JPH04245651A - ワイヤボンディング・システム - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、半導体装置の製造に用
いられるワイヤボンディング装置及びワイヤボンディン
グ・システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体装置の製造に用いられるワイヤボ
ンディング装置においては、その処理される製品をリー
ドフレーム単位で搬送する方式が一般的である。その他
、複数のリードフレームを収納したマガジン単位で搬送
してワイヤボンディングする方式もある。

【０００３】マガジン単位で搬送する方式のワイヤボン
ディング装置は、概略的に、図１９に示すように、予め
複数の半導体素子例えばＩＣチップ１をダイボンドした
リードフレーム２を複数枚収納したマガジン３と、この
マガジン３を供給するローダ４と、マガジン３内のリー
ドフレーム２をボンディング領域に移送するフィーダ５
と、キャビラリー９を有するボンディングヘッド６と、
ワイヤボンディングが終了したリードフレーム２を収納
するための空マガジン７を配するアンローダ８を備えて
いる。

【０００４】そして、ローダ４側のマガジン３から１枚
づつリードフレーム２をフィーダ５を介してボンディン
グ領域に移送し、第１のＩＣチップ１とその対応するリ
ードフレーム２のインナーリード間をボンディングヘッ
ド６を介してワイヤボンドする。第１のＩＣチップ１に
対するワイヤボンディングが終了すると、リードフレー
ム２が１ステップ移送して第２のＩＣチップがボンディ
ング領域に移り、ワイヤボンディングが行われる。そし
て１枚のリードフレーム２のワイヤボンディングが終わ
ると、このリードフレーム２はアンローダ８に待機して
いる空のマガジン７に収納される。次いでローダ４側の
マガジン３が１段下降し、次のリードフレーム２がボン
ディング領域に引き出され、同様の操作によってワイヤ
ボンディングが行われる。このようにして順次ローダ４
側のマガジン３からのリードフレーム２はワイヤボンデ
ィング後、アンローダ８側の空マガジン７内に収納され
るようになされる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、リードフレ
ーム単位で搬送するワイヤボンディング装置の場合には
、次のような問題点があった。

【０００６】■　　リードフレームの幅が異なるものは
流することができない。また流せるようにしようとした
場合には搬送部が複雑になってコストがかかり、且つ故
障しやすく実用的でなくなる。■　　ピン数の多いリー
ドフレームを流すと、配線したワイヤにダメージが与え
られるので、限られた品種のものしか流すことができな
い。 ■　　リードフレームの供給レーンと排出レーンを必要
とする為、搬送部が大型になり、限られたクリーンルー
ムを有効に使うことができない。■　　搬送部と装置を
一体化しなければならないので、搬送部が故障すると、
全ての装置が停止してしまう。■　　搬送部が前面にあ
るため、ワイヤボンディング装置本体の保守が容易でな
い。 ■　　搬送部と装置を一体化しなければならないので、
装置のレイアウト変更が難しい。■　　異なる品種のリ
ードフレームを流した場合、そのリードフレームがどの
装置で組立てられたのか判らない。

【０００７】一方、マガジン単位で搬送するワイヤボン
ディング装置の場合には、次のような問題点があった。

【０００８】■　　ローダ側で空になったマガジンをア
ンローダ側に送らなければならないので、搬送部が複雑
になる。マガジン搬送部に大型の供給、排出レーンを設
けるため、装置が大型になり、限られたクリーンルーム
を有効に使うことができない。■　　ローダ側のマガジ
ンに付されたロッド番号、リードフレームの種類、履歴
を示すラベル又は情報等をアンローダ側の空マガジンに
移しかえなければならないので、情報の管理が複雑にな
る。 ■　　ローダ側とアンローダ側にそれぞれマガジンの収
納、供給の機構を設けなければならないので、装置が高
価になり、保守が難しくなり、故障しやすい。また、装
置が大型になりスペース効率が悪くなる。■　　マガジ
ン搬送部に大型の供給、排出レーンを設けるため、搬送
部は背面にする場合が多く、この場合、搬送部の保守が
難しくなる。■　　搬送部と装置を一体化しなければな
らないので、搬送部が故障すると、全ての装置が停止し
てしまう。

【０００９】本発明は、上述の点に鑑み、空マガジン及
びアンローダ機構を不要にして装置の小型化、構造の簡
単化及び保守、管理の容易化を可能にしたワイヤボンデ
ィング装置を提供するものである。

【００１０】また本発明は、かかるワイヤボンディング
装置を利用して同一ライン上で夫々種類の異なるリード
フレームを収納したマガジンを混流してワイヤボンディ
ングできるワイヤボンディング・システムを提供するも
のである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明に係るワイヤボン
ディング装置１０は、半導体素子１を実装したリードフ
レーム２を収納したマガジン３を搬送する搬送部１５と
、マガジン３を一時的に収納する収納部１１と、半導体
素子１とリードフレーム２をワイヤで接続するボンディ
ング部１２と、マガジン３を搬送部１５から収納部１１
に移送する第１の移送手段２３と、マガジン３内のリー
ドフレーム２を収納部１１とボンディング部１２との間
で移送する第２の移送手段１３と、マガジン３を収納部
１１から搬送部１５に移送する第３の移送手段２３とを
有して成る。

【００１２】本発明に係るワイヤボンディング・システ
ムは、半導体素子１を実装したリードフレーム２を収納
したマガジン３を搬送する搬送部５０を有してワイヤボ
ンディング装置１０を複数台、直列に配列し、この複数
台のワイヤボンディング装置１０には多種類のリードフ
レーム２に対応するワイヤボンディング装置が混在し、
リードフレーム２に対応するワイヤボンディング装置１
０においてボンディング処理を行うように構成する。

【００１３】ここで、ワイヤボンディング・システムに
おける搬送部５０としては、個々のワイヤボンディング
装置１０内に搬送部を設けて装置を複数台配列したとき
にインラインの搬送部５０が構成されるようにしてもよ
い。又は複数台のワイヤボンディング装置１０を配列し
た装置外に別体にインラインの搬送部５０を設けるよう
にしてもよい。

【００１４】このワイヤボンディングシステムにおける
ワイヤボンディング装置１０としては、前述した機能、
即ち、少なくともマガジン３を一時的に収納する収納部
１１と、半導体素子１とリードフレーム２をワイヤで接
続するボンディング部１２と、マガジン３を搬送部から
収納部１１に移送する第１の移送手段２３と、収納部１
１とボンディング部１２との間で移送する第２の移送手
段１３と、マガジン３を収納部１１から搬送部に移送す
る第３の移送手段２３を有して成る。

【００１５】

【作用】本発明に係るワイヤボンディング装置１０にお
いては、リードフレーム２が収納されたマガジン３が第
１の移送手段２３により搬送部１５から収納部１１へ送
られ、ここでマガジン３内からリードフレーム２が第２
の移送手段１３によってボンディング部１２に送られて
ワイヤボンディングされる。ワイヤボンディング後、リ
ードフレーム２は第２の移送手段１３により再び収納部
１１の元のマガジン３に収納される。ワイヤボンディン
グが完了したマガジン３は第３の移送手段２３により、
収納部１１から搬送部１５に戻される。

【００１６】このように収納部１１がローダとアンロー
ダを兼用しているので、従来のアンローダ機構が不要に
なり、且つ空マガジンが不要になり、マガジン単位で搬
送する方式のワイヤボンディング装置の小型化、構造の
簡単化が図られ、且つ保守、管理も容易となる。

【００１７】本発明に係るワイヤボンディング・システ
ムにおいては、空マガジンを不要とし且つマガジン単位
で搬送する複数台のワイヤボンディング装置１０を、直
列に配列し、その複数台には多種類のリードフレームに
対応するワイヤボンディング装置を混在させて構成する
ことにより、異なる品種のリードフレームのマガジン３
を混流して搬送し、夫々ワイヤボンディングすることが
可能になる。

【００１８】

【実施例】以下、図面を参照して本発明によるワイヤボ
ンディング装置の実施例を説明する。

【００１９】本発明に係るワイヤボンディング装置は基
本的には、図１に示すように半導体素子即ちＩＣチップ
１がダイボンドされたリードフレーム２を収納したマガ
ジン３をローダ４に設置し、マガジン３からのリードフ
レーム２をフィーダ５に移送し、キャピラリー９を有す
るボンディングヘッド６によりリードフレーム２のイン
ナーリードとＩＣチップ１の各電極間をワイヤボンディ
ングし（同図Ａ参照）、その後、ワイヤボンドされたリ
ードフレーム２を同図Ｂに示すように再びローダ４の元
のマガジン３に収納されるように構成するものである。 即ちこのローダ４はアンローダを兼用することになる。

【００２０】図２に上述した本発明に係るワイヤボンデ
ィング装置の具体的な実施例を示す。このワイヤボンデ
ィング装置１０は、複数のリードフレームを収納したマ
ガジン３を一時的に収納する収納部１１と、リードフレ
ーム２とダイボンドされているＩＣチップ１間を金属細
線（所謂ワイヤ）で接続するためのワイヤボンディング
部即ちボンディングヘッド１２と、マガジン３からのリ
ードフレーム２を引き出してボンディングヘッド１２下
に移送するフィーダ（ボンディング領域を保有するリー
ドフレーム移送部をフィーダと呼ぶ）１３等を有したワ
イヤボンディング装置本体１４、及びワイヤボンディン
グ装置本体１４までマガジン３を搬送する搬送部１５を
備えて成る。１８は警報灯、１７はモニタ用受像機、１
９は後述するリードフレームのインナーリードとＩＣチ
ップの電極間の相対位置を検出するための位置検出用の
テレビカメラである。

【００２１】リードフレーム２は図７に示すように、イ
ンナーリード２ａに囲まれた各ダイパッド部２ｂ上に所
要のＩＣチップ１がダイボンドされており、このＩＣチ
ップ１を実装したリードフレーム２が複数枚マガジン３
内に収納される。

【００２２】搬送部１５は、図５に示すように、装置１
０内の例えば前面即ちマガジン収納部１１及びフィーダ
１３より下段の前面に設けられ、複数に分割された搬送
ベルト１６〔１６Ａ，１６Ｂ，１６Ｃ，１６Ｄ〕により
構成される。両端の搬送ベルト１６Ａと１６Ｄは装置１
０より外方に突出するも、図８に示すように軸７１を中
心に折畳み自在に形成される。これは、例えば装置１０
を複数台直列に配列したときに、調製時に端の搬送ベル
ト１６Ａ，１６Ｄを折畳めば、隣り合う装置１０間に空
間が作られ作業をし易くするためである。

【００２３】また、この端の搬送ベルト１６Ａ，１６Ｄ
の両側には搬送されるマガジン３を安定に搬送するため
に、マガジン進入側が広がるテーパが付されたガイド部
７２が設けられている。

【００２４】さらに、搬送部１５には、図１１に示すよ
うに装置１０を通過するときに、リードフレーム２がマ
ガジン３よりはみ出ないように、リードフレームはみ出
し防止手段３３が設けられる。図示の例ではマガジン３
の前後の位置に対応して夫々モータ３４Ａ，３４Ｂによ
って回動するアーム３５Ａ，３５Ｂに板状又は枠状の規
制片３６Ａ，３６Ｂを取付けたリードフレームはみ出し
防止手段３３が配される。マガジン３の通過時に、マガ
ジン３の前後の開口面を半分程度蓋するように規制片３
６Ａ，３６Ｂを開口面に当接することにより、マガジン
３よりはみ出たリードフレーム２はマガジン３内に戻さ
れ、正しい収納状態で通過することができる。なお、リ
ードフレームはみ出し防止手段３３としては、その他、
図示せざるも、マガジンの開口面の中央に対応する位置
に上端を回動自在に支持して垂れ下げた１本の棒状体を
配し、マガジン３が到来するとこの棒状体に当ってはみ
出したリードフレーム２がマガジン３内に戻され、マガ
ジンが通過するときはマガジン３に押されて棒状体は上
端を支点に回動してマガジンを通過させるように構成す
ることもできる。

【００２５】この搬送部１５の所定位置には図９で示す
ように搬送されたマガジン３が後述するマガジン収納部
１１への取り込み機構２３に対応した位置で位置決めさ
れるマガジン位置決め機構７３が設けられる。本例では
マガジン位置決め機構７３として搬送ベルト１６（例え
ば搬送ベルト１６Ｂの端部付近）の幅方向の両側に透過
型フォオセンサ７４（即ち発光素子と受光素子）を配し
て構成される。

【００２６】搬送部１５の制御系はワイヤボンディング
装置本体１４とは分離されている。なお、本例では搬送
部１５は装置１０内部の前面に設けたが、装置１０内部
の背面に設置することもでき、或は装置１０の外に設置
することもできる。

【００２７】マガジン収納部１１は、ローダとアンロー
ダを兼用するものであり、マガジン３を複数個たくわえ
るように形成されている。マガジン収納部１１内にはマ
ガジン３を受け止めて１枚のリードフレームに対応して
１ステップ分ずつ下降させるエレベーション部２０が設
けられると共に、マガジン収納部１１内で一旦マガジン
３を保持するためのマガジンクランプ部２１が設けられ
る（図６参照）。このマガジンクランプ部２１はエアシ
リンダーにより作動してマガジン３を挟持的に保持する
ようにマガジン収納部１１の両側に１対設けられる。

【００２８】一方、搬送部１５で搬送されてきたマガジ
ン３をマガジン収納部１１内に取り込み、またワイヤボ
ンド終了後のマガジンをマガジン収納部から搬送部１５
へ戻すための所謂マガジン取り込み機構２３が設けられ
る。マガジン取り込み機構２３は、図６に示すように、
マガジン３を取り込むための１対のアーム２５ａ，２５
ｂを一体に支持した支持板２４と、この支持板２４を上
下方向に移動させるための上下用ガイド体２６と、上下
用ガイド体２６と共に１対のアーム２５ａ，２５ｂを前
後方向に移動させるための前後用ガイド体２７を有して
成る。

【００２９】アーム２５ａ，２５ｂは、モータ２８で回
転駆動する第１の螺軸２９によって上下用ガイド部２６
にガイドされて支持板２４と共に上下方向に可動する。 またモータ３０で回転駆動する第２の螺軸３１によって
上下用ガイド部２６が前後用ガイド部２７にガイドされ
ることによってアーム２５ａ，２５ｂが前後方向に可動
する。１対のアーム２５ａ，２５ｂは夫々隣り合う搬送
ベルト１６間の間隙を通して搬送部１５側に対して前進
、後退されるようになる。

【００３０】このマガジン取り込み機構２３によって搬
送部１５上のマガジン３は、図４及び図６の矢印で示す
ように、アーム２５ａ，２５ｂにより取り込まれ、一旦
、マガジン収納部１１の裏側に移送され、上昇したのち
前進してマガジン収納部１１上に持来たされる。その後
、所定位置が下降してマガジン収納部内に移送される。 ワイヤボンディング終了後、搬送ベルトと同じ高さ位置
まで下降したマガジン３は、アーム２５ａ，２５ｂに受
け止められて搬送部１５に移送されるようになされる。 尚、図示せざるも、例えばアーム２５ａ，２５ｂには、
之と共働してアーム２５ａ，２５ｂで受け止めたマガジ
ンを安定に保持するためのホールドユニットが設けられ
る。

【００３１】フィーダ１３は、図１２に示すように、リ
ードフレーム２の幅に対応する間隔を置いて対向し、そ
の互の対向面にリードフレーム２の幅方向の端辺を案内
する案内溝３８Ａ，３８Ｂを有する１対の搬送レーン３
９Ａ，３９Ｂと、この搬送レーン３９Ａ及び３９Ｂ間に
上面より跨がってボンディング領域を規定するウインド
クランパー４０と、ウインドクランパー４０の下部に配
されたヒータステージ４１と、図１３に示すマガジン３
からリードフレーム２を引き出して搬送レーン３９Ａ，
３９Ｂに導くリードフレーム引き出し兼移送手段４２を
有して成る。

【００３２】ウインドクランパー４０は中央にリードフ
レーム２のダイパット部２ｂ上のＩＣチップ１及びイン
ナーリード２ａが臨む窓部７５を有し、上下動可能に配
される。このフィーダ１３ではボンディング領域即ちウ
インドクランパー４０がマガジン収納部１１側に設置さ
れる。ヒータステージ４１も上下動可能に配されている
。１対の搬送レーン３９Ａ及び３９Ｂはリードフレーム
２の幅に応じて可変できるように形成される。但し、ウ
インドクランパー４０及びヒータステージ４１はリード
フレーム２の幅に応じて交替される。また、このときリ
ードフレームの幅に応じてマガジン収納部１１も交替さ
れる。また、フィーダ１３の端部にはリードフレーム２
の長さに応じて可変する位置決め用のストッパー３７が
設けられ、いろんな品種に対応できるようになっている
。

【００３３】リードフレーム引き出し兼移送手段４２は
図示の例では２組のグリッパー４３〔４３Ａ，４３Ｂ〕
によって形成される。各グリッパー４３はリードフレー
ム２を上下から挟み、挟持した状態で所定距離リードフ
レーム２を移送し、次いで挟持を解除して元の位置に戻
り、再び同じ動作を繰返してリードフレーム２の移送を
行う。一方のグリッパー４３Ａは端部が先細のテーパ状
になっており、マガジン３からリードフレーム２を引き
出すのに使われる。

【００３４】尚、このグリッパー４３は１組でも可能で
あり、或はリードフレーム２の長さに応じて２組以上配
してもよい。また、グリッパー４３に代えて、例えばピ
ン状体を用いてリードフレームの孔に引っかけて移送す
るようにしてもよく、或は対のローラを用いて対のロー
ラ間にリードフレームを通過させて移送するようになす
ことも可能である。

【００３５】ボンディングヘッド１２は、フィーダ１３
のボンディング領域上に位置するキャピラリー４５を有
し、ＸＹテーブルにて移動可能に設けられている。そし
て、このボンディングヘッド１２と一体に位置検出用の
テレビカメラ１９が取付けられる。この位置検出用のテ
レビカメラ１９はキャピラリー４５によってワイヤボン
ディングする前に、リードフレーム２のインナーリード
２ａとＩＣチップ１の電極との相対位置を検出するため
のものである。通常はインナーリード２ａとＩＣチップ
１の電極の２ヶ所づつ合計４ヶ所の位置を検出するが、
それ以上、例えば全部の相対位置を検出することもでき
る。

【００３６】ここで、ワイヤボンディング装置１０の搬
送部１５でのマガジン３の搬送としては、マガジン３の
位置が一定に保たれて搬送され、且つ幅の異なるマガジ
ンの混流をも可能にする構成が求められる。

【００３７】例えば従来では図２０に示す方法が知られ
ている。図２０Ａでは搬送系にマガジン３の両側を規制
するガイド板５１を設け、幅の異なるマガジンが来た場
合は、このガイド板５１をモータなどのアクチュエータ
ーで動かし、その幅を変更する。この場合幅が異なる度
に、ガイド板５１を動かさなければならない。異なる幅
のマガジンが頻繁に流れる場合、ガイド板５１を動かす
ために時間がかかってしまう。この為、構造が複雑にな
り装置の価格が高くなり、また保守性が悪く、故障しや
すい。搬送系にガイド板５１を設けた場合、マガジン３
とガイド板５１ではこすり合うので、このガイド板５１
の代わりに図２０Ｂに示すようにガイドローラ５２にし
た方式もあるが、しかし、これも基本的に上記の問題を
含んでいる。また図２０Ｃに示すようにマガジン３の下
部をハンドリングアーム５３でホールドして搬送する方
式もあるが、ハンドリングアーム５３にマガジン幅へ柔
軟に対応できる機構をもたせることが必要である。

【００３８】この点を改善したマガジンの実施例を図１
４〜図１７に示す。本例のマガジン３は基本的にはマガ
ジンの自動搬送装置内でマガジンの位置が一定に保たれ
て搬送されるようにマガジンの上面の中央にガイド部を
設けた形状にする。このガイド部は突起状のものや、溝
状のもので形づくられていて、端面はテーパ状の導入部
が設けられる。このガイド部は、搬送部の天井に設けた
規制機構によって軌道からそれないように支えられる。

【００３９】即ち、図１４、図１５の実施例ではマガジ
ン３の上部中央にマガジン３の搬送方向に沿って延びる
所定幅（マガジンの幅より小さい幅）のガイド板５５を
設ける。このガイド板５５の両側を搬送部１５側に設置
された２対のカムフロア５６Ａ，５６Ｂに当接し、カム
フロア５６Ａ，５６Ｂによってマガジン３が搬送部１５
内を一定の位置を保ちながら搬送されるようになす。

【００４０】図１７の実施例ではガイド板５５に代えて
マガジン３の上部中央にマガジンの搬送方向に沿って延
びるガイド溝５７を設けている。図示の例ではマガジン
３の上部中央にガイド溝５７を施したガイド板５８を設
置し、このガイド溝５７に搬送部１５に設置されたガイ
ドローラ５９を当接し、このガイドローラ５９によって
、マガジン３が一定の位置を保ちながら搬送するように
なされる。ガイド溝５７の端面はガイドローラ５９が容
易にガイド溝に入るようにテーパ状５７ａに加工される
。このガイド機構を備えたマガジン３は図１６に示すよ
うに搬送部１５上を軌道からそれないように搬送される
。なお、マガジン３をマガジン収納部１１に取り込まれ
るときには、図１０に示すようにカムフロア５６Ａ，５
６Ｂは上方に移動され、マガジンのガイド板５５との係
合が外れる。

【００４１】このようにマガジン３の上部中央にガイド
部（ガイド板５５、ガイド溝５７）を設けることにより
、幅の異なるマガジン３を容易に混流でき、かつ位置を
規制しながら搬送できる。このため、マガジンの自動搬
送に有利である。また、マガジン３の幅が変わるたびに
、搬送部１５側の修正機構の幅を変える必要がないので
、搬送部が複雑にならず、安価に製作することができる
。搬送部１５の保守も容易であり、故障等も低いものと
なる。従来のマガジンにガイド板を取り付けるだけで済
むので、マガジンの互換性がある。

【００４２】なお、図１５及び図１７に示すマガジン３
はワイヤボンディング装置の搬送に限らずダイボンド工
程、ワイヤボンディング工程、モールド工程等における
自動搬送装置で使用するマガジンに適用できること勿論
である。

【００４３】一方、図１０に示すように、マガジン３の
外面（例えば裏面或は側面）にはＩＤカード４７が取付
けられる。ＩＤカード４７はバーコード、半導体メモリ
等が用いられる。そして装置１０にも、このマガジンの
ＩＤを読み取るＩＤ読み取り手段が設置される。例えば
エレベーション部２０の下面に作業が終了したマガジン
のＩＤカード４７を読み取り、ＩＤカード４７に作業終
了記録するためのＩＤ読み取り装置４８が設けられる。 従って、このときのＩＤカード４７は情報の記録が可能
なＩＣカード等が適する。又、図示せざるも搬送部１５
にもマガジン３を識別するためのＩＤ認識治具が設けら
れる。

【００４４】次に、上述したワイヤボンディング装置１
０の動作を説明する。 （１）　　マガジン３が搬送部１５によってワイヤボン
ディング装置１０に到達したならば、マガジン取り込み
機構２３に対応する所定の位置にマガジン位置決め機構
７３により停止する。すなわち、マガジン取り込み機構
２３の前面に配された透過型センサ７４でマガジンの到
来を検出したならば、搬送部１５即ち搬送ベルト１６は
停止する。進行方向の位置はこれにより正確に決められ
る。マガジン３の前後方向はマガジン上面のガイド部例
えばガイド板５５と、装置側のカムフロア５６Ａ，５６
Ｂにより位置決めされる。

【００４５】（２）　　マガジン３の到来を透過型セン
サ１８で感知したならば、ワイヤボンディング装置本体
１４へ信号が送られる。この信号で装置本体１４のマガ
ジン取り込み機構２３が作動する。

【００４６】（３）　　マガジン取り込み機構２３のア
ーム２５ａ，２５ｂは搬送部１５上に存するマガジン３
を取り込み、図４に示すようにマガジン収納部１１の裏
側へ運ぶ。続いて、このアーム２５ａ，２５ｂは上昇し
、マガジン収納部１１の上までマガジン３を持ち上げる
。 この状態でアーム２５ａ，２５ｂは前進し、マガジン収
納部１１の真上にきたなら、下降する。アーム２５ａ，
２５ｂが後へ退避できる最小のスペースまで下降したな
ら、マガジン収納部１１のマガジンクランプ部２１が、
供給されてきたマガジン３を一時的に固定する。この間
、アーム２５ａ，２５ｂは後へ退避する。アーム２５ａ
，２５ｂが後へ退避したなら、マガジン収納部１１のエ
レベーション部２０が上昇し、この新規のマガジン３を
受け止める。受け止めた後、マガジンクランプ部２１は
解除される。マガジン３はアーム２５ａ，２５ｂとホー
ルドユニット（図示せず）によって保持されるので（例
えばマガジン３の下側からと、マガジン３の上側からと
でマガジン３を挟むようににするので）、アーム２５ａ
，２５ｂからずれ落ちることがない。エレベーション部
２０に作業中のマガジンがある場合は、リードフレーム
２がマガジン３に入れ代わるタイミングの時、上昇して
この新規のマガジン３を受け止める。本例では収納部１
１内においてマガジン３が２個積重ねられるようにして
エレベーション部２０に受け止められる。

【００４７】（４）　　エレベーション部２０に搭載さ
れたマガジン３は、順次リードフレーム２をボンディン
グ領域へ送り込むため、一段ずつ連続的に下降する。

【００４８】（５）　　１枚のリードフレーム２は、グ
リッパー４３Ａ，４３Ｂによってマガジン３より全て引
き出され一旦フィーダ１３の端まで送り込まれる。フィ
ーダ１３の端部のストッパー３７によって、リードフレ
ーム３の第１番目のボンディングされる部分は、正確に
ボンディング領域に提供される。

【００４９】（６）　　このフィーダ１３には前述のよ
うにウインドクランパー４０によって規定されるボンデ
ィング領域がマガジン収納部１１側に設置されているた
め、リードフレーム２はマガジン収納部１１と反対側に
あるフィーダ端部のストッパー３７にて止められると、
マガジン収納部１１に一番近いリードフレーム２のダイ
パット部２ａがヒータステージ４１に位置し、ウインド
クランパー４０にて固定される。

【００５０】（７）　　リードフレーム２が所定のボン
ディング条件の環境に到達したならば、ここでボンディ
ングヘッド１２に取付けられたテレビカメラ１９にてリ
ードフレーム２のインナーリード２ｂとＩＣチップ１の
電極との相対位置を検出する。

【００５１】（８）　　ワイヤボンディング装置本体１
４は、所定のプログラムによって配線（ワイヤボンディ
ング）を行う。

【００５２】（９）　　１領域のワイヤボンディングが
終了したならば、フィーダ１３が自動的に作動し、リー
ドフレーム２を１ステップ分マガジン３側へ移送する。

【００５３】（１０）　　以下、動作（７）〜（９）を
繰り返す。リードフレームの最後の領域をボンディング
し終ったならば、リードフレーム２はそのまま収納部１
１の元のマガジン３に戻される。この１枚のリードフレ
ームがボンディングを完了するまで、マガジン収納部１
１のエレベーション部２０は動かない。したがってリー
ドフレーム２はマガジン３の同じ段の所に再び収納され
る。

【００５４】（１１）　　１枚のリードフレーム２の作
業が終ると、このエレベーション部２０は１段下降し、
次のリードフレーム２がフィーダ１３に送り込まれる。

【００５５】（１２）　　以下、動作（５）〜（１１）
の繰り返しを行う。このようにして１マガジン分の作業
が完了すると、このマガジン３のすぐ上に重ねられてあ
る未処理のマガジンの、第１番目のリードフレーム２が
フィーダ１３に供給される位置まで、マガジン３のエレ
ベーション部２０は降下する。このリードフレーム２が
上記（１０）の作業でフィーダ１３に提供されたならば
、この新たなマガジン３をマガジンクランプ部２１で一
時的に固定する。そして、エレベーション部２０が作業
の終ったマガジン３を下限の搬送部１５と同じ位置まで
降下させる。

【００５６】（１３）　　マガジン取り込み機構２３の
アーム２５ａ，２５ｂは、このマガジン３を保持し、搬
送部１５に乗せる。

【００５７】（１４）　　搬送部１５に乗ったマガジン
３は搬送部１５の出口へ向って流される。

【００５８】（１５）　　マガジン取り込み機構２３の
アーム２５ａ，２５ｂは所定位置まで退避し、エレベー
ション部２０は、これから作業を開始する次のマガジン
３の下面まで戻ってゆく。このマガジンの下面をホール
ドしたならば、先の動作（１２）で述べたマガジンクラ
ンプ部２１を解除する。

【００５９】（１６）　　ここで、次のマガジンを要求
する。

【００６０】上述のワイヤボンディング装置１０によれ
ば、ローダとアンローダを兼ねるマガジン収納部１１に
マガジン３を供給し、このマガジン３からのリードフレ
ーム２をフィーダ１３のボンディング領域に移送し、ボ
ンディングヘッド１２を介してワイヤボンドし、ワイヤ
ボンド終了後、再びマガジン収納部１１にある元のマガ
ジン３に収納する機構となっているため、従来の如きア
ンローダ機構が不要となる。このため、ワイヤボンディ
ング装置を小型化することができ、且つ安価に製造する
ことができる。また調整する所が少なくなるので、装置
の保守、管理が容易になる。

【００６１】さらに、従来のように空マガジンが不要と
なる。このため、余分なマガジンを準備する必要がなく
、マガジンの節減が図れる。またローダ側のマガジンを
アンローダ側に移し替えたり、アンローダ側に空マガジ
ンを設ける等の手数が省け、作業性が向上する。また、
ローダ側のマガジンに付けられているリードフレームの
種類、履歴を示すラベル又は情報（本例ではＩＤカード
４７）をアンローダ側の空マガジンへ移し替える必要が
なくなり、作業性が向上する。

【００６２】一方、本発明においては、上述した空マガ
ジンを必要とせずマガジン単位で搬送できるワイヤボン
ディング装置１０を複数台、同一ラインに直列に配列し
、それぞれの装置１０が異なる品種の製品、特に幅の大
きさが異なった製品でも、容易に自動的に搬送してワイ
ヤボンディングできるワイヤボンディング・システムを
構成することができる。

【００６３】図３は、かかるワイヤボンディング・シス
テムの実施例を示す。本例においては、前述したローダ
とアンローダを兼用するマガジン収納部１１を備えたワ
イヤボンディング装置１０を複数台（１０Ａ，１０Ｂ，
１０Ｃ，１０Ｄ，１０Ｅ）、その搬送部１５間を直結す
るように同一ラインに直列に配列し、同ラインでワイヤ
ボンディングしたリードフレーム２の自動検査装置６１
を接続する。複数台の装置１０Ａ〜１０Ｅの各搬送部１
５が直列に配されることによって所謂１本の搬送ライン
５０が構成される。このラインのワイヤボンディング装
置１０〔１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，‥‥〕の最大設置台
数は、自動検査装置６１の処理能力および、搬送部の処
理能力によって決定される。搬送ライン５０の入口には
、マガジン３の自動供給機構６２が接続され、ワイヤボ
ンディング工程の前段の工程から、必要に応じて自動的
にマガジン３が供給される。搬送ライン５０の出口には
、マガジン３の自動排出機構６３が接続され、ワイヤボ
ンディング工程の次段の工程へ自動的にマガジン３が送
り出されるように構成される。

【００６４】自動検査装置６１では図１８に示すように
ボンディングされたワイヤ配線６６の高さｈと、ボンデ
ィング部６７の２次元的な大きさｗ等、所謂ワイヤ配線
形状が３次元的に検査される。尚、自動検査装置は自動
検査治具としてワイヤボンディング装置１０に内蔵する
こともできる。

【００６５】そして、複数台のワイヤボンディング装置
１０〔１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，‥‥〕においては、各
種類のリードフレームに夫々対応するワイヤボンディン
グ装置が混在している。尚、搬送部１５は装置１０の前
面または背面に設置することもでき、また、図示のよう
に装置１０の内部に設置できる。その他、例えば装置外
に連結する搬送ライン５０を別に設置することもできる
。搬送部１５はラインホストコンピュータで管理される
。この搬送部１５の制御系はワイヤボンディング装置本
体１４とは分離される。個々のワイヤボンディング装置
本体１４は夫々単独で制御される。搬送部で不具合が発
生した場合には警報灯６７が知らせるようになる。ワイ
ヤボンディング装置本体１４で不具合が発生した場合に
は各装置本体１４の警報灯１８が知らせる。

【００６６】次に、かかるワイヤボンディング・システ
ムの動作を説明する。 （Ｉ）　　先ず、ダイボンド工程から物流システムでマ
ガジン３が自動供給機構６２（所謂ステーション：マガ
ジンを一時的にたくわえる倉庫）へ送り込まれる。

【００６７】（ＩＩ）　　インライン構成された複数台
のワイヤボンディング装置１０の内の１台例えばワイヤ
ボンディング装置１０Ｃが、作業中のマガジン３がもう
少しで終了する為、次のマガジンを必要としている場合
、このインラインシステム管理しているラインホストコ
ンピュータ６８は、自動供給機構６２からそのワイヤボ
ンディング装置１０Ｃに必要なマガジンを選び出し、搬
送ラインに自動的に乗せる。但し、このワイヤボンディ
ング装置１０Ｃのマガジン収納部１１には未処理のマガ
ジン３が１個以上（図２では１個）たくわえられている
ので、作業中のマガジン３が終了してもマガジン収納部
１１にたくわえられているマガジン３を処理するために
、時間的余裕がある。

【００６８】（ＩＩＩ）　　搬送ライン５０の入口に来
たマガジン３はここでＩＤ認識治具６４によりＩＤ認識
される。ただし、本システムがラインホストコンピュー
タで管理される場合、このＩＤ認識治具６４及び動作（
ＩＶ）で述べる各装置１０の搬送部１５に設けたＩＤ認
識治具はなくてもよい。

【００６９】（ＩＶ）　　マガジン３は所定のワイヤボ
ンディング装置１０Ｃへ到達するまで、各装置１０Ａ，
１０Ｂを通過する度に、リードフレームがマガジンより
飛び出さないようにリードフレームはみ出し防止手段３
３によってその都度リードフレーム２の位置修正を受け
る。またマガジン３は各装置１０の搬送部１５に入る度
に、ＩＤ認識治具（図示せず）によりＩＤ確認される。 つまり、通過するマガジン３が、その装置１０Ｃが取り
込むべきマガジンであるかどうかを、マガジン３に取り
付けられているＩＤカード４７を読み取り、判断する。 この判断は、ラインホストコンピュータが管理している
。

【００７０】（Ｖ）　　マガジン３はその上面にガイド
部例えばガイド板５５を有しているので、装置側にある
規制機構即ちカムフロア５６Ａ，５６Ｂにより、搬送ラ
イン５０上から外れることなく運ばれる。

【００７１】（ＶＩ）　　該当しないマガジン３の場合
は、装置１０Ｃ内を通過するだけである。マガジン３が
目的のワイヤボンディング装置１０Ｃに到達したならば
、前記動作（１）で説明したように装置１０Ｃに設けら
れた透過型センサ７４により検出されマガジン取り込み
機構２３に対応する所定の位置に停止する。

【００７２】（ＶＩＩ）　　マガジン３の到来を透過型
センサ７４で感知したならば、ワイヤボンディング装置
１０Ｃへ信号が送られる。この信号でワイヤボンディン
グ装置１０Ｃのマガジン取り込み機構２３が作動する。

【００７３】（ＶＩＩＩ）　　以後、前記動作（３）〜
（１３）と同様に動作してワイヤボンディングが行われ
る。即ち、詳細説明は省くも、マガジン３はマガジン収
納部１１に収納され、エレベーション部２０に搭載され
、まず、マガジン３内の最下段のリードフレーム２がグ
リッパー４３Ａ，４３Ｂによって一旦フィーダ１３の端
まで送り込まれる。マガジン収納部１１に一番近いリー
ドフレーム２のダイパット部がウインドクラーパ４０に
よって固定され、ボンディング領域に提供される。テレ
ビカメラ１９でリードフレーム２のインナーリード２ａ
とＩＣチップ１の電極との相対位置が検出された後、ボ
ンディングヘッド１２が動作してワイヤボンディングが
開始される。１領域のワイヤボンディングが終了したな
らば、リードフレーム２が１ステップ分マガジン３側に
移送し、次のダイパッド部がボンディング領域に提供さ
れ、ワイヤボンディングが行われ、これが繰り返される
。そして、最後のダイパッド部におけるワイヤボンディ
ングが終了したならばリードフレーム２はそのままマガ
ジン３に収納される。１枚のリードフレーム２の作業が
終ると、エレベーション部２０が１段下降し、次のリー
ドフレーム２がフィーダ１３に移送され、ワイヤボンデ
ィングされる。このようにして順次各リードフレーム２
がワイヤボンディングされる。ワイヤボンディングが終
るとリードフレームを収納したマガジン３はマガジン取
り込み機構２３により搬送ライン５０に戻される。

【００７４】（ＩＸ）　　搬送ライン５０に乗ったマガ
ジン３は搬送ライン５０の出口へ向って流される。

【００７５】（Ｘ）　　そして、前記動作（１５）で説
明したと同様にマガジン取り込み機構２３のアーム２５
ａ，２５ｂが退避し、エレベーション部２０が次のマガ
ジン３を受け取り、次のマガジン内のリードフレーム２
に対するワイヤボンディングが開始される。

【００７６】（ＸＩ）　　ここで、次のマガジン３を要
求する。また、ボンディング作業の完了したマガジン３
は、搬送ライン５０によって自動検査装置６１に送られ
、図１８に示すボンディングされたワイヤ配線６６の形
状が３次元的（高さｈとボンディング部の２次元的な大
きさｗ）に検査される。その後、搬送ライン５０の出口
にあるマガジン排出機構６３に送られる。また直接、次
の工程へ送ることもできる。

【００７７】上述のワイヤボンディングシステムによれ
ば、次のような効果が期待できる。幅、大きさなどの異
なるタイプのリードフレームを混流して搬送し、夫々目
的のワイヤボンディングを行うことができる。ファイン
ピッチのリードフレームでも、ダメージを与えることな
く搬送し、ワイヤボンディングすることができる。製品
がどの装置１０でワイヤボンディングされたか、その履
歴が容易に判り、生産管理が容易になる。搬送ライン５
０とワイヤボンディング装置本体１４が分離されている
ので、搬送ライン５０が故障しても、装置１０の単独で
生産できる。このときは、図２に示すメンテナンス用カ
バー７０を外して手動でマガジン３の搬送を行うことが
可能である。空マガジンを必要としないため、搬送レー
ンは１本で済みシステム全体の装置を小型化することが
できる。また複数レーンに比べて装置を安く製作するこ
とができる。装置の保守も容易であり、故障する確率も
少なくなる。

【００７８】上例では搬送部１５が装置１０内にあるた
め、装置１０の保守が容易であり、また安全を確保でき
るため、作業者に圧迫感を与えない。装置１０が機構的
に単体であるので、装置１０の増設などのレイアウト変
更が容易である。搬送部１５が装置１０内の前面にある
為、搬送部１５の保守が容易である。

【００７９】マガジン３の搬送方向を逆に流すことが容
易である。すなわち、インラインシステムとして列を構
成して装置１０を配列設置した場合、反対側の列も同じ
マガジン３を流すことができる。このため、物流システ
ムが簡単になる。自動検査装置６１または自動検査治具
を接続することで、ワイヤボンディングされたリードフ
レームの検査結果をラインのワイヤボンディング装置本
体へ反映することができるので、無人運転で品質を落と
さずに行える。

【００８０】

【発明の効果】本発明のワイヤボンディング装置によれ
ば、アンローダ機能を必要としないので、ワイヤボンデ
ィング装置を小型化することが可能になると共に、調整
個所が少なくなり保守、管理が容易になる。さらにワイ
ヤボンディング装置の製造コストを下げることができる
。

【００８１】また、本発明のワイヤボンディング・シス
テムによれば、同一ラインで異なる品種のリードフレー
ムのマガジンを混流して搬送し、ワイヤボンディングす
ることができる。そして各ワイヤボンディング装置が単
体であるため、ワイヤボンディング装置の増設などのレ
イアウト変更が容易にできる。また、マガジンの搬送方
向を逆に流すことが容易となり、例えばインラインシス
テムとして列を構成して設置した場合、反対側の列も同
じ方向にマガジンを流すことができるので、物流システ
ムが簡単になる。

【００８２】マガジン単位で搬送するので、ファインピ
ッチのリードフレームでもダメージを与えないで搬送す
ることができる。また、リードフレームがどのワイヤボ
ンディング装置で組立てられたか、その履歴が容易に判
り、生産管理が容易に行える。さらに、空マガジンを必
要としないため、搬送レーンが１本済み、全体の装置の
小型化が可能となり、且つ複数レーンに比べて装置の保
守が容易となり、故障の確率も低減することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のワイヤボンディング装置の基本構成を
示す概略図である。

【図２】本発明によるワイヤボンディング装置の一実施
例を示す斜視図である。

【図３】本発明によるワイヤボンディング・システムの
一実施例を示す構成図である。

【図４】ワイヤボンディング装置の動作の説明図である
。

【図５】ワイヤボンディング装置の動作の説明図である
。

【図６】マガジン取り込み機構の構成図である。

【図７】リードフレーム及びマガジンの説明図である。

【図８】搬送部の要部の斜視図である。

【図９】搬送部のマガジン位置検出機構の斜視図である
。

【図１０】ＩＤカードを付したマガジン及びＩＤ認識治
具の例を示す斜視図である。

【図１１】リードフレームはみ出し防止手段の構成図で
ある。

【図１２】フィーダの例を示す斜視図である。

【図１３】フィーダの移送手段の例を示す斜視図である
。

【図１４】マガジンの実施例を示す斜視図である。

【図１５】マガジンと規制機構との関係を示す斜視図で
ある。

【図１６】マガジン搬送機構を示す斜視図である。

【図１７】マガジンの他の実施例を示す斜視図である。

【図１８】リードフレームのインナーリードとＩＣチッ
プをワイヤボンディングした状態の斜視図である。

【図１９】従来のワイヤボンディング装置の例を示す概
略的構成図である。

【図２０】従来の搬送するマガジンのガイド機構の例を
示す斜視図である。

【符号の説明】

１　　半導体素子 ２　　リードフレーム ３　　マガジン ４　　ローダ ５　　フィーダ ６　　ボンディングヘッド １０　　ワイヤボンディング装置 １１　　マガジン収納部 １２　　ボンディングヘッド １３　　フィーダ １４　　装置本体 １５　　搬送部 ２３　　マガジン取り込み機構 ５０　　搬送ライン

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　半導体素子を実装したリードフレーム
   を収納したマガジンを搬送する搬送部と、上記マガジン
   を一時的に収納する収納部と、上記半導体素子と上記リ
   ードフレームをワイヤで接続するボンディング部と、上
   記マガジンを上記搬送部から上記収納部に移送する第１
   の移送手段と、上記マガジン内の上記リードフレームを
   上記収納部と上記ボンディング部との間で移送する第２
   の移送手段と、上記マガジンを上記収納部から上記搬送
   部に移送する第３の移送手段とを有することを特徴とす
   るワイヤボンディング装置。
2. 【請求項２】　　半導体素子を実装したリードフレーム
   を収納したマガジン搬送部を有してワイヤボンディング
   装置を複数台、直列に配列し、上記複数台のワイヤボン
   ディング装置には多種類の上記リードフレームに対応す
   るワイヤボンディング装置が混在し、上記リードフレー
   ムに対応する上記ワイヤボンディング装置においてボン
   ディング処理がなされることを特徴とするワイヤボンデ
   ィング・システム。
3. 【請求項３】　　ワイヤボンディング装置が少なくとも
   マガジンを一時的に収納する収納部と、半導体素子とリ
   ードフレームをワイヤで接続するボンディング部と、マ
   ガジンを搬送部から上記収納部に移送する第１の移送手
   段と、上記マガジン内の上記リードフレームを上記収納
   部とボンディング部との間で移送する第２の移送手段と
   、上記マガジンを上記収納部から上記搬送部に移送する
   第３の移送手段を有して成る請求項２記載のワイヤボン
   ディング・システム。