JPH05267838A

JPH05267838A - 微少量半田供給方法およびその装置

Info

Publication number: JPH05267838A
Application number: JP6371492A
Authority: JP
Inventors: Yasuo Amano; 泰雄天野; Masaki Yoshii; 正樹吉井; Keiji Takasu; 慶治鷹栖; Noboru Kawakami; 昇川上
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1992-03-19
Filing date: 1992-03-19
Publication date: 1993-10-15

Abstract

(57)【要約】（修正有）【目的】基板上の電子部品等の半田付け不良部又は未半
田付け部に、個別に選択的に微少量半田を精度よく供給
でき、特に狭ピッチ多ピンＬＳＩのリード部のような微
細な半田付け不良部の修正に適する半田の供給方法及び
その装置の提供。【構成】先端面のみは半田濡れ性の良い材料、他の部分
は濡れ性の悪い材料からなる半田付けノズル４と、修正
ヘッド５の駆動装置と、フラックススタンピング部７
と、半田ボール整列部８と、ノズル洗浄部６と、テーブ
ル９とで構成する。ノズル先端部を半田の溶融温度以下
に保持した状態で、ノズルの端面部にフラックスを塗布
する。必要量の大きさの半田ボールまたは半田ペレット
を、塗布したフラックスの粘着力によりノズル先端部に
保持して半田付け部まで移送する。ノズルを半田付け部
に押圧し加熱して半田付けを行う。半田溶融後、加圧お
よび加圧を停止してノズルの温度を半田の溶融温度以下
にし、ノズル部のフラックスおよび残渣を洗浄する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は電子回路基板上のフラッ
トパッケージＩＣ等の電子部品、チップコンデンサ等の
チップ部品の半田付け部もしくは半田付け不足部に半田
を供給し半田付けを行う微少量半田供給方法および装置
に係り、特に狭ピッチフラットパッケージ等の微細部分
に微少量の半田を供給し半田付けを行うのに好適な微少
量半田供給方法およびそれを実施する装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の微少量の半田を供給する方法また
は装置としては、例えば特開昭６３−２０３２７５号公
報に示されるように、クリーム状の半田をディスペンサ
ノズルによって供給装置、また特開昭５５−１６５２７
７号公報に示されるごとく、溶融半田をノズルから一定
量づつ供給する微量半田供給装置、さらに特開昭６２−
１１８５９７号公報に示されるように、半田シートを配
線パターン等の供給部に配置し加熱ヒータチップにより
溶融させて半田を付着させる方法、また特開平３−１５
１１６２号公報に示されるように、半田パッドを絶縁シ
ート上に半田供給位置に配列した半田付けシートを作製
し、これを基板上に重ね合わせて半田パッドを溶融させ
て半田付けする方法などが挙げられる。また、一般的に
はクリーム状半田をメタルマスク等のスクリーンを介し
て印刷する方法が採用されている。そして、半田付けの
不足部分に対して、半田を補充する場合については、補
充する半田材料の溶融温度に対する配慮は全然なされて
いなかった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上述したごとく、従来
の微少量半田供給方法または装置は、半田を供給し半田
付けをする部分に凹凸が無く平面状であるか、また半田
を供給する部分がある程度広く、供給する半田量もある
程度（半田量については後述する）多い場合に有効であ
った。しかし、近年、電子回路基板上への実装は、高密
度化が要求され、電子部品、チップ部品の小型化、複合
化が著しく、各々１個所当たりの半田付け面積も極めて
小さく、また部品間距離もますます小さくなる傾向が見
られる。例えば、ＩＣパッケージのリードピッチは２．
５４ｍｍから始まり、近年では０．６５ｍｍないし０．
５ｍｍとなっており、現在では０．３ｍｍピッチが検討
されている。今後さらに０．２ｍｍないし０．１ｍｍと
なる可能性が充分にある。

【０００４】一般的に、上記のような部品の半田付け
は、クリーム状の半田をメタルマスク等のスクリーンに
より印刷し、電子部品またはチップ部品を搭載した後、
リフロー等により半田を溶融させ固定する方法が採られ
ていた。このように搭載部品間の距離が小さくなると、
半田付け１個所当たりの半田供給量もそれにつれて少な
くなり、印刷時におけるマスクの目詰まり等により半田
の供給量のばらつきも大きく、半田の供給量の足りない
部分または半田の供給できない部分が発生し、リフロー
後に半田付け不足部または未半田の部分のみに半田を微
少量供給する必要が生じてくる。また、上記の従来技術
では、すでに電子部品等の搭載されている半田付け不足
部分に微小量の半田を供給する配慮は全くなされておら
ず、下記に示す問題があった。

【０００５】ここでは、一例として狭ピッチ多ピンＬＳ
Ｉのリード部に半田を補給する場合について説明する。（１）図１は、狭ピッチ多ピンＬＳＩ１の外観を示す斜
視図、図２は、図１のＡ部の拡大図、すなわちリード２
の部分の拡大図である。図２に示すように、この狭ピッ
チ多ピンＬＳＩ１のリード２の幅は、０．１〜０．１２
ｍｍ程度であって、高さは０．０８〜０．１５ｍｍ程度
である。このように、すでに狭ピッチ多ピンＬＳＩ１の
ような部品が搭載されていると、半田の供給部分には少
なくとも０．０８ｍｍ程度の凹凸があり、印刷方式では
半田の供給が不可能となる。（２）上記の狭ピッチ多ピンＬＳＩ１の各リード１個所
当たりに供給される半田量は、約１×１０~⁵ｃｍ³であ
り、半田の不足分を補うためには少なくとも上記の１／
１０程度の半田量をコントロールする必要がある。この
ような微少量の半田を、溶融状態でディスペンサ方式で
供給することは非常に困難である。例えば、内径３ｍｍ
のノズルで供給する場合は、その１回当たりの押し込み
半田量は約０．１μｍであり、実質上、装置の製作およ
び制御が困難となる。また、ピッチ０．３ｍｍ、幅０．
１ｍｍのリード２部に供給する場合には、ノズルの先端
部の内径は０．３ｍｍ以下にする必要がある。このよう
に、ノズルの細い部分は伝熱が悪く、半田の溶融温度以
上に保つことが難しく、ノズル先端部で半田が固化して
しまい溶融半田をノズルから供給することが非常に困難
となる。（３）クリーム状の半田をディスペンサのノズルから供
給する場合も、上記と同様にノズルの先端部の内径を
０．３ｍｍ以下にする必要がある。クリーム状の半田
は、通常２０〜５０μｍ程度の半田ボールをフラックス
中に混合させたものであり、これを内径０．３ｍｍ以下
のノズルに絞ると、クリーム状の半田の中の半田ボール
がブリッジ現象を起こし詰まりが発生する。詰まらない
ためには、少なくとも０．５ｍｍ以上の内径のノズルが
必要となる。したがって、本発明の対象としている微細
部分の半田付けには適用することが困難である。（４）半田の不足部分に半田をつぎたして供給する場合
は、すでに初めに半田付けがなされているため、その部
分を再度加熱することになる。このように、再度加熱す
ると供給部分の半田をはじめ、その周りの半田も溶融し
てしまい半田付け不良を引き起こす要因となる。また、
一般に、電子部品や電子回路基板は極力熱ストレスをか
けないのが良く、特に電子回路基板は熱ストレスによっ
てパターン剥がれが起きるという問題が生じる。本発明の目的は、上記した従来技術における問題点を解
決して、特にすでに電子回路基板上に実装された狭ピッ
チフラットパッケージのリード部分等の微細部分におけ
る半田付け不足部に微少量の半田を補給し良好な半田付
けを行う方法およびそれを実施する装置を提供すること
にある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記本発明の目的を達成
するために、以下に示す微細半田付け部に微少量の半田
を供給する方法および手段を用いるものである。（１）半田付けノズルの先端部を０．３ｍｍ以下とな
し、上記ノズルの材質をタングステン（Ｗ）、モリブデ
ン（Ｍｏ）またはセラミック等からなる半田の濡れ性の
悪い材料で構成するか、または通常用いられているノズ
ル材料に、メッキ等の方法で半田の濡れ性の性の悪い材
料を被覆して構成した半田付けノズルを用い、半田付け
ノズルの先端部を、半田の溶融温度以下に保持した状態
でフラックスを、スタンピング等の方法で上記ノズルの
端面部に塗布し、例えばパレット上に整列された必要量
の大きさの半田ボールまたは半田ペレットを、上記ノズ
ル端面部に塗布したフラックスの粘着力で付着保持し、
半田付け部もしくは半田付け不足部である半田の供給部
にまで移載し、該供給部に上記ノズルを加圧させながら
加熱して半田を溶融させ、溶融後に加圧、加熱を中止し
て、上記ノズルの温度を半田の溶融温度以下に保持し、
上記ノズルの先端部に付着しているフラックスおよび残
査を洗浄するという一連の動作を、同一の半田付けノズ
ルで繰返し行い、微細な半田付け部分に適量の半田を微
少量供給するようにしたものである。（２）また、半田付けノズルの先端部の構造を、上記ノ
ズルの先端部の端面のみに半田の濡れ性の良い材料を用
いた半田付けノズル、または上記の材料で上記ノズルの
先端部の端面をメッキ等の方法で皮膜を形成した半田付
けノズルを用い、上記ノズルを半田の溶融温度以上に加
熱した状態で、溶融半田または半田ボールもしくは半田
ペレットを上記ノズルの先端部の端面に付け、半田付け
部もしくは半田付け不足部に供給して半田付けを行った
後、上記ノズルの先端部のフラックスおよび残査を洗浄
するという一連の動作を、同一の半田付けノズルで繰返
し行い、微細な半田付け部に適量の半田を微少量供給す
るようにしたものである。

【０００７】（３）半田ボールまたは半田ペレットを、
半田付けノズルの先端部の端面に容易に付着し保持する
ために、上記ノズルの端面に深さが０．０１〜０．１ｍ
ｍの範囲の凹部を設けることが好ましい。（４）半田付け部の良否を検査する自動半田付け部検査
装置より、半田付け不足の個所およびその不足の程度を
入力し、この入力情報に応じて、上記ノズルの位置決め
を行い、半田の供給量を半田付けノズルの繰り返しの回
数で設定し、適量の半田を供給して半田付けを行うよう
にすれば、さらに好ましい。（５）さらに、少なくとも２種類以上の容量の半田ボー
ルまたは半田ペレットの整列機構、および少なくとも２
種類以上の先端部の形状が異なる半田付けノズルを備え
た装置を用い、上記自動半田付け部検査装置より、半田
付けの不足の個所およびその不足の程度を入力し、この
入力情報に応じて、半田付けノズルの位置決めを行い、
半田の容量および使用する半田付けノズルを選択し、適
量の半田の供給を行うようにすればいっそう好ましい。（６）さらに、半田の不足部分につぎたして供給する半
田は、すでに使用されている半田の溶融温度よりも低い
温度で溶融する半田材料用いることが好ましい。

【０００８】

【作用】（１）半田の濡れ性の悪い材料によって構成し
た半田付けノズルの先端部の大きさを、半田を供給し半
田付けする場所の大きさよりも小さくし、必要量の大き
さの半田ボールまたは半田ペレットを供給することによ
り、供給する半田量をコントロールすることができ、か
つ凹凸のある微細部分であっても確実に半田を供給する
ことができる。ここで、半田付けノズルの先端部を半田
の溶融温度以下にした状態で、フラックスをスタンピン
グ等の方法でノズルの端面部に塗布することにより、フ
ラックスの蒸発や炭化が生じることなくフラックスの粘
着力で、例えばパレット上に整列された必要量の大きさ
の半田ボールまたは半田ペレットを付着させることがで
き、半田の供給部にまで移載することができる。また、
半田付けノズル先端部の温度が半田の溶融温度以下であ
るため、半田ボールまたは半田ペレットは溶融すること
なく固体のままであるので、フラックスの粘着力だけで
充分に上記ノズルの先端部の端面に付着し移載すること
が可能となる。さらに、上記ノズルの先端部の材質をタ
ングステン、モリブデン、あるいはセラミック等の半田
の濡れ性の悪い材料で構成するか、または通常用いられ
ている半田付けノズルの先端部に、メッキ等の方法で半
田の濡れ性の悪い材料の皮膜を形成させて上記ノズル先
端部の半田の濡れ性を悪くすることにより、半田の供給
部でノズルを加圧しながら加熱し半田を溶融させても、
半田は濡れ性の良い半田付け部にすべて吸着され、半田
付けノズル部に残留することがないので微少量の半田を
精度良く供給することができる。また、半田の供給後、
加熱を中止しフラックスまたは残査を洗浄することで、
半田付けノズルの洗浄および半田付けノズルの温度を低
下させる効果が生じる。以上の一連の動作を、同一の半
田付けノズルで行うことにより、微細部分に半田を微少
量供給することができる。さらに、半田付けノズルの
先端部、半田ボールまたは半田ペレットの大きさは自由
に選択することができるので半田供給部の大きさに左右
されることが無くなる。（２）半田付けノズルの先端部の端面のみ半田の濡れ性
の良い材質を用いたり、または半田の濡れ性の良いメッ
キ等の皮膜を施すことにより、半田付けノズルの先端部
の端面のみ半田の濡れ性が良くなり、この濡れ性の力で
半田を移載することが可能となる。この場合には、供給
用の半田は半田ボールや半田ペレット以外に、溶融した
半田を付着し移載供給することができる。すなわち、半
田付けノズル全体を溶融半田に漬けても上記ノズルの先
端部の端面以外には半田は付着せず、端面の面積に比例
した分だけの半田が半球状に付き、これを半田不足部に
移載することにより微細部分に半田の微少量を供給する
ことができる。（３）半田付けノズルの先端部の端面に、深さが０．０
１〜０．１ｍｍの凹部を設けることにより、上記ノズル
の端面と半田ボールの接触面積が増大し半田ボールの付
着力が増し半田ボールの移載を確実に行うことができ
る。（４）自動半田付け部検査装置からの半田の不足個所お
よび不足の程度の情報を入力し、この入力情報に応じ
て、半田付けノズルの位置決めを行い、半田付けノズル
による供給の繰返し回数で半田供給量を設定することに
より、適量の半田を確実に供給できるように自動化する
ことも可能である。（５）少なくとも２種類以上の容量の半田ボールまたは
半田ペレットの整列機構、および少なくとも２種類以上
の先端形状の違うノズルを有する装置を用いることによ
り、半田の不足量に応じて、半田付けノズルまたは半田
ボールを選択することができ、一度で適当量の半田を供
給することができる。もちろん、自動半田付け部検査装
置より、半田の不足個所および不足程度の情報があれ
ば、装置の自動化ができ、かつその処理時間も短縮くす
ることができる。（６）半田付けの不足部分に補充して供給する半田の溶
融温度を、従前に使われた半田の溶融温度よりも低い温
度で溶融する半田材料を用いることにより、従前の半田
を再溶融させること無く、新たに半田を供給し良好な半
田付け部が得られると同時に、電子回路基板および電子
部品への熱的なストレスも少なくなりパターン剥がれな
どの問題が生じることは無い。

【０００９】

【実施例】以下に本発明の実施例を挙げ、図面を用いて
さらに詳細に説明する。本発明の実施例としては、特に
狭ピッチ多ピンＬＳＩの半田付け時のリードへの半田不
足に対し微少量の半田を補足供給する場合の一例につい
て説明するが、本発明は上記の分野のみに限定されるも
のではない。〈実施例１〉図１に、本実施例で用いた狭ピッチ多ピン
ＬＳＩの外観を示す。この狭ピッチ多ピンＬＳＩ１（以
下ＬＳＩと記す）は、外形が３２ｍｍ×３２ｍｍで、４
方向からリード２が合計約４００本設けられている。リ
ード２のピッチｐは０．３ｍｍで、各リード２の幅は
０．１ｍｍと非常に小さい。また、各リード２を基板に
電気的に導通させるためのパッド３の寸法も０．１２〜
０．２ｍｍと小さいものである。従来よりこの種のＬＳ
Ｉ１の接続には、半田ペーストを印刷してＬＳＩ１を搭
載した後、リフローにより半田付けする方式が用いられ
ている。上記の印刷時に、各リード２部に印刷される半
田ペーストの幅は０．１２〜０．１５ｍｍと小さいた
め、印刷のばらつきが生じ易く、そのため半田の不足部
分が生じ、時には印刷マスクの目詰まりなどが起こり半
田の無い部分が生じるなどの問題があった。このような
場合には、リフロー後に半田を補給する必要があり、ま
たリード２とパッド３の間の隙間が大きい場合には、リ
ード２とパッド３の間にのみ半田が付着しリード２の側
面に半田が無い状態となり、この場合においても半田を
補給する必要があった。

【００１０】図３は、本実施例における微少量半田供給
装置の全体の構成を示す模式図である。図に示すごと
く、微少量半田供給装置は、半田ボールを付着移載する
ノズル４、ノズル４を含む半田付け部の修正ヘッド５、
ノズル洗浄部６、フラックススタンピング部７、半田ボ
ール整列部８、ＸＹテーブル部９および架台１０からな
る。そして、ＸＹテーブル９の上には半田付けを修正す
るＬＳＩ１が実装された電子回路基板１１が設置され、
半田付けの修正場所を修正ヘッド５の直下に移動させ
る。修正ヘッド５は、上下駆動モータ１２、および左右
駆動モータ１３によりＬＳＩ１のリード２部、ノズル洗
浄部６、フラックススタンピング部７、半田ボール整列
部８の間を往復移動する。この他、ノズル４を加熱する
ための電源（図示せず）および上記の動きをコントロー
ルする制御部（図示せず）からなる。修正ヘッド５の要
部拡大正面図を図４（ａ）に、その側面図を図４（ｂ）
に示す。この修正ヘッド５は、ノズル４と、給電部３４
からなり、給電部３４から供給される電流によりノズル
４がその抵抗熱で加熱される。そして、ノズル４の正面
図を図５（ａ）に、その側面図を図５（ｂ）に示す。ノ
ズル材料は、半田の濡れ性の悪いタングステン（Ｗ）を
使用した。また、本実施例ではＬＳＩ１の各リード２部
に供給される半田量の約１／２の量と等価である直径
０．２ｍｍの半田ボールを用い、そのためノズル４の先
端部の幅ｄも０．２ｍｍとした。次に、フラックススタ
ンピング部７の構造を図６に示す。図３の修正ヘッド５
の移動範囲内にある固定プレート１４に、皿状のフラッ
クス供給容器１５を、低速モータ１６にて約５〜１０回
／分で回転させ、フラックス供給容器１５の上側には、
上下調整機構を有するレベリングブロック１７を位置さ
せた。このフラックス供給容器１５に、フラックスを供
給しておけば、レベリングブロック１７で調整されたそ
の隙間分だけの薄い厚さのフラックスの塗膜１８が常に
得られる。本実施例では、上記の回転機構を利用したも
のを用いたが、もちろん往復駆動を利用してフラックス
供給容器を構成しても上記と同様のフラックスの薄膜が
得られる。次に、半田ボール整列部８の構造を図７に示
す。フラックススタンピング部７と同様に、固定プレー
ト１４上に、半田ボール１９を入れた半田ボール供給容
器２０を、カム機構により左右に揺動する構造とした。
半田ボール供給容器２０の中央部に、半田ボール１９が
１／５〜１／３程沈む程度の凹部３６を設けた。このよ
うな機構で、半田ボール供給容器２０を左右に揺動させ
ると半田ボール１個が中央の凹部３６に位置決めされ
る。

【００１１】以上の機構により構成された微少量半田供
給装置を用い、本発明の微少量半田供給方法の一例を説
明する。図８（ａ）〜（ｇ）は本実施例における微少量
半田供給装置の動作を工程順に示した模式図であり、そ
の動作を以下に説明する。なお、修正ヘッド５のノズル
４の先端部の構造は略して示してある。（ａ）修正ヘッド５に取り付けられたノズル４は、フラ
ックススタンピング部７に移動し薄いフラックスの塗膜
１８の着いたフラックス供給容器１５上に下降する。こ
のフラックスの塗膜１８の厚さは、レベリングブロック
１７で自由にコントロールできるが、本実施例では０．
１〜０．２ｍｍ程度で良い結果が得られた。このよう
に、スタンピングによってノズル４にフラックスを付け
ると、フラックスはノズル４の側面にはほとんど付着せ
ずノズル４の端面（底面）部にのみ付着する。（ｂ）先端にフラックスの付いたノズル４は、半田ボー
ル整列部８に移動し、中央の凹部に位置決めされた半田
ボール１９上に下降する。（ｃ）半田ボール１９に接触したノズル４は，フラック
スの粘着力によって半田ボール１９を付着する。（ｄ）半田ボール１９の付着したノズル４は，未半田付
けリード部（もしくは半田付け不足のリード部）２５に
移動する。（ｅ）下方向に加圧しながら、図４に示す給電部３４よ
り電圧（本実施例では約２Ｖ）を印加すると、ノズル４
が加熱され半田ボール１９が溶融すると同時に、未半田
付けリード部２５も加熱され電子回路基板１１のパッド
３に半田付けされる。（ｆ）半田付け終了後、給電をストップしノズル４を上
昇させる。この際、ノズル４は半田の濡れ性が悪いた
め、ノズル４に半田が残ることはなく半田ボール１９の
半田すべてが未半田付けリード部２５に供給される。（ｇ）この後、ノズル４は、図３に示すノズル洗浄部６
に移動する。ノズル４を、フラックス溶剤２２の入った
ノズル洗浄容器２１に漬け、半田付け溶融時に残ったフ
ラックスを洗浄し１工程が終了する。この１工程で、半
田量が足りない場合には、再度この工程を繰り返せばよ
い。この工程の特徴は、ノズル４の洗浄時には、まだノ
ズル４の先端部は半田溶融時の熱が残って高温となって
いるので洗浄効果が大きく都合が良い。さらに、洗浄す
ることによりノズル４は冷却され、次工程のフラックス
スタンピングによってフラックスを塗布する場合にフラ
ックスが溶融されないので都合がよい。

【００１２】〈実施例２〉図９に、他の構造のノズル２
６の１例を示す。実施例１と同様に半田の濡れ性の悪い
材料または上記の材料でメッキを施したノズル２６の先
端部分のみに、半田の濡れ性の良い半田メッキ部２７を
施した。この半田メッキ部２７は、半田の他に、ニッケ
ル、スズ、銅メッキ等でも良いが、濡れ性および耐久性
の面から言って半田メッキが最も良い。このノズル２６
を使って微少量の半田を供給する工程を、図１３に示
す。本実施例では、実施例１とは異なり、ノズル２６は
常に半田の溶融温度に一定に加熱しておく。本実施例の
特徴とするところは、供給する半田が、半田ボール、半
田ペレット等の固体状の半田のみでなく、溶融した半田
を直接微少量供給できる点にある。（ａ）実施例１と同様に、フラックスをノズル２６の先
端部にスタンピング方式で塗布する。本実施例では、半
田メッキ部分の半田の濡れ性を向上させる目的でフラッ
クスを塗布する。（ｂ）半田の供給は、噴流式半田漕３５で行った。ノズ
ル２６先端部を溶融半田２３に浸ける。（ｃ）溶融半田２３は、ノズル２６先端部の半田メッキ
部２７の半田の濡れ性および溶融半田２３の表面張力に
より、ノズル２６の先端部に一定量が付着する。この付
着した溶融半田２４の付着量は、ノズル２６の先端部の
面積に依存する。（ｄ）ノズル２６に付着した溶融半田２４は、未半田付
けリード部もしくは半田付け不足のリード部２５に移動
する。（ｅ）未半田付けリード部（半田付け不足のリード部）
２５に、ノズル２６を接触加圧することにより、上記リ
ード部２５も加熱されリード２５は電子回路基板１１の
パッド３に半田付けされる。（ｆ）半田付け終了後、ノズル２６は上昇する。この
際、ノズル２６の先端部は半田の濡れ性の良い材料であ
るため、ノズル２６の先端部には半田が多少残るが、ほ
とんどの半田は上記リード部２５に供給される。（ｇ）この後、ノズル２６は、ノズル洗浄部６に移動す
る。ノズル２６を、フラックス溶剤２２の入ったノズル
洗浄容器２１に漬け、半田付け溶融時に残ったフラック
スを洗浄し１工程が終了する。この１工程で半田量が足
りない場合には、再度この工程を繰り返せばよい。もち
ろん、上記の方式で半田ボールもしくは半田ペレットに
よる供給も可能である。

【００１３】〈実施例３〉図１０に、凹部を設けたノズ
ル２８の構成の一例を示す。上記ノズル２８の先端部分
に円錐状の凹部２９を設けた。特に、円錐状に限るもの
ではなく、深さが０．０１〜０．１ｍｍ（半田ボールの
大きさに依る）程度の凹部であれば円錐状の凹部とほぼ
同等の効果が得られる。本実施例では、加工が簡単な円
錐状の凹部とした。こうすることにより、半田ボール１
９の接触面積が増え、半田ボール１９がより確実に上記
ノズル２８に付着する効果が得られた。

【００１４】〈実施例４〉図１１に、半田付けノズルの
他の構造の一例を示す。本実施例では、ヒータを用いた
ノズル３０を示すもので、加熱方法としてはニクロム線
をノズルに巻き付け電流を流した。この構造は、安価な
ノズルを作ることができる効果がある。ただし、この場
合にはノズル３０を加熱するのに時間がかかり、実施例
１に示すように加熱、冷却を繰り返す方式には適さない
が、実施例２の方法においては充分に効果を発揮するこ
とができる。

【００１５】〈実施例５〉図１２に、さらに半田付けノ
ズルの他の構造の一例を示す。本実施例では、高周波加
熱コイルを用いたノズル３２を示すもので、ノズル自身
の材料は銅を使用し、途中に磁性体３３を巻き、その周
りに高周波の電流を流し加熱する方式を採った。この場
合は、加熱する時の昇温時間が短く、実施例１における
場合とほぼ同等の効果が得られた。

【００１６】〈実施例６〉通常、電子回路基板の半田付
け状態の検査には自動半田付け部検査装置を使用する。
この場合には、不良半田付け部分の場所あるいは不足半
田量等の情報が得られる。そこで、本発明の微少量半田
付け装置と、上記の自動半田付け部検査装置とを電気的
に接続し、自動半田付け部検査装置（図示せず）からの
未半田付け部あるいは不足半田付け部の場所および不足
程度を示す情報をもとに、ＸＹテーブルにより半田付け
ノズルの位置決めを行い、半田の供給すべき量を演算
し、本発明の装置での半田付け工程の繰り返し回数で半
田供給量を設定した。こうすることにより、未半田付け
部あるいは半田付け不足部などの半田付け不良部を自動
的に半田付けし修正することが可能となる。

【００１７】〈実施例７〉図３に示す本発明の微少量半
田供給装置において、修正ヘッド５およびノズル４を、
ノズル先端部の大きさの異なる２種類のノズルを取り付
けた。また、同様にして半田ボール整列部８も２個所と
し、大きさの異なる２種類の半田ボールを準備した。こ
うすることにより半田不足量に応じてノズル先端部の大
きさ、半田ボールの大きさを選択し、より的確な半田量
の供給ができた。これは、上記の２種類に限ることはな
く、多ければそれだけより的確な半田供給が可能とな
る。また、実施例１では半田供給量が足りない場合には
半田付け工程を繰り返したが、本実施例では半田量を適
宜選択できるので半田付け工程は１回で済み、半田付け
の修正時間の大幅な短縮ができる効果がある。

【００１８】〈実施例８〉通常、使われている半田は、
錫（Ｓｎ）６０重量（ｗｔ）％、鉛（Ｐｂ）４０ｗｔ％
の共晶半田で、その融点は約１８０℃である。この半田
と同種の半田を不足半田供給用に用いると、半田付けす
る部分が微細であるため近隣の半田付け部も溶融させて
しまい半田付け不良を引き起こすことになる。本実施例
では、供給する半田の組成をＳｎ３５ｗｔ％、Ｐｂ４４
ｗｔ％、ビスマス（Ｂｉ）２１ｗｔ％を選択し、いわゆ
る低融点半田を用いた。この半田の融点は、約１５０℃
であり上記の通常の半田に比べ３０℃の差がある。この
低融点半田を用いることで、近隣の半田を溶融させるこ
と無く微細な部分への半田供給が可能となった。また、
電子回路基板への熱的なストレスも少なくすることがで
きた。

【００１９】

【発明の効果】以上詳細に説明したごとく、本発明の微
少量半田供給方法および装置によれば、フラットパッケ
ージＩＣ等の電子部品、チップコンデンサ等のチップ部
品を電子回路基板上に半田付けした後の、半田付け不良
である未半田付け部および半田付け不足部分の微細な領
域に、必要とする正確な量の半田を供給し、半田付け不
良を引き起こすこと無く、また電子回路基板に熱的なス
トレスを与えることなく、精度良く半田付けを修正する
ことができるので、特に狭ピッチフラットパッケージ等
の微細部分の半田修正ができる優れた効果がある。ま
た、半田付けの修正には不足半田量に応じた大きさの半
田ボールまたは半田ペレットを選択し、半田の濡れ性の
悪い微細な半田付けノズルの先端部に、フラックスの粘
着力で付着させて半田供給部で加熱溶融させ半田付けを
行うため、微細な半田ボールのハンドリングが可能とな
り、半田供給部で溶融させた後は、半田がノズルに残る
ことなく正確な量の半田を供給することができる。ま
た、半田付けノズルの端面のみ半田の濡れ性を良くする
ことで正確な量の溶融半田を供給することができる。さ
らに、自動半田付け部検査装置と接続することにより、
半田の供給位置、供給量の正確な情報を得て半田付け修
正の自動化を実現することが可能となる。さらに、本発
明の微少量半田供給装置により、０．３ｍｍピッチＬＳ
Ｉの未半田部および半田不足部などの半田不良個所を修
正することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１で例示した狭ピッチ多ピンＬ
ＳＩの外観を示す斜視図。

【図２】図１のＡ部拡大図。

【図３】本発明の実施例１で例示した微少量半田供給装
置の全体の構成を示す模式図。

【図４】本発明の実施例１で例示した修正ヘッドの構成
を示す正面図と側面図。

【図５】本発明の実施例１で例示した半田付けノズルの
構成を示す正面図と側面図。

【図６】本発明の実施例１で例示したフラックススタン
ピング部の構造を示す模式図。

【図７】本発明の実施例１で例示した半田ボール整列部
の構造を示す模式図。

【図８】本発明の実施例１で例示した微少量半田供給装
置における半田付けノズルの動きを工程順に説明する模
式図。

【図９】本発明の実施例２で例示した半田付けノズル先
端部の構成を示す模式図。

【図１０】本発明の実施例３で例示した半田付けノズル
先端部の構成を示す模式図。

【図１１】本発明の実施例４で例示した半田付けノズル
先端部の構成を示す模式図。

【図１２】本発明の実施例５で例示した半田付けノズル
先端部の構成を示す模式図。

【図１３】本発明の実施例２で例示した微少量半田供給
装置における半田付けノズルの動きを工程順に説明する
模式図。

【符号の説明】１…狭ピッチ多ピンＬＳＩ２…リード３…パッド４…ノズル５…修正ヘッド６…ノズル洗浄部７…フラックススタンピング部８…半田ボール整列部９…ＸＹテーブル１０…架台１１…電子回路基板１２…上下駆動モータ１３…左右駆動モータ１４…固定プレート１５…フラックス供給容器１６…低速モータ１７…レベリングブロック１８…フラックスの塗膜１９…半田ボール２０…半田ボール供給容器２１…ノズル洗浄容器２２…フラックス溶剤２３…溶融半田２４…付着した溶融半田２５…未半田付けリード部（半田付け不足のリード部）２６…ノズル２７…半田メッキ部２８…凹部を設けたノズル２９…円錐状の凹部３０…ヒータを用いたノズル３１…ヒータ３２…高周波加熱コイルを用いたノズル３３…磁性体３４…給電部３５…噴流式半田槽３６…凹部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者川上昇愛知県尾張旭市晴丘町池上１番地株式会社日立製作所旭工場内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電子回路基板上の電子部品およびチップ部
品の半田付け部もしくは半田付け不足部に、個別に、か
つ選択的に微少量の半田を供給し半田付けを行う方法に
おいて、半田の濡れ性の悪い材料からなる半田付けノズ
ルまたは上記材料で被覆した半田付けノズルを用い、上
記ノズルの先端部を半田の溶融温度以下に保持した状態
でフラックスをノズルの端面部に塗布する工程と、必要
量の大きさの半田ボールまたは半田ペレットを、上記ノ
ズル先端部に塗布したフラックスの粘着力により保持し
て所定の半田付け部にまで移載する工程と、上記ノズル
を、上記半田付け部に加圧しながら加熱して半田を溶融
させて半田付けを行う工程と、上記半田の溶融後、加圧
および加熱を停止して上記ノズルの温度を半田の溶融温
度以下にし、上記ノズル部のフラックスおよび残査を洗
浄する工程を少なくとも含み、上記一連の工程を同一ノ
ズルを用いて繰返し行うことにより、所定の微細半田付
け部に微少量の半田を供給して半田付けを行うことを特
徴とする微少量半田供給方法。
【請求項２】請求項１において、半田付けノズルを構成
する半田の濡れ性の悪い材料は、タングステンまたはモ
リブデンを主成分とする材料もしくはセラミックのうち
から選択される少なくとも１種の材料からなり、上記ノ
ズルの端面部にフラックスを塗布する手段としてスタン
ピング方法を用い、上記必要量の大きさの半田ボールま
たは半田ペレットを上記ノズルの先端部にフラックスの
粘着力で保持する手段として、パレット上に整列された
半田ボールまたは半田ペレットを上記ノズルの端面部に
移動させて必要量の大きさの半田ボールまたは半田ペレ
ットを上記ノズルの先端部に付着保持する方法を用いる
ことを特徴とする微少量半田供給方法。
【請求項３】電子回路基板上の電子部品およびチップ部
品の半田付け部もしくは半田付け不足部に、個別に、か
つ選択的に微少量の半田を供給し半田付けを行う方法に
おいて、半田付けノズルの先端部の端面のみに半田の濡
れ性の良い材料を用いた半田付けノズルまたは上記の材
料で上記ノズルの先端部の端面を被覆した半田付けノズ
ルを用い、上記ノズルの先端部を半田の溶融温度以上に
保持した状態で、溶融半田に漬けて必要量の半田を付着
させるか、または必要量の大きさの半田ボールもしくは
半田ペレットを上記ノズルの先端部に付着させて溶融
し、半田付け部または半田付け不足部に供給して半田付
けを行う工程を少なくとも含むことを特徴とする微少量
半田供給方法。
【請求項４】請求項１または請求項３において、半田付
け不足部に補充する半田は、すでに半田付け部に用いら
れている半田の溶融温度よりも低い温度で溶融する半田
材料を用いることを特徴とする微少量半田供給方法。
【請求項５】電子回路基板上の電子部品およびチップ部
品の半田付け部もしくは半田付け不足部に、個別に、か
つ選択的に微少量の半田を供給する装置であって、抵抗
加熱または高周波加熱の加熱手段を具備し、半田の濡れ
性の悪い材料または該材料で被覆した半田付けノズル
と、フラックスを上記ノズルの端面部に塗布するスタン
ピング機構と、半田ボールまたは半田ペレットの整列供
給機構と、上記ノズル先端部の洗浄機構と、上記電子回
路基板を保持し所定の位置に移動可能なテーブルと、上
記ノズルを、上記のスタンピング機構と半田ボールまた
は半田ペレットの整列供給機構と洗浄機構と電子回路基
板との間を往復移動させる駆動機構と、上記ノズルを半
田付け部または半田付け不足部に加圧する機構とを少な
くとも具備し、上記ノズルを半田の溶融温度以下に保持
した状態でフラックスを上記ノズルの端面部に塗布し、
パレット上に整列された必要量の大きさの半田ボールま
たは半田ペレットを上記ノズル先端部に塗布したフラッ
クスの粘着力で保持し、上記テーブル上に保持された電
子回路基板上の半田付け部もしくは半田付け不足部にま
で移載して、上記ノズルを半田付け部に加圧しながら加
熱して半田を溶融させ、半田の溶融後、加圧、加熱を中
止して上記ノズルの温度を半田の溶融温度以下にし、上
記ノズル部のフラックスまたは残査を洗浄する一連の動
作を行う手段を少なくとも備えたことを特徴とする微少
量半田供給装置。
【請求項６】電子回路基板上の電子部品やチップ部品の
半田付け部半田不足部に、個別に、かつ選択的に微少量
の半田を供給する装置であって、抵抗加熱または高周波
加熱手段を具備し、半田付けノズルの先端部の端面のみ
に半田の濡れ性の良い材料を用いるか、または上記の材
料で被覆した半田付けノズルと、溶融半田槽または半田
ボールもしくは半田ペレットの整列供給機構と、上記ノ
ズルの先端部の洗浄機構と、電子回路基板を保持し所定
の位置に移動可能なテーブルと、上記ノズルを、溶融半
田槽または半田ボールもしくは半田ペレットの整列供給
機構と上記ノズル先端部の洗浄機構と電子回路基板との
間を往復移動させる駆動機構と、上記ノズルを半田供給
部に加圧する機構とを少なくとも具備し、上記ノズルを
溶融半田槽に漬けて必要量の半田を付着させるか、また
はパレット上に整列された必要量の大きさの半田ボール
または半田ペレットを上記ノズル先端部に付着溶融させ
て、上記テーブル上に保持された電子回路基板上の半田
付け部または半田付け不足部にまで移載し加圧して半田
を供給した後、上記ノズル部のフラックスおよび残査を
洗浄する一連の動作を行う手段を少なくとも備えたこと
を特徴とする微少量半田供給装置。
【請求項７】請求項５において、半田の濡れ性の悪い材
料によって構成される半田付けノズルは、タングステン
またはモリブデンを主成分とする材料もしくはセラミッ
クのうちから選ばれる少なくとも１種の材料によって構
成されることを特徴とする微少量半田供給装置。
【請求項８】請求項５ないし請求項７のいずれか１項に
おいて、半田付けノズルの先端部の端面に、深さが０．
０１〜０．１ｍｍの凹部を設けたことを特徴とする微少
量半田供給装置。
【請求項９】請求項５ないし請求項８のいずれか１項に
おいて、半田付け部の良否を自動的に検査する自動半田
付け部検査装置よって、半田付け不足部の個所およびそ
の不足量の程度を入力し、該入力情報に応じて半田付け
ノズルの位置決めと、必要とする半田の供給量を、半田
付けノズルによる半田付けの繰り返し回数で設定し、適
量の半田を半田付け不足部に供給し半田付けする手段を
設けたことを特徴とする微少量半田供給装置。
【請求項１０】請求項５ないし請求項８のいずれか１項
において、少なくとも２種類以上の容量の半田ボールま
たは半田ペレットの整列機構、もしくは少なくとも２種
類以上の先端部の形状が異なる半田付けノズルを設けた
微少量半田供給装置を用い、自動半田付け部検査装置よ
って、半田付け不足部の個所およびその不足量の程度を
入力し、該入力情報に応じて半田付けノズルの位置決め
と、必要とする半田の容量および使用する半田付けノズ
ルを選択し、適量の半田を半田付け不足部に供給し半田
付けする手段を設けたことを特徴とする微少量半田供給
装置。