JPH0341952B2 - - Google Patents
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- JPH0341952B2 JPH0341952B2 JP20819584A JP20819584A JPH0341952B2 JP H0341952 B2 JPH0341952 B2 JP H0341952B2 JP 20819584 A JP20819584 A JP 20819584A JP 20819584 A JP20819584 A JP 20819584A JP H0341952 B2 JPH0341952 B2 JP H0341952B2
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Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明は、特に被加熱物上面を所望の温度分布
に設定できる局所ガス加熱方法及び装置に関す
る。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Application of the Invention] The present invention particularly relates to a local gas heating method and apparatus that can set the upper surface of an object to be heated to a desired temperature distribution.
配線基板上に電子部品をはんだ接続する方法に
おいては、耐熱性が低い部品を有するモジユール
はモジユール全体をはんだ溶融温度まで加熱する
ことができないため、はんだ付けする部品のみを
局所的に加熱し、その近傍の低耐熱性部品への影
響を極力小さくする加熱方法が必要である。この
場合、接続歩留り及び接続の信頼性の面から、は
んだ接続部が均一に加熱されることが重要であ
る。
In the method of soldering electronic components onto a wiring board, since it is not possible to heat the entire module to the solder melting temperature for modules that have components with low heat resistance, only the components to be soldered are locally heated. There is a need for a heating method that minimizes the effect on nearby parts with low heat resistance. In this case, from the viewpoint of connection yield and connection reliability, it is important that the solder joint is heated uniformly.
従来の局所加熱方法及び装置として、IBM
Technical Disclosure Bulletinにおける“HOT
GAS GUN”(Vol.15 No.3 August 1972)に
示されているものがある。これは石英管の内部に
ヒータを組み込み、このヒータに通電すると同時
に石英管の一端からガスを送入し、他端から加熱
されたガスを送出するガス加熱装置であり、この
装置によつて生成した加熱ガスをはんだ付される
チツプの背面に吹き付けてはんだ付けする方法も
同時に示されている。 As a conventional local heating method and device, IBM
“HOT” in Technical Disclosure Bulletin
GAS GUN” (Vol. 15 No. 3 August 1972). This method incorporates a heater inside a quartz tube, and at the same time supplies electricity to the heater, gas is introduced from one end of the quartz tube. This is a gas heating device that sends out heated gas from the other end, and a method for soldering by spraying the heated gas generated by this device onto the back surface of the chips to be soldered is also shown.
ところがこの方法においては、ガス吹出し口で
のガス温度分布は、ノズル先端形状によつて決ま
つてしまうため、はんだ付けされる部品の形状、
寸法、熱容量、基板の材質が異なるとはんだ付け
部の温度分布が不均一になり、接続不良の増加、
接続信頼性の低下及び基板の破損をまねく等の懸
念があつた。 However, in this method, the gas temperature distribution at the gas outlet is determined by the shape of the nozzle tip.
If the dimensions, heat capacity, and board materials differ, the temperature distribution at the soldering area will be uneven, leading to an increase in connection failures,
There were concerns that this would lead to a decrease in connection reliability and damage to the board.
本発明の目的は、上記の問題点をなくし、被加
熱面の温度分布を所望の値に設定できる加熱方法
及び装置を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to eliminate the above-mentioned problems and provide a heating method and apparatus that can set the temperature distribution of a heated surface to a desired value.
本発明は配線基板に電子部品をはんだ接続する
ためにはんだ付け部に局所的に加熱する局所加熱
方法及び装置であつて、各々独立して加熱量を制
御し得る複数の発熱体をガス通風方向に設けた管
体によつて所定の温度分布に加熱されたガスをは
んだ付け部に吹き付けて局所的に加熱することを
特徴とする。
The present invention is a local heating method and device for locally heating a soldering part in order to solder connect electronic components to a wiring board. The soldering part is heated locally by blowing gas heated to a predetermined temperature distribution by a pipe provided in the soldering part.
以下、本発明の一実施例を第1図乃至第11図
により詳細に説明する。
Hereinafter, one embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 1 to 11.
第1図は本発明によるガス加熱装置の正面図、
第2図は平面図である。第1図及び第2図におい
て、例えば石英管2の内部には、複数個の発熱体
4a,4b,4c,4d,4e,4f,4gが配
置されており、それぞれの発熱体は、電力供給端
子6a,6b,6c,6d,6e,6f,6g
(6f,6gは図示せず)に接続されている。ガ
ス送入口8は、電力供給端子盤10の上部に配置
され、石英管2の下部はガス送出口11となつて
いる。第3図〜第5図は、第1図及び第2図に示
すガス加熱装置により加熱されたガスの、ガス送
出口11の領域における温度分布を等温線図で示
したものである。 FIG. 1 is a front view of a gas heating device according to the present invention;
FIG. 2 is a plan view. 1 and 2, for example, a plurality of heating elements 4a, 4b, 4c, 4d, 4e, 4f, and 4g are arranged inside the quartz tube 2, and each heating element is connected to the power supply. Terminals 6a, 6b, 6c, 6d, 6e, 6f, 6g
(6f, 6g are not shown). The gas inlet 8 is arranged at the upper part of the power supply terminal board 10, and the lower part of the quartz tube 2 serves as the gas outlet 11. 3 to 5 are isothermal diagrams showing the temperature distribution of the gas heated by the gas heating device shown in FIGS. 1 and 2 in the region of the gas outlet 11.
以上の構成において、ガス送入口8からガスを
送り込み、各電力供給端子6a〜6gにあらかじ
め実験によつて求めた値の電力を供給することに
より、発熱体4a〜4gが加熱され、この発熱体
によつて加熱されたガスがガス送出口11から送
り出される。 In the above configuration, the heating elements 4a to 4g are heated by feeding gas through the gas inlet 8 and supplying electric power of a value determined in advance through experiments to each power supply terminal 6a to 6g. Gas heated by the gas is sent out from the gas delivery port 11.
ここで、各発熱体4a〜4gに独立して所望の
電力を供給することにより、ガス送出口11の位
置でのガス温度分布を所望の値に設定することが
できる。第3図は、外周部の6個の発熱体4a,
4b,4c,4d,4e,4f,4gに同じ電力
を供給し、中心部の発熱体4dに外周部の発熱体
より若干少ない電力を供給した場合のガス温度分
布である。また第4図は、発熱体4c,4d,4
eを高温にし、発熱体4a,4b,4f,4gを
低温にした場合の例、さらに第5図は発熱体4
a,4b,4d,4f,4gを高温にし、発熱体
4c,4eを低温にした場合のガス温度分布図で
ある。 Here, by independently supplying desired power to each heating element 4a to 4g, the gas temperature distribution at the position of the gas outlet 11 can be set to a desired value. FIG. 3 shows six heating elements 4a on the outer periphery,
This is the gas temperature distribution when the same power is supplied to 4b, 4c, 4d, 4e, 4f, and 4g, and slightly less power is supplied to the central heating element 4d than to the outer peripheral heating element. FIG. 4 also shows heating elements 4c, 4d, 4.
FIG.
It is a gas temperature distribution diagram when heating elements a, 4b, 4d, 4f, and 4g are set to high temperatures and heating elements 4c and 4e are set to low temperatures.
このように、発熱体への電力供給量を個々に制
御することにより、ガス温度分布の形状を種々変
化させることができる。このため形状、大きさ、
熱容量が異なる被加熱物に対し、あらかじめ最適
な温度分布形状を求めておけば、異なつた部品に
対し常に最適の条件で加熱処理を再現性よく行な
うことができる。 In this way, by individually controlling the amount of power supplied to the heating elements, the shape of the gas temperature distribution can be varied in various ways. For this reason, the shape, size,
By determining the optimal temperature distribution shape in advance for objects to be heated that have different heat capacities, it is possible to always perform heat treatment on different parts under optimal conditions with good reproducibility.
第6図及び第7図は、石英管2の断面形状を短
形及び長円形にした他の実施例であるが、この場
合においても、第1図及び第2図に示した第1の
実施例と同様の効果が得られる。 6 and 7 show other embodiments in which the cross-sectional shape of the quartz tube 2 is rectangular and oval, but in this case as well, the first embodiment shown in FIGS. 1 and 2 is used. The same effect as in the example can be obtained.
第8図乃至第11図にさらに別の実施例を示
す。第8図は本発明による加熱方法によつて配線
基板上にLSIチツプをはんだリフロ接続する方法
を示す正面図、第9図は側面図、第10図は平面
図である。また第11図は加熱時の配線基板上の
温度分布図である。各図において同一符号は同一
構成要素を示す。 Still another embodiment is shown in FIGS. 8 to 11. FIG. 8 is a front view, FIG. 9 is a side view, and FIG. 10 is a plan view showing a method for reflow soldering of LSI chips on a wiring board using the heating method according to the present invention. Moreover, FIG. 11 is a temperature distribution diagram on the wiring board during heating. In each figure, the same reference numerals indicate the same components.
第8図乃至第10図において、配線パターンが
形成されたガラスを用いた基板12の上面には、
はんだバンプ13を有するLSIチツプ14が位置
合わせされ載置されている。基板12の下面及び
上面には、チツプ取り付けエリア15及び基板端
部16を開放形にした下部遮蔽板17と上部遮蔽
板18が設置されている。下部遮蔽板17は基板
保持具(図示せず)に設置固定されている。基板
12の内部には耐熱性が例えば130℃の樹脂19
が固着されており、上記遮蔽板18はこの樹脂1
9の上面を履つて保護している。 In FIGS. 8 to 10, on the upper surface of the glass substrate 12 on which the wiring pattern is formed,
An LSI chip 14 having solder bumps 13 is aligned and mounted. A lower shielding plate 17 and an upper shielding plate 18 are installed on the lower and upper surfaces of the substrate 12, with a chip mounting area 15 and an open substrate end 16. The lower shielding plate 17 is installed and fixed to a substrate holder (not shown). Inside the substrate 12 is a resin 19 with a heat resistance of, for example, 130°C.
is fixed, and the shielding plate 18 is made of this resin 1.
9 is worn on top for protection.
基板12の上方には、ガス加熱装置20が配置
されている。このガス加熱装置20は、長円形を
した石英管21内に、それぞれ独立に電力が供給
できる構成にした4個の発熱体22a,22b,
22c,22dを有しており、第8図において左
右方向、上下方向及び紙面に垂直方向にスライド
できる機構(図示せず)を有している。 A gas heating device 20 is arranged above the substrate 12. This gas heating device 20 has four heating elements 22a, 22b,
22c and 22d, and has a mechanism (not shown) that can slide horizontally, vertically, and perpendicularly to the plane of the paper in FIG.
第11図において、基板12上に二点鎖線で表
示した部分はチツプ取り付けエリア15で、その
周辺の曲線は等温線23である。 In FIG. 11, the portion indicated by a two-dot chain line on the substrate 12 is the chip mounting area 15, and the curved line around the area is the isothermal line 23.
このような構成において、まず下部遮蔽板17
の開放部中央にチツプ取り付けエリア15が位置
するように、チツプ14を載置した基板12を設
置する。次いで、基板12の上面に上部遮蔽板1
8を設置する。次に、加熱されたガスを吹き出す
ガス加熱装置20をチツプ取り付けエリア15の
上方に位置するように設置する。ガス加熱装置2
0内の各発熱体は、チツプ取り付け部の温度分布
が第11図に示すように、チツプ取り付けエリア
15と基板端部16が等温になるようにあらかじ
め設定されている。このような状態で一定時間加
熱することにより、はんだバンプ13は溶融し、
基板12とチツプ14ははんだ接合される。はん
だ溶融後、一定時間経過後にガス加熱装置20を
ボンデイング部から移動させ、ボンデイング部を
自然冷却することにより、接続部のはんだが凝固
し、ボンデイングが完了する。 In such a configuration, first the lower shielding plate 17
The substrate 12 on which the chip 14 is placed is installed so that the chip mounting area 15 is located in the center of the open part. Next, the upper shielding plate 1 is placed on the upper surface of the substrate 12.
Install 8. Next, a gas heating device 20 that blows out heated gas is installed above the chip mounting area 15. Gas heating device 2
Each of the heating elements in 0 is set in advance so that the temperature distribution of the chip mounting area 15 and the board end 16 are equal in temperature, as shown in FIG. By heating in this state for a certain period of time, the solder bumps 13 are melted,
The substrate 12 and the chip 14 are soldered together. After melting the solder, the gas heating device 20 is moved from the bonding section after a certain period of time has passed, and the bonding section is naturally cooled, thereby solidifying the solder at the connection section and completing the bonding.
本実施例では、基板にガラスを用いているた
め、基板端部に引張り応力が作用すると容易に基
板破断を起こして致命的な不良となる。このよう
な不良に発生させない温度分布形状として第11
図に示す如くチツプ取り付けエリア15と基板端
部16を等温とする温度分布で加熱することが有
効である。ところが、チツプ取り付けエリア15
には形状及び寸法が異なるLSIチツプが取り付け
られることがあり、その都度チツプ取り付けエリ
ア15での熱容量が異なり、一定条件の加熱では
チツプの種類によつて異なる温度分布形状が生じ
上述した不良の原因となるが、本発明ではガス加
熱装置20内の発熱体22a,22b,22c,
22dの電力供給量をそれぞれのチツプ形状に適
合した値に設定することができ、チツプの種類が
違つても常に最適な温度分布形状を確保すること
ができる。 In this embodiment, since glass is used for the substrate, if tensile stress is applied to the edge of the substrate, the substrate will easily break, resulting in a fatal defect. The 11th temperature distribution shape that prevents such defects from occurring is
As shown in the figure, it is effective to heat the chip mounting area 15 and the substrate end 16 with a temperature distribution that makes them the same temperature. However, chip installation area 15
LSI chips with different shapes and dimensions may be attached to the chip, and the heat capacity in the chip mounting area 15 differs each time, and when heated under certain conditions, the temperature distribution shape differs depending on the type of chip, which is the cause of the above-mentioned defects. However, in the present invention, the heating elements 22a, 22b, 22c,
The amount of power supplied to 22d can be set to a value suitable for each chip shape, and an optimal temperature distribution shape can always be ensured even if the types of chips are different.
以上述べた如く本発明によれば、チツプ取り付
けエリアと基板端部を常に等温に保持することが
できるため、基板端部においてガラス破断の原因
となる引張り熱応力の発生をなくすることがで
き、ボンデイング処理時のガラス破断不良を皆無
にすることが可能である。また、加熱ガス吹出し
口でのガス温度分布を所望の値に選定できるた
め、寸法及び熱容量の異なる種々のチツプに対し
ても、常に最適なボンデイング条件を容易に選定
することが可能となり、作業効率の向上及び接続
歩留り、接続信頼性の大巾向上が図れる。
As described above, according to the present invention, since the chip mounting area and the edge of the substrate can always be maintained at the same temperature, it is possible to eliminate the generation of tensile thermal stress that causes glass breakage at the edge of the substrate. It is possible to completely eliminate glass breakage defects during bonding treatment. In addition, since the gas temperature distribution at the heated gas outlet can be selected to a desired value, it is possible to easily select the optimal bonding conditions for various chips with different dimensions and heat capacities, which increases work efficiency. , connection yield, and connection reliability can be greatly improved.
第1図は本発明によるガス加熱装置の正面図、
第2図は第1図の平面図、第3図乃至第5図はガ
スの温度分布等温線図、第6図及び第7図は本発
明による他のガス加熱装置の平面図、第8乃至第
10図は本発明によるガス加熱装置を用いたチツ
プボンデイング加熱方法のそれぞれ正面図、側面
図及び平面図、第11図は、チツプボンデイング
時の基板上面の温度分布等温線図である。
2,21…石英管、4,22…発熱体、12…
基板、14…チツプ、15…チツプ取り付けエリ
ア、16…基板端部、20…ガス加熱装置。
FIG. 1 is a front view of a gas heating device according to the present invention;
FIG. 2 is a plan view of FIG. 1, FIGS. 3 to 5 are temperature distribution isotherms of gas, FIGS. 6 and 7 are plan views of other gas heating devices according to the present invention, and FIGS. FIG. 10 is a front view, side view, and plan view of a chip bonding heating method using a gas heating device according to the present invention, and FIG. 11 is a temperature distribution isotherm diagram on the upper surface of a substrate during chip bonding. 2, 21...Quartz tube, 4,22...Heating element, 12...
Substrate, 14... Chip, 15... Chip attachment area, 16... Substrate end, 20... Gas heating device.
Claims (1)
はんだ付け部を局所的に加熱する局所加熱方法で
あつて、各々独立して発熱量を制御し得る複数の
発熱体を通風方向に内蔵した管体にガスを送入
し、前記発熱体により前記通風方向と垂直な面に
おいて所定の温度分布に加熱されたガスを前記管
体から送出して前記はんだ付け部を局所的に加熱
することを特徴とする局所加熱方法。 2 配線基板に電子部品をはんだ接続するために
はんだ付け部を局所的に加熱する局所加熱装置で
あつて、内部にガスを通風させる管体と、該管体
の内部にかつ通風方向に設けられ各々独立して発
熱量を制御し得る複数の発熱体と、該発熱体の発
熱量を各々独立に制御する手段とを備え、前記管
体を通過させることにより前記通風方向と垂直な
面において所定の温度分布に加熱されたガスを前
記はんだ付け部に吹き付けて局所的に加熱するこ
とを特徴とする局所加熱装置。[Scope of Claims] 1. A local heating method for locally heating a soldered part for soldering electronic components to a wiring board, the method comprising a plurality of heating elements whose heat generation amount can be independently controlled. Gas is fed into a tube built in the direction, and the gas heated to a predetermined temperature distribution in a plane perpendicular to the ventilation direction by the heating element is sent out from the tube to locally touch the soldering part. A local heating method characterized by heating. 2. A local heating device that locally heats a soldering part for soldering electronic components to a wiring board, which includes a pipe body that ventilates gas inside the pipe body, and a device installed inside the pipe body in the ventilation direction. A plurality of heating elements whose calorific value can be controlled independently, and a means for independently controlling the calorific value of the heating elements are provided, and by passing through the pipe body, a predetermined position is provided in a plane perpendicular to the ventilation direction. A local heating device characterized by blowing gas heated to a temperature distribution onto the soldering portion to locally heat the soldering portion.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20819584A JPS6188480A (en) | 1984-10-05 | 1984-10-05 | Local heating method and device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20819584A JPS6188480A (en) | 1984-10-05 | 1984-10-05 | Local heating method and device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6188480A JPS6188480A (en) | 1986-05-06 |
| JPH0341952B2 true JPH0341952B2 (en) | 1991-06-25 |
Family
ID=16552230
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20819584A Granted JPS6188480A (en) | 1984-10-05 | 1984-10-05 | Local heating method and device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6188480A (en) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012146842A (en) * | 2011-01-13 | 2012-08-02 | Sensbey Co Ltd | Selective soldering device and selective soldering method |
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| DE202019105035U1 (en) | 2019-09-12 | 2019-10-11 | Ebm-Papst St. Georgen Gmbh & Co. Kg | External rotor device with integrated sensor and use |
-
1984
- 1984-10-05 JP JP20819584A patent/JPS6188480A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6188480A (en) | 1986-05-06 |
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