JPH06254690A - レーザ溶接方法 - Google Patents
レーザ溶接方法Info
- Publication number
- JPH06254690A JPH06254690A JP5044780A JP4478093A JPH06254690A JP H06254690 A JPH06254690 A JP H06254690A JP 5044780 A JP5044780 A JP 5044780A JP 4478093 A JP4478093 A JP 4478093A JP H06254690 A JPH06254690 A JP H06254690A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- welding
- laser beam
- lead frame
- laser
- welded
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10W—GENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10W72/00—Interconnections or connectors in packages
Landscapes
- Laser Beam Processing (AREA)
- Manufacturing Of Electrical Connectors (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【構成】 リードフレーム1a,1b に、水晶発振器２等の
２つの接続端子3a,3b を接続するに際し、このリードフ
レームの溶接個所の特定範囲Ａを赤外線ビームによって
予熱し、その後で、この範囲Ａ内に位置するこの両端子
に向けて、局所範囲Ｂにレーザビームの熱エネルギを瞬
間的に投入して、両端子をリードフレームに溶着する。 【効果】 溶接に必要なレーザエネルギの投入量を著し
く小さくすることが可能で、それにより、溶接の品質が
安定する。
２つの接続端子3a,3b を接続するに際し、このリードフ
レームの溶接個所の特定範囲Ａを赤外線ビームによって
予熱し、その後で、この範囲Ａ内に位置するこの両端子
に向けて、局所範囲Ｂにレーザビームの熱エネルギを瞬
間的に投入して、両端子をリードフレームに溶着する。 【効果】 溶接に必要なレーザエネルギの投入量を著し
く小さくすることが可能で、それにより、溶接の品質が
安定する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、リードフレーム、プリ
ント基板の導電パターンにコイルのリード線などを含む
微小な電子部品やマイクロメカニカル（微小機械）の機
械部品などをレーザで溶接する方法に関する。
ント基板の導電パターンにコイルのリード線などを含む
微小な電子部品やマイクロメカニカル（微小機械）の機
械部品などをレーザで溶接する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来からプリント基板に電子部品を溶接
する方法は、一般には古くからハンダ付けの方法や抵抗
（スポット）溶接が利用されている。そして、最近で
は、レーザ溶接が開発され、色々の分野に適用されてい
る。
する方法は、一般には古くからハンダ付けの方法や抵抗
（スポット）溶接が利用されている。そして、最近で
は、レーザ溶接が開発され、色々の分野に適用されてい
る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、前記のハンダ
付け方法では、ハンダ付けの品質の不安定さ、腐食の原
因になるハンダのフラックスを使用するため、後洗浄が
必要で作業が煩雑となり、そのため自動溶接化が困難
で、大量の溶接作業には不向きである。
付け方法では、ハンダ付けの品質の不安定さ、腐食の原
因になるハンダのフラックスを使用するため、後洗浄が
必要で作業が煩雑となり、そのため自動溶接化が困難
で、大量の溶接作業には不向きである。
【０００４】また、前記した抵抗溶接によってリードフ
レームに電子部品を溶接するのに抵抗溶接もあるが、電
極状態の経時変化は、抵抗溶接自体の特性によるもので
あるため避けることができず、溶接すべき電気部品の電
気抵抗はその表面の状態で変化し、さらに押圧力の強弱
によっても変化し、そのため溶接の品質の安定には細心
の注意が必要であり、実用性の点で技術的問題がある。
また、プリント基板の導電パターンに対する抵抗溶接の
実施は、現在では困難である。
レームに電子部品を溶接するのに抵抗溶接もあるが、電
極状態の経時変化は、抵抗溶接自体の特性によるもので
あるため避けることができず、溶接すべき電気部品の電
気抵抗はその表面の状態で変化し、さらに押圧力の強弱
によっても変化し、そのため溶接の品質の安定には細心
の注意が必要であり、実用性の点で技術的問題がある。
また、プリント基板の導電パターンに対する抵抗溶接の
実施は、現在では困難である。
【０００５】さらに、前記のレーザ溶接は、電気的接続
を要しない機械的な溶接の分野では技術の改良が進んで
いるが、電気的な接続を必要とする電子部品では、電気
的な信頼性が確保できないため、厳格な品質管理が必要
であり、特にコイルや水晶発振器など微小電子部品を溶
接する場合は、部分的にスポットをしぼってレーザで加
熱するが、被溶接物の熱容量が小さい場合、レーザ溶接
は熱エネルギ密度が高過ぎて、被溶接物を瞬間的に周囲
に飛散させてしまい、溶接の品質が安定しないため一般
には実施化されていない。そこで本発明者は、小容量の
レーザ溶接の品質が何故安定しないのか、その原因を調
査した結果、被溶接部たる電子部品の熱容量と、レーザ
ビームの局所への瞬間的な熱エネルギの投入による温度
上昇の勾配の高さとのバランスが崩れることにあるとい
う結論に至った。
を要しない機械的な溶接の分野では技術の改良が進んで
いるが、電気的な接続を必要とする電子部品では、電気
的な信頼性が確保できないため、厳格な品質管理が必要
であり、特にコイルや水晶発振器など微小電子部品を溶
接する場合は、部分的にスポットをしぼってレーザで加
熱するが、被溶接物の熱容量が小さい場合、レーザ溶接
は熱エネルギ密度が高過ぎて、被溶接物を瞬間的に周囲
に飛散させてしまい、溶接の品質が安定しないため一般
には実施化されていない。そこで本発明者は、小容量の
レーザ溶接の品質が何故安定しないのか、その原因を調
査した結果、被溶接部たる電子部品の熱容量と、レーザ
ビームの局所への瞬間的な熱エネルギの投入による温度
上昇の勾配の高さとのバランスが崩れることにあるとい
う結論に至った。
【０００６】そこで本発明の目的は、微小な電子部品で
ある被溶着物、例えば径がミクロンオーダのリード線
を、リードフレームやプリント基板などの導電パターン
にレーザ溶接する方法を提供することにある。
ある被溶着物、例えば径がミクロンオーダのリード線
を、リードフレームやプリント基板などの導電パターン
にレーザ溶接する方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明の特徴は、リード
フレームなどの溶接個所を赤外線ビームによって予熱
し、その後でこの予熱個所に位置している被溶着物の所
定個所にレーザビームを局所的に照射して溶着させるこ
とにある。
フレームなどの溶接個所を赤外線ビームによって予熱
し、その後でこの予熱個所に位置している被溶着物の所
定個所にレーザビームを局所的に照射して溶着させるこ
とにある。
【０００８】
【実施例】以下図面を参照して本発明の実施例を説明す
る。
る。
【０００９】図１に、２つのリードフレーム１ａ，１ｂ
に、水晶発振器２の２つの接続端子３ａ，３ｂが、それ
ぞれ接続してある構造を示す。両者の接続は、次に述べ
る方法に従って行なう。初めに、相互に近接している２
つのリードフレーム先端の所定個所において、この端子
の近傍で、この端子よりかなり広い範囲Ａを赤外線ビー
ムＡａによって予熱する。この時のリードフレーム１
ａ，１ｂの加熱温度は、本実施例においては、その溶融
温度（融点）の３０％程度で行なった。次に、水晶発振
器２の端子３ａ，３ｂに向けて、著しく収束されている
局所、つまりスポット範囲ＢにレーザビームＢａの熱エ
ネルギを瞬間的に投入する。それによって、水晶発振器
２の各接続端子３ａ，３ｂは、リードフレーム１ａ，１
ｂの所定個所に溶着する。この点を図２を参照して、さ
らに説明すると、赤外線ビームＡａとレーザビームＢａ
との照射法は、この赤外線ビームはリードフレーム１ａ
（１ｂ）の上面に位置している端子３ａ（３ｂ）の近傍
の拡大した範囲Ａに照射するものであるが、この照射に
よって予熱された後、レーザビームＢａは、斜め方向か
らこの端子が位置しているスポット範囲Ｂに照射する。
に、水晶発振器２の２つの接続端子３ａ，３ｂが、それ
ぞれ接続してある構造を示す。両者の接続は、次に述べ
る方法に従って行なう。初めに、相互に近接している２
つのリードフレーム先端の所定個所において、この端子
の近傍で、この端子よりかなり広い範囲Ａを赤外線ビー
ムＡａによって予熱する。この時のリードフレーム１
ａ，１ｂの加熱温度は、本実施例においては、その溶融
温度（融点）の３０％程度で行なった。次に、水晶発振
器２の端子３ａ，３ｂに向けて、著しく収束されている
局所、つまりスポット範囲ＢにレーザビームＢａの熱エ
ネルギを瞬間的に投入する。それによって、水晶発振器
２の各接続端子３ａ，３ｂは、リードフレーム１ａ，１
ｂの所定個所に溶着する。この点を図２を参照して、さ
らに説明すると、赤外線ビームＡａとレーザビームＢａ
との照射法は、この赤外線ビームはリードフレーム１ａ
（１ｂ）の上面に位置している端子３ａ（３ｂ）の近傍
の拡大した範囲Ａに照射するものであるが、この照射に
よって予熱された後、レーザビームＢａは、斜め方向か
らこの端子が位置しているスポット範囲Ｂに照射する。
【００１０】また、図３によってビームタイミングを説
明すると、この図は縦軸を温度、横軸を時間とする赤外
線ビームとレーザビームとの複合加工のビームタイミン
グ、および加熱対象、つまり被溶着物である接続端子３
ａ，３ｂの温度プロファイルを示すグラフである。
明すると、この図は縦軸を温度、横軸を時間とする赤外
線ビームとレーザビームとの複合加工のビームタイミン
グ、および加熱対象、つまり被溶着物である接続端子３
ａ，３ｂの温度プロファイルを示すグラフである。
【００１１】先ず、１点鎖線にて示す赤外線ビームＡａ
を照射して範囲Ａ内を所定温度T1まで予熱しておき（t1
=2000〜3000msec）、その後でレーザビームＢａを水晶発
振器２の接続端子３ａ，３ｂに向けてスポット的に照射
すると（t2=10〜20msec）、この接続端子の温度上昇は、
曲線Ｃに示すように、融点温度T2を瞬間的に突破するの
である。そのため、溶着に必要なレーザエネルギを著し
く少なくすることができる。従って、接続端子３ａ，３
ｂの熱容量とレーザビームＢａの局所への瞬間的な熱エ
ネルギの投入による温度上昇の勾配の高さとのバランス
の崩れを抑え、レーザエネルギの投入量が少ないため溶
接時の品質のバラツキを低下させることができる。な
お、溶接される両者の熱容量バランスによって赤外線ビ
ームおよびレーザビームのエネルギ量は調整される。
を照射して範囲Ａ内を所定温度T1まで予熱しておき（t1
=2000〜3000msec）、その後でレーザビームＢａを水晶発
振器２の接続端子３ａ，３ｂに向けてスポット的に照射
すると（t2=10〜20msec）、この接続端子の温度上昇は、
曲線Ｃに示すように、融点温度T2を瞬間的に突破するの
である。そのため、溶着に必要なレーザエネルギを著し
く少なくすることができる。従って、接続端子３ａ，３
ｂの熱容量とレーザビームＢａの局所への瞬間的な熱エ
ネルギの投入による温度上昇の勾配の高さとのバランス
の崩れを抑え、レーザエネルギの投入量が少ないため溶
接時の品質のバラツキを低下させることができる。な
お、溶接される両者の熱容量バランスによって赤外線ビ
ームおよびレーザビームのエネルギ量は調整される。
【００１２】
【発明の効果】本発明は、リードフレームなどの溶接個
所を赤外線ビームによって予熱し、その後でこの予熱個
所に位置している被溶着物の所定個所にレーサービーム
をスポット的に照射して溶着させるため、溶接に必要な
レーザエネルギの投入量を著しく小さくすることが可能
で、それにより、溶接の品質が安定する。
所を赤外線ビームによって予熱し、その後でこの予熱個
所に位置している被溶着物の所定個所にレーサービーム
をスポット的に照射して溶着させるため、溶接に必要な
レーザエネルギの投入量を著しく小さくすることが可能
で、それにより、溶接の品質が安定する。
【図１】リードフレームと接続端子との赤外線ビームと
レーザビームの照射範囲を示す斜面図である。
レーザビームの照射範囲を示す斜面図である。
【図２】リードフレームと接続端子との赤外線ビームと
レーザビームの照射状態を示す正面図である。
レーザビームの照射状態を示す正面図である。
【図３】赤外線ビームとレーザビームとの複合加工のビ
ームタイミングおよび加熱対象の温度プロファイルを示
すグラフである。
ームタイミングおよび加熱対象の温度プロファイルを示
すグラフである。
１ａ リードフレーム １ｂ リードフレーム ３ａ 被溶着物（接続端子） ３ｂ 被溶着物（接続端子） Ａ 赤外線ビームの照射による予熱範囲 Ａａ 赤外線ビーム Ｂ レーザビームの照射範囲 Ｂａ レーザビーム
Claims (1)
- 【請求項１】 被溶着物をリードフレームなどに溶着さ
せるに際し、このリードフレームなどの溶接個所を赤外
線ビームによって予熱し、その後でこの予熱個所に位置
している被溶着物の所定個所にレーザビームを局所的に
照射することを特徴とするレーザ溶接方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5044780A JPH06254690A (ja) | 1993-03-05 | 1993-03-05 | レーザ溶接方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5044780A JPH06254690A (ja) | 1993-03-05 | 1993-03-05 | レーザ溶接方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06254690A true JPH06254690A (ja) | 1994-09-13 |
Family
ID=12700929
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5044780A Pending JPH06254690A (ja) | 1993-03-05 | 1993-03-05 | レーザ溶接方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06254690A (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10103084A1 (de) * | 2001-01-24 | 2002-08-01 | Eupec Gmbh & Co Kg | Halbleitermodul und Verfahren zu seiner Herstellung |
| JP2009248184A (ja) * | 2008-04-11 | 2009-10-29 | Mitsubishi Electric Corp | 溶接継手及びその製造方法 |
| CN102259238A (zh) * | 2010-05-31 | 2011-11-30 | 株式会社电装 | 激光焊接方法、管件连接产品及以及使用该产品的喷射器 |
| CN104551398A (zh) * | 2015-01-05 | 2015-04-29 | 惠州市杰普特电子技术有限公司 | 焊接机 |
| CN104551401A (zh) * | 2015-01-05 | 2015-04-29 | 惠州市杰普特电子技术有限公司 | Led灯点焊机 |
| CN104551399A (zh) * | 2015-01-05 | 2015-04-29 | 惠州市杰普特电子技术有限公司 | 激光焊接装置 |
| CN107335916A (zh) * | 2017-06-29 | 2017-11-10 | 大族激光科技产业集团股份有限公司 | 一种圆柱形电池极耳焊接方法 |
| JP2018017545A (ja) * | 2016-07-26 | 2018-02-01 | 山里産業株式会社 | 温度センサのエレメント線と延長用のリード線との接続方法、接続構造 |
| CN115106653A (zh) * | 2022-07-26 | 2022-09-27 | 三一技术装备有限公司 | 电池多层极耳的焊接方法 |
-
1993
- 1993-03-05 JP JP5044780A patent/JPH06254690A/ja active Pending
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10103084A1 (de) * | 2001-01-24 | 2002-08-01 | Eupec Gmbh & Co Kg | Halbleitermodul und Verfahren zu seiner Herstellung |
| US6853088B2 (en) | 2001-01-24 | 2005-02-08 | Eupec Gmbh | Semiconductor module and method for fabricating the semiconductor module |
| DE10103084B4 (de) * | 2001-01-24 | 2006-08-03 | Infineon Technologies Ag | Halbleitermodul und Verfahren zu seiner Herstellung |
| JP2009248184A (ja) * | 2008-04-11 | 2009-10-29 | Mitsubishi Electric Corp | 溶接継手及びその製造方法 |
| CN102259238A (zh) * | 2010-05-31 | 2011-11-30 | 株式会社电装 | 激光焊接方法、管件连接产品及以及使用该产品的喷射器 |
| JP2011245546A (ja) * | 2010-05-31 | 2011-12-08 | Denso Corp | レーザ溶接方法、パイプ接合体、および、それを用いた燃料噴射弁 |
| CN104551398A (zh) * | 2015-01-05 | 2015-04-29 | 惠州市杰普特电子技术有限公司 | 焊接机 |
| CN104551401A (zh) * | 2015-01-05 | 2015-04-29 | 惠州市杰普特电子技术有限公司 | Led灯点焊机 |
| CN104551399A (zh) * | 2015-01-05 | 2015-04-29 | 惠州市杰普特电子技术有限公司 | 激光焊接装置 |
| JP2018017545A (ja) * | 2016-07-26 | 2018-02-01 | 山里産業株式会社 | 温度センサのエレメント線と延長用のリード線との接続方法、接続構造 |
| CN107335916A (zh) * | 2017-06-29 | 2017-11-10 | 大族激光科技产业集团股份有限公司 | 一种圆柱形电池极耳焊接方法 |
| CN115106653A (zh) * | 2022-07-26 | 2022-09-27 | 三一技术装备有限公司 | 电池多层极耳的焊接方法 |
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