JPH04231173A - セラミックろう付け具 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、一般に多数の端子脚を
有する電子デバイスを、抵抗加熱によりろう付け、特に
還流ろう付けするためのセラミックろう付け具に関する
。

【０００２】

【従来の技術】一般に電子デバイスの端子脚には、ろう
付け装置内で使用されるろう付け具を介して一定の力が
加えられる。ろう付けすべき相手形の押圧及びろう付け
のための熱伝達又は必要な熱の発生は一般にろう付け具
によってもたらされる。その際従来の実施形式において
は、１列に並べて配設された端子脚を桟状のろう付け具
、例えば長い横棒を有するＵ字状の部材により押し付け
、加熱するように構成されている。ろう付け具が導電性
の材料からなっている場合（この際抵抗加熱による熱発
生がろう付け具内に生じる）ろう付け具内で種々の端子
脚間に生じる電圧降下によって電子デバイスは損傷を受
ける危険性がある。その結果デバイス内に生じる電流は
好ましくない結果をもたらすおそれがある。

【０００３】上記の欠点を回避するため、一般に使用さ
れているろう付け具による再流（Ｒｅｆｌｏｗ）ろう付
け法が開発されている。個々の電気端子間の電圧降下を
回避するために例えば低い電圧で作動させることが考え
られる。しかし現在の開発方向はこの低電圧法を支持す
るものではなく、種々の材料を使用することによってろ
う付け具に沿って電圧降下を制御することを試みている
。

【０００４】詳細に云えば、ろう付け具によるろう付け
に際して電子デバイスの種々の端子脚間に生じる電圧降
下を減らすには低圧法を使用すること以外に以下の方法
によっても減らすことができる。−ろう付け具の材料は
低い抵抗を有し、またろう付け具を電気的に並列に接続
されている複数個の素子に分割する。この方法の場合十
分に大きな導体断面積を使用しなければならない。−ろ
う付け具をＵ字状に曲げられた薄板から製造する。この
種のろう付け具の幅は薄板の厚さ及び必要な曲げ半径に
よって下限を有する。しかしこの変法ではそれぞれＵ字
状のろう付け具を端子脚と接触させることにより種々の
端子脚間の電圧降下を除去することができる。

【０００５】ろう付け具を組み込む空間が限られている
ことを考慮した別の開発手段では、ろう付け具を電気絶
縁するために端子脚の方向でその接触面にセラミックを
被覆している。しかし簡単な被覆はろう付け具及びセラ
ミック層の熱膨張係数が異なることから、セラミック層
が破裂するという危険性を含んでいる。

【０００６】ドイツ連邦共和国特許出願公開第３８３０
４０７号明細書には、ろう付け具の溝内に張り付けられ
たセラミック条片又はセラミック棒を有するろう付け具
が記載されている。端子脚とろう付け具との間の接触は
このセラミック条片を介して行われる。このろう付け具
はオーム抵抗が低いことから、必要な熱量を作るには大
きな電流をろう付け具に流さなければならない。これは
経費のかさむ切換え及び調整技術を必要としまた同時に
経費のかさむ電力供給を必要とする。更に大きな電流に
対しては極端に低オームの接続技術が必要となる。この
場合原則として、熱はろう付け具内に生じるべきであり
、ろう付け具の電気端子に発生してはならない。これに
関連する欠点を十分に排除するために、場合によっては
平面研削し、金めっきした接触面をろう付け具の拡張部
に設ける。付加的に溶接した熱電対の形の温度センサで
、その温度をろう付け具の端部に沿って制御又は調整す
ることが試みられている。

【０００７】刊行物「アイビーエム・テクニカル・ディ
スクロージャー・ブレティン（ＩＢＭ−Ｔｅｃｈｎｉｃ
ａｌ　　Ｄｉｓｃｌｏｓｕｒｅ　　Ｂｕｌｌｅｔｉｎ）
．セルフレベリング・ソルダリング・ツール（Ｓｅｌｆ
ｌｅｖｅｌｌｉｎｇ　　ｓｏｌｄｅｒｉｎｇ　　ｔｏｏ
ｌ）」第１１巻、第８号、１９６９年１月、第１０２６
頁から、１００％セラミックからなるろう付け具が公知
であり、この場合熱を得るために抵抗線が埋め込まれて
いる。その機械的な取付けはセラミック素子の上部で行
われる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、個々の端子
脚間に電圧降下を生じることなくろう付け端により電子
デバイスをろう付けするのに使用可能であり、ろう付け
工程に必要な熱を良好に伝導しまたろう付け端をあまり
損傷せずに実施することのできるセラミックろう付け具
を提供することを課題とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この課題は請求項１の特
徴部分に記載した手段により解決される。

【００１０】

【作用効果】本発明は、全てセラミックからなり、従っ
て非導電性のろう付け具は、これが良好な熱伝導性を有
するセラミック材料からなる場合、極めて有用な利点を
もたらすという認識に基づくものである。このことは特
にろう付け端について云える。この処理に必要な熱量を
得るためにろう付け端の直近で平坦に構成されたセラミ
ック基板に少なくとも同様に平坦に構成された電気抵抗
を施す。電気抵抗は薄膜法又は厚層法で施すことができ
る。この抵抗を用いて抵抗加熱によりろう付け処理に必
要なエネルギーは調達され、良好な熱伝導性セラミック
を介して、電子デバイスの端子脚上に設置されたろう付
け端に供給される。

【００１１】本発明の有利な一実施態様は、長方形の平
板の形をしたセラミック基板を構成することにある。こ
の平板の相対する大きな両面は例えばチャックによりセ
ラミック基板を保持するのに、また抵抗を施すのに利用
される。その際セラミック基板の狭幅側は、端子脚上に
押し付けられるろう付け端を構成する。処理熱を得るた
めに使用される抵抗はろう付け端の範囲内に位置付られ
る。

【００１２】セラミック基板の固定材、すなわち機械的
保持台を同時に導電体として利用し得るようにするため
、長方形の平板の大表面にそれぞれ平坦な金属層が施さ
れる。この金属層には同時に抵抗を施すことができる。

【００１３】セラミック基板のろう付け端に熱が均一に
負荷されるのを保証するため、複数個の抵抗をろう付け
端に対して均一に配分して施すことが有利である。

【００１４】ろう付け端に予め規定された温度分布が必
要とされる場合には、この温度分布は個々の抵抗間に処
理熱を得るために接続されたトリミング抵抗によって個
々の各抵抗の種々異なる熱出力を調整することによって
得ることができる。

【００１５】本発明の有利な一実施態様では熱抵抗はセ
ラミックろう付け具の内部に孔列の形で備えられており
、この場合この孔列はろう付け端に対して平行に、ろう
付け端とは逆の側の抵抗側面に並んで配置された複数の
孔によって構成されている。この孔列によりろう付け具
の有効な熱伝導性断面積は保持材の側で縮小される。 必要な場合には複数個の孔列を連続して配置してもよい
。

【００１６】熱伝導性断面積を減少させるために施され
た孔は、同時にスルーホールとしても使用できるので有
利である。

【００１７】セラミック基板、特にろう付け端の範囲に
適した材料の選択は、熱伝導性の高いセラミックを使用
することにある。この場合酸化ベリリウム又は窒化アル
ミニウムを使用することが特に有利である。

【００１８】

【実施例】次に図面に基づき本発明の一実施例を説明す
る。

【００１９】図１には左から右へ順にセラミック基板１
が平面図、側面図及び背面図で示されている。全てがセ
ラミックからなるろう付け具を使用することによって、
電子デバイスのろう付けに際して個々の端子脚間に電圧
降下が生じることはない。これは非導電性のセラミック
を使用することにより達成される。同時にセラミック基
板は例えば窒化アルミニウムのような良好な熱伝導性の
セラミックからなる。全てがセラミックからなるろう付
け具のろう付け端では電圧降下は生じないことから、こ
れらのろう付け具は高い使用電圧に曝すことができる。 使用電圧及び抵抗からもたらされるべき熱出力は当業者
により容易に設定可能である。抵抗をセラミック基板上
に施すのに使用される薄膜法又は厚層法は、蒸着又はス
パッタリングによってか又はスクリーン印刷法を用いる
と良い。厚層法で施される構造物は多くの場合ガラス成
分を含んでいる。従ってセラミックろう付け具の製造は
電子工学分野でセラミック基板を被覆及び構造化するの
に通常行われている方法が用いられる。

【００２０】このようにセラミックろう付け具の使用電
圧に関する電力供給が著しく限定されることはないこと
から、加熱時に比較的小さな電流を用いて作動すること
ができる。従ってこの種のろう付け具を操作するには原
理的に一層簡単な電力供給法を使用することができる。

【００２１】中央に示した図は単にセラミック基板１が
全高にわたって同じ厚さであることを示すものであるが
、その下端はろう付け端３である。左に示されている平
面図ではこの場合４個の抵抗２が薄膜法で施されており
、その際金属層４による接触は抵抗２のそれぞれ左及び
右で行われる。スルーホール８により裏側にある金属層
５との電気的接続が行われる。セラミックろう付け具を
操作するには例えば締付けジョー（これは同時にろう付
け具に対する電力供給体である）を使用することができ
る。その際締付けジョーはろう付け具をその上方部分で
掴み、金属層４、５に接触することにより電力供給が保
証される。多数の孔６からなる孔列７は高められた熱抵
抗を生じ、その結果ろう付け端３に対して所定の熱流方
向がもたらされる。

【００２２】温度を調整するため、抵抗２を被覆する際
にサーミスタを同時に施すことができる。

【００２３】ろう付け端３は被覆することなく残さなけ
ればならない。全体的に施された構造物をうわ薬で被覆
し、この処理により電気的に絶縁する可能性があるにも
かかわらず、ろう付け端３上に抵抗を施すことは意味が
ない。抵抗２は平坦でなければならず、従ってセラミッ
ク基板１の広幅側に施す必要がある。加熱のために使用
する抵抗２はろう付け端３に沿って短い間隔を置いて配
置し、電気的に並列に接続する。加熱抵抗内に又はその
間にトリミング抵抗を集積することによって必要な場合
にはろう付け端３に沿って種々異なる温度分布を調整す
ることができる。これにより種々の端子脚をろう付けす
るため必要に応じて異なる熱需要量が考慮される。これ
は例えば異なる大きさの端子スポットによって制約する
ことができる。

【００２４】本発明によるセラミックろう付け具ではセ
ラミック基板１は本来支持部材を形成するものである。 同時にセラミック基板１の平坦な形状で狭幅側をろう付
け端３として使用する。先行技術とは異なり、導体は支
持部材ではない。上述の窒化アルミニウムのようなセラ
ミック材料を使用することにより、一般に使用される金
属に相当する熱伝導度は保証される。セラミック充填材
は例えば少なくとも１０Ｗ／ｍｋの熱伝導値を有し、ま
た窒化アルミニウムはその変性に応じて３０〜１５０Ｗ
／ｍｋの熱伝導値を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるろう付け具の一実施例を示し、左
からセラミック基板の平面図、側面図及び背面図である
。

【符号の説明】

１　　セラミック基板 ２　　抵抗 ３　　ろう付け端 ４、５　　金属層 ６　　孔 ７　　孔列 ８　　スルーホール

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　電子デバイスを抵抗加熱によりろう付
   けするためのセラミックろう付け具において、平坦に構
   成された非導電性及び良好な熱伝導性の少なくとも１個
   のろう付け端（３）を有するセラミック基板（１）と、
   セラミック基板（１）上のろう付け端（３）の直近に平
   坦に施された少なくとも１個の電気抵抗（２）とを有す
   ることを特徴とするセラミックろう付け具。
2. 【請求項２】　　セラミック基板（１）が長方形の平板
   の形を有し、その際狭幅側がろう付け端（３）を形成す
   ることを特徴とする請求項１記載のセラミックろう付け
   具。
3. 【請求項３】　　少なくとも１枚の平坦な金属層（４、
   ５）がセラミック基板（１）の広幅側に抵抗（２）用の
   導電体として設けられることを特徴とする請求項２記載
   のセラミックろう付け具。
4. 【請求項４】　　少なくとも２枚の金属層（４、５）が
   セラミック基板（１）の向かい合う側面に施されている
   ことを特徴とする請求項３記載のセラミックろう付け具
   。
5. 【請求項５】　　複数個の抵抗（２）がほぼ等間隔にか
   つろう付け端（３）に対して均等に配分して施されてい
   ることを特徴とする請求項１ないし４の１つに記載のセ
   ラミックろう付け具。
6. 【請求項６】　　種々の熱出力を得るためトリミング抵
   抗が複数個の抵抗（２）間に集積されることを特徴とす
   る請求項１ないし５の１つに記載のセラミックろう付け
   具。
7. 【請求項７】　　ろう付け端（３）に対してほぼ平行に
   配列された少なくとも１群の孔列（７）がろう付け端（
   ３）とは逆の側の抵抗（２）の側面に設けられることを
   特徴とする請求項１ないし６の１つに記載のセラミック
   ろう付け具。
8. 【請求項８】　　孔列（７）の孔（６）が同時にスルー
   ホールであることを特徴とする請求項７記載のセラミッ
   クろう付け具。