JPH0671016B2 - 半導体組立装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、半導体装置の製造に用いられる組立装置に
関する。

〔従来の技術〕

第３図に従来のワイヤボンディング装置の構成を示す。
この装置は、リードフレームを搬送するためのフィーダ
（１）を備えており、フィーダ（１）の中央部にボンデ
ィング加工部（２）が設けられている。また、ボンディ
ング加工部（２）の近傍には、XYテーブル（３）に搭載
されたボンディングヘッド（４）が配置されている。ボ
ンディングヘッド（４）には、その基端部が軸支された
ボンディングアーム（41）が移動自在に設けられてい
る。

フィーダ（１）の斜視図を第４図に示す。フィーダ
（１）には一対のレール（11）が設けられており、この
レール（11）の中央部にボンディング加工部（２）が形
成されている。ボンディング加工部（２）は、ヒートブ
ロック（21）及びフレーム押さえ板（22）等を備えてい
る。フィーダ（１）の入口側及び出口側にはそれぞれレ
ール（11）上にフレーム送りクランパ（12）及び（13）
がレール（11）の長さ方向に移動自在に設けられてい
る。第５図に示すように、入口側のレール（11）とフレ
ーム送りクランパ（12）により搬入部（５）が、出口側
のレール（11）とフレーム送りクランパ（13）により搬
出部（６）がそれぞれボンディング加工部（２）と共に
レール（11）に沿って一体的に形成されている。

そして、搬入部（５）に未加工品としてのリードフレー
ム（７）が搬入されると、このリードフレームは搬入部
（５）のフレーム送りクランパ（12）によって上下から
挟まれ、このクランパ（12）と共に移動してボンディン
グ加工部（２）に搬送される。第６図及び第７図に示す
ように、リードフレーム（７）は、そのダイパッド（7
1）上に予め搭載された半導体ペレット（８）がフレー
ム押さえ板（22）の開口部（221）内に収容される位置
でフレーム押さえ板（22）及びヒートブロック（21）に
より押さえ込まれて固定される。このとき、レール（1
1）に組み込まれたパイロットピン（111）が上昇して予
めリードフレーム（７）に形成されている位置合わせ用
の貫通孔（72）に挿入され、これによりリードフレーム
（７）の位置合わせがなされる。また、ヒートブロック
（21）は内蔵の加熱ヒータ（211）により加熱されてお
り、これによりリードフレーム（７）及び半導体ペレッ
ト（８）は所定温度に加熱される。この状態で、第８図
に示すように、ボンディングアーム（41）の先端に固定
されたキャピラリチップ（42）により半導体ペレット
（８）の電極（81）とリードフレーム（７）のリード
（73）との間のワイヤボンディングが行われる。

一つの半導体ペレット（８）のワイヤボンディングが終
了すると、フレーム送りクランパ（12）によってリード
フレーム（７）はダイパッド（71）の１ピッチだけ移動
し、次の半導体ペレット（８）に対するワイヤボンディ
ングが行われる。このようにして、リードフレーム
（７）上の全ての半導体ペレット（８）のワイヤボンデ
ィングが終了すると、リードフレーム（７）は搬出部
（６）のフレーム送りクランパ（13）により挟まれてフ
ィーダ（１）から排出される。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、このようなワイヤボンディング装置によ
り複数の品種のリードフレーム（７）の加工を行う場合
には、品種により半導体ペレット（８）の大きさ、リー
ドフレーム（７）のダイパッド（71）の大きさ、リード
フレーム（７）当たりの半導体ペレット（８）の個数、
リードフレーム（７）の幅、リードフレーム（７）のダ
イパッド（71）のピッチ等が変化するので、装置内で品
種変更に伴う段取り替えをする必要がある。

この場合、搬入部（５）及び搬出部（６）では、レール
（11）の間隔調整、フレーム送りクランパ（12）及び
（13）の送りピッチの調整等により比較的容易に段取り
替えが行われるが、ボンディング加工部（２）では、品
種に応じてヒートブロック（21）、フレーム押さえ板
（22）、パイロットピン（111）等を交換しなければな
らず、段取り替えに長時間を要してしまう。また、ボン
ディング加工部（２）においてワイヤボンディングに必
要な高い位置精度を保つため、部品交換後の調整に時間
がかかる。このため、従来のワイヤボンディング装置を
インラインで使用した場合には、段取り替え時に長時間
生産ラインが停止し、少量多品種の製品を製造しようと
すると生産効率が著しく低下するという問題があった。

この発明はこのような問題点を解消するためになされた
もので、少量多品種の製品を優れた生産効率で製造する
ことのできる半導体組立装置を提供することを目的とす
る。

〔課題を解決するための手段〕

この発明に係る半導体組立装置は、未加工品を搬入する
搬入部と、搬入部により搬入された未加工品に所定の加
工を施す加工部と、加工部で加工が施された加工済品を
搬出する搬出部とを備えると共に加工部は搬入部及び搬
出部から分離自在に設けられたものである。

〔作用〕

この発明においては、加工部が搬入部及び搬出部から分
離自在に設けられており、製品の品種変更時には加工部
自体を交換する。

〔実施例〕

以下、この発明の実施例を添付図面に基づいて説明す
る。

第１図は本発明の一実施例に係る半導体組立装置の概略
斜視図である。この装置は、リードフレーム上に搭載さ
れた半導体ペレットの電極とそのリードフレームのリー
ドとの間のワイヤボンディングを行う装置であって、リ
ードフレームを搬送するためのフィーダ（31）を備えて
いる。フィーダ（31）は、未加工品として半導体ペレッ
トが搭載されたリードフレームを搬入するための搬入部
（32）と、未加工品にワイヤボンディングを施すボンデ
ィング加工部（33）と、ボンディング加工部（33）でワ
イヤボンディングが済んだ加工済品を搬出するための搬
出部（34）とを備えている。これら搬入部（32）、ボン
ディング加工部（33）及び搬出部（34）は一直線上に配
列されており、ボンディング加工部（33）は矢印Ａのよ
うに搬入部（32）及び搬出部（34）から分離自在に設け
られている。

また、フィーダ（31）の近傍にはXYテーブル（35）が配
置され、XYテーブル（35）上にボンディングヘッド（3
6）が搭載されている。ボンディングヘッド（36）に
は、その先端部がフィーダ（31）のボンディング加工部
（33）の上部に位置するボンディングアーム（361）が
設けられている。このボンディングアーム（361）の基
端部はボンディングヘッド（36）に軸支されており、ボ
ンディングアーム（361）の先端部はボンディング加工
部（33）の上部において移動できるようになっている。

第２図にフィーダ（31）の詳細な構造を示す。定盤（31
1）上に搬入部（32）と搬出部（34）とが所定の間隔Ｄ
を隔てて固設されている。搬入部（32）は一対のレール
（321）とこのレール（321）に取り付けられたフレーム
送りクランパ（322）を有し、さらにレール（321）の幅
を調節する調節機構（323）とフレーム送りクランパ（3
22）をレール（321）に沿って移動させる移動機構（32
4）とを備えている。一方、搬出部（34）も搬入部（3
2）と同様に、一対のレール（341）とこのレール（34
1）に取り付けられたフレーム送りクランパ（342）を有
し、さらにレール（341）の幅を調節する調節機構（34
3）とフレーム送りクランパ（342）をレール（341）に
沿って移動させる移動機構（344）とを備えている。
尚、調節機構（323）及び（343）と移動機構（324）及
び（344）は、コンピュータ等からなる図示しない制御
装置に電気的に接続されており、制御装置からの信号に
基づいて作動する。

ボンディング加工部（33）が定盤（311）とは別に独立
した一ユニットとして形成されている。このボンディン
グ加工部（33）は、特定の品種のリードフレーム及び半
導体ペレットに対応するものであり、一対のレール（33
1）、レール（331）の間に位置するヒートブロック（33
2）及びヒートブロック（332）の上部に位置するフレー
ム押さえ板（333）、パイロットピン（図示せず）等を
備えている。また、ボンディング加工部（33）は搬入部
（32）と搬出部（34）との間隔Ｄとほぼ等しい長さを有
すると共に、そのレール（331）はボンディング加工部
（33）を定盤（311）上に載置したときに搬入部（32）
及び搬出部（34）の各レール（321）及び（341）と同じ
高さになるように設けられている。

第２図では一つのボンディング加工部（33）しか示され
ていないが、このようなボンディング加工部（33）が複
数の品種のリードフレーム及び半導体ペレットにそれぞ
れ対応して複数台形成されている。各ボンディング加工
部（33）は、予め定盤（311）外部において、リードフ
レーム送り精度、リードフレーム固定力、ヒートブロッ
ク（332）の水平度、リードフレーム位置決め精度等が
測定され、それぞれ許容値内に入るように調整された
後、保管されている。

また、搬入部（32）と搬出部（34）の間に位置する定盤
（311）上にはボンディング加工部（33）の位置合わせ
のためのストッパ（312）が設けられ、搬入部（32）及
び搬出部（34）の側方の定盤（311）上にはそれぞれボ
ンディング加工部（33）を固定するための固定機構（31
3）が設けられている。固定機構（313）はスプリング等
によりボンディング加工部（313）をストッパ（312）の
方向に押圧するものであるが、これに限るものではな
く、各種の機構を用いることができる。

次に、この実施例の動作を述べる。

まず、加工しようとするリードフレーム及び半導体ペレ
ットの品種に対応したボンディング加工部（33）を搬入
部（32）と搬出部（34）との間に装着する。ボンディン
グ加工部（33）は定盤（311）上をストッパ（312）の方
向に挿入され、ボンディング加工部（33）の側部がスト
ッパ（312）に当接したところで固定機構（313）により
強固に固定される。

このようにしてボンディング加工部（33）を装着する一
方、図示しない制御装置に制御データを入力して、搬入
部（32）及び搬出部（34）の調整機構（323）及び（34
3）によりレール（321）及び（341）の幅を今回の品種
に適合させると共に移動機構（324）及び（344）に今回
の品種に適合したフレーム送りクランパ（322）及び（3
42）の送りピッチを設定する。

その後、未加工品として半導体ペレットが搭載されたリ
ードフレームが搬入部（32）によりボンディング加工部
（33）に搬入され、ここでワイヤボンディングが施され
る。一つの半導体ペレットのワイヤボンディングが終了
すると、搬入部（32）のフレーム送りクランパ（322）
によってリードフレームはダイパッドの１ピッチだけ移
動し、次の半導体ペレットに対するワイヤボンディング
が行われる。このようにして、一つのリードフレーム上
の全ての半導体ペレットのワイヤボンディングが終了す
ると、加工済品であるリードフレームは搬出部（34）の
フレーム送りクランパ（342）により挟まれてフィーダ
（31）から排出される。

品種の変更時には、固定機構（313）を解放してボンデ
ィング加工部（33）を取り外し、代わりに新たな品種に
対応するボンディング加工部を定盤（311）上に装着し
た後、これを固定機構（313）により固定する。一方、
図示しない制御装置の制御データを変更して、搬入部
（32）及び搬出部（34）のレール（321）及び（341）の
幅の調整及びフレーム送りクランパ（322）及び（342）
の送りピッチの設定を行う。これにより、ボンディング
加工部（33）を調整することなく、すぐに次の品種の生
産を行うことができる。

尚、上記の実施例のようにボンディング加工部（33）の
交換後、調整なしで次のボンディング作業に移行するた
めに、XYテーブル（35）及び定盤（311）を±20μｍ程
度の平面度に作成すれば十分である。

この実施例によれば、ボンディング加工部（33）自体を
既に調整済みの他品種用のボンディング加工部（33）と
交換するので、品種変更時の段取り替えの時間が大幅に
短縮されると共に高品質の製品を得ることができる。ま
た、半導体組立装置の外部に取り外した状態で、すなわ
ち周囲に干渉するものがない状態でボンディング加工部
（33）の測定及び調整を容易に行うことができる。

また、上記実施例ではワイヤボンディング装置について
述べたが、この発明はダイボンディング装置にも適用さ
れる。この場合、加工部はリードフレームのダイパッド
上への半導体ペレットの搭載を行う。

〔発明の効果〕

以上説明したように、この発明に係る半導体組立装置
は、未加工品を搬入する搬入部と、搬入部により搬入さ
れた未加工品に所定の加工を施す加工部と、加工部で加
工が施された加工済品を搬出する搬出部とを備えると共
に加工部は搬入部及び搬出部から分離自在に設けられて
いるので、少量多品種の製品を効率よく製造することが
可能となった。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係る半導体組立装置を示す
斜視図、第２図は実施例の要部を示す斜視図、第３図は
従来の半導体組立装置を示す斜視図、第４図及び第５図
はそれぞれ第３図の装置におけるフィーダの斜視図及び
平面図、第６図〜第８図はそれぞれ第３図の装置におけ
るボンディング加工部の平面図、断面図及び斜視図であ
る。 図において、（31）はフィーダ、（32）は搬入部、（3
3）はボンディング加工部、（34）は搬出部、（42）は
ボンディングヘッドである。 なお、各図中同一符号は同一または相当部分を示す。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】未加工品を搬入する搬入部と、前記搬入部
   により搬入された未加工品に所定の加工を施す加工部
   と、前記加工部で加工が施された加工済品を搬出する搬
   出部とを備えると共に前記加工部は前記搬入部及び前記
   搬出部から分離自在に設けられたことを特徴とする半導
   体組立装置。
2. 【請求項２】前記加工部は、ワイヤボンディングを行う
   請求項１記載の半導体組立装置。
3. 【請求項３】前記加工部は、ダイボンディングを行う請
   求項１記載の半導体組立装置。