特開2024-18686シンタリング治具、シンタリング金型、ピックアップユニット、フィルム処理装置、シンタリング装置およびシンタリング方法
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024018686
(43)【公開日】2024-02-08
(54)【発明の名称】シンタリング治具、シンタリング金型、ピックアップユニット、フィルム処理装置、シンタリング装置およびシンタリング方法
(51)【国際特許分類】
H01L 21/52 20060101AFI20240201BHJP
【ＦＩ】
H01L21/52 F
【審査請求】有
【請求項の数】24
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022122164
(22)【出願日】2022-07-29
(11)【特許番号】
(45)【特許公報発行日】2023-01-06
(71)【出願人】
【識別番号】501184434
【氏名又は名称】アサヒ・エンジニアリング株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100197642
【弁理士】
【氏名又は名称】南瀬 透
(74)【代理人】
【識別番号】100099508
【弁理士】
【氏名又は名称】加藤 久
(74)【代理人】
【識別番号】100219483
【弁理士】
【氏名又は名称】宇野 智也
(72)【発明者】
【氏名】石井 正明
【テーマコード（参考）】
5F047
【Ｆターム（参考）】
5F047BA15
5F047FA07
5F047FA31
5F047FA59
5F047FA62
(57)【要約】
【課題】トレイ内の電子部品の酸化を防止することが可能なシンタリング治具、シンタリング金型、ピックアップユニット、フィルム処理装置、シンタリング装置およびシンタリング方法の提供。
【解決手段】基材Ｐ１上に接合材を介して半導体素子Ｐ２が搭載された電子部品Ｐを、加熱および加圧することにより接合するシンタリング装置に用いられるシンタリング治具１であって、電子部品Ｐが載置される凹部１０、凹部１０内に不活性ガスを導入するガス導入路とを有するトレイ１１と、凹部１０を覆うフィルムＦであり柔軟性を有するフィルムＦをトレイ１１の上端面に押さえ付ける枠状部材１２であり、半導体素子を加圧するための凸部材が進退するための貫通孔１２Ａを有する枠状部材１２とを含むシンタリング治具１である。
【選択図】図１
【解決手段】基材Ｐ１上に接合材を介して半導体素子Ｐ２が搭載された電子部品Ｐを、加熱および加圧することにより接合するシンタリング装置に用いられるシンタリング治具１であって、電子部品Ｐが載置される凹部１０、凹部１０内に不活性ガスを導入するガス導入路とを有するトレイ１１と、凹部１０を覆うフィルムＦであり柔軟性を有するフィルムＦをトレイ１１の上端面に押さえ付ける枠状部材１２であり、半導体素子を加圧するための凸部材が進退するための貫通孔１２Ａを有する枠状部材１２とを含むシンタリング治具１である。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
基材上に接合材を介して半導体素子が搭載された電子部品を、加熱および加圧することにより接合するシンタリング装置に用いられるシンタリング治具であって、
前記電子部品が載置される凹部と、前記凹部内に不活性ガスを導入するガス導入路とを有するトレイと、
前記凹部を覆うフィルムであり柔軟性を有するフィルムを前記トレイの上端面に押さえ付ける枠状部材であり、前記半導体素子を加圧するための凸部材が進退するための貫通孔を有する枠状部材と
を含むシンタリング治具。
前記電子部品が載置される凹部と、前記凹部内に不活性ガスを導入するガス導入路とを有するトレイと、
前記凹部を覆うフィルムであり柔軟性を有するフィルムを前記トレイの上端面に押さえ付ける枠状部材であり、前記半導体素子を加圧するための凸部材が進退するための貫通孔を有する枠状部材と
を含むシンタリング治具。
【請求項2】
前記ガス導入路は、前記不活性ガスの逆流防止機構を有する請求項１記載のシンタリング治具。
【請求項3】
前記枠状部材は、前記フィルムを底面に保持するものである請求項１記載のシンタリング治具。
【請求項4】
前記枠状部材は、前記フィルムを底面にバキューム吸着する吸引孔を有する請求項１記載のシンタリング治具。
【請求項5】
前記トレイは、前記凹部を複数有し、それぞれの凹部の底面にそれぞれの凹部に載置される電子部品を加圧するための部材が進退するための複数の第２貫通孔を有する請求項１記載のシンタリング治具。
【請求項6】
請求項１から４のいずれか１項に記載のシンタリング治具内に載置された電子部品を加熱および加圧することにより接合するためのシンタリング金型であって、
前記シンタリング治具が載置される載置枠を有する第１型枠と、前記載置枠の内面を摺動可能な可動コアと、前記可動コアを押圧駆動する駆動部と、不活性ガスを前記シンタリング治具のガス導入路に供給するガス供給路とを備える下型と、
前記第１型枠と協働して前記シンタリング金型を型締めするための第２型枠と、前記駆動部により前記可動コアが押し上げられることにより、前記枠状部材の貫通孔を通じて、前記基材上に接合材を介して搭載された半導体素子を、前記フィルムを介して加圧する前記凸部材とを備える上型と
を含むシンタリング金型。
前記シンタリング治具が載置される載置枠を有する第１型枠と、前記載置枠の内面を摺動可能な可動コアと、前記可動コアを押圧駆動する駆動部と、不活性ガスを前記シンタリング治具のガス導入路に供給するガス供給路とを備える下型と、
前記第１型枠と協働して前記シンタリング金型を型締めするための第２型枠と、前記駆動部により前記可動コアが押し上げられることにより、前記枠状部材の貫通孔を通じて、前記基材上に接合材を介して搭載された半導体素子を、前記フィルムを介して加圧する前記凸部材とを備える上型と
を含むシンタリング金型。
【請求項7】
前記上型は、弾性部材により付勢される押圧部材であり、前記枠状部材を介して前記フィルムを前記トレイの上端面に押圧する押圧部材を有する請求項６記載のシンタリング金型。
【請求項8】
前記凸部材は、前記基材上に搭載された複数の半導体素子に対応する数であり、それぞれが対応する第２弾性部材により付勢されるものである請求項６記載のシンタリング金型。
【請求項9】
前記載置枠、前記可動コア、前記駆動部および前記凸部材は、前記電子部品および前記シンタリング治具の種類に応じて着脱自在である請求項６記載のシンタリング金型。
【請求項10】
請求項５記載のシンタリング治具の複数の凹部内にそれぞれ載置された電子部品を加熱および加圧することにより接合するためのシンタリング金型であって、
前記シンタリング治具が載置される載置台を有する第１型枠であり、前記シンタリング治具の複数の第２貫通孔にそれぞれ対応する複数の第３貫通孔を有する第１型枠と、前記複数の第３貫通孔の内面をそれぞれ摺動可能な複数の可動コアと、前記複数の可動コアをそれぞれ押圧駆動する複数の駆動部と、不活性ガスを前記シンタリング治具のガス導入路に供給するガス供給路とを備える下型と、
前記第１型枠と協働して前記シンタリング金型を型締めするための第２型枠と、前記駆動部により前記複数の可動コアがそれぞれ押し上げられることにより、前記枠状部材の貫通孔を通じて、前記電子部品に搭載された半導体素子を、前記フィルムを介してそれぞれ加圧する複数の前記凸部材とを備える上型と
を含むシンタリング金型。
前記シンタリング治具が載置される載置台を有する第１型枠であり、前記シンタリング治具の複数の第２貫通孔にそれぞれ対応する複数の第３貫通孔を有する第１型枠と、前記複数の第３貫通孔の内面をそれぞれ摺動可能な複数の可動コアと、前記複数の可動コアをそれぞれ押圧駆動する複数の駆動部と、不活性ガスを前記シンタリング治具のガス導入路に供給するガス供給路とを備える下型と、
前記第１型枠と協働して前記シンタリング金型を型締めするための第２型枠と、前記駆動部により前記複数の可動コアがそれぞれ押し上げられることにより、前記枠状部材の貫通孔を通じて、前記電子部品に搭載された半導体素子を、前記フィルムを介してそれぞれ加圧する複数の前記凸部材とを備える上型と
を含むシンタリング金型。
【請求項11】
前記載置台、前記可動コア、前記駆動部および前記凸部材は、前記電子部品および前記シンタリング治具の種類に応じて着脱自在である請求項１０記載のシンタリング金型。
【請求項12】
基材上に接合材を介して半導体素子が搭載された電子部品を、加熱および加圧することにより接合するためのシンタリング金型であって、
前記電子部品が載置される凹部を有するトレイの前記凹部を覆うフィルムを枠状部材により前記トレイの上端面に押さえ付けて前記凹部を密閉し、前記トレイの内部を不活性ガスにより満たし、前記電子部品を加熱および加圧する型枠を有するシンタリング金型。
前記電子部品が載置される凹部を有するトレイの前記凹部を覆うフィルムを枠状部材により前記トレイの上端面に押さえ付けて前記凹部を密閉し、前記トレイの内部を不活性ガスにより満たし、前記電子部品を加熱および加圧する型枠を有するシンタリング金型。
【請求項13】
型枠の型締めにより形成される内部空間において基材上に接合材を介して半導体素子が搭載された電子部品を、加熱および加圧することにより接合するためのシンタリング金型であって、
前記型枠は、前記電子部品が載置される凹部を有するトレイの前記凹部を覆うフィルムであり柔軟性を有するフィルムを枠状部材により前記トレイの上端面に押さえ付けて前記凹部を密閉し、前記トレイの内部を不活性ガスにより満たし、前記電子部品を加熱および加圧するものであるシンタリング金型。
前記型枠は、前記電子部品が載置される凹部を有するトレイの前記凹部を覆うフィルムであり柔軟性を有するフィルムを枠状部材により前記トレイの上端面に押さえ付けて前記凹部を密閉し、前記トレイの内部を不活性ガスにより満たし、前記電子部品を加熱および加圧するものであるシンタリング金型。
【請求項14】
請求項４記載のシンタリング治具の全部または一部を搬送するピックアップユニットであって、
前記トレイ、前記枠状部材または前記シンタリング治具を側面から保持する保持部と、
前記保持部を昇降させる昇降部と、
前記枠状部材を上面から押さえ付ける押接部であり、前記枠状部材の吸引孔と連通してエア吸引することにより前記フィルムを前記枠状部材の底面に吸着、または前記枠状部材の吸引孔と連通してエア噴出することにより前記フィルムを前記枠状部材の底面から剥離する第２吸引孔を備えた押接部と
を有するピックアップユニット。
前記トレイ、前記枠状部材または前記シンタリング治具を側面から保持する保持部と、
前記保持部を昇降させる昇降部と、
前記枠状部材を上面から押さえ付ける押接部であり、前記枠状部材の吸引孔と連通してエア吸引することにより前記フィルムを前記枠状部材の底面に吸着、または前記枠状部材の吸引孔と連通してエア噴出することにより前記フィルムを前記枠状部材の底面から剥離する第２吸引孔を備えた押接部と
を有するピックアップユニット。
【請求項15】
請求項４記載のシンタリング治具のフィルム処理装置であって、
ロール状フィルムを供給するフィルム供給機構であり、前記ロール状フィルムをセットするセット部と、前記ロール状フィルムから所定長さのフィルムを送り出す駆動部とを備えるフィルム供給機構と、
前記ロール状フィルムから１回分または複数回分の枚葉フィルム長さを引き出して保管しておくバッファ部であり、前記フィルムに一定の保持テンションをかけるテンションローラと、前記フィルムの端を保持しておくフィルム端保持部とを備えるバッファ部と、
前記バッファ部のフィルムの端部をグリッパーで掴んで１回分の枚葉フィルム長さを引き出し、引き出されたフィルムを第２載置台の上面で吸着し、カッターで所定長さのフィルムに切断する切断機構と、
前記枠状部材を保持して前記第２載置台上の所定長さのフィルム上に載置し、前記枠状部材の吸引孔を通して前記フィルムを前記枠状部材の下面に吸着し、前記枠状部材とともに前記フィルムを前記トレイの上面に搬送するピックアップユニットと
を含むフィルム処理装置。
ロール状フィルムを供給するフィルム供給機構であり、前記ロール状フィルムをセットするセット部と、前記ロール状フィルムから所定長さのフィルムを送り出す駆動部とを備えるフィルム供給機構と、
前記ロール状フィルムから１回分または複数回分の枚葉フィルム長さを引き出して保管しておくバッファ部であり、前記フィルムに一定の保持テンションをかけるテンションローラと、前記フィルムの端を保持しておくフィルム端保持部とを備えるバッファ部と、
前記バッファ部のフィルムの端部をグリッパーで掴んで１回分の枚葉フィルム長さを引き出し、引き出されたフィルムを第２載置台の上面で吸着し、カッターで所定長さのフィルムに切断する切断機構と、
前記枠状部材を保持して前記第２載置台上の所定長さのフィルム上に載置し、前記枠状部材の吸引孔を通して前記フィルムを前記枠状部材の下面に吸着し、前記枠状部材とともに前記フィルムを前記トレイの上面に搬送するピックアップユニットと
を含むフィルム処理装置。
【請求項16】
請求項５記載のシンタリング治具のフィルム処理装置であって、
前記シンタリング治具を載置する第３載置台と、
前記シンタリング治具を保持して搬送するピックアップユニットであり、エア吸引することにより前記フィルムを前記枠状部材に吸着した状態で前記フィルムを前記枠状部材とともに前記トレイから隔離することにより前記フィルムを前記トレイ内の半導体素子から剥離、またはエア噴出することにより前記フィルムを前記枠状部材から剥離するピックアップユニットと、
前記第３載置台の下から前記トレイの前記複数の第２貫通孔を通して基材を吸引することにより前記トレイとともに前記電子部品を前記第３載置台に保持する吸引保持部と、
前記ピックアップユニットにより前記枠状部材から剥離される前記フィルムを破棄するフィルム廃棄部と
を含むフィルム処理装置。
前記シンタリング治具を載置する第３載置台と、
前記シンタリング治具を保持して搬送するピックアップユニットであり、エア吸引することにより前記フィルムを前記枠状部材に吸着した状態で前記フィルムを前記枠状部材とともに前記トレイから隔離することにより前記フィルムを前記トレイ内の半導体素子から剥離、またはエア噴出することにより前記フィルムを前記枠状部材から剥離するピックアップユニットと、
前記第３載置台の下から前記トレイの前記複数の第２貫通孔を通して基材を吸引することにより前記トレイとともに前記電子部品を前記第３載置台に保持する吸引保持部と、
前記ピックアップユニットにより前記枠状部材から剥離される前記フィルムを破棄するフィルム廃棄部と
を含むフィルム処理装置。
【請求項17】
請求項１～５のいずれか１項に記載のシンタリング治具を備えたシンタリング装置。
【請求項18】
前記トレイに載置された電子部品を予熱する予熱部と、前記フィルムを保持する前の前記枠状部材を仮置きする仮置台と、前記トレイ内で不活性ガスにより覆われたままの状態のシンタリング後の電子部品を載置し冷却する冷却部とを、同時に同一方向に搬送する搬送部を有する請求項１７記載のシンタリング装置。
【請求項19】
請求項６記載のシンタリング金型を備えたシンタリング装置。
【請求項20】
前記電子部品が載置されたトレイを供給する材料供給部と、
前記フィルムを供給するフィルム供給部であり、ロール状フィルムを供給するフィルム供給機構と、前記ロール状フィルムを所定長さのフィルムに切断する切断機構とを備えるフィルム供給部と、
型枠の型締めによりシンタリングするシンタリング金型を備えるプレス部と、
シンタリングおよび冷却が完了した電子部品が載置された前記シンタリング治具が載置される第３載置台であり、電子部品からフィルムを剥離する第３載置台と、
電子部品が載置された前記トレイを収納する製品収納部と、
前記枠状部材に保持された使用済みのフィルムを廃棄するフィルム廃棄部と、
前記トレイに載置された電子部品を予熱する予熱部と、前記フィルムを保持する前または前記フィルムを廃棄後の前記枠状部材を仮置きする仮置台と、前記トレイ内で不活性ガスにより覆われたままの状態のシンタリング後の電子部品を載置し冷却する冷却部とを、同時に同一方向に搬送する搬送部と
を含む請求項１７記載のシンタリング装置。
前記フィルムを供給するフィルム供給部であり、ロール状フィルムを供給するフィルム供給機構と、前記ロール状フィルムを所定長さのフィルムに切断する切断機構とを備えるフィルム供給部と、
型枠の型締めによりシンタリングするシンタリング金型を備えるプレス部と、
シンタリングおよび冷却が完了した電子部品が載置された前記シンタリング治具が載置される第３載置台であり、電子部品からフィルムを剥離する第３載置台と、
電子部品が載置された前記トレイを収納する製品収納部と、
前記枠状部材に保持された使用済みのフィルムを廃棄するフィルム廃棄部と、
前記トレイに載置された電子部品を予熱する予熱部と、前記フィルムを保持する前または前記フィルムを廃棄後の前記枠状部材を仮置きする仮置台と、前記トレイ内で不活性ガスにより覆われたままの状態のシンタリング後の電子部品を載置し冷却する冷却部とを、同時に同一方向に搬送する搬送部と
を含む請求項１７記載のシンタリング装置。
【請求項21】
前記プレス部を複数備え、
前記搬送部は、前記冷却部を複数備える
請求項２０記載のシンタリング装置。
前記搬送部は、前記冷却部を複数備える
請求項２０記載のシンタリング装置。
【請求項22】
基材上に接合材を介して半導体素子が搭載された電子部品をトレイの凹部内に載置し、前記凹部を覆うフィルムであり柔軟性を有するフィルムを前記トレイの上端面に枠状部材により押さえ付け、前記凹部内を不活性ガスで満たし、前記電子部品を加熱および加圧することによりシンタリングするシンタリング方法。
【請求項23】
基材上に接合材を介して半導体素子が搭載された電子部品を、加熱および加圧することにより接合するシンタリング方法であって、
前記電子部品が載置される凹部を有するトレイを準備する工程と、
前記凹部を覆うフィルムであり柔軟性を有するフィルムを準備する工程と、
前記フィルムを前記トレイの上端面に押さえ付ける枠状部材であり、前記半導体素子を加圧するための凸部材が進退するための貫通孔を有する枠状部材を準備する工程と、
型枠の型締めによりシンタリングするシンタリング金型を準備する工程と、
前記電子部品が凹部に載置されたトレイの上端面に、前記凹部を覆うフィルムを前記枠状部材により押さえ付け、前記凹部を密閉してシンタリング治具とする工程と、
前記シンタリング金型内に前記シンタリング治具を載置する工程と、
前記シンタリング治具の前記凹部内に不活性ガスを供給して前記電子部品を覆う工程と、
前記シンタリング治具内の電子部品を加熱および加圧することによりシンタリングする工程と、
前記シンタリング後、前記不活性ガスの前記シンタリング治具の前記凹部内へのガス導入路を閉止し、前記シンタリング治具を前記シンタリング金型から取り出す工程と、
前記シンタリング金型から取り出した前記シンタリング治具内の電子部品を冷却する工程と
を含むシンタリング方法。
前記電子部品が載置される凹部を有するトレイを準備する工程と、
前記凹部を覆うフィルムであり柔軟性を有するフィルムを準備する工程と、
前記フィルムを前記トレイの上端面に押さえ付ける枠状部材であり、前記半導体素子を加圧するための凸部材が進退するための貫通孔を有する枠状部材を準備する工程と、
型枠の型締めによりシンタリングするシンタリング金型を準備する工程と、
前記電子部品が凹部に載置されたトレイの上端面に、前記凹部を覆うフィルムを前記枠状部材により押さえ付け、前記凹部を密閉してシンタリング治具とする工程と、
前記シンタリング金型内に前記シンタリング治具を載置する工程と、
前記シンタリング治具の前記凹部内に不活性ガスを供給して前記電子部品を覆う工程と、
前記シンタリング治具内の電子部品を加熱および加圧することによりシンタリングする工程と、
前記シンタリング後、前記不活性ガスの前記シンタリング治具の前記凹部内へのガス導入路を閉止し、前記シンタリング治具を前記シンタリング金型から取り出す工程と、
前記シンタリング金型から取り出した前記シンタリング治具内の電子部品を冷却する工程と
を含むシンタリング方法。
【請求項24】
前記シンタリング後、前記枠状部材を、前記フィルムを前記トレイの上端面に押さえ付ける工程へ循環搬送して再利用することを含む請求項２２または２３に記載のシンタリング方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、銀ペーストや銅ペーストなどの接合材を用いてシンタリング（焼結法）により電子部品を接合するためのシンタリング治具およびシンタリング金型、シンタリング治具を搬送するピックアップユニット、シンタリング治具のフィルム処理装置、並びに、シンタリング治具を備えたシンタリング装置およびシンタリング方法に関する。
【背景技術】
【0002】
銀ナノペーストなどの接合材を用いてシンタリングにより電子部品を接合する電子部品のシンタリング装置として、例えば、特許文献１には、基板上に接合材を介して半導体チップが載置された電子部品をトレイ内に載置した状態で予熱する予熱部と、予熱部において予熱された電子部品を加熱、加圧してシンタリング処理するシンタリングプレス部と、シンタリングプレス部においてシンタリング処理された電子部品を冷却する冷却部と、電子部品をトレイごと保持し、予熱部からシンタリングプレス部へ搬送する第１搬送部と、シンタリングプレス部から冷却部へ電子部品をトレイごと搬送する第２搬送部とを含み、第２搬送部は、不活性ガスを供給する第１不活性ガス供給路を有し、第１不活性ガス供給路から供給される不活性ガスによりトレイ内の電子部品を覆ったままの状態でシンタリングプレス部から冷却部へ搬送するものであり、冷却部は、第２搬送部により搬送される電子部品をトレイごと第２搬送部との間で挟み込み、不活性ガスにより電子部品を覆ったままの状態で冷却するものであるシンタリング装置が開示されている。
【0003】
このシンタリング装置では、基板上に接合材を介して半導体チップが載置された電子部品をトレイ内に載置した状態で予熱し、接合材の水分や溶媒等を除去した後、シンタリングプレス部においてシンタリング処理されたトレイ内の電子部品を不活性ガスにより覆った状態として冷却部へ搬送し、さらに不活性ガスにより覆ったままの状態で冷却することで、シンタリング処理により高温となって酸化しやすくなっている部材の酸化を防止することができ、品質を低下させることなく、電子部品を効率良く接合して、電子部品の品質を向上させることが可能となっている。
【0004】
近年、電子部品の接合材として使用される銀ペーストに代えて、安価な銅ペーストの使用が増えてきている。また、基材にも銅材料を使用するものもある。しかしながら、銅材は高温で酸化しやすいため、高温、高圧で処理するシンタリングの過程で銅材が酸化してしまい、シンタリング品質の低下に繋がっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特許第６８１５６７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
上記特許文献１に記載のシンタリング装置では、シンタリングプレス部でのシンタリング中と、シンタリング後の冷却部への搬送中と、冷却部での冷却中において、酸化防止のために不活性ガスを供給することが記載されているが、具体的な酸化防止の構造や方法の記載がない。また、搬送途中にトレイが開放状態となるタイミングがあり、トレイ内に酸素が侵入する恐れがあるため、電子部品の酸化を防止することができないという問題がある。
【0007】
そこで、本発明は、トレイ内の電子部品の酸化を防止することが可能なシンタリング治具、シンタリング金型、ピックアップユニット、フィルム処理装置、シンタリング装置およびシンタリング方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本発明のシンタリング治具は、基材上に接合材を介して半導体素子が搭載された電子部品を、加熱および加圧することにより接合するシンタリング装置に用いられるシンタリング治具であって、電子部品が載置される凹部と、凹部内に不活性ガスを導入するガス導入路とを有するトレイと、凹部を覆うフィルムであり柔軟性を有するフィルムをトレイの上端面に押さえ付ける枠状部材であり、半導体素子を加圧するための凸部材が進退するための貫通孔を有する枠状部材とを含むものである。
【0009】
本発明のシンタリング治具では、凹部に電子部品が搭載されたトレイの上端面を、柔軟性を有するフィルムを介して枠状部材で押さえ付ける。これにより、フィルムは、凹部を覆うとともに、枠状部材で圧縮されて枠状部材とトレイの上端面との隙間を埋め、トレイの上端面を密閉する。その後、ガス導入路より凹部内に不活性ガスを導入して、電子部品を不活性ガスで覆うことができる。また、枠状部材の貫通孔を通じて凸部材を進入させることで、フィルムを介して半導体素子を加圧し、シンタリングすることができる。
【0010】
ガス導入路は、不活性ガスの逆流防止機構を有することが望ましい。これにより、ガス導入路より凹部内に導入した不活性ガスの逆流が防止され、不活性ガスの流出を防ぐことができる。
【0011】
枠状部材は、フィルムを底面に保持するものであることが望ましい。これにより、フィルムを底面に保持した枠状部材を、凹部に電子部品が搭載されたトレイの上端面に押さえ付けるだけで、トレイの上端面を密閉することが可能となる。
【0012】
枠状部材は、フィルムを底面にバキューム吸着する吸引孔を有することが望ましい。これにより、吸引孔により枠状部材の底面にフィルムをバキューム吸着することで、フィルムを枠状部材の底面に保持し、この枠状部材を凹部に電子部品が搭載されたトレイの上端面に押さえ付けるだけで、トレイの上端面を密閉することが可能となる。
【0013】
トレイは、凹部を複数有し、それぞれの凹部の底面にそれぞれの凹部に載置される電子部品を加圧するための部材が進退するための複数の第２貫通孔を有する構成とすることができる。これにより、トレイの複数の凹部の底面に載置される複数の電子部品のそれぞれの高さに応じて複数の第２貫通孔を通じて加圧することができる。
【0014】
本発明のシンタリング金型は、前記シンタリング治具内に載置された電子部品を加熱および加圧することにより接合するためのシンタリング金型であって、シンタリング治具が載置される載置枠を有する第１型枠と、載置枠の内面を摺動可能な可動コアと、可動コアを押圧駆動する駆動部と、不活性ガスをシンタリング治具のガス導入路に供給するガス供給路とを備える下型と、第１型枠と協働してシンタリング金型を型締めするための第２型枠と、駆動部により可動コアが押し上げられることにより、枠状部材の貫通孔を通じて、基材上に接合材を介して搭載された半導体素子を、フィルムを介して加圧する凸部材とを備える上型とを含むものである。
【0015】
本発明のシンタリング金型によれば、前記のようにトレイの凹部に電子部品が搭載されて枠状部材およびフィルムにより密閉されたシンタリング治具が下型の第１型枠の載置枠に載置され、下型のガス供給路からシンタリング治具のガス導入路に不活性ガスが供給されてトレイの凹部内に不活性ガスが導入され、電子部品が不活性ガスで覆われる。そして、第１型枠と第２型枠とで型締めを行い、駆動部により可動コアを押し上げると、枠状部材の貫通孔を通じて凸部材が進入し、フィルムを介して基材上に接合材を介して搭載された半導体素子を加圧し、シンタリングすることができる。
【0016】
上型は、弾性部材により付勢される押圧部材であり、枠状部材を介してフィルムをトレイの上端面に押圧する押圧部材を有することが望ましい。これにより、弾性部材により付勢される押圧部材により枠状部材がトレイの上端面に押圧されることで、フィルムが枠状部材およびトレイの上端面にしっかりと密着する。
【0017】
凸部材は、基材上に搭載された複数の半導体素子に対応する数であり、それぞれが対応する第２弾性部材により付勢されるものであることが望ましい。これにより、基材上に複数の半導体素子が搭載されている場合にそれぞれの半導体素子の高さに応じてそれぞれが第２弾性部材により付勢される複数の凸部材によりフィルムを介して電子部品に搭載された各種の半導体素子を加圧し、シンタリングすることができる。
【0018】
載置枠、可動コア、駆動部および凸部材は、電子部品およびシンタリング治具の種類に応じて着脱自在であることが望ましい。これにより、シンタリング金型全体を交換することなく、載置枠、可動コア、駆動部および凸部材を着脱して交換することにより、電子部品の段取り替えを迅速に行うことが可能となる。
【0019】
本発明のシンタリング金型は、シンタリング治具の複数の凹部内にそれぞれ載置された電子部品を加熱および加圧することにより接合するためのシンタリング金型であって、シンタリング治具が載置される載置台を有する第１型枠であり、シンタリング治具の複数の第２貫通孔にそれぞれ対応する複数の第３貫通孔を有する第１型枠と、複数の第３貫通孔の内面をそれぞれ摺動可能な複数の可動コアと、複数の可動コアをそれぞれ押圧駆動する複数の駆動部と、不活性ガスをシンタリング治具のガス導入路に供給するガス供給路とを備える下型と、第１型枠と協働してシンタリング金型を型締めするための第２型枠と、駆動部により複数の可動コアがそれぞれ押し上げられることにより、枠状部材の貫通孔を通じて、電子部品に搭載された半導体素子を、フィルムを介してそれぞれ加圧する複数の凸部材とを備える上型とを含むものである。
【0020】
本発明のシンタリング金型によれば、トレイの複数の凹部に複数の電子部品が搭載されて枠状部材およびフィルムにより密閉されたシンタリング治具が下型の第１型枠の載置台に載置されると、下型のガス供給路からシンタリング治具のガス導入路に不活性ガスが供給されてトレイの凹部内に不活性ガスが導入され、電子部品が不活性ガスで覆われる。そして、第１型枠と第２型枠とで型締めを行い、複数の駆動部により複数の可動コアをそれぞれ押し上げると、枠状部材の貫通孔を通じて凸部材が進入し、フィルムを介してそれぞれの電子部品に搭載された半導体素子を複数の電子部品の高さ応じてそれぞれ加圧し、シンタリングすることができる。
【0021】
載置台、可動コア、駆動部および凸部材は、電子部品およびシンタリング治具の種類に応じて着脱自在であることが望ましい。これにより、シンタリング金型全体を交換することなく、載置台、可動コア、駆動部および凸部材を着脱して交換することにより、電子部品の段取り替えを迅速に行うことが可能となる。
【0022】
本発明のシンタリング金型は、基材上に接合材を介して半導体素子が搭載された電子部品を、加熱および加圧することにより接合するためのシンタリング金型であって、電子部品が載置される凹部を有するトレイの凹部を覆うフィルムを枠状部材によりトレイの上端面に押さえ付けて凹部を密閉し、トレイの内部を不活性ガスにより満たし、電子部品を加熱および加圧する型枠を有するものである。
【0023】
本発明のシンタリング金型によれば、トレイの凹部に電子部品が搭載されて枠状部材およびフィルムにより密閉され、トレイの内部が不活性ガスにより満たされることにより、電子部品が不活性ガスで覆われた状態で電子部品を加圧し、シンタリングすることができる。
【0024】
本発明のシンタリング金型は、型枠の型締めにより形成される内部空間において基材上に接合材を介して半導体素子が搭載された電子部品を、加熱および加圧することにより接合するためのシンタリング金型であって、型枠は、電子部品が載置される凹部を有するトレイの凹部を覆うフィルムであり柔軟性を有するフィルムを枠状部材によりトレイの上端面に押さえ付けて凹部を密閉し、トレイの内部を不活性ガスにより満たし、電子部品を加熱および加圧するものである。
【0025】
本発明のシンタリング金型によれば、型枠の型締めにより形成される内部空間においてトレイの凹部に電子部品が搭載されて枠状部材および柔軟性を有するフィルムにより密閉され、トレイの内部が不活性ガスにより満たされることにより、電子部品が不活性ガスで覆われた状態で電子部品を加圧し、シンタリングすることができる。
【0026】
本発明のピックアップユニットは、前記シンタリング治具の全部または一部を搬送するピックアップユニットであって、トレイ、枠状部材またはシンタリング治具を側面から保持する保持部と、保持部を昇降させる昇降部と、枠状部材を上面から押さえ付ける押接部であり、枠状部材の吸引孔と連通してエア吸引することによりフィルムを枠状部材の底面に吸着、または枠状部材の吸引孔と連通してエア噴出することによりフィルムを枠状部材の底面から剥離する第２吸引孔を備えた押接部とを有するものである。
【0027】
本発明のピックアップユニットによれば、シンタリング治具、トレイまたは枠状部材のいずれかを選択的に側面から保持して搬送可能であり、枠状部材を搬送する場合は、枠状部材を側面から保持した保持部を、昇降部により上昇させ、または上昇位置の保持部で枠状部材を側面から保持することにより、押接部により枠状部材を上面から押さえ付け、第２吸引孔を枠状部材の吸引孔と連通してエア吸引することによりフィルムを枠状部材の底面に吸着して保持し、この枠状部材を凹部に電子部品が搭載されたトレイの上端面に押さえ付けることで、トレイの上端面を密閉することが可能となる。一方、フィルムの廃棄の際は、第２吸引孔を枠状部材の吸引孔と連通してエア噴出することによりフィルムを枠状部材の底面から剥離することができる。
【0028】
本発明フィルム処理装置は、ロール状フィルムを供給するフィルム供給機構であり、ロール状フィルムをセットするセット部と、ロール状フィルムから所定長さのフィルムを送り出す駆動部とを備えるフィルム供給機構と、ロール状フィルムから１回分または複数回分の枚葉フィルム長さを引き出して保管しておくバッファ部であり、フィルムに一定の保持テンションをかけるテンションローラと、フィルムの端を保持しておくフィルム端保持部とを備えるバッファ部と、バッファ部のフィルムの端部をグリッパーで掴んで１回分の枚葉フィルム長さを引き出し、引き出されたフィルムを第２載置台の上面で吸着し、カッターで所定長さのフィルムに切断する切断機構と、枠状部材を保持して第２載置台上の所定長さのフィルム上に載置し、枠状部材の吸引孔を通してフィルムを枠状部材の下面に吸着し、枠状部材とともにフィルムを前記トレイの上面に搬送するピックアップユニットとを含むものである。
【0029】
本発明のフィルム処理装置によれば、フィルム供給機構によりロール状フィルムから所定長さのフィルムを送り出し、一回分または複数回分の枚葉フィルム長さを引き出してバッファ部に保管し、このバッファ部のフィルムの端部をグリッパーで掴んで１回分の枚葉フィルム長さを引き出し、引き出されたフィルムを第２載置台の上面で吸着し、カッターで所定長さのフィルムに切断し、この第２載置台上の所定長さのフィルム上にピックアップユニットにより保持した枠状部材を載置し、枠状部材の吸引孔を通してフィルムを枠状部材の下面に吸着し、枠状部材とともにフィルムをトレイの上面に搬送することができる。
【0030】
本発明のフィルム処理装置は、シンタリング治具を載置する第３載置台と、シンタリング治具を保持して搬送するピックアップユニットであり、エア吸引することによりフィルムを枠状部材に吸着した状態でフィルムを枠状部材とともにトレイから隔離することによりフィルムをトレイ内の半導体素子から剥離、またはエア噴出することによりフィルムを枠状部材から剥離するピックアップユニットと、第３載置台の下からトレイの複数の第２貫通孔を通して基材を吸引することによりトレイとともに電子部品を第３載置台に保持する吸引保持部と、ピックアップユニットにより枠状部材から剥離されるフィルムを破棄するフィルム廃棄部とを含むものである。
【0031】
本発明のフィルム処理装置によれば、第３載置台上に載置されたシンタリング治具の下から吸引保持部により基材を吸引してトレイとともに基材を第３載置台に保持し、ピックアップユニットによりフィルムをエア吸引により枠状部材に吸着した状態でフィルムを枠状部材とともにトレイから隔離することにより、フィルムをトレイ内の半導体素子から剥離し、フィルム廃棄部においてエア噴出することによりフィルムを枠状部材から剥離して廃棄することができる。
【0032】
本発明のシンタリング装置は、前記シンタリング治具を備えたものである。本発明のシンタリング装置によれば、前記シンタリング治具において、凹部に電子部品が搭載されたトレイの上端面を、フィルムを介して枠状部材で押さえ付けて密閉し、ガス導入路より凹部内に不活性ガスを導入して、電子部品を不活性ガスで覆い、枠状部材の貫通孔を通じて凸部材を進入させることで、フィルムを介して半導体素子を加圧し、シンタリングすることができる。
【0033】
本発明のシンタリング装置は、さらに、トレイに載置された電子部品を予熱する予熱部と、フィルムを保持する前の枠状部材を仮置きする仮置台と、トレイ内で不活性ガスにより覆われたままの状態のシンタリング後の電子部品を載置し冷却する冷却部とを、同時に同一方向に搬送する搬送部を有するものである。本発明のシンタリング装置によれば、電子部品が載置されたトレイが材料供給部から搬送部の予熱部に供給されて予熱され、搬送部の仮置台に仮置きされた枠状部材が搬送され、フィルムが枠状部材の下面で保持されると、枠状部材とともに予熱部で予熱中のトレイの上面に載置され、フィルムを介して枠状部材によりトレイの上端面を押さえ付けることによりトレイの上面が密閉されてシンタリング治具が形成され、このシンタリング治具が搬送部により搬送され、ガス導入路より凹部内に不活性ガスが導入され、電子部品が不活性ガスで覆われた状態でシンタリングされ、シンタリング後、シンタリング治具のトレイ内で不活性ガスにより覆われたままの状態の電子部品が搬送部の冷却部に載置されて冷却される。
【0034】
本発明のシンタリング装置は、前記シンタリング金型を備えたものである。本発明のシンタリング装置によれば、前記シンタリング金型において、トレイの凹部に電子部品が搭載されて枠状部材およびフィルムにより密閉されたシンタリング治具が下型の第１型枠の載置枠に載置されると、下型のガス供給路からシンタリング治具のガス導入路に不活性ガスが供給されてトレイの凹部内に不活性ガスが導入され、電子部品が不活性ガスで覆われて、第１型枠と第２型枠とで型締めを行い、駆動部により可動コアを押し上げると、枠状部材の貫通孔を通じて凸部材が進入し、フィルムを介して電子部品に搭載された半導体素子を加圧し、シンタリングすることができる。
【0035】
本発明のシンタリング装置は、電子部品が載置されたトレイを供給する材料供給部と、フィルムを供給するフィルム供給部であり、ロール状フィルムを供給するフィルム供給機構と、ロール状フィルムを所定長さのフィルムに切断する切断機構とを備えるフィルム供給部と、型枠の型締めによりシンタリングするシンタリング金型を備えるプレス部と、シンタリングおよび冷却が完了した電子部品が載置されたシンタリング治具が載置される第３載置台であり、電子部品からフィルムを剥離する第３載置台と、電子部品が載置されたトレイを収納する製品収納部と、枠状部材に保持された使用済みのフィルムを廃棄するフィルム廃棄部と、トレイに載置された電子部品を予熱する予熱部と、フィルムを保持する前またはフィルムを廃棄後の枠状部材を仮置きする仮置台と、トレイ内で不活性ガスにより覆われたままの状態のシンタリング後の電子部品を載置し冷却する冷却部とを、同時に同一方向に搬送する搬送部とを含むものである。
【0036】
本発明のシンタリング装置によれば、電子部品が載置されたトレイが材料供給部から搬送部の予熱部に供給されて予熱され、枠状部材が搬送部の仮置台からフィルム供給部へ搬送され、フィルム供給部においてロール状フィルムから切り出された所定長さのフィルムが枠状部材の下面で保持され、枠状部材とともに予熱部で予熱中のトレイの上面に載置され、フィルムを介して枠状部材によりトレイの上端面を押さえ付けることによりトレイの上面が密閉されてシンタリング治具が形成され、このシンタリング治具が搬送部によりプレス部へ搬送されてシンタリング金型に載置され、ガス導入路より凹部内に不活性ガスが導入され、電子部品が不活性ガスで覆われた状態でシンタリングされ、シンタリング後、シンタリング治具のトレイ内で不活性ガスにより覆われたままの状態の電子部品が搬送部の冷却部に載置されて冷却され、シンタリングおよび冷却が完了した電子部品が載置されたシンタリング治具は第３載置台に搬送され、第３載置台においてフィルムが剥離され、枠状部材に保持された使用済みのフィルムはフィルム廃棄部に廃棄される。また、枠状部材は搬送部の仮置台に載置され、電子部品が載置されたトレイは第３載置台から製品収納部へ搬送される。
【0037】
本発明のシンタリング装置は、プレス部を複数備え、搬送部が、冷却部を複数備える構成とすることができる。本発明のシンタリング装置によれば、プレス部によるシンタリングと、冷却部による冷却を並行することが可能となり、大量生産に対応するとともにシンタリング装置の待機時間を減らすことが可能となる。
【0038】
本発明のシンタリング方法は、基材上に接合材を介して半導体素子が搭載された電子部品をトレイの凹部内に載置し、凹部を覆うフィルムであり柔軟性を有するフィルムをトレイの上端面に枠状部材により押さえ付け、凹部内を不活性ガスで満たし、電子部品を加熱および加圧することによりシンタリングすることを特徴とする。
【0039】
本発明のシンタリング方法によれば、基材上に接合材を介して半導体素子が搭載された電子部品がトレイの凹部内に載置され、凹部を覆うフィルムであり柔軟性を有するフィルムがトレイの上端面に枠状部材により押さえ付けられ、凹部内が不活性ガスで満たされて、電子部品が加熱および加圧されることによりシンタリングされる。
【0040】
本発明のシンタリング方法は、基材上に接合材を介して半導体素子が搭載された電子部品を、加熱および加圧することにより接合するシンタリング方法であって、電子部品が載置される凹部を有するトレイを準備する工程と、凹部を覆うフィルムであり柔軟性を有するフィルムを準備する工程と、フィルムをトレイの上端面に押さえ付ける枠状部材であり、半導体素子を加圧するための凸部材が進退するための貫通孔を有する枠状部材を準備する工程と、型枠の型締めによりシンタリングするシンタリング金型を準備する工程と、電子部品が凹部に載置されたトレイの上端面に、凹部を覆うフィルムを枠状部材により押さえ付け、凹部を密閉してシンタリング治具とする工程と、シンタリング金型内にシンタリング治具を載置する工程と、シンタリング治具の凹部内に不活性ガスを供給して電子部品を覆う工程と、シンタリング治具内の電子部品を加熱および加圧することによりシンタリングする工程と、シンタリング後、不活性ガスのシンタリング治具の凹部内へのガス導入路を閉止し、シンタリング治具をシンタリング金型から取り出す工程と、シンタリング金型から取り出したシンタリング治具内の電子部品を冷却する工程とを含むことを特徴とする。
【0041】
本発明のシンタリング方法によれば、基材上に接合材を介して半導体素子が搭載された電子部品がトレイの凹部内に載置され、凹部を覆うフィルムであり柔軟性を有するフィルムがトレイの上端面に枠状部材により押さえ付けられ、凹部内が不活性ガスで満たされて、電子部品が加熱および加圧されることによりシンタリングされ、シンタリング後、不活性ガスのシンタリング治具の凹部内へのガス導入路が閉止され、凹部内を不活性ガスで満たしたままシンタリング治具がシンタリング金型から取り出され、電子部品が冷却される。
【0042】
本発明のシンタリング方法は、シンタリング後、枠状部材を、フィルムをトレイの上端面に押さえ付ける工程へ循環搬送して再利用することが望ましい。これにより、シンタリング後の枠状部材は、循環搬送して再利用される。
【発明の効果】
【0043】
（１）電子部品が載置される凹部と、凹部内に不活性ガスを導入するガス導入路とを有するトレイと、凹部を覆うフィルムであり柔軟性を有するフィルムをトレイの上端面に押さえ付ける枠状部材であり、半導体素子を加圧するための凸部材が進退するための貫通孔を有する枠状部材とを含むシンタリング治具によれば、電子部品を不活性ガスで覆ったまま、フィルムを介して半導体素子を加圧し、シンタリングすることができるので、トレイ内の電子部品の酸化を防止し、電子部品を効率良く接合して、電子部品の品質を向上させることが可能となる。
【0044】
（２）ガス導入路が、不活性ガスの逆流防止機構を有することにより、不活性ガスの流出を防ぐことができるので、不活性ガスの供給を停止してシンタリング治具をシンタリング金型から取り出しても不活性ガスを凹部内に保持し、電子部品の酸化防止を維持できる。また、不活性ガスの使用量を減らしてコスト削減することができる。
【0045】
（３）枠状部材が、フィルムを底面に保持するものであることにより、フィルムを底面に保持した枠状部材を、凹部に電子部品が搭載されたトレイの上端面に押さえ付けるだけで、トレイの上端面を密閉することが可能となり、シンプルな構造で確実な密閉空間を形成することができる。
【0046】
（４）枠状部材が、フィルムを底面にバキューム吸着する吸引孔を有することにより、吸引孔により枠状部材の底面にフィルムをバキューム吸着することで、フィルムを枠状部材の底面に保持し、この枠状部材を凹部に電子部品が搭載されたトレイの上端面に押さえ付けるだけで、トレイの上端面を密閉することが可能となり、メカニカルなフィルム保持機構が不要で、コスト削減と動作の安定性を実現できる。
【0047】
（５）トレイが、凹部を複数有し、それぞれの凹部の底面にそれぞれの凹部に載置される電子部品を加圧するための部材が進退するための複数の第２貫通孔を有することにより、トレイの複数の凹部の底面に載置される複数の電子部品のそれぞれの高さに応じて複数の第２貫通孔を通じて加圧することができ、複数の電子部品のそれぞれの高さにバラツキがあっても複数の電子部品を一括してシンタリング処理可能であり、大量生産による生産効率アップに繋がる。
【0048】
（６）シンタリング治具が載置される載置枠を有する第１型枠と、載置枠の内面を摺動可能な可動コアと、可動コアを押圧駆動する駆動部と、不活性ガスをシンタリング治具のガス導入路に供給するガス供給路とを備える下型と、第１型枠と協働してシンタリング金型を型締めするための第２型枠と、駆動部により可動コアが押し上げられることにより、枠状部材の貫通孔を通じて、電子部品に搭載された半導体素子を、フィルムを介して加圧する凸部材とを備える上型とを含むシンタリング金型によれば、トレイ内の電子部品を不活性ガスで覆ったまま、フィルムを介して半導体素子を加圧し、シンタリングすることができるので、電子部品の酸化を防止し、電子部品を効率良く接合して、電子部品の品質を向上させることが可能となる。
【0049】
（７）上型が、弾性部材により付勢される押圧部材であり、枠状部材を介してフィルムをトレイの上端面に押圧する押圧部材を有することにより、弾性部材により付勢される押圧部材により枠状部材がトレイの上端面に押圧されることで、フィルムが枠状部材およびトレイの上端面にしっかりと密着し、トレイ内に酸素が侵入するのを確実に防ぎ、シンタリング中の電子部品の酸化を防止することができる。
【0050】
（８）凸部材が、基材上に搭載された複数の半導体素子に対応する数であり、それぞれが対応する第２弾性部材により付勢されるものであることにより、基材上に複数の半導体素子が搭載されている場合にそれぞれの半導体素子の高さに応じてそれぞれが第２弾性部材により付勢される複数の凸部材によりフィルムを介して電子部品に搭載された各種の半導体素子を加圧し、シンタリングすることができるので、複数の電子部品のそれぞれの高さにバラツキがあっても幅広い電子部品のシンタリングにフレキシブルに対応することができる。
【0051】
（９）載置枠、可動コア、駆動部および凸部材が、電子部品およびシンタリング治具の種類に応じて着脱自在であることにより、シンタリング金型全体を交換することなく、載置枠、可動コア、駆動部および凸部材を着脱して交換することにより、電子部品の段取り替えを迅速に行うことが可能となり、生産効率をアップできる。
【0052】
（１０）シンタリング治具が載置される載置台を有する第１型枠であり、シンタリング治具の複数の第２貫通孔にそれぞれ対応する複数の第３貫通孔を有する第１型枠と、複数の第３貫通孔の内面をそれぞれ摺動可能な複数の可動コアと、複数の可動コアをそれぞれ押圧駆動する複数の駆動部と、不活性ガスをシンタリング治具のガス導入路に供給するガス供給路とを備える下型と、第１型枠と協働してシンタリング金型を型締めするための第２型枠と、駆動部により複数の可動コアがそれぞれ押し上げられることにより、枠状部材の貫通孔を通じて、電子部品に搭載された半導体素子を、フィルムを介してそれぞれ加圧する複数の凸部材とを備える上型とを含むシンタリング金型によれば、フィルムを介してそれぞれの電子部品に搭載された半導体素子を複数の電子部品のそれぞれの高さに応じてそれぞれ加圧し、シンタリングすることができるので、複数の電子部品のそれぞれの高さにバラツキがあっても複数の電子部品を一括してシンタリング処理可能であり、大量生産による生産効率アップに繋がる。
【0053】
（１１）載置台、可動コア、駆動部および凸部材が、電子部品およびシンタリング治具の種類に応じて着脱自在であることにより、シンタリング金型全体を交換することなく、載置台、可動コア、駆動部および凸部材を着脱して交換することにより、電子部品の段取り替えを迅速に行うことが可能となり、生産効率をアップできる。
【0054】
（１２）電子部品が載置される凹部を有するトレイの凹部を覆うフィルムを枠状部材によりトレイの上端面に押さえ付けて凹部を密閉し、トレイの内部を不活性ガスにより満たし、電子部品を加熱および加圧する型枠を有するシンタリング金型によれば、トレイの凹部に電子部品が搭載されて枠状部材およびフィルムにより密閉され、トレイの内部が不活性ガスにより満たされることにより、電子部品が不活性ガスで覆われた状態で電子部品を加圧し、シンタリングすることができ、電子部品の酸化を防止し、電子部品を効率良く接合して、電子部品の品質を向上させることが可能となる。
【0055】
（１３）型枠が、電子部品が載置される凹部を有するトレイの凹部を覆うフィルムを枠状部材によりトレイの上端面に押さえ付けて凹部を密閉し、トレイの内部を不活性ガスにより満たし、電子部品を加熱および加圧するものであるシンタリング金型によれば、型枠の型締めにより形成される内部空間においてトレイの凹部に電子部品が搭載されて枠状部材およびフィルムにより密閉され、トレイの内部が不活性ガスにより満たされることにより、電子部品が不活性ガスで覆われた状態で電子部品を加圧し、シンタリングすることができ、閉じられた内部空間において、電子部品の酸化を防止し、電子部品を効率良く接合するので、電子部品の品質を向上させることがさらに確実となる。
【0056】
（１４）トレイ、枠状部材またはシンタリング治具を側面から保持する保持部と、保持部を昇降させる昇降部と、枠状部材を上面から押さえ付ける押接部であり、枠状部材の吸引孔と連通してエア吸引することによりフィルムを枠状部材の底面に吸着、または枠状部材の吸引孔と連通してエア噴出することによりフィルムを枠状部材の底面から剥離する第２吸引孔を備えた押接部とを有するピックアップユニットによれば、１つのピックアップユニットでシンタリング治具の全部または一部のいずれでも搬送可能であり、装置構成および制御のシンプル化によるコスト削減および生産効率のアップとなる。
【0057】
（１５）ロール状フィルムを供給するフィルム供給機構であり、ロール状フィルムをセットするセット部と、ロール状フィルムから所定長さのフィルムを送り出す駆動部とを備えるフィルム供給機構と、ロール状フィルムから１回分または複数回分の枚葉フィルム長さを引き出して保管しておくバッファ部であり、フィルムに一定の保持テンションをかけるテンションローラと、フィルムの端を保持しておくフィルム端保持部とを備えるバッファ部と、バッファ部のフィルムの端部をグリッパーで掴んで１回分の枚葉フィルム長さを引き出し、引き出されたフィルムを第２載置台の上面で吸着し、カッターで所定長さのフィルムに切断する切断機構と、枠状部材を保持して第２載置台上の所定長さのフィルム上に載置し、枠状部材の吸引孔を通してフィルムを枠状部材の下面に吸着し、枠状部材とともにフィルムを前記トレイの上面に搬送するピックアップユニットとを含むフィルム処理装置によれば、効率的、安定的にフィルムを供給することにより生産効率をアップできる。
【0058】
（１６）エア吸引することによりフィルムを枠状部材に吸着した状態でフィルムを枠状部材とともにトレイから隔離することによりフィルムをトレイ内の半導体素子から剥離、またはエア噴出することによりフィルムを枠状部材から剥離するピックアップユニットと、第３載置台の下からトレイの複数の第２貫通孔を通して基材を吸引することによりトレイとともに電子部品を第３載置台に保持する吸引保持部と、ピックアップユニットにより枠状部材から剥離されるフィルムを破棄するフィルム廃棄部とを含むフィルム処理装置によれば、シンタリング処理後に不要となったフィルムを効率的に剥離、廃棄することが可能となる。
【0059】
（１７）前記シンタリング治具を備えたシンタリング装置によれば、電子部品を不活性ガスで覆ったまま、フィルムを介して半導体素子を加圧し、シンタリングすることができるので、電子部品の酸化を防止し、電子部品を効率良く接合して、電子部品の品質を向上させることが可能となる。
【0060】
（１８）さらに、トレイに載置された電子部品を予熱する予熱部と、フィルムを保持する前の枠状部材を仮置きする仮置台と、トレイ内で不活性ガスにより覆われたままの状態のシンタリング後の電子部品を載置し冷却する冷却部とを、同時に同一方向に搬送する搬送部を有するシンタリング装置によれば、１つの搬送部でシンタリング治具の全部または一部を同時に同一方向に搬送しながら電子部品の予熱、枠状部材の仮置き、および、シンタリング後の電子部品の冷却を行うことができ、装置構成および制御のシンプル化によるコスト削減と生産効率アップを実現できる。
【0061】
（１９）前記シンタリング金型を備えたシンタリング装置によれば、電子部品を不活性ガスで覆ったまま、フィルムを介して半導体素子を加圧し、シンタリングすることができるので、電子部品の酸化を防止し、電子部品を効率良く接合して、電子部品の品質を向上させることが可能となる。
【0062】
（２０）電子部品が載置されたトレイを供給する材料供給部と、フィルムを供給するフィルム供給部であり、ロール状フィルムを供給するフィルム供給機構と、ロール状フィルムを所定長さのフィルムに切断する切断機構とを備えるフィルム供給部と、型枠の型締めによりシンタリングするシンタリング金型を備えるプレス部と、シンタリングおよび冷却が完了した電子部品が載置されたシンタリング治具が載置される第３載置台であり、電子部品からフィルムを剥離する第３載置台と、電子部品が載置されたトレイを収納する製品収納部と、枠状部材に保持された使用済みのフィルムを廃棄するフィルム廃棄部と、トレイに載置された電子部品を予熱する予熱部と、フィルムを保持する前またはフィルムを廃棄後の枠状部材を仮置きする仮置台と、トレイ内で不活性ガスにより覆われたままの状態のシンタリング後の電子部品を載置し冷却する冷却部とを、同時に同一方向に搬送する搬送部とを含むシンタリング装置によれば、電子部品を効率良く高品質にシンタリングすることができる。
【0063】
（２１）プレス部を複数備え、搬送部が、冷却部を複数備えるシンタリング装置によれば、プレス部によるシンタリングと、冷却部による冷却を並行することが可能となり、大量生産に対応するとともにシンタリング装置の待機時間を減らすことが可能となるので、電子部品のシンタリングを効率良く安定して処理することができる。
【0064】
（２２）基材上に接合材を介して半導体素子が搭載された電子部品をトレイの凹部内に載置し、凹部を覆うフィルムをトレイの上端面に枠状部材により押さえ付け、凹部内を不活性ガスで満たし、電子部品を加熱および加圧することによりシンタリングすることを特徴とするシンタリング方法によれば、電子部品を不活性ガスで覆ったまま、フィルムを介して半導体素子を加圧し、シンタリングすることができるので、電子部品の酸化を防止し、電子部品を効率良く接合して、電子部品の品質を向上させることが可能となる。
【0065】
（２３）電子部品が載置される凹部を有するトレイを準備する工程と、凹部を覆うフィルムを準備する工程と、フィルムをトレイの上端面に押さえ付ける枠状部材であり、半導体素子を加圧するための凸部材が進退するための貫通孔を有する枠状部材を準備する工程と、型枠の型締めによりシンタリングするシンタリング金型を準備する工程と、電子部品が凹部に載置されたトレイの上端面に、凹部を覆うフィルムを枠状部材により押さえ付け、凹部を密閉してシンタリング治具とする工程と、シンタリング金型内にシンタリング治具を載置する工程と、シンタリング治具の凹部内に不活性ガスを供給して電子部品を覆う工程と、シンタリング治具内の電子部品を加熱および加圧することによりシンタリングする工程と、シンタリング後、不活性ガスのシンタリング治具の凹部内へのガス導入路を閉止し、シンタリング治具をシンタリング金型から取り出す工程と、シンタリング金型から取り出したシンタリング治具内の電子部品を冷却する工程とを含むシンタリング方法によれば、電子部品の酸化を防止し、電子部品を効率良く接合して、電子部品の品質を向上させることが可能となる。
【0066】
（２４）シンタリング後、枠状部材を循環搬送して再利用することにより、廃棄物が少なく、コスト削減と資源の有効活用が実現できる。
【図面の簡単な説明】
【0067】
【図1】本発明の実施の形態におけるシンタリング治具を分解した状態の正面図である。
【図5】本発明の実施の形態におけるシンタリング金型を開いた状態の断面図である。
【図9】シンタリング治具に複数の電子部品を載置する場合のシンタリング金型の実施形態を示す断面図である。
【図11】基材に複数の半導体素子が搭載された電子部品をシンタリングする場合のシンタリング金型の実施形態を示す断面図である。
【図12】本発明の実施の形態におけるシンタリング装置の概略平面図である。
【図21】プレス部を複数備えたシンタリング装置の概略平面図である。
【図22】トレイを搬送するピックアップユニットを示す説明図である。
【図23】枠状部材およびフィルムを搬送するピックアップユニットを示す説明図である。
【図24】シンタリング治具を搬送するピックアップユニットを示す説明図である。
【図25】第３載置台においてフィルムを剥離するピックアップユニットを示す説明図である。
【図26】フィルム廃棄部へフィルムを廃棄するピックアップユニットを示す説明図である。
【図27】フィルム処理装置の動作説明図である。
【図28】フィルム処理装置の動作説明図である。
【発明を実施するための形態】
【0068】
＜シンタリング治具＞
本発明のシンタリング治具の実施の形態について図１～図４を参照して説明する。図１は本発明の実施の形態におけるシンタリング治具を分解した状態の正面図、図２は図１のシンタリング治具の組立手順を示す正面図、図３は図１のシンタリング治具を組み立てた状態を示す図であって、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は正面図、図４は図１のトレイの詳細図であって、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は側面図である。
本発明のシンタリング治具の実施の形態について図１～図４を参照して説明する。図１は本発明の実施の形態におけるシンタリング治具を分解した状態の正面図、図２は図１のシンタリング治具の組立手順を示す正面図、図３は図１のシンタリング治具を組み立てた状態を示す図であって、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は正面図、図４は図１のトレイの詳細図であって、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は側面図である。
【0069】
図１～図４に示すように、本発明の実施の形態におけるシンタリング治具１は、基材Ｐ１上に銀ペーストや銅ペーストなどの接合材（図示せず。）を介して半導体素子Ｐ２が搭載された電子部品Ｐを、加熱および加圧することにより接合するシンタリング装置４（図１２参照。）に用いられるものである。シンタリング治具１は、電子部品Ｐが載置される凹部１０を有するトレイ１１と、凹部１０を覆うフィルムＦをトレイ１１の上端面１１Ａに押さえ付ける枠状部材１２とを有する。
【0070】
図４に示すように、トレイ１１は、凹部１０内に不活性ガスを導入するガス導入路１３を備える。ガス導入路１３は、トレイ１１の底面１１Ｂから上端面１１Ａまで貫通するように設けられ、凹部１０に接続されている。また、ガス導入路１３には、不活性ガスの逆流防止機構としての逆止弁１３Ａが設けられている。逆止弁１３Ａは、例えば耐熱性を有するセラミックボールなどにより構成される。また、トレイ１１の凹部１０の側壁には、凹部１０内の残留酸素を排出する排出孔１４が側壁外面１１Ｃから凹部１０内まで貫通して設けられている。
【0071】
枠状部材１２は、半導体素子Ｐ２を加圧するための凸部材２６（図５参照。）が進退するための貫通孔１２Ａを有する。図２に示すように、枠状部材１２は、フィルムＦを底面に保持し、トレイ１１の上端面１１Ａに押さえ付ける。これにより、図３に示すように凹部１０はフィルムＦにより覆われる。このとき、フィルムＦは枠状部材１２で圧縮されて枠状部材１２とトレイ１１の上端面１１Ａとの隙間を埋め、トレイ１１の上端面１１Ａを密閉する。
【0072】
＜シンタリング金型＞
本発明のシンタリング金型の実施の形態について図５～図８を参照して説明する。図５は本発明の実施の形態におけるシンタリング金型を開いた状態の断面図、図６は図５のシンタリング金型にシンタリング治具をセットした状態の断面図、図７は図５のシンタリング金型を型締めした状態の断面図、図８は図５のシンタリング金型により電子部品を加圧した状態を示す断面図である。
本発明のシンタリング金型の実施の形態について図５～図８を参照して説明する。図５は本発明の実施の形態におけるシンタリング金型を開いた状態の断面図、図６は図５のシンタリング金型にシンタリング治具をセットした状態の断面図、図７は図５のシンタリング金型を型締めした状態の断面図、図８は図５のシンタリング金型により電子部品を加圧した状態を示す断面図である。
【0073】
図５に示すように、本発明の実施の形態におけるシンタリング金型２は、前述のシンタリング治具１内に載置された電子部品Ｐを加熱および加圧することにより接合するための金型である。シンタリング金型２は、下型２Ａと上型２Ｂとを備える。下型２Ａは、シンタリング治具１が載置される載置枠２０を有する第１型枠２１と、載置枠２０の内面２０Ａを摺動可能な可動コア２２と、可動コア２２を押圧駆動する駆動部２３と、不活性ガスをシンタリング治具１のガス導入路１３に供給するガス供給路２４とを備える。
【0074】
駆動部２３は、例えば、上昇のみ油圧駆動とし、下降は上昇加圧停止後、図示しないバネで押し下げる単動の油圧ピストンにより構成することができる。また、可動コア２２はフリー状態としている。
【0075】
ガス供給路２４は、第１型枠２１に形成された第１供給路２４Ａ、載置枠２０に形成された第２供給路２４Ｂ、および、可動コア２２に形成された第３供給路２４Ｃから構成されている。ガス供給路２４の第１供給路２４Ａに供給される不活性ガスは、第２供給路２４Ｂおよび第３供給路２４Ｃを通じてシンタリング治具１のガス導入路１３へ供給される。なお、載置枠２０に形成された第２供給路２４Ｂと可動コア２２に形成された第３供給路２４Ｃとの連通部分は、可動コア２２が載置枠２０の内面２０Ａで摺動しても連通状態を維持するように構成されている。
【0076】
上型２Ｂは、第１型枠２１と協働してシンタリング金型２を型締めするための第２型枠２５を備える。第２型枠２５内には、電子部品Ｐを加圧する凸部材２６と、枠状部材１２を押圧する押圧部材２７とを備える。凸部材２６は、固定部材２８により第２型枠２５内に固定されている。押圧部材２７は、弾性部材２７Ａにより枠状部材１２に向かって付勢されている。押圧部材２７は、固定部材２８によって摺動可能に保持されている。また、第１型枠２１および第２型枠２５内には、加熱手段としてのヒーター２９がそれぞれ設けられている。
【0077】
図６に示すように、前述のようにトレイ１１の凹部１０に電子部品Ｐが搭載されて枠状部材１２およびフィルムＦにより密閉されたシンタリング治具１が下型２Ａの第１型枠２１の載置枠２０に載置され、図７に示すように、第１型枠２１と第２型枠２５とが協働してシンタリング金型２を型締めする。このとき、弾性部材２７Ａにより付勢される押圧部材２７によって枠状部材１２がトレイ１１の上端面１１Ａに押圧されることで、フィルムＦが枠状部材１２およびトレイ１１の上端面１１Ａにしっかりと密着し、凹部１０が密閉される。その後、ガス供給路２４を通じてシンタリング治具１のガス導入路１３より凹部１０内に不活性ガスを導入し、電子部品Ｐを不活性ガスで覆う。
【0078】
そして、第１型枠２１および第２型枠２５のヒーター２９によりシンタリング治具１内の電子部品Ｐを所定の温度に加熱する。図８に示すように、駆動部２３により可動コア２２を押し上げると、凸部材２６が枠状部材１２の貫通孔１２Ａを通じて、電子部品Ｐに搭載された半導体素子Ｐ２がフィルムＦを介して所定の力で所定時間加圧され、シンタリングされる。このとき、ガス導入路１３は逆止弁１３Ａを有するので、不活性ガスの供給を停止しても、ガス導入路１３より凹部１０内に導入した不活性ガスの逆流が防止され、凹部１０内の不活性ガスが保持される。また、シンタリング後にシンタリング金型２が型開きしてシンタリング治具１を取り出した後も不活性ガスの流出が防止される。
【0079】
このように、本実施形態におけるシンタリング金型２によれば、第１型枠２１および第２型枠の型締めにより形成される内部空間においてトレイ１１の凹部１０に電子部品が搭載されて枠状部材１２およびフィルムＦにより密閉され、トレイ１１の内部が不活性ガスにより満たされることにより、電子部品Ｐを不活性ガスで覆った状態で加圧し、シンタリングすることができる。
【0080】
次に、本発明のシンタリング治具およびシンタリング金型の別の実施形態について図９～図１１を参照して説明する。図９はシンタリング治具に複数の電子部品を載置する場合のシンタリング金型の実施形態を示す断面図、図１０は図９のシンタリング治具のトレイの詳細を示す断面図である。なお、図９および図１０において前述のものと共通する構成部分については同一符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【0081】
図９に示すシンタリング金型３では、シンタリング治具３０の複数の凹部１０に複数の電子部品Ｐを載置して加熱および加圧することにより同時にシンタリングを行う。図１０に示すように、シンタリング治具３０のトレイ３１Ａは、電子部品Ｐを載置する凹部１０を複数有する。また、それぞれの凹部１０の底面には、それぞれの凹部１０に載置される電子部品Ｐを加圧するための部材（後述する可動コア３６）が進退するための複数の第２貫通孔３２を有する。第２貫通孔３２は、平面視で半導体素子Ｐ２より大きく、基材Ｐ１より小さい。
【0082】
シンタリング金型３は、下型３Ａと上型３Ｂとを備える。下型３Ａは、シンタリング治具３０が載置される載置台３３を有する第１型枠３４Ａと、シンタリング治具３０の複数の第２貫通孔３２にそれぞれ対応する複数の第３貫通孔３５と、複数の第３貫通孔３５の内面をそれぞれ摺動可能な複数の可動コア３６と、複数の可動コア３６をそれぞれ押圧駆動する複数の駆動部３７と、不活性ガスをシンタリング治具３０のガス導入路１３に供給するガス供給路３８とを備える。駆動部３７は、例えば油圧ユニット３７Ａにより作動させる油圧ピストンにより構成される。
【0083】
上型３Ｂは、第１型枠３４Ａと協働してシンタリング金型３を型締めするための第２型枠３４Ｂを備える。第２型枠３４Ｂ内には、電子部品Ｐを加圧する複数の凸部材２６と、枠状部材３１Ｂを押圧する押圧部材２７とを備える。枠状部材３１Ｂは、複数の凸部材２６が進退するための複数の貫通孔１２Ａを有する。
【0084】
このようなシンタリング金型３によれば、トレイ３１Ａの複数の凹部１０に複数の電子部品Ｐが搭載されて枠状部材３１ＢおよびフィルムＦにより密閉されたシンタリング治具３０が下型３Ａの第１型枠３４Ａの載置台３３に載置されると、下型３Ａのガス供給路３８からシンタリング治具３０のガス導入路１３に不活性ガスが供給されてトレイ３１Ａの凹部１０内に不活性ガスが導入され、電子部品Ｐが不活性ガスで覆われる。
【0085】
そして、第１型枠３４Ａと第２型枠３４Ｂとで型締めを行い、弾性部材２７Ａにより付勢される押圧部材２７によって枠状部材３１Ｂが押圧され、フィルムＦが枠状部材３１Ｂおよびトレイ３１Ａの上端面にしっかりと密着し、凹部１０が密閉される。不活性ガスはこの後に供給されても良い。次に、複数の駆動部３７により複数の可動コア３６をそれぞれ押し上げると、枠状部材３１Ｂの貫通孔１２Ａを通じて凸部材２６が進入し、複数の電子部品Ｐの高さのバラツキに応じ、対応する複数の駆動部３７で個別に下面から所定の均等な圧力で加圧する。すなわち、シンタリング金型３によれば、フィルムＦを介してそれぞれの電子部品Ｐに搭載された半導体素子Ｐ２を複数の電子部品Ｐの高さのバラツキに応じてそれぞれ加圧し、シンタリングすることができる。
【0086】
図１１は基材に複数の半導体素子が搭載された電子部品をシンタリングする場合のシンタリング金型の実施形態を示す断面図である。なお、図１１において前述のものと共通する構成部分については同一符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【0087】
図１１に示すように、基材Ｐ１に複数の半導体素子Ｐ２が搭載された電子部品Ｐをシンタリングする場合には、前述の凸部材２６を、基材Ｐ１上に搭載された複数の半導体素子Ｐ２に対応する数の凸部材２６Ａ，２６Ｂとする。また、凸部材２６Ａ，２６Ｂは、それぞれが対応する第２弾性部材２６Ａ－１，２６Ｂ－１により付勢されるものとする。
【0088】
これにより、基材Ｐ１上に複数の半導体素子Ｐ２が搭載されている場合にそれぞれの半導体素子Ｐ２の高さに応じてそれぞれが複数の凸部材２６Ａ，２６Ｂまたは第２弾性部材２６Ａ－１，２６Ｂ－１により付勢される複数の凸部材２６Ａ，２６ＢによりフィルムＦを介して電子部品Ｐに搭載された半導体素子Ｐ２をそれぞれの半導体素子Ｐの高さに応じた力で加圧し、シンタリングすることができる。
【0089】
＜シンタリング装置＞
本発明のシンタリング装置の実施の形態について図１２～図２１を参照して説明する。図１２は本発明の実施の形態におけるシンタリング装置の概略平面図、図１３～図２０は図１２のシンタリング装置の動作を示す概略平面図である。
本発明のシンタリング装置の実施の形態について図１２～図２１を参照して説明する。図１２は本発明の実施の形態におけるシンタリング装置の概略平面図、図１３～図２０は図１２のシンタリング装置の動作を示す概略平面図である。
【0090】
図１２に示すように、本発明の実施の形態におけるシンタリング装置４は、電子部品Ｐが載置されたトレイ１１を供給する材料供給部４０と、フィルムＦを供給するフィルム供給部４１と、トレイ１１に載置された電子部品Ｐを予熱する予熱部４２と、第１型枠２１と第２型枠２５との型締めによりシンタリングするシンタリング金型２を備えるプレス部４６と、トレイ１１に載置されたシンタリング後の電子部品Ｐを冷却する冷却部４４と、冷却後の電子部品Ｐが載置されたトレイ１１を収納する製品収納部４７とを有する。
【0091】
フィルム供給部４１は、ロール状フィルムを供給するフィルム供給機構４１Ａと、ロール状フィルムを所定長さのフィルムに切断する切断機構４１Ｂとを備える。フィルム供給部４１の詳細については後述する。
【0092】
予熱部４２および冷却部４４は、搬送部４５に設けられている。また、搬送部４５には、枠状部材１２を仮置きするための仮置台４３が設けられている。仮置台４３には、フィルムＦを保持する前またはフィルムＦを廃棄後の枠状部材１２が仮置きされる。搬送部４５は、予熱部４２、仮置台４３および冷却部４４を同時に同一方向に搬送する。
【0093】
また、シンタリング装置４は、シンタリングおよび冷却が完了した電子部品Ｐが載置されたシンタリング治具１が載置され、電子部品ＰからフィルムＦを剥離する第３載置台４８と、枠状部材１２に保持された使用済みのフィルムＦを廃棄するフィルム廃棄部４９とを有する。
【0094】
上記構成のシンタリング装置４では、電子部品Ｐが載置される凹部１０を有するトレイ１１を準備し、このトレイ１１の凹部１０に電子部品Ｐを載置して材料供給部４０へ収納する。この電子部品Ｐが載置されたトレイ１１は、材料供給部４０から取出台４０Ａに搬送される（図１２の矢印Ａ１参照。）。搬送部４５は、取出台４０Ａから予熱部４２へトレイ１１を搬送可能な図１２に示す位置（以下、「Ｘ１位置」と称す。）へ、予熱部４２、仮置台４３および冷却部４４を同時に同一方向に搬送する。仮置台４３には、前述の枠状部材１２が準備され、載置されている。
【0095】
電子部品Ｐが載置されたトレイ１１は取出台４０Ａから予熱部４２へ搬送され（図１２の矢印Ａ２参照。）、予熱される。トレイ１１が材料供給部４０から取出台４０Ａへ搬送された後、材料供給部４０では次のトレイ１１が取出台４０Ａへ搬送できるように送り出される（図１２の矢印Ａ３、図１３参照。）。
【0096】
搬送部４５は、仮置台４３からフィルム供給部４１へ枠状部材１２を搬送可能な図１３に示す位置（以下、「Ｘ２位置」と称す。）へ、予熱部４２、仮置台４３および冷却部４４を同時に同一方向に搬送する（図１２の矢印Ａ４、図１３参照。）。枠状部材１２は仮置台４３からフィルム供給部４１へ搬送される（図１３の矢印Ａ５参照。）。
【0097】
フィルム供給部４１では、ロール状フィルムが所定長さのフィルムに切断されることにより、凹部１０を覆う枚葉のフィルムＦが準備される。枠状部材１２は、フィルム供給部４１において切り出された枚葉のフィルムＦを下面で保持する（図１４参照。）。搬送部４５は、Ｘ１位置へ予熱部４２、仮置台４３および冷却部４４を同時に同一方向に搬送する（図１３の矢印Ａ６、図１４参照。）。
【0098】
枠状部材１２の下面に保持されたフィルムＦは、枠状部材１２とともに予熱部４２で予熱中のトレイ１１上に搬送されて（図１４の矢印Ａ７参照。）、トレイ１１の上端面に載置される。これにより、枠状部材１２が保持したフィルムＦでトレイ１１の上端面１１Ａが覆われ、前述のシンタリング治具１が形成される（図１５参照。）。シンタリング治具１は、トレイ１１の上端面１１ＡにフィルムＦが枠状部材１２により押さえ付けられることで、凹部１０が密閉される。
【0099】
搬送部４５は、予熱部４２からプレス部４６へシンタリング治具１を搬送可能な図１５に示す位置（以下、「Ｘ３位置」と称す。）へ、予熱部４２、仮置台４３および冷却部４４を同時に同一方向に搬送する（図１４の矢印Ａ８、図１５参照。）。シンタリング治具１は予熱部４２からプレス部４６に搬送され（図１５の矢印Ａ９参照。）、シンタリング金型２内に載置される（図１６参照。）。
【0100】
プレス部４６には、シンタリング金型２が準備されている。プレス部４６では、シンタリング金型２からシンタリング治具１の凹部１０内に不活性ガスが供給され、この不活性ガスにより電子部品Ｐが覆われる。プレス部４６では、シンタリング治具１内の電子部品Ｐを不活性ガスで覆った状態で加熱および加圧することによりシンタリングする。搬送部４５は、プレス部４６から冷却部４４へシンタリング後のシンタリング治具１を搬送可能な図１６に示す位置（以下、「Ｘ４位置」と称す。）へ予熱部４２、仮置台４３および冷却部４４を同時に同一方向に搬送する（図１５の矢印Ａ１０参照。）。
【0101】
シンタリング後、不活性ガスのシンタリング治具１の凹部１０内へのガス導入路１３を逆止弁１３Ａで閉止し、シンタリング治具１をシンタリング金型２から取り出して冷却部４４に載置する（図１６の矢印Ａ１１参照。）。冷却部４４では、トレイ１１内で不活性ガスにより覆われたままの状態で、シンタリング治具１内の電子部品Ｐが冷却される。搬送部４５は、冷却部４４から第３載置台４８へ冷却後のシンタリング治具１を搬送可能な図１７に示す位置（以下、「Ｘ５位置」と称す。）へ予熱部４２、仮置台４３および冷却部４４を同時に同一方向に搬送する（図１６の矢印Ａ１２参照。）。
【0102】
電子部品Ｐの冷却後、シンタリング治具１は第３載置台４８に搬送される（図１７の矢印Ａ１３、図１８参照。）。第３載置台４８においてフィルムＦが電子部品Ｐから剥離され、フィルムＦとともに枠状部材１２はフィルム廃棄部４９に搬送され（図１８の矢印Ａ１４参照。）、フィルム廃棄部４９において、枠状部材１２が保持するフィルムＦは廃棄される。
【0103】
搬送部４５は、フィルム廃棄部４９から仮置台４３へフィルムＦ廃棄後の枠状部材１２を搬送可能な図１９に示す位置（以下、「Ｘ６位置」と称す。）へ予熱部４２、仮置台４３および冷却部４４を同時に同一方向に搬送する。フィルムＦ廃棄後の枠状部材１２は、フィルム廃棄部４９から仮置台４３に載置され（図１９の矢印Ａ１５、図２０参照。）、循環搬送して再利用される。また、電子部品Ｐを載置したトレイ１１は、第３載置台４８から製品収納部４７へ搬送される（図１９の矢印Ａ１６、図２０参照。）。
【0104】
搬送部４５は、枠状部材１２を仮置台４３に載置したまま、次のトレイ１１の受け入れのために、取出台４０Ａから予熱部４２へトレイ１１を搬送可能なＸ１位置へ、予熱部４２、仮置台４３および冷却部４４を同時に同一方向に搬送する（図２０の矢印Ａ１７、図１２参照。）。製品収納部４７では、完成した電子部品Ｐが載置されたトレイ１１を、次のトレイ１１の受け入れスペースを確保するために移動する（図２０の矢印Ａ１８参照。）。材料供給部４０は電子部品Ｐが載置されたトレイ１１を取出台４０Ａに搬送する（図２０の矢印Ａ１９参照。）。
【0105】
図２１はプレス部４６を複数備えたシンタリング装置４Ａの概略平面図である。図２１に示すように、このシンタリング装置４Ａでは、プレス部４６を複数備え、搬送部４５は複数の冷却部４４を備えている。このシンタリング装置４Ａでは、プレス部４６によるシンタリングと、冷却部４４による冷却を並行することが可能であるため、大量生産に対応するとともにシンタリング装置４Ａの待機時間を減らすことが可能となるので、電子部品Ｐのシンタリングを効率良く安定して処理することが可能である。
【0106】
上記シンタリング装置４Ａによれば、電子部品Ｐを不活性ガスで覆ったまま、フィルムＦを介して半導体素子Ｐ２を加圧し、シンタリングすることができるので、電子部品Ｐの酸化を防止し、電子部品Ｐを効率良く接合して、電子部品Ｐの品質を向上させることが可能となる。
【0107】
また、シンタリング装置４は、搬送部４５が予熱部４２、仮置台４３および冷却部４４を同時に同一方向に搬送する構成であるため、この１つの搬送部４５でシンタリング治具１の全部または一部を同時に同一方向に搬送しながら電子部品の予熱、枠状部材１２の仮置き、および、シンタリング後の電子部品Ｐの冷却を行うことができ、装置構成および制御のシンプル化によるコスト削減と生産効率アップを実現できる。
【0108】
なお、少なくとも載置枠２０、載置台３３、可動コア２２，３６、駆動部２３，３７および凸部材２６，２６Ａ，２６Ｂは、電子部品Ｐおよびシンタリング治具１の種類に応じて着脱自在となっている。これにより、シンタリング金型２全体を交換することなく、載置枠２０、載置台３３、可動コア２２，３６、駆動部２３，３７および凸部材２６，２６Ａ，２６Ｂを着脱して交換することにより、電子部品Ｐの段取り替えを迅速に行うことが可能となっている。
【0109】
また、本実施形態においては、搬送部４５の仮置台４３に１つの枠状部材１２のみを一時仮置きする構成としているが、この仮置台４３に対して複数の枠状部材１２を重ねて置いておく構成とすることも可能である。この場合、例えば仮置台４３に枠状部材１２の側面をガイドする側面ガイドを設けて、枠状部材１２を積み重ねて置く構成とすることができる。これにより、プレス部４６が１つの場合であっても、１つのシンタリング治具１がシンタリング中に、別のシンタリング治具１が冷却中で、さらに予熱部４２等により次のシンタリング治具１を準備中とする場合は、シンタリング装置４内で同時に３個の枠状部材１２が循環搬送することになるため、これに対応することが可能となる。
【0110】
また、本実施形態においては、材料供給部４０および製品収納部４７において電子部品Ｐが搭載されたトレイ１１が保管された構成について説明したが、これらは複数のトレイ１１を収納するマガジンに保管する構成とすることが可能である。
【0111】
＜ピックアップユニット＞
本発明のピックアップユニットの実施の形態について図２２～図２６を参照して説明する。本発明の実施の形態におけるピックアップユニットは、前述のシンタリング治具３０、トレイ３１Ａまたは枠状部材３１Ｂを搬送するものである。
本発明のピックアップユニットの実施の形態について図２２～図２６を参照して説明する。本発明の実施の形態におけるピックアップユニットは、前述のシンタリング治具３０、トレイ３１Ａまたは枠状部材３１Ｂを搬送するものである。
【0112】
図２２はトレイ３１Ａを搬送するピックアップユニットを示す説明図である。同図（Ａ）に示すように、ピックアップユニット５は、本体５０と、トレイ３１Ａを側面から保持する保持部５１と、保持部５１を本体５０に対して昇降させる昇降部５２とを備える。ピックアップユニット５は、昇降部５２により保持部５１を降ろし、保持部５１の間隔を拡げた状態として、本体５０をトレイ３１Ａの上方から降ろしていく。そして、同図（Ｂ）に示すように、保持部５１の間隔を狭め、保持部５１によりトレイ３１Ａを側面から保持する。
【0113】
図２３は枠状部材３１ＢおよびフィルムＦを搬送するピックアップユニットを示す説明図である。同図に示すように、ピックアップユニット５は、枠状部材３１Ｂを上面から押さえ付ける押接部５３を備えている。枠状部材３１Ｂは、フィルムＦを底面にバキューム吸引するための吸引孔３１Ｃを有している。押接部５３には、保持部５１により枠状部材３１Ｂを側面から保持した際に枠状部材３１Ｂの吸引孔３１Ｃと連通する第２吸引孔５４を備えている。
【0114】
ピックアップユニット５は、図２３（Ａ）に示すように、昇降部５２を上げ、保持部５１の間隔を拡げた状態として、本体５０を枠状部材３１Ｂの上方から降ろしていく。そして、同図（Ｂ）に示すように、保持部５１の間隔を狭め、保持部５１により枠状部材３１Ｂを側面から保持する。このとき、ピックアップユニット５は、枠状部材３１Ｂを押接部５３により上面から押さえ付けた状態となり、押接部５３の第２吸引孔５４が枠状部材３１Ｂの吸引孔３１Ｃと連通する。ピックアップユニット５は、押接部５３の第２吸引孔５４が枠状部材３１Ｂの吸引孔３１Ｃと連通してエア吸引することによりフィルムＦを枠状部材３１Ｂの底面に吸着して保持し、トレイ３１Ａ上に搬送することができる。なお、保持部５１を降ろした状態で、枠状部材３１Ｂを保持した後、昇降部５２を上げて、枠状部材３１Ｂを押接部５３で押さえても良い。
【0115】
図２４はシンタリング治具３０を搬送するピックアップユニットを示す説明図である。同図（Ａ）に示すように、ピックアップユニット５は、昇降部５２により保持部５１を降ろし、保持部５１の間隔を拡げた状態として、予熱部４２、シンタリング金型２または冷却部４４上に載置されたシンタリング治具３０に向かって本体５０を降ろし、同図（Ｂ）に示すように、保持部５１の間隔を狭め、保持部５１によりシンタリング治具３０を側面から保持する。
【0116】
図２５は第３載置台においてフィルムを剥離するピックアップユニットを示す説明図である。同図（Ａ）に示すように、第３載置台４８は、第３載置台４８の下からトレイ３１Ａの複数の第２貫通孔３２を通して電子部品Ｐの基材Ｐ１を吸引することによりトレイ３１Ａとともに電子部品Ｐを第３載置台４８に保持する吸引保持部４８Ａを備える。
【0117】
ピックアップユニット５は、保持部５１の間隔を拡げて昇降部５２により保持部５１を上昇させた状態において、まず第３載置台４８の吸引保持部４８Ａによりトレイ３１Ａとともに電子部品Ｐを吸引保持する。次に、図２５（Ｂ）に示すように、ピックアップユニット５は、再び保持部５１の間隔を狭めて枠状部材３１Ｂを保持し、押接部５３の第２吸引孔５４が枠状部材３１Ｂの吸引孔３１Ｃと連通してエア吸引することによりフィルムＦを枠状部材３１Ｂの底面に吸着保持し、本体５０を上昇させると、フィルムＦが枠状部材３１Ｂとともにトレイ３１Ａから隔離する。これにより、フィルムＦがトレイ３１Ａ内の半導体素子Ｐ２から剥離される。
【0118】
ピックアップユニット５は、このように枠状部材３１Ｂとともにトレイ３１Ａから剥離したフィルムＦを保持したままフィルム廃棄部４９へ移動し、図２６に示すように保持部５１により、枠状部材３１Ｂを保持した状態で枠状部材３１Ｂの吸引孔３１Ｃと連通する押接部５３の第２吸引孔５４からエア噴出することで、フィルムＦを枠状部材３１Ｂから剥離し、フィルム廃棄部４９へと廃棄する。
【0119】
【0120】
図２７（Ａ）に示すように、フィルム処理装置６は、前述のフィルム供給機構４１Ａと、フィルム供給機構４１Ａより供給されるフィルムを１回分または複数回分の長さ引き出して保管しておくバッファ部４１Ｃと、前述の切断機構４１Ｂと、前述のピックアップユニット５（図２８（Ｂ）参照。）とから構成される。
【0121】
フィルム供給機構４１Ａは、ロール状フィルムＦＲをセットするセット部６０と、ロール状フィルムＦＲから所定長さのフィルムＦを送り出す駆動部６１とを備える。バッファ部４１Ｃは、フィルムＦに一定の保持テンションをかけるテンションローラ６２と、フィルムＦの端を保持しておくフィルム端保持部６３とを備える。
【0122】
切断機構４１Ｂは、バッファ部４１ＣのフィルムＦの端部を掴んで１回分の枚葉フィルム長さを引き出すグリッパー６４と、グリッパー６４により引き出されたフィルムＦを載置する第２載置台６５と、フィルムＦを切断するカッター６６とを備える。
【0123】
フィルム処理装置６では、図２７（Ａ）に示すようにフィルム供給機構４１Ａによりロール状フィルムＦＲから所定長さのフィルムＦを送り出し、一回分または複数回分の枚葉フィルム長さを引き出してバッファ部４１Ｃに保管する。同図（Ｂ）に示すように、バッファ部４１ＣのフィルムＦの端部をグリッパー６４で掴み、同図（Ｃ）に示すように、１回分の枚葉フィルム長さを引き出す。この引き出されたフィルムＦに対して第２載置台６５を上昇させ、図２８（Ａ）に示すように、引き出されたフィルムＦを第２載置台６５の上面で吸着し、カッター６６で所定長さのフィルムに切断する。
【0124】
図２８（Ｂ）に示すように、この第２載置台６５上の所定長さのフィルムＦ上にピックアップユニット５により保持した枠状部材３１Ｂを載置する。同図（Ｃ）に示すように枠状部材３１Ｂの吸引孔３１Ｃを通してフィルムＦを枠状部材３１Ｂの下面に吸着する。これにより、同図（Ｄ）に示すようにピックアップユニット５を上昇させて、枠状部材３１ＢとともにフィルムＦを前述のようにトレイ３１Ａの上面に搬送することができる。
【0125】
なお、前述の第３載置台４８、吸引保持部４８Ａ、フィルム廃棄部４９およびピックアップユニット５により第２フィルム処理装置を構成することもできる（図２５および図２６参照。）。この第２フィルム処理装置によれば、第３載置台４８上に載置されたシンタリング治具３０の下から吸引保持部４８Ａにより基材Ｐ１を吸引してトレイ３１Ａとともに基材Ｐ１を第３載置台４８に保持し、ピックアップユニット５によりフィルムＦをエア吸引により枠状部材３１Ｂに吸着した状態でフィルムＦを枠状部材３１Ｂとともにトレイ３１Ａから隔離することにより、フィルムＦをトレイ３１Ａ内の半導体素子Ｐ２から剥離し、フィルム廃棄部４９においてエア噴出することによりフィルムＦを枠状部材３１Ｂから剥離して廃棄することができる。
【産業上の利用可能性】
【0126】
本発明は、銀ペーストや銅ペーストなどの接合材を用いてシンタリング（焼結法）により電子部品を接合するためのシンタリング治具およびシンタリング金型、シンタリング治具を搬送するピックアップユニット、シンタリング治具のフィルム処理装置、並びに、シンタリング治具を備えたシンタリング装置およびシンタリング方法として有用である。
【符号の説明】
【0127】
Ｐ 電子部品
Ｐ１ 基材
Ｐ２ 半導体素子
Ｆ フィルム
ＦＲ ロール状フィルム
１ シンタリング治具
２，３ シンタリング金型
２Ａ，３Ａ 下型
２Ｂ，３Ｂ 上型
４，４Ａ シンタリング装置
５ ピックアップユニット
６ フィルム処理装置
１０ 凹部
１１ トレイ
１１Ａ 上端面
１１Ｂ 底面
１１Ｃ 側壁外面
１２ 枠状部材
１２Ａ 貫通孔
１３ ガス導入路
１３Ａ 逆止弁
１４ 排出孔
２０ 載置枠
２０Ａ 内面
２１ 第１型枠
２２ 可動コア
２３ 駆動部
２４ ガス供給路
２４Ａ 第１供給路
２４Ｂ 第２供給路
２４Ｃ 第３供給路
２５ 第２型枠
２６，２６Ａ，２６Ｂ 凸部材
２６Ａ－１，２６Ｂ－１ 第２弾性部材
２７ 押圧部材
２７Ａ 弾性部材
２８ 固定部材
２９ ヒーター
３０ シンタリング治具
３１Ａ トレイ
３１Ｂ 枠状部材
３１Ｃ 吸引孔
３２ 第２貫通孔
３３ 載置台
３４Ａ 第１型枠
３４Ｂ 第２型枠
３５ 第３貫通孔
３６ 可動コア
３７ 駆動部
３７Ａ 油圧ユニット
３８ ガス供給路
４０ 材料供給部
４０Ａ 取出台
４１ フィルム供給部
４１Ａ フィルム供給機構
４１Ｂ 切断機構
４１Ｃ バッファ部
４２ 予熱部
４３ 仮置台
４４ 冷却部
４５ 搬送部
４６ プレス部
４７ 製品収納部
４８ 第３載置台
４８Ａ 吸引保持部
４９ フィルム廃棄部
５０ 本体
５１ 保持部
５２ 昇降部
５３ 押接部
５４ 第２吸引孔
６０ セット部
６１ 駆動部
６２ テンションローラ
６３ フィルム端保持部
６４ グリッパー
６５ 第２載置台
６６ カッター
Ｐ１ 基材
Ｐ２ 半導体素子
Ｆ フィルム
ＦＲ ロール状フィルム
１ シンタリング治具
２，３ シンタリング金型
２Ａ，３Ａ 下型
２Ｂ，３Ｂ 上型
４，４Ａ シンタリング装置
５ ピックアップユニット
６ フィルム処理装置
１０ 凹部
１１ トレイ
１１Ａ 上端面
１１Ｂ 底面
１１Ｃ 側壁外面
１２ 枠状部材
１２Ａ 貫通孔
１３ ガス導入路
１３Ａ 逆止弁
１４ 排出孔
２０ 載置枠
２０Ａ 内面
２１ 第１型枠
２２ 可動コア
２３ 駆動部
２４ ガス供給路
２４Ａ 第１供給路
２４Ｂ 第２供給路
２４Ｃ 第３供給路
２５ 第２型枠
２６，２６Ａ，２６Ｂ 凸部材
２６Ａ－１，２６Ｂ－１ 第２弾性部材
２７ 押圧部材
２７Ａ 弾性部材
２８ 固定部材
２９ ヒーター
３０ シンタリング治具
３１Ａ トレイ
３１Ｂ 枠状部材
３１Ｃ 吸引孔
３２ 第２貫通孔
３３ 載置台
３４Ａ 第１型枠
３４Ｂ 第２型枠
３５ 第３貫通孔
３６ 可動コア
３７ 駆動部
３７Ａ 油圧ユニット
３８ ガス供給路
４０ 材料供給部
４０Ａ 取出台
４１ フィルム供給部
４１Ａ フィルム供給機構
４１Ｂ 切断機構
４１Ｃ バッファ部
４２ 予熱部
４３ 仮置台
４４ 冷却部
４５ 搬送部
４６ プレス部
４７ 製品収納部
４８ 第３載置台
４８Ａ 吸引保持部
４９ フィルム廃棄部
５０ 本体
５１ 保持部
５２ 昇降部
５３ 押接部
５４ 第２吸引孔
６０ セット部
６１ 駆動部
６２ テンションローラ
６３ フィルム端保持部
６４ グリッパー
６５ 第２載置台
６６ カッター
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】
【図24】
【図25】
【図26】
【図27】
【図28】