JPH09326552A - 半田載置方法及び半田載置装置 - Google Patents

半田載置方法及び半田載置装置

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JPH09326552A
JPH09326552A JP16689596A JP16689596A JPH09326552A JP H09326552 A JPH09326552 A JP H09326552A JP 16689596 A JP16689596 A JP 16689596A JP 16689596 A JP16689596 A JP 16689596A JP H09326552 A JPH09326552 A JP H09326552A
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JP
Japan
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solder
substrate
flux
punch
die
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JP16689596A
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English (en)
Inventor
Kuniaki Tsurushima
邦明 鶴島
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Ueno Seiki Co Ltd
Original Assignee
Ueno Seiki Co Ltd
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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
    • H05K3/3457Solder materials or compositions; Methods of application thereof
    • H05K3/3478Applying solder preforms; Transferring prefabricated solder patterns
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • H05K3/30Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor
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    • H05K3/34Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits by soldering
    • H05K3/3489Composition of fluxes; Methods of application thereof; Other methods of activating the contact surfaces

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  • Electric Connection Of Electric Components To Printed Circuits (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 半田バンプ電極を形成するために半田材料を
基板上に載置する場合のタクトタイムを短縮し、確実に
載置が行われるようにする。 【解決手段】 半田バンプ電極を形成するために所要量
の半田材料を所要数だけ基板上に載置する半田載置装置
を、プレス装置1と;あらかじめフラックス17を半田
バンプ電極を形成すべき位置に塗布した基板3を、プレ
ス装置1の所定位置に支持するための基板支持部材2、
2Aと;半田箔8をセットするため基板3の上方に配置
されるダイ9と;プレス装置1に取り付けられ、半田箔
8をドット状に打ち抜き、かつ打ち抜いたドット状の半
田材料を、基板3上に塗布されたフラックス17に押し
当てるためのポンチ4とから構成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、半田バンプ電極を
形成するために半田材料をパッケージ基板や半導体素子
のパッド等の基板上に載置する方法及び装置に関するも
のである。
【0002】
【従来の技術】図5は半田バンプ電極を備えたプラスチ
ックBGA(ボールグリッドアレイ)パッケージ基板の
構造を概略的に示す側面図である。図中51は封止用モ
ールド樹脂、52はガラスエポキシ基板、53は半田バ
ンプ電極である。このような構成において、ガラスエポ
キシ基板52上に半田バンプ電極53を形成する場合、
従来は図6及び図7に示すような方法により行ってい
た。
【0003】即ち、先ず図6に示すように、あるポジシ
ョンにおいて、ボール整列ツール54を用い、所定の大
きさのボール形状の半田ボール55を多数個収容したボ
ール箱56の中から、必要個数分の半田ボール55を真
空吸着して整列させる。次に、ボール整列ツール54を
別のポジションに移動させ、図7に示すように、そのポ
ジションにおいて、上方から基板52上に半田ボール5
5を落下、載置させる。なお、57はフラックスであ
る。
【0004】しかしながら、上記従来の半田載置方法に
は以下のような問題点があった。 (1)一度に吸着する半田ボールの数が多いため、吸着整
列に時間がかかる。 (2)半田ボールの整列と載置が別のポジションで行われ
るため、移動に時間がかかり、タクトタイムが長くな
る。 (3)半田ボール載置の際、自重だけでが半田ボールが完
全に落ちないことがあり、そのため空気圧をかけて半田
ボールを基板上に落としている。その場合、空気圧の調
整が微妙で、強すぎると半田ボールを吹き飛ばしてしま
うことがある。 (4)半田ボールがころがりやすく、取り扱いにくい。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような
従来技術の問題点を解消し、タクトタイムを短縮し、か
つ確実に半田材料を基板上に載置する方法及び装置を提
供することをその課題とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、前記課
題を解決するため、半田バンプ電極を形成するために所
要量の半田材料を所要数だけ基板上に載置する方法であ
って、プレスストロークを利用して、ポンチにより半田
箔をドット状に打ち抜くとともに、打ち抜いたドット状
の半田材料を、あらかじめフラックスを半田バンプ電極
を形成すべき位置に塗布した基板上の該フラックスに押
し当てることからなる半田載置方法が提供される。ま
た、本発明によれば、半田バンプ電極を形成するために
所要量の半田材料を所要数だけ基板上に載置する装置で
あって、プレス装置と、あらかじめフラックスを半田バ
ンプ電極を形成すべき位置に塗布した基板を、プレス装
置の所定位置に支持するための基板支持部材と、半田箔
をセットするため基板の上方に配置されるダイと、プレ
ス装置に取り付けられ、半田箔をドット状に打ち抜き、
かつ打ち抜いたドット状の半田材料を、基板上に塗布さ
れたフラックスに押し当てるためのポンチとを具備する
ことを特徴とする半田載置装置が提供される。
【0007】
【発明の実施の形態】以下本発明を具体例に基づき詳細
に説明する。図1は本発明による半田載置装置の構造を
示す断面図である。図中1はプレス機構、2はダイセッ
トである。ダイセット2の上部適所には、フラックス塗
布を終えたプラスチックBGA基板3を支持するための
凹部(パッケージ受け)2Aが形成されている。3Aは
ガラスエポキシ基板、3Bは封止用モールド樹脂であ
る。一方、プレス機構1には、複数のポンチ4及びガイ
ドポスト5が取り付けられたポンチプレート6が連結さ
れている。ポンチ4はその先端断面形状が、通常、直径
0.6〜0.8mm程度の円形状のものが使用される
が、それ以外の形状のものでも構わない。ダイセット2
上にはガイドブッシュ7が立設され、上記ポンチプレー
ト6はプレスストロークに伴いガイドブッシュ7内を案
内され、上下動するようになっている。ダイセット2の
やや上方には、半田箔8をセットするためのダイ9がガ
イドブッシュ7により固定支持されている。ダイ9には
ポンチ4の形状に対応した貫通孔10が形成されてい
る。ダイ9とポンチプレート6の間にはそれぞれバネ1
1及びバネ12を介して、ストリッパー13を備えたス
トリッパープレート14が設置されている。ストリッパ
ー13を備えたストリッパープレート13はポンチ4の
形状に対応した貫通孔15とガイドポスト5の形状に対
応した貫通孔16を有している。なお、17はフラック
スである。
【0008】次に動作について述べる。先ず、BGA基
板3上の所定位置に所定量のフラックスを塗布し、フラ
ックス塗布を終えたBGA基板3をダイセット2の凹部
2Aにセットする。フラックスの塗布については後述す
る。次に半田箔8をダイ9の上にセットする(図2
(a))。ここでは半田箔8を単に載せるだけである
が、自動化対応とする場合には、リール巻したリボン状
のものを使用することが好ましい。半田箔の厚さは、通
常、0.4〜0.7mm程度が好ましい。その後、プレ
ス機構1を稼働させるとポンチプレート6とストリッパ
ープレート14が弱いバネ11を縮めながら下降する。
ストリッパー13が半田箔8に当たるとポンチプレート
6だけが強いバネ12を縮めながら下降し、ポンチ4が
半田箔8をドット状に打ち抜き、ダイ9の貫通孔10を
貫通する。打ち抜かれたドット状の半田材料は、ポンチ
4により、BGA基板3上のフラックス17に押し当て
られ、その粘着力によりBGA基板3上に固定される
(図2(b))。このためフラックス17としては高粘
度のものが好ましい。また半田材料のフラックス17へ
の押し当てが適切に行われるように、あらかじめポンチ
4の押し込み量を適切な値に設定しておく。この固定載
置の後、プレス機構1によりポンチ4は半田材料を放し
て上昇する。なお、図2(b)におけるA部詳細を図3
に示す。
【0009】ここでBGA基板にフラックスをスクリー
ン印刷法により塗布する方法を説明する。図4はこのフ
ラックス塗布に使用されるスクリーン印刷機構の構造を
示す図であり、図中21はモールド樹脂封止をしたプラ
スチックBGA基板(図1及び図3の3に相当)、22
はメタルマスク、23はスキージー、24はフラック
ス、25はマスク固定枠、26はねじ、27は印刷台、
28はワーク固定枠、29は蝶番である。スクリーン印
刷は以下のようにして行う。先ず、印刷台27にBGA
基板(ワーク)21を固定枠28で動かないように固定
する。この固定は、例えばワーク固定枠28の底面に例
えば両面テープを貼ってワーク現物に合わせながら貼り
付けて行うことができる。また、印刷台27にBGA基
板21の底面に至る穴を設け、真空吸着により固定する
方法を用いることもできる。次に、メタルマスク22を
マスク固定枠25に挟み、メタルマスク22の穴とBG
A基板21のパッドの位置を合わせながらねじ26で止
める。次に、フラックス24をメタルマスク22の上に
適量垂らし、スキージー23で掻き、メタルマスク22
の穴を通してBGA基板21のパッドにフラックス24
を印刷する。そして、図中右のマスク固定枠25を持っ
て、メタルマスク22の片側を上げ、BGA基板21を
取り出す。
【0010】
【実施例】次に本発明の実施例を述べる。基板としてP
−BGA225ピンガラスエポキシ基板を用いた。パッ
ドピッチは1.27mm、パッド径は0.6mmφであ
った。この基板上に、図4に示すスクリーン印刷機構を
利用し、スクリーン印刷用高粘度ロジンフラックスを塗
布した。次に、図1に示すように、塗布を終えたBGA
基板をダイセット上にセットするとともに、Sn63−
Pb37共晶半田(40mm□×0.5mm厚)の箔を
ダイの上にセットした。あらかじめポンチの押し込み量
を適切な値に設定しておき、プレス機構を作動させて、
ポンチの下降により、半田箔からドット状の半田材料を
打ち抜き、基板上のフラックスに押し当て、固定載置し
た。なお、半田材料のドット径は0.7mmφとパッド
より少し大きくした。パッドはグリーンレジストにまわ
りを囲まれているため凹んでおり、ドット状の半田材料
との間に隙間ができるため、この隙間を埋める程度のフ
ラックスの量が最適である。次に、ドット状の半田材料
を固定載置した基板を炉に入れ、半田を溶融させたとこ
ろ、良好な半田バンプ電極を形成することができた。ま
た、比較のため、図6及び図7の従来方法で半田ボール
を載置し、同様に半田バンプ電極を形成した。両者を比
較すると、従来方法では装置タクトタイムが15秒であ
ったものが、本発明の実施例では5秒に短縮でき、ま
た、半田材載置率(載置工程でパッドの上に載っている
半田ボール又はドットの数を目視でチェック)も従来方
法では95%のものが本発明の実施例では99.6%と
向上したことが確認された。
【0011】上記実施例では、個片になったパッケージ
基板に半田材料を載置する場合につき説明したが、複数
個のパッケージ基板をフレーム状にしたものを逐次搬送
して載置作業を自動化して行うようにしてもよく、また
複数個のパッケージ基板に同時に載置作業を行うように
してもよい。
【0012】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば、上記構成を採用したので、従来のボール整列工程
が省略でき、半田材載置工程のみとなるため、タクトタ
イムを大幅に短縮することができる。また、打ち抜いた
半田ドットの面形状が平たいため、フラックスの粘着力
により強固に接着固定され、半田材載置率を向上させる
ことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による半田載置装置の構造を示す一部切
断正面図である。
【図2】図1の装置の動作説明図である。
【図3】図2(b)のA部詳細図である。
【図4】フラックスのスクリーン印刷機構の説明図であ
る。
【図5】プラスチックBGAパッケージの概略側面図で
ある。
【図6】従来方法による半田ボールの吸着整列の説明図
である。
【図7】従来方法による半田ボールの基板への載置の説
明図である。
【符号の説明】
1 プレス機構 2 ダイセット 2A 凹部(パッケージ受け) 3 BGA基板 3A ガラスエポキシ基板 3B 封止用モー
ルド樹脂 3C パッド 4 ポンチ 5 ガイドポスト 6 ポンチプレー
ト 7 ガイドブッシュ 8 半田箔 8’ 半田材 9 ダイ 10、15、16 貫通孔 11、12 バネ 13 ストリッパー 14 ストリッパ
ープレート 17 フラックス
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成8年10月1日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正内容】
【特許請求の範囲】
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0006
【補正方法】変更
【補正内容】
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、前記課
題を解決するため、半田パンプ電極を形成するために所
要量の半田材料を所要数だけ基板上に載置する方法であ
って、プレスストロークを利用して、ポンチにより半田
箔をドット状に打ち抜くとともに、半田バンプ電極を形
成すべき位置にあらかじめ塗布されたフラックスに、打
ち抜いたドット状の半田材料を押し当てることを特徴と
する半田載置方法が提供される。また、本発明によれ
ば、半田バンプ電極を形成するために所要量の半田材料
を所要数だけ基板上に載置する装置であって、プレス装
置と、半田バンプ電極を形成すべき位置にあらかじめフ
ラックスを塗布した基板と、プレス装置の所定位置に基
板を支持するための基板支持部材と、半田箔をセットす
るため基板の上方に配置されるダイと、半田箔をドット
状に打ち抜き、基板上に塗布されたフラックスに打ち抜
いたドット状の半田材料を押し当てるためのポンチとを
具備することを特徴とする半田載置装置が提供される。
【手続補正3】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0007
【補正方法】変更
【補正内容】
【0007】
【発明の実施の形態】以下本発明を具体例に基づき詳細
に説明する。図1は本発明による半田載置装置の構造を
示す断面図である。図中1はプレス機構、2はダイセッ
トである。ダイセット2の上部適所には、フラックス塗
布を終えたプラスチックBGA基板3を支持するための
凹部(パッケージ受け)2Aが形成されている。3Aは
ガラスエポキシ基板、3Bは封止用モールド樹脂であ
る。一方、プレス機構1には、複数のポンチ4及びガイ
ドポスト5が取り付けられたポンチプレート6が連結さ
れている。ポンチ4はその先端断面形状が、通常、直径
0.6〜0.8mm程度の円形状のものが使用される
が、それ以外の形状のものでも構わない。ダイセット2
上にはガイドブッシュ7が立設され、上記ポンチプレー
ト6はプレスストロークに伴いガイドブッシュ7内を案
内され、上下動するようになっている。ダイセット2の
やや上方には、半田箔8をセットするためのダイ9がガ
イドブッシュ7により固定支持されている。ダイ9には
ポンチ4の形状に対応した貫通孔10が形成されてい
る。ダイ9とポンチプレート6の間にはそれそれバネ1
1及びバネ12を介して、ストリッパー13を備えたス
トリッパープレート14が設置されている。ストリッパ
ー13を備えたストリッパープレート14はポンチ4の
形状に対応した貫通孔15とガイドポスト5の形状に対
応した貫通孔16を有している。なお、17はフラック
スである。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 半田バンプ電極を形成するために所要量
    の半田材料を所要数だけ基板上に載置する方法であっ
    て、 プレスストロークを利用して、ポンチにより半田箔をド
    ット状に打ち抜くとともに、打ち抜いたドット状の半田
    材料を、あらかじめフラックスを半田バンプ電極を形成
    すべき位置に塗布した基板上の該フラックスに押し当て
    ることからなる半田載置方法。
  2. 【請求項2】 半田バンプ電極を形成するために所要量
    の半田材料を所要数だけ基板上に載置する装置であっ
    て、 プレス装置と、 あらかじめフラックスを半田バンプ電極を形成すべき位
    置に塗布した基板を、プレス装置の所定位置に支持する
    ための基板支持部材と、 半田箔をセットするため基板の上方に配置されるダイ
    と、 プレス装置に取り付けられ、半田箔をドット状に打ち抜
    き、かつ打ち抜いたドット状の半田材料を、基板上に塗
    布されたフラックスに押し当てるためのポンチとを具備
    することを特徴とする半田載置装置。
JP16689596A 1996-06-06 1996-06-06 半田載置方法及び半田載置装置 Pending JPH09326552A (ja)

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