JP2009182012A - Method and apparatus of manufacturing semiconductor device - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、鉛フリーはんだを用いた半導体装置の製造方法および半導体装置の製造装置に関する。 The present invention relates to a semiconductor device manufacturing method and a semiconductor device manufacturing apparatus using lead-free solder.
図14は、従来の半導体装置の要部断面図である。この半導体装置は、放熱板である銅ベース21と、この上に固着される絶縁回路基板80と、この絶縁回路基板80上に固着する半導体チップ35と、樹脂ケース1と、樹脂ケース1の内枠3に固着される複数の外部導出端子(以下、単に端子4という)と、半導体チップ35と接続するボンディングワイヤ38とで構成される。
絶縁回路基板80は、絶縁基板24の裏側に形成される金属箔である裏面銅箔23と表側に形成される回路パターン25で構成され、回路パターン25は配線パターンとエミッタ銅箔27およびコレクタ銅箔28で構成される。裏側銅箔23と銅ベース21は鉛はんだ68で固着する。コレクタ銅箔28と半導体チップ35(IGBTなど)が鉛はんだ68で固着し、コレクタ銅箔28とコレクタ端子37(端子4)を鉛はんだ71で固着する。半導体チップ35の図示しないエミッタ電極とエミッタ銅箔27はボンディングワイヤ38で接続する。エミッタ銅箔27とエミッタ端子36(端子4)を鉛はんだ71で固着し、図示しない配線パターンと端子を鉛はんだで固着する。半導体チップ35の図示しないゲートパッドと配線パターンがボンディングワイヤで接続する。
図15〜図21は、従来の半導体装置の製造方法を工程順に示した要部製造工程図である。図の左側の端子4は信号用端子(ゲート端子など)を示し、中央と右側の端子4は主端子(エミッタ端子やコレクタ端子)を示す。また、端子の下面6の高さがそれぞれの端子で異なるのは、樹脂ケース1の熱ストレスによる変形や製造交差などを模擬して表したためである。
FIG. 14 is a cross-sectional view of a main part of a conventional semiconductor device. The semiconductor device includes a
The insulated
15 to 21 are main part manufacturing process diagrams showing a conventional method of manufacturing a semiconductor device in the order of processes. The
樹脂ケース1に固着した端子4をフラックス槽61に浸漬させてフラックス62を塗布する(図15)。
つぎに、フラックス62が塗布された端子4を鉛はんだ槽63に浸漬して鉛はんだ64を端子4に予備はんだする(図16)。
鉛はんだ槽63の温度は270℃程度で浸漬時間は15秒程度である。
つぎに、端子4を鉛はんだ槽か63から取り出す(図17)。このとき、図に示すように、端子の下面6に付いた鉛はんだ64は重力で下方へ垂れ下がりツララ状の凸部65が出来る。このツララ状の凸部65が形成されると端子4に付いた鉛はんだ64の凸部65が絶縁回路基板80に当たり端子4が付いている樹脂ケース1と絶縁回路基板80が付いている銅ベース21を接着剤26で固着するのが困難になる。また、ツララ状の凸部65ができると、端子4と絶縁回路基板80の間隔が広がりこの間に挟まれた鉛はんだ64の形状が中央部が細くなりフィレット形状が悪化して端子4と鉛はんだ64との接合強度が弱まり信頼性が低下する。これらを避けるためこの凸部65を平坦化する次の工程が必要となる。
つぎに、このツララ状の凸部65を平坦化するために、押し付け治具66で端子の下面6の鉛はんだ64を押し当てて鉛はんだ64を平坦化する(図18)。この押し付け治具66の温度は常温であり、押し付け圧力は鉛はんだ64がまだ固化していない柔らかい状態なので、例えば数100dyn程度以上あればよい。
The
Next, the
The temperature of the
Next, the
Next, in order to flatten the ridge-
つぎに、クリーム鉛はんだ67をデスペンサーで絶縁回路基板80上に数mm程度の厚さに塗布した後、端子4が付いている樹脂ケース1を位置合わせする。このときクリーム鉛はんだ67に端子の下部の先端部近傍5(下面含む)が包み込まれるようにする。位置合わせ後、樹脂ケース1の外枠2と銅ベース21を接着剤26で固着する(図19)。
つぎに、銅ベース21と絶縁回路基板80と樹脂ケース1が接触した状態で所定の圧力を印加しながらリフロー炉69を通して端子4と絶縁回路基板80をはんだ付けをする(図20)。リフロー炉69の温度は260℃程度である。
その後、樹脂ケース1内に封止材である、例えばゲル17などを注入し、蓋18して、半導体装置が完成する(図21)。
また、特許文献1において、特別の治具を用いることなく主端子および信号端子が導体パターンの所定位置に正確に位置決めされ、それらの端子が全面で確実に導体パターン上に接触し、傾斜してはんだ付けされることがない複合半導体装置について記載されている。
Next, the
Thereafter, for example, a
Further, in
しかし、図14のように、鉛はんだ68、71を用いた従来の半導体装置では環境汚染の問題があり、鉛フリー化が進められている。しかし、鉛フリーはんだを用いた場合には次のような不具合が発生する。
前記の従来工程においては、図18に示すはんだの平坦化において、融点が高い鉛フリーはんだは、浸漬した後、平坦化のための押し付け治具66に端子4を移動させる過程でツララ状の凸部が固化し、平坦化ができない。
平坦化できないと、リフロー炉69を通すときに、端子4に付いた余分なはんだが流れ出し、回路配線を短絡させたり、端子4と絶縁回路基板80(回路パターン25)との良好なはんだ付けが阻害されて信頼性が低下する。
また、はんだの厚み(高さ)が厚くなりすぎる(高くなりすぎる)と逆フィレット(はんだが中央部で狭くなっている形状)ができて端子とはんだの界面での接合強度が低下して信頼性が低下する。
また、はんだの高さ(厚さ)が数mm程度以上に高く(厚く)なると絶縁ケース1と銅ベース21との固着が接着剤26で良好にできなくなり信頼性が低下する。
この発明の目的は、前記の課題を解決して、鉛フリーはんだの平坦化が容易にできて端子と絶縁回路基板との良好なはんだ付けができる半導体装置の製造方法および半導体装置の製造装置を提供することにある。
However, as shown in FIG. 14, the conventional semiconductor device using the
In the above-described conventional process, in the solder flattening shown in FIG. 18, the lead-free solder having a high melting point is immersed, and after the
If flattening is not possible, excess solder attached to the
Also, if the thickness (height) of the solder becomes too thick (too high), a reverse fillet (a shape in which the solder is narrowed at the center) can be formed, and the bonding strength at the interface between the terminal and the solder is lowered, resulting in reliability. Sex is reduced.
Further, if the height (thickness) of the solder is higher (thickness) than about several mm, the
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a semiconductor device manufacturing method and a semiconductor device manufacturing apparatus that can solve the above-described problems and facilitate the flattening of lead-free solder and can perform good soldering between a terminal and an insulated circuit board. It is to provide.
前記の目的を達成するために、樹脂ケースに固着している外部導出端子と該外部導出端子の下面を絶縁回路基板に鉛フリーはんだで固着する半導体装置の製造方法において、前記外部導出端子の下面を含む先端部近傍をフラックス槽に浸漬させてフラックスを塗布する工程と、前記フラックス槽から前記外部導出端子を取り出し加熱器(例えば、熱板や恒温槽など)で前記フラックスが塗布された前記外部導出端子を加熱し前記フラックスを活性化させる工程と、前記外部導出端子の前記フラックスが塗布された前記先端部付近を鉛フリーはんだ槽に浸漬して前記先端部付近に予備はんだをする工程と、前記外部導出端子を前記鉛フリーはんだ槽から取り出す工程と、前記樹脂ケースを上下反転して前記外部導出端子の下面を上方へ向け前記樹脂ケースを上下方向に振動させて前記外部導出端子の下面に付いている鉛フリーはんだの表面を平坦化する工程とを含む製造方法とする。
また、樹脂ケースに固着している外部導出端子と該外部導出端子の下面を絶縁回路基板に鉛フリーはんだで固着する半導体装置の製造方法において、前記外部導出端子の下面を含む先端部付近をフラックス槽に浸漬させてフラックスを塗布する工程と、前記フラックス槽から前記外部導出端子を取り出し加熱器(例えば、熱板や恒温槽など)で前記フラックスが塗布された前記外部導出端子を加熱し前記フラックスを活性化させる工程と、前記外部導出端子の前記フラックスが塗布された前記先端部付近を鉛フリーはんだ槽に浸漬して前記先端部付近に予備はんだをする工程と、前記外部導出端子を前記鉛フリーはんだ槽から取り出す工程と、所定の温度の熱板の上に配置した該熱板より熱容量の小さな板(例えば、金属板やカーボン板など)に前記外部導出端子の下面に付いている鉛フリーはんだを所定の圧力で押さえつけて該鉛フリーはんだの表面を平坦化する工程とを含む製造方法とする。
In order to achieve the above object, in the method of manufacturing a semiconductor device in which an external lead terminal fixed to a resin case and a bottom face of the external lead terminal are fixed to an insulating circuit board with lead-free solder, the bottom face of the external lead terminal A step of immersing the vicinity of the tip including the flux in a flux tank and applying the flux; and taking out the external lead terminal from the flux tank and applying the flux with a heater (for example, a hot plate or a thermostat) Heating the lead-out terminal and activating the flux; immersing the vicinity of the tip of the external lead-out terminal where the flux is applied in a lead-free solder bath and pre-soldering near the tip; The step of taking out the external lead-out terminal from the lead-free solder bath, and turning the resin case upside down so that the bottom surface of the external lead-out terminal faces upward A manufacturing method comprising a step of flattening the surface of the lead-free solder that is attached fat case the lower surface of the vertically is allowed by the externally leading terminals vibration to.
Also, in a method of manufacturing a semiconductor device in which an external lead terminal fixed to a resin case and a bottom surface of the external lead terminal are fixed to an insulated circuit board with lead-free solder, a flux near the tip including the bottom surface of the external lead terminal A step of applying a flux by immersing in a bath; and taking out the external lead terminal from the flux bath and heating the external lead terminal to which the flux has been applied with a heater (for example, a hot plate or a thermostatic bath). Activating the external lead terminal, immersing the vicinity of the tip of the external lead terminal coated with the flux in a lead-free solder bath, preliminarily soldering the lead part near the lead part, and connecting the external lead terminal to the lead A step of removing from the free solder bath and a plate having a smaller heat capacity than the hot plate placed on the hot plate at a predetermined temperature (for example, a metal plate or a carbon plate) A manufacturing method comprising a step of flattening the surface of 該鉛 free solder lead-free solder that is attached to the lower surface pressed at a predetermined pressure of the externally leading terminals.
また、樹脂ケースに固着している外部導出端子と該外部導出端子の下面を絶縁回路基板に鉛フリーはんだで固着する半導体装置の製造方法において、前記外部導出端子の下面を含む先端部付近をフラックス槽に浸漬させてフラックスを塗布する工程と、前記フラックス槽から前記外部導出端子を取り出し加熱器(例えば、熱板や恒温槽など)で前記フラックスが塗布された前記外部導出端子を加熱し前記フラックスを活性化させる工程と、前記外部導出端子の前記フラックスが塗布された前記先端部付近を鉛フリーはんだ槽に浸漬して前記先端部付近に予備はんだをする工程と、前記外部導出端子を前記鉛フリーはんだ槽から取り出す工程と、前記樹脂ケースを上下反転して前記外部導出端子下面を上方へ向け該外部導出端子に付いている鉛フリーはんだの表面を掃引板で掃引して前記鉛フリーはんだの表面を平坦化する工程とを含む製造方法とする。
また、樹脂ケースに固着している外部導出端子と該外部導出端子を絶縁回路基板に鉛フリーはんだで固着する半導体装置の製造装置において、前記樹脂ケースを保持する保持手段と、前記樹脂ケースを上下させて前記外部導出端子をフラックス槽およびはんだ槽に前記外部導出端子を出し入れし、さらに次工程に移動させる運搬手段と、前記外部導出端子の先端部に塗布されたフラックスを加熱して該フラックスを活性化する活性化手段と、前記外部導出端子の下面に付いた鉛フリーはんだの表面を平坦にする平坦化手段とを備える製造装置とする。
Also, in a method of manufacturing a semiconductor device in which an external lead terminal fixed to a resin case and a bottom surface of the external lead terminal are fixed to an insulated circuit board with lead-free solder, a flux near the tip including the bottom surface of the external lead terminal A step of applying a flux by immersing in a bath; and taking out the external lead terminal from the flux bath and heating the external lead terminal to which the flux has been applied with a heater (for example, a hot plate or a thermostatic bath). Activating the external lead terminal, immersing the vicinity of the tip of the external lead terminal coated with the flux in a lead-free solder bath, preliminarily soldering the lead part near the lead part, and connecting the external lead terminal to the lead A step of taking out from the free solder bath, and the lead attached to the external lead-out terminal by turning the resin case upside down so that the bottom face of the external lead-out terminal faces upward By sweeping the free solder surface sweep plate and manufacturing method comprising a step of planarizing the lead-free solder surface.
Further, in a semiconductor device manufacturing apparatus in which an external lead terminal fixed to a resin case and the external lead terminal are fixed to an insulated circuit board with lead-free solder, a holding means for holding the resin case; The external lead-out terminal is moved into and out of the flux bath and the solder bath, and further transported to the next process, and the flux applied to the tip of the external lead-out terminal is heated to cause the flux to flow. The manufacturing apparatus includes activation means for activating and flattening means for flattening the surface of the lead-free solder attached to the lower surface of the external lead-out terminal.
また、前記活性化手段が、所定の温度に保持された加熱機構であるとよい。
また、前記平坦化手段が、前記樹脂ケースの上下を反転し前記外部導出端子の下面を上方へ向ける反転機構と、前記鉛フリーはんだの表面を平坦化するために前記樹脂ケースを介して前記外部導出端子に振動を与える振動機構とを備えるとよい。
また、前記平坦化手段が、前記外部導出端子の下面に付いた前記鉛フリーはんだの表面を金属板に押さえつける加圧機構と、前記金属板を加熱する加熱機構と、前記金属板を前記樹脂ケースに脱着する脱着機構とを備えるとよい。
また、前記平坦化手段が、前記樹脂ケースの上下を反転し前記外部導出端子の下面を上方へ向ける反転機構と、前記外部導出端子の下面に付いた鉛フリーはんだの表面を掃引板で掃引する掃引機構とを備えるとよい。
The activation means may be a heating mechanism that is maintained at a predetermined temperature.
In addition, the flattening means reverses the top and bottom of the resin case and turns the lower surface of the external lead-out terminal upward, and the external via the resin case to flatten the surface of the lead-free solder A vibration mechanism that applies vibration to the lead-out terminal may be provided.
The flattening means includes a pressure mechanism that presses the surface of the lead-free solder attached to the lower surface of the external lead-out terminal against a metal plate, a heating mechanism that heats the metal plate, and the metal plate is attached to the resin case. And a desorption mechanism for desorption.
Further, the flattening means sweeps the surface of the lead-free solder attached to the lower surface of the external lead-out terminal and the reversing mechanism for turning the resin case upside down and directing the bottom surface of the external lead-out terminal upward. A sweeping mechanism may be provided.
この発明によれば、鉛フリーはんだでの組立てにおいて、端子にフラックスを塗布した後、熱板でこのフラックスを活性化させた後、鉛フリーはんだ槽に端子を浸漬して端子に予備はんだをする。その後、端子を上下反転して振動させて、鉛フリーはんだの表面を平坦化することで、端子と絶縁回路基板とを良好なはんだ付けをすることができる。
また、平坦化は、端子の下面に付いた鉛フリーはんだを熱容量の小さな高温の金属板に押し当てることで行なうこともできる。
さらに、平坦化は、端子を上下反転して、端子の下面を上方向に向け端子の下面に付いた鉛フリーはんだの表面を掃引板で掃引しても行なうことができる。
また、鉛フリーはんだが付いた端子を反転させる反転機構と、端子を振動させる振動機構を有する製造装置を用いて鉛フリーはんだの平坦化ができる。
また、鉛フリーはんだを押し付ける熱容量の小さな高温の金属板と、加圧機構を有する製造装置を用いて鉛フリーはんだの平坦化ができる。
また、鉛フリーはんだが付いた端子を反転させる反転機構と、端子に付いたはんだの表面をはけで掃引する掃引機構を有する製造装置を用いて鉛フリーはんだの平坦化ができる。
According to the present invention, in assembling with lead-free solder, after flux is applied to the terminal, the flux is activated with a hot plate, and then the terminal is immersed in a lead-free solder bath to pre-solder the terminal. . Thereafter, the terminal is inverted upside down and vibrated, and the surface of the lead-free solder is flattened, whereby the terminal and the insulating circuit board can be satisfactorily soldered.
The planarization can also be performed by pressing lead-free solder attached to the lower surface of the terminal against a high-temperature metal plate having a small heat capacity.
Further, the planarization can also be performed by turning the terminal upside down and sweeping the surface of the lead-free solder attached to the lower surface of the terminal with the sweep plate with the lower surface of the terminal facing upward.
Further, the lead-free solder can be flattened by using a reversing mechanism for reversing the terminal with the lead-free solder and a manufacturing apparatus having a vibration mechanism for vibrating the terminal.
Moreover, the lead-free solder can be flattened using a high-temperature metal plate with a small heat capacity for pressing the lead-free solder and a manufacturing apparatus having a pressurizing mechanism.
Further, the lead-free solder can be flattened by using a manufacturing apparatus having a reversing mechanism for reversing the terminal with the lead-free solder and a sweeping mechanism for sweeping the surface of the solder attached to the terminal by brushing.
実施の形態を以下の実施例で説明する。尚、従来構造の部位と同一の部位には同一の符号を付した。 Embodiments will be described in the following examples. In addition, the same code | symbol was attached | subjected to the site | part same as the site | part of a conventional structure.
図1〜図8は、この発明の第1実施例の半導体装置の製造方法を工程順に示した要部製 造工程断面図である。
樹脂ケース1に固着した端子4(外部導出端子)をフラックス槽8に浸漬させてフラックス9を先端部近傍5(端子の下面6を含む)に塗布する(図1)。フラックス槽8の温度は常温(25℃程度)で、浸漬時間は2秒程度である。
つぎに、フラックス槽8から端子4を取り出し熱板10でフラックス9が塗布された端子4を加熱する(図2)。熱板10の代わりに恒温槽などの加熱器を用いてもよい。加熱時間は4分で端子4の温度を90℃以上とする。90℃以上とすることで塗布されたフラックス9が活性化して端子4を被覆している図示しない酸化膜を効果的に除去し後工程の予備はんだが良好にできるようになる。
つぎに、フラックス9が塗布された端子4を噴流式の鉛フリーはんだ槽11に浸漬する(図3)。鉛フリーはんだ槽11の温度は280℃程度で浸漬時間は30秒程度である。
つぎに、端子4を鉛はんだ槽11から取り出す(図4)。このとき、図に示すように鉛フリーはんだ12は重力で下方へ落ちてツララ状の凸部13が出来る。
つぎに、端子4を上下反転して(ひっくり返して)端子の下面6を上方向へ向けて、端子4を上下方向に振動させて鉛フリーはんだ12を平坦化する(図5)。この平坦化作業は樹脂ケース1を固定台14に軽く5回程度打ち付けて衝撃を与えて行ってもよい。平坦化された鉛フリーはんだ12の下面6からの高さは数μm〜250μm程度がよい。これより高くなると、図7のリフロー炉27を通したとき、端子4と絶縁回路基板80の回路パターン25の間の鉛フリーはんだ12、15が所定の位置から流れ出して、端子4と絶縁回路基板80が良好にはんだ付けができなくなる。
1 to 8 are cross-sectional views of the main part manufacturing process showing the semiconductor device manufacturing method according to the first embodiment of the present invention in the order of steps.
The terminal 4 (external lead-out terminal) fixed to the
Next, the
Next, the
Next, the
Next, the
つぎに、クリーム鉛フリーはんだ15をデスペンサーで絶縁回路基板80上に数mm程度の厚さに塗布した後、銅ベース21に接着剤21で固着された絶縁回路基板80上に、端子4が付いている樹脂ケース1を位置合わせする。このときクリーム鉛フリーはんだ15に端子4の下部の先端部付近5(下面6含む)が包み込まれるようにする。位置合わせした後、樹脂ケース1の外周枠2と銅ベース21を接着剤26で固着する(図6)。
つぎに、銅ベース21と絶縁回路基板80と樹脂ケース1が接触した状態で所定の圧力を印加しながらリフロー炉27を通して端子4と絶縁回路基板80をはんだ付けをする(図7)。リフロー炉27の温度は260℃程度である。
その後、樹脂ケース1内に封止材である例えば、ゲル17などを注入し、蓋18をして、鉛フリーはんだ16を用いた半導体装置が完成する(図8)。
図5の工程での平坦化するための振動条件は、常温で周波数が1Hz〜数Hzで5回程度の振動である。端子4を逆さまにするのは、重力の力で鉛フリーはんだ12にツララ状の凸部13が出来ないようにするためである。また振動させるのは余分な鉛フリーはんだを振るい落とすためである。そのため、硬い台(支持台14)に樹脂ケース1を軽く衝突させて、そのショックで端子の下面6(上方向を向いている)に付いている余分な鉛フリーはんだを振るい落としても平坦化することができる。
Next, after the cream lead-
Next, the
Thereafter, for example, a
The vibration condition for flattening in the step of FIG. 5 is vibration of about 5 times at a room temperature and a frequency of 1 Hz to several Hz. The reason why the
図9〜図11は、この発明の第2実施例の半導体装置の製造方法を工程順に示した要部製造工程断面図である。
鉛フリーはんだ12が溶融する温度(210℃)より5℃程度低い温度に設定された熱板10の上に金属板31(もしくはカーボン板など)を敷き、その上に鉛フリーはんだ12が付いた端子の下面6のはんだ面が金属板31に接するようにして乗せる。この金属板31ははんだが付着しにくいように図示しないカプトンテープが貼り付けられ、側面には樹脂ケース1と固定するためのバネ機能がある固定爪32が付いている。端子4を図示しない加圧装置で加圧してはんだ面を平坦にする(図9)。
つぎに、金属板31と共に端子4を熱板10から離す。この金属板31は熱板10より熱容量が小さくしてあるので素早く温度が下がり、半固化状態の鉛フリーはんだ12を平坦化された状態で素早く固化する(図10)。
つぎに、金属板31の固定爪32を緩めて樹脂ケース1から金属板31を離す(図11)。
この工程にすることで、第1実施例のように樹脂ケースを反転させる必要がないため、工程が簡略化されて製造コストを低減できる。
9 to 11 are cross-sectional views showing a main part manufacturing process showing the semiconductor device manufacturing method according to the second embodiment of the present invention in the order of processes.
A metal plate 31 (or a carbon plate or the like) is laid on the
Next, the
Next, the
By adopting this process, since it is not necessary to reverse the resin case as in the first embodiment, the process is simplified and the manufacturing cost can be reduced.
図12は、この発明の第3実施例の半導体装置の要部製造工程断面図である。この工程は、図5の振動で平坦化を図る代わりに、はけ33ではんだ面を掃引して平坦化する工程である。
樹脂ケース1を上下を反転して鉛フリーはんだ12が付いた端子4の下面6を上に向ける。樹脂ケース1の下面側面に形成した溝34(実際は図面の手前と奥行きに形成した図示されない溝34に沿って、掃引板であるはけ33を図示しない掃引駆動部で駆動して鉛フリーはんだ12の表面を掃引し平坦化する。
FIG. 12 is a cross-sectional view showing the main part manufacturing process of the semiconductor device according to the third embodiment of the present invention. This step is a step of sweeping and flattening the solder surface with the
The
図13は、この発明の第4実施例の半導体装置の製造装置を示す要部構成図である。
この製造装置は端子4を上下に振動させて鉛フリーはんだ12をはんだを振動で平坦化する装置である。この製造装置は、フラックス槽8と、熱板10と、鉛フリーはんだ槽11と、樹脂ケース1を上下方向に移動させ、さらに水平方向に移動させる伸縮・水平回転支持体41〜44と、樹脂ケース1を挟む爪51〜55と、この爪51〜55と伸縮・水平回転体41〜44をそれぞれ結ぶ爪支持体46と、樹脂ケース1を上下方向および水平方向に移動させ、さらに上下方向に振動させる伸縮・水平回転・垂直振動支持体45と、爪53と伸縮・水平回転・垂直振動支持体45とを結び樹脂ケース1を反転させる垂直回転支持体47とを有する。
この装置の動作について説明する。まず、樹脂ケース1を爪51で固定し、爪51を固定している爪支持体46を伸縮・水平回転支持体41で縮めて下方へ移動させて、樹脂ケース1の端子をフラックス槽8のフラックス9に所定の時間浸漬させる。
つぎに、伸縮・水平回転支持体41を伸ばして樹脂ケース1を上方に移動させ、その後半回転させて樹脂ケース1を熱板10の上方に移動させる。
つぎに、隣の伸縮・水平回転支持体42と接続する爪支持体46に固定している爪52で樹脂ケース1を挟み、その後樹脂ケース1から爪51を離す。
FIG. 13 is a main part configuration diagram showing a semiconductor device manufacturing apparatus according to the fourth embodiment of the present invention.
This manufacturing apparatus is an apparatus for vibrating the
The operation of this apparatus will be described. First, the
Next, the expansion / contraction /
Next, the
つぎに、爪支持体46を伸縮・水平回転支持体42で縮めて下方へ移動させて、樹脂ケース1を熱板10に接するように載せる。
つぎに、所定の時間経過した後、伸縮・水平回転支持体42を伸ばして樹脂ケース1を上方に移動させ、その後半回転させて樹脂ケース1を鉛フリーはんだ槽11の上方に移動させる。
つぎに、隣の伸縮・水平回転・振動支持体45と接続する垂直回転支持体47に固定している爪53で樹脂ケース1を挟み、その後樹脂ケース1から爪52を離す。
つぎに、垂直回転支持体47を伸縮・水平回転・振動支持体45で縮めて下方へ移動させて、樹脂ケース1を鉛フリーはんだ槽11の鉛フリーはんだ12に浸漬する。
所定の時間浸漬させた後、伸縮・水平回転・振動支持体45を伸ばして樹脂ケースを上方に移動させる。
つぎに、伸縮・水平回転・垂直振動支持体45を水平に半回転させて樹脂ケース1を移動させ、垂直回転支持体47を半回転させて樹脂ケース1を反転させる。
つぎに、伸縮・水平回転・垂直振動支持体47を上下に振動させて、端子4の下面についた鉛フリーはんだを平坦化する。
Next, the
Next, after a predetermined time has passed, the expansion / contraction /
Next, the
Next, the
After being immersed for a predetermined time, the expansion / contraction / horizontal rotation /
Next, the
Next, the expansion / contraction / horizontal rotation /
つぎに、垂直回転支持体47を半回転させて樹脂ケース1の上下をもとに戻す。
つぎに、隣の伸縮・水平回転支持体43と接続する爪支持体46に固定している爪54で樹脂ケース1を挟み、その後樹脂ケース1から爪53を離す。
つぎに、伸縮・水平回転支持体43を水平に半回転させ、樹脂ケース1を支持台35上方へ移動し、伸縮・水平回転支持体43を縮め下方へ移動させ、絶縁回路基板が固着している銅ベース21に樹脂ケース1を位置合わせし、接着剤で固定する。
つぎに、隣の伸縮・水平回転支持体44と接続する爪支持体46に固定している爪55で樹脂ケース1を挟み、その後樹脂ケース1から爪54を離す。
つぎに、伸縮・水平回転支持体44を伸ばし銅ベース21に固着した樹脂ケース1を上方へ移動し、水平に回転させて、ベルトコンベア28上方に銅ベース21に固着した樹脂ケース1を移動させる。
つぎに、伸縮・水平回転支持体44を縮めて銅ベース21に固着した樹脂ケース1下方に移動させ、ベルトコンベア28上に置く。
つぎに、銅ベース21と樹脂ケース1に加圧力を加えてリフロー炉27を通す。リフロー炉27から出たところで、端子1と絶縁回路基板80は鉛フリーはんだ12で固着される。
Next, the vertical
Next, the
Next, the expansion / contraction / horizontal
Next, the
Next, the
Next, the expansion / contraction /
Next, pressure is applied to the
つぎに、樹脂ケース1内にゲル17を充填し、蓋18を被せて、鉛フリーはんだ16を用いた半導体装置が完成する。
前記の課題を解決する手段の項で説明した用語と第4実施例の用語の関係について説明する。
保持手段とは、具体的には例えば爪51〜55であり、活性化手段は熱板10などの加熱機構である。
運搬手段とは、具体的には例えば伸縮・水平回転支持体41〜44と、爪支持体46と、伸縮・水平回転・垂直振動支持体45と、垂直回転支持体47などである。さらに説明すると、樹脂ケース1の上下運搬は支持体41〜44、45の伸縮部で行い、樹脂ケース1の水平運搬は支持体41〜44、45の水平回転部と支持体46および支持体47の組み合わせで行なう。
平坦化手段とは、振動の場合には反転機構と振動機構である。具体的には例えば反転機構とは垂直回転支持体47であり、樹脂ケース1を反転させる。振動機構とは、伸縮・水平回転・垂直振動支持体45の振動部であり振動を樹脂ケース1に与える。
また、平坦化手段とは、加圧の場合には加圧機構および脱着機構である。具体的には例えば加圧機構とは前記の伸縮・水平回転支持体41〜44や伸縮・水平回転・垂直振動支持体45に加圧部を持たせたものである。また脱着機構とは金属板31に取り付けた固定爪32のことである。
Next, the
The relationship between the terms explained in the section for solving the above-mentioned problems and the terms in the fourth embodiment will be explained.
Specifically, the holding means is, for example, the
Specifically, the conveying means includes, for example, expansion / contraction / horizontal rotation supports 41 to 44, a
The flattening means is a reversing mechanism and a vibrating mechanism in the case of vibration. Specifically, for example, the reversing mechanism is a
The flattening means is a pressure mechanism and a desorption mechanism in the case of pressure. Specifically, for example, the pressurizing mechanism is a mechanism in which the expansion / contraction / horizontal
さらに、平坦化手段とは、掃引の場合には反転機構と掃引機構である。具体的には例えば反転機構とは垂直回転支持体47であり樹脂ケース1を反転させる。掃引機構とは掃引板であるはけ33と掃引駆動部である。
Further, the flattening means is a reversing mechanism and a sweeping mechanism in the case of sweeping. Specifically, for example, the reversing mechanism is a
1 樹脂ケース
2 外枠
3 内枠
4 端子(外部導出端子)
5 先端部付近
6 端子の下面
7 端子の頭部
8 フラックス槽
9 フラックス
10 熱板
11 鉛フリーはんだ槽(噴流式)
12 鉛フリーはんだ
13 ツララ状の凸部
14 固定台
15 クリーム鉛フリーはんだ
16 鉛フリーはんだ
17 ゲル
18 蓋
21 銅ベース
22 鉛フリーはんだ
23 裏面銅箔
24 絶縁基板
25 回路パターン
26 接着剤
27 リフロー炉
28 ベルトコンベア
31 金属板
32 固定爪
33 はけ
34 溝
35 支持台
41〜44 伸縮・水平回転支持体
45 伸縮・水平回転・振動支持体
46 爪支持体
47 垂直回転支持体
51〜55 爪
80 絶縁回路基板
1
5 Near
DESCRIPTION OF
Claims (8)
前記外部導出端子の下面を含む先端部近傍をフラックス槽に浸漬させてフラックスを塗布する工程と、
前記フラックス槽から前記外部導出端子を取り出し加熱器で前記フラックスが塗布され た前記外部導出端子を加熱し前記フラックスを活性化させる工程と、
前記外部導出端子の前記フラックスが塗布された前記先端部付近を鉛フリーはんだ槽に浸漬して前記先端部付近に予備はんだをする工程と、
前記外部導出端子を前記鉛フリーはんだ槽から取り出す工程と、
前記樹脂ケースを上下反転して前記外部導出端子の下面を上方へ向け前記樹脂ケースを上下方向に振動させて前記外部導出端子の下面に付いている鉛フリーはんだの表面を平坦化する工程と、
を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。 In a manufacturing method of a semiconductor device in which an external lead terminal fixed to a resin case and a lower surface of the external lead terminal are fixed to an insulating circuit board with lead-free solder,
Applying the flux by immersing the vicinity of the tip including the lower surface of the external lead-out terminal in a flux tank;
Removing the external lead terminal from the flux tank and heating the external lead terminal coated with the flux with a heater to activate the flux;
A step of pre-soldering the vicinity of the tip by immersing the vicinity of the tip to which the flux of the external lead-out terminal is applied in a lead-free solder bath;
Removing the external lead-out terminal from the lead-free solder bath;
Inverting the resin case up and down to make the lower surface of the external lead-out terminal upward and vibrating the resin case in the vertical direction to flatten the surface of the lead-free solder attached to the lower surface of the external lead-out terminal;
A method for manufacturing a semiconductor device, comprising:
前記外部導出端子の下面を含む先端部付近をフラックス槽に浸漬させてフラックスを塗布する工程と、
前記フラックス槽から前記外部導出端子を取り出し加熱器で前記フラックスが塗布され た前記外部導出端子を加熱し前記フラックスを活性化させる工程と、
前記外部導出端子の前記フラックスが塗布された前記先端部付近を鉛フリーはんだ槽に浸漬して前記先端部付近に予備はんだをする工程と、
前記外部導出端子を前記鉛フリーはんだ槽から取り出す工程と、
所定の温度の熱板の上に配置した該熱板より熱容量の小さな板に前記外部導出端子の下面に付いている鉛フリーはんだを所定の圧力で押さえつけて該鉛フリーはんだの表面を平坦化する工程と、
を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。 In a manufacturing method of a semiconductor device in which an external lead terminal fixed to a resin case and a lower surface of the external lead terminal are fixed to an insulating circuit board with lead-free solder,
Applying the flux by immersing the vicinity of the tip including the lower surface of the external lead-out terminal in a flux tank;
Removing the external lead terminal from the flux tank and heating the external lead terminal coated with the flux with a heater to activate the flux;
A step of pre-soldering the vicinity of the tip by immersing the vicinity of the tip to which the flux of the external lead-out terminal is applied in a lead-free solder bath;
Removing the external lead-out terminal from the lead-free solder bath;
The surface of the lead-free solder is flattened by pressing the lead-free solder on the lower surface of the external lead-out terminal with a predetermined pressure on a plate having a smaller heat capacity than the hot plate disposed on the hot plate at a predetermined temperature. Process,
A method for manufacturing a semiconductor device, comprising:
前記外部導出端子の下面を含む先端部付近をフラックス槽に浸漬させてフラックスを塗布する工程と、
前記フラックス槽から前記外部導出端子を取り出し加熱器で前記フラックスが塗布され た前記外部導出端子を加熱し前記フラックスを活性化させる工程と、
前記外部導出端子の前記フラックスが塗布された前記先端部付近を鉛フリーはんだ槽に浸漬して前記先端部付近に予備はんだをする工程と、
前記外部導出端子を前記鉛フリーはんだ槽から取り出す工程と、
前記樹脂ケースを上下反転して前記外部導出端子下面を上方へ向け該外部導出端子に付いている鉛フリーはんだの表面を掃引板で掃引して前記鉛フリーはんだの表面を平坦化する工程と、
を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。 In a manufacturing method of a semiconductor device in which an external lead terminal fixed to a resin case and a lower surface of the external lead terminal are fixed to an insulating circuit board with lead-free solder,
Applying the flux by immersing the vicinity of the tip including the lower surface of the external lead-out terminal in a flux tank;
Removing the external lead terminal from the flux tank and heating the external lead terminal coated with the flux with a heater to activate the flux;
A step of pre-soldering the vicinity of the tip by immersing the vicinity of the tip to which the flux of the external lead-out terminal is applied in a lead-free solder bath;
Removing the external lead-out terminal from the lead-free solder bath;
The resin case is turned upside down and the lower surface of the external lead-out terminal is directed upward, the surface of the lead-free solder attached to the external lead-out terminal is swept with a sweep plate, and the surface of the lead-free solder is flattened;
A method for manufacturing a semiconductor device, comprising:
前記樹脂ケースを保持する保持手段と、
前記樹脂ケースを上下させて前記外部導出端子をフラックス槽およびはんだ槽に前記外部導出端子を出し入れし、さらに次工程に移動させる運搬手段と、
前記外部導出端子の先端部に塗布されたフラックスを加熱して該フラックスを活性化す る活性化手段と、
前記外部導出端子の下面に付いた鉛フリーはんだの表面を平坦にする平坦化手段と、
を備えることを特徴とする半導体装置の製造装置。 In a semiconductor device manufacturing apparatus in which an external lead terminal fixed to a resin case and the external lead terminal are fixed to an insulated circuit board with lead-free solder,
Holding means for holding the resin case;
Transport means for moving the resin case up and down and moving the external lead-out terminal in and out of the flux bath and solder bath, and further moving to the next step;
Activating means for activating the flux by heating the flux applied to the tip of the external lead-out terminal;
Flattening means for flattening the surface of the lead-free solder attached to the lower surface of the external lead-out terminal;
An apparatus for manufacturing a semiconductor device, comprising:
An inversion mechanism in which the flattening means inverts the upper and lower sides of the resin case so that the lower surface of the external lead-out terminal faces upward, and a sweep mechanism in which the surface of the lead-free solder attached to the bottom surface of the external lead-out terminal is swept with a sweep plate The apparatus for manufacturing a semiconductor device according to claim 4, comprising:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008017477A JP2009182012A (en) | 2008-01-29 | 2008-01-29 | Method and apparatus of manufacturing semiconductor device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP (1) | JP2009182012A (en) |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013179256A (en) * | 2012-02-09 | 2013-09-09 | Fuji Electric Co Ltd | Assembly jig of semiconductor device and method of manufacturing semiconductor device by using assembly jig |
WO2020079798A1 (en) * | 2018-10-18 | 2020-04-23 | 株式会社日産アーク | Semiconductor device, and method for manufacturing same |
-
2008
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WO2020079798A1 (en) * | 2018-10-18 | 2020-04-23 | 株式会社日産アーク | Semiconductor device, and method for manufacturing same |
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JP7152502B2 (en) | 2018-10-18 | 2022-10-12 | 株式会社日産アーク | Semiconductor device and its manufacturing method |
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