JPH01500338A - 半田付け装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 半田付け装置 ［産業上の利用分野］ 本発明は電子部品を接続する前にプリント基板の露出した銅等の金属に半田を付 着させる半田付は装置に関するものである。

［従来の技術〕 従来の半田付は装置は半田付けされる基板を浸漬する半田槽と、この半田槽から 引き出された基板に付着した半田を一様にするレベル手段とを備えている０本発 明のようなタイプの半田付は装置はさらに基板を挟着し、半田内に浸漬し、半田 から引き出す手段を備えている。前記レベル手段は露出した銅に付着した半田の 厚みを一様にするとともに、基板の貫通孔が半田で塞がれないようにするもので ある。このレベル手段は半田から引き出された基板に熱い液体を噴射するよう構 成したり、あるいは好ましくは言わゆる「エアーナイフ」と称される手段によっ て熱風を噴射するよう構成できる。このような半田付は装置は例えば英国特許第 １，４５７，３２５号又は米国特許第３，８６５，２９８号に開示されている。

この従来技術によるレベル手段はエアーナイフからの熱風を半田槽内の溶融した 半田の液面から離れるよう横へそらす手段を備えている。

これらのそらし手段は実際には特に半田槽内の半田が連続して再循環される場合 に省略させることができる。この場合はフラックス又は及び浮きかすが溶融した 半田の流れによって基板が浸入する半田の液面から除去されるためである。

基板をこのような再循環の半田付は装置で処理する場合、基板は半田槽内の中央 部から基板を半田槽から引き出せるようひっかく所まで移動される。このように ひっかくと基板は不良品になり易く、かつ半田槽の壁に衝突し易くなる４通常基 板を半田槽内に浸漬するには上方から吊るす、しかし、このようにすると半田の 流れによって半田槽の一側に基板が流れてその壁に接触し壁とこすれてひっかか れる恐れがある。

このため、本願出願人は英国特許第２，１５１，５２８号又は米国特許第４，５ ９９，９６６号のような半田付は装置を開示している。

この装置は半田槽へ及び半田槽から溶融した半田を再循環させる手段を備え、こ の再循環手段は多段に重ねられた側壁ボートを有して半田槽内に挿入された基板 の対向面に対して半田を流す複数の（１１１壁ダクトと、半田槽の底部に沿って 設けられた１本の細長くかつ前記側壁ダクトの下端に接続する複数のボートを有 する底壁ダクトとから成り、細長い底壁ダクトと側壁ダクトと半田槽とに半田を 送り込む手段を備えて、半田槽内の半田の流れを挿入された基板が半田槽の側壁 から離れるようにしたものである。

これは実際に成功しているが、仮に基板が最初半田槽に挿入されたときにそれを 中央に確実に位置させようとしたら、基板の端部をガイド部材でガイドさせなが ら半田槽内で基板を中央に移動させるよう側壁ダクトの効果を増大させることが 必要となる。これらのガイド部材は問題がある。特に、このガイド部材は基板の 端部に半田が付着することを妨げている。また、不規則な形状の基板では処理に 不向きである。すなわち、端部がガイドの距離まで延設されていないとガイドで きないからである。このような問題は特に小さい基板に起きる。この小さい基板 にはさらに基板の上端を把かむクランプ又はホールド手段の基板を把かむべき余 地が非常に少ないと言う問題もある。

［発明の構成〕 本発明は前記基板をガイドしたり挟持する問題を解決する半田付は装置を提供す ることを目的とするものである０本発明装置における基板を挟持し浸漬し引き出 す手段は、基板を挟持する対向面を有する一対の垂設され水平方向に移動可能な ジョーと、基板を挟持するようこれらのジョーの対向面間の開口を閉じる手段と 、半田槽の上方でジョーを支持する手段と、挟持された基板を半田槽に浸漬した り引き上げるために支持手段とジョーを昇降させる手段とを備えている。この基 板を挟持するジョーの対向面の形状は縦方向に沿って凹面又はＶ渭の方が良い、 ジョーの下部自由端は半田槽内にガイドされないように垂設されているが、ジョ ーの移動による水平方向への固定ガイドを設けても良い、ジョーが柔軟性を有し ていないので、ガイドは一方の高さのみに作用することを制限し、エアーナイフ を備えた場合には、エアーナイフノズルの対向端の形状に入ってしまうことが都 合が良い。

ジョーは横杆に互いに横方向に移動可能に設けられている。

このようにすると一方のジョーは所定のストローク移動してジョー間の開口が開 けられると基板は離され、その開口が閉じると基板は挟持され、他方のジョーは ジョーのたわみの調節として移動できる。他の変形例としては一方のジョーを固 定し、他方のジョーのみ開閉及び調節のため移動可能にすることもできる。

半田槽内の溶融した半田の温度は半田の融点の１８３℃よりも高い方が良い、こ のようにすると、半田槽内への浸漬の際に周囲の空気が入っても、ジョーによっ て幅方向に挟持されている幅広の基板を処理できる。そして、半田から引き出す 時にエアーナイフに衝突することになる。従って、ジョーを閉しるよう設けられ たアクチュエータを基板の引き出しに先がけてわずかにジョーを緩めるように配 設させている。他方、ジョーを緩めるために調節可能なジョーに対して別体にア クチュエータを設けても良い。

［図　面］ 第１図は本発明の一実施例を示す正面から見た断面図、第２図は第１図の■−■ 線断面図、第３図は第１図の■方向から見たスクラップの側面図、第４図は第２ 図のＩＶ−ＩＶ線断面図、第５図は他の実施例を示す平面図である。

［実施例］ １は半田付は装置の半田槽であり、収納されている半田を加熱する手段と、この 半田を循環させる手段とを儒えている。

３はいわゆる「エアーナイフ」であり、一方を他方よりわずかに高くして対向配 置された複数のノズル４を備えている。

また、エアーナイフ３は溶融した半田７の液面６に近づけるよう支点５゛を中心 にして開閉可能な上部ハウジング５内に設けられている。これらの形態は周知で ある。

８はハウジング５上に立設された鉄製の矩形状の支柱であり、ロッドのないシリ ンダー９を調節する。このシリンダー９の駆動部１０は支柱８内の図示しないス ロートの後方外側に設けられている。一対のナイフェツジ型のレール１１が支柱 ８の対向する側面１２に沿って設けられている。１３は支柱８を巻くように設け られた枠体であり、内部の側部にはレール１１と噛合してレール１１に沿って転 動するローラ１３°が設けられ、枠体１３を支柱８に沿って昇降可能にしている 。

１４は枠体１３の前面に横向きにして設けられたナイフェツジ型のガイドレール である。１５ｒ　、　１５Ｑは各々上下２個づつのＶ字型のローラ１６を備えて ガイドレール１４上を水平に移動可能に設けられたジョーキャリアである。　１ ７ｒ　、　１７Ｑは細長く下部を次第に紺＜シた一対のジョーであり、各々ジョ ーキャリア１５ｒ　、　１５Ｑにボルトで固着されている。これらのジョー１７ ｒ　、　１７Ｑの対向する端面にはＶ字型の清１８が形成されている。これらの 溝１８の下部は挟持した基板が渭１８から落下しないように埋められている。１ ９はガイドレール１４後方の枠体１３の右側仁向けて延設されなリブであり、そ の上面には長さ方向に沿って間隔を置いて一連の孔２０が形成されている。右側 のキャリアｔａｒの前側には一対のフランジ２１が対向配設され、その間には水 平なスクリューシャフト２２が固定されている。

このシャフト２２にはつまみナツト２３とこのナツト２３を囲むＵリンク２４が 設けられている。Ｕリンク２４の上部エクステンション２５はガイドレール１４ の上方をまたぐように設けられ、その上部に支持される１ランジヤー２６は選択 された１個の孔２０内に弾発的にバイアスされる。１個の孔２０から次の孔２０ へとプランジャー２６を移動させると大まかにキャリア１５「の位置がずれ、キ ャリア１５「及び右側のジョー１７「の横方向の位置の微調節はシャフト２２に 沿ってナツト２３を動かすことによって行われる。

枠体１３の左側には空気アクチュエータ２７がガイドレール１４の後に固着され ている。このアクチュエータ２７のロッド２８はガイドレール１４の後方に横設 して左側のキャリア１５Ｑに固着されている指杆２９に固着されている。そして 、このアクチュエータ２７は左側のジョー１７Ｑを右側のジョー１７「から離す 開放位置と基板３０を挟持するよう右側のジョー１７「へ近づける閉塞位置との 間でジョー１７Ｑを移動する短いストロークを有している。

第１図はガイドレール１４とジョー１７ｒ　、　１７Ｑを上昇させたものを示し ている。この位置で、ジョー１７ｒ。１７９間の開口を開けるアクチュエータ２ ７の動作で基板３０がそれらの端面のＶ渭１８内に挿入され、かつ引き続く開口 を閉じる動作で基板３０をしっかりと挟持できるように右側のジョー１７ｒは水 平移動されて調節される。第４図に示すようにジョー１７ｒ　、　１７ＱはＶ渭 の傾斜面３１によって基板３０の端面の隅に接触して挟持するなめ、ジョーが基 板３０の印刷回路面をメカ的に傷付けることはない、ジョーのＶ溝１８間に基板 ３０を挿入するには、基板３０の一端面を一方のＶ？１１１８に挿入し、操作者 の親指と人指し指とで他端面をガイドして基板３０を挟持するよう他方のＶ渭１ ８に挿入する。一方、第４図の点線で示すように、後方に移動自在のストッパー ３２をジョー１７９に隣接して設け、ジョー１７「のＶ？＄１１８に基板３０の 一端面を挿入した後、基板３０にストッパー３２を接触させ、他方のジョー１７ ＱのＶ溝１８に基板３０の他端面を挿入することを荷担させることもできる。こ のストッパー３２はアクチュエータ２７に連動する他のアクチュエータによって 移動可能に設けられ、ジョー間の開口が開けられたときのみ所定の位置に引き出 され、後は戻るよう構成することもできる。

基板３０の形状はジョーのＶ溝１８間で挟持できるようであれば１．矩形状でな くとも良い、従って、任意の形状の基板でも半田付は可能であることが本発明の 特長である。基板３０がジョーによって挟持されると、シリンダー９が作動して 基板３０を半田槽内に挿入する。ジョーが完全に上昇しきったときでも、ジョー の下端はエアーナイフ３のノズル４間に位置しているなめ、ジョーは常に半田槽 １の中央にガイドされて位置することになる１通常の処理時間が経過すると、ジ ョーが上昇して銅面に半田が付着された基板が引き上げられる。そして、アクチ ュエータ２７が動作して基板３０が外される。もし、ストッパー３２が設けられ ていれば、半田が付着した基板に当たらないように挿入後はジョーの開口が開け られてもストッパー３２が前方へ動かないようにプログラムが成されている方が 良い。

ジョーに半田が付着しないように、ジョーはチタニウム製である。半田はジョー には付着しないが、渭１８に挟持されている基板の端面に流れて、この端面に付 着する。

［他の実施例］ 第５図において、リプ１９の代わりに枠体１３にガイドレール１４を接続する中 央部５０と、ガイドレール１４の右アーム後方に移動自在に設けた移動部５１と を設けても良い、この移動部５１はスライド手段５２によってガイドレール１４ に摺動自在に設けられ、他のアクチュエータ５３のコントロールによってガイド レールの軸方向に移動して基板が半田に浸漬されている間ジョー間の開口を余計 に開けさせることができる。これによって浸漬した際に加熱により基板の幅が膨 張しても対処でき、幅広の基板が膨張によってそり反ってノズル４に衝突するこ とが防止される０幅が３００１ｍｍを越える基板に対してこの余計な移動を付加 すれば十分に膨張に対処できる。さもなければ、この動きはジョーの湾曲に比例 するであろう、このようにして、本発明によって従来の半田付は装置では処理が 不可能であったセラミック基板の銅パッドに半田を付着させることができる。

国際調査報告 国際調査報告 ＧＢ　１１７００３６６ Ｓ＾　１７５２１

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）半田付けされる基板を挿入する半田槽（１）と、前記基板を挾持し、前記 半田槽（１）に挿入し、そこから引を出す手段と、前記半田槽（１）から引き出 された基板に付着した半田を一様にする手段（３，４）とを備えた半田付け装置 において、前記扶持，押入，引き出す手段は対向する面間に前記基板を扶持する 一対の垂設され横に移動可能なジョー（１７ｒ，１７Ω）と、前記基板を挾持す るよう前記ジョー（１７ｒ，１７Ω）を閉じる手段（２７）と、前記ジョー（１ ７ｒ，１７Ω）を前記半田槽（１）上方で支持する手段（１３，１４）と、前記 支持手段（１３，１４）とジョー（１７ｒ，１７Ω）とを半田槽（１）内に基板 を挿入する際下降させ、この基板を引き出す際上昇させる駆動手段（９，１０） とを備えたことを特徴とする半田付け装置。 （２）前記ジョー（１７ｒ，１７Ω）の基板挟持面に凹部（１８）を形成したこ とを特徴とする請求項１記載の半田付け装置。 （３）前記凹部（１８）はＶ字型の溝であることを特徴とする請求項２記載の半 田付け装置。 （４）前記凹部（１８）又は溝の下端はジョー（１７ｒ，１７Ω）間に挾持され ている基板が落下しないよう埋められていることを特徴とする請求項２又は３記 載の半田付け装置。 （５）前記ジョー（１７ｒ，１７Ω）に昇降時にガイドするガイド（４）を横設 したことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の半田付け装置。 （６）前記ガイド（４）は前記一様手段（３，４）のエアーナイフのノズル（４ ）であることを特徴とする請求項５記載の半田付け装置。 （７）前記ジョー（１７ｒ，１７Ω）の下端は前記ジョー（１７Ω，１７Ω）及 び基板が完全に前記半田槽（１）から引き出されたときにも前記ガイド又はノズ ル（４）間に位置することを特徴とする請求項５又は６記載の半田付け装置。 （８）曲記支持手段（１３，１４）は前記ジョー（１７ｒ，１７Ω）が横に動く よう横方向に設けられる横杆（１４）を有し、一方のジョー（１７ｒ）は基板の 幅に応じて位置を予め調節可能に前記横杆（１４）に設けられ、他方のジョー（ １７Ω）は基板を挾持及び離すよう前記ジョー（１７ｒ）に近づけたり離す短い ストロークで動くよう前記横杆（１４）に設けられることを特徴とする請求項１ 乃至７のいずれかに記載の半田付け装置。 （９）前記支持手段（１３，１４）は基板の膨張に対処できるよう前記横杆（１ ４）によって余計に一方のジョー（１７Ω）を動かす手段（５１，５３）を有す ることを特徴とする請求項８記載の半田付け装置。 （１０）前記横杆（１４）と並設される部材（１９，５１）に一連の孔（２０） を設け、一方のジョー（１７ｒ）が固着しかつ前記孔（２０）の１個に係止可能 なジョーキャリア（１５ｒ）にプランジャー（２６）を設け、このプランジャー （２６）によって前記ジョー（１７ｒ）を段階的に調節可能とすることを特徴と する請求項８スは９記載の半田付け装置。 （１１）前記ジョー（１７ｒ）は微調節可能な部材（１５ｒ）に調節可能に設け られることを特徴とする請求項１０記載の半田付け装置。 （１２）前記部材（１５ｒ）にジョー（１７ｒ）を調節可能に設ける手段は、前 記横杆（１４）と並設され前記部材（１５ｒ）に固着されるわじシャフト（２２ ）と、このシャフト（２２）に枢着されるナット（２３）と、ナット（２３）を 囲み前記アランジャー（２６）を支持するＵリンク（２４）とから構成されるこ とを特徴とする請求項１１記載の半田付け装置。 （１３）前記基板の膨張を許容するためにジョー間の開口を余計に開けるよう移 動可能な手段によって孔を有する部材（５１）を横杆（１４）に連結するアクチ ュエータ（５３）及びスライダ（５２）を有することを特徴とする請求項１０， １１，１２のいずれかに記載の半田付け装置。 （１４）半田付けされ石基板を挿入可能な半田槽（１）と、前記基板が半田槽（ １）から引き出されたときに、前記基板に付着した半田を一様にするノズルを有 するエアーナイフ（３）と、このエアーナイフ（３）を設け前記半田槽（１）に 開閉可能に設けられる上部ハウジング（５）と、この上部ハウジング（５）上に 設けられル支柱（８）と、この支柱（８）に沿って移動するよう設けられる枠体 （１３）と、この枠体（１３）を移動可能なよう前記支柱（８）に設けられるア クチュエータ（９）と、前記枠体（１３）に設けられエアーナイフ（３）上方に 横設されるガイドレール（１４）と、このガイドレール（１４）に沿って移動可 能に設けられる一対のジョーキャリア（１５ｒ，１５Ω）と、前記基板を挾持す るよう対向面に溝（１８）を有し、前記ノズル（４）にガイドされながら前記ジ ョーキャリア（１５ｒ，１５Ω）に各々設けられるジョー（１７ｒ，１７Ω）と 、前記ガイドレール（１４）に沿って移動する一方のジョー（１７ｒ）の位置を 徴調節する調節手段（１９，２２，２３，２４，２５）と、前記半田槽（１）内 に前記基板を挿入する際、この基板を挾持するよう前記一方のジョー（１７ｒ） に他方のジョー（１７Ω）を近づける閉塞位置と、前記基板を前記半田槽（１） から引さ出す際、前記基板の挾持を解除するよう前記一方のジョー（１７ｒ）か ら他方のジョー（１７Ω）を離す開放位置との間で前記他方のジョー（１７Ω） を移動するジョーの開閉手段とを備えたことを特徴とする半田付け装置。