JP2672633B2 - 光ビームはんだ付け装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、プリント配線基板の配線パターンと電子部
品のリードとを前記プリント配線基板の配線パターンに
予め塗布されたはんだをレーザ光を照射し溶融すること
により接続する光ビームはんだ付け装置、特に光ビーム
を走査することによりはんだ付けをする走査型光ビーム
はんだ付け装置に関する。

（従来の技術） 従来、プリント配線基板（以下、基板と称す）の配線
パターンに予め付着されたはんだ上に載置された電子部
品（本発明においては、フラットパッケージIC）のリー
ドに対し、光ビーム（例えばYAGレーザ）を照射し、前
記はんだを溶融し前記基板と電子部品とをはんだ付けす
る装置には、例えば、特開昭63−36970号公報に記載さ
れているものがある。

以下、前記のようなYAGレーザはんだ付け装置により
はんだ付けを行う方法を第３図を用いて説明を行う。

同図において、光ファイバ（１）は、その一端が搬送
位置決めされた基板（２）の上方に位置しており、他端
を図に示されていないYAGレーザ発振装置に接続されて
いる。光ファイバ（１）の先端から射出されたレーザ光
（Ｌ）は、集光レンズ（図示せず）を透過し、制御装置
（３）に駆動回路（４）を介して接続されたパルスモー
タ（５）に取り付けられ揺動回転自在な反射鏡（６）に
より反射される。この反射されたレーザ光（Ｌ）は、は
んだ付け部すなわち、基板（２）の配線パターン上に予
め塗布されたはんだ（図示せず）上に搭載されたフラッ
トパッケージIC（７）の側面から延出している複数本の
リード（7a）上に集光され、反射鏡（６）の揺動回転に
より所定の幅（図中１）にわたって走査される。これに
よって、前記はんだは溶融レーザ光の照射を止めること
によってはんだ付けは終了する。

（発明が解決しようとする課題） 第３図のようなはんだ付け装置では、はんだを常温か
ら前記はんだの溶融温度（例えば180℃〜190℃）までレ
ーザ光により加熱しなければならなかったため前記はん
だの溶融に時間を要した。また、制御装置（３）により
レーザの走査速度が一定になるように制御しているが、
第４図に示すようにレーザ光の折り返し点付近（ａ）で
は、リード（7a）部（図中長さｐ）に比べて走査速度が
極めて遅く加熱が集中してしまう。そのため、長時間レ
ーザ光の走査を行うと折り返し点付近（ａ）の基板の温
度が極度に上昇し、基板焼けを起こすことがあった。

本発明は、はんだ付け時間が短く、基板焼けを起こす
ことのない光ビームはんだ付け装置を提供することを目
的とする。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本発明は、プリント配線基板の配線パターンと前記プ
リント配線基板上に載置された電子部品のリードとを前
記プリント配線基板の配線パターン上に予め塗布されて
いるはんだを光ビームにより溶融してはんだ接続する光
ビームはんだ付け装置において、液体を所定温度に加熱
する加熱手段と、前記加熱手段により加熱された前記液
体を所定位置へ搬送された前記プリント配線基板の前記
光ビームが照射される面の反対側の面の所定位置へ吐出
する吐出手段と、前記吐出された液体を回収し前記加熱
手段へ送る移送手段とを設けたことを特徴とする光ビー
ムはんだ付け装置を提供するものである。

（作用） 本発明によれば、加熱した液体を基板裏面に吐出する
手段を設けたことから、はんだ付け時間が短く、かつ基
板焼けを生じることのないはんだ付けを行うことが可能
である。

（実施例） 以下本発明に付いて図面を用いて説明する。

第１図は、本発明の第１の実施例を示す構成図であ
る。

搬送台（30）は、基板押さえ（31）とベルトコンベア
（32）から構成されている。搬送台（30）の下方には、
液体（本実施例においては温水（Ｗ））満たした水槽
（33）が取り付けられている。この水槽（33）の底部
（34）には、その中央部に挿設されたフラットパッケー
ジIC（７）の対角距離と同じ大きさの内径を持つ温水吐
出管（35）と、温水吐出管（35）の周囲に突設された複
数本（本実施例においては４本）の基板支持棒（36）…
と、隅部に開けられた温水排出口（37）とが設けられて
いる。また、この水槽（33）の取り付け位置は温水吐出
管（35）の上端開口部が、位置決めされた基板（２）上
に載置されているフラットパッケージIC（７）の裏面と
対応する位置となるように取り付けられているものであ
る。さらに、温水吐出管（35）の下端部には、表面を断
熱材（38）で覆われた温水供給管（39）が着脱自在に取
り付けられ、他端部は、ポンプ（40）の排水口（40a）
に接続されている。また、温水排出口（37）には、温水
排出管（41）の一端部が着脱自在に取り付けられ、温水
排出管（41）の他端部は温度調整器（42）に接続された
ヒータ（43）を設けた加熱槽（44）の給水口（44a）に
接続されている。この温度調整器（42）の温度センサ
（45）は、水槽（33）内に設置され水槽（33）内の水温
を検出できるようになっている。さらに、加熱槽（44）
の排水口（44b）とポンプ（40）の給水口（40b）とは連
結管（図示せず）によって連結されている。

次に、本発明の第１の実施例の動作について説明す
る。

基板（２）の配線パターン上に塗布されたはんだ上に
フラットパッケージIC（７）を載置した基板（２）は、
搬送台（30）により所定位置に送られ停止する。その停
止に基づき、図には示さない制御装置からの水槽（33）
およびポンプ（40）に信号が送られる。そして、水槽
（33）が所定量上昇し基板支持棒（36）により基板
（２）を支持すると共に、温水吐出管（35）から加熱槽
（44）により予め加熱された温水（例えば、80℃〜90
℃）が基板（２）の裏面側から載置されたフラットパッ
ケージIC（７）の裏面に対応する位置に吐出され基板
（２）の予熱を行う。その後、図示されていないYAGレ
ーザ発振装置から照射されるレーザ光（Ｌ）をフラット
パッケージIC（７）の側面から延出しているリード（7
a）に順次走査し、はんだ（図示せず）を溶融しはんだ
付けを行う。その後、図には示さない制御装置からの指
令により、水槽（33）を所定量下降させると共に温水の
吐出を停止し、基板（２）を送り出すことによりはんだ
付けは終了する。

上記第１の実施例において、温水吐出管（35）から吐
出される温水は、加熱槽（44）内で加熱されるものであ
り、その温度は、温度センサ（45）が検出した数値に基
づき温度調整器（42）によりヒータ（43）の熱量を調整
し、常に一定温度に保たれるものである。また、温水供
給管（39）および前記連絡管の表面は、断熱材（38）で
覆われており加熱槽（44）から温水吐出管（35）へ送ら
れるときの温度下降は微少である。

第１図のような装置によれば、温水により予熱を行う
ためはんだの溶融時間すなわちレーザ光（Ｌ）の照射時
間が短くなる。また、基板（２）上の極端な温度上昇を
する部分すなわち走査速度が遅い部分（第４図（ａ））
では、基板（２）に吐出している温水が気化する割合が
多く、基板（２）から奪う熱量も大きい。そのため、走
査速度が遅い部分（第４図（ａ））の温度上昇を押さえ
ることができ、基板焼けを防ぐことができる。その結
果、基板（２）上の走査範囲（第４図（Ｉ））の加熱温
度のばらつきが少なくなり、安定したはんだ付けが行え
る。さらに、レーザ光照射停止後、基板（２）に付着し
ている温水が蒸発し基板（２）の熱を奪うため基板
（２）の冷却効果を生み、基板（２）に残った熱による
基板焼けを防ぐことができ、冷却時間の短縮にもなる。
また、入手が容易な温水を使用し、かつ循環させている
ため、コストが安い上、生産性が良好になる。

第２図は本発明の第二の実施例について示した図であ
る。

同図においては、温水供給管（39）の表面をヒータ
（43a）によって覆い、温度センサ（45）を温水吐出管
（35）の先端に設け、加熱槽（44）を取り除いたもので
ある。また、本構成は第１図第一の実施例と同様である
ため構成の説明は省略する。

上記第２図の装置において、温水供給管（39）の表面
にヒータ（43a）を装着したため、流動する水を加熱す
ることとなる。そこで、温水供給管（39）を長くし、加
熱範囲を広げることにより十分な加熱が行えるようにし
た。また、温度センサ（45）を温水吐出管（35）の上
端、すなわち温水の吐出口に設け基板（２）に吐出する
温水の温度を検出することで、正確な温度調整ができる
ようにした。したがって、この装置によれば加熱槽（第
１図（44））を設ける必要がないため、予熱装置を小形
化することが可能となる。

本発明は、上記第１図および第２図の実施例に限定さ
れるものではない。上記実施例において、液体に水を使
用していたが必ずしも水である必要はなく、常温（20℃
前後）で固化せず、沸点が80℃以上であり、かつ、基板
（２）に付着しても容易に除去でき、基板（２）、人体
に対して無害であるものであればかまわない。例えば、
低濃度のイソプロピルアルコールを使用すれば基板
（２）の洗浄効果も同時に得ることが可能である。

以上本発明についてYAGレーザはんだ付け装置を例に
用いて説明を行ったが、はんだ付け部に対し光ビームを
照射してはんだ付けを行う装置であれば、その照射媒体
が必ずしもレーザ光である必要はない。

［発明の効果］ 本発明によれば、液体による予熱手段を設けることに
よってはんだ付け時間、すなわち光ビームの照射時間を
短くすることができる。また、極端に温度が上昇する加
熱部分においては、液体が気化することにより加熱部分
の熱を奪い冷却作用をするため基板焼けを生じることが
なくなった。さらに、はんだ付け後に基板に残った熱を
液体が気化することにより奪うため、冷却時間も短縮で
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の要部構成を示す図、第２図
は本発明の第二の実施例の要部構成を示す図、第３図は
従来使用されているレーザはんだ付け装置の要部構成を
示す図、第４図はレーザはんだ付け装置のはんだ付け部
に対する走査速度の説明図である。 33……水槽 35……吐出管 38……断熱材 39……温水供給間 40……ポンプ 41……温水排出管 42……温度調節器 43……ヒータ 44……加熱槽 45……温度センサ

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】プリント配線基板の配線パターンと前記プ
   リント配線基板上に載置された電子部品のリードとを前
   記プリント配線基板の配線パターン上に予め塗布されて
   いるはんだを光ビームにより溶融してはんだ接続する光
   ビームはんだ付け装置において、液体を所定温度に加熱
   する加熱手段と、前記加熱手段により加熱された前記液
   体を所定位置へ搬送された前記プリント配線基板の前記
   光ビームが照射される面の反対側の面の所定位置へ吐出
   する吐出手段と、前記吐出された液体を回収し前記加熱
   手段へ送る移送手段とを設けたことを特徴とする光ビー
   ムはんだ付け装置。