JPH0563032A

JPH0563032A - ボンデイング装置

Info

Publication number: JPH0563032A
Application number: JP3250217A
Authority: JP
Inventors: Tadashi Takano; 忠高野
Original assignee: Kaijo Corp
Current assignee: Kaijo Corp
Priority date: 1991-09-04
Filing date: 1991-09-04
Publication date: 1993-03-12
Anticipated expiration: 2013-12-16
Also published as: US5222648A; JP2839215B2

Abstract

(57)【要約】【目的】被ボンディング部品の品種変更に応じたボン
ディングツールの交換作業を容易に、しかも迅速になし
得ると共に、品種変更に伴なう人為的な誤りの発生を防
止したボンディング装置を提供すること。【構成】ボンディングツール１６と協働して被ボンデ
ィング部品１に対して圧着力を付与するボンディングプ
レート２をダイヤフラム５により保持して遊動自在とな
すことにより、被ボンディング部品１がダイヤフラム５
の自在な撓みによってボンディングツール１６の押圧面
に倣うように装着されるようにし、ボンディングツール
１６の傾斜調整作業を不要とした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、半導体集積回路（Ｉ
Ｃ）や大規模集積回路（ＬＳＩ）などの半導体部品を被
ボンディング部品としてインナーリードボンディングす
る場合やインナーリードされた半導体デバイスを被ボン
ディング部品としてアウターリードボンディングする場
合等に用いることのできるボンディング装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種のボンディング装置として
図４に示すようなテープボンディング装置がある。図４
に示す装置は、被ボンディング部品としての半導体集積
回路（以下、ＩＣと称する。）５１が載置される平坦な
ボンディングプレート５２を含む支持機構５３を有し、
該支持機構５３はＸＹθテーブル５４上に搭載されてい
る。ＩＣ５１は、図示せぬ搬送機構によって該ＩＣの上
方に持ち来されるテープキャリア５６に設けられたリー
ド（図示せず）に対して相対的に位置決めされた後、該
ボンディング装置により熱圧着され、該リードとＩＣ５
１のバンプ（電極）とがボンディング接続される。ＸＹ
θテーブル５４は、支持機構５３に対して水平面内にお
ける二次元的座標並びに回転角度の位置補正を行いテー
プキャリア５６に配置されたリードとＩＣ５１のバンプ
との相対的位置を整合させる。

【０００３】一方、ボンディングプレート５２の上方に
は、ＩＣ５１をボンディングプレート５２に押圧するた
めのボンディングツール５８が配設されている。このボ
ンディングツール５８は、接離機構としてのツール上下
機構５９に取り付けられており、ボンディングプレート
５２に対して近接及び離間するように移動される。この
ツール上下機構５９は、ボンディングツール５８が着脱
自在に取り付けられるツールホルダ６１と、該ツールホ
ルダ６１を保持してスライダとして作用するホルダ取付
ブロック６２と、スライドガイド６３と、中間スライダ
６４と、スライドガイド６５とを備えている。

【０００４】ボンディングツール５８の更に上方には、
該ボンディングツール５８に対して押圧力を付与する押
圧力付与手段としての加圧機構６７が配置され、上記ツ
ール上下機構５９と共にＸＹテーブル６９に取り付けら
れている。

【０００５】次に、上記構成よりなる従来の装置の動作
について説明する。

【０００６】まず、ボンディングプレート５２上に載置
されたＩＣ５１の上方にテープキャリア５６が所定のピ
ッチで間欠的に送られてくると、図示せぬ制御手段から
の指令によりＸＹθテーブル５４が作動し、テープキャ
リア５６上のリードとＩＣ５１との位置の整合が行なわ
れる。その後、ＸＹテーブル６９が作動し、該リード及
びＩＣ５１のバンプに対するボンディングツール５８の
位置決めがなされる。この位置決めが完了すると、ツー
ル上下機構５９が作動し、ボンディングツール５８が下
降してＩＣ５１に当接する。同時に、加圧機構６７の出
力軸６７ａが突出してボンディングツール５８に押圧力
を付与し、ＩＣ５１のバンプとリードとの熱圧着による
ボンディング接続が行なわれる。なお、ボンディング接
続部の加熱は、ボンディングツール５８に内蔵されたカ
ートリッジヒータ（図示せず）等によりなされる。ま
た、ボンディングツール５８の下降及び上昇は、ツール
上下機構５９に設けられた変位検出器７０によって検出
される。

【０００７】このボンディング接続が完了すると、上記
とは逆の過程を経て図４に示す状態に復帰する。以後、
続けてボンディング接続が行なわれるべき多数のＩＣに
対して、上述の一連の動作が繰り返される。

【０００８】ところで、上述したようなボンディング接
続作業を行なう場合、ＩＣ５１とボンディングツール５
８の押圧面との平行度が重要であり、これを得るため、
該ＩＣ及びボンディングツールの相互の傾斜調整を行な
うための傾斜調整機構（図示せず）が、ツールホルダ６
１内に設けられている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
装置においては、被ボンディング部品であるＩＣ５１の
種類変更に伴なうボンディングツール５８の交換の度
に、上記傾斜調整機構を操作して調整を行なう必要があ
る。このような調整作業には多大な時間と労力を費やさ
なければならず、作業者に煩わしさを感じさせると共に
ボンディング作業の高速化並びに能率向上を図る上で解
決されるべき問題となっている。また、この調整作業に
おいて誤調整がなされた場合には、その後の装置の作動
によりＩＣ５１の破壊並びに装置自体の故障等を招来す
る恐れがあるという欠点がある。

【００１０】そこで、本発明は上記従来技術の欠点に鑑
みなされたもので、被ボンディング部品の品種変更に応
じたボンディングツールの交換が迅速かつ容易になさ
れ、しかも、品種変更に伴なう人為的な誤りの発生を防
止することのできるボンディング装置を提供することを
目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明に係るボンディン
グ装置は、被ボンディング部品が載置されるボンディン
グプレートを含む支持機構と、前記被ボンディング部品
を前記ボンディングプレートに押圧するためのボンディ
ングツールと、前記ボンディングツールを前記ボンディ
ングプレートに対して接離せしめると共にその接離方向
に対して垂直な面内において位置決めする接離位置決め
手段と、前記ボンディングツールに押圧力を付与する押
圧力付与手段とを含み、前記支持機構は前記ボンディン
グプレートを保持した弾性部材を備えて構成されたもの
である。

【００１２】

【実施例】以下、本発明の実施例としてのボンディング
装置を図面を参照しつつ説明する。

【００１３】図１に示すように、本発明に係るボンディ
ング装置は、被ボンディング部品であるＩＣ１が載置さ
れる平板状のボンディングプレート２を具備する支持機
構３を有している。図２に示すように、ボンディングプ
レート２には、ＩＣ１を吸着するためのバキューム供給
口２ａが形成されている。支持機構３は、全体として円
形に形成されてボンディングプレート２をその中央部上
面にて保持する弾性部材としてのダイヤフラム５と、こ
のダイヤフラム５と共に密閉空間６を画定するハウジン
グベース７とを有している。ダイヤフラム５は、その外
周部にてダイヤフラム固定板８によりハウジングベース
７に対して固定されている。そして、ダイヤフラム５の
中央部下面にはフロータ９が固着されている。なお、図
２に示すように、ハウジングベース７の底部近傍には、
図示せぬ加圧手段より送給される加圧流体としての圧搾
空気を密閉空間６内に供給するためのエア供給口７ａが
形成されている。また、ハウジングベース７の上端部近
傍には貫通孔が形成されて該貫通孔を経て１本のリード
線１１ａが密閉空間６内に挿通され、フロータ９に接続
されている。但し、この貫通孔はパッキン材１１ｂによ
り閉塞されている。一方、他のリード線１１ｃがハウジ
ングベース７に接続されている。これらフロータ９及び
ハウジングベース７は導電性を有し、これにより電気接
点が構成されている。

【００１４】図１に示すように、支持機構３は、ＸＹθ
テーブル１２上に設けられている。ＩＣ１は、テープク
ランプ１３を具備する搬送機構（該テープクランプ以外
は図示せず）により該ＩＣ１の上方に搬送されてくるテ
ープキャリア１４に設けられたリード（図示せず）に対
して当該ボンディング装置によって熱圧着され、該リー
ドとＩＣ１のバンプとのボンディング接続が行われる。
上記ＸＹθテーブル１２は、支持機構３に対して水平面
内における二次元的座標及び回転角度の位置補正を行
い、それによりテープキャリア１４上のリードとＩＣ１
のバンプとの相対的な位置の整合を行う。なお、テープ
クランプ１３は、図示せぬ機構によって、図における上
下方向において適宜移動可能な構成となっている。

【００１５】図１に示すように、ＸＹθテーブル１２及
び支持機構３の上方には、ボンディングツール１６が配
置されている。ボンディングツール１６は、ＩＣ１が載
置されたボンディングプレート２に押圧してボンディン
グするためのもので、加熱用のカートリッジヒータ（図
示せず）が内蔵されている。このボンディングツール１
６は、接離機構としてのツール上下機構１８により、ボ
ンディングプレート２に対して近接及び離間するように
上下動せしめられる。ツール上下機構１８は、ボンディ
ングツール１６を担持してスライダとして作用するツー
ルホルダ１９と、該ツールホルダ１９を上下方向におい
て案内するスライドガイド２０と、このツールホルダ１
９を上下動させる駆動手段（図示せず）とから構成され
る。なお、ツールホルダ１９には、テープクランプ１３
を押し下げるためのプッシャ１９ａが突設されている。

【００１６】ツール上下機構１８の側方には、ボンディ
ングツール１６の上昇、すなわち、ボンディングプレー
ト２からの離間動作を規制する規制手段としてのツール
ストッパ２２が配設されている。このツールストッパ２
２は、その先端にローラ２２ａが設けられた出力軸２２
ｂを有し、該出力軸２２ｂを出没させる。このツールス
トッパ２２は、前述した密閉空間６（図２に図示）内に
圧搾空気を供給する加圧手段と共に、ボンディングツー
ル１６に対して押圧力を付与する押圧力付与手段を構成
する。

【００１７】上記ツール上下機構１８及びツールストッ
パ２２は、ＸＹテーブル２４に取り付けられている。Ｘ
Ｙテーブル２４は、ボンディングプレート２に対するボ
ンディングツール１６の接離方向である上下方向に対し
て垂直な水平面内において作動する。このＸＹテーブル
２４と、接離機構としてのツール上下機構１８とによっ
て、ボンディングツール１６をボンディングプレート２
に対して接離させると共にその接離方向に対して垂直な
面内において位置決めする接離位置決め手段が構成され
ている。なお、カメラ，照明灯等よりなる撮像装置（図
示せず）は、本実施例ではＸＹテーブル２４に搭載され
ている。

【００１８】次に、上記構成よりなるボンディング装置
の動作を説明する。

【００１９】まず、初めにボンディングツール１６が図
の上方に移動された状態でツール上下機構１８がＸＹテ
ーブル２４の作動により図１に示す状態から同図におけ
る例えば右方に退避せしめられる。また、テープクラン
プ１３についても、図示せぬ機構の作動により、図１の
状態から同図の上方に退避されている。そして、ＸＹθ
テ−ブル１２もまた移動してボンディングプレート２の
上方に比較的大なる空間が確保されるように位置させ、
該ボンディングプレート２上にＩＣ１が図示せぬ搬送手
段によって把持若しくは吸着されて搬送載置される。そ
の後、ＸＹθテーブル１２が再び移動してテープクラン
プ１３の下方に位置決めされる。

【００２０】この後、テープクランプ１３が図１に示す
位置，すなわちテープキャリア１４がＩＣ１に近接する
位置まで移動する。このとき、ボンディングツール１６
は上方退避位置にあり、ＸＹθテーブル１２又はＸＹテ
ーブル２４を移動させて撮像装置によりＩＣ１のバンプ
とリードとを撮像し、この撮像装置からの情報に基づい
てＸＹθテーブル１２及びＸＹテーブル２４を作動させ
て相対的位置補正が行われた後、テープキャリア１４上
のリード（図示せず）とＩＣ１のバンプとの整合が行な
われる。

【００２１】テープキャリア１４上のリードとＩＣ１と
の位置の整合が完了すると、ＸＹテーブル２４が作動し
て該リード及びＩＣ１に対するボンディングツール１６
の水平面内における相対的な位置決めが行われ、ツール
上下機構１８の作動によってボンディングツール１６が
ツールホルダ１９と共に下降し、該ボンディングツール
１６の先端がテープキャリア１４上のリードに当接し、
これを僅かに押下する。すると、図２に示すように、密
閉空間６内に供給されている圧搾空気の圧力によってハ
ウジングベース７の上部フランジ部に接触状態で維持さ
れていたフロータ９が押し下げられてこの接触状態を解
かれ、導通状態であった２本のリード線１１ａ及び１１
ｃの電気接点が遮断される。これにより、ツール上下機
構１８は停止される。なお、このとき、密閉空間６内の
圧力は必要最小限に抑えられており、ボンディングツー
ル１６が下降した際にテープキャリア１４を介してボン
ディングプレート２より受ける圧力が小さく、該反力に
よるツール上下機構１８への影響が回避されている。

【００２２】ツール上下機構１８の停止と同時に、ツー
ルストッパ２２が突出して図１の二点鎖線で示すローラ
２２ａがボンディングツール１６に上昇動作、すなわち
ボンディングプレート２からの離間動作を規制する。こ
の状態で、図２に示すエア供給口７ａを通じて密閉空間
６内に圧搾空気が送給され、テープキャリア１４上のリ
ードとＩＣ１には均等な押圧力が付与され、両者の熱圧
着によるボンディング接続がなされる。

【００２３】ところで、上述のようにツール上下機構１
８の作動によってボンディングツール１６が下降する
際、図１に示すようにツールホルダ１９に突設されたプ
ッシャ１９ａがテープクランプ１３に当接してこれを押
下するため、上記リード及びＩＣ１は互いに高い精度の
密着状態が保たれる。

【００２４】図３は、上記ボンディング装置における支
持機構３の変形例を示すものである。なお、図３に示す
支持機構３において、図２に示す支持機構３と同様又は
対応する部分については同じ参照符合を用いている。

【００２５】図３に示すように、この支持機構３におい
ては、ダイヤフラム５と共に密閉空間６を形成するハウ
ジングベース７が上下２つのブロック２６及び２７に分
割されており、これら両ブロック間にもう一枚のダイヤ
フラム２８が介装されている。そして、密閉空間６内に
は不活性ガスが封入されている。このような構成によ
り、フロータ９に対するリード線１１ａの接続部分の酸
化を防止することができる。

【００２６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係るボン
ディング装置においては、被ボンディング部品が載置さ
れるボンディングプレートが弾性部材により保持されて
遊動自在であるため、被ボンディング部品はこの弾性部
材の自在な撓みによってボンディングツールの押圧面に
倣うように装着されることとなる。従って、従来行われ
ていた作業者によるボンディングツールの傾斜調整作業
は不要となり、被ボンディング部品の品種変更に伴なう
ボンディングツールの交換時間の大幅な短縮及びその簡
略化が達成される他、作業者による誤調整に基づく問題
も回避され、生産性が向上する効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明に係るボンディング装置の側面
図である。

【図２】図２は、図１に示すボンディング装置が具備す
る支持機構の縦断面図である。

【図３】図３は、図２に示す支持機構の変形例の縦断面
図である。

【図４】図４は、従来のボンディング装置の側面図であ
る。

【符合の説明】

１ＩＣ（被ボンディング部品）２ボンディングプレート３支持機構５、２８ダイヤフラム（弾性部材）６密閉空間７ハウジングベース９フロータ１２ＸＹθテーブル１３テープクランプ１４テープキャリア１６ボンディングツール１８ツール上下機構（接離機構）１９ツールホルダ２０スライドガイド２２ツールストッパ（規制手段）２４ＸＹテ−ブル

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被ボンディング部品が載置されるボンデ
ィングプレートを含む支持機構と、前記被ボンディング
部品を前記ボンディングプレートに押圧するためのボン
ディングツールと、前記ボンディングツールを前記ボン
ディングプレートに対して接離せしめると共にその接離
方向に対して垂直な面内において位置決めする接離位置
決め手段と、前記ボンディングツールに押圧力を付与す
る押圧力付与手段とを含み、前記支持機構は前記ボンデ
ィングプレートを保持した弾性部材を有することを特徴
とするボンディング装置。
【請求項２】前記弾性部材は、ダイヤフラムから成
り、前記支持機構は前記ダイヤフラムと共に密閉空間を
画定するハウジングベースを有することを特徴とする請
求項１記載のボンディング装置。
【請求項３】前記押圧力付与手段は、前記密閉空間内
への加圧流体の供給及びその断をなす加圧手段と、前記
ボンディングツールの前記ボンディングプレートからの
離間を規制する規制手段とを有することを特徴とする請
求項１記載のボンディング装置。
【請求項４】前記接離位置決め手段は、前記接離方向
に対して垂直な面内において作動するＸＹテーブルと、
該ＸＹテーブル上に設けられて前記ボンディングツール
を保持してこれを前記接離方向において移動させる接離
機構とを有することを特徴とする請求項１又は請求項２
記載のボンディング装置。