特許 6874979 レーザー式はんだ付け方法及びレーザー式はんだ付け装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6874979

(24)【登録日】2021年4月26日

(45)【発行日】2021年5月19日

(54)【発明の名称】レーザー式はんだ付け方法及びレーザー式はんだ付け装置

(51)【国際特許分類】

   B23K 1/005 20060101AFI20210510BHJP

   B23K 1/00 20060101ALI20210510BHJP

   B23K 31/02 20060101ALI20210510BHJP

【ＦＩ】

   B23K1/005 A

   B23K1/005 C

   B23K1/00 A

   B23K31/02 310H

【請求項の数】3

【全頁数】11

(21)【出願番号】特願2017-82254(P2017-82254)

(22)【出願日】2017年4月18日

(65)【公開番号】特開2018-176246(P2018-176246A)

(43)【公開日】2018年11月15日

【審査請求日】2019年12月10日

(73)【特許権者】

【識別番号】390014834

【氏名又は名称】株式会社ジャパンユニックス

(74)【代理人】

【識別番号】100119404

【弁理士】

【氏名又は名称】林 直生樹

(74)【代理人】

【識別番号】100072453

【弁理士】

【氏名又は名称】林 宏

(74)【代理人】

【識別番号】100177769

【弁理士】

【氏名又は名称】石川 徹

(72)【発明者】

【氏名】河野 寛史

(72)【発明者】

【氏名】占部 享史

【審査官】 正木 裕也

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１０−２６００９３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０６−２８５６２５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２３Ｋ １／００５

Ｂ２３Ｋ １／００

Ｂ２３Ｋ ３１／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

レーザー光を照射してはんだ付けポイントを予熱する第１工程と、供給されたはんだをレーザー光により溶融させてはんだ付けポイントに拡散させる第２工程と、はんだ付けポイントに拡散したはんだをレーザー光で後加熱する第３工程とを有するレーザー式はんだ付け方法において、
第１工程の始めから第３工程の終わりまでのはんだ付け工程全域が、前半の波形制御域と後半の温度制御域とに区分され、
波形制御域では、はんだ付けポイントを目標温度まで加熱するために必要なレーザー光の出力及び照射時間が制御波形として予め設定され、この制御波形に沿ってレーザー光の出力が制御され、
温度制御域では、はんだ付けポイントの温度が時間毎の目標温度として予め設定され、この目標温度と、放射温度計で測定されたはんだ拡散後のはんだ付けポイントの測定温度とが比較され、これら目標温度と測定温度との偏差が零になるようにレーザー光の出力が制御され、
放射温度計による温度測定対象の放射率は、はんだの主成分である錫の放射率に設定されている、
ことを特徴とするレーザー式はんだ付け方法。

【請求項2】

制御波形による波形制御から、測定温度に基づく温度制御への切換えは、はんだ付けポイントへのはんだ供給後に行われることを特徴とする請求項１に記載のレーザー式はんだ付け方法。

【請求項3】

レーザー光を出力するレーザー発振器と、該レーザー発振器からのレーザー光をはんだ付けポイントに向けて照射する照射ヘッドと、前記はんだ付けポイントの温度を測定する放射温度計と、前記はんだ付けポイントにはんだを供給するはんだ供給装置と、はんだ付け装置全体を制御プログラムに従って制御する制御装置とを有し、
前記放射温度計の放射率は、はんだの主成分である錫の放射率に設定され、
前記制御装置は、はんだ付けポイントを目標温度に加熱するために必要なレーザー光の出力及び照射時間を制御するための制御波形と、該はんだ付けポイントの時間毎の目標温度とが入力されていて、はんだ付けポイントにはんだが拡散するまで前記制御波形に沿ってレーザー光の出力を制御する波形制御を行ったあと、前記放射温度計で測定されたはんだ拡散後のはんだ付けポイントの測定温度と前記目標温度との偏差が零になるようにレーザー光の出力を制御する温度制御を行うように構成されている、
ことを特徴とするレーザー式はんだ付け装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、レーザー光を使用してはんだ付けを行うレーザー式はんだ付け方法及び当該方法の実施に用いるレーザー式はんだ付け装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来から、レーザー光を用いてプリント基板と電子部品とのはんだ付けすべき部分（はんだ付けポイント）をはんだ付けする技術は知られている。例えば、特許文献１には、レーザー光を出力するためのレーザー発振器と、レーザー発振器から出力されたレーザー光をはんだ付けポイントに照射する照射ヘッドと、はんだ付けポイントに線状はんだを供給するはんだ供給装置と、レーザー発振器の出力を制御するコントローラとを有するレーザー式はんだ付け装置が開示されている。このレーザー式はんだ付け装置は、前記コントローラからの制御信号に応じた強度のレーザー光をレーザー発振器から出力させてはんだ付けポイントを加熱すると共に、該はんだ付けポイントに供給される線状はんだを前記レーザー光により溶融させて、はんだ付けを行うものである。

【0003】

このとき、前記レーザー式はんだ付け装置には、赤外線により温度を測定する非接触式の温度センサ（放射温度計）を設け、この放射温度計により、前記はんだ付けポイントから放射される赤外線を受光して、受光した赤外線量から前記はんだ付けポイントの温度をリアルタイムで測定し、その測定温度に基づいて、はんだ付けポイントの温度が常に最適な温度（目標温度）になるように前記レーザー光の出力が増減制御される。

【0004】

ところで、前記放射温度計によりはんだ付けポイントの温度を測定する場合には、該はんだ付けポイントにおける赤外線の放射率を予めコントローラに設定し、その放射率に基づいて温度が測定される。ところが、物体の放射率は材質ごとに固有の値があり、また、物体の表面状態によっても放射率は異なるため、前記はんだ付けポイントが複数の金属を含む場合、どの金属の放射率を設定すべきかの選択が非常に難しく、選択を誤ると、正確な温度測定ができないため、前記レーザー光の出力を正確に制御することはできない。

【0005】

例えば、前記はんだ付けポイントが、プリント基板に形成された端子と、電子部品のリードである場合、両者は異なる金属素材（例えば、銅、銀、金、錫など）で形成されていて、互いの放射率が異なるため、何れか一方の金属素材の放射率を設定する必要があるが、一方の放射率を設定しても、複数のはんだ付けポイントの中に、前記端子とリードとの位置が少しでもずれているものがあると、そのはんだ付けポイントで、放射温度計による測定対象が、端子からリードに変化したり、又はリードから端子に変化し、それによって測定誤差を生じ易い。また、はんだ付けポイントに線状はんだが供給され、この線状はんだがレーザー光により溶融されてはんだ付けポイントに拡散すると、拡散したはんだで前記端子又はリードが覆われるため、その時点で放射温度計の測定対象がはんだに変わり、錫を主成分とするはんだの放射率は前記端子及びリードの放射率と異なることから、測定温度にばらつきが発生する。

【0006】

このように、従来は、放射温度計によってはんだ付けポイントの温度をリアルタイムで測定し、その測定温度が目標温度になるようにレーザー光の出力を制御していたが、様々な原因によって測定温度にばらつきが発生するため、レーザー光の出力を目標温度に合わせて高精度に制御するのが難しく、はんだ付けポイントが適正な温度に加熱されないことによってはんだ不良を起こすケースが多かった。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【特許文献1】特開２０１０−２６００９３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

本発明は、前述のような事情に鑑みてなされたもので、はんだ付けポイントが目標温度に加熱されるようにレーザー光の出力を精度良く制御し、それによって品質の高いはんだ付けを行うことができるようにすることを技術的課題とするものである。

【課題を解決するための手段】

【0009】

前記課題を解決するため、本発明は、レーザー光を照射してはんだ付けポイントを予熱する第１工程と、供給されたはんだをレーザー光により溶融させてはんだ付けポイントに拡散させる第２工程と、はんだ付けポイントに拡散したはんだをレーザー光で後加熱する第３工程とを有するレーザー式はんだ付け方法において、第１工程の始めから第３工程の終わりまでのはんだ付け工程全域が、前半の波形制御域と後半の温度制御域とに区分され、波形制御域では、はんだ付けポイントを目標温度まで加熱するために必要なレーザー光の出力及び照射時間が制御波形として予め設定され、この制御波形に沿ってレーザー光の出力が制御され、温度制御域では、はんだ付けポイントの温度が時間毎の目標温度として予め設定され、この目標温度と、放射温度計で測定されたはんだ拡散後のはんだ付けポイントの測定温度とが比較され、これら目標温度と測定温度との偏差が零になるようにレーザー光の出力が制御され、放射温度計による温度測定対象の放射率は、はんだの主成分である錫の放射率に設定されていることを特徴とする。

【0010】

また、本発明においては、制御波形による波形制御から、測定温度に基づく温度制御への切換えは、はんだ付けポイントへのはんだ供給後に行われることでもよい。

【0011】

さらに、前記課題を解決するため、本発明によれば、レーザー光を出力するレーザー発振器と、該レーザー発振器からのレーザー光をはんだ付けポイントに向けて照射する照射ヘッドと、前記はんだ付けポイントの温度を測定する放射温度計と、前記はんだ付けポイントにはんだを供給するはんだ供給装置と、はんだ付け装置全体を制御プログラムに従って制御する制御装置とを有し、前記放射温度計の放射率は、はんだの主成分である錫の放射率に設定され、前記制御装置は、はんだ付けポイントを目標温度に加熱するために必要なレーザー光の出力及び照射時間を制御するための制御波形と、該はんだ付けポイントの時間毎の目標温度とが入力されていて、はんだ付けポイントにはんだが拡散するまで前記制御波形に沿ってレーザー光の出力を制御する波形制御を行ったあと、前記放射温度計で測定されたはんだ拡散後のはんだ付けポイントの測定温度と前記目標温度との偏差が零になるようにレーザー光の出力を制御する温度制御を行うように構成されていることを特徴とするレーザー式はんだ付け装置が提供される。

【発明の効果】

【0012】

本発明は、レーザー光の出力及び照射時間を、予め設定した制御波形に基づく波形制御を行い、波形制御を行ったあと、予め設定した目標温度とはんだ付けポイントの測定温度とを比較して、該目標温度と測定温度との偏差を零にするように温度制御するように構成されている。よって、従来のように、はんだ付け工程全域にかけて、常に放射温度計による測定温度に基づいてレーザー光を出力制御するものと比較して、レーザー光の出力を精度良く制御し、それによって品質の高いはんだ付けを行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】本発明に係るレーザー式はんだ付け装置の第１実施形態を示す模式図である。

【図2】（ａ）ははんだ付けポイントの平面図、（ｂ）は同断面図である。

【図3】（ａ）ははんだ付けの第１工程を示す断面図、（ｂ）は同第２工程を示す断面図、（ｃ）は同第３工程を示す断面図である。

【図4】レーザー光を制御する制御波形を示す線図である。

【図5】測定温度と比較される目標温度を表す線図である。

【図6】はんだ付けを行う際のレーザー光の出力及び照射時間と、放射温度計による測定温度と、目標温度との関係を示す線図である。

【図7】本発明に係るレーザー式はんだ付け装置の第２実施形態を示す模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下に、本発明に係るレーザー式はんだ付け方法及びレーザー式はんだ付け装置について、図面を用いて詳細に説明する。

【0015】

図１は、はんだ付け装置１の第１実施形態を示すもので、このはんだ付け装置１は、レーザー光Ｂを出力するレーザー発振器２と、レーザー発振器２から出力されたレーザー光Ｂを、プリント基板２０上のはんだ付けポイントＰに集光状態で照射する照射ヘッド３と、前記レーザー発振器２を制御するためのレーザーコントローラー４と、前記はんだ付けポイントＰに線状はんだ１５を供給するためのはんだ供給装置５と、前記はんだ付けポイントＰから放射される赤外線（放射赤外線）を受光して該ポイントＰの温度を非接触で測定する放射温度計６と、このはんだ装置１全体を設定されたプログラムに従って自動的に制御する制御装置７とを有している。

【0016】

前記はんだ付けポイントＰは、図２（ａ），（ｂ）に示すように、プリント基板２０に形成された環状の端子２１と、電子部品２３から延出するリード２２であり、該リード２２は、前記端子２１の内部に下から上向きに挿入されている。

【0017】

前記照射ヘッド３は、略円筒形状の外形を有し、その側面には、前記レーザー発振器２に通じる第１の光ファイバー８が接続され、レーザー発振器２から出力されたレーザー光Ｂが該光ファイバー８を通って照射ヘッド３の内部へと導かれるように構成されている。そして、前記照射ヘッド３の内部には、導入されたレーザー光Ｂの向きを変える半透鏡や、レーザー光Ｂをはんだ付けポイントＰにて所定径に集光させる光学レンズ等の、光学部品（図示略）が内蔵されている。また、前記照射ヘッド３におけるはんだ付けポイントＰと対向する先端部には、照射口３ａが設けられていて、前記光学部品を通過したレーザー光Ｂが、当該照射口３ａからはんだ付けポイントＰに向けて照射されるように成っている。

【0018】

さらに、前記照射ヘッド３の側面における、前記第１の光ファイバー８が接続された部分と異なる位置には、前記放射温度計６に通じる第２の光ファイバー１２が接続されており、はんだ付けポイントＰから放射された放射赤外線が、この第２の光ファイバー１２を通じて放射温度計６で受光されるように構成されている。すなわち、前記はんだ付けポイントからの放射赤外線は、前記照射ヘッド３の照射部３ａを通じて該照射ヘッド３の内部に至り、レーザー光Ｂが通過する前記光学部品を透過して該照射ヘッド３の基端側へと進んだあと、レンズや半透鏡等からなる光学ユニット１３を通じて前記第２の光ファイバー１２内に導かれ、該光ファイバー１２を介して前記放射温度計６に伝送される。

【0019】

そして、前記放射温度計６では、受光した放射赤外線のエネルギー量に基づいてはんだ付けポイントＰの温度Ｈ１が求められ、求められた測定温度Ｈ１に比例する測定温度信号（温度データ）がレーザーコントローラ４を経由して前記制御装置７に送られる。なお、放射温度計６で得られた温度データはレーザーコントローラ４を経由せずに、そのまま制御装置７に送られてもよい。

【0020】

また、前記照射ヘッド３の基端部には、ＣＣＤカメラ１０がレーザー光Ｂと光軸Ｌを一致させて取り付けられており、このＣＣＤカメラ１０で前記照射口３ａを通じてはんだ付けポイントＰを撮像できるようになっている。ＣＣＤカメラ１０で撮像した前記はんだ付けポイントＰの画像は、前記制御装置７を介してモニター１１に表示され、はんだ付け前には、モニター１１に表示された画像を見ながら、はんだ付けポイントＰに対するレーザー光Ｂの照準調整を行うのに使用したり、また、はんだ付け作業時には、前記はんだ付けポイントＰの状態を観察することができる。

【0021】

前記はんだ供給装置５は、例えば、プーリーに巻いた線状のはんだ１５を所要量ずつはんだ付けポイントＰに向けて送るためのものである。はんだ供給装置５は、はんだ付けポイントＰの近くに配置されたはんだガイド１６を有し、はんだ付け作業時に、前記制御装置７から、はんだ１５の供給タイミングや供給量等の制御指令を受け、その制御指令に応じてはんだガイド１６からはんだ１５がはんだ付けポイントＰに供給される。そして、レーザーコントローラー４から発振制御の指令を受けたレーザー発振器２が、所定の出力及び照射時間でレーザー光Ｂを出力し、そこにはんだ１５を供給することで、レーザー光Ｂにより該はんだ１５が加熱溶融されてはんだ付けが行われるように構成されている。

【0022】

次に、前記構成を有するはんだ付け装置１を使用して、はんだ付けポイントＰをはんだ付けする方法について説明する。

【0023】

本発明で実施されるはんだ付け工程は、図３（ａ）に示すように、レーザー光Ｂをはんだ付けポイントＰに照射して該はんだ付けポイントＰを予備加熱する第１工程Ｓ１と、図３（ｂ）に示すように、はんだ供給装置５からはんだ付けポイントＰに線状はんだ１５を供給し、この線状のはんだ１５をレーザー光Ｂにより加熱、溶融させて該はんだ付けポイントＰに拡散（濡れ）させる第２工程Ｓ２と、図３（ｃ）に示すように、はんだ付けポイントＰに拡散したはんだ１５をレーザー光Ｂで後加熱し、はんだ付けに必要な金属加工物が生成されるように仕上げる第３工程Ｓ３との、３つの工程に分かれている。また、図６に示すように、これら第１工程Ｓ１の始めから第３工程Ｓ３の終わりまでのはんだ付け工程の全域が、前半の波形制御域と後半の温度制御域とに区分されている。

【0024】

前記第１−第３行程のはんだ付けを行うに先立ち、前工程として、前記制御装置７に対し、前記レーザー光Ｂの出力（Ｗ）及び照射時間（秒）を制御するための制御波形Ｃ（図４参照）の設定と、前記放射温度計６により温度を測定する測定対象の設定、及び、前記測定対象の材質に応じた放射率の設定等が行われる。本実施形態においては、前記放射温度計６による温度の測定対象がはんだ１５に設定されているため、前記放射率は、はんだ１５の主成分である錫の放射率に設定されている。また、前記制御装置７には、はんだ付けポイントＰの目標温度（測定目標温度）Ｈ２（図５参照）が設定されると共に、前記放射温度計６による測定温度Ｈ１がこの測定目標温度Ｈ２に近づくようにレーザー光の出力を制御する温度制御のための制御プログラムが設定されている。そして、はんだ付け工程の前半の波形制御域で、この前工程で設定された制御波形Ｃに沿ってレーザー光Ｂの出力及び照射時間が制御され、後半の温度制御域では、前記放射温度計６で設定された測定温度Ｈ１と、予め定められた上記測定目標温度Ｈ２とが比較され、これら測定目標温度Ｈ２と測定温度Ｈ１との偏差（即ち温度差）が零になるように、レーザー光Ｂの出力が制御される。

【0025】

このように、はんだ付け工程の前半で温度制御を行わずに波形制御を行うようにしているのは、前記放射温度計６による温度測定対象の放射率がはんだの主成分である錫に設定されているため、工程前半のまだはんだが供給されていない時にはんだ付けポイントの温度を測定しても、測定した温度が正確であるとは限らないからである。

【0026】

前記制御波形Ｃは、第１−第３工程毎に、はんだ付けポイントＰの加熱目標温度と、はんだ付けポイントＰをこの加熱目標温度にまで加熱するために必要なレーザー光Ｂの出力及び照射時間を求めることにより決められる。

【0027】

前記加熱目標温度は、はんだ付けポイントＰを形成する端子２１やリード２２の材質、形状、大きさ、表面状態等により、前もって行った数値シミュレーションや過去の経験則等に基づいて、好ましい加熱目標温度が予め求められている。例えば、本実施形態のようにはんだ付けポイントＰが通常の端子２１及びリード２２からなる場合、はんだ１５が供給される前の第１工程Ｓ１における好ましい加熱目標温度は１５０−２５０℃であり、また、供給されたはんだ１５を溶融させて拡散させる第２工程Ｓ２においては、はんだ１５を含むはんだ付けポイントＰを２００−３００℃に保つ必要があるため、好ましい加熱目標温度は２００−３００℃であり、さらに、はんだ付けポイントＰを後加熱する第３工程Ｓ３においては、はんだ付けに必要な金属化合物が生成されるようにはんだ付けポイントＰを２５０−３００℃に保つ必要があるため、好ましい加熱目標温度は２５０−３００℃である。

【0028】

そして、第１−第３の各工程について、はんだ付けポイントＰを前記加熱目標温度に加熱するために必要なレーザー光Ｂの出力及び照射時間を実験や演算等によって求めることにより、図４に示すように、第１−第３の全工程にわたって、レーザー光Ｂの出力及び照射時間を制御するための制御波形Ｃが決められ、この制御波形Ｃが制御装置７に入力される。

【0029】

また、図５に示すように、後半の温度制御域ではんだ付けポイントＰの測定温度Ｈ１と比較される測定目標温度Ｈ２は、第２工程Ｓ２及び第３工程Ｓ３について設定されており、第２工程Ｓ２の始めから終わりまでは３００℃に設定され、第３工程Ｓ３の始めから終わりまでは２５０℃に設定され、第３工程Ｓ３の終了時点で０℃に落とされるように設定されている。図示の例では、第１工程Ｓ１における目標温度Ｈ２を省略しているが、これは、第１工程Ｓ１中には温度制御によるレーザー光Ｂの出力制御が行われない為である。

【0030】

そして、前述したように、制御装置７に対する波形制御及び温度制御のための制御プログラム等の設定が終了し、また、ティーチングによってはんだ付けポイントＰに対するレーザー光Ｂの照射位置や、複数のはんだ付けポイントＰをはんだ付けする順番等が決められたあと、スタートボタンを押すことにより、複数のはんだ付けポイントＰの各々に対して、レーザー発振器からレーザー光Ｂが照射され、はんだ付けが行われる。また、はんだ付けの開始と同時に、前記放射温度計６によるはんだ付けポイントＰの温度測定も開始される。

【0031】

図６には、前半の波形制御及び後半の温度制御で出力されるレーザー光Ｂの制御例が示されていて、レーザー光Ｂの出力及び照射時間と、放射温度計６による測定温度Ｈ１と、目標温度Ｈ２との関係が示されている。図示のように、制御波形Ｃによる波形制御から測定温度Ｈ１による温度制御への切換えは第２工程Ｓ２で行われる。詳しくは、第１工程Ｓ１の始めから第２工程Ｓ２の途中までが波形制御域として区分され、第２工程Ｓ２の途中から第３工程Ｓ３の終わりまでが温度制御域として区分されている。

【0032】

図６の制御例において、第１工程Ｓ１（図３（ａ））で、破線で示す制御波形Ｃに沿って出力２０Ｗのレーザー光Ｂが照射されると、端子２１及びリード２２からなるはんだ付けポイントＰの測定温度Ｈ１は次第に上昇し、該第１工程Ｓ１の終了直前に、目標温度の１５０−２００℃を上回る約２２０℃まで上昇する。

【0033】

第２工程Ｓ２（図３（ｂ））に移行した直後はまだ波形制御域にあるので、前記制御波形Ｃに基づいてレーザー光Ｂの出力が３５Ｗに上昇し、この出力でレーザー光Ｂが照射される。また、この第２工程Ｓ２の開始とほぼ同時に、一定量の線状はんだ１５がはんだ付けポイントＰに供給され、供給されたはんだ１５は、レーザー光Ｂにより溶融されてはんだ付けポイントＰ全体に拡散する。このとき、該はんだ１５の溶融にレーザー光Ｂの熱エネルギーが消費されるため、はんだ付けポイントＰの測定温度Ｈ１は一時的に少し低下するが、そのあと直ぐに持ち直して上昇を続ける。

【0034】

第２工程Ｓ２に移行してから所定時間経過後、レーザー光Ｂの出力制御が、上記制御波形Ｃから温度制御へと切換えられる。この温度制御への切換えは、前記はんだ１５が溶融してはんだ付けポイントＰ全域に拡散するタイミングで行うことが好ましい。その理由としては、前記放射温度計６による温度測定の基準となる放射率は、はんだ１５の主成分である錫の放射率に設定されているためであり、該はんだ１５の拡散後に温度制御に切換えることで、はんだ付けポイントＰの測定温度Ｈ１の精度を高めることができる。

【0035】

レーザー光Ｂの出力制御が温度制御に切り換えられると、前記制御装置７が、放射温度計６で測定された測定温度Ｈ１と該制御装置５に入力した測定目標温度Ｈ２とを比較し、該測定目標温度Ｈ２と測定温度Ｈ１との偏差が零になるようにレーザー光Ｂの出力が制御される。前述したように、第２工程Ｓ２の測定目標温度Ｈ２は３００℃に設定されているため、測定温度Ｈ１が３００℃になるようにレーザー光Ｂの出力が制御される。その結果、レーザー光Ｂの出力は約３５Ｗ付近にキープされ（図６の実測波形参照）、測定温度Ｈ１が上昇して３００℃に達したあと、増減を繰り返しつつも第２工程Ｓ２の終わりまで当該３００℃付近に維持される。なお、測定目標温度Ｈ２と測定温度Ｈ１との比較自体は、第２工程Ｓ２途中までの波形制御域で行われていても差し支えない。

【0036】

続いて、第３工程Ｓ３（図３（ｃ））に移行すると、該第３工程Ｓ３の直前に約３００℃であった測定温度Ｈ１を該第３工程Ｓ３の目標温度Ｈ２である２５０℃に低下させるべく、レーザー光Ｂの出力が緩やかに落とされ、それに追随して測定温度Ｈ１が下降する。そして、測定温度Ｈ１が２５０℃になったあたりで、レーザー光Ｂの出力レベルが約３０Ｗ付近にキープされて、該測定温度Ｈ１は２５０℃付近に維持される。このようにして、前記はんだ付けポイントＰに対し、レーザー光Ｂが０．３秒間照射されて後加熱が行われ、その間に、はんだ付けに必要な金属加工物が生成される。

【0037】

そして、前記第３工程Ｓ３の終了の段階で測定目標温度Ｈ２は０℃に設定されているため、それに合わせてレーザー光Ｂの出力は零になる。その結果、はんだ付けポイントＰは自然冷却されて測定温度Ｈ１は急激に低下し、最終的に一定の温度に落ち着く。
実際のはんだ付け工程では、前記第３工程Ｓ３が終了すると、前記のようにレーザー光Ｂの照射が停止されると共に、放射温度計６による温度測定や、測定目標温度Ｈ２と測定温度Ｈ１との比較も停止され、照射ヘッド３は次のはんだ付けポイントＰに移動し、同様の動作が行われることによってこのはんだ付けポイントＰのはんだ付けが行われ、全てのはんだ付けポイントＰについて同様の動作が繰り返される。

【0038】

以上に詳述したように、本発明によれば、はんだ付けポイントを測定目標温度Ｈ２まで加熱するために必要なレーザー光Ｂの出力及び照射時間が制御波形Ｃとして予め設定されると共に、はんだ付けポイントＰの測定目標温度Ｈ２が予め設定されており、はんだ付け工程の前半の波形制御域では、制御波形Ｃに沿ってレーザー光Ｂの出力が制御され、後半の温度制御域では、この測定目標温度Ｈ２と、放射温度計６で測定されたはんだ付けポイントＰの測定温度Ｈ１とが比較されて、これら測定目標温度Ｈ２と測定温度Ｈ１との偏差が零になるようにレーザー光Ｂの出力が制御するように構成されている。それにより、前半の波形制御域では、放射温度計６による測定温度Ｈ１に左右されずにレーザー光の出力制御が行われ、後半の温度制御域では、はんだ付けポイントＰ全域にはんだ１５が拡散された後、該はんだ１５を温度測定の測定対象としていることから測定温度Ｈ１のばらつきの影響を受けることがないため、レーザー光の出力を精度良く制御し、それによって品質の高いはんだ付けを行うことができる。

【0039】

本発明のはんだ付け装置は、前記実施形態に限定されることなく、特許請求の範囲の趣旨を逸脱しない範囲で様々な設計変更が可能である。
例えば、図１に示す例では、はんだ付けポイントＰから放射される放射赤外線を、照射ヘッド３の内部から、第２の光ファイバー１２を介して放射温度計６まで伝送しているが、図７に示す第２実施形態のように、はんだ付けポイントＰから放射される赤外線を、放射温度計６の受光部６ａによりダイレクトに受光して、該はんだ付けポイントＰの温度を測定することも可能である。
この第２実施形態の前記以外の構成は、前記第１実施形態と実質的に同じであるから、両者の主要な同一構成部分に第１実施形態の場合と同一の符号を付し、その説明は省略する。

【0040】

また、前記実施形態で示されたレーザー光Ｂの制御波形Ｃや測定目標温度Ｈ２は、一つの例にすぎず、例えば、はんだ付けポイントＰを形成する端子２１やリード２２の素材や形状、はんだ材料等の各種条件に併せて適宜変更することも可能である。図３に一例として示した前記制御波形Ｃは、第１−第３の各工程中においてレーザー光Ｂを一定強度で出力するように平坦な直線形状を成しているが、例えば、レーザー光Ｂの出力が経時変化する傾斜直線状又は曲線状の波形であってもよく、これらの直線及び曲線を組み合わせた波形であってもよい。
また、波形制御から温度制御への切換えタイミングを、第２工程Ｓ２中のはんだ付けポイントＰ全体にはんだ１５が拡散したあとに行っているが、その前後であってもよく、例えば、第３工程Ｓ３に移行したときに行うこともでき、適宜のタイミングで行うことが可能である。
また、図３に示す制御波形Ｃは、第１工程Ｓ１−第３工程Ｓ３の全域に渡っているが、はんだ付け工程中の少なくとも前半の波形制御で使用されるものであることから、これを、温度制御域に移行したあとの波形がカットされたものであってもよい。

【符号の説明】

【0041】

１ はんだ付け装置
２ レーザー発振器
３ 照射ヘッド
５ はんだ供給装置
６ 放射温度計
７ 制御装置
１５ はんだ
Ｂ レーザー光
Ｃ 制御波形
Ｈ１ 測定温度
Ｈ２ 目標温度
Ｐ はんだ付けポイント

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】