JP2018098326A - Method of soldering by absorption of reflected wave - Google Patents

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学 五閑
Manabu Gokan
学 五閑
伸治 石谷
Shinji Ishitani
伸治 石谷
笹岡　達雄
Tatsuo Sasaoka
達雄 笹岡
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method of soldering by absorption of reflected wave capable of preventing generation reflection wave due to a metal substrate when soldering an electronic component and a metal substrate using a solder material by irradiating a coiled carbon mixed solder material with an electromagnetic wave.SOLUTION: The soldering method includes the steps of: applying a coiled carbon mixed solder material 10 to a metal substrate 151, which includes a reflection wave absorption part 60 of a reflection wave absorber 61 and an insulation resin 62 on a metal conductor 63, at a position the periphery of which is enclosed by a reflection wave absorption part; and irradiating the metal substrate with electromagnetic wave 21 to heat the coiled carbon mixed solder material while absorbing the reflection wave with the reflection wave absorber to thereby solder.SELECTED DRAWING: Figure 6

Description

本発明は、電子部品と半導体装置などの金属基板とをはんだ材料ではんだ付けする場合の、反射波吸収によるはんだ付け方法に関するものである。   The present invention relates to a soldering method by absorbing reflected waves when an electronic component and a metal substrate such as a semiconductor device are soldered with a solder material.

近年、パワーデバイスの進化に伴い、大電流又は高温動作に対応したパワーモジュールが必要とされている。大電流に対応した厚銅基板又は、高放熱を目的とした高熱容量基板には、金属板を主材としたメタルベース基板又はバスバー基板が用いられる。   In recent years, with the advancement of power devices, a power module that supports high current or high temperature operation is required. For a thick copper substrate corresponding to a large current or a high heat capacity substrate for high heat dissipation, a metal base substrate or a bus bar substrate mainly made of a metal plate is used.

従来、前記メタルベース基板又はバスバー基板と、電子部品のリードとのはんだ付けには、はんだゴテ又はディップ槽によるフローはんだ付けが用いられているが、メタルベース基板又はバスバー基板は、熱容量が大きく、はんだ付けのために与えた熱が、直ちに基板に拡散してしまうため、熱の拡散を考慮したはんだ付け方法が必要となる。   Conventionally, flow soldering using a soldering iron or a dipping bath is used for soldering the metal base substrate or bus bar substrate and the lead of the electronic component, but the metal base substrate or bus bar substrate has a large heat capacity, Since the heat applied for soldering is immediately diffused to the substrate, a soldering method that takes heat diffusion into account is required.

はんだゴテによるはんだ付けの場合には、はんだ融点以上に十分に加熱したはんだゴテをメタルベース基板又はバスバー基板と電子部品のリードとに接触させて加熱し、糸はんだを溶融させて、はんだ付けを行う。しかし、はんだゴテによるはんだ付けの場合には、はんだゴテをはんだ溶融温度よりも十分に加熱する必要があり、加熱されたはんだゴテが、メタルベース基板又はバスバー基板のレジストなど基板部分に接触すると、基板が焼けて外観不良となってしまう。   In the case of soldering with a soldering iron, heat the soldering iron sufficiently heated above the solder melting point to contact the metal base board or bus bar board and the lead of the electronic component, melt the thread solder, and solder Do. However, in the case of soldering with a soldering iron, it is necessary to heat the soldering iron sufficiently than the solder melting temperature, and when the heated soldering iron comes into contact with a substrate portion such as a resist of a metal base substrate or a bus bar substrate, The substrate will burn and the appearance will be poor.

また、フローはんだ付けの場合には、ディップ槽の溶融はんだがバスバーと電子部品のリードとの接続部分に行き渡るにように基板に丸穴を設け、フローはんだ付けを行っている。しかしながら、例えば電解コンデンサのような弱耐熱部品を実装する場合において、バスバーに熱が伝わる際に弱耐熱部品にも熱が伝わることで、弱耐熱部品の破壊又は短寿命化につながる場合がある。さらに、３次元に配線形成された立体構造のバスバー基板に対しては、同一基板内ではんだ付け高さが異なるため、ディップ槽によるフローはんだ付けができない。   In the case of flow soldering, a round hole is provided in the substrate so that the molten solder in the dip tank reaches the connection portion between the bus bar and the lead of the electronic component, and the flow soldering is performed. However, when a weak heat-resistant component such as an electrolytic capacitor is mounted, for example, when heat is transmitted to the bus bar, the heat is also transmitted to the weak heat-resistant component, which may lead to destruction or shortening of the life of the weak heat-resistant component. Furthermore, for a three-dimensionally structured bus bar board formed in three dimensions, the soldering height is different in the same board, so that flow soldering in a dip tank cannot be performed.

図１４に特許文献１による金属接合材料の模式図を示す。特許文献１においては、金属部品とセラミック部材とを接合する場合、又は、基板と電子部品とを接合する場合に、高周波誘導加熱による接合が提案されている。図１４の金属接合材料１４１は、接合金属部１４３と位置決め金属部１４２とで構成されており、位置決め金属部１４２は、はんだ付け温度で溶融不能かつ誘導加熱可能な金属を含んでいる。高周波誘導加熱では、発生させた電磁波が、位置決め金属部１４２内を貫通した際に、誘導電流が位置決め金属部１４２に発生する。誘導電流によってジュール熱が発生し、位置決め金属部１４２が加熱されることで、接合金属部１４３が加熱され、溶融し、はんだ付けが行われる。これにより、高温のはんだゴテを接触させる必要がなく、基板焼けによる外観不良を発生させることがない。また、弱体熱部品に対するはんだ付けにおいても、誘導加熱による短時間のはんだ付けプロセスが可能となるため、ディップ槽によるフローはんだ付けのように、バスバー基板又はリードを長時間高温に浸けたことによる部品の破壊又は短寿命化を発生させずに、はんだ付けが可能となる。   FIG. 14 shows a schematic diagram of a metal bonding material according to Patent Document 1. In patent document 1, when joining a metal component and a ceramic member, or when joining a board | substrate and an electronic component, joining by a high frequency induction heating is proposed. The metal bonding material 141 shown in FIG. 14 includes a bonding metal portion 143 and a positioning metal portion 142, and the positioning metal portion 142 includes a metal that cannot be melted at a soldering temperature and can be induction-heated. In the high-frequency induction heating, an induced current is generated in the positioning metal part 142 when the generated electromagnetic wave penetrates the positioning metal part 142. Joule heat is generated by the induced current, and the positioning metal part 142 is heated, whereby the joining metal part 143 is heated, melted, and soldered. Thereby, it is not necessary to contact a high-temperature soldering iron, and the appearance defect due to substrate burning does not occur. Also, when soldering weakly heated parts, it is possible to perform a short soldering process by induction heating. Therefore, parts by immersing the bus bar substrate or lead at a high temperature for a long time, like flow soldering in a dip bath. Soldering is possible without causing damage or shortening of the service life.

特開２００８−１１２９５５号公報JP 2008-112955 A

しかしながら、前記従来の構成では、図１５の（ａ）のような金属基板１５１Ａと、部品リード１５２とを接合する場合、位置決め金属部１４２を含む接合金属部１４３以外の金属基板１５１Ａ上で電磁波が全反射し、図１５の（ｂ）に示すように、入射波８６とは逆位相の反射波８３が位置決め金属部１４２を貫くため、入射波８６により発生した誘導電流１５３を打ち消す逆方向の誘導電流１５４が発生し、ジュール熱が発生しなくなるため、位置決め金属部１４２は加熱されず、接合金属部１４３が溶融しないため、はんだ付けされないという課題を有している。   However, in the conventional configuration, when the metal substrate 151A as shown in FIG. 15A and the component lead 152 are bonded, electromagnetic waves are generated on the metal substrate 151A other than the bonding metal portion 143 including the positioning metal portion 142. As shown in FIG. 15B, since the reflected wave 83 having the opposite phase to the incident wave 86 passes through the positioning metal part 142 as shown in FIG. 15B, induction in the reverse direction cancels the induced current 153 generated by the incident wave 86. Since the current 154 is generated and Joule heat is not generated, the positioning metal part 142 is not heated, and the joining metal part 143 is not melted, so that the soldering is not performed.

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、コイル状カーボン混載はんだ材料に電磁波を照射することで、電子部品と金属基板とをはんだ材料ではんだ付けする場合に、金属基板による反射波の発生を抑制することができる、反射波吸収によるはんだ付け方法を提供することを目的とする。   The present invention solves the above-described conventional problems. When an electronic component and a metal substrate are soldered with a solder material by irradiating the coiled carbon mixed solder material with electromagnetic waves, the reflected wave of the metal substrate is reflected. An object of the present invention is to provide a soldering method by absorbing reflected waves, which can suppress generation.

上記目的を達成するために、本発明の１つの態様にかかるはんだ付け方法は、
反射波吸収体と絶縁樹脂との反射波吸収部を金属導体上に備える金属基板に、コイル状カーボン混載はんだ材料を、周囲が前記反射波吸収部で囲まれる位置に塗布し、
その後、電磁波を前記金属基板に照射し、前記反射波吸収体で反射波を吸収しながら、前記コイル状カーボン混載はんだ材料を加熱することで、はんだ付けする。 In order to achieve the above object, a soldering method according to one aspect of the present invention includes:
Applying a coiled carbon mixed solder material to a metal substrate provided with a reflected wave absorbing portion of a reflected wave absorber and an insulating resin on a metal conductor at a position surrounded by the reflected wave absorbing portion,
Thereafter, the metal substrate is irradiated with electromagnetic waves, and the coiled carbon mixed solder material is heated and soldered while absorbing the reflected wave by the reflected wave absorber.

以上のように、本発明の前記態様にかかる反射波吸収によるはんだ付け方法によれば、コイル状カーボン混載はんだ材料に電磁波を照射することで、電子部品と半導体装置などの金属基板とをコイル状カーボン混載はんだ材料ではんだ付けする場合に、反射波吸収体で金属基板による反射波を吸収して反射波の発生を抑制し、誘導電流によりジュール熱が発生することで、金属基板上であっても、はんだ付けすることが可能となる。   As described above, according to the soldering method based on reflected wave absorption according to the above aspect of the present invention, an electromagnetic component is irradiated to a coiled carbon-mixed solder material, whereby an electronic component and a metal substrate such as a semiconductor device are coiled. When soldering with a carbon mixed solder material, the reflected wave absorber absorbs the reflected wave from the metal substrate to suppress the generation of the reflected wave, and Joule heat is generated by the induced current. Can also be soldered.

本発明の実施の形態におけるはんだ付け方法で使用しているコイル状カーボン混載はんだ材料の概略図Schematic of coiled carbon mixed solder material used in the soldering method in the embodiment of the present invention 本発明の実施の形態におけるはんだ付け方法を説明するための電磁波照射状態の概略図Schematic of electromagnetic wave irradiation state for explaining a soldering method in an embodiment of the present invention 本発明の実施の形態におけるはんだ付け方法を説明するための金属基板上でのコイル状カーボン混載はんだ材料が加熱されない状態を示す図The figure which shows the state by which the coil-shaped carbon mixed mounting solder material on the metal substrate for demonstrating the soldering method in embodiment of this invention is not heated 本発明の実施の形態におけるはんだ付け方法を説明するための反射波の影響がある場合の電磁波加熱によるはんだ材料の温度測定値を示す図The figure which shows the temperature measurement value of the solder material by electromagnetic wave heating in case there exists an influence of the reflected wave for demonstrating the soldering method in embodiment of this invention 本発明の実施の形態におけるはんだ付け方法を実施するための電磁波加熱装置によるはんだ付けの概略図Schematic of soldering by an electromagnetic wave heating device for carrying out a soldering method in an embodiment of the present invention 本発明の実施の形態におけるはんだ付け方法を説明するための反射波吸収体付き金属基板の概略図Schematic of a metal substrate with a reflected wave absorber for explaining a soldering method in an embodiment of the present invention 本発明の実施の形態におけるはんだ付け方法を説明するための反射波吸収体付きコイル状カーボン混載はんだ材料の加熱特性を示す図The figure which shows the heating characteristic of the coiled carbon mixed solder material with a reflected wave absorber for demonstrating the soldering method in embodiment of this invention 本発明の実施の形態におけるはんだ付け方法を説明するためのコイル状カーボン混載はんだと反射波吸収体の距離を変化させた場合のコイル状カーボン混載はんだ材料の加熱原理を示す図The figure which shows the heating principle of the coil-like carbon mixed solder material at the time of changing the distance of the coil-like carbon mixed solder and reflected wave absorber for demonstrating the soldering method in embodiment of this invention 本発明の実施の形態におけるはんだ付け方法を説明するためのコイル状カーボン混載はんだと反射波吸収体の距離を変化させた場合のコイル状カーボン混載はんだ材料の加熱原理を示す図The figure which shows the heating principle of the coil-like carbon mixed solder material at the time of changing the distance of the coil-like carbon mixed solder and reflected wave absorber for demonstrating the soldering method in embodiment of this invention 本発明の実施の形態におけるはんだ付け方法を説明するためのコイル状カーボン混載はんだと反射波吸収体の距離を変化させた場合のコイル状カーボン混載はんだ材料の加熱原理を示す図The figure which shows the heating principle of the coil-like carbon mixed solder material at the time of changing the distance of the coil-like carbon mixed solder and reflected wave absorber for demonstrating the soldering method in embodiment of this invention 本発明の実施の形態におけるはんだ付け方法を説明するための反射波吸収体とコイル状カーボン混載はんだ間距離を変化させた場合の加熱影響指数を示した図The figure which showed the heating influence index at the time of changing the distance between the reflected wave absorber and coiled carbon mixed mounting solder for demonstrating the soldering method in embodiment of this invention 本発明の実施の形態におけるはんだ付け方法を説明するためのコイル状カーボン混載はんだと反射波吸収体の距離を変化させた場合のコイル状カーボン混載はんだ材料の加熱特性を示す図The figure which shows the heating characteristic of the coiled carbon mixed solder material at the time of changing the distance of the coiled carbon mixed solder and reflected wave absorber for demonstrating the soldering method in embodiment of this invention 本発明の実施の形態におけるはんだ付け方法を説明するための反射波吸収部の塗布幅を変化させた場合のコイル状カーボン混載はんだ材料の加熱原理を示す図The figure which shows the heating principle of the coiled carbon mixed solder material at the time of changing the application | coating width | variety of the reflected wave absorption part for demonstrating the soldering method in embodiment of this invention 本発明の実施の形態におけるはんだ付け方法を説明するための反射波吸収部の塗布幅を変化させた場合のコイル状カーボン混載はんだ材料の加熱影響指数を示した図The figure which showed the heating influence index | exponent of the coiled carbon mixed solder material at the time of changing the application | coating width | variety of the reflected wave absorption part for demonstrating the soldering method in embodiment of this invention 本発明の実施の形態におけるはんだ付け方法を説明するための反射波吸収部の塗布幅を変化させた場合のコイル状カーボン混載はんだ材料の加熱特性を示す図The figure which shows the heating characteristic of the coil-like carbon mixed solder material at the time of changing the application | coating width | variety of the reflected wave absorption part for demonstrating the soldering method in embodiment of this invention 特許文献１による金属接合材料の模式図Schematic diagram of metal bonding material according to Patent Document 1. 特許文献１による金属接合材料の加熱模式図Heating schematic diagram of metal bonding material according to Patent Document 1

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

（実施の形態）
図１は本発明の実施の形態におけるはんだ付け方法で使用しているコイル状カーボン混載はんだ材料１０の概略図である。 (Embodiment)
FIG. 1 is a schematic view of a coiled carbon mixed solder material 10 used in a soldering method according to an embodiment of the present invention.

図１において、コイル状カーボン混載はんだ材料１０は、コイル状カーボン１１と金属粒子１２とフラックス１３とで構成される。従来のはんだペーストが金属粒子１２とフラックス１３で構成されているのに対し、コイル状カーボン混載はんだ材料１０は、コイル状カーボン１１を混合させ、ペースト化している。   In FIG. 1, a coiled carbon mixed solder material 10 includes a coiled carbon 11, metal particles 12, and a flux 13. Whereas the conventional solder paste is composed of the metal particles 12 and the flux 13, the coiled carbon mixed solder material 10 is mixed with the coiled carbon 11 to form a paste.

次に、図２は本発明の実施の形態におけるはんだ付け方法に関連した電磁波照射状態の概略図である。ここでは、コイル状カーボン混載はんだ材料１０が金属基板１５１Ａ（例えば図３の（ａ）に示すような金属基板１５１Ａ）上でのはんだ付け方法を想定している。   Next, FIG. 2 is a schematic view of an electromagnetic wave irradiation state related to the soldering method in the embodiment of the present invention. Here, it is assumed that the coiled carbon mixed solder material 10 is soldered on a metal substrate 151A (for example, a metal substrate 151A as shown in FIG. 3A).

図２を用いて、金属基板１５１Ａからの反射波の影響がない場合、すなわち、基板材料としてガラス又はセラミックといった誘電体を主成分とする基板上における電磁波照射によるコイル状カーボン混載はんだ材料１０の加熱原理、及び、はんだ付けプロセスを説明する。   Referring to FIG. 2, when there is no influence of a reflected wave from metal substrate 151A, that is, heating of coiled carbon mixed solder material 10 by electromagnetic wave irradiation on a substrate whose main component is a dielectric such as glass or ceramic. The principle and soldering process will be described.

図２において、電磁波２１がはんだ材料１０に照射された場合、照射された電磁波２１の一部が、コイル状カーボン１１内を貫通する。電磁波２１が貫通したコイル状カーボン１１には、誘導加熱の原理により誘導電流２２が発生し、誘導電流２２によるジュール熱によってコイル状カーボン１１が発熱する。コイル状カーボン１１に発生した熱は、コイル状カーボン混載はんだ材料１０内の金属粒子１２に伝わり、金属粒子１２の融点以上となったときに、金属粒子１２が溶融する。   In FIG. 2, when the electromagnetic wave 21 is irradiated on the solder material 10, a part of the irradiated electromagnetic wave 21 penetrates through the coiled carbon 11. In the coiled carbon 11 through which the electromagnetic wave 21 penetrates, an induced current 22 is generated by the principle of induction heating, and the coiled carbon 11 generates heat by Joule heat generated by the induced current 22. The heat generated in the coiled carbon 11 is transmitted to the metal particles 12 in the coiled carbon mixed solder material 10, and the metal particles 12 melt when the melting point of the metal particles 12 is exceeded.

その後、電磁波２１が停止されると、コイル状カーボン１１に発生する誘導電流２２が消滅し、コイル状カーボン混載はんだ材料１０は冷却され始め、金属粒子１２は凝固点を超えて冷却され、はんだ付けが完了する。   Thereafter, when the electromagnetic wave 21 is stopped, the induced current 22 generated in the coiled carbon 11 disappears, the coiled carbon mixed solder material 10 starts to be cooled, the metal particles 12 are cooled beyond the freezing point, and soldering is performed. Complete.

図３の（ａ）及び（ｂ）は、本発明の実施の形態におけるはんだ付け方法を説明するため、金属基板１５１Ａ上でのコイル状カーボン混載はんだ材料１０が加熱されない状態を示す図及び１つのコイル状カーボン１１の状態を示す拡大説明図である。   FIGS. 3A and 3B are diagrams showing a state in which the coiled carbon-mixed solder material 10 on the metal substrate 151A is not heated to explain the soldering method according to the embodiment of the present invention. 2 is an enlarged explanatory view showing a state of coiled carbon 11. FIG.

図３の（ａ）を用いて、金属基板１５１Ａからの反射波８３の影響がある場合の電磁波照射によるコイル状カーボン混載はんだ材料１０の加熱原理、及び、はんだ付けプロセスを説明する。   The heating principle of the coiled carbon mixed solder material 10 by electromagnetic wave irradiation and the soldering process when there is an influence of the reflected wave 83 from the metal substrate 151A will be described with reference to FIG.

電磁波２１は金属基板１５１Ａ上で全反射するため、金属基板１５１Ａ上に到達した電磁波２１(ここでは、入射波８６として表す。)は、入射角３１と等しい反射角３２で、逆位相の反射波８３となる。図３の（ａ）において、入射波８６がコイル状カーボン混載はんだ材料１０に照射された場合、図３の（ｂ）のように、照射された入射波８６の一部が、コイル状カーボン１１内を貫通する。入射波８６が貫通したコイル状カーボン１１には、誘導加熱の原理により誘導電流２２が発生する。一方で、金属基板１５１Ａからの反射波８３がコイル状カーボン混載はんだ材料１０を貫通した場合、図３の（ｂ)のように、反射波８３が貫通したコイル状カーボン１１には、誘導加熱の原理により誘導電流２２と逆方向の誘導電流３４が発生し、互いに打ち消しあうため、ジュール熱が発生せず、コイル状カーボン１１の発熱が抑制される。このため、コイル状カーボン混載はんだ材料１０内の金属粒子１２に熱が伝わらず、金属粒子１２の温度が上昇しないため、金属粒子１２は未溶融となる。   Since the electromagnetic wave 21 is totally reflected on the metal substrate 151A, the electromagnetic wave 21 (shown here as an incident wave 86) that has reached the metal substrate 151A has a reflection angle 32 that is equal to the incident angle 31 and is a reflected wave having an opposite phase. 83. 3A, when the incident wave 86 is irradiated onto the coiled carbon mixed solder material 10, a part of the irradiated incident wave 86 is part of the coiled carbon 11 as shown in FIG. It penetrates inside. In the coiled carbon 11 through which the incident wave 86 penetrates, an induced current 22 is generated by the principle of induction heating. On the other hand, when the reflected wave 83 from the metal substrate 151A penetrates the coiled carbon mixed solder material 10, the coiled carbon 11 through which the reflected wave 83 penetrates is subjected to induction heating as shown in FIG. In principle, an induced current 34 in the opposite direction to the induced current 22 is generated and cancels each other, so no Joule heat is generated and the heat generation of the coiled carbon 11 is suppressed. For this reason, heat is not transmitted to the metal particles 12 in the coiled carbon mixed solder material 10 and the temperature of the metal particles 12 does not rise, so the metal particles 12 are unmelted.

その後、電磁波２１が停止され、未溶融状態で、はんだ付けが完了する。   Thereafter, the electromagnetic wave 21 is stopped, and soldering is completed in an unmelted state.

図４は、本発明の実施の形態における反射波の影響がある場合の電磁波加熱によるはんだ材料の温度測定値を示す図である。   FIG. 4 is a diagram showing a temperature measurement value of the solder material by electromagnetic wave heating when there is an influence of the reflected wave in the embodiment of the present invention.

図４において、横軸は加熱電力を示し、縦軸はコイル状カーボン混載はんだ材料の温度を示している。温度測定値４１は、本発明の実施の形態における反射波の影響がある場合のコイル状カーボン混載はんだ材料１０の温度測定値を示している。本実施の形態においては、コイル状カーボン混載はんだ材料１０の金属粒子１２の組成は、一例として、Ｓｎ−Ａｇ−Ｂｉ−Ｉｎを用いて実験を行っている。一例として、金属粒子１２の粒径は直径３０μｍを平均粒径とするものを使用し、各加熱電力における電磁波の照射時間は、２０秒間とした。温度測定値４１は、金属基板１５１Ａ上に照射された電磁波２１の反射波８３の影響でほとんど上昇しておらず、フラックス１３に到達した電磁波２１は、電磁誘導の作用によりわずかに加熱される。   In FIG. 4, the horizontal axis indicates the heating power, and the vertical axis indicates the temperature of the coiled carbon mixed solder material. The measured temperature value 41 indicates the measured temperature value of the coiled carbon mixed solder material 10 when there is an influence of the reflected wave in the embodiment of the present invention. In the present embodiment, as an example, the composition of the metal particles 12 of the coiled carbon mixed solder material 10 is tested using Sn-Ag-Bi-In. As an example, the particle size of the metal particles 12 is 30 μm in average particle size, and the electromagnetic wave irradiation time for each heating power is 20 seconds. The temperature measurement value 41 hardly increases due to the influence of the reflected wave 83 of the electromagnetic wave 21 irradiated on the metal substrate 151A, and the electromagnetic wave 21 reaching the flux 13 is slightly heated by the action of electromagnetic induction.

図５は、本発明の実施の形態におけるはんだ付け方法で使用する電磁波加熱装置によるはんだ付けの概略図である。   FIG. 5 is a schematic diagram of soldering by an electromagnetic wave heating device used in the soldering method according to the embodiment of the present invention.

図５において、電磁波加熱装置は、電磁波発生装置５５と、出力電力検出装置５６と、制御装置５７と、温度検出装置５８と、シールド部材５９とを備えている。   In FIG. 5, the electromagnetic wave heating device includes an electromagnetic wave generation device 55, an output power detection device 56, a control device 57, a temperature detection device 58, and a shield member 59.

電磁波発生装置５５は、例えばＭＨｚ帯以上の周波数の電磁波を発生させる装置である。   The electromagnetic wave generator 55 is an apparatus that generates an electromagnetic wave having a frequency of, for example, a MHz band or higher.

出力電力検出装置５６は、電磁波発生装置５５に供給される電力を検出して、電磁波発生装置５５の出力を制御する。   The output power detection device 56 detects the power supplied to the electromagnetic wave generation device 55 and controls the output of the electromagnetic wave generation device 55.

制御装置５７は、温度検出装置５８からの検出結果を基に、電磁波発生装置５５と出力電力検出装置５６との動作をそれぞれ制御する。   The control device 57 controls the operations of the electromagnetic wave generation device 55 and the output power detection device 56 based on the detection result from the temperature detection device 58.

温度検出装置５８は、コイル状カーボン混載はんだ材料１０の温度を測定して、制御装置５７に出力する。   The temperature detection device 58 measures the temperature of the coiled carbon mixed solder material 10 and outputs it to the control device 57.

シールド部材５９は、電磁波がシールド部材５９外に漏れるのを防止している。   The shield member 59 prevents electromagnetic waves from leaking outside the shield member 59.

はんだ付けを行う際に、高熱容量基板５４と電子部品５２のリード５３との接合部に、コイル状カーボン混載はんだ材料１０をディスペンス又は印刷により塗布供給し、電磁波加熱装置のシールド部材５９内に設置する。   When soldering, the coiled carbon mixed solder material 10 is applied or supplied to the joint between the high heat capacity substrate 54 and the lead 53 of the electronic component 52 by dispensing or printing, and installed in the shield member 59 of the electromagnetic wave heating device. To do.

その後、制御装置５７の制御の下に、電磁波発生装置５５から所定の電磁波をシールド部材５９内に発生させ、コイル状カーボン混載はんだ材料１０を加熱する。   Thereafter, under the control of the control device 57, a predetermined electromagnetic wave is generated in the shield member 59 from the electromagnetic wave generator 55, and the coiled carbon mixed solder material 10 is heated.

その後、電磁波加熱装置には、備えられた温度検出装置５８でコイル状カーボン混載はんだ材料１０の温度を測定し、測定結果を基に制御装置５７で出力電力検出装置５６を制御する。その結果、出力電力検出装置５６によって電磁波発生装置５５の出力を制御することで、任意の温度で電磁波２１の出力を制御しながら、はんだ材料１０を加熱し、電子部品５２のリード５３と高熱容量基板５４とのはんだ付けを行う。   Thereafter, the temperature of the coiled carbon mixed solder material 10 is measured by the temperature detection device 58 provided in the electromagnetic wave heating device, and the output power detection device 56 is controlled by the control device 57 based on the measurement result. As a result, by controlling the output of the electromagnetic wave generator 55 by the output power detection device 56, the solder material 10 is heated while controlling the output of the electromagnetic wave 21 at an arbitrary temperature, and the lead 53 and the high heat capacity of the electronic component 52. Soldering with the board | substrate 54 is performed.

図６の（ａ）及び（ｂ）は、本発明の実施の形態におけるはんだ付け方法で使用する反射波吸収体付き金属基板１５１の概略斜視図及び断面図である。   FIGS. 6A and 6B are a schematic perspective view and a cross-sectional view of a metal substrate 151 with a reflected wave absorber used in the soldering method in the embodiment of the present invention.

図６の（ａ）及び（ｂ）において、反射波吸収体付き金属基板１５１は、反射波吸収体６１と絶縁樹脂６２とを有する反射波吸収部６０と、金属導体６３とで構成される。   6A and 6B, the metal substrate 151 with a reflected wave absorber includes a reflected wave absorber 60 having a reflected wave absorber 61 and an insulating resin 62, and a metal conductor 63.

反射波吸収体６１は電磁波を吸収する。反射波吸収体６１で電磁波が吸収される原理としては、電磁波が、磁性体であるフェライト又はニッケルなど又は非磁性体であるカーボン又はグラファイトなどの反射波吸収体を透過する際に、反射波吸収体の材料の電気抵抗又は誘電損失によって熱に変換されることで、吸収される。周波数がＭＨｚ帯以上になると、強磁性体であるフェライト又はニッケルは透磁率が低下して磁気損失も急激に低下する。このため、反射波吸収体としては、非磁性体であるカーボン又はグラファイトから選定する。   The reflected wave absorber 61 absorbs electromagnetic waves. The principle that the electromagnetic wave is absorbed by the reflected wave absorber 61 is that the reflected wave is absorbed when the electromagnetic wave passes through a reflected wave absorber such as ferrite or nickel as a magnetic material, or carbon or graphite as a non-magnetic material. It is absorbed by being converted into heat by the electrical resistance or dielectric loss of the body material. When the frequency is in the MHz band or higher, the permeability of ferrite or nickel, which is a ferromagnetic material, decreases and the magnetic loss also decreases abruptly. For this reason, the reflected wave absorber is selected from carbon or graphite which is a non-magnetic material.

絶縁樹脂６２内に反射波吸収体６１が混在されて反射波吸収部６０を構成する。反射波吸収部６０は、接合用穴１５１ｃを除く金属導体６３の上面全面に配置されている。よって、はんだ付け時に金属導体６３の接合用穴１５１ｃ内にはんだ材料１０が塗布されると、はんだ材料１０の周囲が反射波吸収部６０で囲まれるように構成されている。絶縁樹脂の例としては、耐熱性に優れるポリイミドを選定することができる。   The reflected wave absorber 61 is mixed in the insulating resin 62 to constitute the reflected wave absorber 60. The reflected wave absorber 60 is disposed on the entire upper surface of the metal conductor 63 except for the bonding hole 151c. Therefore, when the solder material 10 is applied in the bonding hole 151 c of the metal conductor 63 during soldering, the periphery of the solder material 10 is surrounded by the reflected wave absorbing portion 60. As an example of the insulating resin, polyimide having excellent heat resistance can be selected.

金属導体６３は、金属基板１５１の回路又は電極などを構成する。   The metal conductor 63 constitutes a circuit or electrode of the metal substrate 151.

本発明の実施の形態におけるはんだ付け方法は、反射波吸収体６１と絶縁樹脂６２とで構成される反射波吸収部６０を、接合用穴１５１ｃを除く金属基板１５１の金属導体６３上に塗布などにより配置した状態で、コイル状カーボン混載はんだ材料１０を、周囲が前記反射波吸収部で囲まれる位置に塗布する。   In the soldering method according to the embodiment of the present invention, the reflected wave absorbing portion 60 composed of the reflected wave absorber 61 and the insulating resin 62 is applied on the metal conductor 63 of the metal substrate 151 excluding the bonding hole 151c. The coil-shaped carbon mixed solder material 10 is applied to a position surrounded by the reflected wave absorbing portion.

その後、電磁波発生装置５５から電磁波２１を金属基板１５１に照射し、反射波吸収体６１で反射波を吸収しながら、コイル状カーボン混載はんだ材料１０を加熱することで、はんだ付けするものである。   Thereafter, the electromagnetic wave 21 is applied to the metal substrate 151 from the electromagnetic wave generator 55, and the coiled carbon mixed solder material 10 is heated while the reflected wave absorber 61 absorbs the reflected wave, thereby soldering.

図７は、本発明の実施の形態における反射波吸収部を使用するときのコイル状カーボン混載はんだ材料の加熱特性を示す図である。   FIG. 7 is a diagram showing the heating characteristics of the coiled carbon mixed solder material when using the reflected wave absorber in the embodiment of the present invention.

図７において、横軸は電磁波加熱装置で使用する加熱電力を示し、縦軸はコイル状カーボン混載はんだ材料１０の到達温度指数を示しており、本発明の実施の形態における反射波吸収体６１を含む反射波吸収部６０がある場合のコイル状カーボン混載はんだ材料１０の到達温度指数値を示している。反射波吸収部６０は、接合用穴１５１ｃを除く金属基板１５１の上面全体に塗布し、次いで、コイル状カーボン混載はんだ材料１０の周囲に反射波吸収部６０が例えば密着する状態となるような位置にコイル状カーボン混載はんだ材料１０が塗布されている。反射波吸収部６０として、カーボンを用いたサンプルＡを使用した到達温度指数をグラフ７１とし、グラファイトを用いたサンプルＢを使用した到達温度指数をグラフ７２とした。いずれの場合も、反射吸収体のない場合の到達温度指数のグラフ７３に比べて、到達温度指数が向上している結果となった。   In FIG. 7, the horizontal axis indicates the heating power used in the electromagnetic wave heating device, the vertical axis indicates the ultimate temperature index of the coiled carbon mixed solder material 10, and the reflected wave absorber 61 in the embodiment of the present invention is shown. The ultimate temperature index value of the coiled carbon mixed solder material 10 in the case where there is the reflected wave absorbing portion 60 included is shown. The reflected wave absorbing portion 60 is applied to the entire upper surface of the metal substrate 151 except for the bonding hole 151c, and then the position where the reflected wave absorbing portion 60 is in close contact with the periphery of the coiled carbon mixed solder material 10, for example. The coiled carbon mixed solder material 10 is applied to the substrate. As the reflected wave absorption unit 60, an ultimate temperature index using the sample A using carbon is shown as a graph 71, and an ultimate temperature index using the sample B using graphite is shown as a graph 72. In either case, the reached temperature index was improved as compared with the reached temperature index graph 73 in the absence of the reflective absorber.

図８Ａ〜図８Ｃは、本発明の実施の形態におけるコイル状カーボン混載はんだ材料１０と反射波吸収部６０との距離（ａ＋ｂ）が異なる場合のコイル状カーボン混載はんだ材料１０の加熱原理を示す図である。   8A to 8C are diagrams showing the heating principle of the coiled carbon mixed solder material 10 when the distance (a + b) between the coiled carbon mixed solder material 10 and the reflected wave absorbing portion 60 is different in the embodiment of the present invention. It is.

図８Ａ〜図８Ｃにおいてコイル状カーボン混載はんだ高さをＨとし、反射波吸収部高さ８２をｈとし、コイル状カーボン混載はんだ端面から反射点８７までの距離８４をａとし、反射波吸収部端面から反射点までの距離８５をｂとし、入射波８６の反射点８７における角度８８（入射角）をθ１とし、反射波８３の反射点８７における角度８９（反射角）をθ２とする。 8A to 8C, the height of the coiled carbon mixed solder is H, the height of the reflected wave absorbing portion 82 is h, the distance 84 from the coiled carbon mixed solder end surface to the reflection point 87 is a, and the reflected wave absorbing portion. The distance 85 from the end surface to the reflection point is b, the angle 88 (incident angle) at the reflection point 87 of the incident wave 86 is θ 1, and the angle 89 (reflection angle) at the reflection point 87 of the reflected wave 83 is θ 2 . .

図８Ａ〜図８Ｂは、反射波８３がコイル状カーボン混載はんだ材料１０の加熱に影響しない場合を示した図である。   8A to 8B are diagrams showing a case where the reflected wave 83 does not affect the heating of the coiled carbon mixed solder material 10.

図８Ａにおいて、入射波８６が反射波吸収部高さｈより高い位置から入射した場合、すなわち、ｂ＊ｔａｎθ１＞ｈの場合は、入射波８６が反射波吸収体６１に吸収されずに、反射点８７に入射角θ１で到達し、反射点８７で反射波８３が反射角θ２で発生する。その際、反射波８３がコイル状カーボン混載はんだ高さＨより高い位置で反射した場合、すなわち、ａ＊ｔａｎθ２＞Ｈの場合は、反射波８３がコイル状カーボン混載はんだ材料１０に到達しないため、加熱に影響しない。 In FIG. 8A, when the incident wave 86 is incident from a position higher than the reflected wave absorber height h, that is, when b * tan θ 1 > h, the incident wave 86 is not absorbed by the reflected wave absorber 61, A reflection point 87 is reached at an incident angle θ 1 , and a reflected wave 83 is generated at the reflection point 87 at a reflection angle θ 2 . At that time, when the reflected wave 83 is reflected at a position higher than the coiled carbon mixed solder height H, that is, when a * tan θ 2 > H, the reflected wave 83 does not reach the coiled carbon mixed solder material 10. Does not affect heating.

図８Ｂにおいて、入射波８６が反射波吸収部高さｈ以下の高さから入射した場合、すなわち、ｂ＊ｔａｎθ１≦ｈの場合は、入射波８６が反射波吸収体６１に吸収されるため、反射点８７には到達せず、反射波８３は発生しない。したがって、反射波がコイル状カーボン混載はんだ材料１０に到達しないため、加熱に影響しない。 In FIG. 8B, when the incident wave 86 is incident from a height equal to or lower than the reflected wave absorber height h, that is, when b * tan θ 1 ≦ h, the incident wave 86 is absorbed by the reflected wave absorber 61. The reflection point 87 is not reached and the reflected wave 83 is not generated. Therefore, since the reflected wave does not reach the coiled carbon mixed solder material 10, it does not affect the heating.

図８Ｃは、反射波８３がコイル状カーボン混載はんだ材料１０の加熱に影響する場合を示した図である。   FIG. 8C is a diagram showing a case where the reflected wave 83 affects the heating of the coiled carbon mixed solder material 10.

図８Ｃにおいて、入射波８６が反射波吸収部高さｈより高い位置から入射した場合、すなわち、ｂ＊ｔａｎθ１＞ｈの場合は、入射波８６が反射波吸収体６１に吸収されずに、反射点８７に入射角θ１で到達し、反射点８７で反射波８３が反射角θ２で発生する。その際、反射波８３がコイル状カーボン混載はんだ高さＨ以下の高さで反射した場合、すなわち、ａ＊ｔａｎθ２≦Ｈの場合は、反射波８３がコイル状カーボン混載はんだ材料１０に到達するため、加熱に影響する。 In FIG. 8C, when the incident wave 86 is incident from a position higher than the reflected wave absorber height h, that is, when b * tan θ 1 > h, the incident wave 86 is not absorbed by the reflected wave absorber 61, A reflection point 87 is reached at an incident angle θ 1 , and a reflected wave 83 is generated at the reflection point 87 at a reflection angle θ 2 . At that time, when the reflected wave 83 is reflected at a height equal to or lower than the coiled carbon mixed solder height H, that is, when a * tan θ 2 ≦ H, the reflected wave 83 reaches the coiled carbon mixed solder material 10. Therefore, it affects the heating.

図９は、図８Ａ〜図８Ｃの原理に基づき、本発明の実施の形態における反射波吸収部６０とコイル状カーボン混載はんだ材料との間の距離が異なる場合の加熱影響指数を示した図である。   FIG. 9 is a diagram showing a heating influence index when the distance between the reflected wave absorber 60 and the coiled carbon mixed solder material in the embodiment of the present invention is different based on the principle of FIGS. 8A to 8C. is there.

図９において、コイル状カーボン混載はんだ材料１０の高さＨを０．５ｍｍ、反射波吸収部６０の高さｈを０．１ｍｍ、コイル状カーボン混載はんだ材料１０と反射波吸収部６０との間の距離、すなわち、（ａ＋ｂ）を０．３ｍｍ、０．５ｍｍ、１ｍｍ、１．５ｍｍ、３ｍｍ、５ｍｍと異なる場合の加熱影響指数で、コイル状カーボン混載はんだ材料１０と反射波吸収部６０との間の距離（ａ＋ｂ）が０ｍｍより大きくかつ１ｍｍの場合（図９の縦線９１）以下では、反射波８３の加熱への影響が少ないため、より好ましいことがわかる。   In FIG. 9, the height H of the coiled carbon mixed solder material 10 is 0.5 mm, the height h of the reflected wave absorber 60 is 0.1 mm, and the coiled carbon mixed solder material 10 and the reflected wave absorber 60 are between. , That is, a heating influence index when (a + b) is different from 0.3 mm, 0.5 mm, 1 mm, 1.5 mm, 3 mm, and 5 mm. When the distance (a + b) is greater than 0 mm and 1 mm (vertical line 91 in FIG. 9) or less, the influence of the reflected wave 83 on the heating is small, which is more preferable.

図１０は、本発明の実施の形態におけるコイル状カーボン混載はんだ材料１０と反射波吸収部６０との距離が異なる場合のコイル状カーボン混載はんだ材料１０の加熱特性を示す図である。   FIG. 10 is a diagram showing the heating characteristics of the coiled carbon mixed solder material 10 when the distance between the coiled carbon mixed solder material 10 and the reflected wave absorbing portion 60 in the embodiment of the present invention is different.

図１０において、横軸は加熱電力を示し、縦軸はコイル状カーボン混載はんだ材料１０の到達温度指数を示しており、本発明の実施の形態における反射波吸収部６０の４個の接合用穴１５１ｃの開口径をそれぞれ異ならせた場合のコイル状カーボン混載はんだ材料１０の到達温度指数値を示している。まず、反射波吸収部６０の高さを０．１ｍｍとなるように反射波吸収部６０を金属基板１５１の上面全体に塗布する。次いで、コイル状カーボン混載はんだ材料１０と反射波吸収部６０との間の距離が０ｍｍ、１ｍｍ、３ｍｍ、５ｍｍの状態でかつコイル状カーボン混載はんだ材料１０の高さが０．５ｍｍとなるようにコイル状カーボン混載はんだ材料１０を４個の接合用穴１５１ｃ内のそれぞれに塗布する。これらの場合の到達温度指数は、距離が０ｍｍのときはグラフ１０１で示し、距離が１ｍｍのときはグラフ１０２で示し、距離が３ｍｍのときはグラフ１０３で示し、距離が５ｍｍのときはグラフ１０４で示している。また、反射吸収体のない場合の到達温度指数は、グラフ１０５である。   In FIG. 10, the horizontal axis indicates the heating power, and the vertical axis indicates the ultimate temperature index of the coiled carbon mixed solder material 10, and the four joining holes of the reflected wave absorber 60 in the embodiment of the present invention. The reached temperature index values of the coiled carbon mixed solder material 10 when the opening diameters of 151c are made different are shown. First, the reflected wave absorber 60 is applied to the entire upper surface of the metal substrate 151 so that the height of the reflected wave absorber 60 is 0.1 mm. Next, the distance between the coiled carbon mixed solder material 10 and the reflected wave absorbing portion 60 is 0 mm, 1 mm, 3 mm, and 5 mm, and the height of the coiled carbon mixed solder material 10 is 0.5 mm. The coiled carbon mixed solder material 10 is applied to each of the four bonding holes 151c. The reached temperature index in these cases is indicated by graph 101 when the distance is 0 mm, indicated by graph 102 when the distance is 1 mm, indicated by graph 103 when the distance is 3 mm, and graph 104 when the distance is 5 mm. Is shown. Further, the reached temperature index when there is no reflection absorber is a graph 105.

図１０の結果のグラフより、図８Ａ〜図８Ｃの原理と同様に、コイル状カーボン混載はんだ材料１０と反射波吸収部６０との間の距離が０ｍｍより大きくかつ１ｍｍ以下の場合は、反射波８３が与える到達温度への影響が少ないため、加熱効果があり、より好ましいことがわかる。   From the graph of the result of FIG. 10, similarly to the principle of FIGS. 8A to 8C, when the distance between the coiled carbon mixed solder material 10 and the reflected wave absorbing portion 60 is greater than 0 mm and 1 mm or less, the reflected wave Since the effect on the ultimate temperature given by 83 is small, there is a heating effect, which is more preferable.

図１１は、本発明の実施の形態における反射波吸収部６０の塗布幅ｒが異なる場合のコイル状カーボン混載はんだ材料１０の加熱原理を示す図である。   FIG. 11 is a diagram showing the heating principle of the coiled carbon mixed solder material 10 when the application width r of the reflected wave absorbing portion 60 in the embodiment of the present invention is different.

図１１において、コイル状カーボン混載はんだ材料１０の高さをＨとし、反射波吸収部高さをｈとし、コイル状カーボン混載はんだ端面から反射点８７までの距離をａ＋ｂとし、反射波吸収部端面から反射点８７までの距離をｃとし、反射波吸収部６０の幅すなわち塗布幅をｒとし、入射波８６の反射点８７における角度及び反射波８３の反射点８７における角度をそれぞれβとする。反射波８３が反射波吸収部高さｈ以下の高さから入射した場合、すなわち、ｃ＊ｔａｎβ≦ｈの場合は、反射波８３が反射波吸収体６１に吸収されるため、コイル状カーボン混載はんだ材料１０には到達せず、加熱に影響しない。   In FIG. 11, the height of the coiled carbon mixed solder material 10 is H, the height of the reflected wave absorbing portion is h, the distance from the coiled carbon mixed solder end surface to the reflection point 87 is a + b, and the reflected wave absorbing portion end surface is The distance from the reflection point 87 to the reflection point 87 is c, the width of the reflected wave absorber 60, that is, the coating width is r, and the angle of the incident wave 86 at the reflection point 87 and the angle of the reflection wave 83 at the reflection point 87 are β. When the reflected wave 83 is incident from a height equal to or lower than the height h of the reflected wave absorber, that is, when c * tan β ≦ h, the reflected wave 83 is absorbed by the reflected wave absorber 61, and therefore, the coiled carbon mixed loading It does not reach the solder material 10 and does not affect the heating.

また、ｃ＊ｔａｎβ＞ｈの場合は、反射波８３が反射波吸収体６１に吸収されないが、反射波８３がコイル状カーボン混載はんだ１０の高さＨより高い場合、すなわち、（ａ＋ｂ＋ｃ＋ｒ）＊ｔａｎβ＞Ｈの場合も、コイル状カーボン混載はんだ材料１０には到達しないため、加熱に影響しない。   When c * tanβ> h, the reflected wave 83 is not absorbed by the reflected wave absorber 61, but when the reflected wave 83 is higher than the height H of the coiled carbon mixed solder 10, that is, (a + b + c + r) * tanβ. Also in the case of> H, since it does not reach the coiled carbon mixed solder material 10, it does not affect the heating.

しかし、ｃ＊ｔａｎβ＞ｈの場合において、反射波８３が反射波吸収体６１に吸収されないが、反射波８３がコイル状カーボン混載はんだ材料１０の高さＨ以下の場合、すなわち（ａ＋ｂ＋ｃ＋ｒ）＊ｔａｎβ≦Ｈの場合は、反射波８３がコイル状カーボン混載はんだ材料１０に到達するため、加熱に影響する。   However, when c * tanβ> h, the reflected wave 83 is not absorbed by the reflected wave absorber 61, but when the reflected wave 83 is not more than the height H of the coiled carbon mixed solder material 10, that is, (a + b + c + r) * tanβ. In the case of ≦ H, the reflected wave 83 reaches the coiled carbon mixed solder material 10, which affects the heating.

図１２は、図１１の原理に基づき、本発明の実施の形態における反射波吸収部６０の塗布幅ｒが異なる場合のコイル状カーボン混載はんだ材料１０の加熱影響指数を示した図である。   FIG. 12 is a diagram showing the heating influence index of the coiled carbon mixed solder material 10 when the application width r of the reflected wave absorber 60 in the embodiment of the present invention is different based on the principle of FIG.

図１２において、コイル状カーボン混載はんだ材料１０の高さＨを０．５ｍｍとし、反射波吸収部６０の高さｈを０．１ｍｍとし、コイル状カーボン混載はんだ材料１０と反射波吸収部６０との間の距離、すなわち、ａ＋ｂは１ｍｍとし、反射波吸収部６０の塗布幅を０．２ｍｍ、０．５ｍｍ、１ｍｍ、２ｍｍ、３ｍｍ、５ｍｍと異なる場合の加熱影響指数である。   In FIG. 12, the height H of the coiled carbon mixed solder material 10 is 0.5 mm, the height h of the reflected wave absorbing portion 60 is 0.1 mm, and the coiled carbon mixed solder material 10 and the reflected wave absorbing portion 60 are Is a heating influence index when the application width of the reflected wave absorbing portion 60 is different from 0.2 mm, 0.5 mm, 1 mm, 2 mm, 3 mm, and 5 mm.

これより、反射波吸収部６０の塗布幅ｒが０ｍｍより大きくかつ１ｍｍの場合（図１２の縦軸１２１）以上では、反射波８３の加熱への影響が少ないため、加熱効果があり、より好ましいことがわかる。   From this, when the application width r of the reflected wave absorbing portion 60 is larger than 0 mm and 1 mm (vertical axis 121 in FIG. 12) or more, since the influence of the reflected wave 83 on the heating is small, there is a heating effect, which is more preferable. I understand that.

図１３は、本発明の実施の形態における反射波吸収部６０の塗布幅ｒが異なる場合のコイル状カーボン混載はんだ材料１０の加熱特性を示す図である。   FIG. 13 is a diagram showing the heating characteristics of the coiled carbon mixed solder material 10 when the application width r of the reflected wave absorber 60 in the embodiment of the present invention is different.

図１３において、横軸は加熱電力を示し、縦軸はコイル状カーボン混載はんだ材料１０の到達温度指数を示しており、本発明の実施の形態における反射波吸収部６０の塗布幅ｒが異なる場合のコイル状カーボン混載はんだ材料１０の到達温度指数値を示している。反射波吸収部６０を接合用穴１５１ｃを除く金属基板１５１の上面全体に塗布し、コイル状カーボン混載はんだ材料１０に対して反射波吸収部６０が塗布幅１ｍｍ、２ｍｍ、３ｍｍの状態で塗布されている。反射波吸収部６０の塗布幅１ｍｍの場合をグラフ１３１で示し、塗布幅２ｍｍの場合をグラフ１３２で示し、塗布幅３ｍｍの場合をグラフ１３３で示している。   In FIG. 13, the horizontal axis represents the heating power, the vertical axis represents the ultimate temperature index of the coiled carbon mixed solder material 10, and the application width r of the reflected wave absorber 60 in the embodiment of the present invention is different. The reached temperature index value of the coiled carbon mixed solder material 10 is shown. The reflected wave absorbing portion 60 is applied to the entire upper surface of the metal substrate 151 excluding the bonding hole 151c, and the reflected wave absorbing portion 60 is applied to the coiled carbon mixed solder material 10 in a coating width of 1 mm, 2 mm, and 3 mm. ing. The case of the application width 1 mm of the reflected wave absorber 60 is shown by a graph 131, the case of the application width 2 mm is shown by a graph 132, and the case of the application width 3 mm is shown by a graph 133.

図１３の結果によれば、図１２の原理と同様に、反射波吸収部６０の塗布幅が２ｍｍ以上の場合は、反射波８３が与える到達温度への影響が少なくなることがわかる。   From the result of FIG. 13, it can be seen that, similarly to the principle of FIG. 12, when the coating width of the reflected wave absorbing portion 60 is 2 mm or more, the influence of the reflected wave 83 on the ultimate temperature is reduced.

前記実施形態にかかるはんだ付け方法によれば、コイル状カーボン混載はんだ材料１０に電磁波を照射することで電子部品５２と半導体装置などの金属基板１５１とをはんだ材料１０ではんだ付けする場合に、反射波吸収体６１で金属基板１５１による反射波８３を吸収して反射波８３の発生を抑制し、誘導電流２２によりジュール熱が発生することで、金属基板１５１上であっても、はんだ付けすることが可能となる。   According to the soldering method of the embodiment, when the electronic component 52 and the metal substrate 151 such as a semiconductor device are soldered with the solder material 10 by irradiating the coiled carbon mixed solder material 10 with electromagnetic waves, the reflection is performed. The wave absorber 61 absorbs the reflected wave 83 from the metal substrate 151 to suppress the generation of the reflected wave 83, and Joule heat is generated by the induced current 22, so that soldering is performed even on the metal substrate 151. Is possible.

なお、本実施の形態では、コイル状カーボン混載はんだ材料１０の金属粒子１２として組成がＳｎ−Ａｇ−Ｂｉ−Ｉｎの金属を用いているが、公知のはんだ材料を用いても同様の効果を得ることができる。また、反射波吸収体６１及び絶縁樹脂６２のそれぞれも、本実施の形態で用いた材料又は形状に限定するものではない。   In the present embodiment, a metal having a composition of Sn—Ag—Bi—In is used as the metal particles 12 of the coiled carbon mixed solder material 10, but the same effect can be obtained even when a known solder material is used. be able to. Further, each of the reflected wave absorber 61 and the insulating resin 62 is not limited to the material or shape used in the present embodiment.

なお、前記様々な実施形態又は変形例のうちの任意の実施形態又は変形例を適宜組み合わせることにより、それぞれの有する効果を奏するようにすることができる。また、実施形態同士の組み合わせ又は実施例同士の組み合わせ又は実施形態と実施例との組み合わせが可能であると共に、異なる実施形態又は実施例の中の特徴同士の組み合わせも可能である。   In addition, it can be made to show the effect which each has by combining arbitrary embodiment or modification of the said various embodiment or modification suitably. In addition, combinations of the embodiments, combinations of the examples, or combinations of the embodiments and examples are possible, and combinations of features in different embodiments or examples are also possible.

本発明の前記態様に係る反射波吸収によるはんだ付け方法は、コイル状カーボン混載はんだ材料に電磁波を照射することで電子部品と半導体装置などの金属基板とをはんだ材料ではんだ付けする場合に、反射波吸収体で金属基板による反射波を吸収して反射波の発生を抑制することができ、電磁波を用いた局所加熱によるはんだ付けを行うことが可能であり、大電流対応の厚銅基板又は高熱容量基板だけでなく、はんだゴテ又はフローはんだ付けが困難な３次元基板へのはんだ付け又は、弱体熱部品へのはんだ付けに対して、特に有用である。   The soldering method by absorption of reflected waves according to the above aspect of the present invention is performed when the electronic component and a metal substrate such as a semiconductor device are soldered with a solder material by irradiating the coiled carbon mixed solder material with electromagnetic waves. The wave absorber can absorb the reflected wave from the metal substrate and suppress the generation of the reflected wave, and can be soldered by local heating using electromagnetic waves. This is particularly useful not only for capacitive substrates but also for soldering to soldering irons or three-dimensional substrates where flow soldering is difficult, or to weak thermal components.

１０：コイル状カーボン混載はんだ材料
１１：コイル状カーボン
１２：金属粒子
１３：フラックス
２１：電磁波
２２：誘導電流
３１：入射角
３２：反射角
３４：逆方向誘導電流
５２：電子部品
５３：リード
５４：高熱容量基板
５５：電磁波発生装置
５６：出力電力検出装置
５７：制御装置
５８：温度検出装置
５９：シールド部材
６０：反射波吸収部
６１：反射波吸収体
６２：絶縁樹脂
６３：金属導体
７１：カーボンを用いたサンプルＡを使用した到達温度指数
７２：グラファイトを用いたサンプルＢを使用した到達温度指数
７３：反射吸収体のない場合の到達温度指数
Ｈ：コイル状カーボン混載はんだ高さ
ｈ：反射波吸収部高さ
８３：反射波
ａ：コイル状カーボン混載はんだ端面から反射点８７までの距離
ｂ：反射波吸収部端面から反射点までの距離
８６：入射波
８７：反射点
θ１：入射波８６の反射点８７における角度（入射角）
θ２：反射波８３の反射点８７における角度（反射角）
９１：コイル状カーボン混載はんだ材料と反射波吸収部間の距離が１ｍｍの場合の縦線
１０１：コイル状カーボン混載はんだ材料と反射波吸収部間の距離０ｍｍの場合の到達温度指数のグラフ
１０２：コイル状カーボン混載はんだ材料と反射波吸収部の距離１ｍｍの場合の到達温度指数のグラフ
１０３：コイル状カーボン混載はんだ材料と反射波吸収部間の距離３ｍｍの場合の到達温度指数のグラフ
１０４：コイル状カーボン混載はんだ材料と反射波吸収部間の距離５ｍｍの場合の到達温度指数のグラフ
１０５：反射吸収体のない場合の到達温度指数のグラフ
ａ＋ｂ：コイル状カーボン混載はんだ端面から反射点８７までの距離
ｃ：反射波吸収部端面から反射点８７までの距離
ｒ：反射波吸収部６０の塗布幅
β：入射波の反射点における角度（反射波の反射点における角度）
１２１：反射波吸収部６０の塗布幅が２ｍｍの場合の縦軸
１３１：反射波吸収部の塗布幅１ｍｍの場合の到達温度指数のグラフ
１３２：反射波吸収部の塗布幅２ｍｍの場合の到達温度指数のグラフ
１３３：反射波吸収部の塗布幅３ｍｍの場合の到達温度指数のグラフ
１４１：金属接合材料
１４２：位置決め金属部
１４３：接合金属部
１５１：反射波吸収体付き金属基板
１５１Ａ：反射波吸収体無しの金属基板
１５１ｃ：接合用穴
１５２：部品リード 10: Coiled carbon mixed solder material 11: Coiled carbon 12: Metal particles 13: Flux 21: Electromagnetic wave 22: Inductive current 31: Incident angle 32: Reflection angle 34: Reverse induced current 52: Electronic component 53: Lead 54: High heat capacity substrate 55: Electromagnetic wave generator 56: Output power detector 57: Controller 58: Temperature detector 59: Shield member 60: Reflected wave absorber 61: Reflected wave absorber 62: Insulating resin 63: Metal conductor 71: Carbon Achieving temperature index 72 using sample A using graphite: Achieving temperature index using sample B using graphite 73: Achieving temperature index when there is no reflection absorber H: Solder height h with coiled carbon mixed solder h: Reflected wave Absorbing part height 83: Reflected wave a: Distance from coiled carbon mixed solder end face to reflecting point 87 b: Reflected wave absorbing part end face to reflecting point Distance 86: incident wave 87: reflection point theta 1: angle at the reflection point 87 of the incident wave 86 (angle of incidence)
θ 2 : Angle at the reflection point 87 of the reflected wave 83 (reflection angle)
91: Vertical line 101 when the distance between the coiled carbon mixed solder material and the reflected wave absorbing portion is 1 mm: Graph 102 of the reached temperature index when the distance between the coiled carbon mixed solder material and the reflected wave absorbing portion is 0 mm: Graph 103 of reached temperature index when the distance between the coiled carbon mixed solder material and the reflected wave absorbing portion is 1 mm: Graph of reached temperature index when the distance between the coiled carbon mixed solder material and the reflected wave absorbing portion is 3 mm 104: Coil Temperature index graph 105 when the distance between the carbon-like carbon mixed solder material and the reflected wave absorbing portion is 5 mm: Graph of the temperature index when there is no reflective absorber a + b: From the end face of the coiled carbon mixed solder to the reflection point 87 Distance c: Distance from the end face of the reflected wave absorption part to the reflection point 87 r: Application width of the reflected wave absorption part 60: Angle at the reflection point of the incident wave Angle at the reflection point of the reflected wave)
121: Vertical axis 131 when the application width of the reflected wave absorbing portion 60 is 2 mm: Graph of the reached temperature index when the applied width of the reflected wave absorbing portion is 1 mm 132: Ultimate temperature when the applied width of the reflected wave absorbing portion is 2 mm Index graph 133: Graph of reached temperature index in the case where the reflected wave absorbing portion has a coating width of 3 mm 141: Metal bonding material 142: Positioning metal portion 143: Bonding metal portion 1511: Metal substrate 151A with reflected wave absorber: Reflected wave absorption Bodyless metal substrate 151c: Joining hole 152: Component lead

Claims (4)

反射波吸収体と絶縁樹脂との反射波吸収部を金属導体上に備える金属基板に、コイル状カーボン混載はんだ材料を、周囲が前記反射波吸収部で囲まれる位置に塗布し、
その後、電磁波を前記金属基板に照射し、前記反射波吸収体で反射波を吸収しながら、前記コイル状カーボン混載はんだ材料を加熱することで、はんだ付けする、はんだ付け方法。 Applying a coiled carbon mixed solder material to a metal substrate provided with a reflected wave absorbing portion of a reflected wave absorber and an insulating resin on a metal conductor at a position surrounded by the reflected wave absorbing portion,
Then, soldering is performed by irradiating the metal substrate with electromagnetic waves and heating the coiled carbon mixed solder material while absorbing the reflected wave with the reflected wave absorber. 前記コイル状カーボン混載はんだ材料を塗布するとき、前記反射波吸収部と前記コイル状カーボン混載はんだ材料との距離が０ｍｍより大きくかつ１ｍｍ以下となるように塗布する、請求項１に記載のはんだ付け方法。   The soldering according to claim 1, wherein when the coiled carbon mixed solder material is applied, the distance between the reflected wave absorbing portion and the coiled carbon mixed solder material is applied so as to be greater than 0 mm and equal to or less than 1 mm. Method. 前記コイル状カーボン混載はんだ材料を塗布するとき、塗布幅が２ｍｍ以上である前記反射波吸収部で周囲が囲まれる位置に、前記コイル状カーボン混載はんだ材料を塗布する、請求項１又は２に記載のはんだ付け方法。   The said coiled carbon mixed solder material is apply | coated to the position where the circumference | surroundings are enclosed by the said reflected wave absorption part whose application width is 2 mm or more when apply | coating the said coiled carbon mixed solder material. Soldering method. 前記コイル状カーボン混載はんだ材料を塗布するとき、前記反射波吸収体として非磁性体のカーボン又はグラファイトを含む前記反射波吸収部で周囲が囲まれる位置に、前記コイル状カーボン混載はんだ材料を塗布する、請求項１〜３のいずれか１つに記載のはんだ付け方法。   When the coiled carbon mixed solder material is applied, the coiled carbon mixed solder material is applied to a position surrounded by the reflected wave absorbing portion containing non-magnetic carbon or graphite as the reflected wave absorber. The soldering method as described in any one of Claims 1-3.
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