(57)【要約】【課題】小型の表面実装部品のような電子部品であっても電子部品に損傷を与えずに電極部の半田を容易に除去することができる電子部品の半田除去装置を得る。【解決手段】ソルダウイック２を張架する張架手段１と、この張架手段によって張架された上記ソルダウイックの所定部を加熱する加熱手段３と、電極６ａに除去すべき半田が付着した電子部品６を上記ソルダウイックの加熱部に移送する移送手段７とを備え、上記電子部品の電極と上記ソルダウイックの加熱部を当接させて上記半田を除去するように構成した。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
半田除去用可撓性部材を張架する張架手段と、この張架手段によって張架された上記半田除去用可撓性部材の所定部を加熱する加熱手段と、電極に除去すべき半田が付着した電子部品を上記半田除去用可撓性部材の加熱部に移送する移送手段とを備え、上記電子部品の電極と上記半田除去用可撓性部材の加熱部を当接させて上記半田を除去するようにしたことを特徴とする電子部品の半田除去装置。
【請求項２】
上記加熱手段は、上記張架された半田除去用可撓性部材の互いに離間された第１部分及び第２部分に当接するように先端部が二股に分かれて形成されたヒータヘッドと、このヒータヘッドを上記張架された半田除去用可撓性部材に対して押し付け、または退避させるように進退させる押付機構を用いてなることを特徴とする請求項１に記載の電子部品の半田除去装置。
【請求項３】
上記張架手段は、上記半田除去用可撓性部材が巻かれた供給リールと、この供給リールから繰り出された半田除去用可撓性部材を巻き取る巻取りリールを用いてなることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の電子部品の半田除去装置。
【請求項４】
金めっきが施された電極を有する電子部品を浸漬する溶融半田槽を備え、上記移送手段は、該電子部品を該溶融半田槽に浸漬した後、上記加熱部に移送し得るように構成されていることを特徴とする請求項１から請求項３の何れかに記載の電子部品の半田除去装置。
【請求項５】
上記移送手段は、上記電子部品を保持する保持手段と、この保持手段に上記溶融半田槽に貯留された溶融半田の表面部の温度を検知し得る温度センサとを備えてなり、該温度センサによって検出された信号によって上記電子部品を上記溶融半田槽に浸漬するときの浸漬深さの位置決めを行うようにしてなることを特徴とする請求項４に記載の電子部品の半田除去装置。
【請求項６】
上記半田除去用可撓性部材の上記加熱部を撮像して撮像信号を出力する撮像手段を備え、上記電極からの半田の除去状態を撮像情報に基づいて検知するようにしたことを特徴とする請求項１から請求項５の何れかに記載の電子部品の半田除去装置。
【請求項７】
上記移送手段は、上記保持手段を直交するＸ軸とＹ軸の２次元方向に移動させるものであることを特徴とする請求項１から請求項６の何れかに記載の電子部品の半田除去装置。
【請求項８】
複数の上記電子部品を載置する可動式部品パレットと、この可動式部品パレットを上記Ｘ軸及びＹ軸に直交するＺ軸方向に移動する駆動機構を備えたことを特徴とする請求項７に記載の電子部品の半田除去装置。
【請求項９】
上記電子部品の移送経路に溶融した半田の温度を保持する加熱装置を備えたことを特徴とする請求項１から請求項８の何れかに記載の電子部品の半田除去装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電子部品を溶融半田槽に浸漬して電極の金めっき層を除去した後、電極に残った余剰半田を除去する場合などに好ましく用いることができる電子部品の半田除去装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子部品の金めっきが施された電極に半田付けを行う場合、金めっき層の金と半田に含まれる錫との間に発生する金属間化合物により半田付けの強度が低下するので、電子部品の金めっきが施された電極部分を溶融半田槽に浸漬して溶融半田内に金を拡散させることにより金めっき層を除去することが行われている（例えば特許文献１参照）。また、これに付随する半田の除去技術として、半田除去用可撓性部材としてのソルダウイックの上に平面状の加熱面を有するヒータを当ててソルダウイック全面を同時に加熱しつつ加圧することにより、基板パッド上の残留半田を溶融し、ソルダウイックに吸引するようにしたものがある（例えば特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平４−２８７９５７号公報（第１頁、図２）
【特許文献２】特開平９−５７４３４号公報（第１頁、図１、図２）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特許文献１のような従来技術においては、溶融半田への浸漬工程においてＬＳＩのリードの所定長まで浸漬することができるが、例えば電子部品がＬＣＣ３（リードレスチップキャリア３ピン）パッケージのような小型の表面実装部品では、溶融半田槽から引き出す際に電極部に余剰な半田が残ってしまうという課題があった。また、上記特許文献２のような従来技術においては、対象が小型の表面実装部品のような電子部品の場合、加圧によって電子部品が壊れる恐れがあるという課題があった。
【０００５】
本発明は、上記のような従来技術の実情に鑑みてなされたものであり、小型の表面実装部品のような電子部品であっても電子部品に損傷を与えずに電極部の半田を容易に除去することができる電子部品の半田除去装置を得ることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る電子部品の半田除去装置は、半田除去用可撓性部材を張架する張架手段と、この張架手段によって張架された上記半田除去用可撓性部材の所定部を加熱する加熱手段と、電極に除去すべき半田が付着した電子部品を上記半田除去用可撓性部材の加熱部に移送する移送手段とを備え、上記電子部品の電極と上記半田除去用可撓性部材の加熱部を当接させて上記半田を除去するようにしたものである。
【発明の効果】
【０００７】
本発明においては、半田除去用可撓性部材に電子部品を押し付ける位置は、加熱手段によって加熱された半田除去用可撓性部材の張架された部分であるため、電子部品は張架された半田除去用可撓性部材による緩衝作用によって押し付け力が緩和され、電子部品に損傷を与えることなく半田を容易に除去することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施の形態１による電子部品の半田除去装置を模式的に示す要部構成図。
【図２】図１に示された電子部品の外観形状を例示する斜視図であり、（ａ）は第１の方向から見た斜視図、（ｂ）は図１（ａ）とは異なる第２の方向から見た斜視図。
【図３】本発明の実施の形態２による半田除去装置の溶融半田槽部分を模式的に示す構成図。
【図４】本発明の実施の形態３による半田除去装置の要部を模式的に示す構成図。
【図５】本発明の実施の形態４による半田除去装置の要部を模式的に示す斜視図。
【図６】本発明の実施の形態５による半田除去装置の要部を模式的に示す構成図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
実施の形態１．
図１は本発明の実施の形態１による電子部品の半田除去装置を模式的に示す要部構成図、図２は図１に示された電子部品の外観形状を例示する斜視図であり、（ａ）は第１の方向から見た斜視図、（ｂ）は図１（ａ）とは異なる第２の方向から見た斜視図である。なお、この実施の形態１は金めっき除去装置が組み込まれた例を示し、また、理解を容易にするために電子部品のサイズを他の構成部材よりも大きめに摸式的に表している。また、各図、及び各実施の形態を通じて同一符号は同一または相当部分を示している。
【００１０】
図において、半田除去装置は、供給リール１ａ及び巻取りリール１ｂを用いてなる張架手段１と、供給リール１ａに巻かれ、巻取りリール１ｂとの間で適度なテンションに調節されて張架された半田除去用可撓性部材としてのテープ状のソルダウイック２と、ソルダウイック２の下側に配設されソルダウイック２の張架された略中央部の加熱部Ｃを加熱する加熱手段３と、保持手段５によって保持され電極６ａに除去すべき半田（図示省略）が付着した電子部品６をソルダウイック２の加熱部Ｃに移送する移送手段７を備えている。加熱手段３は、上端部が２股に分かれたような略“］”字状のヒータヘッド３１と、ヒータヘッド３１を上下に移動させ上端部をソルダウイック２に押し付けるための昇降手段（押付機構）３２と、ヒータヘッド３１の温度を制御するヒータコントローラ３３からなっている。
【００１１】
そして、図示の例では巻取りリール１ｂの側方部に、電極６ａの金めっきを除去するための溶融半田槽８が設けられている。なお、溶融半田槽８は、従来の技術による金めっき除去装置と同様のものを特別な制限なく用いることができる。また、上記電子部品６は一例を図２に示すように小型面実装部品からなり、パッケージサイズは、例えば３．１ｍｍ×２．５ｍｍ程度と、非常に小さく、因みに手作業で電極６ａの金めっき除去作業を実施することは困難であって、品質も安定しないものである。
【００１２】
上記保持手段５は、電子部品６を吸着する部品吸着ヘッド５ａと、吸引ポンプ５ｂと、部品吸着ヘッド５ａ及び吸引ポンプ５ｂを接続する可撓性の吸引パイプ５ｃと、電子部品６のロード、アンロードを切換える手段（図示省略）などからなる。上記移送手段７は、ここでは搬送対象物を２次元方向に自在に移動可能なものであって、上記保持手段５と、この保持手段５をＸ軸（ここでは水平）方向に移動させるＸ軸可動レール７ａと、Ｘ軸可動レール７ａをＸ軸に直交するＹ軸（鉛直）方向に移動させるＹ軸可動レール７ｂと、図示省略している駆動装置から構成されている。
【００１３】
ヒータヘッド３１は、中央に位置する基部３１ａが上記昇降手段３２の上端に係止され、該基部３１ａから二股に分かれて伸びるように形成された一方の先端部３１ｂがソルダウイック２の第１部分Ａの背面側に当接し、他方の先端部３１ｃがソルダウイック２の第２部分Ｂの背面側に当接するように形成され、内部に図示省略している例えばニクロム線などの発熱体が設けられている。なお、先端部３１ｂ、３１ｃの内側の間隔は電子部品６の寸法よりも大きくなるように形成されている。また、昇降手段３２はヒータコントローラ３３の筐体部分に設けられており、図示省略している駆動源によりヒータヘッド３１を矢印Ｄで示すように図の上下方向に進退させるように構成されている。なお、加熱部Ｃはこの例では第１部分Ａ及び第２部分Ｂからの固体熱伝導によって所定温度に加熱される。
【００１４】
なお、上記張架手段１によってソルダウイック２に与えるテンションは特に厳密なものでなくても良く、例えば加熱部Ｃに電子部品６を押し当てるときの力が、余剰半田をソルダウイック２に吸引させるのに十分な値を超えたときに、その力に応じて押し当てた方向に張架されたソルダウイック２が変位する程度とすることは望ましい。例えば、供給リール１ａ及び巻取りリール１ｂの回転を摩擦力で規制する慣用手段などで容易に実現することができる。上記の他、溶融半田槽８の近傍における移送手段７のアクセス可能部分には、電極に金めっきされた多数の電子部品６が載置された部品パレット９が配設されている。また、制御用ＰＣ１０が設けられ、上記保持手段５、移送手段７、張架手段１、ヒータコントローラ３３、及び昇降手段３２を制御して、以下具体的に説明する一連の動作を自動的に実施することができるように構成されている。
【００１５】
次に、上記のように構成された実施の形態１の動作について説明する。制御用ＰＣ１０は、溶融半田槽８及びヒータヘッド３１の温度を予め設定された所定の温度に保持する一方、張架手段１を制御してソルダウイック２の新しいソルダウイック面が加熱部Ｃに位置するように供給リール１ａから引出してソルダウイック２が適度なテンションで張られた状態にした後、昇降手段３２によりヒータヘッド３１を上昇させて図１に示すように下から押し上げ、ソルダウイック２の第１部分Ａ及び第２部分Ｂを介して加熱部Ｃを所定温度に加熱する。
【００１６】
次に、移送手段７を制御して部品パレット９から１つの電子部品６を部品吸着ヘッド５ａに吸着させ、その電子部品６を溶融半田槽８の上部に移送した後、溶融半田の中に電極６ａが浸るように予め設定された所定時間浸漬し、電極６ａに施された金めっき層を溶融半田浴の中に拡散させる。次に電子部品６を溶融半田槽８から引き上げた後、ヒータヘッド３１上に張架されたソルダウイック２の加熱部Ｃに移動させ、電極６ａをソルダウイック２の加熱部Ｃに押し当てることで、電極６ａに付着した余剰半田がソルダウイック２に吸引除去される。次いで、金めっき除去後の電子部品６を元の部品パレット９、または図示されていない別のパレット上に載置する。
【００１７】
その後、昇降手段３２によりヒータヘッド３１を下降させ、張架手段１を制御してソルダウイック２の新しいソルダウイック面が加熱部Ｃに位置するように供給リール１ａから引出した後、昇降手段３２によりヒータヘッド３１を再度上昇させてソルダウイック２を下から押し上げ、第１部分Ａ及び第２部分Ｂを介して加熱部Ｃを加熱し、次の電子部品６を同様にして処理する。上記一連の動作は制御用ＰＣ１０によって連続的に制御され、部品パレット９上の全ての電子部品６について、順次電極６ａの金めっき層除去、及び余剰半田の除去が自動的に行われる。
【００１８】
上記のように、実施の形態１によれば、電子部品６の電極６ａに施された金めっきを除去すると共に、電極６ａに残る余剰半田の除去も連続して自動的に行うことができる。また、適度な張力で張架されたソルダウイック２の離間された第１部分Ａ及び第２部分Ｂを上端部が二股に分かれたヒータヘッド３１で押し上げて加熱し、その第１部分Ａと第２部分Ｂの中間部の加熱部Ｃに電子部品６を押し当ることで余剰半田をソルダウイック２に吸引させるようにしたので、微妙な位置決め調整等が不要となる。
【００１９】
また、電子部品６に対してヒータブロックで直接加圧せず、ソルダウイック２に付与された張力で押し付けるようにしたので、張架されたソルダウイック２による緩衝作用により電子部品６に加わる力が緩和され、電子部品６に過大な圧力をかけて壊すことがなくなり、歩留まりも向上し、高品質で安定した半田除去ができるという効果がある。また、張架手段１を備えたことで、電子部品６の余剰半田の除去が終わった後、ソルダウイック２の新しい面を自動的に出すことができ、連続動作が可能となる効果を得ることができる。
【００２０】
実施の形態２．
図３は本発明の実施の形態２による半田除去装置の溶融半田槽部分を模式的に示す構成図である。図において、部品吸着ヘッド５ａの下部側方部には温度センサ１１が下方向に向けて突設されたアームの下端部に取り付けられている。該温度センサ１１は、電子部品６が溶融半田浴中に所定の位置まで浸漬されるように位置決めのために付設されたものであり、部品吸着ヘッド５ａに保持された電子部品６を溶融半田槽８の中に所定の深さまで浸漬したときに、温度センサ１１が溶融した半田浴の液面８ａに接するように上下方向の位置を図示省略している調整手段により調整可能に取り付けられている。そして、温度センサ１１の検知信号は図示省略している信号ケーブルにより制御用ＰＣ１０にインターフェイスを介して接続され、例えば、温度センサ１１が急激な温度上昇を検知したときに部品吸着ヘッド５ａの下降を止めるように移送手段７と連動して制御される。その他の構成は実施の形態１と同様である。
【００２１】
上記のように構成された実施の形態２においては、溶融半田槽８の液面８ａの高さが変化した場合でも、電子部品６を溶融半田槽８に沈めていくときに、温度センサ１１が高温の液面８ａに触れたところで停止させることで、電子部品６を溶融半田浴中に所定の位置まで確実に浸漬させ、電極６ａの金めっきを除去することができる。また、電子部品６の形状や大きさが変わっても、温度センサ１１の取り付け高さを図示省略している調整手段により変えるだけで、細かな制御変更は必要がないという利点もある。
【００２２】
実施の形態３．
図４は本発明の実施の形態３による半田除去装置の要部を模式的に示す構成図である。図において、張架されたソルダウイック２の上方部における移送手段７の移動経路を外れた斜め上方部には、余剰半田除去後のソルダウイック２の表面部を撮影して映像信号として出力する小型カメラを用いた撮像手段１２が設けられている。上記撮像手段１２の出力信号は制御用ＰＣ１０（図１）によって画像処理が行われ、余剰半田の吸い取りができたかどうかの判定結果がディスプレイに出力され、吸い取りが予め設定された所定の判定レベルを下回ったときは、例えばランプやブザーなどの視聴覚信号によるアラームが発生されるように構成されている。その他の構成は実施の形態１と同様である。
【００２３】
上記のよう構成された実施の形態３においては、実施の形態１と同様にして電子部品６の電極６ａに残留付着した余剰半田をソルダウイック２に吸引させ、移送手段７により電子部品６を上昇させた後、張架手段１でソルダウイック２を移動させる前に、撮像手段１２によりソルダウイック２の加熱部Ｃの表面を撮影し、制御用ＰＣ１０で画像処理を行うことにより余剰半田の吸い取りができたかどうかを判定することができる。なお、ソルダウイック２の表面を撮影するようにしたこの実施の形態３では、電子部品６の電極６ａを撮影するよりも容易に判定ができるという利点がある。
【００２４】
実施の形態４．
図５は本発明の実施の形態４による半田除去装置の要部を模式的に示す斜視図である。図において、部品パレット９は、複数の電子部品６をマトリックス状に整列して載置し、重層式（この例では３層）に配設された複数の可動式部品パレット９ａ、９ｂ、９ｃと、これら各層の可動式部品パレット９ａ〜９ｃを互いに独立してそれぞれ一方向に移動自在に保持する複数のパレットレール９ｄと、各層の可動式部品パレット９ａ〜９ｃをパレットレール９ｄに沿って個別に移動させる駆動機構（図示省略）によって構成されている。なお、図５の状態では、可動式部品パレット９ａは部品吸着ヘッド５ａのアクセス位置、可動式部品パレット９ｂ、９ｃは待機位置にあるものとする。
【００２５】
また、パレットレール９ｄの方向、即ち可動式部品パレット９ａ〜９ｃの移動方向は、図１に示す移送手段７のＸ軸及びＹ軸に直交するＺ軸方向に平行となるように配設され、一点鎖線Ｅで示す位置が図１に示すＸ軸とＹ軸によって形成される２次元の面内に位置するように設置される。そして、図示省略している駆動機構は制御用ＰＣ１０（図１）によって制御され、可動式部品パレット９ａ〜９ｃ上にマトリックス状に整列された電子部品６が、１列ずつ順次移送手段７（部品吸着ヘッド５ａ）のアクセス可能領域であるＸ軸上に位置するように、移送手段７と連動して可動式部品パレット９ａ〜９ｃをＺ軸方向に移動させるように動作する。その他の構成は上記実施の形態１と同様である。
【００２６】
上記のように構成された実施の形態４においては、可動式部品パレット９ａの一点鎖線Ｅで示すＸ軸上の１列の電子部品６を、例えば部品吸着ヘッド５ａで吸着し、金めっき層除去、残留半田除去を行う一連の処理を１個ずつ順次行い１列終わった後、図示省略している駆動機構でＺ軸方向に図の右下方向に一列分移動させ、２列目について同様に操作して処理を行う。可動式部品パレット９ａの処理が最後まで終わったら、可動式部品パレット９ａを待機位置に移動し、可動式部品パレット９ｂをアクセス位置に移動させる。以下、同様にして可動式部品パレット９ｂ上の電子部品６を全て処理したら可動式部品パレット９ｃに換えることで、部品パレット９の全ての電子部品６を処理する。
【００２７】
上記のように実施の形態４によれば、移送手段７による部品吸着ヘッド５ａの動作が２次元に限定されながらも、可動式部品パレット９ａ〜９ｃをＺ軸方向に動くようにしたことにより、可動式部品パレット９ａ〜９ｃ上の小さい面積にＸ軸方向及びＺ軸方向に整列された全ての電子部品６を、順次処理することができる。このため、一回のセットで多くの電子部品の金めっき除去及び半田除去を自動的に行うことができるので、作業性も向上するという更なる効果が得られる。なお、可動式部品パレット９ａ〜９ｃ上に電子部品６を整列して載置する場合について説明したが、場合により必ずしも整列しなくても良い。
【００２８】
実施の形態５．
図６は本発明の実施の形態５による半田除去装置の要部を模式的に示す構成図である。図において、電子部品６の搬送経路の両側方部には電極６ａに残留する溶融した半田の凝固を防ぐ赤外線ヒータからなる加熱装置１３が設置されている。その他の構成は上記実施の形態１と同様であるので説明を省略する。
上記のように構成された実施の形態５によれば、電子部品６の搬送経路に加熱装置１３を設けたので、電子部品６を溶融半田槽８に所定時間浸漬し、該溶融半田槽８から引き上げた後、ソルダウイック２による余剰半田除去までの間の移送手段７による搬送中に溶融した半田の温度を下げずに済むため、効率良く半田除去ができるという効果を得ることができる。
【００２９】
なお、上記実施の形態１〜５では、電子部品６を部品吸着ヘッド５ａに１個ずつ吸着させるように説明したが、これに限定されるものではなく、一度に複数個の電子部品６を保持するようにしても良い。また、図２に示す電子部品は一例に過ぎず、形状、大きさ、電極６ａの形態、数等、様々な態様の電子部品に適用することができることは言うまでもない。例えば電極は、リード線やピン状の突設されたものなどであっても差支えない。さらに、ヒータヘッド３１として、上端部が２股に分かれたような略“］”字状のものを用いたが、これに限定されないことは当然である。
【００３０】
また、張架されたソルダウイック２をヒータヘッド３１で下から持ち上げるように当接させてソルダウイック２の離間された第１部分Ａ及び第２部分Ｂを加熱し、固体熱伝導で中央部の加熱部Ｃを加熱するようにしたが、非接触で加熱するようにしても良い。また、加熱部Ｃと電子部品６を当接する際に、昇降手段（押付機構）３２を更に上昇させて押し付けるようにしても良い。さらに、この発明の半田除去装置を、金めっきを除去するための溶融半田槽８に並設して用いたが、これに限定されず、溶融半田槽８を具備しない一般的な半田除去にも用いることができる。その他、この発明の精神の範囲内で各種の変形や変更ができることは当然である。
【符号の説明】
【００３１】
１  張架手段、  １ａ  供給リール、  １ｂ  巻取りリール、  ２  ソルダウイック（半田除去用可撓性部材）、  ３  加熱手段、  ３１  ヒータヘッド、  ３２  昇降手段（押付機構）、  ３３  ヒータコントローラ、  ５  保持手段、  ５ａ  部品吸着ヘッド、  ５ｂ  吸引ポンプ、  ６  電子部品、  ６ａ  電極、  ７  移送手段、  ７ａ  Ｘ軸可動レール、  ７ｂ  Ｙ軸可動レール、  ８  溶融半田槽、  ９  部品パレット、  ９ａ、９ｂ、９ｃ  可動式部品パレット、  ９ｄ  パレットレール、  １０  制御用ＰＣ、  １１  温度センサ、  １２  撮像手段、  １３  加熱装置、  Ａ  第１部分、  Ｂ  第２部分、  Ｃ  加熱部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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