JP2004178872A - Joining method for lead wire of electronic parts and support member, and electronic apparatus having joining structure produced by this method - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、リード線を有する電子部品を、支持部材の支持凹部で支持した状態で、レーザ照射によりリード線と支持部材を接合する接合方法及びこの方法より作製した接合構造を有する電子機器に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
リード線を有する電子部品を電子機器の端子や回路基板等の支持部材に接合する方法として、はんだ付けにより接合する方法に代り、レーザにより接合する方法が特開2001―243827に提案されている。この方法を図1及び図15に基づいて説明する。図1は電子部品を支持部材で支持した状態の斜視図であり、図15は接合の手順を示す側面図である。1はコンデンサやコイルのような電子部品であり、両側にあるリード線2、2を介して、支持部材3、3と電気的に接続され、電子機器の回路を構成する。電子部品1は、例えば、直径が約5mm、長さが約10mmであり、リード線2は、直径約0.7mm、長さが約5mmの錫めっき銅線である。支持部材3は、電子機器の導電部分あるいは電気的接続部分を構成するものであり、形状は、例えば、幅約2mm、高さ約5mm、厚さ約0.4mmの銅合金(錫5at%、残り銅)の導電板からなっている。支持部材3の先端部分には、幅約0.5mm、最大深さ約1mmのU字状の支持凹部4が形成されている。この支持凹部4の底部は、半径0.25mmの半円形状となっている。
【0003】
電子部品1のリード線2、2は、図1及び図15(a)に示すように、電子機器の成形基板10上に2個設けられている支持部材3、3の支持凹部4に開口部から挿入されて電子部品1が支持部材3に仮支持される。この状態で、図15(b)に示すように、支持部材3の先端部分にレーザ7を照射してこれを溶融し、その後凝固して、図15(c)に示すように、接合部8が形成されてリード線2と支持部材3とが接合する。なお、レーザの具体的な照射条件等は後述する。この方法を用いると、限られた空間内に電子部品1を3次元的に配置することができるので、電子機器を小型化できる。
【0004】
ここで、レーザ照射前の状態で、リード線2の一部は支持凹部4の両側の対向片5の内方面と密着している。このため、レーザ照射によって支持部材に供給される熱は、リード線2にも伝達し、その温度が上昇する。したがって、支持部材3が溶融すると、ほぼ同時にリード線2も溶融して、両者は合金化する。その結果、凝固した後は、均質な固溶体からなる接合部8を形成でき、接合強度が確保される。
【0005】
しかし、リード線2の線径が著しく小さかったり、リード線2の断面形状が円形から変形している等の状況になると、リード線2を支持凹部4に挿入しただけでは、両者の密着している面積は極めて小さいものとなる。この状態で支持部3にレーザ7を照射した場合、リード線2への熱伝達が十分に行われず、リード線2の温度が低いままで、支持部材3のみが溶融するという状態になり得る。このようになると、溶融した支持部材3とリード線2との密着が不十分となり、凝固後に接合部8とリード線2との界面にクラックを生じる可能性がある。すなわち、リード線等の形状が通常状態から著しく変動した場合には、接合強度が確保できなくなる恐れがあるのである。
【0006】
この課題に対応して、リード線と支持部材との密着性を向上させる方法としては、特開2002―158142にリード線を押圧し支持部材に押し付ける方法が、特開2001―229985にリード線を支持部材の支持凹部にプレスばめにより挿入する方法が提案されている。
【0007】
【特許文献1】
特開2001―243827号広報(第6−8頁、図14、図15)
【0008】
【特許文献2】
特開2002―158142号広報(第9−13頁、図8、図9)
【0009】
【特許文献3】
特開2001―229985号広報(第2−3頁、図5)
【0010】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献2及び特許文献3の方法でも、リード線の材料が鉄で支持部材が銅のように、両者の融点の差が大きく、かつ合金化しにくい場合であって、リード線等の形状が通常状態から著しく変動した場合には、接合強度が確保できなくなる可能性があった。すなわち、リード線と支持部材とを同時に溶融させた場合でも、銅と鉄は合金化しにくいために、鉄だけが先に凝固して、最後に銅が凝固することになる。こうなると、銅の凝固時の体積収縮によって、銅と鉄の界面にクラックを生じる恐れがあった。
【0011】
本発明は、かかる事由に鑑みてなしたもので、その目的とするところは、リード線を有する電子部品を支持部材に接合する接合方法において、リード線等の形状が通常状態から著しく変動した場合で、かつ、リード線と支持部材の融点差が大きくて合金化しにくい材料を用いた場合であっても、安定して接合強度を確保できる電子部品のリード線と支持部材との接合方法を提供することにある。
【0012】
【課題を解決するための手段】
請求項1に係る発明は、リード線を有する電子部品と、リード線を支持する支持凹部とこの支持凹部を形成する対向片とを有する支持部材と、を有し、リード線を支持凹部の開口部から挿入してレーザ照射によりリード線と支持部材とを接合する電子部品のリード線と支持部材との接合方法において、前記リード線を前記支持凹部に開口部から挿入し、次に、前記支持凹部と前記リード線との間に密着部を形成するように前記対向片の先端部を内方向に塑性変形させ、次に、前記支持部材又は前記リード線の少なくともいずれかにレーザを照射することを特徴としている。
【0013】
請求項2に係る発明は、前記密着部を形成する工程において、前記対向片の先端部の両端が接触するように塑性変形させることを特徴としている。
【0014】
請求項3に係る発明は、請求項1又は請求項2記載の電子部品のリード線と支持部材との接合方法であって、前記支持凹部に前記リード線を開口部から挿入した後、前記リード線よりも開口部側に別線材を挿入することを特徴としている。
【0015】
請求項4に係る発明は、請求項3記載の電子部品のリード線と支持部材との接合方法であって、前記別線材が前記リード線よりも低融点材料であることを特徴としている。
【0016】
請求項5に係る発明は、請求項1乃至請求項4記載の電子部品のリード線と支持部材との接合方法であって、前記密着部を形成した後に、前記支持部材と前記リード線との間に電流を通電することで両者を抵抗溶接により固定することを特徴としている。
【0017】
請求項6に係る発明は、請求項1乃至請求項4記載の電子部品のリード線と支持部材との接合方法であって、前記密着部を形成した後に、前記支持部材と前記リード線とをはんだ付けで固定することを特徴としている。
【0018】
請求項7に係る発明は、請求項1乃至請求項6記載の電子部品のリード線と支持部材との接合方法であって、前記支持部材と前記リード線とを融点の異なる材料にて形成する場合において、低融点の部材のみにレーザを照射することを特徴としている。
【0019】
請求項8に係る発明は、請求項1乃至請求項7記載の電子部品のリード線と支持部材との接合方法であって、前記密着部を形成した後に、塑性変形させた前記対向片に気体を吹き付けた状態でレーザを照射することを特徴としている。
【0020】
請求項9に係る発明は、請求項8記載の電子部品のリード線と支持部材との接合方法であって、前記対向片に吹き付ける気体が不活性ガスであることを特徴としている。
【0021】
請求項10に係る発明は、請求項1乃至請求項9記載の電子部品のリード線と支持部材との接合方法であって、前記対向片は、先端に向かうほど幅が小さくなるよう形成されていることを特徴ととしている。
【0022】
請求項11に係る発明は、請求項1乃至請求項10記載の電子部品のリード線と支持部材との接合方法であって、前記支持部材のレーザ照射面に、この支持部材よりもレーザ吸収率の高い材料をコーティングすることを特徴としている。
【0023】
請求項12に係る発明は、請求項1乃至請求項11記載の電子部品のリード線と支持部材との接合方法であって前記支持部材のレーザ照射面の内接円よりも小さいスポット直径のレーザを照射することを特徴としている。
【0024】
請求項13に係る発明は、電子部品のリード線と支持部材との接合方法による接合部分を有する電子機器において、請求項1乃至請求項12記載の電子部品のリード線と支持部材との接合方法により作製した接合構造を有することを特徴としている。
【0025】
【発明の実施の形態】
(実施形態1)
実施形態1に係る電子部品のリード線と支持部材との接合方法を図1〜3に基づいて説明する。図1は従来の技術の項において説明したものと同様、電子部品を支持部材で支持した状態の斜視図、図2は接合の手順を示す側面図、図3はレーザ照射装置の全体図である。
【0026】
1はコンデンサやコイルのような電子部品で、例えば、部品本体の両側にリード線2、2を有している。3は端子や導電接続板のような支持部材で、リード線を支持する支持凹部4と、この支持凹部4を形成する対向片5とを有し、例えば、リードフレーム一体の成形基板10上に所定の間隔をおいて2個設けられている。電子部品1は、そのリード線2、2をそれぞれの支持凹部4、4に電気的に接続されて電子機器の回路を構成する。電子部品1は、例えば、直径が約5mm、長さが約10mmであり、リード線2は、直径約0.7mm、長さが約5mmの錫めっき銅線である。支持部材3は、電子機器の導電部分あるいは電気的接続部分を構成するものであり、形状は、例えば、幅約2mm、高さ約5mm、厚さ約0.4mmの銅合金(錫5at%、残り銅)の導電板からなっている。支持部材3の先端部分には、幅約0.5mm、最大深さ約1mmのU字状の支持凹部4が形成されている。この支持凹部4の底部は、半径0.25mmの半円形状となっている。
【0027】
次に、接合方法について説明する。まず、電子部品1のリード線2、2を、支持部材3、3の支持凹部4、4に開口部から挿入する。次に、支持凹部4、4とリード線2、2との間に密着部6を形成するように、外方から内方に向けて、すなわち、A、B方向に外力を加えることにより、対向片5、5の先端部を内方向に塑性変形させる。これにより、リード線2と支持凹部4とが密着する面積が増大した密着部6を形成する。特に、リード線2等の形状が通常状態、すなわち、断面真円から相当変形した場合であっても、十分に大きい密着する面積を有した密着部6が形成できる。対向片5を塑性変形させる場合、専用の工具又は冶具を用いる。本実施形態では、図2(b)に示すように、塑性変形後の対向片5の内方面が塑性変形前から約15°程度傾けている。
【0028】
次に、図2(c)に示すように、リード線2にレーザ7を照射してこれを溶融させる。本実施形態で用いたレーザ7は、YAGレーザであり、出力はピークパワー約2kW、照射時間は約5msである。レーザ7は、具体的には、図3に示すように、レーザ電源部11から電源の供給を受けたレーザ発振部12より発振され、直径0.4mm程度の光ファイバ13を通して、レーザ照射部14に導かれる。このレーザ照射部には、焦点距離160mm程度のレンズと焦点距離80mm程度のレンズが設けられており、その結果、レーザ7のスポット直径は0.2mm程度にしている。なお、レーザ照射部14は、照射位置調整部15に固定されており、所定位置にレーザ7が照射されるよう位置制御装置16により位置制御を行う。
【0029】
ここで、リード線2と支持部材3の一部はレーザ照射前から密着しているので、リード線2でレーザ照射により発生した熱は容易に支持部材3に容易に伝達する。この結果、両者は溶融し合金化して接合部8を形成するので、凝固後はリード線2と支持部材3とは良好な機械的強度で接合される。
【0030】
(実施形態2)
実施形態2に係る電子部品のリード線と支持部材との接合方法を、図4の接合の手順を示す側面図に基づいて説明する。この接合方法は、支持部材3の対向片5を塑性変形させて密着部6を形成するまでの手順は、実施形態1と同様である。この状態で、図4(c)に示すように、対向片5の先端部分にレーザ7を照射する。ここで、レーザ7は、片方ずつ照射してもよいし、両方同時に照射してもよい。また、他の照射条件は、実施形態1と同一である。ここで、照射レーザ7のスポット直径は0.2mmであり、支持部材3の幅よりも小さい、したがって、レーザ7は、支持部材3のみに照射され、他の部位に漏れることがなく、周辺部への熱影響を防止することができる。
【0031】
本実施形態では、レーザ照射された支持部材3の融点はリード線2の材料よりも低融点となっている。このために、図4(d)に示すように、レーザ照射によって溶融するのは、支持部材3のみで、リード線2はほとんど溶融することはない。しかし、前述したように、リード線2と支持部材3との一部はレーザ照射前から密着部6を形成しているので、支持部材3の熱はリード線2に容易に伝達する。このために、溶融した支持部材3はリード線2との濡れ性が良好となり、凝固後の接合部8がリード線2の周囲を包みこんだ状態となる。したがって、良好な機械的強度で両者は接合される。ここで、支持部材3で、対向片5の片方のみにレーザを照射すると、リード線2はレーザを照射していない対向片の側に移動し、レーザを照射していない対向片とリード線2との密着が得られにくくなる。したがって、対向片5の両方に同時にレーザ照射した方が、リード線2と接合部8との密着性が良好となり、さらに機械的強度は強くなる。
【0032】
なお、実施形態1のように、溶融状態で支持部材3とリード線2が合金化する場合には、支持部材3にさらに高出力のレーザ7を照射することにより、支持部材3だけでなく、リード線2も同時に溶融してもよい。この場合は、両者が合金化して接合部8を形成するので、さらに機械的強度を高めれられる。
【0033】
一方、リード線2が鉄(融点1536℃)、支持部材3が銅(融点1083℃)のように、両者の融点の差が大きく、両者が合金化しない場合にも、本実施形態は有効となる。この場合は、レーザ照射により、銅の支持部材3のみを溶融させて、鉄のリード線2を溶融させないようにする。このとき、前述したように、支持部材3が溶融状態でリード線2の周辺を包むようになって凝固し、接合部8を形成する。このために、凝固後に良好な機械強度で両者は接合される。
【0034】
ただし、レーザ7の出力が高すぎると、支持部材3だけでなく、リード線2も溶融してしまう。ここで、銅と鉄とは、液体・固体ともに固溶限が小さく合金化しにくい。このために、溶融状態から冷却したときに、鉄のみが先に凝固して、銅は溶融した状態となる。このようになると、最後まで溶融している銅の部分が凝固するときに、体積収縮のために、微小クラックが発生し、いわゆる高温割れを起こす恐れを生じてしまう。したがって、このような場合は、銅の支持部材3のみを溶融させることが必要となる。
【0035】
本実施形態は、上記説明から明らかなように、支持部材がリード線よりも低融点で、両者が合金化しない場合に、特に有効となる。
【0036】
(実施形態3)
実施形態3に係る電子部品のリード線と支持部材との接合方法を、図5の接合の手順を示す側面図に基づいて説明する。この接合方法は、、支持部材3の対向片5を塑性変形させて密着部6を形成するまでの手順は、実施形態2と同様である。この状態で、図5(b)に示すように、支持部材3とリード線2とに電極21、21を取付けて、両者の間に約1kAの電流を通電させる。このことにより、両者が接触している部分ではジュール熱が発生し、両者が抵抗溶接される。この結果として、より広い範囲にわたって密着部6が形成される。この後、実施形態2と同一にして、図5(c)、(d)に示すように、支持部材3の先端部分にレーザ7を照射して、両者を接合する。本実施形態では、レーザ照射前の支持部材3とリード線2がより確実に密着しているので、溶融した支持部材3はリード線2の周辺を包むようになって凝固し、接合部8を形成する。このために、凝固後に良好な機械強度で両者は接合される。
【0037】
(実施形態4)
実施形態4に係る電子部品のリード線と支持部材との接合方法を、図6の接合の手順を示す側面図に基づいて説明する。この接合方法では、図6(a)のように、リード線2としてはんだめっき23をした銅の線材を用いる。本実施形態の接合方法は、支持部材3の対向片5を塑性変形させて密着部6を形成するまでの手順は、実施形態2と同様である。この状態で、図6(b)に示すように、リード線2にヒータ24を取付けて加熱して、表面のはんだを溶融させることで、より広い範囲にわたって密着部6が形成される。ここで、本実施形態で用いるヒータは、はんだを溶融すればよいので、低出力なもので十分である。この後、実施形態2と同様にして、図6(c)、(d)に示すように、支持部材3の先端部分にレーザ7を照射して、両者を接合する。本実施形態では、レーザ照射前の支持部材3とリード線2がより確実に密着しているので、溶融した支持部材3はリード線2の周辺を包むようになって凝固し、接合部8を形成する。このために、凝固後に良好な機械的強度で両者は接合される。なお、ここで、はんだとは、錫・鉛合金だけでなく、錫・亜鉛合金等の低融点(融点が200〜500℃)の合金も含んでいる。
【0038】
(実施形態5)
実施形態5に係る電子部品のリード線と支持部材との接合方法を、図7の接合の手順を示す側面図に基づいて説明する。この接合方法は、支持部材3の先端部を塑性変形させて密着部6を形成するまでの手順は、実施形態2と同一である。この状態で、図7(c)に示すように、支持部材3の対向片5に両側から、気体25を吹き付けながら、レーザ7を照射して、支持部材3を溶融させる。本実施形態では、吹き付ける気体25の吹き付けの条件は、例えば、流量は毎分10リットルで、圧力は0.1MPaである。こうすることにより、溶融した支持部材3は、リード線側に移動し、溶融した支持部材3はリード線2の周辺を包むようになって凝固し、接合部8を形成する。このために、凝固後に良好な機械的強度で両者は接合される。
【0039】
また、吹き付ける気体25は、空気でも効果を得ることができる。さらに、窒素、アルゴン等の不活性気体を用いれば、材料が酸化する可能性が小さくなり、接合部の機械強度がより良好となる。
【0040】
(実施形態6)
実施形態6に係る電子部品のリード線と支持部材との接合方法を、図8の接合の手順を示す側面図に基づいて説明する。この接合方法では、図8(a)に示すように、レーザ7を照射させる支持部材3の対向片5の表面に、支持部材3よりもレーザ吸収率の高い材料26をコーティングする。他の接合方法は、図8(b)、(c)、(d)に示すように、実施形態2と同様である。ここで、支持部材3として銅(レーザ吸収率10%)を用いた場合、例えば、コーティング材としては錫(レーザ吸収率46%)を用いることができる。簡易的には、めっきを表面にコーティングしてもよい。
【0041】
本実施形態では、レーザ照射したときの吸収率が増加し、接合部分の機械的強度のばらつきが小さくなり、品質が安定する。さらにレーザ照射時にレーザ7の反射光が減少し、周辺部への熱影響が少なくなる。
【0042】
(実施形態7)
実施形態7に係る電子部品のリード線と支持部材との接合方法を、図9の接合の手順を示す側面図に基づいて説明する。この接合方法で使用する支持部材3の対向片5は、図9(a)に示すように、先端に先端に向かうほど幅が小さくなるように傾斜がつけられている。具体的には、対向片5の先端の角部分の面取り加工をすることにより得ることができる。このような支持部材3に、図9(b)に示すように、かしめ冶具27をあてがうことで、先端部を塑性変形させて密着部6を形成する。他の接合方法は、図9(c)、(d)に示すように、実施形態2と同様である。
【0043】
本実施形態では、支持部材の対向片を容易に塑性変形させて密着部を形成することができるので、生産性を向上することができる。
【0044】
(実施形態8)
実施形態8に係る電子部品のリード線と支持部材との接合方法を、図10の接合の手順を示す側面図に基づいて説明する。この接合方法は、実施形態1と同様のリード線2と支持部材3を用いる。ここで図10(b)に示すように、対向片5を内方向に塑性変形させて、対向片5の先端部分が接触することで、接触部9を形成させる。この状態で、図10(c)、(d)に示すように、接触部9にレーザ7を照射させ、支持部材3を溶融せさて接合する。
【0045】
本実施形態では、溶融した支持部材3はリード線2の周辺を包むようになって凝固し、接合部8を形成する。このために、凝固後に良好な機械強度で両者は接合される。
【0046】
(実施形態9)
実施形態9に係る電子部品のリード線と支持部材との接合方法を、図11の接合の手順を示す側面図に基づいて説明する。この接合方法は、実施形態1と同様の支持部材3とリード線2を用いる。ここで、図11(a)に示すように、リード線2を支持部材3の支持凹部4に挿入した後に、別線材28をリード線2よりも開口部側にさらに挿入する。別線材28は、リード線2よりも小さい直径0.5mmであり、材料はリード線2と同様の銅である。この状態で、図11(b)に示すように、実施形態1と同様に、支持部材3の対向片5の外方向から外力を加えることにより、塑性変形させて密着部6を形成させる。ここで、図11(a)、(b)に示すように、レーザ7を別線材28に照射させて、別線材28と支持部材3を溶融させて、接合部を形成し、リード線2を支持部材3に接合する。なお、このとき、リード線2の一部も溶融して、接合部を形成する場合もある。
【0047】
本実施形態では、溶融した別線材がリード線を包むようになって凝固し、接合部を形成する。このために、凝固後に良好な機械強度でリード線と支持部材とは接合される。
【0048】
(実施形態10)
実施形態10に係る電子部品のリード線と支持部材との接合方法は、図12の接合の手順を示す側面図に基づいて説明する。この接合方法は、実施形態9の接合の接合方法で、別線材28をリード線2よりも低融点としている。実施形態9と同様の手順で、図12(a)に示すように、リード線2を支持部材3の支持凹部4に嵌着した後に、図12(b)に示すように、別線材28をリード線2よりも開口部にさらに嵌着する。そして、支持部材3の対向片5の外方向から外力を加えることにより、塑性変形させて密着部6を形成する。この状態で、図12(c)に示すように、別線材28にレーザ7を照射する。本実施形態では、別線材28が低融点であるために、リード線2及び支持部材3はほとんど溶融することがない。このために、図12(d)に示すように、レーザ照射により溶融した別線材28がろう材のような働きをして接合部8を形成し、リード線2を支持部材3に接合する。
【0049】
本実施形態では、リード線が溶融しないので、溶接部の劣化を防止することができるとともに、レーザの出力を低減することが可能で、周辺部への熱影響を防止することができる。
【0050】
(実施形態11)
実施形態11に係る電子機器を図13、図14に基づいて説明する。図13は車載用の高輝度放電灯30の点灯始動時に高圧を発生させるイグナイタの組立図であり、図14はイグナイタの主要電子部品の組立図である。この電子機器であるイグナイタは、高輝度放電灯30を取付けるソケット31、上蓋32、下蓋33、各種電子部品1とを有している。ここで、電子部品1はリード線2を配線(図では省略)に設けられている支持部材3に実施形態2の接合方法で接合することで、イグナイタに組み込まれる。
【0051】
本実施形態では、電子部品の接合部の品質が安定しているので、電子機器としての信頼性も向上する。
【0052】
なお、ここでは電子機器としてイグナイタについて説明したが、インバータやコンバータ等の電子部品で構成されるものであってよいことは勿論である。
【0053】
【発明の効果】
請求項1に係る電子部品のリード線と支持部材との接合方法は、リード線を有する電子部品と支持凹部と前記支持凹部を形成する対向片と、を有する支持部材とを接合する接合方法であって、前記リード線を前記支持凹部の開口部から挿入することにより前記電子部品を前記支持部材で支持した状態で、レーザ照射によって前記リード線と前記支持部材とを接合する接合方法において、前記リード線を前記支持凹部に開口部から挿入し、次に、前記支持凹部と前記リード線との間に密着部を形成するように前記対向片の先端部を内方向に塑性変形させて、次に、前記支持部材又は前記リード線の少なくともいずれかにレーザを照射して溶融させて接合することを特徴としているので、凝固後に接合部と周囲部材とが良好に密着することで、接合部の機械的強度が向上し、品質が安定する。
【0054】
請求項2に係る電子部品のリード線と支持部材との接合方法は、請求項1記載の方法において、前記密着部を形成する段階において、前記対向片の先端部の両端が接触するように塑性変形させることを特徴としているので、請求項1記載の効果に加えて、接合部の機械的強度がさらに向上し、品質がより安定する。
【0055】
請求項3に係る電子部品のリード線と支持部材との接合方法は、請求項1又は請求項2記載の方法において、前記支持凹部に前記リード線を開口部から挿入した後、前記リード線よりも開口部側に別線材を挿入することを特徴としているので、請求項1又は請求項2記載の効果に加えて、接合部の機械的強度がさらに向上し、品質がより安定する。
【0056】
請求項4に係る電子部品のリード線と支持部材との接合方法は、請求項3記載の方法において、前記別線材が前記リード線よりも低融点材料であることを特徴としているので、請求項3記載の効果に加えて、レーザ7の出力を低くすることができる。
【0057】
請求項5に係る電子部品のリード線と支持部材との接合方法は、請求項1乃至請求項4記載の方法において、前記密着部を形成した後に、前記支持部材と前記リード線との間に電流を通電することで両者を抵抗溶接により固定することを特徴としているので、請求項1乃至請求項4記載の効果に加えて、特別な仕様のリード線や支持部材を用いることなく、接合部の機械的強度がさらに向上し、品質がより安定する。
【0058】
請求項6に係る電子部品のリード線と支持部材との接合方法は、請求項1乃至請求項4記載の方法において、前記密着部を形成した後に、前記支持部材と前記リード線とをはんだ付けで固定することを特徴としているので、請求項1乃至請求項4記載の効果に加えて、簡易なヒータ装置の使用で、接合部の機械的強度がさらに向上し、品質がより安定する。
【0059】
請求項7に係る電子部品のリード線と支持部材との接合方法は、請求項1乃至請求項6記載の方法において、融点の異なる前記支持部材と前記リード線とを接合する接合方法において、低融点の材料のみにレーザを照射することを特徴としているので、請求項1乃至請求項6記載の効果に加えて、融点差の大きな材料についても適用することができる。
【0060】
請求項8に係る電子部品のリード線と支持部材との接合方法は、請請求項1乃至請求項7記載の方法において、前記密着部を形成した後に、前記対向片に気体を吹き付けた状態でレーザを照射することを特徴としているので、請求項1乃至請求項7記載の効果に加えて、接合部の機械的強度がさらに向上し、品質がより安定する。
【0061】
請求項9に係る電子部品のリード線と支持部材との接合方法は、請求項8の方法において、前記対向片に吹き付ける気体が不活性ガスであることを特徴としているので、請求項8記載の効果に加えて、接合部の酸化が防止されて接合部の品質がより安定する。
【0062】
請求項10に係る電子部品のリード線と支持部材との接合方法は、請求項1乃至請求項9記載の方法において、先端になるほど幅が短くなる対向片を有することを特徴としているので、請求項1乃至請求項9記載の効果に加えて、冶具を用いて支持部材を容易に塑性変形することが可能となり、生産性が向上する。
【0063】
請求項10に係る電子部品のリード線と支持部材との接合方法は、請求項1乃至請求項10記載の方法において、前記支持部材のレーザ照射面に前記支持部材よりもレーザ吸収率の高い材料をコーティングすることを特徴としているので、請求項1乃至請求項10記載の効果に加えて、接合部の機械的強度がさらに向上し、品質がより安定する。
【0064】
請求項12に係る電子部品のリード線と支持部材との接合方法は、請求項1乃至請求項11記載の方法において、前記支持部材のレーザ照射面の内接円よりも小さいスポット直径のレーザを照射することを特徴としているので、請求項1乃至請求項11記載の効果に加えて、接合部の周辺部への熱影響を抑制することができる。
【0065】
請求項13に係る電子機器は、請求項1乃至請求項12記載の電子部品のリード線と支持部材との接合方法により作製した接合構造を有することを特徴としているので、電子機器の接合部の特性が安定し、電子機器としての信頼性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図1】電子部品を支持部材で支持した状態の斜視図である。
【図2】実施形態1に係るリード線と支持部材との接合の手順を示す側面図である。
【図3】レーザ照射装置の全体図である。
【図4】実施形態2に係るリード線と支持部材との接合の手順を示す側面図である。
【図5】実施形態3に係るリード線と支持部材との接合の手順を示す側面図である。
【図6】実施形態4に係るリード線と支持部材との接合の手順を示す側面図である。
【図7】実施形態5に係るリード線と支持部材との接合の手順を示す側面図である。
【図8】実施形態6に係るリード線と支持部材との接合の手順を示す側面図である。
【図9】実施形態7に係るリード線と支持部材との接合の手順を示す側面図である。
【図10】実施形態8に係るリード線と支持部材との接合の手順を示す側面図である。
【図11】実施形態9に係るリード線と支持部材との接合の手順を示す側面図である。
【図12】実施形態10に係るリード線と支持部材との接合の手順を示す側面図である。
【図13】実施形態11に係るイグナイタの組立図である。
【図14】同上の主要電子部品の組立図である。
【図15】従来のリード線と支持部材との接合の手順を示す側面図である。
【符号の説明】
1 電子部品
2 リード線
3 支持部材
4 支持凹部
5 対向片
6 密着部
7 レーザ
8 接合部
9 接触部
10 成形基板
A、B 外力の方向
11 レーザ電源部
12 発振部
13 光ファイバ
14 レーザ照射部
15 照射位置調整部
16 位置制御装置
21 電極
22 通電用電源
23 はんだめっき
24 ヒータ
25 気体
26 レーザ吸収体
27 かしめ冶具
28 別線材
30 高輝度放電灯
31 高輝度放電灯用ソケット
32 電子機器の上蓋
33 電子機器の下蓋[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a joining method for joining a lead wire and a support member by laser irradiation in a state where an electronic component having a lead wire is supported by a support recess of a support member, and an electronic apparatus having a joining structure manufactured by this method. It is.
[0002]
[Prior art]
As a method of joining an electronic component having a lead wire to a support member such as a terminal of an electronic device or a circuit board, a method of joining by laser is proposed in Japanese Patent Laid-Open No. 2001-243827 instead of joining by soldering. This method will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a perspective view of a state in which an electronic component is supported by a support member, and FIG. 15 is a side view showing a joining procedure.
[0003]
As shown in FIGS. 1 and 15A, the
[0004]
Here, in a state before the laser irradiation, a part of the
[0005]
However, when the
[0006]
Corresponding to this problem, as a method of improving the adhesion between the lead wire and the support member, the method of pressing the lead wire against the support member in Japanese Patent Laid-Open No. 2002-158142 and the method of pressing the lead wire in Japanese Patent Laid-Open No. 2001-229985 There has been proposed a method of inserting into the support recess of the support member by press fitting.
[0007]
[Patent Document 1]
Japanese Laid-Open Patent Publication No. 2001-243827 (page 6-8, FIG. 14, FIG. 15)
[0008]
[Patent Document 2]
Japanese Laid-Open Patent Publication No. 2002-158142 (page 9-13, FIG. 8, FIG. 9)
[0009]
[Patent Document 3]
Japanese Laid-Open Patent Publication No. 2001-229985 (page 2-3, FIG. 5)
[0010]
[Problems to be solved by the invention]
However, even in the methods of
[0011]
The present invention has been made in view of such a reason, and the object of the present invention is when the shape of the lead wire or the like significantly varies from the normal state in the joining method for joining the electronic component having the lead wire to the support member. In addition, even when using a material that has a large melting point difference between the lead wire and the support member and is difficult to be alloyed, a method for joining the lead wire and the support member of the electronic component that can stably secure the joint strength is provided. There is to do.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
The invention according to
[0013]
The invention according to
[0014]
The invention according to
[0015]
The invention according to
[0016]
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a method for joining a lead wire and a support member of an electronic component according to any one of the first to fourth aspects, wherein the support member and the lead wire are formed after the contact portion is formed. Both are fixed by resistance welding by passing a current between them.
[0017]
The invention according to
[0018]
The invention according to
[0019]
The invention according to an eighth aspect is the method for joining the lead wire of the electronic component and the support member according to the first to seventh aspects, wherein after forming the contact portion, a gas is applied to the facing piece plastically deformed. It is characterized by irradiating a laser in a state of spraying.
[0020]
The invention according to
[0021]
The invention according to
[0022]
According to an eleventh aspect of the present invention, there is provided a method for joining a lead wire of an electronic component according to any one of the first to tenth aspects and a support member, wherein the laser irradiation surface of the support member is more laser absorptive than the support member It is characterized by coating high material.
[0023]
According to a twelfth aspect of the present invention, there is provided a method for joining a lead wire of an electronic component and a support member according to any one of the first to eleventh aspects, wherein the laser has a spot diameter smaller than the inscribed circle of the laser irradiation surface of the support member It is characterized by irradiating.
[0024]
According to a thirteenth aspect of the present invention, there is provided an electronic apparatus having a joining portion obtained by a joining method between a lead wire of an electronic component and a support member. It is characterized by having a joint structure produced by the above.
[0025]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
(Embodiment 1)
A method for joining the lead wire and the support member of the electronic component according to the first embodiment will be described with reference to FIGS. 1 is a perspective view of a state in which an electronic component is supported by a supporting member, as described in the section of the prior art, FIG. 2 is a side view showing a joining procedure, and FIG. 3 is an overall view of a laser irradiation apparatus. .
[0026]
[0027]
Next, a joining method will be described. First, the
[0028]
Next, as shown in FIG. 2C, the
[0029]
Here, since the
[0030]
(Embodiment 2)
A method for joining the lead wire of the electronic component and the support member according to the second embodiment will be described with reference to a side view showing the joining procedure of FIG. In this joining method, the procedure from plastic deformation of the opposing
[0031]
In this embodiment, the melting point of the
[0032]
In addition, when the
[0033]
On the other hand, the present embodiment is effective even when the
[0034]
However, if the output of the
[0035]
As is clear from the above description, this embodiment is particularly effective when the support member has a lower melting point than the lead wire and the two are not alloyed.
[0036]
(Embodiment 3)
A method for joining the lead wire and the support member of the electronic component according to the third embodiment will be described based on a side view showing the joining procedure of FIG. In this joining method, the procedure from plastic deformation of the opposing
[0037]
(Embodiment 4)
A method for joining the lead wire and the support member of the electronic component according to the fourth embodiment will be described based on a side view showing the joining procedure of FIG. In this joining method, as shown in FIG. 6A, a copper wire with solder plating 23 is used as the
[0038]
(Embodiment 5)
A method for joining the lead wire of the electronic component and the support member according to the fifth embodiment will be described based on a side view showing the joining procedure of FIG. In this joining method, the procedure from plastic deformation of the tip of the
[0039]
Moreover, the
[0040]
(Embodiment 6)
A method for joining the lead wire and the support member of the electronic component according to the sixth embodiment will be described based on a side view showing the joining procedure of FIG. In this joining method, as shown in FIG. 8A, a
[0041]
In the present embodiment, the absorptance when laser irradiation is performed is increased, the variation in mechanical strength of the joint portion is reduced, and the quality is stabilized. Further, the reflected light of the
[0042]
(Embodiment 7)
A method for joining the lead wire and the support member of the electronic component according to the seventh embodiment will be described based on a side view showing the joining procedure of FIG. As shown in FIG. 9A, the opposing
[0043]
In the present embodiment, the opposing piece of the support member can be easily plastically deformed to form the close contact portion, so that productivity can be improved.
[0044]
(Embodiment 8)
A method for joining the lead wire and the support member of the electronic component according to the eighth embodiment will be described based on a side view showing the joining procedure of FIG. This joining method uses the
[0045]
In the present embodiment, the
[0046]
(Embodiment 9)
The joining method of the lead wire of the electronic component which concerns on
[0047]
In the present embodiment, the melted separate wire wraps around the lead wire and solidifies to form a joint. For this reason, the lead wire and the support member are joined with good mechanical strength after solidification.
[0048]
(Embodiment 10)
A method for joining the lead wire and the support member of the electronic component according to the tenth embodiment will be described based on a side view showing the joining procedure of FIG. This joining method is the joining method of the
[0049]
In this embodiment, since the lead wire does not melt, it is possible to prevent the welded portion from being deteriorated, to reduce the output of the laser, and to prevent the thermal influence on the peripheral portion.
[0050]
(Embodiment 11)
An electronic apparatus according to
[0051]
In this embodiment, since the quality of the junction part of an electronic component is stable, the reliability as an electronic device is also improved.
[0052]
Although the igniter has been described as an electronic device here, it is needless to say that the igniter may be composed of an electronic component such as an inverter or a converter.
[0053]
【The invention's effect】
The electronic component lead wire and support member joining method according to
[0054]
According to a second aspect of the present invention, there is provided a method for joining the lead wire of the electronic component and the support member according to the first aspect, wherein the both ends of the front end portion of the facing piece are in contact with each other in the step of forming the contact portion. Since it is made to deform | transform, in addition to the effect of
[0055]
According to a third aspect of the present invention, there is provided a method of joining the lead wire of the electronic component and the support member according to the first or second aspect, wherein the lead wire is inserted into the support recess from the opening, and then the lead wire is used. Further, since another wire is inserted into the opening, the mechanical strength of the joint is further improved and the quality is further stabilized in addition to the effect of the first or second aspect.
[0056]
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a method for joining a lead wire and a support member of an electronic component according to the third aspect, wherein the separate wire is a material having a lower melting point than the lead wire. In addition to the effect described in 3, the output of the
[0057]
A method for joining a lead wire of an electronic component and a support member according to
[0058]
The method for joining the lead wire and the support member of the electronic component according to
[0059]
According to a seventh aspect of the present invention, there is provided a method for joining a lead wire and a support member of an electronic component according to any one of the first to sixth aspects, wherein the support member and the lead wire having different melting points are joined together. Since only the melting point material is irradiated with the laser, in addition to the effects of
[0060]
The method for joining a lead wire of an electronic component and a support member according to
[0061]
The method for joining the lead wire of the electronic component and the support member according to
[0062]
The method for joining a lead wire of an electronic component and a support member according to
[0063]
The method for joining the lead wire of an electronic component and the support member according to
[0064]
A method for joining a lead wire of an electronic component and a support member according to a twelfth aspect is the method according to the first to eleventh aspects, wherein a laser having a spot diameter smaller than the inscribed circle of the laser irradiation surface of the support member is used. Since it is characterized by irradiating, in addition to the effects of
[0065]
The electronic device according to
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view of an electronic component supported by a support member.
FIG. 2 is a side view showing a procedure for joining the lead wire and the support member according to the first embodiment.
FIG. 3 is an overall view of a laser irradiation apparatus.
4 is a side view showing a procedure for joining a lead wire and a support member according to
5 is a side view showing a procedure for joining a lead wire and a support member according to
6 is a side view showing a procedure for joining a lead wire and a support member according to
7 is a side view showing a procedure for joining a lead wire and a support member according to
FIG. 8 is a side view showing a procedure for joining a lead wire and a support member according to a sixth embodiment.
FIG. 9 is a side view showing a procedure for joining a lead wire and a support member according to a seventh embodiment.
FIG. 10 is a side view showing a procedure for joining a lead wire and a support member according to an eighth embodiment.
FIG. 11 is a side view showing a procedure for joining a lead wire and a support member according to the ninth embodiment.
12 is a side view showing a procedure for joining a lead wire and a support member according to
13 is an assembly view of an igniter according to
FIG. 14 is an assembly drawing of the main electronic components.
FIG. 15 is a side view showing a procedure for joining a conventional lead wire and a support member.
[Explanation of symbols]
1 Electronic components
2 Lead wire
3 Support members
4 Support recess
5 Opposing pieces
6 adhesion part
7 Laser
8 joints
9 Contact area
10 Molded substrate
A, B Direction of external force
11 Laser power supply
12 Oscillator
13 Optical fiber
14 Laser irradiation part
15 Irradiation position adjuster
16 Position control device
21 electrodes
22 Power supply for energization
23 Solder plating
24 heater
25 gas
26 Laser absorber
27 Caulking jig
28 Separate wire
30 High-intensity discharge lamp
31 Socket for high-intensity discharge lamp
32 Top cover of electronic equipment
33 Lower lid of electronic equipment
Claims (13)
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Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006185694A (en) * | 2004-12-27 | 2006-07-13 | Yazaki Corp | Crimping terminal |
JP2008519692A (en) * | 2004-11-15 | 2008-06-12 | バレオ エレクトロニク エ システメ デ リアイソン | Method of laser welding without filler material and electrical device formed by the method |
JP2009248184A (en) * | 2008-04-11 | 2009-10-29 | Mitsubishi Electric Corp | Welded joint, and method for producing the same |
EP2683522A4 (en) * | 2011-03-11 | 2015-06-03 | Univ Columbia | Methods, devices, systems for joining materials and resulting articles |
CN109158722A (en) * | 2018-10-08 | 2019-01-08 | 上海力声特医学科技有限公司 | Welding method free of cleaning |
JP2021153038A (en) * | 2020-03-18 | 2021-09-30 | 矢崎総業株式会社 | Manufacturing method of wire with terminal, and wire with terminal |
DE102022209107A1 (en) | 2022-09-01 | 2024-03-07 | Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung | Filter arrangement |
-
2002
- 2002-11-26 JP JP2002341585A patent/JP2004178872A/en active Pending
Cited By (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008519692A (en) * | 2004-11-15 | 2008-06-12 | バレオ エレクトロニク エ システメ デ リアイソン | Method of laser welding without filler material and electrical device formed by the method |
JP2006185694A (en) * | 2004-12-27 | 2006-07-13 | Yazaki Corp | Crimping terminal |
JP4637567B2 (en) * | 2004-12-27 | 2011-02-23 | 矢崎総業株式会社 | Pressure contact terminal |
JP2009248184A (en) * | 2008-04-11 | 2009-10-29 | Mitsubishi Electric Corp | Welded joint, and method for producing the same |
EP2683522A4 (en) * | 2011-03-11 | 2015-06-03 | Univ Columbia | Methods, devices, systems for joining materials and resulting articles |
US9662745B2 (en) | 2011-03-11 | 2017-05-30 | The Trustees Of Columbia University In The City Of New York | Methods, devices, systems for joining materials and resulting articles |
CN109158722A (en) * | 2018-10-08 | 2019-01-08 | 上海力声特医学科技有限公司 | Welding method free of cleaning |
JP2021153038A (en) * | 2020-03-18 | 2021-09-30 | 矢崎総業株式会社 | Manufacturing method of wire with terminal, and wire with terminal |
JP7143369B2 (en) | 2020-03-18 | 2022-09-28 | 矢崎総業株式会社 | Method for manufacturing electric wire with terminal and electric wire with terminal |
DE102022209107A1 (en) | 2022-09-01 | 2024-03-07 | Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung | Filter arrangement |
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