JPS61166095A

JPS61166095A - アウターリードボンディング装置

Info

Publication number: JPS61166095A
Application number: JP66486A
Authority: JP
Inventors: 岡村　實; 龍男佐藤; 秀明三好; 神田　祐司
Original assignee: NEC Corp; Marine Instr Co Ltd
Current assignee: NEC Corp; Marine Instr Co Ltd
Priority date: 1986-01-08
Filing date: 1986-01-08
Publication date: 1986-07-26
Also published as: JPH0453117B2

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〕本発明は半導体装置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装置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、多数の半導体装置を等ピッチ
で取付けたキャリヤテープを長手方向に移送せしめ、そ
の下側に、半導体装置を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装置をその
まま下方に降下せし訊プを是鍔小壮寞Ｊｈ脣ノず舌柄プ
マ＾カー１１−Ｖ配尤可熱融着せしめて相互に接続しボ
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たって半
導体装置のアウターリードの位置と、基板のプリント回
線のアウターリードの位置とを合わせるのに、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
体装置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っていた。

しかしながら、近年半導体装置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装置の取付位置誤差
、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装置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であり、そのため製品の小
型化を防げる欠点があった。

を上げることにより対処すると、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でなくなる、
という欠点があった。

又、これらの精度を楽にするために基板上にまで移送さ
れた半導体装置の位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。

従って従来は例えば、プリント基板の半導体の取付位置
のリードの直上の成る高さく例えば６０龍位）に吸着軸
の下端に吸着した半導体装置を保持し、その中間の高さ
にハーフミラ−を水平に置き、斜め上方より顕微鏡でハ
ーフミラ−を通してプリント基板のリードを覗き、かつ
同時に上方の半導体装置のアウターリードの裏面の反射
像をハーフミラ−の上面に映して同じ視野で覗き、リー
ドの実像とアウターリードの反射像のズレにより相対的
位置ズレを検出していた。そしてこの実像と反射像とが
重なるようにプリント基板を支承する台を水平移動或い
は回転せしめて像に関して整合を行い、しかる後ハーフ
ミラ−を除いて吸着軸を垂直に下降せしめて実際の半導
体装置のアウターリードをプリント基板のリードに整合
せしめ、ボンディングを行うようになっている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながらこのような従来の装置においては、ハーフ
ミラ−の取付誤差、半導体装置の保持位置の誤差、プリ
ント基板の保持位置の誤差などのために、像における整
合と、実際のアウターリードとリードとの整合とが一致
せず、信頼のあるボンディングを行うことが困難であっ
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
導体装置の基板に対する位置ズレを容易に検出、確実に
修正することができ、信頼性の高い製品を高速にて製作
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
供するこ〔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、前記プリント基板の半導体
装置取付位置に設けられた穴を貫通して下方から吸着軸
を上昇せしめてその上端が前記プリント基板上面より上
方に突出した位置で前記半導体装置を上端に受けて前記
プリント基板上面より浮かせた状態で保持し、前記半導
体装置のアウターリードが、前記プリント基板のリード
に対する位置ズレ量を、上方からのパターン認識作業に
より検出し、検出された位置ズレ量に基づき前記吸着軸
＆水平移動及び／又は回転せしめて前記アウターリード
を前記リードに整合せしめ、前記吸着軸を下降せしめ、
前記アウターリードを前記リードの上に密着甘し鳩ψ中
傳マｖ’ｔ々−１１−１，’ギソ５７ソカ１ルン早４管
シル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図はプリント回路ｌの一部に半導体装置２が組み込
まれたプリント基板３を示す。

第２図は、その半導体装置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装置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一
部５に重ねられて接続されて装着されている。

半導体装置２は第３図に示す如く、ＩＣチップ６の周縁
のバフドアに接続してリード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ＩＯを形成している。

このような半導体装Ｗ２は次の如くして製造される。即
ち、第２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フィルム１１をアウターリー
ドボンディング装置に導き、アウターリード８の架橋部
を切断線１４．１５にて切断し、半導体装置２を取り出
す。アウターリード８の一部はリード保持板９より突出
しアウターリード４を形成する。

プリント基板３の所定の場所には第４図に示す如き穴１
６が設けられ、その周縁の一部にはプリント回路による
リード５が設けられている。この穴１６の上に第３図の
実線の如き半導体装置２を重ね、リード５の上にアウタ
ーリード８を重ね（例えば５’、８’の如り）、その上
から加圧、加熱を行ってリード５とアウターリード８と
を融着せしめる。このようにして半導体装置２がプリン
ト基板３に装着される。

以上の如き作業を行うアウターリードボンディング装置
に付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、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
半導体装置２の位置のズレを検出するためのカメラ２４
が設けられている。

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、半導体装置２を吸着する吸着機構２７を
先端に備え、垂直軸のまわりに回転するアーム２８を有
する。

ボンディングステージ２２は、ＸＹテーブル２９、Ｚテ
ーブル３１及び上面に真空吸着の開口を設けた咬着台３
２とより成る。

カメラ２４の検出により得られた位置ズレの信号はカメ
ラコントロールユニット３３に入力されてモニタ３４に
画像を現し、さらにＰＲＵ３５に入りインターフェース
制御系３６に入り、ステージドライバ５４を経てＸＹテ
ーブル１９．２９、θテーブル３Ｇ、Ｚテーブル３１に
信号を与えこれら動きを制御するようになっている。

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から排出させるプリント基板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はキャリヤテープ、４０
はキャリヤテープをほぼ水平に、プリント基板３とほぼ
同じ高さで並行に間欠的に移動せである、４１はキャリ
ヤテープ１１の供給リール、４２はスペーサフィルム４
３の収納リール、４４は送リスプロケット、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を備え石、４Ｂはバネ４９にて下向力を受けている
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のバーフォーレージ四ンに挿入されて
キャリヤテープ１１の位置決めをするビンである。

第１θ図はアーム先端の吸着機構２７を示し、中空孔５
１が真空源と接続し、半導体装置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。ガイドレール３７の下から、吸着台３２に設けられ
た中空の吸着軸５２が貫通して、Ｚテーブル（第５図）
３１により昇降し、上昇したときは吸着した半導体装置
２が持ち上げられて浮かせた状態で支えられ、アウター
リード４とリード５との間に隙間が保てるようになって
いる。

下降したときは、ＩＣチップ６の下面よりも吸着軸５２
の上面が下がって隙間があくようになっている。５３は
出没可能の、プリント基板３の位置決めピンである。

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より送りスプロ
ケット４４の作用で繰り出されたキャリヤテープ１１の
、成る半導体装置２が切断部２０に至ると移送は一時停
止され、カメラ２Ｇのダイ４６が下降する。先ずおさえ
４８がアウターリード８に接続し、ポンチ４７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８は切断され半導体装置２が分離する。

アーム２８を回転させ吸着機構２７で半導体装置２を吸
着し、アーム２８を戻して吸着機構２７を移動せしめ、
半導体装置２をボンディングステージ２２の直上に位置
せしめる。

このとき吸着台３２は上昇せしめておき、吸着軸５２の
上端は５２′の位置にある。

アーム２８を下降せしめ、半導体装置２を吸着台３２の
吸着軸５２の上端に載せ、吸着軸５２による吸着を行い
吸着機構２７は吸着作用を中止し、半導体装置２の上方
から去る。このときアウターリード４の下面は、リード
５の上面からｈだけ上方に離れている。

ここでカメラ２４により上方からパターン認識を行う、
パターン認識に当たっては、半導体装置２のほぼ対角線
の位置の適当な２点に合わせマークを付し、この合わせ
マークが正確な基準位置にある状態の基準パターンを予
め記憶せしめておき、吸着軸５２上に保持された実際の
半導体装置２の合わせマークと基準パターンの合わせマ
ークとのズレをＸＹテーブル２９を動かしながら光学・
電気的に検出してそのズレ量の信号を得る。一方プリン
ト基板３のリード５の位置のズレも同様にしに検出して
そのズレ量の信号を得る。この両方のズレ量の検出信号
により、プリント基板３例のり一部５及び半導体装置２
のアウターリード４′の位置を確かめて、Ｘ、Ｙ方向の
ズレ及びθのズレを検出し、インターフェース制御系３
６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
導体装置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が移動して半導体装置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う。

移送部２Ｉ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。

〔発明の効果〕

テージに半導体装置を位置せしめたときのプリント基板
に対する位置ズレを容易に短時間で検出することができ
、かつ確実に修正することができるので、リードの幅、
間隔を狭（して製品の小型化を可能となし、各部の精度
を異常に高くする要がなく、信転性のある製品を高速で
製造することができるアウターリードボンディング装置
を提供することができ、実用上極めて大なる効果を有す
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図はプ
リント基板の平面図、第２図はその半導体装置付近の拡
大図、第３図は半導体装置の拡大図、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図はその正面図、第７図は第６図
の平面図、第８図はＩ−１線断面正面図、第９図は切断
部詳細図、第１０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頂部の断面図である。 ■・・・プリント回路、２・・・半導体装置、３・・・
プリント基板、４．４′・・・アウターリード、５・・
・リード、６・・・ＩＣチップ、７・・・パッド、８．
８′・・・リード、９・・・リード保持板、１０・・・
アウターリード、１１・・・キャリヤテープ、１２・・
・穴、１３・・・末端部、１４．１５・・・切断線、１
６・・・穴、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・・・カメラ、２７・・・吸
着機構、２８・・・アーム、２９・・・ＸＹテーブル、
３０・・・θテーブル、３１・・・Ｚテーブル、３２・
・・吸着台、３３・・・ＣＣＵ、３４・・・モニタ、３
５・・・ＰＲＬＩ　。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、４
０・・・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５．４４
・・・送リスプロケット、４５・・・空テープ収納箱、
４６・・・グイ、４７・・・ポンチ、４８・・・おさえ
、４９・・・ハネ、５０・・・ビン、５１・・・中空孔
、５２．５２’・・・吸着軸、５３・・・ビン、５４・
・・ステージドライバ。第１０図第１１図

Claims

【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、前記プリント基板の半導体装置取付位置に設けられた穴
を貫通して下方から吸着軸を上昇せしめてその上端が前
記プリント基板上面より上方に突出した位置で前記半導
体装置を上端に受けて前記プリント基板上面より浮かせ
た状態で保持し、前記半導体装置のアウターリードが、前記プリント基板
のリードに対する位置ズレ量を、上方からのパターン認
識作業により検出し、検出された位置ズレ量に基づき前
記吸着軸を水平移動及び／又は回転せしめて前記アウターリード
を前記リードに整合せしめ、前記吸着軸を下降せしめ、前記アウターリードを前記リ
ードの上に密着せしめた後アウターリードボンディング
を行うことを特徴とするアウターリードボンディング装置。