JP4238400B2 - 噴流半田付け方法及びその装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【技術分野】
本発明は，溶融半田を噴流させてこれにワークを接触させることによりワークの被処理面に半田付けを行う噴流半田付け方法及びその装置に関する。
【０００２】
【従来技術】
例えば，プリント基板に半田付けを行う場合には，処理効率を向上させるため噴流半田付け方法がよく用いられている。
この噴流半田付けを行う従来の装置としては，例えば図１１に示すごとき装置９がある。この噴流半田付け装置９は，同図に示すごとく，噴流半田付けを実施する２組の半田槽９３，９４を備えた例である。半田槽９３の上流側には，ワークとしてのプリント基板８の被処理面にフラックスを塗布するためのフラックス塗布装置９１と，プリント基板８を加熱するプリヒータ９２とを配置してある。また，これらの上方には，プリント基板８を順次移動させる移動手段９５を設けてある。
【０００３】
この噴流半田付装置９により半田付け処理を行う際には，処理すべき新たなプリント基板８を上記移動手段９５によって順次，フラックス塗布装置９１，プリヒータ９２，半田槽９３，９４上を移動させる。これにより，半田槽９３，９４においてそれぞれプリント基板８の裏面（被処理面）には，効率よく半田付け処理がなされていく。
【０００４】
上記各半田槽９３，９４における噴流半田付け処理は，図１２に示すごとく，半田槽９３内に設けた噴流ノズル９３０から半田循環手段９７を用いて溶融半田７を上方に噴流させ，これにプリント基板８の被処理面８１を接触させた状態で移動させることにより行われる。
【０００５】
【解決しようとする課題】
しかしながら，上記従来の噴流半田付け方法及びその装置には，次の問題がある。
即ち，噴流半田付けを行う場合には，溶融半田７などからの伝熱によりプリント基板８が変形する場合がある。プリント基板８が熱変形した場合には，噴流している溶融半田７に対するプリント基板８の浸漬深さが変化し，種々の不具合が生じてしまう。
【０００６】
具体的には，図１３に示すごとく，プリント基板８が熱変形により大きく反って，上記溶融半田７の噴流位置におけるプリント基板８の位置が下降する場合がある。この場合には，プリント基板８の溶融半田７への浸漬深さが必要以上に深くなる。そのため，半田付け部分が短絡するブリッジが発生したり，図１４に示すごとく，溶融半田７がプリント基板８の側端部から表面に回り込むという半田上り不良が発生する。
【０００７】
また，図１５に示すごとく，プリント基板８の前後又は左右の部分が上方へ逃げた状態に変形した場合には，その前後の部分が溶融半田７と接触しない場合がある。この場合には，プリント基板８の前後の部分において半田付け処理がされないという未半田不良が生じてしまう。
【０００８】
従来，噴流半田付けを安定的に行う方法あるいは装置としては，種々の提案がなされている。例えば，特開平７−１３１１４３号公報においては，１噴流される溶融半田の高さを精度良く計測し，安定化させることが示されている。また，その他にも，溶融半田のレベルを制御する方法としては，特開平２−３７９６４号公報等にも示されている。
【０００９】
しかしながら，上記従来技術においては，プリント基板自体の熱変形による不具合については何ら対策がなされていない。そのため，いくら溶融半田の噴流高さを精度よく制御しても，上記半田上り不良や未半田不良の低減を図ることは困難である。
【００１０】
本発明は，かかる従来の問題点に鑑みてなされたもので，ワークが熱変形した場合でも高い品質の半田付け処理を行うことができる噴流半田付け方法及びその装置を提供しようとするものである。
【００１１】
【課題の解決手段】
請求項１の発明は，溶融半田を噴流させ，該溶融半田に接触させた状態でワークを移動させて該ワークの被処理面に半田付けする方法において，
上記溶融半田への上記ワークの浸漬深さが一定になるように制御しながら半田付け処理を行うに当たり，
上記浸漬深さの制御は，上記ワークの高さ方向の変位量を，上記ワークと共に移動する変位センサを用いて常に測定し，該変位量に応じて上記ワークの高さ位置又は上記溶融半田の噴流高さを上下動させることにより行うことを特徴とする噴流半田付け方法にある。
【００１２】
本発明において最も注目すべきことは，上記溶融半田への上記ワークの浸漬深さが一定になるように積極的に制御しながら半田付け処理を行うことである。
ここで，上記浸漬深さとは，後述する図２に示すごとく，上記溶融半田７をワーク８に接触させずに自由に噴流させた場合を想定し，その溶融半田７の最表面位置をＡとし，一方，実際に溶融半田７にワーク８を接触させた場合のワーク８の被処理面８１の位置をＢとした場合における，ＡからＢまでの距離をいう。
【００１３】
また，上記浸漬深さを制御する方法としては，後述するように種々の方法を採ることができる。例えば，上記浸漬深さが一定になるように，ワークを上下動させる方法，或いは，溶融半田の噴流高さを上下動させる方法等がある。
【００１４】
次に，本発明の作用効果につき説明する。
本発明の噴流半田付け方法においては，上記ワークの浸漬深さが一定になるように積極的に制御しながら半田付け処理を行う。そのため，ワークが熱変形等を起こしている場合においても，随時上記浸漬深さが一定になるよう制御される。これにより，ワークと溶融半田の接触状態は，過不足がない状態に維持される。
【００１５】
そのため，ワークの上面への溶融半田の回り込みやブリッジの形成，ワークと溶融半田との接触が行われないというトラブルを確実に回避することができる。
それ故，本発明の噴流半田付け方法によれば，従来の半田上り不良や未半田不良の低減を図ることができる。
【００１６】
したがって，本発明によれば，ワークが熱変形した場合でも高い品質の半田付け処理を行うことができる噴流半田付け方法を提供することができる。
【００１７】
上記浸漬深さの制御は，上記ワークの高さ方向の変位量を常に測定し，該変位量に応じて上記ワークの高さ位置又は上記溶融半田の噴流高さを上下動させることにより行う。この場合には，例えば，上記変位量の測定を上記ワークと溶融半田との接触位置において行うことにより，上記浸漬深さを上記変位量から直接的に把握することができる。それ故，その変位量に応じて上記ワークの高さ又は上記溶融半田の噴流高さを上下動させることにより，精度良く浸漬深さを制御することができる。
【００１８】
また，請求項２の発明のように，上記変位量の測定は上記ワークの３点以上の位置において行い，該変位量から上記ワークの反り量を算出し，該反り量に応じて上記ワークの高さ位置又は上記溶融半田の噴流高さを上下動させることにより上記浸漬深さの制御を行うことが好ましい。即ち，上記変位量からワークの反り量（反り形状）を算出し，この反り量に応じて制御する。これにより，例えば反り形状からの予測制御等を行うことができ，さらに制御精度を向上させることができる。
【００１９】
請求項３の発明は，溶融半田を噴流させ，該溶融半田に接触させた状態でワークを移動させて該ワークの被処理面に半田付けする方法において，
上記溶融半田への上記ワークの浸漬深さが一定になるように制御しながら半田付け処理を行うに当たり，上記浸漬深さの制御は，上記被処理面と上記溶融半田との接触部分の前方又は後方から測定光を発射し，該測定光を上記被処理面，上記溶融半田という順序又はその逆の順序で順次反射させて反射光となし，該反射光の光路が一定となるように上記ワークの高さ位置又は上記溶融半田の噴流高さを上下動させることにより行うことを特徴とする噴流半田付け方法にある。
【００２０】
即ち，まず，上記浸漬深さが最適な場合の上記反射光の光路を基準として，該反射光が上方又は下方にずれた場合には，これが上記基準の光路に復帰するように，上記ワークの高さ又は上記溶融半田の噴流高さを上下動させる。これにより，ワークの溶融半田への浸漬深さが一定になるように制御することができる。
【００２１】
請求項４の発明は，溶融半田を噴流させ，該溶融半田に接触させた状態でワークを移動させて該ワークの被処理面に半田付けする方法において，
上記溶融半田への上記ワークの浸漬深さが一定になるように制御しながら半田付け処理を行うに当たり，上記浸漬深さの制御は，上記被処理面と上記溶融半田との接触部分の前方又は後方から測定光を発射し，該測定光を上記被処理面，上記溶融半田という順序又はその逆の順序で順次反射させ，上記被処理面及び上記溶融半田における上記測定光の照射位置を測定し，これらの照射位置が一定になるように上記ワークの高さ位置又は上記溶融半田の噴流高さを上下動させることにより行うことことを特徴とする噴流半田付け方法にある。この場合には，上述した反射光の光路に基づく制御方法の場合と同様に，上記照射位置に基づいて上記浸漬深さの制御を行うことができる。
【００２２】
また，請求項５の発明のように，上記測定光はレーザ光であることが好ましい。これにより，レーザ光が有する優れた指向性によって，精度の高い制御を実現することができる。
また，請求項６の発明のように，上記測定光は断続的に発射されるパルス光であることが好ましい。これにより，上記光路の変化等を段階的に捕らえることができ，はっきりとした変化量を把握できる。それ故，レスポンスの高い制御を行なうことができる。
【００２３】
また，請求項７の発明のように，上記浸漬深さの制御は，上記溶融半田の噴流高さを測定し，該噴流高さに応じて上記ワークの高さ位置又は上記溶融半田の噴流高さを上下動させることにより行うことが好ましい。即ち，上記浸漬深さの制御を行うに当たり，上記種々の制御方法に加えて，上記噴流高さを検出してこれに応じてワーク高さ又は噴流高さを変更するという制御を追加することが好ましい。これにより，溶融半田の噴流高さに変動等があった場合に，素早く，精度よくこれに対応することができ，さらに浸漬深さの制御精度を向上させることができる。
【００２４】
次に，上記噴流半田付け方法を実施する装置としては，次の発明がある。
即ち，請求項８の発明のように，溶融半田を貯留すると共に該溶融半田を噴流させるための噴流ノズルを有する半田槽と，該半田槽内の上記溶融半田を上記噴流ノズルに送って噴流させる噴流手段と，噴流する溶融半田に接触させながらワークを移動させる移動手段とを有する噴流半田付け装置において，
該噴流半田付け装置は，上記ワークの上方に配設されて上記ワークと共に移動して該ワークの高さ方向の変位量を測定する１又は２以上の変位センサと，上記ワークの高さ位置を上下動させる昇降手段とを有すると共に，上記ワークの変位量に応じて上記ワークの高さ位置を上下動させるよう上記昇降手段を制御する制御装置を有していることを特徴とする噴流半田付け装置がある。
【００２５】
本発明において最も注目すべきことは，該噴流半田付け装置は，上記変位センサと，上記昇降手段とを有すると共に，上記ワークの変位量に応じて上記ワークの高さ位置を上下動させるよう上記昇降手段を制御する制御装置を有していることである。
【００２６】
上記変位センサは，上記変位量から上記ワーク高さを直接的に制御する場合には，上記ワークと溶融半田との接触位置に対応して設けることが好ましい。
また，上記変位量からワークの反り量（反り形状）を算出して，この反り量を用いてワークを上下動させる場合には，上記変位センサを３つ以上配置し，これをワークと共に移動させるよう構成することが好ましい。これにより，上記変位量から精度良くワークの反り量を算出することができる。
【００２７】
次に，本発明の作用効果につき説明する。
本発明の噴流半田付け装置は，上記のごとくワークの変位量を測定するための変位センサを設けてある。そして，該変位センサにより得られた変位量を直接的又は間接的に利用して，その変位量に応じて上記昇降手段を制御する。即ち，ワークが熱変形等した場合には，その変形をワークの高さ方向の変位により把握し，この変位に応じてワーク自体を上下動させる。これにより，ワークの溶融半田への浸漬深さが一定になるように制御することができる。
【００２８】
したがって，本発明の装置を用いれば，ワークが熱変形した場合でも上記半田上り不良や未半田不良の低減を図ることができ，高い品質の半田付け処理を行うことができる。
【００２９】
また，上記ワークの高さ位置を上下動させる昇降手段と該昇降手段を制御する制御装置を配設する代わりに，上記ワークの変位量に応じて上記溶融半田の噴流高さを上下動させるよう上記噴流手段を制御する制御装置を設けてもよい。この場合には，上記昇降手段を設けることなく，従来より備えられている上記噴流手段を積極的に制御することにより，溶融半田の噴流高さを積極的に上下動させることができる。
【００３０】
また，請求項９の発明のように，溶融半田を貯留すると共に該溶融半田を噴流させるための噴流ノズルを有する半田槽と，該半田槽内の上記溶融半田を上記噴流ノズルに送って噴流させる噴流手段と，噴流する溶融半田に接触させながらワークを移動させる移動手段とを有する噴流半田付け装置において，
該噴流半田付け装置は，上記ワークの被処理面と上記溶融半田との接触部分の前方又は後方に設けた光発生装置及び受光装置と，上記ワークの高さ位置を昇降させる昇降手段とを有していると共に，上記光発生装置から発射した測定光を，上記被処理面，上記溶融半田という順序又はその逆の順序で順次反射させて反射光となし，該反射光の光路が一定となるように上記ワークの高さ位置を上下動させるよう上記昇降手段を制御する制御装置を有していることを特徴とする噴流半田付け装置がある。
【００３１】
この装置によれば，上記測定光を用いた上記浸漬深さの制御を容易に実現することができる。
また，この場合にも，上記ワークの高さ位置を上下動させる昇降手段と該昇降手段を制御する制御装置を配設する代わりに，上記ワークの変位量に応じて上記溶融半田の噴流高さを上下動させるよう上記噴流手段を制御する制御装置を設けてもよい。
【００３２】
また，請求項１０の発明のように，上記噴流半田付け装置は，上記半田槽内の上記溶融半田の噴流高さを検出する噴流高さ検出手段を有しており，上記制御手段は，上記溶融半田の噴流高さに応じて上記ワークの高さ位置を上下動させるように上記昇降手段を制御するよう構成してあることが好ましい。この場合には，上記のワークの変位量に応じた制御あるいは上記反射光による制御に加えて，上記溶融半田の噴流高さ変動に応じて直接的な制御をさらに加えることができる。それ故，上記浸漬深さの制御の精度をさらに向上させることができる。
【００３３】
【発明の実施の形態】
実施形態例１
本発明の実施形態例にかかる噴流半田付け方法及びその装置につき，図１〜図３を用いて説明する。
本例の噴流半田付け装置１は，図１に示すごとく，溶融半田７を貯留すると共に該溶融半田７を噴流させるための噴流ノズル１１を有する半田槽１０と，該半田槽１０内の上記溶融半田７を上記噴流ノズル１１に送って噴流させる噴流手段１２と，噴流する溶融半田７に接触させながらワーク８を移動させる移動手段２とを有する。
【００３４】
また，噴流半田付け装置１は，ワーク８の上方に配設され該ワーク８の高さ方向の変位量を測定する３つの変位センサ３と，ワーク８の高さ位置を上下動させる昇降手段４とを有する。また，噴流半田付け装置１は，ワーク８の変位量に応じてワーク８の高さ位置を上下動させるよう上記昇降手段４を制御する制御装置５を有している。
以下，これを詳説する。
【００３５】
本例における上記ワーク８はプリント基板であり，その被処理面８１を下面にして移動手段２に保持される。
移動手段２は，図１に示すごとく，本体部２０から垂下した一対のチャック２１を有しており，該チャック２１によりワーク８を保持するよう構成されている。また，移動手段２は，その全体を若干傾斜させた状態で配置してあり，矢印Ａ方向へ移動可能に設けられている。
【００３６】
また，移動手段２の本体部２０には，下方に向けて３つの変位センサ３を配設してある。各変位センサ３は，夫々その直下におけるワーク８の高さ方向の変位を検出するよう構成されている。また，各変位センサ３は，図３に示すごとく，上記移動手段２に固定されているため，移動手段２及びワーク８と共に移動する。また，各変位センサ３は，図１に示すごとく制御装置５に電気的に接続されており，逐次その検出データを送るよう構成されている。
【００３７】
また，移動手段２は本体部２０の上方に昇降手段４を有している。本例の昇降手段４としては油圧シリンダを用いており，昇降手段コントローラ４０により操作される。この昇降手段コントローラ４０は，図１に示すごとく，制御装置５に電気的に接続されており，該制御装置５の指示に従って昇降手段４を制御するよう構成されている。
【００３８】
制御装置５は，上記変位センサ３からの検出データを受け取って増幅処理等を行なう計測アンプ５１と，その処理データからワーク８のそり量（そり形状）を演算し，上記昇降手段コントローラ４０に指示を与える演算部５２とよりなる。さらに演算部５２は，Ａ／Ｄ変換器，反り演算装置，制御信号作成装置，制御信号出力装置（図示略）から構成されている。
【００３９】
本例における反り演算は，上記変位センサ３からの検出データを用いて円弧補完することにより行なっている。また，この反り演算においては，予め，ワーク８の反りが溶融半田７からの熱により時間と共にどのように変化するかを実験データにより把握してあり，その実験データにより補正を加えるようにしている。この実験データには，周囲温度，季節，基板の材質，熱膨張係数，溶融半田７の温度等を反映させてある。
【００４０】
上記半田槽１０は，図１に示すごとく，噴流ノズル１１を上方に向けて開口させた状態で配設してあり，その周囲には溶融半田７の流れをスムーズにするためのガイド部１３，１４を設けてある。また，噴流ノズル１１は，その基端部を噴流手段１２に接続してある。噴流手段１２は，図１に示すごとく，モータ１２１により回動される攪拌機１２２により構成されている。
【００４１】
次に，上記構成の噴流半田付け装置１を用いて実際にワーク８に半田付け処理を行なう場合には，図１に示すごとく，溶融半田７を噴流させ，該溶融半田７に接触させた状態でワーク８を移動手段２により矢印Ａ方向に移動させる。このとき，溶融半田７へのワーク８の浸漬深さが一定になるように制御しながら半田付け処理を行う。
【００４２】
上記浸漬深さとは，図２に示すごとく，上記溶融半田７をワーク８に接触させずに自由に噴流させた場合を想定し，その溶融半田７の最表面位置をＡとし，一方，実際に溶融半田７にワーク８を接触させた場合のワーク８の被処理面８１の位置をＢとした場合における，ＡからＢまでの距離をいう。
【００４３】
上記浸漬深さの制御は，上記ワーク８の高さ方向の変位量を上記変位センサ３により測定し，その変位量に応じてワーク８の高さ位置を上下動させることにより行う。具体的には，まず上記３つの変位センサ３によりワーク８の３点の位置における変位量の検出データを基にして，上記制御装置５において反り量を算出する。
【００４４】
次いで，制御装置５により上記昇降手段コントローラ４０を介して昇降手段４を上記反り量に応じて上下動させる。これにより，移動手段２と共にワーク８の高さ位置が，ワーク８の反り量に応じて上下動される。また，上記ワーク８のそり量測定は，図３に示すごとく，ワーク８と共に移動する変位センサ３によって，常に正確に検出されている。そのため，ワーク８の上記上下動は，ワーク８の反り量が刻々と変化する場合にも精度よく対応することができ，上記浸漬深さを一定に制御することができる。
【００４５】
したがって，本例によれば，ワークが熱変形した場合でも，従来のような半田上り不良や未半田不良の発生を十分に抑制することができ，高い品質の半田付け処理を行うことができる。
【００４６】
実施形態例２
本例は，図４に示すごとく，実施形態例１における変位センサ３に代えて，溶融半田７とワーク８との接触位置上方に固定配設した変位センサ３２を用いた例である。即ち，変位センサ３２により検出された変位量を直接的に制御データとして用い，これに応じてワーク８を上下動させるよう構成してある。また，本例における制御装置における制御は，ＰＩＤ制御，即ちＰ（比例器），Ｉ（積分器），Ｄ（微分器）を用いて行なっている。その他は，実施形態例と同様である。
【００４７】
本例の場合には，上記変位センサ３２による変位量から直接的に上記ワーク８を上下動させる。これにより，上記と同様に浸漬深さが一定になるよう制御することができる。また，本例においては，上記変位センサ３２を固定して用いるため，実施形態例１の場合よりも構造が簡単になり，また，制御装置５における演算も簡単になる。
その他は実施形態例１と同様の効果が得られる。
【００４８】
実施形態例３
本例は，図５に示すごとく，実施形態例１における上記浸漬深さの制御方法に代えて，別の制御方法を適用した例である。即ち，本例における上記浸漬深さの制御は，ワーク８の被処理面８１と上記溶融半田７との接触部分の前方から測定光６１を発射し，該測定光６１を溶融半田７，被処理面８１という順序で順次反射させて反射光６２となし，該反射光６２の光路が一定となるように上記ワーク８の高さ位置を上下動させることにより行う。
【００４９】
そのため，本例の噴流半田付け装置は，実施形態例１と同様に移動手段２，変位センサ３，制御装置５を備えていると共に，ワーク８の被処理面８１と溶融半田７との接触部分の前方に光発生装置６５及び受光装置６６を備えている。
また，本例における光発生装置６５は，Ｈｅ−Ｎｅレーザ発射装置であり，Ｈｅ−Ｎｅレーザをパルス光として発するように構成してある。
【００５０】
この場合には，上記光発生装置６５から発せられるレーザ光よりなる測定光６１がまず溶融半田７に照射され，その反射光がワーク８の被処理面８１に照射され，さらに反射光６２として受光装置６６に照射される。この反射光６６の受光装置６６への照射はパルス光，即ち，断続的に行なわれる。そのため，受光装置６６は反射光６２の光路のずれを段階的にはっきりと把握することができ，そのずれを修正するようにワーク８を上下動させる。これにより，上記浸漬深さが一定になるように制御することができる。なお，ワーク８の上下動は実施形態例１と同様にして行なうことができる。
その他は実施形態例と同様の効果が得られる。
【００５１】
実施形態例４
本例は，図６，図７に示すごとく，実施形態例３におけるワーク８の上下動による浸漬深さの制御に代えて，溶融半田７の噴流高さを上下動させる方法を採用した例である。即ち，図７に示すごとく，溶融半田７の噴流高さを上下動させるために，噴流手段（攪拌機）１２２を制御する制御装置１２５を設けてある。一方，本例においては，実施形態例１〜３に示したような変位センサ及び昇降手段を設けていない。その他は実施形態例３と同様である。
【００５２】
上記制御装置１２５は，図７に示すごとく，攪拌機１２２を駆動するモータ１２１に接続されており，コントローラ１２６及び演算手段１２７により構成されている。演算手段１２７には，実施形態例と同様の光発生装置６５及び受光装置６６と電気的に接続されており，反射光６２の光路を演算できるように構成されている。
【００５３】
また，上記光発生装置６５及び受光装置６６の配置は，図７に示すごとく測定光６１とその反射光６２とがクロスするようにとることもできるし，図６に示すごとく，略平行となるようにとることもできる。これらの配置は，溶融半田７の噴流形態等によって自由に選択することができる。
【００５４】
本例の場合には，上記反射光６２の光路が一定になるように，溶融半田７の噴流高さを上下動させる。そのため，特にワーク８の昇降手段を新たに設けることなく，上記浸漬深さの制御を行なうことができる。
その他は実施形態例３と同様の効果が得られる。
【００５５】
実施形態例５
本例は，図８に示すごとく，実施形態例３における反射光６２の光路を用いた制御に代えて，測定光６１の溶融半田７への照射位置Ｃと，その反射光の照射位置Ｄの位置とが一定になるように制御することにより，上記浸漬深さを一定に制御しようとするものである。
【００５６】
具体的には，図８に示すごとく，実施形態例３と同様のＨｅ−Ｎｅレーザを発する光発生装置６５をワーク８の被処理面８１と溶融半田７との接触部分の前方に設けると共に，上記照射位置Ｃ，Ｄを画像データとして把握して画像処理するためのＣＣＤカメラ６９を配設してある。ＣＣＤカメラ６９は図示しない画像処理装置に接続されており，図９に示すごとき画像イメージ６９０を作製するよう構成されている。
また，ワーク８の搬送手段には，実施形態例１，３と同様の昇降手段，制御装置を設けてある（図示略）。
【００５７】
この場合には，上記照射位置Ｃ，Ｄが一定になるように昇降手段を制御装置を制御して，逐次上記ワーク８を上下動させる。これにより，上記浸漬深さを一定に制御することができる。
その他は実施形態例３と同様の効果が得られる。
【００５８】
実施形態例６
本例は，図１０に示すごとく，実施形態例１の噴流半田付け装置１において，噴流高さ検出手段５５を上記制御手段５に加えた例である。
噴流高さ検出手段５５は，図１０に示すごとく，溶融半田７の噴流部分の頂点を監視するＣＣＤカメラ５５１より構成されている。ＣＣＤカメラ５５１は，制御手段５の演算部５２に電気的に接続されている。
【００５９】
演算部５２には，ＣＣＤカメラ５５１からの信号を基に溶融半田７の噴流高さを演算する噴流高さ演算装置を新たに内蔵させてある。そして，そして，上記反り演算装置と噴流高さ演算装置とから出される反り量データと噴流高さデータとを基にして，上記制御信号作製装置から昇降手段コントローラ４０に制御指示を与えるよう構成してある。なお，噴流高さ検出手段５５としてはＣＣＤカメラ５５１を用いた画像処理により噴流高さを検出するものの他に，例えば渦電流検出器などの変位検出器により噴流高さを直接検出する手段を用いてもよい。
その他は実施形態例１と同様である。
【００６０】
本例においては，ワークの反り量だけでなく，溶融半田７の噴流高さをも考慮に入れてワークの高さ制御を行う。そのため，溶融半田７の噴流高さに変動があった場合にも，これに対応して素早くワーク高さを制御することができる。それ故，請求項１の場合よりもさらに精度よく浸漬深さの制御を行うことができる。その他は実施形態例１と同様の効果が得られる。
【００６１】
なお，本例においては，実施形態例１の装置に噴流高さ制御手段５５を加えた例を示したが，実施形態例２〜４の装置に噴流高さ制御手段５５を加えても，上記と同様の制御精度の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態例１の噴流半田付け装置の構成を示す説明図。
【図２】実施形態例１における，浸漬深さを示す説明図。
【図３】実施形態例１における，ワークと変位センサの動きを示す説明図。
【図４】実施形態例２における，ワークと変位センサの動きを示す説明図。
【図５】実施形態例３における，測定光の光路を示す説明図。
【図６】実施形態例４における，測定光の光路を示す説明図。
【図７】実施形態例４における，浸漬深さの制御方法を示す説明図。
【図８】実施形態例５における，測定光の光路とＣＣＤカメラの配置を示す説明図。
【図９】実施形態例５における，照射位置の画像イメージを示す説明図。
【図１０】実施形態例６の噴流半田付け装置の構成を示す説明図。
【図１１】従来例の噴流半田付け装置の構成を示す説明図。
【図１２】従来例における，噴流半田付け方法を示す説明図。
【図１３】従来例における，不具合を示す説明図。
【図１４】従来例における，半田上り不良を示す説明図。
【図１５】従来例における，他の不具合を示す説明図。
【符号の説明】
１．．．噴流半田付け装置，
１０．．．半田槽，
２．．．移動手段，
３，３２．．．変位センサ，
４．．．昇降手段，
５．．．制御装置，
６１．．．測定光，
６２．．．反射光，
６５．．．光発生装置，
６６．．．受光装置，
６９．．．ＣＣＤカメラ，
７．．．溶融半田，
８．．．ワーク，
８１．．．被処理面，
【技術分野】
本発明は，溶融半田を噴流させてこれにワークを接触させることによりワークの被処理面に半田付けを行う噴流半田付け方法及びその装置に関する。
【０００２】
【従来技術】
例えば，プリント基板に半田付けを行う場合には，処理効率を向上させるため噴流半田付け方法がよく用いられている。
この噴流半田付けを行う従来の装置としては，例えば図１１に示すごとき装置９がある。この噴流半田付け装置９は，同図に示すごとく，噴流半田付けを実施する２組の半田槽９３，９４を備えた例である。半田槽９３の上流側には，ワークとしてのプリント基板８の被処理面にフラックスを塗布するためのフラックス塗布装置９１と，プリント基板８を加熱するプリヒータ９２とを配置してある。また，これらの上方には，プリント基板８を順次移動させる移動手段９５を設けてある。
【０００３】
この噴流半田付装置９により半田付け処理を行う際には，処理すべき新たなプリント基板８を上記移動手段９５によって順次，フラックス塗布装置９１，プリヒータ９２，半田槽９３，９４上を移動させる。これにより，半田槽９３，９４においてそれぞれプリント基板８の裏面（被処理面）には，効率よく半田付け処理がなされていく。
【０００４】
上記各半田槽９３，９４における噴流半田付け処理は，図１２に示すごとく，半田槽９３内に設けた噴流ノズル９３０から半田循環手段９７を用いて溶融半田７を上方に噴流させ，これにプリント基板８の被処理面８１を接触させた状態で移動させることにより行われる。
【０００５】
【解決しようとする課題】
しかしながら，上記従来の噴流半田付け方法及びその装置には，次の問題がある。
即ち，噴流半田付けを行う場合には，溶融半田７などからの伝熱によりプリント基板８が変形する場合がある。プリント基板８が熱変形した場合には，噴流している溶融半田７に対するプリント基板８の浸漬深さが変化し，種々の不具合が生じてしまう。
【０００６】
具体的には，図１３に示すごとく，プリント基板８が熱変形により大きく反って，上記溶融半田７の噴流位置におけるプリント基板８の位置が下降する場合がある。この場合には，プリント基板８の溶融半田７への浸漬深さが必要以上に深くなる。そのため，半田付け部分が短絡するブリッジが発生したり，図１４に示すごとく，溶融半田７がプリント基板８の側端部から表面に回り込むという半田上り不良が発生する。
【０００７】
また，図１５に示すごとく，プリント基板８の前後又は左右の部分が上方へ逃げた状態に変形した場合には，その前後の部分が溶融半田７と接触しない場合がある。この場合には，プリント基板８の前後の部分において半田付け処理がされないという未半田不良が生じてしまう。
【０００８】
従来，噴流半田付けを安定的に行う方法あるいは装置としては，種々の提案がなされている。例えば，特開平７−１３１１４３号公報においては，１噴流される溶融半田の高さを精度良く計測し，安定化させることが示されている。また，その他にも，溶融半田のレベルを制御する方法としては，特開平２−３７９６４号公報等にも示されている。
【０００９】
しかしながら，上記従来技術においては，プリント基板自体の熱変形による不具合については何ら対策がなされていない。そのため，いくら溶融半田の噴流高さを精度よく制御しても，上記半田上り不良や未半田不良の低減を図ることは困難である。
【００１０】
本発明は，かかる従来の問題点に鑑みてなされたもので，ワークが熱変形した場合でも高い品質の半田付け処理を行うことができる噴流半田付け方法及びその装置を提供しようとするものである。
【００１１】
【課題の解決手段】
請求項１の発明は，溶融半田を噴流させ，該溶融半田に接触させた状態でワークを移動させて該ワークの被処理面に半田付けする方法において，
上記溶融半田への上記ワークの浸漬深さが一定になるように制御しながら半田付け処理を行うに当たり，
上記浸漬深さの制御は，上記ワークの高さ方向の変位量を，上記ワークと共に移動する変位センサを用いて常に測定し，該変位量に応じて上記ワークの高さ位置又は上記溶融半田の噴流高さを上下動させることにより行うことを特徴とする噴流半田付け方法にある。
【００１２】
本発明において最も注目すべきことは，上記溶融半田への上記ワークの浸漬深さが一定になるように積極的に制御しながら半田付け処理を行うことである。
ここで，上記浸漬深さとは，後述する図２に示すごとく，上記溶融半田７をワーク８に接触させずに自由に噴流させた場合を想定し，その溶融半田７の最表面位置をＡとし，一方，実際に溶融半田７にワーク８を接触させた場合のワーク８の被処理面８１の位置をＢとした場合における，ＡからＢまでの距離をいう。
【００１３】
また，上記浸漬深さを制御する方法としては，後述するように種々の方法を採ることができる。例えば，上記浸漬深さが一定になるように，ワークを上下動させる方法，或いは，溶融半田の噴流高さを上下動させる方法等がある。
【００１４】
次に，本発明の作用効果につき説明する。
本発明の噴流半田付け方法においては，上記ワークの浸漬深さが一定になるように積極的に制御しながら半田付け処理を行う。そのため，ワークが熱変形等を起こしている場合においても，随時上記浸漬深さが一定になるよう制御される。これにより，ワークと溶融半田の接触状態は，過不足がない状態に維持される。
【００１５】
そのため，ワークの上面への溶融半田の回り込みやブリッジの形成，ワークと溶融半田との接触が行われないというトラブルを確実に回避することができる。
それ故，本発明の噴流半田付け方法によれば，従来の半田上り不良や未半田不良の低減を図ることができる。
【００１６】
したがって，本発明によれば，ワークが熱変形した場合でも高い品質の半田付け処理を行うことができる噴流半田付け方法を提供することができる。
【００１７】
上記浸漬深さの制御は，上記ワークの高さ方向の変位量を常に測定し，該変位量に応じて上記ワークの高さ位置又は上記溶融半田の噴流高さを上下動させることにより行う。この場合には，例えば，上記変位量の測定を上記ワークと溶融半田との接触位置において行うことにより，上記浸漬深さを上記変位量から直接的に把握することができる。それ故，その変位量に応じて上記ワークの高さ又は上記溶融半田の噴流高さを上下動させることにより，精度良く浸漬深さを制御することができる。
【００１８】
また，請求項２の発明のように，上記変位量の測定は上記ワークの３点以上の位置において行い，該変位量から上記ワークの反り量を算出し，該反り量に応じて上記ワークの高さ位置又は上記溶融半田の噴流高さを上下動させることにより上記浸漬深さの制御を行うことが好ましい。即ち，上記変位量からワークの反り量（反り形状）を算出し，この反り量に応じて制御する。これにより，例えば反り形状からの予測制御等を行うことができ，さらに制御精度を向上させることができる。
【００１９】
請求項３の発明は，溶融半田を噴流させ，該溶融半田に接触させた状態でワークを移動させて該ワークの被処理面に半田付けする方法において，
上記溶融半田への上記ワークの浸漬深さが一定になるように制御しながら半田付け処理を行うに当たり，上記浸漬深さの制御は，上記被処理面と上記溶融半田との接触部分の前方又は後方から測定光を発射し，該測定光を上記被処理面，上記溶融半田という順序又はその逆の順序で順次反射させて反射光となし，該反射光の光路が一定となるように上記ワークの高さ位置又は上記溶融半田の噴流高さを上下動させることにより行うことを特徴とする噴流半田付け方法にある。
【００２０】
即ち，まず，上記浸漬深さが最適な場合の上記反射光の光路を基準として，該反射光が上方又は下方にずれた場合には，これが上記基準の光路に復帰するように，上記ワークの高さ又は上記溶融半田の噴流高さを上下動させる。これにより，ワークの溶融半田への浸漬深さが一定になるように制御することができる。
【００２１】
請求項４の発明は，溶融半田を噴流させ，該溶融半田に接触させた状態でワークを移動させて該ワークの被処理面に半田付けする方法において，
上記溶融半田への上記ワークの浸漬深さが一定になるように制御しながら半田付け処理を行うに当たり，上記浸漬深さの制御は，上記被処理面と上記溶融半田との接触部分の前方又は後方から測定光を発射し，該測定光を上記被処理面，上記溶融半田という順序又はその逆の順序で順次反射させ，上記被処理面及び上記溶融半田における上記測定光の照射位置を測定し，これらの照射位置が一定になるように上記ワークの高さ位置又は上記溶融半田の噴流高さを上下動させることにより行うことことを特徴とする噴流半田付け方法にある。この場合には，上述した反射光の光路に基づく制御方法の場合と同様に，上記照射位置に基づいて上記浸漬深さの制御を行うことができる。
【００２２】
また，請求項５の発明のように，上記測定光はレーザ光であることが好ましい。これにより，レーザ光が有する優れた指向性によって，精度の高い制御を実現することができる。
また，請求項６の発明のように，上記測定光は断続的に発射されるパルス光であることが好ましい。これにより，上記光路の変化等を段階的に捕らえることができ，はっきりとした変化量を把握できる。それ故，レスポンスの高い制御を行なうことができる。
【００２３】
また，請求項７の発明のように，上記浸漬深さの制御は，上記溶融半田の噴流高さを測定し，該噴流高さに応じて上記ワークの高さ位置又は上記溶融半田の噴流高さを上下動させることにより行うことが好ましい。即ち，上記浸漬深さの制御を行うに当たり，上記種々の制御方法に加えて，上記噴流高さを検出してこれに応じてワーク高さ又は噴流高さを変更するという制御を追加することが好ましい。これにより，溶融半田の噴流高さに変動等があった場合に，素早く，精度よくこれに対応することができ，さらに浸漬深さの制御精度を向上させることができる。
【００２４】
次に，上記噴流半田付け方法を実施する装置としては，次の発明がある。
即ち，請求項８の発明のように，溶融半田を貯留すると共に該溶融半田を噴流させるための噴流ノズルを有する半田槽と，該半田槽内の上記溶融半田を上記噴流ノズルに送って噴流させる噴流手段と，噴流する溶融半田に接触させながらワークを移動させる移動手段とを有する噴流半田付け装置において，
該噴流半田付け装置は，上記ワークの上方に配設されて上記ワークと共に移動して該ワークの高さ方向の変位量を測定する１又は２以上の変位センサと，上記ワークの高さ位置を上下動させる昇降手段とを有すると共に，上記ワークの変位量に応じて上記ワークの高さ位置を上下動させるよう上記昇降手段を制御する制御装置を有していることを特徴とする噴流半田付け装置がある。
【００２５】
本発明において最も注目すべきことは，該噴流半田付け装置は，上記変位センサと，上記昇降手段とを有すると共に，上記ワークの変位量に応じて上記ワークの高さ位置を上下動させるよう上記昇降手段を制御する制御装置を有していることである。
【００２６】
上記変位センサは，上記変位量から上記ワーク高さを直接的に制御する場合には，上記ワークと溶融半田との接触位置に対応して設けることが好ましい。
また，上記変位量からワークの反り量（反り形状）を算出して，この反り量を用いてワークを上下動させる場合には，上記変位センサを３つ以上配置し，これをワークと共に移動させるよう構成することが好ましい。これにより，上記変位量から精度良くワークの反り量を算出することができる。
【００２７】
次に，本発明の作用効果につき説明する。
本発明の噴流半田付け装置は，上記のごとくワークの変位量を測定するための変位センサを設けてある。そして，該変位センサにより得られた変位量を直接的又は間接的に利用して，その変位量に応じて上記昇降手段を制御する。即ち，ワークが熱変形等した場合には，その変形をワークの高さ方向の変位により把握し，この変位に応じてワーク自体を上下動させる。これにより，ワークの溶融半田への浸漬深さが一定になるように制御することができる。
【００２８】
したがって，本発明の装置を用いれば，ワークが熱変形した場合でも上記半田上り不良や未半田不良の低減を図ることができ，高い品質の半田付け処理を行うことができる。
【００２９】
また，上記ワークの高さ位置を上下動させる昇降手段と該昇降手段を制御する制御装置を配設する代わりに，上記ワークの変位量に応じて上記溶融半田の噴流高さを上下動させるよう上記噴流手段を制御する制御装置を設けてもよい。この場合には，上記昇降手段を設けることなく，従来より備えられている上記噴流手段を積極的に制御することにより，溶融半田の噴流高さを積極的に上下動させることができる。
【００３０】
また，請求項９の発明のように，溶融半田を貯留すると共に該溶融半田を噴流させるための噴流ノズルを有する半田槽と，該半田槽内の上記溶融半田を上記噴流ノズルに送って噴流させる噴流手段と，噴流する溶融半田に接触させながらワークを移動させる移動手段とを有する噴流半田付け装置において，
該噴流半田付け装置は，上記ワークの被処理面と上記溶融半田との接触部分の前方又は後方に設けた光発生装置及び受光装置と，上記ワークの高さ位置を昇降させる昇降手段とを有していると共に，上記光発生装置から発射した測定光を，上記被処理面，上記溶融半田という順序又はその逆の順序で順次反射させて反射光となし，該反射光の光路が一定となるように上記ワークの高さ位置を上下動させるよう上記昇降手段を制御する制御装置を有していることを特徴とする噴流半田付け装置がある。
【００３１】
この装置によれば，上記測定光を用いた上記浸漬深さの制御を容易に実現することができる。
また，この場合にも，上記ワークの高さ位置を上下動させる昇降手段と該昇降手段を制御する制御装置を配設する代わりに，上記ワークの変位量に応じて上記溶融半田の噴流高さを上下動させるよう上記噴流手段を制御する制御装置を設けてもよい。
【００３２】
また，請求項１０の発明のように，上記噴流半田付け装置は，上記半田槽内の上記溶融半田の噴流高さを検出する噴流高さ検出手段を有しており，上記制御手段は，上記溶融半田の噴流高さに応じて上記ワークの高さ位置を上下動させるように上記昇降手段を制御するよう構成してあることが好ましい。この場合には，上記のワークの変位量に応じた制御あるいは上記反射光による制御に加えて，上記溶融半田の噴流高さ変動に応じて直接的な制御をさらに加えることができる。それ故，上記浸漬深さの制御の精度をさらに向上させることができる。
【００３３】
【発明の実施の形態】
実施形態例１
本発明の実施形態例にかかる噴流半田付け方法及びその装置につき，図１〜図３を用いて説明する。
本例の噴流半田付け装置１は，図１に示すごとく，溶融半田７を貯留すると共に該溶融半田７を噴流させるための噴流ノズル１１を有する半田槽１０と，該半田槽１０内の上記溶融半田７を上記噴流ノズル１１に送って噴流させる噴流手段１２と，噴流する溶融半田７に接触させながらワーク８を移動させる移動手段２とを有する。
【００３４】
また，噴流半田付け装置１は，ワーク８の上方に配設され該ワーク８の高さ方向の変位量を測定する３つの変位センサ３と，ワーク８の高さ位置を上下動させる昇降手段４とを有する。また，噴流半田付け装置１は，ワーク８の変位量に応じてワーク８の高さ位置を上下動させるよう上記昇降手段４を制御する制御装置５を有している。
以下，これを詳説する。
【００３５】
本例における上記ワーク８はプリント基板であり，その被処理面８１を下面にして移動手段２に保持される。
移動手段２は，図１に示すごとく，本体部２０から垂下した一対のチャック２１を有しており，該チャック２１によりワーク８を保持するよう構成されている。また，移動手段２は，その全体を若干傾斜させた状態で配置してあり，矢印Ａ方向へ移動可能に設けられている。
【００３６】
また，移動手段２の本体部２０には，下方に向けて３つの変位センサ３を配設してある。各変位センサ３は，夫々その直下におけるワーク８の高さ方向の変位を検出するよう構成されている。また，各変位センサ３は，図３に示すごとく，上記移動手段２に固定されているため，移動手段２及びワーク８と共に移動する。また，各変位センサ３は，図１に示すごとく制御装置５に電気的に接続されており，逐次その検出データを送るよう構成されている。
【００３７】
また，移動手段２は本体部２０の上方に昇降手段４を有している。本例の昇降手段４としては油圧シリンダを用いており，昇降手段コントローラ４０により操作される。この昇降手段コントローラ４０は，図１に示すごとく，制御装置５に電気的に接続されており，該制御装置５の指示に従って昇降手段４を制御するよう構成されている。
【００３８】
制御装置５は，上記変位センサ３からの検出データを受け取って増幅処理等を行なう計測アンプ５１と，その処理データからワーク８のそり量（そり形状）を演算し，上記昇降手段コントローラ４０に指示を与える演算部５２とよりなる。さらに演算部５２は，Ａ／Ｄ変換器，反り演算装置，制御信号作成装置，制御信号出力装置（図示略）から構成されている。
【００３９】
本例における反り演算は，上記変位センサ３からの検出データを用いて円弧補完することにより行なっている。また，この反り演算においては，予め，ワーク８の反りが溶融半田７からの熱により時間と共にどのように変化するかを実験データにより把握してあり，その実験データにより補正を加えるようにしている。この実験データには，周囲温度，季節，基板の材質，熱膨張係数，溶融半田７の温度等を反映させてある。
【００４０】
上記半田槽１０は，図１に示すごとく，噴流ノズル１１を上方に向けて開口させた状態で配設してあり，その周囲には溶融半田７の流れをスムーズにするためのガイド部１３，１４を設けてある。また，噴流ノズル１１は，その基端部を噴流手段１２に接続してある。噴流手段１２は，図１に示すごとく，モータ１２１により回動される攪拌機１２２により構成されている。
【００４１】
次に，上記構成の噴流半田付け装置１を用いて実際にワーク８に半田付け処理を行なう場合には，図１に示すごとく，溶融半田７を噴流させ，該溶融半田７に接触させた状態でワーク８を移動手段２により矢印Ａ方向に移動させる。このとき，溶融半田７へのワーク８の浸漬深さが一定になるように制御しながら半田付け処理を行う。
【００４２】
上記浸漬深さとは，図２に示すごとく，上記溶融半田７をワーク８に接触させずに自由に噴流させた場合を想定し，その溶融半田７の最表面位置をＡとし，一方，実際に溶融半田７にワーク８を接触させた場合のワーク８の被処理面８１の位置をＢとした場合における，ＡからＢまでの距離をいう。
【００４３】
上記浸漬深さの制御は，上記ワーク８の高さ方向の変位量を上記変位センサ３により測定し，その変位量に応じてワーク８の高さ位置を上下動させることにより行う。具体的には，まず上記３つの変位センサ３によりワーク８の３点の位置における変位量の検出データを基にして，上記制御装置５において反り量を算出する。
【００４４】
次いで，制御装置５により上記昇降手段コントローラ４０を介して昇降手段４を上記反り量に応じて上下動させる。これにより，移動手段２と共にワーク８の高さ位置が，ワーク８の反り量に応じて上下動される。また，上記ワーク８のそり量測定は，図３に示すごとく，ワーク８と共に移動する変位センサ３によって，常に正確に検出されている。そのため，ワーク８の上記上下動は，ワーク８の反り量が刻々と変化する場合にも精度よく対応することができ，上記浸漬深さを一定に制御することができる。
【００４５】
したがって，本例によれば，ワークが熱変形した場合でも，従来のような半田上り不良や未半田不良の発生を十分に抑制することができ，高い品質の半田付け処理を行うことができる。
【００４６】
実施形態例２
本例は，図４に示すごとく，実施形態例１における変位センサ３に代えて，溶融半田７とワーク８との接触位置上方に固定配設した変位センサ３２を用いた例である。即ち，変位センサ３２により検出された変位量を直接的に制御データとして用い，これに応じてワーク８を上下動させるよう構成してある。また，本例における制御装置における制御は，ＰＩＤ制御，即ちＰ（比例器），Ｉ（積分器），Ｄ（微分器）を用いて行なっている。その他は，実施形態例と同様である。
【００４７】
本例の場合には，上記変位センサ３２による変位量から直接的に上記ワーク８を上下動させる。これにより，上記と同様に浸漬深さが一定になるよう制御することができる。また，本例においては，上記変位センサ３２を固定して用いるため，実施形態例１の場合よりも構造が簡単になり，また，制御装置５における演算も簡単になる。
その他は実施形態例１と同様の効果が得られる。
【００４８】
実施形態例３
本例は，図５に示すごとく，実施形態例１における上記浸漬深さの制御方法に代えて，別の制御方法を適用した例である。即ち，本例における上記浸漬深さの制御は，ワーク８の被処理面８１と上記溶融半田７との接触部分の前方から測定光６１を発射し，該測定光６１を溶融半田７，被処理面８１という順序で順次反射させて反射光６２となし，該反射光６２の光路が一定となるように上記ワーク８の高さ位置を上下動させることにより行う。
【００４９】
そのため，本例の噴流半田付け装置は，実施形態例１と同様に移動手段２，変位センサ３，制御装置５を備えていると共に，ワーク８の被処理面８１と溶融半田７との接触部分の前方に光発生装置６５及び受光装置６６を備えている。
また，本例における光発生装置６５は，Ｈｅ−Ｎｅレーザ発射装置であり，Ｈｅ−Ｎｅレーザをパルス光として発するように構成してある。
【００５０】
この場合には，上記光発生装置６５から発せられるレーザ光よりなる測定光６１がまず溶融半田７に照射され，その反射光がワーク８の被処理面８１に照射され，さらに反射光６２として受光装置６６に照射される。この反射光６６の受光装置６６への照射はパルス光，即ち，断続的に行なわれる。そのため，受光装置６６は反射光６２の光路のずれを段階的にはっきりと把握することができ，そのずれを修正するようにワーク８を上下動させる。これにより，上記浸漬深さが一定になるように制御することができる。なお，ワーク８の上下動は実施形態例１と同様にして行なうことができる。
その他は実施形態例と同様の効果が得られる。
【００５１】
実施形態例４
本例は，図６，図７に示すごとく，実施形態例３におけるワーク８の上下動による浸漬深さの制御に代えて，溶融半田７の噴流高さを上下動させる方法を採用した例である。即ち，図７に示すごとく，溶融半田７の噴流高さを上下動させるために，噴流手段（攪拌機）１２２を制御する制御装置１２５を設けてある。一方，本例においては，実施形態例１〜３に示したような変位センサ及び昇降手段を設けていない。その他は実施形態例３と同様である。
【００５２】
上記制御装置１２５は，図７に示すごとく，攪拌機１２２を駆動するモータ１２１に接続されており，コントローラ１２６及び演算手段１２７により構成されている。演算手段１２７には，実施形態例と同様の光発生装置６５及び受光装置６６と電気的に接続されており，反射光６２の光路を演算できるように構成されている。
【００５３】
また，上記光発生装置６５及び受光装置６６の配置は，図７に示すごとく測定光６１とその反射光６２とがクロスするようにとることもできるし，図６に示すごとく，略平行となるようにとることもできる。これらの配置は，溶融半田７の噴流形態等によって自由に選択することができる。
【００５４】
本例の場合には，上記反射光６２の光路が一定になるように，溶融半田７の噴流高さを上下動させる。そのため，特にワーク８の昇降手段を新たに設けることなく，上記浸漬深さの制御を行なうことができる。
その他は実施形態例３と同様の効果が得られる。
【００５５】
実施形態例５
本例は，図８に示すごとく，実施形態例３における反射光６２の光路を用いた制御に代えて，測定光６１の溶融半田７への照射位置Ｃと，その反射光の照射位置Ｄの位置とが一定になるように制御することにより，上記浸漬深さを一定に制御しようとするものである。
【００５６】
具体的には，図８に示すごとく，実施形態例３と同様のＨｅ−Ｎｅレーザを発する光発生装置６５をワーク８の被処理面８１と溶融半田７との接触部分の前方に設けると共に，上記照射位置Ｃ，Ｄを画像データとして把握して画像処理するためのＣＣＤカメラ６９を配設してある。ＣＣＤカメラ６９は図示しない画像処理装置に接続されており，図９に示すごとき画像イメージ６９０を作製するよう構成されている。
また，ワーク８の搬送手段には，実施形態例１，３と同様の昇降手段，制御装置を設けてある（図示略）。
【００５７】
この場合には，上記照射位置Ｃ，Ｄが一定になるように昇降手段を制御装置を制御して，逐次上記ワーク８を上下動させる。これにより，上記浸漬深さを一定に制御することができる。
その他は実施形態例３と同様の効果が得られる。
【００５８】
実施形態例６
本例は，図１０に示すごとく，実施形態例１の噴流半田付け装置１において，噴流高さ検出手段５５を上記制御手段５に加えた例である。
噴流高さ検出手段５５は，図１０に示すごとく，溶融半田７の噴流部分の頂点を監視するＣＣＤカメラ５５１より構成されている。ＣＣＤカメラ５５１は，制御手段５の演算部５２に電気的に接続されている。
【００５９】
演算部５２には，ＣＣＤカメラ５５１からの信号を基に溶融半田７の噴流高さを演算する噴流高さ演算装置を新たに内蔵させてある。そして，そして，上記反り演算装置と噴流高さ演算装置とから出される反り量データと噴流高さデータとを基にして，上記制御信号作製装置から昇降手段コントローラ４０に制御指示を与えるよう構成してある。なお，噴流高さ検出手段５５としてはＣＣＤカメラ５５１を用いた画像処理により噴流高さを検出するものの他に，例えば渦電流検出器などの変位検出器により噴流高さを直接検出する手段を用いてもよい。
その他は実施形態例１と同様である。
【００６０】
本例においては，ワークの反り量だけでなく，溶融半田７の噴流高さをも考慮に入れてワークの高さ制御を行う。そのため，溶融半田７の噴流高さに変動があった場合にも，これに対応して素早くワーク高さを制御することができる。それ故，請求項１の場合よりもさらに精度よく浸漬深さの制御を行うことができる。その他は実施形態例１と同様の効果が得られる。
【００６１】
なお，本例においては，実施形態例１の装置に噴流高さ制御手段５５を加えた例を示したが，実施形態例２〜４の装置に噴流高さ制御手段５５を加えても，上記と同様の制御精度の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態例１の噴流半田付け装置の構成を示す説明図。
【図２】実施形態例１における，浸漬深さを示す説明図。
【図３】実施形態例１における，ワークと変位センサの動きを示す説明図。
【図４】実施形態例２における，ワークと変位センサの動きを示す説明図。
【図５】実施形態例３における，測定光の光路を示す説明図。
【図６】実施形態例４における，測定光の光路を示す説明図。
【図７】実施形態例４における，浸漬深さの制御方法を示す説明図。
【図８】実施形態例５における，測定光の光路とＣＣＤカメラの配置を示す説明図。
【図９】実施形態例５における，照射位置の画像イメージを示す説明図。
【図１０】実施形態例６の噴流半田付け装置の構成を示す説明図。
【図１１】従来例の噴流半田付け装置の構成を示す説明図。
【図１２】従来例における，噴流半田付け方法を示す説明図。
【図１３】従来例における，不具合を示す説明図。
【図１４】従来例における，半田上り不良を示す説明図。
【図１５】従来例における，他の不具合を示す説明図。
【符号の説明】
１．．．噴流半田付け装置，
１０．．．半田槽，
２．．．移動手段，
３，３２．．．変位センサ，
４．．．昇降手段，
５．．．制御装置，
６１．．．測定光，
６２．．．反射光，
６５．．．光発生装置，
６６．．．受光装置，
６９．．．ＣＣＤカメラ，
７．．．溶融半田，
８．．．ワーク，
８１．．．被処理面，
Claims (10)
- 溶融半田を噴流させ，該溶融半田に接触させた状態でワークを移動させて該ワークの被処理面に半田付けする方法において，
上記溶融半田への上記ワークの浸漬深さが一定になるように制御しながら半田付け処理を行うに当たり，
上記浸漬深さの制御は，上記ワークの高さ方向の変位量を，上記ワークと共に移動する変位センサを用いて常に測定し，該変位量に応じて上記ワークの高さ位置又は上記溶融半田の噴流高さを上下動させることにより行うことを特徴とする噴流半田付け方法。 - 請求項１において，上記変位量の測定は上記ワークの３点以上の位置において行い，該変位量から上記ワークの反り量を算出し，該反り量に応じて上記ワークの高さ位置又は上記溶融半田の噴流高さを上下動させることにより上記浸漬深さの制御を行うことを特徴とする噴流半田付け方法。
- 溶融半田を噴流させ，該溶融半田に接触させた状態でワークを移動させて該ワークの被処理面に半田付けする方法において，
上記溶融半田への上記ワークの浸漬深さが一定になるように制御しながら半田付け処理を行うに当たり，
上記浸漬深さの制御は，上記被処理面と上記溶融半田との接触部分の前方又は後方から測定光を発射し，該測定光を上記被処理面，上記溶融半田という順序又はその逆の順序で順次反射させて反射光となし，該反射光の光路が一定となるように上記ワークの高さ位置又は上記溶融半田の噴流高さを上下動させることにより行うことを特徴とする噴流半田付け方法。 - 溶融半田を噴流させ，該溶融半田に接触させた状態でワークを移動させて該ワークの被処理面に半田付けする方法において，
上記溶融半田への上記ワークの浸漬深さが一定になるように制御しながら半田付け処理を行うに当たり，
上記浸漬深さの制御は，上記被処理面と上記溶融半田との接触部分の前方又は後方から測定光を発射し，該測定光を上記被処理面，上記溶融半田という順序又はその逆の順序で順次反射させ，上記被処理面及び上記溶融半田における上記測定光の照射位置を測定し，これらの照射位置が一定になるように上記ワークの高さ位置又は上記溶融半田の噴流高さを上下動させることにより行うことを特徴とする噴流半田付け方法。 - 請求項３又は４において，上記測定光はレーザ光であることを特徴とする噴流半田付け方法。
- 請求項３〜５のいずれか１項において，上記測定光は断続的に発射されるパルス光であることを特徴とする噴流半田付け方法。
- 請求項１〜７のいずれか１項において，上記浸漬深さの制御は，上記溶融半田の噴流高さを測定し，該噴流高さに応じて上記ワークの高さ位置又は上記溶融半田の噴流高さを上下動させることにより行うことを特徴とする噴流半田付け方法。
- 溶融半田を貯留すると共に該溶融半田を噴流させるための噴流ノズルを有する半田槽と，該半田槽内の上記溶融半田を上記噴流ノズルに送って噴流させる噴流手段と，噴流する溶融半田に接触させながらワークを移動させる移動手段とを有する噴流半田付け装置において，
該噴流半田付け装置は，上記ワークの上方に配設されて上記ワークと共に移動して該ワークの高さ方向の変位量を測定する１又は２以上の変位センサと，上記ワークの高さ位置を上下動させる昇降手段とを有すると共に，上記ワークの変位量に応じて上記ワークの高さ位置を上下動させるよう上記昇降手段を制御する制御装置を有していることを特徴とする噴流半田付け装置。 - 溶融半田を貯留すると共に該溶融半田を噴流させるための噴流ノズルを有する半田槽と，該半田槽内の上記溶融半田を上記噴流ノズルに送って噴流させる噴流手段と，噴流する溶融半田に接触させながらワークを移動させる移動手段とを有する噴流半田付け装置において，
該噴流半田付け装置は，上記ワークの被処理面と上記溶融半田との接触部分の前方又は後方に設けた光発生装置及び受光装置と，上記ワークの高さ位置を昇降させる昇降手段とを有していると共に，上記光発生装置から発射した測定光を，上記被処理面，上記溶融半田という順序又はその逆の順序で順次反射させて反射光となし，該反射光の光路が一定となるように上記ワークの高さ位置を上下動させるよう上記昇降手段を制御する制御装置を有していることを特徴とする噴流半田付け装置。 - 請求項８又は９において，上記噴流半田付け装置は，上記半田槽内の上記溶融半田の噴流高さを検出する噴流高さ検出手段を有しており，上記制御手段は，上記溶融半田の噴流高さに応じて上記ワークの高さ位置を上下動させるように上記昇降手段を制御するよう構成してあることを特徴とする噴流半田付け装置。
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