KR101739787B1 - 다이 부착 장치 및 활성 형성 가스를 사용하는 방법 - Google Patents

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Abstract

금속면을 갖는 기판 상에 반도체 다이를 부착하기 위한 다이 부착 장치는 상기 기판 상으로 접합 재료를 분배하기 위한 재료 분배 스테이션 및 상기 기판 상으로 분배된 상기 접합 재료 상으로 상기 반도체 다이를 배치하기 위한 다이 부착 스테이션을 포함한다. 상기 다이 부착 스테이션 앞에 배치된 활성 가스 발생기는 상기 기판 상의 산화물들을 환원시키기 위하여 상기 기판 상으로 활성 형성 가스를 도입한다.

Description

다이 부착 장치 및 활성 형성 가스를 사용하는 방법{DIE ATTACHMENT APPARATUS AND METHOD UTILIZING ACTIVATED FORMING GAS}
본 발명은 기판 상에 반도체 칩들 또는 다이들의 부착에 관한 것으로서, 특히 이러한 부착 이전에 기판들 및/또는 다이 부착 매체의 처리에 관한 것이다.
전자 디바이스들의 제조는 종종 전자 디바이스의 최종 패키징 이전에 기판 상에의 반도체 다이의 부착을 포함한다. 반도체 다이가 리드 프레임과 같은 금속면을 갖는 기판에 부착되기 전에, 상기 기판 또는 리드 프레임은 다이 부착에 대한 전도성인 조건들을 생성하기 위하여 통상적으로 열 터널(heat tunnel)에서 예열된다. 열 터널은 땜납이 다이 부착을 위한 매체가 될 수 있게 하기 위하여 연질 땜납의 용융점 위의 온도로 리드 프레임을 예열하는 예열기를 가진다. 땜납은 예열된 리드 프레임 상으로 낮추어지고 예열된 리드 프레임과 접촉할 때 용융되는 땜납 와이어의 길이부를 통하여 분배될 수 있다. 리드 프레임은 그때 반도체 다이가 접합되는 열 터널 내의 접합 영역으로 운송된다. 결국, 리드 프레임은 접합을 완료하기 위하여 땜납을 경화시키도록 냉각된다. 종래의 연질 땜납 다이 부착 적용은 형성 가스들을 사용하고, 상기 형성 가스는 가열 공정 중에 리드 프레임의 산화를 방지하기 위하여 5 내지 15%의 수소를 수용할 수 있다.
무플럭스 땜납(fluxless soldering)은 다이 부착을 위한 가장 양호한 방법이고 산업계에서 널리 사용된다. 다양한 무플럭스 재유동 및 땜납 방법들 중에서, 기판 상의 산화물들을 환원시키기 위하여 반응성 가스로서 수소를 사용하는 것은 특히 매력적인데, 이는 그것이 세정 공정이고 개방되고 연속적인 생산 라인에서 호환성이 있기 때문이다. 따라서, 수소가 제공된 상태에서 행해지는 무플럭스 땜납은 오랜 시간 동안 기술적 목표이었다. 하나의 접근 방법은 열 터널로부터 배기 공기, 특히 산소로의 질소 운반 가스에서 5 내지 15%의 수소를 포함하는 형성 가스를 사용하는 것이다. 열 터널에서의 산소 수준은 리드 프레임을 산화로부터 보호하기 위하여 50ppm 미만에서 유지된다. 또한, 형성 가스는 땜납 습윤성을 개선하기 위하여 리드 프레임의 표면에 제공되는 구리 산화물을 환원시키는데 사용될 수 있다.
열 터널은 일반적으로 상술한 형성 가스로 채워진다. 그러나, 다이 부착에 사용된 땜납 공정을 위하여, 주요 한계사항은 비효율적이고 특히 땜납 산화물의 관점에서 금속 산화물의 환원 속도가 느리다는 것이다. 이러한 수소의 비효율성은 저온에서 수소 분자들의 반응성 부족의 원인이 되고 있다. 활성 수소는 산화물을 환원시키기 위해 중요하지만, 단원자 수소와 같은 고반응성 라디컬은 단지 높은 온도에서만 형성될 수 있다. 예를 들어, 구리 산화물을 환원시키기 위한 효과적인 온도 범위는 350℃ 위이고, 비록 (450℃ 위의) 더 높은 온도도 땜납 산화물을 효과적으로 환원시키는데 필요하다. 대체로, 비교적 제한된 양의 수소는 종래의 연질 땜납 다이 접합기의 열 터널에서 활성화될 수 있다. 그러므로, 고반응성 수소를 발생시키고, 따라서 땜납 산화물과 같은 산화물들의 효과적인 환원을 위한 필요한 양의 수소 농도 및 처리 온도를 감소시키는 것이 바람직하다.
또한, 땜납 분배, 스팽킹(spanking) 및 다이 접합과 같은 처리 동작을 위한 열 터널에서의 여러 개방 윈도우로 인하여, 공기가 종종 확산되고 소용돌이로서 열 터널 안으로 들어간다. 이는 양호한 땜납을 위한 높은 수준의 비산화를 달성하기 위하여 열 터널 내에서 무산소 환경을 달성하는 것을 목표로 만들게 한다. 땜납 산화물의 효과적인 환원 없이, 생성되는 땜납 산화물은 결과적으로 기공이 유발되고 다이 부착 중에 다이 기울기 문제를 발생시키며 신뢰성의 문제를 발생시킨다.
추가적인 부정적 경향은 낮은 단부 리드 프레임일 수록 저하된 땜납 습윤성이 사용된다는 것이다. 이들 리드 프레임들은 그 표면 상에 구리 산화물을 형성하는 경향이 있고, 이는 산화를 방지하기 위하여 기존의 형성 가스를 사용할 때 도전이 되고 있다.
상술한 이유로 인하여, 종래에 사용되었던 환원 가스들의 효과성은 개선되어야 한다.
따라서, 본 발명의 목적은 상술한 종래 다이 부착 장치의 단점들 중 적어도 일부를 회피하기 위하여 땜납 다이-부착 환경에서 활성 환원 가스를 사용하는 것을 추구하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 환원 공정의 속도 및 효과를 개선하기 위하여, 종래 기술과 비교할 때 더욱 단순한 재활성 기술을 달성하는 것을 추구하는 것이다.
본 발명의 제 1 형태에 따라서, 금속면을 갖는 기판 상에 반도체 다이를 부착하기 위한 다이 부착 장치가 제공되며, 상기 장치는: 상기 기판 상에 접합 재료를 분배하기 위한 재료 분배 스테이션; 상기 기판 상으로 분배된 상기 접합 재료 상으로 상기 반도체 다이를 배치하기 위한 다이 부착 스테이션; 및 상기 기판 상으로 활성 형성 가스(activated forming gas)를 도입하기 위해 상기 다이 부착 스테이션 앞에 배치된 활성 가스 발생기를 포함하고, 상기 활성 형성 가스는 상기 기판 상의 산화물들을 환원시키도록 작용한다.
본 발명의 제 2 형태에 따라서, 금속면을 갖는 기판 상으로 반도체 다이를 부착하기 위한 방법이 제공되며, 상기 방법은: 상기 기판 상의 산화물들을 환원시키기 위해 활성 가스 발생기에 의해서 활성 형성 가스를 상기 기판 상으로 도입하는 단계; 재료 분배 스테이션에서 접합 재료를 상기 기판 상으로 분배하는 단계; 그리고 그후 다이 부착 스테이션에서 상기 기판 상으로 분배된 상기 접합 재료 상으로 상기 반도체 다이를 배치하는 단계를 포함한다.
본 발명의 제 3 형태에 따라서, 금속면을 갖는 기판을 포함하는 전자 디바이스를 제조하는 방법이 제공되며, 상기 방법은: 상기 기판 상의 산화물들을 환원시키기 위해 활성 가스 발생기에 의해서 활성 형성 가스를 상기 기판 상으로 도입하는 단계; 재료 분배 스테이션에서 접합 재료를 상기 기판 상으로 분배하는 단계; 그리고 그후 다이 부착 스테이션에서 상기 기판 상으로 분배된 상기 접합 재료 상으로 상기 반도체 다이를 배치하는 단계를 포함한다.
하기에는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 더욱 상세하게 기술하는 것이 편리하다. 도면 및 관련 설명의 특수성은 청구범위에 규정된 본 발명의 넓은 인식의 일반성을 침해하는 것으로 이해되어서는 안된다.
본 발명에 따라 산화물이 환원된 다이 부착을 안내하기 위한 장치 및 공정들의 예들은 첨부된 도면을 참조하여 기술될 것이다.
도 1은 본 발명의 제 1 양호한 실시예에 따라 활성 형성 가스를 사용하는 연질 땜납 다이 부착 장치의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 제 2 양호한 실시예에 따라 활성 형성 가스를 사용하는 연질 땜납 다이 부착 장치의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 제 3 양호한 실시예에 따른 다이 부착 장치의 일부의 확대도로서, 활성 가스 발생기가 와이어 분배기에 설치되는 것을 도시하는 도면이다.
도 4는 본 발명의 제 1 및 제 2 양호한 실시예에 따라 장치와 함께 사용가능한 활성 가스 발생기의 실시예를 도시한 도면이다.
도 5a 내지 도 5c는 본 발명의 양호한 실시예들에 따른 세정 공정에 의해서 환원 후에 산화물들의 제거를 도시한 개략도이다.
도 1은 본 발명의 제 1 양호한 실시예에 따라 활성 형성 가스(24)를 사용하는 다이 부착 장치(10)의 단면도이다. 비록 본원에 기술된 공정은 연질 땜납의 사용과 연관되지만, 다이 부착 장치(10)는 또한 연질 땜납을 사용하지 않는 다이 부착의 다른 형태에도 적합할 수 있다는 것을 이해해야 한다.
다이 부착 장치(10)는 열 터널(11)을 폐쇄하는 열 터널 커버(12)를 포함하고, 리드 프레임과 같은 금속면을 갖는 기판(14)은 상기 커버를 통과하여 기판(14)에 대한 반도체 다이(36)의 부착을 위해 운송되도록 구성된다. 질소 또는 형성 가스일 수 있는 차폐 가스(16)는 열 터널(11)의 통로 안으로 도입되어서 충전하여 열 터널(11) 내에 수용된 기판을 동봉하고 기판(14)이 처리 중일 때 통로 내부에 위치한 구성요소들을 산화로부터 보호한다. 다이 부착 장치(10)는 연질 땜납이 기판(14)과 접촉할 때 용융되도록, 사용된 연질 땜납의 용융점보다 높은 약 30 내지 80℃의 온도까지 기판(14)을 가열하는 적어도 하나의 가열기를 가진다.
활성 가스 발생기(18)는 열 터널 커버(12) 내의 개구 위에 배치되어서 활성 형성 가스를 상기 개구를 통하여 열 터널(11) 안으로 그리고 기판(14) 위로 방출하여 기판(14) 상의 산화물을 환원시킨다. 활성 형성 가스는 땜납 이전에 주로 기판(14)을 세정하기 위하여 도입되고, 하기 기술된 바와 같이 반도체 다이를 기판 상에 접합하기 전에 연질 땜납 부착 매체를 환원시키도록 작동가능하다. 대안으로, 활성 가스 발생기(18)는 열 터널 커버(12) 상으로 직접 통합될 수 있다. 가스 공급 튜브(20)는 대기압에서 여기된 형성 가스(22)를 공급하기 위하여 활성 가스 발생기(18)에 결합된다.
형성 가스(22)는 활성 종 또는 여기 라디컬 및 수소 이온들을 생성하도록 활성화되었다. 활성 형성 가스(24) 및 특히 형성 가스 내에 발견된 여기 라디컬은 산화물을 환원시키도록 예열 기판(14) 위에서 작용한다. 활주가능한 커버(26)는 열 터널(11) 통로로부터 차폐 가스(16) 및 활성 형성 가스(24)의 손실을 최소화하기 위하여 활성 가스 발생기(18) 및 열 터널 커버(12) 사이의 간극을 폐쇄한다.
재료 분배 스테이션(27)은 접합 재료를 분배하기 위해 활성 가스 발생기(18)의 하류에 위치한다. 기술된 실시예에서, 연질 땜납 형태의 접합 재료가 기판(14) 상으롤 분배된다. 재료 분배 스테이션(27)에서, 와이어 분배기(28)는 연질 와이어(30)가 땜납 도트(32)를 형성하도록 기판(14)과 접촉하여 용융될 때 땜납을 기판(14) 상으로 분배하기 위하여 땜납 와이어(30)의 길이부를 도입한다. 대안으로, 와이어 분배기(28)는 또한 땜납 패턴을 생성할 수 있다. 땜납 도트(32)가 기판(14) 상으로 분배된 후에, 그 위에 땜납 도트(32)를 갖는 기판(14)은 색인기(도시생략)에 의해서 다이 부착 스테이션(33)으로 운송된다. 다이 부착 스테이션(33)에 위치한 접합 공구(34)는 반도체 다이(36)를 픽업하여 기판(14) 상으로 분배된 땜납 도트(32) 상에 배치한다. 최종으로, 땜납 도트(32)로부터 접합 땜납(38)을 따른 반도체 다이(36)는 냉각되어서 반도체 다이(36)와 기판(14) 사이의 접합부를 고화시킨다. 기판(14)과 접합된 반도체 다이(36)는 그때 전자 디바이스 안으로 패키징된다.
도 2는 본 발명의 제 2 양호한 실시예에 따라 활성 형성 가스를 사용하는 다이 부착 장치(50)의 단면도이다. 본 실시예에서, 와이어 분배기(28) 앞에 배치된 제 1 활성 가스 발생기(18) 이외에, 제 2 활성 가스 발생기(52)가 와이어 분배기(28)와 접합 공구(34) 사이에 위치한 열 터널 커버(12) 내의 다른 개구 위에 배치된다. 제 2 활성 가스 발생기(52)는 대기압에서 여기된 형성 가스(56)를 공급하기 위한 제 2 가스 공급부(54), 제 2 활성 가스 발생기(52)와 열 터널 커버(12) 사이의 간극을 폐쇄하여 열 터널(11) 통로로부터 차폐 가스(16) 및 활성 형성 가스(58)의 손실을 최소화하는 활주가능한 커버(60)를 추가로 포함한다.
제 1 활성 가스 발생기(18)가 일정량의 땜납이 분배되는 기판(14) 상의(뿐 아니라 기판(14)의 다른 부분들 상의) 적어도 하나의 위치에서 기판(14) 상의 산화물들을 환원시키도록 작동할 때, 제 2 활성 가스 발생기(52)는 주로 기판(14) 상에 분배된 일정량의 땜납 상의 산화물들을 환원시키도록 작동된다. 구체적으로, 제 2 활성 가스 발생기(52)는 주로 와이어 분배기(28)의 위치에서 기판(14) 상으로 도입된 분배된 땜납 도트(32) 또는 땜납 패턴 상에 형성된 임의의 땜납 산화물을 환원시키도록 작동한다.
말하자면, 기판(14)과 땜납 도트(32) 상의 산화물들을 환원시키기 위하여 와이어 분배기(28) 앞뒤 모두에 설치된 2개의 활성 가스 발생기(18,52)는 다이 부착 장치(50)의 본 실시예에 각각 사용된다. 다이 부착 공정 중에, 기판(14)이 소정 온도로 가열된 후에, 기판(14) 상의 산화물들은 제 1 활성 가스 발생기(18)로부터의 활성 형성 가스에 의해서 환원된다. 땜납 도트(32)가 기판(14) 상으로 분배된 후에, 땜납 도트(32) 또는 땜납 패턴 상에 제공된 땜납 산화물은 반도체 다이(36)가 땜납 도트(32) 또는 땜납 패턴 상에 배치되기 전에 제 2 활성 가스 발생기(52)에 의해서 환원된다. 그후, 접합된 땜납(38)은 반도체 다이(36)를 기판(14)에 고정식으로 접합하기 위해 냉각된다. 땜납이 세정되고 양호하게 습윤성을 갖기 때문에 양호한 다이 접합부가 달성될 수 있다.
다른 양호한 실행형태에 있어서, 상기 활성 가스 발생기(18,52)는 재료 분배 스테이션(27)에서 와이어 분배기(62)에 직접 통합될 수 있다. 도 3은 본 발명의 제 3 양호한 실시예에 따른 다이 부착 장치의 일부의 확대도로서, 활성 가스 발생기(18)가 와이어 분배기(62)에 설치되는 것을 도시하는 도면이다.
활성 형성 가스와 함께, 여기된 수소 이온들이 도입되고 분배 영역 상에 분무되어서 땜납이 분배되어야 하는 기판(14)의 접합 패드 뿐 아니라, 기판(14) 상으로 분배된 땜납 도트(32) 또는 땜납 패턴을 덮는다. 가열된 기판(14)은 재료 분배 스테이션(27)으로 운송되고, 기판(14) 상에 제공된 산화물(예를 들어, 구리 산화물)은 활성 형성 가스(24)에 의해서 즉시 환원된다. 동일 위치에서, 기판(14)의 접합 패드 상으로 분배된 땜납 도트(32)도 역시 환원된다. 따라서, 단일 활성 가스 발생기(18)는 본 실시예에서 동시에 기판(14)과 땜납 도트(32) 모두를 환원시킬 수 있다. 세정된 기판(14) 상에서 양호한 습윤성을 갖는 세정 접합 땜납(38)은 원하는 접합 성능을 갖는 땜납 접합부를 생성할 것이다.
여기된 형성 가스는 단일 횡열 또는 다중 횡열의 리드 프레임 및 기판을 포함하는, 여러 유형의 패키지들을 취급하는데 사용될 수 있다. 활성 가스 발생기(18,52)는 동일 종열에 배치된 모든 유닛들을 환원시키기 위하여 리드 프레임에 대한 열 터널 커버(12)에 배치될 수 있고, 각 종열은 리드 프레임의 운송 방향과 직각이다. 활성 가스 발생기(18,52)는 양호하게는 적어도 열 터널(11) 내부에서 기판(14)의 운송 방향과 직각으로 이동할 수 있다. 활주가능한 커버(26,60)는 활성 가스 발생기(18,52)에 연결되고 열 터널 커버(12) 내의 개구를 덮는데 사용된다. 이러한 배치 중에 활성 가스 발생기(18,52)와 함께 이동하도록 추가로 구성된다. 활주가능한 커버(26,60)는 활성 가스 발생기(18,52)가 다중 횡열 패키지들 또는 디바이스들을 취급하는데 사용될 때 열 터널로부터 활성 형성 가스(24,58)의 누설을 최소화하는데 특히 유용하다.
도 4는 본 발명의 제 1 및 제 2 양호한 실시예에 기술된 장치와 함께 사용가능한 활성 가스 발생기(18,52)의 실시예를 도시한다. 특히, 활성 가스 발생기(18,52)는 형성 가스에서 수소 이온들을 여기시키도록 작용한다.
활성 가스 발생기(18,52)는 제 1 중심 원통형 전극(80) 형태의 제 1 전극, 가스 스월러(74), 유전체 재료(72) 및 발생기 홀더(70) 및/또는 열 터널 커버(12)를 포함하는 제 2 전극을 포함한다. 상기 가스 스월러(74)는 복수의 가스 스월러 홀더(76)를 통하여 형성 가스(22)를 원주방향 분배를 갖는 소용돌이로 만들도록 작용한다. 제 1 및 제 2 전극은 전기장을 생성하도록 작동한다.
일 실시예에서, 교류 전기장은 수소 가스를 여기시키도록 활성 가스 발생기(18,52)에 제공된다. 활성 가스 발생기(18)는 열 터널(11)에 연결된다. 교류 전기장은 전기 전도성이고 돌출하면서 큰 표면 곡률을 갖는 원추형의 중심 원통형 전극(80)을 포함하는 장치로부터 생성된다. 중심 원통형 전극(80)은 전기 전도성 발생기 홀더(70)에 의해서 교대로 둘러싸이는 상부 부분에서 유전체 재료(72)에 의해서 부분적으로 둘러싸인다. 최하위 지점에서, 중심 원통형 전극(80)은 열 터널(11) 안으로 개방된 열 터널 커버(12) 내의 개구 옆에 위치한다. 상기 발생기 홀더(70) 및 열 터널 커버(12)는 교류 전기 공급부(82)에 전기 접속된다. 발생기 홀더(70)를 포함하는 제 2 전극은 중심 원통형 전극(80)을 포위하고 접지되어 있다(도 4 참조). 교류 전기 공급부(82)의 주파수는 구체적으로 제한되지 않지만 10kHz 내지 20MHz 범위일 수 있고, 10 내지 50kHz의 범위가 양호하다. 100V 내지 50kV의 전압, 특히 1kV 내지 10kV의 전압을 갖는 교류는 본 발명에 따른 공정을 실행하기 위해 특히 유리한 것으로 입증되었다.
작은 간극이 중심 원통형 전극(80)과 유전체 재료(72) 사이와, 발생기 홀더(70)를 포함하는 제 2 전극과 유전체 재료(72) 사이에 각각 형성된다. 2개의 전극들 사이의 유전체 재료(72)는 전기장을 제공하도록 극성화된다. 교류 전기장은 또한 열 터널 커버(12)와 중심 전극(80) 사이의 활성 가스 발생기(18)의 저부에 생성된다. 형성 가스는 먼저 가스 스월러(74)에 의해서 소용돌이치고 그후 소용돌이 가스(78)는 교류 전기장을 통하여 열 터널(11) 안으로 고속으로 통과한다. 가스 혼합물에 포함된 수소 가스는 반응성 라디컬이 되도록 적어도 부분적으로 활성화되고, 그후 세정 목적을 위하여 열 터널(11)의 챔버 안으로 유입된다.
중심 원통형 전극(80)은 중심 원통형 전극(80)의 팁과 기판(14)의 표면 또는 세정될 땜납 도트(32) 사이의 소정 거리를 갖고 활성 가스 발생기(18)의 노즐에 이웃하게 배열된다. 상기 거리는 중심 전극의 직경에 대해서 결정되고, 상기 거리는 중심 전극의 직경의 0.1 내지 5 배일 수 있고, 0.5 내지 3 배가 양호하다. 중심 원통형 전극(80) 및 제 2 전극 또는 교류 전기장을 포함하는 유전체 재료(72) 사이의 간극은 1mm 내지 20mm이고, 5mm 내지 10mm의 범위가 양호하다. 활성 가스 발생기(18,52)의 출구에서, 열 터널 커버(12) 내의 개구는 특히 용융된 땜납에 대한 임의의 손상을 회피하기 위하여 열 터널(11)로 진입하고 기판(14) 및 땜납 도트(32) 상에 각각 분무되는 활성 형성 가스(24,58)의 속도를 늦추기 위하여 큰 직경을 가진다.
수소 가스가 가스 스월러(74)로부터 방출된 후에, 수소 가스는 10 내지 50kHz의 주파수를 갖는 저주파 교류 전기 공급부(82) 또는 발생기 홀더(70) 및/또는 열 터널 커버(12) 내에 포함된 제 2 전극 및 중심 원통형 전극(80) 사이의 RF 소스에 의해서 발생된 교류 전기장을 통과할 때 적어도 부분적으로 추가로 여기된다. 여기된 수소 종들은 분자들, 원자들, 비수소 이온들 및 다른 반응성 물질을 포함하는 가스 혼합물에 추가로 포함될 수 있다. 반응성 물질은 열 터널 커버(12) 내의 개구를 통과하여 열 터널(11) 안으로 운송되고 접지된 기판(14) 및/또는 땜납 도트(32) 상에 작용한다.
도 5a 내지 도 5c는 본 발명의 양호한 실시예에 따른 세정 공정에 의해서 환원 후에 산화물의 제거를 개략적으로 도시한 도면이다. 처리 전에, 금속 산화물 층(84)은 땜납 도트(32) 또는 기판(14)의 표면에 놓여진다(도 5a 참조). 활성 라디컬은 고온에서 금속 산화물(MO)과 효율적으로 반응하여 금속 산화물을 도 5b에 도시된 열 터널로부터 배출될 수 있는 순수 금속 및 가스성 물로 환원시킨다.
활성 라디컬은 원자, 이온 및 방출된 수소 및 기타 반응성 물질을 포함하는 플라즈마형 입자들이다. 이들은 제위치에서 생성되고 기판(14)의 표면들 또는 땜납 도트(32)에 작용한다. 여기된 라디컬은 고반응성이고 그 밀도는 종래의 연질 땜납 다이 접합에서 열적으로 분해된 입자들과 비교할 때 100 내지 1000 배만큼 매우 높다.
산화물의 환원은 다음과 같이 발생되는 것으로 사료된다:
분리: nH2 → H2*(여기된 분자) + 2H(여기된 원자) + 2H(이온) + 2e'
산화물 환원: 2H(+) + MO → H2O(가스성) + M(M= 땜납 또는 구리)
도 5c는 환원 후에 양호한 습윤성을 갖는 세정된 금속 표면(86)이 얻어지는 것을 도시한다.
따라서, 본원에는 활성 가스 발생기(18,52)에 의해서 기판(14) 및/또는 땜납(32)으로부터 금속 산화물을 제거하기 위한 장치 및 방법이 기재되어 있다. 활성 라디컬은 생성되고 그때 구리 및 땜납 표면과 같은 금속면들을 환원시키기 위하여 다이 부착 장치(10,50,60)의 열 터널(11) 안으로 직접 도입될 수 있다. 활성 라디컬은 전기 발생기로부터 무선파에 의해서 발생된 강한 전기장을 통하여 고속으로 통과되는 형성 가스로부터 대기압에서 여기된다. 여기된 라디컬은 또한 유전체 배리어에 대해 포획된 전기 방전에 의해서 생성될 수 있다.
가스 혼합물은 일반적으로 방출되는 배기 가스의 친환경성과 비교적 저비용으로 인하여 환원 가스로서의 수소와 운반체로서의 질소를 포함한다. 운반체 가스는 또한 헬륨 및 아르곤을 포함하지만, 이들에 국한되지 않는다. 상술한 실시예에서, 가스 혼합물은 0.1 체적% 내지 15 체적%의 수소, 및 더욱 양호하게는 3% 내지 5 체적%의 수소를 포함할 수 있고; 상기 혼합 가스 유동은 0.1 내지 0.5Mpa의 압력, 더욱 양호하게는 0.2 내지 0.4Mpa 압력에서 도입될 수 있다.
본원에 기술된 발명은 본원에 구체적으로 기술된 것 이외에 변형, 수정 및/또는 추가될 수 있고, 본 발명은 상술한 설명의 정신 및 범주 내에 있는 이러한 모든 변형, 수정 및/또는 추가를 포함할 수 있다는 것을 이해해야 한다.

Claims (20)

  1. 금속면을 갖는 기판 상에 반도체 다이를 부착하기 위한 다이 부착 장치로서,
    대기와 유체 연통하는 열 터널로서, 상기 열 터널을 통해 상기 기판이 상기 기판에 대한 상기 반도체 다이의 부착을 위해 전달되도록 구성된, 열 터널;
    상기 기판 상으로 접합 재료를 분배하기 위한 재료 분배 스테이션;
    상기 기판 상으로 분배된 상기 접합 재료 상에 상기 반도체 다이를 배치하기 위한 다이 부착 스테이션; 및
    대기압에서 형성 가스를 여기 하기 위해 작동가능한 활성 가스 발생기로서, 대기압에서 여기된 활성 형성 가스(activated forming gas)를 상기 열 터널내의 상기 기판 상으로 직접 분무하기 위해 상기 다이 부착 스테이션 앞에 배치된, 활성 가스 발생기를 포함하고,
    상기 활성 형성 가스는 상기 기판 상의 산화물들을 환원시키도록 작용하고,
    상기 활성 형성 가스는 산화물들을 환원시키기 위하여 여기 라디컬(excited radical)들 또는 활성 종들 또는 여기 라디컬(excited radical)들 및 활성 종들 모두를 생성하도록 상기 활성 가스 발생기에 의해서 여기되는, 다이 부착 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 열 터널은 상기 기판이 상기 각각의 스테이션들에서 처리 중일 때, 상기 기판을 수용하기 위해 차폐 가스로 충전되고 열 터널 커버로 폐쇄되는, 다이 부착 장치.
  3. 금속면을 갖는 기판 상에 반도체 다이를 부착하기 위한 다이 부착 장치로서,
    대기와 유체 연통하는 열 터널로서, 상기 열 터널을 통해 상기 기판이 상기 기판에 대한 상기 반도체 다이의 부착을 위해 전달되도록 구성된, 열 터널;
    상기 기판 상으로 접합 재료를 분배하기 위한 재료 분배 스테이션;
    상기 기판 상으로 분배된 상기 접합 재료 상에 상기 반도체 다이를 배치하기 위한 다이 부착 스테이션; 및
    대기압에서 형성 가스를 여기 하기 위해 작동가능한 활성 가스 발생기로서,대기압에서 여기된 활성 형성 가스(activated forming gas)를 상기 열 터널내의 상기 기판 상으로 직접 분무하기 위해 상기 다이 부착 스테이션 앞에 배치된, 활성 가스 발생기를 포함하고,
    상기 활성 형성 가스는 상기 기판 상의 산화물들을 환원시키도록 작용하고,
    상기 열 터널은 상기 기판이 상기 각각의 스테이션들에서 처리 중일 때, 상기 기판을 수용하기 위해 차폐 가스로 충전되고 열 터널 커버로 폐쇄되고,
    상기 활성 가스 발생기는 상기 열 터널 커버 내의 개구 위에 배치되고 상기 활성 형성 가스는 상기 열 터널에서 상기 개구를 통하여 상기 기판 상으로 방출되는, 다이 부착 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 활성 가스 발생기는 상기 열 터널 내부에서 상기 기판의 운송 방향에 대해 적어도 직각으로 이동가능한, 다이 부착 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 활성 가스 발생기에 연결되고 상기 활성 가스 발생기와 함께 이동할 수 있는 활주가능한 커버를 추가로 포함하고, 상기 활주가능한 커버는 상기 개구를 통한 상기 열 터널로부터의 활성 형성 가스의 누설을 최소화하도록 작동하는, 다이 부착 장치.
  6. 제 3 항에 있어서,
    상기 열 터널 커버 내의 상기 개구는 상기 활성 가스 발생기로부터 나와서 상기 열 터널 안으로 진입하는 상기 활성 형성 가스의 속도를 늦추기 위한 크기인 직경을 갖는, 다이 부착 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 활성 가스 발생기는 상기 재료 분배 스테이션 앞에 배치된 제 1 가스 발생기 또는 상기 재료 분배 스테이션과 상기 다이 부착 스테이션 사이에 배치된 제 2 가스 발생기 또는 상기 재료 분배 스테이션 앞에 배치된 제 1 가스 발생기 및 상기 재료 분배 스테이션과 상기 다이 부착 스테이션 사이에 배치된 제 2 가스 발생기 모두를 포함하는, 다이 부착 장치.
  8. 금속면을 갖는 기판 상에 반도체 다이를 부착하기 위한 다이 부착 장치로서,
    대기와 유체 연통하는 열 터널로서, 상기 열 터널을 통해 상기 기판이 상기 기판에 대한 상기 반도체 다이의 부착을 위해 전달되도록 구성된, 열 터널;
    상기 기판 상으로 접합 재료를 분배하기 위한 재료 분배 스테이션;
    상기 기판 상으로 분배된 상기 접합 재료 상에 상기 반도체 다이를 배치하기 위한 다이 부착 스테이션; 및
    대기압에서 형성 가스를 여기 하기 위해 작동가능한 활성 가스 발생기로서,대기압에서 여기된 활성 형성 가스(activated forming gas)를 상기 열 터널내의 상기 기판 상으로 직접 분무하기 위해 상기 다이 부착 스테이션 앞에 배치된, 활성 가스 발생기를 포함하고,
    상기 활성 형성 가스는 상기 기판 상의 산화물들을 환원시키도록 작용하고,
    상기 활성 가스 발생기는 상기 재료 분배 스테이션 앞에 배치된 제 1 가스 발생기 또는 상기 재료 분배 스테이션과 상기 다이 부착 스테이션 사이에 배치된 제 2 가스 발생기 또는 상기 재료 분배 스테이션 앞에 배치된 제 1 가스 발생기 및 상기 재료 분배 스테이션과 상기 다이 부착 스테이션 사이에 배치된 제 2 가스 발생기 모두를 포함하고,
    상기 제 1 가스 발생기는 일정량의 접합 재료가 분배되는 상기 기판 상의 적어도 하나의 위치에서 상기 기판 상의 산화물들을 환원시키도록 작동하고, 상기 제 2 가스 발생기는 상기 기판 상으로 분배된 상기 일정량의 접합 재료 상의 산화물들을 환원시키도록 작동하는, 다이 부착 장치.
  9. 금속면을 갖는 기판 상에 반도체 다이를 부착하기 위한 다이 부착 장치로서,
    대기와 유체 연통하는 열 터널로서, 상기 열 터널을 통해 상기 기판이 상기 기판에 대한 상기 반도체 다이의 부착을 위해 전달되도록 구성된, 열 터널;
    상기 기판 상으로 접합 재료를 분배하기 위한 재료 분배 스테이션;
    상기 기판 상으로 분배된 상기 접합 재료 상에 상기 반도체 다이를 배치하기 위한 다이 부착 스테이션; 및
    대기압에서 형성 가스를 여기 하기 위해 작동가능한 활성 가스 발생기로서,대기압에서 여기된 활성 형성 가스(activated forming gas)를 상기 열 터널내의 상기 기판 상으로 직접 분무하기 위해 상기 다이 부착 스테이션 앞에 배치된, 활성 가스 발생기를 포함하고,
    상기 활성 형성 가스는 상기 기판 상의 산화물들을 환원시키도록 작용하고,
    상기 활성 가스 발생기는 상기 재료 분배 스테이션에 배치되는, 다이 부착 장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 활성 가스 발생기는 상기 재료 분배 스테이션에 위치한 재료 분배기 상에 설치되고, 상기 활성 가스 발생기는 상기 접합 재료가 분배될 상기 기판의 적어도 일부분들에서 모두 활성 형성 가스를 도입하고 상기 기판의 상기 일부분들에서 분배된 접합 재료 상으로 활성 형성 가스를 도입하도록 작동되는, 다이 부착 장치.
  11. 금속면을 갖는 기판 상에 반도체 다이를 부착하기 위한 다이 부착 장치로서,
    대기와 유체 연통하는 열 터널로서, 상기 열 터널을 통해 상기 기판이 상기 기판에 대한 상기 반도체 다이의 부착을 위해 전달되도록 구성된, 열 터널;
    상기 기판 상으로 접합 재료를 분배하기 위한 재료 분배 스테이션;
    상기 기판 상으로 분배된 상기 접합 재료 상에 상기 반도체 다이를 배치하기 위한 다이 부착 스테이션; 및
    대기압에서 형성 가스를 여기 하기 위해 작동가능한 활성 가스 발생기로서,대기압에서 여기된 활성 형성 가스(activated forming gas)를 상기 열 터널내의 상기 기판 상으로 직접 분무하기 위해 상기 다이 부착 스테이션 앞에 배치된, 활성 가스 발생기를 포함하고,
    상기 활성 형성 가스는 상기 기판 상의 산화물들을 환원시키도록 작용하고,
    상기 활성 가스 발생기는 전기장을 생성하기 위한 제 1 전극 및 제 2 전극과, 상기 전기장을 통과하는 가스를 원주방향 분포를 갖게 소용돌이치게 하기 위한 복수의 가스 소용돌이형 구멍들을 포함하는 가스 스월러(gas swirler)를 포함하는, 다이 부착 장치.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 제 1 전극은 전기 전도성이고 돌출형인 원추 형상의 원통형 전극을 포함하는, 다이 부착 장치.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 원통형 전극의 최하위 지점에서, 상기 원추 형상의 원통형 전극은 상기 각각의 스테이션들에서 처리 중에 상기 기판을 수용하도록 작동되는 열 터널 내의 개구에 이웃하게 위치하는, 다이 부착 장치.
  14. 제 12 항에 있어서,
    상기 원추 형상의 원통형 전극과 상기 활성 가스 발생기의 홀더 사이에 위치한 유전체 재료를 추가로 포함하고, 상기 유전체 재료는 전기장을 제공하도록 극성화되는, 다이 부착 장치.
  15. 제 12 항에 있어서,
    상기 제 2 전극은 교류 전기 공급부에 접속되고, 상기 활성 가스 발생기를 위한 홀더 또는 상기 각각의 스테이션들에서 상기 기판의 처리 중에 상기 기판을 수용하도록 작동되는 열 터널을 폐쇄하기 위한 열 터널 커버 또는 상기 활성 가스 발생기를 위한 홀더 및 상기 각각의 스테이션들에서 상기 기판의 처리 중에 상기 기판을 수용하도록 작동되는 열 터널을 폐쇄하기 위한 열 터널 커버 모두를 포함하는, 다이 부착 장치.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 교류 전기 공급부는 10kHz 내지 20MHz의 주파수와, 100V 내지 50kV의 전압을 갖는, 다이 부착 장치.
  17. 삭제
  18. 금속면을 갖는 기판 상에 반도체 다이를 부착하기 위한 다이 부착 장치로서,
    대기와 유체 연통하는 열 터널로서, 상기 열 터널을 통해 상기 기판이 상기 기판에 대한 상기 반도체 다이의 부착을 위해 전달되도록 구성된, 열 터널;
    상기 기판 상으로 접합 재료를 분배하기 위한 재료 분배 스테이션;
    상기 기판 상으로 분배된 상기 접합 재료 상에 상기 반도체 다이를 배치하기 위한 다이 부착 스테이션; 및
    대기압에서 형성 가스를 여기 하기 위해 작동가능한 활성 가스 발생기로서,대기압에서 여기된 활성 형성 가스(activated forming gas)를 상기 열 터널내의 상기 기판 상으로 직접 분무하기 위해 상기 다이 부착 스테이션 앞에 배치된, 활성 가스 발생기를 포함하고,
    상기 활성 형성 가스는 상기 기판 상의 산화물들을 환원시키도록 작용하고,
    상기 활성 형성 가스는 원자, 이온 및 방출 수소 및 다른 반응 물질을 포함하는 플라즈마형 입자들을 형성하도록 활성화되는 활성 수소 종들을 포함하는, 다이 부착 장치.
  19. 금속면을 갖는 기판 상에 반도체 다이를 부착하기 위한 방법으로서,
    대기와 유체 연통하는 열 터널을 통하여 상기 기판을 전달하는 단계;
    상기 기판 상의 산화물들을 환원시키기 위해 활성 가스 발생기로 상기 기판상으로 대기압에서 여기된 활성 형성 가스를 직접 분무하는 단계로서, 상기 활성 가스 발생기는 대기압에서 형성 가스를 여기 하기 위해 작동가능한, 상기 분무하는 단계;
    접합 재료를 재료 분배 스테이션에서 상기 기판 상으로 분배하는 단계; 그리고 그후
    다이 부착 스테이션에서 상기 기판 상으로 분배된 상기 접합 재료 상에 상기 반도체 다이를 배치하는 단계를 포함하고,
    상기 활성 형성 가스는 산화물들을 환원시키기 위하여 여기 라디컬(excited radical)들 또는 활성 종들 또는 여기 라디컬(excited radical)들 및 활성 종들 모두를 생성하도록 상기 활성 가스 발생기에 의해서 여기되는, 반도체 다이의 부착 방법.
  20. 금속면을 갖는 기판을 포함하는 전자 디바이스를 제조하는 방법으로서,
    대기와 유체 연통하는 열 터널을 통하여 상기 기판을 전달하는 단계;
    상기 기판 상의 산화물들을 환원시키기 위해 활성 가스 발생기로 상기 기판상으로 대기압에서 여기된 활성 형성 가스를 직접 분무하는 단계로서, 상기 활성 가스 발생기는 대기압에서 형성 가스를 여기 하기 위해 작동가능한, 상기 분무하는 단계;
    접합 재료를 재료 분배 스테이션에서 상기 기판 상으로 분배하는 단계; 그리고 그후
    다이 부착 스테이션에서 상기 기판 상으로 분배된 상기 접합 재료 상에 반도체 다이를 배치하는 단계를 포함하고,
    상기 활성 형성 가스는 산화물들을 환원시키기 위하여 여기 라디컬(excited radical)들 또는 활성 종들 또는 여기 라디컬(excited radical)들 및 활성 종들 모두를 생성하도록 상기 활성 가스 발생기에 의해서 여기되는, 전자 디바이스의 제조 방법.
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Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9065236B2 (en) * 2010-04-30 2015-06-23 Seagate Technology Method and apparatus for aligning a laser diode on a slider
DE102018214778A1 (de) * 2018-08-30 2020-03-05 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zur Fertigung von Leiterbahnen und Elektronikmodul
IT201900003511A1 (it) 2019-03-11 2020-09-11 St Microelectronics Srl Metodo per la fabbricazione di dispositivi integrati includenti una piastrina fissata ad un supporto di connessione
CN111055087B (zh) * 2019-12-30 2021-03-23 杭州康达工具有限公司 用于制作发动机后悬挂弹性垫块外铁件的生产工艺
TW202327768A (zh) 2021-08-04 2023-07-16 瑞士商貝思瑞士股份公司 用於分配銲線的設備
DE102022107650A1 (de) * 2022-03-31 2023-10-05 Plasmatreat Gmbh Vorrichtung und verfahren zur reduktion von oxiden an werkstückoberflächen

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003133338A (ja) * 2001-10-19 2003-05-09 Sanyo Electric Co Ltd 半導体素子の装着装置
US20030192645A1 (en) * 2002-04-16 2003-10-16 Applied Materials, Inc. Method and apparatus for creating circumferential process gas flow in a semiconductor wafer plasma reactor chamber
US20050051521A1 (en) * 2003-09-10 2005-03-10 Tdk Corporation Solder ball bonding method and bonding device
JP2007311653A (ja) * 2006-05-19 2007-11-29 Canon Machinery Inc 半田塗布方法および半田塗布ユニット、ダイボンダー

Family Cites Families (46)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5533080A (en) 1978-08-30 1980-03-08 Matsushita Electronics Corp Method of adhering semiconductor substrate
US4379218A (en) * 1981-06-30 1983-04-05 International Business Machines Corporation Fluxless ion beam soldering process
US4863561A (en) * 1986-12-09 1989-09-05 Texas Instruments Incorporated Method and apparatus for cleaning integrated circuit wafers
GB8827933D0 (en) * 1988-11-30 1989-01-05 Plessey Co Plc Improvements relating to soldering processes
US5090609A (en) * 1989-04-28 1992-02-25 Hitachi, Ltd. Method of bonding metals, and method and apparatus for producing semiconductor integrated circuit device using said method of bonding metals
DE4032328A1 (de) * 1989-11-06 1991-09-19 Wls Karl Heinz Grasmann Weichl Verfahren und vorrichtung zur verarbeitung von zu verloetenden fuegepartnern
US6227436B1 (en) * 1990-02-19 2001-05-08 Hitachi, Ltd. Method of fabricating an electronic circuit device and apparatus for performing the method
US5345056A (en) * 1991-12-12 1994-09-06 Motorola, Inc. Plasma based soldering by indirect heating
DE4225378A1 (de) * 1992-03-20 1993-09-23 Linde Ag Verfahren zum verloeten von leiterplatten unter niederdruck
US5409543A (en) * 1992-12-22 1995-04-25 Sandia Corporation Dry soldering with hot filament produced atomic hydrogen
US5735451A (en) * 1993-04-05 1998-04-07 Seiko Epson Corporation Method and apparatus for bonding using brazing material
US5499754A (en) * 1993-11-19 1996-03-19 Mcnc Fluxless soldering sample pretreating system
JP3312377B2 (ja) * 1993-12-09 2002-08-05 セイコーエプソン株式会社 ろう材による接合方法及び装置
FR2713528B1 (fr) * 1993-12-15 1996-01-12 Air Liquide Procédé et dispositif de fluxage par voie sèche de surfaces métalliques avant brasage ou étamage.
FR2735053B1 (fr) * 1995-06-09 1997-07-25 Air Liquide Procede et dispositif de brasage a la vague integrant une operation de fluxage par voie seche
US5941448A (en) * 1996-06-07 1999-08-24 L'air Liquide, Societe Anonyme Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude Method for dry fluxing of metallic surfaces, before soldering or tinning, using an atmosphere which includes water vapor
US6250540B1 (en) * 1999-04-30 2001-06-26 International Business Machines Corporation Fluxless joining process for enriched solders
US6607613B2 (en) * 1998-07-10 2003-08-19 International Business Machines Corporation Solder ball with chemically and mechanically enhanced surface properties
US20010049181A1 (en) * 1998-11-17 2001-12-06 Sudha Rathi Plasma treatment for cooper oxide reduction
US7014887B1 (en) * 1999-09-02 2006-03-21 Applied Materials, Inc. Sequential sputter and reactive precleans of vias and contacts
US6468833B2 (en) * 2000-03-31 2002-10-22 American Air Liquide, Inc. Systems and methods for application of substantially dry atmospheric plasma surface treatment to various electronic component packaging and assembly methods
US6878396B2 (en) * 2000-04-10 2005-04-12 Micron Technology, Inc. Micro C-4 semiconductor die and method for depositing connection sites thereon
JP2002001253A (ja) 2000-06-27 2002-01-08 Matsushita Electric Works Ltd プラズマ洗浄装置及びプラズマ洗浄方法並びに半田付けシステム及び半田付け方法
US6375060B1 (en) * 2000-07-19 2002-04-23 The Boeing Company Fluxless solder attachment of a microelectronic chip to a substrate
JP4016598B2 (ja) * 2001-01-16 2007-12-05 株式会社日立製作所 半導体装置の製造方法
JP2003007682A (ja) * 2001-06-25 2003-01-10 Matsushita Electric Ind Co Ltd プラズマ処理装置用の電極部材
JP2003100717A (ja) * 2001-09-21 2003-04-04 Tokyo Electron Ltd プラズマ処理装置
US6756560B2 (en) * 2001-11-19 2004-06-29 Geomat Insights, L.L.C. Plasma enhanced circuit component attach method and device
JP2003273082A (ja) * 2002-03-14 2003-09-26 Tokyo Electron Ltd プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法
JP3997859B2 (ja) * 2002-07-25 2007-10-24 株式会社日立製作所 半導体装置の製造方法および製造装置
US6902774B2 (en) * 2002-07-25 2005-06-07 Inficon Gmbh Method of manufacturing a device
JP4032899B2 (ja) 2002-09-18 2008-01-16 トヨタ自動車株式会社 電子部品の製造方法及び該方法に用いるハンダ付け装置
CN101457338B (zh) * 2003-02-14 2011-04-27 应用材料股份有限公司 利用含氢自由基清洁自生氧化物的方法和设备
US7079370B2 (en) * 2003-04-28 2006-07-18 Air Products And Chemicals, Inc. Apparatus and method for removal of surface oxides via fluxless technique electron attachment and remote ion generation
US7387738B2 (en) * 2003-04-28 2008-06-17 Air Products And Chemicals, Inc. Removal of surface oxides by electron attachment for wafer bumping applications
US8361340B2 (en) * 2003-04-28 2013-01-29 Air Products And Chemicals, Inc. Removal of surface oxides by electron attachment
US6991967B2 (en) * 2004-02-23 2006-01-31 Asm Assembly Automation Ltd. Apparatus and method for die attachment
JP4697066B2 (ja) 2006-06-22 2011-06-08 パナソニック株式会社 電極接合方法及び部品実装装置
KR100886872B1 (ko) * 2007-06-22 2009-03-06 홍용철 플라즈마 버너
DE102009034443A1 (de) * 2008-09-12 2010-04-15 Heidelberger Druckmaschinen Ag Verfahren und Vorrichtung zum Zuführen von Bogen zu einer Verarbeitungsmaschine
US8567658B2 (en) * 2009-07-20 2013-10-29 Ontos Equipment Systems, Inc. Method of plasma preparation of metallic contacts to enhance mechanical and electrical integrity of subsequent interconnect bonds
US8844793B2 (en) * 2010-11-05 2014-09-30 Raytheon Company Reducing formation of oxide on solder
US9053894B2 (en) * 2011-02-09 2015-06-09 Air Products And Chemicals, Inc. Apparatus and method for removal of surface oxides via fluxless technique involving electron attachment
US20120237693A1 (en) * 2011-03-17 2012-09-20 Applied Materials, Inc. In-situ clean process for metal deposition chambers
JP2013093370A (ja) * 2011-10-24 2013-05-16 Hitachi High-Tech Instruments Co Ltd ダイボンダ装置、及びダイボンド方法
CN103065897B (zh) 2012-12-26 2016-01-27 德力西电气有限公司 一种断路器的灭弧装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003133338A (ja) * 2001-10-19 2003-05-09 Sanyo Electric Co Ltd 半導体素子の装着装置
US20030192645A1 (en) * 2002-04-16 2003-10-16 Applied Materials, Inc. Method and apparatus for creating circumferential process gas flow in a semiconductor wafer plasma reactor chamber
US20050051521A1 (en) * 2003-09-10 2005-03-10 Tdk Corporation Solder ball bonding method and bonding device
JP2007311653A (ja) * 2006-05-19 2007-11-29 Canon Machinery Inc 半田塗布方法および半田塗布ユニット、ダイボンダー

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