JPH037073Y2

JPH037073Y2 -

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Publication number: JPH037073Y2
Application number: JP1986084567U
Authority: JP
Priority date: 1986-06-03
Filing date: 1986-06-03
Publication date: 1991-02-21
Also published as: JPS62199264U

Description

【考案の詳細な説明】考案の技術分野本考案は、レーザを熱源とするレーザはんだ付
け装置に関し、特に糸はんだの送り速度をはんだ
付け対象の温度との関連で最適状態に制御するは
んだ送り込み装置に係る。

従来技術はんだ付け装置の熱源として、レーザビームが
利用されている。レーザはんだ付け装置では、は
んだ付け時に、レーザビームがはんだ付け点を連
続的に加熱するが、そのはんだ付け点が所定の温
度に到達したとき、はんだ付け点に糸はんだが供
給される。この糸はんだがはんだ付け点に供給さ
れると、その糸はんだの熱吸収によつて、はんだ
付け点の温度が一時的に低下する。はんだ付け点
の温度が低下したにも拘わらず、糸はんだがその
後も連続的に供給されると、熱的に良好なはんだ
付けが不可能となる。

考案の目的したがつて、本考案の目的は、レーザビームの
熱源をほぼ一定に維持しながら、糸はんだの供給
時に、はんだ付け点の温度の一時的な低下を未然
に防止し、はんだ付け点毎の熱容量や熱拡散度合
の変化にも拘わらず、熱的に良好なはんだ付けを
自動的にできるようにすることである。

考案の解決手段そこで、本考案は、糸はんだをはんだ付け点に
供給する間に、温度センサーによつてはんだ付け
点の温度を連続的に測定し、その温度変化に応じ
て糸はんだの供給速度を比例的に制御し、はんだ
付け点および溶融はんだ面の温度を熱容量や熱拡
散度合の変化に拘わらず、常に目標の温度内に収
めるようにしている。

考案の構成第１図は、レーザはんだ付け装置１とともに、
本考案のはんだ送り込み装置２を示している。

レーザはんだ付け装置１は、レーザ発振・制御
器３を備えており、光フアイバー４によつて、レ
ーザを集光照射器５まで送り込んでいる。この集
光照射器５は、レーザビーム６を適当に集光しな
がら、プリント基板７ａおよび電子部品７ｂのは
んだ付け点７に向けて照射している。

一方、上記はんだ送り込み装置２は、はんだ付
け点７の温度および溶融はんだ面の温度を測定す
るための温度センサー８、はんだ付け点７に向け
て糸はんだ９を送り込むための供給装置１０およ
びレーザ発振・制御器３および供給装置１０を総
合的に制御するために、コンピユータなどの主制
御装置１１を備えている。

そして、上記供給装置１０は、供給すべき糸は
んだ９を貯えながら、一対の送りローラ１２によ
つて糸はんだ９を挟み込みながら引き出し、ノズ
ル１３の部分に供給する。なお、ノズル１３内で
の糸はんだ９の先端位置は、位置センサー１４に
よつて検出され、主制御装置１１に制御情報とし
て送り込まれる。そして、一方の送りローラ１２
は、例えばステツピング型のモータ１５によつて
駆動される。このモータ１５の回転制御は、駆動
制御器１６によつて行われる。すなわちこの駆動
制御器１６は、主制御装置１１に対し双方向的に
接続されており、またモータ１５に連結された回
転検出器１７およびＶ−Ｆ発振器１８にも接続さ
れている。なお、前記温度センサー８は、このＶ
−Ｆ発振器１８のほか主制御装置１１にも接続さ
れている。

考案の作用上記主制御装置１１は、所定の順序のはんだ付
けプログラムを予め記憶し、それにもとづいて以
下のはんだ付け工程を順次に実行する。

まず、はんだ付けの開始時点で、レーザ発振・
制御器３を動作させ、集光照射器５によつてはん
だ付け点７に一定のエネルギーのレーザビーム６
を照射する。これによつて、はんだ付け点７の温
度Ｔは、時間ｔの経過とともに、しだいに一定の
勾配で上昇していく。

第２図は、その時間ｔと温度Ｔの変化の状況を
示している。もちろん、この温度上昇の勾配は、
はんだ付け点７の熱容量や熱拡散の度合によつて
はんだ付け対象毎に変化する。

はんだ付け点７の温度が目標の温度T₀に到達
したとき、主制御装置１１は、温度センサー８に
よつてそれを確認し、駆動制御器１６に起動指令
を与えるとともに、糸はんだ９に関して標準の供
給速度および供給量の指令をも同時に与える。そ
こで、駆動制御器１６は、まずモータ１５を糸は
んだ９の供給方向に標準の供給速度で回転させ、
一対の送りローラ１２の間で糸はんだ９を挟み込
みながらはんだ付け点７に向けて送り出す。この
ときの糸はんだ９の供給量は、モータ１５の回転
量として回転検出器１７によつて検出され、駆動
制御器１６のほか主制御装置１１にも送り込まれ
ている。

このようにして、糸はんだ９がはんだ付け点７
に送り込まれると、その糸はんだ９がはんだ付け
点７の部分で溶融状態となり、レーザビーム６の
熱を一時的に吸収するため、はんだ付け点７の温
度は、第２図のように、一時的に下降する。この
間にも、温度センサー８は、そのはんだ付け点７
および溶融状態の糸はんだ９の表面温度を検出
し、温度Ｔに比例する電圧の信号を発生し、これ
を主制御装置１１、およびＶ−Ｆ発振器１８に温
度情報として送り込んでいる。そこで、Ｖ−Ｆ発
振器１８は、その温度情報を入力として、電圧値
に比例する周波数の指令パルスＦを発生し、これ
を駆動制御器１６に送り込んでいる。この結果、
駆動制御器１６は、その指令パルスＦを分配しな
がら所定の順序で励磁し、モータ１５は駆動す
る。すなわち、その指令パルスＦの周波数は、第
３図に示すように、高い温度のときに高くなつて
おり、また低い温度のときに低くなるよう比例的
に変化している。この結果、糸はんだ９の送り速
度は、はんだ付け点７およびその位置の溶融はん
だ面の温度Ｔに比例して速くまたは遅くなる。こ
のため、レーザビーム６のエネルギーが一定にも
拘わらず、はんだ付け点７の温度Ｔは、第２図に
示すように、目標の温度範囲ΔTの中に収められ
た状態で、時間的に経過することになる。

この間に、モータ１５の回転量は、駆動制御器
１６の内部で減算されていくため、所定の送り量
になつたとき、モータ１５は、自動的に停止す
る。この時点で、主制御装置１１は、駆動制御器
１６に逆転方向の指令を与えることによつて、送
りローラ１２を逆転方向すなわち糸はんだ９の引
き戻し方向に再回転させることにより、糸はんだ
９をノズル１３の内部に引き戻す。糸はんだ９の
先端が位置センサー１４によつて検出された時点
で、主制御装置１１は、駆動制御器１６に停止の
ための指令を与え、またレーザ発振・制御器３に
発振動作停止のための指令を与える。このように
してはんだ付け点７の一連のはんだ付け工程が完
了する。

その後、主制御装置１１は、モータ１５の供給
方向の回転量から逆転方向の回転量を差し引くこ
とによつて、糸はんだ９の実際の送り量を正確に
算出し、はんだ量の過不足を判定する。

なお、はんだ付け点７の温度が目標の温度より
も極端に低下したとき、主制御装置１１は、駆動
制御器１６に停止指令を一定の時間だけ与えるこ
とによつて、糸はんだ９の供給を一時的に停止す
る。これによつて、はんだ付け点７の温度は、目
標の温度内に速やかに回復する。その時点で主制
御装置１１は、再び糸はんだ９の残りの供給を開
始することになる。

考案の効果本考案では、レーザビームのエネルギーが一定
にも拘わらず、糸はんだの供給速度がはんだ付け
点の温度および溶融はんだ面の温度によつて自動
的に制御されるから、目標の温度でも良好なはん
だ付けが自動的に行える。また、はんだ付け点お
よび溶融はんだ面の温度が糸はんだの単位時間当
たりの供給量、すなわち速度によつて制御される
から、レーザ発振器側の制御が必要とされず、レ
ーザエネルギーの複雑な制御が不要となる。

【図面の簡単な説明】

第１図はレーザはんだ付け装置および本考案の
はんだ送り込み装置のブロツク線図、第２図はは
んだ付け点の時間−温度の関係のグラフ、第３図
は指令パルスの周波数と温度との関係の説明図で
ある。１……レーザはんだ付け装置、２……はんだ送
り込み装置、３……レーザ発振・制御器、４……
光フアイバー、５……集光照射器、６……レーザ
ビーム、７……はんだ付け点、８……温度センサ
ー、９……糸はんだ、１０……供給装置、１１…
…主制御装置、１２……送りローラ、１３……ノ
ズル、１４……位置センサー、１５……モータ、
１６……駆動制御器、１７……回転検出器、１８
……Ｖ−Ｆ発振器。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】 (1) レーザビームを熱源としてはんだ付け点に集
光しながら照射し、プリント基板などに電子部
品をはんだ付けするレーザはんだ付け装置にお
いて、はんだ付け点および溶融はんだ面の温度を測
定する温度センサーと、供給すべき糸はんだを
貯え、その先端を正確にはんだ付け点に供給す
るノズルおよびはんだの停止点を検測する位置
センサーを含み、糸はんだを所定の速度で間欠
的に送り出す供給装置と、レーザビームのオン
オフ制御、上記温度センサーからの温度情報を
入力として上記供給装置に供給の速度および供
給量を指令し、糸はんだの供給終了時点で上記
位置センサーからの情報を入力として上記供給
装置の動作を停止させる主制御装置とからな
り、上記供給装置は、特徴的な構成事項として、
糸はんだを挟み込んで送り出す一対のローラ
と、このローラを駆動する速度可変型のモータ
と、このモータの回転量を検出する回転検出器
と、主制御装置からの指令に基づいて上記モー
タの回転量、回転速度を制御する駆動制御器
と、温度センサーからの温度情報を入力として
温度に比例する周波数の指令パルスを発生し、
上記駆動制御器に送るＶ−Ｆ発振器とを具備
し、上記はんだ付け点毎に熱容量や熱拡散度合の
異なる多数のはんだ付け点を目標の温度に自動
的に調整しながら供給するはんだ送り込み装
置。 (2) 上記主制御装置は、回転検出器からの送り方
向の回転量と、糸はんだの定位置への引き戻し
回転量との差から実質的なはんだの供給量を計
算する機能を持つことを特徴とする実用新案登
録請求の範囲第１項記載のはんだ送り込み装
置。 (3) 上記主制御装置は、温度センサーからの温度
情報を入力とし、指令パルスの周波数が一定の
限度以下になつたときに所定時間だけ指令パル
スの送り出しを停止し、温度センサーが所定の
温度を検出したときに指令パルスの送り出しを
再開することを特徴とする実用新案登録請求の
範囲第１項記載のはんだ送り込み装置。