JP2001156436A - Method of soldering electronic part - Google Patents
Method of soldering electronic partInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、表面に酸化膜が生
成したために、ほとんど使用不可能となった電子部品に
ついて、その酸化膜を除去した後、酸化膜を除去した電
子部品を電極基板にはんだ付けするのに有効なはんだ付
け方法に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electronic component which has become almost unusable due to the formation of an oxide film on its surface. The present invention relates to a soldering method that is effective for soldering.
【０００２】[0002]
【従来の技術】プリント配線基板等の電極基板に電子部
品をはんだ付けするには、はんだ付け効率を上げ、はん
だ付け後の良好な電気的接続を得るため、接合面（電子
部品の電極部表面あるいははんだ表面）が清浄化されて
いることが必要である。従って、接合面に水酸化物、炭
酸塩等の酸化膜が生成している場合、水分、油脂等が付
着している場合には、これらの酸化膜や水分等を除去し
なければならない。除去しない場合には、多量のフラッ
クスを含めたはんだ材を用いてはんだ付けを行わなけれ
ばならない。2. Description of the Related Art In order to solder an electronic component to an electrode substrate such as a printed wiring board, the joining surface (the surface of the electrode portion of the electronic component) must be increased in order to increase the soldering efficiency and obtain a good electrical connection after the soldering. Or the solder surface) must be cleaned. Therefore, when an oxide film such as a hydroxide or a carbonate is formed on the joint surface, or when moisture, oil, or the like is attached, these oxide films, moisture, and the like must be removed. If not removed, soldering must be performed using a solder material containing a large amount of flux.
【０００３】しかし、多量のフラックスを含めたはんだ
材を使用すると、はんだ付け後にフラックスの除去を行
っても、電子部品の微細な電極部間にフラックス残渣が
発生し、このフラックス残渣によって電子部品が腐食し
たり、損傷されるおそれがある。また、強く洗浄して除
去しようとすると、電極部が切断されてしまうおそれも
ある。この洗浄操作は、通常、フロン系の洗浄液を使用
して行うが、環境問題の観点から、本来この洗浄を行わ
ないで済むことが望ましい。However, when a solder material containing a large amount of flux is used, even if the flux is removed after soldering, a flux residue is generated between the fine electrode portions of the electronic component, and this flux residue causes the electronic component to lose its flux. May corrode or be damaged. Further, if the cleaning is performed by strong cleaning, the electrode portion may be cut. This cleaning operation is usually performed using a chlorofluorocarbon-based cleaning solution, but from the viewpoint of environmental problems, it is desirable that this cleaning should not be performed.
【０００４】一方、積極的に酸化膜を除去する方法とし
て、電極部表面やはんだ表面に生成した酸化膜部分を機
械的に除去したり、化学薬品で還元処理したりする方法
が知られている。しかし、はんだ付けの工程を増やすば
かりでなく、はんだ付け後の導通性、はんだ付け強度等
が低いという問題点を有する。On the other hand, as a method of positively removing an oxide film, a method of mechanically removing an oxide film portion formed on an electrode portion surface or a solder surface or performing a reduction treatment with a chemical agent is known. . However, there is a problem that not only the number of soldering steps is increased, but also conductivity after soldering, soldering strength and the like are low.
【０００５】そこで、機械加工や薬品処理以外の方法で
接合面を清浄化し、はんだ材にフラックスを含めずには
んだ付けを行う方法として、以下の方法が知られてい
る。Therefore, the following method is known as a method of cleaning the joint surface by a method other than machining or chemical treatment and performing soldering without including a flux in a solder material.
【０００６】特開平８−２２２８４６号公報には、はん
だバンプ表面の酸化膜をアルゴン原子を用いるスパッタ
リング法で除去した後に、半導体チップを配線基板には
んだ付けする方法が開示されている。特開平４−２２０
１６９号公報には、イオンビームを用いて接合面を清浄
化した後に、電子部品を電極基板にはんだ付けする方法
が開示されている。しかし、これらの方法は、何れも、
バッチ式の装置内で行うため、はんだ付けされた電子部
品等を量産するには不向きである。Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 8-222846 discloses a method of soldering a semiconductor chip to a wiring board after removing an oxide film on the surface of a solder bump by a sputtering method using argon atoms. JP-A-4-220
Japanese Patent Publication No. 169 discloses a method of soldering an electronic component to an electrode substrate after cleaning a bonding surface using an ion beam. However, each of these methods
Since it is performed in a batch type apparatus, it is not suitable for mass-producing soldered electronic components and the like.
【０００７】特開平２−４１７７２号公報には、高温に
加熱された大気によって、はんだバンプ表面の酸化膜を
飛散させると共に、はんだバンプを溶融させて電子部品
の電極部はんだ付けを行う方法が開示されている。しか
し、この方法では、電子部品の電極部として薄くかつ幅
挟なものを使用すると、該大気によって切断されてしま
うという問題点を有する。Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-41772 discloses a method in which an oxide film on the surface of a solder bump is scattered by an atmosphere heated to a high temperature and the solder bump is melted to solder an electrode portion of an electronic component. Have been. However, this method has a problem in that when a thin and narrow electrode part is used as an electrode part of an electronic component, the electronic part is cut off by the air.
【０００８】特開昭６２−１４４８７１号公報には、常
温の不活性ガス雰囲気下、レーザー光によってはんだ付
けを行う方法が開示されている。即ち、図１に示すよう
に、不活性ガス雰囲気を形成するために電子部品１をカ
バー２で覆い、レーザー光３を、電極基７板の電極面６
上に備えられたはんだ材５に接触するように配置された
電子部品１のリード端子４に照射させることによって、
はんだ材５を溶融させ、電子部品１を電極基板６に接合
する方法である。しかし、この方法では、接合面の清浄
化を不活性ガスと共に導入される水素ガスのみに依存す
るため、充分な清浄力が得られ難いという問題点を有す
る。Japanese Patent Application Laid-Open No. 62-144871 discloses a method of performing soldering by laser light in an inert gas atmosphere at room temperature. That is, as shown in FIG. 1, an electronic component 1 is covered with a cover 2 to form an inert gas atmosphere, and a laser beam 3 is applied to an electrode surface 6 of an electrode base 7.
By irradiating the lead terminals 4 of the electronic component 1 arranged to be in contact with the solder material 5 provided thereon,
This is a method of melting the solder material 5 and joining the electronic component 1 to the electrode substrate 6. However, this method has a problem that it is difficult to obtain a sufficient cleaning power because the cleaning of the bonding surface depends only on the hydrogen gas introduced together with the inert gas.
【０００９】特開平３−１４５１９２号公報には、非酸
化性ガス雰囲気下に、電子部品のリード端子にレーザー
光を照射することによって、リード端子に接触するはん
だを溶融させると共に、酸化膜が生成しているはんだ表
面にグリセリン、アルコール等を噴射することによっ
て、はんだ表面の濡れ性を向上させながら電子部品を電
極基板にはんだ付けする方法が開示されている。しか
し、この方法では、はんだ付け後にグリセリン等を洗浄
して除去しなければならない。Japanese Patent Application Laid-Open No. 3-145192 discloses that a lead terminal of an electronic component is irradiated with a laser beam in a non-oxidizing gas atmosphere to melt solder that contacts the lead terminal and to form an oxide film. A method of soldering an electronic component to an electrode substrate while improving wettability of the solder surface by spraying glycerin, alcohol, or the like onto the solder surface is disclosed. However, in this method, glycerin and the like must be removed by washing after soldering.
【００１０】特開平６−２１６５１６号公報には、コレ
ット１０で電子部品１を囲み、不活性ガス供給管１２よ
り常温の不活性ガスをコレット内部に供給し、レーザー
光３によって電子部品１のリード端子４の先端近傍部分
をはんだ溶融温度よりも高温に加熱して、はんだ表面に
生成した酸化膜を除去しながら、はんだ付けする方法が
開示されている（図２）。この方法は、一切の洗浄工程
が不要で、電極部の切断のおそれがない点で優れている
が、電子部品ごとにコレットで囲まなければならないた
め、除去装置が大掛かりとなるという問題点を有する。Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-216516 discloses that an electronic component 1 is surrounded by a collet 10, an inert gas at room temperature is supplied into the collet from an inert gas supply pipe 12, and the electronic component 1 is read by a laser beam 3. A method is disclosed in which a portion in the vicinity of the tip of the terminal 4 is heated to a temperature higher than the solder melting temperature to remove an oxide film formed on the solder surface while soldering (FIG. 2). This method is excellent in that it does not require any cleaning step and there is no risk of cutting the electrode portion, but it has a problem that the removal device becomes large because each electronic component must be surrounded by a collet. .
【００１１】上記の特開昭６２−１４４８７１号公報、
および特開平６−２１６５１６号公報に記載の方法で
は、結果的に酸化膜が消失してはいるが、除去が充分で
ないばかりかそれぞれ特有の問題点を有する。The above-mentioned Japanese Patent Application Laid-Open No. Sho 62-144871,
According to the method described in JP-A-6-216516, although the oxide film is eventually lost, not only is the removal of the oxide film insufficient, but also each has its own problems.
【００１２】[0012]
【発明が解決しようとする課題】本発明は、電子部品の
表面に発生した酸化膜を除去した後即座に、酸化膜を除
去した電子部品を電極基板にはんだ付けする方法を提供
することを、その課題とする。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides a method for soldering an electronic component from which an oxide film has been removed to an electrode substrate immediately after removing an oxide film formed on the surface of the electronic component. The subject.
【００１３】[0013]
【課題を解決するための手段】本発明は、表面に酸化膜
が生成している電子部品の電極部の酸化膜部分に、加熱
された不活性ガスを噴射すると同時に、レーザー光を照
射することによって、酸化膜を焼き飛ばす工程；そし
て、酸化膜が除去された該電極部を、電極基板の電極面
上に備えられたはんだ材に接触するように配置した後、
はんだ材が該電極部に接する側とは反対側から、該電極
部にレーザー光を照射すると同時に、加熱された不活性
ガスをはんだ材に直接あるいははんだ材が該電極部に接
する側とは反対側から吹き付け、はんだ材を溶融させ、
溶融したはんだ材を介して該電極部を電極基板に接合す
る工程からなることを特徴とする電子部品のはんだ付け
方法にある。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides a method of irradiating a laser beam while simultaneously injecting a heated inert gas onto an oxide film portion of an electrode portion of an electronic component having an oxide film formed on its surface. A step of burning off the oxide film; and, after arranging the electrode portion from which the oxide film has been removed so as to be in contact with the solder material provided on the electrode surface of the electrode substrate,
At the same time as irradiating the electrode portion with laser light from the side opposite to the side where the solder material contacts the electrode portion, the heated inert gas is directly applied to the solder material or opposite to the side where the solder material contacts the electrode portion. Spray from the side to melt the solder material,
A method of soldering an electronic component, comprising a step of joining the electrode portion to an electrode substrate via a molten solder material.
【００１４】本発明は、また、表面に酸化膜が生成して
いる、電極基板の電極面上に備えられたはんだ材の酸化
膜部分に、加熱された不活性ガスを噴射すると同時に、
レーザー光を照射することによって、酸化膜を焼き飛ば
す工程；そして、酸化膜が除去されたはんだ材に、電子
部品の電極部を接触するように配置した後、はんだ材が
該電極部に接する側とは反対側から、該電極部にレーザ
ー光を照射すると同時に、加熱された不活性ガスをはん
だ材に直接あるいははんだ材が該電極部に接する側とは
反対側から吹き付け、はんだ材を溶融させ、溶融したは
んだ材を介して該電極部を電極基板に接合する工程から
なることを特徴とする電子部品のはんだ付け方法にもあ
る。According to the present invention, a heated inert gas is sprayed onto an oxide film portion of a solder material provided on an electrode surface of an electrode substrate, the oxide film being formed on the surface.
Irradiating a laser beam to burn out the oxide film; and, after arranging the electrode portion of the electronic component in contact with the solder material from which the oxide film has been removed, the side where the solder material contacts the electrode portion. At the same time, the electrode portion is irradiated with laser light from the opposite side, and at the same time, a heated inert gas is sprayed directly onto the solder material or from the side opposite to the side where the solder material contacts the electrode portion, thereby melting the solder material. And a step of joining the electrode portion to the electrode substrate via a molten solder material.
【００１５】本発明は、さらに、表面に酸化膜が生成し
ている電子部品の電極部の酸化膜部分、および表面に酸
化膜が生成している、電極基板の電極面上に備えられた
はんだ材の酸化膜部分に、加熱された不活性ガスを噴射
すると同時に、レーザー光を両部分に照射することによ
って、両部分の酸化膜を焼き飛ばす工程；そして、酸化
膜が除去されたはんだ材に、酸化膜が除去された該電極
部を接触するように配置した後、はんだ材が該電極部に
接する側とは反対側から、該電極部にレーザー光を照射
すると同時に、加熱された不活性ガスをはんだ材に直接
あるいははんだ材が該電極部に接する側とは反対側から
吹き付け、はんだ材を溶融させ、溶融したはんだ材を介
して該電極部を電極基板に接合する工程からなることを
特徴とする電子部品のはんだ付け方法にもある。The present invention further provides an oxide film portion of an electrode portion of an electronic component having an oxide film formed on its surface, and a solder provided on an electrode surface of an electrode substrate having an oxide film formed on its surface. A step of burning the oxide film of both parts by irradiating a laser beam to both parts while simultaneously injecting a heated inert gas into the oxide film part of the material; After arranging the electrode portion from which the oxide film has been removed so as to be in contact therewith, the solder material is irradiated with laser light from the side opposite to the side in contact with the electrode portion, and at the same time, the heated inert portion is heated. A step of spraying a gas directly onto the solder material or from a side opposite to the side where the solder material contacts the electrode portion to melt the solder material, and joining the electrode portion to the electrode substrate via the molten solder material. Characteristic electronic part There is also the soldering method.
【００１６】本発明の電子部品のはんだ付け方法の好ま
しい態様は以下の通りである。 （１）不活性ガスの噴射およびレーザー光の照射を同一
はんだコテを用いて行う。 （２）レーザー光として、ＹＡＧレーザー光を用いる。 （３）加熱された不活性ガスとして、１５０℃以上の温
度に加熱された不活性ガスを用いる。 （４）加熱された不活性ガスとして、高温の窒素ガスを
噴出する主ノズルと、その主ノズルの周囲に同心円状に
形成され、主ノズルから噴出する窒素ガスよりも低温の
窒素ガスを噴出する副ノズルとを含む加熱ガス流噴出器
具より噴出されるガスを用いる。 （５）はんだ材として、フラックスを含有しないはんだ
材を用いる。Preferred embodiments of the method for soldering electronic components of the present invention are as follows. (1) Injection of an inert gas and irradiation of a laser beam are performed using the same soldering iron. (2) YAG laser light is used as laser light. (3) As the heated inert gas, an inert gas heated to a temperature of 150 ° C. or higher is used. (4) As a heated inert gas, a main nozzle for ejecting a high-temperature nitrogen gas, and a nitrogen gas formed concentrically around the main nozzle and having a lower temperature than the nitrogen gas ejected from the main nozzle. A gas ejected from a heating gas jetting device including a sub-nozzle is used. (5) A solder material containing no flux is used.
【００１７】本発明は、さらにまた、レーザー光を照射
する照射器具、該照射器具を酸化膜部分あるいは酸化膜
が除去された電子部品の電極部の近傍に案内する案内
具、加熱された不活性ガスを噴出する加熱ガス流噴出器
具、および該加熱ガス流噴出器具を酸化膜部分あるいは
酸化膜が除去された電子部品の電極部の近傍に案内する
案内具を含むことを特徴とする電子部品のはんだ付け方
法に用いるためのはんだ付け装置にもある。The present invention further provides an irradiation device for irradiating a laser beam, a guide device for guiding the irradiation device to an oxide film portion or a vicinity of an electrode portion of an electronic component from which the oxide film has been removed, and a heated inert gas. An electronic component, comprising: a heating gas jetting device for jetting gas; and a guide for guiding the heating gas jetting device to an oxide film portion or an electrode portion of the electronic component from which the oxide film has been removed. There is also a soldering device for use in the soldering method.
【００１８】本発明のはんだ付け装置は、好ましくは、
レーザー光を照射する照射器具および加熱ガス流噴出器
具が一体化されたものである。The soldering apparatus of the present invention preferably comprises
An irradiation device for irradiating a laser beam and a heating gas flow jetting device are integrated.
【００１９】[0019]
【発明の実施の態様】図３は、本発明の代表的な電子部
品のはんだ付け方法を示す模式図（特に、酸化膜が生成
している金属が電子部品の電極部であって、その電極部
がはんだ材との接合面となる場合）を示す。即ち、当該
はんだ付け方法では、（ａ）電子部品１の電極部４の表
面に生成している酸化膜１４（黒塗り部分が酸化膜を示
す）に、レーザー光３を照射すると同時に、加熱ガス流
噴出器具１６より加熱された不活性ガス１７を噴射する
ことによって、該酸化膜を焼き飛ばす工程、および
（ｂ）酸化膜が除去された電子部品１の電極部４を、電
極基板７の電極面６上に備えられたはんだ材５に接触す
るように配置した後、電子部品１の電極部４にはんだ材
５の反対側（即ち、上方向）からレーザー光３を照射し
ながら、加熱された不活性ガス１７をはんだ材に直接あ
るいは電子部品１の電極部４を介して間接的に吹き付
け、はんだ材５を溶融させ、溶融したはんだ材を介して
電子部品１の電極部４を電極基板６に接合する工程を順
に行う。工程（ｂ）は、工程（ａ）の後即座に実施す
る。尚、図３に示した加熱ガス流噴出器具１６は、加熱
ガス流噴出器具の加熱ガスを噴射する部分を抜粋して表
したものである。FIG. 3 is a schematic view showing a typical method of soldering an electronic component according to the present invention. (Where the part becomes the joint surface with the solder material). That is, in the soldering method, (a) the oxide film 14 (the black portion indicates an oxide film) formed on the surface of the electrode portion 4 of the electronic component 1 is irradiated with the laser beam 3 and simultaneously heated with the heating gas. A step of burning out the oxide film by injecting the heated inert gas 17 from the flow jetting device 16, and (b) connecting the electrode portion 4 of the electronic component 1 from which the oxide film has been removed to the electrode of the electrode substrate 7. After being arranged so as to be in contact with the solder material 5 provided on the surface 6, the electrode part 4 of the electronic component 1 is heated while irradiating the laser light 3 from the opposite side (that is, from above) of the solder material 5. The inert gas 17 is blown directly onto the solder material or indirectly via the electrode portion 4 of the electronic component 1 to melt the solder material 5 and to connect the electrode portion 4 of the electronic component 1 to the electrode substrate via the molten solder material. Steps of bonding to No. 6 are sequentially performed. Step (b) is performed immediately after step (a). The heating gas flow ejection device 16 shown in FIG. 3 is an excerpted portion of the heating gas flow ejection device that ejects the heating gas.
【００２０】加熱された不活性ガスとしては、高温の窒
素ガスを噴出する主ノズル１６ａと、その主ノズル１６
ａの周囲に同心円状に形成され、主ノズル１６ａから噴
出する窒素ガスよりも低温の窒素ガスを噴出する副ノズ
ル１６ｂとを含む加熱ガス流噴出器具１６より噴出され
る不活性ガスを用いることが好ましい。加熱された不活
性ガスを非酸化性雰囲気を形成すると共に熱源としても
使用するため、酸化膜の周囲よりも酸化膜部分に対して
高温のガスの噴射が必要とされるためである。As the heated inert gas, a main nozzle 16a for ejecting a high-temperature nitrogen gas, and a main nozzle 16a
Inert gas formed from a heating gas flow jetting device 16 including a sub-nozzle 16b formed concentrically around a and ejecting nitrogen gas at a lower temperature than the nitrogen gas ejected from the main nozzle 16a may be used. preferable. This is because the heated inert gas forms a non-oxidizing atmosphere and is also used as a heat source, so that it is necessary to jet a gas having a higher temperature to the oxide film portion than to the surroundings of the oxide film.
【００２１】本発明のはんだ付け方法では、レーザー光
の照射と加熱された不活性ガスの噴射とを、レーザー光
照射路、およびそのレーザー光照射路の周囲に不活性ガ
スをはんだ接合面に誘導する不活性ガスパイプを備えた
一体型はんだコテを用いて行うことが好ましい。このよ
うな一体型器具としては、特開平９−１８１４３６号公
報、国際出願明細書（ＷＯ９８／３０２５２）等に記載
のはんだコテを挙げることができる。レーザー光の照射
および加熱された不活性ガスの噴射は、はんだ接合面に
対して非接触的に行っても、接触的に行ってもよい。は
んだ付け終了後には、はんだ接合部に加熱された不活性
ガスをさらに一定時間噴射し続けることによって、再酸
化を防止する不活性ガスのバリアあるいはシールを形成
させることが好ましい。このときに用いる不活性ガス
は、温度については酸化膜の除去およびはんだ付けに用
いたガスの温度よりも低い温度のガスであることが好ま
しく、また、ガスの流量については酸化膜の除去および
はんだ付けに用いたガスの流量を変化させたもの（好ま
しくは、流量の小さいガス）であってもよい。In the soldering method of the present invention, the irradiation of the laser beam and the injection of the heated inert gas are conducted to the laser beam irradiation path and the inert gas around the laser beam irradiation path to the solder joint surface. It is preferable to use an integrated soldering iron provided with an inert gas pipe. Examples of such an integrated device include a soldering iron described in Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 9-181436, International Application Specification (WO98 / 30252), and the like. The irradiation of the laser beam and the injection of the heated inert gas may be performed in a non-contact manner or a contact manner with respect to the solder joint surface. After the soldering is completed, it is preferable that a heated inert gas is continuously sprayed to the solder joint for a certain period of time to form an inert gas barrier or seal for preventing reoxidation. The inert gas used at this time is preferably a gas whose temperature is lower than the temperature of the gas used for removing the oxide film and soldering, and for the flow rate of the gas, removing the oxide film and removing the solder. A gas having a changed flow rate (preferably, a gas having a small flow rate) may be used.
【００２２】加熱された不活性ガスは、１５０℃以上の
温度に加熱された不活性ガスを用いることが好ましく、
１５０乃至５００℃の温度範囲に加熱された不活性ガス
を用いることがさらに好ましく、１５０乃至１８０℃の
温度範囲に加熱された不活性ガスを用いることが特に好
ましい。不活性ガスは、酸化膜が生成していない金属表
面の新たな酸化、あるいは酸化膜を焼き飛ばした後の再
酸化を防止するために用いる。不活性ガスとしては、９
９．９容量％以上の濃度を有する窒素ガス、アルゴンガ
ス、ヘリウムガス等を用いることが好ましく、該窒素ガ
スを用いることが特に好ましい。不活性ガスとして、窒
素ガスに水素ガスを５容量％程度混入させたものを用い
てもよい。不活性ガスが加熱されていることを要するの
は、該ガスが、非酸化性雰囲気を形成するだけでなく、
酸化膜を焼き飛ばすのに効果を発揮するからである。As the heated inert gas, an inert gas heated to a temperature of 150 ° C. or more is preferably used.
It is more preferable to use an inert gas heated to a temperature range of 150 to 500 ° C, and it is particularly preferable to use an inert gas heated to a temperature range of 150 to 180 ° C. The inert gas is used to prevent new oxidation of the metal surface on which no oxide film is formed or re-oxidation after burning out the oxide film. As the inert gas, 9
It is preferable to use nitrogen gas, argon gas, helium gas, or the like having a concentration of 9.9% by volume or more, and it is particularly preferable to use the nitrogen gas. As the inert gas, a gas obtained by mixing a hydrogen gas with a nitrogen gas at about 5% by volume may be used. It is necessary that the inert gas be heated not only because it forms a non-oxidizing atmosphere,
This is because it is effective in burning off the oxide film.
【００２３】レーザーとしては、ＹＡＧレーザーあるい
はサファイアレーザーを用いることが好ましく、ＹＡＧ
レーザーを用いることが特に好ましい。ＹＡＧレーザー
およびサファイアレーザーは、局部加熱法の中でも最も
エネルギー密度が高く、特にＹＡＧレーザーを用いる
と、レーザーを照射する対象物を短時間に加熱昇温する
ことができるからである。As the laser, a YAG laser or a sapphire laser is preferably used.
It is particularly preferred to use a laser. This is because the YAG laser and the sapphire laser have the highest energy density among the local heating methods, and particularly when the YAG laser is used, an object to be irradiated with the laser can be heated and heated in a short time.
【００２４】表面に酸化膜を有する他の金属の例として
は、図４（酸化膜を除去する工程（ａ）とはんだ付けの
工程（ｂ）とからなる）に示すように、電極基板７の電
極面６上に備えられたはんだ材５を挙げることができ
る。従って、まず、図３の工程（ａ）に示す操作と同様
の操作を行うことによって、はんだ材５の表面の酸化膜
を除去する。工程（ａ）の後即座に、次の工程（ｂ）を
実施する。酸化膜１４を除去したはんだ材５に電子部品
１の電極部４を接触するように配置した後、電子部品１
の電極部４にはんだ材５の反対側からレーザー光３を照
射しながら、加熱された不活性ガス１７をはんだ材５に
直接あるいは電子部品１の電極部４を介して間接的に吹
き付け、はんだ材５を溶融させ、溶融したはんだ材を介
して電子部品１の電極部４を電極基板７に接合する。As an example of another metal having an oxide film on the surface, as shown in FIG. 4 (consisting of an oxide film removing step (a) and a soldering step (b)), The solder material 5 provided on the electrode surface 6 can be exemplified. Therefore, first, the oxide film on the surface of the solder material 5 is removed by performing the same operation as the operation shown in the step (a) of FIG. Immediately after the step (a), the next step (b) is performed. After arranging the electrode part 4 of the electronic component 1 in contact with the solder material 5 from which the oxide film 14 has been removed, the electronic component 1
While irradiating the laser beam 3 from the opposite side of the solder material 5 to the electrode portion 4 of the electronic component 1, the heated inert gas 17 is blown directly to the solder material 5 or indirectly through the electrode portion 4 of the electronic component 1. The material 5 is melted, and the electrode part 4 of the electronic component 1 is joined to the electrode substrate 7 via the melted solder material.
【００２５】表面に酸化膜を有する金属は、電子部品１
の電極部４、およびはんだ材５の両方であってもよい。
この場合には、両酸化膜に実質的に同時に、加熱された
不活性ガスを噴射すると共に、レーザー光を照射して、
両酸化膜を焼き飛ばす。この後即座に実施するはんだ付
け工程は、上記の場合と同様である。The metal having an oxide film on the surface is used for the electronic component 1
Electrode portion 4 and solder material 5 may be used.
In this case, the heated inert gas is jetted to both oxide films at substantially the same time, and a laser beam is irradiated,
Burn off both oxide films. The soldering process performed immediately thereafter is the same as the above case.
【００２６】本発明で用いるはんだとしては、本発明が
電子部品の電極部あるいははんだ材表面に生成した酸化
膜を完全に除去した後にはんだ付けを行う方法であるた
め、フラックスをまったく含まないはんだ材を用いるこ
とができる。はんだ材にフラックスを含ませる必要がな
いことは、はんだ付け後のフラックスの洗浄操作や電極
部間に発生するフラックス残渣の除去操作を必要としな
いことを示し、いわゆるフラックスレスはんだ付けを実
現するものである。The solder used in the present invention is a method in which the present invention is a method of performing soldering after completely removing an oxide film formed on an electrode portion of an electronic component or a surface of a solder material. Can be used. The fact that there is no need to include flux in the solder material indicates that there is no need to wash the flux after soldering or to remove the flux residue generated between the electrode parts, thus realizing so-called fluxless soldering. It is.
【００２７】本発明のはんだ付け方法では、工程（ａ）
の後に加熱された不活性ガスを噴射しながら工程（ｂ）
を行うため、電極部の再酸化が起こらない。工程（ｂ）
で用いる加熱された不活性ガスは、工程（ａ）で用いる
加熱された不活性ガスよりも低温の不活性ガスであって
もよい。In the soldering method of the present invention, the step (a)
Step (b) while injecting heated inert gas after
Therefore, reoxidation of the electrode portion does not occur. Step (b)
The heated inert gas used in step (a) may be an inert gas having a lower temperature than the heated inert gas used in step (a).
【００２８】電子部品としては、ＳＭＤ（Ｓｕｒｆａｃ
ｅ Ｍｏｕｎｔ Ｄｅｖｉｃｅｓ）、ＴＡＢ（Ｔａｐｅ
Ａｕｔｏｍａｔｅｄ Ｂｏｎｄｉｎｇ）、ＱＦＰ（Ｑ
ｕａｄ Ｆｌａｔ Ｐａｃｋａｇｅ）、ＰＬＣＣ（Ｐｌ
ａｓｔｉｃ ＬｅａｄｅｄＣｈｉｐ Ｃａｒｒｉｏ
ｒ）、ＢＧＡ（Ｂａｌｌ Ｇｒｉｄ Ａｒｒａｙ）、Ｃ
ＳＰ（Ｃｈｉｐ Ｓｃａｌｅ Ｐａｃｋａｇｅ）等の表
面実装型部品であることが好ましく、ＳＭＤもしくはＴ
ＡＢであることが特に好ましい。As the electronic parts, SMD (Surfac)
e Mount Devices), TAB (Tape)
Automated Bonding), QFP (Q
uad Flat Package), PLCC (Pl
asic LeadedChip Carrio
r), BGA (Ball Grid Array), C
It is preferably a surface-mounted component such as SP (Chip Scale Package), and is preferably an SMD or TMD.
AB is particularly preferred.
【００２９】図５は、本発明の代表的なはんだ付け装置
である。該はんだ付け装置は、金属酸化膜の除去および
はんだ付けを連続して行う装置であり、レーザー光を照
射する照射器具１８、該照射器具１８を酸化膜部分ある
いは酸化膜が除去された電子部品の電極部の近傍に案内
する案内具２０、加熱された不活性ガスを噴出する加熱
ガス流噴出器具１９、および該加熱ガス流噴出器具１９
を酸化膜部分あるいは酸化膜が除去された電子部品の電
極部の近傍に案内する案内具２１を含む。レーザー光を
照射する照射器具１９、および加熱された不活性ガスを
噴出する加熱ガス流噴出器具８は、それぞれが独立した
器具であっても、これらが一体型となったはんだコテで
あってもよい。これらの案内具をはんだ付け装置に装備
することによって、特別の案内具を有しない従来法（特
開平６−２１６５１６号公報等）では困難であった細部
の金属酸化膜部分あるいははんだ付け対象部分にも、容
易にレーザー光照射器具および加熱ガス流噴出器具を近
接させることができるため、完全な金属酸化膜の除去お
よび安定なはんだ付けを行うことが可能となる。また、
金属酸化膜の除去およびはんだ付けをより完全に行うた
め、本発明のはんだ付け装置に、さらに、ＣＣＤカメラ
を搭載した直交型ロボットと画像処理装置を採用するこ
とも好ましい。レーザー光照射器具および加熱ガス流噴
出器具には、三次元的な高精度の位置決めを実現するた
め、高さ検出機能を具備させることも好ましい。FIG. 5 shows a typical soldering apparatus of the present invention. The soldering device is a device that continuously removes and solders a metal oxide film, and irradiates an irradiating device 18 for irradiating a laser beam, an irradiating device 18 with an oxide film portion or an electronic component from which the oxide film has been removed. A guide 20 for guiding the vicinity of the electrode portion, a heating gas jetting device 19 for jetting heated inert gas, and a heating gas jetting device 19
And a guide 21 for guiding the substrate to the oxide film portion or the vicinity of the electrode portion of the electronic component from which the oxide film has been removed. Irradiation device 19 for irradiating laser light and heated gas flow jetting device 8 for jetting heated inert gas may be independent devices, or may be an integrated soldering iron. Good. By equipping the soldering apparatus with these guides, it is possible to use a metal oxide film portion or a portion to be soldered, which is difficult in the conventional method without a special guide (Japanese Patent Laid-Open No. 6-216516). However, since the laser light irradiation device and the heating gas flow jetting device can be easily brought close to each other, it is possible to completely remove the metal oxide film and perform stable soldering. Also,
In order to more completely remove the metal oxide film and perform the soldering, it is preferable to employ an orthogonal robot equipped with a CCD camera and an image processing device in the soldering device of the present invention. It is also preferable that the laser beam irradiation device and the heated gas flow jetting device have a height detection function in order to realize three-dimensional highly accurate positioning.
【００３０】[0030]
【発明の効果】本発明のはんだ付け方法によって、電子
部品の電極部の表面に生成した酸化膜を除去すると共
に、該電極部の表面の再酸化を伴うことなく、該電極部
と電極基板とを接合することができる。また、本発明の
はんだ付け方法では、既に生成している酸化膜を機械的
除去あるいは薬品洗浄によらずに除去することができ、
はんだ材にフラックスを含める必要性もない。はんだ材
にフラックスを含める必要性がないため、フラックス洗
浄後のフラックス残渣やフラックス残渣による電気的接
続の低下という問題も起こらない。さらに、本発明のは
んだ付け方法では、電子部品の電極部の表面ばかりでな
く、はんだ材表面に生成した酸化膜をも除去することが
できる。従って、リフローソルダリング法、棒はんだを
用いるはんだ付け方法等のどのような場合においても、
表面に酸化膜が生成した電子部品やはんだ材を再度利用
して、良好な電気的接続が可能なはんだ付けを行うこと
ができる。According to the soldering method of the present invention, the oxide film formed on the surface of the electrode part of the electronic component is removed, and the electrode part and the electrode substrate can be removed without re-oxidizing the surface of the electrode part. Can be joined. Further, in the soldering method of the present invention, the oxide film that has already been generated can be removed without mechanical removal or chemical cleaning,
There is no need to include flux in the solder material. Since there is no need to include the flux in the solder material, there is no problem that the flux residue after the flux cleaning or the electrical connection is reduced by the flux residue. Further, according to the soldering method of the present invention, not only the surface of the electrode part of the electronic component but also the oxide film formed on the surface of the solder material can be removed. Therefore, in any case such as reflow soldering method, soldering method using bar solder, etc.
By using the electronic component or the solder material having the oxide film formed on the surface again, it is possible to perform the soldering that enables good electrical connection.
【図１】特開昭６２−１４４８７１号公報に記載の、常
温の不活性ガス雰囲気下、レーザー光によってはんだ付
けを行う方法を模式的に示す図である。FIG. 1 is a view schematically showing a method of performing soldering by a laser beam in an inert gas atmosphere at room temperature described in Japanese Patent Application Laid-Open No. Sho 62-144871.
【図２】特開平６−２１６５１６号公報に記載の、常温
の不活性ガス雰囲気下、レーザー光によってはんだ付け
を行う方法を模式的に示す図である。FIG. 2 is a diagram schematically illustrating a method of performing soldering by laser light in an inert gas atmosphere at room temperature described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-216516.
【図３】本発明の代表的なはんだ付け方法（特に、酸化
膜を有する金属が電子部品の電極部である場合）を示す
模式図である。FIG. 3 is a schematic view showing a typical soldering method of the present invention (particularly, when a metal having an oxide film is an electrode part of an electronic component).
【図４】本発明の代表的なはんだ付け方法（特に、酸化
膜を有する金属がはんだ材である場合）を示す模式図で
ある。FIG. 4 is a schematic view showing a typical soldering method of the present invention (particularly, when a metal having an oxide film is a solder material).
【図５】本発明の代表的なはんだ付け装置を示す模式図
である。FIG. 5 is a schematic diagram showing a typical soldering apparatus of the present invention.
１ 電子部品 ２ カバー ３ レーザー光 ４ 電極部あるいはリード端子 ５ はんだ材 ６ 電極面 ７ 電極基板 ８ 不活性ガス導入口 ９ レーザー光発振器 １０ コレット １１ リードカバー １２ 不活性ガス供給管 １３ 不活性ガス流出口 １４ 酸化膜 １５ レーザー光照射口 １６ 加熱ガス流噴出器具 １６ａ 主ノズル １６ｂ 副ノズル １７ 加熱された不活性ガス １８ レーザー光照射器具 １９ 加熱不活性ガス供給器 ２０ レーザー光照射器具の案内具 ２１ 加熱不活性ガス供給器の案内具 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Electronic component 2 Cover 3 Laser beam 4 Electrode part or lead terminal 5 Solder material 6 Electrode surface 7 Electrode board 8 Inert gas introduction port 9 Laser light oscillator 10 Collet 11 Lead cover 12 Inert gas supply pipe 13 Inactive gas outlet Reference Signs List 14 oxide film 15 laser light irradiation port 16 heated gas flow jetting device 16a main nozzle 16b sub-nozzle 17 heated inert gas 18 laser light irradiation device 19 heated inert gas supply device 20 guide device for laser light irradiation device 21 unheated Active gas supply guide
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｂ２３Ｋ 31/02 ３１０ Ｂ２３Ｋ 31/02 ３１０Ｂ (72)発明者 松原 賢政 兵庫県姫路市新在家中の町10番29号 株式 会社大成化研内 Ｆターム(参考） 4E068 AH01 BA05 CH03 CJ01 DA09 5E319 AA03 AB01 CC46 CD04 GG03──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme court ゛ (Reference) B23K 31/02 310 B23K 31/02 310B (72) Inventor Kensei Matsubara 10-29 Shin-Nakanaka-cho, Himeji City, Hyogo Prefecture No. F-term (reference) in Taisei Kaken Co., Ltd. 4E068 AH01 BA05 CH03 CJ01 DA09 5E319 AA03 AB01 CC46 CD04 GG03
Claims (10)
電極部の酸化膜部分に、加熱された不活性ガスを噴射す
ると同時に、レーザー光を照射することによって、酸化
膜を焼き飛ばす工程；そして、酸化膜が除去された該電
極部を、電極基板の電極面上に備えられたはんだ材に接
触するように配置した後、はんだ材が該電極部に接する
側とは反対側から、該電極部にレーザー光を照射すると
同時に、加熱された不活性ガスをはんだ材に直接あるい
ははんだ材が該電極部に接する側とは反対側から吹き付
け、はんだ材を溶融させ、溶融したはんだ材を介して該
電極部を電極基板に接合する工程からなることを特徴と
する電子部品のはんだ付け方法。1. A step of burning an oxide film by irradiating a laser beam while simultaneously injecting a heated inert gas onto an oxide film portion of an electrode part of an electronic component having an oxide film formed on its surface. And, after arranging the electrode portion from which the oxide film has been removed so as to contact the solder material provided on the electrode surface of the electrode substrate, from the side opposite to the side where the solder material contacts the electrode portion; Simultaneously with irradiating the electrode portion with laser light, a heated inert gas is sprayed directly on the solder material or from the side opposite to the side where the solder material is in contact with the electrode portion to melt the solder material and melt the solder material. Bonding the electrode portion to an electrode substrate through the step of soldering the electronic component.
の電極面上に備えられたはんだ材の酸化膜部分に、加熱
された不活性ガスを噴射すると同時に、レーザー光を照
射することによって、酸化膜を焼き飛ばす工程；そし
て、酸化膜が除去されたはんだ材に、電子部品の電極部
を接触するように配置した後、はんだ材が該電極部に接
する側とは反対側から、該電極部にレーザー光を照射す
ると同時に、加熱された不活性ガスをはんだ材に直接あ
るいははんだ材が該電極部に接する側とは反対側から吹
き付け、はんだ材を溶融させ、溶融したはんだ材を介し
て該電極部を電極基板に接合する工程からなることを特
徴とする電子部品のはんだ付け方法。2. Injecting a heated inert gas and simultaneously irradiating a laser beam onto an oxide film portion of a solder material provided on an electrode surface of an electrode substrate, the oxide film being formed on the surface. A step of burning off the oxide film; and, after disposing the electrode portion of the electronic component in contact with the solder material from which the oxide film has been removed, from the side opposite to the side where the solder material contacts the electrode portion, Simultaneously with irradiating the electrode portion with laser light, a heated inert gas is sprayed directly on the solder material or from the side opposite to the side where the solder material is in contact with the electrode portion to melt the solder material and melt the solder material. Bonding the electrode portion to an electrode substrate through the step of soldering the electronic component.
電極部の酸化膜部分、および表面に酸化膜が生成してい
る、電極基板の電極面上に備えられたはんだ材の酸化膜
部分に、加熱された不活性ガスを噴射すると同時に、レ
ーザー光を両部分に照射することによって、両部分の酸
化膜を焼き飛ばす工程；そして、酸化膜が除去されたは
んだ材に、酸化膜が除去された該電極部を接触するよう
に配置した後、はんだ材が該電極部に接する側とは反対
側から、該電極部にレーザー光を照射すると同時に、加
熱された不活性ガスをはんだ材に直接あるいははんだ材
が該電極部に接する側とは反対側から吹き付け、はんだ
材を溶融させ、溶融したはんだ材を介して該電極部を電
極基板に接合する工程からなることを特徴とする電子部
品のはんだ付け方法。3. An oxide film portion of an electrode portion of an electronic component having an oxide film formed on its surface, and an oxide film of a solder material provided on an electrode surface of an electrode substrate having an oxide film formed on its surface. A step of burning the oxide film of both parts by irradiating a laser beam to both parts at the same time as injecting the heated inert gas into the parts; and, an oxide film is formed on the solder material from which the oxide film has been removed. After arranging the removed electrode portion so as to be in contact therewith, the solder material is irradiated with laser light from the side opposite to the side where the solder material is in contact with the electrode portion, and at the same time, the heated inert gas is removed from the solder material. A step of spraying the solder portion directly or from the side opposite to the side in contact with the electrode portion to melt the solder material, and joining the electrode portion to the electrode substrate via the melted solder material. How to solder components .
射を同一はんだコテを用いて行うことを特徴とする請求
項１乃至３の内の何れかの項に記載の電子部品のはんだ
付け方法。4. The method for soldering an electronic component according to claim 1, wherein the injection of the inert gas and the irradiation of the laser beam are performed using the same soldering iron.
用いることを特徴とする請求項１乃至３の内の何れかの
項に記載の電子部品のはんだ付け方法。5. The method for soldering an electronic component according to claim 1, wherein a YAG laser beam is used as the laser beam.
以上の温度に加熱された不活性ガスを用いることを特徴
とする請求項１乃至３の内の何れかの項に記載の電子部
品のはんだ付け方法。6. As a heated inert gas, 150 ° C.
4. The method for soldering an electronic component according to claim 1, wherein an inert gas heated to the above temperature is used.
素ガスを噴出する主ノズルと、その主ノズルの周囲に同
心円状に形成され、主ノズルから噴出する窒素ガスより
も低温の窒素ガスを噴出する副ノズルとを含む加熱ガス
流噴出器具より噴出されるガスを用いることを特徴とす
る請求項１乃至３の内の何れかの項にに記載のはんだ付
け方法。7. A main nozzle for ejecting a high-temperature nitrogen gas as a heated inert gas, and a nitrogen gas formed concentrically around the main nozzle and having a lower temperature than the nitrogen gas ejected from the main nozzle. The soldering method according to any one of claims 1 to 3, wherein a gas jetted from a heating gas jetting device including a jetting sub-nozzle is used.
いはんだ材を用いることを特徴とする請求項１乃至３の
内の何れかの項に記載のはんだ付け方法。8. The soldering method according to claim 1, wherein a solder material containing no flux is used as the solder material.
器具を酸化膜部分あるいは酸化膜が除去された電子部品
の電極部の近傍に案内する案内具、加熱された不活性ガ
スを噴出する加熱ガス流噴出器具、および該加熱ガス流
噴出器具を酸化膜部分あるいは酸化膜が除去された電子
部品の電極部の近傍に案内する案内具を含むことを特徴
とする電子部品のはんだ付け方法に用いるためのはんだ
付け装置。9. An irradiation device for irradiating a laser beam, a guide for guiding the irradiation device to an oxide film portion or an electrode part of an electronic component from which an oxide film has been removed, and a heating device for ejecting a heated inert gas. A gas flow jetting device and a guide for guiding the heated gas flow jetting device near an oxide film portion or an electrode portion of an electronic component from which an oxide film has been removed are used for a method of soldering an electronic component. Equipment for soldering.
加熱ガス流噴出器具が一体化されたものであることを特
徴とする請求項９に記載のはんだ付け装置。10. The soldering apparatus according to claim 9, wherein an irradiation device for irradiating a laser beam and a heating gas flow jetting device are integrated.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34024999A JP2001156436A (en) | 1999-11-30 | 1999-11-30 | Method of soldering electronic part |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34024999A JP2001156436A (en) | 1999-11-30 | 1999-11-30 | Method of soldering electronic part |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001156436A true JP2001156436A (en) | 2001-06-08 |
Family
ID=18335139
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP34024999A Pending JP2001156436A (en) | 1999-11-30 | 1999-11-30 | Method of soldering electronic part |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001156436A (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002028586A1 (en) * | 2000-10-06 | 2002-04-11 | Pac Tech - Packaging Technologies Gmbh | Method for applying solder to a substrate or a chip without using flux |
| US6696668B2 (en) * | 2000-06-26 | 2004-02-24 | Fine Device Co., Ltd. | Laser soldering method and apparatus |
| US20140027418A1 (en) * | 2011-02-02 | 2014-01-30 | Pac Tech - Packaging Technologies Gmbh | Method and device for electrically contacting terminal faces of two substrates by laser soldering using a gaseous flux medium |
-
1999
- 1999-11-30 JP JP34024999A patent/JP2001156436A/en active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6696668B2 (en) * | 2000-06-26 | 2004-02-24 | Fine Device Co., Ltd. | Laser soldering method and apparatus |
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| US20140027418A1 (en) * | 2011-02-02 | 2014-01-30 | Pac Tech - Packaging Technologies Gmbh | Method and device for electrically contacting terminal faces of two substrates by laser soldering using a gaseous flux medium |
| US9649711B2 (en) * | 2011-02-02 | 2017-05-16 | Pac Tech-Packaging Technologies Gmbh | Method and device for electrically contacting terminal faces of two substrates by laser soldering using a gaseous flux medium |
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