JPH035069A - 自動半田付け装置 - 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】 産業上の利用分野 本発明は、自動半田付り装置に係り、特に基板を保持し
たキャリアを搬送方向と直交する方向の垂直面内で傾斜
させた状態で、基板を搬送するに従い水平方向の位置が
次第に上昇するように搬送すると共に、基板搬送方向に
対して水平面内で非直角方向に傾斜して噴流式半田槽を
配設し、基板の下面と噴流式半田槽のノズルとの距離が
ノズルの全長にわたって略等しくなるようにして良好な
半田付けを行わせると共に、半田付けの終了した基板を
キャリアと共に基板搬入部に返送するようにした自動半
田付は装置に関する。

従来の技術 基板を保持したキャリアを搬送しながら半田付けを行っ
た後、該キャリアを返送装置により返送する従来の自動
半田付は装置においては、基板を水平に保持しながら搬
送し、該基板の搬送方向に対して直角方向に配設した噴
流式半田槽から溶融半田を噴出させて半田付けする装置
が採用されているが、該従来装置によると基板の下面か
ら溶融半田が離れるいわゆる半田切れの際、基板は下に
凸に反る傾向があるので、溶融半田が基板の幅方向の中
央部において基板から離れるため、該中央部に近接して
配置された電子部品のリード線が一緒に半田イ」けされ
てしまうブリッジ、ツララ及びボタツキが発生し易く、
従って半田付は性能が悪く、完成基板が不良となってし
まう場合があるという欠点があった。特に最近の高密度
実装の基板においてはリード線間のピンチが小さく、最
小ピッチの基板、例えばピンチ０．５ｍ程度の基板では
上記した半田付は不良が発生し易く、完成基板の信頼性
からも大きな問題であり、該不良半田例ＬＪ基板は手作
業で修正しなければならず作業効率が悪いという欠点が
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、基板を保持
するキャリアを基板搬送方向の垂直面内で傾斜させた状
態で、該基板を搬送するに従い水平方向の位置が次第に
上昇するように搬送すると共に、該基板搬送方向に対し
て水平面内で非直角方向に傾斜して配設した噴流式半田
槽のノズルから噴出する溶融半田に基板の下面を接触さ
せて半田付けすることにより、基板下面とノズルとの距
離を該ノズルの全長にわたって略等しくし、基板と溶融
半田の接触条件を基板の全面にわたって同一の理想的な
条件とすることであり、これによって半田付は性能を向
上させることである。

また他の目的は、基板の搬送方向に対して直角方向成分
の溶融半田の流れを生じさせながら半田付けすることに
より、半田切れを基板の進行方向と直角方向の一端で行
わせて半田が基板の幅方向の中央部に集中することを防
止してブリッジ、ツララ及びボタツキ等の半田付は不良
を防止することであり、またこれによって基板の修正作
業をなくし作業効率を向上させることである。更に他の
目的は、半田付けの終了したキャリア及び基板を搬送装
置の下方に配設した返送装置により返送することにより
、１箇所で１人が基板の搬入及び搬出を行えるようにし
て、作業効率を向上させることである。

構成 要するに本発明は、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すると共に前記基板を
保持するキャリアを前記基板搬送方向と直交する方向の
垂直面内で傾斜させて搬送する搬送装置と、該搬送装置
の前記キャリア搬送終端側において前記搬送されたキャ
リアを積載して下降し前記搬送装置の下方に配設された
コンベアにより前記キャリアを前記基板搬送装置の搬送
方向と逆の方向に搬送した後上昇させて前記搬送装置の
キャリア搬送始端側に前記キャリアを戻す返送装置と、
前記搬送装置の下方に配設され前記基板を予備加熱する
ヒータと、該ヒータの前記基板搬送方向下流側に前記搬
送方向に対して水平面内で非直角方向に傾斜して配設さ
れ熔融半田を噴出する噴流式半田槽とを備え、前記基板
を保持するキャリアを循環させながら連続的に搬送する
と共に前記搬送装置により搬送される基板の下面と、前
記噴流式半田槽の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
図及び第２図において、自動半田付は装置１は、搬送装
置２と、返送装置３と、ヒータ４と、噴流式半田槽５と
を備えている。

搬送装置２は、第３図をも参照して、基板６（第３図）
を爪８ａで挟持して保持するキャリア８を搬送するもの
であって、一対のスプロケット９Ａ、９Ｂに巻き掛けら
れたチェーン１０をモータ１１により一対のギヤ１２を
介して減速して走行させるように構成され−ζいる。チ
ェーン１０には係合片１３が複数個固定されており、該
保合片をキャリア８の一方の側面８ｂに係合させて矢印
入方向に移動させるようになっている。キャリア８の他
方の側面８Ｃはチェーン１０と平行に、かつチェーン１
０よりも上方に基台１４に固着して配設したガイドレー
ル１５上に載っており、チェーン１０の矢印入方向への
走行に伴なってガイドレール１５上を摺動してキャリア
８が移動するようになっている。

返送装置３は、半田付けの終了したキャリア８を搬送装
置２の始端側２ａに返送するものであって、搬送装置２
の始端側２ａ及び終端側２ｂにはには夫々２本のガイド
棒１６に嵌合して案内されながら」１下方向（矢印Ｉ３
及びＤ方向）に移動自在とした昇降台１８Ａ、１８Ｂが
配設され、該昇降台の先端にはキャリア８の側面８ｂ、
８ｃを上面で保持するための２木の腕１８ａ、１８ｂか
二叉状に形成されている。また２台の昇降台１８Ａ。

１８Ｂの間にはプーリ１９及び２０に巻き掛けられた２
本のヘルド２１がキャリア８の幅寸法よりもわずかに小
さい間隔に設定されたコンベア２２が配設されていて、
該２本のヘルド上にキャリア８を積載するようになって
いる。そして２本のヘルド２１ば、モータ２３により一
対のギヤ２４を介して駆動されるように構成されている
。

上記搬送装置２及び返送装置３の各所には、第４図に示
す如く、例えばマイクロスインチからなる多数のセンサ
ＬＳ、〜ＬＳｚが設置され、夫々のセンサからの信号を
受信して制御装置２５がモータ１１．２３等を制御する
ように構成されているが、該センサの設置位置及び作動
については後述する。

搬送装置２の下方に配設されたフラクサ２６は、搬送す
る基板６の下方に配設されて基板６の要半田付は箇所に
半田が付着し易いようにフラフクスを塗布するものであ
り、基板６の搬送方向（矢印Ａ方向）に対して水平面内
で略４５°の角度で傾斜して配設されている。

ヒータ４ば、基板６を所定の温度（例えば約１１０°Ｃ
）まで予備加熱するもので、約１ｍの長さにわたって電
熱器２８が配置されており、本実施例では噴流式半田槽
５の水平面内での傾斜に合わせてヒータ４の前端部４ａ
において該ヒータの長さが次第に長く、また後端部４ｂ
において次第に短かく構成することで予備加熱する時間
を基板６の全面で同じ時間とし、基板６を均一に加熱す
るようになっている。

噴流式半田槽５は、１次半田槽２９と２次半田槽３０と
からなり、両半田槽には図示しないヒータで溶解された
溶融半田（図示せず）が貯えられ、夫々モータ３１、プ
ーリ３２、ヘルド３３及びプーリ３４を介して駆動され
るインペラ３５により各々のノズル３６及び３８から溶
融半田を噴出して搬送される基板６の下面６ａに接触さ
せて半田付けするようになっている。１次半田槽２９及
び２次半田槽３０のノズル３６及び３８は基板６の搬送
方向（矢印Ａ方向）に対して水平面内で略４５°傾斜し
て配設され、また１次半田槽２９のノズル３６内には該
ノズルの長手方向に沿って平行回転板３９が配設され、
モータ４０で回転さ−ｌられることによりノズル３６か
ら噴出する溶融半田にパルス状の波を発生させるように
構成されている。

また、噴流式半田槽５の下流側には半田４＝Ｊけされて
高温となった基板６を冷却する冷却ファン４１が、また
本体カバー４２の上部に半田イ４けの際発生するガス、
煙等を排出する排気ファン４３が配設されている。

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
２９及び３０内の半田はヒータ（図示せず）に通電する
ことで加熱されて熔融し、モータ３１がベルト３３を介
してインペラ３５を回転させ、溶融半田を夫々のノズル
３６及び３８から上方に噴出する。ノズル３６から噴出
す０ るン容融半田にはモータ４０で駆動され溶融半田中で回
転する平行回転板３９が作用して噴流半田にパルス状の
波を発生させ、またノズル３８の近傍には案内板（図示
せず）が配置され、これにより案内されてノズル３８か
ら噴出する熔融半田の波頭は平坦部が形成されている。

第３図及び第４図も参照して、モータ１１が始動すると
、その回転運動は一対のギヤ１２を介してチェーン１０
に伝達され、該チェーンが第４図において時計方向に回
転して走行する。チェーン１０に固定された保合片１３
がキャリア８の一方の側面８ｂ側を矢印入方向に移動さ
せるので、キャリア８も他方の側面８Ｃ側がガイドレー
ル１５により案内されながら摺動して矢印入方向に移動
する。そしてキャリア８の多数の爪８ａに挾持された基
板はキャリア８と共に搬送されてフラクサ２６で基板６
の要半田付は箇所にフラックスが塗布される。フラクサ
２６は基板搬送方向に対して水平面内で略４５°傾斜し
て配設されているので実質的なフラックス塗布開口面積
は実際の開口面１ 積の約１．４倍の広さで作用し、効率的にフラックスの
塗布が行われる。

フラクサ２６で前処理された基板６は、更にヒータ４の
」１方を１１送されながら約１１０℃まで徐々に予備加
熱される。ヒータ４の前端部４ａ及び後端部４ｂは噴流
式半田槽５と平行に水平面内で略４５°傾斜させである
ので、基板６の予備加熱時間及び加熱が終了してから半
田槽５に達するまでの時間が基板６のすべての部分で等
しくなり、基板６に温度のバラツキが生しることはない
。

基板６が１次半田槽２９まで搬送されると、１次半田付
けされるが、ノズル３６から噴出する溶融半田には前述
した如くパルス状の波が発生しているので、フラックス
が加熱されて生ずるガスは該パルス波により基板６の下
面６ａから効率的に排除されて基板６を均一に溶融半田
で濡らす。次いで平坦部の溶融半■１の波頭を持つ２次
半田槽３０において基板６は理想的な半田付は時間であ
る約３秒間溶融半田と接触して半田付りが行われる。

２ 半田槽５は基板６の搬送方向（矢印入方向）に対して水
平面内で略４５°傾斜しているので、ノズル３６及び３
８から噴出する溶融半田の流れは、基板６に対して相対
的に搬送方向（矢印Ａ方向）と略直角方向の成分の流れ
を生じながら半田付けすることになり、半田切れは第１
図において基板６の進行方向左端から始まり右端で終了
する。従って溶融半田が基板６の幅方向の中央部に集中
することがなくなり、該中央部におけるブリッジ、ッラ
ラ及びボクツキ等の半田付は不良の発生が防止される。

半田付けされた基板６は、冷却ファン４１で冷却された
後搬送装置２の終端側２ｂに搬送される。

次に主に第２図及び第４図を参照して返送装置３の作用
につき説明する。搬送装置２の終端側２ｂのチェーン１
０及びガイドレール１５の延長線上に夫々配設され、輔
４４を中心として揺動自在とされた一対の第１のキャリ
ア保持台４５ば通常開じている状態（矢印Ｆ方向に揺動
した状態）にあり、搬送装置２て搬送されたキャリア８
が第■のキャリア保持台４５の保持面４．５　ａ上に矢
印Ａ方向に搬送されて積載されると、マイクロスイッチ
ＬＳ、がキャリア８により押されて信号を送出し、制御
装置２５は図示しない駆動装置を作動させて第１のキャ
リア保持台４５を矢印Ｅ方向に回動させて上昇位置にあ
る昇降装置１８Ａの二叉状の腕１８ａ、１８ｂ上にキャ
リア８を積載する。

第１のキャリア保持台４５が矢印Ｅ方向に回動すること
によりマイクロスインチ’Ｓ２　、　ＬＳ、が押される
と、昇降装置１８Ａが下降（矢印Ｂ方向）する。昇降装
置１８Ａが２本のヘルド２１の間を通過して更に下降す
ると、キャリア８はモータ２０により常時矢印Ｃ方向に
駆動されているヘルド２１上に載り矢印Ｃ方向への移動
が始まる。一方昇降装置１８Ａは更に下降してマイクロ
スイッチ１、Ｓ４を押し、第１のキャリア保持台４５を
矢印Ｆ方向に回動させて元の状態に戻して次のキャリア
８を受は入れる準備が完了する。

コンベア２２により矢印Ｃ方向に１般送されるギヤリア
８がマイクロスイッチＬＳ、を押ずと、該マ３ ４ イクロスイソチ下方に配設されたストップアップ４６が
」１昇してキャリア８をコンベア２２から浮き上がらせ
てそのわずか上方に保持して該キャリアの１般送を一時
中断させると共に、搬送装置２の始端側２ａに配設した
昇降装置１８Ｂを下降させ、該下降によりマイクロスイ
ッチＬＳ、が押されると、ストップアップ４６が下降し
てキャリア８を再びコンベア２２に載せ、キャリア８が
矢印Ｃ方向に搬送されて昇降装置１８Ｂに積載される。

キャリア８が所定位置に積載されてマイクロスイッチＬ
Ｓ、を押すと、第２のキャリア保持台４８が矢印Ｅ方向
に回動していてキャリア８を上下方向に通過させ得る状
態にあることをマイクロスイッチＬＳ［ｌ　、　ＬＳ、
が押されていることによって確認して昇降装置１８Ｂを
上昇（矢印り方向）させる。

所定位置まで上昇してマイクロスイッチＬＳ、。が押さ
れると、第２のキャリア保持台４８が矢印Ｆ方向に回動
してキャリア８の下面を保持する。

作業者が半田（＝Ｊけの完了した基板６を取り外し、新
しい基板６をキャリア８に積載すると、チエ５ −ン１０が再びキャリア８を矢印Ａ方向に１般送してマ
イクロスイッチＬＳ＋＋が押される。すると第２のキャ
リア保持台４８が矢印Ｅ方向に回動して次の作動の準備
をする。

このようにして基板６を保持したキャリア８を順次連続
して搬送して半田付りが行われる。

効果 本発明は、上記のように基板を保持したキャリアを基板
搬送方向の垂直面内で傾斜させた状態で、基板を搬送す
るに従い水平方向の位置が次第に上昇するように搬送す
ると共に、基板搬送方向に対して水平面内で非直角方向
に傾斜して配設した噴流式半田槽のノズルから噴出する
溶融半田に基板の下面を接触させて半田イ」けするよう
にしたので、基板下面とノズルとの距離を該ノズルの全
長にわたって等しくでき、基板と溶融半田の接触条件を
基板の全面にわたって同一の理想時な条件にすることが
できる効果がある。またこれにより半田付は性能を向上
させることができる効果がある。

更に基板の搬送方向に対して直角方向成分の溶融６ 半田の流れを生じさせながら半田付けするようにしたの
で、半田切れを基板の進行方向と直角方向の一端で行わ
せて半田が基板の幅方向の中央部に集中しないようにす
ることができるためブリッジ、ツララ及びボタツキ等の
半田付は不良を防止できる効果がある。またこの結果基
板の修正作業をなくして作業効率を向上させることがで
きる効果がある。また半田付けの終了したキャリア及び
基板を返送するようにしたので１箇所で１人が基板の搬
入及び搬出を行うことができ、作業効率を向上させるこ
とができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例に係り、第１図は自動半田イ」け
装置の全体を示す平面図、第２図は同じく側面図、第３
図は第１図のｍ−ｍ矢視縦断面図、第４図はキャリアの
搬送及び返送状態を示す機構概略図である。 ■は自動半田イ」け装置、２は搬送装置、２ａは始端側
、２ｂは終端側、３は返送装置、４はヒータ、５は噴流
式半田槽、６は基板、６ａは下面、８はキャリア、２２
はコンベア、３６．３８はノズルである。

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
   に上昇するようにすると共に前記基板を保持するキャリ
   アを前記基板搬送方向と直交する方向の垂直面内で傾斜
   させて搬送する搬送装置と、該搬送装置の前記キャリア
   搬送終端側において前記搬送されたキャリアを積載して
   下降し前記搬送装置の下方に配設されたコンベアにより
   前記キャリアを前記基板搬送装置の搬送方向と逆の方向
   に搬送した後上昇させて前記搬送装置のキャリア搬送始
   端側に前記キャリアを戻す返送装置と、前記搬送装置の
   下方に配設され前記基板を予備加熱するヒータと、該ヒ
   ータの前記基板搬送方向下流側に前記搬送方向に対して
   水平面内で非直角方向に傾斜して配設され溶融半田を噴
   出する噴流式半田槽とを備え、前記基板を保持するキャ
   リアを循環させながら連続的に搬送すると共に前記搬送
   装置により搬送される基板の下面と、前記噴流式半田槽
   の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構成したことを特徴とす
   る自動半田付け装置。 ２　前記噴流式半田槽の前記基板搬送方向に対する水平
   面内での傾斜角度を略４５゜としたことを特徴とする請
   求項１に記載の自動半田付け装置。