JP2003534648A - はんだ供給のための改良された装置および方法 - Google Patents

はんだ供給のための改良された装置および方法

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エリザベス アンナ ラーデク、ステファニー
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キャセム（アジア）ピーティイー リミテッド
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Abstract

(57)【要約】 固体はんだを供給する送り込み機構と、送り込みチャンネルを伴う供給ピースとを備える、はんだを基板の所定面の上に正確に供給する装置。位置決め装置は、密封されたキャビティを形成するため、供給動作中に該所定面と直接接触するよう適合された前方開口部を有する。後方開口部は、供給動作中固体はんだが送り込みチャンネルからキャビティを通って所定面の上に供給され得るように、位置決め装置を該供給ピースの供給端に連結する。供給ピースは、はんだが所定面と接触するまで固体の状態を保つよう、はんだ材料の融点より低い温度に保持される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 （発明の背景） 本発明は、エレクトロニクス産業におけるダイボンディング技術に関するもの
である。特に、本発明は、はんだワイヤ供給装置およびそれを使用した方法に関
する。
【０００２】 （背景） 軟質はんだによるダイボンディングは、ダイを金属リードフレームに接合する
ために通常使用される技術である。先行技術の方法は、おおまかに、固体供給方
法と液体供給方法とに分けられる。固体供給方法では、固体のはんだワイヤがリ
ードフレームの加熱された表面にノズルを通して前進される。加熱表面との直接
接触によってはんだワイヤが溶け、すぐにリードフレーム上に液体はんだのドッ
トが生成する。供給装置のノズルは、一般的には加熱表面には決して接触せず、
ノズルと、はんだが供給される箇所であるリードフレームの位置との間には、通
常１〜２ｍｍの隙間ができる。供給されるワイヤの量は、対応する長さのワイヤ
をノズルを通して送り込むことにより制御される。しかしながら、融解はんだと
リードフレーム材料（一般的には、裸銅、ニッケル、銀、又はパラジウムのいず
れかの仕上げを伴う銅）との濡れ相互作用によって、はんだドットの位置は、は
んだの材料の組み合わせに依存して、はんだワイヤの接触点から数ミリメートル
もずれる傾向がある。ある一定量の制御は、正確なノズル直径と融解速度などの
ワイヤ供給装置の正確なセットアップにより実行することができるが、主な影響
要因（例、基板材料の濡れ性）は、容易に制御することができない。
【０００３】 米国特許第５，８７８，９３９号では、供給装置内ではんだ材料を液体状態ま
で加熱する、位置的に安定した温度遷移が記述されている。液体はんだはその後
、液体はんだによる濡れ面を制限するモールドキャビティに注入される。しかし
ながら、供給装置内にてはんだ材料を融解させるには、供給が開始されるまで液
体材料を保持するために、適切な構造が備えられることが必要である。この目的
のために、キャピラリーと、排出口を狭くすることが開示されている。しかしな
がら、この複雑な設計は精密に製造されることを要求し、装置の加工コストを上
昇させる。さらに、液体供給装置が機能するために要求される適切な温度を保持
するためには、複雑な加熱および冷却システムが必要であり、さらにコストが上
昇する。
【０００４】 （発明の概要） 従って本発明は、その一態様において、はんだを基板の所定面に正確に供給す
る装置を提供する。はんだは、固体ワイヤまたはロッドから直接的に供給される
。この装置は、送り込みチャンネルを備え、かつ降下機構によって制御される、
供給ピースを含む。送り込みチャンネルは、そこを通って固体のはんだが通過す
る受容端と、そこからはんだの固体が供給される供給端とを含む。供給端は、固
体はんだを所定面の方へ方向づけ、そこに固定された位置決め装置を有する。位
置決め装置は、後開口部に連結する前方キャビティを含む。キャビティは、密閉
したキャビティを形成するために、供給動作中、所定面と直接接触するよう適合
された縁を備えた前方開口部を有する。後方開口部は、供給動作中、固体はんだ
が送り込みチャンネルからキャビティを通って所定面に供給され得るように、位
置決め装置を該供給ピースの供給端に連結する。供給ピースは、固体材料が所定
面に接触するまで固体状態を保つよう、固体材料の融解温度より低い温度に保持
される。
【０００５】 他の一態様において、本発明の方法は、基板を、はんだ材料の融解温度または
それより高い温度に加熱する工程を含む。固体はんだワイヤまたはロッドの先端
はその後、位置決め装置を使用して、液体はんだドットが所望される所定面の直
接上に位置される。はんだワイヤはその後、加熱された所定面との直接接触を確
立するまで前進される。熱がはんだワイヤを融解し、位置決め装置を使用して、
液体はんだは所定面の決められた領域および決められた位置にドットを形成する
。前方開口部の縁とキャビティとが、所定面の上に封鎖領域を形成する。液体は
んだの体積は、ワイヤの前進の長さにより制御される。供給部分と位置決め装置
が上昇すると、決められた体積のドットは乱されず、決められた位置にて保たれ
る。
【０００６】 好ましい実施態様では、前述の装置および方法は、エレクトロニクス産業にお
ける集積回路（ＩＣ）チップのためのリードフレームのような、基板上にダイを
接合するための軟質はんだダイボンディングに適用される。この工程では、リー
ドフレームは、炉内にてはんだ材料の融点より高い温度に加熱される。しかしな
がら、はんだワイヤそれ自体は、それがリードフレームの所定面に供給され直接
接触するまで、固体の状態を保つ。位置決め装置の前方開口部の縁を所定の位置
上に位置させるため、整合（位置合わせ）システムが備えられる。固体はんだの
先端はその後、リードフレームに直接接触するまで前進され、融解して液体ドッ
トとなる。ドットは、キャビティの前方開口部によって封鎖されるので、所定面
内に再び制限される。供給ピースと位置決め装置はその後、ドットを乱すことな
く離される。その後、リードフレームと接着させるため、ダイまたはチップが、
冷却前にはんだドット上に直接置かれる。この方法の利点は、本発明の装置に必
要な部材が単純であるにも関わらず、位置決めの正確性（ダイ接合品質の改良の
ための主たる必要条件）が達成できる事である。さらに、はんだドットの表面積
が小さいことは、酸化物の生成の原因となる大気中の酸素への露出や、金属間相
成長の結果となるリードフレームとの境界面のような、環境に対する技術の感度
を最小限にする。
【０００７】 （発明の詳細な説明） 以下の解説および請求項において、用語「含む」、「有する」、「備える（成
る」）は、オープンエンド形式にて使用されるため、「含むが、限定されない」
という意味に解釈されるべきである。基板は、はんだドットが施されるいかなる
物体をも意味する。特定の例としては、ＩＣ装置のための金属リードフレームの
ような、エレクトロニクス産業における支持構造が含まれる。
【０００８】 図１を参照すると、本発明は送り込み機構２２と供給機構２４とにより提供さ
れている。供給機構は、供給ツール２６と位置決めツール３０とを含む。供給ツ
ール２６は、軸方向に設けられるチャンネル２８が内部に設けられた長いノズル
であることが好ましい。供給ツール２６は、受容端２６ａと供給端２６ｂとを有
する。位置決めツール３０は、供給端２６ｂに連結する。スプール３４からのは
んだワイヤ３２は、送り込み機構を通って供給ツールの受容端の中へ通過される
。送り込み機構は、モータ（図示せず）に連結する前送りローラー３８のセット
と、エンコーダ（図示せず）に連結するエンコーダローラー３６のセットとを含
む。
【０００９】 ここで図２Ａから２Ｅを参照すると、本発明の特定の好ましい実施態様は、供
給ピース４４に連結された整合（位置合わせ）機構４２を含む。供給ピース４４
は、軸方向に配置された狭いチャンネル４６を含む、長いロッドである。供給ピ
ース４４は受容端４４ａ、供給端４４ｂ、及びそれらの間の係合領域４４ｃに分
割され得る。好ましい実施態様では、受容端ｃ４４ａと供給端ｃ４４ｂの横断面
形状は円筒形であり、一方係合領域ｃ４４ｃの形状は非円筒形であり、一つの軸
長Ｌ１は、それと垂直の軸Ｌ２の長さよりも長い。Ｌ１は、受容端における供給
ピースの外側直径とも等しい。
【００１０】 整合機構４２は、ブロックホルダ６０と連結された整合ブロック４８を含む。
図示される好ましい実施態様において、整合ブロック４８は、丸めた角部４８ａ
を有する六面体である。Ｌ１の長さに等しい直径を有するＺ軸チャンネル５０は
、そこを通して長手方向に供給ピースを受容するよう備えられる。インレット５
２ａとアウトレット５２ｂとを有する交差チャンネル５２が、Ｚ軸チャンネル５
０を横切って備えられる。インレット５２ａは、ねじ付きカラー５２ｃを含む。
ブロックホルダ６０は、ねじまたは締め付けを自動化するため使用され得る他の
取り付け装置によって、互いにきつく、整合ブロック４８に対して締め付けられ
得る、二つの分離可能な半分部分を含む。ブロックホルダ６０はまた、各々がホ
ルダの中心を向く弓状滑面６２ａを有する固定材６２のセットをも含む。弓状滑
面６２ａは、ブロックホルダが整合ブロックに対してきつくねじ締めされていな
い時、それら間の滑動のため、ブロックホルダ６０の丸めた角部と適合するよう
な形状となっている。ねじ締めがなされると、固定材６２は、供給ピースとブロ
ックホルダ間のさらなる動作を防止する。
【００１１】 位置決め装置７０は、後方開口部７０ｂと、前方開口部７０ａを伴うキャビテ
ィ７２とを含む。特定の好ましい実施態様では、キャビティ７２は、連結チャン
ネル７４によって後方開口部７０ｂ（図２Ｅを参照）に連結され、取付けブラケ
ット７６と装置ホルダ７８を使用して、供給ピースの供給端４６ａに堅く取付け
られる。キャビティ７２は、平らな円形の前方開口部７０ａを備えた半ドーム形
であることが好ましい。
【００１２】 供給ピース４４、整合ブロック４８、及び取付けブラケット７６は、黒ベタの
ウェッジ９０で示される位置にてろう付けされることにより、永久に一つに取付
けられる。これら溶接された接続箇所は、気密であることが好ましい。二つの狭
い通気導管８４ａ，８４ｂ（図２Ｄを参照）は、製造工程中に形成される。イン
レット−導管８４ａは、交差チャンネル５２のインレット側５２ａに連結し、一
方アウトレット−導管８４ｂは、交差−チャンネル５２のアウトレット側５２ｂ
に連結している。インレット導管８４ａとアウトレット導管８４ｂは、取付けブ
ラケット７６の前端内に形成された通路７９を経由して連結する。この通路は、
係合領域と供給領域の断面形状の違いによって形成される。装置ホルダ７８が取
付けブラケットに取付けられるよう、装置ホルダ７８の後端７８ｂは内側にねじ
付けされ、一方取付けブラケット７６の前端７６ａは外側にねじ付けされている
。装置ホルダの前端７８ａもまた、そこを通って位置決め装置７０が延びる開口
部７８ｃを有する。製造工程中に、取付けブラケット７６と位置決め装置の間に
移動（over-travel ）ばね８２が挿入されることが好ましい。この設計では、位
置決め装置は簡便に離脱できる。その結果、異なる適用における異なる大きさの
はんだドットが、さらなる変更なしで同じ機械によって容易に生成されるように
、例えば異なる大きさのキャビティを有する同様の位置決め装置と容易に交換す
ることができる。
【００１３】 はんだ供給動作を開始する前に、作業者は、位置決め装置の前方開口部７０ａ
の縁が、はんだがその上に供給される基板表面と共にはんだ液体封を形成するよ
う、供給ピース４４と位置決め装置７０との整合を調節し得る。これはまず最初
に、位置決め装置を供給ピースに堅く固定して一つの固定された構造を形成する
ことにより実行される。固定材６２を整合ブロックに対して押し下げるばね６４
は、手動または自動システムのいずれかによって緩められる。これにより、整合
ブロック（例、供給ピースおよび位置決め装置を含む）は、ブロックホルダ６０
の固定材内を自由に動作することができる。同時に、位置決め装置の前方開口部
７０ａが基板表面に対して平坦になるように、該アセンブリが基板上に下げられ
る。位置決め装置を、残りの動作中この角度に保持するために、ばねがその後再
び締められ、整合ブロックのさらなる動作が防止される。
【００１４】 はんだ液体封とは、はんだが融解しキャビティ内で所望の体積に形成される短
時間内で、液体はんだの流出が最小であり、かつ位置決め装置が離されたとき決
められた位置にて決められた体積のはんだドットが形成されるような、供給装置
の前方開口部と所定面との間の非常に近接した状態のことを意味する。前方開口
部の縁と所定面との間の隙間は、他の要因の中でも特に、キャビティの内面、所
定面、及びはんだ材料の濡れ性に依存する。非限定的な例としては、銅の面上に
形成される鉛はんだのドットには、５〜１０μｍの隙間が存在し得るが、キャビ
ティ内ではんだ液体封はそれでも保持される。
【００１５】 作動中、はんだワイヤ（説明を容易にするため図示せず）は、供給ピース４４
のチャンネル４６に送り込まれる。はんだワイヤは、インレット５２ａを通して
装置内にポンプで注入された冷却ガスによって、融点より低い温度に保たれる。
冷却ガスは、交差チャンネル５２のインレット側５２ａを通るよう強制的に送ら
れる。この冷却ガスは、インレット導管８４ａに沿って下方向へ、供給ピース４
４の供給端の方へ移動する。ガスはその後、空間７９を通りアウトレット導管８
４ｂ内へ強制的に送られ、ここでガスは上方向へ移動し、交差チャンネル５２の
アウトレット５２ｂを経由して放出される。
【００１６】 位置決め装置は、前開口部７０ａの平面円形縁が、基板の平面とはんだ液体封
を形成するよう、加熱した基板上の所定の位置へ降下される。移動ばね８２は、
位置決め装置を、掻き傷または損傷を与えることなく弾力的に堅く所定面の上に
接触させる。はんだワイヤの先端はその後、位置決め装置の連結チャンネル７４
を通ってキャビティ７２内に前進され、最終的に基板面と直接接触する。基板か
らの熱がワイヤ先端に伝達され、それによりはんだワイヤが融解し、液体はんだ
の小滴またはドットを形成する。ワイヤの全所望量がその後、送り出し機構によ
って基板上に移送される。融解した液体はんだは、供給ツールのキャビティ７２
内に制限され、いったん十分なはんだが融解されると、ワイヤと位置決めツール
はドットの位置を乱すことなく上昇される。このようにして、液体はんだのドッ
トの位置と体積が制御される。
【００１７】 図３は、例えば裸銅リードフレーム上への鉛の多いはんだの供給のような、Ｉ
Ｃ装置またはダイのためのリードフレームへのはんだの供給に、本発明がどのよ
うに適用されるかを図示するものである。この実施態様では、はんだ供給位置９
０ａ、接合位置９０ｂ、及び指標機能を有する炉９０が、供給ステーション９２
の下に設けられる。このステーションは、支持スタンド９４を有する。供給アー
ム９６は、Ｚ−方向への動作のために、支持スタンドに摺動可能に取付けられる
。位置決め装置７０の基板に対する手動による位置調整も、支持スタンド９４の
下に備えられるＸ−Ｙマイクロメータ表によって、ＸおよびＹ方向について可能
である。両方の軸は、モジュールの自動化されたＸ／Ｙ移動が、異なる供給位置
に到達するために必要であり得る、マトリックスアプリケーション及び／又はマ
ルチチップアプリケーションを取り扱うために電動化され得る。供給ピース４４
、整合ブロック４８、及び位置決め装置７０を含む供給装置は、一対のクランプ
９８を使用して供給アーム９６に取付けられる。送り込み機構９１は、ローラー
１００を備えたモータ、エンコーダ１０２、及びワイヤの存在を検知するセンサ
を含む（図示せず）。送り込み機構９１は、ワイヤを供給させるため、はんだス
プール１０６上にてはんだワイヤ１０４と連携する。
【００１８】 先の実施態様と同様に、装置は最初に、位置決め装置がその下の基板とはんだ
液体封を形成できるよう整合される。作業者はその後、手動で、または対応する
ソフトウェアおよび制御系を使用するかのいずれかによって、供給アーム９６と
整合ブロック４８の間の取付け手段を締める。はんだワイヤ１０４は、モータロ
ーラー１００の間に送り込まれ、ローラーが前方へ回転すると同時に前進する。
エンコーダ１０２は、ワイヤによって前進された実際の距離をチェックする。こ
れは、正確な量のはんだを送り込む閉ループ調整機構を生成する。センサは、ワ
イヤの存在を検知するために使用され、その検知したものは完全に自動化された
送り込み過程を可能にするためにソフトウェアで使用される。リードフレームは
炉９０に移送され、供給位置９０ａに指標付けされる。その後、位置決め装置７
０が、液体封を形成するため所定面の上に降下される。その後、ワイヤが、加熱
したリードフレームと直接接触し、正確な量のワイヤが移送されるまで、前進さ
れ、このようにして位置決め装置のキャビティ内に液体はんだドットを形成する
。その後供給装置が上昇され、リードフレームが次の位置に指標付けされる。リ
ードフレームが接合位置に到達すると、各はんだドット上に一つのダイが置かれ
る。各はんだドットを正確に位置させる本発明の機械の能力により、複雑な視覚
装置や位置制御の必要なしで、ダイを正確にはんだドット上に置くことが可能に
なる。結果として、本方法は、標準ワイヤ供給技術によって生産されたものと比
較して、ダイ整合層の歪み（ダイの傾き）がより小さいはんだ接合を生成する。
【００１９】 図４に図示される本発明の代替実施態様では、供給ピースおよび位置決め装置
は、単一のピースを形成する。この単一のピースである供給および位置決め装置
は、図４に示すように、所定面と共にはんだ液体封を形成するよう適合された、
供給端１２０を有する円筒１１８と同様な単純なものであり得る。この実施態様
では、供給ピースは円筒の受容端１２２であり、位置決め装置は円筒の供給端１
２０である。供給チャンネル１２４は、円筒の供給端までずっと下って延びる、
拡大された内径を有する。従って、チャンネル１２４の受容端１２４ａは、図２
ｃに示されるチャンネル４６と同等であり、一方チャンネル１２４の供給端１２
４ｂは、図２Ｅにおけるキャビティ７２ａと同等である。図４において、この実
施態様がどのように作動され得るかを記述するために、はんだドット１２６も図
示されている。
【００２０】 ここで図５Ａおよび５Ｂを参照すると、本発明のさらなる実施態様は、先行実
施態様に記述される前作動整合が必要なくなった、自己整合機構を備える位置決
め装置を含む。この実施態様では、供給ピース１４０には、インレット１４２と
アウトレット（図示せず）を有するガス換気系と、その中を通って固体はんだが
供給されるチャンネル１４６とが備えられる。図６Ａと６Ｂも参照すると、位置
決め装置１４８は、供給ピース１４０に連結される。供給ピースの連結要素は、
供給ピースのチャンネル１４６に連結する軸方向チャンネル１５２を有する短い
ノズル１５０の形状をしている。この実施態様では、短いノズル１５０は、供給
ピースの下部部分１４０ａと永久に連結する。供給ピース１４０の下部部分１４
０ａは、ナット１４０ｂによって、異なる位置決め装置との交換の利便性のため
、上部部分にねじ止めされている。
【００２１】 図６Ａおよび６Ｂを再び参照すると、短いノズル１５０と連携して中にキャビ
ティ１５６を形成するため、側壁１５４が備えられる。側壁には、一端（係合端
を意味する）にフランジ１５４ａが、他端（封止端を意味する）に直線縁１５４
ｂが備えられる。短いノズル１５０の外側に、コイルばね１５８が同軸上に取付
けられ、下方向側壁上に押し力を作用させる。フランジ１５４ａは、側壁と短い
ノズルとの連結を保持する。いかなる圧縮力が欠如しても、ばね１５８は、側壁
を完全に伸張した状態に保持する。供給動作中、降下機構は装置をリードフレー
ムの上に降下させる。側壁の縁１５４ｂがリードフレームに対し押圧されると、
圧縮力（図６Ｂで矢印１６０で図示される）がばね１５８に対し押し、側壁が引
き込まれる。側壁の異なる部分においての引き込み量は、リードフレームに対す
る側壁の整合によって決まる。従って、位置決め装置が傾斜した角度でリードフ
レームと接触するとしても、最初にリードフレームと接触する側壁部分は、良い
整合が達成するまで側壁全体を旋回動作させる。
【００２２】 さらに、下方向動作の距離に応じて、キャビティ１５６の高さはそれに従い低
くなる。好ましい実施態様において、ノズル１５０の端はスペーサー１５０ａが
その下に延びる叩き面１５０ｂを形成する。叩き面は、追加のおよび選択的な踏
み機能を提供するために使用することができる。この方法では、はんだドットは
、最初にリードフレームの所定面に、キャビティ１５６によって形成されたエン
クロージャ内に供給される。キャビティの高さは、完全にまたは部分的に伸張し
た位置の側壁によって規定される。その後、位置決め装置が、側壁がさらに引き
込まれるようにさらに下に押され、ノズルの叩き面が、密閉したキャビティ内の
液体はんだドットを押し、液体はんだははんだパターンを形成する。スペーサー
１５０ａは、キャビティの最小の高さを形成するよう提供され得る。（例、所望
のはんだ形の高さ）。
【００２３】 図７Ａ〜７Ｃは、本発明のさらなる実施態様を図示する。この実施態様では、
はんだ液の位置が決定されているばかりでなく、形状も前もって規定される。供
給装置２１２のチャンネル２１７には、自己整合供給ツール２１０が備えられる
。供給ツール２１０は、液体はんだを形作るため供給装置２１２の先端に取付け
られる。供給装置には、固体はんだを、加熱された基板面との接触によって融解
が開始されるまで固体状態を保つ、冷却手段が備えられる。はんだ液の形成は、
融解したはんだの流動を制限する、ツールの供給端の包囲部材つまりエンクロー
ジャ２１４によって達成される。（図７Ｂに示す図面にて、エンクロージャは点
線で示され、比較的大きく描かれる。これは説明を容易にするためで、エンクロ
ージャの高さはフレキシブルであり、使用者のニーズに従って決定され得ること
を理解すべきである）。エンクロージャは、はんだの外側への流出を最小限にす
るよう適合された、側壁２１４ａを含む。供給ツールの上部は、導管２１０ｂが
中に軸方向に設けられたノズル２１０ａを有する。ラグ２１６がツールの上部端
に備えられ、供給装置内のチャンネル２１７は、ツールが、単純な挿入−ひねり
機構によって供給装置に可逆的に取付けられ得るように、ラグに適合するノッチ
２２０を備えたフランジ２１８を有する。従って、ツールは単純にフランジ上に
「吊るされる」。フランジの上には十分な空間２２２が設けられ、上方向の力の
存在によってフランジに対してツールが上方向へ動作することが許容する。ラグ
をフランジに対して押すために、ばね２２４が使用される。チャンネルの壁は、
ツールがフランジから自由に吊るされるよう、垂直軸に対してわずかに外向きの
傾き２２５を有するよう設計される（例、チャンネルの内部壁の直径が、ツール
の外側壁の直径よりわずかに大きい）。従って、ツールがばね２２４によって基
板に垂直状態に保持されるため、供給過程中に、ツールとチャンネルの壁との間
には摩擦的な連結がない。はんだワイヤは、基板面と直接的に接触するまで、冷
たい固体状態に保持される。
【００２４】 供給過程中に、固体はんだワイヤは供給装置のチャンネル２１７とツールのチ
ャンネル２１０ｂを通って送り込まれる。供給動作の下方向ストロークの間、供
給端２１０ｃは基板の上に降下される。エンクロージャの供給縁が適切に整合さ
れ基板の表面に並行していることを確証するために、移動（over-travel ）動作
が利用される。供給装置の傾斜したチャンネル壁２２５は、ツールが適切な整合
のためいかなる方向にも傾斜できるように、十分な空間を提供する。ばね２２４
はさらに、ツールの軸方向動作を含む、動作の自由を提供する。移動動作によっ
て一度適切な整合が達成されると、はんだワイヤはそれが加熱された基板の表面
に直接接触するまで前進される。
【００２５】 本発明は、ＩＣ装置のための軟質はんだダイボンディングのためのシステムを
強調して、図１から７Ｃを参照して特に記述されているが、図は例示のみのため
であり、本発明の限定として理解すべきものではない。加えて、本発明の方法と
装置は、材料の供給が使用される多くへの有用性を有することが明らかである。
記述される本発明の趣旨と範囲を逸脱すること無しに、当業者によって多くの変
更と改良がなされ得ることが想定できる。
【００２６】 上述した整合機構は、低価格の装置に有効な機械的解決法である。他の機械的
または電子的方法による整合も、位置決めツールのキャビティと基板の所定面と
の間の、液体封を確立するため使用でき得る。さらに、好ましい実施態様に記述
した冷却手段は、様々な構成要素の異なる形状によって形成された一連の導管お
よびチャンネルを通って供給される、冷却用空気またはガスを利用しているが、
他の冷却方法が利用できることは明らかである。もし、本発明において適切な放
熱材料が使用されるときは、冷却機構は材料特性そのものになり得る。他の一例
として、冷却を提供するため、伝熱液体がその中に封入された加熱パイプが使用
され得る。キャビティの内部面は、例えば、チタンまたはチタン合金のようなは
んだ材料によって濡らすことのできない材料で作られるのが好ましい。キャビテ
ィは、はんだの濡れが可能なリードフレーム上の領域を制限するよう設計されて
いる。キャビティの理想的な直径は、少なくとも自然に濡れる領域の大きさであ
り、これは、ドットの材料および大きさによって決まる。供給工程におけるキャ
ビティの高さは、最終的に形成されるはんだドットの高さよりも高いことが最も
好ましい。異なる大きさおよび異なる形状のキャビティを有する異なる位置決め
装置が、幅広いドットの大きさの範囲に適用するよう提供され得る。例えばキャ
ビティは、ドーム形または四辺形であり得る。さらに、側壁は、四角形や円形な
ど、どのような所望の形状の縁も有し得る。図２Ａ〜２Ｅに図示される好ましい
実施態様の、位置決め装置が供給ピースに連結する単純な方法は、供給機構全体
を変更することなしに素早い便利な交換を可能にする。他の等価の構造として、
各ピースが別個に機能するよう位置される、連結されないピースとしての供給機
構と位置決め装置が挙げられる。例えば、はんだ供給装置は、一方のアームが位
置決め装置の位置を制御し、他方のアームが供給機構の位置決めを制御する、ク
ランプまたはアームの二組のセットにより作動されることもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施態様を示す概略図である。
【図２Ａ】本発明の好ましい実施態様による、整合機構と位置決め装置に連
結した供給ピースの、縦断面図である。
【図２Ｂ】図２Ａと同じ構造体の、線Ｂ−Ｂに沿った断面図である。
【図２Ｃ】好ましい実施態様による、供給ピースの縦断面図である。受容端
（ｃ４４ａ）、係合領域（ｃ４４ｃ）、および供給端（ｃ４４ｂ）の横断面図も
図示される。
【図２Ｄ】好ましい実施態様の、線Ａ−Ａに沿った断面図である。
【図２Ｅ】取付けブラケット、整合ブロック、位置決め装置、装置ホルダ、
および供給ピースの供給端の、分解図である。
【図３】本発明によるはんだ供給システムの概略図である。
【図４】本発明の他の一実施態様による、供給および位置決め装置の略断面
図である。
【図５Ａ】本発明のさらなる実施態様による、供給ピースおよび位置決め装
置の縦断面図である。
【図５Ｂ】断面が図５Ａの面から９０度回転した縦方向面である以外は、図
５Ａに示すものと同じ実施態様の断面図である。
【図６Ａ】側壁が完全に伸張した位置にある、供給ツールに連結する位置決
め装置の拡大図である。
【図６Ｂ】側壁が完全に引き込められた位置にある、供給ツールに連結する
位置決め装置の拡大図である。
【図７Ａ】本発明のさらなる実施態様の断面図である。
【図７Ｂ】図７Ａに示す実施態様の、線Ｗ−Ｗに沿った断面図である。
【図７Ｃ】図７Ａにて円Ｙ内に示す範囲の拡大図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ，ＴＲ)，ＯＡ(ＢＦ ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ， ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，Ｇ Ｍ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＭＺ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ， ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＧ，ＡＬ，ＡＭ， ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，Ｂ Ｚ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＯ，ＣＲ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ ，ＤＫ，ＤＭ，ＤＺ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ， ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，Ｉ Ｓ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＡ，ＭＤ，ＭＧ， ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＭＺ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，Ｐ Ｔ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＴＺ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ， ＶＮ，ＹＵ，ＺＡ，ＺＷ

Claims (13)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】ワイヤまたはロッド形状のはんだを基板上に供給する装置であ
    って、 前記装置を、上昇した準備位置と降下した供給位置との間で動作させる、降下
    機構と、 固体はんだが中を通過する送り込みチャンネルを有する供給ピースであって、
    該送り込みチャンネルは、そこを通って固体はんだを受容する受容端と、固体は
    んだを該基板の所定面の方へ方向づける供給端とを有し、該供給ピースはさらに
    、固体はんだの融解温度より低い温度に保持される、供給ピースと、 後方開口部と連結する前方キャビティを備える位置決め装置であって、 該キャビティは前方開口部を有し、該前方開口部の縁は、該装置が供給位置
    にあるときに密閉したキャビティを形成するように、該所定面と直接接触するよ
    う適合され、 該後方開口部は、供給動作中、固体はんだが該キャビティを通って該所定面
    の上に供給され得るように、該供給ピースの該供給端に連結される、位置決め装
    置と、 を備える装置。
  2. 【請求項２】請求項１に記載の装置であって、該位置決め装置はさらに、 遠端と近端の間の連絡のためのチャンネルを有する連結要素であって、該
    近端は該後方開口部を含み、固体はんだが該遠端から該近端へ通過し得るように
    該近端が該供給ピースに取付けられる、連結要素と、 その中に該キャビティを規定するために、該連結要素の遠端と摺動可能に
    連結する側壁と、 該装置が供給位置に降下されたときにはんだの液体封が形成されるように
    、該側壁に旋回動作を提供するための、該側壁と係合する保持機構と、 を備える装置。
  3. 【請求項３】請求項２に記載の装置であって、該側壁はさらに、伸張位置に
    おけるキャビティの高さが、引き込み位置におけるキャビティの高さより高いよ
    うに、伸張位置と引き込み位置との間で動作可能である装置。
  4. 【請求項４】請求項１乃至３のいずれかに記載の装置であって、該キャビテ
    ィの前方開口部の直径は、該液体はんだドットの自然の直径よりも大きいかまた
    は等しい装置。
  5. 【請求項５】請求項１に記載の装置であって、該位置決め装置は交換可能で
    ある装置。
  6. 【請求項６】請求項１に記載の装置であって、該供給ピースと該位置決め装
    置は、単一のピースを形成する装置。
  7. 【請求項７】請求項１に記載の装置であって、位置決め装置は供給ピースに
    堅く連結され、装置はさらに、供給動作中、前方開口部が所定面と共にはんだの
    液封封を形成するような角度に該位置決め装置の位置を保持するための、該供給
    ピースと連結された整合機構を備える装置。
  8. 【請求項８】請求項１に記載の装置であって、はんだ材料を送り込みチャン
    ネル内にて融点より低い温度に冷却するための冷却機構をさらに備える装置。
  9. 【請求項９】請求項１に記載の装置であって、位置決め装置はラグを備え、
    供給ピースの送り込みチャンネルはフランジを備え、該フランジは、該位置決め
    装置がフランジからぶら下がり得るように、該ラグが該ノッチを通して挿入され
    、かつ該位置決め装置が該チャンネル内に挿入され得るように、該ラグと適合す
    るノッチを有する装置。
  10. 【請求項１０】請求項９に記載の装置であって、ラグに下方向の張力を提供
    する、供給ピースのチャンネル内に提供されるばねをさらに備える装置。
  11. 【請求項１１】請求項１０に記載の装置であって、供給装置のチャンネルに
    は、前記ツールの全方向の動作を許容するのに十分な空間が提供される装置。
  12. 【請求項１２】はんだワイヤによる軟質はんだ供給において、液体はんだド
    ットの位置決めを制御する方法であって、 該液体はんだドットが位置される所定面を備えた基板を提供する工程と、 該基板を、該はんだ材料の融点より高い温度に加熱する工程と、 位置決め装置を、該所定面の上の決められた位置に位置させる工程であって、
    該位置決め装置は、該所定面と共にはんだの液体封を形成するキャビティを有す
    る工程と、 該はんだワイヤが該決められた位置にて所定面と直接接触し、該はんだワイヤ
    の端が液体状態に融解するまで、該はんだワイヤを該キャビティを通って前進さ
    せる工程と、 該決められた位置にて決められた体積の液体はんだドットを形成するため、融
    解していない固体はんだワイヤを引き込む工程と、 から成る方法。
  13. 【請求項１３】ダイをリードフレームに接合するはんだダイボンディングの
    方法であって、 該液体はんだドットが位置される該リードフレーム上に所定面を提供する工程
    と、 該リードフレームを該はんだ材料の融点より高い温度に加熱する工程と、 固体はんだワイヤまたはロッドを、該所定面の上の決められた位置に位置され
    た位置決め装置を使用して、該所定面の直接上に位置させる工程であって、該位
    置決め装置は、該所定面と共にはんだ液体封を形成するキャビティを有する工程
    と、 該固体はんだワイヤを該キャビティを通って該所定面と直接接触し、該はんだ
    ワイヤの端が液体状態に融解するまで前進させる工程と、 該所定面の上の該決められた位置の、該位置決め装置の該キャビティ内にて、
    決められた体積の液体はんだドットを形成する工程と、 該位置決め装置と該供給ピースとを、該はんだドットの位置を乱すことなく、
    該所定面から離す工程と、 該はんだドットの上にダイを置く工程と、 該ダイと該リードフレームの間にはんだ接合を形成するために、該リードフレ
    ームを冷却する工程と、 から成る方法。
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