(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザを照射するレーザ光源と、
糸はんだを供給するはんだ供給部と、
熱容量を有し、且つ、前記糸はんだに濡れない金属から成るヒートシンクと、
前記ヒートシンクを移動させる移動部と、
基板上の被はんだ付け部、又は当該被はんだ付け部に前記基板内で導通した導通部が存在する場合には当該導通部に対し、前記移動部により前記ヒートシンクを接触させる接触部と、
前記被はんだ付け部又は前記導通部に前記ヒートシンクが接触された状態において、当該被はんだ付け部に対し、前記レーザ光源によりレーザを照射させ、前記はんだ供給部により糸はんだを供給させることで、はんだ付けを行うはんだ付け部と
を備えたはんだ付け装置。
【請求項２】
前記接触部は、前記被はんだ付け部に対して前記ヒートシンクを接触させ、
前記はんだ付け部による処理後、前記移動部により前記ヒートシンクを前記被はんだ付け部から取外す取外し部を備えた
ことを特徴とする請求項１記載のはんだ付け装置。
【請求項３】
前記取外し部による処理後、前記被はんだ付け部に対し、前記レーザ光源によりレーザを再度照射させる再加熱部を備えた
ことを特徴とする請求項２記載のはんだ付け装置。
【請求項４】
レーザを照射するレーザ光源と、糸はんだを供給するはんだ供給部と、熱容量を有し、且つ、前記糸はんだに濡れない金属から成るヒートシンクと、前記ヒートシンクを移動させる移動部とを備えたはんだ付け装置によるはんだ付け方法であって、
接触部は、基板上の被はんだ付け部、又は当該被はんだ付け部に前記基板内で導通した導通部が存在する場合には当該導通部に対し、前記移動部により前記ヒートシンクを接触させ、
はんだ付け部は、前記被はんだ付け部又は前記導通部に前記ヒートシンクが接触された状態において、当該被はんだ付け部に対し、前記レーザ光源によりレーザを照射させ、前記はんだ供給部により糸はんだを供給させることで、はんだ付けを行う
ことを特徴とするはんだ付け方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、糸はんだを用いてレーザはんだ付けを行うはんだ付け装置及びはんだ付け方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子回路基板（以下、基板と称す）は小型化が進み、部品が高密度に実装されている。同時に、基板上の被はんだ付け部である金属パッド及び金属パターンも１ｍｍ程度の幅まで小型化されており、微小領域に精密なはんだ付けを行うことが要求されている。そこで、精密なはんだ付けを行う手段として、微小領域の加熱が可能なレーザはんだ付けが用いられている。
【０００３】
一方、レーザはんだ付けを糸はんだと併用する場合、被はんだ付け部の焼損の問題が生じる。以下に、従来のはんだ付け装置による糸はんだを用いたレーザはんだ付けの動作例について説明する。
はんだ付け装置は、まず、レーザ光源によるレーザの照射スポット及びはんだ供給部による糸はんだの供給ポイントを、基板上の被はんだ付け部に合わせる。次いで、被はんだ付け部に対し、レーザ光源によりレーザを照射し、同時に、はんだ供給部により糸はんだを供給することで、はんだ付けを行う。その後、レーザ光源によるレーザの照射を終了し、同時に、はんだ供給部による糸はんだの供給を終了する。
ここで、被はんだ付け部は、小型化に伴い、熱容量が低くなっている。そのため、糸はんだの供給位置ずれ等により、レーザの照射タイミングに対して糸はんだの供給タイミングが遅れると、被はんだ付け部のレーザ照射部分が過昇温を起こし、焼損してしまう。
【０００４】
そこで、従来から、難燃性の基板を用いたり、はんだレジスト又はレーザレジストを基板に塗布することで、焼損を防いでいる（例えば特許文献１，２参照）。また、低出力のレーザを用いたり、デフォーカスしたレーザを用いて基板を予熱することで、焼損を防ぐものも知られている（例えば特許文献３，４参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１３−２５８２５４号公報
【特許文献２】特開昭６０−１８２１９１号公報
【特許文献３】特公平８−１８１２５号公報
【特許文献４】特開昭６０−１８０６６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、難燃性の基板を用いたり、はんだレジスト又はレーザレジストを基板に塗布する方法では、基板の設計変更又は製造工程の増加を招くため、既存製品への応用が困難であるという課題がある。また、低出力のレーザを用いたり、デフォーカスしたレーザを用いて基板を予熱する方法であっても、糸はんだの供給位置ずれ等により、レーザの照射タイミングに対して糸はんだの供給タイミングが遅れた場合には、焼損が生じてしまうため、問題の解決には至らない。
【０００７】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、基板の設計変更及び製造工程の増加を招くことなく、レーザの照射タイミングに対して糸はんだの供給タイミングが遅れた場合であっても、被はんだ付け部の焼損を防ぐことができるはんだ付け装置及びはんだ付け方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明に係るはんだ付け装置は、レーザを照射するレーザ光源と、糸はんだを供給するはんだ供給部と、熱容量を有し、且つ、前記糸はんだに濡れない金属から成るヒートシンクと、ヒートシンクを移動させる移動部と、基板上の被はんだ付け部、又は当該被はんだ付け部に基板内で導通した導通部が存在する場合には当該導通部に対し、移動部によりヒートシンクを接触させる接触部と、被はんだ付け部又は導通部にヒートシンクが接触された状態において、当該被はんだ付け部に対し、レーザ光源によりレーザを照射させ、はんだ供給部により糸はんだを供給させることで、はんだ付けを行うはんだ付け部とを備えたものである。
【発明の効果】
【０００９】
この発明によれば、上記のように構成したので、基板の設計変更及び製造工程の増加を招くことなく、レーザの照射タイミングに対して糸はんだの供給タイミングが遅れた場合であっても、被はんだ付け部の焼損を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】この発明の実施の形態１に係るはんだ付け装置の構成例を示す模式図である。
【図２】この発明の実施の形態１に係るはんだ付け装置の動作例を示すフローチャートである。
【図３】図３Ａ、図３Ｂは、この発明の実施の形態１に係るはんだ付け装置の動作例を示す上面図である。
【図４】この発明の実施の形態１に係るはんだ付け装置によるはんだ付け時の動作例を示す斜視図である。
【図５】図５Ａ、図５Ｂは、この発明の実施の形態１に係るはんだ付け装置の別の動作例を示す上面図である。
【図６】図６Ａ、図６Ｂは、この発明の実施の形態１に係るはんだ付け装置の別の動作例を示す上面図である。
【図７】この発明の実施の形態２に係るはんだ付け装置の構成例を示す模式図である。
【図８】この発明の実施の形態２に係るはんだ付け装置の動作例を示すフローチャートである。
【図９】図９Ａ〜図９Ｄは、この発明の実施の形態２に係るはんだ付け装置の動作例を示す上面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、この発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１に係るはんだ付け装置の構成例を示す模式図である。
はんだ付け装置は、図１に示すように、レーザ光源１、はんだ供給部２、ヒートシンク３、移動部４及び制御部５を備えている。
【００１２】
レーザ光源１は、レーザ１１を照射するものである。
はんだ供給部２は、糸はんだ２１を供給するものである。
【００１３】
ヒートシンク３は、熱容量を有するものであり、金属部材等から成る。
移動部４は、ヒートシンク３を移動させるものである。
【００１４】
制御部５は、はんだ付け装置の各部の動作を制御するものである。この制御部５は、位置決め部５１、接触部５２及びはんだ付け部５３を有している。なお、制御部５は、システムＬＳＩ等の処理回路や、メモリ等に記憶されたプログラムを実行するＣＰＵ等により実現される。
【００１５】
位置決め部５１は、基板１０上の被はんだ付け部１０１に対し、レーザ光源１によるレーザ１１の照射スポット及びはんだ供給部２による糸はんだ２１の供給ポイントを合わせるものである。この際、位置決め部５１は、例えば、レーザ光源１及びはんだ供給部２を移動させることで、照射スポット及び供給ポイントを被はんだ付け部１０１に合わせる。
【００１６】
接触部５２は、被はんだ付け部１０１、又は当該被はんだ付け部１０１に基板１０内で導通した導通部１０２が存在する場合（図５Ｂ参照）には当該導通部１０２に対し、移動部４によりヒートシンク３を接触させるものである。
【００１７】
はんだ付け部５３は、被はんだ付け部１０１又は導通部１０２にヒートシンク３が接触された状態において、当該被はんだ付け部１０１に対し、レーザ光源１によりレーザ１１を照射させ、はんだ供給部２により糸はんだ２１を供給させることで、はんだ付けを行うものである。また、はんだ付け部５３は、レーザ１１の照射強度及び糸はんだ２１の供給速度の制御も行う。
【００１８】
次に、実施の形態１に係るはんだ付け装置による動作例について、図１〜４を参照しながら説明する。なお以下では、被はんだ付け部１０１にヒートシンク３を接触させる場合を示す。
実施の形態１に係るはんだ付け装置による動作例では、図２に示すように、まず、位置決め部５１は、基板１０上の被はんだ付け部１０１に対し、レーザ光源１によるレーザ１１の照射スポット及びはんだ供給部２による糸はんだ２１の供給ポイントを合わせる（ステップＳＴ２０１）。
【００１９】
また、接触部５２は、被はんだ付け部１０１に対し、移動部４によりヒートシンク３を接触させる（ステップＳＴ２０２）。これにより、図３Ａに示すように、熱容量を有するヒートシンク３が被はんだ付け部１０１に直接接触され、当該被はんだ付け部１０１の熱容量を増大させることができる。
【００２０】
次いで、はんだ付け部５３は、被はんだ付け部１０１にヒートシンク３が接触された状態において、当該被はんだ付け部１０１に対し、レーザ光源１によりレーザ１１を照射させ、はんだ供給部２により糸はんだ２１を供給させることで、はんだ付けを行う（ステップＳＴ２０３）。この際、レーザ１１の照射と同時に糸はんだ２１の供給を行う。図３Ｂ及び図４に、はんだ付け部５３によるはんだ付けの様子を示す。
【００２１】
ここで、上述したように、被はんだ付け部１０１は、ヒートシンク３によって熱容量が増大されている。そのため、糸はんだ２１の供給位置ずれ等により、レーザ１１の照射タイミングに対して糸はんだ２１の供給タイミングが遅れたとしても、レーザ１１による熱をヒートシンク３側に逃がすことができる。よって、被はんだ付け部１０１のレーザ照射部分での過昇温の発生を回避でき、焼損を防ぐことができる。
【００２２】
なお図３，４では、被はんだ付け部１０１上の糸はんだ２１の供給ポイントの近くにヒートシンク３を配置する場合を示した。しかしながら、これに限るものではなく、例えば、図５Ａに示すように被はんだ付け部１０１の一部が延設されている場合や、図５Ｂに示すように被はんだ付け部１０１に基板１０内で導通した導通部（金属パッド又は金属パターン）１０２が存在する場合には、糸はんだ２１の供給ポイントに対して遠くにヒートシンク３を配置することができる。図５Ａでは被はんだ付け部１０１の延設された部分にヒートシンク３を接触させ、図５Ｂでは導通部１０２にヒートシンク３を接触させている。なお図５Ｂの場合では、導通部１０２に対してははんだ付けが行われないため、被はんだ付け部１０１に対するはんだ付けの後、導通部１０２からヒートシンク３を取外すことが可能である。
【００２３】
また上記では、被はんだ付け部１０１に対して部品（不図示）を表面実装する場合を想定して説明を行った。しかしながら、これに限るものではなく、例えば図６に示すように、被はんだ付け部１０１に対して貫通部品（不図示）をはんだ付けする場合にも、実施の形態１の構成を同様に適用可能である。
【００２４】
以上のように、この実施の形態１によれば、基板１０上の被はんだ付け部１０１、又は導通部１０２が存在する場合には当該導通部１０２に対し、移動部４によりヒートシンク３を接触させ、被はんだ付け部１０１又は導通部１０２にヒートシンク３が接触された状態において、当該被はんだ付け部１０１に対し、レーザ光源１によりレーザ１１を照射させ、はんだ供給部２により糸はんだ２１を供給させることで、はんだ付けを行うように構成したので、基板１０の設計変更及び製造工程の増加を招くことなく、レーザ１１の照射タイミングに対して糸はんだ２１の供給タイミングが遅れた場合であっても、被はんだ付け部１０１の焼損を防ぐことができる。また、実施の形態１の構成では、従来技術と異なり、基板１０の設計変更及び製造工程の増加は不要のため、既存製品への応用が容易である。
【００２５】
また、実施の形態１の構成では、被はんだ付け部１０１の熱容量を増大させることができるため、糸はんだ２１の供給時間の条件を緩和することが可能となる。
【００２６】
実施の形態２．
実施の形態１では、被はんだ付け部１０１にヒートシンク３を接触させる場合、はんだ付け後にヒートシンク３をそのまま基板１０上に残すことを想定している。しかしながら、基板１０によっては、ヒートシンク３を基板１０上に残すことができない場合がある。そこで、実施の形態２では、被はんだ付け部１０１にヒートシンク３を接触させる場合であっても、被はんだ付け部１０１に対するはんだ付け後にヒートシンク３を取外し可能とする構成について説明する。
【００２７】
図７はこの発明の実施の形態２に係るはんだ付け装置の構成例を示す模式図である。この図７に示す実施の形態２に係るはんだ付け装置は、図１に示す実施の形態１に係るはんだ付け装置に対し、ヒートシンク３の材質を限定し、制御部５に取外し部５４及び再加熱部５５を追加したものである。その他の構成は同様であり、同一の符号を付してその説明を省略する。
【００２８】
実施の形態２におけるヒートシンク３は、熱容量を有し、且つ、糸はんだ２１に濡れない金属部材から構成されている。このヒートシンク３に用いられる部材としては、例えば、白金、ＳＵＳ、Ｎｉ基合金等が挙げられる。
【００２９】
取外し部５４は、はんだ付け部５３による処理後、移動部４によりヒートシンク３を被はんだ付け部１０１から取外すものである。
再加熱部５５は、取外し部５４による処理後、被はんだ付け部１０１に対し、レーザ光源１によりレーザ１１を再度照射させるものである。また、再加熱部５５は、レーザ１１の照射強度の制御も行う。
【００３０】
次に、実施の形態２に係るはんだ付け装置による動作例について、図７〜９を参照しながら説明する。この図８に示す実施の形態２に係るはんだ付け装置による動作例は、図２に示す実施の形態１に係るはんだ付け装置による動作例に対して、ステップＳＴ８０１，８０２を追加したものである。その他の動作は同様でありその説明を省略する。また、図９Ａ及び図９Ｂは、図３Ａ及び図３Ｂと同一の図である。
【００３１】
実施の形態２に係るはんだ付け装置では、ステップＳＴ２０２におけるはんだ付け部５３による処理後、取外し部５４は、移動部４によりヒートシンク３を被はんだ付け部１０１から取外す（ステップＳＴ８０１）。すなわち、実施の形態２では、ヒートシンク３を糸はんだ２１に濡れにくい金属部材から構成している。そのため、被はんだ付け部１０１に対するはんだ付けの後、図９Ｃに示すように、ヒートシンク３を被はんだ付け部１０１から取外すことが可能である。
【００３２】
次いで、再加熱部５５は、被はんだ付け部１０１に対し、レーザ光源１によりレーザ１１を再度照射させる（ステップＳＴ８０２）。すなわち、ヒートシンク３を取外すことで、被はんだ付け部１０１のうち、ヒートシンク３が設置されていた箇所（図９Ｃに示す未はんだ部１０１ｂ）が露出する。そこで、図９Ｄに示すように、被はんだ付け部１０１に対して再度レーザ１１を照射することで、被はんだ付け部１０１上のはんだ付け形状を整え、被はんだ付け部１０１全体にはんだを塗布することができる。
【００３３】
なお上記では、再加熱部５５により、被はんだ付け部１０１上のはんだ付け形状を整える場合を示した。しかしながら、この再加熱部５５は必須の構成ではなく、被はんだ付け部１０１上のはんだ付け形状を整える必要がない場合には、再加熱部５５を制御部５から取除いてもよい。
【００３４】
以上のように、この実施の形態２によれば、ヒートシンク３を糸はんだ２１に濡れにくい金属部材から構成し、被はんだ付け部１０１に対するはんだ付けの後、ヒートシンク３を取外すように構成したので、実施の形態１における効果に加え、ヒートシンク３を取外す必要がある場合にも対応することが可能となる。
また、ヒートシンク３の取外し後、被はんだ付け部１０１の再加熱を行うことで、被はんだ付け部１０１上のはんだ付け形状を整えることができる。
【００３５】
なお、本願発明はその発明の範囲内において、各実施の形態の自由な組み合わせ、あるいは各実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは各実施の形態において任意の構成要素の省略が可能である。
【符号の説明】
【００３６】
１  レーザ光源
２  はんだ供給部
３  ヒートシンク
４  移動部
５  制御部
１０  基板
１１  レーザ
２１  糸はんだ
５１  位置決め部
５２  接触部
５３  はんだ付け部
５４  取外し部
５５  再加熱部
１０１  被はんだ付け部
１０１ｂ  未はんだ部
１０２  導通部
【図１】
0006584349.tif 000002
【図２】
0006584349.tif 000003
【図３】
0006584349.tif 000004
【図４】
0006584349.tif 000005
【図５】
0006584349.tif 000006
【図６】
0006584349.tif 000007
【図７】
0006584349.tif 000008
【図８】
0006584349.tif 000009
【図９】
0006584349.tif 000010