JP2007067168A - レーザはんだ付け方法及びレーザはんだ付け装置 - Google Patents

Abstract

【課題】パターンへの熱損傷を回避可能なレーザはんだ付け方法及びレーザはんだ付け装置を提供する。
【解決手段】レーザ発振器４４ａからレーザ光４３を出力する。レーザ光４３は、ストロボ基板３４上のランド３８、金属端子３５ａを照射する。この照射によりランド３８の温度が上昇し過ぎる前に、はんだ送り部４６が、ランド３８、金属端子３５ａへはんだ４５を第１速度で供給する。ランド３８に照射されるレーザ光４３を遮るように、はんだ４５を送り出すため、ランド３８の過熱が抑えられる。続いて、第１速度より遅く、はんだの溶融速度に応じた速度である第２速度で、はんだ４５を送り出す。はんだ４５がランド３８、金属端子３５ａに接触すると、はんだ４５はランド３８、金属端子３５ａ上に溶解する。このようなレーザはんだ付け方法は、ランド３８の過熱に起因するパターンの熱損傷を容易に回避することができる。
【選択図】 図５

Description

レーザを使用したはんだ付け方法及びレーザはんだ付け装置に関する。

予め未露光の写真フイルムが装填され、購入したその場ですぐに写真撮影が可能な１回使用型のレンズ付きフイルムユニット（以下、フイルムユニットという）が広く普及している。フイルムユニットには、一般にストロボ装置が内蔵され、夜間や屋内でも撮影が行える。このストロボ装置は、ストロボ基板、このストロボ基板上に設けられる電子回路及び電子部品から構成される。これら電子部品は、レーザはんだ付けによってストロボ基板上の電子回路の端子と電気的に接合されている。

このストロボ基板に実装され、特殊な形状をしている電子部品や自動実装工程の温度に耐えられない耐熱温度の低い電子部品等は、自動実装工程では実装できないので、局部はんだ付け工法による後工程で実装される。局部はんだ付け工法の一つとして、レーザ光を用いるレーザ加熱工法があり、レーザ光の照射のみで加熱する場合と、ホットエア等を併用して加熱する場合とがある。使用されるレーザとしては大きなエネルギ密度が得られて制御しやすいＹＡＧレーザや半導体レーザが用いられる。また、はんだ付けの雰囲気を不活性ガス雰囲気や還元性ガスを含んだ不活性ガス雰囲気にすることによってフラックスを不要とするレーザ加熱工法があり、特許文献１及び２に詳しく開示されている。

このようなレーザ加熱工法を用いて加熱されたランドに、はんだを供給すると、はんだは溶融し、ランド上にぬれ広がる。このレーザ光の照射において、レーザ光の照射量が適正量を超えると、ランドが過熱し、ランド或いはランド周辺の配線パターンとプリント基板の接着部に熱損傷が発生する。このパターン剥がれを誘発する熱損傷を防ぐために、特許文献３では、ランドや配線パターンへ適正な加熱を行うために、レーザ光の出力エネルギ量を制御可能な制御手段を設ける、或いは、レーザ光を透光／遮光可能なシャッタを設けることにより、プリント基板の熱損傷の発生を回避が可能であると報じている。
特開昭６２−１４４８７１号公報 特開平６−７７６３８号公報 特開平８−３１８３６６号公報

しかしながら、レーザ光の出力エネルギ量を制御可能な制御手段を設ける場合では、レーザはんだ付けを行う装置が高価なものになってしまう。一方、レーザ光を透光／遮光可能なシャッタを設ける場合は、シャッタの遮光により無駄なエネルギが発生してしまう。更に、レーザ出力装置の電源のＯＮ／ＯＦＦでこの制御を行うと、レーザ出力装置がレーザを照射していない時間分だけ、はんだ付けのサイクルタイムが長くなる。

本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであり、安価で、パターンへの熱損傷を回避可能なレーザはんだ付け方法、及びそのレーザはんだ付け装置を提供することを目的とする。

本発明のレーザはんだ付け方法は、第１対象物と、この第１対象物よりも耐熱性の低い第２対象物とに向けてはんだを送り出し、前記はんだによって前記第２対象物の上方が部分的に覆われる第１工程と、前記第１及び第２対象物にレーザ光を照射し、前記はんだによって前記第２対象物に照射されるレーザ光の一部が遮られる第２工程と、前記はんだを送り出して前記第１または第２対象物に接触させ、溶融してぬれ広がった前記はんだにより前記第１及び第２対象物を電気的に接続する第３工程とを備えることを特徴とする。

また、本発明のレーザはんだ付け方法は、第１対象物と、この第１対象物よりも耐熱性の低い第２対象物とに向けてレーザ光を照射する第１工程と、前記第２対象物の上方を部分的に覆う遮光位置まで第１速度ではんだを送り出し、前記はんだによって前記第２対象物に照射されるレーザ光の一部を遮る第２工程と、前記第１速度よりも遅い第２速度で前記はんだを前記遮光位置から送り出し、前記第１または第２対象物に接触させ、溶融してぬれ広がった前記はんだにより前記第１対象物と前記第２対象物とを電気的に接続する第３工程とを備えることを特徴とする。

これらのレーザはんだ付け方法において、前記はんだを第１速度で送り出す前記第１工程と、前記第１速度より遅い第２速度で前記はんだを送り出す前記第３工程とを備えることが好ましく、前記第２速度が、前記はんだの溶融速度に応じた速度であることが好ましい。

前記第２工程と第３工程との間に、前記レーザ光によって前記はんだ、前記第１及び第２対象物が予熱されるのを待つ予熱時間を設けることが好ましい。

前記第２対象物が、プリント基板上に形成されるランドであることが好ましく、前記プリント基板は、レンズ付きフイルムユニットのストロボ基板であることが好ましい。

本発明のレーザはんだ付け装置は、第１対象物と、この第１対象物よりも耐熱性の低い第２対象物とに向けてレーザ光を照射するレーザ出力手段と、前記第１及び第２対象物にはんだを送り出すはんだ送り手段と、前記はんだ送り手段に設けられ、前記はんだの送り出し位置と送り出し速度とを制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、前記レーザ出力手段によるレーザ光の出力前、または出力後に第１の速度で前記はんだを送り出し、かつ、前記第２対象物の上方を部分的に覆う遮光位置で停止させ、前記第１及び第２対象物の予熱完了後に前記第１速度よりも遅い第２速度で前記はんだを送り出して前記第１及び第２対象物に接触させ、前記はんだを溶融させることを特徴とする。

前記第２速度が、前記はんだの溶融速度に応じた速度であることが好ましく、前記はんだの直径が、前記レーザ光の直径の３０〜７０％であることが好ましい。

本発明の第１のレーザはんだ付け方法によれば、第１対象物と、この第１対象物よりも耐熱性の低い第２対象物とに向けてはんだを送り出し、前記はんだによって前記第２対象物の上方が部分的に覆われる第１工程と、前記第１及び第２対象物にレーザ光を照射し、前記はんだによって前記第２対象物に照射されるレーザ光の一部が遮られる第２工程と、前記はんだを送り出して前記第１または第２対象物に接触させ、溶融してぬれ広がった前記はんだにより前記第１及び第２対象物を電気的に接続する第３工程とを備えるため、レーザ光照射の過熱に起因する第２対象物の熱損傷を防ぐと同時に、レーザ光の熱エネルギを有効に利用することが可能になる。

前記はんだを第１速度で送り出す前記第１工程と、前記第１速度より遅い第２速度で前記はんだを送り出す前記第３工程とを備えることが好ましい。

また、本発明の第２のレーザはんだ付け方法によれば、第１対象物と、この第１対象物よりも耐熱性の低い第２対象物とに向けてレーザ光を照射する第１工程と、前記第２対象物の上方を部分的に覆う遮光位置まで第１速度ではんだを送り出し、前記はんだによって前記第２対象物に照射されるレーザ光の一部を遮る第２工程と、前記第１速度よりも遅い第２速度で前記はんだを前記遮光位置から送り出し、前記第１または第２対象物に接触させ、溶融してぬれ広がった前記はんだにより前記第１対象物と前記第２対象物とを電気的に接続する第３工程とを備えるため、レーザ光照射の過熱に起因する第２対象物の熱損傷を防ぐと同時に、レーザ光の熱エネルギを有効に利用することが可能になる。

前記第２速度が、前記はんだの溶融速度に応じた速度であるため、効率的にはんだ付けを行うことができる。

前記第２工程と第３工程との間に、前記レーザ光によって前記はんだ、前記第１及び第２対象物が予熱されるのを待つ予熱時間を設けるため、前記第１及び第２対象物のはんだのぬれを良好にすることができる

前記第２対象物が、プリント基板上に形成されるランドであり、また、前記プリント基板は、レンズ付きフイルムユニットのストロボ基板であるため、このランドが設けられるレンズ付きフイルムユニットのストロボ基板のレーザはんだ付けを、ランドの熱損傷を防ぎながら、レーザ光の熱エネルギを有効に利用することが可能になる。

前記はんだの直径が、前記レーザ光の直径の３０〜７０％であるため、第２対象物の過熱を回避しつつ、前記はんだの予熱を行うことができるので時間効率のよいレーザはんだ付けを行うことができる。

次に、本発明のレーザはんだ付け装置について説明する。図１において、レンズ付きフイルムユニット２は、プラスチック製のカメラボディ３の上面に、レリーズボタン４や撮影枚数を表示するカウンタ窓５が設けられている。カメラボディ３には、外装ラベル６が巻き付けられ、その前面には撮影レンズ７が露呈されている。ストロボ測光窓８の背面にはストロボ反射光を検出する測光素子が設けられている。撮影レンズ７の上方にはファインダ窓９が形成され、ファインダレンズが露呈されている。また、滑り止め用の突起が形成されたグリップ部１０、ストロボ光を発するストロボ発光部１１が設けられている。

ストロボ充電ツマミ１２は、上下にスライド移動が可能で、これを上方にスライド操作したときにストロボ充電が開始される。ストロボ充電が完了すると、内部で発光ダイオードが点灯し、これを充電完了表示窓１３から確認することができる。ストロボ充電が完了していれば、レリーズボタン４を押してシャッタを作動させると、これと同時にストロボ発光部１１が発光してストロボ撮影が行われる。

図２に示すように、レンズ付きフイルムユニット２は、前カバー１４と後カバー１５により、撮影機構が設けられた本体基部２０を前後から覆った形態となっている。本体基部２０には、その中央に撮影レンズ７が保持されている。また、本体基部２０には、詳しく図示しないが、撮影レンズ７の背面に設けられたシャッタ羽根を蹴飛ばして露光をおこなうシャッタ装置と、巻上げノブ２２の回動操作に伴ってシャッタ羽根を蹴飛ばすための蹴飛ばし力を発生させるシャッタチャージ機構、シャッタ作動後にフイルム１コマ分の巻上げがなされると同時に、巻上げノブ２２をロックするフイルム巻止め機構が設けられている。

本体基部２０は、プラスチックの成形品で構成され、フイルムカートリッジ２３が収められるカートリッジ室２４と、フイルムカートリッジ２３から予め引き出された写真フイルムをロール状にしたフイルムロール２５が収められるフイルム室２６が一体に成形されている。巻上げノブ２２は、その軸上で、フイルムカートリッジ２３に設けられた巻上げスプール２７に係合する。

巻上げノブ２２は、後カバー１５よりその一部が露呈され、撮影を行うたびに回動操作されると、露光されたフイルムコマをフイルムカートリッジ２３に向かって移動させる。また、この回動操作に伴ってシャッタチャージがなされ、次の撮影準備が行われる。

本体基部２０の上部には、天板ユニット２８が取り付けられる。天板ユニット２８は、レリーズボタン４が形成された不透明な樹脂製の天板と、カウンタ窓５が形成された無色透明な樹脂製の天板が組み合わされて構成されている。

ストロボ装置３０は、各種のストロボ用回路部品が基板上に実装されてユニット化されており、本体基部２０に設けられた取り付け突起を介して、前カバー１４と本体基部２０の間に組み込まれる。

図３に示すように、ストロボ装置３０には、ストロボ発光部１１や電池３２を保持する一対の電池接片３３ａ，３３ｂを固着させたストロボ基板３４上に、シャッタ羽根の開放に伴ってオンするシンクロ接片３５や、ストロボ充電ツマミ１２の操作によってオンするストロボ充電接片３６、高圧充電されるメインコンデンサ３７など、各種のストロボ用回路部品が実装される。特殊な形状をしている電池接片３３ａ、３３ｂ、シンクロ接片３５及びストロボ充電接片３６や、組み立ての順番の制約から自動実装工程では実装できないメインコンデンサ３７などは、自動実装工程の後工程にて実装される。

また、図９に示すようにストロボ基板３４は、基板３４ａ上に、パターン３４ｂ、及びレジスト層３４ｃが順に積層されるように形成される。また、ストロボ充電接片３６及びパターン３４ｂを接続するためのランド３８は、ストロボ充電接片３６の金属端子３６ａの近傍の基板表面３４ｄに露出するように形成される。後述するレーザはんだ付け装置がこれら金属端子３６ａとランド３８にはんだ付け処理を行うことにより、ストロボ充電接片３６とストロボ基板３４のパターン３４ｂが電気的に接合される。同様にして、シンクロ接片３５やメインコンデンサ３７とストロボ基板３４上の各ランドにはんだ付け処理を行うことにより、これらは電気的に接合される。

図４に示すレーザはんだ付け装置４０は、ストロボ基板３４を搬送方向へ搬送する搬送部４１、ストロボ装置３０の照射領域４２にレーザ光４３を照射するレーザ照射部４４、及びはんだ４５を照射領域４２に送り出すはんだ送り部４６から構成される。照射領域４２は、レーザ光４３がはんだ付け対象物４７に照射されるように設定される。はんだ付け対象物４７は、ストロボ充電接片３６の金属端子３６ａ及び、ストロボ充電接片３６の近傍に設けられるランド３８（図９）から構成される。このはんだ送り部４６によって照射領域４２に送り出されたはんだ４５は、レーザ光４３に照射されること及び、レーザ照射部４４によって加熱されたはんだ付け対象物４７と接触することによって、溶融する。溶融した溶融はんだ４９（図９）は、はんだ付け対象物４７上をぬれ広がる。レーザ照射部４４の照射停止後、この溶融はんだ４９は冷却され、はんだ付け対象物４７上で凝固する。この凝固はんだが、金属端子３６ａとランド３８を電気的に接続する。

図４に示す搬送部４１は、搬送ベルト４１ａ、レール４１ｂ、４１ｃ、桟４１ｄ及びベース板４１ｅから構成される。ストロボ基板３４は、搬送方向の位置決め用のベース板４１ｅ上に設置され、これらストロボ基板３４及びベース板４１ｅは搬送ベルト４１ａ上に設置される。搬送部４１により、搬送ベルト４１ａ上に設置されたストロボ基板３４は、一定の位置を保ちながら搬送方向へ搬送される。この桟４１ｄは、搬送ベルト４１ａ上に無数に設けられるため、搬送ベルト４１ａは、複数のストロボ主基板を搬送ベルト４１ａ上で固定しながら搬送することができる。

また、はんだ送り部とレーザ照射部が対になって構成されるはんだ付けユニットがこの搬送部４１に沿って設置される。この１対のはんだ付けユニットがストロボ主基板上の１つのはんだ付け対象物に対してはんだ付けを行う。ストロボ主基板上の各はんだ付け対象物へはんだの供給及びレーザ照射が可能になるよう、各はんだ付けユニットの設置位置の調整が施されている。

レーザ照射部４４は、レーザ発振器４４ａ、光ファイバ４４ｂ及びレンズユニット４４ｃから構成される。レーザ発振器４４ａは、出力０〜３０Ｗで近赤外線のレーザビームを出力可能である。レーザ発振器４４ａから出力されたレーザビームは、光ファイバ４４ｂを経由して、レンズユニット４４ｃにより集束され、レーザ光４３となって照射領域４２に向けて照射される。

はんだ送り部４６は、はんだ４５が巻きつけられたはんだロール５５と、はんだ４５を送る駆動部５６から構成される。駆動部５６には、表面に送り歯を有するローラ５８ａ、５８ｂが接続する。駆動部５６に内蔵されるモータ（不図示）からの駆動力により、はんだロール５５から送り出されたはんだ４５をはさむローラ５８ａ、５８ｂは所定の方向へ回動する。このローラ５８ａ、ｂの回動により、はんだ４５は、ガイド筒５７を経由して、所定の進行方向に送り出される。

システムコントローラ６０は、搬送ベルト４１ａ、レーザ発振器４４ａ及び駆動部５６に接続される。システムコントローラ６０の制御の下、レーザ発振器４４ａは、レーザ光４３の出力開始或いは出力停止を行ない、搬送ベルト４１ａは、搬送方向へ所定の距離だけスライド移動し、駆動部５６は、所定の速度ではんだ４５の送り出し及び巻き戻しを行う。

はんだ４５の進行方向には、送り方向及び戻り方向の２つの方向がある。システムコントローラ６０に従い、駆動部５６が送り方向に回動すると、はんだ４５は、ローラ５８ａ、５８ｂにより、所定の速度で、ガイド筒５７を経由して照射領域４２へ送り出される。一方、駆動部５６が戻り方向に回動すると、はんだ４５は、所定の速度ではんだロール５５側へ巻き戻される。

また、はんだ４５の送り速度には、第１速度と第１速度より遅い第２速度の２種類の速度がある。システムコントローラ６０が第１或いは第２速度を選択すると、これらの速度に応じて、はんだ４５がはんだロール５５から照射領域４２に向かって送り出される。

システムコントローラ６０は、所定の経過時間が経過すると、レーザ照射部４４のレーザ光４３の出力の開始並びに停止、及び、駆動部５６の回動速度及び回動方向を変更する。この経過時間の設定によって、はんだ４５の先端４５ａを所定の送り出し位置に送り出すことができる。この送り出し位置は、経過時間及びはんだ４５の送り速度ｖから調節可能であり、所定の送り出し位置に応じた経過時間及び送り速度ｖが設定されている。

次に、本発明であるレーザはんだ付け方法の第１の実施形態について説明する。図４のように、はんだ付け対象物４７を有するストロボ基板３４を、搬送ベルト４１ａ上の桟４１ｄの間に設置する。次に、システムコントローラ６０の制御の下、搬送ベルト４１ａが搬送方向に所定の距離だけスライド移動する。第３に、搬送ベルト４１ａの搬送完了後、位置決め装置（不図示）及び、ストロボ基板３４及び搬送ベルト４１ａの間に設置されるベース板４１ｅを用いて、ストロボ基板３４の位置決めを行うレーザ光４３を照射するレンズユニット４４ｃは、所定の位置に配置されるストロボ基板３４上の照射領域４２に照射可能となるように調整されている。同様に、はんだ送り部４６及びガイド筒５７の設置位置も、はんだ４５を照射領域４２への送り出しを可能となるように調整されている。

システムコントローラ６０が、はんだ送り部４６の回動方向を送り方向に、並びに、送り速度を第１速度ｖ１に設定することにより、はんだ４５は、はんだロール５５から第１速度ｖ１で送り出される（図５ステップＳ１１０）。この第１速度ｖ１は、所定の照射開始時間ｔ１から算出される。照射開始時間ｔ１は、第１速度ｖ１で送り出されるはんだ４５の先端４５ａが、金属端子３６ａ或いはランド３８に接触する（図６）のに要する時間である。

システムコントローラ６０が、この照射開始時間ｔ１の経過を検出すると、はんだ送り部４６のはんだ４５の送り出しを停止させ、レーザ照射部４４からレーザビームを出力させる。このレーザビームは、レンズユニット４４ｃからレーザ光４３となって照射領域４２を照射する。予熱時間ｔ２の間、はんだ４５及び金属端子３６ａ或いはランド３８は、このレーザ光４３の照射によりはんだ付け処理に適した温度に加熱される（図７及び図５ステップＳ１２０〜Ｓ１４０）。この予熱時間ｔ２は、レーザ光４３の照射が開始してからはんだ４５の溶融が開始するまで時間である。

はんだ送り部４６のはんだ４５の送り出しの停止から所定の経過時間（ｔ１＋ｔ２）が経過すると、はんだ４５は、溶融はんだ４９となって金属端子３６ａ及びランド３８上にぬれ広がり始める。また、システムコントローラ６０が、はんだ送り部４６の送り速度を第２速度に設定する。こうして、はんだ４５は、はんだ供給時間の間、はんだ４５の溶融速度に応じる第２速度ｖ２で送り出される（図８及び図５ステップＳ１５０、Ｓ１６０）。このはんだ供給時間は、金属端子３６ａ或いはランド３８に適量の溶融はんだ４９を供給するのに要する時間である。

システムコントローラ６０が、所定のはんだ供給時間の経過を検出すると、はんだ送り部４６は、はんだ４５の送り出しを停止し、戻り方向に一定の速度で巻き戻す（図９及び図５ステップＳ１７０）。そして、適量の溶融はんだ４９が、金属端子３６ａ及びランド３８上に十分にぬれ広がったら、システムコントローラ６０の制御の下、レーザ照射部４４はレーザビーム出力を停止する（図５ステップＳ１８０）。

レーザ照射部４４のレーザビームの出力が停止してから所定の冷却時間の経過後、溶融はんだ４９は、金属端子３６ａ或いはランド３８上で凝固はんだ６１となって、金属端子３６ａ及びランド３８を電気的に接合する（図１０及び図５ステップＳ１９０）。

図１１は、図５のフローチャート及び図６から図８までの各工程間におけるレーザ光照射によるランドへの単位時間当たりの加熱量Ｑ（以下、仕事率Ｐという）及びはんだ４５の送り速度ｖの推移を示す図である。仕事率Ｐは、従来のレーザはんだ付け方法、及び本発明であるレーザはんだ付け方法の第１の実施形態についてそれぞれ点線及び実線で示す。はんだ４５の送り速度ｖについては、本発明の第１の実施形態についてのみ実線で図示する。

従来のレーザはんだ付け方法では、ベース板４１ｅの位置決め完了後、はんだが一定の第２速度ｖ２でランド３８に向かって送り出され、レーザ光４３の照射によりランド３８が加熱される。経過時間Ｔ２を過ぎると、はんだ４５の先端４５ａがランド３８に照射するレーザ光４３を遮り始め、経過時間Ｔ３では、はんだ４５の先端４５ａが金属端子３６ａ或いはランド３８に到達し、ランド３８に照射するレーザ光４３を遮る面積が最大になる。ランド３８に照射するレーザ光４３を遮るはんだ４５は、加熱され、一定の加熱時間後に金属端子３６ａ及びランド３８上にぬれ広がる。

従来のレーザはんだ付け方法において、はんだ付け処理を開始してから経過時間Ｔ２〜Ｔ３の範囲では、仕事率Ｐが減少する。これは、はんだが、ランドに照射されるレーザ光を遮ると同時に加熱されること、また、ランドに供給される溶融はんだにより熱量が奪われることに起因する。

従来及び第１の実施形態の仕事率Ｐについて着目すると、第１の実施形態では、従来の方法に比べ、経過時間ｔ１〜Ｔ３の間での仕事率Ｐが低下していることがわかる（図中のハッチング部）。これは、第１の実施形態では、予め金属端子３６ａ及びランド３８上に配置されるはんだ４５が、ランド３８に照射するレーザ光４３を遮るためである。この方法によりランド３８に余分な熱量を与えることを回避することができる。また、予め金属端子３６ａ及びランド３８に配置することで、はんだ付け処理の初期段階からはんだ４５の予熱を行うことが可能となる。

次に、本発明であるレーザはんだ付け方法の第２の実施形態について説明する。第１の実施形態と同様にして、ストロボ基板３４上のはんだ付け対象物４７に照射領域４２を設定する（図４）。

次に、システムコントローラ６０が、この照射開始時間ｔ１の経過を検出すると、レーザ照射部４４からレーザビームを出力させる。このレーザビームは、レンズユニット４４ｃからレーザ光４３となって照射領域４２を照射する（図１３及び図１２ステップＳ３１０）。

システムコントローラ６０が、このはんだ送り開始時間ｔ１２の経過を検出すると、システムコントローラ６０は、はんだ送り部４６からはんだ付け対象物４７である金属端子３６ａ或いはランド３８に向かってはんだ４５を第１速度ｖ１で送り出す（図１４及び図１２ステップＳ３２０）。この第１速度ｖ１は、はんだ送り開始時間ｔ１２及び到達時間ｔ１３から算出される。到達時間ｔ１３は、第１速度ｖ１で送り出されるはんだ４５の先端４５ａが、金属端子３６ａ或いはランド３８に接触するのに要する時間である。

システムコントローラ６０が、この到達時間ｔ１３の経過を検出すると、予熱時間ｔ２の間、はんだ送り部４６のはんだ４５の送り出しを停止させる。予熱時間ｔ２の間、はんだ４５及びはんだ付け対象物４７は、このレーザ光４３の照射によりはんだ付け処理に適した温度に加熱される（図１５及び図１２ステップＳ３３０、Ｓ３４０）。この予熱時間ｔ２は、はんだ４５が送り出しを停止してからはんだ４５の溶融が開始するまで時間である。

はんだ送り部４６のはんだ４５の送り出しの停止から所定の経過時間（ｔ１３＋ｔ２）が経過すると、はんだ４５は溶融し、溶融はんだ４９となって金属端子３６ａ及びランド３８上にぬれ広がり始める。また、システムコントローラ６０が、はんだ送り部４６の送り速度を第２速度ｖ２に設定する。こうして、はんだ４５は、はんだ供給時間の間、はんだ４５の溶融速度に応じる第２速度ｖ２で送り出される（図１６及び図１２ステップＳ３５０、Ｓ３６０）。このはんだ供給時間は、金属端子３６ａ或いはランド３８に適量の溶融はんだ４９を供給するのに要する時間である。

システムコントローラ６０が、所定のはんだ供給時間の経過を検出すると、はんだ送り部４６は、はんだ４５の送り出しを停止し、戻り方向に一定の速度で巻き戻す（図１７及び図１２ステップＳ３７０）。そして、適量の溶融はんだ４９が、金属端子３６ａ及びランド３８上に十分にぬれ広がったら、システムコントローラ６０の制御の下、レーザ照射部４４はレーザビーム出力を停止する（図１２ステップＳ３８０）。

レーザ照射部４４のレーザビームの出力が停止してから所定の冷却時間の経過後、溶融はんだ４９は、金属端子３６ａ或いはランド３８上で凝固はんだ６１となって、金属端子３６ａ及びランド３８を電気的に接合する（図１８及び図１２ステップＳ３９０）。

図１９は、図１２のフローチャート及び図１３から図１６までの各工程間における仕事率Ｐ及びはんだ４５の送り速度ｖの推移を示す図であり、図中の点線は、従来のレーザはんだ付け方法、実線は本発明であるレーザはんだ付け方法の第２の実施形態についてのものである。はんだ４５の送り速度ｖについては、本発明の第２の実施形態についてのみ図示する。また、従来のレーザはんだ付け方法は、第１の実施形態で説明した方法と同一のものである。

従来及び第２の実施形態のレーザはんだ付け方法における仕事率Ｐについて着目すると、第２の実施形態では、従来の方法に比べ、経過時間ｔ１２〜Ｔ３の間での仕事率Ｐが低下していることがわかる（図中のハッチング部）。これは、第２の実施形態では、はんだ４５が高速の第１速度ｖ１で送り出されるため、はんだ４５が、従来の方法よりも早い段階で、ランド３８に照射するレーザ光４３を遮るためである。この方法によりランド３８に余分な熱量を与えることを回避することができる。

上記実施形態では、レンズ付きフイルムユニット２のストロボ基板３４のストロボ充電接片３６のはんだ付けについて記載したが、これに限らず、電池接片３３ａ、シンクロ接片３５、メインコンデンサ３７などにも適用できる。

また、レンズ付きフイルムユニット２の再利用時において、これらの各接片３３、３５、３６は弾性を有するものではあるが、大きな力が加えられた場合には、その力を取り去っても元の形状に戻らなくなることがある。そのため、レンズ付きフイルムユニット２の再利用時において、各接片３３、３５、３６は交換され、新しい接片３３、３５、３６がストロボ基板３４に実装される。すなわち、レンズ付きフイルムユニット２の再利用の度にストロボ基板３４上の各ランドはレーザはんだ付け処理が行われる。本発明のレーザはんだ付けを用いることにより、ストロボ基板３４の品質を維持しつつ、新しい接片３３、３５、３６の交換を行うことができる。

はんだコートが施され、一辺が２．５ｍｍ、他辺が１．５ｍｍの長方形に形成されるランド３８を有するストロボ基板３４に、ストロボ充電接片３６を仮止めした。このストロボ充電接片３６は、板厚０．１５ｍｍのりん青銅から形成され、幅２．５ｍｍ高さ１．５ｍｍのはんだ付け面を有する金属端子３６ａを有する。最高出力３０Ｗ、ビーム波長８０８ｎｍ、最小ビーム径１．６ｍｍの半導体レーザを有するレーザ照射部４４、搬送部４１、外径０．８ｍｍの線条体に形成された融点２２７℃のＳｎ−Ｃｕ系のはんだ４５がセットされたはんだ送り部４６からなるレーザはんだ付け装置４０の照射領域４２は、ストロボ基板３４上の金属端子３６ａ及びランド３８を包含するように調整されている。はんだ送り部４６が、金属端子３６ａ及びランド３８に向かって第１速度ではんだ４５を送り出してから時間ｔ１が経過すると、はんだ４５がランド３８上に配置され、はんだ送り部４６がはんだ４５の送り出しを停止し、レーザ照射部４４がレーザ光４３を照射領域４２に照射する。時間ｔ１から予熱時間ｔ２だけ経過すると、レーザ光４３によって加熱されるはんだ４５は金属端子３６ａ及びランド３８上で溶融し、はんだ送り部４６は、はんだ４５を第２速度ｖ２で送り出す。はんだ供給時間経過後、レーザ照射部４４はレーザ光４３の出力を停止する。所定の冷却時間の経過後、溶融したはんだ４５は金属端子３６ａ及びランド３８上で凝固した。導通試験により、金属端子３６ａ及びランド３８が導通していることを確認した。また、はんだ送り開始からレーザ停止までに要した時間は１．８秒以内であった。

レンズ付きフイルムユニットを示す斜視図である。 レンズ付きフイルムユニットの分解斜視図である。 ストロボ装置の前面側斜視図である。 本発明のレーザはんだ付け装置を示す斜視図である。 本発明のレーザはんだ付け方法の第１の実施形態のフローチャートである。 はんだがランド上に配置された様子を示す図４のVI−VI線の断面図である。 レーザはんだ付け装置により、はんだ、金属端子及びランドが加熱される様子を示す図４のVI−VI線の断面図である。 レーザはんだ付け装置の加熱により、はんだがはんだ付け対象物上で溶融する様子を示す図４のVI−VI線の断面図である。 レーザはんだ付け装置により、適量のはんだが金属端子及びランド上に供給され、はんだが巻き戻される様子を示す図４のVI−VI線の断面図である。 レーザ光照射が停止し、金属端子及びランド上にぬれ広がった溶融はんだが凝固した様子を示す図４のVI−VI線の断面図である。 本発明のレーザはんだ付け方法の第１の実施形態において、レーザ光によるランドへの単位時間当たりの加熱量Ｑ及びはんだの送り速度ｖの推移を示すグラフである。 本発明のレーザはんだ付け方法の第２の実施形態のフローチャートである。 レーザはんだ付け装置により、金属端子及びランドが加熱される様子を示す図４のVI−VI線の断面図である。 レーザはんだ付け装置により、はんだが金属端子及びランドに向けて送り出される様子を示す図４のVI−VI線の断面図である。 レーザはんだ付け装置により、はんだ、金属端子及びランドが加熱される様子を示す図４のVI−VI線の断面図である。 レーザはんだ付け装置の加熱により、はんだがはんだ付け対象物上で溶融する様子を示す図４のVI−VI線の断面図である。 レーザはんだ付け装置により、適量のはんだが金属端子及びランド上に供給され、はんだが巻き戻される様子を示す図４のVI−VI線の断面図である。 レーザ光照射が停止し、金属端子及びランド上にぬれ広がった溶融はんだが凝固した様子を示す図４のVI−VI線の断面図である。 本発明のレーザはんだ付け方法の第２の実施形態において、レーザ光によるランドへの単位時間当たりの加熱量Ｑ及びはんだの送り速度ｖの推移を示すグラフである。

符号の説明

２ レンズ付きフイルムユニット
４ カメラボディ
３０ ストロボ装置
３４ ストロボ基板
３４ａ プリント基板
３６ ストロボ充電接片
３６ａ 金属端子
３８ ランド
４０ レーザはんだ付け装置
４２ 照射領域
４３ レーザ光
４４ レーザ照射部
４５ はんだ
４６ はんだ送り部
４７ はんだ付け対象物
４９ 溶融はんだ
６０ システムコントローラ
６１ 凝固はんだ

Claims (14)

1. 第１対象物と、この第１対象物よりも耐熱性の低い第２対象物とに向けてはんだを送り出し、前記はんだによって前記第２対象物の上方が部分的に覆われる第１工程と、
   前記第１及び第２対象物にレーザ光を照射し、前記はんだによって前記第２対象物に照射されるレーザ光の一部が遮られる第２工程と、
   前記はんだを送り出して前記第１または第２対象物に接触させ、溶融してぬれ広がった前記はんだにより前記第１及び第２対象物を電気的に接続する第３工程とを備えることを特徴とするレーザはんだ付け方法。
2. 前記はんだを第１速度で送り出す前記第１工程と、
   前記第１速度より遅い第２速度で前記はんだを送り出す前記第３工程とを備えることを特徴とする請求項１記載のレーザはんだ付け方法。
3. 前記第２速度が、前記はんだの溶融速度に応じた速度であることを特徴とする請求項２記載のレーザはんだ付け方法。
4. 前記第２工程と第３工程との間に、前記レーザ光によって前記はんだ、前記第１及び第２対象物が予熱されるのを待つ予熱時間を設けることを特徴とする請求項１ないし３いずれか１項記載のレーザはんだ付け方法。
5. 前記第２対象物が、プリント基板上に形成されるランドであることを特徴とする請求項１ないし４いずれか１項記載のレーザはんだ付け方法。
6. 前記プリント基板は、レンズ付きフイルムユニットのストロボ基板であることを特徴とする請求項１ないし５いずれか１項記載のレーザはんだ付け方法。
7. 第１対象物と、この第１対象物よりも耐熱性の低い第２対象物とに向けてレーザ光を照射する第１工程と、
   前記第２対象物の上方を部分的に覆う遮光位置まで第１速度ではんだを送り出し、前記はんだによって前記第２対象物に照射されるレーザ光の一部を遮る第２工程と、
   前記第１速度よりも遅い第２速度で前記はんだを前記遮光位置から送り出し、前記第１または第２対象物に接触させ、溶融してぬれ広がった前記はんだにより前記第１対象物と前記第２対象物とを電気的に接続する第３工程とを備えることを特徴とするレーザはんだ付け方法。
8. 前記第２速度が、前記はんだの溶融速度に応じた速度であることを特徴とする請求項７記載のレーザはんだ付け方法。
9. 前記第２工程と第３工程との間に、前記レーザ光によって前記はんだ、前記第１及び第２対象物が予熱されるのを待つ予熱時間を設けることを特徴とする請求項７または８記載のレーザはんだ付け方法。
10. 前記第２対象物が、プリント基板上に形成されるランドであることを特徴とする請求項７ないし９いずれか１項記載のレーザはんだ付け方法。
11. 前記プリント基板は、レンズ付きフイルムユニットのストロボ基板であることを特徴とする請求項７ないし１０いずれか１項記載のレーザはんだ付け方法。
12. 第１対象物と、この第１対象物よりも耐熱性の低い第２対象物とに向けてレーザ光を照射するレーザ出力手段と、
    前記第１及び第２対象物にはんだを送り出すはんだ送り手段と、
    前記はんだ送り手段に設けられ、前記はんだの送り出し位置と送り出し速度とを制御する制御手段とを備え、
    前記制御手段は、前記レーザ出力手段によるレーザ光の出力前、または出力後に第１の速度で前記はんだを送り出し、かつ、前記第２対象物の上方を部分的に覆う遮光位置で停止させ、前記第１及び第２対象物の予熱完了後に前記第１速度よりも遅い第２速度で前記はんだを送り出して前記第１及び第２対象物に接触させ、前記はんだを溶融させることを特徴とするレーザはんだ付け装置。
13. 前記第２速度が、前記はんだの溶融速度に応じた速度であることを特徴とする請求項１２記載のレーザはんだ付け装置。
14. 前記はんだの直径が、前記レーザ光の直径の３０〜７０％であることを特徴とする請求項１２または１３記載のレーザはんだ付け装置。
    

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