JP3074418B2 - ハンダ付け装置およびハンダ付け方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本願発明は、ハンダ付け装置およ
びハンダ付け方法に関し、特に、電子部品の製造段階に
おいて、その製造用フレームに対して都合よくハンダ付
けを行うことができるようにしたものに関する。

【０００２】

【従来の技術】ＩＣやトランジスタあるいはダイオード
等のような半導体装置を含むいわゆる樹脂パッケージ型
の電子部品は、パッケージ本体の側部からリード端子が
延出する形態をもっており、ユーザでの実装の便宜等の
ため、上記リード端子表面にあらかじめハンダ付けを施
した状態で供給される。上記のハンダ付け処理は、製造
用フレームに各電子部品が担持された状態において行わ
れる。

【０００３】電子部品製造用フレームは、一般的には、
図８に示すように、左右のサイドフレーム部と、これら
サイドフレーム部から内向きに延出するリード部とを備
えている。かかるリード部は、フレームの長手方向等間
隔に形成される。この製造用フレームは、各工程装置内
においてステップ送りされ、一方のリードの内端部に電
子部品チップをボンディングするチップボンディング工
程、こうしてボンディングされたチップと他方のリード
との間をワイヤリングするワイヤボンディング工程を経
た後、上記ボンディングチップないしワイヤリング部か
らなる電子部品中心部を熱硬化性の樹脂によって包み込
む樹脂パッケージング工程が施される。

【０００４】通常、上記のような樹脂パッケージング工
程を終えた後のリードフレームに対し、ハンダ付け処理
が行われる。ハンダ付け処理の終了後、パッケージ部に
所定の標印を行った後、リードカットあるいは場合によ
ってはリードフォーミング工程により、フレームから単
位電子部品が切り離される。

【０００５】上記ハンダ付け工程の従来における一般的
な方法は、いわゆるハンダディップと呼ばれるものであ
る。この工程は、ハンダ槽内の溶融ハンダに上記製造用
フレームの必要部分を浸漬することによってフレーム表
面にハンダを付着させるというものである。この場合、
一定容量のハンダ槽に溶融ハンダをその液面を一定にし
つつ保持せねばならないため、大量の材料ハンダが必要
であるとともに、こうした大量の溶融ハンダを一定温度
に管理するとともに液面を一定に管理するための機構な
いし操作が煩雑であり、時間経過とともにフラックス分
等の不純物が次第に溶融ハンダ内にて多くなっていき、
一定期間毎にハンダ槽内のハンダをそっくり入れ換える
という必要がある。

【０００６】このように、ハンダディップによる手法で
は、装置そのものが複雑でコスト高いものとなるととも
に、材料ハンダを多く必要とするというコスト面での不
利があるのみならず、図８に示すように、樹脂パッケー
ジ部の両側から端子リードが延出するタイプの製造用フ
レームにおいては、樹脂パッケージの一方側に対してハ
ンダディップをした後、こうして付着されたハンダが固
化するのをまって、樹脂パッケージ部の他方側をハンダ
ディップするという、二段の操作が必要であり、これに
よるハンダ付け効率の低下が避けられない。

【０００７】また、ハンダ付けの処理の他の手法として
は、ハンダ付けローラによる転写方式がある。この方式
は、ハンダ槽内の溶融ハンダあるいはこの溶融ハンダを
噴流状態とした部分に転写ローラの一部を浸漬し、この
転写ローラを回転させながらその周面に製造用フレーム
を接触させるというものである。

【０００８】この手法によると、一定厚みの溶融ハンダ
が製造用フレーム表面に塗りつけられていくため、ハン
ダ付け品位が向上するという利点がある。しかしながら
依然として上記転写ローラが浸漬するための溶融ハンダ
を溜めたハンダ槽が必須であり、装置が全体として大掛
かりとなるとともに材料ハンダの無駄が省けないという
問題がある一方、製造用フレームの一側面に対してハン
ダ塗布をした後、他側面にも同様にしてハンダ付けを行
わなければならないという二段の操作を必要とする効率
上の問題もある。

【０００９】さらには、ハンダ槽内にハンダ噴流を形成
することにより、これに浸漬された転写ローラを介して
製造用フレームに溶融ハンダを塗布する手法において
は、流動状態にある溶融ハンダが常に転写ローラを介し
て塗布されるため、ハンダ槽の液表面に生成される酸化
物が混じって製造用フレームに塗布されるという問題は
軽減されるが、流動状態にしているがゆえに全体として
酸化進行が速く、したがってハンダ槽のハンダ溶液の入
れ替え周期が短くなり、やはり材料ハンダの無駄が省け
ないという問題がある。

【００１０】本願発明は以上のような事情のもとで考え
出されたものであって、ハンダ槽を全く不要としつつ、
電子部品製造用フレームの表裏両面に同時に適正なハン
ダ付けを行うことができるハンダ付け装置およびハンダ
付け方法を提供することをその課題としている。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、本願発明では、次の技術的手段を講じている。

【００１２】すなわち、本願の請求項１に記載した発明
は、電子部品製造用フレームにハンダ付けを行うための
ハンダ付け装置であって、長手方向に延びる上向きガイ
ド面を有するとともに、ヒータによって昇温可能な下部
材と、上記上向きガイド面と所定のすきまを介して対向
しつつ長手方向に延びる下向きガイド面を有するととも
に、ヒータによって昇温可能な上部材と、上記上向きガ
イド面と上記下向きガイド面との間のすきまに電子部品
製造用フレームを通過させるフレーム搬送機構と、線ハ
ンダを連続的に供給する線ハンダ供給手段と、を備え、
供給された線ハンダが上記上部材または／および下部材
が内蔵するヒータの熱によって溶融させられ、この溶融
ハンダが上記すきまを満たすように構成したことを特徴
としている。

【００１３】そして、本願の請求項２に記載した発明
は、請求項１のハンダ付け装置において、上記線ハンダ
供給手段が、上記すきまに向けて線ハンダを直接的に供
給するように構成されていることに特徴づけられる。

【００１４】さらに、請求項３に記載した発明は、請求
項１のハンダ付け装置において、上記上部材の表面にそ
の下向きガイド面に連通する孔を設け、この孔の入口部
に線ハンダを供給することにより、この孔内で溶融した
溶融ハンダがこの孔を通って上記すきまに導入されるし
たことをに特徴づけられる。

【００１５】さらに、請求項４に記載した発明は、請求
項１のハンダ付け装置において、上記上部材にハンダ溜
まり部を設け、このハンダ溜まり部に線ハンダを供給す
ることにより、ハンダ溜まり部で溶融した溶融ハンダが
オーバフローして上記上部材の側面を伝って上記すきま
に導入されるようにしたことに特徴づけられる。

【００１６】さらに、請求項５に記載した発明は、請求
項１のハンダ付け装置において、上記下部材にその上向
きガイド面に連通する線ハンダ受け入れ凹部を設け、こ
の凹部に線ハンダを供給することにより、この凹部で溶
融した溶融ハンダが毛管現象によって上記すきまに導入
されるようにしたことに特徴づけられる。

【００１７】さらに、請求項６に記載した発明は、電子
部品製造用フレームにハンダ付けを行うためのハンダ付
け方法であって、それぞれヒータが組み込まれた下部材
と上部材との間にすきまを形成する一方、連続供給され
る線ハンダが上記下部材または／および上部材のヒータ
の熱によって順次溶融させられて上記すきまが溶融ハン
ダで満たされるようにする一方、上記すきまに電子部品
製造用フレームを通すことにより、上記すきまを満たす
溶融ハンダが上記製造用フレームに付着させられるよう
にしたことに特徴づけられる。

【００１８】

【発明の作用および効果】線ハンダ供給手段は、消費量
に見合った送り速度で線ハンダを供給し、こうして連続
的に送られる線ハンダは、上記上部材または／および下
部材を昇温させるためのヒータの熱によって即座に溶融
させられて上記上向きガイド面と下向きガイド面との間
のすきまを満たす。

【００１９】こうして溶融ハンダが常時適量に満たされ
ているすきまには、電子部品製造用フレームがフレーム
搬送機構によって通過させられる。そうすると、このフ
レームが上記すきまを通過する間に、その表裏両面に溶
融ハンダが適正に付着させられる。

【００２０】上記上部材と下部材には、共にヒータによ
る昇温が可能となっているので、すきま内での溶融ハン
ダを常に一定の温度に維持する制御を正確に行うことが
できる。

【００２１】上記から明らかなように、本願発明によれ
ば、従来のハンダ付け装置において必須とされていたハ
ンダ槽が全く省略される。このことによる効果が明らか
である。すなわち、装置が簡略化されるとともに、材料
ハンダが著しく節約されることによる、著しいコスト低
減の効果の他、上部材と下部材にそれぞれ形成するべき
ガイド面の形状を工夫することにより、図８に示される
ような樹脂パッケージ部の両側にリードが延びる形態を
もつ製造用フレームであっても、樹脂パッケージ部の両
側および表裏両面が、一度に適正にハンダ付け処理さ
れ、これによるハンダ効率の向上も著しい。

【００２２】また、上下のガイド面間のすきまに満たさ
れた状態での溶融ハンダは、外気に触れる機会が少な
く、したがって酸化物が混じりながらフレームに塗布さ
れるという問題も併せ回避させられており、ハンダ付け
品位の一段の向上も期待できる。

【００２３】供給される線ハンダを溶融して上記のすき
まに満たすためには、種々の方法がある。もっとも簡単
なものは、すきまに向けて直接線ハンダを供給する方法
であり、この方法によると、すでに溶融状態となって上
記すきまに存在するハンダに線ハンダの先端が触れるや
否や連続的に溶融させられてゆき、消費量に見合った溶
融ハンダが連続的に補充されてゆくことになる。

【００２４】また、線ハンダを直接的に上記すきまに向
けて送り込む他、いったんハンダ溜まりに供給してこの
ハンダ溜まりで溶融状態とした後、これを孔を介しある
いはオーバフローさせることによって上記のすきまに導
入するようにしてもよく、また、下部材に設けた線ハン
ダ受け入れ凹部に向けて線ハンダを送り込んでこれを溶
融し、こうして溶融させられたハンダが毛管現象によっ
て上記すきまに導入されるようにすることもできる。

【００２５】いずれにしても、線ハンダが溶融した後、
これが外気にふれる機会をできるだけ少なくしつつ上記
すきまに導入されるようにすることが肝要であり、この
ようにすることにより、上述した本願発明の作用効果が
期待できるのである。

【００２６】

【実施例の説明】以下、本願発明の好ましい実施例を図
面を参照しつつ具体的に説明する。

【００２７】図１は、いわゆるフープ状の製造用フレー
ムに対してハンダ付けを行うように構成された装置の一
例の全体構成を概略的に示している。フープ状のフレー
ムとは、図８に示したような平面視形態をもつフレーム
を長手方向に長尺状に連続させたものであり、このフレ
ームを各工程処理間を連続的に通すことにより、電子部
品製造の一連化が達成できる。

【００２８】フラックス塗布装置１を通過させられたフ
ープ状フレームＦは、本願発明のハンダ付け装置２を通
過させられる間にハンダ付けを受け、後続する洗浄工程
に搬送されるようになっている。

【００２９】上記フラックス塗布装置１は、詳しい図示
は省略しているが、ローラ転写方式によってフレームＦ
の表裏両面の所定部位に帯状にフラックスを塗布するよ
うに構成することができる。

【００３０】本願発明のハンダ付け装置２は、所定の長
手方向寸法をもつ上部材３と、下部材４とを備えてお
り、上記上部材３の下面下向きガイド面３ａと、上記下
部材４の上面上向きガイド面４ａとの間に形成される一
定すきま５に、上記フレームＦが通過させられるように
なっている。ハンダ付け装置の前後には、それぞれフレ
ーム送りローラ６，６が配置されている。なおこのフレ
ーム送りローラは、上下移動機構が備えられているとと
もに、上記下部材４もまた、上下移動機構が備わってい
る。これにより、トラブル解消のために、上下部材間の
間隔を広げて対処することができるようになっている。

【００３１】上記上部材３および下部材４の詳細を図２
および図３に示す。各部材３，４は、ハンダに馴染みの
よいたとえばＳ４５Ｃ等で形成されている。そして、各
部材３，４の上下対向面には、それぞれ、直線状に延び
るガイド面３ａ，４ａが形成されている。すなわち、下
部材４の上面には、上向きガイド面４ａが形成される一
方、上記上部材３の下面には、上記上向きガイド面４ａ
と対向しつつ平行に延びる下向きガイド面３ａが形成さ
れている。各ガイド面３ａ，４ａの平面視形状は、ハン
ダ付けするべきフレームＦの形態と対応して形成されて
いる。すなわち、図８に示すようなフレームＦの表裏両
面にハンダ付けを行うことを前提として、幅方向中央の
樹脂パッケージ部を逃げるための凹部７，８の左右の両
側に、長手方向に帯状に延びる所定幅の一対のガイド面
３ａ，４ａが形成されている。

【００３２】図示例においては、上記各ガイド面３ａ，
４ａの入口部には、テーパ状案内部９，１０が形成され
ており、矢印方向に搬送されるフレームＦが引っ掛かり
なく上記各ガイド面３ａ，４ａ間に形成されるすきま５
に導入されるようにしてある。

【００３３】上記上下部材３，４には、それぞれ、ヒー
タ１１，１２が内蔵される。このヒータ１１，１２は、
たとえばシーズヒータによって構成することができ、好
ましくは、図３に表れているように、各ガイド面３ａ，
４ａにできるだけ近い位置に埋め込まれる。

【００３４】なお、前述したように、下部材４は、図示
しない上下動機構によって、一定距離上下移動させられ
うるようになっている。

【００３５】一方、上記上下各部材３，４の左右には、
図３に示すように、上記すきま５に向けて線ハンダ１３
を送り込むための線ハンダ供給機構１４が配置されてい
る。この線ハンダ供給機構１４は、図示しない線ハンダ
ボビンから繰り出された線ハンダ１３の先端を、好まし
くは、速度制御モータ（図示略）によって回転駆動させ
られる送り出しローラ１５によって送り出されるように
することができる。すなわち、図３に表れているよう
に、支持ブラケット１６に取付けられた一対の送り出し
ローラ１５，１５に挟まれるようにして前方へ送られる
線ハンダ１３が、チューブ状ガイド１７を通して、上記
すきま５に向けて送り出されるようになっている。

【００３６】上記送り出しローラ１５，１５を速度制御
モータによって回転させる理由は、ハンダ付けを行うべ
きフレームＦの大きさあるいはその送り速度に対応し
て、ハンダの消費量に見合った速度で線ハンダを供給す
ることができるようにするためである。

【００３７】たとえば、製造用フレームＦの厚みが０．
２ｍｍである場合、上下各部材の各ガイド面３ａ，４ａ
間で形成されるすきま５は、０．４ｍｍ程度とするのが
好ましい。

【００３８】各部材３，４がハンダになじみよく、かつ
上記すきま５が比較的小さいために、上記のようにして
すきま５に向けて供給される線ハンダは、各部材３，４
のもつヒータ１１，１２の発する熱によって即座に溶融
させられ、そしてこの溶融ハンダは、毛管現象によって
上記すきま５の全域を満たすように広がっていく。

【００３９】こうして溶融ハンダが満たされたすきま５
にフレームＦが通過させられると、各ガイド面３ａ，４
ａの平面形状と対応した部位に、すなわち、フレームＦ
の樹脂パッケージ部を挟む左右の帯状領域に、その表裏
両面に適正なハンダ付着が連続的に行われることにな
る。

【００４０】図２および図３に示す実施例のように線ハ
ンダを直接的に上記すきま５に向けて供給する場合、こ
の供給部位は、すきま５の長手方向のどの部位でもよい
が、好ましくは、フレームＦの搬送方向後方寄りに供給
するのがよい。その理由は、搬送方向後方側において
は、フレームが適度に昇温させられていて、その周囲の
ハンダが確実に液状となっているため、この溶融状とな
ったハンダに接するようにして線ハンダを供給すること
が、確実に線ハンダを溶融させる上で好ましいからであ
る。こうして溶融させられつつ順次補給される溶融ハン
ダは、フレームＦの送り方向と逆行するようにして、毛
管現象によって上記すきまの全域に広がってゆく。

【００４１】上記の実施例では、線ハンダが各部材３，
４間のすきま５に直接的に供給するようにしたが、かな
らずしもこのようにする必要がない。

【００４２】図４ないし図７は、線ハンダ１３を溶融さ
せてこの溶融ハンダを上記すきま５に最終的に導入する
ための他の手法を示している。

【００４３】図４は、上部材３にハンダ溜まり１８を設
けて、かつこのハンダ溜まり１８の底部と上記下向きガ
イド面３ａとを細孔１９によって連通させている。線ハ
ンダ１３は、上記ハンダ溜まりに向けて供給される。ハ
ンダ溜まりに供給された線ハンダは、上部材３の熱によ
って即座に溶融させられ溶融ハンダとなり、そしてこの
溶融ハンダは、上記細孔１９を介して上下各部材間のす
きま５に供給される。

【００４４】図５に示した例は、上部材３の側壁に、上
記下ガイド面３ａに連通する斜孔２０を設け、この斜孔
２０の入口部に線ハンダ１３を送り込むようにした例で
ある。この場合も、送り込まれた線ハンダは上部材の熱
によって即座に溶融させられて上記すきま５に導入され
る。

【００４５】図６に示す例は、上部材３の側壁に斜状の
有底状ハンダ溜まり１８を設け、このハンダ溜まりに向
けて線ハンダ１３を供給するようにしたものである。

【００４６】ハンダ溜まり１８に供給された線ハンダは
即座に溶融させられ、そしてこのハンダ溜まり１８から
オーバフローしつつ上部材３の側面を伝って上記すきま
５に導入される。

【００４７】図７に示す例は、下部材４の側壁に線ハン
ダ受け入れ孔２１を設け、この線ハンダ受け入れ孔２１
と上記上向きガイド面４ａとを細孔２２によって連通さ
せている。線ハンダは、上記線ハンダ受け入れ孔２１に
導入され、そうしてその内部で溶融させられると毛管現
象によって上記細孔２２を通して上記すきま５に導入さ
れる。

【００４８】上記のいずれの手法によっても、線ハンダ
１３によって供給されるハンダが即座に溶融させられ
て、上下各部材間のすきま５に導入させられる点におい
て同様であり、従来のこの種のハンダ付け装置において
必須であった大容量のハンダ槽は、本願発明ではまった
く省略される。

【００４９】そして、上記すきま５は、フレームＦの厚
みに対応した比較的小さなすきまであるので、このすき
ま内において溶融状態にあるハンダが外気に触れる機会
が少なく、したがって酸化物が混入したままフレームに
塗布されるという不具合を低減させることができ、ハン
ダ付け品位の向上も期待できる。

【００５０】もちろん、本願発明の範囲は、上述の実施
例に限定されるものではない。とりわけ上部材および下
部材の形状、あるいは各ガイド面の平面的形状は、ハン
ダ付けをするべきフレームの大きさに応じて、適当な大
きさあるいは適当な熱容量をもつように設定すればよ
い。

【００５１】また、実施例は、いわゆるフープ状のフレ
ームＦを連続的に上記すきまを通しながらこれにハンダ
付けをするように構成した例であるが、いわゆる短冊状
のリードフレームにハンダ付けをする場合にも本願発明
を適用することができる。この場合、短冊状のフレーム
を順次上記すきまを通すような搬送機構を設定すればよ
いのであり、なんら問題なく本願発明を実施することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】フープ状フレームに対してハンダ付けする場合
に本願発明に適用した例の装置全体構成図である。

【図２】上部材および下部材の一例の側面図である。

【図３】図２のIII −III 線断面に相当する図である。

【図４】

【図５】

【図６】

【図７】本願発明の他の実施例を示す断面図である。

【図８】ハンダ付け処理をするべき製造用フレームの一
例を示す部分平面図である。

【符号の説明】

２ ハンダ付け装置 ３ 上部材 ３ａ 下向きガイド面 ４ 下部材 ４ａ 上向きガイド面 ５ すきま １１ ヒータ １２ ヒータ １３ 線ハンダ １４ 線ハンダ供給機構

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 窪田 人士 京都市右京区西院溝崎町21番地 ローム 株式会社内 (56)参考文献 特開 平５−190403（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−112392（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01L 23/48 - 23/50

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電子部品製造用フレームにハンダ付けを
   行うためのハンダ付け装置であって、 長手方向に延びる上向きガイド面を有するとともに、ヒ
   ータにより昇温可能な下部材と、 上記上向きガイド面と所定のすきまを介して対向しつつ
   長手方向に延びる下向きガイド面を有するとともに、ヒ
   ータにより昇温可能な上部材と、 上記上向きガイド面と上記下向きガイド面との間のすき
   まに電子部品製造用フレームを通過させるフレーム搬送
   機構と、 線ハンダを連続的に供給する線ハンダ供給手段と、を備
   え、供給された線ハンダが上記上部材または／および下
   部材が内蔵するヒータの熱によって溶融させられ、この
   溶融ハンダが上記すきまを満たすように構成したことを
   特徴とする、ハンダ付け装置。
2. 【請求項２】 上記線ハンダ供給手段は、上記すきまに
   向けて線ハンダを直接的に供給するように構成されてい
   ることを特徴とする、請求項１のハンダ付け装置。
3. 【請求項３】 上記上部材の表面にその下向きガイド面
   に連通する孔を設け、この孔の入口部に線ハンダを供給
   することにより、この孔内に溶融した溶融ハンダがこの
   孔を通って上記すきまに導入されるようにしたことを特
   徴とする、請求項１のハンダ付け装置。
4. 【請求項４】 上記上部材にハンダ溜まり部を設け、こ
   のハンダ溜まり部に線ハンダを供給することにより、ハ
   ンダ溜まり部で溶融した溶融ハンダがオーバフローして
   上記上部材の側面を伝って上記すきまに導入されるよう
   にしたことを特徴とする、請求項１のハンダ付け装置。
5. 【請求項５】 上記下部材にその上向きガイド面に連通
   する線ハンダ受け入れ凹部を設け、この凹部に線ハンダ
   を供給することにより、この凹部で溶融した溶融ハンダ
   が毛管現象によって上記すきまに導入されるようにした
   ことを特徴とする、請求項１のハンダ付け装置。
6. 【請求項６】 それぞれヒータが組み込まれた下部材と
   上部材との間にすきまを形成する一方、連続供給される
   線ハンダが上記下部材または／および上部材のヒータの
   熱によって順次溶融させられて上記すきまが溶融ハンダ
   で満たされるようにする一方、上記すきまに電子部品製
   造用フレームを通すことにより、上記すきまを満たす溶
   融ハンダが上記製造用フレームに付着させられるように
   したことを特徴とする、ハンダ付け方法。