JP2011096769A - Soldering method and device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、半田付け方法および装置に関する。 The present invention relates to a soldering method and apparatus.
繰出し手段によってリード線を繰出し、リード線を基板側に接触させ、加熱手段によってリード線を加熱することにより供給された半田を溶融させ、該リード線の基板側への半田付けを行う半田付け手段が従来公知であるが、これを改良したものとして、基板の表面に半田を溶融等によって予め付着させ、リード線を前記半田に接触させる特許文献1に示す半田付け方法及び装置が公知になっており、この半田付け方法及び装置によれば、半田付け作業時に半田をリード線及び基板側に供給する部材が不要になって構造が簡略化される他、予め基板表面に付着させた半田がリード線と基板表面との間の接着層として機能し、リード線の剥離強度が向上する。
Soldering means for feeding the lead wire by the feeding means, bringing the lead wire into contact with the substrate side, melting the supplied solder by heating the lead wire by the heating means, and soldering the lead wire to the substrate side However, as an improvement of this, the soldering method and apparatus shown in
上記文献の半田付け方法及び装置では、ヒータによって加熱される鏝によってリード線を加熱する加熱手段を構成しており、鏝によってリード線を基板の表面側に押付けながら配線方向に移動させるため、移動する鏝によって基板表面の半田が剥離され、リード線の半田付け作業の効率が低下するという課題がある一方で、基板表面に付着させた半田の剥離を防止するために、鏝による基板表面への押圧力を弱めると、リード線の加熱が上手く行えずに半田付け作業の効率が低下するという課題がある。 In the soldering method and apparatus of the above-mentioned literature, a heating means for heating the lead wire by the scissors heated by the heater is configured, and the lead wire is moved in the wiring direction while being pressed against the surface side of the substrate by the scissors. While soldering on the board surface is peeled off by the wrinkles, there is a problem that the efficiency of the soldering work of the lead wire is reduced. On the other hand, in order to prevent the peeling of the solder adhered to the board surface, When the pressing force is weakened, there is a problem that the efficiency of the soldering work is lowered because the lead wire cannot be heated well.
本発明は、上記課題を解決し、繰出されたリード線を、基板の表面に予め付着させた半田に接触させ、該リード線を加熱することにより前記半田を溶融させ、半田付けを行うものにおいて、基板に付着させた半田の剥離を防止して、効率良く半田付け作業を行うことが可能な半田付け方法及び装置を提供することを目的とする。 The present invention solves the above-mentioned problems, and makes the lead wire drawn out contact the solder previously attached to the surface of the substrate, and heats the lead wire to melt the solder and perform soldering. An object of the present invention is to provide a soldering method and apparatus capable of preventing the peeling of solder attached to a substrate and performing an efficient soldering operation.
上記課題を解決するため発明は、第1に、繰出し手段6によってリード線4を繰出し、該リード線4を基板2の表面に予め付着させた半田3に接触させ、加熱手段8によってリード線4を加熱することにより前記半田3を溶融させ、該リード線4を基板2側に半田付けする半田付け方法であって、電磁誘導によってリード線4に起電力を生じさせて該リード線4を加熱する電磁誘導手段によって前記加熱手段8を構成したことを特徴としている。
In order to solve the above-mentioned problems, first, the
第2に、コイルによって電磁誘導手段8を構成したことを特徴としている。 Second, the electromagnetic induction means 8 is constituted by a coil.
第3に、リード線2の表面に半田をコーティングしたことを特徴としている。
Third, the surface of the
第4に、リード線4を繰出す繰出し手段6と、基板2の表面に予め付着させた半田3に接触させた前記リード線4を加熱する加熱手段8とを備え、加熱されたリード線4によって前記半田3を溶融させ、該リード線4を基板2側に半田付けする半田付け装置であって、電磁誘導によりリード線4に起電力を生じさせて該リード線4を加熱する電磁誘導手段によって前記加熱手段8を構成したことを特徴としている。
Fourthly, a heating means 8 for feeding the
第5に、前記電磁誘導手段8をコイルにより構成したことを特徴としている。 Fifth, the electromagnetic induction means 8 is constituted by a coil.
第6に、コイル8の内周面側に柱状の磁性体12を挿入してなることを特徴としている。
Sixth, it is characterized in that a columnar
第7に、前記磁性体12がフェライトによって構成されることを特徴としている。
Seventh, the
第8に、リード線4を押圧して基板2の表面の前記半田に接触させる押圧手段7をことを特徴としている。
Eighth, it is characterized by pressing means 7 that presses the
第9に、リード線4を基板2側に押え付ける押えローラを回転自在に支持することにより前記押圧手段7を構成したことを特徴としている。
Ninth, the pressing means 7 is configured by rotatably supporting a pressing roller that presses the
第10に、押圧手段7を、加熱手段8に対して、リード線4の繰出し下流側及び繰出し上流側にそれぞれ配置したことを特徴としている。
Tenth, the pressing means 7 is arranged on the downstream side and the upstream side of the
第11に、押圧手段7を、加熱手段8に対して、リード線4の繰出し下流側と上流側の内、上流側にのみ配置したことを特徴としている。
Eleventh, the pressing means 7 is characterized in that it is arranged only on the upstream side of the heating means 8 on the downstream side and the upstream side of the
本発明によれば、基板上に予め付着させた半田にリード線を接触させてリード線を加熱する際に、加熱手段を構成する電磁誘導手段により生じるリード線の起電力により、非接触な状態でリード線を加熱できるため、基板に付着させた半田の剥離を防止しつつ、リード線を効率良く加熱して、半田付け作業を円滑に行うことが可能になるという効果がある。 According to the present invention, when the lead wire is heated by bringing the lead wire into contact with the solder previously adhered on the substrate, the non-contact state is caused by the electromotive force of the lead wire generated by the electromagnetic induction means constituting the heating means. Thus, the lead wire can be heated, so that the lead wire can be efficiently heated and the soldering operation can be smoothly performed while preventing the peeling of the solder adhered to the substrate.
また、リード線の表面に半田をコーティングすることにより、さらに効率的にリード線の基板への半田付け作業を行うことができるという効果がある。 Also, by coating the surface of the lead wire with solder, there is an effect that the work of soldering the lead wire to the substrate can be performed more efficiently.
また、電磁誘導手段をコイルにより構成し、該コイルの内周面側に柱状の磁性体、特にフェライトを挿入すれば、リード線の加熱をより迅速に行うことが可能になるという効果がある。 Further, if the electromagnetic induction means is constituted by a coil and a columnar magnetic body, particularly ferrite, is inserted on the inner peripheral surface side of the coil, there is an effect that the lead wire can be heated more quickly.
さらに、リード線を押圧して基板の表面の前記半田に接触させる押圧手段を設けることにより、リード線を基板上の半田に確実に接触させることが可能になるため、さらに効率の良い半田付け作業を行うことができる。 Furthermore, by providing a pressing means that presses the lead wire to contact the solder on the surface of the substrate, the lead wire can be reliably brought into contact with the solder on the substrate, so a more efficient soldering operation It can be performed.
また、リード線を基材側に押え付ける押えローラを回転自在に支持することにより前記押圧手段を構成することにより、基板表面に予め付着させた半田を剥離させること無く、リード線を基板側に押圧できるという効果がある。 Further, by configuring the pressing means by rotatably supporting a pressing roller for pressing the lead wire to the base material side, the lead wire can be moved to the substrate side without peeling off the solder previously attached to the substrate surface. There is an effect that it can be pressed.
なお、押圧手段を、加熱手段のリード線繰出し下流側と上流側の内、上流側にのみ配置すれば、構成を簡略化され、製造コストを低く抑えることが可能になる。ちなみに、加熱手段のリード線繰出し下流側は、リード線の基板への半田付けが既に完了しているため、リード線を基板側に押圧させる必要性が上流側に比べて低い。 If the pressing means is arranged only on the upstream side and the downstream side and the upstream side of the lead of the heating means, the configuration can be simplified and the manufacturing cost can be kept low. Incidentally, since the lead wire delivery downstream side of the heating means has already been soldered to the substrate, the need to press the lead wire against the substrate side is lower than the upstream side.
以下、図面により本発明を実施するための形態について説明する。
図1は、本発明を適用した半田付け装置の概念図であり、図2は、リード線を半田付けする基板の構成を示す平面図である。図示する半田付け装置1は、パネルに用いられるガラスやセラミックあるいはITO(酸化インジウムすず)や酸化膜や難半田付金属等の無機材料から成る基板2の表面に予め付着させたペースト状の半田である半田層3に対してリード線4を半田付けする。
Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a conceptual diagram of a soldering apparatus to which the present invention is applied, and FIG. 2 is a plan view showing a configuration of a substrate for soldering lead wires. The
この半田付け装置1は、リード線4を基板2の表面に形成された半田層3に向けて繰出す繰出し手段6と、リード線4を基板2上の半田層3に押圧して接触させる押圧手段7と、リード線4を加熱する加熱手段8とで主要部が構成されている。
The
上記基板2の表面は、半田層3が配線方向に形成されて帯状をなしている。この帯状の半田層3の上に繰出されたリード線4が順次置かれていく。ちなみに、このリード線4の周囲にも半田がコーティングされている。
The surface of the
上記繰出し手段6は、リード線4が捲装されているリール9と、リール9から繰出されたリード線4を挿通させて該リード線4を半田層3上における加熱手段8の真下側にガイドするガイド筒(ガイド部材)11とを備えている。
The feeding means 6 inserts the reel 9 on which the
上記押圧手段7は、回転自在に支持された押えローラによって構成されており、繰出し手段6から繰出されたリード線4が押圧されて半田層3に接触した状態になるように、押えローラ7と基板2の表面側(図示する例では半田層3)との間にリード線4が挟持される。そして、繰出し手段6から順次リード線4が繰出されると、押えローラ7が回転作動し、抵抗が少ない状態で、リード線4が円滑に繰出し下流側に移動していく。図示する例では、加熱手段8のリード線4繰出し下流側と上流側に、それぞれ押えローラ7が1個づつ設置されている。
The pressing means 7 is constituted by a pressing roller that is rotatably supported. The pressing roller 7 and the pressing roller 7 are arranged so that the
上記加熱装置8は、上下方向の筒状に巻き回されたコイルによって構成されており、繰出されたリード線4の真上に非接触状態で近接配置されている。このコイル8の内周面側には上下方向の円柱状に成形された磁性体12が挿入されている。具体的には、磁性対12は、鉄の酸化物を含んだ結晶体の集まりで作製されるフェライト磁石によって構成され、この磁性体12もリード線4に対して接触しないように配置されている。なお、該磁性体12を、オーステナイト系ステンレスによって構成してもよい。
The heating device 8 is composed of a coil wound in a cylindrical shape in the vertical direction, and is disposed in close proximity to the
このコイル8に交流電圧を印加して、交流電流を流すと、リード線4周りの磁界が経時的に変化して、リード線4に起電力が生じ、該起電力によってリード線4に過電流が流されてジュール熱によりリード線4自体が発熱する。すなわち、コイル8は誘導加熱によってリード線4を加熱させる電磁誘導手段となる。
When an AC voltage is applied to the coil 8 and an AC current is passed, the magnetic field around the
この半田付け装置1による半田付け方法について説明すると、リール9及びガイド筒11よりなる繰出し手段6と、押えローラよりなる押圧手段7と、コイルよりなる加熱手段8と、が配線方向(図1における左方向)に向かって一体で移動するように構成されている。具体的には、配線方向に沿ってスライド移動する可動フレーム(図示しない)に、リール9、ガイド筒11、押えローラ7、コイル8及びフェライト12を取付支持している。
The soldering method by the soldering
そして、この移動やリール9の回転駆動によって、リール9から配線方向と反対側に繰出されていくリード線4を、一対の押えローラ7,7によって基板2の半田層3に押圧して接触させ、押圧されたリード線4をコイル8による誘導加熱により加熱し、この加熱されたリード線4によってリード線4表面にコーティングされた半田及び半田層3の半田が溶解され、リード線4側の半田と半田層3側の半田とが互いに混じり合うことが最小限に抑制された状態で、リード線4が基板2に半田付けていく。
Then, by this movement and the rotational drive of the reel 9, the
以上のように構成される本半田付け装置1では、リード線4が自身の発熱による温度上昇によって加熱されるため、半田鏝等によってリード線4を加熱する場合と比較して、効率良くリード線4を加熱することが可能になる他、この際、コイル8とリード線4とが接触しないため、リード線4にコーティングされている半田が隔離される事態や、半田層3が基板2から剥離される事態が防止される。
In the
また、リード線4の繰出し時、リード線4を基板2に押圧する押えローラ7が回転作動し、押えローラ7とリード線4及び押えローラ7と基板2が擦れ合うことが防止されるため、該押圧手段7によって、リード線4にコーティングされている半田が隔離される事態や、半田層3が基板2から剥離される事態も防止される。
Further, when the
また、コイル8に流れる電流からの磁界と、リード線4に流れる電流からの磁界とにより生じる磁力によって、リード線4を基板2側に押圧することが可能であるため、リード線4と半田層3との接触状態を良好に保つことが可能になる。これにより、半田層3に対するリード線4の接触状態を確保できることから、押圧手段7による押圧力を軽減させることも可能になる。
Further, since the
さらに、加熱対象であるリード線4のみが発熱するため、熱風によって非接触でリード線4を加熱する場合のように、基板2自体を破損させる虞も低減される。
Furthermore, since only the
なお、この半田付け装置1では、コイル8を基準として、リード線4の繰出し上流側と下流側とに、それぞれ押えローラ7を設置したが、上記下流側はすでにリード線4が半田付けされている領域になるため、押えローラ7を省略してもよい。
In this
次に、図3及び4に基づき、本発明の別実施形態について上述の例と異なる点を説明する。
図3は、本発明の別実施形態を示す半田付け装置の要部構成を示す概念図である。上述した例では、コイル8が配線方向に移動している最中は常にリード線4を誘導加熱して、リード線4を連続的に基板2に半田付けするが、図3に示す例では、コイル8が配線方向に移動している最中、リード線4を間欠的に誘導加熱して、リード線を、所定間隔(図示する例では等間隔)毎に、基板2側に半田付けしていく。
Next, based on FIGS. 3 and 4, different points from the above-described example will be described for another embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a conceptual diagram showing the main configuration of a soldering apparatus showing another embodiment of the present invention. In the above-described example, the
具体的には、コイル8の移動と通電が交互に繰返され、これによってリード線4が、基板2表面に配線方向に沿って所定間隔毎に間欠的に設定された半田付け箇所Pに、半田層3を介して、順次半田付けされていく。ちなみに、半田付け箇所Pでの通電時間は図示する例では概ね100ms程度になる。
Specifically, the movement and energization of the coil 8 are alternately repeated, whereby the
このように構成される半田付け装置1では、間欠的な半田付け作業によって、連続的に半田付けする場合と比較して、全体の半田付け作業の時間を短縮させることができる。
In the
図4は、半田層の他例を示す半田付け装置の要部概念図である。図3では半田層3が配線方向に向かって連続的に帯状に形成されているが、図4に示すように、上述の半田付け箇所Pのみに半田層3が形成してもよい。すなわち、図4では、配線方向に向かって間欠的に半田層3が配置されている。これによって、必要な半田の量を減少させることが可能になり、コストを低く抑えることができる。
FIG. 4 is a conceptual diagram of a main part of a soldering apparatus showing another example of the solder layer. In FIG. 3, the
次に、図5に基づき、本発明の別実施形態について上述の形態と異なる点を説明する。
図5は、本発明の別実施形態を示す半田付け装置の要部概念図である。同図に示す例では、電磁誘導手段である加熱装置8が、平面視でリード線4方向に長い環状、C字状又はU字状(図示する例ではU字状)をなすように1本の導線8aを折り曲げ形成することにより構成され、中央部分にはリード線4方向に延びて該導線8aにより四方の大部分が囲繞され且つ上下が開放された囲繞空間Sが形成される。
Next, based on FIG. 5, a different point from the above-mentioned form is demonstrated about another embodiment of this invention.
FIG. 5 is a conceptual diagram of a main part of a soldering apparatus showing another embodiment of the present invention. In the example shown in the figure, one heating device 8 that is electromagnetic induction means is formed so as to form an annular shape, a C shape, or a U shape (U shape in the illustrated example) that is long in the direction of the
この加熱装置8は、導線8aに電流を流すと囲繞空間を上下に貫くように磁界が発生するため、この囲繞空間Sの真下側に半田層3上に置かれたリード線4が位置するように加熱装置8を配置し、導線8aに交流電圧を印加すると、リード線4における囲繞空間Sの下方側に位置する箇所全体が電磁誘導による過電流によって加熱される。
In this heating device 8, when a current is passed through the
すなわち、導線8aにより囲繞される囲繞スペースSがリード線4方向に延びることにより、リード線4の広い範囲を一気に誘導過熱することが可能になり、加熱装置8等の移動量を低減させ、半田付け作業時間を短縮することが可能になる。
That is, the surrounding space S surrounded by the
2 基板
3 半田層(半田)
4 リード線(導線)
6 繰出し手段
7 押えローラ(押圧手段)
8 コイル(加熱手段,加熱装置,電磁誘導手段)
12 フェライト(磁性体)
2
4 Lead wire (conductor)
6 Feeding means 7 Presser roller (pressing means)
8 Coils (heating means, heating device, electromagnetic induction means)
12 Ferrite (magnetic material)
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