(57)【要約】【課題】  コイル状カーボン混載はんだ材料に電磁波を照射することで、電子部品と金属基板とをはんだ材料ではんだ付けする場合に、金属基板による反射波の発生を抑制することができる、反射波吸収によるはんだ付け方法を提供する【解決手段】  反射波吸収体６１と絶縁樹脂６２との反射波吸収部６０を金属導体６３上に備える金属基板１５１に、コイル状カーボン混載はんだ材料１０を、周囲が反射波吸収部で囲まれる位置に塗布し、その後、電磁波２１を金属基板に照射し、反射波吸収体で反射波を吸収しながら、コイル状カーボン混載はんだ材料を加熱することで、はんだ付けする。【選択図】  図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
反射波吸収体と絶縁樹脂との反射波吸収部を金属導体上に備える金属基板に、コイル状カーボン混載はんだ材料を、周囲が前記反射波吸収部で囲まれる位置に塗布し、
その後、電磁波を前記金属基板に照射し、前記反射波吸収体で反射波を吸収しながら、前記コイル状カーボン混載はんだ材料を加熱することで、はんだ付けする、はんだ付け方法。
【請求項２】
前記コイル状カーボン混載はんだ材料を塗布するとき、前記反射波吸収部と前記コイル状カーボン混載はんだ材料との距離が０ｍｍより大きくかつ１ｍｍ以下となるように塗布する、請求項１に記載のはんだ付け方法。
【請求項３】
前記コイル状カーボン混載はんだ材料を塗布するとき、塗布幅が２ｍｍ以上である前記反射波吸収部で周囲が囲まれる位置に、前記コイル状カーボン混載はんだ材料を塗布する、請求項１又は２に記載のはんだ付け方法。
【請求項４】
前記コイル状カーボン混載はんだ材料を塗布するとき、前記反射波吸収体として非磁性体のカーボン又はグラファイトを含む前記反射波吸収部で周囲が囲まれる位置に、前記コイル状カーボン混載はんだ材料を塗布する、請求項１〜３のいずれか１つに記載のはんだ付け方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子部品と半導体装置などの金属基板とをはんだ材料ではんだ付けする場合の、反射波吸収によるはんだ付け方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、パワーデバイスの進化に伴い、大電流又は高温動作に対応したパワーモジュールが必要とされている。大電流に対応した厚銅基板又は、高放熱を目的とした高熱容量基板には、金属板を主材としたメタルベース基板又はバスバー基板が用いられる。
【０００３】
従来、前記メタルベース基板又はバスバー基板と、電子部品のリードとのはんだ付けには、はんだゴテ又はディップ槽によるフローはんだ付けが用いられているが、メタルベース基板又はバスバー基板は、熱容量が大きく、はんだ付けのために与えた熱が、直ちに基板に拡散してしまうため、熱の拡散を考慮したはんだ付け方法が必要となる。
【０００４】
はんだゴテによるはんだ付けの場合には、はんだ融点以上に十分に加熱したはんだゴテをメタルベース基板又はバスバー基板と電子部品のリードとに接触させて加熱し、糸はんだを溶融させて、はんだ付けを行う。しかし、はんだゴテによるはんだ付けの場合には、はんだゴテをはんだ溶融温度よりも十分に加熱する必要があり、加熱されたはんだゴテが、メタルベース基板又はバスバー基板のレジストなど基板部分に接触すると、基板が焼けて外観不良となってしまう。
【０００５】
また、フローはんだ付けの場合には、ディップ槽の溶融はんだがバスバーと電子部品のリードとの接続部分に行き渡るにように基板に丸穴を設け、フローはんだ付けを行っている。しかしながら、例えば電解コンデンサのような弱耐熱部品を実装する場合において、バスバーに熱が伝わる際に弱耐熱部品にも熱が伝わることで、弱耐熱部品の破壊又は短寿命化につながる場合がある。さらに、３次元に配線形成された立体構造のバスバー基板に対しては、同一基板内ではんだ付け高さが異なるため、ディップ槽によるフローはんだ付けができない。
【０００６】
図１４に特許文献１による金属接合材料の模式図を示す。特許文献１においては、金属部品とセラミック部材とを接合する場合、又は、基板と電子部品とを接合する場合に、高周波誘導加熱による接合が提案されている。図１４の金属接合材料１４１は、接合金属部１４３と位置決め金属部１４２とで構成されており、位置決め金属部１４２は、はんだ付け温度で溶融不能かつ誘導加熱可能な金属を含んでいる。高周波誘導加熱では、発生させた電磁波が、位置決め金属部１４２内を貫通した際に、誘導電流が位置決め金属部１４２に発生する。誘導電流によってジュール熱が発生し、位置決め金属部１４２が加熱されることで、接合金属部１４３が加熱され、溶融し、はんだ付けが行われる。これにより、高温のはんだゴテを接触させる必要がなく、基板焼けによる外観不良を発生させることがない。また、弱体熱部品に対するはんだ付けにおいても、誘導加熱による短時間のはんだ付けプロセスが可能となるため、ディップ槽によるフローはんだ付けのように、バスバー基板又はリードを長時間高温に浸けたことによる部品の破壊又は短寿命化を発生させずに、はんだ付けが可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００８−１１２９５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、前記従来の構成では、図１５の（ａ）のような金属基板１５１Ａと、部品リード１５２とを接合する場合、位置決め金属部１４２を含む接合金属部１４３以外の金属基板１５１Ａ上で電磁波が全反射し、図１５の（ｂ）に示すように、入射波８６とは逆位相の反射波８３が位置決め金属部１４２を貫くため、入射波８６により発生した誘導電流１５３を打ち消す逆方向の誘導電流１５４が発生し、ジュール熱が発生しなくなるため、位置決め金属部１４２は加熱されず、接合金属部１４３が溶融しないため、はんだ付けされないという課題を有している。
【０００９】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、コイル状カーボン混載はんだ材料に電磁波を照射することで、電子部品と金属基板とをはんだ材料ではんだ付けする場合に、金属基板による反射波の発生を抑制することができる、反射波吸収によるはんだ付け方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明の１つの態様にかかるはんだ付け方法は、
反射波吸収体と絶縁樹脂との反射波吸収部を金属導体上に備える金属基板に、コイル状カーボン混載はんだ材料を、周囲が前記反射波吸収部で囲まれる位置に塗布し、
その後、電磁波を前記金属基板に照射し、前記反射波吸収体で反射波を吸収しながら、前記コイル状カーボン混載はんだ材料を加熱することで、はんだ付けする。
【発明の効果】
【００１１】
以上のように、本発明の前記態様にかかる反射波吸収によるはんだ付け方法によれば、コイル状カーボン混載はんだ材料に電磁波を照射することで、電子部品と半導体装置などの金属基板とをコイル状カーボン混載はんだ材料ではんだ付けする場合に、反射波吸収体で金属基板による反射波を吸収して反射波の発生を抑制し、誘導電流によりジュール熱が発生することで、金属基板上であっても、はんだ付けすることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施の形態におけるはんだ付け方法で使用しているコイル状カーボン混載はんだ材料の概略図
【図２】本発明の実施の形態におけるはんだ付け方法を説明するための電磁波照射状態の概略図
【図３】本発明の実施の形態におけるはんだ付け方法を説明するための金属基板上でのコイル状カーボン混載はんだ材料が加熱されない状態を示す図
【図４】本発明の実施の形態におけるはんだ付け方法を説明するための反射波の影響がある場合の電磁波加熱によるはんだ材料の温度測定値を示す図
【図５】本発明の実施の形態におけるはんだ付け方法を実施するための電磁波加熱装置によるはんだ付けの概略図
【図６】本発明の実施の形態におけるはんだ付け方法を説明するための反射波吸収体付き金属基板の概略図
【図７】本発明の実施の形態におけるはんだ付け方法を説明するための反射波吸収体付きコイル状カーボン混載はんだ材料の加熱特性を示す図
【図８Ａ】本発明の実施の形態におけるはんだ付け方法を説明するためのコイル状カーボン混載はんだと反射波吸収体の距離を変化させた場合のコイル状カーボン混載はんだ材料の加熱原理を示す図
【図８Ｂ】本発明の実施の形態におけるはんだ付け方法を説明するためのコイル状カーボン混載はんだと反射波吸収体の距離を変化させた場合のコイル状カーボン混載はんだ材料の加熱原理を示す図
【図８Ｃ】本発明の実施の形態におけるはんだ付け方法を説明するためのコイル状カーボン混載はんだと反射波吸収体の距離を変化させた場合のコイル状カーボン混載はんだ材料の加熱原理を示す図
【図９】本発明の実施の形態におけるはんだ付け方法を説明するための反射波吸収体とコイル状カーボン混載はんだ間距離を変化させた場合の加熱影響指数を示した図
【図１０】本発明の実施の形態におけるはんだ付け方法を説明するためのコイル状カーボン混載はんだと反射波吸収体の距離を変化させた場合のコイル状カーボン混載はんだ材料の加熱特性を示す図
【図１１】本発明の実施の形態におけるはんだ付け方法を説明するための反射波吸収部の塗布幅を変化させた場合のコイル状カーボン混載はんだ材料の加熱原理を示す図
【図１２】本発明の実施の形態におけるはんだ付け方法を説明するための反射波吸収部の塗布幅を変化させた場合のコイル状カーボン混載はんだ材料の加熱影響指数を示した図
【図１３】本発明の実施の形態におけるはんだ付け方法を説明するための反射波吸収部の塗布幅を変化させた場合のコイル状カーボン混載はんだ材料の加熱特性を示す図
【図１４】特許文献１による金属接合材料の模式図
【図１５】特許文献１による金属接合材料の加熱模式図
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００１４】
（実施の形態）
図１は本発明の実施の形態におけるはんだ付け方法で使用しているコイル状カーボン混載はんだ材料１０の概略図である。
【００１５】
図１において、コイル状カーボン混載はんだ材料１０は、コイル状カーボン１１と金属粒子１２とフラックス１３とで構成される。従来のはんだペーストが金属粒子１２とフラックス１３で構成されているのに対し、コイル状カーボン混載はんだ材料１０は、コイル状カーボン１１を混合させ、ペースト化している。
【００１６】
次に、図２は本発明の実施の形態におけるはんだ付け方法に関連した電磁波照射状態の概略図である。ここでは、コイル状カーボン混載はんだ材料１０が金属基板１５１Ａ（例えば図３の（ａ）に示すような金属基板１５１Ａ）上でのはんだ付け方法を想定している。
【００１７】
図２を用いて、金属基板１５１Ａからの反射波の影響がない場合、すなわち、基板材料としてガラス又はセラミックといった誘電体を主成分とする基板上における電磁波照射によるコイル状カーボン混載はんだ材料１０の加熱原理、及び、はんだ付けプロセスを説明する。
【００１８】
図２において、電磁波２１がはんだ材料１０に照射された場合、照射された電磁波２１の一部が、コイル状カーボン１１内を貫通する。電磁波２１が貫通したコイル状カーボン１１には、誘導加熱の原理により誘導電流２２が発生し、誘導電流２２によるジュール熱によってコイル状カーボン１１が発熱する。コイル状カーボン１１に発生した熱は、コイル状カーボン混載はんだ材料１０内の金属粒子１２に伝わり、金属粒子１２の融点以上となったときに、金属粒子１２が溶融する。
【００１９】
その後、電磁波２１が停止されると、コイル状カーボン１１に発生する誘導電流２２が消滅し、コイル状カーボン混載はんだ材料１０は冷却され始め、金属粒子１２は凝固点を超えて冷却され、はんだ付けが完了する。
【００２０】
図３の（ａ）及び（ｂ）は、本発明の実施の形態におけるはんだ付け方法を説明するため、金属基板１５１Ａ上でのコイル状カーボン混載はんだ材料１０が加熱されない状態を示す図及び１つのコイル状カーボン１１の状態を示す拡大説明図である。
【００２１】
図３の（ａ）を用いて、金属基板１５１Ａからの反射波８３の影響がある場合の電磁波照射によるコイル状カーボン混載はんだ材料１０の加熱原理、及び、はんだ付けプロセスを説明する。
【００２２】
電磁波２１は金属基板１５１Ａ上で全反射するため、金属基板１５１Ａ上に到達した電磁波２１(ここでは、入射波８６として表す。)は、入射角３１と等しい反射角３２で、逆位相の反射波８３となる。図３の（ａ）において、入射波８６がコイル状カーボン混載はんだ材料１０に照射された場合、図３の（ｂ）のように、照射された入射波８６の一部が、コイル状カーボン１１内を貫通する。入射波８６が貫通したコイル状カーボン１１には、誘導加熱の原理により誘導電流２２が発生する。一方で、金属基板１５１Ａからの反射波８３がコイル状カーボン混載はんだ材料１０を貫通した場合、図３の（ｂ)のように、反射波８３が貫通したコイル状カーボン１１には、誘導加熱の原理により誘導電流２２と逆方向の誘導電流３４が発生し、互いに打ち消しあうため、ジュール熱が発生せず、コイル状カーボン１１の発熱が抑制される。このため、コイル状カーボン混載はんだ材料１０内の金属粒子１２に熱が伝わらず、金属粒子１２の温度が上昇しないため、金属粒子１２は未溶融となる。
【００２３】
その後、電磁波２１が停止され、未溶融状態で、はんだ付けが完了する。
【００２４】
図４は、本発明の実施の形態における反射波の影響がある場合の電磁波加熱によるはんだ材料の温度測定値を示す図である。
【００２５】
図４において、横軸は加熱電力を示し、縦軸はコイル状カーボン混載はんだ材料の温度を示している。温度測定値４１は、本発明の実施の形態における反射波の影響がある場合のコイル状カーボン混載はんだ材料１０の温度測定値を示している。本実施の形態においては、コイル状カーボン混載はんだ材料１０の金属粒子１２の組成は、一例として、Ｓｎ−Ａｇ−Ｂｉ−Ｉｎを用いて実験を行っている。一例として、金属粒子１２の粒径は直径３０μｍを平均粒径とするものを使用し、各加熱電力における電磁波の照射時間は、２０秒間とした。温度測定値４１は、金属基板１５１Ａ上に照射された電磁波２１の反射波８３の影響でほとんど上昇しておらず、フラックス１３に到達した電磁波２１は、電磁誘導の作用によりわずかに加熱される。
【００２６】
図５は、本発明の実施の形態におけるはんだ付け方法で使用する電磁波加熱装置によるはんだ付けの概略図である。
【００２７】
図５において、電磁波加熱装置は、電磁波発生装置５５と、出力電力検出装置５６と、制御装置５７と、温度検出装置５８と、シールド部材５９とを備えている。
【００２８】
電磁波発生装置５５は、例えばＭＨｚ帯以上の周波数の電磁波を発生させる装置である。
【００２９】
出力電力検出装置５６は、電磁波発生装置５５に供給される電力を検出して、電磁波発生装置５５の出力を制御する。
【００３０】
制御装置５７は、温度検出装置５８からの検出結果を基に、電磁波発生装置５５と出力電力検出装置５６との動作をそれぞれ制御する。
【００３１】
温度検出装置５８は、コイル状カーボン混載はんだ材料１０の温度を測定して、制御装置５７に出力する。
【００３２】
シールド部材５９は、電磁波がシールド部材５９外に漏れるのを防止している。
【００３３】
はんだ付けを行う際に、高熱容量基板５４と電子部品５２のリード５３との接合部に、コイル状カーボン混載はんだ材料１０をディスペンス又は印刷により塗布供給し、電磁波加熱装置のシールド部材５９内に設置する。
【００３４】
その後、制御装置５７の制御の下に、電磁波発生装置５５から所定の電磁波をシールド部材５９内に発生させ、コイル状カーボン混載はんだ材料１０を加熱する。
【００３５】
その後、電磁波加熱装置には、備えられた温度検出装置５８でコイル状カーボン混載はんだ材料１０の温度を測定し、測定結果を基に制御装置５７で出力電力検出装置５６を制御する。その結果、出力電力検出装置５６によって電磁波発生装置５５の出力を制御することで、任意の温度で電磁波２１の出力を制御しながら、はんだ材料１０を加熱し、電子部品５２のリード５３と高熱容量基板５４とのはんだ付けを行う。
【００３６】
図６の（ａ）及び（ｂ）は、本発明の実施の形態におけるはんだ付け方法で使用する反射波吸収体付き金属基板１５１の概略斜視図及び断面図である。
【００３７】
図６の（ａ）及び（ｂ）において、反射波吸収体付き金属基板１５１は、反射波吸収体６１と絶縁樹脂６２とを有する反射波吸収部６０と、金属導体６３とで構成される。
【００３８】
反射波吸収体６１は電磁波を吸収する。反射波吸収体６１で電磁波が吸収される原理としては、電磁波が、磁性体であるフェライト又はニッケルなど又は非磁性体であるカーボン又はグラファイトなどの反射波吸収体を透過する際に、反射波吸収体の材料の電気抵抗又は誘電損失によって熱に変換されることで、吸収される。周波数がＭＨｚ帯以上になると、強磁性体であるフェライト又はニッケルは透磁率が低下して磁気損失も急激に低下する。このため、反射波吸収体としては、非磁性体であるカーボン又はグラファイトから選定する。
【００３９】
絶縁樹脂６２内に反射波吸収体６１が混在されて反射波吸収部６０を構成する。反射波吸収部６０は、接合用穴１５１ｃを除く金属導体６３の上面全面に配置されている。よって、はんだ付け時に金属導体６３の接合用穴１５１ｃ内にはんだ材料１０が塗布されると、はんだ材料１０の周囲が反射波吸収部６０で囲まれるように構成されている。絶縁樹脂の例としては、耐熱性に優れるポリイミドを選定することができる。
【００４０】
金属導体６３は、金属基板１５１の回路又は電極などを構成する。
【００４１】
本発明の実施の形態におけるはんだ付け方法は、反射波吸収体６１と絶縁樹脂６２とで構成される反射波吸収部６０を、接合用穴１５１ｃを除く金属基板１５１の金属導体６３上に塗布などにより配置した状態で、コイル状カーボン混載はんだ材料１０を、周囲が前記反射波吸収部で囲まれる位置に塗布する。
【００４２】
その後、電磁波発生装置５５から電磁波２１を金属基板１５１に照射し、反射波吸収体６１で反射波を吸収しながら、コイル状カーボン混載はんだ材料１０を加熱することで、はんだ付けするものである。
【００４３】
図７は、本発明の実施の形態における反射波吸収部を使用するときのコイル状カーボン混載はんだ材料の加熱特性を示す図である。
【００４４】
図７において、横軸は電磁波加熱装置で使用する加熱電力を示し、縦軸はコイル状カーボン混載はんだ材料１０の到達温度指数を示しており、本発明の実施の形態における反射波吸収体６１を含む反射波吸収部６０がある場合のコイル状カーボン混載はんだ材料１０の到達温度指数値を示している。反射波吸収部６０は、接合用穴１５１ｃを除く金属基板１５１の上面全体に塗布し、次いで、コイル状カーボン混載はんだ材料１０の周囲に反射波吸収部６０が例えば密着する状態となるような位置にコイル状カーボン混載はんだ材料１０が塗布されている。反射波吸収部６０として、カーボンを用いたサンプルＡを使用した到達温度指数をグラフ７１とし、グラファイトを用いたサンプルＢを使用した到達温度指数をグラフ７２とした。いずれの場合も、反射吸収体のない場合の到達温度指数のグラフ７３に比べて、到達温度指数が向上している結果となった。
【００４５】
図８Ａ〜図８Ｃは、本発明の実施の形態におけるコイル状カーボン混載はんだ材料１０と反射波吸収部６０との距離（ａ＋ｂ）が異なる場合のコイル状カーボン混載はんだ材料１０の加熱原理を示す図である。
【００４６】
図８Ａ〜図８Ｃにおいてコイル状カーボン混載はんだ高さをＨとし、反射波吸収部高さ８２をｈとし、コイル状カーボン混載はんだ端面から反射点８７までの距離８４をａとし、反射波吸収部端面から反射点までの距離８５をｂとし、入射波８６の反射点８７における角度８８（入射角）をθ１とし、反射波８３の反射点８７における角度８９（反射角）をθ２とする。
【００４７】
図８Ａ〜図８Ｂは、反射波８３がコイル状カーボン混載はんだ材料１０の加熱に影響しない場合を示した図である。
【００４８】
図８Ａにおいて、入射波８６が反射波吸収部高さｈより高い位置から入射した場合、すなわち、ｂ＊ｔａｎθ１＞ｈの場合は、入射波８６が反射波吸収体６１に吸収されずに、反射点８７に入射角θ１で到達し、反射点８７で反射波８３が反射角θ２で発生する。その際、反射波８３がコイル状カーボン混載はんだ高さＨより高い位置で反射した場合、すなわち、ａ＊ｔａｎθ２＞Ｈの場合は、反射波８３がコイル状カーボン混載はんだ材料１０に到達しないため、加熱に影響しない。
【００４９】
図８Ｂにおいて、入射波８６が反射波吸収部高さｈ以下の高さから入射した場合、すなわち、ｂ＊ｔａｎθ１≦ｈの場合は、入射波８６が反射波吸収体６１に吸収されるため、反射点８７には到達せず、反射波８３は発生しない。したがって、反射波がコイル状カーボン混載はんだ材料１０に到達しないため、加熱に影響しない。
【００５０】
図８Ｃは、反射波８３がコイル状カーボン混載はんだ材料１０の加熱に影響する場合を示した図である。
【００５１】
図８Ｃにおいて、入射波８６が反射波吸収部高さｈより高い位置から入射した場合、すなわち、ｂ＊ｔａｎθ１＞ｈの場合は、入射波８６が反射波吸収体６１に吸収されずに、反射点８７に入射角θ１で到達し、反射点８７で反射波８３が反射角θ２で発生する。その際、反射波８３がコイル状カーボン混載はんだ高さＨ以下の高さで反射した場合、すなわち、ａ＊ｔａｎθ２≦Ｈの場合は、反射波８３がコイル状カーボン混載はんだ材料１０に到達するため、加熱に影響する。
【００５２】
図９は、図８Ａ〜図８Ｃの原理に基づき、本発明の実施の形態における反射波吸収部６０とコイル状カーボン混載はんだ材料との間の距離が異なる場合の加熱影響指数を示した図である。
【００５３】
図９において、コイル状カーボン混載はんだ材料１０の高さＨを０．５ｍｍ、反射波吸収部６０の高さｈを０．１ｍｍ、コイル状カーボン混載はんだ材料１０と反射波吸収部６０との間の距離、すなわち、（ａ＋ｂ）を０．３ｍｍ、０．５ｍｍ、１ｍｍ、１．５ｍｍ、３ｍｍ、５ｍｍと異なる場合の加熱影響指数で、コイル状カーボン混載はんだ材料１０と反射波吸収部６０との間の距離（ａ＋ｂ）が０ｍｍより大きくかつ１ｍｍの場合（図９の縦線９１）以下では、反射波８３の加熱への影響が少ないため、より好ましいことがわかる。
【００５４】
図１０は、本発明の実施の形態におけるコイル状カーボン混載はんだ材料１０と反射波吸収部６０との距離が異なる場合のコイル状カーボン混載はんだ材料１０の加熱特性を示す図である。
【００５５】
図１０において、横軸は加熱電力を示し、縦軸はコイル状カーボン混載はんだ材料１０の到達温度指数を示しており、本発明の実施の形態における反射波吸収部６０の４個の接合用穴１５１ｃの開口径をそれぞれ異ならせた場合のコイル状カーボン混載はんだ材料１０の到達温度指数値を示している。まず、反射波吸収部６０の高さを０．１ｍｍとなるように反射波吸収部６０を金属基板１５１の上面全体に塗布する。次いで、コイル状カーボン混載はんだ材料１０と反射波吸収部６０との間の距離が０ｍｍ、１ｍｍ、３ｍｍ、５ｍｍの状態でかつコイル状カーボン混載はんだ材料１０の高さが０．５ｍｍとなるようにコイル状カーボン混載はんだ材料１０を４個の接合用穴１５１ｃ内のそれぞれに塗布する。これらの場合の到達温度指数は、距離が０ｍｍのときはグラフ１０１で示し、距離が１ｍｍのときはグラフ１０２で示し、距離が３ｍｍのときはグラフ１０３で示し、距離が５ｍｍのときはグラフ１０４で示している。また、反射吸収体のない場合の到達温度指数は、グラフ１０５である。
【００５６】
図１０の結果のグラフより、図８Ａ〜図８Ｃの原理と同様に、コイル状カーボン混載はんだ材料１０と反射波吸収部６０との間の距離が０ｍｍより大きくかつ１ｍｍ以下の場合は、反射波８３が与える到達温度への影響が少ないため、加熱効果があり、より好ましいことがわかる。
【００５７】
図１１は、本発明の実施の形態における反射波吸収部６０の塗布幅ｒが異なる場合のコイル状カーボン混載はんだ材料１０の加熱原理を示す図である。
【００５８】
図１１において、コイル状カーボン混載はんだ材料１０の高さをＨとし、反射波吸収部高さをｈとし、コイル状カーボン混載はんだ端面から反射点８７までの距離をａ＋ｂとし、反射波吸収部端面から反射点８７までの距離をｃとし、反射波吸収部６０の幅すなわち塗布幅をｒとし、入射波８６の反射点８７における角度及び反射波８３の反射点８７における角度をそれぞれβとする。反射波８３が反射波吸収部高さｈ以下の高さから入射した場合、すなわち、ｃ＊ｔａｎβ≦ｈの場合は、反射波８３が反射波吸収体６１に吸収されるため、コイル状カーボン混載はんだ材料１０には到達せず、加熱に影響しない。
【００５９】
また、ｃ＊ｔａｎβ＞ｈの場合は、反射波８３が反射波吸収体６１に吸収されないが、反射波８３がコイル状カーボン混載はんだ１０の高さＨより高い場合、すなわち、（ａ＋ｂ＋ｃ＋ｒ）＊ｔａｎβ＞Ｈの場合も、コイル状カーボン混載はんだ材料１０には到達しないため、加熱に影響しない。
【００６０】
しかし、ｃ＊ｔａｎβ＞ｈの場合において、反射波８３が反射波吸収体６１に吸収されないが、反射波８３がコイル状カーボン混載はんだ材料１０の高さＨ以下の場合、すなわち（ａ＋ｂ＋ｃ＋ｒ）＊ｔａｎβ≦Ｈの場合は、反射波８３がコイル状カーボン混載はんだ材料１０に到達するため、加熱に影響する。
【００６１】
図１２は、図１１の原理に基づき、本発明の実施の形態における反射波吸収部６０の塗布幅ｒが異なる場合のコイル状カーボン混載はんだ材料１０の加熱影響指数を示した図である。
【００６２】
図１２において、コイル状カーボン混載はんだ材料１０の高さＨを０．５ｍｍとし、反射波吸収部６０の高さｈを０．１ｍｍとし、コイル状カーボン混載はんだ材料１０と反射波吸収部６０との間の距離、すなわち、ａ＋ｂは１ｍｍとし、反射波吸収部６０の塗布幅を０．２ｍｍ、０．５ｍｍ、１ｍｍ、２ｍｍ、３ｍｍ、５ｍｍと異なる場合の加熱影響指数である。
【００６３】
これより、反射波吸収部６０の塗布幅ｒが０ｍｍより大きくかつ１ｍｍの場合（図１２の縦軸１２１）以上では、反射波８３の加熱への影響が少ないため、加熱効果があり、より好ましいことがわかる。
【００６４】
図１３は、本発明の実施の形態における反射波吸収部６０の塗布幅ｒが異なる場合のコイル状カーボン混載はんだ材料１０の加熱特性を示す図である。
【００６５】
図１３において、横軸は加熱電力を示し、縦軸はコイル状カーボン混載はんだ材料１０の到達温度指数を示しており、本発明の実施の形態における反射波吸収部６０の塗布幅ｒが異なる場合のコイル状カーボン混載はんだ材料１０の到達温度指数値を示している。反射波吸収部６０を接合用穴１５１ｃを除く金属基板１５１の上面全体に塗布し、コイル状カーボン混載はんだ材料１０に対して反射波吸収部６０が塗布幅１ｍｍ、２ｍｍ、３ｍｍの状態で塗布されている。反射波吸収部６０の塗布幅１ｍｍの場合をグラフ１３１で示し、塗布幅２ｍｍの場合をグラフ１３２で示し、塗布幅３ｍｍの場合をグラフ１３３で示している。
【００６６】
図１３の結果によれば、図１２の原理と同様に、反射波吸収部６０の塗布幅が２ｍｍ以上の場合は、反射波８３が与える到達温度への影響が少なくなることがわかる。
【００６７】
前記実施形態にかかるはんだ付け方法によれば、コイル状カーボン混載はんだ材料１０に電磁波を照射することで電子部品５２と半導体装置などの金属基板１５１とをはんだ材料１０ではんだ付けする場合に、反射波吸収体６１で金属基板１５１による反射波８３を吸収して反射波８３の発生を抑制し、誘導電流２２によりジュール熱が発生することで、金属基板１５１上であっても、はんだ付けすることが可能となる。
【００６８】
なお、本実施の形態では、コイル状カーボン混載はんだ材料１０の金属粒子１２として組成がＳｎ−Ａｇ−Ｂｉ−Ｉｎの金属を用いているが、公知のはんだ材料を用いても同様の効果を得ることができる。また、反射波吸収体６１及び絶縁樹脂６２のそれぞれも、本実施の形態で用いた材料又は形状に限定するものではない。
【００６９】
なお、前記様々な実施形態又は変形例のうちの任意の実施形態又は変形例を適宜組み合わせることにより、それぞれの有する効果を奏するようにすることができる。また、実施形態同士の組み合わせ又は実施例同士の組み合わせ又は実施形態と実施例との組み合わせが可能であると共に、異なる実施形態又は実施例の中の特徴同士の組み合わせも可能である。
【産業上の利用可能性】
【００７０】
本発明の前記態様に係る反射波吸収によるはんだ付け方法は、コイル状カーボン混載はんだ材料に電磁波を照射することで電子部品と半導体装置などの金属基板とをはんだ材料ではんだ付けする場合に、反射波吸収体で金属基板による反射波を吸収して反射波の発生を抑制することができ、電磁波を用いた局所加熱によるはんだ付けを行うことが可能であり、大電流対応の厚銅基板又は高熱容量基板だけでなく、はんだゴテ又はフローはんだ付けが困難な３次元基板へのはんだ付け又は、弱体熱部品へのはんだ付けに対して、特に有用である。
【符号の説明】
【００７１】
１０：コイル状カーボン混載はんだ材料
１１：コイル状カーボン
１２：金属粒子
１３：フラックス
２１：電磁波
２２：誘導電流
３１：入射角
３２：反射角
３４：逆方向誘導電流
５２：電子部品
５３：リード
５４：高熱容量基板
５５：電磁波発生装置
５６：出力電力検出装置
５７：制御装置
５８：温度検出装置
５９：シールド部材
６０：反射波吸収部
６１：反射波吸収体
６２：絶縁樹脂
６３：金属導体
７１：カーボンを用いたサンプルＡを使用した到達温度指数
７２：グラファイトを用いたサンプルＢを使用した到達温度指数
７３：反射吸収体のない場合の到達温度指数
Ｈ：コイル状カーボン混載はんだ高さ
ｈ：反射波吸収部高さ
８３：反射波
ａ：コイル状カーボン混載はんだ端面から反射点８７までの距離
ｂ：反射波吸収部端面から反射点までの距離
８６：入射波
８７：反射点
θ１：入射波８６の反射点８７における角度（入射角）
θ２：反射波８３の反射点８７における角度（反射角）
９１：コイル状カーボン混載はんだ材料と反射波吸収部間の距離が１ｍｍの場合の縦線
１０１：コイル状カーボン混載はんだ材料と反射波吸収部間の距離０ｍｍの場合の到達温度指数のグラフ
１０２：コイル状カーボン混載はんだ材料と反射波吸収部の距離１ｍｍの場合の到達温度指数のグラフ
１０３：コイル状カーボン混載はんだ材料と反射波吸収部間の距離３ｍｍの場合の到達温度指数のグラフ
１０４：コイル状カーボン混載はんだ材料と反射波吸収部間の距離５ｍｍの場合の到達温度指数のグラフ
１０５：反射吸収体のない場合の到達温度指数のグラフ
ａ＋ｂ：コイル状カーボン混載はんだ端面から反射点８７までの距離
ｃ：反射波吸収部端面から反射点８７までの距離
ｒ：反射波吸収部６０の塗布幅
β：入射波の反射点における角度（反射波の反射点における角度）
１２１：反射波吸収部６０の塗布幅が２ｍｍの場合の縦軸
１３１：反射波吸収部の塗布幅１ｍｍの場合の到達温度指数のグラフ
１３２：反射波吸収部の塗布幅２ｍｍの場合の到達温度指数のグラフ
１３３：反射波吸収部の塗布幅３ｍｍの場合の到達温度指数のグラフ
１４１：金属接合材料
１４２：位置決め金属部
１４３：接合金属部
１５１：反射波吸収体付き金属基板
１５１Ａ：反射波吸収体無しの金属基板
１５１ｃ：接合用穴
１５２：部品リード
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図８Ｃ】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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