JP3161648B2

JP3161648B2 - 電子部品の半田付け方法

Info

Publication number: JP3161648B2
Application number: JP3286893A
Authority: JP
Inventors: 雅彦紺野
Original assignee: Pioneer Corp
Current assignee: Pioneer Corp
Priority date: 1993-01-28
Filing date: 1993-01-28
Publication date: 2001-04-25
Anticipated expiration: 2016-04-25
Also published as: JPH06244547A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、半導体素子等の電子部
品を実装するための電子部品の半田付け方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】ＴＡＢ（Tape Automated Bonding）方式
は、もとよりテープキャリア方式と呼ばれているもので
あり、ポリイミド膜やポリエステル膜で作られた映画の
フィルム状のテープの１コマ毎に写真製版によりリード
を形成して、そのリードの先端（フィンガ部分）に相対
応するチップのＡｕバンプを接合したものである。この
リードは、ＳｎやＡｕめっきしたＣｕ膜で作られてい
る。

【０００３】チップの電極はＡｌパッド上にＡｕめっき
等によりウエハ段階で形成されたバンプによって構成さ
れ、リード端子との接続はＡｕ−Ｓｎ共結晶やＡｕ−Ａ
ｕ熱圧着法によって行われる。テープにボンディングし
たチップは、リードを切断した後、プリント基板やセラ
ミック基板に取付けられる。基板とリードとは半田で固
着される。

【０００４】この方式は、フリップチップ方式と違って
テープの段階で試験ができ、しかもフェイスアップボン
ディングではチップ裏面から放熱させることができる等
の長所を有している。電極はチップ周辺に配列されるの
で、１００〜２００端子位とされている。更に最近で
は、多層のリードを用いてチップ内部にもＡｕバンプを
設けることにより、多端子化に対応させることも検討さ
れている。

【０００５】図１は、上述したＴＡＢ方式の半導体チッ
プの一例を示すものであり、半導体チップ１のリード線
２の基端部にポリイミドフィルム３が残されている。リ
ード線２は、厚さ３５μｍの銅パターンにサブミクロン
オーダーのＳｎメッキが施されたものである。微小ピッ
チ、微小幅のＴＣＰ（テープキャリアパッケージ）の場
合、打抜き成形の際にリード線２の変形やバラケ等の問
題が生じやすい。この点を考慮して、搭載直前に打抜き
成形を同時に行うとともに、バラケ防止のために、リー
ド端部にポリイミドフィルム３を残している。

【０００６】ところで、上述したＴＡＢ方式による半導
体チップは、フィルム状のテープキャリアのインナリー
ドとベアチップの電極との接続を行うＩＬＢ（Inner Le
ad Bonding）及びテープキャリアのアウタリードと基板
の電極を接続するＯＬＢ（Outer Lead Bonding）によっ
て実装される。ところが、このようなＴＡＢは、通常の
ＱＦＰと違って半導体部分が樹脂モールドされておらず
露出状態とされているので、たとえばポリイミドからな
るテープの強度によって半導体素子の形状を維持してい
る。

【０００７】このため、ＯＬＢ工程時における半田付け
の際、リード線２の変形やバラケ等の問題を解消するた
めにリード線２の端部にポリイミドフィルム３を残して
いるにも拘らず、このポリイミドフィルム３の熱変形に
よってリード線２が浮いてしまうので、図２に示すよう
に、治具６によってリード線２の浮き上がりを抑えた状
態での熱圧着による半田付けが行われている。

【０００８】しかしながら、このような熱圧着による半
田付け方法では、リード線２の浮き上がりを抑えるため
に、治具６をリード線２に接触させていることから、リ
ード線２が汚れてしまうという不具合が発生する。ま
た、治具６をリード線２に接触させた状態で半田１２を
溶融しているので、隣合うリード線２間に半田１２の広
がりにより、半田ブリッジが生じてしまうという不具合
もある。

【０００９】更に、リード線２への熱圧着の際、圧着力
を加える方向に微妙なズレが生じると、ランドパターン
９とリード線２との位置がズレてしまうという不具合も
ある。また、基板５上には、形状や寸法の異なる半導体
チップ１が多数実装されるため、それぞれの半導体チッ
プ１に合わせた治具６を用意する必要があるばかりか、
形状や寸法の異なる半導体チップ１を実装する毎に治具
６を替える必要があることから実装に要する時間が長引
いてしまうという不具合もある。

【００１０】更には、リード線２は治具６によってラン
ドパターン９上に押圧された状態で半田付けが行われる
ので、半田１２の溶融固化によってリード線２がランド
パターン９に固着された際、リード線２のセルフアライ
メント効果が発揮されず、半導体チップ１の搭載精度が
劣ってしまうという不具合もある。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】このような不具合を解
消するために、たとえば図３に示すような光ビームを用
いた非接触による半田付け方法がある。すなわち、まず
リード成形装置４０によって半導体チップ１のリード線
２が成形されると（図３（ａ））、半導体チップ１が吸
着装置１０によってカメラ１１上まで搬送され、画像認
識によってリード線２の成形状態が検査される（図３
（ｂ））。検査の結果、リード線２の成形状態が良好で
ある場合には、基板５上のランドパターン９とリード線
２との位置合わせが行われた状態で半導体チップ１が搭
載される（図３（ｃ））。

【００１２】半導体チップ１を搭載すべき基板５のラン
ドパターン９上には、予めフラックス塗布処理によって
半田１２がプリコートされている（図３（ｄ））。半導
体チップ１の搭載終了後、吸着装置１０が半導体チップ
１から退き、代わりにＩＣプッシャー１３が下降して半
導体チップ１を上面から押圧し、半導体チップ１を基板
５上に固定する。この状態で、基板５上の半導体チップ
１の周囲の全てのランドパターン９上に光ビームが一度
に照射され、半田１２の溶融によってランドパターン９
とリード線２との固着が行われる（図３（ｅ））。

【００１３】このような非接触による半田付け方法で
は、上述したように、治具６によってリード線２の浮き
上がりを抑える必要がなくなるため、リード線２の汚
れ、半田ブリッジ、リード線２の位置ズレ等の発生が無
くなる。また、基板５に対する半導体チップ１の固定
は、ＩＣプッシャー１３による押圧力によって行われる
ため、上述したように、半導体チップ１毎に治具６を用
意する必要がなくなるばかりか、治具６の交換に要する
時間が不要となるので、半導体チップ１の実装時間が短
縮される。更には、半田付けの際、上述したようにリー
ド線２が治具６による押圧力を受けないので、リード線
２のセルフアライメント効果が発揮され、半導体チップ
１の搭載精度が向上する。

【００１４】ところが、このような半田付け方法では、
光ビームを照射しての半田付け処理の際、図３（ｅ）に
示したように、ＩＣプッシャー１３によって半導体チッ
プ１を上面から押圧し、基板５に対して半導体チップ１
を固定している。このため、上述したＴＡＢ方式による
半導体チップ１の場合には、通常のＱＦＰと違って半導
体部分が樹脂モールドされておらず露出状態とされてお
り、ＩＣプッシャー１３による押圧が不可能となってし
まうため、実装すべき半導体チップの種類が限られてし
まうという不具合がある。

【００１５】また、通常の樹脂モールドされた半導体チ
ップ１に対してのＩＣプッシャー１３による押圧は、ラ
ンドパターン９に対するリード線２の位置ズレを抑える
ために、半導体チップ１上面の略中央部分に加える必要
がある。このため、ＩＣプッシャー１３による押圧位置
が微妙にズレた場合には、ランドパターン９に対するリ
ード線２に位置ズレが生じてしまい、半導体チップ１の
搭載精度が劣ってしまうという不具合がある。

【００１６】本発明は、このような事情に対処してなさ
れたもので、基板に実装すべき電子部品の種類に限定さ
れず、しかも搭載精度を高めることができる電子部品の
半田付け方法を提供することを目的とする。

【００１７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明は、電子部品の横方向外側に突き出た長尺状のリ
ード部を、縦方向に位置する基板に半田付けすることに
より、上記電子部品を上記基板上に載せた状態での半田
付けを行う電子部品の半田付け方法であって、上記リー
ド部を除く電子部品の一上端部に当接させる押え部材
と、上記リード部の側端に上方より圧接させる押圧部
と、上記基板上に当接させる支持脚部とを有し、上記押
え部材を上記電子部品に当接した際、上記支持脚部の下
端が上記電子部品の下端より下方に位置すると共に、上
記押え部材と上記支持脚部の下端との間の高さに押圧部
が位置するように予め構成されている押え駒部材を用意
し、上記半田付けの際、上記押え部材を上記一上端部に
当接、且つ上記押圧部を上記リード部の側端に圧接させ
た状態で上記電子部品を上記押え駒部材に装着した後、
上記押え駒部材を上記縦方向に位置する基板側へ移動さ
せることにより、上記支持脚部を上記基板に当接させ
て、上記リード部の先端部分と上記基板との間の半田付
けを、外部からの光ビームの照射加熱によって行うこと
を特徴とするものである。

【００１８】

【作用】本発明の電子部品の半田付け方法では、電子部
品を押圧する部分が基板表面に対し所定の高さに規制さ
れた押え駒により電子部品の外周縁部側を押圧し、電子
部品の位置ズレを阻止した状態で電子部品のリード部に
光ビームを照射するものである。したがって、電子部品
に対して無用な押圧力を加えることなくリード部の位置
ズレを抑えた状態での半田付けを行うことができる。ま
た、電子部品の位置ズレ阻止は押え駒により行われるの
で、電子部品の表面が樹脂によってコーティングされて
いるものに限らず、半導体部分が樹脂モールドされてい
ないタイプのものであっても、基板への半田付け作業を
行うことが可能となる。更には、電子部品の位置ズレ阻
止は押え駒により行われるので、リード部のセルフアラ
イメント効果が発揮され、電子部品の搭載精度が向上す
る。

【００１９】

【実施例】以下、本発明の実施例の詳細を図面に基づい
て説明する。なお、以下に説明する図において、図３と
共通する部分には同一符号を付し重複する説明を省略す
る。

【００２０】図４乃至図６は、本発明の電子部品の半田
付け方法の一実施例を示すもので、半導体チップ１のリ
ード線２の基端部及び先端部にはポリイミドフィルム
３，３ａが残されている。ポリイミドフィルム３と３ａ
との間のリード線２は、半導体チップ１の略厚みの範囲
内で折曲げられている。

【００２１】半導体チップ１の上面には、押え駒２０が
嵌着されている。押え駒２０の横断面はコ字形状とされ
ており、その側壁２０ｂの下端面がリード線２のポリイ
ミドフィルム３の残されている部分を押圧する。押え駒
２０の四隅には、支持脚部２１を有した支持部２２が対
角線上に設けられている。支持部２１の高さ寸法は、支
持脚部２１が基板５に当接した際、押え駒２０の下辺２
０ａと基板５との間に、半導体チップ１が収まる程度の
隙間が形成される高さとされている。また、押え駒２０
の側壁２０ｂに直交させてリード押え部材２３が突設さ
れている。リード押え部材２３の下辺２３ａの高さは、
押え駒２０の下辺２０ａと同一とされている。ここで、
リード押え部材２３の下端面は、リード線２の先端部で
あるポリイミドフィルム３ａの残されている部分を押圧
する。

【００２２】押え駒２０の中心部分には、段付き孔２４
が形成されている。段付き孔２４には、連通孔２５を有
した筒体２６が挿入されている。筒体２６の側面には、
弾力性を有したチップ押え部材２７が設けられている。

【００２３】押え駒２０を吸着するためのバキュームノ
ズル３０には、吸着孔３１，３２が設けられている。押
え駒２０の吸着時においては、吸着孔３１を介しての吸
引力により押え駒２０が吸着される。半導体チップ１の
吸着時においては、吸着孔３２及びこれと連通する筒体
２６の連通孔２５を介しての吸引力により半導体チップ
１の上面が押え駒２０を介して吸着される。

【００２４】続いて、上述した構成の押え駒２０を用い
ての半導体チップ１に対する半田付け方法を、図９を用
いて説明する。まず、リード成形装置４０によって半導
体チップ１のリード線２の折曲げ成形が行われる（図９
（ａ））。吸着装置１０による半導体チップ１の吸着に
際しては、ストッカー５０にストックされている押え駒
２０がバキュームノズル３０によって吸着される（図９
（ｂ））。押え駒２０の吸着に際しては、上述したよう
に、バキュームノズル３０の吸着孔３１を介しての吸引
力により押え駒２０の上面が吸着される。

【００２５】次いで、吸着装置１０が押え駒２０を吸着
した状態で図９（ａ）に示すリード成形の終えた半導体
チップ１を吸着する。半導体チップ１の吸着に際して
は、上述したように、押え駒２０の筒体２６の連通孔２
５を介してバキュームノズル３０の吸着孔３２からの吸
引力が作用し、半導体チップ１の上面が押え駒２０を介
して吸着される。

【００２６】押え駒２０を介しての半導体チップ１の吸
着が終了すると、吸着装置１０がカメラ１１上まで移動
し、画像認識によってリード線２の検査が行われる（図
９（ｃ））。検査の結果、リード線２の成形状態が良好
である場合には、基板５上のランドパターン９にリード
線２が合わせられた状態で半導体チップ１が搭載される
（図９（ｄ））。

【００２７】半導体チップ１を搭載すべき基板５のラン
ドパターン９上には、予めフラックス塗布処理によって
半田１２がプリコートされている（図９（ｅ））。半導
体チップ１の搭載が終了すると、吸着装置１０が半導体
チップ１から退き、代わりにＩＣプッシャー１３が下降
して押え駒２０を上面から押圧し、押え駒２０を介して
半導体チップ１を基板５上に固定する。

【００２８】このとき、上述したように、押え駒２０の
支持部２２の支持脚部２１が基板５に当接することによ
り、半導体チップ１に対する押圧部分とされた側壁２０
ｂ及びリード押え部材２３の下端面が所定高さに規制さ
れているため、支持脚部２１の高さ寸法によって定まる
所定の押圧力により、リード線２の浮き上がりが防止さ
れる。なお、押え駒２０の自重によって半導体チップ１
を押圧するようにしてもよく、この場合には、ＩＣプッ
シャー１３の使用が必要なくなる。

【００２９】この状態で、基板５上の半導体チップ１の
周囲の全てのランドパターン９上に光ビームが一度に照
射され、半田１２の溶融によってランドパターン９とリ
ード線２との固着が行われる（図９（ｆ））。ランドパ
ターン９に対するリード線２の固着を終えた後、ＩＣプ
ッシャー１３が退き、代わりに吸着装置１０が下降して
押え駒２０を吸着し、基板５から押え駒２０を引き離す
（図９（ｇ））。

【００３０】このように、本実施例では、押え駒２０の
支持部２２の支持脚部２１を基板５に当接させることに
より、半導体チップ１に対する押圧部分とされた側壁２
０ｂ及びリード押え部材２３の下端面を所定高さに規制
し、リード線２の浮き上がりを防止するようにしたの
で、リード線２に対して無用な押圧力を加えることなく
ランドパターン９に対するリード線２の位置ズレを抑え
た状態での半田付けを行うことができる。

【００３１】したがって、半導体チップ１の表面が樹脂
によってコーティングされているものに限らず、上述し
たようなＴＡＢのように、半導体部分が樹脂モールドさ
れておらず露出状態とされているタイプのものであって
も、基板５への半田付け作業を行うことが可能となる。

【００３２】更には、リード線２は、所定高さに規制さ
れた押え駒２０の側壁２０ｂ及びリード押え部材２３の
下端面によって上方から押圧された状態とされるので、
リード線２のセルフアライメント効果が発揮され、半導
体チップ１の搭載精度が向上する。また、半導体チップ
１のランドパターン９に対するリード線２の位置ズレが
生じないので、リード線２が微小ピッチで配設されてい
る半導体チップ１に対する半田付けに際しても、正確且
つ確実な半田付け処理を行うことができる。

【００３３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の電子部品
の半田付け方法によれば、電子部品を押圧する部分が基
板表面に対し所定の高さに規制された押え駒により電子
部品の外周縁部側を押圧し、電子部品の位置ズレを阻止
した状態で電子部品のリード部に光ビームを照射するよ
うにした。したがって、電子部品に対して無用な押圧力
を加えることなくリード部の位置ズレを抑えた状態での
半田付けを行うことができる。また、電子部品の位置ズ
レ阻止は押え駒により行われるので、電子部品の表面が
樹脂によってコーティングされているものに限らず、半
導体部分が樹脂モールドされていないタイプのものであ
っても、基板への半田付け作業を行うことが可能とな
る。更には、電子部品の位置ズレ阻止は押え駒を介して
行われるので、リード部のセルフアライメント効果が発
揮され、電子部品の搭載精度が向上する。その結果、基
板に実装すべき電子部品の種類に限定されず、しかも搭
載精度を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来のＴＡＢ方式による半導体チップの一例を
示す背面図である。

【図２】図１の半導体チップの実装方法を示す図であ
る。

【図３】図１の半導体チップの実装手順を示す図であ
る。

【図４】本発明の電子部品の半田付け方法に係る押え駒
を示す平面図である。

【図５】図４の押え駒を示すＶ−Ｖ線断面図である。

【図６】図４の押え駒を示すＶＩ−ＶＩ線断面図であ
る。

【図７】図５の押え駒の要部を拡大して示す断面図であ
る。

【図８】図６の押え駒の要部を拡大して示す断面図であ
る。

【図９】図４の押え駒を用いての電子部品の半田付け手
順を示す図である。

【符号の説明】

１半導体チップ２リード線３，３ａポリイミドフィルム５基板９ランドパターン２０押え駒２１支持脚部２２支持部３０バキュームノズル

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】電子部品の横方向外側に突き出た長尺状
のリード部を、縦方向に位置する基板に半田付けするこ
とにより、前記電子部品を前記基板上に載せた状態での
半田付けを行う電子部品の半田付け方法であって、前記リード部を除く電子部品の一上端部に当接させる押
え部材と、前記リード部の側端に上方より圧接させる押
圧部と、前記基板上に当接させる支持脚部とを有し、前
記押え部材を前記電子部品に当接した際、前記支持脚部
の下端が前記電子部品の下端より下方に位置すると共
に、前記押え部材と前記支持脚部の下端との間の高さに
押圧部が位置するように予め構成されている押え駒部材
を用意し、前記半田付けの際、前記押え部材を前記一上端部に当
接、且つ前記押圧部を前記リード部の側端に圧接させた
状態で前記電子部品を前記押え駒部材に装着した後、前記押え駒部材を前記縦方向に位置する基板側へ移動さ
せることにより、前記支持脚部を前記基板に当接させ
て、前記リード部の先端部分と前記基板との間の半田付
けを、外部からの光ビームの照射加熱によって行うこと
を特徴とする電子部品の半田付け方法。