しかしながら、上記した前者の従来のリフロー装置におけるプリント基板の反り防止装置にあっては、チェーン90を用いての反り防止であるために、プリント基板Pの裏面を線と面で受けることになり、チェーン90を、両面リフロー半田付けのプリント基板Pの裏面の実装部品に干渉しないようにプリント基板Pに当接させるのは困難であるという問題点があった。
また、上記した後者の従来のリフロー装置におけるプリント基板の反り防止装置にあっては、ピン取付け板93をアクチュエータ95で上昇するように構成する等、大掛かりな反り防止機構が必要になり、プリント基板Pの裏面にバックアップピン94を当接させても、その大掛かりな反り防止機構により熱を奪われ、所望の熱量をプリント基板Pに均一に与えることが困難であるという問題点があった。
この現象は、融点が高い無鉛半田を使用する際に大きな問題であり、無鉛半田は融点が高い分だけ、部品耐熱温度と半田融点とのギャップが小さい分だけ、プリント基板半田付け箇所の温度差を小さくする必要がある。
本発明は、上記した問題点を解消するためになされたものであって、その第1の目的とするところは、大掛かりな反り防止機構を用いることなく、接触面積をできるだけ小さくなるよう支持ピンをプリント基板の裏面に点接触させることができて、プリント基板の反りを容易且つ確実に防止することができるリフロー装置におけるプリント基板の反り防止装置を提供することである。
また、本発明の第2の目的とするところは、裏面に部品が実装されているプリント基板のリフロー半田付けにおいて自動で搬送時のプリント基板の反りを防止できるリフロー装置におけるプリント基板の反り防止方法を提供することである。
上記の第1の目的を達成するために、本発明に係るリフロー装置におけるプリント基板の反り防止装置は、電子部品を搭載したプリント基板を、可変速度で搬送可能なバッファコンベアによりタイミングを見計られて中継された後、プリント基板の幅方向の両側端部を搬送チェーンに載せて、これらの搬送チェーンの回転走行によりプリント基板を搬送しながら加熱して半田付けするリフロー装置におけるプリント基板の反り防止装置であって、搬送チェーンの間に、これらの搬送チェーンに対して平行に配置されてプリント基板の搬送方向に回転走行する反り防止用チェーンと、反り防止用チェーンに昇降可能に設けられ且つプリント基板を裏から支える多数の支持ピンと、支持ピンの配置情報であるプリント基板のサイズ情報、バッファコンベアのスピード情報及び支持ピンの位置情報が入力してある制御部と、制御部が支持ピンの配置情報であるプリント基板のサイズ情報、バッファコンベアのスピード情報及び支持ピンの位置情報を元に動作させることにより、支持ピンをそれぞれ任意の複数段階の高さに昇降させる支持ピン昇降機構部と、支持ピン昇降機構により昇降された支持ピンを初期位置に設定する支持ピン初期設定機構部とを備えたことを特徴とする。
かかる構成により、リフロー装置でのプリント基板の搬送時に、既にプリント基板裏面に実装された電子部品に干渉しないように、支持ピンを任意位置座標に配置させ、且つ接触面積ができるだけ小さくなるよう支持ピンをプリント基板裏面に点接触させることができて、プリント基板の反りを容易且つ確実に防止することができる。
また、反り防止用チェーン及び支持ピン自体は、ヒータからプリント基板への伝熱性を阻害しないように、できるだけコンパクトで且つ熱容量が小さいものであるために、ヒータから所望の熱量をプリント基板に均一に与えることでき、融点が高い無鉛半田を使用する場合も有効である。
また、本発明に係るリフロー装置におけるプリント基板の反り防止装置は、上記した本発明に係るリフロー装置におけるプリント基板の反り防止装置において、反り防止用チェーンの側部に、搬送方向に所定の間隔をおいて多数の保持ブラケットを設け、これらの保持ブラケットは上下二枚のプレート部を有していて、これらのプレート部にはそれぞれに開口部が設けてあり、これらの開口部の内部には一対の保持ばねが装着してあり、支持ピンは、その軸線方向に所定に間隔をおいて複数の球形状の係止部を有しており、支持ピンは、開口部を貫通した状態で、係止部のいずれか一つの上、下部を保持ばねで挟持されることで保持ブラケットに保持されていることを特徴とする。
かかる構成により、支持ピンが、保持ブラケットのプレート部の開口部を貫通した状態で、例えば、その中間の係止部の上、下部を一対の保持ばねで挟持されることで保持ブラケットに保持されている状態で、カム等の外力で支持ピンが昇降させられると、保持ばねが撓んだ状態になって係止部が開口部を通過し、上下のいずれかの係止部が開口部内に位置して、その係止部の上、下部が一対の保持ばねで挟持されることでブラケットに保持されるようになり、リフロー装置でのプリント基板搬送時に、既にプリント基板裏面に実装された電子部品に干渉することなく、支持ピンを点接触させることができる。
また、本発明に係るリフロー装置におけるプリント基板の反り防止装置は、上記した本発明に係るリフロー装置におけるプリント基板の反り防止装置において、支持ピン昇降機構部は、ストッパ高さ用カムと、サポート高さ用カムと、フリー高さ用カムと、これらのストッパ高さ用カム、サポート高さ用カム及びフリー高さ用カムを回転させる回転駆動手段とを有していて、ストッパ高さ用カム、サポート高さ用カム及びフリー高さ用カムを回転駆動手段により回転させることにより、ストッパ高さ用カムが、支持ピンの一つをプリント基板の先端面に接触するストッパ高さ位置に設定し、サポート高さ用カムが、支持ピンの他の一つをプリント基板の裏面に当接するサポート高さ位置に設定し、フリー高さ用カムが、支持ピンの別の他の一つをプリント基板の裏面に実装されている電子部品に干渉しない高さを確保したフリー高さ位置に設定するようにしたことを特徴とする。
かかる構成により、ストッパ高さ用カム、サポート高さ用カム及びフリー高さ用カムを回転駆動手段により回転させることにより、ストッパ高さ用カムが、支持ピンの一つをプリント基板の先端面に接触するストッパ高さ位置に設定してプリント基板の搬送時にズレを防止するし、また、サポート高さ用カムが、支持ピンの他の一つをプリント基板の裏面に当接するサポート高さ位置に設定して反りを防止するし、フリー高さ用カムが、支持ピンの別の他の一つをプリント基板の裏面に実装されている電子部品に干渉しない高さを確保したフリー高さ位置に設定することができる。
また、本発明に係るリフロー装置におけるプリント基板の反り防止装置は、上記した本発明に係るリフロー装置におけるプリント基板の反り防止装置において、支持ピン初期設定機構部は、上面が上段、中段、下段の3段階の高さに加工してある初期設定ブラケットを有しており、この初期設定ブラケットは、上段がフリー高さ位置、中段がサポート高さ位置、下段がストッパ高さ位置と同じ相対位置になるように高さ調整機構部により調整されていて、反り防止用チェーンの移動により支持ピンが初期設定ブラケットの斜面を摺動して支持ピンをフリー高さ位置、サポート高さ位置、ストッパ高さ位置のそれぞれに初期設定させることを特徴とする。
かかる構成により、反り防止用チェーンの移動により支持ピンが初期設定ブラケットの斜面を摺動して、支持ピンがフリー高さ位置、サポート高さ位置、ストッパ高さ位置のそれぞれに初期設定させられるために、支持ピンは、そのプリント基板裏面に実装されている電子部品を避けるようにプリント基板裏面に当接可能になる。
また、本発明に係るリフロー装置におけるプリント基板の反り防止装置は、上記した本発明に係るリフロー装置におけるプリント基板の反り防止装置において、一対の搬送チェーンは、その幅変更が搬送チェーン幅変更手段により行なわれ、反り防止用チェーンは、プリント基板の搬送方向に対して直角方向の移動調整が反り防止用チェーン移動調整手段により行なわれ、支持ピン昇降機構部は、支持ピン昇降機構部移動調整手段により、プリント基板の搬送方向に対して直角方向の移動調整が行なわれることを特徴とする。
かかる構成により、搬送チェーン幅変更手段により一対の搬送チェーンの幅変更を行なうことで、幅寸法の異なるプリント基板の搬送を可能にし、また、反り防止用チェーン移動調整手段により反り防止用チェーンの移動調整を行ない、支持ピン昇降機構部移動調整手段により支持ピン昇降機構部の移動調整を行なうことで、プリント基板の裏面の部品実装や基板形状等による支持ピンの配置を容易に設定することができて、両面リフロー半田付けを行う多種多様なプリント基板のリフロー半田付けの容易化を実現にすることができる。
また、本発明に係るリフロー装置におけるプリント基板の反り防止装置は、電子部品を搭載したプリント基板を、その幅方向の両側端部で搬送チェーンに載せて、これらの搬送チェーンの回転走行により前記プリント基板を搬送しながら加熱して半田付けするにおけるリフロー装置におけるプリント基板の反り防止装置であって、搬送チェーンの間に、これらの搬送チェーンに対して平行に配置されてプリント基板の搬送方向に回転走行する反り防止用チェーンを有し、反り防止用チェーンに、ピン長さが異なる2種類の支持ピンをヒンジ機構により傾倒可能に且つプリント基板の搬送方向に交互に配置するようにして取付けたことを特徴とする。
かかる構成により、長い支持ピンを傾倒させた状態がストッパ高さ位置になり、短い支持ピンを傾倒させた状態がサポート高さ位置になるし、両支持ピンを傾倒しない状態がフリー高さ位置になって、接触面積をできるだけ小さくなるよう支持ピンをプリント基板裏面に点接触させることができて、プリント基板の反りを容易且つ確実に防止することができる。
また、上記の本発明の第2の目的を達成するために、本発明に係るリフロー装置におけるプリント基板の反り防止方法は、電子部品を搭載したプリント基板を搬送しながら加熱して半田付けするリフロー装置におけるプリント基板の反り防止方法であって、前記プリント基板を、可変速度で搬送可能なバッファコンベアによりタイミングを見計られて中継された後、搬送チェーンの回転走行により搬送させると共に、反り防止用チェーンを前記搬送チェーンの回転走行に同期して回転走行させ、この反り防止用チェーンが備えた複数の支持ピンをそれぞれ予め入力した支持ピンの配置情報である前記プリント基板のサイズ情報、前記バッファコンベアのスピード情報及び前記支持ピンの位置情報を元に自動で任意の複数段階の高さに昇降させ、前記支持ピンで前記プリント基板をその裏側から支えて、前記リフロー装置の搬送過程における前記プリント基板の反りを防止するようにしたことを特徴とする。
したがって、反り防止用チェーンが備えた複数の支持ピンを任意ピッチに複数段階の高さに昇降させ、支持ピンでプリント基板をその裏側から支えることで、リフロー装置の搬送過程におけるプリント基板の反りを自動で防止することができる。
また、本発明に係るリフロー装置におけるプリント基板の反り防止方法は、上記した本発明に係るリフロー装置におけるプリント基板の反り防止方法において、プリント基板の裏面の部品実装や基板形状等による支持ピンの配置制約を考慮した上で、予め入力したピン配置情報である前記プリント基板のサイズ情報、前記バッファコンベアのスピード情報及び前記支持ピンの位置情報を元に、支持ピンの昇降を自動で制御し、且つ、搬送上流コンベアのスピードとプリント基板を搬出するタイミングとを制御して、自動で前記プリント基板をリフロー装置内への投入するようにしたことを特徴とする。
したがって、自動で支持ピンをプリント基板裏面の任意座標に当接させることができ、また、搬送上流コンベアのスピードと搬送するタイミングを制御することにより自動でプリント基板をリフロー装置内への投入することができる。このために、両面リフロー半田付けを行う多種多様なプリント基板のリフロー半田付けが自動で生産可能であり、且つ、今後増加傾向にある高密度実装のプリント基板や無鉛半田による両面リフロー半田付けに対応可能になる。
本発明に係るリフロー装置におけるプリント基板の反り防止装置によれば、リフロー装置でのプリント基板搬送時に、既にプリント基板の裏面に実装された電子部品に干渉しないように、支持ピンを任意位置座標に配置させ、且つ接触面積ができるだけ小さくなるよう支持ピンをプリント基板の裏面に点接触させることができて、プリント基板の反りを容易且つ確実に防止することができる。
また、反り防止用チェーン及び支持ピン自体は、ヒータからプリント基板への伝熱性を阻害しないできるだけコンパクトで且つ熱容量が小さいものであるために、ヒータから所望の熱量をプリント基板に均一に与えることでき、融点が高い無鉛半田を使用する場合も有効である。
また、本発明に係るリフロー装置におけるプリント基板の反り防止装置によれば、支持ピンが、保持ブラケットのプレート部の開口部を貫通した状態で、例えば、その中間の係止部の上、下部を一対の保持ばねで挟持されることで保持ブラケットに保持されている状態で、カム等の外力で支持ピンが昇降させられると、保持ばねが撓んだ状態になって係止部が開口部を通過し、上下のいずれかの係止部が開口部内に位置して、その係止部の上、下部が一対の保持ばねで挟持されることでブラケットに保持されるようになり、リフロー装置でのプリント基板の搬送時に、既にプリント基板の裏面に実装された電子部品に干渉することなく、支持ピンを点接触させることができる。
また、本発明に係るリフロー装置におけるプリント基板の反り防止装置によれば、ストッパ高さ用カム、サポート高さ用カム及びフリー高さ用カムを回転駆動手段により回転させることにより、ストッパ高さ用カムが、支持ピンの一つをプリント基板の先端面に接触するストッパ高さ位置に設定してプリント基板の搬送時にズレを防止するし、また、サポート高さ用カムが、支持ピンの他の一つをプリント基板の裏面に当接するサポート高さ位置に設定して反りを防止するし、フリー高さ用カムが、支持ピンの別の他の一つをプリント基板の裏面に実装されている電子部品に干渉しない高さを確保したフリー高さ位置に設定することができる。
また、本発明に係るリフロー装置におけるプリント基板の反り防止装置によれば、反り防止用チェーンの移動により支持ピンが初期設定ブラケットの斜面を摺動して、支持ピンがフリー高さ位置、サポート高さ位置、ストッパ高さ位置のそれぞれに初期設定させられるために、支持ピンは、そのプリント基板裏面に実装されている電子部品を避けるようにプリント基板裏面に当接可能になる。
また、本発明に係るリフロー装置におけるプリント基板の反り防止装置によれば、搬送チェーン幅変更手段により一対の搬送チェーンの幅変更を行なうことで、幅寸法の異なるプリント基板の搬送を可能にし、また、反り防止用チェーン移動調整手段により反り防止用チェーンの移動調整を行ない、支持ピン昇降機構部移動調整手段により支持ピン昇降機構部の移動調整を行なうことで、プリント基板の裏面の部品実装や基板形状等による支持ピンの配置を容易に設定することができて、両面リフロー半田付けを行う多種多様なプリント基板のリフロー半田付けの容易化を実現にすることができる。
また、本発明に係るリフロー装置におけるプリント基板の反り防止装置によれば、反り防止用チェーンに、ピン長さが異なる2種類の支持ピンをヒンジ機構により傾倒可能に且つプリント基板の搬送方向に交互に配置するようにして取付けることにより、長い支持ピンを傾倒させた状態がストッパ高さ位置になり、短い支持ピンを傾倒させた状態がサポート高さ位置になるし、両支持ピンを傾倒しない状態がフリー高さ位置になって、接触面積をできるだけ小さくなるよう支持ピンをプリント基板の裏面に点接触させることができて、プリント基板の反りを容易且つ確実に防止することができる。
また、本発明に係るリフロー装置におけるプリント基板の反り防止方法によれば、反り防止用チェーンが備えた複数の支持ピンを任意ピッチに複数段階の高さに昇降させ、支持ピンでプリント基板をその裏側から支えることで、リフロー装置の搬送過程におけるプリント基板の反りを防止することができる。
また、本発明に係るリフロー装置におけるプリント基板の反り防止装置によれば、自動で支持ピンをプリント基板裏面の任意座標に当接させることができ、また、搬送上流コンベアのスピードと搬送するタイミングを制御することにより自動でプリント基板をリフロー装置内への投入することができる。このために、両面リフロー半田付けを行う多種多様なプリント基板のリフロー半田付けが自動で生産可能であり、且つ、今後増加傾向にある高密度実装のプリント基板や無鉛半田による両面リフロー半田付けに対応可能になる。
(実施の形態1)
以下、本発明の実施の形態1を図1乃至図15を参照して詳細に説明する。
図1は、本発明に係るプリント基板の反り防止装置(実施の形態1)を備えたリフロー装置の概略構成説明図であり、前後工程設備として、上流側には、表面実装部品である電子部品を自動搭載する実装機1があり、下流側には、リフロー装置2で半田付け完了後のプリント基板Pをラック(図示せず)内に収納するプリント基板収納装置3が配置してある。
リフロー装置2は、プリント基板Pを加熱するヒータ4とフアン5からなる加熱ゾーンF、プリント基板Pを冷却するフアン6からなる冷却ゾーンGがあり、各ゾーンF、Gはプリント基板Pの搬送方向イに対して直列に、且つプリント基板Pの搬送高さに対し上下2段に配備してある。
前工程から搬入されたプリント基板Pを各ゾーンF、Gに一定速度で搬送させる手段として、搬送方向イに対して左右一対の無端状の搬送チェーン8b、9bがあり、プリント基板Pは、その両側端部を搬送チェーン8b、9bの内側面にある連結ピン10上に載せて、搬送チェーン8b、9bの回転走行により搬送される。
(C/V1)は、前工程から搬入したプリント基板Pを受け取るバッファコンベアであり、一定速度で回転走行し且つ一時停止が可能である。また、リフロー装置2内には、バッファコンベア(C/V1)から受け取ったプリント基板Pを可変速度で搬送できるバッファコンベア(C/V2)があり、このバッファコンベア(C/V2)はリフロー装置2内の搬送チェーン装置(C/V3)にタイミングを見計らって中継するものである。
これら3つの搬送系は互いに信号の入、出力が可能であり、リフロー装置2内の制御部(図示せず)からの信号により単独で動作可能となっている。また、バッファコンベア(C/V1)には、リフロー装置2の入口部に搬入したプリント基板Pを検出するセンサーS1と、プリント基板Pを検出すると減速信号を出力するセンサーS2と、プリント基板Pの停止位置を検出するセンサーS3とが配備してある。また、バッファコンベア(C/V2)には、リフロー装置2の入口部に搬入したプリント基板Pを検出するセンサーS4と、プリント基板Pを検出すると減速信号を出力するセンサーS5と、プリント基板Pの停止位置を検出するセンサーS6とが配備してある。
また、リフロー装置2内の搬送チェーン装置(C/V3)には、プリント基板Pの搬入と支持ピン36を検出するセンサーS7と、プリント基板Pの通過を確認検出するセンサーS8と、支持ピン36の通過本数と位置を検出するセンサーS9と、リフロー半田付けしたプリント基板Pがリフロー装置2内から搬出したのを確認検出するセンサーS10と、支持ピン36の検出によりピン初期設定信号を出力するセンサーS11と、支持ピン36の検出により支持ピン昇降機構部52に同期信号を出力するセンサーS12とがそれぞれ配備してある。
バッファコンベア(C/V2)は、図2に示すように、無端状の固定側搬送チェーン8aと無端状の可動側搬送チェーン9aとを備えており、固定側搬送チェーン8aは駆動側スプロケット10aと従動側スプロケット10bとに掛けてあり、駆動側スプロケット10aはシャフト14に固定してあって、このシャフト14はコンベア搬送用モータ13により回転駆動されるものである。また、従動側スプロケット10bはボールネジ12に回転可能に取付けてあり、このボールネジ12は、パルス信号で作動するコンベア幅変更用モータ11により回転されるものである。
可動側搬送チェーン9aは、駆動側スプロケット10a−1と従動側スプロケット10b−1とに掛けてあり、駆動側スプロケット10a−1はシャフト14の回転により回転はするが、シャフト14の軸線方向に移動するものであり、また、従動側スプロケット10b−1はボールネジ12に螺合している。
したがって、コンベア搬送用モータ13の回転駆動により駆動側スプロケット10a、10a−1を介して固定側搬送チェーン8aと可動側搬送チェーン9aは回転走行し、また、コンベア幅変更用モータ11の回転駆動により、ボールネジ12を介して従動側スプロケット10b−1を移動させて可動側搬送チェーン9aを移動させ、幅変更を自動で行い、搬送スピードを可変できるようになっている。
リフロー装置2内の搬送チェーン装置(C/V3)は、固定側搬送チェーン基台(図示せず)と、この固定側搬送チェーン基台に対して搬送方向イに対して直角方向(幅方向)に移動できる可動側搬送チェーン基台(図示せず)とを有しており、固定側搬送チェーン基台には、図2に示すように、リフロー装置2の出口側に位置させて、コンベア搬送用モータ16と、このコンベア搬送用モータ16により回転駆動される駆動側シャフト17とが設置してあり、この駆動側シャフト17には、駆動側固定スプロケット15aが固定してあり、また、駆動側シャフト17には、この駆動側シャフト17の回転により回転はするが、駆動側シャフト17の軸線方向に移動する駆動側可動スプロケット15a−1が設けてある。
また、固定側搬送チェーン基台には、リフロー装置2の入口側に位置させて従動側シャフト18が配置してあり、この従動側シャフト18には従動側固定スプロケット15bが固定してあり、また、従動側シャフト18には、この従動側シャフト18の軸線方向に移動する従動側可動スプロケット15b−1が設けてある。そして、可動側搬送チェーン基台は、駆動側可動スプロケット15a−1と従動側可動スプロケット15b−1とを回転可能に保持している。
そして、駆動側固定スプロケット15aと従動側固定スプロケット15bとに無端状の固定側搬送チェーン8bが掛けてあり、駆動側可動スプロケット15a−1と従動側可動スプロケット15b−1とに無端状の従動側搬送チェーン9bが掛けてある。固定側搬送チェーン8b及び従動側搬送チェーン9bとは、それぞれの内側に多数の連結ピン10を備えている。
搬送チェーン装置(C/V3)には、搬送チェーン幅変更手段である搬送チェーン幅変更機構部19が設けてある。この搬送チェーン幅変更機構部19は、駆動機構部20と、この駆動機構部20の前後に配置された従動機構部21A、21Bとを有している。駆動機構部20は、固定側搬送チェーン基台に設置され且つ呼パルス信号で動く幅変更用モータ22と、この幅変更用モータ22により回転駆動されるボールネジ23と、このボールネジ23のねじ軸先端に固定されたスプロケット24とを有しており、従動機構部21Aは、固定側搬送チェーン基台に回転可能に設置されたボールネジ25aと、このボールネジ25aのねじ軸先端に固定されたスプロケット26aとを有しており、従動機構部21Bは、固定側搬送チェーン基台に回転可能に設置されたボールネジ25bと、このボールネジ25bのねじ軸先端に固定されたスプロケット26bとを有している。
そして、スプロケット24とスプロケット26aとスプロケット26bとに無端状のチェーン27が掛けてあり、また、ボールネジ23、23a、23bのナット部23−1、23a−1、23b−1はそれぞれに可動側搬送チェーン基台に取付けてある。
したがって、駆動機構部20の幅変更用モータ22を回転駆動することによりボールネジ23を回転し、このボールネジ23先端のスプロケット24を回転してチェーン27を介してスプロケット26a、26bを回転することにより、ボールネジ23a、23bを回転させて可動側搬送チェーン基台を移動させ、可動側搬送チェーン9bを幅方向に移動させて固定側、可動側搬送チェーン8b、9b間の幅変更を行なう。
また、搬送チェーン装置(C/V3)は、固定側搬送チェーン基台に対して搬送方向イに対して直角方向(幅方向)に移動できる反り防止用チェーン基台(図示せず)と、反り防止機構部50と、反り防止用チェーン移動調整手段である反り防止用チェーン移動調整機構部51と、反り防止チェーン30を備えた支持ピン36を任意ピッチに3段階の高さに上昇させる支持ピン昇降機構部52と、上昇させた支持ピン36を初期設定する支持ピン初期設定機構部53とを備えている。
反り防止機構部50は、図2に示すように、駆動スプロケット28と、従動スプロケット29と、これらの駆動スプロケット28と従動スプロケット29とに掛けられた反り防止用チェーン30とを有している。駆動スプロケット28は、駆動側シャフト17の回転により回転はするが、駆動側シャフト17の軸線方向に移動するようにして駆動側シャフト17に設けてあり、また、従動スプロケット29は、従動側シャフト18の軸線方向に移動するようにして、この従動側シャフト18に設けてある。そして、駆動スプロケット28と従動スプロケット29とは反り防止用チェーン基台に保持されている。
反り防止用チェーン30の側部には、図3に示すように、支持ピン36を保持する多数個の支持ピン保持機構部54が搬送方向イに所定のピッチ間隔で設けてある。これらの支持ピン保持機構部54は、図6及び図7に示すように、保持ブラケット31を有しており、反り防止用チェーン30の駒30Aの一部位を保持ブラケット31に置き変えることで、多数個の保持ブラケット31が駒30A一つ置きに設けてある。そして、保持ブラケット31は上下二枚のプレート部32、33を有する断面コ字状をしており、プレート部32、33の中央部には開口部34が設けてあり、この開口部34の内部には一対の保持ばね35a、35bが装着してある。
支持ピン36はピン本体36Aを有しており、このピン本体36Aの上、下端部は球形状にしてあり、ピン本体36Aには上下及び中間の係止部37、38、39が設けてある。これらの係止部37、38、39はピン本体36Aの直径より大径な球形状である。
そして、図7に示すように、支持ピン36は、ブラケット31のプレート部32、33の開口部34を貫通した状態で、その中間の係止部38の上、下部を一対の保持ばね35a、35bで挟持されることでブラケット31に保持されている。この場合、カム等の外力で支持ピン36が昇降させられると、保持ばね35a、35bが撓んだ状態になって係止部38が開口部34を通過し、上下のいずれかの係止部37、38が開口部34内に位置して、その係止部の上、下部が一対の保持ばね35a、35bで挟持されることでブラケット31に保持されるようになる。
反り防止用チェーン移動調整機構部51は、図2に示すように、駆動機構部40と、この駆動機構部40の前後に配置された従動機構部41A、41Bとを有している。駆動機構部40は、固定側搬送チェーン基台に設置され且つ呼パルス信号で動く移動調整用モータ42と、この移動調整用モータ42により回転駆動されるボールネジ43と、このボールネジ43のねじ軸先端に固定されたスプロケット44とを有しており、従動機構部41Aは、固定側搬送チェーン基台に回転可能に設置されたボールネジ45aと、このボールネジ45aのねじ軸先端に固定されたスプロケット46aとを有しており、従動機構部41Bは、固定側搬送チェーン基台に回転可能に設置されたボールネジ45bと、このボールネジ45bのねじ軸先端に固定されたスプロケット46bとを有している。
そして、スプロケット44とスプロケット46aとスプロケット46bとに無端状のチェーン47が掛けてあり、また、ボールネジ43、43a、43bのナット部43−1、43a−1、43b−1はそれぞれに取付けてある。
したがって、駆動機構部40の移動調整用モータ47を回転駆動することによりボールネジ43を回転し、このボールネジ43先端のスプロケット44を回転してチェーン47を介してスプロケット46a、46bを回転することにより、ボールネジ43a、43bが回転させて反り防止用チェーン基台を移動させ、反り防止用チェーン30の移動調整を行なう。
支持ピン昇降機構部52は、図1及び図2に示すように、搬送チェーン装置(C/V3)の入口下部に位置していて、反り防止用チェーン30に装着されている支持ピン36を上から下方向に突き下げる構造になっている。すなわち、支持ピン昇降機構部52は、図8及び図9に示すように、カム保持部材55を備えており、このカム保持部材55は、ボールスライダ56を介して装置本体2Aに保持されている。また、カム保持部材55にはボールネジ57のナット部(図示せず)が装着してあり、ボールネジ57の軸部57Aは、装置本体2Aに設けたベース移動用モータ58の出力軸58Aに軸継手59を介して連結してあって、これらで支持ピン昇降機構部移動調整手段を構成している。
カム保持部材55は、その保持片部55A間でストッパ高さ用カム60a、サポート高さ用カム60b、フリー高さ用カム60cの3種類のカムを回転可能な状態で保持しており、また、カム保持部材55の保持片部55Aと、ストッパ高さ用カム60a、サポート高さ用カム60b、フリー高さ用カム60cの中心部には回転シャフト62が貫通しており、ストッパ高さ用カム60a、サポート高さ用カム60b及びフリー高さ用カム60cは回転シャフト62の回転により回転させられるが、この回転シャフト62の軸線方向に移動できるようにしてある。そして、回転シャフト62は支持ピン昇降用モータ63の出力軸63Aに軸継手64を介して連結してあって、これらで回転駆動手段を構成している。
そして、支持ピン上昇用モータ63が1回転する速度と反り防止用チェーン30に固定されている支持ピン36が1ピッチ分動く速度が同じにしてあることから、3段階の支持ピン36の高さを1本ずつ変更可能にしている。
さらに、ベース移動用モータ58が回転するとボールネジ57に螺合されているカム保持部材55が幅方向に動き、3種類のストッパ高さ用カム60a、サポート高さ用カム60b及びフリー高さ用カム60cが支持ピン36の位置で回転することにより、支持ピン36の上昇が可能になる。なお、反り防止チェーン30の速度とストッパ高さ用カム60a、サポート高さ用カム60b及びフリー高さ用カム60cの回転数を同期させるために、上昇させる1ピッチ前の位置でセンサーS12により支持ピン36を検出させている。
支持ピン初期設定機構部53は、図1及び図2に示すように、搬送チェーン装置(C/V3)の出口下部に位置している。そして、この支持ピン初期設定機構部53は、図12に示すように、リフロー装置2内に固定してある初期設定機構部ベース70に高さ調整用ブラケット71を介して初期設定ブラケット72を取付けて構成してある。
この初期設定ブラケット72は、その上面が傾斜がついた3段階の高さに加工してあり、上段が支持ピン36のフリー高さ位置(c)、中段がサポート高さ位置(b)、下段がストッパ高さ位置(a)と同じ相対位置になるように高さ調整ブラケット71により調整してある。図12では、反り防止用チェーン30の移動方向は右から左であり、初期設定ブラケット72の斜面を通過すると順次一段階ずつ上昇する。その際、反り防止用チェーン30の上方向の弛みを矯正するため、矯正ブラケット73が反り防止用チェーン30上部に滑動可能な状態で配置してある。
したがって、反り防止用チェーン30の移動により支持ピン36が初期設定ブラケット72の斜面を摺動して、支持ピン36をフリー高さ位置(c)、サポート高さ位置(b)、ストッパ高さ位置(a)のそれぞれに初期設定される。すなわち、図3及び図10に示すように、支持ピン36の高さは3種類あり、一つ目は、プリント基板Pの搬送方向イに向かって先側の端面Paに接触し、プリント基板Pの搬送時にズレを防止するストッパ高さ位置(a)であり、二つ目は、プリント基板Pの裏面に当接し反りを防止するサポート高さ位置(b)であり、三つ目は、プリント基板Pの裏面に実装されている電子部品80に干渉しない高さH(約10〜20mm)を確保したフリー高さ位置(c)である。これら3種類の高さは、3種類のストッパ高さ用カム60a、サポート高さ用カム60b及びフリー高さ用カム60cの回転により上昇するものである。
したがって、両面リフロー半田付けを行うプリント基板Pの幅方向の両側端部を左右一対の搬送チェーン8b、9bの連結ピン10上に載置した場合に、図3乃至図5に示すように、反り防止チェーン30が有する昇降可能な支持ピン36は、そのプリント基板Pの裏面に実装されている電子部品80を避けるようにプリント基板P裏面を当接するようになる。
次に、図11の座標説明図を用い、支持ピン36の配置情報の一つである座標について説明する。
プリント基板Pの搬送方向イは図11の左から右であり、プリント基板Pの両側端部には、搬送チェーン8b、9bの連結ピン10上に載置されるために、支持ピン36が干渉し配置できない支持ピン配置不可エリアがある。
次いで、支持ピン36を3本立てる場合を例にとり説明する。3本の支持ピン36の内訳は、ストッパ高さ位置(P0)(a)の支持ピン36(ストッパピン36a)が1本、サポート高さ位置(P1、P2)(b)の支持ピン36(サポートピン36b)がそれぞれ2本であり、X座標については、3本の支持ピン36とも共通の値となる。
次に、Y座標については、ストッパ高さ位置(P0)(a)は、支持ピン36の径がφ4とすると、{基準Y座標−2(φ4の半分)}となる。一方、サポート高さ位置(P1、P2)(b)については、支持ピン36の取付けピッチが2.54mmとすると、(2.54×n)となる(nは整数とする)。
この場合、図13に示すように、搬送チェーン30の支持ピン取付け間隔を2.54とした場合、スタートと同時にストッパピン36aとサポートピン36bが支持ピン昇降機構部52により上昇し、その際,ストッパピン36aの間隔Sは、S>Lp+4且つS=2.54×nになるように上昇する。通常、プリント基板投入間隔は、装置本体2A内の均一な伝熱や窒素を充填する場合に安定させるために、プリント基板長さLp以上を保つ必要があり、ストッパピン36aをセンサーS9により検出することにより、ストッパピン36aの間隔Sを最低1ケ分空けることにより、同時にプリント基板長さLp+4より大きな間隔を確保し、プリント基板Pをリフロー装置2内に投入する制御プログラムになっている。
次に、図14の示す乗り継ぎ部の説明図と、図15のフローチャートを用いてバッファコンベア(C/V2)と搬送チェーン装置(C/V3)のプリント基板Pの搬送方法について説明する。
制御部には、支持ピン36(36a、36b、36c)の配置情報{プリント基板Pのサイズ、バッファコンベア(C/V2)のスピード、支持ピン36(36a、36b、36c)の位置など}が入力してある。そして、ステップT1において、制御部が支持ピン36の配置情報を元に支持ピン昇降機構部52を作動させ、バッファコンベア(C/V2)及び搬送チェーン装置(C/V3)の搬送チェーン8b、9bを始動させる。
次に、ステップT2において、センサーS4がリフロー装置2の入口部へのプリント基板Pの搬入の有無を検出する。そして、ステップT3において、バッファコンベア(C/V2)にプリント基板Pが有るか否かが判断され、プリント基板Pが有る判断した場合には、ステップT4において、センサーS2がプリント基板Pの通過を検出してバッファコンベア(C/V1)を減速し、さらに、センサーS3がプリント基板Pを検出して制御部にバッファコンベア(C/V2)の停止を指令し、このバッファコンベア(C/V2)を停止する。
次に、ステップT3において、プリント基板Pが無いと判断した場合には、ステップT5において、バッファコンベア(C/V2)にプリント基板Pが投入され、ステップT6において、センサーS4がプリント基板Pの搬入を確認し、センサーS5がプリント基板Pの通過を検出してバッファコンベア(C/V2)を減速し、さらに、センサーS6がプリント基板Pの先端面Paを検出して制御部にバッファコンベア(C/V2)の停止を指令し、このバッファコンベア(C/V2)を停止する。
一方、搬送チェーン装置(C/V3)の搬送チェーン8b、9bは一定速度で連続運転されており、支持ピン昇降機構部52で支持ピン36を所望の間隔と高さに上昇させる。
次に、ステップT7において、ストッパ高さ検出センサーS9によりストッパピン36aの検出が行なわれて、制御部においてストッパピン36aが2回以上検出されたか否かが判断される。2回以上検出されない場合には、再び、ストッパ高さ検出センサーS9によりストッパピン36aの検出が行なわれる。
次に、ステップT7において、ストッパピン36aが2回以上検出されたと判断されると、ステップT8において、バッファコンベア(C/V2)にコンベアスタートの信号を送る。したがって、バッファコンベア(C/V2)は回転走行してプリント基板Pを搬送チェーン装置(C/V3)の搬送チェーン8b、9b上に投入する。この時バッファコンベア(C/V2)と搬送チェーン装置(C/V3)の搬送チェーン8b、9bのスピードは同一であり、(r=L+5mm程度)の位置関係になる(図14参照)。
次に、ステップT9において、センサーS7でストッパピン36aが通過したことを検出して、制御部は、バッファコンベア(C/V2)のスピードを速くして(搬送チェーン装置(C/V3)の1.2倍程度)、ストッパピン36aにプリント基板Pの先端面Paを軽く突き当てる。次に、ステップT10において、順次サポートピン36bがプリント基板P裏面に当接して、このプリント基板Pを裏から支えた状態でリフロー装置2内を搬送される。
次に、ステップT10において、センサー10が、リフロー半田付けしたプリント基板Pがリフロー装置2から搬出されたことを確認したら、例えば、支持ピン初期設定ボタン(図示せず)を押して、支持ピン初期設定機構部53を作動させて支持ピン36(ストッパピン36aとサポートピン36b)を初期設定させ、搬送チェーン装置(C/V3)の搬送チェーン8b、9bが一周したらブザー(図示せず)を鳴動させて終了する。
以上、説明したように、本発明の実施の形態1によれば、リフロー装置2内でのプリント基板Pの搬送時に、既にプリント基板Pの裏面に実装された電子部品80に干渉しないように、支持ピン36(ストッパピン36aとサポートピン36b)を任意位置座標に配置させ、且つ接触面積がきるだけ小さくなるよう支持ピン36(サポートピン36b)をプリント基板Pの裏面に点接触させることができて、プリント基板Pの反りを容易且つ確実に防止することができる。
また、反り防止用チェーン30及び支持ピン36(サポートピン36b)自体は、ヒータからプリント基板Pへの伝熱性を阻害しないにできるだけコンパクトで且つ熱容量が小さいものであるために、ヒータから所望の熱量をプリント基板Pに均一に与えることでき、融点が高い無鉛半田を使用する際にも有効である。
また、本発明の実施の形態1によれば、支持ピン36が、保持ブラケット31のプレート部32、33の開口部34を貫通した状態で、その中間の係止部39の上、下部を一対の保持ばね35a、35bで挟持されることで保持ブラケット31に保持されている状態で、ストッパ高さ用カム60a、サポート高さ用カム60b及びフリー高さ用カム60cの外力で支持ピン36が昇降させられると、保持ばね35a、35bが撓んだ状態になって係止部39が開口部34を通過し、上下のいずれかの係止部37、38が開口部34内に位置して、その係止部の上、下部が一対の保持ばね35a、35bで挟持されることで、保持ブラケット31に保持されるようになり、リフロー装置2内でのプリント基板Pの搬送時に、既にプリント基板Pの裏面に実装された電子部品80に干渉することなく、支持ピン36を点接触させることができる。
また、本発明の実施の形態1によれば、ストッパ高さ用カム60a、サポート高さ用カム60b及びフリー高さ用カム60cを回転駆動手段により回転させることにより、ストッパ高さ用カム60aが、支持ピン(ストッパピン36a)をプリント基板Pの先端面Paに接触するストッパ高さ位置に設定して、プリント基板Pの搬送時にズレを防止するし、また、サポート高さ用カム60bが、支持ピン(サポートピン36b)をプリント基板Pの裏面に当接するサポート高さ位置に設定して反りを防止するし、フリー高さ用カム60cが、支持ピン36をプリント基板Pの裏面に実装されている電子部品80に干渉しない高さを確保したフリー高さ位置に設定することができる。
また、本発明の実施の形態1によれば、反り防止用チェーン30の移動により支持ピン36が初期設定ブラケット72の斜面を摺動して、支持ピン36をフリー高さ位置、サポート高さ位置、ストッパ高さ位置のそれぞれに初期設定させるために、支持ピン36は、そのプリント基板Pの裏面に実装されている電子部品80を避けるようにプリント基板Pの裏面に当接可能になる。
また、本発明の実施の形態1によれば、搬送チェーン幅変更機構部19により一対の搬送チェーン8b、9bの幅変更を行なうことで、幅寸法の異なるプリント基板Pの搬送を可能にし、また、反り防止用チェーン移動調整機構部51により反り防止用チェーン30の移動調整を行ない、支持ピン昇降機構部移動調整手段により支持ピン昇降機構部52の移動調整を行なうことで、プリント基板Pの裏面の部品実装80や基板形状等による支持ピン36の配置を容易に設定することができて、両面リフロー半田付けを行う多種多様なプリント基板Pのリフロー半田付けの容易化を実現にすることができる。
また、本発明に係るリフロー装置におけるプリント基板の反り防止方法の実施の形態によれば、反り防止用チェーン30が備えた複数の支持ピン36を支持ピン昇降機構部52により任意ピッチに複数段階の高さに昇降させ、支持ピン36でプリント基板Pをその裏側から支えることで、リフロー装置2の搬送過程におけるプリント基板Pの反りを防止することができる。
また、本発明に係るリフロー装置におけるプリント基板の反り防止方法の実施の形態によれば、自動でプリント基板Pの裏面に支持ピン36を任意座標に当接させることができ、搬送上流コンベアであるバッファコンベア(C/V2)のスピードと搬送するタイミングを制御することにより、自動でプリント基板をリフロー装置内への投入することができる。このために、リフロー半田付けを行う多種多様なプリント基板Pのリフロー半田付けが自動で生産可能であり、且つ、今後増加傾向にある高密度実装プリント基板や無鉛半田による両面リフロー半田付けに対応可能になる。
(実施の形態2)
本発明の実施の形態2を図16乃至図18に示す。
本発明の実施の形態2では、反り防止用チェーン30をローラーチェーンで構成してあり、この反り防止用チェーン30の駒30Aにはチェーン側ヒンジ部70が形成してある。また、支持ピンは、ピン長さが異なる2種類の支持ピン36−1、36−2が用いられていて、これらの支持ピン36−1、36−2はピン側ヒンジ部71に取付けてある。
そして、チェーン側ヒンジ部70にピン側ヒンジ部71をヒンジピン72により傾倒可能に取付けて、支持ピン36−1と、支持ピン36−2とが交互に配置してある。そして、チェーン側ヒンジ部70とピン側ヒンジ部71とヒンジピン72とでヒンジ機構部を構成している。
そして、図18の(1)に示すように、長い支持ピン36−1が上向きになるように傾倒させた状態がストッパ高さ位置(a)になり、図18の(2)に示すように、短い支持ピン36−2が上向きになるように傾倒させた状態がサポート高さ位置(b)になる。そして、図16に示すように、支持ピン36−1と支持ピン36−2とを傾倒させない状態がフリー高さ位置(c)になる。
上記した本発明の実施の形態1と異なるところは、長短2種類の支持ピン36−1と、支持ピン36−2とを交互に配置してあることであり、支持ピン36−1と支持ピン36−2との取付け間隔を2倍にプログラム変更すると上記した実施の形態1と同様に反り防止の効果が機能することになる。
上記した本発明の実施の形態2によれば、反り防止用チェーン30に、ピン長さが異なる2種類の支持ピン36−1、36−2をヒンジ機構により傾倒可能に且つ交互に配置させて取付けることにより、長い支持ピン36−1が上向きになるように傾倒させた状態がストッパ高さ位置(a)になり、短い支持ピン36−2が上向きになるように傾倒させた状態がサポート高さ位置(b)になるし、両支持ピン36−1、36−2を傾倒しない状態がフリー高さ位置(c)になって、接触面積がきるだけ小さくなるよう支持ピン36−2をプリント基板Pの裏面に点接触させることができて、プリント基板Pの反りを容易且つ確実に防止することができる。