JPS60227487A - ヒ−タ−チツプ - 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】 〔技術分野〕 本発明は温度制御の精密度の向上を計ったヒーターチッ
プに関するものである。

〔従来技術〕

従来から半導体装置組立用に用いられている常時加熱熱
圧着用のヒーターチップとしては、公知文献である「Ｄ
ＩＡＭＯＮＤ−ＴＩＰＰＥＤ　ＡＮＤ　０ＴＨＥＲＮＥ
ＷＴＨＥＲＭＯＤＥＳ　ＦＯＲＤＥＶＩＣＥ　ＢＯＮＤ
ＩＮＧＪ　ＣＨ１４５’７−１／り９／　１０００−０
１８７１９７９　、　Ｉ　ＥＥＥ、　Ｒ，Ｃ，ＫＥＲ８
ＨＮＥＲ著に記載のヒーターチップがある。これにはヒ
ーターチップの温度計測又は制御用としてヒーターチッ
プ本体又は近傍の支持体に熱電対保持用の小孔を設け、
該小孔に熱電対を入れて測定する構成が示しである。更
に詳しい熱電対の保持については、「半導体素子用ヒー
トシンク］。カタログ隔、８２１９８１．１０．７銖す
ヨサン発行の第９頁に記載されているように、小隙に熱
電対を挾み、ネジで押え込む方法が示されている。しか
しながら、このような方法によって可動部であるし一タ
ーチップにネジ止めすることは極めて困難であるととも
に、容易に熱電対が断線してしまうため、一般には、前
記ヒーターチップの小孔中に熱電対を単に差し込むだけ
か、或いは無機質セメントによシ小孔中に埋め込む方法
がとられていた。

又、パルス電流加熱方式のヒーターチップについては、
文献「ＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣ５Ｊ　ＭＡＹ、　１６．１
９７４や［電子材料Ｊ１９７６年４月号、４４頁に記載
のように、温度制御は、ヒーターチップ温度の計測をし
ないで行われていた。あるいは前記のようにヒーターチ
ップに小孔をあけ、熱電対を差し込むか、無機質セメン
トにより小孔中に埋め込む方法がとられていた。これら
の方法では、可動部であるヒーターチップ又は支持部の
小孔中に取りつけられているので、容易に脱落したり、
あるいは接触不良を起し、正しい温度コントロールが出
来ずにヒーターチップの温度が過度に上昇したり、過大
パルス電流が流れてヒーターチップを破壊したりする欠
点があった。このようにヒーターチップの温度暴走が起
ると、熱に弱い半導体装置が破壊されたり、特性不良を
起し生産歩留が低下してしまうことになっていた。

〔発明の目的〕

本発明は従来のこれらの欠点を除去し、正確な温度制御
の可能なヒーターチップを提供するものである。

〔発明の構成〕 本発明は、ヒーターチップ構成材と熱電対の対を構成し
ている先端材とのいずれか又は両方の構成材の一部を溶
融せしめて熱電対を取りつけ、該溶融部を冷却固化して
前記熱電対をヒーターチップの温度計測部に支持したこ
とを特徴とするヒーターチップである。

具体的にはヒーターチップの作用端近辺に温度計測用の
熱電対端が構成されたまま該対端を溶融し、あるいは熱
電対を構成すべき異種金属材を１対用意し、該１対の金
属材を溶融接着すると同時に、前記ヒーターチップに接
着させたもの及びヒーターチップの作用端近辺を部分的
に溶融せしめ該溶融部に熱電対端を埋設したもの、及び
ヒーターチップの作用端近辺に熱電対端、又は１対の異
種金属を接触させ、それらの金属材を部分的に溶融せし
めあるいは、対を構成させながら溶融せしめたヒーター
チップである。このような熱電対付きヒーターチップは
、ＣＯｌやＹＡＧ　、ルビー等のレーザー光線や電子ビ
ームによる溶接法やスポットウェルドによる溶接法によ
って得られる。

〔実施例〕

以下に、本発明の一実施例を図により説明する。

（実施例１） 第１図のようなモリブデン材で構成されたパルス電流加
熱方式のヒーターチップ１を準備し、第２図に示すよう
に該ヒーターチップ１の加熱作用端３の中央付近に０．
５１１径のＣｕ線２′とコンスタンタン線２″との先端
を合わせて支持し、ＣＯＺレーザー装置により該熱電対
線２のＣｕ線２′とコンスタンクン線２″の交点を０．
２秒レーザー線照射して熱電対先端４を形成すると同時
に作用端３に該対先端４を溶接して、所望の熱電対付き
のヒーターチップを完成する。

（実施例２） 第３図にはヒーターチップ材質をタングステンにした場
合で電子ビーム溶接を行った例を示しである。本例の場
合はあらかじめアルメル、クロメ５を押しつぶして扁平
とし、電子ビーム溶接して熱電対２をヒーターチップ１
に取シ付ける。電子ビーム線は熱電対先端５の周辺に数
回照射することによりこれを部分的に溶融し、点状固着
部６を形成して溶接する。

実施例１．２のヒーターチップと、従来の開化内に熱電
対を挿入したヒーターチップとを、その温度制御性を比
較したところ、第４図に示すように大きな差が出だ。第
４図中、実線は本発明によるヒーターチップの特性、破
線は従来のヒーターチップの特性を示す。

第４図は同一形態のヒーターチップを準備し、一定時間
（３秒）のパルス電流を負荷したヒーターチップの熱電
対の指示温度を記録したものである。実施例１．２のも
のでは、パルス電圧負荷後、０．５秒でほぼ規定の温度
を示し、１秒〜３秒の間は完全にヒーターチップ温度を
一定になるように制御している。一方、従来例では、パ
ルス電圧を印加した場合に応答遅延があるばかりでなく
、パルス電圧負荷停止後も応答遅延があり、温度制御が
ほとんど出来ていないことを示している。

これは、本発明では熱電対とヒーターチップ接合部との
間の熱抵抗が小さく、温度変化応答性の良い状態が保た
れているからである。

このように熱電対とヒーターチップ接合部との間の熱抵
抗を小さくするような熱電対の取りつけ方をヒーターチ
ップ材料、熱電対の種類を変えて検討し、良い結果を得
た例を第５図〜第８図に断面図でもって示しである。ヒ
ーターチップ材料としては、ステンレス材、ニッケル材
、タングステン合金材、モリブデン合金材等が良いこと
が判った。又、熱電対としてはクロメル・コンスタンタ
ン、白金・白金ロジウム等も適用可能であることが判っ
た。これらはいずれもレーザー溶接又は電子ビーム溶接
あるいはスポットウェルド可能な金属、合金類であれば
良い。

第５図〜第８図において、ｌはヒーターチップ、２は熱
電対、５は熱電対先端、７は溶融接続部、８はろう材を
示している。

第５図では溶融接続部７はヒーター千ツブｌ材の一部と
なっており、第６図では溶融接続部７は平型テープ熱電
対２の対構成材の一部となっている。また第７図では溶
融接続部７はヒーターチップ１材の一部と熱電対先端５
の一部とになっており、第８図では溶融接続部７はニッ
ケルや銀ろう等のろう材８の全部又は一部となっている
。

以上の構成から明らかなように、熱電対の起電力発生対
部は計測すべきヒーターチップの発熱部又は半導体装置
の組立作用端近傍に設置され、しかも熱電対端はヒータ
ーチップ本体に直接接合するので、その接合部での熱抵
抗は極めて小さくなる。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明は熱電対の起電力発生対部が
、計測すべきヒーターチップの発熱部又は半導体装置の
組立作用端に近いところに設置でき、又ヒーターチップ
本体に直接熱電対端が接合されているので、該接合部で
の熱抵抗は極めて小さくなシ、ヒーターチップの温度制
御を従来より格段に向上できる。更に、熱電対のヒータ
ーチップとの接触不良や、熱電対はずれによるヒーター
チップ温度の暴走が無いため、ヒーターチップの寿命の
延長や、半導体装置組立条件安定化による歩留を向上で
きる。

したがって、本発明により半導体装置のような温度に対
して敏感な装置を組立るボングーのヒーターチップとし
て極めて安定した温度制御の可能なヒーターチップの提
供をできる。本発明はヒーターチップの構造がパルスヒ
ート方式だけでなく、常時加熱方式にも適用可能であり
、熱電対固着部はヒーターチップ発熱部のみならず、温
度制御が可能な部分であれば近傍の部分で良いことは明
らかである。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第３図は本発明の一実施例を示すヒーターチッ
プの平面図、第４図は温度制御比較図、第５図〜第８図
はヒーターチップの熱電対取付部の断面図である。 ｌ・・・ヒーターチップ、２・・熱電対、３・・ヒータ
ーチップの加熱作用端、４．５・・・熱電対先端、６，
７゜８・・・溶融接続部。 特許出願人　日本・電気株式会社 代理人　弁理士　菅　野　中 第３図 児４図 時　間　（秒） 毘５図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）ヒーターチップ構成材と熱電対の対構成先端部材
   とのいずれか又は両方の一部を溶融せしめて熱電対を取
   シつけ、該溶融部を冷却固化して前記熱電対をヒーター
   チップの温度計測部に支持したことを特徴とするヒータ
   ーチップ。