JPH10279041A - ウォーキングビーム式ワーク搬送装置および電子部品はんだ付け装置 - Google Patents

ウォーキングビーム式ワーク搬送装置および電子部品はんだ付け装置

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JPH10279041A
JPH10279041A JP9198197A JP9198197A JPH10279041A JP H10279041 A JPH10279041 A JP H10279041A JP 9198197 A JP9198197 A JP 9198197A JP 9198197 A JP9198197 A JP 9198197A JP H10279041 A JPH10279041 A JP H10279041A
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JP
Japan
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work
soldering
transfer device
cooling
furnace
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Application number
JP9198197A
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English (en)
Inventor
Mikio Takeuchi
幹雄 武内
Toshimasa Arai
敏政 新井
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Fuji Electric Co Ltd
Original Assignee
Fuji Electric Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】電子部品はんだ付け装置の部品搬送などに適用
するウォーキングビーム式ワーク搬送装置の信頼性向上
を図る。 【解決手段】ワーク搬送経路に沿って定ピッチ間隔おき
に配置した加熱,冷却ブロック10,11の間にまたが
って敷設した左右一対の長尺なワーク支持ビーム13の
両端に水平駆動機構16と垂直駆動機構17からなる駆
動部14を連結し、前記ビーム上に搭載したワークを、
上昇−前進−下降−後退を1サイクルとするビ
ームの移動操作により各ブロックの間に受渡して乗り継
ぎ搬送させるものにおいて、ワーク支持ビームの端部と
その駆動部との間に、熱膨張によりビームの伸縮を吸収
する牽引ばね18,駆動部からビームに伝搬する振動を
緩衝する振動ダンパ19,および長尺ビームの中間部位
を下方から支えて自重による撓みを抑えるローティング
支持部20を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、パワートランジ
スタモジュールなどを対象とした半導体装置組立ライン
の部品搬送手段として適用するウォーキングビーム式ワ
ーク搬送装置,および該ワーク搬送装置を用いた電子部
品はんだ付け装置に関する。
【0002】
【従来の技術】頭記したパワートランジスタモジュール
の組立工程で、セラミックス基板(例えばダイレクトボ
ンデッドカッパー基板)に半導体チップを含む各種電子
部品(チップ素子)をはんだマウントする、あるいはチ
ップ素子を搭載したセラミックス基板を金属ベースの上
に重ねてはんだ付けする際に、セラミックス基板とチッ
プ素子,あるいはセラミックス基板と金属ベースとの部
品組立対を還元性雰囲気のはんだ付け炉内に搬送し、そ
の搬送途上で予熱−はんだ付け−冷却工程を経てはんだ
付けを行うはんだ付け装置が一般に使われており、その
一例として図2〜図4に示すような構成のものが実用化
されている。
【0003】図2において、1は炉内を還元性,ないし
低酸素濃度の雰囲気に保ったはんだ付け炉、2ははんだ
付け炉1の炉内の中間地点に設定したはんだ付け部、3
ははんだ付け炉1の入口と出口の間に敷設したワーク搬
送装置、4は炉1の入口側で金属ベース5を1個ずつピ
ックアップしてワーク搬送装置3に供給するローダ、6
はセラミックス基板7をピックアップし、フラックス塗
布部8を経由して金属ベース5の上に重ねるように移載
するローダ、9ははんだ付け炉1の出口側ではんだ付け
の終了した部品を搬送装置7から取り出すアンローダで
ある。
【0004】また、はんだ付け炉1の炉内は、入口から
はんだ付け部2に至る間の搬送経路で金属ベース5にセ
ラミックス基板7を重ねた部品組立体(以下「部品組立
体」と称する)を予熱し、はんだ付け部2で金属ベース
5とセラミックス基板7とをはんだ付けした後、はんだ
付け部2と出口の間では部品組立体を冷却してはんだを
凝固するように炉内温度を管理しており、そのための部
品搬送手段として、図3で示すようにはんだ付け炉1の
内部にははんだ付け部2を経由して入口から出口に至る
搬送経路に沿って電熱ヒータを内蔵した加熱ブロック1
0,および冷却パイプを配管した冷却ブロック11を定
ピッチ間隔おきに並べて配列するとともに、これらブロ
ックの間を乗り継いで入口側から供給した部品組立体を
間欠的にピッチ搬送するように、ワーク搬送経路に沿っ
てウォーキングビーム式ワーク搬送装置12を装備し、
その搬送途上で部品組立体を予熱,はんだ付け,冷却す
るようにしている。なお、上記のはんだ付け装置を利用
して外部導出端子の端子ケースと金属ベースとの接着を
部品のはんだ付けと並行して行うようにした組立方法も
ある。
【0005】ここで、ウォーキングビーム式ワーク搬送
装置12は、ステンレス鋼材などで作られた長さが数m
にもおよぶ左右一対の長尺なワーク支持ビーム(竿状の
支持棒)13と、該ビーム13の両端に連結してビーム
を水平方向,垂直方向に平行移動操作する駆動部14と
からなり、ビーム13が図4で示すように加熱,冷却ブ
ロック10,11の上面に形成したスリット状の凹溝1
5に出入自在に敷設されている。
【0006】かかる構成によるワーク搬送動作は次のよ
うに行われる。すなわち、ワーク支持ビーム13は図4
のように上昇,前進,下降,後退の移動動作を
1サイクルとして部品組立体の供給タクトに同期して駆
動操作される。これにより、はんだ付け炉の入口側で左
右一対のビーム13の間にまたがって載置支持した金属
ベース5は各ブロックの間を順に乗り継いで矢印P方向
にピッチ搬送され、その下死点で加熱ブロック10,冷
却ブロック11の上面に乗り移り、この位置でブロック
からの伝熱により加熱,ないし冷却される。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】ところで、前記はんだ
付け装置の稼働時は、ワーク搬送装置12のワーク支持
ビーム13が加熱,冷却ブロック10,11からの伝
熱,はんだ付け炉内の高温雰囲気に晒されて膨張,収縮
する。この場合にビームの長さが高々1m程度までであ
れば熱膨張の影響は微小で特別な配慮が必要ないが、大
形のはんだ付け装置でビームの長さが5〜10mにも及
ぶ長尺のビームでは熱膨張による長手方向の寸法変化が
大きく影響し、ビームの両端を駆動部へ固定的に連結し
た構造では、駆動部間のスパンに規制されてビームに撓
み,反りが生じ、その結果として、ビーム上に載置した
部品組立体の位置がずれたり、ビームがブロックの凹溝
に干渉してワークの搬送動作に支障を来すなどの搬送ト
ラブルが生じる。
【0008】また、前記とは別に、ビームに載置した部
品組立体が、ブロックの間を乗り継いで搬送される過程
で定位置からずれると、各ブロックへの受け渡し,およ
びはんだ付け工程に支障を来す。かかる点、前記のよう
にビームの両端を駆動部に固定連結したままでは、ビー
ムを移動操作する際に駆動部の振動が伝搬してビーム自
身に振動を誘起し、これが基でビーム上に載置した部品
が定位置からずれ動いてしまう。
【0009】さらに、ワーク支持ビームが5〜10mに
も及ぶ長尺物では、その両端を支持しただけでは、仮に
その長手方向に張力を与えてもビームの自重で中間部位
が垂れ下がり、そのために昇降位置での高さレベルが変
動してワーク搬送動作に支障を来す。この発明は上記の
点に鑑みなされたものであり、その目的は前記課題を解
決し、ワーク(電子部品組立体)をその搬送経路に沿っ
て配したブロックの間を乗り継いで安定,かつ円滑に搬
送できるようにしたウォーキングビーム式ワーク搬送装
置、および該ワーク搬送装置を部品搬送手段として構成
した電子部品はんだ付け装置を提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、この発明によれば、加熱ないし冷却手段を装備のワ
ーク搬送経路に沿って定ピッチ間隔おきに配置したブロ
ックの間にまたがってブロック上面に形成した凹溝に出
入自在に敷設した左右一対の長尺なワーク支持ビーム
と、該ビームの両端に連結してビームを水平,垂直方向
に平行移動操作する駆動部とからなり、前記ビームの上
に載置したワークを、上昇−前進−下降−後退を1サイ
クルとするビームの移動操作により各ブロックの間に受
渡して乗り継ぎ搬送させるものにおいて、ワーク支持ビ
ームの端部とその駆動部との間に、周囲からの加熱,冷
却に伴うビームの長手方向の膨張,収縮を吸収するため
の伸縮吸収手段を備えるものとし(請求項1)、具体的
には次記のような形態で構成するものとする。
【0011】(1) ビームの駆動部が水平駆動機構と垂直
駆動機構との組合せからなり、かつビームの伸縮吸収手
段として、前記駆動部に対しビームの端部を水平方向へ
スライド自在に担持させた上で、牽引ばねを介してビー
ム/駆動部間を連結する。(請求項2) (2) 牽引ばねに並置してビームの端部と駆動部との間に
振動ダンパを介装する。(請求項3) (3) 長尺ビームの長手方向の中間位置に、下方からビー
ムを支えて駆動部の昇降動作に同期して昇降移動するフ
ローティング支持部を設ける。(請求項4) また、本発明の電子部品はんだ付け装置は、炉内を還元
性,ないし低酸素濃度の雰囲気に保ったはんだ付け炉の
炉内中央にはんだ付け部を備えるとともに、その入口
側,および出口側の部品搬送経路に沿って電子部品を加
熱,冷却する加熱ブロック,および冷却ブロックを定ピ
ッチ間隔に並べて配列し、はんだ付け炉の入口から炉内
に送り込んだ部品を前記各ブロックの間を乗り継いでピ
ッチ搬送し、その搬送途上で部品を予熱,はんだ付け,
冷却を行う構成とし、ここで電子部品の炉内搬送手段と
して前記構成のウォーキングビーム式ワーク搬送装置を
用いるものとする。(請求項5) 上記の構成によれば、はんだ付け炉の炉内温度による熱
膨張で生じるワーク支持ビームの伸縮を牽引ばねが吸収
し、また駆動部からビームに伝搬する振動をダンパが緩
衝,減衰し、さらにビームの自重による中間部位の垂下
撓みをフローティング支持部が防止する。これにより、
ビームの長さが10m,加熱ブロックの温度が350℃
にもなる厳しい条件でも、はんだ付け炉内で加熱,冷却
ブロックの間を乗り継いで電子部品を安定よく搬送で
き、品質の高いはんだ付けを達成できることの評価が発
明者等の行った実機テストからも確認されている。
【0012】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を図
1に示す実施例に基づいて説明する。図1は図2〜図4
で述べた電子部品はんだ付け装置のワーク搬送手段とし
て組み込んだウォーキングビーム式ワーク搬送装置の主
要部を模式的に表した構成図である。
【0013】図1において、ワーク支持ビーム13の両
端に配した駆動部14は、水平駆動機構16と垂直駆動
機構17とから構成されており、ここで水平駆動機構1
6はローラ付きの水平スライダ16aと直動シリンダ1
6bとからなり、垂直駆動機構17は前記水平スライダ
16aに垂直方向へスライド可能に搭載したローラ付き
の垂直スライダ17aと直動シリンダ17bとからな
る。また、ビーム13の両端にはローラ付きのスライダ
13aを取付け、該スライダ13aが前記垂直スライダ
17aの上で水平方向にスライド可能に搭載されてお
り、さらに図示のように牽引ばね(引っ張りばね)1
8,振動ダンパ19を介して垂直スライダ17aに連結
されている。
【0014】また、ビーム13の中間部位の適当箇所に
はフローティング支持部20を配備してビームを下方か
ら支え、長尺なビーム13が自重で下方垂れ下がるのを
防ぐようにしている。この支持部20は垂直方向の直動
シリンダ20aと該シリンダに連結してビーム13を下
方から担持する支持ローラ10bとからなり、その直動
シリンダ20aは前記した駆動部14の垂直駆動機構1
7の直動シリンダ17bと同期して動作するように連係
制御される。
【0015】かかる構成で、水平駆動機構16の直動シ
リンダ16bを前後方向に駆動すると、スライダ16
a,および牽引ばね18を介してビーム13が前進,後
退方向に従動する。また、垂直駆動機構17のシリンダ
17bを上下方向に駆動すると、スライダ17a,13
aを介してビーム13が昇降移動する。そして、上昇
,前進,下降,後退の移動操作を組合せること
により、図4で述べたようにビーム13に載置したワー
クが搬送経路に沿って配置したブロック間に乗り継いで
ピッチ搬送される。なお、前記のビーム移動動作の中
で、垂直駆動機構16に同期してフローティング支持部
20を昇降操作し、ビーム13を水平に支えるようにす
る。
【0016】また、上記のワーク搬送動作で、牽引ばね
18が熱膨張によるビーム13の伸縮を吸収し、振動ダ
ンパ19が駆動部14からビーム13に伝搬する機械的
な振動を緩衝,減衰させるように働く。
【0017】
【発明の効果】以上述べたように、本発明の構成によれ
ば、高温雰囲気の中でワーク搬送を行う長尺のワーク支
持ビームに対し、熱膨張によるビーム伸縮の吸収、駆動
部からビームに伝搬する振動の緩衝、および自重による
ビームの撓みを防止してワーク搬送動作の安定化が図れ
る。
【0018】また、このウォーキングビーム式ワーク搬
送装置を電子部品はんだ付け装置の部品搬送手段として
用いることにより、半導体装置の自動化組立工程の中で
行うはんだ付け作業に対する信頼性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例によるウォーキングビーム式ワ
ーク搬送装置の主要部を模式的に表した構成図
【図2】本発明の実施対象となる電子部品はんだ付け装
置の全体の構成略示図
【図3】図2のはんだ付け炉に装備したウォーキングビ
ーム式ワーク搬送装置を模式的に表した構成図
【図4】図3に示したワーク搬送装置の部分構造,並び
にワーク搬送動作の説明図であり、(a) は側面図、(b)
は正面図
【符号の説明】
1 はんだ付け炉 2 はんだ付け部 5 金属ベース 7 セラミックス基板 10 加熱ブロック 11 冷却ブロック 12 ウォーキングビーム式ワーク搬送装置 13 ワーク支持ビーム 13a スライダ 14 駆動部 16 水平駆動機構 17 垂直駆動機構 18 牽引ばね 19 振動ダンパ 20 フローティング支持部

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】加熱ないし冷却手段を装備のワーク搬送経
    路に沿って定ピッチ間隔おきに配置したブロックの間を
    乗り継いでワークを間欠的にピッチ搬送するウォーキン
    グビーム式ワーク搬送装置であり、前記各ブロックの間
    にまたがってブロック上面に形成した凹溝に出入自在に
    敷設した左右一対の長尺なワーク支持ビームと、ワーク
    支持ビームの両端に連結して該ビームを水平,垂直方向
    に平行移動操作する駆動部とからなり、前記ビームの上
    に載置したワークを、上昇−前進−下降−後退を1サイ
    クルとするビームの移動操作により各ブロックの間に受
    渡して乗り継ぎ搬送させるものにおいて、ワーク支持ビ
    ームの端部とその駆動部との間に、周囲からの加熱,冷
    却に伴うビームの長手方向の膨張,収縮を吸収するため
    の伸縮吸収手段を備えたことを特徴とするウォーキング
    ビーム式ワーク搬送装置。
  2. 【請求項2】請求項1記載のワーク搬送装置において、
    ワーク支持ビームの駆動部が水平駆動機構と垂直駆動機
    構との組合せからなり、かつビームの伸縮吸収手段とし
    て、前記駆動部に対しビームの端部を水平方向へスライ
    ド自在に担持させた上で、牽引ばねを介してビーム/駆
    動部間を連結したことを特徴とするウォーキングビーム
    式ワーク搬送装置。
  3. 【請求項3】請求項2記載のワーク搬送装置において、
    牽引ばねに並置してワーク支持ビームの端部と駆動部と
    の間に振動ダンパを介装したことを特徴とするウォーキ
    ングビーム式ワーク搬送装置。
  4. 【請求項4】請求項1記載のワーク搬送装置において、
    長尺なワーク支持ビームの長手方向の中間位置に、下方
    からビームを支えて駆動部の昇降動作に同期して昇降移
    動するフローティング支持部を設けたことを特徴とする
    ウォーキングビーム式ワーク搬送装置。
  5. 【請求項5】内部を還元性,ないし低酸素濃度の雰囲気
    に保ったはんだ付け炉の炉内中央にはんだ付け部を備え
    るとともに、その入口側,および出口側の部品搬送経路
    に沿って電子部品を加熱,冷却する加熱ブロック,およ
    び冷却ブロックを定ピッチ間隔に並べて配列し、はんだ
    付け炉の入口から炉内に送り込んだ部品を前記各ブロッ
    クの間を乗り継いでピッチ搬送し、その搬送途上で部品
    を予熱,はんだ付け,冷却するようにした電子部品はん
    だ付け装置において、電子部品の炉内搬送手段として請
    求項1に記載のウォーキングビーム式ワーク搬送装置を
    用いることを特徴とする電子部品はんだ付け装置。
JP9198197A 1997-04-10 1997-04-10 ウォーキングビーム式ワーク搬送装置および電子部品はんだ付け装置 Pending JPH10279041A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2021507812A (ja) * 2017-12-29 2021-02-25 シャンドン ツァイジュー エレクトロニック テクノロジー カンパニー リミテッド 広範囲に適応する真空溶接炉
JP2021508602A (ja) * 2017-12-29 2021-03-11 シャンドン ツァイジュー エレクトロニック テクノロジー カンパニー リミテッド 真空溶接炉及び溶接方法

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