JPH09219580A - 半田供給装置および供給方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 適量の半田を供給でき、かつ狭ピッチのリー
ドの電子部品に対しても高精度の半田付けをすることが
できる半田供給装置および供給方法を提供することにあ
る。 【解決手段】 吸着治具１は、空気の吸引口２と打抜き
刃３とメッシュ部４とを有している。打抜き治具５の上
に置かれた半田シート６ａは、図(b) のように吸着治具
１を降下させることにより打抜かれ、打抜かれた半田片
６ｂは吸引口２によってメッシュ部４に保持される。続
いて、吸着治具１は、図(d) のように、プリント配線板
７上の所定の位置に移動され、所定位置に来ると図(e)
のように下降させられる。そして、吸引口２の逆方向の
空気流により半田片６ｂはメッシュ部４から解放され、
図(f) に示されているように、電極パッド８の接着剤９
上に保持される。この結果、適量の半田を電極パッド８
上に供給できるようになる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は半田供給装置およ
び供給方法に関し、特に表面実装タイプの電子部品を電
子回路基板に搭載し、半田付けをする際に、半田を供給
する必要のある所定箇所のみに必要量の半田を供給する
ことができるようにした半田供給装置および供給方法に
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、例えば電子回路部品を電子回路基
板に実装する場合に、該電子回路基板の所定箇所に予め
予備半田を設けておき、該電子回路部品を電子回路基板
上に載せて、該半田を再び加熱溶解させて、電気的接続
を行う方法が広く採用されている。該予備半田の供給方
法としては、予備半田としての半田ペーストを、電子回
路基板上の所定の箇所に、スクリーン印刷、ディスペン
ス等の方法によって設けること、または、電子回路基板
の段階で、電解メッキ及び無電解メッキ法等の化学的方
法または半田レベラー法等の物理的方法で、供給するこ
とが一般的に行われている。

【０００３】他の従来方法として、印刷不良を防止する
ために、固形状態で半田を供給する方法が提案されてい
る。例えば、特開昭６３−４５８９１号公報には、半田
転写キャリアフィルムと半田転写方法が開示され、特開
昭６３−２１１６５５号公報には、半田埋め込みレジス
トシートとそれを用いた部品の実装方法が開示されてい
る。また、特開昭６３−２５４７９２号公報には、溶剤
に可溶なホットメルト樹脂中に半田粉とフラックス粉末
とを混入して成型したシートとこれを用いて部品を実装
する方法が開示されている。

【０００４】前記特開昭６３−４５８９１号公報および
特開昭６３−２１１６５５号公報の技術は、フィルム上
に予め定められた形状で準備された半田を電子回路基板
の電極上に転写することを特徴とするものである。ま
た、特開昭６３−２５４７９２号公報の技術は、半田粉
とフラックス粉末とが混入されたホットメルト樹脂のよ
うな樹脂からなるシートを、電子回路基板の電極上に転
写し、その上に部品を載せた後、部品加圧により該シー
ト内の半田粉間の接触性（導通性）を高めること、すな
わち異方導電の原理を利用しているものである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記し
た電子回路基板の所定箇所にペースト印刷により予め予
備半田を設ける方法では、スクリーンマスクを介して印
刷を行うため、電子回路基板に塗布される予備半田量が
常に一定になるとは限らず、場合によっては、多過ぎた
り、少な過ぎたりすることが起きる。この結果、リフロ
ー（再加熱溶融）して半田付けをすると、部分的に電子
回路基板のパッド間にブリッジが生じたり、未半田が生
じたりするという不具合が発生する虞れがあるという問
題があった。また、半田付け後に部品不良などが発見さ
れてこれを交換しなければならなくなった場合には、手
作業で再半田付けをしなければならないという問題があ
った。

【０００６】また、前記３つの公開公報に開示されてい
る先行技術では、転写フィルムあるいは転写シートを製
造するための工程が複雑で、高価になるという問題があ
る。また、該転写フィルムあるいは転写シートを用いて
半田付けを行うと、これらのフィルムやシートの収縮に
より、電子回路基板に搭載する電子部品の位置精度の安
定化を計ることが困難であるという問題、またリードが
狭ピッチの電子部品では高精度の半田付けが要求される
が、この要求を満足するのが難しいという問題、あるい
は、精度誤差の発生し易い大型電子回路基板への適用が
困難であるという問題があった。

【０００７】この発明の目的は、前記した従来技術の問
題点を除去し、適量の半田を供給でき、かつ狭ピッチの
リードの電子部品に対しても高精度の半田付けをするこ
とができる半田供給装置および供給方法を提供すること
にある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】前記した目的を達成する
ために、この発明の第１の特徴は、電子回路基板の予定
の位置に半田を供給する半田供給装置において、半田シ
ートから半田片を打抜く手段と、打抜かれた半田片を保
持すると共に必要に応じて解放する手段とを備えた半田
片打抜き保持手段と、該半田片打抜き保持手段を前記電
子回路基板の予定の位置に移動させる位置合せ手段とを
具備した点に特徴がある。また、第２の特徴は、電子回
路基板の予定の位置に半田を供給する半田供給方法であ
って、半田シートから得られた半田片を、電子回路基板
上の予定の位置に移動させ、該予定の位置に搭載するよ
うにした点に特徴がある。

【０００９】この発明は、半田シートから半田片を打抜
く方式であるので、適量の半田を電子回路基板の予定の
位置に供給することができ、かつ狭ピッチのリードの電
子部品に対しても高精度の半田付けをすることができ
る。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下に、図面を参照して、本発明
を詳細に説明する。図１は本発明の半田供給装置の一実
施形態の説明図である。本実施形態の半田供給装置は、
同図(a) に示されているように、吸着治具（コレット）
１と打抜き治具５とから構成されている。吸着治具１
は、その中を空気が通る吸引口２、半田シートを打抜く
ための打抜き刃３、および吸込み時に打抜かれた半田片
を保持するメッシュ部４を具備している。一方、打抜き
治具（下型）５上には、半田シート６ａが載置される。
打抜き刃３の先端は鋭利に加工されており、該打抜き刃
３を打抜き治具５上に降下させて半田シート６ａを打抜
くことにより、打抜き精度を高めまたバリ等の発生を押
さえることができる。前記吸着治具１は半導体パッケー
ジ等の電子部品を所定位置に担持するマウンタの駆動部
に直付けできるような構造にするのが望ましい。

【００１１】次に、本実施形態の動作を、図１を参照し
て説明する。吸着治具１は、最初は図１(a) に示されて
いるように、上方に持上げられており、この状態で半田
シート６ａが打抜き治具５上に置かれる。該吸着治具１
の打抜き刃３は半田シート６ａを打抜けるような構造に
なっており、電子部品が半田付けされる電子回路基板の
パッドの形状、面積等によって決定される打抜き面の形
状および面積を有している。次に、同図(b) に示されて
いるように、吸着治具１は打抜き治具５上に下ろされ、
吸引口２から空気が吸引される。この動作により、半田
シート６ａは打抜き刃３により打ち抜かれ、かつ空気に
よって吸引され、メッシュ部４に吸着される。吸引口２
中の矢印は、空気の流れの方向を示している。

【００１２】次いで、同図(c) に示されているように、
吸着治具１は上方に持ち上げられ、同図(d) に矢示され
ているように、プリント配線板７上に運ばれる。該プリ
ント配線板７上の電極パッド８上には、仮止め用の接着
剤９が塗布されている。この仮止め用の接着剤９として
は、プリフラックス、熱硬化性樹脂のようなものを用い
ることができる。

【００１３】前記吸着治具１は図示されていない周知の
ＮＣ（数値制御）プログラム・画像認識機構により、プ
リント配線板７上の予定の電極パッド８上に担持され
る。吸着治具１が正確にプリント配線板７の電極パッド
８上に位置すると、同図(e) に示されているように、該
吸着治具１はプリント配線板７上に下ろされ、次いで吸
引口２から空気が放出される。そうすると、前記メッシ
ュ部４に吸着されていた半田片はメッシュ部４から離脱
して前記電極パッド８上の接着剤９に付着する。続い
て、同図(f) に示されているように、吸着治具１が持ち
上げられることにより、プリント配線板上への半田の提
供は終了する。半田シートから半田片を取除いた後の残
片は、リサイクルして再生することが可能であり、資源
の有効利用を図ることができる。

【００１４】図２は、本実施形態の半田供給装置におけ
る半田片の打抜きと、該半田片のプリント配線板７上へ
の移送を分りやすく説明したものであり、図１と同符号
は同一または同等物を示す。半田シート６ａは吸着治具
１によって半田片６ｂを打抜かれ、該半田片６ｂは吸着
治具１に吸着される。次いで、該吸着治具１は図示され
ていないＮＣプログラム・画像認識機構により、プリン
ト配線板７上の予定の電極パッド８上に担持される。位
置合せができたら、次に、吸着治具１は該電極パッド８
の上に下ろされ、吸着治具１の吸引口２から空気を吐き
出すことにより、半田片６ｂを電極パッド８上の接着剤
９に付着させる。以後は、上記の動作を繰り返すことに
より、前記打抜かれた半田片がプリント配線板の電極パ
ッド８上に順次搭載される。

【００１５】以上のように、この実施形態によれば、半
田シートの厚さと打抜き刃３の打抜き面積とを予め決め
ておくことにより、半田片を供給するプリント配線板の
電極パッドに適合した量の半田を供給することができる
ようになる。この結果、プリント配線板のパッド間にブ
リッジが生じたり、未半田が生じたりするという不具合
を除去することができ、また、狭ピッチのリードを有す
る電子部品にも高精度で半田片を供給することができる
ようになり、プリント配線板と電子部品との半田付けを
高精度で信頼性良く実施できるようになる。

【００１６】次に、本発明の第２の実施形態を、図３を
参照して説明する。この実施形態は、半田シートから一
列に半田片を打抜けるようにした吸着治具１０を示すも
のであり、同図(a) は該吸着治具１０の外観斜視図、同
図(b) は下面図である。図から明らかなように、吸着治
具１０はその中を空気が通る吸引口１０ａと、下面に半
田シート打抜き部１１を有している。該半田シート打抜
き部１１は打抜き刃１１ａとメッシュ部１１ｂからなる
半田片打抜きユニットが複数個一列に配列されている。

【００１７】この半田供給装置を用いると、図示されて
いない半田シートから一度に前記半田片打抜きユニット
の個数分の半田片を打抜き、これをプリント配線板の同
パターンの複数のパッド上に担持することができる。こ
の実施形態の半田供給装置は、直列一括タイプのＳＯＰ
（Small Outline Package)用パッド、ＱＦＬ(Quad Flat
Package) 用パッド、ＬＣＣ(Leadless Chip Carrier P
ackage) 用パッド、ＴＡＢ(Tape Automated Bonding)用
パッドまたはＢＧＡ(Ball Grid Array) 用パッド等への
適用が可能である。

【００１８】次に、本発明の第３の実施形態を、図４を
参照して説明する。この実施形態は、半田シートから矩
形状に配列された半田片を一度に打抜けるようにした吸
着治具１５を示すものであり、同図(a) は該吸着治具１
５の外観斜視図、同図(b) は下面図である。図から明ら
かなように、吸着治具１５はその中を空気が通る吸引口
１５ａと、下面に半田シート打抜き部１６を有してい
る。該半田シート打抜き部１６は打抜き刃１６ａとメッ
シュ部１６ｂからなる半田片打抜きユニットが複数個矩
形に配列されている。

【００１９】この半田供給装置を用いると、図示されて
いない半田シートから、一度で前記矩形に配列された半
田片打抜きユニットの個数分の半田片を打抜き、この打
抜きパターンの半田片を、プリント配線板の同パターン
の複数のパッド上に担持することができる。この実施形
態の半田供給装置は、四方向一括タイプのＱＦＰ用パッ
ド、ＬＣＣ用パッド、ＴＡＢ用パッドあるいはＢＧＡ用
パッド等への適用が考えられる。

【００２０】前記第２、第３の半田片供給装置を用いる
と、複数個の半田片を一度に打抜き、一度にプリント配
線板の複数のパッド上に担持することができるので、第
１の実施形態のように、半田片を一個ずつ打抜き、これ
をプリント配線板のパッド上に担持するものに比べて、
作業効率は大幅に向上する。なお、本発明は、前記した
一列または矩形配列の半田片の打抜きだけでなく、他の
配列の打抜きにも適用することができることは勿論であ
る。さらに、半田片を打抜く打抜き刃の輪郭の形状も、
図示されている形状に限定されず、任意の形状にするこ
とができることは明らかである。また、前記実施形態で
は、一列または矩形配列に打抜かれる半田片の形状は全
て同じ形をしていたが、これに限定されず、異なる形の
半田片が混じるようにしても良い。

【００２１】

【発明の効果】前記した説明から明らかなように、本発
明によれば、電子部品が実装される電子回路基板の電極
部に、半田シートから得られた予定の面積の半田片を供
給することができるので、該電極部に必要量の半田を供
給することができる。このため、従来の印刷方法により
半田ペーストを供給する方法に比べて、半田量のばらつ
きが大幅に低減され、電極間のブリッジや未半田による
接続不良が起きる可能性が各段に少なくなる。また、転
写フィルム等の有機媒体を利用する方法に比べて、温度
や湿度の影響を受けることが少なくなり、半田の形状、
位置精度に関して、安定した接続品質を提供することか
できる。

【００２２】また、前記電子回路基板が大型になって
も、あるいは搭載する電子部品のリードのピッチが狭く
なっても、該電子回路基板や電子部品の要求に応じた構
成に、半田片打抜き保持手段を設計することができる。
このため、該大型の電子回路基板やリードが狭ピッチの
電子部品に対しても適用することができる。また、一旦
半田付けした電子部品の交換が必要になった時には、電
子部品を基板から外した後、残った電極部上の半田を吸
取り器のようなもので除去し、半田シートから得た半田
片を該電子部品を除去した電極位置に供給するようにす
れば、手作業ではなく、本発明の半田供給装置を用いて
半田片の供給を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施形態の要部の構成とその動作
の説明図である。

【図２】 本実施形態の動作の概要を説明するための図
である。

【図３】 本発明の第２の実施形態の要部の説明図であ
る。

【図４】 本発明の第３の実施形態の要部の説明図であ
る。

【符号の説明】

１、１０、１５…吸着治具（コレット）、２、１０ａ、
１５ａ…吸引口、３…打抜き刃、４…メッシュ部、５…
打抜き治具（下型）、６ａ…半田シート、６ｂ…半田
片、７…プリント配線板、８…電極パッド、９…接着
剤、１１、１６…半田シート打抜き部（下面図）。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電子回路基板の予定の位置に半田を供給
   する半田供給装置において、 半田シートから半田片を打抜く手段と、打抜かれた半田
   片を保持すると共に必要に応じて解放する手段とを備え
   た半田片打抜き保持手段と、 該半田片打抜き保持手段を前記電子回路基板の予定の位
   置に移動させる位置合せ手段とを具備したことを特徴と
   する半田供給装置。
2. 【請求項２】 請求項１の半田供給装置において、 前記半田片を打抜く手段は、半田シートから予定の形状
   の半田片を、一列または矩形配列状に打抜くようにした
   ことを特徴とする半田供給装置。
3. 【請求項３】 請求項１の半田供給装置において、 前記半田片を保持・解放する手段は、メッシュ部を有
   し、空気の吸入、放出により、半田片の保持・解放を行
   うようにしたことを特徴とする半田供給装置。
4. 【請求項４】 電子回路基板の予定の位置に半田を供給
   する半田供給方法であって、 半田シートから得られた半田片を、電子回路基板上の予
   定の位置に移動させ、該予定の位置に搭載するようにし
   たことを特徴とする半田供給方法。