JP3264373B2 - ハンダ付け装置並びに該装置を備えた生産システム - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子部品やコネク
タ等の部品が取り付けられた基板等のハンダ付け対象物
に対してハンダ付けを行うハンダ付け装置並びに該装置
を用いた生産システムに係り、詳しくは、ハンダ付け対
象物上の複数のハンダ付け箇所に対するハンダ付けを一
つのコテ先で効率的に行うことができるはんだ付け装置
並びに該装置を用いた生産システムに関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種のハンダ付け装置として、
コテ先に一つのハンダ供給面を有するハンダ付け用コテ
部材と、該コテ先のハンダ供給面に一方向から糸状のハ
ンダを供給するハンダ供給手段とを備えた自動ハンダ付
け装置（ハンダ付けロボット）が知られている。この装
置において、ハンダ付け用コテ部材のコテ先が加熱さ
れ、ハンダ供給手段により該コテ先のハンダ供給面にハ
ンダが供給されると、該ハンダ供給面上でハンダが溶融
して流下する。この流下した溶融ハンダが、該ハンダ供
給面に隣接するハンダ付け箇所に到達することにより、
該ハンダ付け箇所をハンダ付けすることができる。ま
た、この装置を用いて、ハンダ付け対象物上の直線状に
並んだ複数のハンダ付け箇所に対してハンダ付けをする
場合は、上記ハンダ付け用コテ部材のコテ先を該複数の
ハンダ付け箇所の並び方向に沿って移動させることによ
り、該複数のハンダ付け箇所を連続的にハンダ付けする
ことができる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記従来の
ハンダ付け装置で複数列に並んだ複数のハンダ付け箇所
をハンダ付けするときは、上記ハンダ付け用コテ部材を
該ハンダ付け箇所の並びに沿って複数回移動させる必要
があった。例えば、上記ハンダ付け箇所が２列並んでい
る場合は、該ハンダ付け箇所が並んでいる距離を２回移
動させる必要があった。上記ハンダ付け用コテ部材が往
復動に対応していない場合すなわち一方の方向へ移動し
ているときだけハンダ付け可能に構成されている場合に
は、上記該ハンダ付け箇所が並んでいる距離を４回移動
させることになってしまう。このように、少なくとも上
記ハンダ付け箇所の列の数だけ、上記ハンダ付け用コテ
部材を移動させる必要があるため、ハンダ付け工程の効
率を向上させることが難しかった。

【０００４】なお、上記ハンダ付け用コテ部材の一回の
移動で２列のハンダ付け箇所をハンダ付けできるものと
して、該２列のハンダ付け箇所を囲むように形成された
門型のコテ先が知られている。図１１は門型のコテ先の
一例を示す部分断面図である。この門型のコテ先５００
の先端部は、ハンダ付け対象物である部品装着済み基板
２００上の２列のリード２０１が突出しているハンダ付
け箇所を２つの脚部５００ａ、５００ｂで挟む込むよう
に形成されている。このコテ先５００の脚部５００ａ、
５００ｂ間の溝状の空間であるハンダ溜め部５００ｃに
は、コテ先５００内のハンダ供給路５００ｄを通して溶
融したハンダが供給される。そして、このハンダ溜め部
５００ｃに溶融したハンダ４０’が充填された状態で、
コテ先５００をリード２０１の列方向に移動させること
により、該リード２０１が突出した２列のハンダ付け箇
所に該溶融したハンダ４０’を次々と接触させ、該２列
のハンダ付け箇所をハンダ付けすることができる。

【０００５】しかしながら、上記門型のコテ先は、ハン
ダ付け箇所を上記２つの脚部で挟み込む形状になってい
るため、部品を両面に実装した両面実装基板の場合のよ
うにハンダ付けを行う面側で該ハンダ付け箇所と部品と
が隣接していると、該コテ先の脚部と部品とが干渉する
ことにより該コテ先の移動ができず、該ハンダ付け箇所
をハンダ付けできないおそれがある。また、上記門型の
コテ先を用いた場合は、ハンダ付け箇所に必要以上のハ
ンダが付いたり、不必要な箇所にハンダがついてしまっ
たりすることにより、ハンダ付け不良が発生してしまう
おそれがあった。このハンダ付け不良は、２列のハンダ
付け箇所用に上記脚部の間隔が設定された門型のコテ先
で１列のハンダ付け箇所を行おうとする場合に、特に問
題となるものである。さらに、上記門型のコテ先はその
ハンダ溜め部にハンダを充填して用いるため無駄はハン
ダ消費が生じ、また上記溝状のハンダ溜め部やハンダ供
給路等の複雑な加工が必要となって製造コストが高くな
るため、低コスト化を図ることが難しかった。

【０００６】本発明は以上の問題点に鑑みなされたもの
であり、その目的は、コテ先の一つのハンダ供給面に一
方向からハンダを供給する場合に比して複数のハンダ付
け箇所に対するハンダ付けを効率的に行うことができる
とともに、従来の門型のコテ先を用いる場合とは異な
り、ハンダ付け箇所に部品が隣接するときでも該部品と
該ハンダ付け箇所とが干渉することなく、高品質且つ低
コストのハンダ付けが可能となるハンダ付け装置並びに
該装置を用いた生産システムを提供することである。

【０００７】

【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の発明は、ハンダ供給面が形成されたコテ
先を有するハンダ付け用コテ部材と、該コテ先を加熱す
る加熱手段と、該コテ先のハンダ供給面にハンダを供給
するハンダ供給手段とを備えたハンダ付け装置におい
て、該コテ先が、ハンダ付け対象物に対する該コテ先の
相対移動の方向に沿って延在する２つの露出側面のそれ
ぞれにハンダ供給面を有するものであり、該ハンダ供給
手段が、該コテ先の各ハンダ供給面に対してハンダを選
択的に供給できるように構成され、該コテ先の各ハンダ
供給面のそれぞれに該ハンダ供給手段で供給されるハン
ダを収容した２つのハンダ収容部と、該ハンダ付け対象
物上のハンダ付け箇所に関する情報を記憶しておく記憶
手段と、該ハンダ付け対象物と該ハンダ付け用コテ部材
との間の相対的な位置関係を変化させる相対位置可変手
段と、該記憶手段に記憶されている該ハンダ付け箇所の
情報に基づいて、該ハンダ付け対象物と該ハンダ付け用
コテ部材との間の相対的な位置関係を変化させるように
該相対位置可変手段を制御し、該コテ先の各ハンダ供給
面へのハンダ供給を切り換えるように該ハンダ供給手段
を制御し、両方のハンダ供給面を使用してハンダ付け可
能な両面ハンダ付けモードと、２つのハンダ供給面のい
ずれか一方のみを使用してハンダ付けする片面ハンダ付
けモードとを、選択して実行する制御手段とを備えたこ
とを特徴とするものである。ここで、上記ハンダ付け対
象物と上記ハンダ付け用コテ部材との間の相対的な位置
関係は、該ハンダ付け対象物と該ハンダ付け用コテ部材
との間の直線的な距離を表す位置関係だけでなく、両者
間の相対的な回転角度を表す回転位置関係も含むもので
ある。また、上記相対的な位置関係を変化させる相対位
置可変手段は、上記ハンダ付け対象物及び上記ハンダ付
け用コテ部材の少なくとも一方を移動させたり回転させ
たりする手段を含むものである。

【０００８】

【０００９】

【００１０】請求項１のハンダ付け装置では、加熱手段
でハンダ付け用コテ部材のコテ先を加熱する。この加熱
されたコテ先をハンダ付け箇所に隣接させた状態で、ハ
ンダ供給手段によって該コテ先の各ハンダ供給面にハン
ダを供給し、該ハンダ供給面上で該ハンダを溶融する。
この各ハンダ供給面上の溶融したハンダは該ハンダ供給
面に沿って流下し、各ハンダ供給面に対応する複数のハ
ンダ供給箇所に到達し、これにより、該複数のハンダ付
け箇所がハンダ付けされる。また、上記２つのハンダ供
給面が、ハンダ付け対象物に対する上記コテ先の相対移
動の方向に沿って延在する２つの露出側面のそれぞれに
形成されているので、前述のように、上記ハンダ付け箇
所に近くに部品が取り付けられている場合でも、該コテ
先と該部品とを干渉させることなく、該ハンダ付け箇所
をハンダ付けできる。また、上記コテ先のハンダ供給面
に適量のハンダを供給してハンダ付けを行うことができ
るので、従来の門型のコテ先を用いた場合とは異なり、
ハンダ付け箇所に必要以上のハンダが付いたり、不必要
な箇所にハンダがついてしまったりするがない。従っ
て、高品質のハンダ付けが可能となり、無駄なハンダ消
費も少なくなる。さらに、上記外向きの２つの露出側面
のそれぞれにハンダ供給面が形成された比較的簡易な構
造のコテ先を用いているので、上記溝状のハンダ溜め部
やハンダ供給路等の複雑な加工が必要な従来の門型のコ
テ先に比して、コテ先の製造コストが低くなる。また、
請求項１のハンダ付け装置では、上記ハンダ供給手段に
より上記コテ先の各ハンダ供給面に対してハンダを選択
的に供給できるので、各ハンダ供給面に対応するハンダ
付け箇所の有無に応じてハンダを供給することが可能と
なる。また、請求項１のハンダ付け装置では、ハンダ付
け対象物上のハンダ付け箇所に関する情報を予め記憶手
段に記憶しておく。そして、該記憶手段に記憶されてい
る該ハンダ付け箇所に関する情報に基づいて、ハンダ付
け対象物上のハンダ付け箇所の位置を制御手段で判断
し、ハンダ付け用コテ部材のコテ先が該ハンダ付け箇所
に隣接するように上記相対位置可変手段を制御する。 ま
た、上記情報に基づいて、ハンダ付け動作を開始する前
にハンダ付け用コテ部材のコテ先のどのハンダ供給面が
該ハンダ付け箇所に対応しているかを上記制御手段で判
定する。この判定結果に基づいて該制御手段で上記ハン
ダ供給手段を制御することにより上記コテ先の各ハンダ
供給面へのハンダ供給を切り換える。このように各ハン
ダ供給面へのハンダ供給を切り換えることにより、各ハ
ンダ供給面に対応するハンダ付け箇所の有無に応じて、
該ハンダ付け箇所が対応しているハンダ供給面のみにハ
ンダを自動的に供給する。また、請求項１のハンダ付け
装置では、各ハンダ収容部のハンダが存在する状態でハ
ンダ付けを行うときは、上記両面ハンダ付けモードを選
択して実行することにより、２つのハンダ供給面の両方
を使用してハンダ付けを行う。一方、ハンダ収容部の一
つのハンダがなくなったときは、上記片面ハンダ付けモ
ードを選択して実行する。

【００１１】

【００１２】

【００１３】

【００１４】

【００１５】

【００１６】

【００１７】

【００１８】

【００１９】

【００２０】

【００２１】

【００２２】

【００２３】

【００２４】

【００２５】

【００２６】

【００２７】

【００２８】

【００２９】請求項２の発明は、部品が装着されたハン
ダ付け対象物にハンダ付けするハンダ付け装置と、該ハ
ンダ付け装置でハンダ付けされた該ハンダ付け対象物を
検査する検査装置とを備えたハンダ付け対象物の生産シ
ステムにおいて、該ハンダ付け装置として、請求項１の
ハンダ付け装置を用いたことを特徴とするものである。

【００３０】請求項２の基板の生産システムでは、上記
ハンダ付け装置を用いることにより、従来のハンダ槽を
用いたフローハンダ法の場合や手作業でハンダ付けを行
う場合に比して、高品質のハンダ付けが可能となり、各
ハンダ付け対象物上のハンダ付け品質のばらつきも小さ
くなる。したがって、ハンダ付けが終わったハンダ付け
対象物の検査の時間を短くすることができる。また、従
来のハンダ槽を用いたフローハンダ法の場合や手作業で
ハンダ付けを行う場合とは異なり、ハンダ付け速度の調
整により、ハンダ付け対象物への部品装着工程やハンダ
付け後の検査工程とのタクト調整を簡単に行うことがで
きるので、該ハンダ付け対象物の生産システムのインラ
イン化が容易になる。さらに、従来のハンダ槽を用いた
フローハンダ法の場合や手作業でハンダ付けを行う場合
に比して、上記ハンダ付け装置を用いたハンダ付け工程
を行う作業スペースが少なくて済むため、比較的狭いス
ペースにハンダ付け装置及び検査装置を並べて設置する
ことができ、ハンダ付け装置と検査装置とを組み合わせ
たシステムの集約化が容易になる。特に、上記コテ先の
複数のハンダ供給面に対してハンダを選択的に供給でき
るように構成されたハンダ供給手段を有するハンダ付け
装置を用いた場合には、上記門型のコテ先を用いた場合
とは異なり、１台のハンダ付け装置により多品種のハン
ダ付け対象物について高品質のハンダ付けが可能とな
り、ハンダ付け装置の集約化が容易になる。

【００３１】

【発明の実施の形態】以下、本発明をハンダ付け装置と
してのハンダ付けロボットに適用した実施形態について
説明する。このハンダ付けロボットは、ハンダ付け対象
物としての基板（ＰＣＢ）に対して自動的にハンダ付け
するものである。図２は本実施形態に係るハンダ付けロ
ボットの概略構成を示す正面図である。このハンダ付け
ロボットは、上部に作業台１０１を有する装置本体１０
０と、該装置本体１００の両側部に取り付けられたスタ
ンド部材１０２、１０３と、該スタンド部材１０２、１
０３の上部において両スタンド部材間に架け渡すように
取り付けられたＸ軸ガイド部材１０４と、該Ｘ軸ガイド
部材１０４に対してＸ軸方向（図中の左右方向）に移動
可能に取り付けれたハンダ付けユニット１０とを備えて
いる。

【００３２】上記作業台１０１の中央部には、Ｙ軸方向
（図中の前後方向)に延びた２本のガイドレール１０
５、１０６が形成され、該ガイドレールに沿って可動ブ
ラケット１０７、１０８がＹ軸方向に移動可能に取り付
けられている。この可動ブラケット１０７、１０８上に
は作業テーブル１０９が取り付けられ、該作業テーブル
１０９に基板支持スタンド１１０、１１１を介してハン
ダ付け対象物としての基板２００が装着される。上記可
動ブラケット１０７、１０８のＹ軸方向の駆動は、基板
上のハンダ付け箇所に関する情報に基づいて後述の制御
部で制御される。この基板上のハンダ付け箇所に関する
情報のデータは前もって実行されるデータ取り込み作業
（ティーチング作業）で取得され、ハンダ付け時の各種
パラメータ等のデータとともに、メモリーカードスロッ
ト１１２に挿入されているメモリカード１１３に記憶さ
れる。

【００３３】上記ハンダ付けユニット１０は、ユニット
本体１１と、該ユニット本体１１の両側に取り付けられ
た１組のハンダ供給サブユニット２０Ａ、２０Ｂと、該
ユニット本体１１から下方に延びた昇降スライド軸１２
に中継部材１３や揺動アーム１４等を介して取り付けら
れたハンダ付けヘッド３０とを備えている。上記ユニッ
ト本体１１の背面側には図示しない可動ブラケットを有
し、この可動ブラケットがＸ軸ガイド部材１０４側に形
成されているガイドレール（不図示）にガイドされるこ
とにより、ハンダ付けユニット１０をＸ軸方向に移動さ
せることができる。

【００３４】上記ユニット本体１０から下方に延びた昇
降スライド軸１２は、Ｚ軸方向（図中上下方向）に移動
するように駆動制御するとともに、そのＺ軸方向の中心
軸を中心として回転するように回転駆動することができ
るようになっている。この昇降スライド軸１２に連結さ
れた中継部材１３には、ハンダ付けヘッド３０の先端の
コテ先を所定の圧力で基板２００に押圧できるように、
図示しないエア加圧機構が組み込まれている。また、中
継部材１３に連結されている揺動アーム１４は、ハンダ
付けヘッド３０を所定の角度に傾けて固定できるように
構成されている。

【００３５】上記ハンダ付けヘッド３０は、加熱手段と
してのヒータを内蔵するとともに先端部に平板状のコテ
先３１を有するハンダ付け用コテ部材（以下「コテ部
材」という。）３２と、該コテ部材３２の両側に固定ア
ーム部材３３Ａ、３３Ｂで固定された１組のハンダ供給
ヘッド３４Ａ、３４Ｂとを備えている。このハンダ供給
ヘッド３４Ａ、３４Ｂのコテ先３１側の先端部には、ハ
ンダガイド部材として、糸状ハンダが通過できる中空構
造のニードル部材３５Ａ、３５Ｂを備えている。また、
このハンダ供給ヘッド３４Ａ、３４Ｂには、それぞれ独
立にハンダ供給制御可能な上記ハンダ供給サブユニット
２０Ａ、２０Ｂからハンダ供給チューブ２１Ａ、２１Ｂ
を介して、糸状ハンダが供給される。

【００３６】また、上記ハンダ供給ヘッド３４Ａ、３４
Ｂには、上記糸状ハンダ４０をニードル部材３５Ａ、３
５Ｂから吐出させる前に予備的に加熱する予備加熱手段
としてのヒータを備えている。このように予備的に加熱
することにより、フラックスの急激な温度上昇を抑え、
ハンダ玉・フラックス飛散を防止することができる。

【００３７】上記ハンダ供給サブユニット２０Ａ、２０
Ｂは、送出ローラ対２２Ａ、２２Ｂ及びモータ（不図
示）を有するハンダ供給装置２３Ａ、２３Ｂと、糸状ハ
ンダ４０を一定量巻き付けたハンダ収容部としてのハン
ダリール２４Ａ、２４Ｂとを備えている。上記送出ロー
ラ対２２Ａ、２２Ｂは糸状ハンダ４０を挾持しながら回
転することにより該ハンダ４０をハンダ供給チューブ２
１Ａ、２１Ｂ側に送り出すものであり、該ローラ対の一
方のローラがモータで駆動される駆動ローラ、もう一方
のローラが従動ローラとなっている。また、両ローラの
間隔は糸状ハンダ４０を所定の圧力で挾持するように調
整され、上記駆動ローラは糸状ハンダ４０を所定の速度
で送出するとともに糸状ハンダの送出を選択的にオン／
オフできるように回転制御される。このハンダ供給サブ
ユニット２０Ａ、２０Ｂと、上記ハンダ供給チューブ２
１Ａ、２１Ｂ及び上記ハンダ供給ヘッド３４Ａ、３４Ｂ
とにより、コテ部材３２のコテ先３１にハンダを供給す
るハンダ供給手段が構成されている。なお、上記ハンダ
供給装置２３Ａ、２３Ｂには、適宜、ハンダ切れを検知
するセンサやハンダ詰まりを検知するセンサなどを設け
てもよい。また、上記ハンダ供給装置２３Ａ、２３Ｂ
は、上記送出ローラ対２２Ａ、２２Ｂを用いたものに限
定されるものではなく、他の機構で糸状ハンダを送出す
るように構成してもよい。

【００３８】図１及び図３は上記コテ部材３２の先端部
の拡大正面図及び拡大側面図である。コテ部材３２のコ
テ先３１は平板状に形成され、基板２００に対するコテ
先の相対移動の方向に沿って延在する２つの外向きの露
出側面にそれぞれハンダ供給面３１０Ａ、３１０Ｂを有
している。このハンダ供給面３１０Ａ、３１０Ｂのそれ
ぞれに、上記ハンダ供給ヘッド３４Ａ、３４Ｂのニード
ル部材３５Ａ、３５Ｂの先端が近接して対向するように
配置されている。ニードル部材３５Ａ、３５Ｂの先端か
ら吐出した糸状ハンダ４０’は、コテ先３１のハンダ供
給面３１０Ａ、３１０Ｂに接触して溶融し、各ハンダ供
給面に沿って重力で流下することにより、基板２００上
のハンダ付け箇所から突出している突出部材であるリー
ド２０１を覆うように供給される。また、図３に示すよ
うに上記コテ先３１の先端面はコテ部材３２の中心軸に
対して所定の角度で傾いた面に加工され、これにより、
コテ部材３２を傾けて移動させる場合でもコテ先３１の
先端面と基板２００の面とがほぼ平行になって両者が確
実に接するようにしている。このようにコテ部材３２を
傾けることにより、該コテ部材３２を基板２００上でス
ムーズに移動させることができるとともに、コテ部材３
２の駆動負荷も低減させることができる。

【００３９】また、図４に示すように、上記コテ先３１
の幅Ｗ１はハンダ供給箇所の間隔であるリード２０１の
間隔Ｗ２よりも狭くなるように設定されている。このよ
うにコテ先３１の幅Ｗ１を設定することにより、コテ先
３１とリード２０１とを干渉させることなく、コテ先３
１のハンダ供給面で溶融したハンダ４０’をリード２０
１上に確実に流下させ、ハンダ付け箇所を確実にハンダ
付けすることができる。また、本実施形態ではコテ先３
１の露出側面にある２つのハンダ供給面３１０Ａ、３１
０Ｂでハンダを溶融し、ハンダ供給面３１０Ａ、３１０
Ｂの外側に位置するリード２０１上に流下させているの
で、両面実装基板のように該リード２０１の近傍に部品
２０２があったとしても該部品２０２とコテ先３１とが
干渉することがないため、ハンダ付け箇所を確実にハン
ダ付けすることができる（図４参照）。また、コテ先３
１が該部品２０２に接触したりすることもないので、該
部品２０２の損傷を回避することができる。

【００４０】なお、上記コテ部材３２には、図５に示す
ようにコテ先３１のコテ先保持部側から先端部側に向け
て加熱気体Ｆを出してハンダ付け箇所に吹付ける加熱気
体吹付手段を設けてもよい。この加熱気体Ｆの吹き付け
により、コテ先３１及びリード２０１があるハンダ付け
箇所を予備加熱し、コテ先３１の温度低下を抑制する。
これにより、コテ先３１の移動速度を高めることがで
き、ハンダ付け工程のタクトを短縮することができる。

【００４１】図６は、上記ハンダ付けロボットの制御系
の主要部を示すブロック図である。制御手段としての制
御部３００は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、Ｉ／Ｏインタ
ーフェース等を用いて構成されている。この制御部３０
０には上記メモリーカード１１３に対するデータ書き込
み及び読み出しを行うメモリカードドライブ装置３０
１、及び各種モータ駆動回路３０２Ａ、３０２Ｂ、３０
３〜３０５が接続されている。この各種モータ駆動回路
３０２Ａ、３０２Ｂ、３０３〜３０５、各回路に接続さ
れたモータ、各モータで駆動される可動ブラケット、該
可動ブラケットをガイドするガイドレール等により、基
板２００とコテ部材３２との間の相対的な位置関係（直
線的な距離及び回転角度）を変化させる相対位置可変手
段が構成されている。

【００４２】また、前述のようにハンダ付け対象の基板
２００のハンダ付け箇所に関するデータや、ハンダ付け
時の各種パラメータ（糸状ハンダの吐出量、コテ部材の
移動速度など）のデータはメモリカード１１３に記憶さ
れている。このメモリカード１１３内のデータがメモリ
カードドライブ３０１を介して制御部３００内に取り込
まれる。このデータに基づいて各モータ駆動部に対する
指令信号が生成され、送信される。各モータ駆動部は該
指令信号に基づいて、それぞれ対応するパルスモータ３
０６Ａ、３０６Ｂ、３０７〜３０９を回転駆動する。な
お、上記ハンダ付け箇所に関するデータ等は、フロッピ
ーディスク、ハードディスク等の他の記憶媒体に記憶さ
せて用いるように構成してもよい。また、装置本体１０
０に接続されたパソコン等の外部装置から、上記ハンダ
付け箇所に関するデータ等を取り込むように構成しても
よい。

【００４３】図７は、上記構成のハンダ付けロボットを
用いて基板２００上の４列に並んだ複数のハンダ付け箇
所をハンダ付けするときの説明図である。まず、作業テ
ーブル１０９上の基板支持スタンド１１０に基板２００
をセットする。次に、作業テーブル１０９のＹ軸方向の
位置、ハンダ付けヘッド３０の回転角度、ハンダ付けユ
ニット１０のＸ軸方向の位置とを制御することにより、
図７に示すように基板２００上のＰ１点にコテ先３１を
位置させる。次に、ハンダ付けヘッド３０をＺ軸下方に
移動させてコテ先３１を基板２００に接触させるととも
に、作業テーブル１０９をＹ軸手前側に移動させること
により、コテ先３１を基板２００に対して相対移動させ
ながらコテ先３１の両方のハンダ供給面にハンダを供給
し、該コテ先３１の両側に位置する２列のハンダ付け箇
所２１１、２１２についてハンダ付けを行う。そして、
コテ先３１が図６中のＰ２点まで相対移動したところで
該コテ先３１へのハンダ供給を停止し、ハンダ付けヘッ
ド３０をＺ軸上方に移動させる。

【００４４】次に、ハンダ付けユニット１０をＸ軸左方
向に移動させるとともに、作業テーブル１０９をＹ軸奥
側方向に移動させることにより、図７中のＰ３点にコテ
先３１を位置させる。そして、前述と同様に、コテ先３
１を基板２００に接触させ、作業テーブル１０９をＹ軸
手前側に移動させることにより、コテ先３１の両側に位
置する２列のハンダ付け箇所２１３、２１４についてハ
ンダ付けを行う。そして、コテ先３１が図７中のＰ４点
まで相対移動したところで該コテ先３１へのハンダ供給
を停止し、ハンダ付けヘッド３０をＺ軸上方に移動させ
る。これにより、一連のハンダ付けが完了する。

【００４５】なお、３列等の奇数列のハンダ付け箇所
（リード挿入箇所）についてハンダ付けを行う場合は、
最後の列に関してはハンダ付け箇所に対応しているハン
ダ供給面に対してのみハンダの供給を行うように制御す
る。これにより、無駄なハンダ供給を回避することがで
きる。また、本実施形態のハンダ付けロボットで１点の
ハンダ付け箇所に対するポイントハンダ付けを行う場合
は、該ハンダ付け箇所にコテ先３１が隣接するように、
上記作業テーブル１０９、ハンダ付けヘッド３０及びハ
ンダ付けユニット１０を駆動制御する。そして、該ハン
ダ付け箇所に面するハンダ供給面ついてのみハンダを供
給するように、上記送出ローラ対２２Ａ、２２Ｂの回転
のオン／オフを切り換えるように制御することにより、
該ハンダ付け箇所をハンダ付けする。

【００４６】また、上記コテ先３１及び作業テーブル１
０９は、基板のハンダ付け箇所に関するデータに基づ
き、基板に対するハンダ付け開始からハンダ付け終了ま
でのコテ先３１及び作業テーブル１０９の移動距離が最
短距離になるように制御することが好ましい。このよう
に制御することにより、各基板２００に対するハンダ付
けの時間を短くすることができる。また、１列のリード
に対するハンダ付けの後に２列のリードに対するハンダ
付けを行うときのように、コテ先３１の両面使用から片
面使用に切り換えるときは、使用していなかったハンダ
供給面にハンダの供給を開始するときは、対応するハン
ダ供給サブユニットの送出ローラ対の回転数を高めて、
多めにハンダを供給するのが好ましい。この場合は、使
用開始したハンダ供給面を適度な量のハンダでぬらすこ
とができ、上記２列のリードの最初の部分から確実にハ
ンダ付けを行うことができる。また、コテ先３１を一連
のハンダ付け箇所のハンダ付け開始位置に移動させた
後、基板に接触させる直前に、ハンダ供給サブユニット
の送出ローラ対の回転を開始するのが好ましい。この場
合は、ハンダの無駄な消費を防止しつつ、一連のハンダ
付け箇所のハンダ付け開始位置から確実にハンダ付けを
行うことができる。

【００４７】以上、本実施形態によれば、コテ部材３２
のコテ先３１の２つのハンダ供給面３１０Ａ、３１０Ｂ
に糸状ハンダ４０を供給し、各ハンダ供給面に対向する
２列のハンダ供給箇所に溶融したハンダ４０’を到達さ
せることができる。従って、従来のコテ先の一つのハン
ダ供給面に一方向からハンダを供給する場合に比して、
該２列のハンダ供給箇所のハンダハンダ付けをより効率
的に行うことができる。また、上記コテ先３１の各ハン
ダ供給面３１０Ａ、３１０Ｂに対するハンダ供給を切り
換えることにより、２列のハンダ付け箇所だけでなく１
列や１ポイントのハンダ付け箇所についてもハンダ付け
することができので、１台のハンダ付けロボットで多品
種の基板への対応が可能となるとともに、無駄なハンダ
消費を防止することもできる。

【００４８】さらに、従来のハンダ槽を用いたフローハ
ンダ法の場合や手作業でハンダ付けを行う場合に比し
て、高品質のハンダ付けが可能となり、各基板２００上
のハンダ付け品質のばらつきも小さくなる。

【００４９】なお、上記実施形態において、ハンダ付け
ヘッド３０には、互いに幅が異なる複数のコテ先と、ハ
ンダ付けに用いるコテ先を切り換えるコテ先切換手段と
を設けてもよい。図８は、上記コテ先切換手段の一構成
例を示す説明図である。この構成例では、各コテ先を備
える２つのハンダ付けヘッド３０Ａ，３０Ｂを備え、各
ハンダ付けヘッド３０Ａ，３０Ｂをハンダ付け位置Ｐ５
と退避位置Ｐ６Ａ、Ｐ６Ｂとに交互に移動させることに
より、コテ先を切り換えている。各ハンダ付けヘッド３
０Ａ，３０Ｂは、電源ケーブル３６Ａ，３６Ｂを介して
電流が供給されるヒータを内蔵した各コテ部材３２Ａ，
３２Ｂのそれぞれに幅の異なるコテ先３１Ａ，３１Ｂが
取り付けられている。そして、コテ部材３２Ａ，３２Ｂ
は保持部材３７Ａ，３７Ｂで保持され、各保持部材の端
部がガイド部材１５のＹ字状のガイド溝１５ａ内を移動
可能になっている。各保持部材３７Ａ，３７Ｂは、図示
しない駆動機構により、ハンダ付け位置Ｐ５と退避位置
Ｐ６Ａ、Ｐ６Ｂとの間で移動させられる。このように幅
の異なる複数のコテ先を切り換える上記コテ先切換手段
を設けた場合は、基板２００上にリード２０１の列間隔
が異なるハンダ付け箇所があっても、そのリード２０１
の列間隔よりも狭い幅を有するコテ先を適宜選択して上
記ガイド部材１５のハンダ付け位置Ｐ５に移動させるこ
とができる。そして、リード２０１の並びに沿ってコテ
先３１を移動させることにより、コテ先の各ハンダ供給
面に対応する２列のリードが突出したハンダ付け箇所を
一括してハンダ付けできる。なお、図８の構成例ではハ
ンダ付けヘッド３０Ａ，３０Ｂごと切り換えるように構
成しているが、コテ先のみをロータリー機構などによっ
て切り換えるように構成してもよい。

【００５０】また、上記実施形態において、ハンダ供給
ヘッド３４Ａ、３４Ｂには、ハンダガイド部材としての
各ニードル部材３５Ａ、３５Ｂをコテ先３１のハンダ供
給面に近接したハンダ供給位置と、ハンダ供給面から離
れて上方に退避した退避位置との間で移動させるニード
ル部材駆動手段（ハンダガイド部材駆動手段）を設けて
もよい。図９は、上記ニードル部材駆動手段を備えたハ
ンダ供給ヘッド３４Ａ、３４Ｂの一構成例を示す説明図
である。このハンダ供給ヘッド３４Ａ、３４Ｂのヘッド
本体３４０Ａ，３４０Ｂはそれぞれ、アーム部材３３０
Ａ，３３０Ｂ、３３１Ａ，３３１Ｂと進退駆動機構とし
てのエア式のシリンダ部材とにより、コテ部材３２に取
り付けられている。上記各シリンダ部材は、シリンダ本
体３４１Ａ，３４１Ｂと、シリンダ本体から進退移動可
能なロッド３４２Ａ，３４２Ｂとにより構成されてい
る。そして、各シリンダ本体３４１Ａ，３４１Ｂとコテ
部材３２とがアーム部材３３０Ａ，３３０Ｂによって連
結され、各ロッド３４２Ａ，３４２Ｂの先端部と各ヘッ
ド本体３４０Ａ，３４０Ｂとがアーム部材３３１Ａ，３
３１Ｂによって連結されている。各シリンダ本体３４１
Ａ，３４１Ｂには、所定のタイミングで、エアーチュー
ブ３４３Ａ，３４３Ｂを介してエアーが供給される。こ
のエアーの供給によって各ロッド３４２Ａ，３４２Ｂが
シリンダ本体から突出するように移動すると、各ニード
ル部材３５Ａ，３５Ｂがハンダ供給位置Ｐ７Ａ，Ｐ７Ｂ
に移動する。一方、シリンダ本体へのエアー供給が解除
され各ロッド３４２Ａ，３４２Ｂがシリンダ本体内に戻
るように移動すると、各ニードル部材３５Ａ，３５Ｂが
退避位置Ｐ８Ａ，Ｐ８Ｂに移動する。なお、図９中の実
線は、左のニードル部材３５Ａがハンダ供給位置Ｐ７Ａ
にあり、右のニードル部材３５Ｂが退避位置Ｐ８Ｂにあ
る状態を示している。ここで、コテ先３１の両方のハン
ダ供給面３１０Ａ，３１０Ｂを用いてハンダ付けすると
きは、各ニードル部材３５Ａ，３５Ｂをハンダ供給位置
Ｐ７Ａ，Ｐ７Ｂに移動させ、各ハンダ供給面にハンダを
供給する。一方、図９の実線に示すようにコテ先３１の
片方のハンダ供給面３１０Ａのみを用いてハンダ付けす
るときは、ハンダ供給面３１０Ａに対応するニードル部
材３５Ａのみをハンダ供給位置Ｐ７Ａに移動させる。そ
して、ハンダ付けに用いないハンダ供給面３１０Ｂに対
応するニードル部材３５Ｂは、ハンダ供給面から離れた
退避位置Ｐ８Ｂに移動させる。このニードル部材３５Ｂ
の移動により、基板上のハンダ付け箇所の近くに取り付
けてある部品と、ニードル部材３５Ｂとの干渉を回避す
ることができる。

【００５１】また、上記実施形態では、上記板状のコテ
先３１を一つだけ有するコテ部材３２を用いているが、
コテ先を複数有するようにコテ部材を構成してもよい。
この場合は、コテ部材を一方向に移動させるだけで、３
列以上のハンダ付け箇所を同時に一括ハンダ付けできる
ようになる。また、上記板状のコテ先を複数を有するコ
テ部材の場合、必要なコテ先だけを基板に接触させるこ
とができるように各コテ先を昇降自在に構成してもよ
い。この各コテ先の昇降をハンダ付け箇所の配列などに
応じて制御することにより、ハンダ付けに用いないコテ
先と、基板上のハンダ付け箇所の近くに存在する部品と
の干渉を回避することができる。

【００５２】また、上記実施形態において、上記コテ先
３１の各ハンダ供給面３１０Ａ，３１０Ｂを均等に使用
するように、上記相対位置可変手段を構成するモータ３
０７〜３０９及び上記ハンダ供給手段を構成するモータ
３０６Ａ、３０６Ｂを制御するのが好ましい。この場合
には、コテ先３１の一つのハンダ供給面だけが早期の劣
化することがなくなり、コテ先全体としての寿命を長く
することができる。また、各ハンダリール２４Ａ、２４
Ｂにおけるハンダの使用量が均等になるので、ハンダリ
ールに対するハンダ補給作業の頻度を少なくすることが
できる。

【００５３】また、上記実施形態において、コテ先３１
の２つのハンダ供給面を使用してハンダ付け可能な両面
ハンダ付けモードと、いずれか一方のハンダ付け供給面
のみを使用してハンダ付けする片面ハンダ付けモードと
を、選択して実行できるように構成してもよい。この場
合において、各ハンダリール２４Ａ，２４Ｂにハンダが
存在する状態でハンダ付けを行うときは、上記両面ハン
ダ付けモードを選択して実行することにより、コテ先３
１のハンダ供給面の両方を使用してハンダ付けを行う。
一方、ハンダリール２４Ａ，２４Ｂの一つのハンダがな
くなったときは、片面ハンダ付けモードを選択して実行
し、ハンダが残っているハンダリールに対応したハンダ
供給面を使用してハンダ付けを行うことができるので、
ハンダ付け動作を中断させる必要がない。

【００５４】図１０は、上記構成のハンダ付けロボット
を備えたプリント回路基板（ＰＣＢ）の生産システムの
ブロック図である。この生産システムは、部品装着装置
としての自動マウンタを用いる部品装着工程４０１と、
上記構成のハンダ付けロボットを用いたハンダ付け工程
４０２と、ハンダ付けが終了した基板２００を通電検査
する基板検査装置としてのインサーキットテスタ（ＩＣ
Ｔ）を用いる基板検査工程４０３とを備えている。上記
部品装着工程４０１では、プリント配線基板（ＰＷＢ）
の所定の孔にコンデンサ、抵抗、コネクタ等の各種電子
部品のリードを挿入しながら該部品を該基板に装着す
る。自動マウンタに対応していない部品がある場合は、
手作業で該部品が装着される。上記部品を装着した基板
は、所定の基板収容スペース（基板収容庫）４０４に自
動的に収容され、必要に応じて次工程のハンダ付けロボ
ット４０２に搬送供給される。なお、部品装着工程４０
１とハンダ付け工程４０２との間でタクトを調整し、該
基板を基板収容スペース４０４に収容せずにハンダ付け
ロボット４０２に直接搬送して供給するように構成し、
部品装着工程及びハンダ付け工程を連続的に実行するよ
うに構成してもよい。上記ハンダ付け工程でハンダ付け
された基板は、基板検査工程４０３における検査待機位
置まで搬送され、通電検査可能な状態になる。この基板
検査工程４０３では、該基板を所定の検査位置にセット
した後、複数のプローブ端子を該基板の所定のテストポ
ートに接触させ、各テストポートに対して順次電流を流
して通電検査を行う。なお、このハンダ付け工程と検査
工程との間についてもタクト調整を行うことにより、部
品装着工程とハンダ付け工程を連続的に実行するように
構成してもよい。

【００５５】上記構成の基板の生産システムによれば、
上記ハンダ付けロボットを用いることにより、前述のよ
うに、従来の工数及びコストが最も必要で品質のばらつ
きも大きいハンダ槽を用いたフローハンダ法の場合や手
作業でハンダ付けを行う場合に比して、高品質のハンダ
付けが可能となり、各基板２００上のハンダ付け品質の
ばらつきも小さくなる。したがって、上記ＩＣＴによる
基板の通電検査において検査箇所や検査項目の数を減
し、該基板１枚当たりの検査時間を短くすることができ
る。実際に、本実施形態のハンダ付けロボットでハンダ
付けした基板についてＩＣＴによる検査時間を測定した
ところ、従来のフローハンダ法や手作業でハンダ付けし
た基板の検査時間の８割程度まで短くなることがわかっ
た。

【００５６】また、本実施形態の生産システムによれ
ば、従来のフローハンダ法や手作業でハンダ付けを行う
場合とは異なり、コテ先の相対移動速度や該コテ先への
ハンダ供給速度を変化させることによってハンダ付け速
度を容易に調整できるため、部品装着工程や基板検査工
程との間のタクト調整が容易になるので、該基板の生産
システムのインライン化が容易になる。また、従来はん
だ付け工程における作業時間に比して長い時間を要して
いた基板検査工程における検査時間を前述のように短く
することができるので、ハンダ付け工程と基板検査工程
の間のタクト調整がさらに容易になる。

【００５７】さらに、本実施形態の生産システムによれ
ば、従来の大型のハンダ槽を用いるフローハンダ法でハ
ンダ付けする場合や、多数の作業者の作業スペースを確
保する必要がある手作業によるハンダ付けを行う場合に
比して、ハンダ付け工程を行う作業スペースが少なくて
済むため、比較的狭いスペースにハンダ付けロボット及
びＩＣＴを並べて設置することができ、ハンダ付けロボ
ットとＩＣＴとを組み合わせたシステムの集約化が容易
になる。特に、本実施形態にようにコテ先３１の２つの
ハンダ供給面に対してハンダを選択的に供給できるよう
に構成したハンダ付けロボットを用いた場合には、従来
の門型のコテ先を用いた場合とは異なり、１台のハンダ
付けロボットにより多品種の基板について高品質のハン
ダ付けが可能となり、ハンダ付けロボット自体の集約化
が容易になる。

【００５８】これに対し、生産システムに用いるハンダ
付けロボットの種類によっては、図１２の比較例に示す
ように、該生産システムで生産する可能性がある基板の
種類（図１２の例では３種類）ごとに専用のハンダ付け
ロボットを設置しておく必要がある。例えば、従来の門
型のコテ先を用いたハンダ付けロボットでは、１種類の
コテ先でリード配列が異なる多様な基板について高品質
のハンダ付けすることが難しいので、ある特定のリード
配列を有する基板の種類ごとに、専用のハンダ付けロボ
ットを設置しておく必要がある。このような場合は、ハ
ンダ付けロボットとＩＣＴとを組み合わせたシステムの
集約化が難しい。

【００５９】

【発明の効果】請求項１の発明によれば、ハンダ付け用
コテ部材のコテ先の２つのハンダ供給面にハンダを供給
することにより、各ハンダ供給面に対応する２つのハン
ダ供給箇所に溶融したハンダを到達させることができ
る。従って、コテ先の一つのハンダ供給面に一方向から
ハンダを供給する場合に比して、該複数のハンダ供給箇
所に対するハンダ付けを効率的に行うことができる。し
かも、ハンダ付け箇所に部品が隣接するときでもコテ先
と該部品とを干渉させることなく、高品質且つ低コスト
のハンダ付けが可能になる。また、各ハンダ供給面に対
応するハンダ付け箇所の有無に応じてハンダを供給する
ことが可能となるので、１ポイント、１列及び２列等の
ハンダ付け箇所に対して自在にハンダ付けすることがで
きるようになる。従って、多種類のハンダ付け対象物に
ついてハンダ付けをすることができる。しかも、対応す
るハンダ付け箇所がないハンダ供給面には不要なハンダ
供給を停止することができるので、無駄なハンダ消費を
防止することができる。また、ハンダ付け対象物上のハ
ンダ付け箇所にハンダ付け用コテ部材を自動的に移動さ
せることができるとともに、上記各ハンダ供給面に対応
するハンダ付け箇所の有無に応じたハンダ供給を自動的
に行うことができる。また、複数のハンダ収容部のうち
一方のハンダがなくなった場合に、片面ハンダ付けモー
ドを選択して実行し、ハンダが残っているハンダ収容部
に対応したハンダ供給面を使用してハンダ付けを行うこ
とができるので、ハンダ付け動作を中断させる必要がな
いという効果がある。

【００６０】

【００６１】

【００６２】

【００６３】

【００６４】

【００６５】

【００６６】

【００６７】

【００６８】

【００６９】請求項２の発明によれば、従来のハンダ槽
を用いたフローハンダ法の場合や手作業でハンダ付けを
行う場合に比して、ハンダ付けが終わったハンダ付け対
象物の検査の時間を短くすることができるとともに、該
ハンダ付け対象物の生産システムのインライン化及びハ
ンダ付け装置と検査装置とを組み合わせたシステムの集
約化が容易になる。特に、上記コテ先の２つのハンダ供
給面に対してハンダを選択的に供給できるように構成さ
れたハンダ供給手段を有するハンダ付け装置を用いた場
合には、上記門型のコテ先を用いた場合とは異なり、多
品種のハンダ付け対象物について高品質のハンダ付けが
可能となり、ハンダ付け装置の集約化が容易になるとい
う効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態に係るハンダ付け装置におけ
るコテ部材の先端部の拡大正面図。

【図２】同ハンダ付け装置の概略構成を示す正面図。

【図３】同コテ部材の先端部の拡大側面図。

【図４】同コテ部材のコテ先の拡大図。

【図５】変形例に係るコテ部材の先端部の拡大正面図。

【図６】同ハンダ付け装置の制御系の要部を示すブロッ
ク図。

【図７】同ハンダ付け装置を用いた４列のハンダ付けの
説明図。

【図８】変形例に係るハンダ付けヘッドにおけるコテ先
切換手段の一構成例を示す説明図。

【図９】他の変形例に係るニードル部材駆動手段を備え
たハンダ供給ヘッドの説明図。

【図１０】同ハンダ付け装置を備えた基板の生産システ
ムのブロック図。

【図１１】比較例に係るコテ先の部分断面図。

【図１２】比較例に係る基板の生産システムのブロック
図。

【符号の説明】

１０ ハンダ付けユニット １１ ユニット本体 １２ 昇降スライド軸 １３ 中継部材 １４ 揺動アーム ２０Ａ、２０Ｂ ハンダ供給サブユニット ２１Ａ、２１Ｂ ハンダ供給チューブ ２２Ａ、２２Ｂ 送出ローラ対 ２３Ａ、２３Ｂ ハンダ供給装置 ２４Ａ、２４Ｂ ハンダリール ３０ ハンダ付けヘッド ３１ コテ先 ３１０Ａ、３１０Ｂ ハンダ供給面 ３２ コテ部材 ３３Ａ、３３Ｂ 固定アーム部材 ３４Ａ、３４Ｂ ハンダ供給ヘッド ３５Ａ、３５Ｂ ニードル部材 ４０ 糸状ハンダ ４０’ 溶融したハンダ １００ 装置本体 １０１ 作業台 １０２、１０３ スタンド部材 １０４ Ｘ軸ガイド部材 １１２ メモリカード ２００ 基板 ２０１ リード ３００ 制御部 ３０１ メモリカードドライブ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平10−328818（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−132369（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−154064（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−89568（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−235066（ＪＰ，Ａ) 実公 平５−22372（ＪＰ，Ｙ２) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B23K 1/00 B23K 3/00 H05K 3/34

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ハンダ供給面が形成されたコテ先を有する
   ハンダ付け用コテ部材と、該コテ先を加熱する加熱手段
   と、該コテ先のハンダ供給面にハンダを供給するハンダ
   供給手段とを備えたハンダ付け装置において、 該コテ先が、ハンダ付け対象物に対する該コテ先の相対
   移動の方向に沿って延在する２つの露出側面のそれぞれ
   にハンダ供給面を有するものであり、 該ハンダ供給手段が、該コテ先の各ハンダ供給面に対し
   てハンダを選択的に供給できるように構成され、 該コテ先の各ハンダ供給面のそれぞれに該ハンダ供給手
   段で供給されるハンダを収容した２つのハンダ収容部
   と、 該ハンダ付け対象物上のハンダ付け箇所に関する情報を
   記憶しておく記憶手段と、 該ハンダ付け対象物と該ハンダ付け用コテ部材との間の
   相対的な位置関係を変化させる相対位置可変手段と、 該記憶手段に記憶されている該ハンダ付け箇所の情報に
   基づいて、該ハンダ付け対象物と該ハンダ付け用コテ部
   材との間の相対的な位置関係を変化させるように該相対
   位置可変手段を制御し、該コテ先の各ハンダ供給面への
   ハンダ供給を切り換えるように該ハンダ供給手段を制御
   し、両方のハンダ供給面を使用してハンダ付け可能な両
   面ハンダ付けモードと、２つのハンダ供給面のいずれか
   一方のみを使用してハンダ付けする片面ハンダ付けモー
   ドとを、選択して実行する制御手段とを備えたことを特
   徴とするハンダ付け装置。
2. 【請求項２】部品が装着されているハンダ付け対象物に
   対してハンダ付けを行うハンダ付け装置と、該ハンダ付
   け装置によってハンダ付けされた該ハンダ付け対象物を
   検査する検査装置とを備えた生産システムにおいて、 該ハンダ付け装置として、請求項１のハンダ付け装置を
   用いたことを特徴とする生産システム。