(57)【要約】【課題】  ＩＣフレーム樹脂封止する金型の上下金型位置のずれを、樹脂封止後のＩＣフレームで測定する場合、樹脂のバリなどの影響により画像認識では正確な境界位置を把握することができない。このため、手作業で測定していたが、測定値のバラツキや計算ミスなどが生じる。【解決手段】  ＩＣ組み立て工程における樹脂封止用の上下金型位置を樹脂封止したＩＣフレームで測定する方法であって、ＸＹ軸テーブルの上部及び下部に設けた樹脂封止位置検出装置により、封止樹脂厚の中間付近を上下同時に且つ該樹脂の４面を順次測定する【選択図】        図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＩＣ組み立て工程における樹脂封止用の上下金型位置を樹脂封止したＩＣフレームで測定する方法であって、ＸＹ軸テーブルの上部及び下部に設けた樹脂封止位置検出装置により、封止樹脂厚の中間付近を上下同時に且つ該樹脂の４面を順次測定することを特徴とする樹脂封止金型位置測定方法。
【請求項２】
樹脂封止位置検出装置は接触式であり、ＸＹ軸方向の両端に接点を有するＸＹ軸スライド機構上に設置した検出ピンにより、ＸＹ軸テーブルの移動による封止樹脂厚の中間付近への接触による該接点からの離反によって測定し、該検出ピンをマイクロモータで一方の接点に押圧付勢させると共に、封止樹脂の反対側測定面へ移動させる請求項１記載の樹脂封止金型位置測定方法。
【請求項３】
樹脂封止位置検出装置は接触式であり、ＸＹ軸スライド機構上に設置した検出ピンの、ＸＹ軸テーブルの移動による封止樹脂厚の中間付近への接触による移動を、非接触式センサで検出し、その移動座標データを取り込み、位置データとして算出する請求項１記載の樹脂封止金型位置測定方法。
【請求項４】
樹脂封止位置検出装置は非接触式であり、回転テーブルに３０度程度傾けて設置した変位センサにより、該回転テーブルを９０°又は１８０°回転させて測定し、その変位量が所定の変位量に達したときの移動座標データを取り込み、位置データとして算出する請求項１記載の樹脂封止金型位置測定方法。  
【請求項５】
ＩＣフレームは各封止樹脂に対応する位置決め穴を有するもので、逆ねじ駆動軸の中央に固定ピン両側に移動ピンを配した位置決め装置により、該固定ピンを中心に各移動ピンの間隔を調節し、各ピンを該位置決め穴に挿通させて測定位置に該ＩＣフレームをセットすると共に、位置決めした該ＩＣフレームを固定装置で固定しながら測定する請求項１記載の樹脂封止金型位置測定方法。
【請求項６】
位置決め装置は、固定ピン及び移動ピンのそれぞれ先端が鋭角で且つ弾性体で上方に付勢してスライド可能に設けられると共に、ＩＣフレームの支持面と同じ高さレベルに設けたフレームストッパを備え、且つ該ＩＣフレームを該フレームストッパに押し付ける押さえアームを設けた請求項５記載の樹脂封止金型位置測定方法。
【請求項７】
固定装置は、逆ねじ駆動軸による間隔調節可能としたフレーム載せ台でＩＣフレームを支持し、各載せ台に固定した垂直アームにより、フレーム押さえ具にスライド可能に設けたフレーム押さえの間隔をフレーム載せ台の間隔に連動させて挟持する請求項５記載の樹脂封止金型位置測定方法。
【請求項８】
ＩＣ組み立て工程における樹脂封止用の上下金型位置を樹脂封止したＩＣフレームで測定する装置において、封止樹脂厚の中間付近を上下同時に且つ該樹脂の４辺を順次測定するものでＸＹ軸テーブルの上部及び下部に設けた樹脂封止位置検出装置と、ＩＣフレームの各封止樹脂に対応して設けられた位置決め穴に挿通するもので逆ねじ駆動軸の中央に設けた固定ピン及び両側に配し間隔調節可能とした移動ピンより成る位置決め装置と、逆ねじ駆動軸による間隔調節可能としたフレーム載せ台及び各フレーム載せ台に固定した垂直アームによりフレーム載せ台の間隔に連動させるものでフレーム押さえ具にスライド可能に設けたフレーム押さえより成る固定装置とによって構成したことを特徴とする樹脂封止金型位置測定装置。
【請求項９】
位置決め装置は、固定ピン及び移動ピンのそれぞれ先端が鋭角で且つ弾性体で上方に付勢してスライド可能に設けられると共に、ＩＣフレームの支持面と同じ高さレベルに設けたフレームストッパを備え、且つＩＣフレームを該フレームストッパに押し付ける押さえアームを設けた請求項８記載の樹脂封止金型位置測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＩＣフレームを樹脂封止する上下金型位置を測定する方法及び装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、半導体の製造工程に於いて、リードフレームに形成した複数のリードパターンに、各々ＩＣチップを取り付けたＩＣフレームが用いられている。このＩＣフレームの各ＩＣチップを樹脂封止し、ＩＣチップ毎に打ち抜いて半導体が製造される。
【０００３】
樹脂封止工程に於いては、複数のＩＣフレームを樹脂封止用金型に装着して樹脂封止が行われる。この場合の上下金型位置の精度管理は、樹脂封止後の製品を測定することで、間接的に行われている。従来では、拡大して測定する投影機や顕微鏡を使用して、樹脂封止したＩＣフレームのフレームエッジから樹脂までの距離を手作業で測定していた。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来手作業で行っていた理由としては、一般的な同軸落射照明やサイド照明方法では、フレームと樹脂との境界位置がフレームの光沢度合いやフレーム上への樹脂のバリの影響により、画像認識では安定して正確な境界位置を把握することができないためであった。従って、手作業による測定の結果、測定値のバラツキや計算ミスなどが生じ、これのデータに基づいて金型を調整しても根本的な解決に至らないことや、測定に時間がかかるという大きな欠点を有していた。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
そこで、本発明者は上記問題に鑑み鋭意研究の結果、本発明を成し得たものであり、その特徴とするところは、方法の発明にあっては、ＩＣ組み立て工程における樹脂封止用の上下金型位置を樹脂封止したＩＣフレームで測定する方法であって、ＸＹ軸テーブルの上部及び下部に設けた樹脂封止位置検出装置により、封止樹脂厚の中間付近を上下同時に且つ該樹脂の４面を順次測定することにある。
【０００６】
また、装置の発明にあっては、ＩＣ組み立て工程における樹脂封止用の上下金型位置を樹脂封止したＩＣフレームで測定する装置において、封止樹脂厚の中間付近を上下同時に且つ該樹脂の４辺を順次測定するものでＸＹ軸テーブルの上部及び下部に設けた樹脂封止位置検出装置と、ＩＣフレームの各封止樹脂に対応して設けられた位置決め穴に挿通するもので逆ねじ駆動軸の中央に設けた固定ピン及び両側に配し間隔調節可能とした移動ピンより成る位置決め装置と、逆ねじ駆動軸による間隔調節可能としたフレーム載せ台及び各フレーム載せ台に固定した垂直アームによりフレーム載せ台の間隔に連動させるものでフレーム押さえ具にスライド可能に設けたフレーム押さえより成る固定装置とによって構成したことにある。
【０００７】
ここで本明細書中でいう「ＩＣフレーム」とは、上述したように半導体の製造工程において、複数のリードパターンが形成されたりリードフレームに、夫々ＩＣチップをワイヤーボンディング等によって取り付けたものをいう。このＩＣフレームを樹脂封止用金型に装着し、各ＩＣチップを樹脂封止することによって半導体が製造される。
【０００８】
「樹脂封止位置検出装置」とは、金型で樹脂封止したＩＣフレームの樹脂位置を測定する装置であって、この測定値によって該金型の上型と下型の位置ズレを判定する。本発明においては、従来大きな問題となっていたＩＣレームと封止樹脂とのエッジにおけるバリの影響を無くすため、測定位置をフレームから上端及び下端までの中間付近位置とし、上下同時に封止樹脂の４辺を順次測定する。
【０００９】
樹脂封止位置検出装置としては接触式や非接触式の何れでもよい。本発明においては、バリ等の影響がなく外形が最も安定している封止樹脂の上下方向の中間付近を測定する。接触式の場合はＸＹ軸テーブルに設けた検出ピンなどを封止樹脂の周囲４面の中間付近に接触させ、該検出ピンの移動を検知することによって測定する。非接触式では光センサ、リニアセンサ、レーザセンサなどの変位センサを回転テーブルに設け、該回転テーブルを９０°、１８０°回転させて封止樹脂側面を４ヶ所測定する。この場合、変位センサは樹脂周面の勾配に対応させるため、回転テーブルに傾けて設置する。
【００１０】
「位置決め装置」とは、ＩＣフレームの樹脂位置を測定するに際し、該ＩＣフレームを所定の位置にセットさせるための装置をいう。位置決め装置としては、ＩＣフレームに設けられた位置決め穴に位置決めピンを挿通させることによって位置決めする。通常、位置決めピンは複数挿通させることから、該位置決めピンの間隔は調整可能とし、ＩＣフレームの種類によって異なる位置決め穴の間隔に対応させるようにする。
【００１１】
ＩＣフレームによっては、これに設けた位置決め穴の径が異なる場合もあるため、位置決めピンの先端を鋭角にすることで種々の大きさの穴に対応できるようにする。これは、位置決めピンの径を大きくしておくことで、位置決め穴に挿通したときに隙間が生じないようにするためである。この場合、位置決め穴が位置決めピンに完全に挿通されないこともあるため、位置決めピンは弾性体で上方に付勢してスライド可能に設け、押さえアームで該位置決めピンを押し下げてＩＣフレームを所定の位置にセットする。
【００１２】
「固定装置」とは、位置決め装置で位置決めしたＩＣフレームを固定するための装置であり、これで固定しながらＩＣフレームの樹脂位置を測定する。固定装置としては、ＩＣフレーム載せ台に載せたＩＣフレームをフレーム押さえで挟持して固定する。ＩＣフレーム載せ台とフレーム押さえは、種々のＩＣフレームに対応させるため間隔調節可能とする。
【発明の効果】
【００１３】
以上のように、本発明に係る樹脂封止金型位置測定方法及び樹脂封止金型位置検出装置は、ＩＣ組み立て工程における樹脂封止用の上下金型位置を、樹脂封止したＩＣフレームで測定する方法であって、外形の安定した位置の測定方式にしたことで、樹脂バリの影響をなくし測定精度を向上させることが可能となった。又、従来の様に測定フレームの上と下の個別測定から上下同時測定としたことや、一連の測定動作を自動で行うことが出来るため、測定時間を大幅に短縮することが可能となる。しかも、測定者による測定値のバラツキや計算ミスのない正確な測定結果を得ることができ、樹脂封止金型の管理コストを大幅に削減することができるなど、実用上極めて有益な効果を有するものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
ＩＣ組み立て工程における樹脂封止用の上下金型位置を樹脂封止したＩＣフレームで測定する方法であって、ＸＹ軸テーブルの上部及び下部に設けた樹脂封止位置検出装置により、封止樹脂厚の中間付近を上下同時に且つ該樹脂の４辺を順次測定する
【実施例１】
【００１５】
図１は、本発明に係る樹脂封止金型位置測定装置１の一実施例を示し、Ｘ軸テーブル２ａとＹ軸テーブル２ｂより成るＸＹ軸テーブル２に上下各専用の封止樹脂位置検出部３を設けたものである。各封止樹脂位置検出部３間に測定するＩＣフレーム５をセットして、該ＩＣフレーム５の封止樹脂５１を成型する金型位置のズレを測定する。本発明においては、封止樹脂５１における樹脂厚（封止樹脂５１の高さ）の中間付近を上下同時に測定する。
【実施例２】
【００１６】
樹脂封止金型位置測定装置１で多品種のＩＣフレーム５の測定を可能にするため、図２のように位置決め装置６を測定位置に設ける。位置決め装置６は、ＩＣフレーム５に設けられた位置決め穴４２にピンを挿通して位置決めするもので、モニタ画面で測定品種を選択して設定する。選択したＩＣフレーム５の位置決め穴５２の間隔に応じて移動用位置決めピン６１が所定の位置に移動する。移動用位置決めピン６１は逆ねじ開閉ボルト６３に設けられ、該逆ねじ開閉ボルト６３を位置決めピン開閉用モータ６４で回転して左右に移動させる。逆ねじ開閉ボルト６３の中央には固定位置決めピン６２が設けられ、これら移動用位置決めピン６１と固定位置決めピン６２を位置決め穴５２に挿通して位置決めした状態で、測定開始のスタートスイッチをオンする。
【実施例３】
【００１７】
図３は、ＩＣフレーム５を位置決め装置６にセットして固定装置７で固定する状態を示すもので、先ず同図（ａ）のようにＩＣフレーム５の位置決め穴５２に固定位置決めピン６２及び移動用位置決めピン６１を挿通させる。本例では、位置決め穴５２の径に対しピン６１、６２の径が太い場合であり、位置決め穴５２にピン６１、６２の一部が挿通できるように先端を鋭角にすると共に、バネ６５で支持している。
【００１８】
この状態でスタートスイッチを押すと、同時に同図（ｂ）に示すようにアーム駆動モータ６６が駆動し、押えアーム６７がスイング動作する。この押えアーム６７により、ＩＣフレーム５と位置決めピン６１、６２がバネ６５に抗してＩＣフレームストッパ６８位置まで押し下げられる。そして、ほぼ同時に複数の板ばね付きフレーム押え７１を取り付けたフレーム押え具７２が下降して、ＩＣフレーム５がＩＣフレーム載せ台７３に押し付けられて固定される。ＩＣフレームストッパ６８は、高さレベルがＩＣフレーム載せ台７３と同一であるため、種類の異なるＩＣフレーム５の厚さにも対応でき、位置決め穴５２の穴径が異なっても確実にフレーム乗せ台７３にセットすることができる。
【００１９】
ＩＣフレーム５を固定装置７で固定してＩＣフレーム載せ台７３に確実にセットした後は、同図（ｃ）のように測定時に上下の封止樹脂位置検出部３との衝突を避けるため、位置決め装置６を待避させる。この場合、先ずピン上下駆動カム７４により、スライドユニット７５に取り付けられている位置決めピン６１、６２の先端がＩＣフレームストッパ６８の表面位置より下になるまで押し下げる。これにより、位置決めピン６１、６２が位置決め穴５２から抜き下げられると共に、押えアーム６７を図のように初期位置まで復帰させる。この状態で、位置決め装置６を待避位置までスライド移動させて、測定前準備動作が完了する。
【実施例４】
【００２０】
図４は、測定前準備動作が完了した時点の背面図であり、開閉モータ７６で逆ねじ開閉ボルト７７を作動させることにより、左右のＩＣフレーム載せ台７３を各品種に対応した所定の間隔に調整する。左右のＩＣフレーム載せ台７３にはそれぞれフレーム押え幅連動アーム７８が設けられており、板バネ付きフレーム押え７１の間隔も連動して調整される。このような動作は、ＩＣフレーム５が測定位置にセットされる前の段階に行われる。フレーム押え具７２が上方に位置する場合でも、スライドユニット７９に取り付けられた２個のベアリング間にフレーム押え幅連動アーム７８が配置されるため、ＩＣフレーム５の固定動作に関係無く左右のフレーム押え７１間の距離を調整することができる。
【実施例５】
【００２１】
図５は下部の接触式位置検出部３の側面図で、下部Ｚ軸用モータ３１により、Ｚ軸テーブル３２を作動して位置検出ピン３３をＩＣフレーム４の下側封止樹脂５１の高さ方向の中央付近まで上昇させる。位置検出ピン３３上昇後、Ｘ軸テーブル２ａ又はＹ軸テーブル１ｂを所定方向に移動させることにより、位置検出ピン３３を封止樹脂５１の側面に接当させ、接当によって位置検出ピン３３が移動することによりＸ軸用接点３４又はＹ軸用接点３５から離れる。その瞬間のＸ軸又はＹ軸の座標データが収集し、そのデータに基づいて測定する封止樹脂５１の中心座標を算出する。ＩＣフレーム４の上側と下側の封止樹脂５１から求めた中心座標の差により、ずれ量を測定することが出来る。
【００２２】
位置検出ピン３３は、Ｙ軸スライドユニット３７上のＸ軸スライドユニット３６上に固定され、これらの側面には各スライドユニット３６、３７移動用のＸ軸ラックギア４０、Ｙ軸ラックギア４１が設けられている。図６は、測定開始時の上下Ｚ軸テーブル動作直後の状態を示すもので、この時Ｘ軸スライドユニット３６側面接点は、Ｘ軸マイクロモータ４２先端の平歯車により右側のＸ軸用接点３４に対して微弱のトルクで押し当てた状態となっている。Ｙ軸についても同様にＹ軸マイクロモータ４３でＹ軸スライドユニット３７側面接点を微弱のトルクでＹ軸用接点３５に押し当てている（図５参照）。この状態でＸ軸テーブル２ａを矢印方向の右側へ移動して、位置検出ピン３３が封止樹脂５１の側面に接当すると、接触していたＸ軸用接点３４から離れる。この時の封止樹脂５１の左側側面位置のＸ軸座標を取得（上下共検出するまで右側へ移動する）する。
【００２３】
その後、いったんＺ軸テーブル３２を動作させて位置検出ピン３３を待避させ、封止樹脂５１の右側側面検出スタート位置までの移動と、同時にＸ軸マイクロモータ４２を高トルク状態にしてＸ軸スライドユニット３６を左側に移動させ、左側のＸ軸用接点３４に押し当てる。このようにして、前述した同様の方法（Ｘ軸テーブル２ａの移動は逆方向）で封止樹脂５１の右側側面のＸ軸座標を検出する。そして、封止樹脂５１のＹ軸座標も同様に検出して、上側と下側の各封止樹脂５１の中心座標を算出後、その差によりずれ量を算出する。
【００２４】
一般的には、位置検出ピン３３が接点３４、３５から離れたときの信号を座標データとすればよいが、測定時の微少な振動等により接点から瞬間的に離れてしまうと誤認識する場合が生じる。又、Ｘ軸スライドユニット３６やＹ軸スライドユニット３７が接点３４、３５に押し付けられた状態から離れるまでの位置関係は、スライドユニット３６、３７の状態によって微妙なバラツキが発生し、位置データのバラツキとして現れることになる。
【実施例６】
【００２５】
このため、図５及び図６に示した実施例のように、Ｘ軸及びＹ軸に光センサ３８と、スライドユニット３６、３７に遮光板３９をそれぞれ設け、位置検出ピン３３の移動により該光センサ３８がＯＮからＯＦＦになった瞬間の座標データからずれ量を測定する構成としている。遮光板３９は、図７に示すように長穴４２を穿設した構造であり、反射形光センサ３８からの微少スポット光４３が長穴４２に向かって移動し、該長穴４２のエッジに達したとき、該光センサ３８がＯＮからＯＦＦに変化する。（上下共この状態になるまで同一方向に移動させる。）
【００２６】
これにより、スライドユニット３６、３７が微少の反発力を受けながら移動する状態である、繰り返し精度として最も安定している状態で位置測定することができ、振動による誤認識も回避することができる。尚、本例では光センサ３８と接点３４、３５を併設した状態を示しているが、接点３４、３５を設けずに光センサ３８と遮光板３９の組み合わせだけでもよい。
【実施例７】
【００２７】
図８は、非接触式の封止樹脂位置検出部３を示すもので、レーザ変位センサ４４により、接触式と同様に封止樹脂５１の中央付近を検出し、その高さが所定の高さを検出した時のＸ軸又はＹ軸座標を取得し、接触式の場合と同様な算式によりずれ量を測定する。しかし、単純に真下から真上に向けてレーザ変位センサ４４を配置しても、測定ポイントである封止樹脂５１の側面は急勾配のため安定した高さデータを得ることができないことから、レーザ変位センサ４４を約３０度程度傾けて回転テーブル４５に設置している。回転テーブル４５は、モータ４６で回転駆動され、封止樹脂５１の側面４ヶ所をカバーするため、９０°、１８０°、２７０°順次回転させながら測定する。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明に係る樹脂封止金型位置測定装置の一実施例を示す斜視図である。（実施例１）
【図２】多品種のＩＣフレームに対応させる位置決め装置の一例を示す正面図である。（実施例２）
【図３】ＩＣフレームを測定位置にセットして固定する状態を示すもので、（ａ）（ｂ）（ｃ）はそれぞれ側面図である。（実施例３）
【図４】ＩＣフレームを測定位置に固定した状態を示す背面図である。（実施例４）
【図５】封止樹脂位置検出部の一例を示す側面図である。（実施例５）
【図６】封止樹脂位置検出部の他の例を示す側面図である。
【図７】遮光板の一例を示す平面図である。（実施例６）
【図８】封止樹脂位置検出部のさらに他の例を示す側面図である。（実施例７）
【符号の説明】
【００２９】
１      樹脂封止金型位置測定装置
２      ＸＹ軸テーブル
２ａ    Ｘ軸テーブル
２ｂ    Ｙ軸テーブル
３      封止樹脂位置検出部
３１  Ｚ軸用モータ
３２  Ｚ軸テーブル
３３  位置検出ピン
３４  Ｘ軸用接点
３５  Ｙ軸用接点
３６  Ｘ軸スライドユニット
３７  Ｙ軸スライドユニット
３８  光センサ
３９  遮光板
４０  Ｘ軸ラックギア
４１  Ｙ軸ラックギア
４２  長穴
４３  微少スポット光
４４  レーザ変位センサ
４５  回転テーブル
４６  モータ
５      ＩＣフレーム
５１  封止樹脂
５２  位置決め穴
６      位置決め装置
６１  移動用位置決めピン
６２  固定位置決めピン
６３  逆ねじ開閉ボルト
６４  位置検出ピン開閉用モータ
６５  バネ
６６  アーム駆動モータ
６７  押えアーム
６８  ＩＣフレームストッパ
７      固定装置
７１  フレーム押え
７２  フレーム押え具
７３  ＩＣフレーム載せ台
７４  ピン上下駆動用カム
７５  スライドユニット
７６  開閉モータ
７７  逆ねじ開閉ボルト
７８  フレーム押え幅連動アーム
７９  スライドユニット
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2007142086.tif 000009
【図８】
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