JPH06196516A - 半田塗布方法、半導体装置の製造方法およびスキージ - Google Patents

半田塗布方法、半導体装置の製造方法およびスキージ

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JPH06196516A
JPH06196516A JP15957193A JP15957193A JPH06196516A JP H06196516 A JPH06196516 A JP H06196516A JP 15957193 A JP15957193 A JP 15957193A JP 15957193 A JP15957193 A JP 15957193A JP H06196516 A JPH06196516 A JP H06196516A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 スキージを2段階押圧摺動することにより、
段差を持つメタルマスクで均一な半田塗布を行う。 【構成】 第1のマスク板(12)に対して段付けされ
た第2のマスク板(15)の第2の透孔(17)を通し
て半田(33)を印刷するに際し、先ず平坦な第1のス
キージ(30)により第1の透孔(14)内を半田で埋
め、次いでくし型の第2のスキージ(31)により第2
のマスク板(15)上の余分な半田(33)を除去す
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はクリーム半田を大面積に
且つ均一に塗布することができる半田の塗布方法とこれ
を用いた半導体装置の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】TV、HDTV等のビデオ出力回路をデ
ィスクリート部品で集積化したビデオパック(商品名)
なる半導体装置が本願出願人において商品化されている
(例えば、特開平4−112560号)。このような装
置は高周波高出力が求められるので、回路基板として低
誘電率のセラミック基板を用い、この表面に各チップ素
子と回路導体を形成し、全体をアルミダイキャスト製筐
体で気密封止するという手法が採られている。
【0003】しかしながら、アルミダイキャスト筐体は
コスト高であることから、筐体に代わって樹脂モールド
により封止する試みが始まっている。しかも組立ライン
の簡素化、IC組立技術との技術の共有化を図るため、
所謂パワーIC用の放熱板付リードフレームの延長線上
にあるようなものを利用することが考えられている。図
6にこの場合の構成を示す。リードフレームは、複数の
リード(1)を含む枠体(2)から成る第1の部材と、
板厚がリード(1)より厚い放熱板(3)から成る第2
の部材が別個に製造され、第1の部材に放熱板(3)か
ら成る第2の部材を4箇所の取付部(4)でカシメるこ
とにより一体化したものである。リード(1)の先端が
金属製の放熱板(3)の上を延在することから、両者の
間には0.5mm程の隙間が設けられて電気的絶縁が保
たれている。そして、表面に能動、受動素子とこれらを
接続する回路導体および外部接続用のパッドとをあらか
じめ形成したセラミック基板(5)を放熱板(3)上に
固定し、前記パッドとリード(1)とを金線(6)でワ
イヤボンドした後、図示一点鎖線(7)近傍の位置まで
の主要部を熱硬化性樹脂(8)で封止するものである。
【0004】この様な構成は、外部リードが個別に半田
付けするクリップ端子付リード等ではなくリードフレー
ムのリード(1)である点で従来の混成集積回路と構成
を異にする。また、放熱板(3)上に固定するのがシリ
コンチップではなく巨大なセラミック基板(5)である
点で従来のパワーICとは構成を異にする。そのため、
従来のIC組立技術では解決できない新たな問題点が発
生する。
【0005】新たな問題点の1つがセラミック基板
(5)の固着である。セラミック基板(5)の表面には
既にトランジスタチップがダイボンドされており、放熱
板(3)とセラミック基板(5)との接着はチップに悪
影響を与えない温度(約400度以下)で行わなければ
ならない。また、セラミック基板(5)は14×23m
mもの大面積を有し、しかも歪によって割れ易い材質で
あることから、接着剤は歪が少なく、且つ大面積に均等
に塗布できるものが必要になる。そこで、接着剤として
高融点のクリーム半田をメタルマスクを用いて塗布する
ことが検討されていた。メタルマスクは、透孔を有する
1枚の薄板であり、メタルマスクの透孔部分を放熱板
(3)の上に重ね合わせ、スキージを押圧摺動すること
によりメタルマスク上に供給したクリーム半田を透孔を
通して放熱板(3)表面に刷り込むものである。この技
術は、混成集積回路において多用されている技術であ
る。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た装置は前述したようにリードフレームを用いる点で混
成集積回路と構成を異にする。そのため、放熱板(3)
とリード(1)との段差によってメタルマスクを密着さ
せることができず、僅かながらメタルマスクと放熱板
(3)との間に隙間が生じるという欠点があった。隙間
が生じるとクリーム半田を均等塗布することが不可能と
なり、後の工程で支障をきたす。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は上述した従来の
欠点に鑑み成され、リードフレームのように段差を有す
るものに対しても均一に塗布することができる方法を提
供することを目的とし、段差を付した第1と第2のマス
ク板(12)(15)から成るメタルマスクを用いると
共に、第1のマスク板(12)上を摺動させる第1のス
キージ(30)と、第2のマスク板(15)上を摺動さ
せる第2のスキージ(31)とによって2段階に半田を
塗布することを骨子とする。
【0008】
【作用】本発明によれば、第1と第2のマスク板(3
0)(31)に段差を付けたことにより、リード(2
0)の段差を回避して第2のマスク板(15)を放熱板
(22)に密着させることができる。と同時に段差を持
つメタルマスクに対して、先ず平坦な第1のスキージ
(30)を押圧摺動することにより第1の透孔(14)
内を半田(33)で埋没し、次いで櫛歯状の第2のスキ
ージ(31)で第1の透孔(14)内の余分な半田(3
3)を除去するので、第2の透孔(17)を通してプリ
ントした半田(33)とメタルマスク上の半田(30)
とを確実に分離することができる。また、正確に安定し
た量の半田(33)を均一塗布できる。
【0009】
【実施例】以下に本発明の一実施例を図面を参照しなが
ら詳細に説明する。先ず図2〜図4を参照して、本願製
造方法で用いるメタルマスクは、全体として四角棒状の
アルミ合金から成る枠体(11)に板厚0.1〜0.3
mmのステンレス合金から成る第1のマスク板(12)
が溶接固定され、第1のマスク板(12)の中央付近に
は一定間隔で同じ大きさの透孔(13)が設けられる。
【0010】透孔(13)部分を拡大したのが図3と図
4である。図3と図4を参照して、第1のマスク板(1
2)には7.0×25.0mmの如き大きさの第1の透
孔(14)が設けられ、この第1の透孔(14)を塞ぐ
ようにして板厚0.2〜0.3mmのステンレス合金か
ら成る第2のマスク板(15)が環状のスペーサ(1
6)を介してスポット溶接により取付けられている。第
1のマスク板(12)と第2のマスク板(15)は水平
面が平行となるように固定され、スペーサ(16)によ
る両者の段差は0.8〜1.0mmである。第2のマス
ク板(15)の略中央には3.0×25.0mmの如き
第2の透孔(17)が設けられ、第2の透孔(17)が
半田を塗布するための実際のマスクパターンとなる。ス
ペーサ(16)の外周は11.0×29.0mmであ
る。
【0011】組立工程におけるリードフレームとメタル
マスクとの関係は以下の通りである図5を参照して、リ
ードフレームは1枚の板状材料からパンチング又はエッ
チング加工によりリード(20)と共に形成された枠体
(21)から成る第1の部材と、リード(20)より板
厚の厚い板状材料で形成した放熱板(22)から成る第
2の部材を有し、4箇所の取付部(23)でカシメるこ
とにより、放熱板(22)とリード(20)とが段差を
有するように第1の部材と第2の部材とを一体化したも
のである。枠体(21)は全体が一様の高さを持つこの
ようなリードフレームに位置合わせをしてメタルマスク
を重ねると、第2のマスク板(15)の裏面が放熱板
(22)表面に当接し、図6に示すように第1のマスク
板(15)はスペーサ(16)による段差によってリー
ド(20)より上に位置することになる。むろん、第1
のマスク板(12)と第2のマスク板(15)との段差
が放熱板(22)とリード(20)との段差より大とな
るように、そして位置合わせした時にスペーサ(16)
と第2のマスク板(15)がリード(20)又はリード
(20)以外の枠体(21)に重ならないようにその厚
みと大きさが設計されている。尚、(24)は作業台で
ある。このような設計により第1のマスク板(12)の
どの位置もリードフレームの枠体(21)に接すること
がないので、第2のマスク板(15)を放熱板(22)
の表面に均等に当接させることができる。
【0012】図7と図8は夫々本願で用いる第1と第2
のスキージを示すものである。第1のスキージ(30)
は厚さ10〜20mmの底面平坦なる硬質ゴムから成
り、メタルマスクの長辺方向の枠体(11)内に丁度納
まるような長さを有する。第2のスキージ(31)は板
厚0.5mmのステンレス鋼から成り、第1のスキージ
(30)と同様にメタルマスクの長辺方向の枠体(1
1)内に丁度納まるような長さを有し、且つルタルマス
クの第1の透孔(14)の短辺と段差に対応する幅と高
さの凸状部(32)を第1の透孔(14)の数と同じ数
だけ有する。(33)はスキージ本体を挾持固定する際
に用いるビス穴である。
【0013】そして、第1と第2のスキージ(30)
(31)を用いた本願の製造方法は以下の通りになる。
先ず図5と図6に示した状態でリードフレームの放熱板
(22)上にメタルマスクを重ね合わせ、第1のマスク
板(12)上にクリーム半田を供給する。図1(A)に
示すように、第1のマスク板(12)上を第1のスキー
ジ(30)で押圧摺動することにより第1のマスク板
(12)上のクリーム半田(33)を掻き取る。第1の
スキージ(30)にある程度の弾性を有するものの、段
差が大きければ第1の透孔(14)内の半田クリーム
(33)は除去できない。従って第1のスキージ(3
0)を摺動することにより第1の透孔(14)内に半田
クリーム(33)を埋め込むような工程になる。
【0014】次いで図1(B)に示すように、今度は第
2のスキージ(31)の凸状部(32)を第1の透孔
(14)内に挿入し、凸状部(32)先端を第2のマス
ク板(15)表面に当接せしめ、この状態で第2のスキ
ージ(31)を押圧摺動することにより第1の透孔(1
4)内に残った余分な半田クリーム(33)を除去す
る。
【0015】その後メタルマスクを除去することによ
り、放熱板(22)上に第2の透孔(17)の大きさと
第2のマスク板(15)の厚みに応じた量の半田クリー
ム(33)が印刷される。この様に印刷した半田クリー
ム(33)は、第2のスキージ(31)の摺動によって
メタルマスク上の半田クリーム(33)と完全に分離さ
れた状態となるから、メタルマスクを取外す際に半田残
りによって膜厚が異るようなことが無く、全面に一様な
膜厚で塗布できるものである。従って、図9と図10に
示すような放熱板(3)上へのセラミック基板(5)の
接着工程に支障をきたすことがなく、半田クリーム(3
3)が均一塗布されているので、セラミック基板(5)
の割れ等も発生しないで済む。
【0016】尚、弾性を増した第1のスキージ(30)
のみで処理しようとすると、図11に示すように第2の
透孔(17)内の半田クリーム(33)は中央部がやや
凹んだ形状になり、供給量が安定しない。本願は第2の
スキージ(31)の凸状部(32)の水平部分が第2の
マスク板(15)の表面を摺動するので、半田クリーム
(33)の表面も水平となり、供給量が安定する。
【0017】更に本発明の製造方法において、第2のマ
スク板(15)と被塗布物である放熱板(22)との間
隔を零とし、メタルマスク本体を機械的に持ち上げるこ
とで第2のマスク板(15)から半田(33)を抜く
と、半田(33)の印刷パターンを精度良く仕上げるこ
とができる。一般にメタルマスクを用いた印刷において
は、メタルマスクと被塗布物との間に間隔を設けるのが
普通である。そして図12に示すようにマスク板(4
0)と被印刷体(41)とが接触するようにスキージ
(42)で押圧摺動させ、マスク板(40)の復元力
(テンション)によりマスク穴からインクを抜くもので
ある。ところが本発明でのメタルマスクは、第1と第2
のマスク板(12)(15)を有することから従来のよ
うな高いテンションを求めることはできない。そのため
間隔を設けた状態で半田クリーム(33)を塗布する
と、第2の透孔(17)から第2のマスク板(15)の
裏面にまで半田クリーム(33)が廻り込んでしまう。
そこで本願では、両者の間隔を零とすることにより前記
半田クリーム(33)の廻り込みを防ぐものである。
【0018】
【発明の効果】以上に説明した通り、本発明によれば第
1と第2のスキージ(30)(31)で2段階の半田塗
布を行うので、第1の透孔(14)内に段差を有するよ
うなメタルマスクでも半田(33)を均一塗布できる利
点を有する。そして、段差付のメタルマスクを利用し第
1と第2のスキージ(30)(31)で2段階塗布を行
うことにより、放熱板(22)とリード(20)とで段
差を有するようなリードフレームに対しても放熱板(2
2)上に均一に半田クリームを塗布できる。よって、大
面積のセラミック基板(5)を割れ、欠けがないように
歩留り良く組立てることができる利点を有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を説明するための断面図である。
【図2】メタルマスクを示す斜視図である。
【図3】メタルマスクの要部を示す斜視断面図である。
【図4】メタルマスクの要部を示す平面図である。
【図5】メタルマスクを重ねた状態を示す平面図であ
る。
【図6】メタルマスクを重ねた状態を示す断面図であ
る。
【図7】第1のスキージを示す斜視図である。
【図8】第2のスキージを示す斜視図である。
【図9】半導体装置を示す平面図である。
【図10】半導体装置を示す断面図である。
【図11】半田の塗布状態を説明するための断面図であ
る。
【図12】従来のスクリーン印刷技術を説明するための
断面図である。

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 第1の透孔を設けた第1のマスク板、前
    記第1のマスク板とは段差を持つように前記第1の透孔
    を塞ぐ第2のマスク板、および前記第2のマスク板に設
    けた第2の透孔とを具備するメタルマスクを被塗布物の
    上に重ね、 第1のスキージを摺動することにより前記第1の透孔内
    を半田で埋没せしめ、 第2のスキージを摺動することにより前記第1の透孔内
    の余分な半田を除去して、 前記被塗布物の上に前記第2の透孔を通して半田材料を
    塗布することを特徴とするメタルマスクによる半田塗布
    方法。
  2. 【請求項2】 リードの先端が空間を隔てて放熱板に重
    畳するリードフレームの放熱板上に半田を塗布するに際
    し、 第1の透孔を設けた第1のマスク板、前記第1のマスク
    板とは段差を持つように前記第1の透孔を塞ぐ第2のマ
    スク板、および前記第2のマスク板に設けた第2の透孔
    とを具備するメタルマスクを前記放熱板の上に重ね、 この状態で前記第2のマスク板は前記リードを回避して
    前記放熱板表面に当接しており、 第1のスキージを摺動することにより前記第1の透孔内
    を半田で埋没せしめ、 第2のスキージを摺動することにより前記第1の透孔内
    の余分な半田を除去して、 前記放熱板の上に前記第2の透孔を通して半田材料を塗
    布することを特徴とする半導体装置の製造方法。
  3. 【請求項3】 前記第1のスキージが硬質ゴムから成る
    ことを特徴とする請求項1又は2記載の半田塗布方法又
    は半導体装置の製造方法。
  4. 【請求項4】 前記第2のスキージが前記第1の透孔の
    大きさと前記第2のマスク板との段差に合致するような
    突出部を有するものであることを特徴とする請求項1又
    は2記載の半田塗布方法又は半導体装置の製造方法。
  5. 【請求項5】 前記第2のマスク板と前記被塗布物とを
    密着させた状態で半田塗布を行うことを特徴とする請求
    項1又は2記載の半田塗布方法又は半導体装置の製造方
    法。
  6. 【請求項6】 櫛歯状の突出部を有することを特徴とす
    るスキージ。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2007510306A (ja) * 2003-10-28 2007-04-19 ダウ・コーニング・コーポレイション 平坦な上面を有するパッドの製造方法
JP2011224790A (ja) * 2010-04-15 2011-11-10 Panasonic Corp マスクのクリーニング装置、半田印刷機及びマスクのクリーニング方法
JPWO2021149286A1 (ja) * 2020-01-22 2021-07-29

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