JP5121954B2 - Point solder NC data creation method - Google Patents
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Description
本発明は、半田付けを実行する自動半田装置に関するものである。 The present invention relates to an automatic soldering apparatus that performs soldering.
半田付けに関与するパラメータを自動で調節する自動半田装置として特許文献1が知られている。
この装置では、図8に示すように部品2をプリント基板1に半田付けする場合に、半田付け個所に半田送り装置5aによって半田を供給するとともに、半田鏝3の温度を温度センサ4によって検出し、温度センサアンプ4aを介して演算装置6へ検出温度を入力し、半田鏝3の先端の温度変化から演算装置6が部品2の熱容量を計算して、演算装置6が半田付け条件を自動的に決定している。
In this apparatus, when the
しかしながら、この従来の自動半田装置では、半田付け個所ごとに温度変化測定が必要であり、多数の半田付け個所が存在するプリント基板1の場合や量産時には生産時間が長くなる問題がある。この特許文献1は、半田鏝3を半田付け個所に押し当てて半田付けするものであったが、半田付け個所に半田噴流を作用させて半田付けする噴流式半田装置においては、半田付のパラメータを自動的に決定することがより難しいのが現状である。
However, in this conventional automatic soldering apparatus, it is necessary to measure the temperature change at each soldering point, and there is a problem that the production time becomes long in the case of the printed
本発明は、ポイント半田付けの半田付け条件を短時間で決定することを目的とする。 An object of this invention is to determine the soldering conditions of point soldering in a short time.
本発明のポイント半田NCデータ作成方法は、ノズルから噴出する半田によって部品を基板に実装するポイント半田付け用のNCデータを作成する方法であって、前記基板のCADデータから半田付け個所のランドの情報と実装する部品情報とを取得する情報取得工程と、前記ランドの情報と前記部品情報から前記半田付け個所の熱容量を算出する熱容量算出工程と、前記熱容量から半田付け条件を算出する半田付け条件算出工程とからなり、前記熱容量算出工程では、前記ランドの熱容量と部品の熱容量と部品ボディの熱容量とから熱容量を求めることを特徴とする。
また、本発明のポイント半田NCデータ作成方法は、ノズルから噴出する半田によって部品を基板に実装するポイント半田付け用のNCデータを作成する方法であって、前記基板のCADデータから半田付け個所のランドの情報と実装する部品情報とを取得する情報取得工程と、前記ランドの情報と前記部品情報から前記半田付け個所の熱容量を算出する熱容量算出工程と、前記熱容量から半田付け条件を算出する半田付け条件算出工程とからなり、前記半田付け前と半田付け中の前記基板の反りを測定し、その情報に基づき、ノズルの高さと半田噴流速度の内の少なくとも一方を補正する第2修正工程を、さらに含むことを特徴とする。
The point solder NC data creation method of the present invention is a method of creating NC data for point soldering in which a component is mounted on a board by solder ejected from a nozzle. An information acquisition step for acquiring information and component information to be mounted; a heat capacity calculation step for calculating a heat capacity of the soldering location from the land information and the component information; and a soldering condition for calculating a soldering condition from the heat capacity The heat capacity calculation step includes obtaining a heat capacity from the heat capacity of the land, the heat capacity of the component, and the heat capacity of the component body.
Also, the point solder NC data creation method of the present invention is a method of creating NC data for point soldering in which a component is mounted on a substrate by solder ejected from a nozzle, and the soldering location is determined from the CAD data of the substrate. An information acquisition step of acquiring land information and component information to be mounted, a heat capacity calculation step of calculating a heat capacity of the soldering location from the land information and the component information, and a solder for calculating a soldering condition from the heat capacity A second correction step for measuring warpage of the substrate before and during soldering and correcting at least one of the nozzle height and the solder jet velocity based on the information. , Further including.
この構成によれば、NCデータ作成時間と半田付け時間の短縮ができる。さらに、半田付け個所の状態に応じてNCデータを最適化することで、高品質なポイント半田付けを実現することができる。 According to this configuration, NC data creation time and soldering time can be shortened. Furthermore, high-quality point soldering can be realized by optimizing the NC data according to the state of the soldering location.
以下、本発明のポイント半田NCデータ作成方法を具体的な実施の形態に基づいて説明する。
図1は入力された情報に基づいてNCデータを作成する演算装置10を備えた自動半田装置を示す。図5は演算装置10で決定されたNCデータに基づいて、半田噴流速度とプリント基板に対するノズルの高さを制御して半田付けを実行する半田装置25を示している。
Hereinafter, the point solder NC data creation method of the present invention will be described based on specific embodiments.
FIG. 1 shows an automatic soldering apparatus including an
マイクロコンピュータを主要部として構成された演算装置10の入力には、半田付け対象のプリント基板を設計製作する際に使用した基板設計CADシステム21と、プリント基板に実装する実装位置と部品の情報を管理している部品情報システム22が接続されている。演算装置10の出力には、図5に示す半田装置25が接続されている。さらに、演算装置10には、半田付けによって実装が完了したプリント基板を検査する半田検査機23と、半田付け前と半田付け中のプリント基板の反りを検出する基板反りセンサ24が接続されている。
The input of the
演算装置10は次のように構成されている。
演算装置10は、ランド情報取得手段11、部品情報取得手段12、熱容量算出手段13、ノズル種別決定手段14、半田噴流速度算出手段15、ノズル動作決定手段16、ノズル高さ補正手段17、NCデータ出力手段18を備えている。
The
The
ランド情報取得手段11は、基板設計CADシステム21からランド情報D1を取得する。図2(a)はランド情報取得手段11によって取得されたランド情報D1の例である。ランド情報D1には、半田付け個所のランドロケーションに対して、基板原点からのX方向およびY方向の位置、X方向およびY方向の外形寸法、面積、厚み、比重、比熱等が含まれている。
The land
部品情報取得手段12は、部品情報システム22から部品情報D2を取得する。図2(b)は部品情報取得手段12によって取得された部品情報D2の例である。部品情報D2には、半田付け個所の部品ロケーションに対して、基板原点からのX方向およびY方向の位置、X方向およびY方向の外形寸法、面積、長さ、比重、比熱等が含まれている。
The component
熱容量算出手段13は、ランド情報取得手段11から出力されたランド情報D1と部品情報取得手段12から出力された部品情報D2から、半田付け個所の熱容量を算出する。例えば図2では、
半田付け個所の熱容量 = ランド熱容量 + 部品のリード部の熱容量
ランド熱容量 = 面積 × 厚み ÷ 1000 × 比重 × 比熱
部品のリード部の熱容量 = 面積 × 長さ ÷ 1000 × 比重 × 比熱
で計算する。ここで、部品の熱容量は、部品のリード部分の熱容量を意味する。以下、リード部分の熱容量を部品熱容量と称す。
The heat
Heat capacity of soldering location = Land heat capacity + Heat capacity of component lead
Land heat capacity = area × thickness ÷ 1000 × specific gravity × heat capacity of lead part of specific heat component = area × length ÷ 1000 × specific gravity × specific heat. Here, the heat capacity of the component means the heat capacity of the lead portion of the component. Hereinafter, the heat capacity of the lead portion is referred to as component heat capacity.
また、部品のボディ情報の熱容量も考慮したい場合は、
部品ボディ熱容量 = 面積 × 厚み ÷ 1000 × 比重 × 比熱 × 係数
で計算して、半田付け個所の熱容量に加算することもできる。部品ボディ熱容量とは、部品のリード部と接続されている部品本体部分の熱容量のことである。部品熱容量だけでなく、部品ボディ熱容量までを、計算に含めると、さらに、精度よく熱容量を求めることができる。
Also, if you want to consider the heat capacity of the body information of parts,
Component body heat capacity = area x thickness ÷ 1000 x specific gravity x specific heat x coefficient can be calculated and added to the heat capacity of the soldering location. The component body heat capacity is the heat capacity of the component main body connected to the lead portion of the component. When not only the component heat capacity but also the component body heat capacity is included in the calculation, the heat capacity can be obtained more accurately.
一方、部品情報D2が取得できない場合には、“ 部品熱容量 = ランド情報D1のド
リル穴径 × 係数 × 仮想長さ ÷ 1000 ×比重×比熱 ”によって、仮想的に部品熱容量を算出することも可能である。図2(c)に熱容量計算の結果を示す。
On the other hand, if the component information D2 cannot be obtained, the component heat capacity can be calculated virtually by “component heat capacity = drill hole diameter of land information D1 × coefficient × virtual length ÷ 1000 × specific gravity × specific heat”. is there. FIG. 2C shows the result of the heat capacity calculation.
ノズル種別決定手段14は、ランド情報取得手段11から得られるランド形状寸法と、演算装置10の出力に接続されている図5に示す半田装置25に実装可能なノズル51のノズル情報とからノズル種別を決定する。図3(a)はノズル情報の例である。ノズル情報には、形状、ノズル穴のX方向の寸法(穴X寸法)、ノズル穴のY方向の寸法(穴Y寸法)、面積、最大噴流速度、噴流量対熱量係数が含まれる。ノズル種別は例えば、“ランド情報D1の外形寸法の最大値 ≦ ノズル情報の穴寸法”を満足するノズルの中で最も面積が小さいものを選択する。
The nozzle
また、ノズル穴よりも半田噴流は小さくなり、ノズル高さによって半田付けするランド面積を一定範囲で制御できる。図2(a)のランド情報D1の場合、ランドのX,Y外形寸法のうちで、最大外形が10mmなので、X,Y穴寸法内どちらかが10mm以上のノズルの内で面積が最も小さいN−R1005ノズルが選択される。ここで、ノズル穴寸法のX,Yのどちらかが、10mm以上でよいのは、ノズルの角度を制御することが可能なので、一方だけ大きい場合でも使用できる。 Also, the solder jet is smaller than the nozzle hole, and the land area to be soldered can be controlled within a certain range depending on the nozzle height. In the case of the land information D1 in FIG. 2A, since the maximum outer shape is 10 mm among the X and Y outer dimensions of the land, one of the X and Y hole dimensions has the smallest area among nozzles of 10 mm or more. -R1005 nozzle is selected. Here, the nozzle hole dimension X or Y may be 10 mm or more because the angle of the nozzle can be controlled.
半田噴流速度算出手段15は、熱容量算出手段13から出力された半田付け個所の熱容量と、ノズル種別決定手段14から出力されたノズル種別と、プリヒート温度とから、半田噴流速度および半田付け時間を算出する。例えば、
半田付け昇温度 = 半田付け温度 − プリヒート温度
半田付けに必要な熱量 = 半田付け昇温度 × 半田付け個所の熱容量
半田噴流速度 =標準噴流速度係数 × 最大噴流速度
半田付け時間 =半田付けに必要な熱量 ÷(半田噴流速度×噴流量対熱量係数)
で計算する。図3(b)は半田噴流速度および半田付け時間の算出例である。
The solder jet velocity calculating means 15 calculates the solder jet velocity and the soldering time from the heat capacity of the soldering location output from the heat capacity calculating
Soldering temperature rise = Soldering temperature-Preheat temperature Amount of heat required for soldering = Soldering temperature rise × Heat capacity of soldering location
Solder jet velocity = Standard jet velocity coefficient × Maximum jet velocity Soldering time = Heat required for soldering ÷ (Solder jet velocity × jet flow rate vs. heat quantity coefficient)
Calculate with FIG. 3B is a calculation example of the solder jet velocity and the soldering time.
ここで、標準噴流速度係数は、定常的に噴流を流し続けることが可能な、最大噴流速度に対する噴流速度の比であり、最大噴流速度は、噴流を発生させるモーターの最大回転速度である。 Here, the standard jet velocity coefficient is the ratio of the jet velocity to the maximum jet velocity at which the jet can continue to flow constantly, and the maximum jet velocity is the maximum rotation speed of the motor that generates the jet.
ノズル動作決定手段16は、ランド情報取得手段11から得られるランド位置および半田噴流速度算出手段15から出力された半田付け時間から、品質を保ちつつ半田付け時間が最小となるノズルの動作を決定する。例えば、熱容量の小さいものから大きいものへの半田付けすることで品質の安定化が図れる。すなわち、半田付け時間が短い半田付け個所から、半田付け時間が長い半田付け個所へと半田付けを行うようにNCデータを作成する。例えば、図3(b)においては、半田付け時間が0.40秒、0.72秒、2.16秒の順に半田付けを行うのが望ましい。このことで、各ポイント間で必要な熱容量の差が小さく、徐々に、熱量を与えることができ、品質が安定する。
The nozzle
まず、X01−01の半田付けロケーションを半田付けする。ランド情報D1のY外形寸法から縦長のランド形状であることが分かる。ランド位置はランド中心座標で表現されているため、Y外形寸法/2(5/2)=2.5mmだけYマイナス方向に移動した位置をノズルの開始位置(X:124mm,Y46.5mm)とし、2.5mmだけYプラス方向に移動した位置をノズルの終了位置(X:124mm,Y51.5mm)とする。半田付け高さは、部品情報D2の半田付け長さ(2mm)+クリアランス(例えば0.5mm)=2.5mmとする。ここで半田付け長さとは、基板面を基準とし、その位置から半田付けが必要な部品のリード先端までの長さのことである。移動速度は、移動距離/半田付け時間=5mm/0.4s=12.5mm/sとする。また、ランドX外形寸法が3mm、ノズル短手寸法がY方向で5mmのため、ノズル角度は90度とする。ここで、ノズル角度とは、ノズル情報で定義されている状態を0度としている。ノズルは回転機構があるため、0度に対する回転角度をノズル角度としている。X方向は基板が流れる方向と同一である。 First, the soldering location X01-01 is soldered. It can be seen from the Y external dimension of the land information D1 that the land shape is a vertically long land. Since the land position is expressed by the land center coordinates, the position moved in the Y minus direction by Y outer dimension / 2 (5/2) = 2.5 mm is defined as the nozzle start position (X: 124 mm, Y46.5 mm). The position moved in the Y plus direction by 2.5 mm is defined as the nozzle end position (X: 124 mm, Y51.5 mm). The soldering height is set to soldering length (2 mm) of component information D2 + clearance (for example, 0.5 mm) = 2.5 mm. Here, the soldering length is the length from the position to the tip of a lead of a component that needs to be soldered, using the board surface as a reference. The moving speed is set as moving distance / soldering time = 5 mm / 0.4 s = 12.5 mm / s. Further, since the land X outer dimension is 3 mm and the short nozzle dimension is 5 mm in the Y direction, the nozzle angle is 90 degrees. Here, the nozzle angle is defined as 0 degrees as defined by the nozzle information. Since the nozzle has a rotation mechanism, the rotation angle with respect to 0 degrees is set as the nozzle angle. The X direction is the same as the direction in which the substrate flows.
ノズル角度は、ノズル形状のX方向とY方向の寸法が異なる場合や、角ノズルの場合などに、ノズル形状内にランド形状が入るようにノズル角度を調整する。この例であると、ランドは縦長、ノズルは横長のため、ノズルを90度回転させて縦長状態に制御している。移動時高さは2.5mmとする。次の半田付け個所は、半田付け時間が0.72秒の内、X01−01に最も近い半田付け個所を抽出し、CN02−02の半田付けロケーションを半田付けする。ランド情報D1の外形寸法から、ノズル開始位置と終了位置は同じとする。半田付け高さは、部品情報D2の半田付け長さ(2mm)+クリアランス(例えば0.5mm)=2.5mmとする。ノズル移動は不要なため、半田付け時間で待機する。また、ランドXY外形寸法が8mmのため、ノズル角度は0度とする。移動時高さは2.5mmとする。同様にして、CN02−01,R01−01,R01−02の半田付けロケーションを半田付けする。図4にNCデータ例を示す。 The nozzle angle is adjusted so that the land shape is within the nozzle shape when the dimensions of the nozzle shape in the X direction and the Y direction are different, or in the case of a square nozzle. In this example, since the land is vertically long and the nozzle is horizontally long, the nozzle is rotated 90 degrees to control the vertically long state. The height during movement is 2.5 mm. The next soldering location extracts the soldering location closest to X01-01 within the soldering time of 0.72 seconds, and solders the soldering location of CN02-02. From the external dimensions of the land information D1, the nozzle start position and the end position are the same. The soldering height is set to soldering length (2 mm) of component information D2 + clearance (for example, 0.5 mm) = 2.5 mm. No nozzle movement is required, so wait for the soldering time. Since the land XY outer dimension is 8 mm, the nozzle angle is 0 degree. The height during movement is 2.5 mm. Similarly, the soldering locations of CN02-01, R01-01, and R01-02 are soldered. FIG. 4 shows an example of NC data.
また、ノズル動作決定手段16は、事前に上記に計算した条件(NCデータ)で半田付けした基板を半田検査機23で検査した検査結果を取得し、半田付けロケーションが不良と判定された場合、その不良モードに応じてノズル動作を補正する。例えば、半田ブリッジ不良モードの場合、移動時高さをより下方向へ移動(例えば4.0mm)して、半田付けロケーション移動時の半田噴流の影響を抑制する。一方、半田が少なかった不良モードの場合、検査結果である半田付け形状寸法測定データから半田が少ない個所への半田付けノズル移動を長め(例えば+1.0mm)にして、半田噴流量を増加させる。
Further, the nozzle
なお、ノズル動作の修正後に、再度、検査し、修正してもよい。
ノズル高さ補正手段17は、ノズル動作決定手段16が決定したノズルの動作を、基板反りセンサ24から取得した基板反り情報に基づいて補正する。具体的には、ノズル動作決定手段16が決定したノズル高さを、基板反りセンサ24から取得した基板反り情報に基づいて補正する。例えば、取得した基板反り情報が、半田付けロケーションR01−01、+1mmの場合、上方向(=基板30の下面を原点とした場合に高さマイナス方向)に1mm反っているので、半田付け高さ2.5mm−1mm=1.5mmとして補正する。
Note that after the nozzle operation is corrected, it may be inspected and corrected again.
The nozzle height correcting unit 17 corrects the nozzle operation determined by the nozzle
NCデータ出力手段18は、上記のように作成したNCデータを半田装置25が読み込みできるフォーマットで出力する。
NCデータ出力手段18から出力されたNCデータに基づき運転される半田装置25の構成を図5(a)(b)と図6,図7に基づいて説明する。
The NC data output means 18 outputs the NC data created as described above in a format that can be read by the
The configuration of the
図5(a)において、固定されたプリント基板30に対してノズル51が右側に移動して半田付けして行く。プリント基板30のランド31に穿設された部品孔には、部品42のリード部41が挿入されてセットされている。プリント基板30のランド32に穿設された部品孔には、部品44のリード部43が挿入されてセットされている。プリント基板30のランド33に穿設された部品孔には、部品46のリード部45が挿入されてセットされている。
In FIG. 5A, the
先端から半田噴流52を噴出するノズル51による半田付けは、NCデータの順序の昇順で行う。なお、各半田付け個所における半田噴流52の速度は、半田装置25が半田噴流速度算出手段15の結果に基づいて適正値に制御されている。
Soldering by the
原点に位置しているノズル51を垂直方向、水平方向に移動させて、第1の半田付け個所の半田付け開始位置であるランド31の近傍に移動した後、半田付け高さに移動する。これによって、半田噴流52がランド31とリード41に指定された時間だけ接触して半田付けが行われる。図5(b)はノズル51の垂直移動と水平移動を表している。この場合のランド31の大きさは、使用中のノズル51の径に比べて同じか小さいため、ランド31の下方位置に到着したノズル51は、ランド31の中心位置に向かって上昇し、上昇位置で半田噴流52を指定された時間だけランド31とリード41に接触させて、その後に半田噴流52がプリント基板30に接触しない位置までノズル51が下降する。次の半田付け個所に向かうノズル51はこの下降した状態で水平移動する。
The
つぎの半田付け個所のランド32の大きさは、使用中のノズル51の径に比べて大きく、しかも熱容量が大きいため、ノズル51はランド32とリード43の半田付け開始位置に移動した後、半田付け高さに上昇する。そしてノズル51が上昇位置のままで半田付け終了位置に向かって、指定された移動速度で水平移動して半田付けが行われる。半田付け終了位置に到着したノズル51は、半田噴流52がプリント基板30に接触しない位置までノズル51が下降する。次の半田付け個所に向かうノズル51はこの下降した状態で水平移動する。
Since the size of the
つぎの半田付け個所のランド33の大きさは、使用中のノズル51の径に比べて大きく、しかも熱容量が大きいため、ランド33とリード45の半田付け開始位置に移動した後、半田付け高さに移動する。さらに、半田付け終了位置に、指定された移動速度で移動して半田付けが行われる。
The size of the
このようにして、熱容量の小さい半田付け個所から順に大きい個所へと半田付けを行うことにより、半田噴流を安定化させ半田付け品質を確保できる。
半田検査機23から取得した検査結果で、ランド32とリード43との半田付け個所において、半田不足による半田付け不良が発生した場合の動作を、図6で説明する。
In this way, soldering is performed from a soldering part having a smaller heat capacity to a larger part in order, thereby stabilizing the solder jet and ensuring the soldering quality.
The operation in the case where a soldering failure due to lack of solder occurs in the soldering location between the
半田検査機23での測定結果である半田付け形状寸法測定データから、半田付け終了位置付近で半田少となっていることがノズル動作決定手段16で判明した場合、次回の同一個所の半田付け時にノズル動作決定手段16は、図6(a)に示すように半田付け開始位置においてノズル51を、仮想線で示す通常高さよりも規定高さ(例えば1.0mm)だけ高い位置に上昇させると共に、この1.0mmだけ通常よりも高い上昇位置のままで半田付け終了位置までノズル51を水平移動させる。そして、通常の待機時間だけノズル51を半田付け終了位置に保持した後に、半田噴流52がプリント基板30に接触しない位置に向かってノズル51の下降を開始させることで、半田不足の半田付け不良を改善する。
When the nozzle
または、図6(b)に示すように次回の同一個所の半田付け時に、半田付け開始位置においてノズル51を、実線で示す通常高さに上昇させる。そして水平移動して仮想線で示す通常の終了位置に到着したノズル51を、通常の待機時間よりも規定時間(例えば+0.1秒)だけ長く同一位置に待機させてから、半田噴流52がプリント基板30に接触しない位置に向かってノズル51の下降を開始させることで、半田不足の半田付け不良を改善する。
Alternatively, as shown in FIG. 6B, at the next soldering of the same portion, the
上記の説明では、半田不足による半田付け不良が発生した場合には、ノズル51を通常の高さよりも高く上昇させることで半田不良を防止したが、ノズル51の高さは通常高さのままでノズル動作決定手段16が半田検査機23から取得できる半田の測定結果に応じて半田噴流52の高さを補正することによっても半田不良を未然に防止できる。具体的には、ノズル動作決定手段16が半田不足による半田付け不良と判定した場合には、次回の同一の半田付け個所については、ノズル51を通常高さに上昇させた場合の半田噴流52の高さを、半田不足の程度に応じて通常高さよりも高くするようにデータを補正する。この補正した半田噴流52の高さで半田付け終了位置までノズル51を水平移動させる。また、このような半田噴流高さと半田噴流速度の関係は、ノズル毎に異なるため、ノズル動作決定手段16はそれぞれに変換式を準備して算出する。
In the above description, when a soldering failure occurs due to insufficient solder, the
上記の説明では、半田結果に応じてノズル51の高さまたは半田噴流52の高さを制御して半田不良を防止したが、半田結果に応じてノズル51の高さならびに半田噴流52の高さの両方を適正に制御して半田不良を防止することもできる。
In the above description, the height of the
ランド32とリード43の半田付け箇所で基板反りが発生した場合の動作を、図7(a)(b)で説明する。
プリント基板30が図7(a)に示すように上方向きに反っている場合には、ノズル51の上昇高さが通常のままでは、半田噴流52と、半田付け個所のランド32とリード43との接触が不足する。そのため、ノズル高さ補正手段17が、基板反りセンサ24から取得した基板反り情報から上方向きに1.0mm反っていると判定した場合には、ノズル高さ補正手段17が、半田付け開始位置のノズル51を、図7(b)に示すように通常の高さよりもプリント基板30の反り量に応じて、ここでは1.0mmだけ高く上昇させることで、半田不良を未然に防止する。
The operation when the board warpage occurs at the soldered portion of the
When the printed
なお、基板反りセンサ24が、演算装置10に付属しない場合には、別の装置から、基板反りの情報を得て補正することもできる。最もよいのは、半田付けする位置での基板の反りを基板反りセンサ24で測定することである。
In addition, when the board |
以上のように、基板設計CADシステム21と部品情報システム22から取得した設計情報である、ランド情報D1および部品情報D2をベースに、基準となるNCデータを短時間で作成することができることを説明した。さらに、半田検査機23,基板反りセンサ24の測定装置から取得した結果をNCデータに反映することで、高品質な半田付けを短時間で実現するNCデータを作成でき、半田付け個所の品質を高く保ちつつ、生産時間を短縮できる。
As described above, based on the land information D1 and the component information D2, which are the design information acquired from the board
上記の説明では、プリント基板30が上方向きに反っていると判定した場合には、ノズル51を通常の高さよりも高く上昇させることで半田不良を防止したが、基板反りセンサ24から取得できる基板反り情報を、ノズル高さ補正手段17へ図1に実線で示したように入力するのに代わって、基板反りセンサ24から取得できる基板反り情報を図1に仮想線で示したようにノズル動作決定手段16に入力して、ノズル動作決定手段16が基板反りセンサ24から取得できる基板反り情報に応じて半田噴流52の高さを補正することによっても半田不良を未然に防止できる。具体的には、ノズル動作決定手段16が基板反りセンサ24から取得した半田付け個所の基板反り情報が、上方へ反っているとの内容である場合、ノズル51を通常高さに上昇させた場合の半田噴流52の高さを、基板反りセンサ24から取得した基板反り量に応じて通常高さよりも高くするようにデータを補正する。この補正した半田噴流52の高さで半田付け終了位置までノズル51を水平移動させる。そして、通常の待機時間だけノズル51を半田付け終了位置に保持した後に、半田噴流52がプリント基板30に接触しない位置に向かってノズル51の下降を開始させながら、半田噴流速度を指定速度に戻すことで、半田不足の半田付け不良を改善する。また、このような半田噴流高さと半田噴流速度の関係は、ノズル毎に異なるため、ノズル動作決定手段16それぞれに変換式を準備して算出する。このように基板反り情報にかかわらずにノズル51の高さは通常高さで制御し、基板反り情報に応じて半田噴流52の高さを制御する場合には、図1に示したノズル高さ補正手段17は不要であって、ノズル動作決定手段16の出力がNCデータ出力手段18に供給される。
In the above description, when it is determined that the printed
上記の説明では、基板反り情報に応じてノズル51の高さまたは半田噴流52の高さを制御して半田不良を防止したが、ノズル動作決定手段16とノズル高さ補正手段17が基板反りセンサ24から取得し、基板反りの状況に応じてノズル51の高さならびに半田噴流52の高さの両方を適正に制御して半田不良を防止することもできる。
In the above description, the height of the
以上のように、基板設計CADシステム21と部品情報システム22から取得した設計情報である、ランド情報D1および部品情報D2をベースに、基準となるNCデータを短時間で作成できる。さらに、半田検査機23,基板反りセンサ24の測定装置から取得した結果をNCデータに反映することで、高品質な半田付けを短時間で実現するNCデータを作成でき、半田付け個所の品質を高く保ちつつ、生産時間を短縮できる。
As described above, based on the land information D1 and the component information D2, which are design information acquired from the board
上記の説明では、半田付け終了位置に到着したノズル51を、次の半田付け個所に移動する際には、半田噴流52がプリント基板30に接触しないように下降させてから水平移動して、半田付け開始位置で上昇させたが、次の半田付け位置との間に障害となるものが無いような場合には、次の半田付け個所に移動する際にノズル51を下降させずに次の半田付け開始位置へ水平移動させることによって、より迅速な半田付けを実現できる。
In the above description, when the
上記の各実施の形態では、演算装置10は、ランド情報D1を基板設計CADシステム21から取得し、部品情報D2を部品情報システム22から取得したが、ランド情報D1を実装エンジニアリングシステムから取得したり、部品情報D2を実装エンジニアリングシステム、実装機NCデータ、検査機データから取得することもできる。
In each of the above embodiments, the
ここで、実装エンジニアリングシステムはCADデータを入力とし、基板配線ルール、部品隣接干渉などのチェックを行い、生産前に基板および部品の課題を抽出するシステムである。 Here, the mounting engineering system is a system that receives CAD data, checks board wiring rules, component adjacent interference, and the like, and extracts problems of the board and parts before production.
本発明は、各種電子機器の生産性の向上と、高品質な半田付けに寄与できる。 The present invention can contribute to improvement in productivity of various electronic devices and high-quality soldering.
10 演算装置
11 ランド情報取得手段
12 部品情報取得手段
13 熱容量算出手段
14 ノズル種別決定手段
15 半田噴流速度算出手段
16 ノズル動作決定手段
17 ノズル高さ補正手段
18 NCデータ出力手段
21 基板設計CADシステム
22 部品情報システム
23 半田検査機
24 基板反りセンサ
25 半田装置
30 プリント基板
D1 ランド情報
D2 部品情報
31,32,33 ランド
42,44,46 部品
41,43,45 リード部
51 ノズル
52 半田噴流
DESCRIPTION OF
Claims (8)
前記基板のCADデータから半田付け個所のランドの情報と実装する部品情報とを取得する情報取得工程と、
前記ランドの情報と前記部品情報から前記半田付け個所の熱容量を算出する熱容量算出工程と、
前記熱容量から半田付け条件を算出する半田付け条件算出工程と
からなり、
前記熱容量算出工程では、前記ランドの熱容量と部品の熱容量と部品ボディの熱容量とから熱容量を求める
ポイント半田NCデータ作成方法。 A method of creating NC data for point soldering by which a component is mounted on a substrate by solder ejected from a nozzle,
An information acquisition step of acquiring information on a land of a soldering point and component information to be mounted from CAD data of the substrate;
A heat capacity calculating step of calculating a heat capacity of the soldering location from the information of the land and the component information;
A soldering condition calculation step of calculating a soldering condition from the heat capacity,
In the heat capacity calculation step, a point solder NC data creation method for obtaining a heat capacity from the heat capacity of the land, the heat capacity of the component, and the heat capacity of the component body.
請求項1記載のポイント半田NCデータ作成方法。 2. The point solder NC data creation method according to claim 1, wherein the heat capacity of the component body is calculated from information on the land on which the component is mounted for a component without the component information.
前記基板のCADデータから半田付け個所のランドの情報と実装する部品情報とを取得する情報取得工程と、
前記ランドの情報と前記部品情報から前記半田付け個所の熱容量を算出する熱容量算出工程と、
前記熱容量から半田付け条件を算出する半田付け条件算出工程と
からなり、
前記半田付け前と半田付け中の前記基板の反りを測定し、その情報に基づき、ノズルの高さと半田噴流速度の内の少なくとも一方を補正する第2修正工程を、さらに含む
ポイント半田NCデータ作成方法。 A method of creating NC data for point soldering by which a component is mounted on a substrate by solder ejected from a nozzle,
An information acquisition step of acquiring information on a land of a soldering point and component information to be mounted from CAD data of the substrate;
A heat capacity calculating step of calculating a heat capacity of the soldering location from the information of the land and the component information;
A soldering condition calculation step of calculating a soldering condition from the heat capacity,
Point solder NC data generation further including a second correction step of measuring warpage of the substrate before and during soldering and correcting at least one of nozzle height and solder jet velocity based on the measured information Method.
請求項1〜請求項3のいずれかに記載のポイント半田NCデータ作成方法。 After soldering to the substrate under the soldering conditions calculated in the soldering condition calculation step, a first correction step of inspecting a soldering location and correcting the soldering conditions based on the inspection result, The point solder NC data creation method according to any one of claims 1 to 3, further comprising:
請求項4に記載のポイント半田NCデータ作成方法。 The point solder NC data creation method according to claim 4, wherein the inspection results are classified according to a predetermined failure mode, and the first correction step corrects the soldering condition based on the failure mode.
請求項1〜請求項5のいずれかに記載のポイント半田NCデータ作成方法。 The point solder NC data creation according to any one of claims 1 to 5, wherein in the soldering condition calculation step, a solder jet velocity and a soldering time are calculated from the type of the nozzle, the heat capacity, and a preheat temperature. Method.
請求項1〜請求項6のいずれかに記載のポイント半田NCデータ作成方法。 The point solder NC data creation method according to any one of claims 1 to 6, wherein, in the soldering condition calculation step, the soldering order is determined in the order of the heat capacity.
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