CN107251208A - 封装装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种接合装置，包括：接合台83，对载置在上表面上的基板(引线框架)61或安装在基板(引线框架)61上的半导体模具63进行加热；摄像器件20，配置在接合台83的上方，对载置在接合台83上的基板61或安装在基板61上的半导体模具63的图像进行拍摄；以及驻波产生器件35，使接合台83的上表面与摄像器件20之间的空间内产生超声波的驻波。由此，利用简单的构成来提高摄像器件的图像位置检测精度。

Description

封装装置
技术领域
本发明涉及一种将电子零件封装在作为被接合对象的基板上的封装装置的构造。
背景技术
在组装半导体装置时，会使用将半导体模具安装在基板或引线框架上的模具接合装置、或利用线(wire)将安装在基板上的半导体模具的电极与基板的电极加以连接的打线接合装置(wire bonding device)等接合装置。打线接合装置是将吸附固定在接合台上的基板或安装在基板上的半导体模具加热至200℃～250℃左右，一面对这些电极施加超声波激发(ultrasonic excitation)，一面利用毛细管(capillary)等接合工具使金、银、铜等的细线热压接而将金属细线接合在各电极上。又，模具接合装置是使用如下方式的装置：对吸附固定在涂布有粘合剂的接合台上的基板进行加热，并在将半导体模具热压接至其上之后使粘合材料热硬化而将半导体模具固定在基板上；或者将吸附固定在接合台上的引线框架加热至300℃～450℃左右，并使半导体模具共晶接合(eutectic bonding)至其上而将半导体模具固定在引线框架上。而且，近年来，是使用如下倒装接合(flip bonding)方法：预先在基板的电极上或半导体模具的电极上形成焊料等的凸块(bump)(突起)，使半导体模具反转，而在以电极位于基板侧(下侧)的方式利用筒夹(collet)进行保持的状态下对半导体模具进行加热而使凸块为熔融状态，另一方面，将吸附固定在接合台上的基板加热至200℃左右而使凸块为熔融状态，使各凸块彼此接触而进行金属结合，将半导体模具接合在基板上。如上所述，在接合装置中，有时需要在接合时将吸附固定在接合台上的基板加热至200℃左右的温度。
当将接合台加热至200℃左右时，接合台上方的空气会因接合台的热而被加热从而上升。于是，产生如下空气的循环，即，周围的冷空气进入至接合台上，被接合台的热所加热而再次上升。此时，在接合台的上方，由于因上升气流而温度不同的空气，即，密度不同的空气的混合而会产生热气。
另一方面，在接合装置中，对吸附固定在接合台上的基板的表面或安装在基板上的半导体模具的图像进行拍摄，并根据所拍摄的图像来检测基板的电极或半导体模具的电极的位置或者基板的接合位置，根据检测到的位置进行接合工具的位置控制。如前所述，当在接合台的上方产生热气时，热气会进入至对吸附固定在接合台上的基板或半导体模具的图像进行拍摄的摄像装置的视场中，从而产生图像位置的检测精度下降的问题。因此，已提出有对摄像装置的视场区域内喷附氮气或空气而将热气吹走，从而提高摄像装置的位置检测精度的方法(例如，参照专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利特开2003-7759号公报
发明内容
发明所要解决的问题
但是，在如专利文献1所述的现有技术的喷附氮气或空气的方法中，存在需要大量的氮气的问题。而且，在打线接合装置中，是使放电电极与线前端之间产生放电，利用放电的热而在线的前端形成无空气焊球(free air ball)，然而若喷附氮气或空气则无空气焊球的温度会急速下降，从而出现接合品质下降的问题。
因此，本发明的目的是在封装装置中，利用简单的构成来提高摄像器件的图像位置检测精度。
解决问题的技术手段
本发明的封装装置的特征在于包括：封装台，对载置在上表面上的被接合对象及安装在被接合对象上的电子零件进行加热；摄像器件，配置在封装台的上方，对载置在封装台上的被接合对象及的图像或被接合对象及电子零件的图像进行拍摄；以及驻波产生器件，使封装台上表面与摄像器件之间的空间内产生超声波的驻波(standing wave)。
在本发明的封装装置中，也适合设定为如下，即，驻波产生器件包括：超声波扬声器；以及反射面，使自超声波扬声器放射的超声波反射。
在本发明的封装装置中，也适合设定为如下，即，反射面是与超声波扬声器相对向而配置的平板的表面。
在本发明的封装装置中，也适合设定为如下，即，摄像器件能够沿XY方向移动，平板与摄像器件一并沿XY方向移动。
在本发明的封装装置中，也适合设定为如下，即，对于平板，摄像器件的光轴与平板的表面的距离为超声波的波长λ的(2n-1)/4倍(n为正整数)，以使驻波的波腹位于摄像器件的光轴附近。
在本发明的封装装置中，也适合设定为如下，即，包括：弯曲夹持器(windclamper)，将被接合对象或在被接合对象上安装有电子零件的被接合对象的表面向封装台按压；且平板安装在弯曲夹持器的远离超声波扬声器侧的端部的上表面。
在本发明的封装装置中，也适合设定为如下，即，反射面包括：半反射镜(halfmirror)的表面，倾斜配置在摄像器件与封装台之间；以及被接合对象的表面，载置在封装台上。
在本发明的封装装置中，也适合设定为如下，即，反射面包括：曲面镜的表面，与超声波扬声器相对向而配置；以及平板的表面，隔着超声波扬声器及封装台而与曲面镜相对向而配置。
在本发明的封装装置中，也适合设定为如下，即，曲面镜为抛物面镜或椭球面镜。
在本发明的封装装置中，也适合设定为如下，即，驻波产生器件为相对向而配置的2个超声波扬声器。
在本发明的封装装置中，也适合设定为如下，即，驻波产生器件是以构成朝向封装台而开口的筒的方式配置在摄像器件与封装台之间的压电元件，且在开口与封装台上表面之间形成驻波区域。又，在本发明的封装装置中，也适合设定为如下，即，被接合对象为基板或引线框架。
发明的效果
本发明可获得如下效果：在封装装置中，可利用简单的构成来提高摄像器件的图像位置检测精度。
附图说明
图1是表示本发明的实施形态中的打线接合装置的立体图。
图2是表示本发明的实施形态中的打线接合装置的摄像器件、超声波扬声器及平板的配置的局部放大立体图。
图3是本发明的实施形态中的打线接合装置，即，利用超声波扬声器及平板构成驻波产生器件的打线接合装置的侧视图。
图4是表示利用摄像器件所拍摄的图像的XY方向上的偏离的时间变化的图表。
图5是表示利用摄像器件所拍摄的图像的XY方向上的偏离的区域的图表。
图6是表示相对于驻波的空间位置的图像的检测位置的变异的标准偏差的变化的图表。
图7是本发明的另一实施形态中的打线接合装置，即，利用超声波扬声器及安装在摄像器件上的平板构成驻波产生器件的打线接合装置的前视图。
图8是本发明的另一实施形态中的打线接合装置，即，将2个超声波扬声器对向配置而构成驻波产生器件的打线接合装置的侧视图。
图9是本发明的另一实施形态中的打线接合装置，即，利用超声波扬声器、半反射镜及接合台构成驻波产生器件的打线接合装置的侧视图。
图10是本发明的另一实施形态中的打线接合装置，即，利用超声波扬声器及安装在弯曲夹持器端部的平板构成驻波产生器件的打线接合装置的前视图。
图11是本发明的另一实施形态中的打线接合装置，即，利用超声波扬声器、抛物面镜及平板构成驻波产生器件的打线接合装置的侧视图。
图12是本发明的另一实施形态中的打线接合装置，即，利用超声波扬声器、椭球面镜及平板构成驻波产生器件的打线接合装置的侧视图。
图13是本发明的另一实施形态中的打线接合装置，即，利用构成朝向接合台而开口的筒的压电元件构成驻波产生器件的打线接合装置的侧视图。
图14是表示本发明的实施形态中的模具接合装置的立体图。
图15是表示图14所示的模具接合装置的接合动作的说明图。
图16是表示本发明的实施形态中的另一模具接合装置的立体图。
图17是表示本发明的实施形态中的另一模具接合装置的立体图。
图18是表示本发明的实施形态中的另一模具接合装置的立体图。
具体实施方式
以下，一面参照附图，一面说明将本发明应用于将线封装在半导体模具63与作为被接合对象的基板(引线框架)61之间的封装装置即打线接合装置的情况。如图1所示，打线接合装置10包括：2条导轨81、导轨82，沿传送方向(X方向)对在表面上安装有半导体模具63的基板(引线框架)61进行导引；接合台83，是配置在导轨81、导轨82之间的下侧而对基板(引线框架)61进行真空吸附的封装台；XY平台12，在与接合台83的基板61传送方向(X方向)垂直的方向(Y方向)上邻接而配置；接合头11，安装在XY平台12上；Z方向驱动机构18，安装在接合头11中沿上下方向(Z方向)对夹持器(clamper)15及超声波变幅杆(ultrasonichorn)13进行驱动；摄像器件20，安装在接合头11上；平板40；超声波扬声器30，配置成与平板40相对向；以及控制部100，对打线接合装置10的各动作进行控制。
如图1所示，接合台83中包含有加热器(heater)84，在接合时，将真空吸附在接合台83的表面上的基板(引线框架)61或安装在基板(引线框架)61的表面上的半导体模具63加热至200℃左右。在超声波变幅杆13的前端安装有作为接合工具的毛细管14，在毛细管14中插通有自安装在接合头11的上部的线轴(spool)17供给的接合用的线16。毛细管14的前端被Z方向驱动机构18在与基板(引线框架)61接触或远离的方向(Z方向)驱动，从而将线16接合在半导体模具63的电极(衬垫)或基板(引线框架)61的电极(引线)上。
如图2所示，摄像器件20包括：导入部21，其前端延伸至接合台83上为止，如图2、图3所示，沿光轴51自开口25导入来自被摄体即半导体模具63或基板(引线框架)61的光并利用棱镜26使所述光折射90度；以及镜筒22，在内部包含透镜27等光学零件而将经棱镜26折射的光沿光轴52导入至照相机24。进入至照相机24的被摄体的光在照相机24中的摄像元件28的摄像面29上成像。摄像元件28将经成像的图像转换成电气信号而作为图像信号输出至后述的控制部100。
如图2、图3所示，平板40是安装在摄像器件20的下侧的XY平台12的固定部分(不在XY方向上移动的框架部分)上而可反射超声波的刚体板，例如为金属板。而且，在接合台83的与XY平台12相反侧，以与平板40相对向的方式配置有超声波扬声器30。超声波扬声器30包括：框体33；振动体31，收纳在框体33中并进行超声波振动；以及压电元件32，对振动体31进行驱动。振动体31例如为进行超声波振动的圆板等。如后所述，自超声波扬声器30放射的超声波经平板40的表面41反射，而使超声波扬声器30与平板40之间的空间内产生超声波的驻波90。因此，表面41是使超声波反射的反射面，超声波扬声器30及平板40的表面41构成驻波产生器件35。再者，所谓超声波，是频率高于人类的可听区域的声波，通常是指大于或等于2kHz的声波。在本实施形态中，超声波扬声器30是设为放射频率4kHz的超声波的装置来进行说明。
XY平台12、Z方向驱动机构18、超声波扬声器30与控制部100连接，并根据控制部100的指令来运行。控制部100为计算机，所述计算机包括进行信号等的运算处理的中央处理器(central processing unit，CPU)及存储部。而且，摄像器件20也与控制部100连接，被输入来自摄像元件28的图像信号。控制部100对自摄像元件28输入的图像信号进行处理，而进行基板(引线框架)61或半导体模具63的识别、以及基板(引线框架)61或半导体模具63的位置的检测。
对如上所述构成的打线接合装置10的基本的接合动作进行简单说明。打线接合装置10的控制部100如图2所示，通过XY平台12而调整接合头11的位置，以使摄像器件20的光轴51位于欲进行位置检测的半导体模具63或基板(引线框架)61的正上方。然后，当摄像器件20的光轴51来到欲进行位置检测的半导体模具63或基板(引线框架)61的正上方之后，获取半导体模具63或基板(引线框架)61的图像，并根据所获取的图像来检测半导体模具63的电极(衬垫)及基板(引线框架)61的电极(引线)的位置。其次，控制部100通过XY平台12而使接合头11移动，以使毛细管14的位置对准半导体模具63上的电极(衬垫)的位置。然后，使Z方向驱动机构18运行而沿Z方向对安装在超声波变幅杆13的前端的毛细管14进行驱动，一面对插通至毛细管14中的线16与半导体模具63的电极(衬垫)或基板(引线框架)61的电极(引线)赋予超声波振动一面使其热压接(进行接合)而利用线16将半导体模具63的电极(衬垫)与基板(引线框架)61的电极(引线)之间加以连接。在此期间，基板(引线框架)61或安装在基板(引线框架)61上的半导体模具63利用组装在接合台83上的加热器84而加热至200℃左右。
打线接合装置10的控制部100在1个半导体模具63的电极(衬垫)与基板(引线框架)61的电极(引线)的接合结束之后，通过XY平台12而使毛细管14移动至下一个电极(衬垫)上，与上述同样地利用线16而将各电极(衬垫)与电极(引线)之间加以接合。然后，控制部100在利用线16将1个半导体模具63的所有电极(衬垫)与基板(引线框架)61的各电极(引线)连接之后，搬运基板(引线框架)61，以使下一个半导体模具63来到接合位置。与前述同样地，控制部100使摄像器件20的光轴51移动至下一个半导体模具63的正上方而获取半导体模具63及基板(引线框架)61的图像，并根据所获取的图像进行毛细管14的定位，其次进行打线接合。以后，重复进行相同的步骤，直至所有的半导体模具63的电极(衬垫)与基板(引线框架)61的电极(引线)的连接结束。
其次，对包含超声波扬声器30及平板40的驻波产生器件35的动作进行说明。打线接合装置10的控制部100使超声波扬声器30的压电元件32运行而使振动体31振动，如图3所示，自振动体31向平板40的表面41沿箭头91的方向放射超声波的行波92。自超声波扬声器30放射的超声波的行波92经平板40的表面41反射而成为超声波的反射波93返回至超声波扬声器30。控制部100对超声波扬声器30的压电元件32进行控制而调整振动体31的振动频率，以使超声波扬声器30的振动体31与平板40的表面41的距离为自超声波扬声器30放射的超声波的行波92的波长的整数倍。由此，如图3所示，在超声波扬声器30的振动体31与平板40的表面41之间产生驻波90。驻波90产生于吸附固定在接合台83上的基板(引线框架)61与摄像器件20之间的空间94的区域内。因此，光轴51通过驻波90产生的空间94而到达摄像器件20的开口25。再者，在图3中，是设为振动体31与表面41的距离与超声波的波长λ相同来示意性地进行描述。而且，在图3中，将空气的疏密波(纵波)即超声波设为正弦曲线(sinecurve)的横波来示意性地进行表示。再者，当对振动体31的振动频率进行调整而产生驻波90时，也可设为对超声波扬声器30与平板40的表面41的距离进行调整。
如前所述，基板61或安装在基板(引线框架)61上的半导体模具63利用组装在接合台83上的加热器84而加热至200℃左右。因此，接合台83或基板(引线框架)61的表面附近的空气被加温而上升。上升的空气在上升至产生有驻波90的空间94附近时，以避开空间94的方式沿Y方向流去。当在基板(引线框架)61的表面附近经加温的空气向上流动时周围的冷空气进入至基板(引线框架)61的表面。如此一来，在基板(引线框架)61的表面上经加温的空气在不存在驻波90时在基板(引线框架)61的表面与其上方的空间之间进行循环，但是在存在驻波90时则穿过产生有驻波90的空间94而不循环。因此，在空间94内不会产生因上升气流而温度不同的空气，即，密度不同的空气的混合，从而使热气的产生得到抑制。其结果为，如图4～图6所示，由摄像器件20检测到的图像的晃动变少，从而图像位置检测精度提高。
图4是表示使用摄像器件20而检测到的图像位置的偏离的时间变化的图表。图像位置的偏离的测定是利用如下所述的方法进行。首先，对半导体模具63等摄像对象物的特定式样(pattern)进行模型(model)注册，利用归一化相关(normalized correlation)进行图像处理而追踪模型式样的位置变化。利用所述方法而获得的模型式样的位置识别精度为0.12μm。在图4中，在实线上标附有黑色三角形的标记的线a表示使超声波扬声器30接通而产生驻波90时的图像的X方向上的偏离量的时间变化，在实线上标附有黑色四边形的标记的线b表示使超声波扬声器30接通而产生驻波90时的图像的Y方向上的偏离量的时间变化，在虚线上标附有空心圆形的标记的线c表示使超声波扬声器30断开而不产生驻波90时的图像的X方向上的偏离量的时间变化，在虚线上标附有空心菱形的标记的线d表示使超声波扬声器30断开而不产生驻波90时的图像的Y方向上的偏离量的时间变化。如由图4所知，表示使超声波扬声器30接通而产生有驻波90时的XY方向上的各图像的位置偏离的线a、线b均在零附近上下波动，XY方向上的位置偏离量的标准偏差分别为0.27μm、0.17μm，与此相对，表示使超声波扬声器30断开而不产生驻波90时的XY方向上的各图像的位置偏离的线c、线d则远离零而大幅起伏，XY方向上的位置偏离量的标准偏差分别为1.1μm、0.8μm。由此可知，若使超声波扬声器30接通而产生驻波90，则利用摄像器件20检测到的图像的位置偏离的时间变化量大幅下降。又，图5是将XY的各方向上的图像的偏离量绘制成XY平面状的区域的图，图中的以实线包围且标附有右上影线的区域A表示使超声波扬声器30接通而产生有驻波90时的图像的偏离区域，图中的以一点划线包围且标附有右下影线的区域B表示使超声波扬声器30断开而不产生驻波90时的图像的偏离区域。如图5所示，区域A的面积小于区域B的面积，从而可知若使超声波扬声器30接通而产生驻波90，则利用摄像器件20检测到的图像的位置偏离量大幅下降。
而且，图像的检测位置的变异也根据驻波90的空间位置而发生变化。如图6所示，可知当在驻波90的波节的位置(虽空气分子未移动但空气的密度发生变化的位置)、驻波90的波腹的位置(空气分子虽移动但空气的密度未发生变化的位置)以及其中间位置上检测到检测位置的变异并计算出其标准偏差时，如图6所示，驻波90的波腹的位置与其他位置相比，变异的程度少。
根据以上所述，如图3所示，利用超声波扬声器30而产生驻波90，并对超声波扬声器30的振动频率或超声波扬声器30与平板40的表面41的距离进行调整，以使驻波90的波腹的位置位于摄像器件20的光轴51的附近，由此可有效地抑制热气的产生而抑制摄像器件20的图像检测位置的时间性的偏离或晃动。其结果为，本实施形态的打线接合装置无需如现有技术的打线接合装置喷附氮气或空气，而可利用简单的构成来提高摄像器件20的图像位置检测精度，从而可实现接合品质的提高。
以下，参照图7至图13对本发明的另一实施形态进行说明。对与参照图1至图6而说明的部位相同的部位标附相同的符号并省略说明。
图7所示的实施形态是将使自超声波扬声器30放射的超声波进行反射的平板42安装在摄像器件20上，并且将平板42的表面43与摄像器件20的光轴51的距离D1设为超声波的波长λ的1/4的形态。在本实施形态中，超声波扬声器30及平板42的表面43构成驻波产生器件35。根据所述构成，表面43必定成为波节，即使接合头11沿XY方向移动，也可使驻波90的波腹的位置一直停留在摄像器件20的光轴51的附近，因此无需配合接合头11的移动来调整超声波扬声器30的位置，即可有效地抑制基板(引线框架)61的上方的热气的产生而提高摄像器件20的图像位置检测精度。再者，在图7中，是设为朝向X方向配置超声波扬声器30，并将超声波的反射面即平板42的表面43配置在YZ平面上，以使得在X方向上产生驻波90，但也可与此相反，设为朝向Y方向配置超声波扬声器30，并将超声波的反射面即平板42的表面43配置在XZ平面上，以使得在Y方向上产生驻波90。而且，平板42只要是以其表面43与光轴51的距离D1成为超声波的波长λ的1/4的方式而配置，且能够与摄像器件20一并沿XY方向移动，则也可固定在接合头11上而非摄像器件20上。此外，表面43与光轴51的距离D1只要是使驻波90的波腹来到光轴51的附近的距离即可，也可并非超声波的波长λ的1/4，而以n为正整数，设为(2n-1)/4倍，即，3/4倍、5/4倍等。
图8所示的实施形态是将参照图3而说明的实施形态的平板40置换成超声波扬声器30的形态，使相对向而配置的2个超声波扬声器30之间产生驻波90。在所述构成中，相对向而配置的超声波扬声器30构成驻波产生器件35。与参照图3而说明的打线接合装置10同样，若自图中左侧的超声波扬声器30向图中右侧的超声波扬声器30沿箭头91的方向放射超声波92’，且自图中右侧的超声波扬声器30向图中左侧的超声波扬声器30放射同一频率的超声波93’，则超声波92’及超声波93’会产生干涉而在2个超声波扬声器30之间产生驻波90。利用所述驻波90来抑制热气的产生，而无需如现有技术的打线接合装置喷附氮气或空气，可利用简单的构成来提高摄像器件20的图像位置检测精度，从而可实现接合品质的提高。
图9所示的实施形态是在基板(引线框架)61与摄像器件20的开口25之间倾斜配置有半反射镜44的形态。半反射镜44是以表面45相对于光轴51或基板(引线框架)61的表面倾斜45度的方式而配置。如图9所示，自超声波扬声器30向箭头91的方向放射的超声波的行波92经半反射镜44的表面45反射而沿光轴51到达基板(引线框架)61或安装在基板(引线框架)61的表面上的半导体模具63的表面。基板(引线框架)61吸附固定在接合台83上，因此不振动，而使到达表面的超声波反射。经基板(引线框架)61的表面反射的超声波作为反射波93沿光轴51向上行进，并经半反射镜44的表面45反射而向超声波扬声器30行进。如此一来，自超声波扬声器30放射的超声波经半反射镜44的表面45及吸附固定在接合台83上的基板(引线框架)61的表面反射，而如图9所示，在超声波扬声器30与接合台83的表面之间呈90度弯曲的空间94内产生驻波90。空气的声阻抗(acoustic impedance)与树脂或金属等相比数量级更小，故而使超声波反射的主体为基板(引线框架)61表面。因此，在本实施形态中，超声波扬声器30、半反射镜44的表面45以及基板(引线框架)61的表面构成驻波产生器件35。另一方面，基板(引线框架)61的表面或半导体模具63的表面的光通过半反射镜44到达摄像器件20的开口25，在摄像面29上成像。本实施形态也与之前所述的实施形态同样，利用驻波90来抑制热气的产生，而无需如现有技术的打线接合装置喷附氮气或空气，可利用简单的构成来提高摄像器件20的图像位置检测精度，从而可实现接合品质的提高。
图10所示的实施形态是以代替参照图3而说明的实施形态的平板40，利用安装在弯曲夹持器65的上表面上的平板68的表面69来使超声波反射的方式而构成的形态。如图10所示，在本实施形态中，在基板(引线框架)61上沿Y方向安装有3列半导体模具63，弯曲夹持器65为金属制，包括将各半导体模具63之间的基板(引线框架)61向接合台83推按的按压部66、以及设置在各半导体模具63的位置上的窗部67，平板68为金属板，安装在远离超声波扬声器30侧的按压部60的端部的上表面。在本实施形态中，超声波扬声器30及平板68的表面69构成驻波产生器件35。
在本实施形态中，各半导体模具63的间隔为D2，因此将平板68的表面69与半导体模具63的中心的距离设为D2的一半的D1，以距离D1为超声波的波长λ的1/4的方式对超声波的频率进行调整，由此使驻波90的波腹位于各半导体模具63的中心附近或定位识别点附近。如参照图6而说明，关于驻波90的波腹的位置，由于图像的检测位置的变异小，因此在本实施形态中，即使在沿Y方向安装有多个半导体模具63的基板(引线框架)61上进行打线接合的情况下，也可有效地抑制在各半导体模具63的中心附近产生热气，而无需如现有技术的打线接合装置喷附氮气或空气，可利用简单的构成来提高摄像器件20的图像位置检测精度，从而可实现接合品质的提高。而且，通过将弯曲夹持器65的一部分零件用作超声波的反射面，可实现零件个数的削减及构造的简化。
图11所示的实施形态是以与超声波扬声器30的振动体31相对向的方式而配置抛物面镜46，且在隔着超声波扬声器30及接合台83的相反侧配置有平板40的形态。图11中以箭头95表示的自超声波扬声器30放射的超声波经抛物面镜46的表面47反射而变为图11中以箭头96表示的平行波而射向平板40，并经平板40的表面41反射而返回至超声波扬声器30。由此，在抛物面镜46的表面47与平板40的表面41之间的空间94内产生驻波90。在本实施形态中，超声波扬声器30、抛物面镜46的表面47及平板40的表面41构成驻波产生器件35。本实施形态也与之前所述的实施形态同样，利用驻波90来抑制热气的产生，而无需如现有技术的打线接合装置喷附氮气或空气，可利用简单的构成来提高摄像器件20的图像位置检测精度，从而可实现接合品质的提高。
图12所示的实施形态是配置有椭球面镜48来代替图11所示的实施形态的抛物面镜46的形态。超声波扬声器30配置在椭球面镜48的第1焦点上，平板40是以椭球面镜48的第2焦点在表面41上位于上方的方式而配置。图12中以箭头95表示的自超声波扬声器30放射的超声波经椭球面镜48的表面49反射而变为图12中以箭头97表示的聚焦波(focusedwave)而射向平板40，并聚焦在平板40的表面41的第2焦点，并且经表面41反射而返回至超声波扬声器30。由此，在椭球面镜48的表面49与平板40的表面41之间的空间94内产生超声波的驻波90。在本实施形态中，超声波扬声器30、椭球面镜48的表面49及平板40的表面41构成驻波产生器件35。在本实施形态中，通过利用椭球面镜48来使超声波聚焦在平板40的表面41上，由此可提高在空间94内产生的驻波90的强度，因此可更有效地抑制热气的产生，而无需如现有技术的打线接合装置喷附氮气或空气，可利用简单的构成来提高摄像器件20的图像位置检测精度，从而可实现接合品质的提高。
图13所示的实施形态是在朝向接合台83而开口的摄像器件的开口25的下侧呈筒状配置有多个压电元件70的形态。如图13所示，在配置成筒状的压电元件70之间的空间94内产生驻波90。所述驻波90自呈筒状配置的压电元件70的下侧的开口71向接合台83的上表面漏出，而在开口71与接合台83的上表面之间形成疑似的驻波空间98。在本实施形态中，利用所述疑似的驻波空间98来抑制热气的产生，而无需如现有技术的打线接合装置喷附氮气或空气，可利用简单的构成来提高摄像器件20的图像位置检测精度，从而可实现接合品质的提高。
在以上所述的各实施形态中，摄像器件20是设为由容纳棱镜26的导入部21、收纳透镜27的镜筒22以及照相机24构成来进行说明，但是也可应用于利用沿在Z轴方向上延伸的光轴51配置有收纳透镜27的镜筒22及照相机24的摄像器件20的打线接合装置10。
本发明不仅可应用于打线接合装置10，而且可应用于对吸附固定基板(引线框架)61的接合台83进行加热的倒装芯片(flip chip)接合装置等其他接合装置(半导体模具63的封装装置)、或者例如将发光二极体(Light-Emitting Diode，LED)等半导体模具63以外的电子零件封装在基板(引线框架)61上的封装装置。以下，参照图14、图15，对将本发明应用于进行共晶接合的模具接合装置的实施形态进行说明。对与参照图1至图13而说明的部分相同的部分标附相同的符号并省略说明。
如图14所示，本实施形态的模具接合装置200包括：Y方向框架201，沿X方向移动，设置有Y方向导件202；滑动器203，被Y方向导件202导引而沿Y方向移动；接合臂驱动机构205，被滑动器203的Z方向导件204导引，使接合臂206及安装在其前端的接合工具207沿Z方向移动；滑动器210，被Y方向导件202导引而沿Y方向移动；以及摄像部驱动机构212，被滑动器210的Z方向导件211导引而使摄像器件213沿Z方向移动。而且，实施形态的模具接合装置200包括：左框架221及右框架222，配置在Y方向框架201的下侧而沿X方向延伸；导轨81、导轨82，分别安装在左框架221及右框架222上而对引线框架261沿X方向进行导引；接合台83，配置在导轨81、导轨82之间，即配置在引线框架261的下侧；盖体230，配置在接合台83的上侧且设置有开口231；平板40，安装在开口231的Y方向侧的左框架221的侧面；以及超声波扬声器30，与平板40的表面41相对向而配置。
其次，对图14所示的模具接合装置200的基本动作进行简单说明。图14所示的引线框架261通过未图示的传送机构而沿X方向传送，当将形成在引线框架261的表面上的岛状物(island)262传送至盖体230的开口231的位置时，如图15所示被吸附固定在接合台83上。在接合台83中配置有加热器84，对吸附固定在接合台83上的引线框架261进行加热。其次，使摄像器件213移动至引线框架261的岛状物262的正上方，获取引线框架261的图像，对岛状物262进行识别，而指定其位置。接着，使接合臂206移动至经摄像器件213进行位置检测的岛状物262的正上方。在安装在接合臂206的前端的接合工具207上保持有半导体模具63。如图15所示，半导体模具63在搭载在引线框架261的岛状物262上的面上形成有镀金面64。当在半导体模具63的下表面上形成有镀金时，引线框架261被加热器84加热至400℃～450℃左右为止。当将引线框架261加热至所述温度为止后，使接合臂206、接合工具207降落而将保持在前端的半导体模具63的下侧的面(镀敷面)推按至引线框架261的岛状物262。引线框架261是在铜制或铁镍合金的表面上实施有镀铜或镀银的构件，因此若在高温下与半导体模具63的下表面的镀金面相接触，则彼此的金属会产生共晶，而将半导体模具63接合在引线框架261的岛状物262上。在所述说明中，是对在半导体模具63的下表面上实施有镀金的情况进行说明，当在半导体模具63的下表面上进行有焊接处理时，则在引线框架261的加热温度为300℃～350℃左右的条件下进行接合。
如图14所示，本实施形态的模具接合装置200包括：平板40，安装在开口231的Y方向侧的左框架221的侧面；以及超声波扬声器30，与平板40的表面41相对向而配置，与之前参照图3所述同样，使超声波扬声器30与平板40的表面41之间产生超声波的驻波90。如之前参照图3所述，在引线框架261的表面上经加温的空气在不存在驻波90时在引线框架261的表面与其上方的空间之间进行循环，而在存在驻波90时则穿过产生有驻波90的空间而不循环。因此，在产生有驻波90的空间内，不会产生因上升气流而温度不同的空气，即，密度不同的空气的混合，从而使热气的产生得到抑制。其结果为，如参照图4～图6所述，由摄像器件213检测到的图像的晃动变少而图像位置检测精度提高。
如以上所述，本实施形态的模具接合装置200也与之前所说明的打线接合装置10同样，无需如现有技术的打线接合装置喷附氮气或空气，而可利用简单的构成来提高摄像器件20的图像位置检测精度，从而可实现接合品质的提高。
其次，参照图15至图18对本实施形态的模具接合装置200的另一实施形态进行说明。对与参照图1至图14而说明的实施形态相同的部分标附相同的符号并省略说明。
在参照图14而说明的模具接合装置200中，是以沿Y方向轴相对向的方式而配置超声波扬声器30及平板40，以使得沿Y方向产生驻波90，但在图16所示的实施形态中，是构成为以沿X方向轴相对向的方式而配置超声波扬声器30及平板40，以使得沿X方向产生超声波的驻波90。在本实施形态中，平板40的Y方向长度形成为与开口231的Y方向长度大致相同的长度，以使得驻波90的形成区域能够覆盖可抽出插入接合工具207的盖体230的开口231的Y方向整个区域。而且，超声波扬声器30是以可在Y方向上配置多个振动体31而在与平板40相对向的面积内放射超声波的方式而构成。根据所述构成，除了之前所述的实施形态的效果以外，也可在开口231的上侧的整个区域内产生超声波的驻波90。而且，通过对平板40与开口231的距离或超声波的频率进行调整，来使驻波90的波腹一直来到进行摄像、接合的开口231的附近，由此可更有效地抑制热气。
图17所示的模具接合装置200是在参照图14而说明的模具接合装置200中，将使超声波反射的平板242固定在滑动器210的下表面上，以使得可与摄像器件213一并沿Y方向移动。平板242是以位于与安装在未图示的框架上的超声波扬声器30相对向的位置的方式，利用臂244而固定在滑动器210的下侧。本实施形态是与参照图7而说明的打线接合装置10同样，将平板242的表面243与摄像器件213的光轴的距离设为超声波的波长λ的1/4的形态。根据所述构成，表面243必定成为波节，即使滑动器210沿Y方向移动，也可使驻波90的波腹的位置一直停留在摄像器件213的光轴的附近，因而无需配合滑动器210的移动来调整超声波扬声器30的位置，即可有效地抑制引线框架261的上方的热气的产生而提高摄像器件213的图像位置检测精度。
图17所示的模具接合装置200是设为朝向Y方向配置超声波扬声器30，且将超声波的反射面即平板242的表面243配置在XZ平面上，以使得在Y方向上产生驻波90，但也可如图18所示，设为朝向X方向配置超声波扬声器30，且将超声波的反射面即平板245的表面246配置在YZ平面，以使得在X方向上产生驻波90。而且，平板245是以其表面246与摄像器件213的光轴的X方向距离成为超声波的波长λ的1/4的方式而配置，只要能够与摄像器件213一并沿X方向移动，便也可固定在Y方向框架201上而非摄像器件213上。本实施形态可获得与之前参照图17而说明的实施形态相同的效果。
[符号的说明]
10：打线接合装置
11：接合头
12：XY平台
13：超声波变幅杆
14：毛细管
15：夹持器
16：线
17：线轴
18：Z方向驱动机构
20、213：摄像器件
21：导入部
22：镜筒
24：照相机
25、71、231：开口
26：棱镜
27：透镜
28：摄像元件
29：摄像面
30：超声波扬声器
31：振动体
32、70：压电元件
33：框体
35：驻波产生器件
40、42、68、242、245：平板
41、43、45、47、49、69、243、246：表面
44：半反射镜
46：抛物面镜
48：椭球面镜
51、52：光轴
61：基板
63：半导体模具
65：弯曲夹持器
66：按压部
67：窗部
81、82：导轨
83：接合台
84：加热器
90：驻波
91、95～97：箭头
92：行波
92’、93’：超声波
93：反射波
94：空间
98：驻波空间
100：控制部
200：模具接合装置
201：Y方向框架
202：Y方向导件
203、210：滑动器
204、211：Z方向导件
205：接合臂驱动机构
206：接合臂
207：接合工具
212：摄像部驱动机构
213：摄像器件
221：左框架
222：右框架
230：盖体
244：臂
261：引线框架
262：岛状物
λ：波长

Claims (12)

1.一种封装装置，包括：
封装台，对载置在上表面上的被接合对象及安装在所述被接合对象上的电子零件进行加热；
摄像器件，配置在所述封装台的上方，对载置在所述封装台上的所述被接合对象的图像、或所述被接合对象及所述电子零件的图像进行拍摄；以及
驻波产生器件，使所述封装台的上表面与所述摄像器件之间的空间内产生超声波的驻波。
2.根据权利要求1所述的封装装置，其中所述驻波产生器件包括：超声波扬声器；以及反射面，使自所述超声波扬声器放射的超声波反射。
3.根据权利要求2所述的封装装置，其中所述反射面是与所述超声波扬声器相对向而配置的平板的表面。
4.根据权利要求3所述的封装装置，其中所述摄像器件能够沿XY方向移动，所述平板与所述摄像器件一并沿XY方向移动。
5.根据权利要求4所述的封装装置，其中对于所述平板，所述摄像器件的光轴与所述平板的表面的距离为超声波的波长λ的(2n-1)/4倍(n为正整数)，以使驻波的波腹位于所述摄像器件的光轴附近。
6.根据权利要求3所述的封装装置，包括：弯曲夹持器，将所述被接合对象或所述被接合对象上安装有所述电子零件的所述被接合对象的表面向所述封装台按压；且所述平板安装在所述弯曲夹持器的远离所述超声波扬声器侧的端部的上表面。
7.根据权利要求2所述的封装装置，其中所述反射面包括：半反射镜的表面，倾斜配置在所述摄像器件与所述封装台之间；以及被接合对象的表面，载置在所述封装台上。
8.根据权利要求2所述的封装装置，其中所述反射面包括：曲面镜的表面，与所述超声波扬声器相对向而配置；以及平板的表面，隔着所述超声波扬声器及所述封装台而与所述曲面镜相对向而配置。
9.根据权利要求8所述的封装装置，其中所述曲面镜为抛物面镜或椭球面镜。
10.根据权利要求1所述的封装装置，其中所述驻波产生器件为相对向而配置的2个超声波扬声器。
11.根据权利要求1所述的封装装置，其中所述驻波产生器件是以构成朝向所述封装台而开口的筒的方式配置在所述摄像器件与所述封装台之间的压电元件，且在所述开口与所述封装台上表面之间形成驻波区域。
12.根据权利要求1所述的封装装置，其中所述被接合对象为基板或引线框架。
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