JP2682031B2 - 半田付装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、例えばフラット形パッケージに集積回路
（以下ICと略称する）を印刷配線基板に半田付けする半
田付装置に関する。

［発明の概要］ この発明は、印刷配線基板にICパッケージを半田付け
する半田付装置において、 オリフィスからICパッケージの多数の端子に熱風を送
るヘッドと、該ヘッドの中央にそれぞれ配設されて、IC
パッケージを上部から押圧する押圧部材及び冷風をICパ
ッケージに吹き付ける送風管とを備えたことにより、 ICパッケージの多数の端子と印刷配線基板の半田付部
を半田付けする際に、半田量の過不足に関係無く、即ち
半田量が不足している場合の集積回路パッケージの端子
の浮き上がりによる接続不良を容易且つ確実に防止する
ことができると共に、余剰半田等の場合の端子相互間等
のブリッジ（橋絡）の発生を低コストで容易に且つ確実
に防止することができるようにしたものである。

［従来の技術］ 例えば、印刷配線基板にフラット形ICパッケージを半
田付けする半田付装置が、特開昭57−10086号公報に示
されている。これを、第９図によって具体的に説明する
と、30は半田付装置であり、この半田付装置30により印
刷配線基板31のランド（半田付部）32に予め付着された
半田にICパッケージ33の多数の端子34を半田付けする際
には、まず、図中Ｘ−Ｙ軸方向に移動可能な回転台35に
印刷配線基板31を位置決めし、該印刷配線基板31のラン
ド32上に半田付けしようとするICパッケージ33の端子34
を搭載する。この状態から腕36を下げて該腕36の先端部
に設けられている熱圧接用ブロック37を下降させ、該熱
圧接用ブロック37の先端が一列に整列されている端子34
に接触加圧する。そして、加熱したピーナッツオイル等
の液体38を液体注入口39より注入し、上記熱圧接用ブロ
ック37の先端の開口から加熱した上記液体38を端子34の
周囲に流出する。この熱により、予め端子34及びランド
32に付着させてあった半田は溶融し、一列に並んだ端子
34とランド32は半田付けされるようになっている。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、前記従来の半田付装置30では、端子34
とランド32との接続に必要な半田の量を予め付着させて
おかなければ、半田がランド32相互間（或は端子34相互
間またはこれらの各両者間）に橋絡してしまいブリッジ
の発生を防止することができない欠点があった。また、
熱圧接用ブロック37をICパッケージ33の端子34に接触さ
せるため、熱圧接用ブロック37の先端を半田付けの都度
クリーニングしなければならず、さらに、ピーナッツオ
イル等の液体38の後処理も必要不可欠であるため、半田
付けの作業が煩雑になり作業性が悪く、ランニングコス
トが非常に高い不利点があった。

尚、印刷配線基板にフラット形ICパッケージを半田付
けする際の半田を溶融する前に、半田の中に含まれてい
るフラックスを溶かす半田予備加熱装置が、特開昭61−
14077号公報に示されている（第10図参照）。この半田
予備加熱装置40では、フード41に送られて来た空気を電
気ヒータ42で加熱し、ICパッケージ43の外周に突出した
多数の端子44に対応する上記フード41の吐出口41aから
印刷配線基板45のランド46に付着されたクリーム半田47
に熱風Ａを吹き付けて加熱することにより、該クリーム
半田47に含まれているフラックスを溶かすことができる
ようになっている。そして、例えば上記半田予備加熱装
置40を用いて熱風により半田を溶融してICパッケージ43
の端子44を印刷配線基板45の半田付部46に半田付けした
とすると、上記装置40が単に熱風をICパッケージ43の端
子44に吹き付けるだけの構造であるので、半田の付き具
合のムラ，その高さのバラツキ等による半田量の過不足
により、即ち、半田量の不足している場合には集積回路
パッケージの端子の浮き上がりによる接続不良が発生
し、また、余剰半田等の場合には端子相互間等にブリッ
ジの接続不良が発生し易い。

そこで、この発明は、半田量の過不足に関係無く、集
積回路パッケージの端子の浮き上がり，端子相互間等の
ブリッジの各接続不良をそれぞれ低コストの容易且つ確
実に防止することができる半田付装置を提供するもので
ある。

［課題を解決するための手段］ この発明の半田付装置は、印刷配線基板の半田付部に
半田付けされる集積回路パッケージの多数の端子に対向
する部位にオリフィスを形成し、該オリフィスから上記
端子側に熱風を送るヘッドと、このヘッドの中央に配設
され、上記集積回路パッケージを上記基板側に押圧する
押圧部材と、上記集積回路パッケージの外周を被い、前
記オリフィスからの熱風を遮へいする端子押さえカップ
と、上記ヘッドの中央に配設され、上記集積回路パッケ
ージに冷風を吹き付ける送風管とを備え、上記端子押さ
えカップと上記ヘッドとが別個独立に移動自在に設けて
ある。

［作用］ 印刷配線基板の半田付部に集積回路パッケージの端子
を搭載し、押圧部材により該集積回路パッケージを上部
から押圧してヘッドのオリフィスから上記端子に熱風を
送ると、該熱風により半田付部の半田が溶融し、半田量
が不足していても集積回路パッケージの端子が浮き上が
ることなく良好な半田付けが行われる。また、送風管か
ら冷風を集積回路パッケージに吹き付けることにより余
剰半田等による端子相互間等のブリッジは容易且つ確実
に防止される。

［実施例］ 以下、この発明の一実施例を図面と共に詳述する。

第２図において、１は半田付装置であり、印刷配線基
板２のパターン（半田付部）３上にフラット形ICパッケ
ージ４の数mmのピッチで隣接した多数の端子５を、予め
上記パターン３に付着させておいた半田（図示しない）
を介して半田付けするものである。この半田付装置１
は、コ字形の架台６の上面6aの一端側にＬ字形のアーム
７を介して取り付けられたヘッド部10を有していると共
に、このヘッド部10の下方の上記架台６の上面6aに上記
印刷配線基板２を位置決めする手動によりＸ−Ｙ軸方向
に水平移動自在な基板保持枠８を有している。

上記ヘッド部10は、第１〜３図に示すように、上記ア
ーム７の先端部7aに垂直に取り付けられた矩形板状のス
ライド受板11を有している。このスライド受板11の一側
面11aの左右両側に固定された一対のガイド板12,12間に
は平面Ｔ字板状のスライダ13を上下方向に摺動自在に設
けてある。このスライダ13の下端面には上記スライド受
板11の一側面11aの下部に取り付けられたエアシリンダ1
4のロッド15を固定してある。このエアシリンダ14によ
り上記スライダ13はスライド受板11の一側面の上下方向
に沿ってスライド自在になっている。

上記スライダ13の上部において水平に突出した突出部
13aの先端突出片部13bに対向する位置には、逆Ｌ字形板
状のブラケット16を固定してある。このブラケット16の
外側には下方に垂直に延びる円筒状の熱風用送風管17を
取り付けてある。この送風管17内には複数本の電気ヒー
タ18を配置してある。また、この送風管17の上端にはエ
ア供給用パイプ19を接続してあると共に、その下端には
前記印刷配線基板２のパターン３に半田付けされる前記
ICパッケージ４の多数の端子５に熱風を送るヘッド20を
取り付けてある。

このヘッド20は、第６図等に示すように、断面逆三角
形のパイプ状部内がエア溜め20aになっている四角ドー
ナッツ状に形成してあり、その中央の上下方向に四角柱
状の空洞部20bを有している。この空洞部20bは、前記IC
パッケージ４より一回り大きめに形成してあり、その下
部にの４方向に縁部に、即ち印刷配線基板２のパターン
３に半田付けされる上記ICパッケージ４の外周面に突出
した多数の端子５に対向する部位にオリフィス20cを形
成してある。このオリフィス20cから半田付けする際に
上記多数の端子５側へ熱風用送風管17より熱風Ａが吹き
付けられるようになっている。さらに、第5,6図に示す
ように、上記熱風用送風管17の下端側の熱風Ａがダイレ
クトに吹き出る部分に位置する上記エア溜め20a内に
は、遮蔽板21を水平に配置してある。

また、上記ヘッド20の空洞部20b内には、半田付け時
に前記ICパッケージ４の多数の端子５を押さえ付ける端
子押さえカップ22を上下移動自在に配設してある。この
カップ22は下端22a側が開口した箱形に形成してあり、
上面側に内面が逆円錐状の円筒部22bを突設してある。
そして、この円筒部22bは、前記スライダ13の先端突出
片部13bとブラケット16間に固定された円筒ブシュ体23
に上下移動自在に支持された冷風用送風管24の下端に螺
着された円錐状のガイド筒体25に嵌合自在に支持してあ
る。

上記冷風用送風管24の上端は、上記ブラケット16の上
片部に固定されたエアシリンダ26のロッドに連結してあ
り、冷風用送風管24及び端子押さえカップ22が上下動す
るようになっている。また、冷風用送風管24の上部には
冷却エア供給用パイプ27を接続してある。さらに、冷風
用送風管24内の下部には、圧縮コイルバネ28により常時
下方付勢されて、前記ガイド筒体25から端子押さえカッ
プ22内の中央下方に下延するパッケージ押さえロッド
（押圧部材）29を配設してある。

尚、上記パッケージ押さえロッド29の下方の前記架台
６の上面6aには、印刷配線基板２の半田付部３をバック
アップするエアシリンダ9Aを配置してあると共に、上記
架台６のコ字形の胴部には前記各エアシリンダ14,26及
び電気ヒータ18等を制御する制御操作ボックス9Bを取り
付けてある。

以上実施例の半田付装置１によれば、予めデップ（半
田）槽に通して半田（いずれも図示しない）を付けてお
いた印刷配線基板２のパターン２に、半田ゴテにて仮り
止めをしフラックス（いずれも図示しない）を付けてお
いたICパッケージ４の多数の端子５を半田付けするに際
し、第１図に示すように、基板保持枠８に上記印刷配線
基板２を保持させて、該印刷配線基板２の上記ICパッケ
ージ２を端子押さえカップ22の真下に位置させる。この
状態からエアシリンダ14を介してスライダ13を下降させ
ると、第６図に示すように、まずパッケージ押さえロッ
ド29がICパッケージ４の上面に略中央を押圧して動かな
いように押さえる。更に、上記スライダ13を下降させ、
ヘッド20の空洞部20b内に上記ICパッケージ４が入り、
ヘッド20の下面が上記印刷配線基板２の上面より例えば
2mm近くに接近するまで下げる。この状態から第６図に
示す矢印のように熱風用送風管17より熱風Ａを送ると、
上記ヘッド20のICパッケージ４の４外周面を囲む４方向
に形成されたオリフィス20cから上記各端子５に熱風が
当たり上記端子４側が局部的に熱せられる。この熱風Ａ
により上記パターン３の半田が溶融する。この時に、上
記ICパケージ４の本体は端子押さえカップ22で熱風Ａが
当たらないように保護されている。

そして、上記ICパターン４の各端子５の浮き上がりを
防止するために、エアシリンダ26を介して冷風用送風管
24を更に下降させて、端子押さえカップ22を降ろしてそ
の下端22aで上記各端子５を押さえる。この際に、第７
図に示すように、上記各端子５が半田を吸い寄せる効果
を上げるため、上記熱風Ａが強く各端子５に当たらない
ようにヘド20を例えば5mm以上上げる。上記熱風Ａは若
干斜めに吹き出し溶けた半田を各端子５に寄せる働きを
する。また、上記各端子５相互間のブリッジやフラック
スを取り除くために、冷風用送風管24から第７図中矢印
で示すように冷風Ｂを密封された上記端子押さえカップ
22内に供給する。上記冷風Ｂは上記各端子５間から第７
図中矢印に示すように吹き出ることにより上記各端子５
相互間の余剰半田等によるブリッジやフラックスは確実
に取り除かれる。このように、上記各端子５を端子押さ
えカップ22の下端22aで押さえたままで冷却するので、
例えば半田量が不足していてもICパッケージ４の各端子
５が浮き上がることなく良好な半田付けを行うことがで
きる。

第８図に示すように、１サイクル終了し、次の半田付
けのスタンバイの状態でも熱風Ａは常にヘッド20側に送
り出されて、端子押さえカップ22を余熱しておく。これ
により、例えば冷たい端子押さえカップ22を各端子５に
当てた場合半田が固まりブリッジが取れなくなるのを防
止する。また、パッケージ押さえロッド29のバネ28やガ
イド筒体25を熱から保護するために、冷風Ｂも上記スタ
ンバイ時に供給するようになっている。そして、上記端
子押さえカップ22は、第８図に示すように、上記待機中
に上記ガイド筒体25より吊り下げる形となっていて自動
的に芯出しされる。

また、第５〜８図に示すように、熱風用送風管17から
ダイレクトに熱風が出るヘド20の部分には、遮蔽板21が
設けられているので、局部的に温度が上がるのを防止
し、さらに、ヘッド20内に設けられたエア溜め20aによ
り、熱風Ａの風圧を４方向のオリフィス20cすべて一定
になるようにしている。

なお、前記デップ後の印刷配線基板２は熱により反り
が出て位置決め平面度の状態が非常に不安定となるた
め、追従する４方向に対して、例えば1mmのコンプライ
アンス（ひずみとそれを起こす外力との比）を設け、上
記印刷配線基板２の反り等の傾きに対しても端子押さえ
カップ22が追従するようにしている。

このように、半田を溶かす熱源は非接触のため、クリ
ニーニングの必要がなく、メンテナンス面で有利であ
り、安価で使い勝手が良く、前記従来の半田付装置に比
べ、管理メンテナンス，ランニングコストが非常に安く
なる利点がある。

また、位置決めロボットとの組合わせで安く省人化で
きる。

尚、前記実施例によれば、４方向に端子を有したフラ
ット形ICパッケージの半田付けについて説明したが、両
側の２方向に端子を有したフラット形ICパッケージの半
田付けに上記半田付け装置を用いても良い。

［発明の効果］ 以上のように、この発明の半田付装置によれば、オリ
フィスから集積回路パッケージの端子に熱風を送るヘッ
ドと、該ヘッドの中央にそれぞれ配設されて、集積回路
パッケージを上部から押圧する押圧部材及び冷風を集積
回路パッケージに吹き付ける送風管とを備えたので、印
刷配線基板の半田付部に集積回路パッケージの端子を半
田付けする際に、半田量の過不足に関係無く、集積回路
パッケージの端子の浮き上がり，端子相互間等のブリッ
ジの各接続不良をそれぞれ低コストで容易且つ確実に防
止することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示す半田付装置の要部の
斜視図、第２図は半田付装置全体の斜視図、第３図は半
田付装置の概略側面図、第４図は第３図中Ａ−Ａ矢視
図、第５図はヘッドの一部を断面で示す斜視図、第６図
から第８図は半田付けの動作を順を追って示す各断面
図、第９図は従来例の半田付装置の斜視図、第10図は他
の従来例の側断面図である。 １……半田付装置、２……印刷配線基板、３……パター
ン（半田付部）、４……集積回路パッケージ、５……端
子、20……ヘッド、20c……オリフィス、24……送風
管、29……パッケージ押さえロッド（押圧部材）、Ａ…
…熱風、Ｂ……冷風。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】印刷配線基板の半田付部に半田付けされる
   集積回路パッケージの多数の端子に対向する部位にオリ
   フィスを形成し、該オリフィスから上記端子側に熱風を
   送るヘッドと、 このヘッドの中央に配設され、上記集積回路パッケージ
   を上記基板側に押圧する押圧部材と、 上記集積回路パッケージの外周を被い、前記オリフィス
   からの熱風を遮へいする端子押さえカップと、 上記ヘッドの中央に配設され、上記集積回路パッケージ
   に冷風を吹き付ける送風管とを備え、 上記端子押さえカップと上記ヘッドとが別個独立に移動
   自在に設けたことを特徴とする半田付装置。