JP4048854B2 - 電子機器端子の接合方法及びその接合装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子機器端子の接合方法及びその接合装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の電子機器端子の接合方法としては、例えばリードフレームに挿入部を設け、リード線端部を挿入部に挿入すると共にリードフレームより突出させ、レーザを照射してリードフレームとリード線とを接合する米国特許第４，７７４，３９４に記載の方法を挙げることができる。
【０００３】
また、従来の電子機器端子の接合構造としては、例えば板状導体の挿入部に線材を挿入し、挿入地点付近で板状導体に線材を溶着する特開２００１−２１９２７０号公報に記載のものを挙げることができる。なお、電子機器端子としては、例えば前述のようなリードフレームとリード線や、板状導体と線材を挙げることができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上述のような電子機器端子の接合方法においては、リード線の出代が安定しないため、レーザ照射面からリードフレームとリード線との接合部までの距離が安定せず、接合に必要な溶融部の熱量が変化してしまい安定した接合ができないので、接合不良が発生しやすいという問題があった。
【０００５】
また、上述のような電子機器端子の接合構造においては、線材の出代が安定しないため、板状導体への線材の溶着が安定して行えないというという問題があった。
【０００６】
本発明は上記問題点を改善するためになされたものであり、電子機器端子の接合品質が安定する電子機器端子の接合方法及びその接合装置を提供することを目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の電子機器端子の接合方法は、リードフレーム２の支持部２ａに対して、リード線１を前記リードフレーム２より出代を形成するように突出させて設置し、前記リード線１の端部に所定の熱エネルギーを付与して、前記リード線１と前記リードフレーム２とを接合する電子機器端子の接合方法において、前記リードフレーム２の支持部２ａに配置して前記リードフレーム２から突出した部分の前記リード線１の出代長さである出代値Ｌと、付与する熱エネルギー条件との関係を対応関係として予め定めておく工程と、前記リード線１の出代値Ｌを検出する工程と、検出した前記リード線１の出代値Ｌに応じて、前記対応関係から付与する熱エネルギー条件を決定する工程と、前記リード線１の端部に対して、所定の入熱手段にて決定した前記熱エネルギー条件を付与する工程と、前記入熱手段にて前記リード線１と前記リードフレーム２とを接合する工程とを備えてなることを特徴とするものである。
【０００８】
また、請求項２に記載の電子機器端子の接合方法は、請求項１に記載の発明において、前記入熱手段が、非接触の入熱手段であることを特徴とするものである。
【０００９】
また、請求項３に記載の電子機器端子の接合方法は、請求項２に記載の発明において、前記非接触の入熱手段が、レーザ３であり、前記熱エネルギー条件が、レーザ照射条件であることを特徴とするものである。
【００１０】
また、請求項４に記載の電子機器端子の接合方法は、請求項３に記載の発明において、前記対応関係には、前記リード線１の出代値Ｌと、レーザ照射部８の配置補正量Ｍとの関係を予め定めて付加し、検出した前記リード線１の出代値Ｌを前記対応関係に照らし合わせて、前記レーザ照射部８の配置補正量Ｍを決定して前記レーザ３の焦点あわせを行う工程を付加したことを特徴とするものである。
【００１１】
また、請求項５に記載の電子機器端子の接合方法は、請求項２に記載の発明において、前記非接触の入熱手段が、放電部１１から放電されるアーク２０であり、前記熱エネルギー条件が、アーク放電条件であることを特徴とするものである。
【００１２】
また、請求項６に記載の電子機器端子の接合方法は、請求項５に記載の発明において、前記対応関係には、前記アーク２０の放電が接合対象との間で発生する際の電圧である放電発生電圧と、前記リード線１の端部と前記放電部１１との距離との関係と、前記リード線１の端部と前記放電部１１との距離と、前記放電部１１の配置補正量Ｐとの関係とを予め定めて付加し、前記放電発生電圧を検出して、前記対応関係から前記リード線１の端部と前記放電部１１との距離を決定し、決定した前記リード線１の端部と前記放電部１１との距離を前記対応関係に照らし合わせて、前記放電部１１の配置補正量Ｐを決定する工程を付加したことを特徴とするものである。
【００１３】
また、請求項７に記載の電子機器端子の接合方法は、請求項５に記載の発明において、接合対象であるリード線１とリードフレーム２と、接合対象ではないリード線１とリードフレーム２とが存在する場合に、前記放電部１１が、プレ放電である第１のアーク２０ａと、本放電である第２のアーク２０ｂの少なくとも２つのアーク２０を放電する工程と、前記第１のアーク２０ａを用いて、接合対象であるリード線１に放電し、該接合対象であるリード線１が通電している場合には、前記第２のアーク２０ｂを用いて、前記接合対象である前記リード線１と前記リードフレーム２とを接合し、前記第１のアーク２０ａを用いて、前記接合対象であるリード線１に放電し、該接合対象であるリード線１が通電していない場合には、前記接合対象であるリード線１とリードフレーム２との接合は行わないようにする工程を設けたことを特徴とするものである。
【００１４】
また、請求項８に記載の電子機器端子の接合装置は、図１にその一例を示すように、請求項３に記載の電子機器端子の接合方法を行う接合装置であって、前記リード線１の出代値Ｌと、レーザ照射条件との関係を対応関係として予め記憶するデータベース部４と、前記リード線１の出代値Ｌを検出する出代検出部５と、該出代検出部５で検出した前記リード線１の出代値Ｌを前記データベース部４の前記対応関係に照らし合わせて、前記レーザ３の照射条件を決定する演算部６と、該演算部６で決定した前記レーザ照射条件に従って前記レーザ３を発振するレーザ発振部７と、該レーザ発振部７から発振された前記レーザ３を照射するレーザ照射部８と、前記各部を制御する制御部９とを備えてなることを特徴とするものである。
【００１５】
また、請求項９に記載の電子機器端子の接合装置は、図６にその一例を示すように、請求項８に記載の発明において、前記対応関係には、前記リード線１の出代値Ｌと、レーザ照射部８ａの配置補正量Ｍとの関係を予め定めて付加し、レーザ照射部８ａの配置位置を調整するレーザ照射部配置調整部１０を設け、前記演算部６が、前記出代検出部５にて検出した前記リード線１の出代値Ｌを前記対応関係に照らし合わせて、前記レーザ照射部８ａの配置補正量Ｍを決定し、前記レーザ照射部配置調整部１０が、決定した前記配置補正量Ｍに基づいて前記レーザ照射部８ａの配置位置を調整することを特徴とするものである。
【００１６】
また、請求項１０に記載の電子機器端子の接合装置は、請求項５に記載の電子機器端子の接合方法を行う接合装置であって、前記リード線１の出代値Ｌと、アーク放電条件との関係を対応関係として予め記憶するデータベース部４と、前記アーク２０を放電する放電部１１と、前記リード線１の出代値Ｌを検出する出代検出部５と、該出代検出部５で検出した前記リード線１の出代値Ｌを前記データベース部４の前記対応関係に照らし合わせて、前記アーク２０の放電条件を決定する演算部６と、前記各部を制御する制御部９とを備えてなることを特徴とするものである。
【００１７】
また、請求項１１に記載の電子機器端子の接合装置は、図１２にその一例を示すように、請求項１０に記載の発明において、前記対応関係には、前記アーク２０の放電が接合対象との間で発生する際の電圧である放電発生電圧と、前記リード線１の端部と前記放電部１１との距離との関係と、前記リード線１の端部と前記放電部１１との距離と、前記放電部１１の配置補正量Ｐとの関係とを予め定めて加え、前記放電発生電圧を検出する電圧検出部１３と、前記放電部１１の配置位置を調整する放電部位置調整部１２とを設け、前記演算部６が、前記電圧検出部１３にて検出した前記放電発生電圧を前記対応関係に照らし合わせ、前記リード線１の端部と前記放電部１１との距離を決定し、決定した前記リード線１の端部と前記放電部１１との距離を前記対応関係に照らし合わせて前記放電部１１の配置補正量Ｐを決定して、前記放電部位置調整部１２が、決定した前記配置補正量Ｐに基づいて前記放電部１１の配置位置を調整することを特徴とするものである。
【００１８】
また、請求項１２に記載の電子機器端子の接合装置は、図１８にその一例を示すように、請求項１０に記載の発明において、前記放電部１１は、プレ放電である第１のアーク２０ａと、本放電である第２のアーク２０ｂの少なくとも２つのアーク２０を放電する機能を備えてなり、前記第１のアーク２０ａによって前記リード線１が通電しているか否かを検出する電流検出部１４を設けたことを特徴とするものである。
【００１９】
【発明の実施の形態】
本発明の第１実施形態を図１乃至図５に基づいて説明する。図１は、本発明の第１実施形態に係る電子機器端子の接合装置を示すブロック図であり、図２は、電子機器端子の接合方法を示す説明図である。また、図３は、電子機器端子の接合方法を示すフローチャートであり、図４は、リード線１の出代値Ｌとリード線１の端部に付与する熱エネルギー条件との対応関係を示す説明図である。図５は、電子機器端子の接合方法を示す他の説明図である。
【００２０】
ここで、リード線１の端部に熱エネルギーを付与する入熱手段は、非接触の入熱手段であるＹＡＧレーザ（近赤外線レーザ）等のレーザ３であり、熱エネルギー条件は、後述するようなレーザ照射条件である。
【００２１】
第１実施形態においては、図１に示すように、電子機器端子の接合装置は、リード線１の出代値Ｌとリード線１の端部に照射するレーザ照射条件との関係を対応関係として予め記憶しておくデータベース部４と、所望の検出手段（図示せず）でリード線１の出代値Ｌを検出する出代検出部５と、出代検出部５で検出したリード線１の出代値Ｌをデータベース部４の対応関係に照らし合わせて、レーザ３の照射条件を決定する演算部６と、演算部６で決定したレーザ照射条件に従ってレーザ３を発振するレーザ発振部７と、レーザ発振部７から発振されたレーザ３を照射するレーザ照射部８と、前記各部を制御する制御部９とを備えて構成されている。
【００２２】
データベース部４に記憶した対応関係は、例えば、図４に示すように、リード線１の出代値Ｌと、レーザ３のパルス幅やピークパワー等のレーザ照射条件との関係を示したものである。なお、リード線１の出代値Ｌが大きい程、レーザ照射部８での熱容量が大きくなるので、リード線１とリードフレーム２との十分な接合を得るには高エネルギーを加える、例えば図４においては、同一のパルス幅ではピークパワーを多く加える必要がある。
【００２３】
ここで、電子機器端子は、図２に示すようなリード線１と、例えばＵ字型の支持部２ａをその端部に備えたリードフレーム２であり、電子機器端子の接合装置は、このリード線１とリードフレーム２とを接合する装置である。なお、リード線１は、例えば直径０．７ｍｍの純銅線であり、リードフレーム２は、例えば厚み０．４ｍｍの錫入り銅（ＣＤＲ♯Ｃ１４４１０（Ｃｕ０．１５Ｓｎ））とするが、リード線１及びリードフレーム２の材質や形状等に関しては、必ずしもこれらに限定されるものではない。
【００２４】
また、リード線１の出代値Ｌは、図２（ａ）に示すように、リード線１を、リードフレーム２の支持部２ａに配置してリードフレーム２から突出した部分のリード線１の出代長さである。
【００２５】
以下に、電子機器端子の接合方法を図２及び図３に基づいて説明する。まず、ユーザーは、リード線１の出代値Ｌとリード線１の端部に与えるレーザ照射条件との対応関係を予め定めておき、データベース部４は、この対応関係を記憶しておく。そして、図２（ａ）に示すように、ユーザーは、リードフレーム２のＵ字状の支持部２ａにリード線１を端部が所定量だけ突出して出代を形成するように設置する（ステップＳ１）。
【００２６】
次に、出代検出部５は、リードフレーム２から突出したリード線１の出代値Ｌを検出し（ステップＳ２）、演算部６は、検出したリード線１の出代値Ｌを対応関係に照らし合わせて、リード線１の出代値Ｌに対応するレーザ照射条件を決定する（ステップＳ３）。最後に、図２（ｂ）に示すように、レーザ照射部８は、リード線１の端部にレーザ３をあてて、リード線１とリードフレーム２とを溶接し、接合する（ステップＳ４）。
【００２７】
かかる電子機器端子の接合方法及び電子機器端子の接合装置においては、リード線１の出代値Ｌとリード線１に付与する熱エネルギー条件との対応関係を予めデータベース部４に記憶しておき、出代検出部５で検出したリード線１の出代値Ｌをこの対応関係に照らし合わせて、付与する熱エネルギー条件を決定するため、リード線１の出代値Ｌが変化しても、リード線１とリードフレーム２との接合品質が安定し、接合歩留まりが向上する。
【００２８】
また、リード線１の端部への熱エネルギーの入熱手段は、非接触入熱手段であるので、リード線１とリードフレーム２とを接合するための生産設備化が容易になる。また、入熱手段をレーザ３とすることは、例えば消耗により交換するべき電極等といった部材が不要となるため、メンテナンスに手間がかからず生産性がよくなる。
【００２９】
なお、第１実施形態においては、図５に示すように、リードフレーム２にはＵ型の支持部２ａではなく、リード線１が入るような支持部である穴部２ｂを設けて、リード線１とリードフレーム２を接合するような構成であってもよい。
【００３０】
次に、第１実施形態においてレーザ３の焦点あわせを行う実施形態を、本発明の第２実施形態として図６乃至図１１に基づいて説明する。図６及び図７は、各々本発明の第２実施形態に係る電子機器端子の接合装置を示すブロック図及び概略構成図であり、図８は、レーザ照射部８ａを示す説明図である。また、図９は、電子機器端子の接合方法を示すフローチャートであり、図１０は、リード線１の出代値Ｌとレーザ照射条件とレーザ照射部８ａの配置補正量Ｍとの対応関係を示す説明図である。図１１は、電子機器端子の接合方法を示す他の説明図である。なお、第１実施形態との同一箇所には同一符号を付して、共通部分の説明は省略する。
【００３１】
第２実施形態においては、第１実施形態において示した対応関係であるリード線１の出代値Ｌに対応するレーザ照射条件に加えて、各レーザ照射条件に対応するレーザ照射部８ａの配置補正量Ｍを対応関係として予め定めてデータベース部４に記憶する。演算部６は、例えば図１０に示すようなレーザ照射部８ａの配置補正量Ｍを含めた対応関係に出代検出部５で検出したリード線１の出代値Ｌを照らし合わせ、レーザ照射条件を決定するとともに、レーザ照射部８ａの配置補正量Ｍを決定してレーザ３の焦点あわせを行う工程を備えている。
【００３２】
ここで、図６に示すように、電子機器端子の接合装置は、図１においてレーザ照射部８ａを出代検出部５と兼用してレーザ照射部８ａが出代検出部５の機能を備えた構成とするとともに、レーザ照射部８ａの配置位置を調整するレーザ照射部配置調整部１０を備えており、演算部６が、図１０に示すような対応関係からレーザ照射部８ａの配置補正量Ｍを決定し、レーザ照射部配置調整部１０が、演算部６で決定したレーザ照射部８ａの配置補正量Ｍをもとにレーザ照射部８ａの可動レンズを前後に動かしてディフォーカスが一定となるように調整する。
【００３３】
なお、レーザ照射部８ａは、第１実施形態におけるレーザ照射部８と出代検出部５とを一体化したものであるが、一体化により、電子機器端子の接合装置の小型化がはかれる。
【００３４】
ここで、電子機器端子の接合装置の概略構成図を図７に示す。図７に示すように、基台１０６には、リードフレーム２を固定するための固定部１０７が設けられている。基台１０６には、３軸ロボット等のロボット１００が設けてあり、このロボット１００にレーザ照射部８ａを固定している。このロボット１００は、制御部９により制御され、例えば、レーザ照射位置、照射角度等を調整するようになっているので、第２実施形態においては、ロボット１００がレーザ照射部配置調整部１０の機能を兼ねている。また、レーザ照射部８ａとレーザ発振部７との接続は、例えば光ファイバー１０１にて行う。
【００３５】
また、レーザ照射部８ａは、例えば、図８（ｂ）に示すように、固定レンズ１０２と、可動レンズ１０３と、分岐ミラー１０４と、フォトダイオード１０５とを備えており、レーザ照射部８ａが、レーザ３の照射開始時間から反射光がフォトダイオード１０５に到着する時間を計測して、リード線１の出代値Ｌを算出（検出）する。
【００３６】
以下に、電子機器端子の接合方法を図８及び図９に基づいて説明する。ここで、第１実施形態と同一のステップの説明は省略する。
【００３７】
演算部６は、図８（ａ）に示すように出代検出部５で検出したリード線１の出代値Ｌを図１０に示す対応関係に照らし合わせて、リード線１の出代値Ｌに対応するレーザ照射条件を決定するとともに、レーザ照射部８の配置補正量Ｍを決定（ステップＳ５）する。レーザ照射部配置調整部１０は、決定したレーザ照射部８の配置補正量Ｍに基づいて、レーザ照射部８のディフォーカスが一定となるように調整する（ステップＳ６）。そして、レーザ照射部８は、リード線１の端部にレーザ３をあてて、リード線１とリードフレーム２とを溶接し、接合する（ステップＳ４）。
【００３８】
かかる電子機器端子の接合方法及び電子機器端子の接合装置においては、リード線１の出代値Ｌとレーザ照射条件とレーザ照射部８の配置補正量Ｍとの対応関係を予めデータベース部４に記憶しておき、出代検出部５で検出したリード線１の出代値Ｌをこの対応関係に照らし合わせて、レーザ照射条件とともに、レーザ照射部８の配置補正量Ｍを決定して、レーザ３の焦点あわせを行うので、リード線１とリードフレーム２との接合品質がより安定し、歩留まりがより向上する。
【００３９】
ここで、第２実施形態においては、レーザ照射部８と出代検出部５とを一体化してレーザ照射部８ａとしているが、一体化せず、第１実施形態のように各々分離していても勿論よい。なお、この場合には、レーザ照射部配置調整部１０は、レーザ照射部８に設けるようにすればよい。
【００４０】
また、第１実施形態及び第２実施形態においては、リード線１の出代値Ｌと、レーザ照射条件との対応関係（第２実施形態では、リード線１の出代値Ｌとレーザ照射条件とレーザ照射部８の配置補正量Ｍの対応関係）を予めデータベース部４に記憶させているが、図１１に示すような、リード線１とリードフレーム２の端部との距離Ｌ１と、レーザ照射条件との対応関係（第２実施形態では、リード線１とリードフレーム２の端部との距離Ｌ１とレーザ照射条件とレーザ照射部８の配置補正量Ｍの対応関係）を予め定めデータベース部４に記憶し、出代検出部５にてリード線１とリードフレーム２の端部との距離Ｌ１を検出して、演算部６がデータベース部４の対応関係からこの距離Ｌ１に対応するレーザ照射条件（第２実施形態ではレーザ照射条件とレーザ照射部８の配置補正量Ｍ）を決定するようにしてもよい。
【００４１】
また、第１実施形態及び第２実施形態においては、リード線１の端部にレーザを照射するようにしているが、図１１に示すように、リードフレーム２の端部にレーザを照射するようにして、リード線１とリードフレーム２とを接合するようにしても勿論よい。
【００４２】
次に、非接触の入熱手段としてアーク２０を用いた実施形態を、本発明の第３実施形態として図１２乃至図１７に基づいて説明する。図１２は、本発明の第３実施形態に係る電子機器端子の接合装置を示すブロック図であり、図１３は、電子機器端子の接合方法を示す説明図である。また、図１４は、電子機器端子の接合方法を示すフローチャートであり、図１５乃至図１７は、各々後述する対応関係を示す説明図である。なお、第１実施形態との同一箇所には同一符号を付して、共通部分の説明は省略する。
【００４３】
ここで、リード線１の端部に熱エネルギーを付与する入熱手段は、非接触の入熱手段であるアーク２０であり、熱エネルギー条件は、アーク放電のための電流や通電時間等といったアーク放電条件である。
【００４４】
第３実施形態においては、図１２に示すように、電子機器端子の接合装置は、図１５乃至図１７に示す後述する対応関係を予め記憶しておくデータベース部４と、リード線１の出代値Ｌを検出する出代検出部５と、所望の放電電極１１ａを備えアーク２０を放電する放電部１１と、放電が発生するときの電圧であるアーク２０の放電発生電圧を検出する電圧検出部１３と、前述の対応関係にアーク２０の放電発生電圧を照らし合わせてリード線１の端部と放電部１１との距離Ｎを決定し、前述の対応関係にリード線１の端部と放電部１１との距離Ｎを照らし合わせて放電部１１の配置補正量Ｐ（図１３（ｂ）参照）を決定し、前述の対応関係に出代検出部５で検出したリード線１の出代値Ｌを照らし合わせてアーク放電条件を決定する演算部６と、放電部１１の配置位置を演算部６で決定した配置補正量Ｐに従い調整する放電部位置調整部１２と、前記各部を制御する制御部９とを備えて構成されている。
【００４５】
なお、放電部１１は、少なくとも第１のアーク２０ａと第２のアーク２０ｂを放電するが、第３実施形態においては、プレ放電として第１のアーク２０ａを放電し、演算部６で決定したアーク放電条件に従って本放電である第２のアーク２０ｂを放電する。
【００４６】
ここで、第１のアーク２０ａは、あくまでもプレ放電であり、リード線１とリードフレーム２とを接合することができないレベルの所望のアーク放電条件で放電されたアーク２０である。また、第２のアーク２０ｂは、第１のアーク２０ａとはアーク放電条件が異なり、実際にリード線１とリードフレーム２とを接合可能なレベルの所望のアーク放電条件で放電されたアーク２０である。また、リードフレーム２には、図１３に示すように、アース電極２００を接触するように設けている。
【００４７】
対応関係は、図１５に示すように、放電発生電圧と、リード線１の端部と放電部１１（第３実施形態においては放電電極１１ａ）との距離Ｎとの関係と、図１６に示すように、リード線１の端部と放電部１１との距離Ｎと、放電部１１の配置補正量Ｐ（放電部１１の配置位置を調整するためのリード線１出代方向への移動量）との関係と、図１７に示すように、リード線１の出代値Ｌとリード線１の端部に放電するアーク放電条件との関係を予め定めたものであり、ユーザーはこの対応関係をデータベース部４に予め記憶している。
【００４８】
なお、図１５に示すように、放電発生電圧は、リード線１の端部と放電部１１との距離Ｎの関数として表せる。また、リード線１の出代値Ｌが大きい程、放電部１１での熱容量が大きくなるので、リード線１とリードフレーム２との十分な接合を得るには高エネルギーを加える、例えば図１７においては、同一の通電時間では電流を多く流す必要がある。
【００４９】
以下に、電子機器端子の接合方法を図１３及び図１４に基づいて説明する。まず、ユーザーは、図１５乃至図１７に示すような対応関係を予め定めておき、データベース部４に記憶しておく。そして、ユーザーは、リードフレーム２のＵ字状の支持部２ａにリード線１を端部が所定量だけ突出するように設置する（ステップＳ１）。
【００５０】
次に、ユーザーが、図１３（ａ）に示すように、放電部１１からプレ放電として、第１のアーク２０ａを放電し、電圧検出部１３で第１のアーク２０ａの放電発生電圧を測定し、演算部６は、この計測した放電発生電圧を図１５に示す対応関係に照らし合わせて、リード線１の端部と放電部１１との距離Ｎを決定する（ステップＳ１１）。なお、プレ放電である第１のアーク２０ａ時の放電部１１の設置精度は、放電部位置調整部１２にて、放電部１１の移動量を調整できるので、接合対象となる電子機器端子が１の場合には、厳密に行う必要はない。
【００５１】
そして、次に、演算部６は、図１３（ｂ）に示すように、ステップＳ１１にて決定したリード線１の端部と放電部１１との距離Ｎに対応する放電部１１の配置補正量Ｐを図１６に示す対応関係に照らし合わせて決定し、放電部位置調整部１２が、決定した配置補正量Ｐに従って放電部１１の配置位置を調整する（ステップＳ１２）。
【００５２】
次に、第１実施形態及び第２実施形態において示したようにして、出代検出部５は、リード線１の出代値Ｌをリードフレーム２から突出したリード線１の出代値Ｌを検出し（ステップＳ１３）、演算部６は、出代検出部５で検出したリード線１の出代値Ｌを図１７に示す対応関係に照らし合わせて、リード線１の出代値Ｌに対応するアーク放電条件である第２のアーク２０ｂの放電条件を決定（ステップＳ１４）する。最後に、図１３（ｃ）に示すように、放電部１１は、本放電として第２のアーク２０ｂをリード線１の端部に放電してリード線１とリードフレーム２とを溶接し、接合する（ステップＳ１５）。
【００５３】
なお、ステップＳ１１、Ｓ１２とステップＳ１３、Ｓ１４の順序は、前述の順序に限ったものではなく、例えば、ステップＳ１３、Ｓ１４を行った後、ステップＳ１１、Ｓ１２を行っても、また、ステップＳ１３、Ｓ１４を行うとともに、ステップＳ１１、Ｓ１２を行っても勿論よい。
【００５４】
かかる電子機器端子の接合方法及び電子機器端子の接合装置においては、リード線１の出代値Ｌとアーク放電条件との対応関係をデータベース部４に予め記憶しておき、出代検出部５で検出したリード線１の出代値Ｌをこの対応関係に照らし合わせて、アーク放電条件を決定するため、リード線１の出代値Ｌが変化しても、リード線１とリードフレーム２との接合品質が安定し、接合歩留まりが向上する。
【００５５】
また、リード線１の端部と放電部１１との距離Ｎと、放電発生電圧との対応関係と、リード線１の端部と放電部１１との距離Ｎと、放電部１１の配置補正量Ｐとの対応関係とをデータベース部４に予め記憶しておき、電圧検出部１３で検出した放電部１１の放電発生電圧からこれらの対応関係に照らし合わせて演算部６で順次決定した配置補正量Ｐに従って、放電部位置調整部１２が放電部１１の配置位置を調整することで、リード線１の端部と放電部１１との距離Ｎを厳密に管理することができるので、リード線１とリードフレーム２との接合が安定するとともに、例えば、被接合部分以外や、近接する他部品へのアーク放電が防止できるので、歩留まりが向上する。なお、他部品へのアーク放電の防止は、電子機器端子が近接して２組以上存在する場合、各電子機器端子間の距離が例えば４ｍｍ程度以下である場合に有効的である。
【００５６】
また、リード線１の端部への熱エネルギーの入熱手段をアーク２０とすることで、入熱手段を容易にかつ安価に実現することができる。
【００５７】
ここで、第３実施形態においては、放電発生電圧と、リード線１の端部と放電部１１との距離Ｎとの関係を対応関係の１つとして用いているが、リード線１の端部と放電部１１との距離Ｎの代わりに、リードフレーム２の端部と放電部１１との距離を用いてもよい。この場合、リード線１の端部と放電部１１との距離Ｎと、放電部１１の配置補正量Ｐとの関係を対応関係にかえて、リードフレーム２の端部と放電部１１との距離と、放電部１１の配置補正量Ｐとの関係を用いる。
【００５８】
また、リード線１の出代値Ｌとリード線１の端部に放電するアーク放電条件との関係を対応関係の１つとして用いているが、リード線１とリードフレーム２の端部との距離と、リード線１の端部に放電するアーク放電条件との関係を代わりに用いてもよい。
【００５９】
次に、複数の電子機器端子が存在する場合に、接合対象を正確に判断した上で電子機器端子の接合を行う実施形態を、本発明の第４実施形態として図１８乃至図２０に基づいて説明する。図１８は、本発明の第４実施形態に係る電子機器端子の接合装置を示すブロック図であり、図１９は、電子機器端子の接合方法を示す説明図である。また、図２０は、電子機器端子の接合方法を示すフローチャートである。なお、第３実施形態との同一箇所には同一符号を付して、共通部分の説明は省略する。
【００６０】
第４実施形態においては、図１８に示すように、電子機器端子の接合装置は、例えば第３実施形態の図１７に示したようなリード線１の出代値Ｌとリード線１に放電する本放電である第２のアーク２０ｂの放電条件との対応関係を予め記憶しておくデータベース部４と、リード線１の出代値Ｌを検出する出代検出部５と、プレ放電として第１のアーク２０ａを用いて電子機器端子であるリード線１又はリードフレーム２が通電されているか否かを検出する電流計（図示せず）を備えた電流検出部１４と、電流検出部１４にて検出したリード線１又はリードフレーム２の通電状態を検出し接合対象の判定を行うとともに、データベース部４の対応関係に出代検出部５で検出したリード線１の出代値Ｌを照らし合わせてアーク放電条件を決定する演算部６と、決定したアーク放電条件に従って本放電である第２のアーク２０ｂを放電する放電部１１と、前記各部を制御する制御部９とを備えて構成されている。
【００６１】
なお、リード線１とリードフレーム２との組は、少なくとも２組以上、第４実施形態では図１９に示すように、２組であり、互いに近接して存在するものである。また、各リードフレーム２には、図１９（ａ）に示すように、アース電極２００を接触するように設け、電流検出部１４は、その電流計をアース電極２００に取付けて通電検出を行う。ここで、第４実施形態においては、例えば図１９（ａ）の左側に示すリード線１とリードフレーム２が接合対象であり、右側に示すリード線１とリードフレーム２は接合対象ではないものとする。
【００６２】
以下に、電子機器端子の接合方法を図１９及び図２０に基づいて説明する。まず、ユーザーは、第３実施形態で示した図１７に示すような対応関係を予め定めておき、データベース部４にこの対応関係を記憶しておく。そして、ユーザーは、リードフレーム２のＵ字状の支持部２ａにリード線１を端部が所定量だけ突出するように設置する（ステップＳ１）。
【００６３】
次に、ユーザーは、図１９（ａ）に示すように、接合対象である左側のリード線１に、放電部１１からプレ放電としての第１のアーク２０ａを放電する（ステップＳ２０）。電流検出部１４は、接合対象である左図のリードフレーム２及び接合対象ではない右図のリードフレーム２に各々設けたアース電極２００を介して、各リードフレーム２の通電状態を検出する（ステップＳ２１）。
【００６４】
接合対象である図１９（ａ）左図のリードフレーム２側が通電しており、接合対象ではない図１９（ａ）右図のリードフレーム２側が通電していない場合は、例えば演算部６は、次ステップ（ステップＳ１３）の工程を行う。
【００６５】
また、接合対象である図１９（ａ）左図のリードフレーム２側が通電しておらず、接合対象ではない図１９（ａ）右図のリードフレーム２側が通電している場合、又は、接合対象、接合対象ではない両リードフレーム２側とも通電していない場合には、演算部６は、接合対象への放電がうまく行えていない、つまり不良と判定する。
【００６６】
なお、演算部６がステップＳ２１で不良であると判定した場合には、例えば接合対象の電子機器端子と接合対象ではない電子機器端子とを例えば再配置しなおし、再度前ステップ（ステップＳ２０）を行ってもよい。
【００６７】
次に、ユーザーは、接合対象である電子機器端子に対して、第３実施形態に示したステップＳ１３、ステップＳ１４を実施し、最後に、図１９（ｂ）に示すように、放電部１１は、本放電として第２のアーク２０ｂをリード線１の端部に放電してリード線１とリードフレーム２とを溶接し、接合する（ステップＳ１５）。
【００６８】
なお、ステップＳ２０、Ｓ２１とステップＳ１３、Ｓ１４の順序は、前述の順序に限ったものではなく、例えば、ステップＳ２０、Ｓ２１を行った後、ステップＳ１１、Ｓ１２を行っても、また、ステップＳ２０、Ｓ２１を行うとともに、ステップＳ１１、Ｓ１２を行っても勿論よい。
【００６９】
かかる電子機器端子の接合方法及び電子機器端子の接合装置においては、リード線１の出代値Ｌとアーク放電条件との対応関係をデータベース部４に予め記憶しておき、出代検出部５で検出したリード線１の出代値Ｌをこの対応関係に照らし合わせて、アーク放電条件を決定するため、リード線１の出代値Ｌが変化しても、リード線１とリードフレーム２との接合品質が安定し、接合歩留まりが向上する。
【００７０】
また、放電部１１は、プレ放電である第１のアーク２０ａを用いて、接合対象であるリード線１又はリードフレーム２に放電し、電流検出部１４が、この接合対象であるリード線１又はリードフレーム２の通電を検出できれば、制御部９は、第２のアーク２０ｂを用いて、接合対象であるリード線１とリードフレーム２とを接合し、電流検出部１４が、接合対象であるリード線１又はリードフレーム２の通電を検出できなければ、制御部９は、接合対象であるリード線１とリードフレーム２とを接合しないようにしているので、接合対象であるリード線１とリードフレーム２とを的確に接合することが可能で、かつ接合対象ではない電子機器端子に対して、誤って接合してしまうということがなくなり、歩留まりが向上する。
【００７１】
ここで、第３実施形態及び第４実施形態において、リード線１の端部に熱エネルギーとしてアークを放電するようにしているが、リードフレーム２の端部にアークを放電するようにして、リード線１とリードフレーム２とを接合するようにしても勿論よい。
【００７２】
【発明の効果】
上記のように本願の請求項１に係る発明の電子機器端子の接合方法にあっては、リードフレームの支持部に対して、リード線をリードフレームより出代を形成するように突出させて設置し、リード線の端部に所定の熱エネルギーを付与して、リード線とリードフレームとを接合する電子機器端子の接合方法において、リード線の出代値と、付与する熱エネルギー条件との関係を対応関係として予め定めておく工程と、リード線の出代値を検出する工程と、検出した前記リード線の出代値に応じて、対応関係から付与する熱エネルギー条件を決定する工程と、リード線の端部に対して、所定の入熱手段にて決定した熱エネルギー条件を付与する工程と、入熱手段にてリード線とリードフレームとを接合する工程とを備えてなるので、リード線の出代値が変化しても、リード線とリードフレームとの接合品質が安定し、接合歩留まりが向上するという効果を奏する。
【００７３】
また、請求項２に係る発明の電子機器端子の接合方法にあっては、請求項１に記載の発明において、入熱手段が、非接触の入熱手段であるので、リード線とリードフレームとを接合するための生産設備化が容易にできるという効果を奏する。
【００７４】
また、請求項３に係る発明の電子機器端子の接合方法にあっては、請求項２に記載の発明において、非接触の入熱手段が、レーザであり、熱エネルギー条件が、レーザ照射条件であるので、レーザには例えば消耗により交換するべき電極等といった部材が不要となるため、メンテナンスに手間がかからず生産性がよくなるという効果を奏する。
【００７５】
また、請求項４に係る発明の電子機器端子の接合方法にあっては、請求項３に記載の発明において、対応関係には、リード線の出代値と、レーザ照射部の配置補正量との関係を予め定めて付加し、検出したリード線の出代値を対応関係に照らし合わせて、レーザ照射部の配置補正量を決定してレーザの焦点あわせを行う工程を付加したので、リード線の出代値が変化しても、変化した値に応じたレーザの焦点あわせを行いリード線の端部にレーザを照射することができるので、リード線とリードフレームとの接合品質がより安定し、接合歩留まりがより向上するという効果を奏する。
【００７６】
また、請求項５に係る発明の電子機器端子の接合方法にあっては、請求項２に記載の発明において、非接触の入熱手段が、放電部から放電されるアークであり、熱エネルギー条件が、アーク放電条件であるので、入熱手段を容易かつ安価に実現することができるという効果を奏する。また、接合対象への放電部の位置あわせを厳密に行う必要なく、リード線とリードフレームとの接合が容易に行えるという効果を奏する。
【００７７】
また、請求項６に係る発明の電子機器端子の接合方法にあっては、請求項５に記載の発明において、対応関係には、アークの放電が接合対象との間で発生する際の電圧である放電発生電圧と、リード線の端部と放電部との距離との関係とリード線の端部と放電部との距離と、放電部の配置補正量との関係とを予め定めて付加し、放電発生電圧を検出して、対応関係からリード線の端部と放電部との距離を決定し、決定したリード線の端部と放電部との距離を対応関係に照らし合わせて、放電部の配置補正量を決定する工程を付加したので、リード線の端部と放電部との距離を厳密に管理することができるので、リード線とリードフレームとの接合が安定し、例えば、被接合部分以外や、近接する他部品へのアーク放電が防止できるので、歩留まりが向上するという効果を奏する。
【００７８】
また、請求項７に係る発明の電子機器端子の接合方法にあっては、請求項５に記載の発明において、接合対象であるリード線とリードフレームと、接合対象ではないリード線とリードフレームとが存在する場合に、放電部が、プレ放電である第１のアークと、本放電である第２のアークの少なくとも２つのアークを放電する工程と、第１のアークを用いて、接合対象であるリード線に放電し、接合対象であるリード線が通電している場合には、第２のアークを用いて、接合対象であるリード線とリードフレームとを接合し、第１のアークを用いて、接合対象であるリード線に放電し、接合対象であるリード線が通電していない場合には、接合対象であるリード線とリードフレームとの接合は行わないようにする工程を設けたので、接合対象であるリード線とリードフレームとを的確に接合することが可能で、かつ接合対象ではない電子機器端子に対して、誤って接合してしまうということがなくなり、歩留まりが向上するという効果を奏する。
【００７９】
また、請求項８に係る発明の電子機器端子の接合装置にあっては、請求項３に記載の電子機器端子の接合方法を行う接合装置であって、リード線の出代値と、レーザ照射条件との関係を対応関係として予め記憶するデータベース部と、リード線の出代値を検出する出代検出部と、出代検出部で検出したリード線の出代値をデータベース部の対応関係に照らし合わせて、レーザの照射条件を決定する演算部と、演算部で決定したレーザ照射条件に従ってレーザを発振するレーザ発振部と、レーザ発振部から発振されたレーザを照射するレーザ照射部と、前記各部を制御する制御部とを備えてなるので、リード線の出代値が変化しても、リード線とリードフレームとの接合品質が安定し、接合歩留まりが向上するという効果を奏する。また、レーザを用いてリード線とリードフレームとの接合を行うので、生産設備化が容易であるという効果を奏する。
【００８０】
また、請求項９に係る発明の電子機器端子の接合装置にあっては、請求項８に記載の発明において、対応関係には、リード線の出代値と、レーザ照射部の配置補正量との関係を予め定めて付加し、レーザ照射部の配置位置を調整するレーザ照射部配置調整部を設け、演算部が、出代検出部にて検出したリード線の出代値を対応関係に照らし合わせて、レーザ照射部の配置補正量を決定し、レーザ照射部配置調整部が、決定した配置補正量に基づいてレーザ照射部の配置位置を調整するので、リード線の出代値が変化しても、変化した値に応じたレーザの焦点あわせを行いリード線の端部にレーザを照射することができるので、リード線とリードフレームとの接合品質がより安定し、接合歩留まりがより向上するという効果を奏する。
【００８１】
また、請求項１０に係る発明の電子機器端子の接合装置にあっては、請求項５に記載の電子機器端子の接合方法を行う接合装置であって、リード線の出代値と、アーク放電条件との関係を対応関係として予め記憶するデータベース部と、アークを放電する放電部と、リード線の出代値を検出する出代検出部と、出代検出部で検出したリード線の出代値をデータベース部の対応関係に照らし合わせて、アークの放電条件を決定する演算部と、前記各部を制御する制御部とを備えてなるので、接合対象への放電部の位置あわせを厳密に行う必要なく、リード線とリードフレームとの接合が容易に行えるという効果を奏する。
【００８２】
また、請求項１１に係る発明の電子機器端子の接合装置にあっては、請求項１０に記載の発明において、対応関係には、アークの放電が接合対象との間で発生する際の電圧である放電発生電圧と、リード線の端部と放電部との距離との関係と、リード線の端部と放電部との距離と、放電部の配置補正量との関係とを予め定めて加え、放電発生電圧を検出する電圧検出部と、放電部の配置位置を調整する放電部位置調整部とを設け、演算部が、電圧検出部にて検出した放電発生電圧を対応関係に照らし合わせ、リード線の端部と放電部との距離を決定し、決定したリード線の端部と放電部との距離を対応関係に照らし合わせて放電部の配置補正量を決定して、放電部位置調整部が、決定した配置補正量に基づいて放電部の配置位置を調整するので、リード線の端部と放電部との距離を厳密に管理することができるので、リード線とリードフレームとの接合が安定し、例えば、被接合部分以外や、近接する他部品へのアーク放電が防止できるので、歩留まりが向上するという効果を奏する。
【００８３】
また、請求項１２に係る発明の電子機器端子の接合装置にあっては、請求項１０に記載の発明において、放電部は、プレ放電である第１のアークと、本放電である第２のアークの少なくとも２つのアークを放電する機能を備えてなり、第１のアークによってリード線が通電しているか否かを検出する電流検出部を設けたので、接合対象であるリード線とリードフレームを的確に接合することが可能で、かつ接合対象ではない電子機器端子に対して、誤って接合してしまうということがなくなり、歩留まりが向上するという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係る電子機器端子の接合装置を示すブロック図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る電子機器端子の接合方法を示す説明図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係る電子機器端子の接合方法を示すフローチャートである。
【図４】本発明の第１実施形態に係る対応関係を示す説明図である。
【図５】本発明の第１実施形態に係る電子機器端子の接合方法を示す他の説明図である。
【図６】本発明の第２実施形態に係る電子機器端子の接合装置を示すブロック図である。
【図７】本発明の第２実施形態に係る電子機器端子の接合装置を示す概略構成図である。
【図８】本発明の第２実施形態に係るレーザ照射部を示す説明図である。
【図９】本発明の第２実施形態に係る電子機器端子の接合方法を示すフローチャートである。
【図１０】本発明の第２実施形態に係る対応関係を示す説明図である。
【図１１】本発明の第２実施形態に係る電子機器端子の接合方法を示す他の説明図である。
【図１２】本発明の第３実施形態に係る電子機器端子の接合装置を示すブロック図である。
【図１３】本発明の第３実施形態に係る電子機器端子の接合方法を示す説明図である。
【図１４】本発明の第３実施形態に係る電子機器端子の接合方法を示すフローチャートである。
【図１５】本発明の第３実施形態に係る対応関係を示す説明図である。
【図１６】本発明の第３実施形態に係る対応関係を示す説明図である。
【図１７】本発明の第３実施形態に係る対応関係を示す説明図である。
【図１８】本発明の第４実施形態に係る電子機器端子の接合装置を示すブロック図である。
【図１９】本発明の第４実施形態に係る電子機器端子の接合方法を示す説明図である。
【図２０】本発明の第４実施形態に係る電子機器端子の接合方法を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１ リード線
２ リードフレーム
２ａ 支持部
２ｂ 穴部
３ レーザ
４ データベース部
５ 出代検出部
６ 演算部
７ レーザ発振部
８、８ａ レーザ照射部
９ 制御部
１０ レーザ照射部配置調整部
１１ 放電部
１１ａ 放電電極
１２ 放電部位置調整部
１３ 電圧検出部
１４ 電流検出部
Ｌ 出代値
Ｎ 距離
Ｍ、Ｐ 配置補正量

Claims (12)

1. リードフレームの支持部に対して、リード線を前記リードフレームより出代を形成するように突出させて設置し、前記リード線の端部に所定の熱エネルギーを付与して、前記リード線と前記リードフレームとを接合する電子機器端子の接合方法において、
   前記リードフレームの支持部に配置して前記リードフレームから突出した部分の前記リード線の出代長さである出代値と、付与する熱エネルギー条件との関係を対応関係として予め定めておく工程と、
   前記リード線の出代値を検出する工程と、
   検出した前記リード線の出代値に応じて、前記対応関係から付与する熱エネルギー条件を決定する工程と、
   前記リード線の端部に対して、所定の入熱手段にて決定した前記熱エネルギー条件を付与する工程と、
   前記入熱手段にて前記リード線と前記リードフレームとを接合する工程とを備えてなることを特徴とする電子機器端子の接合方法。
2. 前記入熱手段が、非接触の入熱手段である請求項１に記載の電子機器端子の接合方法。
3. 前記非接触の入熱手段が、レーザであり、前記熱エネルギー条件が、レーザ照射条件である請求項２に記載の電子機器端子の接合方法。
4. 前記対応関係には、前記リード線の出代値と、レーザ照射部の配置補正量との関係を予め定めて付加し、検出した前記リード線の出代値を前記対応関係に照らし合わせて、前記レーザ照射部の配置補正量を決定して前記レーザの焦点あわせを行う工程を付加した請求項３に記載の電子機器端子の接合方法。
5. 前記非接触の入熱手段が、放電部から放電されるアークであり、前記熱エネルギー条件が、アーク放電条件である請求項２に記載の電子機器端子の接合方法。
6. 前記対応関係には、前記アークの放電が接合対象との間で発生する際の電圧である放電発生電圧と、前記リード線の端部と前記放電部との距離との関係と、前記リード線の端部と前記放電部との距離と、前記放電部の配置補正量との関係とを予め定めて付加し、前記放電発生電圧を検出して、前記対応関係から前記リード線の端部と前記放電部との距離を決定し、決定した前記リード線の端部と前記放電部との距離を前記対応関係に照らし合わせて、前記放電部の配置補正量を決定する工程を付加した請求項５に記載の電子機器端子の接合方法。
7. 接合対象であるリード線とリードフレームと、接合対象ではないリード線とリードフレームとが存在する場合に、前記放電部が、プレ放電である第１のアークと、本放電である第２のアークの少なくとも２つのアークを放電する工程と、前記第１のアークを用いて、接合対象であるリード線に放電し、該接合対象であるリード線が通電している場合には、前記第２のアークを用いて、前記接合対象である前記リード線と前記リードフレームとを接合し、前記第１のアークを用いて、前記接合対象であるリード線に放電し、該接合対象であるリード線が通電していない場合には、前記接合対象であるリード線とリードフレームとの接合は行わないようにする工程を設けた請求項５に記載の電子機器端子の接合方法。
8. 請求項３に記載の電子機器端子の接合方法を行う接合装置であって、前記リード線の出代値とレーザ照射条件との関係を対応関係として予め記憶するデータベース部と、前記リード線の出代値を検出する出代検出部と、該出代検出部で検出した前記リード線の出代値を前記データベース部の前記対応関係に照らし合わせて、前記レーザの照射条件を決定する演算部と、該演算部で決定した前記レーザ照射条件に従って前記レーザを発振するレーザ発振部と、該レーザ発振部から発振された前記レーザを照射するレーザ照射部と、前記各部を制御する制御部とを備えてなることを特徴とする電子機器端子の接合装置。
9. 前記対応関係には、前記リード線の出代値と、レーザ照射部の配置補正量との関係を予め定めて付加し、レーザ照射部の配置位置を調整するレーザ照射部配置調整部を設け、前記演算部が、前記出代検出部にて検出した前記リード線の出代値を前記対応関係に照らし合わせて、前記レーザ照射部の配置補正量を決定し、前記レーザ照射部配置調整部が、決定した前記配置補正量に基づいて前記レーザ照射部の配置位置を調整する請求項８に記載の電子機器端子の接合装置。
10. 請求項５に記載の電子機器端子の接合方法を行う接合装置であって、前記リード線の出代値とアーク放電条件との関係を対応関係として予め記憶するデータベース部と、前記アークを放電する放電部と、前記リード線の出代値を検出する出代検出部と、該出代検出部で検出した前記リード線の出代値を前記データベース部の前記対応関係に照らし合わせて、前記アークの放電条件を決定する演算部と、前記各部を制御する制御部とを備えてなることを特徴とする電子機器端子の接合装置。
11. 前記対応関係には、前記アークの放電が接合対象との間で発生する際の電圧である放電発生電圧と、前記リード線の端部と前記放電部との距離との関係と、前記リード線の端部と前記放電部との距離と、前記放電部の配置補正量との関係とを予め定めて加え、前記放電発生電圧を検出する電圧検出部と、前記放電部の配置位置を調整する放電部位置調整部とを設け、前記演算部が、前記電圧検出部にて検出した前記放電発生電圧を前記対応関係に照らし合わせ、前記リード線の端部と前記放電部との距離を決定し、決定した前記リード線の端部と前記放電部との距離を前記対応関係に照らし合わせて前記放電部の配置補正量を決定して、前記放電部位置調整部が、決定した前記配置補正量に基づいて前記放電部の配置位置を調整する請求項１０に記載の電子機器端子の接合装置。
12. 前記放電部は、プレ放電である第１のアークと、本放電である第２のアークの少なくとも２つのアークを放電する機能を備えてなり、前記第１のアークによって前記リード線が通電しているか否かを検出する電流検出部を設けた請求項１０に記載の電子機器端子の接合装置。

Images