JPH087631Y2 - 半導体ペレットの位置決め装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 【産業上の利用分野】

この考案は、半導体ペレットの位置決め装置に関す
る。

【従来の技術】 IC、LSI、トランジスタなどの半導体装置は、シリコ
ン基板上にあらかじめ所定の回路を作り込んだ半導体ペ
レットをリードフレーム上の所定の位置にボンディング
するとともに、このペレット上のターミナルパッドとリ
ードフレーム上のリードとの間を結線するワイヤボンデ
ィングを行い、上記ペレット部を樹脂マウントした後、
リードフレームを各半導体装置毎に分断し、各部リード
をフォーミングするという製造過程を経る。 上記の製造工程のうち、ペレットをリードフレーム上
にボンディングする工程においては、一般に次の手法が
採られる。 まず、一枚のウエハに多数個の半導体素子を一体的に
作り込み、これを伸縮性のシート上に仮接着させてスク
ライブすることにより、上記ウエハを各半導体素子ごと
に分割する。そして上記シートを所定量引き伸ばすこと
により、分断されただけで互いに密接した状態にあった
ペレット間の間隔を広げる。その後、ボンディング装置
において、リードフレーム上の所定のボンディング位置
との間を往復するコレットにより、前記ペレットを一個
ずつピックアップしてこれをリードフレーム上に運び、
ボンディングする。 ところで、上記伸縮性のシート上に担持されている各
ペレットは、その姿勢が不統一であるから、シート上か
らピックアップしたペレットをそのままリードフレーム
上に運んでボンディングするのではなく、いったん中間
位置決め装置に運び、ペレットの姿勢、すなわち、Ｘ・
Ｙ方向およびθ方向の位置を決定し、そうして位置決め
されたペレットをふたたび所定の行程を正確に動くボン
ディングコレットでピックアップし、このボンディング
コレットによってリードフレーム上にボンディングされ
る。 上記の位置決め装置として、本出願人は、実公昭62-3
3321号公報において、ペレットの大きさが変わってもそ
れに比較的容易に対応しつつ位置決めを行うことができ
るものを提案している。 上記公報に示された半導体ペレットの位置決め装置
は、回転カムに当接して揺動するベルクランクの揺動運
動を運動伝達機構によって位置決めステージ上で往復運
動する位置決め爪の動きに伝達するとともに、上記ベル
クランクをマイクロメータヘッドによって揺動位置を調
節できる揺動アームに支持して構成されている。このよ
うにすることにより、上記揺動アームの揺動位置を調節
すれば、ベルクランクの揺動支点を変更して、ベルクラ
ンクの揺動角度範囲を変更することができる。そうする
と、位置決めすべき半導体ペレットの大きさに対応して
位置決め爪の動きの範囲を調節することができるのであ
る。

【考案が解決しようとする課題】

ところが、上記の半導体ペレットの位置決め装置にお
いては、なお、次のような解決すべき課題がある。 すなわち、位置決め爪を駆動するための入力部に、回
転カムおよびこれに従動するベルクランクが用いられて
いるため、この入力部の構成部分の上下高さを減じるに
は限界があり、位置決め装置を構成するユニットの大型
化が避けられない問題がある。また、揺動アームの揺動
位置を調節するためのマイクロメータヘッドも上記ユニ
ットの上下高さを増大させる。 このように、位置決め装置ユニットが上下方向に嵩高
くなることは、ペレットボンディング装置を構成する上
で、リードフレームの搬送路と上記スクライブされた半
導体ペレットを担持する伸縮シートの支持機構との配置
に制限が加わり、とりわけ、上記伸縮シートの支持機構
とリードフレームの搬送路との間の水平方向の距離を大
きくとらざるをえず、その結果として、各半導体ペレッ
トのピックアップおよびボンディングに至るコレットの
移動行程が増大し、ボンディングスピードを一定以上に
上げることができない問題が生じるのである。 また、位置決め爪の移動範囲を調節することができる
とはいえ、それは、オペレータがマイクロメータヘッド
をマニュアルで操作することによるのであり、必ずしも
操作性および調整再現性に優れているとはいえないとい
う問題もある。 この考案は、以上の事情のもとで考え出されたもので
あって、上記の従来の課題を解消し、ユニットとしての
上下高さおよび平面的な占有スペースを著しく減じるこ
とができるとともに、位置決め爪の移動範囲を自動制御
し、種々の大きさの半導体ペレットに対応することがで
きる半導体ペレットの位置決め装置を提供することをそ
の目的とする。

【課題を解決するための手段】

上記の従来の課題を解決するため、この考案では、次
の技術的手段を講じている。 すなわち、本願考案の半導体ペレットの位置決め装置
は、位置決めステージ中央のペレット載置部に向かって
Ｘ方向に進退可能に支持されるとともに常時進出方向に
付勢された一対のＸ方向位置決め爪と、上記ペレット載
置部に向かってＹ方向に進退可能に支持されるとともに
常時後退方向に付勢された一つのＹ方向位置決め爪と、
を備え、上記Ｘ方向位置決め爪はこれに取付けたカムフ
ォロアに対して位置決め爪進出方向側に当接する回転カ
ムの回転により進退動させられ、上記Ｙ方向位置決め爪
はこれに取付けたカムフォロアに対して位置決め付け爪
後退方向側に当接する回転カムの回転により進退動させ
られるようになす一方、上記Ｘ方向位置決め爪用の回転
カムおよび上記Ｙ方向位置決め爪用の回転カムに対応し
てそれぞれ制御手段によって回転制御されるステップモ
ータを設け、このステップモータの回転をその出力軸に
設けたプーリと上記各回転カムの軸に設けたプーリ間を
掛け回した無端索条を介して上記各回転カムに伝達する
ように構成し、かつ、上記制御手段は、上記一対のＸ方
向位置決め爪を進出させて上記ペレット載置部上のペレ
ットを挟持してそのＸ方向の位置決めをした状態におい
て、上記一つのＹ方向位置決め爪を所定位置まで進出さ
せることのみをもって、このＹ方向位置決め爪と他物と
の間に上記ペレットを挟持することなく、上記ペレット
のＹ方向の位置決めを行うように構成されていることを
特徴としている。

【作用および効果】

本願考案においては、位置決めステージ上に載置され
たペレットを、まず、ステージ中央に向けて進出する一
対のＸ方向位置決め爪で挟持することにより、Ｘ方向の
位置決めを行う。Ｘ方向位置決め爪は常時進出方向に付
勢されているので、回転カムによって後退させられるこ
のＸ方向位置決め爪の進出力は、上記付勢力によって与
えられる。したがって、ステップモータの駆動力が直接
的にＸ方向位置決め爪からペレットに伝達されることが
なく、適度な挟持力によって、ペレットに損傷を与える
といった問題なく、このペレットの適正なＸ方向の位置
決めが行われる。 次いで、上記一対のＸ方向位置決め爪に上記付勢力に
よって挟持されてＸ方向の位置決めが行われた状態にお
いて一つのＹ方向位置決め爪の進出により、上記ペレッ
トのＹ方向の位置決めが行われる。この場合、Ｙ方向の
位置決めは、このＹ方向位置決め爪の進出のみによって
行われるのであって、他の外物との間にペレットを挟持
するのではない。Ｙ方向位置決め爪の場合は、後退方向
に常時付勢された位置決め爪を回転カムによって強制的
に進出させているので、上記Ｘ方向位置決め爪の挟持力
に抗して、十分な押圧力によってペレットをＹ方向適正
位置に移動させることができる。そして、前述したよう
に、このＹ方向位置決め爪は、Ｘ方向位置決め爪のよう
にペレットを挟持するのではなく、一つの爪で所定位置
までペレットを移動させるだけであるので、上記のよう
に回転カムの回転力が直接的に作用しても、ペレットに
損傷を与えるといった心配はまったくないのである。 そして、このＹ方向位置決め爪は、一つであるので、
たとえば一対設ける場合に比較して、Ｘ方向位置決め爪
とＹ方向位置決め爪とからなる位置決めユニットの平面
的な占有スペースがそれだけ減じられ、装置がよりコン
パクトになる。 また、上記各回転カムは、制御手段によって制御され
るステップモータによって回転させられるので、上記位
置決め爪の移動範囲は自由に、しかも、正確に変更する
ことが容易であり、位置決めするべき半導体ペレットの
大きさおよび形状にしたがって、これを最も効率よく位
置決めできるように位置決め爪の移動範囲を正確に設定
することもできる。 さらに、回転カムは、その軸に取付けたプーリとステ
ップモータの軸に取付けたプーリ間を掛け回した無端索
条を介して回転させられるので、回転カムの軸をできる
かぎり短縮することに問題はないし、しかも、ステップ
モータを回転カムの側方に配置することができるので、
ユニットとしての位置決め装置の上下高さを著しく減じ
ることもできる。 このように、本願考案の半導体ペレットの位置決め装
置は、半導体ペレットの大きさや形状に応じて位置決め
ステージ上を往復移動する位置決め爪の移動範囲を都合
よく設定することができ、かつ、ペレットボンディング
装置の一部を構成する位置決め装置ユニットとしての平
面的な占有スペースおよび上下高さを大きく減じること
ができる。 そして、伸縮性シート上のペレットのピックアップの
ためのコレット、あるいは位置決め装置からボンディン
グ位置までペレットを搬送するためのコレット移動行程
を短縮することができるので、これによってもペレット
ボンディング工程の効率が高まる効果がある。

【実施例の説明】

以下、本願考案の実施例を図面を参照しつつ具体的に
説明する。 第１図に示すように、本例の半導体ペレットの位置決
め装置１は、中央にバキュームホール２を有する位置決
めステージ３と、この位置決めステージ３の上面におい
て、半導体ペレットの対向側面を挟持してＸ方向の位置
決めを行うべく互いの距離が拡縮するようにスライド支
持された対向状の一対のＸ方向位置決め爪4,4と、上記
半導体ペレットの他の側面を押圧してＹ方向の位置決め
を行うべくスライド支持された一つのＹ方向位置決め爪
５とを備える。上記一対のＸ方向位置決め爪4,4は、図
示しない枠体にＸ方向に延びるように取付けられたガイ
ドバー６にスライド可能に支持されたブロック７に、平
面視Ｌ字状をした板状の爪体８をそれぞれ固定して構成
されている。各爪体８の先端挟持面8aは、互いに正確に
平行とされている。また、上記Ｙ方向位置決め爪５もま
た、同様にして、図示しない枠体にＹ方向に延びるよう
に取付けられたガイドバー９にスライド可能に支持され
たブロック10に、板状の爪体11を固定して構成されてい
る。この爪体11の先端部は細幅としてあり、上記の位置
決め爪4,4が互いに最も近づいてるときにおいても、こ
れらの間に進出できるようになっている。 上記位置決め爪4,4は、それぞればね12,12により、常
時ステージ３の中央に向けて進出する方向に付勢されて
いる。一方、位置決め爪５は、ばね13により、常時ステ
ージ３の中央から後退する方向に付勢されている。ま
た、各位置決め爪4,4のブロック7,7,10の下面には、ロ
ーラ状のカムフォロア14,14,15が取付けられている。 上記Ｘ方向に移動可能な位置決め爪4,4は、上記各カ
ムフォロア14,14の中間に位置してこれらに同時に当接
し、かつ垂直軸回りに回転させられる回転カム16の回転
運動によって駆動される。この回転カム16は、図示しな
い枠体に回転可能に支持された垂直軸17の上端に固定さ
れ、かつ水平方向のびる板状をしており、その両端部に
は、軸17の中心からの距離が回転方向に向かうにつれ漸
次変化するカム面16a,16bが形成されている。第１図か
ら明らかなように、上記回転カム16が回転すると、カム
面16a,16bに接触しつつ従動するカムフォロア14,14の間
隔が変化し、これによって位置決め爪4,4は互いの間隔
が拡縮するように駆動されるのであるが、本例ではとく
に、第２図に示すように、上記カム面16a,16bを、回転
カム16の回転角度に比例したカムフォロア14,14の移動
距離が得られるように、いわゆる等速カムとしての曲面
状に形成してある。これにより、位置決め爪4,4の位置
を、回転カム16の回転角度と対応して容易に規定でき
る。 一方、上記Ｙ方向に移動可能な位置決め爪５も、垂直
軸回りに回転させられる回転カム18の回転運動によって
駆動される。この回転カム18も、図示しない枠体に回転
可能に支持された垂直軸19の上端に固定され、かつ水平
方向に延びる板状をしており、その一端部には、上記の
回転カム16と同様にしていわゆる等速カムとしての曲面
状カム面18aが形成されている。 上記各回転カム16,18を上端に支持する軸17,19の下端
には、それぞれプーリ20,21が取付けられており、これ
らのプーリ20,21と、各軸17,19の側方に変位した位置に
それぞれ支持されたステップモータ22,23の出力軸に取
付けたプーリ24,25との間に、それぞれ無端ベルト26,27
が掛け回されている。 上記ステップモータ22,23は、それぞれマイクロコン
ピュータ等で構成される制御手段によって制御される。
なお、各ステップモータ22,23の出力軸には、孔を開け
た回転板28,29と、フォトインタラプタ30,31とからなる
出力軸の回転位置検出手段32,33が付設されており、各
位置決め爪4,4,5の基準位置を設定できるようになって
いる。 以上の構成において、まず、ステップモータ22を一方
向に回転させて回転カム16を第１図の矢印ａ方向に回転
させると、この回転カム16のカム面16a,16bは、ばね12
の付勢力に抗してカムフォロア14,14の間隔を押し広
げ、位置決め爪4,4を位置決めステージ３の中央から後
退させる。一方、ステップモータを逆方向に回転させて
回転カム16を第１図の矢印ｂ方向に回転させると、カム
フォロア14,14は、ばね12の付勢力によってカム面16a,1
6bに規制されながら互いに近接し、位置決め爪4,4は位
置決めステージ３の中央に向かって進出する。このと
き、位置決めステージ３上に半導体ペレットが存在する
と、その対向側面を上記位置決め爪4,4がばねの付勢力
によって挟持し、半導体ペレットのＸ方向の位置が正確
に決定される。 また、ステップモータ23を一方向に回転させて回転カ
ム18を第１図の矢印ｃ方向に回転させると、この回転カ
ムのカム面18aはばね13の付勢力に抗してカムフォロア1
5を押動し、位置決め爪５を位置決めステージ３の中央
へへ向けて進出させる。このとき、位置決めステージ３
上に半導体ペレットが存在すると、位置決め爪５は半導
体ペレットの他の側面を押圧してそのＹ方向の位置を決
定する。一方、ステップモータを逆方向に回転させて回
転カム18を第１図の矢印ｄ方向に回転させると、カムフ
ォロア15は、ばね13の付勢力によってカム面18aに規制
されながら移動し、位置決め爪５は位置決めステージ３
の中央から後退する。 位置決めの手順としては、各位置決め爪4,4,5がそれ
ぞれ後退した状態で伸縮シート（第４図参照）からピッ
クアップされた半導体ペレットの位置決めステージ３上
への到着をまち、半導体ペレットがステージ中央にセッ
トされると、まず、一対の対向Ｘ方向位置決め爪4,4を
進出させてＸ方向の位置決めを行った後、位置決め爪4,
4で半導体ペレットの対向側面を挟持した状態でＹ方向
位置決め爪５を進出させる。こうして、半導体ペレット
は、位置決めステージ３上において、Ｘ・Ｙ方向および
θ方向の位置が決定される。 位置決め後は、各位置決め爪4,4,5をそれぞれ後退さ
せるとともに、ボンディングコレットによって位置決め
後の半導体ペレットをリードフレーム上のボンディング
部に搬送し、こをボンディングする。 なお、本例では、ステップモータ22,23を用いて各回
転カム16,18を駆動しているが、その回転位置をフィー
ドバックするのではなく、モータの回転軸に取付けた回
転板28,29とフォトインタラプタ30,31とによってモータ
の回転軸ないしは回転カム16,18の基準位置を規定でき
るようにしている。そして、各位置決め爪4,4,5がピッ
クアップコレットによってステージ上に運ばれる半導体
ペレットを持つ位置をその半導体ペレットに応じて設定
できるが、その制御はたとえば次のようにして行われ
る。 まず、第３図に仮想線で示すように、各位置決め爪4,
4,5が、最も大きな半導体ペレットに対応して最も退動
した位置を基準位置とし、各位置決め爪4,4,5がこの基
準位置をとるときに上記回転板28,29に開けた透孔をフ
ォトインタラプタ30,31が検知するようにしておく。 そして位置決め直後に位置決め爪4,4,5が退動すると
き、この基準位置まで退動するようにする。これは、上
記フォトインタラプタ30,31による回転板28,29の透孔の
検知信号が制御手段に入力されるまでステップモータ2
2,23を所定方向に回転させる制御を行えばよい。 第３図に示すように、半導体ペレットの位置決めは、
各位置決め爪4,4,5が半導体ペレットの四辺から1mm程度
離れた位置から内方動するようにすること、すなわち、
ピックアップコレットによってステージ上に運ばれる半
導体ペレットのステージ上の位置ずれの程度に応じて、
できるだけペレットの到着を待つ各位置決め爪4,4,5が
ペレットの四辺に近い位置から内方動するようにするこ
とが、位置決め効率を高める上で好ましい。それには、
いったん基準位置まで退動した各位置決め爪4,4,5を上
記のようなペレット待ち位置まで前進させる必要がある
が、これには、ペレットの大きさに応じて選択されるパ
ルス数だけ上記基準位置からステップモータを回転させ
るだけで正確に各位置決め爪4,4,5をペレット待ち位置
に位置づけることができる。そして、ステージ上に半導
体ペレットが到着すると、上述のうよにして、Ｘ方向、
Ｙ方向の順に各位置決め爪4,4,5が前進して位置決めを
行うのである。 以上説明したように、本願考案の半導体ペレットの位
置決め装置は位置決め装置ユニットとして上下厚みを小
さくできるので、第４図に示すような、リードフレーム
搬送路、および、伸縮シート保持機構との位置関係を選
択することができる。この図から判るように、上下厚み
の小さい位置決め装置ユニットをリードフレーム搬送路
の側方に配置したとき、伸縮シート保持機構を、これに
保持された伸縮シートが位置決め装置ユニットの下方に
潜りこむようにして水平方向に移動するように配置する
ことができるので、この伸縮シート上の半導体ペレット
をピックアップコレットによって位置決め装置ユニット
の位置決めステージ上に運ぶ行程、および、位置決め後
の半導体ペレットを上記位置決めステージからリードフ
レーム搬送路上のリードフレーム上に運ぶ行程を短縮す
ることができ、これにより、位置決め工程ないしはボン
ディング工程の工程サイクルを著しく短縮することが
き、製造効率を高めることができるのである。 もちろん、この考案の範囲は上述の実施例に限定され
るものではない。たとえば、実施例は、伸縮シート上の
ペレットをリードフレーム上にボンディングするにあた
り、その中間において半導体ペレットを位置決めする場
合を前提に述べたが、レーザダイオードを製造する場合
においてレーザダイオードチップを取付けステムにボン
ディングするときにも同様の位置決めを行うのであり、
この場合の位置決め装置として本願考案を適用できるこ
とももちろんである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本願考案の一実施例を概略的に示す斜視図、第
２図は回転カムの形状を示す平面図、第３図は位置決め
爪の作動例説明図、第４図は本願考案を適用した位置決
め装置のペレットボンディング装置における配置例の説
明図である。 １……位置決め装置、３……位置決めステージ、4,5…
…位置決め爪、14,15……カムフォロア、16,18……回転
カム、22,23……ステージモータ、24,25……プーリ、1
6,17……無端索条（無端ベルト）。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】位置決めステージ中央のペレット載置部に
   向かってＸ方向に進退可能に支持されるとともに常時進
   出方向に付勢された一対のＸ方向位置決め爪と、上記ペ
   レット載置部に向かってＹ方向に進退可能に支持される
   とともに常時後退方向に付勢された一つのＹ方向位置決
   め爪と、を備え、上記Ｘ方向位置決め爪はこれに取付け
   たカムフォロアに対して位置決め爪進出方向側に当接す
   る回転カムの回転により進退動させられ、上記Ｙ方向位
   置決め爪はこれに取付けたカムフォロアに対して位置決
   め爪進退方向側に当接する回転カムの回転により進退動
   させられるようになす一方、上記Ｘ方向位置決め爪用の
   回転カムおよび上記Ｙ方向位置決め爪用の回転カムに対
   応してそれぞれ制御手段によって回転制御されるステッ
   プモータを設け、このステップモータの回転をその出力
   軸に設けたプーリと上記各回転カムの軸に設けたプーリ
   間を掛け回した無端索条を介して上記各回転カムに伝達
   するように構成し、かつ、上記制御手段は、上記一対の
   Ｘ方向位置決め爪を進出させて上記ペレット載置部上の
   ペレットを挟持してそのＸ方向の位置決めをした状態に
   おいて、上記一つのＹ方向位置決め爪を所定位置まで進
   出させることのみをもって、このＹ方向位置決め爪と他
   物との間に上記ペレットを挟持することなく、上記ペレ
   ットのＹ方向の位置決めを行うように構成されているこ
   とを特徴とする、半導体ペレットの位置決め装置。