JP2002028774A - ハンダ付け方法とその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 ハンダ付け不良の発見、ハンダ不良個所の除
去、再ハンダを自動生産プロセスで実行することのでき
るハンダ付け方法の開発にある。 【解決手段】 接合部位9に向けてハンダ線材1を送給
し、ハンダ線材1の先端部分1aの近傍に配設した接合用
電極棒2aとハンダ線材1の先端部分1aとの間でアーク3a
を発生させてハンダ線材1の先端部分1aを溶融し、接合
部位9に滴下させた前記溶融金属液滴4を固化させて行う
ハンダ付け方法において、 接合部位9におけるハンダ8
の固着状態の良否を確認し、ハンダ付けが不良であると
判断した場合、前記接合用電極棒2aと除去用電極棒31と
の間でアークを発生させて不良ハンダを溶融し、続いて
溶融したハンダを除去し、然る後、同接合部位9を再ハ
ンダ付けする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、アークでハンダ付
けを行うだけでなく、ハンダ不良を機械的に検出してこ
れを取り除き、再ハンダを行うハンダ付け方法並びにそ
の装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】工業製品の接合部分、特に電子部品をプ
リント基板に固定したり、電線同士を接合するためなど
接合用材料として古くからハンダが多用されてきた。小
規模生産では作業者による手作業で行われており、大量
生産現場では、リフロー炉など自動機械が導入されてい
る。特に最近では、コスト削減を図るため大量生産が叫
ばれ、ハンダ工程の自動化が強力に押し進められてい
る。

【０００３】これと平行して特に近年では、環境問題が
大きな問題となっており、好むと好まざるとに拘わら
ず、環境を重視した製品作りが要求されるようになって
きた。その中で、ハンダに含まれる鉛が環境汚染の原因
の１つとして指弾を受け、鉛を使用しない接合部材の開
発も同時に求められている。

【０００４】鉛を使用しないハンダとして、スズ−ビス
マス合金、スズ−銀−銅−ビスマス合金等が注目される
ようになってきたが、これらの融点は210℃〜230℃と、
従来の錫−鉛のハンダ合金融点(180℃〜200℃）より温
度が高く、ハンダ付けに時間がかかるようになっただけ
でなく、接合不良が発生しやすくなり、自動化をした場
合、接合不良の問題に悩まされる事が多くなった。

【０００５】特に電子部品をプリント基板に実装するよ
うな場合、ハンダ付け箇所が非常に多く、その内の１箇
所でも接合不良があると、電子部品も含めてそのプリン
ト基板全体が不良品となり、廃棄するとなると製品歩留
まりを大きく低下させる原因となる。

【０００６】前記プリント基板は通電試験を始め各種試
験、最終的には必要があれば、作業者による１枚ずつの
目視検査が行われ、不良部分のあるプリント基板が抽出
されるが、前記歩留まり低下を防止するためには、作業
者が不良個所を見つけ出しては一々ハンダの不良個所を
取り除き、手作業で再ハンダ付けを行って不良個所の解
消に努めなければならなかった。このように一部のハン
ダ付け不良を発見しそれを取り除くためだけに人員を配
置するのは、歩留まり低下を防止する上ではある程度効
果的ではあるが、逆に人件費アップにつながるという問
題があり、トータル的なコスト削減には繋がらないとい
う問題があった。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明の解決課題は、
ハンダ付け不良の発見、ハンダ不良個所の除去、再ハン
ダを自動生産プロセスで実行することのできるハンダ付
け方法とその装置の開発にある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】「請求項１」に記載のハ
ンダ除去方法は； (a) 接合部位(9)に向けてハンダ線材(1)を送給し、ハ
ンダ線材(1)の先端部分(1a)の近傍に配設した接合用電
極棒(2a)とハンダ線材(1)の先端部分(1a)との間でアー
ク(3a)を発生させてハンダ線材(1)の先端部分(1a)を溶
融し、接合部位(9)に滴下させた前記溶融金属液滴(4)を
固化させて行うハンダ付け方法において、(b) 接合部
位(9)におけるハンダ(8)の固着状態の良否を確認し、
(c) ハンダ付けが不良であると判断した場合、前記接
合用電極棒(2a)と除去用電極棒(31)との間でアーク(3b)
を発生させて不良ハンダ(8b)を溶融し、(d) 続いて溶
融したハンダ(8c)を除去し、(e) 然る後、同接合部位
(9)を再ハンダ付けする事を特徴とする。

【０００９】これによれば、ハンダ線材(1)の先端部分
(1a)が、アーク(3a)にて溶融される為、ハンダ線材(1)
の先端部分(1a)の溶融量は、投入エネルギ量によって制
御する事が出来る。従って、投入エネルギ量を制御する
事で、一定の溶融量で繰り返してハンダ付けを行う事が
出来、非常に高い品質の自動ハンダ付け作業が可能とな
る。これに加えて本発明の最も重要な点であるが、自動
ハンダ付け工程中で、接合部位(9)におけるハンダ(8)の
固着状態の良否を確認し、ハンダ付けが不良であると判
断した場合、不良個所のハンダ(8b)を除去し、同接合部
位(9)を再ハンダ付けするので、出来上がった製品の全
ては良品ばかりとなり、歩留まりが向上するだけでなく
不良処理用の作業者が不要となるので、トータルコスト
を大幅に削減する事が出来る。

【００１０】「請求項２」は前記方法の良否判定方法に
関し；ハンダの固着状態の良否判定は、予め入力されて
いるハンダ付け良品部位(8a)の画像データを基準とし、
新たに入力した接合部位(8)の画像データとを比較する
事で行われる事を特徴とする。

【００１１】前記ハンダ(8)の良否の判定は、例えばＣ
ＣＤカメラ(36)のような撮像手段によりハンダ付け作業
直後のハンダ(8)を撮像し、接合部位(9)における凝固し
たハンダ(8)のぬれ状態、表面の光沢、ハンダ(8)の量や
形状等の映像をデジタルデータとして取り込み、基準デ
ータとして取り込まれた良品ハンダ(8a)のデータと比較
して再度ハンダ付けをやり直す必要があるかどうかの判
断を下す事になる。そしてやり直す必要があると判断す
れば、接合用電極棒(2a)と除去用電極(31)との間にアー
ク(3b)を発生させ、その放射熱により接合部位(9)に固
着されたハンダ(8)を溶融し、その後、ノズル(33)によ
り吸い込んで除去することが出来る。そして、同じ接合
部位(9)で再度ハンダ付けを行い、再度、良・不良の判
定を行い、良と判定された場合は次の溶接部位(9)に移
動する。

【００１２】このようにすることで、ハンダ付けと良品
検査並びに不良部分の再ハンダ付けを１つの自動ハンダ
付けラインで達成する事が出来るようになり、ハンダ付
け作業現場に人員を配置する必要がなくなり、ハンダ付
け作業におけるトータルコストの大幅削減を可能にし
た。

【００１３】「請求項３」は、前記方法を実施するため
の装置で； (i) 接合部位(9)に向かってハンダ線材(1)を送給する
送給機構(5)と、(ii) 前記ハンダ線材(1)の先端部分(1
a)の近傍に配設され、前記ハンダ線材(1)との間でアー
ク(3a)を発生させてハンダ線材(1)の先端部分(1a)を溶
融する接合用電極棒(2a)と、(iii) 接合部位(9)のハン
ダ(8)の状態を認識するＣＣＤカメラ(36)と、(iv) 前
記接合用電極棒(2a)との間にアーク(3b)を発生させて接
合部位(9)の不良ハンダ(8b)を溶融する除去用電極(31)
と、(v) 溶融されたハンダ(8c)を除去するノズル(33)
と、(vi) アーク発生用電流の電流制御装置(6)と、(vi
i) ＣＣＤカメラ(36)で録取した接合部位(9)のハンダ
(8)の画像データと、予め入力されているハンダ付け良
品部位(8a)の基準画像データとを比較する事で良否判断
する判定装置(6a)とで構成された事を特徴とする。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明を図示実施例に従っ
て説明する。図１は本発明装置の実施例１で、主として
接合部位(9)の上方にて接合部位(9)に向かってハンダ線
材(1)を送給する送給機構(5)と、ハンダ線材(1)の先端
部分(1a)の近傍に配設され、送給された前記ハンダ線材
(1)の先端部分(1a)との間でアーク(3a)を発生させてハ
ンダ線材(1)の先端部分(1a)を溶融する接合用電極棒(2
a)を有するトーチ(2)と、ハンダ付け不良を起こして接
合部位(9)に固着された不良ハンダ(8b)を溶融するため
の除去用電極(31)を有する電極筒(32)と、溶融したハン
ダ(8c)を吸引するノズル(33)と、接合及び除去のための
電流供給用の制御装置(6)並びにＣＣＤカメラ(36)で録
取した接合部位(9)のハンダ(8)の画像データと、予め入
力されているハンダ付け良品部位(8a)の基準画像データ
とを比較する事で良否判断する判定装置(6a)とで構成さ
れている。

【００１５】送給機構本体(5a)の上面には支柱(7)が立
設されており、その先端にハンダ線材(1)を巻き取って
いるリール(19)がリール支持軸(19a)に回転可能に枢着
されるようになっている。前記支柱(7)に沿って送給機
構本体(5a)の中段部分には入口用ガイド筒(24)が配設さ
れており、その直下に千鳥状に配設された複数の矯正ロ
ール(11a)(12a)からなる第１矯正部(11)、第２矯正部(1
2)が上下に配設されている。前記第１矯正部(11)と第２
矯正部(12)とはハンダ線材(1)の搬送ラインを軸に90°
回転した(換言すれば捻れた)位置関係にあり、リール(1
9)からカールして引き出されたハンダ線材(1)を直線状
態に矯正する機能を有する。

【００１６】下側の第２矯正部(12)の直下には、大小２
個の引出ロール(13)(14)が併設されており、ハンダ線材
(1)を両側から挟み込んで引き出すようになっており、
前記引出大ロール(13)には回転駆動用のモータ(15)が設
置されており、引出用大ロール(13)を回転駆動するよう
になっている。

【００１７】前記引出ロール(13)(14)の直下にはハンダ
線材(1)の例えばセラミックスのような耐熱性に優れ且
つ絶縁性を有する出口(16)が設けられている。出口(16)
を電気絶縁材料で構成しておけば、アーク(3)は出口(1
6)の先端で制限される事になり、出口(16)の中までアー
ク(3)が入り込んで必要以上のハンダ線材(1)を溶かすよ
うな事がなく、正確な溶融量制御が実現できる。

【００１８】また、前記出口(16)の出口形状はどのよう
な形でも良いが本実施例では細い筒状であるので、本実
施例では出口(16)を出口用ガイド筒として説明する。前
記ハンダ線材(1)の引出端部がこの出口用ガイド筒(16)
に挿通され、接合部位(9)に向けて突出するようになっ
ている。

【００１９】また、送給機構本体(5a)の側面からアーム
(17)が突設されており、トーチ(2)の突設部(2e)を固定
している。前記突設部(2e)はトーチ(2)のトーチ本体(2
c)の後端側面に設けられており、トーチ本体(2c)内のガ
ス供給孔(2b)に連通するガス供給管(18)が挿通されてい
る。

【００２０】トーチ本体(2c)の先端には電気絶縁と耐熱
用のセラミック製の先端部分(2d)が取り付られており、
先端の尖った棒状のタングステン電極棒(2a)が挿通さ
れ、先端部分(2d)から突出するように装着されている。
前記接合用電極棒(2a)の突出代の調整は可能で、例えば
０〜7mmの範囲内で調整する事が出来る。

【００２１】また、送給機構本体(5a)の下面から絶縁体
の電極筒(32)が下方の接合部位(9)に向かって取り付ら
れており、さらに、その電極筒(32)の内側を貫通して細
い棒状でタングステン製の除去用電極(31)が突出・没入
可能に配設されている。前記除去用電極(31)は、併設さ
れた大小２個の挟持ロール(37)(38)に挟持され、大挟持
ロール(37)に接続された回転駆動用のモータ(39)を正転
・逆転させる事で除去用電極(31)の突出・没入動作を行
わせる。電流制御装置(6)との接続は、除去用電極(31)
にコードを接続するか、挟持ロール(37)(38)にコードを
接続するかで行われる。

【００２２】除去用電極(31)は、電極筒(32)から突出し
ているが前述のように突出・没入可能であるためその突
出長さは、自由に決定することが出来る。この除去用電
極(31)と前記接合用電極棒(2a)との間でアーク(3b)を発
生させ、アーク(3b)の放射熱によりハンダ付け不良を起
こした不良ハンダ(8b)を溶融する。電極筒(32)も進退可
能としてもよく、通常はハンダ付けの障害にならないよ
う上方へ引っ込んでいる事が好ましく、その時は除去用
電極(31)も電極筒(32)内に納まっている。

【００２３】前述のように接合用電極棒(2a)と除去用電
極棒(31)は共にタングステン製である。両電極棒(2a)(3
1)としては、単なるタングステン製のものでもよいが、
放電を容易にするためにトリウムを塗布或いはドーピン
グしておいてもよいし、トリウムを含むタングステン
(トリアドープタングステン)にて形成してもよい。

【００２４】また、前述した２つの電極棒(2a)(31)の周
囲には、ガス供給孔(2b)(31b)がそれぞれ形成されてお
り、不活性ガス(I)（例えばアルゴンガスや窒素ガス或
いはヘリウムガスなど）が噴き出して、不活性ガス雰囲
気にて電極棒(2a)(31)の周囲を取り囲み、通電時の電極
棒(2a)(31)の酸化を防止するようになっている。

【００２５】また、送給機構本体(5a)にはＣＣＤカメラ
(36)が取り付けられており、ハンダ付けの良否を撮影で
きるよう接合部位(9)に向けて配設されている。図の実
施例ではＣＣＤカメラ(36)は固定的に配設されている
が、ＣＣＤカメラ(36)を接合部位(9)のハンダ(8)をどの
角度からも確認できるよう回転可能に、且つ接合部位
(9)のハンダ(8)の状態を正確に確認できるよう近接・離
間自在に設置してもよい。撮像された画像は判定装置(6
a)によって画像処理及び良否判定が行われ、続いて後述
するＣＰＵ制御部(25)及びＣＲＴ(34)にそのデータが送
られる。

【００２６】また、送給機構本体(5a)の下面からノズル
(33)が下方の接合部位(9)に向かって近接・離間可能に
て電極筒(32)と並設されている。ノズル(33)は溶融され
たハンダ(8c)を吸い込んで除去する役割を持つため中空
となっており、図示していない真空源に接続され且つ吸
引したハンダ(8c)が内部で凝固しないように加熱されて
いる。

【００２７】前記ノズル(33)も、併設された大小２個の
挟持ロール(40)(41)に挟持され、大挟持ロール(40)に接
続された回転駆動用のモータ(42)を正転・逆転させる事
で下方の接合部位(9)に向かって近接・離間可能となっ
ている。

【００２８】制御装置(6)としては、直流或いは交流又
は高周波電源などが用途によって使用される。まず、接
合用電極棒(2a)とハンダ線材(1)の先端部分(1a)との間
の放電に付いて述べる。直流電源の場合は、ハンダ線
材(1)側を連続的にプラスに、接合用電極棒(2a)側を連
続マイナスに設定する場合、或いはその逆の場合とが
あり、いずれの場合でもよい。の場合、アーク発生時
にプラス極の方がマイナス極より高温になるので、ハン
ダ線材(1)を高温側にして急速に溶融されるようにし、
低温側に接合用電極棒(2a)を持ってきて接合用電極棒(2
a)の保護を図るようにしてもよい。この場合、溶融対象
であるハンダ線材(1)の融点が高い材料である場合に好
適である。

【００２９】これに対して、ハンダ線材(1)の融点が低
い材料である場合、逆にのようにしてハンダ線材(1)
の溶融を前者に比べて抑え気味にしておいてもよい。従
って、ハンダ線材(1)と接合用電極棒(2a)の極性を材料
の種類或いは使用条件に合わせて切り換えるようにして
おいてもよい。

【００３０】また、制御装置(6)を交流電源とした場合
は、ハンダ線材(1)と接合用電極棒(2a)との間で周期的
に極性が切り替わるので、交流アークが生成される。交
流アークは極性が一定の直流アークの中間的な性質を有
する。即ち、極性が周期的に切り替わるので、ハンダ線
材(1)の温度はハンダ線材(1)を連続的にプラス極とした
場合と連続的にマイナス極にした場合の中間となる。

【００３１】次に、接合用電極棒(2a)と除去用電極(31)
との間の放電に付いて述べる。この場合も、直流型或い
は交流型又は高周波型とあり、前述の場合と同じである
が、異なる点は、電極棒(2a)(31)がいずれもタングステ
ン棒で構成されている点である。

【００３２】直流型の場合は常に陽極となる一方の電極
に電子が衝突するために、陽極の損耗が激しくなり、陽
極は陰極と比較すると太くする方法がとられる。直流型
の場合において、接合用電極棒(2a)はハンダ付けの場合
は勿論、不良ハンダ(8b)の除去にも用いられるが、一方
の除去用電極(31)の場合は、不良ハンダ(8b)の除去にし
か用いられないため電極としての使用頻度は接合用電極
棒(2a)の方が圧倒的に多い。従って、接合用電極棒(2a)
の方が損耗が激しいので、接合用電極棒(2a)を低温とな
る陰極として使用する方が好ましい。これに対して、交
流型の場合は陽極と陰極が交互に変換するため、陽極と
陰極の大きさは同じで良い。

【００３３】本発明に使用されるハンダ線材(1)として
は、通常の錫−鉛合金ハンダは勿論、鉛が含まれていな
いスズ−ビスマス合金、スズ−銀−銅−ビスマス合金、
銀ロウ、白ロウ或いは金ロウなど各種ロウ材が含まれ
る。従って、本発明のハンダの概念には当然ロウ付けも
含まれる。本発明では特に鉛が含まれていないスズ−ビ
スマス合金（融点は180℃〜200℃）、スズ−銀−銅−ビ
スマス合金（融点は210℃〜230℃）が対象となる。ま
た、ハンダ線材(1)の太さは細いものから太いもの迄、
用途により各種のものがある。

【００３４】また、ハンダ線材(1)にはフラックス(22)
が混入されているものと、そうでないものとがあり、後
者の場合はフラックス(22)を別途供給しなければならな
い場合、接合部位(9)の表面の酸化皮膜を灰化除去する
ためのアッシングガス(圧縮空気やヘリウム又は窒素と
酸素の混合ガス)を接合部位(9)に供給する場合、エッチ
ングを目的とする場合には、ヘリウムガス又は圧縮空気
とフッ化炭素化合物(CF₄,C₂F₆などとの混合ガス)を接合
部位(9)に供給する場合、又はオゾン(O₃)を接合部位(9)
に供給すると共に例えば発光波長が172nmの単色紫外線
(ＵＶ光)を当て、オゾン(O₃)を分解し、その時に発生す
る活性酸素で酸化皮膜を分解する場合等がある。本実施
例ではフラックス(22)を使用する場合を代表例として説
明する。

【００３５】また、本装置はハンダ作業を行うメイン装
置の機台(21)に設置して使用しても良いが、本実施例で
は例えば多関節ロボットのロボットハンド(20)に装着し
た場合を例に取って説明する。

【００３６】対象となるワーク(W)は、ハンダ付け(ロー
付けを含む)を必要とするもの全てに適用する事が出来
るが、本実施例ではワーク(W)に通電する事が出来ない
もの、例えば半導体デバイスのようなものをプリント基
板(10)に実装する場合をその代表例とする。

【００３７】次に、実施例２の構成を実施例１の構成と
異なる点について説明する。まず、本実施例の発明装置
の構成は、実施例１と比較するとノズル(33)を有しない
ことが大きな相違点である。これは、溶融したハンダ(8
c)を除去するノズル(33)の機能を、除去用電極棒(31)を
有する電極筒(32)が併せ持っているためである。本実施
例の電極筒(32)は実施例１と同様に、下方の接合部位
(9)に向かって取り付けられており、さらに、その電極
筒(32)の内側を貫通して細い棒状でタングステン製の除
去用電極(31)が突出・没入可能に配設されている。

【００３８】ここで、実施例１では、前記除去用電極(3
1)の周囲にはガス供給孔(31b)が設けられ、不活性ガス
(I)を噴射する役目となっていた。これに対して、実施
例２では前記除去用電極(31)の周囲に形成されたガス供
給孔(31b)から不活性ガス(I)を噴射させず、溶融した不
良ハンダ(8c)を吸引する吸引孔(31c)として、実施例１
におけるノズル(33)と同様の機能を有する。従って、ノ
ズル(33)を有しないため、前記ノズル(33)を挟持するた
めの大小２個の挟持ロール(40)(41)や、大挟持ロール(4
0)を回転駆動させるモータ(42)を配設する必要がなく簡
素な送給機構(5a)となる。ただし溶融した不良ハンダ(8
c)が内部で固まらないようにするため常時融点以上の温
度を保っている必要がある。

【００３９】次に、本発明装置の作用について実施例１
を中心に説明する。ハンダ線材(1)を巻いたリール(19)
を支柱(7)の先端に装着し、ハンダ線材(1)を引き出す。
引き出されたハンダ線材(1)は入口用ガイド筒(24)に導
入され、続いて第１矯正部(11)、第２矯正部(12)に通さ
れてリール(19)から湾曲して引き出されたハンダ線材
(1)を直線状態に矯正する。

【００４０】直線状に矯正されたハンダ線材(1)は、大
小２個の引出ロール(13)(14)の間に挿入され、回転駆動
用のモータ(15)により所定のスピードで連続的或いは間
欠的に引き出される。

【００４１】引き出されたハンダ線材(1)は、出口用ガ
イド筒(16)に挿入され、その先端から突き出される。一
方、トーチ(2)の先端から突出した接合用電極棒(2a)
が、出口用ガイド筒(16)から突出しているハンダ線材
(1)の先端部分(1a)に臨んでいる。

【００４２】この状態で、ロボットハンド(20)を作動さ
せてワーク(W)の接合部位(9)［ここでは、基板(10)に装
着された半導体デバイス(W)のリード］の直上に前記先
端部分(1a)が来るように移動させ、且つ接合部位(9)か
ら非接触で且つ最大5mmの間隔をあけて前記接合用電極
棒(2a)が位置するようにする。ハンダ線材(1)の先端部
分(1a)は、通電の影響を受けないようなワーク(W)の場
合は接合部位(9)に接触させてもよいし離しておいても
よい。通電の影響を受けるようなワーク(W)の場合は接
合部位(9)から離しておくのが好ましい。

【００４３】この状態で制御装置(6)を作動させて接合
用電極棒(2a)とハンダ線材(1)の先端部分(1a)との間で
アーク(3a)を発生させると短時間で出口用ガイド筒(16)
から突出している先端部分(1a)は溶けて溶融金属液滴
(4)となり、前記アーク(3a)に近接して条件によっては2
00℃程度までその放射熱によって上昇している接合部位
(9)上に滴下し、ハンダ付けを完了する。前記アーク(3
a)は、溶けたハンダ液滴(4)が飛び散ることなく綺麗な
涙状或いは球状になるように制御される。

【００４４】以上のハンダ作業において、出口用ガイド
筒(16)が耐熱性の電気絶縁材で形成されているので、突
出部分(1a)のみ溶融される事になり、出口用ガイド筒(1
6)内までアーク(3a)が入り込んで内部のハンダ線材(1)
を溶かすようなことがなく正確な溶融が可能となる。

【００４５】またこの時、ハンダ線材(1)内にフラック
スが混入している場合には、同時に溶融金属液滴(4)内
に混入する事になり、溶融金属液滴(4)を球状化すると
同時に接合部位(9)の表面の酸化皮膜を除去し、接合部
位(9)に完全なハンダ付けを形成する事になる。

【００４６】前記ハンダ付けにおいて、印加電流を高周
波パルス電流とすると投入エネルギの制御が非常に正確
になり、ハンダ線材(1)の溶融量の微細制御が可能とな
る。これは、特に接合部位(9)が互いに近接して密集し
ているような場合には狙った部分のみがハンダ付けされ
ることになり非常に有効なハンダ付け手段となる。

【００４７】前記の場合でハンダ線材(1)にフラックス
(22)が混入されていない場合には、(a) 別途フラック
スポット(23)を用意しておき、ハンダ付けの前にロボッ
トハンド(20)を操作してハンダ線材(1)の先端部分(1a)
をフラックス(22)に浸漬させてフラックス(22)を前記先
端部分(1a)に塗布する事になる。(b) その他の例とし
ては、予めプリント基板(10)の接合部位(9)上にフラッ
クス(22)を塗布しておき、溶けたハンダ液滴(4)が接合
部位(9)に落ちたときに同時にハンダ液滴(4)内に混入す
るようにしてもよい。

【００４８】この様にしてハンダ付けがなされるが、ハ
ンダ付け終わるとハンダ(8)の良否判定が行われる。図
３に示すように、ＣＣＤカメラ(36)により接合部位(9)
に固着したハンダ(8)が撮影され、そのデータが判定装
置(6a)に送られる。前記データは判定装置(6a)でA/D変
換された後、良否判定がなされる。また、前記データは
ＣＲＴ(34)に映し出される。

【００４９】良否判定の方法の一例を示すと、予め良品
ハンダ(8a)をＣＣＤカメラ(36)により撮影し、これを判
定装置(6a)に送り、A/D変換して良品データとして記憶
しておく。チェック項目としては例えばハンダ(8a)のぬ
れ、光沢、量、、形状、ピンホールの状態などが挙げら
れる。これらは全て基準となる画像データとして記憶さ
れている。そして、新たに取り込んだ被検査対象である
ハンダ(8)を前述のようにＣＣＤカメラ(36)で撮影し、
そのデータと基準データとが比較され、不一致部分が予
め決められている閾値より大きい場合には不良、閾値内
である場合は良品と判断される事になる。また、解析に
必要な設定条件はキーボード(35)により手入力で設定さ
れる。

【００５０】ＣＲＴ(34)にハンダ(8)を映し出すことに
より、作業者が目視検査する事も可能であるが、基本は
機械判定で行われる。ハンダ(8)が良品と判断された場
合、ロボットハンド(20)を作動させて本装置を次の接合
部位(9)に移動させる。

【００５１】逆に、ハンダ(8)の判定が不良となった場
合、不良ハンダ(8b)を除去しなければならない。不良ハ
ンダ(8b)を除去するには、まず図４に示すように、前記
制御装置(6)を作動させて、電極筒(32)に納められてい
る除去用電極棒(31)を電極筒(32)から突出させる。さら
に、両電極棒(2a)(31)間に印加して電極筒(32)から突出
した除去用電極棒(31)と前記接合用電極棒(2a)との間で
アーク(3b)を発生させ、その放射熱により不良ハンダ(8
b)を溶融する。その際に、接合用電極棒(2a)と除去用電
極棒(31)との間で発生しているアーク(3b)の障害になら
ないように、ハンダ付けに使用していたハンダ線材(1)
は、出口用ガイド筒(16)の内側に没入している。

【００５２】次に、所定時間の通電により、不良ハンダ
(8b)を溶融させると(ＣＣＤカメラ(36)により不良ハン
ダ(8b)の溶融を確認する事も出来る。)、図４に示すよ
うに、除去用電極棒(31)が元の位置まで上昇し電極筒(3
2)内に納まる。そして、溶融したハンダ(8c)に照準を合
わせてノズル(33)を突出させ、ノズル(33)によって溶融
したハンダ(8c)を吸い込む。これにより不良ハンダ(8b)
を除去することが出来る。そして、不良ハンダ(8b)の吸
引除去後、ノズル(33)も接合部位(9)から離れて元の位
置に戻り、不良ハンダ(8b)の除去作業が終了する。

【００５３】なお不良ハンダ(8b)を溶融した後に、ノズ
ル(33)により溶融したハンダ(8c)を吸引するのである
が、不良ハンダ(8b)の溶融と吸引との時間差が大きすぎ
ると、溶融したハンダ(8c)が再び凝固するおそれがあ
る。従って、不良ハンダ(8b)の溶融から吸引までの時間
差は短い方がよく、また、溶融すると同時に吸引しても
構わない。

【００５４】実施例２における不良ハンダ(8b)の除去作
業として、ハンダ(8)の判定が不良となった場合、同様
に制御装置(6)を作動させて、電極筒(32)から突出させ
た除去用電極棒(31)と接合用電極棒(2a)との間に通電を
し、不良ハンダ(8b)を溶融する。不良ハンダ(8b)が溶融
すると、除去用電極棒(31)の周囲に形成された吸引孔(3
1c)により、溶融したハンダ(8c)を吸引する。不良ハン
ダ(8b)を溶融するとき、電極筒(32)からは不活性ガス
(I)は噴射されずに、トーチからのみ噴射されることに
なる。

【００５５】実施例２においては、除去用電極棒(31)と
接合用棒電極(2a)との通電により不良ハンダ(8b)を溶融
すると同時に、電極筒(32)に形成された吸引孔(31c)に
よって溶融したハンダ(8c)を吸い込む事が出来る。不良
ハンダ(8b)を溶融するため接合部位(9)に電極筒(32)を
近接させると、吸引孔(31c)も接合部位(9)に近接するた
め、改めてノズル(33)を接合部位(9)に近接させ溶融し
たハンダ(8c)に照準を合わせる必要がなく、迅速且つ容
易に溶融したハンダ(8c)を吸引することが出来る。

【００５６】続いて、図２と同じ要領で接合用電極棒(2
a)とハンダ線材(1)との間でアーク(3a)を発生させて不
良ハンダ(8b)を吸引除去した部位(9)で再度ハンダ付け
を行う。再ハンダされたハンダ(8)が良品であると判定
された場合は、次の接合部位(9)に移動する。このよう
にして自動ハンダプロセス内で良品判定と不良ハンダ(8
b)の除去並びに再ハンダが行われることになり、不良ハ
ンダ補修作業員は全く不要になる。

【００５７】なお、本実施例では、接合用電極棒(2a)、
出口用ガイド筒(16)、ノズル(33)、除去用電極棒(31)、
ＣＣＤカメラ(36)等の部材が直線上に配設されてように
図示されているが、これらの部材が配設される位置関係
は、直線上に限られるものではない。例えば、これらの
部材が円状に配設されており、それらが全て円の中心に
位置する接合部位(9)に向かっているものや、或いはこ
れらの部材が固着している円形テーブルが回転すること
によりそれぞれの部材が接合部位(9)に向かうことがで
きる仕組みになっていても良い。

【００５８】

【発明の効果】本発明によれば、ハンダの良否判定、ハ
ンダ付け不良を起こしたハンダを取り除き、再度ハンダ
付けする事が出来る機構をハンダ付け装置に取り込んだ
ことにより、ハンダ付け不良を自動ハンダプロセス上で
素早く発見することが出来、且つ容易に手間を掛けるこ
となく、不良ハンダを取り除く事並びに再ハンダを自動
的に行うことが出来、その結果、製造される製品は全て
良品ばかりとなり、不良ハンダ補修の必要が全くなくな
る。これにより、従来避けて通れなかった補修要員の配
置が不要となり、ハンダ付け工程での大幅なコスト削減
が実現した。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明装置の正面図

【図２】本発明装置における接合前の要部拡大正面図

【図３】本発明装置おける不良ハンダを中心とした要部
拡大正面図

【図４】本発明装置における不良ハンダの加熱溶融時の
要部拡大正面図

【図５】本発明装置における溶融したハンダの吸引状態
の要部拡大正面図

【図６】本発明装置のブロック回路図

【図７】本発明装置のハンダ付け作業時のシーケンス図

【符号の説明】

(1) ハンダ線材 (2) トーチ (2a) 接合用電極棒 (3a)(3b) アーク (4) 溶融金属液滴 (5) 送給機構 (6)制御装置 (8) 接合部材（ハンダ） (8a) 良品ハンダ (8b) 不良ハンダ (8c) 溶融したハンダ (31) 除去用電極棒 (32) 電極筒 (33) ノズル (34) ＣＲＴ (35) キーボード (36) ＣＣＤカメラ (37) ハンダ付け不良

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 接合部位に向けてハンダ線材を送給し、
   ハンダ線材の先端部分の近傍に配設した接合用電極棒と
   ハンダ線材の先端部分との間でアークを発生させてハン
   ダ線材の先端部分を溶融し、接合部位に滴下させた前記
   溶融金属液滴を固化させて行うハンダ付け方法におい
   て、 接合部位におけるハンダの固着状態の良否を確認し、ハ
   ンダ付けが不良であると判断した場合、前記接合用電極
   棒と除去用電極棒との間でアークを発生させて不良ハン
   ダを溶融し、続いて溶融したハンダを除去し、然る後、
   同接合部位を再ハンダ付けする事を特徴とするハンダ付
   け方法。
2. 【請求項２】 ハンダの固着状態の良否判定は、予め入
   力されているハンダ付け良品部位の画像データを基準と
   し、新たに入力した接合部位の画像データとを比較する
   事で行われる事を特徴とする請求項１に記載のハンダ付
   け方法。
3. 【請求項３】(1) 接合部位に向かってハンダ線材を送
   給する送給機構と、(2) 前記ハンダ線材の先端近傍に
   配設され、前記ハンダ線材との間でアークを発生させて
   ハンダ線材の先端部分を溶融する接合用電極棒と、(3)
   接合部位のハンダの状態を認識するＣＣＤカメラと、
   (4) 前記接合用電極棒との間にアークを発生させて接
   合部位の不良ハンダを溶融する除去用電極棒と、(5)
   溶融されたハンダを除去するノズルと、(6) アーク発
   生用電流の電流制御装置と、(7) ＣＣＤカメラで録取
   した接合部位のハンダの画像データと、予め入力されて
   いるハンダ付け良品部位の基準画像データとを比較する
   事で良否判断する判定装置とで構成された事を特徴とす
   るハンダ付け装置。