(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属箔をリードとして有する電子部品を基板にはんだ付けする装置であって、
前記電子部品に当接し、該電子部品を前記基板のはんだ付け個所に保持する押さえ部材と、
前記金属箔をはんだが塗布されたはんだ付け個所に押しつけて前記金属箔を加熱することによってはんだを溶解させる加熱ヘッドと、
前記押さえ部材および前記加熱ヘッドをそれぞれ上下方向に移動させる駆動機構と、
を具備し、前記加熱ヘッドの直上から横方向に突出する板部に、前記押さえ部材の上部に備えられた支柱が上下方向に摺動可能に挿通していることを特徴とする電子部品のはんだ付け装置。
【請求項２】
前記加熱ヘッドの前記金属箔に接触する底面が平坦であり、前記底面の周縁部が曲面状に面取りされていることを特徴とする請求項１記載の電子部品のはんだ付け装置。
【請求項３】
請求項１記載の電子部品のはんだ付け装置を用いた電子部品のはんだ付け方法であって、前記押さえ部材により前記電子部品を前記基板のはんだ付け個所に保持し、その状態のまま前記加熱ヘッドにより前記金属箔を前記はんだ付け個所に押圧しながら加熱し、次いではんだを冷却、硬化させて前記金属箔を前記はんだ付け個所に仮固定した後、該仮固定部分の上からさらにはんだ付けを行うことで前記電子部品を前記はんだ付け個所に電気的に接続することを特徴とする電子部品のはんだ付け方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は金属箔をリードとして有する電子部品を基板にはんだ付けする際に用いる装置およびこの装置を用いた電子部品のはんだ付け方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、液晶表示装置の製造工程には、液晶セル外周部のプリント基板（以下、ＰＷＢと略記する）上に駆動用ＬＳＩを搭載する工程がある。この種の駆動用ＬＳＩとしては、薄型のテープキャリアパッケージ（以下、ＴＣＰと略記する）が好適に用いられる。従来、ＴＣＰをＰＷＢ上に実装する際には、ロボットはんだ付け機によるコテ引きを行っていた。このＴＣＰをＰＷＢ上に、ロボットはんだ付け機を用いてはんだ付けを行う工程について、図面を用いて説明する。
【０００３】
図８は、従来のロボットはんだ付け機のコテ引きによるＴＣＰとＰＷＢのはんだ付け作業を示す概略側面図、図９はその裏面図である。
ＴＣＰ１は、図９に示すようにポリイミド樹脂などのテープ１ａ上にベアチップ１ｂが搭載され、このベアチップ１ｂがテープ１ａを挟んで樹脂１ｃにより封止されているものである。また、ベアチップ１ｂ側からテープ１ａ外周部６に向けて延びる銅箔２の部分がリードとなってＰＷＢ上のランド４と接続される。尚、リードとなる銅箔２は２５ないし３５μｍ程度のごく薄いものである。また、ＰＷＢ上のランド４上には、はんだをあらかじめ塗布しておく。
【０００４】
そして、図８に示すように、ＴＣＰ１から伸びる銅箔２、２…は、図中右方向に移動するコテ５により、ＰＷＢ上のランド４、４…に押し付けられながらはんだ付けされる。このようにして、１回のコテ引き動作によってＴＣＰ１の複数のリードがＰＷＢ上の複数のランド４、４…に接続される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
近年、液晶表示装置の小型化、軽量化が進んでおり、それに伴って装置に内蔵される駆動用ＬＳＩも小型、薄型のものが使用されている。そこで、従来のＴＣＰよりもさらに薄型のスーパースリムＴＣＰと呼ばれるＬＳＩが使用されるようになってきた。このスーパースリムＴＣＰでリードとして用いられる銅箔２の厚さは１８μｍ程度である。
【０００６】
特に、このスーパースリムＴＣＰをＰＷＢ上にはんだ付けする場合、図８および図９に示すように、はんだ付け前の銅箔２とＰＷＢ上のランド４との間にはすき間があるので、銅箔２とランド４をはんだ付けする際、銅箔２はコテ５により図中下方向およびコテ５の進行方向に力を受けることになる。この時、銅箔２がコテ５により加えられる力に耐えきれなかったり、あるいは移動するコテ５に引っかけられたりして断線してしまう恐れがあった。
上記の点に鑑み、本発明は、金属箔をリードとして有する電子部品を基板にはんだ付けする際に、金属箔を断線させることなくはんだ付けをすることのできる装置およびその方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
銅箔が断線したスーパースリムＴＣＰを解析した結果、図１０に示すように、断線部７は、特にＴＣＰ１と銅箔２、２…の接合部付近において多く発生することがわかった。
このことから、コテ５により銅箔２、２…をランド４、４…に断線することなくはんだ付けするためには、銅箔２、２…とランド４、４…を何らかの手段によりあらかじめ密着させ固定しておくこと、あるいは銅箔２、２…にはんだ付け後の形をあらかじめ付与しておくことなどが有効であると考えられる。
【０００８】
そこで、本発明に係る電子部品のはんだ付け装置は、金属箔をリードとして有する電子部品を基板にはんだ付けする際、電子部品に当接し、この電子部品を基板のはんだ付け個所に保持する押さえ部材と、金属箔をはんだが塗布されたはんだ付け個所に押しつけて、金属箔を加熱することによってはんだを溶解させる加熱ヘッドと、押さえ部材および加熱ヘッドをそれぞれ上下方向に移動させる駆動機構とを具備し、前記加熱ヘッドの直上から横方向に突出する板部に、前記押さえ部材の上部に備えられた支柱が上下方向に摺動可能に挿通していることを特徴とする。
【０００９】
押さえ部材が電子部品を基板のはんだ付け個所に保持することで電子部品のリードの金属箔の位置ズレを防止することができ、加熱ヘッドが金属箔をはんだの塗布されたはんだ付け個所に押し付けて、金属箔を加熱することではんだを溶解させ、金属箔をはんだ付け個所に仮固定することができる。この後でロボットはんだ付け機による本固定を行うようにすれば、そのロボットはんだ付け機が従来と同様の装置であっても、金属箔が最終的な形状に既に成形され、しかも金属箔のはんだ付け個所からの浮きがないため、ロボットはんだ付け機によるコテ引きにより問題なくはんだ付けを行うことができる。
【００１０】
本発明に係る電子部品のはんだ付け装置は、加熱ヘッドの金属箔に接触する底面が平坦であるので、金属箔を傷つけにくく、金属箔をはんだ付け個所に均一に押し付けることができる。また、加熱ヘッドの底面の周縁部が曲面状に面取りされているので、加熱ヘッドを金属箔に接触させはんだ付け個所に押し付ける際に、加熱ヘッドの底面周縁部により金属箔をなめらかに曲げられるようにできるので、金属箔を折り曲げるなどして傷めることはない。
【００１１】
また、本発明に係る電子部品のはんだ付け方法は、押さえ部材により電子部品を基板のはんだ付け個所に保持し、その状態のまま加熱ヘッドにより金属箔をはんだ付け個所に押圧しながら加熱し、次いではんだを冷却、硬化させて金属箔をはんだ付け個所に仮固定した後、この仮固定部分の上からさらにはんだ付けを行うことで電子部品をはんだ付け個所に電気的に接続することを特徴とする。
このような方法を用いることで、金属箔をリードとして有する電子部品を金属箔の断線を起こすことなく基板上にはんだ付けすることができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、図面により本発明について詳細に説明するが、本発明はこれらの実施形態例のみに限定されるものではない。
図１は、本発明の電子部品のはんだ付け装置の一実施形態例を示す概略構成図である。図１に示すはんだ付け装置１１は、フレーム１２、はんだ付けヘッド部１３、制御部１４から概略構成されている。このはんだ付けヘッド部１３は、動作部本体２１、加熱ヘッド２２、押さえ板２３（押さえ部材）、メインシリンダ２４（駆動機構）、ヘッド微上昇シリンダ２５から概略構成されている。
【００１３】
上下方向に延びる動作部本体２１の下端には加熱ヘッド２２が取り付けられており、加熱ヘッド２２は図示しないヒーターにより加熱されるようになっている。動作部本体２１の加熱ヘッド２２取付部の直上から横方向に突出する板部２１ａには、押さえ板２３の上部に備えられた支柱２３ａが上下方向に摺動可能に挿通している。支柱２３ａの中央部周囲にはバネ２３ｂが備えられ、その上端は板部２１ａの下面に、下端は支柱２３ａの拡径部にそれぞれ当接している。支柱２３ａの上端部近傍には、支柱２３ａの板部２１ａからの脱落を防止するストッパー２３ｃが設けられている。また、押さえ板２３の下端は、加熱ヘッド２２の下端より下方に位置するように構成されている。
【００１４】
動作部本体２１の上端には、フレーム１２に固定されたメインシリンダ２４のピストン２４ａが取り付けられている。動作部本体２１は、ピストン２４ａの動きに従い、図１中上下方向へ動くことができるように構成されている。電子部品を保持する押さえ板２３は、動作部本体２１とともに図１中上下方向へ動くことができるが、動作部本体２１が図１中下方向に動き、押さえ板２３の下端が電子部品に接触すると押さえ板２３および支柱２３ａはその位置で留まる。さらに動作部本体２１が図１中下方向に動くとバネ２３ｂが縮み、押さえ板２３は電子部品を図１中下方向に押し付けて保持する。
【００１５】
動作部本体２１の上端は板部２１ｂになっており、この板部２１ｂを挿通するようにヘッド微上昇シリンダ２５が取り付けられている。ヘッド微上昇シリンダ２５の下方には、フレーム１２に固定されたストッパー２６が設けられている。ここで、ヘッド微上昇シリンダ２５およびストッパー２６は、動作部本体２１が最下点まで下がった状態においても、ヘッド微上昇シリンダ２５が作動しなければ互いに接触しないような位置に取り付けられている。
押さえ板２３が電子部品に当接し、さらにバネ２３ｂが縮んでいる状態から、ヘッド微上昇シリンダ２５が駆動しピストン２５ａが下がると、ピストン２５ａはその下部に設けられたストッパー２６に接触する。さらにピストン２５ａが下がると、ピストン２５ａがストッパー２６に加える力の反作用により動作部本体２１が図１中上方向に動く。この時バネ２３ｂが伸長し、押さえ板２３を電子部品に当接した状態に保つ。
【００１６】
フレーム１２の中央部付近には基板をセットするステージ１２ａが設けられ、はんだ付けヘッド部１３は図示しないＸＹスライドユニットによりステージ１２ａ上の任意の位置に移動できるように構成されている。
制御部１４は、マイクロコンピュータなどから構成され、はんだ付けヘッド部１３の位置やその動きなど、はんだ付け装置１１の動作の全てを制御することができるようになっている。
【００１７】
次に、本実施形態例の電子部品のはんだ付け装置を用いた銅箔のはんだ付けについて、図２ないし図７を用いて説明する。
図２ないし図７は、本実施形態例の電子部品のはんだ付け装置の動きについてのフロー図である。
図２は、プリント基板（ＰＷＢ）３６およびスーパースリムＴＣＰ３１が、はんだ付け装置１１にセットされた状態を示す図である。ＰＷＢ３６のランド３７上には、はんだ３８が塗布されている。スーパースリムＴＣＰ３１は、銅箔３２が固定されるランド３７上に位置するように配置される。銅箔３２の直上には加熱ヘッド２２が、スーパースリムＴＣＰ３１の直上には押さえ板２３がそれぞれ配置されている。
【００１８】
次に、はんだ付け装置１１を駆動させると、加熱ヘッド２２および押さえ板２３の設けられた動作部本体２１が図中下方向に移動する。すると、図３に示すように、押さえ板２３がスーパースリムＴＣＰ３１に当接し、これをＰＷＢ３６上に押し付けることで保持する。この時、加熱ヘッド２２と銅箔３２はまだ接触しておらず、銅箔３２はランド３７上のはんだ３８の直上に浮いた状態にある。
【００１９】
動作部本体２１がさらに図３中下方向に移動すると、押さえ板２３はスーパースリムＴＣＰ３１に当接した状態で留まり、加熱ヘッド２２だけがさらに下降する。そして、図４に示すように、加熱ヘッド２２は銅箔３２に接触し、これを型押ししながら曲げるとともに図中下方向へ押し付けていき、銅箔３２をランド３７上のはんだ３８に密着させる。この時、加熱ヘッド２２は常にはんだを溶融するのに充分な温度に加熱されているので、加熱ヘッド２２の熱が銅箔３２を介してはんだ３８に伝わり、これを溶融させる。
【００２０】
はんだ３８が充分溶融した後、図５に示すように加熱ヘッド２２が図中上方向に移動し、銅箔３２から離れる。加熱ヘッド２２が図中上方向に移動した後、銅箔３２がずれないように、はんだ３８が固化するまで押さえ板２３でスーパースリムＴＣＰ３１を保持しておく。
はんだ３８が固化した後、図６に示すように押さえ板２３が図中上方向に移動することで、銅箔３２のランド３７上への仮固定を終了する。その後、仮固定した銅箔３２の上からフラックスを塗布し、図７に示すように他のロボットはんだ付け装置を用いて、コテ４０でコテ引きを行いはんだ付けを行うことで、銅箔３２とランド３７を確実に固定することができる。
【００２１】
以上のように、本実施の形態の電子部品のはんだ付け装置は、押さえ板２３がスーパースリムＴＣＰ３１をＰＷＢ３６上に押し付けて保持した状態で、スーパースリムＴＣＰ３１のリードである銅箔３２を加熱ヘッド２２でランド３７上に押し付けてはんだ３８を溶融し、銅箔３２をランド３７上に仮固定するものであり、銅箔３２のはんだ付けを銅箔３２を断線させることなく行うことができる。加熱ヘッド２２の底面は平坦であるので、銅箔３２を均一にランド３７上に押し付けることができるとともに、加熱ヘッド２２の底面の周縁部曲面状に面取りされているので銅箔３２を折り曲げることはない。
【００２２】
本実施の形態の電子部品のはんだ付け方法は、従来の技術のように電子部品のリードに用いられる銅箔を前処理なしにＰＷＢにはんだ付けするのではなく、銅箔をＰＷＢ上に押し付けて仮固定した後コテ引きを行うという方法である。この方法を採ると、銅箔をリードとして有する電子部品を銅箔の断線を起こすことなく基板上にはんだ付けすることができる。
【００２３】
なお、本発明の技術範囲は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。例えば本実施の形態では電子部品のリードとして銅箔を用いたが、金、アルミニウムあるいは種々の合金など、他の金属箔を用いても差し支えない。加熱ヘッドは常時はんだを溶融するのに充分な温度に加熱されていてもよいし、必要時のみ加熱されるようになっていてもよい。また、上記はんだ付け装置においては、金属箔の仮固定を行う装置と、コテ引きを行う装置は１台の装置にまとめられていてもよいし、複数の装置に分かれていてもよい。
【００２４】
【発明の効果】
上述のごとく、本発明の電子部品のはんだ付け装置は、金属箔をリードとして有する電子部品を基板にはんだ付けする際、電子部品に当接し、この電子部品を基板のはんだ付け個所に保持する押さえ部材と、金属箔をはんだが塗布されたはんだ付け個所に押しつけて、金属箔を加熱することによってはんだを溶解させる加熱ヘッドと、押さえ部材および加熱ヘッドをそれぞれ上下方向に移動させる駆動機構とを具備することを特徴とするものであって、押さえ部材が電子部品を基板のはんだ付け個所に保持することで電子部品のリードとなる金属箔の位置ズレを防止することができ、加熱ヘッドが金属箔をはんだの塗布されたはんだ付け個所に押し付けて、金属箔を加熱することではんだを溶解させ、金属箔をはんだ付け個所に仮固定することができる。
このようなはんだ付け装置を用いることで、従来金属箔が断線するというトラブルの発生する恐れのあったロボットはんだ付け機によるコテ引きを行っても、問題なくはんだ付けを行うことができる。
本発明の電子部品のはんだ付け装置は、前記加熱ヘッドの直上から横方向に突出する板部に、押さえ部材の上部に備えられた支柱が上下方向に摺動可能に挿通しているので、プリント基板（ＰＷＢ）３６およびスーパースリムＴＣＰ３１が、はんだ付け装置１１にセットされた状態で、銅箔３２の直上には加熱ヘッド２２が、スーパースリムＴＣＰ３１の直上には押さえ板２３がそれぞれ配置される。本発明によれば、加熱ヘッド２２が図中上方向に移動した後、銅箔３２がずれないように、はんだ３８が固化するまで押さえ板２３でスーパースリムＴＣＰ３１を保持しておくことができる。
【００２５】
本発明の電子部品のはんだ付け装置は、加熱ヘッドの金属箔に接触する底面が平坦であるので、金属箔を傷つけにくく、金属箔をはんだ付け個所に均一に押し付けることができる。また、加熱ヘッドの底面の周縁部が曲面状に面取りされているので、加熱ヘッドを金属箔に接触させはんだ付け個所に押し付ける際に、加熱ヘッドの底面周縁部により金属箔がなめらかに曲げられ、金属箔が折れ曲がったりすることがない。
【００２６】
また、本発明の電子部品のはんだ付け方法は、押さえ部材により電子部品を基板のはんだ付け個所に保持し、その状態のまま加熱ヘッドにより金属箔をはんだ付け個所に押圧しながら加熱し、次いではんだを冷却、硬化させて金属箔をはんだ付け個所に仮固定した後、この仮固定部分の上からさらにはんだ付けを行うことで電子部品をはんだ付け個所に電気的に接続することを特徴とするものであって、金属箔をリードとして有する電子部品を、金属箔の断線を起こすことなく基板上に確実にはんだ付けすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の電子部品のはんだ付け装置の一実施形態例を示す概略構成図である。
【図２】  本実施形態例の電子部品のはんだ付け装置の動きについてのフロー図の一部である。
【図３】  本実施形態例の電子部品のはんだ付け装置の動きについてのフロー図の一部である。
【図４】  本実施形態例の電子部品のはんだ付け装置の動きについてのフロー図の一部である。
【図５】  本実施形態例の電子部品のはんだ付け装置の動きについてのフロー図の一部である。
【図６】  本実施形態例の電子部品のはんだ付け装置の動きについてのフロー図の一部である。
【図７】  本実施形態例の電子部品のはんだ付け装置の動きについてのフロー図の一部である。
【図８】  従来のロボットはんだ付け機のコテ引きによるＴＣＰとＰＷＢのはんだ付け作業を示す概略側面図である。
【図９】  従来のロボットはんだ付け機のコテ引きによるＴＣＰとＰＷＢのはんだ付け作業を示す裏面図である。
【図１０】  銅箔が断線したスーパースリムＴＣＰの拡大斜視図である。
【符号の説明】
１１    はんだ付け装置
１２    フレーム
１３    はんだ付けヘッド部
１４    制御部
２１    動作部本体
２２    加熱ヘッド
２３    押さえ板（押さえ部材）
２３ａ  支柱
２３ｂ  バネ
２４    メインシリンダ（駆動機構）
２５    ヘッド微上昇シリンダ
２６    ストッパー
３１    スーパースリムＴＣＰ
３２    銅箔
３６    プリント基板（ＰＷＢ）
３７    ランド
３８    はんだ
【図１】
0003681879.tif 000002
【図２】
0003681879.tif 000003
【図３】
0003681879.tif 000004
【図４】
0003681879.tif 000005
【図５】
0003681879.tif 000006
【図６】
0003681879.tif 000007
【図７】
0003681879.tif 000008
【図８】
0003681879.tif 000009
【図９】
0003681879.tif 000010
【図１０】
0003681879.tif 000011