(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
酸化防止雰囲気とされる溶融槽にインゴット半田が供給され、この溶融槽内でインゴット半田を加熱して溶融し、前記溶融槽から溶融半田を吐出する半田供給装置において、
前記溶融槽内に非酸化性ガスを供給する非酸化性ガス供給手段と、溶融槽内を真空状態とする真空手段とを備えるとともに、前記溶融槽に、非酸化性ガスを溶融槽内へ供給する供給口と、溶融槽内の非酸化性ガスを溶融槽外へ排出する出口とを設け、
前記非酸化性ガス供給手段により、非酸化性ガスを前記供給口から出口にまで流通させるとともに、前記真空手段により、溶融槽の内部の真空引きを行って、溶融槽内の残留酸素を減少させ、溶融槽内に非酸化性ガスを供給する流路を形成しつつ、溶融半田を吐出することを特徴とする半田供給装置。
【請求項２】
前記溶融槽は、槽本体と、この槽本体に連設されて垂直方向に延びるガイド体を備え、このガイド体の反槽本体側の開口部を前記出口とし、前記供給口から前記ガイド体の開口部までの非酸化性ガスの流路を形成することを特徴とする請求項１の半田供給装置。
【請求項３】
前記出口を開閉させる開閉蓋を設けるとともに、前記溶融槽に、この溶融槽を真空状態とする真空手段を設けたことを特徴とする請求項１又は請求項２の半田供給装置。
【請求項４】
前記溶融槽の下方に配設されて、被実装部に溶融半田を吐出するルツボを備え、溶融槽の酸化防止雰囲気を維持したまま、溶融槽の溶融半田をルツボに供給することを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項の半田供給装置。
【請求項５】
酸化防止雰囲気とされる溶融槽にインゴット半田が供給され、この溶融槽内でインゴット半田を加熱して溶融し、前記溶融槽から溶融半田を吐出する半田供給方法において、
溶融槽の内部の真空引きを行いつつ、非酸化性ガスを溶融槽内へ供給し、溶融槽内の残留酸素を減少させた後、
非酸化性ガスを供給口から出口にまで流通させて、溶融槽内において非酸化性ガスの流路を形成した状態で溶融半田を吐出することを特徴とする半田供給方法。
【請求項６】
前記溶融槽を密封状態として、溶融槽内の残留酸素を除去した酸化防止雰囲気とした後、密封状態を解除して溶融槽内に非酸化性ガスを流通させることを特徴とする請求項５の半田供給方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半田供給装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置の製造設備であるダイボンダなどには半田供給装置が使用される。リードフレームを使用して半導体装置を製造する設備のダイボンダは、リードフレームのアイランドに定量の半田を供給し、供給した半田上に半導体チップをマウントしている。このダイボンダにおけるリードフレームへの半田供給には、固体半田を溶融させた溶融半田をリードフレーム上に供給するものがある（特許文献１、特許文献２）。
【０００３】
特許文献１に記載のものは、半田ポット（ルツボ）に投入したインゴット半田をヒータで加熱して溶融させるものである。半田ポットの下端にはノズルが形成され、半田ポットの上端開口は蓋で塞がれる。蓋には、ガス配管が連接される。ガス配管から加圧ガスを半田ポット内に供給してポット内の溶融半田の上方空間を陽圧にする。この陽圧でノズルから溶融半田が微量ずつリードフレーム上に吐出される。
【０００４】
また、特許文献２に記載のものは、ルツボとは別に溶融槽を設けている。つまり、溶融槽にインゴット半田を供給して、ヒータで加熱して溶融させる。この場合、溶融槽で溶融された溶融半田は、インゴット半田を溶融槽に供給する場合等において外気に接触することになるので、溶融槽の溶融半田の上層にＳｎＯ（酸化第一錫）等の酸化物が発生するおそれがある。このような酸化物が発生すると、高品質な半田を供給できない。しかしながら、溶融槽内の下層の溶融半田をさらにルツボに供給するため、溶融槽で生成された酸化物のルツボへの供給が抑えられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平４−７２６３９号公報
【特許文献２】特開２００８−１７８８９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、前記特許文献１の方法では、半田ポット内でインゴット半田を加熱して溶融させた溶融半田が下限値まで減少すると、半田供給動作を一旦停止して、新たにインゴット半田を投入して溶融させねばならなかった。インゴット半田の投入は半田ポットの蓋を開いて行うが、このときにポット内の半田が酸化されて品質が劣化する場合があり、高品質な溶融半田を供給できないという問題があった。特許文献２の方法では、溶融槽に発生した酸化物がルツボへ混入するおそれがあるため、高品質な溶融半田を安定して供給することができない場合があった。
【０００７】
また、引用文献１ではルツボ内に酸化物が発生し、引用文献２では溶融槽に酸化物が発生するため、ルツボや溶融槽の交換、メンテナンス回数が増えて、長時間の稼動が行いにくいという問題があった。
【０００８】
本発明は上記課題に鑑みて、不純物の少ない半田を供給することができ、しかも長時間稼動させることができる半田供給装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の半田供給装置は、酸化防止雰囲気とされる溶融槽にインゴット半田が供給され、この溶融槽内でインゴット半田を加熱して溶融し、前記溶融槽から溶融半田を吐出する半田供給装置において、前記溶融槽内に非酸化性ガスを供給する非酸化性ガス供給手段と、溶融槽内を真空状態とする真空手段とを備えるとともに、前記溶融槽に、非酸化性ガスを溶融槽内へ供給する供給口と、溶融槽内の非酸化性ガスを溶融槽外へ排出する出口とを設け、前記非酸化性ガス供給手段により、非酸化性ガスを前記供給口から出口にまで流通させるとともに、前記真空手段により、溶融槽の内部の真空引きを行って、溶融槽内の残留酸素を減少させ、溶融槽内に非酸化性ガスを供給する流路を形成しつつ、溶融半田を吐出するものである。
【００１０】
本発明の半田供給装置によれば、溶融半田を吐出する際に、供給口から出口まで非酸化性ガスを流通させるため、出口が開口状態であっても、溶融槽内には非酸化性ガスが供給されて溶融槽内を酸化防止雰囲気に維持できる。しかも、出口では、溶融槽の内側から外側に向かって非酸化性ガスが流出することから、溶融槽の外側から内側のエア（酸素）の進入を遮断できる。これにより、溶融槽内の溶融半田が酸化するのを抑えることができ、溶融槽内において酸化物の発生を抑えることができる。また、出口を介して溶融槽へインゴット半田を常時供給することができる。
【００１１】
前記溶融槽は、槽本体と、この槽本体に連設されて垂直方向に延びるガイド体を備え、このガイド体の反槽本体側の開口部を前記出口とし、前記供給口から前記ガイド体の開口部までの非酸化性ガスの流路を形成することができる。これにより、槽本体の開口部（ガイド体との連通口）が外気に曝されることがなくなって、酸素が槽本体内に進入するのを防止することができる。
【００１２】
前記出口を開閉させる開閉蓋を設けるとともに、前記溶融槽に、この溶融槽を真空状態とする真空手段を設けることができる。これにより、溶融槽内を密封状態として、溶融槽を真空状態とすることができる。
【００１３】
前記溶融槽の下方に配設されて、被実装部に溶融半田を吐出するルツボを備え、溶融槽の酸化防止雰囲気を維持したまま、溶融槽の溶融半田をルツボに供給することができる。これにより、溶融半田がルツボにさらに供給されることになり、溶融槽で酸化物が生成されても酸化物を溶融槽に留まらせることができて、ルツボに酸化物が供給されにくくなる。
【００１４】
本発明の半田供給方法は、酸化防止雰囲気とされる溶融槽にインゴット半田が供給され、この溶融槽内でインゴット半田を加熱して溶融し、前記溶融槽から溶融半田を吐出する半田供給方法において、溶融槽の内部の真空引きを行いつつ、非酸化性ガスを溶融槽内へ供給し、溶融槽内の残留酸素を減少させた後、非酸化性ガスを供給口から出口にまで流通させて、溶融槽内において非酸化性ガスの流路を形成した状態で溶融半田を吐出するものである。
【００１５】
本発明の半田供給方法によれば、溶融槽内の溶融半田が酸化するのを防止することができ、溶融槽内において酸化物の発生を抑えることができる。また、出口を介して溶融槽へインゴット半田を常時供給することができる。
【００１６】
前記溶融槽を密封状態として、溶融槽内の残留酸素を除去した酸化防止雰囲気とした後、密封状態を解除して溶融槽内に非酸化性ガスを流通させることができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の半田供給装置及び半田供給方法では、溶融槽内での酸化物の発生及び成長を抑えることができ、また、出口を介して溶融槽へインゴット半田を常時供給することができる。これらが相俟って、溶融槽の交換や、メンテナンス回数を少なくできて、長時間の稼動が可能となる。しかも、不純物の少ない高品質な半田を供給することができる。
【００１８】
溶融槽は、槽本体とガイド体とを備えたものとすると、酸素が槽本体内に進入するのを抑えることができて、酸化物の発生を防止でき、一層高品質な半田を供給することができる。
【００１９】
出口を開閉させる開閉蓋を設けるとともに、前記溶融槽に真空手段を設けると、溶融槽内の残留酸素を迅速に非酸化性ガスに置換することができて、効率良く装置を作動させることができる。
【００２０】
前記溶融槽の下方に配設されるルツボを備えると、ルツボには酸化物が供給されにくいため、高品質な半田を供給することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の第１実施形態の半田供給装置の断面図である。
【図２】前記図１の半田供給装置の要部拡大断面図である。
【図３】前記図１の半田供給装置を用いてインゴット半田を溶融槽内に供給する方法を示す工程図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下本発明の実施の形態を図１〜図３に基づいて説明する。
【００２３】
この半田供給装置は、溶融槽１に供給されたインゴット半田を加熱して溶融し、溶融槽１から溶融半田Ｌを吐出してルツボ４２に溶融半田Ｌを供給して、例えばリードフレーム等の被実装部（図示省略）に溶融半田Ｌを供給するものである。
【００２４】
本発明の半田供給装置は、半田を溶融する溶融槽１を有する溶融部９０と、溶融半田Ｌを被実装部（図示省略）へ供給するルツボ４２を有する供給部９１と、溶融槽１からルツボ４２に溶融半田Ｌを供給する供給路構造９２とを備える。
【００２５】
溶融部９０を構成する溶融槽１は、溶融半田Ｌを貯蔵する円筒体乃至有底円筒体等からなる槽本体１ａと、この槽本体１ａの開口部を塞ぐ蓋部材１ｂと、槽本体１ａに連設されて垂直方向に延びるガイド体２７とからなる。槽本体１ａの外周側には加熱手段３としてのヒータ４が配置されている。
【００２６】
図１に示すように、槽本体１ａの底面の略中央部には貫通孔からなる半田流出口３２が形成されている。半田流出口３２は、後述する供給路構造９２の上下方向孔部７０に連通する。
【００２７】
半田流出口３２は、溶融槽１内に配置される上下方向ロッド３３を介して開閉することになる。上下方向ロッド３３は、大径のロッド本体３３ａを備え、このロッド本体３３ａの下端にテーパ部３３ｂが設けられている。上下方向ロッド３３は往復動機構３４にて、上昇状態と下降状態とに変移することができる。なお、往復動機構３４としては、シリンダ機構、ボールねじ機構等の種々の往復動機構を使用することができる。この上下方向ロッド３３の上昇により、溶融槽内の溶融半田Ｌを溶融槽１から押し出すことができる。
【００２８】
蓋部材１ｂには、３つの孔部２０、２１、２２が設けられている。孔部２０の溶融槽外側の開口端には、溶融槽１の内部に窒素、不活性ガス等の非酸化性ガスを供給する非酸化性ガス供給手段２３が設けられている。これにより、孔部２０は非酸化性ガスの供給口２５となる。孔部２１の溶融槽外側の開口端には、溶融槽１の内部を真空状態とする真空手段２４が設けられている。孔部２２は開口状態となっており、この孔部２２を介して槽本体１ａにインゴット半田が供給される。
【００２９】
孔部２２には、図２に示すように、上方に延びるガイド体２７が設けられている。このガイド体２７は円筒体にて構成しており、ガイド体２７の内側空間と、孔部２２とが連通している。ガイド体２７の内径、及び全長は、溶融槽外の酸素が溶融槽内に進入するのを防止するために必要な種々の寸法とすることができる。ガイド体２７の反溶融槽側の端部は、溶融槽１からの非酸化性ガスを排出する出口２８となる。出口２８は孔部２２の鉛直方向上方に位置している。この出口２８には、出口２８を開閉させる開閉蓋２９を設けており、この開閉蓋２９として、本実施形態ではボールバルブを使用している。
【００３０】
供給部９１はルツボ４２を備えており、このルツボ４２の外周側に加熱手段６０としてのヒータ６１が配置されている。また、ルツボ４２の底壁６４にはノズル６２が付設されている。
【００３１】
また、ルツボ４２には、上下方向孔部７０を介して接続される配管（図示省略）が配置されており、この配管には図示省略の圧力制御手段が接続されている。圧力制御手段は、ルツボ４２の内圧を、ノズル６２から溶融半田Ｌを吐出させる正圧と、ノズル６２からの溶融半田Ｌの吐出を止める負圧との間で切換制御する。圧力制御手段は、ルツボ内に図示省略のコンプレッサーからの加圧ガス（非酸化性ガス）を供給して正圧にするガス供給系と、ルツボ内を図示省略の真空ポンプで適宜に真空吸引して負圧にするガス吸引系を備える。
【００３２】
供給路構造９２は、ルツボ４２に連通する上下方向孔部７０を有するとともに水平方向孔部７１が形成された固定ブロック体７３と、移動ブロック体７４とを備える。移動ブロック体７４は、往復機構７５にて水平方向孔部７１を水平方向に移動する。往復機構７５は、その先端が移動ブロック体７４に連結された水平方向ロッド８１を備え、このロッド８１が矢印Ａ、Ｂ方向に往復動する。水平方向ロッド８１を往復動させる機構としては、シリンダ機構、ボールねじ機構等の種々の機構を用いることができる。
【００３３】
往復機構７５のロッド８１が矢印Ａ方向に延びれば、固定ブロック体７３の上下方向孔部７０が移動ブロック体７４にて塞がれる。往復機構７５のロッド８１が矢印Ｂ方向に縮まれば、固定ブロック体７３の上下方向孔部７０が開状態となる。
【００３４】
水平方向孔部７１の下方の水平面には、凹周溝８４が形成され、この凹周溝８４にＯリング等のシール材８２が装着されている。これによって、図１に示すように、移動ブロック体７４が前進した閉状態では、移動ブロック体７４と凹周溝８４とでシール材８２が押しつぶされて、ルツボ４２の密封性を高めることができる。
【００３５】
次に、図１に示す半田供給装置を用いた半田供給方法を、図３を用いて説明する。なお、図３は、本発明の半田供給装置の溶融部９０のみを示している。初期状態では、供給路構造９２は図１に示すように、移動ブロック体７４が前進した閉状態となっている。また、半田流出口３２は閉状態となっている。
【００３６】
図３（ａ）に示すように、開閉蓋２９を閉状態として溶融槽内を密封状態とする。この状態で非酸化性ガス供給手段２３を作動させて、矢印に示すように供給口２５から溶融槽１の内部に非酸化性ガスを供給する。その後、図３（ｂ）に示すように、真空手段２４を作動させることにより、矢印に示すように溶融槽１の内部を真空引きする。これを数回繰り返すことにより、溶融槽１の残留酸素を除去するとともに、非酸化性ガスが供給されて酸化防止雰囲気となる。
【００３７】
次に、図３（ｃ）に示すように、開閉蓋２９を開状態として、出口２８が外部に連通した状態とする。このときも、非酸化性ガス供給手段２３は作動しており、非酸化性ガスを供給口２５から出口２８にまで流通させる。これにより、槽本体１ａの内部では、図３（ｃ）の矢印に示すように、非酸化性ガスの流路が形成されるとともに、ガイド体２７の内部では、槽本体１ａ側から出口２８に向かって非酸化性ガスの流路が形成される。
【００３８】
この状態で出口２８からインゴット半田を溶融槽１に供給する。この場合、出口２８は孔部２２の鉛直方向上方に位置するので、インゴット半田は自重にて槽本体内に落下する。そして、ヒータ４にて槽本体１ａを加熱してインゴット半田を溶かして溶融半田Ｌとする。出口２８では、溶融槽１の内側から外側に向かって非酸化性ガスが流出することから、出口２８を介して溶融槽１の外側から内側にエア（酸素）が進入するのを遮断できて、酸化物の発生を抑えることができる。
【００３９】
ルツボ４２に溶融半田Ｌを供給するには、図１の矢印Ｂに示すように、供給路構造９２の移動ブロック体７４を後退させて固定ブロック体７３から離し、固定ブロック体７３の上下方向孔部７０を開状体とする。この状態で、上下方向ロッド３３を上昇させて溶融半田Ｌを半田流出口３２から吐出する。この際、溶融半田Ｌが上下方向ロッド３３の小径先端部３３ｃを伝わってルツボ４２に供給される。
【００４０】
ルツボ４２では、圧力制御手段による内圧制御にてノズル６２から溶融半田Ｌを吐出し、リードフレーム等の被半田付部材に半田付けを行うことができる。
【００４１】
本発明では、溶融半田Ｌを吐出する際に、供給口２５から出口２８まで非酸化性ガスを流通させるため、出口２８が開口状態であっても、溶融槽内には非酸化性ガスが供給されて溶融槽内を酸化防止雰囲気に維持できる。しかも、出口２８では、溶融槽１の内側から外側に向かって非酸化性ガスが流出することから、溶融槽１の外側から内側のエア（酸素）の進入を遮断できる。これにより、溶融槽内の溶融半田Ｌが酸化するのを抑えることができ、溶融槽内において酸化物の発生を抑えることができて、不純物の少ない高品質な半田を供給することができる。また、出口２８を介して溶融槽へインゴット半田を常時供給することができる。これらが相俟って、溶融槽１の交換や、メンテナンス回数を少なくできて、長時間の稼動が可能となる。
【００４２】
溶融槽１は、槽本体１ａと、この槽本体１ａに連設されて垂直方向に延びるガイド体２７を備え、このガイド体２７の反槽本体側の開口部を出口２８とし、供給口２５からガイド体２７の開口部までの非酸化性ガスの流路を形成している。これにより、槽本体１ａの開口部（ガイド体２７との連通口）が外気に曝されることがなくなって、酸素が槽本体内に進入するのを抑えることができる。これにより、酸化物の発生を防止でき、一層高品質な半田を供給することができる。
【００４３】
出口２８を開閉させる開閉蓋２９を設けるとともに、溶融槽１に、この溶融槽１を真空状態とする真空手段２４を設けている。これにより、溶融槽内を密封状態として、溶融槽１を真空状態とすることができ、溶融槽内の残留酸素を迅速に非酸化性ガスに置換することができて、効率良く装置を作動させることができる。
【００４４】
溶融槽１の下方に配設されて、被実装部に溶融半田Ｌを吐出するルツボ４２を備え、溶融槽１の酸化防止雰囲気を維持したまま、溶融槽１の溶融半田Ｌをルツボ４２に供給する。これにより、溶融半田Ｌがルツボ４２にさらに供給されることになり、溶融槽１で酸化物が生成されても酸化物を溶融槽１に留まらせることができて、ルツボ４２には酸化物が供給されにくいため、高品質な半田を供給することができる。
【００４５】
第２実施形態として、前記実施形態における供給部９１や供給路構造９２を省略し、溶融部９０のみの構成とする。この場合、半田流出口３２にノズル（図示省略）を付設し、このノズルから被実装部に溶融半田Ｌを供給する。
【００４６】
以上、本発明の実施形態につき説明したが、本発明は前記実施形態に限定されることなく種々の変形が可能であって、例えば、ガイド体２７の長さ、内径は、種々の寸法とすることができる。また、非酸化性ガスの流速としては、出口２８において酸素の進入を抑えられる流速とするのが好ましく、種々の速度とすることができる。ガイド体２７は、インゴット半田を自重にて落下させるため、鉛直方向上方に向かって延びる構造とするのが好ましいが、斜め上方に向かって延びるものであってもよい。開閉蓋２９は、ボールバルブでなくてもよく、プラグバルブ等の種々のものを採用できる。開閉蓋２９を有しなくてもよく、出口２８は常に開状態であってもよい。
【００４７】
前記実施形態では、予め溶融槽内を酸化防止雰囲気として溶融槽内に非酸化性ガスの流路を形成した後に、溶融槽内にインゴット半田を供給したが、これらの工程を逆にしてもよい。すなわち、まず溶融槽内にインゴット半田を供給する。その後、開閉蓋２９を閉状態として溶融槽内を密封状態とし、非酸化性ガス供給手段２３及び真空手段２４を作動させて、溶融槽１及びガイド体２７の残留酸素を除去するとともに、酸化防止雰囲気とする。その後、非酸化性ガス供給手段２３を作動させたまま、開閉蓋２９を開状態として、非酸化性ガスを供給口２５から出口２８にまで流通させて、非酸化性ガスの流路を形成してもよい。開閉蓋２９の開閉は、手動で行っても自動で行ってもよい。
【００４８】
槽本体１ａに、槽本体１ａの内部の酸素濃度を測定できる酸素濃度計を設置するとともに、非酸化性ガス供給手段２３に、酸素濃度計の値に応じて非酸化性ガスの流速や供給量を制御する制御手段を設けてもよい。すなわち、出口２８から酸素が進入した場合や、残留酸素が存在する等により槽本体１ａ内の酸素濃度が高い場合には、直ちに非酸化性ガス供給手段２３を制御して非酸化性ガスの供給量を増加させて、槽本体１ａ内の酸素を排出する。これにより、リアルタイムで正確に槽本体ａの内部を非酸化性雰囲気とすることができる。
【符号の説明】
【００４９】
１      溶融槽
１ａ    槽本体
２３      非酸化性ガス供給手段
２４      真空手段
２５      供給口
２７      ガイド体
２８      出口
２９    開閉蓋
４２    ルツボ
Ｌ      溶融半田
【図１】
0005484857.tif 000002
【図２】
0005484857.tif 000003
【図３】
0005484857.tif 000004