JPS6325703B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、リードフレームに半導体チツプを
ダイボンドするための、ダイボンド装置に関す
る。

半導体装置の組立ては、一般に次のような工程
によつて行われている。リードフレームのチツプ
用パツド部上にすずはんだなどのろう材により、
半導体チツプ（ICチツプなど）をろう付けする
ダイボンド工程と、半導チツプ上面の各電極とリ
ードフレームの各ワイヤボンデイング部とを金属
細線で接続するワイヤボド工程と、半導体チツプ
を封止する樹脂封止工程などによつている。

近来、半導体装置の製造は生産量が増大してき
て、生産性の向上のため省力化し自動化されてお
り、リードフレームも長尺化し、１枚のリードフ
レームから６〜10個の半導体装置が製造されるよ
うになつている。

なかでも、３本リードのトランジスタ装置や、
リード線の数が少ないIO（集積回路）などの半導
体装置の製造には、第１図に示すようなリードフ
レーム１が出現してきた。１枚のリードフレーム
１内に幅方向に対し２列のダイパツド部１ａが長
手方向に複数配設されている。１ｂは各パツド部
１ａに対し複数宛配設されたワイヤボンデイング
部、１ｃは複数本宛の外部リード部、１ｄは両側
に帯状をなす連結部である。

この種のパツド部１ａが２列のリードフレーム
１のダイボンドは、従来ほとんど手作業によつて
いた。あるいは、ダイパツド部が１列のリードフ
レームの場合に使用されるダイボンド装置を用
い、リードフレーム１に対し片列のみのダイボン
ドを行い、次に、ダイボンド装置のわく体又はリ
ードフレームを案内レール部により受けているヒ
ートブロツクを定盤に対し前後方向に動かして位
置決めし、残りの片列のダイボンドを行なつてい
た。

従来のダイボンド装置は、第２図に一部は断面
で示す側面図のようになつていた。４はダイボン
ド装置のわく体で、図示を略した台板上に支持さ
れている。５は前後方向に移動するしゆう動軸
で、１対の直線運動用軸受６に支持されている。
７はわく体４に固着されており各軸受６を保持し
た１対の支持部材、８はしゆう動軸５に固定され
た駆動金具で、下部に支持軸９により転動体１０
を支持している。この転動体はころがり軸受やロ
ーラなどからなる。１１は板カムで、わく体４に
支持されたカム軸１２に固着されていて回転され
る。このカム軸１２は電動機など図示を略した駆
動装置により間欠回転される。１３はわく体に固
定された支持ピン１４に下端を中心とし回転自在
に支持された揺動アームで、先端部が二又にされ
転動体１０をはさみ係合している。１５は支持ピ
ン１６により揺動アーム１３の中間部に回転自在
に支持されたカムフオロアで、板カム１１の外周
辺に接していて揺動アーム１３に回動運動を伝え
る。１７はわく体４と揺動アーム１３との間に装
着され、揺動アームを板カム１１側に引付けてい
る引張ばねである。

次に、１８はしゆう動軸５の前端に固着支持さ
れた吸着ヘツドで、吸着針１９を上下動可能に支
持している。吸着針１９は中心穴が通されていて
吸引管２０に接続されており、図示を略した真空
ポンプにより真空吸引するようになつている。２
１は吸着ヘツド１８に固定された空気圧シリンダ
で、ピストン棒２２に取付けた連結部材２３によ
り上記吸着針１９を連結していて上下移動させ
る。

一方、半導体チツプ２が受台２４上に１個宛移
送される。定盤２５上に横方向にヒートブロツク
２６が取付けられ、このヒートブロツク上に設け
られた案内レール部２６ａにリードフレーム３が
位置決めされており、半導体チツプ２がダイボン
ドされるごとに、パツド部１ピツチ宛送られる。
このリードフレーム３はダイパツド部が１列のみ
設けらており、第１図のリードフレーム１より幅
が小さくなつている。

上記従来のダイボンド装置の動作は、次のよう
になる。第３図のように、図示を略した駆動装置
によりカム軸１２を介し板カム１１を矢印Ａ方向
に回転すると、揺動アーム１３が矢印B₁方向に
回動され、しゆう動軸５が矢印C₁方向に前進さ
れる。図に示すように板カム１１の最大半径部に
カムフオロア１５が接すると、吸着ヘツド１８が
最前進位置に達し、吸着針１９が半導体チツプ２
の上方になる。板カム１１の回転を停止する。こ
こで、空気圧シリンダ２１を作動し吸着針１９を
下降させ下死点に至ると、真空吸引作用をさせ吸
着針１９の下端に半導体チツプ２を吸着させる。

つづいて、空気圧シリンダ２１を作動し吸着針
１９を上昇させる。吸着針１９の上昇を検知手段
（図示は略す）により検知し電気信号を出し、駆
動装置を作動させ板カム１１を再びＡ方向に回転
させる。第３図の位置からの板カム１１の回転に
より、揺動アーム１３は反B₁方向（B₂方向）に
回動し、しゆう動軸５が後退し吸着ヘツド１８も
後退される。第４図に示すように、しゆう動軸５
のC₂方向の後退により吸着針１９がリードフレ
ーム３のダイパツド部上方位置に至ると、駆動装
置が作動を停止し板カム１１が停止することによ
り、しゆう動軸５及び吸着ヘツド１８は停止す
る。停止と同時に空気圧シリンダ２１が作動して
吸着針１９が下降し、吸着していた半導体チツプ
２をリードフレーム３のダイパツド部上にダイボ
ンドする。このダイボンドのとき、リードフレー
ム３はヒートブロツク２６により約300℃に加熱
されてあり、ダイパツド部面にはすずはんだなど
のろう材が溶融状態になつてある。

半導体チツプ２がダイボンドされると、吸着針
１９内の真空引きは解除され、空気圧シリンダ２
１の作動により吸着針１９が上昇され、ついで、
駆動装置が作動し板カム１１がＡ方向に回転さ
れ、吸着ヘツド１８が前進され第３図のように定
位置で停止され、ダイボンドの１シーケンスを終
了する。

第３図の受台２４上の定位置には新たな半導体
チツプ２が移送されており、また、リードフレー
ム３が案内レール部２７ａ上を次のダイボンド点
になるように１ピツチ横送りされ、再び上記のよ
うにしてダイボンド動作が繰返される。

上記従来のダイボンド装置は、ダイパツド部が
一列の長尺のリードフレーム３の場合に使用され
るものであり、第１図に示すダイパツド部１ａが
２列のリードフレーム１に使用するには、次のよ
うな欠点がある。

その第１は、しゆう動軸５の前進、後退に板カ
ム１１を用いているので、吸着針１９の吸着点及
びダイボンド点の各位置が板カム１１の外周辺の
変位量で決まる。このため、第２図に鎖線で示す
ように、ヒートブロツク２７上部の案内レール部
２７ａ上の、２列のダイパツド部１ａをもつリー
ドフレーム１に対しては、まず、片列をダイボン
ドし、作業者がわく体４をリードフレーム１の通
る案内レール部２７ａに対し相対的に位置を前後
方向にずらすか、又はヒートブロツクの定盤２５
への取付け位置を前後方向に変更するかして、リ
ードフレーム１を再投入し、残りの片列をダイボ
ンドしなければならず、作業性が非常に低く、作
業時間を多く要し、生産性が劣る。

第２には、上記従来のダイボンド装置を２台設
備し、リードフレーム１に対し片列のダイボンド
を１台で行い、他の片列のダイボンドを他の１台
で行うようにすることもできるが、２台のダイボ
ンド装置を要し、設備費が高くなり、製品価格が
上昇することになる。

この発明は、上記従来の装置に問題点を解消す
るためになされたものであり、吸着ヘツドを前端
に固着した支持軸をしゆう動案内軸に軸方向の位
置移動可能に支持し、しゆう動案内軸を第１のカ
ム装置により前進後退させ、このしゆう動案内軸
の前進後退運動に連動し第２のカム装置により、
支持軸をしゆう動案内軸に対し軸方向に所定の相
対的位置移動させるようにし、吸着ヘツドの吸着
針を半導体チツプの吸着位置からリードフレーム
の第１列のダイパツド部位置へ往復し、次の工程
で半導体チツプの吸着位置からリードフレームの
第２列のダイパツド部位置へ往復するように順次
していき、それぞれ半導体チツプをダイボンドす
るようにし、複数列のダイパツド部をもつリード
フレームのダイボンドが１台の装置で作業性よく
行なえ、自動化し生産性が向上されるダイボンド
装置を提供することを目的としている。

第５図はこの発明の一実施例によるダイボンド
装置の斜視図で、わく体は鎖線で示してあり、６
〜２３は上記従来装置と同一のものである。３０
はダイボンド装置のわく体で、カム軸１２、支持
ピン１４を支持し、支持部材７を固着している。
３１は揺動アーム１３により所定距離を前進後退
するしゆう動案内軸で、１対の直線運動用軸受６
に支持されており、中空軸からなつている。３２
は上記しゆう動案内軸３１に前後方向の移動可能
に支持され、前端に吸着ヘツド１８を固着した支
持軸で、引張ばね３３によりしゆう動案内軸３１
に対し後退方向に常時引張られている。

３４はしゆう動案内軸３１の後端に取付けられ
た支持わく、３５は支持軸３２の後端に固着され
た取付金具、３６はこの取付金具に垂直に固着さ
れた受棒で、上端にカムフオロア３７を取付けて
いる。３８，３９はわく体３０の上部後部側の両
方に取付けられた１対のラツク、４０はラツク３
８上を転動し回転される一方のピニオンで、一方
向クラツチ４１の外周にはめ込まれている。４２
は支持わく３４に軸受（図示を略す）を介し支持
され、一端に一方向クラツチ４１を固着した伝達
軸で、他端側に平歯車４３を固着している。４４
はラツク３９上を転動し回転される他方のピニオ
ンで、一方向クラツチ４５の外周にはめ込まれて
いる。４６は支持わく３４に軸受（図示を略す）
を介し支持され、一端に一方向クラツチ４５を固
着した伝達軸で、平歯車４３にかみ合う同一歯数
の平歯車４７を他端に固着し、中間にウオーム４
８を固着している。４９は支持わく３４に軸受
（図示は略す）を介し垂直に支持され、ウオーム
４８にかみ合い回転されるウオーム歯車５０を固
着したカム軸、５１はこのカム軸の上端に固着さ
れた板カムで、外周辺がカムフオロア３７に接触
しており、支持軸３２をしゆう動案内軸３１に対
し軸方向の所定距離の相対的移動させる。

上記一実施例の装置の動作は、次のようにな
る。吸着ヘツド１８が後退した定位置の状態か
ら、駆動装置（図示を略す）により板カム１１を
回転させると、揺動アーム１３が矢印B₁方向に
回動され、しゆう動案内軸３１が前進され支持わ
く３４も一体に前進される。すると、ラツク３８
上のピニオン４０が転動前進され矢印Ｄ方向に回
転し、一方向クラツチ４１により伝達軸４２が同
じ方向に回転を伝え、平歯車４３，４７を介し伝
達軸４６が矢印Ｅ方向に回転され、ウオーム４８
も同方向に回転する。このウオーム４８によりウ
オーム歯車５０が回転伝達され、カム軸４９によ
り板カム５１が矢印Ｆ方向に回転され、カムフオ
ロア３７を介し受棒３６を経て支持軸３２をしゆ
う動案内軸３１に相対的に前進移動させる。これ
により、吸着ヘツド１８も同じく相対的前進す
る。支持わく３４の前進のときは、他方のピニオ
ン４４の前進回転は、一方向クラツチ４５の作用
により伝達軸４６には伝えられない。

なお、支持わく３４側にあるピニオン４０，４
４，ウオーム４８、ウオーム歯車５０の歯車群の
最終減速比は、板カム１１の変位量、すなわち、
しゆう動案内軸３１の全ストローク移動量に対
し、ピニオン４０，４４が５回転すると、板カム
５１は1/4回転、すなわち減速比は1/20となるよ
うにしてある。

ピニオン４０の回転は一方向クラツチ４１によ
り前進回転のみが伝えられ、後退回転は伝達が断
たれる。また、ピニオン４４の回転は一方向クラ
ツチ４５により後退回転のみが伝えられ、前進回
転は伝達が断たれる。

上記吸着ヘツド１８をしゆう動案内軸３１に対
し相対的移動させるための第２のカム装置によ
り、ダイパツド部が２列のリードフレーム１にダ
イボンドする動作を、第６図ないし第１３図に示
す動作説明図により説明する。

第６図はしゆう動案内軸３１が最前進位置で、
吸着ヘツド１８の吸着針１９が半導体チツプ２の
吸着点の位置である原点Ｐに至つた状態であり、
この状態でのカムフオロア３７と板カム５１の作
動位置を第７図に平面図で示す。まず、第６図の
状態から吸着針１９に半導体チツプ２を吸着し、
板カム１１の回転によりしゆう動案内軸３１が後
退する。このとき、第７図の状態にあつて半径寸
法Ｚにより支持軸３２をしゆう動案内軸３１に対
し所定の相対的位置移動していた板カム５１は、
ピニオン４４の後退回転が伝えられ矢印Ｆ方向に
回転を始める。

引続きしゆう動案内軸３１が第８図のように最
後退すると、板カム１１の回転が止められる。原
点ＰからＸ距離のリードフレーム１の第１列目の
パツド部１ａ位置上に至つている吸着針１９を下
降し、半導体チツプ２をダイボンドする。このと
きの板カム５１は第９図の状態にあり、第７図に
対して90度回転（1/4回転）し、カムフオロア３
７を介し支持軸３２をしゆう動案内軸３１に対
し、寸法Ｊ―Ｚ分だけ相対的前進移動させ、吸着
ヘツド１８も同寸法相対的移動されている。

第１列のダイボンド後、板カム１１が回転さ
れ、しゆう動案内軸３１が最前進し、第１０図の
状態になり吸着針１９は原点Ｐに戻り、板カム１
１の回転が停止される。このときの板カム５１は
第１１図の状態にあり、第９図に対しさらに90度
回転（1/4回転）し、カムフオロア３７を半径寸
法Ｚの位置にし、支持軸３２をしゆう動案内軸３
１に対し第６図と同一相対的位置にし、吸着針１
９を原点Ｐにしている。

第１０図の状態から吸着針１９を下降し半導体
チツプ２を吸着し、板カム１１を回転するとしゆ
う動案内軸３１が最後退し、ここで板カム１１の
回転が止められる。こうして第１２図の状態にな
り、原点ＰからＹ距離のリードフレーム１の第２
列目のパツド部１ａ位置上に至つている吸着針１
９を下降し、半導体チツプ２をダイボンドする。
このとき、板カム５１は第１３図の状態にあり、
第１１図に対し90度回転（1/4回転）しており、
カムフオロア３７を介し支持軸３２をしゆう動案
内軸３１に対し、寸法Ｚ―Ｋ分だけ相対的後退移
動させ、吸着ヘツド１８も同寸法移動させてい
る。

第２列のダイボンド後、板カム１１が回転さ
れ、しゆう動案内軸３１が最前進し、板カム５１
を回動し相対的移動させる第２のカム装置によ
り、支持軸３２の相対的前進移動で吸着針１９が
原点Ｐ位置に復帰して停止し、第１列及び第２列
のダイボンド工程の１シーケンスが終了する。こ
のように、しゆう動案内軸３１が第１及び第２の
工程による２往復した状態で板カム５１は１回転
したことになる。

また、上記実施例では、しゆう動案内軸３１を
中空軸とし支持軸３２を軸方向の移動可能に貫通
させて支持したが、内部を貫通させず外側に平行
支持するようにしてもよい。この場合は、しゆう
動案内軸は中実軸にしてもよい。

さらに、上記実施例では、ピニオン４０，４４
の一方向回転を伝達するのに、一方向クラツチ４
１，４５を用いたが、これに限らず、例えばラチ
エツト機構であつてもよい。

なおまた、リードフレーム１の第１列と第２列
とのダイパツド部の間隔寸法が変つた場合は、板
カム５１を適応する外周辺状態のものに変更すれ
ばよく、また、ダイパツド部が１列のリードフレ
ームに使用する場合は、板カム５１と円形状にす
ればよく、１台の装置で兼用できる。

以上のように、この発明によれば、軸方向に前
進後退するしゆう動案内軸に、支持軸を前後移動
可能に支持し、しゆう動案内軸の前進後退運動に
連動する第２のカム装置による相対的移動手段に
よつて支持軸をしゆう動案内軸に相対的移動し、
支持軸の前端の吸着ヘツドの吸着針を、半導体チ
ツプ吸着位置とリードフレームの第１列のダイパ
ツド部位置、及び半導体チツプ吸着位置とリード
フレームの第２列のダイパツド部位置にと順次各
列のダイパツド部に移動し、それぞれ半導体チツ
プを吸着移動しダイボンドするようにしているの
で、１台の装置でリードフレームの複数列のダイ
パツド部にダイボンドでき、自動化され生産性が
大幅に向上し、また、１台で複数列及び１列のダ
イボンドに兼用して使用することができ、設備費
が低減される。

なお、第２のカム装置はしゆう動案内軸の前進
後退運動により連動させており、別個の駆動源を
要しない。

【図面の簡単な説明】

第１図はチツプ用パツド部が２列設けられたリ
ードフレームの斜視図、第２図は従来のダイボン
ド装置を一部は断面で示す側面図、第３図及び第
４図は第２図の装置の動作を示す吸着針が吸着位
置及びダイボンドした位置にある状態の一部は断
面で示す側面図、第５図はこの発明の一実施例に
よるダイボンド装置をわく体は鎖線で示す斜視
図、第６図、第８図、第１０図及び第１２図は第
５図の装置のダイボンド工程中の各動作状態を示
す吸着ヘツド、しゆう動案内軸、相対的位置移動
用板カム部の側面図、第７図は第６図の板カム部
の状態を示す平面図、第９図は第８図の板カム部
の状態を示す平面図、第１１図は第１０図の板カ
ム部の状態を示す平面図、第１３図は第１２図の
板カム部の状態を示す平面図である。 １…リードフレーム、１ａ…ダイパツド部、２
…半導体チツプ、１１…板カム、１３…揺動アー
ム、１５…カムフオロア、１８…吸着ヘツド、１
９…吸着針、２１…移動装置をなす空気圧シリン
ダ、２４…受台、２７…ヒートブロツク、２７ａ
…案内レール、３１…しゆう動案内軸、３２…支
持軸、３６…受棒、３７…カムフオロア、４０，
４４…ピニオン、４８…ウオーム、５０…ウオー
ム歯車、５１…板カム。なお、図中同一符号は同
一又は相当部分を示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 半導体チツプが受台上に１個宛送込まれ、こ
   の受台から後方に所定距離で横方向に配設された
   ヒートブロツクの案内レール上を、ダイパツド部
   が複数列設けられたリードフレームがダイパツド
   部１ピツチ宛送られるようにしてあり、縦方向に
   支持した吸着針を上下移動装置により上昇、下降
   させるようにした吸着ヘツドを前進させ、上記吸
   着針を下降させて下端に上記半導体チツプを吸着
   させ、この吸着針を上昇させ上記吸着ヘツドを後
   退させ、上記吸着針を上記リードフレームのダイ
   パツド部位置で下降させ、半導体チツプをダイボ
   ンドする装置において、上記吸着ヘツドを前端に
   固着した支持軸、この支持軸を軸方向に位置移動
   可能に支持しており、第１のカム装置により軸方
   向に所定距離の前進後退させるしゆう動案内軸、
   及びこのしゆう動案内軸の後部側に支持されてい
   て、その前進後退運動に連動して板カムを駆動回
   転させるようにしてあり、この板カムの回転によ
   り上記支持軸をしゆう動案内軸に相対的位置移動
   させ、しゆう動案内軸の前進位置では上記吸着針
   が上記半導体チツプの吸着位置になり、しゆう動
   案内軸の第１の工程の後退位置では吸着針が上記
   リードフレームの第１列のダイパツド部の位置に
   至り、しゆう動案内軸の第２の工程の後退位置で
   は吸着針がリードフレームの第２列のダイパツド
   部の位置に至るように順次していくための第２の
   カム装置を備えたダイボンド装置。 ２ リードフレームにはダイパツド部が２列設け
   られてあり、しゆう動案内軸の第１及び第２の工
   程による２往復移動により第２のカム装置のカム
   板を１回転させるようにした特許請求の範囲第１
   項記載のダイボンド装置。