣接する８つのボンデ
ィング点を選定し、上記と同様の順序にてボンディング
接続する。以下、同様に時計周り方向において隣接する
８箇所ずつのボンディング点を選定しつつボンディング
を続け、ボンディングを完了する。
【００５８】上記のように、あるボンディング点につい
てボンディング接続を行った後、該ボンディング点とは
反対側のボンディング点を選定してボンディングを行う
ので、先に行われたボンディング接続により生じたＩＣ
チップ１９のずれはこれに続いて行われた反対側のボン
ディング接続によって生ずる反対方向へのずれと相殺す
ることとなる。よって、各ボンディング点についてボン
ディングを終了した時点で、ＩＣチップ１９はずれを生
じていない結果となる。このようなボンディング方法
は、本実施例のようにボンディングステージ５上に単に
載置された状態であることからずれを生じ得るＩＣチッ
プ１９のボンディングを行う場合に有効である。
【００５９】ところで、１つのＩＣチップ１９に関し
て、パッド数が例えば１００であるとすると、最初の１
０パッドについてボンディング接続を終了した時点で、
ボンディング原点等の修正が行われる。すなわち、上述
のようなずれを生じ難いボンディング方法を採用して
も、ボンディング初期の数パッドを完了するくらいまで
はＩＣチップ１９の位置きめ状態は不安定であると仮定
して行う修正であり、１０パッドのボンディングを行っ
た後に図示しない撮像装置等からの画像や顕微鏡を用い
てボンディング原点のずれ量やＩＣチップ１９の回転ず
れ量を確認し、このずれを補正すべく新たなボンディン
グ原点等を設定し直し、この設定が完了したら、新たな
原点を基準として残る９０パッドについてのボンディン
グを行う。
【００６０】なお、ボンディング原点等の修正について
は、例えば１０パッドのボンディング接続が済む毎に行
い、１つのＩＣチップ１９のボンディング作業中に数回
の修正を行ってもよい。
【００６１】また、本実施例においては、直前のボンデ
ィング点とは反対側のボンディング点を選定してゆくよ
うにボンディング順序を設定しているが、ＩＣチップ１
９のずれを補正しつつ行われるのであればこれに限らず
他に種々の順序の設定を行ってもよいことはもちろんで
ある。
【００６２】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によればフ
レームに形成した開口部内に半導体部品（ＩＣチップ）
が埋没するように配置されるため該フレーム及び半導体
部品から成る結合体の厚さが小さくなり、製品としての
電子部品の薄型化に寄与する効果がある。また、本発明
によれば、上記半導体部品はフレームに対してワイヤに
より固定されるため、従来のような接着剤の固化を待つ
必要がなくキュア装置も不要となり、ボンディング作業
の高速化及びコスト低減の両面からの効果が得られる。
また、上記半導体部品はボンディング時にボンディング
ステージの上面が面一な載置面に直接載置されることか
ら傾き等を生ずることがなくボンディングが確実に行わ
れ、高い歩留りが達成される効果がある。また、本発明
によれば、第１ボンディング点となるパッドと第２ボン
ディング点となるリードとの間で接続されたワイヤの延
長線上でかつ反対側に存する複数の第１ボンディング点
となるパッドと第２ボンディング点となるリードとから
選定された第１ボンディング点となるパッドと第２ボン
ディング点となるリードとの間でボンディング接続を行
うので、直前に行われたボンディング点の接続による半
導体部品（ＩＣチップ）のずれを補正することができ、
高精度なボンディングを行うことができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明に係るボンディング装置の平面
図である。
【図２】図２は、図１に示したボンディング装置により
取り扱われるべきリードフレームの平面図である。
【図３】図３は、図２に示したリードフレームとＩＣチ
ップをボンディングステージ上に載置した状態を示す縦
断面図である。
【図４】図４は、図２における部分Ａの拡大図である。
【図５】図５は、図１に示したボンディング装置が具備
するストッカと突上手段の斜視図である。
【図６】図６は、図１に示したボンディング装置が具備
する搬送手段の、一部断面を含む斜視図である。
【図７】図７は、図１に示すボンディング装置が具備す
るボンディング手段の要部の一部断面を含む側面図であ
る。
【図８】図８は、図７に関するＮ−Ｎ断面図である。
【図９】図９は、図７に示したボンディング手段による
ボンディング手順を示す図である。
【図１０】図１０は、従来のボンディング装置により取
り扱われているリードフレームの平面図である。
【図１１】図１１は、図１０における部分Ｑの拡大図で
ある。
【図１２】図１２は図１１に関するＲ−Ｒ断面図であ
る。
【符号の説明】
１ ボンディング装置 ２ 架台 ５ ボンディングステージ ７ フレーム供給手段 ９ 半導体部品供給装置 １１ 半導体部品位置補正装置 １３ ボンディング手段 １６ 開口部（リードフレームＬ＼Ｆの） １７ リード １９ ＩＣチップ（半導体部品） ２１ ワイヤ ７６ ストッカ ７７ 突上手段 ７８ 搬送手段 ９０ 回転テーブル
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H01L 21/60 301

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 複数のリードで囲まれて画定される開口
    部を複数長手方向に等ピッチで配設してなるフレーム
    と、 前記複数のリードの各々に対応するパッドを周縁部に複
    数形成してなる矩形板状の半導体部品と、 前記フレームを所定の位置に載置して押圧固定し前記開
    口部内に前記半導体部品を上面が面一な載置面に直接載
    置し該半導体部品の下面を真空吸着用の孔を介して吸着
    してなるボンディングステージと、 前記ボンディングステージ上に載置された前記半導体部
    品上の第１ボンディング点となるパッドと第２ボンディ
    ング点となる前記リードとの間にワイヤをボンディング
    接続するボンディング手段とを備え、 前記ボンディング手段により第１ボンディング点となる
    パッドに最初にボンディング接続を行い、次に所定のル
    ープコントロールにしたがって前記ワイヤを引き出して
    前記パッドに対応する第２ボンディング点となるリード
    との間にワイヤをボンディング接続し、この接続された
    第１ボンディング点となるパッドと第２ボンディング点
    となるリードとの間で接続されたワイヤの延長線上でか
    つ反対側に存する複数の第１ボンディング点となるパッ
    ドと第２ボンディング点となるリードとから選定された
    第１ボンディング点となるパッドと第２ボンディング点
    となるリードとの間でボンディング接続を行うこと を特
    徴とするボンディング装置。
  2. 【請求項２】 複数のリードで囲まれて画定される開口
    部を複数長手方向に等ピッチで配設してなるフレームを
    上面が面一な載置面を有するボンディングステージ上の
    所定の位置に載置して押圧固定し前記開口部内に前記複
    数のリードの各々に対応するパッドを周縁部に複数形成
    してなる矩形板状の半導体部品を直接載置し前記半導体
    部品の下面を真空吸着用の孔を介して吸着して前記半導
    体部品上の第１ボンディング点となるパッドと第２ボン
    ディング点となる前記リードとの間にボンディング手段
    によりワイヤをボンディング接続するボンディング方法
    であって、 前記ボンディング手段により第１ボンディング点となる
    パッドに最初にボンデ ィング接続を行い、次に所定のル
    ープコントロールにしたがって前記ワイヤを引き出して
    前記パッドに対応する第２ボンディング点となるリード
    との間にワイヤをボンディング接続し、この接続された
    第１ボンディング点となるパッドと第２ボンディング点
    となるリードとの間で接続されたワイヤの延長線上でか
    つ反対側に存する複数の第１ボンディング点となるパッ
    ドと第２ボンディング点となるリードとから選定された
    第１ボンディング点となるパッドと第２ボンディング点
    となるリードとの間でボンディング接続を行うこと を特
    徴とするボンディング方法。
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