JPH0590309A - 位置決め方法および位置決め装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ダイボンド装置において、位置決め不良時に
リードフレームが変形したり、位置決め用接触部品が摩
耗して位置決め精度が低下するのを防ぐ。 【構成】 リードフレーム２の位置決めピン穴２ａに光
Ａを照射し、その位置決めピン穴２ａを通過した光Ａを
レンズ２５を介して画像処理装置２７に入射させる。画
像処理装置２７によって光軸に対する位置決めピン穴２
ａの位置ずれ量を測定する。半導体チップ５の移載位置
を、初期位置に対して前記位置ずれ量だけ補正する。こ
のため、リードフレーム２に対する半導体チップ５の位
置決めを非接触で行なえるようになる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えばリードフレーム
に半導体チップを位置決めする際の位置決め方法および
位置決め装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、リードフレームに半導体チップを
接合させるダイボンド装置では、リードフレームをチッ
プ搭載位置に位置決めするためにリードフレームの位置
決め穴に位置決めピンを嵌合させる構造のものがある。
この種のダイボンド装置を図４および図５によって説明
する。

【０００３】図４は従来のダイボンド装置を示す斜視
図、図５は従来のダイボンド装置におけるリードフレー
ム位置決め部を拡大して示す斜視図である。これらの図
において、１はダイボンド装置で、このダイボンド装置
１は、リードフレーム２を支持するレール３と、このレ
ール３上でリードフレーム２を搬送する送り爪４と、半
導体チップ５を前記リードフレーム２に移載してダイボ
ンドするボンディング装置本体６等とから構成されてい
る。

【０００４】前記レール３はリードフレーム２の側部を
支承してその長手方向へ案内する構造とされている。ま
た、前記送り爪４は不図示の駆動装置によって図４中矢
印で示すようにボックス動作を行ない、リードフレーム
２の送り穴に係合してリードフレーム２を前記レール３
上で一方向へ送るように構成されている。

【０００５】前記ボンディング装置本体６は、半導体チ
ップ５を吸着保持するコレット７と、このコレット７を
取付けるボンディングヘッド８と、前記コレット７およ
びボンディングヘッド８を上下動させる上下動ユニット
９と、この上下動ユニット９をＸ方向およびＹ方向に沿
って移動させるＸＹテーブル１０等とを備えている。

【０００６】なお、１１は前記ＸＹテーブル１０のＹ方
向駆動モータ、１２はＸＹテーブル１０のＸ方向駆動モ
ータである。また、１３はボンディング前の半導体チッ
プ５が載置されるステージである。

【０００７】このように構成されたボンディング装置本
体６では、上下動ユニット９とＸＹテーブル１０によっ
てボンディングヘッド８およびコレット７がＸ，Ｙ，Ｚ
の３軸方向へ自在に移動することができる。

【０００８】図５において１４はリードフレーム２を所
定のボンディング位置に位置決めするための位置決めピ
ンで、この位置決めピン１４は位置決めピンホルダー１
５に立設されている。

【０００９】また、この位置決めピン１４は、リードフ
レーム２に穿設された位置決めピン穴２ａに嵌入する寸
法をもって形成されている。なお、リードフレーム２の
位置決めピン穴２ａは、半導体チップ接合部と対応する
位置に等間隔おいて複数配設されている。

【００１０】位置決めピンホルダー１５は、不図示の駆
動装置によって上下移動自在に設けられている。すなわ
ち、この位置決めピンホルダー１５を上昇させて位置決
めピン１４を前記位置決めピン穴２ａに下から嵌入させ
ることで、リードフレーム２を所定位置に位置決めする
ことができる。

【００１１】次に、従来のボンディング装置１の動作を
説明する。レール３上で案内されたリードフレーム２
は、送り爪４がボックス動作を行なうことによってピッ
チ送りされる。そして、リードフレーム２がボンディン
グ点まで送られると、ステージ１３上に置かれた半導体
チップ５をボンディングヘッド８の先端に取付けたコレ
ット７によって真空吸着し、リードフレーム２上に移
載，固着させる。

【００１２】なお、半導体チップ５は、不図示の他のユ
ニットによって良品のみ選別され、ステージ１３上に載
置される。また、ダイボンド点でリードフレーム２を位
置決めするには、リードフレーム２に等間隔をもって設
けられた位置決めピン穴２ａに位置決めピン１４を嵌入
させることによって行なう。

【００１３】すなわち、送り爪４でのリードフレーム搬
送動作、位置決めピン１４によるリードフレーム２の位
置決め動作およびボンディング装置本体６での半導体チ
ップ移載動作によってボンディングが行なわれる。そし
て、ボンディング終了後はリードフレーム２が１ピッチ
だけ送られ、上述したボンディング動作が繰り返され
る。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】従来のダイボンド装置
は以上のように構成されているため、リードフレーム２
の位置決めピン穴２ａと位置決めピン１４との位置調整
や、ピン交換などのメンテナンスに多大の時間を必要と
するという問題があった。また、位置決め不良となった
とき、位置決めピン１４によってリードフレーム２を変
形させてしまうという不具合もあった。さらに、位置決
めピン１４は接触によって位置決めを行うため、長期に
わたって使用するとリードフレーム２との接触部分が摩
耗してしまい、正確に位置決めすることができなくなっ
てしまう。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明に係る位置決め方
法は、被搬送物を位置決め位置に搬送し、次に、この被
搬送物に穿設された貫通孔に、光軸が基準位置に位置づ
けられかつ前記貫通孔と略同径の光通過孔を通された光
を照射し、その貫通孔を通過した光を拡大レンズを介し
て画像処理装置に入射させ、この画像処理装置によって
光軸に対する貫通孔の位置ずれ量を測定し、前記被搬送
物に搭載物を移載させるときに、この搭載物の移載位置
を、初期移載位置に対して前記位置ずれ量だけ補正する
ものである。

【００１６】本発明に係る位置決め装置は、位置決め用
貫通孔が穿設された被搬送物を搬送し位置決めする搬送
装置と、前記貫通孔と略同径の光通過孔を有しかつこの
光通過孔を通して光を前記貫通孔へ入射させる光照射装
置と、前記貫通孔を通った光を画像処理して光軸に対す
る貫通孔の位置ずれ量を測定する画像処理装置と、前記
被搬送物に搭載物を移載する移載装置とを備え、この移
載装置に、前記画像処理装置によって測定した位置ずれ
量だけ移載位置を補正する補正手段を接続したものであ
る。

【００１７】

【作用】画像処理装置によって測定された被搬送物の位
置ずれ量が搭載物移載用移載装置にフィードバックさ
れ、搭載物が正確な位置に位置決めされる。このため、
被搬送物に対する搭載物の位置決めが非接触で行なわれ
る。

【００１８】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図１ないし図３に
よって詳細に説明する。図１は本発明に係る位置決め装
置を採用したダイボンド装置を示す斜視図、図２は本発
明に係る位置決め装置の構成を示す斜視図、図３は本発
明に係る位置決め装置の位置決め原理を説明するための
図である。これらの図において前記図４および図５で説
明したものと同一もしくは同等部材については、同一符
号を付し詳細な説明は省略する。これらの図において、
２１はボンディング装置で、このボンディング装置２１
は、レール３およびボンディング装置本体６に加えて本
発明に係る位置決め装置２２を備えている。

【００１９】位置決め装置２２は、リードフレーム２の
下方に位置するカバー２３およびファイバーヘッド２４
と、リードフレーム２の上方に位置する拡大用レンズ２
５，光方向変更用ミラー２６および画像処理装置２７等
とから構成されている。

【００２０】前記カバー２３はリードフレーム２の位置
決めピン穴２ａと略同径の光通過孔２３ａが穿設されて
いる。なお、位置決めピン穴２ａと光通過孔２３ａは本
実施例では円形に穿設されている。

【００２１】前記ファイバーヘッド２４はファイバー光
源２８に接続され、ある範囲をもった平行光を前記カバ
ー２３の光通過孔２３ａに照射するように構成されてい
る。このファイバーヘッド２４から照射された光を図２
中一点鎖線Ａで示す。そして、前記カバー２３およびフ
ァイバーヘッド２４は、光Ａによってリードフレーム２
を下方から照らすように配置されている。

【００２２】前記レンズ２５およびミラー２６は前記フ
ァイバーヘッド２４の丁度真上となる位置に配置されて
おり、カバー２３の光通過孔２３ａを通った光Ａを拡大
して後述する画像処理装置２７へ反射させるように構成
されている。

【００２３】画像処理装置２７はミラー２６からの光Ａ
を取り込むカメラ２９と、このカメラ２９に接続された
画像処理システム３０とを備えている。

【００２４】この画像処理システム３０は、リードフレ
ーム２の位置決めピン穴２ａを通過した光Ａの照射範囲
によって位置決めピン穴２ａの中心（図３中Ｃで示す）
を測定し、ファイバーヘッド２４での光照射範囲の中心
（光軸，図３中ａで示す）に対する位置決めピン穴２ａ
の中心Ｃとの距離（位置ずれ量として図３中Ｘ，Ｙで示
す）を測定するように構成されている。なお、図３にお
いて斜線で示す部分は、リードフレーム２の位置決めピ
ン穴２ａを通った光Ａの照射範囲を示す。

【００２５】さらに、この画像処理システム３０は、ボ
ンディング装置本体６のＸＹテーブル１０での半導体チ
ップ搭載位置データを前記位置ずれ量Ｘ，Ｙだけ修正す
る補正手段（図示せず）を備えている。この補正手段と
しては、画像処理システム３０に設ける他に、ＸＹテー
ブル１０側に設けることもできる。

【００２６】次に、このように構成された位置決め装置
２１を使用して本発明に係る位置決め方法を説明する。
ダイボンド点でのリードフレーム２の位置決めは、リー
ドフレーム２に穿設された位置決めピン穴２ａを使用
し、ファイバーヘッド２４からある範囲をもった平行な
光Ａをその位置決めピン穴２ａに照射して行なう。

【００２７】ファイバーヘッド２４から照射された光Ａ
は、カバー２３の光通過孔２３ａを通過し、位置決めピ
ン２ａを通過する。そして、レンズ２５によって拡大さ
れた後、ミラー２６によって方向を変えられてカメラ２
９に取り込まれる。カメラ２９に光が入射すると、画像
処理システム３０がデータ処理を行なう。

【００２８】ここで、位置決め原理を図３によって説明
する。カメラ２９に取り込まれた光Ａは図３に示す斜線
部分であるので、その形状からリードフレーム２の位置
決めピン穴２ａの中心Ｃ点を測定できる。このＣ点が測
定できれば、予め定められた光Ａの中心、すなわち、真
の位置決め位置であるａ点とのずれ量Ｘ，Ｙの値を測定
できることになる。

【００２９】このずれ量Ｘ，Ｙの値を、ボンディングヘ
ッド８が半導体チップ５をリードフレーム２へ固着する
前にＸＹテーブル１０にフィードバックすることによ
り、リードフレーム２のずれを補正することができる。
補正が終了した後は従来通りにボンディング動作が行な
われる。そして、ボンディング終了後はリードフレーム
２が１ピッチだけ送られ、上述した位置決め動作が再び
行われた後にボンディング動作が繰り返される。

【００３０】したがって、本発明によれば、画像処理装
置２７によって測定されたリードフレーム２の位置ずれ
量Ｘ，Ｙがボンディング装置本体６のＸＹテーブル１０
にフィードバックされるから、半導体チップ５を正確な
位置に位置決めすることができるようになる。すなわ
ち、リードフレーム２に対する半導体チップ５の位置決
めを非接触で行なうことができる。

【００３１】また、本実施例ではレンズ２５によって光
Ａを拡大している関係から、位置決め精度を高めること
ができる。

【００３２】なお、本実施例ではダイボンド装置につい
て説明したが、リードフレームの搬送，位置決めを行な
うワイヤボンダ装置に本発明を適用することもできる。
そのようにしても本実施例と同様の効果が得られる。

【００３３】また、本実施例ではリードフレームの位置
決めについて説明したが、位置決めの対象物としては、
位置決め穴を有することが条件となるがプリント基板や
搬送ボード等でもよい。

【００３４】

【発明の効果】以上説明したように本発明に係る位置決
め方法は、被搬送物を位置決め位置に搬送し、次に、こ
の被搬送物に穿設された貫通孔に、光軸が基準位置に位
置づけられかつ前記貫通孔と略同径の光通過孔を通され
た光を照射し、その貫通孔を通過した光を拡大レンズを
介して画像処理装置に入射させ、この画像処理装置によ
って光軸に対する貫通孔の位置ずれ量を測定し、前記被
搬送物に搭載物を移載させるときに、この搭載物の移載
位置を、初期移載位置に対して前記位置ずれ量だけ補正
するものであり、本発明に係る位置決め装置は、位置決
め用貫通孔が穿設された被搬送物を搬送し位置決めする
搬送装置と、前記貫通孔と略同径の光通過孔を有しかつ
この光通過孔を通して光を前記貫通孔へ入射させる光照
射装置と、前記貫通孔を通った光を画像処理して光軸に
対する貫通孔の位置ずれ量を測定する画像処理装置と、
前記被搬送物に搭載物を移載する移載装置とを備え、こ
の移載装置に、前記画像処理装置によって測定した位置
ずれ量だけ移載位置を補正する補正手段を接続したもの
であるため、画像処理装置によって測定された被搬送物
の位置ずれ量が搭載物移載用移載装置にフィードバック
され、搭載物が正確な位置に位置決めされる。

【００３５】したがって、被搬送物に対する搭載物の位
置決めを非接触で行なうことができるから、例えばダイ
ボンド装置に本発明を適用した場合には、メンテナンス
作業が極めて容易になると共に、リードフレームが変形
したり部品の摩耗によって位置決め精度が低下するとい
う不具合を解消することがでできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る位置決め装置を採用したダイボン
ド装置を示す斜視図である。

【図２】本発明に係る位置決め装置の構成を示す斜視図
である。

【図３】本発明に係る位置決め装置の位置決め原理を説
明するための図である。

【図４】従来のダイボンド装置を示す斜視図である。

【図５】従来のダイボンド装置におけるリードフレーム
位置決め部を拡大して示す斜視図である。

【符号の説明】

２ リードフレーム ５ 半導体チップ ６ ボンディング装置本体 １０ ＸＹテーブル ２１ ダイボンド装置 ２２ 位置決め装置 ２３ カバー ２４ ファイバーヘッド ２５ レンズ ２７ 画像処理装置

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被搬送物を位置決め位置に搬送し、次
   に、この被搬送物に穿設された貫通孔に、光軸が基準位
   置に位置づけられかつ前記貫通孔と略同径の光通過孔を
   通された光を照射し、その貫通孔を通過した光を拡大レ
   ンズを介して画像処理装置に入射させ、この画像処理装
   置によって光軸に対する貫通孔の位置ずれ量を測定し、
   前記被搬送物に搭載物を移載させるときに、この搭載物
   の移載位置を、初期移載位置に対して前記位置ずれ量だ
   け補正することを特徴とする位置決め方法。
2. 【請求項２】 位置決め用貫通孔が穿設された被搬送物
   を搬送し位置決めする搬送装置と、前記貫通孔と略同径
   の光通過孔を有しかつこの光通過孔を通して光を前記貫
   通孔へ入射させる光照射装置と、前記貫通孔を通った光
   を画像処理して光軸に対する貫通孔の位置ずれ量を測定
   する画像処理装置と、前記被搬送物に搭載物を移載する
   移載装置とを備え、この移載装置に、前記画像処理装置
   によって測定した位置ずれ量だけ移載位置を補正する補
   正手段を接続したことを特徴とする位置決め装置。