JP7422884B2 - はんだ付けシステム、およびはんだ付け方法 - Google Patents
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Description
実施の形態1.
図1は、実施の形態1のはんだ付けシステム1を示す概略図である。
噴流ノズル13は、はんだ槽5と接続する。噴流ノズル13は、はんだ槽5内の溶融はんだ12を噴流し、基板10の下面を溶融はんだ12に接触させる。これによって基板10へのはんだ付けが実施される。噴流ノズル13は、1次ノズル13aと2次ノズル13bとを含む。1次ノズル13aは、荒れた波を形成し、基板10のはんだ付け面の隅々まで溶融はんだを供給する。2次ノズル13bは、整った波を形成し、適切な量のはんだを基板10に付着させる。
噴流モータ15は、インペラを回転させ、はんだ槽5から噴流ノズル13に溶融はんだ12を送り込む。
非接触変位計6を1次ノズル13aの上方に配置した場合には、はんだが基板10と部品の電極に付着しない「未はんだ不良」、および基板10のスルーホールとスルーホールに挿入された部品の電極にはんだが十分入らない「はんだ上がり不足」を主に防止できる。非接触変位計6を2次ノズル13bの上方に配置した場合には、「はんだ上がり不足」に加えて、端子間にはんだが繋がる「ブリッジ不良」、およびはんだ量が過剰となる「はんだ過多不良」を防止できる。
ステップS121において、はんだ付けシステムが、基板10がはんだ噴流上を完全に通過した「はんだ付け完了状態」のときには(すなわち、時刻t1)、処理がステップS122に進む。
図8は、実施の形態2のはんだ付けシステムを示す概略図である。実施の形態2のはんだ付けシステムが、実施の形態1のはんだ付けシステムと相違する点は、実施の形態2のはんだ付けシステムが、非接触変位計6aおよび非接触温度計7aを備える点である。
図9は、実施の形態3のはんだ付けシステムを示す概略図である。実施の形態3のはんだ付けシステムが、実施の形態2のはんだ付けシステムと相違する点は、実施の形態3のはんだ付けシステムが、非接触変位計6bおよび非接触温度計7bを備える点である。
図10は、実施の形態4のはんだ付けシステムを示す概略図である。実施の形態4のはんだ付けシステムが、実施の形態3のはんだ付けシステムと相違する点は、実施の形態4のはんだ付けシステムが、非接触変位計6cおよび非接触温度計7cを備える点である。
図11は、実施の形態5のはんだ付けシステムを示す概略図である。実施の形態5のはんだ付けシステムが、実施の形態1のはんだ付けシステムと相違する点は、実施の形態5のはんだ付けシステムの制御装置9が、学習装置101と推論装置121とを備える点である。
学習装置101は、データ取得部102と、モデル生成部103とを備える。
制御装置9は、実施の形態1の図3のフローチャートのステップS102で判定した調整前の「噴流ノズルの高さ」、ステップS108で判定した調整前の「はんだ噴流の高さ」、ステップS116で判定した基板10のはんだ付け中の「基板の反り」、およびステップS117で判定した基板のはんだ付け中の「基板の温度」と、ステップS121で辺呈したはんだ付けの良否とに基づいて、制御パラメータを調整する。
モデル生成部103は、図13に示すような3層のニューラルネットワークであれば、複数の入力が入力層(X1~X4)に入力されると、その値に重みW1(w11~w18)を掛けて中間層(Y1~Y2)に入力され、その結果にさらに重みW2(w21~w28)を掛けて出力層(Z1~Z4)から出力される。この出力結果は、重みW1とW2の値によって変わる。
学習済モデル記憶装置111は、モデル生成部103から出力された学習済モデルを記憶する。
本実施の形態では、非接触温度計7aが、基板の被はんだ付け面に搭載された電子部品の温度を測定し、非接触変位計6aは、基板の被はんだ付け面に搭載された電子部品の高さを測定する。制御装置9は、測定された電子部品の温度および電子部品の高さに基づいて、電子部品のはんだ濡れ性が劣化しているのか、あるいは、電子部品に浮きまたは傾きが生じているのか、あるいは基板10に電子部品が搭載されていないのかを判定する。
制御装置9は、相当する動作をデジタル回路のハードウェアまたはソフトウェアで構成することができる。制御装置9の機能をソフトウェアを用いて実現する場合には、制御装置9は、例えば、図17に示すように、バス1001によって接続されたプロセッサ1002とメモリ1003とを備える。メモリ1003に記憶されたプログラムをプロセッサ1002が実行する。
(1)実施の形態1において、制御装置9は、基板10のはんだ付け中における「基板の反り」の判定結果に基づいて、噴流ノズルによる「はんだ噴流の高さ」を調整し、その後、基板10のはんだ付け中における「基板の温度」の判定結果に基づいて、噴流ノズルによる「はんだ噴流の高さ」を調整した。ここで、調整量が大きくなりすぎないようにするため、制御装置9は、基板10のはんだ付け中における「基板の反り」に基づく「はんだ噴流の高さ」の調整量を考慮して、基板10のはんだ付け中における「基板の温度」に基づいて、「はんだ噴流の高さ」を調整してもよい。
Claims (24)
- 基板にフラックスを塗布するフラックス塗布機と、
前記基板を予熱するプリヒータと、
溶融はんだを貯留するはんだ槽と、
前記はんだ槽内のはんだを溶融させるはんだ槽ヒータと、
前記基板に向けて前記はんだ槽内の前記溶融はんだを噴流する噴流ノズルと、
前記基板を前記フラックス塗布機の上方である第1の位置、前記プリヒータの上方である第2の位置、前記はんだ槽の上方である第3の位置に順次搬送する搬送機構と、
前記噴流ノズルの上方に配置された第1の非接触変位計および第1の非接触温度計と、
前記基板のはんだ付け中における前記第1の非接触変位計の計測結果に基づいて、前記基板のはんだ付け中における前記基板の反りを判定するとともに、前記基板のはんだ付け中における前記第1の非接触温度計の計測結果に基づいて、前記基板のはんだ付け中における前記基板の温度を判定する制御装置と、を備え、
前記制御装置は、前記基板のはんだ付け中における前記基板の反りおよび前記基板の温度に基づいて、前記噴流ノズルによるはんだ噴流の高さを調整する、はんだ付けシステム。 - 前記制御装置は、前記噴流ノズルからはんだが噴流されていない状態における前記第1の非接触変位計の計測結果に基づいて、前記噴流ノズルの高さを判定し、前記判定した噴流ノズルの高さに基づいて、前記噴流ノズルの高さを調整する、請求項1記載のはんだ付けシステム。
- 前記制御装置は、前記噴流ノズルからはんだが噴流され、かつ前記基板のはんだ付けが実施される前の状態における前記第1の非接触変位計の計測結果に基づいて、前記噴流ノズルによるはんだ噴流の高さを判定し、前記判定したはんだ噴流の高さに基づいて、前記はんだ噴流の高さを調整する、請求項2記載のはんだ付けシステム。
- 前記第2の位置と前記第3の位置との間の領域の上方に配置された第2の非接触変位計および第2の非接触温度計とを備え、
前記制御装置は、前記第2の非接触変位計の計測結果に基づいて、前記プリヒータによる前記基板の予熱後、かつ前記基板のはんだ付け前における前記基板の反りを判定するとともに、前記第2の非接触温度計の計測結果に基づいて、前記基板の予熱後、かつ前記基板のはんだ付け前における前記基板の温度を判定する、請求項1~3のいずれか1項に記載のはんだ付けシステム。 - 前記制御装置は、前記基板の予熱後、かつ前記基板のはんだ付け前における前記基板の反りおよび前記基板の温度に基づいて、前記プリヒータの温度および前記噴流ノズルによるはんだ噴流の高さを調整する、請求項4記載のはんだ付けシステム。
- 前記第1の位置と前記第2の位置との間の領域の上方に配置された第3の非接触変位計とを備え、
前記制御装置は、前記第3の非接触変位計の計測結果に基づいて、前記フラックス塗布機による前記基板へのフラックス塗布後において、前記基板に配置された部品が前記基板から浮いているか否かを判定する、請求項1~5のいずれか1項に記載のはんだ付けシステム。 - 前記第1の位置と前記第2の位置との間の領域の上方に配置された第3の非接触温度計を備え、
前記制御装置は、前記第3の非接触温度計の計測結果に基づいて、前記フラックス塗布機による前記基板へのフラックス塗布後における前記基板の温度を判定する、請求項1~6のいずれか1項に記載のはんだ付けシステム。 - 前記制御装置は、前記基板へのフラックス塗布後における前記基板の温度に基づいて、前記基板へのフラックス塗布量を推測する、請求項7に記載のはんだ付けシステム。
- 前記搬送機構によって、前記基板は第4の位置へ搬送された後、前記第1の位置へ搬送され、
前記第4の位置の上方に配置された第4の非接触変位計および第4の非接触温度計を備え、
前記制御装置は、前記第4の非接触変位計の計測結果に基づいて、前記基板のフラックス塗布前における前記基板の反りを判定するとともに、前記第4の非接触温度計の計測結果に基づいて、前記基板のフラックス塗布前における前記基板の温度を判定する、請求項1~8のいずれか1項に記載のはんだ付けシステム。 - 前記制御装置は、前記基板のフラックス塗布前における前記基板の反りと前記基板の温度とに基づいて、前記プリヒータの温度および前記はんだ噴流の高さを調整する、請求項9記載のはんだ付けシステム。
- 前記制御装置は、調整前の前記噴流ノズルの高さ、調整前の前記はんだ噴流の高さ、前記はんだ付け中における基板の反り、および前記はんだ付け中における基板の温度と、はんだ付けの不良率との関係を表わすデータを生成する、請求項3記載のはんだ付けシステム。
- 前記制御装置は、学習装置を備え、
前記学習装置は、
調整前の前記噴流ノズルの高さ、調整前の前記はんだ噴流の高さ、前記基板のはんだ付け中における前記基板の反り、前記基板のはんだ付け中における前記基板の温度、および前記はんだ付けシステムの制御パラメータを含む学習用データを取得するデータ取得部と、
前記学習用データを用いて、調整前の前記噴流ノズルの高さ、調整前の前記はんだ噴流の高さ、前記基板のはんだ付け中における前記基板の反り、および前記基板のはんだ付け中における前記基板の温度から前記はんだ付けシステムの制御パラメータを推定する学習済モデルを生成するモデル生成部と、
を備える、請求項3記載のはんだ付けシステム。 - 前記制御装置は、推論装置を備え、
前記推論装置は、
調整前の前記噴流ノズルの高さ、調整前の前記はんだ噴流の高さ、前記基板のはんだ付け中における前記基板の反り、および前記基板のはんだ付け中における前記基板の温度を取得するデータ取得部と、
調整前の前記噴流ノズルの高さ、調整前の前記はんだ噴流の高さ、前記基板のはんだ付け中における前記基板の反り、および前記基板のはんだ付け中における前記基板の温度から前記はんだ付けシステムの制御パラメータを推論するための学習済モデルを用いて、前記データ取得部から入力された調整前の前記噴流ノズルの高さ、調整前の前記はんだ噴流の高さ、前記基板のはんだ付け中における前記基板の反り、および前記基板のはんだ付け中における前記基板の温度から前記はんだ付けシステムの制御パラメータを出力する推論部と、
を備える、請求項3記載のはんだ付けシステム。 - 前記はんだ付けシステムの制御パラメータは、前記フラックス塗布機のフラックスの塗布量、前記プリヒータの温度、前記噴流ノズルによる前記はんだ噴流の高さ、および前記はんだの温度を含む、請求項12または13記載のはんだ付けシステム。
- 前記第2の非接触温度計は、前記基板の被はんだ付け面に搭載された電子部品の温度を測定し、
前記第2の非接触変位計は、前記電子部品の高さを測定し、
前記制御装置は、前記電子部品の温度および前記電子部品の高さに基づいて、前記電子部品のはんだ濡れ性が劣化しているのか、あるいは前記電子部品に浮きまたは傾きが生じているのか、あるいは前記基板に前記電子部品が搭載されていないのかを判定する、請求項4記載のはんだ付けシステム。 - 前記制御装置は、前記基板のはんだ付け中における前記基板の反りと、前記基板の温度とを用いて、はんだ付け結果の良否を判定する、請求項1記載のはんだ付けシステム。
- 前記制御装置は、前記基板のはんだ付け中における前記基板の反りの判定結果に基づいて、前記噴流ノズルによるはんだ噴流の高さを第1の調整量だけ調整し、その後、前記基板のはんだ付け中における前記基板の温度の判定結果と前記第1の調整量とに基づいて、前記噴流ノズルによるはんだ噴流の高さを第2の調整量だけ調整する、請求項1記載のはんだ付けシステム。
- フラックス塗布機と、プリヒータと、はんだ槽と、噴流ノズルと、搬送機構と、前記噴流ノズルの上方に配置された第1の非接触変位計および第1の非接触温度計と、制御装置とを備えたはんだ付けシステムにおけるはんだ付け方法であって、
前記フラックス塗布機が、基板にフラックスを塗布するステップと、
前記プリヒータが、前記基板を予熱するステップと、
前記噴流ノズルが、前記基板に向けて前記はんだ槽内の溶融はんだを噴流するステップと、
前記搬送機構が、前記基板を前記フラックス塗布機の上方である第1の位置、前記プリヒータの上方である第2の位置、前記はんだ槽の上方である第3の位置に順次搬送するステップと、
前記制御装置が、前記基板のはんだ付け中における前記第1の非接触変位計の計測結果に基づいて、前記基板のはんだ付け中における前記基板の反りを判定するとともに、前記基板のはんだ付け中における前記第1の非接触温度計の計測結果に基づいて、前記基板のはんだ付け中における前記基板の温度を判定するステップと、
前記制御装置が、前記基板のはんだ付け中における前記基板の反りおよび前記基板の温度に基づいて、前記噴流ノズルによるはんだ噴流の高さを調整するステップと、を備えた、はんだ付け方法。 - 基板にフラックスを塗布するフラックス塗布機と、
前記基板を予熱するプリヒータと、
溶融はんだを貯留するはんだ槽と、
前記はんだ槽内のはんだを溶融させるはんだ槽ヒータと、
前記基板に向けて前記はんだ槽内の前記溶融はんだを噴流する噴流ノズルと、
前記基板を前記フラックス塗布機の上方である第1の位置、前記プリヒータの上方である第2の位置、前記はんだ槽の上方である第3の位置に順次搬送する搬送機構と、
前記噴流ノズルの上方に配置された第1の非接触変位計および第1の非接触温度計と、
前記基板のはんだ付け中における前記第1の非接触変位計の計測結果に基づいて、前記基板のはんだ付け中における前記基板の反りを判定するとともに、前記基板のはんだ付け中における前記第1の非接触温度計の計測結果に基づいて、前記基板のはんだ付け中における前記基板の温度を判定する制御装置と、を備え、
前記制御装置は、前記基板のはんだ付け中における前記基板の反りおよび前記基板の温度に基づいて、前記フラックス塗布機のフラックスの塗布量を調整する、はんだ付けシステム。 - 基板にフラックスを塗布するフラックス塗布機と、
前記基板を予熱するプリヒータと、
溶融はんだを貯留するはんだ槽と、
前記はんだ槽内のはんだを溶融させるはんだ槽ヒータと、
前記基板に向けて前記はんだ槽内の前記溶融はんだを噴流する噴流ノズルと、
前記基板を前記フラックス塗布機の上方である第1の位置、前記プリヒータの上方である第2の位置、前記はんだ槽の上方である第3の位置に順次搬送する搬送機構と、
前記噴流ノズルの上方に配置された第1の非接触変位計および第1の非接触温度計と、
前記基板のはんだ付け中における前記第1の非接触変位計の計測結果に基づいて、前記基板のはんだ付け中における前記基板の反りを判定するとともに、前記基板のはんだ付け中における前記第1の非接触温度計の計測結果に基づいて、前記基板のはんだ付け中における前記基板の温度を判定する制御装置と、を備え、
前記制御装置は、前記基板のはんだ付け中における前記基板の反りおよび前記基板の温度に基づいて、前記プリヒータの温度を調整する、はんだ付けシステム。 - 基板にフラックスを塗布するフラックス塗布機と、
前記基板を予熱するプリヒータと、
溶融はんだを貯留するはんだ槽と、
前記はんだ槽内のはんだを溶融させるはんだ槽ヒータと、
前記基板に向けて前記はんだ槽内の前記溶融はんだを噴流する噴流ノズルと、
前記基板を前記フラックス塗布機の上方である第1の位置、前記プリヒータの上方である第2の位置、前記はんだ槽の上方である第3の位置に順次搬送する搬送機構と、
前記噴流ノズルの上方に配置された第1の非接触変位計および第1の非接触温度計と、
前記基板のはんだ付け中における前記第1の非接触変位計の計測結果に基づいて、前記基板のはんだ付け中における前記基板の反りを判定するとともに、前記基板のはんだ付け中における前記第1の非接触温度計の計測結果に基づいて、前記基板のはんだ付け中における前記基板の温度を判定する制御装置と、を備え、
前記制御装置は、前記基板のはんだ付け中における前記基板の反りおよび前記基板の温度に基づいて、前記はんだの温度を調整する、はんだ付けシステム。 - フラックス塗布機と、プリヒータと、はんだ槽と、噴流ノズルと、搬送機構と、前記噴流ノズルの上方に配置された第1の非接触変位計および第1の非接触温度計と、制御装置とを備えたはんだ付けシステムにおけるはんだ付け方法であって、
前記フラックス塗布機が、基板にフラックスを塗布するステップと、
前記プリヒータが、前記基板を予熱するステップと、
前記噴流ノズルが、前記基板に向けて前記はんだ槽内の溶融はんだを噴流するステップと、
前記搬送機構が、前記基板を前記フラックス塗布機の上方である第1の位置、前記プリヒータの上方である第2の位置、前記はんだ槽の上方である第3の位置に順次搬送するステップと、
前記制御装置が、前記基板のはんだ付け中における前記第1の非接触変位計の計測結果に基づいて、前記基板のはんだ付け中における前記基板の反りを判定するとともに、前記基板のはんだ付け中における前記第1の非接触温度計の計測結果に基づいて、前記基板のはんだ付け中における前記基板の温度を判定するステップと、
前記制御装置が、前記基板のはんだ付け中における前記基板の反りおよび前記基板の温度に基づいて、前記フラックス塗布機のフラックスの塗布量を調整するステップと、を備えた、はんだ付け方法。 - フラックス塗布機と、プリヒータと、はんだ槽と、噴流ノズルと、搬送機構と、前記噴流ノズルの上方に配置された第1の非接触変位計および第1の非接触温度計と、制御装置とを備えたはんだ付けシステムにおけるはんだ付け方法であって、
前記フラックス塗布機が、基板にフラックスを塗布するステップと、
前記プリヒータが、前記基板を予熱するステップと、
前記噴流ノズルが、前記基板に向けて前記はんだ槽内の溶融はんだを噴流するステップと、
前記搬送機構が、前記基板を前記フラックス塗布機の上方である第1の位置、前記プリヒータの上方である第2の位置、前記はんだ槽の上方である第3の位置に順次搬送するステップと、
前記制御装置が、前記基板のはんだ付け中における前記第1の非接触変位計の計測結果に基づいて、前記基板のはんだ付け中における前記基板の反りを判定するとともに、前記基板のはんだ付け中における前記第1の非接触温度計の計測結果に基づいて、前記基板のはんだ付け中における前記基板の温度を判定するステップと、
前記制御装置が、前記基板のはんだ付け中における前記基板の反りおよび前記基板の温度に基づいて、前記プリヒータの温度を調整するステップと、を備えた、はんだ付け方法。 - フラックス塗布機と、プリヒータと、はんだ槽と、噴流ノズルと、搬送機構と、前記噴流ノズルの上方に配置された第1の非接触変位計および第1の非接触温度計と、制御装置とを備えたはんだ付けシステムにおけるはんだ付け方法であって、
前記フラックス塗布機が、基板にフラックスを塗布するステップと、
前記プリヒータが、前記基板を予熱するステップと、
前記噴流ノズルが、前記基板に向けて前記はんだ槽内の溶融はんだを噴流するステップと、
前記搬送機構が、前記基板を前記フラックス塗布機の上方である第1の位置、前記プリヒータの上方である第2の位置、前記はんだ槽の上方である第3の位置に順次搬送するステップと、
前記制御装置が、前記基板のはんだ付け中における前記第1の非接触変位計の計測結果に基づいて、前記基板のはんだ付け中における前記基板の反りを判定するとともに、前記基板のはんだ付け中における前記第1の非接触温度計の計測結果に基づいて、前記基板のはんだ付け中における前記基板の温度を判定するステップと、
前記制御装置が、前記基板のはんだ付け中における前記基板の反りおよび前記基板の温度に基づいて、前記はんだの温度を調整するステップと、を備えた、はんだ付け方法。
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