JP7075675B2 - レーザーリフローハンダ付け方法及び装置 - Google Patents

Description

本発明は、基板の電極ランドと、基板上に搭載した電子部品の端子とを、電極ランド又は端子に付着させたハンダをレーザー光により溶融させてハンダ付けするレーザーリフローハンダ付け方法及び装置に関するものである。

基板に形成した電極ランドと、基板上に搭載した電子部品の端子とを、電極ランド又は端子に付着させたハンダをレーザー光により溶融させてハンダ付けするレーザーリフローハンダ付けの技術は、例えば特許文献１及び特許文献２等に開示されているように公知である。

公知のハンダ付け技術は、電子部品が搭載された基板（実装基板）上の、複数のハンダ付け部位を含むエリアに、レーザー光を面状に照射することにより、基板及び電子部品を加熱し、加熱した基板及び電子部品を介して電極ランドや端子等のハンダ付け部位を間接的に加熱することによりハンダを溶融させ、そのあと、溶融したハンダを冷却、固化させるというもので、複数のハンダ付け部位を一度にハンダ付けすることができるため、複数のハンダ付け部位を一つずつ順番にハンダ付けする方法に比べ、効率的である。

ところが、公知のレーザーリフローハンダ付けは、キャリアテーブル等の上に置かれた実装基板にレーザー光を照射してハンダ付けを行うようにしているため、例えば、不活性ガスの雰囲気内でハンダ付けを行ったり、減圧した状態でハンダ付けを行ったりすることは困難であった。

また、レーザーリフローハンダ付けにおいては、キャリアテーブル等で順番に搬送されて来る実装基板を、全てハンダ付けに適した一定の温度（例えば２５０－３００℃程度）に加熱する必要がある。そのため、一般に、ハンダ付けの前工程として、熱電対を複数箇所に取り付けた温度測定用基板を使用し、この温度測定用基板にレーザー光を照射することにより、基板の温度データである温度プロファイルを測定すると共に、測定した温度プロファイルから、実装基板をハンダ付けに必要な温度に加熱するためのレーザー光の強度を求め、ハンダ付けの本工程で、温度プロファイルから得られた強度のレーザー光を実装基板に照射するようにしている。

しかしながら、温度測定用基板と実装基板とは、完全に同一ではなく、また、実装基板同士であっても、部品の配置が僅かに異なっていたり、電極ランドと端子との間に介在するハンダの量が僅かに異なっていたりして、完全には同一でないため、温度測定用基板の温度プロファイルに基づく強度のレーザー光を照射しても、全ての実装基板がハンダ付けに適した温度に加熱されているとは限らない。

特開２０１０－１０１９６号公報 特表２０１９－５３４５４７号公報

本発明の技術的課題は、実装基板を、不活性ガスの雰囲気内や減圧下等でハンダ付けすることができると共に、常にハンダ付けに適した温度に加熱することができる、レーザーリフローハンダ付けのための技術を提供することにある。

前記課題を解決するため、本発明によれば、基板の電極ランドと、基板上に搭載した複数の電子部品の端子とを、電極ランド又は端子に付着させたハンダをレーザー光の照射により溶融させてハンダ付けするレーザーリフローハンダ付け方法が提供される。
このハンダ付け方法は、室壁の一部に透明ガラスからなる透過部を有するチャンバーの内部に、前記基板上に電子部品を搭載してなる実装基板を収容し、前記チャンバーの外部からレーザー光を、前記透過部の透明ガラスを通して実装基板上の複数のハンダ付け部位を含む照射エリアに照射し、該レーザー光で複数の電子部品を加熱することにより、前記電極ランド又は端子に付着させたハンダを溶融させて該電極ランドと端子とをハンダ付けすると共に、前記照射エリア内に、前記実装基板の温度が上限温度を超えないように監視するための複数の監視用測定点と、前記実装基板の温度を設定温度に保つ制御を行うための１つの制御用測定点とを設定し、前記チャンバーの外部に、前記監視用測定点及び制御用測定点の温度を測定するための赤外線センサーを配置し、該赤外線センサーで測定した前記制御用測定点の温度が設定温度になるようにレーザー光の出力を調整すると共に、前記赤外線センサーで測定した複数の監視用測定点のうち何れか１つの監視用測定点の温度が上限温度を超えた場合にレーザー光の照射を停止することを特徴とする。

また、本発明によれば、基板の電極ランドと、基板上に搭載した複数の電子部品の端子とを、電極ランド又は端子に付着させたハンダをレーザー光の照射により溶融させてハンダ付けするレーザーリフローハンダ付け装置が提供される。
このハンダ付け装置は、前記レーザーリフローハンダ付け装置は、前記基板上に電子部品を搭載してなる実装基板を収容するためのチャンバーと、該チャンバーの外部からレーザー光を該チャンバー内部の前記実装基板に照射する照射ヘッドと、前記チャンバーの外部から該チャンバー内部の前記実装基板上に設定された温度測定点の温度を測定する赤外線センサーと、ハンダ付け装置全体を制御する制御装置とを有し、前記チャンバーは、室壁の一部に透明ガラスからなる透過部を有し、前記照射ヘッドは、前記透過部の透明ガラスを通してレーザー光を前記実装基板上の複数のハンダ付け部位を含む照射エリアに照射することにより、前記複数の電子部品をレーザー光で加熱し、前記照射エリア内には、前記温度測定点として、前記実装基板の温度が上限温度を超えないように監視するための複数の監視用測定点と、前記実装基板の温度を設定温度に保つ制御を行うための１つの制御用測定点とが設定され、前記制御装置は、前記赤外線センサーで測定した前記制御用測定点の温度が設定温度になるようにレーザー光の出力を調整すると共に、前記赤外線センサーで測定した前記複数の監視用測定点のうち何れか１つの監視用測定点の温度が上限温度を超えた場合にレーザー光の照射を停止することを特徴とする。

本発明において、前記赤外線センサーは、赤外線サーモグラフィーであっても良い。

また、本発明において、前記赤外線センサーは、赤外線サーモグラフィー及び放射温度計の両方を含んでいても良く、この場合、前記監視用測定点は電子部品に設定され、前記制御用測定点は溶融ハンダに設定され、前記放射温度計で制御用測定点の温度を測定し、前記赤外線サーモグラフィーで監視用測定点の温度を測定する。

本発明においては、透過部の透明ガラスの表面に、照射ヘッドから基板に照射されるレーザー光の反射を防ぐための被膜がコーティングされていることが望ましい。

本発明によれば、透明ガラスからなる透過部を有するチャンバーの内部に実装基板を収容し、透過部の透明ガラスを通して実装基板にレーザー光を照射してハンダ付けするようにしているので、チャンバーの内部を不活性ガスの雰囲気にした状態でハンダ付けを行ったり、チャンバーを減圧した状態でハンダ付けを行ったりすることが可能である。
また、ハンダ付けの本工程中に、レーザー光が照射された部分の温度を、チャンバーの外部に配置した赤外線センサーにより透過部の透明ガラスを通して測定し、測定した温度に基づいてレーザー光の照射状態を制御するようにしているので、順番に送られて来る実装基板が完全に同一でない場合でも、各実装基板を常にハンダ付けに適した温度に加熱することができる。

本発明に係るレーザーリフローハンダ付け装置の第１実施形態を示す模式図である。 図１の要部拡大図である。 ハンダ付け対象としての実装基板の斜視図である。 図３の要部拡大図である。 温度測定時の状態を示す実装基板の平面図である。 本発明の第２実施形態の要部側面図である。

図１は、本発明に係るレーザーリフローハンダ付け装置の第１実施形態を示すもので、このハンダ付け装置１は、図３及び図４に示すように、プリント配線が施された基板３の上に各種電子部品４ａ－４ｃを搭載してなる実装基板２をハンダ付け対象とし、この実装基板２に向けてレーザー光Ｌを照射することにより、基板３の電極ランド５と電子部品の端子６とを、これら電極ランド５又は端子６に付着させたハンダ７を溶融させてハンダ付けするものである。
電極ランド５又は端子６にハンダ７を付着させる方法としては、例えば、クリームハンダやフォーミングハンダ等を電極ランド５又は端子６に塗布する方法や、ハンダボールを電極ランド５又は端子６に接着する方法などがある。

図１に示すハンダ付け装置１は、実装基板２を収容するためのチャンバー１０と、レーザーダイオードの励起によってレーザー光Ｌを発振して出力するレーザー発信器１１と、レーザー発信器１１からのレーザー光Ｌをチャンバー１０の外部から実装基板２に向けて照射する照射ヘッド１２と、実装基板２のレーザー光Ｌが照射された部分の温度をチャンバー１０の外部から測定する赤外線センサー１３と、ハンダ付け装置全体を制御する制御装置１４とを有している。
本発明で使用されるレーザー光Ｌは、波長が４００－１０００μｍのレーザー光であることが好ましく、より好ましくは、波長が７８０－１０００μｍの近赤外光である。

チャンバー１０は、図２からも明らかなように、実装基板２が裁置されたテーブル１５と、このテーブル１５の上面を部分的に覆うカバー１６との間に形成された空間である。
カバー１６は、下面が開放する四角い箱形をした部品であって、垂直をなす前後及び左右の側面壁１６ａと、水平をなす上面壁１６ｂとを有し、この上面壁１６ｂの少なくとも一部に透明ガラス１７ａからなる透過部１７を有し、この透過部１７を通して照射ヘッド１２からレーザー光Ｌが照射される。

また、カバー１６の前後及び左右の側面壁１６ａの下端部には、シール部材１８が固定され、このシール部材１８を、テーブル１５の上面に形成されたＶ字形の凹溝１９内でテーブル１５の上面に押し付けることにより、チャンバー１０は外部から密閉された状態になる。しかし、テーブル１５の上面の、シール部材１８が当接する部分は、平坦面であっても良い。
チャンバー１０内に実装基板２を収容したり、チャンバー１０内の実装基板２を取り出すときは、不図示の昇降装置でカバー１６を鎖線位置まで持ち上げることにより、チャンバー１０を開放する。

カバー１６の側面壁１６ａと、透過部１７を除く上面壁１６ｂは、鉄やステンレスあるいはアルミニウム合金等の金属で形成することも、硬質の合成樹脂で形成することもできる。

また、透過部１７を形成する透明ガラス１７ａとしては、無水石英ガラスや、白板ガラス、フッ化カルシウムガラス、フッ化マグネシウムガラス等が使用され、レーザー光Ｌの波長や赤外線センサー１３の測定波長等に合わせて最適なガラスが使用される。

チャンバー１０の側面壁１６ａには、入口ポート２０と出口ポート２１とが形成され、これらの入口ポート２０及び出口ポート２１を通じてチャンバー１０の内部に、窒素ガス等の不活性ガスを供給したり、窒素ガスとギ酸ガスとを混合した混合ガスを供給することにより、ハンダ付け時にチャンバー１０を、不活性ガス又は混合ガスの雰囲気にすることができる。この場合、チャンバー１０の側面壁１６ａには、不活性ガス又は混合ガスの濃度を測定するための濃度計が取り付けることができる。
あるいは、一方のポート２１を真空ポンプに接続すると共に他方のポート２０を閉塞することにより、チャンバー１０を減圧することもできる。この場合、チャンバー１０の側面壁１６ａには、真空圧を測定するための圧力計が取り付けられる。

図１に示すように、照射ヘッド１２はハウジング２４を有し、このハウジング２４は、チャンバー１０の上面の透過部１７に対して垂直な第１光軸Ｂ１に沿って上下に延びる第１ハウジング部２４ａと、第１光軸Ｂ１と直交する第２光軸Ｂ２に沿って横向きに延びる第２ハウジング部２４ｂとを有している。

第２ハウジング部２４ｂは、レーザー発信器１１から出力された円形のレーザー光Ｌをファイバー２５を通じて導入するための入射口２６と、入射口２６から第２光軸Ｂ２方向に広がり角を持って入射されたレーザー光Ｌを平行光に変換する入射レンズ２７とを有している。

一方、第１ハウジング部２４ａは、入射レンズ２７から出射されたレーザー光Ｌを第１光軸Ｂ１に沿う方向に変向させる半透鏡２８と、半透鏡２８で変向されたレーザー光Ｌを必要な光径を有する面状のレーザー光Ｌに変換する照射レンズ２９と、照射レンズ２９から出射されたレーザー光を照射エリアＡＬ（図５参照）に応じた照射形状に整形する整形プレート３０とを有し、この整形プレート３０で整形された面状のレーザー光Ｌが、第１ハウジング２４の先端の照射口を通じて、実装基板２上の複数のハンダ付け部位を含む照射エリアＡＬに、実装基板２の真上から照射される。

図示した実施形態では、整形プレート３０は矩形の整形孔３０ａを有し、この整形孔３０ａにより、照射レンズ２９から出射された円形のレーザー光Ｌを矩形のレーザー光に整形する。
また、半透鏡２８は、レーザー発信器１１から出力されたレーザー光Ｌは透過させることなく反射するが、その他の光（可視光）は透過させる性質を有するもので、第１光軸Ｂ１及び第２光軸Ｂ２に対してそれぞれ４５度傾斜する向きに配置されている。

第１ハウジング部２４ａの上端部には、ＣＣＤカメラ３１が取り付けられている。このＣＣＤカメラ３１は、撮像用の光軸Ｂ３を第１光軸Ｂ１に一致させた状態で配設されることにより、ハンダ付け時に、ハンダ付け対象である実装基板２を撮像することができるようになっている。ＣＣＤカメラ３１で撮像された画像は、モニターに表示される。
図中の符号３２が付された部品は、結像用のレンズである。

赤外線センサー１３は、赤外線サーモグラフィー１３ａにより構成され、この赤外線サーモグラフィー１３ａは、チャンバー１０の外部に、透過部１７に対して測定中心軸を斜めに向けた姿勢で配設されている。そして、この赤外線サーモグラフィー１３ａで、レーザー光Ｌが照射されたエリア（照射エリア）ＡＬから放射される赤外光のうち、透過部１７の透明ガラス１７ａを斜めに透過する赤外光を受光することにより、この照射エリアＡＬの温度分布が測定され、測定された温度分布のデータは制御装置１４に入力され、この制御装置１４により、照射エリアＡＬ内に設定された１つ以上の温度測定点の温度に基づいてレーザー光Ｌの照射状態が制御される。

具体的には、図５において、照射エリアＡＬ内に１つの温度測定点ａが設定されている場合には、この温度測定点ａの温度が設定温度（例えば３００℃）になるように制御装置１４でレーザー光Ｌの出力が調整されると共に、この温度測定点ａの温度が上限温度（例えば３５０℃）を超えた場合にレーザー光Ｌの照射が停止される、といった制御が行われる。
従って、この場合の温度測定点ａは、ハンダ付け中の実装基板２の温度を設定温度に保つ制御を行うための制御用測定点であると同時に、実装基板２の温度が上限温度を超えないように監視するための監視用測定点でもある。

なお、レーザー光Ｌの照射が停止される際には、それと同時に警報ブザーを鳴動させたり警報ランプを点灯させたりすることもできる。また、レーザー光Ｌの出力の調整にはＰＩＤ制御が用いられる。

一方、照射エリアＡＬ内に複数の温度測定点ａ，ｂ，ｃが設定されている場合には、各温度測定点ａ，ｂ，ｃがそれぞれ監視用測定点とされると共に、１つの温度測定点ａが制御用測定点として兼用され、１つの制御用測定点の温度が設定温度になるようにレーザー光Ｌの出力が調整されると同時に、複数の監視用測定点のうち何れか１つの監視用測定点の温度が上限温度を超えた場合にレーザー光Ｌの照射が停止される。
なお、以下の説明において、温度測定点と制御用測定点及び監視用測定点とが互いに同一である場合には、温度測定点と同じ符号を制御用測定点及び監視用測定点に付すことがある。

温度測定点を設定する場合は、従来のように、実装基板２と同じ構成を有する温度測定用基板を使用し、この温度測定用基板にレーザー光Ｌを照射して温度プロファイルを測定し、測定した温度プロファイルに基づいて１つ以上の温度測定点を設定すると共に、その中から１つの制御用測定点を設定するようにする。

図５においては、レーザー光Ｌを照射する照射エリアＡＬと、赤外線サーモグラフィー１３ａで温度分布を測定する測定エリアＡＭとがほぼ同一であるが、それらは必ずしも同一であるとは限らず、状況によっては、照射エリアＡＬが測定エリアＡＭより大きくても、照射エリアＡＬが測定エリアＡＭより小さくても構わない。

また、赤外線サーモグラフィー１３ａの測定波長帯域は３－１５μｍであり、仕様によって測定波長は異なる。一方、透過部１７の透明ガラス１７ａを透過する赤外光の波長は、透明ガラス１７ａの素材によって異なる。このため、赤外線サーモグラフィー１３ａの測定波長は、透明ガラス１７ａの素材に応じて選択する必要がある。
例えば、透明ガラス１７ａとして石英ガラスや白板ガラスが使用される場合は、この石英ガラスや白板ガラスが３－４μｍの赤外線を通し易いため、３－４μｍの測定波長帯域を有する赤外線サーモグラフィー１３ａが使用され、透明ガラス１７ａとしてフッ化カルシウムガラスが使用される場合は、同様の理由で３－５．５μｍ又は８－１０．５μｍの測定波長帯域を有する赤外線サーモグラフィー１３ａが使用され、透明ガラス１７ａとしてフッ化マグネシウムが使用される場合は、同様の理由で３－８μｍの測定波長帯域を有する赤外線サーモグラフィー１３ａが使用される。

次に、本発明に係るハンダ付け装置１を用いて、基板３に電子部品４ａ－４ｃを搭載してなる実装基板２をハンダ付けする方法について説明する。
先ず、図２に鎖線で示すようにカバー１６を持ち上げた状態で、テーブル１５上に実装基板２が裁置されると、カバー１６が下降してシール部材１８がテーブル１５に押し付けられることにより、同図に実線で示すように、密閉されたチャンバー１０内に実装基板２が収容された状態になる。
次に、チャンバー１０内に窒素ガス等の不活性ガスを供給するか、又は、窒素ガスとギ酸ガスとを混合した混合ガスを供給することにより、チャンバー１０の内部をガス雰囲気にする。

その後、照射ヘッド１２からレーザー光Ｌが、チャンバー１０上面の透過部１７の透明ガラス１７ａを通して、実装基板２上の複数のハンダ付け部位を含む照射エリアＡＬに向けて面状に照射される。そうすると、基板３の電極ランド５と電子部品４ａ－４ｃの端子６とが、レーザー光Ｌにより直接加熱されるか、あるいは、基板３や電子部品４ａ－４ｃ等を介して間接的に加熱されることにより、電極ランド５又は端子６に付着されたハンダ７が溶融し、溶融したハンダ（溶融ハンダ）７で電極ランド５と端子６とが相互に接合される。

実際のハンダ付け工程では、通常、実装基板２を２５０±１０℃程度に加熱する予備加熱が１－２分間行われ、その後、実装基板２を３００℃程度に加熱する本加熱が２０秒間程行われる。このため、実装基板２における基板３や電子部品４ａ－４ｃの温度は３００℃程度まで上昇することになる。

なお、実装基板２上のハンダ付けする領域が、レーザー光Ｌの照射エリアＡＬより大きい場合は、レーザー光Ｌを複数回に分けて照射すれば良い。

ハンダ付け時に、レーザー光Ｌが照射された部分の温度は、チャンバー１０の外部に配置された赤外線センサー１３即ち赤外線サーモグラフィー１３ａにより、透過部１７の透明ガラス１７ａを通して測定され、前述したように、照射エリアＡＬ内に設定された温度測定点の温度に基づいて、制御装置１４によりレーザー光Ｌの照射状態が制御される。

即ち、照射エリアＡＬ内に１つの温度測定点ａが設定されている場合には、この温度測定点ａの温度が設定温度になるようにレーザー光Ｌの出力が調整されると同時に、この温度測定点ａの温度が上限温度を超えた場合にレーザー光Ｌの照射が停止される。

また、照射エリアＡＬ内に複数の温度測定点ａ，ｂ，ｃが設定されている場合には、何れか１つの温度測定点ａが制御用測定点とされると共に、各温度測定点ａ，ｂ，ｃがそれぞれ監視用測定点とされ、１つの制御用測定点ａの温度が設定温度になるようにレーザー光Ｌの出力が調整されると同時に、複数の監視用測定点ａ，ｂ，ｃのうち何れか１つの監視用測定点の温度が上限温度を超えた場合にレーザー光Ｌの照射が停止される。
赤外線サーモグラフィー１３ａが測定した温度分布及び各温度測定点は、モニターに表示することができる。

かくしてハンダ付け工程中に、実装基板２の温度をチャンバー１０の外部に配置した赤外線センサー１３により透明ガラス１７ａを通して常時測定し、測定した温度に基づいてレーザー光Ｌの照射状態を制御することにより、各実装基板２を常にハンダ付けに適した温度に加熱することができる。

なお、透過部１７を形成する透明ガラス１７ａの表面には、照射ヘッド１２から照射されるレーザー光Ｌの反射を防ぐための被膜がコーティングされていることが望ましい。

ハンダ付けが終了すると、レーザー光Ｌの照射が停止されると共に、不活性ガス又は混合ガスの供給も停止され、ハンダ付けされた実装基板２は徐冷される。そして、徐冷が終了すると、カバー１６が持ち上げられることによりチャンバー１０は開放され、ハンダ付けされた実装基板２が取り出される。
続いて、次にハンダ付けする実装基板２がテーブル１５上に裁置され、前述した場合と同様の工程を経てそのハンダ付けが行われる。

なお、テーブル１５は移動式の搬送テーブルであっても良い。この場合、カバー１６が上昇した状態で搬送テーブル１５が移動することにより、実装基板２がハンダ付け位置に搬送され、そのあと、カバー１６が下降することにより実装基板２がチャンバー１０内に収容された状態になり、その状態でハンダ付けが行われる。そして、ハンダ付けが終了すると、カバー１６が上昇して搬送テーブル１５が移動することにより、ハンダ付けの終了した実装基板２がハンダ付け位置から搬出されると共に、新たな実装基板２がハンダ付け位置に搬送されて来る。

照射ヘッド１２から実装基板２に照射される面状のレーザー光Ｌは、矩形に限らず、照射すべきエリアに合わせて、円形、楕円形、菱形、円形枠形（ドーナツ形）、矩形枠形、菱形枠形等の形状にすることもできる。
また、実装基板２上の一部の電子部品に直接レーザー光Ｌを照射しない場合は、その電子部品をマスクで覆うようにすれば良い。このマスクは、リン青銅のような加工し易い金属で形成することが望ましく、その好ましい厚さは３ｍｍ以下である。

前述した実施形態では、赤外線センサー１３として赤外線サーモグラフィー１３ａが使用されているが、赤外線サーモグラフィー１３ａの代わりに、図１に鎖線で示した赤外線放射温度計１３ｂを使用することもできる。
この放射温度計１３ｂは、金属部分の温度をポイントで測定するものであるため、測定対象が、実装基板２の電極ランド５、電子部品４ａ－４ｃの端子６、溶融ハンダのうち、何れかに設定される。本実施形態においては、測定対象が、一つのハンダ付け部位において溶融するハンダ（溶融ハンダ）７に設定されており、このため、放射温度計１３ｂの放射率は、ハンダの主成分である錫の放射率に設定されている。また、放射温度計１３ｂの測定波長は１．５－３．０μｍである。

そして、放射温度計１３ｂで測定された溶融ハンダ７の温度に基づいて、制御装置１４によりレーザー光Ｌの出力が制御される。具体的には、図５において、照射エリアＡＬ内に溶融ハンダ７の温度を測定可能な１つの温度測定点ｄを設定し、この温度測定点ｄの温度（溶融ハンダの温度）が設定温度になるように制御装置１４でレーザー光Ｌの出力が調整されると同時に、この温度測定点ｄの温度が上限温度を超えた場合にレーザー光Ｌの照射が停止される。従って、この時の温度測定点ｄは、ハンダ付け中の実装基板２の温度を設定温度に保つ制御を行うための制御用測定点であると同時に、実装基板２の温度が上限温度を超えないように監視するための監視用測定点でもある。

また、本発明においては、赤外線センサー１３として、赤外線サーモグラフィー１３ａと放射温度計１３ｂの両方を併用することもできる。この場合、次のような制御が行われる。

即ち、図５に示すように、照射エリアＡＬ内に複数の温度測定点ａ，ｂ，ｃ，ｄが設定される。このうち、１つの温度測定点ｄは、放射温度計１３ｂのための温度測定点であり、残りの温度測定点ａ，ｂ，ｃは、赤外線サーモグラフィー１３ａのための温度測定点である。また、各温度測定点ａ，ｂ，ｃ，ｄはそれぞれ監視用測定点であり、このうち温度測定点ｄは、制御用測定点を兼ねている。

そして、放射温度計１３ｂにより、温度測定点ｄにおける溶融ハンダの温度が測定され、この溶融ハンダの温度が設定温度になるように制御装置１４でレーザー光Ｌの出力が調整されると共に、この溶融ハンダの温度が上限温度を超えた場合にレーザー光Ｌの照射が停止される。
また、それと同時に、残りの温度測定点ａ，ｂ，ｃの温度が赤外線サーモグラフィー１３ａにより測定され、何れか１つの温度測定点の温度が上限温度を超えた場合に、レーザー光Ｌの照射が停止される。

図６は本発明に係るレーザーリフローハンダ付け装置の第２実施形態の要部を示すもので、この第２実施形態のハンダ付け装置１Ａが第１実施形態のハンダ付け装置１と相違する点は、赤外線センサー１３が、測定用の光軸を水平に向けて配置されている点である。
この場合の赤外線センサー１３は、赤外線サーモグラフィー１３ａ又は放射温度計１３ｂである。

このため、照射ヘッド１２には、第２の半透鏡３３が、第１光軸Ｂ１に対して４５度傾斜した姿勢で配設されている。この半透鏡３３は、波長が４００－１０００μｍのレーザー光Ｌ及び可視光は透過させるが、波長が１．５－１５μｍの赤外光は反射する性質を有するもので、実装基板２から放射される赤外光がこの第２の半透鏡３３で横向きに反射され、赤外線センサー１３で受光されるようになっている。
第２実施形態のレーザーリフローハンダ付け装置の前記以外の構成は、第１実施形態のレーザーリフローハンダ付け装置の構成と実質的に同じである。

１，１Ａ ハンダ付け装置
２ 実装基板
３ 基板
４ａ，４ｂ，４ｃ 電子部品
５ 電極ランド
６ 端子
７ ハンダ
１０ チャンバー
１２ 照射ヘッド
１３ 赤外線センサー
１３ａ 赤外線サーモグラフィー
１３ｂ 放射温度計
１４ 制御装置
１７ 透過部
１７ａ 透明ガラス
Ｌ レーザー光
ＡＬ 照射エリア
ａ，ｂ，ｃ，ｄ 温度測定点

Claims (7)

1. 基板の電極ランドと、基板上に搭載した複数の電子部品の端子とを、電極ランド又は端子に付着させたハンダをレーザー光の照射により溶融させてハンダ付けするレーザーリフローハンダ付け方法であって、
   室壁の一部に透明ガラスからなる透過部を有するチャンバーの内部に、前記基板上に電子部品を搭載してなる実装基板を収容し、前記チャンバーの外部からレーザー光を、前記透過部の透明ガラスを通して実装基板上の複数のハンダ付け部位を含む照射エリアに照射し、該レーザー光で複数の電子部品を加熱することにより、前記電極ランド又は端子に付着させたハンダを溶融させて該電極ランドと端子とをハンダ付けすると共に、前記照射エリア内に、前記実装基板の温度が上限温度を超えないように監視するための複数の監視用測定点と、前記実装基板の温度を設定温度に保つ制御を行うための１つの制御用測定点とを設定し、前記チャンバーの外部に、前記監視用測定点及び制御用測定点の温度を測定するための赤外線センサーを配置し、該赤外線センサーで測定した前記制御用測定点の温度が設定温度になるようにレーザー光の出力を調整すると共に、前記赤外線センサーで測定した複数の監視用測定点のうち何れか１つの監視用測定点の温度が上限温度を超えた場合にレーザー光の照射を停止する、
   ことを特徴とするレーザーリフローハンダ付け方法。
2. 前記赤外線センサーは、赤外線サーモグラフィーであることを特徴とする請求項１に記載のハンダ付け方法。
3. 前記赤外線センサーは、赤外線サーモグラフィー及び放射温度計の両方を含み、
   前記監視用測定点は電子部品に設定され、前記制御用測定点は溶融ハンダに設定され、
   前記放射温度計は前記制御用測定点の温度を測定し、前記赤外線サーモグラフィーは前記監視用測定点の温度を測定する、
   ことを特徴とする請求項１に記載のハンダ付け方法。
4. 基板の電極ランドと、基板上に搭載した複数の電子部品の端子とを、電極ランド又は端子に付着させたハンダをレーザー光の照射により溶融させてハンダ付けするレーザーリフローハンダ付け装置であって、
   前記レーザーリフローハンダ付け装置は、前記基板上に電子部品を搭載してなる実装基板を収容するためのチャンバーと、該チャンバーの外部からレーザー光を該チャンバー内部の前記実装基板に照射する照射ヘッドと、前記チャンバーの外部から該チャンバー内部の前記実装基板上に設定された温度測定点の温度を測定する赤外線センサーと、ハンダ付け装置全体を制御する制御装置とを有し、
   前記チャンバーは、室壁の一部に透明ガラスからなる透過部を有し、
   前記照射ヘッドは、前記透過部の透明ガラスを通してレーザー光を前記実装基板上の複数のハンダ付け部位を含む照射エリアに照射することにより、前記複数の電子部品をレーザー光で加熱し、
   前記照射エリア内には、前記温度測定点として、前記実装基板の温度が上限温度を超えないように監視するための複数の監視用測定点と、前記実装基板の温度を設定温度に保つ制御を行うための１つの制御用測定点とが設定され、
   前記制御装置は、前記赤外線センサーで測定した前記制御用測定点の温度が設定温度になるようにレーザー光の出力を調整すると共に、前記赤外線センサーで測定した前記複数の監視用測定点のうち何れか１つの監視用測定点の温度が上限温度を超えた場合にレーザー光の照射を停止する、
   ことを特徴とするレーザーリフローハンダ付け装置。
5. 赤外線センサーは、赤外線サーモグラフィーであることを特徴とする請求項４に記載のハンダ付け装置。
6. 赤外線センサーは、赤外線サーモグラフィー及び放射温度計の両方を含み、
   前記監視用測定点は電子部品に設定され、前記制御用測定点は溶融ハンダに設定され、
   放射温度計で制御用測定点の温度を測定し、赤外線サーモグラフィーで監視用測定点の温度を測定する、
   ことを特徴とする請求項４に記載のハンダ付け装置。
7. 透過部の透明ガラスの表面に、照射ヘッドから基板に照射されるレーザー光の反射を防ぐための被膜がコーティングされていることを特徴とする請求項４から６の何れかに記載のハンダ付け装置。

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