(57)【要約】【課題】はんだを用いて回路素子とリードフレームとを接合させた場合に、モールド樹脂とリードフレーム等との密着性を良好にし、不具合の発生を抑制する内燃機関用点火装置の製造方法を提供する。【解決手段】リードフレーム３の所定部位にはんだペーストを塗布する第１過程と、リードフレーム３のはんだペーストを塗布した部位に回路素子２の端子を載置する第２過程と、回路素子２の端子を載置したリードフレーム３の所定部位を加熱し、該リードフレーム３に塗布されているはんだペーストを溶融して回路素子２の端子とリードフレーム３とをはんだ付けする第３過程と、はんだ付けされたリードフレーム３および回路素子２をモールド樹脂で覆う第４過程とを有し、第３過程は、はんだペーストに含有されているフラックス６の濡れ広がりに要する時間が短くなる酸素濃度の窒素雰囲気において加熱することを特徴とする。【選択図】図１
2019007440.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
リードフレームの所定部位にはんだペーストを塗布する第１過程と、
前記リードフレームのはんだペーストを塗布した部位に回路素子の端子を載置する第２過程と、
前記回路素子の端子を載置したリードフレームの所定部位を加熱し、該リードフレームに塗布されているはんだペーストを溶融して前記回路素子の端子と前記リードフレームの所定部位とをはんだ付けする第３過程と、
前記はんだ付けされたリードフレームおよび前記回路素子をモールド樹脂で覆う第４過程と、
を有し、
前記第３過程は、
炉内を窒素雰囲気として加熱するリフロー炉を用いて前記はんだペーストを溶融し、該溶融したはんだにより前記回路素子の端子と前記リードフレームの所定部位とを覆う第５過程と、
前記リフロー炉の加熱を停止し、該リフロー炉内で前記溶融したはんだを凝固させ、前記回路素子の端子と前記リードフレームの所定部位とを接合固定する第６過程と、
を含み、
前記第１過程は、
前記第６過程ではんだを凝固させたとき、０．２８パーセント以下の残渣量となるフラックスを含有するはんだペーストを塗布し、
前記第５過程は、
前記リフロー炉内を、前記リードフレームおよび前記回路素子の端子の酸化を抑制し、前記はんだペーストに含有されているフラックスの濡れ広がりに要する時間が大気中よりも短時間になる酸素濃度の窒素雰囲気とし、
前記はんだペーストが溶融するときに前記はんだ付けするリードフレームの所定部位以外に前記フラックスが濡れ広がらないように加熱する、
ことを特徴とする内燃機関用点火装置の製造方法。
【請求項２】
前記第５過程は、
前記リフロー炉内を、酸素濃度が５００［ｐｐｍ］以下となる窒素雰囲気とし、
前記第６過程は、
前記第５過程と同様な窒素雰囲気の前記リフロー炉内で前記はんだの凝固を行う、
ことを特徴とする請求項１に記載の内燃機関用点火装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子点火装置を内蔵した内燃機関用点火装置の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関の始動性や燃焼効率を高めるため、内燃機関用点火装置を構成する点火コイルに電子点火装置（イグナイタ）を内蔵したものがある。
一般的な電子点火装置は、樹脂モールドに覆われており、その内部に半導体素子やＲＣなどの回路素子をリードフレーム等に電気接続して電子回路を構成させている。
この電子回路に使用される各素子は、面実装用に構成されたものが主流であり、はんだ付け、あるいは導電性接着剤などを用いて、リードフレーム等に形成したパッドなどに各素子の電極、端子、リード先端等を接続固定している。
【０００３】
例えば、Ａｇペーストなどの樹脂に導電性フィラーを含有させた導電性接着剤を用い、半導体素子や、コンデンサおよび抵抗体などの受動素子をリードフレームに接続して構成された電子装置がある（例えば、特許文献１参照）。この電子装置は、複数のリードフレームに半導体素子や受動素子などを固定し、これらをモールド樹脂によって封止している。
また、例えば、はんだを用いてリードフレームに半導体チップを接続固定する場合に、リードフレームに凸部を設けておき、この凸部によって半導体チップの位置決めを行う半導体装置がある（例えば、特許文献２参照）。この半導体装置は、リードフレームに複数の凸部を設け、これに当接させて半導体チップをリードフレームへ載置し、当該半導体チップとリードフレームの所定部分（パッド等）とをはんだ付けによって接合している。
【０００４】
図３は、従来の内燃機関用点火装置の製造方法によって製造された点火装置を示す説明図である。この図は、従来の電子点火装置を構成する半導体素子とリードフレームとの接合部分の縦断面を示したものである。
所定形状に形成されたリードフレーム１０３に、回路素子となる例えば半導体素子１０２を接続固定するときには、リードフレーム１０３の所定位置、例えばパッド等を形成した部位にはんだペースト等を塗布する。
【０００５】
このはんだペーストを塗布した部分に半導体素子１０２の端子等を載置し、はんだペーストに所定温度の加熱を行って溶融させ、リードフレーム１０３のパッド等ならびに半導体素子１０２の端子に、はんだを濡らし広げる。上記の加熱を停止してはんだを凝固させ、リードフレーム１０３と半導体素子１０２を接合させる。はんだ１０５によって接合したリードフレーム１０３と半導体素子１０２を、モールド樹脂１０４で封止し、電子点火装置を形成させる。
はんだペーストを溶融させたとき、当該はんだペーストに含有されているフラックス１０６が滲み出し、はんだ付けを行う部分に濡れ広がり、はんだ１０５による接合を容易にしている。滲み出すフラックス１０６が多量になると、溶融したはんだ１０５の濡れ広がりは良好な状態となるが、溶融しているはんだ１０５から流れ出したフラックス１０６は、はんだ付け部位からはみ出してその周囲に濡れ広がる。このように広がったフラックス１０６は、はんだ１０５の凝固とともにリードフレーム１０３の表面を覆って固着し、モールド樹脂１０４とリードフレーム１０３との境界部分に残ってしまう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−３２７７４号公報
【特許文献２】特開２０１５−４３３８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
導電性接着剤は、はんだと比べて、微細な接合部分の隙間などへ侵入する（濡れ広がる）ことがなく、即ち、接合させるリード等の金属へ誘引されることがないため、例えば、リードピッチ（間隔）の狭い素子の接合や、リードフレームに設けたパッド等が十分な大きさを有していない箇所の接合には適していない。また、はんだと比べて相当高額であり、特に、量産品の製造に用いた場合にはコスト高となるため商品競争力の低下が著しくなる。
【０００８】
一般的に行われている、はんだ付けによって各回路素子をリードフレームに接合したときには、はんだ等に含まれているフラックスが滲み出し、例えばリードフレーム表面の一部分を覆ってしまう。
はんだ付けにおいて余剰となるフラックスがリードフレーム等に付着すると、リードフレームならびに回路素子などを封止しているモールド樹脂の内部において、回路素子およびリードフレームと樹脂パッケージとの密着性が低下し、余剰のフラックスが付着した部分から劣化や損傷が生じることがある。
また、上記のような損傷や劣化を防ぐためには、余剰のフラックスを洗浄した後、モールド樹脂でリードフレームや回路素子などを封止する過程を経ることになり、フラックスの洗浄過程が必須になり、製造コストを増大させるという問題点があった。
【０００９】
本発明は、上記の問題点に鑑みなされたもので、はんだを用いて回路素子とリードフレームとを接合させた場合に、モールド樹脂とリードフレーム等との密着性を良好にし、不具合の発生を抑制する内燃機関用点火装置の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係る内燃機関用点火装置の製造方法は、リードフレームの所定部位にはんだペーストを塗布する第１過程と、前記リードフレームのはんだペーストを塗布した部位に回路素子の端子を載置する第２過程と、前記回路素子の端子を載置したリードフレームの所定部位を加熱し、該リードフレームに塗布されているはんだペーストを溶融して前記回路素子の端子と前記リードフレームの所定部位とをはんだ付けする第３過程と、前記はんだ付けされたリードフレームおよび前記回路素子をモールド樹脂で覆う第４過程と、を有し、前記第３過程は、炉内を窒素雰囲気として加熱するリフロー炉を用いて前記はんだペーストを溶融し、該溶融したはんだにより前記回路素子の端子と前記リードフレームの所定部位とを覆う第５過程と、前記リフロー炉の加熱を停止し、該リフロー炉内で前記溶融したはんだを凝固させ、前記回路素子の端子と前記リードフレームの所定部位とを接合固定する第６過程と、を含み、前記第１過程は、前記第６過程ではんだを凝固させたとき、０．２８パーセント以下の残渣量となるフラックスを含有するはんだペーストを塗布し、前記第５過程は、前記リフロー炉内を、前記リードフレームおよび前記回路素子の端子の酸化を抑制し、前記はんだペーストに含有されているフラックスの濡れ広がりに要する時間が大気中よりも短時間になる酸素濃度の窒素雰囲気とし、前記はんだペーストが溶融するときに前記はんだ付けするリードフレームの所定部位以外に前記フラックスが濡れ広がらないように加熱することを特徴とする。
【００１１】
また、前記第５過程は、前記リフロー炉内を、酸素濃度が５００［ｐｐｍ］以下となる窒素雰囲気とし、前記第６過程は、前記第５過程と同様な窒素雰囲気の前記リフロー炉内で前記はんだの凝固を行うことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、はんだ処理後の洗浄作業を省略することが可能になるため製造コストを抑制することができ、また、製品の不具合発生を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施例による内燃機関用点火装置の製造方法を用いて製造した点火装置を示す説明図である。
【図２】図１に示した点火装置の断面図である。
【図３】従来の内燃機関用点火装置の製造方法によって製造された点火装置を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、この発明の実施の一形態を説明する。
（実施例）
図１は、本発明の実施例による内燃機関用点火装置の製造方法を用いて製造した点火装置（イグナイタ１）を示す説明図である。この図は、回路素子やリードフレームなどによって構成されたイグナイタ１の回路部分を上方視したものである。
イグナイタ１は、例えば、図示されない点火コイル等に設置される電子点火装置であり、外部入力の制御信号に応じて、所定大きさの一次電流を所定の時間長さで点火コイル（一次コイル）へ出力するように回路構成され、当該回路部分をモールド樹脂４によって覆われている。
【００１５】
イグナイタ１の回路部分は、例えば、半導体素子２、抵抗器やキャパシタなどのチップ素子７等を複数備え、これらの回路素子を、所定形状に形成されたリードフレーム３によって回路接続している。詳しくは、半導体素子２やチップ素子７は、リードフレーム３の表面に実装される面実装タイプの回路素子であり、図１は、リードフレーム３の所定部位に、半導体素子２およびチップ素子７を複数個はんだ付けによって電気接続し、リードフレーム３に実装した各回路素子（半導体素子２、チップ素子７等）を固定した状態を示している。
なお、このイグナイタ１は、各形状のリードフレーム３を複数配置して、各チップ素子７、半導体素子２などを回路接続するとともに、ボンディングワイヤ８等を用いて所定の回路素子間を電気接続し、当該イグナイタ１の電子回路を構成させている。
【００１６】
図２は、図１に示したイグナイタ１の断面図である。この図２は、図１のＡ−Ａ’線が示す部分の縦断面を表し、半導体素子２の例えば端子とリードフレーム３を、本発明の製造方法を用いて接合した状態を示している。
例えば、半導体素子２を図１に示した位置のリードフレーム３に接合する場合、当該リードフレーム３の所定位置、即ち、半導体素子２の端子等のサイズや形状に対応するように形成させたパッド等の部位に適量のはんだペーストを塗布する。このはんだペーストは、溶融後、即ち、はんだに凝固したときフラックスの残渣量が、０．２８パーセント以下になる低残渣タイプのものである。
【００１７】
次に、はんだペーストを塗布した部位に半導体素子２の端子を載置する。なお、ここでは、半導体素子２のはんだ付けを代表して説明するが、全てのリードフレーム３のパッド等の部位に、はんだペーストを適量塗布し、当該塗布したはんだペースト上に各回路素子（半導体素子２やチップ素子７など）の端子等を載置する。
はんだペーストを塗布した全ての部位に各回路素子を載置したリードフレーム３（イグナイタ１の回路ユニット）を、図示されないリフロー炉の炉内へ挿入し、加熱可能な状態に設置する。ここで使用するリフロー炉は、炉内を窒素雰囲気とすることができる気密性を備えたものである。
次に、このリフロー炉内部の酸素濃度が所定値となるように、窒素ガスを当該炉内へ封入し、例えば、リフロー炉内の窒素雰囲気に含まれる酸素濃度を５００［ｐｐｍ］以下にする。
【００１８】
リフロー炉内を上記の窒素雰囲気とした後、リフロー炉の加熱手段等を稼働させ、リードフレーム３に塗布されているはんだペーストを溶融させる。
リフロー炉による加熱動作は、はんだペーストの溶融温度、当該はんだペーストのフラックス含有量、炉内の酸素濃度等に適応させて行う。
リードフレーム３ならびに半導体素子２等の端子は、金属導体で構成されていることから、表面の酸化は高温になるほど（加熱時間が長いほど）進行する。酸化した部分は、はんだ付けが困難になることから、酸化速度が遅い環境（酸素濃度の低い環境）ではんだ付けを行うことが好ましい。
【００１９】
また、はんだペーストに含まれているフラックスは、当該フラックスの種類もしくは構成成分等によって差異を有するが、酸素濃度の低い環境では、大気中（同一温度および同一の加熱時間とした場合）と比べて、濡れ時間（濡れ広がりに要する時間）が短くなる。即ち、低酸素濃度の環境においては、適量のフラックスを素早く所定範囲（接合部位）へ濡れ広げることが可能になることから、はんだ付けを良好行うために必要なフラックスの量を抑制することができる。
【００２０】
そこで、リフロー炉の加熱動作は、炉内のピーク温度をはんだペーストの溶融温度とし、加熱時間を、大気中ではんだ付けする場合よりも短時間に設定して行う。具体的には、前述の酸素濃度となる窒素雰囲気内で、はんだペーストもしくはフラックスが、はんだ付けを行う部位へ十分濡れ広がることができる加熱時間で加熱する。
このように大気中で行う場合よりも加熱時間を短縮することによって、リードフレーム３の表面、および、半導体素子２の端子など、はんだ付けを行う部位の酸化を抑制することができる。即ち、酸化が抑制された部位へ、はんだペーストに含有されているフラックスならびにはんだ５を濡れ広げることができることから、少量のフラックスを広範囲に濡れ広げて、十分な強度を有した（接合状態の良好な）はんだ付けを行うことが可能になる。
【００２１】
前述の酸素濃度となる窒素雰囲気の炉内において、はんだペーストを溶融させた後、リフロー炉の例えば加熱手段の動作を停止させ、図２（ａ）に示したように当該窒素雰囲気内ではんだ５を凝固させて、リードフレーム３ならびに半導体素子２等の回路素子を接合する。即ち、前述のように酸素濃度が５００［ｐｐｍ］以下となる窒素雰囲気内で、はんだ５等を冷却し、酸化を抑制しながらこれらの凝固を進行させる。
【００２２】
上記のようにはんだ付けを行った場合には、はんだ５から滲み出したフラックス６は、リードフレーム３へ固着した当該はんだ５の表面を覆う程度の範囲に広がる。
詳しくは、はんだ５によって接合される部位の酸化を抑制しているため、はんだ５が十分な範囲（接合部位）に濡れ広がって凝固する。また、この製造方法では、フラックス含有量を抑制した低残渣タイプのはんだペーストを用いることにより、はんだ５が凝固した後に、当該はんだ５の表面、ならびにリードフレーム３の表面に固着するフラックス６の量（付着面積等）が低減され、特に、リードフレーム３のはんだ付け部位以外の表面に余剰のフラックス６が付着することを避けている。
【００２３】
はんだ５を凝固させ、リードフレーム３ならびに各回路素子（半導体素子２等）をはんだ付けした後、図２（ｂ）に示したようにリードフレーム３ならびに半導体素子２等の回路素子をモールド樹脂４によって覆い、当該モールド樹脂４の内部へ封止する。
ここで、イグナイタ１は内燃機関用点火装置を構成するもので、設置個所の温度が高温となり、また、振動等が生じている環境で回路動作を行うものである。そのため、前述のように、電子回路部分（イグナイタ１）をモールド樹脂４で覆い、外部から加わる熱や振動等から保護するように構成されている。
このようにモールド樹脂４の内部へ封止した電子回路等へ通電したとき（回路動作を行って電源電力を消費するとき）には当該回路を構成する各部が発熱し、当該モールド樹脂４内部が相当の温度に上昇する。即ち、イグナイタ１は、電源電力や出力電流の通電と遮断を繰り返す回路動作によって、モールド樹脂４の内部温度が変動する。
【００２４】
図２（ｂ）に示したように、モールド樹脂４とリードフレーム３等との間に残存するフラックス６を低減する、好ましくはフラックス６を存在させないように製造することによって、モールド樹脂４の内部温度が前述のように変化した場合であっても、モールド樹脂４とリードフレーム３等の剥離が生じることを防ぐことができる。
また、モールド樹脂４とリードフレーム３等との間に残るフラックス６を低減したので、モールド樹脂４によってリードフレーム３等（イグナイタ１の回路部分）を封止する前に、フラックス６を洗い落とす洗浄過程を省略することができる。
【符号の説明】
【００２５】
１イグナイタ
２，１０２半導体素子
３，１０３リードフレーム
４，１０４モールド樹脂
５，１０５はんだ
６，１０６フラックス
７チップ素子
８ボンディングワイヤ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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