JPH0314246A - ワイヤボンディング位置決め機構 - 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】 〔概　要〕 ワイヤボンダにおけるボンディング位置決め機構に関し
、 ピン保持部材が駆動部材に対して制御性よく動くように
して、種々の仕様のリードフレームに対応できることを
目的とし、 チップがマウントされたリードフレームをワイヤボンダ
に位置決めするワイヤボンディング位置決め機構であっ
て、前記リードフレームの送り孔に挿入されるピンが植
えられたピン保持部材と、前記ピン保持部材が交換可能
に固定された微動部材と、上下に直線駆動される駆動部
材と、前記微動部材と駆動部材との間に設けられた微動
手段とを有し、前記微動部材の側面が、駆動部材の側面
に対して、リードフレームの移動方向と平行に摺動可能
に衝合され、かつ微動手段によって、制御性よく動かさ
れるように構成する。

〔産業上の利用分野〕

本発明は、ワイヤボンダにおけるボンディング位置決め
機構に関する。

近年、半導体集積回路（ＩＣ）の進展は目ざましく、い
ろいろな産業分野でＩＣ化が行われるにつれて、ＩＣの
生産量は飛躍的に拡大している。

それに伴って、ウェーハの段階から半導体装置として製
品に仕上げるまでの一連の製造プロセスの製造技術の重
要性が益々増大している。

ＩＣの製造プロセスの中で、ウェーハの段階から多数の
微細な素子を形成するまでのウェーハプロセスにおいて
は、ウェーハの寸法を大きくしたり、回路パターンをよ
り微細化したりして、生産性の向上が図られている。

ＩＣの製造プロセスの中には、多数の素子が形成された
ウェーハをチップに切断し、そのチップを、まず、リー
ドフレームと呼ばれる枠状の端子に固着するダイボンデ
ィング（マウント）工程とか、その次に、チップの端子
とリードフレームの端子とを、細いワイヤで結線するワ
イヤボンディング工程などがある。

これらの工程は、何れも機械的動作を伴って行われる作
業である。

そして、特にワイヤボンディング工程においては、ＩＣ
の高密度化に伴って、ボンディングを要する端子の数が
増えているので、装置の加工精度を上げたり、加工速度
をあげたりして、生産性の向上を図ることが精力的に行
われている。

一般に、ワイヤボンディングにおいては、ワイヤボンダ
と呼ばれる装置自体の効率化に加えて、そのワイヤボン
ダに被加工物であるチップがマウントされたリードフレ
ームを、如何に効率よく運んできて決められた位置に支
持するかも、ボンディング工程上無視できない。

しかも、最近では、ＩＣ自体の多用化に伴って、チップ
の品種が多くなり、しかも生産数量が少ない注文生産が
増大傾向にある。

そこで、ワイヤボンダにおける生産性にとって、チップ
の品種が異なるごとに、異なった仕様のリードフレーム
の位置決めが高精度に、しかも安定に行えることが、重
要な課題となってきた。

〔従来の技術〕

ＩＣの製造プロセスにおいて、ウェーハから個々のチッ
プにスクライブされたチップは、ダイボンダと呼ばれる
装置によって、長尺のリードフレームのヘッドと呼ばれ
るチップの載置部に１個ずつマウントされる。

そして、ヘッドにチップがマウントされた数個分の長さ
に切断されて、これをシートと呼び、１シート、２シー
トなどと数えられる。

シートの長さは、リードフレームの仕様によって異なり
一定ではない。

しかし、その後の工程においては、このシート単位で取
り扱われ、例えば、マガジンに格納されて運ぶとか、樹
脂封止に際してはローディングフレームに取り付けられ
たりする。

ところで、ワイヤボンダにおいても、チップは、このシ
ート単位のリードフレームに載つかった状態で搬入され
る。

そして、所定の位置に位置決めされて停止し、それぞれ
のチップのワイヤボンディングが終わるごとに間欠的に
前進し、ワイヤボンディング作業が１シ一ト分が全部路
わると、チップはリードフレームに載つかった状態で搬
出される。

第２図は従来の位置決め機構の説明図である。

同図において、リードフレーム送り機構１０は、図示し
てないカムなどの駆動源によって前進・後退および上昇
・下降の直線運動を行う送り軸１１と、その送り軸１１
にアーム１２を介して固定されている爪１３と突起１４
、および緩衝部材１５を介して突起１４が突き当たると
前進している送り軸１１が停止するストッパ１６とから
構成されている。

そして、チップ２がマウントされているリードフレーム
３は、リードフレーム送り機構１０の爪１３がリードフ
レーム３の送り孔４に挿入されることによって、間欠的
に搬送される。

すなわち、送り軸１１は、下降して爪１３が送り孔４に
挿入されると前進し、リードフレーム３を前に送り出す
。

そして、送り軸１１は、突起１４が緩衝部材１５を介し
てストンパ１６に突き当たると停止し、−旦上昇してか
ら後退し、元の位置に戻る。

こ＼で、再び下降して、リードフレーム３を前進させる
動作を繰り返す。

ストッパ１６の位置は、調整ねじ１７によって、ある程
度調整可能にできている。

しかし、このリードフレーム送り機構１０によって、前
進して停止したリードフレーム３の停止位置の精度は、
例えば、±０　、２５ｍｍ程度で粗っぽく、そのま−ワ
イヤボンディングを実施できるような位置決め精度には
なっていない。

一方、位置決め機構１は、リードフレーム３の送り孔４
に対して、精度よく嵌合するピン５が植えられたピン保
持部材６と、このピン保持部材６が載つかって、図示し
てないカムなどの駆動源によって、上昇・下降する駆動
部材８とで構成されている。

この位置決め機構１は、μｍ単位の煩い精度が必要なの
で、ピン保持部材６と駆動部材８とは、例えば、ノック
ピンで強固に支持されている。

この位置決め機構１は、リードフレーム３がリードフレ
ーム送り機構１０に送られて前進して粗っぽ（停止する
と、直ちに上昇を開始する。

そして、精度よ（加工されたピン５が、リードフレーム
３の送り孔４に嵌合して位置決めするが、その位置決め
精度は、例えば、±８μｍといった高い精度である。

精度よく位置決めされたリードフレーム３は、ワイヤボ
ンディングの作業中に動かないように、図示してないシ
ートクランパによって上から抑えられる。

このようにして、チップ２がマウントされたリードフレ
ーム３は、ワイヤポンダの中において、リードフレーム
送り機構１０と位置決め機構１との協業によって、所定
の位置に精度よく位置決めされる。

ところで、チップ２の仕様が違うと、それにつれて、い
ろいろ仕様の異なるリードフレーム３が用いられる。

そして、この仕様の中で、ストロークと呼ばれる単位、
つまり１つのチップが専有する１素子分のリードフレー
ム３の長さが変わると、それに伴って送り孔４の間隔が
変わる。

そうすると、当然のことながら送りピッチを変更する必
要があり、これは、リードフレーム送り機構１０の前進
・後退の距離、つまりストロークを変更することを意味
している。

第３図はストロークの異なるリードフレームの例を示し
、同図（Ａ）はフラットパッケージ用、同図（Ｂ）はＤ
　Ｔ　Ｐ　（Ｄｕａｌ　　Ｉｎ１ｉｎｅ　Ｐａｃｋａｇ
ｅ）用である。

同図において、Ｌ、とＬ２は、それぞれリードフレーム
３のストロークである。

このストロークは、チップの大きさとか、端子の数や配
置とか、パッケージの仕方などが異なると、それにつれ
て異なった値となる。

例えば、Ｌｌは２６．４２　ｍｍで、Ｌ２は１４ｍｍと
いった値である。

さて、第２図に話を戻す。

こ−で、ストロークを変更する量がそれ程大きくな（、
リードフレーム送り機構１０のストッパ１６の調整ねじ
１７の調整範囲内であり、しかもリードフレーム３の停
止位置が、送り孔４に対して変化しない場合には、スト
ロークの補正を、ストッパ１６の調整ねじ１７によって
行うことができる。

ところが、ストロークの変更ばかりでなく、停止位置も
変更しなければならないときには、位置決め機構ｌのピ
ン５の位置を変更しなければならない。

このピン５の位置変更は、ピン保持部材６の交換によっ
て行うことになる。

しかし、従来の位置決め機構１においては、ピン保持部
材６と駆動部材８とがノックピンによって固定されてい
るので、ピン保持部材６の交換は手間が掛り厄介である
。

このことは、多品種少量生産を余儀無くされるカスタム
設計などのＩＣの製造工程においては、ワイヤボンダの
稼働率を悪くし、生産性を低下させる原因となる。

０ 〔発明が解決しようとする課題〕 以上述べたように、ワイヤボンダにおける従来のリード
フレームの位置決め機構は、リードフレームの送り孔と
嵌合するピンが植えられたピン保持部材と、このピン保
持部材を上下動させる駆動部材とが、高精度を得るため
にノックピンなどによって強固に固定されていた。

従って、チップの品種の違いによって、用いられるリー
ドフレームの仕様が異なるとき、ピンの位置を変更しよ
うとすると、交換の厄介なピン保持部材を、その都度、
手間を掛けて交換しなければならなかった。

そのため、多品種少量生産を余儀無くされる、カスタム
設計などのＩＣの製造工程においては、ワイヤボンダの
稼働率を著しく低下させ、生産性を悪くさせる問題があ
った。

本発明は、位置決め機構におけるピン保持部材が、駆動
部材と強固に固定していた従来の機構に替えて、ピン保
持部材が駆動部材に対して制御性よく動くようにして、
種々の仕様のリードフレームに対応できるようにした位
置決め機構を提供することを目的としている。

〔課題を解決するための手段〕

上で述べた課題は、チップがマウントされたリードフレ
ームをワイヤボンダに位置決めするワイヤボンディング
位置決め機構であって、前記リードフレームの送り孔に
挿入されるピンが植えられたピン保持部材と、前記ピン
保持部材が交換可能に固定された微動部材と、上下に直
線駆動される駆動部材と、前記微動部材と駆動部材との
間に設けられた微動手段とを有し、前記微動部材の側面
が、駆動部材の側面に対して、リードフレームの移動方
向と平行に摺動可能に衝合され、かつ微動手段によって
、制御性よく動かされるように構成されたワイヤボンデ
ィング位置決め機構によって解決される。

〔作　用〕

本発明においては、チップがマウントされたす１ ２ ドフレームに設けられている送り孔にピンを挿入して、
リードフレームをワイヤボンダの所定の位置に停止させ
るワイヤボンディング位置決め機構において、ピンの位
置を適宜調整できるようにしている。

すなわち、ピンが植え込まれているピン保持部材と、そ
のピン保持部材を上下に直線駆動させる駆動部材とが、
従来は、例えば、ノックピンなどによって直接固定され
ていたのに替えて、本発明においては、この両者の間に
、微動部材を介在させるようにしている。

そして、この微動部材には、ピン保持部材を交換可能に
保持させるようにしている。

それとともに、この微動部材と駆動部材との支持部分に
微動手段を設け、両者の壁面同士が摺動しながら、駆動
部材に対して微動部材がリードフレームの移動方向に平
行な方向に微動するようにしている。

この微動手段には、例えば、駆動部材に調整ねじを回転
自在に固定し、そのねじと噛み合うねじ穴をピン保持部
材に設け、ねじの回すことによって微動部材が駆動部材
に対して前後に、μｍの単位で微動できるようにしてい
る。

こうすると、チップの種類が変わることによって、送り
孔の仕様の異なるリードフレームをワイヤボンダにおい
て取り扱う際に、従来のように手間を掛けてピン保持部
材を交換しな（て済む。

従って、ワイヤボンダの稼働率の向上を図ることができ
る。

さらに、調整ねじによってピンの位置を微調節できるの
で、ボンディング位置決めが安定し、ワイヤボンディン
グの品質の向上も図れる。

〔実施例〕

第１図は本発明の詳細な説明図である。

同図において、ピン５、ピン保持部材６、微動部材７、
駆動部材８などは、全て不精鋼を用いて製作した。

この中で、ピン５は、リードフレーム３の送り孔４と嵌
合して、ボンディング位置決めを精度よ３ ４ く行わせる要の部品であり、送り孔４に挿入する先端部
分は、直径が２ｍｍに対して、±０．００２　ｍｍの公
差で仕上げた。

また、ピン保持部材６に設けた穴は、呼び寸法４ｍｍに
対して、Ｈ７の公差で仕上げた。

一方、この穴と嵌め合うピン５の根本部は、ｈ６に仕」
二げてとまりばめとした。

さらに、ピン保持部材６と微動部材７とは、テーパピン
によって位置合わせを行った後、図示してないねしによ
って取外し可能に固定した。

駆動部材８は、図示してないカムによって、精度よく上
下に直線駆動するようにした。

この駆動部材８には、微動部材７が乗っかるように配置
し１．互いに鏡面仕上げした壁面同士が摺動するように
した。

そして、微動手段９には、微動部材７の側壁に設けた長
孔を貫通して止めねじ７１を設け、駆動部材８としっか
り固定できるようにした。

つぎに、微動手段９には、直径６ｍｍφで、ピッチ０．
５ｍｍの極細口のねじ９１を用い、このねじ９１を駆動
部材８の凸部８１に設げたばか孔の両側をＥ　ＩＪソン
グよって回転自在に支持した。

そして、このねじ９１の先端は、微動部材７に設けたね
じ穴９２に噛み合うようにした。

また、ねじ９１の頭部にはローレットを切り、手によっ
て回せるようにした。

こうして組み立てた位置決め機構１の性能をリードフレ
ーム送り機構１０と組み合わせて動作させ評価を行った
。

その結果、リードフレーム送り機構１０によるリードフ
レーム３の搬送は、ストッパ１６を調整しても、停止位
置精度は高々±０．２５ｍｍであるが、それをこの位置
決め機構１によって、停止位置を微調整すると、±８ｍ
ｍの精度でリードフレーム３の位置決めを行えることが
確認できた。

こ−では、微動手段にねじとねし穴を用いたが、ねじと
ばねの組み合わせとか、梃子やカムを用いるなど、種々
の変形が可能である。

また、摺動する壁の形状は、方形でなく、円形でもよく
、例えば、駆動部材を丸い軸にして、微５ ６ 動部材に丸孔を設けてすきまばめにするなど、種々の変
形が可能である。

〔発明の効果〕

以上述べたように、従来の、ワイヤボンダにおけるリー
ドフレームの位置決め機構は、ピン保持部材が駆動部材
と直結しているので、ピンを調整して移動させることが
できなかった。

そのため、リードフレームの仕様が変わると、ピン保持
部材を交換しなければならない手間が掛り、装置の可動
率を著しく悪くしていた。

それに対して、本発明になる位置決め機構においては、
ピン保持部材と駆動部材との間に、微動部材を配置し、
微動手段によってピン保持部材とそれに植え込まれたピ
ンをμｍ単位で微動できるようにしている。

従って、粗っぽい位置決めをリードフレーム送り機構で
行った後、微調整を本発明になる位置決め機構によって
行い、ワイヤホンダの所定の位置をリードフレームを位
置決めをする。

こうして、ワイヤボンディング工程における装置の稼働
率の向上と、ボンディングの位置精度が高いので、ワイ
ヤボンディングの品質向上に大きな効果が期待できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の詳細な説明図、 第２図は従来の位置決め機構の説明図、第３図はストロ
ークの異なるリードフレームの例、 である。 図において、 ■は位置決め機構、 ３はリードフレーム、 ５はピン、 ７は微動部材、 ９は微動手段、 である。 はチップ、 は送り孔、 はピン保持部材、 は駆動部材、

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 チップ（２）がマウントされたリードフレーム（３）を
   ワイヤボンダに位置決めするワイヤボンディング位置決
   め機構であって、 前記リードフレーム（３）の送り孔（４）に挿入される
   ピン（５）が植えられたピン保持部材（６）と、前記ピ
   ン保持部材（６）が交換可能に固定された微動部材（７
   ）と、 上下に直線駆動される駆動部材（８）と、 前記微動部材（７）と前記駆動部材（８）との間に設け
   られた微動手段（９）とを有し、 前記微動部材（７）の側面が、前記駆動部材（８）の側
   面に対して、前記リードフレーム（３）の移動方向と平
   行に摺動可能に衝合され、かつ前記微動手段（９）によ
   って、制御性よく動かされることを特徴とするワイヤボ
   ンディング位置決め機構。