JPH02247076A - レーザはんだ付け装置 - Google Patents
レーザはんだ付け装置Info
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- JPH02247076A JPH02247076A JP6786589A JP6786589A JPH02247076A JP H02247076 A JPH02247076 A JP H02247076A JP 6786589 A JP6786589 A JP 6786589A JP 6786589 A JP6786589 A JP 6786589A JP H02247076 A JPH02247076 A JP H02247076A
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- Japan
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- laser beam
- laser
- hole
- electronic component
- soldering device
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- Electric Connection Of Electric Components To Printed Circuits (AREA)
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。
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］
本発明はレーザ光を照射することにより電子部品の接合
部を加熱して被装着面にはんだ付けするレーザはんだ付
け装置に関する。
部を加熱して被装着面にはんだ付けするレーザはんだ付
け装置に関する。
近年、電子部品の小形化と基板への高密度実装化に伴い
、電子部品を表面実装方式により実装されることが多く
なっている。表面実装方式とは、予め基板上に印刷した
はんだペーストに電子部品を搭載した後に一括してリフ
ローして、電子部品を実装する方式である。
、電子部品を表面実装方式により実装されることが多く
なっている。表面実装方式とは、予め基板上に印刷した
はんだペーストに電子部品を搭載した後に一括してリフ
ローして、電子部品を実装する方式である。
このように表面実装方式は小形化した電子部品を基板へ
高密度実装するのに適した実装方式であるが、基板の両
面に実装する場合には片面の実装にしか用いることがで
きず、他の面の実装には実装済みの電子部品の接合部に
損傷を与えないように局所加熱方式により接合する必要
がある。また、どうしてもリフロー後に実装する必要か
ある電子部品もあり、このような電子部品も局所加熱方
式で実装する必要がある。
高密度実装するのに適した実装方式であるが、基板の両
面に実装する場合には片面の実装にしか用いることがで
きず、他の面の実装には実装済みの電子部品の接合部に
損傷を与えないように局所加熱方式により接合する必要
がある。また、どうしてもリフロー後に実装する必要か
ある電子部品もあり、このような電子部品も局所加熱方
式で実装する必要がある。
局所加熱方式としては幾つかの方法があるが、レーザは
んだ付け装置によりレーザ光を照射して局所加熱する方
法は、非接触で加熱できて自動化がし易く、短時間で十
分加熱でき基板や実装済みの電子部品への熱の影響が少
ないので、極めて有効な方法である。
んだ付け装置によりレーザ光を照射して局所加熱する方
法は、非接触で加熱できて自動化がし易く、短時間で十
分加熱でき基板や実装済みの電子部品への熱の影響が少
ないので、極めて有効な方法である。
［従来の技術］
従来のレーザはんだ付け装置によるはんだ付け方法を第
５図を用いて説明する。
５図を用いて説明する。
まず、基板５０上に予め印刷されたはんだペースト５２
上に電子部品５４の接合部であるリード端子５６を配置
しておく。レーザはんだ付け装置６０におけるレーザ光
源６２から照射されたレーザ光を集光レンズ６４で集光
して、はんだ付けすべきリード端子５６に照射する。す
ると、はんだペースト５２がレーザ光により溶融してリ
ード端子５６が基板にはんだ付け接合される。
上に電子部品５４の接合部であるリード端子５６を配置
しておく。レーザはんだ付け装置６０におけるレーザ光
源６２から照射されたレーザ光を集光レンズ６４で集光
して、はんだ付けすべきリード端子５６に照射する。す
ると、はんだペースト５２がレーザ光により溶融してリ
ード端子５６が基板にはんだ付け接合される。
［発明が解決しようとする課題］
このように従来のレーザはんだ付け装置６０では、接合
部を照射するレーザ光を集光して局所的に加熱し、リー
ド端子５６を１本ずつはんだ接合していた。はんだ接合
の効率を上げるために、レーザビーム径を大きくして複
数のリード端子５６を加熱することも考えられるが、レ
ーザ光のエネルギー分布は不均一で中心が強く周辺が弱
いため接合するのに十分なエネルギーを複数のリード端
子５６に同時に与えることはできず、結局、レーザ光を
集光してリード端子５６を１本ずつ局所的に加熱しては
んだ接合するしかなく、効率が悪かった。
部を照射するレーザ光を集光して局所的に加熱し、リー
ド端子５６を１本ずつはんだ接合していた。はんだ接合
の効率を上げるために、レーザビーム径を大きくして複
数のリード端子５６を加熱することも考えられるが、レ
ーザ光のエネルギー分布は不均一で中心が強く周辺が弱
いため接合するのに十分なエネルギーを複数のリード端
子５６に同時に与えることはできず、結局、レーザ光を
集光してリード端子５６を１本ずつ局所的に加熱しては
んだ接合するしかなく、効率が悪かった。
このため、光ファイバーを用いてレーザ光を分けること
も行われているが、４〜５本の光ファイバーを用いるの
が限界である。また、光ファイバーにより照射するレー
ザ光のエネルギーが減衰するため、１回当たりのはんだ
接合に時間がかかり、効率が飛躍的に上昇することはな
かった。また、レーザ光を分けるためには大掛かりで高
価な装置が必要であるという問題もあった。
も行われているが、４〜５本の光ファイバーを用いるの
が限界である。また、光ファイバーにより照射するレー
ザ光のエネルギーが減衰するため、１回当たりのはんだ
接合に時間がかかり、効率が飛躍的に上昇することはな
かった。また、レーザ光を分けるためには大掛かりで高
価な装置が必要であるという問題もあった。
本発明は上記事情を考慮してなされたもので、レーザ光
を用いて効率よく短時間で電子部品をはんだ付けするこ
とができるレーザはんだ付け装置を提供することを目的
とする。
を用いて効率よく短時間で電子部品をはんだ付けするこ
とができるレーザはんだ付け装置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］
上記目的は、レーザ光を照射することにより電子部品の
接合部を加熱して被装着面にはんだ付けするレーザはん
だ付け装置において、前記レーザ光を、エネルギー密度
がほぼ均一であって、前記電子部品の接合部をほぼカバ
ーする所定形状のレーザビームに成形するレーザビーム
成形手段を有し、前記レーザビームにより前記電子部品
の接合部を被接着面にはんだ付けすることを特徴とする
レーザはんだ付け装置によって達成される。
接合部を加熱して被装着面にはんだ付けするレーザはん
だ付け装置において、前記レーザ光を、エネルギー密度
がほぼ均一であって、前記電子部品の接合部をほぼカバ
ーする所定形状のレーザビームに成形するレーザビーム
成形手段を有し、前記レーザビームにより前記電子部品
の接合部を被接着面にはんだ付けすることを特徴とする
レーザはんだ付け装置によって達成される。
［作用］
本発明によれば、照射するレーザビームを、エネルギー
密度がほぼ均一であって、電子部品の接合部をほぼカバ
ーする所定形状に成形したので、−度に電子部品の接合
部を被接着面にはんだ付けすることができる。
密度がほぼ均一であって、電子部品の接合部をほぼカバ
ーする所定形状に成形したので、−度に電子部品の接合
部を被接着面にはんだ付けすることができる。
［実施例］
本発明の一実施例によるレーザはんだ付け装置を第１図
に示す。
に示す。
レーザはんた付け装置１０は、基板２に載置された電子
部品４の接合部であるリード端子６にレーザ光を照射し
てはんだ付けを行うものである。
部品４の接合部であるリード端子６にレーザ光を照射し
てはんだ付けを行うものである。
レーザ光源１２からはレーザ光が発ぜらる。本実施例の
レーザ光源１２はパルスＮｄ−ＹＡＧレーザである。
レーザ光源１２はパルスＮｄ−ＹＡＧレーザである。
レーザ光は、鏡筒１３内に収納された光学系により処理
される。この光学系は、組合せレンズ１４．１６、カラ
イドスコープ１８、組合ぜレンズ２０、マスク２２によ
り構成されている。
される。この光学系は、組合せレンズ１４．１６、カラ
イドスコープ１８、組合ぜレンズ２０、マスク２２によ
り構成されている。
組合せレンズ１４はレーザ光源１２からのレーザ光を拡
散して、次の組合せレンズ１６に入射する。組合せレン
ズ１６は入射されたレーザ光を集光して、カライドスコ
ープ１８に入射する。
散して、次の組合せレンズ１６に入射する。組合せレン
ズ１６は入射されたレーザ光を集光して、カライドスコ
ープ１８に入射する。
本実施例の特徴的構成であるレーザビーム成形手段とし
てのカライドスコープ１８を第２図に示す。第２図（ａ
）はカライドスコープ１８の正面図、同図（ｂ）は平面
図である。カライドスコープ１８には、第２図に示すよ
うに、中心にレーザ光が通過する断面正方形の穴１８ａ
が形成されていて、この穴１８ａの内壁面１８ｂは例え
ば金メツキにより鏡面になっている。穴１８ａの一端か
ら入射したレーザ光は内壁面１８ｂにより多重反射され
る。エネルギー分布を有するレーザ光がカライドスコー
プ１８内で多重反射するとエネルギー分布が平均化し、
第３図に示すように出射されるレーザビームは微小な凹
凸はあるものの概ね均一のエネルギ７分布を有し、断面
が穴１８ａと同じ正方形形状のレーザビームとなる。
てのカライドスコープ１８を第２図に示す。第２図（ａ
）はカライドスコープ１８の正面図、同図（ｂ）は平面
図である。カライドスコープ１８には、第２図に示すよ
うに、中心にレーザ光が通過する断面正方形の穴１８ａ
が形成されていて、この穴１８ａの内壁面１８ｂは例え
ば金メツキにより鏡面になっている。穴１８ａの一端か
ら入射したレーザ光は内壁面１８ｂにより多重反射され
る。エネルギー分布を有するレーザ光がカライドスコー
プ１８内で多重反射するとエネルギー分布が平均化し、
第３図に示すように出射されるレーザビームは微小な凹
凸はあるものの概ね均一のエネルギ７分布を有し、断面
が穴１８ａと同じ正方形形状のレーザビームとなる。
なお、カライドスコープ１８の過熱を防止するため、冷
却水を冷却パイプ１９内に循環させて冷却している。
却水を冷却パイプ１９内に循環させて冷却している。
カライドスコープ１８から出射された均一エネルギーの
レーザビームは、組合せレンズ２０により集光され、マ
スク２２を介して基板２上に照射される。
レーザビームは、組合せレンズ２０により集光され、マ
スク２２を介して基板２上に照射される。
マスク２２は、接合すべき電子部品４の接合部であるリ
ード端子６のみにレーザビームを照射し、それ以外の領
域を遮蔽するものである。本実施例ではコバールで作っ
た。
ード端子６のみにレーザビームを照射し、それ以外の領
域を遮蔽するものである。本実施例ではコバールで作っ
た。
電子部品４が第１図（ｂ）に示すような４方にリード端
子６が設けられたフラットパッケージである場合には、
マスク２２として、第４図（ａ）に示すように各リード
端子６に対応した穴２２ａを形成してもよいし、第４図
（ｂ）に示すように複数のリード端子６をカバーする形
状の穴２２ｂを形成してもよい。
子６が設けられたフラットパッケージである場合には、
マスク２２として、第４図（ａ）に示すように各リード
端子６に対応した穴２２ａを形成してもよいし、第４図
（ｂ）に示すように複数のリード端子６をカバーする形
状の穴２２ｂを形成してもよい。
なお、鏡筒１３の下部にはガス導入口１３ａが設けられ
、Ａｒのような不活性ガスを接合部にあてるようにして
加熱によるリード端子６や基板２の劣化を防止している
。
、Ａｒのような不活性ガスを接合部にあてるようにして
加熱によるリード端子６や基板２の劣化を防止している
。
次に、本実施例のレーザはんだ付け装置によるはんだイ
」け方法を説明する。
」け方法を説明する。
まず、基板２に予めはんだペーストを印刷しておく。印
刷されたハンダペースト上に電子部品５４の接合部であ
るリード端子５６を配置する。
刷されたハンダペースト上に電子部品５４の接合部であ
るリード端子５６を配置する。
次に、ガス導入口１３ａからＡｒガスを鏡筒１３内に導
入しながら、レーザ光源１２により接合部にレーザビー
ムを照射する。
入しながら、レーザ光源１２により接合部にレーザビー
ムを照射する。
レーザビームの照射により、各リード端子６下のはんだ
ペーストが溶融して全リード端子６がほぼ同時に基板２
にはんだ付け接合される。
ペーストが溶融して全リード端子６がほぼ同時に基板２
にはんだ付け接合される。
本実施例において、はんだペーストに、フラックス入り
５ｎ−Ｐｂ共晶はんだペーストを用い、レーザ光源１２
のレーザ照射条件を、パルス幅１ｍＳ、平均出力４００
Ｗ、パルスレー）１４０ｐｐｓ、照射時間０．５秒とし
、Ａｒガス導入条件を、ガス圧力１．５ｋｇ／ｃｍ２、
ガス流量３０ｊ／ｍｉｎとして、１０ｍｍ角の端子数６
４ピンのフラットパッケージのＬＳＩ素子である電子部
品４をガラスエポキシ基板２に接合した。
５ｎ−Ｐｂ共晶はんだペーストを用い、レーザ光源１２
のレーザ照射条件を、パルス幅１ｍＳ、平均出力４００
Ｗ、パルスレー）１４０ｐｐｓ、照射時間０．５秒とし
、Ａｒガス導入条件を、ガス圧力１．５ｋｇ／ｃｍ２、
ガス流量３０ｊ／ｍｉｎとして、１０ｍｍ角の端子数６
４ピンのフラットパッケージのＬＳＩ素子である電子部
品４をガラスエポキシ基板２に接合した。
レーザはんだ付け後、はんだ接合部を顕微鏡で観察した
ところ、いずれの接合部も良好な接合が行われているこ
とを確認した。また、ＬＳＩ素子の電気特性を測定した
とこを、接合前後で特性の変化は認められないと共に、
はんだ接合部は電気的にも確実に接続されていることが
分かった。
ところ、いずれの接合部も良好な接合が行われているこ
とを確認した。また、ＬＳＩ素子の電気特性を測定した
とこを、接合前後で特性の変化は認められないと共に、
はんだ接合部は電気的にも確実に接続されていることが
分かった。
本発明は上記実施例に限らず種々の変形が可能である。
例えば、上記実施例のカライドスコープの穴の断面形状
は正方形であったが、エネルギー密度がほぼ均一なレー
ザビームに成形するものであれば、矩形や三角形、多角
形、更には円形や楕円形等のいかなる形状でもよい。
は正方形であったが、エネルギー密度がほぼ均一なレー
ザビームに成形するものであれば、矩形や三角形、多角
形、更には円形や楕円形等のいかなる形状でもよい。
また、上記実施例ではマスクにより電子部品の接合部以
外の領域を遮蔽するようにしたが、電子部品がセラミッ
クパッケージ等の熱により変形しないパッケージの場合
には、マスクにより遮蔽することなくレーザビームをそ
のまま照射してもよい。
外の領域を遮蔽するようにしたが、電子部品がセラミッ
クパッケージ等の熱により変形しないパッケージの場合
には、マスクにより遮蔽することなくレーザビームをそ
のまま照射してもよい。
さらに、チップキャリアのようなリード端子のない電子
部品のはんだ付け接合にも本発明のレーザはんだ付け装
置を用いることができる。
部品のはんだ付け接合にも本発明のレーザはんだ付け装
置を用いることができる。
ビームを、エネルギー密度がほぼ均一であって、電子部
品の接合部をほぼカバーする所定形状に成形したので、
−度に電子部品の接合部を被接着面にはんだ付けするこ
とができ、効率よく短時間で電子部品をはんだ付けする
ことができる、
品の接合部をほぼカバーする所定形状に成形したので、
−度に電子部品の接合部を被接着面にはんだ付けするこ
とができ、効率よく短時間で電子部品をはんだ付けする
ことができる、
第１図は本発明の一実施例によるレーザはんだ付け装置
を示す図、 第２図は同レーザはんだ付け装置におけるカライドスコ
ープを示す図、 第３図は同レーザはんだ付け装置におけるレーザビーム
のエネルギー分布を示すグラフ、第４図は同レーザはん
だ付け装置のマスクを示す図、 第５図は従来のレーザはんた付け装置を示す図である。 ［発明の効果］ 以上の通り、本発明によれば 照射するレーサ図におい
て、 ２・・・基板 ４・・・電子部品 ６・・・リード端子 １０・・・レーザはんだ付け装置 １２・・・レーザ光源 １３・・・鏡筒、 １３ａ・・・ガス導入口 １４．１６．２０・・・組合せレンズ １８・・・カライドスコープ １９・・・冷却パイプ ２２・・・マスク ５０・・・基板 ５２・・・はんだペースト ５４・・パ電子部品 ５６・・・リード端子 ６０・・・レーザはんだ付け装置 ６２・・・レーザ光源 ６４・・・集光レンズ
を示す図、 第２図は同レーザはんだ付け装置におけるカライドスコ
ープを示す図、 第３図は同レーザはんだ付け装置におけるレーザビーム
のエネルギー分布を示すグラフ、第４図は同レーザはん
だ付け装置のマスクを示す図、 第５図は従来のレーザはんた付け装置を示す図である。 ［発明の効果］ 以上の通り、本発明によれば 照射するレーサ図におい
て、 ２・・・基板 ４・・・電子部品 ６・・・リード端子 １０・・・レーザはんだ付け装置 １２・・・レーザ光源 １３・・・鏡筒、 １３ａ・・・ガス導入口 １４．１６．２０・・・組合せレンズ １８・・・カライドスコープ １９・・・冷却パイプ ２２・・・マスク ５０・・・基板 ５２・・・はんだペースト ５４・・パ電子部品 ５６・・・リード端子 ６０・・・レーザはんだ付け装置 ６２・・・レーザ光源 ６４・・・集光レンズ
Claims (2)
- １． レーザ光を照射することにより電子部品の接合部
を加熱して被装着面にはんだ付けするレーザはんだ付け
装置において、前記レーザ光を、エネルギー密度がほぼ
均一であって、前記電子部品の接合部をほぼカバーする
所定形状のレーザビームに成形するレーザビーム成形手
段を有し、前記レーザビームにより前記電子部品の接合
部を被接着面にはんだ付けすることを特徴とするレーザ
はんだ付け装置。 - ２． 請求項１記載の装置において、前記ビーム成形手
段により成形されたレーザビームから前記電子部品の接
合部以外の領域を遮蔽するマスク手段を有することを特
徴とするレーザはんだ付け装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6786589A JPH02247076A (ja) | 1989-03-20 | 1989-03-20 | レーザはんだ付け装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6786589A JPH02247076A (ja) | 1989-03-20 | 1989-03-20 | レーザはんだ付け装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02247076A true JPH02247076A (ja) | 1990-10-02 |
Family
ID=13357249
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6786589A Pending JPH02247076A (ja) | 1989-03-20 | 1989-03-20 | レーザはんだ付け装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02247076A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005066628A (ja) * | 2003-08-22 | 2005-03-17 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 加工装置及び加工方法とこれを用いた生産設備 |
| JP2005347610A (ja) * | 2004-06-04 | 2005-12-15 | Ricoh Microelectronics Co Ltd | 電子部品実装方法 |
| US6998572B2 (en) * | 2001-09-28 | 2006-02-14 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Light energy processing device and method |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57148459A (en) * | 1981-03-10 | 1982-09-13 | Canon Inc | Facsimile transmitter |
| JPS6326660A (ja) * | 1986-02-07 | 1988-02-04 | Canon Inc | 光受容部材 |
| JPS6423543A (en) * | 1987-07-20 | 1989-01-26 | Agency Ind Science Techn | Soldering by use of laser |
-
1989
- 1989-03-20 JP JP6786589A patent/JPH02247076A/ja active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57148459A (en) * | 1981-03-10 | 1982-09-13 | Canon Inc | Facsimile transmitter |
| JPS6326660A (ja) * | 1986-02-07 | 1988-02-04 | Canon Inc | 光受容部材 |
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| JP2005347610A (ja) * | 2004-06-04 | 2005-12-15 | Ricoh Microelectronics Co Ltd | 電子部品実装方法 |
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