JP2616254B2 - 加熱用ツール - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、加熱用ツールに関
し、特に多端子かつ細密ピッチのＬＳＩリードを基板上
のパッドに半田付け等の方法を用いて接合するためのも
のである。

【０００２】

【従来の技術】ＴＣＰ（Tape Carrier Package) などの
多端子かつ細密ピッチのリード部品を基板上に実装する
手段としては、例えば特開昭63−313662号広報などに示
されたものがある。これは加熱用ツールに通電し、抵抗
発熱で温度上昇したツールからの熱伝達で、予め基板パ
ッド上に供給された半田を溶融し、リードとパッドを接
合するものである。図７は従来の加熱用ツールを用いて
リードとパッドを接合する様子を示す断面図である。図
において、１は加熱用ツール、２は抵抗加熱電源、３は
ＴＣＰ、４はリード、５は半田、６はパッド、７は基板
を示す。

【０００３】抵抗加熱電源２に通電すると、加熱用ツー
ル１は抵抗発熱で温度上昇する。この温度上昇した加熱
用ツール１からの熱伝達で、予め基板７上のパッド６に
供給された半田５を溶融する。このようにして、リード
４とパッド６を接合する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記のような従来の加
熱用ツールでは、部品の多端子化に伴って発生する問題
として、加熱用ツール１に温度分布が発生し、均一加熱
性を阻害するという問題がある。即ちツール１の中央部
に比べて端部の温度が低くなるため、中央部のリード４
は充分に半田付けが達成されても、端部では入熱不足の
ため半田付け不良となる。逆に端部に充分に熱を投与す
るために電流を上げると、中央部において入熱条件過大
となり、リード４及びパッド６と半田５の間で異常拡散
が発生する。

【０００５】この発明は上記のような不具合を発生させ
ず、全てのリード４に対し、均一な接合状態を安定に確
保するための加熱用ツールを提供することを目的とする
ものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この発明に係る加熱用ツ
ールは、第１部材と第２部材を加圧し、通電による抵抗
発熱で加熱することにより第１部材と第２部材を接合す
る加熱用ツールにおいて、加熱用ツール本体の加圧面と
その反対側の面に、熱伝導率が加熱用ツール本体の２０
倍以上の材質による部材を設けたことを特徴とするもの
である。

【０００７】

【作用】この発明における加熱用ツールは、ツール本体
に低熱伝導率材を用い、その加圧面に高熱伝導率材を設
けており、加圧面における温度分布を均一にできる。さ
らに、加圧裏面にも高熱伝導率材を設けており、加熱用
ツールに発生する反りを防止できる。

【０００８】

【実施例】実施例１． 図１はこの発明の一実施例による加熱用ツールを示す断
面図である。図において、１ａは熱伝導率の低い材質で
形成された加熱用ツール本体で、例えば熱伝導率が１６
Ｗ／ｍ・ｋであるＴｉ合金で形成されている。また、１
ｂは加熱用ツール本体１ａの加圧面に設けた均熱のため
の部材であり、例えば熱伝導率が６００Ｗ／ｍ・ｋであ
るＢＮで形成されている。１ｃは加熱用ツール本体１ａ
の加圧裏面に設けた補助部材であり、均熱部材１ｂと同
様の材料で形成されている。この部材１ｂ、１ｃは加熱
用ツール本体１ａに例えばろう付けにより接合されてい
る。各部分の長さは、ｌａ＝１．０ｍｍ程度、ｌｂ＝２
０ｍｍ程度であり、図１のII−II線断面図を示す図２に
おいては、ｌｃ＝１．５ｍｍ程度、ｌｄ＝１．０ｍｍ程
度、ｌｅ＝１．０ｍｍ程度、ｌｆ＝０．３ｍｍ程度に構
成している。均熱部材１ｂと補助部材１ｃは同一形状の
ものが望ましいが、不可能な場合には、体積比をできる
だけ１に近づけるようにする。

【０００９】図３は、従来用いられているＭｏツールと
この実施例による加熱用ツールにおける均一加熱性を比
較評価したものであり、横軸に時間（ｓｅｃ）、縦軸に
温度（℃）、を示している。点線曲線はＭｏ、実線曲線
はＢＮを有するＴｉ合金の変化であり、各々Ａは図４に
示すように中央部の温度変化であり、Ｂはエッジから３
ｍｍ内側の温度変化である。

【００１０】図３から明らかなように、点線曲線で示さ
れる従来のものは、中央部Ａと中央部Ｂとでは８０℃程
度の温度差がある。これに対し、この実施例のものはそ
の温度差が２０℃程度に抑えられる。

【００１１】図５は加熱用本体１ａと均熱部材１ｂの熱
伝導率比と均熱性の関係を実測値に基いてプロットした
グラフで、横軸は熱伝導率比（１ｂ／１ａ）、縦軸は１
ｂ＝２０ｍｍの加熱用ツールの中央部Ａと端部Ｂの温度
差（℃）を示している。この場合の加熱用ツール本体１
ａとしてはＴｉとＭｏ、均熱部材１ｂとしてはＢＮダイ
ヤモンドを用い、組み合わせを変えて評価した。半田付
けの品質確保のためには温度差を３０℃以下に抑えるこ
とが必要であるが、その条件を満足するためには、熱伝
導率比（１ｂ／１ａ）を２０以上とする必要があること
が分かる。

【００１２】即ち、加圧面には高熱伝導材を均熱部材１
ｂとして用い、瞬時に熱を分散し、温度の均一化を図
り、かつ加熱用ツール本体１ａとしては低熱伝導材を用
いて、ツール上部への熱の逸散を抑制する作用をしてい
る。

【００１３】さらにこの効果を安定に発生させ、かつ均
一化までの時間を短縮化する上では、均熱部材１ｂとし
ては熱伝導率が４００Ｗ／ｍ・ｋ以上のものが望まし
い。

【００１４】図６(a) 、(b) はそれぞれ半田付け後の接
合部を拡大して示す断面図である。この実施例による加
熱用ツールを用いた場合、多端子（２００ピン以上）を
有するＴＣＰ等においても、全てのリードが均一に加熱
され、図６(a) に示すような健全な半田付け結果が得ら
れる。これに対し、従来の加熱用ツールの場合には入熱
不足の部分は図６(b) に示すように半田５が溶融せず、
リード４とパッド６が接合されないという不良部分が発
生することがある。

【００１５】また、加圧面に均熱部材１ｂのみを設けた
場合には、加熱用ツール本体１ａと均熱部材１ｂの熱膨
張率差に基く反りに伴なって、均一加圧が確保できず、
加圧不足で入熱が不十分となった部分は図６(b) に示す
ような半田付け不良を発生する。この実施例では、加圧
面と反対側の面に補助部材１ｃを設けているので、反り
を防止することができる。

【００１６】なお、上記実施例では半田付けを例に説明
したが、金と銅などの組み合わせの熱圧着や、異方性導
電膜等に対しても適用することができる。

【００１７】

【発明の効果】以上のように、この発明によれば、第１
部材と第２部材を加圧し、通電による抵抗発熱で加熱す
ることにより第１部材と第２部材を接合する加熱用ツー
ルにおいて、加熱用ツール本体の加圧面とその反対側の
面に、熱伝導率が加熱用ツール本体の２０倍以上の材質
による部材を設けたことにより、高い均一加熱性が得ら
れ、多端子を有するＴＣＰ等のＬＳＩを基板上に高品質
に接合できる加熱用ツールが得られる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例１を示す断面図である。

【図２】図１のII−II線断面図である。

【図３】加熱用ツールの各部分の温度上昇の様子を時間
に対して示すグラフである。

【図４】図３の各部分を説明するための加熱用ツールの
構成図である。

【図５】この発明の実施例１に係り、加熱用ツール本体
１ａと均熱部材１ｂの熱伝導比（１ｂ／１ａ）と、加熱
用ツールの中央部と端部の温度差（℃）の関係を示した
グラフである。

【図６】半田付け後の接合部の様子を拡大して示す断面
図である。

【図７】従来の加熱用ツールを用いて接合する様子を示
す断面図である。

【符号の説明】

１ 加熱用ツール １ａ 加熱用ツール本体 １ｂ 均熱部材 １ｃ 補助部材

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平１−262068（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−186269（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−259873（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−286061（ＪＰ，Ａ) 実開 昭61−195057（ＪＰ，Ｕ)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１部材と第２部材を加圧し、通電によ
   る抵抗発熱で加熱することにより第１部材と第２部材を
   接合する加熱用ツールにおいて、加熱用ツール本体の加
   圧面とその反対側面に、熱伝導率が上記加熱用ツール本
   体の２０倍以上の材質による部材を設けたことを特徴と
   する加熱用ツール。