JP2528575B2 - 半田付け用ノズル組立体 - Google Patents
半田付け用ノズル組立体Info
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- B23K3/06—Solder feeding devices; Solder melting pans
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- Mechanical Engineering (AREA)
- Electric Connection Of Electric Components To Printed Circuits (AREA)
- Nozzles (AREA)
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Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、半田付けシステムに関
するものであり、具体的には、半導体産業で利用される
半田湿潤性接触パッドに半田を被着する位置に関して、
正確に半田付けするのに使用される、改良されたノズル
組立体に関するものである。
するものであり、具体的には、半導体産業で利用される
半田湿潤性接触パッドに半田を被着する位置に関して、
正確に半田付けするのに使用される、改良されたノズル
組立体に関するものである。
【0002】
【従来の技術】半導体産業で使用されるタイプの面実装
ボード用の取付けパッドへの半田の配置は、従来技術で
は、スクリーン印刷法を使って行われてきた。この技法
では、半田付けパターンを有するアート・ワークとスク
リーンを作成する。その後、正確な位置合せを行い、半
田を面実装パッドにスクリーン印刷する。この処理に使
用される半田ペーストには、かなりの硬化時間及び焼付
け時間が必要である。この従来技術の技法は、位置合せ
処理が複雑なため様々な問題が生じ、かなり時間がかか
る。
ボード用の取付けパッドへの半田の配置は、従来技術で
は、スクリーン印刷法を使って行われてきた。この技法
では、半田付けパターンを有するアート・ワークとスク
リーンを作成する。その後、正確な位置合せを行い、半
田を面実装パッドにスクリーン印刷する。この処理に使
用される半田ペーストには、かなりの硬化時間及び焼付
け時間が必要である。この従来技術の技法は、位置合せ
処理が複雑なため様々な問題が生じ、かなり時間がかか
る。
【0003】スクリーン印刷を利用する従来技術の技法
は、標準の面実装パッドと微細なリードのピッチおよび
幅を有する面実装パッドを混合したパターンが必要なた
め、さらに複雑になる。たとえば、テープ自動ボンディ
ングの場合、そのピッチは約0.1mmから0.5mm
まで変化するが、標準の面実装部品のピッチは、約0.
5mmから1.27mmの範囲である。この操作はその
性質上精密なので、微細なリードのピッチおよび幅を有
する面実装部品用と標準面実装部品用に、別々のスクリ
ーン印刷ステップを利用することが一般的である。複数
のスクリーン印刷操作を実行する場合には、前のステッ
プで半田付けした半田が損傷を受ける可能性がある。さ
らに、スクリーンの開口が狭くなるにしたがって、半田
ペーストが開口に固着する傾向を示すので、微細な線の
半田をスクリーン印刷する際に問題がある。
は、標準の面実装パッドと微細なリードのピッチおよび
幅を有する面実装パッドを混合したパターンが必要なた
め、さらに複雑になる。たとえば、テープ自動ボンディ
ングの場合、そのピッチは約0.1mmから0.5mm
まで変化するが、標準の面実装部品のピッチは、約0.
5mmから1.27mmの範囲である。この操作はその
性質上精密なので、微細なリードのピッチおよび幅を有
する面実装部品用と標準面実装部品用に、別々のスクリ
ーン印刷ステップを利用することが一般的である。複数
のスクリーン印刷操作を実行する場合には、前のステッ
プで半田付けした半田が損傷を受ける可能性がある。さ
らに、スクリーンの開口が狭くなるにしたがって、半田
ペーストが開口に固着する傾向を示すので、微細な線の
半田をスクリーン印刷する際に問題がある。
【0004】また、従来技術のスクリーン印刷システム
には、再加工操作が行ないにくいという問題がある。欠
陥部品を取り除いた後に、ボード上のその部位の半田を
除去する技法として、一般的に利用可能な技法はない。
部品を取り除いた後に半田を除去する技法は存在する
が、分離された部位をスクリーン印刷によって補充する
のは、通常は不可能である。
には、再加工操作が行ないにくいという問題がある。欠
陥部品を取り除いた後に、ボード上のその部位の半田を
除去する技法として、一般的に利用可能な技法はない。
部品を取り除いた後に半田を除去する技法は存在する
が、分離された部位をスクリーン印刷によって補充する
のは、通常は不可能である。
【0005】「半田配置ノズル組立体」と題する関連の
米国特許出願第586655号明細書には、手動または
ロボット制御の下で、微細な線のピッチと幅を有する表
面に精密に半田付けするのに使用可能な装置が開示され
ている。この装置は、アートワークまたは半田スクリー
ンの必要なしに、面実装ボードのパッドに半田付けを行
なう能力を有する。
米国特許出願第586655号明細書には、手動または
ロボット制御の下で、微細な線のピッチと幅を有する表
面に精密に半田付けするのに使用可能な装置が開示され
ている。この装置は、アートワークまたは半田スクリー
ンの必要なしに、面実装ボードのパッドに半田付けを行
なう能力を有する。
【0006】複雑な機械加工を施すことができ、軽量で
耐久性があり、半田非湿潤性で、非導通性の設計である
ノズル組立体を提供するために、ポリイミド材料が利用
された。この材料は、前述の長所を有するが、半田付け
の動作温度約340〜430℃(650〜800゜F)
と、組立体の周囲の空気中に存在する酸素によって劣化
しやすかった。その結果、半田ごての加熱された金属チ
ップ、ノズル組立体自体のハウジング材料、およびノズ
ル組立体によって供給される芯入り半田のフラックス
が、許容できないほどに劣化した。
耐久性があり、半田非湿潤性で、非導通性の設計である
ノズル組立体を提供するために、ポリイミド材料が利用
された。この材料は、前述の長所を有するが、半田付け
の動作温度約340〜430℃(650〜800゜F)
と、組立体の周囲の空気中に存在する酸素によって劣化
しやすかった。その結果、半田ごての加熱された金属チ
ップ、ノズル組立体自体のハウジング材料、およびノズ
ル組立体によって供給される芯入り半田のフラックス
が、許容できないほどに劣化した。
【0007】このノズル組立体の動作中に生ずるもう1
つの問題は、半田付け用ノズルによって供給される半田
球の表面の周囲の環境に関するものであった。溶融半田
の表面に酸化物の皮膜が形成されないようにするために
は、大量のフラックスを半田付け部位に塗布することが
当初は必要であった。ところが、半田付け部位に大量の
フラックスを配置すると、清掃の際に問題が生じ、時に
は半田「ブリッジ」欠陥の原因にもなった。
つの問題は、半田付け用ノズルによって供給される半田
球の表面の周囲の環境に関するものであった。溶融半田
の表面に酸化物の皮膜が形成されないようにするために
は、大量のフラックスを半田付け部位に塗布することが
当初は必要であった。ところが、半田付け部位に大量の
フラックスを配置すると、清掃の際に問題が生じ、時に
は半田「ブリッジ」欠陥の原因にもなった。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、半田
ごての加熱された金属チップに比較的低温の不活性ブリ
ード・ガス(抽気ガス)を流して、半田ごての被覆金属
の劣化の速度と量、ならびに組み立てられたハウジング
材料と芯入り半田のフラックスの劣化速度を低下させる
ことである。
ごての加熱された金属チップに比較的低温の不活性ブリ
ード・ガス(抽気ガス)を流して、半田ごての被覆金属
の劣化の速度と量、ならびに組み立てられたハウジング
材料と芯入り半田のフラックスの劣化速度を低下させる
ことである。
【0009】本発明のもう1つの目的は、適当なブリー
ド・ガスを供給することによって、ノズル組立体の内部
から周囲空気中の酸素を排除し、これによって、ハウジ
ング材料、加熱された金属チップおよびフラックスとの
反応を防止することである。
ド・ガスを供給することによって、ノズル組立体の内部
から周囲空気中の酸素を排除し、これによって、ハウジ
ング材料、加熱された金属チップおよびフラックスとの
反応を防止することである。
【0010】本発明のもう1つの目的は、半田付け動作
中に、半田付着部位に不活性ガスを流して、目的の基板
に供給される溶融半田の表面に酸化物皮膜が形成されな
いようにすることである。
中に、半田付着部位に不活性ガスを流して、目的の基板
に供給される溶融半田の表面に酸化物皮膜が形成されな
いようにすることである。
【0011】本発明のもう1つの目的は、供給されるフ
ラックスの重合と燃焼による半田ブリッジの形成を低下
させることである。
ラックスの重合と燃焼による半田ブリッジの形成を低下
させることである。
【0012】本発明のもう1つの目的は、半田付け動作
を成功させるのに必要なフラックスの量を減少させるこ
とである。
を成功させるのに必要なフラックスの量を減少させるこ
とである。
【0013】
【課題を解決するための手段】本発明のノズル組立体
は、微細な線のピッチと幅を有する表面の対象基板への
半田付けに使用され、面実装回路ボードの半田湿潤性接
触パッドなど、一連の導体表面への半田付けに使用する
のに特に適している。本発明のノズル組立体は、導体面
に半田を加熱して被着させる半田ごての金属チップと、
金属チップが挿入される孔部と、孔部内壁から固体半田
を金属チップに接触させる半田供給管と、溶融した半田
を孔部端部開口から導体面に被着させる半田だめ領域と
を有するノズル・ヘッドと、孔部内を流通してノズル・
ヘッドを冷却し、且つ孔部端部開口から孔部内に空気中
の酸素の侵入を防止するブリード・ガスを供給するブリ
ード・ガス供給手段とを備えている。
は、微細な線のピッチと幅を有する表面の対象基板への
半田付けに使用され、面実装回路ボードの半田湿潤性接
触パッドなど、一連の導体表面への半田付けに使用する
のに特に適している。本発明のノズル組立体は、導体面
に半田を加熱して被着させる半田ごての金属チップと、
金属チップが挿入される孔部と、孔部内壁から固体半田
を金属チップに接触させる半田供給管と、溶融した半田
を孔部端部開口から導体面に被着させる半田だめ領域と
を有するノズル・ヘッドと、孔部内を流通してノズル・
ヘッドを冷却し、且つ孔部端部開口から孔部内に空気中
の酸素の侵入を防止するブリード・ガスを供給するブリ
ード・ガス供給手段とを備えている。
【0014】ノズル・ヘッドの孔部にブリード・ガスを
供給し、細長い熱源である金属チップを通って孔部端部
開口にも供給して、ノズル組立体を冷却し、周囲空気中
の酸素が、ノズル組立体の孔部端部開口に侵入しないよ
うにするために、ブリード・ガス供給手段を設ける。ブ
リード・ガス供給手段は、ノズル・ヘッドの孔部と通
じ、ブリード・ガス供給源に接続される、ノズル組立体
内に設けたブリード・ガスのガス入力口を含むことがで
きる。ブリード・ガス供給源は、窒素などの不活性ガス
の供給源とすることが好ましい。
供給し、細長い熱源である金属チップを通って孔部端部
開口にも供給して、ノズル組立体を冷却し、周囲空気中
の酸素が、ノズル組立体の孔部端部開口に侵入しないよ
うにするために、ブリード・ガス供給手段を設ける。ブ
リード・ガス供給手段は、ノズル・ヘッドの孔部と通
じ、ブリード・ガス供給源に接続される、ノズル組立体
内に設けたブリード・ガスのガス入力口を含むことがで
きる。ブリード・ガス供給源は、窒素などの不活性ガス
の供給源とすることが好ましい。
【0015】また、ノズル端部に隣接して取り付けた少
なくとも1つの延長チューブをノズル・ヘッドに備える
ことが好ましい。この延長チューブは、ノズル・ヘッド
内に設けられた内部通路に通じるように配置される。こ
の内部通路を不活性ガス供給源に接続して、半田付け部
位に不活性被覆ガスを供給することができる。
なくとも1つの延長チューブをノズル・ヘッドに備える
ことが好ましい。この延長チューブは、ノズル・ヘッド
内に設けられた内部通路に通じるように配置される。こ
の内部通路を不活性ガス供給源に接続して、半田付け部
位に不活性被覆ガスを供給することができる。
【0016】
【実施例】図1は、本発明のノズル組立体11を示す図
である。ノズル組立体11は、好ましくは導体表面13
のような選択された部位に半田配置を行なうのに使用さ
れる。導体表面13は、面実装集積回路ボードの半田湿
潤性接触パッドであることが好ましい。ノズル組立体1
1は、半田付けされる導体表面13の上方で支持するこ
とのできるノズル取付部15(図1および図3)を含
む。ノズル取付部15は、ある長さ(図3の"l")を有
し、細長い熱源を受ける寸法の孔部17を有する。ノズ
ル取付部15は、ほぼ正方形の多角形の形状を有する上
側外部19と、一般に円筒形の形状を有する下側外部2
1を有することが好ましく、両者があいまって全長("
l")を画定する。細長い熱源は、図2に示すように、従
来型の半田ごて25の加熱された金属チップ23である
ことが好ましい。半田ごて25は、市販されており、た
とえば、従来型の電気熱源(図示せず)に接続された、
ニッケル、鉄またはパラジウムで被覆した銅製の半田ご
てでよい。
である。ノズル組立体11は、好ましくは導体表面13
のような選択された部位に半田配置を行なうのに使用さ
れる。導体表面13は、面実装集積回路ボードの半田湿
潤性接触パッドであることが好ましい。ノズル組立体1
1は、半田付けされる導体表面13の上方で支持するこ
とのできるノズル取付部15(図1および図3)を含
む。ノズル取付部15は、ある長さ(図3の"l")を有
し、細長い熱源を受ける寸法の孔部17を有する。ノズ
ル取付部15は、ほぼ正方形の多角形の形状を有する上
側外部19と、一般に円筒形の形状を有する下側外部2
1を有することが好ましく、両者があいまって全長("
l")を画定する。細長い熱源は、図2に示すように、従
来型の半田ごて25の加熱された金属チップ23である
ことが好ましい。半田ごて25は、市販されており、た
とえば、従来型の電気熱源(図示せず)に接続された、
ニッケル、鉄またはパラジウムで被覆した銅製の半田ご
てでよい。
【0017】また、ノズル取付部15には、孔部17と
ブリード・ガスの供給源とに通じる少なくとも1つのポ
ート14が設けられ、これによって、細長い熱源を通し
てブリード・ガスを供給して、ノズル組立体を冷却し、
周囲空気中の酸素が組立体の内部に侵入しないようにす
ることができる。ブリード・ガスは、窒素またはヘリウ
ム、アルゴンなどの希ガスなどの低温の不活性ガス、あ
るいはフォーミング・ガスなどの還元性ガスであること
が好ましい。ブリード・ガスは、窒素とし、実際の半田
付けが行なわれていない期間中に、5SCFH程度の供
給速度でポート14に供給することが最も好ましい。
ブリード・ガスの供給源とに通じる少なくとも1つのポ
ート14が設けられ、これによって、細長い熱源を通し
てブリード・ガスを供給して、ノズル組立体を冷却し、
周囲空気中の酸素が組立体の内部に侵入しないようにす
ることができる。ブリード・ガスは、窒素またはヘリウ
ム、アルゴンなどの希ガスなどの低温の不活性ガス、あ
るいはフォーミング・ガスなどの還元性ガスであること
が好ましい。ブリード・ガスは、窒素とし、実際の半田
付けが行なわれていない期間中に、5SCFH程度の供
給速度でポート14に供給することが最も好ましい。
【0018】ノズル組立体11はまた、上側の一般に円
筒形の孔部29(図4)を有するノズル・ヘッド27を
含む。孔部29は、下側の先細の孔部31に接合する。
孔部31は、傾斜した内部通路35に接続された半田供
給管33を備える。内部通路35は、ノズル・ヘッド2
7の本体37を貫通して、この通路に供給される固体半
田の供給源に通じている。図1に示すように、チューブ
39によって、内部通路35を半田ワイヤ供給組立体4
1に接続することができる。半田ワイヤ供給組立体41
は、たとえば、既知の長さの半田ワイヤ47を半田供給
管33に供給するのに使用するモータ駆動ギア・ホイー
ル43と圧力ホイール45を含むことができる。当業者
には明らかなように、半田ワイヤ47の送りは、ステッ
パ・モータ49を使用して精密に制御することが可能で
ある。半田供給管33を通って供給された半田は、半田
ごての加熱された金属チップ23で溶融されノズル・ヘ
ッド27の先細の内部穴31によって形成された半田だ
め81(図4)の底部に流れて、小さな半田塊を形成す
る。
筒形の孔部29(図4)を有するノズル・ヘッド27を
含む。孔部29は、下側の先細の孔部31に接合する。
孔部31は、傾斜した内部通路35に接続された半田供
給管33を備える。内部通路35は、ノズル・ヘッド2
7の本体37を貫通して、この通路に供給される固体半
田の供給源に通じている。図1に示すように、チューブ
39によって、内部通路35を半田ワイヤ供給組立体4
1に接続することができる。半田ワイヤ供給組立体41
は、たとえば、既知の長さの半田ワイヤ47を半田供給
管33に供給するのに使用するモータ駆動ギア・ホイー
ル43と圧力ホイール45を含むことができる。当業者
には明らかなように、半田ワイヤ47の送りは、ステッ
パ・モータ49を使用して精密に制御することが可能で
ある。半田供給管33を通って供給された半田は、半田
ごての加熱された金属チップ23で溶融されノズル・ヘ
ッド27の先細の内部穴31によって形成された半田だ
め81(図4)の底部に流れて、小さな半田塊を形成す
る。
【0019】ノズル・ヘッド27をノズル取付部15に
取り外し可能に取り付ける取付手段が設けられる。図2
および3に示すように、この取付手段は、ノズル・ヘッ
ド27に設けられたねじ穴55および57で受けられ、
それと噛み合う止めねじ51および53などのねじ部材
から構成すると好都合である。この止めねじは、ノズル
取付部15の下側外部21と係合して、ノズル・ヘッド
27をノズル取付部15に取り外し可能に固定する。
取り外し可能に取り付ける取付手段が設けられる。図2
および3に示すように、この取付手段は、ノズル・ヘッ
ド27に設けられたねじ穴55および57で受けられ、
それと噛み合う止めねじ51および53などのねじ部材
から構成すると好都合である。この止めねじは、ノズル
取付部15の下側外部21と係合して、ノズル・ヘッド
27をノズル取付部15に取り外し可能に固定する。
【0020】ノズル取付部15は、半田付けされる導体
表面13の上に、適当な方法で支持することができる。
図1の実施例では、ノズル取付部15は、ねじコネクタ
などの係合手段を受けてそれと噛み合うようになってい
る穴61および63(図2)によって、円形の取付け板
59に固定される。取付け板59は、ロボット組立体6
7からのヨーク組立体65(図1)によって支持され
る。ただし、ノズル組立体11は、半田付けの応用例に
応じて、様々な方法で支持できることを理解されたい。
表面13の上に、適当な方法で支持することができる。
図1の実施例では、ノズル取付部15は、ねじコネクタ
などの係合手段を受けてそれと噛み合うようになってい
る穴61および63(図2)によって、円形の取付け板
59に固定される。取付け板59は、ロボット組立体6
7からのヨーク組立体65(図1)によって支持され
る。ただし、ノズル組立体11は、半田付けの応用例に
応じて、様々な方法で支持できることを理解されたい。
【0021】ノズル取付部15とノズル・ヘッド27
は、半田非湿潤性プラスチック材料から形成することが
好ましい。好ましい材料は、デュポン社(E.I. duPont
deNemours & Company)からVESPELの商名で市販されて
いるポリイミドである。この材料は、軽量で容易に機械
加工でき、ある程度の化学的耐性を有する。しかし、こ
の材料は、長時間高温にさらすと、急速に劣化する。2
60〜320℃以上の動作温度では、VESPEL材の寸法、
熱伝導率およびその他の臨界特性が変化する。
は、半田非湿潤性プラスチック材料から形成することが
好ましい。好ましい材料は、デュポン社(E.I. duPont
deNemours & Company)からVESPELの商名で市販されて
いるポリイミドである。この材料は、軽量で容易に機械
加工でき、ある程度の化学的耐性を有する。しかし、こ
の材料は、長時間高温にさらすと、急速に劣化する。2
60〜320℃以上の動作温度では、VESPEL材の寸法、
熱伝導率およびその他の臨界特性が変化する。
【0022】半田ごて25の適当な動作温度を維持し、
周囲のノズル取付部15を保護するために、絶縁スリー
ブ69(図3)を、ノズル取付部15の孔部17で受け
て、半田ごて25の加熱された金属チップ23をノズル
組立体のプラスチック部品から分離することが好まし
い。図3に示すように、ノズル取付部15の孔部17
は、一般に円筒形の側壁によって画定される。この側壁
の内径は、上側領域71から下側領域73に向かって減
少して、内側肩部75を形成する。絶縁スリーブ69
は、ノズル取付部15の孔部17の内側肩部75で受け
られる寸法の段付きの外径を有する。絶縁スリーブ69
は、低い熱伝導率と耐高温性を有する、高温機械加工可
能なセラミックから形成することが好ましい。適当な材
料は、MACORの商名で市販されているものである。
周囲のノズル取付部15を保護するために、絶縁スリー
ブ69(図3)を、ノズル取付部15の孔部17で受け
て、半田ごて25の加熱された金属チップ23をノズル
組立体のプラスチック部品から分離することが好まし
い。図3に示すように、ノズル取付部15の孔部17
は、一般に円筒形の側壁によって画定される。この側壁
の内径は、上側領域71から下側領域73に向かって減
少して、内側肩部75を形成する。絶縁スリーブ69
は、ノズル取付部15の孔部17の内側肩部75で受け
られる寸法の段付きの外径を有する。絶縁スリーブ69
は、低い熱伝導率と耐高温性を有する、高温機械加工可
能なセラミックから形成することが好ましい。適当な材
料は、MACORの商名で市販されているものである。
【0023】図1および図2に示すように、取付け板5
9は、ノズル取付部の上側外部19を支持する。また、
取付け板59は、ノズル取付部15の孔部17およびノ
ズル・ヘッド27の孔部29と一致する垂直軸79に沿
って、半田ごて25の向きを合わせ取り付けるための取
付環77を含む。1つまたは複数の半田ごて心合せねじ
をねじ穴80および82で受けて、加熱された金属チッ
プ23を適当に位置合せする。組み立てられたノズル・
ヘッド27とノズル取付部15は、加熱された金属チッ
プ23がノズル取付部のプラスチック材料ではなくて絶
縁スリーブ69に接触する状態で、半田ごて25の加熱
された金属チップ23を支持する。
9は、ノズル取付部の上側外部19を支持する。また、
取付け板59は、ノズル取付部15の孔部17およびノ
ズル・ヘッド27の孔部29と一致する垂直軸79に沿
って、半田ごて25の向きを合わせ取り付けるための取
付環77を含む。1つまたは複数の半田ごて心合せねじ
をねじ穴80および82で受けて、加熱された金属チッ
プ23を適当に位置合せする。組み立てられたノズル・
ヘッド27とノズル取付部15は、加熱された金属チッ
プ23がノズル取付部のプラスチック材料ではなくて絶
縁スリーブ69に接触する状態で、半田ごて25の加熱
された金属チップ23を支持する。
【0024】図4に示すように、ノズル・ヘッド27の
先細の孔部31の末端は、半田供給管33から先細の孔
部31の下部に供給されて、半田ごての加熱された金属
チップ23に接触する溶融半田用の半田だめ(全体を8
1で示す)になっている。先細の内部穴31の末端は、
半田だめ81からの半田を半田付け部位に配置するため
の孔部端部開口83になっている。
先細の孔部31の末端は、半田供給管33から先細の孔
部31の下部に供給されて、半田ごての加熱された金属
チップ23に接触する溶融半田用の半田だめ(全体を8
1で示す)になっている。先細の内部穴31の末端は、
半田だめ81からの半田を半田付け部位に配置するため
の孔部端部開口83になっている。
【0025】交換可能な挿入組立体85は、ノズル・ヘ
ッド27の孔部端部開口83で受けられる。挿入組立体
85は、半田だめ81から外の孔部端部開口83へ流れ
る溶融半田と接触する、一般に円筒形の半田湿潤性壁部
87を含む。挿入組立体85は、半田非湿潤性材料の外
側リング89と、外側リング89内に圧入される寸法の
半田湿潤性材料の内側リング91を含むことが好まし
い。ノズルの孔部端部開口83は、一般に円筒形の形状
で、挿入組立体を圧入によって受ける寸法にすることが
好ましい。図4に最もよく示されるように、孔部端部開
口83は、交換可能な挿入組立体85の位置決めを容易
にするため、内径が減少してストップまたは肩部93を
形成している。半田湿潤性内側リング91は、たとえば
ニッケルから形成できるが、外側リング89は、ノズル
・ヘッド27のプラスチックと類似または同一のプラス
チックとすることができる。
ッド27の孔部端部開口83で受けられる。挿入組立体
85は、半田だめ81から外の孔部端部開口83へ流れ
る溶融半田と接触する、一般に円筒形の半田湿潤性壁部
87を含む。挿入組立体85は、半田非湿潤性材料の外
側リング89と、外側リング89内に圧入される寸法の
半田湿潤性材料の内側リング91を含むことが好まし
い。ノズルの孔部端部開口83は、一般に円筒形の形状
で、挿入組立体を圧入によって受ける寸法にすることが
好ましい。図4に最もよく示されるように、孔部端部開
口83は、交換可能な挿入組立体85の位置決めを容易
にするため、内径が減少してストップまたは肩部93を
形成している。半田湿潤性内側リング91は、たとえば
ニッケルから形成できるが、外側リング89は、ノズル
・ヘッド27のプラスチックと類似または同一のプラス
チックとすることができる。
【0026】やはり図4に示すように、ノズル・ヘッド
27の本体37に、1つまたは複数の内部通路95を設
けることも可能である。これらの通路は、本体37の壁
断面内で、先細の孔部31とノズル・ヘッド27の外面
の間に位置する。内部通路95は、ノズル・ヘッド27
の上側外部19に設けられた入口開口97を含む。入口
開口97は、折れ曲がった内部通路95を通ってノズル
・ヘッドの下側外部22内の出口開口99に通じる。一
般に円筒形の延長チューブ101(図5)を、その内径
に対応する外径を有し、ノズル・ヘッド27のチップ領
域105と内部通路95の出口開口99とを接続する開
口103で受けることが好ましい。延長チューブ101
は、ノズル端部109の領域内に円形の側面開口107
を含む。応用例によっては、延長チューブ101が、円
形の側面開口107ではなく、ノズル端部109に領域
に開口端を有する直線状のチューブになることを理解さ
れたい。図2に示した工具の実施例では、ノズル組立体
の前面にある2連ノズル104および106を使用し
て、半田付け動作中に不活性被覆ガスを供給する。
27の本体37に、1つまたは複数の内部通路95を設
けることも可能である。これらの通路は、本体37の壁
断面内で、先細の孔部31とノズル・ヘッド27の外面
の間に位置する。内部通路95は、ノズル・ヘッド27
の上側外部19に設けられた入口開口97を含む。入口
開口97は、折れ曲がった内部通路95を通ってノズル
・ヘッドの下側外部22内の出口開口99に通じる。一
般に円筒形の延長チューブ101(図5)を、その内径
に対応する外径を有し、ノズル・ヘッド27のチップ領
域105と内部通路95の出口開口99とを接続する開
口103で受けることが好ましい。延長チューブ101
は、ノズル端部109の領域内に円形の側面開口107
を含む。応用例によっては、延長チューブ101が、円
形の側面開口107ではなく、ノズル端部109に領域
に開口端を有する直線状のチューブになることを理解さ
れたい。図2に示した工具の実施例では、ノズル組立体
の前面にある2連ノズル104および106を使用し
て、半田付け動作中に不活性被覆ガスを供給する。
【0027】1つまたは複数の内部通路95を、供給チ
ューブ110(図1)によって半田フラックスの供給源
に接続して、延長チューブの開口107を通って供給さ
れるフラックスを、孔部端部開口83に隣接する半田付
け部位に供給することもできる。被覆ガスの供給と半田
付け部位へのフラックスの供給を組み合わせるために、
複数の通路および延長チューブ101(図2)を、孔部
端部開口83の周辺に隔置して配置することが好まし
い。
ューブ110(図1)によって半田フラックスの供給源
に接続して、延長チューブの開口107を通って供給さ
れるフラックスを、孔部端部開口83に隣接する半田付
け部位に供給することもできる。被覆ガスの供給と半田
付け部位へのフラックスの供給を組み合わせるために、
複数の通路および延長チューブ101(図2)を、孔部
端部開口83の周辺に隔置して配置することが好まし
い。
【0028】操作に当っては、ノズル組立体11は、各
パッドにほぼ均一な量の半田が与えられるように、半田
湿潤性導体表面13の接触パッドに半田配置するのに使
用される。ノズル・ヘッドの半田だめ81は、半田供給
管33を通って供給され、半田ごて25の加熱された金
属チップ23によって溶融される半田用の空間を含む。
十分な量の半田が供給された後、溶融半田の小さな玉
が、ノズル端部の下で引き延ばされる。ノズル端部10
9は、半田付け部位の上に支持され、基板の上方で十分
な所定の間隔に保たれるので、パッドとノズル端部の接
触は起こらない。半田湿潤性内側リング91と加熱され
た金属チップ23が、所定の表面張力をもたらし、その
結果、ノズル組立体11が基板上を移動する際に、個別
の量の半田が半田付け部位に供給される。実際の半田付
け動作中には、選択された延長チューブ101と内部通
路が、半田付け部位に不活性被覆ガスを供給する。半田
を塗布していない期間中は、不活性のブリード・ガスが
ノズル組立体中を流れて、組立体の部品を保護し、ノズ
ル内部から酸素を排除する。
パッドにほぼ均一な量の半田が与えられるように、半田
湿潤性導体表面13の接触パッドに半田配置するのに使
用される。ノズル・ヘッドの半田だめ81は、半田供給
管33を通って供給され、半田ごて25の加熱された金
属チップ23によって溶融される半田用の空間を含む。
十分な量の半田が供給された後、溶融半田の小さな玉
が、ノズル端部の下で引き延ばされる。ノズル端部10
9は、半田付け部位の上に支持され、基板の上方で十分
な所定の間隔に保たれるので、パッドとノズル端部の接
触は起こらない。半田湿潤性内側リング91と加熱され
た金属チップ23が、所定の表面張力をもたらし、その
結果、ノズル組立体11が基板上を移動する際に、個別
の量の半田が半田付け部位に供給される。実際の半田付
け動作中には、選択された延長チューブ101と内部通
路が、半田付け部位に不活性被覆ガスを供給する。半田
を塗布していない期間中は、不活性のブリード・ガスが
ノズル組立体中を流れて、組立体の部品を保護し、ノズ
ル内部から酸素を排除する。
【0029】複数の長所を有する発明が提供された。本
発明のノズル組立体は、ノズル端部付近でフラックスと
半田を組み合わせて、溶融半田の汚染を防ぎ、必要なフ
ラックスの量を減らす。1つまたは複数の内部通路と延
長チューブにより、フラックスまたは不活性ガスあるい
はその両方が、半田の供給される、ノズル端部に隣接し
た焦点に供給される。この延長チューブは、半田付け処
理の前後に、半田付け部位にフラックスを塗布するのに
使用することができる。組立体の内部に不活性のブリー
ド・ガスを流すことにより、組立体の耐用年数が長くな
る。半田ブリッジの発生も減少する。
発明のノズル組立体は、ノズル端部付近でフラックスと
半田を組み合わせて、溶融半田の汚染を防ぎ、必要なフ
ラックスの量を減らす。1つまたは複数の内部通路と延
長チューブにより、フラックスまたは不活性ガスあるい
はその両方が、半田の供給される、ノズル端部に隣接し
た焦点に供給される。この延長チューブは、半田付け処
理の前後に、半田付け部位にフラックスを塗布するのに
使用することができる。組立体の内部に不活性のブリー
ド・ガスを流すことにより、組立体の耐用年数が長くな
る。半田ブリッジの発生も減少する。
【0030】
【発明の効果】本発明は、半田ごての加熱された金属チ
ップに比較的低温の不活性ブリード・ガスを流して、半
田ごての被覆金属の劣化の速度と量、ならびに組み立て
られたハウジング材料と芯入り半田のフラックスの劣化
速度を低下させることができる。
ップに比較的低温の不活性ブリード・ガスを流して、半
田ごての被覆金属の劣化の速度と量、ならびに組み立て
られたハウジング材料と芯入り半田のフラックスの劣化
速度を低下させることができる。
【図1】半田付けされる導体表面の上に位置決めされ
た、本発明のノズル組立体の概略側面図である。
た、本発明のノズル組立体の概略側面図である。
【図2】本発明のノズル組立体の構成部品を分解図の形
で示す全体図である。
で示す全体図である。
【図3】本発明のノズル組立体のノズル取付部15の側
面図である。
面図である。
【図4】本発明のノズル組立体のノズル・ヘッド27の
側面図である。
側面図である。
【図5】図4のノズル・ヘッドと共に使用する延長チュ
ーブを示す図である。
ーブを示す図である。
11 ノズル組立体 13 導体表面 15 ノズル取付部 17 孔部 23 加熱された金属チップ 25 半田ごて 27 ノズル・ヘッド 29 孔部 31 先細の孔部 33 半田供給管 35 内部通路 39 チューブ 41 半田ワイヤ供給組立体 43 モータ駆動ギア・ホイール 45 圧力ホイール 47 半田ワイヤ 49 ステッパ・モータ 51 止めねじ 53 止めねじ 59 取付け板 65 ヨーク組立体 67 ロボット組立体 69 絶縁スリーブ 77 取付環 81 半田だめ 83 孔部端部開口 85 挿入組立体 87 壁部 89 外側リング 91 内側リング 95 内部通路 97 入口開口 99 出口開口 101 延長チューブ 107 側面開口 109 ノズル端部 110 フラックス供給チューブ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 クリストファー・エイ・ヒックス アメリカ合衆国78759、テキサス州オー スチン、ナトローナ・ドライブ 11621 番地 (72)発明者 ピーター・ジー・リーダーマン アメリカ合衆国10562、ニューヨーク州 オスィニング、ナラガンセット・アベニ ュー 89番地 (72)発明者 アルヴィン・ディー・グエン アメリカ合衆国78759、テキサス州オー スチン、ダル・ナイフ・ドライブ 5103 番地 (72)発明者 スティーヴン・シー・シュタインバッハ アメリカ合衆国78759、テキサス州オー スチン、カポック・レーン 7302番地 (72)発明者 スタンリー・ケイ・ユ アメリカ合衆国78750 テキサス州オー スチン、カントリー・ノウル 10909番 地 (56)参考文献 特開 昭60−240142(JP,A)
Claims (3)
- 【請求項1】導体面に半田を加熱して被着させる半田ご
ての金属チップと、 前記金属チップが挿入される孔部と、その開口が前記金
属チップの側壁と面する前記孔部内壁に位置にする半田
供給管と、該半田供給管の開口から供給された固体半田
が加熱した前記金属チップに接触して溶融した半田を、
前記孔部端部開口から前記導体面に被着させる半田だめ
領域とを有するノズル・ヘッドと、 前記孔部内を流通して前記ノズル・ヘッドを冷却し、且
つ前記孔部端部開口から前記孔部内への空気中の酸素の
侵入を防止するブリード・ガスを供給するブリード・ガ
ス供給手段とを備えたことを特徴とする半田付け用ノズ
ル組立体。 - 【請求項2】請求項1に記載の半田付け用ノズル組立体
において、 さらに、前記溶融した半田の酸化を防止する被覆ガスを
前記孔部端部開口部に供給する被覆ガス供給手段とを備
えたことを特徴とする半田付け用ノズル組立体。 - 【請求項3】請求項1又は2に記載の半田付け用ノズル
組立体において、 前記ブリード・ガスは、不活性ガスであることを特徴と
する半田付け用ノズル組立体。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US586654 | 1990-09-24 | ||
US07/586,654 US5065932A (en) | 1990-09-24 | 1990-09-24 | Solder placement nozzle with inert cover gas and inert gas bleed |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04246888A JPH04246888A (ja) | 1992-09-02 |
JP2528575B2 true JP2528575B2 (ja) | 1996-08-28 |
Family
ID=24346614
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3229729A Expired - Fee Related JP2528575B2 (ja) | 1990-09-24 | 1991-08-16 | 半田付け用ノズル組立体 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5065932A (ja) |
EP (1) | EP0478161B1 (ja) |
JP (1) | JP2528575B2 (ja) |
DE (1) | DE69105684T2 (ja) |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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US5328085A (en) * | 1992-08-18 | 1994-07-12 | Precision Dispensing Equipment, Inc. | Apparatus for applying flux |
WO1994004305A1 (en) * | 1992-08-18 | 1994-03-03 | Precision Dispensing Equipment, Inc. | Method and apparatus for applying flux |
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KR101216192B1 (ko) * | 2012-07-31 | 2012-12-28 | 이승해 | 스폿 용접 건의 용접 팁 교환장치 |
CN110402032B (zh) * | 2019-08-16 | 2022-03-25 | 河南拓普艾科技有限公司 | 一种利用热传导性对电路板进行预加工的设备 |
EP3936271A1 (en) * | 2020-07-08 | 2022-01-12 | Illinois Tool Works, Inc. | Soldering nozzle, system and use |
DE112022003797T5 (de) | 2021-08-04 | 2024-06-13 | Besi Switzerland Ag | Vorrichtung zum Abgeben eines Lotdrahts |
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FR752389A (fr) * | 1932-06-16 | 1933-09-21 | Chaudronneries Des Pyrenees | Procédé de soudure à l'hydrogène atomique par l'utilisation du gaz à l'eau et produits en résultant |
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1990
- 1990-09-24 US US07/586,654 patent/US5065932A/en not_active Expired - Fee Related
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1991
- 1991-08-16 JP JP3229729A patent/JP2528575B2/ja not_active Expired - Fee Related
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- 1991-09-04 DE DE69105684T patent/DE69105684T2/de not_active Expired - Fee Related
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---|---|
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---|---|---|---|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |