[发明专利]激光焊接方法及装置

说明书

本发明提供可防止基板或周围的不耐热部件的烧焦或残渣等的产生的激光焊接技术。一种自动焊接方法及其装置，是使用具备激光焊接装置(1)及Z轴驱动装置(43)的自动焊接装置(40)的自动焊接方法，包括：将激光焊接装置(1)的高度对准激光的照射直径(D1)成为大于焊料熔滴(S)的直径的预先设定的大小的位置的工序；对焊料熔滴(S)照射激光并以助焊剂的溶剂成分挥发且焊料粉不熔融的温度进行加热的工序；将激光焊接装置的高度对准激光的照射直径(D2)成为小于焊料熔滴(S)的直径的预先设定的大小的位置的工序；及对焊料熔滴(S)照射激光并以焊料粉熔融的温度加热而进行焊接的工序。

技术领域

本发明涉及用于使相对于安装于配线基板的表面的部件的焊接作业自动化的激光焊接方法及装置。

背景技术

一直以来，已知有对焊接对象呈点状地投射激光而进行焊接的激光焊接装置及方法。通过激光焊接装置及方法，可非接触地进行对微细部分的焊接。另一方面，在激光焊接方法中，存在有如下课题：由于进行急剧的加热，因此对印刷基板赋予的局部的热应力较大，烧损配线基板、产生焊球、或产生飞散至焊接区域外的残渣。

图11(a)～(c)是说明使激光照射区域L3的直径小于焊料熔滴S的直径时的焊料熔滴S及焊接区域(land area)45的状态的俯视图，图11(d)～(f)是说明使激光照射区域L4的直径大于焊接区域45时的焊料熔滴S及焊接区域45的状态的俯视图。

在图11(a)中，在作为焊接区域45的电极焊垫(焊盘(land))形成有焊料熔滴S。在图11(b)中，表示将激光照射区域L3调整为相较于焊料熔滴S的直径足够小的状态。在图11(c)中，表示自图11(b)的状态照射激光后的状态，在焊接区域45的周边产生有残渣46。

在图11(d)中，在作为焊接区域45的电极焊垫(焊盘)形成有焊料熔滴S。在图11(e)中，表示将激光照射区域L4调整为相较于焊接区域45足够大的状态。在图11(f)中，表示自图11(e)的状态照射激光后的状态，在焊接区域45的周边产生有烧焦47。

近年来，为了防止因急剧的加热所导致的助焊剂的爆沸或基板烧损等问题，而进行预备加热直至焊料粉不熔融而助焊剂的溶剂成分气化，其后，进行主加热至焊料粉的熔融温度。该预备加热既存在有利用加热器等进行的情况，也存在有利用激光的照射进行的情况。

例如，在专利文献1中提出有除了焊接用激光以外还设置预备加热用激光，将照射直径较大的预备加热用激光及焊接用激光同时地照射来进行焊接的装置。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特公平8-18125号公报

发明内容

发明所要解决的问题

在电极焊垫(焊盘)的表面涂布焊料熔滴并利用激光进行加热的技术中，存在有若包含焊盘区域的外侧而照射激光，则基板或周围的不耐热部件会烧焦这样的课题。另一方面，存在有若对相较于涂布于焊盘区域的焊料熔滴的直径足够小的区域照射激光，则残渣会因助焊剂的爆沸等而飞散至焊盘区域外(焊接区域外)、在未熔融的状态下散乱至周围、或变为焊球这样的课题。

另外，在通过激光焊接装置对配线基板等工件自动地进行焊接时，需要将该装置搭载于XYZ机器人的机器人头。此处，由于若机器人头的重量增加，则驱动装置也需要大型化，因此优选为谋求搭载于机器人头的激光焊接装置的轻量化。另一方面，也存在有欲在机器人头搭载相机来检查焊接的状况的需求。

因此，本发明的目的在于，提供可防止基板或周围的不耐热部件的烧焦或残渣等的产生的激光焊接技术。另外，其目的也在于，提供具有适合轻量化的构造的激光焊接装置。

解决问题的技术手段