(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
板状ワークを所定の作業ポジションに搬入し、同作業ポジションから搬出するワーク搬送ユニットを装備したプラットフォームと、このプラットフォームの上方空間に天井吊り下げ式に支持されて各々がプラットフォームに対して搬入搬出可能に配置され、かつ、各々がプラットフォームに搬入されると前記作業ポジションの板状ワークに対して特定の作業内容の処理を行う複数種類の処理機器ユニットと、を具備したことを特徴とする板状ワークの複合処理装置。
【請求項２】
上記複数種類の処理機器ユニットは各々の上部に、プラットフォームの上方定位置に設置されたユニット支持機構に独自に移動可能に連結される連結部材を有して、この連結部材に各処理機器ユニットが吊り下げ式に支持されることを特徴とする請求項１記載の板状ワークの複合処理装置。
【請求項３】
上記板状ワークが、外部から半導体ペレットが固着される半導体装置製造用品であることを特徴とする請求項１又は２記載の板状ワークの複合処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体装置等の製造に使用されるリードフレーム、基板等の板状ワークに対して加工や熱処理等の各種処理、或いは、板状ワークへの半導体ペレット等の部品の固着や捺印等の各種処理を行う複合処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体装置の製造に使用されるリードフレーム、基板等の板状ワークは、半導体ペレットを固着するダイボンダー設備や、半導体ペレットに品番等を捺印するマーキング設備等の複数種類の処理設備に順に移送されて、半導体装置が製造される。複数種類の各処理設備は、板状ワークに対して特定の作業内容の処理をすることを前提に製作されて半導体装置製造工場の床上に設置されており、１つの処理設備で行われる特定の作業内容を変更する場合には、その処理設備の一部を異なる作業内容のものに入れ替えるようにして改造するか、処理設備全体を変更された作業内容の別の処理設備と入れ替えるようにするのが通常である。
【０００３】
例えば図５にダイボンダー設備を備えた処理設備の一例を示すと、この処理設備は半導体装置製造工場の床上に設置されたプラットフォームＡを備える。プラットフォームＡ上にワーク搬送ユニット１０と、ダイボンダー設備であるペレット供給ユニット２０及び接着剤塗布ユニット３０が設置される。ワーク搬送ユニット１０は、マガジン等に積層された複数枚の板状ワーク１をローダー１１で１枚ずつ切り出してフィーダー１２の所定の作業ポジションに搬入すると共に、同作業ポジションでダイボンディング等の特定の処理が行われた処理済みワークを図示しないアンローダーで作業ポジションから１枚ずつ搬出する。
【０００４】
ダイボンダー設備のペレット供給ユニット２０は、例えばエキスパンダー２１に整列された複数の半導体ペレット２をボンディングヘッド２２で単品ずつ作業ポジションに移送するもので、エキスパンダー２１に隣接させてリングエレベーター２３やリングチェンジャー２４が設置されて、エキスパンダー２１の半導体ペレットが無くなるとリング交換される。ダイボンダー設備の接着剤塗布ユニット３０は、作業ポジションの板状ワーク１に接着剤を塗布するもので、この接着剤塗布ユニット３０で板状ワーク１に塗布された接着剤の上からボンディングヘッド２２が半導体ペレットを押し付けてダイボンディングが行われる。１枚の板状ワーク１の複数の全箇所でダイボンディングが行われると、ダイボンディング処理済みワークがリードフレームトレーに収納されたり、次の別のワイヤーボンディング等の処理設備へと移送される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
図５に示すようなダイボンダー設備を備えた処理設備は、リードフレーム等の板状ワークに半導体ペレットをボンディングする特定の作業を高精度高速で行う点で優れ、多種類の半導体装置の製造に使用されているが、近年の半導体装置の多品種少量生産の市場要求に対応し難くなっている。
【０００６】
すなわち、ダイボンダー設備を備えたプラットフォームに供給される半導体ペレットが、リードフレームに接着剤でボンディングされる品種から接着テープでボンディングされる品種に変更された場合、図５の処理設備においては少なくともダイボンダー設備の接着剤塗布ユニット３０を取り外して、代わりに例えば図６に示すような接着テープ取付ユニット４０をプラットフォームＡに設置する必要がある。接着テープ取付ユニット４０は、両面接着テープが使用される接着テープ供給部４１、接着テープ移載部４２及び接着テーププレス部４３の一式で構成され、この一式をプラットフォームＡの接着剤塗布ユニット３０と入れ替える必要があるが、接着剤塗布ユニット３０と接着テープ取付ユニット４０の装置サイズ及び構造が相違することから、両者ユニットを入れ替えることがスペース的に無理となることがほとんどである。
【０００７】
また、プラットフォームＡの装置サイズが増大するように改造して、接着剤塗布ユニット３０と接着テープ取付ユニット４０のいずれもが共通のプラットフォームＡに入れ替え可能に設置できるようにすれば、半導体ペレットの品種変更に対する対応性が良くなるが、これではプラットフォーム全体が大型化して工場の床上での設置スペースが増大し、この設置スペースの増大でダイボンダー設備側の作業性が低下することがある。さらに、接着剤塗布ユニットと接着テープ取付ユニットの床上での保管設置スペースも必要となって、これらダイボンダー設備を装備した処理設備全体を工場の限られた狭いスペースの床上に設置することが難しくなり、現実的でなくなる。
【０００８】
また、図５のようなダイボンダー設備を備えた処理設備は、ダイボンディングだけの作業内容に特定されており、ダイボンディング以外の作業内容の処理設備に変更することは製作の段階で設計されていないのが通例である。そのため、リードフレームに固着された半導体ペレットに他の処理、例えば半導体ペレットの品番等を捺印し、捺印検査する作業が必要な場合は、捺印・検査専用の床上設置式捺印処理設備を製作して、この捺印処理設備に半導体ペレットを固着したリードフレーム等の板状ワークを移送するようにしているが、これでは、工場の床上に配備する半導体装置製造の処理設備数が多くなって、工場の必要な床面積が益々増大し、処理設備全体の設備投資費が高くなって半導体装置の製造単価が高くなる不具合が生じる。
【０００９】
以上のような問題は、リードフレーム等の板状ワークに直接に加工処理や熱処理するような場合にも生じる。例えば、リードフレームの複数箇所をプレス等で加工する処理設備を、リードフレームの複数箇所を熱処理する処理設備に変更するような場合も、両処理設備の装置サイズ、設置スペースの相違から実施することが難しく、また、これら両処理設備はプレス等の加工処理から熱処理等に作業内容を変更するような設計がなされていないのが通常である。そのため、板状ワークに対して複数種類の処理を行う場合は、作業内容が決まった複数種類の処理設備を工場の床上に設置しているのが現状である。
【００１０】
本発明の目的は、リードフレーム等の板状ワークに対して複数種類の作業が選択的に実施できて汎用性に優れ、かつ、設置スペースが小さくて済む板状ワークの複合処理装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記目的を達成するため、板状ワークを所定の作業ポジションに搬入し同作業ポジションから搬出するワーク搬送ユニットを装備したプラットフォームと、このプラットフォームの上方空間に天井吊り下げ式に支持されて各々がプラットフォームに対して搬入搬出可能に配置され、かつ、各々がプラットフォームに搬入されると作業ポジションの板状ワークに対して特定の作業内容の処理を行う複数種類の処理機器ユニットとを具備したことを特徴とする。
【００１２】
ここで、板状ワークは、半導体装置製造に使用されるリードフレーム、基板のような１枚で複数種類の処理がなされる金属板、樹脂テープ等である。この板状ワークに対して複数種類の処理を行う複数種類の処理機器ユニットが工場等の天井側に吊り下げ式に配置されて、共通のプラットフォームに入れ替え可能に搬入される。共通のプラットフォームは、複数種類の処理機器ユニットに共通のワーク搬送ユニットを装備して、プラットフォームに搬入された処理機器ユニットに板状ワークを供給する。プラットフォームの所定の作業ポジションで板状ワークは、処理される面を上面にして設置されることが通常であることから、この板状ワークの上面側に天井吊り下げ式処理機器ユニットを搬入させることで、板状ワークの上面での各種の処理が常に適切に行われる。
【００１３】
また、本発明は、上記複数種類の処理機器ユニットは各々の上部に、プラットフォームの上方定位置に設置されたユニット支持機構に独自に移動可能に連結される連結部材を有し、この連結部材に各処理機器ユニットが吊り下げ式に支持されることを特徴とする。
【００１４】
この場合のユニット支持機構は工場の天井に縦横に架設固定されたガイドレール等であり、このユニット支持機構に複数の処理機器ユニットの連結部材が縦横に移動可能に連結される。処理機器ユニットは連結部材に吊り下げられて、連結部材と共に天井に沿って縦横に移動し、その内の選択された処理機器ユニットが床上のプラットフォームへと搬入されて特定の作業を実行する。
【００１５】
【発明の実施の形態】
図５の半導体装置製造設備であるダイボンダー設備を備えた処理装置に適用した実施の形態を図１乃至図４に示し、以下に詳述する。
【００１６】
図１に示される複合処理装置は、共通のプラットフォームＡと複数種類の天井吊り下げ式処理機器ユニットＢ１，Ｂ２、…を有する。プラットフォームＡは複数種類の処理機器ユニットＢ１，…の様々な作業の装置のベースとなるように設計されたものが工場の床上に設置され、必要となる作業に適合した処理機器ユニットユニットＢ１，…が選択または新規設計されて天井に吊り下げられて使用される。
例えばプラットフォームＡは、上部に図５と同様なワーク搬送ユニット１０を常設している。ワーク搬送ユニット１０は、図２に示すようにマガジン等に積層されたリードフレーム等の板状ワーク１をローダー１１で１枚ずつ切り出してフィーダ１２の所定の作業ポジションに搬入し、同作業ポジションから搬出する。また、プラットフォームＡの上部には、ワーク搬送ユニット１０で所定の作業ポジションに搬入された板状ワーク１に半導体ペレットをボンディングするダイボンダー設備のペレット供給ユニット２０が設置される。
【００１７】
図２乃至図４に示される複数種類の天井吊り下げ式処理機器ユニットＢ１、Ｂ２、…は、次の各ユニットである。図２に示される第１の処理機器ユニットＢ１は、ダイボンダー設備として使用される接着剤塗布ユニットである。図３に示される第２の処理機器ユニットＢ２は、ダイボンダー設備として使用される接着テープ取付ユニットである。図３に示される第３の処理機器ユニットＢ３は、半導体ペレットに捺印し、その捺印状態を検査する捺印・検査ユニットである。以下、これら各処理機器ユニットＢ１、Ｂ２、Ｂ３を必要に応じて接着剤塗布ユニットＢ１、接着テープ取付ユニットＢ２、捺印・検査ユニットＢ３と称する。
【００１８】
また、上記処理機器ユニットＢ１〜Ｂ３以外の天井吊り下げ式処理機器ユニットとしてワーク搬送ユニット１０の一部であるローダーユニットＣ１、ダイボンダー設備の一部であるボンディングヘッドユニットＤ１、ペレット認識ユニットＤ２、ワーク（リードフレーム）認識ユニットＤ３がプラットフォームＡの上方に移動可能に配置される。
【００１９】
複数種類の処理機器ユニットＢ１〜Ｂ３は、プラットフォームＡの上方の天井側に架設されたユニット支持機構５０に移動可能に支持される取付部材Ｋ１〜Ｋ３を上端部に有し、この各取付部材Ｋ１〜Ｋ３に各処理機器ユニットＢ１〜Ｂ３が吊り下げられる。ユニット支持機構５０は天井下に縦横に設置されたレール等であり、取付部材Ｋ１〜Ｋ３はユニット支持機構５０にローラ等を介して移動可能に連結されたスライダー等である。共通のユニット支持機構５０に複数種類の処理機器ユニットＢ１〜ＢがプラットフォームＡに搬入可能に、及び、プラットフォームＡから搬出可能に支持される。また、ワーク搬送ユニット１０のローラユニットＣ１が上部の取付部材Ｋ４を介してユニット支持機構５０の一部に連結され、ダイボンダー設備のボンディングヘッドユニットＤ１とペレット認識ユニットＤ２とワーク認識ユニットＤ３が各々の取付部材Ｋ５〜Ｋ７を介してユニット支持機構５０の一部に連結される。
【００２０】
図２はプラットフォームＡに接着剤塗布ユニットＢ１を搬入して接着剤でダイボンディングする図５と同一の作業内容の処理設備を示す。天井から吊り下げられた状態のまま接着剤塗布ユニットＢ１をプラットフォームＡのワーク搬送ユニット１０の在る定位置まで移動させて、図示しない仮固定手段で位置決め仮固定する。この接着剤塗布ユニットＢ１の周辺近傍にダイボンディングに必要な他の各ユニットＣ１，Ｄ１〜Ｄ３が位置決め仮固定されて、図５と同様にして板状ワーク１への半導体ペレットの接着剤によるボンディングが行われる。この間、他の処理機器ユニットＢ２，Ｂ３はプラットフォームＡから離れた天井近くの待機場所に保持される。
【００２１】
図２の処理設備の場合、プラットフォームＡの作業ポジションの板状ワーク１は略水平な状態にあって、その上面に接着剤が塗布されて半導体ペレットがボンディングされるため、天井吊り下げ式の接着剤塗布ユニットＢ１は板状ワーク１の上方部位に存在する構造であればよく、板状ワーク１の下方部位に何ら構造物を設ける必要が無い。そのため、プラットフォームＡの装置サイズはワーク搬送ユニット１０が設置できればいい程度の小さなものでよくて、床上の設置スペースが小さく設定できる。つまり、図５の処理設備はプラットフォーム上で板状ワークより下方部位に接着剤塗布ユニットの支持構造物を設置する必要からプラットフォームの装置サイズが必然的に大きくなるが、接着剤塗布ユニットを天井吊り下げ式にすることで装置サイズの縮小化が容易となる。このような装置サイズ縮小化の実施効果は、他の天井吊り下げ式処理機器ユニットＢ２，Ｂ３、及び、他のユニットＣ１、Ｄ１〜Ｄ３においても同様に生じる。
【００２２】
なお、図２の処理設備において、ワーク搬送ユニット１０のローダーユニットＣ１は天井吊り下げ構造の可動式ユニットにせず、図５と同様にプラットフォームＡに固定した固定式ユニットであってもよい。また、ダイボンダー設備の全体を天井吊り下げ構造の可動式ユニットとしてプラットフォームＡに離脱可能に設置するようにしてもよい。
【００２３】
図２の処理設備を半導体ペレットの品種変更等で接着テープによるダイボンディングの作業内容の設備として使用する場合は、図３に示すように接着剤塗布ユニットＢ１をプラットフォームＡから外して、代わりに接着テープ取付ユニットＢ２をプラットフォームＡに搬入して位置決め仮固定する。このように両ユニットＢ１，Ｂ２が入れ替え可能なようにユニット支持機構５０が構成される。また、このようなユニットの入れ替えは頻度が少ないことから手動で行えばよいが、全自動化することも可能である。接着テープ取付ユニットＢ２は図６と同様な接着テープ供給部４１，接着テープ移載部４２，接着テーププレス部４３を共通の連結部材Ｋ２に吊り下げたものである。接着テープ取付ユニットＢ２は接着剤塗布ユニットＢ１より幅サイズが少し大きくなるが、これも天井吊り下げ式構造であるから作業ポジションにおける水平な板状ワークの上方部位だけに構造物が在ればよくて、十分に接着剤塗布ユニットＢ１と入れ替えられる。また、プラットフォームＡの上方空間での処理機器ユニット入れ替えであるので、プラットフォームＡ側でユニット入れ替えのための特別な作業をする必要が無くて、処理機器ユニット入れ替えが簡単、迅速に行える。
【００２４】
図４はプラットフォームＡからダイボンダー設備を外して、代わりに捺印・検査ユニットＢ３を設置するときの設備状態が示される。この図４の処理設備の場合、ワーク搬送ユニット１０のローダーユニットＣ１に天井吊り下げ式ワーク認識ユニットＤ４を併設して、このワーク認識ユニットＤ４の横に捺印・検査ユニットＢ３を搬入して位置決め仮固定する。捺印・検査ユニットＢ３は捺印部４５と検査部４６を共通の連結部材Ｋ３に吊り下げた構造で、捺印部４５が板状ワーク上の半導体ペレットに品番等を捺印し、この捺印状態を検査部４６が検査する。この捺印と検査も、作業ポジションの板状ワークの上面側から行われるので、天井吊り下げ式捺印・検査ユニットＢ３で簡単、迅速に実行される。
【００２５】
【発明の効果】
本発明によれば、半導体装置製造に使用されるリードフレーム、基板のような板状ワークに対して複数種類の処理を行う複数種類の処理機器ユニットが半導体製造工場等の天井側に吊り下げ式に配置されて、共通のプラットフォームに選択的に搬入されるようにしたので、共通のプラットフォームで複数種類のワーク処理が選択して簡単に行えるようになって、汎用性に優れた複合処理装置が提供できる。また、プラットフォームで板状ワークを処理する複数の処理機器ユニットが天井吊り下げ式に配置されているために、プラットフォームはワーク搬送ユニットを装備する程度の小さな装置サイズのものでよくなり、複数種類の処理機能を持つ複合処理装置の床上設置スペースが大幅に縮小されて、床面積の小さな工場でも設置できる小型でコンパクトな複合処理装置が提供できる。
【００２６】
また、板状ワークが半導体装置製造に使用されるリードフレーム、基板等の板状部品で、半導体ペレットの固着や捺印等の処理設備に複合処理装置を適用すれば、従来の複数種類の処理設備が単一的な処理設備に統合されて、半導体ペレットの品種変更に伴う処理内容の変更に容易に対応できる複合処理装置が、また、多品種少量生産の半導体製造に好適であり、半導体装置の製造単価を低下させ得る複合処理装置が提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態を示す複合処理装置の概要を示す正面図。
【図２】図１の複合処理装置の一部の概要を示す部分斜視図。
【図３】図２の複合処理装置の全体の概要を示す斜視図。
【図４】図１の複合処理装置の他の状態を示す斜視図。
【図５】従来の半導体装置製造設備の一例を示す斜視図。
【図６】図５製造設備の不具合点を説明するための斜視図。
【符号の説明】
１    板状ワーク
２    半導体ペレット
１０    ワーク搬送ユニット
Ａ      プラットフォーム
Ｂ１〜Ｂ３    処理機器ユニット
Ｋ１〜Ｋ３    取付部材
５０    ユニット支持機構
【図１】
0003802349.tif 000002
【図２】
0003802349.tif 000003
【図３】
0003802349.tif 000004
【図４】
0003802349.tif 000005
【図５】
0003802349.tif 000006
【図６】
0003802349.tif 000007