JP2000232114A - ペレットボンディング方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 溶融半田がヘッダの外方に飛散するのを防止
する。 【解決手段】 ペレットボンディング装置２０でヘッダ
１１にペレット１３を半田層１４で接着する際に、半田
塗布装置３０でヘッダ１１上に溶融半田３６が半田ワイ
ヤ３１で塗布される。溶融半田３６が塗布されたヘッダ
１１は半田押し広げ工程部２８に送られる。溶融半田３
６は半田押し広げ装置４０の飛散防止枠５４で取り囲ま
れた後に、押し広げツール４３で薄膜状半田３７に押し
広げられる。次いで、ヘッダ１１はペレット接着工程部
２９に送られ、ペレット接着装置６０で薄膜状半田３７
にペレット１３が押接され半田層１４で接着される。 【効果】 ツールが溶融半田を叩いた時に発生した飛沫
がヘッダの外部に拡散するのを飛散防止枠によって防止
できるため、飛沫の拡散による二次的障害の発生を未然
に防止できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置の製造
技術、特に、半導体ペレット（以下、ペレットとい
う。）を基板に半田層を介してボンディングするペレッ
トボンディング技術に関し、例えば、ペレットが基板と
してのヘッダに半田層によって接着されているパワート
ランジスタやパワーＩＣの製造に利用して有効な技術に
関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、消費電力が大きいパワートラン
ジスタやパワーＩＣにおいては、放熱性に優れたヘッダ
にペレットを低熱抵抗でボンディングするために半田接
着方法が採用されることが多い。この場合、ペレットの
裏面はＴｉ−Ｎｉ−Ａｇ（またはＡｕ）やＣｒ−Ｎｉ−
Ａｇ（またはＡｕ）等のメタライズが施され、半田材料
としてはＰｂ−Ｓｎ系半田が主として用いられる。消費
電力の大きいパワートランジスタやパワーＩＣにおい
て、その熱放散の経路はペレット裏面からヘッダへ抜け
る経路が殆どであるため、ペレットを接着している半田
層には高い品質や信頼性が要求されている。

【０００３】このような要求に対応するためのペレット
ボンディング方法として、特開平９−１２９６５５号公
報に記載されているように、基板に半田ワイヤが押し付
けられて溶融半田が塗布される半田塗布工程と、この基
板上に塗布された溶融半田が半導体ペレットの平面形状
に対応する四角形形状に形成されて少なくとも一対辺に
凸部を突設された押し広げツールに押されて薄膜状に押
し広げられる半田押し広げ工程と、この押し広げられた
薄膜状半田の上に前記半導体ペレットが当接されて前記
基板に接着される半導体ペレット接着工程とを備えてお
り、前記半田塗布工程、半田押し広げ工程および半導体
ペレット接着工程において基板が非酸化雰囲気にて加熱
されることを特徴とするペレットボンディング方法、が
提案されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、基板に
半田ワイヤによって塗布された溶融半田を押し広げツー
ルによって押し広げるペレットボンディング方法におい
ては、押し広げツールによって押し広げられる際に溶融
半田が飛散するため、ペレットの外形が基板の外形近く
まで大きくなると、溶融半田が基板の外方まで飛散して
しまうという問題点があることが本発明者によって明ら
かにされた。

【０００５】本発明の目的は、溶融半田が基板の外方に
飛散するのを防止することができるペレットボンディン
グ技術を提供することにある。

【０００６】本発明の前記ならびにその他の目的と新規
な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかに
なるであろう。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち代表的なものの概要を説明すれば、次の通り
である。

【０００８】すなわち、基板に半田ワイヤを押し付けて
溶融半田を塗布する半田塗布装置と、前記基板上に塗布
された溶融半田を飛散防止枠によって取り囲んだ後に、
半導体ペレットの平面形状に対応する四角形形状に形成
された押し広げツールによって押して薄膜状に押し広げ
る半田押し広げ装置と、この押し広げられた薄膜状半田
の上に前記半導体ペレットを当接して前記基板に接着す
る半導体ペレット接着装置とを備えていることを特徴と
する。

【０００９】前記したペレットボンディング装置によっ
て基板に半導体ペレットを半田層で接着するペレットボ
ンディング方法が実施されるに際しては、まず、半田塗
布装置において基板上に溶融半田が半田ワイヤによって
塗布される。次いで、溶融半田が塗布された基板は半田
押し広げ装置に送られ、この基板上に塗布された溶融半
田は飛散半田防止枠によって取り囲まれた後に、押し広
げツールによって半導体ペレットの外形形状に対応する
薄膜状に押し広げられる。半田を薄膜状に押し広げられ
た基板は半導体ペレット接着装置に送られ、この薄膜状
半田の上に半導体ペレットが押接されて基板に半田層を
介して接着される。

【００１０】

【発明の実施の形態】図１は本発明の一実施形態である
ペレットボンディング装置の主要部を示す正面断面図で
あり、図２はその作用を説明するための正面断面図であ
る。図３は同じくワークを示しており、（ａ）は平面
図、（ｂ）は（ａ）のｂ−ｂ矢視図、（ｃ）は正面図で
ある。図４は半田押し広げ装置の主要部を示しており、
図５はその作用を示す説明図である。

【００１１】本実施形態において、本発明に係るペレッ
トボンディング装置は、ヘッダ付き樹脂封止パッケージ
を備えているパワートランジスタ（以下、パワートラン
ジスタという。）を製造するのに使用されている。そし
て、このペレットボンディング装置のワークとしては、
ペレットがボンディングされる基板であるヘッダを備え
た多連リードフレームが供給される。まず、ワークであ
る多連リードフレームを図３を参照にして説明する。

【００１２】多連リードフレーム１は４２アロイ等の鉄
系材料や、無酸素銅等の銅系材料（銅または銅合金）の
ような導電性および熱伝導性の良好な材料が使用されて
プレス加工によって、横長の長方形形状やテープ形状に
一体成形されている。多連リードフレーム１は単位リー
ドフレーム２が一方向に繰り返し形成されて一列に連結
された多連構造に形成されている。多連リードフレーム
１は同一の単位リードフレーム２が繰り返されているた
め、以下の説明では原則として単位リードフレーム２に
ついて説明する。

【００１３】単位リードフレーム２は矩形の板形状に形
成された外枠（フレーム）３を備えており、外枠３には
位置決め孔３ａが開設されている。外枠３の片脇にはダ
ム部材４が平行に配されており、外枠３とダム部材４と
の間には第１アウタリード５、第２アウタリード６およ
び第３アウタリード７が長手方向に等間隔に配されて、
直角方向にそれぞれ架設されている。

【００１４】ダム部材４には第１インナリード８および
第２インナリード９が、左右の両端に位置する第１アウ
タリード５および第２アウタリード６と反対側位置で一
体的に連続するように形成されており、両インナリード
８、９はその一部がダム部材４と平行に延設されてい
る。また、ダム部材４にはヘッダ吊りリード１０が、中
央に位置する第３アウタリード７と反対側の位置で一体
的に連続するように形成されており、このヘッダ吊りリ
ード１０にはペレットが半田接着される基板としてのヘ
ッダ１１が一体的に形成されている。ちなみに、ダム部
材４の各アウタリード５、６、７の間の部分は樹脂封止
体の成形に際して樹脂のキャビティー外部への流出を堰
止めるダムを構成している。

【００１５】多連リードフレーム１はヘッダ１１の厚さ
がその他の部分に対して厚く（例えば、２倍以上）なる
ように、異なる厚さの板材（所謂異形材）が使用されプ
レス加工によって一体的に成形されている。すなわち、
ヘッダ１１は単位リードフレーム２の他の部分よりも厚
い大略正方形の板形状に一体成形されている。また、ヘ
ッダ吊りリード１０にはクランク形状の屈曲部１２が形
成されており、この屈曲部１２によって、ヘッダ１１の
高さは後記するペレットの略厚さ分だけインナリード
８、９の高さよりも低く下げられている。

【００１６】以上のように構成されたワークとしての多
連リードフレーム１はペレットボンディング装置に、通
例、ラックに収納された状態またはリールに巻かれた状
態で供給されて来る。また、ペレットボンディング装置
にはもう一方のワークであるペレット１３が供給されて
来る。そして、ペレットボンディング装置は多連リード
フレーム１の各ヘッダ１１毎にペレット１３を半田層１
４を介してボンディングする。

【００１７】ペレットボンディング装置へ供給されるペ
レット１３は、半導体装置の製造工程における所謂前工
程において半導体ウエハの状態にてパワートランジスタ
素子を含む集積回路が作り込まれた後に、この半導体ウ
エハをダイシング工程において個々のペレットに分断さ
れることによって製造される。本実施形態において、ペ
レット１３のサイズはヘッダ１１の外形近くまで大きく
設定されている。通例、分断されたペレットはペレット
ボンディング装置にウエハシートに粘着された状態で供
給されることが多い。そして、ピックアップ工程部にお
いて、ペレットボンディング装置のペレット接着装置に
おけるコレットに真空吸着されてピックアップされる。
ピックアップされたペレットはコレットが適当な移送装
置によって移送されることにより、ペレットボンディン
グ装置の半導体ペレット接着工程部へ供給される。

【００１８】本実施形態において、ペレットボンディン
グ装置２０はワークとしての多連リードフレーム１をピ
ッチ送りするフィーダを備えており、フィーダの途中に
は非酸化雰囲気で基板としてのヘッダを加熱する加熱炉
２１が設備されている。加熱炉２１はヒータ２３が内蔵
されたヒートブロック２２を備えており、ヒートブロッ
ク２２はフィーダのワーク搬送路に対して上下動して多
連リードフレーム１のヘッダ１１に当接および離反し得
るように構成されている。ヒートブロック２２の外側に
はカバー２４が多連リードフレーム１の加熱される領域
を適当な余裕をもって包囲するように配設されている。
カバー２４には不活性ガスまたは還元ガスを供給するガ
ス供給管２５が接続されており、ガス供給管２５からの
不活性ガスまたは還元ガスの供給により、カバー２４に
よって包囲された炉内には非酸化雰囲気２６が形成され
ている。この非酸化雰囲気２６の酸素濃度は１００ｐｐ
ｍ以下に調整されている。

【００１９】加熱炉２１の内部には半田塗布工程部２７
と、半田押し広げ工程部２８と、ペレット接着工程部２
９とが上流側から順にそれぞれ設定されており、半田塗
布工程部２７には半田塗布装置３０が、半田押し広げ工
程部２８には半田押し広げ装置４０が、ペレット接着工
程部２９にはペレット接着装置６０がそれぞれ設備され
ている。

【００２０】半田塗布装置３０は半田ワイヤ３１を基板
としてのヘッダ１１に押し付けて溶融半田３６を塗布す
るように構成されている。半田ワイヤ３１はＰｂ−Ｓｎ
系半田が使用されてワイヤ状に形成された半田材であっ
て、リールに巻かれた状態で半田塗布装置３０に供給さ
れるようになっている。半田塗布装置３０は半田ワイヤ
３１を挿通するキャピラリー３２を備えており、キャピ
ラリー３２はキャピラリーホルダ３３に保持されて半田
塗布工程部２７においてカバー２４の内部に挿入されて
いる。キャピラリーホルダ３３の上方にはクランパ３４
が設備されており、クランパ３４はマイクロエアシリン
ダ装置等の駆動装置によって開閉作動されることによ
り、半田ワイヤ３１の中間部を把持するように構成され
ている。クランパ３４の上方には半田ワイヤ３１をキャ
ピラリー３２から送り出すための送出機構３５が設備さ
れており、送出機構３５は半田ワイヤ３１の中間部を把
持した状態で徐々に下降することにより、半田ワイヤ３
１の先端部をクランパ３４と協働してキャピラリー３２
の先端から送り出すように構成されている。

【００２１】半田押し広げ装置４０は駆動装置としての
マイクロエアシリンダ装置（以下、シリンダ装置とい
う。）４１を備えており、シリンダ装置４１は加熱炉２
１の半田押し広げ工程部２８において垂直方向下向きに
据え付けられている。シリンダ装置４１のピストンロッ
ド４２の下端には押し広げツール（以下、ツールとい
う。）４３が交換可能に装着されている。ツール４３は
ヘッダ１１に塗布された溶融半田３６を押圧して押し広
げることにより、平面形状がペレット１３よりも若干大
きく厚さが均一な薄膜状の半田層（以下、薄膜状半田と
いう。）３７を形成させるようになっている。

【００２２】図４に示されているように、ツール４３は
耐熱性を有する金属が使用されて四角柱形状に形成され
た本体４４を備えており、本体４４の上側端面にはツー
ル４３をピストンロッド４２に着脱自在に連結するため
のジョイント部４５が、円柱形状に一体的に突設されて
いる。ツール本体４４の下側端面には溶融半田３６に押
接する押し広げ面４６が形成されており、押し広げ面４
６はペレット１３の平面形状よりも若干大きめの長方形
に構成されている。押し広げ面４６の外周縁部には凸部
４７が長方形枠形状に突設されており、凸部４７の断面
は一定幅一定高さの正方形の棒形状に形成されている。
凸部４７の高さは設計上、１０μｍに設定されている。
押し広げ面４６の凸部４７内の表面には梨地面部４８が
図４（ｂ）に示されているように形成されており、この
梨地面部４８によって溶融半田３６が押し広げ面４６に
付着する現象が防止されるようになっている。

【００２３】ツール４３のジョイント部４５はピストン
ロッド４２の下端面に開設された取付穴４９に下から挿
入されて、ねじ部材５０によって固定されている。ツー
ル４３の本体４４およびジョイント部４５の中心線上に
は不活性ガスまたは還元ガスのための第一通路５１が開
設されており、この第一通路５１の下端は押し広げ面４
６において開口されている。第一通路５１の上端はピス
トンロッド４２に開設された不活性ガスまたは還元ガス
のための第二通路５２に接続されており、この第二通路
５２にはニップル５３を介して不活性ガスまたは還元ガ
スが供給されるようになっている。

【００２４】ツール４３の本体４４の外側には、本体４
４の外形と相似する長方形の枠形状に形成された飛散防
止枠５４が上下方向に摺動自在に嵌合されている。飛散
防止枠５４の中空部５５の内形は本体４４の外形よりも
若干大きめに形成されており、飛散防止枠５４の下端面
は本体４４の下端面よりも下方に突出した状態になって
いる。飛散防止枠５４の下面における四隅には細い溝か
らなるガス抜き穴５６が中空部５５と外部とを連通させ
るように対角線方向にそれぞれ没設されている。飛散防
止枠５４の一側壁の下端部には切欠部５７がヘッダ吊り
リード１０の屈曲部１２を逃げるように形成されてい
る。

【００２５】ジョイント部４５の中間部にはスプリング
シート５８が固定されており、スプリングシート５８と
飛散防止枠５４との間にはスプリング５９が介設されて
いる。スプリング５９はスプリングシート５８に反力を
とって飛散防止枠５４を常時下方に付勢するようになっ
ており、飛散防止枠５４の肩部がツール４３の本体４４
の上面に押し付けられるようになっている。

【００２６】ペレット接着装置６０はペレット１３を真
空吸着保持するコレット６１を備えており、コレット６
１は負圧供給路６３を接続された保持部６２によってペ
レット１３を真空吸着保持するように構成されている。
コレット６１はホルダ６４に保持されており、このホル
ダ６４が移送装置（図示せず）によって移送されること
により、前述したピックアップ工程部からペレット接着
工程部２９へ往復移送されるようになっている。

【００２７】次に、前記構成に係るペレットボンディン
グ装置２０による本発明の一実施形態であるペレットボ
ンディング方法を説明する。

【００２８】ペレットボンディング方法が実施されるに
際して、加熱炉２１の内部にはガス供給管２５によって
不活性ガスまたは還元ガスが供給されることにより、非
酸化雰囲気２６が形成される。また、ヒートブロック２
２は基板としてのヘッダ１１を半田材料の融点よりも約
５０〜６０℃高い温度で加熱し得るように調整制御され
る。ペレットボンディング装置２０に供給されたワーク
としての多連リードフレーム１は、ローディング装置に
よってフィーダに払い出され、フィーダによって単位リ
ードフレーム２のピッチをもって歩進送りされる。

【００２９】多連リードフレーム１に対する歩進送りに
伴って、ヘッダ１１が半田塗布工程部２７において間欠
停止すると、図１に示されているように、半田塗布装置
３０のクランパ３４が開いて半田ワイヤ３１の中間部の
把持を解除するとともに、送出機構３５が閉じて半田ワ
イヤ３１の中間部を把持する。送出機構３５は半田ワイ
ヤ３１を把持した状態で徐々に押し下げて、半田ワイヤ
３１の先端をキャピラリー３２の先端から送り出してヘ
ッダ１１に押し付ける。このとき、ヘッダ１１はヒート
ブロック２２によって半田の融点を超える温度に加熱さ
れているため、ヘッダ１１に押し付けられた半田ワイヤ
３１の先端部は溶融してヘッダ１１に塗布された状態に
なる。この溶融半田３６の塗布が途切れずに連続して所
定量だけ実行されるように、送出機構３５は半田ワイヤ
３１を徐々に送り出すように制御することになる。

【００３０】溶融してヘッダ１１に塗布された溶融半田
３６は、溶融半田３６とヘッダ１１との界面張力によっ
て半球形状を呈するため、ヘッダ１１に局所に塗布され
た状態になる。したがって、このままの状態でペレット
１３を溶融半田３６に押し付けてヘッダ１１に半田層１
４を介して接着するようにしたのでは、半田濡れ不足や
ボイドが発生するため、適正な接着状態が望めない。

【００３１】多連リードフレーム１に対する歩進送り動
作の間欠停止期間が経過すると、図２に示されているよ
うに、ヒートブロック２２が下降する。また、クランパ
３４が閉じて半田ワイヤ３１の中間部を把持するととも
に、送出機構３５が開いて半田ワイヤ３１の中間部の把
持を解除する。送出機構３５は把持を解除した状態で上
昇して元の上限位置に復帰し、次の送り出し操作に待機
する。

【００３２】多連リードフレーム１に対する歩進送りに
伴って、ヘッダ１１が半田押し広げ工程部２８において
間欠停止すると、図１に示されているように、ヒートブ
ロック２２が上昇してヘッダ１１を加熱するとともに、
半田押し広げ装置４０のシリンダ装置４１が伸長作動す
る。半田押し広げ装置４０のシリンダ装置４１が伸長作
動すると、ピストンロッド４２に連結されたジョイント
部４５によってツール４３が全体的に下降される。

【００３３】ツール４３の下降に伴って、図５（ａ）に
示されているように、まず、飛散防止枠５４の下端面が
ヘッダ１１の上面に当接するため、ヘッダ１１に塗布さ
れて半球形状になった溶融半田３６は飛散防止枠５４に
よって取り囲まれた状態になる。ツール４３の下降継続
に伴うスプリング５９の圧縮変形によって、飛散防止枠
５４はヘッダ１１の上面に押接される。ちなみに、ヘッ
ダ吊りリード１０の屈曲部１２が飛散防止枠５４の切欠
部５７に嵌入するため、飛散防止枠５４は屈曲部１２に
邪魔されることなく、ヘッダ１１の上面に当接すること
ができる。

【００３４】飛散防止枠５４が溶融半田３６を取り囲ん
だ後にジョイント部４５がスプリング５９を圧縮変形さ
せつつさらに下降されて行くと、ツール４３の本体４４
の押し広げ面４６が半球形状の溶融半田３６を押し潰し
て押し広げる。押し広げ面４６によって押された半球形
状の溶融半田３６は液状になっているため、押し潰され
るように押し広げられて薄膜状半田３７を形成する。な
お、飛散防止枠５４の中空部５５内のガスは本体４４の
下降によってガス抜き穴５６から排気されるため、飛散
防止枠５４の中空部５５内において本体４４は適正に下
降することができる。

【００３５】この際、シリンダ装置４１の押し作動は
０．１〜０．５秒間の極僅かな期間に瞬間的に実行され
るため、本体４４は溶融半田３６を瞬間的に叩いたよう
な状況になる。その結果、図５（ｂ）に示されているよ
うに、本体４４に叩かれた溶融半田３６の一部が飛沫３
６ａになって飛散する。このとき、溶融半田３６が飛散
防止枠５４によって取り囲まれていないと、飛沫３６ａ
はヘッダ１１の外部にまで飛散し、両インナリード８、
９やダム部材４および各アウタリード５、６、７さらに
はヒートブロック２２やカバー２４等に付着してしま
う。飛沫３６ａがこれらに付着すると、絶縁不良や圧痕
不良の原因になってしまう。

【００３６】しかし、本実施形態においては、溶融半田
３６は飛散防止枠５４によって取り囲まれているため、
本体４４に叩かれて発生した飛沫３６ａは飛散防止枠５
４によって捕捉される。つまり、本体４４に叩かれて発
生した飛沫３６ａが飛散防止枠５４の外部に拡散するこ
とは防止されるため、飛沫３６ａが両インナリード８、
９やダム部材４および各アウタリード５、６、７さらに
はヒートブロック２２やカバー２４等に付着することは
なく、付着による二次障害の発生は未然に回避されるこ
とになる。

【００３７】また、本実施形態においては、本体４４の
押し広げ面４６が溶融半田３６を叩く時に不活性ガスま
たは還元ガスがニップル５３および第二通路５２を通じ
て第一通路５１に供給されることにより、押し広げ面４
６がガスクッションを介して溶融半田３６を押し広げる
状態になるため、飛沫３６ａの発生自体が抑制され、飛
沫３６ａの飛散が防止される。

【００３８】図５（ｃ）に示されているように、ツール
４３の押し広げ面４６に突設された凸部４７がヘッダ１
１の上面に突き当たると、ツール４３の下降が停止され
る。この際、ツール４３の押し広げ面４６に突設された
凸部４７によって溶融半田３６の広がりが規制されると
ともに、押し潰され高さが規制されるため、薄膜状半田
３７の厚さは全体にわたって均一になる。

【００３９】なお、押し広げツール４３の凸部４７の高
さは、１０μｍ程度が望ましい。凸部４７の高さが１０
μｍよりも遙に高いと、薄膜状半田３７の濡れ広がりが
悪くなる。逆に、凸部４７の高さが１０μｍよりも遙に
低いと、薄膜状半田３７に局所的に濡れない部分が発生
する（薄膜に孔が開いた状態になる。）。濡れ広がりが
悪くなったり、濡れない部分が発生すると、ペレットが
半田層に接着された状態で、ペレットの傾きが発生した
り、半田層にボイドが発生したりする。

【００４０】また、押し広げ面４６に梨地面部４９が形
成されていると、溶融半田３６が押し広げ面４６に付着
するのを防止することができるため、溶融半田３６をき
れいに押し広げることができ、適正な薄膜状半田３７を
形成することができるとともに、押し広げ面４６の溶融
半田の付着による汚染を防止することができる。

【００４１】多連リードフレーム１に対する歩進送り動
作の間欠停止期間が経過すると、図２に示されているよ
うに、ヒートブロック２２が下降する。また、ツール４
３によって瞬間的にヘッダ１１を叩いたシリンダ装置４
１は短縮作動し、次の押し広げ操作に待機する。

【００４２】多連リードフレーム１に対する歩進送りに
伴って、ヘッダ１１がペレット接着工程部２９において
間欠停止すると、図１に示されているように、ヒートブ
ロック２２が上昇してヘッダ１１を加熱するとともに、
ペレット接着装置６０のコレット６１が下降して、保持
部６２によって真空吸着保持したペレット１３をヘッダ
１１に押し広げられた薄膜状半田３７の上に押し付けて
接着させる。このとき、薄膜状半田３７はペレット１３
の平面形状よりも僅かに大きめの平面形状で厚さが全体
にわたって均一に形成されているため、ペレット１３は
傾くことなくヘッダ１１に正確に平行に薄膜状半田から
構成された半田層１４によって接着されることになる。

【００４３】ペレット１３を薄膜状半田３７にコレット
６１によって接着する際に、コレット６１によってペレ
ットに超音波を付勢すると、接着効果が向上するととも
に、薄膜状半田３７を広げることができる。

【００４４】多連リードフレーム１に対する歩進送り動
作の間欠停止期間が経過すると、図２に示されているよ
うに、ヒートブロック２２が下降する。また、ペレット
１３をヘッダ１１に接着して空になったコレット６１は
移送装置によってピックアップ工程部に移送される。そ
して、コレット６１は次のペレット１３をピックアップ
した後に、ペレットボンディング装置２０のペレット接
着工程部２９に移送されて次の接着操作に待機する。

【００４５】なお、ピックアップ作業と接着作業のイン
デックス時間が他の塗布作業時間および押し広げ作業時
間に比べてきわめて長時間になる場合には、ペレット接
着装置６０を２機以上設備してもよい。

【００４６】以上の作動が同時に進行されることによ
り、多連リードフレーム１の歩進送りに伴って各単位リ
ードフレーム２毎に対して半田塗布工程、半田押し広げ
工程およびペレット接着工程がそれぞれ実施され、ペレ
ット１３が基板としてのヘッダ１１に半田層１４を介し
てボンディングされて行く。

【００４７】前記実施形態によれば、次の効果が得られ
る。

【００４８】1) 半田ワイヤの先端がヘッダに押し付け
られて加熱溶融されて形成された半球形状の溶融半田を
ツールで叩いて押し広げて薄膜状半田を形成し、この薄
膜状半田にペレットを接着することにより、ペレットを
ヘッダに接着する半田層をボイドが無くペレットの平面
形状よりも僅かに大きめで厚さが全体にわたって均一に
形成することができるため、ペレットをヘッダに平行に
かつ全体にわたって均一な強度をもって適正にボンディ
ングすることができる。

【００４９】2) 溶融半田を取り囲む飛散防止枠を設け
ることにより、ツールが溶融半田を叩いた時に発生した
飛沫がヘッダの外部に拡散するのを防止することができ
るため、飛沫の拡散による二次的障害の発生を未然に防
止することができる。

【００５０】3) 飛散防止枠をツールにスプリングの付
勢下で摺動自在に取り付けることにより、飛散防止枠を
ツールと共に昇降作動させつつ溶融半田を取り囲むよう
にヘッダに押接させることができるため、構造を簡単化
することができるとともに、飛散防止枠の飛散防止作用
とツールの溶融半田押し広げ作用とのタイミングについ
ての制御を簡単化することができる。

【００５１】4) 押し広げ面に凸部を突設することによ
り、ツールの押し広げ面によって半球形状の溶融半田を
薄膜状に押し広げる時に凸部によって溶融半田の広がり
および押し潰され高さを規制することができるため、薄
膜状半田の厚さを全体にわたって均一化することができ
る。

【００５２】5) 前記4)において、薄膜状半田によって
形成されるペレット接着半田層の厚さはツールの凸部の
高さを選定することによって自由に設定することができ
るため、所望の厚さの半田層を得ることができる。

【００５３】以上本発明者によってなされた発明を実施
形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施形
態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範
囲で種々変更可能であることはいうまでもない。

【００５４】例えば、飛散防止枠はヘッダ１１に押接さ
せるに限らず、図６（ａ）、（ｂ）に示されているよう
にヘッダ１１に密着させてもよい。すなわち、図６
（ａ）に示されている飛散防止枠５４Ａにおいては、下
端面の尖端部５４ａがヘッダ１１の上面に喰い込むこと
により、密着するようになっている。また、図６（ｂ）
に示されている飛散防止枠５４Ｂにおいては、下端面の
クッション部材５４ｂがヘッダ１１の上面に密着するよ
うになっている。

【００５５】例えば、飛散防止枠はツールに懸架するに
限らず、ツールに独立して昇降するように構成してもよ
い。

【００５６】ガス抜き穴は飛散防止枠の下面に配設する
に限らず、ヘッダ吊りリードを逃げる切欠部のように飛
散防止枠の他の場所に配設してもよいし、ツールの不活
性ガスまたは還元ガス用の通路のようにツールに配設し
てもよい。

【００５７】ペレットが半田接着される基板はヘッダに
限らず、一般的なリードフレームにおけるタブであって
もよいし、気密封止パッケージにおけるベース、さらに
は、ハイブリッドＩＣ等におけるモジュール基板やプリ
ント配線基板等の実装基板であってもよい。

【００５８】以上の説明では主として本発明者によって
なされた発明をその背景となった利用分野であるパワー
トランジスタに適用した場合について説明したが、それ
に限定されるものではなく、パワーＩＣや一般的なＩ
Ｃ、ハイブリッドＩＣ等の半導体装置全般に適用するこ
とができる。

【００５９】

【発明の効果】本願において開示される発明のうち代表
的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、次
の通りである。

【００６０】半田ワイヤの先端が基板に押し付けられて
加熱溶融されて形成された半球形状の溶融半田を押し広
げツールで叩いて押し広げて薄膜状半田を形成し、この
薄膜状半田にペレットを接着することにより、ペレット
を基板に接着する半田層をボイドが無くペレットの平面
形状よりも僅かに大きめで厚さが全体にわたって均一に
形成することができるため、ペレットをヘッダに平行に
かつ全体にわたって均一な強度をもって適正にボンディ
ングすることができる。

【００６１】溶融半田を取り囲む飛散防止枠を設けるこ
とにより、ツールが溶融半田を叩いた時に発生した飛沫
がヘッダの外部に拡散するのを防止することができるた
め、飛沫の拡散による二次的障害の発生を未然に防止す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態であるペレットボンディン
グ装置の主要部を示す正面断面図である。

【図２】その作用を説明するための正面断面図である。

【図３】同じくワークを示しており、（ａ）は平面図、
（ｂ）は（ａ）のｂ−ｂ矢視図、（ｃ）は正面図であ
る。

【図４】半田押し広げ装置の主要部を示しており、
（ａ）は一部切断正面図、（ｂ）は底面図、（ｃ）は側
面断面図である。

【図５】半田押し広げ装置の作用を説明するための各拡
大図であり、（ａ）は取り囲み状態、（ｂ）は飛沫発生
状態、（ｃ）は押し広げ状態をそれぞれ示している。

【図６】（ａ）は本発明の他の実施形態であるペレット
ボンディング装置の飛散防止枠を示す拡大図であり、
（ｂ）は本発明の別の他の実施形態であるペレットボン
ディング装置の飛散防止枠を示す拡大図である。

【符号の説明】

１…多連リードフレーム、２…単位リードフレーム、３
…外枠（フレーム）、３ａ…位置決め孔、４…ダム部
材、５、６、７…アウタリード、８、９…インナリー
ド、１０…ヘッダ吊りリード、１１…ヘッダ（基板）、
１２…屈曲部、１３…ペレット、１４…半田層、２０…
ペレットボンディング装置、２１…加熱炉、２２…ヒー
トブロック、２３…ヒータ、２４…カバー、２５…ガス
供給管、２６…非酸化雰囲気、２７…半田塗布工程部、
２８…半田押し広げ工程部、２９…ペレット接着工程
部、３０…半田塗布装置、３１…半田ワイヤ、３２…キ
ャピラリー、３３…キャピラリーホルダ、３４…クラン
パ、３５…送出機構、３６…溶融半田、３６ａ…飛沫、
３７…薄膜状半田、４０…半田押し広げ装置、４１…マ
イクロエアシリンダ装置（押し広げツール駆動装置）、
４２…ピストンロッド、４３…押し広げツール、４４…
ツール本体、４５…ジョイント部、４６…押し広げ面、
４７…凸部、４８…梨地面部、４９…取付穴、５０…ね
じ部材、５１…第一通路（不活性ガスまたは還元ガス供
給通路）、５２…第二通路（ピストン側不活性ガスまた
は還元ガス供給通路）、５３…ニップル、５４、５４
Ａ、５４Ｂ…飛散防止枠、５４ａ…尖端部、５４ｂ…ク
ッション部材、５５…中空部、５６…ガス抜き穴、５７
…切欠部、５８…スプリングシート、５９…スプリン
グ、６０…ペレット接着装置、６１…コレット、６２…
保持部、６３…負圧供給路、６４…コレットホルダ。

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基板に半田ワイヤが押し付けられて溶融
   半田が塗布される半田塗布工程と、前記基板上に塗布さ
   れた溶融半田が飛散防止枠によって取り囲まれた後に、
   半導体ペレットの平面形状に対応する四角形形状に形成
   された押し広げツールによって押されて薄膜状に押し広
   げられる半田押し広げ工程と、押し広げられた薄膜状半
   田の上に前記半導体ペレットが当接されて前記基板に接
   着される半導体ペレット接着工程とを備えていることを
   特徴とするペレットボンディング方法。
2. 【請求項２】 前記半田塗布工程、前記半田押し広げ工
   程および前記半導体ペレット接着工程において前記基板
   が非酸化雰囲気にて加熱されることを特徴とする請求項
   １に記載のペレットボンディング方法。
3. 【請求項３】 基板に半田ワイヤを押し付けて溶融半田
   を塗布する半田塗布装置と、前記基板上に塗布された溶
   融半田を飛散防止枠によって取り囲んだ後に、半導体ペ
   レットの平面形状に対応する四角形形状に形成された押
   し広げツールによって押して薄膜状に押し広げる半田押
   し広げ装置と、この押し広げられた薄膜状半田の上に前
   記半導体ペレットを当接して前記基板に接着する半導体
   ペレット接着装置とを備えていることを特徴とするペレ
   ットボンディング装置。
4. 【請求項４】 前記半田塗布装置、前記半田押し広げ装
   置および前記半導体ペレット接着装置における各基板を
   非酸化雰囲気で加熱する加熱炉を備えていることを特徴
   とする請求項３に記載のペレットボンディング装置。
5. 【請求項５】 前記飛散防止枠が前記押し広げツールと
   共に昇降するように構成されていることを特徴とする請
   求項３または４に記載のペレットボンディング装置。
6. 【請求項６】 前記飛散防止枠が前記押し広げツールに
   昇降自在に吊持されてスプリングによって下方に付勢さ
   れていることを特徴とする請求項５に記載のペレットボ
   ンディング装置。
7. 【請求項７】 前記飛散防止枠および／または前記押し
   広げツールにガス抜き穴が形成されていることを特徴と
   する請求項３、４、５または６に記載のペレットボンデ
   ィング装置。
8. 【請求項８】 前記飛散防止枠の下面が前記基板の上面
   に密着するように構成されていることを特徴とする請求
   項３、４、５、６または７に記載のペレットボンディン
   グ装置。
9. 【請求項９】 前記押し広げツールの下面の少なくとも
   一対辺に凸部が突設されていることを特徴とする請求項
   ３、４、５、６、７または８に記載のペレットボンディ
   ング装置。
10. 【請求項１０】 前記押し広げツールの下面に不活性ガ
    スまたは還元ガスを供給する通路の一端が接続されてい
    ることを特徴とする請求項３、４、５、６、７、８また
    は９に記載のペレットボンディング装置。