(57)【要約】      （修正有）【課題】放熱構造を備えた素子のリフロー方式による実装において、放熱構造の先端部に形成されるフィレットを大きく形成し、これによって目視検査及びカメラ画像検査における視認性を向上させることができる、放熱構造付き素子の実装方法、及び、放熱構造付き素子の実装装置を提供する。【解決手段】放熱構造付き素子の実装装置は、ヒートシンク端子２２の先端部がはんだＳの縁部に接触した状態の素子２１を、前記はんだＳの側にスライドさせ、前記はんだＳをかき集めることで、前記ヒートシンク端子２２の先端部側のはんだ量を局所的に増やした状態とする実装機と、前記実装機により前記素子２１を前記はんだＳ側へスライドした状態で、前記はんだＳを溶融して前記基板１１と素子２１とのはんだ付けを行うはんだ付け装置であるリフロー炉と、を備える。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
放熱構造体を備えた素子を、はんだが供給された基板上にはんだ付けする、放熱構造付き素子の実装方法であって、
前記放熱構造体の先端部を、前記はんだの縁部に接触させた状態で前記はんだの側にスライドさせ、前記はんだをかき集めることで、前記放熱構造体の先端部側のはんだ量を局所的に増やした状態で、前記はんだを溶融して、前記基板と前記素子とのはんだ付けを行う、
ことを特徴とする、放熱構造付き素子の実装方法。
【請求項２】
放熱構造体を備えた素子を、はんだが供給された基板上にはんだ付けする、放熱構造付き素子の実装装置であって、
前記放熱構造体の先端部が前記はんだの縁部に接触した状態の前記素子を、前記はんだの側にスライドさせ、前記はんだをかき集めることで、前記放熱構造体の先端部側のはんだ量を局所的に増やした状態とする実装機と、
前記実装機により前記素子を前記はんだ側へスライドした状態で、前記はんだを溶融して前記基板と素子とのはんだ付けを行うはんだ付け装置と、を備える、
ことを特徴とする、放熱構造付き素子の実装装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放熱構造付き素子の実装方法、及び、放熱構造付き素子の実装装置に関し、より詳しくは、リフロー後に基板と素子との間に形成されるはんだのフィレットを大きくする技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子部品の実装においては、あらかじめクリームはんだを供給した基板に素子を載置し、その後高温に加熱されたリフロー炉に前記基板を挿通する（リフローする）ことにより、素子の基板に対するはんだ付け行うリフロー方式が実用されている（例えば、特許文献１）。
また、前記リフロー方式ではんだ付けを行った際に形成されるはんだフィレット（以下、フィレット）の形状が、適切に形成されたか否かを判断するために、目視検査やカメラ画像検査が用いられている（例えば、特許文献２）。
【０００３】
以下に、図６から図８を用いて、従来技術に係る放熱構造付き素子の実装装置について説明する。図６は放熱構造付き素子の実装前の状態を示す側面図、図７は同様に放熱構造付き素子を基板上に載置した状態を示す側面図、図８は同様に放熱構造付き素子のリフロー後の状態を示す側面図である。
【０００４】
図６に示すように、基板の上面には素子が載置される絶縁膜であるレジストと、素子が備えるヒートシンク端子がはんだ付けされる基板の接続端子であるランドと、が形成され、該ランドにはあらかじめクリームはんだ（以下、はんだ）が印刷などにより供給されている。そして、ヒートシンク端子（放熱構造体）を備えた素子が、実装機の吸着ノズルに吸着され、基板に実装するための所定位置で待機している。具体的には、リフロー時に素子及びヒートシンク端子が配置される位置（図７参照）の上方で待機しているのである。
【０００５】
そして、図７に示すように、前記図６に示した状態から前記吸着ノズルが下降することにより、素子及びヒートシンク端子はそれぞれレジスト及びランドの上面に載置され、その際にヒートシンク端子とはんだとが接触する。その後、高温に加熱されたリフロー炉に前記基板が挿通される（リフローされる）ことにより、前記はんだが溶融し、図８に示すように、素子のヒートシンク端子と基板のレジストとのはんだ付けが行われるのである。
【特許文献１】特開２００４−２６００４９号公報
【特許文献２】特開平３−２１８４０５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
前記従来技術によれば、ヒートシンク端子を備えた素子を実装する場合、はんだがリフロー時に溶融して粘性が低下すると、ヒートシンク端子の下に吸収される。このため、図８に示すように、リフロー後にヒートシンク端子の先端に形成されるフィレット（隅肉部分）が小さくなる。そして、これにより、目視検査やカメラ画像検査の視認性が悪くなるという問題が発生していたのである。
【０００７】
一方、メタルマスクを厚くしてはんだ量を増やしても、開口の狭い他の素子における抜け性が悪化したり、はんだボールが発生したりしてしまう可能性がある。また、メタルマスクをハーフエッチング等して、はんだ量をコントロールしても、局所的にはんだ量を増やすことはできないため、リフロー後のフィレットを大きくすることは難しかった。
【０００８】
そこで本発明では、上記現状に鑑み、放熱構造を備えた素子のリフロー方式による実装において、リフロー後に放熱構造体の先端部に形成されるフィレットを大きく形成し、これによって目視検査及びカメラ画像検査における視認性を向上させることができる、放熱構造付き素子の実装方法、及び、放熱構造付き素子の実装装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。
【００１０】
即ち、請求項１においては、放熱構造体を備えた素子を、はんだが供給された基板上にはんだ付けする、放熱構造付き素子の実装方法であって、前記放熱構造体の先端部を、前記はんだの縁部に接触させた状態で前記はんだの側にスライドさせ、前記はんだをかき集めることで、前記放熱構造体の先端部側のはんだ量を局所的に増やした状態で、前記はんだを溶融して、前記基板と前記素子とのはんだ付けを行うものである。
【００１１】
請求項２においては、放熱構造体を備えた素子を、はんだが供給された基板上にはんだ付けする、放熱構造付き素子の実装装置であって、前記放熱構造体の先端部が前記はんだの縁部に接触した状態の前記素子を、前記はんだの側にスライドさせ、前記はんだをかき集めることで、前記放熱構造体の先端部側のはんだ量を局所的に増やした状態とする実装機と、前記実装機により前記素子を前記はんだ側へスライドした状態で、前記はんだを溶融して前記基板と素子とのはんだ付けを行うはんだ付け装置と、を備えるものである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。
【００１３】
本発明により、放熱構造を備えた素子のリフロー方式による実装において、リフロー後に放熱構造体の先端部に形成されるフィレットを大きく形成し、これによって目視検査及びカメラ画像検査における視認性を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
次に、発明の実施の形態を説明する。
図１は実装装置を示す側面図である。
図２は放熱構造付き素子の実装前の状態を示す側面図である。
図３は放熱構造付き素子を基板上に載置した状態を示す側面図である。
図４は放熱構造付き素子を基板上でスライドした状態を示す側面図である。
図５は放熱構造付き素子のリフロー後の状態を示す側面図である。
図６は従来技術に係る、放熱構造付き素子の実装前の状態を示す側面図である。
図７は従来技術に係る、放熱構造付き素子を基板上に載置した状態を示す側面図である。
図８は従来技術に係る、放熱構造付き素子のリフロー後の状態を示す側面図である。
【００１５】
まず始めに、本発明の一実施例に係る放熱構造付き素子の実装装置について説明をする。
図１に示すように、本発明に係る放熱構造付き素子の実装装置は、素子２１をはんだ付けにより基板１１に実装するための装置であって、前記素子２１を吸着保持するとともに３次元方向へ移動可能な吸着ノズル３１を備えた実装機１０と、素子２１を載置した状態の基板１１を加熱してはんだＳを溶融し、素子２１と基板１１とのはんだ付けを行うはんだ付け装置であるリフロー炉４１とを備えている。
【００１６】
素子２１は、例えばパワー半導体素子などの発熱体となる素子と放熱構造体となるヒートシンクとを接合して構成されており、前記ヒートシンクからはヒートシンク端子２２が突出している。
図２に示すように、前記基板１１においては、素子２１が載置される絶縁膜であるレジスト１２と、前記レジスト１２に隣接して配置され、素子２１に配設されたヒートシンク端子２２がはんだ付けされる基板１１の接続端子であるランド１３とが、その上面に形成されている。
【００１７】
また、前記ランド１３にはあらかじめクリームはんだ（はんだ）Ｓが印刷などにより供給されている。
そして、ヒートシンク端子２２を備えた素子２１が、前後方向・左右方向・上下方向（すなわち３次元方向）にスライド可能に構成された実装機１０の吸着ノズル３１に吸着され、基板１１に実装されるための所定位置で待機している。具体的には、ヒートシンク端子２２の先端部が、前記ランド１３に供給されたはんだＳのレジスト１２側の縁部に接触する位置（図３参照）の上方で待機しているのである。
【００１８】
そして、図３に示すように、前記図２に示した状態から前記吸着ノズル３１が下降することにより、素子２１及びヒートシンク端子２２はレジスト１２及びランド１３の上面に載置され、その際にヒートシンク端子２２とはんだＳの縁部とが接触する。
【００１９】
次に、図４に示すように、前記吸着ノズル３１が側方にスライドすることにより、前記ヒートシンク端子２２の先端部を、前記はんだＳの縁部に接触させた状態で、前記はんだＳの側（図４中矢印Ａの方向）にスライドさせ、ヒートシンク端子２２の先端部側に前記はんだＳをかき集める構成としている。これにより、前記ヒートシンク端子２２の先端部側のはんだＳの量が局所的に増えるのである。
【００２０】
その後、高温に加熱された前記リフロー炉４１に、素子２１及びヒートシンク端子２２と共に前記基板１１が挿通される（リフローされる）ことにより、前記はんだＳが加熱・溶融され、基板１１のランド１３と素子２１から突出するヒートシンク端子２２とのはんだ付けが行われるのである。
ここで、上記のように、ヒートシンク端子２２の先端部側のはんだＳの量は局所的に増加しているため、リフロー時にはんだＳが溶融して粘性が低下し、ヒートシンク端子２２の下に吸収されても、リフロー後にヒートシンク端子２２の先端に形成されるフィレット（隅肉部分）Ｆが小さくなることを防いでいるのである。
【００２１】
即ち、図５に示すように、はんだＳが溶融してもヒートシンク端子２２の先端部側には十分な量のはんだＳが残存することとなり、リフロー後にヒートシンク端子２２の先端部に形成されるフィレットＦを大きく形成することができ、目視検査及びカメラ画像検査における視認性を向上させることができるのである。
【００２２】
上記のように、本発明に係る放熱構造付き素子の実装方法においては、ヒートシンク端子２２を備えた素子２１を、はんだＳが供給された基板１１上にはんだ付けするものであって、前記ヒートシンク端子２２の先端部を、前記はんだＳの縁部に接触させた状態で、前記はんだＳの側にスライドさせ、前記はんだＳをかき集めることで、前記ヒートシンク端子２２の先端部側のはんだＳの量を局所的に増やし、リフロー後に前記ランド１３とヒートシンク端子２２との間に形成されるフィレットＦを、大きく形成するものである。
つまり、本例のように、前記ヒートシンク端子２２の先端部をはんだＳの縁部に接触させた状態で前記はんだＳの側にスライドさせ、ヒートシンク端子２２の先端部側に前記はんだＳをかき集めた後にはんだ付けを行うことで、前記ランド１３上にヒートシンク端子２２を載置し、その後ヒートシンク端子２２をスライドさせることなくそのままはんだ付けした場合に比べて、ランド１３とヒートシンク端子２２との間に形成されるフィレットＦを大きく形成することが可能となっているのである。
【００２３】
これにより、上述のようにヒートシンク端子２２の先端部に形成されるフィレットＦを大きく形成することが可能となり、目視検査及びカメラ画像検査における視認性を向上させることができるのである。即ち、前記検査においてフィレットＦの良・不良の判定が行い易く、放熱構造付き素子の実装不良を発見することが容易となるため、検査精度の向上に寄与することが可能となるのである。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】実装装置を示す側面図。
【図２】放熱構造付き素子の実装前の状態を示す側面図。
【図３】放熱構造付き素子を基板上に載置した状態を示す側面図。
【図４】放熱構造付き素子を基板上でスライドした状態を示す側面図。
【図５】放熱構造付き素子のリフロー後の状態を示す側面図。
【図６】従来技術に係る、放熱構造付き素子の実装前の状態を示す側面図。
【図７】従来技術に係る、放熱構造付き素子を基板上に載置した状態を示す側面図。
【図８】従来技術に係る、放熱構造付き素子のリフロー後の状態を示す側面図。
【符号の説明】
【００２５】
１０    実装機
１１    基板
１２    レジスト
１３    ランド
２１    素子
２２    ヒートシンク端子
３１    吸着ノズル
４１    リフロー炉
Ｓ    はんだ
Ｆ    フィレット
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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