JPS62122297A - 電子装置製造方法およびその方法に用いる加熱装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔技術分野〕 本発明は電子装置の製造方法およびその方法において用
いる加熱装置に関する。

〔背景技術〕

電子機器は、機能面から高密度実装化が、実装面から軽
量化、小型化、薄型化が要請されている。

このため、電子部品の面実装化が盛んに取り入れられて
来ている。従来、超小型トランジスタ等を始めとする多
くの電子部品を、プリント基板、セラミック基板等の配
線基板に実装する場合、配線基板の表面に半田ディップ
、半田印刷等によって半田をコートした後、電子部品を
電子部品の電極（リード）部分が前記半田コートに乗る
ように重ね、その後前記配線基板をリフロー炉のベルト
に乗せ、ベルトの移動に伴ってリフロー炉の加熱部に移
動された配線基板の接合素材である半田コート部分を溶
融させ、電極を配線基板に固定することによって電子部
品を配線基板に実装させている。

面実装技術についての文献としては、たとえば、工業調
査会発行「電子材料Ｊ　１９８２年７月号、昭和５７年
７月１日発行、Ｐ５５〜Ｐ６１の「最近のハンダ付は材
料」と題するものがある。　ところで、このような半田
リフローによる実装技術にあっては、溶けた半田が電子
部品の本体（パッケージ）の下面に入り込んだり、ある
いはリードが盛り上がった半田の表面で押し上げられる
等の現象が生じ、電子部品が一部浮き上がり、実装不良
が生じる場合があることがわかった。

〔発明の目的〕

本発明の目的は実装の信頼度が高い電子装置を提供する
ことにある。

本発明の他の目的は電子部品の実装の信頼度を向上する
ことができる電子装置の製造方法を提供することにある
。

本発明の他の目的は電子部品の実装の歩留りを向上する
ことができる電子装置の製造方法を提供することにある
。

本発明の他の目的は電子部品の実装の生産性を向上する
ことができる電子装置の製造方法を提供することにある
。

本発明の他の目的は電子部品の実装の信頼度。

歩留り、生産性を向上することができる加熱装置を提供
することにある。

〔発明の概要〕

本願において開示される発明のうち代表的なものの概要
を簡単に説明すれば、下記のとおりである。

すなわち、本発明によれば、配線基板に電子部品を実装
する場合、電子部品の電極部分を配線基板の主面にあら
かじめ設けられた接合素材である半田コート層上に重ね
るとともに、この半田コート層を加熱して溶融する際、
磁場を発生させ、この磁場による磁力によって電子部品
を構成する磁性体部分を配線基板の主面側に引き付け、
かつ磁場の発生を間欠的にして電子部品を配線基板に対
して振動させることによって、電子部品の実装姿勢を正
して配線基板に固定するため、確実かつ信頼度の高い実
装が可能となり、生産性の向上が達成できる。

〔実施例〕

第１図は本発明の一実施例による小型のトランジスタの
実装状態を示す模式図、第２図は同じく正常実装化が行
われる状態を示す模式図、第３図は同じくトランジスタ
が実装された状態を示す断面図、第４図は同じく実装を
行うリフロー炉を示す模式図、第５図は同じくリフロー
炉の温度分布状態を示すグラフである。

本発明による電子部品の実装は、原理的には、第１図乃
至第３図に示されるようにして行われる。

この例は、第１図に示されるように、パッケージ１の大
きさが縦横高さがそれぞれ数ｍｍと極めて小さいトラン
ジスタ２がセラミック基板３上に実装される例である。

前記セラミック基板３の主面には所望の配線パターンを
有する導体層４が設けられている。また、前記導体層４
の所望箇所、すなわち、電子部品を搭載する箇所、この
場合は、トランジスタ２を搭載する箇所に、あらかじめ
半田コート層５が印刷によって設けられている。そこで
、トランジスタ２の実装に際して、トランジスタ２のパ
ッケージ１から突出するり一部６を前記半田コート層５
上に重なるように載置する。つぎに、図示しないヒータ
によって接合素材となる前記半田コート層５を加熱処理
して溶融し、リード６を半田コート層５の溶融再硬化に
よって形成された半田（接合体）７で導体Ｎ４に固定す
る。

この際、本発明は、第２図に示されるように、半田コー
ト層５が溶融（溶融半田８）状態にある時、磁場発生コ
イル９によって磁場を発生する。磁場発生コイル９はセ
ラミック基板３の下面側に配設されていること、前記ト
ランジスタ２のリード６は強磁性体であることから、ト
ランジスタ２はセラミック基板３に引き付けられる。こ
のため、トランジスタ２のリード６の先端部分は導体層
４上に重なり、トランジスタ２が傾いたりすることなく
正確確実な固定ができることになる。なお、同図におけ
る１０は磁力線を示す。また、前記磁場発注コイル９０
通電を間欠的に行うことによって、実行上トランジスタ
２は上下に振動する。この振動に伴って、トランジスタ
２はより安定な姿勢、すなわち、リード６の先端が導体
層４上に対面して載る第３図に示されるような半田接合
姿勢として好ましい姿勢となる。また、前記リード６の
振動によって、溶融半田８内に含まれる気泡等（リード
６の下面に含まれる気泡等）は除去されるとともに、リ
ード６の表面は活性化されて半田付は性（濡れ性）が向
上し、接合の信頼度が向上する。

また、この結果、フランクスレス化が可能となり、フラ
ックスを使用した場合に必要となる半田付は後の洗浄作
業が廃止できる。なお、前記トランジスタ２に振動を加
える方法は、前述のような間欠的な通電以外に、磁力線
１０　（磁場）の方向、強さを変化させることによって
も行える。

つぎに、実際の実装作業について説明する。第４図は、
セラミック基板３にトランジスタ２のような電子部品を
実装する際使用する加熱炉１１、すなわち、一般に多用
されているベルト炉である。

このベルｌ−炉１１には、コンベア１２が配設されてい
るので、このベルト炉１■の搬入側でコンベア１２上に
ワーク１３を載置する。ワーク１３はセラミック基板３
と、このワーク１３上に重ねられたトランジスタ２とか
らなっている。また、ベルト炉１１の搬出側では、ワー
ク１３が搬出されるようになっている。また、前記ベル
ト炉１１内には、ヒータ１４が配設され、コンベア１２
上に載って移動するワーク１３を加熱する。また、ベル
ト炉ｌｌ内の半田コート層５を溶融させる領域、溶融ゾ
ーンに対応して、磁場発生コイル９が配設されている。

この磁場発生コイル９は、ベルト炉１１の外に配設され
た磁気コントローラ１５によってコントロールされ、前
述のように、セラミック基板３上のトランジスタ２等の
電子部品を振動させるようになっている。ベルト炉１１
内の温度プロファイルは、第５図に示されるようになっ
ている。すなわち、ベルト炉工１の搬入側の入口がらａ
だけ入った位置からワーク１３の予備加熱が始まり、ｂ
からＣに亘る溶融ゾーンで第１図に示されるような半田
コート層５が？容かされる。　このようなベルト炉１１
にあっては、ワーク１３は順次搬入側からコンベア１２
上に供給される。コンベア１２の移動に伴って、コンベ
ア１２上のワーク１３はベルト炉１１内を移動し、かつ
ヒータ１４によって加熱される。ワーク１３は磁場発生
コイル９が対峙する溶融ゾーンに到達すると、さらに加
熱される結果、半田コート層５が溶融する。

この半田コート層５の溶融時、前記磁場発生コイル９に
よってワーク１３のトランジスタ２はセラミック基板３
側に引き付けられる。また、磁場発生コイル９に間欠的
に通電が行われるため、トランジスタ２はセラミック基
板３に対して離反接近するように振動する。この振動に
よって、トランジスタ２は安定な姿勢となってセラミッ
ク基板３に固定される。また、前記振動は接合部分に含
まれる気泡等を除去する役割も果たし、接合の信頼度を
向上することになる。また、前記振動は、トランジスタ
２のリード６表面および導体層４表面の活性化を図るた
め、リード６および導体層４と半田７との接合性は良好
となり、接合の信頼性は高くなる。

〔効果〕

（１１本発明によれば、トランジスタを溶融状態にある
半田を利用してセラミック基板に固定する際、溶融半田
中にあるトランジスタの強磁性体からなるリードに対し
て、磁場発生コイルによって磁場を発生し、この磁力に
よってリードをセラミ・ツク基板側に引き付けるととも
に、間欠的な磁場発生によってトランジスタを振動させ
るため、トランジスタは安定した状態でセラミック基板
に固定され、実装歩留りが向上するという効果が得られ
る。

（２）上記（１１により、本発明によれば、トランジス
タの半田実装にあって、トランジスタは振動させられな
がら半田付けが行われるため、リード表面およびセラミ
ック基板に設けられた導体層表面の活性化が図れ、半田
の濡れ性が向上し、接合の信頼性が高くなるという効果
が得られる。

（３）上記（１）により、本発明によれば、トランジス
夕の半田実装にあって、トランジスタは振動させられな
がら半田付けが行われるため、リードの下面等に気泡が
残留することがなくなり、接合の信頼性が高くなるとい
う効果が得られる。

（４）上記（２）により、本発明によれば、セラミック
基板への電子部品の実装に際して、フラックスレス化が
可能となり、実装後の洗浄工程が廃止できるという効果
が得られる。

（５）上記（１）〜（４）により、本発明の実装技術に
よれば、半田実装の接合度向上１歩留り向上、生産性向
上により、信頼性の高い電子装置を安価に提供すること
ができるという相乗効果が得られる。

以上本発明者によってなされた発明を実施例に基づき具
体的に説明したが、本発明は上記実施例に限定されるも
のではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能
であることはいうまでもない、たとえば、第６図に示さ
れるように、ワークそのものは磁気を感じない場合、た
とえば、チップコンデンサー１６のような電子部品の場
合は、チップコンデンサー１６の上面に板磁石１７を載
せ、この状態で磁場発生コイル９を利用してチップコン
デンサー１６をセラミック基板３に引き付け、かつ磁場
発生コイル９によりチップコンデンサー１６に振動を与
えることによって、正確かつ確実な接合が行えることに
なる。

また、前記磁場発生コイルを所望位置、たとえば、ベル
ト炉の側面に磁場発生コイルを配設すれば、ワークの垂
直壁面に電子部品を固定できるようになる。

また、磁場発生コイルを配設するものとしては、ベルト
炉に限らない。たとえば、ヒートプロ・ツク等に磁場発
生コイルを配設すれば、セラミック基板等の配線基板に
電子部品を正確確実かつ高歩留りで実装できる。

〔利用分野〕

以上の説明では主として本発明者によってなされた発明
をその背景となった利用分野であるセラミック基板にお
ける電子部品の面実装技術に適用した場合について説明
したが、それに限定されるものではない。

本発明は少なくとも物品の固定技術には適用できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例による小型のトランジスタの
実装状態を示す模式図、 第２図は同じく正常実装化が行われる状態を示す模式図
、 第３図は同じ（トランジスタが実装された状態を示す断
面図、 第４図は同じく実装を行うリフロー炉を示す模式図、 第５図は同じくリフロー炉の温度分布状態を示すグラフ
、 第６図は本発明の他の実施例による実装状態を示す模式
図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、基板の主面に接合素材を介して電子部品を重ね合わ
   せた後、前記接合素材の加熱処理によって形成された接
   合体によって電子部品を基板に実装する方法であって、
   前記加熱処理時に磁場によって電子部品の取付状態を制
   御しながら電子部品を基板に実装することを特徴とする
   電子装置の製造方法。 ２、前記電子部品は磁場操作によって基板に対して相対
   的に振動させながら固定されることを特徴とする特許請
   求の範囲第１項記載の電子装置の製造方法。 ３、前記電子部品の上面には磁性体が載せられて実装さ
   れることを特徴とする特許請求の範囲第１項または第２
   項記載の電子装置の製造方法。 ４、加熱部分の一部に磁場発生装置を有することを特徴
   とする加熱装置。 ５、前記磁場発生装置は基板に対して電子部品を相対的
   に振動させるように構成されていることを特徴とする特
   許請求の範囲第４項記載の加熱装置。