(57)【要約】【課題】マウント位置のリードフレーム姿勢の変化を無くして半田厚を均等にすることによって、チップの接着状態の信頼性向上を図ることができる搬送装置を提供する。【解決手段】上流側の半田供給点１と下流側のチップマウント点２とを備えた搬送路を、リードフレーム４が長手方向に沿って走行して、リードフレーム４の半田供給部が半田供給点１に搬送された時に半田を供給し、リードフレーム４のチップマウント部がチップマウント点３に搬送された時にチップ５をマウントする搬送装置である。半田供給部近傍及びチップマウント部近傍を押えてリードフレーム４の浮き上がりを防止する第１押え機構１０と、半田供給部近傍の押え解除状態におけるチップマウント時に、チップマウント部よりも下流側を押えてリードフレーム４の浮き上がりを防止する第２押え機構２０を設けた。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
上流側の半田供給点と下流側のチップマウント点とを少なくとも備えた搬送路を、リードフレームがその長手方向に沿って走行して、リードフレームの半田供給部が半田供給点に搬送された時にこの半田供給部に半田を供給し、リードフレームのチップマウント部がチップマウント点に搬送された時にこのチップマウント部にチップをマウントする搬送装置であって、
リードフレームの半田供給部近傍及びチップマウント部近傍を押えてリードフレームの浮き上がりを防止する第１押え機構と、
リードフレームが下流へ搬送されて、半田供給部近傍の押え解除状態におけるチップマウント時に、チップマウント部よりも下流側を押えてリードフレームの浮き上がりを防止する第２押え機構を設けたことを特徴とする搬送装置。
【請求項２】
前記半田供給部及びチップマウント部との間に、リードフレーム上に供給された半田を押しつぶして広げる半田たたき部が設けられ、この半田たたき部近傍を前記第１押え機構が押えることを特徴とする請求項１の搬送装置。
【請求項３】
前記第２押え機構は、チップマウント点から所定ピッチで１箇所又は２箇所を押えるものであることを特徴とする請求項１又は請求項２の搬送装置。
【請求項４】
前記第１押え機構は、リードフレームの走行方向に沿った１本の支持アームと、前記半田供給点、半田たたき点、及びチップマウント点の夫々の加工点近傍に配設される加工点近傍押圧ヘッドを備えるとともに、前記第２押え機構は、前記バーに支持された非加工点近傍押圧ヘッドを備え、前記加工点近傍押圧ヘッドと非加工点近傍押圧ヘッドとを同一機構としたことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項の搬送装置。
【請求項５】
前記非加工点近傍押圧ヘッドのチップマウント点からの配設ピッチは、チップマウント点と、その前の工程の加工点との配設ピッチと略同一としたことを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１項の搬送装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体製造に使用されるリードフレームをヒーターレール等のガイドレール上で間欠搬送する搬送装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体製造装置であるダイボンダは、リードフレームの複数のアイランドに順に定量の半田を供給し、供給した半田上に半導体チップ（以下、単にチップという）をボンディングするものである。このダイボンダにおいては、リードフレームを加熱しながら間欠搬送する（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
搬送装置は、図３に示すように、リードフレーム１０１搬送方向Ｘに長尺なヒーターレール１１０が設けられ、このヒーターレール１１０にリードフレーム１０１の搬送路が設けられている。そして、ヒーターレール１１０の下面には、ヒーターレール１１０を加熱するヒーター１１４が設けられ、リードフレーム１０１を半田融点程度の適温に加熱する。
【０００４】
ヒーターレール１１０の上方には、リードフレーム１０１の長手方向に沿って、半田供給点、半田たたき点、チップマウント点が設けられ、夫々半田供給ユニット１２１、半田たたきユニット１２２、チップ供給ユニット１２３が配設されている。
【０００５】
リードフレーム１０１は、図４に示すように、リードフレーム搬送方向Ｘに長尺な平板で、チップ１０６がマウントされる複数のアイランド１０２を等間隔で有する。リードフレーム１０１の長手方向端部に所定ピッチＰで複数の送り用穴１０５が形成される。穴１０５の配列ピッチＰは、アイランド１０２の配列ピッチに合わせてある。
【０００６】
次に、この搬送装置を使用して、リードフレーム１０１の複数のアイランド１０２に順に定量の半田を供給し、供給した半田上にチップ１０６をボンディングする方法について説明する。まず、ヒーターレール１１０に設けられた搬送路にリードフレーム１０１が載置され、図示省略の送り機構にて、穴１０５の配列ピッチＰで間欠搬送される。
【０００７】
送り機構によるリードフレーム間欠搬送で、１つのアイランド１０２が最初の半田供給点の下方に搬送されて停止すると、アイランド１０２に半田供給ユニット１２１で定量の半田が供給される。半田供給を受けたアイランド１０２が次の半田たたき点の真下に搬送されて停止すると、半田成型ヘッド１２２が下降して、アイランド１０２上の半田を平坦に押し広げる作業（たたき作業）を行う。半田たたきを受けたアイランド１０２が次のチップマウント点の真下に搬送されて停止すると、チップ供給ユニット１２３がアイランド１０２の半田上にチップ１０６をボンディングする。
【０００８】
ところで、リードフレームは装置内で加熱されるため、加熱時に反りやねじれが生じてリードフレームが浮く。従って、半田供給点、半田たたき点、チップマウント点の３箇所に押え機構を設けて、半田供給、半田たたき、チップマウントを行う際に、ワーク（リードフレーム）をクランプすることが知られている（特許文献２）。すなわち、加工を行う毎に、加工とほぼ同時に、半田供給点、たたき点、チップマウント点の３箇所で抑え機構がリードフレームを押圧する。加工が終了すると、送り機構にてリードフレームを、その長手方向に沿って所定ピッチで搬送し、停止させ、再び加工を行う。
【０００９】
このような加工及び搬送を繰り返し行うと、リードフレームの端部が徐々に下流側へ移動する。すなわち、リードフレームの端部が半田供給点と半田たたき点との間に位置すると、加工時（半田たたき、及びチップマウント時）には、半田たたき点近傍の抑え機構、及びチップマウント点近傍の抑え機構の２箇所で、リードフレームを抑えることになる。また、リードフレームの端部が半田たたき点とチップマウント点との間に位置すると、加工時（チップマウント時）には、チップマウント点近傍の抑え機構の１箇所で、リードフレームを抑えることになる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００７−１８４５１４号公報
【特許文献２】特開２００７−２１４３９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、リードフレームの端部が半田たたき点とチップマウント点との間に位置すると、押え機構はチップマウント位置の１箇所のみとなり、リードフレームの反りやねじれを十分に抑えられなくなる。この場合、リードフレームが浮き上がった状態でチップをマウントすると、チップがリードフレームに対して上下方向、回転方向に傾く。このように、チップがリードフレームに対して傾くと、マウントが不安定となり、半田厚が厚い場所と薄い場所とが形成される。半田厚が薄い場所は強度的に弱く、ここから剥がれるおそれがある。また、熱冷のヒートサイクルが早い環境では、チップが伸びたり縮んだりするため、半田厚にばらつきがあると、薄い場所では伸縮を吸収しきれず、信頼性に劣る。このため、半田厚を均一にする必要がある。
【００１２】
本発明は、上記課題に鑑みて、マウント位置のリードフレーム姿勢の変化を無くして半田厚を均等にすることによって、チップの接着状態の信頼性向上を図ることができる搬送装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の搬送装置は、上流側の半田供給点と下流側のチップマウント点とを少なくとも備えた搬送路を、リードフレームがその長手方向に沿って走行して、リードフレームの半田供給部が半田供給点に搬送された時にこの半田供給部に半田を供給し、リードフレームのチップマウント部がチップマウント点に搬送された時にこのチップマウント部にチップをマウントする搬送装置であって、リードフレームの半田供給部近傍及びチップマウント部近傍を押えてリードフレームの浮き上がりを防止する第１押え機構と、リードフレームが下流へ搬送されて、半田供給部近傍の押え解除状態におけるチップマウント時に、チップマウント部よりも下流側を押えてリードフレームの浮き上がりを防止する第２押え機構を設けたものである。
【００１４】
本発明の搬送装置によれば、前記チップマウント点の下流側に、リードフレームの下流側を押えて、リードフレームの浮き上がりを防止する第２押え機構を設けたものである。リードフレームが走行して、その上流側の端部がチップマウント点の近傍まで走行すると、チップのマウント時には、チップマウント点よりも上流側での押えがなくなるため、押え箇所が少なくなって、リードフレームの反りやねじれを十分に抑制することができない。このため、第２押え機構をチップマウント点の下流側に設けると、リードフレームの端部がチップマウント点の近傍まで走行しても、チップのマウント時にはチップマウント部近傍と、チップマウント部の下流側との少なくとも２箇所でリードフレームを押圧することができる。これにより、リードフレームの反りやねじれ（浮き上がり）を十分に抑えることができ、全体の姿勢を安定させることができる。
【００１５】
前記半田供給部及びチップマウント部との間に、リードフレーム上に供給された半田を押しつぶして広げる半田たたき部が設けられ、この半田たたき部近傍を前記第１押え機構が押えることができる。これにより、チップのマウント直前に半田厚さを均等にすることができる。
【００１６】
前記第２押え機構は、チップマウント点から所定ピッチで１箇所又は２箇所を押えることができる。
【００１７】
前記第１押え機構は、リードフレームの走行方向に沿った１本の支持アームと、前記半田供給点、半田たたき点、及びチップマウント点の夫々の加工点近傍に配設される加工点近傍押圧ヘッドを備えるとともに、前記第２押え機構は、前記バーに支持された非加工点近傍押圧ヘッドを備え、前記加工点近傍押圧ヘッドと非加工点近傍押圧ヘッドとを同一機構とすることができる。これにより、非加工点近傍押圧ヘッドとして加工点近傍押圧ヘッドを利用することができて、既存の部品を使用することができる。
【００１８】
前記非加工点近傍押圧ヘッドのチップマウント点からの配設ピッチは、チップマウント点と、その前の工程の加工点との配設ピッチと略同一とすることができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明では、リードフレームの端部がチップマウント点の近傍まで走行しても、チップマウント部近傍と、チップマウント部の下流側との少なくとも２箇所でリードフレームを押圧することができるため、全体の姿勢を安定させることができ、マウント位置のリードフレーム姿勢の変化を無くして半田厚を均等にすることができる。これにより、チップの接着状態の信頼性向上を図ることができる。
【００２０】
リードフレーム上に供給された半田を押しつぶして広げる半田たたき部が設けられ、この半田たたき部近傍を前記第１押え機構で押えると、チップのマウント直前に半田厚さを均等にすることができて、一層、半田厚さを均一にすることができる。
【００２１】
前記第２押え機構は、チップマウント点から所定ピッチで１箇所又は２箇所を押えることができる。これにより、リードフレームの種類に応じて押え箇所の数を設定することができ、チップマウント工程等が安定して高品質の製品を提供することができ、しかも汎用性に優れたものとなる。
【００２２】
第２押え機構の非加工点近傍押圧ヘッドは、加工点近傍押圧ヘッドと同一機構とすることができるため、既存の部品を使用することができ、コストの低減を図ることができる。
【００２３】
前記非加工点近傍押圧ヘッドのチップマウント点からの配設ピッチは、チップマウント点と、その前の工程の加工点との配設ピッチと略同一とすることができる。これにより、チップマウント点での押え条件を、その前の押え条件とほぼ同一の条件とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の実施形態を示す搬送装置にて搬送されるリードフレームの斜視図である。
【図２】本発明の実施形態を示す搬送装置の押圧ヘッドの簡略側面図であり、（ａ）は、リードフレームの押え解除状態、（ｂ）はリードフレームの押え状態である。
【図３】従来の搬送装置を示す簡略側面図である。
【図４】従来の搬送装置にて搬送されるリードフレームの平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下本発明の実施の形態を図１〜図４に基づいて説明する。
【００２６】
この搬送装置は、図１に示すように、リードフレーム４を、その長手方向に沿って搬送するものであって、半田を供給するアイランド８（半田供給点１）と、半田供給点１よりも下流側に設けられ、リードフレーム上に供給された半田を押しつぶして広げる半田たたき点２と、半田たたき点２よりも下流側に設けられ、チップ５をマウントするチップマウント点３とを備えている。
【００２７】
リードフレーム４は、搬送方向に長尺な平板で、チップ５がマウントされる複数のアイランド８を有する第１部４ａと、第１部４ａよりも高位の第２部４ｂと、第１部４ａと第２部４ｂとを連結する連結部４ｃとからなる。また、アイランド８（半田供給点１）の配設ピッチと同一の配設ピッチで、複数の送り用穴９が形成されている。このリードフレーム４は、図１の矢印に示す方向、つまり長手方向に沿って走行する。
【００２８】
半田供給点１は、リードフレーム４のアイランド８に半田を供給する場所であり、半田供給ノズル６が設けられている。すなわち、半田供給ノズル６はリードフレーム１の上方で待機しており、所定ピッチで搬送されたリードフレーム４が停止すると、半田供給ノズル６が下降して所定高さ位置で停止する。ここで、所定高さ位置とは、最下端まで下降した場合における半田供給ノズル６の高さをいう。その後、半田をリードフレーム４の半田供給部に供給する。その後、半田の供給を止めるとともに、半田供給ノズル６は上昇し、元の待機位置に戻る。
【００２９】
半田たたき点２は、前記半田供給点１の下流側に設けられ、リードフレーム４上に供給された半田を押しつぶして広げる場所であり、半田成型ヘッド７が設けられている。すなわち半田成型ヘッド７はリードフレーム１の上方で待機しており、所定ピッチで搬送されたリードフレーム４が停止すると、半田成型ヘッド８が下降して、その先端でリードフレーム４の半田を押しつぶす。この時、半田は半凝固状態であり、また半田成型ヘッド７は半田が付かない程度に昇温されて半田を広げる。その後、半田成型ヘッド７は上昇し、元の待機位置に戻る。
【００３０】
チップマウント点３は、前記半田たたき点２の下流側に設けられ、半田の上にチップ５を載置して、チップ５をリードフレーム４に接合する場所であり、ボンディングヘッド（図示省略）が設けられている。すなわち、ボンディングヘッドはチップ５を吸着し、所定ピッチで搬送されたリードフレーム４が停止すると、チップ５をリードフレーム４のチップマウント部に移送する。
【００３１】
この搬送装置には、半田供給点１、半田たたき点２、チップマウント点３の各加工点の近傍を押える第１押え機構１０が設けられている。この第１押え機構１０は、リードフレーム４の走行方向に沿った１本の支持アーム１５と、半田供給点１、半田たたき点２、チップマウント点３の各加工点の近傍に設けられる加工点近傍押圧ヘッド１７から構成されている。すなわち、加工点近傍押圧ヘッド１７は、半田供給部用の押圧ヘッド１７ａ、半田たたき部用の押圧ヘッド１７ｂ、チップマウント部用の押圧ヘッド１７ｃを備え、図２に示すように、夫々の押圧ヘッド１７ａ、１７ｂ、１７ｃは、１本の支持アーム１５に支持されている。押圧ヘッド１７は、本体部１１と、本体部１１から下方に延びてリードフレーム４の第１部４ａを押える第１押え部１２ａと、リードフレームの第２部４ｂを押える第２押え部１２ｂと、本体部１１を上下にガイドさせる直動ガイド１３と、本体部１１を上下動させるカム１６と、カム１６と本体部１１との間に介在する接触子１９と、本体部１１を下方に引張ってカム１６に接触子１９を常時接触させるばね部１４とを有している。そして、カム１６が回転することにより、図２（ａ）に示すような状態となった場合、接触子１９を介して本体部１１を押し上げ状態となる。すなわち、第１押え部１２ａ及び第２押え部１２ｂは、リードフレーム４の第１部４ａ及び第２部４ｂと非接触となる。一方、図２（ｂ）に示すような状態となった場合、接触子１９を介して本体部１１を押し下げて、各加工点で加工するのとほぼ同時に、第１押え部１２ａ及び第２押え部１２ｂでリードフレーム４の第１部４ａ及び第２部４ｂを押える。
【００３２】
各加工点（加工点近傍押圧ヘッド１７ａ、１７ｂ、１７ｃ）の配設ピッチは、図１に示すように、長手方向に沿ってＬとしている。そして、チップマウント点３からＬだけ下流側の位置１８に、第２押え機構２０を設けている。第２押え機構２０は、支持アーム１５に非加工点近傍押圧ヘッド１７ｄが支持されて、この非加工点近傍押圧ヘッド１７ｄがチップマウント点３からＬだけ下流側に位置するように配設している。本実施形態では、非加工点近傍押圧ヘッド１７ｄは加工点近傍押圧ヘッド１７ａ、１７ｂ、１７ｃと同一機構の押圧ヘッドにて構成している。この第２押え機構２０により、リードフレーム４の端部がチップマウント点３の近傍まで走行しても、チップ５のマウント時にはチップマウント点近傍の加工点近傍押圧ヘッド１７ｃ、及び非加工点近傍押圧ヘッド１７ｄの２箇所でリードフレーム４を押圧することができる。
【００３３】
次に、本発明の搬送装置を使用して、リードフレーム４の複数のアイランド８に順に定量の半田を供給し、供給した半田上にチップ５をボンディングする方法について説明する。まず、リードフレーム４をガイドして長手方向に搬送するガイドレール（図示省略）に、リードフレーム４を載置する。そして、図示省略の搬送機構にてリードフレーム４を、図１の矢印に示す方向に沿って搬送し、所定のタイミングでリードフレーム４が停止する。
【００３４】
リードフレーム４が停止すると、半田供給点１では、半田供給ノズル６が下降して下端で停止し、半田供給ノズル６からリードフレーム４の半田供給部に半田を供給する。また、半田たたき点２では、半田成型ヘッド８が下降し、その先端で半田たたき部の半田を押しつぶして、前回までの工程で供給された半田を押しつぶして広げる。さらに、チップマウント点３では、ボンディングヘッドにてチップ５をチップマウント部まで移送し、チップ５を接合する。
【００３５】
前記各加工が行われるのと同時に、半田供給点１、半田たたき点２、チップマウント点３では、夫々の加工点の近傍に設けられる第１押え機構１０である加工点近傍押圧ヘッド１７ａ、１７ｂ、１７ｃが下降する。これにより、第１押え部１２ａ及び第２押え部１２ｂにてリードフレーム４の半田供給部、半田たたき部、チップマウント部近傍を押える。さらに、第２押え機構２０の非加工点近傍押圧ヘッド１７ｄにて、リードフレーム４のチップマウント部よりも下流側を抑えることができる。これにより、リードフレーム４の浮き上がりを防止することができ、この状態で加工することができる。
【００３６】
このように、半田供給、半田たたき、チップマウントの加工が終了すると、搬送機構にてリードフレーム４を、その長手方向に沿って所定ピッチで搬送し、停止させ、再び加工を行う。このような加工及び搬送を繰り返し行うと、リードフレーム４の端部が徐々に下流側へ移動する。すなわち、リードフレーム４の端部が半田供給点１と半田たたき点２との間に位置すると、加工時（半田たたき、及びチップマウント時）には、半田たたき点近傍の押圧ヘッド１７ｂ、チップマウント点近傍の押圧ヘッド１７ｃ、及び第２押え機構の押圧ヘッド１７ｄの３箇所でリードフレーム４を押えることになる。これにより、リードフレーム４の浮き上がりを防止することができる。また、リードフレーム４の端部が半田たたき点２とチップマウント点３との間に位置すると、加工時（チップマウント時）には、チップマウント点近傍の押圧ヘッド１７ｃ、及び第２押え機構の押圧ヘッド１７ｄの２箇所でリードフレーム４を押えることになる。これにより、リードフレーム４の反りやねじれ（浮き上がり）を十分に抑えることができ、全体の姿勢を安定させることができる。
【００３７】
本発明では、リードフレーム４がチップマウント点３の近傍まで走行しても、チップ５のマウント時には、チップマウント点近傍の押圧ヘッド１７ｃ、及び第２押え機構の押圧ヘッド１７ｄの２箇所でリードフレーム４を押圧することができるため、全体の姿勢を安定させることができ、マウント位置のリードフレーム姿勢の変化を無くして半田厚を均等にすることができる。これにより、チップ５の接着状態の信頼性向上信頼性の向上を図ることができる。
【００３８】
リードフレーム上に供給された半田を押しつぶして広げる半田たたき部２が設けられ、この半田たたき部近傍を押圧ヘッド１７ｂで押えると、チップ５のマウント直前に半田厚さを均等にすることができて、一層、半田厚さを均一にすることができる。
【００３９】
前記第２押え機構２０は、チップマウント点３から所定ピッチで１箇所を押えることができる。これにより、リードフレーム４の種類に応じて押え箇所の数（非加工点近傍押圧ヘッド１７ｄ）を設定することができ、チップマウント工程等が安定して高品質の製品を提供することができ、しかも汎用性に優れたものとなる。
【００４０】
第２押え機構２０の非加工点近傍押圧ヘッド１７ｄは、第１押え機構１０の加工点近傍押圧ヘッド１７ａ、１７ｂ、１７ｃと同一機構とすることができる。これにより、既存の部品を使用することができ、コストの低減を図ることができる。
【００４１】
前記非加工点近傍押圧ヘッド１７ｄのチップマウント点３からの配設ピッチは、チップマウント点３と、その前の工程の加工点との配設ピッチと略同一とすることができる。これにより、チップマウント点３での押え条件を、その前の押え条件とほぼ同一の条件とすることができる。
【００４２】
また、本発明の第２実施形態として、第２押え機構２０の非加工点近傍押圧ヘッド１７ｄを、所定ピッチで２箇所設けることもできる。これにより、リードフレーム４の押え効果を一層高めることができる。
【００４３】
以上、本発明の実施形態につき説明したが、本発明は前記実施形態に限定されることなく種々の変形が可能であって、例えば、半田供給点１と、半田たたき点２と、チップマウント点３との配設ピッチを同一としたが、同一でなくてもよい。また、半田たたき点２を省略して、半田供給点１とチップマウント点３との２箇所のみを有するものであってもよい。実施形態では、押圧ヘッド１７は第１押え部１２ａと第２押え部１２ｂとの２箇所を有するものであったが、リードフレーム４の形状に応じて、押え部１２を１箇所としたり、３箇所以上としたりすることもできる。
【符号の説明】
【００４４】
１      半田供給点
２      半田たたき点
３      チップマウント点
４      リードフレーム
５      チップ
１０    第１押え機構
１７    押圧ヘッド
２０    第２押え機構
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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