JPH02214131A - ワイヤボンダー - 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ワイヤボンダーに係り、特にリー
ドフレームの所望の位置にセラミックベースな取り付け
、前記ベースにペレットをボンディングしたものの前記
ペレットとリード線をワイヤにより接続する超音波方式
のワイヤボンダーに使用して有効な技術に関するもので
ある。

〔従来の技術〕

一般に、ワイヤを用いて半導体装置のペレットと、リー
ドフレームのリード線とを接続する方法としては、熱圧
着ボンディング方式と超音波ボンディング方式がある。

熱圧着ボンディングは金線を使用するため水分の侵入に
よる腐食に強いことから、樹脂封止型の半導体装置の製
造に、超音波ボンディングは主にアルミニウム線を使用
することから、水分による腐食に弱く、セラミックパッ
ケージを使用するへ−メチックシール封止のものに使用
されることが多い。

また、超音波ボンディングは熱圧着ボンディングのもの
と違って、先端にボールを形成する必要がないので、微
細なワイヤボンディングが可能であり、多ビンのものに
使用されることが多い。また、超音波ボンディングは方
向性があるため、リードフレームあるいはボンディング
装置のどちらか少なくとも一方を回転させる必要がある
。しかし、ボンディングする装置を動かすことは装置の
大型化を招くこととなってしまうので、リードフレーム
の方を動かすことが一般的である。

この場合、リードフレームの位置決めはリードフレーム
に設けた位置決め穴をワイヤボンディングする際に、前
記リードフレームが載置される回転コラムに設けた位置
決めピンに挿入することにより行なうのが一般的である
。

詳細な位置決め機構まで示したものではないが、超音波
方式のワイヤボンダーを開示したものとして、特開昭５
８−１１１３３０号がある。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、上述したような位置決めピンを用いて位置決め
を行なう方法においては、位置決め穴はリードフレーム
の位置決めの精度を向上させるために、位置決めピンよ
り少し太きく形成されているだけなので余裕がなく、う
まく挿入されないという不具合が多く発生し、その際に
は装置を一時停止させ人手によりリードフレームを動か
し、ピンに挿入させなければならないという課題があっ
た。

また、上述した位置決めピンが設けられた回転コラムは
回転軸と同軸に形成されており、回転軸に取り付ける部
分の形状が円形であるものがほとんどであり、回転コラ
ムと位置決めピンの位置を決める際にも時間が掛り、ま
たある程度の作業時間を過ぎると、回転コラムと回転軸
との位置関係がずれてしまい、結果的にワイヤボンディ
ング機構とリードフレームの位置がずれることとなり、
再調整が必要になるという課題があった。

本発明の目的は、上記したリードフレームの位置決めを
確実に行なうとともに、回転コラムの再調整を必要とし
ないワイヤボンダーを提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

本願発明において開示される発明のうち、代表的なもの
の手段を説明すれば下記の通りである。

すなわち、ワイヤボンディングがおこなわれる回転コラ
ムとは別に、ワイヤボンダー本体に、ボンディング対象
のリードフレームの位置を決める位置決め枠を取り付け
、前記位置決め枠により前記リードフレームの位置決め
を行なおうとするものである。

〔作用〕

上記した手段によれば、回転コラムとは別にワイヤボン
ダー本体に取り付けた位置決め枠を用いてリードフレー
ムの位置決めを行なうことができるため、回転コラムに
取り付けた位置決めピンのように、リードフレームに形
成した位置決め穴に入らないというような不具合が大幅
に減少する。

また、回転コラムではなく、ワイヤボンダー本体に位置
決め枠を取り付けるため、ボンディング機構に対して、
精度が大幅に向上する。

〔実施例１〕 以下、本発明の一実施例に基づいて説明する。

第１図は本発明の一実施例であるワイヤボンダーの全体
外観図である。第２図、第３図は本発明のワイヤボンダ
ーの要部である位置決め枠と周囲の作動の関係を示す斜
視図である。第４図は本発明の一実施例に使用される回
転コラムの斜視図、第５図は本発明のワイヤボンダーの
リードフレームの搬送ハンドの斜視図、第６図、第７図
は本発明のワイヤボンダーのリードフレームの搬送ハン
ドの作動を示す断面図であり、第９図は本発明のワイヤ
ボンダーによりボンディングされるリードフレームの例
を示した正面図である。第１０図は第９図に示したリー
ドフレームのＸ−Ｘ断面図である。

本実施例において、ワイヤボンディングの被加工物とな
る半導体装置用のリードフレームは、例えば第９図に示
したようなものである。第９図において、鉄系の材料か
ら成るリードフレーム２１の中央部に取り付けられたセ
ラミックベース２８のほぼ中央部に形成されたくぼみに
はベレット２９がボンディングされている。このペレッ
ト２９をリード線２７とアルミニウム線により接続する
際には、超音波ボンディングが使用される。

本発明のワイヤボンディング装置は、リードフレーム２
１を回転させるものであるため、リードフレーム２１は
単品ごとに形成されたものとなっている。

本発明の一実施例であるワイヤボンディング装置は、第
１図に示したように、ワイヤボンダー本体１の上部には
、ローダ機構３、アンローダ機構６が備えられており、
前記ローダ３およびアンローダ６にはそれぞれ治具４，
７が用意されている。

前記ローダ治具４には、第９図に示したようなリードフ
レーム２１を載置するための穴部５が複数設けられてい
る。このローダ機構３に接して前記リードフレーム２１
のワイヤボンディングを行なうために、前記ローダ３と
アンローダ６の間に設けられた回転コラム１０に搬送す
るための搬送機構１２が備えられている。

回転コラム１０は第４図に示したような構成となってお
り、コラムのほぼ中央部に形成された吸着孔２０はホー
ス１５と繋っており、ホース１５からの排気により第９
図に示したリードフレーム２１に取り付けられたベース
部２８を真空吸着する構成となっている。

第２図及び第３図に示したよ）に、回転コラムｌＯの周
囲には回転コラム上におけるリードフレーム２１の位置
を決めるための位置決め枠９が設けられている。この位
置決め枠９は、ワイヤボンダー本体ＩＫ固定された支持
台１４に取り付けられた基体１７に取り付はネジ１６に
より取り付けられている。この取り付は枠９は基体１７
に取り付けるブロックとして形成されており、対象とな
るリードフレーム２１をうまく位置決めするために、枠
上面から位置決めされる位置にはテーパ部９ａが設けら
れていて、テーバ部９ａの終了するところで対象となる
リードフレーム２１の周縁形状に対応するように構成さ
れている。

前記回転コラム１０に搬送されたリードフレーム２１は
回転コラム１０上でワイヤボンディングを行なう。ワイ
ヤボンディングの終了したリードフレーム２１は、その
後搬送機構１２により搬送され、アンローダ機構６の治
具７上に載置されるような構成となっている。

次に本実施例の動きについて説明する。

ローダ機構３の上部に用意されたローダ治具の上面忙形
成された穴部５には、第９図に示したようなワイヤボン
ディング前のリードフレーム２１が載置（図示せず）さ
れている。このローダ機構３は隣接して設けられている
搬送機構１２の下方を上面に載置された半導体装置の搬
送にともない、前後動を行なうように構成されている。

前記搬送機構１２には搬送するシステムとして、搬送ハ
ンド１１が取り付けられている。搬送ハンド１１は第５
図に示したような構造をしており、第６図、第７図はそ
の内部構造の作動について断面口で示したものである。

搬送ハンドｊｌ＆ｃついて説明する。搬送ハンド１１は
非金属、例えば樹脂等からなっており、その内部には永
久磁石２４が内蔵されている。この永久磁石２４にはシ
リンダ２３が接続されており、搬送ハンド１１内部でシ
リンダ２３伸縮にともない、伸縮方向に動くよつＩＣな
っている。第６図は搬送ハンド１１により、鉄系のリー
ドフレーム２１がその内部の永久磁石２４の磁力により
、保持された状態を示しているものである。この時、搬
送ハンド１１内部の永久磁石２４はシリンダ２３の伸縮
方向に最大限に伸びており、リードフレーム２１を磁力
により保持している。このように磁力によりリードフレ
ーム２１を保持１７、回転コラム上まで搬送機構】２に
より搬送ｌ−だ後、搬送ハンド１１の内部の永久磁石２
４は、前記シリア／の伸縮方向に縮み、リードフレーム
２１への磁力の影響は弱まり、搬送ハンド７からリード
フレーム２１は離脱しワイヤボンディングの行なわれる
回転コラム１０を囲むように取り付けられた位置決め枠
９上に載置される。第２図はその状態を示した図である
。搬送ハンド１１が２つあるのは、回転コラムへの搬送
時に、ワイヤボンディングの終了している前のリードフ
レーム２１を、回転コラム１０からはずして保持しアン
ローダ部へ搬送するためのものである。したがって、ボ
ンディング前のリードフレーム２１を回転コラム上に載
置したのち、搬送ハンド１１はアンローダ部にワイヤボ
ンディングの終ったリードフレーム２１を搬送する。

回転コラム１０と前記コラム上に載置されるリードフレ
ーム２１の位置決めを行なう位置決め枠９は下記のよう
な構成になっている。

上記搬送ハンド１１に保持され搬送機構１２により、前
記位置決め枠９上まで搬送されたリードフレーム２１は
、前述のように搬送ノーンド１１の内部シリンダ２３の
伸縮により、搬送ノ１ンドから離脱する。その時前記リ
ードフレーム２１は第２図に示されたような回転コラム
の周囲に取り付けられた位置決め枠９上に載置され、同
時に位置決めが完了する。この位置決め枠９は上述した
ように、内部に向かってテーパ部９ａが形成されており
、テーパの量線位置でリードフレーム２１に対応するよ
うな構造となっているため、リードフレーム２１を枠上
に載置すると回転コラムｌＯ上における位置決めが行な
われる。その後位置決めされたリードフレーム２１は位
置決め枠９の下方に下降していた回転コラム１０が上昇
し、前記リードフレーム２１０ベース部２７をホース１
５から排気を行なうことで真空吸着し、リードフレーム
２１の位置を正確に保持したまま上昇する。上昇を終え
たところで、本体１に取り付けられたボンディングヘッ
ドから出ているポンディングアーム１９により超音波ボ
ンディングを行なう。ワイヤポンディングは回転コラム
１０にリードフレーム２１が吸着された状態で、回転コ
ラム１０が回転し、リード線２７とベレット２９上に形
成された電極（図示せず）を順次接続する。

このようにして、ワイヤボンディングの終了したリード
フレーム２１は、再度搬送ノ為ンドにより保持されて、
アンローダ部まで搬送され、所定の位置に載置される。

アンローダ部もローダ部と同様な構造となっている。

以上のように本発明のワイヤボンダーによるワイヤポン
ディング工程を終了する。

本実施例によれば、回転コラムと位置決め枠が別体にて
形成されているので、ワイヤボンディング作業時の位置
決めの精度が大幅に向上するという効果が得られる。ま
た位置決め枠はネジにより固定するので、異種のリード
フレームを使用する時も位置決め枠の交換だけで精度の
高い位置決めを行なうことができる。

〔実施例２〕 第８図は本発明の他の実施例であるワイヤボンダーを示
した図である。

以下、第８図忙基づいて説明する。

本実施例において、その対象となる製品はデュアルイン
ライン型のリードフレーム２６を用いるものである。本
実施例では、第１図に示したワイヤボンダーの治具等に
多少の改良を必要とするものの、第８図に示したような
ブロック状の位置決め枠２５を使用することを除いては
、同等なものを使用することができる。

第８図に示した位置決め枠２５は、デュアルインライン
型のリードフレーム２６がすでに折り曲げられた形にて
、ペレットがポンディングされるベースに取り付けられ
るのでそのリードフレーム２６の折り曲げられた部分下
部が該位置決め枠２５に接触されるように形成されてい
る。また、該位置決め枠２５はリードフレーム２６の折
り曲げられていない部分はリードフレーム２６の形状に
合うように形成されている。

本実施例によれば、デュアルインライン型のリードフレ
ームにおいても、精度の高い位置決めを行なうことがで
きる。

以上のように本発明における実施例を、発明者によって
なされた実施例に基づいて説明したが、本発明は、上記
実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱
しない範囲で変更可能であることは言うまでもない。

すなわち、位置決め枠はボンディング対象のリードフレ
ームの形状に基づいて変更可能であるし、また搬送機構
の改良が必要となるが、鉄系の材料以外の例えば、銅系
のリードフレームを使用するようにしたものでもかまわ
ない。

〔発明の効果〕

本願発明において、代表的なものによって得られる効果
を説明すれば、下記のとおりである。

すなわち、ワイヤポンディング時のリードフレ−ムの位
置決めに回転コラムとは別に設けた位置決め枠を使用す
ることにより、高精度の位置決めが可能になるという効
果が得られる。

また、テーパ部を形成した位置決め枠を使用しているの
で搬送部に精度がいらないという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本穐明のワイヤボンダーの一実施例の全体外観
図、 第２図、第３図は本発明の要部である位置決め枠とその
周囲の作動の関係を示した斜視図、第４図は回転コラム
の構造を示す斜視図、第５図は本発明の一実施例の搬送
機構の搬送ハンドを示す図、 第６図、第７図は搬送ハンドの内部の作動を示す断面図
、 第８図は本発明の他の実施例を示す斜視図、第９図は第
１図に示す本発明の一実施例の対象となる半導体装置の
リードフレームの正面図、第１０図は第９図に示したリ
ードフレームのＸ−Ｘ断面図である。 １・・・ワイヤボンダー本体、２・・・モニタ、３・・
・ローダ機構、４・・・μｍダ治具、５・・・穴部、６
・・・アンローダ機構、７・・・アンローダ治具、８・
・・ポンディングヘッド、９・・・位置決め枠、９ａ・
・・テーパ部、１０・・・回転コラム、１１　用搬送ハ
ンド、１２・・・搬送機構、１３・・・搬送機構制御装
置、１４・・・位置決め枠取り付は台、１５・・・ホー
ス、１６・・・位置決め枠取り付はネジ、１８・・・回
転軸、１９・・・ボンディングアーム、２０・・・吸着
孔、２１・・・リードフレーム、２２・・・カバー　２
３・・・シリンダ、２４・・・永久磁石、２５・・・位
置決め枠、２６・・・リードフレーム、２７・・・リー
ド線、２８・・・セラミックベース、２９・・・ペレッ
ト。 第１図 第２図 第３図 第 図 第 図 ／／ 第 図 ７６′ 第 図 第 図 第 図 第 図 ｄ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、リードフレームの所望の位置に取り付けられたベー
   ス上にボンディングされたペレットと、前記リードフレ
   ームのリード線とをワイヤによりボンディングするワイ
   ヤボンダーにおいて、前記ペレットとリード線をワイヤ
   ボンディングする際のリードフレームの位置決めには、
   前記リードフレームに対応する形状を有する位置決め枠
   を用いることを特徴とするワイヤボンダー。 ２、上記ワイヤボンディングは超音波ボンディングにて
   行なうことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のワ
   イヤボンダー。