JP3166990B2 - 半導体ペレットボンディング装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、半導体ペレット群を半
導体ペレット供給テーブルに対し自動で搬入および搬出
を行う半導体ペレットボンディング装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の半導体ペレットボンディング装置
を図４を用いて説明する。

【０００３】図４は、従来の半導体ペレットボンディン
グ装置の構成を示す平面図である。

【０００４】半導体ペレットボンディング装置１（以
下、ボンディング装置１という）においては、ペレット
ボンディング動作を行うにあたり、まずウェハマガジン
２内からウェハマガジン内に積層状態で収容され、半導
体ペレット（以下、単にペレットという）が貼着された
ウェハシートを保持した不図示のウェハリングをウェハ
リング搬送手段３にてウェハテーブル４上に搬送する。
そしてウェハテーブル４上に搬送されたウェハリング
は、ウェハテーブル４の不図示の引き伸ばし機構によっ
てウェハシートを引き伸ばし状態で保持固定される。

【０００５】次に供給部５から不図示のリードフレーム
が、搬送手段６上に供給される。そして供給されたリー
ドフレームは、搬送手段６によって搬送され、不図示の
ペースト塗布工程を経て、ボンディングヘッド７による
ボンディング位置に送られる。このボンディング位置に
おいて、ボンディングヘッド７に昇降および水平移動自
在に装着されたコレット８は、ウェハテーブル４上にお
いて不図示の認識手段によって姿勢が認識されたペレッ
トを吸着し、ペースト塗布工程においてペーストが塗布
されたリードフレーム上に搬送し、ボンディングする。
そしてペレットがボンディングされたリードフレーム
は、搬送手段６によって収納部９へと送られる。この
後、ウェハテーブル４上の全てのペレットの搬送が終了
したら、ウェハリング搬送手段によって、使用済みのウ
ェハリングがウェハマガジン２内に搬送されるととも
に、ウェハマガジン２内から未使用のウェハリングがウ
ェハテーブル４上に搬送され、上記の動作を繰り返す。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記装置
においては、マガジン２とウェハテーブル４との間で不
図示のウェハリングの受け渡しを行うために専用のウェ
ハリング搬送手段３を設け、コレット８を移動させるた
めに専用のボンディングヘッドを設けている。すなわち
１つの動作手段に対して、１つの移動機構を設けてい
る。そのためボンディング装置１という限られたスペー
ス上にいろいろな機構が密集し、その結果、ボンディン
グ装置１が複雑となり保守性が低下するとともに、装置
自体が大型、重量化してしまう。またそれぞれの移動機
構に対し専用の制御手段が必要であり、制御が複雑とな
る。

【０００７】本発明は、簡単な機構によって、保守性が
高く、小型かつ軽量の半導体ペレットボンディング装置
を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、半導体ペレッ
ト群が載置される半導体ペレット供給テーブルと、前記
半導体ペレット群を前記供給テーブルに対して搬入およ
び搬出する搬入搬出手段と、前記供給テーブルに載置さ
れた前記半導体ペレット群から前記半導体ペレットを取
り出してリードフレーム上にボンディングする移送コレ
ットと、この移送コレットおよび前記搬入搬出手段を移
動させる単一の移動機構とを有し、この移動機構は、前
記移送コレットおよび前記搬入搬出手段を前記半導体ペ
レット群の搬入搬出方向に沿う方向に移動させる第１の
移動装置と、前記コレットを前記第１の移動装置の移動
方向に直交する方向に移動させる第２の移動装置とを有
してなることを特徴とする。

【０００９】

【作用】本発明によれば、半導体ペレット群を供給テー
ブルに対して搬入および搬出する搬入搬出手段と、供給
テーブルに載置された半導体ペレット群から半導体ペレ
ットを取り出してリードフレーム上にボンディングする
移送コレットとは、単一の移動機構により移動される。

【００１０】

【実施例】本発明を図１乃至図３を用いて説明する。

【００１１】図１は、本発明の半導体ペレットボンディ
ング装置の構成を示す平面図である。図２は、図１のＡ
−Ａ断面図である。図３は、本発明の半導体ペレットボ
ンディング装置の動作を示す正面断面図である。

【００１２】図において半導体ペレットボンディング装
置１０は、不図示のリードフレームの供給部１１と、供
給部１１から供給されたリードフレームを搬送する搬送
手段１２と、搬送手段１２の下流側に位置し、リードフ
レームを収納する収納部１３と、搬送レールに隣接して
設けられたウェハリング供給手段１４と、リードフレー
ムの送り爪１５、移送コレット１６およびカメラ１７な
らびにウェハリングを保持する搬入搬出手段としてのウ
ェハリングチャック１８（以下チャック１８という）を
支持する後述する構成の移動機構１９（移動装置）を有
する。

【００１３】供給部１１は、搬送手段１２の幅方向に並
列して設けられたリードフレームを積層して収納したス
タッカ２０と、不良リードフレームを収容するリジェク
トスペース２１と、水平状態で一端を支柱２２に支持さ
れるとともに、搬送手段１２、スタッカ２０およびリジ
ェクトスペース２１上を横断して設けられたガイド棒２
３と、ガイド棒２３に支持され、パルスモータＭ１の駆
動により回転される不図示のボールねじと螺合し、この
ボールねじの回転によりガイド棒２３に沿って移動自在
な移動子２４と、移動子２４に支持され、パルスモータ
Ｍ２の駆動により回転される不図示のボールねじと螺合
し、このボールねじの回転により昇降自在な吸着ノズル
２５とを有している。また移動子２４には、リードフレ
ームのアイランド上にペーストを塗布するシリンジ２６
が装着されている。

【００１４】収納部１３は、リードフレームを積層状態
で収納可能なマガジン２７と、マガジン２７を昇降自在
に保持する昇降機構２８と、昇降機構２８上から不図示
の押出し手段によって押出される、リードフレームが収
容された満杯マガジン２７を載置するマガジンスタッカ
２９とを有している。

【００１５】ウェハリング供給手段１４は、ウェハテー
ブル３０とウェハ収納部３１とを有する。ウェハテーブ
ル３０は、中央が開孔した環状の基台３２と、基台３２
と略同一形状とされ上部に円還部３３を形成し、基台３
２上に回動自在に載置されてモータＭ３の駆動をベルト
３４で伝達することにて回転可能な引伸ばし台３５と、
引伸ばし台３５の円還部３３に遊嵌する開孔部３６を有
するとともに、ウェハリング３７を支持する溝部３８を
形成し、引伸ばし台３５内に円周状に等間隔で内蔵され
たエアシリンダ３９にて昇降自在なウェハリング押さえ
４０と、基台３２の開孔内に位置し、突上げガイド４１
と、カム４２の回転により突上げガイド４１に対して相
対移動する突上げ針４３とを有する突上げユニット４４
とを有している。また、ウェハ収納部３１は、ウェハリ
ング３７の収納溝を有し、この収納溝内に半導体ペレッ
トＰ（以下、ペレットＰという）群を載置したウェハリ
ング３７を積層状態で収納するウェハマガジン４５と、
マガジン４５を昇降自在に保持するとともに、マガジン
４５における所定のウェハリング３７収納溝を搬送レベ
ルに位置決め可能な昇降機構４６と、反ウェハテーブル
３０側のウェハリング３７の搬送レベルに位置し、搬送
レベルに位置決めされたウェハリング３７をマガジン４
５内から押出すプッシャ４７とを有している。そしてウ
ェハテーブル３０とウェハ収納部３１との間のウェハリ
ング３７の搬送レベルと一致する位置には、搬送レール
４８が設置されている。

【００１６】次に移動機構１９について説明する。

【００１７】上記した通り移動機構１９は、送り爪１
５、移送コレット１６およびカメラ１７ならびにチャッ
ク１８を水平方向に移動自在に保持しているが、送り爪
１５およびチャック１８は、搬送手段１２による搬送方
向のみに移動可能な状態で支持している。

【００１８】搬送手段１２と平行に搬送手段１２と略同
一長さで設けられた移動ガイド４９は、移動台５０を搬
送手段１２による搬送方向に移動自在に支持しており、
この移動台５０は、移動ガイド４９に支持された不図示
のボールねじと螺合し、不図示のパルスモータにてボー
ルねじを回転させることにより移動される。これら移動
ガイド４９に支持されたパルスモータ、ボールネジ等
は、第１の移動装置を構成する。そして移動台５０上に
は、搬送手段１２上に臨み、上下爪によって搬送手段１
２上に供給されたリードフレームを上下方向から狭持可
能な送り爪１５と、移動ガイド４９と直交する方向に伸
び、先端部に装着した不図示のローラを移動ガイド４９
と平行に配置されたガイドレール５１上に当接させるこ
とにて水平状態で支持されるガイド棒５２とが固定され
ている。ガイド棒５２は、移動子５３をガイド棒の長手
方向に移動自在に支持しており、この移動子５３は、ガ
イド棒５２に回転自在に支持されたボールねじ５４と螺
合し、不図示のパルスモータにてボールねじ５４を回転
させることにより移動される。これらガイド棒５２に支
持されたパルスモータ、ボールネジ等は、第２の移動装
置を構成する。移動子５３には、不図示のリニアモータ
にて昇降自在な移送コレット１６と、カメラ１７とが装
着されている。そしてチャック１８は、ガイド棒５２に
おけるウェハ中心に対応する位置に垂下され、エアシリ
ンダ５５によって開閉自在とされている。

【００１９】次に作動について説明する。

【００２０】図３に示すように、まずウェハリング供給
手段１４により、ウェハリング３７の供給動作が行われ
る。

【００２１】昇降機構４６によってマガジン４５内にお
いて最下位に位置するウェハリング３７が搬送レベルに
位置される（図３（ａ））と、エアシリンダ３９が作動
し、ウェハリング押さえ４０を上昇させる。この時エア
シリンダ３９のストロークは、上昇したウェハリング押
さえ４０の溝部３８が搬送レベルと一致するように予め
設定されている（図３（ｂ））。次に不図示のパルスモ
ータの駆動により移動台５０が移動し、チャック１８が
マガジン４５の直前まで移動する。チャック１８の移動
が完了するとエアシリンダ５５が作動し、チャック１８
は開状態とされ、プッシャ４７の作動により最下位のウ
ェハリング３７は、開状態のチャック１８のクランプ位
置まで押出される。そしてエアシリンダ５５の作動によ
ってチャック１８は閉状態となり、ウェハリング３７は
保持される（図３（ｃ））。次に移動台５０が移動し、
チャック１８にて保持されたウェハリング３７を搬送レ
ール４８を介してウェハリング押さえ４０の溝部３８内
へと搬送し位置決めする（図３（ｄ））。ここで移動台
５０は不図示のパルスモータの駆動によって移動されて
いるため、チャック１８を所定の位置に正確に停止させ
ることができ、従ってチャック１８による搬送だけでウ
ェハテーブル３０に対するウェハリング３７の位置決め
を行うことができる。この後、エアシリンダ５５の作動
によってチャック１８が開状態とされるとともに、移動
台５０が作動し、チャック１８はウェハテーブル３０外
へ退避する。そしてエアシリンダ３９の作動によりウェ
ハリング押さえ４０が下降し、ウェハリング３７を固定
することにて、ウェハリング３７の供給動作は完了す
る。

【００２２】次に供給部１１により、リードフレームの
供給動作が行われる。

【００２３】吸着ノズル２５がパルスモータＭ１、Ｍ２
の駆動によってスタッカ２０上に移動するとともに、ス
タッカ２０内のリードフレーム上へ下降する。そして吸
着ノズル２５のリードフレームへの当接が不図示の検知
手段によって検知されると、吸着ノズル２５に接続され
た真空装置によって吸着ノズル２５に負圧が発生し、こ
の負圧によって最上位のリードフレームが吸着ノズル２
５に吸着される。この後、パルスモータＭ１、Ｍ２の駆
動によって吸着ノズル２５は搬送手段１２上に移動し、
負圧を解除してリードフレームを搬送手段上に載置す
る。

【００２４】次に半導体ペレットＰのボンディング動作
が行われる。

【００２５】リードフレームが供給されると移動台５０
を移動させることによりクランパ１５をリードフレーム
へと移動し、リードフレームを保持する。次にクランパ
１５をリードフレームのアイランドピッチ毎に間欠移動
させ、リードフレームの先頭位置のアイランドから順に
シリンジ２６によるペースト塗布位置に位置決めし、ア
イランド上にペーストを塗布する。そしてペーストの塗
布が完了したリードフレームは、クランパ１５の移動に
よって不図示のボンディングステージ上へと一括で搬送
される。ボンディングステージ上にリードフレームが搬
送されると、ウェハテーブル３０上のペレットＰがカメ
ラ１７によって姿勢認識される。そしてカメラ１７にて
姿勢認識されたペレットＰ上に移送コレット１６が移動
してペレットＰをピックアップする。この時、移送コレ
ット１６とともに突上げユニット４４が移動し、移送コ
レット１６によるペレットＰのピックアップと同期して
突上げ針４３を上昇させてペレットＰの突上げをおこな
う。ペレットＰをピックアップした移送コレット１６
は、リードフレームの先頭位置のアイランド上に移動
し、ペレットＰをボンディングする。そして位置決めさ
れたリードフレームにおける全てのアイランド上に対し
てペレットＰのボンディングが完了するまで、上記動作
を繰り返す。

【００２６】この後、収納部１３によりリードフレーム
の収納動作が行われる。

【００２７】ペレットＰのボンディングが完了したリー
ドフレームは、クランパ１５にて保持されマガジン２７
へと搬送される。この時、マガジン２７は、昇降機構２
８によって最下位の収納部が搬送手段１２における搬送
レベルに一致する位置に保持されている。マガジン２７
内にリードフレームが収納されると、昇降機構２８はマ
ガジン２７におけるリードフレームの収納ピッチ毎に下
降し、順次マガジン２７内にリードフレームを収納す
る。そしてマガジン２７内の全ての収納部へのリードフ
レームの収納が完了すると、昇降機構２８はマガジンス
タッカ２９の排出レベルに下降し、昇降機構２８に保持
されたマガジン２７は不図示のプッシャにてマガジンス
タッカ２９上へ排出される。

【００２８】次に、ウェハテーブル３０上のウェハリン
グ３７を交換する場合について説明する。

【００２９】移動台５０の作動によってチャック１８が
ウェハテーブル３０外へ退避するとともに、エアシリン
ダ３９の作動によってウェハリング押さえ４０が上昇す
る。次にエアシリンダ５５の作動によってチャック１８
が開状態とされると、チャック１８はウェハリングの保
持位置まで移動する。ここでエアシリンダ５５の作動よ
ってウェハリング３７はチャックに保持される。ウェハ
リング３７を保持したチャック１８はマガジン４５へと
移動し、マガジン４５直前で停止する。この時ウェハリ
ング３７は搬送レール４８を通過し、予め空き収納部を
搬送レベルに位置決めされたマガジン４５内へと送られ
る。次にチャック１８は、エアシリンダ５５の作動によ
って開状態とされるとともに、ウェハテーブル３０方向
に所定量後退し、この位置でアエシリンダ５５の作動に
よりチャック１８は閉状態とされる。そして再びチャッ
ク１８はマガジン４５直前まで移動し、ウェハリング３
７にチャック１８先端を当接させ、マガジン４５内にウ
ェハリング３７を完全に押し込む。その後、昇降手段４
６によって未使用のウェハリング３７を搬送レベルに位
置決めする。そして、図３を用いて説明した動作と同様
の動作にて未使用のウェハリング３７をウェハステージ
３０に搬送する。

【００３０】上記実施例によれば、移送コレット１６の
移動機構１９にウェハテーブル３０とマガジン４５との
間でウェハリング３７の受け渡しを行うチャック１８を
設けたので、チャック１８の移動機構を設ける必要がな
く、従って余分な移動機構を省くことができることから
ボンディング装置１０を簡素化することができ、保守性
を向上することができるとともに、ボンディング装置１
０自体を小型、軽量化することができる。

【００３１】また１つの移動機構１９にて複数の動作手
段を移動させるようにしたので、動作手段を移動させる
ための制御手段を単一となり、制御手段を簡易化するこ
とができる。

【００３２】なお、上記一実施例において、ウェハリン
グチャック１８をガイド棒５２に装着した例で説明した
が、ウェハリングチャック１８は、移動子５３に装着し
ても構わない。

【００３３】また、搬送手段１２による搬送方向に平行
な移動ガイド４９により移動自在な移動台５０上に、ガ
イド棒５２を設けた例で説明したが、搬送手段１２の搬
送方向と直交する方向に移動ガイドを設け、この移動ガ
イド上を移動自在な移動台に移動ガイドと直交するガイ
ド棒を設けるようにしても構わない。なおこの場合、ウ
ェハリングチャック１８はガイド棒に移動自在に設けた
移動子に装着することとなる。

【００３４】

【発明の効果】本発明によれば、半導体ペレットボンデ
ィング装置の保守性の向上、および小型、軽量化するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の半導体ペレットボンディング装置の構
成を示す平面図である。

【図２】図１のＡ−Ａ断面図である。

【図３】本発明の半導体ペレットボンディング装置の動
作を示す正面断面図である。

【図４】従来の半導体ペレットボンディング装置の構成
を示す平面図である。

【符号の説明】

１０ 半導体ペレットボンディング装置 １１ 供給部 １２ 搬送手段 １３ 収納部 １４ ウェハリング供給手段 １５ 送り爪 １６ 移送コレット １８ チャック １９ 移動機構 ４９ 移動ガイド ５０ 移動台 ５１ ガイドレール ５２ ガイド棒 ５３ 移動子 ５４ ボールねじ ５５ エアシリンダ

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 半導体ペレット群が載置される半導体ペ
   レット供給テーブルと、前記半導体ペレット群を前記供
   給テーブルに対して搬入および搬出する搬入搬出手段
   と、前記供給テーブルに載置された前記半導体ペレット
   群から前記半導体ペレットを取り出してリードフレーム
   上にボンディングする移送コレットと、この移送コレッ
   トおよび前記搬入搬出手段を移動させる単一の移動機構
   とを有し、この移動機構は、前記移送コレットおよび前
   記搬入搬出手段を前記半導体ペレット群の搬入搬出方向
   に沿う方向に移動させる第１の移動装置と、前記コレッ
   トを前記第１の移動装置の移動方向に直交する方向に移
   動させる第２の移動装置とを有してなることを特徴とす
   る半導体ペレットボンディング装置。