JPH0567873A - 自動はんだ付け装置の制御システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は自動はんだ付け装置の制御システム
に関し、処理状態と不良発生の関係がより精密に解析可
能で、不良発生が低減できる制御システムの実現を目的
とする。 【構成】 フラックス塗布工程１、予熱工程２及びはん
だ槽浸漬工程３を順に行う自動はんだ付け装置の制御シ
ステムであって、フラックス制御手段４、予熱制御手段
５、及びはんだ槽制御手段６を備える自動はんだ付け装
置の制御システムにおいて、プリント回路基板毎に、各
工程での処理を行った時点に対応する状態を記録する個
別状態記録手段７を備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、プリント回路基板をは
んだ槽に浸漬してはんだ付けを行うディップ（Ｄｉｐ）
方式の自動はんだ付け装置の制御システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】プリント回路基板のはんだ付け処理を自
動的に行う自動はんだ付け装置が広く使用されている。
はんだ付けの方式としてはベイパはんだ付け方式やリフ
ローはんだ付け方式等があるが、従来から広く用いられ
ている方式に、部品を取り付けたプリント回路基板の下
面を溶融したはんだ槽に浸漬するディップはんだ付け方
式がある。

【０００３】ディップ方式の自動はんだ付け装置は、図
５に示すように、まずはんだ付け部分の酸化膜の除去や
酸化防止及びはんだの表面張力低下のために、フラック
ス塗布工程１でフラックスを塗布する。次いで予熱工程
２で予備加熱を行った後に、はんだ槽浸漬工程３で溶融
したはんだ槽にプリント回路基板の下面を浸漬する。実
際にはその後に冷却工程及びフラックスを除去する洗浄
工程を行う。

【０００４】自動はんだ付け装置は部品の取り付けられ
たプリント回路基板をベルト等に載置して、図５に示す
工程を順に行う。はんだ付け処理においては、はんだ付
け不良の発生という問題があり、はんだ付け後の検査に
よりはんだ付け不良が発生したプリント回路基板を発見
し、修理を行う等の処理で対処している。しかし検査時
には問題が無くても、はんだ付けが不充分であったため
に出荷後問題を生じることがある。

【０００５】良好なはんだ付けを行うためには適切なは
んだやフラックスの選定の他に、各工程の処理を良好な
状態の下に行うことが重要である。この状態の項目に
は、例えばはんだ槽の温度、波高、予熱部の温度、フラ
ックスの比重や水分量及びプリント回路基板の搬送速度
が含まれる。そのため図５に示すように各工程での状態
を検出し、設定値に近づけるようにフィードバック制御
するフラックス制御手段４、予熱制御手段５及びはんだ
槽制御手段６が備わっている。搬送速度は回転数が一定
であるモータを使用すれば一定に保持されるのでここで
は省略した。

【０００６】図５に示した各工程の制御手段は、実際に
はマイクロコンピュータにより実現しており、状態の各
項目を検出するセンサからの出力信号を読み取って設定
値と比較し、比較結果に基づいてヒータ等の状態を変化
させる手段を制御する。検出する状態の項目の内には、
フラックスの比重等投入する材料によって決められるた
め検出するだけで制御されない項目もある。

【０００７】自動はんだ付け装置の制御システムは、上
記のように状態の各種項目をセンサにより検出してお
り、使用者にその時の状態を知らせるためＣＲＴ等の表
示装置に検出した各項目の値を表示するものが多い。そ
して検出値があらかじめ定められた良好なはんだ付けが
行なえる範囲を越えた場合には、警告等を発生して処理
を停止するようにしている。

【０００８】更により詳細に工程管理を行うため、たと
え検出値が上記の範囲内であっても、検出値を記録して
はんだ付け不良、特に出荷後の不良発生との関連を調べ
ることが望ましい。そこで表示される検出値を基板がは
んだ付け装置に投入される時点といったような一定サイ
クルで記録しておき、不良発生と対応づけることが行わ
れている。この記録は手作業によって行われることもあ
ったが、一定サイクルで検出値を磁気デイスク等の記憶
手段に記憶するのが一般的である。

【０００９】上記のように検出値を一定サイクルで記録
しているため、不良が発生したプリント回路基板の製造
された時間がわかれば、そのプリント回路基板がどのよ
うな状態ではんだ付けされたかが判明する。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】現在のところ上記のよ
うに処理開始や処理の中間時点の検出値を記録して、製
造したプリント回路基板と対応付けている。しかしプリ
ント回路基板がはんだ付け装置の全工程を通過するには
ある程度の時間を要するため、工程によっては記録した
検出値と基板が実際に処理された状態が完全には一致せ
ず詳細なデータ解析が行えないという問題がある。

【００１１】特にはんだ付け装置の場合、プリント回路
基板自体が通過することにより状態が変動したり、はん
だやフラックスの供給により状態が一時的に大きく変化
するといった現象が発生するため、記録した検出値と実
際に処理された状態との差が大きくなることがあるとい
う問題が発生し易い。本発明は、上記問題点に鑑みてな
されたものであり、はんだ付け処理時の状態の検出値と
はんだ付けされたプリント回路基板の不良発生との対応
関係がより精密に解析できるような自動はんだ付け装置
の制御システムの実現を目的とする。

【００１２】本発明の自動はんだ付け装置の制御システ
ムは、上記問題点を解決するため、記録する検出値をプ
リント回路基板が実際に各工程で処理された時の値とし
て、プリント回路基板と対応づけて記録する。図１１は
本発明の自動はんだ付装置の制御システムの基本構成を
示す図である。すなわち本発明の自動はんだ付け装置の
制御システムは、プリント回路基板に対して、フラック
ス塗布工程１、予熱工程２及びはんだ槽浸漬工程３の各
工程を順に行う自動はんだ付け装置の制御システムであ
って、フラックス塗布工程１の状態を検出して所定範囲
内に保持するように制御するフラックス制御手段４、予
熱工程２の状態を検出して所定範囲内に保持するように
制御する予熱制御手段５、及びはんだ槽浸漬工程３の状
態を検出して所定範囲内に保持するように制御するはん
だ槽制御手段６を備える自動はんだ付装置の制御システ
ムにおいて、プリント回路基板毎にフラックス塗布工程
１、予熱工程２及びはんだ槽浸漬工程３の各工程での処
理を行った時点に対応する状態を記録する個別状態記録
手段７を備える。

【００１３】

【作用】実際にプリント回路基板が処理された時点の処
理状態が記録されるためより精密な解析が可能になる。
しかも記録するデータ量は同じであり、データ量が増大
することもない。

【００１４】

【実施例】本発明の実施例の構成を図２に示す。図２に
おいて、１１ははんだ付け処理が行われるプリント回路
基板である。１２は液状フラックス槽であり、ノズル１
３からスプレ方式で塗布される。フラックスの塗布方法
には、他に刷子塗布やフロー式があり、どのようなもの
でも良い。液状フラックス槽１２内のフラックスの水分
量と比重がモイスチャセンサ１４と比重計１５により検
出される。これらの検出値は投入される材料で決定され
るため、投入する材料の管理が重要であり、ここでは制
御されない。更に液状フラックスの温度を検出し、これ
を制御することもある。

【００１５】１６は予熱用のヒータであり、温度計１７
で検出した温度に基づいてヒータ１６を制御して予熱部
を一定温度に保持する。１８は溶融したはんだを入れた
槽であり、温度計１９により温度が検出され、一定温度
に保持するようにヒータ等の加熱手段が制御される。但
しここでは加熱手段は図示していない。他に溶融したは
んだの表面の波高を渦電流により検出する波高計２０が
ある。

【００１６】２１は速度計で、プリント回路基板１１の
搬送速度を検出する。ここでは搬送速度は一定であり、
一箇所で測定すれば良い。２２は装置全体の制御を行う
マイクロコンピュータであり、検出した状態を表示装置
２３へ表示し、操作者の指示を読み取って制御を行う。
またこの装置では、フラックス塗布工程に入るプリント
回路基板を、プリント回路基板に印された識別用のバー
コードを読み取って識別し、管理している。

【００１７】図２の実施例では、状態の検出項目として
フラックスの水分量と比重、予熱温度、はんだ槽の温度
と波高を検出するようにしているが、他に検出項目を増
やすことも当然あり、また予熱温度やはんだ槽の温度は
検出する位置により異なるので検出点を複数にする場合
もある。図２の構成でプリント回路基板の搬送と状態検
出の時間的流れを示したのが図３である。図３に示すよ
うに基板は一定速度で搬送されるが、生産性を向上する
ため前の基板の処理が終了しなくとも、次々に新しい基
板が投入れる。そのためこの場合は、処理の開始点と終
了点の間には最大三枚の基板が存在する。

【００１８】状態の検出は、基板の先端が図の位置を通
過した時に行われ、予熱温度及びはんだ槽の温度は二度
検出される。そのため例えばはんだ槽についていえば、
基板がはんだ槽に入る前と浸漬処理が終了した後の状態
が検出されるため、浸漬による温度変化も検出できる。
いずれにしろプリント回路基板の搬送に伴って、それぞ
れの工程での処理が実際に行われた状態に対応する検出
が行われ、基板毎にまとめて記録される。

【００１９】ではマイクロコンピュータが図３に示すよ
うな位置での検出を行うための処理について簡単に説明
する。マイクロコンピュータは他に多くの処理も行って
いるため、タイマ割込により検出値の読み取りと記憶を
行うことが望ましい。前述のように全工程内には最大で
三枚の基板が存在することがあるためタイマを三個設け
る。そして図３に示すように、工程開始から順にｔ₁ か
らｔ₇ までの時間毎に割込信号が発生するように設定
し、割込信号発生に応じて所定の検出器から値を読み取
り記憶する。

【００２０】上記のことを三個のタイマについて基板が
開始点を通過したことを検出する毎に順に行い、工程の
終了したタイマはリセットして再びリセットして順繰り
に使用する。図４は検出した状態を使用者に知らせるた
めの表示例であり、（ａ）はその時点の各検出項目の現
在値を設定値と比較して下したもので、右のグラフはそ
の変化を示す。これは従来の例と同じである。

【００２１】図４の（ｂ）は本発明の装置特有の表示で
あり、各基板について図３のようなタイムチャートで検
出した値が一まとめにして表示されるので、実際に処理
された状態が明確に示され、データ解析が容易になる。

【００２２】

【発明の効果】本発明によりプリント回路基板が実際に
処理された状態に対応した形でデータが記録されるた
め、精密なデータ解析が可能になり、はんだ付け不良の
発生を低減できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の自動はんだ付け装置の制御システムの
基本構成を示す図である。

【図２】本発明の実施例の構成を示す図である。

【図３】図２の実施例での基板の搬送と状態検出のタイ
ムチャートである。

【図４】制御システムにおいて、検出した状態を表示す
る表示例を示す図である。

【図５】従来の自動はんだ付け装置の制御システムの構
成を示す図である。

【符号の説明】

１…フラックス塗布工程 ２…予熱工程 ３…はんだ槽浸漬工程 ４…フラックス制御手段 ５…予熱制御手段 ６…はんだ槽制御手段 ７…個別状態記録手段

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 プリント回路基板に対して、フラックス
   塗布工程（１）、予熱工程（２）及びはんだ槽浸漬工程
   （３）の各工程を順に行う自動はんだ付け装置の制御シ
   ステムであって、 該フラックス塗布工程（１）の状態を検出して、所定範
   囲内に保持するように制御するフラックス制御手段
   （４）、 該予熱工程（２）の状態を検出して、所定範囲内に保持
   するように制御する予熱制御手段（５）、及び該はんだ
   槽浸漬工程（３）の状態を検出して、所定範囲内に保持
   するように制御する槽制御手段（６）を備える自動はん
   だ付け装置の制御システムにおいて、 プリント回路基板毎に、該フラックス塗布工程（１）、
   該予熱工程（２）及びはんだ槽浸漬工程（３）の各工程
   での処理を行った時点に対応する状態を記録する個別状
   態記録手段（７）を備えることを特徴とする自動はんだ
   付け装置の制御システム。