JP3522434B2 - パルスヒート方式溶接機のヒータツール構造 - Google Patents
パルスヒート方式溶接機のヒータツール構造Info
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- heater
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- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
- H05K3/30—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor
- H05K3/32—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits
- H05K3/34—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits by soldering
- H05K3/3494—Heating methods for reflowing of solder
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- Electric Connection Of Electric Components To Printed Circuits (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はパルスヒート方式溶
接機のヒータツール構造に関し、特にＬＳＩなどの方
形、平坦型の半導体パッケージのリードを、プリント基
板の導体パターンにプリコート結合材を介して短時間加
熱（パルスヒート）と圧着とにより迅速且つ正確に溶接
するパルスヒート方式溶接機の溶接加工部分を構成する
パルスヒート方式溶接機のヒータツール構造に関する。
接機のヒータツール構造に関し、特にＬＳＩなどの方
形、平坦型の半導体パッケージのリードを、プリント基
板の導体パターンにプリコート結合材を介して短時間加
熱（パルスヒート）と圧着とにより迅速且つ正確に溶接
するパルスヒート方式溶接機の溶接加工部分を構成する
パルスヒート方式溶接機のヒータツール構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】あらかじめプリント基板の導体パターン
の如き被加工物に、はんだ部材としてのプリコート結合
材を配設し、位置決めを行った半導体パッケージのリー
ドをヒータツール（heater tool)で圧着かつ短時間の局
部加熱を施して結合させる、いわゆるリフローソルダリ
ング(reflow soldering)加工は、半導体に対する熱影響
が少なく且つブリッジ等の生起も排除でき、またリフロ
ー後は圧着したまま冷却させるのでリードの浮きも防止
できるなど多くの特徴を有し、高精度処理が可能なので
近時多用されている。
の如き被加工物に、はんだ部材としてのプリコート結合
材を配設し、位置決めを行った半導体パッケージのリー
ドをヒータツール（heater tool)で圧着かつ短時間の局
部加熱を施して結合させる、いわゆるリフローソルダリ
ング(reflow soldering)加工は、半導体に対する熱影響
が少なく且つブリッジ等の生起も排除でき、またリフロ
ー後は圧着したまま冷却させるのでリードの浮きも防止
できるなど多くの特徴を有し、高精度処理が可能なので
近時多用されている。
【０００３】このようなパルスヒート方式溶接機では、
ヒータツールと呼ばれる加工構造で、接合し合うべき１
対の被加工物の被接合部分を圧着しつつ、たかだか数秒
程度の短時間で大電流を印加し、これにより発生するジ
ュール熱を熱伝導によって接合部に加え、プリント基板
上にプリフォーム(preform) されたはんだ、即ちプリコ
ート(pre-coat)結合材を溶融させて接合を確保してい
る。
ヒータツールと呼ばれる加工構造で、接合し合うべき１
対の被加工物の被接合部分を圧着しつつ、たかだか数秒
程度の短時間で大電流を印加し、これにより発生するジ
ュール熱を熱伝導によって接合部に加え、プリント基板
上にプリフォーム(preform) されたはんだ、即ちプリコ
ート(pre-coat)結合材を溶融させて接合を確保してい
る。
【０００４】このような目的に供するヒータツールの構
成部材としては、高温における機械的硬度並びに電気的
抵抗値が大で、さらに加工性に優れ、しかもはんだにま
みれ難い、いわゆるはんだ濡れの少ないものが望まれ、
モリブデン（Ｍｏ）、タングステン（Ｗ）、チタン（Ｔ
ｉ）などを利用する耐熱性合金が利用されている。
成部材としては、高温における機械的硬度並びに電気的
抵抗値が大で、さらに加工性に優れ、しかもはんだにま
みれ難い、いわゆるはんだ濡れの少ないものが望まれ、
モリブデン（Ｍｏ）、タングステン（Ｗ）、チタン（Ｔ
ｉ）などを利用する耐熱性合金が利用されている。
【０００５】図２は、従来のヒータツールの第１例を示
す斜視図である。図２に示すヒータツール１０１は、被
加工物に接するための平面部分１０２を有し、横断面が
略Ｕ字状のもので、これを加熱する加熱ブロックとして
の１対のシャンク(shank) １０３ａ、１０３ｂを結合
し、且つこのシャンク１０３ａ、１０３ｂにはそれぞれ
給電用のジャンパー線１０４ａ、１０４ｂが接続された
構成を有する。
す斜視図である。図２に示すヒータツール１０１は、被
加工物に接するための平面部分１０２を有し、横断面が
略Ｕ字状のもので、これを加熱する加熱ブロックとして
の１対のシャンク(shank) １０３ａ、１０３ｂを結合
し、且つこのシャンク１０３ａ、１０３ｂにはそれぞれ
給電用のジャンパー線１０４ａ、１０４ｂが接続された
構成を有する。
【０００６】ヒータツール１０１の平面部分１０２は、
肉厚が０．６mm程度と薄く、ジャンパー線１０４ａ、１
０４ｂにより、図示しないパルスヒート方式溶接機の本
体から提供される加熱電流を給電すると加熱ブロックた
るシャンク１０３ａ、１０３ｂが加熱され、さらにシャ
ンク１０３ａ、１０３ｂによってヒータツール１０１が
加熱され、これにより平面部分１０２も加熱される。こ
うして加熱した平面部分１０２を被加工物に圧着するこ
とにより、被加工物を接合せしめる。このように、平面
部分１０２の断面積を小さく抑えることによって発熱に
必要な印加電流を抑え、熱容量を小さくして冷却時間の
短縮化も図っている。
肉厚が０．６mm程度と薄く、ジャンパー線１０４ａ、１
０４ｂにより、図示しないパルスヒート方式溶接機の本
体から提供される加熱電流を給電すると加熱ブロックた
るシャンク１０３ａ、１０３ｂが加熱され、さらにシャ
ンク１０３ａ、１０３ｂによってヒータツール１０１が
加熱され、これにより平面部分１０２も加熱される。こ
うして加熱した平面部分１０２を被加工物に圧着するこ
とにより、被加工物を接合せしめる。このように、平面
部分１０２の断面積を小さく抑えることによって発熱に
必要な印加電流を抑え、熱容量を小さくして冷却時間の
短縮化も図っている。
【０００７】図３は、従来のヒータツールの第２例を示
す斜視図である。図３に示すヒータツール１０５は、下
端を平面部分１０６となし、図３に示す加熱ブロックと
してのシャンクは設けず、長手方向の側面に少なくとも
１個、図３の場合は４個の加熱源としてのカートリッジ
ヒータ１０７を配設し、ヒータツール１０５全体が発熱
され、被加工物に圧着された平面部分１０６で被加工物
が接合される。
す斜視図である。図３に示すヒータツール１０５は、下
端を平面部分１０６となし、図３に示す加熱ブロックと
してのシャンクは設けず、長手方向の側面に少なくとも
１個、図３の場合は４個の加熱源としてのカートリッジ
ヒータ１０７を配設し、ヒータツール１０５全体が発熱
され、被加工物に圧着された平面部分１０６で被加工物
が接合される。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来のパルス
ヒート方式溶接機のヒータツールは、図２に示す第１例
にあっては平面部分１０２の肉厚が０．６mm程度と小さ
くしているので機械的強度が小さく、被加工物に対する
機械的圧着における機械的応力集中のもたらす応力歪に
よる亀裂や、加熱と冷却との温度サイクルによる熱変形
を生じ易く、従って寿命も短いという欠点がある。
ヒート方式溶接機のヒータツールは、図２に示す第１例
にあっては平面部分１０２の肉厚が０．６mm程度と小さ
くしているので機械的強度が小さく、被加工物に対する
機械的圧着における機械的応力集中のもたらす応力歪に
よる亀裂や、加熱と冷却との温度サイクルによる熱変形
を生じ易く、従って寿命も短いという欠点がある。
【０００９】また、平面部分１０２に要求される平坦度
は５μ程度であって、しかも肉厚０．６mmのばらつき
も、加熱量すなわち加熱温度のばらつきを抑制するため
に５μ程度の加工精度を確保しうる条件が必要で、これ
らの製作精度を確保しうる長さは現状では１５０mmが限
度であり、これ以上の長さの被加工物を対象とするヒー
タツールは製作できず、しかも肉厚も０．６mmが必要な
機械的強度を保持する下限であってこれ以上薄くできな
いため、ヒータツールの長さに比例して加熱電流を大と
することが必要となってしまう欠点がある。
は５μ程度であって、しかも肉厚０．６mmのばらつき
も、加熱量すなわち加熱温度のばらつきを抑制するため
に５μ程度の加工精度を確保しうる条件が必要で、これ
らの製作精度を確保しうる長さは現状では１５０mmが限
度であり、これ以上の長さの被加工物を対象とするヒー
タツールは製作できず、しかも肉厚も０．６mmが必要な
機械的強度を保持する下限であってこれ以上薄くできな
いため、ヒータツールの長さに比例して加熱電流を大と
することが必要となってしまう欠点がある。
【００１０】また上述した第２例にあっては、ヒータツ
ール１０５の全体を加熱体とする構造となっているの
で、熱容量が大きくならざるを得ず、これに対応して加
熱時間及び冷却時間が増大することが避けられないとい
う欠点がある。
ール１０５の全体を加熱体とする構造となっているの
で、熱容量が大きくならざるを得ず、これに対応して加
熱時間及び冷却時間が増大することが避けられないとい
う欠点がある。
【００１１】本発明の目的は上述した欠点を解決し、機
械的応力の集中を排除して応力歪による亀裂を発生させ
ず、また均一な温度分布を形成可能として温度サイクル
による熱変形が避けられて長寿命を確保でき、且つ小断
面積及び長寸法形状の製作容易で加熱・冷却時間も短縮
しうるパルスヒート方式溶接機のヒータツールを提供す
ることにある。
械的応力の集中を排除して応力歪による亀裂を発生させ
ず、また均一な温度分布を形成可能として温度サイクル
による熱変形が避けられて長寿命を確保でき、且つ小断
面積及び長寸法形状の製作容易で加熱・冷却時間も短縮
しうるパルスヒート方式溶接機のヒータツールを提供す
ることにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明は、上述した目的
を達成するために次の手段構成を有する。即ち、パルス
ヒート方式溶接機のヒータツール構造に関する本発明の
第１の構成は、加熱時間と冷却時間の短縮化並びに冷却
温度範囲の拡大化を確保して、プリント基板上の導体パ
ターンにあらかじめ配設したプリコート結合材を介して
半導体パッケージのリードを電熱加熱並びに機械的圧着
により溶接するものであって下記に示す（イ）ないし
（ニ）の各構成を備える。 （イ）所定の縦横比の矩形横断面を有し、且つ前記電熱
加熱に必要な電気的抵抗値並びに前記機械的圧着に必要
な高温硬度を備えた棒状部材による所定長の水平部分
と、この水平部分の両端で垂直方向に屈曲した垂直部分
とから成るヒータツール （ロ）前記機械的圧着に適した所定の横断面形状と前記
ヒータツールの垂直部分と接合可能な垂直端面とを有
し、下端に前記ヒータツールの水平部分を所定の横断面
寸法にわたって嵌合させる嵌合溝を設けて前記ヒータツ
ールの水平部分を部分嵌合し、前記ヒータツールに印加
する熱的及び機械的外力による変形を抑止する電気的不
導体部材から成るガイドブロック （ハ）前記ガイドブロックの垂直端面に配設され、前記
垂直端面と接合する前記ヒータツールの垂直部分の端部
を結合して前記ヒータツールを前記ガイドブロックの嵌
合溝に嵌入せしめた状態で保持し、外部から供給される
加熱用の電源を前記ヒータツールに給電する給電構造体
としての１対のシャンク （ニ）前記１対のシャンクに配設した電気的接続部材と
接続して前記加熱用の電源を含む所定の電路を形成する
１対の電気的配線
を達成するために次の手段構成を有する。即ち、パルス
ヒート方式溶接機のヒータツール構造に関する本発明の
第１の構成は、加熱時間と冷却時間の短縮化並びに冷却
温度範囲の拡大化を確保して、プリント基板上の導体パ
ターンにあらかじめ配設したプリコート結合材を介して
半導体パッケージのリードを電熱加熱並びに機械的圧着
により溶接するものであって下記に示す（イ）ないし
（ニ）の各構成を備える。 （イ）所定の縦横比の矩形横断面を有し、且つ前記電熱
加熱に必要な電気的抵抗値並びに前記機械的圧着に必要
な高温硬度を備えた棒状部材による所定長の水平部分
と、この水平部分の両端で垂直方向に屈曲した垂直部分
とから成るヒータツール （ロ）前記機械的圧着に適した所定の横断面形状と前記
ヒータツールの垂直部分と接合可能な垂直端面とを有
し、下端に前記ヒータツールの水平部分を所定の横断面
寸法にわたって嵌合させる嵌合溝を設けて前記ヒータツ
ールの水平部分を部分嵌合し、前記ヒータツールに印加
する熱的及び機械的外力による変形を抑止する電気的不
導体部材から成るガイドブロック （ハ）前記ガイドブロックの垂直端面に配設され、前記
垂直端面と接合する前記ヒータツールの垂直部分の端部
を結合して前記ヒータツールを前記ガイドブロックの嵌
合溝に嵌入せしめた状態で保持し、外部から供給される
加熱用の電源を前記ヒータツールに給電する給電構造体
としての１対のシャンク （ニ）前記１対のシャンクに配設した電気的接続部材と
接続して前記加熱用の電源を含む所定の電路を形成する
１対の電気的配線
【００１３】また、本発明の第２の構成は、前記第１の
構成において、前記半導体パッケージが、方形かつ平坦
な多リード構成のものを対象とする構成を有するもので
ある。
構成において、前記半導体パッケージが、方形かつ平坦
な多リード構成のものを対象とする構成を有するもので
ある。
【００１４】また、本発明の第３の構成は、前記第１ま
たは第２の構成において、前記ヒータツールに、加熱温
度の制御を行う温度センサとしての熱電対を備えたもの
である。
たは第２の構成において、前記ヒータツールに、加熱温
度の制御を行う温度センサとしての熱電対を備えたもの
である。
【００１５】また、本発明の第４の構成は、前記第１、
第２または第３の構成において、前記ガイドブロック
を、熱的且つ電気的に不良導体の岩石部材で構成したも
のである。
第２または第３の構成において、前記ガイドブロック
を、熱的且つ電気的に不良導体の岩石部材で構成したも
のである。
【００１６】
【発明の実施の形態】ヒータツールと呼ばれる圧着加熱
加工体で、結合すべき被加工物を機械的に圧着しつつ短
時間に大電流を印加して生起するジュール熱を被加工物
の結合部に伝導し、結合部にあらかじめ介在させたはん
だ材としてのプリコート結合材を溶融させて結合する従
来のパルスヒート方式溶接機のヒータツール構造は、加
熱ブロックとしてのシャンクを介して、もしくはヒータ
ツールそれ自体に埋設した加熱体を介して加熱する構造
のいずれかとなっている。
加工体で、結合すべき被加工物を機械的に圧着しつつ短
時間に大電流を印加して生起するジュール熱を被加工物
の結合部に伝導し、結合部にあらかじめ介在させたはん
だ材としてのプリコート結合材を溶融させて結合する従
来のパルスヒート方式溶接機のヒータツール構造は、加
熱ブロックとしてのシャンクを介して、もしくはヒータ
ツールそれ自体に埋設した加熱体を介して加熱する構造
のいずれかとなっている。
【００１７】これら従来のヒータツールは、シャンクを
介して加熱される構造のものにあっては、加熱に必要な
電流を抑圧し且つ冷却時間も圧縮するため被加工物に圧
着すべき平面部分の断面積及び肉厚を極度に制限して熱
容量を小さく抑えている。このため機械的脆性が増大
し、また加熱と冷却との温度サイクルによる熱変形も生
じ易い。さらに、上述した平面部分に要求される平坦度
と、加熱温度分布の均一性を確保するために平面部分に
要求される肉厚との互いに相反する条件を考慮する観点
に立つと、製作可能な全長にも制限が加えられている。
介して加熱される構造のものにあっては、加熱に必要な
電流を抑圧し且つ冷却時間も圧縮するため被加工物に圧
着すべき平面部分の断面積及び肉厚を極度に制限して熱
容量を小さく抑えている。このため機械的脆性が増大
し、また加熱と冷却との温度サイクルによる熱変形も生
じ易い。さらに、上述した平面部分に要求される平坦度
と、加熱温度分布の均一性を確保するために平面部分に
要求される肉厚との互いに相反する条件を考慮する観点
に立つと、製作可能な全長にも制限が加えられている。
【００１８】また、ヒータツール自体を加熱する構造の
ものにあっては、熱容量が大きな加熱体を対象とするこ
ととなって、加熱及び冷却時間が長くなってしまうとい
う欠点があった。
ものにあっては、熱容量が大きな加熱体を対象とするこ
ととなって、加熱及び冷却時間が長くなってしまうとい
う欠点があった。
【００１９】本発明では、断面形状が均一な縦横それぞ
れ数mm程度の矩形棒状の水平部分と、この水平部分の両
端で垂直方向に屈曲させた１対の垂直部分とから成るヒ
ータツールを用意し、熱的及び電気的に不良導体のガイ
ドブロックの側面に垂直部分を接合して保持させる。こ
のガイドブロックは、下端にはヒータツールの一部を嵌
入する嵌合溝を配設し、横断面は嵌合溝を除き下に凸な
５角形且つ両端は平面の垂直端面となし、この垂直端面
にヒータツール保持用の小型なシャンクを１対取り付け
る。
れ数mm程度の矩形棒状の水平部分と、この水平部分の両
端で垂直方向に屈曲させた１対の垂直部分とから成るヒ
ータツールを用意し、熱的及び電気的に不良導体のガイ
ドブロックの側面に垂直部分を接合して保持させる。こ
のガイドブロックは、下端にはヒータツールの一部を嵌
入する嵌合溝を配設し、横断面は嵌合溝を除き下に凸な
５角形且つ両端は平面の垂直端面となし、この垂直端面
にヒータツール保持用の小型なシャンクを１対取り付け
る。
【００２０】１対のシャンクはそれぞれ、ヒータツール
の垂直部分の端部を結合し、このシャンクはガイドブロ
ックの影響を受けずにパルスヒート方式溶接機の本体か
ら提供される加熱電流をこれと結合したヒータツールに
供給することを本発明の実施の形態としている。
の垂直部分の端部を結合し、このシャンクはガイドブロ
ックの影響を受けずにパルスヒート方式溶接機の本体か
ら提供される加熱電流をこれと結合したヒータツールに
供給することを本発明の実施の形態としている。
【００２１】このような実施の形態の下で、運用中の機
械的並びに熱変化脆性を著しく改善し、且つ製作条件も
大幅に緩和して、加熱・冷却時間の短縮化も確保したヒ
ータツール構造を実現している。
械的並びに熱変化脆性を著しく改善し、且つ製作条件も
大幅に緩和して、加熱・冷却時間の短縮化も確保したヒ
ータツール構造を実現している。
【００２２】
【実施例】次に、本発明について図面を参照して説明す
る。図１は、本発明の一実施例の構成を示す斜視図
（ａ）および横断面図（ｂ）である。図１に示すヒータ
ツール構造は、横断面が所定の縦横比の矩形の棒状部材
で構成された水平部分１１及び垂直部分１２から成るヒ
ータツール１と、下端にヒータツール１を部分嵌合させ
る嵌合溝２１を設けた電気的且つ熱的な不良導体部材か
ら成るガイドブロック２と、ガイドブロック２の両端面
に取り付けたヒータツール１保持用の１対のシャンク３
ａ，３ｂと、シャンク３ａ，３ｂに保持したヒータツー
ル１に加熱電流を供給する１対の電気的配線としてのジ
ャンパー線４ａ，４ｂとを備え、図１にはなお、被加工
物としてのパッケージリード５及びプリント基板６並び
にプリント基板６上の導体パターン７と、導体パターン
７上に配設したプリコート結合材８とヒータツール１に
取り付けた発熱温度センサとしての熱電対９と、受台１
０とを併記して示す。
る。図１は、本発明の一実施例の構成を示す斜視図
（ａ）および横断面図（ｂ）である。図１に示すヒータ
ツール構造は、横断面が所定の縦横比の矩形の棒状部材
で構成された水平部分１１及び垂直部分１２から成るヒ
ータツール１と、下端にヒータツール１を部分嵌合させ
る嵌合溝２１を設けた電気的且つ熱的な不良導体部材か
ら成るガイドブロック２と、ガイドブロック２の両端面
に取り付けたヒータツール１保持用の１対のシャンク３
ａ，３ｂと、シャンク３ａ，３ｂに保持したヒータツー
ル１に加熱電流を供給する１対の電気的配線としてのジ
ャンパー線４ａ，４ｂとを備え、図１にはなお、被加工
物としてのパッケージリード５及びプリント基板６並び
にプリント基板６上の導体パターン７と、導体パターン
７上に配設したプリコート結合材８とヒータツール１に
取り付けた発熱温度センサとしての熱電対９と、受台１
０とを併記して示す。
【００２３】ヒータツール１は、所定の縦横比、本実施
例では縦が３mmで横が２mmの均一な矩形横断面と、必要
な高温硬度及び電気的抵抗とを有する加工性に優れたプ
リコート結合材に濡れ難い耐熱性合金を利用し、両端は
ガイドブロック２に接合して保持可能な垂直部分１２
ａ，１２ｂとなし、他は被加工物を圧着・加熱する平面
部としての水平部分１１として形成される。
例では縦が３mmで横が２mmの均一な矩形横断面と、必要
な高温硬度及び電気的抵抗とを有する加工性に優れたプ
リコート結合材に濡れ難い耐熱性合金を利用し、両端は
ガイドブロック２に接合して保持可能な垂直部分１２
ａ，１２ｂとなし、他は被加工物を圧着・加熱する平面
部としての水平部分１１として形成される。
【００２４】ガイドブロック２は、熱的及び電気的に不
良導体である岩石部材、本実施例では斑糲岩を利用し、
これを機械的加圧運用に適する形状に切削加工して形成
する。このガイドブロック２の下端には、ヒータツール
１の水平部分１１を部分的に嵌入する嵌合溝２１が穿設
され、さらに両側の垂直端面２２にはヒータツール１の
垂直部分１２ａ，１２ｂの端部をネジで締結し、これに
ジャンパー線４ａ，４ｂによる加熱電流の印加を可能と
するシャンク３ａ，３ｂを取り付ける。
良導体である岩石部材、本実施例では斑糲岩を利用し、
これを機械的加圧運用に適する形状に切削加工して形成
する。このガイドブロック２の下端には、ヒータツール
１の水平部分１１を部分的に嵌入する嵌合溝２１が穿設
され、さらに両側の垂直端面２２にはヒータツール１の
垂直部分１２ａ，１２ｂの端部をネジで締結し、これに
ジャンパー線４ａ，４ｂによる加熱電流の印加を可能と
するシャンク３ａ，３ｂを取り付ける。
【００２５】シャンク３ａ，３ｂにはそれぞれ、ジャン
パー線４ａ，４ｂの端末コネクタを接続するコネクタ３
１ａ，３１ｂが配設される。ヒータツール１の垂直部分
１２ａにはまた、ヒータツール１の発熱温度取得センサ
としての熱電対９が配設され、図示しないパルスヒート
方式溶接機本体に加熱電流制御用の発熱温度データを提
供する。
パー線４ａ，４ｂの端末コネクタを接続するコネクタ３
１ａ，３１ｂが配設される。ヒータツール１の垂直部分
１２ａにはまた、ヒータツール１の発熱温度取得センサ
としての熱電対９が配設され、図示しないパルスヒート
方式溶接機本体に加熱電流制御用の発熱温度データを提
供する。
【００２６】パルスヒート方式溶接機本体からシャンク
３ａ，３ｂに結合されたジャンパー線４ａ，４ｂにより
ヒータツール１に加熱電流を印加すると、本実施例で
は、３mm×２mm（縦×横）という小断面積かつ均一な矩
形棒状のヒータツール１が均一な温度分布を確保して発
熱する。この場合の加熱電流は、従来のヒータツールに
比して著しく断面積が小さいことから、同じ発熱効果を
得るのに著しく小電流で済む。本実施例にあっては、ヒ
ータツール１の加熱時間は３秒以下で常温から４００℃
までの昇温可能であり、冷却時間も１０秒以下で４００
℃から１５０℃までの降温可能状態を実現している。
３ａ，３ｂに結合されたジャンパー線４ａ，４ｂにより
ヒータツール１に加熱電流を印加すると、本実施例で
は、３mm×２mm（縦×横）という小断面積かつ均一な矩
形棒状のヒータツール１が均一な温度分布を確保して発
熱する。この場合の加熱電流は、従来のヒータツールに
比して著しく断面積が小さいことから、同じ発熱効果を
得るのに著しく小電流で済む。本実施例にあっては、ヒ
ータツール１の加熱時間は３秒以下で常温から４００℃
までの昇温可能であり、冷却時間も１０秒以下で４００
℃から１５０℃までの降温可能状態を実現している。
【００２７】ヒータツール１は、図１の（ｂ）に示すよ
うに、ガイドブロック２の嵌合溝２１に嵌入固定されて
いる水平部分１１を所定の温度の発熱状態で、ガイドブ
ロック２の矢印で示す押下方向に押下し、プリコート結
合材８を配置した導体パターン７を有するプリント基板
６と、パッケージリード５とを受台１０上で圧着し、加
熱により溶接するリフローソルダリング加工を行ってこ
れら被加工物を結合させる。
うに、ガイドブロック２の嵌合溝２１に嵌入固定されて
いる水平部分１１を所定の温度の発熱状態で、ガイドブ
ロック２の矢印で示す押下方向に押下し、プリコート結
合材８を配置した導体パターン７を有するプリント基板
６と、パッケージリード５とを受台１０上で圧着し、加
熱により溶接するリフローソルダリング加工を行ってこ
れら被加工物を結合させる。
【００２８】このような溶接加工に供するヒータツール
１は、小断面積でありながら肝腎の加工部分としての水
平部分１１がガイドブロック２に穿設した嵌合溝２１に
部分嵌入された状態で運用されるので熱変形や機械的変
形が防止され、且つ平坦性も容易に確保できる。さらに
形状の単純さと相侯って応力の集中も少なく割れも発生
し難いので、より小断面積のものより長尺のものの製造
も容易であり、いずれも長寿命のヒータツールとして運
用することができる。
１は、小断面積でありながら肝腎の加工部分としての水
平部分１１がガイドブロック２に穿設した嵌合溝２１に
部分嵌入された状態で運用されるので熱変形や機械的変
形が防止され、且つ平坦性も容易に確保できる。さらに
形状の単純さと相侯って応力の集中も少なく割れも発生
し難いので、より小断面積のものより長尺のものの製造
も容易であり、いずれも長寿命のヒータツールとして運
用することができる。
【００２９】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、パルスヒ
ート方式溶接機のヒータツール構造を、横断面積が極め
て小さい矩形棒状且つ水平部分の両端部を垂直方向に屈
曲した垂直部分となした所定の熱的且つ電気的伝導性を
有する耐熱合金製のヒータツールと、このヒータツール
の水平部分を嵌入する嵌合溝を穿設し、かつ互いに平行
な両端面にはヒータツールの垂直部分を保持するシャン
クを配設した熱的且つ電気的に不良導体の部材から成る
ガイドブロックとを有し、シャンクに保持したヒータツ
ールを介してヒータツールに加熱電流を印加する構造と
することにより、機械的および熱的歪に対して著しく強
化して長寿命性を確保し、且つ寸法選択性も著しく自由
度を増大させて生産性を改善し、しかも加熱及び冷却時
間を著しく短縮しうる効果を有する。
ート方式溶接機のヒータツール構造を、横断面積が極め
て小さい矩形棒状且つ水平部分の両端部を垂直方向に屈
曲した垂直部分となした所定の熱的且つ電気的伝導性を
有する耐熱合金製のヒータツールと、このヒータツール
の水平部分を嵌入する嵌合溝を穿設し、かつ互いに平行
な両端面にはヒータツールの垂直部分を保持するシャン
クを配設した熱的且つ電気的に不良導体の部材から成る
ガイドブロックとを有し、シャンクに保持したヒータツ
ールを介してヒータツールに加熱電流を印加する構造と
することにより、機械的および熱的歪に対して著しく強
化して長寿命性を確保し、且つ寸法選択性も著しく自由
度を増大させて生産性を改善し、しかも加熱及び冷却時
間を著しく短縮しうる効果を有する。
【図１】本発明の一実施例の構成を示す斜視図（ａ）及
び部分断面図（ｂ）である。
び部分断面図（ｂ）である。
【図２】従来のヒータツールの第１例の構成を示す斜視
図である。
図である。
【図３】従来のヒータツールの第２例の構成を示す斜視
図である。
図である。
１ ヒータツール
２ ガイドブロック
３ａ シャンク
３ｂ シャンク
４ａ ジャンパー線
４ｂ ジャンパー線
５ パッケージリード
６ プリント基板
７ 導体パターン
８ プリコート結合材
９ 熱電対
１０ 受台
１１ 水平部分
１２ａ 垂直部分
１２ｂ 垂直部分
２１ 嵌合溝
３１ａ コネクタ
３１ｂ コネクタ
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 平３−171695（ＪＰ，Ａ)
特開 昭62−61397（ＪＰ，Ａ)
特開 昭61−289968（ＪＰ，Ａ)
特開 昭60−66897（ＪＰ，Ａ)
特開 平３−74075（ＪＰ，Ａ)
特開 平７−162143（ＪＰ，Ａ)
実開 平１−143129（ＪＰ，Ｕ)
実開 昭59−48100（ＪＰ，Ｕ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H05K 3/34
B23K 1/00 - 3/00
H01L 21/603
Claims (4)
- 【請求項１】 次の各構成を備え、加熱時間と冷却時間
の短縮化並びに冷却温度範囲の拡大化を確保して、プリ
ント基板上の導体パターンにあらかじめ配設したプリコ
ート結合材を介して半導体パッケージのリードを電熱加
熱並びに機械的圧着により溶接するパルスヒート方式溶
接機のヒータツール構造。 （イ）所定の縦横比の矩形横断面を有し、且つ前記電熱
加熱に必要な電気的抵抗値並びに前記機械的圧着に必要
な高温硬度を備えた棒状部材による所定長の水平部分
と、この水平部分の両端で垂直方向に屈曲した垂直部分
とから成るヒータツール （ロ）前記機械的圧着に適した所定の横断面形状と前記
ヒータツールの垂直部分と接合可能な垂直端面とを有
し、下端に前記ヒータツールの水平部分を所定の横断面
寸法にわたって嵌合させる嵌合溝を設けて前記ヒータツ
ールの水平部分を部分嵌合し、前記ヒータツールに印加
する熱的及び機械的外力による変形を抑止する電気的不
導体部材から成るガイドブロック （ハ）前記ガイドブロックの垂直端面に配設され、前記
垂直端面と接合する前記ヒータツールの垂直部分の端部
を結合して前記ヒータツールを前記ガイドブロックの嵌
合溝に嵌入せしめた状態で保持し、外部から供給される
加熱用の電源を前記ヒータツールに給電する給電構造体
としての１対のシャンク （ニ）前記１対のシャンクに配設した電気的接続部材と
接続して前記加熱用の電源を含む所定の電路を形成する
１対の電気的配線 - 【請求項２】 前記半導体パッケージが、方形かつ平坦
な多リード構成のものを対象とする構成を有することを
特徴とする請求項１記載のパルスヒート方式溶接機のヒ
ータツール構造。 - 【請求項３】 前記ヒータツールに、加熱温度の制御を
行う温度センサとしての熱電対を備えたことを特徴とす
る請求項１または２記載のパルスヒート方式溶接機のヒ
ータツール構造。 - 【請求項４】 前記ガイドブロックを、熱的且つ電気的
に不良導体の岩石部材で構成したことを特徴とする請求
項１、２または３記載のパルスヒート方式溶接機のヒー
タツール構造。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34644595A JP3522434B2 (ja) | 1995-12-12 | 1995-12-12 | パルスヒート方式溶接機のヒータツール構造 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34644595A JP3522434B2 (ja) | 1995-12-12 | 1995-12-12 | パルスヒート方式溶接機のヒータツール構造 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09162538A JPH09162538A (ja) | 1997-06-20 |
| JP3522434B2 true JP3522434B2 (ja) | 2004-04-26 |
Family
ID=18383481
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP34644595A Expired - Lifetime JP3522434B2 (ja) | 1995-12-12 | 1995-12-12 | パルスヒート方式溶接機のヒータツール構造 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3522434B2 (ja) |
-
1995
- 1995-12-12 JP JP34644595A patent/JP3522434B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH09162538A (ja) | 1997-06-20 |
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