JPS59106124A - 半導体装置の製造方法及びその製造装置 - Google Patents

半導体装置の製造方法及びその製造装置

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JPS59106124A
JPS59106124A JP57217411A JP21741182A JPS59106124A JP S59106124 A JPS59106124 A JP S59106124A JP 57217411 A JP57217411 A JP 57217411A JP 21741182 A JP21741182 A JP 21741182A JP S59106124 A JPS59106124 A JP S59106124A
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wire
frame
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博之 馬場
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服部 宰
Kazuo Inoue
和夫 井上
Masashi Yoneyama
米山 正志
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】
本兄明は、半導体装置の製造方法及びその製造装置に関
する。 〔発明の技術的背景及びその問題点〕 半尋体ベレット?le銅静からなる71/−ムのペレッ
ト配設床に装Nfるす段として、■Au 7”)フオー
ムを使用する所副Ausi共晶マウント方式、■半導体
ペレットの裏面側に厚さ1.5〜2.5μのAuGe層
を形成して直接半導体ペレット忙ペレット配設床に装置
するAu Foillossマウント方式、■半田マウ
ント方式がある。 ■のAuS i共晶マウント方式によるものでは、厚さ
が約15μ寸でのAuプリフォームを半導体ペレットよ
りも大きい大きさにして・期用するため、極めて経済性
が悪い。また、マウント後の熱衝撃試験によって半導体
被レットにクラックが発生し易い。■のAu Foil
lessマウント方式によるものでは、ペレットサイズ
が約1膿0以下になると、半田マウント方式に比べて経
済性の点で優れている。しが肱マウント後に施す半田浸
加熱試験等の熱衝撃によって、半導体ペレットにクラッ
クが発生し易い。また、半導体ペレットの裏面に形成し
たAuGe層にょシベレノト自己設基台に装着するため
、ペレット配設基台に対して高い平行度で半導体ペレッ
トヲ尋<ことが極めて難しい。■の半田マウント方式に
よるものでは、半導体ペレットが0.39〜2璽0の微
少なものである時は、銅で形成されたペレット配設床の
場合には、ろう材のぬれ性が恕いため、安定した操作で
確実に半導体ペレット’を装着できない。 しかしながら、このような方式の中では、半導体ペレッ
トの大きさに応じた微少量の半田全・くレット配設基台
上に供給できるならば、マウント後の性能試験によって
もクラックが発生し離い点で半田マウント方式が好まし
い。このため、次のようにして微少量のろう材をペレッ
ト配設基台上に載置する試みがなされている。第1図(
A)及び同図の)は、リボン状のろう材1を所定長さの
ところで切断して、これをペレット配設基台2上に吸着
治具音用いて載置するものである。−第2図(5)及び
同図(J3)は、円板状のろう材3を前述と同様に吸着
治具ケ用いてペレット配設基台2」二に載置するもので
ある。このような手段によるものでは、ろう材1,30
表Hに形成された配化膜が半導体ペレット5との同、或
はペレット配設基台2との間に残存するため、半導体ペ
レット5全装着する際にろう材1,3が半導体ペレット
5及びペレット配設基台2に十分になじまず、半導体ペ
レット5を確実に装着できない。また、半導体ペレッr
5及びペレット配設基台2とろう材1.3との界面に空
洞部全形成し易いため熱抵抗が大きくなる。更に、ろう
制御の切断部にば!111aが形成されでいると、第3
図に示す如く、ろう材1とペレット配役基台2との隙間
1bに空気が侵入し、ボイドの発生原因となる。また、
吸着治具を用いてろう材1,3をペレット配設基台2上
に導くため、第4図に示す如く、載置したろう材1,3
の中央部が山形に盛り上がシその直下に隙間1cができ
て、ボイド発生の原因となる。このような問題を解消す
るため、第5図(イ)及び同図(B)に示す如く、ワイ
ヤ状のろう材6を所定長に切断すると同時にこれをペレ
ット配設基台2上に載置するか、或は熱圧着によシベレ
ット配設基台2上に載置する試みがなされている。この
ような手段によるものでは、吸着治具を用いるものに比
べてボイドの発生を少なくできるが、ろう材6の表面に
形成された酸化j換に起因する装着不良等の問題は、依
然解決できなかった。 〔発明の目的〕 本発明は、ろう材とペレット配設基台とのなじみ性を向
上すると共に、ろう材中に巣が発生するのを防止し、か
つ、高い密着度で確実にしかも容易に半導体ベレットに
ペレット配役基台に装着することができる半導体装置の
製造方法及びその製造装置を提供することをその目的と
するものである。 〔発明の概要〕 本発明に係る半導体装置の製造方法は、ワイヤ状のろう
材をその融点以上に加熱されたペレット配設基台上に所
定量だけ制仙Iしながら供給する工程を設けて、ろう材
とベレット配役基台とのなじみ性を向上すると共に、ろ
う材中に巣が発生するの全防止し、かつ、旨い密着度で
確実にしかも容易に半導体ペレッ)kペレット配設基台
に装着できるようにしたものである。 本発明に係る半導体装置の製造装置は、ペレット配設基
台を有するリードフレームをろう材取付部に所定のピッ
チで供給するフレームフィーダと、ペレット配設基台を
ろう材の融点以上に加熱する手段と、ペレット配役基台
にワイヤ状のろう材ケ所定の倣童分だけ制御しながら供
給する機構とを設けて、ろう材と波し、ト配設基台との
なじみ性を向上すると共に、ろう材中に巣が発生するの
全防止し、かつ、i湧い密着夏で確実にしかも容易に半
導体ペレッ)kペレ。 ト配設基台に装着できるようにしたものである。 〔発明の実施例〕 以下、本発明の実施例について図面全参照して説明する
。第6図(A)は、本発明の一実施例の横断面図、同図
(B)は、同実施例の縦断面図でめる。なお、本発明に
係る半導体装置の製造方法の説明は、同実施例の半導体
装置の製造装置の作用効果の説明をもってその説明とす
る。同図10は、略トンネル形?なすハウジングである
。 ハウジング10の下部は開口している。ハウジング10
内には、その長手方向に沿ってフレーム11の移送路1
2を形成すると共に、ハウジング10の内側面との間に
雰囲気ガスの流出路となる隙間を形成するようにしてヒ
ーターブロック13が収容されている。ヒーターブロッ
ク13には、フレーム1ノを加熱するだめの熱源14と
して例えはカートリッジヒータが内蔵されている。ヒー
ターブロック13内には、その長手方向に沿って雰囲気
ガス供給路15が形成されている。雰囲気ガス供給路1
5には、その長手方向に沿って所定時間隔を置いて端末
供給路15aか分岐している。端末供給路15aは移送
路12に連通している。雰囲気ガス供給路15は、・・
ウヅング10の側壁部を貫挿して内部に導入された雰囲
気ガス供給管16に接続されている。ハウジング10円
には、フレーム11を移送するフレームフィーダ25に
設けられた送りビン17が、フレーム1ノの送り孔11
aに出入するように上下動自在に設けられている。 ハウジング10の土壁部の所定領域には、移送路ノ2に
連通する慝18が開口δれている。窓18の直下のノ・
ウジフグ10円の領域は、ろう材取付部になっている。 r(i、< 18の上方には、ろう材取付部に移送路1
2から供給されたフレーム11のベレット配設基台11
b上に、ワイヤ状ろう材19を導くためのキャピラリー
ツール20が昇1律自在に設けられている。この窓18
の近傍の)・ウソング10の部分には、位it決めビン
2ノを出入するだめの位置決め孔22か開口されている
。位置決めビン21は、この位置決め孔22忙介してろ
う材取付部内に出入し、フレーム11に形成された固定
孔11cに嵌入するようになっている。 キャピラリーツール20は、第7図にボするう材供給P
A構30に接続はれている。キャピラリーツール20は
、下レバー31の先端部に保持されている。下レバー3
1の先端部には、ワイヤ状ろう材19の押え部材32が
取伺けられている。下レバー31は、その略中央部を支
点にしてろう材供給機構30の本体33に揺動自在に支
持されている。下し・々−31の後端部は、揺動レバー
34にて把持されている。揺動レノ々−34は、その略
中央部にて本体33に揺動自在に支持されている。揺動
し4−34の後端部には、カム35が当接している。カ
ム35はベルト36を介してモータ37に接続されてい
る。 このモータ37の駆動によってカム35が回転し、これ
に連動して揺動し・ぐ−34、下゛レノ々−31が揺動
してキャピラリーツール20が昇降動するようになって
いる。下レ−:−31の上方には、上レバー38が対設
されている。上レノ々−38は、その後端部の近傍に支
点を設けて本体33に揺動自在に支持されている。」下
レノi −38の先端部には、ワイヤ状ろう材19の押
え部材39と来内部材40が取付けられている。 上レバー38の後端部の上方には、これに対向してマイ
クロメータ41の先端部が出入自在に設けられている。 上レバー38と下レノぐ−31は、夫々の支点と先端部
間の所定位置にはね部材42を介在している。本体33
の上部には、ワイヤ状ろう材19を巻き取ったスプール
43が設けられている。スプール43から巻き解された
ワイヤ状ろう材19は、上レノぐ−38の案内部材40
.押え部材39を貞挿し、下し・々−31の押え部材3
2全員挿してキャピラリーツール19の先端部から外部
に4出されている。 ワイヤー状ろう材19としては、例えば融点が183〜
310℃の範囲のPb −5%Sn 、 Pb−10%
5nsPb−15%Sn 、 Pb−63%Sn等の所
謂Pb−8n系半田や、融点が200〜250℃の範囲
の5n−3,5%Ag。 5n−10%Au % Sn I n X5n−3,5
% Sb % 5n−10%sb等の所謂Sn系半田、
或は、融点が約300℃のPPb−8n−A系半田、融
点が180〜200℃のPb−In半田等を使用する。 また、ワイヤー状ろう材19の断面形状は、円形、四角
形、三角形等如何なるものを使用しても良い。ワイヤー
状ろう旧19の径は、装着する半導体ベレットの大きさ
に応じて設定する。例えば0.1φ、0.3φ、0.5
φ。 1.0φのワイヤー状ろう材19を使用する。なお、キ
ャピラリーツール20、ろう材供給機構30、フレーム
フィーダ25、位置決めビン2ノは、図示しない駆動部
によって連動するようになっている。 而して、このように構成された半導体装置の製造装置7
0によれは、次のようにしてフレーム11に形成された
ペレット配設基台11bに所定量のワイヤー状ろう材1
9を載iW L、半導体ベレットの装着が行われる。 先ず、雰囲気ガス供給管16から雰囲気ガス供給路15
、端末供給路15aff:経て移送路12内に、N2ガ
ス或はN2を数饅含んだN2ガスやArガス全供給し、
非酸化性或は還元性の雰囲気4作る。次いで、カートリ
ッジヒータ等からなる熱源14にて移送路12内を所足
温ル〔まで加熱する。加熱温度は、ペレット配設基台1
1b上に載1従するワイヤー状ろう材19を形成する半
田の融点r考慮して、次の操作で供給されるフレーム1
1のペレット配設基台11b上の温度がワイヤー状ろう
材19の融点よりも30℃程度尚くなるように設定ブー
る。 次いで、フレームフィーダ25を、駆動し、送りビン1
7をフレーム11の送9孔11aに嵌入してフレーム1
1を移送路12内に供給する。 フレーム11は、所定の送シビッチでろう材取伺部に供
給される。フレーム1)がろう材取付部に導かれると、
位置決めビン21がフレーム11の位置決め孔22内に
嵌入し、フレーム11はろう材取付部の所定位置で固定
される。このとき、ペレット配設基台11bは、後述の
操作にてここに載置するワイヤー状ろう材19の融点よ
シも約30℃筒い温度に加熱されている。N1、例えば
、ワイヤー状ろう材19が183〜31〇七の融点を有
するPb−8n系半田の場合には、ペレット配役基台1
1bは、200〜450℃に加熱される。 次に、ろう材供給機構30によシペレット配設基台11
bにワイヤー状ろう材19の所定量を載置する。ワイヤ
ー状ろう材19の送υ出し操作は次のようにして行われ
る。第7図に示フー如く、まず、モータ37を駆動して
カム35を回転せしめる。カム35の回転によシ揺動レ
バー34の後端部が降下するとその支点を介して先端部
が上昇し、下レバー31の後端部が上昇する。下レバー
3ノは後端部が上昇づ−ると支点を介して先端部が降下
する。下レバー31の先端部が降下すると、ばね部材4
2を介して上レバー38の先端部が引き下げられ、その
支点を介して上レバー38の後端部が上昇する。上レバ
ー38の後端部の上昇量は、これに対向して設けられた
マイクロメータ4ノの先端部に後端部が当接することに
より規制される。従って、第1 余目(Qフレーム1)
のペレット配設基台11bにワイヤー状ろう材19を載
置する場合には、予めマイクロメータ4ノと上レバー3
8の後厳;都との間隔りを大きく設定しておく。而して
、モータ37(i)、!jJ励してMiJ述の下レバー
31等の操作により、ワイヤー状ろう材19をペレット
配設基台11b上の近景した位iまで下降させる。次い
で、マイクロメータ4ノと上レバー38の後端部との間
隔りを、ペレット配設基台1 l b VC載置するワ
イヤー状ろう材19の量に応じた値に設定する。次いで
、前述と同様にモータ37の駆動により下レバー31等
を操作して、キャピラリーツール20を降下し、所定量
のワイヤー状ろう材19をペレット配設基台11b上に
供給する。ここで、キャビラリーツ−ル20の降下によ
るワイヤー状ろう材19の送り出し速度は、ベレット配
該′基台111〕に接触して浴けて行く速度よりも遅く
設定づ−る必双がある。を亡っで、ペレットr」己り文
基台11bの詰7゜度が低い場合は、カくシてベレット
配設基台11bの温度かi司い場合は、早くする心安が
ある。・丙えは、Pil−8n系半田からなる0、1φ
のワイヤー状ろう材19を用いて、約0.3 +i+、
10の半導体ベレットを装着する場合は、約20″+n
/   の込シ出し通j足が好ましい。また、例えはo
1φのワイヤー状ろうイ第19を用いて、マイクロメー
タ41と上レバー38の後端部間の向陥り全赦駕するこ
とによシfS#)出し置き決定う−ると、この送り出し
蛍のワイヤー状ろう材19を介1−で被レット配設基台
11b上に載置可能な半導体ベレットの大きさは、第8
図に示す特性組工にて表示δれる。同様にワイヤー状ろ
う拐19の径全0.15φvCfると同図中!痔性腺I
I 、住を0.2φにすると特性線illに従ってワイ
ヤー哨(ろう)l)19の送り出し量と装着可能な半導
体ペレットの太きさと力・決定される。このようにして
、所定h1゛のワイヤー状ろう材19かにレット配設基
台11b上に載置ぢれると、ろう材層AG)賎1トド3
0によってキャピラリーツール20蛍ベレ、ト目己阪基
台11bから離間する。然る後、周知のコレットと称ら
れる吸ン16市具等により、ベレット口己設基台11b
上に所定光゛のワイヤー状ろう材19を介して早春14
・ペレ、l−全押庸し、半導体装置τ’;i4.# 7
)。得られだ半導体装置は、フレームフィーグ25によ
るフレーム11の移送によって次工程へと導かれる。こ
のフレーム11の移迷保作に10月り」して、前述のワ
イヤー状ろう材19の載
【1.′、U、、半導体ペレッ
トの押肩智の操作が連続的に行われる。 このように0.1φ、03φ、0.5φ号の所望の径の
ワイヤー状ろう材19を、ろう旧供給伝1再30により
約CLU1mnという尚い送り出し打」U(でベレット
r−1已設基台11b上Qて送り出す。しかも、ペレッ
ト配設基台11bfよ、予めワイヤー状ろう材19の融
点よシも尚い温1yに加熱されているので、極めて+?
、;1のワイヤー状ろう材19を容易にかつ正確にペレ
ット自己設基台11b上に載置することができる。更に
、ワイヤー状ろう材19の押し付は力を受けながら、ベ
レット配設基台11b上にワイヤー状ろう材19は浴1
独しながら付着して行くので、表面に酸化膜が形原され
ても直ちに仮積され、波レット配設基台11bとのなじ
みj夏は極めて旨い。勿論、ろう材取伺部全体が非区化
性或は還元性豚囲気に包まれていることからも、¥、+
、< ’iji:されたワイヤー状ろう材19の表1m
に鈑化膜が形成されるのk lsi」止することができ
る。また、ワイヤー状ろう材19は、「姉いなじみ性の
下にペレット配設基台11b上に載置されると共に、送
り出しに伴う押し付は力を受けて載置されるので巣の発
生r阻止することができる。その結果、半導体ペレット
は、住めて謳い密着力でイ面実にベレット配設基台11
b上に装置される。 このような効果を確認するため、yi:ilで形1jM
されたベレット配設示合11b1、表面にAgメノギA
:、j  を形)J又 し/こ 投 し ッ 1・ 自
己設ス括台 11 b2、 表i′fJ、+  姓二N
iメ、キ層を形成したペレットL′i己設基台11b3
を設けた3樟9月のフレーム111,112゜113を
用】(よし、夾力也例につEって半導体ペレット紮装屈
した半導体装置(実力−・レリ)、従来のリボン状ろう
材マウント方式にて半導体ペレット葡装7I¥ した半
導体装置(比較例1)ワイヤ状ろう月切11ノ丁式マウ
ント方式にて半導体ベレットを装ノーシた半導体装11
:!(比I区側2)の夫々を製造し 7゛こ 0 と、Itらの半等体製直に2ける半導体ペレットのづ妥
711す出展f3:調べたところ下i己表にボす71−
屑米を14」た。丑だ、半導体ベレットとベレット(1
1犯設基台11b1,11b2.11b3同のろう制か
らなる張合部内の朱の有無k iHi、iべたところ、
同表に併記する。i、占米を得た。同表から明らかな如
く、尖施例で携られだ半Q一体裳ぼLでは、半導体ペレ
ットは、巣のない接合部(ろう材層)にて極めて商い辰
着度でペレット配設基台11b1に装着されていること
が判った。 なお、芙施しij″′Cは、ギヤピラリ−ツール2oか
ら所犀量のワイヤー状ろう4,319を送り出す手段と
して、カム35、上下レバー38,31、及びマイクロ
メータ41等tに且合せたfR<イイゑ:採用したもの
を説明したが、込り出しセ−j k O,01yu+程
度1でtIilJ側1できるものであれは如伺なる手段
を採用しても良い。第9図は、ての−レリを示づ゛もの
でるる。この辺り出し伝・14σ5θは、電磁弁51の
5(I)作によってワイヤー状ろう利19の」り°(持
爪52を開閉するようになっている。電磁弁5)は、(
りζ持爪52の上部に保持されている。 挟持爪52の下端部は、貞蜂弁51により開閉芒れ11
■」じた原にワイヤー状ろう材19”z挾持するように
なっている。挟持爪52の下部には、相対向する挟持爪
52か離間しないようにはね53が介在されている。挟
持爪52は、その側部に数個けられたアーム54VCて
ろう材供給1・設414の本体に数個けられている。う
シ“る持爪52の上部eこは、その先端部にて挾持さf
tたツイヤ状ろう材19の移送方向に沿ってレバー55
が取付けられている。レバー55ば、約0.01wn 
の制御精度で伸縮するようになっている。つまり、挟持
爪52でワイヤ状ろう材19を挾持し7゛ヒ後、レバー
55の例えば縮み操作により所足斌だけワイヤ状ろう材
19を送シ出丁。送り出し後挟持爪52にょる挾持を解
除して、レバー55の伸び操作により=持爪52はもと
の位置に戻される。この操作を繰シ返丁ことによp)5
r定鴛のワイヤー状ろう材19の送り出しが行われる。 第1O図は、送り出し手段の価の例を示゛すも。 のである。この込り出し機構6oは、基板6ノ上に2個
の送シ出しローラ62a、62bfその周面間にワイヤ
ー状ろう材19を妖持するようにして立設されている。 一方のロー>62aの軸芯は、基板61の裏面側に取付
けられたパルスモータ63の回転軸にHaしている。而
して、ノクルスモータ63の回転数を制御することによ
シワイヤ状ろう材19の送シ出し址を制御するようにな
っている。 〔発明の効果〕 以上説明した如く、本発明に係る半導体装置の製造方法
及びその製造装置によれは、ろう材とペレット配役基台
とのなじみ性を同上すると共に、ろう材中に来が発生す
るのを防止し、かつ、商い密酒度で確実にしかも容易に
半導体ペレット全ベレット配設基台に装着することがで
きるものである。
【図面の簡単な説明】
第1図(A)及び同図ω)は、従来方法にてbr定長の
リボン状ろう材をペレット配設基台上に載置した状j法
を示す説明図、第2図(A)及び同図(8)は、排米方
法にて円板状のろう材をペレット配設基台上に載置した
状態を示す説明図、第3図は、ば9のあるろう材がペレ
ット配役基台上に載1直された状態を示す説明図、第4
図は、吸焉治具にてペレット配設基台上に載置されたろ
う材の状態出水す説明図、第5図(A)及び同図(B)
f=1、所定長のワイヤ状ろう材がペレット配設基台上
に載置され/ヒ状態を示す説明図、第6図(5)は、本
発明の一実施例の横断面図、同図(B)は、同実施例の
縦断面図、第7図は、ろう材供給機構の概略構成を示f
説明図、第8図は、ワイヤー状ろう材の送り出し量と装
着する半導体ベレットの大きさとの関係を示す特性図、
第9図及び第10図は、ワイヤー状ろう財の送p出し手
段の他の芙施例の勝5明図でめる。 10・・・ハウシング、1ノ・・・フレーム、12・・
・移送路、13・・・ヒーターブロック、14・・・熱
源、15・・・雰囲気ガス供給路、15a・・・瑞末供
、i会路、16・・・雰囲気ガス供給管、17・・・送
シピン、18・・・窓、19・・・ワイヤー状ろう材、
20・・・キャピラリーソール、2ノ・・・位置決めビ
ン、22・・・位置決め孔、25・・・フレームフィー
ダ、30・・・ろう材供給機構、3ノ・・・下レバー、
32・・・押え部材、33・・・本体、34・・・揺動
レバー、35・・・カム、36・・・ベルト、37・・
・モータ、38・・・上レバー、39・・・押え部材、
40・・・案内部材、41・・・マイクロメータ、42
・・・ばね部材、43・・・スゾール、50・・・送り
出し機構、51・計■:磁弁、52・・・挟持爪、53
・・・はね、54・・・アーム、55・・・レバー、6
0・・・送り出し機4溝、61・・・清板、62a、6
2b・・・送シ出しローラ、63・・・ノやルスモーク

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1) ペレット配設基台を該配設基台上に被看するろ
    う材の融点以上の温度に加熱する工程と、前記配設基台
    上にワイヤ状のろう材を所定量押付けて被層する工程と
    、′Wl后された該ろう材を介して前記配設基台上に半
    導体ペレットを押滝する工程とを具備することを特徴と
    する半導体装置の製造方法。
  2. (2)  ペレット配設基台は、非酸化性汀囲気−また
    は還元性雰囲気中に設置されている特許請求の範囲第1
    項記載の半導体装置の製造方法。
  3. (3)  内部にフレームの移送路を形成したハウジン
    グと、該ハウジング内に設けられたフレームフィーダと
    、■ハウジング内に連通した亦囲気ガス供給管と、該ハ
    ウジング内のろう材取付部に対向して該ハウジングに開
    口された窓と、該窓を介して前記ろう材取付部に出入自
    在に設けられたキャピラリーソールと、該キャピラリー
    ツールに所矩量のワイヤ状ろう材を供給するろう材供給
    IM sと、前記フレームのペレット配役基台全前記キ
    ャピラリーツールに対向して位置決めする位置決め部材
    と、前記ろう材取付部に設けられた前記フレームの熱源
    とを具巾11jすることを特徴とする半導体装置の製造
    装置。
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