JP6313423B2 - 粘性流体付着装置 - Google Patents
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Description
冷却装置により噴流モータが冷却されるため、噴流モータの過熱に起因するトラブルを生じ難くすることができ、粘性流体を安定して回路基板に付着させることができる。
(1)粘性流体を溶融状態で収容するフロー槽を備え、そのフロー槽から粘性流体をポンプの作動により噴出させて、回路基板に付着させる粘性流体付着装置であって、
前記フロー槽の外部に設けられ、前記ポンプを駆動する噴流モータと、
前記フロー槽の外部に設けられ、流体が流通可能な通路を備え、その流体を利用して前記噴流モータを冷却する冷却装置と
を含むことを特徴とする粘性流体付着装置。
粘性流体は、常温において固体である物体が加熱により融解されて得られた粘性を有する液体である。粘性流体は、例えば、はんだが融解されて得られたクリーム状のはんだとすることができ、フロー槽において溶融状態で収容される。それに対して、冷却装置に用いられる流体は、常温において流動性を有する液体または気体とすることができる。
(2)前記冷却装置が、前記フロー槽と前記噴流モータとの間に設けられた(1)項に記載の粘性流体付着装置。
(3)前記通路の少なくとも一部が前記フロー槽と前記噴流モータとの間に位置する(1)項または(2)項に記載の粘性流体付着装置。
通路の少なくとも一部がフロー槽と噴流モータとの間に位置すればよく、全体が位置する必要は必ずしもない。通路は、直線状でも曲線状であってもよく、例えば、複数個の湾曲部を有するつづら折り状、渦巻き状を成したものとしたり、らせん状を成したものとしたりすること等ができる。
(4)前記冷却装置が、前記噴流モータに接した状態で設けられた(1)項ないし(3)項のいずれか1つに記載の粘性流体付着装置。
(5)前記通路が、複数の湾曲部を有する形状を成すものであり、
前記冷却装置が、前記複数の湾曲部を有する形状を成す通路を備えた熱交換器を含む(1
)項ないし(4)項のいずれか1つに記載の粘性流体付着装置。
冷却装置はヒートシンクとすることもできる。
(6)前記冷却装置が、(a)パイプと、(b)そのパイプを保持するパイプ保持部とを含む(1)項ないし(5)項のいずれか1つに記載の粘性流体付着装置。
(7)前記冷却装置が、(i)両端面に開口し、厚み方向に貫通した通路用穴が形成された通路用穴形成部材と、(ii)その通路用穴形成部材に厚み方向から接合され、それぞれ、前記両端面の開口を閉塞する2つの閉塞用部材とを含む(1)項ないし(5)項のいずれか1つに記載の粘性流体付着装置。
通路形成用部材と2つの閉塞用部材とは、互いに気密あるいは液密に接合される。
(8)前記流体が、前記粘性流体としてのはんだの酸化を防止する酸化防止用のガスであり、
前記通路の下流側の端部が、前記フロー槽に接続された(1)項ないし(7)項のいずれか1つに記載の粘性流体付着装置。
酸化防止用のガスとして、ヘリウムガス等の不活性ガス、窒素ガス等を用いることができる。
(9)前記流体が空気より軽い気体であり、
前記通路の下側の端部が気体供給源に接続され、前記通路の上側の端部が前記フロー槽に接続された(1)項ないし(8)項のいずれか1つに記載の粘性流体付着装置。
流体としての気体の比重が空気の比重より軽い場合には、気体は、通路内を下から上へ移動する。そのため、通路の形状を、上から下へ向かう流れを生じさせない形状とすれば、気体を通路に沿って良好に流すことができる。
図1に示す電子部品装着装置において、回路基板搬送装置10によって回路基板Pがx方向に搬送され、予め定められた部品装着位置において保持される。回路基板Pの上方から、図示しない電子部品挿入装置により回路基板に形成された貫通孔に電子部品のリード、接続端子等が挿入されることにより電子部品が載せられる。一方、回路基板の下方から、回路基板に挿入されたリード、接続端子等が位置する部分等に、粘性流体付着装置としてのはんだ付着装置12によってポイント状(スポット状)に粘性流体としてのクリーム状はんだ(以下、単にはんだと称する)が付着され、それにより、回路基板Pに電子部品が装着される。図1において、回路基板Pの搬送方向をx、回路基板Pの幅方向をy、回路基板Pの厚み方向(当該部品装着装置の高さ方向)をzとする。x、y、zは互いに直交する。
はんだ付着装置12は、図2,4に示すように、(i)はんだを溶融状態で収容するフロー槽20、(ii)フロー槽20の内部に設けられ、はんだをノズル22から噴出させるインペラ(以下、ポンプと称する)24、(iii)ポンプ24を駆動する噴流モータ26、(iv)
噴流モータ26の駆動をポンプ24に伝達する駆動伝達部28、(iv)噴流モータ26を冷却する冷却装置30等を含む。
図4に示すように、フロー槽20の内部には、一端部にノズル22が設けられ、他端部にポンプ24が設けられた通路40が設けられる。フロー槽20の内部に収容されたはんだは、ポンプ24により通路内に吸い込まれ、ノズル22から噴出させられる。ノズル22から噴出して回路基板Pに付着しなかったはんだは、ノズル22の周辺に設けられた開口42を経てフロー槽20の内部に戻される。
噴流モータ26はフロー槽20の上面から延び出した保持用プレート44に保持されるのであり、フロー槽20の外部の、フロー槽20から離間した位置に取り付けられる。駆動伝達部28は、フロー槽20の内部のポンプ24の駆動軸に連結されたプーリ46と、噴流モータ26の出力軸に連結されたプーリ48と、これら一対のプーリ46,48の間に設けられたベルト50とを含む。
パイプ52は、互いに平行な複数の直線部52sと互いに隣接する直線部52s同士を結ぶ複数の湾曲部52cとを有する、つづら折り形状を成すものであり、以下、冷却パイプと称する。冷却パイプ52は、直線部52sがy軸とほぼ平行とされ、湾曲部52cがz軸に対して凸となる姿勢で、概してyz平面と平行な姿勢で取り付けられる。
パイプ保持部54は、一対のプレート57,58等を含む。一対のプレート57,58のうちの一方は平板状を成した平板状プレート57であり、他方は互いに直交する第1プレート部58aと第2プレート部58bとを有する概してL字状を成したL字状プレート58である。冷却パイプ52は、これら一対のプレート57,58によって把持される。
冷却パイプ52は、上述のように、流体の上方から下方へ向かう流れを生じさせない形状とされている。そのため、冷却パイプ52の下部の接続部52Lから供給された窒素ガスは、冷却パイプ52に沿って蛇行しつつ上方へ向かって流れ、上部の接続部52Hから流出させられ、フロー槽20の内部に供給される。
また、フロー槽20の内部には、図2に示すように、はんだを加熱するヒータ80,81、ヒータ80,81の温度を検出するヒータ温度センサ(熱電対)82,83、はんだの温度を検出するはんだ温度センサ(熱電対)84,85等が設けられる。ヒータ80,81は、導線90,91を介して図示しない電源に接続される。また、ヒータ温度センサ82,83は導線92,93を介して、温度センサ84,85は導線94,95を介してそれぞれ電源に接続される。さらに、噴流モータ26は導線96を介して電源に接続される。これら導線90〜96および管70等はまとめられて(図1の符号98はこれら導線、管等を含む束を示す)、フロー槽20と共に移動可能とされている。
また、はんだ付着装置12は、移動装置104(図1参照)によって、x軸、y軸、z軸方向に移動させられる。移動装置104は、x軸モータ106(図5参照)、y軸モータ108、z軸モータ110等を含み、これらx軸モータ106、y軸モータ108、z軸モータ110等の駆動により、はんだ付着装置12がx軸、y軸、z軸方向に移動させられる。
フロー槽20において、はんだ温度センサ84によって検出されたはんだの温度がほぼ設定温度に保たれるように、ヒータ80,81の加熱状態が制御される。ヒータ80,81の加熱状態はヒータ温度センサ82,83により検出されるヒータの温度に基づいて制御される。また、はんだ温度センサ85は、はんだの温度が過熱状態にあるとみなし得る設定温度に達したか否かを検出するために設けられたものである。
はんだ付着作動が行われる間、噴流モータ26は常時作動状態にある。噴流モータ26の駆動によりポンプ24が作動させられ、はんだを通路40の内部に吸い込んで、ノズル22から噴出させる。はんだはノズル22から常時噴出している状態にある。
はんだ付着装置12は、移動装置104により、回路基板Pの予め定められたはんだを付着する予定の位置(以下、はんだ付着目標点と称する)までx軸方向、y軸方向に移動させられ、その位置において、はんだを付着させ得る高さまでz軸方向に上昇させられる。そして、その回路基板Pのはんだ付着目標点にはんだが付着された後、はんだ付着装置12は下降させられ、次のはんだ付着目標点まで移動させられる。ノズル22から噴出したはんだのうち回路基板Pに付着しなかったものは開口42からフロー槽20の内部に戻される。
冷却装置30において、窒素ガス供給源68から窒素ガスがほぼ一定の流量で供給される。窒素ガスは、冷却パイプ52の下部の接続部52Lから流入させられ、冷却パイプ52内を流れて上部の接続部52Hから流出させられる。噴流モータ26からの放熱により窒素ガスの温度が高くなり、噴流モータ26の温度が低くなる。噴流モータ26から窒素ガスに熱が伝達されるのであり、噴流モータ26が良好に冷却される。冷却パイプ52はつづら折り形状を成しているため、窒素ガスが冷却パイプ内に存在する時間が長くされ、噴流モータ26の冷却において窒素ガスを有効に利用することができる。なお、窒素ガス
の流量は、噴流モータ26を良好に冷却可能な大きさとされる。
このように、本実施例においては、冷却装置30が設けられるため、噴流モータ26の過熱が良好に防止される。その結果、噴流モータ26の過熱に起因するトラブルが生じ難くすることができ、はんだを安定して回路基板Pに付着させることが可能となる。また、冷却装置30が、噴流モータ26とフロー槽20との間に設けられるため、フロー槽20から噴流モータ26への熱の伝達を良好に防止し、噴流モータ26を良好に冷却することができる。さらに、はんだ付着装置12の大形化を回避することができる。
冷却装置30から流出させられた窒素ガスは管72、ポート74、窒素ガス通路76を経てフロー槽20の内部に供給される。窒素ガスは、フロー槽20の内部に広範囲に供給されるため、良好にはんだの酸化を防止することができる。また、窒素ガスは、噴出ノズル22の周辺の円環状の開口42から大気へ排出させられるが、フロー槽20の内部に戻されるはんだと、開口42周辺において接触する。その結果、はんだの酸化が防止される。
{ その他 }
従来、はんだの酸化防止のため、フロー槽20の内部に窒素ガスが供給されるようにされていた。そのため、フロー槽20に窒素ガスを供給するためのポート74、窒素ガス供給源68等は電子部品装着装置に設けられていた。
それに対して、本実施例においては、窒素ガスがフロー槽20に供給される前に、冷却装置30に供給されるようにしたのであり、窒素ガスが、はんだの酸化防止と噴流モータ26の冷却との両方に用いられるようにした。そのため、本実施例においては、新たに冷却装置30を設ければよく、ポート74、窒素ガス供給源68等を噴流モータ26の冷却専用に設ける必要がない。その結果、コストアップを抑制しつつ、噴流モータ26を冷却することが可能となる。
また、冷却装置30において、窒素ガスの温度は噴流モータ26の放熱により高くなる。そのため、フロー槽20に供給される窒素ガスの温度が、窒素ガス供給源68から直接供給される場合と比較して高くなり、窒素ガスのフロー槽内への供給に起因するはんだの温度の低下を良好に抑制することができる。
通路用穴形成部材132の側面140の下部と上部とには、通路用穴136に貫通する状態で、接続部140L,140Hが設けられる。接続部140Lには実施例1における場合と同様に管70が接続され、接続部140Hには管72が接続される。
また、通路用穴形成部材132の上面142にねじ穴144が形成される。締結部材としてのねじ部材146が、保持用プレート44を経て通路用穴形成部材132のねじ穴144に螺合させられることにより、冷却装置128が保持用プレート44に取り付けられる。このように、本実施例においては、通路用穴形成部材132が保持部としての機能も備える。
本実施例においても、実施例1における場合と同様に、噴流モータ26の過熱を抑制し、はんだの酸化を良好に防止することができる。
なお、通路用穴形成部材132と閉塞用プレート130,134とは、それぞれ、シール部材を介してねじ等の締結装置を利用して接合することもできる。
さらに、冷却装置30,128を噴流モータ26に接した状態(噴流モータのハウジングに接した状態)で取り付けることもできる。
また、冷却装置30,128から流出させられた窒素ガスを、フロー槽20の内部に供給することは不可欠ではない。例えば、冷却に用いられた窒素ガスは回路基板Pの加熱に利用する等回路基板へのはんだ付着作動に関連する作動に利用することができる。一方、窒素ガスは、冷却に利用した後に、大気に放出してもよい。
さらに、冷却装置30,128に用いられる流体は、窒素ガスに限らず、酸化防止機能を有する不活性ガス等とすることができる。
その他、上述の実施形態に限らず、本発明は、当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を施した態様で実施することができる。
Claims (3)
- 粘性流体を溶融状態で収容するフロー槽を備え、そのフロー槽から粘性流体をポンプの作動により噴出させて、回路基板に付着させる粘性流体付着装置であって、
前記フロー槽の外部に設けられ、前記ポンプを駆動する噴流モータと、
前記フロー槽の外部に設けられ、流体が流通可能な通路を備え、その流体を利用して前記噴流モータを冷却する冷却装置と
を含むとともに、
前記通路が、複数の湾曲部を有する形状を成すものであり、
前記冷却装置が、前記複数の湾曲部を有する形状を成す通路を備えた熱交換部を含むことを特徴とする粘性流体付着装置。 - 前記通路の少なくとも一部が前記フロー槽と前記噴流モータとの間に位置する請求項1に記載の粘性流体付着装置。
- 前記流体が、前記粘性流体としてのはんだの酸化を防止する酸化防止用ガスであり、
前記通路の下流側の端部が、前記フロー槽に接続された請求項1または2に記載の粘性流体付着装置。
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