JP2003197648A - 半導体素子の装着装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ワークの搬送路を含む装着装置本体内に密閉
空間を形成するとともに、真空吸引する所定位置でのワ
ークの酸化を防止でき、また半導体素子の装着後の冷却
を兼ねて酸化を防止できる半導体素子の装着装置を提供
すること。 【解決手段】 所定位置で前記密閉空間４内の前記ワー
ク３を真空吸引して搬送する際のオーバーランを防止す
るためのパイプ１０は、切換バルブ４３を介して、真空
吸引パイプ４１と、酸化を防止したり還元させるために
酸化防止ガスを前記密閉空間４内に供給するガス供給パ
イプ４２と接続され、通常、前記パイプ１０は、切換バ
ルブ４３を介して真空吸引パイプ４１と接続されてワー
ク３を吸引する。ワーク３が有るか無いかの確認の所定
位置である装着ステーションＩＩＩにワーク３の供給が
無い場合は、切換バルブ４３が切換り、前記酸化防止ガ
スの供給源（図示せず）からガス供給パイプ４２を通じ
て装着ステーションＩＩＩに供給される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ヒートシンク又は
セラミック基板等のワークに半導体素子を装着する半導
体素子の装着装置に関する。詳述すれば、搬送装置によ
り間欠送りされるヒートシンクやセラミック基板等のワ
ークが供給装置により供給ステーションで搬送路上に供
給され、はんだ塗布ステーションで前記ワーク上にはん
だ塗布装置によりはんだが塗布され、装着ステーション
で装着装置により半導体素子が前記ワーク上にはんだを
介して装着され、排出ステーションで排出取出し装置に
より前記半導体素子が装着されたワークが取出される半
導体素子の装着装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】そして、この半導体素子の装着装置にお
いては、前記搬送装置により間欠送りされるワークが供
給装置により供給ステーションで搬送路上に供給され、
所定位置で前記ワークの有無を確認するため、また搬送
する際のオーバーラン防止のため、前記所定位置で真空
センサを備えた吸引パイプでワークを真空吸引してい
る。

【０００３】しかし、前記吸引パイプによる吸引は常時
行なわれており、前記ワークの搬送路を含む装着装置本
体内に密閉空間を形成して酸化防止ガスを供給しても、
ワークの酸化防止及び還元雰囲気が損なわれる恐れがあ
る。

【０００４】また、かかる半導体素子の装着装置におい
ては、半導体素子とワークとの接合に高温下ではんだ材
料を使用する場合には高温下でのワークの酸化防止対策
が必要となる。そして、従来はキャリア等を使用して間
欠送りされるワークに対して、接合材の供給部におい
て、窒素やこれに水素ガスを加えたものを吹き付けるこ
とで酸化防止や還元対策を行なってきた。このように、
局所的に雰囲気を作り出すことは可能であるが、その前
後の搬送中でも酸化の可能性があるにも拘わらず、完全
な雰囲気を作ることは困難である。

【０００５】しかし、前記ワークの搬送路を含む装着装
置本体内に密閉空間を形成して酸化防止ガスを供給する
ことが考えられるが、前記密閉空間へのワークの供給と
排出を行なう部分では、ワークの通過に必要最小限の開
口部が必要であり、そこから空間の内部雰囲気が漏れて
しまう。更には、前記ワークの大型化に伴い、開口部も
大きくなる傾向にあり、内部雰囲気の漏れ量も拡大する
方向にある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】以上のように、前記ワ
ークの搬送路を含む装着装置本体内に密閉空間を形成し
て酸化防止ガスを供給する構造としても、ワークの酸化
防止及び還元雰囲気が損なわれる恐れがある。

【０００７】そこで本発明は、ワークの搬送路を含む装
着装置本体内に密閉空間を形成するとともに、真空吸引
する所定位置でのワークの酸化を防止でき、また半導体
素子の装着後の冷却を兼ねて酸化を防止できる半導体素
子の装着装置を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】このため第１の発明は、
搬送装置により間欠送りされるヒートシンクやセラミッ
ク基板等のワークが供給装置により供給ステーションで
搬送路上に供給され、はんだ塗布ステーションで前記ワ
ーク上にはんだ塗布装置によりはんだが塗布され、装着
ステーションで装着装置により半導体素子が前記ワーク
上にはんだを介して装着され、排出ステーションで排出
取出し装置により前記半導体素子が装着されたワークが
取出される半導体素子の装着装置において、前記ワーク
の搬送路を含む装着装置本体内に密閉空間を形成し、前
記装着装置の所定の位置で前記ワークの供給がある場合
は、前記ワークを下面から真空源に連通するパイプによ
り真空吸引し、前記ワークが供給されなかった場合に
は、切換弁により前記真空源からガス供給源に切換え連
通させ前記パイプを介して前記ワークの酸化を防止する
ガスを前記密閉空間に供給することを特徴とする。

【０００９】また第２の発明は、搬送装置により間欠送
りされるヒートシンクやセラミック基板等のワークが供
給装置により供給ステーションで搬送路上に供給され、
はんだ塗布ステーションで前記ワーク上にはんだ塗布装
置によりはんだが塗布され、装着ステーションで装着装
置により半導体素子が前記ワーク上にはんだを介して装
着され、排出ステーションで排出取出し装置により前記
半導体素子が装着されたワークが取出される半導体素子
の装着装置において、前記ワークの搬送路を含む装着装
置本体内に密閉空間を形成し、前記装着ステーション以
降の前記密閉空間に酸化防止ガスによるエアーカーテン
を形成したことを特徴とする。

【００１０】更に第３の発明は、前記エアーカーテンを
前記密閉空間の前記ワーク出口に形成したことを特徴と
する。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下図面に基づき、本発明の実施
の形態を説明する。図１において、１は半導体素子の装
着装置で、この装着装置１外から供給されるヒートシン
クやセラミック基板等のワーク３を搬送装置２により間
欠送りしながら、このワーク３上に所定作業を施した
後、装着装置１外に取出されるものである。

【００１２】前記装着装置１は、上流から供給ステーシ
ョンＩ、はんだ塗布ステーションＩＩ、装着ステーショ
ンＩＩＩ及び排出ステーションＩＶを有している。図２
は前記装着ステーションＩＩＩの縦断面図を示し、図３
ははんだ塗布ステーションＩＩの縦断側面図を示す。図
３に示すように装置本体１Ａには密閉空間４が形成され
ている。

【００１３】前記密閉空間４内に設けられる前記搬送装
置２は、前記ワーク３の搬送方向に沿って設けられるト
ランスファ５と、搬送路６上の各ワーク３に係止して移
動させるために該トランスファ５に所定間隔毎に設けら
れる複数の送り爪７と、前記トランスファ５を所定長さ
の１ピッチずつ往復動させる往復駆動源（図示せず）
と、該駆動源によりトランスファ５を１ピッチ往動作に
より移動させた後下端を支点として揺動させてワーク３
と送り爪７との係止を解除する揺動駆動源（図示せず）
とを備えている。

【００１４】８は前記密閉空間４内の前記ワーク３の酸
化を防止したり還元させるために窒素ガスや、窒素及び
水素の混合ガスを前記密閉空間４内に供給する複数のガ
ス供給パイプで、この各ガス供給パイプ８は図示しない
ガス供給源に各流量調節器を介して接続されている。

【００１５】図２において、前記搬送路６上の所定位置
で前記密閉空間４内の前記ワーク３を真空吸引して搬送
する際のオーバーランを防止するためのパイプ１０は、
切換バルブ４３を介して、真空吸引パイプ４１と、酸化
を防止したり還元させるために窒素ガスや窒素及び水素
の混合ガス等の酸化防止ガスを前記密閉空間４内に供給
するガス供給パイプ４２と接続されている。通常、前記
パイプ１０は、切換バルブ４３を介して真空吸引パイプ
４１と接続されてワーク３を吸引するようになってい
る。ここで、ワーク３が有るか無いかの確認の所定位置
を、例えば装着ステーションＩＩＩとすると、装着ステ
ーションＩＩＩにワーク３の供給が無い場合は、前記パ
イプ１０に設けられた真空センサ（図示せず）からの信
号により切換バルブ４３が切換り、前記酸化防止ガスが
その供給源（図示せず）からガス供給パイプ４２を通じ
て装着ステーションＩＩＩに供給される。また、図２の
装着ステーションＩＩＩにおける装着装置１の縦断側面
図に示すように、前記密閉空間４の上面に開口１１を形
成して、該開口１１をシリンダー１２により開閉するシ
ャッター１３を設けるが、この構成は前記供給ステーシ
ョンＩ及びはんだ塗布ステーションＩＩにおいても同様
な構成である。また、各ステーション間には透明なガラ
ス窓１４を設けて、この窓１４を介して装置本体１Ａ
内、例えばワイヤはんだの塗布状態やベアチップなどの
半導体素子の装着状態などを作業者が覗くことができ
る。

【００１６】先ず、供給ステーションＩでは、トレイ１
５上に整列されて収納されている前記ワーク３を供給装
置の吸着ノズル１５Ａが図示しない駆動源により平面方
向及び上下方向に移動しながら取出して、前記シリンダ
ー１２によりシャッター１３を移動させて開口１１を介
して搬送路６上に順次供給し、この供給後シャッター１
３を移動させて開口１１を閉塞する。そして、前述した
ように搬送装置２により搬送路６上のワーク３を順次１
ピッチずつ間欠送りすることとなる。

【００１７】次のはんだ塗布ステーションＩＩでは、前
記シリンダー１２によりシャッター１３を移動させて開
口１１を介して搬送路６上のワーク３上に図示しないは
んだ塗布装置により接合材であるワイヤはんだを塗布
し、この塗布後シャッター１３を移動させて開口１１を
閉塞する。尚、このはんだ塗布装置は、平面方向及び上
下方向に図示しない駆動源により移動可能な構成であ
る。また、図２に示すように搬送路６の下部にはヒータ
６１Ａが埋設されたヒータブロック６１が設けられ、搬
送路６の形成ブロック６Ａを介してワーク３を加熱し、
前記ワイヤはんだを溶融しながら塗布することとなるも
のである。後述するように、ヒータブロック６１の下方
には、半導体供給装置２０がときに搬送路６（ヒータブ
ロック６１）の下方に入り込むので、半導体供給装置２
０に載置された半導体素子２３がヒータブロック６１の
熱により酸化されるのを防止するための遮熱板６３が設
けられている。

【００１８】次の装着ステーションＩＩＩでは、装着装
置の吸着ノズル１６が図示しない駆動源により平面方向
及び上下方向に移動しながら、半導体供給装置２０のＸ
Ｙテーブル２１上のシート２２に配置されたダイシング
されたベアチップなどの半導体素子２３を吸着し、取出
して、前記シリンダー１２によりシャッター１３を移動
させて開口１１を介して搬送路６上の前記ワーク３上に
ワイヤはんだを介して装着し、装着後シャッター１３を
移動させて開口１１を閉塞する。

【００１９】なお、ＸＹテーブル２１上にはシート取付
け台２２Ａが設置され、この上にウエハシート２２が配
置されている。また、吸着ノズル１６が下降してくるポ
イントの真下に半導体素子２３を下から突き上げる突き
上げ針を有する突き上げ装置２４が設置されている。

【００２０】次に、前記半導体供給装置２０について説
明する。支持体２５４に固定されたＹ軸モータ２５１が
駆動すると、カップリング２５２を介してボールネジで
あるＹ軸２５が回転し、このＹ軸２５が嵌合するナット
体２５３がY方向に移動する。また、前記ナット体２５
３には支持体２６４が固定され、該支持体２６４に固定
されたＸ軸駆動モータ２６１が駆動すると、カップリン
グ２６２を介してボールネジであるＸ軸２６が回転し、
このＸ軸２６が嵌合するナット体２６３がＸ方向に移動
する。従って、Ｘ軸駆動モータ２６１及びＹ軸モータ２
５１が駆動すると、結果としてＸＹテーブル２１が平面
におけるＸＹ方向に移動するので、シート取付台２２Ａ
も移動し、ウエハシート２２上の取出すべき半導体素子
２３が不動（平面方向において）の突き上げ装置２４上
方に移動することとなる。

【００２１】そして、吸着ノズル１６により取出されて
半導体素子２３は、ワーク３上に装着される。従って、
次々にウエハシート２２上の半導体素子２３を取出すた
めにＸＹテーブル２１を移動させるが、ときにシート２
２上の一部の半導体素子２３が、図１の２点鎖線で示す
シートの移動範囲Ｓのように、前記装着装置１の搬送路
６の下方に入り込むことがある。このため図２に示すよ
うにシート２２上の半導体素子２３は搬送路６の下部に
設置されたヒータブロック６１からの熱を受けないよう
に、前記遮熱板６３が設けられている。

【００２２】装着ステーションＩＩＩの後工程の搬送路
６上方には、半導体素子２３の装着が終わったワーク３
の迅速なる冷却により酸化を防止するために、図１、図
５及び図６に示すような窒素ガス等の酸化防止ガスのエ
アーカーテン３０が形成される。前記エアーカーテン３
０は密閉空間４内に搬送方向と直交する方向の全域に亘
って形成され、ワーク３の搬送路６上方からワーク３に
酸化防止ガスを吹き付けるものである。例えば、搬送路
６上方に配設されたパイプ３１に複数個の穴を開けて、
ガス供給源（図示せず）に連通するガス供給バルブ４４
を介して該パイプ３１の穴より酸化防止ガスを噴出させ
る。

【００２３】前記エアーカーテン３０は、図１に示すよ
うに、装着ステーションＩＩＩと排出ステーションＩＶ
の中間で、出来れば装着ステーションＩＩＩに近い方が
好ましい。このように酸化防止と早期冷却を兼ねた酸化
防止ガスをワーク３及び装着された半導体素子２３に噴
出するので、酸化を免れるのである。このように、エア
ーカーテン３０を設けた場合は、ヒータブロック６１は
エアーカーテン３０の下流側には不要であり、またエア
ーカーテン３０以降の搬送路６の上方には密閉空間４は
形成しないものであり、エアーカーテン３０は密閉空間
４のワーク出口（開口部）に位置し、該エアーカーテン
３０により密閉空間４への外気の侵入又は密閉空間４か
らの酸化防止ガスの漏れを防止する。

【００２４】最後の排出ステーションＩＶでは、前記搬
送路６上の前記半導体素子が装着されたワーク３が図示
しない駆動源により平面方向及び上下方向に移動する排
出取出し装置の吸着ノズル１７により取出され、収納装
置であるトレイ１８上に収納される。

【００２５】以上のように、供給ステーションＩで供給
された搬送路６上の前記ワーク３を搬送装置２により順
次１ピッチずつ間欠送りしながら、各作業、即ちワーク
３上にワイヤはんだを塗布したり、該ワーク３上に半導
体素子２３を装着したり、該ワーク３を搬送路６上から
取出して収納したりするものである。

【００２６】しかも、装置本体１Ａには密閉空間４を形
成して、前述したようなワーク供給、ワイヤはんだ塗
布、半導体素子の装着、ワーク取出し作業を行なうとき
のみ、前記シリンダー１２によりシャッター１３を移動
させて開口１１を開くようにするため、酸化防止・還元
雰囲気を損なうことなく、各種の作業を行なうことがで
きる。

【００２７】また、ワーク３が有るか無いかの確認の所
定位置を装着ステーションＩＩＩとすると、装着ステー
ションＩＩＩにワーク３の供給が無い場合は、該装着ス
テーションＩＩＩで前記密閉空間４内の前記ワーク３を
真空吸引して搬送する際のオーバーランを防止するため
の前記パイプ１０に設けられた真空センサ（図示せず）
からの信号により切換バルブ４３が切換り、前記酸化防
止ガスの供給源（図示せず）からガス供給パイプ４２を
通じて装着ステーションＩＩＩに供給する。従って、ワ
ーク３の酸化防止及び還元雰囲気が損なわれることを防
止できる。

【００２８】更に、装着ステーションＩＩＩの後工程の
搬送路６上方にエアーカーテン３０を形成したので、エ
アーカーテン３０より装着ステーションＩＩＩ側の密閉
空間４への外気の侵入を防止でき、また密閉空間４から
の酸化防止ガスの漏れも防止できる。また、エアーカー
テン３０により搬送路６上のワーク３に酸化防止ガスを
吹き付けるようにしたために、半導体素子２３の装着が
終わったワーク３の迅速なる冷却により酸化を一層確実
に防止することができる。

【００２９】以上本発明の実施態様について説明した
が、上述の説明に基づいて当業者にとって種々の代替
例、修正又は変形が可能であり、本発明はその趣旨を逸
脱しない範囲で前述の種々の代替例、修正又は変形を包
含するものである。

【００３０】

【発明の効果】以上のように本発明は、前記ワークの搬
送路を含む装着装置本体内に密閉空間を形成し、前記装
着装置の所定の位置で前記ワークの供給がある場合は、
前記ワークを下面から真空源に連通するパイプにより真
空吸引し、前記ワークが供給されなかった場合には、切
換弁により前記真空源からガス供給源に切換え連通させ
前記パイプを介して前記ワークの酸化を防止するガスを
前記密閉空間に供給するようにしたから、酸化防止雰囲
気を損なうことことがなくなる。

【００３１】また、前記ワークの搬送路を含む装着装置
本体内に密閉空間を形成し、前記装着ステーション以降
の前記密閉空間に酸化防止ガスによるエアーカーテンを
設置したから、冷却を早めるのでワークの酸化を一層確
実に防止できる。

【００３２】更に、エアーカーテンにより密閉空間への
外気の侵入を防止でき、また密閉空間内の酸化防止ガス
の漏れも防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】装着装置の平面図である。

【図２】装着ステーションＩＩＩの縦断面図である。

【図３】図３ははんだ塗布ステーションＩＩの縦断側面
図を示す。

【図４】半導体供給装置の機構を示す平面図である。

【図５】エアーカーテン装置の搬送路と直交する面での
断面図である。

【図６】装着装置の要部正面図である。

【符号の説明】

１ 装着装置 １Ａ 装置本体 ２ 搬送装置 ３ ワーク ４ 密閉空間 ６ 搬送路 １０ パイプ １５Ａ，１６、１７ 吸着ノズル ２０ 半導体供給装置 ２３ 半導体素子 ３０ エアーカーテン ３１ パイプ ４１ 真空吸引パイプ ４２ ガス供給パイプ ４３ 切換バルブ ６１ ヒータブロック

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 岡本 好輝 大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三 洋電機株式会社内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 搬送装置により間欠送りされるヒートシ
   ンクやセラミック基板等のワークが供給装置により供給
   ステーションで搬送路上に供給され、はんだ塗布ステー
   ションで前記ワーク上にはんだ塗布装置によりはんだが
   塗布され、装着ステーションで装着装置により半導体素
   子が前記ワーク上にはんだを介して装着され、排出ステ
   ーションで排出取出し装置により前記半導体素子が装着
   されたワークが取出される半導体素子の装着装置におい
   て、前記ワークの搬送路を含む装着装置本体内に密閉空
   間を形成し、前記装着装置の所定の位置で前記ワークの
   供給がある場合は、前記ワークを下面から真空源に連通
   するパイプにより真空吸引し、前記ワークが供給されな
   かった場合には、切換弁により前記真空源からガス供給
   源に切換え連通させ前記パイプを介して前記ワークの酸
   化を防止するガスを前記密閉空間に供給することを特徴
   とする半導体素子の装着装置。
2. 【請求項２】 搬送装置により間欠送りされるヒートシ
   ンクやセラミック基板等のワークが供給装置により供給
   ステーションで搬送路上に供給され、はんだ塗布ステー
   ションで前記ワーク上にはんだ塗布装置によりはんだが
   塗布され、装着ステーションで装着装置により半導体素
   子が前記ワーク上にはんだを介して装着され、排出ステ
   ーションで排出取出し装置により前記半導体素子が装着
   されたワークが取出される半導体素子の装着装置におい
   て、前記ワークの搬送路を含む装着装置本体内に密閉空
   間を形成し、前記装着ステーション以降の前記密閉空間
   に酸化防止ガスによるエアーカーテンを形成したことを
   特徴とする半導体素子の装着装置。
3. 【請求項３】 前記エアーカーテンを前記密閉空間の前
   記ワーク出口に形成したことを特徴とする請求項２に記
   載の半導体素子の装着装置。