JP4959352B2

JP4959352B2 - 半田供給装置および半田供給方法

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Publication number: JP4959352B2
Application number: JP2007013070A
Authority: JP
Inventors: 重小川
Original assignee: Canon Machinery Inc
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Priority date: 2007-01-23
Filing date: 2007-01-23
Publication date: 2012-06-20
Anticipated expiration: 2027-01-23
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Description

本発明は、半田供給装置および半田供給方法に関するものである。

半導体装置の製造設備であるダイボンダなどには半田供給装置が使用される。リードフレームを使用して半導体装置を製造する設備のダイボンダは、リードフレームのアイランドに定量の半田を供給し、供給した半田上に半導体チップをマウントしている。このダイボンダにおけるリードフレームへの半田供給には、固体半田を溶融させた液体半田をリードフレーム上に供給するものがある（特許文献１）。

液体半田を直接にリードフレーム上に供給する半田供給装置は、図５に示すように、半田ポット（ルツボ）１に投入した半田インゴットをヒーター２で加熱して溶融させるものである。半田ポット１の下端には小径のノズル３が形成され、半田ポット１の上端開口は蓋４で塞がれる。蓋４にガス配管５が連接される。ガス配管５から加圧ガスを半田ポット１内に供給してポット内の液体半田Ｓの上方空間を陽圧にする。この陽圧でノズル３から液体半田（溶融半田）Ｓが微量ずつリードフレーム６上に吐出される。このようにリードフレーム６上に供給された半田は、必要に応じて矩形の半導体チップに合わせて半導体チップより少し大きめの矩形に押し広げられて整形される。

また、固形半田を溶融させてリードフレーム上に供給する半田供給装置としては、図６に示すような半田ワイヤ１２を使用するものもある。すなわち、図６の半田供給装置は、半田ワイヤ１２をツール１０に挿通し、ツール１０の先端部に設置したヒーター１１で加熱して溶融させながら、微量ずつリードフレーム６上に供給する。この場合、ツール１０の先端部内に向けて半田ワイヤ１２を送り込み、半田ワイヤ１２がツール１０先端部のツール孔１３に摺動して送り込まれるタイミングで半田ワイヤ１２が順に溶融する。ツール孔１３が液体半田Ｓで充填され、上方からの半田ワイヤ１２の送り込み力とガス圧でツール１０の先端から液体半田Ｓが吐出され、リードフレーム６上に供給される。この場合も、リードフレーム６上に供給された半田は、必要に応じて矩形の半導体チップに合わせて半導体チップより少し大きめの矩形に押し広げられて整形される。
特開平４−７２６３９号公報

前記図５に示すように、半田ポット（ルツボ）１を使用するものでは、半田ポット内で半田インゴットを加熱して溶融させた液体半田Ｓが下限値まで減少すると、半田供給動作を一旦停止して、新たに半田インゴットを投入して溶融させねばならず、連続供給ができない。新半田インゴットの投入は、半田ポットの蓋を開いて行うが、このときにポット内の半田が酸化されて品質が劣化することがある。

また、図６に示すように、半田ワイヤ１２を使用するものでは、連続供給が可能である。しかしながら、半田ワイヤ１２をツール１０の先端部のツール孔１３に挿通して加熱溶融させるとき、固体の半田ワイヤ１２の先端部とツール孔１３で溶融した液体半田Ｓの境界部分である固液融合部分が温度、形状共に不安定な状態にある。そのため、半田ワイヤ１２を連続してツール１０に送り込む動作時に固液融合部分が一時的に固まってツール孔１３の入口で詰まり、このワイヤ詰まりが影響してリードフレームへの半田供給量がばらつき、連続した半田供給動作の信頼性に欠ける問題がある。

そこで、図５の装置と図６の装置とを組合せた装置を提案することができる。すなわち、ルツボ内に半田ワイヤを供給し、このルツボ内で半田ワイヤを溶解し、このルツボに設けたノズルから溶融半田（液体半田）を吐出するようにする。これによって、図５の装置が有する問題点と図６の装置が有する問題点とを解決することができる。

図５の装置と図６の装置を組合せた場合、半田ワイヤをルツボ内に連続して供給することになる。このため、ルツボ内に供給するための供給口（挿入路）をシールする必要がある。しかしながら、シールが不完全な場合、ルツボ内を密封状態とすることができない。このため、ルツボ内に溶融した半田を収容しているうちに、溶融半田の表面に酸化物が生成される。このような酸化物が生成されると、この酸化物は粘度が高いので、ノズルから安定した量の溶融半田を吐出できなくなるおそれがあるとともに、ノズルが詰まる場合がある。また、酸化物は、半田の酸化を助長するだけでなく、半田付けされる部品の汚染やブリッジ、ツララ等はんだ不良を起こす原因となる。

本発明は、上記課題に鑑みて、詰まることなくルツボのノズルから滑らかに液体半田（溶融半田）を吐出することができ、半田供給作業が安定して作業性に優れる酸化物をルツボのノズルから吐出させない半田供給装置及び半田供給方法を提供する。

本発明の半田供給装置は、圧力制御手段による内圧制御にてノズルから液体半田を吐出するための密封されたルツボと、半田を溶融する溶融槽と、この溶融槽内の溶融半田をルツボ内に供給する供給路構造とを備えた半田供給装置であって、前記溶融槽をルツボの上方に配置するとともに、前記供給路構造は、溶融槽の底壁に開設される半田流出口を開閉する開閉機構を備え、開閉機構は、大径のロッド本体とこのロッド本体の下端にテーパ部を介して連設される小径先端部とからなる上下方向ロッドを備え、上下方向ロッドの下降にて前記テーパ部が半田流出口周縁部に当接して閉状態となるとともに、上下方向ロッドの上昇にて前記テーパ部が半田流出口周縁部から離れてこの半田流出口が開状態となり、この開状態において、前記溶融槽の底壁から下方に延びる小径先端部を介して、溶融槽下部における半田酸化物を有さない溶融半田をルツボに供給するものである。

本発明の半田供給装置によれば、ルツボには溶融槽で生成された半田酸化物が供給されず、ノズルから吐出される溶融半田には半田酸化物が含まれない。

開閉機構を開状態とすることによって、ルツボに半田酸化物を含まない溶融半田を、圧送手段（搬送手段）を介することなく、ルツボに供給することができ、また、開閉機構を閉状態とすることによって、ルツボへの溶融半田の供給を停止することができる。

すなわち、上下方向ロッドが下降した状態になれば、テーパ部が半田流出口周縁部に当接して閉状態となるので、溶融半田の供給路構造への供給が停止される。また、上下方向ロッドが上昇した状態になれば、溶融半田が供給路構造側に供給される。この際、溶融半田は小径先端部を介して供給されることになるので、溶融半田は小径先端部にガイド（案内）されつつルツボに供給される。

供給路構造は、前記ルツボに連通する上下方向孔部を有するとともに上面に第１テーパ面が形成された固定ブロック体と、第２テーパ面が形成された移動ブロック体とを備え、往復機構による移動ブロック体の固定ブロック体側の移動にて、移動ブロック体の第２テーパ面が固定ブロック体の第１テーパ面に当接して、前記上下方向孔部を閉状態としてルツボを密閉するとともに、往復機構による移動ブロック体の反固定ブロック体側の移動にて、移動ブロック体の第２テーパ面が固定ブロック体の第１テーパ面から離間して前記上下方向孔部を開状態とする。

移動ブロック体が固定ブロック体側へ移動した状態で、固定ブロック体の上下方向孔部を閉状態としてルツボを密閉するので、この状態でのルツボ内への外気の流入を防止することができる。また、移動ブロック体が反固定ブロック体側へ移動した状態で、上下方向孔部が開状態となって、溶融槽からの溶融半田のルツボへの供給を許容する。

溶融槽の供給路構造側からの取り外しを可能とする。これによって、溶融槽の交換や洗浄を行うことができる。

本発明の半田供給方法は、溶融槽をルツボの上方に配置するとともに、溶融槽に、大径のロッド本体とこのロッド本体の下端にテーパ部を介して連設される小径先端部とからなる上下方向ロッドを配設し、上下方向ロッドの下降にてテーパ部が半田流出口周縁部に当接して閉状態となった状態から、上下方向ロッドを上昇させることにより、テーパ部が半田流出口周縁部から離れてこの半田流出口が開状態となり、この開状態において、前記溶融槽の底壁から下方に延びる上下方向ロッドの小径先端部を介してルツボに溶融槽下部における半田酸化物を有さない溶融半田を供給するものである。

本発明の半田供給方法によれば、ルツボのノズルから半田酸化物を含まない液体半田を吐出して半田付けを順次行うことができる。

本発明では、ノズルから吐出される溶融半田には半田酸化物が含まれない。このため、詰まることなくノズルから滑らかに液体半田（溶融半田）を吐出することができ、半田供給作業が安定して作業性に優れる。しかも、半田酸化物がノズルから吐出しないので、半田付けされる部品への半田酸化物による汚染やはんだ不良等を起こすおそれがなくなる。このように、この半田供給装置を使用すれば、高精度のはんだ付けが可能となる。また、本発明では、溶融槽において半田酸化物が生成されることを前提としているので、溶融槽はあまり高精度の気密性が要求されず、溶融槽に対する半田材料の補給が容易となる。しかも、溶融槽の製造性の向上及びコスト低減を図ることができる。

開閉機構を開閉することによって、ルツボへの溶融半田の供給と停止を行うことができる。このため、ルツボ内の溶融半田量を調整できる。しかも、ルツボの上方に溶融槽を配置することによって、溶融半田がその自重により溶融槽からルツボへ流出していく。このため、溶融槽とルツボとを横に並べたもののような搬送手段を設ける必要がなく、コストの低減および装置全体のコンパクト化を達成できる。

開閉機構にて半田流出口を開状態とすれば、溶融半田が上下方向ロッドの下端小径部にてガイドされるので、ルツボへの溶融半田の供給が安定する。

移動ブロック体が固定ブロック体側へ移動した状態で、ルツボを密閉してルツボ内への外気の流入を確実に防止することができるので、ルツボ内での半田酸化物の生成を有効に防止することができる。また、移動ブロック体が反固定ブロック体側へ移動した状態で、半田流出口が開状態とされた溶融槽からの溶融半田のルツボへの供給を許容し、ルツボへ溶融半田を安定して供給することができる。

溶融槽の取り外しを可能としたので、溶融槽の交換や洗浄を行うことができ、メンテナンス性に優れる。このように、溶融槽の交換や洗浄を行うことができ、これによって、溶融槽に有することになる半田酸化物を少なくすることができて、半田酸化物がルツボへ流入するのを精度良く防止できる。また、溶融槽を取り外す場合、移動ブロック体を固定ブロック体側へ移動させて、ルツボを密封した状態とすることによって、溶融槽を取り外した状態のまま、このルツボのノズルから溶融半田を吐出する半田付け作業を行うことができる。このため、半田付け作業を行っている間に、溶融槽の交換や洗浄を行うことができ、作業能率の向上を図ることができる。

図１は半田供給装置の比較例を示し、この半田供給装置は、ノズル２１から液体半田Ｓを吐出するルツボ２２と、半田を溶融する溶融槽２３とを備える。ルツボ２２には、収容される溶融半田Ｓを加熱（保温）する加熱手段２４と、ルツボ２２内の液体半田Ｓをノズル２１から吐出させるための吐出制御手段（圧力制御手段）２５とが付設される。

加熱手段２４はルツボ２２の下部外周に装着された円筒状のヒーター２６を備える。ヒーター２６は液体半田Ｓが常に適度な温度を保持するように通電量が制御される。すなわち、このルツボ２２には、温度サーミスター等の温度センサ（図示省略）が付設され、この温度センサの温度に基づいて前記ヒーター２６を制御する。このように、ルツボ２２は温度管理（温度監視）され、液体半田Ｓが常に適度な温度を保持される。

圧力制御手段２５は、ルツボ２２の内圧をノズル２１から液体半田Ｓを吐出させる陽圧と、ノズル２１からの液体半田Ｓの吐出を止める負圧との間で切換制御する。図１に示される吐出制御手段２５は、ルツボ２２内にコンプレッサー２７からの加圧ガスを供給して陽圧にするガス供給系３０と、ルツボ２２内を真空ポンプ２９で適宜に真空吸引して負圧にするガス吸引系２８を備える。ガス供給系３０とガス吸引系２８は、切換バルブ３１を介してルツボ２２の上壁２２ａに形成されたガス出入口１９（シールされてこのガス出入口１９からの外気の流入は防止されている）に連接される。切換バルブ３１は、半田供給動作に合わせて適宜に切換制御される。

図１に示す状態の切換バルブ３１は、ルツボ２２とガス吸引系２８とが連結され、ルツボ２２内が負圧に保持される。このため、ノズル２１からの液体半田Ｓの吐出が止められ、液だれが阻止される。また、切換バルブ３１を切り換えて、ルツボ２２とガス供給系３０とを連通させれば、ルツボ２２内が陽圧に保持されて、ノズル２１から液体半田Ｓが少量ずつ吐出される。

ガス供給系３０からルツボ２２内に送給される加圧ガスは、窒素ガスの不活性ガスと水素ガスの還元ガスの混合ガスで、ルツボ２２内の液体半田Ｓの酸化を防止し、高品質を維持する。ガス吸引系２８はルツボ２２内の混合ガスを吸引し、ルツボ２２内の半田酸化防止の雰囲気を保持しようとしている。

溶融槽２３には半田加熱手段３３が付設される。この半田加熱手段３３はヒーター３２を備え、ヒーター３２に通電することで、溶融槽２３が加熱されて内部の半田が溶融して液体半田Ｓとなる。ヒーター３２は、液体半田Ｓが常に適度な温度を保持するように通電量が制御される。すなわち、溶融槽２３には、温度サーミスター等の温度センサ（図示省略）が付設され、この温度センサの温度に基づいて前記ヒーター３２を制御する。このように、溶融槽２３は温度管理（温度監視）され、液体半田Ｓが常に適度な温度を保持される。

溶融槽２３の上蓋３５には半田供給口３６が設けられ、この半田供給口３６を介して、溶融槽２３内に半田インゴットを供給することができる。また、溶融槽２３と、ルツボ２２との間には供給路構造３７が配置され、この供給路構造３７を介して、溶融槽２３の溶融半田がルツボ２２に供給される。なお、溶融槽２３に、窒素ガスの不活性ガスを供給し、内部を陽圧とするのが好ましい。

供給路構造３７は、配管路３８と、図示省略のポンプ等の圧送手段とを備える。また、配管路３８は、溶融槽２３に挿入される鉛直部３８ａと、ルツボ２２に挿入される鉛直部３８ｂと、両鉛直部３８ａ、３８ｂを連結する水平部３８ｃとを備える。この場合、鉛直部３８ａの下方開口部が溶融槽２３の溶融半田Ｓ内に浸漬される。

このため、圧送手段であるポンプ等が駆動することによって、溶融槽２３の溶融半田Ｓが配管路３８を介してルツボ２２に供給される。この際、配管路３８の一端部は溶融半田Ｓ内に浸漬されているので、溶融半田Ｓの半田感化物がルツボ２２に供給されない。すなわち、溶融槽２３の溶融された半田は、半田インゴットを供給する際等において外気と接触するので、ＳｎＯ（酸化第一錫）、ＰｂＯ（一酸化鉛）等の酸化物（半田酸化物）が発生するおそれがある。この半田酸化物は、溶融半田Ｓの表面層（上層）に生成される。しかしながら、本発明では、表面層（上層）をルツボ２２に供給しないので、ルツボ２２には半田感化物が供給されない。すなわち、半田酸化物をこの溶融槽２３内に残して密封状態のルツボ２２に溶融半田を供給することになる。

このため、図１に示すような供給路構造３７を用いる場合、配管路３８の一端部の開口部が溶融半田Ｓの上層部（表面層）に対応しないように、溶融槽２３の溶融半田の量を監視して、溶融半田量をほぼ一定にする必要がある。また、ルツボ２２のノズル２１から溶融半田Ｓを吐出させるものであるので、このルツボ２２の溶融半田Ｓの量も監視して溶融半田量をほぼ一定にする必要がある。なお、溶融槽２３およびルツボ２２において、溶融半田Ｓの量を監視する手段としては、後述する半田量検出手段を使用することができる。また、配管路３８には加熱手段（ヒーター等）を付設して、半田圧送中に半田を冷やさないようにするのが好ましい。

次に図１に示す半田供給装置を使用した半田付け方法（半田供給方法）を説明する。まず、図１に示すように、溶融槽２３内に半田インゴットを供給して、この半田インゴットを溶融して、溶融槽２３に所定量の溶融半田を貯えるようにする。ここで、所定量とは、配管路３８の一端部が溶融半田Ｓ内に十分浸漬される量とする。

そして、圧送手段であるポンプ等が駆動することによって、溶融槽２３の溶融半田Ｓを配管路３８を介してルツボ２２に供給する。すなわち、この溶融槽２３内で生成される半田酸化物を残して溶融槽２３から密封状態のルツボ２２内に溶融半田を供給する。

ルツボ２２に供給された溶融半田Ｓを、圧力制御手段２５による内圧制御にてノズル２１から液体半田を吐出する。すなわち、切換バルブ３１を切り換えて、ルツボ２２とガス供給系３０とを連通して、ルツボ２２内を陽圧に保持して、ノズル２１から液体半田Ｓが少量ずつ吐出する。これによって、リードフレーム６等の被半田付け部材に供給して半田付けを行うことができる。

この図１に示す半田供給装置によれば、ノズル２２から吐出される溶融半田Ｓには半田酸化物が含まれない。このため、詰まることなくノズル２２から滑らかに液体半田（溶融半田）Ｓを吐出することができ、半田供給作業が安定して作業性に優れる。しかも、半田酸化物がノズル２２から吐出しないので、半田酸化物による半田付けされる部品への半田酸化物による汚染やはんだ不良等を起こすおそれがなくなる。このように、この半田供給装置を使用すれば、高精度のはんだ付けが可能となる。また、温度監視を行うことによって、溶融槽２３では半田の溶融が安定し、ルツボ２２では半田の吐出を安定して行うことができる。また、この半田供給装置では、溶融槽において半田酸化物が生成されることを前提としているので、溶融槽２３はあまり高精度の気密性が要求されず、溶融槽２３に対する半田材料の補給が容易となる。しかも、溶融槽２３の製造性の向上及びコスト低減を図ることができる。

次に図２は本発明の半田供給装置を示し、この場合も、半田を溶融する溶融槽４０と、この溶融槽４０内で生成される半田酸化物をこの溶融槽４０内に残して密封されたルツボ４２に溶融半田Ｓを供給する供給路構造４１とを備えている。

溶融槽４０は有底円筒体からなり、包囲枠体４４に収納状とされ、この包囲枠体４４の外周側には加熱手段４５としてのヒータ４６が配置されている。なお、溶融槽４０に、窒素ガスの不活性ガス等を供給し、内部を陽圧とするのが好ましい。包囲枠体４４は、溶融槽４０を収容する有底円筒体からなる第１部４７と、第１部４７の下方に連設される第２部４８とを備える。

第１部４７の底壁４９には貫通孔５０が設けられ、第２部４８に連通されている。すなわち、第２部４８は、筒部４８ａと、この筒部４８ａの下端側の鍔部４８ｂとからなり、供給路構造４１にボルト部材等の固定具を介して鍔部４８ｂが固定されている。この場合、筒部４８ａは貫通孔５０の外周縁から連設され、これによって、貫通孔５０と筒部４８ａの孔部４８ｃとが連通されている。このため、供給路構造４１側から第２部４８を取り外せば、供給路構造４１から溶融槽４０を取り外すことができる。

溶融槽４０の底壁５１には肉厚部５２が形成され、この肉厚部５２には貫通孔からなる半田流出口５３が形成されている。この半田流出口５３は図４（ａ）（ｂ）に示すように、内部側（上方側）のテーパ部５３ａ（下方から上方に向かって順次拡径するテーパ部）と、下方側の小径の上下方向部５３ｂとからなる。

半田流出口５３は開閉機構５４を介して開閉することになる。開閉機構５４は、溶融槽４０内に配置される上下方向ロッド５５を備える。上下方向ロッド５５は、大径のロッド本体５５ａとこのロッド本体５５ａの下端にテーパ部５５ｂを介して連設される小径先端部５５ｃとからなる。

上下方向ロッド５５は図示省略の往復動機構にて、図４（ａ）に示す上昇状態と図４（ｂ）に示す下降状態とに変移することができる。なお、往復動機構としては、シリンダ機構、ボールねじ機構等の種々の往復動機構を使用することができる。また、小径先端部５５ｃの下端は、その下降状態で図３に示すように、供給路構造４１の後述するケーシング７６の孔部７６ａに達している。

上下方向ロッド５５のテーパ部５５ｂと、半田流出口５３のテーパ部５３ａは同一角度で傾斜するとともに、小径先端部５５ｃの外径寸法を半田流出口５３の上下方向部５３ｂの孔径よりも小さく設定している。このため、図４（ａ）に示す上昇状態では、上下方向ロッド５５のテーパ部５５ｂの外面と半田流出口５３のテーパ部５３ａの内径面との間に隙間が形成され、この隙間と、上下方向ロッド５５の小径先端部５５ｃの外面と半田流出口５３の上下方向部５３ｂの内径面との間の隙間を介して、溶融半田Ｓのルツボ４２側への流出を許容する。つまり、半田流出口５３が開状態となる。また、図４（ｂ）に示す下降状態では、上下方向ロッド５５のテーパ部５５ｂの外面が、半田流出口５３のテーパ部５３ａの内面に当接して、溶融半田Ｓの半田流出口５３からの流出を規制する。つまり半田流出口５３が閉状態となる。

ルツボ４２は、有底円筒体の本体部４２ａと、この本体部４２ａの上方開口部に設けられる内鍔部４２ｂとを有し、本体部４２ａの外周側に加熱手段６０としてのヒータ６１が配置されている。また、本体部４２ａの底壁６４には、ノズル孔６２ａを有するノズル６２が付設されている。

ルツボ４２には半田量検出手段６５が付設される。半田量検出手段６５は、ルツボ４２内の液体半田Ｓの液面高さを検出して液体半田Ｓの容積増減を検知し、容積が規定の範囲内に維持されるように制御する。すなわち、半田量検出手段６５は、ルツボ４２内に設置した２本の電極棒６６、６７と、電極棒６６、６７の通電の有無を検出する検流計と、電源等を備えた通電式液面センサ等にて構成することができる。この半田量検出手段６５では、一対の電極棒６６、６７は、ルツボ４２内の上端部から下方に延び、下端位置が相違している。この場合、一方の電極棒６６の下端が他方の電極棒６７の下端よりも高位置にある。

液体半田Ｓの液面が一方の電極棒６６の下端より下がると、電極棒６６の通電が停止し、これを検流計が検出して、液体半田Ｓの容積が規定値（上限値）より減少したことを検知する。液体半田Ｓの液面が他方の電極棒６７の下端より下がると、電極棒６６の通電が停止し、これを検流計が検出して、液体半田Ｓの容積が規定値（下限値）より減少したことを検知する。

両電極棒６６、６７は、その下端が液体半田Ｓに浸漬されると、電極棒６６、６７に液体半田Ｓを通じた通電が発生し、これを検流計が検出して液体半田Ｓの容積が規定値まで収容されていることが検知される。

このため、検流計の検知信号が半田量供給手段６５の図示しない制御手段（制御回路）に送られて、ルツボ４２内の液体半田Ｓがほぼ定量（液面が両電極棒６６、６７の下端間に配置される量）になるよう制御される。なお、制御手段は例えばマイクロコンピュータにて構成することができる。

また、ルツボ４２には、図１で示した圧力制御手段２５が後述する上下方向孔部７０を介して接続される配管６８が配置されている。すなわち、この場合であっても、図１に示す半田供給装置と同様、圧力制御手段２５による内圧制御にてノズル６２から液体半田Ｓを吐出する。

供給路構造４１は、ルツボ４２に連通する上下方向孔部７０を有するとともに上面に第１テーパ面７１が形成された固定ブロック体７３と、第２テーパ面７２が形成された移動ブロック体７４とを備える。移動ブロック体７４は往復機構７５にて水平方向に移動する。

移動ブロック体７４はケーシング７６に収納されている。すなわち、固定ブロック体７３はケーシング７６内で形成され、移動ブロック体７４はケーシング７６内を水平方向に沿って移動する。包囲枠体４４の第１部４７の貫通孔５０、第２部４８の孔部４８ｃ、ケーシング７６の孔７６ａ、ケーシング７６の内部、及び上下方向孔部７０で、半田通路８０が構成される。この場合、上下方向ロッド５５の軸心と、半田通路８０の軸心と、ルツボ４２の軸心とは一致するように配置される。

往復機構７５は、その先端が移動ブロック体７４に連結された水平方向ロッド８１を備え、このロッド８１が矢印Ａ、Ｂ方向に往復動する。水平方向ロッド８１を往復動させる機構としては、シリンダ機構、ボールねじ機構等の種々の機構を用いることができる。なお、往復動機構７５としては手動であっても電動であってもよいが、図３に示すように、閉状態において移動ブロック体７４が反固定ブロック体側へ移動しないようにロックするのが好ましい。

また、固定ブロック体７３の第１テーパ面７１は、反往復機構側から往復機構側に向かって下傾し、移動ブロック体７４の第２テーパ面７２も、反往復機構側から往復機構側に向かって下傾する。そして、第１テーパ面７１と第２テーパ面７２の傾斜角度を同一に設定している。

このため、図３に示すように、往復機構７５のロッド８１が矢印Ａ方向に延びれば、第１テーパ面７１と第２テーパ面７２とが当接する。この当接状態では、固定ブロック体７３の上下方向孔部７０が移動ブロック体７４にて塞がれる。往復機構７５のロッド８１が矢印Ｂ方向に縮まれば、第２テーパ面７２が第１テーパ面７１から離れ、固定ブロック体７３の上下方向孔部７０が開状態となる。

上下方向孔部７０の第１テーパ面７１側の開口部の外周には、凹周溝８４が形成され、この凹周溝８４にＯリング等のシール材８２が装着されている。これによって、図３に示すように、第１テーパ面７１と第２テーパ面７２とが重ね合わされた閉状態で、ルツボ４２の密封性を高めることができる。

また、供給路構造４１には固定ブロック体７３の上下方向孔部７０が塞がれた状態で、半田通路８０の移動ブロック体７４よりも上部に不活性・還元ガスを供給する供給口（図示省略）が形成されている。

次に図２に示す半田供給装置を用いた半田供給方法を説明する。半田インゴットを溶融槽４０に供給し、ヒータ４６にて溶融槽４０を加熱して半田インゴットを溶かす。この際、上下方向ロッド５５を図３及び図４（ｂ）に示すように、下降させて、半田流出口５３を閉状態としておく。

なお、溶融槽４０にも、ルツボ４２に付設されるような半田量検出手段６５を付設するのが好ましい。すなわち、この半田量検出手段６５によって、溶融槽４０の溶融半田量を監視して、常時一定（規定）量に維持するようにするのが好ましい。

そして、ルツボ４２に溶融半田Ｓを供給するには、図２に示すように、供給路構造４１の移動ブロック体７４を矢印Ｂのように、固定ブロック体７３から離し、固定ブロック体７３の上下方向孔部７０を開状体とする。この状態で、開閉機構５４に上下方向ロッド５５を図４（ａ）に示すように、上昇させて、半田流出口５３を開状態とする。

このように、半田流出口５３が開状態になれば、この半田流出口５３を介して半田通路８０に溶融半田Ｓが供給される。この際、上下方向ロッド５５の軸心と、半田通路８０の軸心と、ルツボ４２の軸心とは一致するように配置され、しかも、上下方向ロッド５５の小径先端部５５ｃが包囲枠体４４の第２部４８に侵入しているので、溶融半田Ｓがこの小径先端部５５ｃを伝わって半田通路８０からルツボ４２に供給される。

溶融槽４０で溶融された半田は、半田インゴットを溶融槽４０に供給する場合等においては、外気に接触することになるので、その表面にＳｎＯ（酸化第一錫）、ＰｂＯ（一酸化鉛）等の酸化物（半田酸化物）が発生するおそれがある。このため、溶融槽４０の溶融半田の上層に酸化層が形成される。しかしながら、溶融槽４０からの溶融半田Ｓは底壁５１の半田流出口５３から流出するので、上層の酸化層がルツボ４２側には供給されない。

そして、ルツボ４２では、圧力制御手段２５による内圧制御にてノズル６２から液体半田Ｓを吐出し、図１に示すように、リードフレーム等の被半田付部材に半田付けを行うことができる。この際、半田量検出手段６５によって、溶融槽４０の溶融半田量を監視して、常時一定（規定）量に維持される。また、溶融槽４０及びルツボ４２には、温度サーミスター等の温度センサ（図示省略）が付設され、この温度センサの温度に基づいてヒーター４６、６１を制御する。このように、溶融槽４０及びルツボ４２は温度管理（温度監視）され、液体半田Ｓが常に適度な温度を保持される。

図２と図３に示す半田供給装置によれば、ルツボ４２には溶融槽４０で生成された半田酸化物が供給されず、ノズル６２から吐出される溶融半田Ｓには半田酸化物が含まれない。このため、前記図１に示す半田供給装置と同様の作用効果を奏する。

また、開閉機構５４を開状態とすることによって、ルツボ４２に半田酸化物を含まない溶融半田Ｓをルツボ４２に供給することができ、また、開閉機構５４を閉状態とすることによって、ルツボ４２への溶融半田の供給を停止することができる。このため、ルツボ４２内の溶融半田量を調整できる。しかも、ルツボ４２の上方に溶融槽４０を配置することによって、溶融半田Ｓがその自重により溶融槽４０からルツボ４２へ流出していく。このため、図１に示すように溶融槽２３とルツボ２２とを横に並べたもののような搬送手段（圧送手段）を設ける必要がなく、コストの低減および装置全体のコンパクト化を達成できる。

開閉機構５４にて半田流出口５３を開状態とすれば、溶融半田Ｓが上下方向ロッド５５の下端小径部５５ｃにてガイドされるので、ルツボ４２への溶融半田Ｓの供給が安定する。

移動ブロック体７４が固定ブロック体７３側へ移動した状態で、固定ブロック体７３の上下方向孔部７０を閉状態としてルツボ４２を密閉するので、この状態でのルツボ４２内への外気の流入を防止することができる。また、移動ブロック体７４が反固定ブロック体側へ移動した状態で、上下方向孔部７０を開状態となって、溶融槽４０からの溶融半田Ｓのルツボ４２への供給を許容する。

溶融槽４０の供給路構造側からの取り外しを可能としているので、溶融槽４０の交換や洗浄を行うことができ、メンテナンス性に優れる。このように、溶融槽４０の交換や洗浄を行うことによって、溶融槽４０に有することになる半田酸化物を少なくすることができ、ルツボ４２へ半田酸化物が流入するのを防止する精度を向上させることができる。また、溶融槽４０を取り外す場合、移動ブロック体７４を固定ブロック体７３側へ移動させて、ルツボ４２を密封した状態とすることによって、溶融槽を取り外した状態のまま、このルツボ４２のノズル６２から溶融半田を吐出する半田付け作業を行うことができる。このため、半田付け作業を行っている間に、溶融槽４０の交換や洗浄を行うことができ、作業能率の向上を図ることができる。

また、供給路構造４１には、固定ブロック体７３の上下方向孔部７０が塞がれた状態で、半田通路８０の移動ブロック体７４よりも上部に不活性・還元ガスを供給する供給口（図示省略）が形成されている。このため、ルツボ４２内の溶融半田Ｓとの外気の接触を回避することができる。すなわち、溶融槽４０を取り外して、再度溶融槽４０を取り付けた際には、半田通路８０の移動ブロック体７４よりも上方側においては外気（空気）が満たされている。このため、この外気を不活性・還元ガスと置き換えて、ルツボ４２内の溶融半田Ｓの外気の接触を回避するようにしている。

以上、本発明の実施形態につき説明したが、本発明は前記実施形態に限定されることなく種々の変形が可能であって、例えば、溶融槽２３、４０に供給（投入）する半田材料として、インゴットに限るものではなく、半田ワイヤを使用してもよい。また、ルツボ２２、４２の内容積としては、種々選択することができる。

図２に示す半田供給装置において、開閉機構５４として、上下方向ロッド５５を有さない開閉弁構造のものであってもよく、供給路構造４１としても、溶融槽４０とルツボ４２との間に形成される半田通路８０を開閉できるものであればよいので、固定ブロック体７３と移動ブロック体７４とを備えることなく、例えば、スライド板が水平方向にスライドするようなものであってもよい。

図１に示すように、溶融槽２３とルツボ２２とを併設したものであれば、圧送手段を必要とし、この圧送手段としては通常はポンプを使用することになるが、ポンプとしては、溶融半田を搬送（圧送）できるものであれば、種々の種類のものを採用できる。また、図１の半田供給装置では、供給路構造３７の配管路３８は、溶融槽２３に挿入される鉛直部３８ａと、ルツボ２２に挿入される鉛直部３８ｂと、両鉛直部３８ａ、３８ｂを連結する水平部３８ｃとを備えたものである。このため、溶融半田Ｓを一旦上昇させてから水平方向へ搬送することになるので、圧送力としては比較的大きくなる。そこで、供給路構造３７の配管路３８として、水平方向の配管のみで構成するようにすれば、圧送力を小さくでき、使用するポンプの小型化を図ることができる。また、配管路３８を水平方向の配管のみで構成すれば、ポンプとしては、スクリュウポンプ等を使用することができる。

ルツボ２２、４２及び溶融槽２３、４０は、加熱手段３３、４５，２４、６０にて加熱できて、溶融した半田の温度に耐えることができ、しかも半田と濡れ性が悪い材質のもの、例えばセラミック系金属材料やカーボン等で構成できる。

比較例を示す半田供給装置の簡略図である。本発明の実施形態を示す半田供給装置の溶融槽からルツボへの半田供給状態の断面図である。前記図２の半田供給装置の溶融槽からルツボの半田供給停止状態の断面図である。前記図２の半田供給装置の溶融槽を示し、（ａ）は半田供給可能状態の要部拡大断面図であり、（ｂ）は半田供給可能停止状態の要部拡大断面図である。従来の半田供給装置の簡略断面図である。従来の他の半田供給装置の簡略断面図である。

符号の説明

２１、６２ノズル
２２、４２ルツボ
２３、４０溶融槽
２５圧力制御手段
３７，４１供給路構造
５３半田流出口
５４開閉機構
５５上下方向ロッド
５５ａロッド本体
５５ｂテーパ部
５５ｃ小径先端部
７０上下方向孔部
７１、７２テーパ面
７３固定ブロック体
７４移動ブロック体
７５往復機構
Ｓ溶融半田

Claims

圧力制御手段による内圧制御にてノズルから液体半田を吐出するための密封されたルツボと、半田を溶融する溶融槽と、この溶融槽内の溶融半田をルツボ内に供給する供給路構造とを備えた半田供給装置であって、
前記溶融槽をルツボの上方に配置するとともに、
前記供給路構造は、溶融槽の底壁に開設される半田流出口を開閉する開閉機構を備え、
開閉機構は、大径のロッド本体とこのロッド本体の下端にテーパ部を介して連設される小径先端部とからなる上下方向ロッドを備え、上下方向ロッドの下降にて前記テーパ部が半田流出口周縁部に当接して閉状態となるとともに、上下方向ロッドの上昇にて前記テーパ部が半田流出口周縁部から離れてこの半田流出口が開状態となり、この開状態において、前記溶融槽の底壁から下方に延びる小径先端部を介して、溶融槽下部における半田酸化物を有さない溶融半田をルツボに供給することを特徴とする半田供給装置。
供給路構造は、前記ルツボに連通する上下方向孔部を有するとともに上面に第１テーパ面が形成された固定ブロック体と、第２テーパ面が形成された移動ブロック体とを備え、往復機構による移動ブロック体の固定ブロック体側の移動にて、移動ブロック体の第２テーパ面が固定ブロック体の第１テーパ面に当接して、前記上下方向孔部を閉状態としてルツボを密閉するとともに、往復機構による移動ブロック体の反固定ブロック体側の移動にて、移動ブロック体の第２テーパ面が固定ブロック体の第１テーパ面から離間して前記上下方向孔部を開状態とすることを特徴とする請求項１に記載の半田供給装置。
前記溶融槽の前記供給路構造側からの取り外しを可能としたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の半田供給装置。
溶融槽をルツボの上方に配置するとともに、溶融槽に、大径のロッド本体とこのロッド本体の下端にテーパ部を介して連設される小径先端部とからなる上下方向ロッドを配設し、上下方向ロッドの下降にてテーパ部が半田流出口周縁部に当接して閉状態となった状態から、上下方向ロッドを上昇させることにより、テーパ部が半田流出口周縁部から離れてこの半田流出口が開状態となり、この開状態において、前記溶融槽の底壁から下方に延びる上下方向ロッドの小径先端部を介してルツボに溶融槽下部における半田酸化物を有さない溶融半田を供給することを特徴とする半田供給方法。