JPH03185844A - 電子部品の実装装置及び電子部品の実装方法、認識装置及び認識方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） この発明は電子部品を基板またはリードフレームなどに
実装する装置に係わり、特にフィルムキャリアのＩＣの
アウタリード部と基板またはリードフレームをボンデ、
ｆングするアウタリードボンディング装置に関する。

（従来の技術） この発明が対象とするＩＣは小型軽量化が進んでいる電
子ＩｉＨをさらに多機能、高性能化するために開発され
たもので、従来のフラットパッケージ型ＩＣよりも薄型
になり、リード部は多ビン、狭ピッチとなっている。こ
のＩＣはフィルム状のリードフレームにＩＣチップを実
装したもので、フィルムキャリア状ＩＣと呼ばれるもの
である。

フィルムキャリア状ＩＣはポリイミド、ポリエステル、
ガラスエポキシ樹脂などからなる長尺のキャリアテープ
上に一定ピッチで従来のリードフレームに対応する薄い
リードを形成し、これに半導体チップを接続したもので
、上記キャリアテープの長手方向に複数個形成されたも
のである。このフィルムキャリア状ＩＣをプリント基板
やリードフレームに実装するためにはその実装前に金型
等を用いてＩＣを打ち抜いてフレーム部を除去する必要
がある。また、打ち抜き後のＩＣはリード部が薄く、狭
ピッチであるため、変形し易く、人手では位置合せ、接
合が困難であるため、これらの工程を自動で行う装置が
望まれていた。

（発明が解決しようとする課題） 上述のようにこの発明が対象とするＩＣは薄型、狭ピッ
チ、多ピン化されているため、リード部が変形し易く、
打ち抜き後のＩＣのハンドリング、ＩＣ実装時のパター
ンとの高精度位置合せ、ＩＣと基板またはリードフレー
ムとの接合などを人手で確実に行うことが困難であった
。とくに、ＩＣと実装パターンとの高精度位置合せを人
手で行う場合、顕微鏡あるいはカメラおよび拡大モニタ
を観察しながらＩＣパターンを微少送りする必要があり
、作業性や能率が悪いという欠点があった。

この発明は上記事情にもとずきなされたもので、その目
的とするところは、位置合せ、接合が困難な多ビン、狭
ピッチのフィルムキャリア状ＩＣのアウタリード部の接
合を高精度かつ確実に行うことを可能にするアウタリー
ドボンディング装置を提供することにある。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 上記課題を解決するためにこの発明は、インナリードに
ボンディングされた半導体素子をフィルムキャリアから
所定形状に打抜いて電子部品を成型する打抜き成型機構
と、この打抜き成形機構に上記フィルムキャリアを供給
しかつ打抜き後の不要フィルムキャリアを前記打抜き成
型機構から排出する供給排出機構と、前記打抜き成型機
構から所定の形状に打抜き成型された電子部品を吸着保
持してアウタリードボンディングステージ上に載置され
た取付部材にボンディングするボンディングヘッドから
なるボンディング機構と、前記ボンディング機構を上下
方向および前記打抜き成形機構と前記アウタリードボン
ディングステージとの間で往復駆動する搬送機構と、前
記打抜き成形機構と前記アウタリードボンディングステ
ージとの中間位置に設けられ前記ボンディングヘッドに
吸着保持された電子部品の形状および姿勢を認識するＸ
、Ｙ方向に駆動可能な第１の認識手段と、前記アウタリ
ードボンディングステージに対向して設けられアウタリ
ードボンディングステージ上に固定された取付部材の位
置を認識する第２の認識手段と、前記第１の認識手段と
第２の認識手段からの検知信号によって前記取付部材の
位置と前記電子部品の位置とを位置合せするように前記
アウタリードボンディングステージを駆動する駆動制御
手段とを具備する。

（作用） 供給排出機構により半導体素子がインナリードボンディ
ングされたキャリアテープを打抜き成形機構に供給し、
この打ち抜き成形機構によりキャリアテープから電子部
品を打抜くとともに成型する。打抜かれた電子部品は搬
送機構のボンディングヘッドに吸着され、Ｘ、Ｙ方向に
駆動される第１の認識手段により形状および姿勢がそれ
ぞれオーバラップした複数の画像で認識される。一方、
第２の認識手段によってアウタリードボンディングステ
ージ上に載置された取付部材の位置が認識される。そし
て、第１の認識手段と第２の認識手段からの検知信号に
よって取付部材の位置が電子部品の位置に合うようアウ
タリードボンディングステージが駆動制御され、電子部
品が取付部材の所定位置にボンディングされる。

（実施例） 以下、この発明の一実施例を図面を参照して説明する。

第１図乃至第３図に示すアウタリードボンディング装置
１は、図示しない半導体素子がインナリードボンディン
グされたキャリアテープ３（ＴＳ５図に示す）から電子
部品４を打抜き成型する打抜き成型機構５と、この打抜
き成型機構５に対して上記キャリアテープ３を供給およ
び排出する供給排出機構６と、上記打抜き成型機構５で
打抜き成型された電子部品４をボンディング機構を形成
するボンディングヘッド７に吸着保持して上下方向およ
び水平方向の所定の搬送範囲を駆動する搬送機構８と、
この搬送機構８の水平方向の搬送路に対向して設けられ
ボンディングヘッド７に吸着保持された電子部品４の形
状および姿勢を認識する第１の認識手段つと、上記ボン
ディングヘッド７が走行する走行路の下側に設けられ取
付部材としての回路基板（以下基板と略す）１０を保持
したアウターリードボンディングステージ（以下ボンデ
ィングステージと略す）１１と、このボンディングステ
ージ１１の上方に対向して設けられボンディングステー
ジ１１における上記基板１０の保持状態を認識する第２
の認識手段１２と、これら各部を制御する制御手段１３
とから構成されている。そして、これら各部はアウタリ
ードボンディング装置１の本体１４に設けられている。

上記制御手段１３は本体１４の下部に収容設置されてい
る。この制御手段１３は上記本体１４の最上部に設けら
れた操作パネル１５からの入力に応じて上記各部を制御
するようになっている。上記ボンディングステージ１１
は本体１４の第１図における左側端部に設けられ、上記
打抜き成型機構５は右側端部に設けられている。上記ボ
ンディングステージ１１と打抜き成型機構うとの間には
全長に亘って搬送用アーム１７が設けられている。

この搬送用アーム１７には、移動体１８が移動自在に設
けられている。この移動体１８には上記ボンディングヘ
ッド７が上下機構１６によって上下駆動されるよう設け
られている。

上記搬送用アーム１７の左右方向の移動範囲の中途部下
方には上記第１の認識手段９が設けられ、上記ボンディ
ングステージ１１の上方には上記第２の認識手段１２が
設けられている。これら認識手段９．１２によって認識
された電子部品４と基板１０との状態は本体１４の上部
に設けられたモニタ２０にそれぞれ平面視と平面視の状
態で写し出されるようになっている。また、上記供給排
出機構６は上記打抜き成型機構５の前方に対向して配置
されている。

上記アウタリードボンディング装置１によって製造され
るＴ　Ａ　Ｂ　（Ｔａｐｅ　Ａｕ−ｔｏｍａｔｅｄ　Ｂ
ｏｎ旧ｎｎｇ）部品２１について第５図および第６図を
参照して説明する。電子部品４としてのＴＡＢ部品２１
はキャリアテープ３上にＩＣ（集積回路）２３をインナ
リードボンディングしてこのＩＣを２３をリード２４を
導出する状態にパッケージ２５で覆い、この後、リード
２４を含むキャリアテープ３を破線Ｓ、に沿って切断し
て製造されるものである。

したがって、ＴＡＢ部品２１は薄型でかつ各り一ド２４
がわずかな外力によって容易に折れ曲りするものとなっ
ている。このためＴＡＢ部品２１を基板１０に装着する
ことが行われているが、この装着はキャリアテープ３を
打抜いてＴＡＢ部品２１を取出し、次ぎにこのＴＡＢ部
品２１を基板１０に装着することで製造される。なお、
上記リード２４は半田メツキ、ＡＵメツキ、Ｓｎメツキ
などが施されている。

つぎに、上記アウタリードボンディング装置１の各部の
詳細について説明する。上記打抜き成形機構５はたとえ
ば第７図に示されるように構成されたプレス加工装置２
６からなり、このプレス加工袋＠２６は下部ホルダ２７
を備えている。この下部ホルダ２７の上面には固定金型
２８が載置固定されているとともに、この固定金型２８
の両側にはそれぞれ支柱２つが立設されている。これら
一対の支柱２９には上部ホルダ３０がスライド自在に設
けられており、この上部ホルダ３０は図示しない駆動機
構によって上記支柱２つに沿って上下駆動されるととも
に、上記固定金型２８と対向する下面には可動金型３１
が保持されている。そして、固定金型２８上には、上記
供給排出機構６によって第５図に示される電子部品４が
一体に設けられた切断片３２が供給される。この切断片
３２は上記キャリアテープ３を鎖線Ｓ２に沿って切断し
たものである。そして、可動金型３１が下降することに
よって切断片３２が破線ｓ１で示すように打抜き加工さ
れるようになっている。それによって、切断片３２はそ
の中心部が電子部品４となり、周辺部が枠状の打抜き品
３３となる。

上記固定金型２８と可動金型３１とは第８図に示すよう
に構成されている。つまり、固定金型２８のほぼ中央に
はバキューム孔３４が厚さ方向に穿設され、その下端開
口は図示しない真空吸着機構に連通されている。固定金
型２８上面の上記バキューム孔３４の近傍には、一対の
ダイ部３５が所定間隔で形成されている。これらダイ部
３５の間隔と形状は、上記Ｉ　Ｃ２３からキャリアテー
プ３にリード２４が接続された状態で打抜き、かつ成形
することができる寸法に設定されている。

上記一対のダイ部３５の外方には一対の位置決めビン３
６が突設されている。これら一対の位置決めビン３６の
間隔は上記キャリアテープ３の両側に形成されたパーフ
ォレーションｄの間隔と一致する。位置決めビン３６の
先端は尖鋭部３７となっていて、固定金型２８の上面か
ら突出している。さらに、位置決めビン３６の外周には
弾性部材である圧縮ばね３８によって弾性的に支持され
るノックアウトリング３９がそれぞれ上下動自在に外嵌
されている。このノックアウトリング３９は下端側が上
端側よりも大径に形成され、上記圧縮ばね３８が当接し
易い形状になっているとともに、圧縮ばね３８に弾性的
に抑し上げられても、その上端が位置決めビン３６の先
端尖鋭部３７よりも突出しないよう、固定金型２８の一
部によって規制されている。そして、上方からノックア
ウトリング３つに圧縮ばね３８の弾力性に抗する負荷が
かかれば、この上端部は固定金型２８の上面と面一もし
くはそれ以下に下降するようになっている。さらに、上
記固定金型２８の周辺部には複数のガイド孔４１（１つ
のみ図示）が厚さ方向に貫通されている。

上記可動金型３１は上部側が上型本体４２、下部側がス
トリッパ４３からなり、これらは圧縮ばね４４で連結さ
れている。つまり、上型本体４２に圧縮ばね４４を介し
てストリッパ４３が吊持されている。上型本体４２の周
辺部には複数のガイドビン（１つのみ図示〉が設けられ
ていて、この下端部はストリッパ４３に設けられるガイ
ド孔４５ａを貫通し、さらに固定金型２８に穿設された
ガイド孔４１に対向している。可動金型３１のほぼ中央
部分にはポンチ４６およびリード押え４７が設けられ、
それぞれこの下面から突出してストリッパ４３に穿設さ
れた透孔部４８に挿入されている。通常の状態において
、これらポンチ４６およびリード押え４７の下端部は上
記透孔部４８内にあるが、上記可動金型３１とストリッ
パ４３との間にある圧縮ばね４４が圧縮変形して可動金
型３１とストリッパ４３とがほぼ密着状態になれば、ス
トリッパ４３の下面から突出するように設定されている
。

上記リード押え４７は可動金型３１に対してスライド自
在な吊持ビン４つの下端部に吊持され、かつ可動金型３
１とリード押え４７上面との間には圧縮ばね５０が介在
されている。上記ストリッパ４３には、上記位置決めビ
ン３６と対向する位置に一対のビン逃げ孔５１が厚さ方
向に穿設されている。

そして、電子部品４を打抜き成形する際には、切断片３
２を固定金型２８上に搬入し、かつそのパーフォレーシ
ョンｄを位置決めビン３６の先端尖鋭部３７に係止する
ように後述する供給排出機構６によって自動的に供給さ
れる。このとき、ノックアウトリング３つの上端部は固
定金型２８の上面から突出する位置にある。ついで、可
動金型３１が下降してガイドピン４５が固定金型２８の
ガイド孔４１に挿入するとともに、ストリッパ４３が電
子部品４に接触してこれを全面的に固定金型２８の上面
に押圧する。電子部品４はリード２４を含めた部分がダ
イ部３５によって押圧され、かつパーフォレーションｄ
は位置決めピン３６の先端尖鋭部３７に係合して電子部
品４を位置決め保持する。この電子部品４によってノッ
クアウトリング３９は圧縮ばね３８の弾性力に抗して押
圧され、固定金型２８上面と面一になるまで下降する。

さらに、可動金型３１が下降すると、可動金型３１とス
トリッパ４３との間にある圧縮ばね４４が圧縮変形し、
・始めにリード押え４７がストリッパ４３の下面から突
出してリード３４をダイ部３５に押付けて成形がなされ
る。

ついで、ポンチ４６が下降してリード２４をダイ部３５
に押え付けることにより、これらリード２４の切断を行
う。そして、成形したリード２４を接続したまま第５図
に示されるように切断片３２から電子部品４を打抜く。

この打抜き成形の後に上記可動金型３１が上昇してポン
チ４６およびリード押え４７の下端部がストリッパ４３
の透孔部４８内へ入り込む。可動金型３１がある程度上
昇すると、ストリッパ４３が圧縮ばね４４に吊持された
状態で上昇する。このストリッパ４３が打抜き成形され
た電子部品４から離間するにともなって、ノッキングア
トリング３９を支持する圧縮ばね３８の弾性力が復帰し
てこれを押し上げる。

位置決めビン３６の先端尖鋭部３７には電子部品４から
打抜かれた打抜き品３３のパーフォレーションｄが圧入
状態で係止するが、ノックアウトリング３つを介して圧
縮ばね３８の弾性力を受け、先端尖鋭部３７まで浮き上
がる。

このように構成された打抜き成形機構５に対して上記切
断片３２を供給し打抜き成形後に打抜き品３３を固定金
型２８から排除する上記供給排出機構６は第９図と第１
０図に示すように構成されている。すなわち、供給排出
機構６は基部５２を備えており、この基部５２には取付
板５３が垂設されている。この取付板５３の上端部の一
側面にはロークリアクチュエータ５４が取付けられてい
る。このロークリアクチュエータ５４の回転軸５５には
１字状部材５６の一端が取付けられ、この他端にはスイ
ングアーム５７の一端が固着されている。このスイング
アーム５７の他端には第１のプーリ５８が支軸５９によ
って回転自在に設けられている。また、上記回転軸５５
の上記り字状部材５６の一端から突出した端部には第２
のプーリ６０が一体に設けられている。この第２のプー
リ６０と上記第１のプーリ５８との間には歯付きのベル
ト６１が張設されている。上記支軸５つは上記スイング
アーム５７に回転自在に設けられ、その一端には一対の
吸着ノズル６２が設けられたノズルヘッド６３の一端が
固着されている。

したがって、供給排出機構６は、そのロークリアクチュ
エータ５４の回転軸５５によってスイングアーム５７が
第９図中に矢印で示される方向に回転駆動されると、上
記ベルト６１は第２のプーリ６０によって上記スイング
アーム５７の回転方向に対して逆方向に走行駆動される
ことになる。

すると、上記ノズルへラド６３は第１０図に示すように
プレス加工装置２６の一対の金型２８．３１間から退避
した状態からこれら金型２８．３１間に進入する状態に
回動する。そのとき、対の吸着ノズル６２は軸線を垂直
にした状態で平行移動し、先端が上記固定金型２８上に
残った打抜き品３３の両端部にわずかな間隔を介して対
向する。その状態でこれら吸着ノズル６２に吸引力が作
用し、上記打抜き品３３を真空吸着するようになってい
る。

上記吸着ノズル６２が打抜き品３３を真空吸着すると、
スイングアーム５７が第１０図に示す状態から矢印で示
す先程と逆方向に回転駆動され、第９図に示すようにノ
ズルヘッド６３が一対の金型２８．３１間から退避する
ことになる。その状態で上記吸着ノズル６２に生じてい
る吸引力を解除すれば、上記打抜き品３３を適所に排出
することができる。ここで、上記打抜き品３３の排出口
は図示しないが、第９図中に示される退避状態において
、吸着ノズル６２の下部に対応する部分がシャッタ状に
なっており、上記シャッタ状の排出口が開き、吸着ノズ
ル６２の吸引を停止することで、打抜き品３３は自重で
上記排出口に落ちるように構成されている。そして、上
記排出口は通常閉鎖状態にあり、図示しない供給装置に
よりキャリアテープ３の切断片３２が１つずつ上記排出
口の閉鎖部分５２ａに供給され、この切断片３２を上記
吸着ノズル６２が吸着するようになっている。

つぎに、上記打抜き機構５から上記電子部品４を吸着保
持して上記搬送用アーム１７に沿って搬送する搬送機構
８について説明する。第１図中に示される搬送機構８は
上記打抜き成形機構５と上記ボンディングステージ１１
との間を結ぶ上記搬送用アーム１７が水平に設けられて
いる。この搬送用アーム１７にはこのアーム１７に沿っ
て左右方向に移動する上記移動体１８が設けられており
、この移動体１８には上記ボンディングヘッド７が上下
機構１６を介して取付けられている。

上記ボンディングヘッド７は第１１図乃至第１３図に示
すように構成されている。つまり、ボンディングヘッド
７の本体は中空の角柱状のフレーム６４によって構成さ
れており、内部には吸引管６５が押通されている。吸引
管６５には先端に０リング状の吸着パッド６６が設けら
れ、上記電子部品４を吸着保持できるようになっている
。そして、その基端側はフレーム６４の内周部に設けら
れた軸受、たとえばボールスプライン６７で回転方向の
動きが規制された状態で上下動自在に支持され、吸着バ
ッド６６をフレーム６４の先端から突出させている。上
記吸引管６５はフレーム６４に内装された加圧ばね６８
によって下方向に付勢されている。なお、フレーム６４
の基端にはボールスプライン６７および加圧ばね６８を
押さえるための押え部材６９が設けられている。

一方、フレーム６４には導電性の金属材料からなる冷却
フィン７０が設けられており、この冷却フィン７０は矩
形の箱を対角線に沿って４分割されたと同様の形状をも
つ分割フィン７０ａ〜７０ｄから構成されていて）。こ
れら分割フィンはフレーム６４の先端側を囲むように配
置されている。また、各分割フィンは、これらの内面と
フレム６４の外面（いずれも平滑）との間に設けられた
クロスローラテーブル７１（リニアガイド）を介してフ
レーム６４の外周に上下動自在に設けられ、先端面を吸
引管６５の先端部から大きく退避させた部位に位置して
いる。なお、各分割フィン７０ａ〜７０ｄの側部には多
数のフィン部７２が形成されている。また、各分割フィ
ンの後端面とフレーム６４の外周面の中途部の部分に突
設されたフランジ７３との間にはそれぞれ加圧ばね７３
ｇが介装されていて、分割フィンを下方へ付勢している
。つまり、各分割フィンは吸引管６５と同様、上方向へ
変位できるようになっている。

このように構成された分割フィン７０ａ〜７０ｄの下端
面にはヒータチップ７４が吸着パッド６６を中心とした
周囲に設けられている。ヒータチップ７４は矩形の棒状
体を上記電子部品４の端子列に応じてそれぞれ４辺に分
割した構造となっている。具体的には第１２図に示すよ
うに吸着パッド６６を中心として４方向に分割した断面
はぼＬ字状の分割チップ７５から構成されている。

各分割チップ７５は取付座７６が台座部材７７を介して
分割フィンの下端面にボルト止めされ、チップ先端を電
子部品４の端子列に対して位置決めしている。つまり、
それぞれ予圧が与えられる分割フィン７０ａ〜７０ｄを
使って各分割チップ７５はそれぞれ独立して上下の方向
へ移動できるようになっている。

なお、ヒータチップ７５はバッド６６から退避した位置
に取付けられている。そして、各分割フィンのうちの２
つに給電装置７８が接続され、給電により各分割チップ
の先端から熱を発生させることができるようになってい
る。具体的には第１３図に示すように分割チップが直列
回路となるよう、隣接する分割フィン同士が導電線７９
で直列に接続され、それによって給電すればジュール熱
を発生することができるようになっている。

なお、分割フィン７０ａ〜７０ｄに電流を流すために、
各分割フィンとクロスローラテーブル７１との間および
加圧ばね６８とフランジ７３との間にはそれぞれ絶縁部
材８０を設けて絶縁を計っている。

そして、上記移動体１８の図示しない取付部に上記構成
のボンディングヘッド７の基端部が装着される他、吸引
管６５の基端に装着された接続口部８１に吸引装置８２
が接続されている。そして、電子部品４を吸引管６５の
先端に吸着して搬送し、上記ボンディングステージ１１
上に配置された基板１０に対して上記電子部品４を後述
するごとくアウタリードボンディングするようになって
いる。

上記ボンディングヘッド７は搬送機構８によって上記打
ち抜き成形機構５とボンディングステジ１１との間を駆
動されるようになっており、この搬送範囲中途部の所定
位置には上記第１の認識手段９が設けられている。この
第１の認識手段９は第１のＣＣＤカメラ８３からなると
ともに、上記ボンディングヘッド７の下方でＸＹテーブ
ル１１０によってＸ１Ｙ方向に駆動自在に設けられてい
る。また、上記ボンディングテーブル１１の上方には上
記第２の認識手段１２が設けられており、この第２の認
識手段１２は第２のＣＣＤカメラ８４から構成されてい
る。これらカメラ８３．８４から出力される画像信号は
ともに上記制御装置１３に内蔵された装着制御装置８５
（第４図に示す）に送られるようになっている。

上記装着制御装置８５はＴＡＢ部品２１である電子部品
４の装着制御を実行するもので、とくに電子部品４の不
良を検出する機能および電子部品４と基板１０との位置
合せ機能が備えられている。

具体的には、第４図に示すように各ＣＣＤカメラ８３．
８４からの画像信号をデジタル変換するＡ／Ｄ変換器８
６が備えられ、このＡ／Ｄ変換器８６でデジタル変換さ
れたデジタル画像信号が画像データとして画像メモリ８
７に記憶されるようになっている。また、装着制御部８
５ａ１不良検出部８８、位置合せ部８９、部品の形状デ
ータメモリ９０および人力部９１が備えられている。装
着制御部８５ａは入出力部９１を通して打ち抜き成形機
構５、搬送機構８、ボンディングステージ１１、上下機
構１６およびＸＹテーブル１１０などに制御信号を送出
して電子部品４の打抜きから基板１０への装着までを動
作制御する機能を有するものであり、不良検出部８８は
第１のＣＣＤカメラ８３の撮影により得られる画像デー
タ部分と、部品の形状データメモリ９０の予め記憶され
ている電子部品の不良を検出する機能を有するものであ
り、さらに位置合せ部８９は第１および第２のＣＣＤカ
メラ８３．８４で得られる各画像データからこれら第１
および第２のＣＣＤカメラ８３．８４の位置に基づいて
電子部品４と基板１０との相対的位置合せを行う機能を
持ったものである。

上記第１のＣＣＤカメラ８３と搬送途中におけるボンデ
ィングヘッド７との間には第１４図乃至第１７図に示す
ような視覚認識用ステージ９２が設けられている。この
視覚認識用ステージ９２には上記ボンディングヘッド７
に吸着された電子部品４を第１のＣＣＤカメラ８３側か
ら照明するリング状の光源９３が設けられ、さらに上記
視覚認識用ステージ９２には上記第１のＣＣＤカメラ８
３に対して電子部品４の背面となる位置に閉鎖可能に設
けた遮光性があって、しかも表面で乱反射を起こさない
ように加工されたシャッタ９４．９５を有している。そ
して、電子部品４を吸着保持したボンディングヘッド７
が上記認識ステージ９２上に到達すると、上記シャッタ
９４．９５が第１４図および第１５図に示されるように
閉じて電子部品４の背景に上記ボンディングヘッド７が
写らないように遮蔽するようになっている。

第１４図乃至第１７図は視覚認識用ステージ９２の全体
構造を示すもので、上記シャッタ９４．９５はスライド
ガイド９６．９７に案内されて移動するよう支持体９８
上に取付けられ、エアシリンダ９９．１００によって開
閉駆動されるようになでいる。また、シャッタ９４．９
５の開閉部の下方位置には支持体９８に固定されたリン
グ状の照明光源９３が配置され、その中心下方位置には
上記第１のＣＣＤカメラ８３が設けられている。

この第１のＣＣＤカメラ８３は上記ＸＹテーブル１１０
上に固定され、それによってＸ、Ｙ方向に移動させるこ
とができるようになっている。

上述のように構成されたアウタリードボンディング装置
１は上記制御装置１３によって各部が駆動制御される。

たとえばキャリアテープ３を切断することで制作された
切断片３２がｍ１ｇ図に示されるステップＳｌにおいて
供給排出機構６のセット位置５２ａに図示しない供給装
置によりセットされると、つぎのステップＳ２において
切断片３２は装着制御部８５ａの制御によって供給排出
機構６が作動して打抜き成形機構５の固定金型２８上に
供給される。そして、切断片３２が上記固定金型２８上
に供給されると、ステップＳ３において装着制御部８５
ａは打抜き成形機構５に制御信号を送出して可動金型３
１を下降させる。これにより、切断片３２の中央部から
電子部品４が打抜かれる。

そして、ステップＳ４において、打抜きにより残された
不要な打抜き品３３が上記供給機構６によって上記固定
金型２８上から除去される。この後、ステップＳ５、Ｓ
６、Ｓ７において装着制御部８５ａは搬送機構８に制御
信号を送信する。これにより、非作動時において上記第
１のＣＣＤカメラ８３上に位置しているボンディングヘ
ッド７が搬送用アーム１７に沿って打抜き成形用機構５
側に移動し、上記電子部品４を吸着保持し、再度箱１の
ＣＣＤカメラ８３上に移動して停止する。

つぎに、ステップＳ８において視覚認識用ステージ９２
のシャッタ９４．９５が作動される。

一方、ボンディングステージｌｌ上に第６図に示すよう
な基板１０が載置され、これがステップｅｌにおいて上
記基板１０の載置位置が検知されると、ボンディングテ
ーブル１１は動作して基板１０を第２のＣＣＤカメラ８
４の視野内の所定位置に位置させるように駆動制御され
る。

この状態において第１のＣＣＤカメラ８３はボンディン
グヘッド７で吸着されている電子部品４を撮像してその
画像信号を出力し、また第２のＣＣＤカメラ８４は基板
１０を撮像してその画像信号に変換されて各画像データ
として画像メモリ８７に記憶される。

上記第１のＣＣＤカメラ８３による電子部品４の撮像は
以下のごとく行われる。まず、ボンディングヘッド７に
吸着された電子部品４は第１のＣＣＤカメラ８３の撮像
範囲の中心位置に位置決めされる。この位置決めは第１
のＣＣＤカメラ８３から出力される画像信号をモニタす
ることによって行われる。この設定の後に一対のシャッ
タ９４．９５が閉じる。つぎに、装着制御部８５ａは入
出力部９１に指令を発する。この指令を受けて人出力部
９１はＸＹ子テーブル１０に移動信号を送出してＸＹ子
テーブル１０を移動させ、まず第１のＣＣＤカメラ８３
の撮像範囲を第１９図に示す画面位置り、に設定する。

それによって、第１のＣＣＤカメラ８３は画面位置り、
で撮像を行ってその画面信号を出力する。この画面信号
はＡ／Ｄ変換器８６によりＡ／Ｄ変換されてデジタル画
像信号として画像メモリ８７に送られ、この画像メモリ
８７に第２０図に示す第１画像データとして記憶される
。

つぎに、ステップＳ９において装着制御部８５ａは人出
力部９１に指令を発する。これにより、人出力部９１は
ＸＹ子テーブル１０に移動制御信号を送出してＸＹ子テ
ーブル１０を移動させ、第１のＣＣＤカメラ８３の撮像
範囲を第１９図に示す画面色ｒｉｌ　Ｄ　２に設定する
。このＸＹ子テーブル１０の移動後に、位置合せ部８９
は第１画像データの中心を求める。そして、不良検出部
８９は第１画像データに対してスキャンラインＬ１、Ｌ
２においてスキャンして各リード２４の欠けや曲りを検
出する。

ついで、ＸＹ子テーブル１０が人出力部９１からの制御
信号で駆動され、第１のＣＣＤカメラ８３の画面位置が
Ｄ２に設定されると、第１のＣＣＤカメラ８３は画面位
置Ｄ２で撮像を行ってその画像信号を出力し、この画像
信号がＡ／Ｄ変換されて画像メモリ８７に第２画像デー
タとして記憶される。この第２画像データが記憶される
と、位置合せ部８９は第２画像データの中心位置を求め
る。そして、不良検出部８８は第２画像データに対して
スキャンして各リード２４の欠けや曲りを検出する。

以下、同様に各画面位置Ｄ３、Ｄ４における第３および
第４画像データが画像メモリ８７に記憶され、これら画
像データの中心位置が求められるとともに各画像データ
に対してスキャンが行われて各リード２４の欠けや曲り
が検出される。

そして、スッテップＳＩＯにおいて電子部品４の良否が
不良検出部８８で判定され、不良であればステップ８１
１で排除される。

以上のように第１のＣＣＤカメラ８３の撮像範囲を電子
部品４の周囲に沿いかつそれぞれ部分的に一定量オーバ
ラップさせて複数箇所に設定し、これら画面箇所におい
てそれぞれ得られる第１〜第４画像データから電子部品
４の中心位置およびリード２４の欠けや曲りなどを検出
する構成としたので、電子部品４の各リード２４のピッ
チ間隔が狭くなっても、確実に各リード２４の欠けや曲
り、さらにはり一ド２４のピッチ間隔の不均等も検出で
きる。たとえば、上記一実施例では４画面で認識を行っ
ているので、５００ビンの電子部品４までの中心位置お
よびリード２４の欠け、曲りなどの認識ができる。

以上の判定で電子部品４が良品であれば、ステップ８１
２に移る。このステップ８１２において制御装置１３の
位置合せ部８９は、第１のＣＣＤカメラ８３の第１〜第
４画像データの各中心から電子部品４の中心位置を求め
る。つぎに、位置合せ部８９はステップＳ１３において
第１のＣＣＤカメラ８３の視野中心位置と電子部品４の
中心位置との差を求め、この差をなくす制御信号をボン
ディングステージ１１に送出する。これにより、第１の
ＣＣＤカメラ８３の視野中心に電子部品４の中心位置が
合せられる。

また、位置合せ部８９はステップｅ３において第２のＣ
ＣＤカメラ８４の撮像により得られた画像データからボ
ンディングステージｌｌ上の基板１０の中心を求める。

この基板１０の中心は、第２のＣＣＤカメラ８４の撮像
により得られた画像データから基板１０の中心位置を求
め、さらに対向する中心位置どうしを結んで基板１０の
中心位置を求めることができる。

つぎに、位置合せ部８９はステップｅ４において第２の
ＣＣＤカメラ８４の視野中心位置と基板１０の中心位置
との差を求め、この差をなくす制御信号をボンディング
ステージ１１に送出する。

これにより、第２のＣＣＤカメラ８４の視野中心に基板
１０の中心位置を合せる。そして、ボンディングステー
ジ１１は基板１０と電子部品４の中心位置が互いに一致
するよう駆動され、接合時に中心が一致するように制御
される。

ところで、電子部品４の中心位置を求めるときに、各辺
の中心位置どうしを結んだラインが第１のＣＣＤカメラ
８３のＸＹ軸に対して傾いていることが多い。そのため
、位置合せ部８つはこの傾きの角度を画素数によって求
め、かつこの角度に応じた位置補正信号をボンディング
ステージ１１に送出する。これにより、ボンディングス
テージ１１はθ方向に駆動されて基板１０を電子部品４
に対して位置補正する。

そして、ステップＳ１５において装着制御部８５ａは搬
送機構８に対して制御信号を送出してボンディングステ
ージ１１の上方に移動させる。

この移動によりボンディングヘッド７がボンディングス
テージ１１の上方に達すると、移動が停止する。つぎに
、ボンディングヘッド７は下降して電子部品４を基板１
０に装着することになる。

このように、電子部品４の画像データと予め設定された
電子部品４の形状データとから電子部品４の不良を検出
し、かつ第１のＣＣＤカメラ８３で得られる画像データ
とから電子部品４の不良を検出し、かつ第１のＣＣＤカ
メラ８３で得られる画像データと基板１０を撮像する１
２のＣＣＤカメラ８４で得られる画像データとからこれ
らＣＣＤカメラ８３．８４の位置にもとすいて電子部品
４と基板１０との相対的位置合せを行う構成としたので
、不良の電子部品４を確実に検出でき、それによって基
板１への装着前に排除できる。これにより、装着効率が
向上して歩留まりが向上する。

また、第１のＣＣＤカメラ８３をＸＹテーブル１１０に
よってＸＹ方向にｊｊ（、ｌｊｌ、できるようにし、そ
してこの第１のＣＣＤ　：／、ｌメグ８３による撮像範
囲をワークの周囲に沿いかつオーバラップする複数箇所
に設定したから、各箇所で得られる画像信号の分解能を
高めることができる。それによって、電子部品４のリー
ド２４のピッチが狭くなっても、その欠けや曲りを確実
に検出することができる。

また、金型２８．３１によって打抜かれた電子部品４は
人手に触れることなく基板１０に実装されるので、リー
ド２４が多ピン、狭ピンとなっても同リード２４を変形
させることなく実装することができる。

なお、この発明は上記−実施に限定されるものでなく、
その趣旨を逸脱しない範囲で変形してもよい。たとえば
上記一実施例では認識手段として第１および第２のＣＣ
Ｄカメラ８３．８４を使用しているが、これに限定され
ず、他の撮像カメラを使用するようにしてもよい。

［発明の効果コ 以上述べたようにこの発明によれば、半導体素子がイン
ナリードボンディングされたキャリアテープを自動供給
し、このキャリアテープから電子部品を打抜き成形し、
この電子部品を基板に対して相対的に位置決めし、アウ
タリードボンディングするという工程を自動化すること
ができる。

これにより、従来必要であった手作業による微細な作業
を不要にし、作業の高精度化と高能率化とを実現できる
。また、第１の認識手段をＸＹ方向に移動可能に設け、
このｍｌの認識手段による撮像範囲をワークの周囲に沿
いかつオーバラップする複数箇所に設定したから、各箇
所で得られる画像信号の分解能を高めることができる。

それによって、電子部品のリードのピッチが狭くなって
も、その欠けや曲りを確実に検出することができる。

【図面の簡単な説明】

図面はこの発明の一実施例を示し、第１図はアウタリー
ドボンディング装置の正面図、第２図は同じく側面図、
第３図は同じく平面図、第４図はアウタリードボンディ
ング装置の基本的構成の概略図、第５図はキャリアテー
プの平面図、第６図は基板に電子部品が挿着された状態
の平面図、第７図は打抜き成形機構の要部の斜視図、ｉ
８図は同じく断面図、第９図は打抜き供給機構に対峙し
て設けられる供給排出機構の斜視図、第１０図は供給排
出機構が作動して切断片を打抜き成形機構に供給してい
る状態の斜視図、第１１図はボンディングヘッドの断面
図、第１２図はボンディングヘッドの先端部とこれに吸
着される電子部品を示す斜視図、第１３図は分割チップ
の電気的接続構造の説明図、第１４図は視覚認識用ステ
ージのシャッタが開いた状態の正面図、第１５図は同じ
くシャッタが閉じた状態の斜視図、第１６図は同じく平
面図、第１７図は視覚認識用ステージと第１のＣＣＤカ
メラの配置状態の側面図、第１８図はアウタリードボン
ディング装置の作動のフローチャート、第１９図は第１
のＣＣＤカメラによる画面設定の模式図、第２０図はリ
ード検出の作用を説明するための模式図である。 ４・・・電子部品、５・・・打抜き成形機構、６・・・
供給排出機構、７・・・アウタリードボンディングステ
ージ、８・・・搬送機構、９・・・第１の認識手段、１
２・・・第２の認識手段、１３・・・制御手段、８３・
・・第１のＣＣＤカメラ、８４・・・第２のＣＣＤカメ
ラ。 第 図 第　３　　ｆ’＝、１ 第 第 図 ７ 国 □：　８　冒 Ｌ・・　１０　図 ７ホ゛ンテンンデヘツ５ を 第　１１　　図 第 １２ 第　１３　　！Ｔ’； 々Ｃ ４Ｊ ４ 図 第　１５１１ 第 ６ 第 ７ 図 ７、ご　２０　口

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　インナリードにボンディングされた半導体素子をフィ
   ルムキャリアから所定形状に打抜いて電子部品を成型す
   る打抜き成型機構と、この打抜き成形機構に上記フィル
   ムキャリアを供給しかつ打抜き後の不要フィルムキャリ
   アを前記打抜き成型機構から排出する供給排出機構と、
   前記打抜き成型機構から所定の形状に打抜き成型された
   電子部品を吸着保持してアウタリードボンディングステ
   ージ上に載置された取付部材にボンディングするボンデ
   ィングヘッドからなるボンディング機構と、前記ボンデ
   ィング機構を上下方向および前記打抜き成形機構と前記
   アウタリードボンディングステージとの間で往復駆動す
   る搬送機構と、前記打抜き成形機構と前記アウタリード
   ボンディングステージとの中間位置に設けられ前記ボン
   ディングヘッドに吸着保持された電子部品の形状および
   姿勢を認識するＸ、Ｙ方向に駆動可能な第１の認識手段
   と、前記アウタリードボンディングステージに対向して
   設けられ前記アウタリードボンディングステージ上に固
   定された取付部材の位置を認識する第２の認識手段と、
   前記第１の認識手段と第２の認識手段からの検知信号に
   よって前記取付部材の位置と前記電子部品の位置とを位
   置合わせするように前記アウタリードボンディングステ
   ージを駆動する駆動制御手段とを具備したことを特徴と
   するアウタリードボンディング装置。