焊接装置及方法、以及所制造的基板及电子部件的制作方法_2

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,因此,可以以低成本提供可靠性尚的基板及电子部件。
【附图说明】
[0047]图1是示出本发明的焊接装置的一例的示意外观图。
[0048]图2是俯视图1所示的焊接装置时的示意结构图。
[0049]图3是正面看图1所示的焊接装置时的示意结构图。
[0050]图4是从左侧面观察图1所示的焊接装置时的第四处理部的示意结构图。
[0051]图5是从左侧面观察图1所示的焊接装置时的第四处理部的另一例的示意结构图。
[0052]图6是示出作为部件的基板的一例的示意剖视图。
[0053]图7是示出处理后的基板(处理部件)的一例的示意剖视图。
[0054]图8是示出经过了各处理部或各工序之后的部件的形态的示意剖视图。
[0055]图9是示出喷射熔融焊料而使熔融焊料附着于电极上的工序的示意剖视图。
[0056]图10是示出喷射含有有机脂肪酸的溶液并除去剩余的熔融焊料的工序的示意剖视图。
[0057]图11是形成在电极上的金属间化合物层的例子,图11 (A)是比较例中形成的电极部的示意剖视图,图11(B)是实施例中形成的电极部的示意剖视图。
[0058]图12是示出被保持夹具保持而进行连续处理的电子部件的一例的示意图。
[0059]图13是示出所制造的电子部件的一例的立体图和剖视图。
[0060]图14是示出所制造的电子部件的另一例的立体图。
[0061]图15是示出本发明的焊接装置的另一例的示意俯视图。
[0062]图16是图1所示的焊接装置的示意主视图。
[0063]符号说明
[0064]1 基材
[0065]2 电极
[0066]3 涂层
[0067]4电极侵蚀防止层
[0068]5焊料层
[0069]5’熔融焊料的液流
[0070]5a熔融焊料
[0071]6 涂层
[0072]7 CuSn化合物层
[0073]10部件(基板或电子部件)
[0074]11处理过的部件(基板或电子部件)
[0075]33附着机构(熔融焊料的喷嘴)
[0076]34附着机构(含有有机脂肪酸的溶液的喷嘴)
[0077]40电子部件
[0078]41 元件
[0079]42电子部件的保持夹具
[0080]51、52半导体芯片
[0081]100焊接装置
[0082]101处理部
[0083]102循环装置部
[0084]103送入门
[0085]104送出门
[0086]105观察窗
[0087]110第一处理部
[0088]111夹持装置
[0089]112夹持部
[0090]113升降轴
[0091]114升降电动机
[0092]115盒
[0093]116盒
[0094]119第一开闭机构
[0095]120第二处理部
[0096]121加热器
[0097]122盒输送装置
[0098]123输送线路
[0099]124输送电动机
[0100]125输送辊
[0101]129第二开闭机构
[0102]130第三处理部
[0103]131含有有机脂肪酸的溶液
[0104]140第四处理部
[0105]141熔融焊料配管
[0106]142含有有机脂肪酸的溶液配管
[0107]143空间部
[0108]148排水管
[0109]150第五处理部
[0110]152盒输送装置
[0111]153输送线路
[0112]154输送电动机
[0113]155输送棍
[0114]159第三开闭机构
[0115]160第六处理部
[0116]169第四开闭机构
[0117]170第七处理部
[0118]181夹持装置
[0119]182夹持部
[0120]183升降轴
[0121]191夹持装置
[0122]192夹持部
[0123]193升降轴
[0124]194升降电动机
[0125]201栗
[0126]202分支装置
[0127]203、204 配管
[0128]301 栗
[0129]302分支装置
[0130]303 罐
[0131]304分支装置
[0132]305接合部
[0133]306、307 分支部
[0134]A1、A2、A3、A4、A5、A6、A7、A8、A9 部件的移动方向
[0135]B盒的返回方向
[0136]400焊接装置
[0137]401第一处理槽(入口槽)
[0138]402第二处理槽(低温处理液槽)
[0139]403第三处理槽(高温处理槽)
[0140]404第四处理槽(焊接处理槽)
[0141]405第五处理槽(溶液除去处理槽)
[0142]406第六处理槽(连接槽)
[0143]407第七处理槽(出口槽)
[0144]411 入口堆桟
[0145]412投入装置
[0146]413 臂
[0147]421 出口堆栈
[0148]422排出装置
[0149]423 臂
[0150]431处理罐
[0151]432臂旋转轴
[0152]433 罩
[0153]434旋转臂
[0154]435悬挂臂
[0155]436机械臂
[0156]437把持部件
[0157]438滑动部件
[0158]441焊料循环罐
[0159]442过滤器
[0160]443齿轮栗
[0161]500、510、520、530、540 处理基板
[0162]501滑动支架
【具体实施方式】
[0163]以下,参照附图对本发明的焊接装置及焊接方法、以及所制造的基板及电子部件进行说明。需要说明的是,在本申请中,可以将“本发明”也称为“本申请的实施方式”。另夕卜,可以将焊接装置中的“处理部”也称为焊接方法中的“处理工序”。此外,“电极侵蚀防止层”是具有防止构成电极的电极被焊料侵蚀(例如在铜电极的情况下,铜原子扩散而溶出的形态)的作用的层。
[0164][焊接装置及方法]
[0165]如图1?图3所示,本发明的焊接装置100及方法由第一处理部(第一处理工序)110?第七处理部(第七处理工序)170构成。
[0166]详细而言,装置100及方法具有:第一处理部110,安装待焊接的具有电极2的部件10 ;第二处理部120,利用设于该第二处理部120与第一处理部110之间的第一开闭机构119可密闭地将两者隔开,并将从第一处理部110送入的部件10送出至接下来的第三处理部130 ;第三处理部130,利用设于该第三处理部130与该第二处理部120之间的第二开闭机构129可密闭地将两者隔开,且使从第二处理部120送入的部件10与含有有机脂肪酸的溶液131接触并使该部件10水平移动;第四处理部140,其具有熔融焊料附着机构33及熔融焊料除去机构34,所述熔融焊料附着机构33将利用第三处理部130水平移动的部件10移动至上方的空间部143使熔融焊料5附着于电极2上,所述熔融焊料除去机构34除去在空间部143中附着的熔融焊料5中剩余的熔融焊料5 ;第五处理部150,使该第四处理部140中移动至下方的处理后的部件11水平移动;第六处理部160,利用设于该第六处理部160与该第五处理部150之间的第三开闭机构159可密闭地将两者隔开,并将从第五处理部150送入的部件11送出至接下来的第七处理部170 ;以及第七处理部170,利用设于该第七处理部170与该第六处理部160之间的第四开闭机构169可密闭地将两者隔开,并取出从第六处理部160送入的部件11。
[0167]通过这样的焊接装置100及方法,可以制造不会引起以往的浸渍处理那样的电极侵蚀、且不会引起之后各种安装工序中的电极侵蚀的基板、电子部件。其结果,可以以低成本制造作为电连接部的电极的可靠性高且成品率高的基板、电子部件。另外,可任意设定在各处理部的各自的处理时间,因此,可以以与该处理时间相应的大小设计各处理部。其结果,可以谋求装置的省空间化而实现小型化,成为低成本且效率高的焊接装置。另外,可以防止含有有机脂肪酸的溶液的油味泄露至外部。
[0168]焊接装置100也可以为图1所示外观的装置。对于图1的例子而言,具有:配置了第一处理部110?第七处理部170的处理部101、以及具备用于使熔融焊料5a及含有有机脂肪酸的溶液131循环的装置的循环装置部102。在处理部101的前面侧设有送入部件10的送入门103和送出部件10的送出门104,且具有根据需要而设置的观察窗105。
[0169]以下,对装置100的各结构及工序进行详细说明。
[0170](第一处理部/第一处理工序)
[0171]第一处理部110是安装待焊接的具有电极2的部件10的处理部。
[0172]部件10只要是电极2以任意方式设于基材1上的部件,就没有特别限定。作为部件10,例如可以举出:印刷基板、晶片、挠性基板等基板(均称为“安装基板”)、以及连接器、QFP(Quad Flat Package)、SOP (Small Outline Package)、BGA (Ball Grid Array)、LGA (Land Grid Array)、半导体芯片、芯片电阻、芯片电容器、跳线布线材料等电子部件。还包括在此列举的部件以外的公知的基板及电子部件、以及今后开发的新的基板及电子部件。作为部件10的具体例,可列举出图6所示的基板10、图12及图13(A)所示的电子部件40、以及图14所示的电子部件51、52那样的各种部件。这样的部件10在单面或两面具有电极2。
[0173]电极2以各种形态设于部件10上。电极2的种类也没有特别限定,但以包含与熔融焊料5a所含有的锡化合而被侵蚀的金属成分的导电性电极作为对象。作为与锡化合而被侵蚀的金属成分,可以举出Cu、Ag、Au、Pd、Rh、Zn、Sn、N1、Co、Bi等。电极2由选自这样的金属成分的一种或两种以上构成。此外,焊料润湿性和侵蚀在表面和背面是一致的,“焊料润湿性”是这样的金属成分的一种或两种以上与熔融焊料5a所含有的锡容易化合而形成锡化合物且湿润扩展的现象,“侵蚀”是金属成分的一种或两种以上与熔融焊料5a所含有的锡化合而形成锡化合物从而使电极2变小的现象。后述的电极侵蚀防止层4是防止这样的侵蚀而防止电极2的可靠性降低的层。
[0174]作为具体的电极2,可以举出:铜电极、铜合金电极、银电极、银合金电极、金电极、金合金电极、钯电极、钯合金电极、铝电极、铝合金电极等。在这些合金成分中含有上述的选自Cu、Ag、Au、Pd、Rh、Zn、Sn、N1、Co、Bi等中的一种或两种以上金属成分的情况下,这样的含有成分与熔融焊料5a所含有的锡化合而形成锡化合物,从而引起电极2变小的现象。
[0175]例如,在电极2为铜电极或铜合金电极的情况下,容易由其铜成分与熔融焊料中的锡而形成CuSn化合物层7 (例如参照图11(A))。其结果,构成电极2的铜成分减少(电极侵蚀),电极2变小。同样,作为银电极、银合金电极、金电极、金合金电极、钯电极、钯合金电极、铝电极、铝合金电极等电极2的构成成分,在含有Cu、Ag、Au、Pd、Rh、Zn、Sn
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