(57)【要約】      （修正有）【課題】簡潔な構造および高い信頼性を有するダウンホルダを提供する。【解決手段】基板の位置を押下するためのダウンホルダは、中央の開口２を有するプレート１を備える。中央の開口は、ダイを固着するためにアクセス可能な少なくとも１つの基板位置となる。ダウンホルダはさらに、中央の開口のいずれかの側に隣接して配置される２つの別の開口と、開口１１及びダウンホルダウェブ１２を備えるダウンホルダプレート１０と、第１および第２の空圧駆動と、圧縮ガスを２つの空圧駆動の圧力室に供給するための圧力線９とを備える。各空圧駆動は、シリンダ５、６及び駆動要素を備える。シリンダと駆動要素との間に圧力室が形成される。第１の駆動のシリンダ５は別の開口の第１の開口に固定され、第２の駆動のシリンダ６は別の開口の第２の開口に固定される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の基板位置を押下するためのダウンホルダであって、
中央の開口（２）と前記中央の開口（２）に隣接してその両側に配置される２つの別の開口（３、４）とを備えるプレート（１）と、
開口（１１）と前記開口（１１）の裏側に配置されるダウンホルダウェブ（１２）とを備えるダウンホルダプレート（１０）であって、前記ダウンホルダプレート（１０）は、前記プレート（１）の前記裏側で、前記ダウンホルダプレート（１０）の前記開口（１１）は前記プレート（１）の前記中央の開口（２）と位置合わせされるように連結様式で取り付けられるダウンホルダプレート（１０）と、
第１および第２の空圧駆動であって、前記第１および第２の空圧駆動のそれぞれは、シリンダ（５、６）および駆動要素を備え、前記シリンダ（５、６）と前記駆動要素との間に圧力室が形成され、前記第１の駆動の前記シリンダ（５）は前記プレート（１）の前記表側上に前記別の開口（３）の第１の開口に固定され、前記第２の駆動の前記シリンダ（６）は前記プレート（１）の前記表側の前記別の開口（４）の第２の開口に固定される第１および第２の空圧駆動と、
圧縮ガスを前記２つの空圧駆動の前記圧力室に提供するための第１の圧力線（９）と、
を備える、ダウンホルダ。
【請求項２】
請求項１に記載のダウンホルダであって、前記第１の空圧駆動の前記駆動要素は、前記ダウンホルダプレート（１０）の球形の凹み（１５）と係合する球形突起（１７）を備え、前記第２の空圧駆動の前記駆動要素は、前記ダウンホルダプレート（１０）の細長い凹み（１６）と係合する球形突起（１７）を備え、前記ダウンホルダプレート（１０）の細長い凹み（１６）は円形の断面を持つ中央部分を備え、前記第１の空圧駆動の前記駆動要素の前記球形突起（１７）と前記ダウンホルダプレート（１０）の前記球形の凹み（１５）は同一の半径を有し、前記第２の空圧駆動の前記駆動要素の前記球形突起（１７）の半径は前記ダウンホルダプレート（１０）の前記細長い凹み（１６）の前記中央部分の前記断面の半径と等しい、ダウンホルダ。
【請求項３】
前記空圧駆動の前記駆動要素はピストン（７、８）である、請求項１または２に記載のダウンホルダ。
【請求項４】
前記空圧駆動の前記駆動要素は膜（１８、１９）である、請求項１または２に記載のダウンホルダ。
【請求項５】
請求項３または４に記載のダウンホルダであって、ガスを前記２つの空圧駆動の前記圧力室に提供するための第２の圧力線（２１）と、前記第２の圧力線（２１）内の圧力またはガス流を監視するためのセンサとをさらに備え、それによって、圧縮ガスの前記供給が終了するときに、動作中に、前記ピストン（７、８）または前記膜（１８、１９）それぞれが、後退位置に戻っているかを確認することができる、ダウンホルダ。
【請求項６】
請求項１〜５のうちいずれか１項に記載のダウンホルダであって、前記プレート（１）の前記裏側に前記ダウンホルダプレート（１０）を支えることは、ねじ（１３）によって行われ、前記ねじ（１３）は、前記プレート（１）の前記表側に配置される伸縮ばね（１４）および前記プレート（１）の溝のない穴によって前記ダウンホルダプレート（１０）に誘導され、ねじで固定され、前記伸縮ばね（１４）は事前に張力がかけられ、それによって前記ねじ（１３）は前記ダウンホルダプレート（１０）を前記プレート（１）の前記裏側に引っ張る、ダウンホルダ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は基板の基板位置を押下するためのダウンホルダに関する。
【背景技術】
【０００２】
このようなダウンホルダは、支持台に取り付ける際に基板の基板位置を押すために、当該分野において「ダイ」として既知の部品を取り付けるための自動取り付け器、つまり、いわゆるダイボンダにおいて用いられる。ダイの例としては、特に、半導体チップが挙げられるが、蓄電器、金属片、金属の蓋なども含まれる。
【０００３】
半導体チップを取り付ける際に、動作中に起こる半導体の効率的な放熱損失をはんだ付け接続によって行うために、半導体チップ、主にパワー半導体をはんだ付けによって基板に接続することは、常識である。このプロセスに適切なダイボンダはＤＢ２００９ＳＳＩという名称で出願人から入手可能である。このダイボンダは、ダウンホルダを有する通過式炉を備える。ダウンホルダは３００℃から４５０℃までの熱処理を受ける。
【発明の概要】
【０００４】
本発明は、３００℃から４５０℃までの作業温度で用いることができ、簡潔な構造および高い信頼性を有するダウンホルダを開発する目的に基づく。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明によれば、基板の基板位置を押下するためのダウンホルダは、
中央の開口と、中央の開口に隣接してその両側に配置される２つの別の開口とを備えるプレートと、
開口と開口の裏側に配置されるダウンホルダウェブとを備えるダウンホルダプレートであって、ダウンホルダプレートは、プレートの裏側で、ダウンホルダプレートの開口がプレートの中央の開口と位置合わせされるように連結様式で取り付けたられるダウンホルダプレートと、
第１および第２の空圧駆動であって、第１および第２の空圧駆動のそれぞれは、シリンダおよび駆動要素を備え、シリンダと駆動要素との間に圧力室が形成され、第１の駆動のシリンダはプレートの表側に別の開口の第１の開口に固定され、第２の駆動のシリンダはプレートの表側に別の開口の第２の開口に固定される第１および第２の空圧駆動と、
圧縮ガスを２つの空圧駆動の圧力室に提供するための第１の圧力線とを備える。
【０００６】
好ましくは、第１の空圧駆動の駆動要素は、ダウンホルダプレートの球形の凹みと係合する球形突起を備える。第２の空圧駆動の駆動要素は、ダウンホルダプレートの細長い凹みと係合する球形突起を備える。ダウンホルダプレートの細長い凹みは円形の断面を持つ中央部分を備える。第１の空圧駆動の駆動要素の球形突起とダウンホルダプレートの球形の凹みは同一の半径を有し、第２の空圧駆動の駆動要素の球形突起の半径はダウンホルダプレートの細長い凹みの中央部分の断面の半径と等しい。
【０００７】
空圧駆動の駆動要素は、たとえば、ピストンまたは膜であってもよい。
【０００８】
ダウンホルダは好ましくは、ガスを２つの空圧駆動の圧力室に提供するための第２の圧力線と、第２の圧力線内の圧力またはガス流を監視するためのセンサとをさらに備える。それによって、動作中に、圧縮ガスの供給が終了するときに、ピストンまたは膜それぞれが、後退位置に戻っているかを確認することができる。
【０００９】
プレートの裏側でダウンホルダプレートを支えることは、有利には、ねじによって行われる。ねじは、プレートの表側に配置される伸縮ばねおよびプレートの溝のない穴によってダウンホルダプレートに誘導され、ねじで締められる。伸縮ばねは事前に張力がかけられ、それによってねじはダウンホルダプレートをプレートの裏側に引っ張る。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
添付図は本明細書に引用して援用され、本明細書の一部を構成する。添付図は、本発明の１つまたは複数の実施形態を例示し、詳細な説明と合わせて、本発明の原理および実施を説明する機能を果たす。明確を期すために、図の縮尺は正確ではない。
【００１１】
【図１】本発明による、プレートおよびダウンホルダプレートを備えるダウンホルダの第１の実施形態の斜視図を示す。
【図２】下から見た第１の実施形態のダウンホルダを示す。
【図３】下から見た本発明によるダウンホルダの第２の実施形態を示す。
【図４】一動作状態におけるダウンホルダの断面図を示す。
【図５】一動作状態におけるダウンホルダの断面図を示す。
【図６】本発明によるダウンホルダの第２の実施形態の断面図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
図１は本発明によるダウンホルダの第１の実施形態を斜視図で示す。ダウンホルダはプレート１を備え、プレート１は中央の開口２および２つの別の開口３および４（図４および５）を備える。別の開口３および４は、中央の開口２に隣接していずれかの側に配置され、有利には略円形であるが、任意の他の形状でもよい。中央の開口２は本実施形態では細長く、基板のダイを固着する基板位置にアクセスできるようにする。この基板位置は少なくとも１列に配置される。
【００１３】
ダウンホルダはさらに、第１および第２の空圧駆動を備える。２つの空圧駆動のそれぞれは、シリンダ５および６と駆動要素を含有し、その間に圧力室が形成される。駆動要素はたとえば、可動性のピストン７および８（図４および５）であり、または弾力的に変形可能および／または湾曲可能な膜１８、１９（図６）である。第１の空圧駆動のシリンダ５は、プレート１の表側の開口３上部に固定され、第２の空圧駆動のシリンダ６はプレート１の表側の開口４上に配置される。ピストン７および８を備える実施形態では、ピストン７および８はプレート１が形成する平面に対して垂直に移動可能であり、膜１８および１９を備える実施形態では、膜１８および１９は、少なくともプレート１が形成する平面に変形可能である。第１の圧力線９はプレート１の表側に配置され、圧縮ガスを２つの空圧駆動の圧力室に提供する。基板が酸化しないように、保護ガスを圧縮ガスとして用いる。よく用いられる保護ガスは窒素またはたとえばＮ２Ｈ２などのフォーミングガスである。
【００１４】
ダウンホルダはさらに、開口１１を有するダウンホルダプレート１０を備える。図２は、第１の実施形態のダウンホルダを下から見た部分図を示す。本実施形態では、開口１１は細長く、したがってダウンホルダプレート１０は十字型である。ダウンホルダプレート１０は、裏側、つまり、プレート１とは反対側に、開口１１に配置された複数のダウンホルダウェブ１２を備える。ダウンホルダウェブ１２は、本実施形態では、開口１１の２つの細長い側端部に沿って配置される。ダウンホルダウェブ１２は、必要に応じて、開口１１を横切って延在してもよい。ダウンホルダプレート１０はプレート１の裏側に配置され、ダウンホルダプレート１０の細長い開口１１がプレート１の中央の開口２と位置が合うように、プレート１上に取り付けられる。プレート１の中央の開口もまた、本実施形態では細長い。ダウンホルダプレート１０は連結様式でプレート１上に取り付けられ、それによって、空圧駆動が圧縮ガスで起動されるとき、ダウンホルダプレート１０は基板の向きに調整することができる。ダウンホルダプレート１０はたとえば４つのねじ１３でプレート１に固定される。ねじ１３は伸縮ばね１４（図１）およびプレート１の溝のない穴によってダウンホルダプレート１０に誘導され、ねじで止められる。ねじ１３のねじ山とプレート１の表側の間に配置される伸縮ばね１４は事前に張力がかけられている。伸縮ばね１４は、したがって、ねじ山をプレート１から離れるように押し、それによってねじ１３はダウンホルダプレート１０をプレート１の裏側に引き寄せる。
【００１５】
ダウンホルダプレート１０は、２つの凹み１５および１６を表側に備える。この凹みは開口１１の中央の両側に配置され、その位置を図２に破線で示す。図２では、ダウンホルダプレート１０の裏側を示す。凹み１５は球形である。凹み１６は細長く、２つのほぼ半球形の端部領域および円形の断面を備える中央部分からなる。凹み１６の長手方向は、本実施形態では細長い開口１１の長手方向に対して直角に延在する。
【００１６】
図３は、下から見たダウンホルダの第２の実施形態の断面図を示す。本実施形態では、プレート１の中央の開口２およびダウンホルダプレート１０の開口１１も、たとえば単一に配置される基板の基板位置にアクセスできるように、正方形または矩形／長方形である。したがって、ダウンホルダプレート１０はそれぞれ、幅広および狭小または細長い。ダウンホルダプレート１０の凹み１６の長手方向は、本実施形態では、ダウンホルダプレート１０の長手方向と平行に延在する。
【００１７】
両方の実施形態において、別の開口３および４は、中央の開口２に対して好ましくは対称に配置される。対称とは、開口２の中央の両側に、等距離で存在することを意味する。
【００１８】
図４および図５は、駆動要素としてピストン７、８を備える実施形態のダウンホルダを断面図で示す。図４は、２つの空圧駆動の圧力室が解放されている第１の動作状態を示す。図５は第２の動作状態を示す。第２の動作状態では、２つの空圧駆動の圧力室が圧縮ガスで起動されており、ピストン７、８がダウンホルダプレート１０をプレート１から離れるように、基板に対して押す。ピストン７、８の上端部は肩部分が低くなっているため、ピストン７、８は第１の圧力線９の穴開口を完全にふさぐことはない。
【００１９】
図６は、駆動要素として膜１８および１９を備える実施形態のダウンホルダを断面図で示す。圧縮ガスが提供されてもよい圧力室はシリンダ５および６と、膜１８および１９との間に形成される。膜１８および１９は、プレート１が形成する平面に対して垂直方向に、弾力的に変形可能である。本実施形態では、シリンダ５および６はまた、プレート１の一体部分として、くぼみとして形成されてもよい。このくぼみは次に圧力室を形成する。
【００２０】
駆動要素、つまり、空圧駆動のピストン７、８および膜１８、１９は球形突起１７を備える。または球形突起１７を備える部品が膜１８および１９に取り付けられる。第１の空圧駆動のピストン７または膜１８の球形突起１７は、ダウンホルダプレート１０の球形の凹み１５と係合する。第１の空圧駆動のピストン７または膜１８の球形突起１７とダウンホルダプレートの球形の凹み１５は同一の半径を有する。この構成の結果として、ダウンホルダプレート１０は、プレート１に関して任意の方向に傾斜してもよいが、移動できなくなる。第２の空圧駆動のピストン８または膜１９の球形突起１７はダウンホルダプレート１０の細長い凹み１６と係合する。第２の空圧駆動のピストン８または膜１９の球形突起１７の半径は、ダウンホルダプレート１０の細長い凹み１６の中央部分の円形の断面の半径と等しい。連結して支えるこの構成によって、ダウンホルダプレート１０はプレート１に対して移動可能となり、ダウンホルダ設定中に、ダウンホルダウェブ１２を基板の基板位置に対して正確に位置合わせをして調整することができ、取り付け作業中に、ダウンホルダプレート１０を任意の方向に傾斜させることができ、したがってダウンホルダプレート１０を基板に対して調整することができる。ダウンホルダプレート１０の球形の凹み１５のプレート１に対する位置は、第１の空圧駆動のピストン７または膜１８の球形突起１７の位置によって前もって決まっている。第２の空圧駆動のピストン８または膜１９の球形突起１７は細長い凹み１６内で移動可能であり、したがって、熱によって誘発されるプレート１およびダウンホルダプレート１０の膨張を補償することが可能である。
【００２１】
プレート１および２つのシリンダ５および６は、一体構成でもよく、またはシリンダ５および６が移動可能にプレート１に固定されるように配置されてもよい。第２の事例では、開口３および４の直径は、ピストン７、８が開口３または４に接触しない特定の範囲内で、シリンダ５および６が移動可能な寸法である。シリンダ５および６をプレート１に固定することは、たとえば２つのねじ２０それぞれを用いることで行われる（図１）。シリンダ５および６はねじ２０に対して移動可動である。本実施形態では、２つの空圧駆動の位置および位置合わせは簡単に調整可能であることが有利となる。
【００２２】
膜１８、１９を備える実施形態において、空圧駆動の圧力室に圧縮ガスが提供されると、膜１８、１９は弾力的に変形され、突起１７はしたがって（下向きに）湾曲する。圧力室が換気されると、伸縮ばね１４によってプレート１の裏側に引き寄せられていたダウンホルダプレート１０は、突起１７を押し、それによって膜１８、１９は反対方向に変形される。シリンダ５、６の高さは、有利には、本事例において、膜１８、１９がシリンダカバー上に存在するような寸法である。
【００２３】
ピストン７、８および膜１８、１９は２つの位置をとることができる。すなわち、圧力室に圧縮ガスが供給されていない後退位置および圧力室に圧縮ガスが提供されている伸長位置である。
【００２４】
圧縮ガスの提供が終了したときに、ピストン７、８または膜１８、１９が後退位置に戻っているかを確認するために、２つの空圧駆動の圧力室およびセンサ（不図示）につながる第２の圧力線２１が提供される。操作中には、ガスは恒久的に低圧で第２の圧力線２１に提供される。または圧力室に圧縮ガスを提供し終わるときに、低圧でガスを提供する。ピストン７、８または膜１８、１９が後退位置に戻ると、ピストン７、８または膜１８、１９は関連する第２の圧力線２１の端部を閉鎖するため、圧力線２１内の圧力が上昇してガス流が停止する。ピストン７、８または膜１８、１９が後退位置に戻っていない場合は、圧力線２１から提供されるガスは第１の圧力線９および／または選択的にピストン７、８と関連するシリンダ５または６との間の隙間から流出し、圧力は上昇しない。センサは、たとえば圧力線２１の圧力を監視する圧力センサである。または、センサはガス流を監視する流量センサである。
【００２５】
本発明の実施形態および適用を示して説明してきたが、当業者には、前述した以上の多くの修正が、本明細書に記載する本発明の発明概念から逸脱せずに実現可能であるという本開示の利点は明らかであろう。したがって、本発明は、添付の請求項およびその同等物の精神以外に限定されない。
【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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