JP3367110B2 - Component connection method and component connection device - Google Patents

Component connection method and component connection device

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JP3367110B2
JP3367110B2 JP02876892A JP2876892A JP3367110B2 JP 3367110 B2 JP3367110 B2 JP 3367110B2 JP 02876892 A JP02876892 A JP 02876892A JP 2876892 A JP2876892 A JP 2876892A JP 3367110 B2 JP3367110 B2 JP 3367110B2
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Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、電子部品の接続方法
よび接続装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of connecting electronic parts .
And connection device .

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、電子部品を回路基板に装着する際
には、回路基板の電子部品装着位置に接着剤を塗布する
とともに電極にリフロー用半田を塗布する。電子部品供
給部は装着する電子部品を吸着ノズルにて吸着して回路
基板の電子部品装着位置まで搬送して装着し、電子部品
を接着剤で仮固定する。すべての電子部品の装着が終了
すると回路基板をリフロー炉に挿入し、リフロー用半田
をリフローさせ、電子部品を半田にて本固定するととも
に電気的な接続を行なっている。
2. Description of the Related Art Conventionally, when mounting an electronic component on a circuit board, an adhesive is applied to the electronic component mounting position on the circuit board and reflow solder is applied to the electrode. The electronic component supply unit sucks the electronic component to be mounted by the suction nozzle, conveys the electronic component to the electronic component mounting position on the circuit board, mounts the electronic component, and temporarily fixes the electronic component with an adhesive. When the mounting of all electronic components is completed, the circuit board is inserted into a reflow furnace, the reflow solder is reflowed, the electronic components are permanently fixed by soldering, and electrical connection is performed.

【0003】また、上記のように一括にリフロー半田付
けができない弱耐熱性の電子部品や、水晶発振子のよう
に超音波洗浄ができない電子部品を基板に半田付けする
際には、図23から図26に示すフローにより半田付け
を行なっていた。図23は、弱耐熱性電子部品を手作業
により半田付けする方法、図24は、弱耐熱性電子部品
を低温リフロー半田付けする方法であり、これは、複数
の電子部品からなる複合モジュール部品96のような弱
耐熱性電子部品を半田付けする場合、他の電子部品と同
時に一括リフローにより半田付けを実施すれば、複合モ
ジュール部品96上の電子部品を電気的に結合していた
半田が溶融してモジュールが破壊されてしまうおそれが
あるので、通常、このような複合モジュール部品は、低
温リフローにより半田付けしている。
Further, when soldering weakly heat-resistant electronic parts that cannot be collectively reflow-soldered as described above, or electronic parts that cannot be ultrasonically cleaned, such as a crystal oscillator, from FIG. 23. Soldering was performed according to the flow shown in FIG. 23 is a method for manually soldering a weak heat resistant electronic component, and FIG. 24 is a method for low temperature reflow soldering a weak heat resistant electronic component, which is a composite module component 96 including a plurality of electronic components. When soldering a weak heat-resistant electronic component such as the above, if soldering is performed by batch reflow at the same time as other electronic components, the solder that electrically couples the electronic components on the composite module component 96 will melt. Such a composite module component is usually soldered by low temperature reflow, because the module may be destroyed.

【0004】また、図25は、水晶発振子のように超音
波洗浄ができない電子部品を手付け作業により基板に半
田付けするフロー図、図26には、図23および図25
にフローを示した手作業による半田付け作業の様子を示
す。
Further, FIG. 25 is a flow chart of soldering an electronic component such as a crystal oscillator, which cannot be ultrasonically cleaned, to a substrate by a manual work, and FIGS.
The state of the manual soldering work whose flow is shown in FIG.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の電子部品の接続方法は、まず接着剤による電子部品
の拘束力が小さいため、電子部品を仮固定した状態での
回路基板の搬送等の取り扱いが難しく、作業性が悪いと
いう問題があった。この問題を解決するために接着剤の
拘束力を強くすると回路基板に接着剤を塗布する際に糸
ひき状態が発生して安定な塗布が困難になり、生産性が
悪くなる。
However, in the above-mentioned conventional method of connecting electronic components, first, since the binding force of the electronic components by the adhesive is small, the handling of the circuit board while the electronic components are temporarily fixed is handled. Was difficult and the workability was poor. If the binding force of the adhesive is increased in order to solve this problem, a stringing state occurs when the adhesive is applied to the circuit board, which makes stable application difficult and lowers productivity.

【0006】また、回路基板に電子部品を装着して接着
剤で仮固定する工程と、回路基板をリフロー炉に挿入し
て電子部品を回路基板に本固定する工程の2つの工程を
必要とするので、面積生産性が低いという問題があっ
た。
Further, two steps are required: a step of mounting electronic components on a circuit board and temporarily fixing them with an adhesive, and a step of inserting the circuit board into a reflow furnace and permanently fixing the electronic components to the circuit board. Therefore, there is a problem that the area productivity is low.

【0007】また、一括にリフロー半田付けができない
弱耐熱性の電子部品や、水晶発振子のように洗浄ができ
ない電子部品を基板に半田付けする場合、これを多くの
場合、図26に示すように手作業により実施するので作
業者の熟練度合により半田付け品質が左右されやすい上
に、半田付け品質のばらつきを減少することが難しく、
量産には向かないという問題があった。
In addition, when weakly heat-resistant electronic components that cannot be collectively reflow-soldered or electronic components that cannot be cleaned such as a crystal oscillator are soldered to a substrate, in many cases, as shown in FIG. Since it is carried out manually, the soldering quality is easily influenced by the degree of skill of the operator, and it is difficult to reduce the variation in the soldering quality.
There was a problem that it was not suitable for mass production.

【0008】さらに、洗浄ができない電子部品を基板に
手作業にて半田付けする際には、図26に示すように半
田ごて98で、基板電極部と電子部品を予熱しておいて
から半田95を供給して溶融させ、接続部に流し込むこ
とにより両者を電気的に接続するため、半田が溶融する
際に微小な半田ボール99が飛散し基板上に滞留して電
子回路の機能を損なうという潜在的な課題が存在するの
で、通常の電子部品については、半田付け後に一括洗浄
しているが、水晶発振子97を内蔵する電子部品につい
ては、超音波が水晶発振子を破壊する可能性があるため
洗浄が不可能で打つ手がないという問題を有していた。
Further, when manually soldering an electronic component that cannot be cleaned to a substrate, as shown in FIG. 26, a soldering iron 98 is used to preheat the substrate electrode portion and the electronic component before soldering. Since 95 is supplied and melted and the two are electrically connected by pouring into the connection portion, when solder is melted, minute solder balls 99 scatter and stay on the substrate, impairing the function of the electronic circuit. Since there is a potential problem, normal electronic components are collectively cleaned after soldering. However, for electronic components containing the crystal oscillator 97, ultrasonic waves may destroy the crystal oscillator. Therefore, there is a problem that cleaning is impossible and there is no way to hit.

【0009】また、複数の電子部品からなる複合モジュ
ール部品96のような弱耐熱性電子部品を低温リフロー
半田付けする場合、低温半田の融点は約150℃であ
り、一方この複合モジュール部品を構成する電子部品を
接続している共晶半田の融点が183℃と接近している
ために、低温リフロー時の温度管理をきびしく行なわな
いと共晶半田が溶融してモジュールを破壊してしまうと
いう問題点を有している。
Further, in the case of low temperature reflow soldering of a weak heat resistant electronic component such as a composite module component 96 composed of a plurality of electronic components, the melting point of the low temperature solder is about 150 ° C., on the other hand, this composite module component is constituted. Since the melting point of the eutectic solder connecting the electronic components is close to 183 ° C., the eutectic solder melts and destroys the module unless the temperature is carefully controlled during low temperature reflow. have.

【0010】本発明は、上記従来の問題に鑑み、弱耐熱
性電子部品や、洗浄不可能な電子部品を含む多種類の電
子部品を、その特性を損なうことなく自動機により安定
して基板上に半田付けする方法および装置を提供するこ
とを目的とする。
In view of the above-mentioned conventional problems, the present invention stably mounts various kinds of electronic components including weak heat resistant electronic components and electronic components that cannot be washed on a substrate by an automatic machine without damaging the characteristics. It is an object of the present invention to provide a method and a device for soldering to.

【0011】また、電子部品の装着と本固定を1工程で
行って生産性を向上できる電子部品接合方法およびその
装置を提供することを目的とする。
Also, a method of joining electronic components, which is capable of improving productivity by mounting and permanently fixing electronic components in one step, and a method thereof.
The purpose is to provide a device .

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本願の第1発明の部品接続方法は、透光材からなる吸
着ノズルと、前記吸着ノズルを通して加工光線を照射す
る加工光線照射手段とを備えた部品接続装置において、
前記吸着ノズルにより部品を移載し把持したまま、部品
をあらかじめ表面処理された基板の電極部の上方に位置
させ、前記吸着ノズルの軸心上に設けられた加工光線走
査手段により加工光線を前記吸着ノズルを通して部品電
極部または基板電極部に走査して予熱した後、部品を基
板電極部に密着させ、ひきつづき加工光線を照射して部
品を基板上に接続するものである。また、上記目的を達
成するために本願の第2発明の部品接続方法は、吸着ノ
ズルと、加工光線を照射する加工光線照射手段とを備え
た部品接続装置において、前記吸着ノズルで把持した部
品を基板上に接続する部品接続方法であって、部品を装
着する前に、基板の上方で前記吸着ノズルが部品を把持
した状態で、前記加工光線照射手段により加工光線を部
品の電極部と基板上の電極部とに照射し、部品の電極部
と基板上の電極部とを伴に半田付けが可能な温度に予熱
するものである。また、上記目的を達成するために本願
の第発明の部品接続方法は、前記加工光線照射位置を
認識する認識光学系を用いて基板上のマークを認識し、
前記認識したマークを吸着ノズルと一体に備えたマーク
認識手段で認識し、双方でそのマークを認識した結果に
基づき加工光線走査手段の走査位置を補正するものであ
る。
In order to achieve the above object, the component connecting method of the first invention of the present application is a suction nozzle made of a light-transmitting material, and a processing light beam irradiation means for irradiating a processing light beam through the suction nozzle. In the component connecting device equipped with
While the component is transferred and gripped by the suction nozzle, the component is positioned above the electrode portion of the substrate that has been surface-treated in advance, and the processing light beam is generated by the processing light beam scanning means provided on the axis of the suction nozzle. The component electrode portion or the substrate electrode portion is scanned through the suction nozzle to be preheated, and then the component is brought into close contact with the substrate electrode portion, and subsequently the processing light beam is irradiated to connect the component to the substrate. Further, in order to achieve the above object, the component connecting method of the second invention of the present application is a component connecting device comprising a suction nozzle and a processing light beam irradiation means for irradiating a processing light beam, wherein the component held by the suction nozzle is A component connecting method for connecting onto a substrate, wherein the processing beam is applied to the electrode portion of the component and the substrate by the processing beam irradiating means in a state where the suction nozzle holds the component above the substrate before mounting the component. And the electrode part of the component and the electrode part on the substrate are preheated to a temperature at which soldering is possible. In order to achieve the above object, the component connecting method of the third invention of the present application recognizes a mark on a substrate by using a recognition optical system for recognizing the processing light beam irradiation position,
The recognized mark is recognized by the mark recognition means provided integrally with the suction nozzle, and the scanning position of the processing beam scanning means is corrected based on the result of recognition of the mark by both of them.

【0013】また、上記目的を達成するために本願の第
発明の部品接続装置は、部品を把持し基板上に接続す
る吸着ノズルと、部品を装着する前に、基板の上方で前
記吸着ノズルが部品を把持した状態で、加工光線を部品
の電極部と基板上の電極部とに照射し、部品の電極部と
基板上の電極部とを伴に半田付けが可能な温度に予熱す
る加工光線照射手段と、を備えたものである。
Further, in order to achieve the above object,
4 parts connecting device of the present invention includes a suction nozzle to be connected to the substrate by grasping the part, before mounting the components, in a state where the suction nozzle grips the parts above the substrate, the electrode portion of the working beam components And a processing light beam irradiation means for irradiating the electrode portion on the substrate and preheating the electrode portion of the component and the electrode portion on the substrate to a temperature at which soldering is possible.

【0014】[0014]

【作用】本願の第1発明によると、上記した構成によ
り、装着する前に部品の電極部と基板の電極部とを予熱
することにより、温度上昇による電極部の歪みの影響を
排除した状態で、部品を装着し部品の電極部と基板の電
極部との接合し、装着した後も引き続き部品の電極部と
基板の電極部とを加熱することにより、精度よく半田付
けができる。これにより、リフロー炉でのリフロー工程
をなくすこともできる。
According to the first invention of the present application, with the above configuration, the electrode portion of the component and the electrode portion of the substrate are preheated before mounting.
By doing so, the influence of the distortion of the electrode part due to the temperature rise
With the component removed, the component is mounted and the electrode of the component and the board are electrically charged.
After connecting with the pole and mounting, continue to the electrode of the component
Precise soldering by heating the electrode part of the board
I can get hurt. As a result, the reflow process in the reflow furnace can be eliminated.

【0015】また、本願の第2、第発明によると、上
記した構成により、装着する前に部品の電極部と基板の
電極部とを予熱することにより、温度上昇による電極部
の歪みの影響を排除した状態で、部品を装着し部品の電
極部と基板の電極部との接合をすることができる。即
ち、部品を装着し、部品の電極部と基板の電極部とを当
接させた状態で、部品の電極部と基板の電極部とが互い
に押さえつけながら温度上昇による膨張をした結果、お
互いに歪が発生し余計な応力が残存したまま接合される
不具合を防止することができる。更に、加工光線を部品
の電極部と基板上の電極部とに照射するため、同時に同
じ条件で部品の電極部と基板上の電極部の予熱の温度管
理ができるので、より好適な状態で半田付けをすること
ができる。従って、部品装着工程において部品の電極部
と基板上の電極部とを半田付け可能な温度に予熱して部
品の電極部を基板の電極部に半田付けできるため、リフ
ロー工程がなくても精度よく好適な条件で半田付けがで
きる。また、本願の第発明によると、上記した構成に
より、加工光線照射位置を認識する認識光学系を用いて
基板上のマークを認識し、その認識したマークを吸着ノ
ズルと一体に備えたマーク認識手段で認識し、双方でそ
のマークを認識した結果に基づき加工光線走査手段の走
査位置を補正するので、加工光線走査手段により精度良
く加工光線を走査することができる。
Further, according to the second and fourth inventions of the present application, by the structure described above, the electrode portion of the component and the electrode portion of the substrate are preheated before mounting, so that the influence of the distortion of the electrode portion due to the temperature rise is exerted. It is possible to mount the component and join the electrode portion of the component and the electrode portion of the substrate in a state where the component is excluded. That is, in the state where the component part is mounted and the electrode part of the component and the electrode part of the substrate are in contact with each other, the electrode part of the component and the electrode part of the substrate expand while being pressed against each other, resulting in mutual strain. It is possible to prevent a problem in which the joining occurs while the extra stress remains and the extra stress remains. Further, since the processing light beam is applied to the electrode part of the component and the electrode part on the board, the temperature of the preheating of the electrode part of the part and the electrode part on the board can be controlled under the same conditions at the same time. Can be attached. Therefore, in the component mounting process, the electrode part of the component and the electrode part on the board can be preheated to a solderable temperature and the electrode part of the component can be soldered to the electrode part of the board. Soldering can be performed under suitable conditions. Further, according to the third invention of the present application, with the above-mentioned configuration, the mark on the substrate is recognized by using the recognition optical system for recognizing the processing light beam irradiation position, and the recognized mark is integrated with the suction nozzle. The processing light beam scanning means corrects the scanning position of the processing light beam scanning means on the basis of the result of recognition by the processing light beam and the recognition of the mark by both the processing light beam scanning means and the processing light beam scanning means.

【0016】さらに、弱耐熱性電子部品や、洗浄不可能
な電子部品に対しても、その特性を損なうことなく、安
定して基板上に半田付けすることが可能である。
Further, even weakly heat resistant electronic parts and electronic parts which cannot be washed can be stably soldered on the substrate without impairing the characteristics thereof.

【0017】[0017]

【実施例】以下、本発明の一実施例を図1から図18に
基づいて説明する。図1は本発明による電子部品接続装
置のヘッド部の斜視図、図2は電子部品接続装置全体の
斜視図である。図2において本体フレーム46上には、
XYロボット42が設置されており、そのXYロボット
上には電子部品を移載して基板上に供給して接続するヘ
ッド部49が係止されている。部品移載装置51は部品
収納部50に収納されている電子部品を前記XYロボッ
ト42の可動範囲内に移載する。基板41は、基板搬送
部48により基板予熱部45および部品接続位置44に
搬送される。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. FIG. 1 is a perspective view of a head portion of an electronic component connecting device according to the present invention, and FIG. 2 is a perspective view of the entire electronic component connecting device. In FIG. 2, on the main body frame 46,
An XY robot 42 is installed, and a head portion 49 is mounted on the XY robot 42. The head portion 49 transfers electronic components and supplies the electronic components onto a substrate for connection. The component transfer device 51 transfers the electronic components stored in the component storage unit 50 within the movable range of the XY robot 42. The board 41 is carried to the board preheating section 45 and the component connection position 44 by the board carrying section 48.

【0018】電子部品接続装置全体の操作は、装置前面
に設けられた操作パネル47によって行なう。本実施例
は、電子部品を接続するための加熱熱源にYAGレーザ
ーを用いた例で、YAGレーザーは、レーザー電源54
およびレーザー光学系53によって発生し、光ファイバ
ー1を通じてヘッド部49まで伝送される構成である。
52は、フラックス塗布部である。
The operation of the entire electronic component connecting apparatus is performed by the operation panel 47 provided on the front surface of the apparatus. In this embodiment, a YAG laser is used as a heating heat source for connecting electronic parts. The YAG laser is a laser power source 54.
The laser light is generated by the laser optical system 53 and transmitted to the head unit 49 through the optical fiber 1.
52 is a flux application part.

【0019】次に、図3により、部品移載装置51、基
板搬送部48、基板予熱部45およびフラックス塗布部
52の詳細な構成を説明する。部品移載装置51は、電
子部品40を高精度に位置規正する部品規正爪60を有
し、部品規正部59は、レール57上を移載モータ58
に駆動されて移動し電子部品40を移載する。基板搬送
部48は、プーリ63と搬送ベルト73を備えた一対の
搬送レール74からなり、搬送ベルト73の作動によっ
て基板41を移動させる。
Next, referring to FIG. 3, a detailed structure of the component transfer device 51, the board transfer section 48, the board preheating section 45 and the flux coating section 52 will be described. The component transfer device 51 has a component control claw 60 that positions the electronic component 40 with high precision, and the component control section 59 moves the rail 58 on the rail 57.
The electronic component 40 is transferred by being driven by the electronic component. The substrate transport unit 48 includes a pair of transport rails 74 having a pulley 63 and a transport belt 73, and moves the substrate 41 by the operation of the transport belt 73.

【0020】基板予熱部45は、エアドライヤ61aか
ら発生する温風を基板予熱ボックス75に供給するダク
トホース64aとから構成され、エアドライヤ61aか
ら発生する温風の熱量を制御するため、電源電圧を好適
な状態に調節するスライダック62aが直列に配置され
ている。
The substrate preheating section 45 is composed of a duct hose 64a for supplying the hot air generated from the air dryer 61a to the substrate preheating box 75, and controls the heat quantity of the hot air generated from the air dryer 61a, so that the power supply voltage is suitable. The slidac 62a which adjusts to such a state is arranged in series.

【0021】一方、部品接続位置44には基板規正シリ
ンダー65が設けられており、基板41を高精度に位置
規正する。また、基板の温度低下を防ぐために、エアド
ライヤ61b,61c,61dからの温風が、ダクトホ
ース64b,64c,64dによって導かれている。ま
たエアドライヤ61b,61c,61dが発生する温風
の熱量を制御するために、スライダック62b,62
c,62dが配置されている。
On the other hand, a board setting cylinder 65 is provided at the component connecting position 44 to position the board 41 with high accuracy. Further, in order to prevent the temperature of the substrate from decreasing, warm air from the air dryers 61b, 61c, 61d is guided by the duct hoses 64b, 64c, 64d. Further, in order to control the amount of heat of the warm air generated by the air dryers 61b, 61c, 61d, the slidac 62b, 62d are controlled.
c and 62d are arranged.

【0022】フラックス塗布部52は、比重計66と汚
れ検出センサー67を備え、フラックス71をフラック
スブロック70の凹部に流し込んだ後、フラックス塗布
上下シリンダー69により汲み上げ、先端ノズル23に
より把持されている電子部品40の電極部に下からフラ
ックスを塗布する。
The flux applicator 52 includes a hydrometer 66 and a dirt detection sensor 67. After the flux 71 is poured into the recess of the flux block 70, the flux applicator upper and lower cylinders 69 draw it up and the tip nozzle 23 holds the electron. Flux is applied to the electrode portion of the component 40 from below.

【0023】次に、図1によりヘッド部49の構成を説
明する。ヘッド部49は、XYロボット42(図2)の
X軸架台10上にLMガイド9およびヘッドフレーム1
3を介して設置されており、LMガイド9上をX軸方向
に摺動し、その駆動は、X軸モータ(図示せず)に連結
されたボールネジ8により行なわれる。ヘッド部49は
大別すると、レーザー光線を走査する走査光学部27
と、電子部品を把持して移載する把持部32とにわける
ことができる。
Next, the structure of the head portion 49 will be described with reference to FIG. The head unit 49 is mounted on the X-axis mount 10 of the XY robot 42 (FIG. 2) on the LM guide 9 and the head frame 1.
3 is installed via the LM guide 9, slides in the X-axis direction on the LM guide 9, and is driven by a ball screw 8 connected to an X-axis motor (not shown). The head unit 49 is roughly classified into a scanning optical unit 27 that scans a laser beam.
Can be divided into a holding part 32 that holds and transfers electronic components.

【0024】把持部32の先端ノズル23は電子部品4
0を吸引把持するが、この先端ノズル23は、圧縮ばね
39とノズルホルダー22を介して、上下方向にクッシ
ョン可能な状態でノズル21に係止されている。このノ
ズル21は、透光板38中央に設けられた穴に挿入固定
されており、この透光板38は、対向して配置されてい
るもう一枚の透光板36とともに透光板ホルダー20に
固定されている。この透光板ホルダー20の外周には、
多数の通気孔19が設けられており、これら通気孔19
は、さらには、インナーホルダー18の通気孔17およ
びアウターホルダー15のポート16と十分な気密性を
保った状態で接続されているために、アウターホルダー
15のポート16から真空吸着を行なうと、先端ノズル
23の部品吸着面に負圧が発生して部品を吸着把持する
ことができる。また、逆にアウターホルダー15のポー
ト16から圧縮エアーを供給すると、先端ノズル23に
おける部品の吸着状態を解除できる。
The nozzle 23 at the tip of the grip 32 is an electronic component 4
0 is sucked and gripped, but the tip nozzle 23 is locked to the nozzle 21 via the compression spring 39 and the nozzle holder 22 in a vertically cushionable state. The nozzle 21 is inserted and fixed in a hole provided in the center of the light transmitting plate 38, and the light transmitting plate 38 together with another light transmitting plate 36 that is arranged to face the light transmitting plate holder 20. It is fixed to. On the outer periphery of the transparent plate holder 20,
A large number of ventilation holes 19 are provided, and these ventilation holes 19
Is connected to the vent hole 17 of the inner holder 18 and the port 16 of the outer holder 15 in a state where the airtightness is maintained sufficiently. Therefore, when vacuum suction is performed from the port 16 of the outer holder 15, A negative pressure is generated on the component suction surface of the nozzle 23, and the component can be suction-held. Conversely, if compressed air is supplied from the port 16 of the outer holder 15, the suction state of the component at the tip nozzle 23 can be released.

【0025】なお、インナーホルダー18は、クロスロ
ーラーベアリング34とともに、アウターホルダー15
に対して回転自在な状態で係止されており、その回転方
向の駆動はアウターホルダー15上部の溝部に対して摺
動可能な状態で接しているカムフォロワー12、プーリ
33、およびタイミングベルト6を介して図示しないモ
ーターから伝えられる。一方、上下方向に対しては、ア
ウターホルダー15自体を、ボールネジ30およびカッ
プリング29を介してノズル上下モータ28の駆動によ
り移動可能である。
The inner holder 18 and the cross roller bearing 34 together with the outer holder 15
The cam follower 12, the pulley 33, and the timing belt 6, which are locked in a rotatable state with respect to the rotation direction, are slidably in contact with the groove portion above the outer holder 15 in the rotational direction. It is transmitted from a motor (not shown) via. On the other hand, in the vertical direction, the outer holder 15 itself can be moved by driving the nozzle vertical motor 28 via the ball screw 30 and the coupling 29.

【0026】次に、走査光学部27について説明する。
レーザー光学系53から光ファイバー1により伝送され
てきたレーザー光は、走査光学部27のコリメーターレ
ンズ系2に導かれ、半田付けに最適な約1〜3ミリの大
きさにコリメートされた後に、ダイクロイックミラー3
により反射されてガルバノメータ24によりX方向に揺
動可能なミラー25、およびガルバノメータ11により
Y方向に揺動可能なミラー26に導かれて順次反射され
る。
Next, the scanning optical section 27 will be described.
The laser light transmitted from the laser optical system 53 through the optical fiber 1 is guided to the collimator lens system 2 of the scanning optical unit 27, collimated to a size of about 1 to 3 mm which is optimum for soldering, and then the dichroic. Mirror 3
Is reflected by the galvanometer 24 and guided to the mirror 25 which can be swung in the X direction by the galvanometer 24, and the mirror 26 which can be swung in the Y direction by the galvanometer 11 to be sequentially reflected.

【0027】次に、このレーザー光は、fθレンズ31
の働きにより基板41表面においてテレセントリックに
合焦する状態で照射される。また、前記ダイクロイック
ミラー3は、レーザー光は反射するが可視光線を透過す
る性質を持つために、ダイクロイックミラー3によって
反射されたレーザー光と光軸が一致し、かつ基板41上
のレーザー照射点の像をCCD素子上に結ぶように配設
したCCDカメラ4により、ガルバノメータ24および
11がいかにレーザー光を走査しても基板41上のレー
ザー照射点を認識することができる。
Next, this laser light is emitted from the fθ lens 31.
The surface of the substrate 41 is irradiated in a telecentric manner by the action of. Further, since the dichroic mirror 3 has a property of reflecting laser light but transmitting visible light, the optical axis of the dichroic mirror 3 coincides with that of the laser light reflected by the dichroic mirror 3, and the laser irradiation point on the substrate 41 is With the CCD camera 4 arranged so as to form an image on the CCD element, the laser irradiation point on the substrate 41 can be recognized no matter how the galvanometers 24 and 11 scan the laser beam.

【0028】さらには、このCCDカメラ4とダイクロ
イックミラー3とをむすぶ光軸上にハーフミラー5を設
け、このハーフミラー5をはさんでCCDカメラ4と反
対側に測温センサー7が、ハーフミラー5によって反射
された光線と光軸が一致し、かつ基板41上のレーザー
照射点の温度が測定可能な位置関係に配置されているた
めに、ガルバノメータ24および11がいかにレーザー
を走査しても基板41上のレーザー照射点での温度を測
定することができる。
Further, a half mirror 5 is provided on the optical axis that connects the CCD camera 4 and the dichroic mirror 3, and a temperature sensor 7 is placed on the opposite side of the half mirror 5 from the CCD camera 4 to form a half mirror. The optical axis coincides with the light beam reflected by 5 and the temperature of the laser irradiation point on the substrate 41 is arranged so that the temperature can be measured. Therefore, no matter how the galvanometers 24 and 11 scan the laser, The temperature at the laser irradiation point on 41 can be measured.

【0029】また、透光板38の周辺部には、電子部品
40の電極部に照射されたレーザー光の反射光を検出
し、その反射光の当たった点の位置情報を提供すること
のできる形状検出手段37が設けられている。以上の説
明のうち、レーザー光の照射経路の概要を簡略化して示
した図が図4である。
Further, in the peripheral portion of the transparent plate 38, it is possible to detect the reflected light of the laser light applied to the electrode portion of the electronic component 40 and provide the position information of the point where the reflected light hits. The shape detecting means 37 is provided. Of the above description, FIG. 4 is a diagram showing a simplified outline of the irradiation path of the laser light.

【0030】次に、上記部品接続装置の動作について説
明する。図1〜図4において、部品収納部50に収納さ
れた電子部品40は、移載手段(図示せず)により部品
移載装置51上の部品規正部59に移載される。この部
品規正部59上では、部品規正爪60が電子部品40を
位置規正し、同時に部品規正部59自体がレール57上
を移載モータ58の駆動により移動する。部品収納部5
0内に収納された電子部品40は、逐次、位置規正され
た状態でXYロボット42の可動範囲内に移載される。
Next, the operation of the component connecting device will be described. 1 to 4, the electronic component 40 accommodated in the component accommodating section 50 is transferred to the component regulating section 59 on the component transfer apparatus 51 by a transfer means (not shown). On this component regulation part 59, the component regulation claw 60 regulates the position of the electronic component 40, and at the same time, the component regulation part 59 itself moves on the rail 57 by the drive of the transfer motor 58. Parts storage section 5
The electronic components 40 housed in 0 are sequentially transferred within the movable range of the XY robot 42 in a state where the position is regulated.

【0031】つぎに、XYロボット42上に係合された
ヘッド部49を、位置規正が完了され移載されてきた電
子部品40の上方の所定位置に対向位置させ、ノズル上
下モータ28の駆動をボールネジ30に伝達してアウタ
ーホルダー15を下降させると同時に、アウターホルダ
ー15のポート16に接続されている図示されない真空
ポンプを動作させ、電子部品40を先端ノズル23に吸
着させる。
Next, the head portion 49 engaged with the XY robot 42 is positioned opposite to a predetermined position above the electronic component 40 which has been transferred after completion of position regulation, and the nozzle vertical motor 28 is driven. At the same time when the outer holder 15 is moved down by being transmitted to the ball screw 30, a vacuum pump (not shown) connected to the port 16 of the outer holder 15 is operated to adsorb the electronic component 40 to the tip nozzle 23.

【0032】次に、電子部品40を吸着した先端ノズル
23をアウターホルダー15ごと再び上昇させ、この電
子部品40が、フラックス塗布部52のフラックスブロ
ック70の上方の所定位置に対向位置するようにXYロ
ボット42を移動させる。フラックス塗布部52では比
重計66と汚れ検出センサ67と液位センサ68とによ
って、比重、汚れ具合および液位を管理されたフラック
ス71中にあらかじめ沈みこませてあったフラックスブ
ロック70を、フラックス塗布上下シリンダ69によっ
て上下させ、その凹部にフラックス71を汲み上げてそ
の上方に対向位置している電子部品40の電極部に塗布
する。フラックスを塗布後、再びフラックスブロック7
0をフラックス塗布上下シリンダ69により下降させて
フラックス71中に沈みこませ、一連のフラックス塗布
動作を終了する。
Next, the tip nozzle 23 sucking the electronic component 40 is raised again together with the outer holder 15 so that the electronic component 40 is located at a predetermined position above the flux block 70 of the flux applying section 52 so as to face XY. The robot 42 is moved. In the flux applying section 52, the flux block 70 previously submerged in the flux 71 whose specific gravity, dirt condition and liquid level are controlled by the hydrometer 66, the dirt detecting sensor 67 and the liquid level sensor 68 is applied. It is moved up and down by the up and down cylinder 69, and the flux 71 is pumped up into the concave portion and applied to the electrode portion of the electronic component 40 which is located above and above it. After applying flux, flux block 7 again
0 is lowered by the flux applying upper and lower cylinders 69 to sink into the flux 71, and a series of flux applying operations is completed.

【0033】フラックスを塗布するのは、基板および電
子部品の電極部を清浄化し、また、電極部に付着してい
る酸化膜を除去するため、そして、半田付け時に半田の
表面張力を低下させて電極部の隅々にまで溶融した半田
が広がるようにするためである。供給された基板に、ク
リーム半田があらかじめ塗布されている場合には、その
クリーム半田自体がフラックスを含有しているのでフラ
ックス塗布工程は不要である。
The flux is applied to clean the electrode part of the substrate and the electronic parts, to remove the oxide film adhering to the electrode part, and to reduce the surface tension of the solder at the time of soldering. This is so that the melted solder spreads to every corner of the electrode portion. When cream solder is applied to the supplied substrate in advance, the flux applying step is not necessary because the cream solder itself contains flux.

【0034】電極部にフラックスを塗布された電子部品
40は、部品認識カメラ43によりその位置を認識され
た後に、部品接続位置44において基板規正シリンダ6
5により位置規正されている基板41の上方の所定位置
までXYロボット42により移動させられる。このと
き、基板41は上流の基板予熱部45によってすでに部
品接続に好適な温度にまで予熱されてから部品接続位置
に搬送されており、部品接続位置に待機しているとき
も、エアドライヤ61b,61c,61dからの温風に
より予熱され続けている。
After the position of the electronic component 40 with the flux applied to the electrode portion is recognized by the component recognition camera 43, the board setting cylinder 6 is placed at the component connection position 44.
It is moved by the XY robot 42 to a predetermined position above the substrate 41 whose position is regulated by 5. At this time, the board 41 has already been preheated to a temperature suitable for component connection by the upstream board preheating unit 45 and then conveyed to the component connection position, and even when waiting at the component connection position, the air dryers 61b, 61c are also provided. , 61d continue to be preheated by the warm air.

【0035】この部品接続装置は、リフローをともなう
通常の実装工程では、熱的に破壊されたり、電気的な特
性を損なってしまうおそれのある電子部品の後付けに使
用されるので、通常の実装工程の後に設置され、供給さ
れる基板には、すでに多くの電子部品が半田付けされて
いる。したがって、この装置の基板予熱部において基板
が高温になりすぎると、すでに一括リフロー半田付けさ
れている電子部品の半田が溶融して電子部品の欠落を発
生するおそれがある。そこで、エアドライヤ61aの発
生する温風の熱量を、スライダック62aにより好適な
量に調整して基板予熱ボックス75に供給する構成にな
っている。また、部品接続位置44に温風を供給してい
るエアドライヤ61b,61c,61dについても、同
じ理由からスライダック62b,62c,62dを配置
し、予熱効果を保持している。
This component connecting device is used for the subsequent mounting of an electronic component that may be thermally destroyed or the electrical characteristics thereof may be impaired in a normal mounting process involving reflow. Many electronic components are already soldered to the board that is installed and supplied after. Therefore, if the temperature of the board becomes too high in the board preheating section of this apparatus, the solder of the electronic components that have already been reflow-soldered by melting may melt and the electronic components may be missing. Therefore, the heat quantity of the warm air generated by the air dryer 61a is adjusted to a suitable quantity by the sliderac 62a and supplied to the substrate preheating box 75. Further, also for the air dryers 61b, 61c, 61d supplying the hot air to the component connecting position 44, the slidac 62b, 62c, 62d are arranged for the same reason to maintain the preheating effect.

【0036】また、図5に示すように、部品認識カメラ
43によりその位置を認識した部品の電極部に対して、
レーザー光を走査光学部27により順次走査して照射す
ることにより、電子部品の電極部を半田付けに最適な温
度にまで予熱して、部品接続位置44に待機している基
板41上に移載することができる。このとき、電子部品
電極部の温度は、前記走査光学系に設けられた測温セン
サ7により監視することができることはいうまでもな
い。
Further, as shown in FIG. 5, with respect to the electrode portion of the component whose position is recognized by the component recognition camera 43,
By sequentially scanning and irradiating the laser light with the scanning optical unit 27, the electrode part of the electronic component is preheated to the optimum temperature for soldering and transferred onto the substrate 41 waiting at the component connection position 44. can do. At this time, needless to say, the temperature of the electrode part of the electronic component can be monitored by the temperature measuring sensor 7 provided in the scanning optical system.

【0037】さらには、図5に示すように、電子部品4
0を正規な装着位置に対してX軸方向にΔX、Y軸方向
にΔY、Z軸方向にΔZ、θ方向にΔθだけオフセット
させた状態でレーザー光を走査して照射することによ
り、同一視野内において電子部品40の電極部と基板4
1の電極部とをともに半田付けに好適な温度状態になる
まで、測温センサ7により監視しながら予熱することが
できる。
Furthermore, as shown in FIG.
0 is offset by ΔX in the X-axis direction, ΔY in the Y-axis direction, ΔZ in the Z-axis direction, and Δθ in the θ direction with respect to the normal mounting position, and the laser light is scanned and irradiated to obtain the same field of view. Inside the electrode part of the electronic component 40 and the substrate 4
It is possible to preheat while monitoring the temperature measuring sensor 7 until the temperature of the electrode portion 1 together with the electrode portion 1 is suitable for soldering.

【0038】予熱時に与える熱量のコントロールは、レ
ーザー光の出力を一定にしたままで走査速度およびレー
ザー光出力のオンオフタイミングを制御する方式と、走
査速度を一定にしたままでレーザー光の出力およびオン
オフタイミングを制御する方式とがある。
Control of the amount of heat applied during preheating is performed by controlling the scanning speed and the on / off timing of the laser light output while keeping the laser light output constant, and the laser light output and on / off control while keeping the scanning speed constant. There is a method of controlling timing.

【0039】続いて、電子部品電極部および、基板電極
部とが所定の予熱温度に達した後に、ΔX,ΔY,Δ
Z,Δθの諸オフセット値をゼロに再設定して、基板4
1上の正規の位置に電子部品40を装着し、引き続いて
レーザー光を走査して照射することにより、すべての電
極部において半田付けが行なわれる。このとき、走査光
学部27に設置されているCCDカメラ4は、図6に示
すように、透光板36、および38を通して同一認識視
野内に、基板電極部81と電子部品電極部80とを捉え
ているので高精度に電子部品40を基板41に対して位
置決めすることができる。
Subsequently, after the electronic component electrode portion and the substrate electrode portion have reached a predetermined preheating temperature, ΔX, ΔY, Δ
Reset the offset values of Z and Δθ to zero, and
By mounting the electronic component 40 on the regular position on 1 and subsequently scanning and irradiating with laser light, soldering is performed on all the electrode portions. At this time, as shown in FIG. 6, the CCD camera 4 installed in the scanning optical unit 27 places the substrate electrode portion 81 and the electronic component electrode portion 80 within the same recognition field of view through the translucent plates 36 and 38. Since it is captured, the electronic component 40 can be positioned with respect to the substrate 41 with high accuracy.

【0040】つぎに、本部品接続装置における走査光学
系および認識光学系のデータ処理方法について述べる。
図7は、ヘッド部49が部品接続位置44上方に待機し
ている状態を示しており、このとき基板規正シリンダ6
5により位置規正されている基板41に設けられている
基板マーク79をCCDカメラ4により認識するが、こ
の認識画面を図8に示す。画面のなかに引かれたクロス
ライン82の交点はレーザー光の照射位置であり、走査
光学系の画面中心である。さらに、同じ基板マーク79
が、基板認識カメラ78の視野の中央に入るようにヘッ
ド部49を移動し、基板認識カメラ78により再び基板
マーク79を認識し、図9の認識画面を得る。以上、得
られた図8および図9の認識画像情報および、XYロボ
ットの位置情報に関するNCデータによって、ガルバノ
メータ24・11の位置を常時補正することができる。
Next, a data processing method of the scanning optical system and the recognition optical system in this component connecting apparatus will be described.
FIG. 7 shows a state in which the head portion 49 stands by above the component connecting position 44, and at this time, the board setting cylinder 6
The CCD camera 4 recognizes the board mark 79 provided on the board 41 whose position is adjusted by 5, and this recognition screen is shown in FIG. The intersection of the cross lines 82 drawn in the screen is the irradiation position of the laser light, and is the center of the screen of the scanning optical system. Furthermore, the same board mark 79
However, the head part 49 is moved so as to enter the center of the visual field of the board recognition camera 78, and the board mark 79 is recognized again by the board recognition camera 78 to obtain the recognition screen of FIG. As described above, the positions of the galvanometers 24 and 11 can be constantly corrected by the obtained recognition image information of FIGS. 8 and 9 and the NC data relating to the position information of the XY robot.

【0041】次に、先に述べた部品認識カメラ43上方
にこのままヘッド部49を移動し、先端ノズル23によ
り把持されている電子部品40を認識し、図10左の画
像を得ることができる。この状態のままで、インナーホ
ルダー18を図示しないモータの駆動によりθ方向に所
定量回転させ、図10右の画像を得る。この2つの画像
情報から、インナーホルダー18および先端ノズル23
の回転中心位置を計算により求めることができる。この
回転中心位置に対して、先に計算により求めたガルバノ
メータ24・11の補正量を加えることにより、XYロ
ボットを駆動するNCデータと、走査光学系との位置補
正を高精度に行なうことができる。
Next, the head portion 49 is moved as it is above the component recognition camera 43, and the electronic component 40 held by the tip nozzle 23 is recognized, and the image on the left side of FIG. 10 can be obtained. In this state, the inner holder 18 is rotated by a predetermined amount in the θ direction by driving a motor (not shown), and the image on the right in FIG. 10 is obtained. From the two image information, the inner holder 18 and the tip nozzle 23
The rotation center position of can be calculated. By adding the correction amount of the galvanometers 24 and 11 previously calculated to the rotation center position, the NC data for driving the XY robot and the position of the scanning optical system can be corrected with high accuracy. .

【0042】つぎに、電子部品ごとの装着位置情報や、
レーザー光による接続条件であるパーツデータのうち、
とくに、レーザー光照射条件の教示方法について図11
〜図14に基づいて説明する。教示作業は操作パネル4
7により行なう。はじめに、データの書き込みを行なう
状態を設定し、次に、レーザー光による予熱および接続
について設定を行なう。教示は、電子部品を把持しても
しなくても行なえるようになっており、レーザー予熱も
使用するかしないかも選択できるようになっている。図
11のフローにより、レーザー光照射開始位置および照
射終了位置、この2点間をレーザー走査する速度、レー
ザー光出力や繰り返し実行数等を入力すれば、図13か
ら図15に示すようなレーザー光照射条件を自由に設定
することができる。
Next, the mounting position information for each electronic component,
Of the part data that is the connection condition by laser light,
Especially, regarding the teaching method of the laser beam irradiation condition, FIG.
~ It demonstrates based on FIG. Operation panel 4 for teaching work
7. First, the state of writing data is set, and then the preheating by laser light and the connection are set. Teaching can be performed with or without gripping an electronic component, and it is possible to select whether or not to use laser preheating as well. By inputting the laser light irradiation start position and the irradiation end position, the laser scanning speed between these two points, the laser light output, the number of repeated executions, etc. according to the flow of FIG. 11, the laser light as shown in FIGS. The irradiation conditions can be set freely.

【0043】本出願人は、先に出願済みの特許明細書
(特願平3−37198)において、すべての基板電極
部の予備半田をレーザー光により再溶融させた後に電子
部品の電極部を装着し、半田付けを行なう電子部品接続
方法(図16にフロー図を示す)を提案しているが、本
発明による電子部品接続装置においても同様に適用する
ことができる。
In the patent specification (Japanese Patent Application No. 3-37198) filed previously, the applicant of the present invention mounts the electrode parts of electronic parts after remelting the preliminary solder of all the substrate electrode parts by laser light. However, although an electronic component connecting method for soldering (a flow chart is shown in FIG. 16) is proposed, the same can be applied to the electronic component connecting device according to the present invention.

【0044】また、先の発明においては、基板電極部の
半田溶融をレーザー光などのエネルギーを供給する時間
により管理していたが、本発明による電子部品接続装置
においては、測温センサ7により、レーザー光の照射位
置の温度を常時監視しながらレーザー光照射条件を管理
することができるために、必要最低限のエネルギー供給
により半田付けを行なうことができ、基板および電子部
品双方に過剰な熱衝撃を加えることもなく、接続時間も
大幅に短縮することができるようになっている。
Further, in the above invention, the melting of the solder in the substrate electrode portion was controlled by the time of supplying energy such as laser light, but in the electronic component connecting apparatus according to the present invention, the temperature measuring sensor 7 is used. Since it is possible to control the laser light irradiation conditions while constantly monitoring the temperature of the laser light irradiation position, soldering can be performed with the minimum required energy supply, and excessive thermal shock to both the board and electronic components. The connection time can be greatly shortened without adding the.

【0045】さらには、半田付けのために照射されたレ
ーザー光のうち、照射位置から反射された光をインナー
ホルダー18に設置されている形状検出手段37の検出
面にてとらえ、反射光の当たった位置の情報と、ガルバ
ノメータ24・11により揺動されるミラー25・26
の位置情報とから、照射位置で反射された角度を計算す
ることができる。さらに、順次レーザー光を走査しつつ
周辺部分でのレーザー光の反射情報を検出することによ
り、レーザー光照射位置での形状を計算して求めること
ができる。そして、この形状検出手段37からの情報を
もとに、予備半田部分の再溶融の状況や電子部品の電極
部に形成されるフィレットの形成状況などを検出しつ
つ、レーザー光の照射条件を制御することが可能であ
る。
Further, of the laser light emitted for soldering, the light reflected from the irradiation position is caught by the detection surface of the shape detection means 37 installed in the inner holder 18, and the reflected light hits. Position information and mirrors 25 and 26 swung by the galvanometers 24 and 11.
The angle reflected at the irradiation position can be calculated from the position information of. Further, the shape at the laser light irradiation position can be calculated and obtained by detecting the reflection information of the laser light at the peripheral portion while sequentially scanning the laser light. Then, based on the information from the shape detecting means 37, the irradiation condition of the laser light is controlled while detecting the remelting condition of the preliminary soldering part and the forming condition of the fillet formed on the electrode part of the electronic component. It is possible to

【0046】また、先の発明においては図17に示すよ
うに、レーザー光を出射光学部83およびシリンドリカ
ルレンズ84を介して線状にして照射し、複数の接続部
を同時に加熱して半田付けを実施していたが、本発明の
部品接続装置では図18に示すように、走査光学部27
によりレーザー光を高速に複数回にわたって照射するこ
とで疑似的に線状の光を照射したのと同じ状態をつくり
だして、半田付けを行なうことができる。
Further, in the above invention, as shown in FIG. 17, laser light is linearly irradiated through the emission optical section 83 and the cylindrical lens 84, and a plurality of connecting sections are simultaneously heated for soldering. However, in the component connecting device of the present invention, as shown in FIG.
Thus, by irradiating the laser light at high speed a plurality of times, the same state as that in which pseudo linear light is radiated can be created and soldering can be performed.

【0047】また、予備半田部があらかじめ一括リフロ
ーによって形成されている場合においても、クリーム半
田中に含まれていたフラックス成分がリフロー工程によ
り蒸発され半田が凝固してしまっているので、本発明の
部品接続装置においてレーザー光を走査して照射し、再
溶融させたのちに電子部品を装着して半田付けを実施し
ても半田ボールを発生することがない。
Further, even when the preliminary solder portion is previously formed by batch reflow, the flux component contained in the cream solder is evaporated by the reflow process and the solder is solidified. Even if the component connecting device scans and irradiates the laser beam to re-melt the component, and then mounts the electronic component and solders it, a solder ball is not generated.

【0048】上記実施例では、基板予熱部45において
基板41を予熱する熱源として、エアドライヤを用いた
が、図19に示すようにキセノンランプ、紫外線ラン
プ、赤外線ランプのような光線照射手段85や、図20
に示すヒータ86を内蔵したヒータブロック87を熱源
とし、ヒータ駆動手段88により基板41に対して前記
ヒートブロック87を好適な位置に位置決めして基板4
1を予熱する方式であっても、同じ効果を得ることがで
きる。
In the above embodiment, the air dryer is used as the heat source for preheating the substrate 41 in the substrate preheating section 45. However, as shown in FIG. 19, a light beam irradiating means 85 such as a xenon lamp, an ultraviolet lamp, an infrared lamp, or the like. Figure 20
The heater block 87 having the heater 86 shown in FIG. 2 as a heat source is used as a heat source, and the heater driving unit 88 positions the heat block 87 at a suitable position with respect to the substrate 41.
Even with the method of preheating No. 1, the same effect can be obtained.

【0049】以上、説明した実施例以外の、より高速に
フラックスを塗布する手段の構成および動作を図21を
もとに説明する。フラックス71が満たされたフラック
ス槽92の中に気泡発生ブロック91を沈ませ、これに
ホース90を介して空気を送り込むと液面上にフラック
ス泡89が発生する。電子部品40を先端ノズル23に
より把持し、このフラックス泡89中を移動させれば電
極部にフラックス71を塗布することができる。この方
法によれば、フラックス塗布部52上方の所定位置にお
いてヘッド部49を対向位置させて停止する必要もな
く、より高速にフラックスを塗布することができる。し
かし電極部の周辺部分にまでフラックスが塗布されての
ちに洗浄が必要となるので、洗浄不可能な電子部品に対
しては適用できない。
The structure and operation of means for applying flux at a higher speed than the above-described embodiment will be described with reference to FIG. When the bubble generation block 91 is submerged in the flux tank 92 filled with the flux 71, and air is sent into this through the hose 90, flux bubbles 89 are generated on the liquid surface. By gripping the electronic component 40 by the tip nozzle 23 and moving the flux bubble 89, the flux 71 can be applied to the electrode portion. According to this method, it is possible to apply the flux at a higher speed without having to stop the head portion 49 by facing the head portion 49 at a predetermined position above the flux applying portion 52. However, since cleaning is required after the flux is applied even to the peripheral portion of the electrode part, it cannot be applied to electronic parts that cannot be cleaned.

【0050】以上に述べたフラックス塗布手段は、いず
れも電子部品40の電極部にフラックス71を塗布する
ものであるが、基板41の電極部にフラックス71を塗
布する方法について述べる。図22において、容器に充
填されたフラックス71は、ホース94を介して筆93
に供給される。前記筆93の先端は多数の毛細管により
形成されており、毛細管現象により適度なフラックスが
間断なく供給され続ける。筆93は、駆動手段(図示せ
ず)によって3次元方向に任意に移動可能な状態で把持
されているので、基板41上の任意の部位にフラックス
を塗布することができる。この方法によれば、ディスペ
ンサを用いるより少量の、必要な量のフラックスを安定
して基板の予備半田部に与えることができる。
All of the flux applying means described above apply the flux 71 to the electrode portion of the electronic component 40, but a method of applying the flux 71 to the electrode portion of the substrate 41 will be described. In FIG. 22, the flux 71 filled in the container is brush 93 via a hose 94.
Is supplied to. The tip of the brush 93 is formed by a large number of capillaries, and an appropriate flux is continuously supplied without interruption due to the capillary phenomenon. Since the brush 93 is gripped by a driving unit (not shown) in a state in which it can be arbitrarily moved in the three-dimensional direction, the flux can be applied to an arbitrary portion on the substrate 41. According to this method, a required amount of flux, which is smaller than that using a dispenser, can be stably applied to the preliminary solder portion of the substrate.

【0051】[0051]

【発明の効果】本発明によれば、弱耐熱性電子部品や、
洗浄不可能な電子部品を含む多種類の電子部品を、その
特性を損なうことなく、自動機により安定して基板上に
半田付けすることができる。また、電子部品の装着と本
固定を1工程で行なって生産性を向上できるために、工
場の面積生産性の向上にも貢献することができる。
According to the present invention, a weak heat resistant electronic component,
Various types of electronic components including non-cleanable electronic components can be stably soldered on a substrate by an automatic machine without damaging the characteristics. Further, since the electronic parts can be mounted and permanently fixed in one step to improve the productivity, it is possible to contribute to the improvement of the area productivity of the factory.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の部品接続装置のヘッド部の斜視図FIG. 1 is a perspective view of a head portion of a component connecting device of the present invention.

【図2】部品接続装置全体の斜視図FIG. 2 is a perspective view of the entire component connecting device.

【図3】図2の電子部品接続装置の要部の詳細な構成を
示す斜視図
FIG. 3 is a perspective view showing a detailed configuration of a main part of the electronic component connecting device of FIG.

【図4】光学系の概要を示した斜視図FIG. 4 is a perspective view showing an outline of an optical system.

【図5】電子部品接続装置の動作を説明する斜視図FIG. 5 is a perspective view illustrating the operation of the electronic component connecting device.

【図6】電子部品を基板に対向位置させた状態における
基板と電子部品の位置関係を示す図
FIG. 6 is a diagram showing a positional relationship between the electronic component and the substrate in a state where the electronic component is opposed to the substrate.

【図7】電子部品接続装置ヘッド部を、位置決めした基
板に対向させている図
FIG. 7 is a diagram in which the head part of the electronic component connecting device is opposed to the positioned substrate.

【図8】走査光学系により取り込まれる画像の図FIG. 8 is a diagram of an image captured by a scanning optical system.

【図9】基板認識光学系により取り込まれる画像の図FIG. 9 is a diagram of an image captured by a substrate recognition optical system.

【図10】部品認識カメラにより取り込まれる画像の図FIG. 10 is a diagram of an image captured by a component recognition camera.

【図11】接続条件の教示方法を説明するフロー図FIG. 11 is a flowchart illustrating a teaching method of connection conditions.

【図12】レーザー光出力の与え方を説明する図FIG. 12 is a diagram for explaining how to give a laser light output.

【図13】レーザー照射の一例を示す図FIG. 13 is a diagram showing an example of laser irradiation.

【図14】レーザー照射の一例を示す図FIG. 14 is a diagram showing an example of laser irradiation.

【図15】レーザー照射の一例を示す図FIG. 15 is a diagram showing an example of laser irradiation.

【図16】先願の電子部品接続の方法を示すフロー図FIG. 16 is a flowchart showing a method of connecting electronic components of the prior application.

【図17】シリンドリカルレンズを用いた電子部品接続
方法を示す図
FIG. 17 is a diagram showing a method of connecting electronic components using a cylindrical lens.

【図18】本願の電子部品接続装置により、光線を高速
に往復させて疑似的に線状光として照射する方法を示し
た図
FIG. 18 is a view showing a method of reciprocating a light beam at high speed and irradiating it as pseudo-linear light by the electronic component connecting device of the present application.

【図19】基板予熱の熱源として光線照射手段を示した
FIG. 19 is a diagram showing a light beam irradiation means as a heat source for substrate preheating.

【図20】基板予熱の熱源としてヒートブロックを示し
た図
FIG. 20 is a diagram showing a heat block as a heat source for substrate preheating.

【図21】本願の第2実施例として、フラックス塗布例
を示した図
FIG. 21 is a diagram showing a flux application example as a second embodiment of the present application.

【図22】本願の第3実施例として、フラックス塗布例
を示した図
FIG. 22 is a diagram showing a flux application example as a third embodiment of the present application.

【図23】手作業により弱耐熱部品を基板に接続するフ
ローを示した図
FIG. 23 is a diagram showing a flow of manually connecting a weak heat resistant component to a board.

【図24】低温半田付けにより弱耐熱部品を基板に接続
するフローを示した図
FIG. 24 is a diagram showing a flow for connecting a weak heat resistant component to a board by low temperature soldering.

【図25】手作業により、洗浄不可能な電子部品を基板
に接続するフローを示した図
FIG. 25 is a diagram showing a flow of manually connecting electronic components that cannot be cleaned to a board.

【図26】手作業により電子部品を基板に接続する方法
を示した図
FIG. 26 is a diagram showing a method for manually connecting electronic components to a board.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

3 ダイクロイックミラー 4 CCDカメラ(認識光学系) 7 測温センサ(温度検出手段) 23 先端ノズル(吸着ノズル) 27 走査光学部(加工光線走査手段) 37 形状検出手段 40 電子部品 41 基板 53 レーザー光学系(加工光線照射手段) 3 dichroic mirror 4 CCD camera (recognition optical system) 7 Temperature sensor (temperature detection means) 23 Tip nozzle (suction nozzle) 27 Scanning optical unit (processing beam scanning means) 37 Shape detection means 40 electronic components 41 substrate 53 Laser optical system (Processing light irradiation means)

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平2−10897(JP,A) 特開 平2−306693(JP,A) 特開 平3−184668(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H05K 13/04 G01B 11/00 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) References Japanese Patent Laid-Open No. 2-10897 (JP, A) Japanese Patent Laid-Open No. 2-306693 (JP, A) Japanese Patent Laid-Open No. 3-184668 (JP, A) (58) Field (Int.Cl. 7 , DB name) H05K 13/04 G01B 11/00

Claims (14)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 透光材からなる吸着ノズルと、前記吸着
ノズルを通して加工光線を照射する加工光線照射手段と
を備えた部品接続装置において、前記吸着ノズルにより
部品を移載し把持したまま、部品をあらかじめ表面処理
された基板の電極部の上方に位置させ、前記吸着ノズル
の軸心上に設けられた加工光線走査手段により加工光線
を前記吸着ノズルを通して部品電極部または基板電極部
に走査して予熱した後、部品を基板電極部に密着させ、
ひきつづき加工光線を照射して部品を基板上に接続する
部品接続方法。
1. A component connecting device comprising a suction nozzle made of a translucent material and a processing light beam irradiating means for irradiating a processing light beam through the suction nozzle, wherein the component is transferred and gripped by the suction nozzle. Is positioned above the electrode portion of the substrate that has been surface-treated in advance, and the processing light beam is scanned by the processing light beam scanning means provided on the axis of the suction nozzle to the component electrode portion or the substrate electrode portion through the suction nozzle. After preheating, attach the parts to the board electrode parts,
A component connection method that irradiates a processing beam to connect components onto a substrate.
【請求項2】 装着前の加工光線照射が、加工光線走査
手段により高速に走査して行われ、すべての基板電極部
の予備半田を溶融させた後に、吸着ノズルにより把持さ
れた部品を装着して接続する請求項1記載の部品接続方
法。
2. The processing light beam irradiation before mounting is performed by scanning the processing light beam at a high speed by the processing light beam scanning means, and after melting the preliminary solder of all the substrate electrode portions, the component gripped by the suction nozzle is mounted. The component connection method according to claim 1, wherein the components are connected together.
【請求項3】 吸着ノズルと、加工光線を照射する加工
光線照射手段とを備えた部品接続装置において、前記吸
着ノズルで把持した部品を基板上に接続する部品接続方
法であって、部品を装着する前に、基板の上方で前記吸
着ノズルが部品を把持した状態で、前記加工光線照射手
段により加工光線を部品の電極部と基板上の電極部とに
照射し、部品の電極部と基板上の電極部とを伴に半田付
けが可能な温度に予熱する部品接続方法。
3. A component connecting method comprising a suction nozzle and a processing light beam irradiation means for irradiating a processing light beam, which is a component connection method for connecting a component gripped by the suction nozzle onto a board. Before processing, while the suction nozzle is gripping the component above the substrate, the machining beam irradiating means irradiates the machining beam onto the electrode part of the component and the electrode part on the substrate, and the electrode part of the component and the substrate. A method of connecting parts that preheats to a temperature at which it can be soldered together with the electrode part.
【請求項4】 部品の電極部と基板の電極部とを伴に加
工光線で照射できるように部品を正規な装着位置に対し
てわずかに水平方向にオフセットさせる請求項記載の
部品接続方法。
4. The component connecting method according to claim 3 , wherein the component is slightly horizontally offset with respect to the regular mounting position so that the machining beam can be emitted together with the electrode portion of the component and the electrode portion of the substrate.
【請求項5】 加工光線を走査する加工光線走査手段に
より走査し、その走査する速度を調整することにより予
熱の熱量を制御する請求項3ないし請求項のいずれか
1項に記載の部品接続方法。
5. A scanning by the machining beam scanning means for scanning the working beam, component connection according to any one of claims 3 to 4 for controlling the amount of heat of the preheating by adjusting the speed of the scanning Method.
【請求項6】 吸着ノズルは透光材からなり、前記吸着
ノズルの軸心上に設けられた加工光線走査手段により加
工光線を前記吸着ノズルを通して走査して予熱する請求
項3ないし請求項のいずれか1項に記載の部品接続方
法。
6. suction nozzle consists of a translucent material, wherein the claims 3 to 5 for preheating by scanning through the suction nozzle machining beam by the machining beam scanning means provided on the axis of the suction nozzle The method for connecting components according to any one of items.
【請求項7】 部品認識手段によりその位置を認識した
加工光線の照射対象に対して、加工光線走査手段により
加工光線を走査する請求項記載の部品接続方法。
7. The component connecting method according to claim 6 , wherein the processing light beam scanning means scans the processing light beam with respect to the irradiation target of the processing light beam whose position has been recognized by the component recognition means.
【請求項8】 加工光線の光軸途中にダイクロイックミ
ラーを設け、加工光線と同軸に吸着ノズル周辺部を認識
できる認識光学系を配置し、加工光線照射位置を認識し
ながら加工光線を走査する請求項1、請求項2、請求項
、請求項のいずれか1項に記載の部品接続方法。
8. A dichroic mirror is provided in the middle of the optical axis of the processing light beam, a recognition optical system for recognizing the periphery of the suction nozzle is arranged coaxially with the processing light beam, and the processing light beam is scanned while recognizing the irradiation position of the processing light beam. Claim 1, Claim 2, Claim
6. The component connection method according to claim 7 .
【請求項9】 加工光線照射位置を認識する認識光学系
を用いて基板上のマークを認識し、前記認識したマーク
を吸着ノズルと一体に備えたマーク認識手段で認識し、
双方でそのマークを認識した結果に基づき加工光線走査
手段の走査位置を補正する請求項記載の部品接続方
法。
9. A mark on a substrate is recognized by using a recognition optical system for recognizing a processing light beam irradiation position, and the recognized mark is recognized by a mark recognizing means integrated with a suction nozzle,
9. The component connecting method according to claim 8, wherein the scanning position of the processing beam scanning means is corrected based on the result of recognition of the mark by both sides.
【請求項10】 加工光線の光軸途中にダイクロイック
ミラーを設け、加工光線と同軸で加工光線照射位置の温
度を検出する温度検出手段を配設し、加工光線照射位置
の温度を検出しながら加工光線を走査する請求項1、請
求項2、請求項、請求項、請求項、請求項のい
ずれか1項に記載の部品接続方法。
10. A dichroic mirror is provided midway along the optical axis of the processing light beam, and temperature detection means for detecting the temperature of the processing light beam irradiation position is provided coaxially with the processing light beam, and processing is performed while detecting the temperature of the processing light beam irradiation position. The component connecting method according to any one of claims 1, 2, 6 , 7 , 8 , 9 , and 9 , which scans a light beam.
【請求項11】 部品を把持し基板上に接続する吸着ノ
ズルと、部品を装着する前に、基板の上方で前記吸着ノ
ズルが部品を把持した状態で、加工光線を部品の電極部
と基板上の電極部とに照射し、部品の電極部と基板上の
電極部とを伴に半田付けが可能な温度に予熱する加工光
線照射手段と、を備えた部品接続装置。
11. A suction nozzle for gripping a component and connecting the component to the substrate, and before mounting the component, while the suction nozzle grips the component above the substrate, the machining light beam is applied to the electrode portion of the component and the substrate. And a processing beam irradiating unit that preheats the electrode part of the component and the electrode part on the substrate to a temperature at which soldering is possible.
【請求項12】 部品を把持し基板上に接続する吸着ノ
ズルと、加工光線を部品の電極部と基板上の電極部とに
照射し、部品の電極部と基板上の電極部とを伴に半田付
けが可能な温度に予熱する加工光線照射手段と、前記加
工光線照射手段が照射する加工光線を、部品の電極部と
基板上の電極部とを走査し、その走査する速度を調整す
ることにより予熱の熱量を制御する加工光線走査手段
と、を備えた部品接続装置。
12. A suction nozzle for gripping a component and connecting it to a substrate, and irradiating a machining light beam to an electrode portion of the component and an electrode portion on the substrate, and together with the electrode portion of the component and the electrode portion on the substrate. A process light beam irradiation means for preheating to a temperature at which soldering is possible, and a process light beam irradiated by the process light beam irradiation means scans the electrode part of the component and the electrode part on the substrate and adjusts the scanning speed. And a processing beam scanning means for controlling the amount of preheating by means of the component connecting device.
【請求項13】 吸着ノズルは透光材からなり、加工光
線照射手段は前記吸着ノズルを通して加工光線を照射す
る請求項11ないし請求項12のいずれか1項に記載の
部品接続装置。
13. suction nozzle consists of a translucent material, machining beam application means is part connection device according to any one of claims 11 to 12 for irradiating the processing light through the suction nozzle.
【請求項14】 吸着ノズルが把持した部品が移動する
高さまでに、フラックス液面上にフラックス泡を発生さ
せることにより、前記吸着ノズルが把持した部品にフラ
ックスを塗布するフラックス塗布部を備えた請求項11
ないし請求項13のいずれか1項に記載の部品接続装
置。
14. A flux coating section for applying flux to the component gripped by the suction nozzle by generating flux bubbles on the flux liquid surface up to a height at which the component gripped by the suction nozzle moves. Item 11
The component connection device according to any one of claims 1 to 13 .
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