CN1079992C - 零件在基体上的焊接方法及其装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种焊接时不用供给防氧化保护气及还原气的将半导体芯片等零件焊接到引线框等基体上的方法及装置。焊接方法包括将焊接材料供给到基体上零件的焊接位置的工序；预热零件且使零件与焊接材料接触的工序；以及从供给基体的焊接材料所在位置的背面加热而使焊接材料熔融的工序。焊接装置包括将焊接材料供给到基体上零件的焊接位置的装置；预热零件且使零件与焊接材料接触的装置；以及使焊接材料熔融的装置。

Description

零件在基体上的焊接方法及其装置
本发明涉及使焊锡或银焊料等焊接金属熔融后将零件焊接在基体上的适用焊接方法和焊接装置，尤其涉及将半导体芯片焊接到引线框上的最适用的焊接方法及焊接装置。
图4是现有的零件与基体的焊接装置的总体结构图，图5是图4中装置的焊接部局部剖面斜视图，图6是图4的装置中的防氧化保护气部的剖面图。使用该现有的焊接装置的焊接方法是将焊料48供给在加热台57上加热了的IC引线框41的垫板部45，再使防氧化保护气及还原气56(参照图6)一边流过加热熔融了的焊料48，一边进行IC芯片58的焊接。
其次，参照图4、图5、及图6说明该现有装置的动作。在这些图中，由框供给部42将IC引线框41传送给输送导轨43，由框进给部44步进输送IC引线框41。当垫板部45到达焊料供给点46时，使加热台57上升，预热垫板部45，进行焊料48的预热。
由晶片输送部50将晶片从晶片存放部49放置到IC拣拾部51。然后，由IC芯片移置部53将IC芯片58吸附后送到定位台52上。然后，等待由IC芯片定位部54进行定位。将焊料48供给垫板部45，一边预热一边步进输送给IC引线框41，使由加热器加热到360℃的加热台57上升，进行360℃预热，使焊料48熔融。这时，使防氧化保护气及还原气56流入保护气罩55内，以防止焊料48氧化。垫板部45到达芯片焊接点59时，将定位后的IC芯片58移置到被焊头60熔融了的焊料48上。在图4中，符号47是将焊料48供给垫板部45的焊料供给部。
在这种采用现有焊接装置的焊接方法中，为了获得良好的焊接性，必须通入防止焊料氧化的保护气及还原气，因此要花费多余的成本。此外，由于使用防氧化气和还原气，因此切换IC引线框时，必须更换保护气罩55等，存在切换时间过长的问题。
本发明就是为了解决上述的现有技术问题而开发的，目的在于提供一种往零件基体上焊接的焊接方法及焊接装置，即使不用防氧化保护气及还原气，也能有良好的焊接性，由于不使用防氧化保护气及还原气，所以也不需要保护气罩55等，在切换IC引线框等基体时，能大幅度缩短焊接装置的切换时间。
本发明的将零件焊接到基体上的方法的特征在于：包括将焊锡或银焊料等焊接材料供给到基体上零件的焊接位置的工序；预热零件且使零件与焊接材料接触的工序；以及从背面加热基体的供给焊接材料的位置而使焊接材料熔融的工序。
本发明的将零件焊接到基体上用的装置的特征在于：包括将焊锡或银焊料等焊接材料供给到基体上零件的焊接位置的装置；预热零件且使零件与焊接材料接触的装置；以及从背面加热基体的供给焊接材料的位置而使焊接材料熔融的装置。
此外，在上述将零件焊接到基体上的方法中，上述零件可以是半导体芯片，上述基体可以是引线框，上述焊接位置可以是塑板。
此外，在上述将零件焊接到基体上用的装置中，上述零件可以是半导体芯片，上述基体可以是引线框，上述焊接位置可以是垫板。
本发明的将零件焊接到基体上的方法是通过预热零件且使零件与焊接材料接触，同时从供给基体的焊接材料所在位置的背面快速加热而使焊接材料熔融进行焊接的。这时，在焊接材料上还加有来自预热后的零件的热而可瞬间熔融。因此，焊接时焊接材料氧化少，即使不供给防氧化保护气及还原气，也能获得良好的焊接。上述零件的预热和零件与焊接材料的接触是首先预热零件，然后使其与焊接材料接触。
本发明的将零件焊接到基体上的焊接装置是通过预热零件且使零件与焊接材料接触，同时从供给基体的焊接材料所在位置的背面快速加热而使焊接材料熔融进行焊接的。这时，在焊接材料上还加有来自预热后的零件的热而可瞬间熔融。因此，焊接时焊接材料氧化少，即使不供给防氧化保护气及还原气，也能获得良好的焊接。上述零件的预热和零件与焊接材料的接触是首先预热零件，然后使其与焊接材料接触。
本发明的将半导体芯片焊接到引线框上的方法是通过将焊料供给到垫板上，预热半导体芯片且使半导体芯片与焊接材料接触，同时从供给垫板的焊接材料所在面的背面加热而使焊接材料熔融进行焊接的。这时，在焊接材料上还加有来自预热后的半导体芯片的热，因而可瞬间熔融。因此，焊接时焊接材料氧化少，即使不供给防氧化保护气及还原气，也能获得良好的焊接。上述半导体芯片的预热和半导体芯片与焊接材料的接触是首先预热半导体芯片，然后使其与焊接材料接触。
本发明的将半导体芯片焊接到引线框上的装置是通过将焊料供给到垫板上，预热半导体芯片且使半导体芯片与焊接材料接触，然后从供给垫板的焊接材料所在面的背面加热而使焊接材料熔融进行焊接的。这时，在焊接材料上还加有来自预热后的半导体芯片的热，因而可瞬间熔融。因此，焊接时焊接材料氧化少，即使不供给防氧化保护气及还原气，也能获得良好的焊接。上述半导体芯片的预热和半导体芯片与焊接材料的接触是首先预热半导体芯片，然后使其与焊接材料接触。
图1是表示本发明的实施例1中的半导体芯片垫板的焊接装置的总体结构图。
图2是图1所示装置的局部剖面图。
图3是表示本发明的实施例2中的半导体芯片垫板的焊接装置的总体结构图。
图4是表示现有的半导体芯片垫板的焊接装置的总体结构图。
图5是表示图4所示装置的焊接部的斜视局部剖面图。
图6是表示图4所示装置的保护气部的剖面图。
符号说明如下：
1IC引线框供给部
2、2a框进给部
3、3a框存放箱
4晶片存放部
5晶片输送部
6IC拣拾部
7焊料供给部
8IC芯片移置部
9IC芯片定位部
10焊头
11焊接点
12输送导轨
13垫板
14IC引线框
15定位台
16加热器
17夹头预热部
18夹头
19IC芯片
20加热台
21加热器
22焊料
实施例1：
以下根据图1及图2说明本发明的实施例1。图1是表示实施例1中的半导体芯片的焊接装置的总体结构图。图2是该装置的局部剖面图。在图1及图2中，1是IC引线框供给部，2是框进给部，3是框存放箱，4是晶片存放部，5是晶片输送部，6是IC拣拾部，7是焊料供给部，8是IC芯片移置部，9是IC芯片定位部，10是焊头，11是焊接点，12是输送导轨，13是垫板，14是IC引线框，15是定位台，16是加热器，17是夹头预热部，18是夹头，19是IC芯片，20加热台，21是加热器，22是焊料。
其次，说明实施例1的动作。在上述结构中，由IC引线框供给部1将IC引线框14移置到输送导轨12上，由输送部2进行IC引线框14的步进进给。IC引线框的垫板13到达焊接点11时，由焊料供给部7将焊料22移置到垫板13上。由晶片输送部5将来自晶片收容部4的晶片放置到IC拣拾部6上。然后，由IC芯片移置部8将芯片19吸附后输送到定位台15。IC芯片定位部9进行该IC芯片19的定位，由焊头10进行焊接(参见图2)。
这时的焊接方法如下。首先，将焊料22移置到IC引线框14的垫板13上后，由焊头10的夹头18将在定位台15上定位后的IC芯片真空吸附。该夹头18由加热器16及夹头预热部17预热到150℃。由预热后的夹头18一边预热IC芯片19，一边将IC芯片19移置到垫片13上的焊料22上。这时，IC芯片19只预热到150℃，所以在使该IC芯片19接触到焊料22上的阶段，焊料22不熔融。
其次，与该IC芯片19被移置到焊料22上的同时，使由加热器21加热到360℃的加热台20上升，使它与垫板13接触。于是加热垫板13，使置于它上面的焊料22熔融。于是，进行IC引线框14的垫板13与IC芯片19的焊接。该焊料22熔融时，加在焊料22上的不只是来自垫板13的360℃的热，而且还加上来自预热到150℃的IC芯片19的热，所以焊料22在瞬间熔融。因此，从焊料22熔融到焊接的时间极短，焊接时焊料22几乎不氧化。
如上所述，如果采用该实施例1，则即使不象以往那样使用防氧化保护气及还原气56(参照图6)，也能进行焊接性好的焊接。如该实施例1所述，预热了的IC芯片19往焊料22上的移置与由垫板13加热使焊料22熔融的时间前后关系，最好在与预热了的IC芯片19往焊料22上移置的同时，由垫板13加热使焊料熔融。如果不这样做，则焊料22在与IC芯片19焊接前就熔融了，在某种程度上会延长焊料22的氧化时间。
实施例2：
其次，说明本发明的第2实施例。在实施例1的焊接装置中，输送导轨12、框输送部2及框存放箱3分别只有一个，但在该实施例2中，如图3所示，输送导轨12a、框输送部2a及框存放箱3a都分别设有两个。而且，将两个IC芯片置于IC芯片定位部9，对两个IC芯片同时焊接。就是说，如果采用实施例2，则能用一台焊接装置同时分别焊接两个IC芯片19的两个引线框14。因此，如果采用该实施例2，则能用一台焊接装置生产两台半导体装置，与实施例1中使用两台焊接装置生产两台半导体装置的情况相比，能使装置的价格降低20～30％，装置的占有空间也能减小20～30％。
本发明的将零件焊接到基体上的方法，是使焊接材料熔融，在将零件焊接到基体上时，还将预热了的零件上的热加到焊接材料上，使焊接材料瞬间熔融并进行焊接，所以焊接时焊接材料的氧化少，即使不供给防氧化保护气及还原气，也能获得良好的焊接。因此，不需要防氧化保护气及还原气供给部，能大幅度降低焊接装置的制造成本。另外，也不需要保护气罩等，能大幅度缩短切换引线框时的装置切换时间。
本发明的将零件焊接到基体上的装置，是使焊接材料熔融，在将零件焊接到基体上时，还将预热了的零件上的热加到焊接材料上，使焊接材料瞬间熔融并进行焊接，所以焊接时焊接材料的氧化少，即使不供给防氧化保护气及还原气，也能获得良好的焊接。因此，不需要防氧化保护气及还原气供给部，能大幅度降低焊接装置的制造成本。另外，也不需要保护气罩等，能大幅度缩短切换引线框时的装置切换时间。
本发明的将半导体芯片焊接到引线框上的焊接方法，是在焊接时，将预热了的半导体芯片上的热加到焊料上，使其瞬时熔融，在短时间内进行焊接。因此，焊接时焊料的氧化少，即使不供给防氧化保护气及还原气，也能获得良好的焊接。因此，不需要防氧化保护气及还原气供给部，能大幅度降低焊接装置的制造成本。另外，也不需要保护气罩等，能大幅度缩短切换引线框时的装置切换时间。
本发明的将半导体芯片焊接到引线框上的焊接装置，是在焊接时，将预热了的半导体芯片上的热加到焊料上，使其瞬时熔融，在短时间内进行焊接。因此，焊接时焊料的氧化少，即使不供给防氧化保护气及还原气，也能获得良好的焊接。因此，不需要防氧化保护气及还原气供给部，能大幅度降低焊接装置的制造成本。另外，也不需要保护气罩等，能大幅度缩短切换引线框时的装置切换时间。

Claims (4)

1.一种将零件焊接到基体上的方法，其特征在于：包括将焊接材料供给到基体上零件的焊接位置的工序；预热零件且使零件与焊接材料接触的工序；以及从背面加热基体的供给焊接材料的位置而使焊接材料熔融的工序。
2.一种将零件焊接到基体上用的装置，其特征在于：包括将焊接材料供给到基体上零件的焊接位置的装置；预热零件且使零件与焊接材料接触的装置；以及从背面加热基体的供给焊接材料的位置而使焊接熔融的装置。
3.按权利要求1所述的方法，其特征在于：所述零件为半导体芯片，所述基体为引线框，所述焊接位置为垫板。
4.按权利要求2所述的装置，其特征在于：所述零件为半导体芯片，所述基体为引线框，所述焊接位置为垫板。
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