JPS5916289A - 端子パッドへのワイヤーハンダ付け方法及びシステム - 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】 この発明はハンダ付は技術、より特定すれば自動配線設
備に適した短時間パルスハンダ付は方ξ法及び装置に関
するものである。

電子部品を相互に接続するだめの回路板１ｌｌａ技術は
近年飛躍的に発展した。特に集緬回路技術における進歩
は電子回路の高密度化を促進し、それがまた電子部品を
相互に接続するためにより緻密な、より信頼性の高−回
路板を要求するようになった。

成功した１つの技術によれば、緻密な回路板はきわめて
微細な絶縁銅線を用いて板面上にワイヤー引きすること
により形成される。これらのワイヤーはコンピュータプ
ログラムに従って配置される。ワイヤーパターンはその
あとでカプセルに包囲され、ワイヤーの両端は板面上の
端子パッドに接続される。この技術は米国特許第３，６
７４，６０２号及び３，６７４，９１４号において概説
されている。常套的なプリント回路技術と対比してこの
ワイヤー引き回路板が有する重要な長所の１つは、絶縁
ワイヤーを互いに交・差させることにより単一の層内に
おいてきわめて高密度な接続を得ることができ、これに
よって層間接続を不要にするということである。

従来、ワイヤー引き回路板における端子パッドへの接続
は、メッキによって形成されてきた。

すなわちワイヤーパターンが配置され、かつカプセルに
包囲された後、回路板には適当な配置において孔が形成
され、さらにこれらの孔がメッキされる。この孔メッキ
は孔をメッキし、かつ端子パッドを形成するだけでなく
、形成された孔より露出した絶縁ワイヤーの先端をその
端子パッドに電気的に接続するという態様において行な
われる。

当然ながら、ハンダ付は技術は端子へのワイヤー接続の
ために久しく用いられてきた技術である。しかしながら
このようなハンダ付は技術は、回路板の自動化された高
速製造工程において有用なものとは認められない。これ
はハンダ付けを位置決めして行なうことが困難であるこ
と、プラスチック基板に対する熱衝撃を避ける必要があ
ること、及び端子パッドに関連する孔にハンダが流入す
る危険があることが原因である。

これらの問題を解決する従来の試みとして次のようなこ
とが挙げられる。

（ａ）　　ハンダ傾城とメッキ孔との間に、狭い熱伝達
制限頭載を提供するようなハンダ付はパッドを形成する
こと（ストランコに対する米国特許第３６７３６８１号
）。

（ｂｌ　　ハンダ付は頭載に、導電性及び熱抵抗性のニ
ッケル層を形成すること（前記米国特許第３６７３６８
１号）。

（Ｃ）　　ハンダ付は頭載を不活性ガス流で冷却するこ
と（前記米国特許第３６７３６８１号、並びにラーセン
に対する米国特許第３６５０４５ｏ号及び同３８１２５
８１号）。

（ｃｌｌ　　ハンダ付けされるべきワイヤーセグメント
の絶縁を予め剥離切断しておくことにょシ、ハンダ付け
におして通常絶縁物剥離のために要するような高温処理
を省略することにコラスに対する米国特許第４０３１６
１２号）。

ｔｅｌ　　発熱回路を完成するためにソルダーパッドを
用い、そのハンダ面において発熱する平行ギヤツブハン
ダ付は技術を用いること（マルチェに対する米国特許第
３．４４４３４７号）。

（ｆｌ　　発熱用電気回路を制御するために温度測定を
行ない、発熱量を制御すること（デニーに対する米国特
許第３７７８５８１号）。

上記した技術の組合わせを用いることにより、完全なハ
ンダ付けを行なうことが可能になるが、これらの技術は
一般製造技術における種々の条件変化などを許容し得る
システムを提供するものではない。まだ上述の従来技術
にしたがった方法のいくつかは、比較的コストが高く、
かつ操作が複雑であるか、または回路板における配線回
路構成のだめの表面積を小さくしてしまうことが多い。

この発明によれば極微細の絶縁ワイヤーを端子パッドに
ハンダ付けするだめの種々の条件を組み合わせたハード
ウェア機構が提供される。

この機構は回路基板またはメッキ孔に損傷を与えたり、
特定の回路板形状を要求したりすることなく、さらには
顕著なコスト上昇をも生ずることなく、−膜製造技術に
おける種々の条件変化に対応して動作するものである。

本発明の基本的な様相は、ハンダ付は中のハンダ鏝のピ
ーク温度及びこれによって発生されネルギー共給時間の
関数である。熱量は特有の周囲条件下において信頼性あ
るハンダ付けを提供するに十分な値と々るように調整さ
れる。そして熱量は必要な１直を越えないということが
重要である。操作中においてハンダ鏝に適用されるピー
ク温度は５３８℃（１０００’Ｐ’ｌ、そしてなるべく
なら８７２〜１０９３℃（１６００−・２０００’Ｐ　
）内にあることが望ましい。このような高温はハンダイ
」けのだめにワイヤーの銅表面を露出させるべく絶縁物
を蒸発、もしくは昇華させるに十分なものである。さら
に熱量及びクイミングが制御されるならば、温度を絶縁
物の蒸発、昇華及びハンダ溶融において効果的な温度頭
載にのみ制限するような急峻な温度勾配を実現し、これ
によって危険なより以上の高温になることを回避するも
のである。加えられた熱量及びそのエネルギー付加時間
を制御することにより、周辺の回路板や絶縁ワイヤーま
たは端子パッドなどを、それらに損傷を与える程度の温
度まで上昇させる熱移動が生じる前にワイヤーの絶縁物
は剥離され、かつハンダ付けされることができる。

この発明に従った技術によれば、ハンダ付は時間は５０
０ｍ秒以内、好ましくは５０ｍ秒よりも短い時間となる
。

妥当な条件及び装置によれば、５Ｃ１１秒より坦い時間
内においてワイヤーの絶縁物蒸発剥離のだめのピークの
温度が３９９℃（７’５０’ｐ）を超えるとともに、ワ
イヤーを端子パッドにハンダ付けするだめのピーク温度
が２３２℃（４５，、Ｏｌを超えるが、端子パッドに近
接した基板の温度が２８８℃（５５０Ｔ＋）を超えない
ようにしてハンダ付は接続を完成することができる。オ
ペレーションにおける供給熱量及びタイミングを制御す
ることにより、高温による絶縁物除去及びノ−ンダ付け
が遂行されるとともに、危険な囲域への熱移動が生じる
までにその熱を使い果たすことができる。

本発明に従ったハンダ付は装置は第１図及び２図に示し
たような回路板自動配線装置内に組み込むことができる
。この装置の全体の詳細は米国特許第３，６７４，６０
２号及び３．．６　’７４，９１４号に開示されている
。

回路板（５）はＸ−Ｙ送り装置（４０）により移動自在
に支持されており、コンピュータ制御装置（４渇に従っ
て２点間移動を行なうものである。ワイヤーガイド装置
００）、ワイヤー引き用鉄筆（２０）及びハンダ鏝００
）は回路板上においてそれらが一体として回転できるよ
うに収り付けられている。絶縁銅線けりはワイヤーガイ
ドを介して鉄筆（２０）に供給され、その鉄筆により回
路板上の粘着面コート（６）に第２図に最もよく示すよ
うに圧着配設される。

ワイヤー引き装置（ワイヤーガイドα０）と鉄筆（２０
）及びハンダＰ−（３０）を含む）の回転位置はテーブ
ル移動の方向に従って設定され、ワイヤーはこれによっ
てワイヤー引き装置から離れる方向に移動する基板表面
上に敷設される。

ハンダ鏝はピボット（３１）に対し回転自在に支持され
、適宜のソレノイドまたは空気作動アクチュエータ（囮
により上下動することができる。ハンダ鏝の鏝先チップ
（３つは、ハンダ鏝が下降したハンダ付は位置において
敷設されたワイヤーにまたがる位置を占める。これによ
りハンダ付は操作が普通に行なわれるが、その間テーブ
ルはワイヤーをそれが接続されるべき端子パッド領域に
位置させるような点に静止している。端子パッドはなる
べくなら予め錫メッキされたものであり、適当な熱が加
えられると絶縁物を蒸発除去するとともに、ハンダ付け
を完成するものである。

Ｘ−Ｙ送り装置（４０）には位置検出器（４４Ｊが取り
叶けられており、これによってテーブル位置を検出して
それがハンダ付は操作中、妥当な位置にあるか否かを判
断するものである。′それが妥当な位置にあれば、コン
ピュータ制御装置（４２）はソレノイド制御装置（佃及
びタイマー制御装置（４６）のためのけ勢信号を発生す
る。ソレノイド制御装置（４９）はソレノイド（４８）
に接続され、ハンダ鏝（３０）を上昇及び下降させるも
のである。ハンダ鏝（３ｏ）にはスイッチング回路（５
０）を介して大電流電源（５２が接続される。スイッチ
ング回路はタイマー制御装置ｔ　（４６）により制御さ
れるものである。タイマー制御装置（４６）は所定のエ
ネルギー量を有する１ま・だは２以上の大電流パルスを
発生し、これをコンピュータ制御波ｆｉｔ　（４２）に
呼び出されたハンダ鏝に供給するものである。

ワイヤーけりにまだがり、端子パッドの上方に位置する
ハンダ饅の鏝先チップ（３湯の詳細は第３図に示されて
いる。端子パッドは回路板（５）の妥当な位置に錫メツ
キ中空、銅端子を圧入するか、まだは銅板の穿孔部に対
するプリント回路技術を用い、そのメッキ表面を引き続
いて錫メッキすることにより形成することができる。形
成された端子パッド（５３）はプレートの孔を貫通する
円筒体部（５４）と表面フランジ部６５）とを有する。

ハンダ漫のチップ（３つは概略Ｕ型断面を有し、そのＵ
型の架橋部が工具の実効的な質量を占めるようになって
いる。チップ（３２）はなるべくなら高温でわずかな酸
化処理されたタングステン合金からなっている。場合に
よってはハンダ鏝の酸化を避けるため、不活性雰囲気内
においてハンダ付けを行なうことが必要である。ハンダ
鏝の架橋部はなるべくならその下部表面にグループを有
し、そのグループはハンダ付けされるべきワイヤー（１
１）を熱伝達可能な好ましい接触関係に維持するよう部
分的に収納できる大きさに仕上げられている。ハンダ鏝
の効果的な質量（実効質量）の大きさは幅がチップの脚
部（３４）及び０５）間の幅″Ｗ“であり−、長さがワ
イヤーの方向における長さ％　Ｌ　ｒｒであり、さらに
高さが架橋部の高さＨ＃で示されている。架橋部の脚部
（３４）及び（ト）は適宜の支持構造（３８）　（第１
図参照）内に保持された支持アーム（３６）及び（３７
）と一体形成されている・第４図及び５図には典型的な
ハンダ付は工程が示されている。端子パッド（５３）の
胴体部（５４）を貫通する孔は直径１．０２ｍｍ（０，
０４ｉｎ、　）、フランジ（５５）の半径方向の長さは
０．３８ｍｍ（０，０１５ｉｎ、　）　、そしてそのフ
ランジの外径は１．７８ノアｔｍ　（０，０７ｉｎ）で
ある。同フランジは０．０５ｎｔｍ（０，００２ｉｎ、
　）の厚さを有する。絶縁ワイヤーけりは厚さ０．０１
３ｊ、ｉｆｆ　（０，０００５ｉｎ）の絶縁物に包囲さ
れた直径０．ｌＯ死ｆｆ（０，００４１ｎ）の銅線から
なっている。

ハンダ層は約０．０３８ｍｍ　（０，０Ｏ１５ｉｎ、　
’）の厚さを有する。絶縁物を剥がされたワイヤーを端
子パッドに接合するだめのハンダ帯（５６）は約０．３
８１１１Ｍ（０，０１５ｉｎ、　）の幅と約１０．１６
ｗ肩（０，０４０ｉｎ、　）の長さを有する。

ハンダ付けのだめのハンダはなるべくなら前述した錫引
きまたはメッキ（非共晶状態の）処理された端子パッド
上のハンダ被覆により提供される。選択的にワイヤーを
、ハンダ付けのだめのハンダ供給源としてハンダ被覆す
ることもできる。ハンダを供給するためには他の技術も
採用することができる。たとえば粉状まだはペースト状
のハンダを、ハンダ付は頭載に吹き付けること、ワッシ
ャー型、ディスク型またはリボン型に成型されたハンダ
をハンダ付は頭載に配置すること、寸だけ微小形状のハ
ンダを用いることもできる。

本発明によればハンダ付は操作に用いられる熱量は注意
深く制御される。この熱量はハンダ漫の実効質量とハン
ダ鏝の温度、ハンダ付は処理中に供給されるエネルギー
並びにワイヤー及び回路板上の端子パッドを形成する銅
箔の質量に応じて定まるものである。

ハンダ鏝のチップ温度はさらにそれによる最大熱エネル
ギーがハンダ付けを完成し、熱に敏感な板頭載には最小
の熱移動しか生じないような所望の温度曲線を得るよう
に制御される。

２点間配線により回路を構成する場合、時間効率は効果
的な配線機械を実現するきわめて重要な要素となるため
、種々の装置駆動条件は迅速なハンダ付けを達するよう
に選択される。

この選択された条件は装置が回路板上の配線構造に関係
なく艮好なハンダ付は接続を形成できるようにするもの
でなければならない。一般の回路板処理において端子パ
ッドのサイズは種々に存在するが、多くの場合、基板面
に従った妥当な大きさに設定される。ハンダ付は頭載に
おける網部分のサイズは熱消散及び熱移動に影響する。

この発明によれば、回路板において通常経験される種々
の広範囲な条件下で、好捷しいハンダ付けを行なうこと
ができるように条件を選択することができる。妥当な条
件の組み合わせを得るだめに、種々の大きさのハンダ鏝
を用い、これらのハンダ鏝を種々のエネルギーレベル及
び種々の時間内に２いて付勢することにより、その効果
が確認された。これらのテスト結果は次の表１において
要約した通りである。

表　　　　　　１ ８６．５９　　　０．５５９ｘ０．３０５ｘ０．５０８
　　４．２５　　１７５　　　　　　’　４０６．４　
　　２５０　　　　　　１１−１４８．６　　　　２７
５　　　　　　　　　６−８９８．４　　　　０５０８
Ｘ０．３８１ＸＯ５０８４，４２００９５６，４３００
３５ ８，６３７０１８ １１５，４６０，５５９ｘ０．４０６ｘＯ，！５０８　
　４．２　　　２００　　　　　　５０−６０６．５　
　　　２５０米　　　　　　２２−２４８．６　　　３
００　　　　　　１０−１２１２２．６７　　　０．５
５９ｘ０．４３２ｘ０．５０８　　４．２　　　１６０
＋ｅｌ　　　　　１２０６．５　　　２５０　　　　　
　３０ ８．６　　　３３０米　　　　　１’７−１８１３１．
２　　　　０．５０８ｘＯ，５０８ｘ０．５６８　　４
．４　　　２５０　　　　　１１０６．６　　　３２５
　　　　　　３４ ８．６　　　４２５米　　　　　１８ ２９５．２　　　　　　　０　°７６２ｘ０．７６２ｘ
Ｏ５０８ｊ、１５　　　　２２５　　　　　　　　１５
　５６．５　　　３００　　　　　　４５ ８３　　３８０　　　　　２４ 米　計算された妥当な値 ＊−来　　色温度に基づ（ｉｊｊ視測定結果６Ｂ　　　
　　　　　　　　　　　−８９９１ｚ−２３１２−１４
９９９ ６−８６−８１０９３−１２０４ −−３１６ ５！５　　　、　　　　　　　　　−’　　　　、　　
　５Ｂ２−１１９９２３　　　　　　　　　　　　−　
　　　　　　９９９−１２９９］１０−１７０　　　　
　　　−　　　　　　７ｏ４−ｙ９９３Ｑ−４５−８４
３−１１’ｉ’７ １５　　　　　　　　　　　−　　　　　　７６０＝１
１９９１８０　　　　　　　　　　　−　　　　　’　
　　３９９−１１９９５０　　　　　　　　　　、　−
　　　　　　．５Ｂ２−１０９９１．９　　　　　　　
　　　　−　　　　　１０９３−１１９９１７０　　　
　　　　　　　　−　　　　　　３９９−１１９９４’
ｉ’　　　、　　　　　　　　　　−、７９９−１１９
９２０−２３−１０３８−１２９９ −−−５２４ ６０−５８２−１０９９ ９９ ハンダ鏝の寸法は第３図に示す通り、幅、高さ及び長さ
くＷｘＨｘＬ）からなり、それに伴なった実効質量を有
する。したがってたとえば表１の第１行目における寸法
、すなわち幅０．５５９ａｍ（０，０２２ｉｎ、　）、
高さ０．３０５ｋＩ簿（０，０１２ｉｎ）及び長さ０．
５　Ｏｆｌｍ（０，０２ｉｎ）の場合、全実効質量は８
６．５９７（５，２８ｉｎ”）ＸＩＯ−６゜ハンダ鏝に
印加される電圧は４．．２５Ｖでその結果、１７５Ａの
電流が流れる。

一般的な回路板処理において経験されるような条件の範
囲にわたるテストを行なうだめに、これらのテストは０
．７６２緒（０，０３ｉｎ、）幅の片を形成する比較的
小さい端子頭載及び２５．４ＭＭ（１ｉｎ）幅の片を形
成する比較的大きい端子１債域を用いた標準回路板上で
実施された。これらの片上のテストは幅において３０：
１の比率を有し、通常考えられる条件下の基板条件に適
合するものである。テストは種々のハンダ付は時間を適
用し、その後、ハンダ付は部分を視覚的に検査し、判断
したものである。

好ましいハンダ付けを得た条件は表Ｉに列記された通り
である。たとえばこの表の２行目を見ると、実効質量８
６．５９．７（５，２８ｉｎ”）ＸＩＯ−６を適用する
ハンダ鏝が６．４Ｖを印加され、その結果、鏝は２５０
Ａの電流が流れだことが示されている。０．７６２ｗｙ
ｓ（０，０３ｉｎ、　）幅という比較的小さな片上にお
いては１１〜１４ｍ秒のけ勢時間を採用することにより
好ましいハンダＮ゛けが形成された。比較的短い（この
場合１１ｍ秒より短い）付勢時間の場合には絶縁物除去
及び好ましいハンダ付けにとって不十分な熱量しか発生
しない。

比較的長い付勢時間（この場合、１４ｍ秒より長い）は
ハンダ領域外のワイヤーの絶縁または基板に損傷を与え
ることになる。比較的大きい片（２５，４緒幅）に関し
て行なわれたテストは１２〜２３ｍ秒のけ勢時間を周込
て好ましくハンダ付けが実行されるか否かを検査したも
のである。

したがって１２〜１４ｔＦ１秒間の範囲内においてこの
特定サイズのハンダ鏝を用いると、端子パッドサイズＯ
０Ｏフロ２纏（０，０３ｉｎ、）から２５．４＋Ｗｆｆ
（ｌｉｎ、）までの端子パッドサイズに関係な（好まし
−ハンダ（−Ｊけを行なうことができる。

工具の温度は色温度を監視することにょシ視覚的に判断
されたものであり、これによって対応する温度が決定さ
れた。表１の２行目においてハンダ鏝の温度は観察され
た明光色において９９９“ｃ（１Ｂ３０’ｐ’）である
と判断された。この試験は通常の一般的処理において経
験される条件の範囲内で満足なハンダ付けを形成すべく
選択されるべき条件を確立するものである。表の２行目
及び３行目に示す通り、ハンダ饅の質量が比較的小さい
（実効質Ｊｉ　８，６　、５９（１１（５，２８ｉｎ’
　）　×ｌ０−６に対応する）であり、かつその鏝が６
．４ｖまたは８．６ｖを印加されて２５０．Ａまたは２
７５Ａが流れる場合には、仮条件の全範囲を満足する付
勢時間が存在することになる。より低す電圧６．４Ｖ（
２５ＯＡの電流に対応する）が印加された場合、１２〜
１４，２２１秒の付勢時間がチップ温度を９９９℃（１
Ｂ３０〒）とし、端子パッドサイズの全範囲にわたって
好ましいハンダ付けが形成される。

同様にこれより幾分高い電圧である８、６Ｖ（・２７５
Ａの電流に対応する）が印加された場合、６〜８秒のけ
整時間が１０９．３〜’１２０４℃（２ｏｏｏ〜２２ｏ
。

′Ｐ）の対応するハンダ鏝温度を提供し、これによって
端子パッドの全端域において好ましいハ　　゛ンダ目”
けが形成される。

表■から明らかな通り、これらの条件においては端子パ
ッドサイズの範囲が比較的狭く、また全端子パッドが均
一の寸法に形成されたものであるが、満足なハンダ付け
を形成するだめに他の条件もまた見出される。すべての
場合におｈて付勢時間は５ｏｏｍ秒よシ短く、したがっ
て自動機械において有用な迅速ハンダ付は技術が提供さ
れる。大部分の場合において満足すべきハンダ付けは１
５０ｊｆｆ秒よシ短す時間、特に５０ｍ　　　。

秒以内において実現された。

ｂ〈つかの場合におりて好ましいハンダ付けは低いハン
ダ鏝温度において達成されたものであるが、一般にはハ
ンダ鏝温度は５３８℃（ｌｏｏ。

ν）より高く、なるべくなら８７２〜１０９３℃（１６
０：）〜２．　ＯＯＯ〒）の範囲内において行なわれる
べきである。低いハンダ鏝温度は比較的長いハンダ付は
時間及び加熱時間を要求することになり、その結果、回
路基板への比較的大きい熱移動が形成される。一般に比
較的高い温度は小さな熱移動を伴なう比較的急峻な温度
勾配及び比較的短い悶勢時間及び接触時間を提供するも
のである。

しかしながら１０９３℃（２０００ν）より高い温度は
、これによってハンダ鏝の急激な劣化をもたらすため、
好ましいものではない。

第６図は約５３８℃（１０００１以上であって、約７６
０℃（１４００’Ｆ　）までのハンダ饅温度を得た場合
の典型的な温度曲線を示すものである。ハンダ鏝（５８
）のチップ（饅は絶縁ワイヤー（６Ｅｆｌヲ、７”ラス
チック回路板（６５）上に位置する銅箔端子パッド（財
）上に圧接させる。絶縁ワイヤーはハンダ付け１債域の
絶縁物を除去されたものが示されている。

ワイヤーは第４及び５図に示すハンダ帯（５６）によっ
て銅箔パッドにハンダ付けされる。’ｉ’６０℃（１４
，００１）のハンダ付は温度はサイズ０．５５９Ｘ０．
４０６Ｘ０．５０８Ａｚｙ（１１５，４６ｘｌＯ−６ｄ
　）　（７）ハンダ鏝を６．５ｖの電圧（，２５ＯＡの
電流）で付勢することにより提供される。これによＩ）
２２ｍ秒の付勢時ｆｌｕ　カ、ハラＦ　Ｋ対し直径１．
７８／１Ｍ（０，０７ｉｎ、　）の範囲内で好ましいハ
ンダ付けを提供するものである。

ハンダ鏝はまず絶縁物をワイヤーから蒸発させて消去す
る。ハンダ頭載の外側における残存絶縁物は約３７１℃
（マＯＯ’Ｆ　）の最大温度に達する。銅線は３９９℃
（７５０−＋−）であって、約４８２℃（９００ν）程
度、すなわちハンダ鏝のピーク温度から２６０℃（５０
０？）程度降下した温度まで上昇する。また、ハンダは
２３２℃（４５０〒）の融点以上、通常は約２７７℃（
５３０〒）まで上昇する。この温度は銅線温度より約１
８８℃（３７０′Ｆ）低い。銅端子パッド温度はハンダ
の温度に近くなる。パッド温度は通常は約２６０℃（５
００’Ｆ）のピーク値に達するが、これはハンダ温度よ
り約１７℃（３０ν）低込ものであり、２８８℃（５５
ｏア）より低い安全な温度にとどまる。回路板における
プラスチックは通常は約２４９℃（４８０”Ｐ）の最大
温度に達するが、これはパッド温度より約１１℃（２０
′Ｆ）低く、したがって基板などに損傷を与えるような
２８８℃（５５０Ｔ）以下の安全な温度に維持される。

端子パッドの中空部内のハンダの大部分は約１７７℃（
約３５０？　、）の温度以下となり、したがってハンダ
の融点である２３２℃（４５０’Ｐ）以下に維持される
。

端子パッドの中空部内まだは回路板において損傷を生ず
るような過熱状態を生ずることなく、絶縁物除去及びハ
ンダ付けを行なうような高温、及びエネルギー特性を提
供するだめに温度曲線はきわめて重要なものとなる。比
較的高しハンダ綬温度（及び比較的短い付勢期間）は比
較的急峻な温度勾配を形成する煩向にあり、したがって
損傷が生ずるような領域における重大な温度上昇を生ず
ることなく多量の熱をハンダ付は頭載に供給する。条件
の選択は特に重要であり、これによって効果的なハンダ
付けに必要な量をわずかに超えた熱量だけが供給され、
供給された熱量はハンダＮ″けの形成においてほぼ使い
果たされ、損傷を受けるような領域には移動しなりよう
にされる。

工程の実施において加熱されたハンダ鏝はまず絶縁ワイ
ヤーに接触し、そこでは比較的わずかな熱伝導が形成さ
れる。絶縁物が破壊された後、ハンダ鏝は銅線に接触し
、この接触部の熱抵抗はかなりの程度減少する。この時
点においてハンダ鏝に接触したワイヤーが加熱され、ワ
イヤーと端子パッドとの間の絶縁物の部分が蒸発により
消去される。絶縁物が除去された後に残存する熱量はハ
ンダを溶融してハンダ付けを形成するに十分なものでな
ければならない。絶縁物の除去には３７１℃（７ｏｏ′
Ｆ）を上回る温度が必要であるが、ハンダノ溶融にハ２
３２℃（４５０ｙ）より高い温度であれば十分である。

ハンダ鏝に供給されるエネルギーは直流または高周波数
の交流とすべきであり、ハンダ付けにおりて単一の電気
パルスのみが用いられる場合には電流は５０〜５０’Ｏ
Ａ、パＩ’スＩｎｎ５〜５００＋ｌ＋秒の範囲内にしな
ければならない。

すでに述べた通り、本発明に従って制御される２つの基
本的因子は工具温度及びこれに与えられた熱量である。

一般に工具温度は可能な限り高（なければならないが、
それに伴なってハンダ鏝の劣化を促進することになる。

ハンダ付は頭載に供給される熱量は、ハンダ鏝温度、ハ
ンダ饅の実効質量及び付勢期間の関数であり、絶縁物を
蒸発させてハンダ付けを遂行するに必要な熱量をわずか
に上回る程度でよい。この目的は所定の質量を有するハ
ンダ鏝を構成し、これを所定期間内においてハンダ付け
されるべきワイヤーと接触させ、その間、電流を流して
ハンダ漫を１」勢制御することにより達せられる。

９ＩＳ給されたｒｊシシ用の妥当な制御は予め選択され
た質量のハンダ鏝を予備加熱することにより妥当な熱量
を蓄積し、次いでハンダ鏝をハンダ付は頭載に接触させ
ることにより行なわれる。さらに妥当な温度制御は予め
蓄積された熱と接触中に供給されたエネルギーとの結合
によって達することかできる。

ハンダ鏝はなるべくならワイヤーパッド領域に維持すべ
き圧力を提供し、かつそのワイヤーをイ１ンダが固まる
まで接触状態に維持するのが好ましい。この態様におい
てハンダの凝固中にワイヤーが移動するという危険が極
小化される。

必要な熱量がハンダ鏝に予め蓄積される場合において、
ハンダ鏝の接触時間は必要な熱伝達を達成するとともに
妥当な冷却期間を含むように選択される。エネルギーが
接触中に供給される場合、付勢期間の終了後における接
触期間が制御され、これによって妥当な冷却期間が提供
される。ハンダ鏝はなるべくなら妥当な熱量がハンダＮ
゛け部分に供給された後、このハンダ鏝をなお接触させ
て幹き、ハンダＨ″け部分から熱を放散させるように設
計されている。これはたとえば熱伝導性支持アーム（３
６）及びＧ７）　（第３図）をハンダ鏝の実効質量部０
２と伝熱関係において接触させることにより達せられる
。

ある種の場合においては、多重付勢を行なうと有利であ
る。たとえば絶縁物の蒸発消去のだめに第１のけ勢パル
スを供給し、そのあとでハンダ付けのだめに分離した第
２のパルスを供給する方法がとられる。適当な２パルス
プログラムのシーケンスは絶縁物を蒸発させるだめに６
Ｖで８＃１秒間持続する第１パルスと、ハンダＮ゛けを
行なうだめに４■で２５秒間持続する第２パルスとを含
むことができる。この機構によれば比較的短時間内にお
いて絶縁物を蒸発させるだめの比較的高い温度（３７１
℃以上）が確立され、そのあとでハンダ付けのだめの比
較的長い時間にわたって比較的低い温度（２３２℃以上
）が確立される。

第１図に関してすでに述べた通り、ハンダ漫のだめの制
御装置は電源と、スイッチング回路及びタイマー制御装
置を含んでいる。単一パルスによるハンダ付は操作のだ
めの特に好ましｂシステムは第７図に略示されている。

表Ｉに示す通り、この装置においては１５０〜４０ＯＡ
の範囲における短時間大電流パルスが要求される。この
ため、何らかの大電流源を用いることができるが、ここ
ではアメリカ合衆国コロラド州デンバーのゲートエネル
ギープロダクツインコーホレイテッドによって製造販売
されている４ゲートＢＣセルを含むストレージバッチ！
Ｊ−（７０）−が好適な低電圧大電流源として採用さレ
ル。各セルは２Ｖで２５アンペアアワーの定格を有する
。バッテリーには常套的な充電回路（溌が接続され、全
ステートの電荷量を維持する。

スイッチング回路は６個のＮＰＮパワースイッチングト
ランジスタ（１［Ｘ）〜（１０５）ト、３個のＮＰＮド
ライブトランジスタ（９２）〜（９ａ１及びやはりＮＰ
Ｎ型の始動トランジスタ（９０）を含んでいる。タイマ
ー制御装置は制御可能な単安定マルチバイブレータ（８
２）及び関連するフリップフロップ回路（８０）を備え
ている。

図においてスイッチ（７８）はＮ勢すイクルを開始する
ものとして図示されている。実際のシステムにおいてス
イッチ（７８１は制御コンピュータ装置におけるリレー
接点からなっている。スイッチ（７８）の常閉接点はフ
リップフロップ回路（８０）のリセット人力Ｒに接続さ
れ、常開接点はセット人力Ｓに接続されている。フリッ
プフロップ１ＥｉＪ　路（８０）の出力の１つは単安定
フリップフロップ回路（８りのトリガー人力に接続され
ている。可変抵抗器（８３）及びコンデンサ（８４）は
＋１２０■電源と単安定回路との間に接続されて時間制
御を提供するものである。このｉ丁度抵抗器及びコンデ
ンサは５〜５００ｍ秒間の時間を提供するように選択さ
れている。

スイッチ（７８）が第７図に示す位置から他方の位置に
移動するたびに、フリップフロップ回路（８０）はその
状態を変化して出力端子に過渡変化を発生する。単安定
マルチは過渡変化に応答してその出力端子に可変抵抗器
（８３）の設定により定まった時間幅の正のパルスを発
生する。

単安定回路の出力はトランジスタ（９０）のベースニ接
続される。トランジスタ（９０）のコレクタハ抵抗（Ｓ
＜Ｘ＋を介して＋１２Ｖ電源に接続され、エミッタは接
地電位に接続される。バイアス抵抗（８８）はトランジ
スタ（９０）のベースと＋１２Ｖ電源との間・に接続さ
れる。

トランジスタ（９０）のコレクタは駆動トランジスタ（
９２１〜（９４）のベース端子に直結され、抵抗（９υ
を介して接地電位に接続される。トランジスタ（９２）
・〜（９４）のコレクタはそれぞれ可変抵抗器（９６）
〜（９８）を介してバッチＵ−（７０）の正端子に接続
される。トランジスタ（９２）のエミッタはパワートラ
ンジスタ０（至）及び（１０１）のベース端子に接続さ
れ、トランジスタ（９３）のエミッタはパワートランジ
スタ（１０２）及び（１０３）のベース端子に接続され
、さらにトランジスタ（９４）のエミッタはパワートラ
ンジスタ（１０４）及び（１０５）のベース端子に接続
される。

バッチ！Ｊ−（７０）の正端子はハンダ鏝（３０）の一
方のアーム（３６）に接続され、そのハンダ鏝の他方の
アーム（３７）はトランジスタ００Ｇ〜（１０５）のコ
レクタ共通接続線に接続される。トランジスタ（Ｌ（Ｘ
Ｉｌ〜（１０５）のエミッタはそれぞれフユーズ（１１
０）〜（１１５）を介してバッチ！Ｊ　−（７０）の負
端子に接続される。

可変抵抗器（９６）〜（９８）はドライブトランジスタ
及びパワートランジスタの回路が妥当に負荷分担するよ
う、それらの平衡をとるものである。

単安定回路（８２）の出力における正パルスはトランジ
スタ（９０）を導通させ、この導通によりドライブトラ
ンジスタ（９２１〜（９４）が導通し、それらの導通が
またパワートランジスタ（ｌＯＩ〜（１ｏ５）全４通さ
せることになる。パワートランジスタが導通スると、バ
ッチ！Ｊ−（７０）の正端子からはハンダＭｔ　ｔ３ｏ
）及びパワートランジスタ０（ト）〜（１０５）の並列
コレクターエミッタ回路を介してそのバッテリーの置端
子に戻る電流が流れる。

かくしてスイッチ（陶が駆動され、ハンダ鏝Ｇ３０）に
は可変抵抗器（８３）の設定に従った時間幅を有する大
電流パルスが流通する。ハンダ鏝を流れるこの電流はそ
の寸法と組成に応じた値となる。

バッチ１７−　（７０）　Ｋ　＄−ける２つのセルは表
Ｉに示したような寸法の工具において４ｖより幾分高い
電圧を印加し、これに１５０〜２５ＯＡの大きさの電流
パルスを流すものである。３個のセルによれば電圧は６
Ｖより幾分高い値となり、電流パルスは２５０〜３２５
Ａの値となる。まだ、４個のセルによれば電圧は８ｖよ
り幾分高い値となり、電流パルスは２７５〜４２５Ａの
大きさとなる。

すでに述べた通り、場合によってはたとえば６ｖで８ｍ
秒同の絶縁物蒸発温度を生じるだめのパルスと、これに
続いて４Ｖで２５ｍ秒間持続するハンダ付は実行用パル
スを発生する多重パルスシーケンスが採用される。この
ようなパルスシーケンスのだめの適当な回路は第８図に
示されている。この場合において、ハンダ酊けのための
エネルギーは一対のセル（１２１）とこれに直列接続さ
れた別のセル（１２０）とからなる３セルバツテリーに
より提供される。充電回路（１２２）は十分な電荷状態
に維持するだめ、これに接続されている。

並列接続された２個のパワートランジスタ（１８０）及
び（１８１）は４■電源をハンダ鏝（３ｏ）に接続すべ
く用いられ、トランジスタ（１７０）〜（１７２）はそ
のだめのドライブ回路を形成する。並列接続すれた３個
のパワートランジスタ（１６０）〜（１６２）は６ｖ′
亀源をハンダ鏝に接続すべく用いられ、トランジスタ（
１５０）〜（１５２）はそれに関連するドライブ回路を
形成する。単安定フリップフロ１ツブ（１３０）は６ｖ
付勢期間を制御するだめのタイマーＡを形成し、単安定
マルチバイブレータ（１４０）は４Ｖ吋勢期間を制御す
るだめのタイマーＢを形成する。

単安定回路（’１３０）及び（１４０）はそれぞれ１２
Ｖ電源との間に接続された可変抵抗器（１３１）及び（
１４１）を有する。可変抵抗器及び関連コンデンサ（１
３２）及び（１４２）は単安定マルチパイプレークのだ
めのタイミング回路を形成する。

入力端子は回路（１３０）のトリガー人力に接続され、
回路（１３０）の出力端子は回路（１４０）のトリガー
人力に接続される。抵抗器（１３１）及び（１４１）が
それぞれ８ｍ秒及び２５ｔＴＩ秒にセットされるならば
、端子（１３５）に過渡トリガー信号が印加されると、
回路（１３０）の出力には正の８ｍ秒パルスが発生し、
これに続いて回路（１４０）の出力に正の２５ｍ秒パル
スが発生する。

回路（１３０）の出力は抵抗（１５３）を介してＮＰＮ
トランジスタ（１５０）のベースに接続される。

トランジスタ（１５０）のコレクタは抵抗（１５４）ヲ
介して＋１２Ｖ電諒に接続されるとともに、ＮＰＮトラ
ンジスタ（ｉ５１）のベース（直結される。

トランジスタ（１５１）のコレクタは直列抵抗（１５５
）及び（１５６）を介して＋１２Ｖ電源に接続され、そ
れらの抵抗の節点はＮＰＮ　）ランジスタ（１！５２　
）のベースに接続される。トランジスタ（１５０）及び
（１５１）のエミッタは接地電位に接続されるが、トラ
ンジスタ（１５２）のエミッタは＋１２Ｖ電源に接続さ
れる。トランジスタ（１５２）のコレクタはＮＰＮパワ
ートランジスタ（１６０）〜（１６２）のベース端子に
接続される。バッチＵ　−（１２０）の正端子は並列ト
ランジスタ（１６０）〜（１６２’）のコレクタ共通回
路に接続され、それらのエミッタはそれぞれフユーズ（
’１６３）〜（１６５）及びハンダ鏝（３０）を介して
負のバッテリ一端子に帰還接続される。

回路（１４０’ｌの出力は抵抗（１７３’）及び（１７
４）釜介して接地電位に接続され、これらの抵抗の節点
はＮＰＮトランジスタ（１７０）のベースニ接続すレる
。トラン、ジスタ（１７０）のエミツタハＮＰＮトラン
ジスタ（１７１）のベースに接続され、そのトランジス
タ（１７１）のエミッタは接地電位に接続される。トラ
ンジスタ（１７０）及び（１７１）のコレクタは直列抵
抗（１７５）及び（１７６）を介して＋１２Ｖ電源に接
続され、それらの抵抗の節点はＰＮＰトランジスタ（１
’７２）に接続される。トランジスタ（’１’７２）の
エミッタは＋１２Ｖ電源に接続され、そのコレクタはＮ
ＰＮパワートランジスタ（１８０）及び（１８１）のベ
ース端子に接続される。

バッテリー（１２１）の正端子は並列トランジスタ（１
８０）及び（１８１）の共通コレクタ回路に接続され、
それらのトランジスタのエミッタはそれぞれフユーズ（
１８２り及び（１８３）　、並びにハンダ鏝（３０）を
介して負のバッテリ一端子に接続される。

端子（１３５）におけるトリガーパルスは単安定回路（
１３０）を付勢して出力パルスを発生させ、それによっ
てドライブ回路中のトランジスタ（１５０）〜（１５２
）を導通させる。これらのトランジスタの導通はまた並
列パワートランジスタ（１６０’）〜（１６２）を導通
させる。その結果、可変抵抗器（１３１）の設定により
定まった時間幅の大電流パルスが６■バツテリー電源（
１２０）及び（１２１）からハンダ鏝に供給される。回
路（１３０）の出力におけるパルスの終了は単安定回路
（１４０）のオペレーションヲトリガーして出力パルス
を発生させ、そのパルスはドライブトランジスタ（１７
０）〜（１７２）を導通させる。これらのトランジスタ
の導通はまた並列パワートランジスタ（１８０）及び（
１８１）を導通させる。この結果、４Ｖ電ｙＡ（１２１
）からはトランジスタ（’１８０）及び（１，８１）を
介してハンダ鏝に大電流パルスが供給される。このパル
スの時間幅は可変抵抗器（１４１）の設定によシ与えら
れたものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に従って構成されたシステムを図解する
部分平面及びブロック線図、第２図はＤｉＪ記システム
の回路板上におけるワイヤー配置及びハンダ鏝の詳細を
示す部分破断面図、第３図はワイヤーとハンダ鏝及び端
子パッドを示す斜視図、第４図及び第５図は本発明如従
って遂行されたハンダ１」けの状態を示す図、第６図は
ハンダ叶はオペレーション中の温度分布を示す線図、第
７図はハンダ鏝を付勢するだめの単パルス型制御システ
ムを示す回路略図、第８図ハハンダ鏝を１」勢するため
の多重パルス制御システムを示す回路略図である。 （５）・・・・・・・・回路板 （６）・・・・・・・・・粘着表面層 ｕＯ）・・・・・・・・・ワイヤーガイド（１１）・・
・・・・・・絶縁銅線 （２０）・・・・・・・・・ワイヤー引き用鉄筆（，３
０）・・・・・・・・・ハンダ鏝（：（２）・・・・・
・・・・鏝先（チップ）（４０・・・・・・・・・Ｘ−
Ｙ送り装置（４２）・・・・・・・・・コンピュータ制
御装置（４４）・・・・・・・・・位置検出器（４６）
・・・・・・・・・タイマー制御装置（４８）・・・・
・・・・・ソレノイドまたは空気圧アクチュエータ （４９）・・・・・・・・・制御回路 （５０）・・・・・・・・・スイッチング回路（５２）
・・・・・・・・・電源 特許用Ｍ人　　　コルモーゲン　テクノロジイズコーポ
レイション 代　理　人　　新　実　健　部（外１名）手続補正書 昭和５８年８　月２２日 特許庁長官　　　　　　殿 ■、小事件表示　昭和５８年特許願第８３４４２号２、
発明の名称　短時間パルスハンダ４（ｆケシステム３、
補正をする者 事イ′１との関係　　特許出願人 氏名（名　称）　　　　コルモーゲン　テクノロジイス
゛　コーボレＩジョン４、代理人　　　　〒６０４ ６、補正により増加する発明の数 ８、補正の内容 別紙の曲り 補正の内容 １１）　　明細町、特許請求の範囲の項を別紙のａシ補
正する。 （２）　　同！ｔ　−＝　＠２３頁下から４行目〜３行
目、「質量（実効質量）の」とあるを、削除する。 １３）同書、第２５頁第１２行、第２７頁表１左上、第
２８頁第３行及び第６行、第２９頁第３行、第３０頁第
１２行及び第３６頁第８行、「実効質量」とあるを、い
ずれも「実効的大きさ」と補正する。 （４）同書、第２５頁第１４行、第３０頁第１１行、第
３６頁第１１行及び第１６行、「質量」とあるを、いず
ｎも「大きさ」と補正する。 （５）　　同書、第３７貫下から３行目、「実効質量部
」とある？、「実効的大きさの部分」と補正する。 板上の端子パッドなどにハンダ付けするためにハンダの
存在下において操作される方法であっとにより、そノＬ
ｌｉ蓄積される熱エネルギーｈ１が効果的なハンダ付け
に必要な熱エネルギー量をわずかに」二回り、この熱エ
ネルギーｔがハンダ１ｑけの形成中におりて実質的に用
いら温度に鳴しない程度に選択さｈた高温となる又び端
子パッドに熱伝達可能に接触させる段階と、。 （ｄ）　　その接触中において 巾　ｌ）１紀ワイヤーと前記端子パッドに７１ンダ叶け
を完成するに十分な熱量を実質的に直接供給すふととも
に、 （ＩＩ）　　１ｒｔｌ記ハンダの固形化を許容すること
からな石段階とを備えたことによりｔｅｌ　　前記熱エ
ネルギーを、前記端子パッドから回路板への′＄、質的
な熱移動が生じない程度の大きさに維持するとともに、 ・（ｉ　　ｉｌ記ハンダ鏝をハンダ付けが５００　ｆｆ
１秒より短時間で形成されるような温度まで上昇させる
ようにしたことを特徴とするハンダ付は方法。 ２）　前記ハンダ鰻の全接触時間が５０１％秒より短い
ことを特徴とする特許請求の範囲第（１）項記戦の方法
。 ３）　前記ハンダ鏝が５３８℃（１０００ν）より高い
温度まで加熱されることを特徴とする特ｆＦａ求の範間
第（１）項記載の方法◇ （４）　用ＩＫ己ハンダｉ漫が８７２〜１０９３℃（１
’６００〜２０００マ）まで加熱される仁とを特徴とす
る特許請求の範囲第（３）項記載の方法。 （５）ハンダ鏝がハンダ付けされるべきワイ〜−と接触
する前に前記選択された高温まで加熱されることを特徴
とする特許請求の範囲第（【）項記載の方法。 （６）ハンダ鏝がハンダ付けされるべきワイヤーに接触
した後、前記予め選択された高温まで加熱されることを
特徴とする特許請求の範囲第（１）項記載の方法。 （７）前記端子パッドが前記ハンダ饅と接触する前にハ
ンダを盛られることを特徴とする特ｒＦ請求の範囲第（
【）項記載の方法。 （８）前記端子パッドが非共晶状嘘のハンダによってメ
ッキされることを特徴とする特許請求の範囲第（７１項
記戦の方法。 （９）前記端子パッドが予め場メッキされることを特徴
とする特許請求の範囲第（１）項記載の方法。 帥前記ワイヤーが前記ハンダ鏝と接触する呻にハンダで
覆われる′よつにしたことを特徴とする特許請求の範囲
第（’ｌ）項記載の方法。 Ｑυ　前記ハンダ付けを形成すべく用いられるハンダが
所定の形典を持っていることを特徴とする特許請求の範
囲第（１）項記載の方法。 （１２前記ハンダ付けを形成すべく用いられるハンダが
液相からなるこ、とを特徴とする特許請求のて回路板上
のハンダ被覆された端子パッドに絶縁ワイヤーをハンダ
付けするための方法であつとにより、それが予め選択さ
れた高温まで加熱されるときまでに蓄積する熱エネルギ
ー量を前記ワイヤーの絶縁物を蒸発させて効果的なハン
ダ付けを行なうに必要な熱エネルギー量よシわずかに多
くする段階と、 （ｂ）　　前記選択され１のハンダ饅を、ハンダ鏝が急
激に劣化するものと考えられる高ｔＨＩＬ度よりわずか
に低Ｌ−＝ｍ＃Ｘｔで加熱する段階と、（ｃｌ　　前記
ハンダ鏝を前記ハンダ被覆された端子パッドに接触した
絶縁ワイヤーに接触させる段階とを備えたことにより、 （ｄｌ　　前記ハンダ鏝における前記熱エネルギー量が （１）　　前記接触した頭載におけるワイヤー上の絶縁
物を蒸発させ、 ＜１１）　　次に前記接触点と反対側のワイヤー側面に
おける絶縁物を蒸発させるとともに、曲）　前記ハンダ
ＭＷされた端子パッド上のハンダを溶融するに十分な程
度であるようにし、 （ｅｌ　　前記熱エネルギー量がさらに前記端子パッド
から＋ｉｉＪ記回路板もしくは他の要素に至るような実
質的な熱移動を生じない程度となり、（ｆｌ　　前記ハ
ンダけけを形成する全接触時間が５ｏｏｍ秒より短いこ
とを特徴とする絶縁ワイヤーを端子パッドに高速でハン
ダ付けするための方法。 （１４）　　ｍｕ記ハンダ饅をハンダが固形化するまで
ワイヤーとの接触を維持することを特徴とする特許請求
の範囲第（１３項記載の方法。 ａ９　　ハンダ鏝の全接触時間が５Ｑｍ秒より短いこと
を特徴とする特許請求の範囲第（１４）項記載の方法。 （１１１ａ＋　　前記予め選択された高温が８１２〜１
０９３℃（５Ｘ　１０−’　ｉｎ’）程度であることを
特徴とする特許請求の範囲第α（至）項記載の方法。 （１７）　　５〜ｌｏｏｍ秒１１ＪＫｔ＋７１＋５０〜
５ｏｏＡのｌｌＥ流を通過させる仁とにより、前記ハン
ダ鏝を前記予め定められた高温まで加熱することを特徴
とする特許請求の範囲第（ｌｊ項紀載の方法。 ｔＩｌ　　前記ハンダ鏝を絶縁ワイヤーと接触させる前
に加熱することを特徴とする特許請求の範囲第αＪ項紀
載の方法。 ａ９　　前記ハンダ鏝を絶縁ワイヤーと接触させた後、
加熱することを特徴とする特許請求の範囲第αｊ項記載
の方法。 シυ　前記ハンダ鏝が前記ワイヤーを１００〜８００ｇ
の接触圧力で前記端子パッド上に接触させるものである
ことを特徴とする特許請求の範囲第（１３１項記載の方
法。 Ｃ！１）　　１１１１熱されだ／・ンダ鏝を用いて絶縁
ワイヤーを回路板のハンダ被覆された端子パッド上にハ
ンとにより、それが加熱されたときにハンダ付けの遂行
に分与されるべき熱エネルギーが前記ワイー■−の絶縁
物を蒸発飛散させるとともに、ハンダを効果的なハンダ
付けのために融解するに十分な社となるようにする段階
と、（ｂｌ　　ハンダ鏝を少なくともワイヤーの絶縁物
が蒸発する温度以上に加熱する段階と、 （Ｃ１ハンダ鏝をハンダ被覆された端子パッドと接触し
た絶縁ワイヤーに接触させる段階とを備えたことによ＃
）、 ｌｄｌ　　前記ハンダ鰻が加熱される加熱期間及び温度
を選択して （１・）　　接触領域における絶縁物に分与される温度
がその蒸発温度を上回り、 （１１）　　予めハンダ被覆された端子パッド上のハン
ダの温度が効果的なハンダ付けに必要な最短時間だけ前
記融解温度を越えるようＫし、さらに ｆｉ１１＋　　端子パッドに近接した回路板の温度がそ
の劣化を生ずる温度を上回らない ようＫした仁とを特徴とする絶縁ワイヤーの端子パッド
への高速ハンダ付は方法。 （７１２１ハンダ曖がその急速な劣化を生じない程度の
温度まで加熱されることにより接触後、速やかな温度上
昇を達成するととも釦、ハンダ付けが形成される接触中
において端子パッドを越えた熱移動を最少化するように
したことを特徴とする特許請求の範囲第ｃ！！υ項記載
の方法。 （ハ）ハンダ鏝が８７２〜１，０９３℃（１６００〜２
０００ア）まで加熱されることを特徴とする特許請求の
範囲第（２Ｉ）項記載の方法。 程度であることを特徴とする特ｌ「請求の範囲第１２１
１項記載の方法。 Ｑ鵠　前記温度の配分が （２）　　ハンダ饅の温度を５３８℃（１０００マ）よ
シ高くし、 （ｂ）　　ワイヤーの絶縁物蒸発飛散が３９９℃（）５
゜ｙ）より高す温度で行なわれるようにし、（Ｃ１前記
端子パッドの温度がハンダを融解するために２３２℃（
４５０ｙ）より大きくなるようにし、さらに ［ｄ）　　端子バッドに近接した基板温度を２８８℃（
５５０’Ｐ）より低くなるように定めたことを特徴とす
る特許請求の範囲第Ｑυ項記載の方法。 が 叶けのための熱の蓄積に用いることに上り前記比較的大
きい質量体内に熱を消散させてハンダＮ゛け後のハンダ
を冷却することを特徴とする特許請求の範囲第（２υ項
記載の方法。 Ｃ２η　回路板上の端子パッドにワイヤーをハンダけけ
するためにハンダの存在下において作動する（ｂ）　　
前記ハンダ鰻に熱エネルギーを加えるための手段であっ
て、 Ｉｌｌ　　前記ハンダ鏝の温度をそれが急速に劣化しな
い程度の所定の高温度まで上昇させるとともに、 （１１）　　前記ハンダ鏝に効果的なハンダ付けに必要
な量よりわずかに多く、かつハンダ付けの形成中に実質
的に用いられる熱エネルギー量を蓄積するだめの、前記
熱エネルギー供給手段と （Ｃ１前記ハンダ鏝をハンダ目けされるべきワイヤーと
端子パッドに接触させるだめの手段であって、 （１１ハンダ付けを完成するに十分な熱を分与す石とと
もＫ、 （１１）　　ハンダの固形化を許容することができる紀
熱エネルギーが５００ｍ秒より短いＲ１ｆｌｌにおいて
ハンダ付けを形成するように選択さｆｔたことを特徴と
する、ワイヤーを端子ノく゛ソドにで行なえるよりに選
択されたことを特徴とする特許請求の範囲第ｃ！ｎ項記
載のシステム。 Ｃ２Ｉ　　前記ハンダ鏝に熱エネルギーをす（給するた
めの前記手段が５３８℃（１０００マ）より高い温！隻
まで温度上昇することを特徴とする特許請ｙＪこの範囲
第（２７）項記載のシステム。 （３ｕ　　ロ１１紀ハンダ鏝に熱エネルギーを供給する
だめの前１己手段が８７２〜１０９３℃（１６００−２
０００γ）まで温度上昇するようにしたことを特徴とす
る特許請求の範囲第Ｃ゛０項記載のシステム。 （３１）前記システムがさらに前記熱エネルギーをす（
給するための前記手段に結合さｊｔた手段であつで、前
記ハンダ繰と前記回路板との相対移動を提供することに
よシ、前記ハンダ綬を前記ワイヤー及び前記端子パッド
に熱伝達ａ（能に接触させ、その結果、前記ハンダ鏝に
前記所定量の熱エネルギーを蓄積させるための手段を備
えたことを特徴とする特許請求の範囲％　ＣＪ’ｉ）項
記載のシステム。 ｔ３′４　　前記システムがさらに前記熱エネルギーを
供給するための前記手段に結合された手段でありて、前
記ハンダ鏝とＯｉＪ記回路板との間の相対移動を提供す
ることにより、）ＪｉＪｔｒ３ハンダ鏝に前記所定量の
エネルギーを蓄積する前に前記ハンダ鏝を前記ワイヤー
及び端子パッドに対し熱伝達可能な接触位置にもたらす
ための手段を備えたことを特徴とする特許請求の範囲第
（５）項記載のシステム。 ＣＩ　　前記ハンダ鏝がハンダけけを形成した後、熱エ
ネルギーを消散させるためのチップと、このチップに熱
伝達可能に結合された熱容器を含むことを特徴とする特
許請求の範囲第ζ（の項記載のシステム。 θ４）　朋妃ハンダ鏝に熱エネルギーを供給するため０
手段が複数のパルスエネルギーをす（給するものである
ことを特徴とする特ｒｆ請求の範囲第０η項記載のシス
テム。 い［有］　前記パルスが前記ワイヤーから絶縁物を蒸発
飛散させるに足る短時間の比較的高いエネルギーパルス
と、これに続くハンダ付は用の比較的長時間で比較的低
いエネルギーパルスとからなることを特徴とする特許請
求の範囲第（２１項記載のシステム。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）所定質量のハンダ鏝を用いてワイヤーを回路板上
   の端子パッドなどにハンダ目゛けするためにハンダの存
   在下において操作される方法であって、 （ａ）　　前記ハンダ鏝の効果的な質量を選択すること
   により、それに蓄積される熱エネルギー量が効果的なハ
   ンダ付けに必要な熱エネルギー量をわずかに上回り、こ
   の熱エネルギー量がハンダ付けの形成中において実質的
   に用いられるようにする段階と、 （１〕）　　前記効果的な質量を工具が急速に劣化する
   温度に達しない程度に選択された高温となるように加熱
   する段階と、 （Ｃ１前記工具をハンダ付けされるべきワイヤー及び端
   子パッドに熱１ム４７１能に接触させる段階と、 （ｄ）　　その接触中に２いて （１）　　前記ワイヤーと前記端子パッドに／Ｘンダ（
   −Ｊけを完成するに十分なｉ量を実質的に直接供給−す
   るとともに、 （＋＋＋　　ｈｊＪ記ハンダの固形化を許容することか
   らなる段階とを備えたことにより（ｅ）　　前記熱エネ
   ルギーを二前記端子パッドから回路板への実質的な熱移
   動が生じない程度の大きさに維持するとともに、 （ｆ）　　前記ハンダ鏝をハンダ付けが５　Ｑ　Ｑ　ｕ
   ＋秒より）８時間で形成されるような温度まで上昇させ
   るようにしたことを特徴とするハンダ付は方法。− （２）　　前記ハンダ鏝の全接触時間が５０ｍ秒より思
   いことを特徴とする特許請求の範囲第（１）項記載の方
   法。 （３）前記ハンダ鏝が５３８℃（ｌｏｏｏｖ）より高い
   温度まで加熱されることを特徴とする特許請求の範間第
   （１）項記載の方法。 （４）　　前記ハンダ鏝が８７２〜１０９３℃（１６０
   ０〜２０００’Ｆ　）まで加熱されることを特徴とする
   特許請求の範囲、第（３）項記載の方法。 （５）ハンダ鏝がハンダ付けされるべきワイヤーと接触
   する前に前記選択された高温まで加熱されることを特徴
   とする特許請求の範囲第（【）項記載の方法。 （６）ハンダ鏝がハンダ付けされるべきワイヤーに接触
   した後、前記予め選択された高温まで加熱されることを
   特徴とする特許請求の範囲第（１）項記載の方法。 （力　前記端子パッドが前記ハンダ鏝と接触する前にハ
   ンダを盛られることを特徴とする特許請求の範囲第（［
   ）項記載の方法。 （８）前記端子パッドが非共晶状態のハンダによってメ
   ッキされることを特徴とする特許請求の範囲第（力積記
   載の方法。 （９）　　前記端子パッドが予め錫メッキされることを
   特徴とする特許請求の範囲第（１）項記載の方法。 （１０）　　前記ワイヤーが一１１記ハンダ鏝と接触す
   る前にハンダで覆われるようにしたことを特徴とする特
   許請求の範囲第（【）項記載の方法。 けり　前記ハンダ付けを形成すべく用いられるハンダが
   所定の形態を持っていることを特徴とする特許請求の範
   囲第（１）項記載の方法。 （Ｉ２）前記ハンダ付けを形成すべく用いられるハンダ
   が液相からなることを特徴とする特許請求の範囲第（１
   ）項記載の方法。 ０３）所定の効果的な質量を有するハンダ鏝を用いて回
   路板上のハンダ被覆された端子パッドに絶縁ワイヤーを
   ハンダ付は干るだめの方法であって、 （ａ）　　前記ハンダ鏝の効果的な質量を選択すること
   により、それが予め選択された高温まで加熱されるとき
   までに蓄積する熱エネルギー量を前記ワイヤーの絶縁物
   を蒸発させて効果的なハンダ付けを行なうに必要な熱エ
   ネルギー量よりわずかに多くする段階と、 （ｂ）　　前記選択された・ｄ量のハンダ鏝を、ハンダ
   鏝が急激に劣化するものと考えられる高温度よりわずか
   に低い温度まで加熱する段階と、（Ｃ）　　前記ハンダ
   鏝を前記ハンダ被覆された端子パッドに接触した絶縁ワ
   イヤーに接触させる段階とを備えたことＫより、 （ｄ）　　前記ハンダ鏝における前記熱エネルギー量が （１）　　前記接触した領域におけるワイヤー上の絶縁
   物を蒸発させ、 （１１）　　次に前記接触点と反対側のワイヤー側面に
   おける絶縁物を蒸発させるとともに、（曲　前記ハンダ
   被覆された端子パッド上のハンダを溶融するに十分な程
   度であるようにし、 （ｅ）　　前記熱エネルギー量がさらに前記端子パッド
   から前記回路板もしくは他の要素に至るような実質的な
   熱移動を生じない程度となり、（［１前記ハンダｆ」け
   を形成する全接触時間が５ｏｏｍ秒より短いことを特徴
   とする絶縁ワイヤーを端子パッドに高速でハンダ付けす
   るだめの方法。 （１４）　　ＭｉＪ記ハンダ饅をハンダが固形化するま
   でワイヤーとの接触を維持することを特徴とする特許請
   求の範囲第（１３）項記載の方法。 （Ｉ５）ハンダ鏝の全接触時間が５０ｍ秒より患いこと
   を特徴とする特許請求の範囲第−項記載の方法。 （１Ｇ）　（ａｌ　　前記予め選択された高温が８７２
   〜１０９３℃（１６００〜２０００’Ｆ）であり、 （ｂｌ　　ハンダ鏝の効果的な質量が約８２’Ｘ１Ｏ−
   ６７（５Ｘ　１Ｏ−６ｉｎ’）程度であることを特徴と
   する特許請求の範囲第０３）項記載の方法。 （１７＋　　５〜１００ｍ秒間にわたり５０〜５００Ａ
   の電流を通過させることにより、前記ハンダ鏝を前記予
   め定められた高温まで加熱することを特徴とする特許請
   求の範囲第０３）項記載の方法。 （１８）前記ハンダ鏝を絶縁ワイヤーと接触させる前に
   加熱することを特徴とする特許請求の範囲第（１３）９
   ｉｉ記載の方法。 （１９１前記ハンダ鏝を絶縁ワイヤーと接触させた後、
   加熱することを特徴とする特許請求の範囲第１３１項記
   載の方法。 （２０）前記ハンダ鏝が前記ワイヤーを１００〜８００
   ｇの接触圧力で前記端子パッド上に接触させるものであ
   ることを特徴とする特許請求の範囲第ｔ１３Ｊ項記載の
   方法。 （２１）加熱されたハンダ鏝を用いて絶縁ワイヤーを回
   路板のハンダ被覆された端子パッド上にハンダ付けする
   ための方法であって、 （ａ）　　前記ハンダ鏝の効果的な質量を選択すること
   により、それが加熱されたときにハンダ付けの遂行に分
   与されるべき熱エネルギーが前記ワイヤーの絶縁物を蒸
   発飛散させるとともに、ハンダを効果的なハンダ付けの
   だめに融解するに十分な量となるようにする段階と、（
   ｂ）　　ハンダ鏝を少なくともワイヤーの絶縁物が蒸発
   する温度以上に加熱する段階と、 （Ｃ）　　ハンダ鏝をハンダ被覆された端子パッドと接
   触した絶縁ワイヤーに接触させる段階とを備えたことに
   より、 （ｄ）　　前記ハンダ鏝が加熱される加熱期間及び温度
   を選択して （１）　　接触頭載における絶縁物に分与される温度が
   その蒸発温度を上回り、 Ｕ＋＋　　予めハンダ被覆された端子パッド上のハンダ
   の温度が効果的なハンダ付けに必要な最塩時間だけ前記
   融解温度を越えるようにし、さらに 冊　端子パッドに近接した回路板の温度がその劣化を生
   ずる温度を上回らない ようにしたことを特徴とする絶縁ワイヤーの端子パッド
   への高速ハンダ付は方法。 （２つ　　ハンダ鏝がその急速な劣化を生じない程度の
   温度まで加熱されることにより接触後、速やかな温度上
   昇を連成するとともに、ハンダ付けが形成される接触中
   において端子パッドを越えた熱移動を最少化するように
   したことを特徴とする特許請求の範囲第（２ｉ）項記載
   の方法。 （２３）　　ハンダ鏝が８７２〜１，０９３℃（１６０
   ０〜２Ｃ）ＱＣ）ｆｆ）まで加熱されることを特徴とす
   る特許請求の範囲第０９項記載の方法。 （２４）前記効果的な質量が８２ｘｌＯ−６ｄ（５ｘｌ
   Ｏ−’ｉｎ”）程度であることを特徴とする特許請求の
   範囲第（２Ｉ）項記載の方法。 （２５＋、　　前記温度の配分が （ａ）ハンダ鏝の温度を５３８℃（’１０００−ｐ）よ
   り高くし、 （ｂ）　　ワイヤーの絶縁物蒸発飛散が３９９℃（７５
   ０ν）より高い温度で行なわれるようにし、（Ｃ）　　
   前記端子パッドの温度がハイダを融解するだめに２３２
   ℃（４５０ア）より大きくなるようにし、さらに （ｄ）　　端子パッドに近接した基板温度を２８８℃（
   ５５０マ）より低くなるように定めたことを特徴とする
   特許請求の範囲第（２１）項記載の方法。 （２６）ハンダ鏝を比較的大きい質量体に熱的に結合さ
   れた小さな効果的質量を有し、これをハンダ付けのだめ
   の熱の蓄積に用いることにより前記比較的大きい質量体
   内に熱を消散させてハンダ付は後のハンダを冷却するこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第（２］）項記載の方法
   。 （２７）回路板上の端子パッドにワイヤーをハンダ付け
   するだめにハンダの存在下において作動するシステムで
   あって、 （ａ）　　所定の効果的な質量を有するハンダ鏝と、（
   ｂ）　　前記ハンダ鏝に熱エネルギーを加えるだめの手
   段であって、 ｆｉｔ　　＋７ｉＪ記ハンダ鏝の温度をそれが急速に劣
   化しない程度の所定の高温度まで上昇させるとともに、 （＋＋＋　　＋４ｉＪ記ハンダ鏝に効果的なハンダ付け
   に必要な量よりわずかに多く、かつハンダ付けの形成中
   に実質的に用いられる熱エネルギー量を蓄積するだめの
   前記熱エネルギー供給手段と （Ｃ１前記ハンダ鏝をハンダＮ″けされるべきワイヤー
   と端子パッドに接触させるだめの手段であって、 （１）　　ハンダ付けを完成するに十分な熱を分与する
   とともに、 （１１）　　ハンダの固形化を許容することができる自
   ＩＪ記手段とを備え、 （ｄ）　　前記効果的な質量及びそれに供給される前記
   熱エネルギーが５００ｍ秒よシ短い）時間においてハン
   ダ付けを形成するように選択されたことを特徴とする、
   ワイヤーを端子パッドにハンダ付けするだめのシステム
   。 （２８）前記効果的な質量及びその質量に加えられる熱
   エネルギーがハンダ付けを５０ｍ秒より短時間で行なえ
   るように選択されたことを特徴とする特許請求の範囲第
   （２７）項記載のシステム。 ＜２９）　　前記ハンダ鏝に熱エネルギーを供給するた
   めの前記手段が５３８℃（１０００１）より高い温度ま
   で温度上昇することを特徴とする特許請求の範囲第（２
   ７）　項記載のシステム。 （刻　前記ハンダ鏝に熱エネルギーを供給するだめの前
   記手段が８７２〜１０９３℃（１６００〜２０００〒）
   まで温度上昇するようにしたことを特徴とする特許請求
   の範囲第（２力項記載のシステム。 （３１）　　前記システムがさらに前記熱エネルギーを
   供給するだめの前記手段に結合された手段であって、前
   記ハンダ鏝と？’＋Ｊ記回路板との相対移動を提供する
   ことにより、前記ハンダ鏝を前記ワイヤー及び前記端子
   パッドに熱伝達可能に接触させ、その結果、前記ハンダ
   鏝に前記所定量の熱エネルギーを蓄積させるた“めの手
   段を備えたことを特徴とする特許請求の範囲第（２７）
   項記載のシステム。 （３２）前記システムがさらに前記熱エネルギーを供給
   するだめの前記手段に結合された手段であって、前記ハ
   ンダ鏝と目ＩＪ記回路板との間の相対移動を提供するこ
   とにより、前記ハンダ鏝に前記所定量のエネルギーを蓄
   積する前に前記ハンダｊ・ψを前記ワイヤー及び端子パ
   ッドに対し熱伝達可能な接触位置にもたらすための手段
   を備えたことを特徴とする特許請求の範囲第（２７）項
   記載のシステム。 （３３）　　前記ハンダ綬がハンダＨ″けを形成した後
   、熱エネルギーを消散させるだめのチップと、このチッ
   プに熱伝達可能に結合された熱容器を含むことを特徴と
   する特許請求の範囲第（３ツ項記載のシステム。 （３力　　前記ハンダ鏝に熱エネルギーを供給するだめ
   の手段が複数のパルスエネルギーを供給するものである
   ことを特徴とする特許請求の範囲第０９項記載のシステ
   ム。 （，３５）　　ｈｉＩ記パルスが前記ワイヤーから絶縁
   物を蒸発飛散させるに足る短時間の比較的高いエネルギ
   ーパルスと、これに続くハンダ付は用の比較的長時間で
   比較的低いエネルギーパルスとからなることを特徴とす
   る特許請求の範囲第（２力項記載のシステム。