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)
- Wire Bonding (AREA)
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 |
|---|---|---|---|---|
| JPH0652747B2 (ja) * | 1990-02-05 | 1994-07-06 | インターナショナル・ビジネス・マシーンズ・コーポレイション | 断熱装置 |
| 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 |
| DE4320055A1 (de) * | 1993-06-17 | 1994-12-22 | Ghassem Dipl Ing Azdasht | Belötungsvorrichtung |
| US5320273A (en) * | 1993-08-02 | 1994-06-14 | Ford Motor Company | Gas flow distribution system for molten solder dispensing process |
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| US5810241A (en) * | 1996-09-16 | 1998-09-22 | International Business Machines Corporation | Solder bonding/debonding nozzle insert |
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| JP2001274532A (ja) * | 2000-03-24 | 2001-10-05 | Olympus Optical Co Ltd | 電気配線形成システム |
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| US6484923B2 (en) * | 2001-02-27 | 2002-11-26 | Miguel Figueroa-Rivera | Hand held flux and solder feeding tool |
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| JP4320350B2 (ja) * | 2006-08-23 | 2009-08-26 | Ｔｄｋ株式会社 | 導電性部材供給装置及び導電性部材供給方法 |
| US7699208B2 (en) | 2007-11-30 | 2010-04-20 | Nordson Corporation | Soldering tip, soldering iron, and soldering system |
| 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 |
Family Cites Families (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US1760519A (en) * | 1926-12-29 | 1930-05-27 | Gen Electric | Soldering iron |
| US1906225A (en) * | 1931-04-15 | 1933-05-02 | Dupau Fernand | Electrically-heated soldering-iron |
| 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 |
| US2194920A (en) * | 1937-08-31 | 1940-03-26 | Union Carbide & Carbon Res Lab | Process of dispensing volatile welding flux |
| US2891308A (en) * | 1952-11-15 | 1959-06-23 | Metallizing Company Of America | Method and apparatus for applying solder |
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| US3358897A (en) * | 1964-03-31 | 1967-12-19 | Tempress Res Co | Electric lead wire bonding tools |
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| NL6918814A (ja) * | 1969-12-16 | 1971-06-18 | ||
| US3838240A (en) * | 1973-04-04 | 1974-09-24 | Rca Corp | Bonding tool and method of bonding therewith |
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-
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- 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
- 1991-09-04 EP EP91308092A patent/EP0478161B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1991-09-04 DE DE69105684T patent/DE69105684T2/de not_active Expired - Fee Related
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| US5065932A (en) | 1991-11-19 |
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| DE69105684T2 (de) | 1995-05-24 |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |