JPH08316253A - 半導体ペレット移送装置及びその移送装置を用いた半導体ペレットボンディング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ペレット移送装置の熱的影響を回避できると
ともに、ペレットの品種切替時の作業時間を短縮できる
ようにすること。 【構成】 ペレット２１を載置するボンディング台２５
を備え、このボンディング台を介してペレットを加熱す
るペレット載置装置２６と、ペレットの回転方向のずれ
を修正可能とする回転テーブル２７と、移動テーブル２
８、２９及びペレット移送部４５を備え、ペレットのリ
ードフレーム２５の面方向に対するずれを修正するとと
もに、回転テーブルに載置されたペレットをボンディン
グ台へ移送するペレット移送装置３０と、リードフレー
ムを搬送可能とするリードフレーム搬送装置３１と、ボ
ンディング台に載置されたペレットとリードフレームと
を加圧する加圧装置３３とを有し、上記ペレット移送部
が移送アーム５０の先端にホルダ５１を介して吸着コレ
ット５３を着脱自在に一体化して構成され、この吸着コ
レットがセラミックスにて構成されたものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、半導体ペレット移送装
置及びその移送装置を用いた半導体ペレットボンディン
グ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体装置の製造においては、基板のボ
ンディング部位に半導体ペレット（以下単に「ペレッ
ト」という）をボンディングする工程があり、ペレット
ボンディング装置が用いられる。

【０００３】このペレットボンディング装置の一つとし
ては、移送アームの先端に吸着コレットを設け、移送ア
ームの移動により、ペレット供給位置のペレットを吸着
コレットにて保持してボンディング部位まで搬送し、そ
してボンディング部位にその上方よりペレットを押し付
けてボンディングするものがある（例えば特公昭58-379
86号公報参照）。

【０００４】また、Ｘテーブル、Ｙテーブル、Ｚテーブ
ル、回転テーブルが層状に積層されたテーブルユニット
を備え、このユニットの最上部にボンディング台を設け
るとともに、このボンディング台に対し基板を間に配置
した位置関係で上下動するボンディングツールを備えた
ペレットボンディング装置も公知である（例えば特開平
6-168983号公報参照）。この装置によれば、吸着コレッ
トによってペレット供給位置より移送されたペレットが
ボンディング台に載置され、そしてこのペレットがテー
ブルユニットの移動によりボンディング位置に位置付け
られ、その後、ボンディング台とボンディングツールと
が互いに接近する方向に移動することで、ペレットが基
板に押し付けられてボンディングされるものである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上述したボンディング
装置においては、ペレットやボンディング部位を加熱す
るため、ボンディング台にはヒートブロック等の加熱装
置を備えている。このため、吸着コレットはペレット移
送のたびにこの加熱装置からの熱を受けることになり、
またこの熱は移送アームにも伝達されることとなる。

【０００６】ところが、従来の移送アームや吸着コレッ
トは、軽量と手軽に購入できる等の理由から、アルミニ
ウムやその合金にて形成されていた。このため、ペレッ
トの移送を繰り返すうちに、ペレット移送部はボンディ
ング台の加熱装置から受ける熱により熱膨張や熱変形等
の熱的影響を生じ、これが起因して移送されたペレット
に位置ずれが発生し、正確な位置へのペレットボンディ
ングが行なえない、という問題を生じていた。

【０００７】本発明は、上述の事情を考慮して成された
ものであり、熱雰囲気下においてもペレットを正確に搬
送することができるようにすること、そして、基板に対
して正確にペレットをボンディングすることができるよ
うにすることを目的とする。

【０００８】

【発明を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、半導体ペレットを吸着保持する吸着コレットと、こ
の吸着コレットを保持する移送アームとを有し、前記吸
着コレットがセラミックス、前記移送アームがカーボン
グラファイトにてそれぞれ形成されたものである。

【０００９】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
の前記移送アームの先端にカーボングラファイトにて形
成されたホルダが設けられ、このホルダを介して前記吸
着コレットが着脱自在とされるものである。

【００１０】請求項３に記載の発明は、基板のボンディ
ング部位をボンディング位置に位置付けてこのボンディ
ング部位に半導体ペレットをボンディングする半導体ペ
レットボンディング装置において、前記ボンディング位
置に配置され、前記半導体ペレットを載置するボンディ
ング台を前記基板の一方の面に向って移動可能とすると
ともに、前記ボンディング台を加熱して前記半導体ペレ
ットを加熱可能とする半導体ペレット載置装置と、この
半導体ペレット載置装置の近傍に配置され、ペレット取
出装置にて取り出された半導体ペレットを載置可能と
し、且つ前記半導体ペレットの回転方向のずれを修正可
能な回転テーブルと、前記半導体ペレット載置装置の近
傍に設置され、前記回転テーブルに載置された前記半導
体ペレットを吸着して前記ボンディング台へ移送する請
求項１又は２に記載の半導体ペレット移送装置と、前記
基板を搬送し、そのボンディング部位を順次ボンディン
グ位置に位置付ける基板搬送装置と、前記ボンディング
台に対向して配置され、このボンディング台に向けて移
動するボンディングツールを備え、このボンディングツ
ールが前記基板のボンディング部位を前記ボンディング
台に載置された半導体ペレットに加圧する加圧装置とを
有するものである。

【００１１】

【作用】本発明によれば、吸着コレットが従来のアルミ
ニウムに比べて熱伝導率の小さなセラミックスで形成さ
れたので、この吸着コレットがヒートブロック等の加熱
装置より加熱されても、移送アームへの熱伝達が極力阻
止される。

【００１２】そして、この熱が移送アームに伝達された
としても、移送アームがアルミニウムに比べて熱膨張係
数の小さいカーボングラファイトから形成されたもので
あるため、移送アームは熱膨張しにくい。しかも、カー
ボングラファイトから形成された移送アームは、その剛
性を確保しつつ、軽量化も達成できる。

【００１３】また、吸着コレットは、移送アームの先端
にカーボングラファイトにて形成されたホルダを介して
移送アームに着脱自在とされることで、ペレットの品種
変更に伴い吸着コレットを交換する場合には、吸着コレ
ットのみをホルダから外し、別の吸着コレットを取付け
るだけで済む。

【００１４】

【実施例】以下、本発明の実施例を、図面に基づいて説
明する。図１は、本発明に係るペレットボンディング装
置の一実施例を示す斜視図である。図２は、図１のペレ
ットボンディング装置の平面図である。図３は、図１の
ペレットボンディング装置の側面図である。図４は、図
１のリードフレームの一部を示す平面図である。図５
は、図４のV-V 線に沿う断面図である。図６は、図１〜
図３に示すペレット移送部の斜視図である。図７は、図
６のペレット移送部の側断面図である。図８は、図６の
ペレット移送部の裏面図である。

【００１５】図１に示すように、ペレットボンディング
装置２０は、ペレット２１をリードフレーム２２におけ
る支持バー２３の下面に熱可塑性接着テープ２３Ａ（図
５）を介して加熱圧着して、ペレット２１をリードフレ
ーム２２にボンディングするものである。このペレット
ボンディング装置２０は、ボンディング台２５を備えた
ペレット載置装置２６、ペレット取出装置（不図示）、
回転テーブル２７、Ｘテーブル２８及びＹテーブル２９
を備えたペレット移送装置３０、リードフレーム搬送装
置３１、並びにボンディングツール３２を備えた加圧装
置３３を有して構成される。

【００１６】リードフレーム搬送装置３１は、図２に示
すように、２本平行に配置された搬送レール３４の一端
にリードフレーム供給手段３５が、他端にリードフレー
ム収納手段３６がそれぞれ設置されて構成される。リー
ドフレーム２２は金属製であり、図１に示すように、長
手方向に所定間隔でペレットボンディング部２２Ａが形
成される。図４に示すように、各ペレットボンディング
部２２Ａには、支持バー２３と、この支持バー２３に向
かって延びる多数本のリード２４が形成され、図５に示
すように、これらの支持バー２３及びリード２４の下面
に熱可塑性接着テープ２３Ａが貼着されている。上記リ
ードフレーム搬送装置３１は、リードフレーム２２の各
ペレットボンディング部２２Ａをボンディング位置に一
時停止させるべく、リードフレーム２２を間欠搬送す
る。

【００１７】図１に示すペレット載置装置２６は、支持
板３７に複数本の支持棒３８が植設され、この支持棒３
８にヒータブロック２５Ａを介してボンディング台２５
が設置されるとともに、カムフォロア３９、板カム４０
及び作動ロッド４１を介して、支持板３７が昇降駆動源
としてのエアシリンダ装置４２に連結されたものであ
る。カムフォロア３９は、支持板３７の両側に設けられ
たブラケット３７Ａに回転自在に支持される。また、作
動ロッド４１は、二又に分岐して構成され、これらの分
岐部の先端に板カム４０が固着される。

【００１８】従って、エアシリンダ装置４２の進出作動
により、カムフォロア３９が板カム４０の凸面４０Ａに
載ってボンディング台２５が上昇され、このボンディン
グ台２５上に載置されたペレット２１の上面が、リード
フレーム搬送装置３１上のリードフレーム２２の下面高
さとほぼ同一位置に設定される。また、エアシリンダ装
置４２の後退作動により、カムフォロア３９が板カム４
０のベース面４０Ｂに載って、ボンディング台２５が下
降される。このように上記カムフォロア３９、板カム４
０、作動ロッド４１及びエアシリンダ装置４２にて構成
された昇降機構部により、ボンディング台２５がＺ方向
に昇降可能とされる。

【００１９】上記ペレット載置装置２６のボンディング
台２５は、ペレット２１を載置可能とするとともに、上
面には不図示の真空源に適宜接続されるペレット吸着用
穴を有し、ボンディング位置Ａにおけるリードフレーム
搬送装置３１下方に設置される。更に、このボンディン
グ台２５はヒータブロック２５Ａにて加熱される。上記
支持棒３８は断熱部材で構成され、ヒータブロック２５
Ａの熱が支持板３７側へ伝達されることを防止する。

【００２０】図示しないペレット取出装置は、不図示の
ウェハステージに設置されたウェハ（不図示）からペレ
ット２１をピックアップして、このペレット２１をペレ
ット受渡し位置Ｃに位置する回転テーブル２７上に載置
するものである。

【００２１】回転テーブル２７は、図１及び図３に示す
ように、ペレット載置装置２６の近傍に設置され、ペレ
ット取出装置にてピックアップされたペレット２１を載
置可能とするとともに、上面には不図示の真空源に適宜
接続されるペレット吸着用穴を有し、回転駆動部２７Ａ
により回転可能に構成される。この回転テーブル２７の
直上には、不図示の画像認識装置が設置され、回転テー
ブル２７に載置されたペレット２１の位置（Ｘ方向及び
Ｙ方向の水平方向位置、並びにθ方向の回転方向位置）
を検出する。上記回転テーブル２７は、画像認識装置に
よる検出結果に基づいて、ペレット２１のθ方向のずれ
を修正すべく必要角度だけ回転する。

【００２２】ペレット移送装置３０は、ペレット載置装
置２６の近傍に設置される。更に、このペレット移送装
置３０は、Ｘテーブル２８にＹテーブル２９が設置さ
れ、このＹテーブル２９にガイドレール４３、昇降ブロ
ック４４を介してペレット移送部４５が一体に構成され
たものである。Ｘテーブル２８は、ペレット移送部４５
をＸ方向に移動可能とする。またＹテーブル２９は、ペ
レット移送部４５をＹ方向に移動可能とする。上記ガイ
ドレール４３はＹテーブル２９の側面に固着され、この
ガイドレール４３に昇降ブロック４４がスライド可能に
嵌合されて、ペレット移送部４５を昇降可能とする。

【００２３】ペレット移送部４５は、図６〜図８に示す
ように、中空棒形状の移送アーム５０の先端にホルダ５
１を固定支持し、このホルダ５１にボルト５２を用いて
吸着コレット５３を着脱自在に装着したものである。移
送アーム５０及びホルダ５１はカーボングラファイトに
て形成され、吸着コレット５３はセラミックス、例えば
アルミナセラミックスにて構成されている。また、移送
アーム５０は昇降ブロック４４に固着されている。

【００２４】これらの移送アーム５０、ホルダ５１及び
吸着コレット５３には負圧用流路５４Ａ、５４Ｂ及び５
４Ｃがそれぞれ連通して形成され、負圧用流路５４Ｃ
が、吸着コレット５３の下面に形成されたペレット吸着
用孔５５に連通する。移送アーム５０の負圧用流路５４
Ａは、不図示の電磁弁等を介して真空源に接続されてお
り、負圧用流路５４Ａが真空源と接続された時に吸着コ
レット５３のペレット吸着用孔５５には吸引力が発生
し、ペレット２１を吸着可能とされる。

【００２５】このペレット移送装置３０は、上記画像認
識装置による検出結果に基づき、Ｘテーブル２８及びＹ
テーブル２９を作動させて、ペレット２１のＸ方向及び
Ｙ方向の位置ずれを修正した位置で、吸着コレット５３
により回転テーブル２７上のペレット２１を吸着するこ
とで、この回転テーブル２７上のペレット２１の水平方
向のずれを修正可能とする。更に、ペレット移送装置３
０は、Ｘテーブル２８及びＹテーブル２９を引き続き作
動させて、吸着コレット５３にて吸着されたペレット２
１を、ペレット載置装置２６のボンディング台２５の上
方へ移送し、昇降ブロック４４を下降させて、このペレ
ット２１をボンディング台２５に載置する。

【００２６】加圧装置３３は、ペレット載置装置２６の
上方に配設され、支持ブロック４７に、ガイドレール４
８及び昇降ブロック４９を介してボンディングツール３
２が一体化して構成される。ガイドレール４８は支持ブ
ロック４７に固着され、このガイドレール４８に昇降ブ
ロック４９が昇降可能に配設される。この昇降ブロック
４９に支持されるボンディングツール３２は、ボンディ
ング位置Ａの直上に配置される。従って、ボンディング
ツール３２は、その下動により、ボンディング台２５に
載置されたペレット２１に向けて、リードフレーム搬送
装置３１上のリードフレーム２２におけるボンディング
位置Ａに位置付けられた支持バー２３及びリード２４を
図５に示すように加圧可能とする。この加圧により、ペ
レット２１が、リードフレーム２２の支持バー２３及び
リード２４の下面に、熱可塑性接着テープ２３Ａを介し
て加熱圧着され、ペレット２１がリードフレーム２２に
ボンディングされる。

【００２７】次に、作用を説明する。まず、ペレット載
置装置２６のボンディング台２５を、ヒータブロック２
５Ａにより所定温度に加熱する。更に、エアシリンダ装
置４２を後退させてカムフォロア３９を板カム４０のベ
ース面４０Ｂに載せ、ボンディング台２５をＺ方向にて
下降させて、このボンディング台２５をリードフレーム
搬送装置３１上のリードフレーム２２の下方に位置付け
る。更に、リードフレーム搬送装置３１を作動してリー
ドフレーム２２を搬送させ、このリードフレーム２２の
支持バー２３をボンディング位置Ａに位置決めする。

【００２８】次に、ペレット取出装置にてピックアップ
され、回転テーブル２７上に載置されたペレット２１の
位置を画像認識装置により検出する。この検出結果に基
づき、回転テーブル２７を必要に応じて所定角度回転さ
せ、ペレット２１のθ方向の位置ずれを修正する。

【００２９】次に、ペレット移送装置３０が、待機位置
より上記画像認識装置の検出結果に基づいてＸテーブル
２８及びＹテーブル２９を作動させ、ペレット２１のＸ
方向及びＹ方向の位置ずれを修正した位置で、回転テー
ブル２７上のペレット２１をペレット移送部４５の吸着
コレット５３により吸着する。その後、このペレット移
送装置３０は、Ｘテーブル２８及びＹテーブル２９を引
き続き作動させて、吸着コレット５３にて吸着されたペ
レット２１をボンディング台２５へ移送し、昇降ブロッ
ク４４を下降させてボンディング台２５上に上記ペレッ
ト２１を載置する。この載置後、ペレット移送装置３０
は、待機位置まで戻る。

【００３０】その後、エアシリンダ装置４２が進出作動
し、カムフォロア３９が板カム４０の凸面４０Ａに載っ
て、支持板３７を介しボンディング台２５がＺ方向に上
昇する。前述したように、このボンディング台２５の上
昇状態では、このボンディング台２５上に載置されたペ
レット２１の上面が、リードフレーム搬送装置３１上の
リードフレーム２２の下面高さとほぼ一致する。

【００３１】この状態で、加圧装置３３が作動し、昇降
ブロック４９が下降して、ボンディングツール３２がボ
ンディング台２５上のペレット２１に向けて、リードフ
レーム搬送装置３１上のリードフレーム２２におけるボ
ンディング位置Ａに位置付けられた支持バー２３及びリ
ード２４を加圧する。これにより、ペレット２１が、リ
ードフレーム２２の支持バー２３及びリード２４の下面
に熱可塑性接着テープ２３Ａを介して加熱圧着され、ペ
レット２１がリードフレーム２２にボンディングされ
る。

【００３２】上述のペレットボンディング後、エアシリ
ンダ装置４２を後退させてボンディング台２５をＺ方向
にて下降させ、加圧装置３３の昇降ブロック４９を上昇
させてボンディングツール３２を上昇させる。そして、
リードフレーム搬送装置３１によりリードフレーム２２
を搬送させて、新たなペレットボンディング部２２Ａを
ボンディング位置Ａに位置決めし、上述のペレットボン
ディングを実施する。

【００３３】上記実施例によれば、ペレット移送部４５
の吸着コレット５３を熱伝導率がアルミニウムに比べて
小さなセラミックスにて構成したので、この吸着コレッ
ト５３にて吸着されたペレット２１を、ペレット載置装
置２６の加熱されたボンディング台２５上に載置する
際、ボンディング台２５の熱で吸着コレット５３が加熱
されても、移送アーム５０やホルダ５１への熱伝達が極
力阻止される。このため、吸着コレット５３を介して伝
達される熱による移送アームの熱膨張や熱変形を防止す
ることができるので、ペレット移送部４５によるペレッ
ト２１の位置決め精度の低下を防止できる。

【００３４】また、ペレット移送部４５の移送アーム５
０及びホルダ５１を形成するカーボングラファイトは熱
膨張係数がアルミニウムの約２０分の１と小さいので、
この移送アーム５０とホルダ５１が吸着コレット５３よ
り熱伝達を受けたとしても、またボンディング台２５よ
り輻射熱を受けたとしても、移送アーム５０、ホルダ５
１の熱膨張は極めて少ない。この点からも、移送アーム
５０の熱的影響を回避でき、結果的に、熱雰囲気下にお
いてもペレットを正確に搬送し、ボンディングすること
ができる。

【００３５】更に、ペレット移送装置３０におけるペレ
ット移送部４５の移送アーム５０及びホルダ５１がカー
ボングラファイトにて形成されたので、移送アーム４５
においては、剛性を確保しつつ、またその比重が小さい
（アルミニウムの比重約２．６に対して比重約２）ため
に軽量化が達成でき、これにより、ボンディングスピー
ドを向上させることができるとともに、駆動源の小型
化、ひいては装置全体の小型化を達成できる。

【００３６】また、ペレット移送装置３０のペレット移
送部４５が移送アーム５０、ホルダ５１及び吸着コレッ
ト５３を着脱自在に一体化して構成されたので、ペレッ
ト２１の品種切替時には、ペレット移送部４５を、切替
後のペレット２１に適合させるべく全体として交換する
必要がなく、吸着コレット５３のみを切替後のペレット
２１に適合したものに交換すれば足りる。このため、ペ
レット２１の品種切替時の作業時間を短縮できる。

【００３７】なお、本発明の実施においては、上記実施
例のように、基板としてリードフレーム２２を用い、こ
のリードフレーム２２の下面にペレット２１をボンディ
ングするペレットボンディング装置２０以外にも適用可
能で、例えば、基板としてキャリアテープを用い、この
キャリアテープのインナーリードにペレットをボンディ
ングするＩＢＬ（インナーリードボンディング）式ペレ
ットボンディング装置にも適用可能である。

【００３８】

【発明の効果】以上のように、本発明に係る半導体ペレ
ット移送装置によれば、熱雰囲気下においてもペレット
を正確に搬送することができる。また、本発明に係る半
導体ペレットボンディング装置によれば、熱雰囲気下に
おいても基板に対して正確にペレットをボンディングす
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明に係るペレットボンディング装
置の一実施例を示す斜視図である。

【図２】図２は、図１のペレットボンディング装置の平
面図である。

【図３】図３は、図１のペレットボンディング装置の側
面図である。

【図４】図４は、図１のリードフレームの一部を示す平
面図である。

【図５】図５は、図４のV-V 線に沿う断面図である。

【図６】図６は、図１〜図３に示すペレット移送部の斜
視図である。

【図７】図７は、図６のペレット移送部の側断面図であ
る。

【図８】図８は、図６のペレット移送部の裏面図であ
る。

【符号の説明】

２０ ペレットボンディング装置 ２１ ペレット ２２ リードフレーム ２５ ボンディング台 ２５Ａ ヒータブロック ２６ ペレット載置装置 ２７ 回転テーブル ２８ Ｘテーブル ２９ Ｙテーブル ３０ ペレット移送装置 ３１ リードフレーム搬送装置 ３２ ボンディングツール ３３ 加圧装置 ４５ ペレット移送部 ５０ 移送アーム ５１ ホルダ ５３ 吸着コレット ５５ ペレット吸着用孔

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 半導体ペレットを吸着保持する吸着コレ
   ットと、この吸着コレットを保持する移送アームとを有
   し、前記吸着コレットがセラミックス、前記移送アーム
   がカーボングラファイトにてそれぞれ形成されたことを
   特徴とする半導体ペレット移送装置
2. 【請求項２】 前記移送アームの先端にカーボングラフ
   ァイトにて形成されたホルダが設けられ、このホルダを
   介して前記吸着コレットが着脱自在とされることを特徴
   とする請求項１に記載の半導体ペレット移送装置
3. 【請求項３】 基板のボンディング部位をボンディング
   位置に位置付けてこのボンディング部位に半導体ペレッ
   トをボンディングする半導体ペレットボンディング装置
   において、 前記ボンディング位置に配置され、前記半導体ペレット
   を載置するボンディング台を前記基板の一方の面に向っ
   て移動可能とするとともに、前記ボンディング台を加熱
   して前記半導体ペレットを加熱可能とする半導体ペレッ
   ト載置装置と、 この半導体ペレット載置装置の近傍に配置され、ペレッ
   ト取出装置にて取り出された半導体ペレットを載置可能
   とし、且つ前記半導体ペレットの回転方向のずれを修正
   可能な回転テーブルと、 前記半導体ペレット載置装置の近傍に設置され、前記回
   転テーブルに載置された前記半導体ペレットを吸着して
   前記ボンディング台へ移送する請求項１又は２に記載の
   半導体ペレット移送装置と、 前記基板を搬送し、そのボンディング部位を順次ボンデ
   ィング位置に位置付ける基板搬送装置と、 前記ボンディング台に対向して配置され、このボンディ
   ング台に向けて移動するボンディングツールを備え、こ
   のボンディングツールが前記基板のボンディング部位を
   前記ボンディング台に載置された半導体ペレットに加圧
   する加圧装置と、を有することを特徴とするペレットボ
   ンディング装置。