JP3176599B2 - 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】本発明は、定ピッチ送りされ
るリードフレーム上に半導体ペレットをマウントする、
ダイボンダあるいはマウンタに関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体は、ウェーハ上に多数の回路素子
を形成した後、その回路素子を一つずつ矩形状の半導体
ペレット（以降ペレットと呼ぶ）に分離した後、ダイボ
ンダやマウンタを用いて、それらペレットはリードフレ
ームの所定の位置（ランド部）に搭載される。なお、ペ
レットの接合方法には、半田や銀ペーストあるいは樹脂
が用いられ、リードフレームには、金属で短冊状のもの
が一般的に用いられる。

【０００３】ここで、接合剤をリードフレームのランド
部に塗布したり、ペレットをランド部に搭載する作業
は、リードフレームをダイボンダの搬送レール上を搬送
しながら行われる。また、その搬送は定ピッチ送りの間
欠運転であり、リードフレームが停止している間に、上
記作業が各々行なわれる。

【０００４】その搬送方法には、ピン送り方式やクラン
プ方式がよく用いられるが、ここではピン送り方式につ
いて、まず図２を用いて説明する。図２は、ペレットマ
ウント工程をイメージしたものである。リードフレーム
１には、搬送方向に定ピッチに送り穴２があけられてお
り、ランド部３がそれと同様のピッチで配されている。
また、リードフレーム１は搬送レール４上を搬送され
る。

【０００５】搬送レール４の横には、ピン送りユニット
５が設置される。このピン送りユニット５の構成・動き
をまず説明する。送りピン７は上下動シリンダー８のロ
ッドにつながり、上下動可能である。また、上下動シリ
ンダー８は、ＬＭガイド（直進ガイド）９に取付けられ
て、ガイドレール１０に沿ってスムーズに直進動作し、
同時に、つなぎ板１２を介してナット部１３とつながっ
ている。そのナット部１３は、両端がベアリング受１４
に挟まれたボールねじ１５に螺合し、ボールねじ１５の
一端はサーボモータ１７に連結されている。そのため、
サーボモータ１７を駆動源とするボールねじ１５の回転
により、ナット部１３は直進動作を行ない、それに伴っ
て送りピン７も直進動作を行なう。

【０００６】ガイドレール１０とボールねじ１５は、リ
ードフレーム１の搬送方向と平行に、基板上２０に固定
されている。同時にサーボモータ１７も、モータ取付け
板２１を介して、基板２０に固定されている。なお、基
板２０は、ダイボンダの上面等に固定されている。

【０００７】引き続き、図３を用いてピッチ送りの概要
を述べる。図３は正面図であり、先の図２をＡ方向から
見た図である。送りピン７の動きは、大別して２種類あ
るために、それらを（ａ），（ｂ）に分けて描いてい
る。また図３では、送りピン７の動き（左右及び上下）
を矢印で表わしている。 （ａ）送りピン７は下降して、リードフレーム１の送り
穴に入りこんだまま、複数ピッチ（この図の場合６ピッ
チ分であるが、普通一つのリードフレーム分）移動した
後、上昇して元の位置に戻る。送りピン７の軌跡はこの
ような横長なスクウェアモーションとなり、送りピン７
はこの動作を繰り返す。 （ｂ）送りピン７は毎ピッチずつ下降・上昇を繰り返
し、１ピッチずつリードフレーム１を搬送する。この場
合、送りピン７の軌跡は小さな、正方形に近いスクウェ
アモーションとなる。

【０００８】このようにリードフレームは１ピッチずつ
搬送され、図２に戻るが、その停止中に、吸着ヘッド２
２は、粘着シート上あるいは供給トレー上（いずれも図
示省略）から、ペレット２３を取り出してリードフレー
ム１のランド部３に搭載する。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】以上述べたようにし
て、リードフレームは定ピッチ送りされる訳であるが、
そこには以下の問題があった。まず送りピンの動作に関
する問題であるが、これは図３でも述べたように、
（ａ），（ｂ）いずれの方法でも、必ず送りピンには戻
り動作が必要となる。またこの動作時間は、装置全体の
サイクルタイムに直接影響する。従って、他のあらゆる
動作部分を工夫して、ダイボンダの高速運転を図ろうと
しても、この戻り動作の時間は解消されず、それがネッ
クとなっていた。

【００１０】それを少しでも解消しようと、次の構造を
持つダイボンダも生産されている。それは、これまで説
明したピン送りユニットを２式配置して、互いに補完し
あい、少しでも戻り動作のロスを減らそうとするもので
あった。それら２式のピン送りユニットは、同一平面上
に連続して配置されたり、あるいは上下に配置されたり
した。しかしながら、リードフレームの送り・停止に関
しては、１０〜２０μｍの高い精度が要求されるため
に、ピン送りユニットは前述したようなサーボモータや
ボールねじそれにＬＭガイド等高価な部品で構成しなけ
ればならない。それには、１式５０万円相当の製造コス
トを要した。従って、それを２式組み込むことは大きな
コストアップにつながっていた。

【００１１】また、ピン送りユニットを２式配置する
と、それに余分な面積を占有されるばかりでなく、大変
込み入った配置にしなければならない。そこで、２式相
互のインターロック等、ソフト・ハード両面に渡る緻密
な設計が必要となり、コストアップは、単にピン送りユ
ニット２式分の製造コストだけには止まらなかった。

【００１２】そのため、リードフレームの搬送に際して
は、ピンの戻り動作等が不要で高速運転ができ、定ピッ
チの送り精度も高く、しかしそれがコストアップにもつ
ながらず、なおかつシンプルな構造のダイボンダの開発
が望まれていた。

【００１３】

【課題を解決するための手段】そこで、本発明は、上述
した問題点を解決するために提案されたダイボンダであ
る。その手段は、搬送レールの上方には、同一鉛直面上
に３個以上の回転可能なプーリが配置され、そのプーリ
には、リードフレームの穴に係合可能なピンが表面に定
ピッチで立設されたベルトが巻回され、その巻回された
ベルトの中を通り抜けるかたちで半導体ペレットを搬送
可能な搬送ユニットが配されている。また、プーリの少
なくとも一つのプーリが間欠的に回転可能であって、３
個以上のプーリの内最低２個のプーリは搬送レールと平
行に配されており、それ以外の内少なくとも１個のプー
リは、巻回されたベルトの外周あるいは内周方向に移動
し、ベルトを張設可能な構造となっている。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下添付図面にしたがって、本発
明に係るダイボンダの好ましい形態について詳説する。
なお、従来例と同じ構成部品については、従来例と同符
号を用いる。図１は、本発明のダイボンダを斜視図で示
したものである。短冊状のリードフレーム１が複数枚、
搬送レール４上を定ピッチ送りされ、そのランド部３の
上に、ピックアンドプレースユニット４０（以降ＰＰユ
ニットと表現する）が、ウェーハから矩形状にスクライ
ブされたペレット２３を１個ずつ搭載する様子を描いて
いる。

【００１５】まず、本発明の主題である、ベルト３０に
よるリードフレーム１の定ピッチ送り機構について説明
する。ベルト３０には、外周にピン３１が立設されてお
り、そのピッチは、リードフレーム１に設けられた送り
穴２と同じピッチとなっている。そのベルト３０が４個
のプーリ３２に巻回されていて、そのうち下の２個のプ
ーリ３２ａ，３２ｄは搬送レール４と平行に配置され、
片方のプーリ３２ａは回転軸３３がモータ３４に接続さ
れて、駆動源となっている。そのモータ３４は、ドライ
バー等の駆動制御部（図示省略）につながり、ピン３１
の定ピッチ送り分モータ３４を回転させてその後停止す
ることができる。なお、残りのプーリ３２ｂ，３２ｃ，
３２ｄは回転自在となっている。

【００１６】また、上の２個のプーリ３２ｂ，３２ｃ
は、テンション調節部３５により、各々上下に移動可能
な構造となっている。その構造を以下に説明する。（プ
ーリ３２ｂ側のみで説明） ダイボンダ本体に固定された取付け板３６（下部は図示
省略）に、エアーシリンダー３７とガイドレール１０ａ
が取付けられており、プーリ３２ｂの軸３８とエアーシ
リンダー３７のロッドとにつながったＬＭガイド９ａ
が、ロッドの上下動に伴ってスムーズに上下動するもの
である。従って、エアーシリンダー３７への供給エアー
圧力を適度に設定しておけば、このテンション調節部３
５により、ベルト３０は上方へ常に一定の力で押し上げ
られ、適度なテンションを保つことができる。そのため
ベルト３０は弛みなく張られ、ベルト３０のピン３１
は、リードフレーム１の送り穴２にうまく係合する。

【００１７】この状態で、モータ３４を所定の時間回転
後停止することを繰り返せば、リードフレーム１を定ピ
ッチ送りできる。なお、リードフレーム１の送り穴２の
径とピン３１の外径とは多少の寸法差があり、両者間に
はガタがある訳だが、このガタが要因となって生じ得る
停止精度の低下を避けるために、次の構造としておくの
が望ましい。リードフレーム１を、上方からローラ等で
多少搬送レールに押付けておきながら（図示省略）、ベ
ルト３０を移動・停止させるとよい。こうすれば、リー
ドフレーム１には搬送レール４方向に常に摩擦力が働い
て、その上で容易に滑ることはなく、リードフレーム１
は停止時にバックラッシ様の位置ずれが生じない。言い
換えると、ピン３１は常に、送り穴２の先頭方向の内周
部分に接しながらリードフレーム１を送ることになる。

【００１８】停止精度に関して更に言及すると、次の方
策も考慮に入れておくとよい。定ピッチでベルト３０を
移動させるためにプーリ３２ａを回転させる訳だが、そ
の回転数はドライバー等制御部から発せられる所定のパ
ルス数で決められる。そのため、ドライバー等の分解能
とプーリ３２ａの外径を考え合わせたとき、数１０回移
動を繰り返すと、この移動量は、ランド部３のピッチに
対して累積ずれが生じてくる。このずれ量が５〜１０μ
ｍに達すると支障をきたすことになる。これを防ぐため
に、一定の回数移動を繰り返した後には、計算で得られ
るずれ分を一旦補正して、その後の移動を行なえばよ
い。或いは、カメラやセンサーを設置（図示省略）し
て、それでリードフレーム１のランド部３等基準となる
部分を観察し、定期的にそのずれ量を読み取り、ずれ分
をそこで一旦補正して、その後の移動を行なえばよい。

【００１９】なお、先に搬送されるリードフレーム１に
設けられた終端の送り穴２と、それに続くリードフレー
ム１に設けられた先頭の送り穴２との間隔は、ピン３１
のピッチと同じもしくは整数倍となっていて、２個のリ
ードフレーム１，１にまたがってピン３１が係合され
る。そのためベルト３０が移動することにより、図のよ
うに２個のリードフレーム１，１を同時に搬送すること
ができる。

【００２０】ところで、生産するペレット２３やリード
フレーム１が切り替わると、切替え後のリードフレーム
１の送り穴ピッチに合わせてピン３１が立設されたベル
ト３０に交換する訳だが、その際は、先のテンション調
節部３５を下げてベルト３０を取り外し、次のベルト３
０をはめてから、テンション調節部３５を上げて適度に
ベルトのテンションを調節すればよい。即ち、あらゆる
生産品種に対応する品種切替えが大変容易な構造といえ
る。

【００２１】引き続いて、次の特徴であるＰＰユニット
４０の配置に関して説明する。前にも少し触れたよう
に、ペレットマウント作業は１０μｍ程度の搭載位置精
度が要求されるものである。そのために、ウェーハ上の
ペレット２３は画像認識して位置決めした後ピックアッ
プされる程であって、極力高速でピックアンドプレース
を行なおうとして、その過程でＰＰユニット４０が揺れ
・振動が残ってしまうと、満足のいく搭載精度は確保で
きない。従ってその不具合を避けるため、一般的にＰＰ
ユニット４０は、図１のように剛性の高い（言い換える
とがっしりとして、大きい）構成となっている。ＰＰユ
ニット４０の構造については詳述を避けるが、概ね図１
に示す構造が採られている。左右動及び上下動ともにモ
ータ・ボールねじ・ＬＭガイドが用いられ、アームの先
端に設けられた吸着ヘッド２２ａで、ペレット２３を真
空吸着・開放するものである。

【００２２】本発明では、このようなＰＰユニット４０
（特に左右動・上下動する移動部）を、４個のプーリ３
２に巻回されたベルト３０の中を通り抜ける形でレイア
ウトにしている。もしプーリ３２が下方の２個だけの構
成だとすれば、その狭い中にＰＰユニット４０を通すこ
とはできず、巻回された上側のベルト３０をまたいで、
ＰＰユニットを４０配置し、左右動・上下動させる必要
が生じる。こうなると、上下動ストロークを増やさなけ
ればならず、そのため動作時の揺れ・振動の度合いが増
え、またＰＰユニット４０が一層大型化してしまう。も
っとも、ペレット２３をマウントする場所では、リード
フレーム１を特に精度よく位置決めする必要があるた
め、ＰＰユニット４０をベルト３０と交差させず（例え
ば、リードフレーム１の進行方向から見て、ＰＰユニッ
ト４０の前か後ろ）に配置したのでは意味がなくなる。
上記の観点からすると、本発明のＰＰユニット４０のレ
イアウトが、大変有効となる。

【００２３】最後に何点か付け加える。ベルトは、プー
リに対して滑って回転してしまうと、送りの精度を確保
できないため、例えばタイミングベルトのような、極力
滑りのないものを選ぶべきである。また、実施例では、
ベルトの張設手段にエアーシリンダーを選んでいるが、
これには他の、例えばばね等を用いても構わない。更
に、実施例は、４個のプーリから成るものであったが、
これは、それより１つ少ない３個でも可能であるし、逆
にそれより多い５個以上であっても可能である。それ
は、本発明のベルトによるリードフレームの定ピッチ送
りを、ペレットマウント工程前後のどの工程まで含めて
行なうかによって選択すればよい。

【００２４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のダイボン
ダであれば、ベルトを一方向に回転移動するだけで、高
い位置決め精度を確保しながら、リードフレームを定ピ
ッチ送りすることができる。また、ベルトが巻回される
複数個のプーリは、ほぼ搬送レールの上方の同一鉛直面
上に配置される。そのため、従来のピン送り方式で見ら
れた、ピンの戻り動作は全くなくなるため、ダイボンダ
の高速運転が可能となる。また、高価なピン送りユニッ
トが不要になるとともに、本発明の送り方式は構造がシ
ンプルであるため、大幅なコストダウンができる。同時
に、ＰＰユニット・搬送レールの周辺にピン送りユニッ
トがなくなるため、ダイボンダのレイアウトがすっきり
して、組立・調整が大変やり易くなる。

【００２５】更に、複数個のプーリに巻回されたベルト
の中を通り抜ける形で、ＰＰユニットをレイアウトして
いるため、ＰＰユニットの上下動ストロークを増やす必
要はなく、上述したようにピン送りユニットも不要とな
って、ＰＰユニットを、剛性を維持したまま、よりコン
パクトにすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明のダイボンダの斜視図

【図２】 従来のダイボンダの斜視図

【図３】 ピン送り方式において、ピンの動きを示す正
面図

【符号の説明】

１ リードフレーム ２ 送り穴 ３ ランド部 ４ 搬送レール ９ａ ＬＭガイド １０ａ ガイドレール ２２ａ 吸着ヘッド ２３ ペレット ３０ ベルト ３１ ピン ３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄ プーリ ３３ 回転軸 ３４ モータ ３５ テンション調節部 ３６ 取付け板 ３７ エアーシリンダー ３８ 軸 ４０ ＰＰユニット

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01L 21/52 H01L 21/50

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】搬送レール上に載置された、送り方向に定
   ピッチに複数個の穴が形成されたリードフレームを搬送
   するダイボンダであって、 前記搬送レールの上方には、同一鉛直面上に３個以上の
   回転可能なプーリと、そのプーリに巻回され前記リード
   フレームの穴に係合可能なピンが表面に定ピッチで立設
   されたベルトと、 また前記巻回されたベルトの中を通り抜けて半導体ペレ
   ットを搬送可能な搬送ユニットが配され、 前記プーリの少なくとも一つのプーリが間欠的に回転可
   能なことを特徴とするダイボンダ。
2. 【請求項２】前記３個以上のプーリの内少なくとも２個
   のプーリは、前記搬送レールと平行に配されたことを特
   徴とする請求項１記載のダイボンダ。
3. 【請求項３】前記搬送レールと平行に配された２個のプ
   ーリ以外の少なくとも１個のプーリは、その巻回された
   前記ベルトを張設可能なことを特徴とする請求項２記載
   のダイボンダ。