JPH0215698A - はんだ付着装置 - 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】 Ａ、産業上の利用分野 本発明は、改良されたはんだ付はシステムに関し、具体
的には、はんだ湿潤性コンタクト・パッドにはんだを各
パッドごとにほぼ均一な量で付ける改良された方法に関
する。

Ｂ、従来技術 半導体産業では、表面取付は収用装着パッド上へのはん
だの分配は、一般に、スクリーニング法を用いて行なわ
れてきた。この技法では、はんだ付着パターンを有する
アートワーク及びスクリーンを製造しなければならない
。次いで、正確な位置合せプロセスを行なって、表面取
付はパッド上にはんだをスクリーニングする。このプロ
セスに用いるはんだペーストは、かなり長い硬化時間及
び焼成時間を必要とする。つまり、この従来技術の技法
は、位置合せプロセスが複雑な上に、比較的時間がかか
る。

スクリーニングを用いる従来技術の技法は、パターンが
、リード・ピッチ及び幅が非常に細かい表面取付はパッ
ドを標準表面取付は部品と混合させる必要があるため、
さらに複雑になっている。

たとえば、テープ自動ボンディングの場合、そのピッチ
は０．１〜０．５ｍｍの範囲である力ｆ１標準表面取付
は部品のピッチは０．５〜１．２５ｍｍの範囲である。

すなわち、このプロセスでは、表面取付は板の異なる部
分に異なる量のはんだを分布させることが必要である。

要求される精度が与えられている場合、リード・ピッチ
及び幅が非常に細かい表面取付は部品用と、標準表面取
付は部品用に、別々のスクリーニング・ステップを用い
るのが普通である。複数のスクリーニング作業が行なわ
れる場合、以前のステップで付着させたはんだに損傷が
及ぶ可能性がある。さらに、スクリーンの開口部が次第
に狭くなるにつれて、開口部中にはんだペーストがつま
る傾向があるので、細線はんだのスクリーニングには問
題がある。

従来技術のスクリーニング・システムに内在するもう一
つの問題は、再加工を行ない難いことである。欠陥部分
を除去したあと、取付は板上ではんだを交換する技術は
まだない。除去するとき、部品の各リード線と共に残さ
れる■を制御する方法がないので、パッド上に残るはん
だの厚さにばらつきが出る。部品を除去した後に、はん
だをすっかり除去する技術は存在するものの、絶縁個所
のスクリーニングによる再補充はまだ実現可能ではない
。

従来技術では、プリント回路の表面全体にはんだを付着
させる様々な技法が多数ある。典型的な技法は、いわゆ
る浸漬はんだ付は及びウェーブはんだ付けである。ウェ
ーブはんだ付けは、ノズルを通して溶融はんだを注入し
て定常ウェーブを形成するものである。この方法では、
回路部品のリード線が様々な点から突き出しているプリ
ント導線を含むアセンブリの片面全体が、一般に、所定
の速度で溶融はんだのウェーブの定常表面上を移動する
。アセンブリの下面をウェーブの上側液面と接触させる
。この技法では、はんだウェーブがまず接合面を濡らし
、スルーホール貫入を促進する。

それが、確実なはんだ接合及びはんだ隅肉の形成を保証
する助けとなる。ウェーブはんだ付けは、米国特許第３
７０５４５７号明細書及び第４３６０１４４号明細書に
示されている。浸漬法の一例が、米国特許第４８０８９
４１号明細書に示されている。この特許では、パネルを
液状はんだ浴に浸し、次いで、エア・ナイフに運んで、
パネル上の溶融はんだを平らにする。したがって、エア
・ナイフによって、パネルから過剰なはんだが有効に除
去され、プリントされたパターンだけにはんだが保持さ
れる。

はんだ・レベリング装置のもう一つの例が、米国特許第
４６１９８４１号明細書に示されている。

この技法は、浸漬はんだ付は法に使用される。はんだを
プリント回路パターン上に選択的に付着させる他の技法
が、米国特許第４２０６２５４号明細書、第４３８９７
７１号明細書、第４４９３８５６号に記載されている。

米国特許第３６６１６３８号も、プリント回路板のスル
ーホールの壁面上の導電性材料の厚さをならし制御する
システムを対象としている。この技法は、過剰の導電性
材料を除去するために、導電性材料を付着させた後、加
熱してこれを溶融し、次いで導電材料が可塑状態にある
間に回路板を回転させて、可塑性物質をスルーホールの
周りで周方向に移動させ、スルーホールを通って軸方向
に流れさせるものである。

Ｃ１発明が解決しようとする課題 従来技術の以上のような欠陥に鑑みて、本発明の目的は
、手動またはロボット制御下で使用できるツールを用い
て、表面取付は板上のパッドにはんだを正確に配分でき
るシステムを提供することにある。

本発明のもう一つの目的は、アートワークやはんだスク
リーン、はんだペーストを必要とせず、表面取付は板の
パッド上に、はんだを付着及びリフローさせることがで
きるツールを提供することにある。

本発明のもう一つの目的は、回路カードにはんだを細線
パターンで付着し、同時に様々な線幅ではんだを付着さ
せるツールを提供することにある。

本発明のもう一つの目的は、部品除去後にカード上に残
るはんだの量の条件にかかわらず、回路カードに付着さ
れるはんだの量を自動的に調整するツールを提供するこ
とにある。

０１課題を解決するための手段 本発明の上記及びその他の目的は、はんだ湿潤性の導電
パッド上に、各パッドにほぼ均一な量ではんだを付着さ
せるツールによって達成される。

本発明のはんだ付若装置は、溶融はんだを供給するため
の出口を有する溶融はんだ保持手段と、このはんだを溶
融状態に維持するための加熱手段とを有し、上記出口が
導電パッドに隣接してこの上を通るように基板の表面に
沿って基板を相対移動することによって導電パッドに溶
融はんだを付着させる。

溶融はんだは、出口から基板上に供給される溶融はんだ
の脚部が導電パッドと接触したままはんだ付若装置が基
板と相対移動する時に、高さが調整可能なはんだ非湿潤
性のブレード手段によって溶融はんだを導電パッド間の
基板位置で分断することによって、または溶融はんだを
溶融はんだ滴として導電パッドに供給することによって
、導電パッドに付着される。

Ｅ、実施例 まず初めに、本発明の実施例の概要について説明する。

本発明の一実施例のツールすなわちはんだ付着装置は、
はんだだめまたはプリナム、はんだを溶融するための加
熱素子、及びはんだだめ底部の、はんだで濡らすべきコ
ンタクト・パッドを通過するヘッドを含んでいる。

ヘッドは、第１及び第２のセンサを用いて、ヘッドから
のはんだの流れを制御する。ヘッド自体は、液状はんだ
を出す前端と成形要素を保持する後端を備えている。す
なわち、ヘッドは、その中に、底部及び前端に延びる空
洞を有する。この空洞は、はんだだめに接続している。

ヘッドの後面には、過剰な材料を除去し、形状制御を行
なうための、はんだ非湿潤性ブレードが配置されている
。ヘッドから流れ出るはんだの毒は、はんだだめ上の第
１及び第２のセンナと協同して曇く真空システムに応じ
て制御される。第１センサは、空洞内部にあり、ツール
待機モードのとき、空洞中のはんだを適当なレベルに維
持するために使用される。

第２のセンサは、ヘッドの前部にある空洞部の前端に配
置されている。このセンサは、付着モードのとき、ヘッ
ド内に存在するはんだの量を制御するために使用される
。

本発明によると、この実施例では、はんだは、次のよう
にして付着される。はんだ非ｔＭ潤性の基板は、一般に
、はんだ湿潤性のコンタクト・パッドのアレイを存する
。ヘッドを基板上に近づけて、基板の上方に所定の充分
な距離をとって維持する。

距離は基板またはパッドとの接触が起こらないように維
持する。ヘッドの前面がら出て来るはんだ塊の形状を監
視する第２０センチにスイッチすることにより、はんだ
をヘッドから流れ出させる。

はんだは、ヘッドの下端で基板またはパッドに接触する
。はんだは、流れ速度に応じて、ヘッドの空洞前面から
膨れ出る傾向がある。ヘッドがコンタクト・パッドの上
方でヘッドの前面方向に移動するにつれて、パッドがは
んだで覆われる。ヘッドの後端にあるはんだ非湿潤性ブ
レードが、はんだの表面張力を破壊し、したがってツー
ルの後端から隣接するパッドが出てきたとき、隣接する
パッド間の架橋を除去する。ヘッドは、パッドのアレイ
を一方向に通過して、次いでその方向を変えることがで
きる。ヘッドは、各コンタクト・パッド上にほぼ均一な
量のはんだを付着させる。

本発明の第２の実施例では、ツールは、加圧だめを有し
、また底部に一連の開口部を備え、そこから個別のはん
だ塊を押し出させる。ヒータがツールと共に移動するよ
うに配置され、かつパッドを予熱するため上流側に配置
される。ツールがパッドを通過するとき、個別のはんだ
滴が予熱されたパッドに接触する。移動速度及び加圧だ
めの圧力を制御することにより、滴の寸法及び付着速度
が決定できる。

第３の実施例では、ツールは全方向性であり、はんだ線
が計量された量ずつ供給される。ツール中のヒータがは
んだを溶融して、付着のための液塊を形成する。ツール
は、表面張力を破る全方向性のはんだ非湿潤性表面を有
する。作業が完了したとき、真空解除パイプを使っては
んだを除去できる。

どの実施例でも、パッド・アレイ全体にわたる移動が実
現できるように、ツールをコンピュータ制御する。付着
用のはんだを形成するのにどんな方法を使用するかに応
じて、ツールは、一方向性及び回転式、または全方向性
である。

第１図ないし第３図を参照して、本発明の一部を成すツ
ールの説明を行なう。第１図は、待機モード、すなわち
リフロー停止モードにあるツールを示す。銅などの導電
性材料から成る中心ロッドエＯを熱源として用いる。環
状の外壁１２は、はんだ柱１３用の保持壁として使用さ
れる。すなわち、第１図に示すように、液状はんだ柱１
３は、導体１０によって加熱され、外壁１２によって維
持される。このはんだ柱は、ツール・ヘッド１４内に維
持される。第１図に示すように、はんだ柱１３は導体１
０の底部の周りで膨張して、下部溶融はんだ先端部１７
を形成している。これは、第１図の切取線の下側に示さ
れている。

１対のセンサ１５及び１６を使って、このはんだ先端部
の形状を維持する。センサ１５は、リフロー・モードに
あるはんだ脚部用の外部タングステン線センサである。

センサ１６は、待機モードで利用するはんだ線であって
、第１図に示すように、はんだ脚部の先端部１７と接触
している。センサ１５及び１６は、後で説明する第５図
のセンサ回路に接続されている。

第１図は、第１図に示した止めねじなど好都合な付着技
術によってツール・ヘッド１４に結合された、垂直方向
に調整可能なはんだ非湿潤性ブレード１８を示している
。表面１９は、工作物を表わす。

第２図は、リフロー・モードにあるツールを示す。この
場合は脚部１７がツール・ヘッドの前端を越えて延びて
、突き出した前端２０を形成している。この先端部２０
の位置が、センサ１５によって監視される。はんだのこ
うした構成は、はんだ脚部が引っ込んでいて先端部１７
がセンサ線１６によって監視される、第１図に示した構
成とは異なっている。

動作に際しては、第２図に示すように、センサ線１５は
前端２０の位置を決定することにより脚部１７のサイズ
を監視する。第２図では、工作物１９の表面上にある代
表的なパッドのうちごく少数２１．２２．２３だけを示
す。図のように、ツールの前方のパッド２１上にあるは
んだ２５は、部品が除去されて不規則な量のはんだが残
っているので、不規則なパターンになっている。第２図
は、ツールの通過後にはんだ２７が均一に付着したパッ
ド２２を示す。第２図に示すように、領域２３では、高
さが調整可能なはんだ非湿潤性ブレード１８によっては
んだ膜が破られる。

第３図は、典型的な使用の際のツールの前進移動の概略
図を示す。第３図に示すように、ツール・ヘッド１４は
、ハウジングによって画定される開いた逆Ｕ字形のチャ
ンネル２４を含んでいる。導体１０及び外被壁１２から
構成されるはんだ柱が、ヘッド１４の上面にある。した
がって、脚部は、開口部２４を越えて延びて、ツールが
第３図に示す方向に移動するにつれて、装着パッド２１
．２１’、２１”を次々にはんだで濡らす。すなわち、
各パッドははんだの脚部に出会って、ツールの下にある
間に橋絡される。ツール・ヘッド１４が各ａｔパッドを
通過するにつれて、はんだ非湿潤性ブレード１８がはん
だ膜を分断して、各パッド上に均一なコーティングを設
ける。

第２図は、ブレード１８の動作を示す。はんだ膜が破壊
されると、表面張力の効果によってはんだは脚部１７中
に押し戻され、同時に、付着した部分２７がパッド２１
上に均一に拡散される。ブレードは手動手段（止めねじ
２６）によってまたは自動的に垂直方向に調整できる。

さらに、高周波供給源によってブレードを励振して、振
動運動を起こすこともできる。音波的、誘電的、または
機械的に誘導させた励振を用いてもよい。ツールがパッ
ド２１などの列の最後に達して、はんだを付着またはリ
フローさせると、センサ１５からセンサ１６に切り替え
て、ツールを待機モードに切り替えることができる。こ
れは、第２図に示した形状から第１図に示した形状へと
はんだ脚部を引っ込める効果がある。次いで、ツールの
向きを変えて、今リフローさせたパッドに対して直角な
パッドの列に対処し、あるいはツールを持ち上げて回路
板上の別の個所へ移動する準備をさせることができる。

作業モードが指定されれば、本発明は、パッド上でのク
リティカルな位置合せの必要がない。移動経路は、通常
、はんだマスクによって画定される。パッド上でツール
を大まかに位置決めすると、付着が行なわれる。すなわ
ち、パッドの列の中心線で位置合せをする必要はない。

また、図示してはいないが、せきを用いてフラックスを
閉じ込めることもできる。すなわち、本発明によると、
１パスはんだ付着技術が可能になる。図にはツール・ダ
ウン使用モードを示したが、ツール・アップ構成でツー
ルを使用することもできる。

次に、第４図には、本発明のシステムが示されている。

第４図で、第１図ないし第３図と同じ要素には、同じ番
号がつけである。熱源１０が塊状熱源３１に接続されて
いる。第３図に示すように、塊状熱源３１は接地線３０
を介して接地されている。このため、センサ線１５と１
６の単純な動作、及び部品を装着した回路板の回路安全
性が可能となる。第４図に示すように、はんだだめ容器
３２が塊状熱源３１の外側に同心状に配置されている。

容器３２ははんだ柱１３を形成するためにはんだを供給
するはんだだめ３５を内蔵している。はんだだめ３５は
熱源３１の周囲に配置されている。

はんだだめ３５は、先細になって保持壁１２中に入って
行く。

充分なはんだ脚部を維持するために、ガス柱３６によっ
てはんだだめにかかる圧力を維持する。

はんだだめの上のこのガス柱によって供給される圧力が
、はんだだめの位置を維持しており、交互に正圧と負圧
をはんだにかけてはんだ脚部を生成させ、センサ線１５
及び１６によって決定される圧力の関数としてその位置
を維持させる手段となっている。第４図に示すように、
ガス供給源４２から調整弁３８を経て加圧ガスを供給し
、導管３７を経てはんだだめ３５の上の部分３６にはん
だだめに入る正のガス流を発生させる。同様に、ガスだ
め３９を使ってガスを排出させて、システム中に負の差
圧を発生させる。

ソレノイド弁４１は、導管３７を経て正圧のガスを供給
するか、または負圧の流れを発生させて調整弁３９から
排出させるために使用される。

すなわち、第４図に示すように、領域３６にかかる圧力
に応じて、はんだ柱の脚部を（領域３６で正圧をうける
ことにより）延ばし、あるいは（調整弁３９を使って負
圧をかけることにより）引っ込ませることができる。セ
ンサ１５及び１６によって、これらの２条件が監視され
、制御回路４０中にその入力が供給され、それを使って
ソレノイド弁４１の位置が制御される。

次に、第５図に、第４図のリレー／ソレノイド・システ
ムをコンピュータ及びセンサ線で制御するための単純な
制御回路が示されている。この回路を使って、リフロー
・ツールの動作を制御する。

演算増幅器Ａ１は、０ボルトまたは５ボルトのトランジ
スタ・トランジスタ論理回路（ＴＴＬ）信号を供給する
比較機構であり、この信号はツールをリフロー・モード
または待機モードにするためのコンピュータ入力として
使用される。この出力はまた、センサ１５または１６を
活動化させる。

これは、トランジスタＴＲＩ及びＴＲ２に逆のノイイア
スを与えて、その一方を導通させ、もう一方を非導通に
することによって行なわれる。このような逆バイアスは
、演算増幅器へ！の出力を反転させて、それをトランジ
スタＴＲ２のゲートに送る位相反転回路Ａ２によって実
施される。次いで、センサ線１５と１６のどちらかをト
ランジスタＴＲ１またはトランジスタＴＲ２を通る低イ
ンピーダンス経路によって比較機構Ａ３の入力端に接続
させる。１メガオームの抵抗Ｒ１がセンサ線１５または
１６をプルして、入力を高電位に反転させる。次いで、
はんだがワイヤに接触して高電圧を短絡させると、状態
が逆転してセンサ線に低電流電位が現われ、入力端子が
接地側に切り替わる。

それが、比較機構Ａ３の出力の状態変化に反映されて、
リレーに１がもう一方の条件になる。次に、リレーに１
を使って高電流リレーが駆動され、第４図のソレノイド
弁４１をトグルする。１対の発光ダイオード、ＬＥＤ−
１及びＬＥＤ−２を使って、所与の時間における回路の
状態が指示される。

第５図の回路に使用される様々な抵抗及びツェナー・ダ
イオードの値が例示されている。トランジスタは、２Ｎ
５４６５）ランジスタの対でよい。

本発明が、従来のはんだペースト・スクリーニングを利
用して得られる結果に少なくとも匹敵する結果をもたら
すことを確認するため、次のような実験を行なった。構
成要素取付は用に中心間距離０．５ｍｍでサイズ０．２
５ｍｍのパッド、及び中心間比１１ｉ１０．２ｍｍでサ
イズ０．１ｍｍのパッドを有する約１８．５Ｘ８．９ｃ
ｍのカードからなるサンプル４０個を用意した。２つの
方法を用いて、はんだ塗布を行なった。第１の方法は、
厚膜スクリーン印刷機を利用して、はんだペーストを塗
布するものである。ペーストは、サーマロイ（Ｃｅｒｍ
ａ　Ｉ　１ａｙ）３８０１ペーストであり、印刷機は、
プレスコ（Ｐｒｅｓｃｏ）厚膜スクリーン印刷機８１１
５型である。厚さ０．０５ｍｍの黄銅ステンシルを用い
た中心間距離０．５ｍｍ、幅０．２５＋ａｍのフットプ
リントにこれを使用した。次に、１２０℃で１０ないし
１５分間ペーストを乾燥した後、ＨＴＣ気相リフロー・
システム・モデル９１２Ｗ／ｅ　ｌ　ｅ　ｖでフルオリ
ナート５３１１液を用いて２１５℃で３８秒間、乾燥ペ
ーストの液相リフローを行なった。

次いで、フレオンＴＭＳ中でカードを洗浄した。

この工程は従来のスクリーンはんだ技法である。

はんだ塗布の第２の方法は、本発明のはんだ脚部技法を
利用するものであった。この実験では、センサ１５及び
１６を省略した。溶融はんだを含む、第１図ないし第３
図に示したタイプのはんだヘッドを利用して、パッド上
にはんだを付着させた。ツールがパッドを通過するとき
、パッドを架橋させる。はんだヘッドの後端で、はんだ
非湿潤性ブレードによってはんだの表面１０が破壊され
、各パッド上にはっきりした量のはんだを残すことが可
能となる。パッド上に残っζいるはんだの１は、はんだ
非湿潤性ブレードの高さ、ならびにパッドの湿潤可能区
域の形状によって規定される。高密度装着カードの狭い
断面に対応できるように、ツール・ヘッドの寸法を非常
に小さくすることもできる。その手順は、回路板にフラ
ックスを施すことと、次いではんだヘッド及びブレード
の調整後、手動ではんだヘッドをパッドの列を横断して
移動させるものである。

これらの手動で調整した回路板中のはんだ脚部の移動速
度は、はんだ温度を３００°Ｃに設定し、アルファ１０
２（不活性）フラックスを利用した場合、約１２．５ｍ
ｍ／秒であった。この技法は、幅０．２５ｍｍのパッド
上に０．０５ないし０．０７５ｍｍのはんだ、幅０．１
ｍｍのパッド上に約０゜０１３ｍｍのはんだを付着する
ように設計したものである。はんだパッドを光学顕微鏡
で検査した。

サンプルを横に切り、ＬＥＣＯ３００金属顕微鏡を利用
して金属顕微鏡法ではんだの厚さを測定した。各カード
上で２組の平行なパッドで、厚さの測定を行なった。微
細構造、はんだプロフィル、金属間化合物域を示す、高
倍率（４００倍及び１０００倍）写真を撮影した。主と
してスクリーニングしリフローした、幅０．２５ｍｍの
パッド、及びはんだフロー法を用いてはんだ付けしたパ
ッドの２つの系列で行なった個々のはんだ厚さの測定値
を表に示す。下記の表に、その平均値、標準偏差、最大
値／最小値を示す。

［表−はんだ厚さ測定のパラメータ（単位ミクロン）コ
ペースト・スクリーニング ／リフロー技法 はんだ脚部技法 パラメータ 平均値 標準偏差 最大値 最小値 ４．５ ２．０ 上の表で示されているように、この２つの技法は平均の
厚さ及び再現性から見て優劣がない。どちらの技法も、
期待される薄い金属間化合物層をもたらした。金属間化
合物の範囲は、２つの技法でパッドが受ける時間−温度
プロフィルの関数である。どちらの場合も、金属間化合
物の範囲が幅０．２５ｍｎ＋のパッドのはんだ付は性ま
たは信頼性に強く影響しているとは考えられない。

使用した２種のパッド・サイズのどちらでも、はんだ脚
部法を使用して架橋は見られなかった。

フットプリントを次第に小さくしていくと、ステンシル
材料の選択と製造、はんだの架橋、及びはんだの粒径が
、ペーストのスクリーニング及びリフロー技法の制限要
因になる。

したがって、本発明のこの実施例によると、独特なツー
ルにより、表面装着板上のパッドにリフローはんだを分
配させることが可能になることが分かる。これは、はん
だ非湿潤性ブレードを有し、はんだ担持ヘッドを使用し
、センサ・フィードバック・システムではんだの量を監
視することによって実現される。この技法は、手動でも
、ロボット制御下で使用することもできる。ツール・ヘ
ッドは、パッドを通過するとき、バンドをはんだで架橋
する。ただし、ヘッドは、その後端にはんだの表面張力
を破壊させるはんだ非湿潤性ブレードを用いている。こ
のため、各パッド上にはっきり定まった量のはんだが残
る。付着されるはんだは、はんだ非湿潤性ブレード高さ
、ならびにパッドのはんだ湿潤性領域の形状によって決
まる。本発明の場合、パッドが最初にツールの下で架橋
され、その上に過剰のはんだが載っているので、ツール
の厳格な位置合せは必要でない。そうではなくて、ブレ
ードの通過後に、はんだはパッドの全面に均一に分布す
る。寸法の制約と位置合せの問題によって本来的に制限
されているスクリーニング技法とは違って、頭部自体の
寸法が非常に小さくなって、高密度装着回路板の隔離さ
れた断面または狭い断面あるいはその両方に対処できる
。また、本発明によると、たとえば幅０．２５ｍｍの線
及び０．５ｍｍのピッチを有する狭いパッド上にはんだ
を許容できる処理速度で分布させることが可能である。

第６Ａ図及び第６Ｂ図には、本発明の第２の実施例が示
されている。この実施例で、基板１９は第１の実施例の
ものと同じである。パッド２１も同じである。この実施
例は、はんだの脚部を突き出させず、ツール６２から個
別のはんだ球６０が生成される点で、第１の実施例と異
なっている。

このツールは、一連の環状チェンバををする外部シェル
６４を含んでいる。中央チェンバ６６は、液状はんだ塊
１３を加熱するためのヒータ１０を含んでいる。外部環
状チェンバ６８が表面上に高温の発生ガスを分配する。

はんだ球６０を付着する前に、ヒータ７０を使ってパッ
ド２１を予熱する。

ツール６２が第６Ａ図の矢印の方向に移動するとき、ヒ
ータ７はまずパッド２１上を通過する。

次いで、パッドが分離した液状はんだ滴６０を受は取り
、冷間はんだ接合をもたらすことのない点まで、パッド
の温度を上げる。はんだ塊１３を含むツールの中心部が
パッド２１上を通過するとき、チェンバ６６からの加圧
されたはんだが個別量のはんだを滴６０の形で出す。こ
のはんだ塊が予熱したパッド２１に接触すると、ツール
の動きにょって塊が剥ぎ取られパッド上に付着される。

パッド２１″に関して第６Ａ図に示した結果は、はんだ
２７がパッド２１″に均一に付着される。

このシステムは、ツールが常にヒータ７０がツールの前
方にくる方向に向きを変える一方向技法でも、あるいは
ツールの方向転換が必要でない全方向モードでも使用で
きる。すなわち、コンピュータ制御下で予定のパターン
に従ってツールの向きを変えてもよいが、必ずしもツー
ル自体を回転させる必要はない。

次に、第７Ａ図及び第７Ｂ図には、２個の全方向はんだ
放出ヘッドが示されている。第７Ａ図では、ツール７０
は規則的な一連の穴７２を備えている。これらの穴の間
隔は、例示のために示したものにすぎず、これらの穴は
、組み合わされた排出物が、押出しの際に１つのはんだ
塊として出るように圧縮または拡大されることを了解さ
れたい。

第７Ｂ図のヘッド７４は、対称な十字形７６を利用して
いる。この実施例では、はんだは、ツールの中心軸の所
で合体して、第６Ａ図に概略図で示したはんだ塊を形成
する傾向のある１つの塊として押し出される。

第７Ｃ図及び第７Ｄ図には、２つの一方向の実施例が示
されている。第７Ｃ図では、ツール７８が一連の３組の
穴８０を有し、第７Ｄ図では、ツール８２が一連の細長
いスロット８４を含んでいる。

第７Ｃ図及び第７Ｄ図のツールでは、ツール自体が向き
を変えるとき、穴８０またはスロット８４が移動方向に
対して直角に位置合せされるように、回転が必要なこと
は明らかである。

この実施例は、分離を実施するのに、はんだ非湿潤性ブ
レードを使用しない。これは必要と思われるが、オプシ
ロンとして使用してもよい。そうではなくて、加圧下で
維持されるはんだ柱から離散はんだ塊が押し出されるた
め、完全な分離が起こる。この点に関して、はんだ装置
を利用してシステムを加圧下で維持する限り、第４図の
システム略図が使用できる。

次に、第８図には、本発明のはんだ付着ツールの第３の
実施例が示されている。

このツールは、その使用の点で全方向性である。

すなわち、ツールに対して様々な角度ではんだ付着を実
施するために回転させる必要がない。小さなはんだ塊用
の保持壁９０は、上記の各実施例の場合と同様に、はん
だ非湿潤性ブレードとして働く底部エツジ９４が様々な
形をとることができる。

第８図には、とがったエツジが示しであるが、丸くまた
は四角に面取りしたものも使用できる。

このツールは、またはんだ塊が加圧ガスの体積によって
調節されるのでなく、ツールの使用及び移動中に必要に
応じて生成され除去され廃棄される点でも、前の実施例
とは異なる。サイクルの始めに、断熱された歯車９５及
び圧力ホイール９６を使って、既知の長さの線はんだ９
８をオリフィス１００を経てはんだだめに供給する。こ
のはんだは、熱源１０２上で溶融してはんだだめ領域の
底部に流れ、小さなはんだ塊９２を形成する。この小さ
なはんだ塊のために、リフロー・モード中に負の背圧で
はんだをはんだだめ領域に維持しておく必要がなくなる
。これは、一部には、はんだの熱源１０２表面に対する
湿潤化作用、ならびに、はんだだめ中のはんだの量が減
少したためはんだに作用する重力が減ることに起因して
いる。

ツールは、所期の方向に移動するとき、上記の実施例で
記載した方式ではんだ非湿潤性ブレード、この場合はエ
ツジ９４によってはんだの表面張力を破る方法により、
ツールの後部から出てきた正確な量のはんだをパッド２
１上に供給する。この場合、ブレードは円形で保持壁９
０の底部エツジを含み、それによってツールの全方向能
力が保たれる。保持柱は、アルミニウム、石英、セラミ
ックなどどんなはんだ非湿潤性の材料から製造してもよ
い。

あるパッドの列の終り、または工具を引き上げて移動さ
せるツール・サイクルの終りに、ツールを引き上げる前
にはんだだめ内のはんだを除去する。これは、はんだ除
去パイプ１０４が取り付けられたチェンバに真空（図示
せず）をかけることによって実施される。このパイプを
様々な方法で加熱して、はんだがパイプ中で凝固するの
を防止することができる。図にはバイブ１０４の周囲に
巻きつけたニクロム線１０６から成るヒータが示しであ
る。ニクロム線の電気絶縁を簡単にするため、バイブ１
０４を石英などの非導電性材料で製作してもよい。この
はんだ除去方式によって、大部分のはんだがはんだだめ
から除去され、残りのはんだはヒータの先端に固着する
。はんだが工作物上に落下する心配なしに、基板からツ
ールを引き上げることができる。

基本的な範囲から逸脱せずに、本発明に改良及び修正を
実施することができる。たとえば、加圧するのに、加圧
ガスの代わりにピストンを用いることもできる。第１の
実施例で、光学センサ、磁気センサ、または熱センサを
用いることもできる。

Ｆ０発明の効果 本発明によれば、はんだペースト・スクリーニング法を
用いずに、制御された量のはんだを導電パッド領域に簡
単にかつ正確に付着させることができる。

４、図面の１ＴｉＹヰエな説明 第１図は、待機モード、すなわちリフロー停止モードに
ある、本発明の第１の実施例によるツールの概略側面図
である。

第２図は、はんだの前端がヘッドの前端を越えて延びて
いる、リフロー・モードにある１、第１の実施例による
ツールの側面図である。

第３図は、ツールの前進移動の概略透視図である。

第４図は、本発明の第１の実施例に従って使用される装
置構成の概略図である。

第５図は、本発明の第１の実施例によるリフロー作業を
可能にするための、コンピュータ及びセンサ線用の制御
回路の回路図である。

第６Ａ図及び第６Ｂ図は、それぞれ、本発明の第２の実
施例の側面図及び底面図である。

第７八図ないし第７Ｅ図は、様々なオリフィス・パター
ンの構成図である。

第８図は、本発明の第３の実施例の側面図である。

１０・・・・中心ロッド、１２・・・・環状外壁、１３
・・・・はんだ柱、１４・・・・ツール・ヘッド、１５
．１６・・・・センサ、１７・・・・はんだ先端部、１
８・・・・ブレード、１９・・・・工作物、２１．２２
．２３・・・・パッド、２４・・・・開口部、２６・・
・・止めねじ。

ＦＩＧ、１ 出願人　　インターナショナル・ビジネス・マシーンズ
拳コーポレーション 代理人　　弁理士　　山　　本　　仁　　朗（外１名） ＦＩＧ。

ＦＩＧ、４ １人力 ＦＩＧ、６Ａ ＦＩＧ、６Ｂ イ９ ′−ｒ−；６″ｄド市ｔ、Ｅ−潟 （方式） ％式％ ［ ２）発明の名称 はんだ付り装置 ３、補正をする者 ４、代 理 人 第７八図ないし第７Ｄ図は、」 に補正する。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）基板上に形成されたはんだ湿潤性の導電パッドに
   はんだを付着させるための装置において、溶融はんだを
   供給するための出口を有する溶融はんだ保持手段と、 上記はんだを溶融状態に維持するための加熱手段と、 を備え、上記出口が上記導電パッドに隣接してこの上を
   通るように上記基板の表面に沿って上記基板に対して相
   対移動することによって上記導電パッドに溶融はんだを
   付着させることを特徴とするはんだ付着装置。
2. （２）特許請求の範囲第（１）項において、上記はんだ
   付着装置が上記基板と相対移動する時に上記導電パッド
   間の基板位置で溶融はんだを分断するための、高さが調
   整可能なはんだ非湿潤性のブレード手段を備えることを
   特徴とするはんだ付着装置。
3. （３）特許請求の範囲第（１）項において、上記出口か
   ら上記基板上に供給される溶融はんだの脚部の位置を感
   知するためのセンサ手段と、このセンサ手段の感知に応
   答して上記溶融はんだ保持手段内の圧力を制御し、上記
   溶融はんだの脚部の寸法を調節するための手段とを有す
   ることを特徴とするはんだ付着装置。
4. （４）特許請求の範囲第（１）項において、上記溶融は
   んだ保持手段内の溶融はんだに圧力を加えるための加圧
   手段を有し、上記出口はこの加圧手段によって圧力を加
   えられた時に溶融はんだを押し出すための小さなまたは
   細い開孔として形成されており、上記出口からの溶融は
   んだが溶融はんだ滴として上記導電パッドに供給される
   ことを特徴とするはんだ付着装置。