JP3608605B2 - Positioning jig - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、位置決め用治具に関し、より詳しくは、第1部材に対して第2部材を位置決めするための位置決め用治具に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
例えば、ICチップ等を組み立て製造するにあたっては、一般に、所定の回路が形成されたウエーハを各素子に分離させるダイシング工程を行った後に、各素子を基板やフレーム等のダイに接着するダイボンディング工程が行われ、次いで、素子とリードフレームの電極リードとを接続するワイヤーボンディング工程が行われる。
【0003】
ダイボンディング工程では、被接着部材となるダイに対して、はんだ箔や、金テープあるいは金属箔、または銀ペースト樹脂等のはんだペーストを介して、接着部材となる素子を所定の位置に位置決め配置し、還元炉内でのリフローはんだ付けや、共晶接合または樹脂接着によってマウントする。
【0004】
このように、第1部材としてのダイに対して第2部材としての素子を位置決めするための、従来の位置決め用治具としては、図12に示すように、ダイSを位置決め支持する第1治具6と、この第1治具6と相対向して位置決め配置される、素子CをダイSの表面に案内位置決めするための挿入部70を備えた第2治具7とを備えたものが用いられていた。そして、この位置決め用治具は、第1治具6に複数のダイSを位置決め支持するための複数の凹部60が形成されており、各凹部60は、位置決め支持するダイSの大きさよりもわずかに大きく、また、ダイSの表面が第1治具60の表面から出るように、ダイSの厚さよりも浅くそれぞれ形成されている。第1治具6の第2治具7と対向する面にはピン63が立設され、また、このピン63と対応するように第2治具7に嵌合孔73が穿設されている。一方、第2治具7の挿入部70の形状は、ダイSに接着される各素子Cの大きさや形状等に応じてそれぞれ形成されている。一般に、マウントされる素子Cの大きさがダイSよりも小さいために、ダイSに対する第2治具7の挿入部70の開口部の大きさもダイSより小さく形成されており、第2治具7の挿入部70の開口部の周囲が第1治具60の表面から出ているダイSの表面と接することとなる。
【0005】
各ダイSに対して素子Cをそれぞれ位置決めするに際しては、第1治具6の凹部60にダイSを嵌め込むようにして位置決め支持し、第1治具6のピン63に第2治具7の嵌合孔73を嵌合する。これにより、第1治具6に位置決め支持されたダイSに対して、第2治具7に形成された挿入部70が所定に位置に開口し、したがって、この挿入部70から素子Cを挿入することにより、ダイSの所定の位置に素子Cが位置決めされることとなる。このとき、第2治具7の挿入部70の開口部の周囲がダイSの表面と接しているために、第2治具7の高さ方向の位置は、ダイSの表面の第1治具6の表面から出ている高さによって変化する。その後、第2治具の挿入部70からはんだ箔Fと共に素子Cを挿入すると、はんだ箔Fを介して素子CがダイSの所定の位置に位置決めされることとなる。
【0006】
また、特開平4−339566号公報には、第1接合体と第2接合体とを炉中にてろう付けするろう付け接合方法において、第1接合体と一体に移動する第1治具と、第2接合体と一体に移動すると共に、前記第1治具に接触した状態で、前記第1治具に対して相対的に移動する第2治具とを備え、前記第1治具または第2治具の少なくとも一方をスライドさせて、第1接合体と第2接合体との位置合わせを行う第1工程と、位置合わせ後に、前記第1治具と前記第2治具とを接着剤を用いて接着する第2工程と、接着された前記第1治具および第2治具を、炉中に配して前記第1接合体と第2接合体とのろう付け接合を行う第3工程とを備えるろう付け接合方法が知られている。そして、この方法における第1工程では、CCDカメラなどを用いて光学的な画像処理にて位置合わせを行うことが記載されている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ダイボンディングされるダイには、その厚さに誤差がある。そして、上記図12に示した従来の位置決め用治具により複数のダイSに対して素子Cをそれぞれ一度に位置決めする場合にあっては、第1治具6に位置決め支持された複数のダイSのうち、最も厚いダイSの表面によって、すなわち、第1治具6の表面から最も出ているダイS(図12の左側のダイSを参照)の表面によって決定される。そのため、厚さが最も厚いダイS以外のダイS(図12の右側のダイSを参照)については、その表面と第2治具7の挿入部70の開口部との間に透き間Tが生じることとなり、この透き間Tに素子Cが入り込んで位置ズレ不良が発生するという問題があった。また、最も厚いダイSは、その表面に第2治具7が直接当接されるために、傷が付く可能性があるという問題もあった。さらに、還元炉内でリフローはんだ付けを行う場合には、位置決め用治具の素材としてカーボンを用いることが多い。カーボンを用いた治具は脆いために、特に、素子Cを第2治具7の挿入部70から挿入する際に第2治具7が摩擦や衝撃等によって破損した場合には、第2治具7全体を交換する必要があるという問題もあった。
【0008】
また、特開平4−339566号公報に開示されたろう付け接合方法にあっては、第1工程において、第1接合体と第2接合体との位置合わせを行うために、光学的な画像処理を利用して第1治具または第2治具の少なくとも一方をスライドさせるものであり、設備が大掛かりとなるだけでなく、その処理制御が煩雑となるという問題があった。
【0009】
本発明は、上記問題に鑑みてなされたもので、簡単な構成で、特に一度に複数の第1部材に対してそれぞれ第2部材を位置決めする場合であっても、容易且つ確実に位置決めすることができる位置決め治具を提供することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】
請求項1の位置決め治具に係る発明は、上記課題を解決するため、第1部材に対して第2部材を位置決めするための位置決め用治具であって、第1部材を位置決め支持する第1治具と、該第1治具と相対向して、第1部材の表面から所定間隔離間した状態で位置決め配置される、挿通部を備えた第2治具と、該第2治具の挿通部に、第1部材の表面に対して当接するように相対移動可能に挿通される、第2部材を第1部材の表面に案内位置決めするための挿入部が形成された第3治具と、を備えたことを特徴とするものである。
【0011】
請求項1の発明では、第1部材を第1治具に位置決め支持し、第2治具を第1治具と相対向して位置決め配置してから第3治具を第2治具の挿通部に挿通するか、または、第3治具を第2治具の挿通部に挿通した状態で第2治具を第1治具と相対向して位置決め配置する。第2治具の挿通部に挿通される第3治具は、第1治具に位置決め支持された第1部材の厚さ等の大きさに応じて、第1部材の表面に対して当接するように相対移動する。この状態で、第3治具の挿入部から第2部材を第1部材の表面に案内位置決めする。
【0012】
【発明の実施の形態】
本発明の位置決め治具の実施の一形態を、図1〜図10に基づいて詳細に説明する。なお、図において同一符号は同一部分または相当部分とする。この実施の形態においては、例えば、第1部材がIGBT(絶縁ゲートバイポーラモードトランジスタ)モジュールに用いられる被接着部材となる基板であり、また、図9および図10に示すように、第2部材が接着部材となるIGBTチップやダイオードチップ等の素子であり、一度に複数の基板に各接着部材を所定の位置に位置決め接着する場合により説明する。
【0013】
本発明の位置決め治具は、概略、被接着部材Sに対して接着部材C1,C2を位置決めして接着するための位置決め接着用治具であって、被接着部材Sを位置決め支持する第1治具1と、該第1治具1と相対向して、被接着部材Sの表面から所定間隔離間した状態で位置決め配置される、挿通部20を備えた第2治具2と、該第2治具の挿通部20に、被接着部材Sの表面に対して当接するように相対移動可能に挿通される、接着部材C1,C2を被接着部材Sの表面に案内位置決めするための挿入部30が形成された第3治具3と、を備えている。
【0014】
被接着部材となる基板Gは、この実施の形態の場合、図9および図10に示すように、絶縁ベース板Sbの両面に例えば銅やアルミニウム等からなる金属導体層Sn,Snが積層成形されたもので、絶縁ベース板Sbの周縁が金属導体層Sn,Snの周縁よりも突出するように形成されている。この基板Sの表面には、この実施の形態の場合、接着部材としてのIGBTチップC1とダイオードチップC2とがそれぞれはんだ箔Fを介して位置決めされ、後の工程で還元炉にてリフローはんだ付けされる。
【0015】
図2は第1治具1の平面図を示したものであり、図3は図2に示された第1治具1のIII−III 線断面図を示したものである。第1治具1の上面には基板Sの絶縁ベース板Sbを嵌合して位置決めし得る大きさの凹部10が複数(図示した実施の形態では8箇所)形成されている。そして、各凹部10の深さは、この実施の形態の場合、基板Sの設定された成形誤差のうちの最小厚さ(高さ)よりも浅く(薄く)なるように設定されている。したがって、最も薄い基板Sであっても、第1治具1の上面から出るようになっている。各凹部10の開口周縁には、基板Sの絶縁ベース板Sbを容易に嵌合し位置決めすることができるように、傾斜部10aが形成されている。また、各凹部10のほぼ中央および各凹部10の間には、肉抜きと後工程で還元炉に入れられた際に熱容量の低減による熱のまわりや還元ガスの回りを向上させる等の目的から、第1治具1の下面から凹部10にわたって貫通する孔11が形成されている。さらに、各凹部10の周囲には溝12が形成されている。溝12は、孔11と同様の目的に加えて、手作業による凹部10への基板Sの搬入およびはんだ付けが完了した素子C1,C2の搬出を容易にするため、あるいは、これらの搬入・搬出を行うロボットのフィンガ(図示は省略する)が挿入されるために形成されたものである。そして、第1治具1の上面角隅部近傍には、この実施の形態の場合、3本のピン13が立設されている。
【0016】
図4は第2治具2の平面図を示したものであり、図5は図4に示された第2治具2の正面図を示したものであり、図6は図4に示された第2治具2のVI−VI 線にほぼ沿った断面図を示したものである。第2治具2には第3治具3が挿通される挿通部20が第1治具1の凹部10と対応して複数(図示した実施の形態では8箇所)形成されている。挿通部20は、第1治具1の凹部10に位置決めされた基板Sの大きさよりも大きく形成されている。隣接する挿通部20の間には第3治具3のフランジ3a(図7、図8)が摺動可能に嵌合されて位置決めされる突条21が形成されている。また、第2治具2の第1治具1に立設された3本のピン13と対応する位置には、ピン13が嵌合されて第1治具1に対する第2治具2の水平方向の位置を位置決めする嵌合孔23が穿設されており、ピン13および嵌合孔23は第1治具1と第2治具2との位置決め手段を構成している。そして、図4の破線および図5に示すように、ピン13が嵌合された第2治具2を第1治具1から抜き取る際に、第2治具2に図示しない作業者の指またはロボットのフィンガを掛けるための切欠き部24が形成されている。さらに、図2および図4に鎖線で示すように、第1治具1および第2治具2の一側縁には、その治具により位置決めされ還元炉内で基板Sの素子C1,C2がはんだ付けされる品番を判別することができるように、品番によって設定された位置に孔25が穿設される。
【0017】
図7は第3治具3の平面図を示したものであり、図8は図7に示された第3治具3のVIII−VIII 線断面図を示したものである。第3治具3の側壁外周3bは、第2治具2の挿通部20よりもわずかに小さく形成されており、その上方には外側に延出して第2治具2の突条21内に摺動可能に嵌合されるフランジ3aが形成されている。そして、第3治具3の側壁3bのフランジ3aとの境界から下端までの長さは、第2治具2の挿通部20に挿通された際に、第1治具1の凹部10に位置決めされた最も薄い基板Sの表面にその底部3cの下端面が当接し得るように設定されている。また、第3治具3の底部3cには、IGBTチップC1とはんだ箔FおよびダイオードチップC2とはんだ箔Fをそれぞれ基板Sの表面に案内位置決めする窓状の挿入部30が穿設されている。各挿入部30の上端には、IGBTチップC1とはんだ箔FおよびダイオードチップC2とはんだ箔Fをそれぞれ傷付けることなく容易に挿入して位置決めすることができるように、傾斜部30aが形成されている。
【0018】
なお、上述した第1、第2、および第3治具1,2,3は、後の工程で還元炉にてはんだ箔を再溶融させることにより基板Sと素子C1,C2とを接合するリフローはんだ付けを行うために、それぞれ素材としてカーボンが用いられている。しかしながら、本発明はこの実施の形態に限定されることなく、共晶接合または樹脂接着によって基板S等の被接着部材に素子C1,C2等の接着部材をマウントする場合等には、樹脂や金属等、他の素材を採用することができ、さらには、基板Sに素子C1,C2をマウントする場合以外の位置決めにも用いることができる。
【0019】
また、上述した実施の形態では、第1治具1に対して第2治具2を水平方向に位置決めするための手段として、ピン13と嵌合孔23を用いた場合によって説明したが、本発明は、図示は省略するが例えば凹部とこれに係合される凸部のいずれか一方を第1治具1または第2治具2にそれぞれ形成する等、他の公知の手段に代えることもできる。
【0020】
次に、以上のように構成された本発明の位置決め治具の使用形態を、基板Sに素子C1,C2をマウントする場合によって説明する。最初に、第2治具2は、その嵌合孔23が第1治具1のピン13から抜き取られた状態となっている。この状態で、第1治具1の各凹部10に基板Sを嵌め込むようにして支持する。基板Sは、その絶縁ベース板Sbの端面が凹部10の側壁に当接されることにより、位置決めされる。そして、基板Sの表面は、その成形誤差によって、第1治具1の表面から出る高さが基板Sごとに異なる。
【0021】
次いで、第1治具1に対して第2治具2を相対向させ、ピン13に対して嵌合孔23を整合させて嵌合する。このとき、第2治具2の挿通部20が第1治具1の凹部10に位置決めされた基板Sの大きさよりも大きく形成されていることにより、第2治具2が基板Sの表面に接することがない、すなわち、第2治具2が基板Sの表面から所定間隔離間した状態で位置決め配置されることとなる。
【0022】
その後、第3治具3の底部3cの下端面が基板Sの表面に当接するように、第2治具2の各挿通部20に第3治具3の側壁3bを挿通する。図1に示された左右の基板Sおよび第3治具3の高さを比較すると明らかなように、基板Sの成形誤差によって異なる第1治具1の表面からの高さに応じて、第3治具3は挿通されている第2治具2の挿通部20内を、相対的に昇降移動することが可能となっている。
【0023】
次に、基板Sに応じて挿通された各第3治具3の挿入部30からそれぞれIGBTチップC1とはんだ箔FおよびダイオードチップC2とはんだ箔Fを重ねた状態で挿入し、基板Sの表面に位置決めする。この実施の形態では、この状態のままで第1〜第3治具1,2,3と共に基板S、はんだ箔F、素子C1,C2が順次積重され位置決めされた状態で還元炉内に搬入され、リフローハンダ付けされる。
【0024】
なお、上述した使用形態では、第2治具2を第1治具1に対して位置決めし、後に第3治具3を第2治具2に位置決めした場合によって説明したが、本発明の位置決め治具はこれに限定されることなく、予め、第3治具3を第2治具2に位置決めし、その後、この第3治具3が位置決めされた第2治具2を第1治具1に対して位置決めすることもできる。
【0025】
次に、本発明の位置決め用治具の別の実施の形態を図11に基づいて説明する。なお、上述した実施の形態と同様または相当する部分については、同じ符号を付してその説明を省略し、異なる部分についてのみ説明する。
【0026】
上述した実施の形態では、第2治具2の挿通部20を第1治具1の凹部10に位置決めされた基板Sの大きさよりも大きく形成することにより、第2治具2が基板Sの表面から所定間隔離間した状態で位置決め配置されるのに対し、この実施の形態においては、第2治具2のピン13と嵌合される嵌合孔23の周囲の部分に第1治具に向かって突出するスペーサ26を設けることにより、少なくとも挿通部20の周囲が第1部材の表面から所定間隔離間するように構成されている。また、上述した実施の形態では、基板Sの表面が第1治具1の上面から出るように第1治具1の凹部10を形成し、この凹部10の内周よりも第3治具3の底部3cの外周が大きくなるように形成しているのに対し、この実施の形態では、第3治具3の底部3cの外周が第1治具1の凹部10の内周よりも小さく形成されている。そのため、基板Sの表面が第1治具1の上面から出るように第1治具1の凹部10の深さを設定する必要はない。
【0027】
【発明の効果】
請求項1の発明によれば、被接着部材を位置決め支持する第1治具と、該第1治具と相対向して、被接着部材の表面から所定間隔離間した状態で位置決め配置される、挿通部を備えた第2治具と、該第2治具の挿通部に、被接着部材の表面に対して当接するように相対移動可能に挿通される、接着部材を被接着部材の表面に案内位置決めするための挿入部が形成された第3治具と、を備えたことにより、簡単な構成で、特に一度に複数の第1部材に対してそれぞれ第2部材を位置決めする場合であっても、容易且つ確実に位置決めすることができる位置決め治具を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の位置決め治具の実施の一形態を示す部分断面図である。
【図2】第1治具の平面図である。
【図3】図2に示された第1治具のIII−III 線断面図である。
【図4】第2治具の平面図である。
【図5】第2治具の正面図である。
【図6】図4に示され第2治具のVI−VI 線にほぼ沿った断面図である。
【図7】第3治具の平面図である。
【図8】図7に示され第3治具のVIII−VIII 線断面図である。
【図9】素子が接合された基板の実施の一形態を示す平面図である。
【図10】図9の正面図である。
【図11】本発明の位置決め治具の別の実施の形態を示す部分断面図である。
【図12】従来の位置決め治具により、厚さの異なる基板に対して素子が位置決めされた状態を示す部分断面図である。
【符号の説明】
S 基板(第1部材)
C1,C2 素子(第2部材)
1 第1治具
2 第2治具
3 第3治具
10 凹部
20 挿通部
30 挿入部
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a positioning jig, and more particularly to a positioning jig for positioning a second member with respect to a first member.
[0002]
[Prior art]
For example, when assembling and manufacturing an IC chip or the like, generally, after performing a dicing process for separating a wafer on which a predetermined circuit is formed into each element, a die bonding process for bonding each element to a die such as a substrate or a frame Then, a wire bonding step for connecting the element and the electrode lead of the lead frame is performed.
[0003]
In the die bonding process, an element to be an adhesive member is positioned and arranged at a predetermined position via a solder foil, a gold tape, a metal foil, or a solder paste such as a silver paste resin with respect to a die to be an adhesive member. Mount by reflow soldering in a reducing furnace, eutectic bonding or resin bonding.
[0004]
Thus, as a conventional positioning jig for positioning the element as the second member with respect to the die as the first member, as shown in FIG. 12, the first jig for positioning and supporting the die S is used. A tool 6 and a second jig 7 provided with an insertion portion 70 for positioning and positioning the element C on the surface of the die S, which is positioned opposite to the first jig 6. It was used. In this positioning jig, a plurality of recesses 60 for positioning and supporting a plurality of dies S are formed on the first jig 6, and each recess 60 is slightly smaller than the size of the die S for positioning and supporting. The surface of the die S is formed shallower than the thickness of the die S so that the surface of the die S protrudes from the surface of the first jig 60. A pin 63 is erected on the surface of the first jig 6 facing the second jig 7, and a fitting hole 73 is formed in the second jig 7 so as to correspond to the pin 63. . On the other hand, the shape of the insertion portion 70 of the second jig 7 is formed according to the size, shape, etc. of each element C bonded to the die S. In general, since the size of the mounted element C is smaller than that of the die S, the size of the opening of the insertion portion 70 of the second jig 7 with respect to the die S is also smaller than that of the die S. 7 is in contact with the surface of the die S protruding from the surface of the first jig 60.
[0005]
When positioning the element C with respect to each die S, the positioning is supported by fitting the die S into the recess 60 of the first jig 6, and the fitting of the second jig 7 to the pin 63 of the first jig 6. The joint hole 73 is fitted. As a result, the insertion portion 70 formed in the second jig 7 opens at a predetermined position with respect to the die S positioned and supported by the first jig 6. Therefore, the element C is inserted from the insertion portion 70. By doing so, the element C is positioned at a predetermined position of the die S. At this time, since the periphery of the opening of the insertion portion 70 of the second jig 7 is in contact with the surface of the die S, the position of the second jig 7 in the height direction is the first jig on the surface of the die S. The height varies depending on the height of the tool 6 protruding from the surface. Thereafter, when the element C is inserted together with the solder foil F from the insertion portion 70 of the second jig, the element C is positioned at a predetermined position of the die S via the solder foil F.
[0006]
Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-339666 discloses a first jig that moves integrally with a first joined body in a brazing joining method for brazing the first joined body and the second joined body in a furnace. A second jig that moves integrally with the second assembly and moves relative to the first jig in contact with the first jig, the first jig or A first step in which at least one of the second jigs is slid to align the first joined body and the second joined body, and the first jig and the second jig are bonded after the positioning. A second step of bonding using an agent, and the bonded first and second jigs in a furnace for brazing and joining the first and second assemblies. A brazing joining method including three steps is known. In the first step of this method, it is described that alignment is performed by optical image processing using a CCD camera or the like.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
However, the die to be die-bonded has an error in its thickness. When the element C is positioned at a time with respect to the plurality of dies S by the conventional positioning jig shown in FIG. 12, the plurality of dies S positioned and supported by the first jig 6 are used. Of these, it is determined by the surface of the thickest die S, that is, the surface of the die S that protrudes most from the surface of the first jig 6 (see the die S on the left side of FIG. 12). Therefore, for a die S other than the thickest die S (see the right-side die S in FIG. 12), a clearance T is generated between the surface and the opening of the insertion portion 70 of the second jig 7. As a result, there is a problem in that the element C enters the gap T and a misalignment occurs. In addition, the thickest die S has a problem that the second jig 7 is directly brought into contact with the surface thereof, so that there is a possibility of being damaged. Further, when performing reflow soldering in a reducing furnace, carbon is often used as a material for a positioning jig. Since the jig using carbon is fragile, especially when the second jig 7 is damaged by friction or impact when the element C is inserted from the insertion portion 70 of the second jig 7, the second jig is used. There was also a problem that the entire tool 7 had to be replaced.
[0008]
Further, in the brazing joining method disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 4-339666, in the first step, optical image processing is performed in order to perform alignment between the first joined body and the second joined body. There is a problem in that at least one of the first jig and the second jig is used to slide, and not only the equipment becomes large, but also the processing control becomes complicated.
[0009]
The present invention has been made in view of the above problems, and can easily and surely position the second member with a simple configuration, particularly when positioning the second member with respect to the plurality of first members at a time. An object of the present invention is to provide a positioning jig that can be used.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
The invention according to claim 1 is a positioning jig for positioning the second member with respect to the first member in order to solve the above problem, and is a first jig for positioning and supporting the first member. A jig, a second jig provided with an insertion portion, opposite to the first jig and positioned at a predetermined distance from the surface of the first member, and the insertion of the second jig A third jig formed with an insertion portion for guiding and positioning the second member on the surface of the first member, which is inserted into the portion so as to be able to move relative to the surface of the first member; It is characterized by comprising.
[0011]
In the first aspect of the invention, the first member is positioned and supported by the first jig, the second jig is positioned and arranged opposite to the first jig, and then the third jig is inserted into the second jig. The second jig is positioned and arranged opposite to the first jig with the third jig inserted through the insertion section of the second jig. The third jig inserted through the insertion part of the second jig comes into contact with the surface of the first member according to the thickness or the like of the first member positioned and supported by the first jig. Move relative. In this state, the second member is guided and positioned on the surface of the first member from the insertion portion of the third jig.
[0012]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
One embodiment of the positioning jig of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. In the drawings, the same reference numerals denote the same or corresponding parts. In this embodiment, for example, the first member is a substrate to be an adhesive member used in an IGBT (insulated gate bipolar mode transistor) module, and the second member is a member as shown in FIGS. A description will be given of a case where the adhesive member is an element such as an IGBT chip or a diode chip, which is an adhesive member, and each adhesive member is positioned and bonded to a plurality of substrates at a predetermined position at a time.
[0013]
The positioning jig of the present invention is a positioning and bonding jig for positioning and bonding the adhesive members C1 and C2 with respect to the adherend member S, and is a first jig for positioning and supporting the adherend member S. A tool 2, a second jig 2 provided with an insertion portion 20, positioned opposite to the first jig 1 and spaced from the surface of the adherend member S by a predetermined distance, and the second jig 2. An insertion portion 30 for guiding and positioning the adhesive members C1 and C2 inserted into the insertion portion 20 of the jig so as to be relatively movable so as to come into contact with the surface of the adherend member S. The 3rd jig | tool 3 in which was formed.
[0014]
In this embodiment, as shown in FIGS. 9 and 10, the substrate G to be bonded is formed by laminating metal conductor layers Sn and Sn made of, for example, copper or aluminum on both surfaces of the insulating base plate Sb. Therefore, the periphery of the insulating base plate Sb is formed so as to protrude from the periphery of the metal conductor layers Sn and Sn. In this embodiment, on the surface of the substrate S, the IGBT chip C1 and the diode chip C2 as adhesive members are respectively positioned through the solder foil F, and are reflow soldered in a reduction furnace in a later process. The
[0015]
FIG. 2 shows a plan view of the first jig 1, and FIG. 3 shows a cross-sectional view taken along the line III-III of the first jig 1 shown in FIG. On the upper surface of the first jig 1, a plurality of recesses 10 (eight locations in the illustrated embodiment) having a size capable of fitting and positioning the insulating base plate Sb of the substrate S are formed. In the case of this embodiment, the depth of each recess 10 is set to be shallower (thinner) than the minimum thickness (height) among the set molding errors of the substrate S. Therefore, even the thinnest substrate S comes out from the upper surface of the first jig 1. An inclined portion 10a is formed around the opening periphery of each recess 10 so that the insulating base plate Sb of the substrate S can be easily fitted and positioned. Also, between the center of each recess 10 and between each recess 10, for the purpose of improving heat circulation and reducing gas circulation by reducing heat capacity when being put into a reduction furnace in the subsequent process. A hole 11 penetrating from the lower surface of the first jig 1 to the recess 10 is formed. Further, a groove 12 is formed around each recess 10. In addition to the same purpose as the hole 11, the groove 12 facilitates the manual loading of the substrate S into the recess 10 and the unloading of the elements C <b> 1 and C <b> 2 that have been soldered, or the loading / unloading thereof. This is formed to insert a finger (not shown) of the robot that performs the operation. In the case of this embodiment, three pins 13 are erected near the upper corner of the first jig 1.
[0016]
4 is a plan view of the second jig 2, FIG. 5 is a front view of the second jig 2 shown in FIG. 4, and FIG. 6 is shown in FIG. FIG. 3 is a cross-sectional view of the second jig 2 substantially along the line VI-VI. The second jig 2 is formed with a plurality of insertion portions 20 (eight locations in the illustrated embodiment) through which the third jig 3 is inserted, corresponding to the recesses 10 of the first jig 1. The insertion part 20 is formed larger than the size of the substrate S positioned in the recess 10 of the first jig 1. Between the adjacent insertion parts 20, the protrusion 21 in which the flange 3a (FIG. 7, FIG. 8) of the 3rd jig | tool 3 is slidably fitted and positioned is formed. In addition, the pin 13 is fitted in a position corresponding to the three pins 13 provided upright on the first jig 1 of the second jig 2, and the second jig 2 is horizontal with respect to the first jig 1. A fitting hole 23 for positioning the position in the direction is formed, and the pin 13 and the fitting hole 23 constitute positioning means for the first jig 1 and the second jig 2. Then, as shown in the broken line of FIG. 4 and FIG. 5, when extracting the second jig 2 fitted with the pin 13 from the first jig 1, A notch 24 for hooking a robot finger is formed. Further, as indicated by a chain line in FIGS. 2 and 4, the elements C <b> 1 and C <b> 2 of the substrate S are positioned on one side edge of the first jig 1 and the second jig 2 and positioned in the reduction furnace. A hole 25 is formed at a position set by the product number so that the product number to be soldered can be determined.
[0017]
FIG. 7 shows a plan view of the third jig 3, and FIG. 8 shows a cross-sectional view taken along the line VIII-VIII of the third jig 3 shown in FIG. The outer periphery 3b of the side wall of the third jig 3 is formed to be slightly smaller than the insertion portion 20 of the second jig 2, and extends outwardly above it and into the ridge 21 of the second jig 2. A flange 3a to be slidably fitted is formed. And the length from the boundary with the flange 3a of the side wall 3b of the 3rd jig | tool 3 to a lower end is positioned in the recessed part 10 of the 1st jig | tool 1 when it penetrates in the insertion part 20 of the 2nd jig | tool 2. It is set so that the lower end surface of the bottom portion 3c can come into contact with the surface of the thinnest substrate S. Further, a window-like insertion portion 30 for guiding and positioning the IGBT chip C1 and the solder foil F and the diode chip C2 and the solder foil F on the surface of the substrate S is formed in the bottom 3c of the third jig 3. . An inclined portion 30a is formed at the upper end of each insertion portion 30 so that the IGBT chip C1 and the solder foil F and the diode chip C2 and the solder foil F can be easily inserted and positioned without being damaged. .
[0018]
The first, second, and third jigs 1, 2, 3 described above are reflowed to join the substrate S and the elements C 1, C 2 by remelting the solder foil in a reduction furnace in a later step. Carbon is used as the material for soldering. However, the present invention is not limited to this embodiment, and in the case where an adhesive member such as the elements C1 and C2 is mounted on an adhesive member such as the substrate S by eutectic bonding or resin adhesion, the resin or metal For example, other materials can be used, and further, it can be used for positioning other than when the elements C1 and C2 are mounted on the substrate S.
[0019]
In the above-described embodiment, the case where the pin 13 and the fitting hole 23 are used as means for positioning the second jig 2 in the horizontal direction with respect to the first jig 1 has been described. Although not shown in the drawings, the invention may be replaced with other known means such as forming either the concave portion or the convex portion engaged with the concave portion on the first jig 1 or the second jig 2, respectively. it can.
[0020]
Next, a usage form of the positioning jig of the present invention configured as described above will be described in the case where the elements C1 and C2 are mounted on the substrate S. First, the second jig 2 is in a state in which the fitting hole 23 is extracted from the pin 13 of the first jig 1. In this state, the substrate S is supported so as to be fitted in each recess 10 of the first jig 1. The substrate S is positioned by bringing the end surface of the insulating base plate Sb into contact with the side wall of the recess 10. The height of the surface of the substrate S coming out of the surface of the first jig 1 differs for each substrate S due to the molding error.
[0021]
Next, the second jig 2 is opposed to the first jig 1, and the fitting hole 23 is aligned with the pin 13 and fitted. At this time, since the insertion portion 20 of the second jig 2 is formed larger than the size of the substrate S positioned in the recess 10 of the first jig 1, the second jig 2 is placed on the surface of the substrate S. In other words, the second jig 2 is positioned and arranged in a state of being spaced apart from the surface of the substrate S by a predetermined distance.
[0022]
Thereafter, the side wall 3b of the third jig 3 is inserted into each insertion portion 20 of the second jig 2 so that the lower end surface of the bottom 3c of the third jig 3 is in contact with the surface of the substrate S. As is clear from the comparison of the heights of the left and right substrates S and the third jig 3 shown in FIG. 1, the first jig 1 varies depending on the height from the surface of the first jig 1 depending on the molding error of the substrate S. The 3 jig 3 can move up and down relatively within the insertion part 20 of the inserted second jig 2.
[0023]
Next, the IGBT chip C1 and the solder foil F and the diode chip C2 and the solder foil F are inserted in an overlapped state from the insertion portion 30 of each third jig 3 inserted according to the substrate S, and the surface of the substrate S Position to. In this embodiment, the substrate S, the solder foil F, and the elements C1 and C2 are sequentially stacked and positioned together with the first to third jigs 1, 2 and 3 in this state, and are carried into the reduction furnace. And reflow soldered.
[0024]
In the above-described usage mode, the second jig 2 is positioned with respect to the first jig 1 and the third jig 3 is positioned with respect to the second jig 2 later. The jig is not limited to this, and the third jig 3 is positioned on the second jig 2 in advance, and then the second jig 2 on which the third jig 3 is positioned is used as the first jig. 1 can also be positioned.
[0025]
Next, another embodiment of the positioning jig of the present invention will be described with reference to FIG. Note that portions that are the same as or correspond to those in the above-described embodiment are denoted by the same reference numerals, description thereof is omitted, and only different portions are described.
[0026]
In the embodiment described above, by forming the insertion portion 20 of the second jig 2 larger than the size of the substrate S positioned in the concave portion 10 of the first jig 1, the second jig 2 is formed on the substrate S. In this embodiment, the first jig is placed around the fitting hole 23 to be fitted with the pin 13 of the second jig 2 while being positioned and arranged at a predetermined distance from the surface. By providing the spacer 26 that protrudes toward the front, at least the periphery of the insertion portion 20 is configured to be separated from the surface of the first member by a predetermined distance. Further, in the above-described embodiment, the concave portion 10 of the first jig 1 is formed so that the surface of the substrate S comes out from the upper surface of the first jig 1, and the third jig 3 is formed more than the inner periphery of the concave portion 10. In this embodiment, the outer periphery of the bottom 3c of the third jig 3 is formed smaller than the inner periphery of the recess 10 of the first jig 1. Has been. Therefore, it is not necessary to set the depth of the concave portion 10 of the first jig 1 so that the surface of the substrate S comes out from the upper surface of the first jig 1.
[0027]
【The invention's effect】
According to the first aspect of the present invention, the first jig for positioning and supporting the adherend member, and the first jig is opposed to the first jig, and is positioned and spaced apart from the surface of the adherend member by a predetermined distance. A second jig provided with an insertion portion, and an adhesive member inserted into the insertion portion of the second jig so as to be movable relative to the surface of the member to be bonded. A third jig formed with an insertion portion for guiding and positioning, with a simple configuration, particularly when positioning the second member with respect to the plurality of first members at a time. Moreover, the positioning jig which can be positioned easily and reliably can be provided.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a partial sectional view showing an embodiment of a positioning jig of the present invention.
FIG. 2 is a plan view of a first jig.
3 is a cross-sectional view of the first jig shown in FIG. 2 taken along the line III-III.
FIG. 4 is a plan view of a second jig.
FIG. 5 is a front view of a second jig.
6 is a cross-sectional view taken substantially along the line VI-VI of the second jig shown in FIG. 4;
FIG. 7 is a plan view of a third jig.
FIG. 8 is a cross-sectional view taken along line VIII-VIII of the third jig shown in FIG.
FIG. 9 is a plan view showing an embodiment of a substrate to which elements are bonded.
10 is a front view of FIG. 9. FIG.
FIG. 11 is a partial cross-sectional view showing another embodiment of the positioning jig of the present invention.
FIG. 12 is a partial cross-sectional view showing a state in which elements are positioned with respect to substrates having different thicknesses by a conventional positioning jig.
[Explanation of symbols]
S substrate (first member)
C1, C2 element (second member)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 1st jig | tool 2 2nd jig | tool 3 3rd jig | tool 10 Recessed part 20 Insertion part 30 Insertion part

Claims (1)

第1部材に対して第2部材を位置決めするための位置決め用治具であって、
第1部材を位置決め支持する第1治具と、
該第1治具と相対向して、第1部材の表面から所定間隔離間した状態で位置決め配置される、挿通部を備えた第2治具と、
該第2治具の挿通部に、第1部材の表面に対して当接するように相対移動可能に挿通される、第2部材を第1部材の表面に案内位置決めするための挿入部が形成され第3治具と、
を備えたことを特徴とする位置決め用治具。
A positioning jig for positioning the second member relative to the first member,
A first jig for positioning and supporting the first member;
A second jig provided with an insertion portion, positioned opposite to the first jig and positioned at a predetermined distance from the surface of the first member;
An insertion portion for guiding and positioning the second member on the surface of the first member is formed in the insertion portion of the second jig so as to be relatively movable so as to come into contact with the surface of the first member. A third jig,
A positioning jig characterized by comprising:
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