JP2008264844A - 接合装置及びそのノズルユニット - Google Patents
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Abstract
【課題】ノズル内に溶融した半田部材が詰まったり、開口部の周辺に溶融半田部材が付着することのなく、確実に半田部材を射出できる半田付け装置及び半田付け方法を提供する。
【解決手段】ノズル5102は、半田ボール5107が通る開口5106に連通し、半田ボールを収容する収容空間5105を備え、ノズルの周壁5102aには通路から径方向に貫通するとともに、ノズルの先端から軸方向に延在する略半円錐台形状の切欠5102bが設けられている。孔5102dは、通路の途中に設けた切欠5102bにより、断面略半円形状の溝5102eに連続する。孔5102d及び溝5102eは、そこを通る半田ボール5107を所定の射出方向に方向付けるガイドとして機能する。
【選択図】図7
【解決手段】ノズル5102は、半田ボール5107が通る開口5106に連通し、半田ボールを収容する収容空間5105を備え、ノズルの周壁5102aには通路から径方向に貫通するとともに、ノズルの先端から軸方向に延在する略半円錐台形状の切欠5102bが設けられている。孔5102dは、通路の途中に設けた切欠5102bにより、断面略半円形状の溝5102eに連続する。孔5102d及び溝5102eは、そこを通る半田ボール5107を所定の射出方向に方向付けるガイドとして機能する。
【選択図】図7
Description
本発明は、第一の部材を第二の部材に接合するために導電性部材を用いる接合装置及びそのノズルユニットに関する。
磁気ヘッドの製造工程において、磁気ヘッドスライダの電極とフレキシャの電極との接合は、半田ボールを用いて半田付けにより行われている。具体的には、両電極が90度の角度を挟んで配置され、これらの電極間に半田ボールを配置し、当該ボールを熱線等により溶融してこれらの電極間の電気的接合が行われる。以下に、従来の半田ボール半田付け装置について図面を参照して説明する。
図10は、従来の第一の半田付け装置300を用いた半田付け工程における吸着ノズルの部分断面図である。図中において、符号309は、略直方体のスライダであり、符号311は、フレキシャである。スライダ309の一端部には、スライダ電極313が設けられている。また、スライダ309は、薄板状のフレキシャ311に装着されており、フレキシャ311のフレキシャ電極315は、スライダ電極313に対して約90度になるように延在している。このような被加工物を半田付けするための半田付け装置は以下の構成である。
半田付け装置は、不図示の半田溜まりから半田ボール307を半田付けを行う電極まで搬送するための円錐状筒体の吸着ノズル301を備える。吸着ノズル301は、不図示の吸引源に連結され、吸引源からの吸引力は、ノズル内部空間305、そして吸引孔303を介して半田ボール307に付与され半田ボール307を吸着ノズル301の先端に吸着保持する。吸着ノズル301に吸着された半田ボール307は、スライダ電極313とフレキシャ電極315に接触するような位置に保持された状態で、不図示のレーザビーム等で溶融される。溶融された半田ボールは、スライダ電極とフレキシャ電極との間で固着し、両電極の電気的接合を行う。
ところで、近年、磁気ヘッドの小型化に伴い上述した電極も小型化してきている。上記半田付け装置300では、半田ボール307を吸着した状態で吸着ノズル301の先端部を電極に安定かつ確実に近づける必要があるが、電極が小さくなるに従って吸着ノズル301の先端等を電極に接触させることなく半田ボール307を保持することが困難となってきている。そこで、他のタイプの半田付け装置が提案されている。以下に、当該他の半田付け装置の構成について説明する。
図11は、他のタイプの半田付け装置の部分断面図である。この半田付け装置400では、固体状の半田ボール407を加熱溶融させた後に、溶融半田ボール407を基板に射出し、半田付けがなされる。
半田付け装置400は、半田ボール407を射出するためのノズル402及びノズル402を保持するためのノズル本体413からなるノズル組立体401と、半田ボール407を貯留するための貯留部415と、半田ボール407を溶融するためのレーザ装置417と、を備える。ノズル402は、先細り形状である。ノズル402の内部に設けられた収容部405の開口部403近傍の内径は、半田ボール407の外径より小さく、ノズル収容部405のその他の部分の内径は、半田ボール407の外径より大きく寸法付けされている。よって、ノズル402の収容部405に導入された固体状半田ボール407は、開口部403近傍において収容部405内に保持される。
また、ノズル402の収容部405内には、レーザ装置417からレーザ光がノズル本体部413のレーザ導入路419を介して導入され、開口部403近傍において保持された半田ボール407に照射され、半田ボール407が溶融される。そして、不図示の圧縮ガス源から収容部405内に圧縮ガスが供給され、溶融した半田ボール407が射出される。
特願2004−276655号(図3)
特表2004−534409号公報(図1〜図4)
特許文献2の半田付け装置400では、半田ボール407がノズル402の収容部405内で溶融されているため、溶融した半田ボール407の一部または全部が収容部405の内壁面および開口部403周辺の外壁面に付着する恐れがある。例えば、半田ボール407が収容部405の内壁面に付着した場合には、次に収容部405内に導入された半田ボール407と収容部405の内壁面との間に隙間ができ、その隙間から圧縮ガスが漏れ、適正な収容部内の内圧を維持できず、溶融半田ボールの射出が不十分になる恐れがある。
また、溶融した半田ボール407の射出時に、内壁面に付着している溶融した半田部材の表面張力によって、溶融した半田ボール407が引っ張られるため、予定の射出方向からずれた方向へ射出される恐れがある。さらに、付着した半田部材により、ノズル402の開口部403の詰まりが発生する可能性がある。
従って、上記問題を解消するためには、汚染したノズルを交換するか、ノズル402の内壁面や外壁面に付着した半田部材を除去する必要があった。
そこで、本発明は、ノズル等のノズル組立体内に溶融した半田部材等の導電性部材が詰まったり、開口部の周辺に溶融導電性部材が付着することがなく、確実に導電性部材を射出できる接合装置及びそのノズルユニットを提供することを目的とする。さらに、接合装置やノズルユニットの先端部が接合される第1部材及び第2部材に接触せずに接合を行うことができる接合装置及びそのノズルユニットを提供することを目的とする。
また、着弾精度を向上できる接合装置及びそのノズルユニットを提供することを目的とする。
また、着弾精度を向上できる接合装置及びそのノズルユニットを提供することを目的とする。
より具体的には、本発明の接合装置及びそのノズルユニットは、以下の構成をとる。
本発明のノズルユニットの第1の態様は、射出後に溶融する導電性部材を用いて第1の部材と第2の部材との間を電気的に接合する接合装置に使用されるノズルユニットであって、前記導電性部材を収容する収容空間と、前記導電性部材を射出する方向に延在し、前記収容空間及び外部を連通させる通路と、を有する筒状のノズル組立体と、前記射出する方向に対して鋭角をなす傾斜部を有し、前記傾斜部と前記通路との間で前記導電性部材を開放可能に挟持する支持部材と、を備える。
本発明のノズルユニットの第2の態様によれば、前記通路は、前記導電性部材の曲率半径とほぼ同じ曲率半径を有する。
本発明のノズルユニットの第3の態様によれば、さらに、前記ノズル組立体は、前記通路と前記収容空間との間に延在する管状部を有し、前記管状部の内径は前記導電性部材の径とほぼ同じである。
本発明の接合装置の第1の態様は、射出後に溶融する導電性部材を用いて第1の部材と第2の部材との間を電気的に接合する接合装置であって、前記導電性部材を収容する収容空間と、前記導電性部材を射出する方向に延在し、前記導電性部材の曲率半径とほぼ同じ曲率半径を有し、前記収容空間及び外部を連通させる通路と、を有する筒状のノズル組立体と、前記射出する方向に対して鋭角をなす傾斜部を有し、前記傾斜部と前記通路との間で前記導電性部材を開放可能に挟持する支持部材と、前記導電性部材を射出するために前記導電性部材を付勢する射出手段と、前記導電性部材に熱線を照射して熱を付与し前記導電性部材を加熱するための加熱手段と、前記支持部材による支持を開放するタイミングと前記加熱手段により加熱するタイミングとを同期させる制御手段と、前記導電性部材を射出する際、前記傾斜部と前記通路とに前記導電性部材が当接するように前記支持部材の移動を制御する移動制御手段と、を備える。
本発明の接合装置の第2の態様によれば、前記ノズル組立体の前記通路は、前記導電性部材の曲率半径とほぼ同じ曲率半径を有する。
本発明の接合装置の第3の態様によれば、前記加熱手段はレーザ装置であり、前記熱線はレーザ光である。
本発明の接合装置の第4の態様によれば、前記レーザ光の照射方向は、前記導電性部材の射出する方向と同方向としている。
本発明の接合装置の第5の態様によれば、前記射出手段は、圧縮気体を前記収容空間の前記導電性部材に付与する圧縮気体供給手段である。
本発明の接合装置の第6の態様によれば、前記支持部材はピエゾアクチュエータにより駆動される。
射出手段に用いる圧縮ガスとしては、不活性ガス(窒素)や導電性部材を還元できる気体(水素など)を用いることが可能である。
なお、本明細書において、開放工程(保持開放手段による開放)と加熱工程(加熱手段による加熱)との同期とは、開放工程と加熱工程を行うタイミングを時間的に連関させることを意味し、具体的には、溶融した半田部材と保持開放手段とが互いに干渉しない位置関係となったタイミングで半田部材が溶融を開始するように加熱工程を行うことを意味する。従って、開放タイミングと照射タイミングとが同時である必要はないし、開放タイミングと照射タイミングとのいずれが先でも構わない。
さらに、本明細書において、導電性部材とは、半田、金などの金属材料あるいは合金などの、接合する対象である部材同士を電気的に接続できる部材を意味する。
射出後に溶融する導電性部材を利用するので、ノズル等の導電性部材を保持するための手段が汚染されることを防止できる。
さらに、ノズル組立体の通路は、導電性部材の曲率半径とほぼ同じ曲率半径であるので、導電性部材の射出方向を方向付けできる。さらに、導電性部材が射出される際、傾斜部と通路との間で導電性部材が挟持されているので、支持部材の移動に伴い支持部材に導電性部材が纏わりつくといった影響を抑制できる。よって、半田部材の着弾位置の精度を高めることができる。
以下、本発明による半田付け装置の実施の形態について図面を参照しつつ説明する。
(実施形態1)
図1は、本発明の実施形態による半田付け装置の一部断面図であり、(a)は、ストッパが閉鎖位置にある状態を示し、(b)はストッパが開放位置にある状態を示す。図1(a)、(b)に示される実施形態は、磁気ヘッド用の略矩形状スライダ109と、スライダ109が装着される薄板状フレキシャ111との間を電気的に接続するために半田部材すなわち球状の半田ボール107を用いて半田付けを行う装置である。
(実施形態1)
図1は、本発明の実施形態による半田付け装置の一部断面図であり、(a)は、ストッパが閉鎖位置にある状態を示し、(b)はストッパが開放位置にある状態を示す。図1(a)、(b)に示される実施形態は、磁気ヘッド用の略矩形状スライダ109と、スライダ109が装着される薄板状フレキシャ111との間を電気的に接続するために半田部材すなわち球状の半田ボール107を用いて半田付けを行う装置である。
まず、半田付けされるスライダ109とフレキシャ111の構成について説明する。スライダ109の一端面には、金属板から構成されるスライダ電極113が設けられている。また、フレキシャ111上には、金属板から構成されるフレキシャ電極115が設けられ、スライダ電極113とフレキシャ電極115とは、略90度の角部114を形成する。そして、角部114近傍に、溶融した半田ボール107aを付着させることによりスライダ電極109とフレキシャ電極115とが電気的に連結される(図1(b))。
さらに、半田付けは、スライダ電極113とフレキシャ電極115の両方に半田部材を付着させることが必要である。よって、半田部材がスライダ電極113とフレキシャ電極115に確実に付着するように、角部114を位置決め用V字溝として利用する。こうすることで、半田部材の射出位置が所定位置からずれた場合であっても、スライダ電極113とフレキシャ電極115の表面により半田ボールを角部114に導くことができる。よって、溶融した半田ボールが自己整合的に角部114に位置決めされる。
半田付け装置100は、フレキシャ電極115上の半田部材が固着する所定位置(角部114)から図中鉛直方向上方に所定距離離れた位置に固体状の半田ボール107を開放可能に保持するための保持開放手段と、半田ボール107に熱線を付与し半田ボール107を加熱溶融するための加熱手段、すなわちレーザ装置117と、保持開放手段の保持を開放するタイミングと前記加熱手段により加熱するタイミングとを同期させるための制御手段、すなわち制御部135と、を備える。
本実施形態の保持開放手段は、ノズル組立体101及び開閉部122とから構成される。ノズル組立体101は、半田ボール107を射出するノズル102と、ノズル102が装着されるノズル本体104とを備える。また、保持開放手段を構成する開閉部122は、後述するノズル102の開口部106を開閉するためのストッパ123と、ストッパ123を駆動させる駆動部125から構成される。
ノズル組立体101のノズル102は、その内部に、半田ボール107を収容する収容部105を備え、長手方向における両端が開口する円筒状の部材である。ノズル102の長手方向の一端部は、ノズル本体104に装着され、他端は、半田ボール107をノズル外部へ射出するための開口部106を構成する。また、ノズル102の収容部105の内壁の径は、少なくとも半田ボール107の外径より大きく、ノズル102内を半田ボール107が自由に転動できる構成である。開口部106の径は、半田ボール107の外径より僅かに大きく寸法付けされており、開口部106は、半田ボール107の左右方向(図1のx方向及びy方向(図1の紙面の表裏方向))に関し位置決めするための機能も有する。従って、ノズル102を位置決めすると、その開口部106に位置する半田ボールが位置決めされる。
ノズル本体104は、その内部に、ほぼ鉛直(重力)方向(図中上下方向)に延在し、レーザ光を導くためのレーザ導入路119を備える。レーザ導入路119の上端部は、レーザ光が透過可能なガラス材から形成されるレーザ導入部127が装着され閉鎖されている。また、レーザ導入路119の下端部は、ノズル102の一端部に接続され、レーザ導入路119と収容部105とが連通する構成である。なお、本実施形態では、レーザ導入路119、ノズル収容部105、開口部106の中心軸を一直線状に構成している。
さらに、ノズル本体104は、後述する貯留部128から半田ボール107をノズル102の収容部105に導くための半田ボール導入路121を備えている。半田ボール導入路121の一端部は、貯留部128の半田供給口129に連結され、他端部は、ノズル本体104のレーザ導入路119に接続されている。よって、貯留部128とレーザ導入路119は、半田ボール導入路121により接続されている。なお、半田ボール導入路121の内径は、半田ボール107の外径より大きく、半田ボール107が転動できるように寸法付けされている。
さらに、ノズル組立体101のレーザ光透過部127の上方には、半田ボール107に熱線を付与し加熱溶融するための加熱部材、すなわちレーザ装置117を配置する。レーザ装置117は、公知のものを用い、レーザ装置117から照射されたレーザ光の光軸は、レーザ導入路119、ノズル収容部105、開口部106の中心軸と一直線状になるように構成されている。従って、レーザ光は、レーザ光透過部127を透過し、ノズル本体104のレーザ導入路119に進入し、さらに、ノズル102の収容部105を通過し、開口部106を介してノズル組立体101の外部へ進む。
ノズル102の開口部106の鉛直方向下方には、開閉部122を備える。開閉部122のストッパ123は、開口部106の直下に位置し開口部106を閉鎖する閉鎖位置(図1(a)の状態)と、開口部106の直下位置からx方向右側に移動し開口部106を開く開放位置との間を駆動部125により移動する。ストッパ123が閉鎖位置にある時には、収容部105内に導入された半田ボール107は、ノズル102の内壁面とストッパ123の上面により保持される。また、ストッパ123を駆動部125によりx方向右側に移動させると、ノズル102の開口部106が開放し、半田ボール107がノズル102から射出される(図1(b)の矢印Y方向)。ノズル102は、半田ボール107が付着する角部114の所定位置から図中鉛直方向上方に所定距離離れた位置に位置決めされているので、開放された半田ボールは所定位置に向かい射出する。
さらに、本実施形態の半田付け装置100は、制御手段である制御部135を備える。制御部135は、開閉部122のストッパ123の駆動部125を駆動させる駆動指示信号と、レーザ装置117を駆動させるための照射指示信号と、を出力し、ストッパ123の開放位置への駆動開始タイミングと、レーザ装置117によるレーザ照射の開始タイミングとを同期させることができる。
また、半田付け装置100は、半田ボール107を貯留するための貯留部128に連結されている。貯留部128の半田供給口129と半田付け装置100のノズル本体104の半田ボール導入路121の一端部とが接続している。従って、貯留部128の半田供給口129を出た半田ボール107は、半田ボール導入路121を介してレーザ導入路119、ノズル収容部105内へと導かれる。
上記構成の半田付け装置100を用いた、本発明の実施形態に係る半田付け方法の工程について図1(a)、(b)、及び図2を参照して説明する。
まず、不図示の移動機構により、溶融した半田ボール107aを付着するフレキシャ電極の所定位置から鉛直方向上方に所定距離離れた位置にノズル102を移動し位置決めを行う(ステップ1(S1))。移動機構としては、例えば、3軸(x軸、y軸、z軸)方向に移動させることが可能な公知の構成を利用する。また、所定位置に配置されたか否かの判断は、例えばCCDカメラからなる位置決め用カメラと、位置決め用カメラからの映像を確認するためのモニタとを用い、ノズル及び半田付けがなされる対象物とを映像化し行う。
次に、半田ボール107を、貯留部128から、半田導入路121、レーザ導入路119を介し、収容部105内へと導入する(ステップ2(S2))。この時、開閉部122は閉鎖状態であり、ノズル102の開口部106はストッパ123により閉鎖されている。そして、半田ボール107は、収容部105内において開口部106近傍でストッパ123の上面に載置され、半田部材の付着位置から図中鉛直方向上方の所定距離離れた位置に固体状の半田部材を保持する保持工程が完了する(ステップ3(S3))。
次の開放工程では、ストッパ123をx方向右側に移動し、半田ボール107の保持を開放し、開口部106から図中鉛直方向下方のフレキシャ電極115上の所定位置に射出させる(ステップ4(S4))。
上記開放工程と同期させ、加熱工程によって開口部106を通過した半田ボール107にレーザ装置117からのレーザ光を付与し加熱溶融を行う(ステップ5(S5))。レーザビームは、レーザ光透過部127、レーザ導入路119、収容部105、開口部106を通過し、空中にある半田ボール107を加熱溶融する。
空中において溶融した半田ボール107aは、フレキシャ電極115とスライダ電極113により画成される角部114に付着し(ステップ6(S6))半田付けが完了する。
上記の半田付け方法によれば、半田ボール107の加熱溶融は、ノズル102の外部へ射出した空中において行われているので、加熱溶融した半田ボールがノズル内の内壁、または、開口部106の周辺部に付着することを防止できる。
なお、上記実施の形態1では、開口部を通過後、フレキシャ電極とスライダ電極により画成される角部に到達する前に、半田ボール全体を溶融する構成としたが、本発明はこの構成に制限されることはない。例えば、半田ボールが部分的に溶融する構成としても良い。半田部材の、半田付け対象物に接触する部分のみを溶融させ、半田ボールが所定位置に止まった後に、さらにレーザ照射を続け半田ボール全体を完全に溶融させ半田付けを行うことも可能である。
さらに、図10に関連して説明した引用文献2の半田付け装置400のように、収容部405内で半田ボール407を溶融し射出する半田付け方法において、半田ボール407を射出する際に使用する圧縮ガスの圧力値は、溶融半田部材(溶融した半田ボール)の粘度を考慮して設定する必要がある。例えば、圧縮ガスの圧力値が所定の値より小さくなると、溶融半田部材の粘性により、半田部材がノズル内に詰まる恐れがある。
反対に、圧縮ガスが所定値より大きいと、粘性の影響は排除できるものの、溶融した半田部材が空中で飛び散ったり、半田付けの対象物の表面で広がったり跳ね返るおそれがある。本発明では、圧縮ガスを用いずに、固体状の半田部材を射出させる構成であるので、溶融した半田部材により上記不具合が生じることを防止できる。
なお、半田部材の酸化防止の観点から、上記発明の実施形態に圧縮気体を供給するための公知のガス供給源を付加し、窒素等の不活性ガス(圧縮気体)を収容部105内に供給し、半田部材に圧縮ガスを付与し半田部材を射出する構成とすることも可能である。このような構成であっても、ノズルから射出する半田部材は固体状であるので、溶融した半田部材の粘性等を考慮することなく、基板に付着させるために適した圧縮気体の圧力値を設定できる。よって、半田部材の付着に不具合が生じることがない。
(実施形態2)
以下に、半田部材に圧縮ガスを付与し半田部材を射出する構成である半田付け装置の実施形態2について説明する。図3は、本発明の実施形態2による半田付け装置の一部断面図である。
以下に、半田部材に圧縮ガスを付与し半田部材を射出する構成である半田付け装置の実施形態2について説明する。図3は、本発明の実施形態2による半田付け装置の一部断面図である。
半田付けされるスライダ1151とフレキシャ1155は、そのスライダ電極1153及びフレキシャ電極1157が略90度の仰角となるように配置され、各々の電極は少なくとも4個ずつ設けられている。接着剤や把持機構で仮位置決めされたスライダ1151とフレキシャ1155の各々の電極により形成される略90度の溝1159の幅方向(図3の紙面の表裏方向)における略中心位置に対応するよう当該半田ノズル1102を位置決めし、半田ボール1107を射出し、溶融させて電極同士の電気的接合を行う。なお、実施形態1、2と異なり、スライダ1151が装着されたフレキシャは、ほぼ水平になるように配置されている。
半田付け装置1100は、半田部材を不図示の貯留部から収容部に搬送するための半田供給部1101、すなわち蓋部材と、半田部材を射出するためのノズル組立体1103、を備える。また、半田付け装置1100は、水平方向(一点鎖線H)に対してその射出方向(一点鎖線Y)が傾斜角度αを有するように配置される。なお、傾斜角度は、半田付け対象物の半田付け位置に応じて適宜変更可能である。具体的には、傾斜角度は0°(ほぼ水平方向への射出)〜360°の何れの傾斜角度でも配置可能である。
略円筒形状の半田供給部1101は、ノズル組立体1103に対して取り外し可能に装着される部材であり、ノズル組立体1103の蓋としても機能する。半田供給部1101は、半田部材を溶融するためのレーザ光が通る熱線経路を備える。熱線経路は、レーザ導入路1119と、レーザ光透過部1127とから構成される。レーザ導入路1119は、半田供給部1101の短手方向に対向する上面1101a及び1101b間を貫通する。レーザ導入路1119の上面1101a側の開口部は、レーザ光が透過できるガラス材からなるレーザ光透過部1127により密閉され、レーザ光のみが透過できる。レーザ導入路1119の下面1101b側は開口している。また、半田供給部1101がノズル組立体1103に装着されると、レーザ導入路1119は、後述するノズル本体1105の内部空間1109と連通する。このように、実施形態1、2では、レーザ導入路と、半田ボール導入路は別個に設けたが、実施形態2では、レーザ導入路及び半田ボール導入路を同一の導入路とした。
さらに、半田供給部1101は、レーザ導入路1119より半径方向外方に、上面1101a及び下面1101b間を貫通する吸引路1129を備える。吸引路1129は、上面1101a側の端部で、吸引部1133と連結する。吸引路1129の下面1101b側は、下方が開放する単一の凹部1131に連続している。凹部1131は、内部が中空状の円柱溝である。凹部1131の内周壁の径は、半田ボール1107の外径より僅かに大きく、そして、凹部1131の、下面1101bに垂直方向の長さは、半田ボール1107の外径と同じかそれより小さく寸法付けされている。また、凹部1131に連続する吸引路1129の径は、凹部1131の内周壁の径より小さく寸法付けされている。よって、吸引部1133から、吸引力が吸引路1129に付与されると、凹部1131を介して吸引力が半田ボール1107に付与され、凹部1131内に一つの半田ボールが収容保持される。
また、吸引路1129の上面1101a側の端部は、さらに圧縮ガスを供給するガス供給部1135に連結されている。すなわち、吸引路1129は、ガス供給路としても機能する。ガス供給部1135から供給される圧縮ガスを半田部材に付与するためのガス供給経路は、吸引路1129、凹部1131、後述する内部空間1109及び収容部1113から構成される。ガス供給経路を介して、圧縮ガスが半田ボールに付与され、半田ボールが射出される。なお、圧縮ガスとしては、窒素等の不活性ガスを用いる。
次に、ノズル組立体1103について説明する。ノズル組立体1103は、半田部材を射出するためのノズル1102と、ノズル1102を保持するためのノズル本体1105と、から構成される。ノズル本体1105は、略円錐筒形状であり、その内部に設けられた内部空間1109は先細り形状である。
ノズル本体1105の上面1105a側の開口である半田導入口1109aの直径は、半田供給部1101をノズル本体1105の上面1105aに装着した状態で、凹部1131が、半田導入口1109aの開口領域内に位置するように寸法付けされている。よって、凹部1131は半田導入口1109aと直接的に連通している。凹部1131に保持された半田ボール1107が開放され、圧縮ガスが付与されると、半田導入口1109aからノズル本体1105の内部空間1109内へ移動する構成である。すなわち、内部空間1109は、半田部材の供給経路として機能する。
さらに、ノズル本体1105の内部空間1109は、レーザ光が通るレーザ経路としても機能する。
ノズル本体1105の上面1105aには、Oリング1121が装着されている。半田供給部1101の下面1101bがノズル本体1105の上面1105aに装着されると、Oリング1121を介してノズル本体1105と半田供給部1101が密着する。なお、半田供給部1101をノズル組立体1103に対して固定する手段としては、例えば、内部空間1109の内圧より大きな負荷を半田供給部1101に付与しノズル組立体に対して押し付ける機構等の公知の手段を用いる。
ノズル1102は、先細りの円筒状の部材であり、その内部に収容部1113を備え、長手方向に対向する両端部が開口する。ノズル1102の上側端部は、ノズル本体1105に装着され、下側端部は、半田ボール1107をノズル外部へ射出するための開口部1115を構成する。
ノズル1102の収容部1113の内壁および開口部1115の径は、少なくとも半田ボール1107の外径より大きく、ノズル1102内を半田ボール1107が自由に移動できる構成である。
さらに、実施形態2の半田付け装置1100は、フレキシャ電極1157上の半田部材が固着する半田付け位置(角部1159)から所定距離離れた位置に固体状の半田ボール1107を開放可能に保持するための保持開放手段と、半田ボール1107を溶融するために半田ボール1107に熱線を付与し加熱する加熱手段、すなわちレーザ装置1117と、保持開放手段の保持を開放するタイミングと前記加熱手段により加熱するタイミングとを同期させるための制御手段、すなわち制御部1235と、を備える。
保持開放手段は、前述のノズル組立体1103及び開閉部1222から構成される。開閉部1222は、ノズル1102の開口部1115を開閉するためのストッパ1223と、ストッパ1223を駆動(x方向へ移動)させる駆動部1225から構成される。
また、ノズル1102の収容部1113内も、レーザ光が通るレーザ光路を構成する。実施形態2では、半田供給部1101のレーザ導入路1119、ノズル本体1105の内部空間1109、ノズル1102の収容部1113、開口部1115の中心軸が一直線状になるように各部材が配置されている。よって、レーザ導入路1119を通過したレーザ光が、内部空間1109に進入し、ノズル1102の収容部1113を通り、半田ボール1107を照射する。
さらに、上記半田供給部をノズル組立体に装着すると、レーザ導入路1119、内部空間1109、収容部1113が、開口部1115を除き密閉状態となる。
上記構成の半田付け装置において、半田ボール1107の搬送工程は、以下のように行われる。吸引部1133を駆動させて半田ボール1107を凹部1131に吸着保持する。半田ボール1107を吸着保持した状態の半田供給部1101をx方向に移動し、半田供給部1101をノズル組立体1103に装着する。この状態が、図4に示されている。次に、半田ボール1107に対する吸引部1133からの吸引力を解除する。そして、ガス供給部1135を作動させて圧縮ガスを半田ボール1107に付与し半田ボール1107を内部空間1109に導入する。半田ボール1107は、内部空間1109、ノズル1102の収容部1113を通り開口部1115近傍に到達しストッパ1223及びノズル1102により保持される。
上記構成の半田供給部1101を用いた半田付け装置は以下のように動作する。
半田ボール1107の搬送工程を終え、半田ボール1107が装填された半田付け装置1100は、位置決めがなされる。溶融した半田ボール1107が付着するスライダ電極1153とフレキシャ電極1157により形成される溝1159の幅方向におけるほぼ中心位置から水平方向Hに対して傾斜角度α方向に所定距離離れた位置にノズル開口部1115が位置するように、半田付け装置を移動させる。移動機構としては、例えば、3軸(x軸、y軸、z軸)方向に移動させることが可能な公知の構成を利用する。
半田ボール1107は、吸引部1133からの半田ボール1107に対する吸引力を停止するとともに、吸引路1129を介してガス供給部1135から圧縮ガスを付与する。凹部1131に保持されていた半田ボール1107は、開口部1115方向へ移動し、開口部1115を閉鎖するストッパ1223上に位置付けられる。
次に、ストッパ1223の駆動部1225を駆動させると、ストッパ1223が移動し開口部1115が開放される。開口部1115の開放後、半田ボール1107を溶融するためのレーザ照射が行われる。なお、圧縮ガスの付与は、ストッパの開放前後において適宜行われている。すなわち、ストッパの開放前は、圧縮ガスを付与することにより、半田ボールがストッパ上に位置付けられ、ストッパの開放後は、圧縮ガスにより半田ボールが開口部1115からノズル1102の外へ射出される。
レーザ装置1117から発振されたレーザ光がレーザ透過部1127を通過し、レーザ導入路1119、内部空間1109を通過し、開口部1115から射出された固体状の半田ボールを照射し、溶融する。
溶融した半田ボール1107は、所定の位置(隅部1159)に付着し半田付けが完了する。
上記の半田供給部を備える半田付け装置によれば、半田ボールを密閉空間内に保持できるので、射出に利用される圧縮ガスの圧力値を所定の値に確実かつ容易に設定でき、半田ボールを確実に射出することができる。
さらに、半田付け装置から射出される半田ボールの射出方向に拘わらず、所与の半田付け位置に半田ボールを着弾することが可能となる。
(開閉部の構成)
本実施形態1及び2に適用可能な開閉部の具体的な構成例について図面を参照して説明する。
本実施形態1及び2に適用可能な開閉部の具体的な構成例について図面を参照して説明する。
(構成例1)
構成例1は、ピエゾアクチュエータを利用した開閉部である。図4は、ピエゾアクチュエータを備える開閉部を適用したノズル組立体を示す断面図である。なお、図は、開口部3115を閉じた状態の開閉部3222を示す。また、ノズル組立体3103は、図3に示したノズル組立体1103とほぼ同じ構成であるので異なる部分のみについて説明する。
構成例1は、ピエゾアクチュエータを利用した開閉部である。図4は、ピエゾアクチュエータを備える開閉部を適用したノズル組立体を示す断面図である。なお、図は、開口部3115を閉じた状態の開閉部3222を示す。また、ノズル組立体3103は、図3に示したノズル組立体1103とほぼ同じ構成であるので異なる部分のみについて説明する。
ノズル本体3105の外周には、開閉部3222を構成するストッパ3223と、ストッパ3223を駆動するための駆動部であるピエゾアクチュエータ3225が装着されている。
ストッパ3223は略L字形状を呈し、ノズル3107の開口部3115を閉鎖する平坦部3223aと、平坦部3223aに対して屈曲部を介して連続するストッパ本体部3223bとを備える。ストッパ本体部3223bは、後述する固定ブロック3237のピン3237bに装着される開口部3223cを備える。
ストッパ3223をノズル本体3105に固定する第1固定ブロック3237は、ノズル本体3105の外周に沿った湾曲部と、ネジ等を用いて固定されるフランジ部と、を備える2つのブロック片3237a(一方のみ図示)から構成される。また、一方のブロック片3237aのフランジには、ストッパ3223の開口部3223cの径より若干小さい外径を有するピン3237bが突設され、ストッパ3223がピン3237bを軸として回転できる構成である。ピン3237bを介してストッパ3223をブロック片3237aに装着し、2つのブロック片を両側からノズル本体3105の周囲を取り囲み、ねじ等を用いて両ブロック片をノズル本体3105に装着する。
また、ストッパ3223には、駆動部、すなわちピエゾアクチュエータ3225の一端部が連結している。アクチュエータ3225は、いわゆるベンディングアクチュエータであって、板状のセラミック部材3231の両面にピエゾ素子3233、3235が貼り付けられた部材である。アクチュエータの他端部は、ノズル本体3105の上部に固定されている第2固定ブロック3239を介して、ノズル本体3105に固定される。
アクチュエータが定常位置(図4の状態)では、ストッパ3233が開口部3115を閉鎖する。開口部3115を開放するにはピエゾ素子3233、3235に電圧を印加し、一方のピエゾ素子3233を縮め、他方のピエゾ素子3235を伸ばし、アクチュエータ3225をノズル本体3105に近接する方向(矢印Y方向)に屈曲させる。アクチュエータ3225に連結されたストッパ3233が、ピン3223c周りに回転(矢印Z方向)し、開口部3115を開放する。
(構成例2)
構成例2は、別のタイプのピエゾアクチュエータを利用した開閉部である。図5は、開閉部の正面図である。図は、ストッパ4223により開口部4107を閉鎖した状態を示す。なお、図中においてノズル組立体のノズル4107のみを想像線で示してあり、ノズル組立体は、図3のノズル組立体3103と同じ構成であるので説明を割愛する。
構成例2は、別のタイプのピエゾアクチュエータを利用した開閉部である。図5は、開閉部の正面図である。図は、ストッパ4223により開口部4107を閉鎖した状態を示す。なお、図中においてノズル組立体のノズル4107のみを想像線で示してあり、ノズル組立体は、図3のノズル組立体3103と同じ構成であるので説明を割愛する。
開閉部4222は、ストッパ4223と、ストッパ4223を駆動する駆動部であるピエゾアクチュエータ4225を備える。ストッパ4223は略L字形状を呈し、開口部4107を閉鎖する平坦部4223aと、後述の板ばね4229に連結される固定部4223bと、を備える。
アクチュエータ4225は、いわゆるスタック状ピエゾアクチュエータである。アクチュエータ4225は、一端部が開口する円柱状の筺体4227と、筺体4227の内部に配置されたスタック状ピエゾ素子(不図示)と、ピエゾ素子に連結され、筺体4227の開口部側から突出して移動可能な突起部4231と、から構成される。筐体4227の、開口部に対向する閉じた他端部は、開閉部本体4235に固定されている。なお、コイルばね4233が、板ばね4229の屈曲部4229aと開閉部本体4235との間で、アクチュエータ4225の長手方向に懸架されている。このコイルばね4233によりピエゾ素子に対して与圧が付与されている。
上記構成において、ピエゾ素子に電圧が印加されると、ピエゾ素子が伸び、突起4231が板ばねの屈曲部4229aを図中の左方向に押圧するため、板ばねの屈曲部4229aは左回転方向に傾き(撓み)、連結されたストッパ4223が図中右方向に回転し、開口部4107を開放する。なお、電圧を印加しない状態では、ピエゾ素子が定常状態(縮んだ状態)に戻り、開口部4107を閉鎖する。
以下に、実施形態2の半田付け装置を用いて半田付け作業を行った実施例について説明する。
半田付けされる対象物は、0.95mmx0.6mmの平面をもつ金電極部材である。使用した半田ボールは、直径が110μμmの球状体である。圧縮ガスとして、窒素ガスを使用した。また、ノズルの先部からワークの半田付け位置までの距離は、0.5mmである。使用するレーザは、波長1064nmのYAGレーザであり、レーザ光の照射時間は、照射開始後から0.3msecとした。レーザ光のスポット径は、半田付け位置においてφ200μmである。
上記の表に示されるように、実施例1〜3の何れにおいても、半田付けが所定の位置において良好に行われることがわかる。
(実施形態3)
図1、図3に示した実施形態1、2中のストッパは、射出方向に垂直な方向に移動することでノズルの開口を開閉する構成である。
図1、図3に示した実施形態1、2中のストッパは、射出方向に垂直な方向に移動することでノズルの開口を開閉する構成である。
図1(b)に示した構成において、ストッパ123が開口部106を完全に開放する際、x方向に移動するストッパ123により、ストッパ123上の半田ボール107に図中右方向の力成分が作用し、半田ボール107の射出方向が鉛直方向に対して傾斜する方向にずれる場合がある。電子部品の配置の高密度化に伴い、半田ボールの着弾位置精度の向上を達成するには、このような射出方向のばらつきを解消することが不可欠である。
他方、図3に示した実施形態2の半田付け装置は、圧縮ガスにより半田ボールを射出する構成である。従って、半田ボールを射出させる実施形態1の半田付け装置に比べ、実施形態2の半田付け装置では、ストッパの移動によるx方向へ射出方向のずれの影響を相対的に小さくすることができるものの、その影響を排除することは困難である。
このように、開口部を開放する際のストッパの移動動作に伴い、ストッパの移動方向と同一方向の力成分が半田ボールに作用し、半田ボールの射出方向に、ばらつきが生じることを防止できる構成が望まれる。当該目的を達成するために提案される実施形態3の半田付け装置について以下に説明する。
図6(a)は、実施形態3による半田付け装置のノズルの断面図であり、図6(b)は、図6(a)のVIb方向から見たノズルの下面図である。図7は、図6のノズル及びストッパの斜視図である。図6は、ストッパを閉じ、半田ボールがノズルとストッパにより挟持された状態を示す。また、図6(a)は、ノズルの長手方向における中心線を通る平面に沿った断面を示す。なお、図6は、実施形態3の半田付け装置における、ノズル及びストッパのみを示しているが、他の構成は、図1若しくは図3の半田付け装置と同様であるので割愛した。
筒状のノズル組立体を構成するノズル5102は、半田ボール5107が通る開口5106と、開口5106に連通し、半田ボール5107を収容する収容空間5105と、開口5106と収容空間5105とを連通させる通路と、を備え、ノズル5102の周壁5102aには通路から径方向に貫通するとともに、ノズルの先端から軸方向に延在する略半円錐台形状の切欠5102bが設けられている。収容空間5105と開口5016を連通する通路は、収容空間5105に連通する孔5102dすなわち管状の通路5109と、溝5102eとから構成される。孔5102dは、通路の途中に設けた切欠5102bにより、断面略半円形状の溝5102eに連続する。なお、孔5102d及び溝5102eは、半田ボール5107が射出される方向に整合して延在し、それらの曲率半径は、半田ボール5107の外径の曲率半径とほぼ同じに寸法付けされている。したがって、孔5102d及び溝5102eは、そこを通る半田ボール5107を所定の射出方向に方向付けるガイドとして機能する。
半田ボール5107を支持する支持部材は、ストッパ5123であり、ストッパ5123は不図示の駆動部(図1の125参照。)に連結され移動可能な構成である。ストッパ5123は、略矩形の部材であり、その端面5123aは、射出方向(溝5102eの延在する方向)に対して傾斜する傾斜部を備える。本実施形態の傾斜部は、溝5102eに対向し、断面円弧状の凹部5123bである。また、凹部5123bは、管状の通路5109側から先端側(すなわち開口5106側)に向かい所定角度θで溝5102eに漸近するように傾斜する。すなわち、凹部5123bと溝5102eとの輪郭線(図6(a)の輪郭)は、その間に鋭角を形成する。さらに換言すると、凹部5123bは、溝5102eに対してテーパ状の湾曲面から構成される。
また、ストッパ5123は、切欠5102bを介して溝5102eに延出する。延出した状態のストッパ5123の凹部5123bと、溝5102eとがテーパ状通路5110を画成する。
ノズルを閉鎖した状態では、テーパ状通路5110は、管状通路5109に連通するようにストッパ5123が配置されている。テーパ状通路5110の、管状通路5109に近接する側の径は、管状の通路5109の径とほぼ同じである。また、テーパ状通路5110の先端側の径は、半田ボール5107が通り抜けられないように半田ボール5107の径より小さい。したがって、溝5102eと凹部5123bは、射出方向(図中下側)に関して開口5106より上流側において半田ボール5107を挟持する。挟持された半田ボール5107は、ストッパ5123をX方向へ開放すると、その状態で開口5106まで転動もしくは移動し、開口5106から所定の射出方向に射出される。
なお、本実施形態では、収容空間5105から管状の通路5109を介してテーパ状通路5110を設ける構成としたが、本発明はこの構成に限定されない。例えば、管状通路5109を設けずに、収容空間5105が直接、テーパ状通路5110に連続する構成としてもよい。
また、本実施形態では、凹部5102eと溝5123bをそれぞれ円弧状の溝としたが、本発明はこの構成に限定されるものではない。例えば、ストッパもしくはノズルの一方にのみ溝を設け、また他方は平面状にして半田ボールを挟持する構成も可能である。すなわち、半田ボールを開口まで挟持した状態で転動させる構成であれば良い。
上記構成の装置の動作を図8を参照し、より具体的に説明する。図8(a)〜(f)は、半田ボールがノズルから射出される工程を示す図6のVIII部の拡大図である。
図8(a)は、ストッパ5123を閉じた状態である。まず、自重もしくは圧縮ガス等により半田ボール5107が収容空間5105内に導入される。さらに、通路5109、5110内で圧縮ガス等により形成される気流により、半田ボール5107が管状通路5109を通過する。
管状通路5109を通過した半田ボール5107は、図8(b)に示されるようにテーパ状通路5110に到達する。テーパ状通路5110内では、半田ボール5107は、重力又は通路内の気流による付勢力により、凹部5123bと溝5102eに対して当接する。すなわち、半田ボール5107は、溝5102eへの当接が維持されているので、管状通路5109で射出方向の方向付けがなされた半田ボール5107の射出方向は維持される。
つぎに、ストッパ5123がx方向に移動を開始する。ストッパ5123の移動に伴い、半田ボール5107への付勢力により半田ボール5107が開口5106側へ移動する。この時のストッパ5123の移動速度と、半田ボール5107の移動速度とは、以下のような関係とすることが射出精度の観点から望ましい。
v・tanθ≧u
v・tanθ≧u
ここで、uは、ストッパ5123の横方向(射出方向に対して鉛直な方向)の移動速度であり、θは、射出方向に対する凹部5123bの傾斜角度であり、vは、半田ボール5107の通路5109内での(射出方向における)移動速度である。
上記関係を満たすように、ストッパ5123の移動速度を調整することにより半田ボール5107が凹部5102eに常に当接する。
図8(d)は、凹部5102eに当接した状態を維持したまま、半田ボール5107が開口5106に到達した状態を示す。図8(b)から図8(d)に示すように、開口5106に到達するまで凹部5102eに当接することにより射出方向を維持することができる。
図8(e)に示すように、半田ボール5106は、開口5106を通過し、図8(f)に示すように所定の射出方向に射出される。このように、開口5106を離れるまで、半田ボールは溝5102e及び凹部5123bに押し付けられているので、半田ボール5107がストッパ5123に纏わりつくといった、ストッパの移動に起因する、半田ボールに対する影響を排除できる。よって、半田付け装置の射出方向の精度を高めることができる。
発明者等は、鋭意研究の結果、射出方向と傾斜部とのなす角度を5〜15°の範囲内にすると、射出精度を高く維持できるという知見を得ている。
なお、本実施形態3のストッパは、上述の図1及び図3に示した構成のみならず、構成例1〜2のストッパに適用できることは言うまでもない。
なお、本実施形態3として説明するストッパ5123は、図1及び図3のみならず、構成例1〜2に示すストッパや後述する実施形態4として適用できることは言うまでもない。
また、ストッパや切欠の形状、位置等は上記実施形態の形状に限定されることはない。例えば、ストッパとして、棒状部材を使用する場合には、周壁を径方向に貫通する貫通穴を開口より上方(射出方向に関し上流側)に設け、棒状部材を貫通穴に挿脱することにより、半田ボールの支持及び開放を行う構成とすることも可能である。
(実施形態4)
以下にノズルの周壁を貫通する貫通穴にストッパを挿脱させる構成の第4実施形態の半田付け装置について述べる。図9(a)は、実施形態3の変形例による半田付け装置の断面図であり、図9(b)は、図9(a)のVIIIB部の拡大図である。図は、ストッパを閉じ、半田ボールが収容空間でストッパに支持された状態を示す。なお、図9の半田付け装置では、ピエゾアクチュエータを利用した開閉部を備える。
以下にノズルの周壁を貫通する貫通穴にストッパを挿脱させる構成の第4実施形態の半田付け装置について述べる。図9(a)は、実施形態3の変形例による半田付け装置の断面図であり、図9(b)は、図9(a)のVIIIB部の拡大図である。図は、ストッパを閉じ、半田ボールが収容空間でストッパに支持された状態を示す。なお、図9の半田付け装置では、ピエゾアクチュエータを利用した開閉部を備える。
半田付け装置は、ノズル組立体と、開閉部と、を備える。筒状のノズル組立体を構成するノズル6102は、半田ボール6107の外径より大きい径の開口6106と、開口6106に連通し、半田ボール6107を収容する収容空間6105と、を備え、ノズル6102の周壁6102aには径方向に貫通する貫通穴6102bが設けられている。開閉部6222がノズル6102の先端の近傍に配置されている。
開閉部6222は、ストッパ6223と、ストッパ6223を駆動する駆動部であるピエゾアクチュエータ6225を備える。アクチュエータ6225は、スタック状ピエゾアクチュエータである。アクチュエータ6225は、図5に示すアクチュエータと同じ構成である。不図示のコイルばねが、板ばね6229の屈曲部6229aと不図示の開閉部本体との間で、アクチュエータ6225の長手方向に懸架されている。この不図示のコイルばねによりピエゾ素子に対して与圧が付与され、ピエゾ素子が不作動の場合には板ばね6229を収縮した状態に保つ。
半田ボール6107を支持する支持部材であるストッパ6223は、ストッパを移動するためのピエゾアクチュエータ駆動部6225と板ばね6229に連結されている。ストッパ6223は略L字形状を呈し、貫通穴6102bを介して収容空間6105内に延出し半田ポール6107を支持する平坦部6223aと、板ばね6229に連結される固定部6223bと、を備える。また、ストッパ6223は、断面縦長状(小判形状)の貫通穴6102bを挿通できるように、貫通穴6102bの幅寸法(図9の表裏方向)より若干小さくなるようにストッパ6223の幅寸法を寸法付けした。従って、ストッパ6223は、貫通穴6102bを介して収容空間6105内に延出する。延出した状態のストッパ6223は、射出方向(図中下側)に関して開口6106より上流側で半田ボール6107を支持する。なお、ストッパ6223の先端である平坦部6223aは駆動部6225により収容空間6105へ挿脱可能である。
さらに、ノズル6102の貫通穴6102bが延在する領域は、開口6106の内径と同径にされているガイド領域6102cである。すなわち、半田ボール6107がストッパ6223上で支持される位置から開口6106に至るガイド領域6102cにおいて、ノズル6102の内径は、開口6106の内径と同寸法である。このガイド領域6102cが、半田ボールを所定の射出方向に方向付けするガイドとして機能する。したがって、開口6106及びガイド領域6102cの内径は、半田ボール6107より僅かに大きくし、ガイド領域6102c及び開口6106により半田ボール6107が所定の射出方向に方向付けできるように寸法付けることが望ましい。
上記構成において、ピエゾ素子に電圧が印加されると、ピエゾ素子が伸び、突起6231が板ばねの屈曲部6229aを図中の右方向に押圧するため、板ばねの屈曲部6229aは図中右回転方向に傾き(撓み)、連結されたストッパ6223が図中左方向(矢印L方向)に回転し、開口部6106を開放する。なお、電圧を印加しない状態では、ピエゾ素子が定常状態(縮んだ状態)に戻り、平坦部6223aが収容空間6105内に突出する。
駆動部6225により、ストッパ6223を図中左方向に動かし、ストッパ6223を収容空間6105の外側、即ちガイド領域6102cの外側まで移動させ、半田ボール6107の支持を解放する。ストッパ6123が移動する際、半田ボール6107は、自重若しくは圧縮ガス等によりノズル6102の図中下方に射出する。この時、ガイド領域6102cにより、半田ボール6107は所定の射出方向に方向づけられ、射出される。したがって、半田ボール6107の着弾精度を高めることが可能となる。
上記実施形態1〜4では、レーザ装置を用いたが、ハロゲン光や熱風を用いて半田ボールすなわち半田部材を加熱溶融してもよい。また、半田部材として球状の半田ボールを用いたが、半田部材の形状が、特に球状に限定されることはない。
また、レーザ光の光軸と、レーザ導入路の中心軸と、収容部の中心軸と、開口部の中心軸とを同方向に一致させる構成としたが、開口部から射出する半田ボールの軌跡に沿ってレーザ光を走査できるレーザ装置であればよく、レーザ光の光軸と半田ボールが射出された後の射出経路とを整合させる必要がないことは言うまでもない。
また、保持開放部材は、上記実施形態に限定されることない。例えば、ノズルの開閉機構としては、絞り構造や、複数のフィンからなる割先構造としてもよい。
この発明は、その本質的特性から逸脱することなく数多くの形式のものとして具体化することができる。よって、上述した実施形態は専ら説明上のものであり、本発明を制限するものではないことは言うまでもない。
100 半田付け装置
101 ノズル組立体
117 レーザ装置
122 開閉部
135 制御部
101 ノズル組立体
117 レーザ装置
122 開閉部
135 制御部
Claims (9)
- 射出後に溶融する導電性部材を用いて第1の部材と第2の部材との間を電気的に接合する接合装置に使用されるノズルユニットであって、
前記導電性部材を収容する収容空間と、前記導電性部材を射出する方向に延在し、前記収容空間及び外部を連通させる通路と、を有する筒状のノズル組立体と、
前記射出する方向に対して鋭角をなす傾斜部を有し、前記傾斜部と前記通路との間で前記導電性部材を開放可能に挟持する支持部材と、を備えるノズルユニット。 - 前記通路は、前記導電性部材の曲率半径とほぼ同じ曲率半径を有することを特徴とする、請求項1に記載のノズルユニット。
- さらに、前記ノズル組立体は、前記通路と前記収容空間との間に延在する管状部を有し、前記管状部の内径は前記導電性部材の径とほぼ同じである請求項1或いは2に記載のノズルユニット。
- 射出後に溶融する導電性部材を用いて第1の部材と第2の部材との間を電気的に接合する接合装置であって、
前記導電性部材を収容する収容空間と、前記導電性部材を射出する方向に延在し、前記収容空間及び外部を連通させる通路と、を有する筒状のノズル組立体と、
前記射出する方向に対して鋭角をなす傾斜部を有し、前記傾斜部と前記通路との間で前記導電性部材を開放可能に挟持する支持部材と、
前記導電性部材を射出するために前記導電性部材を付勢する射出手段と、
前記導電性部材に熱線を照射して熱を付与し前記導電性部材を加熱するための加熱手段と、
前記支持部材による支持を開放するタイミングと前記加熱手段により加熱するタイミングとを同期させる制御手段と、
前記導電性部材を射出する際、前記傾斜部と前記通路とに前記導電性部材が当接するように前記支持部材の移動を制御する移動制御手段と、を備える接合装置。 - 前記ノズル組立体の前記通路は、前記導電性部材の曲率半径とほぼ同じ曲率半径を有することを特徴とする、請求項4に記載の接合装置。
- 前記加熱手段はレーザ装置であり、前記熱線はレーザ光である請求項4或いは5に記載の接合装置。
- 前記レーザ光の照射方向は、前記導電性部材の射出する方向と同方向としている請求項6に記載の接合装置。
- 前記射出手段は、圧縮気体を前記収容空間の前記導電性部材に付与する圧縮気体供給手段である請求項4〜7の何れか一項に記載の接合装置。
- 前記支持部材はピエゾアクチュエータにより駆動される請求項4〜8の何れか一項に記載の接合装置。
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