JPH07176571A - パルスヒートツール - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 パルスヒートツールによってボンディングさ
れる配線板電極部の形状等に起因する放熱性のバラツキ
を補正することができ、パルスヒートツールによって加
熱される電極の配列方向における加熱温度のバラツキを
小さくして良好な熱圧着結果を得ることが可能なパルス
ヒートツールを提供することを目的とする。 【構成】 半導体装置等のリードと配線板等の電極とを
複数個同時に接続するために用いられるパルスヒートツ
ールにおいて、加熱部を電極の配列方向に沿って複数個
に分割するとともに、これらの複数個に分割された加熱
部を断熱材層を介して一体的に固着し、上記複数個に分
割された加熱部を個々に温度制御するように構成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、クワットフラットパ
ッケージ（ＱＦＰ）、テープオートメーテッドボンディ
ング（ＴＡＢ）、或いはコネクタ等のアウターリード
を、プリント基板等の配線板の電極に熱圧着によりハン
ダ付けなどをする際に用いられるボンディング用のパル
スヒートツールに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種のボンディング用のパルス
ヒートツールとしては、例えば、次に示すようなものが
ある。このパルスヒートツール１０１は、図６に示すよ
うに、２つの電極部１０２、１０２を有しており、これ
らの電極部１０２、１０２は、互いに平行に離間した状
態に配置される上端部１２１、１２１と、互いに近接す
るように折曲状態に配置された中間部１２２、１２２
と、互いに接合するように配置された下端部１２３、１
２３とから構成されている。また、上記電極部１０２、
１０２は、図６に示すように、熱圧着によりハンダ付け
を行なう半導体装置のアウターリード１０６ａ、１０６
ｂ、…１０６ｆの配列幅よりも大きな所定の幅を有する
ように一体的に形成されている。さらに、上記電極部１
０２、１０２の上端部１２１、１２１には、各電極部１
０２、１０２に通電するための電源端子（図示せず）を
接続するための端子接続部１０３、１０３が設けられて
いる。また、上記電極部１０２、１０２の下端部１２
３、１２３には、その中央部に温度を検出するための熱
電対１０４が接触するように配置されている。

【０００３】そして、上記パルスヒートツール１０１
は、図６に示すように、配線板上に予めプリント配線さ
れた配線板電極部１０５ａ、１０５ｂ、…１０５ｆ上
に、半導体素子のアウターリード１０６ａ、１０６ｂ、
…１０６ｆを対応させた状態で載置し、これらのアウタ
ーリード１０６ａ、１０６ｂ、…１０６ｆを配線板電極
部１０５ａ、１０５ｂ、…１０５ｆ上に押圧するよう
に、当該半導体素子のアウターリード１０６ａ、１０６
ｂ、…１０６ｆ上にパルスヒートツール１００の電極部
１０２、１０２の下端部１２３、１２３を配置する。こ
うした状態で、上記パルスヒートツール１０１の両電極
部１０２、１０２間に図示しない電源端子を介してパル
ス電流を流すことによって、電極部の下端部１２３、１
２３からなるツール加熱部を発熱させ、半導体素子のア
ウターリード１０６ａ、１０６ｂ、…１０６ｆ等に予め
塗布されたハンダを溶融させることにより、半導体素子
のアウターリード１０６ａ、１０６ｂ、…１０６ｆを配
線板電極部１０５ａ、１０５ｂ、…１０５ｆ上に熱圧着
によりボンディングするように構成されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来技術
の場合には、次のような問題点を有している。すなわ
ち、上記従来のパルスヒーツール１０１の場合には、図
６に示すように、ツール加熱部である電極部１０２、１
０２の下端部１０２ｃ、１０２ｃが一体的に形成されて
おり、この電極部１０２、１０２の下端部１２３、１２
３が一定の温度となるように制御される。ところが、上
記パルスヒーツール１０１によって加熱圧着される半導
体素子のアウターリード１０６ａ、１０６ｂ、…１０６
ｆ及び配線板電極部１０５ａ、１０５ｂ、…１０５ｆ
は、配線板電極部１０５ａ、１０５ｂ、…１０５ｆの形
状によって放熱量が異なる。そのため、上記半導体素子
のアウターリード１０６ａ、１０６ｂ、…１０６ｆが接
続される配線板電極部１０５ａ、１０５ｂ、…１０５ｆ
の長さ及び面積等が大きい場合には、当該配線板電極部
１０５ａ、１０５ｂ、…１０５ｆに接続される半導体素
子のアウターリード１０６ａ、１０６ｂ、…１０６ｆか
らの放熱量が大きくなる。したがって、上記従来のパル
スヒートツール１０１の場合には、放熱量の大きな配線
板電極部１０５ａ、１０５ｂ、…１０５ｆに接続される
半導体素子のアウターリード１０６ａ、１０６ｂ、…１
０６ｆを十分に加熱することができず、ボンディング不
良が発生し易いという問題点があった。

【０００５】ところで、パルスヒートツールの発熱体の
均一な加熱を可能とする目的で、実開昭６２−１５８６
４号公報や特開平３−７８７８０号公報等に係るものが
既に提案されている。上記実開昭６２−１５８６４号公
報に係るリフロソルダリング用パルスヒートツールは、
矩形の枠状に形成した発熱体と、該発熱体の任意の対向
する２壁に通電用脚部をそれぞれ一体に設け、前記通電
用脚部の断面積を調整することによって前記発熱体の発
熱量を各壁等しくするように構成したものである。

【０００６】また、上記特開平３−７８７８０号公報に
係るパルスヒートツールの場合には、閉曲状の加圧端を
有するパルスヒートツールにおいて、加圧端の対応する
２辺のみとヒータ支持体部に、加熱支持部を介して一体
化とし、前記加熱支持部を加圧端に向けてすえ広がり状
に拡大させ、かつ、加熱支持部を設けていない他の２辺
の加圧端の電気抵抗と加熱支持体部の電気抵抗とが同程
度となるように前記加熱支持部を薄肉化するように構成
したものである。

【０００７】しかし、これらの提案に係るパルスヒート
ツールの場合には、いずれも発熱体をある程度均一に加
熱することが可能であるものの、あくまで発熱体が一体
的に構成されており、発熱体全体を一様に加熱するもの
であるため、上記パルスヒートツールによってボンディ
ングされる配線板電極部の形状等に起因する放熱性のバ
ラツキを補正することができず、パルスヒートツールに
よって加熱される電極の配列方向における加熱温度にバ
ラツキが生じ、ボンディング不良が発生するという問題
点を解決することができなかった。

【０００８】そこで、この発明は、上記従来技術の問題
点を解決するためになされたもので、その目的とすると
ころは、パルスヒートツールによってボンディングされ
る配線板電極部の形状等に起因する放熱性のバラツキを
補正することができ、パルスヒートツールによって加熱
される電極の配列方向における加熱温度のバラツキを小
さくして良好な熱圧着結果を得ることが可能なパルスヒ
ートツールを提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この発明は、半導体装置
等のリードと配線板等の電極とを複数個同時に接続する
ために用いられるパルスヒートツールにおいて、加熱部
を電極の配列方向に沿って複数個に分割するとともに、
これらの複数個に分割された加熱部を断熱材層を介して
一体的に固着し、上記複数個に分割された加熱部を個々
に温度制御するように構成したものである。

【００１０】上記パルスヒートツールの加熱部は、例え
ば、半導体装置等のリードと配線板等の電極との配列方
向に沿って、中央部と両端部の３つに分割されるが、こ
れに限定されるものではなく、上記加熱部は、半導体装
置等のリードと配線板等の電極との放熱特性に応じて、
任意の数で且つ任意の間隔に分割するようにしても勿論
よい。

【００１１】

【作用】この発明においては、加熱部を電極の配列方向
に沿って複数個に分割するとともに、これらの複数個に
分割された加熱部を断熱材層を介して一体的に固着し、
上記複数個に分割された加熱部を個々に温度制御するよ
うに構成されているため、当該パルスヒートツールによ
って熱圧着される半導体装置等のリードと配線板等の電
極との放熱特性に応じて、各加熱部の加熱温度を設定制
御することによって、配線板等の電極の配列パターンに
かかわらず、半導体装置等のリードと配線板等の電極と
を所定の温度に加熱することができ、電極の配列方向に
おける加熱温度のバラツキを小さくして良好な熱圧着結
果を得ることが可能なパルスヒートツールを提供するこ
とができる。

【００１２】

【実施例】以下にこの発明を図示の実施例に基づいて説
明する。

【００１３】図１はこの発明に係るパルスヒートツール
の一実施例を示すものである。

【００１４】図１において、１はパルスヒートツールを
示すものであり、このパルスヒートツール１は、２つの
電極部２、２を有しており、これらの電極部２、２は、
互いに平行に離間した状態に配置される上端部２１、２
１と、互いに近接するように折曲状態に配置された中間
部２２、２２と、互いに接合するように配置された下端
部２３、２３とから構成されている。そして、上記パル
スヒートツール１の下端部２３、２３がツール加熱部と
なっている。また、上記電極部２、２は、図に示すよう
に、当該パルスヒートツール１による熱圧着によりハン
ダ付けを行なう半導体装置（図示せず）のアウターリー
ド３ａ、３ｂ……３ｆの配列幅よりも、全体として大き
な所定の幅を有するように形成されている。さらに、上
記電極部２、２の上端部２１、２１には、各電極部２、
２に通電するための電源端子（図示せず）を接続するた
めの端子接続部６、６が設けられている。また、上記電
極部２、２の下端部であるツール加熱部２３、２３に
は、温度を検出するための熱電対５が接触するように配
置されている。

【００１５】そして、上記パルスヒートツール１は、図
３に示すように、配線板１０上に予めプリント配線され
た配線板電極部４ａ、４ｂ、…４ｆ上に、半導体素子の
アウターリード３ａ、３ｂ、…３ｆを対応させた状態で
載置し、これらのアウターリード３ａ、３ｂ、…３ｆを
配線板電極部４ａ、４ｂ、…４ｆ上に押圧するように、
当該半導体素子のアウターリード３ａ、３ｂ、…３ｆ上
にパルスヒートツール１の電極部２、２のツール加熱部
２３、２３を押圧状態に配置する。こうした状態で、上
記パルスヒートツール１の両電極部２、２間に図示しな
い電源端子を介してパルス電流を流すことによって、電
極部２、２のツール加熱部２３、２３を発熱させ、半導
体素子のアウターリード３ａ、３ｂ、…３ｆ等に予め塗
布されたハンダを溶融させることにより、半導体素子の
アウターリード３ａ、３ｂ、…３ｆを配線板電極部４
ａ、４ｂ、…４ｆ上に熱圧着によりボンディングするよ
うに構成されている。

【００１６】ところで、この実施例では、上記ツール加
熱部２３を含む電極部２ａ、２ｂ、２ｃが、当該パルス
ヒートツール１によって熱圧着される半導体素子のアウ
ターリード３ａ、３ｂ、…３ｆの配列方向に沿って複数
個（図示例では、３個）に分割されているとともに、こ
れらの複数個に分割されたツール加熱部２３ａ、２３
ｂ、２３ｃを含む電極部２ａ、２ｂ、２ｃが、エポキシ
系、シリコン系、ポリイミド系等の断熱性接着剤７ａ、
７ｂを介して一体的に接着されている。なお、上記ツー
ル加熱部２３を含む電極部２ａ、２ｂ……２ｆは、半導
体装置のアウターリード３ａ、３ｂ、…３ｆと配線板電
極部４ａ、４ｂ、…４ｆとの放熱特性に応じて、任意の
数で且つ任意の間隔に分割するようにしても良いことは
もちろんである。

【００１７】また、上記複数個に分割されたツール加熱
部２３ａ、２３ｂ、２３ｃを含む電極部２ａ、２ｂ、２
ｃは、個々に温度制御されるように構成されている。す
なわち、上記パルスヒートツール１の複数個に分割され
た上端部２１ａ、２１ｂ、２１ｃには、各電極部２ａ、
２ｂ、２ｃに通電するための電源端子（図示せず）を接
続するための端子接続部６ａ、６ｂ、６ｃが設けられて
いる。また、上記電極部２ａ、２ｂ、２ｃの下端部であ
るツール加熱部２３ａ、２３ｂ、２３ｃには、温度を検
出するための熱電対５ａ、５ｂ、５ｃが接触するように
それぞれ配置されている。

【００１８】そして、上記パルスヒートツール１は、図
３に示すように、各ツール加熱部２３ａ、２３ｂ、２３
ｃの温度を、各ツール加熱部２３ａ、２３ｂ、２３ｃに
配置された熱電対５ａ、５ｂ、５ｃによって検出するこ
とにより、これらの熱電対５ａ、５ｂ、５ｃが接続され
た図示しない制御回路によって、各電極部２１ａ、２１
ｂ、２１ｃに通電するパルス電流を個々に制御可能とな
っている。

【００１９】このように構成されるパルスヒートツール
１は、例えば、図２に示すように、電極部２、２を一体
的に作成した後、各電極部２ａ、２ｂ、２ｃを３つに分
割し、更にこれらの各電極部２ａ、２ｂ、２ｃを断熱性
接着剤７ａ、７ｂを介して一体的に接着することによっ
て製造される。

【００２０】以上の構成において、この実施例に係るパ
ルスヒートツールでは、次のようにして半導体装置のリ
ードを配線板の電極とを複数個同時に接続するようにな
っている。すなわち、上記パルスヒートツール１０１
は、図３に示すように、配線板上に予めプリント配線さ
れた配線板電極部４ａ、４ｂ、４ｃ…４ｆ上に、半導体
素子のアウターリード３ａ、３ｂ、３ｃ…３ｆを対応さ
せた状態で載置し、これらのアウターリード３ａ、３
ｂ、３ｃ…３ｆを配線板電極部４ａ、４ｂ、４ｃ…４ｆ
上に押圧するように、当該半導体素子のアウターリード
３ａ、３ｂ、３ｃ…３ｆ上にパルスヒートツール１の電
極部２ａ、２ｂ、２ｃの下端部２３ａ、２３ｂ、２３ｃ
を載置する。その際、上記パルスヒートツール１は、そ
の電極部２ａ、２ｂ、２ｃの分割部分つまり断熱性接着
剤７ａ、７ｂが半導体素子のアウターリード３ａ、３
ｂ、３ｃ…３ｆ上に位置しないように載置される。

【００２１】こうした状態で、上記パルスヒートツール
１の各電極部２、２間に図示しない電源端子を介してパ
ルス電流を流すことによって、電極部２ａ、２ｂ、２ｃ
の下端部からなるツール加熱部２３ａ、２３ｂ、２３ｃ
を発熱させ、半導体素子のアウターリード３ａ、３ｂ、
３ｃ…３ｆ等に予め塗布されたハンダを溶融させること
により、半導体素子のアウターリード３ａ、３ｂ、３ｃ
…３ｆを配線板電極部４ａ、４ｂ、４ｃ…４ｆ上に熱圧
着によりボンディングするように構成されている。

【００２２】その際、上記パルスヒートツール１の各ツ
ール加熱部２３ａ、２３ｂ、２３ｃは、当該各ツール加
熱部２３ａ、２３ｂ、２３ｃによって熱圧着される配線
板電極部４ａ、４ｂ、４ｃ…４ｆの配線パターンによる
放熱特性を考慮して、その設定温度が個々に設定されて
いる。そして、上記パルスヒートツール１の各ツール加
熱部２３ａ、２３ｂ、２３ｃは、その温度が熱電対５
ａ、５ｂ、５ｃによって検出され、これらの熱電対５
ａ、５ｂ、５ｃが接続された図示しない制御回路によっ
て、各電極部２１ａ、２１ｂ、２１ｃに通電するパルス
電流が個々に制御される。その結果、上記パルスヒート
ツール１の各ツール加熱部２３ａ、２３ｂ、２３ｃは、
最適の温度条件にて熱圧着を行うことができるようにな
っている。

【００２３】このように、上記実施例に係るパルスヒー
トツール１においては、ツール加熱部２３ａ、２３ｂ、
２３ｃを配線板電極部４ａ、４ｂ、４ｃ…４ｆの配列方
向に沿って３個に分割するとともに、これらの３個に分
割されたツール加熱部２３ａ、２３ｂ、２３ｃを断熱性
接着剤７ａ、７ｂを介して一体的に固着し、上記３個に
分割されたツール加熱部２３ａ、２３ｂ、２３ｃを個々
に温度制御するように構成されているため、当該パルス
ヒートツール１によって熱圧着される半導体装置のアウ
ターリード３ａ、３ｂ、３ｃ…３ｆと配線板電極部４
ａ、４ｂ、４ｃ…４ｆとの放熱特性に応じて、各ツール
加熱部２３ａ、２３ｂ、２３ｃの加熱温度を設定制御す
ることによって、配線板電極部４ａ、４ｂ、４ｃ…４ｆ
の配列パターンにかかわらず、半導体装置のアウターリ
ード３ａ、３ｂ、３ｃ…３ｆと配線板電極部４ａ、４
ｂ、４ｃ…４ｆとを所定の温度に加熱することができ、
配線板電極部４ａ、４ｂ、４ｃ…４ｆの配列方向におけ
る加熱温度のバラツキを小さくして良好な熱圧着結果を
得ることが可能なパルスヒートツール１を提供すること
ができる。

【００２４】図４はこの発明の他の実施例を示すもので
あり、前記実施例と同一の部分には同一の符号を付して
説明すると、この実施例では、パルスヒートツール１を
各ツール加熱部２３ａ、２３ｂ、２３ｃに分割した状態
で作成し、これらのツール加熱部２３ａ、２３ｂ、２３
ｃを断熱性接着剤７ａ、７ｂを介して一体的に接着する
ことによって製造されるように構成されている。

【００２５】その他の構成及び作用は前記実施例と同様
であるので、その説明を省略する。

【００２６】図５はこの発明のさらに他の実施例を示す
ものであり、前記実施例と同一の部分には同一の符号を
付して説明すると、この実施例では、パルスヒートツー
ル１の複数個に分割されたツール加熱部２３ａ、２３
ｂ、２３ｃを、断熱性接着剤を介して一体的に接着する
のではなく、複数個に分割されたツール加熱部２３ａ、
２３ｂ、２３ｃを、所定の間隔を介して互いに離間した
状態に配置し、各ツール加熱部２３ａ、２３ｂ、２３ｃ
間に空気の層からなる断熱材層７ａ、７ｂを形成すると
ともに、各ツール加熱部２３ａ、２３ｂ、２３ｃの上端
部を所定の間隔を介して互いに離間した状態に連結部材
３０を用いて一体的に固着するように構成されている。

【００２７】その他の構成及び作用は前記実施例と同様
であるので、その説明を省略する。

【００２８】なお、前記実施例では、パルスヒートツー
ルとして半導体素子の１辺のアウターリード３ａ、３
ｂ、３ｃ…３ｆを複数個同時に接続する場合について説
明したが、これに限定されるわけではなく、半導体素子
の対向する２辺のアウターリード３ａ、３ｂ、３ｃ…３
ｆ群、又は４辺のアウターリード３ａ、３ｂ、３ｃ…３
ｆ群を複数個同時に接続するものにおいても、各辺のツ
ール加熱部を複数個に分割した状態で一体化することに
よって同様に適用することができる。

【００２９】また、前記実施例では、パルス電流を印加
する場合について説明したが、常時加熱型の圧着ヒート
ツールでも同様の構成が適用可能である。

【００３０】

【発明の効果】この発明は、以上の構成及び作用よりな
るもので、パルスヒートツールによってボンディングさ
れる配線板電極部の形状等に起因する放熱性のバラツキ
を補正することができ、パルスヒートツールによって加
熱される電極の配列方向における加熱温度のバラツキを
小さくして良好な熱圧着結果を得ることが可能なパルス
ヒートツールを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 図１（ａ）（ｂ）はこの発明に係るパルスヒ
ートツールの一実施例を示す正面図及び側面図である。

【図２】 図２（ａ）〜（ｄ）は同実施例に係るパルス
ヒートツールの製造方法をそれぞれ示す工程説明図であ
る。

【図３】 図３（ａ）（ｂ）は同実施例に係るパルスヒ
ートツールの使用状態を示す正面図及び側面図である。

【図４】 図４（ａ）（ｂ）はこの発明の他の実施例に
係るパルスヒートツールの製造方法をそれぞれ示す工程
説明図である。

【図５】 図５はこの発明のさらに他の実施例に係るパ
ルスヒートツールを示す正面図である。

【図６】 図６（ａ）（ｂ）は従来のパルスヒートツー
ルを示す正面図及び側面図である。

【符号の説明】

１ パルスヒートツール、２ 電極部、２３ａ、２３
ｂ、２３ｃ ツール加熱部、３ａ、３ｂ……３ｆ 半導
体装置のアウターリード、４ａ、４ｂ……４ｆ 配線板
電極部、５ａ、５ｂ、５ｃ 熱電対、６ａ、６ｂ、６ｃ
端子接続部、７ｑ、７ｂ 断熱性接着剤。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 半導体装置等のリードと配線板等の電極
   とを複数個同時に接続するために用いられるパルスヒー
   トツールにおいて、加熱部を電極の配列方向に沿って複
   数個に分割するとともに、これらの複数個に分割された
   加熱部を断熱材層を介して一体的に固着し、上記複数個
   に分割された加熱部を個々に温度制御するように構成し
   たことを特徴とするパルスヒートツール。