(57)【要約】  【課題】  光を用いてはんだ付けを行う従来の装置において、接合箇所毎に光の照射条件等のはんだ付け条件を決める際に試行錯誤を繰り返しながら決める必要があるため、非常に手間がかかるという課題を有していた。  【解決手段】  入力部として基板のＣＡＤファイルと必要項目を入力する入力手段と、入力部のデータと実証で得たデータベースにより照射条件を算出する演算手段と、出力部として算出結果を表示する表示手段と照射条件ファイルを備えている。照射条件を算出し、はんだ付け装置に照射条件ファイルを受け渡すことにより最適照射条件を求める時間を短縮し、生産性を向上させることができる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力手段により部品に関する情報や前記部品を取り付ける基板に関する情報や前記部品を取り付けるためのはんだに関する情報のうち少なくとも１つを入力するステップと、演算手段が前記入力手段により入力された情報と記憶手段に記憶されているはんだ付けを行うための光の照射パワーや照射時間に関するデータベースとに基づいて光の照射条件を求めるステップと、前記演算手段が求めた照射条件を出力するステップとを備えた光照射条件抽出方法。
【請求項２】
演算手段は、基板の情報に基づいて基板熱容量を算出し、この算出した基板熱容量と記憶手段に記憶されているデータベースとから光の照射条件を求める請求項１記載の光照射条件抽出方法。
【請求項３】
演算手段は、基板の情報から所定の領域を切り出し、この所定の領域内にあるパッドと、この所定の領域内にありかつ前記パッドと電気的に接続されている導体パターンとに基づいて基板熱容量を算出する請求項２記載の光照射条件抽出方法。
【請求項４】
演算手段は、基板の情報や部品の情報に基づいてはんだ量を算出し、この算出したはんだ量と記憶手段に記憶されているデータベースとから光の照射条件を求める請求項１記載の光照射条件抽出方法。
【請求項５】
部品に関する情報や前記部品を取り付ける基板に関する情報や前記部品を取り付けるためのはんだに関する情報のうち少なくとも１つを入力する入力手段と、はんだ付けを行うための光の照射パワーや照射時間に関するデータベースを記憶する記憶手段と、前記入力手段により入力された情報と前記記憶手段に記憶されている情報とに基づいて光の照射条件を求める演算手段と、前記演算手段が求めた照射条件を出力する出力手段とを備えた光照射条件抽出装置。
【請求項６】
演算手段は、基板の情報に基づいて基板熱容量を算出し、この算出した基板熱容量と記憶手段に記憶されているデータベースとから光の照射条件を求める請求項５記載の光照射条件抽出装置。
【請求項７】
演算手段は、基板の情報から所定の領域を切り出し、この所定の領域内にあるパッドと、この所定の領域内にありかつ前記パッドと電気的に接続されている導体パターンとに基づいて基板熱容量を算出する請求項６記載の光照射条件抽出装置。
【請求項８】
演算手段は、基板の情報や部品の情報に基づいてはんだ量を算出し、この算出したはんだ量と記憶手段に記憶されているデータベースとから光の照射条件を求める請求項５記載の光照射条件抽出方法。
【請求項９】
光の発生源と、前記光の照射条件を入力する照射条件入力手段と、前記照射条件入力手段により入力された照射条件に基づいて前記光の照射を制御する制御手段とを備え、請求項５から８のいずれか１項に記載の光照射条件抽出装置で求めた照射条件を入力して基板への部品のはんだ付けを行うはんだ付け装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば基板などのはんだ付け部に光を照射して部品等のはんだ付けを行う光加工において、適切な光の照射条件を抽出するための方法や装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の光を用いてはんだ付けを行う光加工においては、光の照射条件等のはんだ付け条件は、接合箇所毎に試行錯誤を繰り返して決定していた。
【０００３】
また、工程の削減や処理の高速化を図るため、ＣＡＤ（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ  Ａｉｄｅｄ  Ｄｅｓｉｇｎ）で作成したパッド位置情報に基づいてはんだ塗布の位置を制御するクリームはんだ塗布装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２０００−２２３１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記した従来の光加工では、光の照射条件等のはんだ付け条件を決める際、接合箇所毎に試行錯誤を繰り返しながら決める必要があるため、非常に手間がかかるという課題を有していた。
【０００５】
また、ＣＡＤで作成した情報を基にはんだ塗布の位置を制御するはんだ塗布装置では、位置合わせの手間は軽減されるが、位置のみであり、はんだ付けに適した光の照射条件を抽出するものではない。従って、光の照射条件については試行錯誤を繰り返しながら決める必要があり、非常に手間がかかるという課題を有していた。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明の光照射条件抽出方法は、入力手段により部品に関する情報や前記部品を取り付ける基板に関する情報や前記部品を取り付けるためのはんだに関する情報のうち少なくとも１つを入力するステップと、演算手段が前記入力手段により入力された情報と記憶手段に記憶されているはんだ付けを行うための光の照射パワーや照射時間に関するデータベースとに基づいて光の照射条件を求めるステップと、前記演算手段が求めた照射条件を出力するステップとを備えている。
【０００７】
そして、入力手段により既知の情報を入力するだけで、これらの情報と実証データベースとに基づいて光加工に適した光の照射条件を求めることができるので、最適照射条件を求める時間を短縮して生産性を向上させることができる。
【０００８】
また、本発明の光照射条件抽出装置は、部品に関する情報や前記部品を取り付ける基板に関する情報や前記部品を取り付けるためのはんだに関する情報のうち少なくとも１つを入力する入力手段と、はんだ付けを行うための光の照射パワーや照射時間に関するデータベースを記憶する記憶手段と、前記入力手段により入力された情報と前記記憶手段に記憶されている情報とに基づいて光の照射条件を求める演算手段と、前記演算手段が求めた照射条件を出力する出力手段とを備えたものである。
【０００９】
そして、入力手段により既知の情報を入力するだけで、これらの情報と実証データベースとに基づいて光加工に適した光の照射条件を求めることができるので、最適照射条件を求める時間を短縮して生産性を向上させることができる。
【発明の効果】
【００１０】
以上のように、本発明によれば、入力手段により既知の情報を入力するだけで、これらの情報と実証データベースとに基づいて光加工に適した光の照射条件を求めることができるので、最適照射条件を求める時間を短縮して生産性を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明を実施するための最良の形態について、図１から図５を用いて説明する。
【００１２】
（実施の形態１）
本実施の形態について、先ず図１を用いて説明する。図１において、１１は光照射条件抽出装置であり、７は実際にはんだ付けを行うはんだ付け装置である。
【００１３】
図１における光照射条件抽出装置１１において、１は基板の形状、基板上に接合する部品の取り付け位置、ドリル穴、パッド、パターン等の情報を有するＣＡＤファイルを示している。なお、このＣＡＤファイル１は、ＣＡＤを使用して基板を設計した時に出力されるファイル（電子データ）である。２はＣＡＤファイル１の情報やこのＣＡＤファイル１に含まれない情報、例えば、基板、部品、はんだに関する情報等を入力するための入力手段であり、キーボードやマウス等から構成される。３ははんだ付け装置７等で過去にはんだ付けを行ったときの実証データ等をもとに作成された、はんだ付けを行うためのビーム（光）の照射パワーや照射時間等に関する実証データベースであり、光照射条件抽出装置１１内のメモリ等の記憶手段（図示せず）に記憶されている。４は入力手段２により入力された情報や実証データベース３に基づいてビームの照射条件を求める演算手段であり、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）等から構成される。５は演算手段４等から受け取った情報を表示する表示手段であり、例えば液晶ディスプレイ等からなる。６は演算手段４が求めた照射条件ファイル（電子データ）である。
【００１４】
以上のように構成された光照射条件抽出装置１１について説明する。
【００１５】
まず、ＣＡＤファイル１が読み込まれると、演算手段４を介して表示手段５に基板および部品形状がグラフィカルに表示される。次いで、オペレータが入力手段２を用いて接合する部品を指定する。さらに、入力手段２を用いてＣＡＤファイル１に含まれない条件（例えば、基板の板厚、基板のパッド表面処理、はんだ付けする部品のリード断面積、はんだ線径、はんだ組成等）をキー入力する、あるいは、これらを表示手段５に表示されたリストの中から選択することで入力する。さらに、はんだ付けを行う部分への光の照射条件を抽出するための一つの要素である熱容量を計算するために、入力手段２を用いて必要な切り出しエリアの半径を入力する。
【００１６】
入力手段２により種々のデータが入力された後、入力手段２により演算手段４に対して照射条件を抽出させる旨の指示が入力されると、演算の詳細は後述するが、演算手段４は、指定された部品あるいはＣＡＤファイル１にある全ての部品に関する光の照射条件を演算して照射条件ファイル６として出力する。
【００１７】
ここで、はんだ付け装置７において良好なはんだ付けを行うためには、図２に示すように、予熱、本加熱、後熱に合わせて、光源であるレーザのパワーやレーザ照射時間を指定する必要がある。なお、予熱とは、はんだを送給する前にリードやパッド部分に光を照射して暖めることであり、後熱とは、はんだを送給した後にはんだが接合箇所に適度に広がるように光を照射して暖めることである。
【００１８】
また、レーザのビーム径や本加熱中のレーザのパワーおよびはんだ送給速度を指定する必要があり、これら予熱、本加熱、後熱に関する光の照射条件等は、照射条件ファイル６として光照射条件抽出装置１１内に格納される。なお、これらの値は演算手段４が算出し、はんだ付け装置７で読み取り可能なフォーマットとして出力される。
【００１９】
先ず、予熱、後熱に関する光の照射条件の算出について説明する。
【００２０】
予熱、後熱に関する光の照射条件を抽出する場合、詳細は後述するが、演算手段４は、先ずはんだ付け部に関する熱容量をもとめ、この熱容量をキーとして実証データベース３から最も熱容量の近いデータを検索し、そのデータに関連付けられている予熱のパワー／時間、後熱のパワー／時間を取得する。さらに、入力手段２により入力された基板のパッド表面処理、はんだ組成等に基づいて、実証データベース３から基板のパッド表面処理、はんだ組成の違いによる係数抽出し、この係数を掛けて最適のパワーや時間を求める。
【００２１】
ここで、基板の熱容量の算出について、図３と図４を用いて説明する。図３と図４は、熱容量の算出を説明するための基板の模式図である。
【００２２】
図３および図４において、２１はドリル穴、２２はパッド（導体）、２３はパターン（導体）、２４はスルーホール、２５は切り出しエリア（範囲）を示している。なお、パッド２２は、基板を構成するＴＯＰやＩＮＮＥＲやＢＯＴＴＯＭ等の各層の表面に設けられた導体を示す。
【００２３】
また、熱伝導性を有しており熱容量に影響するパターン２３は、接合箇所のパッド２２とつながっている部分が大きく影響し、接合箇所から離れると熱の伝わり方の影響は小さくなる。パターン２３は接合箇所につながり、かつ接合部分近辺の関連する部分だけを計算に含める必要があるため、切出しエリア（半径ｒの円）２５を設定する。そして、熱容量の計算に用いるパターン２３については、図４に示すように、切出しエリア２５内にあり、かつ、パッド２２と接触している部分のみ、ずなわち、図４に示すパターン２３の斜線部分を用いる。
【００２４】
そして、はんだ付けを行う接合箇所の基板熱容量は、（数１）に示すように、ドリル穴面積、リード断面積、パターン面積、パッド面積、スルーホールのメッキ面積および各々の係数から求める。
【００２５】
なお、本接合箇所の近くに他の接合部品が位置する場合などは、接合箇所の状態に応じて切出しエリア２５の半径を変えることも可能である。この切り出しエリア２５の半径の設定については、上述したように、入力手段２を用いて設定することができる。
【００２６】
【数１】
2007067165.tif 000003
【００２７】
次に、本加熱時のパワー／時間の算出について説明する。
【００２８】
本加熱のパワー／時間については、演算手段４が実証データベース３の中から上記で求めた予熱のパワーをキーとして最も予熱パワーの近いデータを検索し、そのデータに関連付けられている本加熱のパワー／はんだ送給速度を取得する。さらに、入力手段２により入力されたはんだ線径やはんだ組成に基づいて、実証データベース３からはんだ線径、はんだ組成の違いによる係数抽出し、この係数を掛けて最適のパワー／はんだ送給速度を求める。
【００２９】
また、本過熱の時間Ｔ１は、詳細は後述するが、（数２）により先ずはんだ量Ｓｖを求め、（数３）に示すように、はんだ量÷（はんだ送給速度×はんだ断面積）より算出する。なお、はんだ量Ｓｖは、部品をはんだ付けする場合のはんだ部（図５の斜線部で示す部分）に対するはんだの量である。
【００３０】
【数２】
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【００３１】
【数３】
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【００３２】
以上のように、本実施の形態によれば、入力手段２により、入力されたＣＡＤファイル１や、ＣＡＤファイル１に含まれない情報（例えば、基板の板厚、基板のパッド表面処理、はんだ付けする部品のリード断面積、はんだ線径）といった既知の情報を入力するだけで、これらの情報と予め行った実証データによる実証データベース３とに基づいてはんだ付けを行う接合箇所に適した光の照射条件を求めて照射条件ファイル６が作成されるので、従来のように試行錯誤を繰り返しながら決める必要がなく、照射条件の決定に関する作業性を向上させることができる。
【００３３】
そして、光照射条件抽出装置１１で求めた照射条件ファイル６の情報を、記録媒体に記憶してはんだ付け装置７に読み込ませる、あるいは、通信により照射条件ファイル６の情報を光照射条件抽出装置１１からはんだ付け装置７に送信してはんだ付け装置７に読み込ませてはんだ付けを行うことにより、高品質なはんだ付けを実現することができ。
【００３４】
なお、本実施の形態では、光照射条件抽出装置１１とはんだ付け装置７とを別個に設けた例を示しているが、光照射条件抽出装置１１をはんだ付け装置７内に設ける等、光照射条件抽出装置１１とはんだ付け装置７とを一体とする構成にしても良い。
【００３５】
また、本実施の形態おいて、はんだ付けを例について説明したが、ろう付けにも適用することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３６】
本発明は、入力手段により既知の情報を入力するだけで、これらの情報と実証データベースとに基づいて光加工に適した光の照射条件を求めることができるので、最適照射条件を求める時間を短縮して生産性を向上させることができ、特にはんだ付けなど接合対象により照射条件を変更する必要がある場合に最適な照射条件を効率的に求める方法や装置として産業上有用である。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本実施の形態における光照射条件抽出装置とはんだ付け装置を示す図
【図２】本実施の形態におけるレーザ照射パワーおよび照射時間とはんだ送給速度の時間特性を示す図
【図３】本実施の形態における基板の熱容量の算出に関する説明図
【図４】本実施の形態における基板の熱容量の算出に関する説明図
【図５】本実施の形態におけるはんだ量の算出に関する説明図
【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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