JPH03254362A - 回転式半田処理法での半田溶融液補給兼酸化膜除去方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 発明の目的 〔産業上の利用分野〕 本発明は、被半田外装物例えば１１イブリフトＩＣやＬ
ＳＩの如き半導体パッケージの主としてアウターリード
に、半田または錫（以下単に半田という）の膜を外装さ
せる半田外装処理を、回転式半田処理槽で行う場合に、
該処理槽へ半田溶融液を補給するとともに酸化膜を除去
する方法、およびそのための装置に関するものである。

〔従来の技術〕

被半田外装物例えば半導体パフケージの主としてアウタ
ーリードには、プリント基板上へ実装する際の処理を効
率的かつ精度良く行うため、予め半田膜が外装されてい
る。また半導体パフケージをプリント基板上へ実装後に
、裏面に突出したアウターリードに半田外装することも
ある。

この半田外装手段として従来一般に行われているのは、
電気メツキにより半導体パッケージのアウターリードに
半田膜を形成する半田メツキ法と、半田溶融液中に半導
体パッケージのアウターリードを浸漬させ、半田溶融液
を付着・凝固させて半田膜を形成する半田溶融液浸漬法
（デイツプ法）である。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記半田外装手段のうち、半田メツキ法はメツキ液中の
有機剤が、半田の濡れ性や性能面に悪影響を残し、また
メツキ処理に伴う廃液・排気等の郊外処理施設が必要な
ため、高いクリーン度が要求される半導体パッケージ組
立工程中へ組込むことは難しい。さらに半田メツキ処理
を各リードがタイバーで連結された状態で行い、その後
にタイバーを力フトするので、カット端面で素地が露出
し、腐食して誤動作や故障の原因になった。

他方半田溶融液浸漬法は、半導体パッケージがＦＬＡＴ
タイプのもの、即ちアウターリードが四方へ突出した平
面状のものは、アウターリードにだけ半田膜を形成する
ことが難しいし、余分に付着した半田溶融液の除去も容
易でなく、アウターリード間に半田がブリッジ状に付着
した。また、アウターリードに付着する半田溶融液の膜
厚の調節が難しく、半田膜の厚みが不均一や厚すぎたり
した。

さらに半田溶融液は、表面に酸化膜が生じ易いし、また
フラックスも混じっている。それが付着すると半田の濡
れ性に悪影響を及ぼすため、半田溶融液を常に循環・噴
流させ濾過する必要がある。

この半田溶融液の循環・噴流を、従来はポンプで行って
いるので、装置が大型になる。また発生した酸化物等が
、配管中に詰まって支障が生じたり、そのための掃除・
除去作業に手間がかかったりする、等の問題点があった
。

そこで、本件出願人は先に回転式の半田外装方法および
装置を開発し、特許出願した（特願平２−５７０９号）
。これは、回転型の半田槽を中央の縦軸を中心に回転さ
せて、遠心力で外周壁の内周面に沿って立ち上がった半
田溶融液に、被半田外装物を浸漬・付着させるとともに
、該被半田外装物も回転させて、付着した半田溶融物を
遠心力で振り払い薄く均一にし、その状態で凝固させる
ようにしたものである。

これで、被半田外装物のアウターリードへの半田膜を薄
く均一化できるし、半田溶融液が常に循環移動し半田溶
融液表面は常に新しいので、酸化膜等が発生し難くなり
、高品質な半田膜を形成できるようになった。

本発明は、この回転式の半田処理法において、半田溶融
液の供給・酸化膜等の除去を、−層効率よく行うための
方法および装置を提供することを目的としている。

発明の構成 〔課題を解決するための手段〕 ■　本発明に係る回転式半田処理法での半田溶融液供給
兼酸化膜等除去方法の第１は、非回転型の外半田槽（１
）内で、ドーナツ状の回転型内半田槽（２）を中央の縦
軸（７）を中心に回転させて、遠心力で外周壁（９）の
内周面に沿って立ち上がった半田溶融液（５）に、被半
田外装物（６）を浸漬・付着させるとともに、該被半田
外装物（６）も回転させて、付着した半田溶融液（５）
を遠心力で振り払い薄く均一にして凝固させるようにし
た回転式半田処理法において、 上記内半田槽（２）の回転により、該内半田槽（２）の
外周壁（９）内周面に沿って立ち上がった半田溶融液（
５）を、外周壁（９）上端部から外半田槽（１）ヘオー
ｔｚＪ−フローさせて、その途中に設けた濾過器０ωに
て酸化物等α９を除去させるとともに、 半田溶融液（５）が減少した上記内半田槽（２）内に、
該内半田槽（２）下部寄りの半田溶融液補給用孔（８）
から、外半田槽（１）内の半田溶融液（５）を流入させ
、半田溶融液（５）が循環するようにしたものである。

■　本発明に係る回転式半田処理法での半田溶融液供給
兼酸化膜等除去方法の第２は、上記第１の半田溶融液供
給兼酸化膜等除去方法において、 内半田槽（２）の回転による遠心力により、内半田槽（
２）からオーバーフローさせ、濾過させた後の外半田槽
（１）内の半田溶融液（５）を、外半田槽（１）内に下
部で連通ずるように立設した仕切り板αυから再度オー
バーフローさせ、その途中に設けた劇症過器ａつにて酸
化物等αつを再度除去するようにしたちのである。

■　本発明に係る回転式半田処理法での半田溶融液供給
兼酸化膜等除去方法の第３は、上記第１の半田溶融液供
給兼酸化膜等除去方法において、 内半田槽（２）の外周壁（９）上端部の内周縁部０４）
を、内側への寸法（０が可変とすることにより、外周壁
（９）内周面に沿って立ち上がる半田溶融液（５）の厚
みを調節するようにしたものである。

■　本発明に係る回転式半田処理法での半田溶融液供給
兼酸化膜除去装置の第１は、 外部に加熱・保温手段（４）を有して、内部に半田溶融
液（５）を入れた非回転型の外半田槽（１）と、外半田
槽Ｕ）内で回転する回転型の内半田槽（２）と、被半田
外装物（６）を保持し、内半田槽（２）とほぼ同一速度
で回転する保持・回転手段（３）とからなり、上記内半
田槽（２）は、上部開口のドーナツ形で、下半部を外半
田槽　（ｔ）内の半田溶融液（５）中に浸漬させて、外
半田槽（１）中央部に立設した内半田槽回転用縦軸（７
）に接続するとともに、下部寄りに外半田槽（１）と連
通ずる半田溶融液補給用孔（８）を設け、かつ内半田Ｍ
（２）の外周壁（９）の外方に、オバーフロー溶融液の
濾過器側を設けたものである。

Ｖ　本発明に係る回転式半田処理法での半田溶融液供給
兼酸化膜除去装置の第２は、 上記第１の半田溶融液供給兼酸化膜等除去装置において
、 外半田槽（１）と内半田槽（２）の外周壁（９）との間
に、下部の通孔（２）で連通ずる仕切り板（１１）を立
設して、該仕切り板（１１）の外方にもオーバーフロー
溶融液の劇症過器α１を設けたものである。

■　本発明に係る回転式半田処理法での半田溶融液供給
兼酸化膜除去装置の第３は、 上記第１の半田溶融液供給兼酸化膜等除去装置において
、 内半田槽（２）の外周壁（９）の上端部に、外周壁（９
）内周面に沿って立ち上がる半田溶融液（５）の厚み調
節用として、内側への寸法＜１）を可変に内周縁部Ｏ旬
を設けたものである。

〔作　　用〕

上記構成の本発明に係る回転式半田処理法での半田溶融
液供給兼酸化膜除去方法および装置の実施状態は以下の
如くである。

Ｉ　内半田槽が停止している場合（第２図参照）加熱・
保温手段（４）で外部を温められた外半田槽（１）内の
半田は溶融状態になっている。回転型の内半田槽（２）
が停止時には、内半田Ｍ（２）および外半田槽（１１に
おける半田溶融液（５）は、外半田槽（１）と内半田槽
（２）とが内半田槽（２）下部寄りの半田溶融液補給用
孔（８）で連通し、かつ外半田槽（１）も仕切り板αＤ
下部で連通している。そのため、半田溶融液（５）は両
槽（１）　（２）内の各部で下半部に溜まり、同一液面
になっている（第２図参照）。

■　内半田糟が回転している場合（第１図・第図参照） 回転型の内半田槽（２）が回転時には、内半田槽（２）
内の半田溶融液（５）は、その回転に伴う遠心力により
、該内半田槽（２）の外周壁（９）内周面に沿って立ち
上がっている。

上記の如く立ち上がった半田溶融液（５）は、外周壁（
９）上端部からオーバーフローするので、その途中に設
けた濾過器αＯ）により、連続的に酸化物等α９が濾過
・除去され、不純物のない共晶半田の半田溶融液として
外半田槽（１）へ入る。

また上記オーバーフローにより、内半田槽（２）内の半
田溶融液（５）は徐々に減少するが、該内半田槽（２）
下部寄りに外半田槽（１）と連通ずる半田溶融液補給用
孔（８）が設けであるので、外半田糟（１）内の半田溶
融液（５）が連続的に補給されることになる。

なお、被半田外装物（６）への半田外装は、上記状態の
内半田槽（２）内に被半田外装物（６）を持ち込み、保
持・回転手段（３）により、被半田外装物（６）を内半
田槽（２）と同一速度で回転させながら外周方向へ移動
させて、アウターリードＱ６）に上記立ち上がった半田
溶融液（５）を付着させ、その後の回転による遠心力で
、付着した半田溶融液（５）を薄く均一にし、その状態
で凝固させればよい。

■　外半田槽に下部で連通ずる仕切り板を立設し、該仕
切り板の外側にもオーバーフロー溶融液の・濾過器を設
けである場合 内半田槽（２）が回転すると、その回転力が外半田槽（
１）内の半田溶融液（５）にも及び、遠心力が作用して
、外半田槽（１）内の仕切り板αＤと内半田Ｍ（２）の
外周壁（９）と間に半田溶融液（５）は仕切り板αυに
沿って立ち上がる。

そのため、立ち上がった半田溶融液（５）は、該仕切り
板（１１）の上端部からオーバーフローして、仕切り板
αＤの外側へ流下する。この途中に設けた濾過器（１０
）により、先に一度濾過されている半田溶融液（５）は
、再度ここでも酸化物等０９を濾過・除去される。

そして−層不純物のない共晶半田となった半田溶融液（
５）は、仕切り板αＤ下部の通孔（２）から外半田槽（
１）の中央寄りへ押しやられ、上記■で述べた如く、内
半田槽（２）下部寄りの半田溶融液補給用孔（８）を経
て、内半田槽（２）内へ連続的に補給されることになる
。

■　内半田槽の外周壁土端部に、内側への寸法を可変に
内周縁部を設けである場合 内半田槽（２）の回転で、半田溶融液（５）が上記の如
く遠心力により外周壁（９）内周面に沿って立ち上がる
が、その半田溶融液（５）の厚みは、内周縁部側の内側
への寸法（１）より厚くなろうとしても、余分な量はオ
ーバーフローされてしまう。

そのため、外周壁（１）内周面に沿って立ち上がる半田
溶融液（５）の厚みは、該内周縁部（１４］の厚み（０
だけのも［１］になる。そこで、アウターリードαＯの
長さその他被半田外装物（６）の違いに対応して、アウ
ターリード０ωに付着する半田溶融液（５）の量が調節
可能となる。

〔実　施　例〕

第１図ないし第３図で示す実施例において、固定式の外
半田槽（１）は、その外周部を加熱・保温手段（４）で
囲繞して、内部には半田溶融液（５）が入れてあり、上
部には両側へ開放可能な蓋板０刀を設け、かつ中央下部
からは内半田槽回転用縦軸（７）が通挿可能な円筒部（
１ｍを立設しである。該外半田槽（１）の形状は、丸型
でも角型でもよい。

回転式の内半田槽（２）は、上部開口のドーナツ形で、
その下半部を外半田槽（１）内の半田溶融液（５）中に
浸漬させてあり、中央部の水平状支持板０９により、上
記外事田［（１１中夫の円筒部αυに通挿された内半田
槽回転用縦軸（７）と接続しである。該内半田槽回転用
縦軸（７）は、円筒状で下部を内半田槽回転用モータ（
２ωとベルト（２〕を介して連結しである。

上記内半８１（２）の外周壁（９）は、その上端部が立
ち上がった半田溶融液（５）がオーバーフローする部分
であるが、該外周壁（９）の外方には、オーバーフロー
溶融液から酸化物等αつを濾過・除去するメツシュ状の
濾過器０ωを設けである。該濾過器αωは内半田槽（２
）とは別体であり、外事出槽（１）内に固定しである。

外事田Ｍ　（１）と内半田槽（２）間は、内半田槽（２
）の内周壁（２２）の下部寄りに半田溶融液補給用孔（
８）を形成して、両槽（１）　（２）を連通させるある
。

また、内半田槽（２）の外周壁（９）の上端部に、立ち
上がった半田溶融液（５）の厚み調節用として、内側へ
の寸法（１）を可変に内周縁部α〜を設けである。その
内側への寸法（１）を可変にするため、ここでは、内径
の異なる環状の内周縁部側を、上記外周壁（９）上端部
に交換可能に装着しである。

さらに、外事田Ｎ（１）と内半田槽（２）の外周壁（９
）間には、下部が通孔（２）で連通ずる仕切り板（１１
１を立設して、該仕切り板αＤの外方にもオーバーフロ
ー溶融液の銅源過器α→を設けである。

なお、外事ＩＥ　ｆｆ　１１）上部の蓋板０′ｆ）の下
部には、オーバーフローする半田溶融液（５）を、内半
田槽（２）の外周壁（９）外側の濾過５００１へ導く案
内板（２３）を設けである。

保持・回転手段（３）は、上部で被半田外装物（６）の
アウターリードαω以外を保持し腕が外側方へ伸びる保
持治具（２５）と連結するとともに、下部で保持治具回
転用モータ（２６）に連結する保持治具回転用縦軸（２
４）とからなる。該保持治具回転用縦軸（２４）は、上
記内半田槽回転用縦軸（７）内に通挿してあり、かつ該
内半田槽回転用縦軸（２４）とほぼ同一速度で回転可能
としである。また該保持・回転手段（３）は、保持治具
回転用縦軸（２６）の中央部で下半部と上半部とを分離
可能として、保持治具（２５）を内半田糟（２）内・外
へ移動可能としである。

発明の効果 以上で明らかな如く、本発明に係る回転式半田処理法で
の半田溶融液補給兼酸化膜除去方法および装置は、回転
式の半田処理法において、半田溶融液の補給や酸化膜等
の除去を、きわめて効率良く行うことができる。

■　まず、半田溶融液の酸化物等の濾過に関し、本発明
では固定型外半田槽内で回転型の内半田槽を回転させ、
その遠心力で内半田槽の外周壁内周面に沿って立ち上が
った半田溶融液を、外周壁上端部からオーバーフローさ
せ、それを濾過器で濾過して外事出槽へ戻すものである
。

そのため、従来のようにポンプを用いて大型化すること
なく、半田溶融液は連続かつ自動的に循環して酸化物等
を除去することができ、不純物のない共晶半田の半田溶
融液による高品質の半田外装処理を行うことができる。

■　次に、半田外装を行う内半田槽への半田溶融液の補
給に関し、本発明では内半田槽を、半田溶融液が多量に
入った外事田槽内に下部で連通させて浸漬し、該内半田
槽を回転させるものである。

そのため、上記オーバーフローで内半田槽内の半田溶融
液が減少しても、それに応じて外事出槽から内半田槽へ
、上記濾過された後の半田溶融液を、連続かつ自動的に
補給することができる。

■　さらに、半田溶融液の酸化物等の濾過に関し、本発
明の図示実施例では外事出槽に下部で連通ずる仕切り板
を立設し、該仕切り板の外側にもオーバーフロー溶融液
の濾過器を設けである。これにより、内半田槽の回転で
仕切り板と内半田槽外周壁との間の半田溶融液も、該仕
切り板に沿って立ち上がってオーバーフローされ、ここ
でも連続かつ自動的に濾過される。

そのため、半田溶融液は一層不純物のない共晶半田とな
り、高品質の半田外装処理を行うことができる。

■　しかも、本発明の図示実施例では内半田槽外周壁の
上端部に、内側への寸法が可変な内周縁部を設けである
。これにより、内半田槽の回転で半田溶融液が外周壁内
周面に沿って立ち上がった際、内周縁部の寸法より多い
半田溶融液はオーバーフローしてしまう。

そのため、内周縁部の内側への寸法を変えることで、内
半出槽で立ち上がる半田溶融液の厚みを調節でき、被半
田外装物へ付着する半田溶融液の量を調節することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

図は本発明に係る回転式半田処理法での半田溶融液補給
兼酸化物除去方法を実施する装置の一例で、第１図は内
半出槽および保持治具が回転する作動状態時の全体の縦
断正面図、第２図は内半出槽および保持治具を止めた停
止状態時の要部の縦断正面図、第３図は内半出槽および
保持治具を回転させた作動状態時の要部の縦断正面図で
ある。 図面符号 （１）−外事田Ｍ（２）−内半出槽 （３）−保持・回転手段　　　（４）−加熱・保温手段
（５）−半田溶融液　　　　　（６）−被半田外装物（
７）−内半出槽回転用縦軸　（８）−補給孔（９）−外
周壁　　　　　　　００）−濾過器０Ｄ−仕切り板 α刃−銅源過器 ０９−酸化物等 α７）−蓋板 ０９−水平支持板 （２１）−ベルト （２３）−案内板 （２５）−保持治具 （１）−厚み （２）−通孔 （１４１−内周縁部 Ｑ６）−アラターリ α９−円筒部 Ｑの一モータ （２２）−内周壁 （２４）−縦軸 （２６）−モータ ード

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ［１］非回転型の外半田槽（１）内で、ドーナツ状の回
   転型内半田槽（２）を中央の縦軸（７）を中心に回転さ
   せて、遠心力で外周壁（９）の内周面に沿って立ち上が
   った半田溶融液（５）に、被半田外装物（６）を浸漬・
   付着させるとともに、該被半田外装物（６）も回転させ
   て、付着した半田溶融液（５）を遠心力で振り払い薄く
   均一にして凝固させるようにした回転式半田処理法にお
   いて、 上記内半田槽（２）の回転により、該内半田槽（２）の
   外周壁（９）内周面に沿って立ち上がった半田溶融液（
   ５）を、外周壁（９）上端部から外半田槽（１）へオー
   バーフローさせて、その途中に設けた濾過器（１０）に
   て酸化物等（１５）を除去させるとともに、 半田溶融液（５）が減少した上記内半田槽（２）内に、
   該内半田槽（２）下部寄りの半田溶融液補給用孔（８）
   から、外半田槽（１）内の半田溶融液（５）を流入させ
   、半田溶融液（５）が循環するようにした、回転式半田
   処理法での半田溶融液補給兼酸化膜除去方法。 ［２］内半田槽（２）の回転による遠心力により、内半
   田槽（２）からオーバーフローさせ、濾過させた後の外
   半田槽（１）内の半田溶融液（５）を、外半田槽（１）
   内に下部で連通するように立設した仕切り板（１１）か
   ら再度オーバーフローさせ、その途中に設けた副濾過器
   （１３）にて酸化物等（１５）を再度除去するようにし
   た、請求項［１］に記載した回転式半田処理法での半田
   溶融液補給兼酸化膜除去方法。 ［３］内半田槽（２）の外周壁（９）上端部の内周縁部
   （１４）を、内側への寸法（ｔ）が可変とすることによ
   り、外周壁（９）内周面に沿って立ち上がる半田溶融液
   （５）の厚みを調節するようにした、請求項［１］に記
   載の半田溶融液補給兼酸化膜除去方法。 ［４］外部に加熱・保温手段（４）を有して、内部に半
   田溶融液（５）を入れた非回転型の外半田槽（１）と、
   外半田槽（１）内で回転する回転型の内半田槽（２）と
   、被半田外装物（６）を保持し、内半田槽（２）とほぼ
   同一速度で回転する保持・回転手段（３）とからなり、
   上記内半田槽（２）は、上部開口のドーナツ形で、下半
   部を外半田槽（１）内の半田溶融液（５）中に浸漬させ
   て、外半田槽（１）中央部に立設した内半田槽回転用縦
   軸（７）に接続するとともに、下部寄りに外半田槽（１
   ）と連通する半田溶融液補給用孔（８）を設け、かつ内
   半田槽（２）の外周壁（９）の外方に、オバーフロー溶
   融液の濾過器（１０）を設けた、回転式半田処理法での
   半田溶融液補給兼酸化膜除去装置。 ［５］外半田槽（１）と内半田槽（２）の外周壁（９）
   との間に、下部の通孔（１２）で連通する仕切り板（１
   １）を立設して、該仕切り板（１１）の外方にもオーバ
   ーフロー溶融液の副濾過器（１３）を設けた、請求項４
   に記載した回転式半田処理法での半田溶融液補給兼酸化
   膜除去装置。 ［６］内半田槽（２）の外周壁（９）の上端部に、外周
   壁（９）内周面に沿って立ち上がる半田溶融液（５）の
   厚み調節用として、内側への寸法（ｔ）を可変に内周縁
   部（１４）を設けた、請求項［４］に記載の回転式半田
   処理法での半田溶融液補給兼酸化膜除去装置。