JPH0226379B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、半導体のアウターリードを基板のア
ウターリードと接続して半導体を基板に装着する
アウターリードボンデイング装置に関するもので
ある。

この種の装置においては、多数の半導体を等ピ
ツチで取付けたキヤリヤテープを長手方向に移送
せしめ、そのものとほぼ同レベル横側に半導体を
装着すべきプリント基板を移送せしめ、キヤリヤ
テープから切断した半導体を所定の位置にて降下
せしめ、基板の装着位置に重ねてアウターリード
部を加熱融着せしめ相互に接続し、ボンデイング
するようになつている。

従来の装置においては、ボンデイング作業に当
つて半導体のアウターリードの位置と、基板のプ
リント回路のアウターリードの位置とを合わせる
のに、キヤリヤテープと基板とを、それぞれ所定
の位置に置くよう機械的なガイドにより位置決め
をし、キヤリヤテープから半導体を切断する位置
の真下に基板の半導体装置装着部を位置せしめる
ことで位置合わせを行なつていた。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、近年半導体は極めて小型とな
り、また基板もそれに応じて小型となり、プリン
ト回路の導通路も極めて細く、かつ相互間隔も極
めて狭くなつて来た。従つてキヤリヤテープ上の
半導体の取付位置誤差、切断誤差、移動誤差、基
板の位置決め誤差、基板に対する基板上のアウタ
ーリードのプリント誤差などの誤差が集積して、
半導体のアウターリードと基板のアウターリード
との整合が困難となり、そのため製品の小型化を
妨げる欠点があつた。

又、これらの誤差をなくすために各要素の精度
を上げることにより対応すると、機械各部の工作
精度や組立精度を異常に上げることとなり実用的
でなくなる、という欠点があつた。又、これらの
精度を楽にする為に基板上にまで移送された半導
体の位置ズレを検出して修正しようとしても、基
板上にはキヤリヤフイルム、及びその移送装置、
切断装置などがおおつており、上方から検出する
ことができなかつた。

本発明は、従来のものにおける上記の問題点を
解決し、リードの幅、間隔を小となして製品の小
型化をはかることができ、各部の精度を異常に高
くする必要はなく、半導体の基板に対する位置ズ
レを正確かつ容易に検出し、修正することができ
る、アウターリードボンデイング装置を提供する
ものである。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、上記の問題点を解決するための手段
として、複数の半導体装置を取付けたキヤリヤテ
ープから、前記半導体装置をアウターリードの部
分で切断して取出し、該半導体装置を、プリント
基板のアウターリード部と接続せしめてプリント
基板に装着せしめるアウターリードボンデイング
装置において、前記キヤリヤテープから前記半導
体装置を切断する切断位置と、取出された前記半
導体を前記プリント基板に装着する装着位置と
が、ほぼ同じ高さで並べられて配備され、かつ、
前記切断位置と前記装着位置との中間の位置にお
いて前記基板に対して生ずべき前記半導体の位置
ズレを検出する半導体位置ズレ検出装置と、前記
基板の標準位置に対する該基板の位置ズレを検出
する基板位置ズレ検出位置と、前記半導体位置ズ
レ検出値と前記基板位置ズレ検出値とに基づいて
位置ズレを修正する位置ズレ修正装置とを備えて
いることを特徴とするアウターリードボンデイン
グ装置を提供せんとするものである。

〔実施例〕

本発明の実施例を図面を用いて説明する。

第１図はプリント回路１の一部に半導体２が組
込まれたプリント基板３を示す。

第２図は、その半導体２の付近の拡大図であり
第３図に実線で示す如き半導体２が、そのアウタ
ーリード４の先端がプリント基板３上のプリント
回路のリード５に重ねられて接続されて装着され
ている。半導体２は第３図に示す如く、ICチツ
プ６の周縁のパツド７に接続してリード８が設け
られている。リード８の相互はリード保持板９に
より支えられ、補強されている。リード８の端部
はリード保持板９から突出してアウターリード４
を形成している。

このような半導体２は次の如くして製造され
る。

即ち、第３図に二点鎖線で示す如き、プラスチ
ツクフイルムより成る長いキヤリヤテープ１１の
長手方向に沿つて等ピツチで多数（図では一個の
み示す）設けられている穴１２の周辺に末端部１
３を有し、内方に向けて延長されているリード８
の内側端にICチツプ６が接続されている。

この状態までは、予めインターリードボンダを
用いて製造される。

このような状態のキヤリヤテープ１１をアウタ
ーリードボンデイング装置に導き、リード８の架
橋部を切断線１４，１５にて切断し、半導体２を
取り出す。リード８の一部はリード保持板９より
突出してアウターリード４を形成する。

プリント基板３の表面上には第４図に示す如
く、アウターリード４と接続に必要なリード５が
設けられている。

このプリント回路中心上に第３図の実線の如き
半導体２を重ね、リード５の上にアウターリード
４を重ね（例えば４′，５′の如く）、その上から
加圧、加熱を行つて、アウターリード４とリード
５とを融着せしめる。このようにして半導体２が
プリント基板３に装着される。

以上の如き作業を行なうアウターリードボンデ
イング装置について詳細に説明する。

第５図は装置の側面図であり、フレーム１７上
には、ボンデイングヘツド１８を載せたXYテー
ブル１９、アウターリードの切断部２０、移送部
２１、半導体位置ズレ検出装置としてのカメラ３
２及びボンデイングステージ２２が設けられてい
る。

ボンデイングヘツド１８には、アウターリード
を融着するボンデイングツール２３と、プリント
基板３に対する基板位置ズレ検出装置としてのカ
メラ２４が設けられている。

切断部２０は、キヤリヤテープ１１の受け台２
５とアウターリードを切断するカツタ２６とを備
えている。

移送部２１は、Ｘ方向及びＹ方向の移動を行う
XYテーブル２９、Ｚ方向の昇降動作を行うＺテ
ーブル３１、回転動作を行うθテーブル３０が備
えられ、θテーブル３０に固定されたアーム２８
の先端には、アーム２８に対してθ″テーブル３
０″により回転可能に支えられた吸着機構２７が
備えられ、その下端に半導体２を吸着するように
なつている。θテーブル３０の上にはθ′テーブル
３０′があり、θテーブル３０に対してモータ
（図示せず）により相対的に回転するようになつ
ている。このθ′テーブル３０′とθ″テーブル３
０″の間にはワイヤ５５（第７図）が掛けられ、
θ′テーブル３０′の回転によりθ″テーブル３０″
が、従つて吸着機構２７が回転するようになつて
いる。

カメラ３２は吸着装置２７に吸着された半導体
２の、標準位置に対し平面内の二方向のズレ及び
回転のズレを検出するためのものであり、吸着装
置２７に上面を吸着された半導体２の状態を下面
から検出するようになつている。

カメラ３２の位置は、切断部２０から取り上げ
られた半導体２がボンデイングステージ２２にま
でアーム２８により運ばれる経路の途中に設けら
れている。

ボンデイングステージ２２は、プリント基板３
のガイドレール３７の間のボンデイングの標準位
置に設けられている。

カメラ２４はボンデイングステージ２２上に置
かれたプリント基板３のリード５の標準のリード
位置からのＸ方向、Ｙ方向のズレ量及び回転方向
のズレ量を検出するためのものである。

カメラ３２により得られた半導体２の位置ズレ
信号は、カメラ２４により得られたプリント基板
３の位置ズレ信号とともにカメラコントロールユ
ニツトCCU３３に入力され、モニタ３４には
別々の画像で現され、パターン認識装置PRU３
５に入り両者のパターン認識動作を行い、その出
力がインターフエース制御系３６に入り、ステー
ジドライバ５４に操作信号を与える。

この操作信号により、半導体２のアウターリー
ド４とプリント基板３のリード５とを相互に重ね
合わせるような信号がステージドライバー５４か
らXYテーブル１９，２９、θテーブル３０、
θ′テーブル３０′、Ｚテーブル３１に与えられ、
各機構が操作されて、半導体２のアウターリード
４とプリント基板３のリード５との整合が行われ
る。

カメラ２４と３２に対して、それぞれCCU３
３、モニタ３４を備えるようにしてもよい。

第６図、第７図において、３７はプリント基板
３を水平に一つづつ間欠的に移動せしめる（移動
装置の図は省く）ガイドレールであり、３８はガ
イドレール３７にプリント基板３を一つづつ供給
するローダ、３９はガイドレール３７から排出さ
れるプリント基板３を一つづつ受け入れるアンロ
ーダである。

第７図、第８図において、１１はキヤリヤテー
プ、４０はキヤリヤテープをほぼ水平に、プリン
ト基板３とぼぼ同じ高さで並行に間欠的に移動せ
しめる（駆動装置の図は省く）ガイドレールであ
る。４１はキヤリヤテープ１１の供給リール、４
２はスペーサフイルム４３の収納リール、４４は
送りスプロケツト、４５は空テープ収納箱であ
る。

第９図は切断部２０の詳細図であり、ダイ４６
とポンチ４７を備える。４８はバネ４９にて下向
力をうけているおさえである。５０は、受け台２
５の表面に出没し、キヤリヤテープ１１のパーフ
オレーシヨンに挿入されてキヤリヤテープ１１の
位置決めをするピンである。

第１０図はアーム先端の吸着機構２７を示し、
吸着軸５２の中空孔５１が真空源と接続し、半導
体２を吸着する。

第１１図はボンデイングステージ２２の上部の
詳細である。

５３は出没可能の、プリント基板３の位置決め
ピンである。

空間Ａは、半導体２をプリント基板上においた
時ずれない様、接着剤を塗布してもよい。

ボンデイングツール２３は昇降可能に支えられ
かつ加熱され、アウターリード４をリード５に押
し付けて融着して接続するようになつている。

動作につき説明すれば、供給リール４１より送
りスプロケツト４４の作用で繰り出されたキヤリ
ヤテープ１１の、或る半導体２が切断部２０に至
ると移送は一時停止され、カツタ２６のダイ４６
が下降する。

先ずおさえ４８がアウターリード４に接続し、
ポンチ４７との間でアウターリードを挟み、これ
を固定する。なおもダイ４６を押し下げれば、ダ
イ４６とポンチ４７との剪断作用でアウターリー
ド４は切断され半導体２が分離する。

アーム２８を回転させ、吸着機構２７で半導体
を吸着し、アーム２８を戻し、カメラ３２の点に
一旦停止させ、下部より半導体を写しだし、その
ズレを検出し、次ぎに再びアーム２８を駆動させ
ながら、このときすでにカメラ２４によるパター
ン認識を行ない、プリント基板３側のリード５及
び半導体２のアウターリード４の位置を確かめて
XY方向のズレ及びθのズレを算出し、インター
フエース制御系３６からの出力信号によりXYテ
ーブル２９、θ′テーブル３０′の動きにより、リ
ード５とアウターリード４とを整合せしめ、しか
る後、Ｚテーブル３１の操作により半導体２を下
降せしめ、アウターリード４をリード５に重ねて
接触せしめる。

この動きと平行してXYテーブル１９によりボ
ンデイングツール２３が移動して半導体２の直上
に達し、下降してアウターリード４のボンデイン
グを行なう。

プリント基板３と半導体２とは、カメラ２４，
３２により別々に、かつ中間に介在物なしに直接
その位置を検出され、その結果に基づいてズレを
修正されるので、アウターリード部の接続を正確
かつ容易に行うことができる。

特に、カメラ３２により、アーム２８の先端の
吸着機構２７に保持された半導体２を下方から見
てズレの検出を行うので、半導体２全体のどの部
分における合わせマークを検出することができ、
検出動作が容易、かつ確実となる。

なお移送部２１の動きは、アーム２８の如き回
転運動でなくともよく、直線運動で吸着機構２７
がガイドレール４０と３７との間を往復するよう
にしてもよい。

又、半導体２のズレ量が少ない場合には、θ′テ
ーブル３０′、θ″テーブル３０″を無くし、直接θ
テーブル３０とXYテーブル２９によつてズレ補
正をおこなつても良い。

〔発明の効果〕

本発明により、アウターリードボンデイングス
テージに半導体を位置せしめたときのプリント基
板に対する位置ズレを正確、容易しかも短時間で
検出することができ、かつ修正することができる
ので、リードの幅、間隔を狭くして製品の小型化
を可能となし、各部の精度を異常に高くする必要
のないアウターリードボンデイング装置を提供す
ることができ、実用上極めて大なる効果を有する
ものである。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例に関するものであり、第
１図はプリント基板の平面図、第２図は半導体付
近の拡大図、第３図は半導体の拡大図、第４図は
プリント基板の穴の拡大図、第５図はアウターリ
ードボンデイング装置の側面図、第６図は第５図
の正面図、第７図は第６図の平面図、第８図は
−線断面正面図、第９図は切断部詳細図、第１
０図は吸着機構の一部断面図、第１１図はボンデ
イングステージ部の断面図である。 １……プリント回路、２……半導体、３……プ
リント基板、４……アウターリード、５……リー
ド、６……ICチツプ、７……パツド、８、……
リード、９……リード保持板、１０……アウター
リード、１１……キヤリヤテープ、１２……穴、
１３……末端部、１４，１５……切断線、１７…
…フレーム、１８……ボンデイングヘツド、１９
……XYテーブル、２０……切断部、２１……移
送部、２２……ボンデイングステージ、２３……
ボンデイングツール、２４……カメラ、２５……
受け台、２６……カツタ、２７……吸着機構、２
８……アーム、２９……XYテーブル、３０……
θテーブル、３０′……θ′テーブル、３０″……
θ″テーブル、３１……Ｚテーブル、３２……カメ
ラ、３３……CCU、３４……モニタ、３５……
PRU、３６……インターフエース制御系、３７
……ガイドレール、３８……ローダ、３９……ア
ンローダ、４０……ガイドレール、４１……供給
リール、４２……収納リール、４３……スペーサ
フイルム、４４……送りスプロケツト、４５……
空テープ収納箱、４６……ダイ、４７……ポン
チ、４８……おさえ、４９……バネ、５０……ピ
ン、５１……中空孔、５２……吸着軸、５３……
ピン、５４……ステージドライバー、５５……ワ
イヤ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 複数の半導体装置を取付けたキヤリヤテープ
   から、前記半導体装置をアウターリードの部分で
   切断して取出し、該半導体装置を、プリント基板
   のアウターリード部と接続せしめてプリント基板
   に装着せしめるアウターリードボンデイング装置
   において、 前記キヤリヤテープから前記半導体装置を切断
   する切断位置と、取出された前記半導体を前記プ
   リント基板に装着する装着位置とが、ほぼ同じ高
   さで並べられて配備され、 かつ、前記切断位置と前記装着位置との中間の
   位置において前記基板に対して生ずべき前記半導
   体の位置ズレを検出する半導体位置ズレ検出装置
   と、前記基板の標準位置に対する該基板の位置ズ
   レを検出する基板位置ズレ検出位置と、前記半導
   体位置ズレ検出値と前記基板位置ズレ検出値とに
   基づいて位置ズレを修正する位置ズレ修正装置と
   を備えている ことを特徴とするアウターリードボンデイング装
   置。