JPS60180666A - レ−ザ−はんだ付け方法及びこれに用いるはんだ付け装置 - Google Patents
レ−ザ−はんだ付け方法及びこれに用いるはんだ付け装置Info
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- JPS60180666A JPS60180666A JP3595884A JP3595884A JPS60180666A JP S60180666 A JPS60180666 A JP S60180666A JP 3595884 A JP3595884 A JP 3595884A JP 3595884 A JP3595884 A JP 3595884A JP S60180666 A JPS60180666 A JP S60180666A
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- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K1/00—Soldering, e.g. brazing, or unsoldering
- B23K1/005—Soldering by means of radiant energy
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- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
- H05K3/30—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor
- H05K3/32—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits
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- H05K3/341—Surface mounted components
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- H—ELECTRICITY
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- H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
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- H05K3/3494—Heating methods for reflowing of solder
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- Electric Connection Of Electric Components To Printed Circuits (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔技術分野〕
本発明はレーザー加熱によシミ子部品を印刷配線板には
んだ付けする方法及び装置にかんする。
んだ付けする方法及び装置にかんする。
印刷配線板に電子部品をレーザー熱源を用いてはんだ付
けする方法は、すでに特開昭５４−６３３７１、特開昭
５５−３０８９５等において公知である。また、このレ
ーザーはんだ付けの問題点として、特開昭５７−１７３
６９ではレーザー光による急激な加熱がはんだ材料の飛
散やはんだゴールの発生原因とな如この為はんだ付は不
良を起こすことが明示され、これを防ぐ為にレーザー光
の出力を徐々に上昇させる方法を開示している。しかし
ながら、この方法では、特開昭５７−８４１９３に開示
されているように、レーザー光が照射面積内で基板材料
自体に直接点った場合に基板材料自体に焼損部が生じ易
くなシ、これを防ぐ為、に、あらかじめ基板材料の直接
ビーム照射を受ける部分に透孔を形成しておく手段が開
示されている。さらに特開昭５７−１１１０８９ではレ
ーザー照射時間の短縮化を図る目的で、部品をレーザー
以外の手段によシ予熱しておく技術の開示がある。
けする方法は、すでに特開昭５４−６３３７１、特開昭
５５−３０８９５等において公知である。また、このレ
ーザーはんだ付けの問題点として、特開昭５７−１７３
６９ではレーザー光による急激な加熱がはんだ材料の飛
散やはんだゴールの発生原因とな如この為はんだ付は不
良を起こすことが明示され、これを防ぐ為にレーザー光
の出力を徐々に上昇させる方法を開示している。しかし
ながら、この方法では、特開昭５７−８４１９３に開示
されているように、レーザー光が照射面積内で基板材料
自体に直接点った場合に基板材料自体に焼損部が生じ易
くなシ、これを防ぐ為、に、あらかじめ基板材料の直接
ビーム照射を受ける部分に透孔を形成しておく手段が開
示されている。さらに特開昭５７−１１１０８９ではレ
ーザー照射時間の短縮化を図る目的で、部品をレーザー
以外の手段によシ予熱しておく技術の開示がある。
一方、従来よル良好なはんだ付けを達成するための要件
として被はんだ部材をはんだ付は温度近傍に予熱してお
くこと、予熱によシフラックスの活性度を高めておくこ
と等が重要であることはすでに「はんだ付技術」山中オ
ロ吉著総合電子出版社等の文献に明記されている。
として被はんだ部材をはんだ付は温度近傍に予熱してお
くこと、予熱によシフラックスの活性度を高めておくこ
と等が重要であることはすでに「はんだ付技術」山中オ
ロ吉著総合電子出版社等の文献に明記されている。
本発明の目的は、はんだ−付は不良、被はんだ材の焼損
を防止すると共に、予熱をも兼ねしかもはんだ付けにと
って最も重要な特性であるはんだなじみ性を向上させる
はんだ付は方法及び装置を提供することにある。
を防止すると共に、予熱をも兼ねしかもはんだ付けにと
って最も重要な特性であるはんだなじみ性を向上させる
はんだ付は方法及び装置を提供することにある。
上記目的は、レーザー加熱によシミ子部品を印刷配線板
にはんだ付けする方法において、レーザービーム照射面
積を加熱初期に広くと勺、シかる後に前記レーザー照射
面積を狭めてエネルギー密度を高めることを特徴とする
レーザーはんだ付は方法、及び、レーザー被照射物に対
しレーザー集光レンズを含む光学系を近接・離隔自在に
移動可能にして〜前記レーザー被照射物上のレーザー照
射面積を変えうる様に構成したレーザーはんだ例は装置
により、達成される。
にはんだ付けする方法において、レーザービーム照射面
積を加熱初期に広くと勺、シかる後に前記レーザー照射
面積を狭めてエネルギー密度を高めることを特徴とする
レーザーはんだ付は方法、及び、レーザー被照射物に対
しレーザー集光レンズを含む光学系を近接・離隔自在に
移動可能にして〜前記レーザー被照射物上のレーザー照
射面積を変えうる様に構成したレーザーはんだ例は装置
により、達成される。
本発明方法では、加熱初期に熱光源のビーム照射面積を
広くしておきこの段階で電子部品及びその近傍のランド
や基板の予熱を行うと同時にはんだ中の溶剤等を飛ばし
、フラックスの活性度を向上させる。この段階でははん
だ自体を溶融させるのが目的ではない為、レーザーのエ
ネルギー密度が比較的低くて済むためこのビームによシ
基板が焼損するようなことはない。ビーム内の温度が略
８０°〜１５０℃に加熱された所でビーム径を絞シ込む
ことにより、ビームのエネルギー密度を高める。この段
階でははんだ中の溶剤等も飛び去っている為、はんだの
飛散やが−ルはんだの発生も抑さえられる。また、予め
周辺温度を８０°〜１５０℃に昇温させであるためには
んだのなじみ性が良好で、しかもビームの径が小さい場
合であってもはんだの流動性が良く良好なはんだ付けが
得られる。またビームエネルギー密度が高くなってもビ
ーム径が絞られている為加熱不要部分にビームが当るこ
とも少くまた予熱があったため高ビームの照射時間が短
くて済むために基板の焼損事故に対しても有利である。
広くしておきこの段階で電子部品及びその近傍のランド
や基板の予熱を行うと同時にはんだ中の溶剤等を飛ばし
、フラックスの活性度を向上させる。この段階でははん
だ自体を溶融させるのが目的ではない為、レーザーのエ
ネルギー密度が比較的低くて済むためこのビームによシ
基板が焼損するようなことはない。ビーム内の温度が略
８０°〜１５０℃に加熱された所でビーム径を絞シ込む
ことにより、ビームのエネルギー密度を高める。この段
階でははんだ中の溶剤等も飛び去っている為、はんだの
飛散やが−ルはんだの発生も抑さえられる。また、予め
周辺温度を８０°〜１５０℃に昇温させであるためには
んだのなじみ性が良好で、しかもビームの径が小さい場
合であってもはんだの流動性が良く良好なはんだ付けが
得られる。またビームエネルギー密度が高くなってもビ
ーム径が絞られている為加熱不要部分にビームが当るこ
とも少くまた予熱があったため高ビームの照射時間が短
くて済むために基板の焼損事故に対しても有利である。
次に、添付した図面に即して、本発明方法の一実施例を
説明する。
説明する。
第１図は電子部品１の電極部２ｆ：印刷配線４ｊｉａ上
に形成されたはんだ付はパターン４上に配置し、レーザ
ー等の熱光線５を照射することによシミ子部品１と配線
パターン４とをはんだ付けする態様を示した概念図であ
る。第１図では、加熱初期において、熱光線５のビーム
径を比較的広くしておき部品１、電極２、配線・ぐター
ン４、配線板３の比較的広い範囲にビームが当るように
する。これによって熱光線の照射面内を予熱しはんだ付
のなじみ性を向上させる。この段階では前述のように熱
光線の強度が比較的低いため印刷配線板自体に当ったと
してもこれが焼損するようなことはない。
に形成されたはんだ付はパターン４上に配置し、レーザ
ー等の熱光線５を照射することによシミ子部品１と配線
パターン４とをはんだ付けする態様を示した概念図であ
る。第１図では、加熱初期において、熱光線５のビーム
径を比較的広くしておき部品１、電極２、配線・ぐター
ン４、配線板３の比較的広い範囲にビームが当るように
する。これによって熱光線の照射面内を予熱しはんだ付
のなじみ性を向上させる。この段階では前述のように熱
光線の強度が比較的低いため印刷配線板自体に当ったと
してもこれが焼損するようなことはない。
しかる後に、第２図に示した様に、予熱後のはんだ付け
を行うため、レーザービーム照射面積を絞シ込むことに
よし、、エネルギー密度の高い熱光線を照射するが、は
んだ付けに盛装な熱光線のエネルギーでは熱光線が直接
基板に当ると基板が焼損することがある。しかし予熱が
ある場合には熱光源の照射時間を短くすることが出来る
ために基板の焼損に対して有利である。また熱光線のビ
ーム径を絞シ込むために基板に直接当る可能性も低くな
るため焼損防止上さらに有利である。ビーム径が小さい
場合には、電子部品１の電極部２全体にビームが当る可
能性は低くなるため はんだ、未はんだ、ヌレ不良が起
こシやすいが、第１図に示す予熱がある場合にはすでに
配線板３、配線パターン４、電子部品１が温められてい
、るために、第２図に示すような小さいビームによる局
部的加熱であっても十分なはんだのなじみを得ることが
可能となった。第３図には、熱光線の／４’ワー密度Ｐ
と時間ｔの関係を示す。時間ｔ１まではビーム径を大き
くするためビームのパワー密度Ｐ１は比較的低くなる。
を行うため、レーザービーム照射面積を絞シ込むことに
よし、、エネルギー密度の高い熱光線を照射するが、は
んだ付けに盛装な熱光線のエネルギーでは熱光線が直接
基板に当ると基板が焼損することがある。しかし予熱が
ある場合には熱光源の照射時間を短くすることが出来る
ために基板の焼損に対して有利である。また熱光線のビ
ーム径を絞シ込むために基板に直接当る可能性も低くな
るため焼損防止上さらに有利である。ビーム径が小さい
場合には、電子部品１の電極部２全体にビームが当る可
能性は低くなるため はんだ、未はんだ、ヌレ不良が起
こシやすいが、第１図に示す予熱がある場合にはすでに
配線板３、配線パターン４、電子部品１が温められてい
、るために、第２図に示すような小さいビームによる局
部的加熱であっても十分なはんだのなじみを得ることが
可能となった。第３図には、熱光線の／４’ワー密度Ｐ
と時間ｔの関係を示す。時間ｔ１まではビーム径を大き
くするためビームのパワー密度Ｐ１は比較的低くなる。
次に予熱が８０〜１５０℃になった所で、ビーム径を小
さくするためビームのパワー密度ＰはＰ１→Ｐ２へ上昇
しはんだの溶融可能な温度まで接合部を加熱する時間ｔ
２でビームの照射を中止する。
さくするためビームのパワー密度ＰはＰ１→Ｐ２へ上昇
しはんだの溶融可能な温度まで接合部を加熱する時間ｔ
２でビームの照射を中止する。
次に、本発明方法を実施するために用いるはんだ付は装
置の一実ｋｘ 例につき説明する。第４図においてレー
ザー発振器１１よシ出射されたレーザービーム１２は反
射光学系１３を介して被照射物（基板）１７へ尋かれる
。この場合レーザービーム径を調整するため集光レンズ
１４、焦点１５を通して被照射物１７上へビーム照射１
６を行う。
置の一実ｋｘ 例につき説明する。第４図においてレー
ザー発振器１１よシ出射されたレーザービーム１２は反
射光学系１３を介して被照射物（基板）１７へ尋かれる
。この場合レーザービーム径を調整するため集光レンズ
１４、焦点１５を通して被照射物１７上へビーム照射１
６を行う。
通常の光学理論によりレンズ１４と被照射物１７との間
隔ｔを調整することによシ、ビーム照射面積１６を変え
ることができる。この様な機構によれば少くとも集光レ
ンズ系を含む光学系までの間隔ｔを変えるだけで、自由
にビーム径を調整することができ、他の光学部品、複雑
な機構部品を必要とせずに簡便に構成できる。なおこの
装置において、レーザービーム１２を導く反射光学系１
本レンズ１４は第４図に示すように１つである必要はな
くまたファイバー等で導いてもよい。またｔの変更は光
学系を可動とする場合と基板側を可動とする場合が考え
られる。
隔ｔを調整することによシ、ビーム照射面積１６を変え
ることができる。この様な機構によれば少くとも集光レ
ンズ系を含む光学系までの間隔ｔを変えるだけで、自由
にビーム径を調整することができ、他の光学部品、複雑
な機構部品を必要とせずに簡便に構成できる。なおこの
装置において、レーザービーム１２を導く反射光学系１
本レンズ１４は第４図に示すように１つである必要はな
くまたファイバー等で導いてもよい。またｔの変更は光
学系を可動とする場合と基板側を可動とする場合が考え
られる。
第４図においては、またｔを変更するタイミングを決定
するための温度センサー１８としてＩｎＳｂ赤外線セン
サー等の検出器を用いてビーム照射部１６の温度を検出
しこのセンサー１８かラノ出力を検圧、比較する回路１
９を通してレンズ１４を動かすソレノイド、パルスモー
タ−等のドライバー２０に指令を出すように構成してい
る。この際にレーザー発振器１１の出力自体をセンサー
１８の出力に応じて変更できるように構成しよシ梢密に
ビームエネルギー密度をコントロールすることも可能で
ある。
するための温度センサー１８としてＩｎＳｂ赤外線セン
サー等の検出器を用いてビーム照射部１６の温度を検出
しこのセンサー１８かラノ出力を検圧、比較する回路１
９を通してレンズ１４を動かすソレノイド、パルスモー
タ−等のドライバー２０に指令を出すように構成してい
る。この際にレーザー発振器１１の出力自体をセンサー
１８の出力に応じて変更できるように構成しよシ梢密に
ビームエネルギー密度をコントロールすることも可能で
ある。
以上説明した様に、本発明のレーザーはんだ付は方法及
び装置によれば、加熱初期にエネルギー密度の比較的低
いレーザーによシ予熱も兼ねてはんだなじみ性を高める
ことができ、しかる後にレーザーエネルギー密度を高め
て短時間のうちに高品位のはんだ付けを行なえる。また
、この様な二段階の加熱によシ、はんだ材料の飛散、は
んだゴールの発生等のはんだ付は不良が良好に防止され
、しかも被はんだ材の焼損が発生しにくいはんだ付けを
行なうことができる。
び装置によれば、加熱初期にエネルギー密度の比較的低
いレーザーによシ予熱も兼ねてはんだなじみ性を高める
ことができ、しかる後にレーザーエネルギー密度を高め
て短時間のうちに高品位のはんだ付けを行なえる。また
、この様な二段階の加熱によシ、はんだ材料の飛散、は
んだゴールの発生等のはんだ付は不良が良好に防止され
、しかも被はんだ材の焼損が発生しにくいはんだ付けを
行なうことができる。
第１図及び第２図は本発明方法におけるレーザービーム
絞シ込みの態様、＠３図はこの絞り込みによるレーザー
エネルギー密度の変化を示した図、第４図は本発明装置
の構成の概略を示した模式図である。 １・・・螺子部品、２・・・電極部、３・・・印刷配線
也、４・・・配線パターン、５・・・レーザービーム、
１１・・・レーザー発振器、１２・・・レーザービーム
、１３・・・反射光学系、１４・・・集光レンズ、１５
・・・焦点、１６・・・ビーム照射、１７・・・被照射
物、１８・・・センサー、１９・・・回路、２０・・・
ドライバー。 時間（１）
絞シ込みの態様、＠３図はこの絞り込みによるレーザー
エネルギー密度の変化を示した図、第４図は本発明装置
の構成の概略を示した模式図である。 １・・・螺子部品、２・・・電極部、３・・・印刷配線
也、４・・・配線パターン、５・・・レーザービーム、
１１・・・レーザー発振器、１２・・・レーザービーム
、１３・・・反射光学系、１４・・・集光レンズ、１５
・・・焦点、１６・・・ビーム照射、１７・・・被照射
物、１８・・・センサー、１９・・・回路、２０・・・
ドライバー。 時間（１）
Claims (3)
- （１） レーザー加熱によシミ子部品を印刷配線板には
んだ付けする方法において、レーザー照射面積を加熱初
期に広くとシ、シかる後、前記レーデ−照射面積を狭め
てエネルギー密度を高めることを特徴とするレーザーは
んだ付は方法。 - （２） レーザー被照射物に対しレーザー集光レンズを
含む光学系を近接・離隔自在に移動可能にして、前記レ
ーザー被照射物上のレーザー照射面積を変えうる様に構
成したことを特徴とするレーザーはんだ付は装置。 - （３） レーザー被照射物の温度を検知する手段、この
検知手段による検知温度が予定の温度以上となったとき
に光学系を移動させる指令を与える手段、及びこの指令
によシ光学系を移動させる手段とを備えている特許請求
の範囲第（２）項記載のレーザーはんだ付は装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3595884A JPS60180666A (ja) | 1984-02-29 | 1984-02-29 | レ−ザ−はんだ付け方法及びこれに用いるはんだ付け装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3595884A JPS60180666A (ja) | 1984-02-29 | 1984-02-29 | レ−ザ−はんだ付け方法及びこれに用いるはんだ付け装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60180666A true JPS60180666A (ja) | 1985-09-14 |
Family
ID=12456476
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3595884A Pending JPS60180666A (ja) | 1984-02-29 | 1984-02-29 | レ−ザ−はんだ付け方法及びこれに用いるはんだ付け装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60180666A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63203273A (ja) * | 1987-02-19 | 1988-08-23 | Toshiba Corp | レ−ザはんだ付け装置 |
| JPH03184668A (ja) * | 1989-12-14 | 1991-08-12 | Nec Corp | レーザ半田付装置 |
| JPH04237557A (ja) * | 1991-01-17 | 1992-08-26 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | はんだ付け方法 |
| JP2007118072A (ja) * | 2005-10-31 | 2007-05-17 | Shinka Jitsugyo Kk | 半田付け方法及び装置 |
| US7276673B2 (en) | 2003-09-26 | 2007-10-02 | Tdk Corporation | Solder bonding method and solder bonding device |
| JP2018149552A (ja) * | 2017-03-10 | 2018-09-27 | 株式会社ナノマテックス | はんだ接合工法 |
| WO2018199086A1 (ja) * | 2017-04-28 | 2018-11-01 | 武蔵エンジニアリング株式会社 | レーザーはんだ付け方法および装置 |
-
1984
- 1984-02-29 JP JP3595884A patent/JPS60180666A/ja active Pending
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63203273A (ja) * | 1987-02-19 | 1988-08-23 | Toshiba Corp | レ−ザはんだ付け装置 |
| JPH03184668A (ja) * | 1989-12-14 | 1991-08-12 | Nec Corp | レーザ半田付装置 |
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| WO2018199086A1 (ja) * | 2017-04-28 | 2018-11-01 | 武蔵エンジニアリング株式会社 | レーザーはんだ付け方法および装置 |
| JP2018187638A (ja) * | 2017-04-28 | 2018-11-29 | 武蔵エンジニアリング株式会社 | レーザーはんだ付け方法および装置 |
| CN110621432A (zh) * | 2017-04-28 | 2019-12-27 | 武藏工业株式会社 | 激光焊接方法及装置 |
| EP3616819A4 (en) * | 2017-04-28 | 2021-02-17 | Musashi Engineering, Inc. | LASER SOLDERING PROCESS AND DEVICE |
| CN110621432B (zh) * | 2017-04-28 | 2021-10-26 | 武藏工业株式会社 | 激光焊接方法及装置 |
| TWI775845B (zh) * | 2017-04-28 | 2022-09-01 | 日商武藏工業股份有限公司 | 雷射軟焊方法及裝置 |
| US11453076B2 (en) | 2017-04-28 | 2022-09-27 | Musashi Engineering, Inc. | Laser soldering method and device |
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