JPS61163649A - アウタ−リ−ドボンデイング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、半導体のアウターリードを基板のアウターリ
ードと接続して半導体を基板に装着するアウターリード
ボンディング装置に関するものである。

この種の装置においては、多数の半導体を等ピッチで取
付けたキャリヤテープを長手方向に移送せしめ、そのも
のとほぼ同レベル横倒に半導体装着すべきプリント基板
を移送せしめ、キャリヤテープから切断した半導体を所
定の位置にて降下せしめ、基板の装着位置に重ねてアウ
ターリード部を加熱融着せしめ相互に接続し、−ボンデ
ィングするようになっている。

従来の装置においては、ボンディング作業に当って半導
体のアウターリードの位置と、基板のプリント回路のア
ウターリードの位１とを合わせるのに、キャリヤテープ
と基板とを、それぞれ所定の位置に置くよう機械的なガ
イドにより位置決めをし、キャリヤテープから半導体を
切断する位置の真下に基板の半導体装置装着部を位置せ
しめることで位置合わせを行なっていた。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、近年半導体は極めて小型となり、また基
板もそれに応じて小型となり、プリント回路の導通路も
極めて細く、かつ相互間隔も極めて狭くなって来た。従
ってキャリヤテープ上の半導体の取付位置誤差、切断誤
差、移動誤差、基板の位置決め誤差、基板に対する基板
上のアウターリードのプリント誤差などの誤差が集積し
て、半導体のアウターリードと基板のアウターリードと
の整合が困難となり、そのため製品の小型化を妨げる欠
点があった。

又、これらの誤差をなくすために各要素の精度を上げる
ことにより対応すると、機械各部の工作精度や組立精度
を異常に上げることとなり実用的精度を楽にする為に基
板上にまで移送された半導体装置ズレを検出して修正し
ようとしても、基板上にはキャリヤフィルム、及びその
移送装置、切断装置などがおおっており、上方から検出
することができなかった。

本発明は、従来のものにおける上記の問題点を解決し、
リードの幅、間隔を小となして製品の小型化をはかるこ
とができ、各部の精度を異常に高くする必要はなく、半
導体の基板に対する位置ズレを正確かつ容易に検出し、
修正することができる、アウターリードボンディング装
置を提供するものである。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、上記の問題点を解決するための手段として、
複数の半導体装置を取付けたキャリヤテープから、前記
半導体装置をアウターリードの部分で切断して取出し、
該半導体装置を、プリント基板のアウターリード部と接
続せしめてプリント基板に装着せしめるアウターリード
ボンディング装置において、前記キャリヤテープから前
記半導体装置を切断する切断位置と、取出された前記半
導体を前記プリント基板に装着する装着位置とが、ほぼ
同じ高さで並べられて配備され、かつ、前記切断位置と
前記装着位置との中間の位置において前記基板に対して
生ずべき前記半導体装置ズレを検出する半導体装置ズレ
検出装置と、前記基板の標準位置に対する該基板の位置
ズレを検出する基板位置ズレ検出位置と、前記半導体装
置ズレ検出値と前記基板位置ズレ横出値とに基づいて位
置ズレを修正する位置ズレ修正装置とを備えていること
を特徴とするアウターリードボンディング装置を提供せ
んとするものである。

〔実施例〕

本発明の実施例を図面を用いて説明する。

第１図はプリント基板ｌの一部に半導体２が組込まれた
プリント基板３を示す。

第２図は、その半導体２の付近の拡大図であり第３図に
実線で示す如き半導体２が、そのアウターリード４の先
端がプリント基板３上のプリント回路のり−ド５に重ね
られて接続されて装着されている。半導体２は第３図に
示す如く、ＩＣチップ６の周縁のパッド７に接続してリ
ード８が設けられている。リード８の相互はリード保持
板９により支えられ、補強されている。リード８の端部
はリード保持板９から突出してアウターリード４を形成
している。

このような半導体２は次の如くして製造される。

即ち、第３図に二点鎖線で示す如き、プラスチックフィ
ルムより成る長いキャリヤテープ１１の長手方向に沿っ
て等ピッチで多数（図では一個のみ示す）設けられてい
る穴１２の周辺に末端部１３を有し、内方に向けて延長
されているリード８の内側端にＩＣチップ６が接続され
ている。

この状態までは、予めインナーリードボンダを用いて製
造される。

このような状態のキャリヤテープ１１をアウターリード
ボンディング装置に導き、リード８の架橋部を切断１ａ
１４．１５にて切断し、半導体２を取り出す、リード８
の一部はリード保持板９より突出してアウターリード４
を形成する。

プリント基板３の表面上には第４図に示す如く、アウタ
ーリード４と接続に必要なり一ド５が設けられている。

このプリント回路中心上に第３図の実線の如き半導体２
を重ね、リード５の上にアウターリード４を重ね（例え
ば４’　、５’　の如く）、その上から加圧、加熱を行
って、アウターリード４とリード５とを融着せしめる。

このようにして半導体２がプリント基板３に装着される
。

以上の如き作業を行なうアウターリードボンディング装
置について詳細に説明する。

第５図は装置の側面図であり、フレーム１７上には、ボ
ンディングヘッド１８を載せたＸＹテーブル１９、アウ
ターリードの切断部２０、移送部２１、半導体装置ズレ
検出装置としてのカメラ３２及びボンディングステージ
２２が設けられている。

ボンディングヘッド１８には、アウターリードを融着す
るボンディングツール２３と、プリント基板３に対する
基板位置ズレ検出装置としてのカ切断部２０は、キャリ
ヤテープ１１の受は台２５とアウターリードを切断する
カッタ２６とを備えている。

移送部２１は、Ｘ方向及びＹ方向の移動を行うｘｙ子テ
ーブル９．２方向の昇降動作を行うＺテーブル３１、回
転動作を行うθテーブル３０が備えられ、θテーブル３
０に固定されたアーム２８の先端には、　アーム２８に
対してθ″テーブル３０１′より回転可能に支えられた
吸着機構２７が備えられ、その下端に半導体２を吸着す
るようになっている。θテーブル３０の上にはθ１テー
ブル３０’があり、θテーブル３０に対してモータ（図
示せず）により相対的に回転するようになっている。こ
のθ１テーブル３０’とθｌ′テーブル３０″の間には
ワイヤ５５　（第７図）が掛けられ、θ“テーブル３０
“の回転によりθ″テーブル３０″、従って吸着機構２
７が回転するようになっている。

カメラ３２は吸着装置２７に吸着された半導体２の、標
準位置に対し平面内の二方向のズレ及び回転のズレを検
出するためのものであり、吸着装置２７に上面を吸着さ
れた半導体２の状態を下面から検出するようになってい
る。

カメラ３２の位置は、切断部２０から取り上げられた半
導体２がボンディングステージ２２にまでアーム２８に
より運ばれる経路の途中に設けられている。

ボンディングステージ２２は、プリント基板３のガイド
レール３７の間のボンディングの標準位置に設けられて
いる。

カメラ２４はボンディングステージ２２上に置かれたプ
リント基板３のリード５の標準のリード位置からのＸ方
向、Ｙ方向のズレ量及び回転方向のズレ量を検出するた
めのものである。

カメラ３２により得られた半導体２の位置ズレ信号は、
カメラ２４により得られたプリント基板３の位置ズレ信
号とともにＣＣＵ３３に入力され、モニタ３４には別々
の画像で現され、ＰＰＵ３５に入り両者のパターン認識
動作を行い、その出力がインターフェース制御系３６に
入り、ステージドライバ５４に操作信号を与える。

この操作信号により、半導体２のアウターリード４とプ
リント基板３のリード５とを相互に重ね合わせるような
信号がステージドライバー５４からＸＹテーブル１９．
２９、θテーブル３０、θ１テーブル３０′、Ｚテーブ
ル３１に与えられ、各機構が操作されて、半導体２のア
ウターリード４とプリント基板３のリード５との整合が
行われる。

カメラ２４と３２に対して、それぞれＣＣｌｌ３３、モ
ニタ３４を備えるようにしてもよい。

第６図、第７図において、３７はプリント基板３を水平
に一つづつ間欠的に移動せしめる（移動装置の図は省く
）ガイドレールであり、３８はガイドレール３７にプリ
ント基板３を一つづつ供給するローダ、３９はガイドレ
ール３７から排出されるプリント基板３を一つづつ受は
入れるアンローダである。

第７図、第８図において、１１はキャリャテ−ブ、４０
はキャリヤテープをほぼ水平に、プリント基板３とぼば
同じ高さで並行に間欠的に移動せしめる（駆動装置の図
は省く）ガイドレールである。４１はキャリヤテープ１
１の供給リール、４２はスペーサフィルム４３の収納リ
ール、４４は送りスプロケット、４５は空テープ収納箱
である。

第９図は切断部２０の詳細図であり、ダイ４６とポンチ
４７を備える。４８はバネ４９にて下向力をうけている
おさえである。５０は、受は台２５の表面に出没し、キ
ャリヤテープ１１のパーフォレーションに挿入されてキ
ャリヤテープ１１の位置決めをするピンである。

第１θ図はアーム先端の吸着機構２７を示し、吸着軸５
２の中空孔５１が真空源と接続し、半導体２を吸着する
。

第１１図はボンディングステージ２２の上部の詳細であ
る。

５３は出没可能の、プリント基板３の位置決めビンであ
る。

空間Ａは、半導体２をプリント基板上においたボンディ
ングツール２３は昇降可能に支えられかつ加熱され、ア
ウターリード４をリード５に押し付けて融着して接続す
るようになっている。

動作につき説明すれば、供給リール４１より送リスプロ
ケ・ノド４４の作用で繰り出されたキャリヤテープ１１
の、成る半導体２が切断部２０に至ると移送は一時停止
され、カッタ２６のダイ４６が下降する。

先ずおさえ４８がアウターリード４に接触し、ポンチ４
７との間でアウターリードを挟み、これを固定する。な
おもダイ４６を押し下げれば、ダイ４６とポンチ４７と
の剪断作用でアウターリード４は切断され半導体２が分
離する。

アーム２８を回転させ、吸着機構２７で半導体を吸着し
、アーム２８を戻し、カメラ３２の点に一旦停止させ、
下部より半導体を写しだし、そのズレを検出し、次ぎに
再びアーム２８を駆動させながら、このときすでにカメ
ラ２４によるパターン認識を行ない、プリント基板３側
のリード５及び半導体２のアウターリード４の位置を確
かめてＸＹ方向のズレ及びθのズレを算出し、インター
フェース制御系３６からの出力信号によりＸＹテーブル
２９、θ゛テーブル３０’の動きにより、リード５とア
ウターリード４とを整合せしめ、しかる後、Ｚテーブル
３１の操作により半導体２を下降せしめ、アウターリー
ド４をリード５に重ねて接触せしめる。

この動きと平行してＸＹテーブル１９によりボンディン
グツール２３が移動して半導体２の直上に達し、下降し
てアウターリード４のボンディングを行なう。

プＪ）ント基板３と半導体２とは、カメラ２４．３２に
より別々に、かつ中間に介在物なしに直接その位置を検
出され、その結果に基づいてズレを修正されるので、ア
ウターリード部の接続を正確かつ容易に行うことができ
る。

特に、カメラ３２により、アーム２８の先端の吸着機構
２７に保持された半導体２を下方から見てズレの検出を
行うので、半導体２全体のどの部分における合わせマー
クを検出することができ、検出動作が容易、かつ確実と
なる。

なお移送部２１の動きは、アーム２８の如き回転運動で
なくともよく、直線運動で吸着機構２７がガイドレール
４０と３７との間を往復するようにしてもよい。

又、半導体２のズレ量が少ない場合には、θ゛テーブル
３０°θ”テーブル３０″を無くし、直接θテーブル３
０とＸＹテーブル２９によってズレ補正をおこなっても
良い。

（発明の効果） 本発明により、アウターリードボンディングステージに
半導体装置せしめたときのプリント基板に対する位置ズ
レを正確、容易しかも短時間で検出することができ、か
つ修正することができるので、リードの幅、間隔を狭く
して製品の小型化を可能となし、各部の精度を異常に高
くする必要のないアウターリードボンディング装置を提
供することができ、実用上極めて大なる効果を有するも
ので、ある。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例に関するものであり、第１［ｉＪ
はプリント基板の平面図、第２図は半導体付近の拡大図
、第３図は半導体の拡大図、第４図はプリント基板の穴
の拡大図、第５図はアウターリードボンディング装置の
側面図、第６図は第５図の正面図、第７図は第６図の平
面図、第８図はｒ−ｒ線断面正面図、第９図は切断部詳
細図、第１Ｏ図は吸着機構の一部断面図、第１１図はボ
ンディングステージ部の断面図である。 １・・プリント回路、２・・半導体、３・・プリント基
板、４・・アウターリード、５・・リード、６・　・　
■Ｃチップ、７・　・バッド、８、・・リード、９・・
リード保持板、１０・・アウターリード、■！・・キャ
リヤテープ、１２・・穴、１３・・末端部、１本、１５
・・切断線、１７・・フレーム、１８・・ボンディング
ヘッド、１９・・ＸＹテーブル、２０・・切断部　２１
・・移送部、２２・・ボンディングステージ、２３・・
ボンディングツール、２４・・カメラ、２５・・受は台
、２６・・カッタ、２７・・吸着機構、２８・・アーム
、２９・・ＸＹテーブル、３０・・θテーブル、３０’
　　・・θ１テーブル、３０’・・θ”テーブル、３１
・・Ｚテーブル、３２・・カメラ、３３・・ＣＣＵ、３
４・・モニタ、３５・・ＰＰＵ、３６・・インターフェ
ース制御系、３７・・ガイドレール、３８・・ローダ、
３９・・アンローダ、４０・・ガイドレール、４１・・
供給リール、４２・・収納リール、４３・・スペーサフ
ィルム、４４・・送りスプロケット、４５・・空テープ
収納箱、４６・・グイ、４７・・ポンチ、４８・・おさ
え、４９・・バネ、５ｏ・・ビン、５１・・中空孔、５
２・・吸着軸、５３・・ピン５４・・ステージドライバ
ー、５５・・ワイヤ。 特許出願人　　　日本電気株式会社 同　　　　　　　海上電機株式会社 代理人弁理士　　高　木　　正　行 間　　　薬師　　稔 同　　　　　　　依　１）　孝次部 ヒ！ ０コ Ｃ） 手続補正書 昭和６０年２月１４日 特許庁長官　　志　　賀　　　学　　殿１、事件の表示
　　昭和６０年特許願第４１２２号２、発明の名称　　
アウターリードボンディング装置３、補正をする者 事件との関係　　特許出願人 名　称　　（４２３）　　日　本　電　気　株式会社名
称　　　海上電機株式会社 ４、代理人 ５、補正命令の日付　　自発 ６、補正により増加する発明の数 ７、補正の対象　　　　明細書の発明の詳細な説明の欄
８、補正の内容　　　　別紙の通り 特願昭６０−４１２２ 補　　　　正　　　　書 本願明細書中 １、第９頁第１８行「ＣＣＤ」の前に「カメラコントロ
ールユニットＪを加入する。 ２、第９頁第１９行ｒＰＰＵＪとあるを「パターン認識
装置１ＰＲｔＪＪと訂正する。 ３、第１６頁第６行ｒＰＰＵＪとあるをｒＰＲＵＪと訂
正する。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、複数の半導体装置を取付けたキャリヤテープから、
   前記半導体装置をアウターリードの部分で切断して取出
   し、該半導体装置を、プリント基板のアウターリード部
   と接続せしめてプリント基板に装着せしめるアウターリ
   ードボンディング装置において、 前記キャリヤテープから前記半導体装置を切断する切断
   位置と、取出された前記半導体を前記プリント基板に装
   着する装着位置とが、ほぼ同じ高さで並べられて配備さ
   れ、 かつ、前記切断位置と前記装着位置との中間の位置にお
   いて前記基板に対して生ずべき前記半導体の位置ズレを
   検出する半導体位置ズレ検出装置と、前記基板の標準位
   置に対する該基板の位置ズレを検出する基板位置ズレ検
   出位置と、前記半導体装置ズレ検出値と前記基板位置ズ
   レ検出値とに基づいて位置ズレを修正する位置ズレ修正
   装置とを備えている ことを特徴とするアウターリードボンディング装置。