JPH09214122A - はんだ付け方法およびその装置 - Google Patents

はんだ付け方法およびその装置

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JPH09214122A
JPH09214122A JP2129996A JP2129996A JPH09214122A JP H09214122 A JPH09214122 A JP H09214122A JP 2129996 A JP2129996 A JP 2129996A JP 2129996 A JP2129996 A JP 2129996A JP H09214122 A JPH09214122 A JP H09214122A
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JP
Japan
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semiconductor package
outer leads
laser light
soldering
solder
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Application number
JP2129996A
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English (en)
Inventor
Tomonori Kaneda
知規 金田
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/30Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor
    • H05K3/32Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits
    • H05K3/34Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits by soldering
    • H05K3/341Surface mounted components
    • H05K3/3421Leaded components
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/30Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor
    • H05K3/32Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits
    • H05K3/34Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits by soldering
    • H05K3/3494Heating methods for reflowing of solder

Abstract

(57)【要約】 【課題】プリント基板に熱損傷を与えることなく良好に
はんだ付けできるはんだ付け方法を提供することにあ
る。 【解決手段】半導体パッケージ12の複数のアウタリー
ド13をプリント基板11の電極パッド14にはんだ付
けするはんだ付け方法において、前記半導体パッケージ
のアウタリード13を予めはんだが供給されたプリント
基板11の電極パッド14に装着する第1の工程と、レ
ーザ光Lを集光して前記半導体パッケージ12のアウタ
リード13に照射し前記はんだを溶融すると同時に、前
記レーザ光Lを照射する位置もしくは前記レーザ光Lの
走査方向に対して前方に加熱ガス26を噴射し、半導体
パッケージ12のアウタリード13を加熱する第2の工
程とを具備したことを特微とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、多数のアウタリ
ードを有する半導体パッケージをプリント基板に実装す
るはんだ付け方法及びその装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、多数のアウタリードを有する半導
体パッケージをプリント基板へレーザ光を用いてアウタ
リードボンディングする方法は、例えば特開平4−44
390号公報等で知られている。このアウタリードボン
ディングは、図5に示すように、半導体パッケージ1が
具備する複数本のアウタリード2をプリント基板3の表
面に設けられた電極パッド4に相対する形で、前記半導
体パッケージ1をプリント基板3上に装着する。
【0003】ついで、加熱源であるレーザ光をレーザ発
振器5で発振し、レンズを通して集光した後、光ファイ
バー6内に入射する。光ファイバー6から出射されたレ
ーザ光を集光ユニット8によって集光し、集光したレー
ザ光7を前記半導体パッケージ1のアウタリード2部分
およびアウタリード2に相対する位置に設けられた電極
パッド4に照射する。
【0004】この電極パッド4上にはあらかじめ接合材
としてはんだ9が供給されており、照射するレーザ光7
のエネルギにより、前記はんだ9を加熱して溶融しアウ
タリード2と電極パッド4をはんだ付けする。
【0005】前記電極パッド4はアウタリード2に相対
する形でプリント基板3の表面に多数隣接して設けられ
ており、前記レーザ光7を照射する位置を移動させるこ
とにより、隣接した電極パッド4に沿って連続してはん
だ付けを行なうことができる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
レーザ光によるアウタリードボンディングは、レーザ光
7を集光してアウタリード2の表面に向かって照射し、
アウタリード2の配列方向にそって走査している。この
場合、アウタリード2、プリント基板3、電極パッド4
およびはんだ9の表面のレーザ光7が走査するが、これ
らの表面の色、光沢が異なるため、レーザ光7の反射効
率が異なる。
【0007】つまり、プリント基板3が茶、黒または黒
に近い色であるためレーザ光7の吸収率が高く、逆にア
ウタリード2が金めっき等が施されて光沢があり、レー
ザ光7を反射してしまうためレーザ光7の吸収効率が低
い場合や、半導体パッケージ1のアウタリード2のはん
だ濡れ性が悪い場合、良好なはんだ付け状態を得るのに
必要な熱量を供給するには、レーザ光7のエネルギ出力
を上げる、もしくはレーザ光7を照射する時間を長くす
る必要がある。
【0008】しかし、前記熱量を加えたことによるプリ
ント基板3の温度がプリント基板3の耐熱温度を超過す
ると、良好なはんだ付け状態から得られる前にプリント
基板3が熱損傷する恐れがある。
【0009】この発明は、前記事情に着目してなされた
もので、その目的とするところは、基板が熱損傷するこ
となく半導体パッケージのアウタリードを基板の電極パ
ッドに良好なはんだ付けできるはんだ付け方法およびそ
の装置を提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】この発明は、前記目的を
達成するために、請求項1は、半導体パッケージの複数
のアウタリードを基板の電極パッドにはんだ付けするは
んだ付け方法において、前記アウタリードをあらかじめ
はんだが供給された前記基板の電極パッドに位置合せし
て装着する第1の工程と、レーザ光を集光して前記半導
体パッケージのアウタリードに照射し前記はんだを溶融
すると同時に、前記レーザ光を照射する位置もしくは前
記レーザ光の走査方向に対して前方に加熱ガスを噴射
し、半導体パッケージのアウタリードを加熱する第3の
工程と、を具備したことを特徴とする。
【0011】請求項2は、半導体パッケージの複数のア
ウタリードを基板の電極パッドにはんだ付けするはんだ
付け方法において、前記アウタリードをあらかじめはん
だが供給された前記基板の電極パッドに位置合せして装
着する第1の工程と、加熱ガスを噴射し、半導体パッケ
ージの全体のアウタリードを加熱する第2の工程と、前
記第2の工程で加熱ガスが噴射された前記半導体パッケ
ージのアウタリードにレーザ光を照射して前記はんだを
溶融する第3の工程と、を具備したことを特徴とする。
【0012】請求項3は、請求項1,2の加熱ガスは、
空気もしくは不活性ガスの温度であり、100℃〜20
0℃に加熱されていることを特徴とする。請求項4は、
半導体パッケージの複数のアウタリードを基板の電極パ
ッドにはんだ付けするはんだ付け装置において、あらか
じめはんだが供給された前記基板の電極パッドに装着さ
れた前記半導体パッケージのアウタリードにレーザ光を
照射するレーザ光照射装置と、あらかじめはんだが供給
された前記基板の電極パッドに装着された前記半導体パ
ッケージのアウタリードに加熱ガス噴射するホットガス
噴射装置と、を具備したことを特徴とする。
【0013】請求項5は、請求項4のレーザ光照射装置
と加熱ガス噴射装置とは一体的に前記アウタリードの配
列方向に相対的に走査可能であることを特徴とする。請
求項6は、請求項4の加熱ガス噴射装置は、前記半導体
パッケージから導出されたアウタリード全体に同時に加
熱ガスを噴射できるノズルを有していることを特徴とす
る。
【0014】加熱ガスを噴射してアウタリードを加熱す
ることにより、アウタリードのはんだ濡れ性を改善でき
る。また、アウタリードの表面が光沢状態で加熱源であ
るレーザ光の吸収率が小さくてもホットエアもしくはホ
ット不活性ガスを介してアウタリードを加熱できる。
【0015】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を図
面に基づいて説明する。図1〜図3は第1の実施形態を
示し、10はXY方向に移動自在なステージであり、こ
のステージ10にはプリント基板11が搭載されてい
る。プリント基板11には半導体パッケージ12のアウ
タリード13のピッチおよび幅に対応して多数の電極パ
ッド14が形成されており、この電極パッド14の表面
には予めはんだ15が供給されている。
【0016】ステージ10の上方には部品吸着ヘッド1
6が設けられており、半導体パッケージ12の上面を真
空吸着してステージ10上のプリント基板11に搭載す
るようになっており、この場合、半導体パッケージ12
から導出された多数のアウタリード13はガルウィング
形状をなしており、アウタリード13に相対する位置に
設けられた電極パッド14に装着される。
【0017】ステージ10の側方には加熱源であるレー
ザ光を発振するYAGレーザ等のレーザ発振器17が設
けられており、このレーザ発振器17で発振されたレー
ザ光Lはレンズ(図示しない)を通して集光した後、光
ファイバー18内に入射されるようになっている。光フ
ァイバー18から出射されたレーザ光Lを再度レンズ
(図示しない)を備えた集光ユニット19によって集光
し、集光したレーザ光Lを出射するレーザ光照射装置2
0を構成している。ここで、集光されたレーザ光Lのス
ポット径はアウタリード13の幅によって異なるが、直
径1.3〜1.5mmであり、アウタリード13の幅方
向の全体に照射できるように集光量を調節してスポット
径を制御できる。
【0018】また、21は空気もしくは不活性ガスを例
えばギアポンプなどによって所定の圧力に加圧するガス
供給タンクであり、このガス供給タンク21から吐出さ
れた空気もしくは不活性ガスはホース22を介して加熱
ユニット23に導かれている。加熱ユニット23には電
気ヒータ等が内蔵されており、空気もしくは不活性ガス
を所定の温度(例えば100 ℃〜200 ℃)に加熱してノズ
ル24からレーザ光Lが照射されるアウタリード13に
向って噴射するようになっており、加熱ガス噴射装置2
5を構成している。ここで、加熱ユニット23はノズル
24から噴射する加熱ガス26の温度がプリント基板1
1の耐熱温度もしくは半導体パッケージ12の耐熱温度
を超過しないように制御する機構を有している。
【0019】前記レーザ光Lの照射位置と加熱ガス26
の噴射位置との位置関係は常に一定になるように集光ユ
ニット19とノズル24とは固定されており、レーザ光
Lの照射位置と加熱ガス26の噴射位置とが同一位置
(図1参照)またはレーザ光Lの照射位置より数mm走
査方向前方(図2参照)のアウタリード13に噴射して
アウタリード13を加熱するようになっている。
【0020】次に、前述のように構成されたはんだ付け
装置を用いてはんだ付けする方法を説明する。部品吸着
ヘッド16によって半導体パッケージ12の上面を真空
吸着し、半導体パッケージ12から導出されたアウタリ
ード13をステージ10に搭載されたプリント基板11
上の電極パッド14との位置が相対的に−致するように
半導体パッケージ12を位置合わせした後、プリント基
板11に装着する。
【0021】ついで、レーザ発振器17によりレーザ光
を発振し、発振されたレーザ光をレンズを通して集光
し、光ファイバー18に入射する。レーザ光は光ファイ
バー18を通して半導体パッケージ12上まで光伝送さ
れ、集光ユニット19によって再び集光された後、半導
体パッケージ12のアウタリード13へ照射される。
【0022】レーザ光Lが照射と同時にガス供給タンク
21から吐出された空気もしくは不活性ガスは、ホース
22を介して加熱ユニット23に導かれ、加熱ユニット
23によって所定の温度に加熱されノズル24からレー
ザ光Lが照射されるアウタリード13に向って噴射され
る。
【0023】そして、レーザ光照射と加熱ガス26の噴
射をアウタリード13の配列方向に相対的に走査するこ
とにより、電極パッド14上のはんだ15が溶融し、は
んだ15によって電極パッド14に半導体パッケージ1
2のアウタリード13がはんだ付けされる。
【0024】したがって、アウタリード13および電極
パッド14に供給されたはんだ15が加熱ガス26が所
定の温度に加熱されているため半導体パッケージ12の
アウタリード13のはんだ濡れ性が悪い場合もしくはア
ウタリード13の表面が光沢状でレーザ光Lの吸収率が
小さい場合であっても、プリント基板11に熱損傷を与
えることなく良好なはんだ付けを行うことができる。
【0025】図4は第2の実施例を示し、第1の実施例
と同一構成部分は同一番号を付して説明を省略する。本
実施形態は、加熱ユニット23に半導体パッケージ12
から導出された多数のアウタリード13全体に加熱され
た加熱ガス26を噴射できるノズル27を設けたもので
あり、ノズル27は半導体パッケージ12の2辺もしく
は4辺から導出するアウタリード13の配列に対応して
平行もしくは矩形状に構成されている。
【0026】本実施形態においては、半導体パッケージ
12全体を加熱ガス26の噴射により加熱した状態で、
アウタリード13にレーザ光Lを照射するようにしたも
ので、第1の実施形態と同様に、アウタリード13およ
び電極パッド14に塗布されたはんだ15が加熱ガス2
6が所定の温度に加熱されているため半導体パッケージ
12のアウタリード13のはんだ濡れ性が悪い場合もし
くはアウタリード13の表面が光沢状でレーザ光Lの吸
収率が小さい場合であっても、プリント基板11に熱損
傷を与えることなく良好なはんだ付けを行うことができ
る。
【0027】
【発明の効果】以上説明したように、請求項1によれ
ば、複数のアウタリードを有する半導体パッケージをプ
リント基板へレーザ光を用いてはんだ付けする方法にお
いて、前記レーザ光の照射位置のアウタリードに加熱ガ
スを噴射して加熱することにより、アウタリードのはん
だ濡れ性が悪い場合、もしくはアウタリード表面が光沢
状で加熱源であるレーザ光の吸収率が小さい場合であっ
ても、プリント基板に熱損傷を与えることなく良好には
んだ付けできるという効果がある。
【0028】請求項2,3によれば、請求項1と同様の
効果がある。請求項4によれば、レーザ光照射装置と加
熱ガス噴射装置とによって半導体パッケージのアウタリ
ードの目的とする部分を確実に加熱することができる。
請求項5,6によれば、請求項4に加え、はんだ付け装
置の構成の簡素化を図ることができ、制御も簡単である
という効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の第1の実施形態のはんだ付け方法を
示す斜視図。
【図2】同実施形態のはんだ付け方法を示す斜視図。
【図3】同実施形態のはんだ付け装置を示す側面図。
【図4】この発明の第2の実施形態のはんだ付け装置を
示す側面図。
【図5】従来のはんだ付け装置の側面図
【符号の説明】
11…プリント基板 12…半導体パッケージ 13…アウタリード 14…電極パッド 15…はんだ 20…レーザ光照射装置 25…加熱ガス噴射装置 26…加熱ガス

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 半導体パッケージの複数のアウタリード
    を基板の電極パッドにはんだ付けするはんだ付け方法に
    おいて、 前記半導体パッケージのアウタリードを予めはんだが供
    給された前記基板の電極パッドに位置合せして装着する
    第1の工程と、 レーザ光を集光して前記半導体パッケージのアウタリー
    ドに照射し前記はんだを溶融すると同時に、前記レーザ
    光を照射する位置もしくは前記レーザ光の走査方向に対
    して前方に加熱ガスを噴射し、半導体パッケージのアウ
    タリードを加熱する第2の工程と、 を具備したことを特徴とするはんだ付け方法。
  2. 【請求項2】 半導体パッケージの複数のアウタリード
    を基板の電極パッドにはんだ付けするはんだ付け方法に
    おいて、 前記半導体パッケージのアウタリードを予めはんだが供
    給された前記基板の電極パッドに位置合せして装着する
    第1の工程と、 加熱ガスを噴射し、半導体パッケージの全体のアウタリ
    ードを加熱する第2の工程と、 前記第2の工程で加熱ガスが噴射された前記半導体パッ
    ケージのアウタリードにレーザ光を照射して前記はんだ
    を溶融する第3の工程と、 を具備したことを特徴とするはんだ付け方法。
  3. 【請求項3】 前記加熱ガスは、空気もしくは不活性ガ
    スであり、かつ100〜200℃に加熱されていること
    を特徴とする請求項1または2記載のはんだ付け方法。
  4. 【請求項4】 半導体パッケージの複数のアウタリード
    を基板の電極パッドにはんだ付けするはんだ付け装置に
    おいて、 予めはんだが供給された前記基板の電極パッドに装着さ
    れた前記半導体パッケージのアウタリードにレーザ光を
    照射するレーザ光照射装置と、 予めはんだが供給された前記基板の電極パッドに装着さ
    れた前記半導体パッケージのアウタリードに加熱ガスを
    噴射する加熱ガス噴射装置と、 を具備したことを特徴とするはんだ付け装置。
  5. 【請求項5】 前記レーザ光照射装置と加熱ガス噴射装
    置とは一体的に前記アウタリードの配列方向に相対的に
    走査可能であることを特徴とする請求項4記載のはんだ
    付け装置。
  6. 【請求項6】 前記加熱ガス噴射装置は、前記半導体パ
    ッケージから導出されたアウタリード全体に同時に加熱
    ガスを噴射できるノズルを有していることを特徴とする
    請求項4記載のはんだ付け装置。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007073661A (ja) * 2005-09-06 2007-03-22 Fujifilm Corp レーザはんだ付け方法及びレーザはんだ付け装置

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007073661A (ja) * 2005-09-06 2007-03-22 Fujifilm Corp レーザはんだ付け方法及びレーザはんだ付け装置

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