JP2007149784A - Solder feeder - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、半導体装置の製造設備であるダイボンダなどに使用される半田供給装置に関する。 The present invention relates to a solder supply device used for a die bonder which is a manufacturing facility of a semiconductor device.
リードフレームを使用して半導体装置を製造する設備のダイボンダは、リードフレームのアイランドに定量の半田を供給し、供給した半田上に半導体チップをマウントしている。このダイボンダにおけるリードフレームへの半田供給は、半田ワイヤや半田テープ、半田ボールの固体半田をリードフレーム上に供給する装置と、固体半田を溶融させた液体半田をリードフレーム上に供給する装置に大別される。 A die bonder of a facility for manufacturing a semiconductor device using a lead frame supplies a certain amount of solder to an island of the lead frame, and a semiconductor chip is mounted on the supplied solder. Solder supply to the lead frame in this die bonder is largely applied to devices that supply solid solder such as solder wires, solder tapes, and solder balls onto the lead frame, and devices that supply liquid solder obtained by melting solid solder onto the lead frame. Separated.
半田ワイヤを使用した半田供給装置は、例えば図7に示すようにツール2の先端から半田ワイヤ1aを繰り出す。ツール2とリードフレーム3が相対的に接近離反動作し、両者が接近したときにツール2から繰り出された半田ワイヤ1aの先端部がリードフレーム3のアイランドに当接する。リードフレーム3は、図示しない加熱レールにより半田融点以上に予熱され、半田ワイヤ1aの先端部が当接するとこれを溶融させる。リードフレーム3に供給された半田1は円形で、必要に応じて矩形の半導体チップに合わせて半導体チップより少し大きめの矩形に押し広げられて整形される。このような整形は、半田たたきツール(半田たたき治具)を使って行われる(例えば、特許文献1参照)。
A solder supply apparatus using a solder wire feeds the solder wire 1a from the tip of the
半田テープを使用した半田供給装置は、図8に示すように長尺な半田テープ1bの先端部をカットして、カットされた矩形の半田1b’をリードフレーム3のアイランドに供給する。リードフレーム3に供給された半田1b’は、矩形のまま溶融する。この場合、半田1b’を半導体チップと同程度の大きさの矩形にしておくと、後工程で整形する必要がない。
As shown in FIG. 8, the solder supply device using the solder tape cuts the tip of the
半田ボールを使用した半導体装置は、図9に示すようにツール4の先端から半田ボール1cを1個ずつリードフレーム3上に供給する。ツール4内に自重で送給された半田ボール1cは、ツール4に給送された加圧ガスでリードフレーム3に向けて押し出されて溶融する。リードフレーム3上に供給された半田1は円形で、必要に応じて矩形の半導体チップに合わせて半導体チップより少し大きめの矩形に押し広げられて整形される。この整形も上述の半田たたきツールを使って行われる。
As shown in FIG. 9, the semiconductor device using the solder balls supplies
液体半田を直接にリードフレーム上に供給する半田供給装置の一例を、図10に示す。図10の半田供給装置(例えば、特許文献2参照)は、半田ポット5に投入した半田インゴットをヒーター6で加熱して溶融させる。半田ポット5の下端には小径のノズル7が形成され、半田ポット5の上端開口は蓋8で塞がれる。蓋8にガス配管9が連接される。ガス配管9から加圧ガスを半田ポット5内に供給してポット内の液体半田1dの上方空間を陽圧にする。この陽圧でノズル7から液体半田1dが微量ずつリードフレーム3上に吐出される。このようにリードフレーム3上に供給された半田1も、必要に応じて矩形の半導体チップに合わせて半導体チップより少し大きめの矩形に押し広げられて整形される。
An example of a solder supply device for supplying liquid solder directly onto the lead frame is shown in FIG. The solder supply device shown in FIG. 10 (see, for example, Patent Document 2) heats and melts the solder ingot charged into the
また、固形半田を溶融させてリードフレーム上に供給する半田供給装置の他の一例を、図11に示す。図11の半田供給装置は、半田ワイヤ1eをツール10に挿通し、ツール10の先端部に設置したヒーター11で加熱して溶融させ乍ら、微量ずつリードフレーム3上に供給する。ツール10の先端部内に向けて半田ワイヤ1eを送り込み、半田ワイヤ1eがツール10先端部のツール孔10’に摺動して送り込まれるタイミングで半田ワイヤ1eが順に溶融する。ツール孔10’が液体半田1e’で充填され、上方からの半田ワイヤ1eの送り込み力とガス圧でツール10の先端から液体半田1e’が吐出され、リードフレーム3上に供給される。この場合も、リードフレーム3上に供給された半田1は、必要に応じて矩形の半導体チップに合わせて半導体チップより少し大きめの矩形に押し広げられて整形される。
図7〜図9に示す各半田供給装置は、半田ワイヤや半田テープ、半田ボールを連続的に供給することでリードフレームへの連続供給ができる。しかし、固体半田をリードフレーム上に供給してリードフレームの熱で溶融させると、半田のリードフレームとの接合部分で金属学的反応(偏析)が進行して、接合部分の品質が劣化することがある。例えば、図12(A)と(B)に示すように、半田ワイヤまたは半田ボールをリードフレーム3上に供給して溶融させた場合、溶融した円形の液体半田1の周縁部1fに偏析が進行して、金属との濡れ性が低下する。この液体半田1を図示しない半田たたきツールを使って図12(C)に示すように略矩形に押し広げると、元の円形の液体半田1の周縁部1fのところが濡れ性の悪いまま残り、これが矩形の半導体チップのマウント性に影響を及ぼす。
Each of the solder supply apparatuses shown in FIGS. 7 to 9 can continuously supply the lead frame by continuously supplying solder wires, solder tapes, and solder balls. However, if solid solder is supplied onto the lead frame and melted by the heat of the lead frame, the metallurgical reaction (segregation) proceeds at the joint portion of the solder with the lead frame, and the quality of the joint portion deteriorates. There is. For example, as shown in FIGS. 12A and 12B, when a solder wire or a solder ball is supplied onto the
また、図示しないが半田テープを矩形にカットしてリードフレーム上で溶融させた液体半田も、その周縁部が金属的反応して濡れ性が低下する。この場合、略矩形の液体半田上にほぼ同程度の大きさの矩形の半導体チップをマウントするが、半導体チップと液体半田の周縁部との接合性が悪くなり、マウント性が不安定になることがある。 Further, although not shown, the liquid solder obtained by cutting the solder tape into a rectangle and melting it on the lead frame also has a metallic reaction at its peripheral edge, resulting in a decrease in wettability. In this case, a rectangular semiconductor chip of approximately the same size is mounted on a substantially rectangular liquid solder, but the bonding property between the semiconductor chip and the peripheral portion of the liquid solder is deteriorated, and the mountability becomes unstable. There is.
さらに、固体半田を使用した各半田供給装置は、リードフレーム上の定位置に定量の固体半田を正確に供給することが難しい。そのため、リードフレーム上に供給された半田の形状、量、位置にばらつきが生じ、これが後の半導体チップのマウント性を不安定なものにすることがある。 Furthermore, it is difficult for each solder supply device using solid solder to accurately supply a fixed amount of solid solder to a fixed position on the lead frame. For this reason, the shape, amount, and position of the solder supplied onto the lead frame vary, which may make the mountability of the subsequent semiconductor chip unstable.
図10に示す半田供給装置は、リードフレーム上に溶融した半田が直接に供給されるために、上記金属学的反応による品質劣化の影響が少ない。しかし、半田ポット内で半田インゴットを加熱して溶融させた液体半田が下限値まで減少すると、半田供給動作を一旦停止して、新たに半田インゴットを投入して溶融させねばならず、連続供給ができない。新たな半田インゴットの投入は、半田ポットの蓋を開いて行うが、このときにポット内の半田が酸化されて品質が劣化することがある。また、半田ポット内の液体半田の液面の上下変化による水頭圧変化や、加圧ガス圧の微妙な変動で、半田ポット下端のノズルからの半田吐出量が変動して、半田供給量の正確な制御が難しい。 The solder supply apparatus shown in FIG. 10 is less affected by the quality deterioration due to the metallurgical reaction because the molten solder is directly supplied onto the lead frame. However, when the liquid solder melted by heating the solder ingot in the solder pot decreases to the lower limit value, the solder supply operation must be temporarily stopped, and a new solder ingot must be added to melt the continuous solder supply. Can not. The introduction of a new solder ingot is performed by opening the lid of the solder pot. At this time, the solder in the pot may be oxidized to deteriorate the quality. In addition, the amount of solder discharged from the nozzle at the lower end of the solder pot fluctuates due to a change in the water head pressure due to a vertical change in the liquid level of the liquid solder in the solder pot and a slight change in the pressurized gas pressure, resulting in accurate solder supply. Is difficult to control.
また、図11に示す半田供給装置は、半田ワイヤを使用するために図7装置と同様に連続供給ができ、液体半田を使用するために図10装置と同様に金属学的反応による品質劣化の影響が少ないが、次なる問題がある。図11に示すように、半田ワイヤ1eをツール10の先端部のツール孔10’に挿通して加熱溶融させるとき、固体の半田ワイヤ1eの先端部とツール孔10’で溶融した液体半田1e’の境界部分である固液融合部分が温度、形状共に不安定な状態にある。そのため、半田ワイヤ1eを連続してツール10に送り込む動作時に固液融合部分が一時的に固まってツール孔10’の入口で詰まり、このワイヤ詰まりが影響してリードフレームへの半田供給量がばらつき、連続した半田供給動作の信頼性に欠ける問題がある。
In addition, the solder supply device shown in FIG. 11 can be continuously supplied in the same manner as the device in FIG. 7 because the solder wire is used, and the quality deterioration due to metallurgical reaction is caused in the same manner as the device in FIG. Although there is little influence, there are the following problems. As shown in FIG. 11, when the solder wire 1e is inserted into the
本発明は、かかる実情に鑑みてなされたもので、固体半田を使用した半田供給装置と液体半田を使用した半田供給装置双方の長所を活かした半田供給装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a solder supply apparatus that takes advantage of both the solder supply apparatus using solid solder and the solder supply apparatus using liquid solder.
本発明は上記目的を達成するため、収容した液体半田を下端部に設けたノズル部から吐出させる密閉容器構造のルツボと、ルツボ内で半田を加熱して溶融させる半田加熱手段と、ルツボの内圧をノズル部から液体半田を吐出させる陽圧およびノズル部からの液体半田の吐出を止める負圧に切換制御する吐出制御手段と、ルツボ内の液体半田の容積を検出する半田量検出手段と、半田量検出手段の検出信号に基づいてルツボ内に固体半田を補給する半田補給手段とを具備したことを特徴とする。 In order to achieve the above object, the present invention provides a crucible having a hermetically sealed container structure that discharges stored liquid solder from a nozzle portion provided at the lower end, solder heating means that heats and melts the solder in the crucible, and internal pressure of the crucible. Discharge control means for switching control between positive pressure for discharging liquid solder from the nozzle section and negative pressure for stopping discharge of liquid solder from the nozzle section, solder amount detection means for detecting the volume of liquid solder in the crucible, and solder And solder replenishing means for replenishing solid solder in the crucible based on the detection signal of the quantity detecting means.
ここで、ルツボは、液体半田との濡れ性の悪いセラミック系金属材料で形成された小容積の密閉容器が適用できる。このルツボと上記した従来装置の半田ポットの最たる違いは、双方の必要とする大きさ、容積が格段に相違していることである。ルツボは、常に定量の液体半田を収容して、リードフレームなどに供給して減量した分に応じて固体半田が補給されることから、容積を必要最小限に設定することができる。これに対し、従来の半田ポットは、一度に大量の半田インゴットを収容して溶融させるので、ルツボに比べ何倍もの容積のものが必要である。また、ルツボに付設される半田加熱手段は、小容積のルツボの中の少量の半田を加熱して溶融させるため、発熱量の小さな小形ヒーターが適用できる。半田補給手段でルツボ内に補給される固体半田は、半田ワイヤの他、半田テープ、半田ボールが適用でき、半田ワイヤが補給量を微調する上で有効である。 Here, as the crucible, a small-volume sealed container formed of a ceramic metal material having poor wettability with liquid solder can be applied. The main difference between this crucible and the solder pot of the above-described conventional apparatus is that the size and volume required by both are markedly different. Since the crucible always contains a certain amount of liquid solder and is supplied to the lead frame or the like and solid solder is replenished in accordance with the reduced amount, the volume can be set to the minimum necessary. On the other hand, the conventional solder pot accommodates and melts a large amount of solder ingots at a time, and therefore requires a volume several times that of the crucible. Further, since the solder heating means attached to the crucible heats and melts a small amount of solder in a small volume crucible, a small heater with a small calorific value can be applied. Solid solder replenished in the crucible by the solder replenishment means can be applied to solder tape, solder balls, solder wires, and is effective for fine adjustment of the replenishment amount.
本発明においては、ルツボ内の液体半田の吐出と吐出停止を制御する吐出制御手段は、ルツボ内に加圧ガスを供給して陽圧にするガス供給系と、ルツボ内に供給された加圧ガスを吸引して負圧にするガス吸引系を備えた構造とすることができる。この吐出制御手段のガス供給系は、ルツボ内に窒素ガスなどの不活性ガスと水素ガスなどの還元ガスの混合ガスを給送するものが望ましい。このような混合ガスの加圧ガスは、ルツボ内に給送されると、ノズル部から液体半田を吐出させると共に、ルツボ内の液体半田の酸化を防止し、かつ、還元して半田品質を安定させる。また、ガス吸引系は、真空ポンプに直結された真空吸引系で、ルツボ内を負圧にすることでノズル部からの液体半田吐出を停止させると共に、液だれを阻止する。ガス供給系とガス吸引系は、共通のルツボに切換バルブを介し連結して、切換バルブを半田供給の動作に合わせて適宜に切換制御する。 In the present invention, the discharge control means for controlling the discharge and stoppage of the liquid solder in the crucible includes a gas supply system for supplying a pressurized gas into the crucible to make a positive pressure, and a pressurization supplied in the crucible. It can be set as the structure provided with the gas suction system which suck | inhales gas and makes a negative pressure. The gas supply system of the discharge control means preferably supplies a mixed gas of an inert gas such as nitrogen gas and a reducing gas such as hydrogen gas into the crucible. When the pressurized gas of such a mixed gas is fed into the crucible, it discharges liquid solder from the nozzle part, prevents oxidation of the liquid solder in the crucible, and reduces it to stabilize the solder quality. Let The gas suction system is a vacuum suction system that is directly connected to the vacuum pump, and by stopping the discharge of the liquid solder from the nozzle portion by setting the inside of the crucible to a negative pressure, the dripping is prevented. The gas supply system and the gas suction system are connected to a common crucible via a switching valve, and the switching valve is appropriately switched in accordance with the solder supply operation.
また、本発明においては、半田量検出手段は、ルツボ内の液体半田の液面高さを検出する通電式液面センサを備える構造とすることができる。この通電式液面センサは、ルツボ内の定位置に電極を設置し、ルツボ内の液体半田の液面に電極が浸ると液体半田に通電して液面が電極の高さにある検出をし、液面が電極から離れる高さまで下がると液体半田への通電が無くなって液面が電極の所定の高さ以下に下がったことを検出する。この液面の高さ変動の検出で、ルツボ内の液体半田の容積の増減が検出され、この検出で液体半田の容積を所定値に保持する制御を正確に行うことができる。なお、半田量検出手段は通電式液面センサに限らず、液体半田の液面の上下動を光学式に検出する光学式液面センサや、ルツボ内に供給される加圧ガスのガス圧変動を検知して、液体半田の容積を検出するガス圧センサ装置を適用することもできる。 In the present invention, the solder amount detection means can be structured to include an energized liquid level sensor that detects the liquid level height of the liquid solder in the crucible. This energizing type liquid level sensor has an electrode installed at a fixed position in the crucible, and when the electrode is immersed in the liquid surface of the liquid solder in the crucible, the liquid solder is energized to detect that the liquid level is at the height of the electrode. When the liquid level is lowered to a height away from the electrode, it is detected that the liquid solder is not energized and the liquid level is lowered below a predetermined height of the electrode. By detecting the change in the liquid level, an increase or decrease in the volume of the liquid solder in the crucible is detected. With this detection, it is possible to accurately control the volume of the liquid solder at a predetermined value. The solder amount detection means is not limited to the energized liquid level sensor, but an optical liquid level sensor that optically detects the vertical movement of the liquid level of the liquid solder, and the gas pressure fluctuation of the pressurized gas supplied into the crucible. It is also possible to apply a gas pressure sensor device that detects the volume of the liquid solder.
さらに、本発明においては、半田補給手段は、ルツボにルツボ外からルツボ内の液体半田に向けて挿通された半田ワイヤと、この半田ワイヤをルツボ外からルツボ内へと送給するワイヤ送り機構を備えた構造とすることができる。ここでの半田ワイヤの線径は任意であり、ルツボの蓋や側壁をシール材を介して貫通してルツボ内に挿通される。ルツボを使ってリードフレームなどへの半田供給を行い、ルツボ内の液体半田の容積が減少して液面が規定高さから少し下がると、これを半田量検出手段で検出する。この検出信号に基づいて半田ワイヤをルツボ内に繰り出し、半田ワイヤの先端部を液体半田に浸漬して溶融させ、液体半田の減少分に応じて液体半田を補給する。このようにすることでルツボ内の液体半田の容積がほぼ一定値に制御することができ、常に安定したばらつきの無いガス圧、水頭圧で液体半田の供給が行える。 Further, in the present invention, the solder replenishing means includes a solder wire inserted into the crucible from the outside of the crucible toward the liquid solder in the crucible, and a wire feeding mechanism for feeding the solder wire from the outside of the crucible to the inside of the crucible. It can be set as the structure provided. The wire diameter of the solder wire here is arbitrary, and is inserted into the crucible through the lid or side wall of the crucible through a sealing material. Solder is supplied to a lead frame or the like using a crucible, and when the volume of liquid solder in the crucible decreases and the liquid level falls slightly from a specified height, this is detected by the solder amount detecting means. Based on this detection signal, the solder wire is fed into the crucible, the tip of the solder wire is immersed and melted in the liquid solder, and the liquid solder is replenished according to the decrease in the liquid solder. By doing so, the volume of the liquid solder in the crucible can be controlled to a substantially constant value, and the liquid solder can be always supplied with a stable and consistent gas pressure and water head pressure.
また、本発明においては、ルツボの下端のノズル部は、ルツボ内の液体半田を吐出する吐出口から吐出された液体半田を側方に放射状に拡げて整形する逆皿形状の半田たたきツールを備えた構造とすることができる。なお、ルツボのノズル部は、ルツボの底に設けたノズル孔のみの構造とすることもできる。リードフレームなどの半田供給の対象物への1回の半田供給量や、供給した半田に要求される形状により、ノズル孔から吐出された半田を半田たたきツールで押し広げて所定の形状に整形する必要がある場合が多く、そこで、半田たたきツール自体をルツボのノズル部に一体に形成する。このようにするとノズル部から液体半田を吐出する動作時に半田たたき動作が同時進行的に行われて、半田供給の作業性がよくなる。 Further, in the present invention, the nozzle portion at the lower end of the crucible is provided with an inverted dish-shaped soldering tool for spreading and shaping the liquid solder discharged from the discharge port for discharging the liquid solder in the crucible radially. Structure. It should be noted that the crucible nozzle portion may be configured with only nozzle holes provided in the bottom of the crucible. Depending on the amount of solder supplied to a solder supply target such as a lead frame and the shape required for the supplied solder, the solder discharged from the nozzle hole is pushed out with a soldering tool and shaped into a predetermined shape. In many cases, the soldering tool itself is formed integrally with the nozzle portion of the crucible. In this way, the soldering operation is performed simultaneously during the operation of discharging the liquid solder from the nozzle portion, and the workability of supplying solder is improved.
本発明の半田供給装置によれば、ルツボ内の液体半田の一部がノズル部から吐出されて容積が減少すると、これを半田量検出手段が検出して半田補給手段が減少分に応じた量の半田を補給するので、リードフレームなどに液体半田を連続的に供給することができ、この連続供給の間、ルツボ内の液体半田の量がほぼ定値に維持される。そのため、ルツボ内の液体半田の全容積は必要最小限の少量でよくなり、ルツボに小形で軽量のものが適用でき、しかも、ルツボ内の少量の半田はヒーターなどの加熱手段で効率よく加熱して液体半田とすることができるという優れた効果を奏し得る。さらに、密閉容器構造のルツボ内を常に不活性ガス雰囲気に保持することができるので、ルツボ内の液体半田の品質劣化の心配が無くなり、常に高品質の半田をリードフレームなどの半田供給対象物に供給することができる。 According to the solder supply device of the present invention, when a part of the liquid solder in the crucible is discharged from the nozzle portion and the volume is reduced, this is detected by the solder amount detection means, and the solder replenishment means is an amount corresponding to the decrease. Therefore, the liquid solder can be continuously supplied to the lead frame or the like, and the amount of the liquid solder in the crucible is maintained at a substantially constant value during the continuous supply. Therefore, the total volume of liquid solder in the crucible can be reduced to the minimum necessary amount, and a small and lightweight solder can be applied to the crucible, and the small amount of solder in the crucible can be efficiently heated by a heating means such as a heater. Thus, an excellent effect that the liquid solder can be obtained can be obtained. In addition, since the inside of the crucible with a sealed container structure can always be maintained in an inert gas atmosphere, there is no need to worry about quality deterioration of the liquid solder in the crucible, and high quality solder is always used as a solder supply object such as a lead frame. Can be supplied.
以下、本発明の実施の形態を図1〜図6を参照して説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS.
図1に示す半田供給装置は、密閉容器構造のルツボ21を備える。ルツボ21は小容積のセラミック系金属製の円筒で、下端部に漏斗状のノズル部22を有し、上端部に蓋部23を一体に有する。ルツボ21内に液体半田20がほぼ定量に容積制御されて収容される。液体半田20がノズル部22から少量ずつ吐出されて、半田供給対象物の例えばリードフレーム3上に供給される。リードフレーム2は半導体装置の製造設備であるダイボンダに使用されるもので、リードフレーム2の複数箇所のアイランドに定量ずつ半田が供給され、供給された半田上に半導体チップがマウントされる。
The solder supply apparatus shown in FIG. 1 includes a
リードフレーム2に半田供給するルツボ21は、内容積が例えば(内径)5mm×(高さ)20mmの必要最小限の容積である。このルツボ21に液体半田20を加熱して液体に維持する半田加熱手段30と、ルツボ21の内圧を陽圧と負圧に切換制御する吐出制御手段40と、液体半田20の容積を検出する半田量検出手段50と、半田量検出手段50の検出信号に基づいてルツボ21内に固体半田を補給する半田補給手段60が設置される。ルツボ21の下端に設けたノズル部22は、ルツボ21の漏斗状底面の中央部を貫通するノズル孔23と、ノズル孔23の下端開口から側方に延在する逆皿状の半田たたきツール24を備える。
The
半田加熱手段30は、ルツボ21の下部外周に装着された円筒状のヒーター31を備える。ヒーター31に通電することで、ルツボ21が加熱されて内部の半田が溶融して液体半田20となる。ヒーター31は、液体半田20が常に適度な温度を保持するように通電量が制御される。
The solder heating means 30 includes a
吐出制御手段40は、ルツボ21の内圧をノズル部22から液体半田20を吐出させる陽圧と、ノズル部22からの液体半田20の吐出を止める負圧との間で切換制御する。図1に示される吐出制御手段40は、ルツボ21内にコンプレッサー42からの加圧ガスを供給して陽圧にするガス供給系41と、ルツボ21内を真空ポンプ44で適宜に真空吸引して負圧にするガス吸引系43を備える。ガス供給系41とガス吸引系43は、切換バルブ45を介してルツボ21の蓋部23に形成されたガス出入口25に連接される。切換バルブ45は、半田供給動作に合わせて適宜に切換制御される。図1に示す切換バルブ45は、ルツボ21とガス吸引系43を連接して、ルツボ21内が負圧に保持されて、ノズル部22からの液体半田20の吐出が止められ、液だれが阻止される。図2に示す切換バルブ45は、ルツボ21とガス供給系41を連接して、ルツボ21内が陽圧に保持されて、ノズル部22から後述するように液体半田20が少量ずつ吐出される。ガス供給系41からルツボ21内に送給される加圧ガスは、窒素ガスの不活性ガスと水素ガスの還元ガスの混合ガスで、ルツボ21内の液体半田20の酸化を防止し、高品質を維持する。ガス吸引系43はルツボ21内の混合ガスを吸引し、ルツボ21内の半田酸化防止の雰囲気を保持する。
The discharge control means 40 switches and controls the internal pressure of the
半田量検出手段50は、ルツボ21内の液体半田20の液面高さを検出して液体半田20の容積増減を検知し、容積が規定の範囲内に維持されるように制御する。図1に示す半田量検出手段50は、ルツボ21内に設置した2本の電極棒51、52と、両電極棒51、52間の通電の有無を検出する検流計53とその電源54を備えた通電式液面センサで、以下、必要に応じ半田量検出手段50を液面センサ50と称する。この液面センサ50の一対の電極棒51、52は、ルツボ21内の上端部から下方に延び、各々の下端が液体半田20の液面の高さに固定してある。図4(A)に示すように、液体半田20の液面が両電極棒51、52の少なくとも一方の下端より下がると、両電極棒51、52間の通電が停止し、これを検流計53が検出して、液体半田20の容積が規定値より減少したことを検知する。図4(B)に示すように、液体半田20の液面が両電極棒51、52の下端より上がり、両電極棒51、52の下端部が液体半田20に浸漬されると、両電極棒51、52間に液体半田20を通じた通電が発生し、これを検流計53が検出して液体半田20の容積が規定値まで増量したことが検知される。検流計53の検知信号が半田補給手段60の図示しない制御回路に送られて、半田補給手段60が作動し、ルツボ21内の液体半田20がほぼ定量になるよう制御される。
The solder amount detection means 50 detects the liquid level height of the
半田補給手段60は、液体半田20の減量分に応じてルツボ21内に固定半田の半田ワイヤ61を給送し、この半田ワイヤ61の先端部分を液体半田20に浸漬して溶融させる。ルツボ21内への半田ワイヤ61の給送はワイヤ送り機構63で行われる。ワイヤ送り機構63は、長尺な半田ワイヤ61が巻回されたスプール64と、スプール64から繰り出された半田ワイヤ61をルツボ21へと案内するガイド65と、ガイド65とルツボ21の間に配置された一対の送りローラ66、67を備える。送りローラ66、67はゴムローラと金属ローラの一対で、両ローラが半田ワイヤ61を挟持して回転することで、半田ワイヤ61がルツボ21に送り込まれる。ルツボ21の蓋部23に貫通させて固定したシール材62を半田ワイヤ61が貫通してルツボ21内に給送され、ルツボ21内が気密な不活性・還元ガス雰囲気に保持される。
The solder replenishing means 60 feeds the
次に、上記した実施の形態による半田供給の動作例を説明する。 Next, an example of solder supply operation according to the above-described embodiment will be described.
図1の状態でルツボ21内に定量の液体半田20が収容され、ルツボ21内が負圧に制御されて液体半田20の吐出と液だれが阻止される。この状態でルツボ21がリードフレーム3に向けて下降し、図2に示すように半田たたきツール24の下面がリードフレーム3に接触するタイミング、或いは、接触する少し前のタイミングで切換バルブ45をガス供給系41に切り換える。ルツボ21に加圧ガスが送給されてルツボ21が陽圧になり、液体半田20がノズル孔23に押し出され、ノズル孔23の下端の吐出口から半田たたきツール24の内部空間へと放射状に拡がる。半田たたきツール24の内部空間は、矩形の半導体チップとほぼ同じ矩形の空間で、この内部空間に液体半田20が充填されるように吐出されたタイミングで切換バルブ45をガス吸引系43に切り換える。図3(A)に示すように、リードフレーム3に対してルツボ21を上昇させると、リードフレーム3上に半田たたきツール24で決められた定量の半田20aが残る。この半田20aは、図3(B)に示すようにほぼ矩形を成し、後工程で半田20a上に図3(B)の鎖線で示す半導体チップ70がマウントされる。半田20aは液体半田20をリードフレーム3上に直接に吐出し、吐出と同時に半田たたきツール24で整形しているので、リードフレーム3との金属的反応の進行がほとんど無く、半導体チップ70が常にマウント性よく接合される。また、ルツボ21に半田たたきツール24を一体に形成して、半田吐出と同時に整形するので、特別な半田たたき工程を省略してチップマウントができる。
In the state of FIG. 1, a certain amount of
以上の半田供給動作において、半田量検出手段50がルツボ21内の液体半田20の液面高さから半田量を監視し、半田量が規定値以下に減少して検流計53から通電停止の信号が半田補給手段60の制御回路に出力されると、ワイヤ送り機構63が作動して半田ワイヤ61をルツボ21内に給送する。図4(B)に示すように、半田ワイヤ61が送りローラ66、67の回転で送りが掛けられると、半田ワイヤ61の先端部が液体半田20中に挿入され、挿入と同時に溶融する。液体半田20の減少分に応じて半田ワイヤ61の送り量を制御することで、ルツボ21内の液体半田20の容積がほぼ一定に保持され、ルツボ21内における液体半田20の液面高さがほぼ一定に維持される。従って、ノズル部22から液体半田20を吐出させる際のガス圧や水頭圧を一定に制御することが容易にでき、常に吐出量を一定に制御することができて、リードフレーム3上への半田供給量の正確な制御が容易になる。また、ルツボ21内の液体半田20が定量に制御されるので、リードフレーム3の複数箇所、複数のリードフレーム3への半田供給動作を一旦停止させることなく連続的に行うことができる。
In the above-described solder supply operation, the solder amount detection means 50 monitors the solder amount from the liquid level of the
なお、本発明の半田供給装置は、上記した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。 In addition, the solder supply apparatus of this invention is not limited to above-described embodiment, Of course, various changes can be added within the range which does not deviate from the summary of this invention.
例えば、図5に示すように、ルツボ21の下端部に半田たたきツール24’を着脱自在に取り付けるようにしてもよい。ルツボ21の下端のノズル部22を漏斗状に形成して、このノズル部22に別体の半田たたきツール24’をねじ込み式やピン止め式にして着脱自在に取付ける。リードフレーム3上にルツボ21の1回の動作で供給する半田量と、供給して整形する形状に対応する種類の半田たたきツール24’をノズル部22に、他の種類の半田たたきツールと交換可能に取付ける。
For example, as shown in FIG. 5, a
また、図5のルツボ21から半田たたきツール24’を取り外して、図6に示すように半田たたきツールのないノズル部22で直接にリードフレーム3に液体半田20を吐出するようにして、半田供給することも可能である。この場合、リードフレーム3上に液体半田20が円形のドット状に供給され、後で必要に応じて半田たたきにより整形が行われる。
Further, the soldering tool 24 'is removed from the
3 リードフレーム
20 液体半田
21 ルツボ
22 ノズル部
23 ノズル孔
23 蓋部
24 半田たたきツール
30 半田加熱手段
31 ヒーター
40 吐出制御手段
41 ガス供給系
43 ガス吸引系
44 真空ポンプ
45 切換バルブ
50 半田量検出手段
50 液面センサ
51、52 電極棒
53 検流計
54 電源
60 半田補給手段
61 固体半田、半田ワイヤ
62 シール材
63 ワイヤ送り機構
3 Lead
Claims (5)
前記ルツボ内で半田を加熱して溶融させる半田加熱手段と、
前記ルツボの内圧を、前記ノズル部から液体半田を吐出させる陽圧および前記ノズル部からの液体半田の吐出を止める負圧に切換制御する吐出制御手段と、
前記ルツボ内の液体半田の容積を検出する半田量検出手段と、
前記半田量検出手段の検出信号に基づいて前記ルツボ内に固体半田を補給する半田補給手段と、
を具備したことを特徴とする半田供給装置。 A crucible having a sealed container structure for discharging the contained liquid solder from a nozzle portion provided at a lower end portion;
Solder heating means for heating and melting the solder in the crucible;
A discharge control means for switching and controlling the internal pressure of the crucible between a positive pressure for discharging liquid solder from the nozzle portion and a negative pressure for stopping discharge of liquid solder from the nozzle portion;
Solder amount detection means for detecting the volume of liquid solder in the crucible;
Solder replenishing means for replenishing solid solder in the crucible based on the detection signal of the solder amount detecting means;
A solder supply device comprising:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005339347A JP2007149784A (en) | 2005-11-24 | 2005-11-24 | Solder feeder |
Applications Claiming Priority (1)
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ID=38210865
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011083817A (en) * | 2009-10-19 | 2011-04-28 | Canon Machinery Inc | Solder feeding device |
JP2011083780A (en) * | 2009-10-13 | 2011-04-28 | Canon Machinery Inc | Solder feeding apparatus and solder feeding method |
JP2015019001A (en) * | 2013-07-12 | 2015-01-29 | 本田技研工業株式会社 | Semiconductor chip mounting method, semiconductor device and mounting jig |
-
2005
- 2005-11-24 JP JP2005339347A patent/JP2007149784A/en active Pending
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