JPH0194628A - チップボンディング装置 - 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】

この発明は、チップボンディング装置に関し、スペース
効率が良く、しかもチップボンディング装置の連続運転
時間を飛躍的に延長できるように構成されたものに関す
る。

【従来の技術】

ＩＣやＬＳＩなどの製造において、リードフレーム上に
半導体素子チップ（以下、単にチップという、）をボン
ディングする工程が含まれることは良く知られるところ
である。 そうして、高集積化にともなうチップの大型化によって
ウェハ上のチップの歩留りが低下することに対応し、エ
キスバンドテープ上のチップをピックアップしてこれを
直接リードフレーム上にボンディングするのではなく、
エキスパンドテープからチップをピックアップするピッ
クアップ工程とチップをリードフレーム上にボンディン
グするチップボンディング工程を分離し、いったんピッ
クアップ工程においてエキスバンドテープ上のバソドマ
ークのついていない良品のチップのみをピックアップし
てこれをトレイに集め、チップボンディング工程におい
てはトレイ上のチップをボンディングするという手法が
取られることがある。 これは、エキスパンドテープ上でバッドマークのついた
チップが連続すると、その認識の間コレットによるピッ
クアップ動作ないしボンディング機の動作が止まってお
り、ボンディング効率が悪化するとともにボンディング
機の制御がかえって複雑化するという従来から一般的に
行なわれてきたチップボンディング工程の欠点を解消す
るためである。 上記トレイ１は、第６図に示すように平面視矩形状をし
た樹脂性薄板からなり、その上面に形成した矩形の凹部
２に、複数個のチップＣを複数列複数行に整列保持でき
るように構成されており、また、チップＣを保持した状
態で、このトレイ１自体が複数枚積層できるように構成
されている。 このトレイ１に対応したボンディング装置３においては
、第５図に概略構成を示すように、リードフレームＦの
搬送装置４の側方に、複数枚、たとえば９枚の上記トレ
イ１を載置できるトレイカセット５をＸ−Ｙ方向に駆動
できるＸ−Ｙテーブル６が配置されている。そうして、
真空チャック機能をもつピックアップ手段７が、Ｘ−Ｙ
テーブル６によって所定位置に順次誘導されたチップＣ
を順次リードフレームＦ上に搬送してボンディングする
。

【発明が解決しようとする問題点】

ところで、従来、トレイ１をトレイカセット５上に載置
するのに人手に鎖っていた。すなわち、作業者は、チッ
プＣを満載したトレイ１を一枚一枚トレイカセット５上
に並べていた。 このような作業は非能率的であり、ハンドリングミスも
起こりがちであるという問題がある上、トレイカセット
５上に一度に載置できるトレイ１の数が限られているた
め、ボンディング装置３が連続運転できる時間が比較的
短かいという問題もあった。なお、ボンディング装置３
の連続運転時間を延長することのみを考慮するならば、
トレイカセット５の面積を拡大し、これに−度に載置で
きるトレイ１の数を増加させればよいが、そうすると、
Ｘ−Ｙテーブル６のＸ方向およびＹ方向の移動行程を延
長するなどしてこのＸ−Ｙテーブル６をより大型かつ高
価なものに交換する必要があるとともに、Ｘ−Ｙテーブ
ルのリードフレーム搬送装置４からの距離が長くなって
スペース効率が悪化し、これによってピックアップ手段
７のピンクアップ位置からボンディング位置までの往復
移動距離が長くなってかえってボンディング効率が悪く
なるという問題があった。 この発明は、上記の従来の問題を一挙に解決し、人手を
必要とすることなく、効率的にトレイ上のチップをボン
ディングすることができ、しかも、ボンディング装置全
体のスペース効率をも向上させることができるチップボ
ンディング装置を提供することをその目的とする。

【簡題を解決するための手段】

上記の問題を解決するため、この発明では、次の技術的
手段を講じている。 すなわち、チップ供給機構によってチップを順次ボンデ
ィング基板搬送装置上の基板にボンディングするチップ
ボンディング装置において、上記チップ供給機構は、各
々所定個数のチップを複数列複数行に整列保持したチッ
プトレイが所定枚数積層された状態で載置されるストッ
クテーブルと、ストックテーブルから一枚ずつ搬送路上
に移載されたチップトレイをチップの列方向の整列ピン
チと同ピッチでピッチ送りするピッチ送り装置と、上記
チップトレイが各ピッチ送りされた状態において、トレ
イ上に行方向にならぶチップを順次ピンクアップしてこ
れをボンディング基板搬送装置上の基板にボンディング
するピンクアンプ手段とを備えて構成されている。

【作用および効果】

まず、本願発明のボンディング装置は、複数個のチップ
を整列保持するチップトレイが積層された状態でストッ
クテーブル上に載置される０本装置は、このストックテ
ーブル上のチップトレイがなくなるまで連続運転できる
が、ストックすべきチップトレイの枚数を増やすだけで
、飛躍的にボンディング装置の連続運転時間を延長する
ことができる。しかも、ストックテーブル上のチップト
レイは、平面方向に多数載置されるのではなく、積層状
態で載置されるので、その枚数が増えても、場所を多く
とることはない。 次に上記のストックテーブルに積層されたチップトレイ
は、−枚ずつピッチ送り装置の搬送路上に移載される。 これには、公知のチャッキング装置を用いることができ
る。 ピンチ送り装置上では、チップトレイは、それが保持す
る５チツプの列方向のピッチと同ピッチで列方向にピン
チ送りされ、停止中、行方向にならぶチップをピックア
ップ手段が順次ピックアップしてボンディング基板搬送
装置上の基板にボンディングする。そうして、行方向の
チップがなくなると上記のようにチップトレイが１ピン
チ前進し、上記のようなピックアップ手段による動作が
行なわれるのである。 こうして一つのチップトレイのすべてのチップのボンデ
ィングが終了すると、ストックテーブルから次のチップ
トレイがピッチ送り装置上に導入され、上記のようなピ
ックアンプ操作が繰り返される。 すなわち、本願発明のボンディング装置は、ストックテ
ーブル上に積層状態で載置されたチップ満載のチップト
レイを順次ピンチ送り装置に導入し、これをトレイ上の
チップの列方向にピッチ送りさせながら、各行方向のチ
ップをピンクアップ手段によって基板上にボンディング
するというあらたな手法を採用しているのである。 これにより、次のような顕著な効果を発揮することがで
きる。 ■　チップトレイは、積層状態でストックテーブルに載
置すればよいので、従来のように人手によってトレイカ
セットにチップトレイを並べるといった作業が不要とな
る。 ■　同時に、場所をとらずに多くのチップトレイをスト
ックすることができるので、ボンディング装置の連続運
転時間を飛躍的に延長することができ、１人のオペレー
タの受持ち台数が増え、人件費削減による大きなコスト
低減効果が期待できる。また、上述めようにストックテ
ーブルにはチップトレイを積層状態で載置すればよいの
で、前行程においてチップを満載させられたチップトレ
イを自動的にストックテーブルに載置することも簡単と
なり、電子装置の製造工程のライン化が可能となる。 ■　さらに、ピッチ送り装置においては、チップトレイ
を一方向にピンチ送りさせるようにしているので、この
送り方向をボンディング基板搬送装置の基板送り方向と
平行とすることにより、スペース効率が飛躍的に向上す
るとともに、ピッチ送り装置上のチップから基板までの
ピンクアップ手段の往復移動行程が短縮され、ボンディ
ング効率も飛躍的に向上する。

【実施例の説明】

以下、本願発明の実施例を図面を参照して具体的に説明
する。 第１図は、本願発明のボンディング装置の要部であるチ
ップ供給機構Ａの概略構成側面図であり、第２図は第１
図の■−■線断面図である。第２図において符号４はボ
ンディング基板の一例としてのリードフレームＦの搬送
装置を示し、リードフレームＦは、この搬送装置上を、
図面の裏側から表側に向かってピッチ送りされる。 第１図および第２図から明らかなように、チップ供給機
構Ａは、リードフレーム搬送装置の側方に、これとほぼ
平行に配置されている。 ８はストックテーブルであり、この上面には、第５図に
示すものと同様のチップトレイ１にチップＣを満載した
ものが、複数枚積層されて柱状となって導入される。図
において、チップトレイ１が積層されてできた柱は、さ
らに複数並べられている。このストックテーブル８の先
端部に隣接するようにして、送りねじ９によって昇降さ
せられるエレベータ１０が配置されている。このエレベ
ータ１０は、その載置面１０ａが上記ストックテーブル
８の上面と面一となる上下位置にあるとき、アクチュエ
ータ１１によってストックテーブル８上を前方にずれ動
かされたチップトレイ１の積層柱を受は取り、次いで順
次チップトレイ１の厚み分ずつ上昇させられる。 上記エレベータ１０の前方に隣接して、チップトレイ１
をリードフレーム搬送装置４の送り方向と平行な方向に
ピッチ送りするピッチ送り装Ｗ１２が配置される。この
ピッチ送り装置１２は、載置されたチップトレイ１を一
方向、すなわちトレイ上に複数列複数行に整列させられ
たチップＣの列方向にスライド移動させることができる
搬送路１３を備えている。 この搬送路１３の始端部には、上記のエレベータｌＯに
よって順次所定高さまで上昇させられるチップトレイの
積層柱の最上にあるチップトレイ１が、順次エレベータ
１０の上方と搬送路１３の始端間を往復するチャフキン
グ手段１４によって移載される。 本例において搬送路１３上に移載されたチップトレイ１
は、搬送路１３の送り方向に開けられたスリット１５か
ら搬送路上に上昇し、チップトレイ１の前後を挟むこと
ができるチャック１６を、送りねじ１７によ、って、ト
レイ上に列方向に並ぶチップＣのピッチと同一ピンチで
ピンチ送りするように構成されている。 さらに、ピッチ送り装２１２からリードフレーム搬送装
置４にかけての上方には、第２図に表れているように、
ピッチ送り装置１２の搬送路１３上で停止するチップト
レイ１に行方向にならぶチップＣを順次ピックアップし
てリードフレームＦ上にボンディングするピックアップ
手段１８が設けられる。このピックアンプ手段１８は、
一定行程間を往復移動するのではなく、第２図に仮想線
でその移動軌跡を示すように、最も搬送装置４に近いチ
ップＣをリードフレームＦ上に搬送して帰還するとき、
さらに行方向に１ピッチずつ過移動して次々と行方向に
並ぶチップＣを端から順番にピックアップしてリードフ
レーム上のボンディング位置に移送するように構成され
ている。なお、このピックアップ手段１８のピックアッ
プ部は、図示は省略しているが、真空コレット等の公知
のものを採用することができる。 行方向のチップがなくなると、チップトレイｌが列方向
に１ピンチ送られて上記と同様にチップＣがピックアッ
プされ、かつボンディングされるのであるが、チップト
レイ１上のすべてのチップＣのピックアップおよびボン
ディングが終了して空となったチップトレイ１“は、空
トレイストッカ１９に積層状に蓄えられる。 この空トレイストッカ１９は、チップトレイ１の落下を
阻止できる係止上面２０ａ、２０ａを有し、上方に延び
つつ内外方向に弾性変形できる板バネ２１．２１に支持
された一対のラチェツト爪２０．２０を備え、アクチュ
エータ２２によってピッチ送り装置１２の搬送路１３の
終端からこれに隣接する昇降板２３上にスライド移載さ
れた空チップトレイ１′を、上記一対のラチェツト爪２
０．２０の下方から上方につきあげることにより、下方
から順次送られる空チップトレイ１′が係止上面２０ａ
、２０ａによって落下阻止されながら、順次積層される
ように構成されている。 次に、以上の構成のボンディング装置の全体的な動作に
つき、説明する。 チップを満載したチップトレイｌの積層柱は、ストック
テーブル８からエレベータｌＯ上に移載され、その上端
のチップトレイ１がチャッキング手段１４によってピッ
チ送り装置１２の搬送路１３の始端に移載される。この
ように搬送路１３上に移載されたチップトレイ１は、こ
れに保持されるチップＣの列方向にピッチ送りされる。 そうして、停止中のチップトレイ１に行方向に並ぶチッ
プＣは、ピンクアップ手段１８によって順次ピックアッ
プされ、リードフレーム搬送装置４上においてボンディ
ング位置にピッチ送りされてくるリードフレームＦ上の
ボンディング部（通常はアイランド）に順次ボンディン
グされる。行方向のチップがなくなると、チップトレイ
１が１ピッチ前方に送られ、次の行のチップＣが上記の
ようにして順次ピックアンプされ、かつボンディングさ
れる。すべてのチップがピックアップかつボンディング
されて空となった空チップトレイ１′は、上述のように
して空トレイストッカ１９に蓄えられる。 また、空チップトレイが空トレイストッカ１９に移送さ
れると同時に、エレベータ１０上にあるチップトレイの
積層柱の最上部から次のチップトレイ１がピッチ送り装
置１２上に移載されており、きれめなく次々とチップが
ピックアップされ、かつボンディングされる。 さらに、エレベータ１０上のチップトレイがなくなると
、ストックテーブル８上にある次のチップトレイ積層柱
がアクチュエータ１１によってエレベータ１．０上にス
ライド移載され、以後上述のようにピックアップおよび
ボンディング操作が繰り返される。 したがって本例のボンディング装置においては、ストッ
クテーブル８に積層されたチップトレイ１が存在する限
り、連続動作させることができ、第５図に示すトレイカ
セットを使用するチップ供給の手法に比して、飛躍的に
その連続動作時間を延長することができるのである。 なお、上述のス）７クテーブル８ないし空トレイストッ
カ１９およびピックアップ手段１８からなるチップ供給
機構Ａはまた、エキスバンドテープ上のバットマークの
ついていないチップを空チップトレイ１１に装填するた
めの機構として援用することができる。 すなわち、第３図および第４図に示すように、第１図に
おける空トレイストッカ１９に蓄積された空ストック積
層柱をストックテーブル８１に導入し、第１図に示す構
成と同様にしてエレベータ１０１によって上昇させられ
る空チップトレイ積層柱の最上部の空チップトレイ１°
を順次チャンキング手段１４′によってピッチ送り装置
１２’の搬送路１３′上に移載し、空チップトレイ１゜
が搬送路１３′上をピッチ送りされる間に、搬送路１３
“の側方に位置するエキスバンドテープ２３から順次バ
ッドマークのついていない良品チップをピックアップ手
段１８９によって空チップトレイ１１上に整列させるの
である。このとき、ピックアップ手段１８１は、移動行
程は第２図のものと同様であるが、チップの移送方向が
全く逆になる。すなわち、図示しないＸ−Ｙテーブルと
光学的認識装置によってエキスバンドテープ２３上のチ
ップが順次ピンクアップ位置に誘導されると、ピンクア
ップ手段１８’はそのチップＣをピンクアップして上記
搬送路１３′上のチップトレイ１１に移送してこれを行
方向にチップＣを並べ、１行並べ終わるとチップトレイ
１１が１ピンチ前進して次の行にチップＣが並べられる
といった動作をするのである。こうして１つの空チップ
トレイ１１にアップＣが満載されると、このチップトレ
イは、第１図の空チップトレイストッカと同様の、チッ
プ装填済みトレイストッカ１９”に積層状に蓄えられる
のである。そうして、このストッカ１９に蓄えられたチ
ップを満載したチップトレイ積層柱は、自動的に、また
は手動によって、次のチップボンディング工程、すわな
ち、第１図のストックテーブル８に移送されるのである
。 ストックテーブル８上のチップトレイ積層柱は、第３図
および第４図における良品チップ抽出工程とチップボン
ディング工程の動作速度のバラツキを吸収するバッファ
として機能するため、エキスバンドテープ２３上の良品
チップをリードフレームＦにボンディングするまでの工
程を、都合よくライン化することが可能となる。 もちろん、本願発明は上述の実施例に限定されない。 たとえば、ボンディング基板とは、リードフレームのほ
か、ハイブリッドＩＣ用の基板、あるいはサーマルヘッ
ド用の基板をも含む概念であり、要するに、チップ素子
がボンディングされるすべての基板を含む。

【図面の簡単な説明】

第１図は本願発明のボンディング装置の要部の全体構成
側面図、第２図は第１図のｎ−ｎ線断面図、第３図は本
願発明の関連構成の全体側面図、第４図は第３図のＩＶ
−ＩＩ／線断面図、第５図は従来例の概略斜視図、第６
図はチップトレイの全体斜視図である。 ■・・・チップトレイ、１′・・・空チップトレイ、８
・・・ストックテーブル、１２・・・ピッチ送り装置、
１４・・・チャッキング手段、Ａ・・・チップ供給機構
、Ｃ・・・チップ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）チップ供給機構によってチップを順次ボンディン
   グ基板搬送装置上の基板にボンディングするチップボン
   ディング装置において、 上記チップ供給機構は、各々所定個数のチ ップを複数列複数行に整列保持したチップトレイが所定
   個数積層された状態で載置されるストックテーブルと、
   ストックテーブルから一枚ずつ搬送路上に移載されたチ
   ップトレイをチップの列方向の整列ピッチと同ピッチで
   ピッチ送りするピッチ送り装置と、上記チップトレイが
   各ピッチ送りされた状態において、トレイ上に行方向に
   ならぶチップを順次ピックアップしてこれをボンディン
   グ基板搬送装置上の基板にボンディングするピックアッ
   プ手段とを備えることを特徴とする、チップボンディン
   グ装置。