JP2583149B2 - Manufacturing method of thermoelectric module - Google Patents
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Description
【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明はペルチエ効果を用いて熱制御を行う為の熱電
モジュールの製造方法に係わり、特に、微少な熱電モジ
ュールのリード線を容易確実に所定の電極位置に形成す
ることの出来る熱電モジュールの製造方法に関する。Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for manufacturing a thermoelectric module for performing thermal control using the Peltier effect, and in particular, to easily and reliably determine a fine thermoelectric module lead wire. The present invention relates to a method for manufacturing a thermoelectric module that can be formed at the position of an electrode.
[従来の技術] 熱電モジュールは周知のように、第1図のような構造
をなしている。即ち、第1図において、1a、1bは、それ
ぞれ複数の電極2a、2bを設けた絶縁基板であって、該絶
縁基板1a、1bの間には、それぞれの両端を前記電極2a、
2bに半田付けし、隣り合ってP型熱電素子3とN型熱電
素子4とが固定されている。2. Description of the Related Art As is well known, a thermoelectric module has a structure as shown in FIG. That is, in FIG. 1, 1a and 1b are insulating substrates provided with a plurality of electrodes 2a and 2b, respectively, and between the insulating substrates 1a and 1b, both ends thereof are the electrodes 2a and 2b.
2b, a P-type thermoelectric element 3 and an N-type thermoelectric element 4 are fixed adjacent to each other.
従って、熱電モジュール上では全てのP型熱電素子3
とN型熱電素子4とが前記電極2a、2bによって交互に直
列接続されていて、該直列接続された両端部からは、そ
れぞれリード線5a、5bを引き出している。Therefore, on the thermoelectric module, all the P-type thermoelectric elements 3
And the N-type thermoelectric element 4 are alternately connected in series by the electrodes 2a and 2b, and lead wires 5a and 5b are drawn out from both ends connected in series.
上記構造において、リード線5a、5bから、直列接続さ
れたP型熱電素子3およびN型熱電素子4に電流を供給
することによって、ペルチエ効果によりその電流の流れ
る方向に応じて、絶縁基板1aから1bへ、または1bから1a
へ、該電流値に対応する熱電素子の特性によって熱の移
動が行われる。In the above structure, by supplying a current from the lead wires 5a and 5b to the P-type thermoelectric element 3 and the N-type thermoelectric element 4 connected in series, the Peltier effect causes the current to flow from the insulating substrate 1a. 1b or 1b to 1a
Then, heat is transferred according to the characteristics of the thermoelectric element corresponding to the current value.
上記構造に於けるリード線結合部を拡大して第2図に
示している。第2図において、(A)図はリード線の取
り付け部を横から見た図、(B)図は、上記(A)図を
直角方向から見た図である。図において、1a、1bは、そ
れぞれ複数の電極2a、2bを設けた絶縁基板であって、該
絶縁基板基板1a、1bの間には、それぞれの両端を前記電
極2a、2bに半田付けし、隣り合ってP型熱電素子3とN
型熱電素子4とが固定されている。FIG. 2 is an enlarged view of the lead wire joint in the above structure. In FIG. 2, (A) is a view of the mounting portion of the lead wire viewed from the side, and (B) is a view of the above (A) viewed from a right angle direction. In the figure, 1a and 1b are insulating substrates provided with a plurality of electrodes 2a and 2b, respectively, and between the insulating substrate substrates 1a and 1b, both ends are soldered to the electrodes 2a and 2b, Neighboring P-type thermoelectric elements 3 and N
The mold thermoelectric element 4 is fixed.
また、2cは前記P型熱電素子3とN型熱電素子4とを
直列に接続した最端部の電極であり、5はリード線であ
って、半田6により前記電極2cに接続固定されている。Reference numeral 2c denotes an endmost electrode in which the P-type thermoelectric element 3 and the N-type thermoelectric element 4 are connected in series. Reference numeral 5 denotes a lead wire, which is connected and fixed to the electrode 2c by solder 6. .
上記構造において、微少な熱電モジュールは、例え
ば、本発明の出願人による、特願平1−341377によって
製造された後、所定のリード線5を入出力端子である両
端部電極2cに、特に微少な場合は顕微鏡を用いる等の手
段によって、手作業で半田付けしている。In the above structure, the minute thermoelectric module is manufactured, for example, by the applicant of the present invention and applied to the both end electrodes 2c, which are input / output terminals, by connecting a predetermined lead wire 5 to the input / output terminal 2c. In such cases, soldering is performed manually by using a microscope or the like.
[発明が解決しようとする課題] 上記の製造方法によると、各P型熱電素子とN型熱電
素子とは絶縁基板の各電極に対して正しい位置に固定で
きるが、特に微少な熱電モジュールにおいては、二枚の
対向するセラミック基板の間隔、及び、電極の幅が1ミ
リ以下と言うように狭い物がある。[Problems to be Solved by the Invention] According to the above manufacturing method, each P-type thermoelectric element and N-type thermoelectric element can be fixed at the correct position with respect to each electrode of the insulating substrate. There is an object in which the distance between two opposing ceramic substrates and the width of an electrode are as narrow as 1 mm or less.
この様な微少な構造に於けるリード線の半田付け作業
においては、顕微鏡を用いた、苦渋作業かつ、高度な熟
練を必要とする作業であって、該作業を自動化するに
も、狭い間隙にリード線をセットし半田を供給するのは
困難であって、特に次のような問題をおこす恐れがあ
る。In the soldering work of the lead wire in such a minute structure, it is a difficult work using a microscope and requires a high level of skill. It is difficult to set the lead wire and supply the solder, and there is a possibility that the following problem may occur.
a、既に半田付けされている熱電素子と電極との接合部
が熱伝導によって高温になって再溶融し接合部に悪影響
を及ぼす。a, The joint between the thermoelectric element and the electrode that has already been soldered is heated to a high temperature due to heat conduction and is re-melted, adversely affecting the joint.
b、リード線の半田付け時に半田が飛び散って半田ボー
ルが出来、隣接する電極を短絡する。b. Solder scatters during soldering of lead wires to form solder balls, which short-circuits adjacent electrodes.
c、半田供給量を一定にするのが困難なため、半田量過
少による半田付け強度不足、過多による隣接電極との間
のブリッジ発生による電極間の短絡が発生する。c) Since it is difficult to keep the amount of supplied solder constant, shortage of soldering strength occurs due to insufficient soldering strength due to an insufficient amount of solder, and a bridge between adjacent electrodes occurs due to an excessive amount of soldering.
d、ロボットと半田コテによる自動半田付けでは、半田
コテの先端が酸化し、また汚れを生じて安定な継続的半
田付けが困難になる。d) In the automatic soldering using a robot and a soldering iron, the tip of the soldering iron is oxidized and becomes dirty, so that stable continuous soldering becomes difficult.
本発明は上記従来の問題を解決して、確実に安定なリ
ード線の自動半田付けを可能にするリード線の半田付け
手段による熱電モジュールの製造方法と、その製造方法
によって仕上がり精度のよい熱電モジュールを提供する
ことを目的としている。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention solves the above-mentioned conventional problems, and a method of manufacturing a thermoelectric module by means of soldering a lead wire capable of reliably and automatically soldering a stable lead wire. It is intended to provide.
[課題を解決するための手段] 上記目的を達成するために本発明に基づく熱電モジュ
ールの製造方法の第1の発明では、相対向する二枚の絶
縁基板にそれぞれ固定した複数の電極によって互いに隣
り合う各複数個のP型熱電素子とN型熱電素子とを交互
に直列接続し、該直列接続した両端部の電極にリード線
を半田付けし、前記相対する二枚の絶縁基板の間に前記
P型熱電素子とN型熱電素子とを挟み固定してなる熱電
モジュールの製造方法において、所定の直径を有する導
線の先端部をクリーム半田に浸漬して所定の長さにクリ
ーム半田を付着し、該導線のクリーム半田付着位置から
所定の距離上部位置にレーザ光線を所定の時間照射加熱
し、該導線のクリーム半田付着部を前記両端部の電極の
所定の位置に半田づけしてリード線を形成することを特
徴とする。熱電モジュールの製造方法の第2の発明で
は、相対向する二枚の絶縁基板にそれぞれ固定した複数
の電極によって互いに隣り合う各複数個のP型熱電素子
とN型熱電素子とを交互に直列接続し、該直列接続した
両端部の電極にリード線を半田付けし、前記相対する二
枚の絶縁基板の間に前記P型熱電素子とN型熱電素子と
を挟み固定してなる熱電モジュールの製造方法におい
て、所定の直径を有する導線の先端部をクリーム半田に
浸漬して所定の長さにクリーム半田を付着し、該導線の
クリーム半田付着位置から所定の距離上部位置にレーザ
光線を所定の時間照射加熱し、該導線のクリーム半田付
着部を前記両端部の電極の所定の位置に接触させ、該導
線のクリーム半田付着部を接触させた電極面内所定の位
置にレーザ光線を照射加熱して半田づけしリード線を形
成することを特徴とする。熱電モジュールの製造方法の
第2の発明を主体とする第3の発明では、電極面内所定
の位置はクリーム半田付着部近傍であることを特徴とす
る。Means for Solving the Problems In order to achieve the above object, in the first invention of the method for manufacturing a thermoelectric module according to the present invention, the thermoelectric module is adjacent to each other by a plurality of electrodes respectively fixed to two opposing insulating substrates. A plurality of matching P-type thermoelectric elements and N-type thermoelectric elements are alternately connected in series, and a lead wire is soldered to electrodes at both ends connected in series, and the above-mentioned two insulating substrates are opposed to each other. In a method of manufacturing a thermoelectric module in which a P-type thermoelectric element and an N-type thermoelectric element are sandwiched and fixed, the tip of a conductive wire having a predetermined diameter is immersed in cream solder, and cream solder is attached to a predetermined length, A laser beam is radiated and heated for a predetermined time to a position above a predetermined distance from the cream solder attachment position of the conductor, and the cream solder attachment portion of the conductor is soldered to predetermined positions of the electrodes at both ends to form a lead wire. You It is characterized by that. In the second invention of the method for manufacturing a thermoelectric module, a plurality of P-type thermoelectric elements and an N-type thermoelectric element adjacent to each other are alternately connected in series by a plurality of electrodes respectively fixed to two insulating substrates facing each other. Then, a lead wire is soldered to the electrodes at both ends connected in series, and the P-type thermoelectric element and the N-type thermoelectric element are sandwiched and fixed between the two facing insulating substrates. In the method, a tip of a conductor having a predetermined diameter is immersed in cream solder to adhere the cream solder to a predetermined length, and a laser beam is irradiated at a predetermined distance from a position where the cream solder is attached to the conductor for a predetermined time. Irradiation heating, the cream solder attachment portion of the conductor is brought into contact with a predetermined position of the electrode at both ends, and the laser beam is irradiated and heated at a predetermined position in the electrode surface where the cream solder attachment portion of the conductor is brought into contact. Half Association Shi and forming a lead wire. According to a third aspect of the invention, which is mainly based on the second aspect of the method for manufacturing a thermoelectric module, a predetermined position in the electrode surface is near the cream solder attachment portion.
[作用] 上記手段によると、クリーム半田に浸漬した後の導線
に対しクリーム半田付着部から離れた位置にレーザ光線
を照射して加熱するようにしたので、直接照射で発生し
やすいクリーム半田の飛び散りや半田ボールの発生がな
く、導線の先端に予め溶着するクリーム半田の量も一定
で、かつ適切一様な形状となり、該クリーム半田を付着
した導線を電極上所定の位置に当てて常に正しく半田付
けを出来るようにした。また、レーザ光線によって加熱
半田付けするようにし、また、クリーム半田付着部近傍
をレーザ光線によって加熱するようにしたので、素子接
合部が再溶融による悪影響をおこすことなく、また、隣
接する電極を短絡することがなくなった。また、レーザ
光線によって半田付けをするようにしたので半田コテの
酸化や汚れによる影響がなくなった。[Operation] According to the above-described means, since the laser wire is irradiated to the conductor immersed in the cream solder at a position distant from the cream solder attachment portion and heated, the scatter of the cream solder easily generated by the direct irradiation is performed. No solder balls are generated and the amount of cream solder that is pre-welded to the tip of the conductor is constant and has an appropriate uniform shape.The conductor with the cream solder applied to a predetermined position on the electrode is always soldered correctly. Can be attached. In addition, heat soldering is performed with a laser beam, and the vicinity of the cream solder attachment portion is heated with a laser beam, so that the element junction does not have an adverse effect due to re-melting, and adjacent electrodes are short-circuited. Is no longer to be done. In addition, since the soldering is performed by using a laser beam, the influence of oxidation and contamination of the soldering iron is eliminated.
[実施例] 以下、従来の技術において第1図、第2図に示した熱
電モジュールの、本発明に係る製造方法についての詳細
を図面を参照して説明する。EXAMPLES Hereinafter, details of a method of manufacturing the thermoelectric module shown in FIGS. 1 and 2 according to the present invention in the related art will be described with reference to the drawings.
第3図は本発明の製造方法に基づく製造工程を示すフ
ロー図であって、第4図は本発明に基づいてリード線を
形成する前の工程において組み立ての完了した熱電モジ
ュールを示していて、第5図、第6図、第7図、第8図
は、上記第3図に示す製造フローの中間工程説明用の概
要図である。FIG. 3 is a flowchart showing a manufacturing process based on the manufacturing method of the present invention, and FIG. 4 shows a thermoelectric module that has been assembled in a process before forming a lead wire based on the present invention; FIG. 5, FIG. 6, FIG. 7, and FIG. 8 are schematic views for explaining intermediate steps of the manufacturing flow shown in FIG.
第4図において、1a、1bは、それぞれ複数の電極2a、
2bを設けた絶縁基板であるセラミック基板(以下セラミ
ック基板と記す)であって、該セラミック基板1a、1bの
間には、それぞれの両端を前記電極2a、2bに半田付け
し、隣り合ってP型熱電素子3とN型熱電素子4とが固
定されている。従って、熱電モジュール上では全てのP
型熱電素子3とN型熱電素子4とが前記電極2a、2bによ
って交互に直列接続されている。In FIG. 4, reference numerals 1a and 1b denote a plurality of electrodes 2a,
A ceramic substrate (hereinafter, referred to as a ceramic substrate) provided with an insulating substrate 2b, between which both ends are soldered to the electrodes 2a, 2b. The type thermoelectric element 3 and the N type thermoelectric element 4 are fixed. Therefore, on the thermoelectric module, all P
The thermoelectric elements 3 and the N-type thermoelectric elements 4 are alternately connected in series by the electrodes 2a and 2b.
また、2cは、前記直列に接続されたP型熱電素子とN
型熱電素子とに対する最端部の電極であって、該電極2c
に後述するリード線を本発明に基づく手段により接続す
る。Further, 2c represents the P-type thermoelectric element connected in series and N
Electrode at the extreme end with respect to the
Are connected by means according to the present invention.
第5図において、10は半田槽、11は該半田槽10内のク
リーム半田、12a、12b、12cはそれぞれ、リード線に加
工する前の同一の導線12を示していて、工程の順に12
a、12b、12cとしている。また、13cは該導線12cの先端
に付着したクリーム半田である。In FIG. 5, reference numeral 10 denotes a solder bath, 11 denotes cream solder in the solder bath 10, 12a, 12b, and 12c each indicate the same conductive wire 12 before being processed into a lead wire.
a, 12b, and 12c. Reference numeral 13c is cream solder attached to the tip of the conductive wire 12c.
第6図において、12cは、前記第5図で示した12cに相
当する導線であって、13cは該導線12cの先端に付着した
クリーム半田、14はレーザ光線出射光学部で、14aは該
レーザ光線出射光学部から照射されるレーザ光線を示し
ている。In FIG. 6, 12c is a conductor corresponding to 12c shown in FIG. 5, 13c is cream solder attached to the tip of the conductor 12c, 14 is a laser beam emitting optical unit, and 14a is the laser beam. 3 shows a laser beam emitted from a light emitting optical unit.
第7図において、12dは前記レーザ光線が照射された
後のリード線となる導線であって、13dは、該レーザ光
線が照射された為に一度溶融して該導線12dに確実に溶
着し、溶融半田の重量と表面張力により自然成型され、
冷却によって再凝固した後の該導線12dの先端に付着し
た半田を示している。In FIG. 7, 12d is a lead wire which becomes a lead wire after the laser beam is irradiated, and 13d is once melted and securely welded to the lead wire 12d because the laser beam is irradiated, Molded naturally by the weight and surface tension of the molten solder,
This shows the solder attached to the tip of the conductive wire 12d after being re-solidified by cooling.
第8図において、(A)図は側面から見た図であっ
て、(B)図は該電極2c部を上部のセラミック基板を除
いて上から見た図である。図において、1a、1bは、それ
ぞれ複数の電極2a、2bを設けたセラミック基板であっ
て、該セラミック基板1a、1bの間には、それぞれの両端
を前記電極2a、2bに半田付けし、隣り合ってP型熱電素
子3とN型熱電素子4とが固定されている。従って、熱
電モジュール上では全てのP型熱電素子3とN型熱電素
子4とが前記電極2a、2bによって交互に直列接続されて
いて、2cは該直列接続された両端部の内の一つの電極を
示していて、該電極2cには前記2a、2bに対して隣り合っ
てP型熱電素子3とN型熱電素子4とを半田付けし固定
する前に半田メッキが施されている。In FIG. 8, (A) is a view from the side, and (B) is a view from above the electrode 2c except for the upper ceramic substrate. In the drawing, reference numerals 1a and 1b denote ceramic substrates provided with a plurality of electrodes 2a and 2b, respectively. Between the ceramic substrates 1a and 1b, both ends are soldered to the electrodes 2a and 2b, respectively. In total, the P-type thermoelectric element 3 and the N-type thermoelectric element 4 are fixed. Therefore, on the thermoelectric module, all the P-type thermoelectric elements 3 and the N-type thermoelectric elements 4 are alternately connected in series by the electrodes 2a and 2b, and 2c is one of the two ends connected in series. The electrodes 2c are plated with solder before soldering and fixing the P-type thermoelectric element 3 and the N-type thermoelectric element 4 adjacent to the electrodes 2a and 2b.
又、15はレーザ光線出射光学部で、15aは該レーザ光
線出射光学部から照射されるレーザ光線を示している。Reference numeral 15 denotes a laser beam emitting optical unit, and reference numeral 15a denotes a laser beam emitted from the laser beam emitting optical unit.
又、12dは前記第7図に示した導線12dに相当する導線
であり、13dは該導線12dの先端に付着した半田を示して
いて、16は、該導線12dの保持機構である。Reference numeral 12d denotes a conductor corresponding to the conductor 12d shown in FIG. 7, reference numeral 13d denotes solder attached to the tip of the conductor 12d, and reference numeral 16 denotes a holding mechanism for the conductor 12d.
第3図に示す製造工程のフロー図において、本加工工
程がスタートすると、まず、第5図に示すごとく半田槽
内にクリーム半田を入れておく、また、本発明の出願人
による特願平1−341377によってリード線が付着される
前の熱電モジュールが第4図に示すごとく組み立てら
れ、所定の治具に装着されている。In the flow chart of the manufacturing process shown in FIG. 3, when this processing step is started, first, as shown in FIG. 5, cream solder is put in a solder tank. The thermoelectric module before the lead wire is attached by −341377 is assembled as shown in FIG. 4 and mounted on a predetermined jig.
次に、ステップ0において、第5図に示すごとく、導
線12(12a)は自動化された処理機械によって垂直にク
リーム半田11の中に所定の深さまで挿入し(12b)たあ
と引き上げられ、導線12cの先端には、所定の長さと厚
みでクリーム半田が付着する(13c)。Next, in step 0, as shown in FIG. 5, the conductor 12 (12a) is vertically inserted into the cream solder 11 to a predetermined depth by an automated processing machine (12b), and then pulled up, and the conductor 12c is pulled up. The cream solder adheres to the tip of a predetermined length and thickness (13c).
該導線の先端に付着させるクリーム半田の長さと量
は、該熱電素子モジュールの電極の材質と寸法、導線の
材質と直径、及び半田の組成によって予め定められ、該
条件に対応して導線先端をクリーム半田に浸漬する深さ
を定め、該処理機械の制御装置に適切に設定する。The length and amount of the cream solder to be attached to the tip of the conductor is determined in advance by the material and dimensions of the electrodes of the thermoelectric element module, the material and diameter of the conductor, and the composition of the solder. The depth of immersion in the cream solder is determined and appropriately set in the control device of the processing machine.
次にステップ1において、第6図に示すごとく、前記
導線12cは該処理機械によって垂直に保持され、レーザ
光線出射光学部14から自動的に該導線12cの半田が付着
した位置13cから所定の位置上部に所定の時間レーザ光
線14cを照射する。Next, in step 1, as shown in FIG. 6, the conductor 12c is held vertically by the processing machine, and the laser beam emitting optical unit 14 automatically moves the conductor 12c to a predetermined position from the position 13c where the solder of the conductor 12c is attached. The upper portion is irradiated with the laser beam 14c for a predetermined time.
該レーザ光線の照射位置と時間は、レーザ光線出射光
学部の出力、導線の材質と太さ及び付着したクリーム半
田の組成と付着長さと厚みに対応して予め定め、レーザ
光線出射光学部14の駆動機構制御装置に設定する。The irradiation position and time of the laser beam are determined in advance in accordance with the output of the laser beam emitting optical unit, the material and thickness of the conductive wire, the composition of the attached cream solder, the attached length and thickness, and the laser beam emitting optical unit 14. Set in the drive mechanism controller.
例えば、導線先端から4ミリ上部に対して出力10ワッ
トのレーザ光線を4秒間照射することによって良好な結
果が得られる。For example, good results can be obtained by irradiating a laser beam having a power of 10 watts to a portion 4 mm above the conductor tip for 4 seconds.
ステップ1の後の導線(12)の先端には、第7図に示
すごとく、導線12dの先端部に、付着したクリーム半田
の長さと量、導線と溶融半田との間の付着力、溶融半田
の重量、および表面張力によって定まる形状に半田13d
が付着している。該ステップ1が完了した後、ステップ
2にて、半田13d部が自動的に適正なフラックスに浸漬
され適量塗布される。As shown in FIG. 7, the tip of the lead wire (12) after step 1 is attached to the tip of the lead wire 12d, the length and amount of the cream solder adhered, the adhesive force between the lead wire and the molten solder, the molten solder Solder 13d into shape determined by weight and surface tension
Is attached. After the completion of Step 1, in Step 2, the solder 13d is automatically immersed in an appropriate flux and applied in an appropriate amount.
次にステップ3において、第8図に示すごとく、導線
12dは、第4図に示した、リード線装着前までに組み立
てられた熱電モジュールの電極2c上所定の位置に、自動
化された処理機械の保持機構16によって保持固定され
る。Next, in step 3, as shown in FIG.
12d is held and fixed by the holding mechanism 16 of the automated processing machine at a predetermined position on the electrode 2c of the thermoelectric module assembled before mounting the lead wire as shown in FIG.
即ち、導線12dは電極2cの中央水平に半田付着部を接
触される。That is, the conductive wire 12d is brought into contact with the solder adhering portion at the center and horizontal of the electrode 2c.
上述の状態において、レーザ光線出射光学部15からレ
ーザ光線15aを電極2c面内の、導線12dの先端半田付着部
13dからはずれた所定の位置を所定の時間照射加熱す
る。従って、電極2cと導線12dは温度が上昇して半田13d
を溶融し、レーザ光線の照射が終了して導線12dと電極2
cとの接続が完了する。In the above-described state, the laser beam 15a is applied from the laser beam emitting optical unit 15 to the solder attachment portion of the lead wire 12d in the plane of the electrode 2c.
A predetermined position deviated from 13d is irradiated and heated for a predetermined time. Therefore, the temperature of the electrode 2c and the conductor 12d rises, and the solder 13d
Is melted, and the irradiation of the laser beam is completed.
The connection with c is completed.
(ステップ4) 次にステップ5において、導線12cを所定の長さに切
断して全組み立て工程が完了する。(Step 4) Next, in step 5, the conducting wire 12c is cut into a predetermined length to complete the entire assembling process.
上述の説明においてレーザ光線を電極面内の導線の先
端半田付着部からはずれた所定の位置を照射すると説明
したが、電極の材質と形状寸法、導線の材質と太さ、半
田の組成及びレーザ光線照射部拡がり径に従って、導線
上の先端半田付着部から外れた位置、または、電極面上
の導線上で導線先端半田付着部から外れた位置、または
半田付着部を含めて照射する等、適切な照射位置と照射
時間を、レーザ光線出射光学部15の駆動機構制御装置に
設定する。In the above description, it has been described that the laser beam is applied to a predetermined position off the solder attachment portion of the lead wire in the electrode surface, but the material and shape and dimensions of the electrode, the material and thickness of the lead wire, the composition of the solder, and the laser beam Depending on the diameter of the irradiating part, appropriate positions such as a position off the tip solder attachment portion on the conductor, a position on the electrode surface that deviates from the tip solder attachment portion, or irradiation including the solder attachment portion, etc. The irradiation position and the irradiation time are set in the drive mechanism control device of the laser beam emitting optical unit 15.
たとえば、所定の条件において、レーザ出力20ワッ
ト、照射時間3秒で良好な半田付けが実施できる。For example, under predetermined conditions, good soldering can be performed with a laser output of 20 watts and an irradiation time of 3 seconds.
以上の工程が完了すると、ステップ0に戻って次の熱
電モジュールの加工を行う。When the above steps are completed, the process returns to step 0 to process the next thermoelectric module.
[発明の効果] 以上説明したように本発明によれば、クリーム半田槽
に浸漬した後の導線に対しクリーム半田付着部から離れ
た位置にレーザ光線を照射して加熱するようにしたの
で、導線の先端に予め溶着するクリーム半田の量が一定
で、かつ適切一様な形状となり、該クリーム半田を付着
した導線を電極上所定の位置に当てて半田付けするよう
にした結果、良好な半田付けが実行できるようになっ
た。また、レーザ光線によって加熱半田付けするように
し、また、クリーム半田付着部近傍をレーザ光線によっ
て加熱するようにしたので、素子接合部への再溶融によ
る悪影響をおこすことなく、また、隣接する電極を短絡
することがなくなった。また、レーザ光線によって半田
付けをするようにしたので半田コテの酸化や汚れによる
影響がなくなった。[Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, the conductor immersed in the cream solder bath is heated by irradiating a laser beam to a position distant from the cream solder attachment portion. The amount of cream solder that is pre-welded to the tip of the solder is constant and has an appropriate uniform shape, and the conductor with the cream solder is applied to a predetermined position on the electrode and soldered, resulting in good soldering. Can now be run. In addition, since the soldering is performed by heating with a laser beam, and the vicinity of the cream solder attachment portion is heated by the laser beam, the adverse effect due to re-melting to the element bonding portion is not caused. No short circuit. In addition, since the soldering is performed by using a laser beam, the influence of oxidation and contamination of the soldering iron is eliminated.
従って、従来熟練した人手によって、1個当たり1分
以上要していた作業を自動化によって10秒で実施するこ
とが可能になり、また、品質が安定して歩留まりが向上
し、大幅な生産性向上を計ることが出来るというすぐれ
た効果を得ることができた。Therefore, it has become possible to perform tasks that required more than one minute per piece by automation in 10 seconds by automation. In addition, the quality is stable, the yield is improved, and the productivity is greatly improved. The excellent effect of being able to measure was obtained.
第1図は熱電モジュール図。 第2図は第1図のリード線結合部拡大図。 第3図は本発明に基づく製造作業に関する工程フロー
図。 第4図は本発明に基づく第3図に示す工程フローの前工
程が完了した熱電モジュール図。 第5図は導線の半田槽浸漬説明図。 第6図は導線のレーザ光線照射説明図。 第7図は導線のレーザ光線照射完了導線の説明図。 第8図は導線のレーザ光線による半田付け説明図。 1a、1b……絶縁基板、 2a、2b、2c……電極、 3……P型熱電素子、 4……N型熱電素子、 5a、5b……リード線、 6……半田、 10……半田槽、 11……クリーム半田、 12……リード線、 13……半田、 14……レーザ光線出射光学部、 15……レーザ光線出射光学部。FIG. 1 is a diagram of a thermoelectric module. FIG. 2 is an enlarged view of a lead wire connecting portion of FIG. FIG. 3 is a process flow diagram relating to a manufacturing operation based on the present invention. FIG. 4 is a thermoelectric module diagram in which the pre-process of the process flow shown in FIG. 3 based on the present invention is completed. FIG. 5 is an explanatory view of a conductor immersed in a solder bath. FIG. 6 is an explanatory view of irradiation of a laser beam on a conductive wire. FIG. 7 is an explanatory diagram of a laser beam irradiation-completed conducting wire. FIG. 8 is an explanatory view of soldering a lead wire with a laser beam. 1a, 1b ... insulating substrate, 2a, 2b, 2c ... electrode, 3 ... P-type thermoelectric element, 4 ... N-type thermoelectric element, 5a, 5b ... lead wire, 6 ... solder, 10 ... solder Vessel, 11 ... cream solder, 12 ... lead wire, 13 ... solder, 14 ... laser beam emitting optical unit, 15 ... laser beam emitting optical unit.
Claims (3)
した複数の電極によって互いに隣り合う各複数個のP型
熱電素子とN型熱電素子とを交互に直列接続し、該直列
接続した両端部の電極にリード線を半田付けし、前記相
対する二枚の絶縁基板の間に前記P型熱電素子とN型熱
電素子とを挟み固定してなる熱電モジュールの製造方法
において、所定の直径を有する導線の先端部をクリーム
半田に浸漬して所定の長さにクリーム半田を付着し、該
導線のクリーム半田付着位置から所定の距離上部位置に
レーザ光線を所定の時間照射加熱し、該導線のクリーム
半田付着部を前記両端部の電極の所定の位置に半田づけ
してリード線を形成することを特徴とする熱電モジュー
ルの製造方法。1. A plurality of P-type thermoelectric elements and a plurality of N-type thermoelectric elements adjacent to each other are alternately connected in series by a plurality of electrodes respectively fixed to two insulating substrates opposed to each other, and both ends connected in series In a method of manufacturing a thermoelectric module, a lead wire is soldered to the electrodes of the portion, and the P-type thermoelectric element and the N-type thermoelectric element are sandwiched and fixed between the two facing insulating substrates. The tip of the conductive wire having the solder is immersed in cream solder to adhere the cream solder to a predetermined length, and a laser beam is radiated and heated for a predetermined time to a position above a predetermined distance from a position where the cream solder is attached to the conductive wire, thereby heating the conductive wire. A method of manufacturing a thermoelectric module, wherein a solder paste is soldered to predetermined positions of electrodes at both ends to form a lead wire.
した複数の電極によって互いに隣り合う各複数個のP型
熱電素子とN型熱電素子とを交互に直列接続し、該直列
接続した両端部の電極にリード線を半田付けし、前記相
対する二枚の絶縁基板の間に前記P型熱電素子とN型熱
電素子とを挟み固定してなる熱電モジュールの製造方法
において、所定の直径を有する導線の先端部をクリーム
半田に浸漬して所定の長さにクリーム半田を付着し、該
導線のクリーム半田付着位置から所定の距離上部位置に
レーザ光線を所定の時間照射加熱し、該導線のクリーム
半田付着部を前記両端部の電極の所定の位置に接触さ
せ、該導線のクリーム半田付着部を接触させた電極面内
所定の位置にレーザ光線を照射加熱して半田づけしリー
ド線を形成することを特徴とする熱電モジュールの製造
方法。2. A plurality of P-type thermoelectric elements and a plurality of N-type thermoelectric elements adjacent to each other are alternately connected in series by a plurality of electrodes fixed to two opposing insulating substrates, respectively. In a method of manufacturing a thermoelectric module, a lead wire is soldered to the electrodes of the portion, and the P-type thermoelectric element and the N-type thermoelectric element are sandwiched and fixed between the two facing insulating substrates. The tip of the conductive wire having the solder is immersed in cream solder to adhere the cream solder to a predetermined length, and a laser beam is radiated and heated for a predetermined time to a position above a predetermined distance from a position where the cream solder is attached to the conductive wire, thereby heating the conductive wire. The cream solder attachment portions are brought into contact with predetermined positions of the electrodes at both ends, and a predetermined position in the electrode surface where the cream solder attachment portions of the conductors are brought into contact is irradiated with a laser beam and heated to be soldered to form lead wires. To do Method for manufacturing a thermoelectric module, wherein.
において、電極面内所定の位置はクリーム半田付着部近
傍であることを特徴とする熱電モジュールの製造方法。3. The method for manufacturing a thermoelectric module according to claim 2, wherein the predetermined position in the electrode surface is near the cream solder attachment portion.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2161033A JP2583149B2 (en) | 1990-06-18 | 1990-06-18 | Manufacturing method of thermoelectric module |
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JPH0449678A JPH0449678A (en) | 1992-02-19 |
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