(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
チップがボンディングされるリードフレームのボンディング位置へ線状の半田を半田ツールから送出して供給した後、送出された前記半田を前記半田ツール内へ規定量戻す半田供給サイクルを繰り返すことによって、前記半田を各ボンディング位置へ順次供給する半田供給装置であって、
前記半田ツールから前記半田を送出する際に、前記半田がリードフレームに到達したことを検出する検出手段と、
該検出手段が前記到達を検出した時点での前記半田を送出した長さが、予め定められた規定範囲外の場合に、当該ボンディング位置への半田の供給量が不良であると判定する判定手段と、
を備えたことを特徴とする半田供給装置。
【請求項２】
前記判定手段にて前記供給量が不良であると判定した際に、その判定したボンディング位置の少なくとも前であって、前記半田が供給されたボンディング位置への半田の供給量も不良であると推定する前位置不良推定手段をさらに備えたことを特徴とする請求項１記載の半田供給装置。
【請求項３】
前記前位置不良推定手段は、前記判定手段にて前記供給量が不良であると判定したボンディング位置から、予め定められた所定数前のボンディング位置までを供給量不良と推定することを特徴とした請求項２記載の半田供給装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、チップがボンディングされるリードフレーム上へ半田を供給する半田供給装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ウエハのチップをリードフレームにボンディングする際には、予めリードフレームに半田を供給し、その半田でチップを固定しており、前記半田の供給には、図７に示すように、半田供給装置１０１が用いられていた。
【０００３】
すなわち、リードフレーム１１１を搬送する搬送路１１２の側部には、前記半田供給装置１０１と、塗布量検査装置１１３と、チップ１１４をボンディングするボンディング装置１１５とが上流より順に配設されている。
【０００４】
前記半田供給装置１０１は、図外のリールに巻かれた線状の半田１２１を加熱されたリードフレーム１１１上に供給する装置であり、半田ツール１２２から所定長の半田１２１を送出することで、所定量の半田１２１をリードフレーム１１１上で溶融して塗布できるように構成されている。
【０００５】
また、前記塗布量検査装置１１３は、光源１３１を有するカメラ１３２と図外の画像認識装置とを備えてなり、該カメラ１３２で得られたリードフレーム１１１上部画像を、画像認識装置で画像処理することによって、その塗布量を検出できるように構成されている。この画像認識装置は、塗布量の検出結果において、半田１２１の塗布量が所定値より少ない場合又は多い場合に、エラー信号を前記ボンディング装置１１５へ出力するように構成されている。
【０００６】
該ボンディング装置１１５は、ウエハリングのシート上に載置されたチップ１１４を、リードフレーム１１１に塗布された半田１２１上に移送する装置であり、移送されたチップ１１４を前記半田１２１によってリードフレーム１１１にボンディングするように構成されている。そして、このボンディング装置１１５は、前記塗布量検査装置１１３からエラー信号を受けた際には、次のボンディング箇所へのチップ１１４の移送を中止するスキップ処理を行うように構成されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このようなシステムにあっては、リードフレーム１１１への半田１２１の塗布量を検出するために大がかりな塗布量検査装置１１３が不可欠であった。これにより、システム全体の省スペース化の阻害要因となっていた。
【０００８】
本発明は、このような従来の課題に鑑みてなされたものであり、システム全体の省スペース化に寄与することができる半田供給装置を提供することを目的とするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために本発明の請求項１の半田供給装置においては、チップがボンディングされるリードフレームのボンディング位置へ線状の半田を半田ツールから送出して供給した後、送出された前記半田を前記半田ツール内へ規定量戻す半田供給サイクルを繰り返すことによって、前記半田を各ボンディング位置へ順次供給する半田供給装置であって、前記半田ツールから前記半田を送出する際に、前記半田がリードフレームに到達したことを検出する検出手段と、該検出手段が前記到達を検出した時点での前記半田を送出した長さが、予め定められた規定範囲外の場合に、当該ボンディング位置への半田の供給量が不良であると判定する判定手段と、を備えている。
【００１０】
すなわち、リードフレームへチップをボンディングする際には、リードフレームのボンディング位置へ線状の半田を半田ツールから送出して供給する。このとき、前記半田がリードフレームに到達したことが検出手段で検出され、この検出時点での半田の送出長が、予め定められた規定範囲外の場合には、当該ボンディング位置への半田の供給量が不良であると判定手段によって判定される。
【００１１】
つまり、供給後の半田は、前記半田ツール内へ規定量戻されており、半田の先端からリードフレームまでの離間距離は、常に等距離となるように構成されている。
【００１２】
しかし、半田がリードフレームに到達したことを検出した時点において、半田の送出長が予め定められた規定範囲より短く、通常よりリードフレームへ早く到達した場合、前位置に予定より少なめの半田がボンディング位置へ供給されていることとなり、半田の供給不足が予測される。このため、当該ボンディング位置への半田の供給量が不良であると判定される。
【００１３】
一方、半田がリードフレームに到達したことを検出した時点において、半田の送出長が予め定められた規定範囲より長く、通常よりリードフレームへ遅く到達した場合、前位置に予定より多めの半田がボンディング位置へ供給されていることとなり、半田の供給過多が予測される。このため、当該ボンディング位置への半田の供給量が不良であると判定される。
【００１４】
また、請求項２の半田供給装置にあっては、前記判定手段にて前記供給量が不良であると判定した際に、その判定したボンディング位置の少なくとも前であって、前記半田が供給されたボンディング位置への半田の供給量も不良であると推定する前位置不良推定手段をさらに備えている。
【００１５】
すなわち、前記判定手段にて前記供給量が不良であると判定された際には、その判定されたボンディング位置の少なくとも前であって、前記半田が供給されたボンディング位置への半田の供給量も不良であると前位置不良推定手段によって推定される。
【００１６】
つまり、供給後の半田は、前記半田ツール内へ規定量戻されており、半田の先端からリードフレームまでの離間距離は、常に等距離となるように構成されている。
【００１７】
しかし、何らかの理由によって、手前のボンディング位置で溶融された半田の塗布量が少なくなった場合には、現時点において半田の残存長が長くなり、規定量戻された半田からリードフレームまでの距離が短くなる。このため、半田がリードフレームに到達するまでの半田の送出長が短くなり、これが検出される。
【００１８】
このように、前述した理由によって、半田がリードフレームに到達するまでの前記送出長が短い場合には、現在のボンディング位置より前のボンディング位置での半田の供給量が少ないことが予測され、前位置不良推定手段にて不良であると推定される。
【００１９】
一方、何らかの理由によって、手前のボンディング位置で溶融された半田の塗布量が多くなった場合には、現時点において半田の残存長が短くなり、規定量戻された半田からリードフレームまでの距離が長くなる。このため、半田がリードフレームに到達するまでの半田の送出長が長くなり、これが検出される。
【００２０】
このように、前述した理由によって、半田がリードフレームに到達するまでの前記送出長が長い場合には、現在のボンディング位置より前のボンディング位置での半田の供給量が多いことが予測され、前位置不良推定手段にて不良であると推定される。
【００２１】
さらに、請求項３の半田供給装置では、前記前位置不良推定手段は、前記判定手段にて前記供給量が不良であると判定したボンディング位置から、予め定められた所定数前のボンディング位置までを供給量不良と推定する。
【００２２】
すなわち、前記判定手段にて前記供給量が不良であると判定した場合、そのボンディング位置から予め定められた所定数前のボンディング位置までが、前記前位置不良推定手段によって供給量不良と推定される。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施の形態を図に従って説明する。図１は、本実施の形態にかかる半田供給装置１を示すブロック図である。該半田供給装置１は、チップ２がボンディングされるリードフレーム３のボンディング位置４，・・・へ半田５を供給する装置であり、半田５を、搬送路６のヒートブロック７で加熱されたリードフレーム３上で溶融して塗布するように構成されている。
【００２４】
この半田供給装置１は、リードフレーム３が搬送される搬送路６の側部に配設されており、図外のリールに巻かれた線状の半田５を、回転して送り出す一対のローラ１１，１１と、両ローラ１１，１１によって送られた半田５を挿通して案内するとともに、その送出位置を定める半田ツール１２を備えている。また、前記半田供給装置１は、リードフレーム３上に半田５を塗布した後に、前記半田ツール１２から送出された半田５を、当該半田ツール１２内へ規定量戻すように構成されており、前述した半田５の送出と、半田ツール１２内への規定量の戻しとからなる半田供給サイクルを繰り返すことによって、前記半田５を、搬送路６に沿って搬送されるリードフレーム３の各ボンディング位置４，・・・へ順次供給して塗布するように構成されている。
【００２５】
前記半田供給装置１は、マイコンを中心に構成された制御部２１と、該制御部２１に接続された接触検出部２２と、前記制御部２１に接続された半田供給部２３と、前記制御部２１に接続された設定数入力部２４とを備えている。
【００２６】
前記接触検出部２２には、５Ｖ電源３１にプルアップ抵抗３２を介してプルアップされるとともに前記半田５に電気的に接続された信号が入力されており、前記半田５が供給される前記リードフレーム３は、グランドライン３３に接続されている。これにより、前記半田５が前記リードフレーム３から離れた状態では５Ｖが入力されるように構成されており、”Ｈ”信号を前記制御部２１へ出力するように構成されている。また、前記半田５が前記リードフレーム３に接触して接地された際には０Ｖが入力されるように構成されており、”Ｌ”信号を前記制御部２１へ出力するように構成されている。
【００２７】
前記半田供給部２３は、前記ローラ１１，１１を回転する為の図外の供給パルスモータを駆動制御するように構成されており、前記供給パルスモータへ駆動パルスを出力するように構成されている。また、この半田供給部２３には、前記制御部２１からの制御信号が入力されるように構成されており、この制御信号に従って前記供給パルスモータを所定パルス数、正転又は逆転するように構成されている。さらに、前記半田供給部２３は、前記供給パルスモータの駆動パルス数を記憶するとともに、駆動毎に、その駆動パルス数と回転方向とを前記制御部２１へ出力するように構成されている。これにより、前記駆動パルス数に応じた長さ寸法の半田５を、前記半田ツール１２から下方へ延出、又は上方へ後退できるように構成されている。
【００２８】
前記設定数入力部２４は、設定数のデータを、前記制御部２１へ出力するように構成されている。
【００２９】
そして、前記制御部２１は、当該半田供給装置１より下流側に設置されたボンディング装置４１に接続されており、所定のボンディング位置４を示すボンディング位置信号と、スキップ命令を示すエラー信号とを前記ボンディング装置４１へ出力できるように構成されている。
【００３０】
該ボンディング装置４１は、図外のウエハリングのシート上に載置されたウエハのチップ２をピックアップしてリードフレーム３上へ移送する装置であり、前記半田供給装置１によって半田５が塗布されたリードフレーム３のボンディング位置４へ、移送した前記チップ２を載置固定してボンディングするように構成されている。
【００３１】
以上の構成にかかる本実施の形態の動作を、図２及び図３に示すフローチャートに従って説明する。
【００３２】
すなわち、搬送路６上リードフレーム３へチップ２をボンディングする際には、マイコン内のＲＡＭに設定されたカウンタを０にし（Ｓ１）、半田供給部２３へ制御信号を出力して供給パルスモータを１パルス正転させるとともに（Ｓ２）、前記カウンタに１を加算する（Ｓ３）。これにより、前記供給パルスモータによって半田５が半田ツール１２よりリードフレーム３のボンディング位置へ向けて１パルス分送出される。
【００３３】
そして、リードフレーム３への半田５の接触を示す接触検出部２２からの信号が”Ｈ”であるか否かから、送出した半田５がリードフレーム３に到達したか否かを判断する（Ｓ４）。この判断において、リードフレーム３に到達していない場合には、前記ステップＳ２へ分岐して各ステップＳ２〜Ｓ４を繰り返す一方、半田５がリードフレームに到達していた場合には、その時のカウンタ数が規定範囲の下限のしきい値である６００以上であるか否かを判断する（Ｓ５）。
【００３４】
ここで、当該半田供給装置１にあっては、図５に示すように、リードフレーム３への半田５の供給を完了した際に、半田５を８００パルス分、半田ツール１２内へ戻すように構成されている（詳細は後述する）。つまり、供給後の半田５は、前記半田ツール１２内へ規定量である８００パルス分、戻されており、半田５の先端からリードフレーム３までの離間距離は、図５の（ａ）に示すように、常に等距離（８００パルス分）となるように構成されている。
【００３５】
このとき、前記カウンタ数が６００未満であった場合、前記供給パルスモータを６００パルス正転させる前に、半田５がリードフレーム３に接したこととなる。
【００３６】
この場合、半田５がリードフレーム３に到達したことを検出した時点において、図５の（ｂ）に示したように、半田５の送出長Ｒ１が予め定められた規定範囲より短く、通常よりリードフレーム３へ早く到達することによって、前回半田供給した箇所の半田量が不足していると予想される。このため、当該ボンディング位置４への半田５の供給量が不良であると判定し、マイコンのＲＡＭに容易された半田不良フラグをセットして（Ｓ６）、供給不良処理を実行する（Ｓ７）。
【００３７】
また、前記ステップＳ５にて、前記カウンタ数が６００以上の場合、カウンタ数が、規定範囲の上限のしきい値である９００未満であるか否かを判断する（Ｓ８）。
【００３８】
このとき、前記カウンタ数が９００未満の場合には、図５の（ａ）に示したように、半田５がリードフレーム３に到達したことを検出した時点において、半田５の送出長Ｒが予め定められた規定範囲内にあり、通常通りリードフレーム３へ到達することにより、予定通りの長さの半田５をボンディング位置４へ供給することができ、半田５の供給量を適量に保つことができる。このため、次ステップＳ９へ移行する。
【００３９】
一方、前記ステップＳ８において、前記カウンタ数が９００以上の場合には、前記供給パルスモータを９００パルス以上正転させてから、前記半田５がリードフレーム３に接したこととなる。
【００４０】
この場合、図５の（ｃ）に示したように、半田５がリードフレーム３に到達したことを検出した時点において、半田５の送出長Ｒ２が予め定められた規定範囲より長く、通常よりリードフレーム３へ遅く到達することによって、前回半田供給した箇所が半田量供給過多と予想される。このため、当該ボンディング位置４への半田５の供給量が不良であると判定し、マイコンのＲＡＭに容易された半田不足フラグをセットして（Ｓ９）、供給不良処理を実行する（Ｓ７）。
【００４１】
この供給不足処理は、図４に示すように、設定数入力部２４から、当該設定数右入力部２４にて設定された設定数のデータを入力して読み込み（ＳＢ１）、現在半田５を供給している半田位置から一つ手前のボンディング位置４に対応して前記ＲＡＭに設定された供給不良フラグをセットする（ＳＢ２）。また、前記半田位置に応ずるボンディング位置４から、前記設定数手前まで、すなわち既に半田５の塗布を完了したボンディング位置４までの総てのボンディング位置４に対応して前記ＲＡＭに設定された供給不良フラグをセットする（ＳＢ３）。
【００４２】
そして、前記半田位置に応ずるボンディング位置４から、前記設定数後まで、すなわち、これから半田５を塗布するボンディング位置４までの総てのボンディング位置４に対応して前記ＲＡＭに設定された供給不良フラグをセットし（ＳＢ４）、前記各供給不良フラグがセットされたボンディング位置４，・・・へのチップ２のボンディングのスキップ命令を示すエラー信号を、前記ボンディング装置４１へ出力して（ＳＢ５）、前記ステップＳ９へ戻る。
【００４３】
すなわち、供給後の半田５は、図５の（ａ）に示すように、前記半田ツール１２内へ規定量である８００パルス戻されており、半田５の先端からリードフレーム３までの離間距離Ｒは、常に等距離（８００パルス分）となるように構成されている。
【００４４】
しかし、何らかの理由によって、図５の（ｂ）に示すように、手前のボンディング位置４で溶融された半田４の塗布量が少なくなった場合には、半田５が戻された現時点において、半田５の残存長Ｚ１が長くなり、前記規定量戻された半田５からリードフレーム３までの距離Ｒ１が短くなる。このため、半田５がリードフレーム３に到達するまでの半田５の送出長が短くなり、これが検出されるとともにＲＡＭに記憶される（ＳＢ３参照）。
【００４５】
このように、前述した理由によって、半田５がリードフレーム３に到達するまでの前記送出長が短い場合には、現在のボンディング位置４より前のボンディング位置４での半田５の供給量が少ないことが予測され、半田不良であると推定される。
【００４６】
一方、何らかの理由によって、図５の（ｃ）に示すように、手前のボンディング位置４で溶融された半田５の塗布量が多くなった場合には、現時点において半田５の残存長Ｚ２が短くなり、前記規定量戻された半田５からリードフレーム３までの距離Ｒ２が長くなる。このため、半田５がリードフレーム３に到達するまでの半田５の送出長が長くなり、これが検出されるとともにＲＡＭに記憶される（ＳＢ３参照）。
【００４７】
このように、前述した理由によって、半田５がリードフレーム３に到達するまでの前記送出長が長い場合には、現在のボンディング位置４より前のボンディング位置４での半田５の供給量が多いことが予測され、半田不良であると推定される。
【００４８】
さらに、本実施の形態にあっては、半田５がリードフレーム３に到達するまでの半田５の送出長が短くあるいは長く、これが検出された際には、現在のボンディング位置４より後のボンディング位置４での半田不良も推定されるため、これをＲＡＭに記憶する（ＳＢ４参照）。
【００４９】
そして、前記各供給不良フラグがセットされたボンディング位置４，・・・へのチップ２のボンディングのスキップ命令を示すエラー信号を受けた前記ボンディング装置４１では、これらのボンディング位置４，・・・へのチップ２の移送を中止するスキップ処理を行う。
【００５０】
このように、半田５の供給不足や供給過多を当該半田供給装置１単体で判定することができる。このため、この判定結果を、下流のボンディング装置４１へ出力することで、図６に示すように、半田不良を検出した不良検出位置７１におけるボンディング位置４へのチップ２のボンディングをスキップすることが可能となり、ボンディング不良を事前に防止し、歩留まりを向上することができる。
【００５１】
そして、半田５の塗布量を検出するための大がかりな塗布量検査装置が不要となるため、システム全体の省スペース化を図ることができるとともに、低コスト化も可能となる。
【００５２】
また、本実施の形態にあっては、現時点での半田５の供給量の不良の判定を利用することによって、判定されたボンディング位置４（図７中の不良検出位置７１）の前後のボンディング位置４，４への半田５の供給量の不良をも推定することができる。このため、この推定結果を、下流のボンディング装置４１へ出力することで、半田５の供給不良が推定される前後のボンディング位置４，４へのチップ２のボンディングをスキップすることも可能となり、前述と同様に、ボンディング不良を事前に防止し、歩留まりを、さらに向上することができる。
【００５３】
加えて、本実施の形態にあっては、半田５の供給量が不良であると判定した場合、そのボンディング位置４から、設定数入力部２４にて予め定められた所定の設定数前後のボンディング位置４までを供給量不良と推定することができる。これにより、搭載されるチップサイズや使用環境などに応じて前記設定数を変更することで、ボンディング不良に対する対応策を柔軟に行うことができる。
【００５４】
そして、前記供給パルスモータを１パルス正転させるとともに（Ｓ９）、前記カウンタに１を加算し（Ｓ１０）、カウンタ数が供給ステップ数以上となるまで（Ｓ１１）、前記ステップＳ９〜Ｓ１１を繰り返す。前記カウンタ数が供給ステップ数に到達した際には、前記供給パルスモータを８００パルス逆転して、送出した半田５を、図５の（ａ）に示したように、規定値へ戻して（Ｓ１２）、メインルーチンへ戻る。
【００５５】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の請求項１の半田供給装置においては、半田の供給不足や供給過多を当該半田供給装置単体で判定することができる。このため、この判定結果を、下流のボンディング装置へ出力することで、半田の供給不良が予測される箇所へのチップのボンディングをスキップすることが可能となり、ボンディング不良を事前に防止し、歩留まりを向上することができる。
【００５６】
そして、半田の塗布量を検出するための大がかりな塗布量検査装置が不要となるため、システム全体の省スペース化を図ることができるとともに、低コスト化も可能となる。
【００５７】
また、請求項２の半田供給装置にあっては、判定手段での半田の供給量の不良の判定を利用することによって、判定されたボンディング位置の少なくとも前のボンディング位置への半田の供給量の不良をも推定することができる。このため、この推定結果を、下流のボンディング装置へ出力することで、半田の供給不良が推定される箇所へのチップのボンディングをスキップすることが可能となり、前述と同様に、ボンディング不良を事前に防止し、歩留まりを、より向上することができる。
【００５８】
さらに、請求項３の半田供給装置では、半田の供給量が不良であると判定した場合、そのボンディング位置から予め定められた所定数前のボンディング位置までを供給量不良と推定することができる。これにより、搭載されるチップサイズや使用環境などに応じて前記所定数を変更することで、ボンディング不良に対する対応策を柔軟に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態を示すブロック図である。
【図２】同実施の形態の動作を示すフローチャートである。
【図３】図２に続く動作を示すフローチャートである。
【図４】同実施の形態の供給不良処理の動作を示すフローチャートである。
【図５】同実施の形態で半田をボンディング位置へ供給した後の状態を示す説明図である。
【図６】同実施の形態のリードフレームにチップをボンディングした状態を示す説明図である。
【図７】従来のシステムを示す模式図である。
【符号の説明】
１    半田供給装置
２    チップ
３    リードフレーム
４    ボンディング位置
５    半田
２１    制御部
２２    接触検出部
２３    半田供給部
２４    設定数入力部
４１    ボンディング装置
【図１】
0003810673.tif 000002
【図２】
0003810673.tif 000003
【図３】
0003810673.tif 000004
【図４】
0003810673.tif 000005
【図５】
0003810673.tif 000006
【図６】
0003810673.tif 000007
【図７】
0003810673.tif 000008