(57)【要約】      （修正有）【課題】はんだ材を固定する相手の構成部材の熱容量が大きくかつ温度伝導率が高く、さらに形状が半球形状であっても安定した半田付けが可能となる、半田剤の固定方法を提供する。【解決手段】溶接熱源をはんだ１側と構成部材（実施例ではリードピン）３側それぞれの溶接面の間に位置させること目的としてはんだ材とリードピンの頂部間にアーク放電を導入した。これにより、はんだ材に比べて熱容量が大きくまた温度伝導率が高いリードピンの頂部表層のみを急速加熱することが可能となった。さらに放電によって接合面の酸化物や汚れが除去された。加熱の後、リードピン頂部表層の熱拡散を防ぐため十分な速さで貼り合わせて加圧する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の構成部材の間に、はんだ材を置きこれを加熱・溶接するリフローはんだ付けにおいて、はんだ材の位置ずれを防止するため片方の構成部材に、はんだ材を固定することを目的として、はんだ材と構成部材との間に間隙を設けて対面させたのち、はんだ材と構成部材との間に電圧を掛けて間隙に放電を起こし、はんだ材側と構成部材側のそれぞれ対面する面に放電による急速な加熱を行うとともに加熱の影響を構成部材の表皮部分にとどめるため、熱拡散を防ぐ上で十分な速やさにてはんだ材と構成部材を貼り合わせて加圧することにより、はんだ材を構成部材に溶接固定することを特徴とするはんだ材の固定装置、および、はんだ材の固定法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、リフローはんだ付けに供される構成部材として主に銅製リードピンの準備段階に利用され、ダイオードや半導体装置の組み立てに関する。
【０００２】
【従来の技術】
リフロー炉によるはんだ付け作業では、構成部材を寄せ合わせる段階で取り扱い中にはんだ材が所定位置から位置ずれ、ないし逸脱落下する問題が少なくない。さらにリフロー炉への装入から炉内を通過する間にも、同様の不具合の発生することがある。そこで、関連の構成部材のひとつにあらかじめはんだを固定して置く対策が行われる。
固定の手段には、まずはんだを手作業で部材に点付けする方法があるが、生産性が低いという問題がある。
レーザー光線あるいはキセノンランプの光線を当てるはんだ付けが知られているが、はんだ材と構成部材の上に置いたはんだ材の上方からの加熱になるので、構造部材の加熱が進捗しにくい。さらにはんだ材自体の光沢により光線のかなりの部分が撥ね返えされるのではんだを溶融するために多量の熱量と時間を要する上、はんだが溶融しても構造物に入った熱エネルギーが拡散してしまうためにはんだが玉状に溶融するのみではんだ付けは困難である。
超音波によるはんだ付けも知られている。被接合物の間に摩擦による発熱をさせて接合する際にはんだ材を超音波で振動させた場合、はんだが軟らかいので超音波エネルギーがはんだ内部に吸収されて構造部材との境界面での摩擦発熱が不十分となり、はんだ付けには至らない。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、はんだ材を固定する相手の構成部材の熱容量が大きくかつ温度伝導率が高く、さらに形状が半球形状であっても安定したはんだ付けが可能となる方法を得ることにある。また、はんだ材に光沢があり、はんだ材の形状が球形の場合であっても安定したはんだ付けが可能となる接合方法の提供を課題とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、
１）はんだを外側から加熱するのでなく接合する面を加熱できるように、接合する両面の間に熱源を設けることを特徴とする。
２）つぎに、その加熱ははんだ材、構造部材の面の反射光沢に影響されないことを特徴とする。
さらに構造部材が純銅などのように温度伝導率が高くても加熱を表層にとどめることを目的にアークによる急加熱方法であることを特徴とする。
４）またアーク放電によるので放電面の清浄化作用により安定したはんだ付けが達成出来ることを特徴とする。すなわち接合面に酸化物や汚れなどがあっても放電によって面の新鮮さが回復することが知られている。
（文献４、気体電離論：電気学会編‘６９オーム社刊）
５）加えて、はんだ付けの装置には図２に示すように迅速に貼り合せて加圧する機構を具備し加熱した部分の温度の拡散に比べて、十分速やかにはんだ材と構造体との張り合わせが可能となる特徴がある。
【０００５】
【実施例１】
図１はリードピンの頂部にはんだを付ける実施例１の断面図であって、はんだ材１は一方の電極を成す真空吸着機構２（部分）に吸引され、リードピン３は治具４に保持されて他方の電極になっている。真空吸着機構２（部分）は導電性で治具４との間には電気絶縁部材８があり電気的に絶縁されている。はんだ材とリードピン頂部の間隙を所定に保ち、制御器６により電源５から両電極間に電圧を掛けて、通電すると放電が始まる。一定時間の後、制御器により電流を遮断し、それと同時に昇降機構７を迅速に下降させ下面を加熱されたはんだ材と頂部を加熱されたピンとを貼り合せ加圧する。
図２に上記の過程を分解して示す。
図２−ａは真空吸着されたはんだ材１とリードピン３の頂部間で放電している状況を示す。
図２−ｂは放電を終了させ、加熱されたはんだ材１を、頂部が加熱されたリードピン３とを図示されない昇降機構により、貼り合わせている状況を示す。
図２−ｃは貼り合わせと加圧が終了した後、図示されない昇降機構により真空吸着部分２が上方に離れる。一方、治具４の中にはんだを頂部に付けたピン３が完成する。
【実施例２】
図３は半導体パッケージのリードピンの頂部にはんだを付ける実施例２の断面図である。
複数のリードピン３がパッケージ基板９に挿架されておりこれらのリードピンはパッケージ支持台１１を経由して電源５に結ばれる。はんだ１は球形であり多数の球形はんだを納めた図示しない容器から吸引パッドの窪んだ穴に吸い上げられたものである。
吸引パッド１０がパッケージ基板９上方の所定位置に置かれたのち実施例１と同様に制御器６により電源５から電圧を掛けて球形はんだとリードピン頂部間で放電をさせ、球形はんだの下側とリードピンの頂部表面を加熱した後、図示しない昇降機構を用いてこれらを貼り合わることにより複数個のリードピンの頂部に球形はんだ材が溶接される。
【発明の効果】
リフローはんだ付けに供する頂部にはんだを溶接したリードピンの製作において、熱源をはんだとリードピンの頂部の間隙に設けることを目的としてこの間隙にアーク放電を導入した。これによって、はんだ材に比べて熱容量が大きくまた温度伝導率が高いリードピンの頂部の表層を急速に加熱することが可能となった。さらに放電によって接合面の酸化物や汚れが除去された。加熱の後、リードピンの頂部の熱拡散を防ぐため十分な速さで貼り合わせて加圧することにより銅製リードピンなどに安定したはんだ接合が可能になった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例を基に主要な構成要素を示す説明図である。
【図２】本発明の実施例を基に進行過程を示す説明図である。
【図３】本発明の実施例を示す説明図である。
【符号の説明】
１  はんだ材
２  真空吸着機構（部分を示す）
３  リードピン
４  治具
５  電源
６  制御器
７  昇降機構
８  はんだ材（球形）
９  パッケージ基板
１０  吸引パッド
１１  ピン支持台
【図１】
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【図２】
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【図３】
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