JPH05134000A - 電子部品に対する熱衝撃付与方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 シリコンオイルを用いた熱衝撃工程ないし
は、これに付随するオイル洗浄工程を不用にし、かつ、
ユーザ側において予測される最も過酷な熱衝撃をあらか
じめ付与することができるように構成した電子部品に対
する熱衝撃付与方法を提供することを目的とする。 【構成】 複数個の電子部品を担持する電子部品製造フ
レームを、少なくとも上記電子部品がほぼ完全に浸漬さ
れるようにしつつ溶融ハンダ中に所定時間以上浸漬する
ようにしたことを特徴としている。上記浸漬時間として
は、たとえば、１０ないし２０秒が好ましい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本願発明は、電子部品に対する熱
衝撃付与方法に関し、リード足に対する予備ハンダ塗布
工程を兼用させたものに関する。

【０００２】

【従来の技術および発明が解決しようとする課題】ＩＣ
やトランジスタ等の半導体装置、あるいはタンタルコン
デンサ等の樹脂パッケージ型の電子部品は、短冊状のリ
ードフレームあるいはこのような短冊状リードフレーム
を長尺状につなげたような形態をもつフープ状フレーム
等の製造用フレームを用いて製造される。すなわち、か
かるフレーム上の所定部位に電子部品の心臓部をなすチ
ップをボンディングした後、リードに対する所定の結線
を行い、次いでかかるチップボンディング部ないし結線
部を樹脂により封止し、さらには、標印、測定等の工程
処理が施され、最終的にフレームから各電子部品が個別
に切り離される。

【０００３】ところで、タンタルコンデンサ等の一部の
電子部品は、比較的熱衝撃に弱いことが知られており、
そのため、ユーザ側で基板に対するハンダ実装をすると
きに熱衝撃によって破損することがないように、製造段
階においてあらかじめハンダ実装時に想定される熱衝撃
と同等の熱衝撃を与え、これによって生じる不良品を除
去しておくという、熱衝撃スクリーニングが行われる。

【０００４】製造過程において電子部品に対して熱衝撃
を与える方法としては、電子部品を担持したフレームを
２６０℃程度に加熱したシリコンオイル中に浸漬するこ
とにより行われるのが通常である。

【０００５】しかしながら、上記のような高温のシリコ
ンオイルに浸漬するという手法を採用する場合、第一
に、シリコンオイルは比較的高価であるためにコストア
ップを招くこと、第二に、熱衝撃付与工程後、電子部品
ないしフレームの表面に付着したシリコンオイルをフロ
ン等により洗浄する必要があり、工程数が増加するとと
もに、環境汚染に対する配慮に要する費用が余分にかか
ること、第三に、ハンダ実装時よりも弱い熱衝撃しか与
えられないこと、との問題がある。

【０００６】一方、電子部品の種類によっては、リード
フレームを用いた製造工程中に、このリードフレームに
ハンダを塗布してリード足部分にハンダ塗布を行う予備
ハンダ付け工程を行うものもある。従来、このような予
備ハンダ付け工程は、単にリードフレームの所定部位に
ハンダ付着させればよいことから、ハンダ塗布ローラに
よってフレームに塗布したり、溶融ハンダ槽にフレーム
を瞬間的に浸漬したりすることによって行うにすぎなか
った。

【０００７】本願発明は、以上の知見のもとで考えださ
れたものであって、後処理等にコストを必要とするシリ
コンオイルを使用することなく、しかも、ハンダ実装時
の熱衝撃により近似した熱衝撃を製造段階においてあら
かじめ電子部品に対して与えることができる新たな方法
を提供することをその課題としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、本願発明では、次の技術的手段を講じている。すな
わち、本願発明の電子部品に対する熱衝撃付与方法は、
複数個の電子部品を担持する電子部品製造用フレーム
を、少なくとも上記電子部品がほぼ完全に浸漬されるよ
うに、溶融ハンダ中に所定時間以上浸漬することを特徴
としている。

【０００９】本願発明においては、電子部品に熱衝撃を
与える目的で上記電子部品を担持するフレームを溶融ハ
ンダ中に浸漬するのであり、したがって、ハンダ中への
浸漬時間は、従来のように、単にハンダ塗布を目的とす
る瞬間的なものではなく、少なくとも１０秒以上とする
必要がある。

【００１０】

【発明の作用および効果】たとえば、複数個の電子部品
を担持する短冊状リードフレームを用いて本願発明を実
施する場合、適当なチャッキング手段によって把持され
たリードフレームが、２６０℃程度に加熱された溶融ハ
ンダ中に、１０秒ないし２０秒の時間浸漬された後、引
き上げられる。そうすると、リードフレームに担持され
ている電子部品には、効率的な熱伝達が行われ、内部の
温度上昇は、常温から確実に溶融ハンダと同等の温度ま
で急激に立ち上がることになる。

【００１１】すなわち、ユーザ側において電子部品をハ
ンダ実装する場合の最も過酷な熱衝撃が、本願発明方法
によって製造段階においてあらかじめ与えられるのであ
り、このときに生じる不良品を除去しておけば、良品と
して判定された電子部品が、ユーザ側におけるハンダ実
装時に不良となることはほとんど有り得なくなり、製品
としての信頼性が飛躍的に高まることになる。また、熱
衝撃を与えるための高温槽として、従来のように、シリ
コンオイルを用いるのではなく、溶融ハンダを用いてい
ることから、さらに次のような利点がある。

【００１２】すなわち、第一に、シリコンオイルを用い
ることによるコスト上昇、すなわち、シリコンオイルそ
れ自体が高価であることに加え、シリコンオイル槽に浸
漬した後のリードフレームを高価なフロンガスを用いて
環境に対する配慮をしながら洗浄せねばならないという
問題は一挙に解決され、それだけ電子部品の製造コスト
を低減することができる。

【００１３】第二に、浸漬をすることによって予備ハン
ダを塗布する予備ハンダ塗布工程装置を少し改良するだ
けで実施することができ、設備の上でのコスト低減を期
待することができる。

【００１４】第三に、電子部品に熱衝撃を与えると同時
に、フレームの所定部位に予備ハンダを塗布する工程も
同時に終了するので、別途予備ハンダ塗布工程を設ける
必要がなくなり、このことも、製造装置の簡略化につな
がり、コスト低減に大きく付与する。

【００１５】

【実施例の説明】以下、本願発明の好ましい実施例を、
図面を参照しつつ具体的に説明する。図１および図２
は、短冊状リードフレームＦ₁ を用いて電子部品を製造
する場合に本願発明を適用した例を示している。上記短
冊状フレームＦ₁ においては、左右一対のサイドフレー
ム部１ａ，１ｂを掛け渡すように等間隔配置されるリー
ド２…に担持されるようにして、複数個の電子部品３…
が支持されている。

【００１６】かかる短冊状フレームＦ₁ は、あらかじめ
フラックス槽に浸漬して表面にフラックスが塗布された
後、図１に示すように、適当なチャッキング手段４によ
って垂直に保持された状態で、図２に示すように、少な
くとも電子部品３…がほぼ完全に浸漬されるようにし
て、溶融ハンダ槽中に浸漬される。溶融ハンダの温度
は、たとえば２６０℃前後になっており、上記浸漬時間
は、少なくとも１０秒の時間が必要である。この点、こ
の種のフレームＦ₁ に対して浸漬により予備ハンダを塗
布する場合、その浸漬時間は、溶融ハンダがフレーム表
面に付着するに必要十分なきわめて短い時間であること
と比較して、大きく相違する。

【００１７】上記のように、電子部品３…を担持するフ
レームＦ₁ が、２６０℃前後に加熱された溶融ハンダ中
に、少なくとも１０秒間浸漬される結果、樹脂マウント
された電子部品のチップ心臓部は、確実に常温からほぼ
溶融ハンダ温度までの急激な、すなわち、衝撃的な温度
上昇によって加熱されるのであり、ユーザ側で基板に対
してハンダ実装される場合に想定される最も過酷な熱衝
撃が与えられることになる。

【００１８】溶融ハンダから引き上げられたフレームＦ
₁ は、次に、後工程に回される。上記のような熱衝撃付
与工程を終えたフレームＦ₁ は、後工程において、各個
別の電子部品３…に対する特性測定が行われ、この特性
測定において不良品と判定されたものは、除去される。

【００１９】こうして残った良品の電子部品３は、すで
に最も過酷な条件による熱衝撃付与に耐えたものである
ので、ユーザ側における基板に対するハンダ実装時に熱
衝撃によって破損するといった事態は、ほぼ完璧に回避
される。このように、本願発明によれば、過酷な条件で
の熱衝撃を行っているので、この熱衝撃試験に合格した
電子部品の信頼性は、著しく向上することになる。

【００２０】加えて、本願発明によれば、熱衝撃付与工
程が、フレームに対する予備ハンダ塗布工程をも兼ねる
ことになるので、別途予備ハンダ塗布工程を設ける必要
がなくなり、これが設備の簡略化等、コスト低減に大き
く寄与する。さらには、従来のように、シリコンオイル
を全く使用しないので、それだけコストが低減される
し、また、シリコンオイルをフロンによって洗浄する工
程も不用となるので、このことも、コスト低減につなが
り、また、環境保全上も好ましいものとなる。

【００２１】図３は、フープ状フレームＦ₂ を用いて電
子部品３…を製造する場合に本願発明の熱衝撃付与方法
を適用した例を示している。フープ状フレームＦ₂ は、
図１に示した短冊状フレームＦ₁ を長手方向につなげた
ような形態をなすものであり、これを各工程装置を一連
に搬送する間に、所定の工程処理を順次施していくため
に用いられる。

【００２２】さて、図３に示されているように、前後一
対の送りローラ６，７の間に、いわゆるバッファ部８が
形成されるようにして上記フープ状フレームＦ₂ を支持
・搬送する一方、上記バッファ部８を、溶融ハンダ槽５
に浸漬させている。ただし、溶融ハンダ槽５に浸漬され
ている時間が少なくとも１０秒以上必要であるため、二
つの補助ローラ９，１０によって上記バッファ部８の送
り前後方向の長さを広げるように構成している。このよ
うな補助ローラ９，１０を用いてバッファ部８の下部に
ゆるいテンションを与えるようにすると、フープ状フレ
ームＦ₂ が溶融ハンダ槽５中に浸漬している時間を長く
することができると同時に、溶融ハンダ槽５の深さを、
所定以下に抑えて溶融ハンダの節約を図ることができ
る。

【００２３】このような手法によっても、上記第一の実
施例と同様に、フープ状フレームＦ ₂ に担持されて搬送
される各電子部品３…に対し、ユーザ側での基板へのハ
ンダ実装において予測される最も過酷な熱衝撃を与える
ことができるのである。

【００２４】次に、図４ないし図６は、流動状態にある
溶融ハンダに所定時間以上フープ状フレームＦ₂ に担持
される電子部品３…を浸漬させて熱衝撃を与えるように
した構成を示している。上述した２つの実施例は、いず
れも静止状の溶融ハンダ中にフレームＦ₁ ，Ｆ ₂ を浸漬
するようにしたものであるが、静止状態にある溶融ハン
ダの液面は、酸化膜の形成が著しいため、この液面をフ
レームが通過しかつ引き上げられる際に、溶融ハンダに
混じって固形の酸化物が付着し、これが予備ハンダの塗
布という意味においてその品質を低下させる原因とな
る。

【００２５】かかる液面酸化物の付着を防止して予備ハ
ンダの塗布状態を改善するために、流動状態にある溶融
ハンダに対してフレームを浸漬するという予備ハンダ塗
布方法が従前から行われてきており、この図４ないし図
６に示す例は、かかる予備ハンダ付着方法を利用したも
のと言える。

【００２６】ただし、本願発明方法では、少なくとも１
０秒以上フレームを溶融ハンダ中に浸漬する必要がある
ため、フレームの搬送において次のような工夫が施され
ている。図４ないし図６において１１は、溶融ハンダ槽
内にそのハンダ液面から突出するように配置された噴流
形成筒である。この噴流形成筒１１の下方には、図示し
ないポンピング手段が配置されており、これが溶融ハン
ダを噴流形成筒１１の上部開口に向けて送るようになっ
ている。したがって、この噴流形成筒１１内を上昇して
きた噴流ハンダは、オーバフローしつつこの噴流形成筒
１１の上端から外側に流れ落ちる。このように、噴流形
成筒１１の上端付近での溶融ハンダは、常に流動状態に
あり、溶融ハンダが静止している場合のように液面に酸
化物が形成されて留まることはない。したがって、かか
る流動状態にある溶融ハンダにフレームＦ₂ を浸漬させ
ると、非常に品位の良い予備ハンダ付着が達成されるの
である。

【００２７】図４に示されているように、上記噴流形成
筒１１は、四角形の筒状をしており、その一辺を形成す
る壁に、フープ状フレームＦ₂ を垂直状に導入するため
の切り欠き部１２が設けられている。この切り欠き部１
２の深さは、起立状に導入されるフープ状フレームＦ₂
における電子部品３が溶融ハンダに浸漬される程度に設
定される。この切り欠き部１２から上記噴流形成筒１１
の内部に導入されたフープ状フレームＦ₂ は、しばらく
そのまま同一高さにおいて搬送された後、ガイドローラ
１３によって搬送方向を直角に曲げられた後、図６に表
れているように、やや上向きに傾斜させられながら搬送
される。このようにガイドローラ１３によって搬送方向
を直角に変更された後のフープ状フレームＦ₂ が、やや
上向きに傾斜させて搬送される理由は、このようにする
ことによりフレームＦ₂ の表面がゆっくりとした速度で
ハンダ液面から離脱することになるため、ハンダの塗布
量が一定となり、その結果、予備ハンダ塗布の品位が向
上させられるからである。

【００２８】図５に表れているように、上記切り欠き部
１２から噴流形成筒１１の内部に導入されるフレームＦ
₂ は、上記ガイドローラ１３にいたる間においては、一
定の高さを水平方向に移動するため、電子部品３は、熱
衝撃を与えられるに十分な時間を溶融ハンダ中に浸漬さ
れることなる。

【００２９】このように、本実施例においては、噴流形
成筒１１の形状をうまく利用しながら、しかもこの噴流
形成筒１１の大きさを必要以上に大型化することもな
く、連続的に搬送されるフープ状フレームＦ₂ に担持さ
れる各電子部品３…に対し、十分な熱衝撃を与えつつ、
しかも、品位のよい予備ハンダ付けをも達成しているの
である。

【００３０】こうして熱衝撃付与工程ならびに予備ハン
ダ付着工程を終えたフープ状フレームＦ₂ は、次に、測
定工程において不良品のチェックを受け、ここで不良品
と判定されたものは、出荷前に除去される。

【００３１】以上説明したように、本願発明の電子部品
に対する熱衝撃付与方法によれば、フレームを用いた電
子部品製造の製造装置を著しく簡略化してコスト低減を
図りながら、ユーザ側で予測される最も過酷な熱衝撃を
与えることができるのであり、こうして熱衝撃を与えら
れることによって電子部品のチェックを行い不良品を除
去した後に出荷される電子部品には信頼性が著しく向上
することになるのである。

【００３２】もちろん、この発明の範囲は、上述した実
施例に限定されるものではない。対象となる電子部品と
しては、タンタルコンデンサ等の他、熱衝撃によるスク
リーニングを施すべきあらゆる電子部品が含まれる。

【図面の簡単な説明】

【図１】

【図２】本願発明方法の第一の実施例の説明図である。

【図３】本願発明方法の第二の実施例の説明図である。

【図４】

【図５】

【図６】本願発明方法の第三の実施例の説明図であり、
図５は図４のＶ−Ｖ線に沿う断面、図６は図４のVI−VI
線に沿う断面にそれぞれ相当する図である。

【符号の説明】

Ｆ₁ ，Ｆ₂ フレーム ３ 電子部品 ５ 溶融ハンダ槽

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数個の電子部品を担持する電子部品製
   造用フレームを、少なくとも上記電子部品がほぼ完全に
   浸漬されるように、溶融ハンダ中に所定時間以上浸漬す
   ることを特徴とする、電子部品に対する熱衝撃付与方
   法。