JPH0946039A - 担体フォイル上にコンポネントをハンダ付けする方法 - Google Patents
担体フォイル上にコンポネントをハンダ付けする方法Info
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Abstract
在る半導体結晶等が、ハンダ付け工程中に損傷されない
ようにするハンダ付け方法の改良 【解決手段】 担体フォイルの下の面に高温ガスを導い
て担体フォイル上のコンポネントをハンダ付けする。特
に SMD技術では、多数のコンポネントを、担体フォイル
及びコンポネント自体に対して非破壊的なやり方で、ハ
ンダ付けすることのできる特殊のハンダ付け方法が必要
である。本発明によれば、高温ガス噴射がノズルを通っ
てハンダ付けする地点のみを正確に加熱し、該高温ガス
噴射はハンダが溶融した瞬間に停止し、その後ハンダは
極めて急速に固体化する。
Description
rier foil)の下の面に高温ガスを導いて、該担体フォイ
ル上のコンポネントをハンダ付けする方法に関する。本
発明はまた、この方法を実行する装置にも関する。
々増加する多数の機能を、益々小さくなる空間に収容し
ようとすることである。このためには種々の技術が使わ
れている。SMD(Surface Mounted Devices - デバイスを
表面に搭載する) 技術においては、寸法の極めて小さい
ディスクリートなコンポネントがボード(board) 又は担
体フォイルの表面にハンダ付けされる。例えば、いわゆ
るハイブリッド技術では、集積化された半導体回路とデ
ィスクリートな(SMD) コンポネントとが共有担体(joint
carrier) 上に設けられる。ハンダ付けされるコンポネ
ント自体又はハンダ付け地点の近くに在る半導体結晶
が、ハンダ付け工程中の熱で損傷されないようにするた
めに、特別のハンダ付け工程が必要である。
装置はヨーロッパ特許EP-A 461 961号から既知である。
部品を搭載するボードは運搬用具を用いて炉の中を通っ
て運ばれる。幾つかの送風ユニットが対になって運搬用
具の上又は下に炉の中に配置されている。これらの送風
ユニットは通気性の平板を通して搭載ボード上に高温ガ
スを吹きつけて、搭載ボード自身及びその上にあるハン
ダ付けペーストを加熱する。加熱ゾーンの次に冷却ゾー
ンが設けられ、冷却ゾーンでは冷たいガスが搭載ボード
に吹きつけられてハンダが固体化する。
搭載ボードに吹きつけて、ガスの流れの中にあるボード
全体を均一に加熱するから、搭載ボード上に前から既に
存在するところの熱に鋭敏なコンポネントが損傷される
ことがある。もう1つの問題点として、高温ガスwo上か
ら吹きつける場合は、加熱中にハンダ付け地点からハン
ダ付けペーストが吹き飛ばされる、ということがあるか
も知れない。
改良されたハンダ付けの方法及びそのハンダ付け方法を
実行する装置を提供することである。
目的は、上記高温ガスがノズルを用いて高温ガス噴射(h
ot gas jet) としてハンダ付けする地点(spot)を狙い、
担体フォイルの上の面に在って上記高温ガス噴射により
熱せられたハンダが融けるまで上記ハンダ付けする地点
を熱することにより達成される。高温ガス噴射はハンダ
付けする地点を直接に狙って、このハンダ付けする地点
に存在するハンダのみが正確に加熱され溶融する。この
場合、熱は担体フォイルを通ってフォイル自体を損傷す
ること無く浸透し、またハンダ付けされようとするコン
ポネントやそれに隣接するコンポネントをも損傷するこ
とはない。高温ガス噴射はハンダが溶融した瞬間に停止
し、その後ハンダは極めて急速に固体化する。高温ガス
噴射の送出及び停止の切り替えは、過熱状態を生じるこ
と無くハンダ付け工程の極めて精確な時間制御を可能と
する。
スは熱せられた金属ブロックを通り抜けて加熱される。
これによりガスを所望の温度に加熱する極めて簡単な技
術的過程の可能性が提供される。
は、高粘性のハンダ付けペーストが先ず始めに担体フォ
イル上に供給され、ハンダ付けされようとしているコン
ポネントの接続点が上記ハンダ付けペーストのところへ
誘導され、次いでハンダ付け工程が行われる。ハンダ付
けペーストの高い粘性は、担体フォイルがノズルの上の
正しい位置に移動している間もハンダ付けされようとし
ているコンポネントがその位置を変えないことを達成す
る。この場合には、ハンダ付け工程の前にハンダ付けさ
れようとしているコンポネントを担体フォイルに固定し
て置くために、該コンポネントの接続点の下の面に接着
剤を用いる必要がない。
ガスとして不活性ガス、特に窒素が使われ、又は圧搾空
気が使われるものである。それ以外にこの用途に適する
ガスとして、約2-3%の水素ガスを添加した窒素ガスを含
んだ混合気体でその商品名を"Menggas"(形成ガス) とい
うものがある。これの目的は、ハンダ付けする地点及び
ガスがその中を流れる熱せられた金属ブロックの内側
が、酸化するのを防ぐことである。酸化によってガスの
流れに入って来る粒子は、例えば、担体フォイル上の半
導体結晶回路で未だ被覆素材により防護されていないも
のを汚染して、機能不全をもたらすことになろう。従っ
て高温ガスの流れはこのような粒子からできるだけ自由
なものであらねばならない。
担体フォイルの下に配置されてハンダ付けする地点を狙
い、該ノズルにより切り替え可能な高温ガスの流れがハ
ンダ付けする地点に向けて誘導されることを特徴とす
る。
ズルが加熱された金属ブロックに設けられ、ガスは該金
属ブロックを通って熱せられるように流れる。粒子がガ
スの流れに入って来るような場合、ガスの加熱中に酸化
が金属ブロック中に生じるのを避けるために、金属ブロ
ックはスケールフリー鋼(scale-free steel)で作られて
いることを好適とする。このことは加熱された金属ブロ
ックが歪んだりしにくいというもう1つの利点を持つ、
すなわち金属ブロックは熱したり冷やしたりする間に、
換言すれば動作している間に熱膨張の結果としての変形
が極めて少ないのである。それによってノズルの位置が
変化しないから、従って高温ガス噴射のノズルを通る流
れがその方向を変えないように保護される。
は、金属ブロックがその内部に蛇行する通路を有し、ガ
スは該通路を通ってノズルに導かれる。通路はこのやり
方で長さが最大にされて、ガスは金属ブロックを通過す
る間にできるだけ徹底的に加熱される。
spots) を避けるために、もう1つの有利な実施例で
は、ハンダ付け工程でハンダが固体化するまでコンポネ
ントは保持デバイスによりその位置が保持される。。
から明らかにされよう。
され、この図1は、本発明のハンダ付け方法を実行する
装置を、個々の工程が区別できるように示す図となって
いる。
が示され、その上の面16に幾つかのコンポネント、例え
ばコイル4、がハンダ付けされようとしている。接続ラ
インや、また担体フォイル1の上面16に、本発明の方法
による以前に既に存在する他のコンポネント、例えばシ
リコン結晶上の高度集積回路など、はこの図では省略さ
れている。
が押し出し容器3から担体フォイル1の上面16に供給さ
れるところを示し、その供給される場所はコイル4が担
体フォイル1にハンダ付けされようとしている地点17で
ある。用いられるハンダは高粘性のハンダ付けペースト
が好適であり、それは各接触地点17に半球形のハンダ小
滴2を形成する。
めデバイス5を用いてコイル4の接続点14がハンダ小滴
2へと誘導される。ハンダ付けペーストは粘性があるの
で、コイル4の接続点14を包囲する。それは図の右側の
部分に示されており、次いでハンダ付け工程そのものが
行われる。
ク6が担体フォイル1の下に在り、それはその内部に蛇
行する通路9を持っている。この通路9は、担体フォイ
ル1の下の面8に向かう方向に進み、金属ブロック6か
ら突き出た2つのノズル7となる。これらのノズル7は
ハンダ付けする地点13の丁度反対側に来るよう、相互に
配置される。
りに巻かれた加熱用コイル10により加熱される。これら
の加熱用コイル10は、単にシンボル的に書いてある電源
ユニット12から給電される。この図では上記加熱用コイ
ル10が金属ブロック6の下の方にしか示されていない
が、金属ブロック6の全体に亙って加熱用コイル10は同
様に設けられているのである。
孔11から、調整可能な流速で窒素ガス(N2)を導入するこ
とである。ガスが通路9を通ってノズル7に向けて流れ
て行く間に、それは高温の金属ブロック6により加熱さ
れる。高温ガス噴射15がノズル7から出て、直接ハンダ
付けする地点13を狙う。その結果、ハンダ付けする地点
13のハンダが融ける。ノズル7の方向性の効果は、ハン
ダ小滴2のみを熱して、ハンダ付けする地点13の近くに
在るコイル4又はその他のコンポネントやラインを熱す
ることはないという結果をもたらす。
停止すると、その瞬間にハンダ2が極めて急速に固体化
する。ハンダ2が完全に固体化したときにコイル4は機
械的に固定されて、例えば担体フォイル1の上面16の導
体トラックと電気的に導通接続される。
が固体化する工程の間は、ハンダ付けされようとしてい
るコンポネント4はもう1つの保持デバイス18によりそ
の位置に動かないようにして置かれる。このことが冷間
溶接の形成を防止する。
11からノズル7までの範囲でガスを最高に加熱するため
に、できるだけ長くして置く。これは、通路9が金属ブ
ロック6の全体を蛇行して通り抜けるようにして達成さ
れる。実際の実施例では、金属ブロックの温度を 400°
Cにすれば、ノズルにおける高温ガスの流れ15の温度は
280°Cになる。
通路の端に2つ以上若しくは3つ以上のノズル7を有す
ることもできる。このことが1つの担体フォイル1若し
くは複数の担体フォイル1上の複数のコンポネントを同
時にハンダ付けすることを可能にする。ノズル7は、高
温ガス噴射15が当該のハンダ付けする地点13を直接に狙
うように配置される。
ンダペーストの供給、コンポネントの位置決め、ハンダ
付け工程そのもの)が、次から次に配置されるデバイス
により実行される。そのとき担体フォイル1は、位置決
めユニットを用いて図中の矢印xの示す方向に、個別の
デバイスに沿って一歩一歩移動する。ハンダ付けペース
トの粘性のお陰で、コンポネント4は、位置決めデバイ
ス5により担体フォイル1上に置かれた後で次の位置を
指向する間に、移動すること無く担体フォイル1上に留
まる。従って接続点14の下面にしばしば用いられる接着
剤は省略することができる。
号を受信機に送るトランスポンダ回路の製造過程で用い
られる。この回路は担体フォイル上の半導体回路の他に
ディスクリートなコンポネントで構成されるコイルを含
む。該コイルは、この場合最後のコンポネントとして、
本発明の方法により担体フォイル上にハンダ付けされ
て、その後で回路アセンブリ全体が含浸される。
ネントを曲げやすい担体フォイル上にハンダ付けする簡
単な、安価な、そして迅速な可能性を提供する。ハンダ
付けされようとするコンポネント又はその近所のコンポ
ネントの損傷は、ハンダを溶かす熱がハンダ付けする地
点のみを精密に狙うことにより回避される。そればかり
でなく、この方法は機械により機械的接点を用いること
無く実行できる。曲げやすい担体フォイル上の多数のコ
ンポネントの自動的ハンダ付けがこの方法により可能に
なる。
置を、個々の工程が区別できるように示す図である。
ばコイル) 5 位置決めデバイス 6 金属ブロック 7 ノズル 8 担体フォイル1の下の面 9 蛇行する通路 10 加熱用コイル 11 通路9の入口開孔 12 電源ユニット 13, 17 ハンダ付けする地点 14 コンポネント4の接続点 15 高温ガス噴射 16 担体フォイル1の上の面
Claims (10)
- 【請求項1】 担体フォイル(1) の下の面(8) に高温ガ
スを導いて、担体フォイル(1) 上のコンポネント(4) を
ハンダ付けする方法において、上記高温ガスはノズルを
用いて高温ガス噴射(15)としてハンダ付けする地点(13)
を狙い、担体フォイル(1) の上の面(16)に在って上記高
温ガス噴射(15)により熱せられたハンダ(2) が融けるま
で上記ハンダ付けする地点を熱することを特徴とする方
法。 - 【請求項2】 請求項1に記載の方法において、上記ガ
スは熱せられた金属ブロック(6) を通り抜けて加熱され
ることを特徴とする方法。 - 【請求項3】 請求項1又は2に記載の方法において、
粘性のハンダ付けペースト(2) が先ず始めに担体フォイ
ル(1) 上に供給され、ハンダ付けされようとしているコ
ンポネント(4) の接続点(14)が上記ハンダ付けペースト
(2) のところへ誘導され、次いでハンダ付け工程が行わ
れることを特徴とする方法。 - 【請求項4】 請求項1ないし3のうちのいずれか1項
に記載の方法において、上記ガスとして不活性ガス、特
に窒素が使われ、又は圧搾空気が使われることを特徴と
する方法。 - 【請求項5】 請求項1に記載の方法を実行する装置に
おいて、ノズル(7)が担体フォイル(1) の下に配置され
てハンダ付けする地点(13)を狙い、該ノズルにより切り
替え可能な高温ガスの流れ(15)がハンダ付けする地点(1
3)に向けて誘導されることを特徴とする装置。 - 【請求項6】 請求項5に記載の装置において、ノズル
(7) は加熱された金属ブロック(6) に設けられ、ガスは
該金属ブロックを通って熱せられるように流れることを
特徴とする装置。 - 【請求項7】 請求項6に記載の装置において、金属ブ
ロック(6) はスケールフリー鋼で作られていることを特
徴とする装置。 - 【請求項8】 請求項6又は7に記載の装置において、
金属ブロック(6) はその内部に蛇行する通路(9) を有
し、ガスは該通路を通ってノズル(7) に導かれることを
特徴とする装置。 - 【請求項9】 請求項6ないし8のうちのいずれか1項
に記載の装置において、金属ブロック(6) はその内部に
該金属ブロック(6) を加熱するための加熱用コイルを含
むことを特徴とする装置。 - 【請求項10】 請求項5ないし9のうちのいずれか1
項に記載の装置において、ハンダ付けされようとしてい
るコンポネント(4) はハンダ付け工程中にハンダ(2) が
固体化し終わるまで保持デバイスによりその位置に保持
されることを特徴とする装置。
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Legal Events
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