JPH1147922A

JPH1147922A - 半田付け装置

Info

Publication number: JPH1147922A
Application number: JP21069397A
Authority: JP
Inventors: Minoru Hiraoka; 実平岡
Original assignee: Calsonic Corp
Current assignee: Marelli Corp
Priority date: 1997-08-05
Filing date: 1997-08-05
Publication date: 1999-02-23

Abstract

(57)【要約】【課題】溶融半田の噴出高さをセンサにより計測する
ことにより、正確で信頼性の高い計測を行い、半田付け
品質を安定・向上させ得る「半田付け装置」を提供す
る。【解決手段】噴流装置４０，５０の上方に配置され、
噴流装置４０，５０から噴出する溶融半田２０の噴出高
さを計測する変位センサ９０，１００と、変位センサ９
０，１００による計測結果に基づいて、所定時間におけ
る溶融半田２０の噴出高さの平均値等の特徴量を算出す
るコントローラ１１０とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、溶融半田を貯留す
る半田槽と、半田槽内の溶融半田を噴流させるための噴
流モータを有する噴流装置とを備えた半田付け装置に関
し、特に、溶融半田の噴出高さを正確に制御できるよう
にしたものに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、この種の半田付け装置は、溶
融半田を貯留する半田槽と、半田槽内の溶融半田を噴流
させるための噴流モータを有する噴流装置とを備えてい
る。そして、半田付けを行うべき電子部品等が組付けら
れた基板を、噴流装置から噴出する溶融半田の上方に臨
ませて、電子部品等が組付けられた基板の被半田付け部
に対して半田付けを行っていた。

【０００３】ところで、このような半田付け装置にあっ
ては、半田付け品質を安定・向上させるために、噴流装
置から噴出する溶融半田の噴出高さを一定に保つ必要が
ある。すなわち、噴出する溶融半田の噴出高さを一定に
することにより、溶融半田に接触する電子部品等が組付
けられた基板との接触長さが一定となって、溶融半田と
電子部品等の被半田付け部との接触時間が一定となり、
半田付け品質が安定・向上するのである。

【０００４】このように、溶融半田の噴出高さを一定に
するための方法として、従来から以下に示す二つの方法
があった。

【０００５】第１の方法は、噴流する溶融半田にスケー
ルを当て、溶融半田の噴出高さを測定しながら、噴流モ
ータの回転速度を調整することにより、溶融半田の噴出
高さを所定値に保とうとする方法である。

【０００６】第２の方法は、噴流モータの回転速度を一
定に保ちながら、半田槽内の溶融半田の液面高さを計測
して制御することにより、半田槽内の溶融半田の総量を
一定に保って、溶融半田の噴出高さの管理の代用とする
方法である。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来の溶融半田の噴出高さの制御方法には、以下に示
す問題点があった。

【０００８】すなわち、スケールにより溶融半田の噴出
高さを測定する第１の方法では、目視により溶融半田の
噴出高さを計測しているため、測定結果が測定する者の
技術や熟練度に左右され、正確な測定ができないという
問題点があった。

【０００９】また、半田槽内の溶融半田の液面高さを計
測する第２の方法では、噴流装置に設けたノズル板が目
詰まりした場合のように、半田槽内の溶融半田の総量が
変化しなくても、溶融半田の噴出高さが変化してしまう
ことがある。したがって、測定結果の信頼性が低いとい
う問題点があった。

【００１０】本発明は、上記従来の技術の有する問題点
に鑑みてなされたものであり、本発明は、溶融半田の噴
出高さをセンサにより計測することにより、正確で信頼
性の高い計測を行い、半田付け品質を安定・向上させる
ことを目的とする。

【００１１】また、計測結果を表示するとともに、計測
結果に基づいて噴流モータをフィードバック制御するこ
とにより、容易かつ正確に溶融半田の噴出高さを管理し
て、半田付け品質を安定・向上させることを目的とす
る。

【００１２】さらに、変位センサを熱的に保護すること
により、より信頼性を高めて、半田付け品質を安定・向
上させることを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の請求項１に記載の発明は、噴流装置の上方に配置さ
れ、噴流装置から噴出する溶融半田の噴出高さを計測す
る変位センサと、変位センサによる計測結果に基づい
て、所定時間における溶融半田の噴出高さの特徴量を算
出するコントローラとを備えている。この発明にあって
は、変位センサにより、溶融半田の噴出高さを正確に計
測する。また、コントローラにより、変位センサによる
計測結果に基づいて、所定時間における溶融半田の噴出
高さの特徴量を算出して、計測値の信頼性を向上させ
る。

【００１４】請求項２記載の発明は、上記した請求項１
に記載の発明の特徴点に加えて、コントローラに接続さ
れ、コントローラにより算出された測定値を表示するた
めの表示装置を備えている。また、コントローラは、算
出した測定値に基づいて、溶融半田の噴出高さが所定値
となるよう前記噴流モータの回転をフィードバック制御
する。この発明にあっては、表示装置により計測結果を
表示して、計測結果を管理する。また、コントローラに
より、噴流モータの回転をフィードバック制御して、溶
融半田の噴出高さを一定に保つ。

【００１５】請求項３記載の発明は、上記した請求項１
又は請求項２に記載の発明の特徴点に加えて、変位セン
サ及びそのケーブルを熱的に保護する保護手段を備えて
いる。この発明にあっては、保護手段により、変位セン
サ及びそのケーブルを熱的に保護し、信頼性の高い計測
結果を得る。

【００１６】

【発明の実施の形態】

（半田付け装置）以下、図面に基づいて、本発明の一実
施の形態を説明する。

【００１７】図１および図２は、本発明に係る半田付け
装置の一実施の形態を示すもので、図１は、半田付け装
置の断面図、図２は、半田付け装置の平面図である。

【００１８】本実施の形態に係る半田付け装置１０は、
図示のように、溶融半田２０を貯留する半田槽３０と、
半田槽３０内に配置され、それぞれ溶融半田２０を噴流
させる第１噴流装置４０と、第１噴流装置４０に対して
被半田付け部品の搬送方向の下流側に設けた第２噴流装
置５０とを備えている。尚、図１、２に示した実施の形
態では、被半田付け部材の一例として、電子部品等が組
付けられた基板６０が示してある。

【００１９】この基板６０は、爪等の把持手段（図示せ
ず）により把持されて、第１噴流装置４０及び第２噴流
装置５０の上方を、被半田付け面が噴出する溶融半田２
０に接触するようにして搬送される。

【００２０】（半田槽）上記した半田槽３０は、図１に
示すように、所定量の溶融半田２０を貯留するための装
置で、半田槽３０内の底部には、半田を溶融させるため
のパイプヒータ７０が配置されている。また、半田槽３
０には、図示しないが、半田槽３０内の溶融半田２０の
総量が一定となるように半田を供給する半田自動供給装
置が付設されている。

【００２１】（第１噴流装置）上記した第１噴流装置４
０は、図１に示すように、一端部が半田槽３０の溶融半
田２０内に浸漬し、他端部が溶融半田２０から上方に向
かって突出した断面略Ｌ字状の第１ダクト４１と、第１
ダクト４１の一端部側に配置され、溶融半田２０を他端
部側に向かって送る第１スクリュー４２と、第１ダクト
４１の他端部側を覆う第１ノズル板４３とを備えてい
る。

【００２２】上記した第１スクリュー４２は、図１に示
すように、第１噴流モータ４４と接続されている。した
がって、第１噴流モータ４４の駆動により第１スクリュ
ー４２が回転すると、半田槽３０内の溶融半田２０を第
１ダクト４１内に取り込んで、第１ノズル板４３から噴
出させることができる。

【００２３】上記した第１ノズル板４３は、図２に示す
ように、第１ダクト４１の溶融半田２０の噴出側を覆う
板状の部材で、複数のノズル孔４５が穿設されている。
したがって、第１噴流モータ４４により第１ダクト４１
内を流動してきた溶融半田２０は、第１ノズル板４３の
ノズル孔４５から上方に向かって噴出する。尚、第１ノ
ズル板４３は、例えば、ステンレス鋼板（ＳＵＳ３０
４）等により形成される。

【００２４】このように、第１ノズル板４３に複数のノ
ズル孔４５を設けることにより、噴出する溶融半田２０
の上面に半田波８０を生じさせることができる。この半
田波８０により、被半田付け部材に対する半田付けを良
好に行うことができる。

【００２５】（半田波の作用）上記した半田波８０の作
用をさらに詳しく説明する。

【００２６】被半田付け部材及び溶融半田２０の表面
は、ともに空気と接触するために酸化膜が生じるが、酸
化膜が存在すると半田付けが困難となる。このため、酸
化膜を除去するために、事前に被半田付け部材にフラッ
クスを塗布している。このフラックスが加熱されて活性
化されると、半田付け部の表面を洗浄することができ
る。ところが、表面実装部品は形状、部品サイズが各種
多様であるがため、部品が密集しているところでは半田
が流れ込まない、フラックス等から発生したガスが滞留
し被半田付け部の金属と半田とが接触しない、という不
具合が発生する。このために半田波８０を生じさせて被
半田付け部の金属と半田とを接触させているのである。

【００２７】（第２噴流装置）上記した第２噴流装置５
０は、第１噴流装置４０で半田付けされた基板６０等に
対して、仕上げの半田付けをするための装置であり、第
１噴流装置４０とほぼ同様の構成からなる。すなわち、
第２噴流装置５０は、図１に示すように、一端部が半田
槽３０の溶融半田２０内に浸漬し、他端部が溶融半田２
０から上方に向かって突出した断面略Ｌ字状の第２ダク
ト５１と、第２ダクト５１の一端部側に配置され、溶融
半田２０を他端部側に向かって送る第２スクリュー５２
と、第２ダクト５１の他端部側を覆う第２ノズル板５３
とを備えている。

【００２８】また、第２噴流装置５０は、噴出する溶融
半田２０の高さが、第１噴流装置４０よりも若干高くな
るように設けられている。このように第１噴流装置４０
と第２噴流装置５０からの溶融半田２０の噴出高さを傾
斜させているのは、搬送される基板６０の被半田付け部
材に接触した溶融半田２０の切れを良くするためであ
る。

【００２９】上記した第２スクリュー５２は、図１に示
すように、第２噴流モータ５４と接続されている。した
がって、第２噴流モータ５４の駆動により第２スクリュ
ー５２が回転すると、半田槽３０内の溶融半田２０を第
２ダクト５１内に取り込んで、第２ノズル板５３から噴
出させることができる。

【００３０】上記した第２ノズル板５３は、図２に示す
ように、第２ダクト５１の溶融半田２０の噴出側を覆う
板状の部材で、搬送方向と直交する方向に一つのスリッ
ト５５が設けられている。したがって、第２噴流モータ
５４により第２ダクト５１内を流動してきた溶融半田２
０は、第２ノズル板５３のスリット５５から上方に向か
って噴出する。尚、第２ノズル板５３は、例えば、ステ
ンレス鋼板（ＳＵＳ３０４）等により形成される。

【００３１】（変位センサ）上記した第１噴流装置４０
及び第２噴流装置５０の上方には、図１，２に示すよう
に、噴出する溶融半田２０の高さを検出するための第１
変位センサ９０及び第２変位センサ１００が、各噴流装
置４０，５０から噴出する半田波８０の頂点の真上に近
接して配置されている。この第１変位センサ９０及び第
２変位センサ１００は、例えば、渦電流センサからな
り、溶融半田２０の高さを非接触で測定することができ
る。尚、第１変位センサ９０及び第２変位センサ１００
は、渦電流センサに限られず、非接触式のセンサならば
どのようなセンサを用いても良く、例えば、レーザ測距
装置等を用いても良い。このようにして、溶融半田の噴
出高さを変位センサ９０，１００により計測することに
より、正確で信頼性の高い計測を行い、半田付け品質を
安定・向上させることができる。

【００３２】（コントローラ）上記した第１変位センサ
９０及び第２変位センサ１００は、図１に示すように、
コントローラ１１０に接続されている。このコントロー
ラ１１０は、第１変位センサ９０及び第２変位センサ１
００による計測結果に基づいて、所定時間における溶融
半田２０の噴出高さの特徴量を算出するための装置であ
る。この特徴量としては、例えば、ある一定時間のサン
プリングデータ（センサから噴流波頂点までの変位）の
平均値を算出して用いることができる。但し、必ずしも
これに限定されるものではない。

【００３３】上記したコントローラ１１０は、図１に示
すように、第１噴流モータ４４及び第２噴流モータ５４
に接続されていて、コントローラ１１０により算出した
測定値に基づいて、溶融半田２０の噴出高さが所定値と
なるよう第１噴流モータ４４及び第２噴流モータ５４の
回転をフィードバック制御している。すなわち、第１噴
流装置４０における溶融半田２０の噴出高さが高すぎる
場合には、第１噴流モータ４４の回転速度を遅くし、反
対に第１噴流装置４０における溶融半田２０の噴出高さ
が低すぎる場合には、第１噴流モータ４４の回転速度を
速くして、溶融半田２０の噴出高さが所定値となるよう
に制御するのである。同様の手順により、第２噴流装置
５０においてもフィードバック制御が行われる。

【００３４】これにより、容易かつ正確に溶融半田の噴
出高さを管理して、半田付け品質を安定・向上させるこ
とができる。また、溶融半田の噴出高さの設定精度を向
上させることができるので、噴出高さと半田付け品質と
の相関分析を行うことにより、従来よりも最適な噴出高
さを見出して設定することができ、半田付け品質が大幅
に安定・向上する。

【００３５】（表示装置）また、上記コントローラ１１
０には、図１に示すように、コントローラ１１０により
算出された測定値を表示するための表示装置１２０が接
続されている。この表示装置１２０により、各噴出装置
４０，５０における溶融半田２０の噴出高さの平均値等
の特徴量を表示することができる。また、溶融半田２０
の噴出高さが所定の範囲から外れた場合に、表示装置１
２０により警報を発生するようにしても良い。

【００３６】（保護手段）また、各変位センサ９０，１
００の周囲の雰囲気が、各変位センサ９０，１００の耐
熱温度を超えるおそれがある場合には、各変位センサ９
０，１００及びそのケーブルには、各変位センサ９０，
１００等を熱的に保護するための保護手段を設けること
が好ましい。この保護手段は、具体的には図示しない
が、例えば、各変位センサ９０，１００を断熱材で覆
い、ケーブルをチューブ内に収納するとともに、チュー
ブ内に冷気を圧送して冷却する装置等から構成する。こ
の保護手段により、各変位センサ９０，１００等が熱的
に保護され、より信頼性を高めることができる。

【００３７】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、次
に示すような効果を奏する。

【００３８】請求項１記載の発明によれば、溶融半田の
噴出高さをセンサにより計測することにより、正確で信
頼性の高い計測を行い、半田付け品質を安定・向上させ
ることができる。

【００３９】請求項２記載の発明によれば、上記した請
求項１記載の発明の効果に加え、計測結果を表示すると
ともに、計測結果に基づいて噴流モータをフィードバッ
ク制御することにより、容易かつ正確に溶融半田の噴出
高さを管理して、半田付け品質を安定・向上させること
ができる。

【００４０】また、溶融半田の噴出高さの設定精度を向
上させることができるので、噴出高さと半田付け品質と
の相関分析を行うことにより、従来よりも最適な噴出高
さを見出すことができる。

【００４１】請求項３記載の発明によれば、上記した請
求項１又は請求項２記載の発明の効果に加えて、変位セ
ンサを熱的に保護することにより、より信頼性を高め
て、半田付け品質を安定・向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る半田付け装置の概略断面図であ
る。

【図２】本発明に係る半田付け装置の概略平面図であ
る。

【符号の説明】

１０…半田付け装置、２０…溶融半田、３０…半田槽、４０…第１噴流装置、４１…第１ダクト、４２…第１スクリュー、４３…第１ノズル板、４４…第１噴流モータ、４５…ノズル孔、５０…第２噴流装置、５１…第２ダクト、５２…第２スクリュー、５３…第２ノズル板、５４…第２噴流モータ、５５…スリット、６０…基板、７０…パイプヒータ、８０…半田波、９０…第１変位センサ、１００…第２変位センサ、１１０…コントローラ、１２０…表示装置。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】溶融半田(20)を貯留する半田槽(30)と、
前記半田槽(30)内の溶融半田(20)を噴流させるための噴
流モータ(44,54) を有する噴流装置(40,50) とを備え、
前記噴流装置(40,50) から噴出する溶融半田(20)の上方
に被半田付け部材(60)を臨ませて半田付けを行うための
半田付け装置であって、前記噴流装置(40,50) の上方に配置され、前記噴流装置
(40,50) から噴出する溶融半田(20)の噴出高さを計測す
る変位センサ(90,100)と、前記変位センサ(90,100)による計測結果に基づいて、所
定時間における溶融半田(20)の噴出高さの特徴量を算出
するコントローラ(110) とを備えたことを特徴とする半
田付け装置。
【請求項２】前記コントローラ(110) に接続され、前
記コントローラ(110)により算出された測定値を表示す
るための表示装置(120) を備えるとともに、前記コントローラ(110) は、算出した測定値に基づい
て、溶融半田(20)の噴出高さが所定値となるよう前記噴
流モータ(44,54) の回転をフィードバック制御すること
を特徴とする請求項１記載の半田付け装置。
【請求項３】前記変位センサ(90,100)及びそのケーブ
ルを熱的に保護する保護手段を備えたことを特徴とする
請求項１又は請求項２記載の半田付け装置。