JP4411172B2 - パラレルシーム接合装置 - Google Patents
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Description
属製の蓋板であるリッドをシーム接合するパラレルシーム接合装置に関するものである。
パラレルシーム接合法が広く用いられている。図5はパッケージの断面図、図6はシーム
接合法の説明図である。この接合法ではまずセラミック基板51に金属製シールフレーム
52をろう接してなるセラミック製(もしくは全体が金属製)のパッケージ53の内部に
半導体素子等のチップ54を収納し、このチップ54をワイヤ55によって外リード56
に電気的に接続したものを準備する。このパッケージ53の開口部にはコバール、42ア
ロイ等からなるリッド57が被せられる(図5)。
パ付きのローラ電極58a、58bを一定の加圧条件の下で接触させる。この状態でパッ
ケージ53をステージ59と共に矢印アの方向に移動させると同時にローラ電極58a,
58bにパルセーション通電を行い、この時発生するジュール熱により長辺を溶融しパッ
ケージ53にシーム接合する(図6(a))。
移動させて電極間隔を調整すると共にパッケージ53を図6(b)に示すように水平面内
にて90°回転させる。その後、再びローラ電極58a,58bを下降させて他の対向す
る2辺、すなわち短辺を同様にシーム接合し、チップ54の封止を完成させるものである
。
を連続的に行うのは生産性が上がらないため、特許文献1のような工程及び設備が広く採
用されている。
方から見た図であり、パッケージが矢印Aから供給され、さらにリッドが矢印Bから供給
される。また、シーム接合が終了したパッケージは矢印Cから排出される。
。キャリアボードは板状部材からなり、上面にはパッケージの位置決め用穴が複数凹設さ
れている。複数のパッケージは、この複数の位置決め用穴に搭載された状態でキャリアボ
ードと共に下流の工程であるエリアEに搬送される。
のためにスポット溶接される。このスポット溶接も、複数のパッケージがキャリアボード
に載置された状態のままで行われ、さらに下流の工程であるエリアFに搬送される。
リアであり、先端に一対のローラ電極を備えたシーム接合ヘッド62が設けられ、このロ
ーラ電極の転接はステージ64が矢印エの方向に移動することで行われる。また、シーム
接合ヘッド62は、搬送方向(矢印ウの方向)に移動可能に設けられているのでキャリア
ボード上の全数のパッケージに対してシーム接合を行える。
エリアであり、ここにも一対のローラ電極を備えたシーム溶接ヘッド63が設けられ、こ
のローラ電極の転接はステージ65が矢印オの方向に移動することで行われる。また、こ
のシーム接合ヘッド63は搬送方向と直交する方向に移動可能に設けられているので、キ
ャリアボード上の全数のパッケージに対してシーム接合を行える。その結果4辺のシーム
接合が完了し、複数の封止済みのパッケージを搭載してキャリアボードが矢印Cから排出
される。
、それぞれがパッケージの一方の両側縁のシーム接合のみを受け持つので、パッケージの
品種が変更にならない限りはローラ電極の間隔を変更する必要がない。したがってシーム
接合ヘッドの駆動機構も、リッドにローラ電極を接触あるいは離隔させるための上下動機
構と、キャリアボード上の複数のパッケージ間を移動するための一方向の水平移動機構の
みを備えればよい。
71上に、パッケージの一方の両側縁をシーム接合するためのXシームステージ72と、
他方の両側縁をシーム接合するためのYシームステージ73とを備えている。また、それ
ぞれのステージの上方にはシーム接合ヘッド74及び75が設けられており、それぞれが
モータ76及び77により横方向に駆動可能であると共に、それぞれがモータ78及び7
9により上下方向に駆動可能となっている。
2には一方の両側縁(例えば長辺)をシーム接合する方向、Yシームステージ73には他
方の両側縁(例えば短辺)をシーム接合する方向にセットすることにより4辺のシーム接
合を行うことができる。またこの場合、両方向のシーム接合を同時に行うことができる。
ケージの一方の両側縁のシーム接合のみを受け持つので、パッケージの品種が変更になら
ない限りはローラ電極の間隔を変更する必要がない。したがってシーム接合ヘッドの駆動
機構も、リッドにローラ電極を接触あるいは離隔させるための上下動機構と、キャリアボ
ード上の複数のパッケージ間を移動するための一方向の横移動機構のみを備えればよい。
シーム接合作業が行えるが、装置が量産向きであればあるほどローラ電極のリッドとの接
触面の劣化が問題となる。シーム接合に使用するローラ電極は、一般にリッドの周縁の稜
線と接触させるために図6に示すようなテーパ形状に形成するが、接触する部分がほぼ同
一の円周であれば、テーパ面の中で1本のライン状の円周だけが極端に磨耗あるいはカー
ボンの付着等で劣化する。
9で示すような動作を付加している。図9はリッド91に接触した状態のローラ電極92
a、92bを表す側面図である。この技術は、同一品種のパッケージを多数シーム接合す
る場合、ローラ電極92aの領域α1及びローラ電極92bの領域α2全面を均等に接触
させることを目的として、両電極の間隔δを接合作業の1回又は設定回数ごとに微少距離
増減させるものである。
その制御部が必要となる。従来の技術として記載したように生産性を考慮したシーム接合
装置に用いるシーム接合ヘッドは、ローラ電極の間隔は一定とし、電極をリッドに接触さ
せるための上下動及び複数のパッケージ間を移動するための一方向の横移動のみを可能と
してワーク搬送路の適所2か所に配置するようにしているので、そのヘッドごとに前記駆
動機構を設けた場合、装置が大掛かりになり高価なものになる。
ための駆動機構を設けることなく、ローラ電極の一部分だけが劣化するのを防ぐ方法及び
装置により、ローラ電極の長寿命化を図ることを目的としたものである。
を設ける必要がないので、装置を複雑化せずにすみ、装置製作のコストも増大しない。ま
た、同一品種を多数シーム接合する場合には電極の間隔を変更する必要がないので単に固
定したままの状態でよい。したがって、ローラ電極の間隔維持に対する信頼性が低下しな
い。
板を複数枚積層して電流容量の大きさと放熱効率を確保する構造のものが広く用いられて
おり、この構造の給電部材をUの字形状に曲げて使用することで、電極の移動方向に対し
ての機械的抵抗を小さく維持しながら給電を可能とすることが知られている。
する必要がないので、このような薄板の積層体を給電部材として問題なく使用でき、ロー
ラ電極の押圧力を精密に管理できる。
する。
シーム接合ヘッドを説明するための斜視図である。ここでは、従来の技術として図8に基
づいて説明した装置形態と同様のパラレルシーム接合装置に本発明を適用して説明するが
、本発明はこの他に図7に基づいて説明した形態の装置等、種々の装置形態のパラレルシ
ーム接合装置に適用しても同様の効果が得られる。
型アーム、4はテーブル、5はXシームステージ、6はYシームステージ、7及び8はキ
ャリアボード、9はパッケージとこれに載置されたリッドからなる被接合物であるワーク
、10a、10b及び11a、11bはローラ電極、12及び13はそれぞれパラレルシ
ーム接合ヘッド1及び2の水平駆動手段であるモータである。
置決め用凹所に搭載し、このキャリアボード7をXシームステージ5に、キャリアボード
8をYシームステージ6に載置する。キャリアボードとシームステージとは互いの凹凸が
係合することによって容易に位置決めすることができるようになっている。また、2対の
ローラ電極10a、10b及び11a、11bは、何れも回転軸の方向が図を見て左右方
向になる状態で保持されており、Xシームステージ5及びYシームステージ6は、図を見
て前後方向に移動するように駆動手段が設けられている。
接合するように間隔が調整され固定されており、他方の一対のローラ電極11a、11b
は、ワーク9の他方の両側縁をシーム接合するように間隔が調整され固定されている。
合ヘッド2とYシームステージ6とで行われる接合動作は同様であるので、以下シーム接
合ヘッド1とXシームステージ5とで行われる接合動作のみを説明する。
平方向に移動する。この方向はローラ電極10a、10bがワーク9に転接して接合が進
行する方向に直交するものである。このモータ12の駆動により、ローラ電極10a、1
0bの図を見て横方向の位置は、キャリアボード7上にマトリクス状に搭載されたワーク
9の最初に接合を行う列の上方に位置決めされる。
である。前述したようにモータ12が駆動し、水平方向の位置決めがなされた第1のベー
ス21には一対のスライドレール22が固定されており、一対のスライドブロック23は
これらスライドレール22に係合して上下方向に摺動する。
定されており、このナット25に螺合するネジ26を第1のベース21に固定されたモー
タ27が回転させることにより、第2のベース24は上下方向に移動する。
合して上下方向に摺動する一対のスライドブロック29にはそれぞれ独立して電極ホルダ
30a、30bが固定されている。したがって、電極ホルダ30a、30bは外力によっ
てそれぞれ独立して上下方向に移動するようになっているとともに、これらが重力により
この上下方向の移動の下死点に位置している状態では、電極ホルダ30a、30bはモー
タ27によって上下動するようになっている。
材32を介して固定された構成になっており、この給電ブロック33にローラ電極10a
、10bが回動自在に保持されている。
のベース24を下降させ、その結果ローラ電極10a、10bがワーク9に接触する。さ
らに、Xシームステージ5を前後方向に移動させるのと併せてローラ電極10a、10b
間に通電し、接合を実行する。
、10bとこれらを保持する電極ホルダ30a、30bの自重によって得るが、電極ホル
ダ10a、10bそれぞれの上部に錘34を搭載することで適宜調整可能となっている。
が一対の給電端子36に接続されており、装置本体側からの給電が行われるが、給電部材
35は厚さ数十μmの短冊状の銅板を数十枚接着せずに重ね合わせて構成されており、図
のように逆Uの字状に曲げて使用されているため、給電ブロック33と第2のベース24
との上下方向の位置が相対的に移動しても、ローラ電極10a、10bのワーク9に対す
る押圧力に影響を与えにくくなっている。
向に並んだ次のワーク9を同様の動作でシーム接合するが、本発明に係る装置は次のワー
ク9のシーム接合の開始前にモータ12を微量回転させる。これにより図3で示すように
ローラ電極10a及び10bの間隔δは一定のままで、それぞれのテーパ面の接触箇所を
カ及びキの位置からク及びケの位置に微量ずらすことができる。
動自在に保持されており、且つ押圧力を重力より得ている。したがって、ローラ電極10
a、10bの接触面がテーパ面であることからこれらの上下位置が相対的にずれるが、押
圧力には影響を与えない。
ク9に対する接触箇所を、ワーク9ごとにローラ電極10a、10bの軸方向に移動させ
ることができるので、前記接触箇所を分散させることができ、前記テーパ面の転接有効範
囲を偏りなく使用することができる。また、この実施例では1個のワーク9ごとに接触箇
所をずらしたが、予め設定したワーク数ごとにずらしてもよい。
ータ12を回転させてワーク9の次の列の上方にシーム接合ヘッド1を移動させ、同様の
接合動作を開始する。したがって本実施形態では、ローラ電極10a、10bの接触箇所
をずらすためだけの駆動機構は設けていない。
実施形態との相違点に重点を置いて説明するので、共通の部分は共通の符号を用いて説明
し、共通の動作の説明は省略する。
1及び42はシーム接合ヘッド、3は門型アーム、4はテーブル、43はXシームステー
ジ、44はYシームステージ、7及び8はキャリアボード、9は複数のワークである。
テージ43及びYシームステージ44は、図を見て前後の水平方向に移動可能であると共
に左右の水平方向にも移動可能なように水平駆動手段が設けられている。
ード7をXシームステージ43に載置する。そしてXシームステージ43を図を見て左右
方向に移動させ、ワーク9の最初に接合すべき列の上方にローラ電極10a、10bが位
置するように位置決めする。
3を図を見て前後方向に移動させながら通電し、シーム接合を行う。1個のワーク9の両
側縁をシーム接合したら、次のワーク9のシーム接合を開始する前に、前記水平駆動手段
を駆動して、Xシームステージ43を左右の水平方向に微量移動させる。
ク9との接触箇所カ及びキに対して、2個目のワーク9との接触箇所を例えばク及びケで
示す位置に微量ずらすことができる。本実施形態においても、ワーク1個ごと、あるいは
設定したワーク数ごとにローラ電極10a、10bのワーク9との接触箇所を微量ずらす
ことが可能となり、ローラ電極10a、10bの接触面における転接有効範囲を偏りなく
使用することができる。
たのちは、Xシームステージを左右方向に移動させ、次の列をシーム接合する。また、Y
シームステージ44でのシーム接合作業は、Xシームステージ43と同様の動作で行うが
、Xシームステージ43でのシーム接合工程が終了したワーク9をセットすることで、リ
ッドの4辺のシーム接合が完了する。
3 門型アーム
4 テーブル
5 Xシームステージ
6 Yシームステージ
7、8 キャリアボード
9 ワーク
10a、10b、11a、11b ローラ電極
12、13、27 モータ
Claims (2)
- チップを収納するパッケージの開口部にリッドを載置し、このリッドの対向する2辺に一対のローラ電極のテーパ面を転接させつつ両電極間に通電し、前記2辺をパッケージにシーム接合するパラレルシーム接合装置であって、前記一対のローラ電極をそれぞれ独立して保持し、それぞれが独立して上下動自在に摺動することで、前記リッドに前記ローラ電極が当接した場合、自身および自身に着設した部材に作用する重力のみを利用して前記リッドに押圧力を付与する一対の電極ホルダと、この一対の電極ホルダを前記上下動の下死点で一括して保持し、上下動させる上下駆動手段と、前記パッケージを載置し、前記一対のローラ電極が前記リッドに転接する方向に移動可能なステージと、このステージと前記一対のローラ電極との相対位置を、このローラ電極の回転軸方向に移動させる水平駆動手段とを備え、この水平駆動手段が所定の接合動作ごとに駆動し、前記一対のローラ電極の間隔を変化させることなく、これらローラ電極の前記リッドとの接触箇所を、転接有効範囲の中で前記ローラ電極の回転軸方向に分散させるものであって、リッドの長辺をシーム接合するための一対の電極ホルダと、前記リッドの短辺をシーム接合するための一対の電極ホルダとを有し、前記水平駆動手段が、2組の前記一対の電極ホルダをローラ電極の回転軸方向にそれぞれ移動させることを特徴とするパラレルシーム接合装置。
- チップを収納するパッケージの開口部にリッドを載置し、このリッドの対向する2辺に一対のローラ電極のテーパ面を転接させつつ両電極間に通電し、前記2辺をパッケージにシーム接合するパラレルシーム接合装置であって、前記一対のローラ電極をそれぞれ独立して保持し、それぞれが独立して上下動自在に摺動することで、前記リッドに前記ローラ電極が当接した場合、自身および自身に着設した部材に作用する重力のみを利用して前記リッドに押圧力を付与する一対の電極ホルダと、この一対の電極ホルダを前記上下動の下死点で一括して保持し、上下動させる上下駆動手段と、前記パッケージを載置し、前記一対のローラ電極が前記リッドに転接する方向に移動可能なステージと、このステージと前記一対のローラ電極との相対位置を、このローラ電極の回転軸方向に移動させる水平駆動手段とを備え、この水平駆動手段が所定の接合動作ごとに駆動し、前記一対のローラ電極の間隔を変化させることなく、これらローラ電極の前記リッドとの接触箇所を、転接有効範囲の中で前記ローラ電極の回転軸方向に分散させるものであって、リッドの長辺をシーム接合するための一対の電極ホルダと、前記リッドの短辺をシーム接合するための一対の電極ホルダと、これら2組の電極ホルダそれぞれに対応する2つのステージとを有し、前記水平駆動手段が、前記2つのステージをローラ電極の回転軸方向にそれぞれ移動させることを特徴とするパラレルシーム接合装置。
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