KR830000537B1 - Automatic assembly and bonding device for semiconductor products - Google Patents

Abstract

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Description

반도체 제품의 자동조립 및 본딩장치Automatic assembly and bonding device for semiconductor products

제1도는 연결된 여러개의 리이드프레임과 이들을 담는 운반용 매거진의 사시도.1 is a perspective view of a plurality of lead frames connected and a transport magazine containing them.

제2도는 본 발명에 따르는 반도체의 자동조립 및 본딩(Bonding)용 장치의 사시도.2 is a perspective view of an apparatus for automatic assembly and bonding of a semiconductor according to the present invention.

제3도는 본 발명에 사용되는 자동다이본더(die bonder)의 전체 사시도.3 is an overall perspective view of a die bonder used in the present invention.

제4도는 제3도에 도시된 절단기구, 운반기구 및 제거기구 등의 구조를 확대한 사시도.Figure 4 is an enlarged perspective view of the structure of the cutting mechanism, conveying mechanism and removal mechanism shown in FIG.

제4a도는 제4도에 도시된 절단기구의 부분 단면도.4A is a partial cross-sectional view of the cutting tool shown in FIG.

제5도는 제3도에 도시된 자동다이본더에 설치된 두께탑지기의 사시도.5 is a perspective view of a thickness tower mounted on the automatic die bonder shown in FIG.

제6도는 제2도에 도시된 완충수단의 운반기구와 저장기구 등의 사시도.6 is a perspective view of a carrying mechanism and a storage mechanism of the shock absorbing means shown in FIG.

제7도는 제2도에 도시된 자동와이어본더의 전체 사시도.7 is an overall perspective view of the automatic wire bonder shown in FIG.

제8도는 제7도에 도시된 자동와이어본더의 테이블상면에 설치된 콘베이어기구의 평면도.8 is a plan view of a conveyor mechanism provided on the table top of the automatic wire bonder shown in FIG.

제9도는 전송콘베이어의 작동기구를 분해한 분해사시도.9 is an exploded perspective view of disassembling the operating mechanism of the transmission conveyor.

제10도는 완충수단에 추가로 사용할 수 있는 운송방향 변경용 콘베이어의 사시도.10 is a perspective view of a conveyor for changing the direction of transport that can be used in addition to the buffer means.

제11도는 본 발명의 장치에서 사용되는 시이트탐지기의 사시도.11 is a perspective view of a sheet detector used in the apparatus of the present invention.

본 발명은 IC 및 LSI 등과 같은 반도체를 자동조립하여 본딩(Bonding)해서 작업 완료된 반도체를 자동으로 운반용 매거진에 집어넣는 장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an apparatus for automatically assembling and bonding semiconductors such as ICs and LSIs and automatically inserting completed semiconductors into a transport magazine.

종래에는 IC 및 LSI 등과 같은 반도체의 제조는 소위 리이드프레임(lead frame)이라고 하는 기판 위에 반도체 칩(Chip)을 올려놓은 후 고정 결합시키는 본딩단계와 본딩된 칩과 리이드프레임과를 도선으로 연결시켜 주는 소위 와이어본딩(wire bonding) 단계 및 플라스틱 성형 혹은 세라믹(ceramic)을 이용하여 상기 작업완료된 조립체의 파손방지 및 충격보호를 위하여 행하는 팩키징(packaging) 단계 등의 일련의 작업 단계로 이루어지고 있다.Conventionally, in the manufacture of semiconductors such as ICs and LSIs, a semiconductor chip (chip) is placed on a substrate called a lead frame and then fixedly coupled, and a bonded chip and the lead frame are connected by wires. It consists of a series of working steps, such as a so-called wire bonding step and a packaging step performed for preventing damage and impact protection of the finished assembly using plastic molding or ceramic.

위의 작업단계에서는 다이본더(die bonder)와 와이어 본더(wire bonder) 및 패키지장치 등이 각각 사용된다. 전술한 작업공정에서 예를 들어 리이드프레임과 같은 반도체부품을 위한 기판 혹은 반도체칩이 리이드프레임상에 고착된 반쯤 완성된 반도체 제품들은 복수의 리이드프레임이 각각의 단계에 공급되고 그로부터 꺼내어 쓰거나 그들사이에 운송하기 위해서 접속된 형태로 소위 매거진(magazine)이라 불리는 상자형 지그에 격납된다.In the above work steps, a die bonder, a wire bonder, a package device, and the like are used, respectively. In the above-described work process, for example, a semi-finished semiconductor product in which a substrate or a semiconductor chip for a semiconductor component such as a lead frame is fixed on the lead frame is provided with a plurality of lead frames supplied at respective stages and taken out from or between them. In transported form, they are stored in a box-shaped jig called a magazine.

한편 조립단계는 다이본더나 와이어본더 등에 자동패턴인식기술이 도입되어 자동화되었기 때문에 반도체칩, 리이드프레임 및 와이어 등의 재료를 공급하거나 꺼내어 쓰는 일과 각 작업 단계 사이에서 이들 재료를 운반하는 일 등을 제외하고는 거의 모든 공정에서 작업자 없이 제품이 이루어진다.On the other hand, the assembly step is automated by automatic pattern recognition technology introduced in die bonder or wire bonder. Therefore, supplying or taking out materials such as semiconductor chip, lead frame and wire and transporting these materials between each work step is excluded. In almost all processes, products are made without workers.

환언하면 작업자는 주로 상기 재료의 운반 등과 작업이 되어지는 상황만을 주시할 뿐 실제장치가 하는 조립작업에는 참여하지 않는다. 그런고로 반도체 제품을 제조하는 공정에서 작업성을 향상시키려면 상기 여러재료를 다루는 것을 자동화하고 작업효율을 올리며 제조원가를 최소로 함이 바람직하다.In other words, the operator mainly observes only the situation in which the material is transported and the like, but does not participate in the assembly work performed by the actual apparatus. Therefore, in order to improve workability in the process of manufacturing semiconductor products, it is desirable to automate the handling of the various materials, increase work efficiency and minimize manufacturing costs.

그런고로 본 발명의 한 목적은 상기 여러 요구를 충족시킬 수 있는 반도체 제품의 자동조립 및 본딩용 신규장치를 제공함에 있다.Therefore, one object of the present invention is to provide a novel apparatus for automatic assembly and bonding of semiconductor products that can meet the various needs.

본 발명의 다른 목적은 재료로부터 시작하여 완제품까지 일정한 속도로 생산할 수 있고 제료공급율의 변화나 필요한 반도체 제품의 종류 변경에도 불구하고 일정한 작업효율을 보증할 수 있는 반도체 제품의 자동조립 및 본딩용 장치를 제공함에 있다.Another object of the present invention is to provide a device for automatic assembly and bonding of semiconductor products that can be produced at a constant speed from a material to a finished product and can guarantee a constant working efficiency despite a change in material supply rate or a change in the type of semiconductor product required. In providing.

본 발명의 또 다른 목적은 반도체 제품의 제조단계에서 사용되는 특히 와이어본딩 작업의 자동화를 촉진시킴에 있다.It is a further object of the present invention to facilitate the automation of wirebonding operations, particularly those used in the manufacture of semiconductor products.

본 발명의 상기 여러 목적과 특징은 첨부도면의 설명으로부터 좀더 명확히 밝혀지게 된다.The various objects and features of the present invention will become apparent from the description of the accompanying drawings.

제1도의 부호 1은 리이드프레임의 하나하나 위에 반도체칩(1a)이 각각 고착된 연속된 리이드프레임을 표시하며, 부호 2는 여러개의 리이드프레임시이트(sheet : 리이트프레임이 계속 연결되어 있는 테이프상태에서 필요한 만큼 잘라낸 부분)을 격납하기 위한 많은 홈을 형성시킨 종래의 상자모양을 매거진을 표시한다.In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a continuous lead frame in which the semiconductor chips 1a are fixed to each one of the lead frames, and reference numeral 2 denotes a tape state in which several lead frame sheets are continuously connected. The magazine is marked with a conventional box-shaped, in which many grooves are formed for storing as many cuts as necessary.

제2도는 본 발명에 따른 반도체 제품 조립용 자동본딩장치의 한 형태의 전체적인 모습을 보여준다.2 shows an overall view of a form of an automatic bonding device for assembling semiconductor products according to the present invention.

이 도면에서 부호 3은 자동다이본더, 부호 4는 완충수단, 부호 5-a, 5-b, 5-c는 모두 자동와이어본더 그리고 부호 6은 매거진 콘베이어(magazine conveyor)이다.In this figure, reference numeral 3 denotes an automatic die bonder, reference numeral 4 denotes a buffer means, reference numerals 5-a, 5-b, and 5-c denote automatic wire bonders, and reference numeral 6 denotes a magazine conveyor.

비록 3대의 동일한 자동와이어 본더를 실시예에서와 같이 사용한다 할지라도 와이어본더의 수는 사용하는 다이본더와 와이어본더의 작업능률에 따라 변경될 수도 그리고 적절히 선택될 수도 있다.Although three identical automatic wire bonders are used as in the embodiment, the number of wire bonders may be changed and appropriately selected according to the working efficiency of the die bonder and the wire bonder to be used.

부호 7은 테이프와 같이 계속된 상태로 미리 제작된 일련의 리이드프레임이며 이는 얼레(8)에 감겨져 있다.Numeral 7 is a series of lead frames made in advance in a continuous state such as a tape, which is wound on the rim 8.

연속된 리이드프레임(7)은 화살표(P) 방향의 자동다이본더(3)쪽으로 계속하여 공급된다.The continuous lead frame 7 is continuously supplied toward the automatic die bonder 3 in the direction of the arrow P. FIG.

자동다이본더(3)에 리이드프레임(7)을 공급시켜주는 최초 단계에서는 작업자가 리이드프레임(7)의 한쪽 끝을 잡아 자동다이본더(3)쪽으로 밀어넣어 주어야 할 것이다.In the first step of supplying the lead frame 7 to the auto die bonder 3, the operator should grasp one end of the lead frame 7 and push it toward the auto die bonder 3.

상기 장치의 구조와 작동을 설명하면 아래와 같다.The structure and operation of the device will be described below.

제3도는 자동다이본더(3)로 각각의 리이드프레임(7) 하나하나 위에 칩을 고착시켜 주는 본딩기구부(3a), 리이드프레임 위에 칩을 고착시킨후 예정된 리이드프레임수의 길이로 긴 리이드프레임(7)을 절단하는 절단기구부(9), (예정된 길이로 절단한 리이드프레임(이후는 "sheet"로 호칭)을 다음 장치로 공급시켜주는 운송기구부(10), 후에 설명하게 되는 두께탐지기(20) 및 상기 각부의 제어기가 들어있는 제어 박스(100) 등으로 구성된다.3 is a bonding mechanism part 3a for fixing chips on each lead frame 7 with an automatic die bonder 3, and a lead frame having a length of a predetermined number of lead frames after the chips are fixed on the lead frame. 7) cutting mechanism 9 for cutting, transport mechanism 10 for supplying a lead frame (hereinafter referred to as "sheet") cut to a predetermined length to the next device, thickness detector 20 to be described later And a control box 100 in which the controller of each part is contained.

본딩기구부(3a)는 하나하나의 리이드프레임 윗쪽에 위치한 칩공급부로부터 자동으로 공급되는 반도체 칩을 본딩시켜 주도록 고안된 공지의 구조를 갖고 있다.The bonding mechanism part 3a has a well-known structure designed to bond a semiconductor chip which is automatically supplied from a chip supply unit located above one lead frame.

각 리이드프레임 위에 반도체 칩을 본딩하는 것은 리이드프레임과 반도체 칩사이에 금박(gold foil) 또는 금으로 된 페이스트(gold paste)를 삽입하여 이를 초음파로 용융시키므로써 칩이 리이드프레임 위에 고착되는 종래의 초음파본딩(ultrasonic bonding)기법을 이용하므로써 달성되며 용융된 상기 금박 혹은 금페이스트는 반도체를 리이드프레임에 연결시켜주는 기능을 한다.Bonding a semiconductor chip on each lead frame involves inserting a gold foil or gold paste between the lead frame and the semiconductor chip to melt it with ultrasonic waves, thereby allowing the chip to stick onto the lead frame. The molten gold foil or gold paste is achieved by using an ultrasonic bonding technique and serves to connect the semiconductor to the lead frame.

상기 칩공급부는 칩들이 분산되어 있는 한개의 플레이트(plate, 3b) 반도체칩의 위치를 제어하는 한개의 영상감응기(image sensor 3b), 한개 한개의 칩을 플레이트(3b)에서 본딩 기구부(3a)쪽으로 이송시켜 주는 이송간(transfer arm, 3d) 및 영상감응기(3c)에 연결되어 있는 표시장치(3f) 등으로 구성되어 있다.The chip supply unit includes an image sensor 3b for controlling the position of one plate 3b on which the chips are dispersed, and one chip for bonding one chip to the plate 3b. And a display arm 3f connected to the transfer arm 3d and the image sensitive device 3c.

본딩기구부(3a)는 각 리이드프레임상에서 칩이 본딩하는 위치를 제어시켜주는 영상감응기(3e), 본딩헤드(bonding head, 3h) 및 영상감응기(3e)에 연결된 표시장치(3g) 등으로 구성되어 있다.The bonding mechanism 3a is an image sensor 3e, a bonding head 3h, a display device 3g connected to the image sensor 3e, etc., which controls a position where chips are bonded on each lead frame. Consists of.

제4도의 제4a도는 절단기구부(9)과 운반기구부(10)의 확대도이다.4A in FIG. 4 is an enlarged view of the cutting mechanism 9 and the conveying mechanism 10. As shown in FIG.

절단기구부(9)는 모우터(11)에 의해 캠축(12a)을 회전시킴에 따라 상하로 움직이게 되어 있는 절단칼날(13), 캡축(12a)에 고정시킨 편심캠(12) 및 이 편심캠과 맞물리어 움직이는 절단칼날(13)의 지지판(13a) 등으로 구성되어 있다.The cutter section 9 includes the eccentric cam 12 and the eccentric cam fixed to the cutting blade 13 and the cap shaft 12a, which are moved up and down as the cam shaft 12a is rotated by the motor 11. It consists of the support plate 13a of the cutting blade 13 which meshes and moves.

상기 절단기구부(9)는 프레임(14)에 고정된 정지절단칼날(15)이 또한 구비되어 있어 상하이동용 절단칼날(13)과 함께 작용하여 연속적인 리이드프레임을 예정된 길이로 절단시켜준다. 절단칼날(13)의 지지판(13a)은 많은 볼베어링(102)이 들어있는 유도홈(101)에 따라 움직인다.The cutting tool section 9 is also provided with a stationary cutting blade 15 fixed to the frame 14 to work with the shank copper cutting blade 13 to cut the continuous lead frame to a predetermined length. The support plate 13a of the cutting blade 13 moves along the guide groove 101 in which many ball bearings 102 are contained.

한개의 판(103)은 스프링(104)에 의해 발생된 압력을 절단작업이 진행중 리이드프레임에 가하는 압력판으로서 사용된다. 판(103)에는 한개의 지지대(105)가 있는데 여기에는 고정절단칼날(15)에 있는 위치잡이구멍(107)에 들어가게 되어 있는 위치잡이핀(106)이 설치되어 있다.One plate 103 is used as a pressure plate to apply the pressure generated by the spring 104 to the lead frame during the cutting operation. The plate 103 has one support 105 which is provided with a positioning pin 106 which enters the positioning hole 107 in the fixed cutting blade 15.

운송기구부(10)는 프레임(14)에 의하여 지지되어 있는 여러개의 로울러(16)가 있으며 이들은 모우터(18)에 의해서 벨트(17)를 통하여 회전되어 시이트(sheet)를 다음 작업단계인 완충수단(4)으로 공급시켜준다.The transport mechanism 10 has a number of rollers 16 supported by the frame 14, which are rotated through the belt 17 by the motor 18 to cushion the sheet as a next working step. Supply it to (4).

연속적인 리이드프레임(7)이 용접이나 코크에 의한 이음매를 가지고 있으면, 두께탐지기(20)와 제거기구부(19, 제3도 및 제4도)가 각각 이음매를 검출하여 이음매를 포함한 시이트를 제거하기 위하여 사용된다.If the continuous lead frame 7 has a seam by welding or coke, the thickness detector 20 and the removal mechanisms 19, 3 and 4 respectively detect the seam and remove the sheet including the seam. To be used.

제거기구부(19)는 프레임(14)에 장치된 돌출부재(110)에 설치된 축(24)을 중심으로 회전가능한 포오크형(fork-shape) 제거판(21)과 일단을 제거판(21)의 외축단과 추축회전 가능하게 연결되고 타단을 크랭크원판(23)과 추축회전 가능하게 연결된 크랭크아암(111) 등으로 구성되어 있다.The removal mechanism 19 is formed of a fork-shape removal plate 21 rotatable about the shaft 24 provided on the protruding member 110 installed in the frame 14 and one end of the removal plate 21. It is composed of a crank arm 111 and the like connected to the outer shaft end and pivotally rotatable, and the other end connected to the crank disc 23 and the pivotal rotation.

제거판(21)은 구동모우터(22)에 의하여 크랭크원판(23)이 회전시 축(24)을 중심으로 화살표 Q 방향으로 회전되는데 이렇게 함으로써 이음매를 포함한 시이트는 제거판(21)에 의하여 로울러(16)로부터 제거된다.The removal plate 21 is rotated in the direction of the arrow Q about the axis 24 when the crank disc 23 is rotated by the drive motor 22, so that the sheet including the seam is roller by the removal plate 21 Is removed from (16).

크랭크원판(23)에는 마이크로스위치(113)와 함께 작용할 수 있는 노치(norch, 112)가 형성되어 있는데 이는 제4도와 같이 제거판(21)이 수평위치로 돌아올때 구동모우터(22)의 동작을 정지시키는 역할을 한다.The crank disc 23 is formed with a notch 112 that can work with the microswitch 113, which is the operation of the drive motor 22 when the removal plate 21 returns to the horizontal position as shown in FIG. Serves to stop.

두께탐지기(20, 제3도)는 본딩기구부(3a)의 선행단계에 설치되어 있고 절단기구부(9)와 제거기구부(19)는 본딩기구부(3a)의 후행단계에 설치되어 있으므로 연속적인 리이드프레임(7)의 한 이음매가 두께탐지기(20)에 의하여 탐지될때 두께 탐지기(20)로부터 발신된 탐지신호는 상기 3가지 부문(3a, 9 및 19) 모두에 전달된다.The thickness detector 20 (FIG. 3) is installed in the preceding step of the bonding mechanism part 3a, and the cutting mechanism 9 and the removal mechanism part 19 are installed in the subsequent step of the bonding mechanism part 3a. When one seam of (7) is detected by the thickness detector 20, the detection signal sent from the thickness detector 20 is transmitted to all three sections 3a, 9 and 19.

결과적으로 이렇게 되면 이음매를 가진 리이드프레임이 본딩기구부(3a)를 통과하게 될때는 본딩 작업은 하지 않게 된다. 한편 이같은 리이드프레임은 다음 작업단계인 절단기구부(9)를 통과할 때 연속적인 리이드프레임(7)으로부터 절단되어 제거기구부(19)의 작동에 의해 밖으로 제거된다.As a result, the bonding operation is not performed when the lead frame having the seam passes through the bonding mechanism part 3a. On the other hand, such a lead frame is cut out from the continuous lead frame 7 when passing through the cutting mechanism 9, which is the next work step, and is removed out by the operation of the removal mechanism 19.

제5도는 이음매가 포함된 리이드프레임을 탐지하는 두께탐지기(20)의 특수구조를 표시한다.5 shows a special structure of the thickness detector 20 for detecting a lead frame including a seam.

거꾸로 세운 L형 레버(25)가 로드형나사(26)에 의하여 나사를 중심으로 회전가능하게 지지되고 로울러(27)가 핀(28)에 의하여 상기 레버(25) 일단에 회전가능하게 장치되는 동시에 이 로울러(27)는 역시 자동다이본더(3, 제3도)의 프레임상에 설치된 고정로울러(29)와 접하여 있다.The inverted L-shaped lever 25 is rotatably supported about the screw by the rod-type screw 26 and the roller 27 is rotatably mounted to one end of the lever 25 by the pin 28. This roller 27 is in contact with the fixed roller 29 also provided on the frame of the automatic die bonder 3 (FIG. 3).

만약 이음매를 포함한 리이드프레임이 상기의 두개 로울러(27,29) 사이를 통과하게 되면 이음매부분의 증가된 두께로 인하여 로울러(27)가 상방향으로 움직이게 되며 이렇게 되므로써 레버(25)가 화살표 R 방향으로 회전하게 된다.If the lead frame including the seam passes between the two rollers 27 and 29, the roller 27 moves upward due to the increased thickness of the seam and thus the lever 25 moves in the direction of the arrow R. Will rotate.

이렇게 되면 레버(25) 근처에 설치된 광감응기(photo sensor, 30)에 비추어진 광선을 상기 레버(25)가 막아주기 때문에 이음매 부분의 통과를 탐지하는 전기신호가 발생된다.In this case, since the lever 25 blocks the light emitted from the photo sensor 30 installed near the lever 25, an electrical signal for detecting the passage of the joint portion is generated.

이 신호는 전기 제어장치내에 기억되어 이음매를 포함한 시이트가 제거기구부(19)의 제거판(21)에 도달할 때 제거기구부(19)가 작동하게 된다.This signal is stored in the electric control unit so that the removal mechanism unit 19 is activated when the sheet including the seam reaches the removal plate 21 of the removal mechanism unit 19.

만일 연속적인 리이드프레임(7)자체에 어떠한 두꺼운 이음매도 포함하고 있지 않다면 두께탐지기(20)는 자동다이본더(3)에 설치할 필요가 없다는 것을 알아야 할 것이다(제3도 참조).If the continuous lead frame 7 itself does not contain any thick seams, it will be appreciated that the thickness detector 20 does not need to be installed in the auto die bonder 3 (see FIG. 3).

제2도에서 완충수단(4)은 다이본더(3)와 이 다이본더에 비하여 작업 속도가 느린 와이어본더(5a, 5b 및 5c) 사이에 위치하여 작업결합을 하기 위하여 자동다이본더(3)로부터 들어오는 시이트를 일시 보관하는 기능을 갖고 있으므로 각 본딩기계의 작업효율을 저하시킴이 없고 또한 다른 종류의 반도체칩으로 변경하여 작업할 경우에 야기되는 자동다이본더(3)의 비가동시간(down time)을 최소화한다.In FIG. 2, the buffer means 4 is located between the die bonder 3 and the wire bonders 5a, 5b, and 5c, which are slower in operation than the die bonder. It has a function of temporarily storing the incoming sheet, so that the working efficiency of each bonding machine is not degraded, and the down time of the automatic die bonder 3 caused when the work is changed to a different type of semiconductor chip. Minimize.

본 목적을 달성하기 위하여 완충수단(4)에는 제6도와 같이 구동모우터(31)와 이 모우터에 의해 회전되는 콘베이어벨트(32) 및 구동모우터(33)에 의해 상하로 가동되는 큰 용량의 완충매거진(buffer magazine, 34)을 여러개 포함한 격납기구부 등을 구비하는 콘베이어기구부가 설치되어 있다.In order to achieve this object, the shock absorbing means 4 has a large capacity moved up and down by the drive motor 31 and the conveyor belt 32 and the drive motor 33 rotated by the motor as shown in FIG. Conveyor mechanisms are provided, which contain storage mechanisms including several buffer magazines (34).

그래서 여러 와이어본더 중 그 어느 하나라도 다이본더(3)로부터 공급되어오는 시이트를 받아 작업할 수 있는 태세에 있지 못할 때 이들 여러 시이트는 계속적으로 상기 완충 매거진내에 들어 저장되어 진다.Thus, when any one of the various wire bonders is not ready to work with the sheet supplied from the die bonder 3, these various sheets are continuously stored in the buffer magazine.

한편 다이본더로부터 공급되는 시이트량이 와이어본더에서 요구되는 공급량에 미치지 못할 때에는 상기 완충매거진(34)에 저장된 시이트가 와이어본더에 공급되어 진다.On the other hand, when the sheet amount supplied from the die bonder does not reach the supply amount required by the wire bonder, the sheet stored in the buffer magazine 34 is supplied to the wire bonder.

제2도에 도시된 자동와이어본더(5a, 5b 및 5c)들은 아주 가는 금도선이나 알루미늄도선을 사용하여 리이드프레임상에 고착된(본드된) 칩과 리이드프레임의 리이드 일단과의 사이에 전극선을 형성시켜 준다.The automatic wire bonders 5a, 5b and 5c shown in FIG. 2 use very thin gold or aluminum wires to connect the electrode wire between the chip fixed on the lead frame and the lead end of the lead frame. Form it.

여기서 한가지 주목해야할 사항은 자동와이어본더 한대의 작업속도는 자동다이본더의 작업속도보다 매우 느리기 때문에 대개 다이본더 한대당 여러대의 와이어본더를 사용하게 되며 따라서 각 와이어본더는 첫째 와이어본딩 작업기능과 부분적으로 작업완료된 시이트를 다음 와이어본더로 공급시켜 주는 기능 혹은 전체와이어 본딩 작업이 완료된 시이트를 다음 새로운 작업단계로 운반시켜주는 기능 등의 2가지 기능이 요구된다.One thing to note here is that the working speed of one automatic wire bonder is much slower than the working speed of automatic die bonder, so it usually uses several wire bonders per die bonder, so each wire bonder works partly with the first wire bonding work function. Two functions are required, one to supply the completed sheet to the next wire bonder or the other to transfer the finished sheet to the next new work step.

본 발명에서 사용되는 특수구조의 자동와이어본더를 제7도를 참조하여 설명한다.An automatic wire bonder having a special structure used in the present invention will be described with reference to FIG.

제7도에서 부호 51은 완충수단(4)으로부터 공급된 시이트상에 고착된 칩의 전극과 칩이 고착된 리이드프레임의 리이드 일단과의 사이를 가는 금도선이나 알루미늄 도선을 사용하여 도선을 형성시켜주는 본딩헤드이다.In FIG. 7, reference numeral 51 denotes a conductive wire by using a gold conductive wire or an aluminum conductive wire between the electrode of the chip fixed on the sheet supplied from the buffer means 4 and the lead end of the lead frame to which the chip is fixed. Note is the bonding head.

칩의 전극과 리이드프레임의 리이드는 가는 도선을 사용하여 예를들어 초음파본딩기법에 의하여 본딩된다.The electrode of the chip and the lead of the lead frame are bonded by, for example, an ultrasonic bonding technique using a thin wire.

부호 52는 본딩직전에 본딩헤드(51)에 대하여 칩과 칩이 고착된 리이드프레임의 위치잡이 역할을 하는 영상감응기이다. 부호 53은 영상감응기(52)에 연결된 표시장치이고, 부호 54는 자동와이어본더의 테이블 상면으로 이 위에는 후에 설명하게 될 콘베이어기구가 설치된다.Reference numeral 52 is an image sensor which serves to position the chip and the lead frame to which the chip is fixed with respect to the bonding head 51 just before bonding. Reference numeral 53 denotes a display device connected to the image sensor 52, and reference numeral 54 denotes an upper surface of the table of the automatic wire bonder, on which a conveyor mechanism will be described.

콘베이어기구의 배치가 제8도에 도시되어 있다.The arrangement of the conveyor mechanism is shown in FIG.

시이트를 본딩위치(39)에 공급하기 전에 일시적으로 보관하는 예비콘베이어(41)가 35, 36, 37 및 38 콘베이어로 구성된 주운반콘베이어기구와 병렬로 설치되어 있다.A preliminary conveyor 41 for temporarily storing the sheet before supplying it to the bonding position 39 is provided in parallel with the main conveying conveyor mechanism composed of 35, 36, 37 and 38 conveyors.

주운반콘베이어기구중 36과 38콘베이어는 테이블상면(54)에 고정되어 있다.36 and 38 conveyors of the main conveying mechanism are fixed to the table top 54.

한편 콘베이어(35)가 장치된 한 개의 판(55)에는 또다른 콘베이어(40)가 있어 이는 시이트를 예비콘베이어(41)에 옮겨주는 역할을 하며, 두 개의 콘베이어(35, 40)는 테이블상면(54)에 고정된 프레임(57)에 있는 가이드로드(guide rod, 57a)에 따라 화살표 X방향, 즉 주운반콘베이어기구에 대하여 직각 방향으로 움직이게 된다.On the other hand, one plate 55 equipped with a conveyor 35 has another conveyor 40, which serves to transfer the sheet to the spare conveyor 41, and the two conveyors 35 and 40 have a table top ( According to the guide rod 57a in the frame 57 fixed to 54, it moves in the direction of arrow X, that is, at right angles to the main transport conveyor mechanism.

유사한 방법으로 콘베이어(37)가 장치된 다른 한 개의 판(56)이 콘베이어(42)와 함께 본딩이 완료된 시이트를 주운반콘베이어기구의 운반용 콘베이어(38)에 복귀시켜주게 된다.In a similar manner, another plate 56 equipped with the conveyor 37 returns the bonded sheet together with the conveyor 42 to the conveying conveyor 38 of the main conveying mechanism.

두 개의 콘베이어(37, 42)는 프레임(58)상의 가이드로드(58a)에 따라 시이트운반방향의 직각인 화살표 Y방향으로 활주하게 된다.The two conveyors 37 and 42 slide in the direction of the arrow Y, which is perpendicular to the sheet conveying direction, in accordance with the guide rod 58a on the frame 58.

콘베이어 각각에는 두 개의 원형벨트가 두 개의 로울러사이에 설치되어 모우터에 의해 회전되므로써 시이트가 이 위에서 직접 운반된다.In each conveyor, two round belts are installed between two rollers and rotated by a motor, so that the sheet is carried directly on it.

콘베이어는 각이 지거나, 납작한, V형과 같은 다른 형태의 벨트 또는 체인으로 구성될 수도 있다.The conveyor may consist of an angled, flat, or other type of belt or chain, such as a V-shape.

제9도는 운반콘베이어(35)와 변환콘베이어(40)용 동작기구의 사시도를 도시하고 있다.9 shows a perspective view of the operating mechanism for the conveying conveyor 35 and the conversion conveyor 40.

두 개의 콘베이어(35, 40)가 장치된 판(55)은 가이드로드(57a)상에서 활주하는 슬라이더(60)에 나사(61)로 고정되어지고 이 가이드로드(57a)는 운반방향에 대하여 직각으로 프레임(57)상에 장치되어 있다.The plate 55 equipped with two conveyors 35 and 40 is fixed by screws 61 to the slider 60 sliding on the guide rod 57a, and the guide rod 57a is perpendicular to the conveying direction. It is mounted on the frame 57.

한 개의 브래킷(62)이 슬라이더(60)의 아랫쪽에 고정설치되고 이 브래킷(60)의 일단이 두 개의 풀리(63, 64) 사이에 착설된 타이밍벨트(65)와 연결되어 있다.One bracket 62 is fixed to the lower side of the slider 60 and one end of the bracket 60 is connected to a timing belt 65 mounted between two pulleys 63 and 64.

그리하여 슬라이더(60)는 풀리(63)에 연결된 가역전기모우터(66)의 회전에 따라 가이드로드(57a)의 길이를 따라 활주하도록 고안되어 있다.Thus, the slider 60 is designed to slide along the length of the guide rod 57a in accordance with the rotation of the reversible electric motor 66 connected to the pulley 63.

두 개의 콘베이어(37, 42)의 동작구조도 상기 콘베이어(35, 40)기구의 동작구조와 동일한 구조이다.The operation structure of the two conveyors 37 and 42 is also the same as the operation structure of the conveyor 35 and 40 mechanism.

제7도와 8도에 도시된 자동와이어본더(5a, 5b 및 5c)의 동작상태를 설명하면 다음과 같다.The operation states of the automatic wire bonders 5a, 5b, and 5c shown in FIG. 7 and FIG. 8 are as follows.

일반적으로 와이어본딩작업 속도는 전단계인 다이본딩작업속도에 비하여 느리므로 다이본더작업속도에 맞추려면 다이본더 한 대당 여러대의 와이어본더가 요구된다.In general, the wire bonding operation speed is slower than the previous die bonding operation speed, so that multiple wire bonders are required for each die bonder to meet the die bonding operation speed.

사실 본 발명의 실시예에서는 여러대의 와이어본더를 일렬로 계속 연결시켜 놓았다(제1도의 3대 와이어본더 5a, 5b 및 5c). 제8도에서와 같이 한 개의 시이트가 화살표 P방향에서 공급이 되면 세대의 자동와이어본더 중 한 대에 의하여 본딩작업이 이루어지거나 혹은 경우에 따라서 전번 와이어본더에서 본딩작업이 이루어지지 않고 다음 와이어본더로 계속 공급되기도 한다.In fact, in the embodiment of the present invention, several wire bonders are continuously connected in a line (three wire bonders 5a, 5b and 5c in FIG. 1). As shown in FIG. 8, when one sheet is supplied in the direction of arrow P, bonding is performed by one of the automatic wire bonders of the household, or in some cases, the bonding operation is not performed in the previous wire bonder, but is transferred to the next wire bonder. It may continue to be supplied.

좀더 자세히 설명하면 예비콘베이어(41)상에 시이트가 없을 때 두 개의 콘베이어(35, 40)는 제7도의 화살표 F방향으로 즉 테이블상면(54)을 향하여 이동되어 콘베이어(40)가 시이트를 공급받은 후 제7도의 화살표 R방향으로 되돌아가서 예비콘베이어(41)에 시이트를 옮겨주게 된다.In more detail, when there is no sheet on the spare conveyor 41, the two conveyors 35 and 40 are moved in the direction of arrow F of FIG. 7, that is, toward the table top surface 54 so that the conveyor 40 receives the sheet. After that, the sheet is returned to the arrow R direction in FIG. 7 and the sheet is transferred to the preliminary conveyor 41.

이렇게 하여 공급받은 예비콘베이어(41)상의 시이트는 예비콘베이어(41)의 작동에 의하여 본딩위치(39)로 공급된 후 그곳에서 본딩작업에 임하게 된다.The sheet on the preliminary conveyor 41 supplied in this way is supplied to the bonding position 39 by the operation of the preliminary conveyor 41 and then comes to the bonding operation there.

이때에 만약 다른 시이트가 본딩 위치에서 본딩작업에 임하려할 때 예비콘베이어(41)상의 시이트는 자기 차례가 올때까지 그곳에서 보류되게 된다.At this time, if another sheet is to be bonded at the bonding position, the sheet on the spare conveyor 41 is held there until its turn.

한편 한 개의 시이트가 예비콘베이어(41)상에서 보류되고 있을 때 또다른 시이트가 제8도의 화살표 P방향에서 공급된다면 그 시이트는 콘베이어 35→36→37→38로 계속 운반되어 최종적으로는 다음 자동와이어본더로 운반되어 진다.On the other hand, if one sheet is held on the spare conveyor 41 and another sheet is supplied in the direction of arrow P of FIG. 8, the sheet is continuously transported to the conveyor 35 → 36 → 37 → 38, and finally the next automatic wire bonder Is transported to

다른 한편으로 본딩 위치(39)에서 본딩작업이 완료된 시이트는 콘베이어(42)로 옮겨지고 이때 시이트탐지기가 작동하여 콘베이어(37, 42)는 제7도의 화살표 F방향으로 움직여 콘베이어(38)상에 시이트를 옮겨 놓는다.On the other hand, the sheet on which bonding is completed at the bonding position 39 is transferred to the conveyor 42, whereby the sheet detector is operated so that the conveyors 37 and 42 move in the direction of arrow F of FIG. Move it.

이와 같은 일련의 작업은 분리된 위치에 있는 공지의 전기제어 장치에 의하여 제어된다.This series of operations is controlled by known electrical control devices in separate locations.

주 운반콘베이어기구는 우선적으로 와이어본딩이 완료된 시이트를 운반하도록 제어된다.The main conveying conveyor mechanism is preferentially controlled to convey the wire-bonded sheet.

제2도에 도시된 매거진콘베이어(6)는 자동와이어본더로부터 들어온 와이어본딩이 완료된 시이트를 받아서 여러개의 시이트를 수용할 수 있는 공지의 매거진내에 집어넣는 역할을 하는 시이트 수용장치를 구비하고 있다.The magazine conveyor 6 shown in FIG. 2 is provided with the sheet receiving apparatus which receives the wire-bonded sheet | seat from the automatic wire bonder, and puts it in the well-known magazine which can accommodate several sheets.

시이트수용장치는 매거진 승강기구(magazine lifting mechanism)와 매거진내에 시이트를 넣는 콘베이어로 구성되어 있다.The sheet receiving device is composed of a magazine lifting mechanism and a conveyor for inserting the sheet into the magazine.

시이트 수용장치 그 자체는 신규성이 있는 것이 아니다.The sheet receiving device itself is not novel.

매거진속에 들어있는 시이트는 종래의 방법과 같이 작업자가 직접 다음 작업 단계 예를들어 플라스틱성형이나 세라믹팩키지 등을 이용하여 팩키징작업을 하는 팩키징 단계까지 옮겨준다. 이와는 달리 매거진콘베이어(6)를 사용하는 대신 적절한 팩키징장치를 직접 자동와이어본더(5c)에 연결하여 와이어본딩을 완료한 시이트에 직접 플라스틱성형 등의 팩키징 작업을 할 수도 있다.Sheets contained in the magazine are transferred to the packaging step in which the worker directly performs the packaging operation using the next work step, for example, plastic molding or ceramic package, as in the conventional method. Alternatively, instead of using the magazine conveyor (6), by connecting the appropriate packaging device directly to the automatic wire bonder (5c) it is also possible to do the packaging work, such as plastic molding directly on the sheet completed wire bonding.

상술한 바와같이 본 발명인 반도체의 자동조립 및 본딩장치는 반도체 제품의 조립 특히 재료나 중간생산물의 이송이 자동화가 가능하게 하여 인건비의 절감 및 제조효율을 개량할 수 있게 하였다.As described above, the automatic assembly and bonding apparatus of the present invention enables the assembly of semiconductor products, in particular the transfer of materials or intermediate products, to be automated, thereby reducing labor costs and improving manufacturing efficiency.

전술한 실시예에 따른 장치에 제10도에 도시된 것과 같은 방향에서 가변할 수 있는 콘베이어(43)를 완충수단으로서 추가로 사용할 수도 있다.In the device according to the above-described embodiment, a conveyor 43, which can vary in the same direction as shown in FIG. 10, may additionally be used as a cushioning means.

이같은 콘베이어(43)는 특히 상술한 바와 같은 여러 시스템을 갖는 장치에서 사용될 때 효과적이며 시스템 사이에서 시이트가 자유롭게 운반되어 질 수 있는 것이다.Such a conveyor 43 is particularly effective when used in an apparatus having several systems as described above, and the sheet can be freely transported between the systems.

따라서 자동다이본더와 자동와이어본더의 작업효율을 보다더 개량할 수 있다.Therefore, the work efficiency of the automatic die bonder and the automatic wire bonder can be further improved.

추가로 자동본더나 와이어본더의 가능한 고장도 메울 수 있다.In addition, possible failure of the automatic bonder or wire bonder can be compensated.

본 발명의 바람직한 형태로는 상술한 바와같은 여러 장치를 효과적으로 운용하기 위하여는 시이트탐지(sheet detection)가 필수불가결의 요소이다.In a preferred embodiment of the present invention, sheet detection is indispensable for the effective operation of the various devices described above.

시이트 탐지를 수행하는 기구의 한 형태가 제11도에 도시되어 있다.One form of instrument for performing sheet detection is shown in FIG.

일반적으로 시이트는 광감응기를 사용하여 탐지할 수 있다. 본 발명에서 취급되는 시이트에는 이 시이트가 리이드프레임으로 형성되어 있기 때문에 많은 구멍을 갖고 있어서 광감응기의 광선을 막을 수 없으므로 시이트를 탐지할 수는 없다.In general, the sheet can be detected using a photosensitive device. Since the sheet handled in the present invention is formed of a lead frame and has many holes, the sheet cannot be detected because the light of the photosensitive device cannot be blocked.

제11도는 도시된 탐지장치에는 운반중인 시이트에 의하여 회전되는 한 개의 레버(44)가 있고 광감응기(46)에서 나오는 빛을 막아주는 상기 레버(44)에 연결된 셔터(45)가 있으며 이 셔터(45)는 추 또는 스프링 장치에 의하여 평상시에는 제11도와 같은 위치에 머물러 있다.11 shows a shutter 45 which is rotated by a conveying sheet in the detection device shown and a shutter 45 connected to the lever 44 that blocks light from the photosensitive device 46. 45 normally stays in the position like FIG. 11 by a weight or a spring device.

Claims (1)

리이드프레임과 반도체 칩을 사용하여 반도체제품 자동조립 및 본딩장치에 있어서, 길게 연속된 상태의 리이드프레임이 공급됨에 따라 각각의 리이드프레임상에 한개의 반도체 칩을 계속적으로 고착시켜주는 한개의 본딩헤드와 다이본딩이 완료된 후 길게 연속된 상태의 리이드프레임을 절단하여 미리 정해진 수의 리이드프레임으로 형성된 시이트로 만들어주는 절단수단 및 절단된 시이트를 다음 배출위치로 운반시켜주는 운반수단 등을 포함한 자동다이본더, 미리 예정된 방향으로 시이트를 운반하기 위한 운반로와 상기 운반로수단의 중간위치에 설치되어 여러개의 시이트를 수용하기 위한 랙(rack)을 구비한 최소한 한개의 매거진과 상기 운반로수단에 대응하여 상기 매거진수단의 시이트 수용랙을 원하는 위치에 위치잡이 하여 주는 작동수단 등을 포함하는 상기 자동다이본더로부터 운반되어온 시이트를 일시 보관하는 완충수단, 예정된 방향으로 상기 시이트를 운반시켜주는 주운반콘베이어 수단과 상기 주운반콘베이어 수단에 공급된 시이트를 한개의 와이어본딩 구역으로 공급시켜주는 제1변환 콘베이어 수단과 상기 와이어본딩 구역에 설치된 와이어본딩 헤드 및 상기 와이어본딩 구역에서 와이어본딩 작업이 완료된 시이트를 다음 단계로 배출시켜주는 제2변환 콘베이어 수단 등을 포함하여 상기 완충수단으로부터 공급되어온 시이트에 전기적도선을 사용하여 결선을 시켜주는 자동와이어본더로 구성되며 최소한 상술한 모든 수단들이 하나의 연속된 형태로 연결되는 것을 특징으로 하는 반도체 제품의 자동조립 및 본딩장치.In the automatic assembly and bonding device for semiconductor products using lead frame and semiconductor chip, one bonding head for continuously fixing one semiconductor chip on each lead frame as lead frame is supplied in a long continuous state. Automatic die bonder including cutting means for cutting lead frames in a long continuous state after die bonding is completed to make sheets formed of a predetermined number of lead frames, and conveying means for conveying the cut sheets to the next discharge position. At least one magazine having a transport path for transporting the sheet in a predetermined direction and a rack installed at an intermediate position of the transport path means to accommodate multiple sheets and the magazine corresponding to the transport path means; Actuating means for positioning the seat receiving rack of the means in a desired position A buffer means for temporarily storing the sheet conveyed from the automatic die bonder, including a main transport conveyor means for transporting the sheet in a predetermined direction and a sheet supplied to the main transport conveyor means to one wire bonding zone; The main supply has been supplied from the buffer means, including a first conversion conveyor means, a wire bonding head installed in the wire bonding zone, and a second conversion conveyor means for discharging the sheet having completed the wire bonding work in the wire bonding zone to the next step. An automatic wire bonder, comprising: an automatic wire bonder for connecting the sheet using electrical wires, wherein at least all of the above-described means are connected in a continuous form.

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