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JP5372863B2 - Soldering apparatus and soldering method - Google Patents
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  • Electric Connection Of Electric Components To Printed Circuits (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To solve the problem in the conventional soldering with a large substrate in which: soldering cannot be completed because a printed substrate is curved; soldering jet splatters because molten solder is too close to the printed substrate; and the printed substrate and components are damaged because a nozzle touches a surface-mounted component. <P>SOLUTION: A soldering apparatus comprises: a jet pump 6 for sucking molten solder up from a solder bath 5 where the molten solder is pooled and jetting it; and a nozzle 3 for guiding the sucked molten solder to a proper position for soldering. The soldering apparatus further comprises a wiring 15 for connecting wiring formed in a printed substrate 2 and the soldering bath 5. Electrical conduction in a circuit through the wiring helps a status to be detected in which an X-Y-Z table 7 controls a position of the nozzle or the printed substrate and the molten solder coming out of the nozzle contacts a through hole 12. When the conduction is detected, position control is conducted to adjust the X-Y-Z table at a proper position. <P>COPYRIGHT: (C)2012,JPO&amp;INPIT

Description

本発明は、プリント基板に実装される電子部品をはんだ付けするのに好適なはんだ付け装置及びはんだ付け方法に関する。   The present invention relates to a soldering apparatus and a soldering method suitable for soldering an electronic component mounted on a printed circuit board.

一般的に、電子機器は、電子回路を機能させるための配線が施されたプリント基板の電極へ電子部品をはんだ付けして組立てられる。電子部品をはんだ付けしてプリント基板への取り付けることをプリント基板への部品実装と呼ぶ。   In general, an electronic device is assembled by soldering an electronic component to an electrode of a printed board on which wiring for causing an electronic circuit to function is provided. Soldering an electronic component and attaching it to the printed circuit board is called component mounting on the printed circuit board.

プリント基板へ実装される部品の種類の主なものは、プリント基板の表面に設けられた電極にはんだペーストを塗布し、塗布されたペーストの上に部品を搭載した後、プリント基板全体をリフロー装置と呼ばれる加熱炉で加熱し、はんだを溶融させてはんだ付けを行う表面実装部品と呼ばれる種類の部品と、プリント基板に開けた穴の内側にメッキが施されているスルーホールと呼ばれる電極へ部品のリード、すなわち電極を挿入し、そこへ溶融したはんだ噴流を当てることによりはんだ付けを実施する挿入実装部品と呼ばれる種類の部品の2種類の部品が存在する。   The main types of components to be mounted on the printed circuit board are: a solder paste is applied to the electrodes provided on the surface of the printed circuit board, the components are mounted on the applied paste, and then the entire printed circuit board is reflowed. The type of parts called surface mount parts that are heated in a heating furnace called solder and melted to perform soldering, and electrodes called through holes that are plated inside the holes drilled in the printed circuit board There are two types of components, called insert mounting components, in which leads, ie, electrodes, are inserted and soldered by applying a molten solder jet thereto.

この2種類の部品では、上述したように、はんだ付けの方法が大きく異なるため、電子機器へ電子部品を実装する工程を2つの工程、すなわち表面実装部品はんだ付け工程と挿入実装部品はんだ付け工程に分けて実施するのが一般的である。   In these two types of parts, as described above, since the soldering method is greatly different, the process of mounting the electronic parts on the electronic device is divided into two processes, that is, the surface mounting part soldering process and the insertion mounting part soldering process. It is common to implement separately.

表面実装部品の実装は、版印刷によりプリント基板表面の電極へペースト状にしたはんだを供給するため、挿入部品を取り付けた後に表面実装部品の実装を実施すると、プリント基板から挿入部品の電極が突出して、はんだペーストの版印刷の邪魔となるため、表面実装部品のはんだ付け後に、挿入実装部品のはんだ付けが実施される場合が多い。   Since mounting of surface mount components supplies paste solder to the electrodes on the surface of the printed circuit board by plate printing, mounting the surface mount components after mounting the insert components causes the electrodes of the insert components to protrude from the printed circuit board. Therefore, since the solder paste plate printing is obstructed, the soldering of the insertion mounting component is often performed after the soldering of the surface mounting component.

近年、電子機器の性能向上に伴いプリント基板へ実装される部品は高密度化の一途を辿っており、表面実装部品がプリント基板の両面に実装されることも珍しくなくなってきた。両面に表面実装部品が実装されるプリント基板は、片方の面の表面実装部品を実装した後、反対側の表面実装部品を実装し、その後挿入部品の実装を行う。   In recent years, as the performance of electronic devices has been improved, components mounted on a printed circuit board have been increasing in density, and it is not uncommon for surface mounted components to be mounted on both sides of a printed circuit board. In the printed circuit board on which the surface mounting components are mounted on both sides, after mounting the surface mounting component on one side, the surface mounting component on the opposite side is mounted, and then the insertion component is mounted.

挿入部品のはんだ付けは、上述したように、溶融したはんだ噴流をプリント基板のスルーホール電極へ当てて行われる。表面実装部品が片面のみに実装されている場合は、溶融したはんだ噴流を表面実装部品が搭載されていないプリント基板面の全面へ当てることにより、一括してはんだ付けすることが可能であった。一括はんだ付けが可能な機構を持つはんだ付け装置を、一般的に、フローはんだ付け装置と呼ぶ。   As described above, the soldering of the insertion part is performed by applying a molten solder jet to the through-hole electrode of the printed circuit board. When the surface mount component is mounted only on one side, it was possible to perform soldering collectively by applying a molten solder jet to the entire printed circuit board surface on which the surface mount component is not mounted. A soldering apparatus having a mechanism capable of batch soldering is generally called a flow soldering apparatus.

一方、表面実装部品が両面に実装されているプリント基板(このようなプリント基板を両面実装プリント基板と呼ぶ)の場合、フロー装置のようにプリント基板全面に溶融はんだ噴流を当てる方法で挿入部品をはんだ付けすると、先に実装されている表面実装部品が、溶融はんだにより剥離したり、熱により損傷を受けたりする。   On the other hand, in the case of a printed circuit board in which surface-mounted components are mounted on both sides (such a printed circuit board is referred to as a double-sided mounted printed circuit board), the insertion component is applied by applying a molten solder jet over the entire printed circuit board as in a flow device. When soldering is performed, the surface-mounted component that has been mounted is peeled off by molten solder or damaged by heat.

このため、表面実装部品がプリント基板の両面に実装されている基板に、挿入実装部品をはんだ付けする場合は、表面実装部品がはんだ付けされている箇所を避けて、挿入実装部品の電極箇所のみを選択的にはんだ付けする方法が必要となる。   For this reason, when soldering an insertion-mounted component onto a board where the surface-mounted component is mounted on both sides of the printed circuit board, avoid the location where the surface-mounted component is soldered, but only the electrode location of the insertion-mounted component. A method of selectively soldering is required.

挿入部品の電極箇所を選択的にはんだ付けする一般的な手法として、パレット治具と呼ばれる挿入部品の電極箇所(スルーホール)を開口した治具へプリント基板を載せ、表面実装部品をマスク(覆って)してフロー装置を用いて、表面実装部品を保護しながらはんだ付けを行う方法が用いられている。   As a general method of selectively soldering the electrode location of the insertion component, a printed circuit board is placed on a jig that opens the electrode location (through hole) of the insertion component, called a pallet jig, and the surface mount component is masked (covered). And using a flow device to perform soldering while protecting the surface-mounted components.

しかし、このフロー装置にてパレット治具を用いた挿入部品のはんだ付け方法には次のような問題点がある。   However, the soldering method of the inserted part using the pallet jig in this flow apparatus has the following problems.

問題点(1)は、通常、フロー装置における溶融はんだ噴流口(ノズル)は最適なはんだ付けができるようにプリント基板との距離を5〜10mmの位置にセッティングする必要がある。この制約があるため、ノズルに接触しないようにパレットの厚さが決められ、それに合うようにはんだ付け面の表面実装部品の高さが決められるため、はんだ付け面の表面実装部品の部品高さが3〜5mmに制約される点である。   Problem (1) usually requires that the molten solder jet port (nozzle) in the flow apparatus be set at a distance of 5 to 10 mm from the printed circuit board so that optimum soldering can be performed. Because of this restriction, the thickness of the pallet is determined so that it does not touch the nozzle, and the height of the surface-mounted component on the soldering surface is determined to match it, so the component height of the surface-mounted component on the soldering surface Is limited to 3 to 5 mm.

問題点(2)は、挿入部品のはんだ電極に当てる溶融はんだ噴流がパレットにより乱れるため、特にパレットで覆った箇所の近くの電極では、ブリッジ(短絡)等のはんだ付け不良が発生しやすい点である。   The problem (2) is that the molten solder jet applied to the solder electrode of the inserted part is disturbed by the pallet, so that especially in the electrode near the part covered with the pallet, a soldering defect such as a bridge (short circuit) is likely to occur. is there.

近年、問題点(1)(2)を回避するため、例えば〔特許文献1〕に記載の従来の技術のように、挿入部品の電極を局所的にはんだ付けする装置(局所はんだ付け装置)がある。   In recent years, in order to avoid the problems (1) and (2), a device (local soldering device) for locally soldering the electrode of an insertion part, for example, as in the prior art described in [Patent Document 1] is there.

このような局所はんだ付け装置は、挿入部品のはんだ付け電極を局部的なノズル(はんだ噴流口)を用いて選択的にはんだ付けするため、上記問題点(1)(2)を回避できる。   Such a local soldering apparatus can avoid the above problems (1) and (2) because the soldering electrode of the insertion part is selectively soldered using a local nozzle (solder jet port).

特開2001−347366号公報JP 2001-347366 A

しかし、局所はんだ付け装置において、電子部品のはんだ付けを実施する際、特にマザーボードと呼ばれる電子計算機の親基板や個々のプリント基板間の通信をするために用いられるバックボート等サイズの大きい基板では、はんだ付け時プリント基板に発生している反りが原因で、溶融はんだの噴流がプリント基板の電極に触れないことによる未はんだ状態や、逆に溶融はんだ噴流がプリント基板に近づきすぎることによるはんだの吹き上がり、ノズルがプリント基板や挿入部品の電極又ははんだ付けしようとする付近にある表面実装部品に接触してプリント基板や部品を損傷するなどの不具合が発生しやすいといった問題点がある。   However, in the local soldering apparatus, when performing soldering of electronic components, in particular, a large board such as a back boat used for communication between a parent board of an electronic computer called a mother board and individual printed boards, Due to the warping that has occurred on the printed circuit board during soldering, the solder is not sprayed due to the jet of molten solder not touching the electrodes of the printed circuit board. There is a problem that the nozzle tends to come into contact with the surface mount component in the vicinity of the printed circuit board, the electrode of the insertion part or the soldering part, or to damage the printed circuit board or the part.

本発明の目的は、未はんだ状態やはんだの吹き上がり、表面実装部品に接触しプリント基板や部品を損傷するなどの不具合を回避できるはんだ付け装置及びはんだ付け方法を提供することにある。   An object of the present invention is to provide a soldering apparatus and a soldering method capable of avoiding problems such as an unsoldered state, blown up solder, contact with a surface-mounted component, and damage to a printed circuit board or component.

上記目的を達成するために、本発明は、局所はんだ付け装置による挿入実装部品のはんだ付けにおいて、グランド等のプリント基板内の配線を利用し、はんだ付け時にプリント基板から噴流はんだへ流れる電流を検知して、溶融はんだ噴流がプリント基板へ接触した情報を得て、ノズル位置へフィードバックすることによりプリント基板に反りが発生していたとしても適切なノズル位置ではんだ付けをすることが可能となる。   In order to achieve the above object, the present invention uses a wiring in a printed circuit board, such as a ground, to detect a current flowing from the printed circuit board to a jet solder during soldering when soldering an insertion mounted component by a local soldering apparatus. Thus, by obtaining information that the molten solder jet contacts the printed circuit board and feeding it back to the nozzle position, it is possible to perform soldering at an appropriate nozzle position even if the printed circuit board is warped.

本発明によれば、溶融はんだの噴流がプリント基板の電極に触れないことによる未はんだ状態や、逆に溶融はんだ噴流がプリント基板に近づきすぎることによるはんだの吹き上がり、ノズルがプリント基板や挿入部品の電極またははんだ付けしようとする付近にある表面実装部品に接触しプリント基板や部品を損傷するなどの不具合を回避することが可能となる。また、本発明を使用する2次的効果として電流を監視することによってはんだ付け完了確認,プリント基板内の配線状態の確認が可能となる。   According to the present invention, an unsoldered state where the jet of molten solder does not touch the electrodes of the printed circuit board, or conversely, the solder blows up when the molten solder jet is too close to the printed circuit board. This makes it possible to avoid problems such as damage to the printed circuit board and components by contacting the electrodes or surface-mounted components in the vicinity of the soldering. Further, by monitoring the current as a secondary effect of using the present invention, it is possible to confirm the completion of soldering and the state of wiring in the printed circuit board.

本発明の一実施例である局所はんだ付け装置の全体構成を示す斜視図。The perspective view which shows the whole structure of the local soldering apparatus which is one Example of this invention. 本実施例の局所はんだ付け装置の縦断面図。The longitudinal cross-sectional view of the local soldering apparatus of a present Example. X−Y−Zテーブルの動きを説明する図。The figure explaining a motion of a XYZ table. マルチ局所はんだ付け装置の全体構成図を示す縦断面図。The longitudinal cross-sectional view which shows the whole block diagram of a multi-local soldering apparatus. 丸ノズルの例を示す図。The figure which shows the example of a round nozzle. 角ノズルの例を示す図。The figure which shows the example of a square nozzle.

本発明の一実施例を図1から図6を用いて説明する。図1は、本実施例の局所はんだ付け装置の斜視図、図2は、本実施例の局所はんだ付け装置の縦断面図である。   An embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a perspective view of a local soldering apparatus according to the present embodiment, and FIG. 2 is a longitudinal sectional view of the local soldering apparatus according to the present embodiment.

局所はんだ付け装置は、プリント基板2に実装される挿入実装部品1とプリント基板2をノズル3から噴流する溶融はんだ4を用いてはんだ付けを行う装置である。   The local soldering apparatus is an apparatus that performs soldering using an insertion mounting component 1 mounted on a printed board 2 and a molten solder 4 that jets the printed board 2 from a nozzle 3.

図1,図2に示すように、はんだ付け装置は、はんだ槽5と、はんだ槽5から溶融はんだを引き上げ噴流させるため設けられたはんだ噴流ポンプ6と、はんだ噴流ポンプ6の先端には取付けられたノズル3で構成されている。はんだ槽5は、プリント基板2又ははんだ付けノズル3を適切な位置に位置制御するX−Y−Zテーブル7の上に載置されており、X−Y−Zテーブル7に信号線14により接続された制御用コンピュータ9(以下、制御用PC9という)からの制御信号により、図3に示すようにX−Y−Zテーブル7のX軸,Y軸,Z軸方向の位置が制御され、はんだ付け噴流の制御がなされる。はんだ槽5には配線15が取付けられ、配線15は制御用PCと接続されている。   As shown in FIGS. 1 and 2, the soldering apparatus is attached to a solder bath 5, a solder jet pump 6 provided to pull up and jet molten solder from the solder bath 5, and the tip of the solder jet pump 6. The nozzle 3 is configured. The solder bath 5 is placed on an XYZ table 7 that controls the position of the printed circuit board 2 or the soldering nozzle 3 at an appropriate position, and is connected to the XYZ table 7 by a signal line 14. The position of the XYZ table 7 in the X-axis, Y-axis, and Z-axis directions is controlled by a control signal from the control computer 9 (hereinafter referred to as control PC 9) as shown in FIG. The attached jet is controlled. A wiring 15 is attached to the solder tank 5, and the wiring 15 is connected to a control PC.

プリント基板2の挿入実装部品1が搭載された面の裏側の面には表面実装部品11が搭載されており、その表面実装部品11が搭載されている箇所と異なる箇所に挿入実装部品1が取付けられる。   A surface mounting component 11 is mounted on the back side of the surface of the printed circuit board 2 where the insertion mounting component 1 is mounted, and the insertion mounting component 1 is attached to a location different from the location where the surface mounting component 11 is mounted. It is done.

プリント基板2には、電子部品を挿入実装部品1として挿入するためのスルーホール12が設けられ、スルーホール12へ電子部品のリード10を挿入しておく。次に、はんだ付けのためのフラックスを塗布する。フラックスの塗布は、予め作成しておいたプログラムにより、はんだ付けする箇所へスプレー等で実施する。フラックスを塗布後、プリント基板の板厚やはんだ付けする電子部品によってはヒータによるプリヒートを設定された時間実施し、ある程度プリント基板を加熱した方がはんだ付けの不具合が低減できる場合もある。フラックスがある程度乾いた後、はんだ付けを行う。   The printed board 2 is provided with a through hole 12 for inserting an electronic component as the insertion mounting component 1, and the lead 10 of the electronic component is inserted into the through hole 12. Next, a flux for soldering is applied. The flux is applied by spraying or the like to the soldering site by a program prepared in advance. After applying the flux, depending on the thickness of the printed circuit board and the electronic parts to be soldered, it may be possible to reduce soldering problems by heating the printed circuit board to some extent by performing preheating with a heater for a set time. After the flux has dried to some extent, soldering is performed.

プリント基板2には、はんだ付け装置と、プリント基板2のはんだ付けをするスルーホール12とが接触したか否かを検出するための配線8が取付けられている。配線8の取付け箇所は、スルーホール12と接続されるグランド等のプリント基板内の配線パターン13の電源パターン部である。配線8は、制御用PC9と接続されている。   A wiring 8 for detecting whether or not the soldering apparatus and the through hole 12 for soldering the printed board 2 are in contact with each other is attached to the printed board 2. The wiring 8 is attached to a power supply pattern portion of the wiring pattern 13 in the printed circuit board such as a ground connected to the through hole 12. The wiring 8 is connected to the control PC 9.

はんだ付けは、穴径がφ5〜20mmのノズル3(溶融はんだが通る空洞がある筒)から約3mmの高さまで溶融はんだを噴流させ、溶融はんだ4が噴流したノズル3を、フラックスが塗布されている挿入実装部品1のリード10が突き出たプリント基板2のスルーホール12部分へ近づけ、溶融はんだ4の噴流をスルーホール12に下側(裏側)から当てることにより実施する。   Soldering is performed by jetting molten solder from a nozzle 3 having a hole diameter of φ5 to 20 mm (cylinder with a cavity through which molten solder passes) to a height of about 3 mm, and flux is applied to nozzle 3 from which molten solder 4 has been jetted. This is performed by approaching the through hole 12 portion of the printed circuit board 2 from which the lead 10 of the inserted mounting component 1 protrudes, and applying a jet of molten solder 4 to the through hole 12 from the lower side (back side).

一旦、溶融はんだ4の噴流をプリント基板2へ当てた後、X−Y方向へノズル3を動かして連続的にはんだ付けすることも可能である。プリント基板2をX−Y−Zテーブル7に載置した場合は、X−Y方向へプリント基板2を動かして連続的にはんだ付けすることも可能である。ノズル3の位置制御は、予めはんだ付けしようとしている挿入実装部品1の座標位置を元に作成したプログラムにより実行する。   Once the jet of molten solder 4 is applied to the printed circuit board 2, it is possible to move the nozzle 3 in the XY direction and perform continuous soldering. When the printed circuit board 2 is placed on the XYZ table 7, it is also possible to move the printed circuit board 2 in the XY direction and continuously solder it. The position control of the nozzle 3 is executed by a program created based on the coordinate position of the insertion component 1 to be soldered in advance.

プリント基板2の挿入実装部品1のリード10の突き出しが1〜3mm、溶融はんだ4の噴流が約3mm程度であるので、この時のノズル3,溶融はんだ4,プリント基板2それぞれの上下方向の位置関係は、リード10の突き出しが上限の3mmに近い場合は、ノズル3をリード10の突き出しの先端に接触するくらいまでノズル3をプリント基板2へ近づけないと、プリント基板2へ溶融はんだ4をつけることができない。一方、ノズル3をプリント基板2に近づけすぎると、ノズル3と部品リード10の突き出しとが接触してしまうため、部品破損してしまう可能性がある。   Since the protrusion of the lead 10 of the insertion mounting component 1 of the printed circuit board 2 is 1 to 3 mm and the jet of the molten solder 4 is about 3 mm, the position of the nozzle 3, the molten solder 4 and the printed circuit board 2 in the vertical direction at this time The relationship is that when the protrusion of the lead 10 is close to the upper limit of 3 mm, the molten solder 4 is attached to the printed circuit board 2 unless the nozzle 3 is brought close to the printed circuit board 2 until the nozzle 3 comes into contact with the tip of the protrusion of the lead 10. I can't. On the other hand, if the nozzle 3 is too close to the printed circuit board 2, the nozzle 3 and the protrusion of the component lead 10 come into contact with each other, which may cause component damage.

そのため、ノズル3の上下位置(Z軸)制御は厳密さが要求される。その上、ノズル3の上下位置(Z軸)制御では、プリント基板製造工程や表面実装工程で加えられた熱等により発生しているプリント基板2の反りを考慮する必要がある。   Therefore, strict control is required for the vertical position (Z-axis) control of the nozzle 3. In addition, in the vertical position (Z-axis) control of the nozzle 3, it is necessary to consider the warpage of the printed circuit board 2 generated by heat applied in the printed circuit board manufacturing process or the surface mounting process.

この反りを考慮した適正なノズル3位置ではんだ付けを可能とする点について説明する。局所はんだ付け装置は、溶融はんだ4とスルーホール12の接触を検出するための配線8がプリント基板内の配線パターン13と繋がるように回路を形成している。   The point which enables soldering at the proper nozzle 3 position in consideration of this warpage will be described. The local soldering apparatus forms a circuit so that the wiring 8 for detecting the contact between the molten solder 4 and the through hole 12 is connected to the wiring pattern 13 in the printed circuit board.

溶融はんだ4をノズル3先から噴流させた状態で、プリント基板2のはんだ付けしようとする設定位置へ上昇させる時、仮にプリント基板2が下反りしていると仮定すると、ノズル3が設定の位置へ来る前に、プリント基板2及び挿入実装部品1のリード10の先端にノズル3が接触してしまい、部品を破損してしまう。   Assuming that the printed circuit board 2 is warped when the molten solder 4 is jetted from the tip of the nozzle 3 and is raised to a setting position to be soldered to the printed circuit board 2, the nozzle 3 is set at the set position. Before coming to the nozzle 3, the nozzle 3 comes into contact with the tips of the printed circuit board 2 and the lead 10 of the insertion mounted component 1, and the component is damaged.

しかし、本実施例の局所はんだ付け装置では、溶融はんだ4の噴流がプリント基板2に接触すると、配線8等により形成している回路がクローズするため、溶融はんだ4の噴流がプリント基板2に接触したことを検出でき、その検出信号により上昇(Z軸)制御をストップすることが可能となるので、部品の破損を防ぎ、適正な位置ではんだ付けすることが可能となる。   However, in the local soldering apparatus of this embodiment, when the jet of molten solder 4 comes into contact with the printed circuit board 2, the circuit formed by the wiring 8 and the like is closed, so the jet of molten solder 4 comes into contact with the printed circuit board 2. Since it is possible to detect the occurrence of the failure and to stop the ascending (Z-axis) control by the detection signal, it is possible to prevent the parts from being damaged and to be soldered at an appropriate position.

一方、逆にプリント基板2が上反りしている場合は、ノズル3が設定の位置まで上昇しても、配線8等により形成している回路がクローズしない。設定位置より基板が上反りしている分余計に上昇したところで溶融はんだ4の噴流とプリント基板2が接触し、配線8等により形成している回路がクローズするため、溶融はんだ4の噴流がプリント基板2に接触したことを検出でき、その検出信号により上昇(Z軸)制御を止めることで適正位置でのはんだ付けが可能となる。   On the other hand, when the printed circuit board 2 is warped, the circuit formed by the wiring 8 and the like is not closed even when the nozzle 3 is raised to the set position. When the board rises more than the set position, the jet of the molten solder 4 and the printed circuit board 2 come into contact with each other, and the circuit formed by the wiring 8 and the like is closed, so the jet of the molten solder 4 is printed. The contact with the substrate 2 can be detected, and the ascending (Z-axis) control is stopped by the detection signal, thereby enabling soldering at an appropriate position.

はんだ付けするノズル3のZ方向の位置は、はんだ付けしようとする部品やプリント基板の厚さにより適正位置が異なるため、溶融はんだ4の噴流とプリント基板2が接触した位置から+0.5mm上の位置で、はんだ付けの位置制御を行うことより適正なノズル3の位置でのはんだ付けが可能となり、はんだ付け時間の管理も、溶融はんだ4の噴流とプリント基板2が接触した時刻から規定時間の間ノズル位置を保持し、設定された時間経過後に次の動作へ移行させることにより厳密なはんだ付け時間の管理ができるようになる。   The position in the Z direction of the nozzle 3 to be soldered differs depending on the thickness of the component to be soldered and the printed board, so that it is +0.5 mm above the position where the jet of the molten solder 4 and the printed board 2 are in contact with each other. By controlling the position of the soldering at the position, it becomes possible to perform soldering at the proper nozzle 3 position, and the management of the soldering time is also performed in a specified time from the time when the jet of the molten solder 4 and the printed circuit board 2 contact each other. By maintaining the intermediate nozzle position and shifting to the next operation after the set time has elapsed, it becomes possible to manage the soldering time strictly.

本実施例の局所はんだ付け装置は、但し、Z軸制御にプリント基板内の配線パターンを利用しているため、はんだ付けしようとしているスルーホール12がはんだ付け装置と電気的に接続できる回路となっていなくてはいけない。一般的に、プリント基板を構成する回路では、グランド等の電源パターンの配線が最も多いため、このグランド等電源パターンに、溶融はんだとプリント基板との接触を検知する配線をしておくことで、効率のよいはんだ付けが可能となる。   However, since the local soldering apparatus of the present embodiment uses a wiring pattern in the printed circuit board for Z-axis control, the through hole 12 to be soldered is a circuit that can be electrically connected to the soldering apparatus. It must be. In general, in a circuit that constitutes a printed circuit board, the wiring of the power supply pattern such as the ground is the most, so in this power supply pattern such as the ground, a wiring for detecting contact between the molten solder and the printed circuit board is prepared. Efficient soldering is possible.

挿入実装部品1又はプリント基板2の適正なZ軸位置が確認できた後は、プリント基板2の反りが影響しない範囲でX−Y方向へノズル3を制御し、連続して他のスルーホール12をはんだ付けするようにしてもよい。   After the proper Z-axis position of the insertion mounting component 1 or the printed circuit board 2 is confirmed, the nozzle 3 is controlled in the XY direction within a range in which the warpage of the printed circuit board 2 does not affect, and other through holes 12 are continuously formed. You may make it solder.

はんだ付けしようとする挿入実装部品1に、或いはその部品の近くにグランドパターン等のZ軸制御を確認するためのスルーホール12がない場合は、予めプリント基板設計時に該当部品の近くにダミーのスルーホール12又はパッド電極を設けておく必要がある。
この場合のスルーホール12は部品挿入穴ではなく、小径のスルーホールでよい。
If there is no through-hole 12 for confirming the Z-axis control of the ground pattern or the like in the insertion mounting component 1 to be soldered or in the vicinity of the component, a dummy through is close to the corresponding component at the time of designing the printed circuit board in advance. It is necessary to provide holes 12 or pad electrodes.
The through hole 12 in this case may be a small diameter through hole instead of a component insertion hole.

プリント基板内に形成されている配線パターン13に断線等の不良があるとうまく機能しないため、又、局所はんだ付け装置と電気的に接続されているスルーホール12以外の場所をはんだ付けしている場合には、局所はんだ付け装置とプリント基板の回路が閉じていないため、はんだ付け中のノズル3から噴流する溶融はんだ4とプリント基板2の接触情報を電気の導通によって監視することにより、プリント基板内の断線,短絡等の配線不良を検出することが可能である。   If the wiring pattern 13 formed in the printed circuit board has a defect such as disconnection, it does not function well, and a place other than the through hole 12 electrically connected to the local soldering apparatus is soldered. In this case, since the circuit of the local soldering device and the printed circuit board is not closed, the contact information between the molten solder 4 jetted from the nozzle 3 during the soldering and the printed circuit board 2 is monitored by electrical continuity. It is possible to detect wiring defects such as disconnection and short circuit.

溶融はんだ4をノズル3から噴流させ、プリント基板2への部品実装におけるはんだ付けをする技術において、ノズル3からの溶融はんだ4の噴流高さは、はんだ中のフラックス等の不純物,はんだ酸化物等が詰まることが原因で、常に一定の高さに調整するのは難しい。従来は、噴流を横から目視するか、ガラス板等へ噴流を当てるなどで目視により噴流高さを判定するのが一般的であったが、本実施例の局所はんだ付け装置によれば、噴流高さの測定が容易かつ正確にできるようになる。すなわち、通常、はんだ付けするプリント基板2をセットする替わりに、水平の出ている金属板(SUS等の溶融はんだと反応しない金属が望ましい)をセットし、溶融はんだを噴流させたノズル3を規定のはんだ付け位置へ移動させ、局所はんだ付け装置とプリント基板2の回路を監視、溶融はんだ4を噴流させたままノズル3を上昇させた時、局所はんだ付け装置とプリント基板2の回路が閉じた位置からノズル3の位置と金属板の間の距離を算出することで、ノズル3からの溶融はんだ噴流高さを計測することが可能となる。なお、プリント基板セット位置へセットする代わりに局所はんだ付け装置の一部として噴流高さ測定用の金属板を設けておいてもよい。   In the technology of jetting the molten solder 4 from the nozzle 3 and performing soldering in component mounting on the printed circuit board 2, the height of the jet of the molten solder 4 from the nozzle 3 is such as impurities such as flux in the solder, solder oxide, etc. Due to clogging, it is difficult to adjust to a constant height at all times. Conventionally, it was common to visually determine the jet height by visually observing the jet from the side or by applying a jet to a glass plate or the like, but according to the local soldering device of this example, the jet flow The height can be measured easily and accurately. That is, normally, instead of setting the printed circuit board 2 to be soldered, a horizontal metal plate (a metal that does not react with molten solder such as SUS is desirable) is set, and the nozzle 3 to which the molten solder is jetted is defined. When the nozzle 3 is raised while the molten solder 4 is jetted, the circuit of the local soldering device and the printed circuit board 2 is closed. By calculating the distance between the position of the nozzle 3 and the metal plate from the position, the height of the molten solder jet from the nozzle 3 can be measured. In addition, you may provide the metal plate for jet height measurement as a part of local soldering apparatus instead of setting to a printed circuit board set position.

以上のように、グランド等のプリント基板内の配線パターン13及び電極スルーホール12を利用し、はんだ付け時にプリント基板2から噴流はんだ4へ流れる電流を監視しておくことで、溶融はんだ4の噴流がプリント基板2へ接触したという情報が得られるため、この情報をノズル3の位置へフィードバックすることで、プリント基板2に反りが発生していたとしても適切なノズル3の位置ではんだ付けをすることが可能となる。   As described above, by using the wiring pattern 13 and the electrode through hole 12 in the printed circuit board such as the ground, the current flowing from the printed circuit board 2 to the jet solder 4 is monitored at the time of soldering. Since the information that the contact with the printed circuit board 2 is obtained is obtained, the information is fed back to the position of the nozzle 3 to perform soldering at an appropriate position of the nozzle 3 even if the printed circuit board 2 is warped. It becomes possible.

この結果、溶融はんだ4の噴流がプリント基板2の電極に触れないことによる未はんだ状態や、逆に溶融はんだ4の噴流がプリント基板2に近づきすぎることによるはんだの吹き上がり、ノズル3がプリント基板2や挿入実装部品1の電極スルーホール12、又は、はんだ付けしようとする付近にある表面実装部品に接触して、プリント基板2や部品を損傷するなどの不具合を回避することが可能となる。   As a result, an unsoldered state where the jet of molten solder 4 does not touch the electrodes of the printed circuit board 2, or conversely, the solder blows up when the jet of molten solder 4 gets too close to the printed circuit board 2, causing the nozzle 3 to move to the printed circuit board. 2 or the electrode through-hole 12 of the insertion mounting component 1 or the surface mounting component in the vicinity of the soldering contact, thereby avoiding problems such as damage to the printed circuit board 2 or the component.

また、本実施例を応用することでプリント基板2に内在している断線や短絡といったプリント基板の不良の検出やはんだ付けの確認か可能となる。   In addition, by applying this embodiment, it is possible to detect a defect in the printed circuit board such as a disconnection or a short circuit inherent in the printed circuit board 2 and confirm soldering.

以上の説明では、ノズル3をX−Y−Zテーブル7にて制御することによりはんだ付けする装置を説明したが、ノズル3の位置を固定し、はんだ付けするプリント基板2の方をX−Y−Zテーブル7にて位置制御してはんだ付けする場合でも同様の効果が得られる。   In the above description, the apparatus for soldering by controlling the nozzle 3 with the XYZ table 7 has been described. However, the position of the nozzle 3 is fixed, and the printed circuit board 2 to be soldered is placed on the XY. Even when the position is controlled by the Z table 7 and soldering is performed, the same effect can be obtained.

図4は、図2に示す局所はんだ付け装置を複数独立に設置した局所はんだ付け装置の縦断面図である。   FIG. 4 is a longitudinal sectional view of a local soldering apparatus in which a plurality of local soldering apparatuses shown in FIG. 2 are independently installed.

局所はんだ付け部を複数設置しており、図4,図5に示すように異なる形状のノズルを複数設置している。制御用PC9は、それぞれの局所はんだ付け部に対応して設けられ、配線8も同様に局所はんだ付け部に対応して設けられている。   A plurality of local soldering portions are provided, and a plurality of nozzles having different shapes are provided as shown in FIGS. The control PC 9 is provided corresponding to each local soldering portion, and the wiring 8 is also provided corresponding to the local soldering portion.

異なる形状のノズルを複数設置することにより、多数の部品が実装されたはんだ付け部を効率よくはんだ付けすることも可能である。ノズル位置検出装置は個々に設置してもよいが、複数を独立に制御することにより1つにまとめることも可能である。   By installing a plurality of nozzles having different shapes, it is possible to efficiently solder a soldering portion on which a large number of components are mounted. The nozzle position detection devices may be installed individually, but can be combined into one by controlling a plurality of nozzle position detection devices independently.

1 挿入実装部品
2 プリント基板
3 ノズル
4 溶融はんだ
5 はんだ槽
6 はんだ噴流ポンプ
7 X−Y−Zテーブル
8 配線
9 制御用PC
10 リード
11 表面実装部品
12 スルーホール
13 配線パターン
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Insert mounting component 2 Printed circuit board 3 Nozzle 4 Molten solder 5 Solder tank 6 Solder jet pump 7 XYZ table 8 Wiring 9 Control PC
10 Lead 11 Surface mount component 12 Through hole 13 Wiring pattern

Claims (6)

溶融はんだを溜めておくはんだ槽と、該はんだ槽から溶融はんだを引き上げ噴流させるための噴流ポンプと、引き上げた溶融はんだを適切なはんだ付け位置へ誘導させるためのはんだ付けノズルと、ノズル位置またはプリント基板を適切な位置へ位置制御するX−Y−Zテーブルを備えプリント基板へ電子部品をはんだ付けするはんだ付け装置であって、前記プリント基板内に形成されている配線と前記はんだ槽とを接続する他の配線を設け、前記ノズルから噴流する溶融はんだが前記プリント基板内に形成されている配線へ接触したことを前記配線による回路の電気の導通を検出して前記ノズルまたは前記プリント基板の位置制御を行うことを特徴とするはんだ付け装置。   Solder bath for storing molten solder, jet pump for pulling and jetting molten solder from the solder bath, soldering nozzle for guiding the pulled molten solder to an appropriate soldering position, nozzle position or print A soldering apparatus including an XYZ table for controlling a position of a board to an appropriate position and soldering an electronic component to the printed board, and connecting a wiring formed in the printed board and the solder bath The position of the nozzle or the printed circuit board is detected by detecting electrical continuity of the circuit by the wiring that the molten solder jetted from the nozzle is in contact with the wiring formed in the printed circuit board. A soldering apparatus characterized by performing control. 検出したプリント基板とはんだ付けノズルから噴流する溶融はんだとの接触情報を元に、X−Y−Zテーブルにてノズルまたはプリント基板を適正な位置へと移動させる請求項1に記載のはんだ付け装置。   The soldering apparatus according to claim 1, wherein the nozzle or the printed circuit board is moved to an appropriate position by an XYZ table based on contact information between the detected printed circuit board and the molten solder jetted from the soldering nozzle. . 検出したプリント基板とはんだ付けノズルから噴流する溶融はんだとの接触情報を元に、ノズルから噴流したはんだがプリント基板へ接触してからのはんだ付け時間を計測し、設定時間経過後に噴流を停止するか、X−Y−Zテーブルをはんだ付け位置から移動させ、はんだ付けを止めることにより、適正なはんだ付け時間ではんだ付けをする請求項1に
記載のはんだ付け装置。
Based on the contact information between the detected printed circuit board and the molten solder jetted from the soldering nozzle, the soldering time after the solder jetted from the nozzle contacts the printed circuit board is measured, and the jet is stopped after the set time has elapsed. The soldering apparatus according to claim 1, wherein the soldering is performed in an appropriate soldering time by moving the XYZ table from the soldering position and stopping the soldering.
溶融はんだを溜めておくはんだ槽と、該はんだ槽から溶融はんだを引き上げ噴流させるための噴流ポンプと、引き上げた溶融はんだを適切なはんだ付け位置へ誘導させるためのはんだ付けノズルを備え、プリント基板内に形成されている配線と前記はんだ槽とを接続する他の配線を設け、X−Y−Zテーブルによりノズル位置またはプリント基板の位置を制御して前記ノズルから噴流する溶融はんだがプリント基板内に形成されている配線へ接触したことを前記配線による回路の電気の導通により検出し、導通が検出されると前記X−Y−Zテーブルを適切な位置へ位置制御させることを特徴とするはんだ付け方法。   A solder bath for storing molten solder, a jet pump for pulling and jetting molten solder from the solder bath, and a soldering nozzle for guiding the pulled molten solder to an appropriate soldering position Provided with other wiring that connects the wiring formed on the solder bath and the solder bath, the nozzle position or the position of the printed circuit board is controlled by an XYZ table, and the molten solder jetted from the nozzle is placed in the printed circuit board Soldering, wherein contact with a formed wiring is detected by electrical continuity of a circuit through the wiring, and when the continuity is detected, the position of the XYZ table is controlled to an appropriate position. Method. プリント基板内に形成されている配線とノズルから噴流する溶融はんだの接触を電気の導通により監視することにより、プリント基板内の配線不良を検出する請求項4に記載のはんだ付け方法。   The soldering method according to claim 4, wherein a wiring defect in the printed circuit board is detected by monitoring contact between the wiring formed in the printed circuit board and the molten solder jetted from the nozzle by electrical conduction. 基準として準備したプリント基板、又は導電性のある金属等の板とノズルから噴流する溶融はんだとの接触を電気の導通により確認することで、ノズルから噴流する溶融はんだの噴流高さを計測する請求項4に記載のはんだ付け方法。   Claim to measure the jet height of the molten solder jetted from the nozzle by checking the contact between the printed circuit board prepared as a reference or a conductive metal plate and the molten solder jetted from the nozzle by electrical conduction Item 5. The soldering method according to Item 4.
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