JP2016207778A - はんだ付け装置及びはんだ付け方法 - Google Patents

Abstract

【課題】はんだプリフォームを用いずに、はんだ量を制御する。【解決手段】既定の引出し量及び供給角度で糸はんだ２１を供給する糸はんだ供給部２と、非接触で局所的な加熱を行う光ビームトーチ３と、光ビームトーチ３の加熱位置を移動させる移動部４と、糸はんだ供給部２及び移動部４を制御する制御部５とを備え、制御部５は、プリント基板１００上の電極パッド１００１とチップ部品１０１の電極１０１１との間に糸はんだ２１を供給する供給制御部５１と、光ビームトーチ３の加熱位置を糸はんだ２１の切断位置に移動させて切断する切断制御部５２と、光ビームトーチ３の加熱位置を電極パッド１００１上に移動させて糸はんだ２１を溶融する溶融制御部５３とを有する。【選択図】図１

Description

この発明は、チップ部品が配置された基板上の電極パッドと当該チップ部品の電極とをはんだ付けするはんだ付け装置及びはんだ付け方法に関するものである。

従来から、小型のプリント基板において、ＬＥＤのように位置精度が求められるチップ部品又は熱に弱いチップ部品等は、後付けではんだ付けが行われることがある。この後付けのはんだ付けでは、プリント基板上の電極パッドとチップ部品側面の電極との間に糸はんだを供給し、はんだごてを用いて糸はんだの溶融を行っている。

特開２００１−２４６４６０号公報

ここで、小型のプリント基板では、チップ部品も小型化し、実装密度が高くなっているため、はんだ付けにおけるはんだ量の管理は非常に重要になっている。しかしながら、はんだごてによるはんだ付けでは、はんだ付け後にはんだごてを離す際に、電極パッドに残るはんだと、はんだごてに残るはんだとで引っ張り合うため、電極パッドに残るはんだ量が安定しないという課題があった。また、はんだごてによるはんだ付けでは、溶けたはんだがはんだごて側に溜まりやすく、電極パッドに流れていかず、未はんだになるという課題もあった。

一方、はんだ材として予め整形したはんだプリフォームを使用し、光ビームを用いて非接触ではんだプリフォームを加熱する方法も知られている。なお、光ビームによる非接触の加熱としては、例えば特許文献１等に開示された技術が知られている。これにより、はんだ量の制御が可能となる。しかしながら、このはんだプリフォームは入手性が悪く、また、はんだ量を容易に変更することができないという課題があった。また、はんだプリフォームは小さく、柔らかく、細かいため、取扱いが困難である等の課題もあった。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、はんだプリフォームを用いずに、はんだ量の制御が可能なはんだ付け装置及びはんだ付け方法を提供することを目的としている。

この発明に係るはんだ付け装置は、既定の引出し量及び供給角度で糸はんだを供給する糸はんだ供給部と、非接触で局所的な加熱を行う加熱部と、加熱部の加熱位置を移動させる移動部と、糸はんだ供給部及び移動部を制御する制御部とを備え、制御部は、チップ部品が配置された基板上の電極パッドと当該チップ部品の電極との間に、糸はんだ供給部により糸はんだを供給する供給制御部と、加熱部の加熱位置を糸はんだ供給部により供給された糸はんだの切断位置に移動させ、当該糸はんだを切断する切断制御部と、切断制御部による制御後、加熱部の加熱位置を電極パッド上に移動させ、当該電極パッド上の糸はんだを溶融する溶融制御部とを有するものである。

また、この発明に係るはんだ付け方法は、既定の引出し量及び供給角度で糸はんだを供給する糸はんだ供給部と、非接触で局所的な加熱を行う加熱部と、加熱部の加熱位置を移動させる移動部と、糸はんだ供給部及び移動部を制御する制御部とを備えたはんだ付け装置によるはんだ付け方法であって、制御部は、供給制御部が、チップ部品が配置された基板上の電極パッドと当該チップ部品の電極との間に、糸はんだ供給部により糸はんだを供給する供給制御ステップと、切断制御部が、加熱部の加熱位置を糸はんだ供給部により供給された糸はんだの切断位置に移動させ、当該糸はんだを切断する切断制御ステップと、溶融制御部が、切断制御部による制御後、加熱部の加熱位置を電極パッド上に移動させ、当該電極パッド上の糸はんだを溶融する加熱制御ステップとを有するものである。

この発明によれば、上記のように構成したので、はんだプリフォームを用いずに、はんだ量の制御が可能となる。

この発明の実施の形態１に係るはんだ付け装置の構成例を示す図である。 この発明の実施の形態１に係るはんだ付け装置の動作例を示すフローチャートである。 この発明の実施の形態１に係るはんだ付け装置による糸はんだの供給と、糸はんだの切断を示す図である。 この発明の実施の形態１に係るはんだ付け装置による電極パッド上の糸はんだの加熱を示す図である。 この発明の実施の形態１に係るはんだ付け装置によるはんだ付け後の状態を示す図である。

以下、この発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１に係るはんだ付け装置の構成例を示す図である。
はんだ付け装置は、チップ部品１０１が配置されたプリント基板（基板）１００上の電極パッド１００１と当該チップ部品１０１の電極１０１１とをはんだ付けするものである。なお図では、プリント基板１００上の右側の電極パッド１００１とチップ部品１０１の右側の電極１０１１は既にはんだ付けされており、左側の電極パッド１００１と電極１０１１とをはんだ付けする場合を示している。このはんだ付け装置は、図１に示すように、載置台１、糸はんだ供給部２、光ビームトーチ（加熱部）３、移動部４及び制御部５から構成されている。

載置台１は、所定位置にプリント基板１００（基板）が載置されるものである。このプリント基板１００上には、後付けのはんだ付けが行われるチップ部品１０１が配置される。

糸はんだ供給部２は、既定の引出し量及び供給角度で糸はんだ２１を供給するものである。
光ビームトーチ３は、光ビームを出力して、非接触で局所的な加熱を行うものである。この光ビームトーチ３では、光ビームの焦点位置で加熱を行う。
移動部４は、光ビームトーチ３の加熱位置を移動させるものである。この移動部４は、例えば、光ビームトーチ３を高さ方向に移動可能なアクチュエータから構成される。

制御部５は、糸はんだ供給部２及び移動部４を制御するものである。この制御部５は、供給制御部５１、切断制御部５２及び溶融制御部５３を有している。なお、制御部５は、ソフトウェアに基づくＣＰＵを用いたプログラム処理によって実行される。

供給制御部５１は、チップ部品１０１が配置されたプリント基板１００上の電極パッド１００１と当該チップ部品１０１の電極１０１１との間に、糸はんだ供給部２により糸はんだ２１を供給するものである。
切断制御部５２は、移動部４を制御して、光ビームトーチ３の加熱位置を糸はんだ供給部２により供給された糸はんだ２１の切断位置に移動させ、当該糸はんだ２１を切断するものである。
溶融制御部５３は、切断制御部５２による制御後、移動部４を制御して、光ビームトーチ３の加熱位置を電極パッド１００１上の位置に移動させ、当該電極パッド１００１上の糸はんだ２１を溶融するものである。

次に、上記のように構成されたはんだ付け装置の動作例について説明する。なお図３，４では、制御部５の図示を省略している。また、載置台１にはプリント基板１００が載置され、そのプリント基板１００上には後付けのはんだ付け対象であるチップ部品１０１が配置される。
はんだ付け装置の動作例では、図２に示すように、まず、供給制御部５１は、プリント基板１００上の電極パッド１００１とチップ部品１０１の電極１０１１との間に、糸はんだ供給部２により糸はんだ２１を供給する（ステップＳＴ１、供給制御ステップ）。この際、図３に示すように、糸はんだ供給部２は、既定の引出し量及び供給角度で、斜め上から糸はんだ２１を供給する。

次いで、切断制御部５２は、移動部４を制御して、光ビームトーチ３の加熱位置を糸はんだ供給部２により供給された糸はんだ２１の切断位置に移動させ、当該糸はんだ２１を切断する（ステップＳＴ２、切断制御ステップ）。ここで、図３に示す破線の最も絞られた部分が光ビームトーチ３の加熱位置である。この光ビームトーチ３の加熱位置を、糸はんだ２１の切断位置（図３の符号Ａ）に合わせることで、この切断位置で糸はんだ２１を加熱して切断することができる。そして、切断された糸はんだ２１は電極パッド１００１上に落ちる。このように、糸はんだ供給部２による糸はんだ２１の引出し量及び供給角度を予め設定し、光ビームトーチ３の光ビームの焦点位置を一定とすることで、容易にはんだ量の制御が可能となる。

次いで、溶融制御部５３は、図４に示すように、移動部４を制御して、光ビームトーチ３の加熱位置を電極パッド１００１上の位置に移動させ、当該電極パッド１００１上の糸はんだ２１を溶融する（ステップＳＴ３、加熱制御ステップ）。これにより、電極パッド１００１と電極１０１１とのはんだ付けを行うことができる。この際、非接触の加熱によりはんだ付けを行うことで、はんだごてを用いた場合のようなはんだ量のばらつき及び未はんだの発生を防止することができ、安定したはんだ付けを行うことができる。

その後、移動部４を介して光ビームトーチ３を元の位置に戻す（ステップＳＴ４）。以上の工程により、プリント基板１００上の電極パッド１００１とチップ部品１０１の電極パッド１００１とのはんだ付けが完了する（図５参照）。

なお、糸はんだ２１の切断位置を変更することで、容易にはんだ量を変更することが可能となる。

以上のように、この実施の形態１によれば、プリント基板１００上の電極パッド１００１とチップ部品１０１の電極１０１１との間に、糸はんだ供給部２により糸はんだ２１を既定の引出し量及び供給角度で供給し、光ビームトーチ３の加熱位置を糸はんだ供給部２により供給された糸はんだ２１の切断位置に移動させて糸はんだ２１を切断し、その後、光ビームトーチ３の加熱位置を電極パッド１００１上の位置に移動させて電極パッド１００１上の糸はんだ２１を溶融するように構成したので、はんだプリフォームを用いずに、はんだ量の制御が可能となる。

また、１台の光ビームトーチ３を用いて、糸はんだ２１の切断と、切断した糸はんだ２１の溶融による電極パッド１００１と電極１０１１とのはんだ付けを行うことができるため、両工程を別々の機構で行う必要がなく、装置を簡素化することができる。

なお上記では、加熱部として、局所的な光ビームを出力する光ビームトーチ３を用いた場合について示した。しかしながら、これに限るものではなく、加熱部は局所的に加熱可能な構成であればよく、例えば局所的な熱風又はレーザ等を出力する構成を用いてもよく、同様の効果を得ることができる。

また、本願発明はその発明の範囲内において、実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは実施の形態の任意の構成要素の省略が可能である。

１ 載置台
２ 糸はんだ供給部
３ 光ビームトーチ（加熱部）
４ 移動部
５ 制御部
２１ 糸はんだ
５１ 供給制御部
５２ 切断制御部
５３ 溶融制御部
１００ プリント基板（基板）
１０１ チップ部品
１００１ 電極パッド
１０１１ 電極

Claims (3)

1. 既定の引出し量及び供給角度で糸はんだを供給する糸はんだ供給部と、
   非接触で局所的な加熱を行う加熱部と、
   前記加熱部の加熱位置を移動させる移動部と、
   前記糸はんだ供給部及び前記移動部を制御する制御部とを備え、
   前記制御部は、
   チップ部品が配置された基板上の電極パッドと当該チップ部品の電極との間に、前記糸はんだ供給部により糸はんだを供給する供給制御部と、
   前記加熱部の加熱位置を前記糸はんだ供給部により供給された糸はんだの切断位置に移動させ、当該糸はんだを切断する切断制御部と、
   前記切断制御部による制御後、前記加熱部の加熱位置を前記電極パッド上に移動させ、当該電極パッド上の糸はんだを溶融する溶融制御部とを有する
   ことを特徴とするはんだ付け装置。
2. 前記加熱部は、光ビームを出力する光ビームトーチである
   ことを特徴とする請求項１記載のはんだ付け装置。
3. 既定の引出し量及び供給角度で糸はんだを供給する糸はんだ供給部と、
   非接触で局所的な加熱を行う加熱部と、
   前記加熱部の加熱位置を移動させる移動部と、
   前記糸はんだ供給部及び前記移動部を制御する制御部とを備えたはんだ付け装置によるはんだ付け方法であって、
   前記制御部は、
   供給制御部が、チップ部品が配置された基板上の電極パッドと当該チップ部品の電極との間に、前記糸はんだ供給部により糸はんだを供給する供給制御ステップと、
   切断制御部が、前記加熱部の加熱位置を前記糸はんだ供給部により供給された糸はんだの切断位置に移動させ、当該糸はんだを切断する切断制御ステップと、
   溶融制御部が、前記切断制御部による制御後、前記加熱部の加熱位置を前記電極パッド上に移動させ、当該電極パッド上の糸はんだを溶融する加熱制御ステップとを有する
   ことを特徴とするはんだ付け方法。

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