JPH081939B2 - 半田コート装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、半導体装置用リードフ
レーム等の被半田コート部材に外装めっきを施す半田コ
ート装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、半導体装置用リードフレームや電
子部品搭載用基板に半田からなる外装めっき（以下、こ
のめっきのことを半田コートという）を施す手法として
は、溶融された半田をローラによって被半田コート部に
供給したり、溶融された半田をノズルによって被半田コ
ート部に吹き付けたりするものがある。

【０００３】ローラを用いて半田コートするローラ方式
の装置を図４および図５によって説明する。図４は従来
のローラ方式の半田コート装置を示す図で、同図（ａ）
は縦断面図、同図（ｂ）は側面図である。なお、図４
（ａ）は（ｂ）図におけるIV−IV線断面図である。図５
は従来のローラ方式の半田コート装置によって半田コー
トされた半導体リードフレームの平面図である。

【０００４】これらの図において、１は半導体装置用リ
ードフレームである。この半導体リードフレーム１は不
図示の半導体素子を樹脂封止したものであって、ＩＣモ
ールド部２が複数設けられている。また、この半導体リ
ードフレーム１は、図５に示すように長辺側の端部にパ
イロット穴３が所定間隔をおいて複数穿設されている。
また、図５において符号４はリード部で、ＩＣモールド
部２の４側部から側方へ延びるように形成されている。

【０００５】前記パイロット穴３は半導体装置を組立て
る上で例えばリード成形精度を確保するための位置決め
や認識に必要であり、通常は穴径が数mmに設定されてい
る。このパイロット穴３の穴径が変化すると正確な位置
決めができず設備上で半導体リードフレーム１の搬送ミ
スが発生してしまう。

【０００６】５は前記半導体リードフレーム１を半田コ
ートするための半田コート装置である。この半田コート
装置５は、溶融された半田６が溜められた一対の半田槽
７と、これらの半田槽７内に上方から臨むローラ８等と
から構成されている。このローラ８は円板状に形成さ
れ、水平方向に延びかつ平行な一対のローラ軸９に回り
止めされた状態で軸装されている。

【０００７】前記ローラ軸９は軸端部に駆動用モータ１
０が連結されて不図示の基台に回転自在に支持されてお
り、その取付け位置は、前記ローラ８の下部が半田槽７
内の溶融半田６に浸るように設定されている。さらに、
ローラ軸９どうしの間隔は、一方のローラ軸９のローラ
８と他方のローラ軸９のローラ８の間隔が、半導体リー
ドフレーム１の厚みに応じて決定される所定間隔となる
ように設定されている。なお、各ローラ軸９に取付けら
れるローラ８は、半導体リードフレーム１の被半田コー
ト部（リード部４）と対応する位置に位置づけられてい
る。

【０００８】上述した従来の半田コート装置５では、駆
動用モータ１０によってローラ８を図４中矢印で示す方
向に回転させ、外周面が対向するローラ８どうしの間に
半導体リードフレーム１を下方から通すことによって半
田コートが行われる。すなわち、ローラ８を矢印の方向
に回すと、溶融された半田６がローラ８の外周面に付着
して引き上げられ、ローラ８どうしの間に図４（ａ）中
符号１１で示すように半田溜まりができる。その状態で
ローラ８間を通過するように半導体リードフレーム１を
下方から上方に搬送させることによって、前記半田溜ま
り１１に半導体リードフレーム１が通されて半導体リー
ドフレーム１の表面が半田コートされる。

【０００９】このように半田コートを行うと、図５に右
下がりの平行斜線を引いた部分が半田コートされる。す
なわち、ＩＣモールド部２の周囲の４方向に形成された
リード部４のうち２方向のものが半田コートされる。そ
して、この例のように４方向にリード部４が形成された
半導体リードフレーム１の場合には、上述したように半
田コートを行った後に半導体リードフレーム１の向きを
９０度変えて再度半田コートを行う。すなわち、半導体
リードフレーム１を長手方向が上下を向くようにして半
田コート装置５に投入する。このようにすると、図５中
に左下がりの平行斜線を引いた部分（残りの２方向のリ
ード部４）が半田コートされることになる。

【００１０】また、溶融された半田をノズルから被半田
コート部に吹き付ける従来の半田コート装置（以下、こ
の装置のことを噴流式半田付け装置という）は、電子部
品が搭載された基板を対象とするもので、基板の被半田
コート部を下方へ向けてノズルの上方へ搬送し、溶融さ
れた半田をノズルから上方へ吹き上げさせて前記被半田
コート部に溶着させる構造になっていた。

【００１１】この噴流式半田付け装置に使用するノズル
は、溶融半田が吹き出る開口が上方へ向けられており、
この開口は、基板の搬送方向と直交する水平方向に細長
い矩形状に形成されていた。すなわち、基板をノズルの
上方で水平移動させることによって、前記ノズルから上
方へ向けて噴出する溶融半田流が基板の下面（被半田コ
ート部）の全面にわたって供給されることになる。

【００１２】ところが、この種の噴流式半田付け装置で
は、基板が搬送時に自重によって下に凸となるように反
る傾向にあるため、基板の下面に供給された溶融半田が
基板の幅方向中央部に流れてその部分に集まり易いとい
う問題があった。このため、被半田コート部における基
板の幅方向中央部となる部位でブリッジが生じたり、半
田が溜まって垂れたり、半田がつらら状に凝固したりす
ることがあった。このような不具合を解消した噴流式半
田付け装置としては、例えば特開平２−６３６７９号公
報に開示されたものがある。

【００１３】この公報に示された噴流式半田付け装置
は、溶融半田を上方へ向けて吹き出すノズルを基板の搬
送方向と直交する水平方向へ往復移動させるように構成
されていた。すなわち、ノズルから吹き上げられた溶融
半田と基板との間に相対的に基板の搬送方向とは直交す
る半田流を生じさせ、溶融半田が基板の幅方向中央部に
集中するのを防いでいた。これによってブリッジ，つら
ら，ぼたつき等の半田付け不良が解消される。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】しかるに、上述したよ
うに構成されたローラ方式の半田コート装置では、使用
する半導体リードフレーム１の外形寸法が変わる度毎に
ローラ８や半田槽７を交換したり、ローラ８およびロー
ラ軸９の配置を調整し直さなければならない。ローラ方
式の半田コート装置は、小型の半導体リードフレームか
ら大型の半導体リードフレームを同一の装置で半田コー
トしていたが、上述した段取り替え時間が多くかかるの
が問題であった。この段取り替えに要する時間は、約３
時間程かかってしまう。

【００１５】また、ローラ方式の半田コート装置を使用
して図５に示すようなリード部４が４方向に延びる半導
体リードフレーム１に半田コートを行う場合、半導体リ
ードフレーム１を少なくとも２回、投入方向を幅方向と
長手方向とに変えて装置に投入しなければならない。こ
のため、半田コート作業が煩雑になると共に、作業時間
が長くなってしまう。

【００１６】さらに、半田が半導体リードフレーム１を
横切るようにコートされるので、半導体リードフレーム
１の側部に形成されたパイロット穴３にも半田コートさ
れ、パイロット穴３が半田によって閉塞されたり穴径が
小さくなってしまう。

【００１７】従来の噴流式半田付け装置でも被半田コー
ト部の全面にわたって半田が供給されるため、この装置
で半導体リードフレームに半田コートを行うと前記同様
にパイロット穴が半田によって埋まってしまう。

【００１８】本発明はこのような問題点を解消するため
になされたもので、外形寸法の異なる被半田コート部材
を用いるときに半田供給側の段取り替えを簡素化できる
と共に、半田コート時間を短縮でき、しかも、被半田コ
ート部のみに半田を供給できる半田コート装置を得るこ
とを目的とする。

【００１９】

【課題を解決するための手段】本発明に係る半田コート
装置は、溶融された半田を溜める半田槽と、前記半田槽
から半田供給管を介して半田が供給される半田流量制御
部と、前記半田流量制御部から供給された半田を下方に
噴出させる噴出部と、前記噴出部の真下にリードフレー
ム挿入用間隙を開けて設けられ、前記噴出部から噴出さ
れた余剰半田を受けるとともに前記半田槽に戻す半田受
け部とを有し、前記リードフレーム挿入用間隙の間にリ
ードフレームを水平状態として固定し、前記噴出部と半
田受け部を、前記リードフレームの被半田コート部の全
域にわたって水平面内を一体となって移動する構造とし
たものである。

【００２０】

【作用】被半田コート部に溶融半田が略一筆書き状に供
給される。また、被半田コート部に供給された半田は、
リードフレームが水平状態であることから供給位置に留
まり易く、しかも、半田供給範囲を変えるに当たり噴出
部をリードフレームに対して水平移動させているから、
被半田コート部上の半田は外力が加わらず流動すること
がない。また、噴出部を水平移動させる構成であって
も、半田受け部がこれに追従して余剰半田が常に回収さ
れる。

【００２１】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図１ないし図３に
よって詳細に説明する。図１は本発明に係る半田コート
装置の概略構成図、図２は本発明に係る半田コート装置
によってＳＯＰ半導体リードフレームへ半田コートする
際のノズルの移動方向を示す図、図３は本発明に係る半
田コート装置によってＱＦＰ半導体リードフレームへ半
田コートする際のノズルの移動方向を示す図である。こ
れらの図において前記図４および図５で説明したものと
同一もしくは同等部材については、同一符号を付し詳細
な説明は省略する。

【００２２】これらの図において、２１は本発明に係る
半田コート装置である。この半田コート装置２１は、溶
融された半田（以下、溶融半田という）６が溜められた
半田槽２２と、この半田槽２２に半田導入管２３を介し
て吸込口が連通されたポンプ２４と、このポンプ２４の
吐出口に半田供給管２５を介して連通された流量制御部
２６，半田コートノズル２７等とから構成されている。
本実施例では、半田槽２２，ポンプ２４および流量制御
部２６等によって流量制御装置が構成されている。

【００２３】前記ポンプ２４は半田槽２２から溶融半田
６を流量制御部２６に圧送する構造になっている。流量
制御部２６は、半導体リードフレーム１の外形寸法や、
後述する半田コートノズル２７に搬送される半導体リー
ドフレーム１の搬送速度に応じて半田コートノズル２７
へ供給する溶融半田６の流量を制御する構造になってい
る。流量制御するに当たっては、溶融半田６の流量を空
気圧によって調節して行う。

【００２４】前記半田コートノズル２７は、前記流量制
御部２６に連通された半田圧送路（図示せず）上下に貫
通して設けられ、下端部噴出口から溶融半田６が下方へ
向けて噴出される半田噴出部材２８と、この半田噴出部
材２８の真下にリードフレーム挿入用間隙を開けて配置
され、半田噴出部材２８から噴出された溶融半田６を受
けて下方へ排出する半田受け部材２９とを備え、ノズル
移動装置としてのＸＹステージ３０の可動部に固定され
ている。また、この半田コートノズル２７の設置位置
は、半田受け部材２９が前記半田槽２２の丁度真上とな
るような位置とされている。本実施例では、前記半田噴
出部材２８が噴出部を構成し、前記半田受け部材２９が
半田受け部を構成している。

【００２５】さらに、前記半田噴出部材２８と半田受け
部材２９との間隔は、半導体リードフレーム１を略水平
にした状態でＩＣモールド部２以外の部分が出入りでき
るような寸法に設定されている。

【００２６】前記ＸＹステージ３０は、半田コートノズ
ル２７を図１において左右方向および図１の紙面に対し
て直交する方向に平行移動させるように構成されてい
る。なお、半田コートノズル２７と流量制御部２６の間
に介装されて両者を連結する連結管３１は、半田コート
ノズル２７がＸＹステージ３０によって平行移動される
のを規制しないように、例えば可撓性を有する材料によ
って形成されたものが使用されている。

【００２７】次に、このように構成された本発明に係る
半田コート装置によって半導体リードフレーム１に半田
コートを行う手順について説明する。なお、半導体リー
ドフレーム１は不図示の搬送装置によって半田コートノ
ズル２７に搬送する。

【００２８】図２に示すようにリード部４が２方向に延
びるＳＯＰ半導体リードフレーム１を使用する場合、先
ず、不図示の搬送装置によってリード部４を半田コート
ノズル２７の半田噴出部材２８と半田受け部材２９との
間に臨ませ、半田噴出部材２８の下端部噴出口の真下に
位置決めする。このとき、半田コートする面を上側に向
けておく。

【００２９】そして、ポンプ２４および流量制御部２６
を作動させ、溶融半田６を半田コートノズル２７に圧送
する。このようにすると、溶融半田６は半田噴出部材２
８の半田圧送路を通って下端部噴出口から下方へ向けて
噴出され、リード部４に吹き付けられる。次に、このよ
うに半田噴出部材２８から溶融半田６を噴出させた後、
ＸＹテーブル３０が半田コートノズル２７を半導体リー
ドフレーム１の幅方向へ（図２中に矢印Ａで示す方向
へ）移動させ、ＩＣモールド部２の一方のリード部４に
全面にわたって半田コートを行なう。

【００３０】このときの溶融半田６の流量は、半導体リ
ードフレーム１の外形寸法，搬送速度に応じて流量制御
部２６が制御する。すなわち、外形寸法が大きくリード
部４の面積が比較的広いときには外形寸法が小さいとき
より流量を増やす。搬送速度が速いときにも流量を増や
す。このようにすることで、半田コートを略均等な膜厚
をもって行うことができると共に、半田コートに要する
時間を可及的短くすることができる。なお、リード部４
の各リードの間を通って下方へ落下した溶融半田６は、
半田受け部材２９に流れ込み、この半田受け部材２９を
通って半田槽２２へ戻されることになる。

【００３１】半田コートノズル２７がリード部４を矢印
Ａで示すように横切った後、流量制御部２６が半田供給
を停止し、ＸＹテーブル３０が半田コートノズル２７を
隣接するリード部４側へ半導体リードフレーム１の長手
方向に沿って移動させる。

【００３２】そして、再び半田コートノズル２７へ溶融
半田６が圧送され、半田コートノズル２７が図２中に矢
印Ｂで示す方向へ平行移動される。この他方のリード部
４を横切るように半田コートノズル２７を移動させた
後、半田供給が停止される。

【００３３】上述した動作を繰り返すことによってＳＯ
Ｐ半導体リードフレーム１の全てのリード部４を半田コ
ートする。

【００３４】また、図３に示すようにリード部４が２方
向に延びるＱＦＰ半導体リードフレーム１に半田コート
する場合には、同図中矢印Ａで示す方向へ半田コートノ
ズル２７を溶融半田６を噴出させながら移動させ、さら
に矢印Ｂ，Ｃ，Ｄ方向へ順次移動させて行う。なお、方
向転換するときには、半田供給を停止させてもよいこと
はいうまでもない。

【００３５】したがって、半田コートノズル２７がリー
ド部４（被半田コート部）に沿ってその全域にわたって
平行移動して半田コートが行われるから、リード部４に
溶融半田６が略一筆書き状に供給される。このため、リ
ード部４のみに半田コートを行うことができる。しか
も、外形寸法の異なる半導体リードフレーム１を使用す
る場合でも半田コートノズル２７の移動量を変えること
でリード部の全域に半田コートを行うことができ、半田
量を制御することで略均一な膜厚を得ることができき
る。

【００３６】また、以下の理由からも半田の膜厚が略均
一になる。すなわち、リード部４に供給された溶融半田
６は、半導体リードフレーム１が水平状態であることか
ら供給位置に留まり易く、しかも、半田供給範囲を変え
るに当たり半田噴出部材２８を半導体リードフレーム１
に対して水平移動させているのでリード部４上の半田は
外力が加わらず流動することがないからである。 さら
に、半田噴出部材２８を水平移動させる構成であって
も、半田受け部材２９がこれに追従するので、余剰半田
を常に回収することができる。

【００３７】

【発明の効果】以上説明したように本発明に係る半田コ
ート装置は、溶融された半田を溜める半田槽と、前記半
田槽から半田供給管を介して半田が供給される半田流量
制御部と、前記半田流量制御部から供給された半田を下
方に噴出させる噴出部と、前記噴出部の真下にリードフ
レーム挿入用間隙を開けて設けられ、前記噴出部から噴
出された余剰半田を受けるとともに前記半田槽に戻す半
田受け部とを有し、前記リードフレーム挿入用間隙の間
にリードフレームを水平状態として固定し、前記噴出部
と半田受け部を、前記リードフレームの被半田コート部
の全域にわたって水平面内を一体となって移動する構造
としたため、被半田コート部に溶融半田が略一筆書き状
に供給される。

【００３８】したがって、被半田コート部の寸法の異な
るリードフレームを使用する場合でもそれに対応して噴
出部が移動するから、被半田コート部の全域に半田コー
トを行うことができる。しかも、噴出部から噴出される
溶融半田の量をリードフレームの寸法や搬送速度によっ
て増減させることによって、被半田コート部の全面にわ
たって略均等に供給することができる。

【００３９】このため、リードフレーム自体の外形寸法
やモールド部の外形寸法が変更されたとしても、特別な
段取り替えは必要がなくなって速やかに対応できる上、
リードフレームのサイズ変更に対して自由度が高くな
る。また、被半田コート部のみに半田コートを行うこと
ができるから、リードフレームに形成されるパイロット
穴が半田によって詰まることを確実に防ぐことができ
る。

【００４０】さらに、被半田コート部に供給された半田
は、リードフレームが水平状態であることから供給位置
に留まり易く、しかも、半田供給範囲を変えるに当たり
噴出部をリードフレームに対して水平移動させているか
ら、被半田コート部上の半田は外力が加わらず流動する
ことがない。 したがって、被半田コート部の全域にわた
って膜厚が略均等になるように半田コートすることがで
きる。 さらにまた、噴出部を水平移動させる構成であっ
ても、半田受け部がこれに追従して余剰半田が常に回収
されるから、半田コートを行うに当たって余剰半田が飛
散することはない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る半田コート装置の概略構成図であ
る。

【図２】本発明に係る半田コート装置によってＳＯＰ半
導体リードフレームへ半田コートする際のノズルの移動
方向を示す図である。

【図３】本発明に係る半田コート装置によってＱＦＰ半
導体リードフレームへ半田コートする際のノズルの移動
方向を示す図である。

【図４】従来のローラ方式の半田コート装置を示す図
で、同図（ａ）は縦断面図、同図（ｂ）は側面図であ
る。

【図５】従来のローラ方式の半田コート装置によって半
田コートされた半導体リードフレームの平面図である。

【符号の説明】

１ 半導体リードフレーム ２ ＩＣモールド部 ３ パイロット穴 ４ リード部 ６ 溶融半田 ２１ 半田コート装置 ２２ 半田槽 ２４ ポンプ ２６ 流量制御部 ２７ 半田コートノズル ３０ ＸＹステージ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 溶融された半田を溜める半田槽と、前記
   半田槽から半田供給管を介して半田が供給される半田流
   量制御部と、前記半田流量制御部から供給された半田を
   下方に噴出させる噴出部と、前記噴出部の真下にリード
   フレーム挿入用間隙を開けて設けられ、前記噴出部から
   噴出された余剰半田を受けるとともに前記半田槽に戻す
   半田受け部とを有し、前記リードフレーム挿入用間隙の
   間にリードフレームを水平状態として固定し、前記噴出
   部と半田受け部を、前記リードフレームの被半田コート
   部の全域にわたって水平面内を一体となって移動する構
   造としたことを特徴とする半田コート装置。