JP2005051017A - 半田付け装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 複数個の接合個所を同時に且つ確実に半田付けする。
【解決手段】 第１の被接合材３５として、保持具３４上に保持される第１の基板３６上に複数個の端子３７が取り付けられて半田蝋が付着されていると共に、それに重ね合わせられる第２の被接合材４０として、第２の基板４１上に複数個の端子４２が取り付けられている。それらの端子群を同時に半田付けするために、近赤外線照射部７が設けられて、近赤外線ビーム６を接合個所へ照射する。また、板ばねからなる櫛状の押圧板２が第２の被接合材４０を押さえ込むので、複数個の端子３７又は４２の凹凸によってそれらの間に隙間が生じる部分でも、櫛状の押圧板２によって基板４１を僅かに変形させて隙間の発生を防止する。更に、保持具３４を追加的に加熱する手段を設けてもよい。
【選択図】 図１

Description

本発明は、複数個の端子群と、それに接合される他の複数個の端子群のように、それぞれ複数個の接合個所を有する２つの被接合材の、複数個の接合個所を同時に半田付けするための半田付け装置に関するものである。

従来の半田付け装置によれば、基板上に取り付けられて半田蝋を付着された複数個の端子からなる第１の端子群と、第１の端子群に対応するように他の基板上に取り付けられた第２の端子群とを重ね合わせて接触させた後に、所定の高温度まで加熱された単一の加熱板を、２つの端子群の接触部分に対応する位置において基板の上から押し付けて端子群と半田蝋を同時に加熱し、半田蝋を溶融させた後に加熱板を後退させて冷却固化させることにより対応する端子群を半田付けしている。この半田付け装置を使用する場合には、第１の端子群を構成する複数個の端子と、第２の端子群を構成する複数個の端子の全てが単一の平面上に凹凸なしに並んでいる時には問題がないが、一方の端子群の一部にでも凹凸があると、窪んでいる端子には相手方の端子が接触できないことと、その部分では端子と半田蝋の温度が十分に上昇しないために半田付けが完了しないという問題があった。

本発明は、上記のような従来技術の問題点に鑑み、複数の接合個所において半田付けをされる２つの被接合材の一方或いは双方において高さの差による凹凸があっても、それらの全ての接合個所を確実に半田付けすることができるような、信頼性の高い半田付け装置を提供することを目的としている。

本発明の半田付け装置は、第１の被接合材を支持する保持具と、第１の被接合材に向かって第２の被接合材を万遍なく押圧する押圧具と、第１の被接合材と第２の被接合材との間の複数個の接合個所を同時に加熱するために帯状の近赤外線ビームを照射する近赤外線照射部とを備えていて、複数個の接合個所を同時に半田付けすることができる。従って、本発明の半田付け装置によれば、近赤外線ビームの照射によって、複数個の接合個所の全てが同時に加熱されるので、一部が加熱不足のために半田付けが完了しないというような問題を生じない。

押圧具としては、櫛の歯形状の板ばねが好適である。それによって第２の被接合材を押圧すると、複数個の接合個所の一部に凹凸があって十分に接触しない場合でも、第２の被接合材を僅かに変形させて接合個所の隙間を閉じさせることができる。

また、追加的に、第１の被接合材を保持する保持具を所定の温度まで加熱する手段を設ける場合には、その加熱手段は、第１の被接合材、ひいては第２の被接合材を予熱して、近赤外線ビームによる加熱を助けて接合個所を迅速に温度上昇させるので、本発明の作用効果が助長される。

以下、添付の図面を参照しながら説明する。本発明の図示実施例についての詳細な説明に入る前に、先に簡単に触れた従来技術とその問題点について、図４から図６を参照してより詳しく説明する。これらの図に示す従来の半田付け装置３１は、基盤３２の上に複数個の枕材３３を置いて支持された板状の保持具３４を有する。保持具３４の上には第１の被接合材３５が載置されて位置決めされる。第１の被接合材３５は、電気的な絶縁材料からなる基板３６の上面に、多数の端子３７が所定の間隔を置いて配列するように取り付けられたものである。この場合、第１の被接合材３５上の多数の端子を総称して第１の端子群３８と呼ぶことにする。

第１の被接合材３５上の第１の端子群３８に接合されるものとして、端子群３８に対応する第２の端子群３９を有する第２の被接合材４０が第１の被接合材３５の上に重なり合うように載置される。第２の被接合材４０においては、絶縁材料からなる基板４１の下面に、第２の端子群３９を構成する多数の端子４２が、第１の被接合材３５上の多数の端子３７に対応する位置に取り付けられている。

第１の端子群３８とそれに対応する第２の端子群３９が分布する全ての領域を覆う大きさの平坦な下面を有する加熱板４３が、基盤３２と同程度の大きさを有する押圧板４４によって支持されている。図示していないが、加熱板４３には電熱線等の加熱手段と、サーモスタット等の温度制御手段が設けられている。押圧板４４を介して加熱板４３を自由に昇降させるために、基盤３２から垂直に立ち上がる複数個の案内軸４５が、押圧板４４の支持部４６の開口に摺動可能に嵌合していると共に、押圧板４４には図示しないエアシリンダのようなアクチュエータが取り付けられている。

図４から図６に示す従来の半田付け装置３１においては、第１の被接合材３５として、半田蝋を付着された端子群３８を有する基板３６を保持具３４上の所定の位置に位置決めした後に、その上に端子群３９を有する第２の被接合材４０を重ね合わせて載置すると共に位置決めする。次に、図示しないアクチュエータを作動させて、押圧板４４と共に加熱板４３を下降させて第２の被接合材４０を第１の被接合材３５に押し付ける。それによって上方の端子群３９が下方の端子群３８に接触するので、加熱板４３の熱が基板４１を介して端子群３９と半田蝋と更に端子群３８に伝えられ、半田蝋が溶融して端子群３８及び３９を接合することができる。

しかしながら、もし、図６に示すように、一部の端子３７或いは端子４２が共通の接触平面から外れて凹凸状態にある場合には、押圧板４４と加熱板４３を介して第２の被接合材４０を下方へ押し付けても、対向する端子３７と端子４２の間の隙間が大きいところでは、それらの端子３７及び４２の間に隙間が残るので、加熱板４３の熱が十分に半田蝋や端子３７に伝わらない。従って、その部分では半田蝋が溶融しないとか、端子３７の温度が十分に上昇しないために、端子４２が端子３７に接合しない場合が生じ得る。

本発明はこのような問題を解消するために、図１から図３に示した実施例のような新規な構成を有する半田付け装置１を提供する。本発明の実施例の半田付け装置１においても従来の半田付け装置３１と実質的に同じ部分があるので、それらの部分には同じ参照符号を付けることにする。即ち、３２は半田付け装置の基盤を、３３は枕材を、３４は板状の保持具を、３５は第１の被接合材を、３６はその基板を、３７は第１の基板３６に取り付けられた個々の端子を、３８は多数の端子３７からなる第１の端子群を、同様に、３９は第２の端子群を、４０は第２の被接合材を、４１はその基板を、４２は端子群３９を構成する個々の端子を、４４は押圧板を、４５は押圧板４４の案内軸を、４６は支持部をそれぞれ示している。

実施例の半田付け装置１における第１の特徴は、第２の被接合材４０を所定の位置に押し付けて保持するための押圧具として、一対の櫛状の押圧板２を備えていることである。押圧板２は弾性のある発条鋼や燐青銅等からなる板ばねを断面「く」の字状に折り曲げたもので、第２の被接合材４０の基板４１と接触するエッジ部分に、櫛の歯状の小さい切り欠き３が多数形成されている。２枚の押圧板２は、昇降可能な押圧板４４に形成された窓状の開口４の長辺に沿って取り付けられている。押圧板２に小さい切り欠き３が多数形成されていることによって、基板４１に接触する押圧板２の櫛の歯状のエッジ部分５を形成している多数の指部分が柔軟になるので、容易に弾性変形をすることができる。

押圧板４４は図示しないエアシリンダのようなアクチュエータによって自由に上下方向に移動させることができるので、押圧板４４を下降させることによって、押圧板２に形成された櫛の歯状のエッジ部分５を第２の被接合材４０の基板４１に接触させて、押圧板２を適度な大きさの力で押し下げると、基板４１が部分的に僅かに変形して裏面の端子４２が第１の被接合材３５の基板３６の上面に設けられた端子３７に押し付けられる。もし、端子３７及び４２のいずれかに凹凸があって、端子群３８及び３９が共通の平面上で接触できない場合でも、押圧板２に形成された櫛の歯状のエッジ部分５の働きによって、押圧板４４に加えられる押圧力が第２の被接合材４０の基板３６上に細かく分散して作用するので、端子３７及び４２の間に隙間ができるような部分でも、基板４１が僅かに変形して押し込まれるために隙間ができない。従って、端子群３８及び３９の全域において、全ての端子３７及び４２が半田蝋を介在させた状態で確実に接触することができる。

実施例の半田付け装置１における第２の特徴は、接合部分へ半田蝋の溶融熱を与えるために、従来の半田付け装置３１において第２の被接合材４０に直接に接触するように設けられている加熱板４３のような接触加熱手段の代わりに近赤外線を使用する非接触式の加熱手段を設けている点にある。図示実施例においては、一対の押圧板２の間へ幅が広くて厚さが薄い帯状の近赤外線ビーム６を照射することができる近赤外線照射部７が設けられている。近赤外線照射部７は長い赤外線ランプ８と、図１に示すように断面が放物線状の反射鏡９とを備えており、図示しない支持手段によって位置調整可能に支持されている。言うまでもなく、赤外線ランプ８としては、短いものを複数本直列に並べて使用することもできる。

図示実施例の半田付け装置１はこのように構成されているから、保持具３４の上に第１の被接合材３５として、半田蝋を付着された第１の端子群３８を有する基板３６を所定の位置に位置決めした後に、その上に第２の端子群３９を有する第２の被接合材４０を重ね合わせて載置すると共に、それらを位置決めする。次に、図示しないアクチュエータを作動させて押圧板４４を下降させることにより、櫛状の押圧板２を第２の被接合材４０上に押し付ける。押圧板２に形成された櫛の歯状のエッジ部分５が力を分散して第２の被接合材４０を押さえ込むので、端子３７及び４２のいずれかに凹凸があってそれらの間に隙間が生じる部分でも、第２の被接合材４０の基板４１が僅かに変形して端子４２を押し下げるので、端子３７及び４２の間に半田蝋以外の隙間が生じない。

従って、第１の端子群３８と第２の端子群３９は全域において接触するから、近赤外線照射部７から帯状の近赤外線ビーム６を照射すると、近赤外線が、第２の被接合材４０の基板４１において端子群３８及び３９に対応している狭い帯状の領域に吸収されて、その領域だけが発熱する。その熱が端子４２から、それに接触している相手方の端子３７と、それに付着している半田蝋に伝えられて、それらの部分の温度を均等に上昇させる。そのため、端子群３８及び３９は全域において均等に温度上昇して半田蝋が一斉に溶融する。溶融した後に近赤外線照射部７からの近赤外線ビーム６の照射を停止して接合個所の温度を低下させると、全域において半田蝋が同時に固化して接合される。その結果、部分的に半田付けが完了しないというような恐れがなくなる。

なお、保持具３４に図示しない電熱線等の加熱手段を設けて、第１の被接合材３５を下方から加熱すると、基板３６を介して第１の端子群３９と、それに接触している第２の端子群３９が予熱されるので、近赤外線ビーム６によって加熱される接合個所の温度上昇が迅速になり、本発明の作用効果が一段と助長される。言うまでもなく、この追加的加熱手段が第１の被接合材３５の全域を加熱する必要はなく、第１の端子群３８と第２の端子群３９に対応する狭い部分だけを加熱するだけでよい。

本発明の半田付け装置は、多数の端子を別の多数の端子に対して同時に半田付けによって接合するために開発されたものであるが、単に電気的な端子群の接合に限らず、多数の接合個所を同時に半田付けする必要がある場合に広く応用することができる。

実施例の半田付け装置を示す縦断面図である。 図１に示す半田付け装置の本体部分の平面図である。 図１に示す半田付け装置の本体部分の側断面図である。 従来の半田付け装置を示す縦断面図である。 図４に示す半田付け装置の一部分を示す下面図である。 図４に示す半田付け装置の側断面図である。

符号の説明

１…実施例の半田付け装置、２…櫛状の押圧板、３…小さい切り欠き、５…櫛の歯状のエッジ部分、６…近赤外線ビーム、７…近赤外線照射部、３１…従来の半田付け装置、３４…板状の保持具、３５…第１の被接合材、３６…第１の基板、３７，４２…端子、３８…第１の端子群、３９…第２の端子群、４０…第２の被接合材、４１…第２の基板、４３…加熱板、４４…押圧板、４５…案内軸。

Claims (3)

1. 第１の被接合材を支持する保持具と、前記第１の被接合材に向かって第２の被接合材を万遍なく押圧する押圧具と、前記第１の被接合材と前記第２の被接合材との間の複数個の接合個所を同時に加熱するために帯状の近赤外線ビームを照射する近赤外線照射部とを備えていて、前記複数個の接合個所を同時に半田付けすることができることを特徴とする半田付け装置。
2. 請求項１において、前記押圧具が櫛の歯形状の板ばねからなることを特徴とする半田付け装置。
3. 請求項１又は２において、前記保持具を所定の温度まで加熱する手段が設けられていることを特徴とする半田付け装置。
   

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