JPH0715125A

JPH0715125A - 電子部品接合方法

Info

Publication number: JPH0715125A
Application number: JP5158255A
Authority: JP
Inventors: Shuichi Hirata; 修一平田; Nobuhisa Watanabe; 展久渡辺; Takashi Shimizu; 隆清水
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1993-06-29
Filing date: 1993-06-29
Publication date: 1995-01-17

Abstract

(57)【要約】【目的】ランド部分の半田形状によって発生する実装
後のリードの位置ずれを極力減らして接合することので
きる電子部品接合方法を提供する。【構成】吸着ノズルを下降させて電子部品をプリント
基板上に実装した後、計測装置を電子部品の外周に沿っ
てスキャンさせ、ランド間隔の大きさを計測し、その結
果、ランド間隔が正常値ａよりも小さい値ｂが存在する
かどうかをで判断し、ランド間隔の差ａ−ｂが許容範囲
を越えた場合は、吸着ノズルを上昇させて電子部品を上
方に退避させて、位置ずれが発生したランドへ加熱部を
移動させ、そのランドを加熱した後、電子部品８を再実
装する。この結果、加熱によって半田が溶融するため、
そのときの表面張力により半田形状が突起状であっても
それが解消される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子部品をプリント基
板に実装して電子部品のリード接合を行う半田付け装置
などに用いられる電子部品接合方法に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】近年、半田が供給されているプリント基
板の所定位置に電子部品を位置決めして電子部品のリー
ドを接合する半田付け装置において、電子部品を上方か
ら押さえつけながらリードおよびランドを加熱してリー
ドを接合する電子部品接合方法が多く用いられている。

【０００３】図６の（ａ），（ｂ）および図７の（ａ）
〜（ｅ）を参照しながら、従来の半田付け装置における
電子部品接合方法の一例について説明する。図６の
（ａ），（ｂ）に示すように、一般に電子部品を位置決
めしてリードを接合する半田付け装置は、前後および左
右方向に動作するロボット１と、実装位置の補正とリー
ド曲がり検出のために電子部品８の保持状態を認識する
カメラ２とを有する。ロボット１には、電子部品８を保
持しつつ上下方向に動作して電子部品８をプリント基板
７上に実装する吸着ノズル３と、実装した電子部品８の
リード９を接合するためにリード９およびランド１０部
分に向かって位置合わせして加熱する加熱部４とが装備
されている。

【０００４】吸着ノズル３によって保持された電子部品
８は、カメラ２で保持状態を認識され、リード曲がりが
ない場合はロボット１が動作されて実装位置に位置決め
された後、吸着ノズル３を下降させることによってプリ
ント基板７上に実装される。その状態で加熱部４により
電子部品８のリード９およびランド１０を加熱し、ラン
ド１０に予め供給されている半田１１が溶解されてリー
ド９が接合される。

【０００５】図７の（ａ）に示すように、ランド１０に
予め供給されている半田１１の高さにばらつきがある
と、電子部品８を実装したときにランド１０に接触しな
いリード９ａが存在するようになる。この場合、半田１
１が溶解してもリード９ａがランド１０に接合されない
ため、実装高さ、すなわち吸着ノズル３の下降量を予め
多くして全てのリード９，９ａがランド１０に接触する
ように工夫されている。特にリード９のフレキシブル性
が大きいＴＡＢ実装電子部品１２においては、金型で打
ち抜いた後のリード９のフォーミング形状を水平より下
向きにしておき、実装するときの吸着ノズル３の下降量
を多くして、リード９のスプリングバック効果を利用し
た半田高さのばらつき対策を行っている（図７の（ｂ）
〜（ｄ）参照）。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記のよ
うに電子部品８を押さえつけながら電子部品８のリード
９を接合させる電子部品接合方法では、図７の（ｅ）に
示すように、ランド１０上に供給されている半田１１の
形状が突起状になっていた場合、電子部品８を上から押
さえつけた時にそのリード９が左右方向へずれ、ずれ量
が大きいと接合したときにブリッジが発生するという問
題を有していた。

【０００７】また、半田高さのばらつきはプリント基板
７ごとに異なっており、ばらつきが少ない場合も吸着ノ
ズル３は常に半田高さのばらつきが大きい場合を想定し
た大きさだけ下降するため、電子部品８を押さえつける
ことによるリード９の左右方向へのずれが発生しやすく
なるという問題もある。

【０００８】本発明は上記問題を解決するもので、ラン
ド部分の半田形状によって発生する実装後のリードの位
置ずれを極力減らして接合することのできる電子部品接
合方法を提供することを目的とするものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記問題を解決するため
に、本発明の第１の電子部品接合方法は、電子部品を保
持して所定位置に位置決めを行う位置決め工程と、電子
部品のリード曲がりを検出する認識工程と、電子部品を
基板上に実装する実装工程と、実装したときのリードの
位置ずれ状態を計測する計測工程と、リードの位置ずれ
があった場合に電子部品を所定方向へ退避させておく退
避工程と、位置ずれを生じたランドの半田形状を整える
ためにその部分を加熱する加熱工程と、退避している電
子部品を実装し直す再実装工程と、実装位置のランドお
よびリードを局所的に加熱して半田を溶融させてリード
を接合する接合工程とを有するものである。

【００１０】また、第２の電子部品接合方法は、電子部
品を保持して所定位置に位置決めを行う位置決め工程
と、電子部品のリード曲がりを検出する認識工程と、実
装位置のランドに供給されている半田の高さを計測する
計測工程と、計測された半田高さの最小値から最適な実
装高さを計算する計算工程と、最適な実装高さに基づい
て実装を行う実装工程と、実装位置のランドおよびリー
ドを局所的に加熱して半田を溶融させてリードを接合す
る接合工程とを有するものである。

【００１１】また、第３の電子部品接合方法は、電子部
品を保持して所定位置に位置決めを行う位置決め工程
と、電子部品のリード曲がりを検出する認識工程と、実
装位置のランドに供給されている半田の形状を計測する
計測工程と、計測された半田形状が適正形状であるかど
うかを判断する判断工程と、半田形状が適正形状でない
場合に半田形状を整えるためにその部分のランドを加熱
する加熱工程と、半田形状が適正形状である場合に実装
を行う実装工程と、実装位置のランドおよびリードを局
所的に加熱して半田を溶融させてリードを接合する接合
工程とを有するものである。

【００１２】

【作用】上記第１の電子部品接合方法によって、実装後
のリードの位置ずれ状態を計測してから接合することに
より、従来は半田形状が突起状であるために発生してい
たリードの位置ずれによるブリッジを接合する前に予測
して、防止することができる。また、リードの位置ずれ
状態を計測した結果位置ずれがあった場合、位置ずれを
生じた部分のランドを加熱し半田形状を整えてから再実
装することにより、一度位置ずれを生じた電子部品とプ
リント基板であっても位置ずれのない実装、接合を自動
で行うことができる。

【００１３】また、上記第２の電子部品接合方法によっ
て、基板ごとに状態が異なるランド部分の半田高さを計
測して、常に実装に必要な量だけ電子部品を押さえ、半
田形状が突起状の部分があった場合その部分のランドを
加熱し形状を整えてから実装することにより、実装時の
リードの位置ずれが極力少なくなるような実装条件で実
装し、接合することができる。

【００１４】さらに、上記第３の電子部品接合方法によ
って、ランド部分の半田形状を計測してから接合するこ
とにより、従来は半田形状が突起状であるために発生し
ていたリードの位置ずれによるブリッジを接合する前に
予測し、防止することができる。

【００１５】

【実施例】以下、本発明の実施例を、図１〜図５に基づ
き説明する。なお、従来と同機能のものには同符号を付
してその説明は省略する。

【００１６】図２の（ａ），（ｂ）において、５はレー
ザ反射光を半導体位置検出素子で捕らえて高さを計測す
る計測装置、６は吸着ノズル３やロボット１などを制御
する制御部である。

【００１７】吸着ノズル３によって保持された電子部品
８はカメラ２で部品認識されてリード９の曲がりが検出
される。リード９の曲がりがない場合、電子部品８を吸
着ノズル３によってプリント基板７上に実装する。電子
部品８を実装した後、高さを計測する計測装置５を電子
部品８の外周に沿ってスキャンさせ、リード９の位置ず
れを計測する。計測した結果は制御部６に送られ、位置
ずれが発生しているかどうかの判断が行われ、位置ずれ
が発生していた場合は、吸着ノズル３を上昇させて実装
した電子部品８を一旦退避させる。その状態で、ランド
１０に向かって位置決めされている加熱部４を、位置ず
れを生じたランド１０に移動させて加熱する。加熱後、
吸着ノズル３を下降させて退避させていた電子部品８を
再び実装する。計測した結果位置ずれがない場合は、リ
ード９およびランド１０に向かって位置決めされている
加熱部４を電子部品８の外周に沿ってスキャンさせてリ
ード９を接合する。

【００１８】以上の作業工程における第１の実施例の電
子部品接合手順を、図１に示すフローチャートに基づい
て説明する。ステップＳ１で電子部品８の認識を行う。
ステップＳ２では、認識した結果、リード曲がりがある
かどうかの判断を行い、リード曲がりがあれば実装動作
を行わない。ステップＳ３でロボット１を実装位置に位
置決めし、ステップＳ４で吸着ノズル３を下降させて電
子部品８をプリント基板７上に実装する。ステップＳ５
で計測装置５を電子部品の外周に沿ってスキャンさせ、
ランド間隔の大きさを計測する。その結果、ランド間隔
が正常値ａよりも小さい値ｂが存在するかどうかをステ
ップＳ６で判断し、前記小さい値ｂが存在したときには
正常値ａと前記小さい値ｂとの差ａ−ｂが許容範囲を越
えるかどうかの判断をステップＳ７で行う。

【００１９】ステップＳ７でランド間隔の差ａ−ｂが許
容範囲を越えた場合は、ステップＳ８で吸着ノズル３を
上昇させて電子部品８を上方に退避させて、ステップＳ
９で位置ずれが発生したランド１０へ加熱部４を移動さ
せ、ステップＳ１０でそのランド１０を加熱した後、ス
テップＳ４に戻って電子部品８を再実装する。ステップ
Ｓ１０の加熱によって半田１１が溶融するため、そのと
きの表面張力により半田形状が突起状であってもそれが
解消されることになる。

【００２０】ステップＳ６でランド間隔がすべて正常値
ａであった場合、またはステップＳ７でランド間隔の差
ａ−ｂが許容範囲内であった場合は位置ずれがないもの
として、ステップＳ１１で加熱部４を電子部品８の外周
に沿ってスキャンさせてリード９とランド１０とを接合
する。

【００２１】このように第１の実施例によれば、実装後
のリード９の位置ずれ状態を計測してから接合すること
により、従来は半田形状が原因となって発生していたリ
ード９の位置ずれによるブリッジを、接合する前に予測
することができる。また、リード９の位置ずれ状態を計
測した結果位置ずれがあった場合に、位置ずれを生じた
部分のランド１０を加熱して半田１１の形状を整えてか
ら再実装することにより、一度位置ずれを生じた電子部
品８とプリント基板７であっても位置ずれのない実装、
接合を自動で行うことができる。

【００２２】次に、本発明の第２実施例について、図３
に示すフローチャートおよび図４に示す概略図に基づい
て説明する。ステップＳ１２で電子部品８の認識を行
う。ステップＳ１３では認識した結果、リード曲がりが
あるかどうかの判断を行い、リード曲がりがあれば実装
動作を行わない。ステップＳ１４でロボット１を実装位
置に位置決めした後、ステップＳ１５では計測装置５を
ランド１０部分のリード９が接触する位置に沿ってスキ
ャンさせて半田高さを計測する。ステップＳ１６では、
測定された半田高さのばらつきから最小値ｄmin を求
め、実装に用いるパラメータとしてあらかじめ設定され
ているプリント基板７までの距離Ｄ、電子部品厚みＨ、
および最低限必要な押し込み量ｐより最適な実装高さＴ
を（１式）のように計算する。

【００２３】Ｔ＝Ｄ−Ｈ−ｄmin ＋ｐ（１式）ステップＳ１７で吸着ノズル３を実装高さＴだけ下降さ
せて最適な実装高さでの電子部品実装を行い、ステップ
Ｓ１８で加熱部４を電子部品８の外周に沿ってスキャン
させてリード９とランド１０とを接合する。

【００２４】このように第２の実施例によれば、プリン
ト基板７ごとに状態が異なるランド部分の半田高さを計
測して、常に実装に必要な量だけ電子部品８を押さえる
ことにより、実装時のリード９の位置ずれが極力少なく
なるような実装条件で実装して、接合することができ
る。

【００２５】次に、本発明の第３の実施例について、図
５に示すフローチャートに基づいて説明する。ステップ
Ｓ１９で電子部品の認識を行う。ステップＳ２０では認
識した結果リード曲がりがあるかどうかの判断を行い、
リード曲がりがあれば実装動作を行わない。ステップＳ
２１でロボット１を実装位置に位置決めした後、ステッ
プＳ２２では計測装置５をランド１０部分のリード９が
接触する位置に沿ってスキャンさせて半田形状を計測す
る。ステップＳ２３では測定された半田形状の水平方向
の傾きを求め、傾きが急激に変化している部分の半田１
１を突起状であると判断する。ステップＳ２３で半田形
状が突起状であるランド１０が存在した場合、ステップ
Ｓ２４で半田形状が突起状であるランド１０に加熱部４
を移動させ、ステップＳ２５でその部分を加熱した後、
ステップＳ２２に戻って再度半田形状の計測を行う。ス
テップＳ２５の加熱によって半田１１が溶融するため、
そのときの表面張力により半田形状が突起状であっても
それが解消されることになる。ステップＳ２３で半田形
状が突起状のランド１０が存在しない場合、あるいはス
テップＳ２５で半田形状が突起上であった部分を加熱し
た後、ステップＳ２６で吸着ノズル３を下降させて電子
部品８を実装し、ステップＳ２７で加熱部４を部分外周
に沿ってスキャンさせてリード９とランド１０とを接合
する。

【００２６】このように第３の実施例によれば、ランド
１０部分の半田形状を計測してから接合することによ
り、従来は半田形状が突起状であるために発生していた
リードの位置ずれによるブリッジを、接合する前に予測
することができる。また、半田形状が突起状の部分があ
った場合その部分のランド１０を加熱して形状を整えて
から実装することにより、実装時のリード９の位置ずれ
が極力少なくなるような実装条件で実装して、接合する
ことができる。

【００２７】

【発明の効果】以上のように本発明の電子部品接合方法
によれば、電子部品を基板上に実装実装したときのリー
ドの位置ずれ状態を計測し、リードの位置ずれがあった
場合に電子部品を所定方向へ退避させておき、位置ずれ
を生じたランドの半田形状を整えるためにその部分を加
熱し、退避している電子部品を実装し直し、実装位置の
ランドおよびリードを局所的に加熱して半田を溶融させ
てリードを接合することにより、従来は半田形状が突起
状であるために発生していたリードの位置ずれによるブ
リッジを接合する前に予測して、防止することができる
とともに、一度位置ずれを生じた電子部品とプリント基
板であっても位置ずれのない実装、接合を自動で行うこ
とができて、実装後の不良基板がなくなり、不良基板の
補修作業も不要となる。

【００２８】また、実装位置のランドに供給されている
半田の高さを計測し、計測された半田高さの最小値から
最適な実装高さを計算し、最適な実装高さに基づいて実
装を行うことにより、実装時のリードの位置ずれが極力
少なくなるような実装条件で実装して接合できて、基板
の固体差に影響されない安定した接合品質を保つことが
できる。

【００２９】さらに、実装位置のランドに供給されてい
る半田の形状を計測し、計測された半田形状が適正形状
であるかどうかを判断し、半田形状が適正形状でない場
合に半田形状を整えるためにその部分のランドを加熱
し、半田形状が適正形状である場合に実装を行うことに
より、従来は半田形状が突起状であるために発生してい
たリードの位置ずれによるブリッジを電子部品の接合前
に予測することができるので、実装後の不良基板がなく
なり、不良基板の補修作業も不要となり、安定した接合
品質を保つことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例における電子部品接合方
法のフローチャートである。

【図２】（ａ）および（ｂ）はそれぞれ本発明の実施例
における電子部品接合方法の半田付け装置にセットされ
た状態を示す斜視図、（ｃ）および（ｄ）はリードとラ
ンドとの平面図および高さ測定状態を示す図である。

【図３】本発明の第２の実施例における電子部品接合方
法のフローチャートである。

【図４】（ａ）および（ｂ）は本発明の第２の実施例に
おける電子部品接合方法の計算工程における半田の高さ
の計測結果および最適な実装高さＴを説明するための概
略図である。

【図５】本発明の第３の実施例における電子部品接合方
法のフローチャートである。

【図６】（ａ）および（ｂ）はそれぞれ従来の電子部品
接合方法の全体構成を示す斜視図である。

【図７】（ａ）〜（ｅ）は従来の電子部品接合方法にお
ける半田高さのばらつきによる影響とその対策を示すた
めの部分斜視図、概略部分正面図、部分斜視図、部分側
面図および部分側面図である。

【符号の説明】

１ロボット２カメラ３吸着ノズル４加熱部５計測装置６制御部７プリント基板８電子部品９，９ａリード１０ランド１１半田

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電子部品を所定位置に位置決めして実装
し接合する電子部品接合方法であって、電子部品を保持
して所定位置に位置決めを行う位置決め工程と、電子部
品のリード曲がりを検出する認識工程と、電子部品を基
板上に実装する実装工程と、実装したときのリードの位
置ずれ状態を計測する計測工程と、リードの位置ずれが
あった場合に電子部品を所定方向へ退避させておく退避
工程と、位置ずれを生じたランドの半田形状を整えるた
めにその部分を加熱する加熱工程と、退避している電子
部品を実装し直す再実装工程と、実装位置のランドおよ
びリードを局所的に加熱して半田を溶融させてリードを
接合する接合工程とを有する電子部品接合方法。
【請求項２】電子部品を所定位置に位置決めして実装
し接合する電子部品接合方法であって、電子部品を保持
して所定位置に位置決めを行う位置決め工程と、電子部
品のリード曲がりを検出する認識工程と、実装位置のラ
ンドに供給されている半田の高さを計測する計測工程
と、計測された半田高さの最小値から最適な実装高さを
計算する計算工程と、最適な実装高さに基づいて実装を
行う実装工程と、実装位置のランドおよびリードを局所
的に加熱して半田を溶融させてリードを接合する接合工
程とを有する電子部品接合方法。
【請求項３】電子部品を所定位置に位置決めして実装
し接合する電子部品接合方法であって、電子部品を保持
して所定位置に位置決めを行う位置決め工程と、電子部
品のリード曲がりを検出する認識工程と、実装位置のラ
ンドに供給されている半田の形状を計測する計測工程
と、計測された半田形状が適正形状であるかどうかを判
断する判断工程と、半田形状が適正形状でない場合に半
田形状を整えるためにその部分のランドを加熱する加熱
工程と、半田形状が適正形状である場合に実装を行う実
装工程と、実装位置のランドおよびリードを局所的に加
熱して半田を溶融させてリードを接合する接合工程とを
有する電子部品接合方法。