JPH0646641B2 - 半導体装置の組立装置及びその測定方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 (イ) 産業上の利用分野 本発明は半導体装置、特にトランジスタの一貫生産に適
した組立装置と一貫生産に適した測定方法に関する。

(ロ) 従来の技術 樹脂封止型半導体装置の組立方法においては、半導体ウ
エハ状態で素子領域を加工し、分断したペレット単体
（チップ）に対して複数のリードを一体に形成したリー
ドフレームを用意し、各リードフレーム上にペレットを
ボンディングし、このペレットの電極とリードとをワイ
ヤボンディングし、さらにペレットとリードの一部を封
止する樹脂モールドを行う一連の組立工程を必要とし、
従来はこれら組立作業を各工程ごとに独立した自動機械
により行っている。近年、上記組立工程間を連続させ組
立作業の一貫化が図られているが、その場合組立工程に
おけるリードフレームの供給方法が問題となる。

一般に組立機械へのリードフレームの供給手段として、
(1)リードフレームを複数のペレット単体に対応する適
当な長さに切断した短尺フレームとして供給する、 (2)
フープ状の連続フレームとして連続供給する等の２種の
方法があるが、特に軽薄短小化が進んだディスクリート
製品（チップトランジスタ等）では生産規模や取扱いの
容易等の点で上記(2)の手法が適している。

(ハ) 発明が解決しようとする課題 しかしながら、上記(2)はフレームが連続体である為作
業の中断、品種交換が必要な場合に対処できず、全工程
を一貫した場合に工程間のストックをとりにくい、さら
には全工程の処理速度が最も遅い工程の処理速度に統一
されてしまう欠点があった。

(ニ) 課題を解決するための手段 本発明は上記従来技術の問題点を解消すべくなされたも
ので、ペレットボンド、ワイヤボンド、及び樹脂モール
ドを行う第１の組立装置と、バリ取り、半田コーティン
グ、及び洗浄・乾燥を行う第２の組立装置と、測定、マ
ーキング、及び選別を行う第３の組立装置から成ること
を特徴とする。また、上記第３の組立装置における半導
体装置の測定方法は、先ず１つのリードを残して個々の
半導体装置を連続体リードフレームから切断すると共
に、前記連続体リードフレームを所定の長さの短尺状に
切断し、短尺状部分を残りの連続体リードフレームから
分離した状態で半導体装置の測定を行うことを特徴とす
る。

(ホ) 作用 本発明によれば、処理速度が比較的近接した工程を１つ
のラインに分割・統合したので、ペレットボンディング
から測定・選別まで各工程の処理能力を損うこと無く一
貫生産ができる。また、連続体リードフレームから短尺
状に切離した状態で測定を行うので、測定すべき半導体
装置を連続体リードフレームの浮遊容量から分離でき
る。

(ヘ) 実施例 以下、本発明を図面を参照しながら詳細に説明する。

第１図は本発明の組立装置の概略を示し、第２図は半導
体装置の一貫生産に用いる連続体リードフレームを示
す。

先ず連続体リードフレームを説明する。第２図Ａ及び第
２図Ｂにおいて、連続体リードフレーム(1)はフレキシ
ビリティに優れた肉厚０．１〜０．５mmの銅系合金材料
から成り、半導体装置を形成するのに必要な部分、即
ち、半導体ペレット載置用のアイランド(2)と外部接続
用のリード端子(3)(4)(5)を連結細条(6)とタイバー(7)
とで２列に保持した形状を有する。(3)がコレクタ用の
リード端子であり、アイランド(2)から連続することに
よりこれを支持する役目も有する。(4)(5)がエミッタ用
及びベース用のリード端子である。連結細条(6)の１本
には送り用の穴が設けられる。そして、上記連続体リー
ドフレーム(1)の幅に合致する幅の巻き取りリール(8)に
長さ１００乃至１５０ｍのリードフレーム(1)を巻いて
１巻のリールとする。尚、本願は１条２列を例とした
が、１条３列、１条４列へと発展させることも可能であ
る。

次に本発明の組立装置による組立工程を順に説明する。
第１図Ａは第１の組立装置、第１図Ｂは第２の組立装
置、第１図Ｃは第３の組立装置を夫々示す。

第１の組立装置においては、まず第２図Ａに示すごとき
リール(8)に巻いた連続体リードフレーム(1)をフレーム
ローダにより連続的に繰出し、ペレットボンド装置(9)
の水平なフレーム移送面に沿ってリードフレーム(1)の
１ステーションごとに間欠的に移送すると共に、間欠移
送されるリードフレーム(1)のアイランド(2)面に対し、
ロウ材供給装置によって銀ペースト等のロウ材を塗布す
る。その後、あらかじめ半導体ウエハをスクライブして
単体ペレットを用意し、この中から半導体ペレットを個
々に取出してリードフレーム(1)の移送ラインにのせ、
さらにペレットボンド装置(9)を作動させて各ペレット
を１個ずつリードフレーム(1)のアイランド(2)面に位置
決めし、こすり付け及び加熱によりペレット付けを行
う。

ペレットボンドが終了した連続体リードフレーム(1)
は、ある程度たるませてバッファとした後、ワイヤボン
ド装置(10)の移送面に移送される。ワイヤボンド装置(1
0)では、リードフレーム(1)上に固定されたペレットの
上部電極パッドと対応リードとの間をワイヤボンドを動
作させることによって金線やアルミワイヤで接続する。

ペレットボンド、ワイヤボンドが終了した連続体リード
フレーム(1)は、再度バッファを通った後モールド装置
(11)へ移送される。モールド装置(11)では、連続体リー
ドフレーム(1)を所定の長さだけモールド装置(11)の上
下型内にセットし、上下型を閉じて熱硬化性樹脂を圧力
導入しペレットを包含する樹脂モールドを行い、その後
型を開いてモールドした半導体装置を取出す。

以上の３工程を終了した連続体リードフレーム(1)は、
フレームローダによって再度リール(8)に巻取られ、第
１の組立装置が行う組立工程を終了する。上記３種類の
装置の処理速度は、ペレットボンド装置(9)が約０．５
秒／個、ワイヤボンド装置(10)が約０．４秒／個、モー
ルド装置(11)が約０．３秒／個であるので、第１の組立
装置全体の処理能力を０．４〜０．５秒／個に設定すれ
ば、各装置の処理能力を損うこと無く効率的にライン・
バランスさせることができる。

第１の組立装置を通過したリール(8)はバッファとして
貯えると共に、今度は第１図Ｂに示す第２の組立装置の
フレームローダへ換装する。このフレームローダは連続
体リードフレーム(1)を連続的に繰出し、バリ取り装置
(12)の処理槽内へ移送する。バリ取り装置(12)では連続
的に移動する連続体リードフレーム(1)を例えば液体ホ
ーニング処理し、モールド工程で形成されたバリを除去
する。

続いて連続体リードフレーム(1)を半田付装置(13)へ移
送し、半田ディップ又は半田のローラーコーティングに
よって連続体リードフレーム(1)のリード端子(3)(4)(5)
部分を半田付けする。その後超音波洗浄装置(14)、洗浄
及び乾燥装置(15)によって半田付け後の連続体リードフ
レーム(1)を洗浄・乾燥し、フレームローダによって再
度リールに巻取って第２の組立装置が行う組立工程を終
了する。上記装置の処理速度は半田付け装置(13)が約
０．１秒／個であり、残りの装置は処理速度の自由度が
大きいので、第２の処理装置全体の処理能力は約０．２
秒／個であり、各装置の処理能力を損うこと無く効率的
にライン・バランスさせることができる。また、第２の
組立装置は全てリードフレーム(1)の連続的な移送が可
能なので、装置を複雑化せずに済む。

第２の組立装置を通過したリール(8)は、再度バッファ
として貯え、今度は第３の組立装置のフレームローダへ
換装する。第３の組立装置は、まずフレームローダによ
り連続体リードフレーム(1)を第３の組立装置の水平な
フレーム移送面に沿ってリードフレーム(1)の１ステー
ションごとに間欠的に移送する共に、切断装置(16)を動
作させることによって所定の数の半導体装置ごとにエミ
ッタ用リード端子(4)とベース用リード端子(5)を切断
し、さらに所定数のステーションごとに連続体リードフ
レーム(1)を切断して所定長さの短尺状のリードフレー
ム(1)にする。ステーション数は１０乃至２０個程度と
しその結果短尺状リードフレーム(1)の長さは１５乃至
３０cm程度である。この状態で各半導体装置は短尺状リ
ードフレーム(1)に対しコレクタ用リード端子(3)だけで
保持された形状となり、電気的にもコレクタ共通となっ
て各種電気的特性の測定が可能になる。

上述した測定方法によれば、長大寸法の連続体リードフ
レーム(1)から短尺状リードフレーム(1)が切離された状
態で測定を行うので、連続体リードフレーム(1)の浮遊
容量から被測定半導体装置を切離すことができ、よって
正確な試験測定が可能になる。しかも、半導体装置は短
尺状リードフレーム(1)に保持された状態なので、静電
気等で半導体装置が飛散することも無く作業性に優れ、
短尺状リードフレーム(1)は短いので測定に悪影響を及
ぼす浮遊容量が小さい。その為、信頼性の高い測定がで
きると共に、測定装置に簡素化できる。

リード端子(4)(5)が切断された連続体リードフレーム
(1)は、続いて測定装置(17)の移送面に移送され、測定
装置(17)を動作させることにより各半導体装置の各種電
気的特性の試験測定を行う。この試験はｈ_FE（電流増幅
率）、Ｖ_CEO（コレクタ・エミッタ間電圧）等、トラン
ジスタ特性の全ての特性測定を行う。また、測定データ
は図示せぬデータ保持装置（コンピュータ）に送出され
て良品、不良品の判定が成されると共に、この測定結果
が半導体装置ごとに対応されて保持される。

測定が終了した連続体リードフレーム(1)はマーキング
装置(18)の移送面に移送され、マーキング装置(18)を動
作させることによって半導体装置のモールド表面に品
番、品種のマーキングが処される。マーキングには例え
ばＹＡＧレーザや炭酸ガスレーザを用い、前記測定デー
タに基いて良品にのみマーキングする。不良品には前記
レーザ光を遮断することでマーキングしない。

マーキングが終了した短尺状リードフレーム(1)は続い
てリード成形用金型を具備するカットベンド装置(19)の
移送面に移送され、カットベンド装置(19)によってコレ
クタ用リード端子(3)を切断することにより短尺状リー
ドフレーム(1)から各半導体装置を切離す。切断された
各リード端子(3)(4)(5)は同じくカットベンド装置(19)
により所望形状に折り曲げられ、切離された半導体装置
は真空吸着装置により測定装置(20)の作業台へ移送され
る。不用となった短尺状リードフレーム(1)の残部は移
送面上から除去・廃棄する。

上記測定装置(20)の作業台上へ載置された半導体装置
は、測定装置(20)によって再度測定を受ける。この測定
は前回の測定と異り最終チェックが目的なので、前回の
測定より試験項目が少く、トランジスタの重要ファクタ
ーのみの測定となる。前回の測定で不良と判定されたも
のは前記測定データに基いて測定せずに先送りし、最終
チェックの測定データは１回目測定データと同じく上記
データ保持装置に送出する。最終チェックが終了した半
導体装置は真空吸着装置によって作業台上から移送さ
れ、１回目又は２回目測定で不良と判定されたものは廃
棄、両方共パスしたものは１回目測定データに基いてラ
ンク分け、梱包される。梱包はユーザーの要求に従って
テープキャリア(21)やスティック状の箱に梱包され、以
上で第３の組立装置が行う組立工程を終了する。上記装
置の処理速度は１回目の測定が最も遅く約０．５秒／個
であるので、第３の組立装置全体の処理速度も約０．５
秒／個となる。また、第３の組立装置はバッファを設け
ずに全体を１体の移送ラインで結ぶことができる。

以上説明した本願の組立装置によれば、各処理装置の処
理速度に鑑み、処理速度が類似した装置だけを集合させ
て全体のラインを構成したので、第１，第２，第３の組
立装置の夫々の処理速度を最適化設計することができ
る。また、第１，第２及び第３の組立装置の処理速度の
比は５：１：５程度なので、第１と第３の組立装置を夫
々５台、第２の組立装置を１台設ければ、全体としてバ
ランスのとれた組立ラインとすることができる。

また、本願の測定方法は、連続体リードフレーム(1)か
ら短尺状リードフレーム(1)に切断した状態で測定する
ので、連続体リードフレーム(1)の浮遊容量による影響
を除去して正確な測定を行うことができる。しかも、半
導体装置を単体に分離せずに測定するので、チップ状の
半導体装置でも取扱いが容易であり、その為組立装置の
大型化・複雑化を避けることができる。

(ト) 発明の効果 以上説明した如く、本発明によれば組立装置単体での処
理能力を損うことの無い、処理速度の最適化が可能な、
ペレット投入から組立完成・梱包までを連続的に一貫生
産できる半導体装置の組立装置を提供できる利点を有す
る。また、本願の測定方法によれば、浮遊容量の影響が
無い、正確な測定ができると共に、半導体装置の取扱性
に優れた測定方法を提供できる利点をも有する。

【図面の簡単な説明】

第１図Ａ乃至第１図Ｃは本発明の組立装置を説明する為
の概略図、第２図Ａ及び第２図Ｂは夫々本発明における
リードフレームを示す側面図及び平面図である。 (1)は連続体リードフレーム、(2)はアイランド、(3)(4)
(5)は夫々コレクタ、エミッタ、ベース用のリード端
子、(17)(20)は測定装置である。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】一定量巻取った連続体リードフレームを供
   給する手段と、供給された前記連続体リードフレームの
   夫々のリードフレームに半導体ペレットを固着する手段
   と、この半導体ペレットの電極とリードとをワイヤボン
   ディングする手段と、さらに前記半導体ペレットと前記
   リードの一部を封止する樹脂モールドを行う手段と、樹
   脂モールドを終了した前記連続体リードフレームを巻取
   る手段とを備えた第１の組立装置と、 上記樹脂モールドが終了した連続体リードフレームを供
   給する手段と、供給された前記連続体リードフレームの
   個々の半導体装置の樹脂バリを除去する手段と、前記半
   導体装置のリードを半田コーティングする手段と、前記
   連続体リードフレームを順次洗浄・乾燥する手段と、洗
   浄・乾燥を終了した前記連続体リードフレームを巻取る
   手段とを備えた第２の組立装置と、 上記洗浄・乾燥が終了した連続体リードフレームを供給
   する手段と、供給された前記連続体リードフレームの個
   々の半導体装置を試験測定する手段と、この測定結果に
   基いて前記半導体装置を分類する手段とを備えた第３の
   組立装置から成ることを特徴とする半導体装置の組立装
   置。
2. 【請求項２】個々の半導体装置の樹脂モールドが終了し
   た連続体リードフレームを供給し、１つのリードを残し
   て前記半導体装置を前記連続体リードフレームから切離
   すと共に、前記連続体リードフレームを所定の長さに切
   断し、前記１つのリードで保持された状態で各々の半導
   体装置の測定を行うことを特徴とする半導体装置の測定
   方法。