JP3163881B2 - ダイボンディング装置およびダイボンディング方法 - Google Patents

ダイボンディング装置およびダイボンディング方法

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    • H01BASIC ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H01L24/00Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/74Apparatus for manufacturing arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies
    • H01L24/75Apparatus for connecting with bump connectors or layer connectors

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、リードフレームやプリ
ント基板などのワークにチップを搭載するダイボンディ
ング装置およびダイボンディング方法に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】リード付電子部品の製造工程で使用され
るダイボンディング装置は、リードフレームやプリント
基板などのワークにボンドを塗布し、このボンド上にウ
ェハから切り出されたチップを搭載するようになってい
る。以下、ワークとしてリードフレームを例にとり、
ンド塗布やチップ搭載を行う従来のダイボンディング装
置について説明する。
【0003】図4の(a)(b)(c)は従来のダイボ
ンディング装置の正面図である。図4の(a)におい
て、1はリードフレームであり、ガイドレール2上を搬
送される。3はリードフレーム1の搬送手段であって、
支持フレーム4と、この支持フレーム4に装着された2
組のチャック爪5を備えており、チャック爪5でリード
フレーム1の側端部を上下からチャックし、リードフレ
ーム1を右方へピッチ送りする。ガイドレール2の上方
にはボンド塗布手段としてのディスペンサ6と、ボンデ
ィングヘッド7が配設されている。ディスペンサ6はリ
ードフレーム1のアイランド1a上にボンド8を塗布す
る。またボンディングヘッド7はウェハのチップ10を
コレット9に真空吸着してピックアップし、アイランド
1aに塗布されたボンド8上に搭載する。
【0004】図4の(a)は、搬送手段3によりリード
フレーム1を右方へピッチ送りしながら、ディスペンサ
6によりリードフレーム1のアイランド1a上にボンド
8を塗布している状態を示しており、この状態ではボン
ディングヘッド7は動作を停止して待機中である。また
図4の(b)は搬送手段3によりリードフレーム1を右
方へピッチ送りしながら、ボンディングヘッド7により
アイランド1aに塗布されたボンド8上にチップ10を
搭載している状態を示しており、この状態ではディスペ
ンサ6は動作を停止して待機中である。また図4の
(c)は1枚のリードフレーム1に対するチップ10の
ボンディングがすべて終了して、このリードフレーム1
を次の工程へ搬出している状態を示している。この状態
で、次のリードフレーム1がディスペンサ6の下方へ搬
送されてくる。また搬送手段3は矢印N1で示すように
左方の原位置へ復帰し、次のリードフレーム1を右方へ
ピッチ送りして上述の動作が繰り返される。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
のダイボンディング装置は、図4の(a)に示すように
ディスペンサ6によりボンド8を塗布している状態では
ボンディングヘッド7は待機中であり、また図4の
(b)に示すようにボンディングヘッド7によりチップ
10を搭載中にはディスペンサ6は待機中である。した
がってディスペンサ6とボンディングヘッド7の稼働効
率が低く、作業能率があがらないという問題点があっ
た。
【0006】そこで本発明は、上記従来の問題点を解消
し、ボンド塗布手段とボンディングヘッドの稼働効率を
あげることができるダイボンディング装置およびダイボ
ンディング方法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】このために本発明のダイ
ボンディング装置は、ストッカーからガイドレール上に
供給されたワークをボンド塗布手段へ向って搬送する第
1の搬送手段と、この第1の搬送手段により搬送されて
きたワークをボンディングヘッドへ向ってピッチ送りす
る第2の搬送手段とを構成し、また第2の搬送手段が複
数のチャック爪を有し、これらのチャック爪により2枚
のワークの側端部を同時にチャックしてこれらのワーク
を同時にピッチ送りしながらボンド塗布手段によるボン
ド塗布と、ボンディングヘッドによるチップ搭載とを同
時に並行して行うようにしたものである。
【0008】
【作用】上記構成によれば、ボンド塗布手段とボンディ
ングヘッドを同時に動作させながら、ワーク上へのボン
ド塗布と塗布されたボンド上へのチップ搭載を同時に並
行して行えるので、ボンド塗布手段とボンディングヘッ
ドの稼働効率を著しくアップできる。
【0009】
【実施例】次に、図面を参照しながら本発明の実施例を
説明する。図1は本発明の一実施例のダイボンディング
装置の斜視図である。ワークとしては、リードフレーム
やプリント基板などがあるが、以下、リードフレームを
例にとって説明する。11a,11bはリードフレーム
1を右方へ搬送するための2本の平行なガイドレールで
ある。ガイドレール11a,11bの長手方向をX方
向、その直交方向をY方向とする。一方のガイドレール
11aの始端部の側方にはリードフレーム1を積層して
ストックするストッカー12が設けられている。13は
リードフレーム1のピックアップヘッドであり、積層さ
れたリードフレーム1のうちの最上位のリードフレーム
1を吸着パッド14に1枚ずつ真空吸着してピックアッ
プし、ガイドレール11a,11b上に移送して供給す
る。なおこのピックアップヘッド13をストッカー12
とガイドレール11a,11bの間を往復移動させる移
動手段は省略している。
【0010】20は第1の搬送手段であって、次のよう
に構成されている。21はX方向の送りねじであって、
フレーム22に両端部を支持されており、モータ23に
駆動されて回転する。送りねじ21にはナット24が螺
合しており、ナット24上にはシリンダ25が搭載され
ている。26は第1のチャック爪であり、シリンダ25
に駆動されて開閉し、リードフレーム1の側端部をチャ
ックする。ナット24の下面にはスライダ27が装着さ
れている。スライダ27はX方向のガイドレール28に
嵌合している。したがって第1のチャック爪26がリー
ドフレーム1をチャックした状態で、モータ23が正回
転すると、第1のチャック爪26はナット24と一体的
に右方へ摺動し、リードフレーム1を右方へ搬送する。
【0011】30は第1の搬送手段20よりも下流に配
設された第2の搬送手段である。この第2の搬送手段3
0は第1の搬送手段20と同構造であって、X方向の送
りねじ31、フレーム32、モータ33、ナット34か
ら成っている。ナット34の前面にはX方向に長尺の支
持フレーム35が結合されている。この支持フレーム3
5には間隔をおいてシリンダ36,37が2個装着され
ており、一方のシリンダ36には第2のチャック爪38
が装着され、また他方のシリンダ37には第3のチャッ
ク爪39が装着されている。第2のチャック爪38と第
3のチャック爪39は、リードフレーム1の側端部をチ
ャックする。41は第1のプッシャー、42は第2のプ
ッシャーであって、それぞれ支持フレーム35の前面に
設けられている。支持フレーム35の内部には第1のプ
ッシャー41と第2のプッシャー42をY方向へ移動さ
せるシリンダが内蔵されており、第1のプッシャー41
と第2のプッシャー42を押し出すことにより、リード
フレーム1の側端面(図1において、右側の側端面)を
一方のガイドレール11bの内側面に押し当て、リード
フレーム1のY方向の位置決めを行う。
【0012】51はボンド塗布手段としてのディスペン
サであって、塗布ノズル52を有している。ディスペン
サ51はガイドレール11a,11bの上方にあって、
第1の移動テーブル53に保持されている。モータ54
が駆動すると、ディスペンサ51は第1の移動テーブル
53のガイドレール55に沿ってY方向に移動する。7
1は、リードフレーム1を観察する第1のカメラであ
り、制御回路(図示せず)に接続されている。第1のカ
メラ71は、ディスペンサ51に一体的に取り付けられ
ており、ガイドレール11a,11b上を搬送されてき
たリードフレーム1を観察するときは、モータ54を駆
動して第1のカメラ71をリードフレーム1の上方へ位
置させる。制御回路は、第1のカメラ71の画像をもと
にリードフレーム1の位置を求め、第1の搬送手段20
を制御してリードフレーム1の位置補正を行なう。
【0013】61はボンディングヘッドであって、チッ
プを真空吸着するコレット62を有している。ボンディ
ングヘッド61はディスペンサ51よりも下流のガイド
レール11a,11bの上方にあって、第2の移動テー
ブル63に保持されている。モータ64が駆動すると、
ボンディングヘッド61は第2の移動テーブル63のガ
イドレール65に沿って、ウェハ66とガイドレール1
1a,11bの間をY方向に移動する。72は、リード
フレーム1を観察する第2のカメラであり、第1のカメ
ラ71と同様に、制御回路(図示せず)に接続されてい
る。第2のカメラ72はボンディングヘッド61に一体
的に取り付けられており、ボンディングヘッド61の水
平移動に伴なって第2のカメラ72も水平移動する。リ
ードフレーム1を観察するときは、モータ64を駆動し
て第2のカメラ72をリードフレーム1の上方に位置さ
せる。制御回路は、第2のカメラ72の画像をもとにリ
ードフレーム1の位置を求め、第2の搬送手段30を制
御してリードフレーム1の位置補正を行なう。ウェハ6
6はチップ10から成っており、ガイドレール11a,
11bの下流位置の側部に配設されたウェハホルダー6
7に保持されている。68は一方のガイドレール11b
の下流位置に設けられたソレノイドであって、そのロッ
ド69によりリードフレーム1をガイドレール11bに
押し付けて固定する。
【0014】このダイボンディング装置は上記のような
構成より成り、次に動作を説明する。図2の(a)
(b)(c)(d)および図3の(a)(b)(c)
(d)は本発明の一実施例のダイボンディング装置の動
作中の平面図であって、一連の動作を動作順に示してい
る。また図2および図3において、A1はディスペンサ
51が配設されたボンド塗布位置、A2はボンディング
ヘッド61が配設されたチップ搭載位置である。図2の
(a)は、ピックアップヘッド13によりストッカー1
2からガイドレール11a,11bの上流位置に供給さ
れた1枚目のリードフレーム1Aを、第1の搬送手段2
0のチャック爪26でチャックして右方へ搬送している
状態を示している。このとき、第2の搬送手段30の支
持フレーム35に支持された第1のプッシャー41と第
2のプッシャー42は、ガイドレール11aの側方(図
2の(a)において上方)に退去している。
【0015】図2の(b)は、第1の搬送手段20のチ
ャック爪26が1枚目のリードフレーム1Aの先頭(右
端)のアイランド1aをディスペンサ51の直下まで搬
送してきた状態を示している。このとき、2枚目のリー
ドフレーム1Bがストッカー12からガイドレール11
a,11bの上流位置に供給される。71はボンド塗布
位置A1の上方に配設された第1のカメラであって、リ
ードフレーム1Aの特徴部を観察し、リードフレーム1
AのX方向の位置ずれを検出する。そして位置ずれが許
容値よりも大きければ、第1のチャック爪26でリード
フレーム1Aをチャックしたままリードフレーム1Aを
X方向に移動させ(矢印N2参照)、リードフレーム1
Aの位置補正を行う。
【0016】以上のようにしてリードフレーム1Aの位
置補正が終了したならば、第1のプッシャー41でリー
ドフレーム1Aをガイドレール11bに押しつけてY方
向の位置決めを行い、また第1のチャック爪26のチャ
ック状態を解除するとともに、第2の搬送手段30の第
2のチャック爪38でリードフレーム1Aの側端部をチ
ャックする。
【0017】図2の(c)は、第1の搬送手段20のシ
リンダ25が原位置(左方)へ退去し、第2のチャック
爪38でリードフレーム1Aをチャックしたまま、リー
ドフレーム1Aを右方へピッチ送りしながら、アイラン
ド1aにディスペンサ51によりボンド8を塗布してい
る状態を示している。なおリードフレーム1Aの送りピ
ッチは、アイランド1aの形成ピッチである。
【0018】図2の(d)は、ボンド塗布が終了したリ
ードフレーム1Aが第2の搬送手段30によってチップ
搭載位置A2まで送られてきた状態を示している。この
状態でソレノイド68が作動し、そのロッド69により
リードフレーム1Aをガイドレール11bに押しつけて
固定する。またこのとき、第1の搬送手段20の第1の
チャック爪26は2枚目のリードフレーム1Bをチャッ
クし、このリードフレーム1Bの先頭(右端)のアイラ
ンド1aをボンド塗布位置A1まで搬送する。
【0019】図3の(a)は、第2の搬送手段30がリ
ードフレームを持ちかえた状態を示している。このと
き、3枚目のリードフレーム1Cがストッカー12から
ガイドレール11a,11b上に供給される。この状態
で、第3のチャック爪39でリードフレーム1Aをチャ
ックするとともに、第2のプッシャー42でリードフレ
ーム1Aをガイドレール11bに押しつけ、リードフレ
ーム1AのY方向の位置決めを行う。そしてソレノイド
68によるリードフレーム1Aの固定を解除した後、第
2のカメラ72でリードフレーム1Aを観察し、先頭の
アイランド1aがチップ搭載位置A2に正しく位置して
いるか否かを検出する。ここで、許容値よりも大きなX
方向の位置ずれがあれば、第2の搬送手段30によりリ
ードフレーム1AをX方向に移動させて位置ずれを補正
する(矢印N3参照)。またこのとき、図2の(b)の
場合と同様に、第1のカメラ71で、次のリードフレー
ム1Bを観察し、位置ずれが許容値よりも大きければ、
第1の搬送手段20でリードフレーム1BのX方向の位
置ずれの補正を行う(矢印N2参照)。その後、第2の
チャック爪38でリードフレーム1Bをチャックすると
ともに、第1のプッシャー42でリードフレーム1Bを
ガイドレール11bに押し付ける。
【0020】図3の(b)(c)は、以上のようにして
リードフレーム1A,1BのX方向の位置ずれを補正し
た後、1枚目のリードフレーム1Aを第3のチャック爪
39でチャックし、また2枚目のリードフレーム1Bを
第2のチャック爪38でチャックし、これらの2枚のリ
ードフレーム1A,1Bを第2の搬送手段30により同
時に右方へピッチ送りしながら、ディスペンサ51によ
りアイランド1aにボンド8を塗布し、ボンディングヘ
ッド61によりボンド8上にチップ10を搭載している
状態を示している。このとき、第1の搬送手段20のチ
ャック爪26は、3枚目のリードフレーム1Cをボンド
塗布位置A1まで搬送する。またこのとき、4枚目のリ
ードフレーム1Dがストッカー12からガイドレール1
1a,11b上に供給される。
【0021】図3の(d)は、以上のようして1枚目の
リードフレーム1Aのすべてのアイランド1a上へのチ
ップ搭載が終了し、第2の搬送手段30が左方へ移動し
て原位置に復帰するとともに、チップ搭載が終了した1
枚目のリードフレーム1Aを次の工程へ搬送している状
態を示している。図3の(d)は図3の(a)と同じ状
態であり、以下上述の動作が繰り返されている。以上の
ようにこのダイボンディング装置によれば、ディスペン
サ51によるボンド塗布とボンディングヘッド61によ
るチップ搭載を同時進行で行うことができる。
【0022】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、第
2の搬送手段の複数のチャック爪により、リードフレー
ムやプリント基板などの複数のワークを同時にピッチ送
りしながら、ボンド塗布手段によるボンド塗布とボンデ
ィングヘッドによるチップ搭載を同時に行えるので、ボ
ンド塗布手段やボンディングヘッドの稼働効率がアップ
し、作業能率を著しくあげて、高速度でワークへのチッ
プ搭載を行える。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例のダイボンディング装置の斜
視図
【図2】本発明の一実施例のダイボンディング装置の動
作中の平面図
【図3】本発明の一実施例のダイボンディング装置の動
作中の平面図
【図4】従来のダイボンディング装置の正面図
【符号の説明】
1 リードフレーム 1a アイランド 8 ボンド 10 チップ 11a,11b ガイドレール 12 ストッカー 20 第1の搬送手段 30 第2の搬送手段 38 第2のチャック爪 39 第3のチャック爪 51 ディスペンサ(ボンド塗布手段) 61 ボンディングヘッド 66 ウェハ(チップ供給部)

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ークのガイドレールと、ストッカーから
    このガイドレールにワークを供給するピックアップヘッ
    ドと、このガイドレールの上方に設けられてワークにボ
    ンドを塗布するボンド塗布手段および塗布されたボンド
    上にチップ供給部のチップを搭載するボンディングヘッ
    ドとを備えたダイボンディング装置であって、前記スト
    ッカーから前記ガイドレール上に供給されたワークを前
    記ボンド塗布手段へ向って搬送する第1の搬送手段と、
    この第1の搬送手段により搬送されてきたワークを前記
    ボンディングヘッドへ向ってピッチ送りする第2の搬送
    手段とを備え、この第2の搬送手段が複数のチャック爪
    を有し、これらのチャック爪により2枚のワークの側端
    を同時にチャックしてこれらのワークを同時にピッチ
    送りしながら、前記ボンド塗布手段によるボンド塗布
    と、前記ボンディングヘッドによるチップ搭載とを同時
    並行して行うことを特徴とするダイボンディング装
    置。
  2. 【請求項2】ストッカからガイドレールに供給されたワ
    ークを第1の搬送手段によりボンド塗布位置まで搬送
    し、またボンド塗布位置まで搬送されたきたワークを第
    2の搬送手段によりチップ搭載位置までピッチ送りする
    ようにし、前記ボンド塗布位置においてボンド塗布手段
    によりワークにボンドを塗布するとともに、前記チップ
    搭載位置においてボンディングヘッドによりチップを搭
    載するようにしたダイボンディング方法であって、前記
    第2の搬送手段は複数のチャック爪により2枚のワーク
    の側端部をチャックし、一方のワークをボンド塗布位置
    へ、また他方のワークをチップ搭載位置へ同時にピッチ
    送りしながら、前記一方のワークへの前記ボンド塗布手
    段によるボンド塗布と前記他方のワークへの前記ボンデ
    ィングヘッドによるチップ搭載を同時に並行して行うよ
    うにしたことを特徴とするダイボンディング方法。
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