(57)【要約】【解決手段】  少なくとも１つのマガジンハンドラを含むワイヤーボンディング機に接続してワークピースを処理する機器が提供される。当該機器は、前記少なくとも１つのマガジンハンドラからワークピースを受容するよう構成された第１の搬送システムと、前記少なくとも１つのマガジンハンドラからワークピースを受容するよう構成された第２の搬送システムとを含む。また、当該機器は、ワイヤーボンディングツールを使った１つのワークピースのワイヤーボンディング作業中、前記第１の搬送システムが当該１つのワークピースを支持すると同時に、前記ワイヤーボンディングツールによるワイヤーボンディング作業用に前記第２の搬送システムが別のワークピースを準備するようなっている。【選択図】      図１
2008503095.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つのマガジンハンドラと、ワイヤーボンディングツールとを含むワイヤーボンディング機に接続してワークピースを処理する機器であって、
前記少なくとも１つのマガジンハンドラからワークピースを受容するよう構成された第１の搬送システムと、
前記少なくとも１つのマガジンハンドラからワークピースを受容するよう構成された第２の搬送システムとを有し、
前記第１の搬送システムは、前記ワイヤーボンディングツールを使ってワークピースのワイヤーボンディング作業を行っている間に当該ワークピースを支持し、それと同時に前記第２の搬送システムは、当該ワイヤーボンディングツールによってワイヤーボンディング作業を行うために別のワークピースを準備するようなっているものである
機器。
【請求項２】
請求項１記載の機器において、前記第１の搬送システムおよび前記第２の搬送システムは、それぞれ（１）前記ワイヤーボンディング作業のために前記ワイヤーボンディングツールに隣接した第１の位置と、（２）前記ワイヤーボンディングツールから離れた第２の位置との間で移動するよう構成されているものである。
【請求項３】
請求項１記載の機器において、この機器は、さらに、
前記第１の搬送システムおよび前記第２の搬送システムの下に配置された少なくとも１つの加熱器を有し、当該機器は、（１）ワークピースを加熱する工程または（２）ワークピースを位置決めする工程の少なくとも１つの工程により前記第２の搬送システムがワークピースを準備するようなっているものである。
【請求項４】
請求項１記載の機器において、前記機器は、前記ワイヤーボンディングツールによる第２のワークピースのワイヤーボンディング作業中、前記第２の搬送システムが前記第２のワークピースを支持すると同時に、前記ワイヤーボンディングツールによるワイヤーボンディング作業のために前記第１の搬送システムが第１のワークピースを準備するようなっているものである。
【請求項５】
請求項１記載の機器において、この機器は、さらに、
前記ワイヤーボンディング機に対し当該機器の実質的に水平な動きを提供するスライドレールシステムを有するものである。
【請求項６】
請求項１記載の機器において、この機器は、さらに、
前記第１の搬送システムに移動自在に連結され、且つ第１のワークピースを把持して当該第１のワークピースを前記第１の搬送システムに沿って移動させるよう構成された第１の把持装置と、前記第２の搬送システムに移動自在に連結され、且つ第２のワークピースを把持して当該第２のワークピースを前記第２の搬送システムに沿って移動させるよう構成された第２の把持装置とを有するものである。
【請求項７】
少なくとも１つのマガジンハンドラを使ってワイヤーボンディング機にワークピースを供給する機器であって、
前記少なくとも１つのマガジンハンドラに連結する部分を有するインデクサーであって、
第１の搬送装置部分と、
前記第１の搬送装置部分に隣接した第２の搬送装置部分と、
前記第１の搬送装置部分および前記第２の搬送装置部分の下に配置された少なくとも１つの加熱器と、
前記第１の搬送装置部分および前記第２の搬送装置部分の下に配置され、当該搬送装置部分の上面に対してワークピースを維持するための少なくとも１つの減圧装置と
を有するインデクサーを有し、
前記第１の搬送装置部分および前記第２の搬送装置部分は、前記少なくとも１つのマガジンハンドラからワークピースを受容するよう構成されており、
当該機器は、第１のワークピースが（１）前記少なくとも１つの加熱器により加熱されているか、（２）前記ワイヤーボンダーによりワイヤーボンディングされているかの少なくとも一方の状態であるとき、第２のワークピースを前記第２の搬送装置部分にロード（供給）するよう構成されている
機器。
【請求項８】
請求項７記載の機器において、この機器は前記第１の搬送装置部分および前記第２の搬送装置部分を循環式に移動させるよう構成されており、サイクル（１）の間、前記第１の搬送装置部分は、この第１の搬送装置部分上の１つのワークピースが前記ワイヤーボンディング機によりワイヤーボンディングされる第１の位置へ移動され、且つ前記第２の搬送装置部分は、前記少なくとも１つのマガジンハンドラから追加的なワークピースを受容する第２の位置へ移動され、サイクル（２）の間、前記第２の搬送装置部分は、この第２の搬送装置部分上の前記追加的なワークピースが前記ワイヤーボンディング機によりワイヤーボンディングされる前記第１の位置へ移動され、且つ前記第１の搬送装置部分は、前記少なくとも１つのマガジンハンドラからさらに異なる追加的なワークピースを受容するため前記第２の位置へ移動されるものである。
【請求項９】
請求項７記載の機器において、この機器は、さらに、
前記ワイヤーボンディング機に対し前記インデクサーの実質的に水平な動きを提供するスライドレールシステムを有するものである。
【請求項１０】
請求項７記載の機器において、この機器は、さらに、
前記第１の搬送装置に移動自在に連結され、且つ１つのワークピースを把持して当該１つのワークピースを前記第１の搬送装置に沿って移動させるよう構成された第１の把持装置と、前記第２の搬送装置に移動自在に連結され、且つ追加的なワークピースを把持して当該追加的なワークピースを前記第２の搬送装置に沿って移動させるよう構成された第２の把持装置とを有するものである。
【請求項１１】
ワイヤーボンディング機およびワイヤーボンディングツールを使ってワークピースをワイヤーボンディングする方法であって、
（１）第１の搬送装置部分に支持されたワークピースを、前記ワイヤーボンディング機の前記ワイヤーボンディングツールを使ってワイヤーボンディングする工程と、
（２）工程（１）の間、第２の搬送装置部分に支持された追加的なワークピースを加熱する工程と、
（３）前記ワイヤーボンディングツールから離れた位置へ前記第１の搬送装置部分を移動させると同時に、前記第２の搬送装置部分に支持された前記追加的なワークピースが前記ワイヤーボンディングツールに隣接する位置へ当該第２の搬送装置部分を移動させる工程と、
（４）前記第２の搬送装置部分に支持された前記追加的なワークピースを、前記ワイヤーボンディングツールを使ってワイヤーボンディングする工程と
を有する方法。
【請求項１２】
請求項１１記載の方法において、工程（２）は、さらに、
（ａ）前記第２の搬送装置部分に支持されたワークピースを、当該第２の搬送装置部分上の所定の位置に配置する工程、または（ｂ）前記第２の搬送装置部分に支持されたワークピースに減圧を適用する工程の少なくとも１つを有するものである。
【請求項１３】
請求項１１記載の方法において、この方法は、さらに、
（５）工程（３）の後、前記第１の搬送装置部分に支持されるさらに別のワークピースを当該第１の搬送装置部分で受容する工程と、
（６）工程（５）の後、前記第１の搬送装置部分上の所定の位置に前記さらに別のワークピースを配置する工程と、
（７）工程（５）の後、前記第１の搬送装置部分上の前記さらに別のワークピースを加熱する工程と、
（８）工程（４）の後、前記ワイヤーボンディングツールを使って前記さらに別のワークピースをワイヤーボンディングする工程と
を有するものである。
【請求項１４】
ワイヤーボンディング機にワークピースを供給する方法であって、
ａ）マガジンハンドラおよびインデクサーをそれぞれの第１の位置に初期化する工程と、
ｂ）前記マガジンハンドラから前記インデクサーの第１の搬送装置部分の上に第１のワークピースをロードする工程と、
ｃ）前記マガジンハンドラを第２の位置に再配置する工程と、
ｄ）前記ワイヤーボンディング機のボンディング部分内に前記第１のワークピースを位置付けるよう、前記インデクサーを再配置する工程と、
ｅ）前記ワイヤーボンディング機により前記第１のワークピースがワイヤーボンディングされるのと実質的に同時に、前記インデクサーの第２の搬送装置の上に第２のワークピースをロードする工程と、
ｆ）前記マガジンハンドラを前記第１の位置に再配置する工程と、
ｇ）前記ワイヤーボンディング機の前記ボンディング部分内に前記第２のワークピースを位置付け、アンロード（取り出し）位置に前記第１のワークピースを位置付けるよう、前記インデクサーを再配置する工程と、
ｈ）前記ワイヤーボンディング機により前記第２のワークピースがワイヤーボンディングされるのと実質的に同時に、前記第１の搬送装置から前記マガジンハンドラの上に前記第１のワークピースをアンロードする工程と、
ｉ）前記マガジンハンドラから前記第１の搬送装置の上に追加的なワークピースをロードする工程と、
ｊ）前記マガジンハンドラを前記第２の位置に再配置する工程と、
ｋ）前記ワイヤーボンディング機の前記ボンディング部分内に前記追加的なワークピースを位置付けるよう、前記インデクサーを再配置する工程と、
ｌ）前記ワイヤーボンディング機により前記追加的なワークピースがワイヤーボンディングされるのと実質的に同時に、前記第２の搬送装置から前記マガジンハンドラの上に第２のワークピースをアンロードする工程と
を有する方法。
【請求項１５】
請求項１４記載の方法において、この方法は、さらに、
工程ｅ）〜ｌ）を必要に応じて繰り返す工程を有するものである。
【請求項１６】
請求項１４記載の方法において、この方法は、さらに、
前記ワイヤーボンディング機の前記ボンディング部分内に前記第１のワークピースが位置付された後、当該第１のワークピースに減圧を適用する工程を有するものである。
【請求項１７】
請求項１６記載の方法において、この方法は、さらに、
前記第１のワークピースの異なる部分が前記ワイヤーボンディング機の前記ボンディング部分の内外へ移動されるのに伴い、前記第１のワークピースに対し連続的に減圧を解除および再適用する工程を有するものである。
【請求項１８】
請求項１６記載の方法において、この方法は、さらに、
工程（ｈ）の前に前記第１のワークピースに対し減圧を解除する工程を有するものである。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は２００４年６月１５日付けで提出された米国特許仮出願第６０／５７９，８０６号（この参照によりその内容が本明細書に組み込まれるものとする）に基づく利益を主張するものである。
【０００２】
本発明は、全体としてワイヤーボンディング機器に関する。より具体的には、本発明は、より高いスループット能力により電子部品をインデキシングおよびボンディングする機器および工程に関する。
【背景技術】
【０００３】
現代の電子機器は、半導体チップまたは集積回路（ＩＣ）を搭載したプリント基板に依存するところが大きい。チップ設計者にとっては、チップおよび基板の機械的連結および電気的接続が課題となっている。
【０００４】
その最も一般的な工程はワイヤーボンディングである。ワイヤーボンディングでは、複数のボンディングパッドが基板頂面にパターン配置され、チップはこのボンディングパッドのパターン中央に搭載され、またチップ頂面は基板頂面と反対向きになっている。チップ頂面上の接触子と基板頂面上の接触子との間に細いワイヤー（アルミニウム、銅、金のワイヤーなど）が接続されている。
【０００５】
チップスケールパッケージ（ｃｈｉｐ  ｓｃａｌｅ  ｐａｃｋａｇｅ：ＣＳＰｓ）は、パッケージに含まれるチップ（ダイ）のサイズに対して半導体装置を小型化するという課題に対し解決策を提供している。通常、このＣＳＰサイズはダイ外周サイズの１〜１．２倍、また面積で言うとダイ面積の１．５倍である。このＣＳＰではフリップチップに知られる熱膨張率差の問題が生じないため、ベアダイまたはフリップチップ技術のサイズに近い小型サイズを提供し、より高い信頼性が得られる。
【０００６】
ＣＳＰの大半では、微細で柔軟な配線が埋め込まれた柔軟なシート状インターポーザ（ポリイミドのフィルムまたはテープ）を使用している。インターポーザ上へのチップ搭載時に、このインターポーザ端部内の微細配線はチップ外周付近の周辺端子で終端する。その一例が、Ｍｉｃｒｏ  Ｂａｌｌ  Ｇｒｉｄ  Ａｒｒａｙ（Ｍｉｃｒｏ  ＢＧＡ）設計である。この配線において、インターポーザの周辺端子は、チップ内面積を覆うはんだボールランドのグリッドアレイへと再分配される。チップはインターポーザ上に搭載され、インターポーザの複数の端子は、超音波ボンディングなど従来のボンディング技術を使ってチップ外周の複数の接触子に接合（ボンディング）される。チップと基板との間には膨張率差があるため、ボンディング済み端子は、温度サイクル中に端子の柔軟な動きを可能にするエラストマーのカプセル材料を使って保護のためカプセル化される場合もある。次にインターポーザ頂面のランド上にはんだボールが形成され、個々のチップパッケージがテープから切り離される。前記ボールグリッドアレイを、基板へのはんだ接合のために必要最低限のピッチで（ボール間約０．５ｍｍ）均等に離間して高密度接触を達成することが可能である。インターポーザはチップ表面積のほとんどを覆うボールグリッドアレイを有するため、このＢＧＡ設計により、パッケージはチップ自体にほぼ近い小型サイズとなる。
【０００７】
しかしながら、ＢＧＡ装置またはＭｉｃｒｏ  ＢＧＡ装置を使用することは、ワイヤーボンディング工程という点で欠点がある。具体的に説明すると、ＢＧＡ装置は通常、ボンディング温度への到達に長い加熱時間を必要とするため、結果的に従来のワークホルダー（非加工物保持具）設計を使った場合のスループット能力を低下させている。さらに、ＢＧＡ装置は「ダウンセット（ｄｏｗｎｓｅｔｓ）」を有さず、クランピング用の「リードフィンガー（ｌｅａｄ−ｆｉｎｇｅｒｓ）」も利用できない。ＢＧＡ材料のこれらの態様は、当該技術の簡易アプローチにおいて考慮されているものの、「ダウンセット」および「リードフィンガー」のクランピングに対応するための、既存のワークホルダー設計に内蔵されている機構は、そのシステム力学への影響により、当該設計をより複雑にするだけでなく、そのスループット能力も制限してしまう。そのため、十分かつ均一なＢＧＡ装置加熱を確実にして自動ワークホルダー設計の大幅な簡略化を可能にすることで商品原価を削減すると同時に、材料の流れにおけるバッファとして加熱ストリップを有することでスループット能力を強化するワークホルダー設計が必要とされている。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の例示的な実施形態によれば、少なくとも１つのマガジンハンドラを含むワイヤーボンディング機に接続してワークピースを処理する機器が提供される。当該機器は、前記少なくとも１つのマガジンハンドラからワークピースを受容するよう構成された第１の搬送システムと、前記少なくとも１つのマガジンハンドラからワークピースを受容するよう構成された第２の搬送システムとを含む。また、当該機器では、前記第１の搬送システムは、ワイヤーボンディングツールを使ってワークピースのワイヤーボンディング作業を行っている間に当該ワークピースを支持すると同時に、前記第２の搬送システムは前記ワイヤーボンディングツールによってワイヤーボンディング作業を行うために別のワークピースを準備するようなっている。
【０００９】
本発明の別の例示的な実施形態によれば、少なくとも１つのマガジンハンドラを使ってワイヤーボンディング機にワークピースを供給する機器が提供される。この機器は、前記少なくとも１つのマガジンハンドラに連結する部分を有するインデクサーを含んでいる。前記インデクサーは、第１の搬送装置部分と、前記第１の搬送装置部分に隣接した第２の搬送装置部分と、前記第１の搬送装置部分および前記第２の搬送装置部分の下に配置された少なくとも１つの加熱器と、前記第１の搬送装置部分および前記第２の搬送装置部分の上面に対してワークピースを維持するため、当該第１の搬送装置部分および当該第２の搬送装置部分の下に配置された少なくとも１つの減圧装置とを含む。前記第１の搬送装置部分および前記第２の搬送装置部分は、前記少なくとも１つのマガジンハンドラからワークピースを受容するよう構成されている。この機器は、第１のワークピースが（１）前記少なくとも１つの加熱器により加熱されているか、（２）前記ワイヤーボンダーによりワイヤーボンディングされているかの少なくとも一方である状態であるとき、第２のワークピースを前記第２の搬送装置部分にロード（供給）するよう構成されている。
【００１０】
本発明のさらに別の例示的実施形態によると、ワークピースをワイヤーボンディングする方法が提供される。この方法は、（１）第１の搬送装置部分に支持されたワークピースを、ワイヤーボンディング機のワイヤーボンディングツールを使ってワイヤーボンディングする工程と、（２）工程（１）の間、第２の搬送装置部分に支持された別のワークピースを加熱する工程と、（３）前記ワイヤーボンディングツールから離れた位置へ前記第１の搬送装置部分を移動させると同時に、前記第２の搬送装置部分に支持された前記別のワークピースが前記ワイヤーボンディングツールに隣接する位置へ当該第２の搬送装置部分を移動させる工程と、（４）前記第２の搬送装置部分に支持された前記別のワークピースを、前記ワイヤーボンディングツールを使ってワイヤーボンディングする工程とを含む。
【００１１】
本発明のさらに別の例示的実施形態によれば、ワイヤーボンディング機にワークピースを供給する方法が提供される。この方法は、マガジンハンドラおよびインデクサーをそれぞれの第１の位置に初期化する工程と、前記マガジンハンドラから前記インデクサーの第１の搬送装置部分の上に第１のワークピースをロードする工程と、前記マガジンハンドラを第２の位置に再配置する工程と、前記ワイヤーボンディング機のボンディング部分内に前記第１のワークピースを位置付けるよう、前記インデクサーを再配置する工程と、前記ワイヤーボンディング機により前記第１のワークピースがワイヤーボンディングされるのと実質的に同時に、前記インデクサーの第２の搬送装置の上に第２のワークピースをロードする工程と、前記マガジンハンドラを前記第１の位置に再配置する工程と、前記ワイヤーボンディング機の前記ボンディング部分内に前記第２のワークピースを位置付け、アンロード（取り出し）位置に前記第１のワークピースを位置付けるよう、前記インデクサーを再配置する工程と、前記ワイヤーボンディング機により前記第２のワークピースがワイヤーボンディングされるのと実質的に同時に、前記第１の搬送装置から前記マガジンハンドラの上に第１のワークピースをアンロードする工程と、前記マガジンハンドラから前記第１の搬送装置の上に追加的なワークピースをロードする工程と、前記マガジンハンドラを前記第２の位置に再配置する工程と、前記ワイヤーボンディング機の前記ボンディング部分内に前記追加的なワークピースを位置付けるよう、前記インデクサーを再配置する工程と、前記ワイヤーボンディング機により前記追加的なワークピースがワイヤーボンディングされるのと実質的に同時に、前記第２の搬送装置から前記マガジンハンドラの上に第２のワークピースをアンロードする工程とを含む。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本明細書における用語「ワークピース」（被加工物）はワイヤーボンディング作業が行われるよう構成された任意の装置を指すよう意図されており、基板（複数の半導体装置を表面上に伴ったまたは当該半導体装置が内部に統合された基板など）、リードフレーム、半導体装置（ダイやチップなど）、インターポーザ、およびこれらの組み合わせを含む（これに限定されるものではない）。
【００１３】
本明細書における用語「ワークピースのワイヤーボンディング」とは、少なくとも１つのワイヤーボンドまたはワイヤーループをワークピースに適用することを指し、当該ワークピースが最終的に複数のワイヤーボンドまたはワイヤーループを含むことになる場合も同様の適用を指す。本発明の特定の例示的実施形態によれば、ワイヤーボンドは（ワイヤーボンディングツールを使って）第１の搬送装置（または搬送装置部分）上のワークピースに適用され、次いで、残りのワイヤーボンドが当該ワークピースに適用される前に、ワイヤーボンディングツールを使って第２の搬送装置上の別のワークピースにワイヤーボンドが適用される。当然ながら、本発明では、（ワイヤーボンディングツールを使って）第１の搬送装置上の第１のワークピースに望ましいワイヤーボンドをすべて適用した後、ワイヤーボンディングツールを使って第２の搬送装置上の別のワークピースに望ましいワイヤーボンドをすべて適用することも考えられる。
【００１４】
本明細書における用語「マガジンハンドラ」とは、ワークピースをインデクサーへ提供する任意のシステム（搬送システムを含んだインデクサーなど）を指すよう意図されている。この用語は、いかなる特定の配置または構成によって、ワークピースを提供するシステムを限定することを意図するものではない。
【００１５】
図１は、本発明の例示的な実施形態の斜視図を示したものである。明確化のため、処理前後にワークピースを格納、および提供／受容するマガジンハンドラシステムはこの図では示していない。図１に示すように、ボンディングシステム１００はボンディングヘッド構造１０２を有しており、このボンディングヘッド構造１０２の前部にはボンディングヘッド１０４が設けられている。ボンディングヘッド１０４の下には、進歩性のある往復動式のデュアルワークホルダー１０６が支持ブロック１０８上に取り付けられている。ワークホルダー１０６および支持ブロック１０８は、支持基部１１２に対し、レール１１０に沿ってＹ方向に移動する。ボンディングヘッド１０４はＸ軸およびＹ軸に対し不動であるが、デュアルワークホルダー１０６は矢印Ｙの方向前後に往復動する。デュアルワークホルダー１０６は、互いに並置された第１の搬送システム１１６および第２の搬送システム１１８を含む。搬送システム１１６および１１８は、以下で詳しく説明する。
【００１６】
図２は、ボンディングシステム１００の左側面図を例示したものである。図２に示したように、搬送システム１１６および１１８は、当該搬送システム１１６および１１８の各々の中心線が望ましくは約４．５インチ（約１１．４３ｃｍ）間隔を置くよう互いに離間されている。この距離は設計上の考慮事項を満たすよう必要に応じて調整可能なため、本発明はこの距離に限定されるものではない。搬送システム１１６および１１８のそれぞれに隣接して固定前部レール１２０がある。図２に示すように、また説明の都合上、前記デュアルワークホルダーアセンブリは、搬送システム１１８がボンディングツール１１４の下に配置されるよう後方位置にある。支持ブロック１０８の直線状のスライド部材１２２はレール１１０に沿って前方へ移動するため、搬送装置１１８はボンディングツール１１４から離れる方向へ移動し、搬送装置１１６はボンディングツール１１４へ向かって移動することが理解されるであろう。これにより、搬送装置１１８および１１６に着脱自在に取り付けられたワークピース（ここでは図示せず）に対しボンディングが可能になる。
【００１７】
図３はボンディングシステム１００の正面図を例示したものであり、図４Ａは搬送装置１１６、１１８のうちの１つの正面斜視図であり、図５は搬送装置１１６、１１８のうちの１つの後面斜視図であり、図６は搬送装置１１６、１１８のうちの１つの正面図である。図３、４Ａ、５および６に示すように、各前記搬送装置１１６、１１８の前部に沿って、プラー／グリッパ／タッカー（ｐｕｌｌｅｒ／ｇｒｉｐｐｅｒ／ｔｕｃｋｅｒ）１３２（搬送装置１１８用に関しては図１にも表示）および１３４（搬送装置１１６用）が配置されている。以下の説明を簡潔に説明する上で、プラー／グリッパ／タッカー１３２およびそれに付随した部品（送りネジ１２８、ジョーアセンブリ１４８、ステッピングモーター１２４など）についてのみ説明していくが、この説明はプラー／グリッパ／タッカー１３４およびそれに付随した構成部品（送りネジ１３０、ジョーアセンブリ１５０、ステッピングモーター１２６など）にも同等に該当することを理解すべきである。
【００１８】
プラー／グリッパ／タッカー１３２は、送りネジ１２８に沿ってワークホルダー１０６および支持ブロック１０８の移動の方向と直交する方向に移動する。ジョーアセンブリ１４８はプラー／グリッパ／タッカー１３２のハウジングに連結されており、例示的な一実施形態では、前部レール１２０とプラテン加熱ブロック１５２の側部との間に配置されている。ステッピングモーター１２４は、カプラー１５６で送りネジ１２８の一端に連結されている。作動時にステッピングモーター１２４が起動されると、軸受け支え１４０により一端が支持された送りネジ１２８が回転し、それによりプラー／グリッパ／タッカー１３２が送りネジ１２８に沿って本図の右側へ向って移動される（図４Ａおよび６を参照）。以下さらに説明するように、ジョーアセンブリ１４８は、ワークピースの供給部から１ワークピースの一部分を把持するため使用される。これにより、プラー／グリッパ／タッカー１３２が送りネジ１２８に沿って移動するのに伴い、前記ワークピースはプラテン加熱ブロック１５２の表面に沿って移動して最終的にボンディングツール１０４によりボンディングされる。逆にワークピースを取り出すために、ステッピングモーター１２４は逆方向に動作して、ワークピースを供給マガジン（図示せず）の方へ戻すように移動させる。再び図５を参照すると、後部レール１４４は、可変幅のワークピースに対応するためＹ方向に調整自在でありうる。プラテン加熱ブロック１５２、１５４に関する詳細は、図８を参照して以下で説明する。
【００１９】
図４Ａおよび図６ではステッピングモーターおよび送りネジを例示しているが、本発明は、必要に応じ、例えばプーリおよびベルトアセンブリを使用してもプラー／グリッパ／タッカー１３２を移動できると考えられるため、これらの図により限定されるものではない。そのようなアプローチは図４Ｂに例示している。図４Ｂに示すように、プラー／グリッパ／タッカー１３２は、ベルトクランプ１８０を介しタイミングベルト１８２でステッピングモーター１２４に連結されている。作動時にステッピングモーター１２４が起動されると、プーリ１８６が回転してタイミングベルト１８２（およびプーリ１８４）を動かし、これによりプラー／グリッパ／タッカー１３２をスライドレール１８８に沿った方向に移動させる。プラー／グリッパ／タッカー１３２をその初期位置に戻す際は、ステッピングモーター１２４が逆動作する。
【００２０】
図７Ａは、プラー／グリッパ／タッカー１３２、１３４の第１の例示的な実施形態の斜視図である。図７Ａに示すように、プラー／グリッパ／タッカー１３２、１３４は、互いに対向するよう配置された固定上方ジョー４０２と、可動下方ジョー４０４とを有する。固定上方ジョー４０２は、その長手方向に沿って一部に配置された把持点または歯４２０を有する。これらの把持点または歯４２０および可動下方ジョー４０４の表面は、必要に応じてボールグリッドアレイ（ｂａｌｌ  ｇｒｉｄ  ａｒｒａｙ：ＢＧＡ）アセンブリまたはリードフレームなどのワークピースと接触し、前記搬送装置に沿ってワークピースを移動させる。固定上方ジョー４０２は、固定支持部材４１８の頂部でこの固定支持部材４１８に連結されている。可動支持アーム部材４１０は、固定支持部材４１８から離間されて、上方板バネ４０６および下方板バネ４０８により当該固定支持部材４１８に連結されている。板バネ４０６および４０８により、可動支持アーム部材４１０が固定支持部材４１８に対し（双方向矢印で示したように）Ｚ方向に連接することが可能になる。これにより、可動支持アーム部材４１０に連結された可動下方ジョー４０４も同様に固定上方ジョー４０２に対しＺ方向に移動して、必要に応じて上方ジョーおよび下方ジョー４０２、４０４がＢＧＡまたはリードフレームを把持することを可能にする。
【００２１】
例示的な一実施形態では、可動支持アーム部材４１０および可動下方ジョー４０４の動きをもたらすため、ソレノイドやボイスコイルモーターなどのアクチュエータ４１６が使われる。上記の例示的な実施形態では、アクチュエータ４１６が下方板バネ４０８の上面に配置され、且つビーム（梁）４１２に連結されており、このビーム４１２はさらに可動支持アーム部材４１０に連結されている。アクチュエータ４１６が起動すると、ビーム４１２がアクチュエータ４１６のフレームへ引き寄せられて可動支持アーム部材４１０をＺ方向に下方へ引き下げ、これにより下方ジョー４０４が固定上方ジョー４０２から離れる方向へ移動して、可動下方ジョー４０４および把持点４２０の間に空間が開放される。その結果、上方ジョーおよび下方ジョー４０２と４０４との間の開口部にＢＧＡアセンブリやリードフレームなどの物品を位置決めすることが可能になる。リードフレームやＢＧＡアセンブリ（図示せず）が配備されるとアクチュエータ４１６への通電は解除され、これによりジョー４０４が固定上方ジョー４０２に近づいてＢＧＡやリードフレームが固定上方ジョー４０２と可動下方ジョー４０４との間に把持される。
【００２２】
ここで図７Ｂを参照すると、第２の例示的なプラー／グリッパ／タッカー１３２が例示されている。図７Ｂに示すように、この例示的なプラー／グリッパ／タッカーは図４Ｂに例示したベルト駆動システムと併用するもので、上方ブラケット４２４に連結された固定グリッパジョー４０２と、下方ブラケット４２２に連結された可動下方ジョー４０４と、下方ブラケット４２２と上方ブラケット４２４との間に連結された板バネ４０６、４０８と、上方ブラケット４２４に連結されたベルトクランプ１８０と、上方ブラケット４２４に連結されたスライドブロック４２６と、上方ブラケット４２４と下方ブラケット４２２との間に配置されたアクチュエータ４１６とを有する。作動時は、スライドブロック４２６が（図４Ｂに示した）スライドレール１８８に連結され、それに沿って移動する。前記ジョーアセンブリ４０２、４０４の動作は、図７Ａを参照し上記説明した実施形態と類似しているため、ここでは繰り返さない。
【００２３】
ここで図８を参照すると、プラテン加熱ブロック１５２の分解斜視図が例示されている。図８に示したように、加熱ブロック１５２は、好ましくはアルミニウムなどの軽量金属からできた最上部加熱板２００と、やはりアルミニウムなどの軽量金属から形成された下方加熱板２０６と、最上部加熱板２００と下方加熱板２０６との間に配置された加熱器２０２と、望ましくはセラミック材料から形成され、下方加熱板２０６の下に配置された断熱板２０８とを有する。例示的な一実施形態では、加熱器２０２は箔タイプの抵抗加熱素子を平坦な形態に形成したものが望ましい。また、前記ワークピースが前記加熱ブロック１５２に沿って移動する際、望ましい温度上昇と温度下降をもたらすため、加熱器２０２は、予熱ステージ２０２ａ、ボンド部位加熱ステージ２０２ｂ、およびボンド後ステージ２０２ｃなどのように段階的に構成されている。図には３つの加熱器２０２ａ、２０２ｂ、２０２ｃを示したが、これらの機能を達成する上で単一の加熱器を使用することも考えられる。
【００２４】
プラー／グリッパ／タッカー１３２によりワークピースがプラテン加熱ブロック１５２の表面に沿って引っ張られていく際、プラテン加熱ブロック１５２の第１のステージにより、ボンディング準備のためににワークピースが予熱される。ワークピースは、プラテン加熱ブロック１５２の表面に沿ってさらに移動するに伴い、ボンドヘッド１０４によるボンディングの準備のため、より高温で加熱される（図１を参照）。ボンディング中、ワークピースを定位置に保つため、プラテン加熱ブロック１５２の表面は、減圧部（図示せず）を受容する減圧ゾーン２１０、２１２、２１４を含む。例示的な一実施形態では、減圧ゾーン２１０、２１２、２１４は、一部、上記の予熱ゾーンおよび加熱後ゾーンまで延在する。例示的な一実施形態において、前記減圧部は、吸気管２０４を通じ、底部加熱板２０６の中央部分に連結されている。各吸気管は、それぞれの減圧ゾーン２１０、２１２、２１４と流体密封された状態で連結されている。
【００２５】
作動時、ワークピースがボンディング用の位置に置かれると、当該ワークピースの下部に減圧が適用され、最上部加熱板２００の表面に対して当該ワークピースが定位置に保持される。これには２つの目的がある。１つは、ボンディング中、ワークピースへ確実に十分な伝熱を行うこと、もう１つは、ボンディング中、ワークピースが動くのを防ぐことである。ワークピースへのボンディングが完了すると、減圧は解除され、ワークピースは前記プラテン加熱ブロック１５２のボンド後部分へ向かって移動されて、さらなる処理の前にワークピースが徐々に冷却されるようにする。
【００２６】
基板または他タイプの連結を使って互いに連結されているワークピースの場合は、その第１のワークピースがボンディングされている間、１若しくはそれ以上の後続ワークピースが予熱されることが理解されるであろう。前記第１のワークピースのボンディングが完了すると、この第１のワークピースがボンディングの行われる位置から離れるよう移動されるとともに後続ワークピースが定位置に移動され、この後続ワークピースのボンディングのために減圧が適用される。この工程は、すべてのワークピースがボンディングされるまで、あるいはこの工程が終了されるまで、継続されることが望ましい。この工程は図９〜１６で最適に例示されており、以下でも説明する。
【００２７】
ここで図９を参照すると、初期設定のマガジンハンドラ３００は、デュアルワークホルダー１０６の前部搬送装置１１８へ引き移動される複数の装置を有するワークピース３０２を提供している。次に、ワークピース３０２は、プラー／グリッパ／タッカー１３２（ここでは図示せず）によって前部搬送装置１１８の表面に沿って移動される。装置３０２は、前部搬送装置１１８に沿って移動される間、ボンディング前に予熱される。簡略化のため、この説明において後部搬送装置１１６は初期状態で空であると想定する。
【００２８】
図１０に示すように、マガジンハンドラ３００およびデュアルワークホルダー１０６の双方は、前部搬送装置１１８がボンドヘッド１０４の下に位置決めされるよう、第２の位置へと後方へ再配置されている。ワークピース３０２が処理されている間、第２のワークピース３０４がボンディング前の予熱のためプラー／グリッパ／タッカー１３４（ここでは図示せず）で後部搬送装置１１６にロード（供給）される。
【００２９】
図１１および図１２に示すように、ワークピース３０２の最後の装置がボンディングされると、デュアルワークホルダー１０６は、搬送装置１１６をボンドヘッド１０４の下に位置決めするよう前方へ移動される。図１２に示したように、ワークピース３０４の処理中（左から右へ移動）、ワークピース３０２は、更なる処理のため、プラー／グリッパ／タッカー１３２によりマガジンハンドラ３００内へアンロード（取り出）される。これら２つの処理は互いに（完全にとはいかなくとも）実質的に同時に起こる。さらに、また上記のとおり、ワークピース３０２はアンロードされている間、加熱プラテン１５２の加熱後ゾーンおよび予熱ゾーンを通過しながら制御下で冷却される。
【００３０】
図１３に示すように、ワークピース３０４が処理されている間、第３のワークピース３０６がボンディング前の予熱のためプラー／グリッパ／タッカー１３２により前部搬送装置１１８にロードされる。
【００３１】
図１４〜１６に示すように、ワークピース３０４の最後の装置がボンディングされると、デュアルワークホルダー１０６は、搬送装置１１８をボンドヘッド１０４の下に位置決めするよう後方へ移動される。図１５に示したように、ワークピース３０６の処理中（左から右へ移動）、ワークピース３０４は、更なる処理のため、プラー／グリッパ／タッカー１３４によりマガジンハンドラ３００内へアンロードされる。これら２つの処理は互いに（完全にとはいかなくとも）実質的に同時に起こる。さらに、また上記のとおり、ワークピース３０４は、アンロードされている間、加熱プラテン１５２の加熱後ゾーンおよび予熱ゾーンを通過しながら制御下で冷却される。次に、また図１６で例示したように、ワークピース３０６処理の継続中、さらに別のワークピース３０８が処理のため後部搬送装置１１６にロードされる。
【００３２】
この工程は、マガジンハンドラ３００に含まれるすべてのワークピースがボンディングされるまで、必要に応じて繰り返される。このように、この例示的なシステムおよび工程により、ＢＧＡおよび／またはリードフレーム装置のスループット能力が増加することが理解されるであろう。
【００３３】
以上、主に平行な２つの搬送システム（搬送装置１１６および１１８など）を参照して本発明を例示したが、本発明はこれだけに限定されるものではない。搬送システムの代替構成（非平行なものなど）も本発明の範囲内である。さらに、本発明は２つの搬送装置に限定されるものではない。例えば、ある種の構成では、ワイヤーボンディングシステムに対し３若しくはそれ以上の搬送装置が配置されている場合も実用的かつ効率的であることもある。
【００３４】
本発明は、本明細書において具体的な実施形態を参照して例示および説明しているが、示した詳細事項に限定されることを意図したものではない。むしろ、本特許請求項に係る均等物の範囲内、且つ本発明を逸脱しない範囲内で、細部において種々の変更形態が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
本発明は、添付の図面と併せて以下の詳細な説明を読むことにより最もよく理解される。一般的な慣行に従い、これら図面の種々の特徴は尺度どおりでないことに留意されたい。むしろ種々の特徴の寸法は、明確化のために任意に拡大されているか、若しくは縮小されている。図面に含まれている図は以下のとおりである。
【図１】図１は、本発明の例示的な実施形態の斜視図である。
【図２】図２は、図１の例示的な実施形態の左側面図である。
【図３】図３は、図１の例示的な実施形態の正面図である。
【図４Ａ】図４Ａは、本発明に従った第１の例示的な搬送装置の斜視図である。
【図４Ｂ】図４Ｂは、本発明のグリッパ（把持部）に関する代替的な例示的実施形態の斜視図である。
【図５】図５は、本発明の例示的な実施形態に従った搬送装置の斜視図である。
【図６】図６は、図５の搬送装置の正面図である。
【図７Ａ】図７Ａは、本発明の実施形態に従った第１の例示的なグリッパの斜視図である。
【図７Ｂ】図７Ｂは、本発明の実施形態に従った第２の例示的なグリッパの斜視図である。
【図８】図８は、図５の搬送装置の加熱ブロック部分の分解図である。
【図９】図９〜１６は、本発明の例示的な実施形態に従った工程サイクルの流れを例示した図である。
【図１０】図９〜１６は、本発明の例示的な実施形態に従った工程サイクルの流れを例示した図である。
【図１１】図９〜１６は、本発明の例示的な実施形態に従った工程サイクルの流れを例示した図である。
【図１２】図９〜１６は、本発明の例示的な実施形態に従った工程サイクルの流れを例示した図である。
【図１３】図９〜１６は、本発明の例示的な実施形態に従った工程サイクルの流れを例示した図である。
【図１４】図９〜１６は、本発明の例示的な実施形態に従った工程サイクルの流れを例示した図である。
【図１５】図９〜１６は、本発明の例示的な実施形態に従った工程サイクルの流れを例示した図である。
【図１６】図９〜１６は、本発明の例示的な実施形態に従った工程サイクルの流れを例示した図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５】
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【図６】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【国際調査報告】
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