JP2002190667A - 半田フローパレット及びこのフローパレットを用いた回路基板の半田付け方法。 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 回路基板の半田付けをしない部分に半田が流
れ込まないようにする。 【解決手段】 半田フローパレット１３は、フロー装置
のコンベアに支持されて搬送可能となし、回路基板１を
その裏面が下側になるようにして乗せる。また、この半
田フローパレット１３は、回路基板１裏面の、半田付け
をしない部分２６を遮蔽し、半田付けを行う部分３ａ，
３ｂを開口２５した、回路基板１を載置する載置板２０
を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明が属する技術分野】近年の回路基板への自動半田
付けは、半田フロー方式と半田リフロー方式に大別され
る。半田フロー方式はアキシャルリード部品やラジアル
リード部品などの基板貫通型リード部品を搭載した回路
基板に使用され、また、半田リフロー方式は近年の部品
の主流である面実装部品を搭載した回路基板に使用され
る。本発明は、回路基板にアキシャルリード部品、ラジ
アルリード部品などの基板貫通型リード部品と、面実装
部品とが混在する場合の半田フロー方式の半田付けに用
いると好適な半田フローパレット及びこのフローパレッ
トを用いた回路基板の半田付け方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に上記のように基板貫通型リード部
品と面実装部品が混在する回路基板に半田付けする場合
は、面実装部品を先に半田リフロー装置で自動実装し、
その後アキシャルリード部品やラジアルリード部品など
の基板貫通型リード部品を手半田する方法が採られてい
る。

【０００３】また、前記半田フロー装置としては、例え
ば、回路基板をその裏面が下側になるようにして、回路
基板の両側縁を移動可能に支持する一対のガイドレール
と、回路基板を搬送するためのコンベアと、回路基板の
搬送経路の下方に、回路基板の搬送方向順に並ぶように
それぞれ配置したフラックス塗布部、予熱部、本加熱
部、半田フロー部とからなる。そして、この半田フロー
装置による半田付け方法は、回路基板を、その裏面が下
側になるようにして一対のガイドレールに支持させ、コ
ンベアの駆動でガイドレールに沿って搬送し、回路基板
裏面の所定部分に、前記搬送経路の下方から、フラック
ス塗布、予熱、本加熱、半田フローの各工程を順次施
す、というものである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】一般的に面実装部品に
アキシャルリード部品やラジアルリード部品が混在し、
前記面実装部品が回路基板の両面に存在する場合、面実
装部品実装後の前記半田フロー装置による半田付けが困
難なため、前述のように手作業による半田付けを局部的
に行っている。この手作業によれば、いかなる構成の回
路基板でも対応できるものの、安定した半田付けを行う
ことが容易ではなく、作業者の熟練度や作業バラツキが
生じ、更には半田コテの管理バラツキ等により半田ブリ
ッジあるいは半田不良が生じて、高品質の製品を安定し
て提供することが困難であった。加えて、後述するよう
に後付部品がある場合には後付部品のパターン部にマス
キング処理を行う必要があり作業性をより悪化させてい
る。

【０００５】一方、前記半田フロー装置による通常の回
路基板の半田フロー方法においても、回路基板の搭載パ
ーツの方向、配置、密集状態に応じて、半田ブリッジ、
半田ボールなどが生じやすいという問題があった。加え
て、回路基板の寸法や種類に応じて、作業現場で両ガイ
ドレール間の長さを変更しなければならず、この変更作
業が煩雑であるという問題があった。

【０００６】また、従来の回路基板は、例えば、図５に
示す回路基板５１のように、基板取付用スルーホール５
４、スリット５５、後付部品用スルーホール５６などの
半田付けをしてはならない半田付け禁止部分５７が存在
し、従来は、前処理としてこれらの半田付け禁止部分５
７にマスキングを施していた。このマスキングは、マス
キングテープを前記マスキング部分に合わせて貼付けた
り、マスキング材を印刷するというものであって、半田
付け禁止部分５７が複雑な形状の場合は極めて手間がか
かるという問題があった。さらに、半田付着面を活性化
するために、半田付け前に回路基板５１の裏面全体にフ
ラックスを塗布するが、フラックスは半田付けの際の高
温により蒸発し、半田付けをしない銅パターン部分にそ
の残滓が残留し、腐食による経年耐久性に影響が出ると
いう問題があった。なお、図５中、５２は面実装部品、
５３ａはアキシャルリード部品、５３ｂはラジアルリー
ド部品である。

【０００７】本発明は上記各問題を解消することを課題
とし、該課題を解決して、面実装部品とアキシャルリー
ド部品やラジアルリード部品などの貫通型リード部品が
混在し、前記面実装部品が表裏両面に存在する回路基板
に、半田リフロー処理完了後にアキシャルリード部品や
ラジアルリード部品などの貫通型リード部品に自動半田
付けを行うことを可能とした半田フローパレット及びこ
のフローパレットを用いた回路基板の半田付け方法を提
供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１の本発明の半田フローパレットは、半田フ
ロー装置のコンベアに支持されて搬送可能となし、回路
基板をその裏面が下側になるようにして乗せるもので、
回路基板裏面の、半田付けをしない部分を遮蔽し半田付
けすべき部分を開口した、回路基板を載置する載置板を
設けたことを特徴とするものである。

【０００９】また、請求項２の本発明の半田フローパレ
ットは、請求項１の発明の構成に加えて、載置板上に、
回路基板を内側に嵌め込んで配置しうるとともに、回路
基板をその周縁で離脱可能に固定する押さえノブを有す
る支持枠を設けたことを特徴とするものである。

【００１０】また、請求項３の本発明の半田フローパレ
ットは、請求項２の発明の構成に加えて、支持枠は、複
数の回路基板を支持するように構成したことを特徴とす
るものである。

【００１１】また、請求項４の本発明の半田フローパレ
ットは、請求項１又は請求項２又は請求項３の発明の構
成に加えて、載置板の開口縁に、半田の流れ込みを誘導
するための半田誘導部を形成したことを特徴とするもの
である。

【００１２】また、請求項５の本発明の回路基板の半田
付け方法は、回路基板をその裏面が下側になるようにし
て半田フローパレットに乗せて搬送し、この半田フロー
パレットの、前記回路基板を載置する開口部を設けた載
置板により、前記回路基板裏面の半田付けをしない部分
を遮蔽し、半田付けすべき部分を前記開口部に対応さ
せ、該開口部を通して前記回路基板に対して搬送経路の
下方から、フラックス塗布、加熱、半田フローの各作業
を順次施すというものである。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の好適な実施形態
を添付図面に基づいて詳細に説明する。ここにおいて、
図１〜図３は第１の実施形態を示すもので、図１は半田
フロー装置の概略図、図２は回路基板を取り付けた半田
フローパレットの平面図、図３は同じく縦断面図であ
る。また、図４は半田フローパレットの他の実施形態を
示すもので、半田フローパレットの平面図である。

【００１４】先ず、半田付け対象物である回路基板１に
ついて説明すると、図３に示すように、回路基板１に
は、樹脂製の基板本体に、アキシャルリード部品３ａ、
ラジアルリード部品３ｂ、及び面実装部品２などが配置
され、また基板本体には基板本体取り付け穴である基板
取付用スルーホール、スリット、後付部品用スルーホー
ル等の開口部分が設けられている（図５の基板取付用ス
ルーホール５４、スリット５５、後付部品用スルーホー
ル５６参照）。なお、特に前記面実装部品２はリードが
ないが、説明の便宜上リード付きで図示している。

【００１５】図１〜図３に基づいて、回路基板に半田付
けを行うための半田フロー装置１０について説明する。
半田フロー装置１０は、ケーシング１０ａ内に、断面コ
の字状の一対のガイドレール１１に移動可能に両側縁部
の搬送ガイド部１２を挿入した半田フローパレット１３
と、この半田フローパレット１３を離脱可能に連結する
コンベア１４と、前記半田フローパレット１３の搬送経
路の下方に、半田フローパレット１３の移動方向に向け
て順次並ぶようにそれぞれを配置したフラックス塗布部
１５、予熱部１６、本加熱部１７、半田フロー部１８と
を設けてなる。前記ケーシング１０ａには、前記ガイド
レール１１の両端に対応するように、入口１９ａと出口
１９ｂを備える。

【００１６】図２及び図３に示すように、半田フローパ
レット１３は、回路基板１をその裏面が下側になるよう
にして載置する載置板２０と、この載置板２０上に配置
し、回路基板１の輪郭に対応する形状の嵌合部２１に回
路基板１を嵌め込んで支持する、回路基板１とほぼ同じ
厚さで四角い支持枠２２と、この支持枠２２の各外側を
囲むように設けた半田流れ込み防止枠２３とからなる。
前記支持枠２２には、それぞれ回転軸２４ａを中心にそ
の上面に沿って回転変位し、先端が前記嵌合部２１と前
記上面との間を回転変位自在となした押さえノブ２４を
複数設けてある。そして、各押さえノブ２４を支持枠２
２上面に変位させた状態で、支持枠２２の前記嵌合部２
１に回路基板１を嵌め込み、押さえノブ２４を回転変位
させて、回路基板１縁部に係止させる（図２及び図３の
状態）と、回路基板１は載置板２０の上面に押し付けら
れた状態となり、正確な半田付け位置からずれることが
ないとともに、半田付けの際の熱膨張率の違いから起こ
りやすい基板本体１ａの反りの発生を防ぐことが可能と
なる。

【００１７】図１〜図３に示すように、載置板２０は、
回路基板１裏面の半田付けをしない部分である基板取り
付け用のスルーホール、スリット、後付部品用スルーホ
ール近傍を遮蔽し、半田付けすべきアキシャルリード部
品３ａ、ラジアルリード部品３ｂが存置する部分は開口
して開口部２５となし、この開口部２５には半田の流れ
込みを誘導する半田誘導部２５ａを設け、前記搬送ガイ
ド部１２を両側縁に一体形成する。また、この載置板２
０の、回路基板１裏面が当接する上面には、回路基板１
裏面上に突出する端子や面実装部品２等（半田付けをし
ない部分であって、従来ではマスキングを施すべき半田
付け禁止部分５７に相当する）が納まる逃げ溝２６を形
成する。前記半田誘導部２５ａは、図示の如く段部状に
形成するほか、テーパー状に形成してもよい。

【００１８】図１及び図３に示すように、コンベア１４
は、ケーシング１ａの長手方向両端外部に配置した駆動
源（図示せず）に連繋した駆動輪２９ｂと遊転する従動
輪２９ｂに、前述した無端の移動チェーン２７を掛け渡
してなるもので、入口１９ａにて、半田フローパレット
１３の両搬送ガイド部１２を一対のガイドレール１１に
搬送可能に支持させた後、前記移動チェーン２７に設け
たフック２８で載置板２０を押動し、半田フローパレッ
ト１３をガイドレール１１に沿って搬送するように構成
する。この搬送にあたっては、フラックス塗布部１５、
予熱部１６、本加熱部１７及び半田フロー部１８に対応
する位置においてはそれぞれ定められた所定時間で通過
するように駆動輪２９ａを作動させるように図示してい
ない制御部によって制御される。

【００１９】図１に示すフラックス塗布部１５は、半田
面を活性化するためにフラックスを塗布する部材であっ
て、移動する半田フローパレット１３の載置板２０の開
口部２５からフラックスを塗布する。

【００２０】図１に示す予熱部１６及び本加熱部１７
は、半田フローパレット１３の載置板２０の開口部２５
内に存在する回路基板１の被半田付け部分（アキシャル
リード部品３ａやラジアルリード部品３ｂ等）の温度を
高めることによって、半田のノリをよくするためのもの
である。

【００２１】図１に示す半田フロー部１８は、半田フロ
ーパレット１３の載置板２０の開口部２５内に半田を噴
出する。

【００２２】次に、上記半田フロー装置１０を用いて行
う回路基板１の半田フロー方法について説明する。先
ず、制御部、予熱部１６，本加熱部１７及び半田フロー
部１８を電源ＯＮとし各部を所定温度にする。次に、半
田フローパレット１３の、支持枠２２の嵌合部２１に回
路基板１を嵌め込み、押さえノブ２４を嵌合部２１側に
回転変位して回路基板１縁部に係止させて（図２及び図
３参照）から、この半田フローパレット１３を、ケーシ
ング１０ａの入口１９ａにて、その両側の搬送ガイド部
１２を一対のガイドレール１１のコの字状の溝に挿し込
み、コンベア１４の駆動輪２９ａを駆動する。

【００２３】駆動輪２９ａの駆動により移動チェーン２
７が移動を開始し、フック２８で載置板２０を押動する
ことにより、半田フローパレット１３は入口１９ａから
出口１９ｂに向かって移動をはじめる。そして、この半
田フローパレット１３がフラックス塗布部１５を通過す
るときには、その先端の塗布体１５ａが、半田面を活性
化するためにフラックスを、移動する半田フローパレッ
ト１３の載置板２０の開口部２５内に浸入させて、アキ
シャルリード部品３ａやラジアルリード部品３ｂなどに
塗布する。

【００２４】続いて、半田フローパレット１３が予熱部
１６を通過する際に、アキシャルリード部品３ａ、ラジ
アルリード部品３ｂなどに予熱を与え、さらに、半田フ
ローパレット１３が本加熱部１７を通過する際に、アキ
シャルリード部品３ａやラジアルリード部品３ｂを必要
な温度に達するまで加熱する。

【００２５】続いて、半田フローパレット１３が半田フ
ロー部１８を通過する際に、溶融状態で噴出している半
田が、半田誘導部２５ａに導かれて開口部２５内に確実
に流入し、アキシャルリード部品３ａやラジアルリード
部品３ｂなどに半田付けを施す。この時、半田流れ込み
防止枠２３によって、半田が回路基板１の表面に流れ込
むのを防止する。

【００２６】さらに続いて、半田フローパレット１３が
出口１９ｂに達すると駆動輪２９ａが停止する。ここ
で、半田フローパレット１３をガイドレール１１から取
り外し、支持枠２２の各押さえノブ２４を回転変位して
回路基板１の係止状態を解除し、該回路基板１を半田フ
ローパレット１３から取り出す。

【００２７】なお、本発明は上記実施形態になんら限定
されるものではなく、例えば、図４に示すように、半田
フローパレット１３の支持枠２２を複数設け、それぞれ
に回路基板１を支持するように構成してもよい。この場
合、一度に複数の回路基板１の半田付けを行うことがで
きる。加えて、半田付け対象となるのは、回路基板１に
限るものではなく、各部品の形状、配置位置、配置数な
どが上記実施形態と異なるものであってもよい。さら
に、半田フローパレット１３を搬送するコンベア１４
は、上記のようなチェーンコンベアではなく他の機構を
もつコンベアであってもよい。

【００２８】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１に記載し
た本発明の半田フローパレットは、回路基板の種類や大
きさが変更になっても、コンベアのガイドレールを替え
たり、その間隔を変更するなどの設定作業を作業現場で
行う必要がないうえ、回路基板裏面の半田付けをしない
部分を遮蔽し、半田付けすべき部分に開口部を備えた載
置板を設けたので、フラックス塗布工程では半田付けす
べき部分のみにフラックスを塗布でき、半田付けの際の
加熱で蒸発し、半田付けをしない銅パターン部分にその
残滓が残留して腐食による経年耐久性に影響が出るよう
な不都合が発生しないほか、半田付けをしない部分には
半田が流れ込まないため、従来のような手間のかかるマ
スキング工程を省くことができ、特に複雑な形状のマス
キングを必要とする場合に有効であるという効果を奏す
る。

【００２９】また、請求項２に記載した本発明の半田フ
ローパレットは、請求項１に記載の発明の効果に加え
て、回路基板の種類や大きさを変更する場合、変更する
回路基板に合った嵌合部を有する載置板に取り替えるだ
けで対応することができ、設定作業を作業現場で行う必
要がないという効果を奏する。

【００３０】また、請求項３に記載した本発明の半田フ
ローパレットは、請求項２に記載の発明の効果に加え
て、一度に複数の回路基板の製造を行うことができると
いう効果を奏する。

【００３１】また、請求項４に記載した本発明の半田フ
ローパレットは、請求項１又は請求項２又は請求項３に
記載の発明の効果に加えて、開口部に半田の流れ込みを
誘導する半田誘導部を設けたので、開口部内に半田が流
れ込みやすく、半田不良を発生させにくいという効果を
奏する。

【００３２】また、請求項５に記載した本発明の回路基
板の半田付け方法は、回路基板を半田フローパレットに
乗せて搬送し、フラックス塗布、加熱、半田フローの各
作業を順次施すので、半田付け対象となる回路基板の種
類や大きさが変更になっても、コンベアのガイドレール
を替えたり、その間隔を変更するなどの設定作業を作業
現場で行う必要がないうえ、半田フローパレットの載置
板によって、前記回路基板裏面の半田付けをしない部分
を遮蔽した状態で、フラックス塗布、加熱、半田フロー
の各工程を順次施すので、フラックス工程では半田付け
すべき部分のみにフラックスを塗布でき、半田付けの際
の加熱で蒸発して半田付けをしない銅パターン部分にそ
の残滓が残留して腐食による経年耐久性に影響がでるよ
うな不都合が発生しないほか、半田付けをしない部分に
は半田が流れ込まないため、従来のような手間のかかる
マスキング工程を省くことができ、特に複雑な形状のマ
スキングを必要とする場合に有効であるという効果を奏
する。

【図面の簡単な説明】

【図１】回路基板の半田フロー装置の概略図。

【図２】回路基板を取り付けた半田フローパレットの平
面図。

【図３】同じく縦断面図。

【図４】複数の回路基板を取り付けた他の実施形態を示
す半田フローパレットの平面図。

【図５】従来の回路基板の裏面側の平面図。

【符号の説明】

１ 回路基板 ２ 面実装部品 ３ａ アキシャルリード部品 ３ｂ ラジアルリード部品 １０ 半田フロー装置 １０ａ ケーシング １１ ガイドレール １２ 搬送ガイド部 １３ 半田フローパレット １４ コンベア １５ フラックス塗布部 １６ 予熱部 １７ 加熱部 １８ 半田フロー部 １９ａ 入口 １９ｂ 出口 ２０ 載置板 ２１ 嵌合部 ２２ 支持枠 ２３ 半田流れ込み防止枠 ２４ 押さえノブ ２４ａ 回転軸 ２５ 開口部 ２５ａ 半田誘導部 ２６ 逃げ溝 ２７ 移動チェーン ２８ フック ２９ａ 駆動輪 ２９ｂ 従動輪 ５４ 基板取付用スルーホール ５５ スリット ５６ 後付部品用スルーホール ５７ 半田付け禁止部分

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 4E080 AA02 DA04 DB03 5E319 AC01 CC33 CD06 CD37 GG05 GG15

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 半田フロー装置のコンベアに支持されて
   搬送可能となし、回路基板をその裏面が下側になるよう
   にして乗せる半田フローパレットであって、回路基板裏
   面の、半田付けをしない部分を遮蔽し半田付けすべき部
   分を開口した、回路基板を載置する載置板を設けたこと
   を特徴とする半田フローパレット。
2. 【請求項２】 載置板上に、回路基板を内側に嵌め込ん
   で配置しうるとともに、回路基板をその周縁で離脱可能
   に固定する押さえノブを有する支持枠を設けたことを特
   徴とする請求項１に記載の半田フローパレット。
3. 【請求項３】 支持枠は、複数の回路基板を支持するよ
   うに構成したことを特徴とする請求項２に記載の半田フ
   ローパレット。
4. 【請求項４】 載置板の開口縁に、半田の流れ込みを誘
   導するための半田誘導部を形成したことを特徴とする請
   求項１又は請求項２又は請求項３に記載の半田フローパ
   レット。
5. 【請求項５】 回路基板をその裏面が下側になるように
   して半田フローパレットに乗せて搬送し、この半田フロ
   ーパレットの、前記回路基板を載置する開口部を設けた
   載置板により、前記回路基板裏面の半田付けをしない部
   分を遮蔽し、半田付けすべき部分を前記開口部に対応さ
   せ、該開口部を通して前記回路基板に対して搬送経路の
   入口から、フラックス塗布、加熱、半田フローの各作業
   を順次施す半田フローパレットを用いた回路基板の半田
   付け方法。