JPH02271642A

JPH02271642A - アウターリードボンディング装置及び方法

Info

Publication number: JPH02271642A
Application number: JP9352889A
Authority: JP
Inventors: Shintaro Kawaguchi; 晋太郎川口
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1989-04-13
Filing date: 1989-04-13
Publication date: 1990-11-06
Anticipated expiration: 2013-05-25
Also published as: JP2757447B2

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】（産業上の利用分野）本発明はアウターリードボンディング装置及び方法に係
り、多品種のデバイスを基板に作業性よく且つ精度よく
ボンディングするための手段に関する。

（従来の技術）フィルムキャリヤから打ち抜かれたデバイスのアウター
リード部を、リードフレームや基板（以下基板と総称す
る）の端子部に位置合わせして接合する所謂アウターリ
ードボンディング手段として、例えば特開昭６３−２０
８４６号公報に開示されたものが知られている。

このものは、本体の内部に、フィルムキャリアの供給リ
ールと眉間テープ（スペーサテープ）の巻取りリールが
配設されており、フィルムキャリヤを供給リールから導
出し、カッティング装置（パンチユニット）によりアウ
ターリードを有するデバイスを打ち抜いて、移載ヘッド
（吸着ヘッド）によりティクアップし、基板に移送搭載
してボンディングするようになっている。

ところで、フィルムキャリヤはデバイスの品種に応じて
多品種あり、それぞれ別個に供給リールに巻装されてい
る。ところが上記従来装置は、供給リールや移載ヘッド
は１個しか装備されていないため、多品種のデバイスを
基板に実装することはできないものであり、多品種のデ
バイスを基板に実装するためには、品種の数に応じて装
置を複数個設置するか、若しくは品種が変更される毎に
、供給リール、移載ヘッド。

カッティング装置等を取り換えねばならないものであっ
た。

したがって本発明は、多品種のデバイスを基板に作業性
よく且つ精度よくボンディングできる手段を提供するこ
とを目的とする。

（課題を解決するための手段）このために本発明は、基板の位置決め部と、複数個並設
されたデバイスの供給部と、この位置決め部と供給部の
間に設けられたデバイスの位置ずれ観察用カメラ及びデ
バイスの一時載置用ステージと、ＸＹ方向移動装置に駆
動されてＸＹ力方向移動することにより、上記供給部の
デバイスをティクアップして上記カメラの上方へ移送し
、このカメラにより検出された位置ずれを補正して上記
ステージに載置するサブ移載ヘッドと、ＸＹ方向移動装
置に駆動されてＸＹ力方向移動することにより、上記ス
テージのデバイスをティクアップしてカメラの上方へ移
送し、このカメラにより検出された位置ずれを補正して
上記基板に搭載する移載ヘッド部とを備え、この移載ヘ
ッド部が、上記供給部の品種の異るデバイスに対応する
ノズルと、デバイスのアウターリードを基板に熱圧着す
る熱圧着ツールを有する複数個の移載ヘッドと、基板認
識用カメラとを装備させたものである。

（作用）上記構成において、複数個の供給部の中の所望のデバイ
スをサブ移載ヘッドによりティクアップし、このデバイ
スをカメラの上方に移送してその位置ずれを検出すると
ともに、検出された位置ずれを補正したうえで、デバイ
スをステージに載置する。次に移載ヘッド部に装備され
た複数個の移載ヘッドの中から選択された移載ヘッドが
、このサブステージ上のデバイスをティクアップし、カ
メラの上方に移送してその位置ずれを検出するとともに
、検出された位置ずれを補正したうえで基板に移送搭載
し、次に熱圧着ツールによりアウターリードを基板に圧
着する。

（実施例１）次に、図面を参照しながら本発明の詳細な説明する。

第１図はアウターリードボンディング装置の斜視図であ
って、ｌは本体ボックスであり、その上面の手前側に、
基板２をクランプして位置決めする位置決め部３が設け
られている。４゜５は基板２を位置決め部３に搬入し、
またここから搬出するコンベヤ、１７．１８はコンベヤ
４．５の駆動用モータである。７（７ａ〜７ｄ）は本体
ボックス１の後部に設けられた供給部としての供給リー
ルであって、基板２の搬送方向と平行に複数個並設され
ている。各供給リール７３〜７ｄの下方には、層間テー
プ９の巻取リリール８がそれぞれ設けられている。

供給リール７ａ〜７ｄには、それぞれ品種の異るフィル
ムキャリヤ１０ａ、１０ｂ、１０ｃ。

１０ｄが巻回されている。１）．１２は、供給リール７
３〜７ｄの前方に設けられたスプロケットであって（第
２図も併せて参照）、各フィルムキャリア１０ａ−１０
ｄは、これらのスプロケット１）．１２によりピッチ送
りされて、前方へまっすぐに導出される。

１３は導出されたフィルムキャリヤ１０２〜１０ｄの下
方に設けられたカッティング装置であって、フィルムキ
ャリヤ１０ａ〜１０ｄからアウターリードを有するデバ
イスを打ち抜く。

第５図はデバイスＰを示すものであって、フィルムキャ
リアから打ち抜かれたシートＰ１の上面に半導体Ｐ２が
搭載されており、またシートＰ１の両端部には極細のア
ウターリードＰ３が小ピツチで多数本形成されている。

このデバイスＰは、アウターリードＰ３を基板に印刷さ
れた回路パターンに正確に接合させてボンディングされ
る。１４はスプロケット１２の下方にあって、デバイス
が打ち抜かれて不要になったフィルムキャリヤ１０ａ−
１０ｄを裁断し、回収するカッター装置である。

第２図において、２０はサブ移載ヘッドであって、ノズ
ル２０ａと、ノズル２０ａをその軸心を中心にθ方向に
回転させるモータ２０ｂを備えている。２１はその取り
付はフレームである。このサブ移載ヘッド２０は、上記
のようにして打ち抜かれたデバイスＰを吸着してティク
アップし、位置決め部３と供給リール７ａ〜７ｄの間に
設けられたカメラ１５及びステージ１６上へ移送するも
のである。１９はカメラ１５用の光源である。次に第１
図と第３図を参照しながら、このサブ移載ヘッド２０を
ＸＹ力方向移動させる移動手段を説明する。

２２ａ、２２ｂは上記本体ボックス１の後部両側部に立
設された台部であって、サブ移載ヘッド２０が装着され
た上記フレーム２１は、この台部２２ａ、２２ｂ上に架
設されている。なお本発明で、Ｘ方向とは基板２の搬送
方向、Ｙ方向はこれに直交する方向である。

２４はフレーム２１の内方に配設されたＸ方向の送りね
じ、ＭＸＩはその駆動用モータ、２５はこの送りねじ２
４に螺着された送りナンド部であり、サブ移載ヘッド２
０はこの送りナンド部２５に装着されている。２６は台
部２２ｂに配設されたＹ方向送りねじ、ＭＹＩはその駆
動用モータ、２７は送りナンド部である。したがってモ
ータＭＸＩが駆動すると、サブ移載へフド２０は送りね
じ２４に沿ってＸ方向に移動し、またモータＭＹＩが駆
動すると、フレーム２１はＹ方向に移動する。すなわち
上記モータＭＸＩ、ＭＹＩ、送りねじ２４．２６、送り
ナツト２５．２７等は、サブ移載ヘッド２０のＸＹ方向
移動装置を構成している。

第３図において、４０は移載ヘッド部であって、サブス
テージ１６上のデバイスＰを、位置決め部３に位置決め
された基板２に移送搭載するものであり、次にその詳細
を説明する。

第１図において、３０ａ、３０ｂは本体ボックス１の前
部両側部に立設された台部であり、この台部３０ａ、３
０ｂにカバーフレーム３１が架設されている。第４図に
おいて、３２はカバーフレーム３１の内方に設けられた
Ｙテーブルであって、フレーム３１の下面に配設された
Ｙ方向のガイドレール３３に、スライダ３４を介してＹ
方向に摺動自在に装着されている。Ｙテーブル３２の側
部には送りナツト３５が設けられている。この送りナツ
ト３５は、モータＭＹ２に駆動されるＹ方向送りねじ３
６に螺合しており、モータＭＹ２が駆動すると、Ｙテー
ブル３２はＹ方向に移動する。

３８はＹテーブル３２の下方に設けられたＸテーブルで
あって、Ｙテーブル３２の摺動手段と同様の手段により
、Ｘ方向に摺動自在にＹテーブル３２の下部に装着され
ており、モータＭＸ２に駆動されてＸ方向送りねじ３７
が回転すると、Ｘ方向に移動する。すなわちＸＹ子テー
ブル２．３Ｂ、モータＭＸ２．ＭＹ２、送りナツト３５
、送りねし３６．３７等は、移載ヘッド部４０のＸＹ方
向移動装置を構成している。

移載ヘッド部４０は、複数個の移載ヘッド４１．４２．
４３．４４と、基板認識用カメラ４５を装備しており、
これらは上記Ｘテーブル３８の下部にＸ方向に沿って垂
設されている。各移載ヘッド４１〜４４は、それぞれ大
きさや形状の異るノズル４１ａ、４２ａ、４３ａ、４４
ａと、熱圧着ツール４１ｂ、４２ｂ、４３ｂ。

４４ｂを有している。これらの各移載ヘッド４１〜４４
は、品種の異るデバイスＰに選択的に使い分けられる。

第２図において、４６は基板２の下方に設けられたバン
クアッププレート、４７はその昇降用シリンダであり、
デバイスＰのアウターリードＰ３を熱圧着ツール４１ｂ
〜４４ｂにより基板２に熱圧着してボンディングすると
きに、基板２を下方から支持する。

このアウターリードボンディング装置は上記のような構
成より成り、次にその動作を説明する。

供給リール７ａ〜７ｄの各フィルムキャリヤ１０ａ〜１
０ｄは、スプロケット１）．１２により前方へピッチ送
りされ、カッティング装置１３によりデバイスＰが打ち
抜かれる。サブ移載ヘッド２０はＸＹ力方向移動して、
打ち抜かれたデバイスＰのうち、所望のデバイスＰをノ
ズル２０ａに吸着してティクアップし、カメラ１５の上
方へ移送し、デバイスＰのＸＹθ方向の位置ずれを検出
する。

次にサブ移載ヘッド２０はこのデバイスＰを側方のステ
ージ１６に移送する。その際モータ２０ｂを駆動するこ
とにより、ノズル２０・ａを回転させてθ方向の位置ず
れを補正し、またＸＹ方向ストロークを加減することに
より、ＸＹ力方向位置ずれを補正したうえで、デバイス
Ｐをステージ１６上に載置する。このようにして行われ
るＸＹθ方向の位置ずれの補正は荒補正であって、デバ
イスＰをステージ１６上に良好な姿勢や位置で載置する
ために行われるものである。

次いで何れかの移載ヘッド（例えば移載ヘッド４１ａ）
がステージ１６上に到来してデバイスＰをティクアップ
し、カメラ１５の上方に移送してデバイスＰのＸＹθ方
向の位置ずれを検出する。次にこのデバイスＰを基板２
上に移送し、カメラ４５により基板２のパターンのＸＹ
θ方向の位置ずれを観察したうえで、デバイスＰを基板
２に着地させる。その際、次のようにして精密な補正が
行われる。すなわち、モータ４１ｃを駆動してノズル４
１ａを回転させることにより、デバイスＰ及び基板２の
パターンのθ方向の位置ずれを補正するとともに、ＸＹ
子テーブル２．３８のストロークを加減して、デバイス
Ｐ及び基板２のパターンのＸＹ力方向位置ずれを補正す
る。この位１ずれの補正は、デバイスＰから小ピツチに
て多数本突出する極細のアウターリードＰ３を、基板２
の回路パターンに完全に接合させるために行われる精密
な補正である。このようにしてデバイスＰが基板２上に
搭載されると、次にこの移載ヘッド４１に設けられた熱
圧着ツール４１ｂが下降し、デバイスＰのアウターリー
ドＰ３を基板２に熱圧着する。この場合、ノズル４１ａ
によりデバイスＰを基板２に押え付けたままで、ツール
４１ｂをアウターリードＰ３に圧着するようにすれば、
圧着時にデバイスＰがふらつくのを防止できる。

上述のように本装置は、サブ移載ヘッド２０は１個であ
って、複数種のデバイスに共用されるが、移載ヘッド４
１〜４４は複数個装備されており、そのデバイスに合っ
た最適の移載ヘッド４１〜４４が選択使用される。その
第１の理由は、デバイスＰをステージ１６に載置する場
合は、それ程高い位置精度は要求されないが、多数本突
出する極細のアウターリードＰ３を基板２のパターンに
接合させて圧着する場合は、きわめて高い位置精度が要
求される為である。

また第２の理由は、アウターリードＰ３の形状や寸法に
応じて、熱圧着ツール４１ｂ〜４４ｂを使い分けること
が望ましいからである。

（実施例２）第６図において、上記供給リール７ａ〜７ｄにかえて、
トレイ５０ａ〜５０ｄが複数個並設されている。各トレ
イ５０ａ〜５０ｄには、それぞれ品種の異るデバイスＰ
が収納されている。

このデバイスＰは、カッティング装置（図外）により予
めフィルムキャリヤから打ち抜かれて、トレイ５０ａ〜
５０ｄに収納されたものである。

このものも、上記第１実施例の場合と同様に、上記サブ
移載ヘッド２０により所望のデバイスＰをティクアップ
して、上記カメラ１５．ステージ１６へ移送し、上記移
載ヘッド４１〜４４により基板２にボンディングする。

（発明の効果）以上説明したように本発明によれば、移載ヘッド部に装
備された複数の移載ヘッドを使い分は使用することによ
り、複数の品種のデバイスを基板に有利にボンディング
することができる。

またサブ移載ヘッドと移載ヘッドを同時に駆動しながら
一連の作業ができるので、作業能率がきわめてよく、し
かもまたサブ移載ヘッドにより予め荒補正した後、更に
移載ヘッドにより精密補正を行ったうえで、デバイスを
基板に搭載することができるので、アウターリードを基
手反のパターンに正確に接合させてきわめて精度よくボ
ンディングすることができる。

【図面の簡単な説明】

図は本発明の実施例を示すものであって、第１図はアウ
ターリードボンディング装置の斜視図、第２図は同側面
図、第３図は同平面図、第４図は移載ヘッド部の斜視図
、第５図はデバイスの平面図、第６図は他の実施例の供
給部の平面図である。２・・・基板３・・・位置決め部７ａ〜７ｃ・・・供給部としての供給リール１２・・・
スプロケット１３・・・カッティング装置１５・・・カメラ１６・・・−時載置用ステージ２０・・・サブ移載ヘッド４０・・・移載ヘッド部４１〜４４・・・移載ヘッド４１ａ〜４４ａ・・・ノズル４１ｂ〜４４ｂ・・・熱圧着ツール４５・・・基板認識用カメラ５０ａ〜５０ｄ・・・供給部としてのトレイＭＸＩ、Ｍ
ＹＩ、２４〜２７・・・サブ移載ヘッドのＸＹ方向移動
装置ＭＸ２．ＭＹ２，３２．３５〜３８・・・移載ヘッド部
のＸＹ方向移動装置Ｐ　・　・・デバイスＰ　３　・・・アウターリード

Claims

【特許請求の範囲】

（１）基板の位置決め部と、複数個並設されたデバイス
の供給部と、この位置決め部と供給部の間に設けられた
デバイスの位置ずれ観察用カメラ及びデバイスの一時載
置用ステージと、ＸＹ方向移動装置に駆動されてＸＹ方
向に移動することにより、上記供給部のデバイスをテイ
クアップして上記カメラの上一方へ移送し、このカメラ
により検出された位置ずれを補正して上記ステージに載
置するサブ移載ヘッドと、ＸＹ方向移動装置に駆動され
てＸＹ方向に移動することにより、上記ステージのデバ
イスをテイクアップしてカメラの上方へ移送し、このカ
メラにより検出された位置ずれを補正して上記基板に搭
載する移載ヘッド部とを備え、この移載ヘッド部が、上
記供給部の品種の異るデバイスに対応するノズルと、デ
バイスのアウターリードを基板に熱圧着する熱圧着ツー
ルを有する複数個の移載ヘッドと、基板認識用カメラと
を装備していることを特徴とするアウターリードボンデ
ィング装置。
（２）上記供給部が供給リールであり、この供給リール
に巻回されたフィルムキャリヤを上記基板へ向って導出
するスプロケットと、導出されたフィルムキャリヤを打
ち抜いてデバイスを形成するカッティング装置とを設け
、このデバイスを上記サブ移載ヘッドによりテイクアッ
プするようにしたことを特徴とする上記特許請求の範囲
第１項に記載のアウターリードボンディング装置。
（３）上記供給部が、予めフィルムキャリヤから打ち抜
かれたデバイスが収納されたトレイであり、このトレイ
内のデバイスを上記サブ移載ヘッドによりテイクアップ
するようにしたことを特徴とする上記特許請求の範囲第
１項に記載のアウターリードボンディング装置。
（４）供給部のデバイスを、ＸＹ方向移動装置に駆動さ
れてＸＹ方向に移動するサブ移載ヘッドのノズルに吸着
してテイクアップし、このデバイスをカメラの上方に移
送してそのＸＹθ方向の位置ずれを検出し、次にＸＹ方
向の位置ずれをサブ移載ヘッドの同方向へのストローク
を加減することにより補正するとともに、モータを駆動
してノズルを回転させることによりθ方向の位置ずれを
補正したうえで、このデバイスを一時載置用ステージに
載置し、次にＸＹ方向移動装置に駆動されてＸＹ方向に移動する
移載ヘッド部に装備された複数個の移載ヘッドのうちの
所定の移載ヘッドのノズルにより、上記ステージ上のデ
バイスをテイクアップし、カメラの上方に移送してこの
デバイスのＸＹθ方向の位置ずれを再度検出し、次にＸ
Ｙ方向の位置ずれを移載ヘッドの同方向へのストローク
を加減することにより補正するとともに、モータを駆動
してノズルを回転させることによりθ方向の位置ずれを
補正したうえで、このデバイスを位置決め部に位置決め
された基板に搭載し、次にこの移載ヘッドに設けられた熱圧着ツールにより、
デバイスのアウターリード部をこの基板に圧着するよう
にしたことを特徴とするアウターリードボンディング方
法。