JPH10223658A - 半導体製造装置のピン挿入検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 リードフレームのピン穴にピンが挿入されな
いときに生ずることのあるリードフレームの変形を確実
に防止できるようにすること。 【解決手段】 リードフレーム９の位置決め穴２４に位
置決めピン２０が挿入されることを検出するリードフレ
ーム位置決め装置１８において、位置決めピンは、該ピ
ンを位置決め穴へ挿入する方向へ移動させる移動機構２
１に歪ゲージ２２を介して配設され、移動機構には、位
置決めピンを移動させる作動信号Ａを発信する制御装置
２３が接続されるとともに、この制御装置は、歪ゲージ
からの検出信号Ｂを受信し、作動信号の発信状態下で検
出信号が所定の設定値以上であるときに、駆動機構への
作動信号の発信を停止するよう制御するものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、リードフレームを
位置決めする位置決めピンや、リードフレームを搬送す
る送りピン等のピンがリードフレームのピン穴に挿入さ
れたことを検出する半導体製造装置のピン挿入検出装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体製造装置、例えばワイヤボンディ
ング装置は、キャピラリ先端から突出したワイヤとトー
チ電極との間で放電を生じさせてワイヤ先端にボールを
形成し、このボールを半導体ペレットの電極に接合後、
ワイヤを導出させつつキャピラリをリードフレームのリ
ード上に移動させ、このリードにワイヤを接合すること
にて、電極とリードとを電気的に接続するものである。

【０００３】上述のワイヤボンディング装置では、リー
ドフレームは、例えばフレーム送りクランパにより把持
されて、キャピラリ下方のボンディング位置へ向って搬
送される。そして、図５に示すように、リードフレーム
１は、ボンディング位置で位置決め穴２に位置決めピン
３が挿入されて位置決めされる。

【０００４】リードフレーム１の位置決めの適否は、移
動ブロック４を介して位置決めピン３を上昇させ、この
位置決めピン３の高さが設定高さにあるか否かをセンサ
５を用いて検出することにより、判定される。

【０００５】つまり、位置決めピン３が設置された移動
ブロック４にセンサドグ６が固着され、移動ブロック４
を昇降案内するフレーム７の所定高さに上記センサ５が
設置され、移動ブロック４の上昇動作が完了した時点
で、センサ５がセンサドグ６を検出している場合には、
位置決めピン３がリードフレーム１の位置決め穴２に挿
入されて設定高さにあり、リードフレーム１の位置決め
が適正であると判定される。また、移動ブロック４の上
昇動作が完了した時点で、センサ５がセンサドグ６を検
出していない場合には、図６に示すように、位置決めピ
ン３がリードフレーム１の位置決め穴２に挿入されずに
リードフレーム１に当接して、位置決めピン３が設定高
さになく、リードフレーム１の位置決めが不適当である
と判定される。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記位置決
めの適否判否は、移動ブロック４の上昇動作完了後に行
なわれるものであるため、搬送不良によりリードフレー
ム１の送り位置にずれが生じた場合には、位置決めピン
３が位置決め穴２に挿入されずにリードフレーム１に当
接して、このリードフレーム１に不必要な力を付与する
ことになり、特にリードフレーム１の板厚が薄い場合
に、このリードフレーム１が変形してしまう虞れがあ
る。

【０００７】本発明の課題は、上述の事情を考慮してな
されたものであり、リードフレームのピン穴にピンが挿
入されないときに生ずることがあるリードフレームの変
形を確実に防止できる半導体製造装置のピン挿入検出装
置を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、リードフレームのピン穴にピンが挿入されることを
検出する半導体製造装置のピン挿入検出装置において、
上記ピンを上記ピン穴に挿入、抜き出しする方向へ移動
させる移動機構と、この移動機構による上記ピンの移動
動作中に上記ピンとリードフレームとが当接したことを
検出する検出器と、この検出器からの検出信号に基づい
て前記移動機構を停止させる制御装置とを有するように
したものである。

【０００９】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
の発明において、上記検出器は、歪ゲージであり、上記
制御装置は、上記歪ゲージの検出信号が所定の設定値以
上となることを条件に上記移動機構を停止させるように
したものである。

【００１０】請求項３に記載の発明は、請求項１又は２
に記載の発明において、上記ピン穴はリードフレームの
位置決め穴であり、上記ピンは、上記位置決め穴に挿入
されて、上記リードフレームをボンディング位置に位置
決めする位置決めピンであるようにしたものである。

【００１１】請求項４に記載の発明は、請求項１又は２
に記載の発明において、上記ピン穴はリードフレームの
送り穴であり、上記ピンは、上記送り穴に挿入されて、
上記リードフレームを所定方向へ搬送する送りピンであ
るようにしたものである。

【００１２】請求項１に記載の発明には、次の作用があ
る。ピンをリードフレームのピン穴へ挿入する方向へ移
動させる移動動作中に、検出器がピンとリードフレーム
との当接を検出したときに上記ピンの移動を停止させる
ことから、ピンがピン穴に挿入されずリードフレームに
当接しても、リードフレームにはピンから必要以上の力
が作用せず、リードフレームの変形を確実に防止でき
る。

【００１３】請求項２に記載の発明には、次の作用があ
る。ピンをリードフレームのピン穴へ挿入する方向へ移
動させる移動動作中に、歪ゲージの検出値が所定の設定
値以上となった時点で、上記ピンの移動を停止させるこ
とから、ピンがピン穴に挿入されずリードフレームに当
接しても、リードフレームにはピンから必要以上の力が
作用せず、リードフレームの変形を確実に防止できる。

【００１４】請求項３に記載の発明には、次の作用があ
る。リードフレームの位置決め穴に位置決めピンを挿入
させて、リードフレームをボンディング位置に位置決め
するときに、リードフレームの変形を確実に防止でき
る。

【００１５】請求項４に記載の発明には、次の作用があ
る。リードフレームの送り穴に送りピンを挿入して、リ
ードフレームを所定方向へ搬送するときに、リードフレ
ームの変形を確実に防止することができる。

【００１６】

【発明の実施の形態】

[A] 第１の実施の形態 図１は、本発明に係る半導体製造装置のピン挿入検出装
置の第１の実施の形態が適用されたワイヤボンディング
装置を示す側面図である。図２は、図１のワイヤボンデ
ィング装置のピン挿入検出装置としてのリードフレーム
位置決め装置を示す斜視図である。図３は、図２の一部
を示す正面図である。

【００１７】図１に示すワイヤボンディング装置１０
は、前工程にて半導体ペレット８がマウントされたリー
ドフレーム９のリード（不図示）と、上記半導体ペレッ
ト８の電極（不図示）とをワイヤ１１により電気的に接
続（ボンディング）するものである。

【００１８】このワイヤボンディング装置１０は、不図
示のフレーム送りクランパを用いてリードフレーム９を
搬送案内する一対のガイドレール１２を有し、このガイ
ドレール１２の側方に、ガイドレール１２によるリード
フレーム９の搬送方向及びこれに直交する方向に移動自
在なＸＹテーブル１３が配置され、このＸＹテーブル１
３にボンディングヘッド１４が搭載されている。

【００１９】ボンディングヘッド１４には、ワイヤ１１
を挿通するキャピラリ１５を先端部に装着したボンディ
ングアーム１６と、トーチ電極１７とが支持される。こ
のボンディングアーム１６は、不図示のアーム駆動機構
により上下動させられる。また、トーチ電極１７は、放
電時に不図示のトーチ駆動機構により、その先端部がキ
ャピラリ１５の直下に位置させられるようになってい
る。

【００２０】そして、ワイヤボンディング装置１０は、
キャピラリ１５先端から突出したワイヤ１１と、トーチ
電極１７との間で放電を生じさせて、ワイヤ１１先端に
ボール１１ａを形成し、ボンディングアーム１６を下方
へ回動して、ボール１１ａを半導体ペレット８の電極に
接合させ、その後、ボンディングアーム１６を上方へ回
動して、ワイヤ１１を導出させつつキャピラリ１５をリ
ードフレーム８のリード上に移動させ、再びボンディン
グアーム１６を下方へ回動して、リードにワイヤ１１を
接合する。このようにして、ワイヤボンディング装置１
０は、半導体ペレット８の電極とリードフレーム９のリ
ードとをワイヤ１１にて電気的に接続する。

【００２１】さて、上述のようなワイヤボンディング装
置１０には、図１及び図２に示すように、ピン挿入検出
装置としてのリードフレーム位置決め装置１８が装備さ
れる。このリードフレーム位置決め装置１８は、ボンデ
ィングアーム１６の作業位置（ボンディング位置）にお
いて、一方のガイドレール１２の下方に配置される。リ
ードフレーム位置決め装置１８は、ガイドレール１２及
びフレーム送りクランパによってリードフレーム９がア
イランド部２５（後述）の１ピッチだけ移動されたと
き、このリードフレーム９にマウントされた半導体ペレ
ット８をボンディング位置に設定すべくリードフレーム
９を位置決めするものである。

【００２２】上記リードフレーム位置決め装置１８は、
位置決めピン２０、移動機構２１、検出器としての歪ゲ
ージ２２、及び制御装置２３を有して構成される。

【００２３】上記位置決めピン２０は、リードフレーム
９におけるピン穴としての位置決め穴２４に挿入され
て、リードフレーム９にマウントされた各半導体ペレッ
ト８を、ワイヤボンディング装置１０のボンディング位
置に設定すべく、リードフレーム９を位置決めするもの
である。

【００２４】上記位置決め穴２４は、リードフレーム９
において半導体ペレット８をマウントする各アイランド
部２５に対応して形成されている。

【００２５】上記移動機構２１は、ガイドロッド２６を
備えたフレーム２７と、ガイドロッド２６に摺動自在に
挿入されるとともに、歪ゲージ２２を介して位置決めピ
ン２０を支持する移動ブロック２８と、駆動モータ２９
により回転駆動されて、移動ブロック２８に設置された
カムフォロア３０に当接するカム３１と、を有して構成
される。

【００２６】上記制御装置２３は、モータドライバ３２
を経て駆動モータ２９に接続され、この駆動モータ２９
へ作動信号Ａを発信して駆動モータ２９を作動させる。
この作動信号Ａにより駆動モータ２９が作動してカム３
１が回転駆動されることにより、カムフォロア３０を介
し移動ブロック２８はガイドロッド２６に沿って昇降
し、位置決めピン２０を位置決め穴２４へ挿入し、また
位置決め穴２４から抜け出す方向に進退させる。

【００２７】上記歪ゲージ２２は、移動機構２１の移動
ブロック２８に対し位置決めピン２０を軸方向に支持す
るものであり、従って、位置決めピン２０の上昇時に図
３に示すように、位置決め穴２４に挿入されずリードフ
レーム９に当接したときに、位置決めピン２０に作用す
る荷重を制御装置２３へ荷重検出信号Ｂとして出力す
る。

【００２８】上記制御装置２３は、移動機構２１の駆動
モータ２９へモータドライバ３２を介して作動信号Ａを
発信し、位置決めピン２０を上昇させている状態下で、
歪ゲージ２２からの荷重検出信号Ｂと予め定めた設定値
とを比較し、荷重検出信号Ｂが設定値よりも小さいとき
には、位置決めピン２０がリードフレーム９の位置決め
穴２４へ挿入されて、リードフレーム９の位置決めが適
正に行なわれたと判定するが、荷重検出信号Ｂが設定値
以上となったときには、位置決めピン２０が位置決め穴
２４へ挿入されずリードフレーム９に当接しており、リ
ードフレーム９の位置決めが不適当であると判定すると
ともに、駆動モータ２９への作動信号Ａの発信を停止し
て、位置決めピン２０の上昇を制止する。ここで、設定
値は、位置決めピン２０を上昇させた時に、位置決めピ
ン２０と位置決め穴２４との間の摩擦により位置決めピ
ン２０に作用する荷重よりも大きく、リードフレーム９
が変形せしめられる位置決めピン２０の押し付け荷重よ
りも小さい値に設定するものとする。

【００２９】従って、上記実施の形態のリードフレーム
位置決め装置１８によれば、位置決めピン２０が位置決
め穴２４に挿入されず、リードフレーム９に当接して、
歪ゲージ２２からの荷重検出信号Ｂが所定の設定値以上
になったときに、制御装置２３が、移動機構２１を介し
位置決めピン２０の位置決め穴２４挿入方向への移動を
停止させることから、位置決めピン２０が位置決め穴２
４に挿入されずリードフレーム９に当接した時点で、位
置決めピン２０の位置決め穴２４挿入方向への移動が停
止される。このため、リードフレーム９には位置決めピ
ン２０から必要以上の力が作用しないので、リードフレ
ーム９の位置決め穴２４に位置決めピン２０を挿入させ
てリードフレーム９をボンディング位置に位置決めする
ときに、リードフレーム９に対して位置決めピン２０が
押し付けられて、リードフレーム９が変形したり、位置
決めピン２０が破損したりすることを確実に防止でき
る。

【００３０】従って、上記第１の実施の形態によれば、
リードフレーム９の位置決め不良を確実に検出できると
ともに、リードフレーム９の変形や、位置決めピン２０
の破損を確実に防止することができる。

【００３１】尚、上記第１の実施の形態において、位置
決めピン２０を昇降動させる移動機構２１の駆動源とし
て駆動モータ２９を用いたが、駆動源はモータ２９に限
らず、エアシリンダ等の往復駆動機構を用いても良い。
この場合、エアシリンダを正圧、及び負圧供給源に選択
的に接続可能な構成とし、上記歪ゲージ等によるリード
フレーム９に対する位置決めピン２０の当接を検出した
時点で、正圧、負圧の切換えを行ない、位置決めピン２
０を下降させるようにすれば良い。

【００３２】[B] 第２の実施の形態 図４は、本発明に係る半導体製造装置のピン挿入検出装
置の第２の実施の形態であるワイヤボンディング装置の
リードフレーム送り装置を示す斜視図である。この第２
の実施の形態において、前記第１の実施の形態と同様な
部分は、同一の符号を付すことにより説明を省略する。

【００３３】この第２の実施の形態のワイヤボンディン
グ装置４０では、リードフレーム９のガイドレール１２
に沿っての搬送が、前記ワイヤボンディング装置１０の
フレーム送りクランパではなく、ピン挿入検出装置とし
てのリードフレーム送り装置４１によってなされてい
る。

【００３４】このリードフレーム送り装置４１は、送り
ロッド４２に送りアーム４３が固着され、この送りアー
ム４３に歪ゲージ２２を介して送りピン４４が設置され
たものであり、送りピン４４は、リードフレーム９に形
成されたピン穴としての送り穴４５に挿入可能とされ
る。送りロッド４２が駆動機構４６の作動により、ガイ
ド４７に沿ってＬ、Ｒ方向（送りロッド４２の軸方向）
及びＭ、Ｎ方向（送りロッド４２の軸を中心とする回転
方向）に移動して、送りピン４４がリードフレーム９を
搬送する。

【００３５】つまり、送りロッド４２がＭ方向に回転し
て送りピン４４が送り穴４５に挿入され、この状態で送
りロッド４２がＲ方向に移動して、リードフレーム９が
アイランド部２５の１ピッチだけ搬送され、次に、送り
ロッド４２がＮ方向に回転して送りピン４４が送り穴４
５から引き出され、この状態で送りロッド４２がＬ方向
に移動し、その後送りロッド４２がＭ方向に移動して、
送りピン４４が次の送り穴４５に挿入される。このよう
な送りピン４４の運動により、リードフレーム９がアイ
ランド部２５の１ピッチ分だけ順次搬送される。

【００３６】制御装置２３は、駆動機構４６へ作動信号
Ａを発信して送りロッド４２を上述の如く作動させる
が、この作動信号Ａの発信状態下で、歪ゲージ２２から
の荷重検出信号Ｂが予め定めた設定値以上となったとき
には、送りピン４４が送り穴４５に挿入されず、リード
フレーム９に当接して送り不良が発生すると判定し、駆
動機構４６への作動信号Ａの発信を停止させ、送りピン
４４の作動を制止する。

【００３７】従って、上記実施の形態のリードフレーム
送り装置４１によれば、送りピン４４が送り穴４５に挿
入されず、リードフレーム９に当接して、歪ゲージ２２
からの荷重検出信号Ｂが所定の設定値以上になったとき
に、制御装置２３が、駆動機構４６を介し送りピン４４
の送り穴４５挿入方向への移動を停止させることから、
送りピン４４が送り穴４５に挿入されずリードフレーム
９に当接した時点で、送りピン４４の送り穴４５挿入方
向への移動が停止される。このため、リードフレーム９
には送りピン４４から必要以上の力が作用しないので、
リードフレーム９の送り穴４５に送りピン４４を挿入し
てリードフレーム９を所定方向へ搬送するときに、リー
ドフレーム９に対して送りピン４４が押し付けられて、
リードフレーム９が変形したり、送りピン４４が破損し
たりすることを確実に防止できる。

【００３８】従って、上記第２の実施の形態によれば、
リードフレーム９の送り不良を確実に検出できるととも
に、リードフレーム９の変形や、送りピン４４の破損を
確実に防止することができる。

【００３９】尚、上記第２の実施の形態において、検出
器としての歪ゲージ２２を送りアーム４３と送りピン４
４との間に介在させた例で説明したが、他の位置に配置
しても良い。例えば、送りロッド４２の表面に歪ゲージ
を設け、送りピン４４に負荷が作用したときに送りロッ
ド４２に生じるねじれを検出するようにしても良い。

【００４０】また、上記両実施の形態において、検出器
として歪ゲージ２２を用いた例で説明したが、本発明の
検出器は、歪ゲージ２２に限定されるものではない。例
えば、位置決めピン２０を移動ブロック２８に対して、
送り穴２４の挿入、抜き出し方向に移動可能に弾性支持
する構成とし、検出器として位置決めピン２０と移動ブ
ロック２８との相対移動を検出する変位センサを設ける
ようにしても良い。この場合、位置決めピン２０を支持
する弾性体の弾勢力は、位置決めピン２０と移動ブロッ
ク２８とに相対移動が生じた時に、リードフレーム９に
変形を生じさせることのない程度の弾勢力に設定する。
尚、リードフレーム送り装置４１においても、同様な構
成とすることが可能である。

【００４１】また、上記実施の形態では、半導体製造装
置がワイヤボンディング装置１０、４０の場合を述べた
が、リードフレームのアイランド部に半導体ペレットを
ボンディングしてマウントするペレットボンディング装
置に適用しても良い。

【００４２】

【発明の効果】以上のように、本発明に係る半導体製造
装置のピン挿入検出装置によれば、リードフレームのピ
ン穴にピンが挿入されないときに生ずることがあるリー
ドフレームの変形を確実に防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明に係る半導体製造装置のピン挿
入検出装置の第１の実施の形態が適用されたワイヤボン
ディング装置を示す側面図である。

【図２】図２は、図１のワイヤボンディング装置のピン
挿入検出装置としてのリードフレーム位置決め装置を示
す斜視図である。

【図３】図３は、図２の一部を示す正面図である。

【図４】図４は、本発明に係る半導体製造装置のピン挿
入検出装置の第２の実施の形態であるワイヤボンディン
グ装置のリードフレーム送り装置を示す斜視図である。

【図５】図５は、従来のリードフレーム位置決め装置に
おける位置決め適正状態を示す正面図である。

【図６】図６は、図５のリードフレーム位置決め装置に
おける位置決め不適当状態を示す正面図である。

【符号の説明】

９ リードフレーム １０ ワイヤボンディング装置（半導体製造装置） １８ リードフレーム位置決め装置（ピン挿入検出装
置） ２０ 位置決めピン ２１ 移動機構 ２２ 歪ゲージ（荷重センサ） ２３ 制御装置 ２４ 位置決め穴（ピン穴） ２７ フレーム ２８ 移動ブロック ２９ 駆動モータ ３１ カム ４０ ワイヤボンディング装置（半導体製造装置） ４１ リードフレーム送り装置（ピン挿入検出装置） ４４ 送りピン ４５ 送り穴（ピン穴） ４６ 駆動機構 Ａ 作動信号 Ｂ 荷重検出信号

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 リードフレームのピン穴にピンが挿入さ
   れることを検出する半導体製造装置のピン挿入検出装置
   において、 上記ピンを上記ピン穴に挿入、抜き出しする方向へ移動
   させる移動機構と、 この移動機構による上記ピンの移動動作中に上記ピンと
   リードフレームとが当接したことを検出する検出器と、 この検出器からの検出信号に基づいて前記移動機構を停
   止させる制御装置とを有することを特徴とする半導体製
   造装置におけるピン挿入検出装置。
2. 【請求項２】 上記検出器は、歪ゲージであり、上記制
   御装置は、上記歪ゲージの検出信号が所定の設定値以上
   となることを条件に上記移動機構を停止させることを特
   徴とする請求項１に記載の半導体製造装置におけるピン
   挿入検出装置。
3. 【請求項３】 上記ピン穴はリードフレームの位置決め
   穴であり、上記ピンは、上記位置決め穴に挿入されて、
   上記リードフレームをボンディング位置に位置決めする
   位置決めピンである請求項１又は２に記載の半導体製造
   装置のピン挿入検出装置。
4. 【請求項４】 上記ピン穴はリードフレームの送り穴で
   あり、上記ピンは、上記送り穴に挿入されて、上記リー
   ドフレームを所定方向へ搬送する送りピンである請求項
   １又は２に記載の半導体製造装置のピン挿入検出装置。