| 【発明の名称】 |
電極ランドへの半田のプリコート方法及びこれに用いて好適なスクリーン |
| 【発明者】 |
【氏名】吉野 謙一
【氏名】鶴川 公治
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| 【要約】 |
【課題】比較的簡便で、しかも正確に全ての電極ランドの表面に適量の半田をプリコートできる電極ランドへの半田のプリコート方法及びこれに用いて好適なスクリーンを得ること。
【解決手段】本発明の電極ランドへの半田のプリコート方法は、電子回路基板１に形成されている電極ランドの高さ及び幅、前記電極ランド２間の間隔幅、プリコートしようとする半田Ｓの表面張力、ぬれ拡がり性を考慮して、クリーム半田Ｓａを前記各電極ランド間に、そして前記各電極ランドの内方部２Ｂ寄りに、前記各電極ランドの長さよりも短く埋設されるように供給し、その後、斜め上方から前記各電極ランドの長手方向に対して垂直な方向からエアーブローワ３０で熱風を吹き掛け、前記各電極ランド間に埋設されているクリーム半田を溶融して前記各電極ランドの表面に半田Ｓをプリコートすることを特徴とする。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 狭ピッチ・多ピンの表面実装型半導体集積回路装置を表面実装できるように、前記狭ピッチ・多ピンに対応して複数の電極ランドが形成された電子回路基板の前記複数の電極ランドに半田をプリコートする半田のプリコート方法において、前記電極ランドの高さ及び幅、前記電極ランド間の間隔幅、プリコートしようとする半田の表面張力、ぬれ拡がり性を考慮して、クリーム半田を前記各電極ランド間に、そして前記各電極ランドの内方側寄りに、前記各電極ランドの長さよりも短く埋設されるように供給し、その後、前記埋設されたクリーム半田の表面に対して斜め上方から、そしてクリーム半田及び各電極ランドの長手方向に対して垂直な方向から熱風を吹き掛け、前記埋設されている各クリーム半田を溶融して前記各電極ランドの表面に半田を盛り上がらせ、プリコートすることを特徴とする電極ランドへの半田のプリコート方法。
【請求項２】 狭ピッチ・多ピンの表面実装型半導体集積回路装置を表面実装できるように、前記狭ピッチ・多ピンに対応して複数の電極ランドが形成された電子回路基板の前記表面実装型半導体集積回路装置の各辺に存在する狭ピッチ・多ピン電極群に対応する複数の電極ランドに半田をプリコートするための複数個の開口部が形成されているスクリーンであって、前記各開口部が前記複数の電極ランド群の内方側寄りに対面し、前記各電極ランドの長さより短い開口幅で、かつ前記表面実装型半導体集積回路装置の一辺に存在する前記狭ピッチ・多ピン電極に対応する前記複数の電極ランド群に跨がって一文字状の開口で形成されていることを特徴とする電極ランドへの半田のプリコート用スクリーン。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、コンピュータのＣＰＵ（Central Processing Unit)に用いられるＴＣＰ（Tape Carrier Package）型のような狭ピッチ・多ピンの表面実装型半導体集積回路装置を表面実装するための前記狭ピッチ・多ピンに対応して複数の電極ランドが形成された電子回路基板の前記複数の電極ランドに半田をプリコートする半田のプリコート方法及びそのために用いて好適なスクリーンに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】先ず、狭ピッチ・多ピン電極の表面実装型半導体集積回路装置（以下、単に「半導体装置」と略記する）を現用の電子回路基板に表面実装する方法を説明する。図８は現用の電子回路基板の一部分を示していて、同図Ａはその平面図、同図Ｂは同図ＡのＡ−Ａ線上における拡大断面図である。
【０００３】従来、コンピュータのＣＰＵに用いられるＴＣＰ（Tape Carrier Package）型の、例えば、Pentium のように、０．２５ｍｍピッチ、３２０本というような狭ピッチ・多ピン電極が形成されている半導体装置を表面実装するための電子回路基板１には、他の電子部品用の電極ランドの他に、前記半導体装置の狭ピッチ・多ピン電極の数、位置に対応して、図８に示したように、例えば、幅Ｗが０．１２７ｍｍ、長さＬが２ｍｍ、高さＨ（電極ランド２間の溝の深さ）が１０μｍ、ピッチＰが０．２５ｍｍで複数の電極ランド２が合成樹脂製の基板３の表面に形成されており、そして各電極ランド１の表面には半田Ｓが予めコート（以下、「プリコート」と記す）されている。なお、図８Ａには半導体装置の隣接する２辺に形成されている多ピン電極に対応する複数の電極ランド群のみが図示されていて、他の２辺に相当する複数の電極ランド群は省略されていることを断っておく。
【０００４】このようにプリコートされた電子回路基板１は、通常、基板メーカからアッセンブルメーカに供給されてきて、アッセンブルメーカにおいて、部品実装装置で各種の電子部品と共に半導体装置も所定の場所の前記電極ランド２に表面実装され、一括でリフロー・半田付けされる。ところが、前記半導体装置の狭ピッチ・多ピン電極の各電極を電子回路基板１の所定の位置の電極ランド２に正しく半田付けすることは難しく、時には所定の電極ランド２から外れ、隣接する電極ランド２に跨がって半田付けされているなど半田付け不良が発生することがある。半導体装置の半田付け不良が発生した場合には、その半導体装置を取り外し、再度、正確に半田付けを行わなければならない。この場合、電子回路基板１上の半導体装置が半田付けされていた元の全ての電極ランド２表面に付着している半田Ｓは全て除去し、改めて適当な量の半田Ｓを全ての電極ランド２に適切にプリコートする必要がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】この半田のプリコートの方法としては、ＣＳＰ（Chip Size Package ）の専用スクリーンを流用してバンプを形成するように半田をプリコートする方法があるが、前記ＣＳＰのバンプのピッチは比較的広い０．５〜０．８ｍｍピッチであり、ＴＣＰのような０．２５ｍｍピッチ或いはこれ以下の狭ピッチ・多ピン電極を備えた半導体装置への適用は難しい。また、単なる一文字開口が開けられたスクリーンを用いて半田をプリコートする方法もあるが、一文字開口であるために半田の抜け性は解決するが、０．２５ｍｍピッチ或いはこれ以下の狭ピッチ・多ピン電極を備えた半導体装置においては隣接する電極ランド間にまたがって半田が付着し、所謂ブリッジが発生し易いという問題点がある。更にまた、半田を直接電極ランド間に埋め込む方法もあるが、適量の半田を供給し、そして電極ランド間の外へ半田がはみ出さないように埋め込むことは非常に難しい。また、このように埋め込んだ半田量のまま通常のリフロー炉の雰囲気中でプリコートすると、ブリッジが往々にして発生し易い。現用の技術では、以上記したような諸々の問題点がある。
【０００６】本発明はこれらの課題を解決しようとするものであって、比較的簡便で、しかも正確に全ての電極ランドの表面に適量の半田をプリコートできる電極ランドへの半田のプリコート方法及びこれに用いて好適なスクリーンを得ることを目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】このため、本発明では、狭ピッチ・多ピンの半導体装置を表面実装できるように、前記狭ピッチ・多ピンに対応して複数の電極ランドが形成された電子回路基板の前記複数の電極ランドに半田をプリコートする半田のプリコート方法において、 前記電極ランドの高さ及び幅、前記電極ランド間の間隔幅、プリコートしようとする半田の表面張力、ぬれ拡がり性を考慮して、クリーム半田を前記各電極ランド間に、そして前記各電極ランドの内方側寄りに、前記各電極ランドの長さよりも短く埋設されるように供給し、その後、前記埋設されたクリーム半田の表面に対して斜め上方から、そしてクリーム半田及び各電極ランドの長手方向に対して垂直な方向から熱風を吹き掛け、前記埋設されている各クリーム半田を溶融して前記各電極ランドの表面に半田を盛り上がらせ、プリコートすることを特徴とする電極ランドへの半田のプリコート方法を採って、前記課題を解決している。
【０００８】また、前記電極ランドへの半田のプリコート方法に用いて好適なスクリーンは、狭ピッチ・多ピンの半導体装置を表面実装できるように、前記狭ピッチ・多ピンに対応して複数の電極ランドが形成された電子回路基板の前記半導体装置の各辺に存在する狭ピッチ・多ピン電極に対応する複数の電極ランドに半田をプリコートするための複数個の開口部が形成されているスクリーンであって、前記各開口部が前記複数の電極ランド群の内方側に対面し、前記各電極ランドの長さより短い開口幅で、かつ前記半導体装置の一辺に存在する前記狭ピッチ・多ピン電極に対応する前記複数の電極ランド群に跨がって一文字状の開口で形成されている構造で構成して、前記課題を解決している。
【０００９】従って、本発明の電極ランドへの半田のプリコート方法及びこれに用いて好適なスクリーンは、クリーム半田の抜け性が良く、しかも最適な分量の半田を各電極ランドへ正確にプリコートすることができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下、本発明の電極ランドへの半田のプリコート方法及びこれに用いて好適なスクリーンの一実施形態を図を用いて説明する。図１は本発明の電極ランドへの半田のプリコート方法に用いて好適な本発明の一実施形態のプリコート用スクリーンの正面斜視図、図２は図１に示したプリコート用スクリーンと共に用いるスキージの斜視図、図３は半導体装置が取り外された状態の一部電極ランドを示した電子回路基板の一部平面図、図４は図３に示した電子回路基板に図１に示したプリコート用スクリーンの一部分を配設した状態を示していて、同図Ａはその平面図、同図Ｂは同図ＡのＡ−Ａ線上における拡大断面図、図５は本発明の電極ランドへの半田のプリコート方法を説明するための、狭ピッチで形成された一部の電極ランドと電極ランド間にクリーム半田が埋め込まれた状態を示した一部分の電子回路基板の平面図、図６はプリコート用スクリーンを装着した状態の図５に示した電子回路基板のＡ−Ａ線上における断面図、そして図７は本発明の電極ランドへの半田のプリコート方法における熱風を吹き掛ける段階を示すエアーブローワと電子回路基板との関係を示す断面側面図である。
【００１１】先ず、図１に示した一実施形態の本発明のプリコート用スクリーン（以下、単に「スクリーン」と略記する）を説明する。このスクリーン１０は再実装しようとする半導体装置の寸法よりやや広く、周辺に実装されている他の電子部品（不図示）に悪影響を与えない広さの面積であって、水平状態に設けられた四辺形の平らなスクリーン本体１１と、このスクリーン本体１１の両側面からスクリーン本体１１に垂直に、互いに平行に形成された同一形状、同一高さの側板１２、１３と、スクリーン本体１１の他の一辺全幅からスクリーン本体１１に垂直に形成された、前記側板１２、１３の高さと同一高さの背板１４と、これら側板１２、１３、１４の上端面に掛け渡され、これら側板１２、１３及び背板１４を固定し、そしてハンドル１６が固定されている支持板１５とから構成されている。前記側板１２、１３と背板１４とは、半導体装置を再実装する際に、その再実装しようとする半導体装置の周辺部に存在する電子部品に悪影響を与えないための保護カバーの役割を果たすものである。
【００１２】前記スクリーン本体１１には、半導体装置の形式に応じて複数の一文字状の開口部１７が形成されている。例えば、ＤＴＣＰ型の半導体装置であれば、半導体装置のパッケージの２辺から導出されている狭ピッチ・多ピン電極群に相対向する２つの開口部１７が、ＱＴＣＰ型の半導体装置であれば、図示のように半導体装置のパッケージの４辺から導出されている狭ピッチ・多ピン電極群に相対向する４つの開口部１７が形成されている。そして前記各開口部１７が形成されている位置は、図３に示したように、電子回路基板１に形成された複数の電極ランド群の各電極ランド２の内方部２Ｂ側（図３Ａに示した電極ランド２の斜線を施した部分）の偏った位置に設けられている。そして各開口部１７の開口幅Ｗａは前記各電極ランドの長さＬより短い幅であって、本実施形態では１／２の長さに相当する開口幅Ｗａに選定している。また、各開口部１７の開口長さＬａは実装しようとする半導体装置の一辺に存在する前記複数の電極ランド群に跨がる長さとする。
【００１３】これらの開口部１７の開口幅Ｗａは電極ランド２の高さＨ及び幅Ｗ、電極ランド２間の間隔幅、プリコートしようとする半田の表面張力、ぬれ拡がり性などを考慮して選定される。
【００１４】図２には、電極ランド２間に前記スクリーン１０を用いてクリーム半田を埋め込むためのスキージ２０を示した。このスキージ２０は、例えば、硬度６０度のウレタンゴム製で角形のスキージ本体２１とこの背部に固定されたハンドル２２とから構成されている。スキージ本体２１の幅Ｗｂはスクリーン１０の開口長さＬａよりやや長い寸法の幅とする。
【００１５】次に、図５乃至図７を参照しながら、前記スクリーン１０とスキージ２０を用いて全ての電極ランド２へクリーム半田をプリコートする本発明の電極ランドへの半田のプリコート方法を説明する。先ず、半導体装置を取り外した電子回路基板１の各電極ランド２の表面及び電極ランド２間に残存している半田をソルダーウィクなどで除去し、全ての電極ランド２の表面を滑らかにする。次に、図４に示したように、前記スクリーン１０の各開口部１７が各電極ランド群の電極ランド２の内方部２Ｂに開口するようにスクリーン１０を全ての電極ランド２上に密着させ、位置決めする。次に、図２に示したスキージ２０を用いてクリーム半田を適量すくい取り、前記のように電子回路基板１上にセットしたスクリーン１０の上から、すくい取ったクリーム半田Ｓａを刷り込み、図５及び図６に示したように、各電極ランド２の内方部の各電極ランド２間にクリーム半田Ｓａを埋め込む。この場合、余分なクリーム半田Ｓａ、特に各電極ランド２の表面に付着したクリーム半田Ｓａはスキージ２０で掻き取り、各電極ランド２の表面にクリーム半田Ｓａが存在しないようにする（図６）。前記のようにクリーム半田Ｓａの埋め込みが完了すると、次に、スクリーン１０を横方向にずらさないように上方向に引き上げ、電子回路基板１から取り外す。
【００１６】そして、図７に示したように、電極ランド２間にクリーム半田Ｓａが埋め込まれた電子回路基板１の表面に対して鋭角α°の、例えば、４０度〜７０度の角度の斜め方向から、そして各電極ランド２の長手方向に対して垂直な方向からエアーブローワ３０を用いて熱風を吹き掛ける。斜め方向から熱風を吹き掛けることにより、前記各電極ランド２間に埋設されているクリーム半田Ｓａは溶融し、熱風の勢いと溶融半田Ｓａの表面張力及びぬれ拡がり性により各電極ランド２の表面に溶融半田Ｓが乗り上がり、全ての電極ランド２の表面が半田Ｓでコートされる。
【００１７】次に、このようにして半田Ｓがプリコートされた半導体装置用の全電極ランド２に半導体装置の全多ピン電極を合わせ、熱圧着によりプリコートされた半田Ｓを溶融しながら半導体装置を半田付けする。前記各電極ランド２にプリコートされた半田量は、既に記したように、スクリーン１０の開口部１７の開口幅Ｗａを電極ランド２の高さＨ及び幅Ｗ、電極ランド２間の間隔幅、プリコートしようとする半田の表面張力、ぬれ拡がり性などを考慮して選定したことによって適量であり、従って、半田Ｓを溶融して半導体装置を再実装した時に、半田が隣接する電極ランド２へはみ出してブリッジなどの悪現象が生じるようなことがない。
【００１８】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明の半田のプリコート方法によれば、スクリーンに形成された開口部の幅の設定により、適量のクリーム半田を電極ランド間に埋め込むことができ、従って、熱風を吹き掛けた場合に、各電極ランド間に半田が残ることなく、しかも適量の半田を各電極ランドの表面に最適にプリコートできるので、半導体装置を良好に、そして極めて簡単に再実装することができる。また、スクリーンの開口部が一文字に開口しているため、電極ランド間へのクリーム半田の抜けが良く、容易に埋め込むことができる。以上説明したように、本発明は数々の優れた効果が得られる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００２１８５
【氏名又は名称】ソニー株式会社
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| 【出願日】 |
平成９年（１９９７）１１月１８日 |
| 【代理人】 |
【弁理士】
【氏名又は名称】高橋 光男
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| 【公開番号】 |
特開平１１−１５０３５９ |
| 【公開日】 |
平成１１年（１９９９）６月２日 |
| 【出願番号】 |
特願平９−３１６７９４ |
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