JPH11260853A - フレームの加熱機構及び該機構を備えたボンディング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 軽量でかつ表面の温度分布を均一に保持する
ことが可能でしかも安価なフレームの加熱機構及び該機
構を備えたボンディング装置を提供すること。 【解決手段】 主加熱部２と、主加熱部２をフレーム搬
送方向に沿って前後に挟んで配設されてなる予備加熱部
３及び４とを有するフレームの加熱機構であって、前記
予備加熱部３及び４は、フレームの搬送面となる薄板状
の搬送プレート１１と、搬送プレート１１を加熱する薄
板状のラバープレート１３と、このラバープレート１３
により加熱された熱の熱容量を増す空気層１５とを有し
て、軽量でかつ表面の温度分布を均一に保つことを可能
とした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、リードフレーム等から
なるフレームを収容する複数のマガジンを位置決めし、
この位置決めしたマガジンからフレームを取り出してボ
ンディング作業等を行うステージ上に送り出して前記フ
レームを所定の温度に加熱してボンディングを行うフレ
ームの加熱機構及び該機構を備えたボンディング装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のフレームの加熱機構を備えたワイ
ヤボンディング装置について図４乃至図６を参照して説
明する。

【０００３】図４は、ワイヤボンディング装置の平面
図、図５は、図４のヒータプレート１０３を裏面側から
みた斜視図、図６は、押圧固定手段並びに主加熱部の構
成を示す斜視図である。

【０００４】図４に示すように、従来のワイヤボンディ
ング装置は、複数枚のリードフレームＬ／Ｆを配列収容
（紙面に対して垂直な方向において配列）したマガジン
Ｍをマガジン位置決め装置としてのローダ１０１に装填
する。前記リードフレームＬ／Ｆの各々には、長手方向
に沿って複数のＩＣチップ１０２が等ピッチで貼着され
ている。

【０００５】前記マガジンＭ内の各リードフレームＬ／
Ｆのうち例えば最下段の１枚が、プッシャ機構１０７に
よって押出されて図示しない搬送手段によって両側に対
向して配設された１対のカイドレール１０４及び１０５
により案内されてフレームの加熱機構であるボンディン
グステージとしてのヒータープレート１０３上に搬送さ
れる。前記ガイドレール１０４及び１０５は相互の間隔
が調整自在でなり、異なる幅寸法の種々のリードフレー
ムＬ／Ｆに対応可能となっている。

【０００６】前記リードフレームＬ／Ｆがヒータープレ
ート１０３上に到達すると、前記搬送手段はリードフレ
ームＬ／ＦをＩＣチップ１０２の配列ピッチずつ間欠送
りし、各ＩＣチップ１０２とリードフレームＬ／Ｆに形
成されているリード（図示せず）とをボンディング手段
１０６により導電性のワイヤを用いてボンディング接続
する。そして、ボンディングを完了したリードフレーム
Ｌ／Ｆは、前記搬送手段によって搬送されてローダ１０
１と同一の構成を有するアンローダ１１０に装填されて
いる空のマガジンＭ内に収容される。

【０００７】前記ボンディング手段１０６は、図示して
いないが、二次元方向に移動可能なＸＹテーブル上に搭
載されたボンディングヘッドを有してなり、このボンデ
ィングヘッドは、リニアモータ若しくはカム駆動等によ
り上下に揺動可能で超音波振動子を有するボンディング
アームと、このボンディングアームの先端に取り付けた
ボンディング工具としてのキャピラリ等を備えている。

【０００８】前記マガジンＭは、プッシャ機構１０７に
よって１枚目のリードフレームＬ／Ｆが押し出される
と、配列ピッチの１ピッチ分だけ下降して最下段から２
枚目のリードフレームＬ／Ｆを移送する。以下、マガジ
ンＭ内の各リードフレームＬ／Ｆについて同一の動作を
繰り返す。

【０００９】次に、フレームの加熱機構であるヒータプ
レート１０３について図５を参照して説明する。

【００１０】図５に示すように、ヒータプレート１０３
は、幅の間隔調整が自在なガイドレール１０４及びガイ
ドレール１０５間に配設されてなり、中央に略四角柱状
の主加熱部１１１と、一部に切欠部１１２ａを有してリ
ードフレームＬ／Ｆの搬入側（ローダ１０１側）に配設
された略四角柱状の予備加熱部１１２と、予備加熱部１
１２と同一の構成からなり、前記主加熱部１１１を挟ん
でリードフレームＬ／Ｆの搬出側（アンローダ１１０
側）に配設され一部に切欠部１１２ａを有する略四角柱
状の予備加熱部１１３とからなっている。

【００１１】前記主加熱部１１１、予備加熱部１１２及
び予備加熱部１１３の夫々には、孔１１１ａ、１１２ｂ
及び１１３ｂが形成されており、これらの孔１１１ａ、
１１２ｂ及び１１３ｂ内にリードフレームＬ／Ｆを所定
の温度に加熱するカートリッジヒータ１１４が嵌挿され
ている。また、主加熱部１１１には、主加熱部１１３の
温度を計測して制御するための熱電対１１５が前記カー
トリッジヒータ１１４と並接されている。

【００１２】また、前記ヒータプレート１０３は、図６
に示すように、主加熱部１１１がＺ方向、すなわち上下
方向に昇降可能な構成となっている。

【００１３】ヒータープレート１０３の主加熱部１１１
は、可動台１２５上に搭載されてなり、この可動台１２
５は、トラックレール１２６ａ及びスライダ１２６ｂか
らなる直動案内ユニットによって上下方向（矢印Ｚ方向
及びその反対方向）において案内されて摺動自在となっ
ている。なお、トラックレール１２６ａは、ワイヤボン
ディング装置の架台（図示せず）に固定されている。

【００１４】前記スライダ１２６ｂには、カムフォロワ
１２７が取り付けられており、このカムフォロワ１２７
は円盤状のカム部材１２８に摺接して配設されている。
カム部材１２８は、パルスモータ１２２の回転駆動力に
よってカム部材１２８のカム面の作用に基づいて可動台
１２５及び主加熱部１１１を所定のタイミングにて昇降
可能となっている。

【００１５】一方、前記ヒータプレート１０３上のリー
ドフレームＬ／Ｆを上方から押圧固定する押圧固定手段
１１６は、図６に示すように、リードフレームＬ／Ｆを
押圧するための押圧部材としてのフレーム押え１１７を
有し、このフレーム押え１１７は、開口部１１７ａを有
している。このフレーム押え１１７は、ＩＣチップ１０
２の各パッドに対応してリードフレームＬ／Ｆ形成され
た各リード（図示せず）を前記ヒータプレート１０３の
主加熱部１１１に向かって押圧する。

【００１６】また、フレーム押え１１７は、支持台１１
８に設けられており、この支持台１１８は、トラックレ
ール１１９ａ及びスライダ１１９ｂからなる直動案内ユ
ニットによって上下方向（矢印Ｚ方向及びその反対方
向）において摺動自在となっている。なお、トラックレ
ール１１９ａは、ワイヤボンディング装置の架台（図示
せず）に対して固定されている。

【００１７】前記スライダ１１９ｂには、カムフォロワ
１２０が取り付けられており、このカムフォロワ１２０
は円盤状のカム部材１２１に摺接して配設されている。
このカム部材１２１は前記カム部材１２８と共にパルス
モータ１２２によって回転駆動されてカム部材１２１の
カム面の作用に基づいて前記支持台１１８及びフレーム
押え１１７が所定のタイミングにより昇降可能となって
いる。

【００１８】次に、ヒータプレート１０３及び押圧固定
手段１１６の動作について図４乃至図６を参照して説明
する。

【００１９】図４に示すように、リードフレームＬ／Ｆ
が１対のカイドレール１０４及び１０５により案内され
てヒータープレート１０３上に搬送されると、リードフ
レームＬ／Ｆは、予備加熱部１１２に載置されて所定の
温度に加熱される。そして、図示せぬ搬送手段により所
定のピッチづつ間欠送りされてリードフレームＬ／Ｆの
最初のＩＣチップ１０２が主加熱部１１１上に送られる
と、パルスモータ１２２は、カム部材１２８及びカム部
材１２１を回転駆動して主加熱部１１１を前記リードフ
レームＬ／Ｆの搬送面まで上昇させると共に押圧固定手
段１１６のフレーム押さえ１１７を下降させて主加熱部
１１１との間にあるリードフレームＬ／Ｆのリード（図
示せず）を押圧して固定する。そして、フレーム押え１
１７の開口部１１７ａ内にあるＩＣチップ１０２のパッ
ドとリードとの間にボンディング手段１０６を用いて導
電性のワイヤをボンディング接続する。このボンディン
グ接続が完了すると、前記パルスモータ１２２は、前記
回転方向とは逆方向に回転して主加熱部１１１の下降及
びフレーム押え１１７の押圧を解除する。そして、搬送
手段は、次のＩＣチップ１０２を間欠送りして再び主加
熱部１１１の上昇及びフレーム押え１１７の下降を繰り
返して所定のボンディング作業を行う。そして、ボンデ
ィング接続が完了したＩＣチップ１０２は、直ちに冷却
されることなく予備加熱部１１３により所定の温度に加
熱されている。このとき、主加熱部１１１、予備加熱部
１１２及び予備加熱部１１３は、予め設定した温度で加
熱されている。ヒータプレート１０３は、主加熱部１１
１の熱電対１１５により温度制御を行っている。リード
フレームＬ／Ｆのボンディングが完了すると、図示せぬ
搬送手段により搬送されてアンローダ１１０に送られて
収納される。

【００２０】

【発明が解決しようとする課題】従来のワイヤボンディ
ング装置における加熱機構としてのヒータプレート１０
３は、図５に示すように、熱源となる円柱状のカートリ
ッジヒータ１１４を夫々有する主加熱部１１１、予備加
熱部１１２及び予備加熱部１１３（以下、これらをブロ
ックとも呼ぶ）とからなっている。

【００２１】しかして、主加熱部１１１、予備加熱部１
１２及び１１３は、ボンディングステージとなってお
り、リードフレームＬ／Ｆを載置して加熱するため、こ
れらの上面はリードフレームＬ／Ｆの搬送面（図５にＸ
−Ｘで図示）、すなわちガイドレール１０４及び１０５
の搬送面と略一致させる必要がある。

【００２２】しかしながら、リードフレームＬ／Ｆには
種々のものがあり、この中で例えば、幅広のリードフレ
ームＬ／Ｆのボンディングを行う場合には、ヒータプレ
ート１０３の幅も大きくなるため、これに応じて各ブロ
ックの体積も大きくして熱容量も大きなものとなってい
る。そして、これら各ブロックも大きくなる。すると、
図６に示すように、熱源としてのカートリッジヒータ１
１４は、円柱状でなっており、ブロック全体を加熱して
搬送面を均一に加熱するものであるため、ブロックが大
きくなるとカートリッジヒータ１１４からの距離差が生
じて搬送面の温度分布が均一でなくなるため、これを補
償するために複数のカートリッジヒータ１１４を用いて
搬送面の温度分布を均一なものとする必要がある。する
と、必然的に各ブロック１１１、１１２、１１３も大き
なものとなってしまう。

【００２３】しかも、これら各ブロック１１１、１１
２、１１３が大きくなると、全体の質量も増加し、ボン
ディングステージとしての耐震動も考慮してこれら各ブ
ロックを保持する機構部（図示せず）も強固なものとす
る必要が生じて高価なものとなるという課題がある。

【００２４】そこで、本発明は上記従来技術の欠点に鑑
みてなされたものであって、軽量でかつ表面の温度分布
を均一に保つことが可能でかつ安価なフレームの加熱機
構及び該機構を備えたボンディング装置を提供すること
を目的とするものである。

【００２５】

【課題を解決するための手段】本発明は、主加熱部と、
前記主加熱部をフレーム搬送方向に沿って前後に挟んで
配設されてなる予備加熱部とを有するフレームの加熱機
構であって、前記予備加熱部は、フレームの搬送面とな
る薄板状の搬送プレートと、前記搬送プレートを加熱す
る薄板状のラバープレートと、前記ラバープレートによ
り加熱された熱の熱容量を増す保温手段とを有するもの
である。

【００２６】また、本発明の前記保温手段は、空気層で
なるものである。

【００２７】また、本発明は、主加熱部と、前記主加熱
部をフレーム搬送方向に沿って前後に挟んで配設されて
なる予備加熱部とを有するフレームの加熱機構を備えた
ボンディング装置であって、前記予備加熱部は、フレー
ムの搬送面となる薄板状の搬送プレートと、前記搬送プ
レートを加熱する薄板状のラバープレートと、前記ラバ
ープレートにより加熱された熱の熱容量を増す保温手段
とを有するものである。

【００２８】

【発明の実施の形態】以下図面を参照して、本発明によ
るフレームの加熱機構を備えたワイヤボンディング装置
の実施例について説明する。なお、図４乃至図６に示し
た従来のフレームの加熱機構を備えたワイヤボンディン
グ装置と同一の構成及び機能を有する部分は説明を省略
し、要部のみの説明に留める。また、以下の説明におい
て、従来の装置の構成及び機能と同一の構成及び機能を
有するものについては同じ参照符号を付している。

【００２９】図１は、本発明によるフレームの加熱機構
の平面図、図２は、図１の裏面側からみた斜視図、図３
は、図１のＡ−Ａ線の断面図である。

【００３０】図１乃至図３に示すように、加熱機構１
は、主加熱部２と、予備加熱部３及び予備加熱部４とか
らなり、リードフレームＬ／Ｆに対してボンディングを
行うボンディングステージである。

【００３１】主加熱部２は、略四角柱状のブロックでな
り、図２に示すように、ガイドレール１０４及びガイド
レール１０５と平行に２本の円柱状のカートリッジヒー
タ５を内部に並列に嵌挿している。カートリッジヒータ
５には、電源を供給するための電源供給リード線６が接
続されており、この電源供給リード線６から電源の供給
を行う。また、主加熱部２には、図示していないが、主
加熱部２の温度制御を行うための熱電対が設けられてい
る。

【００３２】次に、図１及び図２に示すように、主加熱
部２を挟んで両側に予備加熱部３及び予備加熱部４が配
設されている。予備加熱部３及び予備加熱部４は、略同
一の構成からなり、以下の説明では、予備加熱部３につ
いてのみ行い、予備加熱部４の説明は省略する。

【００３３】予備加熱部３は、全体が略Ｌ字状でなり、
この予備加熱部３は、図２及び図３に示すように、リー
ドフレームＬ／Ｆの搬送面（図２にＸ−Ｘで図示）とな
る薄板状の搬送プレート１１と、内部に保温手段として
の空気層１５を形成するプレート１２及びプレート１６
と、保温手段としての空気層１５内にあって前記プレー
ト１２の下面に固着されてなる薄板状のラバープレート
１３と、このラバープレートへの電源供給並びに温度計
測を行う熱電対を含む電源供給部１４と、電源供給部１
４への電源供給を行う電源供給リード線７とからなって
いる。

【００３４】前記搬送プレート１１は、図３に示すよう
に、上面がリードフレームＬ／Ｆを案内するガイドレー
ル１０４の搬送溝１０４ａと略一致若しくは一致する高
さで設定されている。そして、搬送プレート１１は、リ
ードフレームＬ／Ｆを所定の温度に加熱するために熱伝
導性の高い材質からなる薄板状の金属でなっており、ま
た、リードフレームＬ／Ｆを搬送する搬送面となるため
面一な表面処理がなされている。

【００３５】前記搬送プレート１１は、その下面が保温
手段としての空気層１５を形成している板金等からなる
プレート１２に固着されている。

【００３６】前記プレート１２は、図３から明らかなよ
うに、箱状に折り曲げてプレート１２と同一の材質から
なるプレート１６及び電源供給部１４とで保温手段とし
ての空気層１５を形成している。この空気層１５は、前
記プレート１２の下面に固着されてなる薄板状のラバー
プレート１３の熱源から発生する熱の熱容量を増加する
ためのものである。

【００３７】従来のカートリッジヒータ１１４は、円柱
状でなり、ブロック全体を加熱するものであるため該ブ
ロック全体が加熱された場合には温度が冷め難い利点を
有するが、局部的に加熱するカートリッジヒータ１１４
と搬送面との距離差により温度分布の差が大きくなると
いう問題がある。しかしながら、本発明によるラバープ
レート１３は、薄板状でなるため搬送面全体を均一な温
度で保持することか可能であり、均一な温度分布を容易
に達成することができる。従って、可撓性のあるリード
フレームＬ／Ｆの熱変形を起こし難い利点がある。しか
しながら、ボンディングステージは、リードフレームＬ
／Ｆを所定の温度となるように制御するため、図示せぬ
外部の制御手段からラバープレート１３の電源のＯＮ／
ＯＦＦ制御を行っている。すると、ラバープレート１３
は、薄板状でなるため加熱した温度も比較的冷め易いと
いう性質がある。そこで、本発明は、ラバープレート１
３の電源のＯＮ／ＯＦＦ制御を行った場合であっても、
ラバープレート１３の加熱温度を一定に保持するため保
温手段としての空気層１５を設けてなるものである。

【００３８】この保温手段は、本実施例では空気層１５
により行っているが、加熱温度を保持可能なものであれ
ば、空気層１５に代えて他の保温部材を用いてもよい
が、本実施例では空気層１５を用いているので安価なも
のとなっている。

【００３９】また、空気層１５は、プレート１２、プレ
ート１６及び電源供給部１４とで形成しているが、これ
に限らず、前記搬送プレート１１を利用して囲むように
形成してもよいし、またプレート１２を用いて一体に形
成するようにしてもよい。つまり、空気層１５を形成し
て外部へ熱が逃げない構成となっていれば前記構成に限
るものではない。

【００４０】また、図１に示すように、電源供給リード
線７は、開口部９から３本導かれており、この電源供給
リード線７を介して電源供給部１４への電源供給並びに
温度制御を行う。

【００４１】また、主加熱部２は、２本のカートリッジ
ヒータ５を備えており、主加熱部２の側面に配設された
真空吸着パイプ８を介してリードフレームＬ／Ｆの下面
からの吸着を行う。この真空吸着並びに図６に示す押圧
固定手段１１６とによりリードフレームＬ／Ｆの位置決
め固定を行う。なお、カートリッジヒータ５は、２本に
限らず、１本若しくは複数本配設してもよい。

【００４２】次に、図１乃至図３に示す加熱機構１の作
用について説明する。

【００４３】図４に示すように、リードフレームＬ／Ｆ
が１対のカイドレール１０４及び１０５により案内され
てボンディングステージとしての加熱機構１上に搬送さ
れる。リードフレームＬ／Ｆは、予備加熱部３により所
定の温度に加熱される。このとき、ラバープレート１３
から発生する熱容量は、空気層１５により増加して搬送
プレート１１の表面の温度を均一に維持する。そして、
図示せぬ搬送手段により所定のピッチづつ間欠送りされ
てリードフレームＬ／Ｆの最初のＩＣチップ１０２が主
加熱部２上に送られると、パルスモータ１２２は、カム
部材１２８及びカム部材１２１を回転駆動して主加熱部
２を前記リードフレームＬ／Ｆの搬送面まで上昇させる
と共に押圧固定手段１１６のフレーム押さえ１１７を下
降させて主加熱部２との間にあるリードフレームＬ／Ｆ
のリード（図示せず）を押圧して固定する。そして、フ
レーム押え１１７の開口部１１７ａ内にあるＩＣチップ
１０２のパッドとリードとの間にボンディング手段１０
６を用いて導電性のワイヤをボンディング接続する。こ
のボンディング接続が完了すると、前記パルスモータ１
２２は、前記回転方向とは逆方向に回転して主加熱部２
の下降及びフレーム押え１１７の押圧を解除する。そし
て、搬送手段は、次のＩＣチップ１０２を間欠送りして
再び主加熱部２の上昇及びフレーム押え１１７の下降を
繰り返して所定のボンディング作業を行う。そして、ボ
ンディング接続が完了したＩＣチップ１０２は、直ちに
冷却されることなく予備加熱部４により所定の温度に加
熱されている。このとき、主加熱部２、予備加熱部３及
び予備加熱部４は、予め設定した温度となるように各ブ
ロックがそれぞれ独立して温度制御されている。リード
フレームＬ／Ｆのボンディングが完了すると、図示せぬ
搬送手段により搬送されてアンローダ１１０に送られて
収納される。

【００４４】なお、本実施例では、本発明による加熱機
構を備えたワイヤボンディング装置について説明してい
るが、他のボンディング装置にも適用することができる
ことは勿論である。また、本発明の趣旨の範囲内で適宜
可変して採択することは可能である。

【００４５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
軽量でかつ表面の温度分布を均一に保持することが可能
でしかも安価に構成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるフレームの加熱機構の平面図であ
る。

【図２】図１の裏面側からみた斜視図である。

【図３】図３は、図１のＡ−Ａ線の断面図である。

【図４】ワイヤボンディング装置の平面図である。

【図５】図４のヒータプレート１０３を裏面側からみた
斜視図である。

【図６】押圧固定手段並びに主加熱部の構成を示す斜視
図である。

【符号の説明】

Ｍ マガジン Ｌ／Ｆ リードフレーム １ 加熱機構 ２ 主加熱部 ３ 予備加熱部 ４ 予備加熱部 ５ カートリッジヒータ ６，７ 電源供給リード線 ８ 真空吸着パイプ ９ 開口部 １１ 搬送プレート １２，１６ プレート １３ ラバープレート １４ 電源供給部 １５ 空気層

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 主加熱部と、前記主加熱部をフレーム搬
   送方向に沿って前後に挟んで配設されてなる予備加熱部
   とを有するフレームの加熱機構であって、 前記予備加熱部は、 フレームの搬送面となる薄板状の搬送プレートと、 前記搬送プレートを加熱する薄板状のラバープレート
   と、 前記ラバープレートにより加熱された熱の熱容量を増す
   保温手段とを有することを特徴とするフレームの加熱機
   構。
2. 【請求項２】 前記保温手段は、空気層でなることを特
   徴とする請求項１記載のフレームの加熱機構。
3. 【請求項３】 主加熱部と、前記主加熱部をフレーム搬
   送方向に沿って前後に挟んで配設されてなる予備加熱部
   とを有するフレームの加熱機構を備えたボンディング装
   置であって、 前記予備加熱部は、 フレームの搬送面となる薄板状の搬送プレートと、 前記搬送プレートを加熱する薄板状のラバープレート
   と、 前記ラバープレートにより加熱された熱の熱容量を増す
   保温手段とを有することを特徴とするボンディング装
   置。