JPH02182373A - ハンダ付け方法およびハンダ付け装置 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は、ハンダを溶融状態でワークに滴下してハンダ
付けを行うハンダ付け装置に関するものである。

（発明の背景） プリント配線板などのワーク上で特定の場所だけハンダ
を自動的に付着させるものとして、従来よりすりばち状
のハンダゴテを用いるものが提案されている（特公昭４
６−３４２０９号）。これは一定量の糸ハンダをこのす
りばち状ハンダゴテに供給して溶融し、このハンダゴテ
の底に設けた孔を通してワークに滴下させるものである
。しかしこの場合にはハンダゴテのハンダの保持時間が
不均一になるため、糸ハンダが十分溶融しないうちにワ
ークに落下したり溶融温度が高くなりすぎたりしてハン
ダ付けが不完全になったり不均一になることがあり、ハ
ンダ付けの信頼性が劣るという問題があった。

またるつぼ状のハンダゴテの底にニードル弁を設け、予
めこのるつぼ状ハンダゴテ内にハンダを溶融しておき、
ニードル弁の開閉によって所定量のハンダをワークに滴
下するものも提案されている（実開昭５０−７７４２７
号）、シかしこの場合には溶融ハンダ自身の表面張力の
ために、微少なハンダ滴下量の管理が不可能であった。

そこで本願の発明者は、次のような方法を提案した。す
なわち複数のコテ要素を集合させてハンダ溶融部を形成
し、このハンダ溶融部に落したハンダ片を一定時間ここ
で保持して溶融した後、コテ要素を分離させて溶融ハン
ダを滴下させる方法である（特願昭６１−１１０５０５
号）、シかしこの方法ではハンダ溶融部を形成するコテ
要素の先端付近特に各コテ要素の集合面付近に、溶融ハ
ンダのフラックスや不純物などの残渣が膜となって固着
することがあった。この膜が多く堆積するとコテ要素か
らハンダへの熱伝達率が著しく低下しハンダ付け温度が
変化してハンダ付けが不完全になったり不安定になると
いう問題が生じることが明らかになった。

（発明の目的） 本発明はこのような事情に鑑みなされたものであり、コ
テ要素に固着するハンダ残渣を簡単に除去し、常に安定
かつ良好なハンダ付け作業が行えるようにしたハンダ付
け装置を提供することを目的とする。

（発明の効果） 本発明によればこの目的は、少なくともハンダ接触部位
の表面がハンダ反撥材料で形成された複数のコテ要素を
集合してハンダ溶融部を形成し、このハンダ溶融部に供
給される一定量のハンダ片を前記ハンダ溶融部で一時保
持し溶融した後、前記コテ要素を互いに離隔させて溶融
ハンダをワークに滴下させることによりハンダ付けを行
うハンダ付け装置において、前記ハンダ片をハンダ供給
部からハンダ溶融部へ導く上下動可能なハングガイドと
、このハンダガイドに取付けられ前記ハンダ溶融部の上
方に位置するやすりとを備え、前記ハンダガイドとやす
りとを昇降させてやすりをコテ要素の集合面に摺接させ
つつコテ要素を研磨することを特徴とするハンダ付け装
置、により達成される。

（実施例） 第１図は本発明の一実施例の正面図、第２図は側面図、
第３図と第４図はそれぞれ分解斜視図、第５図はハンダ
供給部の斜視図、第６図はハンダカッタ部の断面図、第
７図はハンダガイド部付近の分解斜視図、第８図はその
中心線上での側断面図、また第９Ａ−Ｃ図はクレイドル
の動作説明図、第１０Ａ、Ｂ図はコテ要素の研磨動作説
明図である。

第１〜４図で符号１０は支持基板であり、不図示の基台
に垂直に固定されている。この支持基板１０は縦長であ
って、その前面の左側にはリニヤベアリングの軌道１２
が縦に固定され、この軌道１２には３つの移動体１２Ａ
、１２Ｂ、１２ｃが装着されている。各移動台１２Ａ−
Ｃはそれぞれベアリングを内蔵して軌道１２上で回転す
ることなく上下方向にのみ滑らかに移動する。支持基板
１０の右側には縦に長い窓１４が形成されている。

２０は上回動板であり最上部の移動体１２Ａに固定され
て上下動する。支持基板１０の上部右側には送りねじ２
２の上端がベアリングホルタ２４を介して保持される一
方、この送りねじ２２の下部が上下動板２０に固定され
たナツトホルダ２６に螺入されている。そしてこの送り
ねじ２２は支持基板１０上部に取付けられたステッピン
グモータ２８により回転される。この結果送りねじ２２
が回転するとナツトホルダ２６と一体の上回動板２０が
上下動することになる。なおモータ２８の左側にはファ
ンモータ３０が配設される（第１．２図）、このハンダ
付けは支持基板１０を後面として、上、前、左右の各面
がカバーで覆われる。

そしてファンモータ３０は外気をこのカバー内に導入し
てこのカバー内を下降させ、ハンダから発生する油煙を
外へ排出するように考慮されている。

４０はハンダガイド保持板である。この保持板４０は前
記リニヤベアリングの中間の移動体１２Ｂに固定され、
上回動板２０の切欠き部分２ＯＡから前方へ突出してい
る。この保持板４０の前端にはアーム４２が固定され、
このアーム４２の下端はこのハンダ付け装置の前面中央
付近に伸び、ここに後記ハンダガイド８０が固定される
。保持板４０は上回動板２０に固定されたエアシリンダ
４４により上下動される。すなわちエアシリング４４の
本体が上回動板２０に固定され、そのピストンロッドが
保持板４０の上面に連結されている。

５０は上回動板２０に固定されたハンダフィーダ取付板
である。この取付板５０は第４図に示すように上回動板
２０の右側面に固定されて前方へ突出する。この取付板
５０にはハンダ供給部５２が装着され、このハンダ供給
部５２は、後記のハンダガイド８０に一定長さにカット
したハンダ片５８Ａを供給する。第２．４図で５４はリ
ール支持腕であり、その一端は上回動板２０の背面に固
定され、支持基板１０の窓１４を通って後方へ延出して
いる。このリール支持腕５４にはハンダノール５６が保
持され、このリール５６から糸ハング５８が前方へ導か
れ、上回動板２０の切欠き部分２ＯＡに形成した窓２０
Ｂ（第４図）を通ってハンダ供給部５２に入る。

ハング供給部５２は第５図に示す送り部６０とカッタ部
６２とから成る。送り部６０はハンダ５８を挟む一対の
ローラ６４．６４と、その一方のローラ６４を駆動する
ステッピングモータ６６とを有する。このモークロロは
不図示の制御装置により所定のタイミングに所定量だけ
回転し、ハンダ５８を一定量だけカッタ部６２へ送る。

カッタ部６２は、保持板５０に固定されたコ字状のホル
ダ６８と、このホルダ６８の下板部に保持された筒状の
ボデー７０と、このボデー６８に上方から嵌入されたカ
ッタビン７２と、このカッタビン７２を上方へ復帰させ
るばね７４と（第６図）、ホルダ６２の上板部に保持さ
れカッタビン７２を押下するエアシリング７６とを有す
る。ボデー７０には送り部６０の両ローラ６４．６４間
に向って開くハンダ導入ロア８が形成されている。

従って送り部６０がハンダ５８を一定量送るとこのハン
ダ５８の先端がハンダ導入ロア８内に進太し、次に制御
装置はエアシリンダ７６にエアを供給してカッタビン７
２を下降させる。この時ハンダ５８の先端がカットされ
、カットされたハンダ片５８Ａがボデー７０から下方へ
落下する。

ハンダガイド８０は第７〜９図に示すようにボデー８２
を備える。ボデー８２には、上部が拡径して上下に貫通
する略じょうご状のガイド孔８４が形成され、その下部
にはスリーブ８６が接続されている。すなわちボデ−８
２下部にはスリ割りが形成され、このスリ割りを横断す
るビス８８（第７．８図）を締めることによってボデー
８２へ下方から嵌入されたスリーブ８６を固定している
。ガイド孔８４の上部には前後に貫通孔９０が形成され
、この貫通孔９０に第７図に示すクレイドル９２と一体
の軸体９４が挿入されている。このクレイドル９２はカ
ッタ部６２から落下するハンダ片５８Ａが入るハンダ受
けとなるものであり、その内面にはテフロン樹脂製のカ
ップ９６が装着されている。このカップ９６の内面には
細かい凹凸模様が形成され、ハンダ片５８Ａが付着しシ
こくくされている。

軸体９４の前端には半径方向にのびるアーム９８が固定
される一方、ボデー８４側にはストッパ１００が固定さ
れ、アーム９８はこのストッパ１００に当たる約１８０
’の範囲内で回動可能である。なおこのアーム９８が上
方でこのストッパ１００に当たる時には第９Ａ図のよう
にクレイドル９２は上方に開口し、アーム９８が下方に
来てストッパ１００に当たる時には第９Ｃ図のようにク
レイドル９２は下方に開口するように反転する。なおこ
のアーム９８の先端とストッパ１００との間にはコイル
ばね１０２が掛は渡され、クレイドル９２は第９Ａ図と
第９Ｃ図の両位置に安定する。

軸体９４の後端には互いに約９０’の角度をもって２本
のビン１０４．１０６が固定されている。これらのビン
１０４．１０６は第９Ａ図のようにクレイドル９２が上
に開口している時に斜め下に位置する。一方、上回動板
２０と一体のハンダフィーダ取付板５０には下方へのび
る腕１０８が固定され、この腕１０８の下端にはこれら
のビン１０４．１０６が当たるカムフォロワ１１０が取
付けられている。この結果エアシリンダ４４によって保
持板５０と共にハンダガイド８０が昇降されると、ビン
１０４．１０６がこのカムフォロワに当たり、クレイド
ル９２が第９Ａ図と第９Ｃ図の位置間で回動する。すな
わちハンダガイド８０を下降させる時にクレイドル９２
は反転する。

このハンダガイド８０のボデー８２にはハンダ片５８Ａ
の落下を確認するためのハンダセンサ１１２が取付けら
れている（第７．８図）、すなわち、ボデー８２にはガ
イド孔８４を横断する孔１１４が形成され、この孔１１
４の一端に発光素子１１２Ａが、他端に受光素子１１２
Ｂがそれぞれセンサ支持板１１６．１１８により固定さ
れている。この受光素子１１２Ｂがハンダ片５８Ａの通
過を検出すると制御装置はこの通過タイミングからタイ
マを積算し始め、後記のコテ要素１５６によるハンダの
溶融時間を管理する。

また、このハンダガイド８０のボデー８２にはガイド孔
８４内に空気を送る空気孔１２０が設けられている。こ
こから入る空気は、後記コテ要素１５６により溶融され
たハンダから立登る油煙がガイド孔８４内に付着するの
を防ぎ、ハンダ片５８Ａの円滑な落下を確保する。

なおこのボデー８２と、エアシリンダ４４および７６に
送られるエアは第２図に示すように外部から供給され、
切換弁１２０（第２図）によって断続される。

次にハンダ溶融部を形成するコテ要素につき説明する。

第３図において１３０は下回動板である。この下回動板
１３０は、前記リニヤベアリングの下の移動体１２Ｃに
固定されて上下動可能となっている。下回動板１３０は
その左端をコイルばね１３２により上回動板２０に吊ら
れる一方、その右端が長ボルト１３４により上回動板２
０に吊られている。この結果上可動板２０と下回動板１
３０とは一体となって上下動する。ここに長ボルト１３
４は上回動板２０の挿入孔内でスライド可能となり、後
記コテ要素１５６がワークに当たった時などにはコテ要
素１５６と共にこの下回動板１３０が上へ移動してワー
クを傷めないように対策されている。なおこの長ポルト
１３４にはばね１３６が縮装され、コテ要素１５６をワ
ークに押圧する際に適度な押圧力を発生させるようにな
っている。

下回動板１３０にはスライドレール１３８が水平に固定
され、このレール１３８に噛合ってスライドする移動体
１４０Ａ、１４０Ｂには左右一対のコテ支持板１４２　
（１４２Ａ、１４２Ｂ）が固定されている。また下回動
板１３０の背面にはステッピングモータ１４４が取付け
られ、このモータ１４４の軸は下回動板１３０を貫通し
て前方へのび、ここにエンコーダカム１４６およびカム
１４８が固定されている。エンコーダカム１４６は光セ
ンサ１５０によってモータ１４４の回転角度を検出する
ためのものである。カム１４８はダ円形で対称なカム形
状を持ち、このカム１４８には前記コテ支持板１４２に
取付けたカムフォロワ１５２　（１５２Ａ、１５２Ｂ）
が左右両側から転接する。なお両コテ支持板１４２は互
いに接近するようにばね１５４によって連結されている
（第３図）。

１５６　（１５６Ａ、１５６Ｂ）は一対のコテ要素であ
り、これらはコテ支持板１４２に取付角度および位置調
節可能に固定される。両コテ要素１５６は前記ハンダガ
イド８０のスリーブ８６下方で集合・離隔するように斜
めに取付けられ、正面視Ｖ字状のコテを形成する。コテ
要素１５６は内部にニクロム線ヒータを有し、表面がセ
ラミック、フッ素樹脂、ステンレスなどのハンダ反撥材
料で被覆されている。特にセラミックの場合に窒素ケイ
素を用いると、ハンダに対する耐浸透性が高く、またハ
ンダのヤニに含まれる塩酸などに対する耐薬品性が高く
、耐久性が優れたものとなる。

両コテ要素１５６の互いに対向する集合面には、満１５
８（第３図、一方のみ図示）が形成され、両コテ要素１
５６が集合した時に両者の溝１５８が対向してその間に
ハンダ溶融部が形成される。

このコテ要素１５６の集合面は、棒状のやすり１６０　
（１６０ａ、１６０ｂ）によって研磨される。すなわち
ハンダガイド８０のスリーブ８６には支持板１６２が固
定され、一対のやすり１６０はこの支持板１６２から垂
下するように固定されている。従ってこのやすり１６０
を下降させればやすり１６０はコテ要素１５６を左右に
押し開きつつ集合面に摺接する。

次にこの実施例の動作を説明する。先ずハンダ付けを行
うワークなコテ要素１５６の集合部の下方に位置させる
。この時ハンダガイド８０は第１．２図のように上昇位
置にあり、またコテ要素１５６は集合している。ハンダ
供給部５２の送り部６０が糸ハンダ５８を一定量送り、
エアシリンダ７６がカッタビン７２を押下すれば一定長
さのハンダ片５８Ａに切断されて落下する。そしてハン
ダガイド８０に設けたクレイドル９２内に入り停止する
。するとエアシリンダ４４にエアが送られてハンダガイ
ド保持板４０と共にハンダガイド８０が下降する。この
時軸体９４のピンｌ　Ｏ，４がカムフォロワ１１０に当
って軸体９４が第９Ｂ図のように回転する。ストッパ１
００の先端につながれたばね１０２が軸体９４の中心線
上にある不安定点を越えると軸体９４は一気に第９Ｃ図
の位置に回転する。この時クレイドル９２内のハンダ片
５８Ａがクレイドル９２の回転時の衝撃の助けも作用し
て落下し、ハンダガイド８０内のガイド孔８４およびス
リーブ８６に導かれて下降する。

このハンダガイド８０の下降位置ではスリーブ８６下端
はコテ要素１５６の集合部に近接しく第９Ｃ図）、この
スリーブ８６から落下するハンダ片５８Ａはこの集合部
に形成されたハンダ溶融部内に入り、加熱されて溶融す
るゆハンダガイド８ｏはハンダ片５８Ａを落下すると速
やかに上昇して第９Ａ図の状態で待機する。

ハンダ片５８Ａがガイド孔８４を落下する時に、受光素
子１１２Ｂがこの落下を検出するが、この信号に基いて
制御装置はタイマによる時間の計時を開始する。そして
所定時間が経つとモータ１４４を作動させてカム１４８
を回転させ、両コテ支持板１４２を押し開いてコテ要素
１５６を離隔させる。この”結果集合部の溝１５８で形
成されるハンダ溶融部内の溶融ハンダがワークの上に落
下し、ハンダ付けが行われる。

一方適宜回数のハンダ付け作業を行うと、ハンダのフラ
ックスや不純物の残渣がコテ要素１５６の溝１５８付近
に付着して硬化する。この場合には両カム要素１５６を
開きハンダガイド８ｏを降下させる。すると棒状のやす
り１６０ａ、１６０ｂが各コテ要素１５６Ａ、１５６Ｂ
をさらに左右に押し開きつつその集合面の溝１５８に摺
接する。この状態でハンダガイド８０と共にやすり１６
０を適宜回数上下動させれば、やすり１６０は固着した
残渣を削り取ることができる。

次にこの実施例の種々の動作モードを第１１〜１６図に
基づき説明する。

第１１図のモード１は、まずハンダ片５８Ａをハンダ供
給部５２からクレイドル９２に供給し待機する（ステッ
プ２００）。そしてハンダ付け開始信号に基づき（再ス
タート）、コテ要素１５６を閉じたまま下降させ、これ
と共にハンダガイド８０が下降する（ステップ２０２）
、下降中にクレイドル９２を反転してハンダ片５８Ａを
ガイド８０に落し込ミ（ステップ２０４，２０６）、所
定の一次下降位置までコテ要素１５６を下降させて待機
する（ステップ２０８）。ハンダ片５８Ａはステップ２
０６で落下するとハンダセンサ１１２がそれを検出し加
熱タイマが計時開始し、２つのコテ要素１５６の集合部
に形成される溶融部におけるハンダ片５８Ａの溶融時間
が所定の時間になると（ステップ２１０）、両コテ要素
が一度開いて溶融ハンダをワークに落下させた後間じる
（ステップ２１２）。その後コテ要素１５６は閉じたま
まさらに下降（二次下降）してワーク上のハンダに接近
しくステップ２１４）、所定時間再加熱する（ステップ
２１６）。そしてコテ要素１５６は上昇して復帰位置に
戻る（ステップ２１Ｂ）。

第１２図のモード２は、第１図のモードｌに対してステ
ップ２２０，２２２のみが異なり、溶融ハンダをワーク
に落した後再加、熱をするのに、コテ要素１５６を開い
たまま降下（二次降下）させるものである、このモード
２によれば再加熱する際にワーク上のハンダの山にコテ
要素１５６が接触するのを防止できる。

第１３図のモード３は、溶融ハンダをワークに落した後
コテ要素を上昇させて閉じ（ステップ２２４．２２６）
、Ｎび下降させてワークおよびハンダを再加熱してから
（ステップ２１６）コテを上昇復帰させるものである（
ステップ２１８）、このモード３によれば、溶融ハンダ
をワークに十分に接近させて落下させることによりハン
ダ付け位置を高精度に管理することができる。

第１４図のモード４は、コテ要素を開いてから（ステッ
プ２２８）下降させてワークに接近または接触させるこ
とによりワークを予熱しくステップ２３０．２３２）、
この予熱後にハンダ片をワークに落下させ付着させてか
ら（ステップ２３４）、さらに所定時間加熱するもので
ある（ステップ２３６）。このモード４によれば熱伝動
性が非常に高いワークにも良好にハンダ付けができる。

第１５図のモード５は、ワイヤを巻付けた起立ビンにハ
ンダ付けを行うものである。すなわちコテを開いた状態
で下降させ（ステップ２２８．２３０）、コテを閉じて
ビンを挟み（ステップ２３８）所定時間ビンを加熱する
（ステップ２４０）。このビンを挟むコテ要素の間にハ
ンダ片を落してハンダを溶融し、巻き付けたワイヤにハ
ンダを付ける（ステップ２４２）。そして、コテ要素を
開き（ステップ２４４）上昇復帰させる（ステップ２４
６）。

第１６図のモード６は、開いたコテ要素間からガイド８
０を下してワークに接近させ（ステップ２４８．２５０
）、ハンダ片をワークに載せた後（ステップ２５２）ガ
イド８Ｑを上方へ退避させて（ステップ２５４）コテ要
素を閉じ、閉じたコテ要素を下降させてワークを加熱し
ハンダを溶融させる（ステップ２５６．２５８．２６０
）。そして上方へ復帰させる（ステップ２６２）、この
モード６によればガイド８０をワークに接近させてハン
ダ片を落すので、非常に小さいハンダ片をコテ要素など
に付着させることな（確実にワークに付着させることが
できる。

（発明の効果） 本発明は以上のように、上下動可能なハンダガイドにや
すりを設け、このハンダガイドを下降させることによっ
てやすりをコテ要素の集合面に摺接させるものであるか
ら、コテ要素に固着するフラックスや不純物の残渣をや
すりで容易に削り取ることができる。このためハンダの
加熱が常に安定して行われ、良好なハンダ付けを行うこ
とが可能になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の正面図、第２図は側面図、
第３図と第４図はそれぞれ分解斜視図、第５図はハンダ
供給部の斜視図、第６図はハンダカッタの断面図、第７
図はハンダガイド部付近の分解斜視図、第８図はその中
心線上での側断面図、第９Ａ−Ｃ図はクレイドルの動作
説明図、第１０Ａ、Ｂ図はコテ要素の研磨動作説明図で
ある。また第１１〜１６図は種々の動作モードの流れ図
である。 ５２・・・ハンダ供給部、　　５８Ａ・・・ハンダ片、
８０・・・ハンダガイド、　　１５６・・・コテ要素、
１６０・・・やすり。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 少なくともハンダ接触部位の表面がハンダ反撥材料で形
   成された複数のコテ要素を集合してハンダ溶融部を形成
   し、このハンダ溶融部に供給される一定量のハンダ片を
   前記ハンダ溶融部で一時保持し溶融した後、前記コテ要
   素を互いに離隔させて溶融ハンダをワークに滴下させる
   ことによりハンダ付けを行うハンダ付け装置において、 前記ハンダ片をハンダ供給部からハンダ溶融部へ導く上
   下動可能なハンダガイドと、このハンダガイドに取付け
   られ前記ハンダ溶融部の上方に位置するやすりとを備え
   、前記ハンダガイドとやすりとを昇降させてやすりをコ
   テ要素の集合面に摺接させつつコテ要素を研磨すること
   を特徴とするハンダ付け装置。