JPH10180478A - 溶接方法及び表面実装型部品 - Google Patents
溶接方法及び表面実装型部品Info
- Publication number
- JPH10180478A JPH10180478A JP8357061A JP35706196A JPH10180478A JP H10180478 A JPH10180478 A JP H10180478A JP 8357061 A JP8357061 A JP 8357061A JP 35706196 A JP35706196 A JP 35706196A JP H10180478 A JPH10180478 A JP H10180478A
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- JP
- Japan
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- lead frame
- laser beam
- welding
- laser
- welded
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- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
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-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/0001—Technical content checked by a classifier
- H01L2924/0002—Not covered by any one of groups H01L24/00, H01L24/00 and H01L2224/00
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- Laser Beam Processing (AREA)
- Lead Frames For Integrated Circuits (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】レーザー光の吸収効率を上げ溶接を安定化さ
せ、レーザー溶接の制御を容易にする。 【解決手段】表面が平面な金属部材に重ねた金属部材を
レーザー溶接する溶接方法において、表面が平坦な金属
部材の溶接部にはレーザー光の吸収効率を高める表面処
理を施してから溶接する。
せ、レーザー溶接の制御を容易にする。 【解決手段】表面が平面な金属部材に重ねた金属部材を
レーザー溶接する溶接方法において、表面が平坦な金属
部材の溶接部にはレーザー光の吸収効率を高める表面処
理を施してから溶接する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は溶接方法及びその方
法を使用する表面実装型部品に関するものである。
法を使用する表面実装型部品に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】金属同士を溶接する方法としては抵抗溶
接やガス溶接があるが、歪みの少ない溶接方法としてレ
ーザー溶接が多用されている。レーザー光を溶接部に照
射してレーザー光のエネルギーで加熱して溶接する方法
であり、種々のレーザーが開発されているが、エネルギ
ー加工用としてはＣＯ2 レーザー、ＹＡＧレーザー、エ
キシマレーザーがある。ＹＡＧレーザーは微細加工が可
能なので小物の溶接に多用されている。
接やガス溶接があるが、歪みの少ない溶接方法としてレ
ーザー溶接が多用されている。レーザー光を溶接部に照
射してレーザー光のエネルギーで加熱して溶接する方法
であり、種々のレーザーが開発されているが、エネルギ
ー加工用としてはＣＯ2 レーザー、ＹＡＧレーザー、エ
キシマレーザーがある。ＹＡＧレーザーは微細加工が可
能なので小物の溶接に多用されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】レーザー光による溶接
は、微小領域に集中されたエネルギーのうち、吸収され
たエネルギーの大部分が熱に変換され、被溶接物が溶融
して溶接されるが、集中されたエネルギーの吸収効率が
悪いと溶接ができない。すなわち、レーザー光に対する
反射率の高いものや透過率の高いものでは溶接が困難に
なる。
は、微小領域に集中されたエネルギーのうち、吸収され
たエネルギーの大部分が熱に変換され、被溶接物が溶融
して溶接されるが、集中されたエネルギーの吸収効率が
悪いと溶接ができない。すなわち、レーザー光に対する
反射率の高いものや透過率の高いものでは溶接が困難に
なる。
【０００４】レーザー光の照射はパルス照射が一般的で
あるが、被照射体の温度上昇はパルス巾とピーク強度が
影響し、微細加工にはパルス巾を短くし熱伝導時間が無
視できるようにしている。図１のグラフはレーザー光の
ピーク強度と温度上昇の関係を示している。溶接部にレ
ーザー光を照射すると溶接部に吸収されるエネルギーは
指数関数的に増加するので急激に温度が上昇する部分で
の溶接強度の制御は難しい。特に、レーザー光に対する
反射率の高いものや透過率の高いものではエネルギーの
吸収効率が低いので、レーザー光のエネルギー密度を上
げなければならなくなり、そのため、溶接の管理が困難
になる。また、蒸発温度の低いものでは、溶融してから
蒸発するまでの温度差が少ないので、レーザー光の照射
パワーを制御することが難しく、特に蒸発温度の低い金
属が表面にメッキされているものなどは溶接の管理が難
しかった。
あるが、被照射体の温度上昇はパルス巾とピーク強度が
影響し、微細加工にはパルス巾を短くし熱伝導時間が無
視できるようにしている。図１のグラフはレーザー光の
ピーク強度と温度上昇の関係を示している。溶接部にレ
ーザー光を照射すると溶接部に吸収されるエネルギーは
指数関数的に増加するので急激に温度が上昇する部分で
の溶接強度の制御は難しい。特に、レーザー光に対する
反射率の高いものや透過率の高いものではエネルギーの
吸収効率が低いので、レーザー光のエネルギー密度を上
げなければならなくなり、そのため、溶接の管理が困難
になる。また、蒸発温度の低いものでは、溶融してから
蒸発するまでの温度差が少ないので、レーザー光の照射
パワーを制御することが難しく、特に蒸発温度の低い金
属が表面にメッキされているものなどは溶接の管理が難
しかった。
【０００５】電子部品が表面実装型部品化される中で、
従来ディスクリートタイプの電子部品をリードフレーム
に溶接して樹脂モールドし表面実装型にするものが増え
てきている。例えば、特願平７ー１００３２１号に記載
された表面実装型部品のように、表面にハンダメッキさ
れた帯材で形成されたリードフレームに電子部品を搭載
し、回路基板にハンダ付けするリード部以外を樹脂でイ
ンサートモールドして表面実装型部品に仕上げる方法が
ある。帯材にハンダメッキをしてから加工するのは、表
面実装型部品に仕上げてからハンダメッキをするのはコ
ストを含めて問題があるからである。
従来ディスクリートタイプの電子部品をリードフレーム
に溶接して樹脂モールドし表面実装型にするものが増え
てきている。例えば、特願平７ー１００３２１号に記載
された表面実装型部品のように、表面にハンダメッキさ
れた帯材で形成されたリードフレームに電子部品を搭載
し、回路基板にハンダ付けするリード部以外を樹脂でイ
ンサートモールドして表面実装型部品に仕上げる方法が
ある。帯材にハンダメッキをしてから加工するのは、表
面実装型部品に仕上げてからハンダメッキをするのはコ
ストを含めて問題があるからである。
【０００６】表面にハンダメッキされたリードフレーム
に電子部品の端子をレーザー光で溶接する場合に前述の
問題が発生していた。すなわち、ハンダメッキによるレ
ーザー光の反射によりレーザー光の吸収効率が低下し、
電子部品の端子がスパークするほど溶融しても(レーザ
ー光のエネルギー強度を上げても)リードフレームは溶
融しなかったり、ハンダメッキの蒸発によりリードフレ
ームの母材は溶融不足になったりし、溶接不良が発生す
ること。それに伴うレーザー光照射パワー制御の困難
さ、必要十分な溶接強度を得る為に照射パワーを上げる
ことによるレーザー光発生源の寿命が低下すること等々
である。本発明は、前述の欠点を解消しレーザー光によ
る溶接を容易にするためのものである。
に電子部品の端子をレーザー光で溶接する場合に前述の
問題が発生していた。すなわち、ハンダメッキによるレ
ーザー光の反射によりレーザー光の吸収効率が低下し、
電子部品の端子がスパークするほど溶融しても(レーザ
ー光のエネルギー強度を上げても)リードフレームは溶
融しなかったり、ハンダメッキの蒸発によりリードフレ
ームの母材は溶融不足になったりし、溶接不良が発生す
ること。それに伴うレーザー光照射パワー制御の困難
さ、必要十分な溶接強度を得る為に照射パワーを上げる
ことによるレーザー光発生源の寿命が低下すること等々
である。本発明は、前述の欠点を解消しレーザー光によ
る溶接を容易にするためのものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】表面が平面な金属部材に
重ねた金属部材をレーザー溶接する溶接方法において、
表面が平坦な金属部材の溶接部にはレーザー光の吸収効
率を高める表面処理を施してから溶接する。
重ねた金属部材をレーザー溶接する溶接方法において、
表面が平坦な金属部材の溶接部にはレーザー光の吸収効
率を高める表面処理を施してから溶接する。
【０００８】リードフレームに部品の端子をレーザー溶
接して樹脂モールドする表面実装型部品において、リー
ドフレームの溶接部はレーザー光が乱反射する表面処理
を施す。
接して樹脂モールドする表面実装型部品において、リー
ドフレームの溶接部はレーザー光が乱反射する表面処理
を施す。
【０００９】リードフレームに部品の端子をレーザー溶
接して樹脂モールドする表面実装型部品において、リー
ドフレームの溶接部はレーザー光を吸収する着色を施
す。
接して樹脂モールドする表面実装型部品において、リー
ドフレームの溶接部はレーザー光を吸収する着色を施
す。
【００１０】溶接部に低温で蒸発する物質がある場合は
できるだけ剥離しておく。又は、母材の表面を露出させ
ておき、直接母材にレーザー光のエネルギーが与えられ
るようにする。
できるだけ剥離しておく。又は、母材の表面を露出させ
ておき、直接母材にレーザー光のエネルギーが与えられ
るようにする。
【００１１】
【発明の実施の形態】図２は部品として水晶振動子を使
用し、ハンダメッキされているリードフレームに水晶振
動子の端子をレーザー溶接する際に、リードフレームの
表面にプレスにより凹凸を形成した部分の拡大図であ
る。凹凸形成の方法としてリードフレーム成形金型に突
起を形成しておき、リードフレームを押さえると突起が
ハンダメッキを突き破り母材にも凹凸を形成するように
した。図のように網目のピッチを０．２ｍｍ、深さを
０．０５ｍｍ、溝の角度を９０度で形成し、他の条件は
同じにした時のリードフレームの温度上昇は図３のグラ
フに示すように変化した。他の条件とは、レーザーはＹ
ＡＧレーザー、照射パワーは１５Ｗ／ｃｍ2 、パルス
巾８ｍｓ、パルス繰り返し２回、レーザーの発振波形は
矩形波、リードフレームの材質は真鍮、ハンダメッキは
錫：鉛＝９：１で５〜７ミクロン、照射スポット径は
０．６ｍｍである。実線が本発明のリードフレーム、点
線が従来技術によるリードフレームのものである。
用し、ハンダメッキされているリードフレームに水晶振
動子の端子をレーザー溶接する際に、リードフレームの
表面にプレスにより凹凸を形成した部分の拡大図であ
る。凹凸形成の方法としてリードフレーム成形金型に突
起を形成しておき、リードフレームを押さえると突起が
ハンダメッキを突き破り母材にも凹凸を形成するように
した。図のように網目のピッチを０．２ｍｍ、深さを
０．０５ｍｍ、溝の角度を９０度で形成し、他の条件は
同じにした時のリードフレームの温度上昇は図３のグラ
フに示すように変化した。他の条件とは、レーザーはＹ
ＡＧレーザー、照射パワーは１５Ｗ／ｃｍ2 、パルス
巾８ｍｓ、パルス繰り返し２回、レーザーの発振波形は
矩形波、リードフレームの材質は真鍮、ハンダメッキは
錫：鉛＝９：１で５〜７ミクロン、照射スポット径は
０．６ｍｍである。実線が本発明のリードフレーム、点
線が従来技術によるリードフレームのものである。
【００１２】凹凸の形状は図４や図５に示したような形
状でもよく、実験の結果ではレーザー光が乱反射し、リ
ードフレーム母材に直接吸収されれば良いことが判っ
た。
状でもよく、実験の結果ではレーザー光が乱反射し、リ
ードフレーム母材に直接吸収されれば良いことが判っ
た。
【００１３】図６は条件を同じくして、レーザー光照射
面に着色したときのリードフレームの温度上昇グラフで
あり、実線が本発明のリードフレーム、点線が従来技術
によるリードフレームのものである。着色には黒マーカ
ーを使用した。着色は黒以外でもよく、レーザー光を反
射せず吸収効率を上げるものであればよく、青色、緑
色、茶色等が好ましい。
面に着色したときのリードフレームの温度上昇グラフで
あり、実線が本発明のリードフレーム、点線が従来技術
によるリードフレームのものである。着色には黒マーカ
ーを使用した。着色は黒以外でもよく、レーザー光を反
射せず吸収効率を上げるものであればよく、青色、緑
色、茶色等が好ましい。
【００１４】表面実装型部品に使用するリードフレーム
はは帯材から連続型のプレス加工によりリードフレーム
形状にするが、その工程内で凹凸の形成及び又は着色工
程を設けることで容易に目的のリードフレームを形成す
ることができる。
はは帯材から連続型のプレス加工によりリードフレーム
形状にするが、その工程内で凹凸の形成及び又は着色工
程を設けることで容易に目的のリードフレームを形成す
ることができる。
【００１５】
【発明の効果】レーザーパワーに対して、リードフレー
ムの溶接部の温度が直線的に上昇するため必要十分な溶
接強度を得る為のレーザーパワーの調整管理が容易にな
り、溶接の強度が安定するようになった。そのため、溶
接の歩留まりが向上した。
ムの溶接部の温度が直線的に上昇するため必要十分な溶
接強度を得る為のレーザーパワーの調整管理が容易にな
り、溶接の強度が安定するようになった。そのため、溶
接の歩留まりが向上した。
【００１６】表面に低融点金属がメッキされていてもレ
ーザー光のエネルギーを十分に熱量として吸収され安定
した溶接ができるようになった。また、必要十分な溶接
強度が確保できるため、樹脂モールドのようにモールド
時に溶接部に力が加わる加工がなされても溶接部が剥離
するようなことがなく、信頼性の良い表面実装型部品が
製造できるようになった。
ーザー光のエネルギーを十分に熱量として吸収され安定
した溶接ができるようになった。また、必要十分な溶接
強度が確保できるため、樹脂モールドのようにモールド
時に溶接部に力が加わる加工がなされても溶接部が剥離
するようなことがなく、信頼性の良い表面実装型部品が
製造できるようになった。
【図１】レーザー光のピーク強度と温度上昇の関係を示
すグラフ
すグラフ
【図２】リードフレームの表面にプレスにより表面に凹
凸を形成した部分の拡大図
凸を形成した部分の拡大図
【図３】リードフレームの温度上昇グラフ
【図４】リードフレームの表面にプレスにより表面に凹
凸を形成した部分の拡大図
凸を形成した部分の拡大図
【図５】リードフレームの表面にプレスにより表面に凹
凸を形成した部分の拡大図
凸を形成した部分の拡大図
【図６】レーザー光照射面に着色したときのリードフレ
ームの温度上昇グラフ
ームの温度上昇グラフ
なし
Claims (3)
- 【請求項１】 表面が平面な金属部材に重ねた金属部材
をレーザー溶接する溶接方法において、表面が平坦な金
属部材の溶接部にはレーザー光の吸収効率を高める表面
処理を施してから溶接することを特徴とする溶接方法。 - 【請求項２】 リードフレームに部品の端子をレーザー
溶接して樹脂モールドする表面実装型部品において、リ
ードフレームの溶接部はレーザー光が乱反射する表面処
理を施してあることを特徴とする表面実装型部品。 - 【請求項３】 リードフレームに部品の端子をレーザー
溶接して樹脂モールドする表面実装型部品において、リ
ードフレームの溶接部はレーザー光を吸収する着色が施
されていることを特徴とする表面実装型部品。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8357061A JPH10180478A (ja) | 1996-12-25 | 1996-12-25 | 溶接方法及び表面実装型部品 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8357061A JPH10180478A (ja) | 1996-12-25 | 1996-12-25 | 溶接方法及び表面実装型部品 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10180478A true JPH10180478A (ja) | 1998-07-07 |
Family
ID=18452189
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8357061A Pending JPH10180478A (ja) | 1996-12-25 | 1996-12-25 | 溶接方法及び表面実装型部品 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10180478A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008028286A (ja) * | 2006-07-25 | 2008-02-07 | Fuji Electric Holdings Co Ltd | 半導体装置の製造方法 |
| US7759601B2 (en) | 2000-09-28 | 2010-07-20 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Underwater laser processing apparatus and underwater laser processing method |
| JP2018517302A (ja) * | 2015-06-10 | 2018-06-28 | ヴィシェイ ジェネラル セミコンダクター，エルエルシーＶｉｓｈａｙ Ｇｅｎｅｒａｌ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ，Ｌｌｃ | クリップシフトを低減させつつ半導体ダイを取り付けるための導電性クリップを具備するリードフレーム |
| CN117878540A (zh) * | 2024-03-12 | 2024-04-12 | 蜂巢能源科技股份有限公司 | 连接片及电芯 |
-
1996
- 1996-12-25 JP JP8357061A patent/JPH10180478A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7759601B2 (en) | 2000-09-28 | 2010-07-20 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Underwater laser processing apparatus and underwater laser processing method |
| JP2008028286A (ja) * | 2006-07-25 | 2008-02-07 | Fuji Electric Holdings Co Ltd | 半導体装置の製造方法 |
| JP2018517302A (ja) * | 2015-06-10 | 2018-06-28 | ヴィシェイ ジェネラル セミコンダクター，エルエルシーＶｉｓｈａｙ Ｇｅｎｅｒａｌ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ，Ｌｌｃ | クリップシフトを低減させつつ半導体ダイを取り付けるための導電性クリップを具備するリードフレーム |
| CN117878540A (zh) * | 2024-03-12 | 2024-04-12 | 蜂巢能源科技股份有限公司 | 连接片及电芯 |
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