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JP7459671B2 - Laser soldering method - Google Patents
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Description

本発明は、レーザはんだ付け方法に関する。 The present invention relates to a laser soldering method.

従来より、基板に電子部品を実装する際に、その基板のはんだ付け部に対し、レーザヘッドからレーザ光を照射してはんだ付けを行うレーザはんだ付け方法が採用されている(例えば特許文献1参照)。
具体的には例えば、基板におけるスルーホール周囲のランドと電子部品の端子とをはんだ付けするはんだ付部として、レーザ光の熱ではんだを溶融させてはんだ付けを行う。このレーザはんだ付け方法では、はんだごてを用いた方法では対応できないような極小箇所でも非接触ではんだ付けを行うことができ、又、はんだボールの発生を抑制しつつ基板への負荷の低減を図ることができる等の利点がある。
2. Description of the Related Art Conventionally, when mounting electronic components on a board, a laser soldering method has been adopted in which soldering is performed by irradiating a portion of the board to be soldered with laser light from a laser head (see, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-233634).
Specifically, for example, soldering is performed by melting the solder with the heat of a laser beam to form a soldering portion for soldering a land around a through hole in a substrate to a terminal of an electronic component. This laser soldering method has the advantages of being able to perform non-contact soldering even in extremely small places that cannot be handled by a method using a soldering iron, and of being able to reduce the load on the substrate while suppressing the generation of solder balls.

特開2011-29659号公報Japanese Patent Application Publication No. 2011-29659

従来のレーザはんだ付け方法にあっては、レーザ光による基板の焼け焦げや、熱引き等に起因するはんだ付け不良といった不具合が生じうる。そこで、基板におけるランド径等に対応させて、レーザ出力等のはんだ付け条件をはんだ付部毎に設定する或いは切替ることが考えられる。
しかしながら、実際の製造工程では例えば、一の基板における十数箇所にわたってはんだ付けが行われ、各々の箇所に対応したはんだ付け条件の設定を、多数の基板について行うものとすれば、その条件の切替えだけで多くの時間を要することとなる。
Conventional laser soldering methods can cause problems such as burning of the board by the laser light, poor soldering due to heat dissipation, etc. Therefore, it is conceivable to set or switch the soldering conditions such as the laser output for each soldered portion in accordance with the land diameter, etc. on the board.
However, in an actual manufacturing process, for example, soldering is performed at a dozen or so locations on a single board, and if the soldering conditions corresponding to each location are to be set for a large number of boards, it would take a lot of time just to switch the conditions.

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、はんだ付部に対応したはんだ付け条件の設定に伴う時間の増大を抑制することができ、はんだ付けの信頼性を向上させることができるレーザはんだ付け方法を提供することにある。 The present invention was made in consideration of the above circumstances, and its purpose is to provide a laser soldering method that can suppress the increase in time that accompanies setting soldering conditions corresponding to the soldered portion and improve the reliability of soldering.

請求項1記載の発明によれば、設定工程で個々のはんだ付け部に対応させたはんだ付け条件を設定することができるとともに、そのはんだ付け条件の設定とレーザヘッド(10)の相対移動とを並行して行うことができ、はんだ付け条件の設定をレーザヘッドの相対移動後に行うものに比して時間の短縮を図ることができる。
また、はんだ付けを行う位置へのレーザヘッドの相対移動が完了したことを開始条件として含むため、レーザヘッドの相対移動中にレーザ光を照射するといった不具合を生じさせることなく、好適なタイミングではんだ付けを開始することができ、総じて信頼性の高い接続を行うことができる。
According to the invention described in claim 1, it is possible to set soldering conditions corresponding to each soldering part in the setting step, and the setting of the soldering conditions and the relative movement of the laser head (10) can be controlled. This can be done in parallel, and the time can be reduced compared to setting the soldering conditions after relative movement of the laser head.
In addition, since the start condition includes the completion of the relative movement of the laser head to the position where the soldering is to be performed, the soldering process can be performed at an appropriate timing without causing problems such as irradiating the laser beam while the laser head is moving relative to the position. connection can be started, and a highly reliable connection can be made overall.

一実施形態におけるレーザはんだ付け方法を説明するための、装置全体の概略構成を示す模式図FIG. 1 is a schematic diagram showing a schematic configuration of an entire apparatus for explaining a laser soldering method according to an embodiment; 本設備における主制御装置、供給制御装置及びレーザ制御装置の協働による処理の流れを示す図A diagram showing the process flow in cooperation with the main control device, the supply control device, and the laser control device in this equipment. はんだ付け条件の設定とレーザヘッドの相対移動のタイミングを示すタイムチャートA timing chart showing the settings of soldering conditions and the timing of relative movement of the laser head 従来構成において、はんだ付けを開始する際の動作タイミングを説明するためのタイムチャートTime chart to explain the operation timing when starting soldering in the conventional configuration

以下、本開示の一実施形態について図面を参照しながら説明する。図1に模式的に示すレーザはんだ付け装置1は、はんだ付けを行うためのレーザ光を照射するレーザヘッド10と、そのはんだ付け対象となる基板2がセットされる基台11とを備える。
前記基板2は、電子部品3が実装される矩形板状の回路基板であり、板厚方向に貫通する複数のスルーホール4、及びスルーホール4各々の周囲に設けられたランド5を有する。基板2のスルーホール4に挿通された電子部品3の端子3aとランド5は、はんだを介して電気的に接続されるはんだ付部とされている。
An embodiment of the present disclosure will be described below with reference to the drawings. A laser soldering apparatus 1 schematically shown in FIG. 1 includes a laser head 10 that irradiates laser light for soldering, and a base 11 on which a board 2 to be soldered is set.
The board 2 is a rectangular plate-shaped circuit board on which an electronic component 3 is mounted, and has a plurality of through holes 4 penetrating in the board thickness direction and a land 5 provided around each of the through holes 4. The terminals 3a of the electronic component 3 inserted into the through holes 4 of the board 2 and the lands 5 are soldered parts that are electrically connected via solder.

図示は省略するが、1つの基板2には例えば12箇所のはんだ付部が存するものとし、図1は便宜上、1箇所のはんだ付部を代表して示すものとする。以下では、同図のはんだ付部における電子部品3の端子3a先端側を上方とし、その反対側を下方とする。また、図1において上下方向となる基板2の板厚方向をZ方向とする。更に、基板2周辺部のうちの一辺部に沿う同図の左右方向をX方向、同図の紙面と直交する方向をY方向とする。 Although not shown in the figure, one board 2 may have, for example, 12 soldered portions, and for convenience, FIG. 1 shows only one representative soldered portion. In the following, the tip side of the terminal 3a of the electronic component 3 in the soldered portion in the figure is referred to as the upper side, and the opposite side is referred to as the lower side. The thickness direction of the board 2, which is the up-down direction in FIG. 1, is referred to as the Z direction. Furthermore, the left-right direction in the figure along one side of the periphery of the board 2 is referred to as the X direction, and the direction perpendicular to the paper surface of the figure is referred to as the Y direction.

レーザはんだ付け装置1において、レーザヘッド10は、例えば図示しないロボットアームを移動手段として、基板2に対しX方向、Y方向、及びZ方向への相対移動が可能である。この場合、レーザヘッド10は、多関節の前記ロボットアームの先端部に設けられ、各アームの駆動により、レーザ光の照射領域が、はんだ付けを行う端子3a及びランド5に合わさるように相対移動される(レーザ光の光軸O参照)。なお、係るレーザヘッド10の移動工程において、基板2のセット部たる基台11のセット面11aを、所謂XYテーブルとして当該基板2ごと移動させるようにしてもよい。以下では、レーザヘッド10の「相対移動」を単に「移動」とも称する。 In the laser soldering apparatus 1, the laser head 10 can be moved relative to the substrate 2 in the X direction, Y direction, and Z direction using, for example, a robot arm (not shown) as a moving means. In this case, the laser head 10 is provided at the tip of the multi-jointed robot arm, and by driving each arm, the laser head 10 is relatively moved so that the irradiation area of the laser beam is aligned with the terminal 3a and the land 5 to be soldered. (Refer to the optical axis O of the laser beam). In the step of moving the laser head 10, the setting surface 11a of the base 11, which is the setting part for the substrate 2, may be moved together with the substrate 2 as a so-called XY table. Hereinafter, the "relative movement" of the laser head 10 will also be simply referred to as "movement."

図1に符号12で示す糸状のはんだは、その供給源をはんだ供給装置13とする糸はんだ12である。はんだ供給装置13は、前記ロボットアームの先端側に設けられたはんだガイド13aを含む。これにより、はんだ供給装置13は、糸はんだ12をはんだガイド13aでガイドしつつ、はんだ付部へ向けて所定方向から繰り出すように構成されている。なお、図1では説明の便宜上、はんだガイド13aとレーザヘッド10を、互いに離間した位置に示しているが、はんだガイド13aは、ロボットアームによりレーザヘッド10と共に移動されるものとする。 The solder thread indicated by reference numeral 12 in FIG. 1 is solder thread 12, the supply source of which is a solder supply device 13. The solder supply device 13 includes a solder guide 13a provided at the tip side of the robot arm. As a result, the solder supply device 13 is configured to feed the solder thread 12 from a predetermined direction toward the soldering portion while guiding it with the solder guide 13a. Note that for ease of explanation, the solder guide 13a and the laser head 10 are shown in FIG. 1 in positions spaced apart from each other, but the solder guide 13a is moved together with the laser head 10 by the robot arm.

レーザはんだ付け装置1には、周辺の設備として例えば基板2を搬入・搬出するための搬入用ベルトや搬出用ベルト等が付設されており、係る周辺の設備を含む設備全体を、設備15或いは本設備15と称する。本設備15では、搬入用ベルトを介してセット面11aへ基板2を搬入する搬入工程及び搬出用ベルトを介して設備外へ基板2を搬出する搬出工程の他、前記レーザヘッド10の移動工程、後述するはんだ付け条件を設定する設定工程等を含む一連の工程が自動的に行われるようになっている(後述の図2参照)。 The laser soldering apparatus 1 is equipped with peripheral equipment such as a loading belt and an unloading belt for loading and unloading the board 2, and the entire equipment including the peripheral equipment is connected to the equipment 15 or the main unit. It is called equipment 15. In this equipment 15, in addition to the carrying-in process of carrying the substrate 2 to the set surface 11a via the carrying-in belt and the carrying-out process of carrying out the substrate 2 out of the equipment via the carrying-out belt, a moving process of the laser head 10, A series of steps including a setting step for setting soldering conditions, which will be described later, are automatically performed (see FIG. 2, which will be described later).

ここで、図1に示す設備15全体の制御を司る主制御装置16は、マイクロコンピュータを主体に構成されており、ROM、RAM等からなる記憶部を有する。主制御装置16には、前記ロボットアーム等における各種アクチュエータや図示しない操作入力部が接続されるとともに、レーザ制御装置17、供給制御装置18等が接続されている。主制御装置16の記憶部には、制御プログラムが記憶されるとともに、基板2における個々のはんだ付部に対応する座標データ、当該はんだ付部に関連付けられたはんだ付け条件等が記憶されている。そして、主制御装置16は、レーザ制御装置17や供給制御装置18との間で通信を行い、前記一連の工程に係る処理を各制御装置17,18と協働して実行する。 Here, the main control device 16, which is responsible for controlling the entire equipment 15 shown in FIG. 1, is mainly composed of a microcomputer and has a storage unit consisting of ROM, RAM, etc. The main control device 16 is connected to various actuators in the robot arm, etc., and an operation input unit (not shown), as well as to a laser control device 17, a supply control device 18, etc. The storage unit of the main control device 16 stores a control program, as well as coordinate data corresponding to each soldering portion on the board 2, soldering conditions associated with the soldering portions, etc. The main control device 16 communicates with the laser control device 17 and the supply control device 18, and executes the processing related to the series of steps in cooperation with each of the control devices 17, 18.

前記座標データは例えば、移動工程においてレーザヘッド10の移動先となるレーザ照射位置をX座標、Y座標、Z座標で特定するものであって、レーザヘッド10の待機位置からレーザ照射位置までのオフセット座標、或いは基板2における基準位置から個々のはんだ付部の位置に対応するオフセット座標として規定されている。具体的には、座標データは基板2の種類毎に記憶されており、又、例えば1つの基板2に12箇所のはんだ付部が存する場合には第1はんだ付部、第2はんだ付部、…第12はんだ付部の位置各々に対応させて、レーザヘッド10を順次移動させる順序データと共に記憶されるものとする。これにより、主制御装置16は、移動工程において座標データに基づき各種アクチュエータを制御し、レーザヘッド10を、はんだ付けを行う位置つまりレーザ照射位置へ順次移動させる。 The coordinate data specifies, for example, the laser irradiation position to which the laser head 10 moves in the movement process using X coordinates, Y coordinates, and Z coordinates, and includes the offset from the standby position of the laser head 10 to the laser irradiation position. It is defined as a coordinate or an offset coordinate corresponding to the position of each soldering part from a reference position on the board 2. Specifically, the coordinate data is stored for each type of board 2, and for example, if there are 12 soldering parts on one board 2, the coordinate data is stored for each type of board 2, such as a first soldering part, a second soldering part, ...It shall be stored together with order data for sequentially moving the laser head 10 in correspondence with each position of the twelfth soldering part. Thereby, the main controller 16 controls various actuators in the movement process based on the coordinate data, and sequentially moves the laser head 10 to a position where soldering is performed, that is, a laser irradiation position.

レーザ制御装置17は、レーザ光を発生させる発振部(図示略)を制御するものであり、記憶部を有するマイクロコンピュータを主体に構成されている。発振部から出力されるレーザ光は、レーザヘッド10から当該光軸Oに沿って基板2に向けて照射される。このレーザ光の照射に先立ち、レーザ制御装置17は、主制御装置16との間ではんだ付け条件に関する通信を行い、レーザ光の照射に係る制御パラメータを設定する。
レーザ光の照射に係る制御パラメータは、例えばレーザ光のレーザ出力(W)、照射時間(Sec)を含む。また、当該制御パラメータは、基板2の種類に応じて、はんだ付部毎のオフセット座標或いは前記順序データと関連付けて記憶されている。
The laser control device 17 controls an oscillation section (not shown) that generates laser light, and is mainly composed of a microcomputer having a storage section. Laser light output from the oscillation section is irradiated from the laser head 10 toward the substrate 2 along the optical axis O. Prior to this laser light irradiation, the laser control device 17 communicates with the main control device 16 regarding soldering conditions, and sets control parameters related to laser light irradiation.
The control parameters related to laser light irradiation include, for example, the laser output (W) and the irradiation time (Sec) of the laser light. Further, the control parameters are stored in association with the offset coordinates of each soldering part or the order data, depending on the type of the board 2.

供給制御装置18は、はんだガイド13a及びはんだ供給装置13を制御するものであり、記憶部を有するマイクロコンピュータを主体に構成されている。レーザ光の照射に先立ち、供給制御装置18は、主制御装置16との間ではんだ付け条件に関する通信を行い、はんだ材料の供給に係る制御パラメータを設定する。
はんだ材料の供給に係る制御パラメータは、例えば糸はんだ12と基板2表面(図1で上面)とのなす、はんだ供給角度θ、上面側から見たランド5周りにおけるはんだ供給方向、糸はんだ12の供給速度を含む。また、当該制御パラメータは、基板2の種類に応じて、はんだ付部毎のオフセット座標或いは順序データと関連付けて記憶されている。
The supply control device 18 controls the solder guide 13a and the solder supply device 13, and is mainly composed of a microcomputer having a storage unit. Prior to the irradiation of the laser light, the supply control device 18 communicates with the main control device 16 regarding the soldering conditions, and sets control parameters related to the supply of the solder material.
The control parameters relating to the supply of the solder material include, for example, the solder supply angle θ between the solder wire 12 and the surface of the board 2 (the top surface in FIG. 1), the solder supply direction around the land 5 as viewed from the top surface side, and the supply speed of the solder wire 12. Furthermore, the control parameters are stored in association with offset coordinates or sequence data for each soldering portion according to the type of board 2.

なお、はんだ付け条件は、例えばレーザ光がランド5からはみ出すことの無いよう、照射領域の大きさ或いはレーザ光の径寸法を設定する等の条件を追加してもよい。また、主制御装置16、レーザ制御装置17及び供給制御装置18は、夫々図示しないタッチパネル等の操作入力部を有しており、予め夫々のティーチング或いははんだ付け条件に関する設定入力が可能である。 The soldering conditions may include additional conditions such as setting the size of the irradiation area or the diameter of the laser light so that the laser light does not extend beyond the land 5. In addition, the main control device 16, the laser control device 17, and the supply control device 18 each have an operation input unit such as a touch panel (not shown), which allows for advance teaching or input of settings related to the soldering conditions.

さて、はんだ付け条件は、「解決しようとする課題」で述べた熱引き等を考慮して、基板2の種類毎に、ランド5の形状寸法等に対応して設定することにより、はんだ付けの品質や信頼性を向上させることができる。 Now, the soldering conditions are set for each type of board 2 according to the shape and dimensions of the land 5, taking into account the heat dissipation and other factors mentioned in the "Problem to be solved" section, thereby improving the quality and reliability of the soldering.

しかしながら、はんだ付け条件は各種パラメータを含み、その設定・切替えについて、個々のはんだ付部に対応させて行うものとすれば、製造工程において多くの時間を要することとなり、基板2の生産効率の低下を招く問題がある。具体的には、図4のタイムチャートに示すように、はんだ付けを開始する際、レーザヘッドを待機位置からレーザ照射位置へ移動させた後、レーザスタートを指示することにより、はんだ付け条件が設定されるものと仮定する。この場合、同図のT1及びT2で示すように、はんだ供給制御装置及びレーザ制御装置は、設備の主制御装置側からはんだ付け条件を受付けて、夫々対応する制御パラメータに切替えるための時間T1,T2を要する。このため、制御パラメータの設定終了後、直ちにレーザ光の照射を開始しても、レーザスタートの指示からはんだ付けが完了するまでに時間(T1+T2+T3)がかかり、基板2の生産効率を低下させる要因となる。 However, if the soldering conditions include various parameters and the setting and switching of the parameters is performed for each soldered portion, it will take a lot of time in the manufacturing process, which will lead to a decrease in the production efficiency of the board 2. Specifically, as shown in the time chart of FIG. 4, it is assumed that when soldering is started, the laser head is moved from the standby position to the laser irradiation position, and then the laser start is instructed to set the soldering conditions. In this case, as shown by T1 and T2 in the figure, the solder supply control device and the laser control device require times T1 and T2 to receive the soldering conditions from the main control device of the equipment and switch to the corresponding control parameters, respectively. Therefore, even if the laser light irradiation is started immediately after the control parameters are set, it will take time (T1 + T2 + T3) from the laser start instruction to the completion of soldering, which will be a factor in reducing the production efficiency of the board 2.

そこで、本設備15では、図2、図3にて「条件切替」として示すように、個々のはんだ付部に対応する適正なはんだ付け条件を設定しながらも、これに伴う生産効率の低下を抑制するものとしている。係る構成について、同図2、図3を参照しながら詳述する。ここで、図2は、説明の便宜上、1つの基板2に1箇所のはんだ付部が存する場合における処理の流れを示すものとし、又、レーザヘッド10の移動工程にて、はんだ材料の供給に係る制御パラメータを切替えるものとする。また、図2のA1~A11、B1~B5、C1~C3は各ステップを表すものとし、前記搬入用ベルトを含む搬入手段を「搬入装置」、前記搬出用ベルトを含む搬出手段を「搬出装置」と称して説明を簡単化する。 Therefore, in this equipment 15, as shown as "condition switching" in FIGS. 2 and 3, while setting appropriate soldering conditions corresponding to each soldering part, we are able to prevent the accompanying decrease in production efficiency. It is intended to be suppressed. This configuration will be described in detail with reference to FIGS. 2 and 3. Here, for convenience of explanation, FIG. 2 shows the process flow in the case where one soldering part exists on one board 2, and in the process of moving the laser head 10, the solder material is supplied. The relevant control parameters shall be switched. In addition, A1 to A11, B1 to B5, and C1 to C3 in FIG. 2 represent each step, and the carrying-in means including the carrying-in belt is the "carrying-in device", and the carrying-out means including the carrying-out belt is the "carrying-out device". '' to simplify the explanation.

即ち先ず、設備15の主制御装置16は、図2の処理をスタートすると、搬入工程において、搬入装置により基板2を機内へ投入してセット面11aにセットする(A1)。このとき、基板2において、図1に示すようにスルーホール4に挿通されて突出するように配置される電子部品3の端子3aと、ランド5とをはんだ付部とする。 That is, first, when the main control device 16 of the equipment 15 starts the process shown in FIG. 2, in the carry-in process, the board 2 is loaded into the machine by the carry-in device and set on the setting surface 11a (A1). At this time, on the board 2, the terminals 3a of the electronic component 3 inserted into the through-holes 4 and arranged to protrude as shown in FIG. 1 and the lands 5 are used as soldering parts.

次いで、主制御装置16は、当該基板2に対応付けられた座標データとはんだ付け条件を読み込んで、その座標データに基づきロボットアームを制御して、レーザヘッド10を原位置たる待機位置から、はんだ付部に対応するレーザ照射位置へ移動させる(A2,A3)。 Next, the main control device 16 reads the coordinate data and soldering conditions associated with the board 2, and controls the robot arm based on the coordinate data to move the laser head 10 from its original standby position to the laser irradiation position corresponding to the soldered portion (A2, A3).

そして、主制御装置16は、A2,A3の移動工程において、はんだ材料の供給に係る制御パラメータを設定するための処理を実行する(A5~A8)。この場合、主制御装置16は、今回設定する当該基板2のはんだ付け条件を照合し、設定の切替えを要すると判定した場合(A5)、当該はんだ付け条件をセットし(A6)、供給制御装置18へ出力する(A7)。 Then, the main control device 16 executes processing to set control parameters related to the supply of solder material during the movement steps A2 and A3 (A5-A8). In this case, the main control device 16 checks the soldering conditions for the board 2 to be set this time, and if it determines that the settings need to be changed (A5), it sets the soldering conditions (A6) and outputs them to the supply control device 18 (A7).

これにより、供給制御装置18において、はんだ付け条件の切替実行に係る情報を受付け(B1)、そのはんだ付け条件に切替える設定工程が行われる(B2)。設定工程では、はんだ材料の供給に係る制御パラメータとしての前記はんだ供給角度θ、はんだ供給方向、糸はんだ12の供給速度等のうち少なくとも1つが切替えられ、設定される。こうして、供給制御装置18は、条件切替が完了すると、その旨を示す条件切替完了信号を設備15側の主制御装置16へ出力する(B3)。 As a result, the supply control device 18 receives information related to switching the soldering conditions (B1), and performs a setting step for switching to the soldering conditions (B2). In the setting step, at least one of the solder supply angle θ, the solder supply direction, the supply speed of the solder wire 12, etc. as control parameters related to the supply of solder material is switched and set. In this way, when the condition switching is completed, the supply control device 18 outputs a condition switching completion signal indicating this to the main control device 16 on the equipment 15 side (B3).

主制御装置16は、供給制御装置18より出力された条件切替完了信号を受付け(A8)、且つレーザヘッド10のレーザ照射位置への移動が完了した(A4)と判定すると、レーザ光の照射を開始させるべくレーザ制御装置17に係る制御パラメータを出力するとともに、そのレーザ光の照射に合わせて供給制御装置18に糸はんだ12を供給させるように指示する(A9)。 When the main controller 16 receives the condition switching completion signal output from the supply controller 18 (A8) and determines that the movement of the laser head 10 to the laser irradiation position is completed (A4), it stops irradiating the laser beam. In order to start, the control parameters related to the laser control device 17 are outputted, and the supply control device 18 is instructed to supply the thread solder 12 in accordance with the laser beam irradiation (A9).

これにより、レーザ制御装置17において、レーザ光の照射に係る制御パラメータの指示を受付けると、その制御パラメータに切替える設定工程が行われる(C1)。この設定工程では、前記レーザ出力や照射時間といったレーザ光の照射に係る制御パラメータのうち少なくとも1つが切替えられ、設定される。 As a result, when the laser control device 17 receives an instruction for control parameters related to laser beam irradiation, a setting step of switching to the control parameters is performed (C1). In this setting step, at least one of the control parameters related to laser light irradiation, such as the laser output and irradiation time, is switched and set.

レーザ制御装置17は、はんだ付け条件の設定を終えた時点で、はんだ付けの開始条件が成立したものとして、前記発振部でレーザ光を発生させてレーザヘッド10から照射させる(C2)。このはんだ付け工程において、レーザ光は、はんだ付部におけるランド5と端子3aの双方を照射領域として設定された出力で所定時間照射されるとともに、糸はんだ12は、はんだガイド13aでガイドされつつ設定された供給角度θ或いは供給方向から所定速度で当該照射領域に繰り出されて(B4)、はんだ付けが行われる。 When the laser control device 17 finishes setting the soldering conditions, it is assumed that the soldering start conditions are satisfied, and the laser control device 17 causes the oscillation section to generate a laser beam and irradiate it from the laser head 10 (C2). In this soldering process, the laser beam is irradiated with a set output for a predetermined period of time with both the land 5 and the terminal 3a in the soldering part as the irradiation area, and the solder thread 12 is set while being guided by the solder guide 13a. It is delivered to the irradiation area at a predetermined speed from the supply angle θ or supply direction (B4), and soldering is performed.

こうして、レーザ制御装置17によりレーザ光の照射が完了すると、その照射完了信号を主制御装置16へ出力するとともに(C3)、供給制御装置18により糸はんだ12の供給が完了すると、その供給完了信号を主制御装置16へ出力する(B5)。
主制御装置16は、レーザ制御装置17からの照射完了信号と、供給制御装置18からの供給完了信号とを受付けると(A10)、ロボットアームによりレーザヘッド10を原位置へ移動させるとともに(A11)、搬出装置により基板2をセット面11aから機外へ搬出する(A12)。こうして、主制御装置16は、上記したA1~A12、B1~B5、C1~C3を1サイクルとする処理を完了すると(A13)、図2の「スタート」へリターンすることにより、他の基板2についても連続して処理を行うことができる。
In this way, when the laser control device 17 completes the laser beam irradiation, it outputs the irradiation completion signal to the main control device 16 (C3), and when the supply control device 18 completes the supply of the solder thread 12, the supply completion signal is outputted to the main control device 16 (C3). is output to the main controller 16 (B5).
Upon receiving the irradiation completion signal from the laser control device 17 and the supply completion signal from the supply control device 18 (A10), the main control device 16 moves the laser head 10 to the original position using the robot arm (A11). , the substrate 2 is carried out of the machine from the set surface 11a by the carry-out device (A12). In this way, when the main controller 16 completes the processing in which A1 to A12, B1 to B5, and C1 to C3 are one cycle (A13), the main controller 16 returns to "Start" in FIG. can also be processed continuously.

上記したA2~A4の移動工程中に、B2及びC1の双方の条件切替を行うように構成してもよい。この具体的な構成について、図3のタイムチャートを参照しながら説明する。ここで、図3のt1~t4は、レーザヘッド10の移動開始~移動完了の時点を表し、t2~t3は、供給制御装置18での制御パラメータの設定及びレーザ制御装置17での制御パラメータの設定の所要時間を表し、t4~t5は、はんだ付けの所要時間を表すものとする。 The above-mentioned A2 to A4 movement steps may be configured so that both B2 and C1 conditions are switched. This specific configuration will be described with reference to the time chart in FIG. 3. Here, t1 to t4 in FIG. 3 represent the time points from the start of movement of the laser head 10 to the completion of movement, t2 to t3 represent the time required for setting the control parameters in the supply control device 18 and the control parameters in the laser control device 17, and t4 to t5 represent the time required for soldering.

即ち、主制御装置16は、搬入工程から処理をスタートして、投入された基板2をセット面11aにセットし(図2のA1)、その後の移動工程の開始時つまり図3のt1の時点で、基板2に対応付けられた座標データに基づき、レーザヘッド10を原位置からレーザ照射位置へ移動させる(A2,A3)。 That is, the main control device 16 starts the process with the loading step, sets the inserted board 2 on the set surface 11a (A1 in FIG. 2), and then at the start of the subsequent movement step, that is, at time t1 in FIG. 3, moves the laser head 10 from the original position to the laser irradiation position based on the coordinate data associated with the board 2 (A2, A3).

この移動工程中に、主制御装置16は、はんだ付け条件の設定工程(A5~A9、B1~B3、C1)を並行して行うべく、はんだ材料の供給に係る制御パラメータを供給制御装置18へ出力するとともに(図3のt2)、レーザ光の照射に係る制御パラメータをレーザ制御装置17へ出力する(同t2)。これにより、移動工程中から供給制御装置18において受付けた制御パラメータに切替える設定工程と、レーザ制御装置17において受付けた制御パラメータに切替える設定工程とを行うことができる。 During this movement process, the main control device 16 outputs control parameters related to the supply of solder material to the supply control device 18 (t2 in FIG. 3) and outputs control parameters related to the irradiation of laser light to the laser control device 17 (t2 in FIG. 3) in order to perform the soldering condition setting process (A5-A9, B1-B3, C1) in parallel. This allows the supply control device 18 to perform a setting process of switching to the control parameters received during the movement process, and the laser control device 17 to perform a setting process of switching to the control parameters received.

この後、供給制御装置18において設定工程を終えることに伴い条件切替完了信号を主制御装置16へ出力し、レーザ制御装置17において設定工程を終えることに伴い条件切替完了信号を主制御装置16へ出力する。 Thereafter, the supply control device 18 outputs a condition switching completion signal to the main control device 16 upon completion of the setting process, and the laser control device 17 outputs a condition switching completion signal to the main control device 16 upon completion of the setting process. Output.

ここで、主制御装置16は、供給制御装置18及びレーザ制御装置17の双方から条件切替完了信号を受付けたt3の時点で、条件切替が完了したものとして判定する。また、図3に例示するように、主制御装置16は、t3以降の時点であって且つレーザヘッド10のレーザ照射位置への移動が完了したt4の時点で、前記開始条件が成立したものとして、レーザスタートつまりはレーザ制御装置17にレーザ光の照射開始を指示するとともに、供給制御装置18に糸はんだ12の供給開始を指示して、はんだ付け工程を行わしめる。 Here, the main control device 16 determines that the condition switching is completed at time t3 when the condition switching completion signal is received from both the supply control device 18 and the laser control device 17. Further, as illustrated in FIG. 3, the main controller 16 assumes that the start condition is satisfied at the time t4, which is after t3 and when the movement of the laser head 10 to the laser irradiation position is completed. In other words, the laser control unit 17 is instructed to start laser beam irradiation, and the supply control unit 18 is instructed to start supplying the solder wire 12, thereby completing the soldering process.

この後、主制御装置16は、はんだ付け工程が完了し、レーザ制御装置17からの照射完了信号と、供給制御装置18からの供給完了信号とを受付けたt5の時点で、レーザヘッド10を原位置へ移動させるとともに、基板2をセット面11aから機外へ搬出して、この処理を終了する。 Thereafter, at time t5 when the soldering process is completed and the irradiation completion signal from the laser control device 17 and the supply completion signal from the supply control device 18 are received, the main control device 16 switches the laser head 10 to the original state. At the same time, the substrate 2 is carried out of the machine from the set surface 11a, and this process is completed.

なお、図2や図3では、1つの基板2に1箇所のはんだ付部が存する場合を例に説明したが、1つの基板2に複数箇所のはんだ付部が存する場合にも、同様のレーザはんだ付け方法で処理を行うことが可能である。具体的には例えば、1つの基板2に前記第1はんだ付部、第2はんだ付部、…第12はんだ付部が存し、個々のはんだ付部ではんだ付け条件が異なっていても、図2のA1~A10、B1~B5、C1~C3の処理或いは図3のt1~t5のタイムチャートで説明した処理を、前記順序データに従い、はんだ付部毎に実行することができる。 In addition, in FIG. 2 and FIG. 3, the case where one soldering part exists on one board 2 is explained as an example, but the same laser Processing can be performed using a soldering method. Specifically, for example, even if the first soldering section, the second soldering section, ... the twelfth soldering section exist on one board 2, and the soldering conditions are different for each soldering section, the soldering conditions shown in Fig. The processes A1 to A10, B1 to B5, and C1 to C3 in FIG. 2 or the processes explained in the time chart t1 to t5 in FIG. 3 can be executed for each soldering part according to the order data.

以上説明したように、本実施形態のレーザはんだ付け方法は、はんだ付けを行う位置へレーザヘッド10を基板2に対して相対移動させる移動工程と、当該移動工程での移動先となる個々のはんだ付部に対応するはんだ付けの条件であってレーザ光によるはんだ付けに関するはんだ付け条件を設定する設定工程と、はんだ付部に対応するはんだ付け条件が設定されている場合に、はんだ付けを開始する開始条件が成立したものとして、レーザ光を照射してはんだ付けを行うはんだ付け工程と、を備え、前記移動工程中からはんだ付け条件を設定することにより、当該移動工程と当該設定工程とを並行して行い、はんだ付けを行う位置への相対移動が完了したことを前記開始条件として含む。 As explained above, the laser soldering method of the present embodiment includes a movement process in which the laser head 10 is moved relative to the substrate 2 to a position where soldering is to be performed, and an individual solder to be moved in the movement process. A setting process for setting the soldering conditions for laser beam soldering, which are soldering conditions corresponding to the soldering part, and starting soldering when the soldering conditions corresponding to the soldering part are set. Assuming that the start conditions have been met, a soldering process is provided in which soldering is performed by irradiating a laser beam, and by setting the soldering conditions during the moving process, the moving process and the setting process are performed in parallel. The start condition includes that the relative movement to the soldering position is completed.

これによれば、設定工程で個々のはんだ付け部に対応させたはんだ付け条件を設定することができるとともに、そのはんだ付け条件の設定とレーザヘッド10の相対移動とを並行して行うことができ、はんだ付け条件の設定をレーザヘッド10の相対移動後に行うものに比して時間の短縮を図ることができる。
また、はんだ付けを行う位置へのレーザヘッド10の相対移動が完了したことを開始条件として含むため、レーザヘッド10の相対移動中にレーザ光を照射するといった不具合を生じさせることなく、好適なタイミングではんだ付けを開始することができ、総じて信頼性の高い接続を行うことができる。
This allows the setting process to set soldering conditions corresponding to each soldering portion, and the setting of the soldering conditions and the relative movement of the laser head 10 can be performed in parallel, thereby reducing the time required compared to setting the soldering conditions after the relative movement of the laser head 10.
Furthermore, since the start condition includes completion of the relative movement of the laser head 10 to the position where soldering is to be performed, soldering can be started at an appropriate timing without causing a problem such as irradiating laser light during the relative movement of the laser head 10, and an overall highly reliable connection can be made.

本設備15では、はんだ付けを行う位置へのレーザヘッド10の相対移動が完了し、且つはんだ付け条件の設定を終えた時点で、レーザ光を照射してはんだ付けを開始するように構成されている。このため、例えば図3のt1~t4の移動工程時間に対する、t2~t3の設定工程時間の長短にかかわりなく、極力時間短縮を図ることができる。 This equipment 15 is configured to irradiate the laser beam and start soldering when the relative movement of the laser head 10 to the soldering position is completed and the soldering conditions have been set. There is. Therefore, regardless of the length of the set process time from t2 to t3 with respect to the moving process time from t1 to t4 in FIG. 3, for example, the time can be shortened as much as possible.

前記はんだ付け条件は、レーザ光の照射に係る制御パラメータと、はんだ付部へのはんだ材料の供給に係る制御パラメータとを含む。このため、各制御パラメータについて移動工程中から設定可能となり、図4で説明した時間T1,T2の短縮を図ることが可能となる。 The soldering conditions include control parameters related to the irradiation of the laser light and control parameters related to the supply of the solder material to the soldering portion. Therefore, each control parameter can be set during the movement process, making it possible to shorten the times T1 and T2 described in FIG. 4.

また、一の基板2における複数のはんだ付部に対応させて複数のはんだ付け条件の設定を行うときには、係る基板2の製造工程において、大幅な時間短縮が可能となり、生産効率を高めることができる。 In addition, when multiple soldering conditions are set to correspond to multiple soldering portions on one board 2, it is possible to significantly reduce the time required for the manufacturing process of that board 2, thereby improving production efficiency.

本開示は、実施例(実施形態)に準拠して記述されたが、本開示は当該実施例や構造に限定されるものではないと理解される。本開示は、様々な変形例や均等範囲内の変形をも包含する。加えて、様々な組み合わせや形態、更には、それらに一要素のみ、それ以上、あるいはそれ以下、を含む他の組み合わせや形態をも、本開示の範疇や思想範囲に入るものである。
例えば、基板2におけるはんだ付部の個数やはんだ付け条件等は、上記した個数や制御パラメータに限らず、適宜変更して実施しうるものである。
Although the present disclosure has been described based on examples (embodiments), it is understood that the present disclosure is not limited to the examples or structures. The present disclosure also encompasses various modifications and modifications within the equivalent range. In addition, various combinations and forms, as well as other combinations and forms including only one element, more than one element, or less than one element, are also within the scope and concept of the present disclosure.
For example, the number of soldered portions on the substrate 2 and the soldering conditions are not limited to the numbers and control parameters described above, and can be changed as appropriate.

図面中、1はレーザはんだ付け装置、2は基板、3aは端子(はんだ付部)、5はランド(はんだ付部)、10はレーザヘッド、を示す。 In the drawing, 1 indicates a laser soldering device, 2 indicates a board, 3a indicates a terminal (soldering part), 5 indicates a land (soldering part), and 10 indicates a laser head.

Claims (4)

はんだ付け対象となる基板(2)のはんだ付部に対し、レーザヘッド(10)からレーザ光を照射してはんだ付けを行うレーザはんだ付け方法であって、
はんだ付けを行う位置へ前記レーザヘッドを前記基板に対して相対移動させる移動工程と、
前記移動工程での移動先となる個々の前記はんだ付部に対応するはんだ付けの条件であって前記レーザ光によるはんだ付けに関するはんだ付け条件として、当該移動先でのレーザ光の照射に係る制御パラメータと、当該はんだ付部へのはんだ材料の供給に係る制御パラメータと、の少なくとも一方を設定する設定工程と、
前記はんだ付部に対応する前記はんだ付け条件が設定されている場合に、はんだ付けを開始する開始条件が成立したものとして、前記レーザ光を照射してはんだ付けを行うはんだ付け工程と、を備え、
前記移動工程中から前記移動先のはんだ付部に対応した前記はんだ付け条件を設定することにより、当該移動工程と当該設定工程とを並行して行い、前記はんだ付けを行う位置への前記相対移動が完了したことを前記開始条件として含むレーザはんだ付け方法。
A laser soldering method for performing soldering by irradiating a soldering portion of a substrate (2) to be soldered with a laser light from a laser head (10), comprising the steps of:
a moving step of moving the laser head relative to the board to a position where soldering is performed;
a setting step of setting at least one of a control parameter related to the irradiation of the laser light at the destination and a control parameter related to the supply of the solder material to the soldering portion as a soldering condition corresponding to each of the soldering portions to be moved in the moving step, the control parameter being related to the application of the laser light at the destination and a control parameter related to the supply of the solder material to the soldering portion;
a soldering process of irradiating the laser light to perform soldering when the soldering conditions corresponding to the soldered portion are set, assuming that a start condition for starting soldering is met;
A laser soldering method in which the moving process and the setting process are performed in parallel by setting the soldering conditions corresponding to the soldering portion of the destination during the moving process, and the start condition includes completion of the relative movement to the position where the soldering is performed.
前記はんだ付けを行う位置への前記レーザヘッドの相対移動が完了し、且つ前記はんだ付け条件の設定を終えた時点で、前記レーザ光を照射してはんだ付けを開始する請求項1記載のレーザはんだ付け方法。 2. The laser soldering according to claim 1, wherein the laser beam is irradiated to start soldering when the relative movement of the laser head to the soldering position is completed and the setting of the soldering conditions is completed. How to attach. 前記はんだ付け条件は、前記レーザ光の照射に係る制御パラメータと、前記はんだ付部へのはんだ材料の供給に係る制御パラメータと、を含む請求項1又は2記載のレーザはんだ付け方法。 The laser soldering method according to claim 1 or 2, wherein the soldering conditions include control parameters related to the irradiation of the laser light and control parameters related to the supply of the solder material to the soldering portion. 一の前記基板における複数の前記はんだ付部に対応させて複数の前記はんだ付け条件の設定を行う請求項1から3の何れか一項記載のレーザはんだ付け方法。 4. The laser soldering method according to claim 1, wherein a plurality of said soldering conditions are set corresponding to a plurality of said soldering parts on one said board.
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006289464A (en) 2005-04-13 2006-10-26 Denso Corp Laser heating control method and laser heating apparatus
JP2011228635A (en) 2010-03-31 2011-11-10 Panasonic Corp Point solder nc data creation method and automatic soldering device
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Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006289464A (en) 2005-04-13 2006-10-26 Denso Corp Laser heating control method and laser heating apparatus
JP2011228635A (en) 2010-03-31 2011-11-10 Panasonic Corp Point solder nc data creation method and automatic soldering device
JP2013187411A (en) 2012-03-08 2013-09-19 Aisin Seiki Co Ltd Substrate, soldering apparatus, and soldering method
JP2014198373A (en) 2013-03-29 2014-10-23 ファナック アメリカ コーポレイション Laser brazing process or laser welding process adaptive control by robot

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