JP2014103372A - 半導体パッケージング用の拡張連通室を有する加圧容器 - Google Patents

Abstract

【課題】半導体パッケージング用の拡張連通室を有する加圧容器を提供すること及び、半導体パッケージング処理で均一加熱を提供するために用いられる加圧容器を提供すること。
【解決手段】半導体パッケージング用の拡張連通室を有する加圧容器を開示しており、これは、ヒータがその中に取り付けられる受容空間を有するキャビティを備え、該受容空間は所定の圧力に維持されるように、加圧制御アセンブリを介して圧力源に接続されている。キャビティは、拡張連通室に接続されており、この拡張連通室は、モータをその中に収容するモータ収容室に連結されている。モータ収容室は、拡張連通室とキャビティとによって、一定の室圧に維持される。キャビティの受容空間は、その中に取り付けられたターボファンを備えている。モータがターボファンを駆動して回転させることで、キャビティの受容空間内にあるガスを流動させ、これによって、加圧容器内に配置される加熱対象物が均一に加熱されるようにしている。
【選択図】図３

Description

本発明は、半導体チップのパッケージング工程で用いられる加圧容器の設計に関し、特に、半導体パッケージング用の拡張連通室を有する加圧容器に関するものである。

半導体チップの従来のパッケージング工程では、まず最初に、ウェハをカットすることにより適当な大きさのチップが提供され、そしてこれらが、キャリア（基板およびリードフレームなど、外部電子信号との通信用チップを保持するいずれかのキャリアとすることができる）に接着される。
しかし、その接着工程では、接着剤が気泡を生じることがしばしばあり、このため、経年変化すると、接着剤はそこにボイドを形成し、これらは最終製品の信頼性および品質に影響を及ぼす。

従来の解決策では、接着用樹脂の成形過程で作り出される高温かつ高圧の時間的条件を利用して、樹脂接着層を脱気させている。あるいは、真空プロセスを適用することにより、樹脂接着層から気泡を脱出させることができる。または、チップと接着剤との間の界面に気泡がなくなるように、チップ装着機および固定具のプロセスパラメータが調整される。

特許文献１は、工業用恒温高圧容器装置を開示しており、これは、容器内で熱エネルギーを供給するために、圧力容器の密閉端の内側に複数の保持ピラーで固定された電熱装置を備えている。電熱装置は、その中央に攪拌装置のファンを備えている。そのファンは駆動軸を有し、これは容器の外縁の外に取り付けられた軸受座により受け取られて、容器の外に延出し、ベルトによってモータに連結されている。

容器の外に配置されたモータは、電熱装置の中央に取り付けられたファンを駆動するように機能し、これによりファンが回転して、加熱を受ける圧力容器内の高圧ガスを攪拌し、容器内にある高圧ガスを３℃未満の動作精度で一定温度に維持することができる。このような工業用恒温高圧容器装置は、半導体パッケージング工程で気泡を除去するために用いられる装置の１つである。

台湾実用新案第２５７３１４号

周知の技術では、加熱の均一性を確保するために、ターボファンが容器内に配置され、容器を通して延出する駆動軸に連結されている。その延出している場所には、容器の内側と外側の圧力差を効果的に分離するように軸封ユニットが配置されている。

そのような軸封ユニットは、容器内部の高温高圧状態に耐えるとともに、容器外部の常温常圧とも接しなければならないので、長い時間、極めて大きな温度差と圧力差のある状態に維持される。
このことは、軸封ユニットが損傷しやすいこと、部品／構成要素の費用が多大であること、頻繁な交換作業に費やされる多大な労力、マシンの運転停止により生産量が低下すること、を含むいくつかの欠点につながる。

そこで、本発明の目的は、半導体パッケージング用の拡張連通室を有する加圧容器を提供することであり、これによって、上記の欠点を解消するように、軸封のないモータ構成を提供している。

本発明の他の目的は、半導体パッケージング処理で均一加熱を提供するために用いられる加圧容器を提供することであり、該加圧容器は、加圧制御アセンブリに接続されることによって所定の圧力に維持され、また、加圧容器の内部にはターボファンが配置されて、その内部で回転可能であり、このターボファンを回転させるためのモータを備え、これにより、加圧容器内にある高温ガスを動かすことで、加圧容器内に配置された半導体材料を均一に加熱する。

本発明において採用する技術的解決法は、半導体パッケージング用の拡張連通室を有する加圧容器であり、これは、拡張連通室連結ターミナル部を有するキャビティを備え、そこに、所定の延出長さの拡張連通室であって、伝動軸が延在するための縮小されたボアを有する拡張連通室が連結されている。

拡張連通室は、伝動軸を支持するために、その中に取り付けられた少なくとも１つの軸受ユニットを有する。拡張連通室は、モータを受け入れて収容するモータ収容室に連結されている。モータ収容室は、拡張連通室とキャビティとによって、一定の室圧に維持され、これにより、モータは定圧状態に設定されて、軸封ユニットの使用が排除される。

本発明は、従来の容器の、軸封ユニットが高圧かつ高温に長い時間さらされることによって、マシンの運転停止につながって生産量に影響を与え得る頻繁な部品交換と労力の浪費の問題を解消する。

さらに、モータの寿命の延長を図るため、モータ収容室とキャビティとの間に温度差を生じさせる冷却装置が拡張連通室の外周面上に配置される。

また、拡張連通室は、少なくとも１つのフランジユニットと少なくとも１つのファスナ要素とによってキャビティに接続され、モータ収容室は、少なくとも１つのファスナ要素によって拡張連通室に連結されており、これによって、モータとターボファンの取り外しを容易にし、モータとターボファンの保守または交換にかかる時間および労力のコストを削減している。

本発明は、添付の図面を参照して、本発明の好ましい実施形態についての以下の説明を読むことで、当業者には明らかになるであろう。

本発明に係る第１の実施形態を断面で示す分解図である。 本発明に係る第１の実施形態を断面で示す組立図である。 本発明に係る第１の実施形態の動作を示す模式図である。 本発明に係る第２の実施形態を断面で示す分解図である。 本発明に係る第２の実施形態を断面で示す組立図である。

図１と２を参照する。本発明に従って構成された加圧容器は、その全体を１００で示しており、キャビティ１と、ドア２と、拡張連通室３と、モータ収容室４と、を備えている。ドア２は、キャビティ１の前端に、可動に取り付けられている。

キャビティ１は、その中に受容空間１０を形成しており、また、拡張連通室連結ターミナル部１５を有している。受容空間１０は、その中に取り付けられた、支持ラック１１と、少なくとも１つのヒータ１２と、を備えている。支持ラック１１は、その上に、加熱対象物を支持するために設けられている。加熱対象物は、例えば半導体チップとすることができる。

ヒータ１２は、ヒータブラケット１２１と、加熱管１２２と、を有している。ヒータブラケット１２１は、受容空間１０内の所定の位置に取り付けられており、加熱管１２２は、ヒータブラケット１２１に巻き付くように配置されており、これによって、受容空間１０を所定の温度上昇率で加熱するように、受容空間１０の内部で加熱を実施する。

受容空間１０は、その中に取り付けられたターボファン４３を備え、これは、キャビティ１の拡張連通室連結ターミナル部１５を通して延出する伝動軸４２によって、モータ４１に連結されている。ターボファン４３は、ヒータブラケット１２１の範囲内に配置されており、モータ４１は、ターボファン４３を選択的に駆動することで回転させて、これにより、キャビティ１の受容空間１０内にあるガスを流動させる。

キャビティ１の拡張連通室連結ターミナル部１５は、所定の延出長さの拡張連通室３に接続されており、これは、伝動軸４２がそれを貫通して延在するのに十分な縮小されたボアを有している。
拡張連通室３は、その中に、伝動軸４２を支持するために取り付けられた少なくとも１つの軸受ユニット４５を有している。さらに、拡張連通室３は、モータ４１をその中に受け入れて収容するモータ収容室４に連結されている。モータ収容室４は、モータ受容空間４０を形成している。

拡張連通室３は、少なくとも１つのフランジユニット８と少なくとも１つのファスナ要素９とによって、キャビティ１の拡張連通室連結ターミナル部１５に接続されている。モータ収容室４は、少なくとも１つのファスナ要素９ａによって、拡張連通室３に連結されている。

モータ収容室４は、拡張連通室３を利用して、キャビティ１の受容空間１０と、拡張連通室３の受容空間３０と、モータ収容室４のモータ受容空間４０とを相互に連通させるとともに、キャビティ１を一定のキャビティ圧力に維持するように、配置されている。拡張連通室３の外周面３１を取り囲むように冷却装置３２が設けられており、これによって、モータ収容室４とキャビティ１との間に温度差を維持している。

モータ４１は、必要な電力をモータ４１に供給する電源装置との接続用のペアの導線４１１に接続されている。モータ４１の温度を下げるために、モータ４１の外側を取り囲むように銅管４１２が配置されて、給水源に接続されている。

キャビティ１の受容空間１０には、拡張連通室３に近い位置にゲート４４が設けられており、これによって、キャビティ１の受容空間１０内を流れる高温ガスがモータ４１に影響を及ぼすことを防いでいる。

図３を参照する。受容空間１０は、さらに、その中に取り付けられた温度センサ１３と圧力センサ１４とを備えており、これらはコントローラ５に接続されている。

温度センサ１３は、受容空間１０の温度を検出し、温度検出信号Ｓ１を生成してコントローラ５に伝送する。コントローラ５は、加熱駆動信号Ｓ２を印加することで、ヒータ１２を駆動し、これにより、温度検出信号Ｓ１に従って、受容空間１０を所定の温度上昇率で所定の温度に加熱する。

圧力センサ１４は、キャビティ１のキャビティ圧力Ｐ１を検出し、圧力検出信号Ｓ３を生成してコントローラ５に伝送する。キャビティ１の受容空間１０は、圧力導入管６１を介して加圧制御アセンブリ６に接続される。加圧制御アセンブリ６は圧力源６２に接続されており、これによって、圧力源６２により生成される圧力をキャビティ１の受容空間１０内に供給して、キャビティ１を所定のキャビティ圧力Ｐ１に維持する。

圧力源６２は、外部に配置された工場配管６２１、または加圧容器１００に統合された空気圧縮機６２２とすることができる。圧力導入管６１は、コントローラ５が加圧制御アセンブリ６を駆動する加圧駆動信号Ｓ４を出すことで、圧力検出信号Ｓ３に従ってキャビティ１を所定のキャビティ圧力Ｐ１に維持するように作動する。

モータ収容室４は、拡張連通室３を利用して、受容空間１０と、受容空間３０と、モータ受容空間４０とを相互に連通させることで、モータ収容室４の室圧Ｐ２およびキャビティ１のキャビティ圧力Ｐ１が一定の内圧に設定される（すなわちＰ２＝Ｐ１）ように、配置されている。

本発明の一実施形態において、キャビティ１のキャビティ圧力Ｐ１は、２ａｔｍよりも高いレベルに維持され、これにより、モータ収容室４の室圧Ｐ２も同じく２ａｔｍよりも高い一定の内圧に設定される。
キャビティ１の受容空間１０の温度は、２５℃から１０００℃の間に設定される。モータ収容室４の温度は、キャビティ１に対して温度差が生じるように拡張連通室３および冷却装置３２が配置されていることによって、２５℃から５００℃の間に維持される。

モータ受容空間４０は、さらにモータ温度センサ１６を備えており、これが、モータ受容空間４０の温度を検出し、モータ温度検出信号Ｓ５を生成してコントローラ５に伝送することで、ユーザはモータ４１の温度を時間通りに監視することが可能である。

コントローラ５は、さらに、受容空間１０で到達されるべき所定の温度、温度上昇率、および圧力の手動設定を可能にする操作パネル７に接続されており、これによって、加熱対象物が所定の高温かつ高圧条件で均一に加熱されるように設定される。

図４および５を参照する。モータ収容室４は、さらに、取り外し可能な端部４６と蓋４７とを備えている。取り外し可能な端部４６は、モータ収容室４の選択された位置に形成されており、蓋４７は、少なくとも１つのファスナ要素９ｂによってモータ収容室４に締め付けられて、モータ収容室４と一緒にモータ受容空間４０を画定している。

本発明について、その好ましい実施形態を参照して説明しているが、添付の請求項により規定されるものとする本発明の範囲から逸脱することなく、種々の変形および変更を実施することができることは、当業者には明らかである。

Claims (10)

1. 半導体パッケージング用の拡張連通室を有する加圧容器であって、キャビティを備え、該キャビティは、受容空間をその中に形成するとともに、拡張連通室連結ターミナル部と、前記受容空間を所定の温度上昇率で所定温度に加熱するために前記キャビティの前記受容空間内に配置された少なくとも１つのヒータと、を有し、前記キャビティの前記受容空間を２ａｔｍより高い所定のキャビティ圧力に維持するため、前記受容空間は加圧制御アセンブリを介して圧力源に接続されており、前記キャビティの前記受容空間は、その中に配置されたターボファンを備え、これは、前記キャビティの前記拡張連通室連結ターミナル部を通して延出する伝動軸を介してモータに連結されており、
   前記キャビティの前記拡張連通室連結ターミナル部は、所定の延出長さの拡張連通室に連結され、これは、前記伝動軸が貫通して延在するのに十分な縮小されたボアを有し、また、前記拡張連通室は、その中に、前記伝動軸を支持するために取り付けられた少なくとも１つの軸受ユニットを備え、前記拡張連通室は、前記モータを受け入れて収容するモータ収容室に連結されており、前記キャビティの前記受容空間は、その中に取り付けられた少なくとも１つの圧力センサと少なくとも１つの温度センサとを備え、前記モータ収容室は、前記拡張連通室と前記キャビティとによって２ａｔｍより高い一定の室圧に維持され、前記モータ収容室と前記キャビティとの間に温度差を生じさせるために、前記拡張連通室の外周面上に冷却装置が配置されていることを特徴とする、
   半導体パッケージング用の拡張連通室を有する加圧容器。
2. 前記キャビティの前記受容空間は、２５℃から１０００℃の間の温度を有し、前記モータ収容室は、２５℃から５００℃の間の温度を有する、請求項１に記載の、半導体パッケージング用の拡張連通室を有する加圧容器。
3. 前記キャビティの前記受容空間は、該キャビティの該受容空間内のガス温度が前記モータに影響を及ぼすことを阻止および防止するゲートを備える、請求項１に記載の、半導体パッケージング用の拡張連通室を有する加圧容器。
4. 前記加圧制御アセンブリの前記圧力源は、空気圧縮機を含む、請求項１に記載の、半導体パッケージング用の拡張連通室を有する加圧容器。
5. 前記加圧制御アセンブリの前記圧力源は、工場配管を含む、請求項１に記載の、半導体パッケージング用の拡張連通室を有する加圧容器。
6. 前記モータは、該モータの温度を下げるために、該モータを取り囲む銅管を備える、請求項１に記載の、半導体パッケージング用の拡張連通室を有する加圧容器。
7. 前記モータ収容室は、その中にモータ受容空間を形成しており、該モータ受容空間は、該モータ受容空間の温度を検出するための少なくとも１つのモータ温度センサを備える、請求項１に記載の、半導体パッケージング用の拡張連通室を有する加圧容器。
8. 前記拡張連通室は、少なくとも１つのフランジユニットと少なくとも１つのファスナ要素とによって、前記キャビティの前記拡張連通室連結ターミナル部に接続されている、請求項１に記載の、半導体パッケージング用の拡張連通室を有する加圧容器。
9. 前記モータ収容室は、少なくとも１つのファスナ要素によって、前記拡張連通室に連結されている、請求項１に記載の、半導体パッケージング用の拡張連通室を有する加圧容器。
10. 前記モータ収容室は、取り外し可能な端部と蓋とを有し、前記取り外し可能な端部は、該モータ収容室の所定の位置に形成されており、前記蓋は、少なくとも１つのファスナ要素によって該モータ収容室に連結されて、該モータ収容室と一緒にモータ受容空間を画定している、請求項１に記載の、半導体パッケージング用の拡張連通室を有する加圧容器。

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