JPS615531A - 半導体組立装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［技術分野］ 本発明は、たとえばトランジスタ、ＩＣ，ＬＳＩ等の半
導体装置の組み立て過程において、ペレットをリードフ
レーム等の被圧着体上に固着させる工程に適用して有効
な技術に関する。

゛［背景技術］ ペレットをリードフレーム上に固着する装置としては第
１図に示されるものが考えられる。

すなわち、トレイ１の上に所定の状態で配置されて供給
されるペレット２ば搬送アーム３によってたとえば真空
吸着の方法で保持され、中間ステーション４に移動され
中間ステーション４に設けられた位置決め爪５によって
所定の姿勢に位置決めされる。

リードフレーム６はローダ７によって所定の姿勢に整列
され、コンヘア８によって逐次ボンディングステージ９
に搬送され位置決めされる。

中間ステーション４において、位置決めされたペレット
２はボンディングアーム１０の先端部に設けられた、た
とえばタングステンカーバイド等の高硬度の材質で構成
されるコレット１１にたとえば真空吸着の方法で保持さ
れ、ボンディングステージ９上に位置決めされたリード
フレーム６上の所定の位置に搬送される。

リードフレーム６上の所定の位置に搬送されたペレット
２は、コレット１１によってリードフレーム６に押圧さ
れつつ微細な振動が加えられ、たとえばリードフレーム
６との間に金−シリコン（Ａｕ−ｓｉ）共晶を形成し固
着される。

ペレット２を固着されたリードフレーム６はコンベア８
によって移動され、アンローダ１２によって回収され次
工程に送られる。

上記の一連Φ動作を繰り返すことにより、多数のリード
フレーム６上にペレット２を固着させる作業を行うもの
である。

しかしながら、上記のような装置においては次のような
欠点がある・ことを本発明者は見い出した。

すなわち、ペレット２を直接保持するコレット１１は耐
摩耗性をもたせるため高硬度の材質で構成され、一方、
ペレット２はたとえばＳｉ結晶等の脆弱な材質であるた
め、中間ステーション４においてコレット１１がペレッ
ト２を吸着保持する際、コレット１１の位置がわずかで
も所定の位置からずれている場合、ペレット２には大き
な力が加わり損傷されてしまう。

また、ボンディングステージ９においても、ペレット２
がリードフレーム６の所定の位置からすれた位置に固着
された場合、その後の工程の障害の原因となり、製品の
歩留り低下をもたらす。

上記の不都合を防止するためには装置の稼働前に人手に
よって中間ステーション４およびボンディングステージ
９におけるコレット１１の位置合わせ作業を行うことが
考えられるが、ペレット２の寸法が、たとえばトランジ
スタでは０．２５ｍ角程度と微小であ１す、高精度の位
置合わせを要求され作業に熟練を要する。　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　ｔあ０．、、よお。□
９よ、３．ッ、□１（７）（□　　　　　　）合わせ作
業を実施しても、装置の稼働中における装置各部の摩耗
や熱膨張等に起因するコレット１１の位置変化には対応
できず、ペレット２の損傷による歩留り低下は回避でき
ない。

なお、ベレットボンディング技術を詳しく述べであるも
のとしては、工学調査会発行［電子材料Ｊ　１９８１年
１１月号別冊、昭和５６年１１月１０日発行、ＰＩ　４
９〜Ｐ１５５がある。

［発明の目的］ 本発明の目的は、人手による位置調整作業が少なく、製
品の歩留りの良好な半導体組立技術を提供することにあ
る。

本発明の他の目的は、ペレットの正確なボンディングを
行うことができる半導体組立技術を提供することにある
。

本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本
明細書の記述および添付図面から明らか゛　　　になる
であろう。

［発明の概要］ 本願において開示される発明のうち代表的なものの概要
を簡単に説明すれば、次の通りである。

ペレットが被圧着体上に固着されるボンディングステー
ジにおける被圧着体の位置、またはペレットの位置決め
が行われる中間ステーションにおけるペレットの位置の
誤差を位置認識機構によって検知し、位置合わせ機構に
伝達する。

位置合わせ機構は、前記の誤差に基づいて中間ステーシ
ョンにおいてペレットを保持し、ボンディングステージ
に位置す・る被圧着体上の所定の位置に搬送し、被圧着
体に固着させるボンディングアームおよびコレットの動
作を補正し、中間ステーションまたはボンディングステ
ージにおけるボンディングアームおよびコレットの正確
な位置決めを実現し、前記目的を達成するものである。

［実施例］ 第２図は本発明の一実施例である半導体組立装置の概略
を示す正面図である。

中間ステーション４には位置決め爪５が設けられ、ペレ
ット２の位置決めが行われる。

ボンディングステージ９はコンベア９（図示せず）に接
続され、リードフレーム６（被圧着体）が順次供給され
る。

ボンディングアーム１０には先端部にペレット２を保持
するコレット１１が設けられている。

ボンディングアーム１０には、レバー１３およびばね１
３Ａを介してアーム上下動駆動部１４のプレート１４Ａ
の上下動が伝達される。

アーム上下動駆動部１４のプレート１４Ａは一対のガイ
ドボス）１４Ｂに案内され、上下方向に移動自在にされ
、一対のばね１４Ｃによってカム１４Ｄに押し付けられ
、カム１４Ｄの回動によって上下方向に移動される構造
となっている。

レバー１３はアーム微小移動機構１５を介してスライド
ブロック１６に接続されている。

アーム微小移動機構１５には、スライダ１５Ａが水平な
案内ピン１５Ｂに移動自在に嵌合され、ばね１５Ｃによ
ってレバー１８に押し付けられ、レバー１８の回動によ
って水平方向の位置が調整される構造となっている。。

スライドブロック１６はベアリング機構１７によって水
平方向に移動自在に案内され、ばね１６Ａによってカム
１６Ｂに押し付けられ、カム１６Ｂの回動によって水平
方向に移動される構造となっている。

アーム微小移動機構１５にはレバー１８の一端が接触さ
れ、レバー１８はピン１８／Ｍこよってスライドブロッ
ク１６に回動自在に支持されている。

レバー１８の他端は、ばね１８Ｂによってアーム水平方
向微小駆動部１９のプレー）１９Ａに接触され、プレー
ト１９Ａは一対のガイドボスト１９Ｂに案内されて上下
方向に移動自在にされ、一対のばね１９Ｇによってカム
１９Ｄに押し付けられ、カム１９Ｄの回動によって上下
方向に移動される構造となっている。

さらに、中間ステーション４およびボンディングステー
ジ９の上方にはテレビカメラ２０Ａ、２０Ｂ（位置認識
ｖＩＡ構）がそれぞれ設けられ、中間ステーションにお
けるペレット２の位置情報およびボンディングステージ
におけるリードフレーム６の位置情報が制御回路部２１
　（位置合わせ機構）に伝達される。

制御回路部２１によって制御されるサーボモータ２１Ａ
、２１Ｂは、それぞれアーム上下動駆動部１４のカム１
４Ｄおよびアーム水平方向微小駆動部１９のカム１９Ｄ
に接続され、アーム上下動駆動部１４およびアーム水平
方向微小駆動部１９の動作が制御回路部２１によって制
御される。

次に、本実施例の作用について説明する。

中間ステーション４におけるベレット２の所定の位置お
よびボンディングステージ９におけるリードフレーム６
の所定の位置は、制御回路部２１に記憶され保持される
。

中間ステーションの所定の位置にあるベレット２をコレ
ット１１が正確に保持できるように、アーム微小移動機
構１５にアーム１８を介して接続されるアーム水平方向
微小駆動部１９のカム１９Ｄの回動量が調整され、その
ときのカム１．９Ｄの位置は制御回路部２１に記憶され
保持される。

同様に、コレット１１の降下位置もアーム上下動駆動部
１４のカム１４Ｄを回動させることによって調整され、
コレット１１の適正な降下位置におけるカム１４Ｄの位
置は制御回路部２１に記憶され保持される。

さらに、ボンディングステージ９において、す一ドフレ
ーム６が所定の位置にあるときのコレット１１の水平方
向の位置および降下位置も前記の中間ステーション４に
おける場合と同様に調整され、そのときのカム１９Ｄお
よび１４Ｄの位置は制御回路部２１に記憶され保持され
る。

多数のベレット２を収容した、たとえばトレイ（図示せ
ず）から搬送７−ム（図示せず）によって中間ステーシ
ョン４に個別に供給されるペレット２は位置決め爪５に
よって位置決めされる。

このとき、テレビカメラ２０Ａによって、位置決めされ
たペレノート２の所定の位置からの水平方向および上下
方向のずれの大きさが検知され、制御回路部２１に伝達
される。

スライドブロック１６は、カム１６Ｂの回転によって水
平に移動され、アーム１０およびその先端に設けられた
コレットＩＩは中間ステーション４の上方の所定の位置
に位置決めされる。

このとき、制御回路部２１は前記のペレット２の水平方
向のずれに応じたカム１９Ｄの回動角度を決定し、サー
ボモータ２１Ｂを介してカム１９Ｄを回動させ、コレッ
ト１１の水平方向の位置合わせが行われる。

次に、制御回路２１はサーボモータ２１Ａを介してカム
１４Ｄを回動させることにより、コレット１１を降下さ
せ、ペレット２はコレット１１にたとえば真空吸着の方
法で保持される。

このとき、ペレット２の所定位置からの上下方向の位置
変化に応じてカム１４Ｄの回動角度が補正され、コレッ
ト１１は適正な降下位置とされる。

上記のように、コレット１１の水平方向および上下方向
の位置が、中間ステーション４に位置決めされたペレッ
ト２の位置変化に対応して調整されるため、中間ステー
ション４におけるコレット１１によるペレット２の損傷
が防止される。

、　半導体ベレット２を保持したコレット１１は、カム
１４Ｄを回動することにより所定の位置まで上昇される
。

カム１　ｊＢの回動によってスライドブロック１６は水
平に移動され、ペレット２を保持したコレット１１！よ
ボンディングステージ９に位置されるリードフレーム６
の上部の所定位置に位置決めされる。

ボンディングステージ９におけるリードフレーム６の所
定の位置からのずれは、テレビカメラ２ＯＢによって検
知され、制御回路部２１に伝達される。

制御回路部２１は前記リードフレーム６のずれの大きさ
に応じて、サーボモータ２１Ｂを介してカム１９Ｄを回
動させ、ペレット２を保持したコレット１１はリードフ
レーム６上のペレット２が固着されるべき位置の直上に
位置される。

次に、制御回路部２１はサーボモータ２１Ａを介してカ
ム１４Ｄを回動させ、コレット１１は降下され、コレッ
ト１１に保持されたペレット２はリードフレーム６上の
所定の位置に正確に固定さ　　　　　　　　−れる。　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　１上記の一連の動作が逐次繰り返され、多数
のペレット２がリードフレーム６に対してボンデイング
される。

［効果］ （１）、コレットがペレットを保持する中間ステーショ
ンおよびペレットが被圧着体に固着されるボンディング
ステージにおけるコレットの位置がペレットおよθ被圧
着体の位置変化に対応して自動的に調整されるため、人
１手によるコレットの位置調整作業が減少する。

（２）、前記（１１により、中間ステーションにおける
コレットによるペレットの保持動作が正確になりペレッ
トの破損が防止される。

（３）、前記（１１により、ボンディングステージにお
いてペレットが被圧着体に固着される位置が正確となり
、固着不良が減少する。

（４）、前記（３）により、被圧着体のペレットが固着
される部分の寸法が小さくできるため、半導体装置が小
型化できる。

（５）、前記（２）、（３）の結果、ボンディング工程
における歩留りが向上する。

（６）・前記（１）〜（５）♀結、果・ボンディング工
程における生産性が向上する。

以上本発明者によってなされた発明を実施例に基づき具
体的に、説明したが、本発明は前記実施例に限定される
もの耳はなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可
能であることはいうまでもない。

たとえば、第２図において紙面に垂直な方向での位置調
整動作を行わせることも可能である。

［利用分野］ 以上の説明では主として本発明者によってなされた発明
をその背景となった利用分野であるリードフレームへの
ベレット付けに適用した場合について説明したが、それ
に限定されるものではなく、たとえば、セラミックパッ
ケージ等へのペレット付けにも広く応用できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は考えられる半導体組立装置の要部略平面図、 第２図は本発明の一実施例である半導体組立装置を示す
略正面説明図である。 ２・・・ベレット、４・・・中間ステーション、５・・
・位置決め爪、６・・・リードフレーム（被圧着体）、
９・・・ボンディングステージ、１０・・・ボンディン
グアーム、１１・・・コレット、１３・・・レバー、１
３Ａ・・・ばね、１４・・・アーム上下動駆動部、１５
・・・アーム微小移動機構、１６・・・スライドブロッ
ク、Ｉ７・・・ベアリング機構、１８・・・レバー、１
８Ａ・・・ピン、１８Ｂ・・・ばね、１９・・・アーム
水平方向微小駆動部、２０Ａ、２０Ｂ・・・テレビカメ
ラ（位置認識機構）、２１・・・制御回路部（位置合わ
せ機構）、２１Ａ、２１Ｂ・・・サーボモータ（位置合
わせ機構）。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ペレットが被圧着体に固着されるボンディングステ
   ージにおける被圧着体の位置、またはペレットが所定の
   姿勢で個別に供給される中間ステーションにおけるペレ
   ットの位置の少なくとも一方を認識する位置認識機構と
   、前記中間ステーションに位置するペレットを保持し、
   前記ボンディングステージに位置する被圧着体に搬送し
   、被圧着体の所定の位置に固着せしめるボンディングア
   ームおよびコレットの動作を前記位置認識機構からの情
   報に基づき制御する位置合わせ機構とを有することを特
   徴とする半導体組立装置。 ２、前記位置合わせ機構は、前記認識機構により認識さ
   れたペレットおよび被圧着体の水平方向および垂直方向
   の位置のずれに応じてサーボモータを介してカムを回動
   させ、前記コレットの水平方向および垂直方向の位置を
   調整する制御回路部を有することを特徴とする特許請求
   の範囲第１項記載の半導体組立装置。