JPS61266176A

JPS61266176A - 表面装着部品のはんだ付け及びはんだ剥し装置

Info

Publication number: JPS61266176A
Application number: JP60231480A
Authority: JP
Inventors: ペーテル　ゲーリツヒ; フオルケル　ミユンツ; ギユンテール　リツトマン
Original assignee: Cooper Industries LLC
Current assignee: Cooper Industries LLC
Priority date: 1985-05-21
Filing date: 1985-10-18
Publication date: 1986-11-25
Also published as: DE3573974D1; ATE47641T1; EP0202351A1; EP0202351B1

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は印刷回路基板、混成回路等の上に高温９気流に
よって表面装着部品をはんだ付け及びはんだ剥しする装
置に関する。

（従来の技術）高温孕気又は高温ガス流によって、極めて小さい部品を
はんだ付けすることはすでに周知でおる。

これは、かかる高温空気又は高温ガス流を部品の所定領
域へ、部品の残シの領域を許容限度以上に加熱すること
なく正確に指向させうるからである。

こうしたはんだ付け装置は特に、例えばチップキャノ臂
シタ、トランゾスタ、フラットノ臂ツクＩＣ１ｌＩ表面
装着形の電子部品を固定するのに適する。これらの部品
は通常まず、はんだ付け装置に固定されるか、又はそれ
と別個の挾み付けペンチやビンセットによって印刷回路
基板上に置かれ、その後はんだ付けされる。場合によっ
ては、はんだ付け作業中はんだが冷却されるまで、極め
て小さい部品を確実に位置決めし、印刷回路基板上の所
定位置にしつかシ保持することは困難である。

（発明が解決しようとする問題点）本発明が解決しようとする問題は、極めて不さい部品を
印刷回路基板等上に該部品を損傷させる危険を伴わずに
確実且つ迅速に固定することができる、冒頭に記載した
ような装置を提供することにある。

（問題点を解決するための手段）上記問題を解決するため、本発明に係る印刷回路基板、
混成回路筒の上に高温空気流によって表面装着部品ケは
んだ付け及びはんだ剥しする装置は、垂直方向に移動可
能で、下端に、部品を保持する真９保持部と少くとも１
つのホットエアノズルを支持したヘッドを備え、上記ホ
ットエアノズルの自由端が部品を保持する前記真空保持
部の端部に対し旋回自在で、真空保持部の中心点とホッ
トエアノズルの出口開口との間の距離を変化サセるよう
に構成した。

（発明の効果）本発明による装置の構成によれば、印刷回路基板等に固
定された部品を真空保持部によって確実に保持でき、少
くとも１つのホットエアノズルと真空保持部の中心点と
の間の距離を調整して異ったサイズの部品を装着するこ
とができる。

ヘッドつまシ真空保持部で保持された部品を印刷回路基
板等の上に正確に位置合せした後、ヘッドを下降させて
高温空気又は高温ガス流をホットエアノズルに導いては
んだ付け作業を実施する。

はんだ付け作業を促進するため、印刷回路基板等を加熱
グレート上又は赤外線ヒータの下方に配設し、はんだ付
けすべき領域をはんだ付け温度よシ低い温度に予熱する
こともできる。

こうすれば、はんだを溶かすのに残シの熱エネルギーだ
けを高温空気又は高温ガス流で供給すればよい。

本発明の好ましい別の実施態様によれば、真空保持部が
駆動手段によってその縦軸を中心に回転可能である。こ
うして、個々の部品のホットエアノズルに対する正確な
位置合せが達成されると共に、ヘッド全体が垂直軸を中
心に回転可能とな夛、印刷回路基板に対する正確な位置
合せを行なうことができる。

更に、真空保持部をヘッド及びこれに結合されたホット
エアノズルに対して垂直方向下方に弾力的に付勢し、部
品が印刷回路基板に対してしっかシ抑圧されるようにす
ることもできる。

部品の対向辺に延出した端子を持つ部品を固定するため
には、真空保持部の両側に対称的に配設した２つのホッ
トエアノズルを設けるのが好ましく、４側縁全てに端子
を有する部品の場合には、真空保持部を中心として対称
的に４つのホットエアノズルを配置することも勿論でき
る。

本発明の別の好ましい実施態様によれば、装置の上昇可
能で回転可能なヘッドが、第１の垂直ビｌット軸を中心
に相互に旋回自在な２つの部分から成る支持アームに固
定され、第１部分の自由端が垂直方向に調整可能なマウ
ントへ第２のピ♂ット軸を中心に旋回自在に固定される
一方、第２部分の自由端が回転軸を介してヘッドを支持
する。

アームとヘッドに設けた適切な駆動手段によシ、アーム
の旋回時にヘッドを正確に平行案内するととができる。

このようにして、ヘッドが部品供給領域と印刷回路基板
の作業領域の間で旋回されるため、装置は供給容器内か
ら部品ｔ−取シ上げ、次いで下降させて、印刷回路基板
等上に固定できる。

エツゾに沿って延びる端子を持つ部品を固定するため、
ホットエアノズルの出口開口は該ホットエアノズルと真
空保持部との間を結ぶ線に対し直角な方向に沿って細長
く、真空保持部と対面する出口開口のエツゾは保合ウェ
ブとして下方に延びているのが好ましい。この保合ウェ
ブは、部品の端子を印刷回路基板に対して押圧するのに
使われ、はんだが冷却するまで、端子をしつかシ保持す
る。

又係合ウェブは、部品の本体部を高温空気流から保護す
るため、Ｌんだ付け作業中その部品本体部がわずかしか
加熱されないという別の利点ももたらす。

保合ウェブははんだに対して非湿潤性で、低い熱伝導度
を有し、はんだ接合部からの熱放散を防止するのが好ま
しい。更に、保合ウェブは低い熱貯蔵容置を持つべきで
ある。

装置が分割形のピボットアームを備えていれば、供給容
器内における部品の把持、作業領域内にある印刷回路基
板までの部品の移動、及び作業領域内の印刷回路基板に
対する部品の下降と固定を、自動制御で行なうことがで
きる。

勿論、ヘッドの上昇移動も自動的に制御可能である。

（実施例）以下、図面に示した実施例を参照して本発明の詳細な説
明する。

第１図は、下端に２つのホットエアノズル１０１゜１０
２と真空保持部１０３，１０４を支持したヘラ）”　ｌ
　００の実施例を示してｈる。エアノズル１０２の下端
と真空保持部１０４の詳細は第４図に示す。

第１図は更に、はんだ付け温度より低い温度に印刷回路
基板１１２（又は混成回路）を予熱する加熱プレー）１
１１を示している。印刷回路基板は真空吸引で加熱プレ
ー）Ｉｌｌに装着可能で、適当な真空ポンプが加熱プレ
ート上のスライドスｌｌ− イツチによジオン・オフされる。加熱グレート１１１の
表面はテフロンで被覆したり又は凹部を形成して、はん
だ付作業中における熱の逆戻りを減少させるようにして
もよい。

第４図に示す端子１１３ａによって印刷回路基板１１２
に固定されるべき部品１１３が真空保持部１０３，１０
４の下端に固定され、ホットエアノズルの下端には第４
図に示すように係合ウェブ１０２ｂが形成され、これが
部品１１３の端子を印刷回路基板に対してきつぐ押圧す
る。

加熱プレート上での予熱後はんだを溶かすのに必要な残
シの熱エネルギーは、加熱した保護ガス又は空気によっ
て供給される。この点の表現を簡単化するため、以後高
温空気とのみ称するが、この表現は任意の不活性ガス勢
を含むものである。

高温空気は２つ以上のホットエアノズル１０１゜１０２
内で加熱され、ホットエアノズルの数は、同時にはんだ
付けすべ色端末が配置されている部品の辺数に依存する
。第１，４及び５図に示した実施例において、部品１１
３は対向両辺に２つの１２一対向端子列を有するが、４辺全てに端子を有する部品も
同様に考えられ、この場合には４つのホットエアノズル
が真空保持部１０３，１０４の周囲に配置される。

固定すべき部品に適応させるため、ホットエアノズルは
様々な異った形状となし得る。上記の保合ウェブは、部
品１１３本体が高温空気によって許柊限度以上に加熱さ
れるのを防ぐ一方、部品のわずかに変形した端子をも印
刷回路基板に対して確実に抑圧すると共に、はんだ作業
後も轄んだが固まるまでそれら端子をしつかシ保持する
。

第１図から明らかなように、ホットエアノズル１０１．
１０２の上端はピボット軸１０６ａを中心に旋回自在な
ピボット体１０６に取付けられている。ピボット軸１０
６ａ上方の両ピボット体１０６間に圧力バネ１０６ｂが
配設され、又ピボット軸１０６ａ下方に調整部材１０５
が配設され、調整部材１０５はビがット体１０６の円錐
状に形成されたカム面１０６Ｃと協働して、ホットエア
ノズル１０１．１０２下端間の距離を変化させる。

真空保持部１０３，１０４はヘッド１００へ回転可能に
取付けられると共にベルトグーＩＪ　１１８を支持し、
ベルトプーリ１１８はヘッド１００に固定されたアーム
１１５に装着されている別のプーリ１１６ヘベルト１０
７を弁して連結されている。プーリ１１６の軸１１７は
アーム１０５に固定されたグリップ１０８を貰いて回転
可能な操作ノブ１０９まで延びてお秒、この操作ノブ１
０９０回動が真空保持部１０３，１０４で保持された部
品をホットエアノズル１０１，１０２に対して位置合せ
可能とする。第４図から明らかなように、ホットエアノ
ズル１０３，１０４は非常に細い管状部１０４ａに終端
しておシ、その先端に部品１１３と係合する吸込具１０
４ｂが固定されている。ボットエアノズル１０１，１０
２ｔ−適用する前に部品を印刷回路基板に対して確実に
押圧するため、真空保持部１０３，１０４をヘッド、従
ってホットエアノズルに対して軸方向に下方へ付勢する
のが好ましい。

ヘッド１００全体は垂直方向に可動で且つ垂直軸を中心
に回転可能にすることができ、対応する回転動及び上下
動はグリップ１０８によって又はそれ自体周知な自動制
御手段によって達成できる。

第２図に示すように、ヘッド１００の上端に、可動軸と
しての中空軸３０２として上方に延びる固定フランツ１
１０が固定され、中空軸３０２は真空保持部１０３，１
０４に真空を供給する真空管を収容すると共に、中空軸
３０２０回転及び上下動を可能とする玉軸受ケージ３０
３用の軸を形成する。玉軸受プーリ３０３は支持アーム
２００ｂに装着された１回転軸としての駆動軸３０５内
に装着され、駆動軸３０５は更に玉軸受３１１を介して
、支持アーム２００ｂ’を形成する中窒体３１６内に装
着されている。駆動軸３０５は垂直方向に延びるスロッ
ト３０５ａｉ備え、このスロット３０５ａ内に中空軸３
０２ヘネノ込まれ九九平頭ネジ３０６のヘッドが延びて
いる゛。こうして、中空軸３０２は駆動軸３０５に対し
一体回転するように固定結合されるが、該駆動軸３０５
に対して軸方向に上下動可能である。更に中空軸３０２
は、案内プーリの周囲に配置されたケーブル３１５と付
勢バネ３１３を介して上方に付勢されている。

バネ３１３とケーブル３１５の後端は、バネハウソング
３１４内に配置され、保饅されている。

中空軸３０２には、真空供給手段３１２を備えた力／’
ｌ−３０４も結合されている。

駆動軸３０５上に、ベルト２１４好ましくは歯付ベルト
と係合するプーリ２１２が配設されている。第３図を参
照して以下に峰述するように、該歯付ベルトによりヘッ
ド１００の回転制御が可能となる。

第３図は、２つの部分２００ａ、２００ｂから成る支持
アームにその内部でヘッド１００が固定された、本発明
装置の他の実施例の平面図を示している。支持アームの
これら２つの部分２００１Ｌ。

２００ｂはピボット軸２０４を中心に旋回自在で、関節
連結式のアームを形成し、第１部分２００ａの自由端は
珈直に調整可能なマウント２０２に固定されたビメット
軸２０３ａｋ中心に旋回自在である。該マウント２０２
は例えば、基板２０１上の３脚又はスタンドによって固
定できる。支持アームの第２部分２００ｂの自由端は前
述したようにヘッド１００を支持し、ヘッド１００は第
２図に示すごとく中空軸３０２つまり駆動軸３０５の中
心軸線と同心円状に延びるピボット軸１０３の回りに旋
回自在である。

マウン）２０２にプーリ２０３が回転可能に取付けられ
、プーリ２０３の中心軸はピボット軸２０３ａと一致す
る。別の２つのプーリ２１１ａ。

２１１ｂが画部分２００ａ、２００ｂｋ一体連結するピ
ボット軸２０４へ自由に回転可能に装着される一方、駆
動軸３０５には第２図に示すごとくプーリ２１２が固定
されている。プーリ２１１＆。

２０３は同一直径を有し、ベルト２１３を介して連結さ
れる。ｆ−！Ｊ２１１ａに対し偏心し且つ回転不能に結
合されたブー！７２１１ｂは、ヘッドの駆動軸３０５に
固定されたプーリ２１２と同一直径を有し、両プーリ２
１１ｂ、２１２はベルト２１４を介して連結されている
。プーリ２１　ｌｂ。

２１２は歯付ベルトプーリとして構成でき、両べルト２
１３，２１４は歯付ベルトとして形成してもよい。勿論
、周知な別の任意な型のプーリを用いてもよい。

上記したプーリとベルトとの連結によシ、ヘッドが部品
供給領域２０５と基板２０１上の作業領域２０６０間を
移動するとき、各部品の正確な平行案内が達成され、ヘ
ッドの移動の自動制御が可能になる。又第３図に、加熱
グレート１１１の基板２０１上における配置も示してい
る。つまり、供給容器２０５から取出された部品は正確
な平行案内によって加熱プレー）ｉｌｌ上に配置された
印刷回路基板に転送され、位置合せのエラーは第１図に
示した回転ノブ１０９で修正される。

勿論、第３図に示したアーム２００は剛性アームとして
も構成でき、この場合、ヘッドだけが第１．２図に示し
た上下動と回転の可能力を有する。

第４図は、第１図によるヘッド下端を更に詳細に示して
いる。第４図には、第５図に示したような印刷回路基板
１１２が杓び図示されておシ、これは勿論混成回路等で
もよく、その上に部品１１３が固定される。該部品１１
３は２つの対向辺に端子１１３ａを備え、吸込具１０４
ｂによって真空保持部の下端１０４１に保持される。第
１図からも明らかなように、２つのホットエアノズルは
真空保持部に対して対称的に配置され、それらの下端１
０２が第４．５図に示しである。各エアノズル下端１０
２は部品１１３上の端子１１３ａの巾と対応する巾を有
する細長い出口開口１０２ａを備え、該出口開口１０２
ａの部品側を向いたエツゾは係合ウェブ１０２ｂと１〜
で延出しており、誼係合ウェブ】０２ｂは第１に端子を
印刷回路基板に対して押圧し、第２に部品１１３をホッ
トエアノズルから放出される高ｍ孕気流から戸閉する。

こう１７て、部品は許容されない加熱から保護される。

特に第５図から明らか々ように、係合ウェブ１０２ｂは
部品１１３の金山にわたって延びているが、第５図では
図面を簡略化するため、１つのホットエアノズルだけが
示しである。第５図の部品１１３が４つの側縁全てに端
子を有するなら。

ヘッドの下端に対を成して配置された４つのホットエア
ノズルが真空保持部を中心として対称的に配設され、全
端子夕Ｉノの同時はんだ付けを可能とする。しかし、２
つのホットエアノズルを用いるときは、２つの対向端子
列をはんだ付けしｆＣ後ヘッドを９０　回転し、次に残
りの端子夕ｌｌヲはんだ付けすることもできる。

上記装置では、印刷回路基板又は混成回路上に対してど
んなに小さな部品でも極めて迅連且つ高い信頼度で固定
することができ、この際、部品が印刷回路基板部上でス
リップしたシ、誤って固定される危険を伴うことはない
。この点は特に、はんだ付け作業後も、はんだが冷却し
て低温はんだ付け点が生ずる危険がなくなるまで、係合
ウェブ１０２ｂの圧力を維持できることによって保証さ
れる。

保合ウェブ１０２ｂははんだに対し非湿潤性で熱伝導性
が不良なため、はんだ付け地点からの熱放散が防止され
る。

勿論、ホットエアノズル及び吸込具１０４ｂの形状は固
定すべき部品のその他の形状に対して適宜適応させるこ
とができ、この適応は部品の形状から直接的にもたらさ
れる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例會示すもので、第１図はヘッドの
部分断面側面図、第２図は支持アーム上へのヘッドの装
着の詳細を示す一部を破断した側面図、第３図は分割し
た旋回支持アームの実施例を示す平面図、第４図は２つ
のホットエアノズル及び真空保持部の下端の詳細を示す
断面図、第５図は印刷回路基板−ヒに配設された部品お
よびその上方に配置されたホットエアノズルの斜視図で
ある。符号の説明１００・・・ヘッド　　　　　　　　１０１，１０２・
・・ホットエアノズル１０２ａ・・・出口開口　　　１
０２ｂ・・・係合ウェブ１０Ｂ、１０４・・・真空保持
部　１０５．１０６・・・調整手段１０６・・・ピボッ
ト体　　　　１０６ａ・・・水平ビがット軸１０７〜１
０９，１１５〜１１８・・・駆動手段１０Ｂ・・・グリ
ップ　　　　　１１３・・・部品２００・・支持アーム
　　　　２００ａ、２００ｂ・・・第１．第２部分２０
２・・・マウント　　　　　　２０３ａ、２０４・・第
１．第２垂匪ビーｅツト軸２０５・・・部品係船領域　　　２０６・・作業領域２
１１ａ、２１１ｂ、２０３，２１２−・・第１．２．３
及び第４プーリ２１３　、２１４・・・能動ベルト　　
３０２・・・中望軸３０５・・・回転（能動）軸。特許出願人　　　クー９−インダストリーズ、インコー
ホレイティド、−′＋）１、代理人　弁理士　　世　　良　　和　　イぎ　（、“パ
１＼二立。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）印刷回路基板、混成回路等の上に高温空気流によ
つて表面装着部品をはんだ付け及びはんだ剥しする装置
であつて、垂直方向に移動可能で、下端に、部品１１３
を保持する真空保持部１０３、１０４と少くとも１つの
ホットエアノズル１０１、１０２を支持したヘッド１０
０を備え、上記ホットエアノズルの自由端が部品１１３
を保持する前記真空保持部１０３、１０４の端部に対し
旋回自在で、真空保持部の中心点とホットエアノズルの
出口開口１０２ａとの間の距離を変化させることを特徴
とする表面装着部品のはんだ付け及びはんだ剥し装置。
（２）前記真空保持部１０３、１０４が駆動手段１０７
〜１０９、１１５〜１１８によつてその縦軸を中心に回
転可能であることを特徴とする特許請求の範囲第１項記
載の表面装着部品のはんだ付け及びはんだ剥し装置。
（３）前記真空保持部１０３、１０４が前記ヘッド１０
０及び該ヘッドに結合された少くとも１つのホットエア
ノズル１０１、１０２に対して、垂直方向下方に弾力的
に付勢されていることを特徴とする特許請求の範囲第１
又は２項記載の表面装着部品のはんだ付け及びはんだ剥
し装置。
（４）前記ヘッド１００の手動操作のためグリップ１０
８を設けたことを特徴とする特許請求の範囲第１乃至第
３項のいずれか１項に記載の表面装着部品のはんだ付け
及びはんだ剥し装置。
（５）前記真空保持部１０３、１０４の各辺に対称的に
配設された２つのホットエアノズル１０１、１０２が設けられ、該ホットエアノズル１０１
、１０２がそれらの上端で、ヘッド１００内に配設され
且つ水平ピボット軸１０６ａを中心に旋回自在なピボット体１０６に固定さ
れ、該ピボット体１０６をそれらのピボット軸１０６ａ
を中心に旋回させる調整手段１０５、１０６ｃが設けら
れたことを特徴とする特許請求の範囲第１乃至５項のい
ずれか１項に記載の表面装着部品のはんだ付け及びはん
だ剥し装置。
（６）前記ヘッド１００が、垂直軸を中心に回転可能で
且つ上下動される支持アーム２００の端部に固定される
ことを特徴とする特許請求の範囲第１乃至５項のいずれ
か１項に記載の表面装着部品のはんだ付け及びはんだ剥
し装置。
（７）前記支持アーム２００が第１の垂直ピボット軸２
０４を中心に相互に旋回自在な２つの部分２００ａ、２
００ｂから成り、第１部分２００ａが垂直方向に調整可
能なマウント２０２上に第２のピボツト軸２０３ａを中心に旋回自在
に装着され、第２部分２００ｂの自由端が回転軸３０５
を介してヘッド１００を支持することを特徴とする特許
請求の範囲第６項記載の表面装着部品のはんだ付け及び
はんだ剥し装置。
（８）前記第１ピボット軸２０４に、相互に一体回転す
るよう固定結合された第１及び第２プーリ２１１ａ、２
１１ｂが回転可能に装着され、第３プーリ２０３が前記
マウント２０２に対し一体回転するように固定結合され
、該第３プーリの軸が第２ピボット軸２０３ａと一致し
、第４プーリ２１２が回転軸３０５と一体回転するよう
に固定結合され、第１及び第３プーリ２１１ａ、２０３
同士と第２及び第４プーリ２１２ｂ、２１２同志とはそ
れぞれ同一直径で、各駆動ベルト２１３、２１４を介し
てそれぞれ連結されていることを特徴とする特許請求の
範囲第７項記載の表面装着部品のはんだ付け及びはんだ
剥し装置。
（９）前記第１乃至第４プーリ２１１ａ、２１１ｂ、２
０３、２１２が歯付ベルトプーリで、駆動ベルト２１３
、２１４が歯付ベルトであることを特徴とする特許請求
の範囲第８項記載の表面装着部品のはんだ付け及びはん
だ剥し装置。
（１０）前記ヘッド１００が部品供給領域２０５と作業
領域２０６の間で旋回自在であることを特徴とする特許
請求の範囲第６乃至９項のいずれか一項に記載の表面装
着部品のはんだ付け及びはんだ剥し装置。
（１１）前記ヘッド１００がその上端に、回転軸３０５
の内部で垂直方向に変位可能で且つ該回転軸と一体回転
するよう固定連結された可動軸を有することを特徴とす
る特許請求の範囲第７乃至１０項のいずれか一項に記載
の表面装着部品のはんだ付け及びはんだ剥し装置。
（１２）前記ホットエアノズル１０２の出口開口１０２
ａがホットエアノズル１０２と真空保持部１０４との間
を結ぶ線に対して直角な方向に細長く、真空保持部と対
面する出口１０２ａの縁部が係合ウェブ１０２ｂとして
下方に延びることを特徴とする特許請求の範囲第１乃至
１１項のいずれか１項に記載の表面装着部品のはんだ付
け及びはんだ剥し装置。
（１３）前記係合ウェブ１０２ｂがはんだ付け作業中、
出口開口１０２ａと部品１１３の本体部との間に位置す
ることを特徴とする特許請求の範囲第１２項に記載の表
面装着部品のはんだ付け及びはんだ剥し装置。
（１４）前記係合ウェブ１０２ｂがはんだに対し非湿潤
性であることを特徴とする特許請求の範囲第１２又は１
３項記載の表面装着部品のはんだ付け及びはんだ剥し装
置。
（１５）前記係合ウェブ１０２ｂが低い熱伝導度を有す
ることを特徴とする特許請求の範囲第１２乃至１４項の
いずれか一項に記載の表面装着部品のはんだ付け及びは
んだ剥し装置。
（１６）前記係合ウェブ１０２ｂが低い熱貯蔵容量を有
することを特徴とする特許請求の範囲第１２乃至１５項
のいずれか一項に記載の表面装着部品のはんだ付け及び
はんだ剥し装置。