JP2010004043A - メタルボンディングパッドを有する構成要素組み立て装置 - Google Patents

メタルボンディングパッドを有する構成要素組み立て装置 Download PDF

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Abstract

【課題】金属製パッドの接合時にパッドの金属接触面が酸化しないようにしたメタルボンディングパッドを有する構成要素組み立て装置を提供する。
【解決手段】組立装置１はプレート２および３からなり、これらのプレート２および３は相互に相対的に移動でき、それぞれ金属製構成要素４および５を保持し、金属製構成要素４および５が接触すると、金属製構成要素４および５の間にこれらを囲む平らな室１８を残す。この平らな室１８は還元ガス状流体Ｇ１で飽和できる。
【選択図】図４

Description

本発明はメタルボンティングパッドを有する構成要素、特にマイクロエレクトロニック(超小型電子)構成要素を組み立てる装置に関する。
従来例の説明
構成要素を、それらの金属製パッドを接合して組み立てるためこのパッドの金属接触面は酸化しないことが必須である。
そのような接触面は周囲の空気からの酸素と接触して自然に酸化し、従って、接合前に既に酸化している。こららは、又、接合中加熱されるあいだ、かなり酸化し、この接合の質を落とす。
本発明の目的はこの欠点を解消することである。
この目的のため、本発明によれば、メタルボンディングパッドを有する構成要素、特にマイクロエレクトロニック構成要素を組み立てる装置は、相互に対面し、相互に相対的且つ平行に移動して、接近および離間する第１プレートと第２プレートとからなり、これらの第１プレートと第２プレートとはそれぞれ、少なくとも１つの第１のそのような構成要素(メタルボンディングパッドを有する構成要素)と、少なくとも１つの第２のそのような構成要素(メタルボンディングパッドを有する構成要素)とを有し、上記の第１および第２構成要素をそれぞれ加熱するための加熱手段を備え、上記の構成要素は相互に対面し、それぞれのメタルパッドは上記の第１プレートおよび第２プレートを接近させることにより相互に接触できるものにおいて、
− 上記の第１プレートは上記の第１構成要素を囲む第１外側領域を有し、少なくとも
・ 上記の第１構成要素に対し半径方向に近く、還元ガス状の流体が供給され得る第１オリフィスと、
・上記の第１構成要素に対し半径方向に離れ、不活性ガス状の流体が供給され得る第２オリフィスと、
・ 上記の第１オリフィスと上記の第２オリフィスとの間に半径方向に置かれ、吸引手段に連結され得る第３オリフィスとを備え、
− 上記の第２プレートは上記の第２構成要素を囲む第２外側領域を有し、上記の第１プレートの少なくとも全てを覆うことができ、
− 上記の第１および第２プレートが相互に接触すると、上記の第１プレートと第２プレートとはそれらの間に上記の第１および第２構成要素とを囲む平らな室を残すことを特徴とする組立装置である。
よって、上記の構成要素が相互に接触すると、第１オリフィスは還元ガス混合物、例えば、酸と窒素とをベースとする混合物を上記の平らな室に噴射して上記の構成要素を囲む空間を飽和し、これにより、一方では、上記の金属接触面を還元し、他方では、大気からの酸素による酸化からこれらを保護することができる。更に、第２オリフィスは不活性ガス、例えば、窒素を平らな室の周囲の空間に噴射して障害物を形成し、空気が上記の平らな室に侵入するのを防ぐ。このように、平らな室内を酸素の無いガス状環境に維持することにより、上記の金属接触面の酸化は防げる。最後に、こうして平らな室に噴射される還元ガス混合物と不活性ガスは、第１と第２オリフィスとの間の第３オリフィスを介して吸い出される。こうして平らな室のガス混合物は補充され、上記の室に酸素が無いことが保証される。還元ガス混合物を吸引することにより、又、上記の平らな室から上記の混合物が漏洩することを防ぎ、こうして組立装置は操作者の健康を害することなく使用できる。
この目的のため、上記の第３オリフィスを介して吸入される上記のガスの流量率は上記の平らな室に導入されるガスの流量率の合計未満であることが望ましい。よって、第１および第２オリフィスを介して噴射された、平らな室のガス状流体の圧力は大気圧より少なくとも僅かに上であり、これにより空気が平らな室の周囲を介して侵入するのを防ぐ。
上記の第１、第２および第３オリフィスの各々が上記の第１構成要素を囲むリングの形態を採り、これらのリングが同心であることが望ましい。
よって、ガス状流体は平らな室に均一に噴射され、そこから非常に有効に吸い出される。
上記のプレート同士間のガス状環境の非酸化の質を更に向上させるため、上記の第１プレートは低い流量率の不活性ガスを噴射できる第４オリフィスも含み、不活性ガスで上記の第１構成要素を囲む領域を飽和させることができ、酸素を保持する事もでき得る。
上記の第２プレートは、上記の第２外側領域の周囲に、上記の第１および第２構成要素が相互に接触する際上記の平らな室の周囲を少なくとも部分的にシールできる手段を保持するのが好ましい。
従って、上記のシール手段は、本発明の組立装置を囲む大気に対する障害となる追加の障壁を創る。更に、平らな室の周囲が少なくとも部分的にシールされているので、室内の圧力はかなり増加し、大気からの酸素が平らな室に侵入するのを防いでいる。
上記のシール手段は上記の第２プレートで捕らえられている硬性リングにより形成されていて、上記の第１および第２プレートの相対的移動に対し平行に制限的に摺動自在である。そして上記の硬性リングは、このリングを上記の第２プレートに後退させることのできる作動機のロッドに着脱自在に取り付けられているのが望ましい。
本発明による一つの実施例における組立装置であって、この装置の第１および第２プレートが相互から離間している際の略横断面図である。 本発明の装置の第１プレートの図１の矢印IIに沿う略平面図である。 シール手段の硬性リングが第１プレートに接触していて、第１および第２構成要素が相互から離間している際の本発明の装置の図１に対応する図である。 第１および第２構成要素が相互に接触している図３に対応する図である。 上記の２つのプレートが離間している際の図１のシール手段の要部拡大図である。 第１および第２プレートが接近している際の図５に対応する図である。
添付図面の図により本発明がどのように実施されるかが明確に理解される。これら図中、同一符号は同一要素を示す。
図１、３および４に示されているメタルボンディングパッドを有する構成要素の組立装置(１)は、相互に対面し、例えば、円形状の第１プレート(２)と第２プレート(３)とからなり、これらは、それぞれメタルボンディングパッドを備えた第１構成要素(４)と第２構成要素(５)とを保持する。これらの図では、上記のメタルボンディングパッドは図示されていない。
上記の２つのプレート(２)と(３)とは軸Ｘ−Ｘに沿って相互に相対的に且つ平行に移動でき、以下に示す２つの位置のうちの１つを採ることができる。
− 第１プレート２および第２プレート３が相互から離間する離間位置(図１)。この位置では、マイクロスコープ(７)が、２つのプレート(２)と(３)との間に形成された内部空間(６)に挿入され、第１構成要素(４)と第２構成要素(５)とを正確に一直線上に整列できる。そのような整列は例えば第２プレート(３)を、第１プレート(２)に対し平行な面を形成する２つの直交方向(このうちの１つは矢印(23)により象徴的に示されている)に沿って第２プレート３を移動させることにより行われる位置と、
− 第１構成要素(４)および第２構成要素(５)の金属製パッドが相互に接触して、接合準備態勢にある接合位置(図４)。
更に、プレート(２)と(３)の各々は組み立てられる構成要素の下方に置かれている加熱手段を含む。この加熱手段は構成要素が載っている加熱プレート(８)からなる。
本発明によれば、図１〜図４に示されているように、第１プレート(２)は、又、第１構成要素(４)を囲む第１外側領域(９)を含む。
上記の第１外側領域(９)は
− 半径方向で第１構成要素(４)に近い第１オリフィス(10)であって、第１プレート(２)と第２プレート(３)とが上記の接合位置(図４)を採ると第１供給手段(11)により、(図４中矢印Ｇ１で象徴的に示されている)還元ガスを供給でき、第１構成要素(４)を保持する加熱プレート(８)を囲む環状空間(24)に開口する第１オリフィス(10)と、
− 半径方向で第１構成要素(４)から離れている第２オリフィス(12)であって、２つのプレート(２)と(３)とが上記の接合位置にある際、第２供給手段(13)により、(図４中矢印Ｇ２で象徴的に示されている)不活性ガスを供給でき、第１プレート(２)の第１外側領域(９)の表面に開口する第２オリフィス(12)と、
− 第１外側領域(９)の表面上に、第１オリフィス(10)と第２オリフィス(12)との間で半径方向に置かれて、吸引手段(15)に連結されている第３オリフィス(14)と、
− 第１オリフィス(10)と、第１構成要素(４)を支持する加熱プレート(８)との間に挿入され、上記の環状空間(24)を飽和できる(図４中矢印Ｇ３により象徴的に示されている)低い流量率の不活性ガスを噴射できる第４オリフィス(16)とを
備える。
第１、第２および第３オリフィス(10)、(12)および(14)は第１構成要素(４)を囲むリングの形態を採り、同心である。
図１〜図４に示されているように、第１供給手段(11)と第２供給手段(13)とは、第１プレート(２)に収容され、供給路(それぞれ(11b)と(13b))とを介してガスが供給される環状のガス室(それぞれ(11a)および(13a))を備えている。第１供給手段(11)と第２供給手段(13)のガス室からの流出オリフィスは、それぞれ、第１オリフィス(10)と第２オリフィス(12)とに対応する。
更に、吸引手段(15)は、第１プレート(12)内に設けられ、排出路(15b)に連結されている環状ガス回収領域(15a)からなる。
本発明によれば、第２プレート(３)は第２構成要素(５)を囲む第２外側領域(17)を含み、接合位置(図４)では第１プレート(２)を完全に覆っている。
図４に示されているように、接合位置では、第１プレート(２)と第２プレート(３)とはそれらの間に平らな室(18)を残すのが望ましく、この室(18)はそれらの金属製パッドを介して接触している第１構成要素(４)と第２構成要素(５)とを囲んでいる。
図示の本発明の実施例によれば、第２プレート(３)は、接合位置で上記の平らな室の周囲をシールできるシール手段(19)を保持する。
図１、３および４に示されているように、シール手段(19)は、第２プレート(３)で捕らえられ、２つのプレート(２)と(３)との相対的移動と平行に制限的に摺動自在である硬性リングにより形成されている。
より正確には、図５および図６に示されているように、硬性リング(20)は第２プレート(３)の上周部で直径方向に対向する位置に置かれている第１および第２アクチュエータ(22)のロッド(21)に着脱自在に取り付けられている。これらのアクチュエータ(22)は硬性リング(20)を第２プレート(３)に後退できる。
よって、接合位置から離間位置までのプレート(２)と(３)との相対的離間移動中は、２つのアクチュエータ(22)の各々のロッド(21)は後退し、硬性リング(20)は第２プレート(３)内に入る(図１)。
その反対に、２つのプレート(２)と(３)とが接合位置に到達するため相対的に接近移動中は、２つのアクチュエータ(22)のロッド(21)は伸長し、硬性リング(20)は重力により第２プレートから離れる。
図３および図４に示されているように、第１プレート(２)の第１外側領域(９)と接触すると、硬性リング(20)は、２つのプレート(２)と(３)とが接合位置に到達する前(図４)に第２プレート内に僅かに後退する(図３)。
接合位置に到達すると、硬性リング(20)は平らな室(18)の周囲を少なくとも部分的にシールし、還元ガス(Ｇ１)、不活性ガス(Ｇ２)および不活性飽和ガス(Ｇ３)は、それぞれ、第１オリフィス(10)、第２オリフィス(12)および第４オリフィス(16)を介して平らな室(18)に噴射できる。

Claims (8)

  1. メタルボンディングパッドを有する構成要素、特にマイクロエレクトロニック構成要素の組立装置であって、その装置は、相互に対面し、相互に相対的且つ平行に移動して、接近および離間する第１プレートと第２プレートとからなり、これらの第１プレートと第２プレートとはそれぞれ、少なくとも１つの第１構成要素と、少なくとも１つの第２構成要素とを有し、上記の第１および第２構成要素をそれぞれ加熱するための加熱手段を備え、上記の構成要素は相互に対面し、それぞれの金属製パッドは上記の第１プレートおよび第２プレートを接近させることにより相互に接触できるに構成してあり、
    − 上記の第１プレートは上記の第１構成要素を囲む第１外側領域を有し、少なくとも
    ・ 上記の第１構成要素に対し半径方向に近く、還元ガス状流体が供給され得る第１オリフィスと、
    ・ 上記の第１構成要素から半径方向に離れ、不活性ガス状流体が供給され得る第２オリフィスと、
    ・ 上記の第１オリフィスと上記の第２オリフィスとの間に半径方向に置かれ、吸引手段に連結され得る第３オリフィスとを備え、
    − 上記の第２プレートは上記の第２構成要素を囲む第２外側領域を有し、上記第１プレートの少なくとも全てを覆うことができ、
    − 上記の第１および第２プレートが相互に接触すると、上記の第１プレートと第２プレートとはそれらの間に上記の第１および第２構成要素を囲む平らな室を残すことを特徴とするメタルボンディングパッドを有する構成要素組立装置。
  2. 上記の第１、第２および第３オリフィスの各々が上記の第１構成要素を囲むリングの形態を採る請求項１に記載のメタルボンディングパッドを有する構成要素組立装置。
  3. 上記の第１、第２および第３オリフィスが同心である請求項２に記載のメタルボンディングパッドを有する構成要素組立装置。
  4. 上記の第１プレートは低い流量率の不活性飽和ガスを上記の第１構成要素の周りに噴射できる第４オリフィスを含む請求項１に記載のメタルボンディングパッドを有する構成要素組立装置。
  5. 上記の第３オリフィスを介して吸入されるガスの流量率は上記の平らな室に導入されるガスの流量率の合計未満である請求項１に記載のメタルボンディングパッドを有する構成要素組立装置。
  6. 上記の第２プレートが、上記の第２外側領域の周囲に、上記の第１および第２構成要素が相互に接触する際上記の平らな室の周囲を少なくとも部分的にシールできる手段を保持する請求項１に記載のメタルボンディングパッドを有する構成要素組立装置。
  7. 上記のシール手段は上記の第２プレートで捕らえられている硬性リングにより形成されていて、上記の第１および第２プレートの相対的移動に対し平行に制限的に摺動自在である請求項６に記載のメタルボンディングパッドを有する構成要素組立装置。
  8. 上記の硬性リングは、上記のリングを上記の第２プレートに後退させることのできるアクチュエータのロッドに着脱自在に取り付けられている請求項７に記載のメタルボンディングパッドを有する構成要素組立装置。
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