JP3156500B2 - キュア装置 - Google Patents

キュア装置

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    • H01L2924/15786Material with a principal constituent of the material being a non metallic, non metalloid inorganic material
    • H01L2924/15787Ceramics, e.g. crystalline carbides, nitrides or oxides

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、基板を適切に加熱でき
るようにしたキュア装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】電子部品を製造する工程には、基板(リ
ードフレーム又はセラミック基板など)にボンディング
ペーストを塗布し、ボンディングペースト上にダイを搭
載した後、このボンディングペーストを硬化させ、基板
にダイを接着するキュア工程がある。このキュア工程
は、炉体を備えるキュア装置内において基板を搬送する
ことにより、炉体内に設けられた加熱手段で基板を加熱
して行われる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】さてキュア装置の第1
の従来例として、実開平3−120037号公報に示さ
れているように、炉体内全域にわたって所定温度に加熱
されたヒータブロック上に基板を直接接着させるものが
ある。しかしながら、このものでは、炉体の出口付近に
おいて基板に過剰な熱が加わり、ボンディングペースト
などに含まれる有害成分が多量に蒸発して基板の電極等
に付着して後工程におけるボンディング品質が低下しや
すいし、基板とヒータブロック面の繰り返し接触動作に
より、基板の変形等が発生し易いという問題点があっ
た。
【0004】またキュア装置の第2の従来例として、特
開平3−206628号公報に示されるように、炉体内
の全域にわたって、加熱手段から基板を離した状態を保
持したまま、基板に加熱手段により熱せられた窒素ガス
などを吹付けるものが提案されている。しかしながらこ
のものでは、基板が室温程度からキュア温度(通常20
0℃以上)に達するまで長時間を要し、キュア工程のタ
クトタイムが増大するという問題点があった。また、炉
体内を複数のステージに分け、各ステージにおける窒素
ガスの温度を異ならしめ、所定の温度プロファイルを実
現しようとする際、各ステージの窒素ガス同士(温度が
相違する)が干渉してしまい、炉体の各ステージを仕切
る仕切壁のような手段を設けないと温度コントロールが
極めて困難になるという問題点があった。
【0005】そこで本発明は、基板の温度管理を適切か
つ合理的に行うことができるキュア装置を提供すること
を目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明のキュア装置は、
炉体と、炉体内に不活性ガスを供給するヒータを備えた
ガス供給手段と、炉体の入口から出口へ向けて基板を搬
送する搬送手段と、炉体の入口側に設けられ、かつ基板
の下面側に接触して基板を加熱する第1の加熱手段と、
炉体の出口側に設けられ、かつ基板に接触せずに基板を
加熱する第2の加熱手段とを備え、前記第1の加熱手段
が備えられたゾーンを接触加熱ゾーンとし、また前記第
2の加熱手段が備えられたゾーンを非接触加熱ゾーンと
る。
【0007】
【作用】上記構成により、炉体の入口側に設けられた第
1の加熱手段を基板に直に接触させることにより、基板
の温度をキュア温度又はキュア温度付近まで速やかに上
昇させる。次に第1の加熱手段よりも炉体の出口側に設
けられた第2の加熱手段により、基板の温度を非接触状
態において維持し、基板とヒータブロックの接触による
基板の変形の発生を低減させることができる。加えて、
非接触状態で基板を加熱している際、基板の周囲で気体
は自由に流通することができ、ボンディングペーストか
ら有機ガス成分が蒸発しても、この有機ガス成分が基板
の周囲に滞留することがなく、ワイヤボンディングパッ
ド部への付着を防止できるため、後工程におけるトラブ
ルを一層抑制することができる。さらに、基板、ダイ、
ボンディングペーストはそれぞれ比熱が相違するが、第
1の加熱手段による加熱の結果これらに温度ムラを生じ
ていても、第2の加熱手段による穏やかな加熱の結果、
この温度ムラを収束させることができ、基板全体を均一
にキュアすることができる。
【0008】
【実施例】次に図面を参照しながら本発明の一実施例を
説明する。図1は本発明の第1の実施例におけるキュア
装置の側面図である。図1中、Gは床面、1は床面G上
に支持ポスト2,3によって水平に支持される炉体、4
は炉体1の出口付近に設けられた給気部5を介して不活
性ガスとしての窒素ガスを供給するN2 供給装置、6は
給気部5の周囲に設けられ、炉体1内に送られる窒素ガ
スを加熱するヒータ、7は炉体1の下部に設けられ、炉
体1内の排気ガスの出口としての排気部、8は排気部7
から排気ガスを吸込む排気装置である。9は床面G上に
固定されるシリンダであり、そのロッド10,11の先
端部は昇降自在な昇降板12に連結されている。13,
14は昇降板12の両端部に立設される縦板、15,1
6,17,18はそれぞれ縦板13と縦板13と縦板1
4に軸支されるローラであり、これらローラ15,1
6,17,18に炉体1内を通過し、基板27(図2参
照)を搬送方向N1に搬送するワイヤ19が調帯されて
いる。また20はその出力軸に軸着された駆動プーリ2
1、ベルト22を介してローラ16に回転力を与えるモ
ータである。
【0009】図2は本発明の第1の実施例におけるキュ
ア装置の縦断面図である。炉体1のうち、1aは底板、
1bは入口INが開けられている側板、1cは出口OU
Tが開けられている側板である。24は底板1aよりも
上方に空間Mを開けた状態で水平に固定され、各加熱ス
テージS1〜S8の境目に位置する開口部23を備えた
ベース板、25は炉体1の上部に設けられる透明板、2
6はスリットを介して2段千鳥状に配設される整流板で
あり、透明板25及び整流板26は炉体1内を上方から
目視できるように透明な耐熱ガラスで形成されている。
また27は基板、28はダイ、29はボンディングペー
ストである。ここで、給気部5から矢印N2方向に吹き
出された高温の窒素ガスは、整流板26のスリット間、
各加熱ステージS1〜S8、開口部23、空間M、排気
部7の順に流れ、矢印N3で示すように排気装置8に回
収される。
【0010】各加熱ステージS1〜S8にはそれぞれ上
面の高さがそれぞれ等しく、かつ熱源(カートリッジヒ
ータ)を有するヒータブロックB1〜B8が基板27の
搬送方向N1に向かって等間隔に配置されている。ま
た、入口IN側の加熱ステージS1〜S3のヒータブロ
ックB1〜B3には、基板27に直接接触して基板27
を加熱する加熱板P1〜P3が着脱自在に装着されてい
る。一方、加熱ステージS4〜S8のヒータブロックB
4〜B8には加熱板は装着されていない。これにより本
実施例では、加熱ステージS1〜S3を基板27に接触
して加熱する接触加熱ゾーンとし、加熱ステージS4〜
S8を基板27を非接触で加熱する非接触加熱ゾーンと
している。ここで、基板27の品種に応じて望ましい温
度プロファイルが相違する。そこで、図2の構成に代え
て、ヒータブロックB4にも加熱板を装着し、加熱ステ
ージS1〜S4を接触加熱ゾーンとし、加熱ステージS
5〜S8を非接触加熱ゾーンとするなど、接触加熱ゾー
ンと非接触加熱ゾーンを簡単に変更して種々の温度プロ
ファイルに柔軟・容易に対応することができる。因みに
図2の構成では、図8(本発明の第1の実施例における
キュア装置における温度プロファイルを示すグラフ)に
示すように、加熱ゾーンS1〜S3において短時間にキ
ュア温度まで基板27を加熱し、タクトタイムを短縮す
るとともに、加熱ゾーンS4〜S8において非接触で基
板27の温度を維持することにより、基板27を過剰に
加熱せず熱的なダメージを抑制できるだけでなく、有害
成分が蒸発しても基板27周囲において気体が自由に流
通できるため、直ちに排気装置8側へ回収され有害成分
が基板27の周囲に滞留しない。したがって、基板27
のボンディング性が劣化しないようにすることができ
る。
【0011】次に図3〜図8を参照しながら、加熱手段
について詳細に説明する。図3は本発明の第1の実施例
におけるキュア装置の加熱板付近の平面図であり、加熱
ステージS3を上方から見たものである。また図4は本
発明の第1の実施例におけるキュア装置のA−A線断面
図、図5は本発明の第1の実施例におけるキュア装置の
B−B線断面図である。
【0012】図3において、30〜32は加熱板P3の
上面に、搬送方向N1と平行に刻まれた溝であり、これ
らの溝30〜32内に基板27を搬送するワイヤ19が
出入りできるようになっている。また、35〜38は加
熱板P3の上面に開口する吸引孔であり、基板27を加
熱板P3上に載置すると、ダイ28が丁度吸引孔35〜
38の真上に位置するように配置されている。そして吸
引孔35〜38には、枝管39〜42及び本管43を介
して吸引装置44による負圧が作用する。したがって加
熱ステージS3においては、第1の加熱手段に対応する
ヒートブロックB3及び加熱板P3に、基板27の下面
を吸着して基板27を加熱板P3に密着させる吸引孔3
5〜38が備えられている。このため、加熱板P3の熱
を効率良く、しかも均一に基板27に伝えることができ
る。また、基板27のサイズが変更される際、使用する
吸引孔、溝を変更すべき場合が多いが、本実施例では、
吸引孔35〜38と溝30〜32とが複数設けられてい
るため、吸引孔と溝のうち使用する組合せを便宜変更す
ることにより、基板27のサイズの変更に柔軟に対応で
きる。
【0013】また図3〜図5において、33は熱源とし
てのカートリッジヒータ、34は熱電対、45はヒータ
ブロックB3をベース板24に固定するボルト、46は
加熱板P3をヒータブロックB3に着脱自在に装着する
ためのボルトであり、いずれのボルト45,46の取付
穴にもザグリが施してあり、ボルト45,46の頭部上
面が、ヒータブロックB3又は加熱板P3の上面から上
方へ突出しないようになっている。なお、接触加熱ゾー
ンである加熱ステージS1,S2においては、上記と同
様の構成となっている。また非接触加熱ゾーンである加
熱ステージS4〜S8では、加熱板P3などを取外した
状態となっている。
【0014】図6、図7は本発明の第1の実施例におけ
るキュア装置の動作説明図であり、加熱ステージS3,
S4付近を拡大して示している。図1も参照しながら説
明するに、まず基板27を加熱する際には、図6に示す
ように、シリンダ9のロッド10,11を没入させ、昇
降板12のレベルを下げることにより、ワイヤ19を溝
30〜32に入れる。これによって、接触加熱ゾーンで
ある加熱ステージS1〜S3では、基板27が加熱板P
1〜P3上に載置され加熱板P1〜P3の熱が基板27
に直接伝えられる。一方、非接触加熱ゾーンである加熱
ステージS4〜S8では加熱板がないので、基板27は
ワイヤ19に載ったままの状態にある。次に図6に示す
加熱の1ステップが終了したら、シリンダ9のロッド1
0,11を突出させ、図7に示すようにワイヤ19を加
熱板P1〜P3よりも上方のレベルにして、モータ20
を駆動して、1ステージ分基板27を搬送方向N1に送
る。以上の動作をくり返すことにより、基板27を順次
入口INから炉体1内へ入れ、また出口OUTから送り
出すものである。
【0015】次に図9を参照しながら本発明の第2の実
施例を説明する。図9は本発明の第2の実施例における
キュア装置の縦断面図である。第2の実施例では、第1
の実施例に対し非接触加熱ゾーンの構成を変更してい
る。即ち、非接触加熱ゾーンである加熱ステージS4〜
S8においてヒータブロックを設けておらずワイヤ19
に載った基板27の下方には気流を妨げる部材が殆んど
何もない状態としている。一方、加熱ステージS4〜S
8の上部の整流板26のスリットの下方に、第2の加熱
手段に対応するフィンヒータ47を配設している。フィ
ンヒータ47のうち、48はヒータ部、49はヒータ部
48の周囲につば状に設けられるフィンである。第2の
実施例によれば、非接触加熱ゾーンにおいて基板27の
下方に気流を妨げるものがないため、炉体1内の気流が
安定し、ほぼ一様に下向きとなるので、基板27やダイ
28の汚染を一層抑制できる。またヒートブロックに比
べフィンヒータは安価であるので、製造コストを低減で
きる。
【0016】
【発明の効果】本発明によれば、第1の加熱手段により
短時間に基板をキュア温度に到達させることによりタク
トタイムを短縮できるだけでなく、第2の加熱手段によ
りボンディングペーストから蒸発する有機ガス等の有害
成分の影響を抑制して、基板の温度管理を適切・合理的
に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例におけるキュア装置の側
面図
【図2】本発明の第1の実施例におけるキュア装置の縦
断面図
【図3】本発明の第1の実施例におけるキュア装置の加
熱板付近の平面図
【図4】本発明の第1の実施例におけるキュア装置のA
−A線断面図
【図5】本発明の第1の実施例におけるキュア装置のB
−B線断面図
【図6】本発明の第1の実施例におけるキュア装置の動
作説明図
【図7】本発明の第1の実施例におけるキュア装置の動
作説明図
【図8】本発明の第1の実施例におけるキュア装置にお
ける温度プロファイルを示すグラフ
【図9】本発明の第2の実施例におけるキュア装置の縦
断面図
【符号の説明】
1 炉体 4 N2 供給装置5 給気部 6 ヒータ 19 ワイヤ 20 モータ 27 基板 30 溝 31 溝 32 溝 35 吸引孔 36 吸引孔 37 吸引孔 38 吸引孔 47 フィンヒータ IN 入口 OUT 出口 B1 ヒータブロック B2 ヒータブロック B3 ヒータブロック B4 ヒータブロック B5 ヒータブロック B6 ヒータブロック B7 ヒータブロック B8 ヒータブロック P1 加熱板 P2 加熱板 P3 加熱板
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 21/52

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 炉体と、前記炉体内に不活性ガスを供給
    するヒータを備えたガス供給手段と、前記炉体の入口か
    ら出口へ向けて基板を搬送する搬送手段と、前記炉体の
    入口側に設けられ、かつ基板の下面側に接触して基板を
    加熱する第1の加熱手段と、前記炉体の出口側に設けら
    れ、かつ基板に接触せずに基板を加熱する第2の加熱手
    段とを備え、前記第1の加熱手段が備えられたゾーンを
    接触加熱ゾーンとし、また前記第2の加熱手段が備えら
    れたゾーンを非接触加熱ゾーンとすることを特徴とする
    キュア装置。
  2. 【請求項2】 炉体と、前記炉体内に不活性ガスを供給
    するガス供給手段と、前記炉体の入口から出口へ向けて
    基板を搬送する搬送手段とを備えたキュア装置であっ
    て、前記炉体の入口側を基板の下面側に接触して基板を
    加熱する第1の加熱手段を備えた接触加熱ゾーンとし、
    前記炉体の出口側を基板に接触せずに基板を加熱する第
    2の加熱手段とを備えた非接触加熱ゾーンとしたことを
    特徴とするキュア装置。
  3. 【請求項3】 前記第1の加熱手段は、熱源を有するヒ
    ータブロックと、前記ヒータブロックの上面に着脱自在
    に装着される加熱板を備え、前記第2の加熱手段は前記
    加熱板が装着されない前記ヒータブロックからなり、前
    記各ヒータブロックの上面高さを均一にすると共に、前
    記各ヒータブロックを前記炉体の入口から出口に向かっ
    て等間隔に配置したことを特徴とする請求項1または2
    記載のキュア装置。
  4. 【請求項4】 前記第2の加熱手段は、フィンヒータで
    ある請求項1または2記載のキュア装置。
  5. 【請求項5】 前記加熱板は、基板の下面を吸着して基
    板を加熱板に密着させる吸引孔を備えることを特徴とす
    る請求項3記載のキュア装置。
  6. 【請求項6】 前記搬送手段は、基板を搬送するワイヤ
    を備え、かつ前記加熱板は、前記加熱板の上面よりも低
    いレベルで前記ワイヤを通過させる複数の溝を備えるこ
    とを特徴とする請求項3記載のキュア装置。
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JP2531024Y2 (ja) * 1988-10-05 1997-04-02 松下電器産業株式会社 セラミック基板の共晶加熱ボンディング装置
JPH0619546Y2 (ja) * 1989-09-11 1994-05-25 ソニー株式会社 加熱硬化装置

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