JP2880139B2 - ３次元積層型パッケージ素子用積層及びソルダリング装置 - Google Patents
３次元積層型パッケージ素子用積層及びソルダリング装置Info
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- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
- H01L23/48—Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor
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- B23K2101/36—Electric or electronic devices
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、３次元積層型パッ
ケージ素子を実現するために個別パッケージを積層及び
ソルダリングする装置に関し、より詳細には、個別パッ
ケージ素子を移送する過程でパッケージの金属リード部
分にフラックスを施すことにより、自動積層及びソルダ
リングを可能にする積層及びソルダリング装置に関す
る。
ケージ素子を実現するために個別パッケージを積層及び
ソルダリングする装置に関し、より詳細には、個別パッ
ケージ素子を移送する過程でパッケージの金属リード部
分にフラックスを施すことにより、自動積層及びソルダ
リングを可能にする積層及びソルダリング装置に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】集積回路素子の容量が増加し、密度が高
まるに従って、多数の集積回路素子を積層させた３次元
積層技術が注目されている。３次元積層型素子は、パッ
ケージしない多数のベアチップを積層することもでき、
又は個別的に組立工程が済んだパッケージ素子を多数個
積層することもできる。パッケージ積層型素子では、既
存のプラスチック組立工程を個別パッケージ製造にその
まま適用することはできるが、この個別パッケージを積
層するときには、特別な追加工程が要求される。
まるに従って、多数の集積回路素子を積層させた３次元
積層技術が注目されている。３次元積層型素子は、パッ
ケージしない多数のベアチップを積層することもでき、
又は個別的に組立工程が済んだパッケージ素子を多数個
積層することもできる。パッケージ積層型素子では、既
存のプラスチック組立工程を個別パッケージ製造にその
まま適用することはできるが、この個別パッケージを積
層するときには、特別な追加工程が要求される。
【０００３】パッケージの積層では、積層された素子を
どのように電気的に連結するかが重要な課題であるが、
ソルダリング方法は、このような電気的接続に最も一般
的に使用される方法の１つである。
どのように電気的に連結するかが重要な課題であるが、
ソルダリング方法は、このような電気的接続に最も一般
的に使用される方法の１つである。
【０００４】図９は、ＵＳＰ5,236,117 号に開示されて
いる従来のソルダリング装置の概略図であり、図１０
は、図９の部分詳細図である。
いる従来のソルダリング装置の概略図であり、図１０
は、図９の部分詳細図である。
【０００５】積層しようとするパッケージ素子１２にフ
ラックスを塗布した後、衝撃アーム１０の左側端部に固
定させる。パッケージ素子の金属部分、例えば、外部リ
ード部分を一定の温度で加熱した後、溶融状態のフラッ
クスが入っている容器８に浸漬する。衝撃アーム１０
は、回転軸６により固定されており、パッケージが固定
されている衝撃アーム１０の左側端部は上下移動が可能
である。衝撃アームが上昇した状態が、衝撃アーム１０
ａであり、下降した状態が、衝撃アーム１０ｂである。
衝撃アーム１０が下降すると、パッケージ１２が容器８
に入っているフラックスに浸漬され、これにより、外部
リードにフラックスが塗布されることになる。衝撃アー
ム１０は、ストッパー２により停止される。振動手段４
は、衝撃アーム１０を振動させるものであるが、これ
は、パッケージのリードにフラックスを等しく塗布させ
る役割をし、フラックスボイドの発生を防止するための
ものである。
ラックスを塗布した後、衝撃アーム１０の左側端部に固
定させる。パッケージ素子の金属部分、例えば、外部リ
ード部分を一定の温度で加熱した後、溶融状態のフラッ
クスが入っている容器８に浸漬する。衝撃アーム１０
は、回転軸６により固定されており、パッケージが固定
されている衝撃アーム１０の左側端部は上下移動が可能
である。衝撃アームが上昇した状態が、衝撃アーム１０
ａであり、下降した状態が、衝撃アーム１０ｂである。
衝撃アーム１０が下降すると、パッケージ１２が容器８
に入っているフラックスに浸漬され、これにより、外部
リードにフラックスが塗布されることになる。衝撃アー
ム１０は、ストッパー２により停止される。振動手段４
は、衝撃アーム１０を振動させるものであるが、これ
は、パッケージのリードにフラックスを等しく塗布させ
る役割をし、フラックスボイドの発生を防止するための
ものである。
【０００６】フラックス１１にパッケージ１２のリード
１３を浸漬してフラックスを塗布すると、リード１つ１
つにフラックスを塗布することより作業効率面において
は優れるが、パッケージの入出力ピン数が多くてリード
ピッチが少ない場合には、隣接リード同士が連結されて
フラックスが塗布されるフラックスブリッジ現象が生ず
ることができ、このため、電気的短絡が発生することが
できる。
１３を浸漬してフラックスを塗布すると、リード１つ１
つにフラックスを塗布することより作業効率面において
は優れるが、パッケージの入出力ピン数が多くてリード
ピッチが少ない場合には、隣接リード同士が連結されて
フラックスが塗布されるフラックスブリッジ現象が生ず
ることができ、このため、電気的短絡が発生することが
できる。
【０００７】容器８からパッケージを取り出すときに
は、衝撃アーム１０の反対側の端部上に衝撃ウェート９
を落とすことにより、瞬間的にパッケージが容器８から
抜け出るようにする。衝撃ウェート９の動きは、シリン
ダ７により制御され、このシリンダ７は、プログラム可
能な制御器により制御される。
は、衝撃アーム１０の反対側の端部上に衝撃ウェート９
を落とすことにより、瞬間的にパッケージが容器８から
抜け出るようにする。衝撃ウェート９の動きは、シリン
ダ７により制御され、このシリンダ７は、プログラム可
能な制御器により制御される。
【０００８】しかるに、このような従来のソルダリング
装置では、個別パッケージを積層した後、ソルダリング
装置にローディングする作業は、手作業によりなされる
ため、積層素子製造の自動化が達成されないという短所
を有する。
装置では、個別パッケージを積層した後、ソルダリング
装置にローディングする作業は、手作業によりなされる
ため、積層素子製造の自動化が達成されないという短所
を有する。
【０００９】一方、ＳＯＪ、ＴＳＯＪ、ＰＬＣＣ等のよ
うなＪ形状リードを有する個別パッケージは、３次元積
層型パッケージ素子の垂直接続としてソルダリングを適
用するに適合である。従って、Ｊ−リード型パッケージ
の専用設備としての自動積層及びソルダリング装置が提
供されると、積層パッケージ素子の大量生産が可能にな
る。
うなＪ形状リードを有する個別パッケージは、３次元積
層型パッケージ素子の垂直接続としてソルダリングを適
用するに適合である。従って、Ｊ−リード型パッケージ
の専用設備としての自動積層及びソルダリング装置が提
供されると、積層パッケージ素子の大量生産が可能にな
る。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】したがって、本発明の
目的は、３次元積層型パッケージ素子の組立工程を自動
化することができる積層及びソルダリング装置を提供す
ることにより、生産性を向上させることにある。
目的は、３次元積層型パッケージ素子の組立工程を自動
化することができる積層及びソルダリング装置を提供す
ることにより、生産性を向上させることにある。
【００１１】本発明の他の目的は、Ｊ−リード型パッケ
ージを用いた３次元積層型パッケージ素子に独占的に使
用される積層及びソルダリング装置を提供することによ
り、大量生産を可能にすることにある。
ージを用いた３次元積層型パッケージ素子に独占的に使
用される積層及びソルダリング装置を提供することによ
り、大量生産を可能にすることにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明による積層及びソルダリング装置は、複数の
個別パッケージ素子を３次元に積層する３次元積層型パ
ッケージ素子の積層及びソルダリング装置であって、 Ａ）積層しようとする複数の第１パッケージ素子が位置
しており、第１パッケージ素子の複数の金属リード部分
を加熱する第１加熱部を有する第１ベース板と、 Ｂ）積層しようとする複数の第２パッケージ素子が位置
しており、第２パッケージ素子の複数の金属リード部分
を加熱する第２加熱部を有する第２ベース板と、 Ｃ）前記積層しようとする第１、第２パッケージ素子を
前記第１、第２ベース板に移送する第１、第２パッケー
ジローディング手段と、 Ｄ）第１ベース板に位置する第１パッケージ素子を第２
ベース板側に移送する移送手段と、 Ｅ）第１パッケージ素子が前記移送手段により移送され
る間、第１パッケージ素子の金属リード部分にフラック
スを塗布するフラックス塗布手段と、 Ｆ）前記移送手段により第２ベース板側に移送された第
１パッケージ素子をピックアップして、第１パッケージ
素子の金属リードの各々が第２パッケージ素子の金属リ
ードの各々に接触するように第２パッケージ素子上に載
置するピックアップ手段とを備えることを特徴とする。
め、本発明による積層及びソルダリング装置は、複数の
個別パッケージ素子を３次元に積層する３次元積層型パ
ッケージ素子の積層及びソルダリング装置であって、 Ａ）積層しようとする複数の第１パッケージ素子が位置
しており、第１パッケージ素子の複数の金属リード部分
を加熱する第１加熱部を有する第１ベース板と、 Ｂ）積層しようとする複数の第２パッケージ素子が位置
しており、第２パッケージ素子の複数の金属リード部分
を加熱する第２加熱部を有する第２ベース板と、 Ｃ）前記積層しようとする第１、第２パッケージ素子を
前記第１、第２ベース板に移送する第１、第２パッケー
ジローディング手段と、 Ｄ）第１ベース板に位置する第１パッケージ素子を第２
ベース板側に移送する移送手段と、 Ｅ）第１パッケージ素子が前記移送手段により移送され
る間、第１パッケージ素子の金属リード部分にフラック
スを塗布するフラックス塗布手段と、 Ｆ）前記移送手段により第２ベース板側に移送された第
１パッケージ素子をピックアップして、第１パッケージ
素子の金属リードの各々が第２パッケージ素子の金属リ
ードの各々に接触するように第２パッケージ素子上に載
置するピックアップ手段とを備えることを特徴とする。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明をよ
り詳細に説明する。
り詳細に説明する。
【００１４】図１及び図２は、本発明の積層及びソルダ
リング装置に使用されるベース板の平面図及び正面図で
ある。
リング装置に使用されるベース板の平面図及び正面図で
ある。
【００１５】ベース板２０は、内部加熱手段（図示せ
ず）を有し、積層すべきの個別パッケージを収容するた
めの複数の溝２１が設けられている。ベース板２０の下
には、熱絶縁部２２が形成されており、この熱絶縁部２
２は、ベース板の内部加熱手段により発生された熱が下
側に伝達されることを防止するためのものである。ベー
ス板２０は、軸２３によりモーター２４に連結されてい
るので、ベース板２０は、回転運動をする。モーター２
４によるベース板の回転運動の単位は、個別パッケージ
素子が入っている溝２１が一つずつ回転する角度θに該
当する。図１では、角度θは、約６．９２度である。
ず）を有し、積層すべきの個別パッケージを収容するた
めの複数の溝２１が設けられている。ベース板２０の下
には、熱絶縁部２２が形成されており、この熱絶縁部２
２は、ベース板の内部加熱手段により発生された熱が下
側に伝達されることを防止するためのものである。ベー
ス板２０は、軸２３によりモーター２４に連結されてい
るので、ベース板２０は、回転運動をする。モーター２
４によるベース板の回転運動の単位は、個別パッケージ
素子が入っている溝２１が一つずつ回転する角度θに該
当する。図１では、角度θは、約６．９２度である。
【００１６】内部加熱手段は、パッケージ素子の金属リ
ード部分を加熱するためのものであって、フラックスの
融点以下の温度、例えば、１８０℃で金属リード部分を
加熱することにより、ソルダリングを容易にする。金属
リード部分を加熱する内部加熱手段の代わりに、黒鉛や
Ｎｉ−Ｃｒ合金等を用いてベース板を形成することもで
きる。このような材質のベース板を電極として使用する
と、別度の加熱手段を使用することなくベース板を加熱
することができる。ベース板の材料は、ソルダリングさ
れない物質を使用することが好ましい。
ード部分を加熱するためのものであって、フラックスの
融点以下の温度、例えば、１８０℃で金属リード部分を
加熱することにより、ソルダリングを容易にする。金属
リード部分を加熱する内部加熱手段の代わりに、黒鉛や
Ｎｉ−Ｃｒ合金等を用いてベース板を形成することもで
きる。このような材質のベース板を電極として使用する
と、別度の加熱手段を使用することなくベース板を加熱
することができる。ベース板の材料は、ソルダリングさ
れない物質を使用することが好ましい。
【００１７】ベース板の溝２１は、個別パッケージを収
容するため、個別パッケージ胴体の幅に個別パッケージ
胴体から突出された金属リードの長さを加えたものより
大きい幅を有する。溝２１の深さｄは、個別パッケージ
の高さと同一である。
容するため、個別パッケージ胴体の幅に個別パッケージ
胴体から突出された金属リードの長さを加えたものより
大きい幅を有する。溝２１の深さｄは、個別パッケージ
の高さと同一である。
【００１８】図３は、本発明の積層及びソルダリング装
置の要部を示す平面図である。
置の要部を示す平面図である。
【００１９】積層及びソルダリング装置は、２つのベー
ス板２０ａ、２０ｂを含むが、積層しようとする個別パ
ッケージ素子は、移送手段３２の移送レール３３に沿っ
て左側の第１ベース板２０ａから右側の第２ベース板２
０ｂに移動する。第１ベース板２０ａが所定角度の回転
単位ほど回転すると、溝２１ａに入っている個別パッケ
ージ素子は、例えば時計方向に回転する。移送すべきの
個別パッケージ素子がプッシャ３０の位置に着くと、プ
ッシャ３０が個別パッケージ素子をパッケージ移送手段
３２に向かって押す。移送手段３２は、個別パッケージ
素子の下面と直接接触する移送レール３３と、パッケー
ジの金属リード部分を加熱する加熱台３１とで構成され
る。移送手段３２の左側部には、ローラーホイール５８
が位置するが、これは、パッケージが移送される間に、
パッケージの加熱された金属リード部分にフラックスを
塗布するためのものである。移送レール３３は、加熱台
３１より高い位置にあり、これにより、フラックスが塗
布された金属リード部分が、パッケージの移送途中に加
熱台３１に接触しない。金属リードに塗布されたフラッ
クスは、約２０９℃に加熱された加熱台の熱により溶融
状態を維持する。
ス板２０ａ、２０ｂを含むが、積層しようとする個別パ
ッケージ素子は、移送手段３２の移送レール３３に沿っ
て左側の第１ベース板２０ａから右側の第２ベース板２
０ｂに移動する。第１ベース板２０ａが所定角度の回転
単位ほど回転すると、溝２１ａに入っている個別パッケ
ージ素子は、例えば時計方向に回転する。移送すべきの
個別パッケージ素子がプッシャ３０の位置に着くと、プ
ッシャ３０が個別パッケージ素子をパッケージ移送手段
３２に向かって押す。移送手段３２は、個別パッケージ
素子の下面と直接接触する移送レール３３と、パッケー
ジの金属リード部分を加熱する加熱台３１とで構成され
る。移送手段３２の左側部には、ローラーホイール５８
が位置するが、これは、パッケージが移送される間に、
パッケージの加熱された金属リード部分にフラックスを
塗布するためのものである。移送レール３３は、加熱台
３１より高い位置にあり、これにより、フラックスが塗
布された金属リード部分が、パッケージの移送途中に加
熱台３１に接触しない。金属リードに塗布されたフラッ
クスは、約２０９℃に加熱された加熱台の熱により溶融
状態を維持する。
【００２０】金属リード部分にフラックスが塗布された
個別パッケージ素子が移送手段３２の右側端部に移送さ
れると、ピックアップ手段３５がパッケージをピックア
ップして第２ベース板２０ｂに移動させる。ピックアッ
プ手段３５は、パッケージをピックアップするコレット
３７と、該コレットに結合されたアーム３６とで構成さ
れる。ピックアップ手段３５のコレット３７は、真空パ
ッド３８を備え、真空ホース３９を介して空気を吸引
し、この真空の吸引力によりパッケージ５４をピックア
ップする。
個別パッケージ素子が移送手段３２の右側端部に移送さ
れると、ピックアップ手段３５がパッケージをピックア
ップして第２ベース板２０ｂに移動させる。ピックアッ
プ手段３５は、パッケージをピックアップするコレット
３７と、該コレットに結合されたアーム３６とで構成さ
れる。ピックアップ手段３５のコレット３７は、真空パ
ッド３８を備え、真空ホース３９を介して空気を吸引
し、この真空の吸引力によりパッケージ５４をピックア
ップする。
【００２１】ピックアップ手段３５は、第１ベース板２
０ａから移送手段３２により移送レール３３に沿って移
送された個別パッケージをピックアップして、既に第２
ベース板２０ｂの溝２１ｂに収容された他の個別パッケ
ージ上に積層する役割をする。この際、各パッケージの
金属リード部分同士が接触するように、正確に整列しな
ければならない。ピックアップ手段３５は、ソルダ合金
の溶融点より高い温度を維持しており、パッケージを積
層するとき、圧力を加えるため、両パッケージの金属リ
ード部分同士のソルダリングがなされる。ピックアップ
手段の圧力は、個別パッケージ同士がぴったり付かない
か、結合が弱くなることを防止することができる程度の
圧力が要望される。ソルダリングをピックアップ手段３
５の熱圧着により行う代わりに、第２ベース板２０ｂに
個別パッケージが積層された後、回転する間、第２ベー
ス板２０ｂを加熱するか、熱い空気を吹き込むことによ
り、ソルダリングを行うこともできる。
０ａから移送手段３２により移送レール３３に沿って移
送された個別パッケージをピックアップして、既に第２
ベース板２０ｂの溝２１ｂに収容された他の個別パッケ
ージ上に積層する役割をする。この際、各パッケージの
金属リード部分同士が接触するように、正確に整列しな
ければならない。ピックアップ手段３５は、ソルダ合金
の溶融点より高い温度を維持しており、パッケージを積
層するとき、圧力を加えるため、両パッケージの金属リ
ード部分同士のソルダリングがなされる。ピックアップ
手段の圧力は、個別パッケージ同士がぴったり付かない
か、結合が弱くなることを防止することができる程度の
圧力が要望される。ソルダリングをピックアップ手段３
５の熱圧着により行う代わりに、第２ベース板２０ｂに
個別パッケージが積層された後、回転する間、第２ベー
ス板２０ｂを加熱するか、熱い空気を吹き込むことによ
り、ソルダリングを行うこともできる。
【００２２】図４及び図５は、チューブに入っている個
別パッケージ素子をベース板にローディングする過程を
説明するための概略図である。図４は、チューブ４０内
に入っている個別パッケージ４２をプッシャ４４により
押してベース板２０にローディングすることを示す。図
５は、チューブ４０を傾けて重力により滑り降りる個別
パッケージ４２をゴムホイール４６を用いてベース板２
０にローディングさせることを示す。チューブローディ
ング以外に、トレーローディング方式を使用してもよ
い。
別パッケージ素子をベース板にローディングする過程を
説明するための概略図である。図４は、チューブ４０内
に入っている個別パッケージ４２をプッシャ４４により
押してベース板２０にローディングすることを示す。図
５は、チューブ４０を傾けて重力により滑り降りる個別
パッケージ４２をゴムホイール４６を用いてベース板２
０にローディングさせることを示す。チューブローディ
ング以外に、トレーローディング方式を使用してもよ
い。
【００２３】図６及び図７は、本発明による積層及びソ
ルダリング装置において個別パッケージの金属リード部
分にフラックスを塗布する過程を説明する図である。上
述したように、個別パッケージ素子５４は、第１ベース
板２０ａの溝２１ａから第２ベース板２０ｂの溝２１ｂ
に移動する。容器５０にローラーホイール５８を位置さ
せた後、ローラーホイール５８のブラシ５２により、移
動中の個別パッケージのリード５６部分にフラックスを
塗布する。リード５６は、Ｊ字形状で折曲されているの
で、積層すべきのパッケージのフラックスが塗布された
金属リードは、下部個別パッケージの金属リードのショ
ルダーに接触することになる。
ルダリング装置において個別パッケージの金属リード部
分にフラックスを塗布する過程を説明する図である。上
述したように、個別パッケージ素子５４は、第１ベース
板２０ａの溝２１ａから第２ベース板２０ｂの溝２１ｂ
に移動する。容器５０にローラーホイール５８を位置さ
せた後、ローラーホイール５８のブラシ５２により、移
動中の個別パッケージのリード５６部分にフラックスを
塗布する。リード５６は、Ｊ字形状で折曲されているの
で、積層すべきのパッケージのフラックスが塗布された
金属リードは、下部個別パッケージの金属リードのショ
ルダーに接触することになる。
【００２４】容器５０に入っているフラックスは、ソル
ダリングがなされる接合部をきれいにし、ソルダリング
がなされる高温で金属リード接合部に酸化物が生ずるこ
とを防止する役割をする。また、フラックスは、ソルダ
リングに際してソルダ合金が接合部の表面によく広がる
ようにする。フラックスには、松ヤニから抽出したロジ
ンを使用したロジンフラックスと、水溶性フラックスと
がある。
ダリングがなされる接合部をきれいにし、ソルダリング
がなされる高温で金属リード接合部に酸化物が生ずるこ
とを防止する役割をする。また、フラックスは、ソルダ
リングに際してソルダ合金が接合部の表面によく広がる
ようにする。フラックスには、松ヤニから抽出したロジ
ンを使用したロジンフラックスと、水溶性フラックスと
がある。
【００２５】フラックスを塗布する前に、個別パッケー
ジの金属リード部分には、既にプラスチックパッケージ
組立工程で一般的に行われる外部リードメッキ工程によ
り錫−鉛よりなるソルダ合金が塗布されている。
ジの金属リード部分には、既にプラスチックパッケージ
組立工程で一般的に行われる外部リードメッキ工程によ
り錫−鉛よりなるソルダ合金が塗布されている。
【００２６】ソルダ合金は、通常共晶点に近い比率で構
成された、例えば錫６３％と鉛３７％とよりなる。しか
るに、本発明のように、パッケージがＰＣＢに実装され
るものではなく、パッケージの金属リード同士がソルダ
リングされる場合には、錫８５％と鉛１５％とよりなる
ソルダ合金を使用して、外部リードメッキ工程を進行す
ることが好ましい。これにより、ソルダ合金の融点がも
っと高くなり、本発明によるソルダリング工程で金属リ
ード部分にフラックスだけを塗布しても、上下部の積層
パッケージ間のソルダリングが可能である。
成された、例えば錫６３％と鉛３７％とよりなる。しか
るに、本発明のように、パッケージがＰＣＢに実装され
るものではなく、パッケージの金属リード同士がソルダ
リングされる場合には、錫８５％と鉛１５％とよりなる
ソルダ合金を使用して、外部リードメッキ工程を進行す
ることが好ましい。これにより、ソルダ合金の融点がも
っと高くなり、本発明によるソルダリング工程で金属リ
ード部分にフラックスだけを塗布しても、上下部の積層
パッケージ間のソルダリングが可能である。
【００２７】一方、ソルダ合金に対して錫の比率が高い
と、ソルダ合金の値段が高くなって費用が上昇する。従
って、共晶点に近い比率よりなるソルダ合金を使用して
個別パッケージの金属リード部分をメッキした後、本発
明による積層及びソルダリング装置では、フラックスの
代わりに、一般的にソルダ合金とフラックスとからなる
ソルダペーストを金属リード部分に塗布することも可能
である。
と、ソルダ合金の値段が高くなって費用が上昇する。従
って、共晶点に近い比率よりなるソルダ合金を使用して
個別パッケージの金属リード部分をメッキした後、本発
明による積層及びソルダリング装置では、フラックスの
代わりに、一般的にソルダ合金とフラックスとからなる
ソルダペーストを金属リード部分に塗布することも可能
である。
【００２８】図８は、本発明による積層及びソルダリン
グ装置の全体構造を示す概略図である。
グ装置の全体構造を示す概略図である。
【００２９】同図において、積層しようとする個別パッ
ケージは、トレー６５ａ、６５ｂに収容されており、こ
のトレーは、トレースタッカー６４、６６に積載されて
いる。
ケージは、トレー６５ａ、６５ｂに収容されており、こ
のトレーは、トレースタッカー６４、６６に積載されて
いる。
【００３０】トレーローダー６０、６２がトレースタッ
カー６４、６６に積載されているトレーを、レール６８
に沿って１つずつベース板２０ａ、２０ｂに移動させ
る。
カー６４、６６に積載されているトレーを、レール６８
に沿って１つずつベース板２０ａ、２０ｂに移動させ
る。
【００３１】トレー６５ａ、６５ｂに入っている個別パ
ッケージは、第１、第２パッケージローダー７０ａ、７
０ｂにより第１、第２ベース板２０ａ、２０ｂの溝に移
動される。
ッケージは、第１、第２パッケージローダー７０ａ、７
０ｂにより第１、第２ベース板２０ａ、２０ｂの溝に移
動される。
【００３２】パッケージローダー７０は、支持ビーム７
８と連結されており、Ｙ軸方向に直線運動するマスタア
ーム７２と、Ｘ軸方向に運動するスレーブアーム(slave
arm)７４と、Ｚ軸方向に運動するピックアップパッド
７６とを備えている。ピックアップパッド７６は、真空
の吸引力によりパッケージをピックアップする。
８と連結されており、Ｙ軸方向に直線運動するマスタア
ーム７２と、Ｘ軸方向に運動するスレーブアーム(slave
arm)７４と、Ｚ軸方向に運動するピックアップパッド
７６とを備えている。ピックアップパッド７６は、真空
の吸引力によりパッケージをピックアップする。
【００３３】第１ベース板２０ａに移動した個別パッケ
ージは、プッシャ３０により移送レール３３に送られ
る。個別パッケージが移送レール３３に沿って第２ベー
ス板２０ｂに向かって移送される間、個別パッケージの
金属リード部分には、ローラーホイール５８によりフラ
ックス又はソルダペーストが塗布される。
ージは、プッシャ３０により移送レール３３に送られ
る。個別パッケージが移送レール３３に沿って第２ベー
ス板２０ｂに向かって移送される間、個別パッケージの
金属リード部分には、ローラーホイール５８によりフラ
ックス又はソルダペーストが塗布される。
【００３４】フラックス又はソルダペーストが塗布され
た個別パッケージは、図３に示したようなピックアップ
手段３５により第２ベース板２０ｂに移動して、既に第
２ベース板２０ｂに入っていたパッケージ上に積層され
る。積層された上下部パッケージの金属リード部分がソ
ルダリング接合されると、第２パッケージローダー７０
ｂが積層パッケージをトレー６５ｂに移送する。第１ト
レー６５ａでは、積層しようとする個別パッケージを第
１ベース板２０ａに移送するローディング動作だけが行
われるが、第２トレー６５ｂでは、積層しようとする個
別パッケージを第２ベース板２０ｂに移送するローディ
ング動作と、積層及びソルダリング済みの積層パッケー
ジ素子を第２ベース板２０ｂから第２トレー６５ｂに移
送するアンローディング動作とが行われる。
た個別パッケージは、図３に示したようなピックアップ
手段３５により第２ベース板２０ｂに移動して、既に第
２ベース板２０ｂに入っていたパッケージ上に積層され
る。積層された上下部パッケージの金属リード部分がソ
ルダリング接合されると、第２パッケージローダー７０
ｂが積層パッケージをトレー６５ｂに移送する。第１ト
レー６５ａでは、積層しようとする個別パッケージを第
１ベース板２０ａに移送するローディング動作だけが行
われるが、第２トレー６５ｂでは、積層しようとする個
別パッケージを第２ベース板２０ｂに移送するローディ
ング動作と、積層及びソルダリング済みの積層パッケー
ジ素子を第２ベース板２０ｂから第２トレー６５ｂに移
送するアンローディング動作とが行われる。
【００３５】図８に図示した積層及びソルダリング装置
１００は、トレーローディング方式を利用したものであ
るが、図４に示したチューブ４０及びプッシャ４４を使
用するか、図５に示したように、チューブ４０及びゴム
ホイール４６を使用することも可能である。
１００は、トレーローディング方式を利用したものであ
るが、図４に示したチューブ４０及びプッシャ４４を使
用するか、図５に示したように、チューブ４０及びゴム
ホイール４６を使用することも可能である。
【００３６】
【発明の効果】以上説明したように、本発明では、個別
素子がプラスチックパッケージされた後、積層すべき個
別パッケージ素子が、一度の工程ラインにおいて自動に
整列、積層されるので、より簡便な３次元積層型パッケ
ージの組立が可能になる。また、本発明では、ソルダリ
ングに要求される時間が低減され、多様な類型のパッケ
ージを単純に治具を交替することで簡単に積層すること
ができる。
素子がプラスチックパッケージされた後、積層すべき個
別パッケージ素子が、一度の工程ラインにおいて自動に
整列、積層されるので、より簡便な３次元積層型パッケ
ージの組立が可能になる。また、本発明では、ソルダリ
ングに要求される時間が低減され、多様な類型のパッケ
ージを単純に治具を交替することで簡単に積層すること
ができる。
【図１】本発明による積層及びソルダリング装置に使用
されるベース板の平面図である。
されるベース板の平面図である。
【図２】本発明による積層及びソルダリング装置に使用
されるベース板の正面図である。
されるベース板の正面図である。
【図３】本発明による積層及びソルダリング装置の要部
を示す平面図である。
を示す平面図である。
【図４】チューブに入っている個別パッケージ素子をベ
ース板にローディングする過程を説明するための概略図
である。
ース板にローディングする過程を説明するための概略図
である。
【図５】チューブに入っている個別パッケージ素子をベ
ース板にローディングする過程を説明するための概略図
である。
ース板にローディングする過程を説明するための概略図
である。
【図６】本発明による積層及びソルダリング装置を用い
てパッケージの金属リード部分にフラックスを塗布する
過程を説明するための側面図である。
てパッケージの金属リード部分にフラックスを塗布する
過程を説明するための側面図である。
【図７】本発明による積層及びソルダリング装置を用い
てパッケージの金属リード部分にフラックスを塗布する
過程を説明するための正面断面図である。
てパッケージの金属リード部分にフラックスを塗布する
過程を説明するための正面断面図である。
【図８】本発明による積層及びソルダリング装置の全体
構造を示す概略図である。
構造を示す概略図である。
【図９】従来のソルダリング装置の概略図である。
【図１０】図９の部分詳細図である。
２０、２０ａ、２０ｂ ベース板 ２１、２１ａ、２１ｂ 溝 ２２ 熱絶縁部 ２３ 軸 ２４ モーター ３０、４４ プッシャ ３１ 加熱台 ３２ 移送手段 ３３ 移送レール ３５ ピックアップ手段 ３６ アーム ３７ コレット ３８ 真空パッド ３９ 真空ホース ４０ チューブ ４２、５４ パッケージ ４６ ゴムホイール ５０ 容器 ５２ ブラシ ５６ リード ５８ ローラーホイール ６０、６２ トレーローダー ６５ａ、６５ｂ トレー ６４、６６ トレースタッカー ７０ａ、７０ｂ パッケージローダー ７２ａ、７２ｂ マスタアーム ７４ａ、７４ｂ スレーブアーム ７６ａ、７６ｂ ピックアップパッド ７８ａ、７８ｂ 支持ビーム
Claims (15)
- 【請求項１】 複数の個別パッケージ素子を３次元に積
層する３次元積層型パッケージ素子の積層及びソルダリ
ング装置であって、 Ａ）金属リードに錫−鉛合金がメッキされた複数の第１
パッケージ素子が位置し、第１パッケージ素子の複数の
前記金属リード部分を加熱する第１加熱部を有する第１
ベース板と、 Ｂ）金属リードに錫−鉛合金がメッキされた複数の第２
パッケージ素子が位置し、第２パッケージ素子の複数の
前記金属リード部分を加熱する第２加熱部を有する第２
ベース板と、 Ｃ）前記第１、第２パッケージ素子を積層するために、
前記第１、第２ベース板に移送する第１、第２パッケー
ジローディング手段と、 Ｄ）第１ベース板に位置する第１パッケージ素子を第２
ベース板側に移送する移送手段と、 Ｅ）第１パッケージ素子が前記移送手段により移送され
る間、第１パッケージ素子の金属リード部分にフラック
スを塗布するフラックス塗布手段と、 Ｆ）前記移送手段により第２ベース板側に移送された第
１パッケージ素子をピックアップして、第１パッケージ
素子の金属リードの各々が第２パッケージ素子の金属リ
ードの各々に接触するように第２パッケージ素子上に載
置し、前記両パッケージの金属リード部分をソルダリン
グするピックアップ手段とを備えることを特徴とする積
層及びソルダリング装置。 - 【請求項２】前記第１、第２ベース板は、各々個別パッ
ケージ素子を収容するための複数の溝を有し、前記第１
ベース板の溝は、第１パッケージ素子の高さと同一の深
さを有し、前記第２ベース板の溝は、３次元積層パッケ
ージ素子の高さと同一の深さを有することを特徴とする
請求項１記載の積層及びソルダリング装置。 - 【請求項３】前記パッケージローディング手段は、Ｙ軸
方向に直線運動するマスタアームと、該マスタアームに
固定されており、Ｘ軸方向に直線運動するスレーブアー
ム(slave arm) と、該スレーブアームに固定されてお
り、Ｚ軸方向に直線運動するピックアップパッドとを備
えており、前記ピックアップパッドは、真空の吸引力に
より前記パッケージ素子をピックアップすることを特徴
とする請求項１記載の積層及びソルダリング装置。 - 【請求項４】 前記パッケージローディング手段は、前
記積層しようとするパッケージ素子が入っているチュー
ブと、前記チューブに入っているパッケージ素子を押し
て前記ベース板に移送するプッシャとを備えていること
を特徴とする請求項１記載の積層及びソルダリング装
置。 - 【請求項５】 前記パッケージローディング手段は、前
記積層しようとするパッケージ素子が入っているチュー
ブと、前記チューブに入っているパッケージ素子を前記
ベース板に移送するためのゴムホイールとを備えている
ことを特徴とする請求項１記載の積層及びソルダリング
装置。 - 【請求項６】 前記第１、第２ベース板は、円形であ
り、ベース板を回転させるためのモーターに連結されて
いることを特徴とする請求項１記載の積層及びソルダリ
ング装置。 - 【請求項７】 前記積層しようとする第１、第２パッケ
ージ素子は、Ｊ字形状で屈曲された金属リードを備える
ことを特徴とする請求項１記載の積層及びソルダリング
装置。 - 【請求項８】 前記錫−鉛合金は、錫６３％と、鉛３７
％とよりなることを特徴とする請求項７記載の積層及び
ソルダリング装置。 - 【請求項９】 前記第１ベース板は、第１パッケージ素
子を前記移送手段に移動させるためのプッシャを備える
ことを特徴とする請求項１記載の積層及びソルダリング
装置。 - 【請求項１０】 前記ピックアップ手段は、前記第２パ
ッケージ上に前記第１パッケージを載置するとき、ソル
ダ合金の融点より高い温度の熱を加えながら第１パッケ
ージ素子を押圧することを特徴とする請求項１記載の積
層及びソルダリング装置。 - 【請求項１１】 前記移送手段は、第１パッケージ素子
の下面と直接に接触する移送レールと、第１パッケージ
の金属リード部分を加熱するための加熱手段とを備え、
前記フラックス塗布手段は、溶融フラックス容器と、ロ
ーラーホイールの円周に取り付けられたブラシを有する
ローラホイールとを備えており、前記ローラホイール
が、溶融フラックス容器に部分的に浸漬されて回転する
ことにより、第１パッケージ素子が移送手段により移動
される間、第１パッケージ素子の金属リード部分に溶融
状態のフラックスが塗布されることを特徴とする請求項
１記載の積層及びソルダリング装置。 - 【請求項１２】 複数の個別パッケージ素子を３次元に
積層する３次元積層型パッケージ素子の積層及びソルダ
リング装置であって、 Ａ）積層しようとする複数の第１パッケージ素子が位置
しており、第１パッケージ素子の複数の金属リード部分
を加熱する第１加熱部を有する第１ベース板と、 Ｂ）積層しようとする複数の第２パッケージ素子が位置
しており、第２パッケージ素子の複数の金属リード部分
を加熱する第２加熱部を有する第２ベース板と、 Ｃ）前記積層しようとする第１、第２パッケージ素子を
前記第１、第２ベース板に移送する第１、第２パッケー
ジローディング手段と、 Ｄ）第１ベース板に位置する第１パッケージ素子を第２
ベース板側に移送する移送手段と、 Ｅ）第１パッケージ素子が前記移送手段により移送され
る間、第１パッケージ素子の金属リード部分にソルダペ
ーストを塗布するソルダペースト塗布手段と、 Ｆ）前記移送手段により第２ベース板側に移送された第
１パッケージ素子をピックアップして、第１パッケージ
素子の金属リードの各々が第２パッケージ素子の金属リ
ードの各々に接触するように第２パッケージ素子上に載
置し、前記両パッケージの金属リード部分をソルダリン
グするピックアップ手段とを備えることを特徴とする積
層及びソルダリング装置。 - 【請求項１３】前記積層しようとする第１、第２パッケ
ージ素子は、Ｊ字形状で折曲された金属リードを備え、
前記金属リードには、錫−鉛合金がメッキされているこ
とを特徴とする請求項１２記載の積層及びソルダリング
装置。 - 【請求項１４】前記錫−鉛合金は、錫８５％と、鉛１５
％とよりなることを特徴とする請求項１３記載の積層及
びソルダリング装置。 - 【請求項１５】 前記移送手段は、第１パッケージ素子
の下面と直接に接触する移送レールと、第１パッケージ
の金属リード部分を加熱するための加熱手段とを備え、
前記ソルダペースト塗布手段は、溶融状態のソルダペー
ストが入っている容器と、ローラーホイールの円周に取
り付けられたブラシを有するローラホイールとを備えて
おり、前記ローラホイールが、ソルダペースト容器に部
分的に浸漬されて回転することにより、第１パッケージ
素子が移送手段により移動される間、第１パッケージ素
子の金属リード部分に前記ソルダペーストが塗布される
ことを特徴とする請求項１２記載の積層及びソルダリン
グ装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1019950068172A KR0169812B1 (ko) | 1995-12-30 | 1995-12-30 | 개별 패키지 소자 적층 및 솔더링 장치 |
| KR1995-68172 | 1995-12-30 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09201667A JPH09201667A (ja) | 1997-08-05 |
| JP2880139B2 true JP2880139B2 (ja) | 1999-04-05 |
Family
ID=19447956
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8347846A Expired - Lifetime JP2880139B2 (ja) | 1995-12-30 | 1996-12-26 | ３次元積層型パッケージ素子用積層及びソルダリング装置 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5975402A (ja) |
| JP (1) | JP2880139B2 (ja) |
| KR (1) | KR0169812B1 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4546626B2 (ja) * | 2000-08-29 | 2010-09-15 | 株式会社ディスコ | 半導体素子のピックアップ方法 |
| US6637641B1 (en) * | 2002-05-06 | 2003-10-28 | Emc Corporation | Systems and methods for manufacturing a circuit board |
| US7196427B2 (en) * | 2005-04-18 | 2007-03-27 | Freescale Semiconductor, Inc. | Structure having an integrated circuit on another integrated circuit with an intervening bent adhesive element |
| US7098073B1 (en) | 2005-04-18 | 2006-08-29 | Freescale Semiconductor, Inc. | Method for stacking an integrated circuit on another integrated circuit |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2581532B2 (ja) | 1995-11-13 | 1997-02-12 | 株式会社日立製作所 | 半導体装置 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3475805A (en) * | 1967-06-26 | 1969-11-04 | Ibm | Apparatus for positioning articles on substrates |
| US3946931A (en) * | 1974-11-27 | 1976-03-30 | Western Electric Company, Inc. | Methods of and apparatus for bonding an article to a substrate |
| US4602417A (en) * | 1983-10-24 | 1986-07-29 | Trw Inc. | Interconnector attachment machine |
-
1995
- 1995-12-30 KR KR1019950068172A patent/KR0169812B1/ko not_active IP Right Cessation
-
1996
- 1996-12-20 US US08/771,197 patent/US5975402A/en not_active Expired - Lifetime
- 1996-12-26 JP JP8347846A patent/JP2880139B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2581532B2 (ja) | 1995-11-13 | 1997-02-12 | 株式会社日立製作所 | 半導体装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR970053721A (ko) | 1997-07-31 |
| KR0169812B1 (ko) | 1999-01-15 |
| JPH09201667A (ja) | 1997-08-05 |
| US5975402A (en) | 1999-11-02 |
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