(57)【要約】【課題】ろう材の先端を加熱された基板に接触させ溶融させて供給するノズルにおいて、ろう材の基板に対する濡れ性を改善する。【解決手段】ノズル本体４の空洞５に隔壁ブッシュ６を設け、ノズル本体４の下部に設けたパイプ部材９にガイドパイプ１０を固着する。ノズル本体４の上に配置した位置決め部材１２およびカバー部材１３によってガイドパイプ１０を支持し、カバー部材１３の上に、圧電セラミック振動子１９を金属体２０と自由側金属体２１とで挟持した超音波振動付与手段１８を配置する。ろう材２を巻回したフィードローラー１から引き出したろう材２をガイドパイプ１０に挿通して、超音波振動付与手段１８により超音波振動を付与し、ガイドパイプ１０の先端からろう材２を所定寸法だけ突出させて、加熱された基板に接触させ溶融させて基板上に供給する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
長尺のワイヤ状ろう材を巻回したフィーダーローラーから引き出したろう材を挿通し、下端から突出したろう材の先端部を加熱された基板に接触溶融させて基板に供給するようにしたろう材供給ノズルにおいて、
前記挿通したろう材に超音波振動を付与する超音波振付与手段を設けたことを特徴とするろう材供給ノズル。
【請求項２】
前記超音波振動付与手段が、圧電素子であることを特徴とする請求項１に記載のろう材供給ノズル。
【請求項３】
前記超音波振動付与手段の下方側を能動固定部材で固定し、上方側を自由側部材で支持したことを特徴とする請求項１または２に記載のろう材供給ノズル。
【請求項４】
前記超音波振動付与手段の下方側に、挿通したろう材を冷却する冷却手段を設けたことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のろう材供給ノズル。
【請求項５】
前記ろう材の冷却手段が、冷却気体による空冷方式であり、ノズル内に冷却気体を供給する流入口と、ノズル内でろう材を冷却した冷却気体を排気する排気口とを有することを特徴とする請求項４に記載のろう材供給ノズル。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はろう材供給ノズルに関し、特に半導体チップ（ダイ）をリードフレームなどの基板にボンディングする際に、長尺のろう材の先端部を加熱された基板に接触溶融させることによって供給するようにしたろう材供給ノズルに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
半導体チップ（ダイ）をリードフレームなどの基板に固着する場合、半導体チップ（ダイ）の裏面を基板に対して電気的に接続する必要が無い場合は、絶縁性樹脂を用いて固着する樹脂ボンド方式が採用されることがあるが、一般には、半導体チップ（ダイ）の裏面を基板に対して電気的に接続すると共に、半導体チップ（ダイ）の動作中の発熱を効率的に基板に放熱するために、図４に示すように、半導体チップ（ダイ）３０の裏面に電極３１を形成し、この電極３１を導電性、かつ、良熱伝導性のろう材３２を用いてリードフレームなどの基板３３に固着している。
【０００３】
前記リードフレームなどの基板３３は、例えば、図５（Ａ）に示すように、良導電性でかつ良熱伝導性の銅または銅系の基板３３ａをそのまま用いたベアボンディング用のもの、図５（Ｂ）に示すように、良導電性でかつ良熱伝導性の銅または銅系の基板３３ａの両面にニッケル，金，銀などの発錆し難く、かつろう材が濡れ易いめっき層３３ｂを形成したもの、図５（Ｃ）に示すように、良導電性でかつ良熱伝導性の銅または銅系の基板３３ａの半導体チップ（ダイ）のボンディング位置のみにニッケル，金，銀などの発錆し難く、かつろう材が濡れ易いめっき層３３ｃを形成したもの、図５（Ｄ）に示すように、良導電性でかつ良熱伝導性の銅または銅系の基板３３ａの両面にニッケルなどの発錆し難く比較的安価なめっき層３３ｄを形成し、さらに、このめっき層３３ｄの半導体チップ（ダイ）のボンディング位置のみに金，銀などの発錆し難く、かつろう材が濡れ易いめっき層３３ｅを形成したものなどが使用されている。
【０００４】
前記ろう材を用いる方式には、金−シリコン共晶などを用いる硬ろう方式と、所謂、半田を用いる軟ろう方式とがある。前者の硬ろう方式は、半導体チップ（ダイ）と基板との固着の信頼性は高いが、ろう材が高価であり、しかも、硬ろうを溶融させるためのトンネル炉の加熱温度が高いために、コスト高となる理由で、高信頼性が要求される特殊の用途にしか用いられていない。
【０００５】
後者の軟ろう方式は、ろう材が安価であり、ろう材を溶融するための基板の加熱温度も低いため、低コストであり、民生用半導体装置には最も広く採用されている。この軟ろう方式には、半導体チップ（ダイ）の裏面に予め半田層を形成しておいて、この半導体チップ（ダイ）を加熱された基板に押し付けて、半田層を溶融させて固着する予備半田方式、加熱された基板に半田片を供給して半田片を溶融する半田片供給方式、長尺の半田ワイヤを巻回したフィーダーローラーから引き出した半田ワイヤを半田供給ツールに挿通しその先端部から所定長さだけ突出させ、その先端部を加熱された基板に接触させて溶融させることによって供給するようにした半田ワイヤ供給方式などがある。
【０００６】
予備半田方式は、半導体ウェーハの裏面に半田層を形成しておくので、後でダイシングソウ（ダイヤモンドカッタ）などにより各半導体チップ（ダイ）に切断分離する際に、軟らかい半田が目詰まりして、半田層の切断が困難であるという問題点がある。また、半田片供給方式は、微小な半田片を供給する際に、半田片の供給位置が一定しないため、高精度のダイボンドが実施できないという問題点がある。半田ワイヤ供給方式は、ノズル位置を高精度で制御できることによって、半田供給位置も高精度で制御できるので、高精度のダイボンドが実施できる。
そこで、近時は半田ワイヤ供給方式が広く採用されるようになってきている。
【０００７】
従来の半田ワイヤ供給方式に用いられている半田供給ツールについて説明する。
図６に示すように、この半田供給ツール４１は、半田ワイヤが挿入されるガイドパイプ４２と、ガイドパイプ４２を保持するツール本体４３と、該ツール本体４３の下部に固定されると共に、前記ガイドパイプ４２の下端部に外嵌された外嵌部材４４とにより構成されており、前記ガイドパイプ４２の下端には、先細りの送出ヘッド４５が設けられている。該送出ヘッド４５には、案内孔４６が設けられており、半田ワイヤは、前記ガイドパイプ４２の上端から挿入され、案内孔４６に案内されて送出されるようになっている。
【０００８】
前記ツール本体４３の側部には、冷却流体の流入口４７と流出口４８とが設けられており、流入口４７から流入された水や空気などの冷却流体は、前記ガイドパイプ４２と前記ツール本体４３との間に形成された流入路４９を通って前記ガイドパイプ４２の下端部へ通流されると共に、前記ツール本体４３と前記外嵌部材４４との間に形成された間隙５０を介して、流出口４８から流出されるように構成されている。これにより、加熱されたリードフレームの上方に配置され、リードフレームを加熱するトンネル炉内の混合ガスに曝された前記ガイドパイプ４２の下端部を、前記冷却流体によって冷却できるように構成されている。（例えば、特許文献１参照）。
【０００９】
また、上記の水や空気などの冷却流体による冷却効果を改善するために、図７に示すような半田供給ツール５１も提案されている。この半田供給ツール５１は、フィードローラー６１から引き出された半田ワイヤ３２が挿入されるガイドパイプ５２と、ガイドパイプ５２を保持するツール本体５３と、該ツール本体５３の下部に固定されると共に、前記ガイドパイプ５２の下端部に外嵌された外嵌部材５４とにより構成されており、前記ガイドパイプ５２の下端には、先細りの送出ヘッド５５が設けられている。該送出ヘッド５５には、案内孔５６が設けられており、半田ワイヤは、前記ガイドパイプ５２の上端から挿入され、案内孔５６に案内されて送出されるようになっている。また、前記ガイドパイプ５２の外周面に沿って、複数のヒートパイプ５７が配置されている。
【００１０】
前記ツール本体５３には冷却流体の流入口５８と流出口５９とが設けられている。流入口５８から流入された水や空気などの冷却流体は、前記ツール本体５３とヒートパイプ５７との間に形成された流通路６０を通って、前記ヒートパイプ５７に沿って上部へ通流されると共に、前記流出口５９から流出されるように構成されている。これにより、加熱されたリードフレームの上方に配置され、リードフレームを加熱するトンネル炉内の混合ガスに曝された前記ガイドパイプ５２の下端部を、前記冷却流体によって冷却できるように構成されている（例えば、特許文献１参照）。
【００１１】
上記の半田供給ツール４１，５１を、図８（Ａ）に示すように、混合ガス雰囲気内で所定温度に加熱されたリードフレームなどの基板３３を収容したトンネル炉（図示省略）の上方に配置させ、半田供給ツール４１，５１の先端から半田ワイヤ３２を所定寸法だけ突出させ、図８（Ｂ）に示すように、下降させて半田ワイヤ３２の先端を加熱された基板３３に接触させて溶融させると、図８（Ｃ）に示すように、基板３３上に所定量の溶融半田３２が供給される。
【００１２】
上記のように、半田供給ツール４１，５１内に冷却手段を設ける理由は、半田ワイヤ３２の先端部を加熱されたリードフレームなどの基板３３に接触させ溶融させて基板３３上に供給する際に、半田ワイヤ３２が必要以上に溶融したり、半田ワイヤ３２中の融点の低い特定成分（Ｓｎ）が溶け別れをしたり、半田ワイヤ３２の表面に２次酸化膜が形成されたりしないようにするためである。
【００１３】
【特許文献１】
特開２０００−２５２０３２号公報（［０００２］〜［００２１］、図１〜図３参照。）。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、最近は、半導体装置を組み込む電子部品の小型化に伴い、半導体チップ（ダイ）の小型化、そのリードフレームなどの基板に対するボンディング位置の高精度化および半導体チップ（ダイ）と基板との間の低電気抵抗化、低放熱抵抗化が要求されている。そのためには、基板に対する半田の濡れ性が重要な要因となる。基板に対する半田の濡れ性は、基板表面のめっきの種類および状態、表面の汚染状況、および酸化状態に大きく左右されるが、従来の半田供給ツールでは、これらの外乱因子を完全に除去することができず、半田供給位置精度の悪化、微量塗布の限界およびサイクルタイムの遅延という解決すべき課題があった。
【００１５】
なお、上記の「半田供給位置精度」とは、基板上に供給された溶融半田が基板上を流れ広がった後の半田位置が、所期の供給位置に対して正確に一致しているかどうかの精度を意味する。すなわち、図９（Ａ）に示すように、基板３３上に供給された溶融半田３２は、本来、基板３３上を同心円状に流れ広がって２点鎖線３２ａに示すようになるべきであるが、基板３３の表面状態などによって、溶融半田３２が同心円状に流れ広がらないで、図９（Ｂ）の２点鎖線３２ｂに示すように、基板３３上を移動して、最初の供給位置（３２）から全くずれてしまったり、最初の供給位置から、２点鎖線３２ｃや３２ｄのように、偏って流れ広がるために、半導体チップ（ダイ）が正確な位置にボンディングできなかったり、正確な位置にボンディングしようとすると、その位置の半田量が不足して、前述の半導体チップ（ダイ）と基板との間の低電気抵抗化、低放熱抵抗化が実現できなくなるといった不具合が発生する。したがって、このような不都合を無くすためには、半田供給位置精度を向上することが必要である。
【００１６】
上記のリードフレームなどの基板３３が有する外乱因子は、半導体製造装置において、混合ガス雰囲気中で基板３３を予備加熱することによるクリーニング効果による除去に依存しているが、この手法だけでは、半田供給位置精度の悪化の原因となる外乱因子を除去し切れないことによる。また、従来の半田供給ツール４１，５１では、半田の供給量を制御するもので、半田の濡れ性を改善する機能に欠けているという解決すべき課題を有していた。
【００１７】
さらに、半田の供給量について言えば、図６の半田供給ツール４１は、ガイドパイプ４２と半田ワイヤとのクリアランスが大きく、半田ワイヤの冷却効果が十分でないため、半田の供給量を正確に制御することができず、図１０（Ａ）に示すように、半田の供給量が実線で示す正規の供給量３２よりも２点鎖線３２’で示すように過剰となって、この過剰な溶融半田３２’の上に半導体チップ（ダイ）３０を供給して加圧した場合、図１０（Ｂ）に示すように、余剰の半田３２′が半導体チップ（ダイ）３０の周囲から食み出し、半導体チップ（ダイ）３０の端面に盛り上がったり、甚だしい場合は半導体チップ（ダイ）３０の上面にまで這い上がってショートしたりするという解決すべき課題があった。また、図７の半田供給ツール５１は、ヒートパイプ４７を用いるため高価になるという課題があった。
【００１８】
さらにまた、冷却媒体として、水などの液体を用いると、シール構造が複雑になるのみならず、万一、漏出した場合は、ダイボンダそのものや、近接した設備を濡らしたり、漏出した液体が蒸発した蒸気によって、半導体チップ（ダイ）が汚染されて、特性変動を生じたりするといった問題があった。さらに、冷却水を循環させるチラー（定温液体循環装置）などを具備しなければならず、コストアップの要因となっていた。
【００１９】
そこで、本発明は上記の課題を解決して、半田などの軟ろうや、Ｐｂ−Ｓｎ−Ａｇ系などの硬ろうや、Ｐｂフリーの半田代替ろう材などのワイヤ状ろう材を、リードフレームなどの基板に対して所定位置に所定量だけ高精度で供給できる、ろう材供給ノズルを提供することを目的とする。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１に記載されたろう材供給ノズルは、長尺のワイヤ状ろう材を巻回したフィーダーローラーから引き出したろう材を挿通し、下端から突出したろう材の先端部を加熱された基板に接触させて溶融させるようにしたろう材供給ノズルにおいて、前記挿通したろう材に超音波振動を付与する超音波振動付与手段を設けたことを特徴とするものである。
【００２１】
上記のろう材供給ノズルによれば、超音波振動付与手段によってろう材に超音波振動が付与されることによって、超音波の縦成分の振動と、ろう材とリードフレームなどの基板との摩擦熱との相乗効果により、基板表面の酸化膜や汚染物質を突き破ってピュアな基材表面またはめっき表面を露出させ、しかも、ろう材自体を活性化することにより、基板に対するろう材の濡れ性が改善される。また、超音波振動によって溶融したろう材の撹拌効果も得られ、撹拌効果による酸化還元反応などの化学的反応が促進される。これらの相乗作用によって、ろう材の基板への濡れ性が大きく改善されて、溶融したろう材が基板表面の酸化膜や汚染物質によって、基板上を移動したり、供給位置から偏って流れ広がったりすることが無くなり、ろう材の供給位置精度が格段に向上すると共に、半導体チップ（ダイ）と基板との接着性が格段に向上して、低電気抵抗化および低放熱抵抗化が実現でき、信頼性の高い半導体チップ（ダイ）のボンディングが可能になる。
【００２２】
また、本発明の請求項２に記載されたろう材供給ノズルは、前記超音波振動付与手段が、圧電素子であることを特徴とするものである。
【００２３】
上記のろう材供給ノズルによれば、圧電素子によって、ろう材に超音波振動を付与することができ、前述のような優れた効果を得ることができる。この圧電素子は、圧電セラミック等の市場で入手可能な公知のものを用いることができる。
【００２４】
また、本発明の請求項３に記載されたろう材供給ノズルは、前記に超音波振動付与手段の下方側を能動固定部材で固定し、上方側を自由側部材で支持したことを特徴とするものである。
【００２５】
上記のろう材供給ノズルによれば、超音波振動付与手段の下方側を能動固定部材によって固定し、上方側を自由側部材で支持しているので、超音波振動付与手段による超音波振動によって自由側部材が自在に振動して、この自由側部材に挿通されているろう材に効果的に超音波振動を付与することができる。
【００２６】
また、本発明の請求項４に記載されたろう材供給ノズルは、前記超音波振動付与手段の下方側に、挿通したろう材を冷却する冷却手段を設けたことを特徴とするものである。
【００２７】
上記のろう材供給ノズルによれば、ノズル内に挿通されたろう材を冷却手段によって適度に冷却できるので、ろう材が必要以上に加熱溶融されてリードフレームなどの基板上に過剰に供給されることが防止できると共に、ろう材の２次表面酸化を防止することができる。
【００２８】
また、本発明の請求項５に記載されたろう材供給ノズルは、前記ろう材の冷却手段が、冷却気体による空冷方式であり、ノズル内に冷却気体を供給する供給口と、ノズル内でろう材を冷却した冷却気体を排気する排気口とを有することを特徴とするものである。
【００２９】
上記のろう材供給ノズルによれば、供給口から供給された空気などの冷却気体が、ノズル内を循環してろう材を冷却し、排気口から排出されることによって、ろう材を冷却することができる。特に、冷却流体として冷却気体を用いるので、冷却液体を用いる場合に比較して、熱の拡散性に優れ、しかも、接続部などのシールが容易になるため構成が簡単になり、また、万一、冷却気体漏れを生じても、冷却液体のようにろう材供給ノズルを搭載したダイボンダそのもの、あるいは近接した設備や床面を濡らしたり、あるいは漏洩した液体による蒸気によって半導体装置の特性を悪化させたりすることがない。
【００３０】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明のろう材供給ノズルの実施形態について説明する。図１（Ａ）は本発明のろう材供給ノズルの縦断面図で、図１（Ｂ）は図１（Ａ）のろう材供給ノズルの下面図を示す。図２（Ａ）〜図２（Ｄ）はそれぞれ図１（Ａ）のろう材供給ノズルのＡ−Ａ線に沿った横断面図、Ｂ−Ｂ線に沿った横断面図、Ｃ−Ｃ線に沿った横断面図、および平面図である。
【００３１】
図１において、１は所謂半田と称される軟ろう（Ｓｎ−Ｐｂ合金）や、硬ろう（Ｐｂ−Ｓｎ−Ａｇ系など）や、最近、Ｐｂによる環境汚染問題を解決するために開発されたＰｂフリーの半田代替ろう材（Ｓｎ−Ｚｎ系、Ｓｎ−Ａｇ系、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ系など）のワイヤ状のろう材２を巻回したフィードローラーで、３はろう材２を挿通してリードフレームなどの基板に供給するろう材供給ノズルである。このろう材供給ノズル３は、内部に空洞５を有するノズル本体４と、このノズル本体４の空洞５に内装される冷却気体の隔壁ブッシュ６と、この隔壁ブッシュ６によって区画されたノズル本体４の上部に設けられた冷却気体を供給する流入口７と、ノズル本体４の下部に設けられた使用済みの冷却気体を排気する排出口８とを有する。流入口７および排出口８には、それぞれ冷却気体の供給パイプ７ａおよび排気パイプ８ａが接続されている。
【００３２】
前記ノズル本体４は、前記流入口７に対応する内周面に環状溝４ａを有する。
また、前記隔壁ブッシュ６は、図２（Ａ）から明らかなように、環状溝４ａと対応する部分が、中心の縦孔に連通する複数の横孔６ａを放射状に有し、これらのいずれかの横孔６ａが前記流入口７の位置と一致し易いようにして、ノズル本体４との組み付けが容易になるようにされている。また、この隔壁ブッシュ６は、前記縦孔に沿って下方に延びるパイプ部６ｂを有する。
【００３３】
前記ノズル本体４の下面部には、銅製のパイプ部材９が取り付けられており、前記隔壁ブッシュ６のパイプ部６ｂ内に、ろう材２を案内するステンレス製のガイドパイプ１０が挿通されている。パイプ部材９は、ノズル本体４の下面に固着されるフランジ部９ａと、前記隔壁ブッシュ６との間に冷却気体を案内する隙間を形成するパイプ部９ｂとを有する。そして、図３（Ａ）（Ｂ）に示すように、ガイドパイプ１０の下端は、隔壁ブッシュ９から所定寸法だけ突出させて、銀ろう１１により固着されている。
【００３４】
前記ガイドパイプ１０の中途部は、位置決め部材１２によってこのガイドパイプ１０を隔壁ブッシュ６の中心軸に同心状に位置決めされており、この位置決め部材１２がカバー部材１３によって所定位置に保持されている。なお、ガイドパイプ１０の上端は、後述する超音波振動付与手段によりろう材２に超音波振動を付与するために、このカバー部材１３よりも大きく突出されている。
【００３５】
前記ノズル本体４と隔壁ブッシュ６との間、ノズル本体４の下面とパイプ部材９のフランジ部９ａとの間、ノズル本体４の上面と位置決め部材１２の下面との間、および位置決め部材１２とガイドパイプ１０との間には、それぞれ耐熱性のＯリング１４，１５，１６，１７が介装されており、気密にシールされている。
【００３６】
以上がろう材を供給するノズルの主要部を構成する。このノズル主要部の上に、ろう材２に超音波振動を付与する超音波振動付与手段１８が配置される。この超音波振動付与手段１８は、圧電セラミック振動子１９を下方の能動固定側金属体２０と上方の自由側金属体２１とによって挟持したものである。圧電セラミック振動子１９は、例えば、ＢａＴｉＯ３、ＰＺＴ、ＰｂＴｉＯ３などの高純度の原料粉体を高温度で環状に焼き固めた多結晶セラミックスを分極処理して得られ、その上下両面にメタライズ法により電極を形成したものである。この圧電セラミック振動子１９の中心孔１９ａには、連結ボルト２２が固定されている。
【００３７】
前記能動固定側金属体２０は、カバー部材１３の上に取り付けられており、中心軸に沿って前記ガイドパイプ１０を挿通する縦孔２０ａと、下部および上部に雌ねじ部２０ｂ，２０ｃと、上部外周部にフランジ部２０ｄとを有し、このフランジ部２０ｄがノズル３を固定する部材に対してＯリング２３，２４によって能動固定されていると共に、下部の雌ねじ部２０ｂにカバー部材１３の雄ねじ部が螺合され、上部の雌ねじ部２０ｃに連結ボルト２２が螺合されている。
【００３８】
また、前記自由側金属体２１は、中心軸に沿って前記ガイドパイプ１０を挿通する縦孔２１ａと、下部および上部に雌ねじ部２１ｂ，２１ｃとを有し、下部の雌ねじ部２１ｂに連結ボルト２２が螺合されていると共に、上部の雌ねじ部２１ｃにノズルガイド２５の雄ねじ部が螺合されている。
【００３９】
前記ノズルガイド２５の上方には、ろう材２を巻回したフィードローラー１と、必要に応じてバックローラー２６が配置されており、フィードローラー１から引き出したろう材２をノズルガイド２５の開口部からガイドパイプ１０に挿通して、ガイドパイプ１０の先端部から、適当な引出抵抗を付与して所定寸法ずつ繰り出すようにしている。
【００４０】
次に、上記のろう材供給ノズル３の動作について説明する。まず、フィードローラー１からろう材２を引き出し、ノズルガイド２５の開口部からガイドパイプ１０にろう材２を挿入し、ガイドパイプ１０の下端から所定寸法だけ突出させる。
【００４１】
そして、流入口７からノズル本体４内に冷却空気などの冷却気体を供給する。
すると、ノズル本体４内に供給された冷却気体は、ノズル本体４の環状溝４ａから隔壁ブッシュ６の放射状の横孔６ａを通り、パイプ部６ｂの内周面とガイドパイプ１０の外周面とで形成される隙間２７を通って下降していき、隔壁ブッシュ６のパイプ部６ｂの下端から出た後Ｕターンして、今度はパイプ部材９の内周面と隔壁ブッシュ６の内周面とで形成される隙間２８を通って上昇し、排出口８から排出される。ここで、主として、冷却気体が前記隔壁ブッシュ６のパイプ部６ｂの内周面とガイドパイプ１０の外周面とで形成される隙間２７を通って下降する過程で、ガイドパイプ１０を冷却し、このガイドパイプ１０に挿通されたろう材２を冷却する。ガイドパイプ１０とろう材２とのクリアランスは小さく、また、空気の熱拡散率は２．２×１０−５ｍ２／ｓであり、水の熱拡散率１．９×１０−７ｍ２／ｓの１１６倍もあり、水冷式に比較して、短時間で効果的にろう材２を冷却することができる。
【００４２】
また、圧電セラミック振動子１９の電極に通電すると、圧電セラミック振動子１９が超音波振動し、それによって自由側金属体２１が振動して、ろう材２に縦振動が付与される。
【００４３】
そして、ガイドパイプ１０の下端から突出したろう材２を、加熱されたリードフレームなどの基板に接触させる。すると、ろう材２の先端部が基板の表面を超音波振動によって摺動して、基板表面の酸化膜や汚染物質を剥離することによって、基板のピュアな表面が露出すると共に、ろう材２の先端部が基板からの熱伝導によって溶融して、基板上に供給される。この基板上に供給された溶融ろう材に対して、ろう材２を介して超音波振動が付与されるので、溶融したろう材が撹拌されて、酸化物や汚染物質が溶融ろう材の表面を覆うことを防止する。このような基板表面のピュアな面の露出および溶融したろう材の撹拌作用の相乗効果によって、溶融ろう材は、図９（Ａ）の実線に示すように、基板の所定位置に高精度で供給することができる。
【００４４】
しかも、前述のように基板表面の酸化膜や汚染物質が除去され、かつ、溶融ろう材の表面が酸化物や汚染物質によって覆われていないため、基板上に供給された溶融ろうは、基板上を移動したり、偏って流れ広がったりすることなく、最初の上記の供給位置から同心状に流れ広がっていくので、ろう材の供給位置精度が著しく向上する。
【００４５】
さらに、ノズル３内のろう材２が冷却気体によって適度に冷却されているので、基板上へのろう材２の供給量を所定量に正確に制御することができる。したがって、この溶融ろう材の上に半導体チップ（ダイ）を供給して加圧すると、半導体チップ（ダイ）を基板の所定位置に高精度でボンディングすることが可能になるのみならず、ろう材供給量が所定値に制御されているので、図１０（Ｂ）に示すように、余剰のろう材が半導体チップ（ダイ）の側面に盛り上がったり、半導体チップ（ダイ）の上面に流れたりするといった不都合がなく、低電気抵抗化、低放熱抵抗化が実現された高品質の半導体装置が得られる。
【００４６】
なお、上記実施形態は、本発明の一実施形態について説明したもので、本発明がこの実施形態に限定されないことは勿論である。
【００４７】
例えば、上記実施形態では、超音波振動付与手段１８を取り付けないタイプと共用化するために、ノズル本体４の上に、位置決め部材１２およびカバー部材１３を取り付けた上に、超音波振動付与手段１８を取り付けるようにしたが、ノズル本体４あるいは金属体２０に、位置決め部材１２やカバー部材１３の機能を持たせるようにしてもよい。
【００４８】
また、ガイドパイプ１０は、図３（Ａ）（Ｂ）に示すように、パイプ部材９の下端から突出させる場合に限らず、パイプ部材９の下端部と一致させたり、あるいは隔壁ブッシュ９の下端部から若干凹入させたりしてもよい。
【００４９】
【発明の効果】
本発明のろう材供給ノズルは、長尺のワイヤ状ろう材を巻回したフィーダーローラーから引き出したろう材を挿通し、下端から突出したろう材の先端部を加熱された基板に接触溶融させて基板に供給するようにしたろう材供給ノズルにおいて、前記挿通したろう材に超音波振動を付与する超音波振付与手段を設けたことを特徴とするものであるから、ろう材に超音波振動を付与することができ、超音波振動が付与されたろう材によってリードフレームなどの基板表面を摺動することによって、基板表面の酸化膜や汚染物質が除去されて、基板のピュアな表面が露出して、ろう材の濡れ性が向上するので、基板上に供給された溶融ろう材が、基板上を移動したり、最初の供給位置から偏心して流れ広がったりすることがなくなると共に、基板上に供給された溶融ろう材に対する超音波振動による撹拌効果によって、溶融ろう材表面を酸化物や汚染物質が覆うことが防止され、基板に対するろう材の濡れ性が格段に向上して、ろう材を基板の所定位置に高精度で供給することができる。したがって、半導体チップ（ダイ）のボンディング位置精度が向上し、しかも、ろう材の低電気抵抗化および低放熱抵抗化が実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（Ａ）は本発明の実施形態に係るろう材供給ノズルの縦断面図、
（Ｂ）は（Ａ）のろう材供給ノズルの下面図である。
【図２】（Ａ）は図１のろう材供給ノズルにおけるＡ−Ａ線に沿った横断面図、
（Ｂ）は図１のろう材供給ノズルにおけるＢ−Ｂ線に沿った横断面図、
（Ｃ）は図１のろう材供給ノズルにおけるＣ−Ｃ線に沿った横断面図、
（Ｄ）は図１のろう材供給ノズルにおける平面図である。
【図３】（Ａ）は図１のろう材供給ノズルにおける先端部の拡大縦断面図、
（Ｂ）は（Ａ）のろう材供給ノズルにおけるＤ−Ｄ線に沿った横断面図である。
【図４】半導体チップ（ダイ）を基板にろう付けした半導体装置の正面図である。
【図５】リードフレームなどの基板の各種形態を示し、
（Ａ）は基材を露出したベアボンディング用の基板の拡大縦断面図、
（Ｂ）は基材の両面にめっき層を形成した全面めっき基板の拡大縦断面図、
（Ｃ）は基材の半導体チップ（ダイ）のボンディング位置のみにめっき層を形成した部分めっき基板の拡大縦断面図、
（Ｄ）は基材の両面にめっき層を形成し、さらに半導体チップ（ダイ）のボンディング位置のみに他のめっき層を形成した基板の拡大縦断面図である。
【図６】従来のろう材供給ツールの縦断面図である。
【図７】他の従来のろう材供給ツールにおける縦断面図である。
【図８】（Ａ）はろう材供給ツールにおける待機状態の拡大縦断面図、
（Ｂ）はろう材供給ツールが下降してろう材が基板に接触した状態の拡大縦断面図、
（Ｃ）はろう材供給ツールによりろう材が基板に供給された状態の拡大縦断面図である。
【図９】（Ａ）は基板上に供給された半田が同心円状に流れ広がる状態の平面図、
（Ｂ）は基板の表面状態によって供給された溶融半田が基板上を移動したり偏って流れ広がったりする課題に付いて説明する平面図である。
【図１０】（Ａ）は基板上に過剰な半田が供給された状態の正面図、
（Ｂ）は（Ａ）の過剰な半田の上に半導体チップ（ダイ）を加圧してボンディングした場合の課題に付いて説明する正面図である。
【符号の説明】
１  フィードローラー
２  ろう材
３  ろう材供給ノズル
４  ノズル本体
４ａ  環状溝
５  空洞
６  隔壁ブッシュ
６ａ  横孔
６ｂ  パイプ部
７  冷却気体の流入口
８  冷却気体の排出口
９  パイプ部材
９ａ  フランジ部
９ｂ  パイプ部
１０  ガイドパイプ
１２  位置決め部材
１３  カバー部材
１４〜１７，２３，２４  Ｏリング
１８  超音波振動付与手段
１９  圧電素子（圧電セラミック振動子）
２０  能動固定側金属体
２１  自由側金属体
２２  連結ボルト
２５  ノズルガイド
２６  バックアップローラー
２７，２８  隙間
【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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