JPH0744200B2 - インナーリードボンダー - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、キャリアテープに形成されているインナーリ
ードを半導体チップの端子にボンディングするインナー
リードボンダーに関するものである。

［従来の技術］ 従来、キャリアテープに形成されているインナーリード
を半導体チップの端子（電極）にボンディングするイン
ナーリードボンダーに関し、キャリアテープをボンディ
ング位置に移送してロックし、このロックされた基準側
のキャリアテープに形成されているインナーリードに対
して半導体チップの端子を位置決め整合させて両者をボ
ンディングする所謂、テープ基準式のボンダーが公知で
あった。

例えば、特開昭58−165335号公報においては、ボンディ
ング位置に移送されてロックされたキャリアテープの上
方から前記シャリアテープに形成されているインナーリ
ードの位置パターンを検出すると共にチップ供給位置へ
移動せしめられているボンディングステージ上に供給さ
れた半導体チップの上方から前記半導体チップの位置パ
ターンを検出するカメラと、チップ供給位置へ移動せし
められて半導体チップが供給されたボンディングシテー
ジをボンディング位置へ移動せしめると共に前記カメラ
により検出されたインナーリードの位置パターンと半導
体チップの位置パターンとを比較して得られる補正値に
基づいてボンディングステージの位置補正を行って半導
体チップの端子をインナーリードに対して位置決め整合
（精密位置決め）させるステージ移動制御装置と、ロッ
クされているキャリアテープの上方から下方へ移動し、
互いに位置決め整合されているインナーリードと半導体
チップの端子とをボンディングするボディングツールと
を備えたインナーリードボンダーが開示されている。

［発明が解決しようとする課題］ ところが、この公知のボンダーは、ロックされているキ
ャリアテープの側方のチップ供給位置（キャリアテープ
が邪魔にならないような位置）へ移動されているボンデ
ィングステージ上に供給された半導体チップの位置パタ
ーを検出しようとする場合において、ロックされている
キャリアテープに形成されているインナーリードの位置
パターンを検出する位置から、かかるチップ供給位置へ
カメラを移動、すなわち、互いに異なる位置の二つの位
置パターンを、共通のカメラで検出するようにしている
為に、それらの検出を行う度に、カメラを移動させなけ
ればならなく、従って、位置パターン検出の迅速性が劣
っていたと共に、ボンディング位置とチップ供給位置間
におけるボンディングステージの往復動を、精密位置決
め兼用のXYテーブルを介して行っていたので、その迅速
性も劣っていた。

加えて、ステージ移動制御装置を、回転ステージと、ボ
ンディングステージを水平方向へ往復動し得るように回
転テーブル上に装着されたXYステージとで構成している
為に、半導体チップが供給されたボンディングステージ
をチップ供給位置からボンディング位置へ移動せしめる
と共に、それの位置補正を行ってインナーリードに対し
て半導体チップの端子を位置決め整合させた場合、上方
のインナーリードと下方の半導体チップの端子間に比較
的大きな間隙が形成され、その為、このままの状態で、
ボディングツールをキャリアテープの上方から下方に移
動させて両者をボンディングすると、キャリアテープが
局部的に下方へ押されてＶ字状に変形され、従って、精
密なボンディングが困難であった。

本発明は、このような従来技術の欠点に着目し、かかる
欠点を改善すべく鋭意検討の結果、インナーリードの位
置パターンを検出するテープ位置検出用カメラと、ボン
ディングステージ上に供給された半導体チップの位置パ
ターンを検出するチップ位置検出用カメラとの、二つの
カメラを装着すると共に、ステージ移動制御装置を、ボ
ンディング位置とチップ供給位置とを結ぶ方向に延長さ
れるようにXYテーブル上に装着されたレールで案内され
て往復動し得るように装着されたスライドテーブルと、
スライドテーブルを往復動させ得るようにXYテーブル上
に装着されたシリンダーと、スライドテーブル上に装着
された回転テーブル及びボンディングステージを水平に
保ちながら上下動させ得るように回転テーブル上に装着
されたステージ昇降カム機構とで構成することにより、
ボンデイング精度及びボンデイングサイクルを一段と向
上させ得ることを見い出したのである。

［課題を解決するための手段］ すなわち、本発明に係るインナーリードボンダーは、ボ
ンディング位置に移送されてロックされたキャリアテー
プの上方から前記キャリアテープに形成されているイン
ナーリードの位置パターンを検出するテープ位置検出用
カメラと、チップ供給位置へ移動せしめられているボン
ディングステージ上に供給された半導体チップの上方か
ら前記半導体チップの位置パターンを検出するチップ位
置検出用カメラと、前記ボンディング位置と前記チップ
供給位置間において前記ボンディングステージを移動せ
しめると共に前記テープ位置検出用カメラにより検出さ
れた位置パターンと前記チップ位置検出用カメラにより
検出された位置パターンとを比較して得られる補正値に
基づいて前記ボンディングステージの位置補正を行って
前記半導体チップの端子を前記インナーリードに対して
位置決め整合させるステージ移動制御装置と、前記キャ
リアテープの上方から下方へ移動し、互いに位置決め整
合されている前記インナーリードと前記半導体チップの
端子とをボンディングするボディングツールとを備え、
かつ、前記ステージ移動制御装置を、前記ボンディング
位置と前記チップ供給位置とを結ぶ方向に延長されるよ
うにXYテーブル上に装着されたレールで案内されて移動
し得るように装着されたスライドテーブルと、前記スラ
イドテーブルを往復動させ得るように前記XYテーブル上
に装着されたシリンダーと、前記スライドテーブル上に
装着された回転テーブルと、前記ボンディングステージ
を水平に保ちながら上下動させ得るように前記回転テー
ブル上に装着されたステージ昇降カム機構とで構成した
ことを特徴とするものである。

［作用］ 第１図において、テープ供給装置１の供給リール８の回
転により送出されるキャリアテープ９が、第１テープ弛
緩装置11によりＵ字状に懸垂されて貯留され、そして、
ここからテープ移送装置３によりボンデイング位置Ａに
間歇移送されて図示されていないテープロック装置でロ
ックされる。すると、テープ位置検出用カメラ６（第１
図の右側面図である第２図参照）によりキャリアテープ
９に形成されているインナーリードの位置パターンが検
出される。

一方、第２図において示されているように、キャリアテ
ープ９の左側のチップ供給位置Ｂに移動されているボン
ディングステージ４上に、チップ供給装置５により半導
体チップが供給されると、チップ位置検出用カメラ７に
より半導体チップの位置パターンが検出され、次いで、
ステージ移動制御装置25（第３図参照）によりボンディ
ングステージ４が、ボンデイング位置Ａへ移動されてキ
ャリアテープ９の下方に位置される。

すると、テープ位置検出用カメラ６により検出された位
置パターンとチップ位置検出用カメラ７により検出され
た位置パターンとを比較して得られる補正値に基づいて
ボンディングステージ４の位置補正が行われて半導体チ
ップの端子（電極）がインナーリードに対して位置決め
整合せしめられると共にボンディングステージ４が上方
へ移動されてキャリアテープ９のインナーリードに対し
て半導体チップの端子が軽く接触せしめられる。

続いて、待機位置からボディング位置Ａへ移動されたボ
ディングツール19が下方へ移動してインナーリードと半
導体チップの端子とを加熱圧着、すなわち、ボンディン
グし、そして、終えると、元の待機位置へリターンされ
る。すると、前記テープロック装置によるキャリアテー
プ９のロックが解除され、テープ移送装置３によるキャ
リアテープ９の間歇移送が行われる。なお、このように
して次々とボンディングを終えたキャリアテープ９は、
第２テープ弛緩装置14を経てテープ巻取装置２の巻取リ
ール10の回転により巻き取られる。

［実施例］ 以下、本発明に係る実施例について述べると、インナー
リードボンダーの正面図である第１図、及び第１図の右
側面図である第２図において、このボンダーは、テープ
供給装置１とテープ巻取装置２との間に、デープ移送装
置３、ボンディングステージ４、チップ供給装置５、テ
ープ位置検出用カメラ６及びチップ位置検出用カメラ７
等を配設して構成されている。

最初に、テープ供給装置１について述べると、この装置
１は、図示されていない電動機により回転される供給リ
ール８を備え、このリール８からボンディングしようと
するキャリアテープ９を送り出す。一方、テープ巻取装
置２は、図示されていない電動機により回転される巻取
リール10を備え、このリール10にボンディングを終えた
キャリアテープ９を巻き取る。

なお、供給リール８から送出されるキャリアテープ９
は、第１テープ弛緩装置11を経て移送されるが、この弛
緩装置11は、一対のテープガイドローラ12a,12bと第
１、２テープ検出器13a,13bとを備え、供給リール８か
ら送出されるキャリアテープ９をＵ字状に懸垂せしめて
貯留し得るように構成されている。

また、巻取リール10に巻き取られるボンディングを終え
たキャリアテープ９は、第２テープ弛緩装置14を経て移
送されるが、この弛緩装置14は、一対のテープガイドロ
ーラ15a,15bと第3,4テープ検出器16a,16bとを備え、ボ
ンディング位置Ａ側から移送されて来るキャリアテープ
９をＵ字状に懸垂せしめて貯留し得るように構成されて
いる。

なお、第１テープ弛緩装置11の第１テープ検出器13a及
び第２テープ弛緩装置14の第３テープ検出器16aは、テ
ープ貯留長さが規定以下になるを防止する為に設けられ
ていると共に第２テープ検出器13bと第４テープ検出器1
6bは、それが規定以上になるを防止する為に夫々設けら
れている。

次に、テープ移送装置３は、第１図において示されてい
るように、ボンディング位置Ａと一方のテープガイドロ
ーラ12b間に位置して装着されている第１テープ把持器1
7aと、ボンディング位置Ａと他方のテープガイドローラ
15a間に位置して装着されている第２テープ把持器17bと
を備え、両把持器17a,17bでキャリアテープ９を把持し
て一緒に所定距離移動し、キャリアテープ９をテープガ
イドローラ12b側からボンディング位置Ａへ移送し得る
ように構成され、かつ、このテープ移送を間歇的に行
う。

なお、両把持器17a,17bは、開閉チャック型に設けられ
ており、従って、キャリアテープ９の把持を解除してい
る状態において元の位置へ一緒にリターンさせることが
できる。その際、キャリアテープ９は、リターン用の第
１、２テープロック装置18a,18bによりロックされる。
加えて、図示されていないが、ボンディング用のテープ
ロック装置が、ボンディング位置Ａに装着されている。

このボンディング用のテープロック装置は、両把持器17
a,17bが、元の位置へ一緒にリターン（第１図に示され
ている状態にリターン）されると、キャリアテープ９を
ロックする。すると、リターン用の第１、２テープロッ
ク装置18a,18bによるロックが解除される。なお、両把
持器17a,17bが、第１図に示されている位置でキャリア
テープ９を把持し、右側へ移動する時には、ボンディン
グ用のテープロック装置は、ロックを解除している。

このように、リターン用の第１、２テープロック装置18
a,18b及びボンディング用のテープロック装置は、両把
持器17a,17bの往復動と所定に関係されて制御し得るよ
うに装着されており、従って、ボンディングしようとす
るキャリアテープ９を間歇的に移送して、キャリアテー
プ９に形成されているインナーリード部をボンディング
位置Ａに位置させ、かつ、その状態にロックすることが
できる。

また、ボンディング位置Ａに装着されているボンディン
グ用のテープロック装置は、ボンディングツール19（第
２図参照）が、ロックされている下方のキャリアテープ
９に向って移動してボンディングするのに邪魔にならな
い構造に設けられていると共にボンディングツール19
は、第２図において左右方向へ移動し得るように装着さ
れ、ロックされたキャリアテープ９に形成されているイ
ンナーリードの位置パターンを、テープ位置検出用カメ
ラ６で検出する際には、ボンディング位置Ａより右側へ
移動されて待機し、かつ、ボンディングする際には、ボ
ンディング位置Ａに移動される。

なお、ボンディングツール19は、ボンディングに際し、
キャリアテープ９に形成されているインナーリードを、
半導体チップの端子（電極）に所定温度で押し付ける為
に、シーズヒータ等のヒータを装着していると共に、そ
の先端箇所以外の部分が加熱されるのを防止し得るよう
に断熱材等を装着している。また、ボンディング位置Ａ
における昇降は、カム機構等により垂直方向に行われ
る。

次に、チップ供給装置５は、第２図において示されてい
るように、トレー20に載置されている半導体チップを吸
着してボンディングステージ４上に供給する可動アーム
21を備え、ボンディングステージ４が、ロックされてい
るキャリアテープ９の左側に移動されて来る毎に、可動
アーム21を、軸22を支点として所定角度に旋回させてボ
ンディングステージ４上に半導体チップを移載する。

また、ボンディングステージ４は、第３図において示さ
れているように、ステージ移動制御装置25に装着され、
この移動制御装置25により、ボンディング位置Ａとチッ
プ供給位置Ｂ間を水平に往復動されるが、ボンディング
位置Ａにおいては、キャリアテープ９の下方に位置され
る。その為、ボンディング位置Ａからチップ供給位置Ｂ
へ移動されたボンディングステージ４上に、チップ供給
装置５により半導体チップを供給し、次いで、このステ
ージ４をボンディング位置Ａへ移動することにより、キ
ャリアテープ９の下方に半導体チップを移送することが
できる。

更に、ステージ移動制御装置25は、ボンディング位置Ａ
とチップ供給位置Ｂとを結ぶ方向に延長されるようにXY
テーブル26上に装着されたレール27で案内されて移動し
得るように装着されたスライドテーブル28、このテーブ
ル28を往復動させ得るようにXYテーブル26上に装着され
たシリンダー29と、スライドテーブル28上に装着された
回転テーブル30と、ボンディングステージ４を水平に保
ちながら上下動させ得るように回転テーブル30上に装着
されたステージ昇降カム機構31とで構成されている。

なお、ステージ昇降カム機構31は、回転テーブル30に装
着されたブラケット32と、このブラケット32に装着され
たレール33、シリンダー34及びガイドブラケット35と、
シリンダー34のピストンロッド先端に装着されると共に
レール33に摺動し得るように係合されたカム板36と、下
端がブラケット32に、かつ、上端がボンディングステー
ジ４に係止されたスプリング37とで構成され、加えて、
ボンディングステージ４が、ガイドブラケット35で案内
されて上下動し得るように装着されていると共にスプリ
ング37で下方へ付勢されて、その下端側に回転し得るよ
うに装着されているローラ38がカム板36のカム面に圧接
されている。

その為、シリンダー34を作動させてカム板36を移動させ
ることにより、ボンディングステージ４を水平に保ちな
がら高精度に昇降させることができるので、上方のキャ
リアテープ９に形成されているインナーリードに対する
半導体チップの端子の上下方向の位置決めを精密に行う
ことができる。

また、シリンダー29を作動させてスライドテーブル28を
移動させることにより、ボンディングステージ４を、ボ
ンディング位置Ａとチップ供給位置Ｂ間において迅速に
移動させることができるので、ボンディングサイクルの
短縮化を図ることができる。

更に、キャリアテープ９の下方に半導体チップを移送し
た状態（チップ供給位置Ｂからボンディング位置Ａに半
導体チップを移送した状態）において、XYテーブル26及
び回転テーブル30を駆動させて、キャリアテープ９に形
成されているインナーリードに対する半導体チップの端
子の位置決め整合（精密位置決め）を行うことができる
ので、高精度にボンディングすることができる。

なお、かかる位置決め整合（精密位置決め）は、テープ
位置検出用カメラ６により検出された位置パターンと、
チップ位置検出用カメラ７により検出された位置パター
ンとを比較して得られる補正値に基づいて行われるが、
両カメラ6,7は共にブラケット40に装着されている。第
１図においては、両カメラ6,7は、ボンディング位置Ａ
に前後方向に配置、すなわち、第２図において示されて
いるように、チップ位置検出用カメラ７は、ボンディン
グ位置Ａに配置されているテープ位置検出用カメラ６の
左側のチップ供給位置Ｂに配置されている。

更に、第４〜７図において、これらのカメラによる位置
パターンの検出態様が示されている。なお、第4,5図に
おいては、テープ位置検出用カメラ６による位置パター
ンの検出態様が示され、また、第6,7においては、チッ
プ位置検出用カメラ７によるそれが示されている。

第４図において、キャリアテープ９に形成されているイ
ンナーリード部41に複数のアライメントマーク42が形成
されているが、テープ位置検出用カメラ６は、第５図に
おいて拡大されて示されているように、各コーナーを結
ぶ対角線上に配置されている一対のアライメントマーク
42を検出（斜線部分を検出）する。同様に、第６図にお
いて示されているように、半導体チップ43に複数のアラ
イメントマーク44が形成されているが、チップ位置検出
用カメラ７は、第７図において拡大されて示されている
ように、各コーナーを結ぶ対角線上に配置されている一
対のアライメントマーク44を検出（斜線部分を検出）す
る。

以下、これらの検出された位置パターンは画像処理され
て補正値が求められ、これに基づいて上述のようにステ
ージ移動制御装置25による位置決め整合（精密位置決
め）が行われる。なお、この位置パターンの検出に先立
って、テープ位置検出用カメラ６によりインナーリード
部41の全体姿が検出され、設定の基準パターンと比較さ
れて良、不良が判定されると共にチップ位置検出用カメ
ラ７により半導体チップ43の全体姿が検出され、同様に
判定される。

そして、テープ位置検出用カメラ６による検出により、
不良と判定された場合には、キャリアテープ９のロック
が解除されて、テープ移送装置３によりテープ移送が行
われ、次のインナーリード部41がボンディング位置Ａに
移送されてロックされる。また、チップ位置検出用カメ
ラ７による検出により、不良と判定された場合には、ボ
ンディングステージ４上の半導体チップ43がチップ供給
装置５により吸着されて図示されていない適当な回収ト
レーに収容される。

一方、いずれも良と判定された場合には、それらのボン
ディングを行う。すなわち、チップ供給位置Ｂに移動さ
れて半導体チップ43が供給されたボンディングステージ
４は、ステージ移動制御装置25のシリンダー29の作動に
より、ボンディング位置Ａに迅速に移動され、ロックさ
れているキャリアテープ９の下方に移動されると共に、
前記補正値に基づくXYテーブル26及び回転テーブル30の
駆動により、キャリアテープ９に形成されているインナ
ーリードに対する半導体チップ43の端子の位置決め整合
（精密位置決め）がされ、かつ、シリンダー34の作動に
より、水平に保たれながら上昇せしめられて、上方のキ
ャリアテープ９に形成されているインナーリードに対す
る半導体チップ43の端子の上下方向の位置決めがされ
る。

続いて、ボンディングツール19が待機位置からボンディ
ング位置Ａに移動され、その後、下方へ移動してボンデ
ィングを行う。また、このようにして、ボンディングを
終えると、ボンディングツール19は元の待機位置へ移動
され、すると、ホンディングステージ４が下降され、続
いて、ボンディング位置Ａからチップ供給位置Ｂへ移動
されると共にロックが解除されてキャリアテープ９の移
送が行われ、以下、同様の工程を経て次々とホンディン
グすることができる。

このように、ロックされているキャリアテープ９に形成
されているインナーリードの位置パターンを検出するテ
ープ位置検出用カメラ６と、ボンディングステージ４上
に供給された半導体チップ43の位置パターンを検出する
チップ位置検出用カメラ７との、二つのカメラを装着
し、しかも、ボンディング位置Ａとチップ供給位置Ｂ間
においてボンディングステージ４を移動せしめると共に
テープ位置検出用カメラ６により検出された位置パター
ンとチップ位置検出用カメラ７により検出された位置パ
ターンとを比較して得られる補正値に基づいてボンディ
ングステージ４の位置補正を行って半導体チップ43の端
子をインナーリードに対して位置決め整合させるステー
ジ移動制御装置25を、ボンディング位置Ａとチップ供給
位置Ｂとを結ぶ方向に延長されるようにXYテーブル26上
に装着されたレール27で案内されて往復動し得るように
装着されたスライドテーブル28と、スライドテーブル28
を往復動させ得るようにXYテーブル26上に装着されたシ
リンダー27と、スライドテーブル28上に装着された回転
テーブル30及びボンディングステージ４を水平に保ちな
がら上下動させ得るように回転テーブル30上に装着され
たステージ昇降カム機構31とで構成しているので、ボン
デイング精度及びボンデイングサイクルを一段と向上さ
せることができる。なお、第１図中、45はモニターを示
し、両カメラ6,7により検出された画像が、これに写し
出される。

［発明の効果］ 上述の如く、本発明によると、テープキャリアをボンデ
ィング位置に移送してロックし、このロックされた基準
側のテープキャリアに形成されているインナーリードに
対して半導体チップの端子（電極）を位置決め整合させ
て両者をボンディングする所謂、テープ基準式のインナ
ーリードボンダーに関し、ボンデイング精度及びボンデ
イングサイクルを一段と向上させることができるインナ
ーリードボンダーを得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はインナーリードボンダーの正面図、第２図は第
１図の右側面図、第３図はボンディングステージの装着
態様を示す正面図、第４図はキャリアテープの平面図、
第５図はキャリアテープに形成されているアライメント
マークの検出態様を示す平面図、第６図は半導体チップ
の平面図、第７図は半導体チップに形成されているアラ
イメントマークの検出態様を示す平面図である。 Ａ……ボンディング位置 Ｂ……チップ供給位置 ４……ボンディングステージ ６……テープ位置検出用カメラ ７……チップ位置検出用カメラ ９……キャリアテープ 19……ボンディングツール 25……ステージ移動制御装置 26……XYテーブル 27……レール 28……スライドテーブル 29……シリンダー 30……回転テーブル 31……ステージ昇降カム機構 43……半導体チップ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ボンディング位置に移送されてロックされ
   たキャリアテープの上方から前記キャリアテープに形成
   されているインナーリードの位置パターンを検出するテ
   ープ位置検出用カメラと、チップ供給位置へ移動せしめ
   られているボンディングステージ上に供給された半導体
   チップの上方から前記半導体チップの位置パターンを検
   出するチップ位置検出用カメラと、前記ボンディング位
   置と前記チップ供給位置間において前記ボンディングス
   テージを移動せしめると共に前記テープ位置検出用カメ
   ラにより検出された位置パターンと前記チップ位置検出
   用カメラにより検出された位置パターンとを比較して得
   られる補正値に基づいて前記ボンディングステージの位
   置補正を行って前記半導体チップの端子を前記インナー
   リードに対して位置決め整合させるステージ移動制御装
   置と、前記キャリアテープの上方から下方へ移動し、互
   いに位置決め整合されている前記インナーリードと前記
   半導体チップの端子とをボンディングするボディングツ
   ールとを備え、かつ、前記ステージ移動制御装置を、前
   記ボンディング位置と前記チップ供給位置とを結ぶ方向
   に延長されるようにXYテーブル上に装着されたレールで
   案内されて移動し得るように装着されたスライドテーブ
   ルと、前記スライドテーブルを往復動させ得るように前
   記XYテーブル上に装着されたシリンダーと、前記スライ
   ドテーブル上に装着された回転テーブルと、前記ボンデ
   ィングステージを水平に保ちながら上下動させ得るよう
   に前記回転テーブル上に装着されたステージ昇降カム機
   構とで構成したことを特徴とするインナーリードボンダ
   ー。