JPH03214643A - 真空吸着治具 - Google Patents

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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は半導体装置の製造治具に係わり、特に導電性接
着剤等により支持基板に半導体素子を取付けるものの真
空吸着治具に適用して有効な技術に関するものである。

〔従来の技術〕

一般に半導体装置を組み立てる場合、グイボンダの真空
吸着治具（以下、コレットという）により半導体素子を
真空吸着し保持した後、リードフレームに形成されたタ
ブ等の支持基板に半田、Ａｕ一Ｓｉ共晶、Ａｇペースト
等により取付けられる。

半導体装置の中でもパワートランジスタおよびパワーＩ
Ｃと（・った比較的高出力ものについては、低価格化お
よび半導体素子（以下、ベレノトという）の温度変化に
より発生する支持基板とペレノトとの熱膨張係数の相違
から発生するストレスを吸収するために導電性接着剤と
して、例えば半田等が用いられることが多い。このよう
なコレノトはペレットと接触する側に凹部が形成されベ
レノトの周囲で接触するような構造となってし・ろ。

このようなコレットを示した文献としては、工業調査会
発行「集積回路技術」傳田清一著１９６８年刊１４３頁
から１４４貞および日刊工業新聞社発行［工業技術ライ
ブラリー２４、ボンディング技術」浅香寿一著昭和４５
年刊７５自から７６負がある。

〔発明が解決しようとする課題〕

通常の半導体装置においては、半田量が少ないことから
上記したようなコ１／ットでもよいが、本発明者におい
て目的とする高出力型の半導体装置を従来の構造で用い
ようとすると，半田の厚みが数ミクロンと薄いことから
高出力素子でスイッチング回数が増加するとストレスが
発生し、従来の半田の厚みでは吸収できないほどとなっ
てしまり・、ベレントクラック等の不良を発生すること
があった。

本発明者は上記した事項を枚削し、支持基板とペレット
間の厚みを４０μｍ以上とすることで高出力の半導体装
置のクラノク等の不良を防止することができることを発
見した。

しかし、このような半導体装置は従来に比べ多量の半田
を必要とすることから、銅等の素岐からなるリードフレ
ームに半田層を厚くした半導体装置を形成するために、
立方状に成形した多量の半田をリードフレームに載せ、
前記半田を挾みこむように、コレノトにより保持された
ベレッ１・を支持基板となるタブ等に押しつけると、半
田がベレットの４辺のそれぞれの辺の中央部分からはみ
田し、表面張力により半田がほぼ垂直に盛り上がり、そ
の結果半田がコレットに付着してしまい、付着したコレ
ソトから半田を取り除くことが必要となり、量産には適
さないという問題があることがわかった。

また、コレノトが半田により汚れてＩ−まうと完全に半
田を取り除くことが不可能となり、そのコレットを使用
したベレクトに残留半田が付着し、ベレット上で短絡が
発生してしまうと（・５問題もあった。

さらに、このような盛り上がりを防止するためにリード
フレームにあらかじめ半田等のメッキを行なっておき、
半田との濡れ性を良く（一、半田が盛り上がらないよう
にする方法もあるが、メッキを行なうことで半導体装置
が高価なものとなってしまう。また半田等のメッキでは
導竃性接着剤として銀ペースト等を使用した場合のこと
を考慮すると最適な解決手段とは言えない。

本発明は、上記したような不良の発生を防止するだめの
厚い半田層を有する半導体装置の量産化に適したコレッ
トを提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

本願において開示される発明のうち代表的なものの概要
を簡単に説明すれば、次ぎりとおりである。

すなわち、方形のベレットを真空吸着するコレットにお
いて、前記ペレットとペレットに相対するコレットの４
辺の中央部の外側に溝を設け、ベレットの４隅の近傍で
接触するように構成したコレットである。

〔作用〕

上記したコレットによればペレットを支持基板に押しつ
けることによりペレットの４辺のほぼ中央部からはみだ
した接着剤が治具に付着することがないので、ベレット
に汚れが付かず量産に適したコレットを得ることができ
る。

〔実施例〕

第１図は本発明の真空治具の側面図、第２図はその正面
図、第３図はそのＸ−Ｘ断面図、第４図および第５図は
第１図〜第３図に示したコレットを使用し、製造した場
合を説明丁るための側面断面図である。第６図は第１図
〜第３図に示したコレットでベレットを吸着した場合を
示すための斜視図、第７図および第８図は本発明のコレ
ットを使用し、製造した半導体装置の特性を示す図であ
る。

以下、図面にもとすいて説明する。

本実施例に本発明のコレットは第１図〜第３図に示した
ようなコレットが使用される。

このコレット１の凹部２は、ほぼ中央部に凹部２を負圧
とするために空気を排出する穴部３が設けられている。

この凹部２は角錐上に形成されており、その最も深い部
分に前記大部３を有する構成となっている。

さら忙コレット１の４辺の中央の部分の外側に溝４か設
けられている。このコレット１の凹部２を形成する最も
外側の部分の一辺の長さはそれぞれ吸着される対象とな
るベレットの一辺とほぼ同等の長さとなっている。

次にコレットを用いた半導体装置の製造につぃて説明す
る。

まず銅からなるリードフレーム８が用意される。

次にリードフレーム８のペレット６を取付ける部分に半
田箔７が置かれる。この半田箔７はどのような形状でも
かまわないが立方状Ｋ形成されたものが位置関係を決め
る場合好ましい。半田箔７は前記ベレット６の取り付け
の際、方形のベレット６のほぼ中央部に対応する位置関
係に配置される。

その後、前記半田箔７を加熱し溶融状態としておく。

上記したコレットｌは、ベレット６を真空吸着し保持す
る。このコレットｌは半導体素子の各辺中央部に相対す
る部分の外側に溝が設けられているので、ペレットとは
４隅近傍で接触するような構成となっており、前記溝部
を除いたコレット長１は対象となるペレットの一辺の長
さと同一に形成されると共に、溝部の周囲は対象となる
ベレット６と極めて近接するようになっているため、半
導体素子全面を保護できる。

その後、コレット１に保持されたペレット６はベレット
６の支持基板となるタブに搬送され、前記溶融した状態
の半田箔７をはさみ込んで押しつけられ、支持基板に取
付けられる。この際コレットの４辺の周囲の辺のほぼ中
央から半田７ａが上方に向かってはみ出すが、溝４が形
成されているのでコレット１に半田７ａが付着すること
はない。

一旦コレットｌによって押しつけられたペレット６はコ
レットｌからの真空引きを止めることにより離れ、その
際半田７の表面張力によりその厚みが押しつけられてい
る場合より増加する。

この最終的な厚みは本発明者の検討の結果、その半田量
を調整することにより制御することが可能であることが
わかった。本発明者によれば、その厚みは４０μｍ以上
とすることで半導体素子の特性において良い効果が得ら
れた。

このように半導体素子が取り付けられた後、ワイヤボン
デイングおよび樹脂封止工程、さらにリードフレームの
切断等が行われ半田層の厚い半導体装置を得ることがで
きる。

なお、第７図および第８図に示すように本発明の真空吸
着治具を使用することで信頼度の高い半導体装置を得る
ことができた。

以上、本発明を本発明者による実施例Ｋ基すいて説明し
たが、本発明は上記実施例に限定されるものではない。

例えば、真空吸着治具の形状は対象となる半導体素子の
形状にあわせて４隅で接触するような形状を有していれ
ばどんな形状でもかまわない。さらに本発明の真空吸着
治具を使用する半導体装置の導電性接着剤としては銀ペ
ーストを用いても良いし、他のものを用いても良い。さ
らにリードフレームはどのようなものを使用してもかま
わない、また溝部を除いたコレット長１は、対象となる
ベレットの一辺とほぼ同一に形成したが、半田が接触し
ない範囲で大きくしたり、また小さくしたりしてもかま
わない。

〔発明の効果〕

本発明によって得られる効果のうち、代表的なものを説
明すれば下記のとおりである。

半導体素子と４隅で接触するような真空吸着治具を使用
するので、多量に導電性接着剤を使用するものにおいて
も接着剤の付着のないコレットを得ることができる。ま
た、接着剤の付着がないので量産に適したコレットを提
供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の真空吸着治真の側面図、第２図はその
正面図、 第３図は第２図に示した真空吸着治具のｘ−ｘ’断面図
、 第４図．第５図は本発明の真空吸着治具を使用しベレッ
トをとりつける場合を説明するための側面断面図、 第６図は本発明の真空吸着治具で半導体素子を吸着した
場合を示すための斜視図、 第７図，第８図は本発明の真空吸着治具を使用し製作し
た半導体装置の特性を示す図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、方形の半導体素子を真空吸着する治具において、前
   記半導体素子と前記半導体素子の４隅の近傍でのみ接触
   することを特徴とする真空吸着治具。 ２、方形の半導体素子を真空吸着する治具において、前
   記半導体素子の各辺中央部に相対する部分の外側に溝が
   形成されてなることを特徴とする真空吸着治具。