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発明の名称 板状物はんだ処理装置
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開平6−252314
公開日 平成6年(1994)9月9日
出願番号 特願平5−59629
出願日 平成5年(1993)2月24日
代理人 【弁理士】
【氏名又は名称】梶原 辰也
発明者 岩崎 清一 / 坂本 友男 / 小山 泰弘
要約 目的
はんだブリッジの発生を防止し、装置の稼動率を高める。

構成
はんだ槽23内の溶融はんだ22に下部が没入されて配置されている複数のノズル部材25の上面から、モータ32によって回転されるはんだ槽23内の羽根車30によって溶融はんだ22が噴流する。ノズル部材25の上方位置に一対のチャック部材42、43によって保持されたワーク15はモータ59によって上下動され、ノズル部材25の上面に移動されてはんだコーティングが施される。そして、ワーク15の片側の表面にはんだコーティングを施した後、反対側の表面は、チャック部材42、43がパルスモータ44によって反転させられることによってワーク15が反転させられて行われる。
特許請求の範囲
【請求項1】 はんだ槽内に下部が配置されているノズル部材と、はんだ槽内の溶融はんだをノズル部材の上面から噴流させる手段と、ノズル部材の上方において板状物を保持する手段と、前記板状物の保持手段を上下動させかつノズル部材の上面の溶融はんだ位置に停止させる手段と、前記板状物を保持する手段を半回転させて板状物を反転させる手段とを備えていることを特徴とする板状物はんだ処理装置。
【請求項2】 はんだコーティング時にノズル部材の上面からのはんだの噴流を弱くあるいは停止させるようにはんだ噴流手段を制御する手段を備えていることを特徴とする請求項1記載の板状物はんだ処理装置。
【請求項3】 前記板状物が多連リードフレームであり、この多連リードフレームにボンディングされている半導体ペレット等が樹脂封止されて形成された樹脂封止パッケージが挿入されるパッケージ逃げ凹部が前記ノズル部材の上面の中央部に形成されており、その周囲にノズル孔が設けられていることを特徴とする請求項1または請求項2記載の板状物はんだ処理装置。
発明の詳細な説明
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、はんだ処理技術、特に、板状物の表裏面にはんだ被膜をコーティングする技術に関し、例えば、半導体装置の製造工程において、各単位リードフレーム毎にパッケージが成形された半完成品の多連リードフレームにはんだ被膜をコーティングするのに利用して有効なものに関する。
【0002】
【従来の技術】一般に、半導体装置の製造工程において、半導体装置のプリント配線基板へのはんだ付け性能を改善するため、半完成品の多連リードフレームの表裏面にはんだ被膜をコーティングすることが実施されている。
【0003】このようなはんだコーティング作業を実行する板状物はんだコーティング装置として、はんだ処理装置の前後にガイドレールがそれぞれ敷設されており、このガイドレールにワークとしての多連リードフレームが載置されて、プッシャにより多連リードフレームが幅方向に押されてはんだ処理装置における上側ブロックと下側ブロックの対向面間に形成されているはんだ保持空間部を通されることにより、多連リードフレームの表裏面にはんだ被膜がコーティングされるように構成されているものがある。
【0004】なお、リードフレームのはんだ付技術を述べてある例としては、株式会社工業調査会発行「電子材料のはんだ付技術」1983年9月5日発行 P183〜P185、がある。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記のような板状物はんだコーティング装置においては、上下のブロック間に炭化したフラックスが堆積するため、ワークとしての多連リードフレームの表裏面にはんだ被膜がコーティングされた際、リード間に所謂はんだブリッジ(連なり)が発生し易く、かつ、清掃の頻度が高く、装置の稼動率が低下し易いという問題点があることが、本発明者によって明らかにされた。
【0006】本発明の目的は、はんだブリッジの発生を防止することができ、かつ、装置の稼動率を高く維持できる板状物はんだ処理技術を提供することにある。
【0007】本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。
【0008】
【課題を解決するための手段】本願において開示される発明のうち代表的なものの概要を説明すれば、次の通りである。
【0009】すなわち、はんだ槽内に下部が配置されているノズル部材と、はんだ槽内の溶融はんだをノズル部材の上面から噴流させる手段と、ノズル部材の上方において板状物を保持する手段と、前記板状物の保持手段を上下動させかつノズル部材の上面の溶融はんだ位置に停止させる手段と、前記板状物を保持する手段を半回転させて板状物を反転させる手段とを備えていることを特徴とする。
【0010】
【作用】前記した手段によれば、ノズル部材の上面から溶融はんだが噴流するため、ノズル部材の上面に炭化したフラックスが堆積しにくく、そのため、リード間にはんだブリッジが発生しにくい。また、板状物はんだ処理装置に対する清掃の頻度も低くすることができ、その結果、装置の稼動率を高く維持することができる。
【0011】また、ノズル部材の上面の溶融はんだに上方からワークを移動させて配置させ、はんだコーティングを行う構成により、4方向にリードが配置されているパッケージを備えた半導体装置の多連リードフレーム等も容易にはんだコーティングを行うことができる。
【0012】
【実施例】図1は本発明の一実施例である多連リードフレームはんだコーティング装置を示す一部断面正面図である。図2は図1の装置におけるノズル部の一部分を拡大して示しており、(a)は拡大正面断面図、(b)は拡大平面図である。図3は図1の装置においてはんだコーティング時におけるノズル部の一部分を拡大して示しており、(a)は拡大正面断面図、(b)は拡大平面図である。図4は図1の装置の外観を示す斜視図である。図5はQFP・ICを示し、(a)は一部断面正面図、(b)は平面図である。
【0013】本実施例において、本発明に係る板状物はんだ処理装置は、板状物の一例である半完成品多連リードフレームにはんだ被膜をコーティングする多連リードフレームはんだコーティング装置として構成されている。ここで、ワークである半完成品多連リードフレーム(以下、ワークという。)は、図3に示されているように構成されている。
【0014】すなわち、図3に示されているように、ワークはその本体としての多連リードフレーム1を備えている。なお、図3は単位リードフレーム2を示してあり、この単位リードフレーム2が一方向に連続して並設されて多連リードフレーム1は構成されている。多連リードフレーム1は燐青銅や無酸素銅等の銅系(銅またはその合金)材料から成る薄板、または、42アロイやコバール等の鉄系(鉄またはその合金)材料から成る薄板が用いられて、打ち抜きプレス加工またはエッチング加工等の適当な手段により一体成形されている。
【0015】単位リードフレーム2は位置決め孔3aが明けられている外枠3を一対備えており、両外枠3は所定の間隔で平行一連にそれぞれ延設されている。隣り合う単位リードフレーム2、2間には一対のセクション枠4が両外枠3、3間に互いに平行に配されて一体的に架設されており、これら外枠3、セクション枠4により形成される略正方形の枠体内に単位リードフレーム2が構成されている。
【0016】単位リードフレーム2にはその中央部に略正方形の平板形状に形成されたタブ6(図5参照)がタブ吊りリード7によって吊持されている。単位リードフレーム2には複数本のリード8が等間隔に配されて、互いに平行で、タブ6の各辺と直交するように設けられている。各リード8の内側端部は先端がタブ6に近接されてこれを取り囲むように配されることにより、インナ部9(以下、インナリードという。図5参照)をそれぞれ構成している。他方、各リード8の外側延長部分は、その先端が外枠3およびセクション枠4にそれぞれ連結され、アウタ部(以下、アウタリードという。)10をそれぞれ構成している。
【0017】以上のように構成されている多連リードフレーム1における各単位リードフレーム2のタブ6上には図5で参照されるように、集積回路を作り込まれたペレット12が適当な手段により形成されたボンディング層11によってボンディングされている。そして、ボンディングされたペレット12の電極パッドには各インナリード9との間にワイヤ13がそれぞれボンディングされている。この状態において、ペレット12に作り込まれた集積回路は電極パッド、ワイヤ13、インナリード9およびアウタリード10を介して電気的に外部に引き出されるようになっている。
【0018】そして、このように構成されてペレット12が搭載された単位リードフレーム2には樹脂封止パッケージ14が、トランスファ成形装置(図示せず)により成形材料として樹脂が使用されて、図3および図5に示されているように略正方形の平盤形状に一体成形される。そして、この樹脂封止パッケージ14により前記インナリード9、ペレット12、ワイヤ13およびタブ6が樹脂封止される。この状態においてアウタリード10群は樹脂封止パッケージ14の各側面からそれぞれ突出された状態になっている。このようにして、ワーク15が構成されている。
【0019】そして、本実施例に係る多連リードフレームはんだコーティング装置20は、図1および図4に示されているはんだ処理装置21を備えている。このはんだ処理装置21は溶融はんだ22を貯留するはんだ槽23を備えており、はんだ槽23は貯留した溶融はんだ22を加熱装置(図示せず)により260℃等の適当な溶融温度に加熱するように構成されている。
【0020】はんだ槽23には上下が開放されている筒状部材24が下部を溶融はんだ22内に没入するようにして配設されており、この筒状部材24内には複数のノズル部材25が横方向において一直線上に等間隔をおいて挿入配置され、図示外の固定手段で下部が溶融はんだ内に没入するようにして垂直に保持されている。
【0021】ノズル部材25は図1、図2および図3に示されているように、上下方向に長い部材で、その断面は、中央の略正方形断面部の各端辺の外側にさらに略正方形断面部が突出して設けられている断面形状をなしている。中央の略正方形断面部は樹脂封止パッケージ14と平面形状が略同じ大きさで、その上端面に樹脂封止パッケージ14と平面形状が略同じ大きさで樹脂封止パッケージ14の高さよりも深い深さのパッケージ逃げ凹部26が形成されている。中央の略正方形断面部の周囲に配置されている4個の略正方形断面部の各上端面にはその中央部に略正方形形状の凹部27が形成されており、これらの凹部27の各底面にはノズル部材25の下端面まで貫通するノズル孔28が開口されて臨んでいる。
【0022】ノズル部材25の上端面は平坦面をなし、中央の略正方形断面部が周囲の略正方形断面部よりも一段高く形成されており、周囲の一段低い略正方形断面部における中央の略正方形断面部との接続部は傾斜面部35をなして中央の略正方形断面部に連続されている。この傾斜面部35は後述するように、アウタリード10の根元部まではんだ被膜をコーティングするために形成するものである。
【0023】中央の略正方形断面部の上端部に形成されているパッケージ逃げ凹部26の各隅部の下端部には、それぞれ溶融はんだ22の排出孔29が開口されており、これらの排出孔29はノズル部材25を下傾するようにしてノズル部材25内を貫通してノズル部材25の外側面に開口されている。
【0024】はんだ槽23内の下端部には羽根車30が配設されており、この羽根車30の回転によって溶融はんだ22が筒状部材24内に送り込まれ、ノズル部材25のノズル孔28を通じてノズル部材25の上面から溶融はんだ22が噴流し、溶融はんだの酸化を防止して常に溶融はんだを新鮮な状態に保持するように構成されている。羽根車30の回転軸30aは上方に延出してはんだ槽23の上面より突出しており、この端部にプーリー31が固着されている。このプーリー31と、モータ32の回転軸32aに固着されているプーリ33との間に掛け渡されたベルト34によってモータ32の動力が羽根車30に伝達されて、羽根車30が回転されるように構成されている。
【0025】そして、制御手段(図示せず)によって、モータ32の回転速度が制御されるように構成されており、後述するように、はんだコーティング時はモータ32の回転速度が遅く制御され、ノズル部材25からの溶融はんだ22の噴流は弱くなるように構成されている。
【0026】さらに、本実施例に係る多連リードフレームはんだコーティング装置20は図1および図4に示されている搬送装置41を備えている。搬送装置41は一直線上に配置されている複数のノズル部材25の両側の上方位置に一対のチャック部材42、43を備えており、これらのチャック部材42、43によって保持されたワーク15が一直線上に配置された複数のノズル部材25の真上位置に水平に配置されるように構成されている。
【0027】チャック部材42、43はそれぞれ水平に延びる軸部42a、43aの先端部にワーク15の端部を保持する保持部42b、43bを有しており、一方のチャック部材42の軸部42aはパルスモータ44の回転軸44aに接合され、他方のチャック部材43の軸部43aは軸受45に軸支されて、パルスモータ44の回転によってチャック部材42、43が反転し、チャック部材42、43に保持されたワーク15が反転するように構成されている。
【0028】パルスモータ44はブラケット46を介して前後に延びる板部材47に固着されており、板部材47にはその前後端に案内部材48、49が固着されており、これらの案内部材48、49が垂直に設けられている前後一対の案内軸50、51上を上下に摺動できるように構成されている。このようにして、一方のチャック部材42とそれに接続されているパルスモータ44は案内軸50、51に案内されて上下に移動し得るように構成されている。
【0029】そして、はんだ槽23の両側方に一対の案内軸52、53が垂直に設けられており、一方の案内軸52はねじ軸をなしている。これらの案内軸52、53にはそれぞれ案内部材54、55が設けられており、これらの案内部材54、55は連結板56で連結されている。連結板56の一方の端部は前記パルスモータ44側の前後に延びる板部材47に固着されており、他方の端部は前後方向に延びる板部材57が連結されて、この板部材57にチャック部材43が支持されている軸受45が固着されている。パルスモータ44側の前後に延びる板部材47と、その反対側に垂直に設けられている案内軸53の上端部とは連結板58で連結されている。ねじ軸をなす一方の案内軸52の下端部はモータ59の回転軸に連結されている。
【0030】したがって、モータ59の回転によって、ねじ軸をなす一方の案内軸52が回転されると、その案内軸52に螺着されている案内部材54が上下に移動することによって、他の案内部材48、49、55がそれぞれ案内軸50、51、53に沿って上下に移動し、パルスモータ44とそれに連結されている一方のチャック部材42と、それに対向して配置されている他方のチャック部材43が上下に移動することになる。
【0031】そして、制御手段(図示せず)によってモータ59が制御されるように構成されており、はんだコーティング時は一対のチャック部材42、43が下降して一対のチャック部材42、43によって保持されたワーク15がノズル部材25の上面位置に停止するようにされ、はんだコーティングが完了すると、一対のチャック部材42、43は上方の所定位置に移動されるように構成されている。
【0032】次に作用を説明する。はんだ処理を行うワーク15の端縁部が一対のチャック部材42、43に保持されて、ワーク15がはんだ処理装置21の上方部に水平に保持される。
【0033】一方、はんだ処理装置21において、はんだ槽23内の溶融はんだ22はモータ32による羽根車30の回転によってノズル孔28内を押し出され、図2に示されているように、ノズル部材25の4つの略正方形断面部の上面より酸化のない新鮮なはんだが噴流されている。ノズル部材25の上面から噴流された溶融はんだ22はノズル部材25の上面からノズル部材25の外側に溢れ出て下方に落下しはんだ槽23内に戻る。また、ノズル部材25のパッケージ逃げ凹部26内に溢れ出た溶融はんだ22はパッケージ逃げ凹部26の下端部に開口されている排出孔29を通じてはんだ槽23内に戻される。
【0034】そして、一対のチャック部材42、43によって水平に保持されたワーク15はモータ59によって下降され、図3に示されているように、ノズル部材25の上面位置で停止される。この際、ワーク15の各単位フレーム2における樹脂封止パッケージ14は各ノズル部材25の中央の略正方形断面部に形成されているパッケージ逃げ凹部26にそれぞれ挿入され、樹脂封止パッケージ14の各側面から突出しているアウタリード10群はノズル部材25の4個の略正方形断面部の上面にそれぞれ配置される。
【0035】この際、モータ32の速度が制御されて羽根車30の回転速度が遅くなり、溶融はんだ22の噴流は弱まり、この微弱な噴流はんだによってアウタリード10群の片側の表面にはんだコーティングが施される。上記はんだコーティングにおいて、ノズル部材25のパッケージ逃げ凹部26の周囲には各傾斜面部35がそれぞれ形成されているので、アウタリード10の根元部の表面も充分にはんだコーティングが施される。
【0036】アウタリード10群の片側の表面に施されるはんだコーティングが完了すると、一対のチャック部材42、43によって保持されたワーク15はモータ59によって上方の所定位置まで移動されて停止される。
【0037】一方、モータ32は元の回転速度に戻されて羽根車30の回転速度が元に戻り、ノズル部材25の上面から溶融はんだ22が噴流されて酸化のない新鮮なはんだがノズル部材25の上面に供給される。
【0038】ワーク15が上部の所定位置に移動されると、パルスモータ44によって一対のチャック部材42、43が反転され、ワーク15が反転される。
【0039】そして、ワーク15は上記と同様にして下降されて、アウタリード10群の反対側の表面にはんだコーティングが施される。このはんだコーティング作業が終了すると、ワーク15は再び上方に移動されて、チャック部材42、43から取り外される。
【0040】以上のようにして、アウタリード10群にはんだ被膜16(図5参照)が被着されたワーク15はリード切断成形工程に送られる。そして、リード切断成形工程において、樹脂封止パッケージを成形されている多連リードフレーム1は、各単位リードフレーム毎に順次、リード切断装置(図示せず)により所定の部分を切り落とされた後、リード成形装置(図示せず)によりアウタリード10をガルウイング形状に屈曲成形されて、図5に示されているように、QFP(クワッド・フラット・パッケージ)・IC60が製造される。この状態において、アウタリード10の表面には前述したはんだ処理によって被着されたはんだ被膜16が形成されていることになる。
【0041】以上説明した前記実施例によれば次の効果が得られる。
■ ノズル部材25の上面から溶融はんだ22が噴流するため、炭化したフラックスがノズル部材25の上面に堆積しにくく、そのため、アウタリード10間にはんだブリッジが発生しにくい。
【0042】■ 上記■のように炭化したフラックスが堆積しにくいため、板状物はんだ処理装置における清掃の頻度を低減することができる。
【0043】■ 清掃の頻度が低くなることにより、板状物はんだ処理装置の稼動率を高く維持することができる。
【0044】■ ノズル部材25の上面の溶融はんだ22に上方からワーク15を移動させて配置させはんだコーティングを行うように構成されているため、4方向にリードが配置されているQFP・ICの多連リードフレーム1等の場合も、樹脂封止パッケージ14の4つの側面からそれぞれ突出されているアウタリード10群に容易にはんだコーティングを施すことができる。
【0045】■ ノズル部材25におけるパッケージ逃げ凹部26の周辺に各傾斜面部35がそれぞれ形成されているため、アウタリード10の根元部まで充分にはんだコーティングを施すことができる。
【0046】以上本発明者によってなされた発明を実施例に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。
【0047】例えば、はんだ処理装置および搬送装置の具体的構造としては前記実施例の構造を使用するに限らず、ワークの形状や構造、はんだコーティング条件、はんだコーティング装置の設置環境等に対応して適宜選択することができる。
【0048】前記実施例においては、はんだコーティング時にノズル部材からの溶融はんだの噴流を弱くするように制御したが、はんだの噴流を停止するように制御してもよい。
【0049】以上の説明では主として本発明者によってなされた発明をその背景となった利用分野である半完成品多連リードフレームのはんだコーティング技術に適用した場合について説明したが、それに限定されるものではなく、着工前の多連リードフレームにはんだ被膜を部分的にはんだコーティングする技術や、プリント配線基板にはんだ処理を実施する技術等、板状物にはんだ処理を実施するはんだ処理技術全般に適用することができる。
【0050】また、本発明は4方向リードのQFP・ICに対して特に効果があるが、2方向リードのSOP・IC等に対しても勿論適用することができる。
【0051】
【発明の効果】本願において開示される発明のうち代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、次の通りである。
【0052】はんだ槽内に下部が配置されているノズル部材と、はんだ槽内の溶融はんだをノズル部材の上面から噴流させる手段と、ノズル部材の上方において板状物を保持する手段と、前記板状物の保持手段を上下動させかつノズル部材の上面の溶融はんだ位置に停止させる手段と、前記板状物を保持する手段を半回転させて板状物を反転させる手段とを備えていることにより、はんだコーティングを実行するノズル部材の上面に炭化したフラックスが堆積するのを防止することができるため、板状物の空所部間にはんだブリッジの発生を防止することができるとともに、板状物はんだ処理装置に対する清掃の頻度を低下することができ、板状物はんだ処理装置の稼動率を高く保持することができる。そして、4方向にリードが配置されているQFP・ICの多連リードフレーム等も容易にはんだコーティングを行うことができる。




 

 


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