JPH045266B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はリードフレームのランドに順次、半導
体素子をボンデイングするボンデイング装置にお
けるリードフレームの自動送り位置決め機構に関
するものである。

従来、この種のボンデイング装置としては以下
第１図ａ〜ｅに示すようなのが用いられている。

第１図ａには半導体装置リードフレームの概略
の一例が示されている。２はリードフレーム１の
長手方向に亘り所定間隔をへだてて配置されたラ
ンドで、当該ランド２上に、順次図示しない半導
体チツプがボンデイングされる。

第１図ｂ〜ｅにおいてリードフレーム送り用モ
ータ４を駆動することによつて軸６１は所方向に
回転する。軸６１にはリードフレーム送り用カム
５、送り爪上下用カム６及びクランプ１１の上下
用カム６ａが装着されており、当該送り爪上下用
カム６は連結部６２を介して送り爪送り軸８に連
結している。送り爪送り軸８は所定間隔をへだ
てゝ送り爪ホルダ９，９が設けられ、当該送り爪
ホルダ９，９の中間位置にはクランプ上下用カム
６ａにより上下するクランプ板１１が設けられて
いる。

第１図ｂに示す状態では、第１図ｃ，ｄに示す
ように送り爪ホルダ９，９に装着されている送り
爪１０，１０は第１図ａに示すリードフレーム１
の側面に形成されている、相隣るガイド孔３，３
に所定だけ上方で対向し、又クランプ板１１は当
該リードフレーム１のランド２を挟持し、それに
設けられている位置決めピン１２はリードフレー
ム１の側面に形成されている、ガイド孔１３に嵌
入される。その状態でランド２に半導体チツプが
ボンデイングされる。送り用モータ４を駆動する
ことによつて軸６１は回動し、送り爪１０，１０
は送り爪上下用カム６の作用によつて下降し、又
それと反対にクランプ板１１によるリードフレー
ム１１の挟持は解除されるとともに位置決めピン
１２が上昇するように諸元が設定されている。リ
ードフレーム送り用カム５の作用によつて送り軸
８は第１図ｂにおいて右方へ移動させられ、その
状態では送り爪１０，１０、それぞれ移動前に対
向していた送り爪用ガイド孔３に嵌入し、送り用
モータ４が回転を続けることにより、送り軸８は
右方向へ所定だけ移動する。この移動過程では、
リードフレーム１は送り爪１０，１０により、リ
ードフレームガイド孔３への係止によつて右方向
に移動させられる。さらに送り用モータ４が回転
を続けることにより、クランプ板上下用カム６の
作用により、クランプ板１１が下降し、リードフ
レームのランド２を挟持し、かつガイド孔１３に
位置決めピン１２，１２が嵌入される。送り用モ
ータ４が回転を続けることにより送り軸８は左方
向へ所定だけ移動する。送り軸８が原位置に至つ
て送り用モータは停止する。この停止状態では送
り爪１０，１０のガイド孔３への係止はすでに解
かれ、クランプ板１１はリードフレームの次のラ
ンドを十分挟持し、かつ位置決めピン１２は位置
決め用ガイド孔１３が嵌入して、次ランドはボン
デイング位置に定置され、半導体チツプが上記ラ
ンドにボンデイングされる。ボンデイングがすん
だら上述したような操作を繰返すことによつて、
以下順次リードフレーム１を所定ずつ間欠送りす
る過程で半導体チツプを順次、ランド上にボンデ
イングする。しかし、この方式はリードフレーム
送り用カム、送り爪上下用カム、送り爪ホルダ、
クランプ板、位置決めピン等、すべて機械部品で
構成されているので、それらの加工組立について
高い精度が要求され、装置そのものの機械的調整
に無視しえない時間と労力がかかる上に、リード
フレームそのもののそり・・、曲り等の発生によつて
円滑な作業ができない場合が生じ、又この種のリ
ードフレームは形状が多種多様であるので、異な
るリードフレームに適用する場合にはその都度、
位置決めピン、クランプ板、送り爪用カム等の関
係部分を新たに設定しなければならないという問
題点がある。

本発明は、従来のこの種のボンデイング装置の
有する上述のような問題点を解決するためになさ
れたものである。

本発明を第２図ａ〜第４図に示した実施例に従
つて説明する。

第２図ａ〜ｅにおいて、１６および２２はリー
ドフレーム１の送り通路下に所定間隔をへだてて
配置された回転ローラで、それぞれの軸１６１お
よび２２１は、第２図ｃに示すように、たとえば
第２図ｂの背面において、プーリ２８および３０
に固着され、当該プーリ２８と３０との間にはベ
ルト３２が掛けられている。プーリ２８は供給側
ステツプモータ１４によつて回転駆動される駆動
プーリである。１７は駆動プーリ１６と対をなす
押えローラで、押えローラ１７は連結部材１７１
の一端に回転自在に取付けられ、当該連結部材１
７１の他端は取付部材２７を貫通する回転可能な
軸２６に固着されている。押えローラ１７は軸２
６を中心として上下変位が可能で、リードフレー
ム１は上記回転ローラ１６と押えローラ１７との
間を通るように設定されている。従つてリードフ
レーム１はプーリ２８を駆動した状態で、押えロ
ーラ１７を下方変位させて回転ローラ１６に押圧
することによつて当該押えローラ１７と回転ロー
ラ１６によつて挟持送りされ、押えローラ１７を
上方変位させることによつて送りが停止される。
２２はその軸がプーリ３０に固着された、回転ロ
ーラ１６と同一構成からなる回転ローラ、２３は
押えローラ１７と同一構成からなる、回転ローラ
２２と対をなす押えローラ、２３１は連結部材１
７１と同一構成の連結部材、３１は取付部材２７
と同一構成要素の取付部材、２９は取付部材３１
に取付けられる軸２６と同一構成要素の軸であ
る。１５は、たとえば、発光ダイオードフオトト
ランジスタ等からなる供給側のリードフレーム確
認センサで、リードフレーム１の送り通路３２に
沿つて設けられ、図示しない送り装置により、リ
ードフレーム１の先端が当該センサ１５の位置ま
で送られてきた時、それを検知して、供給側ステ
ツプモータ１４およびソレノイド３３を動作とす
る。供給側ステツプモータ１４動作によるプーリ
２８の回転駆動により駆動ローラ１６は回転駆動
し、又ソレノイド３３動作によつて、押えローラ
１７を下方変位させ、リードフレーム１は上記１
対の駆動ローラ１６と押えローラ１７との間に挟
まれた状態で、高速でａ方向へ送られる。供給側
ステツプモータ１４はリードフレーム１の最先端
に位置するランド２が、送り通路前方に設けられ
ているリードフレーム位置検出部１８の検出範囲
内に至つた時、低速動作となるように設定されて
いる。当該位置検出部１８において、リードフレ
ーム１の当該ランドの位置補正がなされる。リー
ドフレーム位置検出部１８によるリードフレーム
１のランド２の位置検知演算および位置補正作用
を第３図ａ〜第４図に従つて詳細に説明する。

リードフレーム位置検知部１８はリードフレー
ムの送り通３２の上方に設けられる、フオトダイ
オード等からなる受光センサ１８１と、それと対
向する、通路の下方に設けられる発光素子３９と
で構成される。なお３８は遮光板である。通路３
２の長手方向中心部に対向する面には、受光セン
サ１８１を構成する、複数個のフオトダイオード
ｂが、たとえば25μ程度の間隔で、通路長手方向
に対して直角に並列配置されている。位置検知部
１８において発光素子３９からの光は受光センサ
１８１方向へ照射されているが、リードフレーム
１のランド２が発光素子３９と受光センサ１８１
との間に位置した状態では、光はその間に介在す
るランド２でさえぎられ、当該さえぎられた光は
受光センサ１８１には受光されない。

従つて、例えば第３図ｃに拡大して示したよう
に、ランド２で光をさえぎられたフオトダイオー
ドｂは“０”、さえぎられないフオトダイオード
ｂは“１”を検知する。たとえばフオトダイオー
ドの配置数が512個であれば、その中心は第３図
ｃにおける左側から256番目のフオトダイオード
であり、当該256番目の位置に、ランド２の中心
が重り合つた時、当該ランド２は中心位置にある
と判定する。従つて何番目のダイオードから何番
目のダイオード迄が“０”であるかを検知するこ
とによつて当該ランド２が中心位置で停止したか
否かを判定することができる。たとえば第３図ｃ
において実線で示したランド２の場合、もし、
150番目のフオトダイオードから362番目のフオト
ダイオード迄が“０”であれば、362−150＝212
が“０”で、その中心ｃは150＋212／２＝256番
目のフオトダイオードと重つているから中心位置
にあると判定され、点線で２として示したランド
の場合、もし145番目のフオトダイオードから357
番目のフオトダイオード迄“０”であれば357−
145＝212が“０”であるが、その中心c′は145＋
212／２＝251番目のフオトダイオードと重り合つ
ているので、251−256＝５のフオトダイオードに
相当するだけ左方に位置していることが判明す
る。

第４図にはその比較演算および位置補正のため
のシステムが示されている。４０は位置検出回路
部で、当該位置検出回路４０では、何番目から何
番目迄のフオトダイオードが“０”であるかを検
知し、それにより、当ランドの中心が何番目のフ
オトダイオード上にあるかを検知して、それを比
較演算回路４１に入力する。記憶回路４２はラン
ド２の中心がその下に位置すべきフオトダイオー
ド、前述した例の場合について云えば256番目の
フオトダイオードの情報が記憶されており、位置
検出回路４０からの出力毎に当該情報が比較演算
回路４１に入力される。比較演算回路４１では両
入力を比較演算し、その差、すなわち、当該ラン
ドの位置ずれを、フオトダイオードの数で表わし
た差情報をモータドライブ回路４３に入力し、供
給側ステツプモータ１４を所定だけ駆動して、当
該ランドを中心位置に移動させる。リードフレー
ム位置検知部１８より所定Ｌだけ前方の通路上方
にはツール２０が設けられており、リードフレー
ム位置検知部１８およびツール２０に対向する通
路にはボンデイングコラム２１が設けられてい
る。この場合、リードフレーム位置検知部１８と
ツール２０を除く、他の構成要素はメーンテーブ
ル１９上に載置固定されており、又当該メーンテ
ーブル１９は通路の長手方向中心線に沿つて移動
可能なように設定されている。

この状態でステツプモータ３４を所定だけ駆動
することによて、メーンテーブル１９は第２図
ａ，ｂにおける右方向へ所定だけ移動し、既に位
置補正された当該ランドをツール２０の直下に位
置せしめる。

位置補正後のリードフレーム１の中心点とツー
ル２０との間隔は予め設定されたとおり（距離
Ｌ）であるので、ステツプモータ３４を、上記ラ
ンド２がツール２０の直下に至るように駆動制御
することは容易である。

この状態で、ツール２０を用いてランド２上に
半導体チツプをボンデイングする。ボンデイング
終了後、ステツプモータ３４を前述したと反対方
向に駆動して、ランド２をリードフレーム検出部
１８の直下に移動させる。

以下、上述した操作を繰返すことによつて順次
リードフレーム１のランド２へ半導体チツプをボ
ンデイングする。それはステツプモータ１４を、
ボンデイングを終つたランド２がリードフレーム
位置検知部１８に復帰した状態で、それより１つ
後方のランド２がリードフレーム位置検知部１８
の位置迄移動できるように駆動制御し、以下上述
のような動作を繰返すことによつて行われる。リ
ードフレーム１のランド２への半導体チツプのボ
ンデイングが順次進み、リードフレームが前方へ
送られることによつて供給側確認センサ１５がリ
ードフレームを検知しなくなると、ソレノイド３
３への電源が断たれて押えローラ１７は上方変位
する。しかし、その時、収納側リードフレーム確
認センサ２４が当該リードフレーム１を検知する
ように供給側確認センサ１５と収納側確認センサ
２４との間隔はリードフレーム１の長さによつて
設定されている。収納側確認センサ２４のリード
フレーム１の検知によつてソレノイド３３′は動
作となり、収納側の押えローラ２３が下方変位す
る。すなわち、この時点で供給側押えローラ１７
および駆動ローラ１６によるリードフレームの挟
持送りが１対の収納側押えローラ２３と回転ロー
ラ２２による挟持送りに置き替えられる。そし
て、前述したと同様にリードフレーム１の、その
後のランドへの半導体チツプのボンデイングする
ことができる。一方、収納側確認センサ２４より
前方の送り通路３２に沿つて設けられた収納スタ
ートセンサ３７がリードフレーム１の先端を検知
した時、リードフレームの最後のランドにおける
ボンデイングが完了しているように諸元が設定さ
れており、上記収納スタートセンサ３７のリード
フレーム先端の検知によつて別に設けられる送り
機構によつてリードフレーム１を収納側へ排出す
る。

なお、上記実施例においてはリードフレーム位
置検知部１８でリードフレームの位置を補正した
後、ステツプモータ３４を駆動して、メーンテー
ブル１９を、当該ランド２がツールの直下にくる
ように、すなわち距離Ｌだけ移動させてボンデイ
ングし、しかる後、メーンテーブル１９を元位置
復帰させるようにした場合の例について述べた
が、次のようにすることもできる。すなわち、リ
ードフレーム位置検出部１８に位置するランド２
を位置ずれ△ｘとＬを加算した距離だけ前方へ位
置するように、ステツプモータ３４を駆動制御し
て、当該ランドをツール直下に移動させる。

本発明によれば、リードフレームのランドの位
置検知および当該検知位置と中心位置との位置ず
れをイメージセンサ１８によつて行ない、当該位
置ずれに相当するだけリードフレームを移動させ
て補正するように構成されているので、半導体チ
ツプをボンデイングしようとするリードフレーム
の形状、寸法が変化しても、リードフレームを、
その長手方向中心線が送り通路の中心線に重なつ
て移動するという条件さえ満されればイメージセ
ンサは各種形状のものに汎用可能であり、あとは
ランド間のピツチに応じて送り用駆動機構１４の
駆動量を調整すればよく、従来の方式のごとく、
リードフレームの形状、寸法が異なる毎に部品の
大巾な取替えをする必要はない。又、従来の機械
的な爪送り方式と異なり、イメージセンサによる
検知情報を比較演算する方式であるので、それだ
けリードフレームの位置決め精度が向上し、従つ
てボンデイング精度の向上を計ることができる。
さらに又、本発明においては上述した処から明ら
かなごとく、従来の機械方式と比し、機械的構成
部分はきわめて少なくてすみ、機構の簡易化を計
ることができる他、組立調整時間および再設計時
間の短縮化を計ることができ、又リードフレーム
の加工精度によつて影響を受けることがない等、
その技術的効果は顕著である。

【図面の簡単な説明】

第１図ａはリードフレームの一例を示す平面
図、第１図ｂはボンデイング装置における従来の
リードフレーム送り位置決め装置を示す平面図、
第１図ｃは第１図ｂの正面図、第１図ｄは第１図
ｂ，ｃにおいてリードフレームのランドをクラン
プ板で挟持した状態を示す平面図、第１図ｅは第
１図ｄの正面図、第２図ａは本発明の実施例を示
す平面図、第２図ｂは第２図ａの正面図、第２図
ｃは第２図ａおよびｂにおける押えローラ、回転
ローラおよびプーリとの機構的関係を示す斜視
図、第３図ａはリードフレーム位置検知部を示す
平面図、第３図ｂは第３図ａの一部切り欠き正面
図、第３図ｃはリードフレーム位置検知部におけ
るランドの位置検知および位置補正作用を説明す
るための拡大平面図、第４図はリードフレームの
ランドの位置検知、演算補正機構を示すブロツク
図である。 １……リードフレーム、２……ランド、１８…
…位置検出部、１６，１７，２２，２３……送り
機構、４１……比較演算回路、４３……補正駆動
機構部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ リードフレーム送り通路内でリードフレーム
   を順次送り、ボンデイング位置で、リードフレー
   ムのランド上に半導体素子をボンデイングするボ
   ンデイング装置におけるリードフレームの自動送
   り位置決め機構であつて、 リードフレームの送り方向に配設されたイメー
   ジセンサ上でリードフレームの各ランドの両端を
   検出することにより各ランドの中心位置を検知す
   る位置検出部と、 前記リードフレームの各ランドを前記位置検出
   部に位置するように送る送り機構部と、 前記位置検出部によつて検知されたランドの中
   心位置情報と当該位置検出部に予め定められてい
   る正常中心位置情報とを比較演算する比較演算回
   路と、 リードフレームを前記位置検出部からボンデイ
   ング位置へ移動させる場合、ランド位置が正確に
   一致するように、前記比較演算回路によつて演算
   された位置差に相当する分だけ、リードフレーム
   とボンデイング位置を相対的に補正移動させる補
   正駆動機構部と、 からなる半導体素子のボンデイング装置における
   リードフレームの自動送り位置決め機構。