JPH0584054B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［技術分野］ 本発明は、たとえばトランジスタ、IC、LSI等
の半導体装置の組み立て過程において、ペレツト
をリードフレーム等の被圧着体上に固着させる工
程に適用して有効な技術に関する。

［背景技術］ ペレツトをリードフレーム上に固着する装置と
しては第１図に示されるものが考えられる。

すなわち、トレイ１の上に所定の状態で配置さ
れて供給されるペレツト２は搬送アーム３によつ
てたとえば真空吸着の方法で保持され、中間ステ
ーシヨン４に移動され中間ステーシヨン４に設け
られた位置決め爪５によつて所定の姿勢に位置決
めされる。

リードフレーム６はローダ７によつて所定の姿
勢に整列され、コンベア８によつて逐次ボンデイ
ングステージ９に搬送され位置決めされる。

中間ステーシヨン４において、位置決めされた
ペレツト２はボンデイングアーム１０の先端部に
設けられた、たとえばタングステンカーバイト等
の高硬度の材質で構成されるコレツト１１にたと
えば真空吸着の方法で保持され、ボンデイングス
テージ９上に位置決めされたリードフレーム６上
の所定の位置に搬送される。

リードフレーム６上の所定の位置に搬送された
ペレツト２は、コレツト１１によつてリードフレ
ーム６に押圧されつつ微細な振動が加えられ、た
とえばリードフレーム６との間に金−シリコン
（Au−Si）共晶を形成し固着される。

ペレツト２を固着されたリードフレーム６はコ
ンベア８によつて移動され、アンローダ１２によ
つて回収され次工程に送られる。

上記の一連の動作を繰り返すことにより、多数
のリードフレーム６上にペレツト２を固着させる
作業を行うものである。

しかしながら、上記のような装置においては次
のような欠点があることを本発明者は見い出し
た。

すなわち、ペレツト２を直接保持するコレツト
１１は耐摩耗性をもたせるため高硬度の材質で構
成され、一方、ペレツト２はたとえばSi結晶等の
脆弱な材質であるため、中間ステーシヨン４にお
いてコレツト１１がペレツト２を吸着保持する
際、コレツト１１の位置がわずかでも所定の位置
からずれている場合、ペレツト２には大きな力が
加わり損傷されてしまう。

また、ボンデイングステージ９においても、ペ
レツト２がリードフレーム６の所定の位置からず
れた位置に固着された場合、その後の工程の障害
の原因となり、製品の歩留り低下をもたらす。

上記の不都合を防止するためには装置の稼働前
に人手によつて中間ステーシヨン４およびボンデ
イングステージ９におけるコレツト１１の位置合
わせ作業を行うことが考えられるが、ペレツト２
の寸法が、たとえばトランジスタでは0.25mm角程
度と微小であり、高精度の位置合わせを要求され
作業に熟練を要する。

さらに、上記の人手によるコレツト１１の位置
合わせ作業を実施しても、装置の稼働中における
装置各部の摩耗や熱膨張等に起因するコレツト１
１の位置変化には対応できず、ペレツト２の損傷
による歩留り低下は回避できない。

なお、ペレツトボンデイング技術を詳しく述べ
てあるものとしては、工学調査会発行「電子材
料」1981年11月号別冊、昭和56年11月10日発行、
P149〜P155がある。

［発明の目的］ 本発明の目的は、コレツトの高速移動による単
位時間当たりのペレツトボンデイング数の増大
と、ペレツトなどに対するコレツトの高精度の位
置決めによる製品歩留りの向上とを両立させるこ
とが可能な半導体組立装置を提供することにあ
る。

［発明の概要］ 本願において開示される発明のうち代表的なも
のの概要を簡単に説明すれば、次の通りである。

すなわち、本発明の半導体組立装置は、ペレツ
トがリードフレームに固着されるボンデイングス
テージと、 ペレツトが所定の姿勢で個別に供給される中間
ステーシヨンと、 ベアリング機構によりボンデイングステージお
よび中間ステーシヨンを横断する方向に移動自在
に支持され、第１のカムおよび第１のばねによつ
てボンデイングステージと中間ステーシヨンの間
隔分だけ定常的に往復動するスライドブロツク
と、 スライドブロツクに設けられたピンに水平移動
自在に支持されたスライダ、および当該スライダ
をボンデイングステージから離間する方向に常時
付勢する第２のばねからなるアーム微小移動機構
と、 垂直に設けられた一対の第１のガイドポスト、
ガイドポストに沿つて水平な姿勢で上下動する第
１のプレート、第１のプレートを上下に駆動する
第２のカム、および当該第２のカムに追従するよ
うに第１のプレートを付勢する第３のばねからな
るアーム水平方向微小駆動部と、 スライドブロツクに垂直面内で回動自在に支点
が支持され、両端部がスライダおよび第１のプレ
ートにそれぞれ当接することにより、当該第１の
プレートの変位をスライダに伝達する第１のレバ
ー、および当該第１のレバーを第１のプレートに
追従させる方向に付勢する第４のばねと、 垂直に設けられた一対の第２のガイドポスト、
ガイドポストに沿つて水平な姿勢で上下動するこ
とによりアームを介してコレツトを上下動させる
第２のプレート、第２のプレートを上下に駆動す
る第３のカム、および第２のプレートを第３のカ
ムに追従するように付勢する第５のばねからなる
アーム上下動駆動部と、 アーム微小移動機構に垂直面内で回動自在に支
点が支持され、一端にはアームを介してコレツト
が支持され、他端部は第２のプレートに当接する
ことにより、当該第２のプレートの変位をコレツ
トに伝達する第２のレバー、および当該第２のレ
バーを第２のプレートに追従するように付勢する
第６のばねと、 ボンデイングステージおよび中間ステーシヨン
の各々におけるペレツトの位置を検出する第１お
よび第２のテレビカメラからなる位置認識機構
と、 第２および第３のカムをそれぞれ独立に駆動す
る第１および第２のサーボモータ、および位置認
識機構からのペレツトの位置情報に基づいて、第
１および第２のサーボモータによる第２および第
３のカムの回動方向および回動量を制御すること
により、コレツトの位置決め動作を行う制御回路
部からなる位置合わせ機構と、 を備えた構造としたものである。

［実施例］ 第２図は本発明の一実施例である半導体組立装
置の概略を示す正面図である。

中間ステーシヨン４には位置決め爪５が設けら
れ、ペレツト２の位置決めが行われる。

ボンデイングステージ９はコンベア（図示せ
ず）に接続され、リードフレーム６が順次供給さ
れる。

ボンデイングアーム１０には先端部にペレツト
２を保持するコレツト１１が設けられている。

ボンデイングアーム１０には、レバー１３（第
２のレバー）およびばね１３Ａ（第６のばね）を
介してアーム上下動駆動部１４のプレート１４Ａ
の上下動が伝達される。

アーム上下動駆動部１４のプレート１４Ａ（第
２のプレート）は一対のガイドポスト１４Ｂ（第
２のガイドポスト）に案内されて、上下方向に移
動自在にされ、一対のばね１４Ｃ（第５のばね）
によつてカム１４Ｄ（第３のカム）に押し付けら
れカム１４Ｄの回動によつて上下方向に移動され
る構造となつている。

レバー１３はアーム微小移動機構１５を介して
スライドブロツク１６に接続されている。

アーム微小移動機構１５には、スライダ１５Ａ
が水平な案内ピン１５Ｂに移動自在に嵌合され、
ばね１５Ｃ（第２のばね）によつてレバー１８
（第１のレバー）に押し付けられ、レバー１８の
回動によつて水平方向の位置が調整される構造と
なつている。

スライドブロツク１６はベアリング機構１７に
よつて水平方向に移動自在に案内され、ばね１６
Ａ（第１のばね）によつてカム１６Ｂ（第１のカ
ム）に押し付けられカム１６Ｂの回動によつて水
平方向に移動される構造となつている。

アーム微小移動機構１５にはレバー１８の一端
が接触され、レバー１８はピン１８Ａによつてス
ライドブロツク１６に回動自在に支持されてい
る。

レバー１８の他端は、ばね１８Ｂ（第４のばね）
によつてアーム水平方向微小駆動部１９のプレー
ト１９Ａ（第１のプレート）に接触され、プレー
ト１９Ａは一対のガイドポスト１９Ｂ（第１のガ
イドポスト）に案内されて上下方向に移動自在に
され、一対のばね１９Ｃ（第３のばね）によつて
カム１９Ｄ（第２のカム）に押し付けられ、カム
１９Ｄの回動によつて上下方向に移動される構造
となつている。

さらに、中間ステーシヨン４およびボンデイン
グステージ９の上方にはテレビカメラ２０Ａ，２
０Ｂ（位置認識機構）がそれぞれ設けられ、中間
ステーシヨンにおけるペレツト２の位置情報およ
びボンデイングステージにおけるリードフレーム
６の位置情報が制御回路部２１（位置合わせ機
構）に伝達される。

制御回路部２１によつて制御されるサーボモー
タ２１Ａ（第１のサーボモータ）、サーボモータ２
１Ｂ（第２のサーボモータ）は、それぞれアーム
上下動駆動部１４のカム１４Ｄおよびアーム水平
方向微小駆動部１９のカム１９Ｄに接続され、ア
ーム上下動駆動部１４およびアーム水平方向微小
駆動部１９の動作が制御回路部２１によつて制御
される。

次に本実施例の作用について説明する。

中間ステーシヨン４におけるペレツト２の所定
の位置およびボンデイングステージ９におけるリ
ードフレーム６の所定の位置は、制御回路部２１
に記憶され保持される。

中間ステーシヨンの所定の位置にあるペレツト
２をコレツト１１が正確に保持できるように、ア
ーム微小移動機構１５にアーム１８を介して接続
されるアーム水平方向微小駆動部１９のカム１９
Ｄの回動量が調整され、そのときのカム１９Ｄの
位置は制御回路部２１に記憶され保持される。

同様に、コレツト１１の降下位置もアーム上下
駆動部１４のカム１４Ｄを回動させることによつ
て調整され、コレツト１１の適正な降下位置にお
けるカム１４Ｄの位置は制御回路部２１に記憶さ
れ保持される。

さらに、ボンデイングステージ９において、リ
ードフレーム６が所定の位置にあるときのコレツ
ト１１の水平方向の位置および降下位置も前記の
中間ステーシヨン４における場合と同様に調整さ
れ、そのときのカム１９Ｄおよび１４Ｄの位置は
制御回路部２１に記憶され保持される。

多数のペレツト２を収容した、たとえばトレイ
（図示せず）から搬送アーム（図示せず）によつ
て中間ステーシヨン４に個別に供給されるペレツ
ト２は位置決め爪５によつて位置決めされる。

このとき、テレビカメラ２０Ａによつて、位置
決めされたペレツト２の所定の位置からの水平方
向および上下方向のずれの大きさが検知され、制
御回路部２１に伝達される。

スライドブロツク１６は、カム１６Ｂの回転に
よつて水平に移動され、アーム１０およびその先
端に設けられたコレツト１１は中間ステーシヨン
４の上方の所定の位置に位置決めされる。

このとき、制御回路部２１は前記のペレツト２
の水平方向のずれに応じたカム１９Ｄの回動角度
を決定し、サーボモータ２１Ｂを介してカム１９
Ｄを回動させ、コレツト１１の水平方向の位置合
わせが行われる。

次に、制御回路２１はサーボモータ２１Ａを介
してカム１４Ｄを回動させることにより、コレツ
トを降下させ、ペレツト２はコレツト１１にたと
えば真空吸着の方法で保持される。

このとき、ペレツト２の所定位置からの上下方
向の位置変化に応じてカム１４Ｄの回動角度が補
正され、コレツト１１は適正な降下位置とされ
る。

上記のように、コレツト１１の水平方向および
上下方向の位置が、中間ステーシヨン４に位置決
めされたペレツト２の位置変化に対応して調整さ
れるため、中間ステーシヨン４におけるコレツト
１１によるペレツト２の損傷が防止される。

ペレツト２を保持したコレツト１１は、カム１
４Ｄを回動することにより所定の位置まで上昇さ
れる。

カム１６Ｂの回動によつてスライドブロツク１
６は水平に移動され、ペレツト２を保持したコレ
ツト１１はボンデイングステージ９に位置される
リードフレーム６の上部の所定位置に位置決めさ
れる。

ボンデイングステージ９におけるリードフレー
ム６の所定の位置からのずれは、テレビカメラ２
０Ｂによつて検知され、制御回路部２１に伝達さ
れる。

制御回路部２１は前記リードフレーム６のずれ
の大きさに応じて、サーボモータ２１Ｂを介して
カム１９Ｄを回動させ、ペレツト２を保持したコ
レツト１１はリードフレーム６上のペレツト２が
固着されるべき位置の直上に位置される。

次に、制御回路部２１はサーボモータ２１Ａを
介してカム１４Ｄを回動させ、コレツト１１は降
下され、コレツト１１に保持されたペレツト２は
リードフレーム６上の所定の位置に正確に固定さ
れる。

上記の一連の動作が逐次繰り返され、多数のペ
レツト２がリードフレーム６に対してボンデイン
グされる。

［効果］ (1) アームおよび第２のレバーを介したコレツト
の上下動と、当該コレツト，アーム，第２のレバ
ーを搭載したアーム微小移動機構の水平移動と、
当該アーム微小移動機構を搭載したスライドブロ
ツクの水平移動とが、第３のカムを備えたアーム
上下動、および第２のカムを備えたアーム水平微
小駆動部、さらには、スライドブロツクを駆動す
る第１のカムによつて互いに独立に行われるの
で、全体を支持したスライドブロツクの第１のカ
ムによる定常的な往復動による中間ステーシヨン
とボンデイングステージとの間の高速な移動と、
比較的少重量のアーム微小移動機構の第２のカム
による精密な微小移動、およびアーム、第２のレ
バーを介した第３のカムによるコレツトの精密な
上下動とを組み合わせることにより、ペレツトの
リードフレームに対するボンデイング作業を行う
ことができる。

すなわち、中間ステーシヨンとボンデイングス
テージとの間におけるコレツトの大まかな移動
は、第１のカムによるスライドブロツクの定常的
な往復動によつて高速に行い、中間ステーシヨン
およびボンデイングステージの各々におけるコレ
ツトのペレツトに対する精密な位置決めは、スラ
イドブロツクに搭載された比較的小重量のアーム
微小移動機構の第２のカムによる精密な水平移動
と、第３のカムによる上下動とを組み合わせるこ
とにより、ペレツトの損傷やボンデイング位置の
ずれなどを生じることなく正確に行うことが可能
となる。

この結果、コレツトの高速移動による単位時間
当たりのペレツトボンデイング数の増大と、ペレ
ツトなどに対するコレツトの高精度の位置決めに
よる製品歩留りの向上とを両立させることができ
るという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は考えられる半導体組立装置の要部略平
面図、第２図は本発明の一実施例である半導体組
立装置を示す略正面説明図である。 ２……ペレツト、４……中間ステーシヨン、５
……位置決め爪、６……リードフレーム、９……
ボンデイングステージ、１０……ボンデイングア
ーム、１１……コレツト、１３……レバー、１３
Ａ……ばね、１４……アーム上下動駆動部、１５
……アーム微小移動機構、１６……スライドブロ
ツク、１７……ベアリング機構、１８……レバ
ー、１８Ａ……ピン、１８Ｂ……ばね、１９……
アーム水平方向微小駆動部、２０Ａ，２０Ｂ……
テレビカメラ（位置認識機構）、２１……制御回
路部（位置合わせ機構）、２１Ａ，２１Ｂ……サ
ーボモータ（位置合わせ機構）。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ペレツトがリードフレームに固着されるボン
   デイングステージと、 前記ペレツトが所定の姿勢で個別に供給される
   中間ステーシヨンと、 ベアリング機構により前記ボンデイングステー
   ジおよび前記中間ステーシヨンを横断する方向に
   移動自在に支持され、第１のカムおよび第１のば
   ねによつて前記ボンデイングステージと前記中間
   ステーシヨンの間隔分だけ定常的に往復動するス
   ライドブロツクと、 前記スライドブロツクに設けられたピンに水平
   移動自在に支持されたスライダ、および当該スラ
   イダを前記ボンデイングステージから離間する方
   向に常時付勢する第２のばねからなるアーム微小
   移動機構と、 垂直に設けられた一対の第１のガイドポスト、
   前記ガイドポストに沿つて水平な姿勢で上下動す
   る第１のプレート、前記第１のプレートを上下に
   駆動する第２のカム、および当該第２にカムに追
   従するように前記第１のプレートを付勢する第３
   のばねからなるアーム水平方向微小駆動部と、 前記スライドブロツクに垂直面内で回動自在に
   支点が支持され、両端部が前記スライダおよび前
   記第１のプレートにそれぞれ当接することによ
   り、当該第１のプレートの変位を前記スライダに
   伝達する第１のレバー、および当該第１のレバー
   を前記第１のプレートに追従させる方向に付勢す
   る第４のばねと、 垂直に設けられた一対の第２のガイドポスト、
   前記ガイドポストに沿つて水平な姿勢で上下動す
   ることにより前記アームを介して前記コレツトを
   上下動させる第２のプレート、前記第２のプレー
   トを上下に駆動する第３のカム、および前記第２
   のプレートを前記第３のカムに追従するように付
   勢する第５のばねからなるアーム上下動駆動部
   と、 前記アーム微小移動機構に垂直面内で回動自在
   に支点が支持され、一端にはアームを介してコレ
   ツトが支持され、他端部は前記第２のプレートに
   当接することにより、当該第２のプレートの変位
   を前記コレツトに伝達する第２のレバー、および
   当該第２のレバーを前記第２のプレートに追従す
   るように付勢する第６のばねと、 前記ボンデイングステージおよび前記中間ステ
   ーシヨンの各々における前記ペレツトの位置を検
   出する第１および第２のテレビカメラからなる位
   置認識機構と、 前記第２および第３のカムをそれぞれ独立に駆
   動する第１および第２のサーボモータ、および前
   記位置認識機構からの前記ペレツトの位置情報に
   基づいて、前記第１および第２のサーボモータに
   よる前記第２および第３のカムの回動方向および
   回動量を制御することにより、前記コレツトの位
   置決め動作を行う制御回路部からなる位置合わせ
   機構と、 を備えたことを特徴とする半導体組立装置。