032]附图标iP,说曰月
[0033]1:绝缘基板；2:第一电极；3:背面金属板；4:焊锡；5:半导体元件；6:引线；7:第二电极；10:引线提供装置；11:加热装置；lla:平板加热器；llb:引线加热器；llc:温度传感器；lld:控制装置；12:加压装置；12a:喇叭；12b:接合片；13:超声波产生装置；100:引线接合装置；S1:加热工序；S2:加压工序；S3:超声波处理工序。
【具体实施方式】
[0034]以下，参照【附图说明】本发明的实施方式所涉及的引线接合装置。对与相同的结构要素附加相同的附图标记，省略重复的说明。此外，本发明并不限定于以下实施方式，能够在不变更其宗旨的范围内适当地变形来实施。
[0035](实施例)
[0036]图1是本发明的实施例所涉及的引线接合装置的概要结构图。在图1中图示了引线接合装置100将具备绝缘基板1、形成于绝缘基板I的表面的第一电极2、形成于绝缘基板I的背面的背面金属板3、经由焊锡4连接在第一电极2上的半导体元件5以及形成于半导体元件5的上表面的第二电极7的构造体作为被处理物的事例。
[0037]图1的引线接合装置100具备:引线提供装置10，其用于提供直径500 μπι以上且600 μπι以下的引线6 ;加热装置11，其用于将引线6加热到50°C以上且100°C以下；加压装置12，其用于在电极2、7处对引线6进行加压；以及超声波产生装置13，其用于对由加压装置12加压后的引线6施加超声波振动。
[0038]引线提供装置10的内部具备卷绕在卷盘上的引线6。引线6被未图示的辊夹持，通过旋转机使该辊进行旋转来将引线6提供给引线加热器lib。
[0039]加热装置11具备对引线6进行加热的引线加热器Ilb以及经由电极2、7对引线6进行加热的平板加热器11a。此外，加热装置也可以构成为仅具备引线加热器Ilb或者平板加热器Ila中的任一方。引线加热器Ilb具备供引线6通过的贯通孔，引线6穿过该贯通孔。在贯通孔的内壁内置有加热器。平板加热器IIa对背面金属板3的背面直接进行加热。在将引线6与第一电极2连接的情况下，平板加热器Ila经由背面金属板3、绝缘基板I以及第一电极2对引线6进行加热。在将引线6与第二电极7连接的情况下，平板加热器Ila经由背面金属板3、绝缘基板1、第一电极2、焊锡4、半导体元件5以及第二电极7对引线6进行加热。
[0040]图2是本发明的实施例所涉及的与引线接合装置的加热装置的温度调节有关的关联图。如图2所示，引线接合装置100还具备:温度传感器11c，其对引线6的温度进行计量；以及控制装置lld，其对温度传感器Ilc的计量温度与设定温度进行比较来控制加热装置11的输出。并未在图1和图2中图示，但是引线接合装置100具备被输入设定温度的输入装置。
[0041]如图1所示，加压装置12具备用于传递超声波产生装置13的超声波振动的喇叭12a以及可安装和拆卸地固定于喇叭12a的端部的接合片12b。在接合片12b的前端形成有凹部，在该凹部配置引线6。接合片12b从上方按压引线6，将从超声波产生装置经由喇叭传递过来的超声波振动传递给引线6。加压装置12构成为具备按压喇叭12a的一部分的机构而能够调节接合片12b从上方按压引线6的载荷。对进行按压的机构并不特别限定，例如也可以构成为使用弹簧对与喇叭12a接触的部件施力来向下方按压喇叭12a。通过调节弹簧的长度，能够调节接合片12b从上方按压引线6的载荷。
[0042]接着，说明本发明的引线接合方法。图3是本发明的实施例所涉及的引线接合方法的工序图。本发明的引线接合方法具备:加热工序SI，使引线的温度成为50°C以上且100°C以下；加压工序S2，在上述电极上载置直径500 μπι以上且600 μπι以下的上述引线并进行加压；以及超声波处理工序S3，在上述加压工序中，对于成为50°C以上且100°C以下的上述引线，向上述引线施加超声波振动。
[0043]在图4、图5中示出以各加热温度进行超声波接合的实验结果。使直径500 μ m的铝引线接合到5 μπι厚度的AlSi膜的电极上。以超声波接合条件为130mW、载荷为1400gf、超声波的施加时间为200ms来进行了实验。进行了 10次实验，使用误差条图示出最大值和最小值。
[0044]图4是表示加热工序中的加热温度与引线同电极的接合面积的关系的图。可知随着加热温度上升而接合面积也增加。
[0045]图5是表示加热工序中的加热温度与引线同电极的接合部内部中的未接合面积的关系的图。可知随着加热温度上升而引线的接合部内部的未接合面积增加。
[0046]考虑上述结果，当加热工序SI中的引线温度小于50°C时，有时接合面积不足，存在引线接合的接合强度不足这种问题。另外，当该引线温度超过100°c时，存在引线接合部内部的未接合面积增加这种问题。
[0047]加热工序SI中的引线温度更期望在50°C以上且75°C以下的范围内。当超过75°C时，基于加热处理的引线接合的接合强度容易产生偏差，并且，引线接合所需的加热能增加，因此存在不经济这种问题。
[0048]如上所述，根据本发明的实施例，能够提供一种能够将直径500 μ m以上且600 μ m以下的引线引线接合到电极的引线接合装置以及引线接合方法。
【主权项】
1.一种引线接合装置，通过引线接合来对电极与铝合金制的引线进行电连接，该引线接合装置的特征在于，具备: 引线提供装置，其用于提供直径500 μ m以上且600 μ m以下的上述引线； 加热装置，其用于将上述引线加热到50°C以上且100°C以下； 加压装置，其用于在上述电极处对上述引线进行加压；以及 超声波产生装置，其用于对由上述加压装置加压后的上述引线施加超声波振动。2.根据权利要求1所述的引线接合装置，其特征在于， 上述加热装置具备: 对上述引线进行加热的引线加热器和经由上述电极对上述引线进行加热的平板加热器中的任一方或者两方； 温度传感器，其对上述引线的温度进行计量；以及 控制装置，其将上述温度传感器的计量温度与设定温度进行比较来控制上述加热装置的输出， 上述加压装置具备用于传递上述超声波产生装置的超声波振动的喇叭以及可安装和拆卸地固定于上述喇机的端部的接合片。3.一种引线接合方法，通过伴随加热处理、加压处理以及超声波处理的引线接合来对电极与铝合金制的引线进行电连接，该引线接合方法的特征在于，具备以下工序: 加热工序，使上述引线的温度成为50°C以上且100°C以下； 加压工序，在上述电极上载置直径500 μ m以上且600 μ m以下的上述引线并进行加压；以及 超声波处理工序，在上述加压工序中，对于成为50°C以上且100°C以下的上述引线，向上述引线施加超声波振动。
【专利摘要】提供一种能够将直径500μm以上且600μm以下的引线接合到半导体元件上的电极的引线接合装置以及引线接合方法。在本发明的引线接合装置、即通过引线接合来对电极与铝合金制的引线进行电连接的引线接合装置(100)中，具备：引线提供装置(10)，其用于提供直径500μm以上且600μm以下的引线(6)；加热装置(11)，其用于将引线(6)加热到50℃以上且100℃以下；加压装置(12)，其用于在电极(2、7)处对引线(6)进行加压；以及超声波产生装置(13)，其用于对由加压装置(12)加压后的引线(6)施加超声波振动。
【IPC分类】H01L21/60
【公开号】CN105047572
【申请号】CN201510101427
【发明人】百濑文彦, 齐藤隆, 木户和优, 西村芳孝
【申请人】富士电机株式会社
【公开日】2015年11月11日
【申请日】2015年3月9日
【公告号】US20150303166