JPH084926B2 - 回路基板の自動はんだ付け装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は例えばハイブリッドIC用のセラミック回路基
板を製造するためのはんだ付け装置に係わり、特に回路
基板のリード出し部のパッドピッチが細かい場合のリー
ド別の目合わせが確実に行われるようにした回路基板の
自動はんだ付け装置に関する。

〔従来の技術〕

従来、セラミック回路基板へのリードはんだ付けを行
う場合、フープ材をリード形状に自動成形しながら順次
送り出し、フープ材に形成したスプロケット穴を利用し
て位置決めし、このステージにセラミック回路基板を供
給して、レーザ光線の照射加熱によりはんだ付けするよ
うにしたものがある。

ところで、リードピッチが小さい場合、フープ材のリ
ードと、これに相当するセラミック回路基板上のパッド
との目合わせは、これらの同軸上方に設けられたTVカメ
ラによって得たテレビ画面に基づいて手動により行って
いる。つまり、セラミック回路基板を載置した移動テー
ブルを手動により移動させている。この目合わせ後、観
測光学系付きのファイバー光学系にレーザ光線を導入
し、パッド上に付置されたはんだを溶融してパッドとリ
ードとをはんだ付けしている。

しかし、セラミック回路基板のように熱伝導率が高い
ものでは、良好なはんだ付けを得るためにはその基板を
予熱する必要がある。

従来では、例えば移動テーブルの上に、ニクロム線内
蔵系の温度コントロールされた予熱台を載置しておき、
その上にセラミック回路基板をセットしてフープ材位置
決めステージに供給している。

前記のように手動でリードとセラミック回路基板上の
パッドとを目当わせしていたのは、セラミック上に付置
されたパッドをパターン認識用のCCDカメラで写して
も、ディップはんだが半球状をなしており、上方から照
明光を当てても特に識別すべきはんだの周辺部からの反
射光はCCDカメラに到達せず、精度の高いパターン認識
が得られなかったことによる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

従来では、リードとセラミック回路基板上のパッドと
の目合わせをTVカメラ等を用いた人手で行っているた
め、作業能率が悪く、製造コストもそれだけ高くなって
いる。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、
上記の目合わせを自動化するとともに、その手段を回路
基板予熱と兼用させることにより、全自動化を可能とす
るとともに装置のコンパクト化を図り、能率向上、製造
コストの低減等が図られる回路基板の自動はんだ付け装
置を提供することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は回路基板を支持する移動台を通して下方の光
源から上方に基板予熱可能な光を照射するとともに、パ
ッド付近を透光度の差に基づいて２次元CCDカメラで認
識できるようにし、かつ上記２次元CCDカメラに基づい
て移動台をコントローラにより自動的に移動させて目合
わせできるようにしたことを特徴とする。これにより、
回路基板とパッド部分との光の吸収能の差を利用して、
CCDカメラによるリードとパッドとの位置ずれ量等を認
識して位置合わせを可能とし、前記の目的を達成するも
のである。

以下、本発明の一実施例を図面を参照して説明する。

第１図に示すようにこの実施例の自動はんだ付け装置
では３次元移動可能な移動台１を設けており、これを移
動用モータ２で駆動するようにしている。移動台１は、
例えば中央部が空隙となった枠状、または透明材で構成
され、上部には載置すべき回路基板３のはんだが付置さ
れたパッド４に対応するスリット５が形成されている。
なお、回路基板３は例えばセラミック、ガラスエポキ
シ、紙フェノール等で構成される。

回路基板３の上方には、フープ材形状とされたリード
６が順次に繰り出し可能とされ、また、フープ材に形成
されたスプロケット穴に挿入してこれを停止させるピン
７が備えられている。

移動台１の下方には、上向きの光源８およびこの光源
８からの照射光を平行化するためのレンズ９が設けら
れ、平行化された照射光は移動台１を介して、上方の回
路基板３を照射するようになっている。光源８は、例え
ば赤外線ランプ、タングステンランプ等により構成さ
れ、回路基板３を予熱可能となっている。

一方、回路基板３の上方には光学系10が設けられる。
この光学系10は、観測光学系付きファィバー構成のもの
で、ファイバー11から供給されるレーザ光線を光路変更
するためのダイクロイックミラー12および集光用レンズ
13等を備え、所定のはんだ付け部を集光加熱するように
なっいている。なお、ダイクロイックミラー12はYAGレ
ーザ光は100％反射するが、光源８からの赤外線等の照
射光にちては透過し得るよう、２色性のコートを施して
ある。

また、光学系10には、２次元CCDカメラ14が備えら
れ、これによる受光量に対応する信号がコントローラ15
に入力されるようになっている。コントローラ15では、
２値化された時系列のパルス列に変換された信号によ
り、あらかじめ設定されたフープ材のリード列に合う位
置からのずれ量に基づいて移動台を補正する信号16をモ
ータ12に出力するようになっている。

次に作用を説明する。

光源８から発せられた光はレンズ９を介して回路基板
３を照射する。この照射光としての赤外線等は、可視光
および紫外光成分を少量ながら含んでいる。一方、セラ
ミック等は、その厚さが1mm以下であると、赤外線領域
で大きな吸収能を持つが、波長の短い光に対しては、透
過光の存在を許容する。これに対し、リード６と、はん
だディップされたパッド４とは金属であり、透過光に対
する吸収が大きい。従って、この部分では光が透過しな
いため、はんだディップされたパッド４の列からの透過
光はなく、パッド４間の部分のみからの透過光が２次CC
Dカメラ14によって観測される。この透過光の差によ
り、極めて明暗のはっきりした模様が認識されるので、
電気信号出力が２値化される２次元CCDカメラ14からの
信号をあらかじめコントローラ15で処理できるようにし
ておけば、ピン７によって位置決めされるリード６に対
するパッド４の位置ずれ量だけをモータ２の駆動により
移動台１を移動させることにより、はんだ付け用の目合
わせが自動的に行える。

その後、移動台１を上昇させ、リード列と、回路基板
３のパッド上のはんだとを密着させ、レーザ光の照射を
行えば、適正なはんだが自動的に行える。

なお、光源１からの照射光により、回路基板３は予熱
されているので、良好なはんだ付けが得られる。

また、リード列とパッドとの目合わせ精度の要素とし
ては、回路基板３の外径寸法精度、移動台１の繰り
返し停止精度、回路基板３上のパッド４の印刷精度、
フープ材のスプロケット穴からリード列までの成形精
度、スプロケット穴とピン７とのはめ合い精度などが
ある。これらの合成されたずれ量を、２次元CCDカメラ1
4で読み取り、移動台１のモータ２にフィードバックし
て、回路基板３の位置補正が行われるものである。

〔発明の効果〕

以上のように、本発明によれば、セラミック等の回路
基板の予熱用光の透過を利用することにより、高精度の
パッドパターン認識が可能となり、リード列に対する目
合わせが確実に、しかも全自動的に行えるようになり、
能率向上、製造コストの低減等が大幅に図れるという効
果が奏される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す構成図である。 １……移動台、３……回路基板、 ４……パッド、６……リード、 ８……光源、９……レンズ、 10……光学系、 12……ダイクロイックミラー、 14……２次元CCDカメラ、 15……コントローラ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】あらかじめ所定パッド部にはんだを付置し
   た回路基板上にリードを合わせ、レーザ光線の照射加熱
   によりパッドとリードとをはんだ付けする回路基板のは
   んだ付け装置において、前記回路基板を３次元移動可能
   で、かつ下方からの光を通過可能な移動台上に載置する
   とともに、前記移動台の下方に基板予熱可能な光源およ
   びこの光源からの照射光を平行化するレンズを設置し、
   かつ前記回路基板およびリード上方に前記パッド位置を
   前記光源からの照射光の透過度の差に基づいて認識する
   ２次元CCDカメラを取り付け、さらに２次元CCDカメラか
   らの信号に基づいて前記移動台を移動してリードとパッ
   ドとの位置合わせを行わせるコントローラを設け、その
   位置合わせ後に前記移動台の上方移動によるリードと回
   路基板との接合後、レーザ光線による照射加熱を可能と
   したことを特徴とする回路基板の自動はんだ付け装置。