JPH08316627A - リフローボンディング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 プリント配線板に線材をはんだ付けし布線す
るリフローボンディング装置に関し、プリント配線板実
装後にこの布線作業を全自動にて行う装置の提供。 【構成】 線材88をプリント配線板８にはんだ付けする
ボンディングヘッド１と、線材の供給手段と繰り出しス
トッパ24とを備える線材供給機構と、ワイヤフィードパ
イプ21と、ワイヤクランパ22と、ワイヤカッタ23と、線
材の点接着手段と、プリント配線板移動用Ｘ─Ｙテーブ
ル６とから成る装置であり、ワイヤフィードパイプとワ
イヤクランパとがボンディングヘッドの直下に移動し、
線材を掴み、その後両側に上昇してボンディングヘッド
の先端凹部11に線材を配置させ、その儘にてプリント配
線板の接続位置に降下して始点のはんだ付けを行い、次
にＸ─Ｙテーブルが布線ルートを移動、対応して線材が
繰り出され、方向転換点毎に接着固定され、終点のはん
だ付け後、ストッパを動作させ線材を露出させて切断す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、プリント配線板に線材
をはんだ付けし布線するリフローボンディング装置に関
する。

【０００２】プリント配線板に搭載した電子部品を一括
はんだ付けして固定接続した後に、設計指定や回路変更
等により線材にて布線追加を行うことは僅少であるが有
る。しかし、最近のプリント配線板においては高密度実
装され且つ接続パッドも微小化されて来ており、これに
対する線材のはんだ付けは、誤配線無く且つ過度に加熱
して部品や配線パターンを損傷させることがない確実な
はんだ付けが要求される。

【０００３】

【従来の技術】プリント配線板に電子部品を実装後に、
プリント配線板上の指定接続パッド間を線材にてはんだ
付け布線するには、線材は0.12mmφの熱昇華性絶縁材に
て被覆した絶縁銅線を用い、ボンディングヘッドはパル
ス電流にて急速加熱され、先端にてプリント配線板の接
続パッド上に載せた線材を押圧しながら加熱し、熱昇華
性絶縁材を熱昇華させ銅を露出させると共に、接続パッ
ド部分のはんだを溶融させて線材をリフローはんだ付け
する。

【０００４】一端をはんだ付け後、線材を布線ルートに
沿わせ、適宜に点接着させながら布線し、他端の接続パ
ッドに載せボンディングヘッドによりはんだ付けし、先
部を切断して完了する。

【０００５】ここで、ボンディングヘッドを有するリフ
ローボンディング装置は、スイッチとプログラム制御に
よりボンディングヘッドの動作と、接着材の点滴及び紫
外線照射による固化とを特定位置に対して機械にて行
い、プリント配線板の移動、線材の供給、配置、布線は
全て人手により行っていた。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述の
全作業を自動化するためには、 0.12mmφと微細で且つ柔らかい線材をどうやって自
動的に供給するか。

【０００７】現状では人がピンセットで線材を掴んで、
ボンディングヘッドの直下で保持しながらはんだ付け或
いは点接着し、固定後にプリント配線板を次の作業位置
まで移動させ、直下でピンセットで線材を掴みながらは
んだ付け又は接着を行っていた。 高低差のあるはんだ付け部分（部品端子が接続され
たパッドや、スルーホール、ビア、配線パターン上等、
及びプリント配線板の反りが加わる）に、同じに高品質
にはんだ付けする手法。

【０００８】スプリングの付勢力で対応するのが一般的
であり、品質的に高低差 0.5mmが限界である。 ボンディングヘッドの表面汚れによる伝熱特性の劣
化とその効果的なクリーニング手法。

【０００９】ボンディングヘッドの先端面に砥石を当て
て研磨する方法が考えられるが、構造的に複雑となり、
価格に見合った方法ではなく、一般的には先端面に金属
ブラシを擦り付ける方法が行われている。等の開発が必
要となる。

【００１０】本発明は、かかる問題点に鑑みて、プリン
ト配線板実装後に線材にて指定接続パッド間をはんだ付
け接続する全作業を自動化したリフローボンディング装
置を提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的は、図１〜図３
に示す如く、 〔１〕熱昇華性絶縁材を被覆した線材88を先端凹部11に
て押圧加熱してプリント配線板８にリフローはんだ付け
するボンディングヘッド１と、常に定張力を生み且つ繰
り出し可能な供給手段と繰り出し先部にて指令により線
材88を掴み繰り出しを停止させるストッパ24とを備える
線材供給機構と、先端から線材88を繰り出し、位置ガイ
ドするワイヤフィードパイプ21と、線材88を掴むワイヤ
クランパ22と、線材88をカットするワイヤカッタ23と、
接着材51を定量吐出するディスペンサ５と固化させる固
化手段とから成り線材88をプリント配線板８に点接着さ
せる点接着手段と、プリント配線板８を載置しその板面
を平面移動させるＸ─Ｙテーブル６と、これらの動作を
駆動制御する駆動制御部と、から成るリフローボンディ
ング装置である。

【００１２】ワイヤフィードパイプ21とワイヤクランパ
22とがボンディングヘッド１の直下に移動し、露出され
た線材88をワイヤクランパ22が掴み、その状態にて夫々
がボンディングヘッド１の両側に上昇・退避してボンデ
ィングヘッド１の先端凹部11に線材88を配置させ、その
儘の状態にてＸ─Ｙテーブル６を動作させ真下に位置さ
せたプリント配線板８上の接続位置に降下して始点のは
んだ付けを行い、ボンディングヘッド１は待機位置に上
昇しワイヤフィードパイプ21はプリント配線板８近くま
で下降すると共に、線材88のワイヤクランパ側先部をワ
イヤカッタ23にて切除する。

【００１３】次に、Ｘ─Ｙテーブル６を動作させプリン
ト配線板８を所定布線ルートに合致して移動させ、これ
に応じてワイヤフィードパイプ21から線材88が繰り出さ
れ、少なくとも方向転換点毎に点接着手段を動作させて
接着固定させる。

【００１４】はんだ付け位置に到達すると、ワイヤフィ
ードパイプ21が上昇すると共にボンディングヘッド１が
下降し、線材88を先端凹部11に位置させてはんだ付けす
る。終点にてはんだ付けした後、ストッパ24を動作させ
てから線材88をワイヤフィードパイプ側先部にてワイヤ
フィードパイプ21の先端から露出させた位置で切断し、
次の布線の開始のワイヤクランパ22による線材88の掴み
動作後にストッパ24を開放させる、本発明のリフローボ
ンディング装置により達成される。 〔２〕又、ボンディングヘッド１の押力を検出する押力
センサ31と、押力センサ31の出力を入力して所定の設定
値と比較して処理するセンサ処理回路32と、クローズル
ープ制御機能と、を備えてなるボンディングヘッド１の
上下移動機構を有する、本発明の上記リフローボンディ
ング装置によっても適えられる。 〔３〕更に、ボンディングヘッド１の押力が第一設定値
に到達してから、ボンディングヘッド１の加熱が自動的
に開始される手段を備えて成る、本発明の上記第２項の
リフローボンディング装置によっても達成される。 〔４〕更に、ボンディングヘッド１が設定温度に加熱到
達すると、第一設定値より下げた第二設定値に押力を切
替えてはんだ付けする手段を備えて成る、本発明の上記
第３項のリフローボンディング装置によっても適えられ
る。 〔５〕又、線材88をボンディングヘッド１の先端凹部11
に位置させ上昇・退避したワイヤクランパ22を、線材88
が位置したまま更に引張り移動させ、繰り出された線材
88によりボンディングヘッド１の先端凹部11の汚れ・異
物が除去又は転写されてクリーニングする手段を備えて
成る、本発明の上記第１項のリフローボンディング装置
によっても達成される。 〔６〕又、線材88をボンディングヘッド１の先端凹部11
に位置させ上昇・退避したワイヤフィードパイプ21とワ
イヤクランパ22とで、その間の線材88を所定張力を保ち
ながら前後移動を繰り返させて、ボンディングヘッド１
の先端凹部11の汚れ・異物を除去又は転写してクリーニ
ングする手段を備えて成る、本発明の上記第１項のリフ
ローボンディング装置によっても適えされる。 〔７〕又、ワイヤフィードパイプ21又はワイヤクランパ
22の先端部をボンディングヘッド１の先端凹部11に接触
且つ移動させて、表面の汚れ・異物を剥離、削除してク
リーニングする手段を備えて成る、本発明の上記第１項
のリフローボンディング装置によっても達成される。 〔８〕又、ボンディングヘッド１に振動を加えながらク
リーニングする手段を備えて成る、本発明の上記第５項
〜第７項の何れかのリフローボンディング装置によって
も適えられる。

〔９〕又、ボンディングヘッド１を所定温度に加熱しな
がらクリーニングする手段を備えて成る、本発明の上記
第５項〜第８項の何れかのリフローボンディング装置に
よっても達成される。 〔１０〕更に、ボンディング工程時には退避しており、
クリーニング工程時にボンディングヘッド１の下部位置
に出現し、ボンディングヘッド１から除去された異物を
捕獲収容する異物捕獲機構を備えて成る、本発明の上記
第５項〜第９項の何れかのリフローボンディング装置に
よっても適えられる。 〔１１〕又、異物捕獲機構はボンディングヘッド１の先
部を内部に位置させる捕獲箱72と、内部に先端凹部11へ
の圧縮空気吹き付け手段とを備えて成る、本発明の上記
第１０項のリフローボンディング装置によっても達成さ
れる。 〔１２〕更に、ボンディングヘッド１を所定温度に加熱
しながら先端凹部11に空気吹き付けを行う手段を備えて
成る、本発明の上記第１１項のリフローボンディング装
置によっても適えられる。

【００１５】

【作用】即ち、ボンディングヘッド１の窪んだ先端凹部
11に線材88を位置させることにより、線材88は直下のプ
リント配線板８のはんだ付け位置に正確に位置出しされ
る。

【００１６】更に、線材88は一端を固定（はんだ付け又
は点接着）させてからＸ─Ｙテーブル６が所定布線ルー
トに合致して直線移動するので、張力を略一定に維持さ
せるならその移動量と同量がワイヤフィードパイプ21か
ら繰り出される。

【００１７】しかも、少なくとも方向転換点では線材88
を点接着させるので、所定の布線ルートに沿って布線す
ることができる。又、ボンディングヘッド１の押力は押
力センサ31により検出され、センサ処理回路32と、クロ
ーズループ制御機能とを備えるボンディングヘッド１の
上下移動機構により任意に制御できるので、はんだ付け
部分に高低があっても同じに押力を与えることができ
る。

【００１８】更に、はんだ付け時には、ボンディングヘ
ッド１の押力が徐々に増し第一設定値に到達してから加
熱を開始させ、温度が上昇してはんだが溶けだす設定温
度に到達すると、低減した第二設定値に押力を下げては
んだ付けするので、配線パターン部分をボンディングヘ
ッド１の大押力で損傷させることは無くなり、且つ、は
んだが熔解するまでは大押力により熱伝導を高め、工程
のスピード化が図れる。

【００１９】又、ボンディングヘッド１の先端凹部11表
面の汚れ・異物の除去は、接触状態の線材88を一方向に
引張り所定長さ移動させたり、所定長さを往復移動させ
ることにより、先端凹部11の表面が擦られるので剥離・
転写されて除去できる。

【００２０】或いは、ワイヤフィードパイプ21又はワイ
ヤクランパ22の先端部をボンディングヘッド１の先端凹
部11に接触且つ移動させることによっても擦られるので
同様にクリーニングすることができる。

【００２１】この際、ボンディングヘッド１を振動させ
たり、加熱状態とすることにより、クリーニング効果を
更に高めることができる。又、異物捕獲機構はボンディ
ング工程時には退避しているので作業の邪魔にはなら
ず、必要なクリーニング工程時にボンディングヘッド１
の下部位置に出現するので、除去された異物を捕獲でき
る。

【００２２】更に、捕獲箱72の内部で圧縮空気吹き付け
手段により先端凹部11に吹き付ければ更にクリーニング
効果を高めることができると共に、除去した異物を飛散
させることなく確実に捕獲することができる。

【００２３】この際にボンディングヘッド１を加熱し
て、表面付着物を焼き焦がせば、その残留物は吹き飛び
易くなり更に効率よく除去できる。かくして、本発明に
より、プリント配線板実装後に線材にて指定接続パッド
間をはんだ付け接続する全作業を自動化したリフローボ
ンディング装置を提供することが可能となる。

【００２４】

【実施例】以下図面に示す実施例によって本発明を具体
的に説明する。全図を通し同一符号は同一対象物を示
す。図１は本発明の一実施例（その１）を示し、(a) は
要部構成図、(b) は布線例の平面図、(c) 〜(j) は装置
の布線動作ステップ〜を示し、図２は本発明の一実
施例（その２）を示し、(a) はボンディングヘッドの駆
動制御機構図、(b) はボンディングヘッドの駆動制御フ
ローを示し、図３は本発明の一実施例（その３）を示
し、(a) 〜(c) はボンディングヘッドの各種クリーニン
グ法、(d) は異物捕獲器の斜視図を示す。

【００２５】本実施例は、図１の(a) にその要部構成を
示す如くである。プリント配線板８は同一平面上を直交
するＸ、Ｙ方向に移動と、任意角度に回転も自在にＸ─
Ｙテーブル６に載置され、その動きはデータにより数値
制御される。

【００２６】布線に使用する線材88は、前述従来例と同
じの熱昇華性絶縁材を被覆した銅線で外径0.12mmφであ
り、更に、細線化への適用も考慮している。この線材88
の供給手段は、ブレーキ付きボビン87に巻かれた線材88
と、ばねにて軸支部を引張り付勢させた引張りローラ86
とその前後に配置する繰り出し用のローラ85にて２段構
成する定張力発生部と、繰り出し先部に設け指令により
動作し繰り出しをストップさせるストッパ24とから成
る。

【００２７】ワイヤフィードパイプ21は、上記の供給手
段の先部に設け、線材88の繰り出し位置を移動自在に位
置させる為のもので線材88を通し上下動と少しの前後動
を行う。

【００２８】ワイヤクランパ22は、指令により動作する
ピンセットで線材88を挟み掴むもので、ボンディングヘ
ッド１の反対側にワイヤフィードパイプ21と対向して配
設され、主に上下動で少しの前後動も行う。

【００２９】ワイヤカッタ23は、ボンディングヘッド１
の両面に沿って上下動する先端刃で、２個を備える。ボ
ンディングヘッド１はＵ字形の銅板を成形し湾出折り返
し形状部を先端部とし板厚方向に線材88の外径よりやや
大径で深さは直径より小さい先端凹部11が形成され、高
速度加熱と微細な温度制御を行う為にパルス幅制御によ
る高周波パルス電流により加熱させ、温度センサ12を先
端部に備え温度測定しており、任意温度に継続加熱が可
能にしてあり、上下動のみ行う。

【００３０】線材88の点接着手段は、指令により接着材
51を点接着させる任意に設定可能な微小定量を吐出する
注射器状のディスペンサ５と、固化させる固化手段とか
ら成り、この接着材51に紫外線硬化樹脂の接着材を用
い、従って、固化手段は紫外線をスポット照射するＵＶ
照射器55を使用し、動作時にはボンディングヘッド１の
先端凹部11の真下のプリント配線板８の位置、即ち、は
んだ付け位置と同一位置に、ディスペンサ５が近ずき接
着材51を吐出すると元の位置に退避し、同時に焦点を合
わせてあるＵＶ照射器55が照射して硬化させて、線材88
を固定させる。

【００３１】図１の(b) は布線例を示し、プリント配線
板８に実装された部品81の端子部Ａ１とＡ２とを布線ル
ートＢ１〜Ｂ５位置経由にて線材88をはんだ付けするこ
とを示す。

【００３２】上記例に示す布線を行う場合について、順
を追って図１の(c) 〜(j) に示す如く動作を説明する。
先ず、図(c) のステップ〔線材掴み〕で、上端の待機
位置のボンディングヘッド１の直下に、ワイヤフィード
パイプ21とワイヤクランパ22とが移動し、向き合い、先
部に露出された線材88をワイヤクランパ22が掴む。

【００３３】次に、図(d) のステップ〔線材位置決
め〕で、ワイヤクランパ22が後退退避してから定位置ま
で上昇し、と同時にワイヤフィードパイプ21も後退退避
してから定位置まで上昇して、線材88をボンディングヘ
ッド１の先端凹部11に収める。先端凹部11中心の垂下点
がはんだ付け位置としているので、これで位置決めがさ
れる。

【００３４】次に、図(e) のステップ〔始点はんだ付
け〕で、上記ステップ〔線材位置決め〕の状態の儘ボ
ンディングヘッド１とワイヤフィードパイプ21とワイヤ
クランパ22とを下降させ、ボンディングヘッド１をプリ
ント配線板８の接続点Ａ１に当接させてから、加熱して
はんだ付けする。

【００３５】次に、図(f) のステップ〔線材切断〕
で、はんだ付け後にボンディングヘッド１は上端まで上
昇すると共に、ワイヤクランパ側のワイヤカッタ23が降
下して線材88を切断し、再び定位置まで上昇すると同時
に、ワイヤフィードパイプ21がプリント配線板８上まで
降下する。これまでが始点のはんだ付けである。

【００３６】次に、図(g) のステップ〔布線始め〕
で、Ｘ─Ｙテーブル６をＹ軸−方向（図示矢印方向）に
距離Ｌ1 移動させてから、ディスペンサ５とＵＶ照射器
55とを動作させてＢ１位置に線材88を点接着する。

【００３７】次に、図示省略するが〔布線〕があり、前
記図(g) で固定後に、Ｘ─Ｙテーブル６にてプリント配
線板８を反時計回りに90°回転させてから、Ｙ軸−方向
に距離Ｌ2 移動させてから、同様に点接着手段によりＢ
２位置に線材88を点接着し、更に、反時計回りに90°回
転させてからＹ軸−方向に距離Ｌ3 移動させて、同様に
Ｂ３位置に線材88を点接着し、更に、Ｙ軸−方向に距離
Ｌ4 移動させて、同様にＢ４位置に線材88を点接着し、
更に、反時計回りに90°回転させてからＹ軸−方向に距
離Ｌ5 移動させて、同様にＢ５位置に線材88を点接着す
る。

【００３８】次に、図(h) のステップ〔布線終り〕
で、Ｂ５位置に点接着した後、反時計回りに90°回転さ
せてからＹ軸−方向に距離Ｌ6 移動させ、同時にワイヤ
フィードパイプ21を少し上昇させて布線の終了となる。

【００３９】次に、図(i) のステップ〔終点はんだ付
け〕で、ワイヤフィードパイプ21を上端位置まで上昇さ
せる同時に、ボンディングヘッド１を降下させ接続点Ａ
２上に当接させる。この際、途中にて繰り出された線材
88は先端に押し当たり自動的に先端凹部11に収まる。そ
の後加熱して終点のはんだ付けをする。

【００４０】最後に、図(j) のステップ〔線材切断〕
で、はんだ付け後に先ずストッパ24を動作させて線材88
の供給をストップさせてから、ボンディングヘッド１は
上端まで上昇すると共に、ワイヤフィードパイプ側のワ
イヤカッタ23が降下してワイヤフィードパイプ21の先端
から線材88を露出させた状態に切断し、再び定位置まで
上昇して、一連の布線は終了する。

【００４１】更に、本実施例のボンディングヘッド１
は、図２に示すような駆動制御を行っている。即ち、図
２の(a) に示すように、ボンディングヘッド１は２段階
のガイド・規制構造により上下動を行っている。

【００４２】第１のガイド・規制構造は、ボンディング
ヘッド１の元部15を保持し０〜最大300gの押力を発生さ
せる部分であり、元部15は両側上下方向に凸レール13と
背面に支持凸部14とが設けられ、この元部15を滑動自在
に保持する保持箱３から成り、保持箱３は、正面部にて
元部15の凸レール13を嵌合させ、内部にて支持凸部14を
上下から引張りばね33,34 にて吊設し、その上面に保持
箱３に固定した押力センサ31を接触させている。更に、
両側面には上下方向に凸レール35が設けてある。尚、保
持箱３の上面から、上側の引張ばね33の強さをねじにて
微細調整して元部15を略下端位置に静止させ、更に、別
のねじにて押力センサ31を押力０ｇにて接触するように
微細調整する。従って、ボンディングヘッド１の先端が
はんだ付け位置に当接し、押力が加えられると、押力に
比例してボンディングヘッド１、即ち、元部15が引張ば
ね33,34 の弾性に抗して上方に滑動し、それに伴い押力
センサ31の接触位置が上昇して押力を計測し、最大300g
まで応答可としてある。

【００４３】第２のガイド・規制構造は、ボンディング
ヘッド１を上端位置と下端のはんだ付け位置とに位置さ
せる構造であり、凸レール35を嵌合させ保持箱３を上端
から下端の位置まで滑動させ、上下の各端部に停止用の
接触スイッチ37を設けたレール部36から成り、この保持
箱３を上下に駆動させる上下駆動部は、両方向回転可能
なモータ４により駆動される真っ直ぐなレール部36の上
下端部間よりやや長いボールねじ41と、これに螺合し移
動する可動片42とから成り、可動片42の端部の凸部と対
向して設けたばね材との間に保持箱３の上下外形を隙間
なく掴む構造としてある。従って、モータ４を回せば、
ボールねじ41が回転して、螺合した可動片42は上方又は
下方の何れかに移動し、端部で掴んだ保持箱３を同時に
同量移動させる。

【００４４】尚、このボンディングヘッド１の上下移動
機構は、図示のように、ボンディングヘッド１の押力を
検出する押力センサ31と、センサ処理回路32と、モータ
制御回路45と、モータ駆動回路44と、モータ４と、移動
機構と、ボンディングヘッド１とでクローズループ制御
機能を構成させている。

【００４５】又、ボンディングヘッド１の先部には温度
センサ12が固定され、温度を検出し温度センサ処理回路
18にて設定値と比較して加熱制御回路17にデータを送
り、これにより加熱電源を制御して加熱させる加熱のク
ローズループ制御機能も構成してある。

【００４６】はんだ付け時には、図２の(b) に示すよう
なシーケンスを用いて動作させる。即ち、モータ制御回
路45にてはんだ付け指令を受けると、降下指示をモータ
駆動回路44に行い、プログラムに従って駆動回路が動作
し、モータ４が下降向きにボールねじ41を回転させ、可
動片42を降下させ、同時に保持箱３、これに嵌合した元
部14、ボンディングヘッド１が下降し、先端がプリント
配線板に近づくと降下速度が落とされ、当接すると押力
センサ31にて押力が出力される。

【００４７】この押力が増加して行き、適正荷重値（例
では第１設定値250g）に到達すると、センサ処理回路32
からボンディングヘッド１を加熱する指令を加熱制御回
路17に発し、ボンディングヘッド１の加熱が開始され、
先端部の温度センサ12にて温度検出し設定温度（例では
300℃）に到達すると温度センサ処理回路18から荷重切
替え指令をセンサ処理回路32に発し、はんだが溶融しだ
すと押力切替（例では第１設定値250gから第２設定値50
g まで下げる）が行われ、低押力にてはんだ付けを行
う。このはんだ付け工程により、プリント配線のパター
ンを損傷させることなく、且つ工程のスピード化が図れ
る。

【００４８】勿論、上記の各設定値は、はんだ付け対象
物に合わせて最適値に可変設定可である。又、ボンディ
ングヘッド１の自動クリーニングについては、図３に示
す如くである。

【００４９】基本的にはボンディングヘッド１の先端凹
部11に線材88を位置させ、線材88を接触移動させて表面
付着の汚れや異物を除去又は転写させる方法で、図３
(a) 図示のワイヤクランパ22にて一方向に引張り繰り出
す法と、図３(b) 図示のワイヤクランパ22にて引張り所
定長繰り出してから元のストッパ24を動作させた状態に
てワイヤフィードパイプ21とワイヤクランパ22とを交互
に引張り、その間の線材88を先端凹部11に接触させなが
ら往復移動させる方法とがある。

【００５０】又、図３(c) 図示の如く、線材88を用いず
に直接にワイヤフィードパイプ21又はワイヤクランパ22
の先端を先端凹部11に接触させ、その儘往復移動させて
クリーニングする方法もある。

【００５１】清掃面の掻き強さは(c) が最大で(a) が最
小であり、線材88の細径化に対して(a)(b)は難しくな
り、(c) が卓越している。更に、ボンディングヘッド１
に超音波振動を加えながら上記のクリーニングをするこ
とにより、(a)(b)の方法であっても効果を高めることが
出来た。

【００５２】又、ボンディングヘッド１を所定温度に加
熱させながら(a) 〜(c) のクリーニングを行うことによ
り、効果を数段向上させることができ、更に超音波振動
を加えれば、申し分ない効果が得られた。

【００５３】かようなクリーニングにより除去された汚
物・異物は、その儘にせず捕獲して廃棄することが肝要
であり、この為に、図３(a) に図示のように、受皿状の
異物捕獲器71を備え、ボンディング工程時には退避して
おり、クリーニング工程時にボンディングヘッド１の下
部位置に出現するように移動機構を付加してある。

【００５４】又、図３(d) に示すように、積極的な異物
捕獲器72も試作してみた。これは、捕獲用の受皿機能の
他に、圧縮空気をノズル73から噴出させて先端に付着し
た異物を吹き飛ばす機能をも備えたもので、周側面を有
する底板74と、２分割されエアシリンダ機構にて観音開
きに開閉する蓋部75と、図示省略の移動機構とから成
り、底板74には中央部に上向きにノズル73を取付け、両
側面にはフィルタ付き排気孔76が設けてあり、更に、蓋
部75の開閉機構が設けてあり、蓋部75には閉じた際にボ
ンディングヘッド１の先部を隙間無く挟む為に耐熱性の
フッ素ゴムで縁取りしてある。

【００５５】この異物捕獲器72は、前述のクリーニング
を行う時にはボンディングヘッド１の真下に位置し、蓋
部75を開き状態にして捕獲し、クリーニングが終了する
と上昇し、蓋部75を閉じてボンディングヘッド１の先部
を内部に挟み込んでから、圧縮空気をノズル73から噴出
して清掃する。この際、ボンディングヘッド１を加熱し
て清掃すると極めて効果的であり、加熱とエア噴出を交
互に数回繰り返して行うと良い。

【００５６】上記実施例は一例を示し、具体的な機構、
各部の構造、形状、材料、寸法は上記のものに限定する
ものではない。

【００５７】

【発明の効果】以上の如く、本発明のリフローボンディ
ング装置により、 プリント配線板実装後に線材にて指定接続位置間を
布線接続する全作業の自動化が実現。 はんだ付け時にボンディングヘッドの押力の管理を
行い、接続位置のプリント配線パターンを損傷させない
安全な自動はんだ付けの実現。 更に、線材やプリント配線パターンの縮小化にも対
応可能である。 ボンディングヘッドの新クリーニング法の実現と、
その回数は、任意に設定でき、はんだ付けの度毎にもク
リーニング可能である。 等の大なる効果が得られ、生産性の向上に大きく寄与す
ることができた。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施例（その１） (a) 要部構成図 (b) 布線例の平面図 (c) 〜(j) 装置の布線動作ステップ〜

【図２】 本発明の一実施例（その２） (a) ボンディングヘッドの駆動制御機構図 (b) ボンディングヘッドの駆動制御フロー

【図３】 本発明の一実施例（その３） (a) 〜(c) ボンディングヘッドの各種クリーニング法 (d) 異物捕獲器の斜視図

【符号の説明】

１ ボンディングヘッド ３ 保持箱
４ モータ ５ ディスペンサ ６ Ｘ─Ｙテーブル
８ プリント配線板 11 先端凹部 12 温度センサ
13,35 凸レール 14 支持凸部 15 元部
16 加熱電源 17 加熱制御回路 18 温度センサ処理回路 21 ワイヤフィードパイプ 22 ワイヤクランパ
23 ワイヤカッタ 24 ストッパ 31 押力センサ
32 センサ処理回路 33,34 引張ばね 36 レール部
37 接触スイッチ 41 ボールねじ 42 可動片
44 モータ駆動回路 45 モータ制御回路 51 接着材
55 ＵＶ照射器 71,72 異物捕獲器 73 ノズル
74 底板 75 蓋部 76 排気孔
81 部品 85 ローラ 86 引張ローラ
87 ボビン 88 線材

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 熱昇華性絶縁材を被覆した線材を先端凹
   部にて押圧加熱してプリント配線板にリフローはんだ付
   けするボンディングヘッドと、 常に定張力を生み且つ繰り出し可能な供給手段と、繰り
   出し先部にて指令により該線材を掴み繰り出しを停止さ
   せるストッパとを備える線材供給機構と、 先端から該線材を繰り出し、位置ガイドするワイヤフィ
   ードパイプと、 該線材を掴むワイヤクランパと、 該線材をカットするワイヤカッタと、 接着材を定量吐出するディスペンサと固化させる固化手
   段とから成り該線材をプリント配線板に点接着させる点
   接着手段と、 プリント配線板を載置しその板面を平面移動させるＸ─
   Ｙテーブルと、 これらの動作を駆動制御する駆動制御部と、から成るリ
   フローボンディング装置であって、 ワイヤフィードパイプとワイヤクランパとがボンディン
   グヘッドの直下に移動し、露出された線材をワイヤクラ
   ンパが掴み、その状態にて夫々がボンディングヘッドの
   両側に上昇・退避してボンディングヘッドの先端凹部に
   線材を配置させ、 その儘の状態にてＸ─Ｙテーブルを動作させ真下に位置
   させたプリント配線板上の接続位置に降下して始点のは
   んだ付けを行い、ボンディングヘッドは待機位置に上昇
   しワイヤフィードパイプはプリント配線板近くまで下降
   すると共に、線材のワイヤクランパ側先部をワイヤカッ
   タにて切除し、 次に、Ｘ─Ｙテーブルを動作させプリント配線板を所定
   布線ルートに合致して移動させ、これに応じてワイヤフ
   ィードパイプから線材が繰り出され、少なくとも方向転
   換点毎に点接着手段を動作させて接着固定し、 はんだ付け位置に到達すると、ワイヤフィードパイプが
   上昇すると共にボンディングヘッドが下降し、線材を先
   端凹部に位置させてはんだ付けし、 終点にてはんだ付けした後、該ストッパを動作させてか
   ら線材をワイヤフィードパイプ側先部にてワイヤフィー
   ドパイプの先端から露出させた位置で切断し、次の布線
   の開始のワイヤクランパによる線材の掴み動作後にスト
   ッパを開放させることを特徴とするリフローボンディン
   グ装置。
2. 【請求項２】 ボンディングヘッドの押力を検出する押
   力センサと、 該押力センサの出力を入力して所定の設定値と比較して
   処理するセンサ処理回路と、 クローズループ制御機能と、を備えて成るボンディング
   ヘッドの上下移動機構を有することを特徴とする請求項
   １記載のリフローボンディング装置。
3. 【請求項３】 ボンディングヘッドの押力が第一設定値
   に到達してから、該ボンディングヘッドの加熱が自動的
   に開始される手段を備えて成ることを特徴とする請求項
   ２記載のリフローボンディング装置。
4. 【請求項４】 ボンディングヘッドが設定温度に加熱到
   達すると、第一設定値より下げた第二設定値に押力を切
   替えてはんだ付けする手段を備えて成ることを特徴とす
   る請求項３記載のリフローボンディング装置。
5. 【請求項５】 線材をボンディングヘッドの先端凹部に
   位置させ上昇・退避したワイヤクランパを、線材が接触
   したまま更に引張り移動させ、繰り出された線材により
   ボンディングヘッドの先端凹部の汚れ・異物が除去又は
   転写されてクリーニングする手段を備えて成ることを特
   徴とする請求項１記載のリフローボンディング装置。
6. 【請求項６】 線材をボンディングヘッドの先端凹部に
   位置させ上昇・退避したワイヤクランパとワイヤフィー
   ドパイプとで、その間の線材を所定の張力を保ちながら
   前後移動を繰り返させて、ボンディングヘッドの先端凹
   部の汚れ・異物を除去又は転写してクリーニングする手
   段を備えて成ることを特徴とする請求項１記載のリフロ
   ーボンディング装置。
7. 【請求項７】 ワイヤフィードパイプ又はワイヤクラン
   パの先端部をボンディングヘッドの先端凹部に接触且つ
   移動させて、表面の汚れ・異物を剥離、削除してクリー
   ニングする手段を備えて成ることを特徴とする請求項１
   記載のリフローボンディング装置。
8. 【請求項８】 ボンディングヘッドに振動を加えながら
   クリーニングする手段を備えて成ることを特徴とする請
   求項５乃至請求項７記載の何れかのリフローボンディン
   グ装置。
9. 【請求項９】 ボンディングヘッドを所定温度に加熱し
   ながらクリーニングする手段を備えて成ることを特徴と
   する請求項５乃至請求項８記載の何れかのリフローボン
   ディング装置。
10. 【請求項１０】 ボンディング工程時には退避してお
    り、クリーニング工程時にボンディングヘッドの下部位
    置に出現し、ボンディングヘッドから除去された異物を
    捕獲収容する異物捕獲機構を備えて成ることを特徴とす
    る請求項５乃至請求項９記載の何れかのリフローボンデ
    ィング装置。
11. 【請求項１１】 異物捕獲機構はボンディングヘッドの
    先部を内部に位置させる捕獲箱と、内部に先端凹部への
    圧縮空気吹き付け手段とを備えて成ることを特徴とする
    請求項１０記載のリフローボンディング装置。
12. 【請求項１２】 ボンディングヘッドを所定温度に加熱
    しながら先端凹部に空気吹き付けを行う手段を備えて成
    ることを特徴とする請求項１１記載のリフローボンディ
    ング装置。