JPS6320846A - 外部リ−ド接合装置 - 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］ 本発明はフィルムキャリアから打抜かれた固形デバイス
の外部リードをリードフレーム又はノＳ板に接合する外
部リード接合装置に関する。

［従来の技術］ 外部リード接合装置は、第１１図に示すように、両側帯
にスプロケット穴１ａを備えたフィルムキャリアｌに外
部リード２ａによって支えられた固形デバイス２をパン
チングにより打抜き、第１２図に示すリードフレーム３
又は第１３図に示すノロ（板４のリード接合Ｐｉ′Ｂ３
ａ又は４ａに外部り一ド２ａを位置合わせして装置し、
第１４図及び第１５図に示すように、外部リード２ａと
リード接合部３ａとをボンディングによって接合する工
程を全自動で行うものである。以下、リードフレームと
いう場合はリードフレーム３及び基板４の両方を指す。

従来用いられてきた外部リード接合装置は２つの方式に
大別される。第１の方式は、フィルムキャリアとリード
フレームを上下に重ねて配置し。

フィルムキャリア上の固形デバイスを打抜くと同時にそ
の上方にあるリードフレームにそのまま熱圧着する方式
であり、他の第２の方式は、フィルムキャリアとリード
フレームを並行に配置し、フィルムキャリア上の固形デ
バイスを打抜き、この固形デバイスを真空吸着してリー
ドフレーム上へ移送載置し、しかる後、別ｌのボンディ
ング装置によって接合する方式である。

［発明が解決しようとする問題点］ 第１の方式は、少数リードの固形デバイスに合わせて考
案されたもので、リードの数が多くなると、固形デバイ
ス側のリードとリードフレームとの位置合わせの精度が
より厳しく要求されるようになるため、単にフィルムキ
ャリアとリードフレームを上下に重ねた形の位置合わせ
方法ではミスが多く１作業の歩留りが著しく劣る。また
リードフレーム及びフィルムキャリヤを別個に監視する
ことが困難で、位置精度が悪い。

第２の方式では、フィルムキャリアから打抜かれた固形
デバイスをリードフレーム上で如何に固定するか難しい
問題で、例えば固形デバイスをリードフレーム上で何等
かの手段で仮押えし、ボンディングツールをこの押え手
段に干渉させないように固形デバイスの各辺毎のリード
を何回にも分けてボンディングするか、また例えば打抜
いた固形デバイスをリードフレームに置き去り、仮押え
をせずに各辺毎のリードを１度にボンディングするなど
の方法がとられてきたが、何回かに分けてボンディング
するのは作業能率が悪いし、仮押えもしないでボンディ
ングするのは接合する位置精度が低下するなどの問題が
あった。

本発明の目的は、以上のような従来装置の欠点を補い、
多数のリードを備えた固形デバイスにも対応可能な高い
作業能率を有する外部リード接合装置を提供することに
ある。

［問題点を解決するための手段］ 上記従来技術の問題点は、フィルムキャリアから固形の
デバイスをパンチングにより打抜く打抜き装置と、打抜
かれたデバイスを吸着する吸着ヘッドを罰えた昇降アー
ムと、前記デバイスを接合するリードフレームを所定経
路に沿って搬送するリードフレーム送り装置と、前記昇
降アームを載置してリードフレームの搬送経路上の第１
のボンディングステーションの上方に搬送するように縦
横に移動するＸＹテーブルと、このＸＹテーブル上に設
けられ昇降アームを上下動させる上下駆動機構と、前記
第１のボンディングステーションの上方に設けられ前記
昇降アームの吸着ヘッド部に干渉しないように逃げ部が
形成されてリードフレーム上に前記吸着ヘッドで押え付
けられているデバイスの対向する２辺に沿って設けられ
たリードをリードフレームに対し同時にボンディングす
るボンディングツールを備えた第１のボンディング装置
と、同様にリードフレームの搬送経路に沿った第２のボ
ンディングステーションの上方に設けられ前記デバイス
の他の対向する２辺に沿って設けられたリードをリード
フレームに対して同時にボンディングするボンディング
ツールを備えた第２のボンディング装置とより構成する
ことにより解決される。

［作用１′ 打抜き装置のパンチングによりフィルムキャリアから打
抜かれたデバイスは吸着ヘッドにより吸着される０次に
昇降アームがＸＹテーブルにより縦横に駆動され、吸着
ヘッドはリードフレームの搬送経路上の第１のボンディ
ングステーションの上方に移動させられる０次に昇降ア
ームは上下駆動機構で下降させられ、吸着ヘッドに保持
されたデバイスがリードフレーム上に押付けられる。続
いて第１のボンディング装置の第１のボンディングツー
ルが下降してデバイスの対向する２７辺のリードをリー
ドフレームに対して同時にポンデイングする。その後、
第１のボンディングツールは上昇、吸着ヘッドは上昇及
びパンチングの上方に移動する。前記デバイスの対向す
る２辺がボンディングされたリードフレームは間欠的に
送られ、第２のボンデ１ングステーシヨンにおいて、第
２のボンディング？Ａ２１の第２のボンディングツール
によりデバイスの他の対向する２辺のリードがリードフ
レームに同時にボンディングされる。ここで、第２のボ
ンディング装置によりボンディング動作は前記第１のボ
ンディング装置によるボンディング動作と同時に行われ
る。

［実施例］ 以下、本発明を図面に示す一実施例に従って詳細に説明
する。第１図は本発明になる外部リード接合装置の正面
図、第２図は第１図の右側面図、第３図は第１図の平面
図、第４図はフィルムキャリアの供給巻き取りリール部
を示し、第１図に矢印Ａ−Ａ線で示す部分の断面図、第
５図はフィルムキャリアの送り部及びパンチユニット部
の部分詳細図、第６図は固形デバイスの移送部の部分詳
細正面図、第７図は第６図の部分詳細右側面図、第８図
は固形デバイス移送部に設けられた光学的位置認識手段
の動作説明図、第９図はボンディング装置のボンディン
グツールの形状を示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は右側
面図、第１０図はボンディング時の動作状態図である。

第１図乃至第３図に示すように、本装置は、本体ｌＯと
その上面に設けられた制御僚体１１とにより枠体を構成
している０本体ｌＯの内部にはフィルムキャリア１の供
給収納装２１１２が設けられ、本体１０の上面には供給
収納装２ｔ１２から送られたフィルムキャリア１の定寸
送り装置３０と、これに併設され、フィルムキャリアｌ
上の固形デバイス２を打抜くパンチュニツ）４０が設け
られている。また更に、本体ｌＯの上面には周知の爪式
又はベルト式搬送手段によるリードフレーム３の送り装
置４５と、フィルムキャリアｌから打抜かれた固形デバ
イス２をリードフレーム３の所定位置に移送する移送ア
ーム装２１５０と、その移送に際し固形デバイス２の位
置確認を行う光学９ｉ７０と、リードフレーム３上に移
送された固形デバイス２をリードフレーム３の送り装置
４５の搬送経路に沿って設けられたボンディングステー
ションでボンディングする２つの第１及び第２のボンデ
ィング１２１８０．８１が設けられている。

供給収納装置！ｔ１２（第１図、第４図参照）フィルム
キャリア１の供給収納装ｇｌ１２の供給側には、本体ｌ
Ｏに回転可使に支持された回転軸１３に設けられた供給
リール１４があり１回転軸１３は同期モータ１５によっ
て回転させられる。

前記供給リール１４には、フィルムキャリア１と、巻き
取り時に固形デバイス２が重なり合って破損したりする
のを防止するスペーサテープ１６が一緒に巻かれている
。一方、収納側には１本体１０に回転回部に支持された
中空の回転軸１７に供給リール１４に対して平行にオフ
セットされて設けられたフィルムキャリア巻き取りリー
ル１８と、回転ｉｄ＋１７の同軸上に回転回走に支持さ
れた回転軸１９に供給リール１４に対して整列されて設
けられたスペーサテープ巻き取りリール２０が備えられ
ている。前記回転軸１７．１９はそれぞれ回期モータ２
１．２２によって回転させられる。

定寸送り装置３０　（１図乃至第３図及び第５図参照） フィルムキャリア１の定寸送り装置３０は、供給リール
１４から繰り出されたフィルムキャリアｌの進行経路上
にあって、本体１０の上面に設けられた支持台３１に回
転可使に支持された２個一対のスプロケット３２．３３
と、図示しないベルト伝動手段によりこの２つのスプロ
ケット３２゜３３を同期回転させる図示しないスプロケ
ット回転回期モータとを備えており、フィルムキャリア
ｌのスズロケット穴１ａにスズロケット３２．３３の外
周に設けられた歯が係合してスプロケット回転同期モー
タの定角間欠回転によりフィルムキャリアｌを定寸づつ
順送りすることができる。

パンチュニッ）４０　（第１図、第２図、第５図参照） フィルムキャリアｌから固形デバイス２を打抜くパンチ
ユニット４０は、スプロケット３２と３３を結ぶフィル
ムキャリアｌの定寸送り経路に沿って設けられ、フィル
ムキャリアｌをクランプしながらパンチングツールによ
って固形デバイス２を打抜くパンチングアクチュエータ
４１と、このパンチングアクチュエータ４１を昇降させ
るためにその下方に設けられた直動カムフォロア４２と
、これに当接し、昇降せしめるエアシリンダ４３によっ
て往復動するリニアカム４４とより構成されている。

送り装置４５（第１図、第２図、第３図参照）リードフ
レーム３の送り装置４５は、前述のように周知の爪式又
はベルト式搬送手段によるもので１間欠定寸送りによっ
てリードフレーム３を送ることが可能である。また図示
しないが、送り装２１４５の供給側と排出側にはそれぞ
れ別置の搬送手段が設けられ、多数のリードフレーム３
は自動的に順送りされていくことができるようになって
いる。

移送アーム装２１５０（第１図、第２図、第６図、°ぐ
９第７図参照） 固形デバイス２を移送する移送アーム装ｇ１５０は１本
体ｌＯの上面に設けられたフィルムキャリアｌの進行経
路に平行な方向（Ｘ方向）に沿って伸長するＸ方向ガイ
ドレール５１と、これに沿って送りモータ５２により周
知の送りねじ機構を介して送られるＸ方向移動テーブル
５３と、Ｘ方向移動テーブル５３上に設けられ、Ｘ方向
と直交する方向（Ｙ方向）に沿って伸長する第１Ｙ方向
ガイドレール５４と、これに沿って送りモータ５５によ
り同様の送りねじ機構を介して送られる第１Ｙ方向移動
テーブル５６と、第１Ｙ方向移動テーブル５６上に設け
られ、同じくＹ方向に沿って伸長する第２Ｙ方向ガイド
レール５７と、これに沿って送りモータ５８により送り
ねじ機構を介して送られる第２Ｙ方向移動テーブル５９
と、第２Ｙ方向移動テーブル５９上に設けられた昇降レ
ール６０と、これに沿って昇降可能な昇降台６１と、こ
れを昇降させるためのエアシリンダ６２によって往復動
するリニアカム６３と、昇降台６１に固定され、Ｙ方向
に沿って伸長する昇降アーム６４と、昇降アーム６４の
先端に設けられた真空吸着ヘッド６５とよりなる。そし
て、前述のＸ及びＹ方向移動テーブル５３．５６．５９
の移動により真空吸着ヘッド６５は、パンチユニット４
０の真上に進出することが可ｔ＃、で、パンチングツー
ルによって打抜かれた固形デバイス２をそのまま吸着し
て保持することが可能なようになっている。

位置確認用光学装ｇ１７０（第１図乃至第３図及び第８
図参照） 固形デバイス２の位置確認用光学装２１７０は。

移送アーム９Ｗ１５０によって移送される固形デバイス
２の真空吸着ヘッド６５に吸着された姿勢での位置ずれ
自体を確認する装置と、リードフレーム３の送り装置４
５によって送られるリードフレーム３の基準位置からの
ずれを確認する装置とよりなる０ｍＩ者は、固形デバイ
ス２の移送経路の真上に１；りけられたカメラ７１と、
その真下に設けられたプリズム７２と、プリズム７２に
より光を屈折させてカメラ７１に投光する投光器７３に
よって構成され、後者は、リードフレーム３の搬送経路
に沿って設けられた所定の第１のボンディングステーシ
ョンの真上に設けられたカメラ７４と。

リードフレーム３に光を反射させてこのカメラ７４に投
光する投光器７５によって構成されている。

ボンディング装２ｉ８０．８１（第１図、第２図、第９
図、第１Ｏ図参黒） ボンディング装置８０．８１は、前述の第１のボンディ
ングステーションと、これに隣接して同様にリードフレ
ーム３の搬送経路上に設けられた第２のボンディングス
テーションに対しそれぞれ設けられ、周知のボンディン
グヘッドから伸長し、かつ昇降するボンディングアーム
８２の先端には、第９図に示すように中央部に逃げ部８
３ａを備えたボンディングツール８３が固定されている
。このボンディングツール８３は、第１θ図に示すよう
に、固形デバイス２の本体部分をまたぐようにして干渉
を避けながらその対向する２辺に設けられた外部リード
２ａのボンディングを行うことができ、第１のボンディ
ングステーションに設けられた第１のボンディング装置
８０では、ボンディングツール８３の逃げ部８３ａは真
空吸着ヘッド６５をも逃げることが可使に設けられ、第
２のボンディングステーションに設けられた第２のボン
ディング装置８１では、ボンディングツール８３の逃げ
部８３ａは第１のボンディング装置８０のそれに対し直
交するように設けである。

次にかかる構成よりなる外部リード接合装置の作用につ
いて説明する。フィルムキャリア１は供給リール１４か
ら繰り出されると、スプロケット３２．３３によって定
寸送りされる。この時、同期モータ１５はスプロケット
回転回期モータと同期して間欠回転し、フィルムキャリ
アｌに過大なテンションがかかったり、逆にたるみが出
てしまうのを防止している。フィルムキャリア１が定寸
送りされて固形デバイス２がパンチュニツ）４０のパン
チングアクチュエータ４１上の所定位置に位置決めされ
ると、次にエアシリンダ４３が動作してリニアカム４４
が右側へ移動し、これによって直動カムフォロア４２が
上昇し、パンチングアクチュエータ４１の図示しないパ
ンチを押し上げ、周知の機構によりフィルムキャリアｌ
をクランプして固定した後、パンチングツールによって
固形デバイス２を上方に打抜く、この時、固形デバイス
２はパンチングツール上にフィルムキャリアｌより分離
されて置かれた状態となる。

次に送りモータ５２．５５．５８の回転により、ＸＹテ
ーブルが移動して昇降アーム６４の先端に設けられた真
空吸着ヘッド６５がその固形デバイス２の真上に位置決
めされる。そして、エアシリンダ６２が動作してリニア
カム６３が後退すると昇降台６１が下降し、これによっ
て昇降アーム６４も下降して真空吸着ヘッド６５が固形
デバイス２を吸着保持する。この後エアシリンダ６２は
逆動作してリニアカム６３が前進すると昇降台６１が上
昇し、昇降アーム６４が固形デバイス２を保持して上昇
する。

そして再びＸＹテーブルが動作して昇降アーム６４を移
動させ、固形デバイス２をその位置確認用光学装ｆｉ７
０の下方に位置せしめる。この時。

投光器７３から照射された光ｉプリズム７２によって屈
折され、固形デバイス２を下方から透過するようにカメ
ラ７１に投光される。固形デバイス２の外部リード２ａ
はパンチングによる切断で姿勢が変化し易いため、直接
に照射した光をその表面から反射させた映像をカメラ７
１で見た場合。

ＩＩるさのムラが生じやすく、その位置を自動認識しよ
うとすると認識エラーを起こすことが多い。

これに対し、透過光による映像では、外部リード２ａ、
固形デバイス２は影として映るため、コントラストが明
確になり、カメラ７１による自動認識のエラーは極めて
発生しにくくなり都合がよい、こうしてカメラ７１でと
らえた映像は図示しない認識部で処理され、同時に投光
器７５から照射された光をリードフレーム３の表面に反
射させてカメラ７４に投光することによって得られたリ
ードフレーム３の映像も同じ認識部で処理されて、この
２つの位置ずれの認識結果に基づき、そのずれを修正す
るように送りモータ５２，５５．５８の回転量にフィー
ドバックされる。そして、その結果、昇降アーム６４は
更に移動して固形デバイス２をリードフレーム３の所定
位置の真上に正しく位置決めする。

なお、この一連の動作にあたって昇降アーム６４はＹ方
向に移動する２つの第１及び第２Ｙ方向移動テーブル５
６．５９とその送りモータ５５．５８を持ち、これが必
要に応じて同時に動作することにより、Ｙ方向の総スト
ローク移動に要する時間を１７２に短縮し、作業ス艶率
の向上が図られている。この場合、送りモータ５５，５
８のいずれか一方は、エアシリンダのような単純な動力
用リニアアクチュエータでもよいが、総ストローク内で
の自由な位置決め、微小量補正などを考えると、両方が
送りモータであることが望ましい。

位置決めが終ると１次にエアシリンダ６２が再び動作し
てリニアカム６３が後退し、＞１降アーム６４が下降し
て真空吸着ヘッド６５が固形デ八イス２をリードフレー
ム３上の所定位置に正しく載こし、そのままこれを下方
に軽く押圧しながら保持する。そして、この状態で第１
のボンディング装２ｔ８０のボンディングアーム８２が
周知のａ構によって下降し、そのボンディングツール８
３は固形デバイス２と真空吸着ヘッド６５の両方を逃げ
部８３ａによって逃げ、干渉を避けながら固形デバイス
２の対向する２辺に設けられた外部り−ド２ａを同時に
リードフレーム３にボンディングする。

この後、ボンディングアーム８２が上昇すると、真空吸
着ヘッド６５も固形デバイス２の吸着を止めて上昇し、
再び一連の動作を繰り返すべくパンチユニット４０の上
方へ進出していく、−方、外部リード２ａの半分をボン
ディングされた固形デバイス２は送り装２１４５によっ
て間欠送りされて第２のボンディングステーションへ送
られ、ここで第１のボンディング？ｔｌａｏと全く同様
に第２のボンディング９２１８１によって他の対向する
２辺の外部リード２ａをリードフレーム３に対し同時に
ボンディングされ、ここで外部り−ド２ａの接合が完了
する。

さて、フィルムキャリアｌはパンチユニット４０を通過
すると、スプロケット３３を経由してフィルムキャリア
巻き取りリール１Ｂに巻き取られる。この蒔、回期モー
タ２１はスプロケット３３の間欠回転に合わせて間欠回
転し、巻き取りを円滑に行うようになっている。一方、
スペーサテープ１６は、フィルムキャリアｌが固形デバ
イス２を打抜き後、廃棄されるのに対し再使用されるた
め、別個に供給リール１４から隣接するスペーサテープ
巻き取りリール２０に巻き取られる０本実施例では、ス
ペーサテープ巻き取りリール２０がフィルムキャリア巻
き取りリール１８と同軸上に設けられているため、スペ
ース効率が極めてよい。

［発明の効果］ 以上の説明から明らかなように、本発明による外部リー
ド接合装置では、ボンディングツールに逃げ部を形成し
たことで、真空吸着ヘッドで固形デバイスをリードフレ
ーム上に抑圧保持したままで精度良くボンディングする
ことができる。また対向する２辺の外部リードを同時に
ボンディングすることができ、かつボンディング装置を
２つ設けて互いに直交する２方向成分の外部リードを別
々に、しかも併行してボンディングすることができるの
で、ボンディングは４辺の外部リードを同時に行った時
と同じ作業ス七率が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明になる外部リード接合装置の一実施例を
示す正面図、第２図は第１図の右側面図、第３図は第１
図の平面図、第４図はフィルムキャリアの供給巻き取り
リール部を示し、第１図に矢印Ａ−Ａ線で示す部分の断
面図、第５図はフィルムキャリアの送り部及びパンチユ
ニット部の部分詳細図、第６図は固形デバイスの移送部
の部分詳細正面図、第７図は第６図の部分詳細右側面図
、第８図は固形デバイス移送部に設けられた光学的位置
認識手段の動作説明図、第９図はボンディング装置のボ
ンディングツールの形状を示し、（ａ）は正面図、（ｂ
）は右側面図、第１０図は、ボンディング時の動作状態
図、第１１図はフィルムキャリアの平面図、第１２図は
リードフレームのモ面図、第１３図は基板の平面図、第
１４図はリードフレームに接合された固形デバイスの平
面図、第１５図は基板に接合された固形デバイスの平面
図及び側面図である。 ｌ：フイルムキャリア、２：固形デバイス、３：リード
フレーム、　　４：基板、 ３０：定寸送り装置、　　４０：パンチユニット、４５
：送り装置、　　　５０：移送アーム装置、６４：昇降
アーム、　　　６５：吸着ヘッド。 ８０．８１：ボンディング装置、 ８３：ボンディングツール、 ８３ａ：Ａげ溝。 第１図 ４０：ｒ：＞子ユニ＝ｔ　ｌ−８０＋　８１　＝＋ｆ、
−＞テ゛インｙｂ！Ｌ第２図 ４５：透り公１ 第３図 ３０′、定寸流り装置 ４０：八０〉チ１＝・リド 第６図 し、−」 ６５；場羞へ・Ｉド 第８図 ２；圧１ｂデ゛八゛°イス 第９図 （０）　　　　　（ｂ） ２：［ｉ：１４１タテ“ハイス ８３：介、゛ンデイ〉７″ツール ８３０：　ロム１↑テ訴 第１０図 第１１図 第１２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. フィルムキャリアから固形のデバイスをパンチングによ
   り打抜く打抜き装置と、打抜かれたデバイスを吸着する
   吸着ヘッドを備えた昇降アームと、前記デバイスを接合
   するリードフレームを所定経路に沿って搬送するリード
   フレーム送り装置と、前記昇降アームを載置してリード
   フレームの搬送経路上の第１のボンディングステーショ
   ンの上方に搬送するように縦横に移動するＸＹテーブル
   と、このＸＹテーブル上に設けられ昇降アームを上下動
   させる上下駆動機構と、前記第１のボンディングステー
   ションの上方に設けられ前記昇降アームの吸着ヘッド部
   に干渉しないように逃げ部が形成されてリードフレーム
   上に前記吸着ヘッドで押え付けられているデバイスの対
   向する２辺に沿って設けられたリードをリードフレーム
   に対し同時にボンディングするボンディングツールを備
   えた第１のボンディング装置と、同様にリードフレーム
   の搬送経路に沿った第２のボンディングステーションの
   上方に設けられ前記デバイスの他の対向する２辺に沿っ
   て設けられたリードをリードフレームに対して同時にボ
   ンディングするボンディングツールを備えた第２のボン
   ディング装置とよりなる外部リード接合装置。