JP3935453B2 - ワイヤボンディング装置用フレーム固定装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明はワイヤボンディング装置用フレーム固定装置に係り、特にボンデイングレベル合わせ機構に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のワイヤボンディング装置は図２及び図３に示すような構造となっている。（例えば、特許文献１及び２参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平４−２６２５４５号公報
【特許文献２】
特開平３−７６１３４号公報
【０００４】
図２に示すように、リードフレーム１０をガイドするガイドレール１１間には、ヒータブロック１２が配設されている。またボンデイングステーション部におけるヒータブロック１２の上方には、リードフレーム１０をヒータブロック１２に押し付けるフレーム押え１３が配設されている。ヒータブロック１２及びフレーム押え１３は、ホルダー１４、１５にそれぞれ固定され、ホルダー１４、１５は、垂直方向にガイド溝が形成されたガイド部材１６、１７にそれぞれ上下動可能に取り付けられている。ガイド部材１６、１７はスタンド１８に固定され、スタンド１８は支持板１９に固定されている。
【０００５】
支持板１９は垂直板２５、２６を介して基板２７に固定されている。垂直板２５にはパルスによって駆動される正逆転用モータ２８が固定されており、モータ２８の出力軸にはカム軸２９が固定されている。ここで、モータ２８は図示しない制御回路からの信号によって駆動回路を介して駆動される。カム軸２９には原点用カム３０、ヒータブロック上下動用カム３１及びフレーム押え上下動用カム３２が固定されている。前記原点用カム３０に対応して垂直板２６には原点位置検出用センサ３３が固定されている。前記ホルダー１４、１５には前記ヒータブロック上下動用カム３１、フレーム押え上下動用カム３２に対応してローラ３４、３５が回転自在に支承されており、ホルダー１４、１５はローラ３４、３５がヒータブロック上下動用カム３１、フレーム押え上下動用カム３２に圧接するようにそれぞれヒータブロック用ばね３６及びフレーム押え用ばね３７で下方方向に付勢されている。
【０００６】
図３は前記ヒータブロック上下動用カム３１及びフレーム押え上下動用カム３２の展開図を示す。ヒータブロック上下動用カム３１は、ＡからＢまでは半径が一定である半径一定部３１ａ、ＢからＣまではサインカーブで上昇するサイン上昇部３１ｂ、ＣからＤまではリニアに上昇するリニア上昇部３１ｃ、ＤからＥまでは半径が一定である半径一定部３１ｄ、ＥからＦまでは前記半径一定部３１ａと同一半径の半径一定部３１ａとなっている。フレーム押え上下動用カム３２は、ＡからＢまではサインカーブで下降するサイン下降部３２ａ、ＢからＤまでは半径が一定である半径一定部３２ｂ、ＤからＦまでは前記Ａと同じ半径で半径が一定である半径一定部３２ｃとなっている。
【０００７】
ここで、ヒータブロック上下動用カム３１及びフレーム押え上下動用カム３２が原点であるＡにある時は、ヒータブロック１２及びフレーム押え１３は図４（ａ）の状態にある。またモータ２８は図示しない制御回路に操作パネルによって作業者が予めパルス設定を行ったその設定パルス分モータ２８が駆動してヒータブロック上下動用カム３１及びフレーム押え上下動用カム３２が回転し、その後に逆転して原点であるＡに戻る。
【０００８】
前記パルス設定は、ローラ３４、３５がＣにある時は、図４（ｂ）に示すように、ヒータブロック１２はリードフレーム１０の下面より僅かに下方に、フレーム押え１３は設計上で決めたボンデイング基準レベル４０より僅かに下方にそれぞれ位置するように予め設定しておく。またボンデイングするリードフレーム１０の上面が前記ボンデイング基準レベル４０に位置するようにヒータブロック１２でリードフレーム１０を押し上げた時にローラ３４がヒータブロック上下動用カム３１の基準部Ｇの基準設定値を制御回路に設定しておく。
【０００９】
一方、ガイドレール１１の側方には、ＸＹ方向に移動制御されるＸＹテーブル１が配設されており、ＸＹテーブル１にはボンディングヘッド２が搭載されている。ボンディングヘッド２には、一端にボンディングツール３を固定したボンディングアーム４が支軸５を中心に上下方向に揺動自在に設けられており、ボンディングツール３にはワイヤ６が挿通されている。ボンディングツール３に対しＸＹ方向にオフセットした位置には、カメラ７に像を拡大して導く光学鏡筒８が配置され、光学鏡筒８はボンディングヘッド２に固定されている。
【００１０】
次に作用について説明する。先ず、ボンデイング作業に先立ちボンデイングレベルの設定を行う。ボンデイングするリードフレーム１０を図４（ａ）に示すようにボンデイングステーションに送った状態で、モータ２８を始動させてヒータブロック上下動用カム３１及びフレーム押え上下動用カム３２を回転させ、ローラ３４、３５をＧに位置させる。即ち、モータ２８の始動によってカム軸２９を介してヒータブロック上下動用カム３１及びフレーム押え上下動用カム３２が回転する。
【００１１】
先ず、フレーム押え上下動用カム３２のＡからＣまでの回転により、フレーム押え上下動用カム３２のサイン下降部３２ａによってローラ３５は下降し、ホルダー１５を介してフレーム押え１３は下降し、図４（ｂ）に示す位置に位置する。またヒータブロック上下動用カム３１のサイン上昇部３１ｂによってローラ３４は上昇し、ホルダー１４を介してヒータブロック１２は上昇し、図４（ｂ）に示す位置に位置する。
【００１２】
次にヒータブロック上下動用カム３１のＣからＧまでの回転によって、ヒータブロック１２は図４（ｃ）のように上昇し、リードフレーム１０はヒータブロック１２によって押し上げられ、リードフレーム１０の上面はボンデイング基準レベル４０に位置する。ヒータブロック１２が図４（ｃ）のように上昇すると、フレーム押え１３は、リードフレーム１０を介してばね３７の付勢力に抗して押し上げられる。即ち、リードフレーム１０はフレーム押え１３によってヒータブロック１２に押し付けられた状態となる。
【００１３】
次に図示しない操作パネルを操作して、ボンデイングツール３を下降させてリードフレーム１０に接触させる。そして、ボンデイングツール３の傾き具合を調べる。もし、ボンデイングツール３が傾いている場合には、操作パネルのデジタルスイッチを操作してモータ２８を僅かに正逆転させ、ヒータブロック上下動用カム３１及びフレーム押え上下動用カム３２を回転させる。これにより、入力したパルス分ヒータブロック１２が上下動する。そして、ボンデイングツール３が垂直になった時の設定値をボンデイングレベル設定値として制御回路に記憶させておく。
【００１４】
前記したようにボンデイングするリードフレーム１０のボンデイングレベルの設定が完了すると、以後、ボンデイング動作時には、ヒータブロック上下動用カム３１及びフレーム押え上下動用カム３２はＡよりボンデイングレベル設定値に対応したＨまで回転して停止し、リードフレーム１０に固着された図示しない半導体のチップのパッドのパターンをカメラ７により撮像して画像処理を行い、パターン認識により求めたリードフレーム１０と半導体チップのずれ量により、各ボンディング座標の位置補正を行い、ボンディングツール３によってワイヤボンディングを行う。リードフレーム１０へのボンデイングが完了した後にモータ２８は逆転してＨよりＡに戻る。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
リードフレーム１０は、図示しない搬送装置によって間欠的にボンディング部分がボンディング位置に送られる。この搬送装置によるリードフレーム１０の送りによって送りずれが生じることがある。そこで、前記したボンディング動作の前にカメラ７によってリードフレーム１０の送りずれ検出を行う必要がある。リードフレーム１０の送りずれ検出は、リードフレーム１０が図４（ｃ）に示すボンディングレベル４０にある時に検出するのが、カメラ７の焦点深度の関係から良好な画像が得られるので好ましい。
【００１６】
しかし、上記従来技術は、リードフレーム１０がボンディングレベル４０にある時は、リードフレーム１０はヒータブロック１２とフレーム押え１３で挟持された状態にあるので、リードフレーム１０の送りずれがある場合には、このままではリードフレーム１０のずれ量を補正するためにリードフレーム１０を送ることができない。そこで、リードフレーム１０のずれ量検出後、モータ２８を一定量逆回転させてヒータブロック１２が下降、フレーム押え１３が上昇してリードフレーム１０をフリー状態にし、リードフレーム１０を搬送装置でずれ量分送ってずれ量の位置を補正する。その後、再びモータ２８を正回転させてリードフレーム１０をボンディングレベル４０に位置させ、ヒータブロック１２とフレーム押え１３でリードフレーム１０を挟持した状態でボンディングを行っている。
【００１７】
このように、リードフレーム１０の送りずれの補正は、リードフレーム１０をボンディングレベル４０に位置させた後、カメラ７によってリードフレーム１０の送りずれを検出し、その後にモータ２８を逆回転させてリードフレーム１０の送り量を補正し、再度モータ２８を正回転させてリードフレーム１０をボンディングレベル４０に位置させ、その後にボンディング動作を行うので、多大の時間を要し生産性が悪いという問題があった。
【００１８】
本発明の課題は、リードフレームの送りずれの補正が短時間に行え、生産性の向上が図れるワイヤボンディング装置を提供することにある。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するための本発明の請求項１は、リードフレームを支持するガイドレールと、リードフレームの下方に上下動可能に設けられたヒータブロックと、リードフレームの上方に上下動可能に設けられたフレーム押えと、ヒータブロック及びフレーム押えを上下動させるヒータブロック上下動用カム及びフレーム押え上下動用カムと、ヒータブロック上下動用カム及びフレーム押え上下動用カムによってヒータブロック及びフレーム押えが上下動するようにヒータブロック及びフレーム押えを付勢するようにそれぞれに対応して設けられたヒータブロック用ばね及びフレーム押え用ばねと、ヒータブロック上下動用カム及びフレーム押え上下動用カムを回転させるモータとを備えたワイヤボンディング装置用フレーム固定装置において、
前記ヒータブロック上下動用カムには、前記リードフレームをボンディングレベルより上方に持ち上げるように前記ヒータブロックを上昇させる上昇部と、この上昇部の頂部と同じ半径を有し、前記ボンディングレベルより上方に持ち上げた前記ヒータブロックの高さを一定に保つべく前記上昇部に連続してなる半径一定部と、さらにこの半径一定部に連続してなり、かつ、前記リードフレームをボンディングレベルより下方に下降させる下降部とが形成され、
前記フレーム押え上下動用カムには、前記ヒータブロック上下動用カムの前記上昇部により前記リードフレームを持ち上げた時は、前記フレーム押えが前記リードフレームに接触しなく、また、前記ヒータブロック上下動用カムの前記下降部により前記ヒータブロックが下降している時において、前記フレーム押えが前記フレーム押え用ばねの付勢力で前記リードフレームに圧接する動作となるよう、前記フレーム押えを下降させる下降部が形成されていることを特徴とする。
【００２０】
上記課題を解決するための本発明の請求項２は、上記請求項１において、前記ヒータブロック上下動用カムの前記上昇部、半径一定部及び下降部は、前記半径一定部の中央部を中心として左右対称に形成されていることを特徴とする。
【００２１】
上記課題を解決するための本発明の請求項３は、上記請求項１又は２において、前記ヒータブロック上下動用カムの上昇部及び下降部は、リニアに形成されていることを特徴とする。
【００２２】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施の形態を図１及び図２により説明する。本実施の形態は、図２に示すワイヤボンディング装置におけるヒータブロック上下動用カム３１及びフレーム押え上下動用カム３２をそれぞれ図１に示すヒータブロック上下動用カム５１及びフレーム押え上下動用カム５２に変更したものであり、その他の構成は図２と同じである。
【００２３】
図１に示すように、ヒータブロック上下動用カム５１は、ＡからＢまでは半径が一定である半径一定部５１ａ、ＢからＣまではサインカーブで上昇するサイン上昇部５１ｂ、ＣからＤまではリニアで上昇するリニア上昇部５１ｃ、このリニア上昇部５１ｃの頂部ＤからＥまでは半径が一定である半径一定部５１ｄ、ＥからＦまでは前記ＣからＤまでと同じカム回転角度で、かつＣからＤまでの上昇と逆にリニアで下降するリニア下降部５１ｅ、ＦからＧまではサインカーブで下降するサイン下降部５１ｆ、ＧからＨまでは前記半径一定部５１ａと同一半径の半径一定部５１ｇとなっている。即ち、本実施の形態においては、ヒータブロック上下動用カム５１は、半径一定部５１ｄの中央部Ｉを中心としてＣからＦまでは左右対称のカム形状に形成されている。
【００２４】
フレーム押え上下動用カム５２は、ＡからＢまでは半径が一定である半径一定部５２ａ、ＢからＣまでの手前のＪまではサインカーブで下降するサイン下降部５２ｂ、ＪからＤの前方のＫまでは半径が一定である半径一定部５２ｃ、ＫからＥの後方のＬまでは前記リニア下降部５１ｅより緩い勾配でリニアに下降するリニア下降部５２ｄ、ＬからＦの前方のＭまでは前記リニア下降部５１ｅと同じ勾配でリニアに下降するリニア下降部５２ｅ、ＭからＧの手前のＮまでは半径が一定である半径一定部５２ｆ、ＮからＨまでは前記Ａと同じ半径である半径一定部５２ｇとなっている。
【００２５】
前記モータ２８のパルス設定は、ＥとＦ間に設計上で決められたボンディング基準レベル４０があるようにヒータブロック上下動用カム５１の基準部Ｏの基準設定値を制御回路に設定しておく。またフレーム押え１３は、フレーム押え上下動用カム５２がＬにある時にリードフレーム１０に接触するようにモータ２８のパルスを予め設定しておく。前記したように、ヒータブロック上下動用カム５１のリニア上昇部５１ｃはリニア下降部５１ｅと対称形状となっているので、ＣからＤのリニア上昇部５１ｃでヒータブロック１２が上昇させられ、Ｄではリードフレーム１０はボンディング基準レベル４０より上方にヒータブロック１２によって持ち上げられるが、この状態ではフレーム押え１３はリードフレーム１０に接触しない状態にある。
【００２６】
次に作用について説明する。先ず、ボンデイング作業に先立ちボンデイングレベルの設定を行う。ボンデイングするリードフレーム１０を図４（ａ）に示すようにボンデイングステーションに送った状態で、モータ２８を始動させてヒータブロック上下動用カム５１及びフレーム押え上下動用カム５２を回転させ、ローラ３４、３５を基準部Ｏに位置させる。即ち、モータ２８の始動によってカム軸２９を介してヒータブロック上下動用カム５１及びフレーム押え上下動用カム５２が回転する。
【００２７】
先ず、ヒータブロック上下動用カム５１のＡからＣまでの回転により、ヒータブロック上下動用カム５１のサイン上昇部５１ｂによってローラ３４は上昇し、ホルダー１４を介してヒータブロック１２は上昇する。しかし、この状態においては、ヒータブロック１２はリードフレーム１０に接触していない。またフレーム押え上下動用カム５２のサイン下降部５２ｂによってローラ３５は下降し、ホルダー１５を介してフレーム押え１３は下降する。しかし、この状態においては、フレーム押え１３はボンディング基準レベル４０より上方に位置してリードフレーム１０に接触していない。
【００２８】
次にヒータブロック上下動用カム５１のＣからＤまでの回転によって、ヒータブロック１２は上昇し、リードフレーム１０の上面はボンディング基準レベル４０の上方に位置する。この間、フレーム押え１３はフレーム押え上下動用カム５２の半径一定部５２ｃによって停止したままであり、リードフレーム１０に接触していない。続いてＤからＥまでの回転によって、ヒータブロック１２はヒータブロック上下動用カム５１の半径一定部５１ｄにより停止したままであるが、フレーム押え１３はフレーム押え上下動用カム５２のリニア下降部５２ｄによって下降し、Ｌでリードフレーム１０に接触する。フレーム押え１３がリードフレーム１０に接触した後のＬからは、ローラ３５はフレーム押え上下動用カム５２から離れ、フレーム押え１３はばね３７の付勢力によってリードフレーム１０に圧接する。
【００２９】
Ｅから基準部Ｏまでの回転により、ヒータブロック１２は下降してリードフレーム１０の上面はボンディング基準レベル４０に位置する。この場合、前記したようにリニア下降部５１ｅの勾配とリニア下降部５２ｅの勾配は同一に形成されているので、フレーム押え１３はリードフレーム１０をばね３７の付勢力でヒータブロック１２に押し付けたままヒータブロック１２と共に下降する。
【００３０】
次に図示しない操作パネルを操作して、ボンデイングツール３を下降させてリードフレーム１０に接触させる。そして、ボンデイングツール３の傾き具合を調べる。もし、ボンデイングツール３が傾いている場合には、操作パネルのデジタルスイッチを操作してモータ２８を僅かに正逆転させ、ヒータブロック上下動用カム５１及びフレーム押え上下動用カム５２を回転させる。これにより、入力したパルス分ヒータブロック１２が上下動する。そして、ボンデイングツール３が垂直になった時のボンディングレベル４１をボンディング設定値Ｐとして制御回路に記憶させておく。
【００３１】
本実施の形態においては、リニア上昇部５１ｃにおいてもリードフレーム１０をボンディング基準レベル４０より上方に位置させているので、リニア上昇部５１ｃにボンディングレベル４１が存在する。前記したように、ヒータブロック上下動用カム５１のリニア上昇部５１ｃとリニア下降部５１ｅは対称形状に形成されているので、モータ２８に与えたＡからＩまでのパルスからＩからボンディング設定値Ｐまでのパルスを引いたパルス値がリニア上昇部５１ｃにおけるボンディングレベル４１となり、この設定値を送りずれ検出値Ｑとして制御回路に記憶させておく。
【００３２】
前記したようにボンデイングするリードフレーム１０のボンデイングレベルの設定が完了すると、以後、ボンデイング動作時には、まずヒータブロック上下動用カム５１及びフレーム押え上下動用カム５２はＡよりＱまで回転して停止する。このＱでは、前記したようにヒータブロック１２が上昇してリードフレーム１０をボンディングレベル４１に位置させた状態であり、フレーム押え１３はリードフレーム１０に接触していなく開放した状態である。このＱ位置でカメラ７によってリードフレーム１０を撮像し、リードフレーム１０の送りずれ量が検出される。送りずれ量がある場合には図示しない搬送装置によって送りずれ量分送ってずれ量の位置を補正する。このずれ量の補正は、リードフレーム１０がボンディングレベル４１にあるので、カメラ７の焦点深度の関係から良好な画像が得られ、またフレーム押え１３はリードフレーム１０に接触していないので、即座にずれ量の補正が行える。
【００３３】
リードフレーム１０の送りずれ量の補正が完了すると、ヒータブロック上下動用カム５１及びフレーム押え上下動用カム５２はボンディング設定値Ｐまで回転して停止し、リードフレーム１０に固着された図示しない半導体のチップのパッドのパターンをカメラ７により撮像して画像処理を行い、パターン認識により求めたリードフレーム１０と半導体チップのずれ量により、各ボンディング座標の位置補正を行い、ボンディングツール３によってワイヤボンディングを行う。リードフレーム１０へのボンデイングが完了した後にモータ２８は逆転してボンディング設定値ＰよりＡに戻る。
【００３４】
なお、上記実施の形態は、ヒータブロック上下動用カム５１のリニア上昇部５１ｃとリニア下降部５１ｅを左右対称形状に形成したが、左右対称形状に形成しなく、リニア上昇部５１ｃとリニア下降部５１ｅの勾配が異なっても良い。この場合には、リニア上昇部５１ｃの勾配とリニア下降部５１ｅの勾配との比により、リニア下降部５１ｅのボンディングレベル４１の送りずれ検出値Ｑを算出すれば良い。しかし、本実施の形態のようにリニア上昇部５１ｃとリニア下降部５１ｅを左右対称形状に形成すると、送りずれ検出値Ｑの算出が容易に行える。又、算出せず実際に上下動させながらカメラ８のピントの合う位置を手動で設定してもよい。
【００３５】
またフレーム押え上下動用カム５２のリニア下降部５２ｅをヒータブロック上下動用カム５１のリニア下降部５１ｅと同じ勾配に形成した場合について説明したが、Ｌでフレーム押え１３がリードフレーム１０に接触した後は、フレーム押え１３はばね３７の付勢力でリードフレーム１０に圧接すればよいので、リニア下降部５２ｅはローラ３５がフレーム押え上下動用カム５２より離れる形状であれば良い。即ち、リニア下降部５２ｅの勾配をリニア下降部５１ｅの勾配より大きい形状に形成しても良い。
【００３６】
【発明の効果】
本発明は、ヒータブロック上下動用カムには、リードフレームをボンディングレベルより上方に持ち上げるようにヒータブロックを上昇させる上昇部と、この上昇部の頂部と同じ半径を有し、前記ボンディングレベルより上方に持ち上げた前記ヒータブロックの高さを一定に保つべく前記上昇部に連続してなる半径一定部と、さらにこの半径一定部に連続してなり、かつ、前記リードフレームをボンディングレベルより下方に下降させる下降部とが形成され、フレーム押え上下動用カムには、前記ヒータブロック上下動用カムの前記上昇部により前記リードフレームを持ち上げた時は、前記フレーム押えが前記リードフレームに接触しなく、また、前記ヒータブロック上下動用カムの前記下降部により前記ヒータブロックが下降している時において、前記フレーム押えが前記フレーム押え用ばねの付勢力で前記リードフレームに圧接する動作となるよう、前記フレーム押えを下降させる下降部が形成されているので、リードフレームの送りずれの補正が短時間に行え、生産性の向上が図れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のワイヤボンディング装置の一実施の形態におけるヒータブロック上下動用カム及びフレーム押え上下動用カムの展開図である。
【図２】ワイヤボンディング装置の一部断面で示す正面図である。
【図３】従来のヒータブロック上下動用カム及びフレーム押え上下動用カムの展開図である。
【図４】従来のボンディングレベル設定の説明図である。
【符号の説明】
１ ＸＹテーブル
２ ボンディングヘッド
３ ボンディングツール
４ ボンディングアーム
５ 支軸
６ ワイヤ
７ カメラ
１０ リードフレーム
１１ ガイドレール
１２ ヒータブロック
１３ フレーム押え
２８ モータ
３１ ヒータブロック上下動用カム
３２ フレーム押え上下動用カム
３６、３７ ばね
４０ ボンディング基準レベル
４１ ボンディングレベル
５１ ヒータブロック上下動用カム
５１ｃ リニア上昇部
５１ｄ 半径一定部
５１ｅ リニア下降部
５２ フレーム押え上下動用カム
Ｐ ボンディング設定値
Ｑ 送りずれ検出値
【産業上の利用分野】
本発明はワイヤボンディング装置用フレーム固定装置に係り、特にボンデイングレベル合わせ機構に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のワイヤボンディング装置は図２及び図３に示すような構造となっている。（例えば、特許文献１及び２参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平４−２６２５４５号公報
【特許文献２】
特開平３−７６１３４号公報
【０００４】
図２に示すように、リードフレーム１０をガイドするガイドレール１１間には、ヒータブロック１２が配設されている。またボンデイングステーション部におけるヒータブロック１２の上方には、リードフレーム１０をヒータブロック１２に押し付けるフレーム押え１３が配設されている。ヒータブロック１２及びフレーム押え１３は、ホルダー１４、１５にそれぞれ固定され、ホルダー１４、１５は、垂直方向にガイド溝が形成されたガイド部材１６、１７にそれぞれ上下動可能に取り付けられている。ガイド部材１６、１７はスタンド１８に固定され、スタンド１８は支持板１９に固定されている。
【０００５】
支持板１９は垂直板２５、２６を介して基板２７に固定されている。垂直板２５にはパルスによって駆動される正逆転用モータ２８が固定されており、モータ２８の出力軸にはカム軸２９が固定されている。ここで、モータ２８は図示しない制御回路からの信号によって駆動回路を介して駆動される。カム軸２９には原点用カム３０、ヒータブロック上下動用カム３１及びフレーム押え上下動用カム３２が固定されている。前記原点用カム３０に対応して垂直板２６には原点位置検出用センサ３３が固定されている。前記ホルダー１４、１５には前記ヒータブロック上下動用カム３１、フレーム押え上下動用カム３２に対応してローラ３４、３５が回転自在に支承されており、ホルダー１４、１５はローラ３４、３５がヒータブロック上下動用カム３１、フレーム押え上下動用カム３２に圧接するようにそれぞれヒータブロック用ばね３６及びフレーム押え用ばね３７で下方方向に付勢されている。
【０００６】
図３は前記ヒータブロック上下動用カム３１及びフレーム押え上下動用カム３２の展開図を示す。ヒータブロック上下動用カム３１は、ＡからＢまでは半径が一定である半径一定部３１ａ、ＢからＣまではサインカーブで上昇するサイン上昇部３１ｂ、ＣからＤまではリニアに上昇するリニア上昇部３１ｃ、ＤからＥまでは半径が一定である半径一定部３１ｄ、ＥからＦまでは前記半径一定部３１ａと同一半径の半径一定部３１ａとなっている。フレーム押え上下動用カム３２は、ＡからＢまではサインカーブで下降するサイン下降部３２ａ、ＢからＤまでは半径が一定である半径一定部３２ｂ、ＤからＦまでは前記Ａと同じ半径で半径が一定である半径一定部３２ｃとなっている。
【０００７】
ここで、ヒータブロック上下動用カム３１及びフレーム押え上下動用カム３２が原点であるＡにある時は、ヒータブロック１２及びフレーム押え１３は図４（ａ）の状態にある。またモータ２８は図示しない制御回路に操作パネルによって作業者が予めパルス設定を行ったその設定パルス分モータ２８が駆動してヒータブロック上下動用カム３１及びフレーム押え上下動用カム３２が回転し、その後に逆転して原点であるＡに戻る。
【０００８】
前記パルス設定は、ローラ３４、３５がＣにある時は、図４（ｂ）に示すように、ヒータブロック１２はリードフレーム１０の下面より僅かに下方に、フレーム押え１３は設計上で決めたボンデイング基準レベル４０より僅かに下方にそれぞれ位置するように予め設定しておく。またボンデイングするリードフレーム１０の上面が前記ボンデイング基準レベル４０に位置するようにヒータブロック１２でリードフレーム１０を押し上げた時にローラ３４がヒータブロック上下動用カム３１の基準部Ｇの基準設定値を制御回路に設定しておく。
【０００９】
一方、ガイドレール１１の側方には、ＸＹ方向に移動制御されるＸＹテーブル１が配設されており、ＸＹテーブル１にはボンディングヘッド２が搭載されている。ボンディングヘッド２には、一端にボンディングツール３を固定したボンディングアーム４が支軸５を中心に上下方向に揺動自在に設けられており、ボンディングツール３にはワイヤ６が挿通されている。ボンディングツール３に対しＸＹ方向にオフセットした位置には、カメラ７に像を拡大して導く光学鏡筒８が配置され、光学鏡筒８はボンディングヘッド２に固定されている。
【００１０】
次に作用について説明する。先ず、ボンデイング作業に先立ちボンデイングレベルの設定を行う。ボンデイングするリードフレーム１０を図４（ａ）に示すようにボンデイングステーションに送った状態で、モータ２８を始動させてヒータブロック上下動用カム３１及びフレーム押え上下動用カム３２を回転させ、ローラ３４、３５をＧに位置させる。即ち、モータ２８の始動によってカム軸２９を介してヒータブロック上下動用カム３１及びフレーム押え上下動用カム３２が回転する。
【００１１】
先ず、フレーム押え上下動用カム３２のＡからＣまでの回転により、フレーム押え上下動用カム３２のサイン下降部３２ａによってローラ３５は下降し、ホルダー１５を介してフレーム押え１３は下降し、図４（ｂ）に示す位置に位置する。またヒータブロック上下動用カム３１のサイン上昇部３１ｂによってローラ３４は上昇し、ホルダー１４を介してヒータブロック１２は上昇し、図４（ｂ）に示す位置に位置する。
【００１２】
次にヒータブロック上下動用カム３１のＣからＧまでの回転によって、ヒータブロック１２は図４（ｃ）のように上昇し、リードフレーム１０はヒータブロック１２によって押し上げられ、リードフレーム１０の上面はボンデイング基準レベル４０に位置する。ヒータブロック１２が図４（ｃ）のように上昇すると、フレーム押え１３は、リードフレーム１０を介してばね３７の付勢力に抗して押し上げられる。即ち、リードフレーム１０はフレーム押え１３によってヒータブロック１２に押し付けられた状態となる。
【００１３】
次に図示しない操作パネルを操作して、ボンデイングツール３を下降させてリードフレーム１０に接触させる。そして、ボンデイングツール３の傾き具合を調べる。もし、ボンデイングツール３が傾いている場合には、操作パネルのデジタルスイッチを操作してモータ２８を僅かに正逆転させ、ヒータブロック上下動用カム３１及びフレーム押え上下動用カム３２を回転させる。これにより、入力したパルス分ヒータブロック１２が上下動する。そして、ボンデイングツール３が垂直になった時の設定値をボンデイングレベル設定値として制御回路に記憶させておく。
【００１４】
前記したようにボンデイングするリードフレーム１０のボンデイングレベルの設定が完了すると、以後、ボンデイング動作時には、ヒータブロック上下動用カム３１及びフレーム押え上下動用カム３２はＡよりボンデイングレベル設定値に対応したＨまで回転して停止し、リードフレーム１０に固着された図示しない半導体のチップのパッドのパターンをカメラ７により撮像して画像処理を行い、パターン認識により求めたリードフレーム１０と半導体チップのずれ量により、各ボンディング座標の位置補正を行い、ボンディングツール３によってワイヤボンディングを行う。リードフレーム１０へのボンデイングが完了した後にモータ２８は逆転してＨよりＡに戻る。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
リードフレーム１０は、図示しない搬送装置によって間欠的にボンディング部分がボンディング位置に送られる。この搬送装置によるリードフレーム１０の送りによって送りずれが生じることがある。そこで、前記したボンディング動作の前にカメラ７によってリードフレーム１０の送りずれ検出を行う必要がある。リードフレーム１０の送りずれ検出は、リードフレーム１０が図４（ｃ）に示すボンディングレベル４０にある時に検出するのが、カメラ７の焦点深度の関係から良好な画像が得られるので好ましい。
【００１６】
しかし、上記従来技術は、リードフレーム１０がボンディングレベル４０にある時は、リードフレーム１０はヒータブロック１２とフレーム押え１３で挟持された状態にあるので、リードフレーム１０の送りずれがある場合には、このままではリードフレーム１０のずれ量を補正するためにリードフレーム１０を送ることができない。そこで、リードフレーム１０のずれ量検出後、モータ２８を一定量逆回転させてヒータブロック１２が下降、フレーム押え１３が上昇してリードフレーム１０をフリー状態にし、リードフレーム１０を搬送装置でずれ量分送ってずれ量の位置を補正する。その後、再びモータ２８を正回転させてリードフレーム１０をボンディングレベル４０に位置させ、ヒータブロック１２とフレーム押え１３でリードフレーム１０を挟持した状態でボンディングを行っている。
【００１７】
このように、リードフレーム１０の送りずれの補正は、リードフレーム１０をボンディングレベル４０に位置させた後、カメラ７によってリードフレーム１０の送りずれを検出し、その後にモータ２８を逆回転させてリードフレーム１０の送り量を補正し、再度モータ２８を正回転させてリードフレーム１０をボンディングレベル４０に位置させ、その後にボンディング動作を行うので、多大の時間を要し生産性が悪いという問題があった。
【００１８】
本発明の課題は、リードフレームの送りずれの補正が短時間に行え、生産性の向上が図れるワイヤボンディング装置を提供することにある。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するための本発明の請求項１は、リードフレームを支持するガイドレールと、リードフレームの下方に上下動可能に設けられたヒータブロックと、リードフレームの上方に上下動可能に設けられたフレーム押えと、ヒータブロック及びフレーム押えを上下動させるヒータブロック上下動用カム及びフレーム押え上下動用カムと、ヒータブロック上下動用カム及びフレーム押え上下動用カムによってヒータブロック及びフレーム押えが上下動するようにヒータブロック及びフレーム押えを付勢するようにそれぞれに対応して設けられたヒータブロック用ばね及びフレーム押え用ばねと、ヒータブロック上下動用カム及びフレーム押え上下動用カムを回転させるモータとを備えたワイヤボンディング装置用フレーム固定装置において、
前記ヒータブロック上下動用カムには、前記リードフレームをボンディングレベルより上方に持ち上げるように前記ヒータブロックを上昇させる上昇部と、この上昇部の頂部と同じ半径を有し、前記ボンディングレベルより上方に持ち上げた前記ヒータブロックの高さを一定に保つべく前記上昇部に連続してなる半径一定部と、さらにこの半径一定部に連続してなり、かつ、前記リードフレームをボンディングレベルより下方に下降させる下降部とが形成され、
前記フレーム押え上下動用カムには、前記ヒータブロック上下動用カムの前記上昇部により前記リードフレームを持ち上げた時は、前記フレーム押えが前記リードフレームに接触しなく、また、前記ヒータブロック上下動用カムの前記下降部により前記ヒータブロックが下降している時において、前記フレーム押えが前記フレーム押え用ばねの付勢力で前記リードフレームに圧接する動作となるよう、前記フレーム押えを下降させる下降部が形成されていることを特徴とする。
【００２０】
上記課題を解決するための本発明の請求項２は、上記請求項１において、前記ヒータブロック上下動用カムの前記上昇部、半径一定部及び下降部は、前記半径一定部の中央部を中心として左右対称に形成されていることを特徴とする。
【００２１】
上記課題を解決するための本発明の請求項３は、上記請求項１又は２において、前記ヒータブロック上下動用カムの上昇部及び下降部は、リニアに形成されていることを特徴とする。
【００２２】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施の形態を図１及び図２により説明する。本実施の形態は、図２に示すワイヤボンディング装置におけるヒータブロック上下動用カム３１及びフレーム押え上下動用カム３２をそれぞれ図１に示すヒータブロック上下動用カム５１及びフレーム押え上下動用カム５２に変更したものであり、その他の構成は図２と同じである。
【００２３】
図１に示すように、ヒータブロック上下動用カム５１は、ＡからＢまでは半径が一定である半径一定部５１ａ、ＢからＣまではサインカーブで上昇するサイン上昇部５１ｂ、ＣからＤまではリニアで上昇するリニア上昇部５１ｃ、このリニア上昇部５１ｃの頂部ＤからＥまでは半径が一定である半径一定部５１ｄ、ＥからＦまでは前記ＣからＤまでと同じカム回転角度で、かつＣからＤまでの上昇と逆にリニアで下降するリニア下降部５１ｅ、ＦからＧまではサインカーブで下降するサイン下降部５１ｆ、ＧからＨまでは前記半径一定部５１ａと同一半径の半径一定部５１ｇとなっている。即ち、本実施の形態においては、ヒータブロック上下動用カム５１は、半径一定部５１ｄの中央部Ｉを中心としてＣからＦまでは左右対称のカム形状に形成されている。
【００２４】
フレーム押え上下動用カム５２は、ＡからＢまでは半径が一定である半径一定部５２ａ、ＢからＣまでの手前のＪまではサインカーブで下降するサイン下降部５２ｂ、ＪからＤの前方のＫまでは半径が一定である半径一定部５２ｃ、ＫからＥの後方のＬまでは前記リニア下降部５１ｅより緩い勾配でリニアに下降するリニア下降部５２ｄ、ＬからＦの前方のＭまでは前記リニア下降部５１ｅと同じ勾配でリニアに下降するリニア下降部５２ｅ、ＭからＧの手前のＮまでは半径が一定である半径一定部５２ｆ、ＮからＨまでは前記Ａと同じ半径である半径一定部５２ｇとなっている。
【００２５】
前記モータ２８のパルス設定は、ＥとＦ間に設計上で決められたボンディング基準レベル４０があるようにヒータブロック上下動用カム５１の基準部Ｏの基準設定値を制御回路に設定しておく。またフレーム押え１３は、フレーム押え上下動用カム５２がＬにある時にリードフレーム１０に接触するようにモータ２８のパルスを予め設定しておく。前記したように、ヒータブロック上下動用カム５１のリニア上昇部５１ｃはリニア下降部５１ｅと対称形状となっているので、ＣからＤのリニア上昇部５１ｃでヒータブロック１２が上昇させられ、Ｄではリードフレーム１０はボンディング基準レベル４０より上方にヒータブロック１２によって持ち上げられるが、この状態ではフレーム押え１３はリードフレーム１０に接触しない状態にある。
【００２６】
次に作用について説明する。先ず、ボンデイング作業に先立ちボンデイングレベルの設定を行う。ボンデイングするリードフレーム１０を図４（ａ）に示すようにボンデイングステーションに送った状態で、モータ２８を始動させてヒータブロック上下動用カム５１及びフレーム押え上下動用カム５２を回転させ、ローラ３４、３５を基準部Ｏに位置させる。即ち、モータ２８の始動によってカム軸２９を介してヒータブロック上下動用カム５１及びフレーム押え上下動用カム５２が回転する。
【００２７】
先ず、ヒータブロック上下動用カム５１のＡからＣまでの回転により、ヒータブロック上下動用カム５１のサイン上昇部５１ｂによってローラ３４は上昇し、ホルダー１４を介してヒータブロック１２は上昇する。しかし、この状態においては、ヒータブロック１２はリードフレーム１０に接触していない。またフレーム押え上下動用カム５２のサイン下降部５２ｂによってローラ３５は下降し、ホルダー１５を介してフレーム押え１３は下降する。しかし、この状態においては、フレーム押え１３はボンディング基準レベル４０より上方に位置してリードフレーム１０に接触していない。
【００２８】
次にヒータブロック上下動用カム５１のＣからＤまでの回転によって、ヒータブロック１２は上昇し、リードフレーム１０の上面はボンディング基準レベル４０の上方に位置する。この間、フレーム押え１３はフレーム押え上下動用カム５２の半径一定部５２ｃによって停止したままであり、リードフレーム１０に接触していない。続いてＤからＥまでの回転によって、ヒータブロック１２はヒータブロック上下動用カム５１の半径一定部５１ｄにより停止したままであるが、フレーム押え１３はフレーム押え上下動用カム５２のリニア下降部５２ｄによって下降し、Ｌでリードフレーム１０に接触する。フレーム押え１３がリードフレーム１０に接触した後のＬからは、ローラ３５はフレーム押え上下動用カム５２から離れ、フレーム押え１３はばね３７の付勢力によってリードフレーム１０に圧接する。
【００２９】
Ｅから基準部Ｏまでの回転により、ヒータブロック１２は下降してリードフレーム１０の上面はボンディング基準レベル４０に位置する。この場合、前記したようにリニア下降部５１ｅの勾配とリニア下降部５２ｅの勾配は同一に形成されているので、フレーム押え１３はリードフレーム１０をばね３７の付勢力でヒータブロック１２に押し付けたままヒータブロック１２と共に下降する。
【００３０】
次に図示しない操作パネルを操作して、ボンデイングツール３を下降させてリードフレーム１０に接触させる。そして、ボンデイングツール３の傾き具合を調べる。もし、ボンデイングツール３が傾いている場合には、操作パネルのデジタルスイッチを操作してモータ２８を僅かに正逆転させ、ヒータブロック上下動用カム５１及びフレーム押え上下動用カム５２を回転させる。これにより、入力したパルス分ヒータブロック１２が上下動する。そして、ボンデイングツール３が垂直になった時のボンディングレベル４１をボンディング設定値Ｐとして制御回路に記憶させておく。
【００３１】
本実施の形態においては、リニア上昇部５１ｃにおいてもリードフレーム１０をボンディング基準レベル４０より上方に位置させているので、リニア上昇部５１ｃにボンディングレベル４１が存在する。前記したように、ヒータブロック上下動用カム５１のリニア上昇部５１ｃとリニア下降部５１ｅは対称形状に形成されているので、モータ２８に与えたＡからＩまでのパルスからＩからボンディング設定値Ｐまでのパルスを引いたパルス値がリニア上昇部５１ｃにおけるボンディングレベル４１となり、この設定値を送りずれ検出値Ｑとして制御回路に記憶させておく。
【００３２】
前記したようにボンデイングするリードフレーム１０のボンデイングレベルの設定が完了すると、以後、ボンデイング動作時には、まずヒータブロック上下動用カム５１及びフレーム押え上下動用カム５２はＡよりＱまで回転して停止する。このＱでは、前記したようにヒータブロック１２が上昇してリードフレーム１０をボンディングレベル４１に位置させた状態であり、フレーム押え１３はリードフレーム１０に接触していなく開放した状態である。このＱ位置でカメラ７によってリードフレーム１０を撮像し、リードフレーム１０の送りずれ量が検出される。送りずれ量がある場合には図示しない搬送装置によって送りずれ量分送ってずれ量の位置を補正する。このずれ量の補正は、リードフレーム１０がボンディングレベル４１にあるので、カメラ７の焦点深度の関係から良好な画像が得られ、またフレーム押え１３はリードフレーム１０に接触していないので、即座にずれ量の補正が行える。
【００３３】
リードフレーム１０の送りずれ量の補正が完了すると、ヒータブロック上下動用カム５１及びフレーム押え上下動用カム５２はボンディング設定値Ｐまで回転して停止し、リードフレーム１０に固着された図示しない半導体のチップのパッドのパターンをカメラ７により撮像して画像処理を行い、パターン認識により求めたリードフレーム１０と半導体チップのずれ量により、各ボンディング座標の位置補正を行い、ボンディングツール３によってワイヤボンディングを行う。リードフレーム１０へのボンデイングが完了した後にモータ２８は逆転してボンディング設定値ＰよりＡに戻る。
【００３４】
なお、上記実施の形態は、ヒータブロック上下動用カム５１のリニア上昇部５１ｃとリニア下降部５１ｅを左右対称形状に形成したが、左右対称形状に形成しなく、リニア上昇部５１ｃとリニア下降部５１ｅの勾配が異なっても良い。この場合には、リニア上昇部５１ｃの勾配とリニア下降部５１ｅの勾配との比により、リニア下降部５１ｅのボンディングレベル４１の送りずれ検出値Ｑを算出すれば良い。しかし、本実施の形態のようにリニア上昇部５１ｃとリニア下降部５１ｅを左右対称形状に形成すると、送りずれ検出値Ｑの算出が容易に行える。又、算出せず実際に上下動させながらカメラ８のピントの合う位置を手動で設定してもよい。
【００３５】
またフレーム押え上下動用カム５２のリニア下降部５２ｅをヒータブロック上下動用カム５１のリニア下降部５１ｅと同じ勾配に形成した場合について説明したが、Ｌでフレーム押え１３がリードフレーム１０に接触した後は、フレーム押え１３はばね３７の付勢力でリードフレーム１０に圧接すればよいので、リニア下降部５２ｅはローラ３５がフレーム押え上下動用カム５２より離れる形状であれば良い。即ち、リニア下降部５２ｅの勾配をリニア下降部５１ｅの勾配より大きい形状に形成しても良い。
【００３６】
【発明の効果】
本発明は、ヒータブロック上下動用カムには、リードフレームをボンディングレベルより上方に持ち上げるようにヒータブロックを上昇させる上昇部と、この上昇部の頂部と同じ半径を有し、前記ボンディングレベルより上方に持ち上げた前記ヒータブロックの高さを一定に保つべく前記上昇部に連続してなる半径一定部と、さらにこの半径一定部に連続してなり、かつ、前記リードフレームをボンディングレベルより下方に下降させる下降部とが形成され、フレーム押え上下動用カムには、前記ヒータブロック上下動用カムの前記上昇部により前記リードフレームを持ち上げた時は、前記フレーム押えが前記リードフレームに接触しなく、また、前記ヒータブロック上下動用カムの前記下降部により前記ヒータブロックが下降している時において、前記フレーム押えが前記フレーム押え用ばねの付勢力で前記リードフレームに圧接する動作となるよう、前記フレーム押えを下降させる下降部が形成されているので、リードフレームの送りずれの補正が短時間に行え、生産性の向上が図れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のワイヤボンディング装置の一実施の形態におけるヒータブロック上下動用カム及びフレーム押え上下動用カムの展開図である。
【図２】ワイヤボンディング装置の一部断面で示す正面図である。
【図３】従来のヒータブロック上下動用カム及びフレーム押え上下動用カムの展開図である。
【図４】従来のボンディングレベル設定の説明図である。
【符号の説明】
１ ＸＹテーブル
２ ボンディングヘッド
３ ボンディングツール
４ ボンディングアーム
５ 支軸
６ ワイヤ
７ カメラ
１０ リードフレーム
１１ ガイドレール
１２ ヒータブロック
１３ フレーム押え
２８ モータ
３１ ヒータブロック上下動用カム
３２ フレーム押え上下動用カム
３６、３７ ばね
４０ ボンディング基準レベル
４１ ボンディングレベル
５１ ヒータブロック上下動用カム
５１ｃ リニア上昇部
５１ｄ 半径一定部
５１ｅ リニア下降部
５２ フレーム押え上下動用カム
Ｐ ボンディング設定値
Ｑ 送りずれ検出値
Claims (3)
- リードフレームを支持するガイドレールと、リードフレームの下方に上下動可能に設けられたヒータブロックと、リードフレームの上方に上下動可能に設けられたフレーム押えと、ヒータブロック及びフレーム押えを上下動させるヒータブロック上下動用カム及びフレーム押え上下動用カムと、ヒータブロック上下動用カム及びフレーム押え上下動用カムによってヒータブロック及びフレーム押えが上下動するようにヒータブロック及びフレーム押えを付勢するようにそれぞれに対応して設けられたヒータブロック用ばね及びフレーム押え用ばねと、ヒータブロック上下動用カム及びフレーム押え上下動用カムを回転させるモータとを備えたワイヤボンディング装置用フレーム固定装置において、
前記ヒータブロック上下動用カムには、前記リードフレームをボンディングレベルより上方に持ち上げるように前記ヒータブロックを上昇させる上昇部と、この上昇部の頂部と同じ半径を有し、前記ボンディングレベルより上方に持ち上げた前記ヒータブロックの高さを一定に保つべく前記上昇部に連続してなる半径一定部と、さらにこの半径一定部に連続してなり、かつ、前記リードフレームをボンディングレベルより下方に下降させる下降部とが形成され、
前記フレーム押え上下動用カムには、前記ヒータブロック上下動用カムの前記上昇部により前記リードフレームを持ち上げた時は、前記フレーム押えが前記リードフレームに接触しなく、また、前記ヒータブロック上下動用カムの前記下降部により前記ヒータブロックが下降している時において、前記フレーム押えが前記フレーム押え用ばねの付勢力で前記リードフレームに圧接する動作となるよう、前記フレーム押えを下降させる下降部が形成されていることを特徴とするワイヤボンディング装置用フレーム固定装置。 - 前記ヒータブロック上下動用カムの前記上昇部、半径一定部及び下降部は、前記半径一定部の中央部を中心として左右対称に形成されていることを特徴とする請求項１記載のワイヤボンディング装置用フレーム固定装置。
- 前記ヒータブロック上下動用カムの上昇部及び下降部は、リニアに形成されていることを特徴とする請求項１又は２記載のワイヤボンディング装置用フレーム固定装置。
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