JP2590613B2 - 光ビーム等による局部半田付け方法 - Google Patents
光ビーム等による局部半田付け方法Info
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- JP2590613B2 JP2590613B2 JP3013290A JP1329091A JP2590613B2 JP 2590613 B2 JP2590613 B2 JP 2590613B2 JP 3013290 A JP3013290 A JP 3013290A JP 1329091 A JP1329091 A JP 1329091A JP 2590613 B2 JP2590613 B2 JP 2590613B2
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- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
- H05K3/30—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor
- H05K3/32—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits
- H05K3/34—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits by soldering
- H05K3/341—Surface mounted components
- H05K3/3431—Leadless components
Landscapes
- Electric Connection Of Electric Components To Printed Circuits (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は小さなチップ部品やリー
ド付き部品をプリント基板に半田付けする場合の光ビー
ム等の非接触熱源を用いた局部半田付け方法に関する。
ド付き部品をプリント基板に半田付けする場合の光ビー
ム等の非接触熱源を用いた局部半田付け方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の局部半田付けはそのほとんどが、
半田こてと糸半田を用いて手作業にて行われていた。
半田こてと糸半田を用いて手作業にて行われていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】小さなチップ部品やリ
ード付き部品をプリント基板に半田付けする作業を自動
化するために従来の手作業半田付けに使用されていた半
田こてと糸半田供給ノズルをロボットなどに保持させ
て、半田こての位置と糸半田の送りとを制御して局部半
田付けの自動化を行う試みがなされているが、このよう
な方法では、被半田付け部品が微小になるに従い半田こ
てのこて先の接触により部品が動いたり変形したり、ま
たこて先の摩耗変形によりこて先からの接触による熱伝
導の不安定さにより、均一な品質の半田付けを行うのが
困難であった。
ード付き部品をプリント基板に半田付けする作業を自動
化するために従来の手作業半田付けに使用されていた半
田こてと糸半田供給ノズルをロボットなどに保持させ
て、半田こての位置と糸半田の送りとを制御して局部半
田付けの自動化を行う試みがなされているが、このよう
な方法では、被半田付け部品が微小になるに従い半田こ
てのこて先の接触により部品が動いたり変形したり、ま
たこて先の摩耗変形によりこて先からの接触による熱伝
導の不安定さにより、均一な品質の半田付けを行うのが
困難であった。
【０００４】本発明はこれらの問題点を解決することに
よって自動化を可能とし、半田付け作業の効率化を行う
とともに、均一な安定した品質の半田付けを行う方法を
提供することを目的とする。
よって自動化を可能とし、半田付け作業の効率化を行う
とともに、均一な安定した品質の半田付けを行う方法を
提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに本発明は、光ビーム等の非接触熱源からあらかじめ
塗布したクリーム半田の局部へ少なくとも２段階に照射
エネルギーを変えて連続して照射し、初めの照射エネル
ギーの値を、その照射時間内ではクリーム半田内のフラ
ックスが沸騰せず、かつ、半田が溶融しない範囲内にお
けるほぼ最大値に設定し、第２の照射エネルギーの値
を、その照射時間内で半田が溶融し、かつ、被半田付け
部が溶融した半田で覆われる最小値と被半田付け部近傍
の部材を焼損しない最大値との間に設定したものであ
る。
めに本発明は、光ビーム等の非接触熱源からあらかじめ
塗布したクリーム半田の局部へ少なくとも２段階に照射
エネルギーを変えて連続して照射し、初めの照射エネル
ギーの値を、その照射時間内ではクリーム半田内のフラ
ックスが沸騰せず、かつ、半田が溶融しない範囲内にお
けるほぼ最大値に設定し、第２の照射エネルギーの値
を、その照射時間内で半田が溶融し、かつ、被半田付け
部が溶融した半田で覆われる最小値と被半田付け部近傍
の部材を焼損しない最大値との間に設定したものであ
る。
【０００６】さらに、上記加熱において、最初の照射エ
ネルギーをその照射時間内でクリーム半田中のフラック
スが沸騰せずかつ半田が溶融しない範囲の最大値に設定
し、引き続く第２段階目の照射エネルギーを、その照射
時間内でクリーム半田が溶融しかつ被半田付け部が半田
によって濡れを生じる最小値と近傍の部材が焼損しない
最大値との間に設定するようにしたものである。
ネルギーをその照射時間内でクリーム半田中のフラック
スが沸騰せずかつ半田が溶融しない範囲の最大値に設定
し、引き続く第２段階目の照射エネルギーを、その照射
時間内でクリーム半田が溶融しかつ被半田付け部が半田
によって濡れを生じる最小値と近傍の部材が焼損しない
最大値との間に設定するようにしたものである。
【０００７】
【作用】上記手段によれば、光ビーム等の非接触熱源は
発光ランプからの光エネルギーはランプへの供給電流を
制御することにより正確に制御できる。したがって、光
ビーム等の非接触熱源は、半田こてのようにこて先の摩
耗や、こて先の被半田付け部への当り方によって加熱の
仕方が左右されることなく、半田こての接触による部品
の位置ずれや変形が起らず安定して正確な加熱ができ
る。また、多段階加熱によってクリーム半田を急激に加
熱しすぎることがなく望ましい温度上昇速度にて加熱を
行うので、急速加熱によるクリーム半田の飛散や半田ボ
ールの発生を防ぐことができる。さらに、加熱エネルギ
ーすなわち照射エネルギーの最適化により、無駄なエネ
ルギーや時間を費やせず、かつプリント基板を焼損する
ことなく良好な半田付けを行うことができる。
発光ランプからの光エネルギーはランプへの供給電流を
制御することにより正確に制御できる。したがって、光
ビーム等の非接触熱源は、半田こてのようにこて先の摩
耗や、こて先の被半田付け部への当り方によって加熱の
仕方が左右されることなく、半田こての接触による部品
の位置ずれや変形が起らず安定して正確な加熱ができ
る。また、多段階加熱によってクリーム半田を急激に加
熱しすぎることがなく望ましい温度上昇速度にて加熱を
行うので、急速加熱によるクリーム半田の飛散や半田ボ
ールの発生を防ぐことができる。さらに、加熱エネルギ
ーすなわち照射エネルギーの最適化により、無駄なエネ
ルギーや時間を費やせず、かつプリント基板を焼損する
ことなく良好な半田付けを行うことができる。
【０００８】
【実施例】図１は局部半田付けの方法の一実施例を示す
図であり、（ａ）はその平面図、（ｂ）は正面図であ
る。図１（ａ）および（ｂ）において１はプリント基
板、２はプリント基板１の上に形成された導体、３はチ
ップ部品、４はクリーム半田、５は光エネルギーの照射
域、６は照射する光ビームである。
図であり、（ａ）はその平面図、（ｂ）は正面図であ
る。図１（ａ）および（ｂ）において１はプリント基
板、２はプリント基板１の上に形成された導体、３はチ
ップ部品、４はクリーム半田、５は光エネルギーの照射
域、６は照射する光ビームである。
【０００９】図２は光ビームの発生装置の概略構成図で
あり、図２において、７は光の出射レンズ、８は光が照
射される被半田付け部材であり、その一例が図１に示さ
れている。９は出射レンズ７へ光を導く光ファイバーで
あり、出射レンズ７をロボットで保持して任意の位置・
姿勢に位置決めできるように柔軟性をそなえている。１
０は発光ランプ・ミラー・シャッター・光ファイバー受
光端などからなるランプハウスであり、発光ランプから
放射された光ビーム６が光ファイバー受光端へ入射され
るようになっている。１１はランプハウス１０へ電力を
供給する電源である。
あり、図２において、７は光の出射レンズ、８は光が照
射される被半田付け部材であり、その一例が図１に示さ
れている。９は出射レンズ７へ光を導く光ファイバーで
あり、出射レンズ７をロボットで保持して任意の位置・
姿勢に位置決めできるように柔軟性をそなえている。１
０は発光ランプ・ミラー・シャッター・光ファイバー受
光端などからなるランプハウスであり、発光ランプから
放射された光ビーム６が光ファイバー受光端へ入射され
るようになっている。１１はランプハウス１０へ電力を
供給する電源である。
【００１０】図３は本発明の２段階照射の照射エネルギ
ーと照射時間との関係を示しており、図４と図５は１段
階照射における照射エネルギーと照射時間との関係を示
したものである。図３において、Ｗ１は時刻ｔ１からｔ
２までの時間Ｔ１の間照射されるエネルギーであり、図
１（ａ）の破線で示される照射域５内に照射される。Ｗ
１の値は時刻ｔ１からｔ２までクリーム半田内のフラッ
クスが沸騰せずかつ半田が溶融しないエネルギーの最大
値以下に設定されている。Ｗ２は時刻ｔ２からｔ３まで
にクリーム半田が溶融して被半田付け部品が半田によっ
て濡れを生じるように加熱が行われ、かつプリント基板
が焼損しない値に設定されている。時間Ｔ１はクリーム
半田内のフラックスの揮発成分の大部分が揮発しかつ半
田が溶けない値に設定してあるので、時刻ｔ２の後大き
なエネルギーＷ２にて急激に加熱してもクリーム半田内
のフラックスが沸騰することはなく、したがってクリー
ム半田の飛散がなくこれに伴う半田ボールの発生は起ら
ない。Ｗ２の値を大きくすると時間Ｔ２を小さくできる
が、大きくしすぎるとクリーム半田が溶けて被半田付け
部に半田による濡れが終るまでに近傍のプリント基板表
面が焼損するので、Ｗ２の値はプリント基板が焼損しな
い値以下に設定する必要がある。
ーと照射時間との関係を示しており、図４と図５は１段
階照射における照射エネルギーと照射時間との関係を示
したものである。図３において、Ｗ１は時刻ｔ１からｔ
２までの時間Ｔ１の間照射されるエネルギーであり、図
１（ａ）の破線で示される照射域５内に照射される。Ｗ
１の値は時刻ｔ１からｔ２までクリーム半田内のフラッ
クスが沸騰せずかつ半田が溶融しないエネルギーの最大
値以下に設定されている。Ｗ２は時刻ｔ２からｔ３まで
にクリーム半田が溶融して被半田付け部品が半田によっ
て濡れを生じるように加熱が行われ、かつプリント基板
が焼損しない値に設定されている。時間Ｔ１はクリーム
半田内のフラックスの揮発成分の大部分が揮発しかつ半
田が溶けない値に設定してあるので、時刻ｔ２の後大き
なエネルギーＷ２にて急激に加熱してもクリーム半田内
のフラックスが沸騰することはなく、したがってクリー
ム半田の飛散がなくこれに伴う半田ボールの発生は起ら
ない。Ｗ２の値を大きくすると時間Ｔ２を小さくできる
が、大きくしすぎるとクリーム半田が溶けて被半田付け
部に半田による濡れが終るまでに近傍のプリント基板表
面が焼損するので、Ｗ２の値はプリント基板が焼損しな
い値以下に設定する必要がある。
【００１１】一方、図４に示すようにＷ１よりも大きな
エネルギーＷ３により初めから１段階で加熱すると、ク
リーム半田が溶けて被半田付け部に半田による濡れを生
じるのに要する時間Ｔ３は図３のＴ１＋Ｔ２よりも小さ
くなるが、クリーム半田内のフラックスが沸騰し半田ボ
ールが発生しやすくなり、良好な半田付けが行なわれな
い。
エネルギーＷ３により初めから１段階で加熱すると、ク
リーム半田が溶けて被半田付け部に半田による濡れを生
じるのに要する時間Ｔ３は図３のＴ１＋Ｔ２よりも小さ
くなるが、クリーム半田内のフラックスが沸騰し半田ボ
ールが発生しやすくなり、良好な半田付けが行なわれな
い。
【００１２】また、図５に示すようにＷ４の値をＷ１と
ほぼ同等かまたはさらに小さく設定すると、半田付けに
要する時間Ｔ４が大きくなりすぎるかまたは半田が溶融
せず半田付けそのものができなくなる。
ほぼ同等かまたはさらに小さく設定すると、半田付けに
要する時間Ｔ４が大きくなりすぎるかまたは半田が溶融
せず半田付けそのものができなくなる。
【００１３】以上のように、光ビームのような非接触熱
源を用いているので、半田こて方式におけるこて先の摩
耗変形による接触熱伝導のばらつきや半田こてのこて先
の接触による部品の位置ずれや変形が起ることがなく、
また、２段階加熱により理想的な入熱制御が行われ、半
田ボールの発生がない均一な高品質の半田付けが可能な
ことから、半田付けの自動化が容易に実現できる。
源を用いているので、半田こて方式におけるこて先の摩
耗変形による接触熱伝導のばらつきや半田こてのこて先
の接触による部品の位置ずれや変形が起ることがなく、
また、２段階加熱により理想的な入熱制御が行われ、半
田ボールの発生がない均一な高品質の半田付けが可能な
ことから、半田付けの自動化が容易に実現できる。
【００１４】すなわち、前述したように光源のランプハ
ウス１０と光ファイバー９で接続された出射レンズ７を
ロボットに搭載して、複数の被半田付け部を順次前記方
法により加熱することにより局部半田付けの自動化が実
現できる。また、被半田付け部材８をＸＹテーブルに搭
載し、固定された出射レンズ７の下で、ＸＹテーブルに
よって被半田付け部材を動かして、複数の被半田付け部
を順次出射レンズ７の下に移動し、照射を行うことによ
っても自動半田付けを行うことができる。
ウス１０と光ファイバー９で接続された出射レンズ７を
ロボットに搭載して、複数の被半田付け部を順次前記方
法により加熱することにより局部半田付けの自動化が実
現できる。また、被半田付け部材８をＸＹテーブルに搭
載し、固定された出射レンズ７の下で、ＸＹテーブルに
よって被半田付け部材を動かして、複数の被半田付け部
を順次出射レンズ７の下に移動し、照射を行うことによ
っても自動半田付けを行うことができる。
【００１５】
【発明の効果】以上の説明からも明らかにように本発明
によれば、光ビーム等の非接触熱源を用いることによ
り、半田こて方式の半田付けのようなこて先の摩耗変形
やこて先の被半田付け部への当り方による接触熱伝導の
ばらつきと、半田こてのこて先の接触による部品の位置
ずれや変形を防止でき、安定した半田付けを行なうこと
ができる。また、多段階加熱によってクリーム半田を急
激に加熱しすぎることがなく望ましい温度上昇速度にて
加熱を行うので、急速加熱によるクリーム半田の飛散や
半田ボールの発生を防止できる。さらに、加熱エネルギ
ーすなわち照射エネルギーの最適化により、基板の局部
のみの温度を上昇させて短時間で半田付けできるため、
無駄なエネルギーや時間を費やせず、かつプリント基板
の半田付け部分の部品のみでなく半田付け部分以外の部
品の焼損を防止できるとともに良好な半田付けを行うこ
とができ、局部半田付けの自動化を容易に行うことがで
きる。
によれば、光ビーム等の非接触熱源を用いることによ
り、半田こて方式の半田付けのようなこて先の摩耗変形
やこて先の被半田付け部への当り方による接触熱伝導の
ばらつきと、半田こてのこて先の接触による部品の位置
ずれや変形を防止でき、安定した半田付けを行なうこと
ができる。また、多段階加熱によってクリーム半田を急
激に加熱しすぎることがなく望ましい温度上昇速度にて
加熱を行うので、急速加熱によるクリーム半田の飛散や
半田ボールの発生を防止できる。さらに、加熱エネルギ
ーすなわち照射エネルギーの最適化により、基板の局部
のみの温度を上昇させて短時間で半田付けできるため、
無駄なエネルギーや時間を費やせず、かつプリント基板
の半田付け部分の部品のみでなく半田付け部分以外の部
品の焼損を防止できるとともに良好な半田付けを行うこ
とができ、局部半田付けの自動化を容易に行うことがで
きる。
【図１】（ａ）は本発明の局部半田付け方法を適用する
一実施例の平面図 （ｂ）は同一実施例の正面図
一実施例の平面図 （ｂ）は同一実施例の正面図
【図２】本発明の局部半田付け方法を実現するための装
置の一例を示す構成図
置の一例を示す構成図
【図３】本発明の加熱パターンを示す図
【図４】１段階加熱パターンの一例を示す図
【図５】他の１段階加熱パターンを示す図
４ クリーム半田 ６ 光ビーム
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−160297（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−262069（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−225195（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- 【請求項１】 光ビーム等の非接触熱源からあらかじめ
塗布したクリーム半田の局部へ少なくとも２段階に照射
エネルギーを変えて連続して照射し、始めの照射エネル
ギーの値を、その照射時間内ではクリーム半田内のフラ
ックスが沸騰せず、かつ、半田が溶融しない範囲内にお
けるほぼ最大値に設定し、第２の照射エネルギーの値
を、その照射時間内で半田が溶融し、かつ、被半田付け
部が溶融した半田で覆われる最小値と被半田付け部近傍
の部材を焼損しない最大値との間に設定することを特徴
とする光ビーム等による局部半田付け方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3013290A JP2590613B2 (ja) | 1991-02-04 | 1991-02-04 | 光ビーム等による局部半田付け方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3013290A JP2590613B2 (ja) | 1991-02-04 | 1991-02-04 | 光ビーム等による局部半田付け方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04253564A JPH04253564A (ja) | 1992-09-09 |
| JP2590613B2 true JP2590613B2 (ja) | 1997-03-12 |
Family
ID=11829069
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3013290A Expired - Fee Related JP2590613B2 (ja) | 1991-02-04 | 1991-02-04 | 光ビーム等による局部半田付け方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2590613B2 (ja) |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61263269A (ja) * | 1985-05-17 | 1986-11-21 | Hitachi Ltd | 半導体集積回路装置 |
| JPS63160297A (ja) * | 1986-12-23 | 1988-07-04 | 株式会社村田製作所 | レ−ザ−による半田付方法 |
| JPH01205869A (ja) * | 1988-02-09 | 1989-08-18 | Canon Inc | レーザハンダ付け装置 |
| JP2665926B2 (ja) * | 1988-03-04 | 1997-10-22 | 千住金属工業株式会社 | プリント基板のリフロー方法 |
| JPH01262069A (ja) * | 1988-04-13 | 1989-10-18 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 基板の加熱装置及び加熱方法 |
| JPH02306693A (ja) * | 1989-05-22 | 1990-12-20 | Toshiba Corp | 電子部品の実装半田付け方法 |
-
1991
- 1991-02-04 JP JP3013290A patent/JP2590613B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04253564A (ja) | 1992-09-09 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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