JP2006165235A - 局所はんだ付け装置 - Google Patents

Abstract

【課題】溶融はんだのスルーホール上がりを改善できるとともに、ワーク上面の温度上昇を抑えることができる局所はんだ付け装置を提供する。
【解決手段】基板ＰのスルーホールＨに部品ＡのリードＬを挿入したワークＷを局所はんだ付けする局所はんだ付け装置である。ワークＷの下側に、局所はんだ付け用の局所はんだ付けノズル12を配置する。ワークＷの上側に、窒素ガスなどの不活性ガスの供給を受ける不活性ガスカバー13を進退自在に配置する。この不活性ガスカバー13は、ワークＷを位置決めピン24によって位置決めする位置決め装置14の下部プレート23に取付け、位置決めピン24と一体的にワークＷに対し進退させる。
【選択図】図１

Description

本発明は、局所はんだ付けノズルを備えた局所はんだ付け装置に関する。

基板のスルーホールに部品のリードを挿入したワークを局所はんだ付けする局所はんだ付け装置であって、ワークの下側に配置された局所はんだ付けノズルの周囲から局所はんだ付け部分に不活性ガスを供給するようにした局所はんだ付け装置がある（例えば、特許文献１、２参照）。
特開２０００−２４６４３１号公報（第３頁、図１） 特開２００２−１５２３号公報（第３−４頁、図１）

このように、従来は、基板の下側で、局所はんだ付けノズルの周囲より、はんだ付け部に不活性ガスを吹き付けるので、基板のスルーホールや基板上に不活性ガスを供給することができず、溶融はんだの好ましいスルーホール上がりが得られないとともに、ワーク上面が温度上昇しやすい問題がある。

本発明は、このような点に鑑みなされたもので、溶融はんだのスルーホール上がりを改善できるとともに、ワーク上面の温度上昇を抑えることができる局所はんだ付け装置を提供することを目的とするものである。

請求項１記載の発明は、基板のスルーホールに部品のリードを挿入したワークを局所はんだ付けする局所はんだ付け装置であって、ワークの下側に配置された局所はんだ付け用の局所はんだ付けノズルと、ワークの上側に移動可能に配置され不活性ガスの供給を受ける不活性ガスカバーとを具備した局所はんだ付け装置であり、そして、ワーク上面に不活性ガスカバーを被せてワーク上面を酸化防止用の不活性ガスで覆う不活性ガスパージをすることにより、ワーク下側の局所はんだ付けノズルから供給される溶融はんだのスルーホール上がりが向上し、また、ワーク上面の温度上昇を抑える冷却作用により、ワーク上面にはんだ付けされた部品の再溶融を抑制する。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の局所はんだ付け装置における不活性ガスカバーが、ワークを位置決めする位置決めピンと一体的にワークに対し進退自在に設けられたものであり、そして、不活性ガスカバーと位置決めピンとがワークに対し一体的に進退するので、ワークを位置決めピンにより正確に位置決めすると同時に、ワークに対し不活性ガスカバーを適切な平面位置および高さ位置に位置決めして適切な不活性ガスパージをする。

請求項３記載の発明は、請求項１または２記載の局所はんだ付け装置における不活性ガスが、ワークに応じて温度調整されたものであり、そして、耐熱性の低いワークに対しては、常温の不活性ガスを用いることで、冷却作用を得るとともに、耐熱性の高いワークに対しては、はんだ付け済み部を再溶融しない程度に加温された不活性ガスによりワークを温めることで、ワークのリードに沿ったスルーホール上がりを良くする。

請求項１記載の発明によれば、ワーク上面に不活性ガスカバーを被せてワーク上面を酸化防止用の不活性ガスで覆う不活性ガスパージをすることにより、ワーク下側の局所はんだ付けノズルから供給される溶融はんだのスルーホール上がりを向上させることができ、また、ワーク上面の温度上昇を抑える冷却作用により、ワーク上面にはんだ付けされた部品の再溶融を抑制できる。

請求項２記載の発明によれば、不活性ガスカバーと位置決めピンとがワークに対し一体的に進退するので、ワークを位置決めピンにより正確に位置決めできると同時に、ワークに対し不活性ガスカバーを適切な平面位置および高さ位置に位置決めして適切な不活性ガスパージをすることができる。

請求項３記載の発明によれば、耐熱性の低いワークに対しては、常温の不活性ガスを用いることで、冷却作用を得ることができるとともに、耐熱性の高いワークに対しては、はんだ付け済み部を再溶融しない程度に加温された不活性ガスによりワークを温めることで、ワークのリードに沿ったスルーホール上がりを良くすることができる。

以下、本発明を、図１乃至図３に示された一実施の形態を参照しながら説明する。

図１は、ワークＷを局所はんだ付けする局所はんだ付け装置を示し、ワークＷは、チェンコンベヤ11により搬送されるプリント配線基板（以下、単に「基板」という）ＰのスルーホールＨに、電子部品または集積回路などの部品ＡのリードＬが挿入されたものである。

ワークＷの下側には、局所はんだ付け用の局所はんだ付けノズル12が上下動可能に配置され、ワークＷの上側には、不活性ガスの供給を受ける下面を開口した箱形の不活性ガスカバー13が、ワークＷを位置決めする位置決め装置14により進退方向へ移動可能に設けられている。

この位置決め装置14は、取付ベース部材15に流体圧シリンダ16および複数のスライドベアリング17が取付けられ、これらのスライドベアリング17にロッド18がそれぞれ上下動自在に嵌合され、これらのロッド18の上端に、中央の流体圧シリンダ16により上下動される上部プレート19が取付けられ、この上部プレート19に複数の腕部材21が取付けられ、これらの腕部材21により複数のロッド22が取付けられ、前記ロッド18およびこれらのロッド22の下端に下部プレート23が取付けられ、この下部プレート23に、少なくとも２本の位置決めピン24が取付けられている。これらの位置決めピン24の下端にはテーパ部25がそれぞれ設けられ、これらのテーパ部25が基板Ｐの位置決め穴に嵌入されて、基板Ｐの位置決めがなされる。

また、下部プレート23には、前記不活性ガスカバー13が、ワークＷを位置決めする位置決めピン24と一体的に取付けられ、ワークＷに対し一体的に進退自在に設けられている。図１に示された例では、不活性ガスカバー13内に各位置決めピン24が内蔵されている。

下部プレート23には、不活性ガスカバー13の内部に窒素ガスなどの不活性ガスを供給するための不活性ガスノズル26も設けられている。この不活性ガスノズル26は、ガス配管27を介して窒素ガス発生装置などの不活性ガス供給源に接続されている。ガス配管27中には、電磁弁などの開閉弁、切換弁が設けられている。

これらの不活性ガスカバー13、位置決めピン24および不活性ガスノズル26は、ワークＷの種類毎に用意しておき、不活性ガスの吹込み位置などをワークＷの種類毎に適切にコントロールすると良い。

そして、窒素ガスなどの不活性ガスは、下部プレート23に取付けられた不活性ガスノズル26より不活性ガスカバー13内に供給されるが、この不活性ガスは、ワークＷに応じて温度調整されたものを用いる。

例えば、窒素ガス発生装置から不活性ガスノズル26までのガス配管27を大気中に配設して、不活性ガスカバー13内に常温の不活性ガスを供給しても良いし、または、窒素ガス発生装置から不活性ガスノズル26までのガス配管27を、溶融はんだを収容したはんだ槽内に挿通することで、不活性ガスカバー13内に、はんだ付け済み部を再溶融しない程度に加温された不活性ガスを供給しても良い。

あるいは、不活性ガスカバー13にヒータを設けることで、さらには、不活性ガスカバー13に、２００℃程度まで昇温するとヒータ効果が得られるセラミック溶射を施すことで、不活性ガスカバー13内の雰囲気温度を、はんだ付け済み部を再溶融しない程度の温度に保温しても良い。

図２に示されるように、局所はんだ付け装置は、溶融はんだを収容するはんだ槽31が流体圧シリンダなどの上下動機構32により上下動可能に設置され、このはんだ槽31内に前記局所はんだ付けノズル12が設置され、この局所はんだ付けノズル12に、電磁誘導ポンプ、羽根車式ポンプなどの加圧装置33が接続され、この加圧装置33により、はんだ槽31内の溶融はんだを、局所はんだ付けノズル12へ加圧供給して、この局所はんだ付けノズル12の上端開口より溶融はんだＳを突出または噴出させる。

次に、図１に示された実施の形態の作用効果を、図３を参照しながら説明する。

ワークＷがチェンコンベヤ11により所定位置まで搬送されたら、流体圧シリンダ16により上部プレート19およびロッド18，22を介して下部プレート23を下降させ、複数の位置決めピン24のテーパ部25を基板Ｐの位置決め穴に嵌入して、基板Ｐを正確に位置決めするとともに、下部プレート23に取付けられた不活性ガスカバー13も下降させて、基板Ｐの上面上に僅かな間隙を介して停止させる。

このとき、不活性ガスカバー13の下降動作が始まると同時に、不活性ガスノズル26より不活性ガスカバー13内への窒素ガスなどの不活性ガスの供給が開始される。

また、不活性ガスカバー13の下降動作が停止した時点から、局所はんだ付け装置のはんだ槽31を上昇開始させて、局所はんだ付けノズル12をワークＷに向って近付け、ワークＷの基板Ｐに挿着された部品ＡのリードＬを相対的にノズル12上の溶融はんだＳ中に浸漬させる。この溶融はんだＳは、部品Ａの各リードＬに沿って基板ＰのスルーホールＨ内を上昇し（スルーホール上がり）、各リードＬを基板Ｐ側に確実にはんだ付けする。

このとき、図３に示されるように、不活性ガスカバー13がワークＷを覆った時点t1から、局所はんだ付けノズル12によるはんだディップが開始される時点t2までに、不活性ガスカバー13内の酸素濃度を低下させる時間Ｔを確保する。

一方、局所はんだ付けの終了時は、先ず、はんだ槽31を下降させて、部品ＡのリードＬを局所はんだ付けノズル12上の溶融はんだＳから相対的に離脱させ、それから不活性ガスカバー13を上昇させ、それから不活性ガスの供給を停止する。

このように、ワークＷの位置決めは、基板Ｐの位置決め穴に位置決めピン24のテーパ部25を挿入して行なうが、この基板Ｐの上面に対して位置決めピン24を内蔵した不活性ガスカバー13を下降させることで、ワークＷの位置決めと、不活性ガスパージとを同時に行なうようにする。

そして、ワークＷの上面に不活性ガスカバー13を被せてワークＷの上面を酸化防止用の不活性ガスで加圧することにより、不活性ガスは、基板ＰのスルーホールＨにも入り込むようにして、ワークＷの部品ＡおよびリードＬの全体と、基板Ｐ側のはんだ付け対象面とを不活性ガスで覆って、溶融はんだの濡れ性を阻害する酸化被膜の形成を抑制するので、下側の局所はんだ付けノズル12から供給される溶融はんだＳのスルーホール上がりを向上させることができ、また、ワークＷの上面の温度上昇を抑える冷却作用により、ワークＷの上面にはんだ付けされた部品Ａの再溶融を抑制できる。

さらに、不活性ガスカバー13と位置決めピン24とがワークＷに対し一体的に進退するので、ワークＷを位置決めピン24により正確に位置決めできると同時に、ワークＷに対し不活性ガスカバー13を適切な平面位置および高さ位置に位置決めして、適切な不活性ガスパージをすることができる。

例えば、不活性ガスカバー13の下端開口縁と基板Ｐの上面との間の僅かな間隙を適切な寸法に保って、不活性ガスカバー13内の不活性ガス圧を適切な値に保つことで、微細な隙間にも不活性ガスを供給することができる。

その際、耐熱性の低いワークＷに対しては、常温の不活性ガスを用いることで、ワークＷを冷却する冷却作用を得ることができるとともに、耐熱性の高いワークＷ、あるいは熱容量の大きなワークＷに対しては、はんだ付け済み部を再溶融しない程度に加温された不活性ガスによりワークＷを温めることで、部品ＡのリードＬに沿ったスルーホール上がりを良くすることができる。

なお、図示された実施の形態は、所定レベルで搬送されるワークＷを位置決めピン24で位置決めし、このワークＷに対して、不活性ガスカバー13を進退可能とするとともに、局所はんだ付けノズル12を上下動可能としたが、ワークＷを移載装置（トランスファ）により把持して、上下動するとともに指定位置まで移送して位置決めするものでは、位置決めピン24は必要なく、局所はんだ付けノズル12を上下動する必要もないが、本発明には、この種の局所はんだ付け装置も含まれる。

本発明に係る局所はんだ付け装置の一実施の形態を示す正面図である。 同上はんだ付け装置の概略図である。 同上はんだ付け装置の動作順序を示すタイムチャートである。

符号の説明

Ｗ ワーク
Ｐ 基板
Ｈ スルーホール
Ａ 部品
Ｌ リード
12 局所はんだ付けノズル
13 不活性ガスカバー
24 位置決めピン

Claims (3)

1. 基板のスルーホールに部品のリードを挿入したワークを局所はんだ付けする局所はんだ付け装置であって、
   ワークの下側に配置された局所はんだ付け用の局所はんだ付けノズルと、
   ワークの上側に移動可能に配置され不活性ガスの供給を受ける不活性ガスカバーと
   を具備したことを特徴とする局所はんだ付け装置。
2. 不活性ガスカバーは、ワークを位置決めする位置決めピンと一体的にワークに対し進退自在に設けられた
   ことを特徴とする請求項１記載の局所はんだ付け装置。
3. 不活性ガスは、ワークに応じて温度調整されたものである
   ことを特徴とする請求項１または２記載の局所はんだ付け装置。

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