JPS63309371A - ろう接方法 - 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】 ［産業上の利用分野］ この発り１は、ショートアーク型放電灯の光をろう材に
照射してろう材の温度変化を測定しつつ、ろう接するろ
う接方法に関するものである。

［従来の技術］ 従来より光エネルギーを用いて被照射物の温度を上昇さ
せる技術は複写機の熱定着用、試料の融解用その他、家
庭用暖房器具等に種々に用いられている。異なる物体を
互いに接合する際、主として金属部分からなる各人なる
被接合物（母材）の接合部分を、それら母材の機渣を熱
によって損傷することなくろう材等の接合材である金属
（合金を含む）のみを溶融し、この溶融した金属を互い
の接合間隙に流入、充填して接合している。そしてこの
接合に関しては接合材の融点が４５０°Ｃ以下をはんだ
付と称し融点か４５０℃以上をろう付と称して区別して
いるが、この発明のろう接方法は上記いずれの接合にも
適用されるものである。

第３図はこの従来の光照射によるろう接の一例として、
プリント基板にＩＣをはんだ付するはんだ付方法を説明
するための図である。

第３図において、ｌはキセノンランプ（以下ランプとい
う）、２は楕円集光鏡、３は下面反射鏡、４はシャッタ
ー、５はＸ−Ｙ方向に移動するテーブル、６はプリント
基板、７はこのプリント基板６に実装するＩＣｌ３はこ
のＩＣ７のり−トである。

次に、このはんだ付装置を用いたはんだ付方法について
説明する。テーブル５に載置されたプリント基板６上の
パターン（図示路、以下同じ）ＩＣ７のり−ド８（以下
はんだ付箇所という）にはクリームはんた１１か盛られ
、テーブル５の移動によってはんだ付箇所が照射位置に
停止すると、ランプ１から放射光が照射され、この放射
光は楕円集光鏡２．ｖ面反射鏡３．シャッター４を介し
てはんだ付箇所に集光され照射されて、リード８とプリ
ント基板６上のパターンとがはんだ付される。

はんだ付が終了するとテーブル５が移動して、次のプリ
ント基板６のはんだ付箇所を照射位置に持って来ること
によって順次同様にはんだ付を行うことになる。この場
合、はんだ付する母材（ＩＣ７のリート８とブイント基
板６上のパターン）の熱容量ははんだ付箇所により異な
るのて、はんだ付箇所ごとに、ある一定の時間を予め設
定してシャッターの開閉を行うことにより、はんだ付箇
所に照射される光の照射ｊ７ｔを制御する必要がある。

［発明が解決しようとする問題点］ 上記のように従来のショートアーク型の放電灯からの光
を用いたろう接方法においては、シャッターの開閉の制
御を何らフィードバック信号によることなく、予め設定
した開閉時間のみによって行っていたが、この予め設定
した開閉時間の制御のみで光の照射と遮断をきめること
は充分でないことが判明した。即ち、例えばプリント基
板に表面実装されるＩＣチップ等の接合部品の耐熱量や
同じはんだ付箇所でも母材であるリートやパターンの熱
容量かそれぞれ若干界なったり、はんだの盛り合わせか
不均一であったり、光の照射強度か一定でなかったりす
るのに対して、光照射を予め設定した均一の条件て行っ
た場合、ある時はろう接が完了したのに、ある時は末だ
ろう接か不完全な溶融状態であるという問題があった。

即ち、ろう接の質にばらつきか生ずる問題かあった。そ
の上、ろう接が完了した物に対して光を照射し続けるこ
とは、ろう材か溶融した液相の状態て加熱され続は温度
が上昇し、ろう材の酸化あるいは飛散等により、接合部
の導電度及び機械的強度か低下し、はんだ付不良になる
という問題かあった。

この発明はかかる問題点を解決するためなされたもので
、ショートアーク型の放電灯からの光を用いたろう接方
法において、ろう材の温度の変化を検知して、ろう材の
溶融状態を測定し検出して、その検出結果に基づいて光
の照射を遮断もしくは制御するろう接方法を提供するこ
とを目的とする。

［問題点を解決するための手段］ 上記の目的を達成するために、この発明は、ろう材から
輻射される５乃至８μｍの輻射線のみ透過するバントパ
スフィルタを介して、赤外線検出二に予て受光すること
により前記ろう材の温度を測定しつつ、ろう材の溶融状
態を検出し、この検出結果に基づいてろう材に対する前
記光照射を制御することによりろう接するものである。

［作用］ 上記の手段を行うことにより、ろう材の溶融状態を常に
検知しなから適切なろう接を行うことかてきるので、ろ
う接か完了したのち、不必要で、かつ接合部に悪影響を
もたらす光照射を防ぐことかできる。

［実施例］ 第１図はこの発明のろう接方法の一実施例として、フラ
ットパケージＩＣをプリント基板に表面実装するはんだ
付方法を説明するための図て、１１ははんだ付箇所に押
かれたクリームはんだ、１２は内部にランプ２１からの
光を導く光学繊維束よりなる導光ファイバを埋込んだ可
撓管、１３はクリームはんた１１から輻射された輻射光
のうち、５〜８μｍの波長の赤外光のみを透過するバン
ドパスフィルタ（以下ＢＰＦという）てあって、クリー
ムはんた１１の温度検知に必要なりリームはんた１１か
らの輻射光のみを受光する目的で設けられている。０■
撓管１２を介して照射されるランプ２１からの光は極小
ではあるか、このＢＰＦ１３を通過する波長域の光を含
んでいるけれども、伝送途中にある石英からなるレンズ
１６等によって吸収されるのて、このＢＰＦ１３に達す
ることなく、専らクリームはんだ１１からの５〜８μｍ
の波長域の光のみを透過する。この５〜８ｐｍの波長域
の光をＢＰＦ１３を介して検出することは、いわゆるブ
ランクの輻射側に照らしてほとんどのろう材の、溶融時
（溶融温度）における輻射赤外光強度のピーク波長か５
〜８ＩＬｍの間にあり、５〜８μｍの波長域を抽出する
ことで、クリームはんだ１１の温度を最も顕著に知るこ
とかてきるからである。また、１４はクリームはんだ１
１表面から反射され、ＢＰＦ　１３を透過した赤外域の
輻射光を受光する焦電素子て、この焦電素子１４は赤外
線検出素子の１ってあって受光部の裏面が多数の熱電対
からなる検出素子を構成している。１５はこの焦電素子
１４からの信号を増幅するプリアンプ、１６は光照射の
ためにランプ２１からの光を可撓管１２に入射させる石
英ガラスかうなるレンズであり、１７は照射面における
光の照度分布を均一にするために設けたインテグレータ
、１８はシャッター、１９はミラー、２０は集光ミラー
、２１はランプ（キセノンランプ）であり、また、第３
図と同一符号は同一または相当部分を示す。

第１図の装置において、ランプ２１からの光は集光ミラ
ー２０．ミラー１９．シャッター１８を通り、インテグ
レータ１７．レンズ１６を介して可撓管１２より供給さ
れてクリームはんだ１１に照射される。ランプ２１から
の光は５〜８）ｈｍの波長域の光をごくわずか含んでい
るが、石英からなるレンズ１６て４．５ｇｍより長波長
の赤外線を吸収してしまうので、それより短波長城の光
が専らクリームはんだ１１に照射されており、このクリ
ームはんだ１１に照射された光は、一部反射してＢＰＦ
　ｌ　３に達する。しかし、この光はＢＰＦ　ｌ　３を
透過することはなく、ＢＰＦ　１３には主としてクリー
ムはんだ１１から輻射される光のみが受光され、このＢ
ＰＦ１３に達した輻射光のうち５〜８μｍの波長域の光
のみが通過して焦電素子１４で受光されて、さらにプリ
アンプ１５で増幅されて、制御機構へ伝送される。

尚、クリームはんた１１に照射されて、その結果、クリ
ームはんだ１１から輻射される輻射光を図示はしていな
いか効果的に集光するために、レンズ系を介してＢＰＦ
１３．焦電素子１４で受光すれば、効率良く受光するこ
とができる。また、第１図の装とはインテグレータ１７
を設けたことにより照射面における照度分布か均一にな
るという利点を有している。

第２図はこの発明の一実施例のろう接方法に用いられる
制御系について主要部の概略を示したブロック図で、３
０はＣＰＵ、３１はＡ／Ｄ変換器、３２は温度測定回路
、３３はシャッター２１を制御するシャッターコントロ
ーラ、３４はテーブル５を制御するテーブルコントロー
ラである。

尚、第１図、第３図と同一符号は同一または相当部分を
示す。

第２図において、Ｘ−Ｙ方向に移動するテーブル５が駆
動されて、クリームはんだ１１が盛られたはんだ付箇所
が適正位置に配置されると、ＣＰＵ３０からの信号によ
りシャッターコントローラ３３か働き、シャッター２１
か開く。そして、キセノンランプの光がはんだに照射さ
れ、照射時間の経過と共にクリームはんだ１１が加熱さ
れると、その温度変化に応じて輻射される５〜８ｐｍの
赤外光が焦電素子１４に受光され、この受光された赤外
光か電気信号に変換され、この信号がプリアンプ１５で
増幅された後、温度測定回路３２て温度信号となり、Ａ
／Ｄ変換器３１てディジタル信号に変換されてＣＰＵ３
０に入力する。

ＣＰＵ３０では、予め設定した基準温度（はんだの溶融
温度）と比較してはんだか完全に溶融したとして検知す
ると、ＣＰＵ３０からシャッターコントローラ３３へ信
号を送り、シャッターコントローラ３３からの制御信号
によってシャッター２１を閉じて、キセノンランプから
の光を遮断する。シャッター２１が閉じた後はチーフル
５はＣＰＵ３０からチーフルコントローラ３４へ送られ
た信号によって駆動され、次の照射位置にセットする。

尚、第２図の装置はクリームはんた１１の温度を検知し
てシャッターを閉じることを行っているが、シャッター
を閉じるとともにキセノンランプへの電気入力を制御し
て省電力化を図ると好適である。

また、この実施例におけるろう接は、キセノンランプの
光を照射する場合について述べたが、キセノンランプに
限らずショートアーク型放電灯ならば、どの光によるろ
う接方法にも適用てきることはいうまてもない。

また、前記実施例では導光ファイバを介して光照射を行
っているが、ショートアーク型放電灯の光を直接レンズ
系を介して照射してもよいことは勿論である。

さらに、被接合物であるＩＣ等は、穴あけ基板にリード
を嵌込んで裏面からはんだ付けする場合にも適用され、
しかもその際、光照射は基板の裏側に行うことは当然で
ある。

［発明の効果］ 以上説明したとおり、この発明のろう接方法はろう材か
ら輻射される５乃至８μｍの波長の輻射線のみ透過する
バンドパスフィルタを介して、焦電素子等の赤外線検出
素子で受光することにより前記ろう材の温度を測定しつ
つ、ろう材の溶融状態を検出し、この検出結果に基づい
てろう材に対する前記光照射を制御することにより、ろ
う材の溶融状態をろう材表面の温度変化を検出してろう
接するのて、光照射の過不足、加熱の過不足によるろう
接不良や被ろう接物の熱による損傷かなく、品質の良い
ろう接かできる。さらに光照射源としてショートアーク
型放電灯を用いているのて、安価て構成することかでき
、その−Ｌ、バントパスフィルタを用いて放電灯の光か
ワークから反射されるのを検出しないようにしているの
て温度測定の精度は高い。さらに、非接触による部分加
熱のろう接であるのて不純物の混入かなく、また耐熱性
の低い電子部品等の被ろう接物に対して熟的損傷を与え
ることは少ない。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明のろう接方法の一実施例として、フラ
ットパッケージＩＣをプリント基板に表面実装するはん
だ付方法備を説明するための図、第２図はこの発明の一
実施例のろう接方法に用いられる制御系について主要部
の概略を示したブロック図、第３図はこの従来の光照射
によるろう接の一例としてプリント基板にＩＣをはんだ
付するはんだ付方法の一つの具体例を説明するための図
である。 図中。 ６：プリント基板　　７・ＩＣ ８：リード ｌｌ：クリームはんだ １２：可撓管　　　　　１：ｌ：ＢＰＦ１４：焦電素子
　　　　１５：プリアンプ１６：レンズ　　　　　１７
：インテグレータ１８：シャッター　　　２１：キセノ
ンランプ代理人　弁理士　ｎｌ　　北　嵩　晴 第１図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）ショートアーク型放電灯の光をろう材に照射して
   ろう接するろう接方法において、前記ろう材から輻射さ
   れる５乃至８μｍの波長の輻射線のみ透過するバンドパ
   スフィルタを介して、赤外線検出素子で受光することに
   より前記ろう材の温度を測定しつつ、ろう材の溶融状態
   を検出し、この検出結果に基づいてろう材に対する前記
   光照射を制御することを特徴とするろう接方法。
2. （２）ショートアーク型放電灯はキセノンランプである
   ことを特徴とする特許請求の範囲第（１）項記載のろう
   接方法。