JP2011142133A - はんだダム形成装置及びはんだダム形成方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】はんだダム形成装置及びはんだダム形成方法に関し、はんだダムの形成精度を向上させ、あるいは緻密なはんだダムを形成する
【解決手段】電子部品のリード1にはんだダムを形成するはんだダム形成装置10であって、はんだの付着を防止するインク材をリード1に転写する線材7と、線材7をリード1の表面に沿って搬送する線材搬送手段5と、線材7に前記インク材を供給するインク材供給手段6と、を備える。
【選択図】図2
【解決手段】電子部品のリード1にはんだダムを形成するはんだダム形成装置10であって、はんだの付着を防止するインク材をリード1に転写する線材7と、線材7をリード1の表面に沿って搬送する線材搬送手段5と、線材7に前記インク材を供給するインク材供給手段6と、を備える。
【選択図】図2
Description
本件は、電子部品のリードにはんだダムを形成する技術に関する。
従来、プリント基板に電子部品を実装する方式の一つとして、リフロー方式が知られている。リフロー方式とは、ペースト状のはんだがあらかじめ塗布又は印刷された基板上に電子部品を載置した後、リフロー炉と呼ばれる加熱装置で基板全体を加熱してはんだを溶融させ、電子部品のリードを基板上の所定位置にはんだ接合する方式である。リフロー炉は、例えば遠赤外線ヒータや温風ヒータ等を内蔵しており、炉内の温度を正確に制御することによって基板上のはんだを均一に溶融する。
ところで、溶融したはんだのぬれ性(はんだの流動性や広がりやすさ)は、はんだが付着する部位の温度によって変化する。一方、リフロー炉内の温度が均一であったとしても、基板とリードとの熱容量の相違により、リードが接合される基板上のランドの温度よりもリード自体の温度が高温になることがある。この場合、基板上で溶融したはんだがリードの表面を伝って電子部品の樹脂封止部側へと吸い上げられるいわゆる吸い上がり現象が生じ、リードとプリント基板のランドとの間に接合不良が発生しやすくなる。
このような課題に対し、リード表面にソルダーレジスト層を形成してはんだの吸い上がり現象を防止する技術が知られている。この技術では、リードを液状のソルダーレジストに浸漬してリード表面に膜状のレジスト層を形成し、その後、剥離液を用いてリードの先端部分のレジスト層を剥離してはんだ接合部を形成する。つまり、リードの先端以外の部位をレジスト層で覆うことで、はんだの吸い上がり現象を防止する。
また、はんだが付着しにくい樹脂をリードの中央部にオフセット転写してはんだダムを形成する技術も知られている。すなわち、押し付けスタンプを用いてソルダーレジストやシリコーン樹脂等の樹脂をリードに転写し、膜状のはんだダムを形成するものである(例えば、特許文献1)。
しかしながら、前者の技術では、はんだダムが不要である部位にも一旦レジスト層が形成されるため、剥離される分のソルダーレジストが無駄になり製造コストが増大する。また、剥離されずに残ったレジスト層がはんだダムとなるため、ソルダーレジストの粘度,剥離液の濃度,剥離液の塗布精度といったさまざまな要因がはんだダムの寸法精度に影響を及ぼすことになる。したがって、緻密なはんだダムの形成が難しく、ピッチの狭い微細リードに適用することが困難であるという課題がある。
また、後者の技術では、押し付けスタンプがリードから離隔する方向へ移動する際に、樹脂がリード表面から剥がれる方向に引き寄せられ、さらに表面張力作用と相まってリードの表面で凝集しやすい。そのため、リードの表面に形成される樹脂の転写形状が押し付けスタンプの形状と必ずしも一致せず、所望の幅のはんだダムを形成することが難しいという課題がある。
本件の目的の一つは、このような課題に鑑み創案されたもので、はんだダムの形成精度を向上させ、あるいは緻密なはんだダムを形成することである。
なお、前記目的に限らず、後述する発明を実施するための形態に示す各構成により導かれる作用効果であって、従来の技術によっては得られない作用効果を奏することも本件の他の目的として位置づけることができる。
なお、前記目的に限らず、後述する発明を実施するための形態に示す各構成により導かれる作用効果であって、従来の技術によっては得られない作用効果を奏することも本件の他の目的として位置づけることができる。
このため、開示のはんだダム形成装置は、電子部品のリードにはんだダムを形成するはんだダム形成装置であって、はんだの付着を防止するインク材を前記電子部品のリードに転写する線材と、前記線材を前記電子部品のリードの表面に沿って搬送する線材搬送手段と、前記線材に前記インク材を供給するインク材供給手段と、を備える。
また、開示のはんだダム形成方法は、電子部品のリードにはんだダムを形成するはんだダム形成方法であって、線材を当該線材の延在方向に搬送する第一工程と、はんだの付着を防止するインク材を前記線材に供給する第二工程と、前記線材に供給された前記インク材を前記リードの表面に転写する第三工程とを備える。
また、開示のはんだダム形成方法は、電子部品のリードにはんだダムを形成するはんだダム形成方法であって、線材を当該線材の延在方向に搬送する第一工程と、はんだの付着を防止するインク材を前記線材に供給する第二工程と、前記線材に供給された前記インク材を前記リードの表面に転写する第三工程とを備える。
開示の技術によれば、ダム幅の精度を向上させることができ、緻密なはんだダムを形成することができることができる。
以下、図面を参照して本はんだダム形成装置及びはんだダム形成方法に係る実施の形態を説明する。ただし、以下に示す実施形態は、あくまでも例示に過ぎず、以下に示す実施形態で明示しない種々の変形や技術の適用を排除する意図はない。すなわち、本実施形態を、その趣旨を逸脱しない範囲で種々変形(各実施形態及び各変形例を組み合わせる等)して実施することができる。
[1.はんだダムの概要]
一実施形態に係るはんだダム形成装置は、電子部品のリードにはんだダムを形成するものである。はんだダムは、はんだが付着しにくい物質によって形成された部位であり、溶融したはんだの流れを堰き止める機能を有する。
例えば図1(a),(b)に示すように、半導体パッケージ3(電子部品)の樹脂封止部2から外部へ延びるリード1の中途において、リード1をその先端1a側と基端1b側とに分断するように、リード1の外周を囲って環状にはんだダム4が形成される。はんだダム4は、はんだの物理的な移動(リード1の先端1a側から基端1b側への吸い上がり)を抑制する面であるといえる。
一実施形態に係るはんだダム形成装置は、電子部品のリードにはんだダムを形成するものである。はんだダムは、はんだが付着しにくい物質によって形成された部位であり、溶融したはんだの流れを堰き止める機能を有する。
例えば図1(a),(b)に示すように、半導体パッケージ3(電子部品)の樹脂封止部2から外部へ延びるリード1の中途において、リード1をその先端1a側と基端1b側とに分断するように、リード1の外周を囲って環状にはんだダム4が形成される。はんだダム4は、はんだの物理的な移動(リード1の先端1a側から基端1b側への吸い上がり)を抑制する面であるといえる。
図1(b)に示すように、リード1は金属板を精密金型で打ち抜いて成形(スタンピング成形)された板状の部材である。以下、リード1における面状の部位を表面1cと呼び、板厚方向に形成された切断面(小口部分)を側端面1dと呼ぶ。はんだダム4は、表面1c及び側端面1dの双方にわたって形成される。
なお、図1(b)の例では、一対のはんだダム4がリード1の先端1aから基端1bへ向かう方向に並んで二重に形成されている。
なお、図1(b)の例では、一対のはんだダム4がリード1の先端1aから基端1bへ向かう方向に並んで二重に形成されている。
[2.装置構成]
図2(a),(b)は、一実施形態に係るはんだダム形成装置10の構成の一例を示す図である。このはんだダム形成装置10は、リード搬送部10A及びワイヤ駆動部10Bを備える。
リード搬送部10Aは、半導体パッケージ3を把持した状態で搬送するものであり、例えばコンベヤ9を備える。コンベヤ9には、半導体パッケージ3の樹脂封止部2が装着される把持孔9aと、コンベヤ9を駆動するコンベヤ駆動装置9bとが設けられる。樹脂封止部2を把持孔9aに挿入すると、半導体パッケージ3はリード1を鉛直上方へ延ばした姿勢でコンベヤ9に固定される。この状態で半導体パッケージ3がコンベヤ9の延在方向に向かって搬送され、搬送の過程でリード1にはんだダム4が形成される。
図2(a),(b)は、一実施形態に係るはんだダム形成装置10の構成の一例を示す図である。このはんだダム形成装置10は、リード搬送部10A及びワイヤ駆動部10Bを備える。
リード搬送部10Aは、半導体パッケージ3を把持した状態で搬送するものであり、例えばコンベヤ9を備える。コンベヤ9には、半導体パッケージ3の樹脂封止部2が装着される把持孔9aと、コンベヤ9を駆動するコンベヤ駆動装置9bとが設けられる。樹脂封止部2を把持孔9aに挿入すると、半導体パッケージ3はリード1を鉛直上方へ延ばした姿勢でコンベヤ9に固定される。この状態で半導体パッケージ3がコンベヤ9の延在方向に向かって搬送され、搬送の過程でリード1にはんだダム4が形成される。
ワイヤ駆動部10Bは、リード搬送部10Aによって搬送された半導体パッケージ3のリード1にはんだダムを形成するものであり、転写機構5(押圧手段),インク供給機構6(インク材供給手段),ワイヤ7(線材),駆動機構8(線材搬送手段)を備える。図2(a)ではリード1の一側面及び他側面のそれぞれにワイヤ駆動部10Bが設けられたものが示されている。つまりここでは、リード1の一側面及び他側面の両方にワイヤ駆動部10Bが配置されている。
駆動機構8は、複数の駆動プーリ8a及び従動プーリ8cを備える。図2(a),(b)に示すように、複数の駆動プーリ8a及び従動プーリ8cはともに円筒形状の回転体である。この例では、各駆動プーリ8a及び従動プーリ8cの回転軸の配向方向が全て鉛直である。
また、複数の駆動プーリ8aのうちの少なくとも一つには、駆動装置8bが併設される。駆動装置8bは駆動プーリ8aを回転駆動するものであり、例えば電動機や原動機が用いられる。なお、図2(a)の例では、ワイヤ7の張力や搬送速度を安定させるべく、全ての駆動プーリ8aに駆動装置8bが設けられている。図2(a)中に示された白抜き矢印は各駆動プーリ8aの回転方向である。
また、複数の駆動プーリ8aのうちの少なくとも一つには、駆動装置8bが併設される。駆動装置8bは駆動プーリ8aを回転駆動するものであり、例えば電動機や原動機が用いられる。なお、図2(a)の例では、ワイヤ7の張力や搬送速度を安定させるべく、全ての駆動プーリ8aに駆動装置8bが設けられている。図2(a)中に示された白抜き矢印は各駆動プーリ8aの回転方向である。
ワイヤ7は樹脂製又は金属製の線材の両端部を接合してなる環状の部材であり、各駆動プーリ8aの周面に巻回される。ワイヤ7の直径(太さ)は、形成したいはんだダム4のダム幅に応じて任意に設定される。好ましくは0.1〜1.0mmの範囲とする。
ワイヤ7として金属製の線材を用いる場合、ステンレス鋼線,ピアノ線〔JIS G3502 SWRS82A-K(鋼材)〕,硬鋼線(JIS G3521),オイルテンバー線(JIS 3560),黄銅線,洋白線,リン青銅線,ベリリウム銅線,チタン合金線(ニッケルチタン合金線),ニッケル合金線,タングステン線,モリブデン線等を用いることが好ましい。これらは加工性が良好であるうえ、十分な硬度を確保することができ、ワイヤ径を細くするのに有効である。また、合金の種類によっては腐食性が向上する。
ワイヤ7として金属製の線材を用いる場合、ステンレス鋼線,ピアノ線〔JIS G3502 SWRS82A-K(鋼材)〕,硬鋼線(JIS G3521),オイルテンバー線(JIS 3560),黄銅線,洋白線,リン青銅線,ベリリウム銅線,チタン合金線(ニッケルチタン合金線),ニッケル合金線,タングステン線,モリブデン線等を用いることが好ましい。これらは加工性が良好であるうえ、十分な硬度を確保することができ、ワイヤ径を細くするのに有効である。また、合金の種類によっては腐食性が向上する。
あるいは、樹脂製の線材を用いる場合、ナイロン線,ポリエステル線,生物分解型樹脂線,フッ素樹脂線,ABS(アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン)樹脂線,ポリアミド樹脂線等を用いることが好ましい。これらは素材自体が柔軟性に富んでおり、インク材の転写性を向上させるのに有効である。また、素材が有する弾性により被転写物の表面の凹凸やワイヤ7の搬送に係る位置ズレといった微細な寸法誤差が吸収される。
はんだダム4を二重に形成する場合には、図2(b)に示すように、ワイヤ7が駆動プーリ8aの回転軸の延在方向に並んで上下二段に設けられる。ワイヤ7の段数ははんだダム4の形成本数等に応じて設定される。
各ワイヤ7は、駆動プーリ8aの回転によってその延在方向に向かって搬送され、図2中に黒矢印で示す方向へと周回軌道上を移動する。各ワイヤ7は、それぞれ一定の水平面内で周回させることが好ましい。なお、従動プーリ8cは、ワイヤ7をその周回軌道の外側からワイヤ7の移動方向に対する垂直方向へと押圧することによって、ワイヤ7に所定の張力を与える。
各ワイヤ7は、駆動プーリ8aの回転によってその延在方向に向かって搬送され、図2中に黒矢印で示す方向へと周回軌道上を移動する。各ワイヤ7は、それぞれ一定の水平面内で周回させることが好ましい。なお、従動プーリ8cは、ワイヤ7をその周回軌道の外側からワイヤ7の移動方向に対する垂直方向へと押圧することによって、ワイヤ7に所定の張力を与える。
インク供給機構6は、ワイヤ7にインク材を供給するための機構であり、ワイヤ7の周回軌道の外側に連設された複数のインク供給ローラ6aとインク供給ノズル6bとを備える。インク供給ノズル6bは、はんだダム4の主要成分であるインク材をインク供給ローラ6aに供給するものである。インク供給ノズル6bから供給されるインク材は、複数のインク供給ローラ6a間で練り上げられつつ各ワイヤ7の表面に移送される。
インク材は、その乾燥後にはんだの付着を防止する成分を含有し、すなわち、はんだのぬれ性を低下させる物質を含有する。さらに、このインク材ははんだの溶融温度に耐える耐熱性を有する物質を含有する。例えば、シリコーン樹脂,エポキシ樹脂,ポリイミド樹脂等の高分子合成樹脂を主成分とする顔料,油性インク,水性インク等がインク材として用いられる。
転写機構5は、ワイヤ7に付着したインク材をリード1に転写するための機構であり、転写ローラ5aと押圧装置5bとを備える。転写機構5は、図2に示すように、リード1をその両面から挟み込むように対をなして対向配置される。転写ローラ5aは、ワイヤ7の周回軌道の内側に配置され、コンベヤ9によって搬送される半導体パッケージ3のリード1の表面1cに沿ってワイヤ7を搬送する。
また、押圧装置5bは転写ローラ5aの回転軸を軸支する伸縮自在のアームを有するアクチュエータである。この押圧装置5bは、リード1の搬送方向と交差する方向に転写ローラ5aを駆動して、リード1及びワイヤ7間のギャップの寸法を設定し、調整する。
例えば、図3に示すように、押圧装置5bは転写ローラ5aを矢印C方向に駆動して任意の位置に固定する。図3中における矢印Dはリード1の搬送方向を示す。転写ローラ5aの表面に巻かれたワイヤ7とリード1との間の最小寸法がギャップ寸法gである。ここでは、ギャップ寸法gがゼロではない所定値(g>0)となるように、転写ローラ5aの位置決めがなされる。
例えば、図3に示すように、押圧装置5bは転写ローラ5aを矢印C方向に駆動して任意の位置に固定する。図3中における矢印Dはリード1の搬送方向を示す。転写ローラ5aの表面に巻かれたワイヤ7とリード1との間の最小寸法がギャップ寸法gである。ここでは、ギャップ寸法gがゼロではない所定値(g>0)となるように、転写ローラ5aの位置決めがなされる。
つまり、ワイヤ7はリード1に対して非接触状態を保ち、所定の間隙を空けて配置される。したがって、インク材が付着したワイヤ7は、リード1の近傍においてリード1の表面1cに沿って搬送される。また、ワイヤ7に付着したインク材は、ギャップを介してリード1の表面1c及び側端面1dに転写され、ワイヤ7の搬送軌跡に対応する形状ではんだダム4が形成される。図3中に破線Eで囲って示すように、ワイヤ7は、インク材をリード1に転写する際に、リード1の搬送方向と平行に移動する。
ギャップ寸法gは、例えばインク材の粘度やリード1の表面1c及び側端面1dの材質,ワイヤ7の搬送速度,リード1の移動速度(すなわち、コンベヤ9による搬送速度)等に応じて適宜設定される。図4に示すように、リード1に転写されるインク幅W2(すなわち、形成したいはんだダム4のダム幅)は、ワイヤ7の直径(太さ)W1及びギャップ寸法gに応じて変化するため、例えばワイヤ7の直径W1とインク幅W2とがほぼ一致するようにギャップ寸法gを定めることが考えられる。
なお、ギャップ寸法gをゼロに設定してリード1とワイヤ7とを接触させると、図5に模式的に示すように、面圧の大きい接触部分から面圧の小さい部分へとインク材が押し出されてインク幅W2が増大するほか、はんだダム4の幅方向の中央部に転写不良部4aが生じるおそれがある。一方、ギャップ寸法gが確保されれば適切なインク幅W2でインク材が転写され、インク材のかすれも防止される。
[3.プロセスチャート]
図6はリード搬送部10A及びワイヤ駆動部10Bにおける制御の一例を説明するプロセスチャート(製造工程図)である。ここでは、はんだダム4を形成する制御における一サイクルの制御内容が時系列に従って列挙されている。
まず、リード搬送部10Aでは、半導体パッケージ3がコンベヤ9の把持孔9aに挿入され、インク材の塗布対象であるリード1が所定位置にセットされる(ステップA1)。これと並行してワイヤ駆動部10Bでは、インク供給ローラ6aが駆動され、インク供給機構6がセットされる(ステップB1)。なお、セットとは準備を整えることを意味する。
図6はリード搬送部10A及びワイヤ駆動部10Bにおける制御の一例を説明するプロセスチャート(製造工程図)である。ここでは、はんだダム4を形成する制御における一サイクルの制御内容が時系列に従って列挙されている。
まず、リード搬送部10Aでは、半導体パッケージ3がコンベヤ9の把持孔9aに挿入され、インク材の塗布対象であるリード1が所定位置にセットされる(ステップA1)。これと並行してワイヤ駆動部10Bでは、インク供給ローラ6aが駆動され、インク供給機構6がセットされる(ステップB1)。なお、セットとは準備を整えることを意味する。
続いて、ワイヤ7がインク供給ローラ6aと接触する状態で駆動プーリ8a及び転写ローラ5aの外周に巻き掛けられるとともに、従動プーリ8cがワイヤ7に押し付けられ、ワイヤ7がセットされる(ステップB2)。このステップでワイヤ7に所定の張力が付与される。なお、インク供給ローラ6aからワイヤ7へインク材が移送される限りにおいて、ワイヤ7とインク供給ローラ6aとの間に所定の間隙を設けてもよい。
また、押圧装置5bにより必要に応じて転写ローラ5aの位置が変更され、ギャップ寸法gが調整される。その後ステップB3では、駆動装置8bが作動を開始して駆動プーリ8aが回転駆動され、ワイヤ7がその延在方向に向かって搬送される(第一工程)。
さらに続くステップB4では、インク材がインク供給ノズル6bからインク供給ローラ6aへ供給され、インク材はインク供給ローラ6a間で均質に練り上げられた後、ワイヤ7に供給される(第二工程)。ここまでの工程により、インク材の付着したワイヤ7が周回軌道上を移動し、転写の下準備が整ったことになる。
さらに続くステップB4では、インク材がインク供給ノズル6bからインク供給ローラ6aへ供給され、インク材はインク供給ローラ6a間で均質に練り上げられた後、ワイヤ7に供給される(第二工程)。ここまでの工程により、インク材の付着したワイヤ7が周回軌道上を移動し、転写の下準備が整ったことになる。
ステップA1及びステップB4が共に完了すると、リード搬送部10AにおいてステップA2が実行され、コンベヤ駆動装置9bが作動してリード1の搬送が開始される。これにより半導体パッケージ3は、転写ローラ5aに巻き掛けられたワイヤ7に対してリード1の表面1cがギャップ寸法gを有するような搬送ルート上を移動する。
続くステップB5では、ワイヤ駆動部10Bにおいて、ワイヤ7に付着したインク材がリード1の表面1c及び側端面1dに転写される(第三工程)。図3に示すように、このときリード1はワイヤ7に対して非接触の状態を保ちつつ、矢印D方向へ移送される。したがって、図4に示すように、リード1の表面1c及び側端面1dにはワイヤ7の直径W1に応じたインク幅W2でインク材が線状に塗布される。
続くステップB5では、ワイヤ駆動部10Bにおいて、ワイヤ7に付着したインク材がリード1の表面1c及び側端面1dに転写される(第三工程)。図3に示すように、このときリード1はワイヤ7に対して非接触の状態を保ちつつ、矢印D方向へ移送される。したがって、図4に示すように、リード1の表面1c及び側端面1dにはワイヤ7の直径W1に応じたインク幅W2でインク材が線状に塗布される。
リード1はその後もコンベヤ9によって搬送され、リード1の表面1c及び側端面1dに転写されたインク材は自然乾燥する。なお、乾燥機を用いてリード1に転写されたインク材を強制的に乾燥させてもよい(ステップB6)。乾燥して定着したインク材は、はんだダム4として機能する部位となる。リード1が所定位置まで搬送された時点でコンベヤ駆動装置9bが停止し、把持孔9aから半導体パッケージ3が取り外される(ステップA3)。このような工程を経て、リード1にはんだダム4が形成された半導体パッケージ3が完成する。
[4.作用]
上記のプロセスを経て形成されたはんだダム4を有する半導体パッケージ3の実装例を図7(a),(b)に例示する。
表面実装の場合には、図7(a)に示すように、ほぼ水平に折り曲げられたリード1の先端1a側がプリント基板12のランド13上に載置され、先端1a及びランド13間がはんだ付けされる。このとき、温度条件等によりランド13上で溶融したはんだがリード1の表面1cや側端面1dを伝って樹脂封止部2側へと吸い上げられたとしても、その途上に形成されたはんだダム4にははんだが付着しにくいため、吸い上がり現象が抑制される。
これにより、はんだダム4の最下端部4bよりも下方にはんだが押し留められ、図7(a)中に破線で示すように、良好な形状のはんだフィレット14が形成される。
上記のプロセスを経て形成されたはんだダム4を有する半導体パッケージ3の実装例を図7(a),(b)に例示する。
表面実装の場合には、図7(a)に示すように、ほぼ水平に折り曲げられたリード1の先端1a側がプリント基板12のランド13上に載置され、先端1a及びランド13間がはんだ付けされる。このとき、温度条件等によりランド13上で溶融したはんだがリード1の表面1cや側端面1dを伝って樹脂封止部2側へと吸い上げられたとしても、その途上に形成されたはんだダム4にははんだが付着しにくいため、吸い上がり現象が抑制される。
これにより、はんだダム4の最下端部4bよりも下方にはんだが押し留められ、図7(a)中に破線で示すように、良好な形状のはんだフィレット14が形成される。
また、スルーホール実装の場合には、図7(b)に示すように、リード1がプリント基板12の板厚方向に貫通するスルーホール12aに差し込まれ、リード1の先端1aとプリント基板12上のランド13とがはんだ付けされる。このとき、温度条件等によりはんだがスルーホール12aを通り抜けてリード1の表面1cや側端面1dを伝わり、樹脂封止部2側へと吸い上げられたとしても、その途上に形成されたはんだダム4によって吸い上がりが抑制される。
したがって、はんだダム4の最下端部4bよりも下方にはんだが押し留められ、図7(b)中に破線で示すように、良好な形状のはんだフィレット14が形成される。
したがって、はんだダム4の最下端部4bよりも下方にはんだが押し留められ、図7(b)中に破線で示すように、良好な形状のはんだフィレット14が形成される。
[5.効果]
上記の実施形態の一例により得られる効果の一例について説明する。
[5−1.ワイヤに係る効果]
ワイヤ7を介してインク材をリード1に転写することにより、はんだダム幅W2の形成精度を向上させることができ、緻密なはんだダム4を形成することができる。例えば、狭いピッチで細いはんだダム4を多段形成することができる。リード1間のピッチが狭い微細リードにも適用が容易である。
上記の実施形態の一例により得られる効果の一例について説明する。
[5−1.ワイヤに係る効果]
ワイヤ7を介してインク材をリード1に転写することにより、はんだダム幅W2の形成精度を向上させることができ、緻密なはんだダム4を形成することができる。例えば、狭いピッチで細いはんだダム4を多段形成することができる。リード1間のピッチが狭い微細リードにも適用が容易である。
また、はんだダム4の幅やピッチの寸法は、ワイヤ7の径や配置に依存するため、ワイヤ7の径精度や配置精度を高めるほどはんだダム4の形成精度を格段に向上させることが可能である。なお、直径が0.2mmのステンレス鋼線をワイヤ7として使用した場合、実際に形成されるはんだダム幅W2の精度は0.2±0.05mm程度であった。このように、極めて形成誤差の小さい緻密なはんだダム4を容易に形成することが可能である。
なお、ワイヤ7の直径を大きくするほど幅の広いはんだダム4が形成され、ワイヤ7の直径を小さくするほど幅の細いはんだダム4が形成される。したがって、要求されるはんだダム4の幅W2に応じてワイヤ7の直径W1を任意に設定することができる。より好ましくは、ワイヤ7の直径を0.1〜1.0mmの範囲内で設定する。この場合、ワイヤ7に要求される強度や耐久性能を確保しつつ、緻密なはんだダム4を形成することができる。
上記のはんだダム形成装置10におけるインク材の転写とは、何らかの複雑なパターン形状を写し取ることというよりは、ワイヤ7の搬送軌跡と重なる線を描くことと捉えることができる。つまり、開示のはんだダム形成装置10によれば、ワイヤ7の搬送軌跡の位置とはんだダム4の形成位置とを正確に一致させることができ、直線状のはんだダム4を所望の幅で描出することができる。
また、ワイヤ7がその延在方向に向かって搬送されるため、ワイヤ7の移動軌跡が一定となりインク材の転写ブレが防止される。つまり、リード1の移動速度に比してワイヤ7の搬送速度が大きければ、リード1の表面1cにおける同一箇所において、ワイヤ7の延在方向に向かって繰り返し線が重ね書きされることになる。したがって、リード1の表面1cに対するインク材の定着性、延いてははんだダム4の定着性を高めることができる。なお、リード1の移動方向,移動速度,ワイヤ7の搬送方向,搬送速度等は適宜設定すればよい。
さらに、周回するループ状のワイヤ7を用いてインク材を供給することで、連続的に均一な量のインク材をリード1へ供給することができる。例えば、リード1の表面1cに一様な厚みのはんだダム4を形成することが可能である。
[5−2.ギャップに係る効果]
開示のはんだダム形成装置10では、ギャップ寸法gがゼロではない所定値(g>0)となるように、転写ローラ5aの位置決めがなされ、ワイヤ7がリード1に対して非接触状態でインク材を転写する。このように、ワイヤ7及びリード1間にギャップを設けることにより、リード1の表面1cや側端面1dにおけるインク材のかすれや転写不良を防止することができ、はんだダム4の厚みを確保することができる。
開示のはんだダム形成装置10では、ギャップ寸法gがゼロではない所定値(g>0)となるように、転写ローラ5aの位置決めがなされ、ワイヤ7がリード1に対して非接触状態でインク材を転写する。このように、ワイヤ7及びリード1間にギャップを設けることにより、リード1の表面1cや側端面1dにおけるインク材のかすれや転写不良を防止することができ、はんだダム4の厚みを確保することができる。
また、ワイヤ7とリード1とが物理的に接触しないため、ワイヤ7の摩耗を防止することができ、ワイヤ駆動部10Bを構成する各部材の寿命を延長することができるほか、リード1の変形や摩耗をも防止することができ、半導体パッケージ3の品質を確保することができる。
さらに、転写ローラ5aは、ギャップ寸法gを調整するための押圧装置5bに支持されているため、インク材によってリード1の表面1cに作用する圧力(いわゆる印刷圧)を変更することができ、インク材の転写量を調節することができる。つまり、はんだダム4の厚みを任意に設定することができる。
さらに、転写ローラ5aは、ギャップ寸法gを調整するための押圧装置5bに支持されているため、インク材によってリード1の表面1cに作用する圧力(いわゆる印刷圧)を変更することができ、インク材の転写量を調節することができる。つまり、はんだダム4の厚みを任意に設定することができる。
[6.変形例]
上述した実施形態の一例に関わらず、本実施形態の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。本実施形態の各構成及び各処理は、必要に応じて取捨選択することができ、あるいは適宜組み合わせてもよい。
上述の実施形態では、転写機構5がリード1の搬送方向の左右両側に一組のみ対向配置されているが、転写機構5の組数はこれに限定されない。例えば、図8に示すように、リード1の搬送方向に沿って複数の転写機構5,5A,5Bを列設する。これによりインク材のさらなる重ね塗りが可能となり、はんだダム4の定着性をより高めることができる。
上述した実施形態の一例に関わらず、本実施形態の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。本実施形態の各構成及び各処理は、必要に応じて取捨選択することができ、あるいは適宜組み合わせてもよい。
上述の実施形態では、転写機構5がリード1の搬送方向の左右両側に一組のみ対向配置されているが、転写機構5の組数はこれに限定されない。例えば、図8に示すように、リード1の搬送方向に沿って複数の転写機構5,5A,5Bを列設する。これによりインク材のさらなる重ね塗りが可能となり、はんだダム4の定着性をより高めることができる。
また、ワイヤ7の一部をリード1の搬送方向と平行に搬送させることも考えられる。例えば、図8に示すように、二つの転写機構5A,5Bをワイヤ7の搬送軌跡の内側に隣接配置して、リード1の搬送方向と並走するワイヤ並走部7aを形成する。これにより、ワイヤ7に付着したインク材とリード1の表面1cとの接触時間や接触回数を延長することができ(すなわち、接触面積を増大させることができ)、はんだダム4の定着性をさらに高めることができる。
また、上述の実施形態では、はんだダム形成装置10が半導体パッケージ3のリード1にはんだダム4を形成するものを例示したが、はんだダム4の形成対象はこれに限定されない。例えば、図9に示すように、金属板から打ち抜かれる前の複数のリード1を有する帯状のリードフレーム11をはんだダム4の形成対象とすることが考えられる。この場合、リードフレーム11の一端をコンベヤ9に固定し、これをコンベヤ9の延在方向に向かって搬送すれば、上述の実施形態と同様の作用効果を奏するものとなる。
なお、上述した各実施形態及び変形例に関わらず、これらの趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。また、上述した開示により本実施形態を当業者によって実施・製造することが可能である。
以上の実施形態および変形例に関し、さらに以下の付記を開示する。
以上の実施形態および変形例に関し、さらに以下の付記を開示する。
(付記1)
電子部品のリードにはんだダムを形成するはんだダム形成装置であって、
はんだの付着を防止するインク材を前記電子部品のリードに転写する線材と、
前記線材を前記電子部品のリードの表面に沿って搬送する線材搬送手段と、
前記線材に前記インク材を供給するインク材供給手段と、を備える
ことを特徴とするはんだダム形成装置。
電子部品のリードにはんだダムを形成するはんだダム形成装置であって、
はんだの付着を防止するインク材を前記電子部品のリードに転写する線材と、
前記線材を前記電子部品のリードの表面に沿って搬送する線材搬送手段と、
前記線材に前記インク材を供給するインク材供給手段と、を備える
ことを特徴とするはんだダム形成装置。
(付記2)
前記線材搬送手段が、前記線材の延在方向に向かって前記線材を搬送する
ことを特徴とする付記1記載のはんだダム形成装置。
(付記3)
前記線材が、前記電子部品のリードに非接触状態で前記インク材を転写する
ことを特徴とする付記1又は2記載のはんだダム形成装置。
前記線材搬送手段が、前記線材の延在方向に向かって前記線材を搬送する
ことを特徴とする付記1記載のはんだダム形成装置。
(付記3)
前記線材が、前記電子部品のリードに非接触状態で前記インク材を転写する
ことを特徴とする付記1又は2記載のはんだダム形成装置。
(付記4)
前記線材が、該電子部品のリードに形成される前記はんだダムの幅に応じた大きさの直径を有するワイヤである
ことを特徴とする付記1〜3の何れか1項に記載のはんだダム形成装置。
(付記5)
前記線材が、直径0.1〜1.0mmの金属または樹脂性のワイヤである
ことを特徴とする付記1〜4の何れか1項に記載のはんだダム形成装置。
前記線材が、該電子部品のリードに形成される前記はんだダムの幅に応じた大きさの直径を有するワイヤである
ことを特徴とする付記1〜3の何れか1項に記載のはんだダム形成装置。
(付記5)
前記線材が、直径0.1〜1.0mmの金属または樹脂性のワイヤである
ことを特徴とする付記1〜4の何れか1項に記載のはんだダム形成装置。
(付記6)
前記電子部品のリードに向かって前記線材を押圧する押圧手段をさらに備える
ことを特徴とする付記1〜5の何れか1項に記載のはんだダム形成装置。
(付記7)
電子部品のリードにはんだダムを形成するはんだダム形成方法であって、
線材を当該線材の延在方向に搬送する第一工程と、
はんだの付着を防止するインク材を前記線材に供給する第二工程と、
前記線材に供給された前記インク材を前記リードの表面に転写する第三工程とを備える
ことを特徴とするはんだダム形成方法。
前記電子部品のリードに向かって前記線材を押圧する押圧手段をさらに備える
ことを特徴とする付記1〜5の何れか1項に記載のはんだダム形成装置。
(付記7)
電子部品のリードにはんだダムを形成するはんだダム形成方法であって、
線材を当該線材の延在方向に搬送する第一工程と、
はんだの付着を防止するインク材を前記線材に供給する第二工程と、
前記線材に供給された前記インク材を前記リードの表面に転写する第三工程とを備える
ことを特徴とするはんだダム形成方法。
1 リード
1a 先端
1b 基端
1c 表面
1d 側端面
2 樹脂封止部
3 半導体パッケージ(電子部品)
4 はんだダム
4a 転写不良部
4b 最下端部
5,5A,5B 転写機構(押圧手段)
5a 転写ローラ
5b 押圧装置
6 インク供給機構(インク材供給手段)
6a インク供給ローラ
6b インク供給ノズル
7 ワイヤ(線材)
7a ワイヤ並走部
8 駆動機構(線材搬送手段)
8a 駆動プーリ
8b 駆動装置
8c 従動プーリ
9 コンベヤ
9a 把持孔
9b コンベヤ駆動装置
10 はんだダム形成装置
10A リード搬送部
10B ワイヤ駆動部
11 リードフレーム
12 プリント基板
12a スルーホール
13 ランド
14 はんだフィレット
g ギャップ寸法
1a 先端
1b 基端
1c 表面
1d 側端面
2 樹脂封止部
3 半導体パッケージ(電子部品)
4 はんだダム
4a 転写不良部
4b 最下端部
5,5A,5B 転写機構(押圧手段)
5a 転写ローラ
5b 押圧装置
6 インク供給機構(インク材供給手段)
6a インク供給ローラ
6b インク供給ノズル
7 ワイヤ(線材)
7a ワイヤ並走部
8 駆動機構(線材搬送手段)
8a 駆動プーリ
8b 駆動装置
8c 従動プーリ
9 コンベヤ
9a 把持孔
9b コンベヤ駆動装置
10 はんだダム形成装置
10A リード搬送部
10B ワイヤ駆動部
11 リードフレーム
12 プリント基板
12a スルーホール
13 ランド
14 はんだフィレット
g ギャップ寸法
Claims (5)
- 電子部品のリードにはんだダムを形成するはんだダム形成装置であって、
はんだの付着を防止するインク材を前記電子部品のリードに転写する線材と、
前記線材を前記電子部品のリードの表面に沿って搬送する線材搬送手段と、
前記線材に前記インク材を供給するインク材供給手段と、を備える
ことを特徴とするはんだダム形成装置。 - 前記線材が、前記電子部品のリードに非接触状態で前記インク材を転写する
ことを特徴とする請求項1に記載のはんだダム形成装置。 - 前記線材が、直径0.1〜1.0mmの金属または樹脂性のワイヤである
ことを特徴とする請求項1または2に記載のはんだダム形成装置。 - 前記電子部品のリードに向かって前記線材を押圧する押圧手段をさらに備える
ことを特徴とする請求項1〜3の何れか1項に記載のはんだダム形成装置。 - 電子部品のリードにはんだダムを形成するはんだダム形成方法であって、
線材を当該線材の延在方向に搬送する第一工程と、
はんだの付着を防止するインク材を前記線材に供給する第二工程と、
前記線材に供給された前記インク材を前記リードの表面に転写する第三工程とを備える
ことを特徴とするはんだダム形成方法。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010000695A JP2011142133A (ja) | 2010-01-05 | 2010-01-05 | はんだダム形成装置及びはんだダム形成方法 |
US12/974,558 US20110165319A1 (en) | 2010-01-05 | 2010-12-21 | Apparatus for forming solder dam and method of forming solder dam |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010000695A JP2011142133A (ja) | 2010-01-05 | 2010-01-05 | はんだダム形成装置及びはんだダム形成方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2011142133A true JP2011142133A (ja) | 2011-07-21 |
Family
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2010000695A Withdrawn JP2011142133A (ja) | 2010-01-05 | 2010-01-05 | はんだダム形成装置及びはんだダム形成方法 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20110165319A1 (ja) |
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US20070182797A1 (en) * | 2006-02-02 | 2007-08-09 | 3M Innovative Properties Company | Printer having a print wire with alternating hydrophilic and hydrophobic areas to form droplets for printing inks |
-
2010
- 2010-01-05 JP JP2010000695A patent/JP2011142133A/ja not_active Withdrawn
- 2010-12-21 US US12/974,558 patent/US20110165319A1/en not_active Abandoned
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