氧化防止氣體吹送單元的制作方法
【專利摘要】本發明提供一種氧化防止氣體吹送單元，其具備：中空板狀基體部(10)，于內部形成有氧化防止氣體流路(53)、(54)；氧化防止氣體入口(20)，使氧化防止氣體流入至氧化防止氣體流路(53)、(54)；貫通孔(30)，以可拔插毛細管(72)的方式貫通基體部(10)的厚度方向，且與氧化防止氣體流路(53)、(54)連通而使氧化防止氣體流出；及薄膜加熱器(40)，安裝于貫通孔(30)周圍的基體部(10)的外面，該氧化防止氣體吹送單元可利用緊湊的構造有效果地對接合球進行加溫。
【專利說明】氧化防止氣體吹送單元
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種安裝于引線接合裝置的氧化防止氣體吹送單元的構造。
【背景技術】
[0002]引線接合裝置大多進如下的球形接合:借由火花使自作為引線接合工具的毛細管的前端伸出的線尾形成為接合球，利用毛細管的前端將接合球接合于半導體組件、或基板的電極上。
[0003]從前，于引線接合中大多使用金線，但現在正逐步使用更廉價且電氣特性優異的銅線進行接合。然而，與金不同，銅線易氧化，因此當借由火花形成接合球時，導致于球的表面形成氧化皮膜。存在如下情形，即，該氧化皮膜使接合球與電極的附著性降低，引起接合不良。因此，已提出有如下方法:當使用銅線進行接合時，例如于氮氣體或氬氣體等惰性氣體中形成接合球，從而抑制接合球表面氧化(例如參照專利文獻I)。
[0004]然而，存在如下問題:當如專利文獻I所記載的接合裝置般，自一個方向將惰性氣體噴射至形成接合球的區域時，存在如下情形，即惰性氣流所形成的接合球產生偏心，或因空氣卷入至接合球的形成區域而發生氧化。因此，已提出有如下方法:于形成接合球的空腔的周圍配置多孔質構件，以該多孔質構件的細孔減慢惰性氣體的速度，使惰性氣體于空腔中均勻地擴散(例如參照專利文獻2)。
[0005]另一方面，存在如下問題:若接合時的接合球的表面溫度降低，則存在接合球與電極的接合強度降低的情形、或接合球發生異形化(例如不變圓)的情形。因此，已提出有如下方法:于接合球形成的前后及接合球形成過程中，使已加熱的還原性氣體流動至該接合球的周邊，藉此，將接合球的溫度保持于高溫度，確保接合強度(例如參照專利文獻3)。又，于使已加熱的惰性氣體流動的狀態下形成接合球，藉此，抑制球表面的氧化，并且將接合球的溫度保持于高溫度并進行接合(例如參照專利文獻4)。
[0006]然而，如專利文獻3、4所記載的現有技術，于自氣體噴嘴噴出已加熱的惰性氣體的構造的情形時，為了維持惰性氣體環境，必需增加惰性氣體的流量。因此，存在如下問題:用于對惰性氣體進行加溫的加熱器亦需要較大者，導致接合裝置變為大型裝置，或導致動作遲緩而難以進行高速的接合。
[0007]【現有技術文獻】
[0008]【專利文獻】
[0009][專利文獻I]日本專利特開2007-294975號公報
[0010][專利文獻2]日本專利特開2008-130825號公報
[0011][專利文獻3]日本專利特開昭63-164230號公報
[0012][專利文獻4]日本專利特開昭63-266845號公報
【發明內容】
[0013] 【發明所欲解決的問題】[0014]因此，本發明的目的在于提供一種可利用緊湊的構造有效果地對接合球進行加溫的氧化防止氣體吹送單元。
[0015]【解決問題的技術手段】
[0016]本發明的氧化防止氣體吹送單元的具備:中空板狀的基體部，于內部形成有氧化防止氣體流路；貫通孔，以可拔插毛細管的方式貫通基體部的厚度方向，且與氧化防止氣體流路連通而使氧化防止氣體流出；及薄膜加熱器，安裝于貫通孔周圍的基體部的外面。
[0017]于本發明的氧化防止氣體吹送單元中，較佳為氧化防止氣體流路具備多個吹送口，所述多個吹送口朝向貫通孔的中心吹出氧化防止氣體；具備使氧化防止氣體流入至氧化防止氣體流路的氧化防止氣體入口 ；且較佳為氧化防止氣體流路具備迷路，所述迷路使流動方向于自氧化防止氣體入口至各吹送口為止之間至少變更2次。
[0018]又，于本發明的氧化防止氣體吹送單元中，較佳為迷路具備:多個內周側塊體，配置于貫通孔的周緣，且所述多個內周側塊體之間的周方向的各間隙形成各吹送口 ；及多個外周側塊體，處于各內周側塊體的外周側，且所述多個外周側塊體之間的周方向的各間隙與內周側塊體的各間隙在周方向上錯開地配置。
[0019]又，于本發明的氧化防止氣體吹送單元中，較佳為薄膜加熱器安裝于配置有迷路的區域的基體部的外面；炬電極較佳為配置于基體部的外側，亦較佳為配置于基體部的內偵牝該炬電極與自毛細管的前端伸出的線尾之間產生火花，將尾線形成為接合球。
[0020]【發明的效果】
[0021]本發明具有如下效果:可提供一種可利用緊湊的構造有效果地對接合球進行加溫的氧化防止氣體吹送單元。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0022]圖1是表示安裝有本發明的實施形態中的氧化防止氣體吹送單元的引線接合裝置的立體圖。
[0023]圖2是表示本發明的實施形態中的氧化防止氣體吹送單元的構成的立體圖。
[0024]圖3是表示本發明的實施形態中的氧化防止氣體吹送單元的氧化防止氣體流路的說明圖。
[0025]圖4是圖3所示的氧化防止氣體流路的放大圖。
[0026]圖5是表示本發明的實施形態中的氧化防止氣體吹送單元的氧化防止氣體的吹送狀態的說明圖。
[0027]圖6是表示本發明的其他實施形態中的氧化防止氣體吹送單元的氧化防止氣體流路的說明圖。
[0028] 圖7是表示本發明的其他實施形態中的氧化防止氣體吹送單元的構成的立體圖。
[0029]圖8是表示本發明的其他實施形態中的氧化防止氣體吹送單元的氧化防止氣體的吹送狀態的說明圖。
【具體實施方式】
[0030]以下，一面參照圖式一面對本發明的實施形態進行說明。如圖1所示，本實施形態的氧化防止氣體吹送單元100具備:中空板狀的基體部10，其于內部形成有氧化防止氣體流路53、54 ;氧化防止氣體入口 20，其使氧化防止氣體流入至氧化防止氣體流路53、54 ;貫通孔30，其以可拔插毛細管72的方式貫通基體部10的厚度方向，且與氧化防止氣體流路53,54的連通而使氧化防止氣體流出；及薄膜加熱器40，其安裝于貫通孔30周圍的基體部10的外面。氧化防止氣體流路53具備朝向貫通孔30的中心吹出氧化防止氣體的多個吹送口 35。而且，氧化防止氣體流路53、54具備迷路50，該迷路50使流動方向于自氧化防止氣體入口 20至各吹送口 35為止之間至少變更2次。迷路50包括:配置于貫通孔30的周緣的多個內周側塊體51、及多個外周側塊體52，各塊體51、52的周方向的間隙分別構成氧化防止氣體流路53、54。又，于基體部10的配置有迷路50的區域的外面安裝有薄膜加熱器40，該薄膜加熱器40對在氧化防止氣體流路53、54中流動的氧化防止氣體進行加熱。又，于基體部10的下側安裝有炬電極80，于該炬電極80與自毛細管72的前端至伸出的線尾73之間產生火花，將線尾73形成為接合球。
[0031]于進行接合動作時，毛細管72借由接合臂71于上下方向上移動，將形成于毛細管72的前端的接合球推壓至半導體芯片或基板的電極，將線接合(bond)于電極。氧化防止氣體吹送單元100系安裝于接合頭(未圖示)，且與接合臂71、毛細管72 —并于XY方向上移動，所述接合頭安裝有接合臂71。氧化防止氣體可為氮或氬等惰性氣體，亦可使用例如混合有氫等還原性氣體的氣體。
[0032]一面參照圖2 —面詳細地對氧化防止氣體吹送單元100進行說明。基體部10具備:本體11，其于內部具備凹部60 ;及蓋12，其安裝于本體11上且于與本體11內部的凹部60之間，形成氧化防止氣體所流經的中空部。于基體部10的蓋12上安裝有薄膜加熱器40，于該薄膜加熱器40上安裝有蓋板13。于蓋12上設置有氧化防止氣體入口 20，該氧化防止氣體入口 20使氧化防止氣體流入至本體11的凹部60，于蓋板13中，在與蓋12的氧化防止氣體入口 20相對應的位置設置有氣體孔21，該氣體孔21與氧化防止氣體入口 20連通。將氧化防止氣體導入的氧化防止氣體導入管22安裝于蓋板13的氣體孔21。又，于本體11、蓋12、薄膜加熱器40、及蓋板13中，分別設置有由毛細管72貫通的各孔31、32、41、34。于本實施形態中，本體11、蓋12、蓋板13分別為陶瓷制，如圖2所示，將本體11、蓋12、薄膜加熱器40、蓋板13依序迭合并燒結形成，或利用接著劑進行組裝。
[0033]設置于本體11內部的凹部60具備入口區域61、中間部62、及迷路區域63該3個區域，所述入口區域61與蓋12的氧化防止氣體入口 20連通且寬度窄，所述中間部62的自兩側朝寬度方向延伸的突起58的氧化防止氣體入口 20側的寬度變大，所述迷路區域63較突起58更靠孔31側。于凹部60的迷路區域63中設置有可拔插毛細管72的孔31，且設置有自凹部60的底面立起的多個內周側塊體51、多個外周側塊體52、長方體的第I入口側塊體57、及長方體的第2入口側塊體56，所述多個外周側塊體52設置于內周側塊體51的外周側且自凹部60的底面立起，所述長方體的第I入口側塊體57與突起58串聯地配置且自凹部60底面立起，所述長方體的第2入口側塊體56與第I入口側塊體57平行地配置，且其長度大于第I入口側塊體57的長度。
[0034]如圖3所示，于本實施形態中，配置于孔31的周緣的內周側塊體51包括第I內周側塊體51a至第5內周側塊體51e該5個塊體，外周側塊體52包括第I外周側塊體52a至第5外周側塊體52e該5個塊體。
[0035]如圖4所示，第I內周側塊體51a _第5內周側塊體51e為于大致梯形形狀的斜邊部分設置有朝外周方向突出的小突起的形狀。更詳細而言，第I內周側塊體51a~第5內周側塊體51e具備:內面511a~內面511e,其為沿著孔31的外周的部分圓筒面；左右的側面512a _側面512e，其自各內面511a _內面511e朝外周側延伸；與各內面511a~內面511e相對向的平面狀的外面514a~外面514e ;及角部513a_角部513e，其較外面514a~外面514e更朝外周側突出。第I內周側塊體51a μ第5內周側塊體51e的各側面512a 一側面512e相互平行，且形成自第I內周側塊體51a~第5內周側塊體51e的外周側朝向孔31的氧化防止氣體流路53a _氧化防止氣體流路53e。又，各氧化防止氣體流路53a 一氧化防止氣體流路53e的孔31側的端面分別形成第I吹送口 35a —第5吹送口35e,第I內周側塊體51a~第5內周側塊體5Ie的各內面511a…內面511e與設置于本體11、蓋12的各孔31、孔32形成將基體部10貫通的貫通孔30。
[0036]于第I內周側塊體51a~第5內周側塊體51e的外周側設置有圓弧狀的第I外周側塊體52a~第5外周側塊體52e。第I外周側塊體52a~第5外周側塊體52e為使各左端部524a _左端部524e與各右端部523a~右端部523e分別朝向第I內周側塊體51a ^第5內周側塊體51e的外面514a _外面514e的曲率，于各左端部524a 一左端部524e、各右端部523a 一右端部523e與第I內周側塊體51a 一第5內周側塊體51e的各角部513a~角部513e之間形成有使氧化防止氣體流動的流路。第I外周側塊體52a~第5外周側塊體52e各自之間的間隙形成氧化防止氣體流路54a 一氧化防止氣體流路54e。而且，氧化防止氣體流路54a~氧化防止氣體流路54e的周方向位置系與氧化防止氣體流路53a氧化防止氣體流路53e的周方向位置錯開地配置，該氧化防止氣體流路53a~氧化防止氣體流路53e為自第I內周側塊體51a至第5內周側塊體51e各自之間的間隙。于本實施形態中，各氧化防止氣體流路53a 一氧化防止氣體流路53e與各氧化防止氣體流路54a 氧化防止氣體流路54e于周方向上相互錯開且以相等中心角度配置。
[0037]圖2所示的自氧化防止氣體導入管22經由氣體孔21、氧化防止氣體入口 20導入至本體11的凹部60的入口區域61的氧化防止氣體如圖3的箭頭所示,流入至凹部60的中間部62，自中間部62經由突起58與第I入口側塊體57之間進入至凹部60的迷路區域63。進入至迷路區域63的氧化防止氣體與第2入口側塊體56發生碰撞，或流動方向因第2入口側塊體56而改變為本體11的寬度方向，沿著第2入口側塊體56流動，自第2入口側塊體56與凹部60的寬度方向的側面之間流出，逐步流向包含第I內周側塊體51a 一第5內周側塊體51e與第I外周側塊體52a~第5外周側塊體52e的迷路50。
[0038]繼而，如圖3所示，氧化防止氣體經由氧化防止氣體流路54a _氧化防止氣體流路54e朝孔31流動，分別與自第I內周側塊體51a至第5內周側塊體51e的各外面514a 一外面514e發生碰撞而將流動方向改變為與朝向孔31的方向相反的方向后(第1次流動方向的變更)，圍繞圖4所示的角部513a 角部513e,進入至氧化防止氣體流路53a 一氧化防止氣體流路53e (第2次流動方向的變更)，經由氧化防止氣體流路53a _氧化防止氣體流路53e自第I吹送口 35a _第5吹送口 35e朝孔31的中心吹出，所述氧化防止氣體流路54a~氧化防止氣體流路54e為自第I外周側塊體52a至第5外周側塊體52e各自之間的間隙，所述氧化防止氣體流路53a~氧化防止氣體流路53e為自第I內周側塊體51a至第5內周側塊體51e各自之間的間隙。
[0039]如圖2、圖3所示，于蓋12的與本體11的凹部60的迷路區域63相對應的區域安裝有薄膜加熱器40，因此，進入至迷路區域63的氧化防止氣體借由薄膜加熱器40而逐步被加熱。于迷路區域63中，設置有包含第I內周側塊體51a w第5內周側塊體51e、與第I外周側塊體52a _第5外周側塊體52e的迷路50，且由于對氧化防止氣體進行加熱的面變大，因此，氧化防止氣體借由迷路50而有效果地被加熱并達到適當的溫度，自第I吹送口35a _第5吹送口 35e朝孔31的中心吹出。
[0040]如圖5所示，自第I吹送口 35a _第5吹送口 35e吹送的氧化防止氣體經由本體11的孔31朝氧化防止氣體吹送單元100的下側(基板90側)流出，并且經由蓋12、薄膜加熱器40、蓋板13的各孔32、孔41、孔34朝氧化防止氣體吹送單元100的上側流出。繼而，形成朝向氧化防止氣體吹送單元100的貫通孔30的內部、及氧化防止氣體吹送單元100的上側與下側擴大的氧化防止氣體區域65。繼而，使炬電極80與自毛細管72的前端突出的線尾73之間產生火花，一面抑制線尾73的氧化，一面形成接合球74。
[0041 ] 如參照圖2至圖4所說明般，迷路50可將氧化防止氣體的流動方向至少變更2次，藉此，使流入至凹部60的迷路區域63的氧化防止氣體的自氧化防止氣體入口 20朝向孔31的方向的速度成分減少，使該流動方向與自第I吹送口 35a _第5吹送口 35e朝向孔31的中心的方向一致，并且使自第I吹送口 35a?第5吹送口 35e吹出的氧化防止氣體的流量均等，因此，圖5所示的朝氧化防止氣體吹送單元100的上側、下側延伸的氧化防止氣體區域65系沿著毛細管72的軸方向而處于大致垂直的方向。因此，使線尾73或接合球74朝與毛細管72的軸呈直角的水平方向移動的流體力受到抑制，從而可抑制接合球74的偏心，且提聞接合的品質。
[0042]又，本實施形態的氧化防止氣體吹送單元100為薄板狀的構造，可將氧化防止氣體均等地自第I吹送口 35a 一第5吹送口 35e吹出，因此，即便氧化防止氣體的流量少，亦可良好地形成氧化防止氣體區域65，且可借由迷路50確保充分的熱交換面積，因此，可借由小容量的薄膜加熱器40使氧化防止氣體的溫度上升至100°C左右為止。藉此，可將接合球74適度地加熱而確保接合質量。又，由于可設為緊湊的構成，因此，可容易地裝入至引線接合裝置，而且可形成輕量構造，因此，可朝XY方向高速移動，發揮可提高接合速度的效果。
[0043]又，于本實施形態中，將炬電極80配置于薄板狀的氧化防止氣體吹送單元100的下側，因此，氧化防止氣流不會因炬電極80而偏移，故而可將氧化防止氣體更均勻地自第I吹送口 35a?第5吹送口 35e吹出，從而可良好地形成氧化防止氣體區域65。
[0044]參BS圖6對本發明的其他實施形態進行說明。對與參照圖1至圖5所說明的實施形態相同的部分標注相同符號并省略說明。于先前說明的實施形態中，將第I內周側塊體51a 一第5內周側塊體51e設為于大致梯形形狀的斜邊部分設置有朝外周方向突出的小角部513a?角部513e的形狀而進行了說明，但亦可根據氧化防止氣體的流量，不設置角部513a g角部513e，而如圖6所示，將所述第I內周側塊體51a 一第5內周側塊體51e設為大致梯形狀。又，于先前說明的實施形態中，說明了第I外周側塊體52a _第5外周側塊體52e為使各左端部524a?左端部524e與各右端部523a?右端部523e分別朝向第I內周側塊體51a %第5內周側塊體51e的外面514a?外面514e的曲率，但可不為如此大的曲率，亦可設為如圖6所示的等間隔地配置有單純的部分圓環的構成。
[0045]進而，將迷路50設為內周側塊體51與外周側塊體52的2段的構成而進行了說明，但亦可將3段或3段以上的段數的塊體配置于孔31的周圍，薄膜加熱器40只要為薄型加熱器，則其可并非為薄膜狀，亦可將多個薄型加熱器分散地配置于蓋12上。本實施形態發揮與先前參照圖1至圖5所說明的實施形態相同的效果。
[0046]其次，參照圖7、圖8，對本發明的其他實施形態進行說明。對與參照圖1至圖6所說明的實施形態相同的部分標注相同符號并省略說明。本實施形態如圖7、圖8所示，將炬電極80配置于氧化防止氣體吹送單元100的內側。如圖7、圖8所示，于本實施形態中，炬電極80系以如下方式配置，即，與本體的表面平行地自本體11的端面插入，經由凹部60的入口區域61，將第I入口側塊體57、第2入口側塊體56、外周側塊體52中的一者貫通后，經由內周側塊體51之間的氧化防止氣體流路53到達孔31的上面。又，如圖8所示，炬電極80于本體11的凹部60內部配置于較上下方向的中央更靠下側處，當毛細管72前端的接合球74于本體11的厚度方向的中央位于貫通孔30的中心時，該炬電極80位于較接合球74稍靠下側且較接合球74更偏向貫通孔30的周邊的位置。借由將炬電極80配置于該位置，可良好地形成接合球74。炬電極80系以可自外部拔插且可調整其前端位置的方式安裝于本體11。
[0047]本實施形態除了發揮與先前參照圖1至圖6所說明的實施形態相同的效果以外，由于將炬電極80配置于氧化防止氣體區域65中，因此，本實施形態亦發揮如下效果，即，抑制炬電極80表面的氧化，從而可長時間地進行穩定的放電。
[0048]本發明并不限定于以上說明的實施形態，其包含權利要求所規定的本發明的技術范圍至不脫離本質的全部的變更及修正。
[0049]【符號說明】
[0050]10基體部
[0051]11本體
[0052]12蓋
[0053]13蓋板
[0054]20氧化防止氣體入口
[0055]21氣體孔
[0056]22氧化防止氣體導入管
[0057]30貫通孔
[0058]31，32，41，34 孔
[0059]35，35a~35e氧化防止氣體吹送口
[0060]40薄膜加熱器
[0061]50迷路
[0062]51,51a~51e 內周側塊體
[0063]52,52a~52e外周側塊體
[0064]53, 53a~53e, 54, 54a~54e 氧化防止氣體流路
[0065]56第2入口側塊體
[0066]57第I入口側塊體
[0067]58突起
[0068]60凹部
[0069] 61入口區域[0070]62中間部
[0071]63迷路區域
[0072]65氧化防止氣體區域
[0073]71接合臂
[0074]72毛細管
[0075]73線尾
[0076]74接合球
[0077]80炬電極
[0078]90基板
[0079]100氧化防止氣體吹送單元
[0080]511a ~511e 內面
[0081]512a ~512e 側面
[0082]513a ~513e 角部
[0083]514a ~514e 外面
[0084]523a ~523e 右端部
[0085]524a ~524e 左端部
【權利要求】
1.一種氧化防止氣體吹送單元，其具備: 中空板狀的基體部，于內部形成有氧化防止氣體流路； 貫通孔，以可拔插毛細管的方式貫通所述基體部的厚度方向，且與所述氧化防止氣體流路連通而使氧化防止氣體流出；及 薄膜加熱器，安裝于所述貫通孔周圍的所述基體部的外面。
2.根據權利要求1所述的氧化防止氣體吹送單元，其中 所述氧化防止氣體流路具備多個吹送口，所述多個吹送口朝向所述貫通孔的中心吹出氧化防止氣體。
3.根據權利要求2所述的氧化防止氣體吹送單元，其中 具備使氧化防止氣體流入至氧化防止氣體流路的氧化防止氣體入口， 所述氧化防止氣體流路具備迷路，所述迷路使流動方向自所述氧化防止氣體入口至各吹送口為止之間至少變更2次。
4.根據權利要求3所述的氧化防止氣體吹送單元，其中 所述迷路具備: 多個內周側塊體，配置于所述貫通孔的周緣，且所述多個內周側塊體之間的周方向的各間隙形成所述各吹送口 ；及 多個外周側塊體，處于所述各內周側塊體的外周側，且所述多個外周側塊體之間的周方向的各間隙與所述內周側塊體的各間隙在周方向上錯開地配置。
5.根據權利要求3所述的氧化防止氣體吹送單元，其中 所述薄膜加熱器安裝于配置有所述迷路的區域的所述基體部的外面。
6.根據權利要求4所述的氧化防止氣體吹送單元，其中 所述薄膜加熱器安裝于配置有所述迷路的區域的所述基體部的外面。
7.根據權利要求3至權利要求6中任一項所述的氧化防止氣體吹送單元，其中 于所述基體部的外側配置有炬電極，所述炬電極與自所述毛細管的前端伸出的線尾之間產生火花，將所述線尾形成為接合球。
8.根據權利要求3至權利要求6中任一項所述的氧化防止氣體吹送單元，其中 于所述基體部的內側配置有炬電極，所述炬電極與自所述毛細管的前端伸出的線尾之間產生火花，將所述線尾形成為接合球。
【文檔編號】H01L21/60GK103930980SQ201280055529
【公開日】2014年7月16日 申請日期:2012年11月30日 優先權日:2012年1月26日
【發明者】前田徹, 坂倉光昭 申請人:株式會社新川