JP2003179339A - フロー半田付け用治具 - Google Patents

フロー半田付け用治具

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JP2003179339A
JP2003179339A JP2001377697A JP2001377697A JP2003179339A JP 2003179339 A JP2003179339 A JP 2003179339A JP 2001377697 A JP2001377697 A JP 2001377697A JP 2001377697 A JP2001377697 A JP 2001377697A JP 2003179339 A JP2003179339 A JP 2003179339A
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circuit board
flow soldering
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restraint
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Fumitake Kikuchi
文武 菊池
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KIKUDEN INTERNATIONAL KK
Taisei Co Ltd
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KIKUDEN INTERNAT KK
KIKUDEN INTERNATIONAL KK
Taisei Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 フロー半田付け装置の搬送コンベアーの幅調
整作業を不要とし、プリント基板の外形寸法幅の相違に
自在に対応することができ、かつ一つ以上のプリント基
板を同時に保持することができるところのフロー半田付
け用治具を提供する。 【解決手段】 フロー半田付けの間にプリント基板(8
0)を把持し搬送するためのフロー半田付け用治具(5
00)において、外枠(A)と、一つ以上のプリント基
板保持部材(B)とを有し、該プリント基板保持部材
(B)の両端部が、該外枠(A)の互いに向い合う二辺
上を摺動可能に取り付けられており、もって、外枠
(A)及びプリント基板保持部材(B)又は二つのプリ
ント基板保持部材(B)により、一つ以上のプリント基
板の少なくとも二辺を把持して該プリント基板を外枠
(A)に対して略水平に保持可能であることを特徴とす
るフロー半田付け用治具。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、プリント基板、と
りわけ、リード線付き電子部品を実装したプリント基板
を、フロー半田付け装置により半田付けを行うに際して
使用するフロー半田付け用治具に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、図2に示すように、フロー半田付
け装置(100)における一般的な半田付けの方法は、
プリント基板(80)を直接、フロー半田付け装置(1
00)に搬送する方式aが主流であった。該方式aにお
いては、種々の寸法を有するプリント基板(80)の幅
Wに応じて、移動側搬送コンベアー(103)をハンド
ル(101)操作により所定距離移動させて、固定側搬
送コンベアー(102)との幅ピッチPを調整してい
た。また、該方式aにおいては、プリント基板(80)
の進行方向(+X)の前端辺に実装されたコネクタ(8
3)の接続ピン83a(図9参照)を、スプレーフラク
サー(110)で塗布するフラックス(111)のリタ
ーンシャワー及び半田噴流槽(120)の溶融半田噴流
(121)から保護するために、いわゆる防波堤の役割
を果たす簡単な板金製のDIPガード(400)を装着
することが従来から広く実施されていた。
【0003】方式aでは、プリント基板(80)の幅Wに
応じて都度フロー半田付け装置(100)の移動側搬送
コンベア(103)の位置を変更する作業が、プリント
基板寸法が変るごとに発生する故に、時間をロスし、少
量多品種生産において生産効率が低下するという欠点が
あった。また、プリント基板(80)の搬送端面ギリギ
リ又は、外にはみ出した状態でコネクター(82)等が
実装されていると、搬送コンベア(102)又は(10
3)の搬送ホルダ(104)に干渉して搬送できないと
いう問題もあった。
【0004】他の方法としては、搭載するプリント基板
(80)の外形サイズに合わせた専用半田付け用治具
(200)による方式b、又はプリント基板(80)の
半田付け対象箇所のみに溶融半田噴流(121)が通る
小穴(330)が開いているマスク式半田付け用治具
(300)による方式cがある。これら各種の半田付け
用治具の幅を統一して、上記のフロー半田付け装置(1
00)の移動側搬送コンベアー(103)の位置調整作
業を不要にする方策も採られている。これらの方式では
通常、専用半田付け用治具(200)及びマスク式半田
付け用治具(300)は、概略ルートRのごとく繰り返
し使用される。
【0005】上記の方式bの専用半田付け用治具(20
0)はプリント基板(80)の外形寸法幅Wが共通なら
ば、プリント基板に実装される電子部品の配置が異なっ
ていても、プリント基板のフロー半田付け対象面はくり
ぬき穴(230)により全面開放されているため、共用
化が可能である。しかし、プリント基板(80)の外形
寸法幅Wの異なる製品を多種生産する場合は、上記の専
用半田付け用治具を多種類用意しなければならないこと
から、設備投資費が増大する。該専用半田付け用治具に
おいては、プリント基板(80)が、溶融半田噴流(1
21)の上昇圧力や高温により、浮き上がったりソリが
発生したりして、プリント基板(80)への半田付けが
不良になることを防止するために、基板拘束具(21
0)が、プリント基板(80)の外形4隅に対応した位
置に固定配置されている。このためプリント基板(8
0)上に実装されるコネクタ(81)や(82)等の部
品が、上記拘束具に近接していると、干渉してプリント
基板(80)を半田付け用治具に固定できないことがあ
った。
【0006】上記の方式cのマスク式半田付け用治具
(300)は、プリント基板(80)の外形寸法幅W及
びフロー半田付け対象部分が共通ならば、共用化が可能
である。しかし、いずれかが異なるプリント基板(8
0)を半田付けするためにはプリント基板(80)の種
類ごとに、マスク式半田付け用治具(300)を準備し
なければならず、設備投資額が大となるため、その使用
は付加価値の高い製品に限定される。
【0007】上記のDIPガード(400)並びに専用
半田付け用治具(200)及びマスク式半田付け用治具
(300)は、ステンレス、アルミニウムなどの金属で
製作される場合が多い。従って、一度フロー半田装置
(100)を通過すると150℃前後の高温に加熱さ
れ、繰り返し使用において、作業者が火傷を負うとか、
重量が重いために足元に落下させて負傷するなど、安全
面からの問題も出ている。ガラスエポキシ等の比較的軽
量な積層樹脂材料で製作される場合もあるが、フラック
スの化学腐食作用及び高温溶融半田による劣化作用によ
り通常、数ヶ月程度で寿命がくるため、再度、金属製に
戻したりするなど苦慮しているのが現状である。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、フロー半田
付け装置の搬送コンベアーの幅調整作業を不要とし、プ
リント基板の外形寸法幅の相違に自在に対応することが
でき、かつ一つ以上のプリント基板を同時に保持するこ
とができるところのフロー半田付け用治具を提供するも
のである。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明は、(1)フロー
半田付けの間にプリント基板(80)を把持し搬送する
ためのフロー半田付け用治具(500)において、外枠
(A)と、一つ以上のプリント基板保持部材(B)とを
有し、該プリント基板保持部材(B)の両端部が、該外
枠(A)の互いに向い合う二辺上を摺動可能に取り付け
られており、もって、外枠(A)及びプリント基板保持
部材(B)又は二つのプリント基板保持部材(B)によ
り、一つ以上のプリント基板の少なくとも二辺を把持し
て該プリント基板を外枠(A)に対して略水平に保持可
能であることを特徴とするフロー半田付け用治具であ
る。
【0010】また、好ましい態様として、(2)更に一
つ以上のプリント基板支え部材(C)を有し、該プリン
ト基板支え部材(C)の両端部が、上記のプリント基板
保持部材(B)が取り付けられている、外枠(A)の互
いに向い合う二辺以外の他の二辺上を摺動可能に取り付
けられており、もって、該プリント基板の未だ把持され
ていない辺の少なくとも一辺を支えるところの上記
(1)記載のフロー半田付け用治具、(3)更に一つ以
上のプリント基板拘束具(D)を有し、該プリント基板
拘束具(D)が、外枠(A)の各辺及びプリント基板保
持部材(B)上を摺動可能に取り付けられており、かつ
プリント基板(80)をその上面から押し付けて拘束す
るところの上記(1)又は(2)記載のフロー半田付け
用治具を挙げることができる。
【0011】本発明のフロー半田付け用治具(500)
は、プリント基板より大きな矩形の外枠(A)を有す
る。外枠(A)の幅は好ましくは、フロー半田付け装置
(100)の搬送コンベアーの最大幅寸法と略同一であ
る。該外枠(A)は、例えば、枠状のベース板(1)と
V溝付補強棒(2、3、4、5)とから成り、V溝付補
強棒(2、3、4、5)を4辺矩形枠状にベース板
(1)と、例えば、ネジ締めして固定したものである。
ここで、ベース板(1)及びV溝付補強棒(2、3、
4、5)は、好ましくはガラス繊維入り耐熱樹脂積層材
から構成されることにより軽量化を図ることができる。
該V溝付補強棒(2、3、4、5)は、プリント基板保
持部材(B)の移動用ガイドレールを兼ねることがで
き、また、プリント基板(80)をその上面から押し付
けて拘束するための基板拘束具(D)を備えることがで
きる。
【0012】プリント基板保持部材(B)は、例えば、
図1におけるX方向に掛け渡しされたスライド式基板保
持部(10、11)から構成されることができる。該ス
ライド式基板保持部(10、11)は、例えば、V溝付
き補強棒(12)と基板保持プレートとを結合したもの
である。該V溝付き補強棒(12)と基板保持プレート
は、上記と同様に、好ましくはガラス繊維入り耐熱樹脂
積層材から構成されている。本発明においては、該スラ
イド式基板保持部(10、11)が、図1におけるY方
向にV溝付き補強棒(4、5)をガイドにして平行移動
できる。これにより種々の種類のプリント基板の種々の
幅に容易に調整することができる。また、スライド式基
板保持部(10、11)を一つ以上の任意の数にするこ
とにより一つ以上のプリント基板を一つのフロー半田付
け用治具(500)の外枠(A)に取り付けることがで
きる。プリント基板の保持は、例えば、二辺を外枠
(A)及び他の一辺をプリント基板保持部材(B)によ
り、向い合う二辺をプリント基板保持部材(B)によ
り、又は向い合う二辺を外枠(A)及びプリント基板保
持部材(B)により把持して行うことができる。
【0013】本発明のフロー半田付け用治具において
は、好ましくは、プリント基板支え部材(C)を更に有
する。該プリント基板支え部材(C)は、外枠(A)
に、上記のプリント基板保持部材(B)が取り付けられ
ている二辺以外の他の二辺に両端が該辺上を移動するよ
うに、例えば、図1におけるY方向に掛け渡しされて取
り付けられて、該他の二辺の間を上記プリント基板保持
部材(B)に略直角方向に立体交叉して移動する。これ
により、プリント基板の未だ把持されていない一辺を、
例えば、図1に示すように支えることができる。プリン
ト基板支え部材(C)は比較的大判のプリント基板を把
持する際に好ましく用いられる。該プリント基板支え部
材(C)は、上記と同様に、好ましくはガラス繊維入り
耐熱樹脂積層材から構成されている。
【0014】本発明のフロー半田付け用治具(500)
は、外枠(A)及び/又はプリント基板保持部材(B)
に基板拘束具(D)を備えることが好ましい。以下に該
基板拘束具の好ましい態様を挙げる(図5〜9参照)。
該基板拘束具(D)は、迅速な作業を行う得るように、
V溝付補強棒(2、3、4、5、12)のV溝上をスム
ーズに横移動可能である。また、設定された位置から該
基板拘束具が搬送時の振動等により簡単に位置ズレが生
じることを防ぐために、拘束具の一部が自己バネ式の尻
尾状になっていて、V溝付き補強棒の背側面を適度なス
プリング圧で保持している。更にV溝面と対面する腹に
相当する部位にはV溝と幾何嵌合形をなす山型突起面が
形成されており、プリント基板を保持した際に発生する
モーメントを吸収して、ガタなくプリント基板を外枠に
対して略水平に拘束可能になっている。また、上記の山
型突起面の表面にはスライド時の摩擦を低減するため
に、フッ素とポリマーの複合材を表面から0.5mm程
度まで塗布浸透させることが好ましい。
【0015】本発明において、スライド式基板保持部及
び基板拘束具は簡単に着脱可能であり、プリント基板の
種類や搭載したい枚数によって、容易に構成変更するこ
とができる。スライド式基板保持部及び基板拘束具は、
例えば、V溝付き補強棒の両端に着脱用V溝切欠部を形
成して、スライド式基板保持部及び基板拘束具をその位
置までスライド移動させることによりV溝から嵌合拘束
の開放を行い、上方向(図1の+Z側)に着脱可能であ
る。また、基板拘束具を比較的柔らかい樹脂で製作すれ
ば、上記の着脱用V溝切欠部を経由せずに、直接、プリ
ント基板を拘束したい部位に基板拘束具を嵌め込むこと
ができ、一方、不要の場合に簡単に取り外すことができ
る。
【0016】本発明のフロー半田付け用治具において
は、上記の各部材がフラックス及び半田噴流に接触する
面に、これらに対する耐熱性及び耐化学腐食性、並びに
耐機械的磨耗性の全てを向上させるために、フッ素とポ
リマーの複合材を、単なる表面皮膜形成にとどまらず、
素材として好ましく使用されるガラス繊維入り耐熱樹脂
積層材の表面下0.5mm程度の内層まで浸透させるこ
とが好ましい。これにより、フロー半田付け用治具の繰
り返し使用期間を大幅に延長することができる。
【0017】
【発明の実施の形態】図1は本発明の一実施態様のフロ
ー半田付け用治具に関し、可変式治具が幅寸法の異なる
2種のプリント基板を装着可能な状態で準備され、ちょ
うど1枚目のプリント基板が、フロー半田付け装置のコ
ンベア進行方向の左側(+Y側)エリアに保持された状
態を示す斜視図である。図2は従来の方法と比較しなが
ら、本発明のフロー半田付け可変式治具(500)のフ
ロー半田付け工程における運用を示した略図である。図
3、図4及び図5は、ベース板とスライド式基板保持部
の組み立て構造を説明したものである。図6及び図7
は、プリント基板拘束具の組み立て構造を説明したもの
である。図8は、図1のI−I断面視により、プリント
基板の装着と拘束を説明したものである。図9は、プリ
ント基板拘束具の位置移動を要部のみで説明したもので
ある。図10は、プリント基板後端支え具を説明したも
のである。図11は、フッ素とポリマーの複合材の塗布
浸透による、寿命延長効果を説明したものである。ここ
で、図1〜図11までの構成部品で共通のものは全て同
一の符号を用いている。また、図1〜図11は全て同じ
座標系内で描いており、それぞれ異なる視点から眺めた
場合においても 方向と位置を認識しやすくするため、
X,Y,Zの座標矢指記号を図1〜図11まで全て記入して
いる。
【0018】図1〜3には、本発明のフロー半田付け用
可変式治具(500)の基本的な構成を示す。図1及び
図3に示すように、ガラス繊維入り耐熱樹脂積層材製の
矩形枠状のベース板(1)とスライド式基板保持部(1
0、11)[V溝付き補強棒(12)が結合済み]と基
板拘束具(20、30)の移動ガイドレールを兼ねたガ
ラス繊維入り耐熱樹脂積層材製V溝付補強棒(2、3、
4、5)の4本を前、左、右、後の各辺に、ナット(5
1)とサラネジ(50)によりZ方向の上下関係で結合
固定され、基本部(上記の1、2、3、4、5の組立体)
を完成させる。この基本部以外の部品は、用途に応じ
て、全て後から着脱により構成変更可能なモジュール類
という考え方である。
【0019】図3は、使用形態の一例として、スライド
式基板保持部(10、11)[V溝付き補強棒(12)
が結合済み]の2本を上記基本部に組付け途中の状態を
示したものである。図4は、図3のIV−IV断面部分から
見たA部詳細であり、スライド式基板保持部(11)とV
溝付補強棒(12)をサラネジ(50)とナット(5
1)で結合する様子を示したものである。上記のベース
板(1)とV溝付き補強棒(2、3、4、5)との間の
結合も該結合と同様である。V溝付き補強棒(12)に
は、V溝(12b)が全長(X方向)に亘り施されてい
る。また、その下部(−Z方向)には、ナット座用T型
穴(12C)が前後端に各1箇所、全長中央に向けて等
間隔で数箇所に施されていて、該T型穴(12c)の長
穴部にナット(51)が、図4の矢印E方向で収まるよ
うになっている。ナット(51)は、好ましくはステン
レス製であり、図4に示すナット頭部(51a)に緩み
止め用のナイロン樹脂が埋め込まれているタイプがより
好ましい。スライド式基板保持部(11)には、裏面か
らサラザグリ穴(11c)が、V溝付き補強棒(12)
のT型穴(12c)と同一間隔で同一箇所数だけ施され
ている。サラ頭ネジ(50)は、サラザグリ穴(11
c)を図4の矢印D方向で通して、T型穴(12c)内
に収まるナット(51)と結合される。好ましくは、サ
ラ頭ネジ(50)はステンレス製であり、図4に示すネ
ジ頭面(十字穴面)(50a)部にサンドブラスト装置
による梨地処理を施しフッ素とポリマーの複合材[好ま
しくは ウィットフォード社製のザイラン1010(商
標)]を塗装したものが好ましい。これにより、溶融半
田(121)の付着防止とネジ止め効果の向上を図るこ
とができる。
【0020】図4の素材概念図a及びbは、V溝付き補
強棒(12)とスライド式基板保持部(11)の素材で
あるガラス繊維入り耐熱樹脂積層材の積層構造特性を概
念的に描いたものである。図a及びbに描かれているよう
に、積層方向12w(aでY方向)、11w(bでZ方
向)の曲げ強度が弱く、逆に積層方向に直交する方向
(aではZ方向、bではY方向)の曲げ強度は強い。従
って、図4のように、夫々の積層方向a及びbを直交させ
て夫々の素材を組み付けることで双方の弱点を相互補完
して強固な結合構成を実現させることができる。また、
T型穴(12c)とV溝(12b)は、素材構造特性a
の積層方向にマシニングセンターやルータマシンで高速
切削加工するため、層間剥離やヒビ割れなどの心配が無
い。従って、製作上有利であり、安価に提供することが
できる。
【0021】ベース板(1)、V溝付き補強棒(2、
3、4、5)、スライド式基板保持部(10、11)及
びV溝付き補強棒(12)はいずれも、フロー半田付け
治具用素材として専用に開発され、製造販売されている
ガラス繊維入耐熱樹脂積層材、好ましくは ドイツ国、
ロッシェリングハーレーン社製のデュロストーンCAG762
(商標)により製造することができる。該材を使用する
ことにより、上記の各部分の軽量化と良好な断熱性とを
達成することができて、作業者の安全性を確保すること
ができる。また、半田フラックスの化学腐食作用に対す
る耐性をも付与することができる。各部分を全て上記素
材とすることにより、溶融半田噴流による急激な温度上
昇に伴うは熱膨張の歪みを最小限にすることもできる。
【0022】また、V溝付き補強棒(4)は、プリント
基板(80)に基板から張出して実装されたコネクタ
(83)の多数植突配列した接続ピン(83a)(図9
参照)をそのV溝中に収納することができる。これによ
り、スプレーラクサー(110)で塗布するフラックス
(111)のリターンシャワー及び半田噴流槽(12
0)の溶融半田噴流(121)から該接続ピン(83
a)を保護することができる。これは、図2に示すDI
Pガード(400)と同じ役割であり、図1及び図10
に示すように接続ピン(83a)の全てを保護すること
ができる。
【0023】図3、図5及び図8に従ってスライド式基
板保持部(11)[V溝付き補強棒(12)が結合済
み]の取り付け手順を説明する。まず、スライドロック
金具(13)(好ましくはアルミニウム製)のネジ穴
(13a)にスライドロックネジ(14)(好ましくは
ナイロン製)を図3の矢印cの方向で浅く仮締めする。
次に、V溝付き補強棒(12)の前後(X方向)両端に
図3の矢印Bの向きで被せつつ、図3の矢印Aのルート
に添って、V溝付き補強棒(4)及び(5)の着脱用V
溝切欠き部(4a)及び(5a) (本部位のみにV溝
を切り欠いてあるためにスライドロック金具(13)が
侵入可能)にスライドロック金具(13)を嵌め込み、
図3のV−V断面視図である図5(A)の状態まで垂下させ
る。この時点の状態は図5(A)に示すように、スライ
ドロック金具(13)の山形突起面(13b)とV溝付
き補強棒(5)のV溝(5b)間に隙間が存在し、かつ
V溝付き補強棒(12)の底面(12c)とベース板
(1)のスライド部受け面(1b)との間にもやはり隙
間がある。従って、容易にY方向にスライド式基板保持
部(11)[V溝付き補強棒(12)が結合済み]が移
動可能な状態にある。予め、図8(A)に示す調整幅w
3の位置で固定済みのスライド式基板保持部(10)
[V溝付き補強棒(12)が結合済み]に対して、スラ
イド式基板保持部(11)[V溝付き補強棒(12)が
結合済み]を図8(A)の調整幅w2とw1(w1はプリン
ト基板(80)の幅Wと略同一)が成立する位置まで−
Y方向へ移動させる。図5(B)に示すようにスライド
ロックネジ(14)を回転が止まるまで軽く締め付ける
(−Z方向)と、互いに向かい合う(13b)部と(5
b)部の面が密着固定され、同時に(1b)部と(12
c)部も密着固定され、それらが前後(X方向)に掛け
渡しされる両端部で同時に行われることにより、スライ
ド式基板保持部11[V溝付き補強棒(12)が結合済
み]の固定が完了する。その結果、プリント基板保持面
である(1a)部と(11a)部の水平高さ(Z高さ)
が同一となりプリント基板(80)の水平装着が可能と
なる。スライド式基板保持部(11)又は(10)に結
合されたV溝付き補強棒(12)の前後端底面(12c)
部は(1a)部と、Y方向スライド移動時に摩擦を生じ
るために、磨耗防止と潤滑を兼ねて、(12c)部へフ
ッ素とポリマーの複合材(1000)、好ましくはウィ
ットフォード社製のザイラン1010(商標)を図5
(A)の詳細aに示すように塗布浸透深さt1000(約0.5mm
程度)で施すのが望ましい。該スライド式基板保持部
(11,10)の取り外しは、上記の手順を全て逆にた
どることにより行うことができる。
【0024】図6は回転式基板拘束具(20)の組み立
て構造を示す。図6(A)は、回転式基板拘束具(2
0)(好ましくはガラス繊維入り熱可塑性樹脂の射出成
形品)とスライドブラケット(21)(好ましくはガラ
ス繊維入り熱可塑性樹脂の射出成形品)を合体させる手
順を示す。最初にネジ(23)(好ましくはステンレス
製M3ナベ小ネジ)を矢印のルート(+Z方向)で 回転
式基板拘束具(20)に施された貫通穴(20a)を通
し、次いで、コイルバネ(24)(好ましくはステンレ
ス製)を通し、次に、スライドブラケット(21)の貫
通穴(21a)を通して、最後に回転式基板拘束具(2
0)のネジ穴(20b)に回転締め付けを行い組み立て
を完了する。図6(D)と(E)に示したタイプのもの
は、回転式基板拘束具(20)を2個備える、両腕用ス
ライドブラケット(22)(好ましくはガラス繊維入り
熱可塑性樹脂の射出成形品)を使用したバリエーション
の1種である。この組み立て方法は図6(A)と同様で
ある。回転式基板拘束具(20)はネジ(23)を回転
軸心(Z方向)として回転方向rで約180度の自由度
がある。図6(B)と(D)が収納状態であり、図6
(C)と(E)がプリント基板拘束時の状態を表してい
る。さらにコイルバネ(24)の圧縮寸法分だけZ方向
に自由度を持つ。そして、この圧縮時のバネ力がプリン
ト基板の拘束力となる。
【0025】図7にワンタッチ式基板拘束具(30)の
組み立て構造を説明する。図7(A)は、ワンタッチ式
基板拘束具(30)(好ましくはガラス繊維入り熱可塑
性樹脂の射出成形品)とスライドブラケット(31)
(好ましくはガラス繊維入り熱可塑性樹脂の射出成形
品)を合体させる手順を示す。最初にネジ(36)(好
ましくはステンレス製M3ナベ小ネジ)にナット(37)
(好ましくはステンレス製)を仮留めする。次に、それ
をワンタッチ式基板拘束具(30)のネジ穴(30b)
に締め付けし、ナット(37)を緩み止めとして締め付
け固定する。上記と同様に、ネジ(35)(好ましくは
ステンレス製M3ナベ小ネジ)にナット(37)(好まし
くはステンレス製)を仮留めする。次に、それをスライ
ドブラケット(31)のネジ穴(31d)に締め付け
し、ナット(37)を緩み止めとして締め付け固定す
る。次に、ピン(32)(好ましくはステンレス製)を
スライドブラケット(31)の貫通穴(31a)に通
し、さらに続けてワンタッチ式基板拘束具(30)の貫
通穴(30a)に通した上で、両端にE型留め輪(3
3)をはめ込む。最後に引っ張りコイルバネ(34)
(好ましくはステンレス製)をネジ(35)と(36)
に引っ掛けて組み立てを完了する。ワンタッチ式基板拘
束具(30)は、ピン(32)を回転軸心(Y方向)と
する回転方向pで約180度の回転自由度を持ち、図7
(B)の収納状態から、図7(C) のプリント基板拘
束位置にワンタッチ式基板拘束具(30)を回転させる
ことができる。この場合、ネジ(35)を回転軸心とし
て、引っ張りコイルバネ(34)の回転角度位置がピン
(32)の軸心(Y方向)を挟んで、−X側から+X側
に遷移した瞬間に、引っ張りコイルバネ(34)が急激
に収縮を開始するため作業者が指を途中で離しても自動
的にプリント基板表面に当たるまで回転する。
【0026】図8(図1のI−I断面視)及び図9は、プ
リント基板(80)の装着及び基板拘束具(20)と
(30)によるプリント基板(80)の拘束を示すもの
である。図8(A)は プリント基板(80)及び基板
拘束具(20)と(30)が、これからフロー半田付け
用治具(500)に装着される前の状態を表している。
上記のようにスライド式基板保持具(11)[V溝付き
補強棒(12)が結合済み]が、プリント基板(80)
の幅Wと略同一(およそ0.5mm広い)の幅w1に位置
調整済みである。図8(B)の段階において、プリント
基板(80)は、スライド式基板保持具(11)の基板
保持面(11a)とベース板(1)の基板保持面(1
a)部の両端で掛け渡して装着される。詳細図aの如く
プリント基板(80)の幅wから寸法Qで−Y方向に張り
出し部があるコネクタ(82)は、スライド式基板保持
具(11)の張り出しコネクタ受面(11b)の受けス
ペースがs寸法分ある故に収納可能である。
【0027】図8(B)は、回転式基板拘束具(20)
(スライドブラケット(21)付き)とワンタッチ式基
板拘束具(30)(スライドブラケット(31)付き)
が、ちょうどV溝付き補強棒(12)及び(2)に嵌め
込まれるところの途中経過を示している。スライドブラ
ケット(21)及び(31)の尻尾部(21c)及び
(31c)が、矢印S1及びS2方向に自己バネ特性に
より曲げ開放中であり、山形突起部(21b)と(31
b)は、V溝付き補強棒(12)及び(2)の上端辺部
を乗り越えてV溝部(12b)及び(2b)部に入り込
もうとしている状態にある。更に状態が進むと図8
(C)に示したように、山形突起部(21b)及び(3
1b)がそれぞれV溝部(12b)及び(2b)と完全
に幾何嵌合して同時に尻尾部(21c)及び(31c)
が自己バネ与圧をかけた状態ではめ込みが完了する。回
転式基板拘束具(20)(スライドブラケット(21)
付き)やワンタッチ式基板拘束具(30)(スライドブ
ラケット(31)付き)を外す場合は、上記の動作の逆
(+Z)を行うか、図3で示すV溝付き補強棒(2、
3、4、5、12)の各脱着用V溝切欠き部(2a、3
a、4a、5a、12a)までスライドブラケット(2
1、22、31)を移動させて外すこともできる。スラ
イドブラケット(22)は両腕式で自己バネ性が無いの
で後者の方式に限定される。
【0028】図9に示されているように、回転式基板拘
束具(20)(両腕用スライドブラケット(22)付
き)は、プリント基板(80)装着の際、張り出し部を
持つコネクター(82)の実装位置が回転式基板拘束具
(20)と同一の位置(X方向において隠れ線で表す)
に存在することを避けるために、矢印A(−X)の方向
に両腕用スライドブラケット(22)を横スライドして
位置を変更することが可能である。図9の詳細図aに示
すように、両腕用スライドブラケット(22)の山形突
起部(22b)部はV溝付き補強棒(12)のV溝(1
2b)との間で横スライド時に摩擦を生ずるため、磨耗
防止と潤滑を兼ねて、山形突起部(22b)部へフッ素
とポリマーの複合材(1000)、好ましくはウィット
フォード社製のザイラン1010(商標)を塗布浸透深
さt1000(約0.5mm程度)で施すのが好ましい。他のスライ
ドブラケット(21、31)の山形突起部(21b、3
1b)へも同様に上記複合材を塗布することが好まし
い。また、図8(c) の詳細図dに示すように、スライ
ドブラケット(21、31)の尻尾部(21c、31
c)についても横スライド動作を容易にするために同様
に上記複合材を塗布することが好ましい。
【0029】図8(C)の詳細図c及び図9の詳細図b
は、回転式基板拘束具(20)がプリント基板(80)
を拘束する状態の概略を示している。図8(C)の詳細
図cに示されているように、コイルバネ(24)がZ方
向に圧縮されるために、t3寸法(約2mm)だけ回転式基
板拘束具(20)が+Z方向に移動する。これにより、
プリント基板(80)が、コイルバネ(24)の圧力に
よりスライド式基板保持部(11)の基板保持面(11
a)部に押し付けられる。該手段によりプリント基板
(80)を拘束する故に、プリント基板(80)の板厚
Tが約0.5mm〜3.0mmの範囲で変化しても、拘束対応が可
能である。プリント基板(80)の板厚Tは通常、約1.6
mmである。また、図9の詳細図bに示すように、プリン
ト基板(80)と回転式基板拘束具(20)の先端部と
の間で摩擦が生じるため、磨耗防止と潤滑を兼ねて、該
先端部へフッ素とポリマーの複合材(1000)、好ま
しくはウィットフォード社製のザイラン1010(商
標)を塗布浸透深さt1000(約0.5mm程度)で施すのが好ま
しい。図8(C)に示す、他の2箇所の回転式基板拘束
具(20)は、拘束対象のプリント基板が無いため、t
2寸法分(約2mm)だけスライド式基板保持部(1
0)及び(11)の張り出しコネクタ受け面(10b)
と(11b)のZレベル高さより−Z方向に低くなって
いる。
【0030】図8(B)に示すように、プリント基板
(80)に実装されるコネクタ(81)は安定性が悪
く、隙間寸法t8で示すような傾き不良が出やすい。従
って、図8(C)に示すようなワンタッチ基板拘束具(3
0)を使用して、コネクタ(81)の上部を押えること
により、プリント基板(80)上面にコネクタ(81)
底面を押し付け密着拘束させて、上記のような隙間寸法
t3を無くして、傾き不良を防ぐことが可能である。該
ワンタッチ式基板拘束具(30)のZ方向における拘束
可能範囲は約15mmにも及ぶため、プリント基板上面
から約15mmの背丈のコネクターまで拘束可能であ
る。
【0031】図10に示すように、プリント基板(8
0)の外周4辺のうち、前端(+X方向)、左端(+Y
方向)及び右端(−Y方向)の各辺は全て、ベース板
(1)及びスライド式基板保持部(10、11)の基板
保持面(1a)や(10a、11a)にて保持可能であ
り、かつ基板拘束具(20、30)等により拘束可能で
ある。一方、プリント基板(80)の後端部(80a)
(−X方向)は開放状態となる。通常は、このような開
放状態で問題はない。しかし、搭載するプリント基板
(80)の幅Wが大きい場合、例えば、通常200mm
以上である場合には、局所的に後端部(80a)でソリ
が発生する危険性がある。これを防止するために、図1
及び図10(特に詳細図a参照)に示したプリント基板
後端支え具(41)を使用することが好ましい。図10
の隠れ線で描いたように、プリント基板後端支え具(4
1)は、V溝付スライド棒(40)のV溝部(40b)に
矢印Dのルートで嵌合することにより必要数装着され得
る。そして、スライドロック金具(13)にスライドロ
ックネジ(14)を矢印cの向きで仮止めしたものを矢
印Bの向きで両端部にかぶせながら、V溝付き補強棒
(2、3)の着脱用V溝切欠き部(2a,3a)部に矢
印Aのルートではめ込み、(-Z方向)垂下させ、前方向(+
X方向)に横スライドさせて、図10の詳細図aに示すよ
うに、プリント基板後端支え具(41)の下部先端テー
パ面が、プリント基板後端部(80b)の裏面辺と接触
する位置でスライドロックネジ(14)が止まるまで締
め回すことにより支持固定を完了する。固定の原理の詳
細は、図5の説明と同じである。V溝付スライド棒(4
0)の棒底面は、装着済みのスライド式基板保持部(1
0)と(11)に結合されたV溝付き補強棒(12)の
上面よりも好ましくは1mm程度高い位置で交叉してY
方向に掛け渡しされているので干渉の問題はない。ま
た、図10の詳細図bに示したように、プリント基板後
端支え具(41)の山形突起部(41b)は、V溝付ス
ライド棒(40)のV溝部(40b)と摩擦が生じるた
め、磨耗防止と潤滑を兼ねて、該先端部へフッ素とポリ
マーの複合材(1000)、好ましくはウィットフォー
ド社製のザイラン1010(商標)を塗布浸透深さt100
0(約0.5mm程度)で施すのが好ましい。
【0032】本発明のフロー半田付け用治具は、プリン
ト基板(80)の装着と拘束及び好ましくは支えが完了
した後に、図2に示すフロー半田付け装置(100)に
導入される。搬送コンベアー(102)及び(103)
に取り付けられている各々の搬送フォルダ(104)間
の幅寸法Pとベース板(1)の幅寸法p1との関係は、
図8(C)の詳細図bに示すように、片側でp2寸法の
位置において、搬送ホルダ(104)のV型口とベース
板(1)の搬送エッジ部(1c)のエッジ厚さt4が隙
間なく嵌合するようになっている。フロー半田付け用治
具に装着されたプリント基板(80)は、まず、スプレ
ーフラクサ(110)によりフラックス(111)が塗
布され、次いで、半田噴流槽(120)の溶融半田噴流
(121)によりコネクタ(80、81)等の実装部品
のリードとプリント基板(80)とを半田接合した後、
フロー半田付け装置(100)から搬出される。好まし
くは、図11(プリント基板や基板拘束具類は図示せ
ず)で示すように、ベース板(1)、スライド式基板保
持具(10)及び(11)の底面には、フラックス(1
11)や溶融半田噴流(121)が接触するために、通
常約1万8000回で素材が劣化寿命となる。本発明の
フロー半田付け用治具では、長期使用(通常5〜6年)
に耐えうるように、図11の詳細図a及びbに示すよう
に、耐化学腐食性と耐高温劣化性を兼ねて、フッ素とポ
リマーの複合材(1000)、好ましくはウィットフォ
ード社製のザイラン1010(商標)を塗布浸透深さt1
000(約0.5mm程度)で施すのが好ましい。ここで、フッ素
とポリマーによる複合材(1000)の色は、一般的な
プリント基板のレジスト色(緑系が多い)に近い色彩の
色を選定することにより、フロー半田付け装置に設置さ
れている、光電センサー類の誤検知動作を防止可能であ
る。図11の詳細図bに示した様にベース板(1)、ス
ライド式基板保持部(10)及び(11)のエッジ(1
a,10a,11aの直下部)は、約30〜45度の面取り加工
が施されている。これは、溶融半田噴流(121)の流
れを整流して、プリント基板(80)の外形端側に実装
されたコネクタ(82)等のリードに良好に半田を回り
込ませるための工夫である。
【0033】フロー半田付け装置(100)から搬出
後、上記の図8の手順の逆を行いプリント基板(80)
をフロー半田付け用治具から外す。同品種のプリント基
板の半田付け作業を、繰り返し行う場合は装着済みの基
板拘束具(20、30)の取り外し及び位置移動は不要
であり、上記の図6(B)、(D)及び図7(B)で示
す収納状態においてプリント基板(80)を取り出し、
次のプリント基板(80)を装着するまで待機すればよ
い。フロー半田付け装置の種類及び仕様に依存するが、
ベース板(1)の搬送エッジ部(1c)とプリント基板
(80)のZ方向における高さレベルは同一であり、厚
さt4もプリント基板(80)の厚さT(一般に1.6mm
である)と同一とするのが通常の仕様である。
【0034】
【発明の効果】本発明は、フロー半田付け装置の搬送コ
ンベアーの幅調整作業を不要とし、プリント基板の外形
寸法幅の相違に自在に対応することができ、かつ一つ以
上のプリント基板を同時に保持することができるところ
のフロー半田付け用治具を提供するものである。これに
より、種類の異なるプリント基板を一つ又は複数個装着
して半田付けすることが可能であり、加えて、作業者が
敏速かつ安全に取り扱うことができることから、作業効
率及び生産効率を著しく向上させることができる。
【0035】本発明のフロー半田付け用治具は好ましく
は、一つ以上の基板拘束具を備えることにより、フロー
半田付装置の半田噴流の高温及び上昇圧力により、搭載
されたプリント基板にソリが発生したり、浮き上がって
しまったりすることを防止することができる。該基板拘
束具は、ガイドレール兼V溝付補強棒上に設置されて、
自由に横スライド移動でき、直接外部から必要箇所には
め込めんだり、必要ない場合は容易に取り外したりする
ことができるので、プリント基板のサイズの違いや、実
装される電子部品の配置や種類の相違による制限を一切
受けることなく位置決め可能である。
【0036】また、本発明のフロー半田付け用治具に好
ましくは、素材として、ガラス繊維入り耐熱樹脂積層材
を使用し、かつフラックスと噴流半田が直接接触する面
に対してフッ素とポリマーの複合型耐熱耐薬品コーティ
ング材を塗布浸透させることにより、長期間の繰り返し
使用を可能とし、また、設備投資面、労務面においても
コストダウンを図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態のフロー半田付け用可変式
治具に基板が片側エリアに1枚装着された状態を示す斜
視図である。
【図2】 従来の方法と比較しながら、本発明のフロー
半田付け可変式治具のフロー半田付け工程における運用
を示した略図ある。
【図3】 ベース板とスライド式基板保持部の組み立て
構造を示したものである。
【図4】 図3のA部詳細をIV-IV断面部から示したもの
である。
【図5】 図3のB部詳細をV-V視においてスライドロッ
ク方法を示したものである。
【図6】 回転式基板拘束具の組み立て構造を示したも
のである。
【図7】 ワンタッチ式基板拘束具の組み立て構造を示
したものである。
【図8】 図1のI−I断面視により、プリント基板の
装着と拘束を示したものである。
【図9】 プリント基板拘束具の横スライド位置移動を
略図で示したものである。
【図10】 プリント基板後端支え具を示したものであ
る。
【図11】 耐腐食、耐熱保護剤の浸透塗布状態を示し
たものである。
【符号の説明】
1:ベース板 2:V溝付き補強棒(左端用) 3:V溝付き補強棒(右端用) 4:V溝付き補強棒(前端用) 5:V溝付き補強棒(後端用) 10:スライド式基板保持具(片持ち型) 11:スライド式基板保持具(両持ち型) 12:V溝付き補強棒(スライド用) 13:スライドロック金具 14:スライドロックネジ 20:回転式基板拘束具 21:スライドブラケット(片腕用) 22:両腕用スライドブラケット 23:ネジ 24:圧縮コイルバネ 30:ワンタッチ式基板拘束具 31:スライドブラケット(ワンタッチ式基板拘束具
用) 32:ピン 33:E型止め輪 34:引っ張りコイルバネ 35:ネジ 36:ネジ 37:ナット 40:V溝付スライド棒 41:基板後端支え具 50:サラ頭ネジ 51:ナット(ナイロンブッシュ入り) 80:プリント基板 81:コネクタ(垂直型) 82:コネクタ(張り出し型、右端実装) 83:コネクタ(張り出し型、前端実装) 100:フロー半田付け装置 101:コンベア幅調整ハンドル 102:固定側搬送コンベアー 103:移動側搬送コンベアー 104:搬送ホルダ 110:スプレーフラクサー 111:フラックス(飛翔中の) 120:半田噴流槽 121:溶融半田噴流 200:専用半田付け用治具 210:基板拘束具 230:くりぬき穴 300:マスク式半田付け用治具 330:小穴 400:DIPガード 500:フロー半田付け用可変式パレット(本願の) 1000:フッ素とポリマーの複合材
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 5E319 AA01 AC01 CC23 CD37 GG03 GG15

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 フロー半田付けの間にプリント基板(8
    0)を把持し搬送するためのフロー半田付け用治具(5
    00)において、外枠(A)と、一つ以上のプリント基
    板保持部材(B)とを有し、該プリント基板保持部材
    (B)の両端部が、該外枠(A)の互いに向い合う二辺
    上を摺動可能に取り付けられており、もって、外枠
    (A)及びプリント基板保持部材(B)、又は二つのプ
    リント基板保持部材(B)により、一つ以上のプリント
    基板の少なくとも二辺を把持して該プリント基板を外枠
    (A)に対して略水平に保持可能であることを特徴とす
    るフロー半田付け用治具。
  2. 【請求項2】 更に一つ以上のプリント基板支え部材
    (C)を有し、該プリント基板支え部材(C)の両端部
    が、上記のプリント基板保持部材(B)が取り付けられ
    ている、外枠(A)の互いに向い合う二辺以外の他の二
    辺上を摺動可能に取り付けられており、もって、該プリ
    ント基板の未だ把持されていない辺の少なくとも一辺を
    支えるところの請求項1記載のフロー半田付け用治具。
  3. 【請求項3】 更に一つ以上のプリント基板拘束具
    (D)を有し、該プリント基板拘束具(D)が、外枠
    (A)の各辺及びプリント基板保持部材(B)上を摺動
    可能に取り付けられており、かつプリント基板(80)
    をその上面から押し付けて拘束するところの請求項1又
    は2記載のフロー半田付け用治具。
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