JP3699521B2

JP3699521B2 - ハンダコーティング方法およびハンダコートの判定法

Info

Publication number: JP3699521B2
Application number: JP04750396A
Authority: JP
Inventors: 寛丹羽; 忠稔三輪
Original assignee: Rohm Co Ltd
Current assignee: Rohm Co Ltd
Priority date: 1996-03-05
Filing date: 1996-03-05
Publication date: 2005-09-28
Anticipated expiration: 2016-03-05
Also published as: JPH09239532A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はリードフレームのリード部や半導体装置などのリード端子などにハンダコーティングをする電子部品へのハンダコーティング方法およびハンダコートの良否の判定法に関する。さらに詳しくは、搬送される電子部品にハンダ槽または糸ハンダなどによりハンダを供給しながら連続的にハンダコーティングを行う場合のハンダコーティング方法およびハンダコートの判定法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
たとえばリードフレームに半導体チップをボンディングし、樹脂でモールドした後、半導体装置をリードフレームから切り離す前に、半導体装置のプリント基板などへのハンダ付けを容易にするため、リード部にハンダコーティングを行う。従来のそのようなハンダコーティングを行う方法の一例の斜視説明図およびハンダコーティングを行っている金型部の断面説明図を図４（ａ）〜（ｂ）にそれぞれ示す。
【０００３】
図４において、１、２はそれぞれ一般構造用圧延鋼材の１種であるＳＳ４１などの表面に無電解ニッケルメッキが施された上金型および下金型、３は同様にＳＳ４１などからなり、両金型１、２を一定間隙に保持する保持金具である。上金型１および下金型２の中心部にはそれぞれヒータ４が埋め込まれ、金型１、２の温度をハンダが溶融する温度に上昇できるようになっている。また下金型２の側面にはスリット５が形成されており、図示しないハンダ槽のハンダにＡ面まで浸し、そのハンダが両金型１、２の間隙部に毛細管現象により吸い上げられるようになっている。
【０００４】
６はハンダコーティングが施されるリードフレームで、たとえば図４（ａ）のＢの範囲の斜線で示される部分がハンダコーティングされる。なお、７はモールドされた半導体装置である。このリードフレーム６を両金型１、２の間隙を通るように図で矢印Ｃの方向に搬送する。両金型１、２の間隙は丁度リードフレーム６の表裏両面にコーティングされるハンダの厚さをリードフレームの厚さに加えた寸法に調整されているため、また両金型１、２の間隙部は前述のようにニッケルメッキが施されており、しかも温度がハンダの溶融温度に上昇しているため、間隙部までハンダが毛細管現象により吸い上げられ、間隙を通過するリードフレームのリード部分にハンダ９がコーティングされる。図４（ｂ）で、矢印Ｄはハンダ槽からハンダが吸い上げられる状態を示している。
【０００５】
この両金型１、２の間隙のハンダ付け部では、フラックスなどの湯煙が立ち込め、ハンダのコーティング状態の良否を確認することができない。そこでリードフレーム６が順次搬送されて金型１、２から外に出たところで、図４（ａ）に示されるようにハンダ艶センサ８により、または目視によりハンダコーティングが正常になされているか否かの検査が行われている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
従来のハンダコーティングの方法は、前述のように、ハンダ付け状態をハンダコーティング部で確認しないで行い、コーティング工程から離れたところで検査をしている。そのため、ハンダの供給が正常になされなかったり、フラックスの塗布が不充分でコーティング不良が連続して発生した場合でも相当数進んでから発見される状態で、工程を元に戻すのに時間がかかり不良品を大量に製造してしまうという問題がある。
【０００７】
しかもハンダ艶センサによる検査では、正常の場合と異常の場合との区別をつけ難く、ハンダコートの良否の判定を正確にすることができない。そのため、検査ミスが生じやすいという問題がある。また目視による検査は、主観による検査で客観的な検査をすることができないとともに、多くの測定時間が必要であるという問題もある。
【０００８】
本発明はこのような問題を解決するためになされたもので、ハンダコーティングを行っているときにコーティング状態を確実に検査し、ハンダコーティングに異常が発生した場合には直ちにその異常を知り、無駄のないハンダコーティングをする方法およびそれに用いるのに適したハンダコートの良否の判定法を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明による電子部品へのハンダコーティング方法は、上金型と下金型とを一定間隙で対向させ、前記両金型を加熱するとともに、前記一定間隙内を通過するように電子部品を搬送しながらハンダを供給して前記電子部品にハンダをコーディングする方法であって、前記上金型と下金型とを電気的に分離し、該両金型の間に一定の電圧または電流を印加してその間の抵抗値を検出し、該抵抗値が所定の抵抗値以下であれば良、所定の抵抗値より大きければ不良とすることによりハンダコートの良否を確認しながら前記電子部品を順次搬送することによりハンダコーティングを行うものである。
【００１０】
前記上金型および下金型の少なくとも一方の金型を横方向に電気的に分離し、それぞれ別々に上金型と下金型との間に一定の電圧または電流を印加し、それぞれのハンダコートの良否を確認しながらハンダコーティングを行うことが、たとえばＤＩＰなどの半導体装置のように両側にリードが延出している場合に両側のハンダコーティングをそれぞれ別々に確認できるため、一層正確なハンダコートの判定をすることができる。また上下両方の金型の横方向をそれぞれ電気的に分離することにより、金型を介して両側のリードに電圧が印加されることがないため、両側のリード間で電圧が印加されては困るリードがある場合にも問題が生じない。
【００１１】
ここに横方向とは、前記上金型と下金型の並ぶ方向と直交する方向で、かつ、前記電子部品の搬送方向と直交する方向を意味する。
【００１２】
本発明のハンダコートの良否の判定方法は、ハンダコーティングをしてハンダが溶融状態のときにハンダコートの良否を判定する方法であって、電子部品のハンダコーティングがされる部分に所定のハンダコーティングがされた該部分の厚さの間隙を有する２つの電気伝導体の該間隙に、前記電子部品のハンダコート部を配置し、前記２つの電気伝導体間に一定の電圧または電流を印加してその間の抵抗値を検出し、該抵抗値が所定の抵抗値以下であれば良、所定の抵抗値より大きければ不良とすることにより行うものである。
【００１３】
【発明の実施の形態】
つぎに、図面を参照しながら本発明のハンダコーティング方法およびハンダコートの良否の判定法について説明をする。
【００１４】
図１は本発明のハンダコーティングを行う装置の一例を示す説明図で、上金型が第１の上金型１１と第２の上金型１２とに電気的に分離され、絶縁体１３を介して固着されている点と、上下両金型の保持がセラミックスなどからなる絶縁性保持具３０によりなされている点、および上下の金型間に導通状態を調べるための一定の電流が印加され、上下両金型間の電圧を基準電圧と比較し得る点において図４に示される従来の装置と異なる。他の部分およびリードフレームなどの電子部品を搬送しながらハンダを吸い上げてコーティングする方法は同じで、装置の同じ部分には同じ符号を付してその説明を省略する。なお、上金型１１、１２および下金型２は、それぞれたとえば一般構造用圧延鋼材の１種であるＳＳ４１に無電解ニッケルメッキが施された材料からなり、電気伝導体である。
【００１５】
図１において、上金型は横方向に分離されて第１および第２の上金型１１、１２とされ、セラミックスまたはロスナボードなどからなる絶縁体１３を介して固着されることにより電気的に分離されている。第１および第２の上金型１１、１２、および下金型２の中心部にはそれぞれヒータ４が埋め込まれて上下の金型１１、１２、２の温度を上昇できるようにされている。上金型１１、１２と下金型２とはセラミックスなどからなる絶縁性保持具３０により一定間隙を有するように保持されている。したがって、上金型１１、１２と下金型２とは電気的に分離されている。
【００１６】
第１の上金型１１と下金型２との間、および第２の上金型１２と下金型２との間にそれぞれ定電流Ｉ₁、Ｉ₂が印加され、それぞれの両金型間の電圧Ｖ₁、Ｖ₂を測定する手段が設けられ、その測定電圧は制御部４０に送られる。制御部４０では、測定された電圧Ｖ₁、Ｖ₂がそれぞれ基準電圧のＶ_R1、Ｖ_R2と比較器４１、４２により比較され、さらにアンド回路４３により両方の電圧がともに一定の範囲内に入っている場合にのみ良品とし、Ｖ₁、Ｖ₂のいずれかが一定の範囲に入っていない場合には不良と判断され、端子４４から良否の結果が出力される。なお、４５、４６はそれぞれ両側のどちら側が不良であるかを確かめるためのそれぞれの電圧の比較後の出力端子である。
【００１７】
本発明では、このハンダコーティング装置にたとえばリードフレームを搬送しながらハンダコーティングをするとともに、上述の両金型間の電圧を測定することによりハンダ付け状態を判断している。もしハンダコート不良が発生した場合は直ちにリードフレームの搬送を止め、ハンダコーティング不良の原因を見つけ、それを正してリードフレームの搬送およびハンダコーティングを再開するものである。ハンダコート不良の原因は、スリット５でのハンダ詰まりやフラックスの塗布不良などの場合が多く、これらの不良が発生すると連続的に発生する。したがって、リードフレームが長尺で電気的に連結していてもこれらのハンダコート不良が発生するとハンダコーティング部全体のハンダの濡れがわるく上下両金型間が非導通となり、ハンダコート不良が判別される。その結果、ハンダコート不良が直ちにフィードバックされ、不良品を連続的に生産することなく、常に正常なハンダコーティングを行うことができる。
【００１８】
つぎにハンダコートの状態と、電流および電圧との関係について、図２を参照しながら説明をする。図２は上金型（電気伝導体）１１、１２と下金型（電気伝導体）２との間にリードフレームが搬送され、ハンダコーティングがなされた状態の断面模式図である。印加する電流および電圧の測定手段については図示されていない。
【００１９】
まず、図２（ａ）は、半導体装置７の両側およびリードフレーム６の上下両面ともに全然ハンダが濡れていない場合を示している。この状態では、上金型１１、１２と下金型２との間には電流が流れず、両金型間の抵抗は無限大となり、ハンダコート不良であることが判明する。
【００２０】
つぎに、図２（ｂ）は第１の上金型１１の側のリードフレームの上面と、第２の上金型１２の側のリードフレームの下面にハンダが濡れていない状態を示している。この状態でも両側とも上下の金型間に電流が流れず、抵抗が無限大で、ハンダコート不良であることが判明する。
【００２１】
図２（ｃ）は、第１の上金型１１側はリードフレーム６の上下両面ともにハンダ９がコーティングされているが、第２の上金型１２側は上下両面ともにハンダが濡れていない。この場合は、第１の上金型１１と下金型２との間に定電流Ｉ₁を印加すると両者間の電圧は０となり、正常にハンダコートがなされていることが判明する。一方、第２の上金型１２と下金型２との間には全然電流が流れず抵抗が無限大で、図２（ｃ）で右側のハンダコートが不良であることがわかる。
【００２２】
つぎに、図２（ｄ）の場合は、半導体装置７の両側およびリードフレームの上下両面ともにハンダ９のコーティングが正常になされている場合である。この場合は、両側に印加された定電流Ｉ₁、Ｉ₂ともにそのまま流れ、上下金型間の抵抗は両方ともに０となり、ハンダコートが正常であることを示す。
【００２３】
以上のように、上下の両金型間に定電流を印加し、流れる電流および両金型間の電圧を測定することにより、ハンダコートの良否を判定することができる。この場合、ハンダが載っている場合でも完全に濡れていない場合には、電圧が高くなって無限大に至らないまでも高抵抗を示す。したがって、測定電圧を基準電圧と比較することによりその抵抗値を知ることができ、ハンダの濡れ状態を把握することができる。その結果、フラックスなどの湯煙などにより見えない状態でも正確にハンダコートの状態を把握することができ、ハンダコーティングの工程を制御することができる。なお、以上の例では一定電流を印加し、その時の両金型間の電圧を測定する例であったが、一定電圧を印加して両金型間に流れる電流を測定しても同様であることはいうまでもない。
【００２４】
図３は、本発明のハンダコーティング方法に用いる他の装置の例を示す図で、（ａ）は斜視説明図、（ｂ）は断面説明図である。図３においては、下金型が第１の下金型２１と第２の下金型２２とに分離され、セラミックスやロスナボードなどからなる絶縁体２３を介して固定されて電気的に分離されているところに特徴がある。他の考え方は図１の場合と同じで、同じ部分に同じ符号を付してその説明を省略する。なお、図３に示される例では、ハンダの供給がハンダ槽ではなく、糸ハンダによる供給であるが、この例ではハンダ槽を用いると下金型２１、２２が電気的に導通となるため好ましくない。しかし、図１の例に糸ハンダの供給を適用することはできる。
【００２５】
この例では、第１の上金型１１と第２の下金型２１との間に定電流Ｉ₁が印加され、第２の上金型１２と第２の下金型２２との間に定電流Ｉ₂が印加され、それぞれが電気的に独立している。そのため、たとえば半導体装置７の両側のハンダコートの状態を独立に知ることができるとともに、半導体装置７の両側のリード間で電流（電圧）が印加され、半導体装置の内部に害を及ぼすことがない。すなわち、図１に示される装置では、ハンダコートが正常になされていると、第１の上金型１１と下金型２および下金型２と第２の上金型１２とが同電位になる。したがって、両側に印加される電圧が異なるとその電圧が半導体装置の両側に延びるリード間に印加されることになる（この測定電圧が印加されても半導体装置などの電子部品に悪影響を及ぼさない場合は問題ない）。しかし、図３に示される装置では下金型が横方向に電気的に分離されているため、そのような問題は生じない。
【００２６】
なお、図３に示される例では、ハンダがこぼれた場合に第１および第２の下金型２１、２２をそれぞれ短絡しないように、図３に示されるように絶縁体２３を高く形成するなどの考慮をする必要がある。
【００２７】
以上の例では、上金型または上下両金型の両方を横方向に電気的に分離したが、ハンダコートが正常か否かを見るだけであれば、上金型および下金型の両方とも横方向には電気的に分離される必要はなく、上下の金型間で電気的に分離されておればよい。
【００２８】
【発明の効果】
本発明によれば、ハンダコーティングを行う金型間に電流または電圧を印加し、金型間の抵抗を検出することによりハンダの濡れ具合を知ることができ、客観的で正確にハンダコートの状態を検査することができる。その結果、不良品の発生原因の管理を容易に行うことができ、品質管理上非常に効果がある。
【００２９】
しかもハンダコーティングを行っている時点で判定することができるため、ハンダの供給不良とかフラックスの塗布不良などの製造工程における不具合を直ちに知ることができ、無駄な不良品を大量に製造することがなくなる。そのため、回収作業に手間取ることもなく、高い歩留りでハンダコーティングを行うことができる。その結果、電子部品のコストダウンに大いに寄与する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のハンダコーティングに用いる装置の一例の説明図である。
【図２】本発明のハンダコートの良否の判定方法を説明する図である。
【図３】本発明のハンダコーティングに用いる装置の一例の説明図である。
【図４】従来のハンダコーティング方法を説明する図である。
【符号の説明】
２下金型
６リードフレーム
９ハンダ
１１第１の上金型
１２第２の上金型
２１第１の下金型
２２第２の下金型

Claims

上金型と下金型とを一定間隙で対向させ、前記両金型を加熱するとともに、前記一定間隙内を通過するように電子部品を搬送しながらハンダを供給して前記電子部品にハンダをコーディングする方法であって、前記上金型と下金型とを電気的に分離し、該両金型の間に一定の電圧または電流を印加してその間の抵抗値を検出し、該抵抗値が所定の抵抗値以下であれば良、所定の抵抗値より大きければ不良とすることによりハンダコートの良否を確認しながら前記電子部品を順次搬送することによりハンダコーティングを行うハンダコーティング方法。
前記上金型および下金型の少なくとも一方の金型を横方向に電気的に分離し、それぞれ別々に上金型と下金型との間に一定の電圧または電流を印加し、それぞれのハンダコートの良否を確認しながらハンダコーティングを行う請求項１記載のハンダコーティング方法。
ハンダコーティングをしてハンダが溶融状態のときにハンダコートの良否を判定する方法であって、電子部品のハンダコーティングがされる部分に所定のハンダコーティングがされた該部分の厚さの間隙を有する２つの電気伝導体の該間隙に、前記電子部品のハンダコート部を配置し、前記２つの電気伝導体間に一定の電圧または電流を印加してその間の抵抗値を検出し、該抵抗値が所定の抵抗値以下であれば良、所定の抵抗値より大きければ不良とすることによりハンダコートの良否を判定するハンダコートの判定法。