JP2012038985A - Soldering device and magazine - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To enable soldering of lead frames in large batches without human intervention.SOLUTION: A soldering device includes, inside a vacuum chamber 11, a pair of heater plates 12, 13 that heat a magazine 20 by holding the magazine 20 from both of its sides, and a pair of heat absorbing plates 14, 15. The heater plate 12 and the heat absorbing plate 14 are movable to come into contact with and separate from the other heater plate 13 and heat absorbing plate 15 respectively so as to press the magazine 20 against the other heater plate 13 and heat absorbing plate 15 during heating or cooling of the magazine 20. The magazine 20 includes a plurality of lead frames therein. Accordingly, heating the magazine 20 enables soldering of the lead frames included in the magazine 20 in large batches.

Description

本発明は、上面にはんだを塗布し、その上に電子部品を搭載してなるリードフレームを加熱して電子部品のリードフレームへのはんだ付けを行うはんだ付け装置およびそのようなリードフレームを収納保持するマガジンに関する。   The present invention relates to a soldering apparatus for applying solder to an upper surface and heating a lead frame on which an electronic component is mounted to solder the electronic component to the lead frame, and to store and hold such a lead frame. Related to the magazine.

一般的な半導体パッケージでは、リードフレーム上にIGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)、集積回路チップなどの半導体を線はんだにより接合を行い、金・銅・アルミニウムなどのワイヤで結線後、樹脂封止を行う。   In general semiconductor packages, semiconductors such as IGBTs (Insulated Gate Bipolar Transistors) and integrated circuit chips are joined on a lead frame by wire soldering, and are connected with wires such as gold, copper, and aluminum, followed by resin sealing. .

その際のはんだによるチップ付けは、ダイボンダでリードフレームのダイパッドに線はんだを供給し、そこにチップを搭載することにより行っていた(たとえば、特許文献1参照)。この特許文献1の装置では、ヒータレールによって搬送されるリードフレームに線はんだを供給し、その上にパワートランジスタを搭載することにより、パワートランジスタをリードフレームにはんだ付けしている。この方法では、タクト重視の工法であって短時間ではんだ付けを行うことができる反面、はんだ中のボイドが多く、製造途中でボイド検査を行うなどの工程が入ることが多い。   In this case, chip attachment with solder has been performed by supplying wire solder to a die pad of a lead frame with a die bonder and mounting the chip there (see, for example, Patent Document 1). In the apparatus of Patent Document 1, wire solder is supplied to a lead frame conveyed by a heater rail, and a power transistor is mounted thereon, thereby soldering the power transistor to the lead frame. This method is a tact-oriented method and can perform soldering in a short time, but on the other hand, there are many voids in the solder, and there are many steps such as performing a void inspection during the production.

これに対し、混成集積回路などのモジュールの場合は、印刷などにより塗布したはんだに集積回路や容量、抵抗、コイルなどのチップ部品類を多数搭載した製品を板治具に並べてはんだ付け装置に入れ、一括して真空中の熱板にてはんだ付けを行う方法がある。この方法では、はんだ付けを真空中で行うために、はんだ中のボイドを引き出す効果があり、ボイド率の低減が可能である。しかし、このはんだ付け装置では、板治具への製品を人手により並べていたので、その際の工数増加、工数作業時間の増加などの影響により量産性が非常に低かった。そのため、処理時間が長いことから、量産性を重視するディスクリートのようなリードフレームタイプの製品では採用されることはなかった。   On the other hand, in the case of a module such as a hybrid integrated circuit, a product in which a large number of chip parts such as integrated circuits, capacitors, resistors, and coils are mounted on solder applied by printing or the like is placed on a plate jig and placed in a soldering apparatus. There is a method of performing soldering with a hot plate in a vacuum. In this method, since soldering is performed in a vacuum, there is an effect of drawing out voids in the solder, and the void ratio can be reduced. However, in this soldering apparatus, since the products on the plate jig were manually arranged, the mass productivity was very low due to the increase in the man-hour and the increase in the man-hour work time. For this reason, since the processing time is long, it has not been adopted in lead frame type products such as discrete, which emphasize mass production.

ところで、リードフレームを使用した半導体の製造においては、それぞれの工程間でのリードフレームの搬送にマガジンが用いられている(たとえば、特許文献2,3参照)。マガジンは、縦に細長い長方形の開口部が両側にある直方体を有し、両側板の対向する内壁には、開口部間に水平方向に伸びる仕切り段が所定の間隔を置いて複数個形成されている。マガジンは、その仕切り段にリードフレームを水平状態で載せていくことにより複数枚収納することができる。これにより、半導体のそれぞれの製造工程では、マガジンからリードフレームを1枚ずつ引き出して加工を行い、加工を終えたリードフレームは、マガジンに戻される。マガジンに収納されたすべてのリードフレームの加工が終わると、これらのリードフレームは、マガジンに修された状態で次の工程まで搬送される。   By the way, in the manufacture of a semiconductor using a lead frame, a magazine is used for transporting the lead frame between each process (for example, see Patent Documents 2 and 3). The magazine has a rectangular parallelepiped with elongated rectangular openings on both sides, and a plurality of partition steps extending in the horizontal direction between the openings are formed at predetermined intervals on the opposing inner walls of both side plates. Yes. A plurality of magazines can be stored by placing the lead frames horizontally on the partitioning steps. Thus, in each semiconductor manufacturing process, one lead frame is pulled out from the magazine and processed, and the processed lead frame is returned to the magazine. When the processing of all the lead frames stored in the magazine is completed, these lead frames are transported to the next process while being repaired in the magazine.

ここで、はんだ付け工程において、はんだ中のボイド率を低減させるために、上記のはんだ付け装置で行おうとする場合、マガジンからリードフレームを1枚ずつ引き出して板治具に並べ、リードフレームが並べられた板治具をはんだ付け装置に送り込むことになる。はんだ付け装置では、板治具は、真空雰囲気中で熱板の上に配置され、リードフレームは、熱板により下面から加熱されることによって一括してはんだ付けが行われる。はんだ付け装置でのはんだ付けが終わると、はんだ付け装置から板治具が引き出され、リードフレームは、板治具から1枚ずつ拾い上げられ、マガジンに収納される。リードフレームのマガジンへの収納が終わると、それらのリードフレームは、マガジンに収納された状態で次の製造工程まで搬送される。   Here, in the soldering process, in order to reduce the void ratio in the solder, when the above soldering apparatus is used, the lead frames are drawn one by one from the magazine and arranged on the plate jig, and the lead frames are arranged. The obtained plate jig is fed into a soldering apparatus. In the soldering apparatus, the plate jig is disposed on the hot plate in a vacuum atmosphere, and the lead frame is soldered collectively by being heated from the lower surface by the hot plate. When the soldering by the soldering device is finished, the plate jig is pulled out from the soldering device, and the lead frames are picked up one by one from the plate jig and stored in the magazine. When the lead frames are stored in the magazine, the lead frames are transported to the next manufacturing process while being stored in the magazine.

特開2006−114649号公報(段落〔0023〕,図1)JP 2006-114649 A (paragraph [0023], FIG. 1) 特開平9−36137号公報JP 9-36137 A 特開平9−237798号公報Japanese Patent Laid-Open No. 9-237798

しかしながら、リードフレームのはんだ付けを真空雰囲気中で熱板により一括して行う場合、リードフレームをマガジンから取り出して板治具に並べ、はんだ付けが終わると、板治具から拾い上げてマガジンに戻すという作業を人手により行うため、手間と処理時間がかかり、量産性が非常に低いという問題点があった。   However, when soldering the lead frame in a vacuum atmosphere in a batch with a hot plate, the lead frame is taken out from the magazine and arranged on the plate jig, and after the soldering is finished, it is picked up from the plate jig and returned to the magazine. Since the work is performed manually, it takes time and processing time, and there is a problem that mass productivity is very low.

本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、複数の半導体チップおよびチップ部品が搭載されるリードフレームのはんだ付けを、人手を介することなく、一括で大量にバッチ処理することができるはんだ付け装置およびマガジンを提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above points, and can perform batch processing of a large number of batches of soldering of a lead frame on which a plurality of semiconductor chips and chip components are mounted without human intervention. An object is to provide a soldering apparatus and a magazine.

本発明では上記の課題を解決するために、それぞれ塗布したはんだに電子部品が載置された複数のリードフレームを水平状態に保ちつつ垂直方向に所定間隔隔てて保持するマガジンに対し、その両側面に接触して加熱することにより前記はんだを溶融して前記電子部品を前記リードフレームに接合することができる少なくとも1対のヒータプレートと、前記ヒータプレートの少なくとも一方を前記マガジンの側面に対して接離自在に駆動可能であって、加熱時には前記マガジンを挟持状態にするヒータプレート駆動部と、を有する加熱手段を備えていることを特徴とするはんだ付け装置が提供される。   In the present invention, in order to solve the above-described problems, both side surfaces of a magazine for holding a plurality of lead frames each having electronic components placed on each applied solder and maintaining a horizontal state at a predetermined interval in a vertical direction. At least one pair of heater plates capable of melting the solder and joining the electronic component to the lead frame by heating in contact with each other, and at least one of the heater plates is in contact with the side surface of the magazine. There is provided a soldering apparatus characterized by comprising a heating means that can be driven in a detachable manner and has a heater plate driving section that holds the magazine in a state of being heated.

このようなはんだ付け装置によれば、マガジンからリードフレームを取り出すことなく、リードフレームを収納したままの状態でマガジンを加熱するようにした。これにより、大量のリードフレームのはんだ付けを一括して行うことができる。   According to such a soldering apparatus, the magazine is heated while the lead frame is stored without taking out the lead frame from the magazine. Thereby, a lot of lead frames can be soldered together.

本発明では、また、両側面がヒータプレートによって挟持されることにより内部に収納されたリードフレームに塗布されたはんだを溶融してその上に載置された電子部品のはんだ付けを行うマガジンであって、天板に、ガス抜き穴を備えていることを特徴とするマガジンが提供される。   The present invention is also a magazine for melting the solder applied to the lead frame housed inside by sandwiching the both side surfaces by the heater plate and soldering the electronic components placed thereon. Thus, a magazine is provided in which the top plate is provided with a vent hole.

このようなマガジンによれば、ヒータプレートによって挟持されて加熱されるときに、最上段のリードフレームが加熱されたときにガス化したフラックスを外部へ導出するガス抜き穴を備えている。これにより、最上段のリードフレームは、加熱時にガスが滞留して温度が高くなり過ぎてしまうことがなくなるので、すべてのリードフレームを均熱化することができる。   According to such a magazine, when being sandwiched and heated by the heater plate, the magazine is provided with a gas vent hole that guides the flux gasified when the uppermost lead frame is heated to the outside. As a result, the uppermost lead frame does not retain a temperature due to gas retention during heating, so that all the lead frames can be soaked.

上記構成のはんだ付け装置は、リードフレームを収納した状態のマガジンを直接加熱することによりリードフレームのはんだ付けを行うようにしたので、マガジンに対してリードフレームの出し入れを行い、取り出したリードフレームを板治具に並べるという作業がなくなるので、短時間で大量のリードフレームのはんだ付けを一括して行うことができ、製品のコストダウンに大きく寄与できるという利点がある。   In the soldering apparatus having the above-described configuration, since the lead frame is soldered by directly heating the magazine in which the lead frame is stored, the lead frame is taken in and out of the magazine. Since there is no need to arrange them on a plate jig, a large amount of lead frames can be soldered together in a short time, which has the advantage that it can greatly contribute to cost reduction of products.

はんだ溶融中に真空状態とすることで、フラックスなどから発生するはんだ中のボイドを低減することが可能となる。
リードフレームを収納した状態で加熱することによりリードフレームのはんだ付けを行うマガジンは、天板にガス抜き穴を備えることで、熱履歴中に発生するフラックスからのガス成分を内部に滞留させることなく外部に引き出せるため、最上段のリードフレームの部分的高温化が回避され、すべてのリードフレームを均熱化させることが可能となる。
By setting the vacuum state during the melting of the solder, it becomes possible to reduce voids in the solder generated from the flux.
The magazine that solders the lead frame by heating it with the lead frame housed has a vent hole in the top plate, so that the gas component from the flux generated during the heat history does not stay inside. Since it can be pulled out to the outside, partial heating of the uppermost lead frame is avoided, and all the lead frames can be uniformly heated.

マガジンは、その側面にスリットを入れることにより、マガジンの熱容量を調整でき、側面からリードフレームまでの熱抵抗を調整できるため、マガジン内の温度分布を均一にすることができる。   The magazine can be adjusted in heat capacity from the side surface to the lead frame by slitting the side surface of the magazine, and the temperature distribution in the magazine can be made uniform.

本発明の一実施の形態に係るはんだ付け装置を示す図である。It is a figure which shows the soldering apparatus which concerns on one embodiment of this invention. リードフレームに電子部品を搭載して形成される半導体装置の製造工程を説明する図である。It is a figure explaining the manufacturing process of the semiconductor device formed by mounting an electronic component in a lead frame. マガジンの構成例を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the structural example of a magazine.

以下、本発明の実施の形態について、リードフレームのモジュールになる1区画に半導体チップおよびチップ部品とする複数の電子部品が搭載されて混成集積回路などのモジュールとなる半導体装置を製造する場合を例に図面を参照して詳細に説明する。   Hereinafter, in the embodiment of the present invention, an example in which a semiconductor device that is a module such as a hybrid integrated circuit is manufactured by mounting a semiconductor chip and a plurality of electronic components that are chip components in one section that is a module of a lead frame. Detailed description will be given with reference to the drawings.

図1は本発明の一実施の形態に係るはんだ付け装置を示す図である。
本発明によるはんだ付け装置10は、内部を真空にすることができる真空チャンバ11を備えている。真空チャンバ11は、図示はしないが、マガジン20が設置される内部空間を開放または密閉する開閉機構、内部空間を真空引きする真空ポンプ、内部空間と真空ポンプとの間に設けられる真空バルブなどを備えている。真空チャンバ11は、また、図示はしないが、真空ポンプによって減圧される内部空間に不活性ガス(たとえば窒素ガス)を充填する機構を備えている。
FIG. 1 is a view showing a soldering apparatus according to an embodiment of the present invention.
A soldering apparatus 10 according to the present invention includes a vacuum chamber 11 that can be evacuated. Although not shown, the vacuum chamber 11 includes an opening / closing mechanism that opens or seals the internal space in which the magazine 20 is installed, a vacuum pump that evacuates the internal space, a vacuum valve that is provided between the internal space and the vacuum pump, and the like. I have. Although not shown, the vacuum chamber 11 includes a mechanism that fills the internal space decompressed by a vacuum pump with an inert gas (for example, nitrogen gas).

真空チャンバ11の内部は、マガジン20が供給される側に加熱ゾーンを有し、マガジン20が取り出される側に冷却ゾーンを有している。加熱ゾーンには、内部空間に供給されたマガジン20を両側面から挟持して加熱する1対のヒータプレート12,13を備えている。図示の例では、ヒータプレート12は、固定設置されたヒータプレート13に対して接離自在に設置されている。これにより、ヒータプレート12は、マガジン20が供給されるときおよび冷却ゾーンへ移動するとき、マガジン20の移動通路から待避し、はんだ付けを行うときには、マガジン20をヒータプレート13に押し付けるように動作する。同様に、冷却ゾーンには、マガジン20を両側面から挟持して冷却する1対の吸熱プレート14,15を備えている。図示の例では、吸熱プレート14は、固定設置された吸熱プレート15に対して接離自在に設置されている。これにより、吸熱プレート14は、マガジン20が供給されるときおよび真空チャンバ11の外へ移動するとき、マガジン20の移動通路から待避し、冷却を行うときには、マガジン20を吸熱プレート15に押し付けるように動作する。   The inside of the vacuum chamber 11 has a heating zone on the side where the magazine 20 is supplied, and a cooling zone on the side where the magazine 20 is taken out. The heating zone is provided with a pair of heater plates 12 and 13 that sandwich and heat the magazine 20 supplied to the internal space from both sides. In the illustrated example, the heater plate 12 is installed so as to be able to contact and separate from a fixed heater plate 13. Thus, the heater plate 12 is retracted from the movement path of the magazine 20 when the magazine 20 is supplied and moved to the cooling zone, and operates to press the magazine 20 against the heater plate 13 when performing soldering. . Similarly, the cooling zone is provided with a pair of heat absorbing plates 14 and 15 that cool the magazine 20 by sandwiching it from both sides. In the example shown in the drawing, the heat absorbing plate 14 is installed so as to be able to contact and separate from the fixed heat absorbing plate 15. Thus, the heat absorption plate 14 is retracted from the movement path of the magazine 20 when the magazine 20 is supplied and moved out of the vacuum chamber 11, and the magazine 20 is pressed against the heat absorption plate 15 when cooling is performed. Operate.

ヒータプレート12,13は、熱伝導体に発熱体を埋設することによって構成することができる。発熱体は、供給する電流に応じた温度に発熱することができるものであって、好ましくは、熱伝導体の中に複数の棒状発熱体を適当に離間させて配置するのがよい。この場合、それぞれの棒状発熱体の発熱温度を制御して、マガジンに収納されたリードフレームを均一に加熱できるように、熱伝導体の加熱側の面に適当な温度勾配を持たせることができる。たとえば、加熱対象となるマガジン20の熱容量の分布に応じて温度勾配を持たせればよい。そのために、マガジン20の肉厚の部分には棒状発熱体を近接させるように配置してもよいし、棒状発熱体の発熱温度を高めに設定してもよい。あるいは、発熱が集積しやすいマガジン上部では、棒状発熱体の発熱温度を低めに設定してもよい。   The heater plates 12 and 13 can be configured by embedding a heating element in a heat conductor. The heating element can generate heat at a temperature corresponding to the supplied current, and it is preferable that a plurality of rod-shaped heating elements are appropriately spaced apart from each other in the heat conductor. In this case, an appropriate temperature gradient can be provided on the heating-side surface of the heat conductor so that the lead frame accommodated in the magazine can be heated uniformly by controlling the heat generation temperature of each rod-shaped heat generator. . For example, a temperature gradient may be provided according to the distribution of heat capacity of the magazine 20 to be heated. Therefore, a rod-shaped heating element may be disposed close to the thick portion of the magazine 20, or the heating temperature of the rod-shaped heating element may be set higher. Or you may set the heat_generation | fever temperature of a rod-shaped heat generating body low in the upper part of the magazine with which heat_generation | fever tends to accumulate | store.

吸熱プレート14,15は、内部に冷却水が流れる通路が蛇行するように設けられた熱伝導体によって構成され、真空チャンバ11の外部に設けられた図示しない熱交換器と接続されて、冷却水をポンプで循環させるようにしている。これにより、熱交換器と吸熱プレート14,15との間で冷却水が循環される方式の循環冷却装置が構成され、吸熱プレート14,15は、マガジン20の冷却を連続して行うことができる。すなわち、循環する冷却水は、熱交換器でファンにより大気に放熱されて冷却され、吸熱プレート14,15に供給されてそこでマガジン20から熱を吸収し、これにより高温になって再び熱交換器に戻され、ここで冷却される、というサイクルで繰り返される。   The heat absorbing plates 14 and 15 are constituted by a heat conductor provided so that a passage through which the cooling water flows is meandering, and connected to a heat exchanger (not shown) provided outside the vacuum chamber 11 so that the cooling water Is circulated with a pump. Thereby, a circulating cooling device of a system in which cooling water is circulated between the heat exchanger and the heat absorbing plates 14 and 15 is configured, and the heat absorbing plates 14 and 15 can continuously cool the magazine 20. . That is, the circulating cooling water is radiated to the atmosphere by a fan by a heat exchanger and cooled, and is supplied to the heat absorbing plates 14 and 15 where it absorbs heat from the magazine 20, thereby becoming a high temperature and again being a heat exchanger. It is repeated in the cycle of being returned to and cooled here.

可動側のヒータプレート12および吸熱プレート14は、ヒータプレート13および吸熱プレート15に対して接離できるようたとえば電動アクチュエータによって構成されている。この電動アクチュエータは、ヒータプレート12または吸熱プレート14を、たとえば付勢ばねでヒータプレート13または吸熱プレート15の方向に付勢し、電動機でヒータプレート13または吸熱プレート15から離れる方向に駆動するように構成されている。付勢ばねは、ヒータプレート12または吸熱プレート14がマガジン20をヒータプレート13または吸熱プレート15に押し付けたときに、互いに密着する程度の付勢力を有している。なお、この電動アクチュエータは、可動側のヒータプレート12および吸熱プレート14に共通の1つの機構で構成し、ヒータプレート12および吸熱プレート14を同時に駆動するようにしてもよい。   The movable heater plate 12 and the heat absorption plate 14 are configured by, for example, an electric actuator so as to be able to contact and separate from the heater plate 13 and the heat absorption plate 15. In this electric actuator, the heater plate 12 or the heat absorption plate 14 is urged in the direction of the heater plate 13 or the heat absorption plate 15 by an urging spring, for example, and is driven in a direction away from the heater plate 13 or the heat absorption plate 15 by an electric motor. It is configured. The urging springs have an urging force such that when the heater plate 12 or the heat absorbing plate 14 presses the magazine 20 against the heater plate 13 or the heat absorbing plate 15, they are in close contact with each other. The electric actuator may be configured by a single mechanism common to the heater plate 12 and the heat absorption plate 14 on the movable side, and the heater plate 12 and the heat absorption plate 14 may be driven simultaneously.

以上の構成のはんだ付け装置10において、リードフレームに搭載した電子部品のリードフレームへのはんだ付けを行うときには、まず、真空チャンバ11を開放し、ヒータプレート12,13は、マガジン20を受け入れるだけの隙間を有するよう離間されている。次に、マガジン20がリードフレームを収納した状態で真空チャンバ11内に押し込まれ、ヒータプレート12,13の間の隙間にて停止される。   In the soldering apparatus 10 having the above configuration, when soldering an electronic component mounted on a lead frame to the lead frame, first, the vacuum chamber 11 is opened, and the heater plates 12 and 13 only receive the magazine 20. They are separated to have a gap. Next, the magazine 20 is pushed into the vacuum chamber 11 with the lead frame stored therein, and is stopped in the gap between the heater plates 12 and 13.

その後、真空チャンバ11が駆動されて内部が密閉されて不活性ガスが充填され、ヒータプレート12が駆動されてマガジン20をヒータプレート13に押し付け、ヒータプレート12,13が加熱を開始する。ヒータプレート12,13が高温になると、その熱は、マガジン20に伝達され、さらにマガジン20からリードフレームに伝達され、リードフレームに塗布されたはんだを溶融する。真空チャンバ11は、はんだが融点に達するまでの適当なタイミングで真空引きされる。これにより、はんだが融点を超えて溶けたときにフラックスがガス化するなどして内部に生じたボイドを真空引きにより低減し、はんだの接合強度の低下を防止している。   Thereafter, the vacuum chamber 11 is driven, the inside is sealed and filled with an inert gas, the heater plate 12 is driven, the magazine 20 is pressed against the heater plate 13, and the heater plates 12, 13 start heating. When the heater plates 12 and 13 reach a high temperature, the heat is transmitted to the magazine 20 and further transmitted from the magazine 20 to the lead frame to melt the solder applied to the lead frame. The vacuum chamber 11 is evacuated at an appropriate timing until the solder reaches the melting point. Thereby, when the solder is melted beyond the melting point, voids generated in the inside due to gasification of the flux are reduced by evacuation, thereby preventing a decrease in the bonding strength of the solder.

はんだが溶融した後、ヒータプレート12,13の加熱が停止され、真空チャンバ11内の真空引きが停止される。その後、ヒータプレート12がマガジン20から離れる方向に駆動され、マガジン20は、適当な移動手段を用いて加熱ゾーンから冷却ゾーンに移動される。このとき、吸熱プレート14,15は、マガジン20を受け入れるだけの隙間を有するよう離間されている。吸熱プレート14,15の間にマガジン20が移動されてくると、吸熱プレート14が駆動されてマガジン20を吸熱プレート15に押し付け、吸熱プレート14,15に冷却水が循環されてマガジン20の冷却を開始する。マガジン20は、吸熱プレート14,15に密着状態で挟持されることにより効率よく吸熱されて降温され、これに伴って中に収納されているリードフレームも降温される。マガジン20が所定の温度まで降温すると、吸熱プレート14がマガジン20から離れる方向に駆動され、真空チャンバ11が開放されて、マガジン20は、適当な移動手段を用いて真空チャンバ11から取り出される。   After the solder is melted, the heating of the heater plates 12 and 13 is stopped, and the evacuation in the vacuum chamber 11 is stopped. Thereafter, the heater plate 12 is driven away from the magazine 20, and the magazine 20 is moved from the heating zone to the cooling zone using an appropriate moving means. At this time, the heat absorption plates 14 and 15 are separated so as to have a gap enough to receive the magazine 20. When the magazine 20 is moved between the endothermic plates 14, 15, the endothermic plate 14 is driven to press the magazine 20 against the endothermic plate 15, and cooling water is circulated through the endothermic plates 14, 15 to cool the magazine 20. Start. The magazine 20 is sandwiched between the heat absorbing plates 14 and 15 in a close contact state so that the magazine 20 efficiently absorbs the temperature and lowers the temperature, and accordingly, the lead frame housed therein is also cooled. When the temperature of the magazine 20 is lowered to a predetermined temperature, the heat absorbing plate 14 is driven in a direction away from the magazine 20, the vacuum chamber 11 is opened, and the magazine 20 is taken out from the vacuum chamber 11 using an appropriate moving means.

なお、上記の実施の形態では、真空チャンバ11内の加熱ゾーンおよび冷却ゾーンには、それぞれ1つのマガジン20を加熱および冷却するように構成したが、これに限定されるものではない。たとえば、ヒータプレートを3つ備え、真ん中の固定のヒータプレートと外側の可動のヒータプレートとの間にそれぞれマガジンを挟持させる構成にしてもよい。この場合、冷却ゾーンにおいても同じ構成が採られ、中央に設けた固定の吸熱プレートに対してその両側にそれぞれマガジンを押し付けるように可動の吸熱プレートを設けることになる。また、上記の実施の形態では、加熱ゾーンおよび冷却ゾーンを真空チャンバ11内に形成したが、必ずしも真空チャンバ11内でなくてもよく、大気中に設けてもよい。   In the above embodiment, one magazine 20 is heated and cooled in each of the heating zone and the cooling zone in the vacuum chamber 11, but the present invention is not limited to this. For example, three heater plates may be provided, and a magazine may be sandwiched between the middle fixed heater plate and the outer movable heater plate. In this case, the same configuration is adopted also in the cooling zone, and movable endothermic plates are provided so as to press the magazines on both sides of the fixed endothermic plate provided in the center. In the above embodiment, the heating zone and the cooling zone are formed in the vacuum chamber 11, but they are not necessarily in the vacuum chamber 11 and may be provided in the atmosphere.

図2はリードフレームに電子部品を搭載して形成される半導体装置の製造工程を説明する図である。
半導体装置の製造工程において、まず、短冊状のリードフレーム30が用意される(S1)。このリードフレーム30は、図では省略したが、所定のパターンに型抜き加工されて、半導体チップやチップ部品を載せる部分、インナーリード、アウターリードなどがあらかじめ形成されている。このようなリードフレーム30は、マガジン20に収納されて次の製造工程に搬送される。
FIG. 2 is a diagram for explaining a manufacturing process of a semiconductor device formed by mounting electronic components on a lead frame.
In the semiconductor device manufacturing process, first, a strip-shaped lead frame 30 is prepared (S1). Although not shown in the drawing, the lead frame 30 is die-cut into a predetermined pattern, and a part on which a semiconductor chip or chip component is placed, an inner lead, an outer lead, and the like are formed in advance. Such a lead frame 30 is accommodated in the magazine 20 and conveyed to the next manufacturing process.

次の製造工程では、リードフレーム30がマガジン20から一枚ずつ引き出され、リードフレームの所定位置にはんだペースト40が塗布または印刷される(S2)。はんだペースト40が塗布されたリードフレーム30は、再びマガジン20に収納されて次の製造工程に搬送される。なお、この実施の形態では、接合材料としてはんだペースト40を使用しているが、これに限定されるものではなく、板はんだ、銀ペーストなどの他の接合材料とすることもできる。   In the next manufacturing process, the lead frames 30 are pulled out from the magazine 20 one by one, and the solder paste 40 is applied or printed at a predetermined position of the lead frame (S2). The lead frame 30 to which the solder paste 40 is applied is stored in the magazine 20 again and conveyed to the next manufacturing process. In this embodiment, the solder paste 40 is used as the bonding material, but the present invention is not limited to this, and other bonding materials such as plate solder and silver paste can be used.

次の製造工程では、リードフレーム30がマガジン20から一枚ずつ引き出され、リードフレーム30に塗布されたはんだペースト40の上に半導体チップ50およびチップ部品51が搭載される(S3)。半導体チップやチップ部品が搭載されたリードフレーム30は、再びマガジン20に収納されて次の製造工程に搬送される。   In the next manufacturing process, the lead frames 30 are pulled out from the magazine 20 one by one, and the semiconductor chip 50 and the chip component 51 are mounted on the solder paste 40 applied to the lead frame 30 (S3). The lead frame 30 on which the semiconductor chip and the chip component are mounted is stored again in the magazine 20 and conveyed to the next manufacturing process.

次の製造工程では、リードフレーム30をマガジン20に収納した状態のまま、マガジン20を上述のはんだ付け装置10に入れてリードフレーム30の加熱および冷却が行われ、続いて、洗浄装置に入れてリードフレーム30の洗浄が行われる(S4)。洗浄装置では、リードフレーム30は、洗浄液に浸されて超音波洗浄が行われ、フラックスなどが除去される。このように、加熱、冷却および洗浄の工程では、リードフレーム30をマガジン20から取り出すことなくマガジン20に入れたままで、一括してバッチ処理をすることができる。リードフレーム30の洗浄が終了すると、マガジン20は、次の製造工程に搬送される。   In the next manufacturing process, with the lead frame 30 stored in the magazine 20, the magazine 20 is put into the soldering device 10 described above to heat and cool the lead frame 30, and then put into a cleaning device. The lead frame 30 is cleaned (S4). In the cleaning apparatus, the lead frame 30 is immersed in a cleaning solution and subjected to ultrasonic cleaning, and flux and the like are removed. As described above, in the heating, cooling, and cleaning steps, batch processing can be performed in a lump while the lead frame 30 is not removed from the magazine 20 and is still in the magazine 20. When the cleaning of the lead frame 30 is completed, the magazine 20 is transported to the next manufacturing process.

次の製造工程では、リードフレーム30は、マガジン20から一枚ずつ引き出され、ワイヤボンダによるワイヤボンディングが行われ(S5)、再びマガジン20に収納されて次の製造工程に搬送される。   In the next manufacturing process, the lead frames 30 are pulled out one by one from the magazine 20, wire bonding is performed by a wire bonder (S <b> 5), and the lead frame 30 is stored again in the magazine 20 and conveyed to the next manufacturing process.

そして、次の製造工程では、リードフレーム30は、マガジン20から一枚ずつ引き出され、モールディング装置に入れられ、樹脂封止が行われる(S6)。樹脂封止が行われたリードフレーム30は、リードフレーム30の切断およびリード加工などの次の製造工程へ搬送するために、再びマガジン20に収納される。   In the next manufacturing process, the lead frames 30 are pulled out from the magazine 20 one by one, placed in a molding device, and resin sealing is performed (S6). The lead frame 30 that has been resin-sealed is stored in the magazine 20 again in order to be transported to the next manufacturing process such as cutting of the lead frame 30 and lead processing.

図3はマガジンの構成例を示す斜視図である。
マガジン20は、リードフレーム30を入れたまま、はんだ付け装置10において加熱および冷却が行われ、洗浄装置において洗浄が行われるために、耐熱性があり、洗浄液に耐えることができる材質によって形成されている。また、マガジン20は、十分な熱分布確保が可能であり、溶融したはんだがボイドの破裂により飛び散ったときに、マガジン内部に固着しないなどの特性を持った材質によって形成される。このようなマガジン20の材質としては、ステンレス鋼またはアルミニウムとすることができる。特に、上記の諸特性を有する材料としてアルミニウムが好適である。
FIG. 3 is a perspective view showing a configuration example of a magazine.
The magazine 20 is formed of a material that is heat resistant and can withstand the cleaning liquid because the soldering device 10 is heated and cooled while the lead frame 30 is inserted, and the cleaning device performs cleaning. Yes. Further, the magazine 20 can secure a sufficient heat distribution, and is formed of a material having such characteristics that the molten solder does not adhere to the inside of the magazine when scattered due to the burst of the void. The material of such a magazine 20 can be stainless steel or aluminum. In particular, aluminum is suitable as a material having the above characteristics.

マガジン20は、底板21と、天板22と、側板23,24とを有し、直方体の形状をなしている。長手方向の両端には、縦に細長い長方形の開口部を有し、リードフレーム30が挿抜する出入口を構成している。側板23,24の対向する内壁には、水平方向に伸びるコの字状の係止溝25が高さ方向に所定の間隔を置いて複数個形成されている。リードフレーム30は、その係止溝25に沿って挿入することにより、マガジン20内に収納保持される。図示の実施の形態のマガジン20では、20枚のリードフレーム30を収納することができる。   The magazine 20 has a bottom plate 21, a top plate 22, and side plates 23 and 24, and has a rectangular parallelepiped shape. At both ends in the longitudinal direction, vertically long and narrow rectangular openings are formed, and an entrance through which the lead frame 30 is inserted and removed is configured. A plurality of U-shaped engaging grooves 25 extending in the horizontal direction are formed on the opposing inner walls of the side plates 23 and 24 at a predetermined interval in the height direction. The lead frame 30 is stored and held in the magazine 20 by being inserted along the locking groove 25. In the magazine 20 of the illustrated embodiment, 20 lead frames 30 can be stored.

このマガジン20は、その天板22に複数のガス抜き穴26を有している。このガス抜き穴26は、天板22から最上段に収納されたリードフレーム30への輻射熱を低減し、最上段のリードフレーム30が加熱されたときにガス化したフラックスをマガジン20の外部へ導出するためのものである。ガス抜き穴26は、ないと、加熱時にガスが滞留してリードフレーム30の温度が高くなり過ぎてしまい、あっても、大き過ぎると、ガスの流れのためにリードフレーム30の温度が低くなり過ぎてしまう。そのため、ガス抜き穴26は、加熱時にはんだペースト40を適正温度に保持することができる程度に、大きさ、位置、数などが選択される。図示の実施の形態のマガジン20では、1枚当たり12個のモジュール形成区画のあるリードフレーム30を対象としており、その場合、ガス抜き穴26は、2個のモジュール形成区画に付き1個の割合で形成している。   The magazine 20 has a plurality of vent holes 26 in its top plate 22. The vent holes 26 reduce radiant heat from the top plate 22 to the lead frame 30 accommodated in the uppermost stage, and lead the gasified flux to the outside of the magazine 20 when the uppermost lead frame 30 is heated. Is to do. Without the gas vent hole 26, gas stays during heating and the temperature of the lead frame 30 becomes too high. If it is too large, the temperature of the lead frame 30 becomes low due to the flow of gas. It will pass. Therefore, the size, position, number, etc. of the vent holes 26 are selected to such an extent that the solder paste 40 can be held at an appropriate temperature during heating. In the magazine 20 of the illustrated embodiment, a lead frame 30 having 12 module forming sections per sheet is targeted, and in this case, the vent hole 26 is a ratio of one per two module forming sections. It is formed with.

なお、このマガジン20は、その天板22にガス抜き穴26を有し、底板21には有していないので、マガジン20が正立しているかどうかは、ガス抜き穴26があるかどうかを確認するだけで容易に判断することができる。   Since the magazine 20 has a gas vent hole 26 in the top plate 22 and not in the bottom plate 21, whether the magazine 20 is upright or not is determined whether there is a gas vent hole 26 or not. Judgment can be made easily just by checking.

マガジン20は、また、その側板23,24に水平に伸びる複数のスリット27を有している。スリット27は、側板23,24に形成した係止溝25の間に穿設されている。このスリット27は、マガジン20の所要の強度を確保するために側板23,24の肉厚を厚くしたときにマガジン20の熱容量が大きくなり過ぎて加熱に時間がかかってしまうような場合に、マガジン20の熱容量を低減する目的で設けられている。このスリット27は、また、リードフレーム30の洗浄工程の際に、側板23,24が完全に覆われている場合に比べて洗浄性を向上させることに寄与している。   The magazine 20 also has a plurality of slits 27 extending horizontally on the side plates 23 and 24 thereof. The slit 27 is formed between the locking grooves 25 formed in the side plates 23 and 24. This slit 27 is used in the case where the heat capacity of the magazine 20 becomes too large when the side plates 23 and 24 are made thick in order to ensure the required strength of the magazine 20 and heating takes a long time. 20 is provided for the purpose of reducing the heat capacity. The slit 27 also contributes to improving the cleaning performance in the cleaning process of the lead frame 30 as compared with the case where the side plates 23 and 24 are completely covered.

10 はんだ付け装置
11 真空チャンバ
12,13 ヒータプレート
14,15 吸熱プレート
20 マガジン
21 底板
22 天板
23,24 側板
25 係止溝
26 ガス抜き穴
27 スリット
30 リードフレーム
40 はんだペースト
50 半導体チップ
51 チップ部品
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Soldering apparatus 11 Vacuum chamber 12, 13 Heater plate 14, 15 Endothermic plate 20 Magazine 21 Bottom plate 22 Top plate 23, 24 Side plate 25 Locking groove 26 Gas vent hole 27 Slit 30 Lead frame 40 Solder paste 50 Semiconductor chip 51 Chip component

Claims (9)

それぞれ塗布したはんだに電子部品が載置された複数のリードフレームを水平状態に保ちつつ垂直方向に所定間隔隔てて保持するマガジンに対し、その両側面に接触して加熱することにより前記はんだを溶融して前記電子部品を前記リードフレームに接合することができる少なくとも1対のヒータプレートと、
前記ヒータプレートの少なくとも一方を前記マガジンの側面に対して接離自在に駆動可能であって、加熱時には前記マガジンを挟持状態にするヒータプレート駆動部と、
を有する加熱手段を備えていることを特徴とするはんだ付け装置。
A magazine that holds a plurality of lead frames on which electronic components are placed on each applied solder while maintaining a horizontal state at a predetermined interval in the vertical direction is melted by contacting and heating both sides of the magazine. And at least one pair of heater plates capable of joining the electronic component to the lead frame;
A heater plate driving unit capable of driving at least one of the heater plates so as to be able to contact with and separate from a side surface of the magazine and holding the magazine during heating; and
A soldering apparatus comprising heating means having
前記リードフレームは、モジュールになる1区画に半導体チップおよびチップ部品とする複数の前記電子部品が搭載されている請求項1記載のはんだ付け装置。   2. The soldering apparatus according to claim 1, wherein the lead frame has a plurality of the electronic components, which are semiconductor chips and chip components, mounted in one section of the module. 前記ヒータプレートは、供給する電流に応じた温度に発熱する複数の発熱体を熱伝導体に埋設することによって構成されている請求項1記載のはんだ付け装置。   The soldering apparatus according to claim 1, wherein the heater plate is configured by embedding a plurality of heating elements that generate heat at a temperature corresponding to a supplied current in a heat conductor. 1対の吸熱プレートと、
前記吸熱プレートの少なくとも一方を前記マガジンの側面に対して接離自在に駆動可能であって、冷却時には前記マガジンを挟持状態にする吸熱プレート駆動部と、
を有する冷却手段を備えている請求項1記載のはんだ付け装置。
A pair of endothermic plates;
An endothermic plate driving unit capable of driving at least one of the endothermic plates so as to be able to contact with and separate from a side surface of the magazine and holding the magazine during cooling; and
The soldering apparatus according to claim 1, further comprising a cooling means having
前記吸熱プレートは、熱伝導材料によって内部に冷却水が流れる通路が蛇行するように形成されている請求項4記載のはんだ付け装置。   The soldering apparatus according to claim 4, wherein the heat absorbing plate is formed by a heat conductive material so that a passage through which cooling water flows is meandering. 前記加熱手段および前記冷却手段は、真空チャンバ内に設置されている請求項4記載のはんだ付け装置。   The soldering apparatus according to claim 4, wherein the heating unit and the cooling unit are installed in a vacuum chamber. 前記真空チャンバは、内部空間に不活性ガスを充填する機構を備えている請求項6記載のはんだ付け装置。   The soldering apparatus according to claim 6, wherein the vacuum chamber includes a mechanism that fills an internal space with an inert gas. 両側面がヒータプレートによって挟持されることにより内部に収納されたリードフレームに塗布されたはんだを溶融してその上に載置された電子部品のはんだ付けを行うマガジンであって、
天板に、ガス抜き穴を備えていることを特徴とするマガジン。
A magazine for soldering electronic components placed thereon by melting solder applied to a lead frame housed inside by sandwiching both side surfaces by a heater plate,
A magazine characterized in that the top plate has a vent hole.
両側面の側板にスリットを有している請求項8記載のマガジン。   The magazine according to claim 8, wherein the side plates on both side surfaces have slits.
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