JPS6033302B2

JPS6033302B2 - 半導体の組立装置

Info

Publication number: JPS6033302B2
Application number: JP3522779A
Authority: JP
Inventors: 博上土居
Original assignee: Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1979-03-26
Filing date: 1979-03-26
Publication date: 1985-08-02
Also published as: JPS55127030A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は半導体の組立装置に関し、詳しくは多数のステ
ムに半導体べレットを半田等を介して連続的に接合する
組立装置に係る。

従来、この種の接合工程では、治工具を用い、ステム上
に半田片及びべレットを載せ、位置決めを行なった後、
水素雰囲気の炉内を連続的に移動させてべレットの接合
を行なうか、或いは窒素雰園気のボックス内でヒータブ
ロックを加熱し、その上にステムを載せべレツトの接合
を行なっていた。

しかしながら、上記前者の方式では治工具によりべレッ
トの接合位置が決めるため、炉内でのべレットの移動時
における振動によりべレットの接合位置精度のバラッキ
が大きくなり、しかも作業工数が多く煩雑化し、作業能
率の低下を招く。

また、電力及び水素の逃散がはなはだしく。それらを多
量に消費するため、ランニングコストの高騰化を招く。
一方、後者の方式にあっては、窒素雰囲気のボックス内
でべレットの接合を行なうため、作業性が悪く生産性が
悪く生産性が著しく低下する。本発明は上記事情に鑑み
なされてもので、電力及び不活性ガスの多量消費を招く
ことなく、ステム上に半導体べレットを精度よくかつ迅
速に接合し得る半導体の組立装置を提供しようとするも
のである。

以下、本発明の−実施例を図面を参図して説明する。

本発明の組立装置は互に離間して平行に配置された２本
のガイドレール１，１に戦置された長尺体の上部ヒータ
ブロック２と、上記各ガイドレールー，１間に配置され
た複数組の長尺体の下部ヒータブロック３・・・・・・
３と、これら下部ヒータブロック３・・・・・・３を垂
直方向及び水平方向に動作させる移動機構であるヒータ
ブロックドライブ機構４との主要部分から構成されてい
る。

上記ヒータブロック２は第１図〜第４図に示す構造にな
っている。

すなわち、図中５は断面がトンネル形の長尺体をなすヒ
ータブロック本体であり、このヒータブロック本体５は
上記ガイドレール１，１上に戦設されている。また、こ
の本体５上には第２図及び第３図に示すように不活性ガ
ス吹込管６付の下端切欠した細長の枠状体７が気密に固
定され、上記本体５上面と該枠状体７とによりガス帯蟹
室８が形成されている。さらに上記本体５には一端を前
記ガス帯留室８に関口し、池端トンネル９に開口し、前
記吹込管６から供給された不活性ガスをトンネル９内に
導入するために複数の通路１０…・・・１０が穿設され
ている。しかも、上記本体５内にはその本体５の長手方
向と直交するように複数の加熱ヒータ１１・・・・・・
１１が埋設され、かつ各ヒータ１１・・・…１１にはリ
ード線１２・・・・・・１２が接続されている。さらに
また、上記ヒータブロック本体５の長手方向の一部には
第１図及び第４図に示すように陥没され、その陥没部に
関口部１３……１３が設けられている。これら関口部１
３・・・・・・１３には半導体べレツトの挿入穴１４を
有する四角形状の板状体１５が競着され、かつ該板状体
１５の４隅に上記上部ヒータブロック３・・・・・・３
のステムを押圧、固定するための４本の位置決めピン１
６・・・・・・１６が挿層されている。また、上記各下
部ヒータブロック３・・・・・・３は第１図〜第６図に
示す構造になっている。

すなわち、図中１７は上面にステム鉄入部である複数の
略菱形の窪部１８・・・・・・１８が形成された長状体
をなす下部ヒータブロック本体であり、このヒータブロ
ック本体１７は上記ガイドレール１，１間に挿入、配置
され下面に取付けられたヒートブロックドライブユニッ
ト４により第５図の矢印Ａ〜Ｅに示すように上記上部ヒ
ータブロック２に上昇（矢印Ａ）、該上部ヒータブロッ
ク２に沿って前進（矢印Ｂ）、さらに上昇（矢印Ｃ）し
た後、下降（矢印Ｄ）、後退（矢印Ｅ）して元の位置に
復帰するようになっている。また、上記下部ヒータブロ
ック本体１７の下面には切欠部１９が設けられていると
共に、該下面に不活性ガス吹込管２０付の封止板２１が
気密に固定され、上記切欠部１９と該封止板２１とによ
りガス滞留室２２が形成されている。しかも、上記本体
１７には一端を上記各建部１８・・・・・・１８に開□
し、池端を前記滞留室２２に閉口し、前記吹込管２０か
ら供給された不活性ガスを各窪部１８・・・・・・１８
内に導入するための帯状通路２３が本体１７の長手方向
に穿設されている。さらに、上記本体１７には該本体１
７の長手方向に沿って２本の加熱ヒータ２４，２４が埋
設され、かつ各加熱ヒータ２４，２４の端部にはリード
線２５・・・・・・２５が接続されている。さらに、上
記ヒータブロックドライブ機構４は第１図に示すように
２組の下部ヒータブロック３，３毎に作動させるユニッ
ト化された構造になっており、以下１つのユニットのみ
について説明し他のユニットの説明を省略する。すなわ
ち、図中２６…・・・２６は２組の下部ヒータブロック
３，３の本体１７，１７下面にその長手方向及び中方向
に夫々２本懸下された固定棒であり、かつ長さ方向に配
列された固定棒２６……２６の群には夫々水平な軸２７
・・・・・・２７が軸着されている。これら水平な軸２
７，２７は４本の支持棒２８・・・・・・２８に支持さ
れた環状受け部２９・・・・・・２９に貫通してなり、
該鞠２７，２７が水平方向に移動可能になっている。こ
れら受け部２９・・・・・・２９の支持榛２８・・…・
２８の下部はガイド筒３０・・・…３０内に挿入され、
かつ下端に図示しないスプリングが連結され、該スプリ
ングにより上記受け部２９・・・・・・２９に貫通され
る鞄２７，２７を下方に付勢している。また、これら４
．本の支持榛２８・・・・・・２８は１枚の水平な連結
板３１に挿通し固定されており、かつ該連結板３１にカ
ムフロア３２が設けられている。そして、このカムフロ
ア３２には駆動軸３３に固定され、回転するカム３４と
当接し、該カム３４とカムフロア３２との当綾個所の変
位により前記連結板３１が前記支持棒２８・・…・２８
下端のスプリングの付勢力に順応或いは抗して上下動す
る。なお、駆動軸３３はベルト（図示せず）が張設され
るプーリ−３５を介して回転されるさらに、図中の３６
は上端に上記２本の軸２７，２７が挿通、固定され下部
に上記連結板３１が貫通される押し板であり、この押し
板３６は図示しないスプリングにより矢印Ｆ方向に付勢
されている。また、この押し板３６は上記駆動軸３３に
対し傾斜して藤着された回転板３７の−側面と当綾し、
該回転板３７の回転により押し板３６が水平方向にスプ
リングの付勢力に順応又は抗して往復動作し、これに伴
なつて上記軸２７，２７が同様に往復動作するようにな
っている。このような構成によれば、今、上部ヒータブ
ロック２及び各下部ヒータブロック３・・・・・・３の
吹込管６，２０から夫々不活性ガスであるＮ２ガスを供
給すると共に各ブロック２，３・・・…３の加熱ヒータ
１１……１１，２４，２４に通電すると、Ｎ２ガスは各
々のブロック２，３……３のガス線溜室８，２２に流入
後、各通路１０…・・・１０，２３を介して上部ヒータ
ブロック２の本体５下面、下部ヒータブロック３の本体
１７上面及び２本のガイドレールー，１で囲経された帯
状空洞部、３８内に吹き込まれ、該空洞部３８内がＮ２
ガスで満たされ、かつ各ヒーター１・・・…１１，２４
，２４により第２図に示す如く空洞部３８内に位置する
ガイドレール１，１上に載さられた複数のステム３９…
・・・３９が加熱されたその上の半田片が酸化されるこ
となく溶融される。

こうして、空洞部３８内をＮ２ガス雰囲気にすると共に
、ガイドレール１，１上のステム３９……３９を加熱し
た状態でヒータブロックドライブ機構４の駆動軸３３を
回転させると、カム３４が回転し、これと当接するカム
フロア３２を介して連結板３１が上方に押圧され、この
板３１に挿入固定された４本の支持棒２８・・・・・・
２８がその下端のスプリング（図示せず）の付勢力に抗
して上方に移動し、これら支持棒２８・・・・・・２８
の上端の環状受け部２９・・・・・・２９に貫通した２
本の軸２７，２７が同期して上方に移動し、これに伴な
つて該軸２７，２７が鞠着された固定棒２６・・・・・
・２６を介しして各下部ヒータブロック３・・・・・・
３の本体１７・・・１７が第５図の矢印Ａ方向に上昇す
る。このように下部ヒータブロック本体１７…・・・１
７が矢印Ａ方向に上昇すると、第２図に示すガイドレー
ル１，１上に置かれた複数のステム３９・・・・・・３
９は第３図、第６図に示すように下部ブロック本体１７
・・・・・・１７上面の多数の建部１８・・・・・・１
８内に鉄入し、ガイドレール１，１から離れる。同時に
、上記駆動軸３３の傾斜した回転板３７の回転により、
該回転板３７と当綾する押し板３６が図示しないスプリ
ングの付勢力に順応して矢印Ｆの水平方向に移動し、該
押し板３６を挿入固定した２本の軸２７，２７が同期し
て移動し、これに伴って該軸２７，２７が軸着された固
定軸２６・・・・・・２６を介して各下部ヒータブロッ
ク３・…・・３の本体１７・・・・・・１７が第５図の
矢印Ｂ方向に前進する。このように下部ヒータブロック
本体１７…・・・１７が矢印Ｂ方向に前進すると、該本
体１７・・・・・・１７の窪部１８・・・・・・１８に
鉄入されたステム３９・・…・３９が該本体１７・・・
，．．１７により所定距離搬送される。さらに、カム３
４の回転により下部ヒータブロック本体１７，１７が第
５図の矢印Ｃ方向に再度上昇される。このように下部ヒ
ータブロック本体１７・・・・・・１７が矢印Ｃ方向に
再度上昇すると、上部ヒータブロック２の半導体べレッ
ト挿入穴１４に設けられた個所において、第４図に示す
ように該本体１７・・・１７′の窪部１８・・・・・・
１８に鉄入されたステム３９・・・・・・３９の上面が
該挿入穴１４周囲に挿遣された４本の位置決めピン１６
…・・・１６の下端に当接し、ステム３９・・・・・・
３９が位置決め固定される。この状態で、挿入穴１４か
ら半導体べレット（図示せず）をステム３９上に挿入す
ることにより、該ステム３９上の半田片は空洞部３８内
の加熱されたＮ２ガス雰囲気で溶融されているため、半
導体べレットが酸化が防止された半田を介してステム３
９に高精度で再現性よく、しかも良好な導適状態で迅速
に接合できる。その後、ヒータブロックドライブ機構４
のカム３４に回転により、連結板３１が下方に移動し、
この板３１に挿入固定された４本の支持榛３８・・・・
・・３８がその下端のスプリング（図示せず）の付勢力
に順応して下方に移動し、環状受け部２９・・・２９，
２本の軸２７，２７及び固定軸２６・・・・・・２６を
介して各下部ブロック３・・・・・・３の本体１７・・
・・・・１７が第５図の矢印Ｅ方向に下降する。

このように下部ヒータブロック本体１７・・・・・・１
７が矢印Ｅ方向に下降すると、本体１７・・・・・・１
７の建部１８・・・…１８底面がガイドレールー，１上
面より低くなり、該窪部１８・・・・・・１８に鉄入さ
れたステム３９・・・・・・３９は第３図の状態を経て
第２図に示すようにガイドレールー，１に放置され、そ
の上に置かれる。同時に、上記駆動軸３３の傾斜した回
転板３７の回転により、該回転板３７と当接する押し板
３６が図示しないスプリングの付勢力に抗して矢印Ｇの
水平方向に移動し、該押し板３６、２本の軸２７，２７
及び固定軸２６・・・・・・２６を介して各下部ヒータ
ブロック３・・・・・・３の本体１７・・・…１７が第
５図の矢印Ｅ方向に後退して該本体１７・・・・・・１
７のみが元の位置に復帰し、次のステム送りの準備が完
了する。したがって、本発明の組立装置によればステム
を加熱しながら移動機構による下部ヒータブロックの上
昇、前進、上昇、下降及び後退の繰り返しにより所定距
離だけ間歌的に搬送し、同時に位置決め固定でき、しか
もステム装入部空間、つまり上部ヒータブロック、下部
ヒータブロック及びガイドレールで園緩された空洞部を
常に良好なＮ２雰囲気状態に保持できるため、半田及び
ステムの酸化を防止し、ステムへの加熱効果を向上させ
ると共に接合位置精度を向上し、安定かつ信頼性のある
接合を遂行できる。

また、上部ヒータブロック及び下部ヒータブロックから
の不活性ガスは各ブロックとガイドレールで囲捺された
空洞都内に導入され、外界への逃散が少ないため、不活
性ガスの多量消費及びこのガスを加熱するための電力消
費を著しく軽減でき、ひいてはランニングコストの低減
化を図ることができる。

なお、本発明に係る半導体の組立装置は上記実施例の如
く下部ヒータブロックのステム隊合部を建部とする形態
に限定されず、例えば該ブロック上面にピンを横設して
ステムの搬送時に水平方行にずれるのを防止するように
してもよい。

この下部ヒータブロックは複数分割された形態に限定さ
れず、一体的なものでもよい。本発明に係る組立装置の
下部ヒータブロック移動機構は上記実施例の如き構造に
限定されずその他、シリンダー等を備えた移動機構で構
成してもよい。

本発明に係る組立装置は上記実施例の如きステムへの半
導体べレットの接合工程に用いる場合に艮定されず、半
導体製造過程における種々の加熱工程にも適用できる。

以上の詳述した如く、本発明によればステムを所定距離
だけ間歌的に搬送位置決め固定し、しかも電力及び不活
性ガスの多量消費を招くことなくステムを常に良好な加
熱された不活性ガス雰囲気状態に保持でき、もって半田
及びステムの酸化を防止し、ステムへの加熱効果を向上
させると共に接合精度も向上し、安定かつ高信頼性の接
合を遂行できると共にランニングコストを低減できる半
導体の組立装置を提供できるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す半導体の組立装置の部
分切欠した正面図、第２図は第１図の０−０線に沿う断
面図、第３図は第２図の下部ヒータブロックを一段上昇
させた状態を示す断面図、第４図は第１図のＷ−Ｗ線に
沿う断面図、第５図は第１図の下部ヒータブロックを示
す斜視図、第６図は第５図の下部ヒータブロックの上面
図である。１・・・・・・ガイドレール、２・・・・・・上部ヒー
タブロック、３・・・…下部ヒータブロック、４・…・
・ヒートブロックドライブ機構、５・・・・・・上部ヒ
ータブロック本体、９・・・・・・トンネル部、１０・
・・・・・通路、１２・・・・・・加熱ヒータ、１４・
・・・・・ステム挿入穴、１６・・・・・・位置決めピ
ン、１７……下部ヒータブロック本体、１８・・・・・
・窪部、２３…・・・通路、２４・・・・・・加熱ヒー
タ、２７……軸、２９……受け部、３１……連結板、３
３・・・・・・駆動軸、３４・・・・・・カム、３７・
・・・・・回転板、３８・・・・・・空洞部、３９・・
・・・・ステム。第１図第２図第３図第４図第５図第６図

Claims

【特許請求の範囲】

１互いに離間して平行に配設された２本のガイドレー
ルと、断面がトンネル形の長尺体で、長手方向に半導体
ペレツトが挿入される開口部を有すると共に、加熱ヒー
ターを内蔵した上部ヒータブロツクと、このヒータブロ
ツクに設けられ、前記トンネル内に不活性ガスを吹き込
む通路と、長尺体で上面に複数のステム嵌入部を有する
と共に、加熱ヒータを内蔵した下部ヒータブロツクと、
この下部ヒータブロツクに設けられ前記嵌入部に不活性
ガスを吹き込む通路と、前記下部ヒータブロツクを垂直
方向及び水平方向に動作させる移動機構と具備し、前記
２本のガイドレール上に前記上部ヒータブロツクを載設
すると共に、該レール間に前記下部ヒータブロツクを配
置し、前記移動機構により該下部ヒータブロツクを上昇
、前進、下降及び後退させる構造にしたことを特徴とす
る半導体の組立装置。