JPH09246297A - リードフレームへの接着剤塗布方法及び接着剤塗布装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 接着剤を連続塗布にすれば、ノズルの昇降回
数を大幅に減らせ、塗布時間を大幅に短縮できる。だ
が、点塗布方式に比べて接着剤の膜厚が薄くなるという
問題がある。 【解決手段】 リードフレーム２００の素子搭載領域に
対して接着剤を塗布する接着剤塗布装置は、リードフレ
ーム２００を搭載するステージ１０７及びステージ１０
７にセットされたリードフレーム２００の素子搭載領域
へ吐出するノズル１１１を備えた吐出機構を備える。更
に、ステージ１０７内にはリードフレーム２００を加熱
するためのヒータ１１４が設置され、ステージ１０７と
ノズル１１１を相対移動させる制御及びヒータ１１４の
温度制御を行う制御部が設けられ、リードフレーム２０
０の熱を用いて塗布した接着材の展開を抑制する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体素子等をリ
ードフレームに接着固定する際に用いられる接着剤を塗
布するための接着剤塗布方法及び接着剤塗布装置に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】図３はＣＯＬ（チップ オン リード：
Chip on Lead）、ＬＯＣ（リード オン チップ：Lead
on Chip）等による半導体装置に用いられるリードフレ
ームの構成を示している。図３に示すように、リードフ
レーム２００は相互間に隙間２０１を設けながら一定間
隔に配設されたリード２０２、このリード２０２の先端
部にＬ字形に形成されたニードル２０３、このニードル
２０３に平行するように配設されるバスバー２０４を備
えており、このリードフレーム２００に半導体素子等を
搭載する場合、リードフレーム２００の半導体搭載部の
両面に絶縁性の接着剤を塗布したポリイミドフィルム
（不図示）を用い、半導体素子（不図示）をリードフレ
ーム２００に接着している。

【０００３】このようなリードフレームは、一般に、図
４に示すように、両面に接着剤２０６を塗布したポリイ
ミドフィルム２０５を所定の形状に切断し（或いは金型
を用いて打ち抜き）、その切断した接着剤付きのポリイ
ミドフィルム２０５をリードフレーム２００のリード２
０２に貼着する方法で製造されている。この場合、リー
ドフレーム２００に貼着するフィルムは打ち抜いて使用
するため、フィルムの使用量が多くなり、コストアップ
を招くという不都合がある。また、ポリイミドフィルム
が吸湿するため、パッケージにクラックを発生する恐れ
がある。

【０００４】このような不具合を解消するため、リード
フレーム上の半導体素子を搭載すべき部位に接着剤を塗
布し、この接着剤によって半導体素子とリードフレーム
を接合固定する方法が提案されている。接着剤を塗布す
る方法として、一般には、Ｘ−Ｙロボットとディスペン
サとを組み合わせた装置を使用し、半導体素子を搭載す
べき場所（リードの先端部及びバスバー）に接着剤が塗
布される。特に、リードの先端部に接着剤を塗布する場
合、点塗布方式が用いられる。

【０００５】図５は従来のディスペンサ方式による接着
剤の塗布プロセスを示している。接着剤を吐出するノズ
ルを最初のリード先端部２０２ａ上に水平移動させ、つ
いで降下させ、更に、リード先端面に対し所定の高さ位
置で停止させる。この状態のまま、接着剤をノズルから
一定時間吐出させ、接着剤をリード先端面に塗布する。
この後、ノズルを定位置まで上昇させ、次の接着剤塗布
位置（リード先端部２０２ｂ）まで移動する。この動作
を繰り返し、リード先端部２０２ｂ〜２０２ｄに接着剤
を順次塗布する。

【０００６】しかし、図５のプロセスによる塗布方法で
は、接着剤を吐出するノズルを塗布対象を変える毎に昇
降及び水平移動させる動作を繰り返すため、フィルムを
リードフレームの所定の場所に貼り合わせる方法に比
べ、数十倍の時間を要するという不具合がある。そこ
で、この問題を解決する方法として、本発明者は図６に
示す方法を提案している。この方法は、図６に示すよう
に、接着剤を吐出するノズル（不図示）を最初のリード
先端部（２０２ａ）に向けて水平移動させ、リード先端
部２０２ａ上に降下させリード先端部２０２ａに対する
塗布が終了すると、以後はリード先端部２０２ｂ→２０
２ｃ→２０２ｄ上を水平移動させ塗布を行い、最後のリ
ード先端部２０２ｄの塗布が終了した時にノズルを上昇
させる。この様な方法によって、塗布対象毎にノズルを
昇降させる動作が不要になり、塗布処理に要する時間を
大幅に短縮することができる。

【０００７】一方、半導体素子をリードフレームに接続
するために接着剤を用いることは、例えば、特開平４−
７５３５５号公報（リードフレームの所定に加熱溶融し
た液状の接着剤を滴下し、これを用いて半導体素子を搭
載し、リードフレームに反りが発生しないようにす
る）、特開平６−１８８２８１号公報（半導体チップと
リードフレームの間の接触面の全域に液状の接着剤を塗
布し、パッケージ本体の損傷を防止する）、特開平７−
２２４３９号公報（インナーリードと半導体チップとの
接続をポッティング材を用いて行い、ＬＯＣ構造の半導
体装置がローコストに製造できるようにする）等に示さ
れているが、図６の動作時間の短縮を提案するものはな
い。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかし、図６の接着剤
の連続塗布方法によれば、ノズルの昇降回数を大幅に減
らすことができ、塗布時間を大幅に短縮できるという特
長が有するが、点塗布方式に比べて接着剤の膜厚が薄く
なり、接着力が低下するという短所がある。塗布後の膜
厚を大きくするためには、接着剤の吐出量を大きくする
必要がある。しかし、吐出量を大きくすると、塗布量は
多くなるものの、塗布後の接着剤が硬化（凝固）するま
での間に接着剤が四方に広がり、塗布面積は大きくなる
ものの膜厚を厚くすることはできない。

【０００９】そこで本発明は、塗布時間を大幅に短縮し
ながら、塗布後の膜厚を大きくすることのできるリード
フレームへの接着剤塗布方法及び接着剤塗布装置を提供
することを目的としている。

【００１０】

【課題を解決するための手段】リードフレームの接着剤
塗布領域に絶縁性の接着剤を塗布するための接着剤塗布
方法において、前記リードフレームの少なくとも前記接
着剤塗布領域を常温又は室温以上の温度に予め加熱し、
加熱された前記接着剤塗布領域に前記接着剤を塗布する
ことを特徴とする塗布方法にしている。

【００１１】この方法によれば、リードフレームの接着
剤塗布領域に塗布した後の接着剤が凝固するに際し、リ
ードフレームから付与される熱によって凝固が促進さ
れ、接着剤が展開し難くなる。同時に、リードフレーム
の加温によって塗布雰囲気が除湿された状態になるため
接着剤に気泡が生じ難くなる。この結果、リードフレー
ムの接着剤塗布領域に厚い接着剤膜を形成することがで
き、気泡の無い高品質の塗布が可能になる。

【００１２】また、上記の目的は、リードフレームの接
着剤塗布領域に、絶縁性の接着剤を塗布する接着剤塗布
装置において、前記リードフレームを搭載する搭載部を
有したステージと、前記接着剤を前記接着剤塗布領域へ
吐出する吐出手段と、前記ステージの前記搭載部に内蔵
された加熱手段と、前記ステージと前記吐出手段を相対
移動させる、かつ、前記加熱手段の加熱温度を制御する
制御手段とを備えた構成によっても達成される。

【００１３】この構成によれば、予めリードフレームの
接着剤塗布領域が加温されており、吐出機構の吐出部か
ら接着剤が吐出され、接着剤塗布領域に塗布された接着
剤は必要以上に広がる前にリードフレームから付与され
る温度によって凝固が始まり、必要な厚みが確保され
る。また、リードフレームの加温によって塗布部の周囲
が除湿された状態になり、塗布した接着剤に気泡が生じ
難くなる。この結果、リードフレームの接着剤塗布領域
に厚い接着剤膜を形成することができ、かつ気泡の無い
高品質の塗布が可能になる。

【００１４】この構成においては、前記加熱手段をヒー
タにすることができ、ステージに内蔵させてもステージ
の大型化を招くことがなく、また、温度制御も容易にな
る。したがって、装置の小型化及びローコスト化を損な
うことなく膜厚の確保と高品質化を図ることができる。
また、前記ステージは、複数の前記搭載部を有し、前記
制御手段は、前記吐出手段を制御して最初の接着剤塗布
領域に対する接着剤の塗布から最後の接着剤塗布領域に
対する接着剤の塗布の完了まで、前記ステージと前記吐
出手段の間隔を一定に保持したまま前記接着剤を連続に
吐出させる制御プロセスを有することができる。

【００１５】この構成によれば、前記ステージと前記吐
出部を相対移動させるに際し、例えばノズルをリード毎
に昇降動作をさせる必要がなくなり、水平移動のみで全
リードに対する接着剤塗布が可能になる。これにより１
枚のリードフレームに対する塗布時間が大幅に短縮され
る。同時に、リードフレームの加温によって必要以上に
展開する前に接着剤の凝固が始まりために膜厚が確保さ
れ、かつ塗布部の周囲が除湿された状態になり、塗布し
た接着剤に気泡が生じ難くなる。

【００１６】

【発明の実施の形態】図１は本発明による接着剤塗布装
置の主要部の構成を示す正面図であり、図２は本発明に
よる接着剤塗布装置の全体構成を示す平面図である。図
２に示すように、本発明による接着剤塗布装置は、ノズ
ルを移動させるためにＸ−Ｙ塗布ロボット１０１が用い
られている。このＸ−Ｙ塗布ロボット１０１は、Ｘ方向
ロボットアーム１０２及びＹ方向ロボットアーム１０３
を備え、両者は直交状態に設置されている。Ｘ方向ロボ
ットアーム１０２には、ヘッド取付部１０４を介して吐
出ヘッド１０５が装着されている。更に、Ｘ方向ロボッ
トアーム１０２とＹ方向ロボットアーム１０３で囲まれ
る領域の中央部にはリードフレーム２００が配設されて
いる。このリードフレーム２００は、複数（図２では３
個）のフレーム位置決めピン１０６によってステージ１
０７上に位置決めされる。更に、ステージ１０７は、加
熱手段（詳細については図１に示す）を内蔵し、このヒ
ータの通電制御を行うために制御部１０８が設けられて
いる。

【００１７】次に、図１を参照し、吐出ヘッド１０５及
びステージ１０７側の構成について説明する。吐出ヘッ
ド１０５は、筒形の筺体１０９（内部に液状の接着剤１
１０が収容される）、筺体１０９の底部に設けられた吐
出部材としてのノズル１１１、筺体１０９の上端を内部
を封止する蓋１１２、この蓋１１２に端部が固定されて
接着剤１１０を加圧する為のエアー導入チューブ１１３
の各々を備えて構成されている。なお、エアー導入チュ
ーブ１１３に供給する気体はエアーに限定されるもので
はなく、窒素ガス等のように接着剤１１０を変質させな
い種類の気体であれば、何でもよい。

【００１８】このような構成の吐出ヘッド１０５は、図
２に示したヘッド取付部１０４を介してＸ方向ロボット
アーム１０２に取り付けられ、ヘッド取付部１０４の水
平移動に伴って水平移動する。そして、エアー導入チュ
ーブ１１３を通して筺体１０９にエアーが加圧供給され
ることにより、筺体１０９内の接着剤１１０は上方から
加圧される。この加圧によって、ノズル１１１から接着
剤がリード先端部２０２に対して吐出（加圧期間中は連
続に吐出される）される。

【００１９】一方、ステージ１０７においては、リード
フレーム２００に対向する部位に加熱源としてのヒータ
１１４が内蔵されている。このヒータ１１４は制御部１
０８によって通電制御が行われる。温度制御を行うに際
し、ステージ表面の温度を測定するため、ステージ１０
７内またはリードフレーム２００の載置部の近傍には温
度センサ１０８ａが設けられている。また、制御部１０
８は、図６に示したプロセスで吐出ヘッド１０５を移動
させる制御も実行する。

【００２０】以上の構成において、接着剤の塗布を行う
場合、図６に示したように、まず、リードフレーム２０
０をＸ−Ｙ塗布ロボット１０１上の所定位置に搬入し、
フレーム位置決めピン１０６によって位置決めをする。
この時、ステージ１０７内のヒータ１１４に通電が行わ
れており、温度センサ１０８ａの検出温度に基づいて制
御部１０８によりリードフレーム２００が所定の温度
（例えば、常温又は室温）に加温される。この後、ホー
ムポジションに待機していた吐出ヘッド１０５を所定の
位置まで移動させる。

【００２１】ついで、ノズル１１１の先端部とリードフ
レーム２００の接着剤塗布部とが適正距離になる位置ま
で吐出ヘッド１０５を降下させ、この状態のまま筺体１
０９内を加圧し、ノズル１１１から接着剤をリードフレ
ーム２００の接着剤塗布面に向けて吐出させる。この
時、リードフレーム２００が予め加温されているため、
リードフレーム２００上に塗布された接着剤の凝固が促
進され、四方へ流れ出ることが少なくなる。この結果、
塗布量に比例した膜厚が得られる。

【００２２】なお、接着剤の凝固を早めようとしてリー
ドフレームの加熱温度を高めると、凝固が早くなり過
ぎ、山形（△形）になり膜厚が極端になるので好ましく
ない。したがって、実用的にはリードフレームの温度が
１００°Ｃ以下になるように温度制御を行うのがよい。
そして、ヒータ１１４によってステージ１０７が加熱さ
れているため、接着剤塗布部及びその近傍の湿度が低湿
度になる。この時、加熱されたステージ１０７によって
リードフレーム２００が加温されるため、塗布された接
着剤が吸湿に起因した気泡を発生し難くなる。この気泡
発生を効果的に防止するためには、雰囲気の湿度を３０
％以下に制御することが望ましい。このような制御によ
り、リードフレーム２００を加温することで接着剤を高
品質に接着することができる。

【００２３】次に、隣接するリード先端部２０２ｂに対
する接着剤の塗布を行うが、この時、接着剤の吐出を停
止させず、吐出を継続したままでＸ方向ロボットアーム
１０２を駆動し、吐出ヘッド１０５を次の塗布位置まで
水平移動させ、隣接するリード先端部２０２ｂに対する
接着剤の塗布を行う。以後、同様に１つのリード先端部
に対する接着剤の塗布が終了する毎に吐出ヘッド１０５
を水平移動させ、リード先端部２０２ｃ及び２０２ｄへ
順次接着剤を連続的に塗布する。

【００２４】なお、ノズル１１１の先端とリードフレー
ム２００の塗布面の間の距離は、ノズル１１１の内径の
１／４倍〜３倍に設定することが望ましい。これによ
り、ノズル１１１の先端とリードフレーム２００の塗布
面の間のクリアランスは最適になり、リード相互間の隙
間への接着剤の流れ込みが防止される。なお、上記の説
明においては、ノズル１０５をＸ−Ｙ方向に移動させる
ものとしたが、逆にリードフレーム側をＸ−Ｙ方向に移
動させてもよい。

【００２５】また、塗布プロセスは図６に従ったが、図
５の塗布プロセスに対しても本発明を適用することがで
きる。更に、本発明の接着剤塗布装置においては、加熱
手段としてヒータを用いたが、このほか、温風吹き付け
機構、加熱液体または加熱気体を循環させる機構等を用
いることができる。

【００２６】また、上記したように、塗布した接着剤の
拡大及び気泡発生は、塗布雰囲気における湿度の高さが
影響していることが原因である。本発明では、温度を制
御し、その結果として雰囲気中の湿度を制御するものと
したが、接着剤塗布装置を或る小スペースの密閉空間に
設置し、当該空間内に除湿機構を設置して湿度制御を行
うようにしてもよい。

【００２７】

【発明の効果】以上より明らかな如く、本発明によれ
ば、リードフレームから付与される熱によって塗布後の
接着剤の凝固が促進され、また、リードフレームの加温
によって塗布雰囲気が除湿される。この結果、リードフ
レームの接着剤塗布領域に厚い接着剤膜を形成すること
ができ、気泡の無い高品質の塗布が可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】リードフレームに対する本発明の接着剤塗布装
置の主要部の構成を示す正面図である。

【図２】本発明による接着剤塗布装置の全体構成を示す
平面図である。

【図３】ＣＯＬ、ＬＯＣ型の半導体装置に用いられるリ
ードフレームの構成を示す平面図である。

【図４】ＣＯＬ及びＬＯＣ型の半導体装置にあって、半
導体素子を搭載する直前のリードフレームの主要部の形
状を示す斜視図である。

【図５】ディスペンサ方式による接着剤の従来の塗布プ
ロセスを示す説明図である。

【図６】図５の塗布プロセスを改善した塗布プロセスを
示す説明図である。

【符号の説明】

１０１ Ｘ−Ｙ塗布ロボット １０２ Ｘ方向ロボットアーム １０３ Ｙ方向ロボットアーム １０４ ヘッド取付部 １０５ 吐出ヘッド １０７ ステージ １０８ 制御部 １０８ａ 温度センサ １１１ ノズル １１４ ヒータ ２００ リードフレーム ２０２ リード

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】リードフレームの接着剤塗布領域に絶縁性
   の接着剤を塗布するための接着剤塗布方法において、 前記リードフレームの少なくとも前記接着剤塗布領域を
   常温又は室温以上の温度に予め加熱し、 加熱された前記接着剤塗布領域に前記接着剤を塗布する
   ことを特徴とするリードフレームへの接着剤塗布方法。
2. 【請求項２】リードフレームの接着剤塗布領域に、絶縁
   性の接着剤を塗布する接着剤塗布装置において、 前記リードフレームを搭載する搭載部を有したステージ
   と、 前記接着剤を前記接着剤塗布領域へ吐出する吐出手段
   と、 前記ステージの前記搭載部に内蔵された加熱手段と、 前記ステージと前記吐出手段を相対移動させる、かつ、
   前記加熱手段の加熱温度を制御する制御手段とを具備す
   ることを特徴とする接着剤塗布装置。
3. 【請求項３】前記ステージは、複数の前記搭載部を有
   し、 前記制御手段は、前記吐出手段を制御して最初の接着剤
   塗布領域に対する接着剤の塗布から最後の接着剤塗布領
   域に対する接着剤の塗布の完了まで、前記ステージと前
   記吐出手段の間隔を一定に保持したまま前記接着剤を連
   続に吐出させることを特徴とする請求項２記載の接着剤
   塗布装置。