JPH02182372A - 自動半田付け方法及び装置 - 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】 産業上の利用分野 本発明は、自動半田付は方法及び装置に係り、特に基板
の搬送方向に対して水平面内で傾けて噴流式半田槽を配
設し、かつ該基板を搬送方向と直交する方向に傾けて搬
送することにより、該基板下面と溶融半田を噴出するノ
ズル上面との距離を略等しくして、要半田付は部と溶融
半田との接触条件を基板全長にわたって同じ条件とし、
良好な半田付は性能の半田付けを行えるようにした自動
半田付は方法及び装置に関する。

従来の技術 従来の自動半田付は方法及び装置としては、第８図及び
第９図において、電子部品が搭載された基板ｌの搬送方
向と直角方向に細長く略矩形状に開口したノズル２から
溶融半田圧送装置の作用で噴出する溶融半田３により半
田付けを行うものが実用に供されていた。

しかし該半田付は方法及び装置による半田付けでは、第
８図及び第９図を参照して、基板の下面ｌｃとノズル２
より噴出する？容融半田３が乱れるとき、即ち半田切れ
の際第９図に示す如く溶融半［口３は、基板１の幅方向
の端部１ａから、次第に中央部１ｂに向かって分離して
行き、最後に中央部１ｂにおいて分離するので、幅方向
の中央部１ｂにおいて、ブリッジ、ツララ及びボタツキ
が発生し易く、これを完全に防止するのは困難であった
。このような半田付は不良箇所５は、自動半田付は終了
後、検査により該不良箇所を発見して半田ごてを用いた
手作業で修正するしかなく、該検査及び修正に多くの工
数を要し、作業能率を低下させる欠点があった。また該
半田付は不良箇所５の発見ミス及び修正の不完全等によ
り製品の品質を低下させる欠点があった。

該半田付は不良の発生原因を詳しく説明すると、基板１
は端部１ａを保持されて搬送されるが、基板１の自重及
び基板ｌに搭載した電子部品の自重によって下に凸に反
る傾向があるが、更に半田付けに先立ってプレヒータ（
図示せず）により基板】の下面１ｃを予熱し、また半田
付は時は溶融半田３が基板１の下面ＩＣに接触し、下面
ＩＣのみが加熱されて熱膨張するので、該反りはより加
速されて基板ｌの中央部１ｂが最も低くなる。上述した
主原因により、半田切れの際は、基板１の中央部１ｂに
おいて最後の半田切れが行われる。

一方第８図に示す如り、基板ｌの下面１ｃには多数の要
半田付は箇所４が配列されており、基板ｌの幅方向の各
要半田付は箇所４０間の隙間６は回路の実装密度の増大
に伴なって非常に小さくなって来ている。最も小さな隙
間６においては０．２絹程度のものも少な（ない。この
ため、半田切れの際、１箇所に溶融半田３が集中すると
ブリッジ等の不良が発生する。特に基板１の中央部１ｂ
の両側に狭い隙間６を持つ２つの要半田付は箇所４が配
列された場合には、該２つの要半田付は箇所４を溶融半
田３で同時に半田付けしてしまうブリフジが発生し易い
。また基板１の中央部１ｂに１つの要半田付は箇所４が
配設された場°合には、該要半田付は箇所４に溶融半田
３が集中する結果、ンララやボタツキが発生することに
なる。

上記した欠点を解決するために、特公昭５９９９７及び
特開昭５９−１５６５６８には、ノズル２を基板１の搬
送方向（矢印Ａ方向）に対して水平面内で傾けて配設し
たことを特徴とした半田付は方法、特に該方法において
は基板１を溶融半ｌ旧３の噴出する平面に対して移動す
る側が開くように傾斜するのが有効であることが開示さ
れているが、該従来例は、単にノズル２を基板１の搬送
方向に対して水平面内で傾けて配設しただけであって、
半田切れを基板１の端部１ａで行わせることにより半田
付は不良箇所５の減少に関して多少の効果は得られるが
、上記した如く、基板１は搬送するに従い、次第に上昇
するので、水平面内で溶融半田３を噴出するノズル２と
の距離は搬送方向下流側に行くにつれて次第に大きくな
る。即ち基板１の搬送に伴ない溶融半田３と基板の下面
１Ｃとの接触している時間が次第に短かくなるので、基
板１の搬送方向左右側において半田付は条件が異なり、
理想的な溶融半田３との接触時間である約３秒の条件が
満たされなくなって半田付は性能にバラツキが生じてし
まい改良の余地があった。また、要半田付は箇所４の配
列によっては基板１の搬送方向とノズル２との傾き角を
更に大きくすることが半田付は不良箇所５の防止に有効
であっても、該角度を大きくすると溶融半田３が基板１
の下面ＩＣに接触しなくなってしまうので、大きくする
ことができない欠点があった。

目　　的 本発明は、上記した従来技術の欠点を除くためになされ
たものであって、その目的とするところは、溶融半田を
噴出するノズルを基板の搬送方向に対して水平面内で傾
けて配設し、該ノズルの上面と基板の下面との距離が、
該ノズルの長手方向全長にわたって略等しくなるように
該基板を傾けて搬送することによって、半田切れを基板
の端部において行わせてツララ、ボタツキ等の半田付は
不良箇所の発生を防止し、しかも基板の全面にわたって
同一の半田付は条件で半田付けできるようにすることで
あり、またこれによってバラツキのない半田付は性能を
得ることである。また他の目的は、要半田付は箇所の配
列に最も適したノズル角度で半田付けできるようにする
ことで、どのような配列の基板にも対応できるようにし
て半田付は不良箇所の発生を防止することである。更に
他の目的は、基板の搬送方向に対する水平面内でのノズ
ルの角度変更に連動して該基板を該搬送方向と直交する
方向に傾けることにより、常にノズルの長手方向全長に
わたって基板下面との距離を一定とし、安定した半田付
は性能を得ることであり、また容易にノズル角度を変更
できるようにすることである。また他の目的は、半田付
は不良箇所の発生を防止し、手作業による修正作業を不
要として作業能率を向上させることである。

構成 要するに本発明方法（請求項１）は、基板を搬送するに
従い、該基板の水平方向位置が次第に上昇するようにし
た自動半田付は方法において、溶融半田を噴出するノズ
ルを前記基板の搬送方向に対して水平面内で傾けて配設
し、前記ノズルの上面と前記基板の下面との距離が該ノ
ズルの長手方向全長にわたって略等しくなるように、前
記基板を前記ノズルと搬送される該基板との接触点の搬
送方向下流になる側が低くなるように傾けて搬送するこ
とを特徴とするものである。

また本発明装置（請求項２）は、基板を搬送するに従い
、該基板の水平方向位置が次第に上昇するようにした基
板搬送装置と、前記基板の搬送方向に対して水平面内で
傾けて配設され溶融半田を噴出する噴流式半田槽と、前
記基板搬送装置の前記基板搬送方向と直交する方向の前
記基板の傾き角度を変更する基板角度調節装置とを備え
、前記基板搬送装置により搬送される前記基板の下面と
、前記噴流式半田槽の前記ノズルの上面との距離が、該
ノズルの長手方向の全長にわたって略等しくなるように
調節可能に構成したことを特徴とするものである。

また本発明装置（請求項３）は、基板を搬送するに従い
、該基板の水平方向位置が次第に上昇するようにした自
動半田付は装置において、該基板の搬送方向に対する前
記ノズルの角度を変更するノズル角度変更装置を配設し
た噴流式半田槽と、前記基板搬送方向と直交する方向の
前記基板の傾き角度を変更する基板角度調節装置とを備
え、前記ノズル角度変更装置と前記基板角度調節装置と
を連動作用させることにより、前記基板搬送方向に対す
る水平面内での前記ノズルの角度を変更しても、常に基
板の下面と前記ノズルの上面との距離が、該ノズルの長
手方向の全長にわたって略等しくなるように調節可能に
構成したことを特徴とするものである。

以下本発明を図面に示す実施例に基いて説明する。第１
図から第４図において、自動半田付は装置８は、基板搬
送装置９と、半田槽１０と、基板角度調節装置１１とを
備えている。

第１図及び第２図を参照して基板搬送装置９は、基板１
の端部１ａを保持しながら矢印Ａ方向に搬送するもので
あって、２組のチェーンコンベア１２が平行に配設され
ている。チェーンコンベア１２は、モータ１３の軸１４
に固着したプーリ１５とベルト１６を介して連結されて
おり、モータ１３の回転を運動伝達機構１８を介して軸
１９を中心に回転するチェーンガイド車２Ωに伝え、チ
ェーンコンベア１２を移動させるようになっている。

またチェーンコンベア１２は、基板１の搬送方向（矢印
Ａ方向）に向かって水平線に対して上昇するように角度
αをもって配設され、該角度αはハンドル（図示せず）
で可変に構成されている。

半田槽１０は、１次半田槽２１と２次半田槽２２とから
構成されており、両半田槽２１．２２には図示しないヒ
ータで溶解した溶融半田３を貯え、モータ２３、ベルト
２４が駆動されるインペラ（図示せず）によって各々の
ノズル２５及び２６より熔融半田３を噴出するようにな
っている。

また半田槽１０は、ノズル角度変更装置２７を持ち、以
下のように構成しである 即ち、基台２８に配設した回転台２９上に半田槽１０が
固着しであるので、ハンドル３０を手動操作すると、該
回転運動方向をベベルギヤ３１の作用により９０″変換
して軸３２に伝達して回転台２９即ち半田槽１０を水平
面内でゆっくりと回動させることができるようになって
いる。

基板角度調節装置１１は、第３図及び第４図も参照して
１組のチェーンコンベア１２の基板搬送方向（矢印Ａ方
向）と直交する方向の傾き角度Ｔを変更するためのもの
であって、基板ｌの搬入側及び搬出側の２箇所に配設し
た傾斜台３３によって支持された支持台３４上にチェー
ンコンベア１２を配設しである。

傾斜台３３は、自動半田付は装置８の基台３５に固着し
たヒンジ３６を回動中心として回動可能になっており、
ハンドル３８を手動で囲わすと該運動はウオームギヤ３
９を介して軸４０に伝達され、軸４０には、カム４１が
固着されていて、矢印Ｂ、Ｂ”方向に回動し、ガイドロ
ーラ４２を介して傾斜台３３をヒンジ３６を中心として
矢印ＣＣ′方向に移動させるようになっている。

また、自動半田付は装置８においては、公知のフラクサ
４３、プレヒータ４４、基板の冷却用ファン４５、排気
ダクト４６が所定の位置に配設しである。

そして本発明に係る方法（請求項１）は、基板ｌを搬送
するに従い、基板１の水平方向位置が次第に上昇するよ
うにした自動半田付は方法において、溶融半田３を噴出
するノズル２５及び２６を基板ｌの搬送方向に対して水
平面内で傾けて配設し、ノズル２５及び２Ｇの上面２５
ａ及び２６ａと基板１の下面１ｃとの距離が、ノズル２
５．２６の長手方向全長にわたって略等しくなるように
、基板１をノズル２５及び２６と搬送される基板１との
接触点の搬送方向下流になる側が低くなるように傾けて
搬送する方法である。

作用 本発明は、上記のように構成されており、以下その作用
について説明する。第１図及び第２図において、半田槽
ｌＯ内の半田がヒータ（図示せず）に通電することで加
熱されて溶解される。ここでモータ２３の電源を投入し
、モータ２３を回転させると、ベルト２４を介してイン
ペラが回転駆動され、？８融半田３をノズル２５及び２
６から噴出する。

一方、モータ１３に通電してチェーンコンベア１２を駆
動すると、基板ｌは端部１ａをチェーンガンベア１２に
保持されながら矢印Ａ方向に移動し、フラクサ４３及び
プレヒータ４４でフラックス■布及び予備加熱がなされ
、半田［１０で半田付けされる。

ここで第５図も参照して、基板１の要半田付は箇所４の
配列に最も適した半田切れとなるように、ハンドル３０
を操作して、ノズル２５及び２６の水平面内での角度を
βだけ傾けたとすると、基板ｌの下面１ｃとノズル２５
及び２６の上面２５ａ及び２６ａとの距離は、基板１の
高さが搬送方向下流に行くに従って高くなるので搬送方
向下流側になるに従って大きくなり、半田付けの条件が
異なったものとなってしまう。

そこで、該半田付は条件を同一とするために、第３図及
び第４図をも参照して、ハンドル３８を回転操作してカ
ム４１を回転させ、基板角度調節装置１１をヒンジ３６
を中心に回動させて左右のチェーンコンベア１２の高さ
を変えることで、基板ｌを角度γだけ傾はノズル２５．
２６と基板１の下面ＩＣとの距離が一定となるように基
板ｌとノズル２５．２６の接触点の搬送方向下流になる
側を低くして調節する。基板１の下面ＩＣとノズル２５
．２６の上面２５ａ、２６ａとの距離をノズル２５．２
６の長手方向全長にわたって一定にするために必要な基
板１の傾き角度Ｔは、基板ｌの搬送方向の上昇角度αと
基板ｌの搬送方向とノズル２５及び２６との傾き角βと
で決まり、ｔａｎ　Ｔ　＝　ｔａｎα・ｔａｎβの関係
が成立するように決めればよい。

このようにすることで、基板１の全面にわたって溶融半
田３との接触時間を理想的な半田付は時間である約３秒
間と一定にすることができ、バラツキのない半田付けを
行うことができる。

また、半田切れも第６図及び第７図に示す如く、基板１
の搬送方向（矢印Ａ方向）に対して角度βだけ傾けてノ
ズル２５及び２６を配設したので、溶融半田３の流れは
、基板ｌに対して相対的に１般送方向と直角方向（矢印
り方向）の成分の流れが生じているので、基板ｌの右端
１ｄから半田付けが始まり、次第に左方に進行し、左端
１ｅで終了する。従って溶融半田３が基板１の１点に集
中することがなく、ブリッジ、ツララ及びボタツキ等の
発生を防止することができる。

なお、上記実施例においては、ノズルと角度変更装置と
基板角度調節装置とは別個のものとして説明したが、該
再装置は別個のものに限定されるものではなく、ノズル
角度変更装置に連動して基板角度調節装置を関係式ｔａ
ｎγ＝　ｔａｎα・ｔａｎβに従って連動作用させるよ
うに構成することができ、この場合には、基板の搬送方
向に対するノズル２５及び２６の角度βを変更しても基
板の角度Ｔを別途調節する必要はない。

効果 本発明は、上記のようにノズルを基板の搬送方向に対し
て水平面内で傾けて配設し、該ノズルの上面と基板の下
面との距離がノズルの長手方向全長にわたって略等しく
なるように基板を傾けて搬送するようにしたので、半田
切れを基板の端部で行わせ、ツララ、ボタツキ等の発生
を防止できる効果がある。またこの結果基板の全面を同
一の理想的な半田付は条件で半田付けすることができ、
バラツキのない半田付は性能を得ることができる効果が
ある。

また、ノズル角度変更装置を備えたので、どのような配
設の基板にも対応して半田付は不良の発生を防止できる
効果がある。

またノズル角度変更装置と基板角度調節装置とが連動し
て作動するようにしたので、ノズル角度を変更しても基
板の傾き角度を調節することなく、常にノズルと基板下
面との距離を一定とし、安定した半田付は性能を得るこ
とができる効果がある。

更には半田付は不良箇所の発生を防止できるようにした
ので、半田付は作業の能率を大幅に向上させることがで
きる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図から第７図は本発明の実施例に係り、第１図は自
動半田付は装置の正面図、第２図は自動半田付は装置の
平面図、第３図は第１図に示すものの右側面図、第４図
は基板角度調節装置の要部拡大斜視図、第５図はノズル
と基板との相互関係を示す要部斜視図、第６図は基板に
対する溶融半ＩＨの流れの状態を示す要部平面図、第７
図は半田付は状態における要半田付は箇所と溶融半田の
流れの状態を示す側面図、第８図及び第９図は従来例に
係り、第８図は基板下面中央部にブリフジが生じた状態
を示す平面図、第９図は基板下面中央部にブリフジが生
じる溶融半田の流れ状態を示す側面図である。 ｌは基板、ＩＣは下面、３は溶融半田、８は自動半田付
は装置、９は基板搬送装置、ｌＯは半田槽、Ｉｔは基板
角度調節装置、２５．２６はノズル、２７はノズル角度
変更装置である。 特許出願人　　　横田機械株式会社

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　基板を搬送するに従い、該基板の水平方向位置が次
   第に上昇するようにした自動半田付け方法において、溶
   融半田を噴出するノズルを前記基板の搬送方向に対して
   水平面内で傾けて配設し、前記ノズルの上面と前記基板
   の下面との距離が該ノズルの長手方向全長にわたって略
   等しくなるように、前記基板を前記ノズルと搬送される
   該基板との接触点の搬送方向下流になる側が低くなるよ
   うに傾けて搬送することを特徴とする自動半田付け方法
   。 ２　基板を搬送するに従い、該基板の水平方向位置が次
   第に上昇するようにした基板搬送装置と、前記基板の搬
   送方向に対して水平面内で傾けて配設され溶融半田を噴
   出する噴流式半田槽と、前記基板搬送装置の前記基板搬
   送方向と直交する方向の前記基板の傾き角度を変更する
   基板角度調節装置とを備え、前記基板搬送装置により搬
   送される前記基板の下面と、前記噴流式半田槽の前記ノ
   ズルの上面との距離が、該ノズルの長手方向の全長にわ
   たって略等しくなるように調節可能に構成したことを特
   徴とする自動半田付け装置。 ３　基板を搬送するに従い、該基板の水平方向位置が次
   第に上昇するようにした自動半田付け装置において、該
   基板の搬送方向に対する前記ノズルの角度を変更するノ
   ズル角度変更装置を配設した噴流式半田槽と、前記基板
   搬送方向と直交する方向の前記基板の傾き角度を変更す
   る基板角度調節装置とを備え、前記ノズル角度変更装置
   と前記基板角度調節装置とを連動作用させることにより
   、前記基板搬送方向に対する水平面内での前記ノズルの
   角度を変更しても、常に基板の下面と前記ノズルの上面
   との距離が、該ノズルの長手方向の全長にわたって略等
   しくなるように調節可能に構成したことを特徴とする自
   動半田付け装置。