JPS62122245A

JPS62122245A - 半導体製造用キヤリア治具

Info

Publication number: JPS62122245A
Application number: JP26122685A
Authority: JP
Inventors: Kazuhisa Takashima; 高島　一寿; Masakazu Ozawa; 小沢　正和; Toshio Hoshino; 星野　俊雄; Yuichi Komaba; 駒場　裕一; Shunichi Fujiwara; 藤原　俊一; Masahiko Yoshida; 正彦吉田; Satoshi Sasaki; 聡佐々木; Seiichi Shirakawa; 白川　清一
Original assignee: Hitachi Tokyo Electronics Co Ltd; Hitachi Ltd; Akita Electronics Co Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd; Akita Electronics Systems Co Ltd; Renesas Eastern Japan Semiconductor Inc
Priority date: 1985-11-22
Filing date: 1985-11-22
Publication date: 1987-06-03

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】〔技術分野〕本発明は半導体装置を一貫製造するための製造装置に関
し、特に半導体装置を完成するまでの工程を、高効率で
しかも全自動的に行う際に用いるキャリア治具に関する
ものである。

〔背景技術〕

半導体装置の製造工程、なかでもパッケージ上に半導体
素子ペレットを組み付けかつこれを封止して半導体装置
を完成させるための工程として、従来種々の方式が用い
られている。例えば、多連リードフレーム方式の組付は
工程では、多連に構成したリードフレームに複数個の半
導体素子を搭載し、これら複数の半導体装置を順序的に
かつ自動的に組付は処理している。しかしながら、各パ
ンケージが１個１”個独立して構成されているセラミッ
ク型のパフケージでは、各半導体装置は一つ１つ独立し
た部品として製造に付されることになるため、これらの
独立した部品を多連リードフレーム方式のように全自動
的に組立てることは難しい。

即ち、これまでの半導体製造装置、特に半導体装置の組
立て装置では、半導体装置を各半導体製造装置の所定の
位置に一つずつセットした上で組立て工程作業を行うよ
うに構成されているため、多数個の半導体装置を連続的
に組立てる場合には、搬送用の治具上に載置されている
複数個の半導体装置を、治具から一つずつ取り出してこ
れを製造装置の所定位置にまで移動させ、ここで組立て
を行った後に再び半導体装置を治具へ戻す必要がある。

しかしながら、この半導体製造装置では、前述のように
半導体装置を個々に製造しているため、各工程部位にお
いて半導体装置を治具から取り出すためのローダと、そ
の工程が終了した後に半導体装置を治具に戻すためのア
ンローダとが必要とされ、製造装置が複雑かつ大型化す
るとともに、ローダ、アンローダ夫々における動作の累
積時間も長くなり、半導体装置の製造効率の低下を生じ
るという問題もある。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、夫々独立したパッケージ構造の半導体
装置を、連続した状態で一貫製造でき、かつこの製造を
高い効率でしかも自動化することのできる半導体装置の
製造に際し、この半導体装置を搭載するのに好適なキャ
リア治具を提供することにある。

本発明の前記ならびにそのほかの目的と新規な特徴は、
本明細書の記述および添付図面からあきらかになるであ
ろう。

〔発明の概要〕

本願において開示される発明のうち代表的なものの概要
を簡単に説明すれば、下記のとおりである。

即ち、本発明のキャリア治具は、平面Ｘ、Ｙ方向の一方
向に沿うとともに他方向に並列した複数本の溝を板状の
部材に形成するとともに、これらの各溝内には夫々複数
個の半導体装置を支持可能な突起を配列し、かつその周
囲には平面Ｘ、　Ｙ方向に移動可能な送り部を形成した
ものであり、これにより半導体装置の製造時にはキャリ
ア治具を平面ＸＹ方向に移動させ、このキャリア治具の
移動に伴って搭載された半導体装置を順序的に一つずつ
所定位置に設定させ、この位置設定された半導体装置に
対して所定の工程作業を行うことにまり、製造効率の向
上を図り、かつ個別パッケージにおける製造の自動化を
達成できる。

〔実施例〕

第１図は本発明をセラミックパッケージ型半導体装置の
製造装置に適用した実施例を示すもので、特にペレット
ボンディング−ワイヤボンディング−貫装室に適用した
例を示しており、この装置は、ペレットボンダ１０と、
その後流位置に直列配置した２台のワイヤボンダ１４，
１４と、これらの間に配置したストッカ部１２と、前記
ワイヤボンダ１４の直後位置に配置したアンローダ部１
６とで構成している。

前記ペレットボンダ１０は、図外の部品供給装置から、
パッケージリードとしてのフレーム１及びセラミック製
のベース２と、所定の回路が形成されたシリコン素子ペ
レット３が夫々独立して供給される。そして、フレーム
１を所定の大きさに切断する一方、ベース２を直線状の
シュート２２上を間欠的に移動させ、ステーション２４
においてフレーム１とベース２を一体化し、スタンパ２
８によって所定の形状に整える。そして、ベレット付は
ステーション３０において、コレット３２によりベース
２上に素子ペレット３を固着して第２図のように半導体
装置４を構成する。また、ペレットボンダ１０には図外
の異なる箇所からキャリア治具５が供給されており、前
述のように組立てられた半導体装Ｗ４はハンドリング機
構３４によってこのキャリア治具５上に搭載される。

前記キャリア治具５は、第３図のように、長方形の金属
板を打ち抜き形成してＹ方向に沿う複数本の溝３５をＸ
方向に配列するように形成して全体を格子状に構成し、
また各格子３６には夫々複数対の突起３８をＹ方向に列
設した状態で一体に形成している。夫々２個ずつの対を
なして１個の搭載部を構成するこれら突起３８間には、
同図のように前記半導体装置４のベース２を支承するこ
とができる。前記格子３６は本例では６本形成し、かつ
突起３８は７対形成しており、これにより半導体装置４
をＸ方向（図示横方向）に７個、Ｙ方向（図示縦方向）
に７個の計４９個（７Ｘ７）搭載支持できる。また、こ
のキャリア治具５の周辺部には、Ｘ方向及びＹ方向に夫
々等間隔で小孔４０．４２を開設し、これらをキャリア
治具５の位置決め用及び移動送り用の孔として利用して
いる。

前記ハンドリング機構３４は、第４図のように前記シュ
ート２２に続くベルトコンベア４４と、更にこれに続く
搭載シュート４６を有し、これらベルトコンベア４４と
搭載シュート４６に隣合ってブツシャ４８を配設してい
る。前記ベルトコンベア４４は連続回動して半導体装置
４を搭載シュート４６に向かって移動させる。前記ブツ
シャ４８はモータ５０によって回動されるチェーン５２
によって搭載シュート４６に沿って移動され、この搭載
シュート上の半導体装置４を前進移動させる。一方、前
記キャリア治具５が積層貯蔵された位置からこの搭載シ
ュート４６にまで亘って直角方向にレール５４が敷設さ
れ、搬送［５６が往復移動される。この搬送ａ５６に対
して移載機構５８が付設され、この移載機構５８によっ
てキャリア治具５を搬送機５６に搭載させ、かつこの搬
送機５６は搭載したキャリア治具５を前記搭載シュート
４６の近傍位置に設けた搭載ステーション６０上にまで
搬送する。この搭載ステーション６０には、モータ６２
及びチェーン６４によって前記搭載シュート４６と直角
方向に延設したレール６５に沿って往復移動されるフィ
ンガ支持体６７を有し、このフィンガ支持体６７には内
蔵したシリンダ手段によって上下に往復移動されるフィ
ンガ６６を対向配置している。このフィンガ６６は７本
の指６８を有するとともに、各先端には真空吸着孔７０
を形成し、前記フィンガ支持体６７をレール６５に沿っ
て左右に移動させながらフィンガ６６によって搭載シュ
ート４６を移動されてくる半導体装置５を各指６８に１
個づつ、計７個を指６８に真空吸着支持させた上で、下
動し、更にキャリヤ冶具を後に述べる手段によって左に
動かすことにより各指６８の半導体装置４をキャリア治
具５上に搭載させる。これを７回繰り返すことにより、
キャリア治具５上に４９個の半導体装置４を搭載できる
。この間、搭載ステーション６０はモータ７２により軸
転されるねじ７４によって搭載シュート４６の方向、つ
まりキャリア治具５をそのＹ方向に移動させ、フィンガ
６６に対するキャリア治具５拉置を変化させ、搭載を容
易にする。

更に、この搭載ステーション６０の背後にはブツシュロ
ンドア６を配置し、キャリア冶具５を背後のストッカ部
１２に移動させる。

前記ストッカ部１２は、図示は省略するが、上下に延び
る２本のガイドに沿って棚部を上下移動できるようにし
、キャリア治具５を収納可能なラック６を棚部に縦方向
に並べて載置した状態で一体的に上下移動できるように
している。そして、前記ブツシュロッド７６に対応する
高さ位置に移動されたランク６内にキャリア治具５を押
し込み収納させる。このラック６を上下させることによ
り、ラック６の収納限度までキャリア治具５をストック
させることができる。

前記ワイヤボンダ１４は、第５図に示すよう４こ、Ｘ方
向の搬送ラインベ）レトコンベア８４及びＸ方向シュー
ト８６と、このＸ方向ベルトコンヘア８４に夫々直交す
るＹ方向の搬送ラインベルトコンベア８８及び９０と、
前記のＸ方向シュート８６の略中間に位置するボンディ
ングステーション９２に対向位置したボンディング機構
９４とを有している。前記Ｘ方向ベルトコンベア８４は
モータ９６によって駆動され、かつ長さ方向３箇所のス
リットにおいて分離されている搬送ベルト９８゜９８．
９８．９８は連結ベルト１００，１００゜１００によっ
て一体的に回動される。又、ローダ側のＹ方向ヘルドコ
ンベア８８及びアンローダ側のＹ方向ベルトコンベア９
０は夫々前記Ｘ方向ヘルドコンベア８４のスリット内に
位置しており、モータ１０６，１０８によって回動され
るとともにエレベータ１０２，１０４によって上下動で
きる。このとき、上動されたときには、Ｘ方向ベルトコ
ンベア８４よりも上方に位置し、下動されたときにはそ
れよりも下方に位置される。

前記Ｘ方向シュート８６は、Ｙ方向に延設した一対のレ
ール１１０，１１０上に搭載したＹテーブル１１２に固
定している。このＹテーブル１１２は図外のモータによ
って軸転されるねじに螺合され、このモータの回動によ
って前記レール１１０．１１０に沿ってＹ方向に往復移
動できる。又、Ｙテーブル１１２にはＸ方向に延設した
タイミングベルト１１Ｂを設け、このタイミングベルト
１１８をモータ１２０で回動させる。このタイミングベ
ルト１１Ｂの一部には送りピン１２２を一体に設け、か
つこの送りピン１２２は上下動ソレノイド１２４によっ
て上下に位置移動でき、上動した時にはＸシュート８６
上に載置したキャリア治具５の送り用の孔に嵌入できる
。このタイミングベルト１１８と上下動ソレノイド１２
４の協動によって、送りピン１２２は矩形運動を行い、
キャリア治具５を間欠送りする。

更に、前記ボンディングステーション９２にはθテーブ
ル１２６を配設し、その上端支持部１２８を上方に突き
出すことによりキャリア冶具５に搭載されている半導体
装置５を１個毎に支持部１２８に支持させ、そのθ動作
によって半導体装置５の平面回動位置を変化させる。こ
のθテーブル１２６の上方には、ボンディング機構９４
のボンディングツール９４ａを位置し、所定のワイヤボ
ンディングを実行する。なお、前記Ｘ方向シュート８６
の下流側一部にはモータ１３０によって回動されるヘル
ドコンベア構造の移送部１３２が一体に構成しである。

また、図中１３４はＹテーブル１１２の後端に立設して
Ｙ方向ベルトコンベア８８を移動されてくるキャリア治
具５に当接可能なストッパである。

このワイヤボンダ１４では、上流のストッカ部１２から
移動されてくる半導体装Ｗ４を搭載したキャリア治具５
は、Ｘ方向ベルトコンベア８４によってＸ方向に移動さ
れ、この半導体装置４がワイヤボンディングの対象とな
るものである場合には、キャリア治具５は図外のストッ
パによってＹ方向ベルトコンベア８８位置で停止される
。すると、エレベータ１０２によってＹ方向ベルトコン
ベア８８が上動され、キャリア治具５をこのコンベア８
８によってＸ方向シュート８６位置まで移動させる。こ
の時、キャリア治具５はストッパ１３４に当接すること
により、Ｙ方向ベルトコンベア８８による送り位置が規
制される。

なお、キャリア治具５に搭載されている半導体装置４が
このワイヤボンダでの工程の対象に相当しない場合には
、Ｙ方向ベルトコンベア８日は上動せず、したがってキ
ャリア治具５はＸ方向ベルトコンベア８４によって更に
下流のワイヤボンダ或いはアンローダ部１６に向かって
搬送される。

Ｘ方向シュート８６に移動されたキャリア治具５は、そ
の送り用の小孔４０．４２に送りピン１２２が嵌合し、
モータ１２０及びタイミングベルト１１８によってＸ方
向に移動される。この場合、モータ１２０の電流を制御
することにより、任意の送り量に設定できる。そして、
キャリア冶具５の先端がボンディングステーション９２
の所定位置に達すると、θテーブル１２６が稼動して支
持部１２８を上方に突出させ、この先端に最先の半導体
装置４をすくい上げる。この半導体装置４は支持部１２
Ｂによって所定高さ位置に支持され、かつその平面回動
によって角度位置が変化されながらボンディング機構９
４によって所定のワイヤボンディングが実行される。

所定のワイヤボンディングが完了された半導体装置４は
、θテーブル１２６の支持部１２８の下動によってキャ
リア治具５の最初の位置に戻されて再びこれに搭載され
る。すると、モータにより回動されるねじによってＹテ
ーブル１１２がＹ方向に微少量移動され、キャリア治具
５もこれとともに移動される。このため、今度はキャリ
ア治具上における隣りの半導体装置４がθテーブル１２
６の直上に位置され、前述と同様にしてこの半導体装置
４がワイヤボンディングされる。そして、Ｙ方向の１列
の半導体装置４のワイヤボンデイングが完了すれば、モ
ータ１２０及びタイミングベルト１１８によってキャリ
ア治具５はＸ方向に更に少し移動され、次の列の半導体
装置がワイヤボンディングされることになる。以下、こ
れを繰り返すことにより、キャリア治具５上の全部の半
導体装置４のワイヤボンディングが完了できる。

全部の半導体装置４の処理が完了すると、Ｘ方向シュー
ト８６に沿ってキャリア治具５は移動され、Ｙ方向ベル
トコンバフ９０位置で停止される。

そして、ここでＹ方向ベルトコンベア９０がエレベータ
１０４によって上動されると、キャリア冶具５はＹ方向
ベルトコンベア９０に移載される。

このコンベア９０によってキャリア治具５はＸ方向ベル
トコンベア８４位置にまで移動され、この位ＷでＹ方向
ベルトコンベア８４が下動されることによりキャリア治
具はＸ方向ベルトコンベア８４に移載され、このコンベ
ア８４によってアンローダ部１６に向けて搬送される。

このワイヤボンダの構成及び作用は、下流側に配置した
ワイヤボンダ１４においても全く同じである。

以上のようにペレットボンディングとワイヤボンディン
グが完了された半導体装置４は、アンローダ部１６に移
動され、ここでラック６に夫々収納され、以後ランク単
位で移送されることになる。

なお、キャリア治具は第６図（ａ）〜（ｃ）に夫々異な
る変形例を示すように、溝３５を形成して、格子３６及
び突起３８を形成するのはもとよりのこと、両側を折り
曲げてここに小孔４０．４２を形成する構成や、周辺を
切り欠いてこれを位置決め及び送り用に利用する構成等
を採用することもできる。図中、前記キャリア治具に対
応する部分には同一の符号を付している。

〔効果〕

（１）平面Ｘ、Ｙ方向に半導体装置を配列して搭載可能
なキャリア治具を、半導体製造装置内において平面ＸＹ
方向に移動させ、このキャリア治具搭載した多数個の半
導体装置を、前記キャリア冶具の移動に伴って順序的に
一つずつ所定位置に設定させ、この位置設定された半導
体装置に対して所定の工程を行うようにしているので、
半導体装置が夫々個別に構成されている場合でも、半導
体装置をキャリア治具に搭載したままの状態で所定の工
程作業を行うことができ、これにより高い効率で半導体
装置を製造することができる。

（２）連続した複数の工程を経て多数個の半導体装置を
個別に製造するに際し、半導体装置を搭載したキャリア
治具を前記複数の工程の各製造装置間に亘って移動させ
、各製造装置を通してキャリア治具に搭載された半導体
装置に連続した工程を施して半導体装置を製造している
ので、個別に構成されている半導体装置を高い効率でか
つ全自動的に製造することができる。

（３）キャリア治具は半導体装置を平面ｘｙＸ方向配列
搭載可能に構成しているので、各半導体製造装置では、
キャリア冶具を平面ＸＹ方向に移動させる手段を備える
のみで搭載された半導体装置に対する工程作業を全自動
的に実行でき、半導体製造装置の構成を簡易なものにで
きる。

以上本発明者によってなされた発明を実施例にもとづき
具体的に説明したが、本発明は上記実施例に限定される
ものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可
能であることはいうまでもない。

例えば、前記した工程以外の工程ををする製造装置はも
とより、全く異なる工程からなる半導体装置の製造工程
においても、同様にして半導体装置をキャリア治具に搭
載した状態での工程作業を可能とし、半導体装置の製造
の高効率化と全自動化を達成できる。

〔利用分野〕

以上の説明では主として本発明者によってなされた発明
をその背景となった利用分野である半導体装置のペレッ
トボンダからワイヤボンダニ程までの間の製造工程に適
用した場合について説明したが、それに限定されるもの
ではなく、たとえばこの工程以後の工程、或いは全く異
なる工程からなる製造工程の半導体製造方法及び製造装
置に適用できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を適用した半導体装置製造装置の要部の
全体斜視図、第２図は半導体装置の斜視図、第３図キャリア治具の平面図、第４図はハンドリング機構の斜視図、第５図はワイヤボンダの斜視図であり、特にキャリア治
具移動機構を示す図、第６図（ａ）〜（ｃ）はキャリア治具の変形例の斜視図
である。１・・・フレーム、２・・・ベース、３・・・半Ｋ　体
素子へＬ／フット４・・・半導体装置、５・・・キャリ
ア治具、６・・・ランク、１０・・・ベレットボンダ、
１２・・・ストッカ部、１４・・・ワイヤボンダ、１６
・・・アンローダ部、２２・・・シュート、２４・・・
ステーション、３２・・・コレット、３４・・・ハンド
リング機構、３５・・・溝、３６・・・格子、４０．４
２・・・小孔、４４・・・ベルトコンベア、４６・・・
搭載シュート、４８・・・ブツシャ、５６・・・搬送機
、５８・・・移載機構、６０・・・搭載ステーション、
６７・・・フィンガ支持体、６８・・・指、７０・・・
真空吸着孔、７４・・・ねじ、７６・・・ブツシュロッ
ド、８４・・・Ｘ方向ベルトコンヘア、８６・・・Ｘ方
向シュート、８８．９０・・・Ｙ方向ベルトコンヘア、
９２・・・ポンディングステーション、９４・・・ボン
ディング機構、９８・・・搬送ベルト、ｌＯＯ・・・連
結ベルト、１０２，１０４・・・エレベータ、１１０・
・・レール、１１２・・・Ｙテーブル、１１８・・・タ
イミングベルト、１２２・・・送りピン、１２４・・・
上下動ソレノイド、１２６・・・θテーブル、１３２・
・・移送部、１３４・・・ストッパ。第　　２　　図、デ第　　３　　図第　　６　　― 、ｊｔ）　　　　４−７

Claims

【特許請求の範囲】１、複数個の半導体装置をＸ、Ｙ方向に整列して支持可
能なキャリア治具であって、平面ＸまたはＹ方向の一方
向に沿うとともに他方向に並列された複数本の溝を板状
の部材に配列形成し、これらの各溝内には半導体装置を
支持する複数個の突起を整列形成し、かつ前記板状部材
の周囲には平面Ｘ、Ｙ方向の少なくとも一方に延設した
位置決め部および送り部を配設したことを特徴とする半
導体製造用キャリア治具。２、位置決め部および送り部は、キャリア治具の辺に沿
って等しい間隔で開設した複数個の小孔からなる特許請
求の範囲第１項記載の半導体製造用キャリア治具。３、キャリア治具は製造ステーションにおいて、前記位
置決め部および送り部における操作によって平面Ｘ、Ｙ
方向に移動動作され、その移動位置に対応する半導体装
置を所定位置に位置設定してなる特許請求の範囲第２項
記載の半導体製造用キャリア治具。