JP2513357B2 - リ―ドの半田メッキ装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 この発明は、IC（半導体集積回路）等の半導体装置の
リードに半田メッキを施す半田メッキ装置に関するもの
である。

「従来の技術」 従来、ICなどの半導体装置を実装する場合において、
信頼性が高く、コストの低い実装方法が望まれている。
しかし、近年、ICの大規模化に伴って、それを搭載する
ICパッケージの多ピン化および狭ピッチ化が進んでお
り、これに対応した精密半田付け技術の進歩が伴わない
状況が生じている。

すなわち、多ピンおよび狭ピッチ化されたICのリード
（接続用端子）を半田付けするに際し、微細な半田付け
部に一定量の半田を安定的に供給することが極めて困難
であるために、従来、これらのICのリードに対し、手付
け作業に負っているところが大きいのが現状である。

ところが、手付け作業では、微細な部分に半田を供給
する場合、供給する半田量が一定しない問題がある。こ
のため、供給する半田量が過多の場合は、隣接するリー
ドどうしが半田のブリッジによって接合されて短絡して
しまう不具合を生じていた。

そこで、この種の半導体装置の基板への実装方法とし
て、予めICのリードに半田メッキを施しておき、基板の
回路への接合の際に、接合部分に半田を外部から供給し
て接合する方法がとられている。

ここで、ICのリードに施されている半田メッキは、外
部から供給される半田との濡れ性を良好にする目的で設
けられたもので、数μｍ程度の厚さで形成されている。
しかし、この程度の厚さの半田メッキのみでは、接合強
度が不足するので、不足となる半田を以下に説明する方
法で外部から供給して接合作業を行っていた。

半田の供給方法には、糸半田を用いる方法、リードが
接合される基板のパッドに予めスクリーン印刷などによ
って半田ペーストを塗布しておく方法、ディスペンサー
によって基板のパッドに半田ペーストを塗布する方法、
溶融半田槽に基板を浸漬する方法などがある。

しかし、QFP（クワッド・フラット・パケージ）など
の多ピンで、リードの間隔が狭い本体部を有するIC、例
えば、リード間隔が0.65mm以下のICなどでは、供給半田
量が僅かでも過剰であると、リフロー（溶解）後にリー
ド間の半田によるブリッジが発生し、また、少しでも不
足すると、接合強度の不足が生じるために、適性な量の
半田を供給することが極めて困難であった。

そこで、本出願人は以下に説明するように、ICのリー
ドの厚膜半田メッキを施すことにより、適量な半田をリ
ードに付着させる方法を提案するに至った。

第３図はQFPなどの多ピンパッケージICの多数のリー
ドに電気半田メッキを施すための治具１を示すものであ
る。この治具１は、黄銅などの金属からなる四角形状の
上枠３と、非導電体の下枠２と、これらを連結するネジ
4,4,…とから構成されている。

そして、第４図に示すように、下枠２と上枠３との間
にQFPなどの多ピンパッケージICの本体部５のリード6,
6,…を挾み、ネジ4,4,…で固定した後、この治具１を半
田メッキ液Ａに浸漬し、リード6,6,…の大部分が半田メ
ッキ液Ａ中に浸されるように配置し、治具１を陰極に、
半田インゴット７を陽極として電気メッキすることによ
って、各リード6,6,…に半田メッキが施される。

「発明が解決しようとする課題」 ところで、上述したように静止している半田メッキ液
Ａ中に浸漬して、リード6,6,…に半田メッキを施す従来
の方法においては、半田メッキ液Ａが撹拌されないた
め、イオンの流動が極めて少なく、所要の膜厚の半田メ
ッキを施すためには多大な時間が必要であった。そこ
で、半田メッキ液Ａをプロペラ等で撹拌し、半田メッキ
処理時間の短縮を図ることが考えられる。しかしなが
ら、半田メッキ液Ａには、通常、界面活性剤が配合され
ており、プロペラ等で撹拌し、空気が混入すると、その
影響で気泡が生じ、また、液中イオンの酸化によって金
属イオン濃度が急激に低下してしまい、半田メッキ液と
しての機能が短時間で劣化してしまうという問題が生じ
る。

この発明は上述した事情に鑑みてなされたもので、半
田メッキ処理時間の短縮と、半田メッキ液の劣化防止の
双方を実現することができるリードの半田メッキ装置を
提供することを目的としている。

「課題を解決するための手段」 特許請求の範囲第１項記載の発明は、半導体装置の本
体部に当接することで半導体装置を載置する載置部材
と、載置された半導体装置の本体部の周囲に配設された
複数のリードに当接する陰極と、前記リードに対して、
前記陰極と反対側に配設される陽極とを有し、容器内の
半田メッキ液中において前記陽極と前記陰極との間に電
流を流すことにより、前記リードに半田を電析させるリ
ードの半田メッキ装置において、容器側開口部がメッキ
液内において開口して前記容器からメッキ液を排出する
排出管路と、この排出管路によって排出されたメッキ液
について、前記リードに向かう半田メッキ液の流れを生
じさせる流動手段と、前記流動手段から半田メッキ液を
容器内に向けて供給する給管路と、この給管路から供給
された半田メッキ液を、該半田メッキの大気に開放され
た液面から離れたメッキ液内の位置に、容器内の複数の
被メッキ箇所に向けて供給する、載置部材内に設けられ
た容器側の開口部がそれぞれ開口した複数の噴出管路と
を設けたことを特徴とする。

特許請求の範囲第２項記載の発明は、半導体装置の本
体部の周囲に配設された複数のリードに当接する陰極
と、前記リードに対して、前記陰極と反対側に配設され
る陽極とを有し、容器内の半田メッキ液中において前記
陽極と前記陰極との間に電流を流すことにより、前記リ
ードに半田を電析させるリードの半田メッキ装置におい
て、容器側開口部がメッキ液内において開口して前記容
器からメッキ液を排出する排出管路と、前記排出管路に
接続されてメッキ液を容器から排出する流れを生じさせ
る第１の流動手段と、容器側開口部がメッキ液内におい
て開口して前記容器にメッキ液を供給する給管路と、前
記給管路に接続されてメッキ液を容器に供給する流れを
生じさせる第２の流動手段と、第１、２の流動手段のそ
れぞれに接続し、第１の流動手段によって排出されるメ
ッキ液を第２の流動手段に供給するメッキ液供給手段と
を備え、前記２つの流動手段の流量を調節することによ
り、容器のメッキ液の流量と容器内の液量を調整するこ
とを特徴とする。

「作用」 特許請求の範囲第１項に記載の発明によれば、メッキ
液流を複数の噴出管路から複数の被メッキ箇所に対して
供給することによって、半導体装置のリードのように複
数辺をもつものに、各給管路を各辺に対応させること
で、各辺に同時に適量のメッキ液を当てることができる
ので、均一な膜厚のメッキ処理を迅速にでき、半導体装
置のメッキ処理に適する。また、１つでなく複数のメッ
キ液流で噴流させることで噴流箇所が複数になるので、
個々の噴流発生が穏やかになり、メッキ液中に余分な空
気が混入することが防止できる。これにより、迅速なメ
ッキ処理とメッキ液の劣化防止が同時に達成できる。さ
らには、噴出管路が設けられた載置部材に半導体装置を
セットするものであるので、半導体装置の入れ替え時な
どに噴出方向の調整が不要となり、メッキ作業の効率を
向上させて、生産性の良い製造装置を得ることができ
る。

特許請求の範囲第２項に記載の発明によれば、供給側
と排出側の２つの流動手段を調整することによって、容
器内のメッキ液量を調節しつつ、メッキ液の流量を調節
するので、最適なメッキ液の条件を整えてメッキ処理が
でき、メッキ液中に余分な空気が混入することが防止で
きる。これによって、迅速なメッキ処理とメッキ液の劣
化防止が同時に達成できる。

「実施例」 以下、図面を参照し、この発明の実施例を説明する。

第１図はこの発明の一実施例による半田メッキ装置の
構成を示す正断面図である。この図において、11はチタ
ン材によって構成され、四角形の枠状の陰極であり、そ
の下部には、ICの本体部５を囲むように当接部11aが形
成されており、この当接部11aの下端面が、本体部５の
四辺に配列されたすべてのリード6,6,…に当接するよう
になっている。また、陰極11の周囲はエポキシ等の絶縁
カバー10によって覆われている。

12はPEEK材（有機絶縁材）、セラミックス等の絶縁材
によって構成され、縦に長い直方体状の下受台であり、
その上端面には、中央部が除去されることにより、本体
部５の各四辺に配列されたリード6,6,…の各基部に当接
する塀状部12a,12a,…が形成されている。また、下受台
12には、その下方から注入された半田メッキ液を受ける
大径管路12bと、この大径管路（本発明の給管路に相当
する。）12bに注入された半田メッキ液をさらに上方へ
導く小径管路（本発明の給管路に相当する。）12c,12c,
…と、これら小径管路12c,12c,…と各々連通して斜め上
方へ延び、下受台12の四側面上部において開口する噴出
管路12d,12d,…とが形成されている。この場合、噴出管
路12d,12d,…の開口部は、それらの開口部から噴出され
た半田メッキ液が各リード6,6,…に達する位置に配置さ
れており、また、小径管路12c,12c,…および噴出管路12
d,12d,…の各部の流路断面積は、各小径管路12c,12c,…
同志、各噴出管路12d,12d,…同志が各々同一となるよう
に設定されており、これにより、すべてのリード6,6,…
に向かって、略同一流量の半田メッキ液が連続的に噴出
されるようになっている。

また、下受台12の周囲には、チタン材によって構成さ
れ、四角形の枠状の陽極13が設けられており、その上端
面には、陰極11と各リード6,6,…を介して対向する薄板
状の白金電極14が設けられている。

なお、陽極13はリード６との距離を変えられる構造を
なしている。

そして、陰極11、陽極13、および下受台12等の周囲は
容器19によって囲われており、この容器19内には、常時
一定の液面Ｌの半田メッキ液Ａが注入されるようになっ
ている。すなわち、タンク20内に貯留されている半田メ
ッキ液Ａが、吸入管路21およびバルブ21aを介して第２
のポンプ（本発明の流動手段に相当する。）22によって
吸引され、容器19内の上述した大径管路12b、小径管路1
2c,12c,…および噴出管路12d,12d,…に導かれる。この
容器19の底面には、排出管路23が設けられており、容器
19内に貯留された半田メッキ液Ａが、この排出管路23に
導かれ、第１のポンプ（本発明の流動手段に相当す
る。）23aおよびバルブ23bを介してタンク20に帰還され
るようになっている。

次に、上述した一実施例による半田メッキ装置を用い
て半田メッキを施す場合、以下のようにして行る。

まず、リードフォーミングの完了したICが下受台12上
に載置され、その本体部５の四辺の各リード6,6,…の基
部が堀状部12a,12a,…によって下方から支えられる。次
いで、陰極11がICの上に載置され、陰極11の当接部11a,
11a,…と、下受台12の堀状部12a,12a,…とによってリー
ド6,6,…が挾み込まれ、リード6,6,…と白金電極14との
間隔が数mm〜数十mmの内、適切な間隔、例えば、約5mm
になるように調整される。これにより、ICの装着が完了
する。

次に、流入側ポンプ22および流出側ポンプ23aを起動
し、バルブ21aおよび23bを調整してメッキ液の流量と液
面レベルとが定常状態になった後、陰極11と陽極13との
間に通電する。すると、タンク20内の半田メッキ液Ａ
が、ポンプ22で吸引されて、図に矢印で示すように、大
径管路12b,小径管路12c,12c,…、噴出管路12d,12d,…に
導かれ、噴出管路12d,12d,…の開口部から各リード6,6,
…に向けて噴出される。これにより各リード6,6,…に対
して、略同一流量の半田メッキ液が連続的に噴出され、
各リード6,6,…に短時間で均一な膜厚の半田メッキが施
される。この場合、噴出管路12d,12d,…の開口部は、容
器19内に貯留されている半田メッキ液Ａの液面Ｌよりも
下方に位置しているので、半田メッキ液Ａは上記開口部
から各リード6,6,…に向けて緩やかに噴出される。これ
により、半田メッキ液Ａに空気が混入したり、気泡が生
じることがなく、半田メッキ液Ａの酸化による劣化が最
小限に抑えられる。

なお、上述した一実施例においては、容器19の上面が
大気に開放している場合を例に説明したが、第５図に示
すように、この容器19の上面を密閉した容器19a内と、
すべての管路内に半田メッキ液Ａを満たして、気泡を一
切混入させない配管構造としても勿論構わない。この場
合、管路の途中で大気への開放がないので、ポンプは管
路系に１つで済む。また、上述した実施例においては、
各リード6,6,…に向けて、陽極13の方向から半田メッキ
液を噴出する構造としたが、これと逆に、陰極11の方向
から噴出させる構造としても勿論構わない。

「発明の効果」 特許請求の範囲第１項に記載の発明によれば、半導体
装置の本体部に当接することで半導体装置を載置する載
置部材と、載置された半導体装置の本体部の周囲に配設
された複数のリードに当接する陰極と、前記リードに対
して、前記陰極と反対側に配設される陽極とを有し、容
器内の半田メッキ液中において前記陽極と前記陰極との
間に電流を流すことにより、前記リードに半田を電析さ
せるリードの半田メッキ装置において、容器側開口部が
メッキ液内において開口して前記容器からメッキ液を排
出する排出管路と、この排出管路によって排出されたメ
ッキ液について、前記リードに向かう半田メッキ液の流
れを生じさせる流動手段と、前記流動手段から半田メッ
キ液を容器内に向けて供給する給管路と、この給管路か
ら供給された半田メッキ液を、該半田メッキの大気に開
放された液面から離れたメッキ液内の位置に、容器内の
複数の被メッキ箇所に向けて供給する、載置部材内に設
けられた容器側の開口部がそれぞれ開口した複数の噴出
管路とを設けたので、メッキ液流を複数の噴出管路から
複数の被メッキ箇所に対して供給することによって、半
導体装置のリードのように複数辺をもつものに、各給管
路を各辺に対応させることで、各辺に同時に適量のメッ
キ液を当てることができるので、均一な膜厚のメッキ処
理を迅速にでき、半導体装置のメッキ処理に適する。ま
た、１つでなく複数のメッキ液流で噴流させることで噴
流箇所が複数になるので、個々の噴流発生が穏やかにな
り、メッキ液中に余分な空気が混入することが防止でき
る。これにより、迅速なメッキ処理とメッキ液の劣化防
止が同時に達成できる。さらには、噴出管路が設けられ
た載置部材に半導体装置をセットするものであるので、
半導体装置の入れ替え時などに噴出方向の調整が不要と
なり、メッキ作業の効率を向上させて、生産性の良い製
造装置を得ることができる。

特許請求の範囲第２項記載の発明によれば、半導体装
置の本体部の周囲に配設された複数のリードに当接する
陰極と、前記リードに対して、前記陰極と反対側に配設
される陽極とを有し、容器内の半田メッキ液中において
前記陽極と前記陰極との間に電流を流すことにより、前
記リードに半田を電析させるリードの半田メッキ装置に
おいて、容器側開口部がメッキ液内において開口して前
記容器からメッキ液を排出する排出管路と、前記排出管
路に接続されてメッキ液を容器から排出する流れを生じ
させる第１の流動手段と、容器側開口部がメッキ液内に
おいて開口して前記容器にメッキ液を供給する給管路
と、前記給管路に接続されてメッキ液を容器に供給する
流れを生じさせる第２の流動手段と、第１、２の流動手
段のそれぞれに接続し、第１の流動手段によって排出さ
れるメッキ液を第２の流動手段に供給するメッキ液供給
手段とを備え、前記２つの流動手段の流量を調節するこ
とにより、容器のメッキ液の流量と容器内の液量を調整
するので、供給側と排出側の２つの流動手段を調整する
ことによって、容器内のメッキ液量を調節しつつ、メッ
キ液の流量を調節するので、最適なメッキ液の条件を整
えてメッキ処理ができ、メッキ液中に余分な空気が混入
することが防止できる。これによって、迅速なメッキ処
理とメッキ液の劣化防止が同時に達成できる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例によるリードの半田メッキ
装置の構成を示す正断面図、第２図は同実施例の下受台
の構成を示す平面図、第３図は従来の半田メッキ治具の
構成を示す斜視図、第４図は同半田メッキ治具を用いた
半田メッキ方法を説明するための図、第５図はその他の
実施例の構成を示す正面図である。 ５……本体部、６……リード、11……陰極、12……下受
台、12b……大径管路（給管路）、12c……小径管路（給
管路）、12d……噴出管路、13……陽極、19……容器、2
0……タンク、21……吸入管路、22……第２のポンプ、2
3……排出管路、23a……第１のポンプ、Ａ……半田メッ
キ液。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高林 正良 静岡県浜松市中沢町10番１号 ヤマハ株 式会社内 (72)発明者 前嶋 義久 静岡県浜松市中沢町10番１号 ヤマハ株 式会社内 (56)参考文献 特開 昭57−19394（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−111898（ＪＰ，Ａ)

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】半導体装置の本体部に当接することで半導
   体装置を載置する載置部材と、 載置された半導体装置の本体部の周囲に配設された複数
   のリードに当接する陰極と、 前記リードに対して、前記陰極と反対側に配設される陽
   極と、 を有し、容器内の半田メッキ液中において前記陽極と前
   記陰極との間に電流を流すことにより、前記リードに半
   田を電析させるリードの半田メッキ装置において、 容器側開口部がメッキ液内において開口して前記容器か
   らメッキ液を排出する排出管路と、 この排出管路によって排出されたメッキ液について、前
   記リードに向かう半田メッキ液の流れを生じさせる流動
   手段と、 前記流動手段から半田メッキ液を容器内に向けて供給す
   る給管路と、 この給管路から供給された半田メッキ液を、該半田メッ
   キの大気に開放された液面から離れたメッキ液内の位置
   に、容器内の複数の被メッキ箇所に向けて供給する、載
   置部材内に設けられた容器側の開口部がそれぞれ開口し
   た複数の噴出管路と、 を設けたことを特徴とするリードの半田メッキ装置。
2. 【請求項２】半導体装置の本体部の周囲に配設された複
   数のリードに当接する陰極と、前記リードに対して、前
   記陰極と反対側に配設される陽極と を有し、容器内の半田メッキ液中において前記陽極と前
   記陰極との間に電流を流すことにより、前記リードに半
   田を電析させるリードの半田メッキ装置において、 容器側開口部がメッキ液内において開口して前記容器か
   らメッキ液を排出する排出管路と、 前記排出管路に接続されてメッキ液を容器から排出する
   流れを生じさせる第１の流動手段と、 容器側開口部がメッキ液内において開口して前記容器に
   メッキ液を供給する給管路と、 前記給管路に接続されてメッキ液を容器に供給する流れ
   を生じさせる第２の流動手段と、 第１、２の流動手段のそれぞれに接続し、第１の流動手
   段によって排出されるメッキ液を第２の流動手段に供給
   するメッキ液供給手段と を備え、前記２つの流動手段の流量を調節することによ
   り、容器のメッキ液の流量と容器内の液量を調整するこ
   とを特徴とするリードの半田メッキ装置。