JPH0683894B2

JPH0683894B2 - 自動半田付け装置

Info

Publication number: JPH0683894B2
Application number: JP63217957A
Authority: JP
Inventors: 仙一横田
Original assignee: YOKOTA KIKAI KK
Current assignee: YOKOTA KIKAI KK
Priority date: 1988-08-31
Filing date: 1988-08-31
Publication date: 1994-10-26
Anticipated expiration: 2009-10-26
Also published as: JPH0263679A

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明は、自動半田付け方法及び装置に係り、特に溶融
半田を噴出するノズルを配設した半田槽を、基板の搬送
方向と略直角方向に移動させて該基板とノズルから噴出
する溶融半田との間に基板の搬送方向と略直角方向の流
れを相対的に生じさせることにより、要半田付け箇所の
ブリッジ、ツララ及びボタツキを防止するようにした噴
流式の自動半田付け装置に関する。

従来の技術従来の噴流式自動半田付け方法及び装置としては、電子
部品が搭載された基板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から溶融半田圧送装置の作用で
噴出する溶融半田流により半田付けを行うものが実用に
供されていた。しかし該半田付け方法及び装置による半
田付けでは、第６図及び第７図を参照して基板２の下面
2cとノズルより噴出する溶融半田１が離れるとき、即ち
半田切れの際第７図に示す如く溶融半田１は、基板２の
幅方向の端部2aから、次第に中央部2bに向かって分離し
て行き、最後に中央部2bにおいて完全に分離するので、
幅方向の中央部2b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。このような半田付け不良箇所５は、自動半田付け
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
た半田付け不良箇所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。

このような半田付け不良の発生原因を更に詳しく説明す
ると、基板２は端部2aを保持されて搬送されるが、基板
２の自重及び基板２に搭載されている電子部品の自重に
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２の下面2cが予
熱され、また半田付け時は溶融半田１が基板２の下面2c
に接触し、下面2c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２の中央部2b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２の
中央部2bにおいて最後の半田切れが行われる。一方第６
図に示す如く、基板２の下面2cには多数の要半田付け箇
所３が配列されており、基板２の幅方向の各要半田付け
箇所３の間の隙間４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おり、最も小さな隙間４におい
ては0.2mm程度のものも少なくない。このため、半田切
れの際、１箇所に溶融半田１が集中するとブリッジ等の
半田付け不良箇所５が発生する。特に基板２の中央部2b
の両側に狭い隙間４を持つ２つの要半田付け箇所３が配
列された場合には、該２つの要半田付け箇所３を溶融半
田１で同時に半田付けしてしまうブリッジが発生し易
い。また基板２の中央部2bに１つの要半田付け箇所３が
配列された場合には、該要半田付け箇所３に溶融半田１
が集中する結果ツララやボタツキが発生することにな
る。

また特開昭57-5396には、噴流式半田付け装置を相対的
に印刷配線板の進行方向と略々直交する方向に移動させ
るようにした半田付け方法が開示されているが、該従来
例は、単にその移動原理を開示しただけのものであり、
半田槽をどのような手段で往復移動させるかについては
何ら開示していない。しかし極めて静かな溶融半田の流
れを必要とする２次半田ノズルを有する半田付け装置の
場合には、この半田槽の移動中の振動が半田付け性能に
微妙に影響するので、この半田槽の移動は非常に滑らか
に行われなければならないものである。しかし該従来例
はこの点についての技術を何ら開示しておらず、実際に
良好な半田付け性能が得られるか否かは明らかではなか
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、基板の要半
田付け箇所を下面にして搬送する基板搬送装置と、溶融
半田を上方に向けて噴出するノズルを配設した半田槽
と、該半田槽を基板の搬送方向と略直角方向に往復移動
させる半田槽移動装置とを備え、該基板とノズルとから
噴出する溶融半田との間に相対的に該基板の搬送方向と
略直角方向の流れを生じさせながら半田付けすることに
より、溶融半田の半田切れの際基板の中央部に該溶融半
田が集中することを防止することであり、またこれによ
ってブリッジ、ツララ及びボタツキ等の半田付け不良を
なくし、良好な半田付け性能を得ることである。

更に手作業による半田修正作業を不要として作業能率を
向上させ、また検査漏れ、又は修正ミスによる品質低下
を防止することである。また他の目的は、半田槽の往復
移動を、該半田槽が搭載された移動台に固定されたナッ
トと、該ナットに螺合するリードねじとにより行うこと
によって、半田槽が極めて滑らかに移動できるようにす
ることであり、またこれによって非常に静かな溶融半田
の流れを必要とする２次半田ノズルを備えている半田槽
であっても、固定式の半田槽と同等の良好な半田付け性
能が得られるようにすることである。更に他の目的は、
半田槽の半田噴出用のノズル内にその全長にわたって配
設され法線方向に凹陥した複数の切欠部が形成された複
数の平行回転板を所定の間隔をあけて配設してなる回転
軸と、該回転軸を回転させるモータとを備えることによ
り、半田付けの過程において溶融半田の流れが平行回転
板の間から吹き上げられ、溶融半田の波頭が小さな波頭
と大きな波頭を交互に繰り返し発生させてチップ部品の
半田付けの際に発生するガスを極めて効率的に排除でき
るようにすることである。

構成要するに本発明は、基板の要半田付け箇所を下側にして
搬送する基板搬送装置と、溶融半田を上方に噴出するノ
ズルを配設した半田槽と、該半田槽を前記基板の搬送方
向と略直角方向に往復移動させる半田槽移動装置とを備
え、前記基板と前記ノズルから噴出する溶融半田との間
に相対的に前記基板の搬送方向と略直角方向の流れを生
じさせるように構成し、前記半田槽移動装置は、半田槽
を搭載した移動台と、該移動台に固定されたナットと、
該ナットに螺合しその両端が基台に固定された軸受によ
り回動自在に支承されたリードねじと、該リードねじを
往復回転させるモータとからなり、該リードねじの往復
回転運動により前記半田槽を往復移動させるように構成
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
図から第３図を参照して、本発明に係る自動半田付け装
置６は、基板搬送装置８と、半田槽９と、半田槽移動装
置10とを備えている。

基板搬送装置８は、基板２を端部2aにおいて保持しなが
ら矢印Ａ方向に搬送するものであり、２組のチェーンコ
ンベア11が平行に配設されている。チェーンコンベア11
は、モータ12によりベルト13を介して駆動されるように
なっており、モータ12の回転に伴ない軸14を中心に回転
するスプロケット（図示せず）に巻き掛けられて移動す
るようになっている。

半田槽９は、１次半田槽15と２次半田槽16とから構成さ
れ、該両半田槽には図示しないヒータで溶融された溶融
半田１が貯えられており、また溶融半田１を圧送するた
めのインペラ18が夫々配設されている。インペラ18は、
半田槽15及び16に固着された軸受（図示せず）中で回転
するように構成され、かつ一端にプーリ19が固着された
軸20と一体に製作されている。プーリ19とモータ21の回
転軸22に固着されたモータプーリ23との間にはベルト24
が巻き掛けられ、モータ21の回転をインペラ18に伝達す
るようになっている。

１次半田槽15のノズル25は、上方に開口した略矩形の開
口部26を備え、インペラ18の回転により圧送される溶融
半田１を上方に噴出するようになっている。また該ノズ
ル25の開口部26には、法線方向に凹陥した複数、例えば
３つの切欠部を形成した直径約9mm、厚さ約1mmの複数の
平行回転板28が3mm以上の間隔で配設された直径約5mmの
回転軸29が全長にわたって配設され、該回転軸29はモー
タ30の回転軸31に連結されて、その上面が基板２の搬送
方向と逆方向となる方向（第２図中反時計方向）に回転
するようになっている。

２次半田槽16には、略矩形の開口部32を持つノズル33が
設けられ、インペラ18で圧送される溶融半田１を上方に
噴出するように構成されている。

半田槽移動装置10は、移動台34と、駆動装置35とから構
成され、移動台34の上方には半田槽９が固着され、また
下端には４個の車輪36が配設されていて、自動半田付け
装置６の基台38に固着されたレール39上を転動して矢印
Ｂ又はＣ方向に滑らかに往復動できるようになってい
る。

駆動装置35は、例えば基台38に固定された軸受40に回動
自在に支持されたリードねじ41に、プーリ42及び43に巻
き掛けたベルト44によりモータ45の回転をその回転軸47
を介して伝達するようにしたものである。リードねじ41
の一部には、リードねじ41と同じリードを持つナット46
が嵌合しており、該ナットは移動台34に固定されてい
る。

また、自動半田付け装置６には公知のフラクサ48、プレ
ヒータ49、基板冷却用ファン50が所定の位置に夫々配設
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図から第３図において、半田槽
９内の半田がヒータ（図示せず）に通電することで加熱
され溶融する。ここでモータ21の電源が投入されてモー
タ21が回転すると、回転軸22、プーリ23、ベルト24、プ
ーリ19、軸20を介してインペラ18が一方向に回転駆動さ
れ、半田槽９内の溶融半田１はノズル25及び33から上方
に噴出する。また同時にモータ30も始動して回転軸29を
一方向（第２図中反時計方向）に回転駆動するので、ノ
ズル25から噴出する溶融半田１の流れは、平行回転板28
の作用により、平行回転板28の間から吹き上げられ、溶
融半田１の波頭は小さな波頭と大きな波頭を交互に繰り
返し発生してチップ部品の半田付けの際発生するガスを
極めて効率的に排除することができる。

一方、モータ12によりチェーンコンベア11が駆動される
と、基板２は端部2aをチェーンコンベア11により保持さ
れながら矢印Ａ方向に所定の速度で移動し、フラクサ48
及びプレヒータ49により下面2cの要半田付け箇所３が処
理され半田槽９の位置に到達する。

第４図及び第５図も参照して、ノズル33から噴出する溶
融半田１は、基板２の要半田付け箇所３に接触して半田
付けを行うが、モータ45の回転がプーリ43、ベルト44、
プーリ42を介してリードねじ41に伝達されてこれを回転
させるので、リードねじ41に嵌合しているナット46をリ
ードねじ41の軸線方向に移動させる。従ってナット46が
固定された移動台34は、半田槽９と共にレール39上を車
輪36が転動し、矢印Ｂ又はＣ方向に移動する。つまり基
板２は矢印Ａ方向に、半田槽９は基板２の搬送方向（矢
印Ａ方向）と略直角方向（矢印Ｂ又はＣ方向）に同時に
移動しながら、要半田付け箇所３の半田付けが行われる
ことになる。即ち、第３図において、半田槽９に対して
相対的に基板２は実線で示す位置から、仮想線で示す位
置へ斜めに移動しながら半田付けが行われるので、ノズ
ル33から噴出する溶融半田１は、基板２に対して相対的
に搬送方向と略直角方向の流れを生じさせながら半田付
けされる。第５図において半田槽９が矢印Ｂ方向に移動
しているときの半田切れの様子は、基板２に対して相対
的に略直角方向の溶融半田１の流れが生じているので、
半田切れは第５図において基板２のの左端2eから始ま
り、次第に右方向に進行して基板２の右端2dで終了する
ようになる。こうすることによって、半田切れの際たと
え基板２が下に凸に反っていたとしても溶融半田１が基
板２の１点に集中することがなくなるので、中央部2bに
発生していたブリッジ５、ツララ及びボタツキ等の半田
付け不良が発生することなく完全な半田付けを行うこと
ができる。

また半田切れの条件は、基板２の搬送速度と半田槽９の
基板２の搬送方向と略直角方向の移動速度とによって決
まるので、該２つの速度を任意に調節して従来の自動半
田付け装置では不可能であった最適の半田切れ条件を設
定することが可能となる。多くの実験によると基板２の
搬送速度と半田槽９の移動速度を略等しい速度としたと
き、即ち基板２の搬送方向に対して相対的に略45゜の溶
融半田１の流れを生じさせながら半田付けするときが最
も良好な半田付けを行えることがわかった。

なお、上記実施例においては、半田槽移動装置10は、リ
ードねじ41を使用したものとして説明したが、これはリ
ードねじ41を使用したものに限定されるものではなく、
流体圧シリンダ等の直線運動機構であってもよい。ま
た、半田槽の移動方向は矢印Ｂ及びＣ方向に自動的に交
互に切替わるように構成することが好ましく、こうする
ことによって作業能率を更に向上させることができる。

効果本発明は、上記のように基板の要半田付け箇所を下面に
して搬送する基板搬送装置と、溶融半田を上方に向けて
噴出するノズルを配設した半田槽と、該半田槽を基板の
搬送方向と略直角方向に往復移動させる半田槽移動装置
とを備え、該基板とノズルから噴出する溶融半田との間
に相対的に基板の搬送方向と略直角方向の流れを生じさ
せながら半田付けをするようにしたので、半田切れの際
基板の幅方向の中央部に溶融半田が集中することなく、
基板の端部で最終半田切れが行われ、ブリッジ、ツララ
及びボタツキ等の半田付け不良をなくすことができる効
果がある。またこれによって手作業による半田修正作業
を不要として作業能率を向上させることができると共
に、検査漏れ、修正ミスによる品質低下を防止できる効
果がある。また半田槽の往復移動を、該半田槽が搭載さ
れた移動台に固定されたナットと、該ナットに螺合する
リードねじとにより行うようにしたので、半田槽が極め
て滑らかに移動できる効果があり、またこの結果非常に
静かな溶融半田の流れを必要とする２次半田ノズルを備
えている半田槽であっても、固定式の半田槽と同等の良
好な半田付け性能が得られるという効果がある。更に
は、半田槽の半田噴出用のノズル内にその全長にわたっ
て配設され法線方向に凹陥した複数の切欠部が形成され
た複数の平行回転板を所定の間隔をあけて配設してなる
回転軸と、該回転軸を回転させるモータとを備えたの
で、半田付けの過程において溶融半田の流れが平行回転
板の間から吹き上げられ、溶融半田の波頭が小さな波頭
と大きな波頭を交互に繰り返し発生させてチップ部品の
半田付けの際に発生するガスを極めて効率的に排除でき
るという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図から第５図は本発明の実施例に係り、第１図は自
動半田付け装置の全体を示す平面図、第２図は自動半田
付け装置の要部斜視図、第３図は基板と半田槽の相対的
位置関係を示す正面図、第４図は基板の下面に形成され
た要半田付け箇所を示す平面図、第５図は半田付け状態
における要半田付け箇所と溶融半田の流れの状態を示す
概略図、第６図及び第７図は従来例に係り、第６図は基
板下面中央部にブリッジが生じた状態を示す基板下面の
平面図、第７図は基板下面中央部にブリッジが生じるよ
うな溶融半田の流れの状態を示す概略図である。１は溶融半田、２は基板、３は要半田付け箇所、９は半
田槽、10は半田槽移動装置、25,33はノズル、28は半田
槽、29は回転軸、30はモータである。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基板の要半田付け箇所を下側にして搬送す
る基板搬送装置と、溶融半田を上方に噴出するノズルを
配設した半田槽と、該半田槽の半田噴出用のノズル内に
その全長にわたって配設され法線方向に凹陥した複数の
切欠部が形成された複数の平行回転板を所定の間隔をあ
けて配設してなる回転軸と、該回転軸を回転させるモー
タと、前記半田槽を前記基板の搬送方向と略直角方向に
往復移動させる半田槽移動装置とを備え、前記基板と前
記ノズルから噴出する溶融半田との間に相対的に前記基
板の搬送方向と略直角方向の流れを生じさせるように構
成し、前記半田槽移動装置は、半田槽を搭載した移動台
と、該移動台に固定されたナットと、該ナットに螺合し
その両端が基台に固定された軸受により回動自在に支承
されたリードねじと、該リードねじを往復回転させるモ
ータとからなり、該リードねじの往復回転運動により前
記半田槽を往復移動させるように構成したことを特徴と
する自動半田付け装置。