JP2010056188A - Soldering device and soldering method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えばリジッドプリント配線板の接続端子にフレキシブルプリント配線板の接続端子を半田付けする半田付け装置及び半田付け方法に係り、特にリジッドプリント配線板の熱容量が大きいときの半田付けする装置と方法に関するものである。 The present invention relates to a soldering apparatus and a soldering method for soldering a connection terminal of a flexible printed wiring board to a connection terminal of a rigid printed wiring board, for example, and in particular, an apparatus for soldering when the heat capacity of the rigid printed wiring board is large, and It is about the method.
プリント配線板の接続端子の上に、フレキシブルプリント配線板の接続端子を載置するように対向させ、フレキシブルプリント配線板の上からヒータチップで押圧しながら加熱することでプリント配線板とフレキシブルプリント配線板それぞれの接続端子を直接半田付けする装置と方法とが公知である。そして、この半田付け装置に加熱機構を備えて予備加熱をすることも公知である(例えば、特許文献1)。 The printed wiring board and the flexible printed wiring are heated by pressing with a heater chip from above the flexible printed wiring board so that the connecting terminal of the flexible printed wiring board is placed on the connecting terminal of the printed wiring board. Devices and methods for directly soldering the connection terminals of each board are known. It is also known to preheat the soldering apparatus with a heating mechanism (for example, Patent Document 1).
このように加熱機構を備えることで熱容量の大きなプリント配線板を半田付けすることを可能にしているが、予備加熱時間は例えば約50秒というように加熱機構で予備加熱温度が適切になる温度を経験的に求めて、半田付け対象とは無関係な一定時間としていた。
このため、ヒータチップで加圧しつつ加熱してフレキシブルプリント配線板とプリント配線板の接続端子を半田付けするには充分な予熱温度に達した後もある程度の時間経過しなければ実際にヒータチップによる半田付けが行われず、タクトタイムが長くなってしまうという欠点があった。また、ヒータチップを加熱する電流を供給するパルスヒート電源に新規に温度計測部を設け、温度を検出して半田付けすることも可能であるが、この方法ではパルスヒート電源を改造しなければならず、コスト高となってしまうという欠点があった。
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、プリント配線板の温度を計測するようにして、この温度を基にヒータチップを稼動することでタクトタイムを短くできる半田付け装置を提供することを第1の目的とし、この半田付け装置を使用して半田付けする方法を提供することを第2の目的とする。
By providing the heating mechanism in this way, it is possible to solder a printed wiring board having a large heat capacity, but the preheating time is set to a temperature at which the preheating temperature becomes appropriate by the heating mechanism, for example, about 50 seconds. It was determined empirically, and it was a fixed time unrelated to the soldering target.
For this reason, if a certain amount of time does not elapse after reaching a preheating temperature sufficient to solder the flexible printed wiring board and the connection terminal of the printed wiring board by heating while applying pressure with the heater chip, There was a drawback that soldering was not performed and the tact time was long. It is also possible to provide a new temperature measurement unit in the pulse heat power supply that supplies current to heat the heater chip, detect the temperature and solder it, but this method requires modification of the pulse heat power supply. However, there was a drawback that the cost would be high.
The present invention has been made to solve the above problems, and provides a soldering apparatus that can shorten the tact time by measuring the temperature of a printed wiring board and operating a heater chip based on this temperature. The second object is to provide a soldering method using this soldering apparatus.
本発明になる半田付け装置は、リジッドプリント配線板の載置台に加熱手段を備える前記リジッドプリント配線板の接続端子にフレキシブルプリント配線板の接続端子を半田付けする半田付け装置であって、半田付けする前に前記載置台に載置された前記リジッドプリント配線板の温度を計測する計測手段を備え、この計測手段により得られた温度が予め定められた温度を超えたときに半田付けを開始することを特徴とするものである。 A soldering apparatus according to the present invention is a soldering apparatus for soldering a connection terminal of a flexible printed wiring board to a connection terminal of the rigid printed wiring board provided with a heating means on a mounting base of the rigid printed wiring board, Before starting, soldering is started when the temperature of the rigid printed wiring board placed on the mounting table is measured and the temperature obtained by the measuring means exceeds a predetermined temperature. It is characterized by this.
また、本発明になる半田付け方法は、リジッドプリント配線板の載置台を加熱しながら前記リジッドプリント配線板の接続端子にフレキシブルプリント配線板の接続端子を半田付けする半田付け方法であって、半田付けする前に前記載置台に載置された前記リジッドプリント配線板の温度を計測する計測手段を備え、この計測手段により得られた温度が予め定められた温度を超えたときに半田付けを開始することを特徴とするものである。 Further, the soldering method according to the present invention is a soldering method for soldering the connection terminal of the flexible printed wiring board to the connection terminal of the rigid printed wiring board while heating the mounting board of the rigid printed wiring board, It is equipped with measuring means for measuring the temperature of the rigid printed wiring board placed on the mounting table before attaching, and soldering is started when the temperature obtained by this measuring means exceeds a predetermined temperature It is characterized by doing.
請求項1に係る発明によれば、リジッドプリント配線板の温度を計測し、予め定められた温度を超えたときに半田付けを開始するのでタクトタイムが短いリジッドプリント配線板の接続端子とフレキシブルプリント配線板の接続端子を半田付けする半田付け装置を提供することができる。 According to the first aspect of the present invention, the temperature of the rigid printed wiring board is measured, and soldering is started when the temperature exceeds a predetermined temperature. A soldering apparatus for soldering connection terminals of a wiring board can be provided.
また、請求項2に係る発明によれば、リジッドプリント配線板の温度を計測し、予め定められた温度を超えたときに半田付けを開始するのでタクトタイムが短いリジッドプリント配線板の接続端子とフレキシブルプリント配線板の接続端子を半田付けする半田付け方法を提供することができる。
According to the invention of
次に本発明について図面を用いて詳細に説明する。
図1は本発明になる半田付け装置の概要図で、半田付け対象はリジッドプリント配線板の接続端子にフレキシブルプリント配線板の接続端子を対向させて半田付けするときの様子を示したもの、図2は図1のリジッドプリント配線板とフレキシブルプリント配線板の半田付け部を中心とした一部拡大図、図3はこの半田付け装置を用いたリジッドプリント配線板の接続端子にフレキシブルプリント配線板の接続端子を対向させて半田付けするときの概略工程を示すフローチャート図である。
Next, the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic diagram of a soldering apparatus according to the present invention, and a soldering target is a state in which soldering is performed with a connecting terminal of a flexible printed wiring board facing a connecting terminal of a rigid printed wiring board. 2 is a partially enlarged view centering on a soldered portion of the rigid printed wiring board and the flexible printed wiring board shown in FIG. 1, and FIG. 3 is a connection terminal of the rigid printed wiring board using the soldering apparatus. It is a flowchart figure which shows the general | schematic process when making a connection terminal oppose and soldering.
図1、2において、1は基台、2は基台に立てられた支柱、3はリフローヘッド(以下、単にヘッドともいう)で、支柱2に設けられたスライドレール5とヘッド3に設けられたスライドブロック4とにより支柱2に昇降自在に取り付けられている。6はボールねじ6aとナット3aによりヘッド3を昇降させるモータ、7は瞬時に大電流を流して発熱させ、この熱で半田を溶融して半田付けを行うヒータチップ、8は基台1に埋め込まれ、この半田付け装置で例えばリジッドプリント配線板のような熱容量の大きな部品を予備加熱する加熱部である。
1 and 2,
10はリジッドプリント配線板、10aはリジッドプリント配線板10に形成された接続端子、11はこのリジッドプリント配線板10に接続されるフレキシブルプリント配線板、11aはフレキシブルプリント配線板11に形成された接続端子、13,13はそれぞれの接続端子10aと11aの表面に適宜の手段により付与された半田、14はヒータチップ7へ供給する大電流を生成するパルスヒート電源、16はモータ6の回転によるヘッド3の昇降、ヘッド3の荷重を検出し、適当な荷重の調整、パルスヒート電源14の電流や駆動タイミングの制御等を実行する制御部である。
10 is a rigid printed wiring board, 10a is a connection terminal formed on the rigid printed
21はリジッドプリント配線板の温度を測定する熱電対を覆う保護部材で、この保護部材21のほぼ先端部21aで熱電対31を挟持してヘッド3の下降により熱電対31の先端がリジッドプリント配線板10に押し付けられたときでも熱電対31をこの荷重における一定の押圧力で確保するとともに、図示上下方向にある程度伸縮自在の蛇腹部21bを備え、ヘッド3の下降に伴う押圧力が全て熱電対31に印加されるのを防止し、熱電対31を破損から守るものである。
21 is a protective member that covers the thermocouple for measuring the temperature of the rigid printed wiring board. The thermocouple 31 is sandwiched between almost the end portions 21a of the
次に、図1〜3を用いてこのような半田付け装置の半田付け動作について説明する。
[条件設定]
半田付けを開始する前に制御部16に必要な次のような条件を設定する(図3のS201)。
リジッドプリント配線板10を予備加熱する加熱部8の加熱による基台1の表面温度T1(半田の溶融温度よりは低い温度)、半田付け箇所となるリジッドプリント配線板10の接続端子10aとフレキシブルプリント配線板11の接続端子11aとの重なり部の押圧力P1とこの押圧力P1の継続時間t1、この押圧後ヒータチップ7を発熱させるために電流を流すタイミングを決定する基台1の温度により加熱されることで上昇するリジッドプリント配線板10の表面温度T2、半田付けに必要なヒータチップ7の発熱温度T3(半田の溶融温度より高い温度)とその継続時間t2、そして半田付け箇所が冷却により凝固するのに必要な冷却時間t3(t1>(t2+t3))等である。
Next, the soldering operation of such a soldering apparatus will be described with reference to FIGS.
[Condition setting]
Before starting soldering, the following conditions necessary for the
The surface temperature T1 of the base 1 (temperature lower than the melting temperature of the solder) due to the heating of the
[半田付け動作]
このような所要の条件を設定の上、実際の半田付け動作を開始ずる。
まず、制御部16から加熱部8に加熱指令を出力して加熱部8を発熱させ、このときの基台1の表面温度をフィードバック制御して設定された基台1の表面温度T1になるように加熱部8の発熱により基台1を加熱する(図3のS202)。
[Soldering operation]
After setting such required conditions, the actual soldering operation is started.
First, a heating command is output from the
次にリジッドプリント配線板10を接続端子10aが上側になるように基台1の所定位置に載置する(図3のS203)。
続いて、リジッドプリント配線板10の接続端子10aとフレキシブルプリント配線板11の接続端子11aがそれぞれ重なり合うように位置決めしながらリジッドプリント配線板10の上にフレキシブルプリント配線板11を接続端子11aが下側になるように載置する(図2、図3のS204)。
Next, the rigid printed
Subsequently, the flexible printed wiring board 11 is placed on the lower side of the rigid printed
この状態で制御部16からモータ6に駆動信号と回転角度を送りモータ6の回転によりヘッド3を下降させる。この回転角度については後述する。このときモータ6に内蔵されたエンコーダからの回転角度情報が制御部16にフィードバックされるので制御部16は指令どおりにモータ6が回転したことを知ることができる。
In this state, a drive signal and a rotation angle are sent from the
このようにモータ6を回転させヘッド3を下降させると共にヘッド3の下部に配設されているヒータチップ7と保護部材21(熱電対31)とを下降させて、リジッドプリント配線板10とフレキシブルプリント配線板11との接続端子10a、11aの重なり部をヒータチップ3で押圧すると共に熱電対31をリジッドプリント配線板10の表面に押し付ける。
In this way, the
このときヒータチップ7から前記重なり部への押圧力がヘッド3に内蔵されているロードセル等の圧力検出素子により検出され、またリジッドプリント配線板10の温度が熱電対31で検出され、制御部16にフィードバックされる。
制御部16は圧力検出値を設定押圧力P1に合わせるようにフィードバック制御してモータ6の回転角度を決定し、この回転角度になるようにモータ6を回転させて接続端子10aと11aとの重なり部に印加される押圧力が設定押圧力P1になるように制御する(図3のS205)。
At this time, the pressing force from the
The
このとき、保護部材21にも同じ押圧力が印加され、引いては熱電対31にも同じ押圧力が印加されるが、図示していないが熱電対31はヘッド3内では上下動自在に支えられており、また保護部材21には蛇腹部21bが設けられているので、ここで押圧力が吸収されるから熱電対31のリジッドプリント配線板10への押圧力は前記重なり部に印加される押圧力に比べれば小さい。このため前述のように熱電対31および熱電対31の挟持部21aが破損することがない。
At this time, the same pressing force is also applied to the
一方、制御部16では、熱電対31で検出されたリジッドプリント配線板10の表面温度が計測される(図3のS206)。そしてこの計測値と設定されたヒータチップに電流を流すタイミングを決定するリジッドプリント配線板の表面温度T2とが比較され、計測値が設定された表面温度T2を超えるとパルスヒート電源14にヒータチップ7の発熱温度T3、この温度の継続時間t2と共に通電開始指令を出力する(図3のS207のYes)。
On the other hand, the
パルスヒート電源14は、この指令を受けるとヒータチップ7が設定された時間t2の間設定された温度T3になるようにヒータチップ7に電流を流す(図3のS208)。この電流はヒータチップ7に配設されている熱電対(図示せず。)からヒータチップ7の温度を検出し、この検出温度と設定された温度T3になるようにフィードバック制御をすることで求める。
Upon receiving this command, the pulse
ヒータチップ7の温度T3は前記重なり部のそれぞれの接続端子10a,11aに付与されている半田13,13を溶融し、渾然一体とする。そして、この状態が設定された時間(t2)継続する。
The temperature T3 of the
こうして、ヒータチップ7に電流を流して設定された時間(t2)ヒータチップ7を温度T3に保持した後、通電を停止するとヒータチップ7の温度が低下し始め、これに伴い半田13,13の温度も低下し、一旦溶融した半田13,13が最終的には凝固する。ここで制御部16からモータ6に回転情報と駆動指令を与え、モータ6を駆動してヘッド3を上昇させ元の位置に戻し、前記重なり部への荷重を解除する。このようにして、リジッドプリント配線板10とフレキシブルプリント配線板の接続端子同士の半田付けが完了する。
Thus, after the current is passed through the
1 基台
2 支柱
3 リフローヘッド
4 スライドブロック
5 スライドレール
6 モータ
7 ヒータチップ
8 加熱部
10 リジッドプリント配線板
11 フレキシブルプリント配線板
16 制御部
21 保護部材
31 熱電対
DESCRIPTION OF
Claims (2)
半田付けする前に前記載置台に載置された前記リジッドプリント配線板の温度を計測する計測手段を備え、
この計測手段により得られた温度が予め定められた温度を超えたときに半田付けを開始することを特徴とする半田付け装置。 A soldering device for soldering the connecting terminal of the rigid printed wiring board and the connecting terminal of the flexible printed wiring board, each having a heating means on a mounting table for the rigid printed wiring board,
Comprising measuring means for measuring the temperature of the rigid printed wiring board placed on the mounting table before soldering;
A soldering apparatus, wherein soldering is started when a temperature obtained by the measuring means exceeds a predetermined temperature.
半田付けする前に前記載置台に載置された前記リジッドプリント配線板の温度を計測する計測手段を備え、
この計測手段により得られた温度が予め定められた温度を超えたときに半田付けを開始することを特徴とする半田付け方法。 A soldering method for soldering a connection terminal of a flexible printed wiring board to a connection terminal of the rigid printed wiring board while heating a mounting table of the rigid printed wiring board,
Comprising measuring means for measuring the temperature of the rigid printed wiring board placed on the mounting table before soldering;
A soldering method characterized by starting soldering when the temperature obtained by the measuring means exceeds a predetermined temperature.
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JPH0786731A (en) * | 1993-09-16 | 1995-03-31 | Hitachi Ltd | Automatic control soldering device |
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2008
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A02 | Decision of refusal |
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