(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも一部が磁性体よりなるセンサケース（１０、１１）内に加速度検出用のセンサチップ（１２）が収容されたセンサ部（１）と非磁性体よりなるリードフレーム（２０）の一部が樹脂にて覆われたリードフレーム体（２）との間にギャップが形成され、前記ギャップに配置された接着剤（５）にて前記センサ部と前記リードフレーム体が接合される半導体装置組み付け装置であって、
前記センサ部を載せて前記センサ部の天地方向位置を決める第１基準面（３１０）および前記リードフレーム体を載せて前記リードフレーム体の天地方向位置を決める第２基準面（３０２）を有するとともに第１永久磁石（３４）および第２永久磁石（３５）が埋設された第１治具（３）と、
前記リードフレーム体を前記第１治具との間に挟持する磁性体製の第２治具（４）とを備え、
前記第１永久磁石により前記センサ部が前記第１基準面側に吸引され、
前記第２永久磁石により前記第２治具が吸引されることにより前記第２治具を介して前記リードフレーム体が前記第２基準面側に付勢されることを特徴とする半導体装置組み付け装置。
【請求項２】
前記接着剤は熱硬化性樹脂であることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置組み付け装置。
【請求項３】
前記第１治具に形成されたピン（３３）が、前記リードフレーム体に形成されたピン挿入穴（２００）に挿入されて、前記第１治具と前記リードフレーム体の水平方向の相対位置が決められる構成であることを特徴とする請求項１または２に記載の半導体装置組み付け装置。
【請求項４】
少なくとも一部が磁性体よりなるセンサケース（１０、１１）内に加速度検出用のセンサチップ（１２）が収容されたセンサ部（１）と非磁性体よりなるリードフレーム（２０）の一部が樹脂にて覆われたリードフレーム体（２）との間にギャップが形成され、前記ギャップに配置された接着剤（５）にて前記センサ部と前記リードフレーム体が接合される半導体装置組み付け方法であって、
前記センサ部を載せて前記センサ部の天地方向位置を決める第１基準面（３１０）および前記リードフレーム体を載せて前記リードフレーム体の天地方向位置を決める第２基準面（３０２）を有するとともに第１永久磁石（３４）および第２永久磁石（３５）が埋設された第１治具（３）と、
前記リードフレーム体を前記第１治具との間に挟持する磁性体製の第２治具（４）とを用意し、
前記センサ部および前記リードフレーム体の少なくとも一方に前記接着剤を塗布し、
前記第１永久磁石により前記センサ部を前記第１基準面側に吸引するとともに、前記第２永久磁石により第２治具を吸引することにより前記第２治具を介して前記リードフレーム体を前記第２基準面側に付勢した状態で、前記センサ部と前記リードフレーム体とを前記接着剤にて接合することを特徴とする半導体装置組み付け方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、センサ部とリードフレーム体が接着剤にて接合される半導体装置の組み付け装置および方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、加速度検出用のセンサチップを備える半導体装置は、センサチップが収容されたセンサ部とリードフレームの一部が樹脂にて覆われたリードフレーム体との間にギャップが形成され、ギャップに配置された熱硬化性の接着剤にてセンサ部とリードフレーム体が接合されている。なお、接着剤を加熱して硬化させる際には、センサ部とリードフレーム体を治具にて保持し、製造ラインの加熱装置にそれらを搬送して接着剤を加熱する。
【０００３】
接着剤は、ノイズに相当する振動がリードフレーム体からセンサ部へ伝達されるのを防止するダンパー機能を有している。そして、所定のダンパー特性を得るために、接着材の厚みを高精度に管理している。
【０００４】
接着材の厚みを高精度に管理するためには、接着剤を加熱硬化させる工程の間、センサ部とリードフレーム体を治具にて保持して、センサ部とリードフレーム体との間のギャップを所定寸法に維持する必要がある。また、治具には、センサ部とリードフレーム体を確実に保持する保持力とともに、脱着のしやすさや、搬送のしやすさが要求される。
【０００５】
ところで、特許文献１には、ウエハと支持基板との間にワックスを介在させ、それらを上部定盤と下部定盤とでプレスするとともに、電磁石の磁力によりウエハおよび支持基板を引き寄せた状態で、ウエハと支持基板とをワックスにて接合する装置が開示されている。そして、これによると、保持力と脱着のしやすさの要求は満たされる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平１０−１５４６７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１に示された従来装置は、上部定盤と下部定盤とでウエハや支持基板をプレスしてウエハと支持基板とを密着させるようにしており、接着剤としてのワックスの厚みを高精度に管理することは困難である。また、ウエハや支持基板を保持する治具は、上部定盤、下部定盤、さらには電磁石を備えているため、構成が複雑である。さらに、定盤を駆動する機構や電磁石のハーネス等があるため、治具にてウエハや支持基板を保持したままそれらを製造ライン間で移動させることが困難である。
【０００８】
本発明は上記点に鑑みて、接着材の厚みを高精度に管理可能にするとともに、センサ部とリードフレーム体を接着剤にて接合する際に用いる治具の簡素化を図ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、少なくとも一部が磁性体よりなるセンサケース（１０、１１）内に加速度検出用のセンサチップ（１２）が収容されたセンサ部（１）と非磁性体よりなるリードフレーム（２０）の一部が樹脂にて覆われたリードフレーム体（２）との間にギャップが形成され、ギャップに配置された接着剤（５）にてセンサ部とリードフレーム体が接合される半導体装置組み付け装置であって、センサ部を載せてセンサ部の天地方向位置を決める第１基準面（３１０）およびリードフレーム体を載せてリードフレーム体の天地方向位置を決める第２基準面（３０２）を有するとともに第１永久磁石（３４）および第２永久磁石（３５）が埋設された第１治具（３）と、リードフレーム体を第１治具との間に挟持する磁性体製の第２治具（４）とを備え、第１永久磁石によりセンサ部が第１基準面側に吸引され、第２永久磁石により第２治具が吸引されることにより第２治具を介してリードフレーム体が第２基準面側に付勢されることを特徴とする。
【００１０】
これによると、第１基準面によってセンサ部の天地方向の位置が決められ、第２基準面によってリードフレーム体の天地方向の位置が決められるため、センサ部とリードフレーム体との間の天地方向のギャップ寸法を高精度に管理することができ、ひいては接着材の厚みを高精度に管理することができる。その結果、接着剤に所定のダンパー特性を与えることができる。
【００１１】
また、永久磁石の磁力によりセンサ部やリードフレーム体を保持するため、換言すると、従来装置のような定盤や電磁石を備えていないため、治具を簡素にすることができる。
【００１２】
さらに、定盤を駆動する機構や電磁石のハーネス等が不要であるため、治具にてセンサ部やリードフレーム体を保持したままそれらを製造ライン内で移動させることが可能である。
【００１３】
請求項２に記載の発明のように、請求項１に記載の半導体装置組み付け装置において、接着剤は熱硬化性樹脂を用いることができる。
【００１４】
請求項３に記載の発明では、請求項１または２に記載の半導体装置組み付け装置において、第１治具に形成されたピン（３３）が、リードフレーム体に形成されたピン挿入穴（２００）に挿入されて、第１治具とリードフレーム体の水平方向の相対位置が決められる構成であることを特徴とする。
【００１５】
これによると、第１治具とリードフレーム体の水平方向の相対位置決めを、簡単な構成で精度よく行うことができる。
【００１６】
請求項４に記載の発明では、少なくとも一部が磁性体よりなるセンサケース（１０、１１）内に加速度検出用のセンサチップ（１２）が収容されたセンサ部（１）と非磁性体よりなるリードフレーム（２０）の一部が樹脂にて覆われたリードフレーム体（２）との間にギャップが形成され、ギャップに配置された接着剤（５）にてセンサ部とリードフレーム体が接合される半導体装置組み付け方法であって、センサ部を載せてセンサ部の天地方向位置を決める第１基準面（３１０）およびリードフレーム体を載せてリードフレーム体の天地方向位置を決める第２基準面（３０２）を有するとともに第１永久磁石（３４）および第２永久磁石（３５）が埋設された第１治具（３）と、リードフレーム体を第１治具との間に挟持する磁性体製の第２治具（４）とを用意し、センサ部およびリードフレーム体の少なくとも一方に接着剤を塗布し、第１永久磁石によりセンサ部を第１基準面側に吸引するとともに、第２永久磁石により第２治具を吸引することにより第２治具を介してリードフレーム体を第２基準面側に付勢した状態で、センサ部とリードフレーム体とを接着剤にて接合することを特徴とする。
【００１７】
これによると、請求項１に記載の発明と同様の効果を得ることができる。
【００１８】
なお、この欄および特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】半導体装置におけるセンサ部の正面断面図である。
【図２】半導体装置におけるリードフレーム体を示す図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る組み付け装置における第１治具を示す図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る組み付け装置における第２治具を示す図である。
【図５】本発明の一実施形態に係る組み付け装置に半導体装置が保持された状態を示す正面断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。図１は本発明の一実施形態に係る組み付け装置によって組み付けられる半導体装置におけるセンサ部の正面断面図、図２（ａ）は本発明の一実施形態に係る組み付け装置によって組み付けられる半導体装置におけるリードフレーム体の平面図、図２（ｂ）は図２（ａ）のＡ−Ａ線に沿う拡大断面図、図２（ｃ）は図２（ａ）のＢ−Ｂ線に沿う拡大断面図である。
【００２１】
本実施形態に係る組み付け装置によって組み付けられる半導体装置は、図１に示すセンサ部１と、図２に示すリードフレーム体２とを備えている。
【００２２】
図１に示すように、センサ部１は、セラミックよりなる第１センサケース１０、鉄等の磁性体金属よりなる板状の第２センサケース１１、および加速度検出用のセンサチップ１２を備えている。
【００２３】
第１センサケース１０は、直方体の箱の一面が開口した形状、換言すると、略升形状になっている。そして、第１センサケース１０内にセンサチップ１２が収容され、第１センサケース１０の開口部が第２センサケース１１にて塞がれている。
【００２４】
図２に示すように、リードフレーム体２は、銅等の非磁性体導電性金属よりなる板状のリードフレーム２０と、リードフレーム２０の一部を樹脂にて覆うリードケース２１とを備えている。
【００２５】
リードケース２１は、筒状であり、軸線に直交する断面の形状が矩形になっている。リードケース２１には、軸方向中間部にリードケース隔壁２１０が形成されており、リードケース隔壁２１０には、十字状のリードケース孔２１１が形成されている。リードケース隔壁２１０におけるリードケース孔２１１の周囲には、環状のリードケース溝２１２にて囲まれた円形の接着剤塗布部２１３が４個形成されている。
【００２６】
リードフレーム２０には、後述する第１治具のピンが挿入されるリード部ピン挿入孔２００が２個形成されている。これらのリード部ピン挿入孔２００は、リードケース孔２１１を挟んで略対角線上に配置されている。
【００２７】
次に、本実施形態に係る組み付け装置について説明する。図３（ａ）は本発明の一実施形態に係る組み付け装置における第１治具の平面図、図３（ｂ）は図３（ａ）のＣ−Ｃ線に沿う拡大断面図、図４（ａ）は本発明の一実施形態に係る組み付け装置における第２治具の平面図、図４（ｂ）は図４（ａ）の第２治具の正面図、図５は本発明の一実施形態に係る組み付け装置に半導体装置が保持された状態を示す正面断面図である。
【００２８】
本実施形態に係る組み付け装置は、図３に示す第１治具３と、図４に示す第２治具４とを備えている。
【００２９】
図３に示すように、第１治具３は、ステンレス等の金属よりなり、板状のベース板部３０、ベース板部３０から上方に向かって突出する第１突起部３１、ベース板部３０から上方に向かって突出する第２突起部３２、ベース板部３０から上方に向かって突出するピン３３、第１突起部３１内に埋設された第１永久磁石３４、および第２突起部３２内に埋設された第２永久磁石３５を備えている。
【００３０】
なお、１個の第１突起部３１、一対の第２突起部３２、一対のピン３３、１個の第１永久磁石３４、および一対の第２永久磁石３５と、１個の第２治具４とによって、１個の半導体装置を保持するようになっている。そして、第１治具３は、第１突起部３１等を多数備えており、１個の第１治具３と複数個の第２治具４とによって、複数個の半導体装置を保持可能になっている。
【００３１】
一対の第２突起部３２は、ベース板部幅方向（図３（ａ）の紙面左右方向）に離れた位置で、ベース板部長手方向（図３（ａ）の紙面上下方向）に沿って平行に延びている。第１突起部３１は、一対の第２突起部３２間に配置されている。
【００３２】
一方のピン３３は、一方の第２突起部３２に近接して配置され、他方のピン３３は、他方の第２突起部３２に近接して配置されている。より詳細には、一対のピン３３は、第１突起部３１を挟んで略対角線上に配置されている。
【００３３】
ベース板部３０には、第１突起部３１における平面視中央部に相当する位置に、ベース板部３０の下面側から第１磁石挿入孔３００が形成され、第２突起部３２におけるベース板部長手方向中央部に相当する位置に、ベース板部３０の下面側から第２磁石挿入孔３０１が形成されている。
【００３４】
第１磁石挿入孔３００に第１永久磁石３４が埋設され、第１磁石挿入孔３００の開口側に圧入されたプラグ（図示せず）により、第１永久磁石３４が所定位置に保持されている。また、第２磁石挿入孔３０１に第２永久磁石３５が埋設され、第２磁石挿入孔３０１の開口側に圧入されたプラグ（図示せず）により、第２永久磁石３５が所定位置に保持されている。
【００３５】
第１永久磁石３４および第２永久磁石３５は、サマコバ磁石を用いることができる。サマコバ磁石は、主にサマリウム（Ｓｍ）とコバルト（Ｃｏ）で構成された焼結製品で、防錆処理なしでも耐食性が高く、温度特性も優れた高温に強い希土類磁石である。ただし、サマコバ磁石は、機械的な強度が低いため、欠けや割れが発生しやすい。そこで、本実施形態では、第１永久磁石３４および第２永久磁石３５を第１治具３内に埋め込むことにより、欠けや割れの発生を防止するようにしている。
【００３６】
半導体装置の組み付け工程の際には、第１突起部３１の上面３１０（以下、第１基準面３１０という）にセンサ部１が載せられ（図５参照）、第１基準面３１０によってセンサ部１の天地方向位置が決められる。
【００３７】
また、半導体装置の組み付け工程の際には、ベース板部３０の上面のうち一対の第２突起部３２間で且つ第１突起部３１を除く領域３０２（以下、第２基準面３０２という）に、リードフレーム体２が載せられ（図５参照）、第２基準面３０２によってリードフレーム体２の天地方向位置が決められる。
【００３８】
図４に示すように、第２治具４は、鉄等の磁性体金属よりなる矩形の板部材であり、リードフレーム体２を第１治具３との間に挟持するために用いられる（図５参照）。この第２治具４には、平面視中央部に矩形の第２治具部開口部４０が形成されている。また、第２治具４には、第１治具３のピン３３が挿入される第２治具部ピン挿入孔４１が２個形成されている。これらの第２治具部ピン挿入孔４１は、第２治具部開口部４０を挟んで略対角線上に配置されている。
【００３９】
次に、本実施形態に係る組み付け装置による半導体装置の組み付け工程について説明する。
【００４０】
まず、リード部ピン挿入孔２００に第１治具３のピン３３を挿入しつつ、また、リードケース孔２１１に第１突起部３１を挿入しつつ、第１治具３にリードフレーム体２を組み付ける。これにより、リードケース２１の底部が第１治具３の第２基準面３０２に当接し、第２基準面３０２によってリードフレーム体２の天地方向位置が決められる。また、第１治具３のピン３３がリード部ピン挿入孔２００に挿入されることにより、第１治具３とリードフレーム体２の水平方向の相対位置が決められる。
【００４１】
続いて、第２治具部ピン挿入孔４１に第１治具３のピン３３を挿入しつつ、また、第２治具部開口部４０にリードケース２１を挿入しつつ、第２治具４を第１治具３に組み付ける。これにより、第１治具３の第２突起部３２と第２治具４との間にリードフレーム２０が挟持される。そして、第２永久磁石３５にて第２治具４が吸引されることにより、第２治具４を介してリードフレーム体２が第２基準面３０２側に付勢され、リードケース２１の底部が第１治具３の第２基準面３０２に押し付けられる。
【００４２】
続いて、リードケース２１の接着剤塗布部２１３に、接着剤５を所定量塗布する。ここで、リードケース溝２１２は、接着剤５が接着剤塗布部２１３の外に拡がることを防止する。なお、接着剤５は、熱硬化性樹脂、より詳細にはシリコン系の樹脂を用いることができる。
【００４３】
続いて、第２センサケース１１を下方にした状態でリードケース２１内にセンサ部１を挿入して、第１治具３の第１基準面３１０にセンサ部１を載せる。より詳細には、負圧が供給されるノズル（図示せず）によりセンサ部１を吸引して保持し、リードフレーム体２に対するセンサ部１の水平方向の相対位置を画像処理装置により確認しつつセンサ部１の位置を制御してリードケース２１内にセンサ部１を挿入し、第１基準面３１０にセンサ部１を載せた後にノズルへの負圧供給を停止してノズルからセンサ部１を分離し、ノズルを退避させる。これにより、センサ部１が第１永久磁石３４に吸引されて、第２センサケース１１の底部が第１基準面３１０に当接し、第１基準面３１０によってセンサ部１の天地方向位置が決められる。
【００４４】
ここで、第１基準面３１０にセンサ部１を載せ、且つ第２基準面３０２にリードフレーム体２を載せた状態では、第２センサケース１１とリードケース２１の接着剤塗布部２１３との間にギャップが形成されるようになっている。また、接着剤５は、第２センサケース１１に密着するとともに、リードケース溝２１２の外側まではみ出さないように、その塗布量が設定されている。
【００４５】
そして、ギャップの寸法は、センサ部１およびリードフレーム体２の天地方向位置によって決まるが、本実施形態では、第１基準面３１０によってセンサ部１の天地方向位置が決められ、第２基準面３０２によってリードフレーム体２の天地方向位置が決められるため、そのギャップ寸法が高精度に管理される。
【００４６】
続いて、センサ部１およびリードフレーム体２を第１治具３および第２治具４にて保持したまま加熱装置（図示せず）に搬送し、接着剤５を加熱して硬化させ、接着剤５にてセンサ部１とリードフレーム体２を接合する。
【００４７】
以上述べたように、本実施形態では、第１基準面３１０によってセンサ部１の天地方向位置が決められ、第２基準面３０２によってリードフレーム体２の天地方向位置が決められるため、そのギャップ寸法が高精度に管理され、ひいては接着材５の厚みが高精度に管理される。したがって、接着剤５に所定のダンパー特性を与えることができる。
【００４８】
また、第１永久磁石３４および第２永久磁石３５の磁力によりセンサ部１やリードフレーム体２を保持するため、換言すると、従来装置のような定盤や電磁石を備えていないため、治具を簡素にすることができる。
【００４９】
さらに、定盤を駆動する機構や電磁石のハーネス等が不要であるため、治具にてセンサ部１やリードフレーム体２を保持したままそれらを製造ライン間で移動させることが可能である。
【００５０】
さらにまた、第１治具３のピン３３とリード部ピン挿入孔２００とによって１治具３とリードフレーム体２の水平方向の相対位置を決めるようにしているため、第１治具３とリードフレーム体２の水平方向の相対位置決めを、簡単な構成で精度よく行うことができる。
【符号の説明】
【００５１】
１      センサ部
２      リードフレーム体
３      第１治具
４      第２治具
５      接着剤
１０    第１センサケース
１１    第２センサケース
１２    センサチップ
２０    リードフレーム
３４    第１永久磁石
３５    第２永久磁石
３１０  第１基準面
３０２  第２基準面
【図１】
0005867110.tif 000002
【図２】
0005867110.tif 000003
【図３】
0005867110.tif 000004
【図４】
0005867110.tif 000005
【図５】
0005867110.tif 000006