JPH10163610A - 電子部品のはんだ付け用フラックスの塗布装置 - Google Patents

電子部品のはんだ付け用フラックスの塗布装置

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JPH10163610A
JPH10163610A JP8321439A JP32143996A JPH10163610A JP H10163610 A JPH10163610 A JP H10163610A JP 8321439 A JP8321439 A JP 8321439A JP 32143996 A JP32143996 A JP 32143996A JP H10163610 A JPH10163610 A JP H10163610A
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JP
Japan
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flux
substrate
sheet
soldering
drum
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Application number
JP8321439A
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English (en)
Inventor
Mikio Takeuchi
幹雄 武内
Yoshiichi Shimizu
芳一 清水
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Fuji Electric Co Ltd
Original Assignee
Fuji Electric Co Ltd
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/26Layer connectors, e.g. plate connectors, solder or adhesive layers; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/31Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process
    • H01L2224/32Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process of an individual layer connector
    • H01L2224/321Disposition
    • H01L2224/32151Disposition the layer connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
    • H01L2224/32221Disposition the layer connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
    • H01L2224/32225Disposition the layer connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation
    • HELECTRICITY
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    • H01L2924/10Details of semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/11Device type
    • H01L2924/13Discrete devices, e.g. 3 terminal devices
    • H01L2924/1304Transistor
    • H01L2924/1305Bipolar Junction Transistor [BJT]
    • H01L2924/13055Insulated gate bipolar transistor [IGBT]
    • 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
    • H05K3/3489Composition of fluxes; Methods of application thereof; Other methods of activating the contact surfaces

Landscapes

  • Electric Connection Of Electric Components To Printed Circuits (AREA)
  • Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】基板の非はんだ付け面にフラックスが付着する
のを防ぎつつ、はんだ接合面域に過不足なく適量のフラ
ックスを均一に塗布できるようする。 【解決手段】はんだ接合面を下向きにして搬送されて来
た基板1に対向してその水平搬送経路の途上に配置した
フラックス塗布部2を、基板の走行経路に向けて敷設し
た柔軟性の多孔質シート8と、液状フラックス5を収容
したフラックス槽6から前記シートにフラックスを供給
させるフラックス供給手段として、ドラムの下半部をフ
ラックス槽内の液面下に浸漬させるとともに、ドラムの
頂面をその上方に敷設した多孔質シートの裏面に当てが
うように配置し、かつドラムの外周面上に分散してフラ
ックス溜となる樋状溝部を配した汲み上げ式回転ドラム
7を設置し、シートに液状フラックスを含浸保持させた
状態で、基板の搬送途上で基板のはんだ接合面をシート
に擦り付けてフラックスを均一に塗布する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、パワート
ランジスタモジュールを対象に、半導体チップ(IGB
T),フリーホイーリングダイオードなどの電子部品を
マウントしたセラミックス基板(例えば、セラミックス
板を挟んでその両面に銅箔を直接結合したダイレクトボ
ンデッドカッパー(Direct Bonded Copper) 基板)を放
熱用ヒートシンクを兼ねたパッケージの金属ベース上に
重ね合わせてはんだ接合する組立工程で、そのはんだ付
けに先立って基板のはんだ接合面にフラックスを塗布す
るための電子部品のはんだ付け用フラックスの塗布装置
に関する。
【0002】
【従来の技術】頭記したパワートランジスタモジュール
の組立工程で、セラミックス基板にチップ素子をマウン
トした回路組立体を金属ベースの上にはんだ付けする際
には、はんだ付けの前処理として基板のはんだ接合面
(チップ搭載面と反対側の裏面)にフラックスを塗布す
るようにしている。
【0003】ここで、パワートランジスタモジュールに
組み込む前記基板は比較的外形サイズが大きいことか
ら、従来ではフラックスの塗布作業を人手による刷毛塗
りで行い、塗布後はハンドブロアにより基板のフラック
ス塗布面に温風を吹きつけて乾燥するようにしているの
が現状である。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記の
ような人手作業によるフラックスの塗布方法では、作業
能率が低いことに加えて、フラックス塗布のムラ、手指
の接触による基板面の汚れ,乾燥不足などの人為的な要
因で品質の高いはんだ付けを行うことが困難であり、そ
の改善策が望まれている。
【0005】一方、電子部品のフラックス塗布装置とし
て、従来よりブラシ式,発泡式,吹付け式,噴流式,浸
漬式などの自動フラクサが知られているが、頭記のよう
にチップ素子を搭載した比較的サイズの大きな基板にこ
れらフラクサを適用した場合には、基板のはんだ接合面
にフラックスが均一に塗布されなかったり、フラックス
槽から泡,飛沫となって周囲に逸散する腐食性のフラッ
クスが基板の上面側に搭載したチップ素子に付着するな
どの問題がある。
【0006】本発明は上記の点にかんがみなされたもの
であり、その目的は前記課題を解決し、基板の非はんだ
付け面(基板に搭載したチップ素子など)にフラックス
が付着するのを防ぎつつ、はんだ接合面域に過不足なく
適量のフラックスを均一に塗布できるようにしたフラッ
クス塗布装置を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記目的は、本発明によ
り、フラックス塗布装置を次記のように構成することに
より達成される。 1)はんだ接合面を下向きにして搬送される基板に対向
してその水平搬送経路の途上に敷設した柔軟性の多孔質
シートと、液状フラックスを収容したフラックス槽から
前記の多孔質シートにフラックスを供給して含浸させる
フラックス供給手段とを具備し、基板の搬送途上でフラ
ックスを含んだシートの面域に基板のはんだ接合面を擦
り付けてフラックスを塗布するように構成する。
【0008】2)前項1)のフラックス塗布工程の後段
側にフラックス乾燥工程を設け、該乾燥工程ではフラッ
クス塗布面をフラックスの融点より低い範囲で、フラッ
クス溶剤の沸点より20℃以上高い温度に加熱して溶剤
を蒸発,除去させる。 3)前項1)のフラックス供給手段として、ドラムの下
半部をフラックス槽内に収容した液状フラックスの液面
下に浸漬させるとともに、ドラムの頂面をその上方に敷
設した多孔質シートの裏面に当接させて配置し、かつド
ラムの周面上にフラックス溜となる樋状溝部を分散して
配した汲み上げ式回転ドラムを採用し、さらに多孔質シ
ートを帯状シートとして基板へのフラックス塗布位置に
向けてシートを随時繰り出すようにする。
【0009】4)また、フラックス供給手段として、ド
ラム下半部をフラックス槽内に収容した液状フラックス
の液面下に浸漬させた回転ドラムを備え、該回転ドラム
の周面上に柔軟性の多孔質シートを巻き付けてシートへ
のフラックス供給,および基板へのフラックス塗布を行
うように構成することもできる。上記の構成において、
柔軟性の多孔質シートはその毛細管作用によりフラック
ス供給手段を介して供給された液状フラックスがシート
に浸透して湿潤状態に含浸保持され、この状態で基板の
搬送経路上に待機している。そして、このシート面上に
はんだ付け面を下向きにして水平搬送されて来た基板が
当接して摺動することにより、基板のはんだ接合面にフ
ラックスがシートから転移して均一に塗布される。な
お、この場合のフラックス塗布量は、基板の搬送速度,
基板と多孔質シートとの接触圧などの条件を変えること
により適量に調節できる。
【0010】また、フラックスの塗布工程に続く乾燥工
程では、フラックス塗布面の加熱温度をフラックスの融
点より低い範囲で、フラックスの溶剤の沸点より20℃
以上高い温度に加熱することにより、フラックス中の溶
剤(イソプロピルアルコールなど)が速やかに基板面か
ら蒸発して除去される。これにより、フラックスの活性
機能を保ちつつ、後段のはんだ付け工程でフラックスの
溶剤から発生するガスによってはんだ付け欠陥となるボ
イドなどが生じるのを確実に防止できる。
【0011】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図面に基
づいて説明する。 〔実施例1〕図1,図2は本発明の請求項3,4に対応
するフラックス塗布装置の実施例を示すものである。図
において、1は基板上にチップ素子2を搭載したダイレ
クトボンデッドカッパー基板などセラミックス基板(被
はんだ付け部品)、2はフラックス塗布部、3はフラッ
クス乾燥部であり、基板1はそのはんだ付け面を下に向
けて上面側から真空チャック4などにより吸着保持して
前段の基板組立工程から搬入され、その搬送経路の途上
で前記フラックス塗布部2,フラックス乾燥部3にてフ
ラックスの塗布,乾燥工程を経た後に後段のはんだ付け
工程に向けて送出される。
【0012】ここで、フラックス塗布部2は、フラック
ス成分(ロジン系)に溶剤(イソプロピルアルコールな
ど)を加えた液状フラックス5を収容した温度管理機能
付きのフラックス槽6と、フラックス槽6内にドラム下
半部を浸漬させて設置した汲み上げ式回転ドラム7(フ
ラックス供給手段)と、回転ドラム7の頂面にシートの
裏面を当てがって敷設した柔軟性の多孔質シート8との
組合せからなる。そして、前記の回転ドラム7にはその
周面上に分散してフラックス溜となる樋状溝部7aが形
成されている。一方、多孔質シート8は連続気泡形のス
ポンジ状の帯状シートであってロール状に巻かれてフラ
ックス槽の上部側方に格納されており、ここから繰り出
したシートが前記回転ドラムの頂面に架け渡して反対側
に配備した巻き取り機構9との間に張架されている。
【0013】また、フラックス塗布部2の後段側に配置
したフラックス乾燥部3は、風胴3aの内部にヒータ3
b,ブロア3cを組み込んだ温風加熱器であり、風胴3
aの温風吹出口が基板1の移動経路に向けて開口してい
る。なお、温風加熱器の代わりに赤外線ランプを採用す
ることもできる。次に、上記構成による基板1へのフラ
ックス塗布動作について説明する。まず、フラックス塗
布の準備として多孔質シート8を回転ドラム7の頂部側
に繰り出した状態で回転ドラム7を回転し、樋状溝部7
aを介してフラックス槽6から汲み上げた液状フラック
ス5をドラムの頂部側に敷設した多孔質シート8の位置
まで運ぶ。これにより、多孔質シート8はその毛細管作
用により、回転ドラム7の樋状溝部7aに溜まっている
液状フラックス5がドラム周面に付着している分ととも
にシート8に浸透,転移してシートに含浸保持された状
態となる。
【0014】この状態で、はんだ接合面を下に向けて矢
印Pのように前段の基板組立工程から搬送されて来た基
板1は、フラックス塗布部2を通過する際に多孔質シー
ト8の上面と擦り合うように接触し、この過程で図2で
表すようにシート8に含まれている液状フラックス5が
基板1のはんだ接合面に転移して均一に塗布される。こ
のフラックス塗布は発泡式,吹付け式などフラクサと異
なり、フラックスが周囲に逸散することがないので基板
の上面に搭載したチップ素子10などの非はんだ付け面
にフラックスが付着することはない。
【0015】続いて基板1が後段側のフラックス乾燥部
3に到達すると、ここでフラックス塗布面に向けて下方
から温風が吹きつけられ、これによりフラックスの溶剤
が蒸発して除去される。この場合の加熱温度はフラック
ス(ロジン系)の融点より低い範囲で、フラックスに混
ぜた溶剤(イソプロピルアルコールなど)の沸点より2
0℃以上高い温度に設定することで、速やかに溶剤を蒸
発,除去してフラックス塗布面を乾燥させることができ
る。その後に、基板1は後段のはんだ付け工程に搬送さ
れる。
【0016】また、上記のフラックス塗布を繰り返し行
うと、シート8に含浸保持されているフラックスの量が
次第に減少するので、汲み上げ式回転ドラム7を低速回
転してシート8へのフラックスの補給を継続的に行うと
ともに、シート8はフラックスの固形成分などで目詰ま
りする前に適宜なタイミングで巻き取り、新しいシート
面をフラックス塗布位置に繰り出すようにする。なお、
基板1へのフラックス5の塗布量は、基板1の水平搬送
速度,シート8に当接する基板の接触圧などの条件で適
量に調節できる。
【0017】〔実施例2〕図3は本発明の請求項5に対
応するフラックス塗布部2の応用実施例を示すものであ
る。この実施例においては、柔軟性の多孔質シート8を
回転ドラム9の周面に巻き付けた上で、回転ドラム9の
下半部をフラックス槽6の中に浸漬した構成になり、フ
ラックス塗布時には回転ドラム9を回転させながら基板
1へのフラックス塗布を行う。
【0018】この実施例は先記した実施例1に比べてフ
ラックス塗布機構が簡単となるが、シート8を目詰まり
のない健全な状態を維持するには、定期的にシート8を
新しいものと交換する必要がある。なお、基板1へのフ
ラックス塗布量は、基板1の搬送速度と回転ドラム9の
周速度を調節することで加減できる。
【0019】
【発明の効果】以上述べたように、本発明のフラックス
塗布装置によれば、従来の人手作業によるフラックスの
塗布ムラ、および発泡式,吹付け式などの従来のフラク
サによる非はんだ付け面へのフラックス付着の問題点を
解消し、基板への均一なフラックス塗布,並びにフラッ
クス塗布面の乾燥を完全自動化して品質の高いはんだ付
けを再現性よく実現でき、特にパワートランジスタモジ
ュールなどを対象に、チップ素子を搭載したダイレクト
ボンデッドカッパー基板を放熱用の金属ベース上にはん
だ付けする場合に優れた効果を発揮する実用的価値の高
いフラックス塗布装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例1に対応するフラックス塗布装
置の全体構成図
【図2】図1におけるフラックス塗布部での塗布動作を
説明する要部拡大図
【図3】本発明の実施例2に対応するフラックス塗布部
の構成図
【符号の説明】
1 基板 2 フラックス塗布部 3 フラックス乾燥部 4 真空チャック 5 液状フラックス 6 フラックス槽 7 汲み上げ式回転ドラム 8 柔軟性の多孔質シート 9 回転ドラム

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】チップ素子を搭載した基板を対象に、該基
    板を金属ベース上にはんだ付けするに先立って基板のは
    んだ接合面にフラックスを塗布するための装置であっ
    て、はんだ接合面を下向きにして搬送される基板に対向
    してその水平搬送経路の途上に敷設した柔軟性の多孔質
    シートと、液状フラックスを収容したフラックス槽から
    前記の多孔質シートにフラックスを供給して含浸させる
    フラックス供給手段とを具備し、基板の搬送途上でフラ
    ックスを含んだシートの面域に基板のはんだ接合面を擦
    り付けてフラックスを塗布するようにしたことを特徴と
    する電子部品のはんだ付け用フラックスの塗布装置。
  2. 【請求項2】請求項1記載の塗布装置において、フラッ
    クス塗布工程の後段側にフラックス乾燥工程を設け、該
    乾燥工程では基板のフラックス塗布面をフラックスの融
    点より低い範囲で、フラックスの溶剤沸点より20℃以
    上高い温度に加熱して溶剤を蒸発,除去させるようにし
    たことを特徴とする電子部品のはんだ付け用フラックス
    の塗布装置。
  3. 【請求項3】請求項1記載の塗布装置において、フラッ
    クス供給手段が汲み上げ式回転ドラムであり、該回転ド
    ラムの下半部をフラックス槽内に収容した液状フラック
    スの液面下に浸漬させるとともに、ドラムの頂面をその
    上方に敷設した多孔質シートの裏面に当てがうように配
    置し、かつドラムの外周面上に分散してフラックス溜と
    なる樋状溝部を配したことを特徴とする電子部品のはん
    だ付け用フラックスの塗布装置。
  4. 【請求項4】請求項1記載の塗布装置において、多孔質
    シートを帯状シートとして基板へのフラックス塗布位置
    に向けてシートを随時繰り出すようにしたことを特徴と
    する電子部品のはんだ付け用フラックスの塗布装置。
  5. 【請求項5】請求項1記載の塗布装置において、フラッ
    クス供給手段としてドラム下半部をフラックス槽内に収
    容した液状フラックスの液面下に浸漬させた回転ドラム
    を備え、該回転ドラムの周面上に柔軟性の多孔質シート
    を巻き付けてシートへのフラックス供給,および基板へ
    のフラックス塗布を行うようにしたことを特徴とする電
    子部品のはんだ付け用フラックスの塗布装置。
JP8321439A 1996-12-02 1996-12-02 電子部品のはんだ付け用フラックスの塗布装置 Pending JPH10163610A (ja)

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