JP2006086463A - リッド仮付け装置と仮付け電極 - Google Patents

Abstract

【課題】パッケージの小型化において吸着ノズルと仮付け電極の接触を防止し、リッドの仮付けを正常に実施することが可能なリッド仮付け装置を提供することを目的とする。
【解決手段】半導体チップ等の収納パッケージの金属製の蓋（リッド）を吸着する吸着ノズルと、該吸着ノズルを昇降し前記リッドを前記収納パッケージの開口部に載置し保持する昇降手段と、前記昇降手段によって昇降し前記保持されたリッドの辺縁部に接触する一対の仮付け電極と、前記一対の仮付け電極間に電圧を加え前記リッドを前記パッケージにスポット溶接し仮付けするための給電手段とを備えたリッド仮付け装置において、前記一対の仮付け電極が互いに対向する面にそれぞれ絶縁部材を備え、前記絶縁部材の間隙に前記吸着ノズルを配置したことを特徴とするリッド仮付け装置。
【選択図】 図１

Description

本発明は、半導体チップ等の収納パッケージを封止するシーム溶接において、金属蓋（リッド）を収納パッケージに仮付けする装置に関する。

従来から、半導体素子、水晶振動子等の収納パッケージの封止において、抵抗シーム溶接法と呼ばれる方法が利用されている。図３は抵抗シーム溶接法における、気密封止前の収納パッケージの外観図を示したものである。図３において、収納パッケージは、パッケージベース１と、前記パッケージベース１にろう接された金属製のフレーム（シールリング）２と、気密封止用の金属蓋（リッド）３とを備えている。

図４は、抵抗シーム溶接法におけるリッドを仮付けする工程を示したものである。
まず、図４（Ａ）に示すように吸着ノズル４にてリッド３を吸着する。
次に、吸着ノズル４を降下してパッケージ１の開口部のシールリング２上にリッド３を載置し、これを保持する。（図４（Ｂ））
次に、一対のテーパ付きローラ電極５ａ、５ｂを降下し、リッド３の辺縁部にこれを接触させ所定の圧力を加えて保持する。そこで、ノズル４を降下したままで、前記テーパ付きローラ電極５ａと５ｂとの間に図示しない給電装置から所定時間電流を流し、テーパ付きローラ電極５ａ、５ｂとリッド３との接触部分に発生するジュール熱によってシールリング２の一部を溶融させ、リッド３の辺縁の一部をスポット溶接（仮付け）する。（図４（Ｃ））

この後、リッド３の吸着を解除してノズル４を上昇させ、テーパ付きローラ電極５ａ、５ｂをリッドの辺縁に沿って回転移動させながら給電すると、シールリング２が順次溶融し、リッド３の辺縁全周がパッケージベースにシーム溶接（本付け）される。ここで、リッド３をパッケージベース１に仮付けする理由は、リッド３を保持しないままローラ電極５ａ、５ｂを接触させると、リッド３が微かに移動し位置ズレを起こしてしまうからである。なお、ここでは便宜上リッド３の仮付けと本付けを一つの装置で兼用するものとして説明したが、仮付けの工程と本付けの工程とを分け、それぞれ専用の装置で行うことも可能である。

しかしながら、近年の電子機器の小型軽量化の要求から、半導体素子や水晶振動子等のパッケージサイズも縮小傾向にある。例えば水晶振動子においては、３．２×２．５ｍｍのサイズが主流となり、２．５×２．０ｍｍ、２．０×１．６ｍｍへと小型化は進みつつある。前述したようにリッド３の位置ズレを防止する目的で、吸着ノズル４でリッド３を押さえながらこれを仮付けしているが、テーパ付きローラ電極５ａ、５ｂの間隔は、当然ながら少なくとも吸着ノズル４の太ささ以上にする必要がある。一方、吸着ノズル４を細いものにするとリッド３の吸着力が低下し、リッド３がズレやすくなるため、これを細くすることにも限界がある。従って、パッケージサイズが更に小さいものには対応できないという問題が生じてきている。

そこで、このような問題に対応するため、特開２００３−１４２８号において、テーパ付きローラ電極５ａ、５ｂを吸着ノズル４を中心軸として回転させ、図５に示すようにリッド３の辺縁の対角頂点を仮付け（スポット溶接）するといった内容が開示されている。
このようにすると、パッケージが更に小さくなったとき、ノズル径を細くせずに、テーパ付きローラ電極５ａ、５ｂの間隔を狭めることが可能である。
特開２００３−１４２８号

ところが、特開２００３−１４２８号にて開示された従来のリッド仮付け装置には、次のような問題点がある。すなわち、更なるパッケージの小型化が進むと吸着ノズルとテーパ付きローラ電極との間隔がますます狭まるので、吸着ノズルとテーパ付きローラ電極を昇降させるとこれらが接触する可能性が高くなる。吸着ノズルとテーパ付きローラ電極が接触すると、テーパ付きローラ電極への通電が正常にできなくなるため、仮付けが正常にできない、或いはテーパ付きローラ電極を破損するといった問題が生じる。
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、パッケージの小型化に対応可能なリッドの仮付け装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、請求項１記載の発明においては、半導体チップ等の収納パッケージの金属製の蓋（リッド）を吸着する吸着ノズルと、該吸着ノズルを昇降し前記リッドを前記収納パッケージの開口部に載置し保持する昇降手段と、前記昇降手段によって昇降し前記保持されたリッドの辺縁部に接触する一対の仮付け電極と、前記一対の仮付け電極間に電圧を加え前記リッドを前記パッケージにスポット溶接し仮付けするための給電手段とを備えたリッド仮付け装置において、前記一対の仮付け電極が互いに対向する面にそれぞれ絶縁部材を備え、前記絶縁部材の間隙に前記吸着ノズルを配置したものである。

また、請求項２記載の発明においては、請求項１において、前記一対の仮付け電極が互いに対向する面にそれぞれ形成した凹陥部と、該凹陥部に圧入した絶縁部材とを備え、該絶縁部材を前記凹陥部から突出させ、圧入した絶縁部材の間隙に前記吸着ノズルを配置したものである。

また、請求項３記載の発明においては、半導体チップ等の収納パッケージの金属製の蓋（リッド）を吸着する吸着ノズルと、該吸着ノズルを昇降し前記リッドを前記収納パッケージの開口部に載置し保持する昇降手段と、前記昇降手段によって昇降し前記保持されたリッドの辺縁部に接触する一対の仮付け電極と、前記一対の仮付け電極間に電圧を加え前記リッドを前記パッケージにスポット溶接し仮付けするための給電手段とを備え、前記一対の仮付け電極の間隙に前記吸着ノズルを配置したリッド仮付け装置に用いる仮付け電極であって、前記一対の仮付け電極が互いに対向する面にそれぞれ絶縁部材を備えたものである。

また、請求項４記載の発明においては、請求項３において、前記一対の仮付け電極は、互いに対向する面にそれぞれ形成した凹陥部と、該凹陥部に圧入した絶縁部材とを備え、該絶縁部材を前記凹陥部から突出させたものである。

本発明のリッド仮付け装置は、半導体チップ等の収納パッケージの金属製の蓋（リッド）を吸着する吸着ノズルと、前記リッドの辺縁部に接触する一対の仮付け電極とを備え、前前記一対の仮付け電極に給電し前記リッドを前記パッケージにスポット溶接し仮付けするものであり、前記一対の仮付け電極が互いに対向する面にそれぞれ形成した凹陥部と、該凹陥部に圧入した絶縁部材とを備え、該絶縁部材を前記凹陥部から突出させ、前記絶縁部材の間隙に前記吸着ノズルを配置したものである。したがって、本発明はパッケージの小型化において吸着ノズルと仮付け電極の接触を防止し、リッドの仮付けを正常に実施することが可能なリッド仮付け装置を提供する上で効果を奏する。

本発明を図面に示した実施の形態に基づいて説明する。
図１は本発明に係わるリッド仮付け装置（一部）の断面図と側面図である。
図１において、リッド仮付け装置は、昇降手段（図示せず）によって昇降すると共にリッドを吸着してこれを収納パッケージの開口部に載置して保持する吸着ノズル４と、昇降手段（図示せず）によって昇降すると共に収納パッケージの開口部に載置されたリッドの辺縁に接触する一対の仮付け電極６ａ、６ｂと、前記仮付け電極６ａ、６ｂをそれぞれ保持する電極ホルダ７ａ、７ｂと、前記仮付け電極６ａ、６ｂに圧入された絶縁材料８ａ、８ｂとを備えている。

ここで、図２（Ａ）に示すように、仮付け電極６ａ、６ｂの対向する面にそれぞれ円柱状に陥没した凹陥部９ａ（９ｂ）を形成し、ここに円柱状の絶縁材料８ａ（８ｂ）が圧入されている。また、図２（Ｂ）に示すように、絶縁材料８ａ（８ｂ）は凹陥部９ａ（９ｂ）の形成面から一部突出しており、この突出部分の間隙（絶縁材料８ａ、８ｂの対向面の間隙）に前記吸着ノズル４が配置されている。
絶縁材料８ａ、８ｂとして、スーパータフＣＬ（作新工業株式会社製）といった樹脂材料を用い、絶縁材料８ａ、８ｂの凹陥部９ａ（９ｂ）の形成面からの突出は約０．２ｍｍに設定している。なお、前記仮付け電極６ａ、６ｂ間に給電し電流を流すための給電手段を備えているが図示を省略する。

ここで、図１に示したリッド仮付け装置によるリッド仮付けの工程は、図４において説明した従来例と同じなので詳細は省略するが、吸着ノズル４が絶縁材料８ａ、８ｂの間隙に配置されているので、吸着ノズル４或いは前記仮付け電極６ａ、６ｂが昇降してもこれらが接触することを防止するのことができる。従って、給電手段（図示せず）から仮付け電極６ａ、６ｂへ正常に給電することが可能となり、リッド３を正常に仮付けすることができると共に、仮付け電極６ａ、６ｂがショートし破損することを防止することができる。

以上、説明したリッド仮付け装置において、絶縁材料８ａ、８ｂはスーパータフＣＬ（作新工業株式会社製）といった樹脂材料を用いたが、これに類似するものであれば、どのようなものであっても構わないが、吸着ノズル４と絶縁材料８ａ、８ｂとの接触によって絶縁材料８ａ、８ｂの一部が塵芥として剥離し、これがパッケージ内部に混入する可能性があるため、耐久性が高く摩擦抵抗の小さいものを絶縁材料として選択するのが望ましい。
また、仮付け電極６ａ、６ｂへ圧入する絶縁材料８ａ、８ｂは円柱状としたが、これに限定されるものでなく、例えば立方体や直方体といった形状であっても良い。また、絶縁材料８ａ、８ｂの仮付け電極６ａ、６ｂからの突出寸法を約０．２ｍｍとしたが、リッド、吸着ノズル４、或いは仮付け電極６ａ、６ｂの寸法形状に応じて突出寸法を適宜設定すれば良いことは言うまでもない。仮付け電極６ａ、６ｂの形状についてもテーパ付きのローラ状のものとして説明したが、これに限定されるものでなく、リッドに接触し仮付けを行うものであればどの様な形状であっても構わない。

本発明に係るリッド仮付け装置の外観図。 本発明に係る本発明に係るリッド仮付け装置の仮付け電極の外観図。 収容パッケージの外観図。 従来のリッド仮付け装置の仮付け工程を示した図。 従来のリッド仮付け装置によるリッド仮付け部位を示した図。

符号の説明

１・・パッケージベース
２・・シールリング（シールフレーム）
３・・リッド
４・・吸着ノズル
５ａ、５ｂ・・仮付け電極
６ａ、６ｂ・・仮付け電極
７ａ、７ｂ・・仮付け電極ホルダ
８ａ、８ｂ・・絶縁部材

Claims (4)

1. 半導体チップ等の収納パッケージの金属製の蓋（リッド）を吸着する吸着ノズルと、該吸着ノズルを昇降し前記リッドを前記収納パッケージの開口部に載置し保持する昇降手段と、前記昇降手段によって昇降し前記保持されたリッドの辺縁部に接触する一対の仮付け電極と、前記一対の仮付け電極間に電圧を加え前記リッドを前記パッケージにスポット溶接し仮付けするための給電手段とを備えたリッド仮付け装置において、前記一対の仮付け電極が互いに対向する面にそれぞれ絶縁部材を備え、前記絶縁部材の間隙に前記吸着ノズルを配置したことを特徴とするリッド仮付け装置。
2. 前記一対の仮付け電極の互いに対向する面にそれぞれ形成した凹陥部と、該凹陥部に圧入した絶縁部材とを備え、該絶縁部材を前記凹陥部から突出させ、突出した絶縁部材の間隙に前記吸着ノズルを配置したことを特徴とする請求項１記載のリッド仮付け装置。
3. 半導体チップ等の収納パッケージの金属製の蓋（リッド）を吸着する吸着ノズルと、該吸着ノズルを昇降し前記リッドを前記収納パッケージの開口部に載置し保持する昇降手段と、前記昇降手段によって昇降し前記保持されたリッドの辺縁部に接触する一対の仮付け電極と、前記一対の仮付け電極間に電圧を加え前記リッドを前記パッケージにスポット溶接し仮付けするための給電手段とを備え、前記一対の仮付け電極の間隙に前記吸着ノズルを配置したリッド仮付け装置に用いる仮付け電極であって、前記一対の仮付け電極が互いに対向する面にそれぞれ絶縁部材を備えたことを特徴とする仮付け電極。
4. 前記一対の仮付け電極は、互いに対向する面にそれぞれ形成した凹陥部と、該凹陥部に圧入した絶縁部材とを備え、該絶縁部材を前記凹陥部から突出させたことを特徴とする請求項３記載のリッド仮付け装置に用いる仮付け電極。
   
   
   
   
   
   
   

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