はんだ付け装置

【課題】余分なフラックスやはんだかすが付着することなく、品質不良を発生させることのないはんだ付け装置を提供すること。
【解決手段】フラックス供給管１８と、糸はんだ供給管１７と、フラックス供給管とはんだ供給管とを内蔵する中空円筒形状で、先端部にリードピン２を囲うヒータ１３が固設されたヒータ管１１と、ヒータ管１１を出力孔方向に移動可能に保持するカバー管１２と、を有する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、はんだ付け装置に関し、さらに詳細には、リードピンを基板にはんだ付けするための局所的なはんだ付け装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
基板に形成された透孔にリードピンを装着して、はんだ付けによりピンを基板に固定することが、従来より行われている。従来の工程を図９、図１０に示す。
図９に、基板１０１に形成された貫通孔であるスルーホール１０３に、リードピン１０２を装着した状態を示す。この状態で、スプレーノズル１０４を矢印方向に移動させながら、リードピン１０２近傍にフラックスを霧状にして噴霧塗布する。
次に、図１０にはんだ付け工程を示す。（ｂ）は、（ａ）のＡＡ断面図である。基板１０１に装着されたリードピン１０２の周囲にフラックス１０５が塗布された状態で、糸はんだ１０６を供給しながら、はんだごて１０７により、糸はんだを溶融して、リードピン１０２を基板１０１にはんだ付けする。はんだごて１０７は、（ｂ）に示すように、リードピン１０２を跨いだ門型形状であり、（ａ）に示すように、上側が先行して、リードピン１０２の上部で糸はんだ１０６を溶融するように、斜めに傾斜している。
フラックスが塗布された状態で、はんだごて１０７をスルーホール１０３のパッド部に接触させ、スルーホール１０３のパッド部とリードピン１０２とを予備加熱する。予備加熱終了後、はんだごて１０７を移動すると同時に、糸はんだ１０６を供給して、はんだごて１０７で糸はんだ１０６を溶融して、リードピン１０２とスルーホール１０３のパッド部との間に溶融したはんだを流し込むことにより、リードピン１０２をスルーホール１０３に対して、はんだ付けしている。
【０００３】
一方、刊行物としては、特許文献１には、コレット状に形成したコテ先内にヒータが設けられ、コテ先は軸方向に移動可能に挿通されると共に、コテ先外周にテーパー面に摺接かるガイド部材と、ガイド部材またはコテ先を軸方向に移動させてコテ先を拡縮するコテ先駆動手段を備えたはんだ付け装置が開示されている。
また、特許文献２には、棒状の電子部品を回路基板にはんだ付けをするに際し、はんだごての先端に、回路基板の表面から突出した電子部品の突出部を覆う空洞部を形成したはんだ付け装置、及びはんだごての先端で回路基板のスルーホール表面のパッド部を加熱し、はんだごてとパッド部とではんだを溶かしてはんだ付けする方法が開示されている。
【０００４】
【特許文献１】特開2007-173376号公報
【特許文献２】特開2005-093508号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来技術には、次のような問題があった。
（１）図９、１０で説明した従来技術では、必要箇所にフラックスを十分噴霧塗布するため、大量のフラックスを噴霧している。そのため、フラックスを必要としない基板１０１表面までフラックスが付着して、製品性能に悪影響を与える問題があった。
（２）また、はんだの量を適切にする必要があるが、はんだごて１０７の移動速度と糸はんだ１０６の供給量の同期を正確にとることは難しかった。そして、同期に狂いが生じると、品質不良を発生させる恐れがあった。
【０００６】
（３）また、はんだごて１０７を基板１０１に対して移動しているが、はんだ付けを必要としない箇所に、はんだボールやはんだかすが付着して、品質を低下させる問題があった。
特に、はんだ付け時には、フラックスの突沸により、はんだがボールとなって周囲に飛び散る。また、はんだごて１０７には、はんだの余りがはんだかすとして付着しており、はんだごて１０７が基板１０１上を移動する時に、はんだを必要としない箇所に、はんだかすが付着してしまう。これにより、品質不良が生じる恐れがある。
（４）一方、特許文献１及び特許文献２の技術では、フラックスの塗布に関して考慮されていないので、上記（１）の問題がある。
また、はんだごてヒータで直接リードピン等を覆っているため、はんだかすがはんだごてに付着するため、上記（３）の問題がある。
【０００７】
この発明は上記事情に鑑みてなされたものであって、余分なフラックスやはんだかすが付着することなく、品質不良を発生させることのないはんだ付け装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明のはんだ付け装置は、次の構成を有している。
（１）はんだとフラックスとを供給し、ヒータにより加熱することにより、ピンを基板にはんだ付けするはんだ付け装置であって、はんだを供給するはんだ供給管と、はんだ供給管を内蔵する中空円筒形状で、先端部に前記ピンを囲うヒータが固設されたヒータ管と、ヒータ管を出力孔方向に移動可能に保持するカバー管と、を有する。
（２）（１）に記載するはんだ付け装置において、前記フラックスを供給するフラックス供給管が、前記ヒータ管に内蔵されていることを有することを特徴とする。
【０００９】
（３）（２）に記載するはんだ付け装置において、前記カバー管を下降させて基板に当接した状態で、前記フラックス供給管によりフラックスを供給し、次に、前記ヒータ管を下降させて前記ピンを囲わせた状態で加熱し、次に、前記はんだ供給管によりはんだを供給し、
次に、前記ヒータ管を上昇させ、次に、前記カバー管を上昇させる制御を記憶するコントローラを有することを特徴とする。
（４）（１）に記載するはんだ付け装置において、前記カバー管が、はんだが濡れない材質からできていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
次に、上記構成を有する本発明のはんだ付け装置の作用・効果について説明する。
本発明のはんだ付け装置は、はんだとフラックスとを供給し、ヒータにより加熱することにより、ピンを基板にはんだ付けするはんだ付け装置であって、はんだを供給するはんだ供給管と、はんだ供給管を内蔵する中空円筒形状で、先端部に前記ピンを囲うヒータが固設されたヒータ管と、ヒータ管を出力孔方向に移動可能に保持するカバー管とを有するので、はんだ付けするときに、フラックスが突沸しても、はんだボールが飛散することがなく、品質を安定させることができる。
【００１１】
また、本発明のはんだ付け装置は、はんだとフラックスとを供給し、ヒータにより加熱することにより、ピンを基板にはんだ付けするはんだ付け装置であって、フラックスを供給するフラックス供給管と、はんだを供給するはんだ供給管と、フラックス供給管とはんだ供給管とを内蔵する中空円筒形状で、先端部に前記ピンを囲うヒータが固設されたヒータ管と、ヒータ管を出力孔方向に移動可能に保持するカバー管と、を有するので、フラックスを供給する時に、カバー管の先端が基板のスルーホールを形成するランド部上面と接触して、フラックス供給管を囲む空間を形成するため、フラックスを供給したときに、フラックスが飛散することがなく、基板上の不必要な箇所にフラックスが付着するのを防止できる。
また、ヒータ管が、ランド部と接触して直接ランド部を加熱できるため、局所的にランド部を均一に加熱することができる。
また、ヒータ管によりフラックスが突沸してはんだボールが生じても、カバー管が周囲を覆っているので、はんだボールが飛散することがない。
【００１２】
また、本発明のはんだ付け装置は、カバー管を下降させて基板に当接した状態で、フラックス供給管によりフラックスを供給し、次に、ヒータ管を下降させてピンを囲わせた状態で加熱し、次に、はんだ供給管によりはんだを供給し、次に、ヒータ管を上昇させ、次に、カバー管を上昇させる制御を記憶するコントローラを有するので、はんだ付けが終了したときに、ヒータ管が上昇するため、はんだ付け部分がきれいな円錐形となり、余分なはんだのはみ出しをなくすことができる。
また、はんだ付け装置が、垂直に移動して、次のはんだ付け箇所に移動するため、基板の不必要な箇所にはんだが付着するのを防止することができる。
また、はんだ付けするときに、ヒータ管の上下移動にタイミングを合わせて、はんだ供給管により糸はんだを供給できるので、供給したはんだが飛散することなく、全てはんだ付けに利用できるため、はんだの使用量を低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明のはんだ付け装置を具体化するための一実施形態について図面を参照して詳細に説明する。
図１に、はんだ付け装置１０の構成を断面図で示す。先端が先細りで中空形状のカバー管１２の内部に、先端が先細りで中空形状であり、先細り部分の内側にヒータ１３が付設されたヒータ管１１が、軸心方向に移動可能に保持されている。ヒータ管１１は、その内部において固定部材１４、１５により、糸はんだを供給するための糸はんだ供給管１７と、フラックスを供給するためのフラックス供給管１８に固設されている。フラックス供給管１８の先端には、塗布ニードル１６が取り付けられている。
【００１４】
一方、糸はんだ供給管１７とフラックス供給管１８とは、カバー内摺動部２０に固設されている。カバー内摺動部２０は、カバー管１２の内周面をガイドとして、軸心方向に摺動可能に保持されている。カバー内摺動部２０は、カバー管１２の一部に形成された長孔を介してカバー管１２のカバー外摺動部２１と接続している。カバー外摺動部２１は、シリンダ２２のロッド２３と接続している。カバー内摺動部２０には、カバー管１２が基板に当接したことを検出するためのスイッチ１９が取り付けられている。
シリンダ２２を駆動することにより、カバー外摺動部２１、カバー内摺動部２０、糸はんだ供給管１７、フラックス供給管１８、固定部材１４，１５を介して、ヒータ管１１をカバー管１２内で摺動させることができる。
【００１５】
次に、はんだ付け装置の制御装置について説明する。制御装置をブロック図で図８に示す。
コントローラ３１は、ヒータ１３の温度を制御する温度制御部３２、糸はんだの供給量を制御する糸はんだ供給量制御部３３、フラックスの塗布を制御するフラックス塗布制御部３４を有している。温度制御部は、ヒータ近傍に取り付けられた温度センサの出力を受けて、ヒータ１３の温度を所定値に制御する。
コントローラ３１には、ヒータ１３、スイッチ１９、糸はんだ供給部３５、フラックス供給部３６、シリンダ２２が接続されている。図示しないが、糸はんだ供給部３５は、リール状に巻かれた糸はんだを所定量送り出す機構を備えている。また、フラックス供給部３６は、フラックスを所定量送り出す機構を備えている。
【００１６】
次に、上記構成を有するはんだ付け装置１０の作用を、図２から図６に基づいて説明する。
図２は、カバー管１２が、基板１に取り付けられスルーホール３を構成するランド部５の上面に当接した状態を示している。すなわち、基板１に形成されたスルーホール３にリードピン２が装着された状態で、カバー管１２は、図示しない位置決め装置により、リードピン２の真上に位置決めされる。そして、位置決め装置により、カバー管１２は、所定の高さまで下降され、カバー管１２の先端が基板１のスルーホール３に取り付けられたランド部５の上面に当接される。この状態では、カバー管１２と基板１とで、スルーホール３を除いて密閉された空間が形成されている。
次に、コントローラ３１のフラックス塗布制御部３４は、フラックス供給部３６を制御することにより、フラックス供給管１８、塗布ニードル１６を介して、図２に示すように、所定量のフラックスＦを供給する。塗布ニードル１６を出たフラックスＦは、ヒータ管１１の内面を通過して落下して、リードピン２の周囲に塗布され、スルーホール３の内周に停留する。
【００１７】
フラックスＦの供給が終了すると、コントローラ３１は、シリンダ２２を駆動して、カバー外摺動部２１、カバー内摺動部２０、糸はんだ供給管１７、フラックス供給管１８、固定部材１４，１５を介して、図３に示す位置までヒータ管１１をカバー管１２内で摺動下降させる。この状態で、ヒータ管１１の内周面は、リードピン２の外周面をホールドしている。ヒータ１３には、予備加熱が行われており、予備加熱された熱でリードピン２、ランド部５を加熱する。
ヒータ管１３が基板１に接触して所定時間経過した後、コントローラ３１の糸はんだ供給量制御部３３は、糸はんだ供給部３５を制御することにより、糸はんだ供給管１７を介して、図４に示すように、所定量の糸はんだを供給する。はんだＨは、ヒータ１３により加熱され溶融し、リードピン２に付着し、始めはリードピン２とヒータ管１１の間の空間に溜まるが、時間がたつと、はんだＨとリードピン２との濡れにより、リードピン２に広がっていき、リードピン２と基板１のスルーホール３の間の隙間を伝わっていく。
【００１８】
所定時間経過すると、コントローラ３１は、シリンダ２２を駆動して、図５に示すように、ヒータ管１１を上昇させる。このとき、溶融したはんだＨは、基板１上のランド部５にも付着し、ランド部５とリードピン２がはんだ付けされる。ここで、カバー管１２が全体を覆っているので、はんだ付けのときに、はんだＨが外部に飛散することがない。
さらに所定時間経過すると、コントローラ３１は、カバー管１２を徐々に上昇させる。これにより、今までカバー管１２内にあったはんだＨが、カバー管１２内からランド部５へと流れていく。このとき、カバー管１２は、はんだＨが濡れない材質でできているので、カバー管１２は、はんだＨで濡れない。
また、カバー管１２から流れ出たはんだＨがランド部５外にはみ出すことは以下の理由によりありえない。
【００１９】
すなわち、ランド部５以外の箇所にはフラックスＦが塗布されておらず、はんだＨが濡れないこと、カバー管１２がはんだＨに濡れない材質であること、カバー管１２を真上に引き上げることから、その反作用により、はんだＨは下方向に押されること、及びはんだＨはリードピン２とスルーホール３の隙間を伝い、基板１の下側にも広がり、基板１の下側ランド部５に濡れ広がることである。
以上の動作により、はんだＨは基板１の下側ランド部５にも濡れ広がり、図６に示すように、理想的なはんだ付け形状ができる。
【００２０】
以上詳細に説明したように、本実施例のはんだ付け装置によれば、糸はんだ供給管１７と、糸はんだ供給管１７を内蔵する中空円筒形状で、先端部にリードピン２を囲うヒータ１３が固設されたヒータ管１１と、ヒータ管１１を出力孔方向に移動可能に保持するカバー管１２と、を有するので、ヒータ管１１によりフラックスＦが突沸してはんだボールが生じても、カバー管１２が周囲を覆っているので、はんだボールが飛散することがない。
【００２１】
また、本実施例のはんだ付け装置によれば、フラックス供給管１８と、糸はんだ供給管１７と、フラックス供給管１８と糸はんだ供給管１７とを内蔵する中空円筒形状で、先端部にリードピン２を囲うヒータ１３が固設されたヒータ管１１と、ヒータ管１１を出力孔方向に移動可能に保持するカバー管１２と、を有するので、フラックスＦを供給する時に、カバー管１２の先端が基板１のスルーホール３を形成するランド部５上面と接触して、フラックス供給管１８を囲む空間を形成するため、フラックスをＦ供給したときに、フラックスＦが飛散することがなく、基板１上の不必要な箇所にフラックスＦが付着するのを防止できる。
また、ヒータ管１１が、ランド部５と接触して直接ランド部５を加熱できるため、局所的にランド部５を均一に加熱することができる。
また、ヒータ管１１によりフラックスＦが突沸してはんだボールが生じても、カバー管１２が周囲を覆っているので、はんだボールが飛散することがない。
【００２２】
また、本発明のはんだ付け装置は、カバー管を下降させて基板に当接した状態で、フラックス供給管１８によりフラックスＦを供給し、次に、ヒータ管１１を下降させてリードピン２を囲わせた状態で加熱し、次に、はんだ供給管１７によりはんだＨを供給し、次に、ヒータ管１１を上昇させ、次に、カバー管１２を上昇させる制御を記憶するコントローラ３１を有するので、はんだ付けが終了したときに、ヒータ管１１が上昇するため、はんだ付け部分がきれいな円錐形となり、余分なはんだのはみ出しをなくすことができる。
また、はんだ付け装置が、垂直に移動して、次のはんだ付け箇所に移動するため、基板１の不必要な箇所にはんだが付着するのを防止することができる。
また、はんだ付けするときに、ヒータ管１１の上下移動にタイミングを合わせて、はんだ供給管１７により糸はんだを供給できるので、供給したはんだＨが飛散することなく、全てはんだ付けに利用できるため、はんだの使用量を低減することができる。
また、カバー管１２が、はんだが濡れない材質からできているので、カバー管１２を上昇させる時に、カバー管１１内で溶融していたはんだＨが、カバー管１２に付着することなく、カバー管１２内からランド部５へと流れていく。
【００２３】
なお、この発明は前記実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱することのない範囲で構成の一部を適宜変更して実施することもできる。
例えば、本実施例では、１箇所毎にはんだ付けを行うはんだ付け装置１０について説明したが、リードピンが同一ピッチで配置されている基板においては、図７に示すように、本発明のはんだ付け装置１０を複数台所定ピッチで並べることにより、生産効率を高くすることができる。
また、本実施例では、フラックス供給管１８をヒータ管１１に内蔵した場合を説明したが、フラックス供給管１８をヒータ管１１の外側で、カバー管１２の内側に配置しても良い。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の１実施例であるはんだ付け装置１０の構成を示す断面図である。
【図２】はんだ付け装置１０の作用を説明する第１動作図である。
【図３】はんだ付け装置１０の作用を説明する第２動作図である。
【図４】はんだ付け装置１０の作用を説明する第３動作図である。
【図５】はんだ付け装置１０の作用を説明する第４動作図である。
【図６】はんだ付け装置１０の作用を説明する第５動作図である。
【図７】複数のはんだ付け装置１０を有する場合の構成図である。
【図８】はんだ付け装置１０の制御ブロック図である。
【図９】従来のはんだ付け方法の説明図である。
【図１０】従来のはんだ付け装置の説明図である。
【符号の説明】
【００２５】
１基板
２リードピン
３スルーホール
１０はんだ付け装置
１１ヒータ管
１２カバー管
１３ヒータ
１７糸はんだ供給管
１８フラックス供給管
Ｆフラックス
Ｈはんだ

【特許請求の範囲】
【請求項１】
はんだとフラックスとを供給し、ヒータにより加熱することにより、ピンを基板にはんだ付けするはんだ付け装置において、
前記はんだを供給するはんだ供給管と、
前記はんだ供給管を内蔵する中空円筒形状で、先端部に前記ピンを囲うヒータが固設されたヒータ管と、
前記ヒータ管を出力孔方向に移動可能に保持するカバー管と、を有することを特徴とするはんだ付け装置。
【請求項２】
請求項１に記載するはんだ付け装置において、
前記フラックスを供給するフラックス供給管が、前記ヒータ管に内蔵されていることを有することを特徴とするはんだ付け装置。
【請求項３】
請求項２に記載するはんだ付け装置において、
前記カバー管を下降させて基板に当接した状態で、前記フラックス供給管によりフラックスを供給し、
次に、前記ヒータ管を下降させて前記ピンを囲わせた状態で加熱し、
次に、前記はんだ供給管によりはんだを供給し、
次に、前記ヒータ管を上昇させ、
次に、前記カバー管を上昇させる制御を記憶するコントローラを有することを特徴とするはんだ付け装置。
【請求項４】
請求項１に記載するはんだ付け装置において、
前記カバー管が、はんだが濡れない材質からできていることを特徴とするはんだ付け装置。

【図１】