JPH0585260B2 - - Google Patents
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- JPH0585260B2 JPH0585260B2 JP1320697A JP32069789A JPH0585260B2 JP H0585260 B2 JPH0585260 B2 JP H0585260B2 JP 1320697 A JP1320697 A JP 1320697A JP 32069789 A JP32069789 A JP 32069789A JP H0585260 B2 JPH0585260 B2 JP H0585260B2
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- laser radiation
- radiation
- leads
- bar
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- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/02—Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
- B23K26/06—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing
- B23K26/064—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by means of optical elements, e.g. lenses, mirrors or prisms
- B23K26/0643—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by means of optical elements, e.g. lenses, mirrors or prisms comprising mirrors
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K1/00—Soldering, e.g. brazing, or unsoldering
- B23K1/005—Soldering by means of radiant energy
- B23K1/0056—Soldering by means of radiant energy soldering by means of beams, e.g. lasers, electron beams [EB]
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/02—Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
- B23K26/06—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
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- B23K26/06—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing
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-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
- H05K3/30—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistors
- H05K3/32—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistors electrically connecting electric components or wires to printed circuits
- H05K3/34—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistors electrically connecting electric components or wires to printed circuits by soldering
- H05K3/341—Surface mounted components
- H05K3/3421—Leaded components
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
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- H05K3/30—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistors
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- H05K3/3494—Heating processes for reflow soldering
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- Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Electric Connection Of Electric Components To Printed Circuits (AREA)
- Laser Beam Processing (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
Ａ 産業上の利用分野
本発明は、電子装置へのリードの取付け方法及
び装置に関するもので、特に、はんだの溶融温度
より高い温度にバーを均一に加熱するための、レ
ーザ放射線を有する内部チエンバ領域を含む、小
型ヒータ・バーに関するものである。
び装置に関するもので、特に、はんだの溶融温度
より高い温度にバーを均一に加熱するための、レ
ーザ放射線を有する内部チエンバ領域を含む、小
型ヒータ・バーに関するものである。
Ｂ 従来の技術及びその課題
従来の電子装置のリード取付装置には、レーザ
光線を使用して、取り付けようとするリードに高
いエネルギー・パルスを供給するものがある。こ
れによつて、共融性はんだ材を溶融した後凝固さ
せて、リードをボンデイング・パツドなどの金属
端子に接続する。このようなはんだ付け作業に関
連する問題の１つは、はんだを直接加熱する場合
も、リードを加熱してはんだを溶融させる場合
も、レーザ・エネルギーの比較的わずかな部分し
か加熱に利用されず、エネルギーのかなりの部分
が反射または分散する。レーザの反射に起因する
この非能率性に加えて、反射したレーザ放射線
は、付近の人に危険性を与えることがある。吸収
を最大にするための波長の最適化は、エネルギー
損失を減少させるが、除去することはないことが
分つている。
光線を使用して、取り付けようとするリードに高
いエネルギー・パルスを供給するものがある。こ
れによつて、共融性はんだ材を溶融した後凝固さ
せて、リードをボンデイング・パツドなどの金属
端子に接続する。このようなはんだ付け作業に関
連する問題の１つは、はんだを直接加熱する場合
も、リードを加熱してはんだを溶融させる場合
も、レーザ・エネルギーの比較的わずかな部分し
か加熱に利用されず、エネルギーのかなりの部分
が反射または分散する。レーザの反射に起因する
この非能率性に加えて、反射したレーザ放射線
は、付近の人に危険性を与えることがある。吸収
を最大にするための波長の最適化は、エネルギー
損失を減少させるが、除去することはないことが
分つている。
従来のレーザはんだ付け方法で発生するもう１
つの問題は、工程が逐次的な段階からなること、
及び電子装置のすべてのリードをはんだ付けする
ために、多くの時間を要することにある。最近の
電子部品は100本以上のリードを有することがあ
るため、このような部品の代表的な集合では、任
意に数多くの部品からなることがあり、すべての
リードをボンデイング・バツドに取り付けるに
は、かなりの時間とコストが必要となる。この問
題に関連して、はんだ付け作業の間に、レーザ光
線またはリードの位置直しが必要である。すなわ
ち、各リードは、部品のｘ−ｙ方向の位置決め、
または定置リードの上を光学的に走査することに
より、それぞれレーザ光線に露出する。どの場合
でも、リード取付けの最高速度は、わずかに毎秒
10本程度であることが分つている。
つの問題は、工程が逐次的な段階からなること、
及び電子装置のすべてのリードをはんだ付けする
ために、多くの時間を要することにある。最近の
電子部品は100本以上のリードを有することがあ
るため、このような部品の代表的な集合では、任
意に数多くの部品からなることがあり、すべての
リードをボンデイング・バツドに取り付けるに
は、かなりの時間とコストが必要となる。この問
題に関連して、はんだ付け作業の間に、レーザ光
線またはリードの位置直しが必要である。すなわ
ち、各リードは、部品のｘ−ｙ方向の位置決め、
または定置リードの上を光学的に走査することに
より、それぞれレーザ光線に露出する。どの場合
でも、リード取付けの最高速度は、わずかに毎秒
10本程度であることが分つている。
前記及び他の問題を考慮すると、構成部品の取
付けにレーザはんだ付けを使用することは、この
技術によつて工程の信頼性と接続の品質は高くな
るにもかかわらず、最適の技術であるとはいえな
い。
付けにレーザはんだ付けを使用することは、この
技術によつて工程の信頼性と接続の品質は高くな
るにもかかわらず、最適の技術であるとはいえな
い。
電熱器具などの、他のはんだ付け装置は、部品
やプリント回路板の構成部品の局所に過度の熱を
与えて、部品を故障させたり、プリント回路板に
物理的な損傷を与えたりすることがある。
やプリント回路板の構成部品の局所に過度の熱を
与えて、部品を故障させたり、プリント回路板に
物理的な損傷を与えたりすることがある。
Ｃ 課題を解決するための手段
本発明の目的は、従来の技術よりもはるかに大
量のレーザ光線を利用して、しかもレーザ放射線
が周囲に反射したり分散したりする可能性を除去
する、レーザはんだ付け装置及び方法を提供する
ことである。
量のレーザ光線を利用して、しかもレーザ放射線
が周囲に反射したり分散したりする可能性を除去
する、レーザはんだ付け装置及び方法を提供する
ことである。
本発明の目的には、複数のリードを関連のボン
デイング・パツドに同時にはんだ付けすることが
でき、これにより、従来のレーザはんだ付け技術
に付随する速度を大幅に高めコストを低減させる
ことのできる、レーザはんだ付け装置及び方法を
提供することも含まれる。
デイング・パツドに同時にはんだ付けすることが
でき、これにより、従来のレーザはんだ付け技術
に付随する速度を大幅に高めコストを低減させる
ことのできる、レーザはんだ付け装置及び方法を
提供することも含まれる。
レーザ利用の小型ヒータによつて、前記の問題
は解決し、本発明の目的は実現される。この小型
ヒータは、包囲された中空キヤビテイ（hollow
cavity）を有する構造体、及びレーザ放射線など
の光学的放射線を中空キヤビテイに伝達する光フ
アイバを移送するための支持部材を有する。この
支持部材は、中空構造体に垂直に中心を持つもの
であつても、構造体に対してある角度に傾斜した
ものであつてもよい。キヤビテイの内面はレーザ
放射線を反射して、放射線が吸収されながら、構
造体の長軸に沿つて繰返し内部反射をするように
なつている。レーザ放射線の吸収によつて、構造
体が共融性はんだの溶融温度を超える温度に均一
に加熱されることになる。中空構造体の外面は、
はんだが付いている各ボンデイング・パツドに隣
接した複数の部品リードに接触させる時、はんだ
を溶融させて、リードを関連するボンデイング・
パツドに物理的、電気的に接続させる。
は解決し、本発明の目的は実現される。この小型
ヒータは、包囲された中空キヤビテイ（hollow
cavity）を有する構造体、及びレーザ放射線など
の光学的放射線を中空キヤビテイに伝達する光フ
アイバを移送するための支持部材を有する。この
支持部材は、中空構造体に垂直に中心を持つもの
であつても、構造体に対してある角度に傾斜した
ものであつてもよい。キヤビテイの内面はレーザ
放射線を反射して、放射線が吸収されながら、構
造体の長軸に沿つて繰返し内部反射をするように
なつている。レーザ放射線の吸収によつて、構造
体が共融性はんだの溶融温度を超える温度に均一
に加熱されることになる。中空構造体の外面は、
はんだが付いている各ボンデイング・パツドに隣
接した複数の部品リードに接触させる時、はんだ
を溶融させて、リードを関連するボンデイング・
パツドに物理的、電気的に接続させる。
Ｄ 実施例
第１図及び第２図を参照して、レーザ支援小型
ヒータ１０について説明する。このヒータは、高
さ熱伝導度を有する、長い中空構造すなわちバー
１２、そして矢印Ａで示すレーザ放射線を内部の
中空チエンバすなわちキヤビテイ１８に伝達す
る、光フアイバ１６を通すための支持部材１４を
含む。支持部材１４は、バー１２の上に中心を有
するものであつても、第１ａ図に示すように、バ
ー１２に対して偏心またはある角度で傾斜したも
の、あるいはその両方であつてもよい。キヤビテ
イ１８の内面２０は、レーザ放射線を反射して、
バー１２の長軸に沿つて、繰返し内部反射するよ
うに製作されている。レーザ放射線は、キヤビテ
イ１８内を繰返し反射するうちに、キヤビテイ１
８の壁に次第に吸収される。レーザ放射線の吸収
によつて、バー１２は、共融はんだの溶融温度、
すなわち約183℃を超える温度にまで均一に加熱
される。バー１２の外面２２は、はんだを付着さ
せた当該のボンデイング・パツドにそれぞれ隣接
する複数の部品リードに接触させると、はんだを
溶融させ、リードをその関連するボンデイング・
パツドに物理的、電気的に結合させる。
ヒータ１０について説明する。このヒータは、高
さ熱伝導度を有する、長い中空構造すなわちバー
１２、そして矢印Ａで示すレーザ放射線を内部の
中空チエンバすなわちキヤビテイ１８に伝達す
る、光フアイバ１６を通すための支持部材１４を
含む。支持部材１４は、バー１２の上に中心を有
するものであつても、第１ａ図に示すように、バ
ー１２に対して偏心またはある角度で傾斜したも
の、あるいはその両方であつてもよい。キヤビテ
イ１８の内面２０は、レーザ放射線を反射して、
バー１２の長軸に沿つて、繰返し内部反射するよ
うに製作されている。レーザ放射線は、キヤビテ
イ１８内を繰返し反射するうちに、キヤビテイ１
８の壁に次第に吸収される。レーザ放射線の吸収
によつて、バー１２は、共融はんだの溶融温度、
すなわち約183℃を超える温度にまで均一に加熱
される。バー１２の外面２２は、はんだを付着さ
せた当該のボンデイング・パツドにそれぞれ隣接
する複数の部品リードに接触させると、はんだを
溶融させ、リードをその関連するボンデイング・
パツドに物理的、電気的に結合させる。
バー１２の外面は、はんだによるぬれを防止す
る材料でコーテイングすることが好ましい。バー
１２の基板材料は、バーに機械的強度を与え、熱
伝導性で、しかも内部及び外部コーテイングと相
互拡散しない任意の適当な材料で製作することが
できる。アルミニウムと銅はその２例である。内
部及び外部コーテイングと基板との接着が良好な
ことも非常に望ましい。
る材料でコーテイングすることが好ましい。バー
１２の基板材料は、バーに機械的強度を与え、熱
伝導性で、しかも内部及び外部コーテイングと相
互拡散しない任意の適当な材料で製作することが
できる。アルミニウムと銅はその２例である。内
部及び外部コーテイングと基板との接着が良好な
ことも非常に望ましい。
本発明の１実施例によれば、第３図を参照し
て、バー１２及び支持体１４は銅材からＴ型の形
状に機械加工して、銅基板２４を形成する。バー
１２は、全長を約１cmないし約2.5cm、幅及び高
さを約1.25mmとすることができる。これに関連し
て、長さは、少なくとも隣接して置かれた複数の
部品リードに同時に接触するに十分な長さにすべ
きで、バーの中心と両端で実質的な熱勾配が生じ
るような長さであつてはならない。この後者の考
慮事項は、もちろん入力レーザ・エネルギーの大
きさによつて異なる。銅基板２４の一端から他端
へ、穴またはチヤネルを穴あけして、典型的な直
径約0.8mmのキヤビテイ１８を形成する。キヤビ
テイ１８の内面は化学的に研磨し、金の層などの
反射層２６で約１ミクロンの厚さにコーテイング
する。内面をコーテイングするには、従来の金浸
漬法を使用することができる。チヤネルは完全に
バー１２を貫いて穴あけされているので、金めつ
き液は容易にバーを通つて流れる。ニツケル・フ
ラツシユまたは白金層などのバリア層２８をまず
付着させて、銅基板と金コーテイングとの相互拡
散を防止することが好ましい。このような相互拡
散は、表面２０の反射率が時間が経てば低下する
ので好ましくない。チタニウムなどの、ぬれない
外部コーテイング３２を付着させて、溶融したは
んだが銅のバー１２の外面に接着するのを防止す
る。製作の後、キヤビテイの開放端を封止して、
そこからレーザ放射線が逃げるのを防止する。封
止は金属ペーストをバー１２の端部に挿入した
後、硬化させて行なうことができる。端部を金箔
の層１２ａのような反射する金属材料で封止し
て、キヤビテイ１８の端部に到達するあらゆるレ
ーザ放射線を、吸収させずにキヤビテイ内に反射
して戻すことが好ましい。
て、バー１２及び支持体１４は銅材からＴ型の形
状に機械加工して、銅基板２４を形成する。バー
１２は、全長を約１cmないし約2.5cm、幅及び高
さを約1.25mmとすることができる。これに関連し
て、長さは、少なくとも隣接して置かれた複数の
部品リードに同時に接触するに十分な長さにすべ
きで、バーの中心と両端で実質的な熱勾配が生じ
るような長さであつてはならない。この後者の考
慮事項は、もちろん入力レーザ・エネルギーの大
きさによつて異なる。銅基板２４の一端から他端
へ、穴またはチヤネルを穴あけして、典型的な直
径約0.8mmのキヤビテイ１８を形成する。キヤビ
テイ１８の内面は化学的に研磨し、金の層などの
反射層２６で約１ミクロンの厚さにコーテイング
する。内面をコーテイングするには、従来の金浸
漬法を使用することができる。チヤネルは完全に
バー１２を貫いて穴あけされているので、金めつ
き液は容易にバーを通つて流れる。ニツケル・フ
ラツシユまたは白金層などのバリア層２８をまず
付着させて、銅基板と金コーテイングとの相互拡
散を防止することが好ましい。このような相互拡
散は、表面２０の反射率が時間が経てば低下する
ので好ましくない。チタニウムなどの、ぬれない
外部コーテイング３２を付着させて、溶融したは
んだが銅のバー１２の外面に接着するのを防止す
る。製作の後、キヤビテイの開放端を封止して、
そこからレーザ放射線が逃げるのを防止する。封
止は金属ペーストをバー１２の端部に挿入した
後、硬化させて行なうことができる。端部を金箔
の層１２ａのような反射する金属材料で封止し
て、キヤビテイ１８の端部に到達するあらゆるレ
ーザ放射線を、吸収させずにキヤビテイ内に反射
して戻すことが好ましい。
支持部材１４は、光フアイバ１６を入れて通す
のに適した直径の、貫通した開口を有する。フア
イバ１６の端部は平坦に研磨または修正して、レ
ーザ光線の放出特性を変化させてもよく、光放射
線をキヤビテイに結合するために、前記端部はキ
ヤビテイ１８と連絡する。フアイバ１６は、適当
な接着剤、または１つか複数のＯリングなどの機
械的手段により、定位置に固定する。支持材１４
は銅のバー１２と一体に形成されているので、断
熱ガスケツトや断熱パツド３０などの断熱材を使
用して、ヒータ１０を、支持材１４に取り付けら
れたクランプ（図示せず）などの他の構造体から
断熱することができる。代りに、または断熱材と
組み合わせて、支持材１４を、ステンレス・スチ
ールなどの熱伝導率の低い材料で形成して、バー
１２からの熱損失を減少させる。この後者の実施
例では、バー１２は前記のように製作し、コーテ
イングした後、支持材１４を、ろう付けなどによ
つて取り付ける。
のに適した直径の、貫通した開口を有する。フア
イバ１６の端部は平坦に研磨または修正して、レ
ーザ光線の放出特性を変化させてもよく、光放射
線をキヤビテイに結合するために、前記端部はキ
ヤビテイ１８と連絡する。フアイバ１６は、適当
な接着剤、または１つか複数のＯリングなどの機
械的手段により、定位置に固定する。支持材１４
は銅のバー１２と一体に形成されているので、断
熱ガスケツトや断熱パツド３０などの断熱材を使
用して、ヒータ１０を、支持材１４に取り付けら
れたクランプ（図示せず）などの他の構造体から
断熱することができる。代りに、または断熱材と
組み合わせて、支持材１４を、ステンレス・スチ
ールなどの熱伝導率の低い材料で形成して、バー
１２からの熱損失を減少させる。この後者の実施
例では、バー１２は前記のように製作し、コーテ
イングした後、支持材１４を、ろう付けなどによ
つて取り付ける。
第４図を参照して、小型ヒータ１０を、端部に
見える複数の構成部品リード３２を、それぞれ当
該のボンデイング・パツド３４にはんだ付けする
のに用いる例を示す。リード３２は、記憶装置な
どの電子装置（図示せず）に取り付けることがで
きる。ボンデイング・パツド３４は通常、プリン
ト回路板などの絶縁基板３６の表面に設けられて
いる。各パツド３４は通常、最初に従来のスクリ
ーニングまたはめつきにより、パツド３４の上に
はんだペースト層３８を付着させて製作する。操
作では、バー１２をリード３２に接続し、光フア
イバ１６を介してレーザ放射線をキヤビテイ１８
に供給する。レーザ放射線の連続的な内部反射と
吸収によつて、バー１２は急速かつ均一に加熱さ
れる。介在するリード３２及びはんだ３８を介し
て、熱がバー１２からパツド３４へ伝達される。
はんだは溶融し、次いでバー１２を除去した後、
すなわちレーザ放射線を除去した後に冷却する。
こうして、複数のリードが同時にはんだ付けされ
る。ヒータ１０は、固定した構成部品の集合に対
して所定の位置にヒータを位置合わせするため
の、従来の３軸位置合わせ手段に取り付けること
ができる。代りに、ヒータ１０を、単一垂直軸に
沿つて移動させると共に、基板３６をヒータの下
の１つまたは２つの水平軸に沿つて移動させても
よい。
見える複数の構成部品リード３２を、それぞれ当
該のボンデイング・パツド３４にはんだ付けする
のに用いる例を示す。リード３２は、記憶装置な
どの電子装置（図示せず）に取り付けることがで
きる。ボンデイング・パツド３４は通常、プリン
ト回路板などの絶縁基板３６の表面に設けられて
いる。各パツド３４は通常、最初に従来のスクリ
ーニングまたはめつきにより、パツド３４の上に
はんだペースト層３８を付着させて製作する。操
作では、バー１２をリード３２に接続し、光フア
イバ１６を介してレーザ放射線をキヤビテイ１８
に供給する。レーザ放射線の連続的な内部反射と
吸収によつて、バー１２は急速かつ均一に加熱さ
れる。介在するリード３２及びはんだ３８を介し
て、熱がバー１２からパツド３４へ伝達される。
はんだは溶融し、次いでバー１２を除去した後、
すなわちレーザ放射線を除去した後に冷却する。
こうして、複数のリードが同時にはんだ付けされ
る。ヒータ１０は、固定した構成部品の集合に対
して所定の位置にヒータを位置合わせするため
の、従来の３軸位置合わせ手段に取り付けること
ができる。代りに、ヒータ１０を、単一垂直軸に
沿つて移動させると共に、基板３６をヒータの下
の１つまたは２つの水平軸に沿つて移動させても
よい。
第５図は、長さが約1.25cmのバー１２の長さ方
向に沿つて置かれた、４個の熱電対の位置を示
す。CWモードで作動するYAG（1.06μm）レーザ
４０を使用して、50Wのレーザ・エネルギーを
1000ミリ秒（ms）間、ヒータ１０に与えた。そ
の結果得られた温度プロフイールを第６図のグラ
フに示す。バー１２は、毎秒223℃の実質的に均
一な温度上昇率で、約40℃の実質的に一定の温度
変動で、バーの温度が200℃を超えるまで加熱さ
れる。共融はんだは183℃で溶融するので、ヒー
タ１０は、その長さ全体に沿つて、リードをはん
だ付けすることができる。
向に沿つて置かれた、４個の熱電対の位置を示
す。CWモードで作動するYAG（1.06μm）レーザ
４０を使用して、50Wのレーザ・エネルギーを
1000ミリ秒（ms）間、ヒータ１０に与えた。そ
の結果得られた温度プロフイールを第６図のグラ
フに示す。バー１２は、毎秒223℃の実質的に均
一な温度上昇率で、約40℃の実質的に一定の温度
変動で、バーの温度が200℃を超えるまで加熱さ
れる。共融はんだは183℃で溶融するので、ヒー
タ１０は、その長さ全体に沿つて、リードをはん
だ付けすることができる。
光学的エネルギー源としてNd：YAGレーザが
示されているが、本発明のヒータは、いかなる適
当な光学的放射線源によつても付勢されることを
理解されたい。たとえば、アルゴン・イオンとエ
クサイマ・レーザは、いずれも従来の光フアイバ
を介する伝達に適した出力波長を有する。１つの
重要な要件は、ヒータの温度を所望の温度にまで
上昇させるのに十分な時間だけ、レーザをCWモ
ードで作動させることができるという点である。
この点に関しては、CWモードで作動し、光フア
イバを介する伝達に適した出力波長を持つNd：
YAGレーザは、容易に利用可能である。
示されているが、本発明のヒータは、いかなる適
当な光学的放射線源によつても付勢されることを
理解されたい。たとえば、アルゴン・イオンとエ
クサイマ・レーザは、いずれも従来の光フアイバ
を介する伝達に適した出力波長を有する。１つの
重要な要件は、ヒータの温度を所望の温度にまで
上昇させるのに十分な時間だけ、レーザをCWモ
ードで作動させることができるという点である。
この点に関しては、CWモードで作動し、光フア
イバを介する伝達に適した出力波長を持つNd：
YAGレーザは、容易に利用可能である。
Ｅ 発明の効果
本発明のヒータは、従来の直接レーザはんだ付
け技術における最高の速度より、ほぼ１桁速いは
んだ付け速度が得られることが分つた。同様に、
従来の電気加熱装置（「ホツト・ブレード」）に比
較すると、本発明のヒータは、はるかに高い加熱
速度が可能となる。さらに、本発明の加熱器具
は、エネルギー放出の性質上、等価の電気ヒータ
よりはるかにコンパクトである。すなわち、エネ
ルギーは、従来の電気ヒータでは太いケーブルを
通るのに対して、毛髪のように細い光フアイバを
通つて供給される。物理的寸法、重量、及び配電
接続は、部品取付け、特に微細なリード間隔を有
する小型装置について、部品取付け工程を自動化
する場合に重要な要素であると考えられる。
け技術における最高の速度より、ほぼ１桁速いは
んだ付け速度が得られることが分つた。同様に、
従来の電気加熱装置（「ホツト・ブレード」）に比
較すると、本発明のヒータは、はるかに高い加熱
速度が可能となる。さらに、本発明の加熱器具
は、エネルギー放出の性質上、等価の電気ヒータ
よりはるかにコンパクトである。すなわち、エネ
ルギーは、従来の電気ヒータでは太いケーブルを
通るのに対して、毛髪のように細い光フアイバを
通つて供給される。物理的寸法、重量、及び配電
接続は、部品取付け、特に微細なリード間隔を有
する小型装置について、部品取付け工程を自動化
する場合に重要な要素であると考えられる。
本発明のヒータは、部品の小さな寸法や形状の
ために従来の加熱装置の使用が制限される場合
や、熱に敏感なデバイスまたはプリント回路板の
材料が必要以上に加熱されるのを防止するため
に、局部加熱が必要な場合に、特に適用可能であ
る。本発明のヒータは、前記の特徴を大量生産に
結び付ける必要がある場合にも有利である。この
ような適用例として、リードの間隔が通常0.5mm
またはそれ以下の、表面実装部品のはんだ付け
や、テープ自動ボンデイング（TAB）による部
品取付けなどがある。
ために従来の加熱装置の使用が制限される場合
や、熱に敏感なデバイスまたはプリント回路板の
材料が必要以上に加熱されるのを防止するため
に、局部加熱が必要な場合に、特に適用可能であ
る。本発明のヒータは、前記の特徴を大量生産に
結び付ける必要がある場合にも有利である。この
ような適用例として、リードの間隔が通常0.5mm
またはそれ以下の、表面実装部品のはんだ付け
や、テープ自動ボンデイング（TAB）による部
品取付けなどがある。
第１図は、本発明によつて製作したヒータ・バ
ーの１実施例の断面図である。第１ａ図は、本発
明によるヒータ・バーの他の実施例の正面図であ
る。第２図は、第１図のヒータ・バーの側断面図
である。第３図は、ヒータ・バーの一部を示し、
バーを構成する各種の金属層を図解する側断面図
である。第４図は、複数の部品リードを関連する
ボンデイング・パツドに同時にはんだ付けする、
本発明によるヒータ・バーの説明図である。第５
図は、本発明によつて製作したヒータ・バー、及
び第６図のグラフの作成に使用した複数の熱電対
の位置決めの説明図である。第６図は、第５図の
ヒータ・バー内部へレーザ・エネルギーのパルス
を供給する間、及び供給した後における、時間と
温度との関係を示すグラフである。 １０……小型ヒータ、１２……ヒータ・バー、
１４……支持部材、１６……光フアイバ、１８…
…キヤビテイ、２０……内面、２２……外面、コ
ーテイング、２４……銅基板、３０……断熱パツ
ド、３２……構成部品パツド、３４……ボンデイ
ング・パツド。
ーの１実施例の断面図である。第１ａ図は、本発
明によるヒータ・バーの他の実施例の正面図であ
る。第２図は、第１図のヒータ・バーの側断面図
である。第３図は、ヒータ・バーの一部を示し、
バーを構成する各種の金属層を図解する側断面図
である。第４図は、複数の部品リードを関連する
ボンデイング・パツドに同時にはんだ付けする、
本発明によるヒータ・バーの説明図である。第５
図は、本発明によつて製作したヒータ・バー、及
び第６図のグラフの作成に使用した複数の熱電対
の位置決めの説明図である。第６図は、第５図の
ヒータ・バー内部へレーザ・エネルギーのパルス
を供給する間、及び供給した後における、時間と
温度との関係を示すグラフである。 １０……小型ヒータ、１２……ヒータ・バー、
１４……支持部材、１６……光フアイバ、１８…
…キヤビテイ、２０……内面、２２……外面、コ
ーテイング、２４……銅基板、３０……断熱パツ
ド、３２……構成部品パツド、３４……ボンデイ
ング・パツド。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 内部に中空のキヤビテイを有する熱伝導性の
本体部であつて、前記キヤビテイは、前記本体部
が吸収された光学的放射線によつて加熱されるよ
うに、入射する光学的放射線を実質的に反射し、
入射する光学的放射線を部分的に吸収する表面を
有する、前記本体部と、 前記キヤビテイに光学的放射線を供給するため
に、キヤビテイに結合された手段と、 を含むヒータ装置。 ２ 複数の部品リードを同時に加熱して、各リー
ドを関連する端子にはんだ付けするのに適した長
さを有するヒータ・バーであつて、 内部に中空のキヤビテイを包含する熱伝導性の
長い部材であり、前記キヤビテイは実質的に前記
部材のほぼ全長に沿つて設けられ、前記部材が吸
収されたレーザ放射線によつて、その長さに沿つ
て実質的に均一に加熱されるように、入射するレ
ーザ放射線を実質的に反射し、かつ入射するレー
ザ放射線を部分的に吸収する表面を有する、前記
の熱伝導性の長い部材と、 キヤビテイにレーザ放射線を供給するため、キ
ヤビテイと光学的に連結する出力端と、レーザ放
射線源と光学的に連結する入力端を有する光フア
イバと、 を含む前記のヒータ・バー。 ３ 複数のリードを、それぞれ関連する電気端子
に同時にはんだ付けする方法であつて、 複数のリードの各々を、それぞれ関連する端子
及び所定量のはんだに接触させる段階と、 複数のリードの各々を、それぞれ長い熱伝導性
の部材に接触させる段階と、 レーザ放射線源からのレーザ放射線を、部材内
に、実質的に部材の全長に沿つて包含された中空
の長いキヤビテイに伝達する段階と、 レーザ放射線がキヤビテイの長さに沿つて実質
的に均一に吸収されて、部材をその長さに沿つて
実質的に均一に加熱するように、レーザ放射線を
キヤビテイの内面から繰返し反射させる段階と、 各リードに関連するはんだが溶融するように、
部材からの熱を複数のリードに同時に伝達する段
階と、 からなる前記のはんだ付け方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US283668 | 1988-12-13 | ||
| US07/283,668 US4894509A (en) | 1988-12-13 | 1988-12-13 | Laser assisted heater bar for multiple lead attachment |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02217162A JPH02217162A (ja) | 1990-08-29 |
| JPH0585260B2 true JPH0585260B2 (ja) | 1993-12-06 |
Family
ID=23087049
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1320697A Granted JPH02217162A (ja) | 1988-12-13 | 1989-12-12 | ヒータ装置、ヒータ・バー及びはんだ付け方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4894509A (ja) |
| EP (1) | EP0373345B1 (ja) |
| JP (1) | JPH02217162A (ja) |
| DE (1) | DE68904640T2 (ja) |
Families Citing this family (25)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB9401998D0 (en) * | 1994-02-02 | 1994-03-30 | Powerlasers Ltd | A laser heated tool for thermal processing of material |
| US5814784A (en) * | 1992-01-13 | 1998-09-29 | Powerlasers Ltd. | Laser-welding techniques using pre-heated tool and enlarged beam |
| GB9200622D0 (en) * | 1992-01-13 | 1992-03-11 | Duley Walter W | Improved means of co2 laser welding of a1 7075 |
| US5604831A (en) * | 1992-11-16 | 1997-02-18 | International Business Machines Corporation | Optical module with fluxless laser reflow soldered joints |
| US5904868A (en) * | 1994-06-16 | 1999-05-18 | International Business Machines Corporation | Mounting and/or removing of components using optical fiber tools |
| US5565119A (en) * | 1995-04-28 | 1996-10-15 | International Business Machines Corporation | Method and apparatus for soldering with a multiple tip and associated optical fiber heating device |
| US6236015B1 (en) | 1995-10-31 | 2001-05-22 | Hewlett-Packard Company | Method for predicting and avoiding a bad bond when utilizing fiber push connect laser bonding |
| TW309483B (ja) * | 1995-10-31 | 1997-07-01 | Hewlett Packard Co | |
| US5847356A (en) * | 1996-08-30 | 1998-12-08 | Hewlett-Packard Company | Laser welded inkjet printhead assembly utilizing a combination laser and fiber optic push connect system |
| US5948286A (en) * | 1997-02-06 | 1999-09-07 | International Business Machines Corporation | Diffusion bonding of lead interconnections using precise laser-thermosonic energy |
| DE19832774B4 (de) * | 1998-07-22 | 2008-01-24 | Siemens Ag | Schutzvorrichtung zum Herstellen von Kleinstbohrungen in rohrartigen Bauteilen sowie Verfahren zum Herstellen von in einen Hohlraum mündenden Bohrungen |
| US6680457B2 (en) * | 2002-01-15 | 2004-01-20 | Agilent Technologies, Inc. | Reflowing of solder joints |
| US6776328B2 (en) † | 2002-09-17 | 2004-08-17 | The Boeing Company | Radiation assisted friction welding |
| FR2878185B1 (fr) * | 2004-11-22 | 2008-11-07 | Sidel Sas | Procede de fabrication de recipients comprenant une etape de chauffe au moyen d'un faisceau de rayonnement electromagnetique coherent |
| US7425296B2 (en) * | 2004-12-03 | 2008-09-16 | Pressco Technology Inc. | Method and system for wavelength specific thermal irradiation and treatment |
| US10857722B2 (en) * | 2004-12-03 | 2020-12-08 | Pressco Ip Llc | Method and system for laser-based, wavelength specific infrared irradiation treatment |
| GB0701509D0 (en) * | 2007-01-26 | 2007-03-07 | Rolls Royce Plc | Apparatus and method for manufacture |
| FR2913210B1 (fr) * | 2007-03-02 | 2009-05-29 | Sidel Participations | Perfectionnements a la chauffe des matieres plastiques par rayonnement infrarouge |
| FR2917005B1 (fr) * | 2007-06-11 | 2009-08-28 | Sidel Participations | Installation de chauffage des corps de preformes pour le soufflage de recipients |
| DE102008002910A1 (de) * | 2008-06-26 | 2010-01-07 | Reis Lasertec Gmbh | Verfahren und Vorrichtung zum Verbinden von Bauteilen mittels Laserstrahlung |
| EP2421690B1 (en) * | 2009-04-21 | 2018-03-21 | Koninklijke Philips N.V. | Heating system and method of heating a body of a preform |
| JP6064388B2 (ja) * | 2012-06-28 | 2017-01-25 | 澁谷工業株式会社 | ボンディングヘッド |
| DE102019124332A1 (de) * | 2019-09-11 | 2021-03-11 | Hesse Gmbh | Vorrichtung und Verfahren zum Erfassen einer Temperatur eines Bondwerkzeugs beim laserunterstützen Ultraschallbonden |
| CN116038121B (zh) * | 2022-11-30 | 2025-08-29 | 浙江珏芯微电子有限公司 | 一种红外探测器组件的激光焊接装置和方法 |
| CN116695604B (zh) * | 2023-08-08 | 2023-10-13 | 生态环境部华南环境科学研究所(生态环境部生态环境应急研究所) | 一种交通噪声防治的生态降噪声屏障 |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3509317A (en) * | 1967-08-01 | 1970-04-28 | North American Rockwell | Indirect radiant heat soldering apparatus |
| US3718800A (en) * | 1968-03-05 | 1973-02-27 | Argus Eng Co | Infrared heating apparatus |
| US3522407A (en) * | 1968-03-05 | 1970-08-04 | Argus Eng Co | Heating method |
| US3657508A (en) * | 1970-11-18 | 1972-04-18 | Western Electric Co | Method of and radiant energy transmissive member for reflow soldering |
| GB1365289A (en) * | 1970-12-22 | 1974-08-29 | Plessey Co Ltd | Infrared soldering apparatus |
| US3742181A (en) * | 1971-02-25 | 1973-06-26 | Argus Eng Co | Method and apparatus for heatbonding in a local area using combined heating techniques |
| DE2826383A1 (de) * | 1978-06-16 | 1979-12-20 | Eichler Juergen | Sonde fuer die laser-chirurgie |
| US4534811A (en) * | 1983-12-30 | 1985-08-13 | International Business Machines Corporation | Apparatus for thermo bonding surfaces |
| US4785156A (en) * | 1987-12-18 | 1988-11-15 | American Telephone And Telegraph Company | Soldering method using localized heat source |
-
1988
- 1988-12-13 US US07/283,668 patent/US4894509A/en not_active Expired - Fee Related
-
1989
- 1989-11-03 EP EP89120348A patent/EP0373345B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1989-11-03 DE DE8989120348T patent/DE68904640T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1989-12-12 JP JP1320697A patent/JPH02217162A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE68904640D1 (de) | 1993-03-11 |
| EP0373345B1 (en) | 1993-01-27 |
| US4894509A (en) | 1990-01-16 |
| JPH02217162A (ja) | 1990-08-29 |
| DE68904640T2 (de) | 1993-08-12 |
| EP0373345A1 (en) | 1990-06-20 |
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