TW201601228A - 接合裝置及接合方法 - Google Patents

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坂本光輝
久保晶義
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Abstract

本實施方式的接合裝置包括：第1送風機部(11h)，以自形成於搬送部(20)的接合用開口(26)橫穿用以辨識接合對象的攝影空間(VS)的方式形成第1氣體流(D1)；及第2送風機部(12h)，沿攝影空間形成第2氣體流(D2)。第2送風機部(12h)以抑制周圍氣體(G2)被第1氣體流(D1)捲入至攝影空間(VS)的方式，利用第2氣體流(D2)形成障壁。藉此，可抑制因對基板或引線架等接合對象物進行加熱而產生的熱浪的影響。

Description

接合裝置及接合方法
本發明是有關於一種半導體裝置的接合(bonding)裝置及接合方法，特別是有關於一種熱浪防止技術。
存在包括如下結構的接合裝置，即，藉由使基板或引線架(lead frame)等接合對象物在流通著惰性氣體的密閉爐中搬送，而防止接合對象物的氧化。在該接合裝置中，在密閉爐設置有接合用開口，一面藉由照相機等攝影部通過接合用開口辨識接合對象物、一面將接合工具(bonding tool)自接合用開口插入而進行接合處理。
作為該領域的周知文獻，例如在專利文獻1中揭示有如下的晶粒接合(die bonding)裝置：藉由移動平台(table)將基板運送至加熱裝置，在將基板加熱至規定溫度以上後，接合電子零件。在專利文獻1記載的發明中，當接合於基板時，藉由照相機觀察基板的熱膨脹，並基於該觀察結果而修正所要接合的電子零件的著地座標(專利文獻1的申請專利範圍第1項)。
特別是，在專利文獻1記載的發明中構成為，自設置於 接合用開口附近的送風機機構吹出空氣，來消除因對接合對象物加熱而在接合用開口附近產生的熱浪，從而可清晰地觀察基板。
[現有技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1]：日本專利特公平07-93335號公報
然而，根據本申請案發明者們的觀察而得知：在對熱浪吹附空氣時，周圍的被加熱的空氣因負壓而被捲入，且進入攝影部拍攝基板的空間、即攝影空間而產生其他熱浪，從而利用攝影部拍攝的圖像模糊。若圖像模糊，則會使接合對象物的辨識精度惡化而在接合位置產生誤差，結果產生產量惡化的問題。
由此，本發明鑒於上述問題點，其課題之一是：藉由抑制因對基板或引線架等接合對象物加熱而產生的熱浪的影響，來提高接合精度。
(1)本發明的實施方式的一形態的接合裝置是：具有搬送接合對象物的搬送部的接合裝置，且包括送風機機構，該送風機機構具有：第1送風機部，以自形成於搬送部的接合用開口橫穿用以辨識接合對象的攝影空間的方式形成第1氣體流；第2送風機部，沿攝影空間形成第2氣體流；且第2送風機部以抑制 周圍氣體被第1氣體流捲入至攝影空間的方式，利用第2氣體流形成障壁。
又，本發明的實施方式的一形態的接合方法，應用於具有搬送接合對象物的搬送部的接合裝置，且包括：第1送風機步驟，以自形成於搬送部的接合用開口橫穿用以辨識接合對象的攝影空間的方式形成第1氣體流；及第2送風機步驟，沿攝影空間形成第2氣體流；且第2送風機步驟以抑制周圍氣體被第1氣體流捲入至攝影空間的方式，利用第2氣體流形成障壁。
本實施方式的上述接合裝置，亦可根據期望而包括以下構成。
(2)例如，亦可包括接合臂，該接合臂自上述接合用開口進行上述接合對象物的接合，且上述接合臂包括抑制上述第1氣體流的亂流的形狀。
(3)例如，上述第1送風機部亦可在上述第1氣體流不進入上述接合用開口的第1角度，形成上述第1氣體流。
(4)例如，上述第1角度亦可設為：自上述接合用開口的開口面起15°~80°的範圍。
(5)例如，上述第1送風機部亦可朝向上述搬送部中的上述接合對象物的搬送方向的相反方向，形成上述第1氣體流。
(6)例如，上述第2送風機部亦可在成為相對於周圍氣體的障壁的第2角度，形成上述第2氣體流。
(7)例如，上述第2角度亦可設為：自上述接合用開 口的開口面起70°~135°的範圍。
(8)例如，上述第2送風機部亦可在較上述接合用開口的寬度更寬的範圍，形成上述第2氣體流。
(9)例如，上述第2氣體流的流速亦可設為小於上述第1氣體流的流速。
(10)例如，上述送風機機構包括：壓縮機(compressor)，產生壓縮氣體；及管，供自壓縮機供給的壓縮氣體通過；且上述第1送風機部藉由自形成於管的第1噴嘴噴出壓縮氣體而形成第1氣體流，上述第2送風機部藉由自形成於管的第2噴嘴噴出壓縮氣體而形成第2氣體流。
(11)例如，上述搬送部亦可具有防止接合對象物的氧化的密閉爐。
(12)例如，上述送風機機構亦可包括：第1送風機機構，具有上述第1送風機部；及第2送風機機構，具有上述第2送風機部。
根據本發明，以橫穿攝影空間的方式形成第1氣體流，因此自攝影空間排除自接合用開口吹出的熱浪，並且沿攝影空間利用第2氣體流形成障壁，因此可抑制周圍氣體被第1氣體流捲入至攝影空間，從而可大幅抑制熱浪進入攝影空間內的可能性，能防止攝影圖像模糊。
10、110‧‧‧接合裝置
11‧‧‧送風機機構
11p、41p‧‧‧管
11h‧‧‧第1噴嘴(第1送風機部)
12h‧‧‧第2噴嘴(第2送風機部)
13、113‧‧‧攝影部驅動機構
14、114‧‧‧攝影部
15、115‧‧‧接合臂驅動機構
16、116‧‧‧接合臂
16PA‧‧‧以往的接合臂
17‧‧‧供給路
20‧‧‧密閉爐(搬送部)
20h、120h‧‧‧惰性氣體流通路
21、121‧‧‧搬送機構
22、122‧‧‧皮帶
23、123‧‧‧惰性氣體供給部
24、124‧‧‧氣體導入口
25、125‧‧‧搬送通路
26、126‧‧‧接合用開口
27、127‧‧‧按壓構件
28、128‧‧‧加熱部
32、132‧‧‧接合對象物(引線架)
34、134‧‧‧晶片
100、1100‧‧‧送風機控制部
111‧‧‧第1送風機機構
111h‧‧‧第1噴嘴
111p‧‧‧第1管
112‧‧‧第2送風機機構
112h‧‧‧第2噴嘴
112p‧‧‧第2管
117-1‧‧‧第1供給路
117-2‧‧‧第2供給路
120‧‧‧密閉爐
200、1200‧‧‧接合控制部
A、B‧‧‧線
D1‧‧‧第1氣體流
D2‧‧‧第2氣體流
G0‧‧‧空氣流
G1‧‧‧加熱氣體流
G2‧‧‧空氣流(周圍氣體)
Lbw‧‧‧距離
Lex1、Lex2‧‧‧寬度
VS‧‧‧攝影空間
θ1‧‧‧第1角度
θ2‧‧‧第2角度
圖1是說明本發明的第1實施方式的接合裝置的概要的立體圖。
圖2是本發明的第1實施方式的密閉爐的接合用開口附近的放大立體圖、局部剖面圖。
圖3是本發明的第1實施方式的密閉爐的概略剖面圖。
圖4是說明本發明的第1實施方式的接合裝置的功能的方塊圖。
圖5是本發明的第1實施方式的密閉爐的接合用開口附近的放大俯視圖。
圖6是本發明的第1實施方式的密閉爐的接合用開口附近的放大俯視圖。
圖7是說明本發明的第1實施方式的作用的概略剖面圖。
圖8是使用本發明的第1實施方式的接合臂的情形的概略剖面圖。
圖9是使用本發明的第1實施方式的接合臂的情形的概略俯視圖。
圖10是說明本發明的第2實施方式的接合裝置的概要的立體圖。
圖11是本發明的第2實施方式的密閉爐的接合用開口附近的放大立體圖、局部剖面圖。
圖12是本發明的第2實施方式的密閉爐的概略剖面圖。
圖13是說明本發明的第2實施方式的接合裝置的功能的方塊圖。
圖14是本發明的第2實施方式的密閉爐的接合用開口附近的放大俯視圖。
圖15是本發明的第2實施方式的密閉爐的接合用開口附近的放大俯視圖。
圖16是說明本發明的第2實施方式的作用的概略剖面圖。
圖17是使用本發明的第2實施方式的接合臂的情形的概略剖面圖。
圖18是使用本發明的第2實施方式的接合臂的情形的概略俯視圖。
圖19是使用以往的接合臂的情形的概略剖面圖。
圖20是使用以往的接合臂的情形的概略俯視圖。
以下，對本發明的實施方式進行詳細說明。再者，以下的實施方式是用以說明本發明的例示，本發明可在不脫離其主旨的範圍內進行各種變形。例如，以下實施方式中的「...部」或「...機構」既可全部由硬體(hardware)構成，又可全部藉由使電腦執行規定的軟體程式而功能性地實現。又，亦可構成為一部分由硬體構成，且剩餘部分藉由執行軟體程式而功能性地實現。進而，根據需要所示的上下左右等位置關係只要未特別限定，則設為基 於圖示的顯示。進而又，圖式中的各種尺寸比率並不限定於該圖示的比率。
[第1實施方式]
(構成)
圖1是說明本發明的實施方式的接合裝置的概要的立體圖。如圖1所示，本實施方式的接合裝置10大致上包括：密閉爐20、攝影部14、及接合臂16等而構成。
密閉爐20為用以搬送接合對象物的搬送部的一例，具體而言為：防止接合對象物的氧化的氧化防止單元。密閉爐20在供給惰性氣體的搬送通路25上收納有皮帶(belt)22，構成為：可藉由載置接合對象物32的皮帶22的移動，而搬送接合對象物32。接合對象物例如為引線架或基板，在本實施方式中，作為接合對象物而例示為包含多個晶片(chip)34的引線架32。晶片34為半導體晶片等。再者，圖1中省略密閉爐20的上部殼體(cover)的一部分的圖示，因此，以可觀察到移動中的皮帶22及搬送中的引線架32的方式來圖示。密閉爐20在上表面設置有接合用開口26，可通過該開口觀察在內部搬送的引線架32的各晶片34、或者對該引線架32的各晶片34物理性地進行處理。
圖2中表示密閉爐20的接合用開口26附近的放大立體圖、局部剖面圖，圖3中表示密閉爐20的概略剖面圖。如圖2及圖3所示，密閉爐20隔著搬送通路25分為上部與下部而構成，在密閉爐20的上部形成有上述接合用開口26，且在密閉爐20的 下部鋪設有加熱部28。
具體而言，如圖2所示，在密閉爐20的上部設置有惰性氣體流通路20h，且在通路的下表面以與搬送通路25貫通的方式設置有多個孔。如圖3所示，在密閉爐20中，自外部的惰性氣體供給部23(參照圖4)經由氣體導入口24，對惰性氣體流通路20h供給惰性氣體，並將惰性氣體經由上述多個孔而供給至搬送通路25。供給的惰性氣體向圖2及圖3所示的箭頭方向流動，並自接合用開口26吹出。
在惰性氣體流通的密閉爐20的搬送通路25中，藉由外部的搬送機構21(參照圖4)而驅動的皮帶22，以搬送成為接合對象的引線架32。搬送引線架32的搬送通路25是藉由上述機構而流通惰性氣體，因此可防止氧氣等氧化劑氣體經由接合用開口26進入至搬送通路25。由此，可有效地防止接合對象物、即引線架32的氧化。
又，如圖2及圖3所示，鋪設在密閉爐20的下部的加熱部28設置為：可對在搬送通路25搬送的引線架32進行加熱。引線架32藉由加熱而促進還原作用，從而抑制氧化的進行。
再者，在接合用開口26安裝有按壓構件27。按壓構件27包括多個狹縫(slit)，而賦予吹出惰性氣體的路徑，並且使引線架32最小限度地露出。
返回至圖1，在密閉爐20的上表面且接合用開口26的附近，設置有本發明的送風機機構11的一部分、即管11p。下文 對送風機機構11進行詳述。
攝影部14為CCD(Charge Coupled Device，電荷耦合元件)照相機等二維攝像單元，在本實施方式中作為位置檢測單元而發揮功能。攝影部14設置為：藉由攝影部驅動機構13而可向上下方向及左右方向移動，將該攝影部14搬送至接合用開口26上方，通過開口對引線架32的任一晶片34進行拍攝，而檢測成為接合對象的晶片34的位置。
接合臂16為對檢測出位置的晶片34進行接合的接合工具。接合臂16設置為：藉由接合臂驅動機構15而可向上下方向及左右方向移動，將接合臂16搬送至接合用開口26上方，對通過開口檢測出位置的晶片34實施接合。
圖4中表示對接合裝置10的功能進行說明的方塊圖。如圖4所示，接合裝置10包括：作為功能方塊的送風機控制部100與接合控制部200。這些控制部藉由包括微處理器(microprocessor)的電腦裝置執行規定的軟體程式而功能性地實現，且包含本發明的接合方法。
送風機控制部100為控制送風機機構11的功能方塊。送風機機構11包含：管11p(參照圖1)、未圖示的壓縮機、及自壓縮機向管11p供給空氣的供給路17(參照圖6)等。
接合控制部200為控制攝影部驅動機構13、接合臂驅動機構15、搬送機構21、惰性氣體供給部23、及加熱部28的功能方塊。具體而言，接合控制部200對攝影部驅動機構13供給控制 信號，而使設置於攝影部驅動機構13的攝影部14相對於密閉爐20的接合用開口26而相對地移動，來使攝影部14位於通過接合用開口26觀察的引線架32的一個晶片34上。然後，基於攝影部14拍攝的晶片34的圖像而檢測該晶片34的位置。又，接合控制部200對接合臂驅動機構15供給控制信號，而使設置於接合臂驅動機構15的接合臂16以對應於所檢測出的晶片34的位置的方式移動。然後，對接合臂16供給控制信號而使之進行晶片34的接合。
進而，接合控制部200對密閉爐20的搬送機構21供給控制信號，而使皮帶22驅動。引線架32與皮帶22一同沿密閉爐20的搬送通路25而搬送。又，接合控制部200對惰性氣體供給部23供給控制信號，而使惰性氣體自氣體導入口24(參照圖3)流通至搬送通路25的內部。進而，接合控制部200對加熱部28供給控制信號，而抑制在搬送通路25中搬送的引線架32的氧化。
(送風機機構的構成)
其次，參照圖5~圖7對本實施方式的送風機機構的構成進行說明。圖5中表示密閉爐20的接合用開口26附近的放大俯視圖。圖6中表示密閉爐20的接合用開口26附近的放大剖面圖(圖5的A-A線剖面圖)。
如圖5及圖6所示，鄰接於密閉爐20的接合用開口26而配置送風機機構11的管11p。在管11p上設置有規定間隙的多個第1噴嘴(nozzle)11h、及規定間隙的多個第2噴嘴12h。如 圖6所示，在與管11p的軸方向垂直的方向的剖面視圖下，第1噴嘴11h向與第2噴嘴12h不同的方向進行開口。
如圖6所示，管11p經由供給路17而與未圖示的壓縮機連接。送風機機構11是：作為自管11p的第1噴嘴11h噴出壓縮氣體以形成第1氣體流的第1送風機部而發揮功能，並且同樣地作為自管11p的第2噴嘴11h噴出壓縮氣體以形成第2氣體流的第2送風機部而發揮功能。
多個第1噴嘴11h的開口總面積(例如個數)與多個第2噴嘴12h的開口總面積(例如個數)亦可相同。在該情形時，自多個第1噴嘴11h噴出的氣體流的流速與自多個第2噴嘴12h噴出的氣體流的流速相同。或者，多個第1噴嘴11h的開口總面積(取決於噴嘴直徑及個數)亦可小於多個第2噴嘴12h的開口總面積(取決於噴嘴直徑及個數)。在該情形時，自多個第1噴嘴11h噴出的氣體流的流速大於自多個第2噴嘴12h噴出的氣體流的流速。
再者，如圖6所示，較佳為，管11p與接合用開口26的距離Lbw儘量小。距管11p的第1噴嘴11h的距離越遠，所提供的第1氣體流D1的速度越降低。因此，在自接合用開口26至第1噴嘴11h的距離大的情形時，必須以較接合用開口26的上部的流速大的流速來供給第1氣體流D1。對於該點原因在於如下：第1噴嘴11h越接近接合用開口26，則越以更低的初速度供給第1氣體流D1即可，從而可減少由送風機機構11供給第1氣體流 D1的氣體所消耗的能量。
基於圖7的放大剖面圖而對上述送風機機構的具體設定與作用效果進行說明。圖7表示攝影部14被搬送至接合用開口26的上部，對引線架32的特定晶片34進行拍攝以檢測位置的情形。將由攝影部14作為圖像而拍攝的空間表示為攝影空間VS。
此處，在密閉爐20中，引線架32及搬送通路25的空間藉由加熱部28加熱，在搬送通路25內流通的惰性氣體與大氣壓相比成為高壓，因此自接合用開口26吹出惰性氣體的加熱氣體流G1。該加熱氣體流G1與周圍空氣相比為高溫，因此加熱氣體流G1當進入至攝影空間VS時成為熱浪而導致拍攝的圖像模糊。因此，在本實施方式中，設置以橫穿攝影空間VS的方式供給第1氣體流D1的送風機機構11的第1送風機部(例如管11p的多個第1噴嘴11h)，將自接合用開口26噴出的加熱氣體流G1自攝影空間VS吹走而排除。再者，在本發明的實施方式中，作為在密閉路中流通的氣體，除上述的惰性氣體以外，還可自壓縮機供給空氣，或者供給在惰性氣體中含有少量氫氣的發泡氣體(foaming gas)。若使用含有少量氫氣的發泡氣體作為在密閉路中流通的氣體，則亦可促進氧化還原作用。
然而，第1氣體流D1為了排除加熱氣體流G1而具有規定以上的流速，其周圍成為負壓，因此產生向第1氣體流D1吸入周圍空氣的其他氣體流G0。密閉爐20的全體被加熱，因此該氣體流G0亦被略微加熱，該氣體流G0當進入攝影空間VS時成 為與加熱氣體流G1不同的熱浪，從而導致所拍攝的圖像模糊。
由此，在本實施方式中還設置有沿攝影空間VS形成第2氣體流D2的送風機機構11的第2送風機部(管11p的多個第2噴嘴12h)，以抑制周圍氣體被第1氣體流D1捲入至攝影空間VS的方式，利用第2氣體流D2形成障壁。
具體而言，如圖7所示，管11p的第1噴嘴11h形成在朝向接合用開口26的上部空間形成第1氣體流D1的方向。即，第1噴嘴11h是以在所形成的第1氣體流D1不進入接合用開口26的第1角度θ1形成第1氣體流D1的方式而形成。若第1角度θ1過小，第1氣體流D1自接合用開口26進入至密閉爐20中的搬送通路25，而使引線架32的晶片34進行氧化反應。若第1角度θ1過大，則自接合用開口26吹出的加熱氣體流G1大量進入至攝影空間VS內部，從而導致圖像模糊。例如該第1角度θ1較佳為設為自接合用開口26的開口面起15°~80°的範圍，更佳為設為25°~30°的範圍。
此處，管11p的第1噴嘴11h較佳為如圖7所示，以朝向密閉爐20中的接合對象物(引線架32)的搬送方向的相反方向形成第1氣體流D1的方式而形成。其原因在於，若設定為該方向，則即便萬一第1氣體流D1的一部分自接合用開口26進入至密閉爐20內部，該第1氣體流D1的一部分亦會進入搬送通路25的上游側。接合對象物在沿搬送通路25搬送的期間藉由加熱進行還原反應，因此即便因氣體流的流入而產生略微氧化，若是在搬送通 路25的上游側產生氧化，則可延長其後的產生還原反應的時間，從而可抑制相對於接合對象物的氧化反應的進行。
又，如圖7所示，管11p的第2噴嘴12h形成在沿攝影部14經由接合用開口26拍攝的攝影空間VS而形成第2氣體流D2的方向。即，第2噴嘴12h以在成為相對於周圍氣體的障壁的第2角度θ2形成第2氣體流D2的方式而形成。其原因在於，若第2角度θ2過小，則在攝影空間VS內形成第2氣體流D2，周圍空氣作為氣體流G0進入至攝影空間VS的一部分，且成為熱浪而導致拍攝的圖像模糊。若第2角度θ2過大，則攝影空間VS與第2氣體流D2之間離開得過遠，從而兩者之間的空氣作為氣體流G0進入至攝影空間VS。例如，該第2角度θ2較佳為設為自接合用開口26的開口面起70°~135°的範圍。
此處，較佳為，管11p的第2噴嘴12h以在較接合用開口26的寬度更寬的範圍形成第2氣體流D2的方式而配置。其原因在於，若設為該配置，則超過接合用開口26的寬度而利用第2氣體流D2形成障壁，從而可抑制周圍空氣潛入而在攝影空間VS形成成為熱浪源的空氣流G0。例如，如圖5所示，在本實施方式中，管11p及第2噴嘴12h以較接合用開口26的寬度僅寬出寬度Lex1+Lex2的方式設置。對於管11p及第1噴嘴11h，同樣地亦可較接合用開口26更寬地形成第1空氣流D1。其原因在於，可更確實地排除自接合用開口26噴出而來的加熱氣體流G1。
此處，第2氣體流D2的流速亦可設為小於第1氣體流 D1的流速。其原因在於，與將噴出而來的加熱氣體流G1強制性地排除的第1氣體流D1相比，第2氣體流D2只要阻止向第1氣體流D1捲入的流動比較慢的空氣流G2流入攝影空間VS即可，因此以較第1氣體流D1的流速相當低的流速即可。例如，在第1氣體流D1的流速較佳為0.5m/s~10m/s左右的範圍時，第2氣體流D2的流速為其的十分之一左右即可。該流速的控制如上所述，可藉由調整噴嘴的開口總面積而進行。
(接合臂的構成)
其次，參照圖8及圖9對本實施方式的接合臂16的構成進行說明。圖8中表示使用實施方式的接合臂16的情形的概略剖面圖，圖9中表示使用實施方式的接合臂16的情形的概略俯視圖。又，圖19中表示使用以往的接合臂的情形的概略剖面圖，圖20中表示使用以往的接合臂的情形的概略俯視圖。
以往，對於接合臂的框體曝露於氣體流中的結構並未特意設計。因此，該以往型式的接合臂16PA如圖19及圖20所示，在自接合用開口26插入而進行接合對象物的接合處理的期間，若自管41p供給上述的第1氣體流D1，則第1氣體流D1直接衝撞於以往型接合臂16PA的框體的一部分而急遽地改變方向，從而妨礙將自接合用開口26噴出的加熱氣體流除去。又，亦存在因第1氣體流D1衝撞於框體的一部分而產生亂流，從而使周圍的被加熱的空氣產生熱浪的可能性。
與此相對，在本發明的接合臂中，如圖8及圖9所示， 本實施方式的接合臂16包括：抑制第1氣體流D1的亂流的形狀。作為抑制亂流的形狀，第1較佳為接合臂的直徑相對小。第2較佳為設為可防止與第1氣體流D1對向的面妨礙氣體流而產生亂流的形狀、例如流線形狀。在圖8及圖9所示的例子中，接合臂16的尖端部分形成為使直徑縮小的圓筒。因此，自管11p的第1噴嘴11h供給的第1氣體流D1不會變更大致的前進方向，又不會產生亂流，而是潛入接合臂16的周圍。由此，即便在接合臂16自接合用開口26插入的情形時，亦可有效地除去由第1氣體流D1所引起的加熱氣體流。
以上，根據本實施方式具有以下效果。
(1)根據本實施方式，第1氣體流D1吹走自接合用開口26噴出的加熱氣體流G1，而抑制加熱氣體流G1進入攝影空間VS，並且第2氣體流D2沿攝影空間VS形成障壁，因此可抑制周圍氣體被捲入至攝影空間VS。
(2)根據本實施方式，上述接合臂16包括：抑制第1氣體流D1的亂流的形狀，因此即便在接合臂16插入至接合用開口26的期間中，亦可除去由第1氣體流D1所引起的加熱氣體流G1。
(3)根據本實施方式，在第1氣體流D1不會進入接合用開口26的第1角度θ1形成第1氣體流D1，因此可抑制接合對象物的氧化，並且可有效地抑制熱浪的產生。
(4)根據本實施方式，向密閉爐20中的接合對象物32 的搬送方向的相反方向形成第1氣體流D1，因此即便萬一第1氣體流D1的一部分自接合用開口26進入密閉爐20的內部，亦可藉由加熱所引起的還原作用而抑制氧化的進行。
(5)根據本實施方式，在成為相對於周圍氣體的障壁的第2角度θ2形成第2氣體流D2，因此可有效地抑制周圍氣體被捲入至攝影空間VS。
(6)根據本實施方式，在第2送風機部的範圍(即配置有多個第2噴嘴12h的範圍)寬於接合用開口26的寬度的範圍形成第2氣體流D2，因此超過接合用開口26的寬度而利用第2氣體流D2形成障壁，從而可防止周圍空氣潛入而在攝影空間VS形成成為熱浪源的空氣流G0。
(7)根據本實施方式，第2氣體流D2的流速小於第1氣體流D1的流速，因此可減少送風過度地消耗能量。
(變形例)
本發明並不限定於上述實施方式，可進行各種變形而應用。
(1)在上述實施方式中，使用密閉爐20，但密閉爐並非為必需。即，本發明的搬送部並非限定於在密閉狀態下搬送接合對象物的密閉爐20，只要具有在未密閉的狀態下搬送接合對象物的構成即可。在該情形時，例如只要為即便不是因密閉爐的接合用開口的加熱氣體流、亦會因局部性地加熱對象物而在對象物的攝影空間產生熱浪的環境，則可將本發明的送風機機構應用於攝影空間的周邊。
(2)在上述實施方式中，管11p為直線性的管形狀，但並非限定於此。例如，這些管亦能以圍繞攝影空間VS的方式形成。
(3)在上述實施方式中，對第1噴嘴11h及第2噴嘴12h的排列形態、個數及直徑的大小等，以相同的形態表示，但這些形態並非限定於上述，可根據各者的氣體流的供給速度或供給量而適當變更。
[第2實施方式]
(構成)
圖10中表示對本發明的實施方式的接合裝置的概要進行說明的立體圖。如圖10所示，本實施方式的接合裝置110大致上包括：密閉爐120、攝影部114、及接合臂116等而構成。
密閉爐120為用以防止接合對象物的氧化的氧化防止單元，在被供給惰性氣體的搬送通路125上收容有皮帶122，且構成為藉由載置接合對象物132的皮帶122移動，而可搬送接合對象物132。接合對象物例如為引線架或基板，在本實施方式中，作為接合對象物，例示了包含多個晶片134的引線架132。晶片134為半導體晶片等。再者，圖10中，省略密閉爐120的上部殼體的一部分的圖示，因此以能觀察到移動中的皮帶122及搬送中的引線架132的方式進行圖示。密閉爐120在上表面設置有接合用開口126，可通過該開口觀察在內部搬送的引線架132的各晶片134、或者對該引線架132的各晶片134物理性地進行處理。
圖11中表示密閉爐120的接合用開口126附近的放大立體圖、局部剖面圖，圖12中表示密閉爐120的概略剖面圖。如圖11及圖12所示，密閉爐120隔著搬送通路125分為上部與下部而構成，在密閉爐120的上部形成有上述接合用開口126，且在密閉爐120的下部鋪設有加熱部128。
具體而言，如圖11所示，在密閉爐120的上部設置有惰性氣體流通路120h，且在通路的下表面以與搬送通路125貫通的方式設置有多個孔。如圖12所示，對於密閉爐120，自外部的惰性氣體供給部123(參照圖13)經由氣體導入口124而對惰性氣體流通路120h供給惰性氣體，並將惰性氣體經由上述多個孔而供給至搬送通路125。所供給的惰性氣體向圖11及圖12所示的箭頭方向流動，並自接合用開口126吹出。
在惰性氣體流通的密閉爐120的搬送通路125中，藉由外部的搬送機構121(參照圖13)而驅動的皮帶122，以搬送成為接合對象的引線架132。搬送引線架132的搬送通路125是藉由上述機構而流通惰性氣體，因此可防止氧氣等氧化劑氣體經由接合用開口126進入搬送通路125。由此，可有效地防止接合對象物即引線架132的氧化。
又，如圖11及圖12所示，鋪設在密閉爐120下部的加熱部128，設置為：可對在搬送通路125中搬送的引線架132進行加熱。引線架132藉由加熱而促進還原作用，從而可抑制氧化的進行。
再者，在接合用開口126安裝有按壓構件127。按壓構件127包括多個狹縫，而賦予吹出惰性氣體的路徑，並且使引線架132最小限度地露出。
返回至圖10，在密閉爐120的上表面且接合用開口126的附近，設置有：本發明的第1送風機機構111的一部分、即第1管111p，以及第2送風機機構112的一部分、即第2管112p。對於第1送風機機構111與第2送風機機構112將在下文進行詳述。
攝影部114為CCD(Charge Coupled Device)照相機等二維攝像單元，在本實施方式中作為位置檢測單元而發揮功能。攝影部114藉由攝影部驅動機構113而可向上下方向及左右方向移動，將該攝影部114搬送至接合用開口126上，通過開口而拍攝引線架132的任一晶片134，而檢測成為接合對象的晶片134的位置。
接合臂116為對檢測出位置的晶片134進行接合的接合工具。接合臂116設置為：藉由接合臂驅動機構115而可向上下方向及左右方向移動，將該接合臂116搬送至接合用開口126上，通過開口而對檢測出位置的晶片134實施接合。
圖13中表示對接合裝置110的功能進行說明的方塊圖。如圖13所示，接合裝置110包括：作為功能方塊的送風機控制部1100及接合控制部1200。這些控制部藉由包括微處理器的電腦裝置執行規定的軟體程式而功能性地實現，且包含本發明的接合方法。
送風機控制部1100為控制第1送風機機構111及第2送風機機構112的功能方塊。第1送風機機構111包含：第1管111p(參照圖10)、未圖示的第1壓縮機、及自第1壓縮機向第1管111p供給空氣的第1供給路117-1(參照圖15)等。第2送風機機構112包含：第2管112p(參照圖10)、未圖示的第2壓縮機、及自第2壓縮機向第2管112p供給空氣的第2供給路117-2(參照圖15)等。
接合控制部1200為控制攝影部驅動機構113、接合臂驅動機構115、搬送機構121、惰性氣體供給部123、及加熱部128的功能方塊。具體而言，接合控制部1200對攝影部驅動機構113供給控制信號，使設置在攝影部驅動機構113的攝影部114相對於密閉爐120的接合用開口126而相對地移動，來使攝影部114位於通過接合用開口126觀察的引線架132的一個晶片134上。然後，基於攝影部114拍攝的晶片134的圖像而檢測該晶片134的位置。又，接合控制部1200對接合臂驅動機構115供給控制信號，使設置在接合臂驅動機構115的接合臂116以與檢測出的晶片134的位置對應的方式移動。然後，對接合臂116供給控制信號而使之進行晶片134的接合。
進而，接合控制部1200對密閉爐120的搬送機構121供給控制信號，而使皮帶122驅動。引線架132與皮帶122一同沿密閉爐120的搬送通路125而搬送。又，接合控制部1200對惰性氣體供給部123供給控制信號，而使惰性氣體自氣體導入口124 (參照圖12)流通至搬送通路125的內部。進而，接合控制部1200對加熱部128供給控制信號，而抑制在搬送通路125中搬送的引線架132的氧化。
(送風機機構的構成)
接下來，參照圖14~圖16對本實施方式的送風機機構的構成進行說明。圖14中表示密閉爐120的接合用開口126附近的放大俯視圖。圖15中表示密閉爐120的接合用開口126附近的放大剖面圖(圖14的B-B線剖面圖)。
如圖14及圖15所示，鄰接於密閉爐120的接合用開口126而配置有第1送風機機構111的第1管111p及第2管112p。在第1管111p上以規定的間隙設置有多個第1噴嘴111h，且在第2管112p上以規定的間隙設置有多個第2噴嘴112h。
如圖15所示，第1管111p經由第1供給路117-1而與未圖示的第1壓縮機連接，且構成為自第1壓縮機供給的空氣自第1管111p的第1噴嘴111h噴出而形成第1氣體流。第2管112P經由第2供給路117-2而與未圖示的第2壓縮機連接，且構成為自第2壓縮機供給的空氣自第2管111p的第2噴嘴111h噴出而形成第2氣體流。
如此，藉由構成為自獨立的個別的壓縮機對第1管111p及第2管112p的各者供給空氣，而可使供給至各個管的空氣壓不同，從而可使自各個噴嘴噴出的氣體流的流速不同。然而，亦可構成為將第1管111p及第2管112p連接於共用的供給路，而自 一個壓縮機供給空氣。該情形時，較佳為藉由使第1噴嘴111h及第2噴嘴112h的噴嘴直徑不同，或者在中途設置如孔板(orifice)般的流量限制單元，而使自第1噴嘴111h噴出的氣體流的流速與自第2噴嘴112h噴出的氣體流的流速不同。
再者，如圖15所示，較佳為，第1管111p與接合用開口126的距離Lbw儘量小。距第1管111p的第1噴嘴111h的距離越遠，所提供的第1氣體流D1的速度越降低。因此，在自接合用開口126至第1噴嘴111h的距離大的情形時，必須以較接合用開口126上部的流速大的流速來供給第1氣體流D1。對於該點原因在於如下：第1噴嘴111h越接近接合用開口126，越以更低的初速度供給第1氣體流D1即可，從而可減少由第1送風機機構111供給第1氣體流D1的氣體所消耗的能量。
基於圖16的放大剖面圖而對上述送風機機構的具體設定與作用效果進行說明。圖16表示攝影部114被搬送至接合用開口126的上部，對引線架132的特定晶片134進行拍攝以檢測其位置的情形。將由攝影部114作為圖像而拍攝的空間表示為攝影空問VS。
此處，在密閉爐120中，引線架132及搬送通路125的空間藉由加熱部128加熱，在搬送通路125內流通的惰性氣體與大氣壓相比成為高壓，因此自接合用開口126吹出惰性氣體的加熱氣體流G1。該加熱氣體流G1與周圍空氣相比為高溫，因此加熱氣體流G1當進入攝影空間VS時會成為熱浪而使拍攝的圖像模 糊。因此，在本實施方式中，設置以橫穿攝影空間VS的方式供給第1氣體流D1的第1送風機機構111，將自接合用開口126噴出的加熱氣體流G1自攝影空間VS吹走而排除。再者，在本發明的實施方式中，作為在密閉路中流通的氣體，除上述的惰性氣體以外，還可自壓縮機供給空氣，或者供給在惰性氣體中含有少量氫氣的發泡氣體。若使用含有少量氫氣的發泡氣體作為在密閉路中流通的氣體，則亦可促進氧化還原作用。
然而，第1氣體流D1為了排除加熱氣體流G1而具有規定以上的流速，其周圍成為負壓，因此產生向第1氣體流D1吸入周圍空氣的其他氣體流G0，密閉爐120的全體被加熱，因此該氣體流G0亦被略微加熱，該氣體流G0當進入攝影空間VS時會成為與加熱氣體流G1不同的熱浪而導致拍攝的圖像模糊。
由此，在本實施方式中，進而設置沿攝影空間VS形成第2氣體流D2的第2送風機機構112，以抑制周圍氣體被第1氣體流D1捲入至攝影空間VS的方式，利用第2氣體流D2形成障壁。
至於第1送風機機構111，具體而言如圖16所示，第1管111p的第1噴嘴111h形成在向接合用開口126的上部空間形成第1氣體流D1的方向。即，第1噴嘴111h是以在所形成的第1氣體流D1不進入接合用開口126的第1角度θ1形成第1氣體流D1的方式而形成。若第1角度θ1過小，則第1氣體流D1自接合用開口126進入密閉爐120中的搬送通路125，而使引線架 132的晶片134進行氧化反應。若第1角度θ1過大，則自接合用開口126吹出的加熱氣體流G1大量進入攝影空間VS的內部而使圖像模糊。例如，該第1角度θ1較佳為自接合用開口126的開口面起15°~80°的範圍，更佳為25°~30°的範圍。
此處，第1管111p的第1噴嘴111h較佳為如圖16所示，以向密閉爐120中的接合對象物(引線架132)的搬送方向的相反方向形成第1氣體流D1的方式而形成。其原因在於，若設定在該方向，則即便萬一第1氣體流D1的一部分自接合用開口126進入密閉爐120的內部，亦會進入搬送通路125的上游側。接合對象物在沿搬送通路125搬送的期間藉由加熱而進行還原反應，因此即便因氣體流的流入而略微產生氧化，若是在搬送通路125的上游側產生氧化，則可延長其後的產生還原反應的時間，從而亦可抑制相對於接合對象物的氧化反應的進行。
又，至於第2送風機機構112，具體而言如圖16所示，第2管112p的第2噴嘴112h形成在沿攝影部114經由接合用開口126拍攝的攝影空間VS而形成第2氣體流D2的方向。即，第2噴嘴112h以在成為相對於周圍氣體的障壁的第2角度θ2形成第2氣體流D2的方式而形成。其原因在於，若第2角度θ2過小，則在攝影空間VS內形成第2氣體流D2，周圍空氣作為氣體流G0進入攝影空間VS的一部分而成為熱浪導致所拍攝的圖像模糊。若第2角度θ2過大，則攝影空間VS與第2氣體流D2之間離開得過遠，兩者之間的空氣作為氣體流G0[空氣流G0]進入攝影空間 VS。例如，該第2角度θ2較佳為設為自接合用開口126的開口面起70°~135°的範圍。
此處，較佳為，第2管112p的第2噴嘴112h以在較接合用開口126的寬度更寬的範圍形成第2氣體流D2的方式而配置。其原因在於，若設為該配置，則超過接合用開口126的寬度而利用第2氣體流D2形成障壁，從而可防止周圍空氣潛入而在攝影空間VS形成成為熱浪源的空氣流G0。例如，如圖14所示，在本實施方式中，第2管112p及第2噴嘴112h以較接合用開口126的寬度僅寬出寬度Lex1+Lex2的方式設置。對於第1管111p及第1噴嘴111h，亦可同樣地設置為可較接合用開口126更寬地形成第1空氣流D1。其原因在於，可確實地排除自接合用開口126噴出而來的加熱氣體流G1。
此處，第2氣體流D2的流速亦可設為小於第1氣體流D1的流速。其原因在於，與將噴出而來的加熱氣體流G1強制性地排除的第1氣體流D1相比，第2氣體流D2只要阻止向第1氣體流D1捲入的流動比較慢的空氣流G2流入攝影空間VS即可，因此以較第1氣體流D1的流速相當低的流速即可。例如，在第1氣體流D1的流速較佳為0.5m/s~10m/s左右的範圍時，第2氣體流D2的流速為其的十分之一左右即可。
(接合臂的構成)
其次，參照圖17及圖18對本實施方式的接合臂116的構成進行說明。圖17中表示使用實施方式的接合臂116的情形的概略 剖面圖，圖18中表示使用實施方式的接合臂116的情形的概略俯視圖。
以往，對於接合臂的框體曝露於氣體流中的結構並未特意設計。因此，該以往型接合臂16PA如圖19及圖20所示，在對自接合用開口26插入的接合對象物進行接合處理的期間，若自管41p供給上述第1氣體流D1，則第1氣體流D1直接衝撞於以往型接合臂16PA的框體的一部分而急遽地改變方向，從而妨礙將自接合用開口26噴出的加熱氣體流除去。又，亦存在因第1氣體流D1衝撞於框體的一部分而產生亂流，從而使周圍的被加熱的空氣產生熱浪的可能性。
與此相對，在本發明的接合臂中，如圖17及圖18所示，本實施方式的接合臂116包括抑制第1氣體流D1的亂流的形狀。作為抑制亂流的形狀，第1較佳為接合臂的直徑相對小。第2較佳為設為可防止與第1氣體流D1對向的面妨礙氣體流而產生亂流的形狀、例如流線形狀。在圖17及圖18所示的例子中，接合臂116的尖端部分形成為使直徑縮小的圓筒。因此，自第1管111p的第1噴嘴111h供給的第1氣體流D1不會變更大致的前進方向，又，不會產生亂流而潛入接合臂116的周圍。由此，即便在接合臂116自接合用開口126插入的情形時，亦可有效地除去由第1氣體流D1所引起的加熱氣體流。
以上，根據本實施方式具有以下效果。
(1)根據本實施方式，第1氣體流D1吹走自接合用開口126 噴出的加熱氣體流G1，而抑制加熱氣體流G1進入攝影空間VS，並且第2氣體流D2沿攝影空間VS形成障壁，因此可抑制周圍氣體被捲入至攝影空間VS。
(2)根據本實施方式，上述接合臂116包括抑制第1氣體流D1的亂流的形狀，因此即便在接合臂116插入至接合用開口126的期間中，亦可將由第1氣體流D1所引起的加熱氣體流G1除去。
(3)根據本實施方式，在第1氣體流D1不進入接合用開口126的第1角度θ1形成第1氣體流D1，因此既可抑制接合對象物的氧化，又可有效地抑制熱浪的產生。
(4)根據本實施方式，向密閉爐120中的接合對象物132的搬送方向的相反方向形成第1氣體流D1，因此即便萬一第1氣體流D1的一部分自接合用開口126進入密閉爐120的內部，亦可藉由加熱所引起的還原作用而抑制氧化的進行。
(5)根據本實施方式，在成為相對於周圍氣體的障壁的第2角度θ2形成第2氣體流D2，因此可有效地抑制周圍氣體捲入至攝影空間VS。
(6)根據本實施方式，第2送風機機構112在較接合用開口126的寬度更寬的範圍形成第2氣體流D2，因此超過接合用開口126的寬度而利用第2氣體流D2形成障壁，從而可防止周圍空氣潛入而在攝影空間VS形成成為熱浪源的空氣流G0。
(7)根據本實施方式，第2氣體流D2的流速小於第1 氣體流D1的流速，因此可減少送風過度地消耗能量。
(變形例)
本發明並不限定於上述實施方式，可進行各種變形而應用。
(1)在上述實施方式中，使用密閉爐120，但密閉爐並非為必需。例如只要為即便不是因密閉爐的接合用開口的加熱氣體流亦會因局部性地加熱對象物而在對象物的攝影空間產生熱浪的環境，則可將本發明的第1送風機機構及第2送風機機構應用於攝影空間的周邊。
(2)在上述實施方式中，第1管111p及第2管112p為直線性的管形狀，但並不限定於此。例如，這些管亦能以圍繞攝影空間VS的方式形成。
(3)在上述實施方式中，第1管111p與第2管112p鄰接配置，但並不限定於此。例如，亦可構成為將第2管112p配置在自第1管111p離開的位置而自不同的方向供給第2氣體流D2。在本發明中，只要能防止周圍空氣被捲入至攝影空間VS而引起熱浪即可，因此只要為在周圍空間與攝影空間VS之間形成氣簾(air curtain)的構成則就為本發明的應用範圍。
(4)在上述實施方式中，構成為自第1管111p供給第1氣體流D1，且自第2管112p供給第2氣體流D2，但並不限定於此。例如，亦可構成為將能向不同的方向供給氣體流的多個噴嘴行配置在一個管上，供給至一個管的空氣自多個噴嘴行分別被供給。例如可構成為將2個噴嘴行設置在一個管上，自各個噴嘴 行供給第1氣體流及第2氣體流。在該構成中，可藉由調整噴嘴的形態，例如調整設置在噴嘴行中的噴嘴數量或噴嘴的孔徑而變更各個氣體流的供給速度或供給量。
[產業上之可利用性]
本發明並不限定於上述實施方式，可在產業上廣泛利用。例如，作為接合裝置的接合方式，可應用於晶粒接合、覆晶接合(flip chip bonding)、打線接合(wire bonding)等攝影空間的熱浪成為問題的各種方式。
11h‧‧‧第1噴嘴
11p‧‧‧管
12h‧‧‧第2噴嘴
14‧‧‧攝影部
20‧‧‧密閉爐(搬送部)
25‧‧‧搬送通路
26‧‧‧接合用開口
27‧‧‧按壓構件
28‧‧‧加熱部
32‧‧‧接合對象物(引線架)
D1‧‧‧第1氣體流
D2‧‧‧第2氣體流
G0、G2‧‧‧空氣流
G1‧‧‧加熱氣體流
VS‧‧‧攝影空間
θ1‧‧‧第1角度
θ2‧‧‧第2角度

Claims (13)

  1. 一種接合裝置，具有搬送接合對象物的搬送部，所述接合裝置包括：送風機機構，所述送風機機構具有：第1送風機部，以自形成於所述搬送部的接合用開口橫穿用以辨識所述接合對象的攝影空間的方式，而形成第1氣體流；第2送風機部，沿所述攝影空間而形成第2氣體流；且所述第2送風機部以抑制周圍氣體被所述第1氣體流捲入至所述攝影空間的方式，利用所述第2氣體流形成障壁。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的接合裝置，更包括：接合臂，所述接合臂自所述接合用開口進行所述接合對象物的接合，且所述接合臂具備抑制所述第1氣體流的亂流的形狀。
  3. 如申請專利範圍第1項所述的接合裝置，其中，所述第1送風機部在所述第1氣體流不進入所述接合用開口的第1角度，形成所述第1氣體流。
  4. 如申請專利範圍第3項所述的接合裝置，其中，所述第1角度為自所述接合用開口的開口面起15°~80°的範圍。
  5. 如申請專利範圍第1項所述的接合裝置，其中，所述第1送風機部朝向所述搬送部中的所述接合對象物的搬 送方向的相反方向，形成所述第1氣體流。
  6. 如申請專利範圍第1項所述的接合裝置，其中，所述第2送風機部在成為相對於周圍氣體的障壁的第2角度，形成所述第2氣體流。
  7. 如申請專利範圍第6項所述的接合裝置，其中，所述第2角度為自所述接合用開口的開口面起70°~135°的範圍。
  8. 如申請專利範圍第1項所述的接合裝置，其中，所述第2送風機部在較所述接合用開口的寬度更寬的範圍，形成所述第2氣體流。
  9. 如申請專利範圍第1項所述的接合裝置，其中，所述第2氣體流的流速小於所述第1氣體流的流速。
  10. 如申請專利範圍第1項所述的接合裝置，其中，所述送風機機構包括：壓縮機，產生壓縮氣體；以及管，供自所述壓縮機供給的壓縮氣體通過；且所述第1送風機部藉由自形成於所述管的第1噴嘴噴出壓縮氣體而形成所述第1氣體流，所述第2送風機部藉由自形成於所述管的第2噴嘴噴出壓縮氣體而形成所述第2氣體流。
  11. 如申請專利範圍第1項所述的接合裝置，其中，所述搬送部具有防止所述接合對象物的氧化的密閉爐。
  12. 如申請專利範圍第1項所述的接合裝置，其中，所述送風機機構包括：第1送風機機構，具有所述第1送風機部；以及第2送風機機構，具有所述第2送風機部。
  13. 一種接合方法，應用於具有搬送接合對象物的搬送部的接合裝置，所述接合方法包括：第1送風機步驟，以自形成於所述搬送部的接合用開口橫穿用以辨識所述接合對象的攝影空間的方式，而形成第1氣體流；以及第2送風機步驟，沿所述攝影空間而形成第2氣體流；且所述第2送風機步驟以抑制周圍氣體被所述第1氣體流捲入至所述攝影空間的方式，利用所述第2氣體流形成障壁。
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