JP2897356B2 - 半田ボールの搭載方法とその搭載装置 - Google Patents

半田ボールの搭載方法とその搭載装置

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Description

【発明の詳細な説明】 〔概要〕 パッド形成用半田ボールの搭載方法とその搭載装置に
関し、 小型，高密度のパッド間の連通をなくすことを目的と
し、 絶縁基板の表面の半田バンプ形成用パッドにはピンの
先端に被着させた半田フラックスを転写し、 マスクの透孔に嵌合し網板に当接せしめ真空吸着させ
た半田ボールの下部が該マスクより突出する半田ボール
キャリアを使用して該半田ボールを該パッドの半田フラ
ックスに搭載し、 該半田フラックスの粘着力によって該半田ボールを保
持せしめることを特徴とする半田ボールの搭載方法、 および、半田フラックスに搭載する半田ボールを真空
吸着して搬送する半田ボールキャリアが、該半田ボール
の直径より薄く該半田ボールの嵌合する透孔のあけられ
たマスク、該透孔に嵌合し真空吸着した該半田ボールが
当接する網板とを少なくとも具えてなることを特徴とす
る、 並びに、前記半田ボールキャリアに真空吸着せしめる
ために多数の半田ボールを収容する半田ボール容器が、
半田ボール収容室の上面を該半田ボールキャリアのマス
クの透孔と対向かつほぼ同径の貫通孔のあいた蓋板で覆
ってなることを特徴とし構成する。
〔産業上の利用分野〕
本発明は、絶縁基板に形成された多数の小型，高密度
パッドのそれぞれに、半田フラックスの粘着性を利用し
て半田ボールを搭載する方法とその搭載装置に関する。
絶縁基板の表面に多数の抵抗素子を形成し、該抵抗素
子の外部接続端子が、絶縁基板のスルーホールを介して
絶縁基板の裏面に形成された終端抵抗装置等において、
該端子の高密度化および生産性向上のため導体リードを
利用した従来方法に替わり、該端子に形成した半田バン
プを利用する表面実装形式が検討されるようになった。
そして、終端抵抗装置の如く高密度の外部接続端子に
は、直径0.4mm乃至それ以下の小形半田ボールを使用す
る必要がある。
〔従来の技術〕
第12図は終端抵抗装置の平面図（イ）とその側面図
（ロ）とその下面図（ハ）である。
第12図において、終端抵抗装置１は絶縁基板２の表面
に多数の膜抵抗素子３を形成し、抵抗素子３は絶縁基板
２の表面に形成した半田バンプ4,絶縁基板２に形成した
スルーホール（図示せず）を介して絶縁基板２の裏面の
半田バンプ５に接続する。
抵抗素子３が高密化した終端抵抗装置１において、半
田バンプ４の形成には直径0.3mm以下の半田ボールが、
半田バンプ５の形成には直径0.4mm程度の半田ボールが
使用される。
第13図は従来の半田バンプ形成方法の説明図、第14図
は従来の他の半田バンプ形成方法の説明図である。
第12図に示す半田バンプ５は、第13図（イ）において
絶縁基板２の上面に多数のパッド６を形成したのち、第
13図（ロ）に示す如く絶縁基板２の全上面に半田フラッ
クス７を被着する。次いで、第13図（ハ）に示す如く、
半田フラックス７の上に多数の透孔19があいたマスク18
を重ね、パッド６と対向する透孔19に半田ボール８を挿
入したのち、例えばベーパーフェイス炉を利用して半田
ボール８を溶かしマスク18を取り除くと、第13図（ニ）
に示す如く各パッド６の上に半田バンプ９が形成され
る。
第14図（イ）において、絶縁基板２の上面に多数のパ
ッド６を形成する。
パッド６の上には第14図（ハ）に示す如き半田フラッ
クス10を形成することになるが、その方法は第14図
（ロ）に示す如く、底板に多数の透孔12があけられた容
器13に半田フラックス11を入れ、適当ガス圧（空気圧）
によって透孔12より半田フラックス11の一部を滴下せし
める。
次いで、第14図（ニ）に示す如く半田フラックス10の
上に半田ボール８を搭載し、ベーパーフェイス炉の利用
等によって半田ボール８を溶かすと、第14図（ホ）に示
す如く各パッド６の上に半田バンプ９が形成される。
第15図は従来技術における半田ボール搭載方法の説明
図であり、半田フラックス７に搭載する半田ボール８は
半田ボールキャリア13に真空吸着し搬送する。キャリア
13は真空室（減圧室）14の底板（マスク）15に、半田ボ
ール８が嵌合する多数の凹所16を具え、凹所16は吸気孔
17により真空室14に連通する。
〔発明が解決しようとする課題〕
前記従来方法において、絶縁基板２の全上面に半田フ
ラックス層７を被着する方法は、マスクを重ねた状態で
バンプ９を形成するため、基板２からマスクを外すのに
洗浄が必要となり厄介であり、特にバンプ９が高密度に
なると隣接するバンプ９が連通する恐れがあった。
他方、第14図のようにパッド６の上のみに半田フラッ
クス10を滴下する方法は、バンプ９の形成後における洗
浄が容易になるが、直径0.4mm程度の小型半田ボールを
使用し、バンプ間隔を0.64mm程度の高密度にしようとす
ると、半田フラックス10の滴下量を直径0.4mm程度の小
型半田ボールの必要最小限に近く、かつ、ばらつきを少
なく制御することが困難であり、例えば隣接するパッド
間でその上に形成した半田フラックス10が連ながり易
く、そのことによって半田バンプ９が連通するという問
題点があり、従来方法および装置では、バンプ間隔が0.
64mm程度の高密度になると自動化できなかった。
本発明の目的は、特に直径0.4mm乃至それ以下の半田
ボールを使用し、高密度の半田バンプが隣接間で連通す
ることなく確実に自動化し形成せしめることである。
〔４解決するための手段〕 上記目的は本発明に係わる第１図と第３図によれば、
絶縁基板２の表面の半田バンプ形成用パッド６にはピン
22の先端に被着させた半田フラックス23を転写し、 マスク28の透孔31に嵌合し網板29に当接せしめ真空吸
着させた半田ボール８の下部がマスク28より突出する半
田ボールキャリア26を使用して半田ボール８をパッド６
の半田フラックス23に搭載し、 半田フラックス23の粘着力によって半田ボール８を保
持せしめることを特徴とする半田ボールの搭載方法、 本発明に係わる第３図によれば、半田フラックス23に
搭載する半田ボール８を真空吸着して搬送する半田ボー
ルキャリア26が、半田ボール８の直径より薄く半田ボー
ル８の嵌合する透孔31のあけられたマスク28、透孔31に
嵌合し真空吸着した半田ボール８が当接する網板29とを
少なくとも具えてなることを特徴とする半田ボールの搭
載装置、 並びに、本発明に係わる第６図によれば、半田ボール
キャリア26に真空吸着せしめるために多数の半田ボール
８を収容する半田ボール容器45が、半田ボール収容室46
の上面を該半田ボールキャリア26のマスク28の半田ボー
ル吸着用透孔と対向かつほぼ同径の貫通孔55のあいた上
蓋48で覆ってなることを特徴とする半田ボール搭載装置
によって達成される。
〔作用〕
上記手段によれば、ピンを利用した転写法によって半
田フラックスをパッドに被着させることにより、半田フ
ラックスは従来より少量かつ高密度の所要部に適量（従
来方法より少量）だけ被着可能であり、その半田フラッ
クスに搭載するための半田ボールキャリアを、半田ボー
ルが網板に当接する構成としたため、半田ボールの脱落
が容易かつ確実になる。その結果、従来よりも小さい半
田ボールを利用し高密度の半田バンプの形成が、バンプ
間の連通なしに自動化可能になる。
〔実施例〕
以下に、図面を用いて本発明による半田ボールの搭載
方法とその搭載装置について説明する。
第１図は本発明による半田ボール搭載方法の概略工程
説明図、第２図は第１図に示す半田フラックス転写方法
の説明図、第３図は本発明による半田ボールキャリアの
基本構成の断面図である。
第１図（イ）において、絶縁基板２の表面に多数の半
田バンプ形成用のパッド６を形成する。
第１図（ロ）において、半田フラックス転写工具21は
垂下するピン22の先端面に半田フラックス23を被着させ
る。半田フラックス23の被着方法は、例えば第２図
（イ）〜（ハ）に示す如く、シルクスクリーンを使用す
る等によって平板24に半田フラックス25を均一厚さに被
着し、半田フラックス25に転写工具21のピン22の先端面
を接触したのち、転写工具21を持ち上げるとピン22の先
端面には半田フラックス23（半田フラックス25の一部）
が被着する。
第１図（ハ）において、半田フラックス23をパッド６
に押し付けたのち、転写工具21を取り除くと第１図
（ニ）に示す如く、半田フラックス23がパッド６に転写
される。
そこで、第１図（ホ）に示す如く半田フラックス23に
半田ボール８を搭載すると、半田ボール８は半田フラッ
クス23の粘着力によって保持されるようになる。
半田ボール８の搭載に使用する半田ボールキャリア26
は、例えば第３図に示す如く、真空室（減圧室）27の下
部開口面を半田ボールマスク28,網板29,吸気板30にて覆
った構成である。
半田ボール８の直径より薄いステンレス等の金属板よ
りなるマスク28には、半田ボール８が嵌合する透孔31を
設ける。
ステンレスワイヤ等にてなる網板29は、透孔31内に複
数の網目が露呈するメッシュ（例えば250メッシュ）と
し、周囲に目潰し用コーディング材（例えばエマルジョ
ン）34を被着する。
ステンレス等の金属板よりなる吸気板30には、網板29
を挟んで透孔31に対向する吸気孔32を設ける。
従って、吸気用口金33に接続した真空装置を駆動し真
空室27を減圧すると、透孔31に嵌合した半田ボール８
は、網板29,吸気孔32を通る吸気力によって透孔31内に
保持され、真空装置を停止し加振することによって透孔
31より脱落する。
第４図は本発明の実施例に係わる半田ボールキャリア
の斜視図（イ）とその断面図（ロ）、第５図は第４図に
示す半田ボールキャリアの要部の分解斜視図、第６図は
本発明の実施例に係わる半田ボール容器の断面図、第７
図は第６図に示す上蓋の斜視図、第８図は第６図に示す
半田ボール容器の要部の分解斜視図、第９図と第10図は
第４図に示す半田ボールキャリアに半田ボールを吸着せ
しめる方法の説明図、第11図は半田ボールキャリアの半
田ボールをパッドに搭載せしめる方法の説明図である。
第４図において、半田ボールキャリア26は真空室27の
主構成部材である本体41,本体41の下部開口縁に固着す
る枠42,枠42の下面に固着する吸気板30,吸気板30の下面
に固着する網板29,網板29の下面に固着するマスク28,本
体41の一側に固着した口金33を具えてなる。
第５図において、枠42,吸気板30,網板29,マスク28に
は、それらを本体41に固着するねじの貫通孔43-1,43-2,
43-3,43-4が、それぞれのコーナ部に有する。
半田ボール８の直径（例えば0.4mm）のほぼ1/2の厚さ
（約0.2mm）のマスク28には、パッド６に対向し半田ボ
ール８が嵌合する径（例えば0.5mm）の透孔31を有す
る。
網板29には、少なくとも透孔31が対向しない領域、例
えば図中の一点鎖線より外側領域にコーティング材34を
被着し、コーティング材34は真空室27の減圧に際し網板
29の側方から外気を吸収しないようにする。
吸気板30には、透孔31に対向する吸気孔32を有する。
かかるマスク28,網板29,吸気板30を具えたキャリア26
を吸着させた半田ボール８は、第４図（ロ）に例示する
如く網板29に当接し、下部がマスク28より半ば突出する
状態であり、吸着を解除し軽く加振することによって、
網板29に食い付くことなく確実に落下するようになる。
第６図において、半田ボールキャリア26が嵌合する半
田ボール容器45は、半田ボール収容室46の主構成部材と
なる本体47,本体47の上面に上蓋48,本体47の上面に固着
し上蓋48を固定する枠状金具49,金具49の上面に固着し
半田ボールキャリア26の嵌合に際してガイドとなる枠状
金具50,半田ボール収容室46の下面を覆う第１のマスク5
1,マスク52の下面に固着する網板52,網板52の下面に固
着する第２のマスク53,マスク53の下面に固着する枠54
が具えてなる。
第６図および第７図において、ステンレス等の金属に
てなり厚さが半田ボール８の直径のほぼ1/2である上蓋4
8には、マスク28の透孔31に連通しかつ透孔31と同一径
の貫通孔55を有する。
第８図において、マスク51,網板52,マスク53,枠54に
は、それらを本体47に固着するねじの貫通孔56-1,56-2,
56-3,56-4を、それぞれのコーナ部に有する。
マスク51には、半田ボール８の直径より小さい径（例
えば0.2mm）の多数の透孔57を有する。
網板52は網板29と同じものを使用してもよいが、網板
29におけるコーティング材34は特に必要としない。
マスク51との間に網板52を挟むマスク53には、透孔57
に対向せしめ多数の透孔58を有する。かかる透孔68の直
径および配置は、特にこだわる必要がない。
かかる上蓋48,マスク51,網板52,マスク53を具えた半
田ボール容器45において、収容室46に収容した多数の半
田ボール８は、上蓋48の透孔55より取り出し可能であ
り、必要数の半田ボール８をキャリア26に移すには、先
ず第６図に示す如く半田ボール容器45にキャリア26を嵌
合させる。すると、キャリア26のマスク28は上蓋48に接
触し、マスク28の透孔31と上蓋48の透孔55が一致する。
次いで第９図に示す如く、キャリア26と半田ボール容
器45とを嵌合させた状態で上下を引っ繰り返すと、上蓋
48の透孔55に嵌合した半田ボール８はマスク28の透孔31
に嵌合する。その際、透孔55に半田ボール８が嵌合し易
くするため、キャリア26と半田ボール容器45とに振動ま
たは衝撃を与えるとよい。
そこで、図示しない真空装置を駆動せしめ真空室27内
の大気を口金33より吸引すると、透孔31内に半田ボール
８が保持されるようになる。
次いで、真空室27内大気の吸引を続けながら、第10図
に示す如く嵌合するキャリア26と半田ボール容器46との
上下も元の状態に戻すと、透孔31内に吸着された半田ボ
ール８を残して余分の半田ボール８はマスク51の上に落
下する。
そこで、第11図に示す如く半田ボール容器46より離し
たキャリア26を移動し、キャリア26の半田ボール８を半
田フラックス23に搭載すると、その半田ボール８は半田
フラックス23の粘着力によって保持されるようになる。
〔発明の効果〕
以上説明したように本発明によれば、0.4mm乃至それ
以下の小型半田ボールを利用する半田バンプの高密度形
成が、バンプ間の連通なしに自動化可能となり、終端抵
抗装置等の生産性を向上せしめた効果が顕著である。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明による半田ボール搭載方法の概略図、 第２図は第１図に示す半田フラックス転写方法の説明
図、 第３図は本発明による半田ボールキャリアの基本構成
図、 第４図は本発明の実施例に係わる半田ボールキャリア、 第５図は第４図に示す半田ボールキャリアの要部、 第６図は本発明の実施例に係わる半田ボール容器、 第７図は第６図に示す上蓋、 第８図は第６図に示す半田ボール容器の要部、 第９図と第10図は半田ボールキャリアの半田ボール吸着
方法の説明図、 第11図は半田ボールキャリアの半田ボールをパッドに搭
載せしめる方法の説明図、 第12図は終端抵抗装置、 第13図は従来の半田バンプ形成方法、 第14図は従来の他の半田バンプ形成方法、 第15図は従来の半田ボール搭載方法、 を示す。 図中において、 ２は絶縁基板、 ６は半田バンプ形成用パッド、 22は半田フラックス転写ピン、 23は半田フラックス、 26は半田ボールキャリア、 27は半田ボールキャリアの真空室、 28は半田ボール吸着用マスク、 29は網板、 31はマスクの透孔、 45は半田ボール容器、 46は半田ボール収容室、 48は半田ボール収容室の上蓋、 55は上蓋の貫通孔、 を示す。

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】絶縁基板（２）の表面の半田バンプ形成用
    パッド（６）にはピン（22）の先端に被着させた半田フ
    ラックス（23）を転写し、 マスク（28）の透孔（31）に嵌合し網板（29）に当接せ
    しめ真空吸着させた半田ボール（８）の下部が該マスク
    （28）とより突出する半田ボールキャリア（26）を使用
    して該半田ボール（８）を該パッド（６）の半田フラッ
    クス（23）に搭載し、 該半田フラックス（23）の粘着力によって該半田ボール
    （８）を保持せしめることを特徴とする半田ボールの搭
    載方法。
  2. 【請求項２】前記半田ボールキャリア（26），多数の半
    田ボール（８）を収容する半田ボール収容室（46）の上
    面を前記透孔（31）と対向かつ同径の貫通孔（55）のあ
    いた上蓋（48）にて覆った半田ボール容器（45）を準備
    し、 該上蓋（48）に前記マスク（28）が接する如く該半田ボ
    ール容器（45）に該半田ボールキャリア（26）を重ね、 重ねた該半田ボール容器（45）と該半田ボールキャリア
    （26）とを上下方向に引っ繰り返して該透孔（31）に該
    半田ボール（８）を嵌合し、 該半田ボールキャリア（26）の真空室（27）を減圧して
    該透孔（31）内の半田ボール（８）の該半田ボールキャ
    リア（26）に真空吸着し、 重ねた該半田ボール容器（45）と該半田ボールキャリア
    （26）との上下方向を戻し、 しかるのち該半田ボールキャリア（26）を該半田ボール
    容器（45）から分離して該半田ボールキャリア（26）の
    半田ボール（８）を前記パッド（６）の半田フラックス
    （23）に搭載することを特徴とする前記請求項１記載の
    半田ボールの搭載方法。
  3. 【請求項３】半田フラックス（23）に搭載する半田ボー
    ル（８）を真空吸着して搬送する半田ボールキャリア
    （26）が、該半田ボール（８）の直径より薄く該半田ボ
    ール（８）の嵌合する透孔（31）のあけられたマスク
    （28）、該透孔（31）に嵌合し真空吸着した該半田ボー
    ル（８）が当接する網板（29）とを少なくとも具えてな
    ることを特徴とする半田ボールの搭載装置。
  4. 【請求項４】請求項３記載の半田ボールキャリア（26）
    に真空吸着せしめるために多数の半田ボール（８）を収
    容する半田ボール容器（45）が、半田ボール収容室（4
    6）の上面を該半田ボールキャリア（26）のマスク（2
    8）の透孔（31）と対向かつほぼ同径の貫通孔（55）の
    あいた上蓋（48）で覆ってなることを特徴とする半田ボ
    ールの搭載装置。
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