JP2883582B2 - 半導体部品載置用受台およびボンディング装置 - Google Patents
半導体部品載置用受台およびボンディング装置Info
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- JP2883582B2 JP2883582B2 JP8178123A JP17812396A JP2883582B2 JP 2883582 B2 JP2883582 B2 JP 2883582B2 JP 8178123 A JP8178123 A JP 8178123A JP 17812396 A JP17812396 A JP 17812396A JP 2883582 B2 JP2883582 B2 JP 2883582B2
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- Japan
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- pedestal
- coating layer
- mounting
- semiconductor component
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-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10W—GENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10W72/00—Interconnections or connectors in packages
- H10W72/851—Dispositions of multiple connectors or interconnections
- H10W72/874—On different surfaces
- H10W72/884—Die-attach connectors and bond wires
Landscapes
- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
- Wire Bonding (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は半導体製造装置等に
使用される半導体部品載置用受台およびボンディング装
置に係り、特に耐摩耗性が良好で粉塵の発生および付着
が少なく、良質な半導体部品を量産あるいは移動するこ
とが可能な半導体部品載置用受台およびボンディング装
置に関する。
使用される半導体部品載置用受台およびボンディング装
置に係り、特に耐摩耗性が良好で粉塵の発生および付着
が少なく、良質な半導体部品を量産あるいは移動するこ
とが可能な半導体部品載置用受台およびボンディング装
置に関する。
【０００２】
【従来の技術】ＬＳＩ、ＩＣ、トランジスタなどの半導
体部品の製造工程においては、例えば図１に示すような
ワイヤーボンディング装置が使用される。このボンディ
ング装置は、半導体部品載置用受台（ボンディングステ
ージ）上に載置された半導体部品の電極とリードとをボ
ンディングワイヤによって接続する装置であり、ボンデ
ィングワイヤを挿通したボンディングコレットを備える
ボンディングヘッド１には、半導体部品の位置やボンデ
ィング状態を検出するためのカメラヘッド，レンズおよ
び照明灯から成るＩＴＶカメラが搭載されている。この
ボンディングヘッド１はＸ方向およびＹ方向に移動可能
なＸＹテーブル駆動機構（図示せず）に搭載されてお
り、このボンディングヘッド１内のＩＴＶカメラは半導
体部品載置用受台２上に搬送され位置決めされる被ボン
ディング部品であるリードフレーム３を撮影する。
体部品の製造工程においては、例えば図１に示すような
ワイヤーボンディング装置が使用される。このボンディ
ング装置は、半導体部品載置用受台（ボンディングステ
ージ）上に載置された半導体部品の電極とリードとをボ
ンディングワイヤによって接続する装置であり、ボンデ
ィングワイヤを挿通したボンディングコレットを備える
ボンディングヘッド１には、半導体部品の位置やボンデ
ィング状態を検出するためのカメラヘッド，レンズおよ
び照明灯から成るＩＴＶカメラが搭載されている。この
ボンディングヘッド１はＸ方向およびＹ方向に移動可能
なＸＹテーブル駆動機構（図示せず）に搭載されてお
り、このボンディングヘッド１内のＩＴＶカメラは半導
体部品載置用受台２上に搬送され位置決めされる被ボン
ディング部品であるリードフレーム３を撮影する。
【０００３】半導体部品載置用受台２の両側には、一対
のガイドレール４ａ，４ｂが配設されており、リードフ
レーム３はガイドレール４ａ，４ｂによって幅方向の位
置決めがなされ、搬送時に蛇行しないように位置規制さ
れながら所定位置に案内される。このリードフレーム３
の送出側にはローダ５が配設される一方、収納側にはア
ンローダ６が配設される。これらのローダ５は、複数枚
のリードフレーム３を収納可能なマガジン７を所定位置
に位置決めして半導体部品載置用受台２の搬送路上に自
動的に送出する送出機構を有している一方、アンローダ
６は同様にマガジン７を搬送路から収納する収納機構を
備えている。
のガイドレール４ａ，４ｂが配設されており、リードフ
レーム３はガイドレール４ａ，４ｂによって幅方向の位
置決めがなされ、搬送時に蛇行しないように位置規制さ
れながら所定位置に案内される。このリードフレーム３
の送出側にはローダ５が配設される一方、収納側にはア
ンローダ６が配設される。これらのローダ５は、複数枚
のリードフレーム３を収納可能なマガジン７を所定位置
に位置決めして半導体部品載置用受台２の搬送路上に自
動的に送出する送出機構を有している一方、アンローダ
６は同様にマガジン７を搬送路から収納する収納機構を
備えている。
【０００４】また半導体部品載置用受台２の下面には、
被ボンディング部品であるリードフレーム３を温度２０
０〜３００℃程度に加熱するためのヒータプレートなど
の加熱手段８が配置されている。このヒータプレート８
は、一対のガイドレール４ａ，４ｂの長手方向に沿って
配置されているため、リードフレーム３に接合されてい
る複数の半導体素子（ＩＣチップ）９を同時に加熱する
ことができる。この加熱操作によって半導体部品載置用
受台２上に位置決めされた半導体素子９の電極とリード
フレーム３のリード３ａとがボンディングワイヤ１０の
熱圧着によって電気的に接続される。
被ボンディング部品であるリードフレーム３を温度２０
０〜３００℃程度に加熱するためのヒータプレートなど
の加熱手段８が配置されている。このヒータプレート８
は、一対のガイドレール４ａ，４ｂの長手方向に沿って
配置されているため、リードフレーム３に接合されてい
る複数の半導体素子（ＩＣチップ）９を同時に加熱する
ことができる。この加熱操作によって半導体部品載置用
受台２上に位置決めされた半導体素子９の電極とリード
フレーム３のリード３ａとがボンディングワイヤ１０の
熱圧着によって電気的に接続される。
【０００５】このボンディング接続が実施されるボンデ
ィングステージ、すなわち半導体部品載置用受台は、従
来はＳＵＳ系のステンレス鋼材から成る金属母材表面に
黒色の硬質クロムめっき層やニッケルめっき層を被覆層
として形成したものが主として使用されている。このよ
うに半導体部品載置用受台の表面を黒色化することによ
り、受台と半導体素子やリードフレームなどの半導体部
品とのコントラストを高めることにより位置検出精度を
高めている。すなわち、ボンディングヘッドに付設され
たＩＴＶカメラで撮影された半導体部品および受台の画
像信号が、画像処理手段の２値化回路において処理さ
れ、例えばリードの部分は明色化される一方、それ以外
の部分は暗色化されてデジタル信号化され、その信号に
よってリード等の座標位置を検出している。
ィングステージ、すなわち半導体部品載置用受台は、従
来はＳＵＳ系のステンレス鋼材から成る金属母材表面に
黒色の硬質クロムめっき層やニッケルめっき層を被覆層
として形成したものが主として使用されている。このよ
うに半導体部品載置用受台の表面を黒色化することによ
り、受台と半導体素子やリードフレームなどの半導体部
品とのコントラストを高めることにより位置検出精度を
高めている。すなわち、ボンディングヘッドに付設され
たＩＴＶカメラで撮影された半導体部品および受台の画
像信号が、画像処理手段の２値化回路において処理さ
れ、例えばリードの部分は明色化される一方、それ以外
の部分は暗色化されてデジタル信号化され、その信号に
よってリード等の座標位置を検出している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ステン
レス鋼などの金属母材表面に黒色金属めっき層を被覆層
として形成した半導体部品載置用受台を装着した従来の
ボンディング装置においては、受台の耐摩耗強度および
被覆層の接合強度が低いため、半導体回路基板などの半
導体部品の製造歩留りが低下したり、製造装置の保守管
理が煩雑になる欠点があった。
レス鋼などの金属母材表面に黒色金属めっき層を被覆層
として形成した半導体部品載置用受台を装着した従来の
ボンディング装置においては、受台の耐摩耗強度および
被覆層の接合強度が低いため、半導体回路基板などの半
導体部品の製造歩留りが低下したり、製造装置の保守管
理が煩雑になる欠点があった。
【０００７】すなわち、ひとつの半導体素子について高
速度のボンディング動作が完了する毎にリードフレーム
と受台上面とが摺動するため、受台表面の黒色金属めっ
き層が摩耗したり剥離し易く、モニタ時における黒色背
景が得られなくなる。具体的には、ボンディングの際に
受台上の黒色めっき層が剥離して白色の金属母材が露出
するため、画像処理装置の２値化回路で処理されるリー
ド等の座標位置を自動認識する際に、正規の座標位置と
異なる座標位置を検出してしまうという欠点があった。
その結果、モニタ装置による半導体素子やリードの位置
および形状確認に際し、認識ミスが発生し易くなり、製
品の不良率が急増するおそれがある。そのため短い運転
期間において、高い頻度で受台を交換する必要があっ
た。このように受台を交換するたびにボンディング装置
を停止しなければならず、長期間に渡る連続運転が困難
であり、装置の保守管理に要する労力も増大する問題点
があった。
速度のボンディング動作が完了する毎にリードフレーム
と受台上面とが摺動するため、受台表面の黒色金属めっ
き層が摩耗したり剥離し易く、モニタ時における黒色背
景が得られなくなる。具体的には、ボンディングの際に
受台上の黒色めっき層が剥離して白色の金属母材が露出
するため、画像処理装置の２値化回路で処理されるリー
ド等の座標位置を自動認識する際に、正規の座標位置と
異なる座標位置を検出してしまうという欠点があった。
その結果、モニタ装置による半導体素子やリードの位置
および形状確認に際し、認識ミスが発生し易くなり、製
品の不良率が急増するおそれがある。そのため短い運転
期間において、高い頻度で受台を交換する必要があっ
た。このように受台を交換するたびにボンディング装置
を停止しなければならず、長期間に渡る連続運転が困難
であり、装置の保守管理に要する労力も増大する問題点
があった。
【０００８】また従来の半導体部品載置用受台において
は金属母材と被覆層との接合強度が弱いため、被覆層の
剥離が生じ易く、この剥離によって粉塵が発生し、製品
である半導体部品に付着してその特性を劣化させ半導体
部品の製造歩留りを低下させるという問題点もあった。
は金属母材と被覆層との接合強度が弱いため、被覆層の
剥離が生じ易く、この剥離によって粉塵が発生し、製品
である半導体部品に付着してその特性を劣化させ半導体
部品の製造歩留りを低下させるという問題点もあった。
【０００９】さらに従来のボンディング装置のように、
黒色の金属めっき層を形成した受台を使用した場合に
は、リードフレームが受台上に搬送される際にリードフ
レーム下面にめっきされている銀（Ａｇ）などのろう材
成分が受台の鉄系金属成分と金属間接合を起こす結果、
受台とリードフレームとが固着し、リードフレームが曲
がったり変形するおそれがある。この状態でワイヤーボ
ンディング操作を実施するとボンディングワイヤが変形
し、いずれにしても接合不良が増大する問題点があっ
た。
黒色の金属めっき層を形成した受台を使用した場合に
は、リードフレームが受台上に搬送される際にリードフ
レーム下面にめっきされている銀（Ａｇ）などのろう材
成分が受台の鉄系金属成分と金属間接合を起こす結果、
受台とリードフレームとが固着し、リードフレームが曲
がったり変形するおそれがある。この状態でワイヤーボ
ンディング操作を実施するとボンディングワイヤが変形
し、いずれにしても接合不良が増大する問題点があっ
た。
【００１０】上記のような問題点を低減する対策とし
て、例えば実公平６−１０６８４号公報に記載されるよ
うに、ステンレス鋼母材の表面にＡｌ2 Ｏ3 −ＴｉＯ2
系のセラミックスから成る絶縁性被膜を形成した受台を
使用したボンディング装置が開示されている。しかしな
がら、上記問題点を解決するに至ってはいなかった。
て、例えば実公平６−１０６８４号公報に記載されるよ
うに、ステンレス鋼母材の表面にＡｌ2 Ｏ3 −ＴｉＯ2
系のセラミックスから成る絶縁性被膜を形成した受台を
使用したボンディング装置が開示されている。しかしな
がら、上記問題点を解決するに至ってはいなかった。
【００１１】本発明は上記の問題点を解決するためにな
されたものであり、耐摩耗性が良好であり、被覆物の剥
離による粉塵の発生付着を低減でき、さらにボンディン
グの際等にリード等の座標位置を正確に認識することが
可能な半導体部品載置用受台等の受台および半導体部品
載置用受台を使用したボンディング装置を提供すること
を目的とする。
されたものであり、耐摩耗性が良好であり、被覆物の剥
離による粉塵の発生付着を低減でき、さらにボンディン
グの際等にリード等の座標位置を正確に認識することが
可能な半導体部品載置用受台等の受台および半導体部品
載置用受台を使用したボンディング装置を提供すること
を目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明に係る半導体部品載置用受台は、金属母材表面に
クロム酸化物を主成分とする被覆層が形成されているこ
とを特徴とする。この半導体部品載置用受台はボンディ
ング装置に使用されるものの他、半導体部品を移動する
際等の載置に使用されるものであってもよいことは言う
までもない。
本発明に係る半導体部品載置用受台は、金属母材表面に
クロム酸化物を主成分とする被覆層が形成されているこ
とを特徴とする。この半導体部品載置用受台はボンディ
ング装置に使用されるものの他、半導体部品を移動する
際等の載置に使用されるものであってもよいことは言う
までもない。
【００１３】またクロム酸化物が酸化第二クロム（Ｃｒ
2 Ｏ3 ）であることを特徴とする。さらにクロム酸化物
は平均粒径が０．１〜０．５μｍの酸化第二クロム（Ｃ
ｒ2Ｏ3 ）微粒子であることを特徴とする。またこのク
ロム酸化物を主成分とする被覆層は深い暗緑色を呈して
いる。
2 Ｏ3 ）であることを特徴とする。さらにクロム酸化物
は平均粒径が０．１〜０．５μｍの酸化第二クロム（Ｃ
ｒ2Ｏ3 ）微粒子であることを特徴とする。またこのク
ロム酸化物を主成分とする被覆層は深い暗緑色を呈して
いる。
【００１４】さらに被覆層は表面粗さを最大高さ（Ｒma
x ）基準で５．０μｍ以上である金属母材表面に形成す
ることが好ましい。具体的には、被覆層を形成する前
に、金属母材表面をブラスト処理等によりＲmax 基準で
５．０μｍ以上となるように粗くし、この後に被覆層を
形成する。このように金属母材表面をＲmax 基準で５．
０μｍ以上と粗くすることにより、被覆層との接合強度
を高めると同時に、被覆層形成後の半導体部品載置用受
台の表面粗さをも粗くすることができる。但し、Ｒmax
基準での表面粗さが１０μｍを超えると被覆層を均一に
形成しにくくなるため、１０μｍ以下であることが好ま
しい。
x ）基準で５．０μｍ以上である金属母材表面に形成す
ることが好ましい。具体的には、被覆層を形成する前
に、金属母材表面をブラスト処理等によりＲmax 基準で
５．０μｍ以上となるように粗くし、この後に被覆層を
形成する。このように金属母材表面をＲmax 基準で５．
０μｍ以上と粗くすることにより、被覆層との接合強度
を高めると同時に、被覆層形成後の半導体部品載置用受
台の表面粗さをも粗くすることができる。但し、Ｒmax
基準での表面粗さが１０μｍを超えると被覆層を均一に
形成しにくくなるため、１０μｍ以下であることが好ま
しい。
【００１５】ここで詳細には、金属母材が鉄系金属であ
る場合、金属母材とクロム酸化物を主成分とする被覆層
との間に、鉄化合物とクロム酸化物との反応層を形成す
ることが好ましい。この反応層の形成により、クロム酸
化物を主成分とする被覆層との接合強度をさらに強固な
ものとすることができる。なお、本発明での“金属母材
表面にクロム酸化物を主成分とする被覆層が形成されて
いる”とは、この反応層を介して形成されていても本発
明の範囲内であることは言うまでもない。また金属母材
表面には、界面が明確か否かは別として実質的には反応
層と、クロム酸化物を主成分とする被覆層との二層の被
覆層が形成されていることとなる。
る場合、金属母材とクロム酸化物を主成分とする被覆層
との間に、鉄化合物とクロム酸化物との反応層を形成す
ることが好ましい。この反応層の形成により、クロム酸
化物を主成分とする被覆層との接合強度をさらに強固な
ものとすることができる。なお、本発明での“金属母材
表面にクロム酸化物を主成分とする被覆層が形成されて
いる”とは、この反応層を介して形成されていても本発
明の範囲内であることは言うまでもない。また金属母材
表面には、界面が明確か否かは別として実質的には反応
層と、クロム酸化物を主成分とする被覆層との二層の被
覆層が形成されていることとなる。
【００１６】また本発明に係るボンディング装置は、半
導体部品載置用受台上に載置された半導体部品の電極と
リードとを接続するボンディング装置において、上記半
導体部品載置用受台が金属母材表面にクロム酸化物を主
成分とする被覆層が形成されたものであることを特徴と
する。
導体部品載置用受台上に載置された半導体部品の電極と
リードとを接続するボンディング装置において、上記半
導体部品載置用受台が金属母材表面にクロム酸化物を主
成分とする被覆層が形成されたものであることを特徴と
する。
【００１７】ここで金属母材としては、特に限定され
ず、汎用の構造用鋼材やステンレス鋼などの耐食耐熱鋼
や各種鉄系合金，炭素鋼，チタン合金，アルミニウム合
金，インコネル等が使用できる。
ず、汎用の構造用鋼材やステンレス鋼などの耐食耐熱鋼
や各種鉄系合金，炭素鋼，チタン合金，アルミニウム合
金，インコネル等が使用できる。
【００１８】また、上記クロム酸化物を主成分とする被
覆層は、例えば以下のような手順で形成することができ
る。すなわち、クロム酸（ＣｒＯ3 ）水溶液またはスラ
リー（泥漿）を予め表面処理した鉄系金属等の金属母材
表面に塗布したり、浸漬したりすることによって金属母
材表面にクロム酸水溶液またはスラリーを付着させる。
次に４００〜６００℃程度の低温度で加熱焼成すること
により水分が蒸発すると同時に、酸化クロムと金属母材
の表層とが化学反応して生成した反応層と、平均粒径が
０．１〜０．５μｍの微粒子からなるクロム酸化物（酸
化第二クロム：Ｃｒ2 Ｏ3 ）を主成分とする被覆層が形
成される。
覆層は、例えば以下のような手順で形成することができ
る。すなわち、クロム酸（ＣｒＯ3 ）水溶液またはスラ
リー（泥漿）を予め表面処理した鉄系金属等の金属母材
表面に塗布したり、浸漬したりすることによって金属母
材表面にクロム酸水溶液またはスラリーを付着させる。
次に４００〜６００℃程度の低温度で加熱焼成すること
により水分が蒸発すると同時に、酸化クロムと金属母材
の表層とが化学反応して生成した反応層と、平均粒径が
０．１〜０．５μｍの微粒子からなるクロム酸化物（酸
化第二クロム：Ｃｒ2 Ｏ3 ）を主成分とする被覆層が形
成される。
【００１９】これら被覆層の厚さは、反応層とクロム酸
化物を主成分とする被覆層とを合計して１〜５μｍが望
ましい。被覆層の厚さが１μｍ未満の場合は、固定治具
の絶縁性および耐摩耗性が低下する。反応層とクロム酸
化物を主成分とする被覆層とが、後述するようなセラミ
ックス微細粒子やフレークを添加・含有されていない場
合には、被覆層が５μｍを超えると、逆に被覆層厚の均
一性が損われ、密着性，接合強度も低下してしまう。同
様な理由によりさらに１〜３μｍの範囲が好ましい。
化物を主成分とする被覆層とを合計して１〜５μｍが望
ましい。被覆層の厚さが１μｍ未満の場合は、固定治具
の絶縁性および耐摩耗性が低下する。反応層とクロム酸
化物を主成分とする被覆層とが、後述するようなセラミ
ックス微細粒子やフレークを添加・含有されていない場
合には、被覆層が５μｍを超えると、逆に被覆層厚の均
一性が損われ、密着性，接合強度も低下してしまう。同
様な理由によりさらに１〜３μｍの範囲が好ましい。
【００２０】一方、クロム酸（Ｃｒ2 Ｏ3 ）水溶液中に
アルミナ（Ａｌ2 Ｏ3 ），シリカ（ＳｉＯ2 ），ＺｎＯ
2 などのセラミックス微細粒子やフレークを添加するこ
とにより被覆層の特性（接合強度，表面硬さ）を一段と
向上させることができる。具体的には、金属母材表面に
形成される被覆層（反応層とクロム酸化物を主成分とす
る被覆層）が前記セラミックス微細粒子，フレークを３
０〜５０ｗｔ％含有することになるように添加量を調整
することが望ましい。但し、このようにＡｌ2Ｏ3 など
のセラミックス微細粒子，フレークを添加した場合に
は、被覆層の厚さは１５〜８０μｍの範囲が好ましい。
アルミナ（Ａｌ2 Ｏ3 ），シリカ（ＳｉＯ2 ），ＺｎＯ
2 などのセラミックス微細粒子やフレークを添加するこ
とにより被覆層の特性（接合強度，表面硬さ）を一段と
向上させることができる。具体的には、金属母材表面に
形成される被覆層（反応層とクロム酸化物を主成分とす
る被覆層）が前記セラミックス微細粒子，フレークを３
０〜５０ｗｔ％含有することになるように添加量を調整
することが望ましい。但し、このようにＡｌ2Ｏ3 など
のセラミックス微細粒子，フレークを添加した場合に
は、被覆層の厚さは１５〜８０μｍの範囲が好ましい。
【００２１】上記被覆層の厚さが１５μｍ未満では、接
合強度を向上させる効果に乏しく、また逆に８０μｍを
超えるとクロム酸化物（およびセラミックス微細粒子，
フレーク）を主成分とする被覆層自身の強度が弱くなる
ため、最終的に密着強度，接合強度が低下することとな
るためである。同様の理由により、さらに２０〜６０μ
ｍの範囲が望ましい。
合強度を向上させる効果に乏しく、また逆に８０μｍを
超えるとクロム酸化物（およびセラミックス微細粒子，
フレーク）を主成分とする被覆層自身の強度が弱くなる
ため、最終的に密着強度，接合強度が低下することとな
るためである。同様の理由により、さらに２０〜６０μ
ｍの範囲が望ましい。
【００２２】このようにセラミックス微細粒子等を含有
する被覆層は、上記のほか以下のような製法によって形
成してもよい。すなわち、セラミックス微細粒子を含有
する水溶液またはスラリーを母材金属表面に塗布して温
度５００〜６００℃に加熱焼成して多孔質のセラミック
ス層を形成した後に、クロム酸（ＣｒＯ3 ）水溶液また
はスラリーをセラミックス層に含浸させて温度５００〜
６００℃で加熱焼結して形成してもよい。
する被覆層は、上記のほか以下のような製法によって形
成してもよい。すなわち、セラミックス微細粒子を含有
する水溶液またはスラリーを母材金属表面に塗布して温
度５００〜６００℃に加熱焼成して多孔質のセラミック
ス層を形成した後に、クロム酸（ＣｒＯ3 ）水溶液また
はスラリーをセラミックス層に含浸させて温度５００〜
６００℃で加熱焼結して形成してもよい。
【００２３】なお、上記原料液の塗布・含浸操作および
焼結操作が１回のみである場合には被覆層内に微小な気
孔が残存し易いため、通常は上記水溶液の塗布・含浸操
作および焼成操作を１０回程度繰り返すとよい。被覆層
の厚さは上記塗布・含浸操作および焼成操作の繰り返し
回数を制御することによって調整できる。
焼結操作が１回のみである場合には被覆層内に微小な気
孔が残存し易いため、通常は上記水溶液の塗布・含浸操
作および焼成操作を１０回程度繰り返すとよい。被覆層
の厚さは上記塗布・含浸操作および焼成操作の繰り返し
回数を制御することによって調整できる。
【００２４】上記のように成形した被覆層は、金属母材
に対して高い接合強度を有し、高硬度，無気孔で耐摩耗
性，低摩擦性，耐熱性などに優れている。ちなみにステ
ンレス鋼を金属母材とした場合の表面硬さは、やや金属
母材の硬さの影響を受け５００〜６００Ｈｖ（０．１）
である一方、骨材を含有する厚い被覆層の表面硬さは１
５００〜２０００Ｈｖ（０．１）と高く、超硬合金と同
程度の硬度が得られる。
に対して高い接合強度を有し、高硬度，無気孔で耐摩耗
性，低摩擦性，耐熱性などに優れている。ちなみにステ
ンレス鋼を金属母材とした場合の表面硬さは、やや金属
母材の硬さの影響を受け５００〜６００Ｈｖ（０．１）
である一方、骨材を含有する厚い被覆層の表面硬さは１
５００〜２０００Ｈｖ（０．１）と高く、超硬合金と同
程度の硬度が得られる。
【００２５】また特に鉄系の金属母材を使用した場合に
は、被覆層と金属母材との境界に、酸化クロムと金属
（鉄）とが化学反応して反応層が生成され、この反応層
の存在によって両者の接合強度が７００kgf/cm2 （６８
ＭＰａ）以上となる。
は、被覆層と金属母材との境界に、酸化クロムと金属
（鉄）とが化学反応して反応層が生成され、この反応層
の存在によって両者の接合強度が７００kgf/cm2 （６８
ＭＰａ）以上となる。
【００２６】さらに被覆層を構成するクロム酸化物（Ｃ
ｒ2 Ｏ3 ）微粒子の平均粒径が０．１〜０．５μｍ程度
と超微細であるため、固体潤滑剤としての作用が強い。
そのため、表面粗さ（Ｒmax ）は多少大きくても摩擦係
数が小さくなり摺動特性を高める効果も顕著である。特
に水溶液から析出させて被覆層を形成しているため、構
成粒子が超微細であり、従来の溶射法よって形成した多
孔質セラミックス被膜と異なり耐食性や耐摩耗性が不足
することはない。
ｒ2 Ｏ3 ）微粒子の平均粒径が０．１〜０．５μｍ程度
と超微細であるため、固体潤滑剤としての作用が強い。
そのため、表面粗さ（Ｒmax ）は多少大きくても摩擦係
数が小さくなり摺動特性を高める効果も顕著である。特
に水溶液から析出させて被覆層を形成しているため、構
成粒子が超微細であり、従来の溶射法よって形成した多
孔質セラミックス被膜と異なり耐食性や耐摩耗性が不足
することはない。
【００２７】また被覆層の表面部が緻密に形成されるた
め耐熱性および耐熱衝撃性に優れ、繰り返しの熱サイク
ルが半導体部品載置用受台に作用した場合においても、
被覆層の剥離を引き起こすことが少なく、剥離による発
塵も少ない。
め耐熱性および耐熱衝撃性に優れ、繰り返しの熱サイク
ルが半導体部品載置用受台に作用した場合においても、
被覆層の剥離を引き起こすことが少なく、剥離による発
塵も少ない。
【００２８】さらに被覆層は、硫酸などの酸性溶液、ア
ンモニア水などの塩基性溶液およびアルコール，アセト
ン，ガソリンなどの有機溶剤に対しても優れた耐食性を
有しており、過酷な雰囲気下においても優れた耐久性を
有している。
ンモニア水などの塩基性溶液およびアルコール，アセト
ン，ガソリンなどの有機溶剤に対しても優れた耐食性を
有しており、過酷な雰囲気下においても優れた耐久性を
有している。
【００２９】このように被覆層を形成することにより、
金属母材の機能を大幅に高めることができ、特にボンデ
ィング装置の半導体部品載置用受台やヒータプレート等
の摺動部の構成材として使用した場合に優れた効果が発
揮される。
金属母材の機能を大幅に高めることができ、特にボンデ
ィング装置の半導体部品載置用受台やヒータプレート等
の摺動部の構成材として使用した場合に優れた効果が発
揮される。
【００３０】また被覆層は暗緑色を呈しているため、半
導体部品載置用受台を前記ボンディング装置の部品受台
として使用した場合には、半導体素子やリードと、その
背景部となる受台とのコントラストが高くなり、ＴＶカ
メラなどのモニタ装置によって半導体素子の形状および
リードの位置が明瞭に認識される。したがって、モニタ
装置によるリード等の座標位置の認識ミスが減少し、半
導体部品を高い精度で組み立てることができる。
導体部品載置用受台を前記ボンディング装置の部品受台
として使用した場合には、半導体素子やリードと、その
背景部となる受台とのコントラストが高くなり、ＴＶカ
メラなどのモニタ装置によって半導体素子の形状および
リードの位置が明瞭に認識される。したがって、モニタ
装置によるリード等の座標位置の認識ミスが減少し、半
導体部品を高い精度で組み立てることができる。
【００３１】ここで本発明に係る半導体部品載置用受台
の金属母材自体に表面粗さを調整する処理をせずに被覆
層を形成すると、被覆層は超微細なクロム酸化物粒子か
ら緻密に構成されているため、受台の金属母材の表面粗
さと同様にＲmax 基準で１〜２μｍと平滑な表面となっ
てしまう。
の金属母材自体に表面粗さを調整する処理をせずに被覆
層を形成すると、被覆層は超微細なクロム酸化物粒子か
ら緻密に構成されているため、受台の金属母材の表面粗
さと同様にＲmax 基準で１〜２μｍと平滑な表面となっ
てしまう。
【００３２】そこで、本発明の半導体部品載置用受台は
予め金属母材自体にブラスト処理などの目荒し処理を行
なって、金属母材自体の表面粗さ（Ｒmax ）を５．０μ
ｍ以上とした上で被覆層を形成することが望ましい。金
属母材の表面粗さを予め調整することにより、被覆層を
形成した本発明の半導体部品載置用受台の表面粗さ（Ｒ
max ）は３〜５μｍで、しかも均一な被覆層厚さとする
ことができ、接合強度の向上の他、使用時に半導体製造
装置内において発生した粉塵、埃等を、受台側に付着さ
せることにより、製品である半導体部品側に付着させな
いことが可能となる。したがって、製品である半導体部
品の粉塵等による汚染を効果的に防止でき、高品質の半
導体部品を高い製造歩留りで量産することができる。
予め金属母材自体にブラスト処理などの目荒し処理を行
なって、金属母材自体の表面粗さ（Ｒmax ）を５．０μ
ｍ以上とした上で被覆層を形成することが望ましい。金
属母材の表面粗さを予め調整することにより、被覆層を
形成した本発明の半導体部品載置用受台の表面粗さ（Ｒ
max ）は３〜５μｍで、しかも均一な被覆層厚さとする
ことができ、接合強度の向上の他、使用時に半導体製造
装置内において発生した粉塵、埃等を、受台側に付着さ
せることにより、製品である半導体部品側に付着させな
いことが可能となる。したがって、製品である半導体部
品の粉塵等による汚染を効果的に防止でき、高品質の半
導体部品を高い製造歩留りで量産することができる。
【００３３】上記構成に係る半導体部品載置用受台によ
れば、超微細なクロム酸化物粒子から成る被覆層が金属
母材表面に形成されているため、受台の絶縁性および耐
摩耗性が良好であり、かつ粉塵の発生・付着を防止する
ことができる。したがって、この受台をボンディング装
置の半導体部品載置用受台や摺動部品として使用した場
合に不良が少なく良質な半導体部品を高い製造歩留りで
量産することが可能になる。
れば、超微細なクロム酸化物粒子から成る被覆層が金属
母材表面に形成されているため、受台の絶縁性および耐
摩耗性が良好であり、かつ粉塵の発生・付着を防止する
ことができる。したがって、この受台をボンディング装
置の半導体部品載置用受台や摺動部品として使用した場
合に不良が少なく良質な半導体部品を高い製造歩留りで
量産することが可能になる。
【００３４】
【発明の実施の形態】次に本発明の実施形態について添
付図面を参照して説明する。
付図面を参照して説明する。
【００３５】実施例１〜５ 表１および図２に示すように、予めブラスト処理を行
い、表面粗さ（Ｒmax ）を７〜８μｍとした機械構造用
炭素鋼（Ｓ４５Ｃ），合金工具鋼（ＳＫＤ）およびステ
ンレス鋼（ＳＵＳ３０４）を金属母材とする平板状の受
台本体１１をそれぞれ調製し、各受台本体１１の両面に
クロム酸（ＣｒＯ3 ）飽和水溶液（実施例によりＳｉＯ
2 微細粒子を添加）を塗布する工程と、温度５００℃で
焼成する工程とを繰り返すことにより、各受台本体１１
の両面に、表１に示す厚さを有する被覆層１２を形成し
た。その結果、表１に示す１〜５に係る半導体部品載置
用受台１３を調製した。
い、表面粗さ（Ｒmax ）を７〜８μｍとした機械構造用
炭素鋼（Ｓ４５Ｃ），合金工具鋼（ＳＫＤ）およびステ
ンレス鋼（ＳＵＳ３０４）を金属母材とする平板状の受
台本体１１をそれぞれ調製し、各受台本体１１の両面に
クロム酸（ＣｒＯ3 ）飽和水溶液（実施例によりＳｉＯ
2 微細粒子を添加）を塗布する工程と、温度５００℃で
焼成する工程とを繰り返すことにより、各受台本体１１
の両面に、表１に示す厚さを有する被覆層１２を形成し
た。その結果、表１に示す１〜５に係る半導体部品載置
用受台１３を調製した。
【００３６】各実施例に係る半導体部品載置用受台１３
の被覆層１２は、図３に示すように、平均粒径が０．１
〜０．５μｍと超微細な酸化クロム（Ｃｒ2 Ｏ3 ）粒子
から成る酸化クロム層１４と、酸化クロムと金属母材の
鉄成分とが化学反応して生成した反応層１５とから構成
されていた。
の被覆層１２は、図３に示すように、平均粒径が０．１
〜０．５μｍと超微細な酸化クロム（Ｃｒ2 Ｏ3 ）粒子
から成る酸化クロム層１４と、酸化クロムと金属母材の
鉄成分とが化学反応して生成した反応層１５とから構成
されていた。
【００３７】比較例１〜３ 一方比較例１〜３として、表１に示すように従来材料で
ある機械構造用炭素鋼（Ｓ４５Ｃ）およびステンレス鋼
（ＳＵＳ３０４）を機械研削加工して実施例１と同一寸
法を有する平板状の受台本体を形成し、その受台本体の
リードフレーム当接側表面に表１に示す厚さを有するク
ロムめっき層（比較例１），ニッケルめっき層（比較例
２），亜鉛めっき層（比較例３）を形成してそれぞれ比
較例１〜３に係る半導体部品載置用受台を多数用意し
た。
ある機械構造用炭素鋼（Ｓ４５Ｃ）およびステンレス鋼
（ＳＵＳ３０４）を機械研削加工して実施例１と同一寸
法を有する平板状の受台本体を形成し、その受台本体の
リードフレーム当接側表面に表１に示す厚さを有するク
ロムめっき層（比較例１），ニッケルめっき層（比較例
２），亜鉛めっき層（比較例３）を形成してそれぞれ比
較例１〜３に係る半導体部品載置用受台を多数用意し
た。
【００３８】そして実施例１〜５および比較例１〜３に
おいて調製した各受台について、被覆層の接合強度をピ
ール試験法によって測定した。さらに各受台を図１に示
すボンディング装置の半導体部品載置用受台２として装
着し、各受台の絶縁性，耐摩耗性，粉塵の発生量等の特
性を測定し、比較評価した。
おいて調製した各受台について、被覆層の接合強度をピ
ール試験法によって測定した。さらに各受台を図１に示
すボンディング装置の半導体部品載置用受台２として装
着し、各受台の絶縁性，耐摩耗性，粉塵の発生量等の特
性を測定し、比較評価した。
【００３９】すなわち、連続的に１００万回のワイヤー
ボンディングを実施した場合における、ワイヤーの接合
不良に起因する半導体部品の不良発生率および半導体部
品載置用受台の平均摩耗量を測定して下記表１に示す結
果を得た。
ボンディングを実施した場合における、ワイヤーの接合
不良に起因する半導体部品の不良発生率および半導体部
品載置用受台の平均摩耗量を測定して下記表１に示す結
果を得た。
【００４０】
【表１】
【００４１】上記表１に示す結果から明らかなように、
微細なＣｒＯ3 粒子から成り、緻密で高硬度の被覆層を
形成した各実施例に係る半導体部品載置用受台によれ
ば、従来材を使用した各比較例の受台と比較してワイヤ
ーの接合不良に起因する不良部品の発生も少ない。特に
金属母材と被覆層との接合強度が従来と比較して大幅に
増加するため、被覆層の剥離が殆どなく、被覆層の剥離
による粉塵の発生や発生した粉塵のリードフレームへの
付着が殆どない。また、各実施例に係る半導体部品載置
用受台において僅かに発生した粉塵はほとんど受台側へ
付着されていることが観察された。すなわち、リードフ
レームとの擦れによる粉塵の発生量，付着量が大幅に減
少するため、半導体部品の製造歩留りを大幅に向上させ
ることが可能となった。
微細なＣｒＯ3 粒子から成り、緻密で高硬度の被覆層を
形成した各実施例に係る半導体部品載置用受台によれ
ば、従来材を使用した各比較例の受台と比較してワイヤ
ーの接合不良に起因する不良部品の発生も少ない。特に
金属母材と被覆層との接合強度が従来と比較して大幅に
増加するため、被覆層の剥離が殆どなく、被覆層の剥離
による粉塵の発生や発生した粉塵のリードフレームへの
付着が殆どない。また、各実施例に係る半導体部品載置
用受台において僅かに発生した粉塵はほとんど受台側へ
付着されていることが観察された。すなわち、リードフ
レームとの擦れによる粉塵の発生量，付着量が大幅に減
少するため、半導体部品の製造歩留りを大幅に向上させ
ることが可能となった。
【００４２】実施例６ 半導体素子（ＩＣチップ），リードフレームの形状等に
応じて、図４に示すように表面に凹部１６を形成した受
台本体１１ａを使用した点以外は上記実施例１〜５と同
様に受台本体１１ａの表面にＣｒ2 Ｏ3 微粒子から成る
被覆層１２を形成して実施例６に係る半導体部品載置用
受台１３ａを調製した。
応じて、図４に示すように表面に凹部１６を形成した受
台本体１１ａを使用した点以外は上記実施例１〜５と同
様に受台本体１１ａの表面にＣｒ2 Ｏ3 微粒子から成る
被覆層１２を形成して実施例６に係る半導体部品載置用
受台１３ａを調製した。
【００４３】そして凹部１６を形成した受台１３ａにつ
いても実施例１〜５と同様に図１に示すボンディング装
置の受台２として装着し、その耐摩耗性，寿命，粉塵の
発生量等の特性を測定した結果、実施例１〜５と同等な
値が得られた。すなわち、被覆層の剥れによる粉塵の発
生および粉塵のリードフレームへの付着がほとんどな
く、半導体部品の汚損を効果的に低減することができ
た。また被覆層の減耗が少なく、モニタ装置（ＩＴＶカ
メラ）によるリードの座標位置の認識動作においても誤
差が少なく、ワイヤーの接合位置不良などの不具合を大
幅に低減することが可能となった。
いても実施例１〜５と同様に図１に示すボンディング装
置の受台２として装着し、その耐摩耗性，寿命，粉塵の
発生量等の特性を測定した結果、実施例１〜５と同等な
値が得られた。すなわち、被覆層の剥れによる粉塵の発
生および粉塵のリードフレームへの付着がほとんどな
く、半導体部品の汚損を効果的に低減することができ
た。また被覆層の減耗が少なく、モニタ装置（ＩＴＶカ
メラ）によるリードの座標位置の認識動作においても誤
差が少なく、ワイヤーの接合位置不良などの不具合を大
幅に低減することが可能となった。
【００４４】
【発明の効果】以上説明の通り本発明に係る半導体部品
載置用受台によれば、超微細なクロム酸化物粒子から成
る被覆層が金属母材表面に形成されているため、受台の
絶縁性および耐摩耗性が良好であり、かつ粉塵の発生・
付着を防止することができる。したがって、この受台を
ボンディング装置の半導体部品載置用受台として使用し
た場合に不良が少なく良質な半導体部品を高い製造歩留
りで量産することが可能になる。
載置用受台によれば、超微細なクロム酸化物粒子から成
る被覆層が金属母材表面に形成されているため、受台の
絶縁性および耐摩耗性が良好であり、かつ粉塵の発生・
付着を防止することができる。したがって、この受台を
ボンディング装置の半導体部品載置用受台として使用し
た場合に不良が少なく良質な半導体部品を高い製造歩留
りで量産することが可能になる。
【００４５】さらに半導体部品載置用受台を交換するた
めにワイヤーボンディング装置を高頻度で停止する必要
がなくなり、長期間に渡って装置を連続的に運転するこ
とが可能となり、装置の保守管理が大幅に簡素化され、
ひいては半導体部品の製造効率を大幅に改善することが
できる。
めにワイヤーボンディング装置を高頻度で停止する必要
がなくなり、長期間に渡って装置を連続的に運転するこ
とが可能となり、装置の保守管理が大幅に簡素化され、
ひいては半導体部品の製造効率を大幅に改善することが
できる。
【図１】ボンディング装置の構成を概略的に示す断面
図。
図。
【図２】本発明に係る半導体部品載置用受台の一実施例
を示す断面図。
を示す断面図。
【図３】図２におけるIII 部の拡大断面図。
【図４】本発明に係る半導体部品載置用受台の他の実施
例を示す断面図。
例を示す断面図。
１ ボンディングヘッド ２ 半導体部品載置用受台 ３ リードフレーム ３ａ リード ４ａ，４ｂ ガイドレール ５ ローダ ６ アンローダ ７ マガジン ８ 加熱手段（ヒータプレート） ９ 半導体素子（ＩＣチップ） １０ ボンディングワイヤ １１，１１ａ 受台本体 １２ 被覆層 １３，１３ａ 半導体部品載置用受台 １４ 酸化クロム（Ｃｒ2 Ｏ3 ）層 １５ 反応層 １６ 凹部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 千田 忠一 東京都港区芝浦一丁目１番１号 株式会 社東芝 本社事務所内 (56)参考文献 特開 平７−161757（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H01L 21/60 301
Claims (8)
- 【請求項１】 金属母材表面にクロム酸化物を主成分と
する被覆層が形成されていることを特徴とする半導体部
品載置用受台。 - 【請求項２】 クロム酸化物は酸化第二クロム（Ｃｒ2
Ｏ3 ）であることを特徴とする請求項１記載の半導体部
品載置用受台。 - 【請求項３】 クロム酸化物は平均粒径が０．１〜０．
５μｍの酸化第二クロム（Ｃｒ2 Ｏ3 ）微粒子であるこ
とを特徴とする請求項１記載の半導体部品載置用受台。 - 【請求項４】 被覆層は暗緑色であることを特徴とする
請求項１記載の半導体部品載置用受台。 - 【請求項５】 被覆層は、表面粗さが最大高さ（Ｒmax
）基準で５．０μｍ以上の金属母材表面に形成したも
のであることを特徴とする請求項１記載の半導体部品載
置用受台。 - 【請求項６】 金属母材と被覆層との間に、鉄化合物と
クロム酸化物との反応層が形成されていることを特徴と
する請求項１記載の半導体部品載置用受台。 - 【請求項７】 半導体部品載置用受台上に載置された半
導体部品の電極とリードとを接続するボンディング装置
において、上記半導体部品載置用受台は金属母材表面に
クロム酸化物を主成分とする被覆層が形成されたもので
あることを特徴とするボンディング装置。 - 【請求項８】 被覆層は暗緑色であるとともに、表面粗
さが最大高さ（Ｒmax ）基準で５．０μｍ以上の金属母
材表面に形成したものであることを特徴とする請求項７
記載のボンディング装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8178123A JP2883582B2 (ja) | 1996-07-08 | 1996-07-08 | 半導体部品載置用受台およびボンディング装置 |
| KR1019970709930A KR100324857B1 (ko) | 1996-07-08 | 1997-07-04 | 반도체부품고정지그와반도체부품탑재용받침대및본딩장치 |
| PCT/JP1997/002335 WO1998001902A1 (en) | 1996-07-08 | 1997-07-04 | Semiconductor component fixing jig, table for placement of semiconductor component and bonding apparatus |
| TW086109779A TW354414B (en) | 1996-07-08 | 1997-07-08 | A fixture of a semiconductor part, a platform for a semiconductor part and a joint device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8178123A JP2883582B2 (ja) | 1996-07-08 | 1996-07-08 | 半導体部品載置用受台およびボンディング装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1022318A JPH1022318A (ja) | 1998-01-23 |
| JP2883582B2 true JP2883582B2 (ja) | 1999-04-19 |
Family
ID=16043062
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8178123A Expired - Fee Related JP2883582B2 (ja) | 1996-07-08 | 1996-07-08 | 半導体部品載置用受台およびボンディング装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2883582B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010087224A (ja) * | 2008-09-30 | 2010-04-15 | Toyoda Gosei Co Ltd | Ｌｅｄ表示装置およびｌｅｄ表示装置用隔壁の製造方法 |
-
1996
- 1996-07-08 JP JP8178123A patent/JP2883582B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH1022318A (ja) | 1998-01-23 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |