JP2594354B2 - レーザハンダ付け方法 - Google Patents

レーザハンダ付け方法

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JP2594354B2 JP1090199A JP9019989A JP2594354B2 JP 2594354 B2 JP2594354 B2 JP 2594354B2 JP 1090199 A JP1090199 A JP 1090199A JP 9019989 A JP9019989 A JP 9019989A JP 2594354 B2 JP2594354 B2 JP 2594354B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はレーザ光の照射により効果的にハンダ付けを
行う方法に関するものである。
〔従来の技術〕
ハンダ付けの方法も種々改良されてきており、レーザ
光の照射加熱を利用した方法も広く知られている。特
に、カメラ等の電子機器では構造も精密であり、用いら
れている電気部品もチップ化され非常に小型化してきて
いるため、ハンダ付けの対象となる端子も微細なものに
なっており、その位置決めについても充分な管理が必要
である。
また、ハンダ付けするときに、その対象となる端子の
相互位置に位置決めするには、例えば特公昭61−50400
号公報等では端子に設けた位置決め用の小孔を用いる手
法が知られている。
〔発明が解決しようとする課題〕
しかしながらレーザ光の照射加熱による従来のハンダ
付け方法は、単にハンダごての代わりにレーザ光を熱源
として利用するだけで、微細な構造をもった端子相互間
をハンダ付けする際には不向きであった。例えば、ハン
ダ付けの対象となる端子列が、1mm程度の幅の端子を同
程度のピッチで間隔で配列したものである場合、たとえ
上記公報記載の手法によって端子相互間の位置決めを正
しく行ったとしても、一方の端子列にのせたハンダの量
にバラツキがあると、これにハンダ付けする他方の端子
列を重ね合わせたときに、他方の端子がハンダの盛り上
がり量に応じて波うち、接触不良になる端子もでてくる
ことがある。
また、レーザ光の照射によってハンダが溶融したとき
に、隣接する端子にまでハンダが流れてしまい思わぬ個
所が短絡するというような事態も生じかねない。
〔発明の目的〕
本発明は以上のような従来技術の問題点を解消するた
めになされたもので、レーザを用いて確実かつ迅速にハ
ンダ付けができるようにしたレーザハンダ付け方法を提
供することを目的とする。
〔課題を解決するための手段〕
本発明は上記目的を達成するために、ハンダ付けの対
象となる第1端子列を構成している一方の端子の各々に
予備ハンダを設け、またこの第1端子列にハンダ付けす
る第2端子列を構成している他方の端子には、それぞれ
貫通孔を形成しておく。そして、他方の端子の各々を押
さえ治具により前記一方の端子側に押しつけておき、レ
ーザ光をこれらの端子列に対して相対的に走査すること
によって貫通孔に順次に照射し、貫通孔を通過したレー
ザ光で予備ハンダを順次に溶融させてゆくようにしたも
のである。なお、貫通孔としては、孔だけでなくスリッ
ト状のものであってもよい。
また、予備ハンダを溶融させてゆくにあたっては、貫
通孔の配列ピッチに対応して透孔を配列したマスク板を
介してレーザ光の照射を行ったり、あるいは貫通孔にレ
ーザ光を照射するときにはその走査速度を緩くする若し
くは停止させる等の手段を講じるのが処理を効率化する
上で非常に有効である。
〔作用〕
上記によれば、第2端子列を構成する各々の端子を押
さえ治具で押圧しているため、貫通孔を通ったレーザ光
で予備ハンダが順次に溶融してゆく過程で、第2端子列
の端子は、第1端子列の端子ごとに設けられた予備ハン
ダに圧着され、浮き上がりによる接触不良は生じない。
また、溶融したハンダは貫通孔を通って上側に盛り上が
るため、隣接する端子側に流れることはない。
また、マスク板の利用あるいは走査速度の調節により
貫通孔の部分にだけ有効にレーザ光を照射すれば、ハン
ダ付け処理時にプリント基板や端子の一部をレーザ光の
照射により損傷させるようなこともない。
以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説
明する。
〔実施例〕
第2図に示すフレキシブルな第2プリント基板10は、
例えばカメラを電気的に統御するIC及び他の電子部品
(図示せず)を配列している。この第2プリント基板10
の右縁には、端子11,12,13,14が一定ピッチL0(例えばL
0=1.6mm)で配列されている。端子11〜14は全部で18個
程度配列された端子の一部を図示したものである。端子
11〜14のそれぞれには、スルーホール16,17,18,19が開
設されている。端子11〜14の幅W2は全て0.8mm、また各
スルーホール11〜14の径は0.5mmである。第1プリント
基板10の下方に重合わせられた硬質の第1プリント基板
21上には、カメラのシャッタまわりの電気部品(図示せ
ず)が配列されている。この第1プリント基板21の右縁
には、端子22,23,24,25が配列されている。端子22〜25
の配列ピッチは、L0,端子幅W1は1.0mmであり、端子11
〜14と整合して配置されている。端子22〜25上にはそれ
ぞれ均一量の予備ハンダ27,28,29,30が設けられてい
る。
第2プリント基板10の上から当接している櫛歯状の当
接部32,33,34,35を有した治具37は、各当接部32〜35で
それぞれ端子11〜14を予備ハンダ27〜30に押圧してい
る。治具37の上面には、スリット41,42,43,44を有した
遮光板46が固着されている。遮光板46の上方にはレーザ
装置からレーザ光をガイドして来る光ファイバに接続さ
れたレーザヘッド47がスライド自在に配されている。こ
のレーザの種類は、例えば波長1.06μmのYAGレーザが
使用され、また出力は10〜13W程度である。このような
レーザを照射しながらレーザヘッド47は、端子11〜14の
配列方向に沿って矢印A方向に走査される。ここでレー
ザヘッド47は固定したままにしておき、プリント基板を
セットしたワークをロボット等にグリップさせて移動す
るようにしてもよい。遮光板46は、レーザ光48が第2プ
リント基板10の絶縁部等に損傷を与えるものを防止する
ためにレーザ光48を遮光するものである。このレーザ光
48の垂直断面円の径は約2mmである。
また、符号49,51は第1,第2のプリント基板21,10をセ
ットする本体ワーク50に形成されたボスを示している。
このボスを第1図(A)に示すように、第2プリント基
板10に開設された嵌合孔52等に嵌入することにより、位
置ずれなく2枚のプリント基板10,21を重ね合わせるこ
とができる。
以下、上記のような構成からなる本実施例の作用につ
いて説明する。
先ず、ボス49,51を嵌合孔52等に嵌入することによ
り、2枚のプリント基板10,21を位置ずれなく重ね合わ
せる。このとき、端子11は端子22に、端子12は端子23上
に、端子13は端子24上に、端子14は端子25上にとそれぞ
れ正確に重ねることができる。そして、ハンダのぬれを
良くするためにフラックスを端子11〜14及び端子22〜30
に塗布する。この際、スルーホール16〜19内にもフラッ
クスを塗布する。
端子22〜25上にはそれぞれ予備ハンダが設けられてい
る。予備ハンダ27〜30はほぼ均一な量であるが、厳密に
は第3図に示すように、高低の差が生じることを避けら
れない。予備ハンダ27〜30の上部が端子11〜14に接触し
ていない場合には、後述するハンダ付けを行うことがで
きず、ハンダ付け不良を発生する。これに対処するた
め、治具37の各当接部32〜35がそれぞれ独立に、対応す
る端子11〜14を予備ハンダ27〜30に押圧している。
レーザ光48はその径の中心部に強度のピークが存在す
るために、中心部がスルーホール16〜19の中心を通過す
るように走行路を設定し、効率的にレーザ光48を利用す
る。そして、レーザヘッド47を駆動させ、レーザ光48を
放出させながら、矢印A方向に第4図に示す速度パター
ンで走査させる。第4図では、最高速度値VMで走行して
いたレーザヘッド47が、端子に近づくと減速して端子上
では速度0となり一瞬停止する。レーザ光48が第1図
(A)のように例えば予備ハンダ28に照射されると、予
備ハンダ28が溶解する。このとき当接部33が第2プリン
ト基板10を押圧しているから、融解されたハンダは確実
に端子12と端子23をハンダ付けし、同図(B)に示す状
態となる。また予備ハンダ28の余剰分は端子12のスルー
ホール17内に流入するから、ハンダ付けの接合強度を高
めることができ、またこれを目視することによってハン
ダ付けを確認してもよい。
この後レーザヘッド47は、加速して再度最高速度VM
復帰する。かかる動作を走行距離L0周期で繰り返すもの
である。これにより、遮光板46によって遮光される区間
は素早く通過して迅速処理を図り、逆にスルーホール16
〜19の上ではゆっくりと通過若しくは停止するから、予
備ハンダ27〜30へのレーザ光48の照射時間を十分に確保
することができる。ゆっくり走行若しくは停止する時間
は、例えば0.2〜0.6Sec程度であり、速度は平均0.3mm/S
ec程度である。なお、VMの値は当該装置の有する最高速
度として作業時間を図っている。
なお、上記条件下ではレーザ出力の立ち上がりや、プ
リント基板の余熱等の影響を考慮して、最初にハンダ付
けする端子とその次の端子(図示せず)、及び最後の端
子11上では中間の端子に比べ比較的多めに加熱した方が
良好なハンダ付けを行うことができる。
また、レーザ装置(図示せず)の放出側にレーザ光
48を遮断するためのシャッタを配設しておき、スルーホ
ール16〜19の中心にレーザヘッド47が照準合致したとき
のみ、前記シャッタを開放(開放時間0.6〜0.8Sec)
し、その他の走行区間ではシャッタを閉鎖する方法もあ
る。この方法では、照準合致後のシャッタの開閉時間は
レーザヘッド47は全く走行停止しており、処理時間の短
縮化の点では前述した実施例の方が優れている。
さらに、第5図に示すように、レーザ光を確実にスル
ーホール内に照射するために、CCDカメラ60を用いてス
ルーホールの位置を確認し制御する方法がある。この場
合、CCDカメラ60の光軸61はレーザ光48に対して傾きを
持ってセットする必要があるため、第2プリント基板10
を押圧する治具62の当接部63は図示のように傾けて形成
したものを用いるとよい。
なお、上記実施例では端子のピッチ及び端子幅は全て
一定としたが、これらの寸法が異なる場合でも本発明を
適用することができる。この場合には、例えばマイクロ
コンピュータを利用してレーザ光48の走査の速度パター
ンを端子幅やピッチ寸法に応じて調整すればよい。ま
た、端子上のスルーホールの代わりに、適当な形状の切
欠き部を形成してもよいことは当然である。
〔発明の効果〕
以上説明したように、本発明では、第1端子上に予備
ハンダを配し、第2端子には貫通孔を形成しておき、第
1端子の予備ハンダ側と第2端子を重ねるように両プリ
ント基板を重ね合わせ、この状態で各々の第2端子を対
応する各第1端子に押圧し、前記貫通孔を通して予備ハ
ンダにレーザ光を照射するようにしてある。したがっ
て、連続的なハンダ付けを迅速に行うことができ、ハン
ダ付けの自動化が容易となる。また、端子ピッチ及び端
子幅が微小な場合でも、正確かつ迅速な処理が可能とな
るから、プリント基板を小さくすることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に係る実施例の作用を示す要部断面図で
ある。 第2図は本発明に係る実施例を示す外観図である。 第3図は、第2図の実施例を矢印A方向に切断した要部
断面図である。 第4図は、第2図に示すレーザヘッドの走行速度パター
ンを示すグラフである。 第5図は本発明の他の実施例を示す要部断面図である。 10……第2プリント基板 11〜14,22〜25……端子 16〜19……スルーホール 21……第1プリント基板 27〜30……予備ハンダ 32〜35……当接部 37……治具 47……レーザヘッド 48……レーザ光。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐藤 宗義 埼玉県大宮市植竹町1丁目324番地 富 士写真光機株式会社内 (72)発明者 岡崎 行男 埼玉県大宮市植竹町1丁目324番地 富 士写真光機株式会社内 (56)参考文献 特開 昭60−182194(JP,A) 特開 昭62−20394(JP,A) 特開 昭59−108396(JP,A) 特開 昭63−310198(JP,A) 特公 昭61−50400(JP,B2)

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】第1プリント基板に配列した第1端子列の
    上に、第2プリント基板に前記第1端子列に対応した配
    列ピッチで形成した第2端子列を重ねてハンダ付けする
    方法において、 前記第1端子列を構成する個々の端子の上に予備ハンダ
    を設けるとともに第2端子列を構成する個々の端子には
    貫通孔を形成し、押さえ治具を用いて第2端子列の個々
    の端子を第1端子列側に押圧した後、レーザ光を相対的
    に走査して前記貫通孔に順次に照射してゆき、貫通孔を
    通過したレーザ光によって予備ハンダを順次に溶融させ
    てゆくことを特徴とするレーザハンダ付け方法。
  2. 【請求項2】前記貫通孔の配列ピッチに対応して透孔を
    形成したマスク板を前記第2プリント基板の上に配置
    し、レーザ光を走査する際に貫通孔以外の部分にレーザ
    光が照射されることを防ぐようにしたことを特徴とする
    特許請求の範囲第1項記載のレーザハンダ付け方法。
  3. 【請求項3】レーザ光を相対的に走査する際に、レーザ
    光が貫通孔に照射されるときには走査速度を緩めるよう
    にしたことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載のレ
    ーザハンダ付け方法。
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