JPH03217034A - アウタリードボンディング装置 - 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、特にキャリアテーブの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ィン
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
子機器をさらに多機能、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、リード部は多ピン、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、キャリアテープ状ＩＣと呼ばれるものであ
る。キャリアテープ状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午ヤリアテー
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。このキャリアテーブ状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、接合が困難な多ピン、狭
ピッチのキャリアテープ状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。

［発明の構成コ （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
半導体素子がボンディングされた長尺なキャリアテープ
を搬送する供給機構と、前記供給機構によって搬送され
るキャリアテープを挾んで対向して配置され互いに接離
可能な上金型と下金型を有し下金型が前記キャリアテー
プの送り方向と交差する方向に駆動され上記キャリアテ
ープから所定形状の電子部品を打抜き成形する打抜き成
形機構と、前記打抜き成型機構によって所定の形状に打
抜き成型されて前記下金型に保持された電子部品を取出
し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へ５ ッドに保持された電子部品の形状および姿勢を認識する
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） 供給機構により半導体素子がインナリードボシディング
された長尺なキャリアテープを定量送リして上金型と下
金型とを有する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。

打抜かれて下金型に保持さ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、第１の認識手段により形
状および姿勢が画像で認識される。

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６ 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所定ピッチでインナリー
ドボンディングされた長尺なキャリアテープ３（第５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を供給する供給機構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９と、上記ボ
ンデイングヘッド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イングステー
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。上記ボンデインダステージ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
ンデイングステージ１１と打抜き成型機構５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にそれぞれ下面視と平面視の状
態で写し出されるようになっている。また、上記供給機
構６は上記本体１４の右側端部に配置されている。

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　ＡｕｔｏＩｌｌａｔｅｄ　
Ｂｏｎｄｉｎｎｇ　）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をり９ 一ド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ｓ１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は薄型でかつ各リド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
記リド２４は半田メッキ、Ａｌｌメッキ、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イング装置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、このプレス加工装置２６は下部ホルダ２７
を備えている。この下部ホルダ２７の下面にはベース２
８が取付けられ、上面には一対のガイドレール２９が本
体１４の前後方向に沿って設けられている。このガイド
１０ レール２９にはスライド板３１が上記ガイドレール２９
に沿ってスライド自在に設けられている。

このスライド板３１の上面には下金型３２が着脱自在に
載置固定されている。上記ガイドレール２９の側方には
前後駆動シリンダ３３が設けられ、この前後駆動シリン
ダ３３によって上記スライド板３１がガイドレール２９
に沿う前後方向に駆動されるようになっている。つまり
、上記下金型３２はガイドレール２９に沿って駆動され
るようになっている。

上記一対のガイドレール２９の外側にはそれぞれ一対の
支柱３４が立設されている。これら支柱３４には上部ホ
ルダ３５がスライド自在に設けられているとともに、上
端には上板３６が固着されている。この上板３６には上
下駆動シリンダ３７が設けられ、この上下駆動シリンダ
３７によって上記上部ホルダ３５が上下方向に駆動され
るようになっている。上記上部ホルダ３５の下面には上
金型３８が着脱自在に取付固定されている。

第７図に示すように上記下金型３２が前進位置１１ に駆動された状態においては、この下金型３２の上方に
上記上金型３８が対向位置している。これら金型３２と
３８との間には上記供給機構６によって第５図に示すキ
ャリアテープ３が後述するように供給される。そして、
上記上金型３８が下降駆動されることによって上記キャ
リアテープ３が第５図に鎖線Ｓ，で示すように打抜き加
工されて電子部品４が形成されるようになっている。

上記下金型３２と上金型３８とは第８図に示すように構
成されている。つまり、下金型３２は下部部材３２ａの
上面に上部部材３２ｂが接合固定されてなり、上記下部
部材３２ａのほぼ中央にはバキューム孔３９が厚さ方向
に穿設され、その下端開口は制御装置４１によって制御
される吸引装置４２が接続されている。上記上部部材３
２ｂには上記バキューム孔３９に連通ずる段付きの連通
孔４０が形成され、この連通孔４０にはダイ４３がスラ
イド自在かつ上側に突出することがないよう収容されて
いる。このダイ４３には軸方向に貫通する通孔４３ａが
穿設されているとともに、上１　２ 記連通孔４０に収容された第１のばね４４によって上昇
方向に弾性的に付勢されている。そして、ダイ４３の上
端面は、上記キャリアテープ３からＴＡＢ部品２１を第
５図に鎖線Ｓ１で示すように打抜き、かつ成形すること
ができる凹凸形状に設定されている。

上記下金型３２の上部部材３２ｂには、第８図に矢印で
示すキャリアテープ３の走行方向に沿って一対の第１の
ガイド孔４５ａと、第２のガイド孔４５ｂとが穿設され
ている。各ガイド孔４５ａ１４５ｂは図示しないがキャ
リアテープ３の走行方向と直交する本体１４の前後方向
においても対をなすよう一対ずつ穿設されている。本体
１４の前後方向において、一対の上記第１のガイド孔４
５ａの間隔は第５図に示すキャリアテープ３の幅方向両
側の穿設されたパーフォレーションｄの間隔Ｘと一致す
るよう設定され、第２のガイド孔４５ｂの間隔はキャリ
アテープ３の幅寸法よりも大きく設定されている。

上記上金型３８は基板３８ａと、この基板１３ ３８ａの下面側に接合固定された保持板３８ｂとを有す
る。この保持板３８ｂには上記第１のガイド孔４５ａと
対応して先端が尖鋭なテーパ状に形成された４本の第１
のガイドロッド４６ａと、上記第２のガイド孔４５ｂと
対応して上記第１のガイドロッド４６ａよりも長尺な同
じく４本の第２のガイドロッド４６ｂおよび上記ダイ４
３と対応する位置に、このダイ４３とでキャリアテープ
３からＴＡＢ部品２１を打抜き成形するポンチ４７とが
保持されている。

上記保持板３８ｂの下面側には押え板４８が上記第２の
ガイドロッド４６ｂに挿着された第２のばね４９によっ
て弾性的にスライド自在に保持されている。つまり、上
記押え板４８には第１のガイドロッド４６ａが挿通され
る第１の通孔５１ａ１第２のガイドロッド４６ｂが挿通
される第２の通孔５ｌｂおよび上記ポンチ４７が挿通さ
れる第３の通孔５１ｃが穿設されている。

そして、ＴＡＢ部品２１を打抜き成形する際に、上金型
３８が上下駆動シリンダ３７によって下降１４ 方向に駆動されると、まず第２のガイドロッド４６ｂが
下金型３２の第２のガイド孔４５ｂの嵌挿して上金型３
８を下金型３２に対して位置決めする。ついで、第１の
ガイドロッド４６ａの尖鋭な先端部がキャリアテープ３
のバーフォレーションｄに入込んだのち、下金型３２の
第１のガイド孔４５ａに入込み、それによってキャリア
テープ３を位置決めする。さらに、上金型３８が下降す
ると、押え板４８がキャリアテープ３を抑圧保持したの
ち、ポンチ４７がダイ４３に圧接して上記キャリアテー
プ３からリード２４が接続された状態でＴＡＢ部品２１
が打抜き成形される。上記上金型３８が下降方向に駆動
されると、下金型３２のバキューム孔３９に接続された
吸引装置４２が制御装置４１によって駆動されるから、
打抜がれたＴＡ−Ｂ部品２１は上記ダイ４３の上端面に
吸着保持されている。

この打抜き成形のあとに上金型３８が上昇して第１、第
２のガイドロツド４６ａ，４６ｂが下金型３２の第１、
第２のガイド孔４５、４５ｂがら１５ 抜け出るとともに、第１のガイドロッド４６ａがキャリ
アテープ３のパーフオレーションｄからも抜出すると、
前後駆動シリンダ３３が作動して下金型３２が後方へ駆
動され、第３図に鎖線で示す受渡し位置Ｄで待機する。

そして、この受渡し位置Ｄで下金型３２に保持されたＴ
ＡＢ部品２１がボンディングヘッド７に吸着されるよう
になっている。

このように構成された打抜き成形機構５に対して上記キ
ャリアテープ３を供給する上記供給機構６は第１図に示
すように打抜き成形機構５の幅方向一端側に回転自在に
配置された供給リール５５を有する。この供給リール５
５から導出されたキャリアテープ３は下金型３２の上面
側を通されて上記打抜き成形機構５の幅方向他端側に配
置された反転リール５６で走行方向が反転させられたの
ち、上記下金型３２の下側を通されて上記供給リール５
５と同方向に配置された巻取リール５７に巻き取られる
ようになっている。この巻取リール５７は第３図に示す
駆動源５８によって所定角度１６ ずつ間欠的に回転駆動される。それによって、キャリア
テーブ３は第１図あるいは第８図に矢印で示す方向に定
量ずつ、つまりキャリアテープ３に設けられたＩ　Ｃ２
３の間隔と対応するピッチずつ送られるようになってい
る。

つぎに、上記打抜き機構５から上記電子部品４（ＴＡＢ
部品２１）を吸着保持して上記搬送用アム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が後述する上下機構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１０図乃至第１２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１　７ 引管６５が挿通されている。吸引管６５には先端にＯ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、吸着パッ
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から構成されている。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１　８ 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
７３ａ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が吸着バッド６６を中心とした
周囲に設けられている。ヒータチップ７４は矩形の枠状
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１１図に示すよ
うに吸着バッド６６を中心として４方向に分割した断面
ほぼＬ字状の分割チップ７５がら構成されている。

各分割チップ７５は取付座７６が台座部材７７を１　９ 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〜７
０ｄ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はパッド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１２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８ｏを設けて絶縁を計っている。

２０ そして、上記移動体１８に設けられた上下機構１６に後
述するよう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ージ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Ｘ，Ｙ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２１ 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
５ａ、不良検出部８８、位置合せ部８９、部品の形状デ
ータメモリ９０および入力部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２２ 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８
３、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１３図乃至第１６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２３ 射を起こさないように加工されたシャツタ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
、上記シャツタ９４、９５が第１３図および第１４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イ
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１３図乃至第１６図は視覚認識用ステージ９２の全体
構造を示すもので、上記シャツタ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、シャツタ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ＸＳＹ方向に移動させるこ
とができるようになっている。

上記移動体１８に設けられた上下機構１６は第２４ ９図に示すように構成されている。すなわち、上記搬送
用アーム１７に移動自在に設けられた移動体１８の上面
には、その移動方向と直交する本体１４の前後方向に沿
って取付体１２１が固定されている。この取付体１２１
の後端には支柱１２２が垂直に立設されている。この支
柱１２２には第１のアーム１２３の中途部が枢着されて
いる。この第１のアーム１２３の後端にはカムフオロア
１２４が回転自在に設けられ、先端にはクランク状の第
２のアーム１２５の中途部が枢着されている。上記移動
体１８の上面の上記第１のアーム１２３に設けられたカ
ムフォロア１２４と対向する位置には駆動源１２６によ
って矢印方向に偏心回転されるカム１２７が配置されて
いる。上記第１のアーム１２３は上記カムフォロア１２
４が上記カム１２７の外周面に圧接する方向に第１のば
ね１２８ａｊこよって付勢されている。したがって、カ
ム１２７が回転駆動されれば、第１のアーム１２３が支
柱１２２に枢着された中途部を支点として揺動するよう
になっている。

２５ 上記第２のアーム１２５には、後端に上記第１のアーム
１２３の中途部に設けられたシリンダ１２６のロッド１
２６ａが枢着され、先端にはローラ１２７が回転自在に
設けられている。したがって、シリンダ１２６が作動し
てそのロツド１２６ａが駆動されれば、第２のアーム１
２５は第１のアーム１２３に枢着された中途部を支点と
して揺動するようになっている。

上記取付体１２１の先端にはスライダ１２８が上下方向
にスライド自在に設けられている。このスライダ１２８
には取付ロッド１２９が一体的に設けられている。上記
スライダ１２８と上記取付体１２１との間にはスライダ
１２８を上昇方向に付勢する第２のばね１３１が張設さ
れている。それによって、上記取付ロッド１２９の上端
は上記ローラ１２７に当接している。そして、上記取付
ロツド１２９の下端に上記ボンディングヘッド７が取付
けられている。したがって、ボンディングヘッド７は揺
動駆動される第１、第２のアーム１２３、１２５によっ
て上下方向にスライドさせ２６ られるようになっている。

上記ボンディングヘッド７は、打抜き成形機構５で打抜
かれ、後方へ移動した下金型３２に保持された電子部品
４を吸着保持してから、移動体１８とともに駆動されて
第９図に示すように上記アウタリードボンディングステ
ージ１１上に対向位置する。つまり、ボンデイングヘッ
ド７は打抜き成形機構５に対向する位置まで搬送機構８
によって駆動されると、駆動源１２６が作動してカム１
２７が回転駆動される。すると、第１のアーム１２３が
揺動するから、それに第２のアーム１２５も連動してス
ライダ１２８を下降させる。

スライダ１２８は、ボンディングヘッド７の先端が下金
型３２に保持された電子部品４に接する位置あるいは微
小間隔で対向する位置まで下降されるから、それによっ
てボンデイングヘッド７に電子部品４が吸着保持される
ことになる。

上記アウタリードボンディングステージ１１は、第９図
に示すように回転方向に駆動制御されるθテーブル１３
５上にＹ方向に駆動制御されるＹテ２７ ーブル１３６と、Ｘ方向に駆動制御されるＸテブル１３
７とが順次重合されて構成され、上記Ｘテーブル１３７
上に上記電子部品４がアウタリードボンディングされる
回路基板１０が載置されている。そして、上記第２の認
識手段１２の第２のＣＣＤカメラ８４は、その光学中心
を上記θテブル１３５の回転中心に一致させて配置され
ている。

上記回路基板１０に電子部品４をアウタリードボンディ
ングする場合、まず、駆動源１２６によってカム１２７
が回転駆動されて第１のアーム１２３が揺動させられる
。その揺動に第２のアム１２５が連動するから、スライ
ダ１２８が第１のアーム１２３の揺動角度に応じて下方
へスライドする。それによって、ボンデイングヘッド７
に吸着された電子部品４は回路基板１０に接する位置ま
で下降する。

カム１２７によるカムフオロア１２４の上昇方向への移
動量が最大となると、第１のアーム１２３の中途部に設
けられたシリンダ１２６が作２８ 動して第２のアーム１２５が揺動駆動され、その揺動に
よってスライダ１２８がさらに下方へスラて上記回路基
板１０に加圧されるから、それによってアウターリード
ボンディングされることになる。

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

たとえば第１７図に示されるステップ８１において供給
機構６によって打抜き成形機構５の金型にキャリアテー
プ３が供給され、つぎのステップＳ２においてそのこと
が確認されると、装着制御部８５ａは供給機構６を作動
させてキャリアテープ３を所定量送り、その電子部品４
が設けられた部分が下金型３２のダイ４３上に対向する
よう位置決めする。

ついで、ステップＳ３において装着制御部８５ａは打抜
き成形機構５に制御信号を送出して上金型３８を下降さ
せる。これにより、キャリアテープ２　９ ３から電子部品４が打抜かれる。そして、上金型３８が
上昇すると、ステ・ソプＳ４にお０て、打抜力為れた電
子部品４を吸着した下金型３２が前後駆動シリンダ３３
によって後方へ駆動されるととも１こ、供給機構６が作
動してキャリアテープ３が所定量駆動される。この後、
ステップＳ５、Ｓ６、Ｓ７にお（１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
いるボンデイングヘッド７が搬送用アーム１７に沿って
打抜き成形機構５の後方へ駆動された下金型３２上に移
動したのち、上下機構１６によってボンデイングヘッド
７が下降方向に駆動されて上記電子部品４を吸着保持し
、再度第１のＣＯＤカメラ８３上に移動して停止する。

このように、下金型３２を後方に移動させて電子部品４
をボンデイングヘッド７で吸着するようにしたことによ
り、下金型３２と上金型３８との間にボンディングヘッ
ド７を侵入させて電子部品４を吸着する場合に比べて上
金型３８の上昇スト３　０ ロークを十分に小さくすることができる。しかも、ボン
ディングヘッド７による電子部品４の吸着動作と同時に
キャリアテープ３の定量送りを行うことができる。した
がって、これらのことにより、サイクルタイムを短くす
ることができる。

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１１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ＣＯＤ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４３１ の撮像は以下のごとく行われる。まず、ボンデイングヘ
ッド７に吸着された電子部品４は第１のＣＣＤカメラ８
３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
のシャツタ９４、９５が閉じる。つぎに、装着制御部８
５ａは入出力部９１に指令を発する。この指令を受けて
入出力部９１はＸＹテーブル１１０に移動信号を送出し
てＸＹテーブル１１０を移動させ、まず第１のＣＣＤカ
メラ８３の撮像範囲を第１８図に示す画面位置Ｄ１に設
定する。それによって、第１のＣＣＤカメラ８３は画面
位置Ｄ，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１９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は入出
力部９１に指令を発する。これにより、入３２ 出力部９１はＸＹテーブル１１０に移動制御信号を送出
してＸＹテーブル１１０を移動させ、第１のＣＣＤカメ
ラ８３の撮像範囲を第１９図に示す画面位置Ｄ２に設定
する。このＸＹテーブル１１０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
、Ｌ２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テーブル１１０が入出力部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ＣＯＤ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。

３３ 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８１０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Ｓ１
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、さらにはりード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ピンの電子部品４までの中心位置お
よびリード２４の欠け、曲りな３４ どの認識ができる。

なお、電子部品４の大きさや第１のＣＣＤカメラ８３の
視野範囲などによっては、上記電子部品４の認識を４画
面に分けず、１つの画面で行うようにしてもよい。その
場合、第１のＣＣＤカメラ８３はＸＹ方向に駆動する必
要がないから、ＸＹテーブル１１０は不要となる。

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３５ データからボンディングステージ１１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８９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３６ 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テー
ブル１３５が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。

上記ボンディングステージ１１は第９図に示すようにθ
テーブル１３５上にＹテーブル１３６とＸテーブル１３
７とが順次載置され、しかも上記第２のＣＣＤカメラ８
４の光学中心がθテーブル１３５の回転中心と一致して
いる。そのため、基板１０と電子部品４との中心が互い
に一致するようｘＳｙテーブル１３６、１３７が駆動さ
れ、上記基板１０の中心が第２のＣＣＤカメラ８４の光
学中心に一致させたのち、θテーブル１３５を作動させ
て回転方向の位置決めを行っても、基板１０の中心、つ
まりθテーブル１３５の回転中心が第２のＣＣＤカメラ
８４の光学中心からずれることがない。そのため、θ方
向の位置決めにともなうＸ１Ｙ方向の位置補正はθテー
ブル１３５の回転中心を基準にして単に回転角度にとも
なう位置ずれを補正するだけでよいから、容易である。

３７ つまり、θテーブル１３５がこの実施例の構成のように
ＸＳＹテーブル１３６、１３７の下に設けられていない
場合、ＸＳＹ方向の位置補正を行うことによって基板１
０の中心、つまりθテーブル１３５の回転中心が第２の
ＣＣＤカメラ８４の光学中心からずれてしまう。そのた
め、基板１０のＸＳＹ方向の位置決めをしたのち、θ方
向の位置決めをすると、基板１０は第２のＣＣＤカメラ
８４の光学中心からずれた点を中心にして回転する。し
たがって、θ方向の位置決めにともなう基板１０のＸ１
Ｙ方向の位置ずれの補正は、単に回転方向だけでなく、
θテーブル１３５の回転中心と第２のＣＣＤカメラ８４
の光学中心とのずれにともなう補正も行わなければなら
ないから、そのための補正演算が複雑となる。しかしな
がら、θテーブル１３５がＸＳＹテーブル１３６、１３
７の下側に設けられたこの実施例の構成によれば、上述
したようにθ方向の位置決めにともなう補正が容易であ
る。

そして、ステップＳＬ５において装着制御部３８ 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を撮像する第
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の位置にもとずいて電子部品
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１０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３９ １１０によってＸＹ方向に駆動できるようにし、そして
この第ｌのＣＣＤカメラ８３による撮像範囲をワークの
周囲に沿いかっオーバラツ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が多ビン、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、この発明は上記一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。

また、θテーブル１３５、Ｙテーブル１３６およびＸテ
ーブル１３７からなるテーブル装置は電４　０ 子部品のアウタリードボンディングだけでなく、他の部
品を基板１０以外の取付部材に位置決めして装着する場
合にも適用することができる。

さらに、アウタリードボンディング装置の本体１４に設
けられる打抜き成形機構５、供給機構６、搬送機構８、
第１の認識手段９、アウタリードボンディングステージ
１１などの各装置部の本体１４に対する設置状態はなん
ら限定されるものでなく、要は上述したアアウタリード
ボンディング動作を順次行うことができる配置状態にあ
ればよい。

［発明の効果］ 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打抜き成
形機構に対して定量送りし、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
対的に位置決めして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４
１ の高精度化と高能率化とを実現できる。また、第１の認
識手段によって得られる画像信号で電子部品のリードの
欠けや曲りを確実に検出することができる。さらに、打
抜き成形機構によって電子部品を打抜き成形したならば
、打抜き成形機構の下金型を駆動してこの下金型に保持
された電子部品をボンディングヘッドで吸着できるよう
にした。

そのため、下金型と上金型との間にボンディングヘッド
を侵入させて電子部品を吸着する場合に比べて上金型の
ストロークを小さくすることができるばかりか、電子部
品の吸着とキャリアテープの定量送りとを同時に行える
から、これらのことによって抜き成形にともなうサイク
ルタイムを短くし、生産性の向上を計ることができる。

【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６４２ 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概略的斜視図、第８図は同じく断面
図、第９図はボンディングを上下駆動させる上下機構の
側面図、第１０図はボンディングヘッドの断面図、第１
１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１２図は分割チップの電気的
接続構造の説明図、第１３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１４図は同じくシャッ
タが閉じた状態の斜視図、第１５図は同じく平面図、第
１６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１７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１８図は第１のＣＣＤ
カメラによる画面設定の模式図、第１９図はリード検出
の作用を説明するための模式図である。 ３・・・キャリアテープ、４・・・電子部品、５・・・
打抜き成形機構、６・・・供給機構、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、１２・・・第２の認識手段、４３ １ ３・・・制御手段、 ３ ２・・・下金型、 ３８・・・上金型、 ８３・・・第１のＣＣＤカメラ、 ８４・・・第２のＣＣＤ カメラ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. インナリードに半導体素子がボンディングされた長尺な
   キャリアテープを搬送する供給機構と、前記供給機構に
   よって搬送されるキャリアテープを挾んで対向して配置
   され互いに接離可能な上金型と下金型を有し下金型が前
   記キャリアテープの送り方向と交差する方向に駆動自在
   に設けられ上記キャリアテープから所定形状の電子部品
   を打抜き成形する打抜き成形機構と、前記打抜き成型機
   構によって所定の形状に打抜き成型されて前記下金型に
   保持された電子部品を取出し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保持された電子部品の形状および
   姿勢を認識する第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。