JP3910797B2 - はんだ付けシステム - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子部品を搭載したプリント配線板のような板状の被はんだ付けワークに、通常の一括はんだ付けシステムでは、はんだ付けを行うことができない電子部品（通常は「後付け電子部品」と呼称されている）を、はんだ付け品質良く自動的にはんだ付け（この作業は通常「後付け」と呼称されている）するためのはんだ付けシステムに関する。
【０００２】
例えば、リフローはんだ付け作業に伴う高温雰囲気に耐えることができないような非耐熱性の電子部品は、作業者の手作業により後付けされたり、後付け専用のはんだ付け装置（後付け電子部品のみをはんだ付けするので、通常は「部分はんだ付け装置」と呼称されている）によりはんだ付けが行われている。非耐熱性の電子部品の例としては、樹脂ハウジングを備えたコネクタ等のようなリード型電子部品がある。
【０００３】
このような部分はんだ付け装置には、ロボットにはんだ鏝と糸はんだを保持させて作業者の手作業を模擬してはんだ付けを行う装置と、後付け電子部品の被はんだ付け部の形状と同じ形状の溶融はんだの噴流波や溶融はんだの盛り上がりをこの被はんだ付け部に接触させてはんだ付けを行う装置、等々がある。しかし、前者のはんだ付け装置では、はんだ付け作業に伴ってはんだボールが多発し易い問題がある。また、後者のはんだ付け装置では、はんだブリッジが発生し易い問題がある。
【０００４】
【従来の技術】
従来のはんだ付け装置として、特許第２７６１２０４号公報には、プリント配線板の搬送手段にハンドリングロボットを使用した部分はんだ付け装置の技術が説明されている。すなわち、「噴流ハンダ」を形成する「ノズルは基板のハンダ付けすべき位置の面積よりも小さな開口面積に設定され」ていて、「基板のハンダ付け面をノズルからの噴流ハンダに接触または浸漬させたままの状態で、アーム部を作動させて基板を水平面内で移動させることによって、所定面積の部分ハンダ付けを行う」技術である。
【０００５】
また、「ハンダ槽でハンダ付けした後の基板を噴流ハンダから上昇させるときに、ロボットで基板を傾斜させる」ことにより、「ハンダのキレをよくすることができ」るように構成した技術である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、この従来技術では、プリント配線板を溶融はんだの噴流波に接触させたままの状態で水平面内で移動させるので、コネクタ等のように多数のリード端子が狭い間隔で隣り合って配列（ファインピッチ）された電子部品では、隣り合うリード端子相互および前記リード端子の周囲のプリント配線板上に形成されたランド相互すなわち隣り合う被はんだ付け部間においてはんだブリッジを生じ易く、被はんだ付け部のフィレット形状が不均一になり易い問題がある。
【０００７】
また、この従来技術では、はんだ付けが完了した後においてプリント配線板を噴流波から離脱させる際に傾斜させて上昇させているが、これでは部分はんだ付けを行う「所定面積」の最後の部分においてのみはんだブリッジを解消できるが、先に説明したように他の部分においてははんだブリッジを生じる問題がある。
【０００８】
さらに、プリント配線板の部分はんだ付けを行う面積部分の寸法が特にはその最大寸法が「ノズル」の長さよりも長い場合には、前記プリント配線板の部分はんだ付けを行う領域を「噴流ハンダに接触または浸漬させたままの状態で」複数回の往復移動等を繰り返してその全域に溶融はんだを接触させる必要があり、この往復移動等に原因してはんだブリッジ等やフィレット形状の不均一が一層発生し易くなる。また、往復移動等に原因してはんだ付け時間が長くなり、その生産性も低下する。
【０００９】
本発明の目的は、はんだブリッジを生じることがなくしかも被はんだ付け部のフィレット形状が均一で生産性の高い部分はんだ付けを行うことができるはんだ付けシステムを実現することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明のはんだ付けシステムは、吹き口上に形成される溶融はんだの噴流波の長さを板状の被はんだ付けワーク例えばプリント配線板の部分はんだ付け領域の形状に合わせて調節できるようにしておいて、プリント配線板の一回の搬送でしかも仰角搬送でその部分はんだ付け領域の全領域をはんだ付けできるように構成したところに特徴がある。
（１）板状の被はんだ付けワークを搬送しながらこの板状の被はんだ付けワークの予め決められた所定の範囲の部分はんだ付け領域にのみその一端部側から他端部側へ向けて溶融はんだを連続して順次に接触させてはんだ付けを行うはんだ付けシステムであって、次のように構成する。
【００１１】
吹き口を有する吹き口体と、前記吹き口体に前記溶融はんだを供給するとともに前記板状の被はんだ付けワークに接触させる溶融はんだを前記吹き口上に供給する供給手段と、前記吹き口体の吹き口上の溶融はんだの長さを連続的に可変する吹き口長さ可変手段とを備えたはんだ付け装置を備える。
【００１２】
また、前記板状の被はんだ付けワークを保持して予め決められた所定の空間範囲においてその３次元空間座標上の位置および姿勢そして搬送方向と搬送速度とから成る搬送ベクトルを任意に選択することが可能な搬送装置を備える。
【００１３】
そして、前記搬送装置に保持された板状の被はんだ付けワークの部分はんだ付け領域の前記一端部を前記吹き口上の溶融はんだに接触させてこの接触部分が前記部分はんだ付け領域の前記他端部へ向けて連続して順次に移動するように前記板状の被はんだ付けワークをその板面方向に沿ってかつ仰角方向に搬送させるとともに他方で前記部分はんだ付け領域の一端部が溶融はんだに接触開始する際に前記吹き口体の吹き口の長さを前記一端部の形状に合わせておき前記板状の被はんだ付けワークの搬送に伴って前記吹き口体の吹き口上の溶融はんだを接触させる前記部分はんだ付け領域の形状の変化に合わせて前記吹き口体の吹き口の長さを可変させることで前記部分はんだ付け領域のみにその一端部側から他端部側へ向けて連続して順次に溶融はんだを接触させる制御装置とを備えるように構成する。
【００１４】
これにより、板状の被はんだ付けワークの部分はんだ付け領域に接触する溶融はんだの長さをこの部分はんだ付け領域の形状に合わせて調節することが可能となり、一回の搬送で部分はんだ付け領域の全領域に溶融はんだを接触させてその被はんだ付け部にはんだ付けを行うことができる。したがって、生産性の高い部分はんだ付けを行うことができる。
【００１５】
また、板状の被はんだ付けワークの部分はんだ付け領域が溶融はんだに接触している状態におけるこの板状の被はんだ付けワークの搬送は仰角搬送であり、かつこの仰角搬送は板状の被はんだ付けワークの板面に沿って行われる。したがって、部分はんだ付け領域の被はんだ付け部が溶融はんだから離脱する離脱点の離脱角度が大きくなるとともにこの離脱位置も安定するようになり、はんだブリッジを生じることがなく、しかもフィレット形状の安定したはんだ付け品質の良好な部分はんだ付けを行うことができる。
（２）前記（１）のはんだ付けシステムにおいて、前記板状の被はんだ付けワークの部分はんだ付け領域の予備加熱を行う予備加熱装置を備えるとともに前記板状の被はんだ付けワークを保持する搬送装置が前記予備加熱された板状の被はんだ付けワークを保温するための加熱手段を備え、前記板状の被はんだ付けワークの部分はんだ付け領域を予備加熱した後に前記溶融はんだに接触させるように構成する。
【００１６】
これにより、少なくとも部分はんだ付け領域が予備加熱された板状の被はんだ付けワークの予備加熱温度を低下させることなく、この板状の被はんだ付けワークを予備加熱装置からはんだ付け装置へ搬送することが可能となり、はんだ濡れ性やスルーホールヘのはんだ濡れ上がりの良好な部分はんだ付けを行うことができるようになる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
本発明にかかるはんだ付けシステムは、次のような実施形態例において実施することができる。なお、板状の被はんだ付けワークは、多数の電子部品を搭載しはんだ付けが完了したプリント配線板である。そして、本実施形態例のはんだ付けシステムは、このプリント配線板に例えば非耐熱性電子部品のコネクタ等の電子部品を後付けする場合に使用するはんだ付けシステムである。
【００１８】
なお、本実施形態例のはんだ付けシステムは、プリント配線板の特定の領域にのみ溶融はんだを接触させて部分はんだ付けを行うはんだ付けシステムであるので、通常のはんだ付け装置を使用してはんだ付けを行うことができないような電子部品のはんだ付けも行うこともできる。例えば、重量が大きい電子部品や形状が極めて大きい電子部品をプリント配線板にはんだ付けする場合等である。
（１）構成
図１ないし図６を参照して、本発明にかかるはんだ付けシステムの実施形態例を説明する。
【００１９】
図１は、本実施形態のはんだ付けシステムの構成例を示す図で、プリント配線板の搬送装置として工業用ロボットを使用した例である。また、図２は、フラックス塗付装置および予備加熱装置を備えたはんだ付けシステムを説明するための図で、プリント配線板の搬送装置として工業用ロボットを使用し、さらにフラックス塗布装置と第１のはんだ付け装置と第２のはんだ付け装置とを備えたはんだ付けシステムの構成例を示している。
【００２０】
さらに、図３および図４は、それぞれはんだ付け装置の構成を説明するための図で、それぞれ（ａ）は縦断面図、（ｂ）は吹き口の構成を示す斜視図である。また、図５は、予備加熱装置の構成を説明するための図で、（ａ）は縦断面図、（ｂ）は吹き口の構成を示す斜視図である。さらに、図６は、フラックス塗布装置の構成を説明するための図で、（ａ）は発泡式フラックス塗布装置の縦断面図、（ｂ）は噴霧式フラックス塗布装置の縦断面図、（ｃ）は吹き口の構成を示す斜視図である。
【００２１】
すなわち、プリント配線板３はハンドリング装置２を備えた工業用ロボット１で搬送する。この工業用ロボット１は、Ｊ１、Ｊ２およびＪ３の３つのアーム４，５，６の角度をそれぞれ可変する３つの軸（Ｊ１軸７、Ｊ２軸８、Ｊ３軸９）と、Ｒ１，Ｒ２およびＲ３の３つのアーム１０，１１，１２をそれぞれ旋回させる３つの軸（Ｒｌ軸１３、Ｒ２軸１４、Ｒ３軸１５）を備えて基台１６上に配置され、Ｒ３アーム１２の先端には後づけされるコネクタ７５を搭載したプリント配線板３を保持するハンドリング装置２を備えている。これにより、ハンドリング装置２に保持されたプリント配線板３の３次元空間座標上における位置および姿勢を任意に制御することができる。
【００２２】
なお、ハンドリング装置２は、プリント配線板３の両側端部を挟持する保持爪１８と、この保持爪１８の開閉を駆動するモータ１９および送りねじ２０とを備えている。すなわち、モータ１９により送りねじ２０を矢印Ａ方向に回転させて保持爪１８を矢印Ｂ方向に開閉することにより、プリント配線板３の両側端部を挟持して保持する構成である。
【００２３】
もちろん、プリント配線板３を保持して３次元空間座標上における位置および姿勢を任意に制御することができる搬送装置であれば、他の搬送装置を使用してもよい。例えば、図示しないがＸ−Ｙ−Ｚテーブル装置の先端に、Ｘ軸方向に回転するアクチュエータ、Ｙ軸方向に回転するアクチュエータおよびＺ軸方向に回転するアクチュエータを設けて、６軸制御が可能に構成し、その先端にハンドリング装置を設けるようにすることもできる。すなわち、他の公知技術も使用することができる。ここでプリント配線基板３の姿勢は、３次元空間座標（Ｘ，Ｙ，Ｚ）において、プリント配線板３が例えばＸ，Ｙ平面となす角度およびＺ軸に対する向きを表わしている。
【００２４】
そして、図２においては、この工業用ロボット１の作業可能範囲に、フラックス塗布装置２１および予備加熱装置２２、はんだ付け装置２３を配置してはんだ付けシステムを構成してある。なお、はんだ付け装置２３は、１個であってもよいが、第１のはんだ付け装置２３ａと第２のはんだ付け装置２３ｂとを備えてあり、それぞれ異なる性質の公知の噴流波を用いるように構成することにより、はんだ付け性に優れたはんだ付けを行うことができるようになる。
【００２５】
工業用ロボット１は専用のロボット制御装置２５を備え、このロボット制御装置２５は予め教示されたかもしくはプログラミングされた作業手順に従ってハンドリング装置２に挟持したプリント配線板３の３次元空間座標上の位置および姿勢そして搬送ベクトルすなわち搬送方向と搬送速度が制御（制御信号Ｓｃによって制御）される。
【００２６】
他方で、はんだ付け装置２３は、図１および図２そして特に図３に詳しく示すように、図示しないヒータにより加熱されて溶融状態のはんだ（溶融はんだ）２７をはんだ槽２８に収容してあり、これをモータ２９に駆動されたポンプ３０により吸い込み口３１から吸い込んで吹き口体３２へ供給し、この吹き口体３２の吹き口３３から溶融はんだ２７を噴流させて噴流波３４を形成する構成である。
【００２７】
このはんだ付け装置２３は、吹き口体３２の吹き口３３にシャッタ３５を備えていて、このシャッタ３５を接続部３６を介してアクチュエータ３７により矢印Ｃ方向に駆動して吹き口３３の長さを可変することができるように構成してある。すなわち、吹き口３３の長さを調節することにより噴流波３４の長さ（図３（ａ）の図上の横方向の長さ）を任意に調節することができるように構成してある。
【００２８】
なお、第１のはんだ付け装置２３ａおよび第２のはんだ付け装置２３ｂの基本的な構成は同様であるが、吹き口３３の形状等の構成を公知の技術からそれぞれ選択することにより、プリント配線板３の実装状態に適した噴流波３４を形成することができるようになり、良好なはんだ付け性を得ることができる。
【００２９】
ところで、図３に示すはんだ付け装置は、一枚のシャッタ３５ではんだの吹き口３３の長さを調節する構成である。これに対し図４に示すはんだ付け装置は、２枚のシャッタ３５ａ，３５ｂではんだの吹き口３３の長さを調節する構成である。すなわち、第１のシャッタ３５ａと第２のシャッタ３５ｂを吹き口３３の両側から矢印Ｃ方向に移動させて両開き調節できるように構成したものであり、それぞれのシャッタ３５ａ，３５ｂに対応する第１のアクチュエータ３７ａと第２のアクチュエータ３７ｂでそれぞれの接続部３６ａ，３６ｂを介してシャッタ３５ａ，３５ｂの開閉調節を行う構成である。
【００３０】
図４に示すはんだ付け装置の長所は、両シャッタ３５ａ，３５ｂの開閉量が同一量となるようにしてはんだの吹き口３３の長さ調節を行うと、はんだの吹き口３３の位置（中心位置）を常に同じ位置にすることができる点である。また、同じ吹き口長さの吹き口３３を吹き口体３２のどの位置にも（図４の吹き口体３２において右側寄りにも左側寄りにも）形成できる点である。すなわち、両シャッタ３５ａ，３５ｂ間の間隔（吹き口の長さ）を保持したままで両シャッタ３５ａ，３５ｂを図の左右方向に並行移動させればよいのである。
【００３１】
ちなみに、この図４に例示する吹き口体３２およびシャッタ３５の構成は、以下に説明する予備加熱装置２２やフラックス塗布装置２１にも適用できる。なお、アクチュエータ３７の制御については後述する。
【００３２】
次に、予備加熱装置２２は、図２そして特に図５に詳しく示すように、反射板４０を背面に備えた複数の赤外線ヒータ４１の中央に吹き口体４２の加熱媒体の吹き口４３を設けてあり、具体的にはこの吹き口４３から熱風が吹き出すように構成してある。熱風はモータ４４に駆動された送風ファン４５により供給される。すなわち、吸い込み口４６から吸い込んだ雰囲気を吹き口体４２に供給し、この吹き口体４２内に設けてある熱風用ヒータ４７で加熱して吹き口４３から吹き出させる仕組みである。
【００３３】
なお、赤外線ヒータ４１の表面には温度センサ４８を設けてあり、図示しない温度制御装置によりこの赤外線ヒータ４１の表面温度が予め指示された温度になるようにこの赤外線ヒータ４１に供給する電力を制御する仕組みである。また、吹き口４３にも温度センサ４９を設けてあり、図示しない温度制御装置によりこの熱風温度が予め指示された温度になるように熱風用ヒータ４７に供給する電力を制御する仕組みである。
【００３４】
そして、はんだ付け装置２３と同様に、吹き口体４２の吹き口４３にシャッタ５０を備えていて、このシャッタ５０を接続部５１を介してアクチュエータ５２により矢印Ｄ方向に駆動して吹き口４３の長さを可変することができるように構成してある。すなわち、吹き口４３の長さを調節することにより熱風を吹きつける領域の長さ（図５（ａ）の図上の横方向の長さ）を任意に調節することができるように構成してある。なお、３９は筐体である。
【００３５】
また、フラックス塗布装置２１は、図２そして特に図６に詳しく示すように、予備加熱装置２２と同様にしてフラックス５３を塗布する領域の長さを任意に調節することができるように構成してある。
【００３６】
すなわち、図６（ａ）の例は発泡式のフラックス塗布装置２１の構成例であり、フラックス槽５４に収容したフラックス５３中に発泡管５５を備えた吹き口体５６を設けてある。そして、この発泡管５５にガス供給パイプ５７から大気や窒素ガス等のガスを供給することによりフラックス５３中に気泡が発生してフラックス５３が発泡し、吹き口体５６のフラックスの吹き口５８から発泡フラックス５３ａが噴流する。
【００３７】
そして、はんだ付け装置２３と同様に、吹き口体５６の吹き口５８にシャッタ５９を備えていて、このシャッタ５９を接続部６０を介してアクチュエータ６１により矢印Ｅ方向に駆動して吹き口５８の長さを可変することができるように構成してある。すなわち、吹き口５８の長さを調節することにより発泡フラックス５３ａの噴流の長さを調節し、フラックス５３を塗布する領域の長さ（図６（ａ）の図上の横方向の長さ）を任意に調節することができるように構成してある。
【００３８】
図６（ｂ）の例は噴霧式のフラックス塗布装置２１の構成例であり、吹き口体５６内に設けた噴霧ノズル６３からフラックス５３を噴霧して供給し、この吹き口体５６のフラックスの吹き口５８から噴霧フラックス５３ｂを吹き出す構成である。これらは筐体６４内に設けられている。なお、噴霧ノズル６３には噴霧制御装置６５からフラックス供給パイプ６６によりフラックス５３が供給され、フラックス５３の噴霧タイミングが制御される。
【００３９】
そして、前記と同様に、吹き口体５６の吹き口５８にシャッタ５９を備えていて、このシャッタ５９を接続部６０を介してアクチュエータ６１により駆動して吹き口５８の長さを可変することができるように構成してある。すなわち、吹き口５８の長さを調節することにより噴霧フラックス５３ｂの吹き出す長さを調節し、フラックス５３を塗布する領域の長さ（図６（ｂ）の図上の横方向の長さ）を任意に調節することができるように構成してある。
【００４０】
その他に、図示しないが、フラックス塗布装置２１を図３に示すはんだ付け装置２３と同様な構成として、溶融はんだ２７の代わりにフラックス５３の液を収容し、ポンプで吹き口体の吹き口にフラックス５３の液を供給してフラックス５３の液の噴流波を形成し、このフラックス５３の噴流波にプリント配線板３を接触させる構成の液流式のフラックス塗布装置を使用することもできる。
【００４１】
そして、これらはんだ付け装置２３（第１のはんだ付け装置２３ａと第２のはんだ付け装置２３ｂ）と予備加熱装置２２およびフラックス塗布装置２１は、図２に示す主制御装置２６により各アクチュエータ３７，５２，６１を制御してそれらの吹き口３３，４３，５８の長さを制御し、これらの長さを目的とする長さに任意に連続的に調節することができる。なお、これらのアクチュエータ３７，５２，６１は、図示しないがアブソリュート型のリニアエンコーダを備えていて、主制御装置２６との間の通信（通信信号ＳＳ_W1，ＳＳ_W2，ＳＳ_W3，ＳＳ_W4，ＳＳ_T ，ＳＳ_F ，）により吹き口３３，４３，５８の長さを直接にフィードバック制御することができる構成である。また、図６（ｂ）に示すフラックス塗布装置２１を使用する場合には、この他に噴霧タイミングの制御も行う構成であり、同様に通信（通信信号Ｓ_F ）により直接に制御される。
【００４２】
主制御装置２６はコンピュータシステムにより構成され、キーボード等の指示操作部２６ａと、ＬＣＤ等の表示部２６ｂとを備えている。そして、その通信ポートを介して外部機器と通信しながらその制御を行う。また、ロボット制御装置２５との間においても通信（通信信号Ｓ_R ）により連係した制御が可能であり、工業用ロボット１ヘの搬送指示を行うことと併せてその搬送状態を把握し、プリント配線板３の搬送状態に連係してはんだ付け装置２３や予備加熱装置２２およびフラックス塗布装置２１の制御を行う分散処理の構成である。
（２）はんだ付け手順
次に、以上のように構成されたはんだ付けシステムにおいて、プリント配線板の部分はんだ付けがどのように行われるかを図７ないし図１１を参照して説明する。
【００４３】
図７は、部分はんだ付けを行うプリント配線板の一例を示す図で、その被はんだ付け面を示した図である。すなわち、既にＱＦＰ ＩＣ６８やＳＯＰ ＩＣ６９そしてＰＯＷＥＲ ＴＲ７０やＭＭ ＴＲ７１さらにはチップ抵抗７２やチップコンデンサ７３、電解コンデンサ７４等々の電子部品がはんだ付けされていて、これに非耐熱性のコネクタ７５を部分はんだ付けにより後付けする作業を行うプリント配線板３の例である。
【００４４】
図７において、コネクタ７５は図に示す面とは反対側の面に搭載される。そして、その多数配列されたリード端子７５ａがプリント配線板３のランド３ａの中央部のスルーホールに挿通されて、図に示す面のランド３ａとの間で被はんだ付け部７６を構成している。図７の例ではコネクタ７５について１４個の被はんだ付け部７６が長方形の領域に配列され、プリント配線板３上の平面座標において座標（Ｘ_l ，Ｙ_l ）を起点としてＸ座標方向に短辺長さＬＸ_l およびＹ座標方向の長辺長さＬＹ_l の長方形の範囲の部分はんだ付け領域７７（この例ではコネクタ７５とほぼ同じ座標位置）を構成している。なお、原点座標は（Ｘ₀ ，Ｙ₀ ）である。
【００４５】
すなわち、プリント配線板３の被はんだ付け面における座標（Ｘ_l ，Ｙ_l ）、（Ｘ₂ ，Ｙ_l ）、（Ｘ₂ ，Ｙ₂ ）および（Ｘ_l ，Ｙ₂ ）に囲まれた長方形の範囲に部分はんだ付け領域７７を構成している。但し、ＬＸ_l ＝Ｘ₂ −Ｘ_l であり、ＬＹ_l ＝Ｙ₂ −Ｙ_l である。
【００４６】
したがって、座標（Ｘ_l ，Ｙ_l ）を起点としてＸ軸方向の短辺長さＬＸ_l とＹ軸方向の長辺長さＬＹ_l の長方形の範囲（すなわち、部分はんだ付け領域７７の一端部（前端部）７７ａから他端部（後端部）７７ｂまで）に溶融はんだ２７を接触させることにより、コネクタ７５の後付け、すなわち部分はんだ付けを行うことができる。もちろん、この部分はんだ付け領域７７または各被はんだ付け部７６にフラックス５３を塗布し、この部分はんだ付け領域７７または各被はんだ付け部７６の予備加熱を行った後に溶融はんだ２７の供給すなわち噴流波３４との接触が行われる。
【００４７】
この場合、予備加熱を前記部分はんだ付け領域７７または各被はんだ付け部７６に限らずに、プリント配線板３の全面を予備加熱するようにしてもよいが、既にはんだ付けされている電子部品に対して熱ストレスを与えない範囲の温度にする必要がある。
【００４８】
また、以上の座標データ（Ｘ_l ，Ｙ_l ）、（Ｘ₂ ，Ｙ_l ）、（Ｘ₂ ，Ｙ₂ ）および（Ｘ_l ，Ｙ₂ ）は予め主制御装置２６に記憶してあり、これらの座標データをロボット制御装置２５へ送信することにより、工業用ロボット１のハンドリング装置２に保持されたプリント配線板３の部分はんだ付け領域７７を、フラックス塗布装置２１や予備加熱装置２２そしてはんだ付け装置２３の各吹き口５８，４３，３３の位置に整合させて搬送することができるように構成されている。
【００４９】
次に、通常採用されているはんだ付けプロセスに沿って、はんだ付けの作業とその手順を説明する。なお、通常は、フラックス塗布工程→予備加熱工程→はんだ付け工程の順にはんだ付け作業が行われる。そのため、図２に例示するように、フラックス塗布装置２１、予備加熱装置２２およびはんだ付け装置２３が順に配置され、この配置順に沿って工業用ロボット１のハンドリング装置２に保持したプリント配線板３を搬送するように構成してあるので以上の３つの工程を順に説明する。
【００５０】
１．フラックス塗布工程
図８を参照して、フラックス塗布工程においてどのようにしてプリント配線板にフラックスを塗布するかを説明する。図８は、フラックス塗布工程を説明するための図で、（ａ）はフラックス吹き口にプリント配線板が搬送される状態を示す平面図、（ｂ）は噴霧式フラックス塗布装置を使用した場合を示す図で（ａ）の縦断面を示す図、（ｃ）は発泡式フラックス塗布装置を使用した場合を示す図で（ａ）の縦断面を示す図である。
【００５１】
すなわち、図２に示す主制御装置２６によりフラックス塗布装置２１のアクチュエータ６１を制御し、その吹き口５８の長さがＬＸ_l になるようにシャッタ５９が制御される。そして、噴霧式のフラックス塗布装置を使用した場合においては、図８（ａ）、（ｂ）に示すようにプリント配線板３を搬送ベクトル▲１▼方向に搬送し、プリント配線板３の部分はんだ付け領域７７の前端部７７ａすなわち座標（Ｘ_l ，Ｙ_l ）と（Ｘ₂ ，Ｙ_l ）がフラックスの吹き口５８の上方に位置到達したとき噴霧制御装置６５に噴霧を開始させる（主制御装置２６から噴霧制御装置６５へ噴霧開始命令を送信：信号Ｓ_F ）。
【００５２】
そして、プリント配線板３の部分はんだ付け領域７７の後端部７７ｂすなわち座標（Ｘ₂ ，Ｙ₂ ）と（Ｘ_l ，Ｙ₂ ）がフラックスの吹き口５６の上方位置に到達したとき噴霧制御装置６５に噴霧を停止させる（主制御装置２６から噴霧制御装置６５へ噴霧停止命令を送信：信号Ｓ_F ）なお、主制御装置２６はロボット制御装置２５との通信により、ハンドリング装置２に保持されたプリント配線板３の搬送位置すなわち搬送座標を受信し、その位置を把握している。したがって、主制御装置２６は、プリント配線板３の部分はんだ付け領域７７がどの位置に搬送されているかを認識している。
【００５３】
このようにして、プリント配線板３の座標（Ｘ_l ，Ｙ_l ）、（Ｘ₂ ，Ｙ_l ）、（Ｘ₂ ，Ｙ₂ ）および（Ｘ_l ，Ｙ₂ ）に囲まれた長方形の部分はんだ付け領域７７にのみフラックス５３を塗布することができる。
【００５４】
しかも、部分はんだ付け領域７７の大きさ（特にＬＸ_l の長さ）に合わせて吹き口体５６に設けたシャッタ５９を調節してフラックスの吹き口５８の長さを調節し、一回の搬送で目的とする部分はんだ付け領域の全体にフラックス５３を塗布することができる。したがって、生産性を高くすることができる。
【００５５】
また、図８（ａ）、（ｃ）に示すように発泡式のフラックス塗布装置２１を使用した場合においても同様に、主制御装置２６によりフラックス塗布装置２１のアクチュエータ６１を制御し、その吹き口５８の長さがＬＸ_l になるようにシャッタ５９が制御される。
【００５６】
そして、先ずプリント配線板３を搬送ベクトル▲１▼方向に搬送し、プリント配線板３の部分はんだ付け領域７７の前端部７７ａすなわち座標（Ｘ_l ，Ｙ_l ）と（Ｘ₂ ，Ｙ_l ）がフラックスの吹き口５８に接近したときプリント配線板３の姿勢を保持したまま搬送ベクトル▲２▼方向に下降させ、このプリント配線板３の座標（Ｘ_l ，Ｙ_l ）と（Ｘ₂ ，Ｙ_l ）をフラックスの吹き口５８上の発泡フラックス５３ａに接触させる。
【００５７】
続いてプリント配線板３の姿勢を保持したまま搬送ベクトル▲３▼方向へ搬送し、長さＬＹ_l だけ搬送してすなわちプリント配線板３の部分はんだ付け領域７７の後端部７７ｂの座標（Ｘ₂ ，Ｙ₂ ）と（Ｘ_l ，Ｙ₂ ）がフラックスの吹き口５８上に到達したとき搬送ベクトル▲４▼方向へ上昇搬送し、続いて搬送ベクトル▲５▼方向へ搬送する。すなわち、このプリント配線板３の部分はんだ付け領域７７の後端部７７ｂの座標（Ｘ₂ ，Ｙ₂ ）と（Ｘ_l ，Ｙ₂ ）を発泡フラックス５３ａから離脱させる。
【００５８】
このようにして、プリント配線板３の座標（Ｘ_l ，Ｙ_l ）、（Ｘ₂ ，Ｙ_l ）、（Ｘ₂ ，Ｙ₂ ）および（Ｘ_l ，Ｙ₂ ）に囲まれた長方形の部分はんだ付け領域７７にのみ発泡フラックス５３ａを接触させ、この部分はんだ付け領域７７にのみフラックス５３を塗布することができる。
【００５９】
しかも、部分はんだ付け領域７７の大きさ（特にＬＸ_l の長さ）に合わせて吹き口体５６に設けたシャッタ５９を調節してフラックスの吹き口５８の長さを調節し、一回の搬送で目的とする部分はんだ付け領域７７の全体にフラックス５３を塗布することができる。したがって、生産性を高くすることができる。
【００６０】
２．予備加熱工程
図９を参照して、予備加熱工程においてどのようにしてプリント配線板の予備加熱を行うかを説明する。図９は、予備加熱工程を説明するための図で、（ａ）は予備加熱装置の加熱媒体吹き口すなわち熱風吹き口にプリント配線板が搬送される状態を説明する平面図、（ｂ）は（ａ）の縦断面を示す図である。
【００６１】
すなわち、フラックス塗布工程と同様に、主制御装置２６により予備加熱装置２２のアクチュエータ５２を制御し、その吹き口４３の長さがＬＸ_l になるようにシャッタ５０が制御される。
【００６２】
そして、先ずプリント配線板３を搬送ベクトル▲１▼方向に搬送し、プリント配線板３の部分はんだ付け領域７７の前端部７７ａ側の座標（Ｘ_l ，Ｙ_l ）と（Ｘ₂ ，Ｙ_l ）が熱風の吹き口４３に接近したときプリント配線板３の姿勢を保持したまま搬送ベクトル▲２▼方向に下降させ、このプリント配線板３の部分はんだ付け領域７７の前端部７７ａ側の座標（Ｘ_l ，Ｙ_l ）と（Ｘ₂ ，Ｙ_l ）を熱風の吹き口４３上の至近距離に接近させる。
【００６３】
続いてプリント配線板３の姿勢を保持したまま搬送ベクトル▲３▼方向へ搬送し、長さＬＹ_l だけ搬送したときすなわちプリント配線板３の部分はんだ付け領域７７の後端部７７ｂ側の座標（Ｘ₂ ，Ｙ₂ ）と（Ｘ_l ，Ｙ₂ ）が熱風の吹き口４３上に到達したとき搬送ベクトル▲４▼方向ヘ搬送し、続いて搬送ベクトル▲５▼方向へ搬送する。すなわち、このプリント配線板３の部分はんだ付け領域７７の後端部７７ｂ側の座標（Ｘ₂ ，Ｙ₂ ）と（Ｘ_l ，Ｙ₂ ）を熱風の吹き口４３から遠ざけて離脱させる。
【００６４】
このようにして、プリント配線板３の座標（Ｘ_l ，Ｙ_l ）、（Ｘ₂ ，Ｙ_l ）、（Ｘ₂ ，Ｙ₂ ）および（Ｘ_l ，Ｙ₂ ）に囲まれた長方形の部分はんだ付け領域７７に熱風を吹きつけて、この部分はんだ付け領域７７の予備加熱を行うことができる。
【００６５】
しかも、部分はんだ付け領域７７の大きさ（特にＬＸ_l の長さ）に合わせて吹き口体４２に設けたシャッタ５０を調節して熱風の吹き口４３の長さを調節し、一回の搬送で目的とする部分はんだ付け領域７７を予備加熱することができる。したがって、生産性を高くすることができる。
【００６６】
なお、熱風の吹き口４３の周囲には赤外線ヒータ４１を設け、さらに反射板４０を設けてプリント配線板３の被はんだ付け面に効率良く赤外線が照射されるように構成してある。そのため、前記の部分はんだ付け領域７７の周辺領域も加熱され、この部分はんだ付け領域７７に熱風により供給された熱量が周辺領域に逃散し難くなり、この部分はんだ付け領域７７の予備加熱を容易に行うことができるようになる。
【００６７】
また、予備加熱工程から後述のはんだ付け工程にプリント配線板３が搬送される際に、部分はんだ付け領域７７の予備加熱温度が低下し難くなり、適正な予備加熱温度を保持したままプリント配線板３をはんだ付け工程へ搬送することができるようになる。
【００６８】
３．はんだ付け工程
図１０を参照して、はんだ付け工程においてどのようにしてプリント配線板に溶融はんだを供給するかを説明する。図１０は、はんだ付け工程を説明するための図で、（ａ）ははんだ付け装置のはんだ吹き口ひいては噴流波にプリント配線板が搬送される状態を説明する平面図、（ｂ）は（ａ）の縦断面を示す図である。
【００６９】
なお、図２に例示するように、本実施形態例でははんだ付け工程を２つの工程（第１のはんだ付け工程と第２のはんだ付け工程）から構成し、それぞれ第１のはんだ付け装置２３ａと第２のはんだ付け装置２３ｂとを別々に配置してあるが、両はんだ付け工程においてプリント配線板３を噴流波３４に接触させる態様は同様であるので、第１のはんだ付け装置２３ａ（第１のはんだ付け工程）を例にして説明する。
【００７０】
すなわち、フラックス塗布工程と同様に、主制御装置２６により第１のはんだ付け装置２３ａのアクチュエータ３７を制御し、その吹き口３３の長さがＬＸ_l になるようにシャッタ３５が制御され、はんだの吹き口３３上に形成される噴流波３４の長さがＬＸ_l になるように制御される。
【００７１】
そして、ハンドリング装置２に保持されたプリント配線板３を、図１０（ｂ）に示すように搬送ベクトル▲１▼，▲２▼，▲３▼，▲４▼および▲５▼の方向へ順次搬送する。すなわち、まず、水平成分方向に対して仰角θ_l に保持させ、この保持状態を維持したまま搬送ベクトル▲１▼方向に搬送する。
【００７２】
続いて、プリント配線板３の部分はんだ付け領域７７の前端部７７ａ側の座標（Ｘ_l ，Ｙ_l ）と（Ｘ₂ ，Ｙ_l ）がはんだの吹き口３３すなわち噴流波３４に接近したときプリント配線板３の姿勢を仰角θ_l に保持したまま搬送ベクトル▲２▼方向に下降させ、このプリント配線板３の部分はんだ付け領域７７の前端部７７ａの座標（Ｘ_l ，Ｙ_l ）と（Ｘ₂ ，Ｙ_l ）を噴流波３４に接触させる。
【００７３】
続いてプリント配線板３の姿勢を仰角θ_l に保持したまま搬送ベクトル▲３▼方向すなわちプリント配線板３の仰角θ_l と同じ仰角θ_l で搬送し、長さＬＹ_l だけ搬送したときすなわちプリント配線板３の部分はんだ付け領域７７の後端部７７ｂの座標（Ｘ₂ ，Ｙ₂ ）と（Ｘ_l ，Ｙ₂ ）が噴流波３４上に到達したときプリント配線板３の姿勢を仰角θ_l に保持したまま搬送ベクトル▲４▼方向へ搬送し、続いて搬送ベクトル▲５▼方向へ搬送する。
【００７４】
すなわち、このプリント配線板３の部分はんだ付け領域７７の後端部７７ｂの座標（Ｘ₂ ，Ｙ₂ ）と（Ｘ_l ，Ｙ₂ ）を噴流波３４から遠ざけて離脱させる。
【００７５】
このようにして、プリント配線板３の座標（Ｘ_l ，Ｙ_l ）、（Ｘ₂ ，Ｙ_l ）、（Ｘ₂ ，Ｙ₂ ）および（Ｘ_l ，Ｙ₂ ）に囲まれた長方形の部分はんだ付け領域７７に噴流波３４を接触させて、この部分はんだ付け領域７７の被はんだ付け部７６に溶融はんだ２７を供給することができる。
【００７６】
そして、プリント配線板３を仰角θ_l 方向に角度を付与して搬送させながら噴流波３４に接触させているので、部分はんだ付け領域７７の被はんだ付け部７６が噴流波３４から離脱する離脱点（ピールバックポイント）が安定するとともに噴流波３４を形成する溶融はんだ２７の離間性が向上し、被はんだ付け部７６に良好で安定したフィレット形状が得られるとともにはんだブリッジ現象を生じることがなくなり、特にファインピッチの電子部品を後付けする場合においても、良好なはんだ付け品質を得ることができるようになる。水平搬送では、ファインピッチの電子部品の後付けの際にはんだブリッジを発生し、これを除去することができない。
【００７７】
すなわち、被はんだ付け部７６が噴流波３４から離脱する際に、この離脱点（ピールバックポイント）においてこのプリント配線板３の板面ひいては被はんだ付け部７６と噴流波３４との成す角度を大きくすることが可能となり、その結果、この離脱点がプリント配線板３の搬送にともなってその搬送方向に不規則に移動し難くなる。また、被はんだ付け部７６から噴流波３４が離脱する際にこの噴流波３４がこの被はんだ付け部７６から溶融はんだ２７を剥がしとり易くなる。したがって、前者によりフィレット形状が安定し、後者によりはんだブリッジが発生しなくなる。
【００７８】
なお、この仰角θ_l は、通常２°〜８°程度の範囲において良好なはんだ付け品質が得られるが、後付けされる電子部品の種類ひいてはその被はんだ付け部７６の配列状態（例えば、被はんだ付け部７６相互の間隔やその面積、被はんだ付け部７６の配列状態、被はんだ付け部７６の形状（円形や四角形、精円、等々）、電子部品のリード端子の形状（丸や四角形）、等々）に合わせて設定する。しかも、工業用ロボット１を使用しているので、この搬送仰角θ_l の調節は制御プログラムの変更のみで容易に対応することができる。
【００７９】
このように、本実施形態例のはんだ付けシステムでは良好なはんだ付け性が得られる。しかも、部分はんだ付け領域７７の大きさ（特にＬＸ_l の長さ）に合わせて吹き口体３２に設けたシャッタ３５を調節してはんだの吹き口３３の長さひいては噴流波３４の長さを調節し、一回の搬送で目的とする部分はんだ付け領域７７の被はんだ付け部７６の全てに溶融はんだを供給してはんだ付けを行うことができる。したがって、生産性を高くすることができる。
【００８０】
４．はんだ付け工程におけるその他の搬送態様例
図１１を参照して、プリント配線板に溶融はんだを供給するその他の搬送態様例を説明する。図１１は、はんだ付け工程におけるその他の搬送態様例を説明するための図で、（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、図１０（ｂ）に相当する図でありそれぞれのはんだ付け態様例を示す図である。
【００８１】
すなわち、図１１（ａ）の例は、プリント配線板３を当初より仰角θ₂ で保持して搬送方向も仰角θ₂ である搬送ベクトル▲１▼方向に搬送し、続いてプリント配線板３を仰角θ₂ で保持したまま搬送ベクトル▲２▼方向に搬送して部分はんだ付け領域７７の前端部７７ａ側の座標（Ｘ_l ，Ｙ_l ）と（Ｘ₂ ，Ｙ_l ）を噴流波３４に接触開始させ、その後において搬送ベクトル▲３▼方向すなわち仰角θ₂ で搬送するように構成した例である。
【００８２】
そして、部分はんだ付け領域７７の後端部７７ｂ側の座標（Ｘ₂ ，Ｙ₂ ）と（Ｘ_l ，Ｙ₂ ）が噴流波３４に接触したとき、プリント配線板３を仰角θ₂ で保持したまま搬送ベクトル▲４▼方向へ搬送して部分はんだ付け領域７７を噴流波３４から離脱させ、その後、プリント配線板３を仰角θ₂ で保持したままで搬送ベクトル▲５▼方向すなわちプリント配線板３の保持仰角θ₂ と同じ仰角θ₂ で搬送するように構成した例である。
【００８３】
また、図１１（ｂ）の例は、当初はプリント配線板３を水平に保持してしかも水平に搬送ベクトル▲１▼方向に搬送し、部分はんだ付け領域７７の前端部７７ａが噴流波３４上に到達したとき矢印▲２▼に示すように仰角θ₃ に保持角度を変えてこの前端部７７ａを噴流波３４に接触開始させる。続いて、プリント配線板３の保持仰角θ₃ と同じ仰角θ₃ で搬送ベクトル▲３▼方向に搬送するように構成した例である。
【００８４】
そして、部分はんだ付け領域７７の後端部７７ｂが噴流波３４に接触したとき、プリント配線板３を矢印▲４▼方向へ保持角度を変えて水平に保持して部分はんだ付け領域７７を噴流波３４から離脱させ、その後、プリント配線板３を水平に保持したままで搬送ベクトル▲５▼方向すなわち水平方向に搬送するように構成した例である。
【００８５】
さらに、図１１（ｃ）の例は、当初はプリント配線板３を水平に保持してしかも水平に搬送ベクトル▲１▼方向に搬送し、部分はんだ付け領域７７の前端部７７ａが噴流波３４上に到達したとき▲２▼に示すように仰角θ₄ に保持角度を変えてこの前端部７７ａを噴流波３４に接触開始させる。続いて、プリント配線板３の保持仰角θ₄ と同じ仰角θ₄ で搬送ベクトル▲３▼方向に搬送するように構成した例である。
【００８６】
そして、部分はんだ付け領域７７の後端部７７ｂが噴流波３４に接触したとき、プリント配線板３を仰角θ₄ で保持したまま搬送ベクトル▲４▼方向へ搬送して部分はんだ付け領域７７を噴流波３４から離脱させ、その後、プリント配線板３を仰角θ₄ に保持したままで搬送ベクトル▲５▼方向すなわち水平方向に搬送するように構成した例である。
【００８７】
このように、プリント配線板３の部分はんだ付け領域７７を噴流波３４に接触させて搬送する際には仰角搬送するようにすれば、その他の態様すなわちプリント配線板３を噴流波３４に接触開始させる態様や噴流波３４から離脱させる態様については、プリント配線板３の実装状態に合わせて適宜選択すればよい。例えば、部分はんだ付け領域７７の前端部７７ａのさらに前方部分や後端部７７ｂのさらに後方部分に高さの高い電子部品が搭載されていてこの電子部品が噴流波３４に接触し易い等々の状態により、最適な搬送態様を選択すればよいのである。
【００８８】
（３）多様な形状の部分はんだ付け領域への態様例
図１２を参照して、各種形状の部分はんだ付け領域の部分はんだ付けを行う場合の実施形態例においては、どのようにはんだ付けが行われるかを説明する。
【００８９】
図１２は、はんだ付け工程における第三の実施形態例を説明するための図で、（ａ）は、はんだ付け装置２３のはんだの吹き口３３ひいては噴流波３４にプリント配線板３が搬送される状態を説明する平面図であり、図１０（ａ）に対応する図である。また、図１２（ａ）に併せて示したグラフは、プリント配線板３の搬送ベクトルＹ_Y に対するはんだの吹き口３３の長さひいては噴流波３４の長さＸ_X の制御関係を説明する図であり、縦軸Ｙ_Y1は搬送ベクトルＹ_Y で移動したときの部分はんだ付け領域７７のＹ軸上の位置を表し、横軸は噴流波３４の長さＸ_X を表している。なお、図１２（ａ）に例示するプリント配線板３では、部分はんだ付け領域７７が一方の方向（図の左側）へ広がる台形状の場合を示している。
【００９０】
同様に、図１２（ｂ）は、部分はんだ付け領域７７が両方の方向（図の左右方向）ヘ広がる台形状の場合を示している。また、図１２（ｃ）は、部分はんだ付け領域７７が円形状の場合を示している。
【００９１】
これらの態様例を説明するに当たり、部分はんだ付け領域７７にフラックス５３を塗布したり、部分はんだ付け領域７７を予備加熱したり、部分はんだ付け領域７７に噴流波３４に接触させる際の搬送態様は前記（２）に説明した通りであり、特に噴流波３４に接触させて搬送する際にはプリント配線板３が仰角搬送される。
【００９２】
図７に示したプリント配線板３にコネクタ７５を後付けする前記（２）のはんだ付け手順例では、平面外形形状が長方形のプリント配線板３の辺に平行にコネクタ７５およびその部分はんだ付け領域が形成されている手順例であった。そのため、プリント配線板３を工業用ロボット１のハンドリング装置２により保持して搬送する際に、吹き口３３の長さを可変する必要はなかった。すなわち、部分はんだ付け領域７７であり、フラックス５３を塗布する領域や予備加熱領域は平行な帯状の形状を成していたからである。
【００９３】
ところが、図１２に例示するプリント配線板３の例では、部分はんだ付け領域７７が台形状や円形状の特別な形状を形成している例である。このような例は、後付け部品の形状の多様化に伴って頻繁化するようになってきている。
【００９４】
このような場合は、プリント配線板３の搬送に伴って各吹き口５８，４３，３３の長さを可変するように制御することによって、前記（２）と同様の手順で一連のはんだ付けを行うことができるようになる。
【００９５】
すなわち、図１２（ａ）の例では、部分はんだ付け領域７７の長さＬＸ₂ の前端部７７ａが噴流波３４に接触開始した際には吹き口３３の長さひいては噴流波３４の長さをＬＸ₂ としておいて、プリント配線板３を部分はんだ付け領域７７の図の右側縁に沿うところの搬送ベクトルＹ_Y に沿って搬送しつつ、部分はんだ付け領域７７の長さＬＸ₃ の後端部７７ｂが噴流波３４に接触するまでの過程においてこの搬送に合わせて吹き口３３の長さひいては噴流波３４の長さをグラフに示すようにＬＸ₃ になるように制御する。
【００９６】
なお、図１２（ａ）に示すプリント配線板３の部分はんだ付け領域７７の座標は、（Ｘ₅ ，Ｙ₅ ）、（Ｘ₆ ，Ｙ₅ ）、（Ｘ₆ ，Ｙ₆ ）および（Ｘ₇ ，Ｙ₆ ）であり、ＬＸ₂ ＝Ｘ₅ −Ｘ₆ でＬＸ₃ ＝Ｘ₇ −Ｘ₆ である。
【００９７】
これにより、台形の部分はんだ付け領域７７に噴流波３４を接触させて溶融はんだ２７を供給することができるようになる。しかも一回の搬送で部分はんだ付け領域７７の全領域に噴流波３４を接触させることができるので生産性を極めて高くすることができる。
【００９８】
同様に、図１２（ｂ）の例では、部分はんだ付け領域７７の長さＬＸ₄ の前端部７７ａが噴流波３４に接触開始した際には吹き口３３の長さひいては噴流波３４の長さをＬＸ₄ としておいて、プリント配線板３を部分はんだ付け領域７７の図の右側縁に沿うところの搬送ベクトルＹ_Y ′に沿って搬送しつつ、部分はんだ付け領域７７の長さＬＸ₅ の後端部７７ｂが噴流波３４に接触するまでの過程においてこの搬送に合わせて吹き口３３の長さひいては噴流波３４の長さをグラフに示すようにＬＸ₅ になるように制御する。
【００９９】
なお、図１２（ｂ）に示すプリント配線板３の部分はんだ付け領域７７の座標は、（Ｘ₈ ，Ｙ₈ ）、（Ｘ₉ ，Ｙ₈ ）、（Ｘ₁₀，Ｙ₉ ）および（Ｘ_l1，Ｙ₉ ）であり、ＬＸ₄ ＝Ｘ₈ −Ｘ₉ でＬＸ₅ ＝Ｘ_l1−Ｘ_l0である。
【０１００】
これにより、前記（ａ）と同様に台形の部分はんだ付け領域７７に噴流波３４を接触させて溶融はんだ２７を供給することができるようになる。しかも一回の搬送で部分はんだ付け領域７７の全領域に噴流波３４を接触させることができるので生産性を極めて高くすることができる。
【０１０１】
さらに、図１２（ｃ）の例では、円形の部分はんだ付け領域７７の前端部７７ａ（長さは概ね０）が噴流波３４に接触開始した際には吹き口３３の長さひいては噴流波３４の長さを概ね０としておいて、プリント配線板３を円形の部分はんだ付け領域７７の右側縁に沿うところの円弧状搬送ベクトルＹ_Y ″に沿って搬送しつつ、吹き口３３の長さひいては噴流波３４の長さをグラフに示すように最大で直径ＬＸ₆ となるように制御する。
【０１０２】
なお、図１２（ｃ）に示すプリント配線板３の部分はんだ付け領域７７の座標は、前端部７７ａが（Ｘ_l2，Ｙ₁₂）であり、後端部７７ｂが（Ｘ_l2，Ｙ₁₃）である。そして、この前端部７７ａの座標（Ｘ_l2，Ｙ₁₂）と後端部７７ｂの座標（Ｘ_l2，Ｙ₁₃）との間隔すなわちＬＸ₆ ＝Ｙ₁₃−Ｙ₁₂を直径とする円形領域である。
【０１０３】
これにより、前記（ａ）と同様に円形の部分はんだ付け領域７７に噴流波３４を接触させて溶融はんだ２７を供給することができるようになる。しかも一回の搬送で部分はんだ付け領域７７の全領域に噴流波３４を接触させることができるので生産性を極めて高くすることができる。
【０１０４】
すなわち、一方ではんだの吹き口３３の図の右端ひいては噴流波３４の図の右端と部分はんだ付け領域７７の図の右側縁の外形線が重なるようにプリント配線板３を搬送し、他方で吹き口３３の左端縁ひいては噴流波３４の左端が部分はんだ付け領域７７の図の左側の外形線と重なるようにシャッタ３５の位置を制御することにより、ただ一回その部分はんだ付け領域７７の形状に沿ってプリント配線板３を搬送するだけで、複雑な部分はんだ付け領域７７の形状に合わせて噴流波３４の長さを変えてその隅々に噴流波３４を接触させて溶融はんだ２７を供給することができるようになる。
【０１０５】
もちろん、フラックス塗布工程および予備加熱工程においても、その吹き口は同様に制御される。
【０１０６】
（４）両開きシャッタを備えたはんだ付け装置を使用した場合の態様例
図１３を参照して、両開きシャッタを備えたはんだ付け装置を使用して、各種形状の部分はんだ付け領域の部分はんだ付けをどのように行うかを説明する。図１３は、両開きシャッタを備えたはんだ付け装置のはんだ付け工程を説明するための図である。なお、本実施形態例において部分はんだ付けを行うプリント配線板は、図１２に示したプリント配線板３と同じプリント配線板である。
【０１０７】
そして、図１３（ａ）は、はんだ付け装置２３のはんだの吹き口３３ひいては噴流波３４にプリント配線板３が搬送される状態を示す平面図であり，図１０（ａ）に対応する図である。また、図１３（ａ）の下部に併せて示したグラフおよび図１３（ｂ），（ｃ）のグラフは、いづれもプリント配線板３の搬送ベクトルＹ_Y に対するはんだの吹き口３３の長さひいては噴流波３４の長さＸ_Xl，Ｘ_X2の制御関係を示す図である。
【０１０８】
図１３（ａ）に示す例においては、プリント配線板３の左側に図示したグラフは第１のシャッタ３５ａの制御関係を示す図で、プリント配線板３の右側に図示したグラフは第２のシャッタ３５ｂの制御関係を示す図である。そして、縦軸Ｙ_Y1は搬送ベクトルＹ_Y で搬送したときの部分はんだ付け領域７７のＹ軸の位置を表し、横軸は、第１のシャッタ３５ａおよび第２のシャッタ３５ｂで制御される左右の噴流波３４の長さＸ_Xl，Ｘ_X2をＸ_s を基準として表している。なお、吹き口３３の長さＸ_X は、Ｘ_X ＝Ｘ_Xl＋Ｘ_X2である。
【０１０９】
図１３（ａ）に示した例は、プリント配線板３の部分はんだ付け領域７７の座標が、（Ｘ₅ ，Ｙ₅ ）、（Ｘ₆ ，Ｙ₅ ）、（Ｘ₆ ，Ｙ₆ ）および（Ｘ₇ ，Ｙ₆ ）であり、ＬＸ₂ ＝Ｘ₅ −Ｘ₆ でＬＸ₃ ＝Ｘ₇ −Ｘ₆ である。
【０１１０】
そして、部分はんだ付け領域７７の長さＬＸ₂ の前端部７７ａが噴流波３４に接触開始した際には第１のシャッタ３５ａの開口長さをＬＸ₂ ／２とし、第２のシャッタ３５ｂの開口長さもＬＸ₁ ／２に制御する。すなわち、吹き口３３の長さを（ＬＸ₂ ／２）＋（ＬＸ₂ ／２）＝ＬＸ₂ に制御する。
【０１１１】
そして、プリント配線板３をその側端縁と同じ方向すなわちＹ軸方向の搬送ベクトルＹ_Y に沿って搬送しつつ、部分はんだ付け領域７７の長さＬＸ₃ の後端部７７ｂが噴流波３４に接触するまでの過程において、この搬送に合わせて第１のシャッタ３５ａの開口長さをプリント配線板３の部分はんだ付け領域７７の左端側のＸ座標の変化（Ｘ₅ →Ｘ₇ ）に合わせて制御する。すなわち、搬送ベクトルＹ_Y 方向に沿って変化するＸ座標の値の変化に合わせて第１のシャッタ３５ａの開口長さを制御する。
【０１１２】
これにより、台形の部分はんだ付け領域７７に噴流波３４を接触させて溶融はんだ２７を供給することができるようになる。しかも一回の搬送で部分はんだ付け領域７７の全領域に噴流波３４を接触させることができるので生産性を極めて高くすることができる。
【０１１３】
なお、搬送ベクトルＹ_Y 方向から見た部分はんだ付け領域７７の右端側のＸ座標はＸ₆ で変化がないので、第２のシャッタ３５ｂの開口長さは一定でよい。
【０１１４】
次に、図１３（ｂ）に示す例は、プリント配線板３の部分はんだ付け領域７７の座標が、（Ｘ₈ ，Ｙ₈ ）、（Ｘ₉ ，Ｙ₈ ）、（Ｘ₁₀，Ｙ₉ ）および（Ｘ₁₁，Ｙ₉ ）の範囲であり、ＬＸ₄ ＝Ｘ₈ −Ｘ₉ でＬＸ₅ ＝Ｘ₁₁ −Ｘ₁₀である。
【０１１５】
そして、部分はんだ付け領域７７の長さＬＸ₄ の前端部７７ａが噴流波３４に接触開始した際には第１のシャッタ３５ａの開口長さをＬＸ₄ ／２とし、第２のシャッタ３５ｂの開口長さもＬＸ₄ ／２に制御する。すなわち、吹き口３３の長さを（ＬＸ₄ ／２）＋（ＬＸ₄ ／２）＝ＬＸ₄ に制御する。
【０１１６】
そして、プリント配線板３をその側端縁と同じ方向すなわちＹ軸方向の搬送ベクトルＹ_Y に沿って搬送しつつ、部分はんだ付け領域７７の長さＬＸ₅ の後端部７７ｂが噴流波３４に接触するまでの過程において、この搬送に合わせて第１のシャッタ３５ａの開口長さをプリント配線板３の部分はんだ付け領域７７の左端側のＸ座標の変化（Ｘ₈ →Ｘ₁₁）に合わせて制御する。すなわち、搬送ベクトルＹ_Y 方向に沿って変化するＸ座標の値の変化に合わせて第１のシャッタ３５ａの開口長さを制御する。
【０１１７】
また、この搬送に合わせて第２のシャッタ３５ｂの開口長さをプリント配線板３の部分はんだ付け領域７７の右端側のＸ座標の変化（Ｘ₉ →Ｘ₁₀）に合わせて制御する。すなわち、搬送ベクトルＹ_Y 方向に沿って変化するＸ座標の値の変化に合わせて第２のシャッタ３５ｂの開口長さを制御する。
【０１１８】
これにより、台形の部分はんだ付け領域７７に噴流波３４を接触させて溶融はんだ２７を供給することができるようになる。しかも一回の搬送で部分はんだ付け領域７７の全領域に噴流波３４を接触させることができるので生産性を極めて高くすることができる。
【０１１９】
これにより、前記（ａ）と同様に台形の部分はんだ付け領域７７に噴流波３４を接触させて溶融はんだ２７を供給することができるようになる。しかも一回の搬送で部分はんだ付け領域７７の全領域に噴流波３４を接触させることができるので生産性を極めて高くすることができる。
【０１２０】
さらに、図１３（ｃ）に示す例では、円形の部分はんだ付け領域７７の前端部７７ａ（長さは概ね０）が噴流波３４に接触開始した際には吹き口３３の長さひいては噴流波３４の長さを概ね０としておいて、プリント配線板３をその側端縁と同じ方向すなわちＹ軸方向の搬送ベクトルＹ_Y 方向に搬送しつつ、第１のシャッタ３５ａの開口の長さと第２のシャッタ３５ｂの開口の長さをグラフに示すように最大でＬＸ₆ ／２となるようにそれぞれ半円関数状に制御する。
【０１２１】
なお、図１３（ｃ）に示すプリント配線板３の部分はんだ付け領域７７の座標は、前端部７７ａが（Ｘ₁₂，Ｙ₁₂）であり、後端部７７ｂが（Ｘ₁₂，Ｙ₁₃）である。そして、この前端部７７ａの座標（Ｘ₁₂，Ｙ₁₂）と後端部７７ｂの座標（Ｘ₁₂，Ｙ₁₃）との間隔すなわちＬＸ₆ ＝Ｙ₁₃−Ｙ₁₂を直径とする円形領域である。
【０１２２】
これにより、前記（ａ）と同様に円形の部分はんだ付け領域７７に噴流波３４を接触させて溶融はんだ２７を供給することができるようになる。しかも一回の搬送で部分はんだ付け領域７７の全領域に噴流波３４を接触させることができるので生産性を極めて高くすることができる。
【０１２３】
すなわち、Ｙ座標方向の搬送ベクトルＹ_Y に沿ってプリント配線板３を搬送した際のＹ座標（Ｙ_Y1）の変化に合わせて、第１のシャッタ３５ａおよび第２のシャッタ３５ｂの開口長さを、部分はんだ付け領域７７の左端のＸ座標（Ｘ_X1）の変化および右端のＸ座標（Ｘ_X2）の変化に合わせて制御すればよいのである。そしてこれにより、ただ一回搬送ベクトルＹ_Y 方向にプリント配線板３を搬送するだけで、複雑な部分はんだ付け領域７７の形状に合わせて噴流波３４の長さを変えてその隅々に噴流波３４を接触させて溶融はんだ２７を供給することができるようになる。
【０１２４】
もちろん、同様の開口制御手段（第１のシャッタ３５ａと第２のシャッタ３５ｂ）をフラックス塗布装置２１および予備加熱装置２２に設ければ、当該フラックス塗布工程および予備加熱工程においても以上の説明と同様に制御することにより、部分はんだ付け領域７７へのフラックス塗布および予備加熱を行うことができるようになる。
【０１２５】
また、図示はしないが、第１のシャッタ３５ａと第２のシャッタ３５ｂとを並行して図の左右方向に移動させれば、吹き口３３の長さを変えることなくそのＸ座標を変えることができる。したがって、プリント配線板３に斜め方向に（例えば、四角形のプリント配線板３に対角線方向に）部分はんだ付け領域７７が形成されている場合においても、このプリント配線板３をＹ座標方向のみに搬送することにより当該の部分はんだ付け領域７７の全域に噴流波３４を接触させることができる。
【０１２６】
すなわち、プリント配線板３を斜め搬送することなく（Ｙ軸方向とＸ軸方向とに併せて搬送することなく１軸の搬送で）部分はんだ付けを行うこともできる。そしてこれにより、工業用ロボット１によるプリント配線板３の搬送ベクトルの制御を容易にすることができるようになり、この工業用ロボット１の関節を１軸減ずることも可能となる。
【０１２７】
（５）４軸制御の工業用ロボットを用いたはんだ付けシステム
図１１（ａ）に示すはんだ付け態様におけるプリント配線板３の搬送態様では、このプリント配線板３の姿勢が仰角θ₂ に固定されしかもこのプリント配線板３の搬送方向も仰角θ₂ 方向である。したがって、工業用ロボットのＸ−Ｙ平面すなわち設置平面を当初から予めθ₂ だけ傾斜しておけば、４軸制御の工業用ロボットで図１１（ａ）に示すはんだ付け作業を行うことができる。すなわち、４軸制御の工業用ロボットで本発明のはんだ付けシステムを構成することができる。
【０１２８】
（６）保温手段を備えたハンドリング装置
図１４を参照して、プリント配線板を保温するための加熱手段をハンドリング装置に設けた構成例を説明する。
【０１２９】
図１４は、保温手段を備えたハンドリング装置を説明するための図である。すなわち、図１４に示すように、ヒータ７８と反射板７９とにより熱線をプリント配線板３に照射し、保温できるように構成する。他の保温手段としては、熱風を吹きつけるように構成したり、さらには熱線と熱風とを併用するように構成してもよい。
【０１３０】
このように、ハンドリング装置２に保温手段を設けることにより、図２に示すように予備加熱装置２２からはんだ付け装置２３にプリント配線板３を搬送する期間において、プリント配線板３の予備加熱温度の低下を防止することができるようになり、目的とする精密な予備加熱温度を維持したままその部分はんだ付け領域７７を噴流波３４に接触させることができるるようになる。したがって、目的とするはんだ付け条件を確実に維持して良好なはんだ付けを行うことができるようになる。具体的には、良好なはんだ濡れ性が得られるようになるとともに、プリント配線板３のスルーホール内へも確実に溶融はんだ２７が濡れ上がるようになる。
【０１３１】
【発明の効果】
以上のように本発明のはんだ付けシステムによれば、多様な形状の部分はんだ付け領域を一回の搬送ではんだ付けすることができるとともに、はんだブリッジを生じることがなく被はんだ付け部のフィレット形状が均一で安定な部分はんだ付けを行うことができるようになる。特にファインピッチの後付け部品を品質良く後付けすることができるようになる。したがって、はんだ付け品質が高く生産性の高い部分はんだ付けを行うことができるようになる。
【０１３２】
また、ハンドリング装置に保温手段を設けることにより、プリント配線板の予備加熱温度を低下させることなく溶融はんだの噴流波に接触させることができるようになり、はんだ濡れ性に優れ、プリント配線板のスルーホール内へのはんだ濡れ上がりに優れたはんだ付けを行うことが可能となる。特に、熱容量が大きく、スルーホール長の長い多層プリント配線板においては、僅かな予備加熱温度の低下によりスルーホール内ヘのはんだ濡れ上がりが低下し易いので、ハンドリング装置に保温手段を設けることにより、多層プリント配線板の部分はんだ付けを行う場合に優れたはんだ付け性を得ることができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のはんだ付けシステムの構成例を示す図である。
【図２】フラックス塗付装置および予備加熱装置を備えたはんだ付けシステムを説明するための図である。
【図３】はんだ付け装置の構成を説明するための図である。
【図４】はんだ付け装置の構成を説明するための図である。
【図５】予備加熱装置の構成を説明するための図である。
【図６】フラックス塗布装置の構成を説明するための図である。
【図７】部分はんだ付けを行うプリント配線板の一例を示す図である。
【図８】フラックス塗布工程を説明するための図である。
【図９】予備加熱工程を説明するための図である。
【図１０】はんだ付け工程を説明するための図である。
【図１１】はんだ付け工程におけるその他の搬送態様例を説明するための図である。
【図１２】はんだ付け工程における第三の実施形態例を説明するための図である。
【図１３】両開きシャッタを備えたはんだ付け装置のはんだ付け工程を説明するための図である。
【図１４】保温手段を備えたハンドリング装置を説明するための図である。
【符号の説明】
１ 工業用ロボット
２ ハンドリング装置
３ プリント配線板
３ａ ランド
４ Ｊ１アーム
５ Ｊ２アーム
６ Ｊ３アーム
７ Ｊ１軸
８ Ｊ２軸
９ Ｊ３軸
１０ Ｒ１アーム
１１ Ｒ２アーム
１２ Ｒ３アーム
１３ Ｒ１軸
１４ Ｒ２軸
１５ Ｒ３軸
１６ 基台
１８ 保持爪
１９ モータ
２０ 送りねじ
２１ フラックス塗布装置
２２ 予備加熱装置
２３ はんだ付け装置
２３ａ 第１のはんだ付け装置
２３ｂ 第２のはんだ付け装置
２５ ロボット制御装置
２６ 主制御装置
２６ａ 指示操作部
２６ｂ 表示部
２７ 溶融はんだ
２８ はんだ槽
２９ モータ
３０ ポンプ
３１ 吸い込み口
３２ 吹き口体
３３ 吹き口
３４ 噴流波
３５ シャッタ
３５ａ 第１のシャッタ
３５ｂ 第２のシャッタ
３６ 接続部
３６ａ 第１の接続部
３６ｂ 第２の接続部
３７ アクチュエータ
３７ａ 第１のアクチュエータ
３７ｂ 第２のアクチュエータ
３９ 筐体
４０ 反射板
４１ 赤外線ヒータ
４２ 吹き口体
４３ 吹き口
４４ モータ
４５ 送風ファン
４６ 吸い込み口
４７ 熱風用ヒータ
４８ 温度センサ
４９ 温度センサ
５０ シャッタ
５１ 接続部
５２ アクチュエータ
５３ フラックス
５３ａ 発泡フラックス
５３ｂ 噴霧フラックス
５４ フラックス槽
５５ 発泡管
５６ 吹き口体
５７ ガス供給パイプ
５８ 吹き口
５９ シャッタ
６０ 接続部
６１ アクチュエータ
６３ 噴霧ノズル
６４ 筐体
６５ 噴霧制御装置
６６ フラックス供給パイプ
６８ ＱＦＰ ＩＣ
６９ ＳＯＰ ＩＣ
７０ ＰＯＷＥＲ ＴＲ
７１ ＭＭ ＴＲ
７２ チップ抵抗
７３ チップコンデンサ
７４ 電解コンデンサ
７５ コネクタ
７５ａ リード端子
７６ 被はんだ付け部
７７ 部分はんだ付け領域
７７ａ 一端部（前端部）
７７ｂ 他端部（後端部）
７８ ヒータ
７９ 反射板

Claims (2)

1. 板状の被はんだ付けワークを搬送しながらこの板状の被はんだ付けワークの予め決められた所定の範囲の部分はんだ付け領域にのみその一端部側から他端部側へ向けて溶融はんだを連続して順次に接触させてはんだ付けを行うはんだ付けシステムであって、
   吹き口を有する吹き口体と、前記吹き口体に前記溶融はんだを供給するとともに前記板状の被はんだ付けワークに接触させる溶融はんだを前記吹き口上に供給する供給手段と、前記吹き口体の吹き口上の溶融はんだの長さを連続的に可変する吹き口長さ可変手段とを備えたはんだ付け装置と、
   前記板状の被はんだ付けワークを保持して予め決められた所定の空間範囲においてその３次元空間座標上の位置および姿勢そして搬送方向と搬送速度とから成る搬送ベクトルを任意に選択することが可能な搬送装置と、前記搬送装置に保持された板状の被はんだ付けワークの部分はんだ付け領域の前記一端部を前記吹き口上の溶融はんだに接触させてこの接触部分が前記部分はんだ付け領域の前記他端部へ向けて連続して順次に移動するように前記板状の被はんだ付けワークをその板面方向に沿ってかつ仰角方向に搬送させるとともに他方で前記部分はんだ付け領域の一端部が溶融はんだに接触開始する際に前記吹き口体の吹き口の長さを前記一端部の形状に合わせておき前記板状の被はんだ付けワークの搬送に伴って前記吹き口体の吹き口上の溶融はんだを接触させる前記部分はんだ付け領域の形状の変化に合わせて前記吹き口体の吹き口の長さを可変させることで前記部分はんだ付け領域のみにその一端部側から他端部側へ向けて連続して順次に溶融はんだを接触させる制御装置とを備えて成ることを特徴とするはんだ付けシステム。
2. 前記板状の被はんだ付けワークの部分はんだ付け領域の予備加熱を行う予備加熱装置を備えるとともに前記板状の被はんだ付けワークを保持する搬送装置が前記予備加熱された板状の被はんだ付けワークを保温するための加熱手段を備え、
   前記板状の被はんだ付けワークの部分はんだ付け領域を予備加熱した後に前記溶融はんだに接触させることを特徴とする請求項１記載のはんだ付けシステム。

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