JPS62292264A

JPS62292264A - ろう付け装置

Info

Publication number: JPS62292264A
Application number: JP13628486A
Authority: JP
Inventors: Toshizo Hosoya; 細谷　壽蔵; Shigeru Abe; 茂阿部
Original assignee: APOLLO SEIKO HANBAI KK
Current assignee: APOLLO SEIKO HANBAI KK
Priority date: 1986-06-13
Filing date: 1986-06-13
Publication date: 1987-12-18

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】３、発明の詳細な説明産業上の利用分野本発明は、例えばフラットパッケージＩＣをプリント配
線基板に自動的に半田付けするのに好適なろう付け装置
に関するものである。

従来の技術近年、急速な電子技術の発展に伴ない電子部品の軽ｗＪ
知小化の技術も著しく進歩し、この軽薄短小化の技術に
大きく貢献しているのがフラットパッケージＩＣ（以下
ＦＰ・ＩＣという）である。

糸半田を使用した前記ＦＰ−ＩＣのプリント配線基板へ
の取付け作業は、半田ゴテを使用した半田付けにより行
なわれているが、糸半田と半田ゴテとを使用する信頼度
の高い半田付けの自動化技術が現在のところ未完成であ
り、前記ＦＰ−ＩＣの半田付け作業が人手により行なわ
れているため、半田付けにむらを生じ、均一で安定した
半田付けを行なうことができなかった。

また、人手の不足を解消するため、プリント配線基板に
クリーム半田を塗布し、レーザーを熱源として半田付け
を行なう方法、遠赤外線を熱源として半田付けを行なう
方法あるいは半田付け部の長さとほぼ同じ長さのコテを
電気的に瞬間的に加熱及び冷却して半田付けを行なう方
法が半田付けの自動化装置として導入されているが、こ
れらのものは、半田付けが不安定となり、クリーム半田
を使用するため、半田ボールが飛散し易く、半田付け時
にＦＰ・ＩＣのリード端子とリード端子間に半田による
ブリッジが発生し、半田の溶は込む不良が多く、前記Ｆ
Ｐ−ＩＣに熱を加えるため前記ＦＰ・ＩＣの耐熱性の問
題等の様々な不安定要素が多数あった。

しかも、レーザー半田付け装置では、レーザー発生装置
が高価過ぎるため、装置全体が高価となり、熱源として
レーザーを使用するため熱伝導の調整が困難であり、半
田付け不良の発生率が高く、ＦＰ・ＩＣのリード端子間
のブリッジ発生率が高くなる要素を有している。

また、光ビームによる半田付け装置では、前記ＦＰ−Ｉ
Ｃのような微小部分の半田付けの熱源として光ビームを
使用するのは無理であり、リフロー半田付け装置では、
前記ＦＰ−ＩＣに熱を加えてしまうため、前記ＦＰ−Ｉ
Ｃ内部の微細な電子回路が熱で破壊されるので、使用で
きなかった。

さらに、クリーム半田を使用し、半田供給方式としてデ
ィスペンサー及び印刷を用い、熱源としてレーザー、ハ
ロゲンビーム、遠赤外線あるいはパルスヒート方式を使
用するこれらの自動半田付け装置は、クリーム半田と７
ラツクスとが分離して半田付けが不安定となり、前記ク
リーム半田印刷の場合半田の供給量の調整が困難であり
、クリーム半田や熱源は高価なためランニングコストが
高くなり、クリーム半田と７ラツクスとの融点の遠いに
より半田ボールが飛散し易く、熱源のエネルギーの消費
量も多く、レーザー、ハロゲンビーム、遠赤外線等の非
接触の熱伝達方式ではクリーム半田の溶は込む不良も多
く、ＦＰ・ＩＣの品種に制限があり、同一プリント配ｍ
基板上で形状の違ったＩＣの数量に制限される等の多く
の欠点が生じる。

発明が解決しようとする問題点本発明の目的は、上記欠点を解消して、機種変更が容易
で、メンテナンス性が良く、ランニングコストが安価で
、ろう供給量の調整を容易にでき、従来のクリーム半田
に比べてろう溶融球の飛散が少なく、フラットパッケー
ジＩＣに適用した場合、その形状変化の対応が容易で、
ろうの溶は込み不良のない均一なろう付けができ、ろう
によるブリッジもなく、ろう付けに必要な局所に最適な
温度が与えられ、ＩＣに対する熱による影響もなく、狭
い個所でろう付けを行なうことが可能なろう付け装置を
提供することにある。

問題点を解決するための手段本発明のろう付け装置は、支持アームに揺動自在に設け
たこでサポートと、前記こてサポートによって支持され
たこてとからなり、前記こてサポートは前記こての先端
の接触圧を調整する調整機構を有していることを特徴と
する構成を有するものである。

作　　用支持アームに揺動自在に設けたこてサポートによって支
持されたこてを前記支持アームを介してロボットの回転
軸に取付けたメインアームに装着し、前記こてサポート
が支持するこての先端の接触圧を調整する調整機構によ
りこての先端に適度の加圧力を与えながら、こてをスラ
イドし、こての先端にろうを供給してろう付けを行なう
。

実施例以下、本発明の実施例を図面に基いて詳細に説明する。

第１図において、１はフラットパッケージＩＣ（以下Ｆ
Ｐ−ＩＣという）の半田付け装置よりなるろう付け装置
であり、半田付け装置１は支持アーム２に揺動自在にこ
てサポート３が設けられ、こてサポート３には半田こて
４が支持され、こてサポート３は半田こて４がその先端
のこて先５の接触圧を調整する調整機構を有している。

こてサポート３は、第２図に示すように、両側に支持突
出体６，６が一体に形成され、支持突出体６．６間には
支持アーム２の一端寄りが挿入され、こてサポート３は
支持突出体６．６がベアリングビン７により前記支持ア
ーム２の一端寄りに揺動自在に軸支されている。ベアリ
ングビン７の両端にはベアリング７を支持突出体６に係
止するための抜止め用のＥ形化め輸８．８が係止され、
ベアリング７がベアリング９を介して支持アーム２に回
動自在に軸支され、ベアリング９と支持突出体６の内壁
雨間にはワッシャ１０がベアリングビン７に嵌合されて
いる。半田こて４はベアリングビン７を軸として前記こ
てサポート３を介してこて先５が図面矢印ＡＢ力方向揺
動自在となって６一いる。こてサポート３には側部にリテーナ１１がねじに
より装着され、こてサポート３と前記リテーナ７に一体
に形成された係合爪１３．１３によりあり溝が形成され
、半田こて４のこてホルダ１４の突部がこのあり溝に嵌
込まれて図面矢印ＣＤ方向に移動自在に支持されている
。こてホルダ１４には側部に突出して調整体１５が一体
に装着され、調整体１５には半田こて４を図面矢印ＣＤ
方向に移動調整する調整スクリュー１６が螺着され、調
整スクリュー１６はこてサポート３に対して移動するこ
となく回動自在に装着されている。こてサポート３の上
面には調整スクリュー１６の頭部に係合する係止スプレ
ー１７がねじ１８．１８により装着され、係止スプレー
１７には調整スクリュー１６の頭部に相当する位置に調
整用孔１９が穿設され、調整スクリュー１６の頭部を調
整用孔１９よりドライバーを利用して回動することによ
り、調整ビン１５が調整スクリュー１６に沿って移動を
行ない、調整ビン１５と一体の半田こて４がこてサポー
ト３とリテーナ７の係合爪１３．１３に沿って図面矢印
ＣＤ方向に移動され、半田こて４の全体のバランスが調
整されるようになっている。

こてサポート３を揺動自在に軸支する支持アーム２は円
弧状に形成され、支持アーム２の一端にはＴ型プレート
２０がねじ２１．２１により装着され、Ｔ型プレート２
０の上下端寄りにはアジャストスクリュー２２．２２の
先端が螺着され、アジャストスクリュー２２の先端とこ
てサポート３との間にスプリング２３．２３が装着され
、アジャストスクリュー２２には弛み止めナツト２４が
螺着されている。スプリング２３はアジャストスクリュ
ー２２よりナツト２４をゆるめた後、アジャストスクリ
ュー２２を回動することにより押圧力が調整され、半田
こて４のこて先５にはスプリング２３により図示しない
ＦＰ・ＩＣのリード端子に対して適度の゛加圧力が与え
られ、アジャストスクリュー２２とスプリング２３によ
り半田こて４の先端のこて先５の接触圧を調整する調整
機構が構成される。支持アーム２の他端にはエンドプレ
ート２５がねじ２６．２６により装着されている。

次に、ＦＰ・ＩＣのリード端子を半田付けする半田こて
４について説明すると、半田こて４は円筒状のこてホル
ダ１４を有し、こてホルダ１４の上端にはコネクタキャ
ップ２７が螺着され、コネクタキャップ２７の上端には
コード２８の一端を接続したプラグ２９を取付けたレセ
プタル３０が嵌合装着され、コネクタキャップ２７の下
端のこてホルダ１４内にヒーターコネクタ３１の上端が
螺着されている。こてホルダ１４の下端にはこて先５の
上端が嵌入され、こて先５がこて先収納体３２内にその
先端を突出して収納され、こて先収納体３２がこて先キ
ャップ３３を螺着することによってこてホルダ１４の下
端寄り外周に取付けられている。こて先５には上端より
セラミックヒータ−３４が嵌入され、セラミックヒータ
−３４はその上端がジャック３５を介してヒーターコネ
クタ３１の下端に連絡されている。こてホルダ１４の下
端寄りにはこて先キャップ３３の上部にバイプ保持金具
３６がねじ３７により装着され、パイプ保持金具３６に
は複数の半田ガイドパイプ取付孔３８が同一円周上に一
定の間隔で穿設され、パイプ保持金具３６の半田ガイド
パイプ取付孔３８にはこて先５に７ラツクスを供給する
フラックス供給パイプ３９とこて先５に糸半田を供給す
る糸半田供給パイプ４０を取付けるパイプセット固定バ
ー４１（第３図）が適切な位置にねじ４２により装着さ
れ、糸半田供給パイプ４０はねじ４３によりパイプセッ
ト固定バー４１に取付けられる。

糸半田供給パイプ４０により案内されると共にこて先５
に供給される糸半田の半田供給は図示しないＤＣサーボ
モータにより行なわれ、糸半田の供給量の調整が容易に
可能となっている。

４４はパイプ保持金具３６にねじ４５により取付けられ
たこて先キャップバネである。

ＦＰ−ＩＣの半田付け装置１は、第３図に示すように、
半田こて４をこてサポート３を介して揺動自在に軸支し
た支持アーム２がロボットの回転軸４６に一体に取付け
たメインアーム４７にねじ一１〇− ４８により装着され、メインアーム４７にはダイヤフラ
ムバルブ４９を取付けたＬ型金具５０がねじ５１．５１
により装着され、半田こて４のパイプ保持金具３６に穿
設された半田ガイドバイブ取付孔３８には糸半田供給パ
イプ４０を取付けたバイブセット固定パー４１とフラッ
クス供給バイブ３９が装着され、半田こて４の取付け角
θはメインアーム４７に対して支持アーム２の取付け位
置を変えることにより適宜に調整が行なえるようになっ
ている。

半田こて４のこて先５は円弧状の支持アーム２の曲率中
心方向に向くと共に、ロボットの回転軸４６の中心線と
半田こて４のこて先５の中心線との交点が常に変化せず
、ＦＰ−ＩＣの４方向の側面に一定間隔に並んで設けた
リード端子に半田こて４のこて先５を前記ロボットの回
転軸４６に取付０たメインアーム４７により接触しなが
らスライドさせ、ＦＰ−ＩＣのリード端子にはアジャス
トスクリュー２２先端のスプリング２３により半田こて
４のこて先５より適度の加圧力が与えられる。半田こて
４によりＦＰ−ＩＣのリード端子とプリント配線基板と
を半田付けすると、半田こて４の先端はＦＰ・ＩＣの複
数のリード端子による凹凸及び前記プリント配線基板の
撓みにならって追従し、ＦＰ−ＩＣのリード端子のどの
位置においてもスプリング２３により半田こて４のこて
先５が適喰の加圧力を与えられ、ＦＰ−ＩＣのり一ド端
子に沿って半田こて４の移動が行なわれる。

次に、この実施例の作用について説明する。

第４図に示すように、プリント配線基板５５上の所定位
置に接着剤等により４方向リード付のＦＰ−ＩＣ５６を
固着し、ＦＰ・ＩＣ５６の４方向の側面には複数本のリ
ード端子５７が一定間隔に並んで設けられている。ＦＰ
・ＩＣ５６の複数のリード端子５７の一列をプリント配
線基板５５に半田付けするために必要な糸半田の全量を
、支持アーム２にベアリングビン７を介して揺動自在に
設けたこでサポート３によって支持した半田こて４のこ
て先５に供給してこて先５に半田の溶融球を形成する。

これは糸半田を図示しない半田供給方式となるＤＣサー
ボモータによりパイプセット固定バー４１に取付けた糸
半田供給パイプ４０を介してこて先５に供給することに
よって行なわれる。ＦＰ・ＩＣ５６のリード端子５７上
に７ラツクス供給バイブ３９（図示省略）によりフラッ
クスを供給しながら、半田こて４のこて先５をＦＰ・Ｉ
Ｃ５６のリード端子５７上の先端となるこて先５の接触
圧を調整する調整機構のスプリング２３により適度の加
圧力を与えて押し当て、リード端子５７の一端より他端
に向かって半田こて４を図面矢印Ｅ方向にスライド移動
する。

半Ｉηこて４のこて先５がＦＰ・ＩＣ５６のリード端子
５７上をスライドするので、ＦＰ−ＩＣ５６の複数本の
リード端子５７の凹凸にこて先５がならうと共に、プリ
ント配線基板５５に撓みを有してもこて先５が追従し、
半田こて４がリード端子５７の終端までスライドし、Ｆ
Ｐ−ＩＣ５６のリード端子５７が無くなると同時に、半
田こて４のこて先５を持ち上げ、ＦＰ−ＩＣ５６のリー
ド端子５７上への７ラツクス供給パイプ３９によるフラ
ックスの供給を直ちに停止し、ＦＰ−ＩＣ５６のリード
端子５７の半田こて４によるプリント配線基板５５への
半田付け作業が終了する。ＦＰ・ＩＣ５６のリード端子
５７とプリント配線基板５５とはそれぞれのリード端子
５７に均一で良好な半田付けが行なわれ、リード端子５
７間の半田でのブリッジがなく、リード端子５７とプリ
ント配線基板５５との間の半田の溶は込み量も最良とな
り、半田の溶は込み不良もなく、熱伝達方式がこて先接
触によりスライドさせるので、リード端子５７に前記こ
て先５が接触する時間も非常に短時間となり、局所的に
半田付けに必要な最適な温度が与えられ、半田付けによ
りＦＰ−ＩＣ５６に与える熱影響も全くない。

また、半田こて４はこて先５と糸半田を使用するので、
機種変更による切換え部品がなく、機種変更が容易に行
なえ、多品種少量生産に適し、半田こて４の消耗品とな
るセラミックヒータ−３４とこて先５の交換も容易に行
なえ、消耗品の数も少ないのでメンテナンス性が良く、
消耗品となる半１日こて４のセラミックヒータ−３４及
びこて先５が非常に安価であり、熱源となるセラミック
ヒータ−３４のエネルギー消費口も少ないのでランニン
グコストが安価となり、糸半田を使用するので半田供給
量の調整も容易である。

しかも、クリーム半田に比べてフラックスと糸半田との
融点の違いによる半田ボールの飛散も少なく、ＦＰ−Ｉ
Ｃの品種に制限がなく、同一プリント配Ｉｌｌ板５５上
で形状の異なったＦＰ−ＩＣの数量を制限されないので
、ＦＰ−ＩＣの形状変化の対応も容易であり、半田付け
作業を人手の変わりにロボットを使用するので、人手に
よる半田付けのむらが無くなり、均一で安定した半田付
けを行なえ、半田付け速度も大幅に短縮し、プリント配
線基板内にＦＰ・ＩＣを取付けるので前記プリント配線
基板上に他の部品が取付けられていても狭い個所で半田
付けを行なえる。

第４図は、本発明の他の使用例を示すもので、ロボット
の回転軸４６に一体に取付けたメインアーム４７の下端
にパイプセット固定バー５８がねじ５９により装着され
、パイプセット固定バー５８に糸半田供給バイブ４０が
ねじ４３により取付けられており、他の構成は第３図に
示す実施例とまったく同様であるから同一部位には同一
符号を付して説明を省略し、作動も第１図に示す実施例
と同様のため説明を省略する。

なお、４方向ＦＰ・ＩＣをＦＰ−ＩＣパレットケースよ
り自動的に取りだし、形状確認、位置決め、供給、半田
付け、半田付け良否判定を選別して送りだす装置は、Ｆ
Ｐ−ＩＣを搭載するプリント基板のパターン部は他の部
品の半田付けをするために半田槽を通すことにより予備
半田がされているプリント基板が殆んどで、予備半田さ
れたパターン部にＦＰ−ＩＣを搭載すると予備半田部の
量のバラツキにより、ＩＣの位置ずれの発生の原因とな
るために、余分な半田を取り除き平で均−面にするため
の角取装置とＦＰ・ＩＣ収納パレットケースの自動供給
装置と、ＦＰ・ＩＣの位置検出装置と、ＦＰ−ＩＣ固定
用接着剤塗布装置と、ＦＰ・ＩＣ供給装置と、プリント
配線基板搬送位Ｗ決め装置と、本発明のＦＰ−ＩＣ半田
付け装置と、ＦＰｉＣ半田付け良否判定装置と、不良基
板収納装置とにより構成される。ＦＰ・ＩＣ収納パレッ
トケースの自動供給装置はパレットケース内のＦＰ−Ｉ
Ｃが無くなると、ＦＰ・ＩＣの収納されたパレットケー
スを上昇して自動的に供給し、ＦＰ−ＩＣの位置検出装
置はＦＰ−ＩＣのリード端子の位置ずれを認識して位置
ずれ数値をロボットに伝達し、ＦＰ−ＩＣ固定用接着剤
塗布装置はプリント配線基板上のＦＰ・ＩＣの取付部に
前記Ｆ　Ｐ　−、Ｉ　Ｃを固定して位置ずれしないよう
に接着剤を塗布し、ＦＰ−ＩＣ供給装置は関節型ロボッ
トが前記ＦＰ・ＩＣ収納パレットケースの自動供給装置
よりＦＰ・ＩＣを１ケ取出した後、前記ＦＰ・ＩＣの位
置検出装置上に置いて位置データを受け、ＦＰ−ＩＣを
再度前記ＦＰ−ＩＣの位置検出装置上より取り出してプ
リント配線基板上の接着剤を塗布した正確な位置に置く
と共に、前記ＦＰ−ＩＣを押し付けて前記プリント配線
基板に固定する。次に、プリント配線基板搬送位置決め
装置はＦＰ・ＩＣを取付けたプリント配線基板を定位置
に搬送すると共に位置決め固定した後、ＦＰ・ＩＣ半田
付け装置はプリント配線基板上に固定されたＦＰ−ＩＣ
のリード端子をプリント配線基板に半田付けし、次にＦ
Ｐ−ＩＣ半田付け良否判定装置は前記プリント配ｍ基板
上に半田付けされたＦＰ−ＩＣのリード端子間がブレッ
ジになっていないかを画像認識で検査し、半田付けの良
否の判定を行ない、その検出信号を送って良品はそのま
ま送り出し、不良品は別の方向に送り出し、不良基板収
納装置は前記ＦＰ−ＩＣ半田付け良否判定装置により判
定された不良品のプリント配線基板をストックする。

発明の効果以上に述べたように、本発明のろう付け装置によれば、
支持アームに揺動自在に設けたこてサポートと、前記こ
てサポートによって支持されたこてとからなることによ
り、被ろう材体の機種変更に対してそのまま使用でき、
多品種少量生産に適し、エネルギー源の消費量が少ない
ためランニングコストが安価となり、クリーム半田を使
用しないでろう付けができるのでろう供給量の調整が容
易にでき、従来のクリーム半田に比べて溶融ろうの飛散
が少なく、フラットパッケージＩＣのろう付けに適用し
た場合、その品種に制限がなく、同一プリント配線基板
上で形状の異なったＩＣの数量が制限されず、フラット
パッケージＩＣの形状変化の対応が容易である。

さらに、こてサポートはこてがその先端の接触圧を調整
される調整機構を有していることにより、先端より被ろ
う付け部品に適度の加圧力を与えてスライドすると、こ
てが被ろう付け部品の凹凸にならうと共に、プリント配
線基板の撓みに追従し、ろうの溶は込み不良のない均一
なろう付けができ、被ろう付け部品間にはろうによるブ
リッジもなく、ろう付けに必要な局所に最適な温度を与
えることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の実施例におけるフラットパッケージ
ＩＣの半田付け装置の要部切断正面図、第２図は、同上
の要部平面図、第３図は、０ホツトの回転軸に取付けた
ろう付け装置の正面図、第４図は、フラットパッケージ
ＩＣの半田付け時のろう付け装置の要部斜視図、第５図
は、本発明の他の使用例におけるろう付け装置の正面図
である。１・・・半田付け装置、２・・・支持アーム、３・・・
こてサポート、４・・・半田こて、５・・・こて先、６
・・・支持突出体、７・・・ベアリングビン、８・・・
Ｅ形化め輪、９・・・ベアリング、１０・・・ワッシャ
、１１・・・リテーナ、１２・・・ねじ、１３・・・係
合爪、１４・・・こてホルダ、１５・・・調整ピン、１
６・・・調整スクリュー、１７・・・係止プレート、１
８・・・ねじ、１９・・・調整用孔、２０・・・Ｔ型プ
レート、２１・・・ねじ、２２・・・アジャストスクリ
ュー、２３・・・スプリング、２４・・・ナツト、２５
・・・エンドプレート、２６・・・ねじ、２７・・・コ
ネクタキャップ、２８・・・コード、２９・・・プラグ
、３０・・・レセプタクル、３１・・・ヒーターコネク
タ、３２・・・こて先収納体、３３・・・こて先キャッ
プ、３４・・・セラミックヒータ−１３５・・・ジャッ
ク、３６・・・パイプ保持金具、３７・・・ねじ、３８
・・・半田ガイドパイプ取付孔、３９・・・フラックス
供給パイプ、４０・・・糸半田供給パイプ、４１・・・
パイプセット固定バー、４２・・・ねじ、４３・・・ね
じ、４４・・・こて先キャップバネ、４５・・・ねじ、
４６・・・ロボットの回転軸、４７・・・メインアーム
、４８・・・ねじ、４９・・・ダイヤフラムバルブ、５
０・・・Ｌ型金具、５１・・・ねじ、５５・・・プリン
ト配線基板、５６・・・フラットパッケージＩＣ。５７・・・リード線端子、５８・・・パイプセット固定
バー、５９・・・ねじ。

Claims

【特許請求の範囲】

　支持アームに揺動自在に設けたこてサポートと、前記
こてサポートによって支持されたこてとからなり、前記
こてサポートは前記こての先端の接触圧を調整する調整
機構を有していることを特徴とするろう付け装置。