專利名稱：焊接工具、焊接臺、焊接工具用前端部和焊接臺用臺部的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及安裝IC、LSI等半導(dǎo)體元件時(shí)使用的焊接工具和/或焊接臺的結(jié)構(gòu)。
最近為將半導(dǎo)體元件和膜上或玻璃上形成的布線直接接合，使用加熱到規(guī)定溫度的焊接工具和焊接臺。
另一方面，引線和布線基板、引線框架這種外部端子的連接，使用加熱到規(guī)定溫度的焊接工具和焊接臺將鍍錫的引線或未鍍錫的引線和在布線基板上通過絲網(wǎng)印刷等形成的焊接電極或鍍金的引線，接合到鍍金或鍍銀的引線框架。
最近，有通過IC芯片經(jīng)聚酰胺等粘結(jié)帶將引線框架直接貼附在半導(dǎo)體元件上，然后，通過上述的金屬線接合將半導(dǎo)體元件上形成的電極與引線框架接合的方法，但此時(shí)，將引線框架貼附在半導(dǎo)體元件上時(shí)，使用加熱到規(guī)定溫度的焊接工具和焊接臺。
這里使用的焊接工具和焊接臺由柄部和前端部以及臺座部和臺部構(gòu)成。柄部和臺座部原來使用鉬、超硬合金、鎳基合金、鎢或鎢合金、鐵鎳鈷合金、不銹鋼、鐵鎳合金、鈦或鈦合金等制作的金屬制品。為改良工具面的平坦度、耐磨損性、溫度分布等，前端部和臺部將氣相合成金剛石、金剛石單晶、金剛石燒結(jié)體、立方晶系氮化硼燒結(jié)體等的硬質(zhì)物質(zhì)貼附在上述金屬制造的前端部上來使用。焊接工具和/或焊接臺的加熱通過將插入卡座加熱器的熱塊體安裝在上述柄部和/或臺座部進(jìn)行。將AlN、SiC等基材上組裝了通電加熱機(jī)構(gòu)的卡座加熱器插入在前端部和柄部和/或臺部與臺座部之間，通過機(jī)械或真空吸附等方式固定來進(jìn)行。
原來的焊接工具和焊接臺的開發(fā)思路大概如下。作為半導(dǎo)體的IC、LSI等制品種類繁多、每個(gè)制品連接的引線和布線數(shù)、半導(dǎo)體形狀不同。因此，需要準(zhǔn)備每個(gè)IC、LSI制品專用的焊接工具和焊接臺，產(chǎn)生成本增高、設(shè)備上安裝的焊接工具和焊接臺的更換需要時(shí)間以及焊接工具和焊接臺的管理繁雜等問題。
為解決這種問題，特開平3-191538號公報(bào)中，提出一種通過螺絲等機(jī)械安裝焊接工具的前端部來容易地拆裝前端部的方法。但是，由于使用螺絲方式等，長時(shí)間使用引起螺絲部燒損，仍殘留不能拆裝前端部的問題。
另外，特開平8-107129號公報(bào)中，提出一種對上述特開平3-191538號公報(bào)的改良，將使用偏心軸的方式作為機(jī)械安裝方法的焊接工具。該方式中，拆裝容易并且即便長時(shí)間使用，前端部和柄部的固定部也沒有燒損。然而，最近使用條件變得苛刻，反復(fù)拆裝的冷熱循環(huán)，使得為防止燒損目的的陶瓷涂層部分剝離。結(jié)果，在500℃的高溫下，大約30萬次的焊接后，前端部和柄部之間產(chǎn)生燒損。燒損使得不能替代為另外的前端部。對于焊接臺這一點(diǎn)也同樣如此。
圖8所示的已有焊接工具的前端部中，首先焊接覆蓋金剛石的陶瓷突出部和金屬制造的基體部。然后，研磨體現(xiàn)出前端部上下面的平行度的金剛石面，使得研磨占用時(shí)間。前端部的底面和工具面的平行度在工具面上覆蓋的金剛石的膜厚以上的情況下，由于不能調(diào)整，必須重新焊接。使用具有底面和工具面的平行度不足夠的前端部的焊接工具時(shí)，有焊接裝置啟動(dòng)時(shí)的平行度調(diào)整非常占用時(shí)間的問題。
圖8所示結(jié)構(gòu)的焊接工具中，陶瓷制造的突出部比金屬制造的基體部的熱膨脹率小。因此，這兩個(gè)部件通過焊接接合時(shí)，接合面產(chǎn)生的熱應(yīng)力是突出部尺寸越大熱應(yīng)力越大。由此，出現(xiàn)使用中突出部從基體部的金屬剝離的問題。即便引起剝離的情況下，由于內(nèi)應(yīng)力的影響，前端部的底面和工具面的平坦度改變，反復(fù)的安裝負(fù)荷在接合界面處蓄積熱應(yīng)力，殘留割斷突出部的問題。
焊接工具和焊接臺有時(shí)會有實(shí)際的使用溫度和設(shè)計(jì)溫度不同的情況。圖8所示結(jié)構(gòu)的焊接工具的工具面在設(shè)計(jì)溫度下通過研磨加工加工成平坦的。但是在與當(dāng)初的設(shè)計(jì)溫度不同的溫度下使用時(shí)，前端部的金屬制造的基體部和陶瓷制造的突出部的熱膨脹率不同，因此前端部的平坦度偏離設(shè)計(jì)值。因此，在整個(gè)工具面上進(jìn)行均勻接合變得困難，根據(jù)情況，產(chǎn)生不能接合的部分。該傾向尤其在前端部的突出部增大時(shí)顯著。最近的狀況是IC和LSI的大小日益增大，焊接工具和/或焊接臺的工具面的平坦度、使用時(shí)的溫度分布等的精度保持在原來的水平變得非常困難。
希望縮短工具的更換時(shí)間、延長壽命。為縮短更換時(shí)間，第一，沒有燒損，第二，縮短焊接工具和焊接臺的工具面之間的平行度調(diào)制時(shí)間，因此前端部和/或臺部的底面與工具面的精度提高很重要。在長壽命化中，盡量減小使用中的工具面的平坦度變化以及前端部和/或臺部沒有損壞很重要。
最近，通過對僅更換前端部來對應(yīng)多種制品的所謂的柄部通用化的希望尤其增大了。針對最近的這些多樣化的情況，原來的制品再不能應(yīng)付。本發(fā)明提出對這些問題作出進(jìn)一步改良的焊接工具和焊接臺。
本發(fā)明的另一形式是一種安裝臺部和臺座部構(gòu)成的半導(dǎo)體用的焊接臺，其特征在于構(gòu)成臺部的基體部和從基體部突出的突出部由相同材料構(gòu)成，突出部的工具面用氣相合成金剛石覆蓋，該臺部和該臺座部機(jī)械固定或通過真空吸附固定。臺座部具有對在一定位置和角度范圍內(nèi)將臺部固定到焊接裝置用的安裝機(jī)構(gòu)，同時(shí)具有將臺部加熱到焊接工序所需溫度的機(jī)構(gòu)。
焊接裝置中一般使焊接工具和焊接臺成對使用。本發(fā)明的焊接工具可與原來的焊接臺組合使用，或與本發(fā)明的焊接臺組合使用。而且，本發(fā)明的焊接臺可與原來的焊接工具組合使用。
本發(fā)明的焊接工具和/或焊接臺，其前端部和/或臺部在以SiC、Si3N4、AlN之一為主成分的燒結(jié)體上通過氣相合成法覆蓋結(jié)晶金剛石。
該柄部和/或臺座部是從鉬、超硬合金、鎳基合金、鎢或鎢合金、鐵鎳鈷合金、不銹鋼、鐵鎳合金、鈦或鈦合金選擇的一種或2種以上金屬構(gòu)成的。其中，鐵鎳鈷合金、作為鎢合金的鎢銅合金在耐熱性和加工性方面優(yōu)越。
本發(fā)明的前端部和/或臺部，構(gòu)成前端部和/或臺部的基體部和從基體部突出的突出部由相同材料構(gòu)成，突出部的工具面由氣相合成金剛石覆蓋層構(gòu)成，上述前端部是以SiC、Si3N4、AlN至少之一為主成分的燒結(jié)體。
焊接工具和/或焊接臺的前端部和/或臺部的底面與工具面的平行度在常溫下為2微米以下。
從側(cè)面一側(cè)觀察前端部和/或臺部的對柄部和/或臺座部的安裝部時(shí)，具有安裝側(cè)面，該安裝側(cè)面具有邊長或直徑朝向工具面減小的梯形形狀的截面形狀。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，由于安裝部的側(cè)面的斜面與按壓部的楔形效果，可提高接合強(qiáng)度。通過改變斜面的傾斜度等，可確認(rèn)前端部的方向性。
本發(fā)明得到的焊接工具用前端部和/或焊接臺用臺部的特征在于在100℃到550℃之間，前端部的平坦度變化在1微米以下或?yàn)槿我庵?，但前端部上可具有用于吸附半?dǎo)體元件的一個(gè)以上的真空吸附孔。前端部和/或臺部上具有用于吸附半導(dǎo)體的真空吸附槽和一個(gè)以上的真空吸附孔。
本發(fā)明的前端部和/或臺部中，柄部和/或臺座部的接觸面的面粗糙度最好是平面表面粗糙度Ra為0.1微米以下。這是為保證柄部和/或臺座部和前端部之間的熱傳導(dǎo)。前端部和柄部或臺部與臺座部之間插入從金、銀、銅、鉑、鉭、鎳、鋁等軟質(zhì)金屬選擇的1層或2層以上的金屬來使用。尤其前端部上下面的平行度高時(shí)，調(diào)整平行度容易，并且提高與柄部的密合性，提高熱傳導(dǎo)。
附圖標(biāo)記說明1前端部 2安裝側(cè)面3基體部 4突出部5金剛石覆蓋層(工具面)6真空吸附孔10卡座加熱器容納部 11安裝部12按壓部 14柄部15偏心軸 16傳遞偏心軸的部件17偏心軸的支軸 18部件16的支軸
19熱電偶容納部 20焊接面101臺部102安裝側(cè)面103基體部 104突出部105金剛石覆蓋層(工具面)106真空吸附孔110前端部 111安裝部112按壓部 114臺座部116傳遞偏心軸的部件119熱電偶容納部針對這種市場要求，首先從下面的各種材料選擇認(rèn)為前端部和/或臺部與柄部和/或臺座部的材料彼此不反應(yīng)的組合。即，討論超硬合金、鉬、鎳基合金、鎢、鎢合金、鐵鎳鈷合金、不銹鋼、鐵鎳合金、鈦或鈦合金等的金屬與SiC、Si3N4、AlN等的陶瓷的各種組合。
從其結(jié)果可知，柄部和臺座部由于具有熱電偶容納部、卡座加熱器容納部，不能作成復(fù)雜形狀，考慮其形狀時(shí)，金屬是比較經(jīng)濟(jì)的。
這樣，前端部和/或臺部的基體部可使用的材料最好是SiC、Si3N4、AlN等的陶瓷。此外的材料在使用時(shí)燒損柄部的金屬，長時(shí)間使用后，將其取出需要很長時(shí)間。
僅從防止燒損考慮，

圖1和圖3的基體部3和103為SiC、Si3N4、AlN等的陶瓷或圖2的柄部14和圖4的臺座部114為陶瓷。柄部14和臺座部114為陶瓷時(shí)，將硬陶瓷加工為復(fù)雜形狀在成本方面非常不利，因此可將基體部設(shè)為SiC、Si3N4、AlN等的陶瓷。
基體部3和103為陶瓷時(shí)，覆蓋金剛石的突出部也同樣為陶瓷，為突出部與基體部沒有焊接的一體結(jié)構(gòu)。本發(fā)明由于對突出前端部直接覆蓋多晶金剛石而成為沒有與金屬的焊接的結(jié)構(gòu)。因此，除不產(chǎn)生燒損外，也減少了與金屬的熱膨脹率差產(chǎn)生的割斷、使用中的平坦度變化、溫度產(chǎn)生的平坦度變化等，工具面溫度分布改善。此外，不需要焊接后的前端部平行度調(diào)整研磨加工，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)精度提高和提高經(jīng)濟(jì)性。因此，本發(fā)明中，前端部和/或臺部為在工具面上覆蓋多晶金剛石的陶瓷一體成型結(jié)構(gòu)，作為在柄部和/或臺座部上安裝的方法，為機(jī)械固定的方法或真空吸附。機(jī)械固定時(shí)，焊接工序中的前端部難以產(chǎn)生偏差，可進(jìn)行高精度的焊接。通過真空吸附固定時(shí)，更換前端部容易，焊接的制品的大小容易進(jìn)行改變。突出部的形狀可根據(jù)進(jìn)行焊接的制品的形狀、大小任意設(shè)計(jì)，除本發(fā)明的實(shí)施例1和3所示的矩形的形狀外，可采用圓筒形狀等。
對于機(jī)械固定方法，使用下面的圖來說明。希望本發(fā)明的焊接工具是將圖1的前端部作為圖2的安裝結(jié)構(gòu)。圖1中，1是前端部、2是安裝側(cè)面、3是基體部、4是突出部、5是金剛石覆蓋層(工具面)。圖1中，作為焊接工具前端部的例子，表示出基體部為矩形，但如圖3所示，基體部可以是圓形或具有曲面的形狀。圖2中，14是柄部、16是傳遞偏心軸的運(yùn)動(dòng)的部件、12是按壓部件、19是熱電偶容納部、10是卡座加熱器容納部。本發(fā)明的焊接臺希望是將圖3所示的前端部作為圖4所示的安裝結(jié)構(gòu)。圖3中，101是臺部、102是安裝側(cè)面、103是基體部、104是突出部、105是金剛石覆蓋層(工具面)。另外，圖3中作為焊接臺前端部的例子表示出基體部為圓形，但如圖1所示，基體部可以是矩形或具有圓形以外的曲面的形狀。圖4中，114是臺座部、116是傳遞偏心軸的運(yùn)動(dòng)的部件、112是按壓部、119是熱電偶容納部、110是卡座加熱器容納部。
圖2和4中，沿著箭頭方向按壓前端部和/或臺部時(shí)，通過按壓部前端部和/或臺部和柄部和/或臺座部的底面緊密接觸，保證柄部和/或臺座部和/或臺部的熱傳導(dǎo)。該焊接工具和焊接臺在柄部14和臺座部114的安裝部11以及111安裝于焊接裝置上。
圖5是以焊接工具為例表示出將前端部固定于柄部和/或臺座部時(shí)的安裝部的結(jié)構(gòu)的局部截面圖。焊接臺的情況下，通過將下面的前端部改變到臺部、將柄部改變到臺座部可具有同樣的機(jī)構(gòu)。前端部對柄部的固定結(jié)構(gòu)通過傳遞安裝于柄部14的偏心軸15的運(yùn)動(dòng)的部件16機(jī)械固定于柄部14上。此時(shí)，傳遞偏心軸15的運(yùn)動(dòng)的部件16圍繞部件的支軸18旋轉(zhuǎn)。
如圖5所示，前端部1經(jīng)傳遞偏心軸的運(yùn)動(dòng)的部件16由偏心軸15押向柄部。然后，柄部14的熱電偶容納部19和卡座加熱器容納部10上安裝熱電偶和卡座加熱器來使用。此時(shí)，前端部通過按壓部12和傳遞偏心軸的運(yùn)動(dòng)的部件16安裝于柄部。前端部的安裝側(cè)面為楔形。為的是和柄部良好接觸。傳遞偏心軸的運(yùn)動(dòng)的部件16和前端部接觸的部分可以是與按壓部相同的結(jié)構(gòu)。
圖6表示圖2到圖4所示的焊接工具和焊接臺的固定結(jié)構(gòu)的細(xì)節(jié)，如圖6(A)所示，偏心軸15以期支持軸17為中心旋轉(zhuǎn)，傳遞偏心軸的運(yùn)動(dòng)的部件16押向偏心軸15并以指示軸18位中心旋轉(zhuǎn)。這樣，經(jīng)該部件16工具前端部1押向柄部14來進(jìn)行固定。因此，在基體部的側(cè)面圖中，至少安裝側(cè)面為斜面，也可為梯形形狀。當(dāng)然二者的安裝側(cè)面可以都為斜面。如圖6(B)所示，若反響旋轉(zhuǎn)偏心軸15，則部件16從前端部脫離，可取出前端部1。
本發(fā)明在焊接工具和焊接臺突出部的最大長度超出15mm時(shí)，尤其是超出20mm時(shí)，表現(xiàn)出大的效果。因?yàn)樽畲箝L度大時(shí)，沒有消除前端部和/或臺部的突出部與基體部的熱膨脹不同的裝置。而且，本發(fā)明中，前端部和/或臺部的底面，即與柄部和/或臺座部接觸的部分的表面粗糙度小更好。底面的表面粗糙度為平均表面粗糙度Ra為0.1微米以下，則柄部和/或臺座部和前端部和/或臺部之間的熱傳導(dǎo)在實(shí)際使用中不會有問題。
本發(fā)明中，前端部和/或臺部的基體部的底面和工具面的平行度在2微米以下較好。這容易通過將前端部和/或臺部的金剛石覆蓋前的底面與工具面的平行度設(shè)在5微米以下來實(shí)現(xiàn)。超出5微米時(shí)，金剛石覆蓋后，加工比陶瓷更難加工的金剛石，作到平行度2微米以下的加工費(fèi)過高。提高金剛石覆蓋之前的前端部和/或臺部的精度的效果在于除上述之外可減薄覆蓋金剛石層?？煽s短金剛石覆蓋時(shí)間或一般地金剛石覆蓋時(shí)間短時(shí)，合成后的金剛石粒徑小，并且平滑，因此可縮短研磨時(shí)間。因?yàn)楹铣蓵r(shí)間長時(shí)，粒子長大。針對此，原來的焊接類型將焊接后的平行度的界限設(shè)為11微米左右。
本發(fā)明的另外的特征是覆蓋金剛石層薄以及作用的部分的整個(gè)面，上金剛石的厚度均勻。其厚度范圍高至7微米。基體部的底面與工具面的平行度的測定通過在定盤上放置前端部和/或臺部并使觸針在金剛石層上走過來測定。
下面通過實(shí)施例詳細(xì)說明本發(fā)明。
作為燈絲(filament)，通過使用直徑0.5mm、長100mm的鎢線的公知CVD法，在上述前端部的工具面上覆蓋厚50微米的多晶金剛石。覆蓋條件如下。
原料氣體(流量)CH4/H2＝1％總流量500CC/min氣壓1000Pa燈絲溫度2200℃燈絲和突出部覆蓋面間距5mmSiC溫度920℃得到的金剛石覆蓋層5用金剛石砂紙研磨，制作突出部的有效尺寸為5mm×30mm的前端部。在圖2所示鐵鎳鈷合金形成的柄部上，在相同材料形成的偏心軸上經(jīng)夾緊把手固定這樣得到的焊接工具的前端部1。圖2所示柄部加工通過真空吸附孔6的孔(圖中未出現(xiàn))。覆蓋前設(shè)置在突出部上的真空吸附孔不覆蓋金剛石，因此設(shè)置金剛石覆蓋層后也是貫通孔。
同樣，作為比較例，制作圖8所示的原有結(jié)構(gòu)的焊接工具。突出部通過在(長)60mm×(寬)60mm×(高)3mm的SiC襯底上覆蓋50微米的多晶金剛石后，切割為5.4mm×30.4mm的大小來制作?；w部通過按規(guī)定形狀機(jī)械加工鐵鎳鈷合金制作。然后將突出部和基體部用銀焊劑接合來作為前端部。該圖中，20是覆蓋多晶金剛石的SiC構(gòu)成的突出部和鈷構(gòu)成的基體部通過焊劑接合的產(chǎn)物。其他與本實(shí)施例相同來制作比較例的樣品。
這樣得到的焊接工具中，比較前端部的上下面平行度、熱電偶部的溫度500℃的工具面表面溫度分布、加熱到500℃時(shí)前端部和柄部的燒損試驗(yàn)、從常溫加熱到600℃并反復(fù)冷卻時(shí)的基體部和突出部的接合界面的持久性以及600℃的溫度下施加20kg的負(fù)荷進(jìn)行200萬次的持久性。結(jié)果如表1所示。
表1

試驗(yàn)條件如下。
工具面表面溫度分布熱電偶部的溫度為500℃時(shí)的工具面的最高、最低的溫度差。
前端部燒損試驗(yàn)500℃、負(fù)荷20kg、100萬次焊接試驗(yàn)后，每10萬次確認(rèn)可取出前端部。
熱循環(huán)試驗(yàn)從常溫加熱到600℃并保持2小時(shí)或返回常溫的循環(huán)進(jìn)行100次。
600℃焊接試驗(yàn)600℃、加重20kg、200萬次焊接試驗(yàn)。
原來產(chǎn)品中，基體部和突出部焊接后的前端部上下面的平行度惡化。通過對其使用#170的金剛石砂紙傾斜研磨，調(diào)整加工到平行度11微米。這由于是為調(diào)整平行度進(jìn)行傾斜研磨，不能研磨到金剛石膜部分消失，因?yàn)椴荒苓M(jìn)行該值以上的調(diào)整。針對此，本發(fā)明中，通過直接向突出部覆蓋多晶金剛石的沒有焊接的結(jié)構(gòu)，由于沒有焊接產(chǎn)生的平行度惡化，實(shí)現(xiàn)平行度在1微米的精度。前端部上下面的平坦度在覆蓋金剛石前為5微米以下，容易實(shí)現(xiàn)上述覆蓋后的精度。本發(fā)明中，前端部沒有焊接部，因此上述試驗(yàn)中所有項(xiàng)目比比較例優(yōu)越。
作為燈絲，通過使用直徑0.5mm、長100mm的鎢線的公知CVD法，在SiC制造的突出部上覆蓋厚50微米的多晶金剛石。覆蓋條件如下。
原料氣體(流量)CH4/H2＝1％總流量500CC/min氣壓1000Pa燈絲溫度2200℃燈絲和突出部覆蓋面間距5mmSiC溫度920℃得到的金剛石覆蓋層5用金剛石砂紙研磨，制作突出部的有效尺寸為5mm×30mm的臺部。在圖4所示鐵鎳鈷合金形成的臺座部上，在相同材料形成的偏心軸上經(jīng)夾緊把手固定這樣得到的焊接臺的臺部1。圖4所示臺座部加工通過真空吸附孔6的孔(圖中未出現(xiàn))。覆蓋前設(shè)置在突出部上的真空吸附孔不覆蓋金剛石，因此設(shè)置金剛石覆蓋層后也是貫通孔。
同樣，作為比較例，制作圖8所示的同樣結(jié)構(gòu)的原有結(jié)構(gòu)的焊接臺。突出部通過在(長)60mm×(寬)60mm×(高)3mm的SiC襯底上覆蓋50微米的多晶金剛石后，切割為5.4mm×30.4mm的大小來制作。基體部通過按規(guī)定形狀機(jī)械加工鐵鎳鈷合金制作。然后將突出部和基體部用銀焊劑接合。
這樣得到的焊接臺中，比較臺部的底面和工具面的平行度、熱電偶部的溫度500℃的工具面表面溫度分布、加熱到500℃時(shí)臺部和臺座部的燒損試驗(yàn)、從常溫加熱到600℃并反復(fù)冷卻時(shí)的基體部和突出部的接合界面的持久性以及600℃的溫度下施加20kg的負(fù)荷進(jìn)行200萬次的持久性。結(jié)果如表2所示。
表2

試驗(yàn)條件如下。
工具面表面溫度分布熱電偶部的溫度為500℃時(shí)的工具面的最高、最低的溫度差。
臺部燒損試驗(yàn)500℃、負(fù)荷20kg、100萬次焊接試驗(yàn)后，每10萬次確認(rèn)可取出前端部。
熱循環(huán)試驗(yàn)從常溫加熱到600℃并保持2小時(shí)或返回常溫的循環(huán)進(jìn)行100次。
600℃焊接試驗(yàn)600℃、加重20kg、200萬次焊接試驗(yàn)。
原來產(chǎn)品中，基體部和突出部焊接后的臺部上下面的平行度惡化。通過對其使用#170的金剛石砂紙傾斜研磨，調(diào)整加工到平行度15微米。這由于是為調(diào)整平行度進(jìn)行傾斜研磨，不能研磨到金剛石膜部分消失，因?yàn)椴荒苓M(jìn)行該值以上的調(diào)整。對此，本發(fā)明中，通過直接向突出部覆蓋多晶金剛石的沒有焊接的結(jié)構(gòu)，由于沒有焊接產(chǎn)生的平行度惡化，實(shí)現(xiàn)平行度在0.8微米的精度。臺部上下面的平坦度在覆蓋金剛石前為5微米以下，容易實(shí)現(xiàn)上述覆蓋后的精度。
本發(fā)明中，臺部沒有焊接部，因此上述試驗(yàn)中所有項(xiàng)目比比較例優(yōu)越。
原來的焊接類型的測定結(jié)果用Δ表示，本發(fā)明的測定結(jié)果用黑圓圈表示。如圖7所示，本發(fā)明的情況下，從100℃到550℃的范圍內(nèi)，幾乎沒有變化。針對此，原來產(chǎn)品是溫度越高平坦度越朝著凹方向變化。這是由于基體部焊接的突出部的陶瓷比基體部的金屬熱膨脹率小。與其相反，一體部件因熱膨脹率沒有差別，并且沒有焊接，也沒有了焊接部的熱膨脹差。
本發(fā)明的焊接臺也進(jìn)行同樣測定，得到與本實(shí)施例相同的結(jié)果。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明得到的焊接工具和/或焊接臺具有針對多樣的工具形狀盡可能更換前端部的一大特征，而且，長時(shí)間使用中固定部也不會燒損。此外，由于沒有原來的焊接工具那樣的焊接等產(chǎn)生的接合部，因此具有作為焊接裝置整體來說維持平行度的加工費(fèi)用、調(diào)整費(fèi)用也變得便宜的特征。
權(quán)利要求
1.一種安裝前端部和柄部(shank)構(gòu)成的半導(dǎo)體用的焊接工具，其特征在于構(gòu)成前端部的基體部和從基體部突出的突出部由相同材料構(gòu)成，突出部的工具面用氣相合成金剛石覆蓋，該前端部和該柄部機(jī)械固定或通過真空吸附固定。
2.一種安裝臺部和臺座部構(gòu)成的半導(dǎo)體用的焊接臺，其特征在于構(gòu)成臺部的基體部和從基體部突出的突出部由相同材料構(gòu)成，突出部的工具面用氣相合成金剛石覆蓋，該臺部和該臺座部機(jī)械固定或通過真空吸附固定。
3.如權(quán)利要求1或2所述的焊接工具和/或焊接臺，其特征在于前端部和/或臺部由以SiC、Si3N4、AlN之一為主成分的燒結(jié)體構(gòu)成，該工具面上通過氣相合成法覆蓋結(jié)晶金剛石。
4.如權(quán)利要求1、2或3所述的焊接工具和/或焊接臺，其特征在于柄部和/或臺座部是從鉬、超硬合金、鎳基合金、鎢或鎢合金、鐵鎳鈷合金、不銹鋼、鐵鎳合金、鈦或鈦合金選擇的一種或2種以上。
5.一種焊接工具用前端部和/或焊接臺用臺部，其特征在于構(gòu)成前端部和/或臺部的基體部和從基體部突出的突出部由相同材料構(gòu)成，由該相同材料以SiC、Si3N4、AlN至少之一為主成分的燒結(jié)體構(gòu)成，突出部的工具面由氣相合成金剛石覆蓋層構(gòu)成。
6.如權(quán)利要求5所述的焊接工具用前端部和/或焊接臺用臺部，其特征在于上述前端部和/或臺部的底面與工具面的平行度在常溫下為2微米以下。
7.如權(quán)利要求5或6所述的焊接工具用前端部和/或焊接臺用臺部，其特征在于從側(cè)面一側(cè)觀察對柄部和/或臺座部的安裝部時(shí)，具有安裝側(cè)面，該安裝側(cè)面具有邊長或直徑朝向工具面減小的梯形形狀的截面形狀。
8.如權(quán)利要求5～7之一所述的焊接工具用前端部和/或焊接臺用臺部，其特征在于在100℃到550℃之間，工具面的平坦度變化在1微米以下。
9.如權(quán)利要求5～8之一所述的焊接工具用前端部和/或焊接臺用臺部，其特征在于前端部和/或臺部的工具面上具有用于吸附半導(dǎo)體元件的一個(gè)以上的真空吸附孔。
10.如權(quán)利要求5～8之一所述的焊接工具用前端部和/或焊接臺用臺部，其特征在于前端部和/或臺部的工具面上具有用于吸附半導(dǎo)體的真空吸附槽和一個(gè)以上的真空吸附孔。
11.如權(quán)利要求1～10之一所述的焊接工具和/或焊接臺，其特征在于前端部和柄部或臺部與臺座部之間插入從金、銀、銅、鉑、鉭、鎳、鋁等軟質(zhì)金屬選擇的1層或2層以上的金屬。
全文摘要
本發(fā)明提供一種具有可自由更換前端部的焊接工具和焊接臺。一種安裝前端部和柄部或臺座部構(gòu)成的半導(dǎo)體用的焊接工具或焊接臺,其特征在于構(gòu)成前端部的矩形和圓形的基體部和從基體部突出的突出部由相同材料構(gòu)成,突出部的前端部用氣相合成金剛石覆蓋,基體部和柄部機(jī)械固定或通過真空吸附固定。
文檔編號H01L21/60GK1383196SQ0211619
公開日2002年12月4日 申請日期2002年4月23日 優(yōu)先權(quán)日2001年4月25日
發(fā)明者坂田直紀(jì), 前村功一郎, 河內(nèi)宏, 矢敷哲男, 高橋利也, 尾原利昭 申請人:住友電氣工業(yè)株式會社