JPH08293525A - リード付き基板の接合方法 - Google Patents

リード付き基板の接合方法

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JPH08293525A
JPH08293525A JP7248114A JP24811495A JPH08293525A JP H08293525 A JPH08293525 A JP H08293525A JP 7248114 A JP7248114 A JP 7248114A JP 24811495 A JP24811495 A JP 24811495A JP H08293525 A JPH08293525 A JP H08293525A
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斉 北野
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 金バンプの形成や、金メッキ、錫メッキ厚の
厚膜化を行なわないで、複数のリードと基板に設けた回
路とを未接合がない状態で均一に一括接合する。 【解決手段】 可曲性を有する基板1上に形成された回
路2と配列した複数のリード3とを加熱圧着する。接合
に当たり、基板1を加熱ツール7の押圧面4に倣うよう
に変形させて接合する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、樹脂封止型半導体
装置における半導体搭載基板へのリードの接合方法に関
するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、特開平2ー126647号公報に
より半導体素子のアルミニウム電極とTAB用フィルム
キャリアのリードとの間にバンプが存在する状態にてボ
ンディングツール先端のチップ部で熱圧着するボンディ
ング装置において、ボンディングツールのチップ部を複
数に分割することにより熱膨張によるチップ部の反りを
低減し、一辺を一括に接合する方法が提案されている。
【0003】しかしながら、チップ部を取付ける基台そ
のものの熱変形や個々のチップ内での熱変形の問題があ
り、金バンプあるいは金、錫の厚メッキと併用しないと
完全な問題の解決にならない。そして、上記のように金
バンプあるいは金、錫のメッキ厚の厚膜化を行うことで
高さばらつきを吸収することができるが、金バンプを行
うものは金メッキの膜厚が厚くなってコスト高となると
いう問題があり、一方、リード側にメッキする錫メッキ
の厚膜化をはかると錫リッチの化合物層により接合され
るため、接合強度が低下するという問題がある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上記金バンプの形成、
金メッキ、錫メッキ厚の厚膜化を行わないで、基板上に
形成された回路とリードとを共晶反応により接合するこ
とが考えられる。この場合、リード3の上から加熱ツー
ル7により加圧し、リード3を通して熱を基板1の回路
とリード3の界面(以下接合界面と称する)へ伝えるこ
とにより接合される。しかしながら、このように金バン
プの形成、金メッキ、錫メッキ厚の厚膜化を行わない
で、基板1上に形成された回路とリード3とを共晶反応
により接合する場合、複数のリード3と基板1に設けた
回路とを一括して接合しようとすると、接合前において
図49(a)のように押圧面4が平坦面であった加熱ツ
ール7が接合時には熱膨張のため図49(b)のように
下方に凸となるように反って、図49(c)のように基
板1の両端部においてリード3と加熱ツール7とが接触
されない部分ができる。また、加熱ツール7の押圧面4
が接合時に平坦であっても、図50のように基板1の厚
みばらつき等によりリード3と基板1上に形成された回
路2とが接触されない部分ができる。その結果、熱がリ
ード3を通して接合界面に伝わらず、接合されない部分
が生じるという問題が発生する。
【0005】本発明は上記の従来例の問題点に鑑みて発
明したものであって、その目的とするところは、金バン
プの形成や、金メッキ、錫メッキのメッキ厚の厚膜化を
行わないで、複数のリードと基板に設けた回路とを未接
合がない状態で均一に一括接合できるリード付き基板の
接合方法を提供するにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記従来の問題点を解決
して本発明の目的を達成するために、本発明のリード付
き基板の接合方法は、可曲性を有する基板1上に形成さ
れた回路2と配列した複数のリード3とを加熱圧着する
に当たり、基板1を加熱ツール7の押圧面4に倣うよう
に変形させて接合することを特徴とするものである。
【0007】そして、基板1の加圧部分のみを基板1が
加熱ツール7の押圧面4に倣うように変形自在に支持し
たり、また、基板1を弾性体により形成した基板下受け
5により支持したり、また、基板1を加熱ツール7の押
圧面4に倣うように変形させて接合する際に弾性体で形
成した基板下受け5の圧縮量を均一にするための手段を
設けたり、また、基板1と基板下受け5との間に断熱材
8を介在したりすることも好ましい。更に、基板下受け
5として剛性体を用いたり、流動体を用いたり、バイメ
タルを用いたりすることも好ましい。また、基板1の下
方にそれぞれ独立して上下方向に可変するアクチュエー
タ9を配置し、そのアクチュエータ9により基板1を可
変させて基板1を加熱ツール7の押圧面4に倣うように
変形させることも好ましい。また、基板1下方からリー
ド3一本一本を加熱ツール7の押圧面4に押し上げるこ
とも好ましい。また、センサー10により加圧補正量を
検出して、加圧補正量に基づいて加圧力を制御すること
も好ましい。更に、基板1側にクッション層31を設
け、基板1自身で加熱ツール7の押圧面4に倣うように
変形させたりすることも好ましい。
【0008】また、基板1上に形成された回路2と配列
した複数のリード3とを加熱圧着するに当たり、加熱時
に加熱ツール7の押圧面4全面が、該加熱ツール7で押
圧される該当する列に含まれる全てのリード3に均一に
当たるように変形して加圧することを特徴とするもので
あってもよい。そして、加熱ツール7を回転自在に支持
し、加熱ツール7の加圧をアクチュエータ9によって補
正するようにしたり、あるいは、加熱ツール7の押圧面
4を凹状にしたり、あるいは、加熱ツール7をリニアガ
イドで配列方向に支持し、この支持を加熱時にフリーと
なるようにすることも好ましい。
【0009】また、基板1上に形成された回路2と配列
した複数のリード3とを加熱圧着するに当たり、加熱時
に加熱ツール7の押圧面4全面が、該加熱ツール7で押
圧される該当する列に含まれる全てのリード3に均一に
当たるように、加熱ツール7の中央部に膨張吸収穴11
を設けて加熱時に押圧面が凸状に変形するのを抑えて加
圧することを特徴とするものであってもよい。
【0010】また、基板1上に形成された回路2と配列
した複数のリード3とを加熱圧着するに当たり、加熱時
に加熱ツール7の押圧面4全面が、該加熱ツール7で押
圧される該当する列に含まれる全てのリード3に均一に
当たるように、加熱ツール7の押圧面4の中央部と両端
部とで温度差を生じさせて加熱時に押圧面が凸状に変形
するのを抑えて加圧することを特徴とするものであって
もよい。
【0011】そして、加熱ツール7の押圧面4の中央部
の温度を計測し、この中央部の計測温度をフィードバッ
クして指令温度と比較して指令温度になるように加熱す
ることも好ましい。また、基板1を支持する基板受台の
基板1に接する面を弾性体とすることも好ましい。
【0012】また、予め基板1を加熱ツール7の押圧面
4に倣うように変形させることも好ましい。また、接合
用の加熱ツール7を用いて基板1を基板樹脂のガラス転
移温度付近で加圧して基板1を加熱ツール7の押圧面4
に倣うように変形させた後に接合することも好ましい。
【0013】また、接合用の加熱ツール7を用いて基板
1を基板樹脂のガラス転移温度付近で加圧して基板1を
加熱ツール7の押圧面4に倣うように変形させる際の加
圧力を接合時の加圧力よりも高くすることも好ましい。
また、基板1上に形成された回路と配列した複数のリー
ド3とを加熱圧着するに当たり、加熱ツール7とリード
3との間に熱伝導性の良いクッション材を介在して基板
1上に形成された全ての回路とそれに対応する全てのリ
ード3を均一に接触させて接合することを特徴とするも
のであってもよい。
【0014】そして、クッション材にフラックス等の接
合促進剤を含有することも好ましい。また、基板1上に
形成された回路と配列した複数のリード3とを加熱圧着
するに当たり、リード3を塑性変形させることにより基
板1上に形成された全ての回路とそれに対応する全ての
リード3を均一に接触させて接合することを特徴とする
ものであってもよい。
【0015】そして、加熱ツール7のリード3との接触
面を鋭角化し、加熱ツール7をリード3に食い込ませる
ことによりリード3を塑性変形するようにしたり、ある
いは、リード3の厚み方向の一部に他の部分に比べて塑
性変形しやすい塑性変形可能部を設けることによりリー
ド3を塑性変形することも好ましい。そして、上記した
いずれの方法においても、加熱ツール7の熱が複数のリ
ード3を通して各リード3と基板1に形成された回路2
との接合界面に伝わって、金バンプの形成、金メッキ、
錫メッキの膜厚の厚膜化を行うことなく、複数のリード
3と基板1に形成された回路2とを未接合部無く均一に
一括して接合することができることになる。
【0016】
【発明の実施の形態】以下本発明を実施形態に基づいて
詳述する。半導体搭載用の基板1は図2(a)(b)に
示すように、表面の周端部には基板1の各辺に沿ってリ
ード3と接合するための回路2が複数並んで形成してあ
り、該複数の回路2は基板1に搭載される半導体チップ
15とワイヤ16等により接続されるものであり、複数
の回路2の端部にはそれぞれリード3が接続される。そ
して、上記半導体チップ15を搭載し、リード3を接続
した基板1は図2(c)のように全体を樹脂17により
封止してある。ここで、リード3には錫メッキが施して
あり、銅よりなる回路2にはニッケル、金メッキが施し
てあり、リード3と基板1上に形成した回路2とを接合
するには、図3に示すように、チタンやモリブデン等で
形成された加熱ツール7によりリード3と回路2とを加
熱圧着してAuーSn共晶により接合するものである。
図3(d)において70はシリンダー装置であって、シ
リンダー装置70のロッド32の先端部に加熱ツール7
が装着してあって、シリンダー装置70を作動すること
で加熱ツール7が上下移動するようになっている。また
71はトランス、72は導電部であり、加熱ツール7内
にヒータが設けてあって通電することで加熱されるよう
になっている。そして、本発明においては、上記リード
3と基板1上に形成した回路2とを加熱ツール7により
接合する際、数10〜数100本のリード3と回路2と
を一括で接合するのであるが、この場合、上記のように
加熱ツール7で複数のリード3と回路2とを接合する際
に均一に接合するための技術に本発明の特徴がある。な
お、以下に示す各実施形態では共晶接合の例としてAu
ーSn共晶接合の例を示しているが、AuーSn共晶接
合にのみ限定されないのは勿論である。
【0017】図1には本発明の一実施形態が示してあ
る。図1において5は可曲性を有する基板1の下面側を
支持するための基板下受けであり、基板下受け5の上方
位置に加熱ツール7が対向して配置してある。ここで、
基板下受け5乃至加熱ツール7の少なくとも一方が上下
方向に移動自在となっており、実施形態では加熱ツール
7が上下移動自在となっている。この実施形態では基板
下受け5は基板1の端部のみを受けるようになってお
り、このため、基板下受け5の上面部に基板1の端部の
みを支持するための突状支持部80が設けてある。しか
して、図1(a)のように、基板下受け5の上面に設け
た突状支持部80の上に可曲性のある基板1の両端部を
支持させる。この場合、接合しようとする複数のリード
3の列と直交する方向の基板1の両端部を突状支持部8
0に載置して支持させる。その後、加熱ツール7を下降
させて加熱ツール7の下面の押圧面4により並列した複
数のリード3を並列した複数の回路2に加熱圧着する。
加熱ツール7により加熱圧着する際、加熱ツール7は熱
膨張により下方に凸となるように変形するが(つまり押
圧面4が下方に凸となるように変形するが)、本実施形
態においては、基板1の端部のみが基板下受け5の突状
支持部80に支持してあるので、加熱ツール7の押圧面
4の熱による変形に倣って可曲性のある基板1が図1
(b)のように変形し、このことにより加熱ツール7の
押圧面4が複数のリード3に当たって、複数のリード3
をそれぞれ対応する複数の回路2に押し当て、加熱ツー
ル7の熱が複数のリード3を通して各リード3と基板1
に形成された回路2との接合界面に伝わり、各リード3
にメッキされた錫と各回路2にメッキされた金とがAu
ーSn共晶合金となって溶融し、各リード3とこれに対
応する各回路2とが未接合部無く均一に一括して接合さ
れることになる。なお、AuーSn共晶合金の接合条件
としては、例えば、加熱温度(加熱ツール7の接触部分
の温度)が350℃、加熱のための通電時間(温度保持
時間)が2sec、加圧が150gF/リードである。
この実施形態において、基板下受け5をゴムのような弾
性体により形成してもよい。また、この場合、突状支持
部80を含む基板下受け5の全体を弾性体としてもよ
く、あるいは、基板下受け5の上面の突状支持部80の
みを弾性体としてもよく、あるいは突状支持部80は剛
体とし、突状支持部80を除く基板下受け5の本体部分
のみを弾性体としてもよい。いずれにしろ基板下受け5
を弾性体とすることで、より確実に基板1を加熱ツール
7の押圧面4の変形に倣わせることができる。
【0018】図4、図5には本発明の他の実施形態が示
してある。この実施形態においては、基板下受け5によ
り基板1の加圧部分のみを基板1が加熱ツール7の押圧
面4に倣うように変形自在に支持するようになってい
る。つまり、図4に示すように、隙間を介して対向配置
したゴムのような弾性体よりなる基板下受け5に基板1
の両端部を載置して支持させる。この場合、接合しよう
とする複数のリード3の列と平行な基板1の両端部をそ
れぞれ対向配置した基板下受け5の上に載置するのであ
る。そして、加熱ツール7の下面の押圧面4により並列
した複数のリード3を並列した複数の回路2に加熱圧着
する。加熱ツール7により加熱圧着する際、加熱ツール
7は熱膨張により下方に凸となるように変形するが(つ
まり押圧面4が下方に凸となるように変形するが)、本
実施形態においては、基板1の端部のみが弾性体よりな
る基板下受け5により支持してあるので、図4(a)の
ように加熱ツール7の押圧面4が下方に凸に変形して
も、弾性体よりなる基板下受け5が押圧面4の変形に倣
って変形し、これに伴い基板1も弾性体よりなる基板下
受け5に端部を支持された状態で押圧面4の変形に倣っ
て変形し、加熱ツール7の熱が複数のリード3を通して
各リード3と基板1に形成された回路2との接合界面に
伝わり、各リード3とこれに対応する各回路2とが未接
合部無く均一に一括して接合されることになる。ここ
で、図6(a)のように基板1の下面全体を弾性体より
なる基板下受け5で支持することも考えられるが、この
場合、基板1の非加圧部(図においてイで示す部分)も
弾性体よりなる基板下受け5で支持されており、このた
め、図6(b)のように加熱ツール7で加熱加圧した場
合、図6(b)のロで示す部分である加圧部の直下では
基板下受け5が下降するが、非加圧部の直下では基板下
受け5が下降せず、このため、基板1が加圧部と非加圧
部との境界で反り、接合界面で十分な接触が得られず、
接合不良が発生するおそれがあるが、図5(a)に示す
実施形態のように基板下受け5により基板1の加圧部分
のみを基板1が加熱ツール7の押圧面4に倣うように変
形自在に支持することで、図5(b)のように加熱ツー
ル7で加熱加圧した場合、基板1がロで示す加圧部とイ
で示す非加圧部との境界で反ることが無く、接合界面で
十分な接触が得られ、確実に接合されることになる。
【0019】なお、上記図1乃至図6に示す各例におい
て基板下受け5をゴム等の弾性体により形成する場合、
図7に示すように、弾性体よりなる基板下受け5を剛体
よりなる基板受台6により支持するようにしてもよい。
図7(a)は接合前の状態を示し、図7(b)は接合時
の状態を示している。図8、図9には本発明の他の実施
形態が示してある。この実施形態は、基板1を加熱ツー
ル7の押圧面4に倣うように変形させて接合する際に弾
性体で形成した基板下受け5の圧縮量を均一にするため
の手段を設けたものである。基板1を加熱ツール7の押
圧面4に倣うように変形させて接合するものにおいて、
基板1の下面を支持する基板下受け5をゴム等の弾性体
により形成した場合、図8(b)に示すように基板下受
け5が押圧面4の変形に倣って変形するが、この際、ハ
で示す部分は加圧量が大きくなり、ニで示す部分が加圧
量が小さくなり、このため、複数のリード3を回路2に
一括して接合する際、各部において加圧量が変化してリ
ード3の接合強度が変化し、接合強度が部分的にばらつ
くが、図8(a)のようにゴム等の弾性体よりなる基板
下受け5を支持する基板受台6の上面部に両端部に傾斜
面20を有する凹状溝21を形成し、基板下受け5の下
面の形状を該凹状溝21に合致する形状とすることで、
図8(a)のように加熱ツール7により加熱加圧する
際、弾性体よりなる基板下受け5が押圧面4の変形に倣
って変形するが、この場合、基板下受け5の加圧量が各
部においてほぼ均一にできることになる。
【0020】図9に示すものは弾性体よりなる基板下受
け5の両端部の図8(b)においてニで示す加圧量が小
の部分に基板1と基板下受け5との間にフィルム状物2
2を介在した実施形態が示してある。この実施形態で
は、図9に示すように加熱ツール7により加熱加圧する
際、弾性体よりなる基板下受け5が押圧面4の変形に倣
って変形するが、この場合、両端部に介在したフィルム
状物22が基板下受け5の上面部に食い込み、全体とし
て基板下受け5の加圧量を各部においてほぼ均一にでき
ることになる。
【0021】図10には本発明の更に他の実施形態が示
してある。この実施形態においては、弾性体よりなる基
板下受け5としてゴムを用いた場合、ゴム製の基板下受
け5と基板1との間に断熱材8を介在したものである。
すなわち、通常ゴムは耐熱温度が低いために、基板1を
通しての伝導熱により熱影響を受けるので、この熱影響
が基板下受け5におよばないようにゴム製の基板下受け
5と基板1との間に断熱材8を介在するのである。実施
形態においては、ゴム製の基板下受け5の上面に耐熱性
があり、且つ断熱性があり、且つ変形しやすいポリイミ
ドフィルム等の樹脂フィルムよりなる断熱材8を貼って
ある。なお、断熱材8としては上記の実施形態のものに
のみ限定されない。
【0022】図11、図12には本発明の更に他の実施
形態が示してある。この実施形態では基板下受け5とし
て剛性体を用いた例が示してある。図11においては、
加熱ツール7の押圧面4の変形に倣って基板1が変形す
る形状にあらかじめ剛性体よりなる基板下受け5の上面
を加工してくぼみ25を設けておき、図11(a)のよ
うにくぼみ25の両端縁部に基板1の両端部を支持さ
せ、この状態で図11(b)のように加熱ツール7によ
り加熱押圧するのである。この場合、加熱ツール7の押
圧面4が熱により変形するが、この押圧面4の変形に倣
って基板1がくぼみ25の底に沿って変形し、このこと
により加熱ツール7の押圧面4が複数のリード3に当た
って、複数のリード3をそれぞれ対応する複数の回路2
に押し当て、加熱ツール7の熱が複数のリード3を通し
て各リード3と基板1に形成された回路2との接合界面
に伝わり、各リード3とこれに対応する各回路2とが未
接合部無く均一に一括して接合されることになる。
【0023】図12においては、基板下受け5の本体5
aにばね材5b等により支持した剛性体よりなる上面が
傾斜した複数の受け部材5cを設け、該受け部材5cの
上面で基板1を支持し、この状態で図12のように加熱
ツール7の押圧面4により加熱押圧するのであるが、こ
の場合、加熱ツール7の押圧面4が熱により変形し、こ
の押圧面4の変形に倣って基板1が変形するものであ
る。ここで、ばね材5b材等による受け部材5cの支持
高さを調整し、加熱圧着時における加熱ツール7の押圧
面4の反り面に基板1が倣うようにしてもよい。
【0024】図13、図14には本発明の更に他の実施
形態が示してある。この実施形態においては、基板下受
け5として流動体5dを用いた例を示している。すなわ
ち図13に示す実施形態では基板1の下方からエアー、
水、油等の流動体5dを吹き付け、その圧により基板1
を加熱ツール7の押圧面4の反りに倣わせるようにして
いる。
【0025】また、図14に示す実施形態においては、
エアー、水、油等の流動体5dを封じ込めた変形自在の
容器5eを基板下受け5としたものであり、この流動体
5dを封じ込めた変形自在の容器5eの上面に基板1を
載置した状態で、図14に示すように加熱ツール7の押
圧面4により加熱押圧するのである。この場合、加熱ツ
ール7の押圧面4が熱により変形するが、流動体5dを
封じ込めた変形自在の容器5eの上面部が押圧面4に倣
って変形し、このことにより基板1も押圧面4に倣って
変形し、接合領域全域にわたって均一に加圧することが
できて複数のリード3が均一な接合強度で接合されるこ
とになる。
【0026】図15には本発明の更に他の実施形態が示
してある。この実施形態では、基板1の下方にそれぞれ
独立して上下方向に可変するアクチュエータ9を配置
し、アクチュエータ9により基板1を加熱ツール7の押
圧面4の変形に倣うように変形させるものである。それ
ぞれ独立して上下方向に可変するアクチュエータ9を押
し上げる手段としてはエアー、水、油、ばね、磁石等が
考えられる。アクチュエータ9の配置場所は図15に示
す実施形態のように基板1の下部全体にのみ限るもので
はなく、基板1の下部の一部の下方に配置してあっても
よい。本実施形態のように各アクチュエータ9ごと独立
して上下方向に可変する構成とすることで、アクチュエ
ータ9ごとに押し上げ量が制御できるため、接合領域全
域にわたって均一に加圧することができるものである。
【0027】図16には基板下受け5をバイメタル5f
とした例が示してある。すなわち、加熱ツール7で加熱
押圧した際、基板1を通過した熱により加熱ツール7の
押圧面4の変形に合わせて変形するようなバイメタル5
fを基板下受け5として用い、加熱ツール7による加熱
加圧時の押圧面4の変形に倣ってバイメタル5fを変形
させることで基板1を押圧面4の変形に倣わせるもので
ある。
【0028】図17、図18においては、基板1下方か
らリード3一本一本を加熱ツール7の押圧面4に押し上
げることで、基板1を加熱ツール7の押圧面4に倣うよ
うに変形させて接合するものである。すなわち図17に
おいては、ローラ28を基板1の下方に配置し、該ロー
ラ28で基板1を矢印ホ方向に押して基板1を加熱ツー
ル7の押圧面4に押し付けながらローラ28を矢印ヘ方
向に移動させ、複数のリード3を一本一本加熱ツール7
の押圧面に確実に押圧させるものであり、このことによ
り接合領域全域にわたり加圧分布が均一になり、均一な
接合強度を得ることができ、また、複数のリード3を均
一に一括接合することができるものである。
【0029】また、図18においては、下部にばね等の
弾性体29aをそなえた細い棒29bを基板1の下方に
配置し、全リード3の下部を基板1を介して各細い棒2
9bで押し上げることで基板1を加熱ツール7の押圧面
4の変形に倣わせ、同時に複数のリード3を一本一本加
熱ツール7の押圧面に確実に押圧させるものであり、こ
のことにより接合領域全域にわたり加圧分布が均一にな
り、均一な接合強度を得ることができ、また、複数のリ
ード3を均一に一括接合することができるものである。
【0030】ところで、前述の各実施形態において、温
度や圧力や変位等を検出するセンサー10により加圧補
正量を検出して、加圧補正量をフィードバックして加圧
力を制御するようにしてもよい。図19にはその一例が
示してある。図19においては、図15に示した基板1
の下方にそれぞれ独立して上下方向に可変するアクチュ
エータ9を配置し、アクチュエータ9により基板1を加
熱ツール7の押圧面4の変形に倣うように変形させるも
のにおいて、各アクチュエータ9の先端に圧力検知のた
めのセンサー10を設け、各アクチュエータ9の先端の
センサー10で圧力を検知し、この圧力を制御部にフィ
ードバックし、全体の加圧が均一になるように各アクチ
ュエータ9の押し上げ量を制御するようになっている。
図20には本実施形態において各アクチュエータ9によ
る加圧制御のフロー図が示してあり、このフロー図にお
いては一例としてaで示すセンサー10を設けたアクチ
ュエータ9の制御例が示してある。すなわち、加圧を開
始し、aで示すセンサー10で圧力を検知し、Pa<P
の場合にはアクチュエータ9を伸ばすように制御し、P
a>Pの場合にはアクチュエータ9を縮めるように制御
するものであり(ここでPaはaで示すセンサーで検知
した圧力、Pはaで示すセンサーで検出すべき設計上の
所定値)、これを加圧が終了するまで繰り返す。これは
加圧している間に温度変化等により条件の変化が起こり
得るので、その対応として加圧が終了するまで圧力を検
出し、その値の適否を繰り返しチェックするものであ
る。このことにより接合領域全域にわたり適切な加圧力
を与えることができる。
【0031】図21にはセンサー10を設ける他の例が
示してある。図21においては、図16に示した基板下
受け5をバイメタル5fとしたものにおいて、圧力検知
のためのセンサー10をバイメタル5fの上面部に複数
設け、また、バイメタル5fの下面側にヒータ30を複
数配置したものであり、加熱ツール7による加熱押圧時
にバイメタル5fが変形するが、この際、センサー10
により圧力を検知し、この圧力を制御部にフィードバッ
クして全体の加圧が均一となるようにバイメタル5f全
体の反り量が一定となるようにヒータ30を制御するよ
うになっている。図22には本実施形態においてバイメ
タル5fを加熱するヒータ30の温度制御のフロー図が
示してある。本実施形態においてはヒータ30は、ヒー
タ温度1、ヒータ温度2、ヒータ温度3の3段階に制御
されるようになっている(ここでヒータ温度1:低、ヒ
ータ温度2:中、ヒータ温度3:高)である。しかし
て、加圧を開始し、ヒータ30を加熱すると、まずヒー
タ温度2にヒータ30が制御される。次に、図21の
a、b、c、d、eの各センサー10により圧力を検出
し、(a+e)/2<(b+c+d)/3の場合にはヒ
ータ温度3となるようにヒータ30が制御され、(a+
e)/2>(b+c+d)/3の場合にはヒータ温度1
となるようにヒータ30が制御され、これを加圧が終了
するまで繰り返す。これは加圧している間に温度変化等
により条件の変化が起こり得るので、その対応として加
圧が終了するまで圧力を検出し、その値の適否を繰り返
しチェックするものでこのことにより接合領域全域にわ
たり適切な加圧力を与えることができる。
【0032】図23には本発明の更に他の実施形態が示
してある。この実施形態においては、基板1にクッショ
ン層31を設け、基板1自身で加熱ツール7の押圧面4
に倣うようにしている。すなわち、基板1にはクッショ
ン層31が設けてあり、図23(a)の接合前の状態か
ら加熱ツール7により加熱押圧すると、図23(b)の
ようにクッション層31の存在により、加熱ツール7の
押圧面4の熱による変形に倣って基板1が変形し、複数
のリード3を均一に一括接合することができるものであ
る。ここで、図23の実施形態では基板1の中間部分に
クッション層31を作成している例を示しているが、回
路2の直下やあるいは基板1の最下部にクッション層3
1を作成してもよいものである。また、クッション層3
1としてはゴムに限らず、その他の弾性体あるいは加熱
ツール7の反りが吸収できるものであればよい。そし
て、この実施形態では加熱ツール7の押圧面4の変形を
基板1自身で倣うため、基板1を押圧面4に倣うように
変形させるための特別な基板下受け機構が不要となる。
【0033】上記した各実施形態では、加熱ツール7の
押圧面4の加熱時における熱による変形に対して基板1
側または基板1を支持する基板下受け5側を加熱ツール
7の押圧面4の変形に倣うようにした例を示したが、加
熱ツール7側において押圧面4の熱による変形対策を施
して複数のリード3を一括して均一に接合するようにし
てもよい。以下この実施形態につき説明する。
【0034】図24、図25に示す実施形態において
は、シリンダー装置70のロッド32から突出した突片
33に回転軸34により加熱ツール7の中央部を回転自
在に支持し、更に、加熱ツール7の上部の両側をそれぞ
れシリンダー装置70のロッド32とアクチュエータ3
5a,35bにより接続し、アクチュエータ35a、3
5bの動作により加熱ツール7を回動させるようにして
ある。ここで、加熱時においてアクチュエータ35a、
35bは図25に示すように交互に変位させるものであ
る。しかして、加熱ツール7で加熱加圧する際、加熱ツ
ール7の押圧面4が熱により凸状に沿って変形するが、
この加熱加圧時にアクチュエータ35a、35bを作動
して図25のように交互に変位させて加熱ツール7を回
転運動させることで両端のリード3の加圧不足を補い、
両端のリード3も確実に加圧し、このことにより列に含
まれる全てのリード3を均一に接合するものである。
【0035】ここで、アクチュエータ35a、35bに
よる加圧補正量を温度や圧力や変位を検出するセンサー
36で検出してフィードバック制御するようにしてもよ
い。図26に示す実施形態では基板受台6に圧力を検出
するセンサー36を複数箇所に設け(図26ではa、
b、cの3つのセンサー36を両端部と中央部とに設
け)てある。図26において90はA/D変換器、91
はCPU、92はD/A変換器、93は増幅器である。
そして、図27に示すようなフロー図に従って加熱ツー
ル7によって加熱加圧動作をするものである。すなわ
ち、加熱ツール7を加熱するまではアクチュエータ35
a、35bの変位を等しくしておく。そして、加熱を開
始し、次にb位置のセンサー36により加圧力を測定し
て記憶する。次に、a位置のセンサー36の測定値が、
記憶したb位置のセンサー36の測定値と等しくなるよ
うにアクチュエータ35aを伸ばす(この時同時にアク
チュエータ35bを縮める)。次に、c位置のセンサー
36の測定値が、記憶したb位置のセンサー36の測定
値と等しくなるようにアクチュエータ35bを伸ばす
(この時同時にアクチュエータ35aを縮める)。この
ようにして両端部のリード3も確実に加圧するのであ
る。そして、加熱を終了し、アクチュエータ35a、3
5bの変位を等しくするものである。しかして、上記の
ように加熱時にセンサー36の値に基づいて加熱ツール
7を回転運動させることで、押圧面4の中央と両端の加
圧を等しくし、列に含まれる全てのリード3を均一に接
合するものである。
【0036】上記実施形態ではセンサー36として圧力
センサーを用いている例を示しているが、温度センサー
を用いて両端のリード3にも確実に入熱されるようにア
クチュエータ35a、35bを駆動してもよい。また、
基板受台の基板受面を弾性体(ゴム等)として、その変
位量を測定してフィードバックしてもよい。また、セン
サー36は加熱ツール7側に配置してもよい。
【0037】図28には本発明の他の実施形態が示して
ある。この実施形態においては、加熱ツール7の押圧面
4を加熱時に熱膨張して変形することでフラットになる
ように非加熱状態ではあらかじめ凹状として凹所85を
設けたものである。このような加熱ツール7により加熱
押圧すると、加熱により加熱ツール7が変形しても、図
28の想像線のように加熱ツール7の押圧面4が平坦面
となり、平坦な押圧面4により複数のリード3接合領域
全域にわたって均一に加圧することができて列に含まれ
るすべてのリード3が均一な接合強度で接合されること
になる。
【0038】この実施形態において、加熱ツール7の押
圧面4を加熱時に熱膨張して変形することでフラットに
なるように非加熱状態ではあらかじめ凹状に加工するに
は次にようにして行うものである。すなわち加熱ツール
7を加熱した状態で加熱ツール7の下面を平坦面となる
ように研削する方法がある。また、他の方法としては図
29(a)に示すように加熱ツール7を加熱した状態で
加熱ツール7の押圧面4の変形の量を距離センサーのよ
うなセンサー38により測定し(この場合、センサー3
8を図29(a)のY方向に移動しながら測定する)こ
のことにより、図29(b)に示すような変形量Xと押
圧面4の端部からの距離Yとの関係を求め、この押圧面
4の変形量を示す凸形状(図においてハッチングで示す
A部分)と等しい分を非加熱状態の加熱ツール7の下面
部から図29(c)のように差し引くように加工する方
法がある。
【0039】図30には本発明の更に他の実施形態が示
してある。この実施形態では加熱ツール7をシリンダー
装置70のロッド32に対してリード3の配列方向に対
してはフリーとしてあって加熱時に押圧面4が凸状に反
る変形を抑えるようにしている。すなわち、加熱時に加
熱ツール7の支持をリード3配列方向にはフリーなるよ
うに加熱する時までは加熱ツール7をシリンダー装置の
ロッド32にリニアガイド40により支持してあり、加
圧時にはロック部41により加熱ツール7がずれないよ
うにリニアガイド40をロックしておき、加熱時にのみ
ロック部41によるロックを解除して押圧面4の凸状変
形を抑えている。図31(b)は加熱ツール7がシリン
ダー装置のロッド32に固定されている状態で加熱によ
る押圧面4の変形を示し、(a)は本実施形態において
加熱時にロック部41によるロックを解除して加熱ツー
ル7の支持をリード3の配列方向にフリーとした場合の
押圧面4の変形を示しており、本実施形態においては、
加熱時における押圧面4の凸変形を抑えることができ
る。図32には本発明の更に他の実施形態が示してあ
る。この実施形態は、加熱ツール7の中央部に膨張吸収
穴11を設けて加熱時に押圧面が凸状に変形するのを抑
えて加圧するようにしたものである。ここで膨張吸収穴
11に図32(b)のように穴の縁の直線部分あるいは
コーナ部分に凹所43を設けることで熱膨張をより吸収
することができるものである。本実施形態のように加熱
ツール7の中央部に膨張吸収穴11を設けたものは、加
熱ツール7の加熱時に加熱ツール7の熱による膨張を膨
張吸収穴11において吸収し、押圧面4が凸状に変形す
るのを抑えるものであり(図33(b)は膨張吸収穴1
1を設けない場合における加熱時の押圧面4の変形を示
し、同図(a)は膨張吸収穴11を設けた場合における
加熱時の押圧面4の変形を示している)、このことによ
り列に含まれる全てのリード3を均一に接合することが
できる。
【0040】図34には本発明の更に他の実施形態が示
してある。この実施形態においては、基板1上に形成さ
れた回路2とリード3とを加熱圧着するに当たり、加熱
時に加熱ツール7の押圧面4全面が、該加熱ツール7で
押圧される該当する列に含まれる全てのリード3に均一
に当たるように、加熱ツール7の押圧面4の中央部と両
端部とで温度差を生じさせて加熱時に押圧面4の中央部
の熱膨張を抑えて押圧面4が凸状に変形するのを抑えて
加圧するものである。すなわち、この実施形態では、基
板1を支持している基板受台6の中央部に冷却部51を
設けてある。冷却部51としては加熱ツール7側に向け
て空気を吹き出す吹き出し孔51aを基板受け台50の
中央部に設け、加熱ツール7による加熱時に加熱ツール
7側に向けて空気を吹きかけ、これにより、加熱ツール
7の押圧面4の中央部の温度が両端部の温度より下が
り、このことで、押圧面4の熱による下方への凸状の変
形を抑えて列に含まれる全てのリード3を均一に接合す
ることができる。なお、図34(c)の押圧面4の実線
は本実施形態のように加熱時に加熱ツール7の押圧面4
の中央部と両端部とで温度差を生じさた場合であり、同
図(c)の想像線は加熱ツール7の押圧面4の中央部と
両端部とで温度差を生じさせない場合の押圧面4の変形
を示している。また、同図(d)は本実施形態の加熱時
における図34(c)のa、b、c部分における加熱ツ
ール7の温度分布を示している。
【0041】図35には図34に示す実施形態において
加熱ツール7の中央部の押圧面4付近に熱電対のような
温度センサー55を設け、この温度センサー55により
検出した押圧面4の中央部の温度情報に基づいてフィー
ドバック制御して加熱ツール7の加熱を制御するように
したものである。図36には本実施形態のフロー図が示
してあり、加熱ツール7の加熱を開始し、次に冷却部5
1を構成する吹き出し孔51aから空気を加熱ツール7
の中央部側に向けて吹き出し、次に加熱ツール7の押圧
面4の中央部付近に設けた温度センサー55により押圧
面4の中央部の温度を測定し、この測定温度をフィード
バックして指令温度と比較し、加熱ツール7の中央部の
温度が指令温度になるようにその温度差に比例した加熱
用の電流を流し、これにより冷却用の空気で冷却されて
も加熱ツール7の押圧面4の中央部が所定の温度に加熱
されるように制御されるものである。図35において9
3は増幅器である。
【0042】上記各実施形態において図37に示すよう
に基板1を支持する基板受台6の基板1に接する面を弾
性体60としてもよいものである。すなわち、基板受台
6の基板1を支持する面に弾性体60として耐熱性ゴム
(例えば商品名バイトン0.5mm厚)を設け、加熱ツ
ール7によって加圧して加熱した状態で加熱ツール7の
押圧面4が凸状に変形しようとすると、基板1及び弾性
体60が弾性変形し、加熱ツール7の押圧面4に倣うよ
うにする。これにより、加熱時に加熱ツール7の押圧面
4が列に含まれるすべてのリード3を加圧することがで
きるものである。
【0043】次に、図38、図39に基づいて本発明の
更に他の実施形態につき説明する。すなわち、本実施形
態においては、予め樹脂等の成形可能な基板1を加熱ツ
ール7の押圧面4と対応した面となるようにプレス機9
5などにより加熱ツール7の押圧面4に倣うように形成
し、次に、このように加熱ツール7の押圧面4に倣うよ
うに変形させた基板1を用いて、該基板1上に形成され
た回路2と配列した複数のリード3とを加熱ツール7に
より加熱圧着するものである。この場合、すでに使用す
る基板1が加熱ツール7の押圧面4に倣うように変形さ
せてあるので、加熱ツール7の押圧面4が複数のリード
3に当たって、複数のリード3をそれぞれ対応する複数
の回路2に押し当て、加熱ツール7の熱が複数のリード
3を通して各リード3と基板1に形成された回路2との
接合界面に伝わり、各リード3にメッキされた錫と各回
路2にメッキされた金とがAuーSn共晶合金となって
溶融し、各リード3とこれに対応する回路2とが未接合
部無く均一に一括して接合されることになる。
【0044】ここで、図38に示す実施形態において
は、加熱ツール7の押圧面4が接合時に熱膨張により下
方に凸となるように反るので、図38(a)に示すよう
な基板1を図38(b)に示すように、接合時における
押圧面4に倣うように下面のプレス面95aを形成した
プレス機95により成形し、このように加熱ツール7の
押圧面4に倣うように変形させた基板1を用いて図38
(c)に示すように、基板1上に形成された回路2と配
列した複数のリード3とを加熱ツール7により加熱圧着
する例を示している。
【0045】また、図39に示す実施形態においては、
基板1が凹凸面となっている場合における実施態様であ
り、例えば図39(a)に示すように凹凸面となってい
る基板1を図39(b)に示すように接合時における押
圧面4に倣うように下面のプレス面95aを形成したプ
レス機95により成形し、このように加熱ツール7の押
圧面4に倣うように変形させた基板1を用いて図39
(c)に示すように、基板1上に形成された回路2と配
列した複数のリード3とを加熱ツール7により加熱圧着
する例を示している。なお、図39に示す実施形態で
は、加熱ツール7の押圧面4が接合時に平坦面となって
いる例を示している。つまり、図39に示す実施形態に
おいて加熱ツール7の押圧面4を接合時に平坦面となる
ようにするには例えば図28乃至図36に示す各実施形
態で示すような加熱ツール7の押圧面4を接合時に平坦
面とする技術を用いている。加熱ツール7の押圧面4が
接合時に下方に凸となる場合には、図39(a)に示す
ように凹凸面となっている基板1を図38(b)のよう
にプレス面95aが下方に凸となったプレス機95を用
いてプレスして、このように加熱ツール7の押圧面4に
倣うように変形させた基板1を用いて図38(c)に示
すように、基板1上に形成された回路2と配列した複数
のリード3とを加熱ツール7により加熱圧着するのであ
る。
【0046】次に、図40に基づいて本発明の更に他の
実施形態につき説明する。本実施形態においては、接合
用の加熱ツール7を用いて基板1を基板樹脂のガラス転
移温度付近で加圧して基板1を加熱ツール7の押圧面4
に倣うように変形させた後に接合するようにした例であ
る。すなわち、本実施形態においては、接合用の加熱ツ
ール7を用いて、成形可能な樹脂等の基板1を該基板樹
脂が軟化し始めるガラス転移温度付近で加圧成形させ、
基板1を加熱ツール7の押圧面4に倣わせる加圧加熱成
形工程と、その後に接合する接合工程とを有している。
図40には基板1が凹凸面を有し、加熱ツール7の押圧
面4が接合時に平坦面をしている場合の例を示してい
る。すなわち、図40(a)に示すように凹凸面を有す
る基板1を、接合用の加熱ツール7により基板1を基板
樹脂が軟化し始めるガラス転移温度付近で加圧成形して
基板1を図40(b)のように加熱ツール7の押圧面4
に倣わせ、この工程の後で図40(c)のように、加熱
ツール7により接合するのである。
【0047】ここで、接合用の加熱ツール7を用いてガ
ラス転移点付近で加圧加熱する成形工程時の加圧力と、
接合工程時の加圧力とを同じにすれば、加圧力が高い場
合には成形時間を短くすることができるが、接合時に加
圧過剰により基板損傷が生じ、また、加圧力が低い場合
には接合時の基板1損傷は防止できるが成形時間が長く
なることになる。そこで、接合用の加熱ツール7を用い
て基板1を基板樹脂のガラス転移温度付近で加圧して基
板1を加熱ツール7の押圧面4に倣うように変形させる
際の加圧力を接合時の加圧力よりも高くし、このことに
より、加圧加熱成形時間を短縮し、且つ接合時における
加圧過剰による基板1の損傷を防止することができるこ
とになる。また、加圧加熱成形時には上記のように基板
樹脂のガラス転移点付近で加熱するが、接合時には加熱
温度は接合に必要な温度まで高めるものである。図41
(a)、(b)にはそれぞれ図40の(b)の段階と
(c)の段階における加圧力と加圧時間との関係を示す
グラフ、及び図40の(b)の段階と(c)の段階にお
ける加熱温度と加熱時間との関係を示すグラフが示して
ある。ここで、図40(b)の段階(つまり加圧加熱成
形工程)における温度をT1 、加圧力をP1 、保持時間
をt1 とし、図40(c)の段階(つまり接合工程)に
おける温度をT2 、加圧力をP2 、保持時間をt2 とし
ている。
【0048】なお、上記した図40に示す実施形態にお
いては、基板1が凹凸面を有し、加熱ツール7の押圧面
4が接合時に平坦面となっている場合における例を示し
たが、加熱ツール7が接合時に下方に凸となっている場
合にも、同様に、接合用の加熱ツール7を用いて基板1
を基板樹脂のガラス転移温度付近で加圧して基板1を加
熱ツール7の押圧面4に倣うように変形させた後に接合
するようにしてもよい。この場合、基板1が凹凸面を有
した場合で且つ加熱ツール7が接合時に下方に凸となっ
ている場合にも同様にして行うとよい。
【0049】次に、図42、図43に基づいて本発明の
更に他の実施形態につき説明する。本実施形態において
は、基板1上に形成された回路と配列した複数のリード
3とを加熱圧着するに当たり、加熱ツール7とリード3
との間に熱伝導性の良いクッション材97を介在させ、
該クッション材97により加熱ツール7の反りや基板1
の凹凸を吸収させ、基板1上に形成された全ての回路と
それに対応する全てのリード3を均一に接触させて接合
するようにしたものである。図42には基板1の凹凸を
クッション材97により吸収する例を示しており、図4
2(a)は加熱ツール7による接合前の状態を示し、図
42(b)は接合時において基板1の凹凸をクッション
材97により吸収しながら基板1上に形成された全ての
回路とそれに対応する全てのリード3を均一に接触させ
て接合している状態を示している。また、図43には加
熱ツール7の接合時における反りをクッション材97に
より吸収する例を示しており、図43(a)は加熱ツー
ル7による接合前の状態を示し、図43(b)は接合時
において加熱ツール7の接合時における反りをクッショ
ン材97により吸収しながら基板1上に形成された全て
の回路とそれに対応する全てのリード3を均一に接触さ
せて接合している状態を示している。
【0050】ここで、上記クッション材97にフラック
スのような接合促進剤98を含浸させておいてもよい。
図44にはクッション材97にフラックスのような接合
促進剤98を含浸させた例を示しており、図44(a)
は接合前の状態を概略的に示しており、図44(b)は
接合時の状態を示している。つまり、接合前にはクッシ
ョン材97に含浸させたフラックスのような接合促進剤
98が、加熱ツール7による接合時にクッション材97
からフラックスのような接合促進剤98が供給され、良
好な接合を行えるようになっている。この結果、加熱ツ
ール7による加熱でAnーSn共晶合金となって溶融し
て接合する際に、窒素雰囲気等の参加防止雰囲気を新た
に設けることなく良好な接合ができることになる。
【0051】次に、図45に基づいて本発明の更に他の
実施形態を説明する。この実施形態においては、基板1
上に形成された回路と配列した複数のリード3とを加熱
圧着するに当たり、リード3を塑性変形させることによ
り基板1上に形成された全ての回路とそれに対応する全
てのリード3を均一に接触させて接合するものである。
すなわち、リード3を厚み方向に塑性変形させることに
より、加熱ツール7の反りや基板1の凹凸のために生じ
る基板1の回路とリード3とのギャップを吸収させ、基
板1上に形成された全ての回路とそれに対応する全ての
リード3とを均一に接触させて接合するようにしたもの
である。図45は基板1の凹凸のために生じる基板回路
とリード3とのギャップを吸収する場合の例が示してあ
る。図45(a)は接合前で基板1の表面が凹凸面とな
っていて複数のリード3のうち任意のリード3aと基板
1との間にギャップGが生じている状態を示しており、
図45(b)は接合時に上記リード3a以外の他のリー
ド3b……を塑性変形させることにより、基板1上に形
成された全ての回路とそれに対応する全てのリード3と
を均一に接触させて接合するようにしている。
【0052】ここで、図46にはリード3を塑性変形さ
せる場合の一実施形態が示してある。この実施形態にお
いては、リード3を塑性変形させるための手段が加熱ツ
ール7側に設けてある。すなわち、通常加熱ツール7の
リード3への押圧面4は図46(c)のようになってい
るが、この押圧面4を図46(d)のように先端が尖っ
た鋸刃状凹凸部4aとし、この鋸刃状凹凸部4aをリー
ド3を塑性変形させるための手段とするものである。そ
して、例えば、図46(a)のように接合前において任
意のリード3aと基板1との間にギャップGが生じてい
る場合、図46(b)のように上記リード3a以外のリ
ード3b……に加熱ツール7の鋸刃状凹凸部4aが食い
込んでリード3b……が塑性変形し、この結果、基板1
上に形成された全ての回路とそれに対応する全てのリー
ド3とを均一に接触させて接合するのである。
【0053】次に、図47、図48にはそれぞれリード
3を塑性変形させる場合の他の実施形態が示してある。
この図47、図48に示すものにおいては、リード3の
厚み方向の一部に切欠や突起等を設けて他の部分に比べ
て塑性変形しやすい塑性変形可能部99を設けることに
よりリード3を塑性変形させ、加熱ツール7の反りや基
板1の凹凸による基板1の回路とリード3とのギャップ
を吸収し、基板1上に形成された全ての回路とそれに対
応する全てのリード3とを均一に接触させて接合するよ
うになっている。ここで、図47においては、リード3
の厚み方向の一部に切欠を設けて塑性変形可能部99と
した例であり、図48においては、リード3に突起を設
けることで該突起を塑性変形可能部99とした例であ
る。そして、例えば、図47(a)や図48(a)のよ
うに接合前において任意のリード3aと基板1との間に
ギャップGが生じている場合、図47(b)や図48
(b)のように上記リード3a以外のリード3b……が
塑性変形可能部99で塑性変形し(つまり、図47
(c)から図47(d)のように、あるいは、図48
(c)から図48(d)のように塑性変形し)、この結
果、基板1上に形成された全ての回路とそれに対応する
全てのリード3とを均一に接触させて接合するのであ
る。
【0054】なお、上記したいずれの実施形態でも同時
に一括接合する場所は基板1の1辺のみに限らず、同時
に一括接合する場所は基板1の2辺、あるいは3辺、あ
るいは4辺であってもよい。
【0055】
【発明の効果】本発明の請求項1記載の発明にあって
は、上述のように、可曲性を有する基板上に形成された
回路と配列した複数のリードとを加熱圧着するに当た
り、基板を加熱ツールの押圧面に倣うように変形させて
接合するので、従来のように金バンプの形成や金メッキ
厚や錫メッキ厚の厚膜化を行なわないで、複数のリード
と基板に設けた回路とを未接合がない状態で均一に一括
接合できるものである。したがって、本発明によれば、
バンプレスで列に含まれる全てのリードを一括して均一
に接合することが可能となったものである。
【0056】また、請求項2記載の発明にあっては、上
記請求項1記載の発明の効果に加えて、基板の加圧部分
のみを基板が加熱ツールの押圧面に倣うように変形自在
に支持するので、加圧部と非加圧部との境界部分で反り
が発生せず、該基板の反りによる接合不良を無くすこと
ができるものである。また、請求項3記載の発明にあっ
ては、上記請求項1又は請求項2記載の発明の効果に加
えて、基板を弾性体により形成した基板下受けにより支
持するので、簡単な構成で確実に基板を加熱ツールの押
圧面に倣うように変形させて接合することができるもの
である。
【0057】また、請求項4記載の発明にあっては、上
記請求項3記載の発明の効果に加えて、基板を加熱ツー
ルの押圧面に倣うように変形させて接合する際に弾性体
で形成した基板下受けの圧縮量を均一にするための手段
を設けることで、接合領域の全域にわたり加圧分布が均
一になり、均一な接合強度を得ることができるものであ
る。
【0058】また、請求項5記載の発明にあっては、上
記請求項3又は請求項4記載の発明の効果に加えて、基
板と基板下受けとの間に断熱材を介在することで、基板
下受けをゴムとした場合に断熱材により基板下受けの熱
による劣化を防止して寿命を長くすることができるもの
であり、また、耐熱温度の低いゴムでも使用できるもの
である。
【0059】また、請求項6記載の発明にあっては、上
記請求項1又は請求項2記載の発明の効果に加えて、基
板下受けとして剛性体を用いるので、剛性体の基板下受
けにより基板を安定して支持しながら基板を加熱ツール
の押圧面に倣うように変形させて接合することができる
ものである。また、請求項7記載の発明にあっては、上
記請求項1又は請求項2記載の発明の効果に加えて、基
板下受けとして流動体を用いるので、接合領域全域にわ
たり加圧分布を均一にできて、均一な接合強度が得られ
るものである。
【0060】また、請求項8記載の発明にあっては、上
記請求項1又は請求項2記載の発明の効果に加えて、基
板の下方にそれぞれ独立して上下方向に可変するアクチ
ュエータを配置し、そのアクチュエータにより基板を可
変させて基板を加熱ツールの押圧面に倣うように変形さ
せるので、接合領域全域にわたり加圧分布を均一にでき
て、均一な接合強度が得られるものである。
【0061】また、請求項9記載の発明にあっては、上
記請求項1記載の発明の効果に加えて、基板下受けとし
てバイメタルを用いるので、簡単な構成で確実に基板を
加熱ツールの押圧面に倣うように変形させて接合するこ
とができるものである。また、請求項10記載の発明に
あっては、上記請求項1記載の発明の効果に加えて、基
板下方からリード一本一本を加熱ツールの押圧面に押し
上げるので、接合領域全域にわたり加圧分布を均一にで
きて、均一な接合強度が得られるものであり、また、複
数のリードを一本一本加熱ツールに押し当てるため接合
部の信頼性が高まるものである。
【0062】また、請求項11記載の発明にあっては、
上記請求項6乃至請求項10のいずれかに記載の発明の
効果に加えて、センサーにより加圧補正量を検出して、
加圧補正量に基づいて加圧力を制御するので、接合領域
全域にわたり適切な加圧を与えることができるものであ
る。また、請求項12記載の発明にあっては、上記請求
項1記載の発明の効果に加えて、基板側にクッション層
を設け、基板自身で加熱ツールの押圧面に倣うように変
形させるので、基板自身で加熱ツールの押圧面の変形に
倣うことができて、押圧面の変形に倣うための特別な基
板下受けの機構を必要としないものである。
【0063】また、請求項13記載の発明にあっては、
基板上に形成された回路と配列した複数のリードとを加
熱圧着するに当たり、加熱時に加熱ツールの押圧面全面
が、該加熱ツールで押圧される該当する列に含まれる全
てのリードに均一に当たるように変形して加圧するの
で、従来のように金バンプの形成や金メッキ厚や錫メッ
キ厚の厚膜化を行なわないで、複数のリードと基板に設
けた回路とを未接合がない状態で均一に一括接合できる
ものである。したがって、本発明によれば、バンプレス
で列に含まれる全てのリードを一括して均一に接合する
ことが可能となったものである。
【0064】また、請求項14記載の発明にあっては、
上記請求項13記載の効果に加えて、加熱ツールを回転
自在に支持し、加熱ツールの加圧をアクチュエータによ
って補正するので、簡単な構成で加熱ツールの押圧面の
両端部の加圧力を補正して、列に含まれる全てのリード
を一括して均一に接合することができるものである。ま
た、請求項15記載の発明にあっては、上記請求項13
記載の効果に加えて、加熱ツールの押圧面を凹状にする
ので、簡単な構成で加熱時に加熱ツールが変形して押圧
面が平面となり、列に含まれた全てのリードを一括して
均一に接合することができるものである。
【0065】また、請求項16記載の発明にあっては、
上記請求項13記載の効果に加えて、加熱ツールをリニ
アガイドでリードの配列方向に支持し、この支持を加熱
時にフリーとなるようにするので、簡単な構成で加熱時
に加熱ツールの押圧面の凸変形を抑え、列に含まれた全
てのリードを一括して均一に接合することができるもの
である。
【0066】また、請求項17記載の発明にあっては、
基板上に形成された回路と配列した複数のリードとを加
熱圧着するに当たり、加熱時に加熱ツールの押圧面全面
が、該加熱ツールで押圧される該当する列に含まれる全
てのリードに均一に当たるように、加熱ツールの中央部
に膨張吸収穴を設けて加熱時に押圧面が凸状に変形する
のを抑えて加圧することで、加熱ツールの加熱時におけ
る熱膨張による変形を加熱ツールの中央部に膨張吸収穴
で吸収して押圧面の凸変形を抑え、列に含まれた全ての
リードを一括して均一に接合することができるものであ
る。
【0067】また、請求項18記載の発明にあっては、
基板上に形成された回路と配列した複数のリードとを加
熱圧着するに当たり、加熱時に加熱ツールの押圧面全面
が、該加熱ツールで押圧される該当する列に含まれる全
てのリードに均一に当たるように、加熱ツールの押圧面
の中央部と両端部とで温度差を生じさせて加熱時に押圧
面が凸状に変形するのを抑えて加圧するので、簡単な構
成で加熱時に加熱ツールの押圧面の凸変形を抑え、列に
含まれた全てのリードを一括して均一に接合することが
できるものである。
【0068】また、請求項19記載の発明にあっては、
上記請求項18記載の発明の効果に加えて、加熱ツール
の押圧面の中央部の温度を計測し、この中央部の計測温
度をフィードバックして指令温度と比較して指令温度に
なるように加熱するので、加熱ツールの押圧面の中央部
を加熱時に冷却しても、確実に所定の温度まで加熱する
ことができて、列に含まれた全てのリードを一括して均
一に接合することができるものである。
【0069】また、請求項20記載の発明にあっては、
上記請求項13乃至請求項18のいずれかに記載の発明
の効果に加えて、基板を支持する基板受台の基板に接す
る面を弾性体としてあるので、弾性体で基板を支持する
ことで基板が加熱ツールの押圧面に倣い、加熱ツールの
押圧面全体で列に含まれた全てのリードを均一に接合す
ることができるものである。
【0070】また、請求項21記載の発明にあっては、
上記請求項1記載の発明の効果に加えて、予め基板を加
熱ツールの押圧面に倣うように変形させるので、複数の
リードと基板の回路を未接合無く均一に一括して接合す
ることができるものであり、また、予め基板を加熱ツー
ルの押圧面に倣うように変形させるため、接合時に基板
を加熱ツールの押圧面に倣わすための機構が不要となる
ものである。
【0071】また、請求項22記載の発明にあっては、
上記請求項1記載の発明の効果に加えて、接合用の加熱
ツールを用いて基板を基板樹脂のガラス転移温度付近で
加圧して基板を加熱ツールの押圧面に倣うように変形さ
せた後に接合するので、複数のリードと基板の回路を未
接合無く均一に一括して接合することができるものであ
り、また、接合用の加熱ツールを用いて基板を成形させ
るため、予め基板を成形させる工程を設けずに接合工程
の一部として基板を加熱ツールの押圧面に簡単且つ確実
に倣わせることができるものである。
【0072】また、請求項23記載の発明にあっては、
上記請求項1記載の発明の効果に加えて、接合用の加熱
ツールを用いて基板を基板樹脂のガラス転移温度付近で
加圧して基板を加熱ツールの押圧面に倣うように変形さ
せる際の加圧力を接合時の加圧力よりも高くするので、
基板の成形時間を短縮化でき、また、接合時の加圧過剰
による基板損傷を防止することができるものである。
【0073】また、請求項24記載の発明にあっては、
基板上に形成された回路と配列した複数のリードとを加
熱圧着するに当たり、加熱ツールとリードとの間に熱伝
導性の良いクッション材を介在して基板上に形成された
全ての回路とそれに対応する全てのリードを均一に接触
させて接合するので、複数のリードと基板の回路を未接
合無く均一に一括して接合することができるものであ
り、また、クッション材を加熱ツールの反りや基板の凹
凸に倣わせるために加熱ツールの反りを防止したり、基
板を加熱ツールの押圧面に倣わせたりする機構が必要で
ないものである。
【0074】また、請求項25記載の発明にあっては、
上記請求項24記載の発明の効果に加えて、クッション
材にフラックス等の接合促進剤を含有するので、酸化防
止雰囲気を特別に設けることなく良好な接合ができるも
のである。また、請求項26記載の発明にあっては、基
板上に形成された回路と配列した複数のリードとを加熱
圧着するに当たり、リードを塑性変形させることにより
基板上に形成された全ての回路とそれに対応する全ての
リードを均一に接触させて接合するので、複数のリード
と基板の回路を未接合無く均一に一括して接合すること
ができるものであり、また、リード自身を塑性変形させ
るため、加熱ツールの反りを防止したり、基板を変形さ
せたりする機構が不要となるものである。
【0075】また、請求項27記載の発明にあっては、
上記請求項26記載の発明の効果に加えて、加熱ツール
のリードとの接触面を鋭角化し、加熱ツールをリードに
食い込ませることによりリードを塑性変形するので、加
熱ツールの押圧面に簡単な加工を施すのみで、簡単にリ
ードを塑性変形させることができるものである。また、
請求項28記載の発明にあっては、上記請求項26記載
の発明の効果に加えて、リードの厚み方向の一部に他の
部分に比べて塑性変形しやすい塑性変形可能部を設ける
ことによりリードを塑性変形するので、リード自身の簡
単な加工でリードを塑性変形させることができるもので
ある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態を示し、(a)は接合前の
状態を示す断面図であり、(b)は接合時の状態を示す
断面図である。
【図2】(a)はリードと基板とを示す分解正面断面図
であり、(b)は分解平面図であり、(c)はリードを
接合した後に樹脂封止をした状態の断面図である。
【図3】(a)はリードを接合する前の状態の断面図で
あり、(b)は接合時の断面図であり、(c)は斜視図
であり、(d)は接合状態の概略全体図である。
【図4】本発明の他の実施形態を示し、(a)は接合時
の正面断面図であり、(b)は側面断面図であり、
(c)は平面図である。
【図5】(a)は同上の接合前の断面図であり、(b)
は接合時の断面図である。
【図6】(a)は基板の下面の全面を基板下受けで支持
した場合の接合前の断面図であり、(b)は接合時の断
面図である。
【図7】本発明の他の実施形態を示し、(a)は接合前
の状態を示す断面図であり、(b)は接合時の状態を示
す断面図である。
【図8】(a)は本発明の他の実施形態を示す接合時の
状態を示す断面図であり、(b)は受け台座に加工をし
ない場合の説明図である。
【図9】本発明の他の実施形態の説明のための断面図で
ある。
【図10】本発明の更に他の実施形態の説明のための断
面図である。
【図11】本発明の更に他の実施形態を示し、(a)は
接合前の状態を示す断面図であり、(b)は接合時の状
態を示す断面図である。
【図12】本発明の更に他の実施形態の説明のための断
面図である。
【図13】本発明の更に他の実施形態の説明のための断
面図である。
【図14】本発明の更に他の実施形態の説明のための断
面図である。
【図15】本発明の更に他の実施形態の説明のための断
面図である。
【図16】本発明の更に他の実施形態の説明のための断
面図である。
【図17】本発明の更に他の実施形態の説明のための断
面図である。
【図18】本発明の更に他の実施形態の説明のための断
面図である。
【図19】本発明の更に他の実施形態の説明のための断
面図である。
【図20】同上のフロー図である。
【図21】本発明の更に他の実施形態の説明のための断
面図である。
【図22】同上のフロー図である。
【図23】本発明の更に他の実施形態を示し、(a)は
接合前の状態を示す断面図であり、(b)は接合時の状
態を示す断面図である。
【図24】本発明の更に他の実施形態の説明のための説
明図である。
【図25】同上の2つのアクチュエータの変位と時間と
の関係を示すグラフである。
【図26】本発明の更に他の実施形態の説明図である。
【図27】同上のフロー図である。
【図28】本発明の更に他の実施形態の説明図である。
【図29】(a)(c)は加熱ツールの下面部を加工す
る順序を示す説明図であり、(b)は(a)により求め
た変形量と距離との関係を示すグラフである。
【図30】本発明の更に他の実施形態の説明図である。
【図31】(a)は同上の加熱ツールを加熱時にリード
の配列方向にフリーとした場合の押圧面の変形を示す説
明図であり、(b)は加熱ツールを加熱時にリードの配
列方向にフリーとしない場の押圧面の変形を示す説明図
である。
【図32】(a)(b)はそれぞれ本発明の更に他の実
施形態の説明図である。
【図33】(a)は膨張吸収穴を設けた場合の加熱ツー
ルを加熱した際の押圧面の変形を示す説明図であり、
(b)は膨張吸収穴を設けない場合の加熱ツールを加熱
した際の押圧面の変形を示す説明図である。
【図34】本発明の更に他の実施形態を示し、(a)は
正面説明図であり、(b)は側面説明図であり、(c)
は加熱ツールの加熱時に押圧面の中央部を冷却した場合
と冷却しない場合との押圧面の変形を示す説明図であ
り、(d)は加熱時における加熱ツールの押圧面の温度
分布を示す説明図である。
【図35】本発明の更に他の実施形態の説明図である。
【図36】同上のフロー図である。
【図37】本発明の更に他の実施形態の説明図である。
【図38】本発明の更に他の実施形態を示し、(a)は
基板を示す説明図であり、(b)は(a)に示す基板を
プレス機で加熱ツールの押圧面に沿うように変形してい
る状態を示す説明図であり、(c)は加熱ツールで加熱
して接合している状態の説明図である。
【図39】本発明の更に他の実施形態を示し、(a)は
基板を示す説明図であり、(b)は(a)に示す基板を
プレス機で加熱ツールの押圧面に沿うように変形してい
る状態を示す説明図であり、(c)は加熱ツールで加熱
して接合している状態の説明図である。
【図40】本発明の更に他の実施形態を示し、(a)は
加熱加圧成形前の状態を示す説明図であり、(b)は基
板樹脂のガラス転移温度付近で加圧している段階の説明
図であり、(c)は接合時の説明図である。
【図41】(a)は図40の(b)の段階と(c)の段
階における加圧力と加圧時間との関係を示すグラフであ
り、(b)は図40の(b)の段階と(c)の段階にお
ける加熱温度と加熱時間との関係を示すグラフである。
【図42】(a)(b)は本発明の更に他の実施形態の
説明図である。
【図43】(a)(b)は本発明の更に他の実施形態の
説明図である。
【図44】(a)(b)は本発明の更に他の実施形態の
説明図である。
【図45】(a)(b)は本発明の更に他の実施形態の
説明図である。
【図46】本発明の更に他の実施形態を示し、(a)は
接合前を(b)は接合時の状態を示す説明図であり、
(c)は一般の加熱ツールの押圧面を(d)は本実施形
態の押圧面を示す説明図である。
【図47】本発明の更に他の実施形態を示し、(a)は
接合前を(b)は接合時の状態を示す説明図であり、
(c)は塑性変形前を(d)は加圧により塑性変形した
状態を示す説明図である。
【図48】本発明の更に他の実施形態を示し、(a)は
接合前を(b)は接合時の状態を示す説明図であり、
(c)はリードの塑性変形前を(d)は加圧によりリー
ドが塑性変形した状態を示す説明図である。
【図49】(a)は加熱ツールを加熱する前の断面図で
あり、(b)は加熱ツールを加熱している時の押圧面の
変形を示す断面図であり、(c)は同上の接合時におけ
る問題点を示す説明図である。
【図50】基板の厚みにばらつきがある場合における問
題点を説明するための説明図である。
【符号の説明】
1 基板 2 回路 3 リード 4 押圧面 5 基板下受け 7 加熱ツール 8 断熱材 9 アクチュエータ 10 センサー
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 法上 司 大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株 式会社内 (72)発明者 北野 斉 大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株 式会社内 (72)発明者 川村 和司 大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株 式会社内

Claims (28)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 可曲性を有する基板上に形成された回路
    と配列した複数のリードとを加熱圧着するに当たり、基
    板を加熱ツールの押圧面に倣うように変形させて接合す
    ることを特徴とするリード付き基板の接合方法。
  2. 【請求項2】 基板の加圧部分のみを基板が加熱ツール
    の押圧面に倣うように変形自在に支持することを特徴と
    する請求項1記載のリード付き基板の接合方法。
  3. 【請求項3】 基板を弾性体により形成した基板下受け
    により支持することを特徴とする請求項1又は請求項2
    記載のリード付き基板の接合方法。
  4. 【請求項4】 基板を加熱ツールの押圧面に倣うように
    変形させて接合する際に弾性体で形成した基板下受けの
    圧縮量を均一にするための手段を設けることを特徴とす
    る請求項3記載のリード付き基板の接合方法。
  5. 【請求項5】 基板と基板下受けとの間に断熱材を介在
    することを特徴とする請求項3又は請求項4記載のリー
    ド付き基板の接合方法。
  6. 【請求項6】 基板下受けとして剛性体を用いることを
    特徴とする請求項1又は請求項2記載のリード付き基板
    の接合方法。
  7. 【請求項7】 基板下受けとして流動体を用いることを
    特徴とする請求項1又は請求項2記載のリード付き基板
    の接合方法。
  8. 【請求項8】 基板の下方にそれぞれ独立して上下方向
    に可変するアクチュエータを配置し、そのアクチュエー
    タにより基板を可変させて基板を加熱ツールの押圧面に
    倣うように変形させることを特徴とする請求項1又は請
    求項2記載のリード付き基板の接合方法。
  9. 【請求項9】 基板下受けとしてバイメタルを用いるこ
    とを特徴とする請求項1記載のリード付き基板の接合方
    法。
  10. 【請求項10】 基板下方からリード一本一本を加熱ツ
    ールの押圧面に押し上げることを特徴とする請求項1記
    載のリード付き基板の接合方法。
  11. 【請求項11】 センサーにより加圧補正量を検出し
    て、加圧補正量に基づいて加圧力を制御することを特徴
    とする請求項6乃至請求項10のいずれかに記載のリー
    ド付き基板の接合方法。
  12. 【請求項12】 基板側にクッション層を設け、基板自
    身で加熱ツールの押圧面に倣うように変形させることを
    特徴とする請求項1記載のリード付き基板の接合方法。
  13. 【請求項13】 基板上に形成された回路と配列した複
    数のリードとを加熱圧着するに当たり、加熱時に加熱ツ
    ールの押圧面全面が、該加熱ツールで押圧される該当す
    る列に含まれる全てのリードに均一に当たるように変形
    して加圧することを特徴とするリード付き基板の接合方
    法。
  14. 【請求項14】 加熱ツールを回転自在に支持し、加熱
    ツールの加圧をアクチュエータによって補正することを
    特徴とする請求項13記載のリード付き基板の接合方
    法。
  15. 【請求項15】 加熱ツールの押圧面を凹状にすること
    を特徴とする請求項13記載のリード付き基板の接合方
    法。
  16. 【請求項16】 加熱ツールをリニアガイドでリードの
    配列方向に支持し、この支持を加熱時にフリーとなるよ
    うにすることを特徴とする請求項13記載のリード付き
    基板の接合方法。
  17. 【請求項17】 基板上に形成された回路と配列した複
    数のリードとを加熱圧着するに当たり、加熱時に加熱ツ
    ールの押圧面全面が、該加熱ツールで押圧される該当す
    る列に含まれる全てのリードに均一に当たるように、加
    熱ツールの中央部に膨張吸収穴を設けて加熱時に押圧面
    が凸状に変形するのを抑えて加圧することを特徴とする
    リード付き基板の接合方法。
  18. 【請求項18】 基板上に形成された回路と配列した複
    数のリードとを加熱圧着するに当たり、加熱時に加熱ツ
    ールの押圧面全面が、該加熱ツールで押圧される該当す
    る列に含まれる全てのリードに均一に当たるように、加
    熱ツールの押圧面の中央部と両端部とで温度差を生じさ
    せて加熱時に押圧面が凸状に変形するのを抑えて加圧す
    ることを特徴とするリード付き基板の接合方法。
  19. 【請求項19】 加熱ツールの押圧面の中央部の温度を
    計測し、この中央部の計測温度をフィードバックして指
    令温度と比較して指令温度になるように加熱することを
    特徴とする請求項18記載のリード付き基板の接合方
    法。
  20. 【請求項20】 基板を支持する基板受台の基板に接す
    る面を弾性体とすることを特徴とする請求項13乃至請
    求項18のいずれかに記載のリード付き基板の接合方
    法。
  21. 【請求項21】 予め基板を加熱ツールの押圧面に倣う
    ように変形させることを特徴とする請求項1記載のリー
    ド付き基板の接合方法。
  22. 【請求項22】 接合用の加熱ツールを用いて基板を基
    板樹脂のガラス転移温度付近で加圧して基板を加熱ツー
    ルの押圧面に倣うように変形させた後に接合することを
    特徴とする請求項1記載のリード付き基板の接合方法。
  23. 【請求項23】 接合用の加熱ツールを用いて基板を基
    板樹脂のガラス転移温度付近で加圧して基板を加熱ツー
    ルの押圧面に倣うように変形させる際の加圧力を接合時
    の加圧力よりも高くすることを特徴とする請求項22記
    載のリード付き基板の接合方法。
  24. 【請求項24】 基板上に形成された回路と配列した複
    数のリードとを加熱圧着するに当たり、加熱ツールとリ
    ードとの間に熱伝導性の良いクッション材を介在して基
    板上に形成された全ての回路とそれに対応する全てのリ
    ードを均一に接触させて接合することを特徴とするリー
    ド付き基板の接合方法。
  25. 【請求項25】 クッション材にフラックス等の接合促
    進剤を含有することを特徴とする請求項24記載のリー
    ド付き基板の接合方法。
  26. 【請求項26】 基板上に形成された回路と配列した複
    数のリードとを加熱圧着するに当たり、リードを塑性変
    形させることにより基板上に形成された全ての回路とそ
    れに対応する全てのリードを均一に接触させて接合する
    ことを特徴とするリード付き基板の接合方法。
  27. 【請求項27】 加熱ツールのリードとの接触面を鋭角
    化し、加熱ツールをリードに食い込ませることによりリ
    ードを塑性変形することを特徴とする請求項26記載の
    リード付き基板の接合方法。
  28. 【請求項28】 リードの厚み方向の一部に他の部分に
    比べて塑性変形しやすい塑性変形可能部を設けることに
    よりリードを塑性変形することを特徴とする請求項26
    記載のリード付き基板の接合方法。
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