JPH08195554A - はんだ付け修正処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 微細、狭ピッチ部品のはんだ付け不良部位を
順次作業者の正面部分に固定させ、レーザー光線を使用
して前記不良部位を指示し、詳細を拡大、観察しなが
ら、手作業又は自動で修復することを目的とする。 【構成】 前工程のはんだ付検査機から得られた不良修
正データを格納、処理する制御装置を有し、該データに
よりレーザー光線照射部とＸ−Ｙテーブル等を制御して
はんだ付けの修正を行う装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はプリント基板上のはんだ
付け部の修正処理装置に関するもので、特に本発明は、
微細化、高密度化によって困難となってきている目視検
査と、修正作業の効率化を図ることを目的とするもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】はんだ付け外観検査装置で摘出した不良
個所の位置データを利用し、レーザー光線により前記不
良個所の指示をする指示装置と、外観検査装置で直接不
良個所へのマーキングする方式がある。

【０００３】以下この周知の従来技術について、より具
体的に説明する。

【０００４】図６は外観検査装置で摘出した不良個所の
位置データを利用した、レーザー光線による不良個所指
示装置を示すものである。

【０００５】高密度に部品実装したプリント板の微細は
んだ付け不良部位を修正、修復（以下修正と称す）する
従来技術は、図６に示すようにはんだ付け検査機１から
得られた検査完了プリント板（以下被修正プリント板と
称す）２の不良部位Ｘ−Ｙ座標データ（以下不良位置デ
ータと称す）を不良部位指示装置（以下リワークステー
ションと称す）３のパソコン４に、フロッピーディスク
（以下Ｆ／Ｄと称す）５又は不良データ転送ライン（以
下データラインと称す）６を介して取り込みメモリーす
る。

【０００６】一方、前記リワークステーション３の下部
に設けたプリント板固定台７には、前記被修正プリント
板２を固定しておき、すでに前記パソコン４内に記憶し
ている不良位置データを同じくパソコン４のＣＰＵ部に
読み出し、前記リワークステーション３に設けたレーザ
ー光線照射部８を前記パソコン４と制御部１０でコント
ロールしてレーザー光線９を順次偏向させながら被修正
プリント板２上の不良部位を指示する。

【０００７】レーザー光線で指示した不良部位は微細、
狭ピッチとなっており、肉眼での修正は困難なため、順
次前記不良部位ごとに、油性白色インク等を使用して、
マーキングする。全不良部位を確認及びマーキングした
後、リワークステーション３から被修正プリント板２を
取外し、拡大鏡又は顕微鏡を設置した作業場所に移動し
て不良部位の修正作業を行う。ところが、レーザー光線
は部品の高さ、配置によって遮断されたり、周辺の明る
さに影響されたりして見えにくいことがある。又、修正
作業が完了した被修正プリント板２は外観の品位を確保
するため、前記不良部位のマーキング除去作業を行う必
要がある。

【０００８】一方、外観検査装置による不良個所への直
接マーキング方式は、本来が外観検査装置として作られ
いるため、特に高密度実装された微小部品のマーキング
には適していない。また、後工程での修正作業が発生す
ることはレーザー光線指示装置と変わりない。

【０００９】マーキング方式、レーザー光線による指示
装置、いずれも後工程で修正作業が発生し、良否判定
や、修正作業には、拡大鏡などを利用した別工程が必要
となる。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】前述のように外観検査
装置によるマーキングでは、同装置には複雑な検査機構
が有り、そこに更に、マーキングのための機構を設ける
必要があるため、いっそう機構が複雑になり、特に高密
度実装された微小部品のマーキングには適していない。

【００１１】また、レーザー光線による指示装置を用い
た場合においても、レーザー光線が部品の高さ、配置に
よって遮断されたり、周辺の明るさに影響されたりして
見えにくいことがある。また、被修正プリント板上の不
良部位を順次レーザー光線で指し示すのみの機能となっ
ているため、前述のように全不良部位を順次マーキング
した後、拡大鏡などを設置した作業場所に移動して拡大
鏡下で修正する必要がある。更に、レーザー光線を不良
部位に偏向させる方式のため、レーザー光線指示の位置
精度が悪くなることなどから、不良部位の指示がずれ、
不必要なマーキングを行うなう可能性があるなど、多く
の欠点がある。

【００１２】このように、検査装置によるマーキングあ
るいはレーザー光線による指示装置いずれの場合におい
ても、後工程での修正作業が必要であり、大変手間の掛
かるものであった。

【００１３】本発明は位置精度を向上させ、これらの問
題点を解決した、レーザー光線指示装置を提供するこ
と。

【００１４】及び、被修正プリント板を他の作業場所に
移動することなくレーザー光線で指示しながらその場で
不良部位を修正可能にすること。

【００１５】更に、被修正プリント板のはんだ付け不良
部位の自動修正により、効率向上を図るようにしたもの
である。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本発明は、これらの目的
を達成するため、レーザー光線指示位置を垂直に固定
し、前記Ｘ−Ｙテーブルにより不良部位が前記レーザー
光線指示位置下に来ると共に作業者の正面に位置するよ
うにしたものである。

【００１７】また、Ｘ−Ｙテーブル上に被修正プリント
板を搭載して、前工程のはんだ付検査機で得た不良位置
データを用い、パソコンと制御部とによって前記被修正
プリント板上の不良部位が修正作業者（以下作業者）の
正面に位置するようＸ−Ｙテーブルをコントロールする
と同時に、拡大鏡とレーザー光線を使用し、不良部位を
指示、拡大しながら修正の作業を行うようにしたもので
ある。

【００１８】更に、自動はんだ供給機構及び自動修正補
助機構を付加し、はんだ付けを修正するようにしたもの
である。また、この時、例えば、前記レーザー光線を強
レーザー光線に切換え修正作業を全自動化すると共に修
正過程を確認できるようにしたものである。

【００１９】

【作用】この結果、レーザー光線を偏向させず真上から
不良部位を指示する方法のため、レーザー光線偏向に伴
う、レーザー光線スポットの歪がなくなることになり、
前記レーザー光線スポットの形状及び太さを均一に保つ
ことができる。

【００２０】また、被修正プリント板上の不良部位は、
作業者の正面に固定され、レーザー光線で前記不良部位
を指示しながら修正作業、チェック作業あるいは自動修
正が可能となり被修正プリント板を他の作業場所に移動
する必要がなくなる上、必然的にマーキング作業も不必
要となる。

【００２１】また、レーザー光線スポットの位置ずれが
発生しにくいことから、強レーザー光線を使用しての自
動修正作業を高精度高効率で実行できる。

【００２２】

【実施例】以下本発明の一実施例を図１で、他の実施例
を図２で説明する。なお、両図において、図６と同一物
には同一符号を付す。

【００２３】図１は、はんだ付け不良部位の手作業修正
時におけるはんだ付け修正処理装置のシステム構成図で
ある。

【００２４】同図における主な符号、３０は本発明実施
例の中心を構成するリワークステーション、３１はＸ−
Ｙテーブル、３１ｘはＸ−Ｙテーブル３１のＸ軸モータ
ー、３１ｙは同じくＹ軸モーター、３２はレーザー光線
照射部、３３はこのレーザー光線照射部から照射される
レーザー光線、１１は被修正プリント基板２上の不良部
位、１２は拡大鏡、１３は偏光フィルタである。

【００２５】図３は図１の装置の動作フローチャートで
ある。つぎにこれら図面により、動作を説明する。ま
ず、はんだ付けリワークステーション３０のＸ−Ｙテー
ブル３１に被修正プリント板２を手動又は自動で搬入固
定し、前工程のはんだ付け検査機１から得られた前記被
修正プリント板２の不良データをパソコン４のメモリ部
から同じくパソコン４のＣＰＵ部に呼び出すため、被修
正プリント板２の管理番号を、前記パソコン４のキーボ
ード部より入力するか、又は、すでにプリント板組立の
各作業工程管理用として被修正プリント板２に貼付られ
ているバーコードラベル内の管理番号をバーコード読取
り器２０で読み取る。

【００２６】上記の操作によりパソコン４のＣＰＵに呼
び出された前記被修正プリント板２の不良データは、ま
ず不良位置データを制御部１０に転送し、前記Ｘ−Ｙテ
ーブル３１のＸ軸駆動モーター３１ｘとＹ軸駆動モータ
ー３１ｙにそれぞれ被修正プリント板２の原点位置を作
業者の正面、つまりレーザー光線スポットの真下に移動
させるためのパルスを送る。

【００２７】パソコン４には予めレーザー光線の種類選
択及び照射時間等がプログラムされており、前記制御部
１０を介して上記被修正プリント板２の原点位置にレー
ザー光線照射部３２からレーザー光線３３を照射する
が、今、拡大鏡１２のレンズをレーザー光線が通過する
場合、通常無加工のレンズであればレーザー光線は屈折
散乱し、前記被修正プリント板２の原点位置まで届かな
い。しかし、本実施例では拡大鏡１２のレンズの中心部
もしくは周辺部にレーザー光線３３を通すめの小穴１４
（円形または細長十文字形）を設け、その壁面部１５に
は黒色塗装を施こすか又は金属筒を挿入する。このた
め、レーザー光線は直進し、被修正プリント板２の原点
位置に照射することができる。

【００２８】作業者は、肉眼１８により上記原点位置に
レーザー光線が照射されているかどうかの確認により、
被修正プリント板２が前記Ｘ−Ｙテーブル３１に正常に
固定されていることを知ることができる。

【００２９】偏向フィルター１３は、主に、後で述べる
実施例で説明する強レーザー光線を使用する際、作業者
の目１８を保護するためのものであり必要に応じ使用す
る。又、保護筒１６は前記レーザー光線照射部３２に取
付け前述と同様強レーザー光線使用の際、作業者の手を
保護する目的としている。

【００３０】さらにリング照明１７は、被修正プリント
板２上の照度が低下して修正作業に支障を来すのを防止
するために設けたもので、スペース的に余裕があれば拡
大鏡１２の周りか下側に位置させるのが望ましい。上記
修正、修復作業の条件が整ったところで、次に、ダブル
フットスイッチ１９の前進側スイッチを押すと前記はん
だ付け検査機１で得られた、前記被修正プリント板２上
の最初の不良部位１１にパソコン４と制御部１０でＸ−
Ｙテーブル３１が移動すると共にパソコン４のＣＲＴ上
に検査装置１で得られた不良内容（回路記号、位置、不
良現像等々）が表示され、さらに一定時間レーザー光線
３３が不良位置に照射される。このため、作業者は肉眼
１８により、前記不良部位１１を拡大鏡で確認しながら
各種修正用ツール（はんだゴテ等々）を用い前記ダブル
フットスイッチ１９の前進スイッチで順次修正作業を進
めて行くことができる。又この作業を順次進めていくに
当り、前記拡大鏡１２のレンズに設ける、前記小穴１４
の形状を細長十文字形にしておき拡大鏡１２の設定角度
を不良部位１１が見やすい角度に設定する。

【００３１】尚、前記ダブルフットスイッチ１９の後退
側スイッチは前の不良部位を再確認する時に使用する。

【００３２】次に他の実施例を図２に示し、その動作フ
ローチャートを図４、図５に示す。

【００３３】図２は、はんだ付け不良部位の自動修正を
実行するはんだ付け修正処理装置のシステム構成図であ
る。

【００３４】修正作業の自動化は基本的には予め前述の
図１の手作業による修正作業時の手順をパソコン４にプ
ログラミングしておき、制御部１０を介してこのプログ
ラムを実行させることにより実現できる。

【００３５】図２の説明は図１に追加、補充した部分の
詳細動作を主体に説明する。同図において、２１は、は
んだが過多、あるいは不足の時にはんだを供給、除去す
る機構で、はんだ付けロボット等において周知の装置で
ある。例えば、はんだを供給する機構はクリーム状はん
だまたは糸はんだ供給機よりる成るディスペンサー方
式、はんだを除去する機構は毛細管現象を利用した編組
線で吸いあげる方式、あるいは真空バキューム方式等を
用いることができる。２２は、はんだ修正補助機構部で
先端の幅が数百ミクロンのピンまたはピンセット状のも
ので、リードを押さえるための制御部１０の指令により
上下動及び９０゜回転する装置である。２３はＣＣＤカ
メラを代表とする撮像装置で修復の作業状態をモニタ２
５上に映しだす。

【００３６】今、前記被修正プリント板２がＸ−Ｙテー
ブル３１に固定されるのと同時にバーコード読取器２０
で被修正プリント板の基板管理番号を自動的に読取り、
パソコン４に転送し、不良データをパソコン４のメモリ
ー部より呼び出すと、以下プログラムに従い修正作業を
実行していく。

【００３７】まず、レーザー光線照射部３２より、弱レ
ーザー光線３３を照射すると、前記Ｘ−Ｙテーブル３１
が前記被修正プリント板２の原点位置を前記弱レーザー
光線３３Ｌの真下に移動させる。

【００３８】通常、前記原点位置には通常プリント板認
識マークが設けられているので、この認識マークからの
反射光をＣＣＤカメラ２３で捕え、パソコン４で被修正
プリント板２が、前記Ｘ−Ｙテーブル３１上に正しく固
定されているか否か判定させる。

【００３９】次にＸ−Ｙテーブル３１がはんだ付け検査
機１で得た不良データの最初の不良部位１１に移動する
ので、レーザー光線照射部３２は強レーザー光線照射の
準備をする。次に前記検査装置１からの不良データか
ら、はんだの過不足量、リードのずれ量等をパソコン４
で確認し、前記レーザー光線照射部３２から強レーザー
光線３３Ｈを一定時間照射し、はんだを溶解すると共
に、はんだ過不足の時ははんだ供給、除去機構２１によ
り、不良部位１１のはんだを最適量にする。この場合、
強レーザー光線３３Ｈは１点のみに照射するのではな
く、例えばはんだ付け方向がＸ軸方向に向いている時は
コンピューター４と制御部１０でＸ−Ｙテーブル３１を
Ｘ軸方向に除々に移動させ不良部位１１のはんだを十分
に溶解させる。

【００４０】一方、前記不良部位１１が、リードずれの
場合、前述と同様強レーザー光線３３Ｈを一定時間照射
し、はんだが十分に溶解した時点で先端がピンセット状
のはんだ修正補助機構部２２を動作させ、リードを挟み
込むか押えて固定し、前記Ｘ−Ｙテーブル３１をリード
ずれ方向と反対方向にずれ量分だけ移動させ、リードず
れを自動的に修正する。

【００４１】このように、修正時の位置の移動はＸ−Ｙ
テーブルで行うため、はんだ供給除去機構２１とはんだ
修正補助機構部２２には駆動機構が必要ないため、非常
に単純な構成で実現できる。また、高精度のＸ−Ｙテー
ブルは１０ミクロンピッチで制御できるため、狭いピッ
チのリードを持つ部品の場合でも十分似対応することが
できる。

【００４２】又、ＣＣＤカメラ２３の電動ズームレンズ
２４は不良部位の大きさ及びピッチ等が予め前記はんだ
付検査機１の不良データでわかっているので、パソコン
４から自動的に拡大倍率が可変され、不良部位１１の修
正状況を映像モニター２５を見ながらより細かく観察す
ることができる。

【００４３】その他、はんだ付けリワークステーション
３０の全自動化に当っては、各種修正作業補助機構部の
細かい動作データ及び強レーザー光線３３Ｈの照射時間
や照射タイミング等々のデータを蓄積した上で、システ
ムを構築する必要がある。このため、周知のティーチン
グ法により、修正作業の手順を１項目毎に確認し、デー
タを吸い上げ、これらをパソコン４にプログラミング
し、修正作業データの蓄積を行う。実際の作業時にはリ
ワークステーション３０はこれら蓄積されたティーチン
グ情報に従い、半自動（手作業によるはんだ付け修正）
または全自動（はんだ付け自動修正）の動作をする。

【００４４】なお、以上の実施例においては、はんだを
溶解するために強レーザ光線を用いたが、熱風送風機を
設けて被修正箇所に熱風を送風することによりはんだを
溶解するようにしてもよい。

【００４５】

【発明の効果】本発明によれば、近年ますます、微細化
及び狭ピッチ化する部品の、はんだ付け不良部位を常に
作業者の正面に固定することが可能となる上、歪のない
レーザー光線スポットにより上記不良部位を確実に視認
し、その場で修正、修復、修正することができる。ま
た、その近傍に拡大鏡を設けて像を拡大して作業をする
ことができるため、より小型の部品にも対応することが
できる。

【００４６】又、前述のように不良部位が常に一定の場
所に精度良く固定できることから、修正、修復作業の補
助ツール類、例えば自動はんだ供給機構、修正補助機構
などを付加設置する場所も固定することが可能となる。
これらのことから、 １）不良部位へのマーキング作業や被修正プリント板の
移動工程が不要となる。 ２）はんだ付け検査機の虚報（良品を不良と判定する）
をその場で確認判定することができるため不必要なマー
キングや修正、修復作業がなくなる。

【００４７】３）全自動化による修正、修復作業が実現
可能な上、自動化までの諸問題を解決しながら（例え
ば、はんだ付検査の不良認識精度や自動はんだ供給量、
リードずれ量の補正機能又強レーザー光線の照射時間等
々）段階的に自動化を推進することができる。

【００４８】４）位置合わせのための駆動機構をＸ−Ｙ
テーブルのみで実現することができ、安価に構成するこ
とができる。

【００４９】以上のように本発明によれば、作業効率向
上と品質の確保はもとより、設備開発費の削減など数多
くの効果を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を示すはんだ付け修正装置のシ
ステム構成図。

【図２】本発明の実施例を示す自動はんだ付け修正装置
のシステム構成図。

【図３】図１の実施例のフローチャート

【図４】図２の実施例のフローチャート

【図５】図２の実施例のフローチャート

【図６】従来技術の全体構成を示すブロック図。

【符号の説明】

１ はんだ付け検査機、２ 被修正プリント板、３ リ
ワークステーション、４ パソコン、５ Ｆ／Ｄ、６
データーライン、７ プリント板固定台、３１Ｘ−Ｙテ
ーブル、８ レーザー光線照射部、９ レーザー光線、
１０ 制御部、１１ 不良部位、１２ 拡大鏡、１３
偏光フィルター、１４ 小穴、１５小穴の壁面、１６
保護筒、１７ リング照明、１８ 人の目、１９ ダブ
ルフットスイッチ、２０ バーコード読取り器、２１
はんだ供給、除去機構部、２２ はんだ修正補助機構
部、２３ ＣＣＤカメラ、２４ 電動ズームレンズ、２
５ 映像モニター、３０ リワークステーション、３２
レーザー光線照射部、３１ｘ ｘ軸駆動モータ、３１
ｙ ｙ軸駆動モータ、３３ レーザー光線、３３Ｌ 弱
レーザー光線、３３Ｈ 強レーザー光線、

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 前工程で得た被修正プリント基板の位置
   データを含む修正データにより、該プリント基板を搭載
   するＸ−Ｙテーブルの位置決めを行い、被修正プリント
   基板の基板面に対し垂直に光線を照射するレーザー光線
   照射器により、レーザー光線を照射することにより前記
   プリント基板の被修正箇所を指示することを特徴とする
   はんだ付け修正処理装置
2. 【請求項２】 前工程で得た被修正プリント基板の位置
   データを含む修正データにより、該プリント基板を搭載
   するＸ−Ｙテーブルの位置決めを行い、前記基板の被修
   正位置のはんだを溶解後、前記修正データによりはんだ
   付けの修正を行うことを特徴とするはんだ付け修正処理
   装置
3. 【請求項３】 前工程で得た被修正プリント基板の位置
   データを含む修正データにより、該プリント基板を搭載
   するＸ−Ｙテーブルの位置決めを行い、被修正プリント
   基板の基板面に対し垂直に光線を照射するレーザー光線
   照射器により、レーザー光線を照射することにより前記
   プリント基板の被修正箇所のはんだを溶解し、前記修正
   データによりはんだ付けの修正を行うことを特徴とする
   はんだ付け修正処理装置
4. 【請求項４】 被修正プリント基板の基板面に対し垂直
   にレーザー光線を照射するレーザー光線照射器と、前記
   被修正プリント基板を固定し且つ該基板の被修正箇所を
   前記レーザー光線照射器のレーザー光線照射点に移動す
   るＸ−Ｙテーブルと、Ｘ−Ｙテーブルと前記レーザー光
   線照射器の間に配置した前記被修正プリント基板のレー
   ザー光線照射位置を拡大、目視するための拡大鏡と、前
   工程の検査機で得た前記被修正プリント基板の被修正箇
   所の位置データに基づき被修正箇所を前記レーザー光線
   照射器のレーザー光線照射点に移動するように前記Ｘ−
   Ｙテーブルを制御する制御器を有することを特徴とする
   はんだ付け修正処理装置
5. 【請求項５】 被修正プリント基板の基板面に対し垂直
   に強レーザー光線と弱レーザー光線を選択的に照射する
   レーザー光線照射器と、前記被修正プリント基板を固定
   し且つ該基板の被修正箇所を前記レーザー光線照射器の
   レーザー光線照射点に移動するＸ−Ｙテーブルと、Ｘ−
   Ｙテーブルと前記レーザー光線照射器の間に配置した前
   記被修正プリント基板のレーザー光線照射位置を拡大、
   目視するための拡大鏡と、該拡大鏡と目視観察位置の間
   に設けたレーザー光線用のフィルタと、前記レーザー光
   線の照射点近傍に配置し、前記被修正プリント基板修正
   箇所にはんだを供給及び除去するはんだ供給、除去機構
   と、前記レーザー光線の照射点近傍に配置し、前記被修
   正プリント基板修正箇所の位置ずれ箇所を固定し、前記
   Ｘ−Ｙテーブルの移動により正常な位置に修正するはん
   だ位置ずれの修正補助機構と、前工程の検査機で得た前
   記被修正プリント基板の被修正箇所の修正データに基づ
   き被修正箇所を前記レーザー光線照射器のレーザー光線
   照射点に移動するように前記Ｘ−Ｙテーブルを制御し、
   かつ、前記被修正プリント基板の被修正箇所で前記レー
   ザー光線照射器のレーザー光線を強レーザーに切り変え
   るように制御する制御器を有することを特徴とするはん
   だ付け修正処理装置
6. 【請求項６】 請求項５記載の制御器は、前工程の検査
   機で得た被修正プリント基板の被修正箇所の位置データ
   に基づき、前記レーザー光線照射器のレーザー光線照射
   点に移動するように前記Ｘ−Ｙテーブルを制御し、前記
   前工程の検査機で得た被修正プリント基板の被修正箇所
   のはんだ過不足データに基づき、はんだの過不足がある
   場合に前記被修正プリント基板の被修正箇所で前記レー
   ザー光線照射器のレーザー光線を強レーザーに切り変え
   るように制御すると同時に前記はんだ供給除去機構をは
   んだ不足の場合にははんだを供給するとともに、過剰の
   場合には除去するように制御し、前記前工程の検査機で
   得た被修正プリント基板の位置ずれ修正データに基づ
   き、被修正箇所を前記修正補助機構で固定し、前記レー
   ザー光線照射器のレーザー光線照射点に移動するように
   前記Ｘ−Ｙテーブルを制御し、かつ、前記被修正プリン
   ト基板の被修正箇所で前記レーザー光線照射器のレーザ
   ー光線を強レーザーに切り変えるとともに、該強レーザ
   によりはんだを溶解し、前記Ｘ−Ｙテーブルを移動する
   ことにより、前記被修正箇所を正常位置に移動するよう
   に制御する制御器を有することを特徴とするはんだ付け
   修正処理装置