JP2015225985A - はんだ供給方法およびはんだ供給装置 - Google Patents

Abstract

【課題】はんだワイヤーを引き上げる際にはんだの飛散を抑制し、製品に不具合が発生することを抑制可能な技術を提供することを目的とする。【解決手段】はんだ供給方法は、はんだノズル３から繰り出されるはんだワイヤー１の先端を、ヒーターレール４によって搬送されるリードフレーム５の上面に接触させることで、はんだをリードフレーム５に塗布する工程と、はんだノズル３の外部に配置されるカッター７で、塗布されたはんだ１ａの近傍のはんだワイヤー１の先端側を切断する工程と、はんだワイヤー１をはんだノズル３側に引き上げる工程とを備えている。【選択図】図１

Description

本発明は、例えばリードフレームに半導体チップをダイボンドする際に使用されるはんだ供給方法およびはんだ供給装置に関するものである。

従来、リードフレームに半導体チップをダイボンドする際のはんだ供給方法として、次の方法が採用されている。最初に、ヒーターレール上に搬送されるリードフレームの上面に、はんだワイヤーを直接接触させることではんだを溶融し、はんだの供給を行う。予め設定された量のはんだを供給した後、はんだワイヤーを接触位置から引き上げることで、はんだの供給を完了する。例えば、特許文献１には、上記と同様のはんだ供給方法が開示されている。

特開平４−２５３３４５号公報

しかしながら、特許文献１に記載のはんだ供給方法においては、はんだワイヤーを引き上げる際に発生するはんだの糸引きに起因してはんだが飛散し、飛散したはんだが半導体チップまたはリード端子上に付着することで、製品に不具合が発生するという問題があった。

そこで、本発明は、はんだワイヤーを引き上げる際にはんだの飛散を抑制し、製品に不具合が発生することを抑制可能な技術を提供することを目的とする。

本発明に係るはんだ供給方法は、（ａ）はんだノズルから繰り出されるはんだワイヤーの先端を、ヒーターレールによって搬送されるリードフレームの上面に接触させることで、はんだを前記リードフレームに塗布する工程と、（ｂ）前記はんだノズルの外部に配置されるカッターで、前記塗布されたはんだ近傍の前記はんだワイヤーの先端側を切断する工程と、（ｃ）前記はんだワイヤーを前記はんだノズル側に引き上げる工程とを備えるものである。

本発明に係るはんだ供給装置は、はんだワイヤーと、前記はんだワイヤーを繰り出すはんだノズルと、リードフレームを搬送し、かつ、前記はんだノズルから繰り出される前記はんだワイヤーの先端を前記リードフレームの上面に接触させることではんだを前記リードフレームの上面に塗布すべく加熱を行うヒーターレールと、前記はんだノズルの外部に配置され、かつ、前記塗布されたはんだ近傍の前記はんだワイヤーの先端側を切断するカッターと、前記はんだノズルの周囲を囲んで前記ヒーターレール内のフォーミングガスを遮蔽する壁部とを備えるものである。

本発明によれば、はんだワイヤーの先端を、ヒーターレール上に搬送されるリードフレームの上面に接触させることで、はんだをリードフレームに塗布する。次に、カッターで、塗布されたはんだ近傍のはんだワイヤーの先端側を切断した後、はんだワイヤーをはんだノズル側に引き上げる。

したがって、はんだワイヤーをはんだノズル側に引き上げる際に発生するはんだの飛散を抑制することができる。これにより、はんだが半導体チップまたはリード端子上に付着することを抑制できるため、製品に不具合が発生することを抑制できる。

実施の形態に係るはんだ供給方法の工程を示す説明図である。 カッターではんだワイヤーの先端側を切断する工程を示す説明図である。 リードフレームにおいて、Ｖ溝で囲まれた領域に壁部の下端を当接させた状態を示す平面図である。 図３の要部拡大図である。 前提技術に係るはんだ供給方法の工程を示す説明図である。 はんだワイヤーを引き上げる際にはんだが飛散した状態を示す説明図である。

＜前提技術＞
最初に、前提技術に係るはんだ供給方法について図面を用いて説明する。図５は、前提技術に係るはんだ供給方法の工程を示す説明図であり、図６は、はんだワイヤー１を引き上げる際にはんだが飛散した状態を示す説明図である。

図５に示すように、前提技術に係るはんだ供給装置１００は、はんだワイヤー１と、ローラー２と、はんだノズル３と、ヒーターレール４とを備えている。はんだワイヤー１は、例えばスプール（図示省略）に巻かれている。ローラー２はモーター（図示省略）と接続されており、モーターの駆動によってローラー２が回転する。はんだノズル３およびローラー２は、一体的に上下方向に移動可能に構成されている。ローラー２が回転することで、はんだワイヤー１の一端側（先端側）が、はんだノズル３から繰り出される。

ヒーターレール４は、リードフレームガイド４ａと、搬送路４ｂと、上カバー４ｃとを備えている。リードフレームガイド４ａの内部には、はんだワイヤー１を加熱するためのヒーター（図示省略）が内蔵されている。リードフレームガイド４ａの上面の少なくとも一部には、リードフレーム５を搬送するための搬送路４ｂが配置されている。リードフレームガイド４ａ内のヒーターは、搬送路４ｂに載置されたリードフレーム５の上面に接触したはんだワイヤー１の先端を加熱する。

上カバー４ｃは、リードフレームガイド４ａの上側に配置され、上カバー４ｃとリードフレームガイド４ａとの間には、リードフレーム５の搬送に必要な大きさの空間が設けられている。上カバー４ｃには、搬送路４ｂに対応する位置に開口部４ｄが設けられている。開口部４ｄの幅は、はんだノズル３およびローラー２が通過できる大きさに形成されている。ヒーターレール４内（より具体的には、ヒーターレール４の搬送路４ｂ上）には、はんだの還元および酸化防止のためのフォーミングガスが供給されている。

次に、前提技術に係るはんだ供給方法について説明する。図５に示すように、はんだ供給が開始されると、はんだノズル３およびローラー２が一体的に下方に移動する。次に、ローラー２の回転によって、はんだワイヤー１の先端側がはんだノズル３から繰り出され、はんだワイヤー１の先端がリードフレーム５の上面に接触する。はんだワイヤー１の先端がリードフレームガイド４ａ内のヒーターによって熱せられて溶融することで、予め設定された量のはんだがリードフレーム５の上面に塗布される。はんだ１ａの塗布後、ローラー２がはんだワイヤー１の繰り出しの場合と逆向きに回転することで、はんだワイヤー１がはんだノズル３側に引き上げられる。

図５と図６に示すように、はんだワイヤー１を引き上げる際、はんだ１ａの糸引きが発生する。このとき、ヒーターレール４内に供給されているフォーミングガスによって、糸引きしたはんだ１ｂが飛散し、飛散したはんだ１ｂが半導体チップまたはリード端子上に付着することで、製品に不具合が発生するという問題があった。

本発明の実施の形態に係るはんだ供給方法およびはんだ供給装置２０においては、はんだワイヤー１を引き上げる際にはんだ１ｂの飛散を抑制し、製品に不具合が発生することを抑制している。

＜実施の形態＞
本発明の実施の形態について、図面を用いて以下に説明する。図１は、実施の形態に係るはんだ供給方法の工程を示す説明図であり、図２は、カッター７ではんだワイヤー１の先端側を切断する工程を示す説明図である。

図１に示すように、実施の形態に係るはんだ供給装置２０は、はんだノズルユニット１１と、壁部１０と、ヒーターレール４とを備えている。はんだノズルユニット１１は、はんだワイヤー１と、ローラー２と、はんだノズル３と、カッター７とを備えている。ここで、はんだノズルユニット１１を構成するはんだワイヤー１、ローラー２およびはんだノズル３は、前提技術において説明したものと同様であるため説明を省略する。

カッター７は、はんだノズル３の外部において、はんだノズル３の先端の周辺部に配置され、はんだノズル３の先端から繰り出されるはんだワイヤー１の先端側を切断する。より具体的には、カッター７は、塗布されたはんだ１ａ近傍のはんだワイヤー１の先端側を切断する。

図２に示すように、リードフレーム５に塗布されるはんだ１ａの高さＡは０．１５ｍｍ、はんだ塗布時のはんだノズル３の先端からリードフレーム５の上面までの距離Ｃは４．５ｍｍにそれぞれ設定されている。このため、カッター７は、カッター７の刃からリードフレーム５の上面までの距離Ｂが０．５ｍｍとなる高さに配置されている。

壁部１０は、ヒーターレール４内に供給されるフォーミングガスを遮蔽するための部材である。ここで、フォーミングガスは、例えばＨ₂とＮ₂の混合ガスである。壁部１０は、はんだノズル３と上下方向のみ同期して移動するように構成されている。はんだワイヤー１の切断時に、壁部１０は下方に移動し、はんだノズル３の周囲を囲む。より具体的には、壁部１０は、４つの側壁で構成され、はんだワイヤー１の切断時に下方に移動し、４つの側壁によってはんだノズルユニット１１の外側（すなわち、カッター７の外側）を囲む。これにより、はんだワイヤー１の切断時、壁部１０内のはんだノズルユニット１１にフォーミングガスが流れることを抑制することが可能である。

ヒーターレール４は、前提技術において説明したものと同じ構成である。すなわち、ヒーターレール４は、リードフレームガイド４ａと、搬送路４ｂと、上カバー４ｃとを備え、リードフレームガイド４ａおよび搬送路４ｂは、前提技術において説明したものと同様である。上カバー４ｃは、前提技術の場合と同様に開口部４ｄを備えているが、前提技術の場合よりも開口部４ｄの幅が広く形成されている。より具体的には、開口部４ｄの幅は、壁部１０の幅よりも大きな寸法に形成されている。

次に、リードフレーム５に対して壁部１０が配置される位置について説明する。図３は、リードフレーム５において、Ｖ溝９で囲まれた領域に壁部１０の下端を当接させた状態を示す平面図であり、図４は、図３の要部拡大図である。ここで、図３と図４においては図面を見やすくするために、リードフレームガイド４ａおよびはんだノズルユニット１１を図示しないものとする。

図３と図４に示すように、リードフレーム５の上面（より具体的には、リードフレーム５の上面の上銀めっきエリア８）には、予め設定された平面視で矩形状の領域を囲むようにＶ溝９が形成されている。壁部１０の下端は、リードフレーム５の上面においてＶ溝９で囲まれた領域に当接される。壁部１０は、各側壁がＶ溝９から寸法Ｄ（例えば、０．５ｍｍ）だけ内側に位置するように配置される。壁部１０は、リードフレーム５を上方から押さえる機能も果たしているため、一層安定したはんだの供給を行うことができる。

次に、実施の形態に係るはんだ供給方法について説明する。図１に示すように、はんだ供給が開始されると、はんだノズルユニット１１が一体的に下方に移動する。このとき、壁部１０は、はんだノズル３と同期して下方に移動し、壁部１０の下端は、リードフレーム５の上面において、Ｖ溝９で囲まれた領域に当接している。

次に、ローラー２の回転によって、はんだワイヤー１の先端側がはんだノズル３から繰り出され、はんだワイヤー１の先端がリードフレーム５の上面に接触することで、予め設定された量のはんだがリードフレーム５の上面に塗布される（工程（ａ））。ここで、予め設定された量とは、高さＡのはんだ１ａを塗布するために必要な量のことである。

はんだ１ａの塗布後、図１と図２に示すように、カッター７が、塗布されたはんだ１ａ近傍のはんだワイヤー１の先端側を切断する（工程（ｂ））。このとき、壁部１０によってはんだノズルユニット１１の周囲が囲まれているため、はんだワイヤー１の切断時に、はんだノズルユニット１１にフォーミングガスが流れない。このため、切断されたはんだが、ヒーターレール４内に供給されるフォーミングガスによって飛散することを抑制できる。

次に、ローラー２がはんだワイヤー１の繰り出しの場合と逆向きに回転することで、はんだワイヤー１がはんだノズル３側に引き上げられる（工程（ｃ））。このとき、はんだワイヤー１の先端側は切断されているため、はんだワイヤー１の引き上げに際して糸引きは発生しない。はんだノズルユニット１１が一体的に上方に移動するとともに、壁部１０が、はんだノズル３と同期して上方に移動することで、当該リードフレーム５に対するはんだの供給が完了する。

以上のように、実施の形態に係るはんだ供給方法は、はんだワイヤー１の先端を、ヒーターレール４上に搬送されるリードフレーム５の上面に接触させることで、はんだをリードフレーム５に塗布する。次に、カッター７で、塗布されたはんだ１ａの近傍のはんだワイヤー１の先端側を切断した後、はんだワイヤー１をはんだノズル３側に引き上げる。

また、実施の形態に係るはんだ供給装置２０は、はんだワイヤー１と、はんだワイヤー１を繰り出すはんだノズル３と、リードフレーム５を搬送し、かつ、はんだノズル３から繰り出されるはんだワイヤー１の先端をリードフレーム５の上面に接触させることではんだをリードフレーム５の上面に塗布すべく加熱を行うヒーターレール４と、はんだノズル３の外部に配置され、かつ、塗布されたはんだ１ａの近傍のはんだワイヤー１の先端側を切断するカッター７と、はんだノズル３の周囲を囲んでヒーターレール４内のフォーミングガスを遮蔽する壁部１０とを備える。

したがって、はんだワイヤー１をはんだノズル３側に引き上げる際に発生するはんだの飛散を抑制することができる。これにより、はんだが半導体チップまたはリード端子上に付着することを抑制できるため、製品に不具合が発生することを抑制できる。

はんだをリードフレーム５に塗布する工程と、カッター７で、塗布されたはんだ１ａの近傍のはんだワイヤー１の先端側を切断する工程と、はんだワイヤー１をはんだノズル３側に引き上げる工程は、はんだノズル３の周囲を囲んでヒーターレール４内のフォーミングガスを遮断する壁部１０内で行われる工程であるため、ヒーターレール４内に供給されるフォーミングガスによってはんだが飛散することを抑制できる。これにより、はんだが半導体チップまたはリード端子上に付着することを抑制できるため、製品に不具合が発生することを抑制できる。

また、リードフレーム５は、その上面において予め設定された領域を囲むように形成されるＶ溝９を有し、はんだをリードフレーム５に塗布工程と、カッター７で、塗布されたはんだ１ａの近傍のはんだワイヤー１の先端側を切断する工程と、はんだワイヤー１をはんだノズル３側に引き上げる工程は、リードフレーム５の上面におけるＶ溝９で囲まれた領域に、壁部１０の下端を当接させて行われる工程である。

このように、壁部１０は、リードフレーム５を上方から押さえる機能も果たしているため、一層安定したはんだ供給を行うことができる。

また、壁部１０は、Ｖ溝９で囲まれた領域の大きさに応じて交換可能に構成されていてもよい。リードフレーム５の上面にはＶ溝９が形成されているが、Ｖ溝９で囲まれた領域は種々の大きさのものがある。壁部１０は、Ｖ溝９で囲まれた領域の大きさに合わせて種々の大きさのものが準備されている。

この場合のはんだ供給方法について説明する。例えば、はんだ供給装置２０は壁部１０を交換する交換機構を備え、はんだ供給が開始されると、交換機構が自動でリードフレーム５の上面におけるＶ溝９で囲まれた領域の大きさに応じて壁部１０を交換する（工程（（ｄ））。または、例えば、作業者が、リードフレーム５の上面におけるＶ溝９で囲まれた領域の大きさに応じて壁部１０を交換することも可能である。

壁部１０の交換後、図１に示すように、はんだノズルユニット１１が一体的に下方に移動する。このとき、壁部１０は、はんだノズル３と同期して下方に移動し、壁部１０の下端は、リードフレーム５の上面において、Ｖ溝９で囲まれた領域に当接している。

次に、ローラー２の回転によって、はんだワイヤー１の先端側がはんだノズル３から繰り出され、はんだワイヤー１の先端がリードフレーム５の上面に接触することで、予め設定された量のはんだ１ａがリードフレーム５の上面に塗布される（工程（ａ））。

はんだの塗布後、図１と図２に示すように、カッター７が、塗布されたはんだ１ａ近傍のはんだワイヤー１の先端側を切断する（工程（ｂ））。次に、ローラー２がはんだワイヤー１の繰り出しの場合と逆向きに回転することで、はんだワイヤー１がはんだノズル３側に引き上げられる（工程（ｃ））。はんだノズルユニット１１が一体的に上方に移動するとともに、壁部１０が、はんだノズル３と同期して上方に移動することで、当該リードフレーム５に対するはんだの供給が完了する。

このように、実施の形態に係るはんだ供給方法は、はんだをリードフレーム５に塗布する工程の前に、リードフレーム５の上面におけるＶ溝９で囲まれた領域の大きさに応じて、壁部１０を交換する工程をさらに備えるため、適切な大きさの壁部１０を選択することで、Ｖ溝９で囲まれた領域内へのはんだの飛散を一層抑制することができる。

なお、本発明は、その発明の範囲内において、実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。

１ はんだワイヤー、３ はんだノズル、４ ヒーターレール、５ リードフレーム、７ カッター、９ Ｖ溝、１０ 壁部、２０ はんだ供給装置。

Claims (5)

1. （ａ）はんだノズルから繰り出されるはんだワイヤーの先端を、ヒーターレールによって搬送されるリードフレームの上面に接触させることで、はんだを前記リードフレームに塗布する工程と、
   （ｂ）前記はんだノズルの外部に配置されるカッターで、前記塗布されたはんだ近傍の前記はんだワイヤーの先端側を切断する工程と、
   （ｃ）前記はんだワイヤーを前記はんだノズル側に引き上げる工程と、
   を備える、はんだ供給方法。
2. 前記（ａ）工程から前記（ｃ）工程は、前記はんだノズルの周囲を囲んで前記ヒーターレール内のフォーミングガスを遮断する壁部内で行われる工程である、請求項１記載のはんだ供給方法。
3. 前記リードフレームは、その上面において予め設定された領域を囲むように形成されるＶ溝を有し、
   前記（ａ）工程から前記（ｃ）工程は、前記リードフレームの上面における前記Ｖ溝で囲まれた領域に、前記壁部の下端を当接させて行われる工程である、請求項２記載のはんだ供給方法。
4. （ｄ）前記（ａ）工程の前に、前記リードフレームの上面における前記Ｖ溝で囲まれた領域の大きさに応じて、前記壁部を交換する工程をさらに備える、請求項３記載のはんだ供給方法。
5. はんだワイヤーと、
   前記はんだワイヤーを繰り出すはんだノズルと、
   リードフレームを搬送し、かつ、前記はんだノズルから繰り出される前記はんだワイヤーの先端を前記リードフレームの上面に接触させることではんだを前記リードフレームの上面に塗布すべく加熱を行うヒーターレールと、
   前記はんだノズルの外部に配置され、かつ、前記塗布されたはんだ近傍の前記はんだワイヤーの先端側を切断するカッターと、
   前記はんだノズルの周囲を囲んで前記ヒーターレール内のフォーミングガスを遮蔽する壁部と、
   を備える、はんだ供給装置。

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