自動はんだ付け装置とは Automatic soldering equipment?

はんだ付けの工法から見る自動はんだ付け装置の種類


現在普及している基板実装技術には大きく分けて2種類、
表面実装(SMT)と挿入実装(IMT)があります。

 

表面実装とは、基板と呼ばれる板の上に部品を直接接合する技術で、
挿入実装とは、基板にある穴に部品を挿入し、はんだ付けを行う技術です。

使用される部品や、その用途に合わせた技術をそれぞれ採用していて
いずれの技術でも材料にははんだ合金を使用していますが、
品質を確保するためにフラックスが必要不可欠となっています。

 

学校の授業等ではんだ付けの経験がある方もいると思いますが、
その時に使用していた糸はんだにもフラックスが含まれています。
さらにはんだごてを使用してのはんだ付けは、表面実装、挿入実装の両方が可能です。

しかし、人の手による作業には職人の技術を必要とする為、
現代ではその作業をロボットなどで自動化している場合もあります。


近年、部品の小型化が進み、民生品を含む多くの製品の基板によくみられるのが表面実装かと思います。
使用されている部品のほとんどには様々な種類の部品が採用され、
基板と部品を専用のボンドで固定し、はんだ付けを行う工法や、
クリームはんだと呼ばれるペースト状のはんだを専用の印刷機で基板にのせて
チップマウンターで部品を載せた後、リフロー装置という大きな炉ではんだを溶かし、接合したりしています。
このクリームはんだにもフラックスは含まれています。


挿入実装は、部品を挿入し接合させる技術ですが
部品のサイズが大きかったり、品質を求められるケースも多く、
融解したはんだを使用した工法が多くみられます。

この工法は融解したはんだを使用する為、
フラックスを塗布する工程が必要となります。
この塗布工程ではフラックスを霧状にして塗布するスプレー方式が主流となっています。
フラックスの塗布工程もはんだ付けの品質に大きく関係しています。

塗布工程を終えた製品は予熱工程を行います。
フラックスには活性化する温度があるため、
規定の温度まで基板と部品の温度を十分に与えないと、
融解したはんだにつけても部品と基板がうまく接合されません。

この二つの工程を経て、融解しているはんだに付ける事で部品と基板を接合します。

これらの工程を踏まえた上で、各メーカーが独自の工法を開発しています。

はんだ付けの工法には、静止槽式と噴流式があります。
液状化したはんだを槽の中に溜め、そこに基板をつけることではんだ付けを行う方法が静止槽式で、
特に特別な機構を持たないこの工法はメンテナンス性に優れてはいるのですが、
一般的には熱循環効率が悪く、高品質なはんだ付けが出来ません。

噴流式は液状化したはんだを噴流式ノズルを使用してはんだ付けを行います。
ダブルウエーブ式、オーバーフロー式、マルチ噴流式、ポイント噴流式などの種類があります。

いずれもこの噴流式は、液状化したはんだが常に流動的な為、
熱循環効率がよく、品質の高いはんだ付けが可能なのですが、
これらを維持する為には、細かいメンテナンスの頻度と調整する人の技術力が求められ、
それらが品質に大きく影響し、バラツキの発生を生み出すデメリットも抱えています


弊社の独自技術としてはんだ付けの工法に関する特許技術をいくつか取得しています。

特許第4297920号 はんだ槽の攪拌機構
特許第4526555号 パレット基板のはんだ付け方法(パレット予熱工法)
特許第4999215号 プリント基板の水平だし方法(オートレベリング機構)
特許第6831680号 はんだ付け装置の液面コントロール機構

この4つの特許技術のベースとなっているのは静止槽式で、長所であったメンテナンス性を生かし、
弱点とされていた熱循環効率を上げることで現代に求められている高品質で安定したはんだ付けを実現しました。
この工法は現在、国内だけでなく海外でも大手車載メーカーを中心に幅広く採用されています。

これらを全て採用されているのがFXM-1となっています。
是非製品ページをご覧ください。