JP4665003B2 - Ultrasonic soldering equipment - Google Patents
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Description
この発明は、超音波半田コテを用いた超音波半田付装置に関し、特に半田を加熱溶融するための加熱手段の改良に関するものである。 The present invention relates to an ultrasonic soldering apparatus using an ultrasonic soldering iron, and more particularly to improvement of a heating means for heating and melting solder.
加熱手段によって加熱溶融させた半田に、超音波振動子によって超音波振動させたコテ先を接触させることにより、溶融半田に超音波振動を付与して濡れ性を高めて被半田付基板に半田付けを行う超音波半田コテを用いた超音波半田付装置は実用されている。
例えば、インジウムハンダ被覆銅箔リボン導線を用いた接続方法によれば、ガラス基板上の導体電極とリボン導線とを、損傷なしに低コストで確実・強固に接続するために、超音波半田コテを加熱しながらインジウム半田を溶融させながら半田接続を行う(例えば、特許文献1参照)。
Solder that is heated and melted by heating means is contacted with a tip that has been ultrasonically vibrated by an ultrasonic vibrator, thereby applying ultrasonic vibration to the molten solder to improve wettability and soldering to the substrate to be soldered An ultrasonic soldering apparatus using an ultrasonic soldering iron for carrying out the above is in practical use.
For example, according to a connection method using an indium solder-coated copper foil ribbon conductor, an ultrasonic soldering iron is used to securely and firmly connect the conductor electrode on the glass substrate and the ribbon conductor at low cost without damage. Solder connection is performed while indium solder is melted while heating (see, for example, Patent Document 1).
但し、半田コテの加熱手段については開示されていないが、一般市場で提供されている
超音波半田コテの加熱手段は、超音波半田コテのコテ先の外周に間隙をおいてヒータコイルが巻回され、このヒータコイルに通電することによってコテ先を加熱するようになっている。
また、半田である線状ろう材の供給用ホルダに設けた加熱装置、または基板を加熱する予熱プレートによって半田を溶融するようにした超音波半田の技術が開示されている(例えば、特許文献2参照)。
また、ハロゲンランプを用いてハンダを溶融するようにした非接触ハンダ付け装置が開示されている(例えば、特許文献3参照)。
However, although the soldering iron heating means is not disclosed, the ultrasonic soldering iron heating means provided in the general market has a heater coil wound around the outer periphery of the tip of the ultrasonic soldering iron. The tip of the iron is heated by energizing the heater coil.
Also disclosed is a technique of ultrasonic soldering in which solder is melted by a heating device provided in a holder for supplying linear brazing filler metal or a preheating plate for heating a substrate (for example, Patent Document 2). reference).
Further, a non-contact soldering apparatus is disclosed in which solder is melted using a halogen lamp (see, for example, Patent Document 3).
しかし、特許文献1による接続方法において、ヒータコイルが使用されると、半田カスが間隙に侵入して超音波振動を阻害し、これに対処するための保守・清掃に手間がかかるとともに、間隙を広げると熱伝達効率が悪化するという問題がある。
また、特許文献2による半田付方法においては、超音波半田コテ自身が加熱処理されていないので、コテ先により溶融半田の熱を奪って良質な半田付けが行えなくなるという問題がある。
また、特許文献3による半田付け装置は、超音波半田ではないので半田コテを必要としないが、もしも超音波半田コテにおいて、半田を赤外線加熱するようにした場合には、加
熱されていないコテ先によって溶融半田の熱を奪って良質な半田付けが行えなくなるという問題がある。
However, in the connection method according to
Further, in the soldering method according to Patent Document 2, since the ultrasonic soldering iron itself is not heat-treated, there is a problem that high-quality soldering cannot be performed by removing the heat of the molten solder with the iron tip.
The soldering apparatus according to Patent Document 3 does not require a soldering iron because it is not ultrasonic soldering. However, if the solder is heated by infrared rays in the ultrasonic soldering iron, the iron tip that is not heated is used. As a result, the heat of the molten solder is deprived and high-quality soldering cannot be performed.
この発明は、熱効率が良く保守・清掃の手間を大幅に削減することができる超音波半田コテの加熱手段を有し、コテ先から溶融半田の熱を奪うことのない超音波半田付装置を提供することである。 The present invention provides an ultrasonic soldering apparatus that has a heating means for an ultrasonic soldering iron that has high thermal efficiency and can greatly reduce maintenance and cleaning, and that does not take the heat of molten solder from the tip of the iron. It is to be.
この発明に係る超音波半田付装置は、加熱することにより溶融した半田に超音波振動するコテ先を接触して、上記溶融した半田に超音波振動を付与して濡れ性を高めて被半田付基板に半田付けを行う超音波半田付装置において、赤外光を発光するとともに発光した赤外光を集光して上記コテ先に照射する赤外線ヒータを備え、赤外光が照射されて加熱された上記コテ先により上記半田を加熱して溶融し、上記コテ先の照射面での上記赤外光のビーム径は、上記コテ先の外径以下且つ上記コテ先の外径の1/3以上であり、上記コテ先は、中心軸が被半田付基板の半田面に対して上記コテ先の平行移動方向に所定の傾斜角だけ傾斜し、上記赤外光の光軸は、上記中心軸に対して直交するとともに上記コテ先の端面から所定の距離だけ離れた位置の上記コテ先の側面と交わり、上記側面で反射した上記赤外光は上記被半田付基板の表面に到来せず、上記コテ先は、上記赤外光の光軸に対して直交する照射平面部が設けられ、上記赤外線ヒータは、上記照射平面部に向けて上記赤外光を照射する。
The ultrasonic soldering apparatus according to the present invention is such that a soldering tip that is ultrasonically vibrated is brought into contact with the solder melted by heating, and ultrasonic wave vibration is imparted to the melted solder so as to improve wettability. An ultrasonic soldering apparatus for soldering to a substrate includes an infrared heater that emits infrared light, collects the emitted infrared light and irradiates the tip of the iron, and is irradiated with infrared light and heated. The solder is heated and melted by the iron tip, and the beam diameter of the infrared light on the irradiation surface of the iron tip is not more than the outer diameter of the iron tip and not less than 1/3 of the outer diameter of the iron tip. The iron tip is inclined at a predetermined inclination angle in the parallel movement direction of the iron tip with respect to the solder surface of the substrate to be soldered, and the optical axis of the infrared light is aligned with the central axis. A position that is orthogonal to the end of the iron tip and is a predetermined distance away The infrared light that intersects the side surface of the iron tip and is reflected by the side surface does not arrive at the surface of the substrate to be soldered, and the iron tip is an irradiation plane portion orthogonal to the optical axis of the infrared light. The infrared heater irradiates the infrared light toward the irradiation plane portion .
この発明に係る超音波半田付装置の効果は、赤外光を発光するハロゲンランプおよび発光された赤外光をコテ先に集光して照射する集光ミラーを備え、超音波振動する半田付け用のコテ先を赤外光により加熱するので、コテ先を外周から電熱ヒータコイルにより加熱するものに比べて、半田カスによる目詰まりによって超音波振動が阻害されることが無くなったり、目詰まりを防止するための清掃管理の手間が省けたりするとともに、熱効率が高く、急速加熱が行なえることである。 The effect of the ultrasonic soldering apparatus according to the present invention is that the soldering which ultrasonically vibrates includes a halogen lamp that emits infrared light and a condensing mirror that collects and radiates the emitted infrared light on the tip of the iron. Since the iron tip for heating is heated by infrared light, the ultrasonic vibration is not hindered by clogging due to solder clogging or clogging compared to the case where the iron tip is heated from the outer periphery by an electric heater coil. In addition to saving the trouble of cleaning management to prevent it, heat efficiency is high and rapid heating can be performed.
実施の形態1.
図1は、この発明の実施の形態1に係る超音波半田付装置の全体構成図である。図2は、この発明の実施の形態1に係る超音波半田付装置の超音波半田コテの詳細図である。
この発明の実施の形態1に係る超音波半田付装置100は、図1に示すように、超音波半田コテ10と赤外線ヒータ20とを一体化した集合体50と、集合体50を昇降移動および前後移動するアクチュエータ40と、を備える。
そして、超音波半田付装置100は、例えばガラス板である被半田付基板30に半田31を用いてリード32を半田付けする工程において使用される。
1 is an overall configuration diagram of an ultrasonic soldering apparatus according to
As shown in FIG. 1, the
The
超音波半田コテ10は、例えばステンレスの丸棒材であるコテ先11Aと、コテ先11Aの大径部12をケース13に固定する固定板14と、大径部12の一端に固定される超音波振動子15と、超音波振動子15にリード線16を介して接続される超音波コントローラ17と、を備える。
なお、丸棒材のコテ先11Aの中心軸5は、被半田付基板30の半田面31aに当接するコテ先11Aの端面19に対して傾斜角θ度だけ傾いている。また、コテ先11Aの円筒状の腹面のうち少なくとも赤外光28が照射される照射面27Aは、例えばセラミックス系の耐熱性黒色塗料が塗装されており、赤外光28を効率的に吸収する。
The
The center axis 5 of the
赤外線ヒータ20は、近赤外領域の赤外光28を発光するハロゲンランプ21と、集光ミラー22と、ハロゲンランプ21にリード線23を介して接続されるランプコントローラ24と、を備える。ハロゲンランプ21から発光される赤外光28は、集光ミラー22によりコテ先11Aの照射面27Aでビーム径dになるように集光されて照射面27Aに照射される。このとき、赤外光28が照射されるコテ先11Aの側面は円筒面であり、赤外光28が照射される領域のコテ先11Aの中心軸5方向の長さをdとし、以下ビーム径dと称す。なお、ビーム径dとコテ先11Aの外径Dとの関係は式(1)の範囲に設定するのが好ましい。
The
D/3≦d≦D (1) D / 3 ≦ d ≦ D (1)
赤外線ヒータ20および超音波半田コテ10は、ケース13を外周から挟持する第1保持部材18と、一端側で第1保持部材18を保持するとともに他端側で赤外線ヒータ20が固定される第2保持部材25と、により一体化されている。
The
アクチュエータ40は、サーボモータ41と、サーボモータ41にカップリング42およびボールネジ43を介して被半田付基板30に平行して移動する移動体44と、移動体44に固定された上下駆動用のエアシリンダ45と、エアシリンダ45のピストンにより上下動作を行う昇降台46と、昇降台46上に固定された昇降駆動用のエアシリンダ47と、エアシリンダ47のピストンによって昇降動作を行う昇降台49aと、一端が第2保持部材25に固定されるとともに他端にストッパ49bが固定された支持軸26と、昇降台49aとストッパ49b間に圧縮介挿されたバネ48と、を備える。
そして、支持軸26は、アクチュエータ40により水平方向および上下方向に駆動され、支持軸26に固定された集合体50も水平方向および上下方向に一体として駆動される。
The
The
次に、この発明の実施の形態1に係る超音波半田付装置の動作を説明する。
超音波コントローラ17は、超音波振動子15に高周波電流を流すことにより、超音波振動子15に固定されたコテ先11Aに例えば周波数40kHzの超音波振動を付与し、超音波振動するコテ先11Aは、溶融された半田31の濡れ性を向上する。
赤外線ヒータ20は、コテ先11Aの照射面27Aに集光された赤外光28を照射してコテ先11Aを加熱する。
アクチュエータ40は、超音波半田コテ10と赤外線ヒータ20との集合体50をコテ先11Aの端面19が半田面31aに当接するまで下降し、次に、コテ先11Aの端面19が半田面31aに当接しながら図1に示す被半田付基板30の左手側から右手側に水平移動させながら半田付け作業を行う。但し、図1に示す超音波半田コテ10の右側には図示しない温風ヒータが設けられていて、半田付け部位を予熱するようになっている。
Next, the operation of the ultrasonic soldering apparatus according to
The
The
The
ここで、赤外光28が照射されるコテ先11Aの照射面27Aは、コテ先11Aの端面19に近い方が望ましいが、集光ミラー22の外径が大きいので赤外光28の光軸3は、被半田付基板30の半田面31aに対して上から覗き込むように斜めにする必要がある。
そして、赤外光28の光軸3を半田面31aに対して傾斜させた場合、コテ先11Aの中心軸5に平行な照射面27Aの中心線が半田面31aに対して垂直になっていると照射面27Aに照射された赤外光28の一部は照射面27Aで反射されて半田面31aを照射してしまうという問題がある。
そこで、この発明の実施の形態1に係る超音波半田付装置100では、コテ先11Aの中心軸5に平行な照射面27Aの中心線が赤外光28の光軸3に対して直交するように、コテ先11Aの中心軸5を半田面31aに対して直交させずに傾けている。赤外光28の光軸3を半田面31aに対して(180−θ)度傾けたとき、コテ先11Aの中心軸5を半田面31aに対して傾斜角θ度傾けることにより、赤外光28の光軸3が照射面27Aの中心線と直交する。
このように、赤外光28の光軸3が照射面27Aの中心線に直交すると、照射面27Aの中心線上で反射された赤外光28は集光ミラー22に向かうので、集光ミラー22で再度反射されて照射面27Aに照射される。
Here, the
When the optical axis 3 of the
Therefore, in the
As described above, when the optical axis 3 of the
但し、コテ先11Aの外側面は円筒面であるので反射した赤外光28は多方向に散乱するが、被半田付基板30の表面には散乱光が照射されないように照射面27Aの位置を端面19から離れるように設定している。
また、ビーム径dはコテ先11Aの外径Dよりも小さな寸法として、散乱方向が広角度にならないように配慮されている。
なお、コテ先11Aが安定した超音波振動するためには、単純な円柱形状であって、半田面31aに対して直交しているのが望ましいが、この発明の実施の形態1に係る超音波半田付装置では円柱形状のコテ先11Aの中心軸5を半田面31aに対して傾斜角θ度だけ傾けることにより反射光が半田面31aを照射しないようにしたものである。
However, since the outer surface of the
The beam diameter d is set to be smaller than the outer diameter D of the
In addition, in order for the
この発明の実施の形態1に係る超音波半田付装置100は、赤外光28を発光するハロゲンランプ21および発光された赤外光28をコテ先11Aに集光して照射する集光ミラー22を備え、超音波振動する半田付け用のコテ先11Aを赤外光28により加熱するので、コテ先11Aを外周から電熱ヒータコイルにより加熱するものに比べて、半田カスによる目詰まりによって超音波振動が阻害されることが無くなったり、目詰まりを防止するための清掃管理の手間が省けたりするとともに、熱効率が高く、急速加熱が行なえる。
The
また、赤外線ヒータ20によって半田31自体を直接加熱するものに比べ、超音波振動を付与するためのコテ先11Aが半田31から熱を奪うことがなく、加熱されたコテ先11Aの熱容量によって安定した温度による半田31の加熱が行えるととともに、コテ先11Aの形状を変更することによって必要とされる最低限度の領域の半田31を加熱することができる。
In addition, compared to the case where the
また、コテ先11Aの照射面27Aに照射される赤外光28の照射面27Aでのビーム径dがコテ先11Aの外径D以下且つコテ先11Aの外径Dの1/3以上になるように赤外光28が集光されるので、コテ先11Aの全体を均一に加熱することができるとともにコテ先11Aの外径幅を超える領域に対する無駄な投光を防止することができる。
Further, the beam diameter d on the
また、半田面31aに対して傾いている赤外光28の光軸3に対して直交するようにコテ先11Aの中心軸5を半田面31aに対して傾けているので、コテ先11Aの端面19に近い箇所に赤外光28を照射してもコテ先11Aの照射面27Aで散乱した赤外光28が半田面31aには向かわずに被半田付基板30を必要以上に加熱することが防げる。
また、赤外光28が照射されるコテ先11Aの照射面27Aがコテ先11Aの端面19から離れているように赤外光28をコテ先11Aに照射するので、コテ先11Aの端面19に近い箇所に赤外光28を照射してもコテ先11Aの照射面27Aで散乱した赤外光28が半田面31aには向かわずに被半田付基板30を必要以上に加熱することが防げる。
Further, since the central axis 5 of the
Further, since the
また、超音波半田コテ10のコテ先11Aは耐熱性の黒色塗料によって塗装されているので、赤外光28の吸収を高め、加熱効率が向上する。
Also, since the
また、超音波半田コテ10および赤外線ヒータ20が第1保持部材18および第2保持部材25により集合体50として一体化され、一体化された集合体50がアクチュエータ40により昇降および水平移動されるので、超音波半田コテ10と赤外線ヒータ20との間の相互の寸法関係を維持したままで昇降および水平移動されながら常に安定した加熱が行われる。
Further, the
実施の形態2.
図3は、この発明の実施の形態2に係る超音波半田付装置の部分構成図である。図4は、この発明の実施の形態2に係る超音波半田付装置のコテ先の正面図である。
この発明の実施の形態2に係る超音波半田付装置は、この発明の実施の形態1に係る超音波半田付装置100とコテ先11Bが異なり、それ以外は同様であるので、同様な部分に同じ符号を付記し説明は省略する。
この発明の実施の形態2に係るコテ先11Bは、この発明の実施の形態1に係るコテ先11Aの赤外線ヒータ20に対面する腹面に溝状の照射平面部27Bが設けられたことが異なっており、それ以外は同様であるので、同様な部分に同じ符号を付記し説明は省略する。
コテ先11Bの照射平面部27Bは、コテ先11Bが水平移動する方向に対して直交するコテ先11Bの腹面に設けられ、赤外光28の光軸3に対して直交する平面を有し、平面のコテ先11Bの中心軸5方向の幅は集光された赤外光28の平面でのビーム径dより大きい。
Embodiment 2. FIG.
FIG. 3 is a partial configuration diagram of an ultrasonic soldering apparatus according to Embodiment 2 of the present invention. FIG. 4 is a front view of a soldering tip of an ultrasonic soldering apparatus according to Embodiment 2 of the present invention.
The ultrasonic soldering apparatus according to Embodiment 2 of the present invention is different from the
The
The irradiation
赤外線ヒータ20から照射平面部27Bに照射された赤外光28は、照射平面部27Bの平面で反射されるが、平面が赤外光28の光軸3に直交しているので、平面で反射した赤外光28は集光ミラー22に向かう。そして、コテ先11Aの照射面27Aのように円筒側面ではないので、反射した赤外光28の全てが集光ミラー22に向かい、他の方向への散乱光を発生しない。
The
この発明の実施の形態2に係る超音波半田付装置は、この発明の実施の形態1に係る超音波半田付装置100と同様に、赤外光28を発光するハロゲンランプ21および発光された赤外光28をコテ先11Bに集光して照射する集光ミラー22を備え、コテ先11Bを赤外光28により加熱するので、高効率で省電力、急速加熱が行なえるとともに燃焼による生成物もないクリーンな加熱が行える。
Similar to the
また、この発明の実施の形態2に係る超音波半田付装置は、半田面31aに対して傾いている赤外光28の光軸3に対して直交する面を有する照射平面部27Bに赤外光28を照射するので、コテ先11Bの端面19に近い箇所に赤外光28を照射してもコテ先11Bの照射平面部27B反射した赤外光28が全て集光ミラー22に向かい被半田付基板30を必要以上に加熱することが防げる。
In addition, the ultrasonic soldering apparatus according to Embodiment 2 of the present invention applies infrared light to the
実施の形態3.
図5は、この発明の実施の形態3に係る超音波半田付装置の部分構成図である。図6は、この発明の実施の形態3に係る超音波半田付装置のコテ先の正面図である。
この発明の実施の形態3に係る超音波半田付装置は、この発明の実施の形態1に係る超音波半田付装置100と超音波半田コテが異なり、それ以外は同様であるので、同様な部分に同じ符号を付記し説明は省略する。
この発明の実施の形態1に係る超音波半田コテ10ではコテ先11Aの中心軸5が半田面31aに対してコテ先11Aが水平移動される方向に傾斜角θ度傾斜しているが、この発明の実施の形態3に係る超音波半田コテではコテ先11Cの中心軸5が半田面31aに直交している。
この発明の実施の形態3に係るコテ先11Cは、赤外光28が照射されるコテ先11Cの水平移動される方向に直交する腹面に溝状の照射平面部27Cが設けられ、端面19がコテ先11Cの中心軸5に対して直交することがこの発明の実施の形態1に係るコテ先11Aと異なっており、それ以外は同様であるので、同様な部分に同じ符号を付記し説明は省略する。
コテ先11Cの照射平面部27Cは、コテ先11Cが水平移動される方向に直交し且つ赤外線ヒータ20に対面する腹面に設けられ、赤外光28の光軸3に対して直交する平面を有し、平面のコテ先11Cの中心軸5方向の幅は集光された赤外光28の平面でのビーム径dより大きい。
Embodiment 3 FIG.
FIG. 5 is a partial configuration diagram of an ultrasonic soldering apparatus according to Embodiment 3 of the present invention. FIG. 6 is a front view of a soldering tip of an ultrasonic soldering apparatus according to Embodiment 3 of the present invention.
The ultrasonic soldering apparatus according to the third embodiment of the present invention is different from the
In the
The
The irradiation
赤外線ヒータ20から照射平面部27Cに照射された赤外光28は、照射平面部27Cの平面で反射されるが、平面が赤外光28の光軸3に直交しているので、平面で反射した赤外光28は集光ミラー22に向かう。そして、コテ先11Aの照射面27Aのように円筒側面ではないので、反射した赤外光28の全てが集光ミラー22に向かい、他の方向への散乱光を発生しない。
The
この発明の実施の形態3に係る超音波半田付装置は、この発明の実施の形態1に係る超音波半田付装置100と同様に、赤外光28を発光するハロゲンランプ21および発光された赤外光28をコテ先11Cに集光して照射する集光ミラー22を備え、コテ先11Cを赤外光28により加熱するので、高効率で省電力、急速加熱が行なえるとともに燃焼による生成物もないクリーンな加熱が行える。
The ultrasonic soldering apparatus according to the third embodiment of the present invention is similar to the
また、この発明の実施の形態3に係る超音波半田付装置は、この発明の実施の形態2に係る超音波半田付装置と同様に、半田面31aに対して傾いている赤外光28の光軸3に対して直交する面を有する照射平面部27Cに赤外光28を照射するので、コテ先11Cの端面19に近い箇所に赤外光28を照射してもコテ先11Cの照射平面部27Cで反射した赤外光28が全て集光ミラー22に向かい被半田付基板30を必要以上に加熱することが防げる。
Further, the ultrasonic soldering apparatus according to the third embodiment of the present invention is similar to the ultrasonic soldering apparatus according to the second embodiment of the present invention in that the
また、この発明の実施の形態3に係る超音波半田付装置は、コテ先11Cが単純な円柱形状であり、且つ中心軸5が半田面31aに直交しているので、コテ先11Cが安定した超音波振動する。
Further, in the ultrasonic soldering apparatus according to Embodiment 3 of the present invention, since the
実施の形態4.
図7は、この発明の実施の形態4に係る超音波半田付装置の部分構成図である。図8は、この発明の実施の形態4に係る超音波半田付装置のコテ先の側面図である。
この発明の実施の形態2に係る超音波半田付装置では、赤外線ヒータ20がコテ先11Bが水平移動する方向に直交するコテ先11Bの腹面に設けられた照射平面部27Bに赤外光28を照射しているが、この発明の実施の形態4に係る超音波半田付装置では、赤外線ヒータ20がコテ先11Dが水平移動する方向に平行なコテ先11Dの腹面に設けられた照射平面部27Dに赤外光28を照射していることがこの発明の実施の形態2に係る超音波半田付装置と異なっている。
この発明の実施の形態4に係るコテ先11Dは、コテ先11Dが水平移動される方向に平行な両方の腹面に赤外光28の光軸3に対して直交する平面を有する照射平面部27Dがコテ先11Dの中心軸5を中心に点対称の位置に2つ設けられる。
コテ先11Dの照射平面部27Dは、赤外光28の光軸3に対して直交する平面を有しており、この平面に向けて赤外線ヒータ20を向けると、赤外光28が反射して集光ミラー22に戻る。
Embodiment 4 FIG.
FIG. 7 is a partial configuration diagram of an ultrasonic soldering apparatus according to Embodiment 4 of the present invention. FIG. 8 is a side view of a soldering tip of an ultrasonic soldering apparatus according to Embodiment 4 of the present invention.
In the ultrasonic soldering apparatus according to the second embodiment of the present invention, the
The
The irradiation
この発明の実施の形態4に係る超音波半田付装置は、この発明の実施の形態1に係る超音波半田付装置100と同様に、赤外光28を発光するハロゲンランプ21および発光された赤外光28をコテ先11Dに集光して照射する集光ミラー22を備え、コテ先11Dを赤外光28により加熱するので、高効率で省電力、急速加熱が行なえるとともに燃焼による生成物もないクリーンな加熱が行える。
The ultrasonic soldering apparatus according to the fourth embodiment of the present invention is similar to the
また、この発明の実施の形態4に係る超音波半田付装置は、この発明の実施の形態2に係る超音波半田付装置と同様に、半田面31aに対して傾いている赤外光28の光軸3に対して直交する面を有する照射平面部27Dに赤外光28を照射するので、コテ先11Dの端面19に近い箇所に赤外光28を照射してもコテ先11Dの照射平面部27Dで反射した赤外光28が全て集光ミラー22に向かい被半田付基板30を必要以上に加熱することが防げる。
Further, the ultrasonic soldering apparatus according to the fourth embodiment of the present invention is similar to the ultrasonic soldering apparatus according to the second embodiment of the present invention in that the
また、コテ先11Dの先端に中心軸5を中心に点対称に2つの照射平面部27Dを設けたので、コテ先11Dをより安定して超音波振動することができる。
なお、上述の実施の形態4に係る超音波半田付装置では、コテ先11Dの中心軸5をコテ先11Dが水平移動される方向に半田面31aに対して傾けているが直交しても良い。
Further, since the two irradiation
In the ultrasonic soldering apparatus according to Embodiment 4 described above, the central axis 5 of the
3 光軸、5 中心軸、10 超音波半田コテ、11A、11B、11C、11D コテ先、12 大径部、13 ケース、14 固定板、15 超音波振動子、16 リード線、17 超音波コントローラ、18 第1保持部材、19 端面、20 赤外線ヒータ、21 ハロゲンランプ、22 集光ミラー、23 リード線、24 ランプコントローラ、25 第2保持部材、26 支持軸、27A 照射面、27B、27C、27D 照射平面部、28 赤外光、30 被半田付基板、31 半田、31a 半田面、32 リード、40 アクチュエータ、41 サーボモータ、42 カップリング、43 ボールネジ、44 移動体、45 エアシリンダ、46 昇降台、47 エアシリンダ、48 バネ、49a 昇降台、49b ストッパ、50 集合体、100 超音波半田付装置。
3 Optical axis, 5 Center axis, 10 Ultrasonic soldering iron, 11A, 11B, 11C, 11D Iron tip, 12 Large diameter part, 13 Case, 14 Fixing plate, 15 Ultrasonic vibrator, 16 Lead wire, 17 Ultrasonic controller , 18 First holding member, 19 End face, 20 Infrared heater, 21 Halogen lamp, 22 Condensing mirror, 23 Lead wire, 24 Lamp controller, 25 Second holding member, 26 Support shaft, 27A Irradiation surface, 27B, 27C, 27D Irradiation plane part, 28 Infrared light, 30 Soldered substrate, 31 Solder, 31a Solder surface, 32 Lead, 40 Actuator, 41 Servo motor, 42 Coupling, 43 Ball screw, 44 Moving body, 45 Air cylinder, 46
Claims (4)
赤外光を発光するとともに発光した赤外光を集光して上記コテ先に照射する赤外線ヒータを備え、
赤外光が照射されて加熱された上記コテ先により上記半田を加熱して溶融し、
上記コテ先の照射面での上記赤外光のビーム径は、上記コテ先の外径以下且つ上記コテ先の外径の1/3以上であり、
上記コテ先は、中心軸が被半田付基板の半田面に対して上記コテ先の平行移動方向に所定の傾斜角だけ傾斜し、
上記赤外光の光軸は、上記中心軸に対して直交するとともに上記コテ先の端面から所定の距離だけ離れた位置の上記コテ先の側面と交わり、
上記側面で反射した上記赤外光は上記被半田付基板の表面に到来せず、
上記コテ先は、上記赤外光の光軸に対して直交する照射平面部が設けられ、
上記赤外線ヒータは、上記照射平面部に向けて上記赤外光を照射することを特徴とする超音波半田付装置。 An ultrasonic soldering apparatus that contacts a soldered tip with ultrasonic soldering to the solder melted by heating, and applies ultrasonic vibration to the melted solder to improve wettability and solder to a substrate to be soldered. In
An infrared heater that emits infrared light and collects the emitted infrared light to irradiate the tip of the iron;
The solder is heated and melted by the iron tip irradiated with infrared light and heated ,
The beam diameter of the infrared light on the irradiation surface of the tip is not more than the outer diameter of the tip and not less than 1/3 of the outer diameter of the tip.
The iron tip is inclined at a predetermined inclination angle in the parallel movement direction of the iron tip with respect to the solder surface of the substrate to be soldered,
The optical axis of the infrared light intersects with the side surface of the tip of the iron tip at a predetermined distance from the end surface of the tip of the tip while being orthogonal to the central axis,
The infrared light reflected by the side surface does not arrive at the surface of the soldered substrate,
The tip of the iron is provided with an irradiation plane portion orthogonal to the optical axis of the infrared light,
The ultrasonic soldering apparatus , wherein the infrared heater irradiates the infrared light toward the irradiation plane portion .
上記集合体を昇降および水平移動するアクチュエータと、
を備えることを特徴とする請求項1に記載の超音波半田付装置。 An assembly in which the ultrasonic soldering iron and the infrared heater are integrated by a holding member;
An actuator for moving the assembly up and down and horizontally;
The ultrasonic soldering apparatus according to claim 1, further comprising:
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