JPH03198975A

JPH03198975A - ハンダ付け装置

Info

Publication number: JPH03198975A
Application number: JP27011889A
Authority: JP
Inventors: Tokuyoshi Abe; 阿部　徳喜
Original assignee: TECHNO SYST KK; Yosetsu Gijutsu Kenkyusho KK
Current assignee: TECHNO SYST KK; Yosetsu Gijutsu Kenkyusho KK
Priority date: 1989-10-16
Filing date: 1989-10-16
Publication date: 1991-08-30
Anticipated expiration: 2013-04-22
Also published as: JP2742454B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、ハンダ付けの方法に関する。

（従来の技術及び解決すべき課題）低融点のろうづけ用合金としてのハンダは、広範囲に亘
り使用されており、特に、電子機器部品のプリント基板
に配設された各素子、或いは接続端子や各種スイッチ類
とリード線（以下単に［電線Ｊという）との接続には不
可欠である。例えば、第１５図に示すようにスイッチ等
の接続端子２０に電線２１の芯線（撚線）２２をハンダ
２３により接続する場合には、各芯線２２を出来るだけ
奇麗に揃えて断面が第１６図に示すような蒲鉾状に接続
することが好ましい。

ところで、プリント基板に配設した多数の素子をプリン
ト配線にハンダ付けする場合におけるハンダ付けの工程
は自動化されているが、上述したような端子２０に電線
２１をハンダ付けする工程は手作業により行われている
のが現状である。これは、端子２０に電線２１の芯線２
２を押し付けた状態でハンダこてを当ててハンダを溶融
させた後、当該溶融したハンダが凝固するまでの開端子
２０と芯線２２との接続部が動かないように押さえてお
く必要があることが大きな要因である。従って、接続箇
所を１箇所づつ手作業でハンダ付けしているために作業
能率が悪い。しかも、第１７図に示すように接続時に芯
線２２に「こて」を強く押し当てると、芯線２２がバラ
バラになってはみ出し、他の部品と接触する虞れがある
。

また、ハンダ付けは以外に難しく、接続すべき電線やワ
ークの材質によりハンダの溶融状態が微妙に異なり、所
謂「いもはん」等の接着不良を起こし易く、電気的及び
機械的に良好に、且つ各接続箇所を均一に接続するため
には相当の熟練が必要である。

また、ハンダこては、常時加熱した状態にあるためにど
うしても過熱ぎみとなり、ハンダの溶融に悪影響を及ぼ
すこととなる。更に、ハンダ付けの際にペーストに起因
して発生するガスが有害であるために、このガスを吸わ
ないようにする必要があり、換気に十分注意を払う必要
がある。

本発明は上述の点に鑑みてなされたもので、ハンダ付け
の自動化が可能なハンダ付け方法を提供することを目的
とする。

（課題を解決するための手段）上記目的を達成するために本発明によれば、ハンダによ
りワークに電線を接続するハンダ付け方法において、電
極と支持部材との少な（とも一方を常時強制冷却してお
き、これらの電極と支持部材との間に接続すべき電線と
ワークとを加圧挟持し、前記電極を通電加熱させてハン
ダ付けを行ない、前記強制冷却により通電終了直後の溶
融せるハンダを急速に冷却させた後、加圧力を解除する
ようにしたものである。

更に、電極の電線との当接部位に所要の型を形成して接
続部を所定形状に成形するようにしたものである。

（作用）電極と支持部材との間に接続すべき電線とワークとを加
圧挾持した状態で、当該電極に通電して加熱させる。こ
の電極の加熱により接続部のハンダを溶融させて両者を
ハンダ付けする。電極又は支持部材の少なくとも一方は
常時強制冷却されているために電極への通電を終了する
と溶融せるハンダは急速に冷却されて凝固する。接続部
のハンダを凝固させた後加圧力を解除し、接続部を取り
出す。

電極は、電線との当接部位に形成された型により接続部
における電線を所要の形状に成形する。

これにより接続部の形状は一定形状とされる。

（実施例）以下本発明の一実施例を添付図面に基づいて詳述する。

第１図は本発明方法を実施するためのハンダ付け装置で
、ハンダ付け装置１は、フレーム２に配設された電極３
、押圧部材４、エアシリンダ５と、電源６等により構成
されている。電極３は電極ホルダ７によりフレーム２の
基台にその先端を上方に向けて垂直に固定され、押圧部
材４は電極３の上方に当該電極と対向して配置されてい
る。この押圧部材４はフレーム２に固定支持されたシリ
ンダ５の伸縮により上下動可能とされており、電極３と
協働して接続すべき電線とワークとを押圧挾持するよう
になっている。

電極３は、第２図に示すように先端３ａに断面半円形状
の溝（型）３ｂが設けられている。この溝３ｂの内径は
、接続すべき電線２１の芯線２２（２点鎖線で示す）の
外径よりも僅かに大径とされており、ハンダ付けの際に
第３図に示すように端子２０に、溝３ｂ内に配置した芯
線２２を押し付けた状態で当該芯線２２を蒲鉾状に、且
つ密に押圧支持するようにされている。この電極３の両
側部３ｃ１３ｄの先端は、電源６に接続されている。尚
、電極部材としては例えば、タングステン（Ｗ）、モリ
ブデン（Ｍｏ）等がある。

抑圧部材４は、前述したように電極３と協働して接続す
べき電線とワークとを押圧挾持するためのもので、熱伝
導性の良好な例えば、金属部材により形成され、内部に
ジャケット（図示せず）が設けられており、当該ジャケ
ットに連通ずる冷却水人口４ａ、出口４ｂが設けられて
いる。これらの入口４ａ、出口４ｂは図示しない冷却水
供給源に接続されている。そして、この押圧部材４は、
前記ジャケットを循環する冷却水により常時強制冷却さ
れており、端面４ｃを介して溶融せるハンダを強制的に
冷却して急速に凝固させるようになっている。

エアシリンダ５は、エアホースを介してエア供給源（共
に図示せず）に接続されており、例えば、０．２〜１０
　ｋｇ／ｃｒｌの範囲で加圧力を調節することが可能と
されている。

電＃６は、例えば、２００Ｖ、　５０サイクルの商用交
流電源が使用されており、接続すべき電線とワークの種
類等に応じて印加電圧、印加電流、印加時間等を任意に
調節可能とされている。これによりハンダ付けの温度を
任意の温度に設定することが可能であり、ワークに応じ
て最適な温度に調節することができる。

以下に作用を説明する。

先ず、第４図に示すように抑圧部材４を上方に移動させ
た状態で電極３の溝３ｂ内に電線２１の芯線２２を載置
する。尚、芯線２２には予めノ＼ンダ２３を盛って（所
謂ハンダあげ）あるものとする。そして、当該芯線２２
上にワーク例えば、基板２５に設けられた接続端子２６
の接続部２６ａを載置する。この基板２５の接続端子２
６は基板２５の両面に延びて一体的に形成されており、
−端即ち、接続部２６ａは当該基板２５の一面に、他端
は他面に形成されている。

次いで、エアシリンダ５を伸長させて押圧部材４を下降
させ、２点鎖線で示すように端面４ｃを基板２５の接続
端子２６に当接させ、基板２５を押圧する。即ち、押圧
部材４は一定の加圧力で電極２６の接続部２６ａを芯線
２２に押圧する。次に、電源６により電極３に所定時間
、所定の電流を通電して加熱させ、芯線２２に予め盛っ
であるハンダ２３を溶融する。このハンダ２３の溶融に
伴い芯線２２が電極３の溝３ｂにより当該溶融せるハン
ダと共に蒲鉾状にされ、第５図に示すように端面３ａが
接続部２６ａに当接する。電極３への通電時間は、溶接
電流にもよるが、数サイフルル２０サイクル程度のごく
短時間である。

接続端子２６は、押圧部材４により常時強制冷却されて
おり、電極３への通電終了と共に溶融せるハンダ２３が
強制冷却されて急速に凝固し、芯線２２が接続端子２６
に強固に接続される。従って、電極３への通電終了後極
めて短時間で接続端子２６と芯線２２との間に加えてい
る押圧力を解除することができる。

接続端子２６と電線２１とのノ１ンダ付けが完了した後
即ち、電極３の通電終了後エアシリンダ５を短縮させて
抑圧部材４を上動させ、接続部即ち、電線２１の芯線２
２と接続端子２６との間の押圧力を解除する。斯くして
、第６図及び第７図に示すように接続端子２６に電線２
１を略蒲鉾状に接続することができる。これにより接続
部の形状を一定にすることができ、画像処理等による接
続部の良否を判断をすることが容易となる。

第８図は電極３の他の実施例を示し、電極３の先端３ａ
に断面矩形状の浅い溝（型）３ｅを設けたもので、これ
によれば第９図に示すような形状でワーク２７に電線２
Ｉの芯線２２を／＼ンダ付けすることができ、ワーク２
７の表面からの高さｈを低くすることができる。これは
高さが制限されているような箇所のハンダ付けに有効で
ある。

また、第１０図はワーク３０の一端面に同一平面上に突
出して配置された複数例えば、３個の接続端子３１〜３
３に３本の電線３４〜３６を同時にハンダ付けする場合
の電極及び押圧部材の形状を示し、電極ＩＯの端面１０
ａの対応する箇所に断面半円形の溝（型）１０ｂ−１０
ｄを形成したものである。押圧部材１１は平板状で各接
続端子３１〜３３を一体的に押圧する。第１Ｉ図は、外
径の異なる段差状をなすワーク４０の各表面の異なる高
さにある複数例えば３個の接続端子４１〜４３に３本の
電線３４〜３６を同時にハンダ付けする場合の電極と押
圧部材との形状を示し、電極１２の端面１２ａ及び押圧
部材１３をワーク４０の接続端子４１〜４３の位置に応
じて段差状に形成したものである。勿論、電極１２は、
段差状の各端面に半円形状の溝（型）１２ｂ−１２ｄが
形成されている。更に、電極の先端に半球状の凹み（型
）を形成することにより、第１２図に示すように半球状
に盛り上げたハンダ２３によりプリント配線５０の接続
部５０ａに電線２１の芯線２２を接続することもできる
。

尚、電極３の通電電流、通電時間等は、前述したように
接続すべき電線とワークの種類等の他に、電極の形状、
大きさ、冷却状態等に応じて最適値に設定する。これに
より常に最良のノ１ンダ付けを行なうことができる。

第１３図及び第１４図は電極３自体を強制冷却するよう
にしたもので、第１３図は、電極３の先端３ａ、両側部
３Ｃ１３ｄ内に冷却水通路３ｆを設けて冷却水を循環さ
せ、電極３の先端３ａを直接冷却するようにしたもので
ある。また、第１４図は電極３の両側部３Ｃ１３ｄに夫
々冷却水ジャケット１５．１５を設けて冷却するように
したものである。このように電極３を常時冷却しておき
、通電終了直後の溶融せるハンダを急速に冷却させるよ
うにしてもよい。

また、電極３を強制冷却する手段としては、第１４図に
示す先端３ａの加熱部３ａ’の断面積を小さくすると共
に両側部３ｃ、３ｄの断面積を大きくして当該電極３自
体にシートタンクを形成するようにしてもよい。この場
合には冷却水ジャケット１５．１６は不要である。

更に、電極３の先端３ａ近傍に当該先端３ａに臨ませて
空気吹出口を設け、電極３の先端３ａに常時空気を吹き
付けることにより強制冷却を行なうようにしてもよい。

また、本実施例においては、電線の芯線に予めハンダを
盛った場合について記述したが、これに限るものではな
く、電極３により加熱した接続部に固形又は溶融状態に
あるハンダを一定量供給するようにしてもよい。更に、
ハンダの他にペースト等を供給するようにしてもよい。

更に、本実施例においては電極を下側に、押圧部材を上
側に配置した場合について記述したが、これに限るもの
ではなく、電極を上側、且つ上下動可能に配置し、下側
にワークの載置台又は支持部材を配置して、電極自体に
より接続すべき電線とワークとの接続部を一定加圧力に
より加圧するようにしてもよい。

（発明の効果）４゜以上説明したように本発明によれば、ノ１ンダによりワ
ークに電線を接続するノ１ンダ付け方法において、電極
と支持部材との少なくとも一方を常時強制冷却しておき
、これらの電極と支持部材との間に接続すべき電線とワ
ークとを加圧挾持し、前記電極を通電加熱させてハンダ
付けを行ない、前記強制冷却により通電終了直後の溶融
せるノ１ンダを急速に冷却させた後、加圧力を解除する
ようにしたことにより、迅速に且つ常に一定の条件でノ
１ンダ付けを行なうことが可能となるために接続不良等
を無くすことができる。更に、電極の電線との当接部位
に所要の型を形成しておけば、接続部の形状を一定にす
ることができるために画像処理等が容易となり、電線と
端子等のワークとの／％ンダ付け作業の自動化を図るこ
とが可能となり、これに伴い品質の向上、生産性の向上
、コストの低減を図ることが出来る等の優れた効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る／％ンダ付け方法を実施しするた
めのハンダ付け装置の概略図、第２図は第１図の電極の
要部拡大図、第３図は第２図の電極と接続すべき電線と
の関係を示す図、第４図及び第５図は第１図のハンダ付
け装置によりワークに電線をハンダ付けする場合の説明
図、第６図は第５図に示すハンダ付け後の電線とワーク
との接続部の斜視図、第７図は第６図の矢線■−■に沿
う断面図、第８図は第２図に示す本発明に適用する電極
の他の実施例を示す要部拡大図、第９図は第８図の電極
を使用した場合の接続部の断面図、第１Ｏ図及び第１１
図は本発明に適用する電極の他の実施例を示す要部拡大
図、第１２図は電線とワークとのハンダ付けの状態の他
の例を示す要部拡大斜視図、第１３図及び第１４図は電
極を直接冷却する場合の電極の要部拡大図、第１５図及
び第１７図は電線とワークとのハンダ付けの態様を示す
斜視図、第１６図は第１５図の矢線ＸＶＩ−ＸＶＩに沿
う断面図である。１・・・ハンダ付け装置、３．１Ｏ１１２・・・電極、
４・・・押圧部材、５・・・エアシリンダ、６・・・電
源、７・・・電極ホルダ、２０．２６．３１〜３３．４
１〜４３・・・接続端子、２１電線、芯線、２３・・・ハンダ、３０゜・・・プリント配線。２２．３４〜３６・・・４０・・・ワーク、

Claims

【特許請求の範囲】

（１）ハンダによりワークに電線を接続するハンダ付け
方法において、電極と支持部材との少なくとも一方を常
時強制冷却しておき、これらの電極と支持部材との間に
接続すべき電線とワークとを加圧挾持し、前記電極を通
電加熱させてハンダ付けを行ない、前記強制冷却により
通電終了直後の溶融せるハンダを急速に冷却させた後、
加圧力を解除することを特徴とするハンダ付け方法。
（２）前記電極は、電線との当接部位に所要の型を形成
し、接続部を所定形状に成形することを特徴とする請求
項１記載のハンダ付け方法。