JP3176573B2 - ダイボンダ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は半導体ペレットを
組み付けるダイボンダに関し、特にセラミック基板やス
テムのような個別の基材を多数キャリアにならべて送り
ながらペレットを組み付ける場合のように、搬送時は下
方に退避し、ペレット供給時には上昇して基材を支える
ように上下動するバックアップ機構を備えるダイボンダ
の高速化及び品種切り替えの容易化に関する。さらに基
材がリードフレーム状の品種にも切り替え容易で、しか
も、リードフレーム方式専用装置に比較しても遜色ない
速度で組みつけが行なえるダイボンダに関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体ペレット（以下ペレット）をリー
ドフレームに組み付ける方法はペレットが組み付けられ
るアイランドが長手方向に定間隔で多数設けられたリー
ドフレームを幅方向の両端を支えるレール上をアイラン
ドの間隔で長手方向にピッチ送りしつつ、接着剤供給位
置でアイランド上に例えば銀ペーストのような接着剤を
供給し、それが搬送されペレット供給位置でその接着剤
の上にペレットが供給され、押しつけてペレットを組み
付ける。

【０００３】このようにリードフレームのアイランドが
押さえられるのでペレット供給位置（場合により接着剤
供給位置も）にはアイランドを下から支える台座を必要
とし、台座にはペレットや接着剤を供給する際にリード
フレームを安定に支えるために真空吸着機構を備える。
そしてリードフレームの搬送の際はアイランドの下面は
この台座の上面を滑って搬送される。

【０００４】このような作業を行なうリードフレーム用
のチップボンダは多品種に切り替え使用を容易とするた
めにレールの間隔を可変としている。そしてアイランド
の高さが品種毎に異なるので台座も交換容易にもうけら
れている。このように品種に対応して着脱容易に準備さ
れた台座を以後アダプタプレートと称する。

【０００５】このようなリードフレーム方式専用のチッ
プボンダの例を図面を用いて説明する。図３はペレット
供給位置近傍を示す平面図、図５はＡ−Ａ線での側断面
図、図４は図３におけるＢ−Ｂ線での正面断面図であ
る。図示しない筐体に固定して水平に配置されたベース
板１の手前側端に沿って固定レール２が直線状にベース
板１上に固定配置されている。そして、奥側には可動レ
ール３が固定レール２に平行に固定レール２との間隔を
調節自在に配置され、適用する品種のリードフレームの
幅に対応して調節する。そしてリードフレームはこれら
固定レール２と可動レール３それぞれの搬送面２ａ，３
ａ上に幅方向両端を支持されて図示しない送り機構によ
り、図１の左から右へ向けて間欠的に順次搬送される。

【０００６】そしてペレット供給位置にはアダプタプレ
ート４が配置される。アダプタプレート４はベース板１
上に置かれその上面の高さ位置が品種に応じてアイラン
ドの下面を支える高さとされる。そして位置決めブロッ
ク５に押し当てることで位置出しされる。そしてレール
の間隔方向は固定、可動両レール間に位置規制される。
アダプタープレート４の側面の内位置決めブロック５と
反対側は上面が狭いテーパ状でその面に重なる様なテー
パ面を備えた押圧ブロック６に押されて位置決めブロッ
ク５に押し当て状に固定される。そして上面にはリード
フレームを吸着固定する為の吸着孔４ａを備え、それに
つながり後述する位置決めブロック５の通気路５ｂにつ
ながる通気路４ｂを備えている。

【０００７】位置決めブロック５はベース板１に固定さ
れ、外から接続された吸気管５ａからアダプタプレート
４の通気路４ａに通ずる通気路５ｂを備える。図６は図
４におけるＣ部の拡大図である。図６のように位置決め
ブロック５のアダプタプレート４に当たる端面に開いた
通気孔５ｂの口にはＯリング５ｃが配置され、アダプタ
プレート４の側面に圧接して気密に通気路４ｂ，５ｂを
接続する。

【０００８】押圧ブロック６はベース板１に固定された
１対のスライドガイド６ａ，６ｂにに支持されてレール
２，３ののびる方向に摺動自在に設けられ、ベース板１
に固定しているピン６ｃとの間に配置したバネ６ｄによ
って付勢されてアダプタプレート４を位置決めブロック
５とベース板１に押しつけている。アダプタプレートの
着脱に際しては押圧ブロック６をバネ６ｄに抗して引き
戻して行なう。

【０００９】そして、図示しないが接着剤供給位置にも
同様なアダプタプレートを備える。

【００１０】このアダプタプレート４はこの装置に適用
するリードフレームに対応して準備し、品種の切り替え
毎にレール２と３の間隔の変更を伴って交換をワンタッ
チで行なう。

【００１１】組み付けられるペレットはＸ，Ｙ，θ方向
に３軸可動なテーブル（図示せず）上に多数略整列状態
で載置され、順次所定のピックアップ点（図示せず）に
位置合わせして、真空吸着ノズル（図示せず）がピック
アップしてペレット供給位置に下面がアダプタプレート
４で支えられた状態で停止しているリードフレームのア
イランド上に搬送して組み付ける。その際の搬送距離を
なるべく小さくして高速な動作とするために、ピックア
ップ点（図示せず）はペレット供給位置のすぐ脇で固定
レール２の外側のなるべく近い点に設けられる。従って
ペレットを載置するテーブル（図示せず）はベース板１
の下側に潜り込むようにＸ，Ｙ移動する。そこで、ベー
ス板１、レール２，３の厚みはなるべく薄くして、テー
ブルの上面位置をなるべく高くして真空吸着ノズル（図
示せず）の上下方向の移動距離を少なくする。

【００１２】ところが個別基板を多数定ピッチに並べた
キャリアで送りつつペレットを組み付ける場合とか、ペ
レット搭載面に垂直方向裏面側に向けリード線が出てい
るパッケイジに組み付ける場合には上述のように固定し
た台座では不可能で、搬送時には下方に退避し、ペレッ
ト供給時には上方に進出して基材裏面を支える様な構成
を必要とする。例えば個別基板を多数定ピッチに並べた
キャリアで送る方式の場合を説明する。図７はキャリア
７にセラミック基板８を並べた状況を示し、（Ａ）はそ
の平面図、（Ｂ）はそのＤ−Ｄ線での断面図である。キ
ャリア７はセラミック基板８を定ピッチに位置規制して
収容するポケット７ａを備えている。そして、ポケット
７ａの底はセラミック基板８を支持するための周辺部分
を除き抜き穴７ｂとなっている。さらに、定ピッチ搬送
するための送り穴７ｃも備えている。

【００１３】このようなキャリア７に詰めたセラミック
基板８にペレットを組み付けるチップボンダは、前述し
たリードフレームに組み付けるものと同様に、キャリア
７を幅方向の両端を支えるレール上をポケットの間隔で
長手方向にピッチ送りしつつ、接着剤供給位置でセラミ
ック基板上に例えば銀ペーストのような接着剤を供給
し、それが搬送されペレット供給位置でその接着剤の上
にペレットが供給され、押しつけてペレットを組み付け
る。しかしながら、ペレット供給位置や接着剤供給位置
でセラミック基板８を下から支える台座はリードフレー
ム用の様に上面がただ平らで固定された板では役に立た
ない。

【００１４】そこで図８に示す要部縦断面図のようにレ
ール３の搬送面３ａ上を搬送されるキャリア７に詰めら
れたセラミック基板８がペレット供給位置に停止してい
る時キャリア７の底の穴７ｂを通って上昇してセラミッ
ク基板８の裏面に接して支え、ペレット組み付け後キャ
リアの搬送に際しては下方に退避するバックアップヘッ
ド９を備える。バックアップヘッド９は頂面にセラミッ
ク基板８を真空吸着する吸着孔１０及び外部から接続さ
れたフレキシブルな吸気管１１とその吸着孔１０をつな
ぐ通気路１２を備える。そして、カム１３の回転により
上下駆動される。この例の場合バックアップヘッド９が
レール３を支えるベース板１０１に設けた穴１０１ａを
通って進退する。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】上記の説明のようにキ
ャリア方式に対応したダイボンダは上下動作するバック
アップヘッドを備えるので構造が複雑であるため広い範
囲の品種に対応して簡単に切り替えることが難しいので
専用機的な使われ方をしている。この装置をリ−ドフレ
ームへ組み付ける方式に使用するにはピックアップヘッ
ド９を所定の高さのものに変えて上下動作をせず固定し
ておけばよい。しかしながらバックアップヘッド９やそ
れを駆動する例えばカム１３のような機構が嵩張り、ペ
レットを整列状態で配置して順次所定のピックアップ点
に移動して位置合わせするステージ（図示せず）はペレ
ット供給位置の下方にも潜りこむのでその高さ位置をレ
ール３の搬送面３ａから距離Ｌ１の様にかなり低い位置
としなければならず、図４に示す様にリードフレーム方
式のみに対応した装置の場合には距離Ｌ２の様にベース
板に近接して配置できるのに比較してピックアップした
ペレットを真空吸着ノズル（図示せず）がペレット供給
位置に搬送する距離が長くなり、その分生産性が劣るの
であまりそのような共用も行なわれていない。そこでこ
の発明はバックアップヘッドが上下動作する機構を薄型
化して、ピックアップされるペレットを載置するステー
ジの位置を高くしてピックアップされたペレットの搬送
距離を短くし、高速化したダイボンダを提供する。さら
に、そのバックアップ機構を着脱容易にして、品種に対
応して準備すれば上下動作するバックアップヘッドを備
えるものであっても品種切り替えが容易なダイボンダを
提供する。さらに、バックアップ機構装着箇所に着脱容
易で上面平らなアダプタプレートを品種に対応して装着
すればリードフレームに組み付ける品種にも図３、４、
５、６に示す様な従来のリードフレーム方式専用機に遜
色ない処理速度で共用できるダイボンダを提供できる。

【００１６】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めにこの発明は基材をペレット供給位置に順次搬送し、
ペレット供給位置に停止している前記基材の下面を基材
の搬送時は下方に退避しペレット供給時には上昇するバ
ックアップ機構で支えた状態でテーブル上に多数載置し
たペレットを順次ピックアップして搬送供給して組み付
けるダイボンダにおいて、前記バックアップ機構はダイ
アフラム型シリンダによりバックアップヘッドが上下動
作すると共に、前記バックアップ機構が基材の搬送方向
に配列された押圧ブロックおよび位置決めブロックによ
って位置決め固定され、その位置決め固定状態で前記バ
ックアップ機構の通気路が前記位置決めブロックの通気
路に接続されることを特徴とするダイボンダを提供す
る。この装置によれば、ダイアフラム型シリンダは薄型
であるのでバックアップ機構を薄型化でき、ペレットを
載置するテーブルの上面を高くするのでペレットの搬送
距離が短くなり、動作速度を高めることが可能となる。
また、バックアップ機構の位置決めと、バックアップ機
構の通気路と位置決めブロックの通気路の接続とが同時
に実施できる。さらに、バックアップ機構が薄く小型化
できるので、その取り付け構造を脱着容易に構成して、
品種に対応して前記バックアップ機構を準備し、それを
取り替えることで品種切り替えが容易なダイボンダとす
ることができる。その場合基材が搬送されるレールは品
種に応じて間隔の切り替えが可能に構成して適用品種の
範囲を広くするのが好ましい。このレールの間隔の切り
替えは、前記バックアップ機構の位置決めと、バックア
ップ機構の通気路と位置決めブロックの通気路の接続と
は独立性をもって実施できる。また、基材を搬送するレ
ールを備え、基材がペレット供給位置に順次搬送されペ
レット供給位置に停止している時にテーブル上に多数載
置したペレットを順次ピックアップして搬送供給して組
み付けるダイボンダにおいて、そのレールは品種に応じ
て間隔の切り替えが可能であり、ペレット供給時に前記
基材を下支えする台座が基材の搬送時は下方に退避する
必要のある品種の場合には取り付け機構が脱着容易に構
成され、品種に対応して準備されたダイアフラム型シリ
ンダによりバックアップヘッドが上下動するバックアッ
プ機構を装着し、前記バックアップ機構は基材の搬送方
向に配列された押圧ブロックおよび位置決めブロックに
よって位置決め固定されると共に、位置決め固定状態で
バックアップ機構の通気路が位置決めブロックの通気路
に接続されるように構成され、上下動する必要のない品
種の場合には前記バックアップ機構と装着互換で品種に
対応した高さに準備したアダプタプレートを装着するダ
イボンダを提供する。この装置によればバックアップ機
構がダイアフラム型シリンダを用いて薄型化しているの
でペレットを載置するテーブルの高さ位置を高くできる
ので、基材としてリードフレームを使用する品種に適用
しても、リードフレーム方式専用機に比較して遜色ない
組み付け速度とすることができる。

【００１７】

【発明の実施の形態】この発明の一実施例を図面を用い
て説明する。図１はその要部平面図、図２は図１のＥ−
Ｅ線に沿った断面図である。図示しない筐体にベース板
２０１が水平に固定して配置され、手前側端に沿って固
定レール２が直線状にベース板２０１上に固定配置さ
れ、奥側には可動レール３が固定レール２に平行に固定
レール２との間隔を調節自在に配置されている点は図３
に示し従来のリードフレーム方式専用の装置に類似す
る。但しベース板２０１のペレット供給位置部分は後述
するバックアップ機構を取り付けるにじゃまにならない
ように逃げ穴２０１ａを備えている。そして、図７に示
すようにセラミック基板８を詰めたキャリア７の幅に対
応してレール２，３の間隔を調節する。そしてキャリア
はこれら固定レール２と可動レール３それぞれの搬送面
２ａ，３ａ上に幅方向両端を支持されて図示しない送り
機構により、図１の左から右へ向けて間欠的に順次搬送
される。

【００１８】そしてペレット供給位置には図３の従来装
置におけるアダプタプレート４の代わりに後述するバッ
クアップ機構２０４が配置される。

【００１９】そしてこの装置もベース板２０１に固定さ
れ、バックアップ機構２０４の位置決めを行なう位置決
めブロック２０５を備える。この位置決めブロック２０
５は、外から接続された吸気管２０５ａからバックアッ
プ機構２０４の通気路２０４ａに通ずる通気路２０５ｂ
を備えると共に外部から接続された高圧空気供給管２０
５ｃからバックアップ機構２０４の通気路２０４ｂに通
ずる通気路２０５ｄを備える。

【００２０】この装置はまた図３の従来装置と同様な押
圧ブロック６、１対のスライドガイド６ａ，６ｂ、ピン
６ｃ、バネ６ｄを備え、バックアップ機構２０４を位置
決めブロック２０５とベース板２０１に着脱容易に押し
つけている。

【００２１】バックアップ機構２０４は図３の従来装置
のアダプタプレート４に似たアダプタプレート２２４に
組み込んだものである。アダプタプレート２２４はベー
ス板２０１上に置かれその上面の高さ位置がこの場合図
７に示すようなキャリア７に対応するためレール２，３
の搬送面２ａ，３ａの高さよりほんの少し低い高さとさ
れる。そして位置決めブロック２０５に押圧ブロック６
で押し当てることで位置出しされる。そしてレールの間
隔方向は固定、可動両レール２，３に位置規制される。
アダプタープレート２２４の側面の内押圧ブロック６側
は上面が狭いテーパ状でその面に重なる様なテーパ面を
備えた押圧ブロック６に押されて位置決めブロック５に
押し当て状に固定される。そして下面側から後述する各
部品を組み込むように掘り込みがされている。そして位
置決めブロック側の側面で位置決めブロック２０５の通
気路２０５ｂ，２０５ｄの口に対応した位置に開口して
掘り込み内に抜ける通気路２０４ａ，２０４ｂを備え
る。そして、アダプタプレート２２４のペレット供給位
置には掘り込み部分から上面に貫通するバックアップヘ
ッド用穴２２４ａが設けられている。

【００２２】この穴２２４ａから上面が突出する様に円
柱形で下側に鍔部２３４ａを備えるバックアップヘッド
２３４が設けられている。バックアップヘッド２３４は
アダプタプレート２２４の掘り込み内の天井から下方に
むけて設けられた一対の摺動軸２４４に鍔部２３４ａが
支持されて上下動自在に取り付けられ、アダプタプレー
ト２２４の掘り込み内の天井と鍔部２３４ａの間に配置
した一対のバネ２５４により下方に付勢されている。そ
して上面には真空吸着のための吸着孔２３４ｂを備え、
吸着孔２３４ｂと通気路２０４ａとはアダプタプレート
２２４の掘り込み内でビニルホースのようなフレキシブ
ルな通気管２０４ｃで接続されている。

【００２３】バックアップヘッド２３４の下方にはダイ
アフラムシリンダ２６４がアダプタプレート２２４の掘
り込み内に固定して配置され、その軸２６４ａは高圧空
気供給口２６４ｂへの高圧空気の供給、非供給により上
下動作する。バックアップヘッド２３４の下面はバネ２
５４によりダイアフラムシリンダの軸２６４ａに押しつ
けられていて、ダイアフラムシリンダは高圧空気の供給
を受けてバネ２５４に抗してバックアップヘッド２３４
を押し上げる。そして図示しないストッパにより所定の
高さで止まる。そして、高圧空気供給口２６４ｂと通気
路２０４ｂとはアダプタプレート２２４の掘り込み内で
通気管２０４ｄで接続されている。

【００２４】そして、図３に示す従来の装置同様に位置
決めブロック２０５のアダプタプレート２２４に当たる
端面に開いた通気２０５ｂ，２０５ｄの口にはＯリング
が配置され、アダプタプレート２２４の側面に圧接して
気密に通気路２０５ｂと２０４ａを接続すると共に通気
路２０５ｄと２０４ｂを接続する。

【００２５】この実施例によれば、キャリア７の搬送の
際は高圧空気供給管２０５ｃからの高圧空気の供給を止
め、バックアップヘッド２３４を下げておき、セラミッ
ク基板８がペレット供給位置に停止すると高圧空気供給
管２０５ｃから高圧空気を送りダイアフラムシリンダ２
６４がバックアップヘッド２３４を押上バックアップヘ
ッド２３４の上面がキャリア７の底の穴７ｃを通ってセ
ラミック基板８の裏面に接し、吸気管２０５ａから真空
排気すると吸着孔２３４ｂによりセラミック基板８を吸
着固定する。その状態でペレットを供給し、押しつけて
組み付ける。

【００２６】このバックアップ機構２０４はダイアフラ
ムシリンダ２６４を用いてバックアップヘッド２３４を
上下動作させるので、従来のようにカム等の機構による
ものに比較して非常に薄く出来、ベース板２０１の下面
からほとんど出ないか出ても図２のように極小さい寸法
でおさまり、ペレットを載置するテーブルの高さ位置を
リードフレーム方式専用装置と同様に高くできるのでペ
レットを組み付ける速度が高速化する。さらに、バック
アップ機構２０４は薄く小型化されるので上記の説明の
ように交換容易な構造とすることが出来るから多品種に
切り替え使用が簡単に行なえる。バックアップ機構２０
４の代わりに単に上面が平らなアダプタプレートを装着
してリードフレーム品種に使用してもペレットを載置す
るテーブルの高さはリードフレーム方式専用装置にかわ
らないので同様に高速でペレットの組み付けが行なえ
る。

【００２７】なお、説明は略したが同様なバックアップ
機構は接着材供給位置にも設けられているものである。

【００２８】

【発明の効果】この発明は以上のように、バックアップ
機構を薄型化したのでペレットを載置するテーブルの位
置を高くでき、上下動するバックアップ機構を必要とす
る品種であっても高速なペレットの組み付けができる。
さらにバックアップ機構が小型化、薄型化してしかも交
換容易な構成となったので上下動するバックアップ機構
を必要とする品種内での品種切り替えが簡単に行なえ
る。また、リードフレームに組み付ける場合の様に上下
動するバックアップ機構を必要としない品種に適用して
も、リードフレーム方式専用装置に比較して遜色ない速
度でペレットの組み付けが行なえ、品種切り替えも従来
のリードフレーム方式専用装置と同様に容易である。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の一実施例の要部平面図

【図２】 その正面断面図

【図３】 従来装置の要部平面図

【図４】 その正面断面図

【図５】 その側断面図

【図６】 図４の要部拡大図

【図７】 （Ａ） セラミック基板をキャリアに詰めた
状態を示す平面図 （Ｂ） その縦断面図

【図８】 他の従来装置の要部縦断面図

【符号の説明】

８ セラミック基板（基材） ２０４ バックアップ機構 ２３４ バックアップヘッド ２６４ ダイアフラム型シリンダ ２０５ 位置決めブロック ６ 押圧ブロック６ ２ 固定レール ３ 可動レール ４，２２４ アダプタプレート

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】基材をペレット供給位置に順次搬送し、ペ
   レット供給位置に停止している前記基材の下面を基材の
   搬送時は下方に退避しペレット供給時には上昇するバッ
   クアップ機構で支えた状態でテーブル上に多数載置した
   ペレットを順次ピックアップして搬送供給して組み付け
   るダイボンダにおいて、 前記バックアップ機構はダイアフラム型シリンダにより
   バックアップヘッドが上下動すると共に、 前記バックアップ機構が基材の搬送方向に配列された押
   圧ブロックおよび位置決めブロックによって位置決め固
   定され、 その位置決め固定状態で前記バックアップ機構の通気路
   が前記位置決めブロックの通気路に接続される ようにし
   たことを特徴とするダイボンダ。
2. 【請求項２】前記バックアップ機構の取り付けは脱着容
   易に構成され、品種に対応して前記バックアップ機構を
   準備し、それを取り替えることで品種切り替え容易な請
   求項１のダイボンダ。
3. 【請求項３】基材が搬送されるレールを備え、そのレー
   ルは品種に応じて間隔の切り替えが可能である請求項２
   のダイボンダ。
4. 【請求項４】基材が搬送されるレールを備え、基材がペ
   レット供給位置に順次搬送されペレット供給位置に停止
   している時にテーブル上に多数載置したペレットを順次
   ピックアップして搬送供給して組み付けるダイボンダに
   おいて、 そのレールは品種に応じて間隔の切り替えが可能であ
   り、 ペレット供給時に前記基材を下支えする台座が基材の搬
   送時は下方に退避する必要のある品種の場合には取り付
   け構造が脱着容易に構成され、品種に対応して準備され
   たダイアフラム型シリンダによりバックアップヘッドが
   上下動するバックアップ機構を装着し、前記バックアップ機構は基材の搬送方向に配列された押
   圧ブロックおよび位置 決めブロックによって位置決め固
   定されると共に、位置決め固定状態でバックアップ機構
   の通気路が位置決めブロックの通気路に接続されるよう
   に構成され、 上下動する必要のない品種の場合にはバックアップ機構
   と装着互換で品種に対応した高さに準備したアダプタプ
   レートを装着するダイボンダ。