JP2000165028A - 半田付方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡単な構成で基板の表面を確実に半田付けす
ることが可能な半田付装置を提供すること。 【解決手段】 基板を搬送する搬送機構と、溶融半田を
噴流する噴流半田槽とを備え、搬送機構により基板が噴
流半田槽上を搬送される際に基板の表面に溶融半田を噴
流して半田付けを行う半田付装置であって、搬送機構
は、噴流半田槽上に延在する搬送レールと、搬送レール
に沿って移動可能であるとともに基板を保持するチャッ
ク治具と、チャック治具を搬送レールに沿って移動させ
る駆動部とを有し、搬送レールは基板が噴流半田槽上に
到達してから基板と噴流半田槽の距離が短くなるように
構成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、基板の表面に実装
された部品を半田付けする半田付装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来より基板の表面に半田付を行う半田
付装置として、半田を噴流させるフローソルダリングが
知られている。図７に従来の一般的な半田付装置８０の
概略図を示す。これは、溶融した半田を噴流して実装基
板を浸漬して半田付を行うための装置であり、搬送レー
ル８８に沿って一定速度で基板を搬送し、その搬送途中
にフラクサー８５、プリヒータ８６、１次噴流槽８４Ａ
及び２次噴流槽８４Ｂを備える噴流半田槽８４、冷却フ
ァン８７を順番に設置して、基板に対して連続的に半田
付を行うものである。噴流半田槽８４では、先ず１次噴
流槽８４Ａで基板に対して下方からソルダ波を噴流して
部品と基板の間に溜まったガスを排除し、２次噴流槽８
４Ｂで幅の広い略平坦なソルダ波を噴流して、１次噴流
８４Ａで生じた半田付の不良部分を排除して半田付の仕
上げを行う。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
技術では、噴流半田槽における溶融半田の噴流は通常は
ポンプによって行われているため、溶融半田の噴流高さ
を常に安定するように設定することは非常に困難であ
る。そのため、基板が噴流半田槽上を通過する際に基板
表面への確実な半田付けが行われない場合が考えられ
る。また、噴流半田槽から噴流する溶融半田の噴流高さ
が高くなるように予めポンプの駆動を設定しておくと、
溶融半田の噴流高さが高くなりすぎたときには溶融半田
が基板の半田付される面と逆側の面に乗り上げてしまう
ことが考えられ好ましくない。

【０００４】このような問題を解決するために特開平７
−２８８３８０号公報では、制御ロボットを用いて被は
んだ物の角度や向きを変化させることで微妙な半田付作
業を行ない、未半田不良やブリッジ不良が発生しないた
めの技術が開示されているが、制御ロボットを用いてい
るために半田付装置のコストが高くなり、更にロボット
の制御も複雑になってしまい好ましくない。

【０００５】そこで本発明は、上記問題点を解決すべ
く、簡単な構成で基板の表面を確実に半田付けすること
が可能な半田付装置を提供することを技術的課題とす
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに請求項１の発明は、基板を搬送する搬送機構、溶融
半田を噴流する噴流半田槽を備え、搬送機構により基板
が噴流半田槽上を搬送される際に基板の表面に溶融半田
を噴流する半田付装置であって、搬送機構は、噴流半田
槽上に延在する搬送レール、搬送レールに沿って移動可
能であるとともに基板を保持するチャック治具、チャッ
ク治具を搬送レールに沿って移動させる駆動部を有し、
搬送レールは、基板が噴流半田槽上に到達したときに噴
流半田槽と搬送レールの距離が短くなる方向に向かって
屈曲する屈曲部を構成した。

【０００７】請求項１によると、搬送レールの屈曲部に
より、基板が噴流半田槽に到達する前の基板と噴流半田
槽の距離に対し、基板が噴流半田槽に到達したときの両
者の距離が短くなるように構成されている。したがっ
て、噴流半田槽の噴流高さを変化させることなく基板に
充分な溶融半田を噴流することができ、溶融半田が基板
表面の反対側に乗り上げることがなくなる。

【０００８】請求項２の発明は、請求項１におけるチャ
ック治具を、搬送レールに沿って移動可能に取り付けら
れ下方に延在するアーム部と、アーム部の端部に形成さ
れ基板を保持する保持部とから構成したことである。

【０００９】請求項２によると、チャック治具は搬送レ
ールから下方に延出して基板を保持しているので、基板
の大きさに関係なく基板を滑らかに搬送することが可能
になる。

【００１０】請求項３の発明は、請求項２におけるアー
ム部の搬送レールと連結する部分の搬送方向長さを、基
板の搬送方向長さより短くしたことである。

【００１１】請求項３によると、基板の搬送方向におけ
る長さよりもアームが搬送レールに保持される部分の搬
送方向における長さが短いので、基板が噴流半田槽上を
通過する際に基板が変形するような力を受けることがな
く搬送レールに沿って滑らかに基板が移動する。

【００１２】請求項４及び請求項５は、チャック治具に
よる基板の具体的な保持を示すものであり、請求項４で
は保持部が予め基板に固設された部品を保持し、請求項
５では保持部が基板自体を保持するようにした。

【００１３】請求項６の発明は、チャック治具が、搬送
レールの搬送方向に対して水平方向に所定角度回転した
状態で基板を保持するようにしたことである。

【００１４】請求項６によると、基板が噴流半田槽上を
通過するときの基板への溶融半田の噴流面積は徐々に小
さくなるので、溶融半田の切れが向上し、ブリッジ不良
等の不具合を低減することが可能になる。

【００１５】請求項７の発明は、チャック治具が、搬送
レールの搬送方向に対して垂直方向に所定角度回転した
状態で基板を保持するようにしたことである。

【００１６】請求項７によると、基板が噴流半田槽上に
到達してから通過するまでの間で、基板表面への溶融半
田の噴流量が徐々に増加するため、基板への確実な半田
付が行われる。

【００１７】

【実施の形態】本発明の実施の形態を図面を参照して説
明する。図１は本実施の形態の半田付装置１の構成を示
す概略図、図２及び図３は図１の要部を示す図である。

【００１８】半田付装置１は、基板２を搬送する搬送機
構３と、溶融半田を噴流する噴流半田槽４とを備え、搬
送機構３により基板２が噴流半田槽４上を搬送される際
に基板２の表面に溶融半田を噴流して半田付けを行う装
置である。

【００１９】本実施の形態における半田付装置１は、発
泡式フラクサー５、プリヒーター６、噴流半田槽４、冷
却ファン７を備えており、搬送機構３によって基板２が
これらの装置上を順番に搬送される。

【００２０】発泡式フラクサー５では、細かい泡による
薄く均一なフラックス膜を基板２の半田付面に成形す
る。

【００２１】プリヒーター６は基板２の予備加熱を行う
ためのものであり、予備加熱によって、基板２が半田浸
しの際に受ける熱衝撃による基板２の反りを防ぎ、フラ
ックスの活性化を助成する。

【００２２】噴流半田槽４は、１次噴流槽４Ａと２次噴
流槽４Ｂの２つの槽から成り、１次噴流槽４Ａでは基板
２の進行方向に対して直角に吹口を形成しており、基板
上の部品２Ａと基板２の間のガスを排除し、部品２Ａの
相互の空隙を埋めるように半田付を行う。２次噴流槽４
Ｂ側の噴流吹口は幅の広い平坦な噴流波を形成し、１次
噴流槽４Ａの噴流波で生じたつらら、或いはブリッジを
排除して均一な半田付を行って、基板２の表面を仕上げ
る。

【００２３】冷却ファン７は、基板２の噴流半田槽４通
過後において、部品２Ａへの熱衝撃を緩和するために基
板２を急冷するものであり、接合部の機械的な強度が向
上する。冷却の方法としてはファンの他にブロワーを用
いてもよい。

【００２４】搬送機構３は、上記の各装置上を延在する
搬送レール８と、搬送レール８に沿って移動可能である
とともに基板２を保持するチャック治具９と、チャック
治具９を搬送レール８に沿って移動させる駆動部とを有
する。

【００２５】搬送機構３について詳細に説明する。

【００２６】搬送レール８は、搬送方向に延在する２本
のベルトを並行に配して構成されるコンベア８Ａと、両
コンベア８Ａの向かい合う側面に形成される爪部８Ｂと
を備えている。搬送レール８は、基板２が発泡式フラク
サー５からプリヒーター６上を通過するまでは基板２と
各装置との距離が一定となるべく一定の高さを保持して
構成されており、基板２が噴流半田槽４上に到達する前
でコンベア８Ａが屈曲して屈曲部８Ｃが始まり、噴流半
田槽４に対する搬送レール８の高さが徐々に低くなり、
屈曲部８Ｃが終わった位置で基板２が噴流半田槽４の１
次噴流槽４Ａ上に到達するように構成されている。屈曲
部８Ｃが終わってからは、搬送レール８は一定の高さを
保持しながら冷却ファン７に向かって延在する。

【００２７】チャック治具９は、搬送レール８の爪部８
Ｂに嵌め込まれる取付部９Ａと、搬送方向と垂直に取付
部９Ａから下方に延在して最下端に基板２を保持する保
持部９Ｂを配するアーム部９Ｃとを備える。取付部９Ａ
の搬送方向長さは基板２の搬送方向長さに比べて充分短
く設定されており、チャック治具９が搬送レール８の屈
曲部８Ｃを通る際には取付部９Ａが屈曲部８Ｃに沿って
滑らかに搬送されることにより、チャック治具９は滑ら
かに搬送される。アーム部９Ｃの最下端に配される保持
部９Ｂは、アーム部９Ｃの延在方向に対して垂直方向に
基板２を保持するように構成されており、予め基板２に
取付けられているコネクタ２Ｂを支持することによって
基板２を保持している。

【００２８】駆動部１０は電動モータによって構成され
ており、モータの回転により搬送レール８のコンベア８
Ａが搬送方向に向かって駆動される。駆動源としては電
動モータ以外にエアを用いるなど、搬送系で使われる方
式であればよい。

【００２９】第１の実施の形態における基板２への半田
付について説明する。チャック治具９の保持部９Ｂにて
基板２を保持してから駆動部１０を駆動させて、基板２
を搬送レール８に沿って搬送させる。基板２は先ず発泡
式フラクサー５上を通過して、基板２の表面にフラック
ス膜を成形する。次にプリヒーター６上を通過して基板
２の予備加熱を行う。基板２がプリヒーター６を通過し
て噴流半田槽４上に到達する前で搬送レール８の屈曲部
８Ｃが始まり、屈曲部８Ｃに沿ってチャック治具９及び
基板２が搬送されるとともに下方に移動して、基板２と
噴流半田槽４との距離が徐々に短くなる。そして屈曲部
８Ｃが終わる時に基板２が１次噴流槽４Ａに到達する。
これにより、１次噴流槽４Ａからの噴流波の高さを変え
ることなく基板２の表面に噴流される溶融半田の量を増
加させることができる。１次噴流槽４Ａによる半田付の
後には、２次噴流槽４Ｂにて１次噴流槽４Ａによる基板
２の半田付の仕上げが行われる。そして基板２が２次噴
流槽４Ｂを通過すると、搬送レール８に沿って基板２が
冷却ファン７へと搬送され、冷却ファン７により基板２
を急冷して、基板２の半田付が終了する。

【００３０】第１の実施の形態によると、搬送レール８
に屈曲部８Ｃを設け、チャック治具９により搬送レール
８から基板２を保持しただけの簡単な構成で、基板２へ
の確実な半田付が可能になる。

【００３１】本発明の第２の実施の形態について説明す
る。図４に第２の実施の形態の半田付装置２０の要部を
示す。第２の実施の形態は第１の実施の形態に対してチ
ャック治具２９の基板２２を保持する保持部２９Ｂの向
きが異なるものであり、それ以外の構成及び作用は第１
の実施の形態と同じであるので説明を省略する。

【００３２】第２の実施の形態では、チャック治具２９
の保持部２９Ｂは基板２２の搬送方向に対する側部を保
持しているので、基板２２が１位噴流槽２４Ａ上を通過
する際に溶融半田の噴流によって基板２２の高さが不安
定になることがなく、好適である。

【００３３】図５に第３の実施の形態における半田付装
置４０の要部の上視図を示す。第３の実施の形態は搬送
レール４８の搬送方向に対して基板４２を所定角度（約
４５度）回転させて固定し、基板４２が１次噴流槽４４
Ａを通過するときの溶融半田の切れを向上させている。
第３の実施の形態によると、１次噴流槽４４Ａに対して
基板４２を水平方向に所定角度回転させることにより、
１次噴流槽４４Ａを斜めに設置する場合に比べて１次噴
流槽４４Ａを長くする必要がないので溶融半田の噴流量
が増加することもなく、好適である。

【００３４】次に、第４の実施の形態について説明す
る。図６に第４の実施の形態における半田付装置６０の
要部を示す。第４の実施の形態では、チャック治具６９
により基板６２の搬送方向先端部が保持されており、基
板６２は搬送方向の垂直方向に所定角度（約５度）回転
した状態で保持されている。

【００３５】第４の実施の形態によると、基板６２が１
次噴流槽６４Ａを通過する際に基板６２の搬送終端側で
溶融半田の噴流量が最も多くなる構成になっているの
で、先述した実施の形態に比べて基板６２への溶融半田
の噴流量が更に増加し、好適である。

【００３６】以上、本発明の実施の形態について説明し
たが、本発明は上述した実施の形態に限定される意図は
なく、本発明の趣旨に沿った形態のものであればどのよ
うな半田付装置であってもよい。

【００３７】

【発明の効果】請求項１によると、噴流半田槽の噴流高
さを変化させることなく基板に充分な溶融半田を噴流す
ることができ、溶融半田が基板表面の反対側に乗り上げ
ることがなくなる。すなわち、搬送レールの構成を変え
るだけの簡単な構成で確実に半田付けを行うことができ
る。

【００３８】請求項２によると、チャック治具は搬送レ
ールから下方に延出して基板を保持しているので、基板
の大きさに関係なく基板を滑らかに搬送することが可能
になる。

【００３９】請求項３によると、基板の搬送方向におけ
る長さよりもアームが搬送レールに保持される部分の搬
送方向における長さが短いので、基板が噴流半田槽上を
通過する際に基板が変形するような力を受けることがな
く搬送レールに沿って滑らかに基板が移動する。

【００４０】請求項４及び請求項５は、チャック治具に
よる基板の具体的な保持を示すものであり、請求項４で
は保持部が予め基板に固設された部品を保持し、請求項
５では保持部が基板自体を保持するようにした。

【００４１】請求項６によると、基板が噴流半田槽上を
通過するときの基板への溶融半田の噴流面積は徐々に小
さくなるので、溶融半田の切れが向上し、ブリッジ不良
等の不具合を低減することが可能になる。

【００４２】請求項７によると、基板が噴流半田槽上に
到達してから通過するまでの間で、基板表面への溶融半
田の噴流量が徐々に増加するため、基板への確実な半田
付が行われる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態における半田付装置
の構成を示す概略図である。

【図２】図１の要部を示す図である。

【図３】図１の要部を示す図である。

【図４】本発明の第２の実施の形態を示す図である。

【図５】本発明の第３の実施の形態を示す図である。

【図６】本発明の第４の実施の形態を示す図である。

【図７】従来の半田付装置の構成を示す概略図である。

【符号の説明】 １、２０、４０、６０・・・半田付装置 ２、２２、４２、６２・・・基板 ３・・・搬送機構 ４・・・噴流
半田槽 ５・・・発泡式フラクサー ６・・・プリ
ヒーター ７・・・冷却ファン ８・・・搬送
レール ９・・・チャック治具 １０・・・駆
動部

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基板を搬送する搬送機構と、溶融半田を
   噴流する噴流半田槽とを備え、前記搬送機構により基板
   が噴流半田槽上を搬送される際に基板の表面に溶融半田
   を噴流する半田付装置であって、 前記搬送機構は、噴流半田槽上に延在する搬送レール
   と、該搬送レールに沿って移動可能であるとともに基板
   を保持するチャック治具と、該チャック治具を搬送レー
   ルに沿って移動させる駆動部とを有し、前記搬送レール
   は、前記基板が噴流半田槽上に到達したときに噴流半田
   槽と搬送レールの距離が短くなる方向に向かって屈曲す
   る屈曲部を有することを特徴とする、半田付装置。
2. 【請求項２】 前記チャック治具は、搬送レールに沿っ
   て移動可能に取り付けられ下方に延在するアーム部と、
   該アーム部の端部に形成され基板を保持する保持部とか
   ら構成されることを特徴とする、請求項１の半田付装
   置。
3. 【請求項３】 前記アーム部の搬送レールと連結する部
   分の搬送方向長さは、前記基板の搬送方向長さより短い
   ことを特徴とする、請求項２の半田付装置。
4. 【請求項４】 前記チャック治具の保持部は、予め基板
   に固設された部品を保持することを特徴とする、請求項
   ２或いは請求項３の半田付装置。
5. 【請求項５】 前記チャック治具の保持部は、基板自体
   を保持することを特徴とする、請求項２或いは請求項３
   の半田付装置。
6. 【請求項６】 前記チャック治具は、搬送レールの搬送
   方向に対して水平方向に所定角度回転した状態で基板を
   保持することを特徴とする、請求項１乃至請求項５の半
   田付装置。
7. 【請求項７】 前記チャック治具は、搬送レールの搬送
   方向に対して垂直方向に所定角度回転した状態で基板を
   保持することを特徴とする、請求項１乃至請求項５の半
   田付装置。