JPH0693543B2

JPH0693543B2 - はんだ付着装置

Info

Publication number: JPH0693543B2
Application number: JP1038545A
Authority: JP
Inventors: ピイーター・ジエラード・レーダーマン; ルウ・シイーン・ニユーエン
Original assignee: International Business Machines Corp
Current assignee: International Business Machines Corp
Priority date: 1988-04-15
Filing date: 1989-02-20
Publication date: 1994-11-16
Anticipated expiration: 2009-11-16
Also published as: DE68901573D1; EP0337149B1; US4898117A; EP0337149A3; EP0337149A2; JPH0215698A

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けシステムに関し、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、表面取付け板用装置パッド上へのはん
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
取付け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けパ
ッドを標準表面取付け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
るが、標準表面取付け部品のピッチは0.5〜1.25mmの範
囲である。すなわち、このプロセスでは、表面取付け板
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け部品用と、
標準表面取付け部品用に、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、取付け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
れる量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
る浸漬はんだ付け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3705457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4608941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
んだ付け法に使用される。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4206
254号明細書、第4389771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。

C.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、表面取付け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、表面取付け板の
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。

D.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。本発明のはんだ付着装
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着装置が基
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量は、はんだだめ上の
第１及び第２のセンサと協同して働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。はんだ非湿潤性の基板は、一般に、
はんだ湿潤性のコンタクト・パッドのアレイを有する。
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。ヘッドの前面から出て
来るはんだ塊の形状を監視する第２のセンサにスイッチ
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即ちハウジングを示
す。銅などの導電性材料から成る中心ロッド10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13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10
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取りつ
け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、工作物即ち基板を表わす。

第２図は、リフロー・モードにあるツール即ちハウジン
グを示す。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、基板19との間の空隙に充填された溶融は
んだの突き出した先端部20を形成している。ヘッド14に
対するこの先端部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の位置を調べることにより脚部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20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が各装着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
に広げられる。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。ツールがパット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
号がつけてある。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16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。

充分は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TR1及びTR2に逆のバイアス
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A₁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
K₁がもう一方の条件になる。次に、リレーK₁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、2N54
65ト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
成要素取付け用に中心間距離0.5mmでサイズ0.25mmのパ
ッド、及び中心間距離0.2mmでサイズ0.1mmのパッドを有
する約16.5×8.9cm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（Cermalloy）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8115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0.5m
m、幅0.25mm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/elev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。パッド上に残っているはんだの量は、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。高密度装置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℃に設定し、アルファ102（不活
性）フラックスを利用した場合、約12.5mm/秒であっ
た。この技法は、幅0.25mmのパッド上に0.5ないし0.075
mmのはんだ、幅0.1mm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、LEC0300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。

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0.25mmのパッドのはんだ付け性または信頼
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、表面装置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、パッドをはんだで架
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有する外部シェル
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を受け取り、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即ち
パッド１個分の量のはんだを滴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
よって塊が剥ぎ取られパッド上に付着される。パッド2
1″に関して第6A図に示した結果は、はんだ27がパッド2
1″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は規制的
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
ョ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ッジ94が様々な形をとるこ
とができる。第８図には、とがったエッジが示してある
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98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のはんだ湿潤性の表面に対
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
ッジ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21上
に供給する。この場合、ブレードは円形で保持壁90の底
部エッジを含み、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。図にはパイプ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てある。ニ
クロム線の電気絶縁を簡単にするため、パイプ104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。

F.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。

【図面の簡単な説明】

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、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7A図ないし第7D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、18……ブレード、19……工作物、21、22、23
……パッド、24……開口部、26……止めねじ。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基板上に形成されたはんだ湿潤性の複数個
の導電パッドにはんだを付着させる装置において、溶融はんだを溜めるはんだ溜め装置、及び該はんだ溜め
装置に連通しそして上記基板に対面して配置されそして
上記基板との間の空隙に上記溶融はんだを充填させて上
記基板及び上記複数個の導電パッドに接触させるヘッド
を有し、上記基板上の導電パッドに対して移動されるハ
ウジングと、上記ヘッドの後部に装着され、上記導電パッドに付着し
た上記溶融はんだの量を一定の量にするために、上記導
電パッド相互間を橋絡する上記溶融はんだを分断する手
段と、上記ヘッドに対する上記充填された溶融はんだの端部の
位置を検出し、該充填された溶融はんだの量を所定の量
に維持する手段とを有する上記はんだを付着させる装
置。
【請求項２】上記充填された溶融はんだの量を所定の量
に維持する手段は、上記ヘッドに対する上記充填された
溶融はんだの端部の位置を検出する装置、該検出装置の
出力に応答して上記はんだ溜め内の上記溶融はんだに加
えられる圧力を調整する装置を有することを特徴とする
請求項（１）記載のはんだを付着させる装置。
【請求項３】上記はんだ分断装置は、非はんだ湿潤性で
あることを特徴とする請求項（１）記載のはんだを付着
させる装置。
【請求項４】基板上に形成されたはんだ湿潤性の複数個
の導電パッドにはんだを付着させる装置において、溶融はんだを溜めるはんだ溜め装置、及び該はんだ溜め
装置に連通しそして上記基板に対面して配置されそして
上記導電パッド上を通過する時に該導電パッド１個分の
量の溶融はんだを上記導電パッドに対して押し出して接
触させるヘッドを有し、上記基板上の導電パッドに対し
て移動されるハウジングと、上記ヘッドに取り付けられ、上記押し出された溶融はん
だのまわりに高温ガスを供給する装置と、上記ヘッドの前部に取り付けられ、上記導電パッドを前
以って加熱する加熱装置とを有する上記はんだを付着さ
せる装置。
【請求項５】基板上に形成されたはんだ湿潤性の複数個
の導電パッドにはんだを付着させる装置において、はんだを溶融するはんだ湿潤性の加熱装置、該加熱装置
を取り囲み上記基板及び導電パッドに対面して延びる保
持壁を有するヘッドと、上記はんだ湿潤性の加熱装置に保持される量のはんだを
該加熱装置に供給するはんだ供給装置とを有し、上記ヘッドは、上記はんだ湿潤性の加熱装置に保持され
た溶融はんだを上記基板及び上記複数個の導電パッドに
接触させるように移動され、上記保持壁は上記導電パッ
ドに付着した上記溶融はんだの量を一定の量にするため
に上記導電パッド相互間を橋絡する上記溶融はんだを分
断することを特徴とする上記はんだを付着させる装置。
【請求項６】上記保持壁は、非はんだ湿潤性であること
をことを特徴とする請求項（５）記載のはんだを付着さ
せる装置。