JP2882059B2 - 半導体素子へのリードのボンディング方法 - Google Patents

半導体素子へのリードのボンディング方法

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JP2882059B2
JP2882059B2 JP377291A JP377291A JP2882059B2 JP 2882059 B2 JP2882059 B2 JP 2882059B2 JP 377291 A JP377291 A JP 377291A JP 377291 A JP377291 A JP 377291A JP 2882059 B2 JP2882059 B2 JP 2882059B2
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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、テープキャリア方式の
半導体装置において、キャリアフィルムに設けた多数の
インナーリードを、半導体素子の電極に接続するための
ボンディング方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】テープキャリア方式(以下TAB方式と
いう)の半導体装置は、ポリイミドフィルムやポリエス
テルフィルムからなるテープの1駒ごとに多数のリード
を形成し、このリードの先端部(インナーリード)に半
導体素子の電極をそれぞれ接合し、テープを切断したの
ちプリント基板等に実装するようにしたもので、小型化
が可能であり、高密度実装に適している。
【0003】図6はインナーリードのボンディング装置
の一例の要部を示す斜視図、図7は図6のA−A線で切
断した拡大断面図である。両図において、11は装置本
体10に上下動可能に支持され、カム等に駆動されて上
下に移動すると共に、エアーシリンダ等に駆動されて圧
下しうるように構成されたボンディングヘッドで、ヒー
タを内蔵したボンディングツール12を備えている。1
3はボンディングヘッド11に取付けられた位置認識装
置である。14は穴15を有し、装置本体10に固定さ
れたガイド板、16,16aは装置本体10に回転可能
に取付けられ、所定の間隔でデバイスホール2が設けら
れ多数のリード3が形成された長尺(例えば300m)
のキャリアフィルム1を、ガイド板14に沿ってガイド
するガイドローラである。17はX−Yテーブル(図示
せず)上に設けられ、ヒータを内蔵したボンディングス
テージ18を備えたボンディング台、4はボンディング
ステージ18上に載置された半導体素子である。
【0004】次に、上記のように構成したボンディング
装置の動作を説明する。先ず半導体素子4を供給ステー
ジ(図示せず)から搬送してボンディングステージ18
上に載置し、ボンディング台17をX−Y方向に移動さ
せて半導体素子4をガイド板14の穴15の下の所定の
位置に位置決めする。一方、キャリアフィルム1はガイ
ド板14及びガイドローラ16,16aにガイドされて
矢印方向に送られ、最初のデバイスホール2が半導体素
子4上の所定の位置に達すると停止する。そして、位置
認識装置13により確認しながらボンディング台17、
したがって半導体素子4をX−Y方向に移動させ、半導
体素子14の各電極5を、キャリアフィルム1のデバイ
スホール2に突出したインナーリード3a(図8参照)
にそれぞれ整合させて位置合せを行ない、ボンディング
台17、即ち半導体素子4の位置を制御装置(図示せ
ず)に記憶させる。
【0005】ついでボンディングヘッド11を下降さ
せ、ボンディングツール12を各インナーリード3aに
当接させて加熱かつ加圧し、各電極5にそれぞれ融着さ
せ、接続する。このときの状態を図8に示す。
【0006】最初のボンディングが終るとキャリアフィ
ルム1を1駒歩進させ、次のデバイスホール2を所定の
位置に停止させ、制御装置の指令によって半導体素子4
が載置されたボンディング台17をキャリアフィルム1
の下に位置させ、ボンディングを行なう。以下同様にし
て順次ボンディングを行なう。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】上記のような従来の半
導体素子へのリードのボンディング方法では、ボンディ
ング前に位置認識装置13により各インナーリード3a
が半導体素子4の電極5上の正規の位置に位置合せされ
たのちにボンディングを行なうわけであるが、実際ボン
ディングを行なったのちに各インナーリード3aと半導
体素子4の電極5との位置関係を見ると、必ずしもボン
ディング前に位置合せされたとおりにボンディングされ
ているとは限らず、ボンディングツール12の機械的精
度や位置認識装置13の精度等に起因するずれが生じ、
図10及び図11に示すように、横方向(x)または縦
方向(y)にずれてボンディングされ(破線はボンディ
ング前に位置合せされた位置を示す)、ときとしてリー
ド3が電極5を外れてボンディングされることもある。
【0008】このずれは、毎回ごとのボンディングにお
いて一定になることはまれで、普通ボンディングツール
12の機械的精度や位置認識装置13の精度等により毎
回ごとにばらつきをともなう。
【0009】本発明は上記の課題を解決すべくなされた
もので、半導体素子の電極上の正規の位置にインナーリ
ードを接合することのできるボンディング方法を得るこ
とを目的としたものである。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明に係る半導体素子
へのリードのボンディング方法は、半導体素子の電極と
キャリアフィルムのリードとをボンディング前に位置合
せし、その位置合せ後の電極とリードの位置認識情報A
を検出する工程と、前記電極にリードをボンディング
し、そのボンディング後の電極とリードの位置認識情報
Bを検出する工程と、前記ボンディング前の位置認識情
報Aと前記ボンディング後の位置認識情報Bとの差を位
置補正情報Cとして検出する工程と、次回以降の半導体
素子の電極とキャリアフィルムのリードとのボンディン
グを行うときにそのボンディング前に前記位置補正情報
Cに基づいて前記電極とリードとの位置合せを補正する
工程とを備えるようにしたものである。
【0011】また、本発明に係るもう一つの半導体素子
へのリードのボンディング方法は、半導体素子の電極と
キャリアフィルムのリードとをボンディング前に位置合
せし、その位置合せ後の電極とリードとの位置認識情報
Aを検出する工程と、前記電極にリードをボンディング
し、そのボンディング後の電極とリードの位置認識情報
Bを検出する工程と、前記位置合せ後の位置認識情報A
と前記ボンディング後の位置認識情報Bとの差を位置補
正情報Cとして検出する工程と、初期値0の位置補正量
情報Dにより最初の半導体素子の電極とリードとの位置
合わせを行い、次回から前記位置補正量情報Dと前回の
位置補正情報Cとに基づいて次回のための位置補正量情
報Dを作成し、順次位置補正量情報を更新していく工程
と、次回以降に半導体素子の電極とキャリアフィルムと
のボンディングを行うときに、前記位置認識情報Aを検
出した後に前記更新された位置補正量情報Dに基づいて
電極とリードとの位置補正を行う工程とを備えるように
したものである。
【0012】
【作用】本発明方法においては、半導体素子の電極とキ
ャリアフィルムのリードの位置合せ後の位置認識情報A
とボンディング後の電極とリードの位置認識情報Bとの
差を位置補正情報Cとし、該位置補正情報Cに基づい
て、次回以降の半導体素子の電極とキャリアフィルムの
リードとの位置合わせに対する補正をボンディング前に
行うようにしたから、長尺のキャリアフィルムに多数の
半導体素子をボンディングする場合において、順次行わ
れるボンディング工程毎に前回のボンディング前と後の
位置ずれ量だけ必ず位置ずれの補正が行われるため各半
導体素子の電極とリードとの間に生じる位置ずれは一定
の範囲内に抑えることができる。
【0013】また、もう一つの本発明方法においては、
まず、半導体素子の電極とキャリアフィルムのリードと
を初めてのボンディング前に位置合せし、その位置合せ
後の電極とリードの位置認識情報Aを検出し、次にボン
ディング後の電極とリードの位置認識情報Bを検出し、
しかる後に前記位置合せ後の位置認識情報Aと前記ボン
ディング後の位置認識情報Bとの差を位置補正情報Cと
して検出する。
【0014】そして、二番目の半導体素子の電極とキャ
リアフィルムのリードとのボンディングを行うときは前
記位置認識情報Aを検出した後に前記位置補正情報Cと
当初初期値Dの位置補正量情報Dとに基づいて作成され
た位置補正量情報Dによって電極とリードとの位置補正
を行い、その後に電極とリードとのボンディングをし、
そのボンディング後の電極とリードの位置認識情報Bを
検出する。更に、前記と同様にボンディング前の位置補
正情報Aとボンディング後の位置認識情報Bとの差を位
置補正情報Cとして検出する。
【0015】三番目の半導体素子の電極とキャリアフィ
ルムのリードとのボンディングを行うときは、前記位置
認識情報Aを検出した後に、前記二番目の位置補正情報
Cと前記二番目において作成された位置補正量情報Dと
に基づき作成された位置補正量情報Dによって電極とリ
ードとの位置補正を行ってから電極とリードとのボンデ
ィングをする。
【0016】このように、二番目以降の半導体素子の電
極とキャリアフィルムのリードとのボンディングを行う
ときには常に前回の位置補正情報Cと前回において作成
された位置補正量情報Dとに基づき次々と更新するよう
に作成された位置補正量Dによって電極とリードとの位
置補正を行って電極とリードとがボンディングされるか
ら、電極とリードとの位置補正を行うための位置補正量
情報Dは次第に前回の学習によって精度の良いものとな
り、かかる位置補正量情報Dに基づく電極とリードとの
位置補正量は次第に小さくなり、順次半導体素子の電極
とリードとのボンディングした後の電極とリードとの間
に生じる位置づれも次第に小さくなる。
【0017】
【実施例】
図1は本発明に係るボンディング方法の手順の一例を示
すフローチャートである。以下、このフローチャートに
従って本発明に係るボンディング方法を説明する。
【0018】 (1) 制御装置の位置補正情報(データC)に0を代入
し、記憶装置に保存する(ステップS1)。
【0019】 (2) ボンディング台17を移動させてボンディングステ
ージ18上の半導体素子4をガイド板14の穴15の下
に位置させると共に、キャリアフィルム1を搬送し、最
初のデバイスホール2aを半導体素子4上に位置させる
(ステップS2)。
【0020】 (3) データCによりボンディング台17をX−Y方向に
移動させデバイスホール2aの各インナーリード3aと
半導体素子4の各電極5との位置合せを行なう(ステッ
プS3)。
【0021】 (4) 位置認識装置13により各インナーリード3aと各
電極5との位置認識を行なう(ステップS4)。
【0022】 (5) ステップS4によって認識した位置認識情報をデー
タAとし、記憶装置に保存する(ステップS5)。
【0023】 (6) 位置補正情報(データC)を記憶装置より取出し、
ステップS5によって認識したデータAにより位置補正
を行なう(ステップS6)。
【0024】 (7) ボンディングツール12を下降させ、各インナーリ
ード3aに当接し、加熱かつ加圧して各電極5にそれぞ
れボンディングする(ステップS7)。
【0025】 (8) 位置認識装置13により、ボンディングが終った各
インナーリード3aと各電極5との位置認識を行なう
(ステップS8)。
【0026】 (9) ステップS8で認識した位置認識情報をデータBと
して記憶装置に保存する(ステップS9)。
【0027】 (10)ステップS5で認識したデータAと、ステップS9
で認識したデータBを記憶装置より取出し、両者の差
(ズレ)を計算して位置補正情報(データC)とし、記
憶装置に保存する(ステップS10)。
【0028】 (11)以上によりボンディングが終了したとき(ステップ
S11)は、キャリアフィルム1のすべてのボンディン
グが終了したか否かを判断し(S12)、YESのとき
はボンディング完了、NOのときは再びステップS2に
移行し、前記の動作を繰返す。
【0029】以上のように、本発明は、キャリアフィル
ム1のインナーリード3aを半導体素子4の電極5へボ
ンディングするにあたって、半導体素子4のボンディン
グ前にインナーリード3aと電極5との位置認識を行な
ってその位置認識情報(データA)を得、ついでボンデ
ィング後に再びインナーリード3aと電極5との位置認
識を行ってその位置認識情報(データB)を得て、デー
タAとデータBとの差(したがってボンディング前に行
なった位置合せが、ボンディングによって生じる位置ず
れ)を計算し、これを位置補正情報(データC)とした
ものである。そして、次の半導体素子4のボンディング
にあたっては、この位置補正情報(データC)によりイ
ンナーリード3aと電極5との位置合せを行なうように
したので、順次行われるボンディング毎に前回のボンデ
ィング前とボンディング後の位置ずれ量だけ必ず位置ず
れの補正が行われ、両者の間に生じる位置ずれをかかる
位置補正によって一定の範囲内におさえることができ、
インナーリード3aを電極5上の正しい位置に一定の許
容範囲内で接続することができる。
【0030】図2及び図3は本発明に係るもう一つのボ
ンディング方法の手順の一例を示すフローチャートであ
る。以下、このフローチャートに従って本発明を説明す
る。
【0031】 (1) 制御装置の(データA)〜(データD)にすべて0
を代入し、記憶装置へ保存する(ステップS1)。
【0032】 (2) ボンディング台17を移動させてボンディングステ
ージ18上の半導体素子4をガイド板14の穴15の下
に位置させると共に、キャリアフィルム1を搬送し、最
初のデバイスホール2aを半導体素子4上に位置させる
(ステップS2)。
【0033】 (3) ボンディング台17をX−Y方向に移動させデバイ
スホール2aの各インナーリード3aと半導体素子4の
各電極5との位置合せを行なう(ステップS3)。
【0034】 (4) 位置認識装置13により、各インナーリード3aと
各電極5との位置認識を行なう(ステップS4)。
【0035】 (5) ステップS4によって認識した位置認識情報をデー
タAとし、記憶装置に保存する(ステップS5)。
【0036】 (6) 位置補正量情報(データD)を記憶装置より取出
し、ステップS4における状態に対して位置補正を行な
う(ステップS6)。
【0037】 (7) ボンディングツール12を下降させ、各インナーリ
ード3aに当接し、加熱かつ加圧して各電極5にそれぞ
れボンディングする(ステップS7)。
【0038】 (8) 位置認識装置13により、ボンディングが終った各
インナーリード3aと各電極5との位置認識を行なう
(ステップS8)。
【0039】 (9) ステップS8で認識した位置認識情報をデータBと
して記憶装置に保存する(ステップS9)。
【0040】 (10)ステップS5で認識したデータAと、ステップS9
で認識したデータBを記憶装置より取出し、両者の差
(ズレ)を計算して位置補正情報(データC)とし、記
憶装置に保存する(ステップS10)。
【0041】 (11)以上によりボンディングが終了したとき(ステップ
S11)は、キャリアフィルム1のすべてのボンディン
グが終了したか否かを判断し(ステップS12)、もし
YESのときにはボンディングを完了する。
【0042】 一般にすべてのボンディングが終了したか否かを判断す
るには、キャリアフィルム1の有・無センサー(図示せ
ず)を設けてこれよりの信号により行なう。
【0043】 (12)ステップS12の判断において、もしNOのときに
は位置補正情報(データC)を記憶装置より取出し(ス
テップS13)、これが0か否かを判断し(ステップS
14)、もしYESのときにはステップS6において行
なった位置補正のときに用いた位置補正量情報(データ
D)が正しく作用していたことになるので、ステップS
15を実行せずに、再びステップS2に移行し、前記の
動作を繰返す。
【0044】 (13)ステップS14の判断において、もしNOのときに
は位置補正量情報(データD)を補正する必要があるた
め、位置補正量情報(データD)を記憶装置より取出
し、これと位置補正情報(データC)との和を計算して
新しい位置補正量情報(データD)とし、記憶装置に保
存する(ステップS15)。
【0045】 そののち、再びステップS2に移行し、前記の動作を繰
返す。
【0046】 次に、本発明に係るもう一つのボンディング方法の具体
的な手順について図4及び図5に基づいて説明する。
【0047】図において、Aはボンディング前の位置認
識情報のデータ、Bはボンディング後の位置認識情報の
データ、Cはボンディング前のデータAとボンディング
後のデータBとの差である位置補正情報のデータ、Dは
位置補正情報Cと前回の位置補正量情報Dとに基づいて
作成され、次々と更新される位置補正量情報のデータ即
ちD+Cのデータである。斜線の部分はリード3のバン
プ位置を示し、一点鎖線は半導体素子4の電極5である
パッドの中心を示し、二点鎖点はインナーリード3のバ
ンプの中心を示している。なお、説明上、半導体素子4
の電極5とリード3のバンプとの位置ズレはリードの縦
方向即ちY方向にのみ生じるものとする。
【0048】まず、制御装置のデータA〜データDにす
べて0の初期値を代入し、記憶装置へ保存しておく。
【0049】次に一番目の半導体素子4の電極5とリー
ド3との位置合せをボンディング前に行う。しかる後に
電極5とリード3との位置認識情報を検出する。このと
きの位置認識情報のデータAは100である。そして、
データDは初期値が0であるから、ボンディング前に実
質的には位置合せの補正は行われず、電極5とリード3
のボンディングが直ちに行われる。しかる後に、ボンデ
ィング後の電極5とリード3との位置認識情報のデータ
Bを検出する。このときの位置認識情報のデータBは9
1である。そうすると、データCはデータAとデータB
の差であるから100−91即ち9となり、データDは
前回のデータD(このときは初期値の0である)とデー
タCの和であるから0+9即ち9となり、データDは更
新される。
【0050】こうして、一番目の半導体素子4の電極5
とリード3とのボンディングが終われば、次に二番目の
半導体素子4の電極5とリード3とのボンデイングが行
われる。この場合、まず、電極5とリード3との位置合
せをボンディング前に行い、しかる後に電極5とリード
3との位置認識情報を検出する。このときのデータAは
100となる。そして、データDは9である。このこと
は、正しく位置合せをしてボンディングすると、9だけ
位置ズレが生じていることを示す。従って位置補正量情
報Dは9となっているから、9だけ位置補正を行い、し
かる後にボンディングをすればよいことになる。しかる
後にボンディング後のデータBを検出すると、データB
は100となっている。これはデータDの9に基いて位
置補正を行ったことが正しかったことを示す。そして、
このときのデータCは100−100で0となり、デー
タDは9+0で9となり、データDは再び9に更新され
たこととなる。
【0051】今度は三番目の半導体素子4の電極5とリ
ード3とのボンディングが行われる。この場合、データ
Aは二番目と同様に100となる。そして、データDは
9であるから、9だけ位置補正を行った後にボンディン
グする。ボンディング後のデータBをみると、103と
なっているから、データCは100−103で−3とな
り、データDは9−3で6となり、データDは6に更新
される。そこで、四番目の半導体素子4の電極5とリー
ド3とのボンディングを行う場合にデータDの6に基づ
いて位置補正が行われた後にボンディングが行われる。
【0052】以後、同様の手順で図4及び図5では6番
目までの半導体素子4の電極5とリード3とのボンディ
ングが行われるが、前回の位置補正に基づいて次回の位
置補正量情報であるデータDを次々と更新して作成する
ようにしたので、次第にデータDの数値は小さくなり、
即ち位置補正量は少なくて済むこととなり、順次半導体
素子の電極とリードとをボンディングした後の両者の間
に生じる位置ずれは減少し、リード3のインナーリード
3aを半導体素子4の電極5上の正しい位置に接続する
ことができることとなる。
【0053】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
方法においては、半導体素子の電極とキャリアフィルム
のリードの位置合せ後の位置認識情報Aとボンディング
後の電極とリードの位置認識情報Bとの差を位置補正情
報Cとし、該位置補正情報Cに基づいて次回以降の半導
体素子の電極とキャリアフィルムのリードとの位置合わ
せをボンディング前に行なうようにしたので、長尺のキ
ャリアフィルムのリードに多数の半導体素子をボンディ
ングする場合において、各ボンディング工程毎に前回の
ボンディング前とボンディング後の位置ずれ量だけ必ず
位置ずれの補正が行われるため、各半導体素子の電極と
リードとの間に生じる位置ずれは一定範囲内に抑えるこ
とができ、リードを電極の正しい位置に一定の許容範囲
内でボンディングすることができるという効果を有す
る。
【0054】また、もう一つの本発明方法においては、
前記位置合せ後の位置認識情報A、ボンディング後の位
置認識情報B及び位置補正情報Cの他に初期値0の位置
補正量情報Dにより最初の半導体素子の電極とリードと
の位置補正を行い、次回から前記位置補正量情報Dと前
回の前記位置補正情報Cとに基づいて次回のための位置
補正量情報Dを作成し、順次該位置補正量情報Dを更新
するようにし、次回以降に半導体素子の電極とキャリア
フィルムとのボンディングを行うときに前記位置認識情
報Aを検出した後に前記更新された位置補正量情報Dに
基づいて電極とリードとの位置補正を行うようにしたの
で、次回以降に次々と行われる半導体素子の電極とキャ
リアフィルムのリードとの位置補正のための位置補正量
情報Dは次第に前回の学習によって精度の良いものとな
り、かかる位置補正量情報Dに基づく電極とリードとの
位置補正量は次第に小さくなり、順次半導体素子の電極
とリードとをボンディングした後に両者の間に生じる位
置づれも次第に減少して正しい位置にボンディングする
ことができる。従ってボンディングの信頼性を高めると
共に歩留りを大幅に向上させることができるという効果
がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を説明するためのフローチャ
ートである。
【図2】本発明のもう一つの実施例を説明するための一
部のフローチャートである。
【図3】本発明の同実施例を説明するための残り一部の
フローチャートである。
【図4】本発明の同実施例の位置補正を説明するための
一部の説明図である。
【図5】本発明の同実施例の位置補正を説明するための
残り一部の説明図である。
【図6】ボンディング装置の一例の要部斜視図である。
【図7】図6のA−A線で切断した拡大断面図である。
【図8】半導体素子にリードを正しくボンディングした
状態を示す平面図である。
【図9】図8の要部拡大図である。
【図10】従来の半導体素子へのリードのボンディング
方法により半導体素子にリードを位置ずれを生じさせて
ボンディングした状態を示す平面図である。
【図11】従来の半導体素子へのリードのボンディング
方法により半導体素子にリードを別の位置ずれを生じさ
せてボンディングした状態を示す平面図である。
【符号の説明】
1 キャリアフィルム 2 デバイスホール 3 リード 4 半導体素子 5 電極

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数のリードが設けられた多数のデバイ
    スホールを有する長尺のキャリアフィルムを搬送し、前
    記デバイスホールに順次半導体素子を位置させてその電
    極に前記リードをボンディングする半導体素子へのリー
    ドのボンディング方法において、前記電極とリードとを
    ボンディング前に位置合せし、その位置合せ後の電極と
    リードの位置認識情報Aを検出する工程と、前記電極に
    リードをボンディングし、そのボンディング後の電極と
    リードの位置認識情報Bを検出する工程と、前記位置合
    せ後の位置認識情報Aと前記ボンディング後の位置認識
    情報Bとの差を位置補正情報Cとして検出する工程と、
    次回以降の半導体素子の電極とキャリアフィルムのリー
    ドとのボンディングを行うときにそのボンディング前に
    前記位置補正情報Cに基づいて前記電極とリードとの位
    置合せを補正する工程とを備えたことを特徴とする半導
    体素子へのリードのボンディング方法。
  2. 【請求項2】 複数のリードが設けられた多数のデバイ
    スホールを有する長尺のキャリアフィルムを搬送し、前
    記デバイスホールに順次半導体素子を位置させてその電
    極に前記リードをボンディングする半導体素子へのリー
    ドのボンディング方法において、前記電極とリードとを
    ボンディング前に位置合せし、その位置合せ後の電極と
    リードとの位置認識情報Aを検出する工程と、前記電極
    にリードをボンディングし、そのボンディング後の電極
    とリードの位置認識情報Bを検出する工程と、前記位置
    合せ後の位置認識情報Aと前記ボンディング後の位置認
    識情報Bとの差を位置補正情報Cとして検出する工程
    と、初期値0の位置補正量情報Dにより最初の半導体素
    子の電極とリードとの位置補正を行い、次回から前記位
    置補正量情報Dと前回の前記位置補正情報Cとに基づい
    て次回のための位置補正量情報Dを作成し、順次該位置
    補正量情報Dを更新していく工程と、次回以降に半導体
    素子の電極とキャリアフィルムとのボンディングを行う
    ときに、前記位置認識情報Aを検出した後に前記更新さ
    れた位置補正量情報Dに基づいて電極とリードとの位置
    補正を行う工程とを備えるようにしたことを特徴とする
    半導体素子へのリードのボンディング方法。
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