JPS60261664A - リフロソルダリング方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 この発明は抵抗加熱を利用したりフロソルダリング方法
に関する。

〔従来技術〕

リフロソルダリング方法とは、各種形状のヒータニハル
ス電流を流し、ここに発生するジュール熱の熱伝導によ
り半田を瞬時に溶融すると同時にヒータの加圧力によシ
被接合材を半田付するものである。

従来、この種のりフロソルダリング法は、第１図に示す
ようにたとえばプリント基板上の導電部分に各種のリー
ド線を半田付する場合のように。

主としてマイクロ接合の分野で利用されている。

第１図において、（１）は基板、（２）は基板上に設け
られた導電膜、（３）はリード線、（４）は導電膜（２
）上またはリード線（３）上のいずれか、あるいは双方
にプリコートされた半田、Ｃ５）はフラックス、（６１
は加圧機構（図示せず）Ｋ取り付けられた。たとえばＭ
ｏ　。

Ｗなどの材料から成るヒータ＊　（６＆）はヒータの先
端部分、（７）は電源、タイマ、加圧ヘッドより構成さ
れる電源装置、（８）はパルス電流である。

次に動作について説明する。ヒータ（６）を加圧して先
端部分（６ａ）をリード線（３１に当接した後、電源装
置（７）によりパルス電流（８）ヲ流すと、ヒータ先端
部（６ａ）はジュール熱により温度上昇する。そしてこ
の熱は熱伝導によりリード線（３１全通して半田（４）
に供給される。その結果、まず半田（４）の融点よりも
低いフラックス（５）が溶融し、その後、さらに温度上
昇した段階で半田（４）が溶融する。この際、す・（・
　−ド線（３）はヒータ（６）の加圧により、基板ｆｉ
ｌ上に形成した導電膜（２）と半田（４）ヲ介して接触
しているが。

この状態で通電が終了すると、半田（４）の冷却・凝固
により、リード線（３１と導電膜（２）の半田付が行な
われる。

このようにリフロソルダリング法は、ヒータ（６）で発
生したジュール熱を熱伝導により半田（４）に供給する
方法であるため、パルス電流（８）の値や通電時間が変
動すれば先端部（６ａ）の温度上昇が変動し。

半田付結果がばらつくのは必定である。このため。

ヒータ先端部（ム）に熱雷対を取り付け、先端部の温度
と加熱時間が一定になるようにパルス電流（８）を連続
的に制御する方法が一般に採用されている。

しかし、このような方法によりヒータ先端部（６ａ）の
温度および加熱時間を一定に保持１．たとしても。

リフロンルダリング法が熱伝導を利用する方法である以
王、加圧不足やリード線（３１の変形などによりヒータ
先端部（６ａ）とリード線（３）の接触状態が不十分で
あれば、熱伝導が十分性なわれず、半田付不良となるこ
とがあった。そのため、ヒータ加熱温度、加熱時間、加
圧力などの半田付条件としては、どちらかといえばオー
バー気味に設定せざるを得す、結果としてヒータ先端部
（畠）の消耗を促進させる一因ともなっていた。また、
量産時においては、半田付回数の増大に伴なってヒータ
先端部（ム）にフラックスや酸化被膜の付着が増大し。

これが熱伝導を阻害するため、半田付品質の安定性の面
で大きな欠点を有していた。そのため量産時においては
、あらかじめ実験的にめた半田付不良が現われるよりも
かなり早い時期にヒータ先端部（ム）を成形するか、ま
たはヒータ（６）そのものを交換していた。

〔発明の概要〕

この発明は上記のような従来のものの欠点を除去するた
めになされたもので、フラックス及び半田を溶融させて
２つの被接合材を接合するりフロソルダリング方法にお
いて、フラックス溶融に相当する時間経過後、被接合材
間の変位値を一定時間毎に計測し、その変位値に基づい
て半田の溶融を検出し通電を遮断することにより、半田
付の高信頼性と量産時の安定性を得るリフロソルダリン
グ方法を提供することを目的としている。

〔発明の実施例〕

以下、この発明の一実施例を図を用いて説明する。第２
図はこの発明の一実施例を説明する装置の構成図で９図
において（９）は例えば渦電流穴の変位計、　０１は例
えばタイマなどの遅延回路、＋ｌυは例えば減算器など
の演算回路、ａｚは所定値設定回路。

０は例えばコンパレータなどの比較判断回路、■は遅延
回路０１．演算回路０υ、所定値設定回路（Ｉ３゜およ
び比較判断回路（１３より構成されるコントロールユニ
ットである。なお、この実施例では測定の簡便さから半
田付装置の加圧系の可動部分に変位計（９）を、また固
定部分に基準板（図示せず）ｆ：取りつけて変位（第２
図りで示す）を測定している。

第３図は動作を説明するための波形図である。

図において、０９は通電時の電流波形、ａｅは通電開始
点、０ηは変位計測開始点、　Ｏｌは通電遮断虚、０９
は変位計（９）からの出力に応じた通電時の代表的な変
位波形、（イ）はフラックス溶融・排出時の変位変化、
Ｔ２１１は変位計測開始点における変位変化、（２）は
半田溶融・排出時の変位変化、（至）は半田の溶融・排
出開始点と対応する変位波形上の点を示す。通電が開始
されると、ヒータ（６）の温度上昇に伴う熱膨張により
、変位波形αｅはわずかに上昇するが。

フラックス（５）が溶融・排出すると急激に低下（イ）
した後、一定になる。このフラックス（ｉ）の溶融・排
出による一定時間毎の変位変化量はフラックス（５）の
性質、特にその粘性が影響し、粘性が高い程通電前の加
圧時に排出され難く残存しているので。

変位値変化量は大きくなる。またフラックス（５）を供
給してから半田付するまでの時間が長くなれば水分の蒸
発等により粘性が高くなり、変位の変化は顕著に現われ
る。

さらに現象が進行し１次に半田（４）が溶融、排出を開
始すると変位は再び急激に低下し始め（ハ）１通電時間
の経過と共に総変位量も増大する。

ここで、変位は９通電開始点Ｏ自から遅延回路Ｑ（ｌで
設定した所定時間を経過した後、一定時間間隔ごとに変
位計（９）で測定される。すなわち、フラン１　り′（
゛）の溶融に伴う急激な変位変化０１を測定しないよう
に変位計測開始点αｅＦｉ遅延回路Ｏ１１により時間設
定さｔている。

変位計測開始点（Ｉηの変位値を基準値としてホールド
し、それ以後の一定時間毎の変位値と上記ホールドした
基準値との差、す万わち総変位量を減算器ａυで演算し
、その総変位量と所定値設定回路（ｌｚで予め設定され
た所定値とを比較判断回路０により比較して、同値にな
った時点で通電を遮断する。

第４図は他の実施例を説明するために示したもので、は
んだ（４１の溶融・排出開始点と対応する変位波形−の
急激な変化開始点（ハ）を検出し、それ以後の総変位量
が所定値になった時点で通電を遮断する方丈である。変
位波形の急激な変化開始点（ハ）は、一定時間ごとに変
位値を測定し、一定時間ごとの変位変化値を減算器Ｑ４
により演算し、その演算結果と第１の所定値設定回路（
ハ）であらかじめ設定した所定値とをコンパレータ翰に
より比較することによって検出できる。一定時間毎の変
位変化値と所定値設定回路（ハ）で設定した所定値とが
同値になった時点の変位値を基準値としてホールドし。

それ以後の総変位量を演算し９通電を遮断する方法は、
第２図の場合と同様に減算器０υ、第２の所定値設定回
路０ｚ、比較判断回路０３により行う。

さらに他の実施例としては、変位波形の急激な変化開始
点（至）を検出した後、電源装置（７）に内蔵されたタ
イマが作動し、あらかじめ設定した時間Δｔｌ経過した
時点で通電を遮断する。

なお１以上の実施例では、対象部品として基板上にリー
ド線を半田付する場合について説明したが、これに限定
するものではない。

また、この発明はパルス通電によるリフロソルダリング
法だけでなく、たとえばシーズヒータを使用した常時加
熱方式のりフロソルダリング法においても同様な効果を
奏する。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明によればフラックス及び半田を
介在させた２つの被接合材の一方にヒータを当接させて
加圧・通電し、上記フラックス及び半田を溶融させて被
接合材同士を接合するりフロソルダリング方法において
、上記フラックス溶融に相当する時間経過後、被接合材
間の変位値會一定時間毎に計測し、その変位値に基づい
て半田の溶融を検出した後１通Ｍを遮断するようにした
ので、半田付の高信頼性と量産時の安定性が得られると
いう効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のりフロソルダリング方法を説明する主要
部分の構成図、第２図はこの発明の一実施例を説明する
装置の構成図、第３図はこの発明に係わる変位の動作を
説明する波形図、第４図はこの発明の他の実施例を説明
する装置の構成図である。 （１）・・・基板、（２）・・・導電膜、（３）・・・
リード線、１４）・・・半田、（５）・・・フラックス
、（６１・・・ヒータ、（７）・・・電源装置。 （８）・・・電流、（９）・・・変位計、帥・・・遅延
回路、０υ、　Ｑ４１・・・演算回路、Ｏ２，（ホ）・
・・所定値設定回路、　（１３、（イ）・・・比較・Ｉ
Ｊ断回路、０４・・・コントロールユニツ）、Ｑ９・・
・電流波形、珀・・・通電開始点、ａη・・・変位計測
開始点。 （Ｉ訃・・通電遮断点、０９・・・変位波計。 なお１図中、同一符号は同−又は相当部分を示す。 手続補正書（自発） １，１１１５賃５９□１３Ｂ 特許庁長官殿 １、事件の表示　特願昭５９−１１７０９０号３、補正
をする者 代表者片山仁へ部 ５、補正の対象 明細書の発明の詳細な説明および図面の簡単な説明の欄 １） 召皆の） （１） ６　補正の内容 （１）明細書第５頁８行の「成形」を「整形」に訂正す
る。 （２）同第７頁１３行の「変位は再び急激に低下し始め
脅、」を「変位は（２３）地点で再び急激に低下し始め
、」に訂正する。 （３）同第７頁１８行の「変位変化＋１９）Ｊを「変位
変化（４）」に訂正する。 （４）同第７頁第１９行の「変位計測開始点０ｆｉ）ｊ
を［変位計測開始点（１７）ｊに訂正する。 （５）同第１０頁１８行の［変位波計］を「変位波形」
に訂正する。 以上 （２） 特許庁長官殿 １、事件の表示　特願昭　５９−１１７０９０号２、発
明の名称　リフロソルダリング方法３、　補正をする者 事件との関係　特許出願人 住　所　東京都千代田区丸の内二丁目２番３号名称（６
０１，）　三菱電機株式会社 代表者片　由　仁へ部 ４、代理人 （１） ５、補正の対象 （１１明細書の発明の詳細な説明 （２）　図面 ６、補正の内容 （１）明細書の第９頁第６行の「△ｔ」をｒｔＪに訂正
する。 （２）図面の第３図を別紙のとおり削正する。 ７、　添付書類の目録 図面（第３図）　１　通 以上

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ０）　フラックス及び半田を介在させた２つの被接合材
   の一方にヒータを当接させて加圧・通電し。 上記フラックス及び半田を溶融させて被接合材同士を接
   合するりフロソルダリング方法において。 上記フラックス溶融に相当する時間経過後、上記被接合
   材間の変位値を一定時間毎に計測し、その変位値に基づ
   いて半田の溶融を検出した後１通電を遮断するようにし
   たことを特徴とするりフロソルダリング方法。 ＋２１　通電の遮断は、変位値の計測開始からの総変位
   量が所定設定量になった時行なうようにする特許請求の
   範囲第１項記載のりフロソルダリング方法。 （３１通電の遮断は、一定時間毎に計測される変位値の
   一定時間毎の変位変化値が所定設定値に達した時点から
   、所定設定時間経過した時に行な５ようにする特許請求
   の範囲第１項記載のリフロソルダリング方法。 （４１通電の遮断は、一定時間毎に計測される変位値の
   一定時間毎の変位変化値が第１の所定設定量に達した時
   点からの総変位量が第２の所定設定量になった時行なう
   ようにした特許請求の範囲第１項記載のりフロソルダリ
   ング方法。