(57)【要約】【課題】  装置の稼働率を向上させ、半導体装置の製造コストを低減する。また、製造される半導体装置の品質の安定、向上等を図る。【解決手段】  本発明のリードフレームとチップを熱処理で固着させるキュア装置は、リードフレームが上面に載置される加熱プレート１２０と、加熱プレート１２０の下面と接触し加熱プレート１２０を介してリードフレームを加熱する加熱ブロック１２２と、加熱プレート１２０を加熱ブロック１２２に対して着脱自在に係合させる加熱プレート係合部１２４と、を備えている。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
リードフレームとチップを熱処理で固着させるキュア装置であって、
前記リードフレームが上面に載置される加熱プレートと、
前記加熱プレートの下面と接触し、該加熱プレートを介して前記リードフレームを加熱する加熱ブロックと、
前記加熱プレートを前記加熱ブロックに対して着脱自在に係合させる加熱プレート係合部と、を備えたことを特徴とするキュア装置。
【請求項２】
前記加熱プレート係合部は、前記加熱プレートと前記加熱ブロックの一方に設けられたピンと、他方に形成され該ピンを受容する位置決め穴と、を有することを特徴とする請求項１に記載のキュア装置。
【請求項３】
前記加熱ブロックから搬送された前記リードフレームが上面に載置される冷却プレートと、
前記冷却プレートの下面と接触する冷却ブロックと、
前記冷却プレートを前記冷却ブロックに対して着脱自在に係合させる冷却プレート係合部と、をさらに備えたことを特徴とする請求項１または２に記載のキュア装置。
【請求項４】
前記冷却プレート係合部は、前記冷却プレートと前記冷却ブロックの一方に設けられたピンと、他方に形成され該ピンを受容する位置決め穴と、を有することを特徴とする請求項３に記載のキュア装置。
【請求項５】
前記加熱プレート及び前記冷却プレートの上方を覆う天板をさらに備え、
前記天板における前記冷却プレートの上方部分が、前記天板における他の部分に対して着脱自在に構成されたことを特徴とする請求項３または４に記載のキュア装置。
【請求項６】
前記天板は、
前記冷却プレートの上方部分に形成された開口と、
前記開口を塞ぐ着脱板と、を有することを特徴とする請求項５に記載のキュア装置。
【請求項７】
加熱処理後の前記リードフレーム及び前記チップが載置されるテーブルを覆う排気カバーを備え、
前記排気カバーを、前記テーブルが覆われる閉塞位置と、前記テーブルが露出する開放位置と、の間で移動自在に構成したことを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載のキュア装置。
【請求項８】
前記排気カバーは、前記閉塞位置と前記開放位置との間で移動自在となるように、蝶番により装置本体に連結されることを特徴とする請求項７に記載のキュア装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リードフレームとチップを熱処理で固着させるキュア装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置の製造におけるダイボンド工程では、リードフレームとチップを熱処理にて固着させるキュア装置が用いられる。このようなキュア装置として、特許文献１に記載されたものが知られている。
【０００３】
特許文献１に記載されたキュア装置は、チップがボンディングされたリードフレームを加熱して、半導体チップとリードフレームとを接合するペースト材（接合樹脂）の硬化を促進させるものである。キュア装置はリードフレームが載置される複数の加熱ステージを有し、特許文献１では２種類の加熱ステージが２つずつ示されている。リードフレームは、搬送アームによって一方の加熱ステージから、他方の加熱ステージへと順次搬送される。リードフレームは、各加熱ステージにて、所定時間ずつ加熱されながら移送される。
【０００４】
加熱ステージは、装置本体に固定され、最下部に位置するベースプレート、ヒータが埋設されてベースプレートに固定されるヒートプレート、このヒートプレートに固定されて最上部に位置するトッププレートの３つのプレートから構成される。各プレートには、接合樹脂より発生するガスを吸引するための溝と排気口が形成されている。
【０００５】
各加熱ステージは、発生したガスに曝され、ガス成分の一部が固化して付着することとなる。この付着物は「ヤニ」と称され、付着物が堆積すると半導体装置の品質に影響を与えるため定期的に除去されている。付着物を除去する清掃方法として、各加熱ステージを装置本体から取り外してアルコール等で洗浄して化学的に付着物が除去する方法が用いられる。付着物を除去する他の方法として、へら、金属ブラシ等を用いて物理的に付着物を各加熱ステージの表面から剥がす方法も用いられる。
【特許文献１】特開平９−２１３７２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、アルコール等の洗浄による清掃方法を用いた場合、熱処理後に各加熱ステージが十分に冷却されるまで、各加熱ステージを装置本体から取り外すことができない。これにより、熱処理後に速やかに各加熱ステージの清掃作業に取り掛かることができない。
【０００７】
また、物理的に付着物を除去する清掃方法を用いた場合も、熱処理後に各加熱ステージが十分に冷却されるまで清掃作業に取り掛かることはできない。この場合は、各加熱ステージを装置本体に固定したまま作業が行われるので、作業者は装置本体内へ身を乗り出し限られた作業空間で清掃作業を行う必要があるし、装置本体内の熱処理部に生じた清掃屑を完全に除去するまで比較的長い時間を要してしまう。
【０００８】
このように、いずれの清掃方法であっても、熱処理後に各加熱ステージが十分に冷却されるまで待機する必要があり、冷却中に清掃作業を開始することができず、清掃作業に約６〜８時間を要する。この清掃作業時には半導体装置の生産が停止するため、清掃作業の時間を短縮してキュア装置の稼働効率を向上させることがのぞまれている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明によれば、リードフレームとチップを熱処理で固着させるキュア装置であって、前記リードフレームが上面に載置される加熱プレートと、前記加熱プレートの下面と接触し、該加熱プレートを介して前記リードフレームを加熱する加熱ブロックと、前記加熱プレートを前記加熱ブロックに対して着脱自在に係合させる加熱プレート係合部と、を備えたキュア装置が提供される。
【００１０】
このキュア装置では、リードフレームの熱処理時にガスが発生し、リードフレームと直接接触している加熱プレートがこのガスに晒される。これにより、加熱プレートにガス成分の一部が固化して付着する。この付着物の除去作業に際し、加熱プレートと加熱ブロックが着脱自在であるので、作業者は加熱ブロックから加熱プレートを離脱させることができる。
【００１１】
このように、加熱ブロックから取り外した状態で加熱プレートの清掃を行うことができ、加熱ブロックに熱処理時の熱量が残存して比較的高温の状態であっても、加熱プレートへの伝熱を遮断し加熱プレートを比較的低温の状態として安全に清掃作業を行うことができる。
【００１２】
従って、熱処理後に加熱ブロックが十分に冷却するまで待機せずとも、加熱プレートを離脱させることで清掃作業を行うことができ、熱処理後の清掃を開始するまでの時間を短縮することができる。また、作業者は、付着物が付着した部分として加熱プレートのみを装置から離脱して清掃作業を行うことができ、従来のように装置内へ身を乗り出し限られた作業空間で清掃作業を行う必要はなく、作業効率が向上して清掃時間を短縮することができる。
【発明の効果】
【００１３】
このように、本発明のキュア装置によれば、熱処理後に清掃を開始するまでの時間と、清掃そのものに要する時間とを短縮することができ、熱処理後に清掃作業が完了するまでの時間を飛躍的に短縮することができる。これにより、装置の稼働率を向上させ、本発明のキュア装置により製造される半導体装置（半導体製品）の製造コストの低減を図ることができる。
また、定期的に加熱プレートを交換することにより、固化したガス成分の蓄積を防止することができ、本発明のキュア装置により製造される半導体装置（半導体製品）の品質の安定、向上等を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
図面を参照しつつ、本発明によるキュア装置の好適な実施形態について詳細に説明する。尚、図面の説明においては、同一要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。
【００１５】
図１から図９は本発明の一実施形態を示すものであり、図１はキュア装置の外観斜視図、図２はキュア装置を用いた半導体装置の製造フローを示す説明図、図３は装置本体の一部を省略して各部の配置状態を示したキュア装置の説明図、図４は加熱プレート及び加熱ブロックの分解正面図、図５は加熱プレート及び加熱ブロックの縦断面図、図６は加熱プレート及び加熱ブロックの上面図、図７は冷却プレート及び冷却ブロックの分解正面図、図８は装置本体の天板及び着脱板の縦断面図、図９は開放位置へ移動した状態の排気カバーの斜視図である。
【００１６】
図１に示すように、このキュア装置１００は、箱状に形成された装置本体１０２を有し、図２に示すように装置本体１０２内でリードフレーム２００とチップ２０２を熱処理で固着させる。
【００１７】
図２を参照して、キュア装置１００の外部装置も含めて具体的に説明すると、ダイボンド工程にてリードフレーム２００にチップ２０２が載置されたダイボンド完了品２０４は、搬送用ローラ３００によりキュア装置１００の導入前搬送ローラ１０４上まで搬送される。ここで、ダイボンド完了品２０４は、長尺のリードフレーム２００に複数のチップ２０２が長手方向に一列に並んだ状態となっている。本実施形態においては、４つのチップ２０２が一列に並んでいる。
【００１８】
装置本体１０２は長尺に形成されており、導入前搬送ローラ１０４は装置本体１０２の長手方向一端側に配置されている。そして、ダイボンド完了品２０４は、センタリングプッシャ１０６により装置本体１０２の長手方向他端側へ位置決めされつつ移動される。センタリングプッシャ１０６により押し出されたダイボンド完了品２０４は、搬送ワイヤ１０８により長手方向他端側へ向かって搬送される。
【００１９】
図３に示すように、装置本体１０２内には、長手方向一端側から他端側へ向かって複数の加熱プレート１２０が並んでおり、リードフレーム２００が加熱プレート１２０に載置されるとリードフレーム２００及びチップ２０２が加熱されるようになっている。また、装置本体１０２内には、各加熱プレート１２０と連続的に冷却プレート１３０が配置され、冷却プレート１３０に載置されるとリードフレーム２００及びチップ２０２が冷却されるようになっている。尚、搬送経路における加熱プレート１２０の上流側と冷却プレート１３０の下流側には、加熱工程の直前及び冷却工程の直後のリードフレーム２００を載置するテーブル１４０がそれぞれ設置されている。
【００２０】
このような加熱工程及び冷却工程を経て、ダイボンド完了品２０４は反転搬送ローラ１１０上に搬送される。図２に示すように、反転搬送ローラ１１０上から収納搬送用ローラ３０２により、収納トレー３０４まで搬送される。図３に示すように、冷却プレート１３０の下流側のテーブル１４０及び反転搬送ローラ１１０の上方には排気カバー１１２が設けられ、排気カバー１１２に形成されたダクト接続部１１２ｃに排気ダクト（図示せず）が接続される。
【００２１】
キュア装置１００におけるダイボンド完了品２０４の加熱部分及び冷却部分について詳述する。
図３に示すように、キュア装置１００は、リードフレーム２００が上面に載置される加熱プレート１２０と、加熱プレート１２０の下面と接触し加熱プレート１２０を介してリードフレーム２００を加熱する加熱ブロック１２２と、加熱プレート１２０を加熱ブロック１２２に対して着脱自在に係合させる加熱プレート係合部１２４と、を備えている。
【００２２】
図４に示すように、各加熱プレート１２０は上面視にて略四角形状に形成され、各チップ２０２ごとに設けられる。本実施形態においては、一の加熱ブロック１２２に対し４つの加熱プレート１２０が取り付けられている。略直方体状に形成された加熱ブロック１２２は、リードフレーム２００の搬送方向に対して略垂直に延びている。加熱プレート係合部１２４は、加熱ブロック１２２に設けられたピン１２４ａと、加熱プレート１２０に形成されピン１２４ａを受容する位置決め穴１２４ｂと、を有する。
【００２３】
図５に示すように、ピン１２４ａは、略円柱状に形成され、各加熱ブロック１２２の上面から上方へ突出する。本実施形態においては、ピン１２４ａは、加熱ブロック１２２とは別部材であり、下端側が加熱ブロック１２２に埋入されている。本実施形態においては、ピン１２４ａは、各加熱ブロック１２２の上面における４つの角部に形成されている。各ピン１２４ａの長手方向寸法は、加熱プレート１２０の厚さ寸法より短くなっている。
【００２４】
また、図６に示すように、位置決め穴１２４ｂは、上面視にて略円形であり、常温時において、直径がピン１２４ａよりも大きく設定されている。ピン１２４ａと位置決め穴１２４ｂの相対位置は、熱処理時における加熱プレート１２０及び加熱ブロック１２２の熱膨張を考慮して、熱処理時に加熱プレート１２０及び加熱ブロック１２２に過大な内部応力が生じないよう設定されている。位置決め穴１２４ｂも、各加熱ブロック１２２の各ピン１２４ａに対応して、各加熱プレート１２０の下面における４つの角部に形成されている。本実施形態においては、各位置決め穴１２４ｂは、加熱プレート１２０を貫通している。なお、ピン１２４ａ及び位置決め穴１２４ｂは、各加熱プレート１２０に対して、対角線上に２つずつ設けられる構成にしてもよい。
【００２５】
また、図３に示すように、キュア装置１００は、リードフレーム２００が上面に載置される冷却プレート１３０と、冷却プレート１３０の下面と接触する冷却ブロック１３２と、冷却プレート１３０を冷却ブロック１３２に対して着脱自在に係合される冷却プレート係合部１３４と、を備えている。
【００２６】
各冷却プレート１３０は上面視にて略四角形状に形成され、上面視中央側に上下に貫通する複数の孔を有し、載置されたリードフレーム２００から熱を奪う。各冷却ブロック１３２も、各加熱ブロック１３２と同様に、略直方体状に形成される。また、各冷却ブロック１３２は、内部に冷却機構を有して冷却プレート１３０を積極的に冷却してリードフレーム２００を比較的急に常温へ近づけるものでもよいし、内部に冷却機構を有さず加熱されたリードフレーム２００を緩やかに常温へ近づけるものでもよい。図７に示すように、冷却プレート係合部１３４は、冷却ブロック１３２に設けられたピン１３４ａと、冷却プレート１３０に形成されピン１３４ａを受容する位置決め穴１３４ｂと、を有する。本実施形態においては、冷却プレート係合部１３４の構造は、加熱プレート係合部１２４の構造と同様であるので、ここでは詳述しない。
【００２７】
図１に示すように、装置本体１０２の天板１１４は、断熱材からなり、各加熱プレート１２０及び各冷却プレート１３０の上方を覆っている。図３に示すように、天板１１４における冷却プレート１３０の上方部分には、開口１１６が形成されており、この開口１１６を塞ぐ着脱板１１８が設けられている。開口１１６は、一列に並んだ各冷却プレート１３０に沿って略長方形状に形成される。すなわち、天板１１４の着脱板１１８が、天板１１４における他の部分に対して着脱自在に構成されている。
【００２８】
天板１１４における開口１１６の２つの短辺周縁には、位置決めブロック１６０がそれぞれ設けられる。各位置決めブロック１６０は、略直方体状であり、上面の開口１１６側に凹部１６０ａが形成されている。凹部１６０ａは上面視にて四角形状に形成される。図８に示すように、この凹部１６０ａは上面から下方へ向かって所定寸法だけ形成されており、位置決めブロック１６０の凹部１６０ａにおける縦断面は段状を呈している。
【００２９】
図８に示すように、着脱板１１８は、開口１１６とほぼ同形状に形成される。着脱板１１８の上端側には、位置決めブロック１６０の各凹部１６０ａに上方より受容される当接部材１１８ａがそれぞれ設けられる。当接部材１１８ａは略直方体状に形成されており、当接部材１１８ａが凹部１６０ａの表面と当接することにより着脱板１１８が天板１１４に対して位置決めされる。各当接部材１１８ａは、着脱板１１８の本体部分から外側へ突出し、ねじ等により本体部分に固定されている。本実施形態においては、着脱板１１８は断熱材からなる。
【００３０】
図３に示すように、排気カバー１１２は、装置本体１０２の天板１１４と隣接して設けられ、上面が天板１１４と略面一となるよう配されている。排気カバー１１２は、四角形の板状に形成され、装置本体１０２側の端部を除いては、端部から下方へ延びるフランジ１１２ａが形成されている。排気カバー１１２の装置本体１０２側には、円形の排気口１１２ｂが形成される。排気カバー１１２の排気口１１２ｂの周縁部分には、上方へ突出するダクト接続部１１２ｃが形成される。
【００３１】
図９に示すように、排気カバー１１２は、蝶番１５０により装置本体１０２に連結される。詳細には、排気カバー１１２のフランジ１１２ａに蝶番１５０の一片が固定され、装置本体１０２の側面に蝶番１５０の他片が固定される。これにより、排気カバー１１２は、テーブル１４０及び反転搬送ローラ１１０が覆われる閉塞位置と、テーブル１４０及び反転搬送ローラ１１０が露出する開放位置と、の間で移動自在となっている。
【００３２】
本実施形態においては、排気カバー１１２が閉塞位置のときに、排気カバー１１２の蝶番１５０固定部と反対側を保持する保持シャフト１５２が備えられている。保持シャフト１５２は、上下に延びる円柱状に形成され、上端にて排気カバー１１２を保持する。保持シャフト１５２は装置本体１０２に設けられている。
【００３３】
以上のように構成されたキュア装置１００では、リードフレーム２００の熱処理時にガスが発生し、リードフレーム２００と直接接触している加熱プレート１２０が、まずガスに晒される。これにより、加熱プレート１２０にガス成分の一部が固化して付着する。
【００３４】
そして、発生したガスは、排気カバー１１２の排気口１１２ｂからダクト（図示せず）を通じて装置外部へ排出される。このとき、発生したガスは、冷却プレート１３０上を経由して排気カバー１１２まで流通するので、冷却プレート１３０付近で冷却される。ガスの冷却作用により、冷却プレート１３０、テーブル１４０にもガス成分の一部が固化して付着する。このガス成分の付着は、加熱プレート１２０に比して顕著である。
【００３５】
この付着物の除去作業に際し、加熱プレート１２０と加熱ブロック１２２が着脱自在であるとともに、冷却プレート１３０と冷却ブロック１３２が着脱自在であるので、作業者は各ブロック１２２，１３２から各プレート１２０，１３０を離脱させることができる。
【００３６】
このように、各ブロック１２２，１３２から取り外した状態で各プレート１２０，１３０の清掃を行うことができ、各ブロック１２２，１３２に熱処理時の熱量が残存して比較的高温の状態であっても、各プレート１２０，１３０への伝熱を遮断し各プレート１２０，１３０を比較的低温の状態として安全に清掃作業を行うことができる。
【００３７】
また、テーブル１４０の清掃、反転搬送ローラ１１０のメンテナンス等に際して、排気カバー１１２を開放位置へ移動させて、これらを露出させることができる。これにより、熱処理時に発生するガスが付着するテーブル１４０の清掃や、反転搬送ローラ１１０の保守、点検作業を的確に行うことができる。
【００３８】
また、着脱板１１８が天板１１４に対して着脱自在であるので、着脱板１１８を取り外して着脱板１１８自体を清掃することができるし、開口１１６を通じて装置本体１０２内の清掃も行うことができる。着脱板１１８は天板１１４における冷却プレート１３０の上方部分に位置していることから、装置本体１０２内でガス成分が付着しやすい部分を清掃することができる。
【００３９】
従って、熱処理後に各ブロック１２２，１３２が十分に冷却するまで待機せずとも、各プレート１２０，１３０を離脱させることで清掃作業を行うことができ、熱処理後の清掃を開始するまでの時間を短縮することができる。また、作業者は、付着物が付着した部分として各プレート１２０，１３０のみを装置１００から離脱して清掃作業を行うことができ、従来のように装置１００内へ身を乗り出し限られた作業空間で清掃作業を行う必要はなく、作業効率が向上して清掃時間を短縮することができる。
【００４０】
このように、本実施形態のキュア装置１００によれば、熱処理後に清掃を開始するまでの時間と、清掃そのものに要する時間とを短縮することができ、熱処理後に清掃作業が完了するまでの時間を飛躍的に短縮することができる。これにより、装置１００の稼働率を向上させ、本実施形態のキュア装置１００により製造される半導体装置（半導体製品）の製造コストの低減を図ることができる。
【００４１】
また、定期的に加熱プレート１２０及び冷却プレート１３０を交換することにより、固化したガス成分の蓄積を防止することができ、本実施形態のキュア装置１００により製造される半導体装置（半導体製品）の品質の安定、向上等を図ることができる。
【００４２】
尚、前記実施形態においては、加熱ブロック１２２及び冷却ブロック１３２にピン１２４ａ，１３４ａが設けられ、加熱プレート１２０及び冷却プレート１３０に位置決め穴１２４ｂ，１３４ｂが形成されたものを示したが、各プレート１２０，１３０にピン１２４ａ，１３４ａが設けられ、各ブロック１２２，１３２に位置決め穴１２４ｂ，１３４ｂが形成されたものであってもよい。
【００４３】
また、加熱プレート係合部１２４及び冷却プレート係合部１３４は、ピン１２４ａ，１３４ａ及び位置決め穴１２４ｂ，１３４ｂの組合せに限定されず、例えばキー及び溝によって構成してもよい。要するに、加熱プレート１２０または冷却プレート１３０に所定方向へ力を加えることにより、加熱ブロック１２２または冷却ブロック１３２から離脱するよう構成されていればよい。
【００４４】
また、前記実施形態における位置決めブロック１６０及び着脱板１１８の形状、構成等も任意であるし、その他、具体的な細部構造等についても適宜に変更可能であることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明の一実施形態を示すキュア装置の外観斜視図である。
【図２】キュア装置を用いた半導体装置の製造フローを示す説明図である。
【図３】装置本体の一部を省略して各部の配置状態を示したキュア装置の説明図である。
【図４】加熱プレート及び加熱ブロックの分解正面図である。
【図５】加熱プレート及び加熱ブロックの縦断面図である。
【図６】加熱プレート及び加熱ブロックの上面図である。
【図７】冷却プレート及び冷却ブロックの分解正面図である。
【図８】装置本体の天板及び着脱板の縦断面図である。
【図９】開放位置へ移動した状態の排気カバーの斜視図である。
【符号の説明】
【００４６】
１００    キュア装置
１０２    装置本体
１０４    導入前搬送ローラ
１０６    センタリングプッシャ
１０８    搬送ワイヤ
１１０    反転搬送ローラ
１１２    排気カバー
１１２ａ    フランジ
１１２ｂ    排気口
１１２ｃ    ダクト接続部
１１４    天板
１１６    開口
１１８    着脱板
１１８ａ    当接部材
１２０    加熱プレート
１２２    加熱ブロック
１２４    加熱プレート係合部
１２４ａ    ピン
１２４ｂ    位置決め穴
１３０    冷却プレート
１３２    冷却ブロック
１３４    冷却プレート係合部
１３４ａ    ピン
１３４ｂ    位置決め穴
１４０    テーブル
１５０    蝶番
１５２    保持シャフト
１６０    位置決めブロック
１６０ａ    凹部
２００    リードフレーム
２０２    チップ
２０４    ダイボンド完了品
３００    搬送用ローラ
３０２    収納搬送用ローラ
３０４    収納トレー
【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】
2007115848.tif 000009
【図８】
2007115848.tif 000010
【図９】
2007115848.tif 000011