(57)【要約】【課題】ろう材片６を位置精度良くろう材接合部へ配置することができるとともに、工程時間を短縮でき、製造コストを下げることのできるろう材供給装置を提供する。【解決手段】テープ状ろう材７をろう材片６に切断する受刃１３および切刃１４の組合せからなる切断部１２と、テープ状ろう材７を切断部１２へ案内するガイド１１と、ガイド１１と切刃１４の間に設置され、テープ状ろう材７を受刃１３に押し付けるろう材押さえ１８と、切刃１４上に至ったテープ状ろう材７を切刃１４に押圧固定するとともに、切断されたろう材片６を吸着保持して移送する移載ヘッド機構１７を有するろう材供給装置１０であって、ろう材押さえ１８は、受刃１３と切刃１４の間に送り込まれたテープ状ろう材７を受刃１３に押し付け、切断後に上記押し付け力を解除するものであることを特徴とするろう材供給装置１０。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
テープ状ろう材をろう材片に切断する受刃および切刃の組合せからなる切断部と、上記テープ状ろう材を上記切断部へ案内するガイドと、上記ガイドと上記切刃の間に設置され、上記テープ状ろう材を上記受刃に押し付けるろう材押さえと、上記切刃上に至った上記テープ状ろう材を上記切刃に押圧固定するとともに、切断された上記ろう材片を吸着保持して移送する移載ヘッド機構を有するろう材供給装置であって、上記ろう材押さえは、上記受刃と上記切刃の間に送り込まれた上記テープ状ろう材を上記受刃に押し付け、切断後に上記押し付け力を解除することを特徴とするろう材供給装置。
【請求項２】
上記テープ状ろう材は並列に２本配されて上記切断部に案内され、上記切断部は並列に案内された上記２本のテープ状ろう材を同時に切断し、上記移載ヘッド機構は２つの単位移載ヘッドを有しそれぞれの単位移載ヘッドが切断された上記ろう材片を１つづつ吸着保持して移送することを特徴とする請求項１に記載のろう材供給装置。
【請求項３】
上記移載ヘッド機構は、上記２つの単位移載ヘッドの配列ピッチを、切断された上記２つのろう材片の配列ピッチに合わせる手段と、上記２つの単位移載ヘッドによって上記２つのろう材片を同時に吸着保持する手段と、吸着保持した上記２つのろう材片を移送する手段と、上記２つの単位移載ヘッドの配列ピッチをろう材接合部のピッチに合わせる手段を有することを特徴とする請求項２に記載のろう材供給装置。
【請求項４】
上記単位移載ヘッドは、上記ろう材片を吸着保持後、水平方向に９０度回転する機構を備えていることを特徴とする請求項３に記載のろう材供給装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、テープ状ろう材をろう材片に切断しこのろう材片を所定位置へ移送するろう材供給装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体パッケージの製造工程では、セラミック製の絶縁部材にリードフレームや放熱用金属板などの金属部材をろう材を介して接合されることが行われる。
図６はこのような半導体パッケージの一例を示す斜視図である。
図６（ａ）において、半導体パッケージ１は、タングステンやモリブデンなどの導体ペーストを印刷後焼成して形成されたメタライズ層２を上下面に有するセラミック製の枠体３と、枠体３の上面にろう材を介して接合されたＦｅ―Ｎｉ系合金等の金属材料からなるリードフレーム４と、枠体３の下面にろう材を介して接合された銅タングステン（Ｃｕ―Ｗ）や銅モリブデン（Ｃｕ―Ｍｏ）などの金属材料からなる基体５と、を有している。
枠体３とリードフレーム４の接合は、図６（ｂ）に示すように、リードフレーム４の上に平行に２本の短冊状のろう材片６を配置し、さらにその上にろう材片６とメタライズ層２が重なるように枠体３を配置して所定の温度で熱処理することにより行われる。
【０００３】
ろう材片６を配置するのに、テープ状ろう材をろう材片に切断し、これを吸着して移送するろう材供給装置が使用されている。図７は従来のろう材供給装置を示し、５１は上面部に配置したテープ状ろう材７を切断部５２へ案内するガイド、５３および５４はガイド５１を通って送り出されたテープ状ろう材７を所定長さに切断する受刃および切刃で、切刃５４はテープ状ろう材７を切断する際に上昇するようになっている。受刃５３とガイド５１の間にはテープ状ろう材７を切断部５２へ送り出し可能とするために、テープ状ろう材７の厚みよりも大きな隙間ｈが設けられている。
５７は切刃５４の上昇によってテープ状ろう材７から切断されたろう材片６に当接してこれを真空吸着して移送する移載ヘッド機構で、移載ヘッド機構５７はろう材片６を真空吸着する吸着ノズル５５と、吸着ノズル５５を保持するホルダー５６から構成される。移載ヘッド機構５７は、吸着ノズル５５がろう材片６を吸着すると、リードフレーム４の上方に移動してろう材片６を配置し、しかる後元の位置に戻るようになっている。
【０００４】
上記のろう材供給装置では、テープ状ろう材７が切刃５４の上昇によって切断された後、切断されたろう材片６がさらに上昇させられ吸着ノズル５５に吸着される。テープ状ろう材７の切断時に、切刃５４の動作による衝撃や振動などによりろう材片６が回転や位置ずれを起こし、この状態でろう材片６が吸着ノズル５５に吸着される。このため、ろう材片６がリードフレーム４上に位置ずれして配置され、接合不良となる問題が発生していた。
【０００５】
このような問題を解決するため、非特許文献１には、上下の双方間に水平方向に送り込まれた薄材を小片に切断するための上刃カッタと下刃カッタ、この下刃カッタ上に至った上記薄材を上方から押圧し位置固定しておき、上記上刃カッタと下刃カッタにより切断された上記上片を真空吸着するニードル、このニードルを上下動可能に支持しており、上記薄材が上記上下のカッタ間に送り込まれると下降し上記ニードルで下刃カッタ上の薄片を押圧させ、上記小片に切断されるとニードルに吸着させて上昇し、部品上の溶着位置上に移動して下降し、ニードルに吸着されている小片を部品上に圧着し溶着させる支持わく、及びこの支持わくに装着され、上記ニードルを下方に押圧するばね部材を備えた薄材の切断溶着装置が記載されている。
上記切断溶着装置によれば、送り込まれ下刃カッタ上にある薄材をニードルで押圧し位置固定し、カッタの切断動作で小片に切断し、この小片をニードルで真空吸着して部品上に移送し溶着するようにしているので、小片が部品上の溶着箇所に位置精度よく溶着することができ、位置ずれによる他の部品との溶着不良をなくすることができる。
【０００６】
図８（ａ）は半導体パッケージの他の例を示す斜視図であり、図６（ａ）の半導体パッケージ１に比べてリードフレーム４のリード数が多く、枠体３の４つの辺全部にリードフレーム４のリード９が接続される以外は図６（ａ）の半導体パッケージ１の構成と同じである。この場合の枠体３とリードフレーム４の接合もろう材を用いて行われ、図８（ｂ）に示すように、リードフレーム４の上に格子状に４本のろう材片６を配置し、さらにその上にろう材片６とメタライズ層２が重なるように枠体３を配置して所定の温度で熱処理することにより行われる。
【０００７】
図７に示す従来のろう材供給装置５０や非特許文献１に記載されている切断溶着装置では、１度に１つのろう材片しかリードフレーム上へ移送できないため、図８（ａ）に示す半導体パッケージ１では４回のろう材片移送工程が必要となり、工程時間を短縮できないという問題があった。
このような問題を解決するため、特許文献１に示すようなリング状ろう材を用いることが行われている。この場合の枠体３とリードフレーム４の接合は、図８（ｃ）に示すように、リードフレーム４上にリング状ろう材８を配置し、さらにその上にリング状ろう材８とメタライズ層２が重なるように枠体３を配置して所定の温度で熱処理することにより行われる。
特許文献１に示すようなリング状ろう材を用いれば、一度に４つの辺にろう材を配置することができ、工程時間を短縮することができる。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００８】
【非特許文献１】実開昭５７−２３９２６号公報
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００２−２３９７８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
非特許文献１に記載されている切断溶着装置には、ガイド５１と受刃５３の間に位置するテープ状ろう材７を切断時に固定する技術に関する記載は無い。このような切断溶着装置では、切刃５４の上昇によって受刃５３に押し付けられていたテープ状ろう材７が、切断によってろう材片６から切り離されて、受刃５３側からガイド５１側へ落下する。この落下の衝撃によってテープ状ろう材７の先端７ａの位置がずれ、位置ずれしたテープ状ろう材７の先端７ａが切刃５４へ送り込まれるという問題が発生していた。
【００１１】
また、特許文献１に示すようなリング状ろう材を用いるためには、半導体パッケージ１の形状やサイズごとに、リング状ろう材８を打ち抜くための金型を準備しなければならず、ろう材の製造コストを下げることが難しいという問題があった。
本発明は、上記課題を解決し、ろう材片を位置精度良くろう材接合部へ配置することができるとともに、工程時間を短縮でき、製造コストを下げることのできるろう材供給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】
【００１２】
上記課題を解決するための本発明の請求項１に記載のろう材供給装置は、
テープ状ろう材をろう材片に切断する受刃および切刃の組合せからなる切断部と、
上記テープ状ろう材を上記切断部へ案内するガイドと、
上記ガイドと上記切刃の間に設置され、上記テープ状ろう材を上記受刃に押し付けるろう材押さえと、
上記切刃上に至った上記テープ状ろう材を上記切刃に押圧固定するとともに、切断された上記ろう材片を吸着保持して移送する移載ヘッド機構を有するろう材供給装置であって、
上記ろう材押さえは、上記受刃と上記切刃の間に送り込まれた上記テープ状ろう材を上記受刃に押し付け、切断後に上記押し付け力を解除することを特徴とするろう材供給装置である。
【００１３】
また、上記課題を解決するための本発明の請求項２に記載のろう材供給装置は、
上記テープ状ろう材は並列に２本配されて上記切断部に案内され、上記切断部は並列に案内された上記２本のテープ状ろう材を同時に切断し、上記移載ヘッド機構は２つの単位移載ヘッドを有しそれぞれの単位移載ヘッドが切断された上記ろう材片を１つづつ吸着保持して移送することを特徴とする請求項１に記載のろう材供給装置である。
【００１４】
また、上記課題を解決するための本発明の請求項３に記載のろう材供給装置は、
上記移載ヘッド機構は、
上記２つの単位移載ヘッドの配列ピッチを、切断された上記２つのろう材片の配列ピッチに合わせる手段と、
上記２つの単位移載ヘッドによって上記２つのろう材片を同時に吸着保持する手段と、
吸着保持した上記２つのろう材片を移送する手段と、
上記２つの単位移載ヘッドの配列ピッチをろう材接合部のピッチに合わせる手段を有することを特徴とする請求項２に記載のろう材供給装置である。
【００１５】
また、上記課題を解決するための本発明の請求項４に記載のろう材供給装置は、
上記単位移載ヘッドは、上記ろう材片を吸着保持後、水平方向に９０度回転する機構を備えていることを特徴とする請求項３に記載のろう材供給装置である。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の請求項１に記載のろう材供給装置によれば、ガイドと切刃の間に設置され、受刃に向けて供給されたテープ状ろう材を受刃に押し付けるテープ状ろう材押さえを有し、前記ろう材押さえは、受刃と切刃の間に送り込まれた切断直前のテープ状ろう材を受刃に押し付け、切断後に上記押し付け力を解除するようにしている。このため、切断直後のろう材片から切り離されたテープ状ろう材の端部は受刃に押し付けられているので、切断の衝撃によってテープ状ろう材の端部が位置ずれすることが無い。したがって、テープ状ろう材の端部は位置ずれをおこすことなく切刃上へ案内される。
【００１７】
本発明の請求項２記載のろう材供給装置によれば、一度に２つのろう材片を移送することができ、工程時間を短縮することができる。
【００１８】
本発明の請求項３記載のろう材供給装置によれば、２つの単位移載ヘッドの配列ピッチを可変とすることにより、２本のテープ状ろう材のピッチと２つの単位移載ヘッドのピッチをろう材接合部のピッチに合わせる必要が無い。したがって、装置の調整に要する時間を短縮することができる。
【００１９】
本発明の請求項４記載のろう材供給装置によれば、単位移載ヘッドが水平方向に９０度回転する機構を備えていることにより、４つの短冊状のろう材片を枠状に配置することができる。したがって、半導体パッケージの形状やサイズごとにリング状ろう材打ち抜き用の金型を準備する必要が無くなり、ろう材の製造コストを下げることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の第１実施例に係るろう材供給装置の側面図
【図２】本発明の第１実施例に係るろう材供給装置の動作説明図
【図３】本発明の第２実施例に係るろう材供給装置の斜視図
【図４】本発明の第３実施例に係るろう材供給装置の動作説明図
【図５】本発明の第４実施例に係るろう材供給装置の動作説明図
【図６】半導体パッケージの１例を示し、（ａ）は同半導体パッケージの斜視図、（ｂ）は同半導体パッケージの組立方法を説明するための分解斜視図
【図７】従来例に係るろう材供給装置の側面図
【図８】半導体パッケージの他の例を示し、（ａ）は同半導体パッケージの斜視図、（ｂ）は同半導体パッケージの組立方法を説明するための分解斜視図、（ｃ）は同半導体パッケージの他の組立方法を説明するための分解斜視図
【発明を実施するための形態】
【００２１】
（第１実施例）
図１、図２は本発明の第１実施例に係るろう材供給装置を説明するための図であり、図１はろう材供給装置の側面図、図２はろう材供給装置の動作説明図である。
まず、図１を参照して第１実施例のろう材供給装置について説明する。
１１は上面部にテープ状ろう材７を挿入させて切断部１２へ案内するガイド、１３および１４はガイド１１を通って送り出されたテープ状ろう材７を所定長さのろう材片６に切断する受刃および切刃で、切刃１４はテープ状ろう材７を切断する際に上昇するようになっている。受刃１３とガイド１１の間にはテープ状ろう材７を切断部１２へ送り出し可能とするために、テープ状ろう材７の厚みよりも大きな隙間ｈが設けられている。
１７は切刃１４の上昇によってテープ状ろう材７から切断されたろう材片６に当接してこれを真空吸着して移送する移載ヘッド機構で、移載ヘッド機構１７はろう材片６を真空吸着する吸着ノズル１５と、吸着ノズル１５を保持するホルダー１６から構成される。移載ヘッド機構１７は、吸着ノズル１５がろう材片６を吸着すると、リードフレーム４の上方に移動してろう材片６を配置し、しかるのち元の位置に戻るようになっている。
１８はガイド１１と切刃１４の間に設置され、テープ状ろう材７を受刃１３に押し付けるろう材押さえで、切刃１４の動作に伴い上下動する。
【００２２】
次に、図２を参照して第１実施例のろう材供給装置の動作について説明する。
まず、図２（ａ）に示すように、テープ状ろう材７が受刃１３と切刃１４の間に送り込まれる。次に、図２（ｂ）に示すように、ろう材押さえ１８が上昇してテープ状ろう材７を受刃１３に押し付ける。次に、吸着ノズル１５が下降してその先端がテープ状ろう材７に接触した位置で停止してテープ状ろう材７を吸着する。次に、図２（ｃ）に示すように切刃１４が矢印のように上昇し、テープ状ろう材７を切断する。このとき、切断されたろう材片６は吸着ノズル１５に位置ずれを起こすことなく吸着固定されている。また、切断後のテープ状ろう材７の端部７ａも位置ずれを起こすことなくろう材押さえ１８によって受刃１３に押し付けられ固定されている。次に、図２（ｄ）に示すように、移載ヘッド機構１７が上昇した後、リードフレーム４の上方に移動してろう材片６を配置し、しかるのち元の位置に戻る。また、切刃１４とろう材押さえ１８は、図２（ａ）に示す位置にまで下降する。
本実施例のろう材供給装置１０によれば、切断直後のテープ状ろう材７の端部７ａは受刃１３に押し付けられているので、切断の衝撃によって端部７ａの位置がずれることが無い。したがって、テープ状ろう材７の端部７ａは位置ずれをおこすことなく切刃１４上へ案内される。
【００２３】
（第２実施例）
図３は本発明の第２実施例に係るろう材供給装置の斜視図である。
第１実施例では、一度に１つのろう材片の切断と移送を行っていたが、本実施例では一度に２つのろう材片の切断と移送を行うようにしている。この場合、図３に示すようにガイド１１上に２本のテープ状ろう材７が並列に配されて切断部１２に案内される。また、本実施例の移載ヘッド機構１７は２つの単位移載ヘッド２０を有しており、各単位移載ヘッド２０が下降して切刃１４上に至ったテープ状ろう材７を１つづつ吸着保持する。次に、切刃１４が上昇し、２本のテープ状ろう材７を同時に切断する。最後に、切断された２つのろう材片６は移載ヘッド機構１７により移送されリードフレーム４のろう材接合部４ａ、４ｂ上に載置される。ここで、上記切刃１４上に至った２本のテープ状ろう材７のピッチＰ１と２つの単位移載ヘッド２０のピッチＰを、リードフレーム４の接合部４ａ、４ｂのピッチＰ２と同じになるように予め調整しておく。その他の事項は第１実施例と同じでよい。
本実施例のろう材供給装置によれば、一度に２つのろう材片を移送することができ、工程時間を短縮することができる。
【００２４】
（第３実施例）
第２実施例の移載ヘッド機構１７では、各単位移載ヘッド２０のピッチＰは固定されていたが、本実施例の移載ヘッド機構１７では、２つの単位移載ヘッド２０間のピッチＰを変更できるようになっている。この場合、２つの単位移載ヘッド２０を保持する連結アーム１９内にモータ（図示せず）が内蔵され、各単位移載ヘッド２０が前記モータに連結されている。そして、前記モータを駆動することにより単位移載ヘッド２０が連結アーム１９の長手方向に移動する。これにより２つの単位移載ヘッド２０間のピッチＰを変更する。
次に、図４を用いて本実施例のろう材供給装置の動作について説明する。
図４（ａ）は移載ヘッド機構１７を切刃１４上に移動させた状態を示している。ここで、２つの単位移載ヘッド２０の配列ピッチＰを、切刃１４上に至った２本のテープ状ろう材７のピッチＰ１に合わせる。次に、実施例１と同様にろう材押さえ１８が上昇してテープ状ろう材７を受刃１３に押し付けた後（図２（ｂ）参照）、図４（ｂ）のように吸着ノズル１５が下降してその先端がテープ状ろう材７に接触した位置で停止してテープ状ろう材７を吸着保持する。次に、図４（ｃ）に示すように切刃１４が矢印のように上昇し、テープ状ろう材７を切断して切断されたろう材片６が吸着ノズル１５に吸着保持された状態となる。次に、図４（ｄ）に示すように、移載ヘッド機構１７が上昇した後、リードフレーム４の上方に移動してろう材片６をろう材接合部４ａ、４ｂへ配置し、しかるのち元の位置に戻る。この移動過程において、２つの単位移載ヘッド２０の配列ピッチＰをリードフレーム４のろう材接合部４ａ、４ｂのピッチＰ２に合わせる。
このように、２つの単位移載ヘッド２０の配列ピッチＰを可変とすることにより、２本のテープ状ろう材７のピッチＰ１と２つの単位移載ヘッド２０のピッチＰをリードフレーム４の接合部４ａ、４ｂのピッチＰ２に合わせる必要が無い。したがって、装置の調整に要する時間を短縮することができる。
【００２５】
（第４実施例）
第４実施例のろう材供給装置は、第３実施例の移載ヘッド機構１７において、２つの単位移載ヘッド２０が水平方向に９０度回転する機構を備えていることによって、４本の短冊状のろう材片をリードフレームのろう材接合部上に枠状に配置できるようにしたものである。
次に、図５を用いて、４つのろう材片６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄを２回にわけてリードフレーム４上に配置する動作について説明する。
まず、ろう材片６ａ、６ｂをリードフレーム４上に配置する動作について説明する。本動作は、移載ヘッド機構１７によって吸着保持したろう材片６ａ、６ｂをリードフレーム４の上方に移動して配置する移送過程の動作が相違している以外は、第３実施例の動作と同様であるため、移送過程の動作についてのみ説明する。図５（ａ）は移送過程の全体を示す側面図、図５（ｂ）乃至図５（ｅ）は移送過程におけるろう材片６ａ、６ｂの相対位置の変化を示す平面図である。まず、単位移載ヘッド２０ａ、２０ｂに吸着保持された直後のろう材片６ａ、６ｂは図５（ｂ）のように平行になっている。次に、ろう材片６ａを保持している単位移載ヘッド２０ａを９０度回転させてろう材片６ａとろう材片６ｂのなす角度を図５（ｃ）のように９０度とする。次に、ろう材片６ａを保持している単位移載ヘッド２０ａを所定量移動させて、ろう材片６ａ、６ｂの配置が図５（ｄ）のようにＬ字状となるようにする。そして、リードフレーム４上に移動させた移載ヘッド機構１７を下降させ、Ｌ字状に配置したろう材片６ａ、６ｂを図５（ｅ）のようにリードフレーム４のろう材接合部上に配置する。
次に、ろう材片６ｃ、６ｄをリードフレーム４上に配置する動作について説明する。本動作においても、移載ヘッド機構１７によって吸着保持したろう材片６ｃ、６ｄをリードフレーム４の上方に移送して配置する移送過程の動作が相違している以外は、第３実施例と同様であるため、移送過程の動作についてのみ説明する。図５（ｆ）は移送過程の全体を示す側面図、図５（ｇ）乃至図５（ｊ）は移送過程におけるろう材片６ｃ、６ｄの相対位置の変化を示す平面図である。まず、単位移載ヘッド２０ａ、２０ｂに吸着保持された直後のろう材片６ｃ、６ｄは図５（ｇ）のように平行になっている。次に、ろう材片６ｄを保持している単位移載ヘッド２０ｂを９０度回転させてろう材片６ｃとろう材片６ｄのなす角度を図５（ｈ）のように９０度とする。次に、ろう材片６ｄを保持している単位移載ヘッド２０ｂを所定量移動させて、ろう材片６ｃと６ｄの配置が図５（ｉ）のようにＬ字状となるようにする。そして、リードフレーム４上に移動させた移載ヘッド機構１７を下降させ、Ｌ字状に配置したろう材片６ｃ、６ｄを図５（ｊ）のようにリードフレーム４のろう材接合部上に配置する。
本実施例においては、リードフレーム４上にろう材を枠状に配置するのに、４つのろう材片６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄを２回にわけてリードフレーム４上に配置することにより行っている。したがって、図８（ｃ）に示すようなリング状ろう材８を用いる必要が無くなり、半導体パッケージの形状やサイズごとにリング状ろう材打ち抜き用の金型を準備する必要が無くなり、ろう材の製造コストを下げることができる。
【符号の説明】
【００２６】
１  半導体パッケージ       ２  メタライズ層              ３  枠体              ４  リードフレーム
５  基体              ６、６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄ  ろう材片       ７  テープ状ろう材
７ａ  端部           ８  リング状ろう材           ９  リード
１０  ろう材供給装置       １１  ガイド       １２  切断部       １３  受刃           １４  切刃
１５  吸着ノズル              １６  ホルダー    １７  移載ヘッド機構       １８  ろう材押さえ
１９  連結アーム              ２０、２０ａ、２０ｂ  単位移載ヘッド
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2014147945.tif 000009
【図８】
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