JPH09321123A

JPH09321123A - 半導体部品供給装置

Info

Publication number: JPH09321123A
Application number: JP15883596A
Authority: JP
Inventors: Masaaki Miura; 雅明三浦
Original assignee: Kaijo Corp
Current assignee: Kaijo Corp
Priority date: 1996-05-30
Filing date: 1996-05-30
Publication date: 1997-12-12

Abstract

(57)【要約】【課題】半導体部品（ＩＣチップ）の供給が確実に行
われ、また、温度変化による該半導体部品のダメージを
防止した半導体部品供給装置を提供すること。【解決手段】ＩＣチップ５がシート１４上にあると
き、また、突上針５０で突き上げるとき、更には、吸着
コレット７７ｂで吸着するときにＩＣチップを加熱して
おき、ボンディングステージ２上に置かれた際に急激な
温度変化が生じないようにし、以て、上記の効果を得
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ダイボンディング
装置やインナーリードボンディング装置に装備されてＩ
Ｃチップ（半導体部品）を順次供給する半導体部品供給
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の半導体部品供給装置の従来例
を、図５に示す。

【０００３】図示のように、当該半導体部品供給装置は
環状のターンテーブル１０１を有しており、該ターンテ
ーブル１０１上にはフラットリング１０２によってシー
ト１０４が張設されている。

【０００４】なお、ターンテーブル１０１は、前後方向
（矢印Ｙ方向及びその反対方向）及び左右方向（矢印Ｘ
方向及びその反対方向）において移動自在であると共
に、該各方向を含む平面内で回転自在であり、図示しな
いテーブル駆動手段によって該各方向の移動と回転運動
がなされる。

【０００５】上記シート１０４の上面には多数のＩＣチ
ップ１０６が貼着されている。これらのＩＣチップ１０
６は、前段の工程において円形のウェハー（図示せず）
をカッティングすることによって得られたものである。

【０００６】シート１０４の下方にはロッド１０８が昇
降自在に設けられており、該ロッド１０８の上端部には
突上針１０９が取り付けられている。

【０００７】また、このロッド１０８を昇降せしめる駆
動手段（図示せず）が設けられている。

【０００８】一方、シート１０４の上方には吸着機構１
１１が配設されている。この吸着機構１１１は、チップ
移送アーム１１３と、該チップ移送アーム１１３の先端
部に上下動自在（矢印Ｓにて示す）に設けられてＩＣチ
ップ１０６を吸着するための吸着部１１４とを有してい
る。該吸着部１１４は詳しくは、チップ移送アーム１１
３に対して上下動自在な取付台１１４ａと、該取付台１
１４ａの下端部に取り付けられて吸着作用をなす吸着コ
レット１１４ｂとからなる。

【０００９】図示してはいないが、上記チップ移送アー
ム１１３を搬送する搬送手段が設けられている。

【００１０】上記した構成の半導体部品供給装置におい
ては、シート１０４上のＩＣチップ１０６の供給が下記
のように行われる。

【００１１】先ず、上記搬送手段が作動して、シート１
０４上の各ＩＣチップ１０６のうち吸着すべきものの直
上に吸着コレット１１４ｂが位置決めされ、且つ、該Ｉ
Ｃチップに近接せしめられる（図５に示す状態）。この
状態で該吸着コレット１１４ｂに負圧が与えられ、吸引
力が発生する。

【００１２】次いで、図６に示すように、このＩＣチッ
プ１０６を吸着してシート１０４から剥離させるべく、
チップ移送アーム１１３の上昇動作が行われる。これに
同期してロッド１０８の上昇動作が行われ、突上針１０
９により該ＩＣチップ１０６が突き上げられる。つま
り、ＩＣチップ１０６は突上針１０９と吸着コレット１
１４ｂによって挟まれた状態にてシート１０４から剥離
される。

【００１３】なお、この突上針１０９による突上げは、
吸着コレット１１４ｂによる吸着力のみにてはＩＣチッ
プ１０６をシート１０４から剥すには不十分なために行
われるものである。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】上述した半導体部品供
給装置においては、突上針１０９によってＩＣチップ１
０６を突き上げる際、室温の影響を受けるシート１０４
の硬度、該シート１０４とＩＣチップ１０６との間の接
着剤の粘度により、ＩＣチップ１０６の剥離が円滑にな
されず、吸着コレット１１４ａによる吸着が不能となる
いわゆるピックアップミスが発生する場合があった。

【００１５】また、ダイボンディング装置及びインナー
リードボンディング装置では，ＩＣチップ１０６の移送
先であるボンディングステージやボンディングツールが
かなり高温に熱せられていることから、移送されたＩＣ
チップ１０６が急激な温度変化によるダメージを受ける
可能性がある。

【００１６】本発明は、上記従来技術の欠点に鑑みてな
されたものであって、その目的とするところは、半導体
部品の供給が確実に行われ、また、温度変化によるＩＣ
チップのダメージを防止した半導体部品供給装置を提供
することである。

【００１７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、複数配列された半導体部品を突上機構が
具備する突上部材により一方から突き上げると共に、他
方から吸着機構により吸着保持して該吸着機構によって
所定位置に向けて搬送し供給する半導体部品供給装置に
おいて、前記半導体部品を加熱する加熱手段を備えるよ
うに構成したものである。加えて、更に他の種々の効果
を得るために、下記の各構成が採用されている。すなわ
ち、本発明の半導体部品供給装置では、前記半導体部品
はシート上に付着されており、前記突上機構は該シート
の裏面に当接する当設部材を有し、前記加熱手段は該当
接部材を加熱するヒーターからなる。また、前記半導体
部品供給装置においては、前記加熱手段が、前記吸着機
構が具備する吸着コレットを加熱するヒーターを有す
る。更に、前記半導体部品供給装置では、前記吸着コレ
ットの、前記半導体部品との当接部が、耐熱性粘弾性部
材からなる。また、前記半導体部品供給装置において
は、前記加熱手段が、前記シート上の半導体部品を余熱
することを行う。

【００１８】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施例を添付図面
を参照しつつ説明する。

【００１９】図１は、本発明に係る半導体部品供給装置
１を装備したダイボンディング装置の要部の斜視図であ
るが、該図から明らかなように、該半導体部品供給装置
１はボンディングステージ２の側方に配置されている。
該半導体部品供給装置１は、ターンテーブル３を備えて
半導体部品としてのＩＣチップ５を多数蓄えたストッカ
（全体としては図示していない）と、該ターンテーブル
３の下方に配設されて該ストッカに蓄えられているＩＣ
チップ５を１つずつ上方に突き上げる突上機構７と、タ
ーンテーブル７の上方に位置してこの突き上げられたＩ
Ｃチップ５を吸着保持する吸着機構９と、該吸着機構９
を担持して上記ボンディングステージ２の近傍まで搬送
する搬送手段１１とを有している。

【００２０】なお、図示のように、ボンディングステー
ジ２上には、図示しないローダー（フレーム供給手段）
によってリードフレームＬ＼Ｆが供給され、該リードフ
レームＬ＼Ｆに対して所要数のＩＣチップ５が貼着され
たら、該ローダー又はアンローダー（図示せず）側に回
収される。

【００２１】また、ボンディングステージ２はヒーター
６によって例えば約２５０゜に加熱されている。当該ダ
イボンディング装置では、リードフレームＬ＼ＦとＩＣ
チップ５の相互当接面に薄い金合金の層が予め設けられ
ており、加熱されているボンディングステージ２上でリ
ードフレームＬ＼ＦにＩＣチップ５を載せることで両者
の金合金層同士が溶融し合って共晶を生じ、ボンディン
グがなされる。

【００２２】図１に示すように、上記ストッカの構成部
材であるターンテーブル３上にはフラットリング１２に
よってシート１４が張設されている。

【００２３】なお、このターンテーブル３は前後方向
（矢印Ｙ方向及びその反対方向）及び左右方向（矢印Ｘ
方向及びその反対方向）において移動自在であると共
に、該各方向を含む平面内において回転自在であり、図
示しないテーブル駆動手段によって該各方向への移動と
回転駆動がなされる。

【００２４】また、図１に示すように、ターンテーブル
３にはソケット４ａが設けられ、該ソケット４ａにチュ
ーブ４ｂが接続され、該チューブ４ｂを通じて、例えば
約１００゜に熱せられた乾燥空気が供給される。この乾
燥空気は、上記シート１４の下方より放出され、該シー
ト１４上の各ＩＣチップ５を余熱する。

【００２５】上記シート１４は例えば合成樹脂を素材と
してなり、上記各ＩＣチップ５は該シート１４の表面に
配列状態にて貼着されている。これらのＩＣチップ５
は、前段の工程においてウェハー（図示せず）をカッテ
ィングすることによって得られたものである。

【００２６】上記突上機構７については下記のように構
成されている。

【００２７】図２に示すように、この突上機構７は、装
置架台１５上にボルト（参照符号は付していない）によ
って固定されたブラケット２１を有している。そして、
該ブラケット２１に対して可動ベース２５が昇降自在に
取り付られている。該ブラケット２１にはまた、出力軸
２６ａが上方に向かって突出するようにエアシリンダ２
６が固設されている。該出力軸２６ａと可動ベース２５
とが、連結部材２８ａ，２８ｂ及びボルト（参照符号は
付していない）によって連結されており、エアシリンダ
２６の作動によって可動ベース２５が上下動する。

【００２８】同図に示すように、ブラケット２１の上部
には調整ねじ３０が螺合されており、且つ、そのねじ部
先端が上記連結部材２８ａと当接可能となっている。つ
まり、この調整ねじ３０を適宜回すことにより、可動ベ
ース２５の上方向への移動限界位置が設定される。

【００２９】図２に示すように、上記可動ベース２５の
上部に、略円筒状に形成されたシャフト４０がボルト
（参照符号は付していない）によって取り付けられてい
る。そして、このシャフト４０内に、ロッド４１が隙間
４２を以て挿通されており、且つ、シャフト４０の上下
両端部に設けられたスリーブ軸受４５によって摺動自在
に保持されている。このスリーブ軸受は気密作用をもな
す。

【００３０】上記したシャフト４０の上端部には、一端
がほぼ閉塞された円筒状の針ガイド４７が嵌着されてい
る。この針ガイド４７は、図１に示したシート１４の裏
面、すなわち下面に当接する当接部材として作用する。
該針ガイド４７にはヒーター４６が取り付けられてお
り、該ヒーター４６によって所定温度、例えば約１５０
゜に熱せられる。

【００３１】上記針ガイド４７の下端部とシャフト４０
との間には、該針ガイド４７の内部空間について気密状
態を得るためのＯリング４７ａが介装されている。上記
ロッド４１の上端部はこの針ガイド４７の内部空間に至
り、該上端部には取付ブロック４８を介して突上部材と
しての複数本の突上針５０が植設されている。これら突
上針５０は、針ガイド４７の上端部すなわち閉塞端部に
形成されたガイド孔（参照符号は付していない）を通じ
て出没し得る。

【００３２】上記ロッド４１の上端部には該ロッド４１
の長手方向に伸長する孔４１ａが形成されており、ま
た、該孔４１ａを通じて上記シャフト４０の内部空間と
針ガイド４７の内部空間とを連通させるための連通孔４
１ｂ及び４１ｃが形成されている。そして、シャフト４
０の下端部には該シャフト４０の内部空間に連通すべく
ニップル５２が取り付けられている。

【００３３】図示しない負圧付与手段によってこのニッ
プル５２を通じて空気の吸引がなされ、上記のようにシ
ャフト４０の内部空間と連通されている針ガイド４７の
内部空間に負圧が及び、該針ガイド４７の上端面に負圧
が発生する。

【００３４】一方、上記ロッド４１の下端部にはカムフ
ォロワとしてのボールベアリング５４が取り付けられて
おり、また、その近傍に取付部材５６が固着されてい
る。そして、ロッド４１の下方には該ボールベアリング
５４と当接するようにカム６１が配置されている。この
カム６１は、可動ベース２５に対して回転自在に取り付
けられたシャフト６４に嵌着されている。該シャフト６
４は図示しないモーターによって回転せしめられ、以
て、カム６１を介してロッド４１が昇降させられる。

【００３５】なお、ロッド４１に対して下方へ向けての
バイアス力を付与するコイルスプリング４１ｄが設けら
れており、該コイルスプリング４１ｄは可動ベース２５
に植設されたピン２５ａと上記取付部材５６との間に張
設されている。

【００３６】次いで、図１に示した吸着機構９について
説明する。

【００３７】図１及び図３に示すように、この吸着機構
９は、図１に示す搬送手段１１により担持されて搬送さ
れるチップ移送アーム７６と、該チップ移送アーム７６
の先端部に装着されてＩＣチップ５を吸着するための吸
着部７７とを有している。

【００３８】上記吸着部７７は、チップ移送アーム７６
に対して上下動自在に取り付けられた取付台７７ａと、
該取付台７７ａの下端部に固着されて吸着作用をなす吸
着コレット７７ｂとからなる。該吸着コレット７７ｂは
詳しくは、図３に示すように、取付台７７ａに固定され
た基体部７７ｄと、該基体部７７ｄの先端に設けられて
ＩＣチップ５に当節するパッド７７ｅとからなる。

【００３９】図３に示すように、上記取付台７７ａ、基
体部７７ｄ及びパッド７７ｅには互いに連通する連通孔
７７ｇ、７７ｈ、７７ｉが形成されており、図示しない
負圧付与手段によってこれら連通孔を通じて空気の吸引
がなされる。これにより、パッド７７ｅの吸着面に負圧
が発生する。

【００４０】図３において、参照符号８０はヒーターを
示す。このヒーター８０は吸着コレット７７ｂに装着さ
れ、該吸着コレット７７を例えば約１５０゜の温度で加
熱する。但し、吸着コレット７７のＩＣチップ５との当
接部であるパッド７７ｅは合成ゴム等の粘弾性材をその
素材とするが、この温度に充分耐え得る耐熱性を有する
ものが選定され、熱による劣化の恐れはない。

【００４１】上記のヒーター８０と、突上機構７の針ガ
イド４７を加熱すべく設けられたヒーター４６（図２参
照）と、図１に示したシート１４上の各ＩＣチップ５を
乾燥空気を用いて余熱する手段とを、加熱手段と総称す
る。

【００４２】続いて、上述した吸着部７７をこれを保持
したチップ移送アーム７６と共に搬送する搬送手段１１
（図１参照）について説明する。

【００４３】図１に示すように、この搬送手段１１は、
装置架台（１５：図２に図示）上に固設されたベース９
５と、該ベース９５上に前後方向（矢印Ｙ方向及びその
反対方向）において往復動自在に設けられた第１テーブ
ル９６と、該第１テーブル９６上に左右方向（矢印Ｘ方
向及びその反対方向）において往復動自在に取り付けら
れた第２テーブル９７とを有している。ベース９５上に
は、第１テーブル９６が移動すべき方向において延在す
るように雄ねじ９６ａが設けられており、第１テーブル
９６に固設されたナット（図示せず）に該雄ねじ９６ａ
が螺合している。そして、この雄ねじ９６ａを回転せし
めるモーター９８が設けられている。つまり、該モータ
ー９８が正及び逆回転を行うことにより、第１テーブル
９６が往復動する。

【００４４】上記第１テーブル９６上には、第２テーブ
ル９７が移動すべき方向において延在すべく、雄ねじ９
７ａが設けられており、且つ、第２テーブル９７に固設
されたナット（図示せず）に螺合している。該雄ねじ９
７ａを回転駆動するモーター９９が設けられており、該
モーター９９の正及び逆回転によって第２テーブル９７
が往復動を行う。

【００４５】前述したチップ移送アーム７６は、上述し
た第２テーブル９７上に上下方向（矢印Ｚ方向及びその
反対方向）において往復動自在に取り付けられている。

【００４６】また、第２テーブル９７上には、このチッ
プ移送アーム７６が移動すべき方向において延在するよ
うに雄ねじ７６ｂが設けられており、且つ、該チップ移
送アーム７６に固設されたナット（図示せず）に螺合し
ている。そして、この雄ねじ７６ｂを回転駆動するモー
ター１００が設けられている。

【００４７】次に、上記した構成の半導体部品供給装置
の動作について図４をも参照しつつ説明する。

【００４８】なお、以下に説明する動作は、マイクロコ
ンピューター等よりなる制御部が司る。

【００４９】先ず、図１に示すターンテーブル３がこれ
を駆動するテーブル駆動手段（図示せず）の作動によっ
て、前後方向（矢印Ｙ方向及びその反対方向）及び左右
方向（矢印Ｘ方向及びその反対方向）に適宜移動される
と共に、回転駆動され、該ターンテーブル３上のシート
１４に貼着されている多数のＩＣチップ５のうち所望の
ものが所定の向きとされ、且つ、突上機構７が具備する
突上針５０（図２、図３参照）の直上に位置決めされ
る。

【００５０】このとき、予め、図１に示すチューブ４ｂ
を通じて約１００゜の乾燥空気が供給されており、この
乾燥空気は図３で矢印Ｑにて示すようにシート１４の下
方から放出される。故に、該シート１４上の各ＩＣチッ
プ５はこの温度に余熱されている。

【００５１】上記の位置決めに続いて、又は同時に、搬
送手段１１（図１参照）の各モーター９８、９９、１０
０が適宜作動せしめられる。これによって吸着部７７が
３次元方向に移動させられて、図３に示すように選択さ
れＩＣチップ５の直上に位置決めされ、且つ、該ＩＣチ
ップ５に当接させられる。

【００５２】この後、突上機構７（図２参照）のエアシ
リンダ２６が突出作動せしめられ、該突上機構７が具備
する可動ベース２５が上昇する。これにより、図３に示
すように、該可動ベース２５上にシャフト４０を介して
設けられた針ガイド４７がシート１４に当接する。この
状態で突き上げ機構７のモーター（図示せず）が作動せ
しめられてカム６１（図２に図示）が回転し、図４に示
すように突上針５０が突出してシート１４を突き抜けて
ＩＣチップ５を突き上げ、該シート１４から剥離させ、
吸着部７７が具備する吸着コレット７７ｂに向けて押し
上げる。

【００５３】このとき、針ガイド４７は予めヒータ４６
（図２に図示）によって約１５０゜に熱せられているか
ら、シート１４はこの熱によって軟化し、また、該シー
ト１４とＩＣチップ５との間の接着剤の粘度も低下す
る。よって、ＩＣチップ５はシート１４から円滑に剥離
する。

【００５４】一方、吸着コレット７７ｂには負圧が付与
され、突き上げられるＩＣチップ５を吸着保持する。こ
の吸着コレット７７ｂはヒーター８０によって約１５０
゜に熱せられているから、吸着保持されたＩＣチップ５
はこの後の搬送中に冷めることがなく、約１５０゜の温
度を維持される。

【００５５】この後、搬送手段１１が作動せしめられ、
ＩＣチップ５はこれを保持した吸着コレット７７ｂと共
にボンディングステージ２上に載置されたリードフレー
ムＬ＼Ｆの直上に搬送され、該吸着コレット７７ｂによ
る負圧を解除され、該リードフレームＬ＼Ｆの所定位置
に載置される。

【００５６】前述したように、ボンディングステージ２
は約２５０゜に加熱されているから、リードフレームＬ
＼ＦとＩＣチップ５の相互当接面に設けられた金合金層
が溶融し合って共晶を生じ、ボンディングがなされる。

【００５７】上記から明らかなように、当該半導体部品
供給装置においては、ＩＣチップ５をボンディングステ
ージ２に向けて搬送するに当たり、このＩＣチップ５を
加熱手段によって予め加熱することを行っている。この
加熱温度を、本実施例のようにボンディングステージ２
による加熱温度（本実施例では約２５０゜）と常温（例
えば約２５゜）との間に設定することにより、移送され
るＩＣチップ５が受ける温度変化は緩やかなものとな
る。故に、急激な温度変化によるＩＣチップ５のダメー
ジが防止される。

【００５８】ところで、本実施例では、上記加熱手段と
して、突上機構７の針ガイド４７を加熱すべく設けられ
たヒーター４６（図２参照）と、吸着コレット７７ｂを
加熱するヒーター８０と、シート１４上の各ＩＣチップ
５を乾燥空気を用いて余熱する手段とを有しているが、
これらのうちいずれか一つを設けるだけでも上記の効果
は達成され得る。但し、本実施例のように、乾燥空気で
約１００゜、ヒーター４６又はヒーター８０によって約
１５０゜と、段階的に温度を上昇させてボンディングス
テージ２の温度（約２５０゜）に近づけることにより、
ＩＣチップ５の温度変化がより緩和され、有効である。

【００５９】また、上述した本実施例の構成によれば、
ＩＣチップ５は、シート１４上からボンディングステー
ジ２に至るまで、大気によって冷却されることが防止さ
れる。

【００６０】なお、上記実施例ではダイボンディング装
置に本発明を適用した場合を説明したが、本発明は、イ
ンナーリードボンディング装置等にも適用し得ることは
勿論である。

【００６１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明による半導
体部品供給装置においては、複数配列された半導体部品
のうちいずれかを選んでボンディングステージ等に向け
て移送するに当たり、この半導体部品を加熱手段によっ
て予め加熱するこことを行う。従って、例えば、該各半
導体部品が合成樹脂製のシート上に貼着されているもの
である場合、該シートの裏面に当接させるべく突上機構
が具備する当接部材をヒーターにより加熱すれば、該シ
ートが加熱によって軟化し、また、シートと半導体部品
との間の接着剤の粘度も低下し、半導体部品はシートか
ら円滑に剥離する。よって、半導体部品の供給が確実に
行われ、ピックアップミスにより装置を停止させること
が回避されて生産性が高まる。また、該加熱手段による
加熱温度を、後段のボンディングステージやボンディン
グツール（インナーリードボンディングの場合）による
加熱温度と常温との間の値に設定することにより、移送
される半導体部品が受ける温度変化は緩やかなものとな
る。故に、急激な温度変化による半導体部品のダメージ
が防止され、装置の信頼性が高まっている。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明に係る半導体部品供給装置の要
部を示す、一部断面を含む斜視図である。

【図２】図２は、図１に示した半導体部品供給装置が具
備する突上機構の、縦断面図である。

【図３】図３は、図１に示した半導体部品供給装置の要
部の、一部断面を含む拡大図である。

【図４】図４は、図３に示した構成の動作説明図であ
る。

【図５】図５は、従来の半導体部品供給装置の要部の、
一部断面を含む正面図である。

【図６】図６は、図５に示した構成の動作説明図であ
る。

【符号の説明】

１半導体部品供給装置２ボンディングステージ３ターンテーブル５ＩＣチップ（半導体部品）６ヒーター７突上機構９吸着機構１１搬送手段１４シート１５装置架台２６エアシリンダ４６ヒーター４７針ガイド（当接部材）５０突上針（突上部材）７７ａ吸着コレット７７ｅ（吸着コレット７７ａの）パッド

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数配列された半導体部品を突上機構が
具備する突上部材により一方から突き上げると共に、他
方から吸着機構により吸着保持して該吸着機構によって
所定位置に向けて搬送し供給する半導体部品供給装置に
おいて、前記半導体部品を加熱する加熱手段を備えていることを
特徴とする半導体部品供給装置。
【請求項２】前記半導体部品はシート上に付着されて
おり、前記突上機構は該シートの裏面に当接する当接部
材を有し、前記加熱手段は該当接部材を加熱するヒータ
ーからなることを特徴とする請求項１記載の半導体部品
供給装置。
【請求項３】前記加熱手段は、前記吸着機構が具備す
る吸着コレットを加熱するヒーターを有することを特徴
とする請求項１又は請求項２記載の半導体部品供給装
置。
【請求項４】前記吸着コレットの、前記半導体部品と
の当接部が、耐熱性粘弾性部材からなることを特徴とす
る請求項３記載の半導体部品供給装置。
【請求項５】前記加熱手段は、前記シート上の半導体
部品を余熱することを特徴とする請求項２乃至請求項４
のうちいずれか１記載の半導体部品供給装置。