JPH0648841Y2 - チップシール供給ノズル - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この考案は、平面上に載置されているパッケージに小型
電子部品等のチップ、特に半導体チップを固着すると
き、このチップとパッケージとの間に介在させ、たとえ
ば共晶反応で上記チップを上記パッケージに固着するた
めに使用するチップシールを供給するチップシール供給
ノズルに関する。

〔従来技術及びその問題点〕

ダイボンデイングの方法としては、共晶接合法、はんど
接合法および樹脂接合法の３種類があり、高性能素子に
おいては熱放熱性および信頼性の点で共晶接合方が主流
に行われている。

この共晶接合法におけるチップシールの供給は、ロール
状シールを所定の長さで切断したり、あらかじめ整形し
ておいたものを真空吸着により取り出し所定の位置まで
移動させ、パッケージの接合面のやや上部もしくは接触
した位置で真空を解除していた。この場合、窒素ガス吹
き出し等でチップシールの酸化防止を同時に行う場合も
ある。

ところで、従来のチップシール供給ノズル２は第６図で
示すように、円柱もしくは角柱に単なる真空吸着用の穴
2aを形設したもので、パッケージの接合面のやや上部
（約0.5mm）からチップシールをノズルより落とすの
で、位置ズレが生じ、ダイボンデイングの精度が悪いと
いう欠点があった。また、パッケージの接合面に接触さ
せてから真空を解除する場合には、ノズルに溶けたチッ
プシールが詰まったり、チップシールがノズル側に固着
し、所定の接合面にチップシールを供給できないという
欠点があった。

そこでこの考案は、チップシールをパッケージ上の所定
の位置へ高精度に供給することができるチップシール供
給装置のノズルを提供することにより、共晶接合法など
によるダイボンデイングの精度および信頼性の向上を目
的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

上記問題点を解決するためこの考案は、外気を吸引する
ことによりチップシールを吸着しガスを吹き出すことに
より当該チップシールを所定平面上に載置させるチップ
シール供給ノズルにおいて、外気およびガスを通過させ
るため上記平面とほぼ直交する方向に形設された通過孔
と、当該通気孔が先端部に向かって周縁部の太さまで拡
がる方向に少なくとも上記平面に対し鋭角で傾斜するテ
ーパ面を有し上記チップシールを着脱するため上記通過
孔の先端に形設された着脱部を備えて構成されることを
特徴とする。

〔作用〕

この考案は、以上のように構成されているので、テーパ
面の作用により、チップシールからの反射流を十分受け
てチップシール供給ノズルを上昇させることができるチ
ップシール供給ノズルを提供することができ、共晶接合
法などによるダイボンデイングの精度および信頼性の向
上が図れる。

〔実施例〕

以下、この考案に係るチップシール供給ノズルの一実施
例を添付図面に基づいて説明する。なお説明において、
同一要素には同一符号を用い、重複する説明は省略す
る。

第１図乃至第２図は、この考案に係るチップシール供給
ノズルを示すものであり、第３図はチップシール供給ノ
ズルが使用されるチップシール供給装置の一実施例を示
すものである。

まず、第３図に基づき上記チップシール供給装置の一実
施例を説明する。チップシール供給装置10は、基本的に
チップシール供給ノズル、ノズル保持部、平行駆動部、
垂直駆動部で構成されており、平面上に載置されたセラ
ミックスパッケージ３の近傍に設置されている。セラミ
ックスパッケージ3,3,3,3は、キャビテイ3aが上面とな
るように、平面上に載置されている。可動ノズル４は、
ノズル保持部10aにより、上記平面に対して垂直方向に
移動できるように保持されている。このノズル保持部10
aは、平行駆動部10bおよび垂直駆動部10cにアーム10dを
介して連結されている。従って、この実施例おいて可動
ノズル４は、水平方向および鉛直方向に移動可能であ
る。さらに、可動ノズル４から外気を吸い出すため、ノ
ズル保持部10aには真空引きホース10eが接続されてい
る。なお、チップシール供給ノズル４がピックアップす
るチップシール１は、チップシール供給装置10の近辺に
設置されているロール状シール（プリフォーム）11をカ
ッタ５で切断して供給される。さらに、チップシール１
が載置された後チップ６を供給するコレットホルダ７
が、チップシール供給装置10の近辺に設置されている。
なお、コレットホルダ７により供給されるチップ６は、
エキスパンドテープ上に切られて引き伸ばされた状態で
載置されている。チップ６がセラミックスパッケージ３
上に共晶反応で固定されると、次に、熱圧着法あるいは
超音波ボンデイング法によるワイヤポンデイングがなさ
れ、パッケージの封止がなされる。

次に、第４図に基づき、チップシール供給装置10のノズ
ル保持部10aの構造を説明する。チップシール供給ノズ
ル４は、セラミックスパッケージ３が載置されている平
面に対して、垂直方向に移動できるようにノズル保持部
10aで保持されている。この実施例において、セラミッ
クスパッケージ３は水平方向に載置されているので、チ
ップシール供給ノズル４は鉛直方向に移動可能である。
従って、ノズル保持部10aを下降させたとき、チップシ
ール供給ノズル４の先端にセラミックスパッケージ３の
接触面が当接すると、チップシール供給ノズル４はノズ
ル保持部10aに対して上昇する。具体的構成として、た
とえば、同軸の二重円筒でチップシール供給ノズル４を
構成し、当該径の大きい円筒部Ａを収納できる空洞部
Ａ′を、ノズル保持部4bに形設して構成したものがあ
る。詳細は、第１図及び第２図に基づき後述する。

ノズル保持部10aは、チップシール供給ノズル４を保持
する第一部材と、アーム10dおよび真空引きホース10eが
接続されている第二部材で構成されている。第一部材
は、セラミックスパッケージ３と対面するように、第二
部材にねじ結合で固定されており、チップシール供給ノ
ズル４の移動を検知できるセンサ（図示せず）が備え付
けられている。このセンサがチップシール供給ノズル４
の上昇を検知すると（チップシール供給ノズル４の先端
部がセラミックスパッケージ３の接触面に当接する
と）、窒素ガスの吹き出し等により真空が解除され、ノ
ズル保持部10aが上昇するように構成されている。なお
ノズル保持部10aの上昇は、センサが検知した一定時間
経過後であってもよい。この一定時間は、窒素ガスによ
るチップシール１の吹き付けが十分なされる時間等を考
慮し、実験あるいは経験に基づいて決定する。なお、上
記真空引きホース10eは空気を吸い込むと共に、窒素ガ
スを吹き出せるように構成されている。従ってチップシ
ール供給ノズル４は、垂直方向および水平方向に移動可
能であり、外気を吸い込むと共に窒素ガスを吹き出すこ
とができる。

次に、第５図に基づきこの考案に係るチップシール供給
ノズルの作用を説明する。チップシール１は、チップシ
ール供給ノズル４に吸着された状態で、セラミックスパ
ッケージ３の接触面に接近する（同図（ａ））。この
時、チップシール供給ノズル４を保持するノズル保持部
10a内は、少なくとも大気圧より低い真空状態になって
いる。この真空度は、少なくともチップシール１を吸着
できるものであり、かつ、チップシール供給ノズル４が
吸着（上昇）されない程度であることが望ましい。

チップシール供給ノズル４の先端部、すなわち、チップ
シール１がセラミックスパッケージ３の接触面3aに当接
すると（同図（ｂ））、チップシール供給ノズル４が上
昇するので上記センサが作用し、窒素ガスが吹き出され
る（第５図（ｃ））。窒素ガスは、ノズル保持部10a内
の真空状態を解除すると共に、チップシール１の酸化を
防止する。窒素ガスが吹き出されることにより、チップ
シール１はセラミックスパッケージ３の接触面3a上に精
度良く載置される。また、載置されたチップシール１に
吹き付けられた窒素ガスがチップシール供給ノズル４を
押し上げるので、チップシール１の表面全体に窒素ガス
が吹きわたり、十分な酸化防止がなされる。

チップシール１が載置され十分な窒素ガスが吹き付けら
れると、ノズル保持部10aが上昇する（第５図
（ｄ））。この時点で、窒素ガスの吹き付けは終了して
おり、チップシール供給ノズル４は元の位置に復帰（下
降）する。

ここで、第１図に基づいてこの考案に係るチップシール
供給ノズルの一実施例を説明する。この考案が適用され
るノズルは、円柱（同図（ａ））であっても、角柱（同
図（ｂ））であってもよい。

同図（ａ）で示されるチップシール供給ノズルは円柱で
形成されており、外気およびガスが通過する通過孔4aが
円柱軸方向に形設されている。ノズル先端は、円柱軸と
ほぼ直交する平面部4bで形成されており、当該軸に対し
十字状にテーパ面4c,4c,4c,4cが形成されている。この
テーパ面4cは、チップシールが載置される平行面に対し
鋭角、すなわち上記軸方向に傾斜するように構成されて
いるので、チップシールからの反射ガスの圧力を軸心
（ノズルの重心）に集中させることができる。このテー
パ面4cの面積は、ノズルの大きさ、重量、先端部の形状
等により変化するものである。たとえば、ノズルが大き
く重くなれば、大きな浮力が必要になるので、テーパ面
4cの面積も広くなりがちである。またテーパ面4cの傾斜
角は、反射ガスを重心に集中させると共に、浮力を生じ
させるため、効率のよう角度が実験あるいは経験に基づ
いて決定される。なお、テーパ面の幅は一定でなくても
よい。

第１図（ｂ）は、テーパ面の幅か通過孔から遠ざかる方
向に放射状に拡がる角柱ノズルを示すものである。この
場合、テーパ面が通過孔に近づく程幅が狭くなっている
ので、反射ガスが重心に集中しやすく、ノズルを安定し
て上昇させることができる。なおテーパ面の数は、この
実施例のものに限定されないことはいうまでもない。重
要なことは、反射ガスの圧力を重心付近に集中させる点
である。従って、テーパ面の数は偶数でも奇数でもよ
く、幅も長さも均等である必要はない。ノズルに作用す
る力のバランスから、各テーパ面の長さ、幅は同一であ
り、延びる方向も対照的である方が望ましい。また、通
過孔の断面形状は円形に限られず、第１図（ｂ）で示す
ように、角形でもよい。なお、テーパ面4cと通過孔4aの
接続部は、角でなくてもよく、球面で構成してもよい。
球面で構成することにより、外気の吸入およびガスの吹
き出しが効率良く行える。ノズル先端部は、可動方向と
直交する平面部を広く形成し、窒素ガスの噴射によるチ
ップシール供給ノズル４の上昇力を受けやすいように構
成されている。

次に、第２図に基づきこの考案に係るチップシール供給
ノズルの変形例を説明する。同図（ａ）乃至同図（ｃ）
は、円柱形ノズルの一例を示すものである。同図（ａ）
は、ノズル先端がテーパ面のみで構成されている円柱形
ノズルを示す一例である。平面部を有しないので製造が
容易になり、反射ガスをすべて中心部に集中させること
ができる。同図（ｂ）は、外縁部に平面部4bが形成され
ている一例を示す円柱形ノズルである。外縁部に平面部
4bが形成されているので、先端部の強度が強くなりノズ
ルのライフサイクルが長くなる。同図（ｃ）は、第１図
（ａ）で示すノズルの通過孔4aを角形に変更したもので
ある。角部が増加するので乱流が生じ易くなり、反射ガ
スとの相乗効果によりチップシール１を十分窒素ガス等
に浸すことができる。すなわち、酸化防止を十分に行う
ことができる。

第２図（ｄ）乃至（ｆ）は、角形ノズルの一実施例を示
すものである。同図（ｄ）は、平面部を持たずテーパ面
のみで構成されている例である。同図（ａ）と比較し
て、角部を有するので乱流が生じ易く、酸化防止が十分
に行われる。同図（ｅ）は、外縁部に平面部4bを有する
ので、ノズルの強度が向上し、先端が欠けにくくなる。
同図（ｆ）は、第１図（ｂ）で示すノズルの通過孔4aを
円形に変更したものである。通過孔4aの形成が容易にな
るので、ノズルの製造が簡単化する。

〔考案の効果〕 この考案は、以上説明したように構成されるので、チッ
プシールからの反射流を十分受けてチップシール供給ノ
ズルを効率良く上昇させることができる。従って、ガス
の噴射圧を最小限にとどめることができ、装置をコンパ
クトにすることができる。

また、チップシールをパッケージ上の所定の位置へ高精
度に供給することができるので、共晶接合法などによる
ダイボンデイングの精度および信頼性の向上が図れる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この考案に係るチップシール供給ノズルの一
実施例を示す斜視図、第２図は、その変形例を示す図、
第３図は、チップシール供給ノズルの応用例を示す斜視
図、第４図は、チップシール供給装置のノズル保持部の
構造を示す断面図、第５図は、チップシール供給ノズル
の動作を示す工程図、第６図は、従来のチップシール供
給ノズルを示す断面図である。 １……チップシール ２……従来のチップシール供給ノズル ３……パッケージ ４……チップシール供給ノズル ５……カッタ、６……チップ ７……コレットノズル 10……チップシール供給装置 11……ロール状シール

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】外気を吸引することによりチップシールを
   吸着し、ガスを吹き出すことにより当該チップシールを
   所定平面上に載置させるチップシール供給ノズルにおい
   て、 前記外気およびガスを通過させるため前記平面とほぼ直
   交する方向に形設された通過孔と、 前記通気孔が先端部に向かって周縁部の太さまで拡がる
   方向に少なくとも前記平面に対し鋭角で傾斜するテーパ
   面を有し、前記チップシールを着脱するため前記通過孔
   の先端に形設された着脱部を備えて構成されることを特
   徴とするチップシール供給ノズル。
2. 【請求項２】前記着脱部が、前記平面に対し鋭角で傾斜
   するテーパ面および前記平面とほぼ平行する平面を有し
   て構成されることを特徴とする実用新案登録請求の範囲
   第１項記載のチップシール供給ノズル。