(57)【要約】【課題】連続してはんだ付けするときでも、はんだ付け品質を安定させることが可能なはんだごてを提供する。【解決手段】はんだごて１は、はんだを溶融する第一こて先１１と、第一こて先１１に接続され、第一こて先１１を加熱する第一加熱部１２と、第一こて先１１で溶融されたはんだを被加工部材に供給する第二こて先１３と、第二こて先１３に接続され、第二こて先１３を加熱する第二加熱部１４と、第一こて先１１および第二こて先１３の間を断熱する断熱部材１５と、を備え、第一こて先１１で溶融されたはんだは、断熱部材１５を介して第二こて先１３に供給され、第一加熱部１２および第二加熱部１４は、それぞれ独立して第一加熱部１２および第二加熱部１４による加熱温度を制御可能である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
はんだを溶融する第一こて先と、
前記第一こて先に接続され、前記第一こて先を加熱する第一加熱手段と、
前記第一こて先で溶融されたはんだを被加工部材に供給する第二こて先と、
前記第二こて先に接続され、前記第二こて先を加熱する第二加熱手段と、
前記第一こて先および前記第二こて先の間を断熱する断熱部材と、
を備え、
前記第一こて先で溶融されたはんだは、前記断熱部材を介して前記第二こて先に供給され、
前記第一加熱手段および前記第二加熱手段は、それぞれ独立して前記第一加熱手段および前記第二加熱手段による加熱温度を制御可能なはんだごて。
【請求項２】
前記断熱部材には、前記第一こて先から前記第二こて先までにわたって形成され、前記第一こて先で溶融されたはんだの通過可能な溝が形成され、
前記溝には、はんだメッキが施される請求項１に記載のはんだごて。
【請求項３】
前記第一加熱手段は、前記第一こて先に光を照射することにより前記第一こて先を加熱する請求項１または請求項２に記載のはんだごて。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、連続してはんだ付け可能なはんだごてに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、二つのはんだごて（こて先）を用い、被加工部材をはんだ付けする（例えば、リードピンと基板とをはんだ付けする）技術は公知である。例えば、特許文献１に記載されている。
【０００３】
特許文献１に記載の技術は、二つのこて先ではんだをそれぞれ溶融することにより、こて先毎に、同時に二カ所のはんだ付けを行うものである。この技術によると、一回のはんだ付け作業で同時に二カ所をはんだ付け可能であり、作業性を向上させることが可能である。
【０００４】
特許文献１に記載のはんだごてを用いて、連続的にはんだ付けを行う場合、例えば、列状に並んだ複数のリードピンに沿ってこて先を移動させながら、こて先に糸はんだを適宜供給してリードピンと基板とを連続的にはんだ付け（引きはんだ付け）する場合、こて先で糸はんだを溶融し、さらにこて先で溶融状態を保持したままはんだ付け箇所に供給する作業を、リードピン毎に連続して行うことにより実現される。
このとき、こて先で糸はんだを溶融する度に、こて先の熱が糸はんだに奪われ、こて先の温度が徐々に低下していくため、こて先の温度をはんだ溶融可能な温度に保持する必要がある。さらに、はんだ付け作業時、こて先が基板に接触した状態にあり、こて先の温度を上昇させすぎると、基板がこて先の熱で焦げる、膨張する等、ダメージを受けるおそれがあるため、こて先の温度を上昇させすぎないようにする必要もある。
以上のように、こて先の温度を、下限（はんだ溶融可能な温度）と上限（熱によるダメージを基板に与えない温度）との所定の温度範囲内に調整する必要がでてくる。
【０００５】
しかし、はんだ付けに際して連続的に熱を奪われるこて先の温度を、上記温度範囲内に調整し続けることは困難である。こて先の温度が上記温度範囲外となった場合、例えばこて先の温度をはんだ溶融可能な温度まで上昇させることができず、はんだ溶融が不十分になり、フィレットが所望の形状に形成されない等の問題を生じ得、はんだ付け品質を安定させにくいという問題を生じる。
【特許文献１】実開昭６１−１７７７６９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、以上の如き状況を鑑みてなされたものであり、連続してはんだ付けするときでも、はんだ付け品質を安定させることが可能なはんだごてを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１に記載のはんだごては、はんだを溶融する第一こて先と、前記第一こて先に接続され、前記第一こて先を加熱する第一加熱手段と、前記第一こて先で溶融されたはんだを被加工部材に供給する第二こて先と、前記第二こて先に接続され、前記第二こて先を加熱する第二加熱手段と、前記第一こて先および前記第二こて先の間を断熱する断熱部材と、を備え、前記第一こて先で溶融されたはんだは、前記断熱部材を介して前記第二こて先に供給され、前記第一加熱手段および前記第二加熱手段は、それぞれ独立して前記第一加熱手段および前記第二加熱手段による加熱温度を制御可能である。
【０００８】
請求項２に記載のはんだごてにおいては、前記断熱部材には、前記第一こて先から前記第二こて先までにわたって形成され、前記第一こて先で溶融されたはんだの通過可能な溝が形成され、前記溝には、はんだメッキが施されるものである。
【０００９】
請求項３に記載のはんだごてにおいては、前記第一加熱手段は、前記第一こて先に光を照射することにより前記第一こて先を加熱するものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明は、連続してはんだ付けするときでも、はんだ付け品質を安定させることが可能であるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
［第一実施形態］
以下に、本発明に係るはんだごての実施の一形態であるはんだごて１について、図面を参照して説明する。なお、説明の便宜上、図１における下側をはんだごて１の下方向、同様に、上側を上方向、右側を前方向、左側を後方向として以下の説明を行う。
【００１２】
図１および図２に示すように、はんだごて１は、はんだを溶融し、さらに溶融したはんだを被加工部材に供給してはんだ付けするものである。ここで、前記被加工部材とは、半導体装置の半導体素子と基板等、互いにはんだ付けされることによって物理的・電気的な接続を得る部材である。
はんだごて１は、第一こて先１１、第一加熱部１２、第二こて先１３、第二加熱部１４、および断熱部材１５を備える。はんだごて１は、適宜の移動装置等に取り付け・固定されることよって前後進可能に構成される。
【００１３】
第一こて先１１は、はんだを溶融するものであり、はんだごて１の前部に配置されている。第一こて先１１は、下端部にはんだ溶融部１１ａを有する。はんだ溶融部１１ａは、略三角柱状の部材であり、側面視において下方に向けて先細りしつつ突出している。はんだ溶融部１１ａは、前方から後方（第二こて先１３側）に向かうにしたがって下方に傾斜しており、下端部は断熱部材１５に連なっている。
【００１４】
第一加熱部１２は、第一こて先１１を加熱する加熱手段であり、第一こて先１１の上部に配置されている。第一加熱部１２は、第一こて先１１と高熱伝導性の金属等によって熱的に接続されており、第一こて先１１と（より厳密には、第一こて先１１のはんだ溶融部１１ａと）熱伝導可能に構成されている。第一加熱部１２は、第一ヒータ１２ａを有し、第一ヒータ１２ａが通電されることにより発熱する。第一ヒータ１２ａに通電し、第一加熱部１２が発熱すると、第一加熱部１２の熱が第一こて先１１のはんだ溶融部１１ａに伝導し、はんだ溶融部１１ａが昇温する。
【００１５】
第二こて先１３は、第一こて先１１のはんだ溶融部１１ａで溶融されたはんだを、被加工部材に供給するものである。第二こて先１３は、下端部にはんだ供給部１３ａを有する。
はんだ供給部１３ａは、略直方体状の部材であり、下方に向けて突出している。
はんだ供給部１３ａの下端部には、所定幅かつ所定深さを有する溝１３ｂが下端面から上方に向けて形成されている。溝１３ｂの間を被加工部材（リードピン等の接合側）が通過可能に構成されている。
はんだ供給部１３ａの下端部は、水平面として形成されるとともに、はんだ溶融部１１ａよりも下方に突出する位置に配置されている。これにより、はんだ供給部１３ａの下端部を被加工部材（基板等の被接合側）に上側から接触させたとき、はんだ溶融部１１ａが被加工部材（基板等の被接合側）から離間し、被加工部材（基板等の被接合側）との接触を回避される。
【００１６】
なお、はんだ供給部１３ａは、第二こて先１３に対して着脱自在に構成され、被加工部材のサイズに応じて取り替えることによって溝１３ｂの幅・深さを変更可能に構成されている。
また、溝１３ｂを有するはんだ供給部１３ａを複数部材で構成しても良く、例えば前方から後方に向けて下方に傾斜する斜面を下端面として有する熱伝導部と、該熱伝導部の下端面から下方に向けて延設される二つの供給部とを備える構成としても良い。係る場合、前記二つの供給部の間隔、長さ等を容易に変更可能であるという利点を有する。
【００１７】
第二加熱部１４は、第二こて先１３を加熱する加熱手段であり、第二こて先１３の上部に配置されている。第二加熱部１４は、第二こて先１３と高熱伝導性の金属等によって熱的に接続されており、第二こて先１３と（より厳密には、第二こて先１３のはんだ供給部１３ａと）熱伝導可能に構成されている。第二加熱部１４は、第二ヒータ１４ａを有し、第二ヒータ１４ａが通電されることにより発熱する。第二ヒータ１４ａに通電し、第二加熱部１４が発熱すると、第二加熱部１４の熱が第二こて先１３のはんだ供給部１３ａに伝導し、はんだ供給部１３ａが昇温する。
【００１８】
第一加熱部１２および第二加熱部１４は、それぞれ独立して第一加熱部１２による加熱温度および第二加熱部１４による加熱温度を制御可能に構成されている。つまり、第一ヒータ１２ａおよび第二ヒータ１４ａに対する通電量、通電時間等は、それぞれ独立して制御可能である。これにより、第一こて先１１のはんだ溶融部１１ａの温度および第二こて先１３のはんだ供給部１３ａの温度を、それぞれ異なる温度に制御可能である。
【００１９】
断熱部材１５は、第一こて先１１と第二こて先１３との間に配置され、第一こて先１１と第二こて先１３との間の熱伝達を抑制するとともに、第一こて先１１で溶融されたはんだを第二こて先１３側へ供給するものである。
断熱部材１５は、例えばセラミックス、グラスウール等の多孔質のものを主成分としている。
断熱部材１５は、前後方向に所定の厚みを有する部材であり、前部に第一こて先１１を、後部に第二こて先１３を、それぞれ固定され、第一こて先１１および第二こて先１３の間に介装されている。そして、断熱部材１５の厚みにより第一こて先１１および第二こて先１３が（より厳密には、第一こて先１１のはんだ溶融部１１ａおよび第二こて先１３のはんだ供給部１３ａが）接触することを防止している。
これにより、第一こて先１１および第二こて先１３の温度を安定させ、これらこて先１１・１３の独立した温度制御を容易にしている。特に、はんだ付け品質への影響が大きい第二こて先１３のはんだ供給部１３ａの精密な温度管理を可能にしている。
【００２０】
断熱部材１５の下端部には、断熱部材１５を前後方向に貫通し、第一こて先１１のはんだ溶融部１１ａから第二こて先１３のはんだ供給部１３ａまでにわたって形成される連通溝１５ａが形成されている。連通溝１５ａの表面には、はんだメッキが施されており、このはんだメッキにより、はんだ溶融部１１ａにて溶融されたはんだが、連通溝１５ａを介してはんだ供給部１３ａに到達可能となっている。
連通溝１５ａは、溝１３ｂの幅と同一の幅に形成されるとともに、溝１３ｂの底部の傾きと同一の傾きを有するように形成されており、連通溝１５ａは、はんだ溶融部１１ａからはんだ供給部１３ａにかけて（前方から後方に向かうにしたがい）下方に傾斜するように形成されている。つまり、はんだ溶融部１１ａの下端部とはんだ供給部１３ａの溝１３ｂとが連通溝１５ａを介して滑らかに接続されるように形成されており、はんだ溶融部１１ａで溶融されたはんだは、重力の影響を受けつつ連通溝１５ａ底部に濡れ広がり、連通溝１５ａを介してはんだ供給部１３ａに円滑に供給されることとなる。
【００２１】
以上のように構成されるはんだごて１を用いて、複数のリードピンと基板とを連続してはんだ付け（引きはんだ付け）するときの手順について説明する。
（１）まず、複数のリードピン２・２・・・が基板３のはんだ付け箇所（ランド）にそれぞれ配置される。
（２）次に、図３（ａ）に示すように、第二こて先１３のはんだ供給部１３ａの下端部が基板４に上側から接触している状態（ただし、第一こて先１１と基板とは非接触の状態）を保持されつつ、はんだごて１が一つ目のリードピン２に向けて前進される。
（３）次に、図３（ｂ）に示すように、はんだ供給部１３ａがリードピン２に近づくと、第一こて先１１のはんだ溶融部１１ａの前部に糸はんだ４が供給される（はんだ溶融部１１ａの前面に糸はんだ４が当接される）。このとき、はんだ溶融部１１ａは、第一加熱部１２により所定温度以上に加熱されている。これにより、糸はんだ４がはんだ溶融部１１ａの熱で溶融する。そして、溶融した糸はんだ４は、はんだ溶融部１１ａを伝って流れ、断熱部材１５に到達する。その後、断熱部材１５を伝って流れ、断熱部材１５の連通溝１５ａに沿って濡れ広がりはんだ供給部１３ａに到達する。そして、はんだ供給部１３ａから溝１３ｂへと伝って流れていく。その後、図３（ｃ）に示すように、溝１３ｂの間をリードピン２が通過するとき、溶融した糸はんだ４が溝１３ｂからリードピン２に供給される。これにより、リードピン２および基板３がはんだ付けされる。
（４）さらに、図３（ｄ）に示すように、はんだ溶融部１１ａへの糸はんだ４の供給が停止され（糸はんだ４がはんだ溶融部１１ａから離間され）、はんだごて１が、前進していく。そして、次のリードピン２に近づくと、上記（３）の作業が繰り返され、複数のリードピン２・２・・・と基板３とが順次はんだ付けされていく。
【００２２】
以上のように、複数のリードピン２・２・・・を基板３に連続してはんだ付けするとき、それぞれのリードピン２をはんだ付けする度に糸はんだ４を第一こて先１１で溶融する必要がある。このため、糸はんだ４を溶融する度に、第一こて先１１の熱が糸はんだ４に奪われ、第一こて先１１の温度が低下していくので、第一こて先１１の温度を糸はんだ４を溶融可能な温度（例えば２００℃以上）に調整する必要がある。
しかし、本実施形態では、はんだ付け作業時、第一こて先１１および基板３が非接触の状態にあるので、第一こて先１１の熱による基板３へのダメージの付与等を考慮する必要がない。つまり、第一加熱部１２の第一ヒータ１２ａを通電制御し、第一こて先１１の温度を、下限（糸はんだ４を溶融可能な温度）以上になるよう調整すればよく、上限（基板３に熱によるダメージを与えない温度）を考慮する必要がない。これにより、第一こて先１１の温度調整が容易になり、確実に第一こて先１１で糸はんだ４を溶融することが可能である。
【００２３】
また、はんだ付け作業時、第一こて先１１で溶融された糸はんだ４は、第二こて先１３（溝１３ｂ）を伝ってリードピン２に流れていく。このため、第二こて先１３の温度を、糸はんだ４の溶融状態を保持可能な温度に調整する必要がある。さらに、第二こて先１３が基板３に接触している状態にあるので、第二こて先１３の温度を、基板３に熱によるダメージを与えない温度に調整する必要がある。つまり、第二こて先１３の温度を、下限（糸はんだ４の溶融状態を保持可能な温度）と上限（基板３に熱によるダメージを与えない温度）との所定の温度範囲内（例えば２００℃前後）に調整する必要がある。
しかし、本実施形態では、第二こて先１３は、第一こて先１１のように糸はんだ４を溶融する為には用いられず、糸はんだ４を溶融するために熱を奪われるような事情がない。また、断熱部材１５により第一こて先１１から第二こて先１３への熱伝達が抑制されているので、第一こて先１１の熱伝達による第二こて先１３への影響は少ない。これにより、第二加熱部１４の第二ヒータ１４ａを通電制御し、第二こて先１３を一定温度に保持することが容易になる。したがって、第二こて先１３の温度を前記温度範囲内に調整することが容易になり、確実に第二こて先１３で、基板３に熱によるダメージを与えず、かつ、溶融はんだをリードピン２に供給することが可能である。
【００２４】
以上のように、複数のリードピン２・２・・・を基板３に連続してはんだ付けするときでも、第一こて先１１および第二こて先１３の温度調整を容易に行うことが可能であり、糸はんだ４を確実に溶融させ、さらに溶融状態を保持したままリードピンに供給可能であるので、はんだ付け品質を安定させることが可能である。
【００２５】
また、第一こて先１１、第二こて先１３は、異なるヒータ（それぞれ第一ヒータ１２ａ、第二ヒータ１４ａ）により異なる温度に制御可能である。これにより、第二こて先１３を前記上限と下限との範囲内に精密に制御して、はんだ付け品質を安定させることが可能である。
【００２６】
また、第一こて先１１および第二こて先１３を連通する連通溝１５ａ表面には、はんだメッキが施されている。これにより、溶融はんだが連通溝１５ａを通じて第一こて先１１から第二こて先１３に流れるとき、表面張力により連通溝１５ａから落下することが抑制され、溶融はんだを第一こて先１１から第二こて先１３に確実に供給可能になる。
【００２７】
また、溝１３ｂの底部の傾きと、断熱部材１５の連通溝１５ａの底部の傾きと、が同一の傾きに設定されている。詳細には、溝１３ｂの底部および連通溝１５ａの底部は、はんだごて１の前進時（はんだごて１によるはんだ付け時）に、溶融はんだに作用する重力と慣性力とのベクトル和の方向と同一方向に傾斜している。これにより、はんだごて１によるはんだ付け時、溶融はんだが円滑に溝１３ｂから連通溝１５ａに流れる。
【００２８】
なお、はんだごて１は、第一ヒータ１２ａを用いて第一こて先１１を加熱したが、第一加熱部１２の第一ヒータ１２ａに代えて、光ビーム、レーザ等の光を照射する照射装置２２ａを用いて第一こて先１１を加熱するよう構成してもよい。詳細には、第一こて先１１、第二こて先１３等とともに前後進し、第一こて先１１に向けて光ビーム、レーザ等の光を照射可能な位置に配置される照射装置２２ａを用いる。そして、照射装置２２ａから第一こて先１１に向けて光ビーム、レーザ等が照射されることにより第一こて先１１が加熱されるよう構成する。
このように構成することで、例えば図４に示すように、第一こて先１１に代えて、はんだ溶融に必要な最小限度の大きさを有し、照射装置２２ａにより照射される光エネルギーを熱エネルギーに変換可能な発熱部材２１ａを用いる等、はんだを溶融する部材の形状変更を容易に行える。そして、発熱部材２１ａを用いることにより、ヒートマスが小さくなり、発熱部材２１ａの熱伝達による第二こて先１３への影響を小さくすることが可能である。
発熱部材２１ａは、例えば、略直方体状の形状を有し、上面において下方に向けて凹むとともに前後方向に貫通する貫通溝２１ｂを有し、後部が断熱部材１５に固定されている。そして、貫通溝２１ｂの底部は下方に向かうにしたがい後方（断熱部材１５側）に向けて傾斜しており、さらに断熱部材１５の連通溝１５ａの底部に連なる形状を有している。
そして、貫通溝２１ｂに糸はんだを配置した状態で、照射装置２２ａから貫通溝２１ｂの底部に向けて、つまり当該糸はんだに向けて光が照射されることにより、当該糸はんだが溶融し、さらに貫通溝２１ｂを伝って流れ、断熱部材１５の連通溝１５ａに到達するよう構成されている。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明に係るはんだごての実施の一形態であるはんだごての概略構成図。
【図２】図１を前方側から見た図。
【図３】複数のリードピンと基板とを連続してはんだ付けするときを示す図であり、（ａ）ははんだごてが一つ目のリードピンに向けて前進しているときを示す図、（ｂ）ははんだ溶融部に糸はんだが供給されているときを示す図、（ｃ）は溶融した糸はんだがはんだ供給部からリードピンに供給されているときを示す図、（ｄ）ははんだごてが二つ目のリードピンに向けて前進しているときを示す図。
【図４】本発明に係るはんだごての実施の別形態を示す図。
【符号の説明】
【００３０】
１      はんだごて
１１    第一こて先
１２    第一加熱部
１３    第二こて先
１４    第二加熱部
１５    断熱部材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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