JPH06198424A - リフロー半田付け装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 電子部品をプリント基板に半田付けするリフ
ロー半田付け装置において、基板搬送コンベアからの基
板落下を確実に検出し、落下した基板が発火する危険を
なくすことができる基板落下検出方法とこれを用いたリ
フロー半田付け装置を提供する。 【構成】 リフロー半田付け装置には、基板落下を検出
し落下基板を搬出するために、落下基板搬送コンベア７
の振動を検出するための振動検出センサ６と、振動が基
板の落下によるものかどうかを判定する判定器１２と、
判定結果に従ってドライバ１４に操作命令を出力するＣ
ＰＵ１３と、操作命令により駆動モータ８を駆動するド
ライバ１４を設ける。従って、基板が落下基板搬送コン
ベア７へ落下した時の振動を検出し判定することにより
基板落下を検出することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子部品をプリント基
板に半田ペーストを用いて半田付けするのに際し、半田
ペーストを加熱、溶融するリフロー半田付け装置に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、リフロー半田付け装置における基
板落下の検出方法として透過型光電センサを装備し、こ
れの動作により基板が落下したことを検出する方法がよ
く用いられている。

【０００３】以下、図面を参照しながら上述した従来の
リフロー半田付け装置の一例について説明する。図１０
は電子部品実装工程におけるリフロー半田付け装置の位
置づけを示すものである。図６は従来のリフロー半田付
け装置の全体構成を示す概略図である。図６において１
は筐体である。２は基板、３は基板搬送コンベアで基板
２をリフロー半田付け装置の入口から出口へ搬送する。
４は駆動モータで基板搬送コンベア３を駆動する。５は
スプロケットで基板搬送コンベア３の動きに応じて回転
する。６は透過型光電センサ（投光側）、７は透過型光
電センサ（受光側）であり、透過型光電センサ（投光
側）６から投光される光を透過型光電センサ（受光側）
７で受光する。８は落下基板搬送コンベアである。９は
駆動モータで落下基板搬送コンベア８を駆動する。１０
はスプロケットで落下基板搬送コンベア８の動きに応じ
て回転する。１１は落下基板取り出し口、１２は案内板
である。１３はセンサ信号入力ボード、１４はＣＰＵで
あり、１５はドライバである。ＣＰＵ１４はドライバ１
５へ操作命令を出力し、ドライバ１５はその操作命令に
より駆動モータ９を駆動する。

【０００４】以上のように構成されたリフロー半田付け
装置について、以下その動作について説明する。

【０００５】まず、基板搬送コンベア３は駆動モータ４
により常に矢印Ｘ方向に回転しており基板２をリフロー
半田付け装置の入口から出口へ搬送する。透過型光電セ
ンサ（投光側）６から透過型光電センサ（受光側）７へ
は常に光が到達している。透過型光電センサ（投光側）
６から透過型光電センサ（受光側）７へ到達する光量が
充分な場合は基板は落下していないものとして駆動モー
タ９は駆動せず、落下基板搬送コンベア８も動作しな
い。

【０００６】基板２が基板搬送コンベア３によりリフロ
ー半田付け装置の入口から出口へ搬送されている途中で
基板搬送コンベア３から落下すると、落下途中の基板は
透過型光電センサ（投光側）６と透過型光電センサ（受
光側）７の間を通過する。このとき、透過型光電センサ
（受光側）７が透過型光電センサ（投光側）６から受け
る光量が減少する。そのことにより基板が落下したこと
を検出し、基板落下検出信号をセンサ信号入力ボード１
３に送り、センサ信号入力ボード１２はＣＰＵ１４に落
下検出信号を出力する。ＣＰＵ１４は、この落下検出信
号に基づいてドライバ１５に、駆動モータ９に対する操
作命令を出力する。ドライバ１５はこの操作命令を受け
て駆動モータ９を、落下した基板が案内板１２に到達す
るのに充分な時間駆動させる。落下した基板は案内板１
２により落下基板取り出し口１１へ案内される。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記のよ
うな構成では、受光側の透過型光電センサの受光量を減
少させることにより落下する基板を検出しようとしてい
るため基板が薄い場合は落下する基板を検出しない場合
がある。一般に投光側の透過型光電センサの光は図７の
ように拡がる。また、受光側の透過型光電センサが物体
を検出するためには図８のように少なくとも受光面の５
０％は光を遮断する必要がある。基板の厚さが０．８mm
のものを検出する場合、受光面の幅は１．６mm以下であ
る必要があるが、受光面の幅が１．６mm以下の透過型光
電センサで検出距離がリフロー半田付け装置の基板搬送
コンベアの距離以上のものはなく、図９のように通常の
落下では基板は斜めに傾いて落下すると仮定し、検出距
離がリフロー半田付け装置の基板搬送コンベアの距離以
上のものを使用している。

【０００８】また、落下する基板を検出できなかった場
合、落下基板はリフロー半田付け装置内に長時間放置さ
れることになり落下基板が発火する危険がある。

【０００９】更に、基板が落下するのは搬送３万枚に１
枚以下のことであり、常時落下搬送コンベアを駆動する
のは電力の無駄である。

【００１０】本発明は上記問題に鑑み、基板搬送コンベ
アから落下する基板を確実に検出しリフロー半田付け装
置内での落下基板の長時間放置による発火の危険をなく
すための落下基板検出方法とこれを用いたリフロー半田
付け装置を提供するものである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記問題を解決するため
に本発明のリフロー半田付け装置は、振動検出センサを
装備し、振動検出センサにより振動を常時検出する手段
と、振動が落下した基板によるものかどうかを判断する
手段と、落下基板を落下基板取り出し口まで搬送するた
めの搬送手段とを備えたものである。

【００１２】

【作用】本発明は上記した構成によって、基板の厚さに
関係なく基板が落下したことを検出し、落下基板を搬送
することができる。

【００１３】振動検出センサを、基板が落下基板搬送コ
ンベアに落下したときの衝撃を検出できる場所に設置
し、振動検出センサにより振動を常時検出する。図５
（ａ），（ｂ）が落下基板搬送コンベアに落下しない場
合の振動の変化と基板が落下した場合の振動の変化であ
る。そして、基板が落下することにより落下基板搬送コ
ンベアは必ず衝撃を受けるので、基板の落下を確実に検
出することができる。落下した基板は落下基板取り出し
口まで搬送される。

【００１４】

【実施例】以下本発明の一実施例のリフロー半田付け装
置について、図面を参照しながら説明する。

【００１５】図１は本発明の実施例におけるリフロー半
田付け装置の全体構成を示す概略図である。図１におい
て、１は筐体である。２は基板、３は基板搬送コンベア
である。４は駆動モータで基板搬送コンベア３を駆動す
る。５はスプロケットで基板搬送コンベア３の動きに応
じて回転する。６は振動検出センサである。７は落下基
板搬送コンベアである。８は駆動モータで落下基板搬送
コンベア７を駆動する。９はスプロケットで落下基板搬
送コンベアの動きに応じて回転する。１０は落下基板取
り出し口、１１は案内板である。１２は判定器であり振
動が基板の落下によるものかどうかを判断する。１３は
ＣＰＵであり、１４はドライバである。ＣＰＵ１３はド
ライバ１４へ操作命令を出力し、ドライバ１４はその操
作命令により駆動モータ８を駆動する。

【００１６】図２は本発明の主要部を示すものであり、
６は振動検出センサ、７は落下基板搬送コンベア、９は
スプロケット、１２は判定器、 １５は空気圧シリンダ
ロッド、１６は振動検出センサ固定ロッド、１７はシャ
フトである。落下基板搬送コンベア７は穴の開いたステ
ンレス板を連結しており、弛みなく張られている。振動
検出センサ６は振動検出センサ固定ロッド１６に取り付
けられており、空気圧シリンダロッド１５により落下基
板搬送コンベア７の面で、振動検出センサに対する外乱
が最も少なく、振動を検出しやすく、落下してくる基板
が衝突しない位置に接触させる。

【００１７】図３（ａ），（ｂ）は振動検出センサ６が
検出する振動が基板の落下による衝撃か、そうでないか
を判定する方法の原理を示すものであり、図２での判定
器１２である。振動検出センサ６が振動に応じて出力す
る信号をハイパスフィルタ１８を通して低周波成分を除
去する。ハイパスフィルタ１８からの出力信号を２つの
系統に分け、１つは、絶対値回路１９を通してその出力
信号を積分回路２０に通し、振動検出センサ６が検出し
た振動の高周波成分の時間ｔの間の総量２１を求める。
もう１つを、微分回路２２に通して、その出力信号を絶
対値回路２３に通し、振動検出センサ６が検出した振動
の高周波成分の時間ｔの間の変化の絶対値を求める。比
較回路２４には、予め振動センサ６が検出した振動が基
板の落下によるものかどうかを判定するために振動の高
周波成分の時間ｔの間の総量２１とを比較する。比較回
路２５にも予め振動センサ６が検出した振動が基板の落
下によるものかどうかを判定するために振動の高周波成
分の時間ｔの間の変化のしきい値を設定しておき、この
しきい値と振動センサ６が検出した振動の高周波成分の
時間ｔの間の変化の絶対値とを比較する。

【００１８】比較回路２４と比較回路２５での比較結
果、振動検出センサ６が検出した振動の高周波成分の時
間ｔの間の総量、変化共にしきい値よりも大きければ、
振動検出センサ６が検出した振動は基板の落下による衝
撃であり基板が落下したと判定する。

【００１９】以上のように構成されたリフロー半田付け
装置について、図４に示すフローチャートに基づいてそ
の動作を説明する。

【００２０】ステップ＃１で振動検出センサ６が検出し
た振動の高周波成分の時間ｔの間の総量Ｘ１と時間変化
Ｘ２を求める。ステップ＃２で振動の高周波成分の時間
ｔの間の総量Ｘ１と振動の高周波成分の時間ｔの間の総
量のしきい値Ｙ１、及び振動の高周波成分の時間ｔの間
の変化の絶対値Ｘ２と振動の高周波成分の時間ｔの間の
変化のしきい値Ｙ２を比較し、振動の高周波成分の時間
ｔの間の総量Ｘ１がそのしきい値Ｙ１より大きく、振動
の高周波成分の時間ｔの間の変化Ｘ２がそのしきい値Ｙ
２より大きいかを判断する。Ｎｏであればステップ＃１
に戻って続行し、Ｙｅｓであればステップ＃３で空気圧
シリンダのロッド１５を落下基板搬送コンベア７の方向
に動作させ、振動検出センサ６を落下基板搬送コンベア
７から離す。ステップ＃４で振動検出センサが所定の位
置まで離れたかを空気圧のシリンダのロッド１５の位置
で判断し、Ｎｏであればステップ＃３に戻り、Ｙｅｓで
あればステップ＃５でＣＰＵ１３はドライバ１４に対し
て駆動モータ８の駆動を命令する。ステップ＃６でドラ
イバ１４は駆動モータ８を駆動する。ステップ＃７でド
ライバ１４による駆動モータ８の駆動時間ｔ１がＣＰＵ
１３のドライバ１４に対する駆動命令時間ｔ以上かを判
断し、Ｎｏであればステップ＃５に戻り、Ｙｅｓであれ
ばステップ＃８でＣＰＵ１３はドライバ１４に対して駆
動モータ８の駆動命令を取り止める。

【００２１】以上のように本実施例によれば、振動検出
センサ６を用いて、これが検出した振動の高周波成分の
時間ｔの間の総量Ｘ１とそのしきい値Ｙ１、及び振動の
高周波成分の時間ｔの間の変化Ｘ２とそのしきい値Ｙ２
とを比較し、その結果により基板が落下したかどうかを
判定し、基板が落下したと判定した場合は、落下基板搬
送コンベア７を駆動し、落下基板を落下基板取り出し口
１０へ搬送することにより基板の落下を確実に検出で
き、落下基板がリフロー半田付け装置内に長時間放置さ
れることはなくなり落下基板が発火する危険をなくすこ
とができる。

【００２２】

【発明の効果】以上のように本発明は、振動検出センサ
を装備し、振動検出センサにより振動を常に検出し振動
の高周波成分の時間ｔの間の総量と時間変化を求め、各
々のしきい値と比較し、振動が基板の落下によるものか
どうかを判定する判定器を設け基板が落下したことの検
出により落下基板搬送コンベアを駆動し落下基板を落下
基板取り出し口まで搬送する手段を設けることにより、
基板の落下を確実に検出でき、落下基板がリフロー半田
付け装置内に長時間放置されることはなくなり落下基板
がリフロー半田付け装置内で発火する危険をなくすこと
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例におけるリフロー半田付け装
置の全体構成を示す概略平面図

【図２】同装置の部分斜視図

【図３】（ａ）振動検出方法のブロック図 （ｂ）基板落下の衝撃原理を示す工程図

【図４】本発明の実施例における動作のフローチャート
図

【図５】（ａ）基板が落下しない場合の振動説明図 （ｂ）基板が落下した場合の振動説明図

【図６】従来のリフロー半田付け装置の全体構成を示す
概略平面図

【図７】投光側の透過型光電センサからだされる光の拡
がり方を示す説明図

【図８】受光側の透過型光電センサが物体を検出する場
合の透過型光電センサと物体との位置関係を示す説明図

【図９】基板が基板搬送コンベアから落下する場合の落
下状態の仮定を示す説明図

【図１０】一般の電子部品実装工程におけるリフロー半
田付け装置の位置づけのフローチャート図

【符号の説明】

１ 筐体 ２ 基板搬送コンベア ８ 落下基板搬送コンベア １２ 判定器

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 外界に対する断熱とリフロー半田付け装
   置内部の保護をする筐体部と、基板をリフロー半田付け
   装置の入口から出口まで搬送する基板搬送部と、この基
   板搬送部から落下した基板を落下基板取り出し口まで搬
   送する落下基板搬送部と、基板が基板搬送部から落下基
   板搬送部へ落下したことを振動検出センサを用いて検出
   し基板落下検出信号を出力するセンサ部と、センサ部か
   らの基板落下検出信号に基づいて落下基板搬出信号を出
   力する操作部と、操作部からの落下基板搬出信号に基づ
   いて落下基板搬送部を駆動する駆動部とを備えたことを
   特徴とするリフロー半田付け装置。
2. 【請求項２】 振動検出センサの出力信号を落下した基
   板によるものかどうかを判定する判定手段を有すること
   を特徴とする請求項１記載のリフロー半田付け装置。