JP2737341B2

JP2737341B2 - 迎えはんだ付け方法

Info

Publication number: JP2737341B2
Application number: JP2677990A
Authority: JP
Inventors: 昌弘山本; 正人堀内
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1990-02-06
Filing date: 1990-02-06
Publication date: 1998-04-08
Anticipated expiration: 2013-04-08
Also published as: JPH03230864A

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は、被はんだ付体への迎えはんだ付け方法に関
する。

［従来の技術］従来の迎えはんだ付け方法は、第６図に示すように、
はんだペレット（または、はんだボール）100を、治具1
01にセットされた被はんだ付体102の表面に直接接触さ
せた状態で配置し、還元雰囲気中にて、加熱溶融させて
所望の迎えはんだを得ていた。

また、特開昭52−38884号公報では、スクリーン印刷
により、はんだバンプ形成する方法が開示されている。

［発明が解決しようとする課題］しかるに、はんだペレット100を、被はんだ付体102の
表面に直接置いて加熱溶融させる方法では、被はんだ付
体102の、はんだペレット（または、はんだボール）100
との接触部分において、還元雰囲気のガスが十分回り込
まず、還元が不十分となる。このため、はんだペレット
100の汚れ酸化物、および被はんだ付体102表面の汚れ酸
化物が還元清浄されないまま、はんだペレット100が溶
融して迎えはんだに至っていた。

その結果、上記した接触部分において濡れ不良が生じ
たり（第７図参照）、均一に迎えはんだの出来ない片寄
りが生じていた（第８図参照）。そして、これらの事
が、ボイドの発生原因となっていた。

また、特開昭52−38884号公報に開示された方法で
は、溶融温度の低いはんだを使用するため、フラックス
（有機溶剤）による還元作用を必要とする。従って、フ
ラックスの還元作用が少ないと濡れ性が低下するととも
に、高信頼性を必要とする箇所には使用できない等の課
題を有していた。

本発明は上記事情に基づいてなされたもので、その目
的は、フラックスを使用することなく、濡れ性に優れた
迎えはんだ付け方法を提供することにある。

［課題を解決するための手段］本発明は上記目的を達成するために、所定の大きさの
落下孔を有する治具の上にはんだ体を置くとともに、前
記治具の落下孔の下方は被はんだ付体を配置し、還元雰
囲気中にて溶融させた前記はんだ体を、前記落下孔よ
り、還元雰囲気に晒された前記被はんだ付体の表面に落
下させて迎えはんだを行うことを技術的手段とする。

［作用］上記構成よりなる本発明は、治具の上に置かれたはん
だ体を還元雰囲気中にて溶融し、その溶融はんだを、治
具の落下孔より落下させて被はんだ付体に供給する方法
である。従って、溶融はんだが落下孔を通過して落下す
るまでに、はんだ中に含まれている酸化物は、溶融はん
だ内で対流が生じるため、溶融はんだの最表層に浮くこ
とになる。その結果、溶融はんだの最表層に浮いた酸化
物は、還元雰囲気で還元され易くなり、落下時には、酸
化物が十分取り除かれて純粋なはんだとなる。

そして、温度上昇によってはんだの粘度が下がり、落
下孔より落下する際には、清浄な溶融はんだが被はんだ
付体の表面に供給される。

また、被はんだ付体の表面も、十分に還元雰囲気に晒
されているため、清浄面が確保されることになる。

［発明の効果］上記作用を有する本発明によれば、フラックスを使用
することなく、清浄面が確保された被はんだ付体の表面
に、酸化物の取り除かれた清浄なはんだを供給すること
ができる。

そして、その供給された溶融はんだの熱エネルギが高
いため、被はんだ付体に対する濡れ性が良く、被はんだ
付面での濡れ広がりが大きくなる。また、被はんだ付体
に対する治具の落下孔の位置を設定することができるた
め、常に、片寄りのない均一形状の良好な迎えはんだを
得ることができる。

［実施例］次に、本発明の迎えはんだ付け方法を図面に示す一実
施例に基づき説明する。

第１図ないし第３図は、被はんだ付体に迎えはんだを
行う過程を示す説明図である。

本実施例に使用されるはんだ箔１は、厚さが0.25mm
で、一辺が3mmの方形体に加工されている。はんだ成分
は、一般的なSL−Sn40、あるいはSL−Sn10である。

被はんだ付体は、例えば、厚さが0.23mmで、一辺が5m
mの方形体を呈するパワートランジスタ２で、溶融はん
だが供給される第１図上側面には、はんだ付可能な電極
処理（Ni、Au層）がなされている。

パワートランジスタ２およびはんだ箔１は、それぞれ
カーボンで作られた治具３および治具４の所定位置に配
置される。

治具３は、パワートランジスタ２が配置された状態
で、治具４を保持し、この治具４の底面からパワートラ
ンジスタ２の上面までの距離を所定の値（例えば2mm）
に保つ役割を果たす。

治具４には、溶融させたはんだを、治具３に配置され
たパワートランジスタ２の表面上に落下させるための落
下孔（φ2mm、長さ1mm）4aが開けられている。

治具３と治具４とは、治具４の落下孔4aが、治具３に
配置されたパワートランジスタ２の中央部に位置するよ
うにセットする。

そして、第１図に示すように、治具４の落下孔4aの上
にはんだ箔１が置かれる。

次に、第１図ないし第３図を参照しながら、迎えはん
だ工程について説明する。

第１図に示された状態で、水素炉中（H₂:N₂＝1:2の還
元雰囲気）にて加熱すると、はんだ箔１が次第に軟化し
はじめる。はんだ箔１の溶融温度以下においては、はん
だ箔１がまだ液相状態とはなっていないため、軟化しは
じめたはんだ箔１は、依然として落下孔4aの上方に止ま
っている。

なお、水素炉内の温度プロファイルは、例えば、迎え
はんだを行うはんだ箔１がSL−Sn10の時、その液相温度
が300℃であることから、温度のMAX値は、約100℃高い4
00℃とした。温度プロファイルは、第４図に示すよう
に、はんだ溶融温度300℃以上の領域を約５分保持で実
験を行った。

その後、はんだ箔１の溶融温度を越えるまで温度が上
昇し、約360℃にて、そのはんだ箔１は十分な熱エネル
ギを受け、第２図に示されるように、ボール状となって
治具４の落下孔4aを通り抜け、パワートランジスタ２の
表面に落下する。

その落下するまでに、はんだ箔１中に含まれている酸
化物５等は、ボール状を呈する溶融はんだ1a内で対流が
生じるため、第２図に示すように、ボール状の溶融はん
だ1aの最表層に浮いてくる。その結果、酸化物５は、還
元雰囲気で還元され易く、ボール状の溶融はんだ1aは、
清浄されてより純粋なものとなる。

従って、はんだ箔１の粘度が低下して溶融はんだ1aが
落下する際には、酸化物５が十分に取り除かれており、
清浄な溶融はんだ1aがパワートランジスタ２の表面に供
給される。また、被はんだ付け面であるパワートランジ
スタ２の表面も、十分に還元雰囲気に晒されているた
め、清浄面が確保されている。

パワートランジスタ２の表面に溶融はんだ1aが落下し
た後、さらに温度が上昇し、ピーク400℃に達した後、
次第に下降する。この過程では、落下した溶融はんだ1a
が、パワートランジスタ２の表面で濡れ広がり、その溶
融はんだ1aの表面張力が決まる迎えはんだ形状を形成
（第３図参照）して、迎えはんだ工程を終了する。

なお、迎えはんだが行われたパワートランジスタ２
は、その後、上下逆にしてMo、Cuのヒートシンク（図示
しない）に迎えはんだを使ってはんだ付けされ、パワー
ブロックとしてイグナイタ（図示しない）に使用され
る。

本実施例と同一の温度プロファイルにて、はんだ箔１
を直接パワートランジスタ２に置いてはんだ付けを行う
従来の方法と不良率（はんだの濡れ性不良、片寄り等の
不良）を比較すると、従来の方法では不良率が20％であ
ったものが、本実施例では０％へ低減する効果を得るこ
とができた。

このように、本実施例では、還元雰囲気中にて、はん
だ箔１をパワートランジスタ２の表面に直接接触させる
ことなく溶融させる方法であるため、フラックスを使用
することなく、酸化物５が十分に取り除かれた清浄な溶
融はんだ1aをパワートランジスタ２の被はんだ付け面に
供給することができる。また、溶融はんだ1aを落下孔4a
より落下させることで、はんだ濡れに対して熱エネルギ
に加えて運動エネルギを与えることができる。

そして、パワートランジスタ２の表面も、十分に還元
雰囲気に晒されて清浄な面を確保することができること
等から、第３図に示したように、濡れ性の良い良好な迎
えはんだを得ることができる。

さらには、治具３に配置されたパワートランジスタ２
に対する治具４の落下孔4aの位置を設定することができ
るため、常に、片寄りのない均一形状の迎えはんだを形
成することができる。このことにより、はんだ箔１を直
接パワートランジスタ２の表面に置く従来の方法と比較
して、生産性を向上させることができる。

第５図に本発明の第２実施例を示す。

本実施例では、はんだ箔１が置かれる治具４に、落下
孔4aに向かって治具４の厚さが漸減するテーパ面4bをつ
けたものである。

これにより、第５図に示すように、はんだ箔１を粗雑
に置いた場合でも、はんだ箔１が溶融すれば、落下孔4a
からパワートランジスタ２の所定の位置に落下して濡れ
広がるため、上記第１実施例と同様の効果を得ることが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第４図は本発明の第１実施例を示すもの
で、第１図ないし第３図は、被はんだ付体に迎えはんだ
を行う工程説明図、第４図は、温度プロファイルを示す
グラフである。第５図は本発明の第２実施例を示すもの
で、迎えはんだの一工程を示す断面図である。第６図な
いし第８図は従来技術を説明するもので、第６図は迎え
はんだの一工程を示す断面図、第７図および第８図は被
はんだ付体に行われた迎えはんだの状態を示す断面図で
ある。図中１……はんだ箔（はんだ体）２……パワートランジスタ（被はんだ付体）４……治具 4a……落下孔

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】所定の大きさの落下孔を有する治具の上に
はんだ体を置くとともに、前記治具の落下孔の下方に被
はんだ付体を配置し、還元雰囲気中にて溶融させた前記
はんだ体を、前記落下孔より、還元雰囲気に晒された前
記被はんだ付体の表面に落下させて迎えはんだを行う迎
えはんだ付け方法。