(57)【要約】      （修正有）【課題】外気が保護ガスと共にチャネルに流入するのを防ぐ貫通型炉及び貫通型炉を有するダイボンダを提供する。【解決手段】本発明は、基板が搬送されることができ、作動ガスが供給されることができるチャネルを囲む炉体２及びカバー６を有する貫通型炉であって、カバー６は、少なくとも１つの加工開口部を含む。互いに着脱可能に接続される貫通型炉の個々の部品間の境界面は、互いに対向する合わせ面１１、１２を有して形成される。少なくとも幾つかの境界面は、運転時に減圧にされることができる溝１５を含む。合わせ面１１、１２間の不可避的な間隙に侵入する空気は、溝１５を介して吸引することによって抽気され、炉の内部空間には到達しない。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板が搬送されることができ、作動ガスが供給されることができるチャネルを囲む炉体（２）及びカバー（６）を有する貫通型炉であって、
前記カバー（６）は、少なくとも１つの加工開口部（１０）を含み、
前記炉体（２）及び前記カバー（６）は、互いに着脱可能に接続される１つ又は複数の個々の部品を含み、
前記個々の部品間の境界面は、互いに対向する合わせ面（１１、１２）を有する平坦な接続部として形成され、
少なくとも幾つかの境界面は、運転時に減圧にされることができる溝（１３、１５、２０、２２）を含む、貫通型炉。
【請求項２】
請求項１に記載の貫通型炉を有するダイボンダ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、保守作業のために炉の内部にアクセスできるように、取外可能なカバーを有する貫通型炉に関する。作動ガスは、炉の内部に供給される。本発明は更に、作動ガスを保護ガスとする、かかる貫通型炉を有するダイボンダとして知られる実装装置にも関する。「ダイ」の例としては、特に半導体チップがあるが、コンデンサ、金属プレートレット等もある。
【背景技術】
【０００２】
半導体チップを実装する際に、確実に、半田接続によって、運転中に発生する半導体チップからの熱を効果的に放散して下げるために、半導体チップ、主にパワー半導体を半田を用いて基板に接続することは、一般的によく行われている。しかし、他の「ダイ」も基板に半田付けされる。金属基板、所謂リードフレームが、基板として主に使用されている。
【０００３】
この加工に適したダイボンダは、ＤＢ２００９  ＳＳＩという名称で本出願人によって販売されている。このダイボンダは、貫通型炉を含み、該貫通型炉を通して基板が次々に、半田が塗布され、溶融される半田付けステーションに輸送され、半田が基板位置で分配される分配ステーションに輸送され、その後、半導体チップが、液状半田上にピックアンドプレイスシステムによって載置されるボンディングステーションに輸送される。また、半田は、単一の加工ステーションで、各基板位置に塗布され、基板位置に分配されることもできる。貫通型炉は、必要な加工開口部を有するチャネル又はトンネルとして形成される。基板の不所望な酸化を防ぐために、チャネル内を保護ガス雰囲気にする。通常、水素が、既存の酸化物を減少させるために、保護ガスに添加される。炉の内部空間の酸素濃度が低いほど、一層効果的に基板が酸化から保護される。
【０００４】
貫通型炉は、チャネルを画成する炉体及びカバーによって形成される。炉は、保守作業のために開ける必要があるので、カバーは、炉体に着脱可能に接続される。カバーは、比較的重く、従って炉体上に載置されるだけのことが多く、その場合、カバー自体の重さで炉体を押圧する。また、カバーは、炉体と共に螺着されることもできる。カバーの個々の部品間の他、カバーと炉体との間でも境界面が、互いに対向する面として形成され、該面は、本開示の範囲内では、合わせ面と呼ばれる。合わせ面は、理想的には、広い表面積に亘り互いに接触し、その結果、確実に、炉の内部空間が、全境界面で、周囲環境に対して密封される。不可避的な間隙が合わせ面間に残るため、最も入念に製造する場合でも、製造過程で、外気が炉の内部空間に侵入することがあるため、原則的に、合わせ面は、出来る限り避けられ、外気が保護ガスと共にチャネルに流入するのを防ぐために、他の多くの対策が取られている。
【０００５】
スイス国特許出願第０１９３８／１３号（特許文献１）では、貫通型炉について記載されており、該炉では、チャネルの前側壁が、長孔と共に形成され、それにより基板が、把持体で輸送されることができるようにしている。かかる貫通型炉の内部空間は、半開放貫通型炉の種類に属するため、保護ガスを供給しても、殆ど著しい超過圧にはならない。
【０００６】
保護ガスの代わりに、異なる作動ガスが使用される貫通型炉も存在する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】スイス国特許出願第０１９３８／１３号
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、上述した種類の貫通型炉に関し、更に、かかる貫通型炉を有するダイボンダに関する。ダイボンダにおいて、貫通型炉のカバーは、例えば、炉に輸送された基板に半田を塗布するための加工開口部、基板位置に半田を分配するための加工開口部、及び基板に半導体チップを付与するための少なくとも１つの加工開口部を含む。カバーは、少なくとも１枚の蓋、及び任意に追加的に上記加工開口部の１つを被覆する少なくとも１枚のプレート、及び任意に更なる要素を含む。半田を塗布及び分配するための加工開口部は、例えば、本明細書で詳細には説明されない理由で、運転時に前後に移動されるプレートによって、被覆される。プレートは、酸素の侵入を可及的に抑制するために、各加工開口部を密封するのに使用される。カバーの個々の部品と炉体との間に存在する間隙を通り、外気がチャネルへ侵入するのを防止するために、カバーの個々の部品間の境界面だけでなく、カバーの部品と炉体との間の境界面も、原則的に、互いに対向する合わせ面として形成される。合わせ面は、平面とすることができるが、そうである必要はない。
【０００９】
本発明者らの実験では、酸素は、入口、出口、及び加工開口部で、また任意には、前側壁の長孔を通してだけでなく、合わせ面間の極めて僅かなだが、不可避的な間隙も通して、チャネルに到達することが示された。これを避けるために、本発明は、全ての境界面は、溝を備えて、即ち、互いに対向する合わせ面の少なくとも１つに溝を形成し、該溝を、１つ又は複数の閉チャネル及び導管を介して、真空源に接続し、それにより該溝が、運転時に、負圧にされることができるようにしている。溝は、原理上真空チャンバのように作用し、周囲環境からの圧力に対して、各境界面で炉の内部空間を分離する。一方で、溝を負圧にすることで、確実に、拡散によって及び／又は圧力差により周囲環境から合わせ面間の間隙に到達する酸素等のガスが、溝に到達するだけで、負圧状態にした結果、吸引によって溝に抽出されて、再び周囲環境に放出される。他方で、溝を負圧にすることはまた、炉の内部空間と溝との間に圧力勾配がある場合に、確実に、作動ガスが、炉の内部空間から溝まで流れるようにし、またこの場合でも、吸引によって溝に抽出されて、周囲環境に放出される。こうした作動ガスの損失は、少なく、許容可能である。
【００１０】
本発明による貫通型炉では、互いに着脱可能に接続される貫通型炉の個々の部品間の境界面は、互いに対向する合わせ面で形成される。境界面の少なくとも幾つか、及び好適には全ては、運転時に、減圧されることができる溝を含む。合わせ面間の間隙を通り必然的に入る空気は、溝を介して吸引によって抽気され、炉の内部空間には到達しない。
【００１１】
本発明について、実施形態及び図面を参照して、更に詳細に以下で説明がなされる。図面は、略図であり、明確化の理由で、正確な縮尺で示されてはいない。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明による貫通型炉の各部品に関する平面図を示している。
【図２】貫通型炉の互いに隣接する２蓋体の断面図を示している。
【図３】貫通型炉の境界面を示している。
【図４】プレートで被覆された貫通型炉の加工開口部を示している。
【図５】圧力線図を示している。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
図１は、本発明による貫通型炉１の各部品に関する平面図を図式的に示しており、該炉は、特に、ダイボンダにおいて使用するために設計されている。貫通型炉１は、一体化される、又は互いに気密に接続されるベース３及び２側壁４、５を有する炉体２、及びカバー６を含む。炉体２とカバー６は、チャネルを形成し、該チャネルを通り、基板が矢印７で示された方向に搬送されることができる。このチャネルは、炉の内部空間を形成する。前側壁５は、基板が把持システムを用いてチャネルを通り搬送されることができるように、長孔を含むことができる。
【００１４】
カバー６は、少なくとも１枚の蓋を含むが、この実施形態では、数枚の蓋８及び９を含む。蓋８及び９其々は、１つ又は複数の加工開口部１０を含むことができる。第１蓋８は、どちらかと言えばめったに取外されないように、即ち、特に保守作業用に設計されている。第２蓋９は、様々な工程に対する調整、例えば、加工開口部に対する調整を、短時間内に可能にするように、迅速に交換可能な部品として形成される。ベース３及び／又は１枚又は複数の蓋８及び９は、複数の穴（図示せず）を含み、該穴は、保護ガスが、運転中に炉の内部空間に供給されることができるように、保護ガス源に接続されることができる。
【００１５】
第１蓋８だけでなく第２蓋９も、炉体２に取外可能に接続される。第１実施形態では、第１蓋８は、蓋自体の重さで炉体２上に載支（ｒｅｓｔ）されているだけであり、保守作業のために手動で取外される。第２実施形態では、第１蓋８はまた、蓋自体の重さで炉体２上に載支されているが、炉体２に対して空気圧又は油圧で更に押圧されることができ、例えば保守作業のために炉体２から空気圧で又は油圧で持上げられる。第１蓋８と第２蓋９は両方とも、纏めて炉体２に螺着されることができる。蓋８及び９は、互いに載支する及び／又は互いに重なる。  
【００１６】
加工開口部１０は、半導体チップを、チャネルを通り搬送された基板上に載置可能にする目的で設けられ、通例、常時開口している。他の加工開口部１０、例えば、半田が基板上で溶融可能なように、半田ワイヤが外部からチャネルに挿入されることができる加工開口部は、固定プレートによって、又は運転時に可動なプレートによっても、被覆されることができる。
【００１７】
蓋８及び９と炉体２との境界面だけでなく、隣接する蓋間の境界面、及びプレートと関連する蓋との境界面は、互いに対向する合わせ面として形成される。
【００１８】
貫通型炉内には、結果的に、酸素が炉の内部空間に到達できる不可避的な間隙が存在する以下の境界面が存在する：
−第１蓋８と炉体２との間の合わせ面；
−第２蓋９と炉体２との間の合わせ面；
−隣接する蓋８と蓋９との間の合わせ面；及び
−加工開口部を有する蓋と該加工開口部を被覆するプレートとの合わせ面。
【００１９】
上記間隙を通る外気の侵入を排除するために、又は少なくとも上記侵入を軽減するために、これら境界面の全て、少なくとも最も適切な境界面には、溝を備え、該溝は、各チャネル及び／又はガスラインを介して真空源に接続され、該真空源は、貫通型炉の正常運転時に、確実に、溝内を減圧状態にする。溝は、各境界面の互いに対向する合わせ面の一方に其々配設される。かかる溝は、真空チャンバを形成し、該チャンバは、合わせ面間の不可避的な間隙を通り、一方で外気に、他方で炉の内部空間にガス連通状態に接続される。
【００２０】
本発明の幾つかの態様について、以下でより詳細に説明される。
【００２１】
側壁４と側壁５との境界面を減圧によって密封するために、側壁４及び５の端面に形成される炉体２の合わせ面１２は、其々溝１３を備える。溝１３は、チャネルの入口又は出口から入る外気が直接溝１３内に引込まれるのを回避するために、チャネルの入口及び出口から一定の距離で終端すると有利である。溝１３は、隔壁１４によって個々のセクションに細分化されることができる。この場合、個々のセクションは、真空源に接続される。合わせ面１１及び１２は、互いに載支するため、溝１３は、炉体２の合わせ面１２の代わりに、蓋の合わせ面１１に択一的に配設されることができる。
【００２２】
隣接する蓋８と蓋９との間の境界面を、減圧によって密封するために、溝１５は、２枚の蓋８及び９の互いに対向する合わせ面の片方に適用される。第１実施形態では、２枚の互いに隣接する蓋８及び９の側面は、出来るだけ正確に互いに載支し、溝１５は、第１蓋８又は第２蓋９の互いに隣接する側面の片方に形成される。第２実施形態では、第１蓋８は、第２蓋９と重なる突出部１８（図２）を有して形成される。
【００２３】
溝１５は、図１に示されているように、溝１３に開口する、又は別のガスラインを介して真空源に択一的に接続される。
【００２４】
図２は、互いに隣接し、互いに境界を成す、第２実施形態による第１蓋８及び第２蓋９の断面図を示している。説明を明確化するために、蓋８が、左上斜めにずらして示されており、一方で外部空気、及び他方で保護ガスが、溝１５に到達する間隙が、はっきりと視認できるようにしている。突出部１８は、第２蓋９に沿って出来る限り平坦にする。溝１５は、隣接する蓋８及び９の互いに隣接する側面の片方に（図示されたように）、又は第２蓋９と対向する第１蓋８の突出部１８の下面に形成される。矢印１６は、突出部１８と蓋９との間隙に、外部空気が流入することを示し；矢印１７は、保護ガスが、炉の内部空間から、２枚の蓋８及び９の隣接する２側壁間に存在する間隙に流入することを示している。
【００２５】
図３は、溝を介して吸引によって、２合わせ面１１と１２との間隙に入る空気を抽気するための、更なる可能性に関する断面図を示している。これは、間隙を被覆するように、間隙の上方で、貫通型炉の外側に取着され、且つ真空源に接続される間隙に対面する側にある溝２０を含む要素１９を用いて可能になる。
【００２６】
図４は、プレート２１によって被覆される加工開口部１０を有する蓋９の平面図を示している。プレート２１は、固定して取付けられることができる、又は描画ヘッド（図示せず）によって、載送されることができる。描画ヘッドは、例えば、超音波で駆動されるピンを用いて、基板上に半田軌道を描くために、又は基板上に蒸着された半田を分配するために、半田ワイヤを任意の方向に基板上でガイドするのに、使用される。プレート２１は、常に蓋９上にあり、前後方向に摺動する。プレート２１の下面及び蓋９の上面は、合わせ面として形成される。溝２２は、加工開口部１０を完全に囲み、チャネル２３を介して真空源に接続される。チャネル２３は、例えば、蓋９の下面にある溝２２に開口するよう形成される。
【００２７】
従って、蓋８及び９に加えて、カバー６は、１つ又は複数の要素１９及び１枚又は数枚のプレート２１を含むことができる。
【００２８】
貫通型炉の運転時、炉の内部空間には、連続的に保護ガスが供給されるため、炉の内部空間内の圧力は、大気圧以上になる一方で、溝１３、１５、２０及び２２内の減圧状態は、大気圧より低くなる。各溝１３、１５、２０及び２２の減圧レベルは、炉の内部空間から溝１３、１５、２０及び２２まで僅かにガスが流れるように選択される。所望する減圧を達成し、設定するために、真空源２４及び共通又は別々の調整可能な圧力制御弁２５が使用され、真空源２４及び圧力制御弁２５に、溝１３、１５、２０及び２２が、ガスライン２６（複数可）を介して接続される。図５は、溝１３及び１５を含む貫通型炉に関する圧力線図を示している。
【００２９】
本発明の実施形態及び適用について示され、説明されたが、本開示の利益を享受する当業者には、上述したより多数の変形が、本明細書に記載した本発明の概念を逸脱せずに可能であることが明らかであろう。
【符号の説明】
【００３０】
１      貫通型炉
２      炉体
３      ベース
４、５  側壁
６      カバー
８、９  蓋
１０    加工開口部
１１、１２  合わせ面
１３、１５、２０、２２  溝
１４    隔壁
１８    突出部
２１    プレート
２３    チャネル
２４    真空源
２５    圧力制御弁
２６    ガスライン
【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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