(57)【要約】【課題】ペーストの供給量の安定性が高いペースト供給ユニットを提供する。【解決手段】実施形態に係るペースト供給ユニットは、ペーストを保持する受皿と、前記受皿を回転させる駆動部と、前記ペーストの表面に接触するスキージと、を備える。前記スキージにおける前記ペーストと接触する下面及び前記受皿の回転に伴って前記ペーストが接近する前面に窪みが形成されている。前記窪みは前記スキージにおける前記下面と前記前面との境界線が延びる幅方向の両端部には到達していない。前記窪みの内面のうち、前記窪みの後端部における前記窪みの内面と前記下面との境界領域を除く領域は、前記窪みの外側に向けて凸となるように湾曲した連続した曲面によって構成されている。【選択図】図３
2014175555.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ペーストを保持する受皿と、
前記受皿を回転させる駆動部と、
前記ペーストの表面に接触するスキージと、
前記駆動部に連結され、内部に空気を流通させる通路が形成された金属プレートと、
前記金属プレートを冷却するペルチェ素子と、
を備え、
前記スキージにおける前記ペーストと接触する下面及び前記受皿の回転に伴って前記ペーストが接近する前面に単一の窪みが形成されており、
前記窪みは前記スキージにおける前記下面と前記前面との境界線が延びる幅方向の両端部には到達しておらず、
前記窪みにおける前記幅方向の両端部を除く部分の形状は、円柱形をその軸を含む平面で４分割した形状を含み、前記窪みにおける前記幅方向の両端部の形状は、それぞれ扁平球形をその中心を含む相互に直交した３平面で８分割した形状を含み、
前記幅方向が前記受皿の半径方向と一致するように前記スキージが配置されたときに、前記円柱形の軸は、前記幅方向に対して、前記受皿の外側にいくほど前記回転の後方に位置するように傾斜し、前記窪みの内面における前記前面から最も遠い点は、前記スキージにおける前記受皿の外周側に配置される部分に位置し、
前記窪みの前記幅方向における両端部を除く部分において、前記窪みの後端部における前記窪みの内面と前記下面との境界領域は面取りされており、
前記窪みの内面における前記境界領域を除く領域は、前記窪みの外側に向けて凸となるように湾曲した連続した曲面によって構成されたペースト供給ユニット。
【請求項２】
ペーストを保持する受皿と、
前記受皿を回転させる駆動部と、
前記ペーストの表面に接触するスキージと、
を備え、
前記スキージにおける前記ペーストと接触する下面及び前記受皿の回転に伴って前記ペーストが接近する前面に窪みが形成されており、
前記窪みは前記スキージにおける前記下面と前記前面との境界線が延びる幅方向の両端部には到達しておらず、
前記窪みの内面のうち、前記窪みの後端部における前記窪みの内面と前記下面との境界領域を除く領域は、前記窪みの外側に向けて凸となるように湾曲した連続した曲面によって構成されているペースト供給ユニット。
【請求項３】
前記窪みにおける前記幅方向の両端部を除く部分の形状は、円柱形の一部を含み、前記窪みにおける前記幅方向の両端部の形状は、それぞれ扁平球形の一部を含む請求項２記載のペースト供給ユニット。
【請求項４】
前記円柱形の一部は円柱形をその軸を含む平面で４分割した形状であり、前記扁平球形の一部は扁平球形をその中心を含む相互に直交した３平面で８分割した形状である請求項３記載のペースト供給ユニット。
【請求項５】
前記幅方向が前記受皿の半径方向と一致するように前記スキージが配置されたときに、前記円柱形の軸は、前記幅方向に対して、前記受皿の外側にいくほど前記回転の後方に位置するように傾斜する請求項３または４に記載のペースト供給ユニット。
【請求項６】
前記窪みの内面における前記前面から最も遠い点は、前記スキージにおける前記受皿の外周側に配置される部分に位置する請求項２〜５のいずれか１つに記載のペースト供給ユニット。
【請求項７】
前記窪みの前記幅方向における両端部を除く部分において、前記窪みの内面と前記下面との境界領域は面取りされている請求項２〜６のいずれか１つに記載のペースト供給ユニット。
【請求項８】
前記スキージは、前記受皿に保持された前記ペーストの表面のうち、前記受皿の半径方向の一部の領域に接触する請求項２〜７のいずれか１つに記載のペースト供給ユニット。
【請求項９】
前記駆動部に連結された金属プレートと、
前記金属プレートを冷却するペルチェ素子と、
をさらに備えた請求項２〜８のいずれか１つに記載のペースト供給ユニット。
【請求項１０】
前記金属プレートには空気を流通させる通路が形成されている請求項９記載のペースト供給ユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、ペースト供給ユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
スタンピング方式のダイボンディング装置は、針状ツールを用いて接着材のペーストをフレームの表面における狭い領域に塗布し、このペーストが塗布された領域にチップを載置することにより、チップをフレームに接着させる。このとき、ペーストは受皿に溜められており、針状ツールの先端をペーストに漬けることにより、針状ツールの先端にペーストを被着させる。その後、針状ツールをフレームの位置まで移動させて、その先端をフレームの表面に接触させることにより、フレーム表面の所定の位置に、ペーストを被着させる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特公平６−５０７４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の実施形態の目的は、ペーストの供給量の安定性が高いペースト供給ユニットを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
実施形態に係るペースト供給ユニットは、ペーストを保持する受皿と、前記受皿を回転させる駆動部と、前記ペーストの表面に接触するスキージと、を備える。前記スキージにおける前記ペーストと接触する下面及び前記受皿の回転に伴って前記ペーストが接近する前面に窪みが形成されている。前記窪みは前記スキージにおける前記下面と前記前面との境界線が延びる幅方向の両端部には到達していない。前記窪みの内面のうち、前記窪みの後端部における前記窪みの内面と前記下面との境界領域を除く領域は、前記窪みの外側に向けて凸となるように湾曲した連続した曲面によって構成されている。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】第１の実施形態に係るダイボンディング装置を例示する図である。
【図２】第１の実施形態における金属プレートを例示する斜視図である。
【図３】第１の実施形態における受皿を例示する斜視図である。
【図４】（ａ）〜（ｃ）は、スキージを例示する斜視図であり、（ｄ）は窪みの形状を例示するモデル図である。
【図５】（ａ）は、第１の実施形態における受皿周辺の動作を例示する平面図であり、（ｂ）は窪み内のペーストの挙動を模式的に例示する断面図である。
【図６】第１の実施形態に係る半導体装置の製造方法を例示する斜視図である。
【図７】（ａ）は、比較例におけるスキージを示す上方から見た断面図であり、（ｂ）は側方から見た断面図である。
【図８】（ａ）は第２の実施形態に係るペースト供給ユニットの受皿周辺を例示する平面図であり、（ｂ）は（ａ）に示すＡ−Ａ’線による断面図である。
【図９】（ａ）〜（ｄ）は、第２の実施形態に係る半導体装置の製造方法を例示する図である。
【図１０】（ａ）及び（ｂ）は、横軸に試験材をとり、縦軸にフレーム上に被着されたペーストの面積をとって、試験例におけるペーストの面積のばらつきを例示するグラフ図であり、（ａ）は実施例を示し、（ｂ）は比較例を示す。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施形態について説明する。
先ず、第１の実施形態について説明する。
図１は、本実施形態に係るダイボンディング装置を例示する図である。
【０００８】
図１に示すように、本実施形態に係るダイボンディング装置１においては、ペースト供給ユニット１０及びスタンプユニット４０が設けられている。ペースト供給ユニット１０は、ペースト状の接着材（以下、「ペースト１００」という）を所定の位置に所定の状態で保持する機構である。ペースト１００は、例えば、銀ペースト又はシリコンペースト等である。スタンプユニット４０は、ペースト供給ユニット１０によって保持されたペースト１００の一部をフレーム１１０の表面の所定の位置に被着させると共に、フレーム１００におけるペーストが被着した位置にチップ１２０を搭載する機構である。以下、各ユニットの詳細な構成について説明する。なお、以下に説明する各部品は、支持架台（図示せず）によって支持されている。
【０００９】
ペースト供給ユニット１０においては、ペースト１００を保持する受皿１１が設けられている。また、ペースト供給ユニット１０には、受皿１１をその中心軸を回転軸として回転させる駆動部１２が設けられている。駆動部１２には、モータ１３と、モータ１３から出力される回転運動を受皿１１に伝達する伝達機構１４が設けられている。
【００１０】
モータ１３には、金属プレート１５が連結されている。金属プレート１５においては、２枚の金属板１５ａ及び１５ｂが積層されている。そして、一方の金属板１５ａの表面に溝１５ｃが形成されており、他方の金属板１５ｂが溝１５ｃを覆うように金属板１５ａに貼り合わされることにより、金属プレート１５内に空気を流通させる通路１５ｄが形成されている。通路１５ｄの両端は金属プレート１５の外部に連通している。通路１５ｄの一方の端部には、通路１５ｄ内に空気を供給するエアポンプ１６が取り付けられている。
【００１１】
金属プレート１５の上面には、ペルチェ素子１７が接続されている。ペルチェ素子１７の吸熱面１７ａは、金属プレート１５に対して熱伝導性が高い状態で配置されている。例えば、ペルチェ素子１７の吸熱面１７ａは金属プレート１５に接触していてもよく、他の金属板（図示せず）等を介して連結されていてもよい。ペルチェ素子１７の上方には、冷却ファン１８が設けられている。冷却ファン１８はペルチェ素子１７の放熱面１７ｂを冷却する。また、支持架台における受皿１１の近傍には、熱電対（図示せず）の接合点が埋め込まれている。
【００１２】
また、受皿１１の上方には、スキージ２０が設けられている。スキージ２０は、受皿１１に保持されたペースト１００の表面１０１に接触する位置に配置されている。また、ペースト供給ユニット１０には、上下方向におけるスキージ２０の位置を検出するためのデジタルマイクロメータ１９が設けられている。また、受皿１１上には、凹部１１ａを覆うカバー（図示せず）が設けられている。このカバーにおいては、スキージ２０が配置された部分に開口部が形成されており、スキージ２０と接触しないようになっている。このカバーにより、ペースト１００への埃等の異物の落下が阻止される。
【００１３】
一方、スタンプユニット４０においては、フレーム１１０を保持するフレーム保持機構４１が設けられている。また、スタンプユニット４０にはスタンプ本体４２が設けられており、スタンプ本体４２には、例えば複数本の針状ツール４３が取り付けられている。各針状ツール４３の上端はスタンプ本体３２に連結されており、下端部、すなわち、先端部４３ａは何にも接触しておらず、下方に向けて突出している。
【００１４】
また、スタンプユニット４０には、移動部４５が設けられている。移動部４５は、スタンプ本体４２及び針状ツール４３を、針状ツール４３の先端部４３ａが受皿１１に保持されたペースト１００の表面１０１に接触可能となる位置Ｐ１と、先端部４３ａがフレーム１１０の表面１１１に接触可能となる位置Ｐ２との間で移動させる。更に、スタンプユニット４０には、マウント部４６が設けられている。マウント部４６は、チップ１２０を搬送し、フレーム１１０上に載置する。
【００１５】
次に、ペースト供給ユニットの各部について詳細に説明する。
先ず、金属プレート１５について説明する。
図２は、本実施形態における金属プレートを例示する斜視図である。
図２に示すように、金属プレート１５の金属板１５ａの表面には、金属板１５ａの略全域にわたって蛇行する１本の溝１５ｃが形成されている。そして、溝１５ｃの一方の端部は金属板１５ａの１つの側面１５ｅにおいて外部と連通しており、他方の端部は金属板１５ａの他の側面１５ｆにおいて外部と連通している。
【００１６】
次に、受皿１１について説明する。
図３は、本実施形態における受皿を例示する斜視図である。
図３に示すように、受皿１１の形状は円板状であり、上面に環状の凹部１１ａが形成されており、この凹部１１ａ内にペースト１００が保持されている。受皿１１の形状は、その中心軸に関して回転対称である。また、受皿１１は、駆動部１２（図１参照）によって、中心軸を回転軸として自転する。スキージ２０は、環状の凹部１１ａにおける周方向における１ヶ所に配置されている。また、スキージ２０は、環状の凹部１１ａにおける半径方向の全域にわたってペースト１００の表面１０１に接触している。
【００１７】
図４（ａ）〜（ｃ）は、スキージを例示する斜視図であり、（ｄ）は窪みの形状を例示するモデル図である。
図３及び図４（ａ）〜（ｃ）に示すように、スキージ２０においては、スキージ２０の下面２０ａ及び前面２０ｂにわたって、単一の窪み２１が形成されている。なお、スキージ２０の下面２０ａとは、受皿１１に保持されたペースト１００と接触する面であり、前面２０ｂとは、受皿１１の回転に伴ってペースト１００が接近する側の面である。窪み２１は、スキージ２０の下面２０ａと前面２０ｂとの境界線２０ｃが延びる方向（以下、「幅方向Ｗ」という）の両端部を除く部分に形成されている。スキージ２０は、凹部１１ａ上において、スキージ２０の幅方向Ｗが受皿１１の半径方向Ｒと一致するか、又は略一致するように配置されている。
【００１８】
スキージ２０は、板部材２２及びブロック材２３によって構成されている。板部材２２は相対的に前方に配置され、ブロック材２３は相対的に後方に配置されている。板部材２２の形状は、厚さが傾斜した板状であり、受皿１１の中心側に配置される部分は、外周側に配置される部分よりも薄い。板部材２２には窪み２１の前部が貫通孔として形成されている。ブロック材２３の形状は、窪み２１を考慮しなければ、直方体である。板部材２２の下面とブロック材２３の下面は連続した平面を構成している。一方、板部材２２の上面はブロック材２３の上面よりも上方に位置しており、板部材２２におけるブロック材２３よりも上方に突出した部分には、例えば３つの貫通孔２２ａが形成されている。貫通孔２２ａは、スキージ２０を支持架台（図示せず）に固定するためのものである。
【００１９】
窪み２１の形状を、その内面２４の形状に着目して説明する。
図４（ａ）〜（ｃ）に示すように、窪み２１の内面２４の後方側であってスキージ２０の下面２０ａとの境界領域２５には、面取り加工が施されている。このため、境界領域２５の形状は、ペースト１００の表面１０１に対して傾斜した略平面である。一方、内面２４における境界領域２５を除く領域２６は、窪み２１の外側に向けて凸となるように湾曲した連続した曲面によって構成されている。すなわち、領域２６の任意の部分の形状を近似する円の中心は、内面２４におけるその任意の部分よりも下方又は前方に位置する。そして、内面２４における前面２０ｂから最も遠い点Ｆは、受皿１１の外周側に配置される。
【００２０】
次に、窪み２１の形状を、その空間の形状に着目して説明する。
図４（ａ）〜（ｄ）に示すように、窪み２１のうち、ブロック材２３内に形成された後部において、幅方向の両端部を除く部分の形状は、円柱形の一部、例えば、円柱形をその軸を含む平面で４分割した形状２７を含んでいる。円柱形の軸２７ａが延びる方向は、スキージ２０の幅方向Ｗと概ね一致しているが、僅かに傾斜している。傾斜の向きは、スキージ２０の幅方向を受皿１１の半径方向Ｒと一致させたときに、円柱形の軸２７ａが、受皿１１の外側にいくほど受皿１１の回転の後方に位置するような向きである。また、窪み２１におけるブロック材２３内に形成された後部のうち、スキージ２０の幅方向両端部の形状は、それぞれ、扁平球形の一部、例えば、扁平球形をその中心を含む相互に直交した３平面で８分割した形状２８を含んでいる。扁平球形には球形が含まれる。更に、形状２７の後方であって境界領域２５の直下域に位置する部分は、幅方向に延びる直角三角柱形２９を含んでいる。
【００２１】
一方、窪み２１における板部材２２内に形成された前部のうち、幅方向の両端部を除く部分の形状は、受皿１１の外周側に位置する底面の面積が中心側に位置する底面の面積よりも大きい四角錐台形３０を含んでいる。また、窪み２１の前部のうち、幅方向の両端部は、それぞれ、円柱形の一部、例えば、円柱形をその軸を含む平面で４分割した形状３１を含んでいる。
【００２２】
このように、窪み２１の形状は、円柱形をその軸を含む平面で４分割した形状２７、扁平球形をその中心を含む相互に直交した３平面で８分割した２つの形状２８、幅方向に延びる直角三角柱形２９、四角錐台形３０、及び、円柱形をその軸を含む平面で４分割した２つの形状３１の結合体で近似することができる。
【００２３】
次に、上述の如く構成された本実施形態に係るダイボンディング装置の動作、すなわち、本実施形態に係る半導体装置の製造方法について説明する。
図５（ａ）は、本実施形態における受皿周辺の動作を例示する平面図であり、（ｂ）は窪み内のペーストの挙動を模式的に例示する断面図である。
【００２４】
先ず、ペースト供給ユニット１０の動作について説明する。
図１に示すように、受皿１１の凹部１１ａ内にペースト１００を注入する。なお、凹部１１ａ内に注入されたペースト１００をそのまま放置しておくと、雰囲気温度の変化及びペースト１００の酸化等により、ペースト１００の上層部分が変質し、ペースト１００の性質がばらついてしまう。また、ペースト１００は粘性が高いため、ペースト１００の表面１０１に形成された凹凸は重力の作用だけではなかなか平坦化されない。表面１０１の高さがばらつくと、針状ツール４３をペースト１００に接触させたときに、針状ツール４３がペースト１００内に進入する深さがばらつき、先端部４３ａに付着するペースト１００の量がばらつき、フレーム１１０に塗布されるペースト１００の量及び形状がばらついてしまう。これらの要因により、フレーム１１０とチップ１２０との接合強度がばらつき、チップ１２０の接着強度不足等の品質不具合が発生してしまう。
【００２５】
そこで、本実施形態においては、スキージ２０をペースト１００に接触させた上で、受皿１１を回転させて、ペースト１００の性質及び表面形状を均一化する。
先ず、図３、図４（ａ）〜（ｄ）、図５（ａ）及び（ｂ）に示すように、スキージ２０を所定の位置に固定し、スキージ２０の下面２０ａをペースト１００に接触させる。スキージ２０は、凹部１１ａの半径方向Ｒのほぼ全長にわたって表面１０１と接触するようにする。また、スキージ２０の幅方向Ｗを受皿１１の半径方向Ｒと一致させる。このとき、スキージ２０の上下方向における位置をデジタルマイクロメータ１９によって検出し、その結果をフィードバックさせることにより、スキージ２０の上下方向の位置を正確に調整する。これにより、スキージ２０の底面２０ａがペースト１００の表面１０１よりも所定の距離だけ低い位置に配置される。
【００２６】
そして、駆動部１２のモータ１３が伝達機構１４を介して受皿１１を回転させる。これにより、図５（ａ）及び（ｂ）に示すように、受皿１１の回転によってペースト１００がスキージ２０の前面２０ｂに近づき、窪み２１内に流入する。そして、スキージ２０の下面２０ａはペースト１００の下面１０１よりも下方に位置しているため、ペースト１００の上層部分はスキージ２０によって掻き取られる。
【００２７】
このとき、窪み２１の内面２４のうち、最後部の境界領域２５を除く領域２６は、窪み２１の外側に向けて凸となるように湾曲した連続した曲面によって構成されているため、スキージ２０によって削られたペースト１００の上層部分は、領域２６に沿って上方に持ち上げられると共に前方に移動し、その後、領域２６から離れて落下することにより、滑らかな渦１０２を形成する。このように、窪み２１の内面２４によって掻き取られたペースト１００が表面１０１に対して上方から流れ込むことにより、ペースト１００の最上層部分がそれより下層の部分と混ぜ合わされる。これにより、ペースト１００が均一化されると共に、流動性が向上する。
【００２８】
そして、渦１０２によって均質化されたペースト１００は、境界領域２５の直下域に位置する三角柱形状２９の空間内に形成されるより小さな渦１０３に移動する。そして、ペースト１００は渦１０３を経て、下面２０ａにおける窪み２１の後方の領域の下方を通過し、スキージ２０の後方から排出される。このように、スキージ２０によって削られたペースト１００は、前後方向に配列された複数の渦を順次移動していくことによって滑らかに後方に移動し、スキージ２０から排出される。これにより、スキージ２０の後方においては、組成が均質化され、表面酸化膜が除去され、高さが所定の高さとされた表面１０１が新生される。
【００２９】
また、図４（ｃ）に示すように、窪み２１の幅方向両端部に流入したペースト１００については、垂直面に沿って回転すると共に、内側に巻き込むように水平方向に沿っても回転する。これにより、窪み２１の側面との間の摩擦によって、ペースト１００の回転が妨げられることがなく、幅方向中央部の渦１０２に滑らかに合流する。また、ペースト１００の組成が受皿１１の半径方向においても均一化される。
【００３０】
更に、図５（ａ）に示すように、受皿１１の外周部分は内周部分と比較して、単位時間当たりに窪み２１内に流入するペースト１００の量が多い。そこで、本実施形態においては、窪み２１の内面２４における最も前面２０ｂから遠い点Ｆを受皿１１の外周側に配置している。これにより、外周側は内周側と比較して窪み２１が深くなり、最外周部において、窪み２１からペースト１００が溢れ出すことを防止できる。
【００３１】
一方、ペースト１００の性質を一定に保つためには、ペースト１００の温度を、室温、例えば、２０〜２５℃の範囲内に制御することが好ましい。しかしながら、モータ１３の熱が受皿１１に伝わると、ペースト１００の温度が上昇してしまい、ペースト１００の性質が変化してしまう。
【００３２】
そこで、本実施形態においては、モータ１３に金属プレート１５を連結する。また、ペルチェ素子１７により、金属プレート１５を冷却する。このとき、エアポンプ１６を駆動して、金属プレート１５の通路１５ｄ内に空気を流通させることにより、金属プレート１５内の温度分布を均一化する。更に、ペルチェ素子１７の放熱面１７ｂを冷却ファン１８によって冷却する。これにより、モータ１３の駆動に伴って発生した熱が、金属プレート１５、ペルチェ素子１７及び冷却ファイン１８を介して外部に放出され、ペースト１００を加熱することを抑制できる。なお、金属プレート１５の通路１５ｄから排出された気流は、受皿１１には直接吹き付けられないようにする。これにより、ペースト１００が冷却されすぎることと、ペースト１００が乾燥することを回避できる。ペルチェ素子１７及び冷却ファイン１８は、熱電対による温度の測定結果に基づいて、制御する。
【００３３】
以上説明した動作により、ペースト供給ユニット１０は、表面１０１の高さが一定で、性質が均一で、表面酸化膜が除去され、温度が一定で、流動性が高いペースト１００を供給することができる。
【００３４】
次に、スタンプユニット４０の動作について説明する。
図６は、本実施形態に係る半導体装置の製造方法を例示する斜視図である。
図１及び図６に示すように、フレーム保持機構４１がフレーム１１０を保持する。また、マウント部４６の可動範囲内に、チップ１２０を用意する。
そして、ペースト供給ユニット１０を上述の如く動作させた状態で、移動部４５がスタンプ本体４２及び針状ツール４３を受皿１１の凹部１１ａの上方の位置Ｐ１に位置させ、そこから下降させる。これにより、針状ツール４３の先端部４３ａをペースト１００に接触させて、先端部４３ａにペースト１００を付着させる。
【００３５】
次に、移動部４５が針状ツール４３をペースト１００から引き上げ、フレーム１１０の上方の位置Ｐ２に移動させ、そこから下降させ、針状ツール４３の先端部４３ａをフレーム１１０の表面１１１に接触させる。これにより、表面１１１における所定の領域に、先端部４３ａに付着していたペースト１００を被着させる。その後、移動部４５は、スタンプ本体４２及び針状ツール４３を位置Ｐ２から退避させる。
【００３６】
次に、マウント部４６が、粘着シート（図示せず）に貼付されたチップ１２０を、ニードルピン（図示せず）によって突き上げ、吸着穴加工が施されたコレット（図示せず）により、フレーム１１０の表面１１１におけるペースト１００が被着された領域に移載する。
次に、熱処理を施すことにより、フレーム１１０とチップ１２０との間に位置されたペースト１００を固化させる。これにより、チップ１２０をフレーム１１０に実装する。このようにして、半導体装置が製造される。
【００３７】
次に、本実施形態の効果について説明する。
本実施形態においては、スキージ２０の窪み２１について、内面２４の最後部を除く領域２６が、窪み２１の外側に向けて凸となるように湾曲した連続した曲面によって構成されている。これにより、窪み２１内に流入したペースト１００が内面２４に沿って滑らかに移動して渦１０２を形成し、ペースト１００が撹拌される。従って、ペースト１００の表面１０１に形成された自然酸化膜を破壊できると共に、ペースト１００の性質を均一化することができる。この結果、フレーム１１０に被着させるペースト１００の性質も均一化される。
【００３８】
また、本実施形態においては、窪み２１の最後部の境界領域２５に対して面取り加工が施されている。これにより、窪み２１内において、前後方向に複数の渦が配列される。この結果、ペースト１００は、複数の渦を順に移動することにより、滑らかに後方に排出される。このため、スキージ２０の後方に排出されたペースト１００の表面１０１は、平坦度が高い。これにより、針状ツール４３の先端部４３ａがペースト１００に進入する深さが均一になり、先端部４３ａに付着するペースト１００の量も均一になり、従って、フレーム１１０に被着されるペースト１００の量も均一になる。
【００３９】
このように、本実施形態によれば、２つの相反する作用、すなわち、ペースト１００を撹拌して性質を均一化する作用と、ペースト１００にスキージ２０の下方を滑らかに通過させて表面１０１の高さを均一化する作用を両立させることができる。この結果、フレーム１１０に被着されるペースト１００の性質及び量がいずれも均一化され、フレーム１１０に対するチップ１２０の接合性が安定する。
【００４０】
更に、本実施形態によれば、モータ１３に金属プレート１５を連結し、金属プレート１５をペルチェ素子１７によって冷却することにより、モータ１３から排出される熱によりペースト１００が加熱されることを抑制し、ペースト１００の性質が熱によって変動することを抑制できる。また、金属プレート１５内に通路１５ｄを形成し、エアポンプ１６によって通路１５ｄ内に空気を流通させることにより、金属プレート１５内の温度分布を均一化することができる。この結果、ペルチェ素子１７より、モータ１３をより効果的に冷却することができる。
【００４１】
更にまた、本実施形態によれば、スキージ２０の上下方向における位置をデジタルマイクロメータ１９によって検出しているため、その検出結果をデジタル信号によってフィードバックすることができる。これにより、スキージ２０の高さをコンピュータによって数値管理することができ、フレーム１１０に被着させるペースト１００の量をより精密に制御することができる。
【００４２】
次に、比較例について説明する。
図７（ａ）は、本比較例におけるスキージを示す上方から見た断面図であり、（ｂ）は側方から見た断面図である。
図７（ａ）及び（ｂ）に示すように、本比較例のスキージ２２０においては、窪み２２１の形状が直方体形状である。従って、窪み２２１の内面２２４は、４枚の平面が非連続的に結合されて構成されている。
【００４３】
本比較例においては、窪み２２１の内面２２４が外側に凸となるように湾曲した連続的な曲面によって構成されていないため、窪み２２１内においてペーストが安定した渦を形成することがない。このため、ペーストを撹拌して均質化する動作が不安定である。また、窪み２２１の後端部が面取りされていないため、ペーストのスキージ２２０の後方への排出が滑らかではなく、スキージ２２０を通過した直後であっても、ペーストの表面の高さがばらついてしまう。この結果、前述の第１の実施形態と比較すると、フレームに被着されるペーストの性質及び量が不均一となる。
【００４４】
次に、第２の実施形態について説明する。
図８（ａ）は本実施形態に係るペースト供給ユニットの受皿周辺を例示する平面図であり、（ｂ）は（ａ）に示すＡ−Ａ’線による断面図であり、
図９（ａ）〜（ｄ）は、本実施形態に係る半導体装置の製造方法を例示する図である。
【００４５】
図８（ａ）及び（ｂ）に示すように、本実施形態に係るダイボンディング装置２においては、スキージ５０の幅方向の長さｄを、受皿１１の凹部１１ａにおける半径方向の長さＤよりも短くする。これにより、スキージ５０を、受皿１１に保持されたペースト１００の表面１０１のうち、受皿１１の半径方向の一部の領域のみに接触させる。この結果、ペースト１００の表面１０１のうち、スキージ５０の直下域を通過する内周側の領域１０４の高さは相対的に低くなり、スキージ５０の直下域を通過しない外周側の領域１０５の高さは相対的に高くなる。このように、ペースト１００の表面１０１に高さが相互に異なる２つの領域１０４及び１０５が形成される。
【００４６】
そして、図９（ａ）に示すように、移動部４５（図１参照）により、同一のスタンプ本体４２に取り付けられた２本の針状ツール５１及び５２の各先端部５１ａ及び５２ａを、ペースト１００に同時に接触させる。このとき、先端部５１ａは領域１０４に接触させ、先端部５２ａは領域１０５に接触させる。上下方向において、先端部５１ａの位置と先端部５２ａの位置は、相互に等しい。このため、先端部５２ａは先端部５１ａよりも深くペースト１００内に進入する。
【００４７】
これにより、図９（ｂ）に示すように、先端部５２ａに付着したペースト１００の量は、先端部５１ａに付着したペースト１００の量よりも多くなる。
次に、図９（ｃ）に示すように、２本の針状ツール５１及び５２の各先端部５１ａ及び５２ａを、フレーム１００に同時に接触させることにより、フレーム１００の２ヶ所の領域にペースト１００を被着させる。このとき、フレーム１１０の表面１１１において、先端部５２ａが接触した領域に被着されるペースト１００の量は、先端部５１ａが接触した領域に被着されるペースト１００の量よりも多くなる。
【００４８】
次に、図９（ｄ）に示すように、フレーム１１０の表面１１１におけるペースト１００が被着した２ヶ所の領域に、チップ１２０ａ及び１２０ｂを搭載する。このとき、先端部５２ａが接触した領域、すなわち、相対的に多量のペースト１００が被着した領域に、相対的に大きなチップ１２０ａを搭載し、先端部５１ａが接触した領域、すなわち、相対的に少量のペースト１００が被着した領域に、相対的に小さなチップ１２０ｂを搭載する。その後、熱処理を施してペースト１００を固化させ、チップ１２０ａ及び１２０ｂをフレーム１１０に実装する。
【００４９】
本実施形態によれば、フレーム１１０に相互に異なる量のペースト１００を同時に被着させることができる。このため、搭載するチップに応じて、フレーム１１０に被着させるペースト１００の量を異ならせることができる。例えば、大きなチップ１２０ａを搭載する領域には相対的に多量のペースト１００を被着させ、小さなチップ１２０ｂを搭載する領域には相対的に少量のペースト１００を被着させることができる。これにより、チップ１２０に適した接合強度を得ることができる。このように、本実施形態によれば、複数種類のチップ１２０をフレーム１１０に同時に搭載することができるため、半導体装置の製造プロセスにおける生産性が向上する。本実施形態における上記以外の構成、製造方法、動作及び効果は、前述の第１の実施形態と同様である。本実施形態において、スキージを複数個設ければ、ペースト１００の表面１０１に高さが相互に異なる３つ以上の領域を形成することも可能である。
【００５０】
なお、受皿１１の凹部１１ａ内に仕切リングを設けることにより、ペースト１００の表面に高さが異なる複数の領域を形成することも可能である。但し、この場合は、仕切リングに付着したペーストを廃棄することになるため、ペーストの無駄が増大する。この結果、半導体装置の製造コストが増加する。
【００５１】
次に、試験例について説明する。
図１０（ａ）及び（ｂ）は、横軸に試験材をとり、縦軸にフレーム上に被着されたペーストの面積をとって、本試験例におけるペーストの面積のばらつきを例示するグラフ図であり、（ａ）は実施例を示し、（ｂ）は比較例を示す。
図１０（ａ）及び（ｂ）の横軸においては、試験材を試験を行った時間順に並べてある。試験材の合計数は、それぞれ１０００枚である。また、図１０（ａ）及び（ｂ）の縦軸は任意単位であるが、そのスケールは、図１０（ａ）及び（ｂ）の間で等しい。
【００５２】
図１０（ａ）は、前述の第１の実施形態において説明した方法により、ペーストをフレームに被着させたときの結果を示す。図１０（ｂ）は、前述の比較例において説明した方法により、ペーストをフレームに被着させたときの結果を示す。
図１０（ａ）及び（ｂ）に示すように、図１０（ａ）に示す実施例は、図１０（ｂ）に示す比較例よりも、ペーストの被着量が安定していた。
【００５３】
以上説明した実施形態によれば、ペーストの供給量の安定性が高いペースト供給ユニットを実現することができる。
【００５４】
以上、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明及びその等価物の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００５５】
１、２：ダイボンディング装置、１０：ペースト供給ユニット、１１：受皿、１１ａ凹部、１２：駆動部、１３：モータ、１４：伝達機構、１５：金属プレート、１５ａ、１５ｂ：金属板、１５ｃ：溝、１５ｄ：通路、１５ｅ、１５ｆ：側面、１６：エアポンプ、１７：ペルチェ素子、１７ａ：吸熱面、１７ｂ：放熱面、１８：冷却ファン、１９：デジタルマイクロメータ、２０：スキージ、２０ａ：下面、２０ｂ：前面、２０ｃ：境界線、２１：窪み、２２：板部材、２２ａ：貫通孔、２３：ブロック材、２４：内面、２５：境界領域、２６：領域、２７：円柱形の一部の形状、２７ａ：円柱形の軸、２８：扁平球形の一部の形状、２９：直角三角柱形、３０：四角錐台形、３１：円柱形の一部の形状、４０：スタンプユニット、４１：フレーム保持機構、４２：スタンプ本体、４３：針状ツール、４３ａ：先端部、４５：移動部、４６：マウント部、５０：スキージ、５１：針状ツール、５１ａ：先端部、５２：針状ツール、５２ａ：先端部、１００：ペースト、１０２、１０３：渦、１０１：表面、１０４、１０５：領域、１１０：フレーム、１１１：表面、１２０、１２０ａ、１２０ｂ：チップ、２２０：スキージ、２２１：窪み、２２４：内面、ｄ：スキージの幅方向の長さ、Ｄ：受皿の凹部における半径方向の長さ、Ｆ：内面２４における前面２０ｂから最も遠い点、Ｐ１、Ｐ２：位置、Ｒ：半径方向、Ｗ：幅方向
【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】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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