JP2748169B2 - 半導体素子製造ラインにおける硬化炉装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、半導体素子の外部引き出し端子を形成する
ワークに、熱硬化性樹脂を介してチップを付着し、この
チップが付着されたワークを搬送しつつ加熱する工程に
おいて用いられる硬化炉装置に関する。

従来の技術 従来、外部引き出し端子を有する半導体、例えばトラ
ンジスタにおいては、ベース、コレクタ、エミッタの各
端子を１組として10組が連続状に設けられた、ベアカッ
パ材（Bare Copper）よりなるリードフレームに対し、
第３図に示した工程により処理を行っている。

すなわち、第１の工程であるダイボンダ（Die Bonde
r）１においては、第４図に示したように、ベルトコン
ベア４上に載置されたリードフレーム５に対して、半導
体としてモールドされる部分に、先ずクリーニングを行
う。しかる後に、クリーニングされたリードフレーム５
のベース端子ｂ部分に、熱硬化性樹脂６を滴下し、さら
に熱硬化性樹脂６上にチップ７を付着させる。

そして、次の工程であるキュア（Cure）炉２において
は、前記チップ７が付着されているリードフレーム５
を、硬化炉８内にてベルトコンベアで搬送しつつ加熱
し、これにより前記熱硬化性樹脂８を硬化させてチップ
７を固着させた後、次の工程であるワイヤボンダ（Wire
Bonder）３に移送する。

該ワイヤボンダ３においては、前記ベース端子ｂに固
着されたチップ７と、リードフレーム５の各リード間
に、ワイヤ（φ25μAu）の両端部を圧着し、このワイヤ
ボンダ３が終了した後、モールド成形がなされる。そし
てモールド成形が終了した後、前記リードフレーム５に
一体的に設けられている各端子を切り離すことにより、
モールドされた部分毎にトランジスタが完成されるので
ある。

発明が解決しようとする課題 しかしながら、前記キュア２において、熱硬化性樹脂
６を硬化させる為に、硬化炉８内にて加熱を行うと、樹
脂が硬化する際にガスが発生し、該ガスによって、前記
チップ７や予めクリーニングされたリードフレーム５の
表面が汚染されてしまう。しかも、硬化炉８には前記ベ
ルトコンベアの通用開口部が設けられていることから、
該通用開口部を介して硬化炉８内に外気が侵入し、この
ときリードフレーム５は、硬化炉８内の雰囲気温度によ
り加熱されていることから、この加熱状態において空気
中の酸素と接触することにより、リードフレーム５の予
めクリーニングされた表面が酸化してしまう。

加えて、キュア炉２からワイヤボンダ３に移送される
際には、リードフレーム５が高温状態に維持されたま
ま、硬化炉８外に搬出されて大気と接触することから、
硬化炉８外に搬出された際にも、高温状態に維持されて
いるリードフレーム５の酸化現象が促進されてしまう。

このため、ワイヤボンダ３において、ワイヤを圧着す
る際、チップ７の表面やリードフレーム５の各リード間
の表面に、必要となる活性面を保持することができず、
圧着不良が生ずるという問題点を有していた。

本発明は、このような従来の課題に鑑みてなされたも
のであり、ワイヤボンダにおけるリード付け、すなわち
ワイヤボンディングにおいて、前記リードフレーム及び
チップに必要な活性面を保持することを可能にした、半
導体素子製造ラインにける硬化炉装置を提供することを
目的とするものである。

課題を解決するための手段 前記課題を解決するために本発明にあっては、半導体
素子の端子を形成するワーク、つまりリードフレーム
に、熱硬化性樹脂を介してチップを付着し、このチップ
が付着されたリードフレームをベルトコンベア上に載置
して搬送しつつ加熱し、前記熱硬化性樹脂を硬化させる
硬化炉において、該硬化炉を排気穴が成形された外槽
と、該外槽の内部に配置され前記加熱を行う加熱手段が
収容された内槽とで二重槽に形成し、前記内槽に設けら
れた前記ベルトコンベアの通用開口部に、酸化防止ガス
によるエアーカーテンを設け、内槽の側壁に通気穴を設
けるとともに、内槽の内部に前記リードフレームに酸化
防止ガスを吹き付ける第１の酸化防止用配管を設け、前
記内槽の外部であって外槽の内部には前記内槽から搬出
されたリードフレームに酸化防止ガスを吹き付ける第２
の酸化防止用配管を設けてあり、また前記通気穴は前記
第１の酸化防止用配管から離間する内槽の側壁下部に設
けてある。

作用 前記構成において、硬化炉は二重槽に形成されている
ことから、前記ヒータが設けられている内槽内部の温度
変化が抑制され、恒常的に最適温度をもって熱硬化性樹
脂の加熱がなされる。また、前記ベルトコンベアの通用
開口部には、酸化防止ガスによるエアーカーテンが設け
られていることから、前記通用開口部らら内槽の内部へ
の空気の侵入が阻止されこれによって、リードフレーム
の酸化が間接的に防止される。

さらに、内槽の内部においては前記第１の酸化防止用
配管から酸化防止ガスがリードフレームに吹き付けられ
ることから、これによりリードフレームの酸化が直接的
に防止されるとともに、加熱によって熱硬化性樹脂が硬
化する際に発生するガスは、チップやリードフレームの
表面に付着することなく、前記第１の酸化防止用配管か
ら吹き付けられる酸化防止ガスにより散逸し、該酸化防
止ガスとともに前記通気穴を介して内槽の外部に排出さ
れる。この内槽の外部に排出された前記ガス及び酸化防
止ガスは、内槽と外槽との空間に流入し、前記外槽に設
けられた排気穴から自然排出し、大気中に放出される。

そして、内槽内部における加熱処理が終了してリード
フレームが内槽外部に搬送された際には、前記第２の酸
化防止用配管から吹き付けられる酸化防止ガスにより、
リードフレームは直接的に酸化を防止されつつ冷却され
る。したがって、リードフレームが外槽の外部に搬出さ
れた際には、その表面の温度が低下していることから大
気中の酸素と接触しても、酸化現象が引き起こされるよ
うなことはなく、前記リードフレーム及びチップは活性
面を保持しつつ次工程に搬送される。

なお、前記排気穴を前記第１酸化防止用配管から離間
する内槽の側壁下部に設けることにより、第１酸化防止
用配管から吹き出された酸化防止ガスが直接的に排気穴
から排出することなく、内槽を適宜循環した後前記排気
穴から排出することから、内槽内部の雰囲気温度は一定
に維持される。

実施例 以下、本発明の一実施例について図面に従って説明す
る。すなわち第１、２図に示したように、硬化炉８は、
外槽９と、該外槽９の内部に配設された内槽10とからな
る二重槽に成形されている。前記内槽９は、底壁11、左
右側壁12,13、前壁14、後壁15、及び上壁16を有する函
体であって、前記上壁16の略中央部には排気穴17が設け
られており、前記左右側壁12,13には、ワークを搬入及
び搬出するための搬入口18と搬出口19とが設けられてい
る。また上壁16から前壁14に亙って保守用開口部20が設
けられており、該保守用開口部20には開閉自在な蓋21が
枢支されている。

一方、前記内槽10は上部開口状の函体からなる内槽本
体22と、該内槽本体22にヒンジ23を介して枢支された開
閉自在な蓋部材24とからなり、該蓋部材24の自由端は、
ロック装置25によって前記内槽本体22に係止されてい
る。前記内槽本体22と蓋部材24間には、前記搬入口18と
搬出口19とに対向する部位に、ベルトコンベア４の通用
開口部26a,26bが設けられており、前記ベルトコンベア
４は内槽10の内部において水平状に架装されている。

前記通用開口部26a,26bには、エアーカーテン31,31が
設けられ、該エアーカーテン31,31は前記蓋部材24の外
部から通用開口部26a,26bに対して直行する方向に、酸
化防止ガスを吹き出しており、該酸化防止ガスはN₂＋H₂
の混合ガスよりなる。

前記ベルトコンベア４の下部には、台座30上に支持さ
れた加熱手段たる第１、第２、第３ヒータブロック27,2
8,29が配設されており、前記第１ヒータブロック27は例
えば190℃に、第２、第３ヒータブロック28,29は例えば
250℃に維持されるように図外に制御装置により温度制
御がなされている。

前記ベルトコンベア４の上方には、前記各ヒータブロ
ック27,28,29に対応して第１の酸化防止用配管32,32,32
が設けられており、該酸化防止用配管32からはベルトコ
ンベア24上に載置された、ワークとしてのリードフレー
ム５に向けて、前記酸化防止ガスが吹き出されるように
なっている。

さらに、前記内槽10の外部であって外槽９の内部に
は、搬出側に位置する通用開口部26bの近傍に、第２の
酸化防止用配管33が設けられており、該第２の酸化防止
用配管33も、その下部を移動するベルトコンベア４上に
載置されたリードフレーム５に対して、酸化防止ガスを
吹き付けるように構成されている。

なお、第２図において34は内槽10に設けられた通気穴
であって、該通気穴34は前記第１酸化防止用配管32から
離間する、内槽本体22の側壁下部に開成されている。

以上の構成にかかる本実施例において、第３、４図を
もって既説したように、トランジスタにおいてはベー
ス、コレクタ、エミッタの各端子を１組として10組が連
続状に設けられたリードフレーム５に対し、ダイボンダ
１にて、ダイボンドエリアに熱硬化性樹脂６を滴下し、
該熱硬化性樹脂６上にチップ７を付着させる。

そして、次の工程であるキュア２にて、本実施例にか
かる硬化炉８が用いられ、前記チップ７が付着されたリ
ードフレーム５は、前記搬入穴18を介して、硬化炉８内
のベルトコンベア４上に載置され内槽10の内部に搬送さ
れる。このとき、硬化炉８は外槽９と内槽10とにより二
重槽に形成されていることから、前記ヒータブロック2
7,28,29が設けられている内槽10内部の温度は、外気温
に影響されることなく維持されている。また、前記通用
開口部26a,26bは、エアーカーテン31により遮断されて
いることから、通用開口部26a,26bから内槽10の内部へ
の空気の侵入が阻止され、これによって内槽10内におけ
るリードフレーム５の酸化が間接的に防止される。

さらに、内槽10の内部においては前記第１の酸化防止
用配管32から酸化防止ガスがリードフレーム５に吹き付
けられることから、これによりリードフレーム５の酸化
が直接的に防止されるとともに、加熱によって熱硬化性
樹脂６が硬化する際に発生するガスは、前記酸化防止ガ
スが吹き付けられることにより散逸する。よって、熱硬
化性樹脂６が硬化する際に発生したガスがチップ７やリ
ードフレーム５の表面に付着することなく、該表面の汚
染は防止され、前記ガスは酸化防止ガスとともに、通気
穴34を介して内槽10の外部に排出する。該内槽10の外部
に排出された前記ガス及び酸化防止ガスは、内槽10と外
槽９との空間に流入し、前記外槽９に設けられた排気穴
17から自然排出し、大気中に放出される。

そして、ベルトコンベア４上に載置されたリードフレ
ーム５が第３ヒータブロック29上を通過することによっ
て、内槽10の内部における加熱処理が終了すると、リー
ドフレーム５は前記通用開口部26bより内槽10の外部に
搬送される。このとき、リードフレーム５には前記通用
開口部26bと搬出口18との間において、第２の酸化防止
用配管33から酸化防止ガスが吹き付けられることから、
リードフレーム５は吹き付けられる酸化防止ガスによ
り、直接的に酸化を防止されつつ、放熱を促進され冷却
される。

したがって、内槽10から搬出される直前において約25
0℃に加熱されていたリードフレーム５は、搬出口19か
ら硬化炉８の外部に搬出された際には、大気中の酸素と
接触しても、酸化現象を引き起こすことのない温度状態
となっており、前記リードフレーム５及びチップ７は、
活性面を保持しつつ次工程、つまりワイヤボンダ３に搬
送される。

よって、ワイヤボンダ３において、前記チップ７の表
面やリードフレームの外部引き出し端子の表面にワイヤ
を圧着する際、必要となる活性面が確保されていること
から、リード付け不良が生ずるようなことはなく、良好
なワイヤボンディグ状態を得ることができるのである。

しかも、本実施例においては、前記通気穴34を前記第
１酸化防止用配管から離間する内槽10の側壁下部に設け
たことから、第２図に点線で矢示したように、第１酸化
防止用配管32から吹き出された酸化防止ガスが直接的に
通気穴34から排出することなく、内槽10内を循環した後
前記通気穴から排出する。したがって、内槽10の内部温
度を一定に維持して、恒常的に最適温度をもって熱硬化
性樹脂６の加熱を行うことができ、これにより前記チッ
プ７の固着強度を均一にすることができるのである。

発明の効果 以上説明したように本発明は、硬化炉を外槽と、該外
槽の内部に配置されヒータブロックが収容された内槽と
で二重槽に形成し、内槽に設けられた前記通気穴を前記
第１酸化防止用配管から離間する内槽の側壁下部に設け
るようにした。よって、第１酸化防止用配管から吹き出
された酸化防止ガスを、内槽内を適宜循環させた後に排
出させることができ、内槽の内部温度の温度変化を抑制
して、恒常的に最適温度をもって熱硬化性樹脂の加熱を
行うことが可能となり、これにより熱硬化性樹脂により
固着されるチップの固着強度を均一にすることができ
る。

また、前記内槽に設けられた前記ベルトコンベアの通
用開口部に、酸化防止ガスによるエアーカーテンを設け
たことから、前記通用開口部をエアーカーテンにより遮
断して、内槽内部への空気の侵入を阻止することがで
き、これによってワークの酸化を防止することができ
る。

さらに、内槽の内部に前記ワークに対して酸化防止ガ
スを吹き付ける第１の酸化防止用配管を設けるようにし
たことから、ワークの酸化を直接的に防止することがで
きるとともに、加熱によって熱硬化性樹脂が硬化する際
に発生するガスを、前記酸化防止ガスにより散逸させる
ことができる。しかも、内槽の側壁に通気穴を設けたこ
とから、散逸した前記ガスを酸化防止ガスとともに、内
槽と外槽間の空間及び前記排気穴を介して外気中に自然
排出させることができ、よって熱硬化性樹脂が硬化する
際に発生したガスがチップやワークの表面に付着する現
象の発生を未然に防止することができる。

加えて、前記内槽の外部であって外槽の内部には前記
内槽から搬出されたワークに酸化防止ガスを吹き付ける
第２の酸化防止用配管を設けたことから、酸化防止ガス
によりワークの酸化を直接的に防止しつつ、放熱を促進
して冷却することができる。したがって、内槽から搬出
される直前において加熱されていたワークを、外部に搬
出された際には、大気中の酸素と接触しても、酸化現象
が引き起こされるようなことのない温度状態にすること
が可能となり、前記ワーク及びチップを活性面を保持し
つつ次工程に移送することができ、よって次工程である
ワイヤボンダにおいて、良好なワイヤボンディグ状態を
得ることを可能にするものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例を示す模式断面図、 第２図は、第１図II−II線に沿う断面図、 第３図は半導体製造ラインの要部を一部を示す工程ブロ
ック図、 第４図は前記半導体製造ラインにおけるダイボンダの工
程説明図である。 １……ダイボンダ、２……キュア、３……ワイヤボン
ダ、４……ベルトコンベア、５……リードフレーム（ワ
ーク）、６……熱硬化性樹脂、７……チップ、８……硬
化炉、９……外槽、10……内槽、17……排気穴、22……
内槽本体、24……蓋部材、26a,26b……通用開口部、27,
28,29……ヒータブロック（加熱手段）、31……エアー
カーテン、32……第１の酸化防止用配管、33……第２の
酸化防止用配管、34……通気穴。

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】半導体素子の端子を形成するワークに、熱
   硬化性樹脂を介してチップを付着し、このチップが付着
   されたワークをベルトコンベア上に載置して搬送しつつ
   加熱し、前記熱硬化性樹脂を硬化させる硬化炉におい
   て、該硬化炉を排気穴が成形された外槽と、該外槽の内
   部に配置され前記加熱を行う加熱手段が収容された内槽
   とで二重槽に形成するとともに、前記内槽に設けられた
   前記ベルトコンベアの通用開口部に、酸化防止ガスによ
   るエアーカーテンを設け、内槽の側壁に通気穴を設ける
   一方、内槽の内部に前記ワークに対し酸化防止ガスを吹
   き付ける第１の酸化防止用配管を設け、前記内槽の外部
   であって外槽の内部には前記内槽から搬出されたワーク
   に酸化防止ガスを吹き付ける第２の酸化防止用配管を設
   けたことを特徴とする半導体素子製造ラインにおける硬
   化炉装置。
2. 【請求項２】前記通気穴を、前記第１の酸化防止用配管
   から離間する内槽の側壁下部に設けたことを特徴とする
   請求項１記載の半導体素子製造ラインにおける硬化炉装
   置。