(57)【要約】【課題】半導体パッケージの製造にあたり、製造効率を向上させると共に、放熱体を貼り付けた基材に優れた放熱性を付与できる放熱体貼り付け装置を提供する。【解決手段】放熱体貼り付け装置１は、半導体パッケージの製造において、半導体素子を搭載した基材に放熱体を貼り付ける放熱体貼り付け装置であって、基材と、熱伝導性を有する接着剤層が設けてある放熱体を供給する放熱体供給ユニット１１及び基材供給ユニット１２と、供給される基材９０及び放熱体９１を保持する保持台、保持された基材９０及び放熱体９１を押し付けて接着剤層を介し貼り付ける貼り付け部を有する放熱体貼り付けユニット１５、１５ａ、１５ｂと、放熱体９１を受け取って放熱体貼り付けユニットへ搬送し、保持台へ受け渡すと共に、基材９０を受け取って放熱体貼り付けユニットへ搬送し、保持台へ受け渡す第１搬送ユニット１３及び第２搬送ユニット１４を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体パッケージの製造における樹脂封止工程の前工程において、半導体素子を搭載した基材に放熱体を貼り付ける放熱体の貼り付け方法であって、
何れか一方又は双方に熱伝導性を有する接着剤層が設けてある前記基材及び前記放熱体を貼り付けユニットへ搬送し、前記接着剤層を介し前記基材と前記放熱体を貼り付ける工程を備える
放熱体の貼り付け方法。
【請求項２】
前記基材と前記放熱体を貼り付ける前に、前記接着剤層を所要温度まで直接又は間接的に加熱する
請求項１記載の放熱体の貼り付け方法。
【請求項３】
前記基材と前記放熱体を貼り付けユニットへ搬送する際に、前記放熱体を先に搬送して保持し、予備加熱を行う
請求項２記載の放熱体の貼り付け方法。
【請求項４】
前記放熱体を、前記基材において前記半導体素子が位置するマウント部の半導体素子が接触又は近接する面とは反対の面に貼り付ける
請求項１、２又は３記載の放熱体の貼り付け方法。
【請求項５】
前記基材と前記放熱体を互いに近接するように位置させた後、前記基材及び前記放熱体の一方又は双方を押し付け、或いは動かして貼り付ける
請求項１、２、３又は４記載の放熱体の貼り付け方法。
【請求項６】
半導体パッケージの製造において、樹脂封止工程の前工程で使用され、半導体素子を搭載した基材に放熱体を貼り付ける放熱体貼り付け装置であって、
何れか一方又は双方に熱伝導性を有する接着剤層が設けてある前記基材及び前記放熱体を供給する供給部と、
前記供給部から供給される、前記基材及び前記放熱体を保持する保持部、該保持部で保持された前記基材及び前記放熱体の一方又は双方を押し付け、或いは動かして、前記接着剤層を介し前記基材と前記放熱体とを貼り付ける貼り付け部、を有する貼り付けユニットと、
前記供給部から前記放熱体を受け取って前記貼り付けユニットへ搬送し、前記保持部へ受け渡すと共に、前記供給部から前記基材を受け取って前記貼り付けユニットへ搬送し、前記保持部へ受け渡す搬送部とを備える
放熱体貼り付け装置。
【請求項７】
前記貼り付けユニットが、保持された前記基材及び前記放熱体を接着する前記接着剤層を所要温度まで直接又は間接的に加熱する加熱部を有する
請求項６記載の放熱体貼り付け装置。
【請求項８】
前記搬送部が、前記供給部から前記基材を受け取って前記貼り付けユニットへ搬送し、前記保持部へ受け渡す基材搬送部と、前記供給部から前記放熱体を受け取って前記貼り付けユニットへ搬送し、前記放熱体を前記保持部へ受け渡す放熱体搬送部を有する
請求項６又は７記載の放熱体貼り付け装置。
【請求項９】
前記貼り付けユニットが、一組の前記基材搬送部と前記放熱体搬送部に対して複数設けられている
請求項８記載の放熱体貼り付け装置。
【請求項１０】
前記貼り付けユニットが、前記基材搬送部及び前記放熱体搬送部による前記基材及び前記放熱体の受け渡し位置と、前記基材及び前記放熱体の貼り付け位置との間で進退移動が可能である
請求項８又は９記載の放熱体貼り付け装置。
【請求項１１】
前記基材搬送部と前記放熱体搬送部が、一体に形成されている
請求項８、９又は１０記載の放熱体貼り付け装置。
【請求項１２】
前記保持部が、前記基材を保持する基材保持部と、前記放熱体を保持する放熱体保持部を有する
請求項６、７、８、９、１０又は１１記載の放熱体貼り付け装置。
【請求項１３】
前記貼り付け部が、前記基材又は前記放熱体を押圧可能で、前記基材又は前記放熱体を押圧する方向へ弾性体で付勢された押圧ピンを備える
請求項６、７、８、９、１０、１１又は１２記載の放熱体貼り付け装置。
【請求項１４】
半導体パッケージの製造において、樹脂封止工程の前工程で使用され、半導体素子を搭載した基材に放熱体を貼り付ける貼り付けユニットであって、
前記基材及び前記放熱体を保持する保持部と、
該保持部で保持された前記基材と前記放熱体の一方又は双方を押し付け、或いは動かして、熱伝導性を有する接着剤層を介し前記基材と前記放熱体とを貼り付ける貼り付け部とを備える
貼り付けユニット。
【請求項１５】
前記保持部又は貼り付け部が、保持された前記基材及び前記放熱体を接着する前記接着剤層を所要温度まで直接又は間接的に加熱する加熱部を有する
請求項１４記載の貼り付けユニット。
【請求項１６】
前記貼り付け部が、前記基材又は前記放熱体を押圧可能で、前記基材又は前記放熱体を押圧する方向へ弾性体で付勢された押圧ピンを備える
請求項１４又は１５記載の貼り付けユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放熱体の貼り付け方法及び放熱体貼り付け装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
パワー系の半導体装置等の半導体パッケージでは、半導体素子に電流が多く流れ、発熱量が大きいために、発生した熱を効果的に放散して、半導体素子の温度上昇を抑制するための放熱対策は、必要不可欠な課題である。
【０００３】
半導体装置の放熱対策としては、基材（例えばリードフレーム等）の、半導体素子を搭載するマウント部を肉厚に形成して、良好な放熱性が得られるようにしたものがある（特許文献１参照）。しかし、この場合、基材の厚み方向に加工を施す必要があるために、基材を製造する設備や工程が複雑化していた。
【０００４】
また、上記のような特別な加工を必要としない一般的な基材を利用するものとしては、例えば半導体素子を搭載した基材と放熱板を金型に供給し、金型において基材と放熱板が一体化するように一括して樹脂封止を行い、放熱板により優れた放熱性が得られるようにしたものもある（特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−３０２３８７号公報
【０００６】
【特許文献２】特開平１０−２２３６６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ここで、特許文献２に記載の「半導体装置の樹脂封止装置及びその樹脂封止方法」では、半導体素子を搭載した基材と放熱体の金型への供給を、異なるタイミングで別々に行う必要があり、サイクルタイムが長くなって製造効率が悪くなっていた。
【０００８】
また、樹脂封止をする前は、基材と放熱板とはほぼ接触した状態ではあるが、接着されていないので、基材と放熱板との間には隙間が生じてしまう。この状態で樹脂封止が行われると、溶融した封止樹脂が隙間に浸入する恐れがあった。
【０００９】
そして、基材と放熱板の隙間に浸入して固まった封止樹脂は、熱伝導性が低いので、基材から放熱板への熱伝導を阻害することになり、結果的に、製造される半導体パッケージの放熱性が悪くなるという課題があった。
【００１０】
本発明は、以上の点を鑑みて創案されたものであり、半導体装置等の半導体パッケージの製造にあたり、製造効率を向上させると共に、基材から放熱体への熱伝導性を高くして、放熱体を貼り付けた基材に、優れた放熱性を付与できる、放熱体の貼り付け方法及び放熱体貼り付け装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
（１）上記の目的を達成するために本発明の放熱体の貼り付け方法は、半導体パッケージの製造における樹脂封止工程の前工程において、半導体素子を搭載した基材に放熱体を貼り付ける放熱体の貼り付け方法であって、何れか一方又は双方に熱伝導性を有する接着剤層が設けてある前記基材及び前記放熱体を貼り付けユニットへ搬送し、前記接着剤層を介し前記基材と前記放熱体を貼り付ける工程を備える。
【００１２】
（２）本発明に係る放熱体の貼り付け方法は、前記基材と前記放熱体を貼り付ける前に、前記接着剤層を所要温度まで直接又は間接的に加熱する構成とすることもできる。
【００１３】
（３）本発明に係る放熱体の貼り付け方法は、前記基材と前記放熱体を貼り付けユニットへ搬送する際に、前記放熱体を先に搬送して保持し、予備加熱を行う構成とすることもできる。
【００１４】
（４）本発明に係る放熱体の貼り付け方法は、前記放熱体を、前記基材において前記半導体素子が位置するマウント部の半導体素子が接触又は近接する面とは反対の面に貼り付ける構成としてもよい。
【００１５】
この場合は、基材において半導体素子が位置するマウント部の半導体素子が接触又は近接する面とは反対の面の全面を利用することができるので、放熱体の接着面の全体を接着することが可能になる。
【００１６】
（５）本発明に係る放熱体の貼り付け方法は、前記基材と前記放熱体を互いに近接するように位置させた後、前記基材及び前記放熱体の一方又は双方を押し付け、或いは動かして貼り付ける構成としてもよい。
【００１７】
（６）上記の目的を達成するために本発明の放熱体貼り付け装置は、半導体パッケージの製造において、樹脂封止工程の前工程で使用され、半導体素子を搭載した基材に放熱体を貼り付ける放熱体貼り付け装置であって、何れか一方又は双方に熱伝導性を有する接着剤層が設けてある前記基材及び前記放熱体を供給する供給部と、前記供給部から供給される、前記基材及び前記放熱体を保持する保持部、該保持部で保持された前記基材及び前記放熱体の一方又は双方を押し付け、或いは動かして、前記接着剤層を介し前記基材と前記放熱体とを貼り付ける貼り付け部、を有する貼り付けユニットと、前記供給部から前記放熱体を受け取って前記貼り付けユニットへ搬送し、前記保持部へ受け渡すと共に、前記供給部から前記基材を受け取って前記貼り付けユニットへ搬送し、前記保持部へ受け渡す搬送部とを備える。
【００１８】
本発明の放熱体貼り付け装置によれば、供給部から何れか一方又は双方に熱伝導性を有する接着剤層が設けてある基材及び放熱体が供給される。供給された基材及び放熱体は、搬送部が受け取って貼り付けユニットへ搬送し、保持部へ受け渡すことができる。
【００１９】
そして、保持部で保持された基材及び放熱体の一方又は双方は、貼り付けユニットの貼り付け部によって、押し付けられ、或いは動かされて、接着剤層を介し貼り付けられる。これにより、貼り付けられた基材と放熱体の間に隙間は形成されない。また、基材と放熱体を、熱伝導性を有する接着剤層を介し接着するので、基材から放熱体への熱伝導性は高い。
【００２０】
（７）本発明に係る放熱体貼り付け装置は、前記貼り付けユニットが、保持された前記基材及び前記放熱体を接着する前記接着剤層を所要温度まで直接又は間接的に加熱する加熱部を有する構成とすることもできる。
【００２１】
（８）本発明に係る放熱体貼り付け装置は、前記搬送部が、前記供給部から前記基材を受け取って前記貼り付けユニットへ搬送し、前記保持部へ受け渡す基材搬送部と、前記供給部から前記放熱体を受け取って前記貼り付けユニットへ搬送し、前記放熱体を前記保持部へ受け渡す放熱体搬送部を有する構成とすることもできる。
【００２２】
（９）本発明に係る放熱体貼り付け装置は、前記貼り付けユニットが、一組の前記基材搬送部と前記放熱体搬送部に対して複数設けられている構成とすることもできる。
【００２３】
この場合は、一組の基材搬送部と放熱体搬送部に対して、貼り付けユニットが複数設けられていることにより、基材搬送部と放熱体搬送部が、貼り付けユニットによる作業が終了するまで待機しなければならない時間をなくすか、或いは短くすることができる。
【００２４】
（１０）本発明に係る放熱体貼り付け装置は、前記貼り付けユニットが、前記基材搬送部及び前記放熱体搬送部による前記基材及び前記放熱体の受け渡し位置と、前記基材及び前記放熱体の貼り付け位置との間で進退移動が可能である構成とすることもできる。
【００２５】
この場合は、貼り付けユニットを、基材搬送部及び放熱体搬送部による基材及び放熱体の受け渡し位置と、基材及び放熱体の貼り付け位置との間で進退移動させることが可能である。
【００２６】
これにより、基材搬送部及び放熱体搬送部から受け取った基材及び放熱体を貼り付け位置へ送ることができる。また、貼り付けユニットにおいて基材に放熱体を貼り付けた放熱体付き基材を、基材搬送部及び放熱体搬送部への受け渡し位置へ送ることができる。
【００２７】
（１１）本発明に係る放熱体貼り付け装置は、前記基材搬送部と前記放熱体搬送部が、一体に形成されている構成とすることもできる。
【００２８】
この場合は、基材搬送部と放熱体搬送部が、一体に形成されているので、搬送部の駆動系を一系統として簡易化することができる。
【００２９】
（１２）本発明に係る放熱体貼り付け装置は、前記保持部が、前記基材を保持する基材保持部と、前記放熱体を保持する放熱体保持部を有する構成とすることもできる。
【００３０】
この場合は、基材と放熱体を、それぞれ専用の保持部によって保持することができるので、より確実な保持が可能になる。
【００３１】
（１３）本発明に係る放熱体貼り付け装置は、前記貼り付け部が、前記基材又は前記放熱体を押圧可能で、前記基材又は前記放熱体を押圧する方向へ弾性体で付勢された押圧ピンを備える構成とすることもできる。
【００３２】
この場合は、基材又は放熱体を押圧する方向へ弾性体で付勢された押圧ピンによって、基材又は放熱体を押圧可能であるので、この押圧力により、基材と放熱体を、接着剤層を介し接着することができる。
【００３３】
（１４）上記の目的を達成するために本発明の貼り付けユニットは、半導体パッケージの製造において、樹脂封止工程の前工程で使用され、半導体素子を搭載した基材に放熱体を貼り付ける貼り付けユニットであって、前記基材及び前記放熱体を保持する保持部と、該保持部で保持された前記基材と前記放熱体の一方又は双方を押し付け、或いは動かして、熱伝導性を有する接着剤層を介し前記基材と前記放熱体とを貼り付ける貼り付け部とを備える。
【００３４】
本発明の貼り付けユニットは、保持部で保持された基材及び放熱体の一方又は双方を、貼り付け部によって押し付け、或いは動かして、接着剤層を介し前記基材と前記放熱体とを貼り付けることができる。
【００３５】
（１５）本発明に係る貼り付けユニットは、前記保持部又は貼り付け部が、保持された前記基材及び前記放熱体を接着する前記接着剤層を所要温度まで直接又は間接的に加熱する加熱部を有する構成とすることもできる。
【００３６】
（１６）本発明に係る貼り付けユニットは、前記貼り付け部が、前記基材又は前記放熱体を押圧可能で、前記基材又は前記放熱体を押圧する方向へ弾性体で付勢された押圧ピンを備える構成とすることもできる。
【００３７】
この場合は、貼り付けユニットにおいて、基材又は放熱体を押圧する方向へ弾性体で付勢された押圧ピンによって、基材又は放熱体を押圧可能であるので、この押圧力により、基材と放熱体を、接着剤層を介し接着することができる。
【発明の効果】
【００３８】
本発明は、半導体装置等の半導体パッケージの製造にあたり、製造効率を向上させることができると共に、基材から放熱体への熱伝導性を高くして、放熱体を貼り付けた基材に、優れた放熱性を付与できる、放熱体の貼り付け方法及び放熱体貼り付け装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明に係る放熱体貼り付け装置の一実施形態を示す平面視説明図である。
【図２】図１に示す放熱体貼り付け装置の正面視説明図である。
【図３】図１におけるＡ−Ａ断面説明図である。
【図４】図３の第１搬送ユニットの要部（Ｐ１部）の拡大説明図である。
【図５】図３の貼り付けユニットの要部（Ｐ２部）の拡大説明図である。
【図６】図３の基材送り出しユニットの要部（Ｐ３部）の拡大説明図である。
【図７】図１に示す放熱体貼り付け装置の左側面視説明図である。
【図８】図７のＰ４部の拡大説明図である。
【図９】図１に示す放熱体貼り付け装置の右側面視説明図である。
【図１０】図９のＰ５部の拡大説明図である。
【図１１】放熱体貼り付け装置による放熱体の貼り付けをして製造される半導体パッケージの構造のモデルを示し、（ａ）は樹脂封止前、（ｂ）は樹脂封止後の模式断面説明図である。
【図１２】放熱体及び基材のセット前の保持部の正面視説明図である。
【図１３】放熱体の貼り付け方法を示し、第１搬送ユニットにより放熱体をセットした状態の正面視説明図である。
【図１４】放熱体の貼り付け方法を示し、第１搬送ユニットにより基材をセットした状態の正面視説明図である。
【図１５】放熱体の貼り付け方法を示し、第１搬送ユニットを退避させ、貼り付け部を保持部上方に位置させた状態の正面視説明図である。
【図１６】放熱体の貼り付け方法を示し、貼り付け部を下降させて各押圧ピンの先端を基材の上面に当接させ、躯体を基材載置レールに当接させた状態の正面視説明図である。
【図１７】放熱体の貼り付け方法を示し、貼り付け部を更に下降させて基材を押圧し、基材と放熱体を、接着シートを介し接着している状態の正面視説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００４０】
図１乃至図１７を参照して、本発明の実施の形態を更に詳細に説明する。
なお、以下の説明において、場所又は方向の説明をする際の「前後」の表現については、各平面視説明図における下方を「前」とし、上方を「後」として説明する。
【００４１】
また、「上下」の表現については、各正面視説明図の上方を「上」とし、下方を「下」として説明する。更に、「左右」の表現については、各正面視説明図の左方を「左」とし、右方を「右」として説明する。
【００４２】
図１乃至図１０を主に参照する。
（フレーム１０）
放熱体貼り付け装置１は、外形がほぼ立方体形状に枠組みがされたフレーム１０を有している。フレーム１０には、中段部に水平な中台１０１が設けてある。中台１０１は、水平な同一平面上の適宜箇所に設けてある。
【００４３】
（放熱体供給ユニット１１）
中台１０１において、フレーム１０の左方寄り、かつ後方寄りには、放熱体供給ユニット１１が設けられている（図１、図３参照）。放熱体供給ユニット１１は、前後方向に供給ガイド１１０を有している。
【００４４】
供給ガイド１１０の左方には、供給ガイド１１０に沿って等距離の位置に、放熱体を下から間欠的にせり上げて供給する放熱体マガジン１１３と、放熱体９１の上面に設けてある接着剤層９２（参考：図１１、他図では図示省略）を保護している層間フィルム９４を廃棄する層間フィルム廃棄部１１４が設けられている（図８参照）。
【００４５】
また、放熱体マガジン１１３の前方には、放熱体整列台１１５が前後方向に水平に設けられている。放熱体整列台１１５には、熱伝導性を有する接着剤層９２を一方の面に設けた放熱体９１を前後方向に縦に２枚整列させる整列部１１６が設けてある。なお、接着剤層９２は、安全性を高めるために、熱伝導性に加えて絶縁性を有するのが好ましいが、限定はしない。
【００４６】
なお、放熱体マガジン１１３、層間フィルム廃棄部１１４及び放熱体整列台１１５の配置は、後方から前方へ向け所要の距離をおいて、層間フィルム廃棄部１１４、放熱体マガジン１１３、放熱体整列台１１５の順である。そして、放熱体供給ユニット１１には、供給ガイド１１０に沿って進退移動する放熱体分配部１１１が設けてある（図１、図８参照）。
【００４７】
放熱体分配部１１１は、左方の先端部に放熱体保持パッド１１２を備えている（図１、図３、図８参照）。放熱体保持パッド１１２は、真空吸着により１枚の放熱体を吸着し、吸着解除（リリース）も可能である。
【００４８】
（基材供給ユニット１２）
放熱体供給ユニット１１の前方から右隣にかけて、基材供給ユニット１２が設けられている。基材供給ユニット１２は、前方に配置された複数列の多段に設けられた基材マガジン１２０を備えている。基材マガジン１２０には、それぞれ基材９０が収容されている（図１、図２参照）。
【００４９】
基材９０が収容された基材マガジン１２０の右方には、前後方向に基材配置ガイド１２１が水平に設けられている（図１参照）。基材配置ガイド１２１の前方には、前後方向において基材マガジン１２０と同じ位置に、下方位置で右方へ送られた基材マガジン１２０を間欠的にせり上げて、基材９０を供給する供給部（符号省略）が設けてある（図２参照）。
【００５０】
基材配置ガイド１２１の更に前方には、前後方向に移動可能で、基材マガジン１２０内の基材９０を基材配置ガイド１２１へ送り出す基材プッシャ１２３が設けてある。基材配置ガイド１２１の左方には、基材配置ガイド１２１と平行に引き込みガイド１２４が設けられている（図１参照）。
【００５１】
また、基材配置ガイド１２１の左方には、引き込みガイド１２４に案内されて前後方向に動く基材引き込みスライダー１２５が設けられている。基材引き込みスライダー１２５は、基材プッシャ１２３で基材配置ガイド１２１へ送り出された基材９０を引き込み、配置部１２２に置くことができる（図１参照）。
【００５２】
基材配置ガイド１２１に設けてある配置部１２２は、上記放熱体整列台１１５の整列部１１６と、前後方向において同じ位置、かつ同じ高さに設定されている（図１、図３参照）。なお、せり上がって空になった基材マガジン１２０は、左方へ順次送られるようになっている（図２参照）。
【００５３】
（第１搬送ユニット１３）
基材配置ガイド１２１の配置部１２２の上方には、その位置を待機位置として、第１搬送ユニット１３が、前後二箇所に平行かつ左右方向に設けられたレールＲに沿って、左右方向に移動可能に設けられている（図７参照）。
【００５４】
第１搬送ユニット１３は、受け渡し位置ａ１の上記放熱体整列台１１５の整列部１１６から、後述する第３の放熱体貼り付けユニット１５ｂまでの範囲で移動が可能である。
【００５５】
なお、受け渡し位置ａ１とは、第１搬送ユニット１３によって、放熱体９１と基材９０が、前進位置にある後述する保持台１５０に対し受け渡される位置（領域）、或いは後述する第２搬送ユニット１４によって、前進位置にある保持台１５０から放熱体付き基材９が受け取られる位置（領域）をいう（図１参照）。
【００５６】
第１搬送ユニット１３は、レールＲに沿って移動する移動体（符号省略）に固定されたアクチュエータ（符号省略）を有する。アクチュエータの昇降ロッド１３１の先端には、それぞれ独立して昇降する、左右に並設された昇降体１３０、１３０ａを有している（図４参照）。
【００５７】
左方の昇降体１３０の下部には、前後方向に長い基体１３４が設けてある。基体１３４には、放熱体搬送部である放熱体保持パッド１３６が設けてある。また、右方の昇降体１３０ａの下部には、前後方向に長い基体１３４ａが設けてある。基体１３４ａには、基材搬送部である基材保持チャック１３８が設けてある（図３、図４参照）
【００５８】
基体１３４に設けてある放熱体保持パッド１３６は、基体１３４の前後方向の二箇所に設けてある。放熱体保持パッド１３６は、真空吸着により１枚の放熱体９１を吸着可能であり、吸着解除も可能である（図４、図７、図８参照）。
【００５９】
また、基体１３４ａに設けてある基材保持チャック１３８は、基体１３４ａの前後方向に四組設けてある。基材保持チャック１３８は、拡縮アクチュエータ１３９により左右方向に拡縮することによって、２枚の基材９０の保持と保持解除を行うことができる。
【００６０】
（第２搬送ユニット１４）
後述する放熱体付き基材配置ガイド１６０のやや右寄りの上方には、その位置を待機位置として、第２搬送ユニット１４が、レールＲに沿って左右方向に移動可能に設けられている（図９参照）。第２搬送ユニット１４は、受け渡し位置ａ１の放熱体付き基材配置ガイド１６０の配置部１６３のやや右方から、後述する第１の放熱体貼り付けユニット１５までの範囲で移動が可能である。
【００６１】
第２搬送ユニット１４は、レールＲに沿って移動する移動体に固定されたアクチュエータ（符号省略）を有する。アクチュエータの昇降ロッド（符号省略）の先端には、昇降体（符号省略）を介し、前後方向に長い基体１４４が設けてある（図６参照）。
【００６２】
基体１４４には、放熱体付き基材９の保持部である放熱体付き基材保持チャック１４８が設けてある。放熱体付き基材保持チャック１４８は、本実施の形態では基体１４４の前後方向に四組設けてある。また、放熱体付き基材保持チャック１４８は、拡縮アクチュエータ１４９により左右方向に拡縮することによって、２枚の放熱体付き基材９の保持と保持解除を行うことができる。
【００６３】
（放熱体貼り付けユニット１５、１５ａ、１５ｂ）
上記第１搬送ユニット１３の待機位置と、第２搬送ユニット１４の待機位置の間の移動経路（符号省略）に対応する箇所には、放熱体貼り付けユニット１５、１５ａ、１５ｂが、左右方向に並設されている（図３参照）。
【００６４】
各放熱体貼り付けユニット１５、１５ａ、１５ｂは、それぞれ下方に位置する保持台１５０と、上方に位置する貼り付け部１５５により構成されている（図３、図５参照）。各保持台１５０は、エアシリンダー１５０ａにより、前後方向かつ水平方向に進退移動が可能である（図１参照）。
【００６５】
詳しくは、各保持台１５０は、基材保持チャック１３８及び放熱体保持パッド１３６による基材９０及び放熱体９１の受け渡し位置ａ１と、基材９０及び放熱体９１の貼り付け位置ａ２との間で、それぞれ進退移動が可能である（図１参照）。
【００６６】
なお、貼り付け位置ａ２とは、後退位置（貼り付け部１５５の下方位置）にある保持台１５０に保持されている放熱体９１と基材９０が、下降する貼り付け部１５５によって貼り付けられる位置（領域）をいう（図１参照）。
【００６７】
また、各保持台１５０は、同様の構造を有しているので、以下の説明においては、第１の放熱体貼り付けユニット１５の保持台１５０についてのみ説明し、他については省略する。なお、各放熱体貼り付けユニット１５、１５ａ、１５ｂは、説明の便宜上、左から順に第１の放熱体貼り付けユニット１５、第２の放熱体貼り付けユニット１５ａ、第３の放熱体貼り付けユニット１５ｂということがある。
【００６８】
保持台１５０の放熱体予熱躯体１５１の左右方向の中央には、放熱体９１を保持する放熱体保持部１５２が、上記放熱体整列台１１５の整列部１１６と同じ高さに設けてある。放熱体保持部１５２は、放熱体９１を前後方向に縦に２枚並べて保持することができる凹部構造である（図５参照）。
【００６９】
放熱体予熱躯体１５１の下部には、加熱部であるヒーターＨが設けてある（図５参照）。ヒーターＨは、放熱体予熱躯体１５１の全体を所要温度まで加熱し、放熱体保持部１５２で保持された放熱体９１を、延いては放熱体９１の接着剤層９２を間接的に加熱することができる。
【００７０】
また、放熱体保持部１５２の左右方向の両隣には、基材載置レール１５３が設けてある（図５参照）。各基材載置レール１５３は、内蔵されたバネ（図示省略）で上方へ付勢されており、荷重が作用しない常態においては一定の高さを保ち、上方から荷重が作用すると、付勢力に抗しながら放熱体予熱躯体１５１に接触するまで下降する。
【００７１】
各基材載置レール１５３は、放熱体保持部１５２と平行に、かつ前後方向へほぼ同じ長さで形成されている。また、各基材載置レール１５３は、上面が水平に形成され、互いに同じ高さを維持しながら同時に昇降する構造である。
【００７２】
左右の基材載置レール１５３には、それぞれ上面の内角部に、左右に相対向して基材保持部１５４が設けてある（図５参照）。各基材保持部１５４は、所要深さ及び長さの凹部で構成され、１枚の基材９０を嵌め込むように載置して保持することができる。
【００７３】
常態における放熱体保持部１５２と基材保持部１５４の高さの関係は、放熱体保持部１５２で放熱体９１を保持し、基材保持部１５４で基材９０を保持したときに、下方に位置する放熱体９１と、その上方に位置する基材９０のマウント部９３との間に若干の隙間Ｓが形成される、というものである（図５参照）。
【００７４】
なお、マウント部９３は、参考として示した図１１のように、基材において一方の面方向へ凹ませて形成してあり、搭載された半導体素子Ｔが接触（当接）又は近接する部分であって、アイランド部ともいう。
【００７５】
保持台１５０が後方の貼り付け位置ａ２に移動したときの、保持台１５０の上方には、貼り付け部１５５が位置している。貼り付け部１５５は、放熱体保持部１５２と平行に、かつ前後方向へほぼ同じ長さで形成されている押圧躯体１５６を有している。押圧躯体１５６は、フレーム１０に取り付けられたアクチュエータ（符号省略）の昇降ロッド１５９の進退移動により昇降する。
【００７６】
押圧躯体１５６の左右方向両端部には、下降したときに上記各基材載置レール１５３に当接する当接部１５６ａが下方へ突出して設けてある。各当接部１５６ａの下端面は水平に形成され、各基材載置レール１５３の上面にほぼ全面が当接するようにしてある。
【００７７】
また、押圧躯体１５６の左右方向中央部には、所要の深さの凹部１５６ｂが設けてある。凹部１５６ｂには、左右方向の二箇所に互いに平行な押圧ピン１５７が設けられた昇降体１５７ａが上下方向に進退可能に収容されている。
【００７８】
昇降体１５７ａと凹部１５６ｂの天部（符号省略）の間には、バネ１５８が介在させてあり、バネ１５８により、昇降体１５７ａは下方へ付勢されている。昇降体１５７ａは、常態においては、各押圧ピン１５７の下端面が凹部１５６ｂからやや突出するように位置させてある。
【００７９】
なお、押圧ピン１５７は、下端面が、基材９０の上面を押圧する際に、基材９０に搭載されている半導体素子Ｔやボンディングワイヤにダメージを与えないように、半導体素子Ｔやボンディングワイヤを避ける配置となるようにしてある。
【００８０】
また、押圧ピン１５７の下端面と各当接部１５６ａの下端面の高さの関係は、放熱体予熱躯体１５１が下降して、各押圧ピン１５７の下端面が、基材保持部１５４で保持されている基材９０の上面に当接したとき、同時に各当接部１５６ａの下端面が、保持台１５０の各基材載置レール１５３の上面に当接する、というものである（後述の図１６参照）。
【００８１】
（放熱体付き基材送り出しユニット１６）
第３の放熱体貼り付けユニット１５ｂの右隣には、放熱体付き基材送り出しユニット１６が設けてある（図１、図３参照）。放熱体付き基材送り出しユニット１６は、前後方向に放熱体付き基材配置ガイド１６０を有している。放熱体付き基材配置ガイド１６０には、放熱体付き基材９を載置する配置部１６３が設けてある（図１参照）。
【００８２】
また、放熱体付き基材配置ガイド１６０の左右両端部には、堤部１６１が設けられ、堤部１６１の配置部１６３に対応する部分には、それぞれ四箇所に切欠部１６２が設けてある。各切欠部１６２は、上記第２搬送装置１４により放熱体付き基材９を受け渡すときに各放熱体付き基材保持チャック１４８を通す部分となる（図９、図１０参照）。
【００８３】
配置部１６３は、上記放熱体整列台１１５の整列部１１６と、前後方向において同じ位置、かつ同じ高さに設定されている。放熱体付き基材配置ガイド１６０の後方には、前後方向に移動可能で、配置部１６３にある放熱体付き基材９を放熱体付き基材収納ユニット１７へ送り出す放熱体付き基材プッシャ１６４が設けてある（図１、図９参照）。
【００８４】
（放熱体付き基材収納ユニット１７）
放熱体付き基材送り出しユニット１６の前方から左隣にかけて、放熱体付き基材収納ユニット１７が設けてある。放熱体付き基材収納ユニット１７は、前方に配置された複数列の多段に設けられた放熱体付き基材マガジン１７０を備えている（図１、図９参照）。
【００８５】
空の放熱体付き基材マガジン１７０の右方には、放熱体付き基材プッシャ１６４で送られた放熱体付き基材９を、間欠的にせり上がって受け取る受け取り部（符号省略）が設けてある。なお、受け取り部でせり上がった、放熱体付き基材９が収容された基材マガジン１７０は、左方へ順次送られるようになっている（図２参照）。
【００８６】
（作用）
ここで、本発明に係る放熱体貼り付け装置１により放熱体９１を基材９０に貼り付けて、樹脂封止装置（図示省略）により製造される半導体パッケージＰのモデルを示している図１１を参照し、発明に係る放熱体の貼り付け方法のあらましを説明する。
【００８７】
まず、主にマウント部９３に半導体素子Ｔを搭載し、ボンディングをした基材９０において、マウント部９３の半導体素子Ｔが接触している面とは反対の面（裏面）に、接着剤層９２を一方の面に設けた放熱体９１の接着剤層９２を押し付けて接着する。
【００８８】
このようにして、接着剤層９２を介し放熱体９１と基材９０を接着して一体化した放熱体付き基材９を、金型を備えるプレスユニット等により、樹脂封止をして封止樹脂９５で一体化し、半導体パッケージＰを製造することができる。
【００８９】
以下、上記方法における、放熱体９１を基材９０に接着し、作製した放熱体付き基材９を収納するまでを、上記放熱体貼り付け装置１を使用して行う工程によって詳細に説明する。
【００９０】
［１］放熱体供給ユニット１１において、放熱体分配部１１１が、放熱体マガジン１１３の最上部にある１枚の放熱体９１から、接着剤層９２の層間フィルム９４を放熱体保持パッド１１２により吸着して保持し、層間フィルム廃棄部１１４へ移動して廃棄する（図１、図７、図８参照）。
【００９１】
［２］放熱体分配部１１１が、放熱体マガジン１１３の最上部にある層間フィルム９４を取り除いた１枚の放熱体９１を吸着して保持し、放熱体整列台１１５へ搬送し、順に２枚を前後方向に並べるように各整列部１１６に置いて整列させる（図１、図７、図８参照）。
【００９２】
［３］基材供給ユニット１２において、半導体素子が搭載された基材９０が収容されている基材マガジン１２０が、中台１０１の下の空間部で右方向へ順次送られる。そして、基材配置ガイド１２１と同列に位置した基材マガジン１２０から、基材９０が、基材プッシャ１２３により基材配置ガイド１２１に沿って後方へ送り出され、配置部１２２に配置される（図１、図２参照）。
【００９３】
［４］第１搬送ユニット１３が、初期位置（図３に示す位置）において下降し、配置部１２２にある基材９０を基材保持チャック１３８で保持して上昇する。続いて、第１搬送ユニット１３は、レールＲに沿って放熱体整列台１１５方向へ移動し、整列部１１６にある２枚の放熱体９１を放熱体保持パッド１１２で吸着して保持する（図３、図４参照）。
【００９４】
［５］基材９０及び放熱体９１を保持した第１搬送ユニット１３は、レールＲに沿って移動経路を右方向へ移動し、第１の放熱体貼り付けユニット１５と同列位置で停止する。これにより、放熱体保持パッド１３６で保持された放熱体９１は、保持台１５０の放熱体保持部１５２の上方に位置する。
【００９５】
そして、基体１３４が下降して、各放熱体保持パッド１３６で保持している放熱体９１を、接着剤層９２を上にした状態で放熱体保持部１５２にセットする。放熱体保持部１５２が設けてある放熱体予熱躯体１５１は、ヒーターＨにより加熱されており、セットされた時点から放熱体９１の予備加熱が始まる（図１３参照）。なお、予備加熱は、例えば１４０〜１５０℃で３０秒間行うが、予備加熱の条件は、この内容に限定されず、適宜設定が可能である。
【００９６】
次に、第１搬送ユニット１３は、左方向へやや移動し、各基材保持チャック１３８で保持された基材９０を保持台１５０の各基材保持部１５４の上方に位置させる。基体１３４ａが下降して、基材保持チャック１３８で保持している基材９０を、基材保持部１５４に載置する。なお、このとき基材９０は、マウント部９３の裏面が放熱体９１と若干の隙間Ｓを設けた状態でセットされる（図１４参照）。
【００９７】
［６］第１搬送ユニット１３は、上記第１の放熱体貼り付けユニット１５の保持台５０への放熱体９１と基材９０のセット終了後、第１の放熱体貼り付けユニット１５の保持台５０から退避し、初期位置に戻って上記［４］と同様にして放熱体９１と基材９０を保持し、初期位置で待機する。
【００９８】
［７］エアシリンダー１５０ａが作動し、第１の放熱体貼り付けユニット１５の保持台５０が後方の貼り付け位置ａ２へ同じ高さで移動する。
【００９９】
［８］第１の放熱体貼り付けユニット１５の貼り付け部１５５（図７参照）が、初期位置（図１５に示す位置より上方）から下降し、各押圧ピン１５７の下端面が基材９０の上面に触れる。同時に、押圧躯体１５６の各当接部１５６ａの下端面も、バネで上方へ付勢されている各基材載置レール１５３の上面に当接する（図１６参照）。
【０１００】
［９］この状態から、貼り付け部１５５が更に下降し、押圧躯体１５６の各当接部１５６ａによって各基材載置レール１５３は押し下げられ、保持台１５０の放熱体予熱躯体１５１に当たって停止する。この下降中、押圧躯体１５６と基材載置レール１５３は同時に動くので、各押圧ピン１５７の基材９０に対する押圧力は変化しない（図１６、図１７参照）。
【０１０１】
そして、各基材載置レール１５３が放熱体予熱躯体１５１に当たった状態が維持されることで、各押圧ピン１５７の下端面は、バネ１５８の付勢力とほぼ同じ一定の力で、基材９０を放熱体９１に押し付けることができる（図１７参照）。この押し付けは、例えばバネ１５８の付勢力が、２００〜４００ｇ／ｃｍ2の場合で３０秒間行うが、この条件に限定されず、適宜設定が可能である。
【０１０２】
また、放熱体９１は、上記したように予備加熱されているので、基材９０を放熱体９１に押し付ける際には、放熱体９１に設けてある接着剤層９２は、基材９０との接着に必要な所要温度に近い温度まで加熱されている。そして、押圧状態を上記時間維持することにより、基材９０のマウント部９３の裏面と放熱体９１の接着剤層９２は、それぞれのほぼ全面が接着剤層９２を介し貼り付けられるので、充分な接着力が得られる。
【０１０３】
［１０］基材９０と放熱体９１の貼り付けが終了すると、第１の放熱体貼り付けユニット１５の保持台１５０から貼り付け部１５５が離れて上昇し、退避する。
【０１０４】
［１１］次に、エアシリンダー１５０ａが作動し、第１の放熱体貼り付けユニット１５の、放熱体付き基材９を保持した保持台５０が、後方の貼り付け位置ａ２から前方の受け渡し位置ａ１へ同じ高さで移動する。
【０１０５】
［１２］第２搬送ユニット１４が、図３に示す初期位置から、レールＲに沿って、前方の受け渡し位置ａ１に位置している第１の放熱体貼り付けユニット１５の保持台５０の方向へ移動する。第２搬送ユニット１４は、各放熱体付き基材保持チャック１４８を、保持台１５０で保持された放熱体付き基材９の上方に位置させて停止する。
【０１０６】
［１３］第２搬送ユニット１４の基体１４４が下降し、放熱体付き基材保持チャック１４８によって、放熱体付き基材９をチャックして保持し、上昇する。
【０１０７】
［１４］第２搬送ユニット１４は、初期位置方向へ戻り、放熱体付き基材送り出しユニット１６の放熱体付き基材配置ガイド１６０の上方で停止する。基体１４４が下降し、放熱体付き基材保持チャック１４８が放熱体付き基材９の保持解除をして、放熱体付き基材配置ガイド１６０の配置部１６３に配置する（図１参照）。
【０１０８】
［１５］以降は、上記と同様にして、第２搬送ユニット１４による第１の放熱体貼り付けユニット１５の保持台１５０からの放熱体付き基材９の搬出の後、⇒「第１搬送ユニット１３による基材９０と放熱体９１の第２の放熱体貼り付けユニット１５ａの保持台１５０への搬入」⇒「第２の放熱体貼り付けユニット１５ａによる基材９０と放熱体９１の貼り付け」⇒「第２搬送ユニット１４による第２の放熱体貼り付けユニット１５ａの保持台１５０からの放熱体付き基材９の搬出」⇒「第１搬送ユニット１３による基材９０と放熱体９１の第３の放熱体貼り付けユニット１５ｂの保持台１５０への搬入」⇒「第３の放熱体貼り付けユニット１５ｂによる基材９０と放熱体９１の貼り付け」⇒「第２搬送ユニット１４による第３の放熱体貼り付けユニット１５ｂの保持台１５０からの放熱体付き基材９の搬出」の順で行うことができる。
【０１０９】
そして、上記工程を繰り返すことにより、多数の放熱体付き基材９の作製が可能になる。第１の放熱体貼り付けユニット１５、第２の放熱体貼り付けユニット１５ａ及び第３の放熱体貼り付けユニット１５ｂによる基材９０と放熱体９１の貼り付けの順番は、上記に限定されず、適宜順で行うことができる。
【０１１０】
また、第１搬送ユニット１３、第２搬送ユニット１４、保持台１５０及び貼り付け部１５５の動き出しのタイミングは重要であり、各部の待機時間等の無駄な時間を極力減らすことで、製造効率を向上させることができる。
【０１１１】
なお、第１搬送ユニット１３による基材９０と放熱体９１の放熱体貼り付けユニット１５、１５ａ、１５ｂの保持台１５０への搬入と、第２搬送ユニット１４による各保持台１５０からの放熱体付き基材９の搬出は、例えば次の手順（方法）で行うこともできる。
【０１１２】
まず、「第１搬送ユニット１３による基材９０と放熱体９１の第１の放熱体貼り付けユニット１５の保持台１５０への搬入」⇒「第１搬送ユニット１３による基材９０と放熱体９１の第２の放熱体貼り付けユニット１５ａの保持台１５０への搬入」⇒「第１搬送ユニット１３による基材９０と放熱体９１の第３の放熱体貼り付けユニット１５ｂの保持台１５０への搬入」⇒「第１、第２及び第３の放熱体貼り付けユニット１５、１５ａ、１５ｂによる基材９０と放熱体９１の貼り付け」⇒「第２搬送ユニット１４による第１の放熱体貼り付けユニット１５の保持台１５０からの放熱体付き基材９の搬出」⇒「第２搬送ユニット１４による第２の放熱体貼り付けユニット１５ａの保持台１５０からの放熱体付き基材９の搬出」⇒「第２搬送ユニット１４による第３の放熱体貼り付けユニット１５ｂの保持台１５０からの放熱体付き基材９の搬出」の手順で行うこともできる。
【０１１３】
［１６］放熱体付き基材送り出しユニット１６の放熱体付き基材プッシャ１６４が、放熱体付き基材９を前方へ送り出し、受け取り部において、放熱体付き基材収納ユニット１７の放熱体付き基材マガジン１７０に収容する（図１、図９、図１０参照）。
【０１１４】
［１７］放熱体付き基材９が収容された各放熱体付き基材マガジン１７０は、順次上方へせり上げられ、同じ個数だけ積み重ねられた状態で、左方へ送られてストックされる（図２、図９参照）。
【０１１５】
本発明に係る放熱体の貼り付け方法及び放熱体貼り付け装置１によれば、基材９０と放熱体９１は、接着剤層９２を介し接着するので、間に隙間が形成されない。これにより、半導体パッケージＰを製造する際の後工程である樹脂封止において、基材９０と放熱体９１の間に樹脂が入り込む恐れはない。また、基材９０と放熱体９１を接着する接着剤層９２は、熱伝導性を有しているので、基材９０から放熱体９１への熱伝導性は高い。
【０１１６】
従って、樹脂や接着剤層が、基材９０から放熱体９１への熱伝導性を阻害して半導体パッケージＰの放熱性が悪くなる原因となることを抑止することができ、結果的に、製造される半導体パッケージＰに優れた放熱性を付与できる。
【０１１７】
更には、放熱体９１に、あらかじめ接着剤層９２が設けてあるので、基材９０と放熱体９１を接着するにあたり、接着する準備が整った状態で放熱体貼り付けユニット１５へ供給することが可能であり、放熱体付き基材９の作製工程が簡易化できるので、製造効率を向上させることができる。
【０１１８】
本明細書及び特許請求の範囲で使用している用語と表現は、あくまでも説明上のものであって、なんら限定的なものではなく、本明細書及び特許請求の範囲に記述された特徴及びその一部と等価の用語や表現を除外する意図はない。また、本発明の技術思想の範囲内で、種々の変形態様が可能であるということは言うまでもない。
【符号の説明】
【０１１９】
１  放熱体貼り付け装置
１０  フレーム
１０１  中台
１１  放熱体供給ユニット
１１０  供給ガイド
１１１  放熱体分配部
１１２  放熱体保持パッド
１１３  放熱体マガジン
１１４  層間フィルム廃棄部
１１５  放熱体整列台
１１６  整列部
１２  基材供給ユニット
１２０  基材マガジン
１２１  基材配置ガイド
１２２  配置部
１２３  基材プッシャ
１２４  引き込みガイド
１２５  基材引き込みスライダー
１３  第１搬送ユニット
１３０  昇降体
１３４、１３４ａ  基体
１３６  放熱体保持パッド
１３８  基材保持チャック
１３９  拡縮アクチュエータ
Ｒ  レール
１４  第２搬送ユニット
１４４  基体
１４８  放熱体付き基材保持チャック
１４９  拡縮アクチュエータ
１５、１５ａ、１５ｂ  放熱体貼り付けユニット
１５０  保持台
１５０ａ  エアシリンダー
１５１  放熱体予熱躯体
１５２  放熱体保持部
ａ１  受け渡し位置
ａ２  貼り付け位置
Ｈ  ヒーター
１５３  基材載置レール
１５４  基材保持部
１５５  貼り付け部
１５６  押圧躯体
１５６ａ  当接部
１５６ｂ  凹部
１５７  押圧ピン
１５７ａ  昇降体
１５８  バネ
１５９  昇降ロッド
１６  放熱体付き基材送り出しユニット
１６０  放熱体付き基材配置ガイド
１６１  堤部
１６２  切欠部
１６３  配置部
１６４  放熱体付き基材プッシャ
１７  放熱体付き基材収納ユニット
１７０  放熱体付き基材マガジン
９  放熱体付き基材
９０  基材
９１  放熱体
９２  接着剤層
９３  マウント部
９４  層間フィルム
Ｐ  半導体パッケージ
Ｔ  半導体素子
９５  封止樹脂
【図１】
2020184594.tif 000003
【図２】
2020184594.tif 000004
【図３】
2020184594.tif 000005
【図４】
2020184594.tif 000006
【図５】
2020184594.tif 000007
【図６】
2020184594.tif 000008
【図７】
2020184594.tif 000009
【図８】
2020184594.tif 000010
【図９】
2020184594.tif 000011
【図１０】
2020184594.tif 000012
【図１１】
2020184594.tif 000013
【図１２】
2020184594.tif 000014
【図１３】
2020184594.tif 000015
【図１４】
2020184594.tif 000016
【図１５】
2020184594.tif 000017
【図１６】
2020184594.tif 000018
【図１７】
2020184594.tif 000019