JP2005072081A - 半導体素子の接合装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】ICのサイズ変更に伴なってコレットを交換しても、コレット毎の発振周波数、超音波振幅、熱容量を一定化できるようにする。
【解決手段】小サイズのICを吸着保持する小型吸着部4Aを有した第1のコレット3A、或いは大サイズのICを吸着保持する大型吸着部4Bを有した第2のコレット3Bを選択的に取付ける超音波ホーン2と、この超音波ホーン2を超音波振動させることにより、第1或いは第2のコレト3A,3Bに吸着保持されたICをリードフレーム15に接合させる超音波振動子1とを具備し、小型及び大型の吸着部4A,4Bはその外周部に、同一外形寸法を有するバランサ11,13を有し、その吸着面側をバランサ11,13から所定寸法h突出させる。
【選択図】 図1
【解決手段】小サイズのICを吸着保持する小型吸着部4Aを有した第1のコレット3A、或いは大サイズのICを吸着保持する大型吸着部4Bを有した第2のコレット3Bを選択的に取付ける超音波ホーン2と、この超音波ホーン2を超音波振動させることにより、第1或いは第2のコレト3A,3Bに吸着保持されたICをリードフレーム15に接合させる超音波振動子1とを具備し、小型及び大型の吸着部4A,4Bはその外周部に、同一外形寸法を有するバランサ11,13を有し、その吸着面側をバランサ11,13から所定寸法h突出させる。
【選択図】 図1
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、超音波を用いて、例えば、IC等の半導体素子を被接合体に接合する接合装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
この種の接合装置は、超音波ホーンにコレットを取り付け、このコレットの先端部の吸着部に半導体素子としてのICを吸着保持し、この吸着保持したICを超音波振動させながら、被接合部材(例えばリードフレーム等)に接合させるようになっている(例えば、特許文献1参照。)。
【0003】
ところで、ICのサイズとしては各種のものが用いられ、図13に示すように、大サイズのIC31を吸着保持する場合には、大型の吸着部32を有する第1のコレット33、逆に、図14に示すように、小サイズのIC34を吸着保持する場合には、小型の吸着部35を有する第2のコレット36を用いるようにしている。
【0004】
また、吸着部には、図13及び図14で示したような角錐コレットと呼ばれる吸着面が錐状になったタイプと、平コレットと呼ばれる平坦なタイプのものとに大別される。
【0005】
1Cを被接合部材(例えばリードフレーム等)に圧接しないで、被接合部材との間にギャップを保ちながら接合する場合には、lCの位置ずれを防止するために角錐コレットが使用され、lCを被接合部材に圧接する場合は平コレットを使用するのが一般的である。
【0006】
一方、ハンダ付着対策や、lCの加熱目的でコレットの加熱を必要とする場合には、非接触の加熱方式が採用されている。例えば、コレットの外周に微小ギャップ(例えば、0.2mm程度)を存してヒータを配置する構造や、高温ガスをコレットに吹きつける方法等がある。
【0007】
ところで、品種切り替え等により、適用されるICのサイズが変更になった場合には、その変更に応じてコレットを交換する必要がある。
【0008】
【引用文献1】
特開2000−77438号
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来においては、コレットを交換すると、大型吸着部32を有するコレットと小型吸着部35を有するコレットとでは、その先端質量が変化するため、超音波ホーン先端に支持されるコレットの外形サイズによって超音波特性が変化してしまう。
【0010】
具体的には、図15(a)に示すように、ICのサイズが大きくなるに従って超音波周波数が低下し、また、図15(b)に示すように、同一の超音波設定値における超音波振幅の差が大きくなる。
【0011】
このため、超音波周波数としては、発振器側の発振周波数を調整する等の作業が必要となる。また、超音波振幅については、同一の設定値において同一の振幅を得ることは困難であり、コレット毎の振幅特性の把握と接合条件の変更が必要となる。
【0012】
このように、コレット交換の度に発振器との調整と、条件変更が必要であり、品種切替時間を要し、かつ条件設定間違いによる不良発生も考えられる。
さらには、新規サイズのコレットの振幅特性が予測できないために、製作する毎に振幅特性の事前評価も必要となり、手間がかかる。
【0013】
一方、コレットの加熱は非接触式のため、コレットの先端温度は熱容量の影響を大きくうける。例えば、lCを吸着したときのlCへの熱伝導、バキューム吸着による冷却等によりコレット温度は低下する。
【0014】
そして、この低下量は、コレット先端の熱容量(質量)と大いに関係があり、図15(c)に示すように先端形状の小さいコレットほど温度低下が大である。この熱低下により接合性不良が発生し、歩留まりが低下する。
【0015】
また、温度低下を見越して初期コレット温度を高く設定した場合は、コレット毎の条件変更が必要であったり、変更ヒータから機構部への熱伝導によって軸受けや超音波ホーンといった熱に弱い部品の寿命低下、または冷却機構追加により高速駆動が困難となり生産性が低下する等の問題が発生する。
【0016】
そこで、本発明は、半導体素子のサイズ変更に伴なってコレットを交換しても超音波系から見た負荷を一定化して、コレット毎の発振周波数、超音波振幅、熱容量を一定化できるようにした半導体素子の接合装置を提供することを目的とする。
【0017】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明の請求項1記載のものは、第1のサイズの半導体素子を吸着保持する第1の吸着部を有する第1のコレット、或いは前記第1のサイズと異なる第2のサイズの半導体素子を吸着保持する第2の吸着部を有する第2のコレットを選択的に取付ける超音波ホーンと、この超音波ホーンを超音波振動させることにより、前記第1或いは第2のコレトの第1或いは第2の吸着部に吸着保持された半導体素子を被接合部材に接合させる振動付与手段とを具備し、前記第1及び第2の吸着部はその外周部に、同一外形寸法を有するバランサを有し、その吸着面側を前記バランサから所定寸法突出させる。
【0018】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図面に示す実施の形態を参照して詳細に説明する。
図1乃至図8は、本発明の一実施の形態である半導体素子としてのICの接合装置を示すものである。
【0019】
この接合装置は、超音波を発生する振動付与手段としての超音波振動子1、この超音波振動子1で発生した超音波を伝達する超音波ホーン2を備える。超音波ホーン2の先端部には適用されるICのサイズに応じて第1或いは第2のコレット3A,3Bが選択的に取付けられるようになっている。
【0020】
即ち、第1のコレット3Aは第1のサイズとしての小サイズのICを吸着保持する場合に使用され、第2のコレット3Bは第2のサイズとしての大サイズのICを吸着保持する場合に使用されるようになっている。
第1及び第2のコレット3A,3Bは上端部にはジャンク部3a,3bを有し、このジャンク部3a,3bが超音波ホーン2の先端取付部2aに着脱自在に取付けられる。第1或いは第2のコレット3A,3Bは垂直方向に沿って取付けられ、超音波ホーン2と一体の振動系として超音波振動を出力する構成となっている。
【0021】
第1及び第2のコレット3A,3Bの下端部にはlCを吸着保持する第1及び第2の吸着部としての小型及び大型の吸着部4A,4Bが取り付けられている。コレット3A,3Bの近傍には加熱手段としてのヒータ6が設けられ、このヒータ6はヒータブロック7に取付けられている。ヒータブロック7はコレット3A,3Bに対し隙間9を存して非接触状態で設けられている。
【0022】
図2は上記した小サイズのICを吸着保持する小型吸着部4Aをその下部側から示す斜視図で、図3はその縦断面図である。
小型吸着部4Aは角型凹状に構成され、その底面中央部にはエアーを吸引する吸引孔10が穿設されている。小型吸着部4Aの内面部は吸引孔10に向かって傾斜する四面の傾斜面4a…となっている。小サイズのlC5Aは、この小型吸着部4Aの4面の傾斜面4a…に沿って位置決めされて吸着保持される。この小型吸着部4Aに吸着保持されたIC5Aは被取付部材としてのリードフレーム15上にハンダ16を介して接合されるようになっている。
【0023】
また、この小型吸着部4Aにはその外周部を囲むように角型のバランサ11が一体的に形成されている。この角型のバランサ11の外径寸法はL、厚さ寸法はHとなっている。小型吸着部4Aの下端面部はバランサ11の下面部から所定寸法hだけ下方に突出されている。即ち、バランサ11の下面部は、小型吸着部4Aの下端面部よりも所定寸法hだけ大きくリードフレーム15から離間されている。
【0024】
図4は大サイズのICを吸着保持する第2の吸着部としての大型吸着部4Bをその下部側から示す斜視図で、図5はその縦断面図である。
この大型吸着部4Bは上記した小型吸着部4Aと同様に構成されている。即ち、角型凹状に構成され、底面中央部にエアーを吸引する吸引孔10を有するとともに、内面部は4面の傾斜面4b…となっている。大サイズのlC5Bは、この大型吸着部4Bの4面の傾斜面4b…に沿って位置決めされて吸着保持される。この大型吸着部4Bに吸着保持されたIC5Bは被取付部材としてのリードフレーム15上にハンダ16を介して接合されるようになっている。
【0025】
そして、この大型吸着部4Bにもその外周部を囲むように角型のバランサ13が一体的に形成され、その外径寸法はL、厚さ寸法はHとなっている。
即ち、小型吸着部4Aのバランサ11も大型吸着部4Bのバランサ13もその外形サイズは同一とされ、これにより、第1及び第2のコレット3A,3Bの外形サイズは吸着するICのサイズによらず一定の大きさになっている。
【0026】
次に、リードフレーム15に対するICの接合動作を図6及び図7に基づいて説明する。
【0027】
まず、リードフレーム15に接合するICが小サイズのlC5Aである場合には、超音波ホーン2の先端取付部2aに第1のコレット3Aを取付けてその小型吸着部4Aにより供給部(図示しない)上のlC5Aを吸着保持する。
【0028】
また、リードフレーム15に接合するICが大サイズのlC5Bである場合には、第1のコレット3Aに代えて第2のコレット3Bを超音波ホーン2に取付けてその大型吸着部4BによりlC5Bを吸着保持する。
【0029】
このようにlC5A(或いは5B)を吸着保持したのち、図6(a)に示すようにコレット3A(或いは3B)をリードフレーム15上に移動させ、この状態からコレット3A(或いは3B)を下降させる。これにより、図7の下降曲線Kに示すようにIC5A(或いは5B)が下降され、この下降途中からサーチが行なわれるとともに、図6(b)に示すように超音波振動が付与されてIC5A(或いは5B)が振動する。この振動する状態でlC5A(或いは5B)が所定量下降されると図6(c)に示すようにリードフレーム15上のハンダ16に接触されてマウントされる。このマウント後、図6(d)に示すようにコレット3A(或いは3B)が上昇されて次の工程に備える。
【0030】
図8は、上記したICの接合動作時における発振周波数、超音波振幅、コレット先端温度の特性差を示すものである。
【0031】
即ち、超音波発振周波数は、図8(a)に示すように、ICのサイズによって変化することなく、一定となる。
【0032】
また、超音波設定値に対する超音波振幅も図8(b)に示すように、ICのサイズによる差が少なくなる。
【0033】
さらに、時間(マウント数)に対するコレット先端温度も図8(c)に示すように、ICのサイズによる温度差が少なくなる。
【0034】
上記したように、小型及び大型の吸着部4A,4Bにその外周部を囲むように同一の外形寸法を有するバランサ11,13を設けるため、第1及び第2のコレット3A,3Bの外形サイズはICのサイズによらず一定の大きさとなる。
【0035】
従って、ICサイズに応じてコレットを交換しても、超音波系から見た負荷は一定となり、コレット間の発振周波数、超音波振幅の特性差は大幅に低減され、略同一の特性となる。また、コレット先端の熱容量も一定となり、温度特性差も解消できる。
【0036】
また、バランサ11,13の下面部は吸着部4A,4Bの下面部よりも所定寸法hだけ大きくリードフレーム15から離されるため、IC5A,5Bの接合動作時におけるバランサ11,13の下面部へのハンダの付着も極力防止することができる。
【0037】
以上より、品種切替時間の短縮、接合品質安定化が図れ、生産性、品質の向上が可能となる。
【0038】
図9は小型吸着部の他の実施の形態を示す斜視図で、図10はその断面図である。
【0039】
上記した第1の実施の形態における小型吸着部4Aは角型凹状に構成されるが、この小型吸着部21Aは丸型平坦状に構成され、その外周部には丸型のバランサ22が一体的に設けられている。バランサ22は外径がL、厚さがHとなっている。
【0040】
図11は大型吸着部の他の実施の形態を示す斜視図で、図12はその断面図である。
【0041】
この大型吸着部21Bは、上記した小型吸着部21Aと同様に丸型平坦状に形成され、その外周部には丸型のバランサ23が一体的に設けられている。バランサ23は小型吸着部21Aのバランサ22と同様に外径がL、厚さがHとなっている。
【0042】
このように丸型平坦状の吸着部21A,21Bであっても上記第1の実施の形態と同様の作用効果を得ることができる。
【0043】
その他、本発明はその要旨の範囲内で種々変形実施可能なことは勿論である。
【0044】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、半導体素子の品種毎の超音波と温度特性差を大幅に低減でき、装置特性評価の簡略化、接合条件管理の容易化、品種切替時の段取り時間短縮、条件設定間違いによる不良低減等の効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の形態である半導体素子の接合装置を示す斜視図。
【図2】図1の接合装置に備えられる第1のコレットの吸着部を示す斜視図。
【図3】図2の吸着部によって吸着されたICが接合される状態を示す断面図。
【図4】図1の接合装置に備えられる第2のコレットの吸着部を示す斜視図。
【図5】図4の吸着部によって吸着されたICが接合される状態を示す断面図。
【図6】図2或いは図4の吸着部によって吸着されたICの接合動作を示す図。
【図7】図6のIC接合動作時におけるコレットの下降曲線を示す図。
【図8】(a)は、図6のIC接合動作時におけるICサイズに応じた超音波周波数の変化を示すグラフ図、(b)は、ICサイズに応じた超音波振幅の差を示すグラフ図、(c)は、ICサイズに応じたコレット先端温度の温度差を示すグラフ図。
【図9】第1の吸着部の他の実施の形態を示す斜視図。
【図10】図9の第1の吸着部によって吸着されたICが接合される状態を示す断面図。
【図11】第2の吸着部の他の実施の形態を示す斜視図。
【図12】図11の第2の吸着部によって吸着されたICが接合される状態を示す断面図。
【図13】従来の大型吸着部を示す斜視図。
【図14】従来の小型吸着部を示す斜視図。
【図15】(a)は、従来のIC接合動作時におけるICサイズに応じた超音波周波数の変化を示すグラフ図、(b)は、ICサイズに応じた超音波振幅の差を示すグラフ図、(c)は、ICサイズに応じたコレット先端温度の温度差を示すグラフ図。
【符号の説明】
1…超音波振動子(振動付与手段)
2…超音波ホーン
3A,3B…第1及び第2のコレット
4A,4B…第1及び第2の吸着部(小型及び大型の吸着部)
5A,5B…半導体素子(IC)
7…ヒータ(加熱手段)
11、13…バランサ
15…リードフレーム(被接合部材)
21A,21B…第1及び第2の吸着部(小型及び大型の吸着部)
22、23…バランサ
【発明の属する技術分野】
本発明は、超音波を用いて、例えば、IC等の半導体素子を被接合体に接合する接合装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
この種の接合装置は、超音波ホーンにコレットを取り付け、このコレットの先端部の吸着部に半導体素子としてのICを吸着保持し、この吸着保持したICを超音波振動させながら、被接合部材(例えばリードフレーム等)に接合させるようになっている(例えば、特許文献1参照。)。
【0003】
ところで、ICのサイズとしては各種のものが用いられ、図13に示すように、大サイズのIC31を吸着保持する場合には、大型の吸着部32を有する第1のコレット33、逆に、図14に示すように、小サイズのIC34を吸着保持する場合には、小型の吸着部35を有する第2のコレット36を用いるようにしている。
【0004】
また、吸着部には、図13及び図14で示したような角錐コレットと呼ばれる吸着面が錐状になったタイプと、平コレットと呼ばれる平坦なタイプのものとに大別される。
【0005】
1Cを被接合部材(例えばリードフレーム等)に圧接しないで、被接合部材との間にギャップを保ちながら接合する場合には、lCの位置ずれを防止するために角錐コレットが使用され、lCを被接合部材に圧接する場合は平コレットを使用するのが一般的である。
【0006】
一方、ハンダ付着対策や、lCの加熱目的でコレットの加熱を必要とする場合には、非接触の加熱方式が採用されている。例えば、コレットの外周に微小ギャップ(例えば、0.2mm程度)を存してヒータを配置する構造や、高温ガスをコレットに吹きつける方法等がある。
【0007】
ところで、品種切り替え等により、適用されるICのサイズが変更になった場合には、その変更に応じてコレットを交換する必要がある。
【0008】
【引用文献1】
特開2000−77438号
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来においては、コレットを交換すると、大型吸着部32を有するコレットと小型吸着部35を有するコレットとでは、その先端質量が変化するため、超音波ホーン先端に支持されるコレットの外形サイズによって超音波特性が変化してしまう。
【0010】
具体的には、図15(a)に示すように、ICのサイズが大きくなるに従って超音波周波数が低下し、また、図15(b)に示すように、同一の超音波設定値における超音波振幅の差が大きくなる。
【0011】
このため、超音波周波数としては、発振器側の発振周波数を調整する等の作業が必要となる。また、超音波振幅については、同一の設定値において同一の振幅を得ることは困難であり、コレット毎の振幅特性の把握と接合条件の変更が必要となる。
【0012】
このように、コレット交換の度に発振器との調整と、条件変更が必要であり、品種切替時間を要し、かつ条件設定間違いによる不良発生も考えられる。
さらには、新規サイズのコレットの振幅特性が予測できないために、製作する毎に振幅特性の事前評価も必要となり、手間がかかる。
【0013】
一方、コレットの加熱は非接触式のため、コレットの先端温度は熱容量の影響を大きくうける。例えば、lCを吸着したときのlCへの熱伝導、バキューム吸着による冷却等によりコレット温度は低下する。
【0014】
そして、この低下量は、コレット先端の熱容量(質量)と大いに関係があり、図15(c)に示すように先端形状の小さいコレットほど温度低下が大である。この熱低下により接合性不良が発生し、歩留まりが低下する。
【0015】
また、温度低下を見越して初期コレット温度を高く設定した場合は、コレット毎の条件変更が必要であったり、変更ヒータから機構部への熱伝導によって軸受けや超音波ホーンといった熱に弱い部品の寿命低下、または冷却機構追加により高速駆動が困難となり生産性が低下する等の問題が発生する。
【0016】
そこで、本発明は、半導体素子のサイズ変更に伴なってコレットを交換しても超音波系から見た負荷を一定化して、コレット毎の発振周波数、超音波振幅、熱容量を一定化できるようにした半導体素子の接合装置を提供することを目的とする。
【0017】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明の請求項1記載のものは、第1のサイズの半導体素子を吸着保持する第1の吸着部を有する第1のコレット、或いは前記第1のサイズと異なる第2のサイズの半導体素子を吸着保持する第2の吸着部を有する第2のコレットを選択的に取付ける超音波ホーンと、この超音波ホーンを超音波振動させることにより、前記第1或いは第2のコレトの第1或いは第2の吸着部に吸着保持された半導体素子を被接合部材に接合させる振動付与手段とを具備し、前記第1及び第2の吸着部はその外周部に、同一外形寸法を有するバランサを有し、その吸着面側を前記バランサから所定寸法突出させる。
【0018】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図面に示す実施の形態を参照して詳細に説明する。
図1乃至図8は、本発明の一実施の形態である半導体素子としてのICの接合装置を示すものである。
【0019】
この接合装置は、超音波を発生する振動付与手段としての超音波振動子1、この超音波振動子1で発生した超音波を伝達する超音波ホーン2を備える。超音波ホーン2の先端部には適用されるICのサイズに応じて第1或いは第2のコレット3A,3Bが選択的に取付けられるようになっている。
【0020】
即ち、第1のコレット3Aは第1のサイズとしての小サイズのICを吸着保持する場合に使用され、第2のコレット3Bは第2のサイズとしての大サイズのICを吸着保持する場合に使用されるようになっている。
第1及び第2のコレット3A,3Bは上端部にはジャンク部3a,3bを有し、このジャンク部3a,3bが超音波ホーン2の先端取付部2aに着脱自在に取付けられる。第1或いは第2のコレット3A,3Bは垂直方向に沿って取付けられ、超音波ホーン2と一体の振動系として超音波振動を出力する構成となっている。
【0021】
第1及び第2のコレット3A,3Bの下端部にはlCを吸着保持する第1及び第2の吸着部としての小型及び大型の吸着部4A,4Bが取り付けられている。コレット3A,3Bの近傍には加熱手段としてのヒータ6が設けられ、このヒータ6はヒータブロック7に取付けられている。ヒータブロック7はコレット3A,3Bに対し隙間9を存して非接触状態で設けられている。
【0022】
図2は上記した小サイズのICを吸着保持する小型吸着部4Aをその下部側から示す斜視図で、図3はその縦断面図である。
小型吸着部4Aは角型凹状に構成され、その底面中央部にはエアーを吸引する吸引孔10が穿設されている。小型吸着部4Aの内面部は吸引孔10に向かって傾斜する四面の傾斜面4a…となっている。小サイズのlC5Aは、この小型吸着部4Aの4面の傾斜面4a…に沿って位置決めされて吸着保持される。この小型吸着部4Aに吸着保持されたIC5Aは被取付部材としてのリードフレーム15上にハンダ16を介して接合されるようになっている。
【0023】
また、この小型吸着部4Aにはその外周部を囲むように角型のバランサ11が一体的に形成されている。この角型のバランサ11の外径寸法はL、厚さ寸法はHとなっている。小型吸着部4Aの下端面部はバランサ11の下面部から所定寸法hだけ下方に突出されている。即ち、バランサ11の下面部は、小型吸着部4Aの下端面部よりも所定寸法hだけ大きくリードフレーム15から離間されている。
【0024】
図4は大サイズのICを吸着保持する第2の吸着部としての大型吸着部4Bをその下部側から示す斜視図で、図5はその縦断面図である。
この大型吸着部4Bは上記した小型吸着部4Aと同様に構成されている。即ち、角型凹状に構成され、底面中央部にエアーを吸引する吸引孔10を有するとともに、内面部は4面の傾斜面4b…となっている。大サイズのlC5Bは、この大型吸着部4Bの4面の傾斜面4b…に沿って位置決めされて吸着保持される。この大型吸着部4Bに吸着保持されたIC5Bは被取付部材としてのリードフレーム15上にハンダ16を介して接合されるようになっている。
【0025】
そして、この大型吸着部4Bにもその外周部を囲むように角型のバランサ13が一体的に形成され、その外径寸法はL、厚さ寸法はHとなっている。
即ち、小型吸着部4Aのバランサ11も大型吸着部4Bのバランサ13もその外形サイズは同一とされ、これにより、第1及び第2のコレット3A,3Bの外形サイズは吸着するICのサイズによらず一定の大きさになっている。
【0026】
次に、リードフレーム15に対するICの接合動作を図6及び図7に基づいて説明する。
【0027】
まず、リードフレーム15に接合するICが小サイズのlC5Aである場合には、超音波ホーン2の先端取付部2aに第1のコレット3Aを取付けてその小型吸着部4Aにより供給部(図示しない)上のlC5Aを吸着保持する。
【0028】
また、リードフレーム15に接合するICが大サイズのlC5Bである場合には、第1のコレット3Aに代えて第2のコレット3Bを超音波ホーン2に取付けてその大型吸着部4BによりlC5Bを吸着保持する。
【0029】
このようにlC5A(或いは5B)を吸着保持したのち、図6(a)に示すようにコレット3A(或いは3B)をリードフレーム15上に移動させ、この状態からコレット3A(或いは3B)を下降させる。これにより、図7の下降曲線Kに示すようにIC5A(或いは5B)が下降され、この下降途中からサーチが行なわれるとともに、図6(b)に示すように超音波振動が付与されてIC5A(或いは5B)が振動する。この振動する状態でlC5A(或いは5B)が所定量下降されると図6(c)に示すようにリードフレーム15上のハンダ16に接触されてマウントされる。このマウント後、図6(d)に示すようにコレット3A(或いは3B)が上昇されて次の工程に備える。
【0030】
図8は、上記したICの接合動作時における発振周波数、超音波振幅、コレット先端温度の特性差を示すものである。
【0031】
即ち、超音波発振周波数は、図8(a)に示すように、ICのサイズによって変化することなく、一定となる。
【0032】
また、超音波設定値に対する超音波振幅も図8(b)に示すように、ICのサイズによる差が少なくなる。
【0033】
さらに、時間(マウント数)に対するコレット先端温度も図8(c)に示すように、ICのサイズによる温度差が少なくなる。
【0034】
上記したように、小型及び大型の吸着部4A,4Bにその外周部を囲むように同一の外形寸法を有するバランサ11,13を設けるため、第1及び第2のコレット3A,3Bの外形サイズはICのサイズによらず一定の大きさとなる。
【0035】
従って、ICサイズに応じてコレットを交換しても、超音波系から見た負荷は一定となり、コレット間の発振周波数、超音波振幅の特性差は大幅に低減され、略同一の特性となる。また、コレット先端の熱容量も一定となり、温度特性差も解消できる。
【0036】
また、バランサ11,13の下面部は吸着部4A,4Bの下面部よりも所定寸法hだけ大きくリードフレーム15から離されるため、IC5A,5Bの接合動作時におけるバランサ11,13の下面部へのハンダの付着も極力防止することができる。
【0037】
以上より、品種切替時間の短縮、接合品質安定化が図れ、生産性、品質の向上が可能となる。
【0038】
図9は小型吸着部の他の実施の形態を示す斜視図で、図10はその断面図である。
【0039】
上記した第1の実施の形態における小型吸着部4Aは角型凹状に構成されるが、この小型吸着部21Aは丸型平坦状に構成され、その外周部には丸型のバランサ22が一体的に設けられている。バランサ22は外径がL、厚さがHとなっている。
【0040】
図11は大型吸着部の他の実施の形態を示す斜視図で、図12はその断面図である。
【0041】
この大型吸着部21Bは、上記した小型吸着部21Aと同様に丸型平坦状に形成され、その外周部には丸型のバランサ23が一体的に設けられている。バランサ23は小型吸着部21Aのバランサ22と同様に外径がL、厚さがHとなっている。
【0042】
このように丸型平坦状の吸着部21A,21Bであっても上記第1の実施の形態と同様の作用効果を得ることができる。
【0043】
その他、本発明はその要旨の範囲内で種々変形実施可能なことは勿論である。
【0044】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、半導体素子の品種毎の超音波と温度特性差を大幅に低減でき、装置特性評価の簡略化、接合条件管理の容易化、品種切替時の段取り時間短縮、条件設定間違いによる不良低減等の効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の形態である半導体素子の接合装置を示す斜視図。
【図2】図1の接合装置に備えられる第1のコレットの吸着部を示す斜視図。
【図3】図2の吸着部によって吸着されたICが接合される状態を示す断面図。
【図4】図1の接合装置に備えられる第2のコレットの吸着部を示す斜視図。
【図5】図4の吸着部によって吸着されたICが接合される状態を示す断面図。
【図6】図2或いは図4の吸着部によって吸着されたICの接合動作を示す図。
【図7】図6のIC接合動作時におけるコレットの下降曲線を示す図。
【図8】(a)は、図6のIC接合動作時におけるICサイズに応じた超音波周波数の変化を示すグラフ図、(b)は、ICサイズに応じた超音波振幅の差を示すグラフ図、(c)は、ICサイズに応じたコレット先端温度の温度差を示すグラフ図。
【図9】第1の吸着部の他の実施の形態を示す斜視図。
【図10】図9の第1の吸着部によって吸着されたICが接合される状態を示す断面図。
【図11】第2の吸着部の他の実施の形態を示す斜視図。
【図12】図11の第2の吸着部によって吸着されたICが接合される状態を示す断面図。
【図13】従来の大型吸着部を示す斜視図。
【図14】従来の小型吸着部を示す斜視図。
【図15】(a)は、従来のIC接合動作時におけるICサイズに応じた超音波周波数の変化を示すグラフ図、(b)は、ICサイズに応じた超音波振幅の差を示すグラフ図、(c)は、ICサイズに応じたコレット先端温度の温度差を示すグラフ図。
【符号の説明】
1…超音波振動子(振動付与手段)
2…超音波ホーン
3A,3B…第1及び第2のコレット
4A,4B…第1及び第2の吸着部(小型及び大型の吸着部)
5A,5B…半導体素子(IC)
7…ヒータ(加熱手段)
11、13…バランサ
15…リードフレーム(被接合部材)
21A,21B…第1及び第2の吸着部(小型及び大型の吸着部)
22、23…バランサ
Claims (4)
- 第1のサイズの半導体素子を吸着保持する第1の吸着部を有する第1のコレット、或いは前記第1のサイズと異なる第2のサイズの半導体素子を吸着保持する第2の吸着部を有する第2のコレットを選択的に取付ける超音波ホーンと、
この超音波ホーンを超音波振動させることにより、前記第1或いは第2のコレトに吸着保持された半導体素子を被接合部材に接合させる振動付与手段とを具備し、
前記第1及び第2の吸着部はその外周部に、同一外形寸法を有するバランサを有し、その吸着面側を前記バランサから所定寸法突出させることを特徴とする半導体素子の接合装置。 - 前記第1及び第2の吸着部は、角型凹状に構成されたことを特徴とする請求項1記載の半導体素子の接合装置。
- 前記第1及び第2の吸着部は、丸型平坦状に構成されたことを特徴とする請求項1記載の半導体素子の接合装置。
- 前記第1或いは第2のコレットを非接触で加熱する加熱手段を備えたことを特徴とする請求項1記載の半導体素子の接合装置。
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---|---|---|---|
JP2003209306A JP2005072081A (ja) | 2003-08-28 | 2003-08-28 | 半導体素子の接合装置 |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2009231825A (ja) * | 2008-02-26 | 2009-10-08 | Panasonic Electric Works Co Ltd | 実装方法および吸着コレット |
JP2010050465A (ja) * | 2009-09-11 | 2010-03-04 | Tdk Corp | 超音波振動を用いて実装部品を被実装部品に実装する実装装置 |
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2003
- 2003-08-28 JP JP2003209306A patent/JP2005072081A/ja active Pending
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