JPS6340329A - アウタ−リ−ドボンディング装置 - 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平方向に移送せしめ、そ
の下側或いは別の位置に、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
導体装置を降下せしめて基板の装着位置に重ねてアウタ
ーリード部を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。

この操作に当たり、キャリヤテープから半導体装置を切
断して取り出すのに、半導体装置と切断装置との位置整
合は特にははかられておらず、そのまま切断が行われて
いた。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、半導体装置はキャリヤテープに対して正
しい位置に装着されているとは限らず、Ｘ、Ｙ方向のズ
レ、或いはθ方向（回転方向）のズレを有する場合があ
る。

例えば、第１２図の如く、キャリヤテープ１１に対し、
穴１２の中に半導体装置２が、基準位置からθ、だけ回
転してズレた位置に装置されていたとする。切断装置の
カッターは基準位置に合わせてセットされているので、
そのカッターでアウターリード４を切断すると、切断線
は１４．１５の如くなり、アウターリード４の長さは長
短不揃いとなる。

このように斜めに切断された半導体装置２をボンディン
グステージ上のプリント基板にまで運んで接合を行うの
であるが、第１３図の如くプリント基板３には予め穴１
６の周縁部にリード５がプリントされており、このリー
ド５のパターンに合わせて後述の如く半導体装置２がＸ
、Ｙ及びθ方向に移動せしめられて整合され、その後に
密着し、加熱押圧せしめられてリード５と４とが接合さ
れる。

このようなｘ、　ｙ、　　θの移動により、半導体装置
２とり一部５との整合をはかることはできるが、リード
５とリード４との重なり合いは不均一となり、第１４図
に示す如く、ＡとＢとでは重なり長さが大幅に異なり、
短い部分では接続不良をおこす恐れがある−という問題
点があった。

本発明は、従来のものにおける上記の問題点を解決し、
半導体装置がキャリヤテープに対して基準位置からズレ
て装着されていても、正しく切断が行われ、リードの重
なりが良好で、接続不良をおこすおそれのない、信顛性
の高いアウターリードボンディング装置を提供すること
を目的とするものである。

〔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
半導体装置を切断装置によりアウターリードの部分で切
断して取り出し、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
アウターワードボンディング装置において、前記キャリ
ヤテープ上の前記半導体装置が、切断前に基準位置から
ズレている位置ズレを検出する切断前位置ズレ検出装置
と、該切断前位置ズレ検出装置の検出信号に基づいて前
記切断装置を、ズレた位置の前記半導体装置の位置に整
合せしめる切断装置整合装置と、前記装着位置において
、前記基板に対する前記半導体装置の位置のズレを検出
する装着前位置ズレ検出装置と、該装着前位置ズレの検
出値に基づいて位置ズレを修正する装着前位置ズレ修正
装置を備えていることを特徴とするアゲターリードボン
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１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−
ド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
のパ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４を形成している。１０は位置検出のた
めのマークである。

第３図においては、半導体装置２が、基準位置から角度
θ、たけ回転方向にズレたものが示されている。

半導体装置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、プラスチックフイルムより成る
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ｔＣ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、リード８の架橋部を、後述
の如く半導体装置２と切断装置との整合を行って切断線
１４．１５にて不揃いなく切断し、半導体装置２を取り
出す、リード８の一部はリード保持ｖｉ９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４を重ね、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４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子テーブル９、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１日には、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Ｗ２の位置のズレを検出するためのカメラ２
４が設けられている。

切断部２０には、キャリヤテープ１１の受は台２５が固
定され、アウターリード４を切断するカッタ２６と切断
前の半導体装置２の位置を検出するカメラ５５とが、θ
テーブル（回転テーブル）Ｘテーブル、Ｙテーブルより
成るＸＹθテーブル５６上に載置されている。

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子テーブル９、回転
動作を行うθテーブル３０、昇降動作を行うＺテーブル
３１及び上面に真空吸着の開口を設けた吸着台３２とよ
り成る。

カメラ２４の検出により得られた装着前の半導体装置２
の位置ズレの信号は、カメラコントロールユニットＣＣ
Ｕ３３に入力されてモニタ３４に画像を現し、さらにパ
ターン認識装置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子テー
ブル９．２９、θテーブル３０、Ｚテーブル３１に信号
を与え、これらの動きを制御するようになっている。

同様に、カメラ５５の検出によって得られた切断前の半
導体装置２の、基準位置からのｘ、　ｙ。

θのズレの信号はＸＹθテーブル５６の動きを制御する
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にて下向力を受けている
おさえである。フレーム５０が、カメラ５５の動作のた
めに大きくＸＹ方向に動くときには、ポンチ４７はガイ
ドレール４０に当たらぬように受は台２５の中に入るよ
うになっている。

第１０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チフブ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、第８図において供給リール４１
より送リスプロケット４４の作用で操り出されたキャリ
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、第５図に示されるＸＹθテーブ
ル５Ｇが作動してカメラ５５をその半導体装置２の真上
に位置せしめ、パターン認識を行い、その半導体装置２
の、基準位置（予め記憶）に対するＸ、Ｙ及びθ方向の
ズレ量を後述のカメラ２４によるパターン認識と同様に
検出する。このパターン認識に当たっては第３図に示す
二つのマークＩＯを利用する。

このようにして検出されたＸ、Ｙ、　　θのズレ量に基
づきＸＹθテーブル５６が操作されて、カンタ２６が移
動し、第９図のダイ４６、ポンチ４７による切断線１４
．１５が第３図に示す如くＸ。

Ｙ方向もθ方向も半導体装置２の位置と整合する。

この状態で・カッタ２６のダイ４６が下降する。

先ずおさえ４Ｂ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４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は第３図に示す如く、長さ
がそろえられて切断され半導体装置２が分離する。

次にアーム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ｍ１ｘ２７を移動せ
しめ、半導体装置２をボンディングステージ２２の真上
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
線の位置の二つのマーク１０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子テーブル９
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
も同様にしてＸＹ子テーブル９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。この両方のズ
レ量の検出信号により、プリント基板３Ｎのり−ド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３６からの出力信号により、ＸＹ子テーブ
ル９、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。

この動機と平行してＸＹ子テーブル９によりボンディン
グツール２３が移動して半導体装置２の真上に達し、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〕

本発明により、切断部において、基準位置に対する半導
体装置の切断前ズレ量を検出してカッタをそれに整合さ
せて切断するようにしたことにより、アウターリードの
長さを均一にそろえることができ、プリント基板のリー
ドとの重なり長さが均一となり、接続不良を生ずること
がなく、信頼性の高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。

【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図は半導体装置付近の拡大平
面図、第３図は半導体装置の拡大平面図、第４図はプリ
ント基板の穴の拡大平面図、第５図はアウターリードボ
ンディング装置の側面区、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−Ｉ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、第１２
図は従来例の切断状態の説明平面図・第１３図はその相
手のプリント基板の穴の平面図、第１４図はその接合状
態を示す平面図である。 １・・・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・・・
マーク、１１・・・キャリヤテープ、１２・・・穴、１
３・・・末端部、１４゜１５・・・切［線、１６・・・
穴、エフ・・・フレーム、工８・・・ボンディングヘッ
ド、１９・・・ＸＹ子テーブル２゜・・・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・・・カンタ、２７・・・吸着機構、
２８・・・アーム、２９・・・ＸＹ子テーブル３０・・
・θテーブル、３１・・・Ｚテーブル、３２・・・吸着
台、３３・・・ＣＣＵ、３４・・・モニタ、３５・・・
ＰＲＵ、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、５０・・・フレーム、５１・
・・中空孔、５２．５２’・・・吸着軸、５３・・・ビ
ン、５４・・・ステージドライバ、５５９０．カメラ、
５６・・・ＸＹθテーブル。 特許出願人　　　日本電気株式会社 特許出願人　　　海上電機株式会社 代理人弁理士　　　薬　　師　　　　　稔代理人弁理士
　　　依　１）　孝　次　部代理人弁理士　　　高　　
木　　正　　行第１３図 第１４図

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、
   前記半導体装置を切断装置によりアウターリードの部分
   で切断して取り出し、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上の前記半導体装置が、切断前に基
   準位置からズレている位置ズレを検出する切断前位置ズ
   レ検出装置と、 該切断前位置ズレ検出装置の検出信号に基づいて前記切
   断装置を、ズレた位置の前記半導体装置の位置に整合せ
   しめる切断装置整合装置と、 前記装着位置において、前記基板に対する前記半導体装
   置の位置のズレを検出する装着前位置ズレ検出装置と、
   該装着前位置ズレの検出値に基づいて位置ズレを修正す
   る装着前位置ズレ修正装置を備えている ことを特徴とするアウターリードボンディング装置。