JP2590762B2 - 半田ディスクの構造と半田ボール形成方法 - Google Patents

半田ディスクの構造と半田ボール形成方法

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JP2590762B2
JP2590762B2 JP6292843A JP29284394A JP2590762B2 JP 2590762 B2 JP2590762 B2 JP 2590762B2 JP 6292843 A JP6292843 A JP 6292843A JP 29284394 A JP29284394 A JP 29284394A JP 2590762 B2 JP2590762 B2 JP 2590762B2
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    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/30Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor
    • H05K3/32Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits
    • H05K3/34Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits by soldering
    • H05K3/3457Solder materials or compositions; Methods of application thereof
    • H05K3/3478Applying solder preforms; Transferring prefabricated solder patterns

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  • Electric Connection Of Electric Components To Printed Circuits (AREA)
  • Wire Bonding (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は半田ディスクの構造と半
田ボール形成方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の基板パッドへの半田ボール作成方
法として、特開平2−102538に示す方法がある。
これは、半田ボールを収容し、上面が開口する半田ボー
ル容器の上に基板の半田ボール搭載位置を開孔したマス
クを載せ、その上にフラックスを塗布した基板を載せ、
揺動することで孔を抜け、基板上のパッドにフラックス
の粘着性を利用して、ハンダボールを供給するものであ
る。
【0003】他の例として、特開昭61−242759
に示される方法がある。これは、基板上の半田搭載位置
と同じ位置に孔を開けたスクリーンに半田を吸着させ、
固定用フラックスを塗布した基板を位置合わせし、半田
と接触、その後、真空吸着を解除させ、基板上に半田を
搭載する方法である。
【0004】また、スクリーンの代わりに、特開平2−
30140に示すように、孔の開いた、レジストと金属
薄膜を張り合わせたものを使用した例もある。
【0005】他の例として、特開昭64−22049に
示すように、基板パッドと半田ボールに相反する電荷を
印加し、その電気的引力とパッド上に塗布したフラック
スの粘着性により、基板パッドに半田ボールを供給した
ものや、特開平2−299288に示すように半田ボー
ル付着用のピン、もしくは半田ボールの少なくとも一方
に静電気を引火し、ピンに半田ボールを付着させ、基板
上パッドに転写する方法があった。
【0006】従来の、大きさの異なる半田ボールの供給
方法として、特開平2−238693に示される方法が
ある。これは、マスクに大きさの異なる孔が開いてお
り、その孔に半田ボールを供給することで行う。
【0007】他の例として、特開平2−244696に
示すように、大きい孔には半田ディスク、小さい孔には
半田ボールを供給する方法があった。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】特開平2−10253
8のように、フラックスの粘着性のみで基板上のパッド
にハンダボールを供給する方法では、フラックスの粘着
性が弱い場合は、基板のパッドに半田ボールが供給され
ない場合や、一旦、パッド上に付着したボールがまたボ
ール供給部に戻ってしまい、その付着したフラックスに
より、半田ボール同士が密着してしまい、再び基板パッ
ド上に供給された場合、複数個供給されてしまう問題が
あった。
【0009】特開昭61−242759のように半田ボ
ール供給部の中にボール吸着機構部を接触させる方法で
は、ボール吸着機構部の孔の箇所に半田ボールがなかっ
たり吸着機構が傾いたりした場合、半田ボールが吸着さ
れなかったり、半田ボール同士がくっついて複数個のボ
ールが吸着してしまい、基板に半田ボールが供給されな
かったり、複数個供給されてしまう問題があった。
【0010】特開平2−30140のように基板上のパ
ッドに半田ボールを転写する場合、銅箔からの剥離方法
では、銅箔と半田ボールの密着が強く、ボールがマスク
側に残ってしまい、基板に半田ボールが供給されない問
題があった。
【0011】特開昭64−22049や特開平2−29
9288のように、基板上のパッド、転写用ピンと半田
ボールの電気引力により、半田ボールを供給する方法
は、供側半田ボールの位置バラツキ等により、パッドや
ピンに半田ボールが供給されなかったり、複数個供給さ
れてしまう問題があった。さらに特開平2−29928
8は、ピンと半田ボールの電気的密着度が強く、基板へ
の転写の際、ピン側に半田ボールが残ってしまい、基板
側に半田ボールが供給されない問題があった。
【0012】
【課題を解決するための手段】本発明は、半田ディスク
の構造であって、ディスクを重ねた際、密着して複数個
シートに供給されることを防止するために、片面に曲率
に設け、他方の面を略平面にして形成されるものであ
る。
【0013】半田ディスクの基板パッド上への供給に関
しては、基板上パッド位置に孔を開けた治具の孔に半田
ディスクを複数個重ねて入れ、その上に粘着性シートを
治具に接触しない程度に近づけ、治具内部よりエアによ
り、半田ディスクを持ちあげ、粘着シートに接触させて
付着させ、さらに半田ディスクを基板に重ね、さらにシ
ートを加熱し、その粘着性を失わせ、半田ディスクを基
板上パッドに転写する。半田ディスクを治具の孔に入れ
る場合、そのサイズの種類は複数個が可能である。
【0014】
【実施例】次に、本発明について、図面を参照して説明
する。
【0015】図1は本発明の一実施例による半田ディス
クの断面構造を示す図である。本実施例では、半田ディ
スクの片側が曲率を持った構造となっている。半田の材
料としては、Pb/Snの比率が6/4の共晶半田、P
b含有量が90wt%以上の高融点半田、30〜50w
t%のPbとSn、またはInからなる低融点半田があ
る。半田ディスクの1のサイズは、直径がφ0.6〜
1.0mmであり、厚さは曲率を持った部分を含め、
1.2〜2.0mmである。半田ディスク1の基板パッ
ド9への供給は、パッドより直径0.1〜 0.2mm
大きめのものを用いる。例えば、基板パッド径がφ0.
5mmである場合、直径φ0.6〜0.7mmの半田デ
ィスク1を用いる。また、半田ディスク1の設ける曲率
の大きさは、曲率直径が半田ディスク直径の2〜3倍に
する。例えば、半田ディスク径φ0.5のものは、1.
0〜1.5mmの曲率直径にする。
【0016】この半田ディスク1の製造方法について、
図2および図3を参照に説明する。図2に示すように、
半田ディスク製造用の型2aを用意し、その中の孔3a
に半田ボール4aを入れ、上から蓋をかぶせ、半田ボー
ル4を潰して、半田ディスク1を形成する。この際、孔
3aの下側には曲率がついており、半田ディスク1に
も、曲率がつくようになっている。また、半田ボール4
の体積は、蓋をしたときの孔3aのつくる体積と同じ値
とする。他の方法して、図3に示すように、孔3bに溶
融した半田4bを流し込むものがある。これも孔3bに
曲率が付いており半田ディスク1を形成した際、片側に
曲率がつくようになっている。
【0017】基板パッドに半田ボールを形成するのは、
一旦、粘着シートに半田ディスク1を転写し、さらに基
板のパッドに転写し、リフローすることによって行う。
半田ディスク1を粘着シートに転写する方法について、
図4を参照して説明する半田ディスク1は、半田ディス
ク収納治具5(以下:収納治具5)にある孔6に重ねて
入れる。孔6は複数個のサイズが可能であり、そのサイ
ズに合った半田ディスク1を垂直方向に対し、曲率を持
った側が各々下になるように入れる。次に収納治具5の
孔6に半田ディスク1を入れる方法に関しては、作成し
た半田ディスク1をストロー上の管に重ねていれ、それ
を収納治具5の孔6の箇所に垂直に立て、半田ディスク
1を孔6に落とし込むものがある。他の方法として、収
納治具5の表面に半田ディスク1を置いて滑らせ、孔6
に入れるものがある。この際異なるサイズの孔6が収納
治具5にある場合、小さい半田ディスク1が大きい孔6
に入らないよう大きい半田ディスク1から順に入れる。
また、量産化対応を考慮した場合、収納治具5の半田デ
ィスク1供給部のみをカードリッチ式にして半田ディス
クの供給がなくなったら、カードリッチのみを交換する
方法もある。
【0018】収納治具5の下部には、エアを吹き込むこ
とができるようになっており、このことは半田ディスク
1が収納された孔6に対し、垂直上部方向に圧力を加え
ることができ、さらに圧力を大きくすることにより、半
田ディスク1を持ち上げることができるようになってい
る。一方、片面が粘着性を持つ粘着シート7が収納治具
5の垂直部方向に位置しており、粘着性をもつ側は垂直
下側である。収納治具5と粘着シート7の間隔は、0.
6〜1.0mmであり、半田ディスク1枚分の厚さ
(1.2〜2.0mm)よりも薄い。半田ディスク1を
粘着シート7に転写するには、まず、収納治具5にエア
を吹き込み、半田ディスク1を持ち上げ、粘着シート7
に接触させ、半田ディスク1を粘着シート7に付着させ
る。半田ディスク1が粘着シート7に付着した時点で
は、収納治具5と粘着シート7の間隔が半田ディスク1
の1枚分の厚さより小さいため、2番目の半田ディスク
1が収納治具5の外側に出ることはない。さらに、半田
ディスク1が粘着シート7に付着したのを確認後、粘着
シート7を持ち上げ、収納治具5との間隔を大きくす
る。
【0019】次に、半田ディスク1の粘着シート7から
基板8への転写を図5を参照して説明する。半田ディス
ク1が付着した粘着シート7に対し、基板8の位置合わ
せを行う。これは、半田ディスク1を供給すべき基板の
パッド9と粘着シート7下面に付着した半田ディスク1
の位置合わせで、粘着シート7は透けているため、その
上面から、カメラ、もしくは目視により位置合わせを行
う。半田ディスク1と基板のパッド9が重なりあった
ら、加熱治具により、粘着シート7に熱を加え、その粘
着性を除去する。一方、基板のパッド9には、フラック
ス10が塗布されており、半田ディスク1は、その重み
とフラックス10との粘着性により、基板8に転写され
る。粘着シート7は、熱硬化タイプで約150℃で粘着
性を失う特徴を有しており、また、熱膨張係数も数10
ppmと小さく、半田ディスク1と基板パッド9の位置
ずれも小さい。
【0020】次に図6に示すように、半田ディスク1の
材料種類に応じた条件でリフローを行い、半田ディスク
1を溶融し、基板パッド9に半田ボール12を形成す
る。さらに塗布したフラックス10は、洗浄して取り除
く。
【0021】図7は、基板8への半田ボール12形成を
量産化した場合を示すものである。粘着シート7は、送
り出しと受けローラ13により行われる。途中、半田デ
ィスク1の粘着シート7への供給工程と基板8への転写
工程が入っており、基板8はベルト14により移動す
る。
【0022】
【発明の効果】以上、説明したように、本発明は2種類
以上のサイズの異なる半田ディスクを治具に収納でき、
その後、粘着シート、基板に転写するため、サイズの異
なる半田ボールを同時に形成できる。
【0023】半田ボールの形成に関しては、半田ディス
クの片側に曲率を設けてあるため、重ねても互いに密着
しない構造となっており、シート、基板への転写の際、
必ず1個供給することができる。
【0024】また、治具の孔に入れられた半田ディスク
は、治具内にエアを挿入することにより、半田ディスク
を持ち上げ、一括して粘着シートに供給することがで
き、工数が低減できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の半田ディスクの構造を示す断面図であ
る。
【図2】本発明の半田ディスクの製造例を示す断面図で
ある。
【図3】本発明の半田ディスクの製造例を示す断面図で
ある。
【図4】本発明の半田ディスクを治具から粘着シートへ
供給する際の断面図である。
【図5】本発明の半田ディスクを粘着シートから基板へ
の転写する際の断面図である。
【図6】本発明の半田ディスクを供給された基板をリフ
ローした後の断面図である。
【図7】本発明の半田ボール形成量産化の断面図であ
る。
【符号の説明】
1 半田ディスク 2a,2b 半田ディスク製造に使用する型 3a,3b 型の孔 4a 半田ボール 4b 溶融半田 5 半田ディスクの収納治具 6 半田ディスク収納孔 7 粘着シート 8 基板 9 基板上のパッド 10 フラックス 11 加熱治具 12 形成された半田ボール 13 ロール 14 ベルト

Claims (8)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 1つ、もしくは複数の電子部品を搭載す
    るパッケージ(以下:PKG)のパッドに半田ボールを
    形成する方法において、転写用のシート上に半田ディス
    クをシートの粘着性を利用して付着させ、その後、基板
    のパッド上に転写することを特徴とする半田ボール形成
    方法。
  2. 【請求項2】 前記半田ディスクの供給は、半田ディス
    ク収納治具の基板上の半田ボール搭載位置と同じ位置に
    開けた孔に半田ディスクを複数個重ねて入れ、シートへ
    の供給時には、1個づつ供給される請求項1記載の半田
    ボール形成方法。
  3. 【請求項3】 前記半田ディスクの供給は治具の中へエ
    アを入れ、その圧力で半田ディスクを持ち上げ、その上
    部に設置された粘着シートに接触、密着することで行う
    請求項2記載の半田ボール形成方法。
  4. 【請求項4】 ディスクを重ねた際、密着して複数個シ
    ートに供給されることを防止するために、片面に曲率に
    設け、他方の面を略平面にして形成される半田ディスク
    の構造。
  5. 【請求項5】 前記シートは、加熱することにより、粘
    着性を失う請求項1記載の半田ボール形成方法。
  6. 【請求項6】 前記シートに供給する前記ディスクのサ
    イズは、1種類、もしくは同時に複数種類である請求項
    1記載の半田ボール形成方法。
  7. 【請求項7】 前記半田ディスクは前記基板のパッドよ
    り大きい請求項1記載の半田ボール形成方法。
  8. 【請求項8】 前記半田ディスクの基板への供給は、粘
    着性のローダ、アンローダで行われる請求項1記載の半
    田ボール形成方法。
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US6056190A (en) * 1997-02-06 2000-05-02 Speedline Technologies, Inc. Solder ball placement apparatus
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JPS62123384U (ja) * 1986-09-06 1987-08-05

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