JPH0567640A - 電子回路装置の加熱方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】電子回路装置を加熱するため、電子回路装置ｂ
を多数個入れるトレーｃと、電子回路装置ｂを加熱する
ためのヒートブロックａ、トレーｃに入っている電子回
路装置ｂを１ケずつ取り出し前記ヒートブロックｄにハ
ンドリングするための移載ブロックｃで構成する。 【効果】（１）電子回路装置を全面均一に温度ばらつき
の少い加熱を可能としたことにより信頼性の高い接合が
得られる。 （２）発熱体にスリットと吸着手段を形成したため、欠
け等の損傷を与えることなくかつ自動ハンドリングが可
能となった。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、二つの異なる材料ある
いは部材をろう付した電子回路装置の加熱方法に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】図２に示す様に、半導体集積回路10とセ
ラミック基板12とをはんだ11により接合（図２(ａ)から
(ｂ)へ）する方法として、図９ないし図10に示す加熱ブ
ロック(住友電工製カタログＴＡＢ用ボンディングツー
ル)を加熱する方法、又市販されている加熱用ヒータが
内蔵している平板を加熱して、その平板に電子回路装置
をのせてはんだを溶融して接合する方法等が通常行なわ
れている。

【０００３】図11に示した方法は、全体を門型に左右対
象とし加熱面体50を中央に、両側には支柱52，53に電極
51，54をねじ55で強固に固定形成している。電極51，54
は電気供給源（図示せず）に接続されている。なお、加
熱面体50は、支柱52，53より薄く形成しているため、電
極51，54に電流を印加すると電気抵抗が大きくなり発熱
する。この熱源を利用して、電子回路装置を加熱する。

【０００４】この加熱方法は、瞬間加熱方式と呼ばれ、
ボンディングツール等に使用されている方式で、加熱に
必要な時間だけパルス電流を流し、ツールを加熱する方
式である。

【０００５】他の一つは、図12に示す伝熱部材61の一部
に、発熱源であるカートリッジヒータ62を埋め込んで、
カートリッジヒータ62に電気を供給して伝熱部材61を加
熱する方式で、常時加熱方式と呼ばれている。この方式
は、常時前記カートリッジヒータ62に、電気を流し伝熱
部材61全体を加熱（図示しない方法で、常時一定温度に
なるようにコントロールしている）し、この熱を利用し
て前記電子回路装置を加熱するものである。

【０００６】上述した発熱体を用いて、手動で行う方法
として前記電子回路装置ｂを加熱させる方法は下記に示
す様にして行われている。

【０００７】（１）図４（ａ）ないし図４（ｂ）に示す
トレーｃに、前記電子回路装置ｂを入れ所定の位置に設
置し、トレーｃに形成された切欠21にピンセットを入
れ、電子回路装置ｂの構成部品であるセラミック基板12
をチャックし、上述した各種加熱体の上面に運び乗せて
上述した各種加熱方式を用いて加熱する方法 （２）ピンセットの変りにメカ的チャックユニットで行
う方法、つまり、左右のチャック爪71，72を平行に開閉
する機能と上下動と左右動が出来る機能をもつチャック
ユニット５を用いて、トレーｃに入っている電子回路装
置ｂをチャック爪71，72でチャックして持ち上げ上述し
た各種加熱方式を用いた加熱体の上面に持って行き、下
降して加熱体に置いて加熱する方法（図１５） 次に自動で行う方法として、 （３）図13に示す様に瞬間加熱方式を用いたものとし
て、加熱面体50をトレーｃの中央に形成した貫通孔23を
通過し得る様に小型化して、この加熱面体50を上昇し貫
通孔23を通し、電子回路装置ｂの下面に接触させて加熱
させる方法 （４）図14に示す様に常時加熱方式を用いたものとし
て、伝熱部材61を小型化し（上記同様、トレーｃの貫通
孔23を通る様に）、トレーｃの貫通孔を通して、加熱面
体を電子回路装置ｂの下面に接触させ加熱する方法があ
る。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】従来方式においては、
以下に示す問題があった。

【０００９】（Ａ）上述した（１）あるいは（２）に示
す方法では、ピンセット又はチャックユニットにより材
質が磁器性のセラミックで作られているセラミック基板
をメカ的にチャックして搬送しているため、チャックす
る時の力やチャック時の衝撃力でセラミック基板に小さ
な欠けが出来たり、ハンドリング時にチャックミス等が
あった。

【００１０】（Ｂ）上述した（３）ないし（４）の方法
においては、加熱体がトレーの貫通孔を通す必要がある
ため、加熱体の大きさが電子回路装置より小型化してい
る。

【００１１】よって、（ａ）電子回路装置のセラミック
基板全面を加熱出来ないため、加熱面に当っている個所
は高温になり当らない個所と低温度となり温度にばらつ
きが出る。このため、温度が低い所は接合の信頼性が低
い。又、高い所は高すぎて電子回路装置の構成部品に悪
影響を与える等があった。

【００１２】（ｂ）特に、図12に示す方法においては、
１９９０年（株）工業調査会で発行しているＴＡＢ入門
の１８８〜１８９ページに報告されている様に、瞬間加
熱方式では（図12）発熱部の温度分布が４００℃に加熱
した時加熱面体に１５℃の差があることが報告されてお
り、この１５℃の温度差に、セラミック基板全面に加熱
出来ないために生じる温度のばらつきがプラスされ、温
度のばらつきは更に大きくなり、接合信頼性はなおも低
下する。

【００１３】（ｃ）電子回路装置が品種変更等で寸法が
変った時に、その寸法に対応した大きさの加熱体と変更
しないと温度のばらつきは更に大きくなる。

【００１４】等のため電子回路装置の加熱すべき面間で
温度ばらつきが大きく接合の信頼性が極めて低い又、欠
け等のため自動化への対応も困難であった。

【００１５】本発明の目的は、上述した問題点を解決す
ることにある。

【００１６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、電子回路装置を加熱するための加熱面を大きくし、
かつ加熱面に密着させる手段とにより、電子回路装置へ
面間の加熱温度のばらつきを少なくした。又、加熱面体
に細いスリットを形成し、このスリットに入るように形
成しかつ吸引手段をもつ移載ブロックによるハンドリン
グを行う方法にしたことにより欠けが発生せず、又自動
化にも対応が可能となった。

【００１７】

【作用】本発明は、目的を達成するために、（１）加熱
体を加熱すべき電子回路装置に対し充分な大きさにし
て、加熱体のほぼ中央に電子回路装置をのせることによ
って、加熱面体において温度のばらつきの少ない位置に
電子回路装置をのせることが可能となった。これにより
電子回路装置全面均一の温度で加熱することが可能にな
った。

【００１８】（２）加熱体の一部に細いスリットを設け
たため、電子回路装置のハンドリングがスリットを利用
して行うことが可能となった。

【００１９】（３）上述したスリットに入り、かつ、電
子回路装置を吸着可能な移載ブロックを設けたことによ
り、電子回路装置をメカ的にチャックせず真空吸着でハ
ンドリング可能となり、欠け等が発生せずかつ自動化対
応も可能となった。

【００２０】

【実施例】以下、本発明に実施例を図に基づいて説明す
る。

【００２１】図１は本発明による加熱方法の一実施例を
示す図で、図２は対象製品である電子回路装置、図３な
いし図７は実施例を説明するための図で、図８（ａ）〜
図１０（ａ）は本発明を用いて前記電子回路装置の加熱
するまでの工程を示す。

【００２２】図１において、ａは電子回路装置ｂを加熱
するヒートブロック，ｃは電子回路装置ｂを多数個所定
のピッチで収納するトレー，ｄはトレーｃに入っている
電子回路装置ｂをヒートブロックａに移載し、加熱後冷
却後再度トレーｃに戻す移載ブロック，ｅはトレーｃを
保持する保持台である。

【００２３】ａのヒートブロックは図３に示す様に、１
はヒートブロック本体で、一部に巾ｗ，長さＬのスリッ
トと、ヒートブロック１を加熱するためのカートリッジ
ヒータ２を内包し、電子回路装置ｂを吸引するための吸
引穴３、吸引穴３と接続し、かつ、図示しない吸引手段
と接続している吸引用パイプ４で構成している。

【００２４】以上により、本体１の上面５に電子回路装
置ｂをのせて吸引手段を働かせると吸引孔３に吸引力が
発生し、電子回路装置ｂは上面５に引張られて、ヒート
ブロック本体１の上面５と電子回路装置ｂの下面13とは
隙間なく密着吸引する。よって、ヒートブロック本体１
は前もってカートリッジヒータで加熱されているため電
子回路装置ｂは加熱される。なお、加熱温度は任意の温
度に設定が可能で常時一定の温度にコントロールするこ
とが出来るように（図示せず）なっている。更に、ヒー
トブロック本体１は水平動する様（図示せず）になって
いる。

【００２５】ｃのトレーは、図４（ａ）ないし図４
（ｂ）に示す様に、角板２０に電子回路装置ｂが入る角
溝22を多数個設けている。なお、この角溝22の両側には
電子回路装置を取り出すための切欠き21と、中央には電
子回路装置ｂのハンドリング時に使用する貫通孔23を設
けている。

【００２６】以上により、トレーｃは角溝22に電子回路
装置ｂを多数個収納（本実施例図では九個入るトレーを
示した）することが出来る。

【００２７】なお、このトレーｃは、トレーｃを固定
（開放可能）するとともにＸ・Ｙ方向に移動可能なｅの
保持台に固定され（図示せず）、Ｘ・Ｙ方向に所定量水
平移動してトレーｃに入っている電子回路装置ｂを、順
次、加熱出来る様になっている。

【００２８】次に、ｄの移載ブロックを図５（ａ）に正
面図（断面図），図５（ｂ）に側面図を示す様に、凸形
した本体30の中央に孔33と、孔33と接続し吸引手段と接
続しているパイプ34で構成している。なお、この本体30
は上下動可能（図示せず）としている。以上により、本
体30の上面31に電子回路装置ｂを乗せ吸引手段（図示せ
ず）により吸引力を働かせると、電子回路装置ｂは上面
31に吸着するようになっている。又、吸着した状態での
上下動もするようになっている。

【００２９】ここで、本体30の先端の大きさ、つまりWa
とWbは電子回路装置ｂを吸着して上下に移載できる最小
の大きさ（本実施例では、Wa＝０．８mm，Wb＝８mm）と
した。これは、ヒートブロックａの本体１に設けたスリ
ット６を最小（本実施例ではＷ＝１mm，Lo＝20mm）とし
て上述したヒートブロック１を加熱した時、本体１の上
面５の温度ばらつきを最小限にして両面温度がほぼ一定
になる様にするためである。次に電子回路装置ｂが、ヒ
ートブロックａの上面５に乗せられ（図５）状態では、
電子回路装置ｂ（四角体）の巾Ｗ₁（１０mm〜１５mm前
後）に対し、ヒートブロック本体１の巾Ｗ₂は（本例で
は22mm）充分広いためヒートブロック本体１の外周の放
熱の影響は受けない。上述したヒートブロック本体１に
形成したスリット６と外周の放熱による影響が電子回路
装置ｂを加熱した時に温度のばらつきがないかを調べる
ために図６の様に電子回路装置ｂに、スリットの上部に
当る所と、ヒートブロック本体の加熱している部分の二
ケ個所に熱電対（Ｔ₁，Ｔ_２）を張り、ペンレコーダで
調べた結果、熱電対Ｔ_１，Ｔ₂には差がない、つまり上
述したスリット及び放熱には影響されないことがわかっ
た。

【００３０】次に、上述した図１において、ヒートブロ
ックａ，トレーｃ，移載ブロックｄの位置関係は（図７
(ａ)側面図ないし(ｂ)正面図に示す）、図７(ａ)の側面
図において、ヒートブロックａの吸引孔３と、電子回路
装置ｂの中心、トレーｃの貫通孔23の中心、移載ブロッ
ク30の中心を合せている。一方、図７(ｂ)の正面図で
は、ヒートブロックａのスリット６の中心、トレーｃの
貫通孔23の中心を、移載ブロック30の中心に合せて構成
する。以上の様に構成し、以下に示す工程で加熱が行な
われる。その工程を図８(ａ)〜図１０(ａ)を用いて説明
する。

【００３１】図８（ａ）は、トレーｃがＸ・Ｙ方向に移
動され角溝22に入って運ばれてきた電子回路装置ｂの中
心（貫通孔23の中心）と移載ブロックｄの中心とが合い
停止した状態を示す。この時、ヒートブロックａは矢印
方向に後退して所定の温度に加熱された状態となってい
る。

【００３２】次に図８（ｂ）移載ブロックｄが上昇し、
トレーｃの貫通孔23を通り、電子回路装置ｂを吸引（移
載ブロックｄのパイプ34に接続している吸引手段によ
り）し持ち上げた状態で、この時の電子回路装置ｂの位
置は、ヒートブロックａの上面５より僅かに上（本実施
例では０．１mm）の位置である。

【００３３】次に図９（ａ）の工程で、ヒートブロック
ａが矢印方向に水平動して、ヒートブロックａに形成し
たスリット６に、移載ブロックｂの本体30の先端を入れ
た状態である。この時、ヒートブロックａの吸引孔３は
吸引手段により吸引力が働いている。

【００３４】図９（ｂ）の工程で、移載ブロックｄが矢
印方向（垂直に）下降する。これにより電子回路装置ｂ
は、ヒートブロックａの上面５に置かれかつ吸引孔３に
より上面５に吸着される。この状態で電子回路装置ｂが
所定時間加熱され、電子回路装置ｂのはんだ11が溶融し
セラミック基板12に接合される（図２の(ａ)から(ｂ）
の状態）。その後、ヒートブロックａのカートリッジ２
の電流を切断又は所定の温度（はんだが酸化する温度）
まで下降させると、半導体集積回路10とセラミック基板
12とをはんだ11で強固に接合される。

【００３５】図１０（ａ）の工程で、再度移載ブロック
ｄが矢印方向に上昇して電子回路装置ｂをヒートブロッ
クａの上面５より切り離し、移載ブロック上面に吸着さ
れる。

【００３６】図１０（ｂ）の工程で、ヒートブロックａ
が矢印方向に水平動する。その後移載ブロックｄが下降
して、電子回路装置ｂはトレーｃの角溝22の中に収納さ
れる。これで、電子回路装置ｂのはんだ付けは終了す
る。次にトレーｃを移動して、次の電子回路装置のはん
だ接合が行なわれる。

【００３７】このように電子回路装置を加熱するための
加熱体であって、加熱体の大きさを電子回路装置に対し
充分な大きさとし、かつ電子回路装置を加熱体に密着さ
せる手段を設けることにより、電子回路装置を所定温度
で全面均一に加熱が可能となった。又、加熱体にスリッ
トを設け、そのスリットに入る様に形成した移載ブロッ
クによりハンドリングを行うため、ハンドリング時に欠
け等の不良もなく、自動化も可能となった。

【００３８】

【発明の効果】本発明によれば下記に示す効果がある。

【００３９】（１）電子回路装置を加熱する時において
ばらつきのない温度を全面加えることが出来るため接合
の信頼が向上する。

【００４０】（２）電子回路装置を加熱面と密着してい
るためばらつきがなく熱効率もよい。

【００４１】（３）加熱体に設けたスリットと、このス
リットに入る様形成しかつ真空吸引手段をもつ移載ブロ
ックによりハンドリングを行うため、電子回路装置に欠
け等の不良が発生せず自動化も可能となった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す正面図、

【図２】対象製品である電子回路装置の説明図、

【図３】本発明であるヒートブロックの説明図、

【図４】電子回路装置を入れるトレーの説明図、

【図５】本発明構成品である移載ブロックの説明図、

【図６】本発明のヒートブロックにより電子回路装置を
加熱する方法及び加熱上昇温度状態を示す説明図、

【図７】本発明の各部の位置関係を示す説明図、

【図８】本発明を用いて加熱する方法を工程順に示す説
明図、

【図９】本発明を用いて加熱する方法を工程順に示す説
明図、

【図１０】本発明を用いて加熱する方法を工程順に示す
説明図、

【図１１】従来方式を示す説明図、

【図１２】従来方式を示す説明図、

【図１３】従来方式を示す説明図、

【図１４】従来方式を示す説明図、

【図１５】従来方式を示す説明図。

【符号の説明】ａ …ヒートブロック、ｂ…電子回路装置、ｃ…トレー、
ｄ…移載ブロック、ｅ…保持台。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】二つの異なる材料あるいは部材をろう材で
   接合する電子回路装置の加熱方法において、電子回路装
   置が一ケずつ収納する溝多数個設けたトレーと、電子回
   路を真空吸着するための吸引用孔とハンドリング用スリ
   ットを形成し発熱体をもつ加熱ブロックと、真空吸引手
   段を持ち前記トレーの貫通孔と加熱体のスリットを通る
   様に形成し上下動する移載ブロックとを設けたことを特
   徴とする電子回路装置の加熱方法。