JPH0810190Y2

JPH0810190Y2 - ボンディング装置

Info

Publication number: JPH0810190Y2
Application number: JP11022290U
Authority: JP
Inventors: 勇緩詰; 平馬山崎; 光格山崎
Original assignee: Kaijo Corp
Current assignee: Kaijo Corp
Priority date: 1990-10-23
Filing date: 1990-10-23
Publication date: 1996-03-27
Anticipated expiration: 2005-10-23
Also published as: JPH0467335U

Description

【考案の詳細な説明】［産業上の利用分野］本考案は、ボンディング装置に関し、特にボンディン
グステージ上に載置されるリードフレーム等のフレーム
（以下、フレームという。）を押えるフレーム押えに関
する。

［従来の技術］従来、この種のボンディング装置のフレーム押えとし
ては種々のものが知られている。

例えば、実開昭53-159271号に記載のものがある。こ
れは、第５図及び第６図に示すように、フレーム押え10
の空所10cの周辺に複数個の切り込み10bを設け、各切り
込み10bの間に突出したバネ性を有する突片10aによりフ
レーム１を押えるように構成されている。

このフレーム押え10は、鉄系材料で形成されており、
被ボンディング領域のある範囲においてフレーム１の周
りを鉄系材料の金属面により押えつける構成であるの
で、突片10aのバネ作用により第６図に示すようなたわ
み11を発生させて、各リード1nを圧着して押えつける。

このフレーム押え10では、フレーム１のリード1nのピ
ン数が少ないもの、例えば約14ピン乃至42ピン程度のピ
ン数の比較的少ないものは、フレーム１のリード１本あ
たりの面積が広くかつリードの厚さもあるので、フレー
ム１のリード1n全体を確実に金属面で押えることが可能
である。

しかしながら、上記フレーム押え10では、フレーム１
の各リード1nの１本１本を確実に押えるように突片10a
先端と金属のリード1nとの接触面の摺り合わせ作業に手
間がかかる他、近年のように半導体部品の集積化が進み
リード1nのピン数も約100〜200ピンに増加しかつリード
1nの厚さも薄く、リード1nの幅及びリード1n間の透き間
が小さくなり、しかもICチップ（半導体）が小型化され
るようになると、各リード1nを確実に押えることができ
ない問題がある。

そこで、このようなリード1nのピン数が増加した場合
でもフレームを押さえることができるようにフレーム押
さえに、例えば、シール材を装着してリード1nの周囲全
体を押さえるフレーム押さえが用いられている。

このシール材としては、日本バルカー工業株式会社の
バルカー（登録商標）コードシール（登録商標）＜ソフ
ト＞が用いられる。これは、四ふっ化エチレン樹脂を主
剤とするものであり、柔軟でかつ強靱性に富むものであ
る。そして、−240℃〜＋260℃の範囲での使用が可能で
ある。

［考案が解決しようとする課題］しかしながら、近年のように半導体部品の集積化が進
みリード1nのピン数も増加しかつリード1nの厚みも薄
く、リード1nの幅及びリード1n間の透き間が小さくなっ
たフレームのボンディングを行う場合、ボンディングス
テージの過熱温度は従来と同じで、かつ超音波振動子の
圧着エネルギーをリード1nのピン数の少ない従来のもの
と等しくすると、圧着時に割れ、破損等の損傷が発生す
る欠点がある。そこで、ボンディングステージの温度を
約300℃〜350℃程度まで昇温させることにより、超音波
振動子の圧着エネルギーを小さくして同等の圧着効果を
得ようとする傾向にある。

ところが、従来用いられている前記日本バルカー工業
株式会社のバルカー（登録商標）コードシール（登録商
標）＜ソフト＞では260℃前後が耐熱許容温度であるた
め、かかる温度以上に昇温すると熱硬化し、フレームの
押え効果が急激に低下すると共に温度の上昇に比例して
耐久性が低下する欠点がある。また、一般にシール材は
素材自体の電気絶縁性、断熱性がともに高いので、これ
を介してフレームを押えときは、静電気の発生を避けら
れず、ICチップの静電破壊、更には塵埃付着の一因とな
っている。また、ヒータブロック側にシール材を設けて
フレームを押えたときは、熱伝導が悪いために温度上昇
に時間を要し、生産性の低下をきたすという欠点があ
る。更に、一回のボンディング時に約100〜200ピン程度
のリード1nのピン数が形成されているフレームを押えて
ボンディングすると、ボンディングを行うリード端子の
数量が増加し、全体のボンディングに要する時間も増加
し、しかも連続してボンディングされるためフレーム押
えの熱膨張等により平面度、平行度などが変化して被ボ
ンディング部品の周りを押える力が変化し、各リードの
一本一本を確実に密着して押えることができない欠点が
ある。

そこで、本考案は、上記従来技術の欠点に鑑みてなさ
れたものであって、フレームのリードの各々を押え、各
力をほぼ均一にすると共に長時間の連続ボンディングに
よる金属の熱膨張にも対応できる耐熱性を有する圧縮復
元性黒鉛成形体を用い、長時間の連続ボンディングを行
った場合でもフレームの押え力を一定に保持することが
できるとともに、静電気や塵埃による不良発生が少なく
生産性の高いボンディング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］本考案に係るボンディング装置は、ボンディングステ
ージ上に位置決めされるフレームを押えるフレーム押え
の押え面に該押え面より突出するように圧縮復元性黒鉛
成形体を設けるように構成されたものである。

また、本考案に係るボンディング装置は、ボンディン
グステージ上に位置決めされるフレームを押えるフレー
ム押えの押え面中央に所定の大きさを有する開口部を形
成し、該開口部の周囲に所定の深さを有する凹部を形成
し、この凹部に前記押え面より突出するように圧縮復元
性黒鉛成形体を設けるように構成されたものである。

［実施例］次に、本考案の実施例を図面を用いて詳細に説明す
る。なお、従来の装置と同一の構成及び機能を有するも
のについては同じ符号を用いて説明する。

第１図は、本考案に係るボンディング装置のフレーム
押えによりリードフレームが押えられる状態を示す一部
断面図である。

図において、リードフレーム１（以下、フレームとい
う）はボンディングステージを構成するヒータブロック
２上に図示せぬ搬送機構により搬送され位置決めされ
る。このヒータブロック２内には筒状のヒータが内蔵さ
れており、このヒータブロック２上に位置決めされたフ
レーム１を約300℃〜350℃の範囲で過熱する。フレーム
押え３は、フレーム押え３に固着された圧縮復元性黒鉛
成形体４を介してフレーム１の上方より押圧してフレー
ム１のリード1nをヒータブロック２に圧着させるもので
ある。このフレーム押え３は図示せぬ取付部材に取付穴
3dによりボルト等の固定手段により固定される。このフ
レーム押え３は図示せぬ昇降機構によりＺ−Ｚ′方向に
移動（若しくは軸を支点として回動する構成でもよい）
可能に構成され、フレーム１がヒータブロック２上に位
置決めされた後下方（Ｚ′方向）に移動して押圧する。

第２図は上記フレーム押え３を裏面よりみた斜視図で
あり、第３図はフレーム押え３の開口部3a部分等の一部
拡大断面図である。

第２図に示すフレーム押え３の前方には所定の大きさ
を有する開口部3aが形成されている。この開口部3aを通
して上方に位置するボンディングヘッド（図示せず）に
より位置決めされたフレーム１のリード1nと開口部3aの
ほぼ中央に配置されるICチップ（図示せず）上のパッド
との間をワイヤによりボンディング接続される。また、
この開口部3aの第１図上方側（第３図では裏面側）の周
辺には斜視部3bが形成されている。また、この傾斜部3b
と対向する側の周辺には凹部3cが形成されており、この
凹部3cには所定の幅及び厚さを有する圧縮復元性黒鉛成
形体４が固着される。この圧縮復元性黒鉛成形体４の厚
さは少なくとも第３図に示す凹部3cの厚さt₀よりも厚く
押え面3eよりも突出するものを用いる必要がある。

この圧縮復元性黒鉛成形体４は、薄い炭素層面からな
る小さなセル状の構造が等方的に多数形成された黒鉛粒
子を適当なバインダーを用いて成形した後、熱処理をし
て成形体としたものであって、荷重を加えたとき体積が
圧縮されるが、荷重を除くと元の体積に回復するという
性質を有している。また、この圧縮復元性質は、該成形
体が上記した多数の小さなセル状の構造をもつ黒鉛粒子
で構成されているために発現する性質であって、従来の
黒鉛成形体では得られないものである。

本考案に係る圧縮復元性黒鉛成形体とは、ゴムのよう
な引っ張り弾性はなく、圧縮に対してのみ上記性質を発
現するものを指す。このような圧縮復元性黒鉛成形体
は、特開平02-172809号及び特開平02-208214号明細書に
記載された方法によっても製造することができる。

そして、本実施例で用いられる圧縮復元性黒鉛成形体
としては、以下に示すような特性のものが使用されてい
る。

また、従来のフレーム押えでは、ゴム等の弾性体より
も耐熱温度の高いコードシール（登録商標）を用いた場
合でも約260℃までの加熱が限度であったが、本実施例
のフレーム押えでは圧縮復元性黒鉛成形体を使用してい
るので、約300℃以上で長時間加熱された状態であって
も耐熱性が十分に得られるものである。

また、この圧縮復元性黒鉛成形体４は適度な圧縮復元
力を有するので、上記表の寸法の欄に表記したように所
定の長さを有する棒状に形成することができるので、成
形が容易であり、凹部3cに接着剤等により固着するのみ
で足りるので、新たなものと交換する場合でも容易に行
うことができる。また、リード1nに曲がり、反り並びに
ボンディングステージとフレーム押さえ３の熱膨張によ
る平行度、平面度の変化等が発生した場合でも圧縮復元
性黒鉛成形体４の圧縮復元力により均一に押さえること
ができる。更に、長時間の連続作業においてもこの圧縮
復元力は変化しない。

以上の通りであるから、面出しが不要となるので摺り
合わせ作業等に要する時間を節約することが可能とな
る。

上記構成よりなる装置の作用について説明する。

第１図に示すように搬送装置によりフレーム１がボン
ディングステージとなるヒータブロック２上に搬送され
位置決めされると、フレーム押え３はＺ′方向に下降し
てフレーム１を圧縮復元性黒鉛成形体４を介して所定の
加圧力でリード1nを均一に押える。この時、圧縮復元性
黒鉛成形体４は適度な圧縮復元力を有するので、フレー
ム１のリード1nにバラツキ、例えばリード1nの曲がり、
反り等があった場合でも密着して押圧することができ、
ヒータブロック２上のフレーム１は加熱されたまま図示
せぬボンディングヘッドによりボンディング作業が行わ
れる。このボンディング作業終了後、フレーム押さえ３
はＺ方向に上昇して待機し、ヒータブロック２上のフレ
ーム１は１コマ間欠的に送られて次のICチップが位置決
めされる。そして、フレーム押さえ３は上記のように
Ｚ′方向に下降して押圧する。

以上のような工程を繰返してボンディング作業が行わ
れる。

次に、第２の実施例について第４図を用いて説明す
る。なお、第１図乃至第３図と同じ構成及び機能のもの
については説明を省略し、相違する点についてのみ以下
に説明する。

第４図において、フレーム押え３の押え面3eの開口側
縁3fの近傍には、断面が楔状の溝よりなる嵌込み枠５が
開口部（第２図の開口部3aと略同一）の周囲に形成され
る。

この嵌込み枠５の溝内に、所定の長さで棒状に形成さ
れた圧縮復元性黒鉛成形体４を嵌込んでフレーム押さえ
を構成する。このフレーム押さえは、断面が楔状の嵌込
み枠５の溝内に圧縮復元性黒鉛成形体４を嵌込むので、
接着剤を用いないで行うことができる。したがって、下
向きの圧着作業が繰り返された場合でも圧縮復元性黒鉛
成形体４はフレーム押さえより脱落することがない。

なお、本実施例では、フレーム押え３の押え面3e側に
圧縮復元性黒鉛成形体４を設けるようにしているが、ボ
ンディングステージ上でフレーム押え面3eと対向する面
に圧縮復元性黒鉛成形体４を設けるようにしてもよく、
また両者に圧縮復元性黒鉛成形体４を設けるような構成
としてもよい。

［考案の効果］以上説明したように、本考案によれば以下に示すよう
な効果がある。

すなわち、第１に、本考案によればフレーム押えに耐熱性を有す
る圧縮復元性黒鉛成形体を用いているので、約300℃〜3
50℃の範囲で多ピン系の被ボンディング部品であっても
フレームの各リードを均一の加圧力で確実に押えること
ができる効果がある。

第２に、本考案によれば被ボンディング部品を圧縮復
元性黒鉛成形体を介して押える構成となっているので、
フレーム押えが熱膨張等により平面度が変化して被ボン
ディング部品の周りを押える力が変化することがないと
いう効果がある。

第３に、本考案によれば、圧縮復元性黒鉛成形体は、
電気伝導性が良いので、この圧縮復元性黒鉛成形体を介
して被ボンディング部品を押えることにより静電気の帯
電の恐れがなく、ICチップの静電破壊や帯電による塵埃
の付着等による事故を防ぐ効果がある。

第４に、本考案によれば、圧縮復元性黒鉛成形体は、
熱伝導性も良いので、フレームへの熱伝導の妨げとなら
ず、生産性の低下を防ぐ効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本考案に係るボンディング装置のフレーム押
えによりリードフレームが押えられる状態を示す一部断
面図、第２図は、第１図に示すフレーム押えを裏面より
みた斜視図、第３図は、第２図のフレーム押えの開口部
等の一部拡大断面図、第４図は、本考案の他の実施例を
示す説明図、第５図及び第６図は、従来のボンディング
装置のフレーム押えの斜視図及びその断面図である。１……リードフレーム、２……ヒータブロック、３……
フレーム押え、3a……開口部、3b……傾斜部、3c……凹
部、3d……取付穴、3e……押え面、3f……開口側縁、４
……圧縮復元性黒鉛成形体、10……フレーム押え。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】ボンディングステージ上に位置決めされる
フレームをフレーム押えにより押えて熱圧着ボンディン
グを行うボンディング装置であって、前記ボンディング
ステージ上に位置決めされるフレームを押えるフレーム
押えの押え面に該押え面より突出するように圧縮復元性
黒鉛成形体を設けるようにしたことを特徴とするボンデ
ィング装置。
【請求項２】ボンディングステージ上に位置決めされる
フレームをフレーム押えにより押えて熱圧着ボンディン
グを行うボンディング装置であって、前記ボンディング
ステージ上に位置決めされるフレームを押えるフレーム
押えの押え面中央に所定の大きさを有する開口部を形成
し、該開口部の周囲に所定の深さを有する凹部を形成
し、この凹部に前記押え面より突出するように圧縮復元
性黒鉛成形体を設けるようにしたことを特徴とするボン
ディング装置。
【請求項３】開口部の周囲に形成した所定の深さを有す
る凹部は、底部の広い楔状断面を呈し、該凹部に押え面
より突出するように圧縮復元性黒鉛成形体を嵌着したこ
とを特徴とする請求項（２）記載のボンディング装置。