JP2022191679A - 搬送トレイ、半導体装置の製造方法及び半導体装置の製造装置 - Google Patents

Abstract

【課題】搬送トレイを用いて製造される製品群の品質のばらつきを抑える。【解決手段】搬送トレイ１は、個片トレイ２０群及び枠１０を含む。各個片トレイ２０は、トレイ部２１、及びその裏面２３よりも下端２４が高い位置にある耳部２２を有する。枠１０は、上面１１及び下面１２と、トレイ部２１が開口部１４の内部に配置された状態で耳部２２の下端２４に当接可能な当接部１１ａとを有する。枠１０の下面１２から当接部１１ａまでの高さは、トレイ部２１の裏面２３から耳部２２の下端２４までの高さよりも低い。枠１０の下面１２と冷却板３２０の設置面３２１との間にギャップ４００があっても、トレイ部２１が変位し、裏面２３が設置面３２１と接触する。搬送トレイ１に搭載される処理対象２００群の接合層２２０，２４０の半田の冷却速度のばらつき、引け巣の発生を抑え、得られる製品群の品質のばらつきを抑える。【選択図】図１２

Description

本発明は、搬送トレイ、半導体装置の製造方法及び半導体装置の製造装置に関する。

半導体素子等の要素部品をセラミック基板やリードフレーム等の基材に半田等で接合する際に用いる電子部品位置決め用治具として、要素部品を位置決めするカーボン製の位置決め部材と、位置決め部材を平面上に支持する台座とを備えるものが知られている。ここで、台座は、位置決め部材に係止する枠部材と、枠部材を固定する本体部とで形成され、位置決め部材は、枠部材との間に隙間を有して挟持され、要素部品と接合される基材の熱膨張に連動して本体部上で変位可能とされる。

このほか、半導体素子等の複数の第１部材をリードフレーム等の第２部材に半田等で接合する際に用いる位置決め治具として、枠形状を有しその開口に第１部材が収容される第１治具と、枠形状を有しその開口に複数の第１治具が収容される第２治具とを備えるものが知られている。ここで、第２治具は、対向する端部が第２部材の外側に位置し、複数の第１治具は、室温下で第２治具の開口の内部で自由に動く。第２部材及び位置決め治具が熱膨張すると、第２治具は、第２部材が第２治具に当接して位置決めされ、各々の第１治具は、第２治具に当接して位置決めされる。複数の第１部材は、各々が個別の第１治具で位置決めされる。

また、ベース板の上面に、銅（Ｃｕ）パターン回路が形成された絶縁基板を、半田により接合し、その絶縁基板に半導体素子を実装する技術が知られている。この技術に関し、ベース板と絶縁基板との半田接合を、半田溶融後にベース板に冷却プレートを接触させて冷却し、半田を凝固させる接触冷却方式で行う手法が知られている。更に、上面に凹部を有する冷却プレートと、凹部の内部に敷き詰められた複数の金属球とを有する冷却治具を用い、ベース板の下面を複数の金属球に接触させて冷却し、半田を凝固させる手法も知られている。

特開２０１２－１４８２８７号公報 特開２０１９－１２５７４０号公報 特開２０１９－９１８７号公報

ところで、半田等の接合材を用いて部品同士を接合する処理では、接合材を介して部品同士を対向させた処理対象が搬送トレイに搭載され、接合材の加熱による溶融、及びその後の冷却による凝固が行われる場合がある。この場合、例えば、処理の効率向上の観点から、処理対象が複数、１枚の搬送トレイに搭載され、加熱工程への搬送とそこでの加熱、冷却工程への搬送とそこでの冷却が行われる。冷却工程では、搬送トレイが冷却板上に設置され、冷却板との接触により搬送トレイの冷却が行われ、搬送トレイに搭載された処理対象群の接合材の冷却が行われる。

しかし、このような冷却工程では、冷却板と搬送トレイとの対向面間にギャップが存在する、或いは冷却板と搬送トレイとの接触に伴ってそれらの対向面間にギャップが発生すると、搬送トレイ上での位置によって処理対象群の接合材の冷却速度にばらつきが生じ得る。処理対象群の接合材の冷却速度にばらつきが生じると、冷却速度が遅かった位置の処理対象の接合材に引け巣が発生する等、搬送トレイ上の処理対象群の接合材の凝固状態にばらつきが生じ、処理対象群から製造される製品群の品質にばらつきが生じることが起こり得る。

１つの側面では、本発明は、搬送トレイを用いて製造される製品群の品質のばらつきを抑えることを目的とする。

１つの態様では、トレイ部及び前記トレイ部の対向する端部に設けられる耳部を有し、前記耳部の下端が前記トレイ部の裏面よりも高い位置にある複数の個片トレイと、上面及び下面を有し、前記複数の個片トレイが前記トレイ部を平面視で前記上面側から開口部の内部に配置された状態で、前記耳部の前記下端に当接可能な当接部を有する枠と、を含み、前記枠の前記下面から前記当接部までの高さが、前記トレイ部の前記裏面から前記耳部の前記下端までの高さよりも低い搬送トレイが提供される。

また、別の態様では、上記のような搬送トレイを用いる半導体装置の製造方法、上記のような搬送トレイを含む半導体装置の製造装置が提供される。

１つの側面では、搬送トレイを用いて製造される製品群の品質のばらつきを抑えることが可能になる。

搬送トレイの一例について説明する図である。 搬送トレイを用いた処理対象の接合処理の例について説明する図である。 処理対象に生じる接合不良の例について説明する図である。 第１の実施の形態に係る搬送トレイの構成例について説明する図（その１）である。 第１の実施の形態に係る搬送トレイの構成例について説明する図（その２）である。 第１の実施の形態に係る搬送トレイの構成例について説明する図（その３）である。 第１の実施の形態に係る搬送トレイの構成例について説明する図（その４）である。 第１の実施の形態に係る搬送トレイを用いた処理対象の接合処理の例について説明する図である。 第１の実施の形態に係る製造装置の構成例について説明する図（その１）である。 第１の実施の形態に係る製造装置の構成例について説明する図（その２）である。 第１の実施の形態に係る処理対象の冷却工程の例について説明する図（その１）である。 第１の実施の形態に係る処理対象の冷却工程の例について説明する図（その２）である。 第２の実施の形態に係る搬送トレイの構成例について説明する図（その１）である。 第２の実施の形態に係る搬送トレイの構成例について説明する図（その２）である。 第２の実施の形態に係る搬送トレイの構成例について説明する図（その３）である。 第３の実施の形態に係る搬送トレイの構成例について説明する図である。 第４の実施の形態に係る搬送トレイの構成例について説明する図（その１）である。 第４の実施の形態に係る搬送トレイの構成例について説明する図（その２）である。 第４の実施の形態に係る搬送トレイの個片トレイの配置の例について説明する図である。 第４の実施の形態に係る処理対象の冷却工程の例について説明する図である。 個片トレイの規制部の変形例について説明する図である。 トレイ部の厚さを異ならせた個片トレイの例を示す図である。

はじめに、半田等の接合材を用いて部品同士を接合する処理に用いられる、処理対象の搬送トレイの一例について述べる。

図１は搬送トレイの一例について説明する図である。図１（Ａ）には搬送トレイの一例の平面図を模式的に示し、図１（Ｂ）には搬送トレイの一例の側面図を模式的に示している。

図１（Ａ）及び図１（Ｂ）に示す搬送トレイ１００は、１枚の板状の搬送トレイの一例である。搬送トレイ１００は、処理対象が搭載される搭載部１１０、及び搭載部１１０を囲む壁部１２０を備える。壁部１２０は、搬送トレイ１００の縁に設けられ、その内側の搭載部１１０に搭載される処理対象の、搬送トレイ１００が傾けられた時等における搭載部１１０上での変位を規制し、搬送トレイ１００からの落下を抑える機能を有する。

半田等の接合材を用いて部品同士を接合する処理では、接合材を介して部品同士を対向させた処理対象が、例えば、この図１（Ａ）及び図１（Ｂ）に示すような搬送トレイ１００の搭載部１１０上に搭載され、接合材の加熱による溶融、及びその後の冷却による凝固が行われる。その際、処理の効率向上の観点から、１枚の搬送トレイ１００の搭載部１１０上に複数の処理対象が搭載され、加熱工程への搬送とそこでの加熱、冷却工程への搬送とそこでの冷却が行われる。

図２は搬送トレイを用いた処理対象の接合処理の例について説明する図である。図２（Ａ）には処理対象の加熱工程の一例の断面図を模式的に示し、図２（Ｂ）には処理対象の冷却工程の一例の断面図を模式的に示している。

搬送トレイ１００に搭載される処理対象２００としては、例えば、図２（Ａ）及び図２（Ｂ）に示すようなものが用いられる。
図２（Ａ）及び図２（Ｂ）に示す処理対象２００は、ベース板２１０、接合層２２０、絶縁回路基板２３０、接合層２４０及び半導体素子２５０を含む。処理対象２００の接合層２２０及び接合層２４０には、例えば、半田が用いられる。ベース板２１０には、例えば、Ｃｕ板や金属基セラミクス複合材料が用いられる。ベース板２１０上に接合層２２０を介して絶縁回路基板２３０が配置される。絶縁回路基板２３０には、例えば、アルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３）等の絶縁基板２３１の両面に所定パターンのＣｕ層２３２が設けられたＤＣＢ（Direct Copper Bonding）基板が用いられる。絶縁回路基板２３０上に接合層２４０を介して半導体素子２５０が配置される。半導体素子２５０には、例えば、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）やＭＯＳＦＥＴ（Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor）といった半導体素子が用いられる。

尚、処理対象２００の絶縁回路基板２３０には、ＡＭＢ（Active Metal Brazed）基板等の他の基板が用いられてもよい。また、絶縁回路基板２３０上には、ＪＦＥＴ（Junction Field Effect Transistor）やＨＥＭＴ（High Electron Mobility Transistor）といった他の半導体素子が用いられてもよい。ＩＧＢＴ、ＭＯＳＦＥＴ等の半導体素子には、ＦＷＤ（Free Wheeling Diode）やＳＢＤ（Schottky Barrier Diode）といったダイオード素子が混載又は接続されてもよい。

ここでは説明の便宜上、処理対象２００として、１枚のベース板２１０上に１枚の絶縁回路基板２３０が配置され、１枚の絶縁回路基板２３０上に１個の半導体素子２５０が配置される例を示すが、１枚のベース板２１０上には複数枚の絶縁回路基板２３０が配置されてもよく、１枚の絶縁回路基板２３０上には複数個の半導体素子２５０が配置されてもよい。

接合処理では、上記のような処理対象２００が複数、１枚の搬送トレイ１００の搭載部１１０上に搭載される。そして、処理対象２００群が搭載された搬送トレイ１００が、図２（Ａ）に示すように、加熱板３１０の設置面３１１上に搬送、設置され、接合層２２０及び接合層２４０の半田が溶融する所定の温度まで加熱される。加熱板３１０には、例えば、ヒータが接続又は内蔵された金属板等が用いられる。加熱板３１０を用いた加熱の後、処理対象２００群が搭載された搬送トレイ１００は、図２（Ｂ）に示すように、冷却板３２０の設置面３２１上に搬送、設置され、室温といった所定の温度まで冷却される。冷却板３２０には、例えば、液体や気体の冷媒が流通可能な流路が内蔵された金属板等が用いられる。加熱により溶融された接合層２２０及び接合層２４０の半田は、冷却板３２０を用いた冷却により凝固される。これにより、処理対象２００のベース板２１０と絶縁回路基板２３０とが接合層２２０によって接合され、絶縁回路基板２３０と半導体素子２５０とが接合層２４０によって接合される。

ところが、上記のような搬送トレイ１００を用いた接合処理では、処理対象２００に接合不良が生じることがあった。

図３は処理対象に生じる接合不良の例について説明する図である。

例えば、上記図２（Ｂ）に示したような冷却工程においては、図３に示すように、冷却板３２０の、搬送トレイ１００が設置される設置面３２１が、平坦でない場合がある。例えば、搬送トレイ１００の冷却に用いる冷却板３２０として、使用前や使用初期から設置面３２１が平坦でないものが用いられたり、経年使用によって設置面３２１が平坦でなくなったものが用いられたりする場合がある。また、加熱工程で加熱されて比較的高温となった搬送トレイ１００が冷却板３２０の設置面３２１上に設置されることで、冷却板３２０に、例えば一時的に、反りやうねり等の熱変形が生じ、その設置面３２１が平坦でなくなる場合もある。図３には、平坦でない或いは平坦でなくなった設置面３２１を有する冷却板３２０と、その上に設置された、処理対象２００の搭載された搬送トレイ１００を、模式的に示している。

平坦でない或いは平坦でなくなった設置面３２１を有する冷却板３２０上に搬送トレイ１００が設置されると、図３に示すように、設置面３２１と搬送トレイ１００との間に部分的にギャップ４００が存在或いは発生し得る。このように部分的にギャップ４００が存在或いは発生すると、搬送トレイ１００の一部は設置面３２１と接触するが、他の一部は設置面３２１と接触しなくなることが起こる。その結果、搬送トレイ１００の、設置面３２１と接触する一部に搭載された処理対象２００は充分な冷却速度で冷却される一方、設置面３２１と接触しない他の一部に搭載された処理対象２００は充分な冷却速度で冷却されないことが起こり得る。充分な冷却速度で冷却されない処理対象２００では、図３に示すように、その接合層２２０や接合層２４０の半田の内部に空隙、いわゆる引け巣４１０が発生し易くなる。引け巣４１０が発生すると、接合層２２０や接合層２４０を介した熱伝導性、電気伝導性が低下する恐れがある。即ち、接合層２２０によって接合されるベース板２１０と絶縁回路基板２３０との間や、接合層２４０によって接合される絶縁回路基板２３０と半導体素子２５０との間の熱抵抗、電気抵抗の増大を招く恐れがある。

このように、１枚の搬送トレイ１００に複数の処理対象２００を搭載して行う接合処理の冷却工程において、搬送トレイ１００と冷却板３２０の設置面３２１との間にギャップ４００が存在或いは発生すると、搬送トレイ１００上の一部の処理対象２００の接合層２２０や接合層２４０に引け巣４１０が発生し、熱抵抗、電気抵抗の増大を招く恐れがある。その結果、１枚の搬送トレイ１００に搭載された処理対象２００群から得られる製品群の品質にはばらつきが生じることが起こり得る。

尚、ここでは、接合処理の冷却工程における、搬送トレイ１００と冷却板３２０の設置面３２１の一部との間のギャップ４００を例にした。このほか、接合処理の加熱工程における、搬送トレイ１００と加熱板３１０の設置面３１１（図２（Ａ））の一部との間にも、使用前や使用初期から設置面３１１が平坦でないものが用いられたり、経年使用によって設置面３１１が平坦でなくなったものが用いられたりする場合等には、同様のギャップが存在或いは発生し得る。搬送トレイ１００と加熱板３１０の設置面３１１の一部との間にギャップが存在或いは発生すると、搬送トレイ１００上の一部の処理対象２００の接合層２２０や接合層２４０の半田の溶融不足、半田濡れ性低下によるボイドの発生、最終的な接合強度の低下等を招き、搬送トレイ１００に搭載された処理対象２００群から得られる製品群の品質にばらつきが生じることが起こり得る。

以上のような点に鑑み、ここでは以下に実施の形態として示すような手法を用い、搬送トレイを用いて製造される製品群の品質のばらつきを抑える。

［第１の実施の形態］
図４～図７は第１の実施の形態に係る搬送トレイの構成例について説明する図である。図４（Ａ）には搬送トレイの一例の平面図を模式的に示し、図４（Ｂ）には搬送トレイの一例の側面図を模式的に示している。図５（Ａ）には搬送トレイの枠の一例の平面図を模式的に示し、図５（Ｂ）には搬送トレイの枠の一例の側面図を模式的に示している。図６（Ａ）には搬送トレイの個片トレイの一例の平面図を模式的に示し、図６（Ｂ）には搬送トレイの個片トレイの一例の側面図を模式的に示している。図７（Ａ）には個片トレイの枠への配置工程の一例の側面図を模式的に示し、図７（Ｂ）及び図７（Ｃ）にはそれぞれ個片トレイの枠に対する配置状態の一例の側面図を模式的に示している。

図４（Ａ）及び図４（Ｂ）に示す搬送トレイ１は、枠１０と、それに配置される複数の個片トレイ２０、一例として６個の個片トレイ２０とを含む。

搬送トレイ１の枠１０は、図４（Ａ）及び図４（Ｂ）並びに図５（Ａ）及び図５（Ｂ）に示すように、上面１１及び下面１２と、隔壁１３によって区画された複数（一例として６個）の開口部１４とを有する。各開口部１４は、上面１１と下面１２との間を貫通するように設けられる。枠１０には、作業者が枠１０又は搬送トレイ１を持ち運ぶ際に使用可能な取手１５が設けられてもよい。例えば、枠１０の対向する端部の上面１１に、一対の取手１５が設けられる。

枠１０の、隔壁１３で区画される各開口部１４は、その内部に、個片トレイ２０が、その一部（耳部２２）が挿入されずに他の一部（トレイ部２１）が挿入されて配置されるような開口サイズに設定される。隔壁１３は、個片トレイ２０間に位置する。枠１０の厚さ、即ち、下面１２から上面１１までの高さＨ１は、個片トレイ２０の所定の部位の高さ（裏面２３から耳部２２の下端２４までの高さＨ２）に基づいて設定される。

枠１０には、後述のような処理対象の部品同士を接合する接合材を加熱により溶融させる際の温度に対して耐熱性を有する材料が用いられる。例えば、枠１０には、カーボン又は金属が用いられる。取手１５にも同様の材料、例えば、カーボン又は金属が用いられる。

搬送トレイ１の各個片トレイ２０は、図４（Ａ）及び図４（Ｂ）並びに図６（Ａ）及び図６（Ｂ）に示すように、トレイ部２１と、トレイ部２１の対向する端部に設けられた一対の耳部２２とを有する。

個片トレイ２０のトレイ部２１は、後述のような接合処理の際に処理対象が搭載される搭載部である。トレイ部２１には、搭載される処理対象の、個片トレイ２０が傾けられた時等におけるトレイ部２１上での変位を規制し、個片トレイ２０からの落下を抑えるため、ピン等の規制部２５が設けられてもよい。トレイ部２１は、枠１０の開口部１４の開口サイズ未満の平面サイズに設定され、個片トレイ２０は、トレイ部２１が枠１０の開口部１４の内部に挿入されて枠１０に配置される。トレイ部２１には、個片トレイ２０の上に設置したベース板２１０等の処理対象を処理し終えた後、作業者による個片トレイ２０からの処理対象の取り外しを容易にするため、耳部２２を除く対向する端部に、少なくとも一対の切り欠き部２６が設けられてもよい。

個片トレイ２０の一対の耳部２２は、トレイ部２１が枠１０の開口部１４の内部に挿入されて配置された時に、枠１０の上面１１における、開口部１４の外部の対向する端部に下端２４が当接可能なように、設けられる。但し、個片トレイ２０は、そのトレイ部２１の裏面２３（処理対象が搭載される搭載面２７側とは反対側の面）から耳部２２の下端２４までの高さＨ２が、枠１０の下面１２から上面１１までの高さＨ１よりも高くなるように、設定される。即ち、個片トレイ２０のトレイ部２１の裏面２３と、枠１０の下面１２とが同一面内に位置する時には、個片トレイ２０の耳部２２の下端２４は、枠１０の上面１１に当接しないようになっている。枠１０の上面１１の、耳部２２の下端２４が当接可能な部位を、当接部１１ａとも言う。当接部１１ａは、隔壁１３によって区画された複数の開口部１４の外縁に隣接して設けられる。

個片トレイ２０のトレイ部２１及び耳部２２には、後述のような処理対象の接合材を加熱により溶融させる際の温度に対して耐熱性を有する材料が用いられる。個片トレイ２０のトレイ部２１及び耳部２２の内、処理対象が搭載される少なくともトレイ部２１には、上記の耐熱性に加えて、裏面２３側から搭載面２７側へ、及び搭載面２７側から裏面２３側へ、効率的に熱を伝導する高い熱伝導性を有する材料が用いられる。例えば、個片トレイ２０のトレイ部２１及び耳部２２には、カーボン又は金属が用いられる。この場合、個片トレイ２０のトレイ部２１及び耳部２２の内、少なくともトレイ部２１にカーボンが用いられると、個片トレイ２０（そのトレイ部２１）の重量の増大が抑えられ、複数の個片トレイ２０が枠１０に配置される搬送トレイ１の重量の増大が抑えられる。

個片トレイ２０の枠１０に対する配置について、図７を参照して更に述べる。
例えば、図７（Ａ）に示すように、土台３００上に、枠１０が、その下面１２が土台３００に接地するように載置され、土台３００上に載置された枠１０の上面１１側から、その開口部１４の内部に、個片トレイ２０のトレイ部２１が挿入される。

ここで、枠１０の下面１２から上面１１までの高さＨ１は、個片トレイ２０のトレイ部２１の裏面２３から耳部２２の下端２４までの高さＨ２よりも低く設定されている。そのため、図７（Ｂ）に示すように、土台３００上の枠１０の開口部１４の内部に上面１１側から挿入された個片トレイ２０のトレイ部２１の、その裏面２３が土台３００に接地した状態、即ち、トレイ部２１の裏面２３と枠１０の下面１２とが同一面内に位置する状態では、耳部２２の下端２４と枠１０の上面１１の当接部１１ａとの間にクリアランスＤ１が形成される。例えば、２ｍｍ程度のクリアランスＤ１が形成されるように、枠１０の下面１２から上面１１までの高さＨ１、及び個片トレイ２０のトレイ部２１の裏面２３から耳部２２の下端２４までの高さＨ２が設定される。

図７（Ｂ）に示すような状態から、図７（Ｃ）に示すように、枠１０が土台３００から持ち上げられると、個片トレイ２０の耳部２２の下端２４が枠１０の上面１１の当接部１１ａに当接し、耳部２２が枠１０に引っかかった状態で、個片トレイ２０が枠１０と一緒に持ち上げられる。このように個片トレイ２０は、トレイ部２１が枠１０の開口部１４の内部に配置された状態で、持ち上げられる枠１０の上面１１の当接部１１ａに耳部２２の下端２４が当接することで、開口部１４からのすり抜けが防止されて、枠１０と一緒に搬送できるようになっている。

枠１０に設けられた複数の開口部１４の各々に、図７（Ａ）及び図７（Ｂ）に示すように個片トレイ２０が配置され、枠１０に配置された複数の個片トレイ２０が、図７（Ｃ）に示すように耳部２２が枠１０に引っかかって枠１０と共に一遍に搬送される。

上記のような構成を有する搬送トレイ１に、接合材を介して部品同士を対向させた処理対象が搭載され、接合材による部品同士の接合処理が行われる。

図８は第１の実施の形態に係る搬送トレイを用いた処理対象の接合処理の例について説明する図である。図８（Ａ）には処理対象の加熱工程の一例の側面図を模式的に示し、図８（Ｂ）には処理対象の冷却工程の一例の側面図を模式的に示している。

例えば、図８（Ａ）及び図８（Ｂ）に示すように、搬送トレイ１には、上記図２（Ａ）及び図２（Ｂ）について述べたのと同様の処理対象２００が搭載される。処理対象２００は、Ｃｕ板や金属基セラミクス複合材料が用いられるベース板２１０、Ａｌ_２Ｏ_３等の絶縁基板２３１の両面にＣｕ層２３２が設けられたＤＣＢ基板が用いられる絶縁回路基板２３０、ＩＧＢＴやＭＯＳＦＥＴといった半導体素子２５０、半田が用いられる接合層２２０及び接合層２４０を含む。ここで、処理対象２００は、製品である半導体装置の一形態である。処理対象２００のベース板２１０、絶縁回路基板２３０及び半導体素子２５０は、製品である半導体装置の部品の一形態であり、処理対象２００の接合層２２０及び接合層２４０は、半導体装置の部品同士を接合する接合材の一形態である。

尚、ベース板２１０上には複数枚の絶縁回路基板２３０が配置されてもよく、１枚の絶縁回路基板２３０上には複数個の半導体素子２５０が配置されてもよい。搬送トレイ１には、枠１０に配置される複数の個片トレイ２０の各々に、処理対象２００が搭載される。図８（Ａ）及び図８（Ｂ）には、１つの個片トレイ２０に対応する部分を図示している。

接合処理では、各個片トレイ２０に処理対象２００が搭載された搬送トレイ１が、図８（Ａ）に示すように、加熱板３１０の設置面３１１上に搬送、設置され、接合層２２０及び接合層２４０の半田が溶融する所定の温度まで加熱される。加熱板３１０には、例えば、ヒータが接続又は内蔵された金属板等が用いられる。加熱板３１０を用いた加熱後、各個片トレイ２０に処理対象２００が搭載された搬送トレイ１は、図８（Ｂ）に示すように、冷却板３２０の設置面３２１上に搬送、設置され、室温といった所定の温度まで冷却される。冷却板３２０には、例えば、液体や気体の冷媒が流通可能な流路が内蔵された金属板等が用いられる。加熱により溶融された接合層２２０及び接合層２４０の半田は、冷却板３２０を用いた冷却により凝固される。これにより、処理対象２００のベース板２１０と絶縁回路基板２３０とが接合層２２０によって接合され、絶縁回路基板２３０と半導体素子２５０とが接合層２４０によって接合される。

ここで、搬送トレイ１に搭載される複数の処理対象２００の加熱及び冷却には、例えば、図９及び図１０に示すような製造装置が用いられる。

図９及び図１０は第１の実施の形態に係る製造装置の構成例について説明する図である。図９には製造装置の加熱工程時の状態の一例を模式的に示し、図１０には製造装置の冷却工程時の状態の一例を模式的に示している。

図９及び図１０に示す製造装置４０は、半田付けリフロー装置の一例である。製造装置４０は、加熱部４１及び冷却部４２を備える。

加熱部４１は、加熱用チャンバ４１ａ及び加熱板３１０を含む。加熱部４１には、加熱用チャンバ４１ａ内の雰囲気（大気雰囲気や不活性ガス雰囲気等）を制御する制御部、加熱板３１０の温度や加熱板３１０による加熱時間（ヒータの出力等）を制御する制御部が設けられてもよい。

冷却部４２は、冷却用チャンバ４２ａ及び冷却板３２０を含む。冷却部４２には、冷却用チャンバ４２ａ内の雰囲気（大気雰囲気や不活性ガス雰囲気等）を制御する制御部、冷却板３２０の温度や冷却板３２０による冷却時間（冷媒の流量等）を制御する制御部が設けられてもよい。

接合処理において、各個片トレイ２０に処理対象２００が搭載された搬送トレイ１は、図９に示すように、製造装置４０の加熱部４１に搬送される。加熱部４１に搬送された搬送トレイ１は、加熱用チャンバ４１ａ内の加熱板３１０の設置面３１１上に設置され、接合層２２０及び接合層２４０の半田が溶融する所定の温度まで加熱される。

加熱部４１での処理後、各個片トレイ２０に処理対象２００が搭載された搬送トレイ１は、図１０に示すように、製造装置４０の加熱部４１から冷却部４２に搬送される。尚、処理対象２００群が搭載された搬送トレイ１の、加熱部４１から冷却部４２への搬送を、図９及び図１０では太矢印で模式的に示している。図１０に示すように、冷却部４２に搬送された搬送トレイ１は、冷却用チャンバ４２ａ内の冷却板３２０の設置面３２１上に設置され、室温といった所定の温度まで冷却される。これにより、加熱によって溶融された接合層２２０及び接合層２４０の半田が凝固され、処理対象２００のベース板２１０と絶縁回路基板２３０との間、及び絶縁回路基板２３０と半導体素子２５０との間が、それぞれ接合層２２０及び接合層２４０で半田接合される。

例えば、接合処理における冷却工程（冷却部４２での処理）では、前述のように、冷却板３２０の、搬送トレイ１が設置される設置面３２１が、使用前や使用初期から平坦でない場合や、経年使用や熱変形によって平坦でなくなっている場合がある。このような冷却板３２０の設置面３２１に、複数の処理対象２００が搭載された１枚の搬送トレイ１００を設置すると、上記図３で述べたように、設置面３２１と搬送トレイ１００との間に部分的にギャップ４００が形成され、一部の処理対象２００の接合層２２０や接合層２４０に引け巣４１０が発生し易くなる。

これに対し、各個片トレイ２０に処理対象２００が搭載された搬送トレイ１では、平坦でない或いは平坦でなくなった設置面３２１を有する冷却板３２０が用いられる場合でも、ギャップ及びそれに起因した引け巣の発生が抑えられるようになる。

図１１及び図１２は第１の実施の形態に係る処理対象の冷却工程の例について説明する図である。図１１及び図１２にはそれぞれ処理対象の冷却工程の一例の側面図を模式的に示している。

上記図４～図７について述べたように、搬送トレイ１は、複数の開口部１４を有する枠１０、及び、各開口部１４に挿入されるトレイ部２１とその対向端部に設けられて枠１０の上面１１の当接部１１ａに当接可能な耳部２２とを有する個片トレイ２０を備える。枠１０の下面１２から上面１１の当接部１１ａまでの高さＨ１は、トレイ部２１の裏面２３から耳部２２の下端２４までの高さＨ２よりも低い。そのため、搬送トレイ１では、個片トレイ２０のトレイ部２１が、枠１０の開口部１４の内部において、耳部２２の下端２４が枠１０の上面１１の当接部１１ａに当接する位置まで、枠１０の下面１２側に向かって変位可能になっている。

例えば、図１１に示すように、各個片トレイ２０に処理対象２００が搭載された搬送トレイ１が、設置面３２１が平坦でなく、枠１０の下面１２との間にギャップ４００が形成されるような冷却板３２０上に設置される場合を考える。

この場合、枠１０の下面１２が冷却板３２０の設置面３２１と接触する領域（図１１の左側の領域）では、トレイ部２１は、その裏面２３が、それと対向する冷却板３２０の設置面３２１の部位と接触し、当該部位及びそこに接触する枠１０の下面１２と同一面内に位置するように、枠１０の開口部１４の内部に配置される。

一方、ギャップ４００のため、枠１０の下面１２が冷却板３２０の設置面３２１と接触しない領域（図１１の右側の領域）では、トレイ部２１は、個片トレイ２０の自重により、枠１０の開口部１４の内部をその下面１２側に向かって変位する。この時、トレイ部２１は、その裏面２３が、枠１０の下面１２から下方に突出して、対向する冷却板３２０の設置面３２１の部位と接触し、当該部位と同一面内に位置するように、枠１０の開口部１４の内部に配置される。

このように搬送トレイ１では、枠１０と冷却板３２０の設置面３２１との間にギャップ４００が形成されるような場合でも、ギャップ４００の領域に位置する個片トレイ２０は、その自重により耳部２２の下端２４が枠１０の上面１１の当接部１１ａに当接するまでの範囲内で変位し、トレイ部２１の裏面２３がギャップ４００の領域の設置面３２１と接触する。ギャップ４００が、個片トレイ２０の耳部２２の下端２４と、枠１０の上面１１の当接部１１ａとの間のクリアランスＤ１以内の深さ（高さ）であれば、トレイ部２１の裏面２３がギャップ４００の領域の設置面３２１と接触する。搬送トレイ１では、複数の個片トレイ２０のトレイ部２１が、枠１０の開口部１４の内部を、冷却板３２０の設置面３２１の形状に応じて変位し、複数の個片トレイ２０の耳部２２の下端２４が、枠１０の上面１１の当接部１１ａに対して、冷却板３２０の設置面３２１の形状に応じた高さに位置するようになる。

搬送トレイ１によれば、複数の個片トレイ２０のトレイ部２１の裏面２３と、冷却板３２０の設置面３２１との間に、ギャップが形成されることが抑えられる。これにより、搬送トレイ１（その個片トレイ２０群）に搭載される複数の処理対象２００について、それらの間の接合層２２０及び接合層２４０の半田の冷却速度にばらつきが生じることが抑えられ、冷却速度の遅い半田の内部に引け巣が発生することが抑えられる。冷却速度のばらつき、引け巣の発生が抑えられることで、接合層２２０によって接合されるベース板２１０と絶縁回路基板２３０との間、接合層２４０によって接合される絶縁回路基板２３０と半導体素子２５０との間の熱抵抗、電気抵抗の増大が抑えられる。従って、搬送トレイ１に搭載された処理対象２００群から得られる製品群の品質にばらつきが生じることが抑えられる。

また、搬送トレイ１では、図１２に示すように、冷却板３２０の設置面３２１が傾斜している場合でも同様に、個片トレイ２０の自重によってトレイ部２１が変位し、その裏面２３が、傾斜した設置面３２１と接触可能である。この場合、個片トレイ２０は、枠１０（その上面１１又は下面１２）に対して傾斜した状態で、枠１０の開口部１４の内部に配置される。

このように搬送トレイ１では、枠１０と冷却板３２０の設置面３２１との間のギャップ４００が、個片トレイ２０の耳部２２の下端２４と、枠１０の上面１１の当接部１１ａとの間のクリアランスＤ１以内の深さであれば、個片トレイ２０のトレイ部２１の裏面２３を冷却板３２０の設置面３２１と接触させ、個片トレイ２０に搭載される処理対象２００の冷却を行うことができる。尚、この時、必ずしもトレイ部２１の裏面２３の全面が冷却板３２０の設置面３２１と接触していることを要しない。個片トレイ２０の変位により、裏面２３と設置面３２１との間のギャップが小さくなり、裏面２３の少なくとも一部と設置面３２１とが接触するようになれば、接合層２２０や接合層２４０の半田の冷却速度の低下、それによる引け巣の発生、処理対象２００群から得られる製品群の品質のばらつきを抑えることが可能になる。

また、異なる製造装置４０の冷却板３２０同士では、使用前や使用初期から或いは経年使用や熱変形によって、冷却板３２０の設置面３２１の形状に違いが出てくる場合もある。このような場合でも、搬送トレイ１では、それが設置される冷却板３２０の設置面３２１の形状に応じて、個片トレイ２０がその自重によって枠１０に対して変位し、トレイ部２１の裏面２３が冷却板３２０の設置面３２１と接触可能である。従って、搬送トレイ１では、異なる製造装置４０で冷却が行われることで得られる製品群についても、それらの品質にばらつきが生じることが抑えられる。

尚、ここでは、接合処理の冷却工程（冷却部４２での処理）における、搬送トレイ１と冷却板３２０の設置面３２１との接触について述べた。このほか、搬送トレイ１では、接合処理の加熱工程（加熱部４１での処理）において、枠１０の下面１２と加熱板３１０の設置面３１１との間にギャップが形成されるような場合にも、その設置面３１１の形状に応じて、個片トレイ２０がその自重によって枠１０に対して変位し、トレイ部２１の裏面２３が加熱板３１０の設置面３１１と接触可能である。そのため、処理対象２００群の接合層２２０及び接合層２４０の半田の溶融不足、半田濡れ性低下によるボイドの発生、最終的な接合強度の低下等が抑えられ、処理対象２００群から得られる製品群の品質にばらつきが生じることが抑えられる。尚、上記同様、個片トレイ２０の変位により、必ずしもトレイ部２１の裏面２３の全面が加熱板３１０の設置面３１１と接触することを要しない。

また、枠１０の開口部１４の開口サイズ及び個数、当該開口部１４に挿入される個片トレイ２０のトレイ部２１の平面サイズ及び個数は、図示したものには限定されず、冷却板３２０の設置面３２１又は加熱板３１０の設置面３１１の形状や処理対象２００の種類に基づき、適宜設定することができる。

また、トレイ部２１の厚さは適宜調整可能であり、トレイ部２１の厚さによって接合層２２０や接合層２４０の冷却速度を調整することが可能である。冷却速度が遅いと、接合層２２０や接合層２４０に引け巣が発生してしまう一方、冷却速度が過度に速いと、絶縁回路基板２３０の絶縁基板２３１とＣｕ層２３２との接合部に発生する熱応力が大きくなり、絶縁基板２３１の割れの発生が懸念されるほか、絶縁回路基板２３０の実装部品にガラスやセラミクスが使用されているものが含まれる場合には、そのような実装部品の割れの発生も懸念される。そのため、適正な冷却速度が得られるように、トレイ部２１の厚さが調整される。例として、図２２には、トレイ部２１の厚さを異ならせた３種類の個片トレイ２０を図示している。図２２（Ａ）、図２２（Ｂ）、図２２（Ｃ）の順にトレイ部２１の厚さを薄くしている。所望の冷却速度に応じてトレイ部２１の厚さが調整される。また、トレイ部２１の厚さ、個片トレイ２０群が配置された時の耐荷重強度等に基づき、枠１０の厚さを調整可能である。

［第２の実施の形態］
図１３～図１５は第２の実施の形態に係る搬送トレイの構成例について説明する図である。図１３（Ａ）には搬送トレイの一例の平面図を模式的に示し、図１３（Ｂ）には搬送トレイの一例の側面図を模式的に示し、図１３（Ｃ）には図１３（Ｂ）のＰ部拡大図を模式的に示している。図１４（Ａ）には搬送トレイの枠の一例の平面図を模式的に示し、図１４（Ｂ）には搬送トレイの枠の一例の側面図を模式的に示している。図１５（Ａ）には搬送トレイの個片トレイの一例の平面図を模式的に示し、図１５（Ｂ）には搬送トレイの個片トレイの一例の側面図を模式的に示している。

図１３（Ａ）～図１３（Ｃ）に示す搬送トレイ１Ａは、枠１０Ａとそれに配置される９個の個片トレイ２０Ａとを含む。搬送トレイ１Ａは、このような構成を有している点で、枠１０とそれに配置される６個の個片トレイ２０とを含む上記第１の実施の形態で述べた搬送トレイ１と相違する。

枠１０Ａは、図１３（Ａ）～図１３（Ｃ）並びに図１４（Ａ）及び図１４（Ｂ）に示すように、上面１１及び下面１２と、隔壁１３によって区画された９個の開口部１４とを有する。各開口部１４は、その内部に、個片トレイ２０Ａが、その一部（耳部２２）が挿入されずに他の一部（トレイ部２１）が挿入されて配置されるような開口サイズに設定される。枠１０Ａには、作業者が枠１０Ａ又は搬送トレイ１Ａを持ち運ぶ際に使用可能な一対の取手１５が設けられてもよい。

各個片トレイ２０Ａは、図１３（Ａ）～図１３（Ｃ）並びに図１５（Ａ）及び図１５（Ｂ）に示すように、トレイ部２１と、トレイ部２１の対向する端部に設けられた一対の耳部２２とを有する。トレイ部２１には、接合処理の際に処理対象が搭載される。トレイ部２１は、枠１０Ａの開口部１４の開口サイズ未満の平面サイズに設定され、個片トレイ２０Ａは、トレイ部２１が枠１０Ａの開口部１４の内部に挿入されて枠１０Ａに配置される。トレイ部２１には、搭載される処理対象のトレイ部２１上での変位を規制するピン等の規制部２５が設けられてもよい。トレイ部２１には、個片トレイ２０の上に設置したベース板２１０等の処理対象を処理し終えた後、作業者による個片トレイ２０からの処理対象の取り外しを容易にするため、耳部２２を除く対向する端部に、少なくとも一対の切り欠き部２６が設けられてもよい。

個片トレイ２０Ａは、そのトレイ部２１の裏面２３（処理対象が搭載される搭載面２７側とは反対側の面）から耳部２２の下端２４までの高さＨ２（図１３（Ｃ）及び図１５（Ｂ））が、枠１０Ａの下面１２から上面１１までの高さＨ１（図１３（Ｃ）及び図１４（Ｂ））よりも高くなるように、設定される。図１３（Ｃ）に示すように、個片トレイ２０Ａのトレイ部２１の裏面２３と枠１０Ａの下面１２とが同一面内に位置する状態では、個片トレイ２０Ａの耳部２２の下端２４と、下端２４が当接可能な枠１０Ａの上面１１の当接部１１ａとの間に、クリアランスＤ１が形成される。

このような構成を有する搬送トレイ１Ａによっても、上記第１の実施の形態で述べた搬送トレイ１と同様に、枠１０Ａに配置された複数の個片トレイ２０Ａを、各々の耳部２２を枠１０に引っかけ、枠１０Ａと共に一遍に搬送することができる。

また、搬送トレイ１Ａでは、上記第１の実施の形態で述べた搬送トレイ１と同様に、各個片トレイ２０Ａが、その耳部２２の下端２４が枠１０Ａの上面１１の当接部１１ａに当接するまでの範囲内で、開口部１４の内部を変位可能である。そのため、上記図８～図１０について述べたような例に従って処理対象２００の接合処理を行う際、冷却板３２０又は加熱板３１０が平坦でない場合であっても、各個片トレイ２０Ａのトレイ部２１の裏面２３を、冷却板３２０の設置面３２１又は加熱板３１０の設置面３１１と接触させることができる。

搬送トレイ１Ａでは、上記第１の実施の形態で述べた搬送トレイ１に比べ、枠１０Ａの開口部１４及び個片トレイ２０Ａの平面サイズを小さくして個数を増やすことで、より起伏の細かい冷却板３２０の設置面３２１又は加熱板３１０の設置面３１１に対しても、各個片トレイ２０Ａのトレイ部２１の裏面２３を接触させることができる。搬送トレイ１Ａ（その個片トレイ２０Ａ群）に搭載される複数の処理対象２００の接合層２２０及び接合層２４０の半田の冷却速度のばらつき、引け巣の発生を抑え、それら処理対象２００群から得られる製品群の品質にばらつきが生じることを抑えることができる。

尚、枠１０Ａの開口部１４の開口サイズ及び個数、当該開口部１４に挿入される個片トレイ２０Ａのトレイ部２１の平面サイズ及び個数は、図示したものには限定されず、冷却板３２０の設置面３２１又は加熱板３１０の設置面３１１の形状や処理対象２００の種類に基づき、適宜設定することができる。

また、トレイ部２１の厚さは適宜調整可能であり、トレイ部２１の厚さによって接合層２２０や接合層２４０の冷却速度を調整することが可能である。冷却速度が遅いと、接合層２２０や接合層２４０に引け巣が発生してしまう一方、冷却速度が過度に速いと、絶縁回路基板２３０の絶縁基板２３１とＣｕ層２３２との接合部に発生する熱応力が大きくなり、絶縁基板２３１の割れの発生が懸念されるほか、絶縁回路基板２３０の実装部品にガラスやセラミクスが使用されているものが含まれる場合には、そのような実装部品の割れの発生も懸念される。そのため、適正な冷却速度が得られるように、トレイ部２１の厚さが調整される。例えば、図２２の例に従い、所望の冷却速度に応じてトレイ部２１の厚さが調整される。トレイ部２１の厚さが調整される。また、トレイ部２１の厚さ、個片トレイ２０Ａ群が配置された時の耐荷重強度等に基づき、枠１０Ａの厚さを調整可能である。

［第３の実施の形態］
図１６は第３の実施の形態に係る搬送トレイの構成例について説明する図である。図１６（Ａ）には搬送トレイの枠の一例の平面図を模式的に示し、図１６（Ｂ）には搬送トレイの枠に個片トレイが配置された状態の一例の平面図を模式的に示している。

図１６（Ａ）に示す枠１０Ｂは、１つの開口部１４が設けられた構成を有する点で、上記第１の実施の形態で述べた枠１０と相違する。このような１つの開口部１４が設けられた枠１０Ｂに、図１６（Ｂ）に示すように、複数の個片トレイ２０が配置される。図１６（Ｂ）には一例として、複数の個片トレイ２０が図面左右方向に一列で配列された例を図示している。複数の個片トレイ２０は、それらのトレイ部２１が枠１０Ｂの上面１１側からその１つの開口部１４の内部に挿入され、枠１０Ｂに配置される。これにより、図１６（Ｂ）に示すような、枠１０Ｂとそれに配置される６個の個片トレイ２０とを含む搬送トレイ１Ｂが得られる。搬送トレイ１Ｂの複数の個片トレイ２０の耳部２２は、枠１０Ｂの上面１１に当接可能になっている。

このような構成を有する搬送トレイ１Ｂによっても、上記第１の実施の形態で述べた搬送トレイ１と同様に、枠１０Ｂに配置された複数の個片トレイ２０を、枠１０Ｂを持ち上げ、耳部２２を枠１０Ｂに引っかけて、枠１０Ｂと共に一遍に搬送することができる。

また、搬送トレイ１Ｂでは、上記第１の実施の形態で述べた搬送トレイ１と同様に、各個片トレイ２０が、その自重により、枠１０Ｂの開口部１４の内部を変位可能である。そのため、上記図８～図１０について述べたような例に従って処理対象２００の接合処理を行う際、冷却板３２０又は加熱板３１０が平坦でない場合であっても、各個片トレイ２０のトレイ部２１を、冷却板３２０の設置面３２１又は加熱板３１０の設置面３１１と接触させることができる。搬送トレイ１Ｂ（その個片トレイ２０群）に搭載される複数の処理対象２００の接合層２２０及び接合層２４０の半田の冷却速度のばらつき、引け巣の発生を抑え、それら処理対象２００群から得られる製品群の品質にばらつきが生じることを抑えることができる。

尚、枠１０Ｂの開口部１４に挿入される個片トレイ２０のトレイ部２１の平面サイズ及び個数並びに配列は、図示したものには限定されず、冷却板３２０の設置面３２１又は加熱板３１０の設置面３１１の形状や処理対象２００の種類に基づき、適宜設定することができる。

また、トレイ部２１の厚さは適宜調整可能であり、トレイ部２１の厚さによって接合層２２０や接合層２４０の冷却速度を調整することが可能である。冷却速度が遅いと、接合層２２０や接合層２４０に引け巣が発生してしまう一方、冷却速度が過度に速いと、絶縁回路基板２３０の絶縁基板２３１とＣｕ層２３２との接合部に発生する熱応力が大きくなり、絶縁基板２３１の割れの発生が懸念されるほか、絶縁回路基板２３０の実装部品にガラスやセラミクスが使用されているものが含まれる場合には、そのような実装部品の割れの発生も懸念される。そのため、適正な冷却速度が得られるように、トレイ部２１の厚さが調整される。例えば、図２２の例に従い、所望の冷却速度に応じてトレイ部２１の厚さが調整される。また、トレイ部２１の厚さ、個片トレイ２０群が配置された時の耐荷重強度等に基づき、枠１０Ｂの厚さを調整可能である。

［第４の実施の形態］
図１７及び図１８は第４の実施の形態に係る搬送トレイの構成例について説明する図である。図１７（Ａ）には搬送トレイの枠の一例の要部平面図を模式的に示し、図１７（Ｂ）には図１７（Ａ）のXVII－XVII断面図を模式的に示している。図１８（Ａ）には搬送トレイの枠に個片トレイが配置された状態の一例の平面図を模式的に示し、図１８（Ｂ）には枠が持ち上げられる前の状態の一例の断面図を模式的に示し、図１８（Ｃ）には枠が持ち上げられた状態の一例の断面図を模式的に示している。図１８（Ｂ）及び図１８（Ｃ）はいずれも図１８（Ａ）のXVIII－XVIII線の位置に相当する断面図である。

図１７（Ａ）及び図１７（Ｂ）に示す枠１０Ｃは、開口部１４の対向する端部に、上面１１から下面１２側に窪んだ窪み１６が設けられた構成を有する点で、上記第１の実施の形態で述べた枠１０と相違する。

このような窪み１６が設けられた枠１０Ｃの開口部１４の内部に、図１８（Ａ）～図１８（Ｃ）に示すように、個片トレイ２０のトレイ部２１が挿入される。これにより、図１８（Ａ）～図１８（Ｃ）に示すような、枠１０Ｃとそれに配置される個片トレイ２０とを含む搬送トレイ１Ｃが得られる。搬送トレイ１Ｃの枠１０Ｃの窪み１６は、開口部１４にトレイ部２１が挿入される個片トレイ２０の、その耳部２２に対応する位置に、耳部２２が挿入可能な平面サイズ（平面視で耳部２２と同じか或いは耳部２２よりも大きなサイズ）で、設けられる。

個片トレイ２０は、そのトレイ部２１の裏面２３（処理対象が搭載される搭載面２７側とは反対側の面）から耳部２２の下端２４までの高さＨ２（図１８（Ｂ））が、枠１０Ｃの下面１２から窪み１６の底面までの高さＨ３（図１８（Ｂ））よりも高くなるように、設定される。図１８（Ｂ）に示すように、個片トレイ２０のトレイ部２１の裏面２３と枠１０Ｃの下面１２とが土台３００上の同一面内に位置する状態では、個片トレイ２０の耳部２２の下端２４と枠１０Ｃの窪み１６の底面との間にクリアランスＤ２が形成される。

図１８（Ｂ）に示すような状態から、図１８（Ｃ）に示すように、枠１０Ｃが土台３００から持ち上げられると、個片トレイ２０の耳部２２の下端２４が枠１０Ｃの窪み１６の底面に当接する。即ち、枠１０Ｃの窪み１６の底面は、個片トレイ２０の耳部２２の下端２４が当接可能な当接部１６ａとなる。窪み１６及びその当接部１６ａは、隔壁１３によって区画された開口部１４の外縁に隣接して設けられる。枠１０Ｃが持ち上げられ、耳部２２の下端２４が枠１０Ｃの窪み１６の当接部１６ａに当接され、耳部２２が枠１０Ｃに引っかかった状態で、個片トレイ２０が枠１０Ｃと一緒に持ち上げられる。このように個片トレイ２０は、トレイ部２１が枠１０Ｃの開口部１４の内部に配置された状態で、持ち上げられる枠１０Ｃの窪み１６の当接部１６ａに耳部２２の下端２４が当接することで、開口部１４からのすり抜けが防止されて、枠１０Ｃと一緒に搬送される。

図１９は第４の実施の形態に係る搬送トレイの個片トレイの配置の例について説明する図である。図１９には枠に個片トレイが配置された状態の一例の断面図を模式的に示している。

図１９（右側）には、トレイ部２１が枠１０Ｃの開口部１４の内部に挿入され、枠１０Ｃの窪み１６の当接部１６ａに耳部２２の下端２４が当接された状態の個片トレイ２０を図示している。図１９（左側）には説明の便宜上、トレイ部２１が枠１０Ｃの開口部１４の内部に挿入され、枠１０Ｃの上面１１の当接部１１ａに耳部２２の下端２４が当接された状態の個片トレイ２０を併せて図示している。

搬送トレイ１Ｃでは、枠１０Ｃに窪み１６が設けられ、その窪み１６の、枠１０Ｃの上面１１よりも下面１２側に窪んだ位置に設けられる底面が、個片トレイ２０の耳部２２の下端２４が当接する当接部１６ａとされることで（図１９の右側）、上面１１が当接部１１ａとされる場合（図１９の左側）に比べて、トレイ部２１の裏面２３が、下面１２から、より下方に突出するようになる。

図２０は第４の実施の形態に係る処理対象の冷却工程の例について説明する図である。図２０には処理対象の冷却工程の一例の断面図を模式的に示している。

例えば、接合処理の冷却工程において、図２０に示すように、各個片トレイ２０に処理対象２００が搭載された搬送トレイ１Ｃが、設置面３２１が平坦でなく、枠１０Ｃの下面１２との間にギャップ４００が形成されるような冷却板３２０上に設置される場合を考える。

この場合、枠１０Ｃの下面１２が冷却板３２０の設置面３２１と接触する領域（図２０の左側の領域）では、トレイ部２１は、その裏面２３が、それと対向する冷却板３２０の設置面３２１の部位と接触し、当該部位及びそこに接触する枠１０Ｃの下面１２と同一面内に位置するように、枠１０Ｃの開口部１４の内部に配置される。

一方、ギャップ４００のため、枠１０Ｃの下面１２が冷却板３２０の設置面３２１と接触しない領域（図２０の右側の領域）では、トレイ部２１は、個片トレイ２０の自重により、枠１０Ｃの開口部１４の内部をその下面１２側に向かって変位する。この時、トレイ部２１は、その裏面２３が、枠１０Ｃの下面１２から下方に突出して、冷却板３２０の設置面３２１の部位と接触し、当該部位と同一面内に位置するように、枠１０Ｃの開口部１４の内部に配置される。

搬送トレイ１Ｃでは、個片トレイ２０が、枠１０Ｃの上面１１よりも窪んだ位置、即ち、耳部２２の下端２４が当接可能な当接部１６ａである窪み１６の底面の位置まで、開口部１４の内部を変位可能になっている。そのため、枠１０Ｃの上面１１を耳部２２の下端２４の当接部とする場合に比べて、個片トレイ２０のトレイ部２１の裏面２３を、枠１０Ｃの下面１２からより下方の位置まで変位させることができる。従って、枠１０Ｃの下面１２と冷却板３２０の設置面３２１との間により大きなギャップ４００が形成される場合でも、個片トレイ２０のトレイ部２１の裏面２３を冷却板３２０の設置面３２１と接触させることができる。

搬送トレイ１Ｃによれば、複数の個片トレイ２０のトレイ部２１と、冷却板３２０の設置面３２１との間に、ギャップが形成されることが抑えられる。これにより、搬送トレイ１Ｃ（その個片トレイ２０群）に搭載される複数の処理対象２００について、それらの間の接合層２２０及び接合層２４０の半田の冷却速度にばらつきが生じることが抑えられ、冷却速度の遅い半田の内部に引け巣が発生することが抑えられる。冷却速度のばらつき、引け巣の発生が抑えられることで、接合層２２０によって接合されるベース板２１０と絶縁回路基板２３０との間、接合層２４０によって接合される絶縁回路基板２３０と半導体素子２５０との間の熱抵抗、電気抵抗の増大が抑えられる。従って、搬送トレイ１Ｃに搭載された処理対象２００群から得られる製品群の品質にばらつきが生じることが抑えられる。

また、この搬送トレイ１Ｃのように、枠１０Ｃに設けた窪み１６の底面を個片トレイ２０の耳部２２の当接部１６ａとする形態では、トレイ部２１の厚さを薄くしても、即ち、裏面２３から搭載面２７までの高さを小さくしても、枠１０Ｃの上面１１よりも下面１２側に窪んだ位置に耳部２２の当接部１６ａが存在するため、自重による変位によってその裏面２３を枠１０Ｃの下面１２よりも下方に突出させ、その裏面２３を冷却板３２０の設置面３２１と接触させることができる。トレイ部２１の厚さを薄くすることで、トレイ部２１の熱抵抗を低減し、トレイ部２１を介して配置される処理対象２００と冷却板３２０との間の熱伝導性を高め、冷却速度の低下やばらつきの発生を抑えることが可能になる。

但し、トレイ部２１の厚さは適宜変更可能であり、トレイ部２１の厚さによって接合層２２０や接合層２４０の冷却速度を調整することが可能である。冷却速度が遅いと、接合層２２０や接合層２４０に引け巣が発生してしまう一方、冷却速度が過度に速いと、絶縁回路基板２３０の絶縁基板２３１とＣｕ層２３２との接合部に発生する熱応力が大きくなり、絶縁基板２３１の割れの発生が懸念されるほか、絶縁回路基板２３０の実装部品にガラスやセラミクスが使用されているものが含まれる場合には、そのような実装部品の割れの発生も懸念される。そのため、適正な冷却速度が得られるように、トレイ部２１の厚さが調整される。例えば、図２２の例に従い、所望の冷却速度に応じてトレイ部２１の厚さが調整される。また、トレイ部２１の厚さ、個片トレイ２０群が配置された時の耐荷重強度等に基づき、枠１０Ｃの厚さを調整可能である。

尚、ここでは、接合処理の冷却工程における、搬送トレイ１Ｃと冷却板３２０の設置面３２１との接触について述べた。このほか、搬送トレイ１Ｃでは、接合処理の加熱工程において、枠１０Ｃの下面１２と加熱板３１０の設置面３１１との間にギャップが形成されるような場合にも、その設置面３１１の形状に応じて、個片トレイ２０がその自重によって枠１０Ｃに対して変位し、トレイ部２１の裏面２３が加熱板３１０の設置面３１１と接触可能である。そのため、処理対象２００群の接合層２２０及び接合層２４０の半田の溶融不足、半田濡れ性低下によるボイドの発生、最終的な接合強度の低下等が抑えられ、処理対象２００群から得られる製品群の品質にばらつきが生じることが抑えられる。

また、枠１０Ｃの開口部１４の開口サイズ及び個数、当該開口部１４に挿入される個片トレイ２０のトレイ部２１の平面サイズ及び個数は、図示したものには限定されず、冷却板３２０の設置面３２１又は加熱板３１０の設置面３１１の形状や処理対象２００の種類に基づき、適宜設定することができる。

更に、個片トレイ２０の耳部２２が当接可能な枠１０Ｃの窪み１６は、必ずしも枠１０Ｃの全ての開口部１４の対向端部に対して設けることを要しない。即ち、枠１０Ｃには、対向端部に窪み１６が設けられる開口部１４（窪み１６の底面が耳部２２の下端２４が当接可能な当接部１６ａ）と、対向端部に窪み１６が設けられない開口部１４（枠１０Ｃの上面１１が耳部２２の下端２４が当接可能な当接部１１ａ）とが混在してもよい。例えば、枠１０Ｃの全ての開口部１４群の内、枠１０Ｃの下面１２と冷却板３２０の設置面３２１との間のギャップ４００が大きい或いは大きくなり易い部位に対応する開口部１４の対向端部に対して選択的に、窪み１６を設ける。このようにすると、ギャップ４００が大きくない或いは大きくなり難い部位でトレイ部２１の裏面２３と冷却板３２０の設置面３２１とを接触させ、且つギャップ４００が大きい或いは大きくなり易い部位でもトレイ部２１の裏面２３と冷却板３２０の設置面３２１とを接触させることが可能になる。

以上、第１～第４の実施の形態について説明した。
尚、以上の説明では、トレイ部２１に搭載される処理対象の変位や落下を抑えるための規制部２５としてピンを設ける例を示したが、処理対象の変位や落下を抑えるための規制部の形態はこれに限定されるものではない。

図２１は個片トレイの規制部の変形例について説明する図である。図２１（Ａ）には個片トレイの一例の平面図を模式的に示し、図２１（Ｂ）には個片トレイの一例の側面図を模式的に示している。

図２１（Ａ）及び図２１（Ｂ）に示す個片トレイ２０Ｄは、トレイ部２１の縁の一部に、処理対象の搭載面２７から上方（裏面２３とは反対側の方向）に立ち上がった壁部２８が設けられた構成を有する。壁部２８は、例えば、切り欠き部２６及びその近傍を除くトレイ部２１の縁に設けられる。壁部２８は、枠１０，１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ等に配置される個片トレイ２０Ｄが開口部１４の内部を変位する際に、枠１０，１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ等と干渉しないような位置に設けられる。個片トレイ２０Ｄが枠１０Ｃに配置される場合、枠１０Ｃには、個片トレイ２０Ｄが変位する際にその壁部２８が干渉しないような窪みが更に設けられてもよい。接合処理の際には、個片トレイ２０Ｄのトレイ部２１の壁部２８で囲まれた搭載面２７の領域に、処理対象が搭載される。搭載面２７に搭載される処理対象は、トレイ部２１の壁部２８によって、トレイ部２１上での変位が規制され、個片トレイ２０Ｄからの落下が抑えられる。例えば、トレイ部２１に、規制部としてこのような壁部２８が設けられた個片トレイ２０Ｄを、上記第１～第４の実施の形態で述べた搬送トレイ１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃに用いてもよい。

また、以上の説明では、処理対象の部品同士を半田で接合する例を示したが、第１～第４の実施の形態で述べたような搬送トレイ１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ等は、半田を用いた部品同士の接合に限らず、銀（Ａｇ）ペーストのような導体ペーストを用いた部品同士の接着、樹脂を用いた部品同士の接着、焼結型接合材を用いた部品同士の接着等にも適用することができる。

１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１００ 搬送トレイ
１０，１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ 枠
１１ 上面
１１ａ，１６ａ 当接部
１２ 下面
１３ 隔壁
１４ 開口部
１５ 取手
１６ 窪み
２０，２０Ａ，２０Ｄ 個片トレイ
２１ トレイ部
２２ 耳部
２３ 裏面
２４ 下端
２５ 規制部
２６ 切り欠き部
２７ 搭載面
２８，１２０ 壁部
４０ 製造装置
４１ 加熱部
４１ａ 加熱用チャンバ
４２ 冷却部
４２ａ 冷却用チャンバ
１１０ 搭載部
２００ 処理対象
２１０ ベース板
２２０，２４０ 接合層
２３０ 絶縁回路基板
２３１ 絶縁基板
２３２ Ｃｕ層
２５０ 半導体素子
３００ 土台
３１０ 加熱板
３１１，３２１ 設置面
３２０ 冷却板
４００ ギャップ
４１０ 引け巣
Ｈ１，Ｈ２，Ｈ３ 高さ
Ｄ１，Ｄ２ クリアランス

Claims (12)

1. トレイ部及び前記トレイ部の対向する端部に設けられる耳部を有し、前記耳部の下端が前記トレイ部の裏面よりも高い位置にある複数の個片トレイと、
   上面及び下面を有し、前記複数の個片トレイが前記トレイ部を平面視で前記上面側から開口部の内部に配置された状態で、前記耳部の前記下端に当接可能な当接部を有する枠と、
   を含み、
   前記枠の前記下面から前記当接部までの高さが、前記トレイ部の前記裏面から前記耳部の前記下端までの高さよりも低い搬送トレイ。
2. 前記枠は前記開口部を区画する隔壁を有し、前記隔壁が前記個片トレイの間に位置し、
   前記当接部は、前記区画された複数の開口部の外縁に隣接して設けられる、請求項１に記載の搬送トレイ。
3. 前記当接部は、前記枠の前記上面の一部である、請求項１又は２に記載の搬送トレイ。
4. 前記当接部は、前記枠の前記上面から前記枠の前記下面側に窪んで位置する、請求項１又は２に記載の搬送トレイ。
5. 前記トレイ部は、部品が搭載される搭載部と、前記搭載部に搭載される前記部品の前記トレイ部上での変位を規制する規制部とを有する、請求項１乃至４の内いずれか一項に記載の搬送トレイ。
6. 前記トレイ部は、前記耳部を除く対向する端部に設けられる切り欠き部を有する、請求項１乃至５の内いずれか一項に記載の搬送トレイ。
7. 前記トレイ部にカーボンが用いられる、請求項１乃至６の内いずれか一項に記載の搬送トレイ。
8. 前記枠にカーボン又は金属が用いられる、請求項１乃至７の内いずれか一項に記載の搬送トレイ。
9. 半導体装置の部品が搭載されるトレイ部及び前記トレイ部の対向する端部に設けられる耳部を有し、前記耳部の下端が前記トレイ部の裏面よりも高い位置にある複数の個片トレイと、
   上面及び下面を有し、前記複数の個片トレイが前記トレイ部を平面視で前記上面側から開口部の内部に配置された状態で、前記耳部の前記下端に当接可能な当接部を有する枠と、
   を含み、
   前記枠の前記下面から前記当接部までの高さが、前記トレイ部の前記裏面から前記耳部の前記下端までの高さよりも低い搬送トレイを準備する工程と、
   前記複数の個片トレイが前記枠の前記開口部の前記内部に配置された前記搬送トレイの加熱を行う工程と、
   前記加熱後の前記搬送トレイを冷却板上に設置して冷却を行う工程と、
   を含む、半導体装置の製造方法。
10. 前記冷却を行う工程において、
    前記搬送トレイは、前記複数の個片トレイの前記トレイ部の前記裏面及び前記枠の前記下面が前記冷却板と接触するように設置され、
    前記複数の個片トレイはそれぞれ、前記耳部の前記下端が、前記当接部に対して、前記冷却板の前記搬送トレイの設置面の形状に応じた高さに位置する、請求項９に記載の半導体装置の製造方法。
11. 前記部品は、第１部品と、前記第１部品と対向する第２部品と、前記第１部品と前記第２部品との間に介在される接合材とを含み、前記加熱により前記接合材が溶融され、前記加熱後の前記冷却により前記接合材が凝固されることによって、前記第１部品と前記第２部品とが前記接合材で接合される、請求項９又は１０に記載の半導体装置の製造方法。
12. 半導体装置の部品が搭載可能なトレイ部及び前記トレイ部の対向する端部に設けられる耳部を有し、前記耳部の下端が前記トレイ部の裏面よりも高い位置にある複数の個片トレイと、
    上面及び下面を有し、前記複数の個片トレイが前記トレイ部を平面視で前記上面側から開口部の内部に配置された状態で、前記耳部の前記下端に当接可能な当接部を有する枠と、
    を含み、
    前記枠の前記下面から前記当接部までの高さが、前記トレイ部の前記裏面から前記耳部の前記下端までの高さよりも低い搬送トレイと、
    前記複数の個片トレイが前記枠の前記開口部の前記内部に配置された前記搬送トレイの加熱を行う加熱部と、
    冷却板を備え、前記冷却板上に設置される前記加熱後の前記搬送トレイの冷却を行う冷却部と、
    を含む、半導体装置の製造装置。

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