(57)【要約】【課題】凹凸の大きい基板に設けられた微小のはんだ付けランドに対して、微量のはんだを安定して且つ確実に供給する。【解決手段】微細電子部品１４を基板２に装着する際に、微細電子部品１４を装着すべき基板２表面の微小はんだ付けランド１２にはんだを供給する方法であって、微小はんだ付けランド１２の略直上に細長状のウェッジツール１０を配置して、ウェッジツール１０の下面に延在したはんだ線７をウェッジツール１０ではんだ付けランド１２に押圧して接合してはんだ供給する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
微細電子部品を基板に装着する際に、前記微細電子部品を装着すべき基板表面の微小はんだ付けランドにはんだを供給する方法であって、前記微小はんだ付けランドの略直上に細長状のウェッジツールを配置して、該ウェッジツールの下面に延在したはんだ線を該ウェッジツールで前記はんだ付けランドに押圧して接合させ、その後ウェッジツールではんだ線を押圧している状態、又はウェッジツールを上昇させた状態で、はんだ線を切断することによって、前記微小はんだ付けランドにはんだを供給することを特徴とする微小はんだ付けランドへのはんだ供給方法。
【請求項２】
前記基板が凹状構造を有しており、この凹底部に前記微小はんだ付けランドが設けられていることを特徴とする請求項１に記載の微小はんだ付けランドへのはんだ供給方法。
【請求項３】
前記微小はんだ付けランドに装着される前記微細電子部品の載置位置の外側にはんだを接合することを特徴とする請求項１又は２に記載の微小はんだ付けランドへのはんだ供給方法。
【請求項４】
前記ウェッジツールを超音波振動させて、前記はんだ線を塑性変形させ、前記微小はんだ付けランドへはんだを接合させることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の微小はんだ付けランドへのはんだ供給方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、微細電子部品を装着する基板表面の微小はんだ付けランドにはんだを供給する方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子部品を基板に実装する際、基板のはんだ付けランドにクリームはんだを塗布し、このはんだ付けランド上に電子部品の端子を載置して、クリームはんだを加熱溶融させることによって、電子部品と基板のはんだ付けランドとをはんだで接合する。
【０００３】
従来、基板へクリームはんだを供給する方法として、スキージ及びメタルマスク等を用いるスクリーン印刷法がある（例えば特許文献１参照）。
このスクリーン印刷法は、図６に示すように、レジスト５１が塗布された基板５０上に、メタルマスク５３を当接させ、その上でクリームはんだ５４をスキージ５５の摺動により回転させることにより、メタルマスク５３の開口部を通じてクリームはんだ５４を基板５０のはんだ付けランド５２上に印刷する（図６（ａ）参照）。
その後、メタルマスク５３を取り除くことにより、はんだ付けランド５２に必要なクリームはんだ５４を供給する（図６（ｂ）参照）。
【０００４】
又、基板へはんだを供給する別の方法及び装置として、ディスペンサによるはんだ塗布法がある（例えば特許文献２参照）。このはんだ塗布法は、図７の如く、レジスト６１が塗布された基板６０を準備し、シリンジ６３内のクリームはんだ６５を、圧縮エアーでニードル６４から吐出して、クリームはんだ６５をはんだ付けランド６２へ供給する。
【０００５】
ところが、スクリーン印刷法では、凹凸の大きい基板に対してはんだ印刷することが難しい。又、ディスペンス塗布法においては、微細な電子部品を装着する微小なはんだ付けランドに対し、エアー圧力の制御では、適量の微量なはんだを安定して供給することができない。
【特許文献１】特開２００４−２０９９３４号公報
【特許文献２】特開平５−２１８６２９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
前記した問題に鑑みて、本発明が解決しようとする課題は、凹凸の大きい基板に設けられた極微小なはんだ付けランドに対して、微量のはんだを安定して且つ確実に供給可能なはんだ供給方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記した課題を解決するため、本発明に係るはんだ供給方法は、微細電子部品を基板に装着する際に、微細電子部品を装着すべき基板表面の微小はんだ付けランドにはんだを供給する方法であって、微小はんだ付けランドの略直上に細長状のウェッジツールを配置して、ウェッジツールの下面に延在したはんだ線をウェッジツールではんだ付けランドに押圧して接合させ、その後ウェッジツールではんだ線を押圧している状態、又はウェッジツールを上昇させた状態で、はんだ線を切断することによって、微小はんだ付けランドにはんだを供給するものである。
【０００８】
好ましくは、前記基板が凹状構造を有しており、この凹底部に前記微小はんだ付けランドが設けられている。
【０００９】
さらに好ましくは、微小はんだ付けランドに装着される微細電子部品の載置位置の外側にはんだを接合する。
【００１０】
前記ウェッジツールを超音波振動させて、はんだ線を塑性変形させ、微小はんだ付けランドへはんだを接合させても良い。
【発明の効果】
【００１１】
本発明に係る基板へのはんだ供給方法は、先端が細長状のウェッジツールを用いて、はんだ線をはんだ付けランドへ供給するので、凹凸の大きな基板に設けられた微小なはんだ付けランドに対しても、高精度で且つ安定して微量のはんだを供給することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、添付図面に基づいて、本発明に係る基板へのはんだ供給方法について詳細に説明する。
【００１３】
図１は、本発明に係るはんだ供給方法の一実施例を説明するための全体側面図である。図２は、基板付近を拡大して示す斜視図である。図３は、本発明に係るはんだ供給の手順を説明するための図である。図４は、他の実施例のはんだ供給の手順を説明するための図である。図５は、はんだ供給後の状態を示す一部断面図である。
【００１４】
図１において、符号１はウェッジワイヤボンダーである。図１に示すように、ワイヤボンダー１は、内部に制御装置や駆動機構等を有する本体部３を備えており、この本体部３の上に、ボンディングステージ１１が設けられている。このボンディングステージ１１に、クランプ又は真空吸着により、基板２が設置されている。
【００１５】
本体部３は、ＸＹ方向に移動可能なＸＹステージ４を備えている。ＸＹステージ４は、はんだワイヤスプール６を備えたボンディングヘッド５が固着されている。これにより、ボンディングヘッド５は、ＸＹステージ４を介して、ＸＹ方向へ移動可能なよう構成されている。はんだワイヤスプール６は、基板２へはんだを供給するための長尺なはんだ線７が巻き付けられている。
【００１６】
ボンディングヘッド５は、水平方向にのびる円柱状の超音波ホーン９を備えている。この超音波ホーン９は、上下方向に移動可能である。超音波ホーン９の先端に、把持部９ａを介して、細長状のウェッジツール１０が備えられている（図１及び図２参照）。図１（ｂ）の如く、ウェッジツール１０は下部が楔状に切り欠けられ、後述するように、このウェッジツール１０下部の切欠き部にはんだ線７が保持される。なお、はんだ線径が小さい場合は、ウエッジツール１０の下部を切り欠き形状から、はんだ線が通る貫通孔に変更してもよい。さらに、超音波ホーン９は、超音波振動子９ｂを備えている。そして、ウェッジツール１０は、超音波ホーン９によって超音波振動するよう構成されている。
【００１７】
さらに、ボンディングヘッド５は、ワイヤクランパー８を支持している。ワイヤクランパー８は、上下動可能であって、上方から供給されたはんだ線７を把持して位置固定する。そして、ボンディングヘッド５は、支持部５ｂを介してガイド部５ａを支持している。このガイド部５ａがはんだ線７を、はんだワイヤスプール６からワイヤクランパー８へ導き、ウェッジツール１０へ供給する。
【００１８】
次に、はんだ供給の手順について詳細に説明する。図２の如く、ボンディングステージ１１に設置された基板２は、長方形状であって周囲に垂直壁２ｂを有する凹状構造である。この凹状構造の基板２は、凹底部２ａに電子部品（本例では０．６ｍｍ×０．３ｍｍ以下）を装着する一対のはんだ付けランド１２が複数設けられている。ボンディングステージ１１は、予め１００℃乃至１５０℃に加熱されている。
そして、ＸＹステージ４をＸＹ方向に移動させ、超音波ホーン９を介して、ウェッジツール１０下部に配置されたはんだ線７の先端部７ｂを、はんだ供給するはんだ付けランド１２の直上へ位置させる（図３（ａ）及び図４（ａ）参照）。はんだ線７の直径は、約４０μｍ乃至１５０μｍである。
【００１９】
図３（ａ）に示すように、ウェッジツール１０下部に配置されたはんだ線７の先端部７ｂをウェッジツール１０と共にはんだ付けランド１２の略直上へ配置する。その後、図３（ｂ）の如く、超音波ホーン９を介してウェッジツール１０を下降させる。その際に、はんだワイヤクランパー８は、閉じている。図３（ｂ）の状態で、超音波ホーン９の超音波振動子９ｂを振動させて、超音波熱圧着方法で、はんだ線の先端部７ｂをはんだ付けランド１２上で塑性変形させる。
【００２０】
図３（ｃ）の如く、この変形によって、ウェッジ形状になったはんだ線７ａがはんだ付けランド１２上で接合され、この状態で、はんだ線７を把持したワイヤクランパー８を斜め上方に上昇させ、はんだ線７が引っ張られてウェッジ１０の下部から引きちぎられるように切断され、ウェッジ形状はんだ７ａがはんだ付けランド１２上に供給される。
【００２１】
その後、図３（ｄ）の如く、ウェッジツール１０を上昇させる。さらに、ワイヤクランパー８を開いて上方へ移動させて閉じる。そして、図３（ｅ）の如く、はんだ線７をワイヤクランパー８でウェッジツール１０の下部へ配置する。ＸＹステージ４の駆動によって、ウェッジツール１０等を次のはんだ供給の対象となるはんだ付けランド１２へ移動させる。そして、図３（ａ）乃至（ｅ）の動作をして、ウェッジ形状はんだ７ａの形成及びはんだランド１２へのはんだ接合等を繰り返して、基板２のはんだ付けランド１２へ適量のウェッジ形状はんだ７ａを供給することができる。
【００２２】
次に、はんだ供給およびはんだ切断の別の実施例の手順を説明する。図４（ａ）に示すように、ウェッジツール１０下部に配置されたはんだ線７の先端部７ｂをウェッジツール１０と共にはんだ付けランド１２の略直上へ配置し、その後、図４（ｂ）の如く、超音波ホーン９を介して、ウェッジツール１０を下降させる。その際、はんだワイヤクランパー８は閉じている。この状態で、超音波ホーン９の超音波振動子９ｂを振動させ、超音波熱圧着方法で、はんだ線の先端７ｂをはんだ付けランド１２上で塑性変形させる。
【００２３】
図４（ｃ）の如く、この変形によって、ウェッジ形状になったはんだ線７ａがはんだ付けランド１２上で接合される。そして、ワイヤクランパー８が開放した状態でウェッジツール１０を上昇させる。その後、図４（ｄ）の如く、ワイヤクランパー８を閉じて斜め上方に上昇させると、はんだ線７は引っ張られて接合部の根元から切断され、はんだ付けランド１２上に供給される。次に、図４（ｅ）に示すように、ウェッジツール１０及びワイヤクランパー８を共に上昇させ、その後ワイヤクランパー８を斜め下方に下降させ、はんだワイヤ７の先端をウェッジツール１０の下面下方に一定量延在させる。
【００２４】
その後、ＸＹステージ４の駆動によって、ウェッジツール１０等を次のはんだ供給の対象となるはんだ付けランド１２へ移動させる。そして、図４（ａ）乃至（ｅ）の動作をして、ウェッジ形状はんだ７ａの形成及びはんだランド１２へのはんだ接合等を繰り返して、基板２のはんだ付けランド１２へ適量のウェッジ形状はんだ７ａを供給することができる。
【００２５】
図５に示すように、一対のはんだ付けランド１２の間に、電子部品１４とのはんだ接合を補助するためのフラックス１３を塗布する。このフラックス１３は、ディスペンサ等により供給する。又、はんだ付けランド１２上に供給するウェッジ形状はんだ７ａは、上部が突出した形状で、電子部品１４をこのはんだ７ａ上に載置しても安定しないので、電子部品１４をフラットなはんだ付けランド１２に載置できるよう、ウェッジ形状はんだ７ａを、電子部品１４の載置位置の外側へ供給している。
【００２６】
その後、電子部品１４を、チップマウンター等の部品搭載機により、一対のはんだ付けランド１２を跨ぐように搭載する。この際、フラックス１３の表面張力によって、電子部品１４の位置がズレなく安定する。そして、リフロー等の加熱で、ウェッジ形状はんだ７ａを溶融させ、電子部品１４とはんだ付けランド１２とを接合する。
【００２７】
前記のように、本発明に係るはんだ供給方法では、ウェッジ形状はんだ７ａの形成・接合に、先端が細長いウェッジツール１０を用いるので、凹構造の基板２に対しても、凹底部２ａのはんだ付けランド１２へ微量のはんだを高精度に供給することができる。
【００２８】
本体部３内に設けられた制御装置等により、ウェッジ形状はんだ７ａの供給数及び供給量を高精度に制御することができ、さらに、供給はんだ量を電子部品やはんだ付けランドの大きさに合わせて簡単に変更することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明に係るはんだ供給方法の一実施例を説明するための全体側面図である。
【図２】基板付近を拡大した斜視図である。
【図３】はんだ供給の手順を説明する図である。
【図４】はんだ供給の他の手順を説明する図である。
【図５】はんだ供給後の状態を示す一部断面図である。
【図６】従来のスクリーン印刷法を説明する図である。
【図７】従来のディスペンスによるはんだ塗布法を説明する図である。
【符号の説明】
【００３０】
１  ワイヤボンダー
２  基板
２ａ  凹底部
２ｂ  垂直壁
３  本体部
４  ＸＹステージ
５  ボンディングヘッド
５ａ  ガイド部
５ｂ  支持部
６  はんだワイヤスプール
７  はんだ線
７ａ  ウェッジ形状はんだ
７ｂ  はんだ線の先端部
８  ワイヤクランパー
９  超音波ホーン
９ａ  超音波ホーンの把持部
９ｂ  超音波振動子
１０  ウェッジツール
１１  ボンディングステージ
１２  はんだ付けランド
１３  フラックス
１４  微細電子部品
【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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