(57)【要約】【課題】  製造時間の短縮を図った実装方法を提供することを課題とする。【解決手段】  はんだボール１２を載せる凹部１４をリードフレーム１０に形成する工程と、凹部１４に、フラックスを含まないはんだボール１２を載せる工程と、ＳＭＤ２２の被接合面２２Ｓをはんだボール１２に当接させ、はんだボール１２を溶融させることにより、被接合面２２Ｓと凹部１４とをはんだ接合する工程と、を行う。【選択図】        図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
リードフレームに電子部品を実装する実装方法であって、
はんだボールを載せる凹部を前記リードフレームに形成する工程と、
前記凹部に、フラックスを含まないはんだボールを載せる工程と、
前記電子部品の被接合部を前記はんだボールに当接させ、前記はんだボールを溶融させることにより、前記被接合部と前記凹部とをはんだ接合する工程と、
を行うことを特徴とする実装方法。
【請求項２】
前記凹部に前記はんだボールを載せる際、多数のはんだボールが収容されてなるはんだボール集合体内を前記リードフレームに通過させることにより、はんだボールを前記凹部に自己搭載させることを特徴とする請求項１に記載の実装方法。
【請求項３】
前記はんだボールを溶融させる際、酸化防止対策を施すことを特徴とする請求項１又は２に記載の実装方法。
【請求項４】
前記はんだボールを溶融させる際、前記リードフレームのうち、前記凹部を形成している部位をヒートステージで局部的に加熱するとともに、温度上昇を抑制する部位をヒートシンクで局部的に冷却することを特徴とする請求項１〜３のうちいずれか１項に記載の実装方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リードフレームに電子部品を実装する実装方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＳＭＤ（表面実装デバイス）などの電子部品（デバイス）をリードフレームに実装することが広く行われている（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
実装方法としては、（１）リフローによりはんだ接合する、（２）導電性接着剤で接合する、（３）はんだペーストをディスペンスや印刷でリードフレームに付着させて接合する、などの方法が挙げられる。
【０００４】
しかし、（１）では、通常のリフローではんだ接合すると、発生したフラックスを洗浄することが必要になり、（２）では、タクト（特に硬化時間）が長くなる上、タックフリータイムの管理が必要になり、（３）では、ペーストの粘度の影響が大きく、管理が大変であり、いずれも製造時間の短縮の妨げになっているという問題があった。
【特許文献１】特開２００５−７２２６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上記事実を考慮して、製造時間の短縮を図った実装方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に記載の発明は、リードフレームに電子部品を実装する実装方法であって、はんだボールを載せる凹部を前記リードフレームに形成する工程と、前記凹部に、フラックスを含まないはんだボールを載せる工程と、前記電子部品の被接合部を前記はんだボールに当接させ、前記はんだボールを溶融させることにより、前記被接合部と前記凹部とをはんだ接合する工程と、を行うことを特徴とする。
【０００７】
電子部品とは、パッケージに限らず、実装可能な一般的な部品（コンデンサなど）も含む概念である。
【０００８】
はんだボールとは、はんだ材をボール状にしたものである。
【０００９】
リードフレームの凹部、及び、電子部品の被接合部には、はんだがぬれ易いように、予め表面改質処理（例えばプラズマ処理）を施しておくことが好ましい。
【００１０】
はんだボールを載せる凹部をリードフレームに形成するのは、例えばスタンピング時に行う。また、凹部にはんだボールを載せる手法は特に限定しない。
【００１１】
電子部品の被接合部をはんだボールに当接させ、はんだボールを溶融させる際、電子部品に悪影響が出ない程度で、熱によって溶融させてもよいし、他の方法で溶融させてもよい。
【００１２】
請求項１に記載の発明では、このように、凹部にはんだボールを載せ、これを溶融させており、溶融したはんだは凹部内に滞留する。従って、電子部品のリードフレームに対するアンカー（はんだ接合面積）が増大するので、はんだボールがフラックスを含んでいなくても、リードフレームの凹部と電子部品の被接合部とを良好にはんだ接合させ易い。従って、フラックスを除去するための洗浄が不要になるので、実装する上で製造時間が短縮される。また、はんだバンプを形成しなくてもよいので、この効果は一層顕著なものとなる。
【００１３】
また、はんだボールとして鉛フリーのはんだボールを用いてもよい。これにより、鉛フリーはんだ実装が容易に可能となる。
【００１４】
請求項２に記載の発明は、前記凹部に前記はんだボールを載せる際、多数のはんだボールが収容されてなるはんだボール集合体内を前記リードフレームに通過させることにより、はんだボールを前記凹部に自己搭載させることを特徴とする。
【００１５】
これにより、著しく短時間で容易に凹部にはんだボールを載せることができる。
【００１６】
請求項３に記載の発明は、前記はんだボールを溶融させる際、酸化防止対策を施すことを特徴とする。
【００１７】
酸化防止対策としては、アンダーフィル用の封止剤をはんだボール及びその近辺のリードフレーム部分に塗布してもよいし、はんだボール近辺を不活性ガス雰囲気にしてもよい。
【００１８】
請求項３に記載の発明により、良好なはんだ接合構造を形成し易い。
【００１９】
請求項４に記載の発明は、前記はんだボールを溶融させる際、前記リードフレームのうち、前記凹部を形成している部位をヒートステージで局部的に加熱するとともに、温度上昇を抑制する部位をヒートシンクで局部的に冷却することを特徴とする。
【００２０】
これにより、はんだボールをリフローさせる際、遠赤外線の照射などによる広い範囲の加熱を行わなくて済む。従って、高温では故障や変形等の不具合を起こしてしまう部品が取付けられているリードフレームにはんだ接合する場合であっても、この部品の機能を損なうことなく良好にはんだ接合することができる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明は上記構成としたので、以下の効果を奏することができる。
【００２２】
請求項１に記載の発明によれば、実装する上で製造時間が短縮される。
【００２３】
請求項２に記載の発明によれば、著しく短時間で容易に凹部にはんだボールを載せることができる。
【００２４】
請求項３に記載の発明によれば、良好なはんだ接合構造を形成し易い。
【００２５】
請求項４に記載の発明によれば、高温では故障等を起こしてしまう部品を有するものにはんだ接合する場合であっても、この部品の機能を損なうことなく良好にはんだ接合することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、実施形態を挙げ、本発明の実施の形態について説明する。なお、第２実施形態以下では、既に説明した構成要素と同様のものには同じ符号を付して、その説明を省略する。
【００２７】
［第１実施形態］
以下、第１実施形態について説明する。本実施形態では、以下に示すような工程を行うことによって、リードフレームにＳＭＤ（表面実装部品）を実装する。
【００２８】
まず、プラズマ処理によりＳＭＤの被接合面及びリードフレーム表面の表面改質処理を行い、更に、リードフレームの表面をパラジウム（Ｐｄ）又は金（Ａｕ）でフラッシュメッキしておく。
【００２９】
そして、図１に示すように、はんだボール１２（図２参照）を載せる凹部１４を、フラッシュメッキした上記のリードフレーム１０に形成する。この凹部１４を形成するには、本実施形態ではスタンピング時に行う。スタンピング時の盛り上がりをなくし、かつ、はんだボール１２が入り易いようなパンチ形状とする。凹部１４の寸法は、はんだボール１２の寸法に応じて決定する、すなわち、はんだボール１２を溶融させて良好にはんだ接合できる寸法にしておく。
【００３０】
また、フラックスを含まない鉛フリーのはんだボール１２を多数製造しておき、リードフレーム１０を通過させることができるような寸法の容器内にこの多数のはんだボール１２を収容しておく。
【００３１】
そして、リードフレーム１０を上記容器内に通過させる。この結果、図２に示すように、フラックスを含まないはんだボール１２がリードフレーム１０の凹部１４に載った状態になる。
【００３２】
更に、図３に示すように、ヒートステージ１８の真上に、凹部１４を形成しているリードフレーム部位が位置するように、低温で予熱する低温予熱搬送レール２０によってリードフレーム１０を搬送する。低温予熱搬送レール２０による予熱温度は８０〜１００℃程度である。
【００３３】
更に、少なくともはんだボール１２の近辺を不活性ガス雰囲気にする。そして、ヒートステージ１８を上昇させて、凹部１４を形成しているリードフレーム部位にヒートステージ１８を下方から接触させ、ヒートステージ１８で凹部１４を局部的に加熱する。これと併せて、実装するＳＭＤ２２の下面側に形成されている被接合面２２Ｓをはんだボール１２に当接させてはんだボール１２を押圧する。この結果、はんだボール１２が溶融する。このとき、必要に応じ、リードフレーム１０のうち温度上昇を抑制すべき部分（例えば、図４に示すように、熱で変形してしまうコネクタ１６が取付けられている部分など）が存在している場合、ヒートステージ１８と連動させてヒートシンク２４を所定位置に当接させ、この位置から先にはあまり熱が伝わらないようにする。ヒートシンク２４の材質としては、アルミニウムや銅などの熱伝導率が良いものを用いることが好ましい。
【００３４】
その後、ヒートステージ１８を下降させてリードフレーム１０に非接触とし、溶融はんだを固化させる。この結果、図５に示すように、ＳＭＤ２２の被接合面２２Ｓとリードフレーム１０の凹部１４とがはんだ接合部２６によって接合される。
【００３５】
この後、ＳＭＤ２２を封止する封止工程を行う。封止工程としては、例えば、トランスファー成形やインジェクション成形などにより、ホットメルト材でＳＭＤ２２を覆う。
【００３６】
以上説明したように、本実施形態では、リードフレーム１０の凹部１４にはんだボール１２を載せ、これを溶融させており、溶融したはんだは凹部１４内に滞留する。従って、ＳＭＤ２２のリードフレーム１０に対するアンカー（はんだ接合面積）が増大するので、はんだボール１２がフラックスを含んでいなくても、凹部１４と被接合面２２Ｓとを良好にはんだ接合させ易い。
【００３７】
また、はんだボール１２として鉛フリーのはんだボールを用いおり、これにより、鉛フリーはんだ実装が容易に可能となっている。
【００３８】
また、導電性接着剤を用いていないので、タックフリータイムの管理が不要であり、はんだペーストを用いていないので、ペーストの粘度管理が不要である。
【００３９】
更に、凹部１４にはんだボール１２を載せる際、多数のはんだボールを収容した容器内をリードフレーム１０に通過させることにより、はんだボール１２を凹部１４に自己搭載させている。これにより、著しく短時間で容易に凹部１４にはんだボール１２を載せることができる。
【００４０】
また、はんだボール１２を溶融させる際、はんだボール１２の酸化防止対策として不活性ガス雰囲気にしている。これにより、良好なはんだ接合部２６を形成し易い。
【００４１】
また、はんだボール１２を溶融させる際、ヒートステージ１８で凹部１４を局部的に加熱している。これにより、はんだボールをリフローさせる際、遠赤外線の照射などによる広い範囲の加熱を行わなくて済む。従って、高温では故障や変形等の不具合を起こしてしまう部品（例えばコネクタ１６）がリードフレーム１０に取付けられている場合であっても、この部品の機能を損なうことなく良好にはんだ接合することができる。更に、必要に応じて、ヒートシンク２４により温度上昇を局部的に抑制しており、この効果を一層顕著にしている。
【００４２】
［第２実施形態］
次に、第２実施形態について説明する。本実施形態では、第１実施形態に比べ、はんだ接合する際のはんだの酸化防止対策として、不活性ガス雰囲気にすることに代えて、図６に示すように、アンダーフィル用の封止剤３０をはんだボール１２及びその近辺のリードフレーム部分に塗布しておく。
【００４３】
そして、第１実施形態と同様に、ヒートステージ１８で凹部１４を下方から加熱しつつＳＭＤ２２の被接合面２２Ｓで押圧し、第１実施形態と同様にはんだ接合部を形成している。
【００４４】
本実施形態により、不活性ガスや、不活性ガス雰囲気にする設備の必要がなくなる。
【００４５】
［第３実施形態］
次に、第３実施形態について説明する。本実施形態では、第１実施形態に比べ、はんだボール１２に代えて、図７に示すように、無洗浄フラックス４０が含まれたはんだボール４２を用いる。
【００４６】
本実施形態では、はんだボール４２が溶融した際、この無洗浄フラックス４０によりはんだのぬれ性が良好になる。従って、第１実施形態のように、凹部１４を形成する前にリードフレーム１０のプラズマ処理を行う必要がなくなるので、製造時間を更に短縮させることができる。
【００４７】
以上、実施形態を挙げて本発明の実施の形態を説明したが、これらの実施形態は一例であり、要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施できる。また、本発明の権利範囲が上記実施形態に限定されないことは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】図１（Ａ）及び（Ｂ）は、それぞれ、第１実施形態でリードフレームに凹部を形成したことを示す側面断面図、及び、図１（Ａ）の部分拡大図である。
【図２】第１実施形態で、リードフレームの凹部にはんだボールを載せたことを示す側面断面図である。
【図３】第１実施形態で、ＳＭＤをリードフレームにはんだ接合させることを示す側面断面図である。
【図４】第１実施形態で、コネクタが接続されている例を示す模式的な側面断面図である。
【図５】第１実施形態で、ＳＭＤをリードフレームのはんだ接合したことを示す側面断面図である。
【図６】第２実施形態で、アンダーフィル用の封止剤をはんだボール及びその近辺に塗布したことを示す側面断面図である。
【図７】第３実施形態で、無洗浄フラックスが含まれたはんだボールを示す断面図である。
【符号の説明】
【００４９】
１０    リードフレーム
１２    はんだボール
１４    凹部
１８    ヒートステージ
２２    ＳＭＤ
２２Ｓ  被接合面（被接合面）
２４    ヒートシンク
４２    はんだボール
【図１】
2007059712.tif 000003
【図２】
2007059712.tif 000004
【図３】
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【図４】
2007059712.tif 000006
【図５】
2007059712.tif 000007
【図６】
2007059712.tif 000008
【図７】
2007059712.tif 000009