JPH038868B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 発明の目的 産業上の利用分野 本発明は、レーザビーム照射に基づく加熱によ
つて自動ハンダ付けを行うレーザハンダ付け装置
に関するものである。

従来の技術 最近、電子回路の組立ラインでは、レーザビー
ムを利用して自動的にハンダ付けを行うレーザハ
ンダ付け装置が導入されつつある。

このレーザハンダ付け装置は、ハンダ層が形成
されたプリント基板上のハンダ付け領域にフラツ
トチツプICなどの電子部品を載置し押圧した状
態で、レーザビームの照射位置及び照射時間に関
する所定の制御情報に従つて、この電子部品の各
リード線上に順次レーザビームを照射してゆくよ
うに構成されている。

発明が解決しようとする問題点 従来、照射位置と照射時間に関する制御情報を
照射対象のリード線ごとに作成しているため、リ
ード線の数が多くなるにつれて制御情報の作成作
業が極めて煩雑になるという問題がある。

発明の構成 問題点を解決するための手段 本発明のレーザハンダ付け装置は、ハンダ付け
の対称となる電子部品がフラツトチツプICなど
のように規則的な本体形状とリード線（ピン）配
列を有する矩形状電子部品である場合には、リー
ド線単位ではなく各辺のリード線群単位に制御情
報を作成することにより、制御情報の作成作業を
大幅に簡略化するように構成されている。

このリード線群単位の制御情報は、 矩形状部品の各辺ごとのリード線群に対し最初
のリード線の所定距離手前からレーザビームの照
射を開始したのち最終のリード線から所定距離行
過ぎるまで照射を継続すること及び、 各辺ごとのリード線群のうち最初と最終のリー
ド線上でのみ所定の停止時間を設け他の全てのリ
ード線上については停止時間を設けず一定速度で
連続的に送ることから成る。

本発明は、ハンダ付け対象が規則的な形状とリ
ード線配列を有すること、レーザビーム径が相当
程度の広がりを有すること、プリント基板上のハ
ンダ付け箇所では相当程度の伝熱が行われること
に着目し、各辺ごとの２番目のリード線から最終
リード線の直前のリード線までレーザ光線を均一
送り速度で照射してゆくことにより、リード線単
位ではなく各辺のリード線群単位の制御情報を作
成することを可能にし、これにより、制御情報作
成の手間を格段に軽減するものである。

以下、本発明の作用を実施例と共に詳細に説明
する。

実施例 第１図は、本発明の一実施例のレーザハンダ付
け装置の構成を示すブロツク図である。

このレーザハンダ付け装置は、制御情報を作成
する処理装置１と、この制御情報に基づき自動ハ
ンダ付け作業を行う複数台の自動ハンダ付け装置
２−１，２−２……２−ｎと、処理装置１に対話
形式で制御情報の作成を指令する入出力装置３と
から構成されている。

自動ハンダ付け装置２−１は、処理装置１１
と、ドライバ１２と、レーザ光源１３と、このレ
ーザ光源１３のレーザビームを光フアイバで受け
てハンダ付け対象のリード線上に照射するレンズ
ホルダー１４と、このレンズホルダー１４を３軸
方向に駆動する３台のステツプモータ１５〜１６
を備えている。他の自動ハンダ付け装置２−２〜
２−ｎも、自動ハンダ付け装置２−１とほぼ同様
に構成されている。

ハンダ付け対象の電子部品の典型例は、第２図
に平面図で示すような矩形状のフラツトチツプ
ICである。このフラツトチツプICは、ハンダ層
が形成されているプリント基板上の所定の箇所に
自動的に載置され、プリント基板に押圧された状
態で、各ピンにレーザビームが照射され、ハンダ
付けされる。このレーザビームの中心は、フラツ
トチツプICの各辺のピン群について右上のピン
から時計周りに、一点鎖線で示すような軌跡を描
くように移動せしめられる。

上記自動ハンダ付けを行うための制御情報を作
成する場合、操作員は、入出力装置３のキーボー
ドから処理装置１に対して、入力すべきパラメー
タの表示を要求する。

この表示要求を受けた処理装置１は、第３図の
フローチヤートに示すように、最初のステツプ21
において、内蔵のメモリに格納しているパラメー
タの一覧を読み出して入出力装置３のCRTに表
示する。

操作員がCRTの一覧の最初に表示されている
フラツトチツプICの中心点のプリント基板上に
おける位置、すなわち第２図の点（X₀、Y₀）を
キーボードから入力すると、これが次のステツプ
22で読取られる。

次のステツプ23において、各辺のリード外径が
読取られる。このリード外径は、第２図に示すよ
うに、各辺の第１ピンと最終ピン間の距離Ｌ１，
Ｌ２，Ｌ３及びＬ４である。

ステツプ24と25において各辺の第１ピンの位置
と集光位置が読取られる。この集光位置は、第２
図に示すように、第１ピンの先端からの距離γと
して読取られる。

ステツプ26と27において、各辺の照射開始位置
Ｓ１〜Ｓ４と終了位置Ｅ１〜Ｅ４が読取られる。
この照射開始位置と終了位置は、第２図に示すよ
うに、それぞれ第１ピンからの距離δと最終ピン
からの距離εとして読取られる。すなわち、レー
ザ光線の照射は、両端のピンに対する加熱量が他
のピンに対するものよりも不足することを避ける
ため、各辺のピン群に対して第１ピンの多少手前
から開始され、最終ピンを多少通り過ぎた箇所ま
で行われる。

次のステツプ28において、停止時間が読取られ
る。この停止時間は、第１ピンと最終ピン上でだ
けレーザビームを停止させる時間であり、上記δ
とεを設けたと同様、両端の加熱量が他のピンに
対する加熱量よりも不足することを避けるための
ものである。

次のステツプ29において、レーザビームの送り
速度が読取られる。すなわち、第１ピン上の停止
期間が終了したのちは、第２ピンから最終ピンの
直前のピンについては、これらのピン上で一旦停
止したレーザ光源がオン／オフされたりすること
なく、一定光量のレーザ光線が一定の速度で連続
的に送られる。

但し、本明細書中で、レーザビームのオン／オ
フと称するのは、YAGなどの固体レーザにおけ
るポンピングに伴うオン／オフではなく、レーザ
発振系内の反射ミラーの除去やＱスイツングなど
により発振条件の解除による比較的長い期間のオ
ン／オフをいう。

隣接ピン間隔に対してレーザ光線のビーム径が
ある程度大きく、またプリント基板上に金属層や
ハンダ層が形成されているハンダ付け領域では相
当程度の伝熱が行われる。この伝熱は、本発明に
おいて２つの意義を有する。第１は、レーザビー
ムをオン状態に保持したままピン間を通過させて
も、ピン間のプリント基板に焼損を生じないこと
である。第２は、この伝熱がレーザビームの広が
りとあいまつて次のピンに対する予熱と、通過済
みピンについての余熱を行うことになるので、照
射パワーの無駄もなく、レーザ光源のオン／オフ
や各ピン上での停止を行わせなくても十分良好な
ハンダ付けを実現できるということである。

なお、各辺のピン群間（本体のコーナー部分）
でレーザビームをオフ状態にするのは、ハンダ付
け領域と異なりこの領域には金属層が形成されて
いるという保証がなく、金属層が形成されていな
い場合には伝熱による熱放散が行われないためプ
リント基板の焼損を生じるからである。

ステツプ30において、１枚のプリント基板上に
ハンダ付けされる全ての電子部品について、パラ
メータの読取りが終了したか否かが判定され、未
終了であれば、上述のステツプ21乃至29が繰り返
される。

ステツプ30において、全パラメータの読取りの
終了が判定されると、次のステツプ31において、
入力されたパラメータに基づき、第２図の一点鎖
線で例示するような、レーザビームの移動経路に
関する制御情報が処理装置１によつて自動作成さ
れる。次のステツプ32において、入力されたパラ
メータの停止時間や送り時間に基づき、レーザ光
源のオン／オフや、レンズホルダー１４の停止と
送り速度に関するタイミング情報が処理装置１に
よつて自動作成される。

最後のステツプ33において、全入力パラメータ
について移動経路とタイミング情報の作成終了を
有無が判定され、未終了であればステツプ31〜33
が繰り返される。処理装置１は、ステツプ33にお
いて作成の終了を判定すると、その旨を入出力装
置３のCRTに表示して全処理を終了する。

操作員は、処理装置１で作成された制御情報を
任意の処理操作員２−１〜２−ｎに転送させ、実
行させることができる。

以上、具体的な一例のみを説明したが、上述の
パラメータは他の均等的な各種のパラメータで置
き換えることができる。例えば、矩形状電子部品
の中心位置の代わりに本体部の４隅のうちの一点
をパラメータとしてもよいし、各辺のピン群内の
第１ピンに代えて中心のピンの位置をパラメータ
にしてもよい。

また、本発明のレーザハンダ付け装置におい
て、複雑で不規則な形状の電子部品のハンダ付け
をフラツトチツプIC等のハンダ付けと前後して
同一プリント基板上で行う場合には、そのような
電子部品については従来通りピンを単位とする制
御情報を作成すればよい。

発明の効果 以上詳細に説明したように本発明のレーザハン
ダ付け装置は、ハンダ付けの対称となる電子部品
がフラツトチツプIC等規則的な本体形状とリー
ド線（ピン）配列を有する矩形状電子部品である
場合には、リード線単位にではなく可辺のリード
線群単位に制御情報を作成することにより、制御
情報の作成作業を従来装置に比べて格段に簡略化
することができる。

すなわち、第２図のフラツトチツプICでは、
従来装置におけるピン４本分程度の労力で全制御
情報を作成できる。

また、制御情報が簡単であため、その分ハンダ
付けの実行時間を短縮できる。

すなわち、ハンダ付けの実行の際に、従来装置
のように、ピンごとに停止させたりピン間を送つ
たり、あるいはレーザビームをオン／オフさせた
りするという余分な制御を行う必要がなくなるの
で、ハンダ付けの実行時間も従来装置に比べて大
幅に短縮でき、これによる経済的効果は大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の構成を示すブロツ
ク図、第２図はレーザハンダ付けの対象と成るフ
ラツトチツプICの形状と制御情報との関係を例
示する平面図、第３図は、処理装置１による制御
情報の作成処理を説明するためのフローチヤート
である。 １……処理装置、２−１〜２−ｎ……自動ハン
ダ付け装置、１１……処理装置、１２……ドライ
バ、１３……レーザ光源、１４……レンズホルダ
ー、Ｌ１〜Ｌ４……最大リード線間距離、Ｓ１〜
Ｓ４……照射開始位置、Ｅ１〜Ｅ４……照射終了
位置。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ハンダ付け箇所に予めハンダ層が形成された
   プリント基板上の所定の箇所に矩形状電子部品を
   載置し、この電子部品の複数のリード線上に、照
   射位置及び照射タイミングに関する所定の制御情
   報に従つて、レーザビームを順次照射してゆくレ
   ーザハンダ付け装置において、 矩形状部品の各辺ごとのリード線群に対し最初
   のリード線の所定距離手前からレーザビームの照
   射を開始したのち最終のリード線から所定距離行
   過ぎるまで照射を継続すること及び、 各辺ごとのリード線群のうち最初と最終のリー
   ド線上でのみ所定の停止時間を設け他の全てのリ
   ード線上については停止時間を設けず一定速度で
   連続的に送ることから成る制御情報を各辺のリー
   ド線群単位で作成しこの制御情報に基づき自動ハ
   ンダ付けを実行することを特徴とするレーザハン
   ダ付け装置。