JPH11177226A - 噴霧式フラックス塗布装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 局所はんだ付け部位に対する良好な局所フラ
ックス付けを行え、フラックス塗布量を容易に可変制御
できるようにする。 【解決手段】 基板位置決め機構11により基板Ｐを定位
置に位置決めし、マスク移動機構13によりマスク12を基
板Ｐに対し上下動し、スプレーノズル移動機構15により
スプレーノズル14をマスク12の任意の開口部位置に移動
させる。マスク12は、基板Ｐの下面にて局所はんだ付け
を予定しない部分を覆うとともに局所はんだ付けを予定
する局所はんだ付け部位と対向する部分のみを開口した
開口部を有する。このマスク12は、開口部の周囲から基
板Ｐに向かって突出させた噴霧案内筒36により、スプレ
ーノズル14から基板Ｐに向かって噴霧したフラックスの
噴霧領域を絞る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、局所はんだ付けに
あたってプリント配線基板に局所フラックス付けを行う
噴霧式フラックス塗布装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図７に示されるように、プリント配線基
板（以下、単に「基板」という）Ｐの下側面に予め電子
部品ａがはんだ付けされた状態で、基板Ｐの上側面に搭
載されたヒートシンク、チューナシャーシまたはコネク
タなどの後付け部品ｂのリードＬを基板Ｐの下側面には
んだ付けする場合は、そのリードＬのみを基板Ｐの下側
面に局所はんだ付け（ポイントディップ）する必要があ
る。

【０００３】この局所はんだ付けを行うに当って、基板
Ｐの下側面にフラックス槽内のフラックスＦを塗布する
が、基板Ｐの下側面に先付けされている電子部品ａには
フラックスＦを塗布できないので、フラックス塗布も基
板Ｐの限られた局所はんだ付け部位Ｓに局所的に行う必
要がある。

【０００４】従来、この局所的なフラックス塗布（以
下、「局所フラックス付け」という）を行う場合、図７
に示されるような発泡式のフラックス塗布装置を用いて
いる。すなわち、発泡ノズル１の内部に中空の多孔質体
２を設け、この多孔質体２内に空気を供給して、多孔質
体２の表面よりフラックスを発泡させ、発泡により膨張
した泡状フラックスｆを発泡ノズル１により上方へ案内
し、基板Ｐの限られた局所はんだ付け部位Ｓおよびリー
ドＬに塗布するようにしている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】この従来のフラックス
塗布装置では、発泡ノズル１の周辺からのフラックスの
滲みが生じ、限られた局所はんだ付け部位のみに対する
良好な局所フラックス付けを行えない。また、泡の高
さ、大きさおよび発生スピードなどの発泡状態をコント
ロールすることが容易でなく、同一基板中で異なる局所
はんだ付け部位毎にフラックス塗布量を可変制御するこ
とはできない。

【０００６】本発明は、このような点に鑑みなされたも
ので、限られた局所はんだ付け部位に対する良好な局所
フラックス付けを行え、また、局所はんだ付け部位に応
じてフラックス塗布量を容易に可変制御できる噴霧式フ
ラックス塗布装置を提供することを目的とするものであ
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載された発
明は、プリント配線基板の下面にて局所はんだ付けの予
定されていない部分を覆うとともに局所はんだ付けの予
定された局所はんだ付け部位と対向する部分のみを開口
した開口部を有するマスクと、このマスクを介してプリ
ント配線基板にフラックスを噴霧するスプレーノズルと
を具備した噴霧式フラックス塗布装置である。

【０００８】そして、スプレーノズルから噴霧されたフ
ラックスは、マスクにより遮断される粒子と、開口部を
透過してプリント配線基板に到達する粒子とに分かれ、
マスクの開口部と対応するプリント配線基板の限られた
局所はんだ付け部位に塗布され、その周辺には塗布され
ない。また、局所はんだ付け部位に応じて噴霧時間など
を調整することによりフラックス塗布量が可変制御され
る。

【０００９】請求項２に記載された発明は、請求項１記
載の噴霧式フラックス塗布装置におけるマスクが、開口
部の周囲からプリント配線基板に向かって突出されスプ
レーノズルから噴霧されたフラックスを案内する噴霧案
内筒を具備したものである。

【００１０】そして、スプレーノズルから噴霧されたフ
ラックスは、噴霧案内筒により方向付けされるとともに
噴霧領域を絞られて、プリント配線基板の限られた局所
はんだ付け部位のみに高精度に塗布される。

【００１１】請求項３に記載された発明は、請求項１ま
たは２記載の噴霧式フラックス塗布装置において、プリ
ント配線基板を定位置に位置決めする基板位置決め機構
と、マスクをプリント配線基板に対し上下動させるマス
ク移動機構と、スプレーノズルをマスクの任意の開口部
位置に移動させるスプレーノズル移動機構とを具備した
ものである。

【００１２】そして、基板位置決め機構がプリント配線
基板を定位置に位置決めすると、マスク移動機構がマス
クの噴霧案内筒をプリント配線基板に近接させ、スプレ
ーノズル移動機構がスプレーノズルをマスクの任意の開
口部位置に移動し、スプレーノズルから噴霧されたフラ
ックスをマスクの噴霧案内筒を通して塗布する。

【００１３】請求項４に記載された発明は、プリント配
線基板にフラックスを噴霧する３次元移動可能のスプレ
ーノズルと、このスプレーノズルの少なくともフラック
ス噴霧側に一体的に被嵌されプリント配線基板の限られ
た局所はんだ付け部位に近接される噴霧案内筒部を有す
るマスクノズルとを具備した噴霧式フラックス塗布装置
である。

【００１４】そして、スプレーノズルおよびマスクノズ
ルをプリント配線基板の局所はんだ付け部位と対向する
位置に一体的に移動して接近させ、スプレーノズルから
噴霧したフラックスをマスクノズルの噴霧案内筒部の噴
霧案内作用によりプリント配線基板の限られた局所はん
だ付け部位に塗布する。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明を図１乃至図４に示
された実施の一形態、図５および図６に示された実施の
他の形態をそれぞれ参照しながら説明する。

【００１６】図１乃至図３は局所フラックス付けが行わ
れる噴霧式フラックス塗布装置を示し、この装置は、プ
リント配線基板（以下、単に「基板」という）Ｐを定位
置に位置決めする基板位置決め機構11と、マスク12を上
下方向に移動させるマスク移動機構13と、スプレーノズ
ル14を水平移動させるスプレーノズル移動機構15とを備
えている。

【００１７】図１および図２に示されるように、この局
所フラックス付け装置では、ベース21に基台22が設けら
れ、この基台22上に一対の支持板23によりフラックス垂
れ受カバー24が取付けられ、このフラックス垂れ受カバ
ー24の底部にはフラックス垂れ受トレー25が設けられ、
側面の開口26には空気吸引ダクト27が接続されている。
なお、基板Ｐの上側にも、噴霧されたフラックスの余剰
分を吸引するカバーおよびダクトを設けておいてもよ
い。

【００１８】図１に示されるように、基板Ｐには、ヒー
トシンクなどの大形の後付け部品ｂが搭載されており、
基板Ｐは搬送手段により基板位置決め機構11まで搬送さ
れる。この基板Ｐの搬送手段は、一対の支持部材28によ
り平行に配置された一対のガイドレール29がそれぞれ支
持され、これらのガイドレール29に無端チェン30がそれ
ぞれ移動自在に嵌合され、これらの無端チェン30により
基板Ｐが支持されている。そして、両側の無端チェン30
の相互に対向する内側部が同方向へ同期駆動され、基板
Ｐが搬送される。

【００１９】前記基板位置決め機構11は、図示されない
モータなどにより回動される回転軸31にアーム32の基端
部が一体的に嵌着され、アーム32の先端部に位置決めピ
ン33が取付けられたものであり、この位置決めピン33を
下方へ回動して、搬送手段により搬送されてきてほぼ定
位置で停止した基板Ｐの位置決め穴に挿入することによ
り、基板Ｐを正確に位置決めする。

【００２０】図２に示されるように、前記マスク12は、
基板Ｐの下面にて局所はんだ付けの予定されていない部
分を覆うマスク本体34に、局所はんだ付けの予定された
局所はんだ付け部位と対向する部分のみを開口した開口
部35が設けられ、さらに、この開口部35の周囲から基板
Ｐに向かって噴霧案内筒36が突出されている。

【００２１】マスク本体34の周縁部は下方へ折曲形成さ
れて、マスク本体34の下面に付着したフラックスの垂れ
落ちを容易にしている。一方、上下方向に一定の長さを
有する噴霧案内筒36は、スプレーノズル14から噴霧され
たフラックスの噴霧領域を絞り、基板Ｐの局所はんだ付
け部位に案内するものである。

【００２２】図１および図２に示されるように、前記マ
スク移動機構13は、マスク12を基板Ｐに対し上下動させ
るもので、基台22の側板41に取付けられた４個のスライ
ド軸受42にそれぞれガイドロッド43が上下動自在に嵌合
され、これらのガイドロッド43の上部に上下動板44が取
付けられ、この上下動板44の中央部に、基台22上に取付
けられたマスク上下動用シリンダ45のピストンロッド46
が連結されている。さらに、上下動板44の両側部上に取
付板47を介して計４本の上下動ロッド48が取付けられ、
これらの上下動ロッド48の上端部に取付板49を介して前
記マスク12が支持されている。

【００２３】取付板49は、図１に示されるようにフラッ
クス垂れ受カバー24の内部に位置するマスク12を支持す
るために、フラックス垂れ受カバー24の上部に切欠形成
された上下方向の切込溝51に上下動自在に嵌合され、マ
スク12の側面より突出されたＬ形板52を係止し、固定し
ている。

【００２４】そして、マスク上下動用シリンダ45により
上下動板44および上下動ロッド48を介してマスク12を上
下動する。例えば、基板Ｐを図示された位置に搬入する
際はマスク12を下降させ、また、基板Ｐにフラックスを
噴霧する際はマスク12を上昇させて、その噴霧案内筒36
を基板Ｐの下面に近接させる。この近接は、密着状態も
含む。

【００２５】図３に示されるように、前記スプレーノズ
ル移動機構15は、Ｘ軸機構部55によりＹ軸機構部56がＸ
軸方向に移動可能に設けられ、Ｙ軸機構部56によりノズ
ル取付アーム57がＹ軸方向に移動可能に設けられ、ノズ
ル取付アーム57の先端部は、図１に示されるように前記
フラックス垂れ受カバー24の側板部に水平に切欠形成さ
れた長穴58を経てマスク12の下側に移動自在に挿入さ
れ、このノズル取付アーム57の先端部に、フラックス供
給管59を介して一対のスプレーノズル14が取付けられ、
これらのスプレーノズル14をマスク12の任意の開口部位
置に移動させるＸ−Ｙロボットである。

【００２６】Ｘ軸機構部55およびＹ軸機構部56は、送り
ネジおよびガイドロッドを内蔵し、送りネジをサーボモ
ータにより所定量回動して、送りネジと螺合する被移動
部材（Ｙ軸機構部56またはノズル取付アーム57）をガイ
ドロッドに沿って移動するものである。

【００２７】前記スプレーノズル14は、図示されないフ
ラックス供給源からフレキシブルホースおよび前記フラ
ックス供給管59などを経てフラックス原液の供給を受け
るノズル本体14a と、このノズル本体14a の上面に設け
られ基板Ｐに向かってフラックスを噴霧する吹出口14b
とを有する。

【００２８】次に、図１乃至図３に示された実施形態の
作用を、図４も参照しながら説明する。

【００２９】基板位置決め機構11がその位置決めピン33
により基板Ｐを定位置に位置決めすると、マスク移動機
構13がマスク12を上昇させて、マスク12の噴霧案内筒36
を基板Ｐに近接（密着）させ、スプレーノズル移動機構
15がスプレーノズル14をプログラムで指定されたマスク
12の開口部位置に移送し、スプレーノズル14から噴霧さ
れたフラックスＦをマスク12の開口部35より噴霧案内筒
36内を通して基板Ｐの下面に塗布する。

【００３０】その際、スプレーノズル移動機構15により
マスク12の開口部位置に正確に移動されたスプレーノズ
ル14から噴霧されたフラックス（希釈されていない原
液）は、マスク本体34により遮断されるフラックス粒子
と、開口部35および噴霧案内筒36により方向付けされる
とともに噴霧領域を絞られて基板Ｐに到達するフラック
ス粒子とに分かれ、マスク12の開口部35および噴霧案内
筒36と対応する基板Ｐの限られた局所はんだ付け部位Ｓ
のみに高精度に塗布され、その周辺には塗布されない。

【００３１】このスプレーノズル14を支持しながら水平
に移動する２軸移動可能のロボットであるスプレーノズ
ル移動機構15は、Ｘ軸機構部55およびＹ軸機構部56のサ
ーボモータをプログラム制御することにより、フラック
ス塗布ポイント毎のスプレーノズル位置制御を正確にか
つ簡単に行える。

【００３２】一方、局所はんだ付け部位Ｓ毎に要求され
るフラックス塗布厚が異なっても、噴霧時間などを調整
することによりフラックス塗布量を高精度に可変制御で
きる。例えば、フラックス塗布膜の膜厚を増加させると
きは、その膜厚増加分だけフラックス噴霧時間を増加さ
せたり、またはスプレーノズル14が噴霧しながら移動す
る場合はスプレーノズル移動機構15によるスプレーノズ
ル14の移動速度を遅くすると良い。

【００３３】次に、図５および図６は、本発明の他の実
施形態を示す。

【００３４】図５に示されるように、例えば大径および
小径の２種またはそれ以上のマスクノズル61，62が、基
板Ｐの任意の局所はんだ付け部位S1，S2と対向できるよ
うにそれぞれ３次元移動可能に設けられ、これらのマス
クノズル61，62の内部に、それぞれのマスクノズル61，
62に対応する条件で局所はんだ付け部位S1，S2にフラッ
クスＦを噴霧するスプレーノズル63，64が、それぞれ一
体的に取付けられている。

【００３５】マスクノズル61，62は、スプレーノズル6
3，64が嵌合されたスプレーノズル嵌合筒部65と、テー
パ状部66と、スプレーノズル63，64から噴霧されたフラ
ックスを絞るように案内する噴霧案内筒部67とにより形
成され、マスクノズル61，62のスプレーノズル嵌合筒部
65の内周面に取付板68を介してスプレーノズル63，64が
同心状に固定されている。

【００３６】３次元移動の主体は、マスクノズル61，62
でも良いし、スプレーノズル63，64でも良い。また、各
々のマスクノズル61，62は、スプレーノズル63，64の少
なくともフラックス噴霧側に被嵌されていれば良い。

【００３７】マスクノズル61，62およびスプレーノズル
63，64をＸ，Ｙ，Ｚの３次元方向に移動する３次元移動
機構は、前記マスク移動機構13とスプレーノズル移動機
構15とが合体した形態のロボットであり、ここでは図示
しない。

【００３８】そして、１枚の基板Ｐに存在する複数の局
所はんだ付け部位S1，S2に対応したマスクノズル61，62
とスプレーノズル63，64とをプログラムにより選択し
て、その局所はんだ付け部位S1，S2に適合するマスクノ
ズル61，62およびスプレーノズル63，64を移動させる。

【００３９】その際に、３次元移動機構は、マスクノズ
ル61，62およびスプレーノズル63，64を基板Ｐの局所は
んだ付け部位S1，S2と対向する位置に水平移動した後、
上昇させて接近させ、スプレーノズル63，64から噴霧さ
れたフラックスＦをマスクノズル61，62の噴霧案内筒部
67の案内作用により基板Ｐの限られた局所はんだ付け部
位S1，S2に塗布し、その後は、マスクノズル61，62およ
びスプレーノズル63，64を下降させて基板Ｐからいった
ん離間させてから、別の局所はんだ付け部位に移動し、
再度上昇させて接近させ、同様にフラックスＦを限られ
た局所はんだ付け部位に塗布する。

【００４０】この図５に示された実施形態では、局所は
んだ付け部位S1，S2毎に最適なマスクノズル61，62およ
びスプレーノズル63，64を選択して、局所はんだ付け部
位S1，S2に応じたノズル移動パターンおよび塗布時間を
制御し、プログラムされた移動パターンで対応する局所
はんだ付け部位S1，S2に移動するとともに、局所はんだ
付け部位S1，S2毎に噴霧時間などを調整することにより
フラックス塗布量を可変制御する。

【００４１】例えば、図６（Ａ）に示されるように、大
径のマスクノズル61は、例えば直径15mmの噴霧案内筒部
67を有し、チューナシャーシなどから突出された比較的
大形の被はんだ付け部（シャーシ爪71）が挿入された銅
ランド部72に対応し、予めプログラムされた経路で上下
動しながらシャーシ爪71の位置する部位に移動し、その
際、マスクノズル61の噴霧案内筒部67が各銅ランド部72
を囲むように基板Ｐの下面と密着したときに、スプレー
ノズル63からフラックスＦを噴霧して、シャーシ爪71お
よび銅ランド部72にフラックスを塗布する。

【００４２】また、図６（Ｂ）に示されるように、小径
のマスクノズル62は、例えば直径８mmの噴霧案内筒部67
を有し、狭小部コネクタなどから突出された比較的小形
の被はんだ付け部（ピン73）が挿入された銅ランド部74
に対応し、予めプログラムされた経路で上下動しながら
ピン73の配列方向にピン73のピッチ毎に順次移動し、そ
の際、マスクノズル62の噴霧案内筒部67が各銅ランド部
74を囲むように基板Ｐの下面と密着したときに、スプレ
ーノズル64からフラックスＦを噴霧して、ピン73および
銅ランド部74にフラックスを塗布する。

【００４３】以上のように、従来の発泡式フラックス塗
布装置は、フラックス原液と希釈剤とを混合して用いる
ので、フラックスの比重管理およびフラックス中の水分
管理を正確に行う必要もあるが、本発明に係る噴霧式フ
ラックス塗布装置は、フラックス原液を用いるので、フ
ラックスの比重および水分などを管理する必要がなく、
管理項目が少なくなり、取扱も容易である。

【００４４】さらに、基板Ｐとスプレーノズル14または
63，64との間にマスク12またはマスクノズル61，62を介
在させ、マスク12の噴霧案内筒36またはマスクノズル6
1，62の噴霧案内筒部67を基板Ｐの下面に近接させたこ
とにより、基板Ｐの狭小な部位にも、その周囲にフラッ
クス（原液）を滲ませないで塗布することが可能となっ
た。

【００４５】

【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、局所はん
だ付けの予定された局所はんだ付け部位と対向する部分
のみを開口した開口部を有するマスクを介して、スプレ
ーノズルによりプリント配線基板にフラックスを噴霧す
るから、限られた局所はんだ付け部位のみに対する良好
な局所フラックス付けを行え、また、同一基板中の異な
る局所はんだ付け部位毎に噴霧時間などを変更すること
によりフラックス塗布量を容易に可変制御できる。

【００４６】請求項２記載の発明によれば、マスクの噴
霧案内筒により、スプレーノズルから噴霧されたフラッ
クス粒子の方向付けを行い、プリント配線基板に到達す
るフラックスの噴霧領域を絞るから、プリント配線基板
の限られた局所はんだ付け部位のみにフラックスを高精
度に塗布できる。

【００４７】請求項３記載の発明によれば、基板位置決
め機構とマスク移動機構とスプレーノズル移動機構とに
より、プリント配線基板の限られた局所はんだ付け部位
に対する局所フラックス付けを自動化できる。

【００４８】請求項４記載の発明によれば、スプレーノ
ズルと、噴霧案内筒部を有するマスクノズルとを一体的
に３次元移動可能としたから、プリント配線基板の変更
すなわち局所はんだ付け部位の変更にも容易に対応で
き、任意の局所はんだ付け部位にフラックスを噴霧塗布
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の噴霧式フラックス塗布装置の実施の一
形態を示す断面図である。

【図２】図１のII−II線断面図である。

【図３】同上噴霧式フラックス塗布装置の平面図であ
る。

【図４】同上噴霧式フラックス塗布装置における基板と
マスクとスプレーノズルとの位置関係を示す断面図であ
る。

【図５】本発明の噴霧式フラックス塗布装置の実施の他
の形態を示す断面図である。

【図６】（Ａ）は図５のＡ−Ａ線断面図、（Ｂ）は図５
のＢ−Ｂ線断面図である。

【図７】従来の発泡式フラックス塗布装置を示す断面図
である。

【符号の説明】

Ｐ プリント配線基板 11 基板位置決め機構 12 マスク 13 マスク移動機構 14 スプレーノズル 15 スプレーノズル移動機構 35 開口部 36 噴霧案内筒 61，62 マスクノズル 63，64 スプレーノズル 67 噴霧案内筒部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 内田 俊也 埼玉県狭山市大字上広瀬591番地11 株式 会社タムラエフエーシステム内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 プリント配線基板の下面にて局所はんだ
   付けの予定されていない部分を覆うとともに局所はんだ
   付けの予定された局所はんだ付け部位と対向する部分の
   みを開口した開口部を有するマスクと、 このマスクを介してプリント配線基板にフラックスを噴
   霧するスプレーノズルとを具備したことを特徴とする噴
   霧式フラックス塗布装置。
2. 【請求項２】 マスクは、開口部の周囲からプリント配
   線基板に向かって突出されスプレーノズルから噴霧され
   たフラックスを案内する噴霧案内筒を具備したことを特
   徴とする請求項１記載の噴霧式フラックス塗布装置。
3. 【請求項３】 プリント配線基板を定位置に位置決めす
   る基板位置決め機構と、 マスクをプリント配線基板に対し上下動させるマスク移
   動機構と、 スプレーノズルをマスクの任意の開口部位置に移動させ
   るスプレーノズル移動機構とを具備したことを特徴とす
   る請求項１または２記載の噴霧式フラックス塗布装置。
4. 【請求項４】 プリント配線基板にフラックスを噴霧す
   る３次元移動可能のスプレーノズルと、 このスプレーノズルの少なくともフラックス噴霧側に一
   体的に被嵌されプリント配線基板の限られた局所はんだ
   付け部位に近接される噴霧案内筒部を有するマスクノズ
   ルとを具備したことを特徴とする噴霧式フラックス塗布
   装置。