JPS62259670A - ハンダ付け装置 - Google Patents

ハンダ付け装置

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JPS62259670A
JPS62259670A JP9607586A JP9607586A JPS62259670A JP S62259670 A JPS62259670 A JP S62259670A JP 9607586 A JP9607586 A JP 9607586A JP 9607586 A JP9607586 A JP 9607586A JP S62259670 A JPS62259670 A JP S62259670A
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JP
Japan
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soldering
bonded
joined
holding mechanism
holding
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Application number
JP9607586A
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English (en)
Inventor
Kazuya Honma
一哉 本間
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Tokyo Keiki Inc
Original Assignee
Tokyo Keiki Co Ltd
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Publication date
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  • Electric Connection Of Electric Components To Printed Circuits (AREA)

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、ハンダ付け装置に係り、とくに糸状ハンダを
必要量づつ繰り出してハンダ付けを行うハンダ付け機構
を備えたハンダ付け装置に関する。
〔従来の技術〕
近年、集積回路(IC)等にみられるようにプリント基
板の表面に部品を実装し、装置全体の高密度実装及び小
形化等が図られている。これらの表面実装部品は、その
寸法が従来部品と比較して数分の1になっているため、
そのハンダ付け処理に際してはより精度の高い処理が必
要となっている。そこで、表面実装部品用のハンダ付け
装置としては、レーデ−や赤外線を熱源としたもの、ば
んだ槽、リフロー炉を用いたものが開発され実用化され
ている。そして、これらのハンダ付け装置は、比較的高
価で大掛かりなものであることから、主として人足生産
の現場等において多大な高価を発揮するものとなってい
る。
このため、表面実装部品のハンダ付け処理を多種少量の
生産現場又は実験室等の試作現場において行う場合は、
先の細いハンダごてを用いて手作業により行われている
〔発明が解決しようとする問題点〕
しかしながら、上述した手作業によるハンダ付け処理に
あっては、表面実装部品のハンダ付け箇所が非常に小さ
く且つ相互に近接しているため、ハンダブリッジ等の接
合不良が発生してハンダ付け処理の能率が著しく低下す
るとともに、その作業に多くの熟練を必要とするという
問題点があり、このため、とくに試作現場等では能率よ
く且つ確実に表面実装部品をハンダ付けできる装置の開
発が望まれていた。
〔発明の目的〕
本発明は、かかる従来例の有する問題点に鑑みなされた
もので、とくに表面実装部品に対するハンダ付け処理を
能率よく且つ確実に行うことができる機能の充実したハ
ンダ付け装置を捉供することを、その10勺とする。
〔問題点を解決するための手段〕
そこで、本発明では、接合物を被接合物にハンダ付けす
るためのハンダ付け機構を備え、前記接合物を所定位置
からハンダ付け位置まで運搬し且つ前記ハンダ付け機構
が必要なハンダ付け処理を行うまで該接合物を前記被接
合物上に保持する接合物運搬保持機構を装備する等の構
成とし、これによって前記目的を達成しようとするもの
である。
〔発明の実施例〕
以下、本発明の一実施例を第1図ないし第10図に基づ
いて説明する。この実施例は、本発明を表面実装部品専
用のハンダ付け装置について実施した場合を示す。
第1図において、ハンダ付け装置は、ハンダ付け処理を
施すための装置本体10と、この装置本体10における
ハンダ付け部分の映像を表示する映像表示手段としての
モニタ12とにより構成されている。
前記装置本体10は、後述するハンダ付け処理及び部品
運搬等を行わせるための第1.第2のロボソ)IIA、
IIB(直交座標系)を第1図の左右に各々備えており
、これらの第1.第2のロボット11A、lIBは盤面
部10Aと該盤面部10Aの第1図における後側に一体
的に設けられた盤面段部10Bとに装備されている。こ
こで、盤面段部10Bの長手方向をX軸方向とする。
前記盤面段部10B内には、第2図に示すように、その
X軸方向に丸うフク14が固定して横架されている。そ
して、この丸ラック14には、第1、第2のロボッl−
11A、IIBのための5区動用パルスモータ16.1
8がそのギヤ16A。
18Aを丸ラック14に噛合可能なように各々配設され
ている。更に、これらのパルスモータ16゜18ば丸ラ
ック14に対してY軸方向に横設された長板状のアーム
20.22上に各々載設されており、このアーム20.
22はその全体が箱体24.26にそれぞれ固設して収
納されている(第1図参照)。また、この箱体24,2
6の両;;、部には回転車(図示せず)が配設されてお
り、盤面部10AのX軸方向の溝に沿って移動可能にな
っている。このため、前記パルスモータ16゜18の回
転に伴って、前記箱体24,26全体。
即し第1.第2のロボットllA、11BがX輔方向に
所定範囲で移動可能となる。
また、前記箱体24,26の内部には、第2図に示す如
く第1.第2のロボット11八、11BをY軸方向へ移
動させるための丸う・ツク32゜34が箱体24,26
に各々固定して架設されている。この丸ラック32.3
4に対しては、パルスモータ36,38がそのギヤ36
A、38Aを丸ランク32.34に各々噛合可能なよう
に配設されている。このパルスモータ36.38は側面
略し字状のサブアーム40,42の水平部分に各々載設
されている。また、サブアーム40.42は前記アーム
20.22にそれぞれ嵌合し案内されてY軸方向に移動
可能になっている。この内、第1のロボット11A側の
サブアーム40の垂直部分には、後述するハンダ付け機
構44及び描像手段としてのテレビカメラ46が装備さ
れている。
一方、前記第2のロボッl−11,B側のサブアーム4
2の垂直部分には、後述する接合物運搬保持機構48が
装備されている。このため、前記パルスモータ36,3
8が各々所定の指令信号に基づいて回転駆動すると、ハ
ンダ付け機構44及びテレビカメラ46並びに接合物運
搬保持機構48が各々独立してY軸方向に移動可能とな
る。
ここで、前記テレビカメラ46とモニタ12とによって
監視機構が構成されている。
更に、第1のロボット11A側のハンダ付け機構44及
びテレビカメラ46について詳述する。
1)i述の如くY軸方向に移動可能なサブアーム40の
垂直部分の一方の側壁には、側面略コ字状の保持具50
.50が第3図の如く固着されており、この保持具50
.50には、その垂直方向に遊挿可能な丸ラック52及
び支柱54が配設されている。そして、丸ラック52及
び支柱54の底部は、一部に凹部56Aを有する長片状
の固定板56に図示の如く固着されている。また、丸ラ
ック52及び支柱54の上部は、支持板58を介して薄
膜状の定圧ハネ60によって前記サブアーム40の上端
に巻き上げられるようになっている。
更に、前記九ラック52は、サブアーム40の垂直部分
の他方の側壁に配設された上下動用のパルスモークロ2
のギヤ62Aに噛合するようになっている。このため、
このパルスモータ62が所定制御信号に基づいて回転す
ると、前記固定板56全体が図示の如くZ軸方向の所定
範囲で移動可能となる。この場合において、前記定圧バ
ネ60は、上下動する際のパルスモータ62の負荷を一
定にするよう機能する。
更に、前記固定板56の凹部56Aには、図示の如く所
定高さの軸64が立設されている。この軸64の上端に
は、全体が略四角形に形成された平板状のハンド66が
所定範囲で回動自在に配設されている。具体的には、ハ
ンド66の一部に図示の如く延設された首部66Aが軸
64によって回動自在に支持されている。また、前記固
定板56の一方の端部にはソレノイド68が載設されて
おり、このソレノイド68の軸68Aは止め具70を介
して前記ハンド66の所定位置に係止されている。この
ため、ソレノイド68に励磁電流が流れると、その吸引
力によってハンド66全体が矢印入方向く第3図参照)
に前記軸64を中心としてストッパ72の位置まで水平
回転移動することになる。また、ハンド66の首部66
Aと固定板56との間にはバネ74が図示の如く張設さ
れており、これによって、ソレノイド68への励磁電流
がオフにされると、ハンド66は直ちに元の位置へ戻る
ことができるようになっている。ここで、ハンド66は
、その一部に糸ハンダ76のリールを装着するためのリ
ール装着部78を第3図の如く備えている。
更に、前記ハンド66の第3図における下方には、ハン
ダ付け手段80が垂下・装備されている。
これを詳述すると、まず、前記テレビカメラ46のレン
ズ部46Aに対向するハンド66の位置には、撮像用の
所定半径の丸穴66Bが設けられている。この丸穴66
Bの下面側には、第4図に示すように中空軸82が固着
され、この中空軸82の周囲に、リングギヤ84Aを有
する筒状のブロック84が所定範囲で回動可能に配設さ
れている。
そして、リングギヤ84Aに対しては、前記ハンド66
の下面側に固着されたパルスモーク86のギヤ86Aが
噛合するように成っている。このため、このパルスモー
タ86が回転した場合には、ブロック84が回転するこ
ととなる。
また、前記ブロック84は、第5図に示すように、その
側部に略扇状の保持板88を固着装備している。この保
持板88のブロック84例の側壁には、前記ハンダ付け
手段80としてのハンダごて90と中空バイブ92とが
所定角度で固設されており、ハンダごて90のこて先9
0A部分は前記テレビカメラ46の焦点に合うように設
定されている。一方、前記リール装着部78に巻回され
ていた糸ハンダ76は、前記中空バイブ92に案内され
、こて先90A部分に達してハンダ付けに供される。こ
の場合において、中空バイブ92の一部には切欠部92
Aが図示の如く形成され、そこを通過する糸ハンダ76
は、前記保持板88の反対側に装備されたハンダ繰り出
し用のパルスモータ94のギヤ94Aに当接する構成と
なっている。このため、パルスモータ94を制御するこ
とによって糸ハンダ76の繰出し量及び繰出し速度を:
I11御できる。ここで、第5図において96は糸ハン
ダ76用のハンダガイドを示し、97A。
97Bはハンダごて90の止め具を示す。また、前記ハ
ンダごて90は、その長軸部内にハンダ加熱用のヒータ
を有し、また、そのこて先90Aは用途に応じて変える
ことができるよう着脱自在な構成を有している。
従って、前記ハンド66上のパルスモータ86が所定制
御信号に付勢されて回転すると、前記ブロック84.保
持板88.及びハンダ付け手段80が一体として回動す
る(第3図中の矢印B参照)。この回動範囲は、本実施
例では約300゜に設定されており、回動に伴ってこて
先90Aのハンダ付け方向が少しづつ変化する。このた
め、回動角度を変えることによってハンダ付け方向を調
整でき、適宜の角度方向からハンダ付け可能な構成にな
っており、部品によるハンダ付け方向の変化に容易に対
処できる。この場合、回動角度が変わっても、こて先9
0Aの位置は常に定点を指示するようになっている。
一方、前記テレビカメラ46は、前記サブアーム40の
上端に固定されており、そのレンズ部46Aは、常に下
方の前記こて先90A部分を撮像可能になっている。ま
た、焦点距離及び倍率もレンズ部46Aに対する調整に
より可能となっている。
次に、第2のロボッ)IIB側に装備されている接合物
運搬保持機構48について詳述する。
この機構48は、前述の如くY軸方向に移動可能なサブ
アーム42の垂直部分の一方の側壁に、前記ハンダ付け
機構44とほぼ同様にして設けられている。即ち、第6
図に示すように、サブアーム42に横設された保持具9
6.96と、これらに遊挿可能に配設された丸ラック9
8及び支柱100と、丸ラック98にギヤ101Aによ
り噛合可能に固設されたパルスモータ101とによって
、上下動、つまりZ軸方向に移動可能に構成されている
。そして、丸ラック98及び支社100の底部は、水平
方向に設けられた角板状のハンド102に固設され全体
としてL字形を成している。
ここで、103は前述したものと同様に機能する定圧ハ
ネを示す。
前記ハンド102には、回転駆動用のパルスモータ10
4が図示の如(装着されており、その出力軸はハンド1
02の下方において長方体状のガイドブロック106に
係合するようになっている。
このため、パルスモータ104が所定の回転を行うと、
ガイドブロック106全体がその向きを矢印Cの如く 
(本実施例では90’の範囲で)回動可能に構成されて
いる。
前記ガイドブロック106の先端部には、鍵形状に形成
された第1の板バネ108Aが固着されている。また、
ガイドブロック106の下面側には、同じく鍵形状の第
2の仮バネ108Bが矢印D(第6.7図参照)の如く
摺動して移動可能なように配設されている。この第2の
仮バネ10813に対しては、第7図に示すようにガイ
ドブロック106の背面側に固着されたリニアパルスモ
ーク1. l Oが作用するよう構成されている。即ち
リニアパルスモータ110のロータが回転すると、その
出力軸110Aが直進運動をし、これが第2の仮バネ1
08Bに伝達され該第2の板バネ108Bが直進運動を
行う。これによって、挟持部108としての第1.第2
の板バネ108A。
108Bは、第6図に示す如く、接合物としての電子部
品(例えばIC部品)112を部品供給プレート107
  (第1図参照)から挟持することができる。この第
1.第2の板バネ108A。
108Bの垂直部分は本実施例では比較的長めに設定さ
れており、これがため被接合物としてのプリント基板1
14(第1図参照)上に背の高い他の部品があっても支
障が無いようになっており、またハネ効果が生じること
から運搬途中における電子部品112の離脱が容易に生
じないように配慮されている。また、第1.第2の板バ
ネ108A、108Bの電子部品112に当接する部分
には、緩衝材が貼着されている。
ところで、前記装置本体10の盤面部10A上には、断
状の四個の基板押え116.・・・、116が所定間隔
で配置されている。そして、この各店板押え116は、
プリント基板114の水平方向の位置ずれを防くととも
に、プリント基板114を着脱自在に載置するようにな
っている。
次に、本実施例の電気回路構成を第8図に基づいて説明
する。
この第8図において、120はオペレータが指示を与え
るための操作部を示す。この操作部120は、コントロ
ーラ122.ドライバ124を介して動作機構126に
連結されている。この動作機構126は、本実施例では
、前述した各々のパルスモータ16A、18A、、・・
・、110から成るモータ部126Aと位置決め用の各
センサから成るセンサ部126Bとから構成されている
そして、ドライバ124の各ドライブ回路とモータ部1
26Aの各モータとは1対1に対応するよう構成され、
またセンサ部126Bの検出信号はコントローラ122
に出力されるように成っている。
ここで、上記操作部120.コントローラ122、ドラ
イバ129.及び動作機構126によって本装置の制御
駆動系127が構成されている。また、この制御駆動系
127は、後述するようにハンダ付けの初期位置の調整
を行うための初期位置調整手段としても機能するもので
ある。
このため、操作部120を操作すると所定の操作信号が
、コントローラ122に出力される。そして、コントロ
ーラ122では予め設定されているプログラムに従って
、制御信号をドライバ124に出力し、モータ部126
Aの各モータを独立駆動し得るようになっている。また
、制御駆動系127に対しては、オペレータがその操作
部120を手動操作することによって動作機構126の
モータ部126Aを馬区動し得るようになっている。
前記操作部120は、前記盤面部10Aの第1図におけ
る前面右側に一体的に組み込まれており、オペレータは
、前記モニタ12の画面を見ながら操作可能になってい
る。
また、前記テレビカメラ46は、増幅器】28゜ミキサ
130を介して前記モニタ12に至る構成になっている
。この内、ミキサ130は、前記コントローラ122か
ら出ツノされるカーソル信号を受取って映像信号に合成
するようになっている。
このため、モニタ12はその画面中央に「十字形」のカ
ーソルが組み込まれた拡大映像を映し出す(第10図参
照)。このカーソルはハンダ付け位置を示すものであり
、ここではこて先90Δの先端部に一致するよう設定さ
れている。従って、ハンダ付けの位置決めを容易にする
ものである。
次に、本実施例の全体的動作及び操作手順を説明する。
まず、オペレータは、プリント基板114を盤面部10
Aの各基板押え116の所定位置にセットし、電子部品
112を部品供給プレート107の所定位置にセットす
る。
そして、モニタ12の映像を見ながら、テレビカメラ4
6.即ちハンダ付け機構44をX−Y平面上の所定位置
に移動させる。
次に、操作部120から所定の指令を与えることにより
予め設定されているプログラムに基づいて接合物運搬保
持機構48が前述の如く所定のX−y−z軸に沿って移
動する。これによって、電子部品112がテレビカメラ
46の真下まで運搬される。この場合、ハンダ付け機構
44は、接合物運搬保持機構48の移動に障害とならな
いようにソレノイド68の吸引力によって一時退避して
いる(第3図の仮想線Pの状態)。
これによって、まず電子部品112がテレビカメラ46
の視野内に入ると、モニタ12からは拡大された電子部
品112全体の映像が例えば第9図の如く得られる。従
って、プリント基板114のプリントパターン114に
相対するビン112Aの全部の位置に配慮しつつバラン
スよ<微調整し、より正確に且つ短時間の内にその最適
位置(初期位置)を定めることができる。しかも、電子
部品112は挟持部108に保持されたまま、プリント
基板114の所定位置に適度の圧力で押え付けられる。
次に、所定操作によってモニタ12の画面に1−字形の
カーソルを挿入し、このカーソルをハンダ付けのポイン
トに合わせる。そして、ハンダ付け動作を開始させると
、ソレノイド68への励磁が止み、ハンダ付け機構44
が元の位置に戻る。このとき、モニタ12から例えば第
10図に示すような映像が得られる。
そして、所定のプログラム制御によってハンダ付け機構
44のパルスモータ86が駆動され、ハンダごて90の
こて先90Aがハンダ付けすべき部分に移動し、パルス
モータ62により降下する。
更に、所定タイミングでパルスモータ94により糸ハン
ダ76が必要量繰り出され、ハンダ付け部分へのハンダ
付け処理が自動的に行われる。この処理は引き続いて他
のピン112Aに対しても行われる。
この、ハンダ付け処理が終了すると、各機構は元の位置
に自動復帰する。そしてオペレータの指示に基づいて上
述の動作が繰り返される。
ここで、上述したように、第1.第2のロボット11A
、11Bの各機構の自動駆動動作は、コントロール部1
22に予め設定されたプログラムに基づいて制御されて
いる。このため、そのプログラムを変えることにより動
作手順は容易に変更され得ることとなる。
このように、本実施例では、モニタ12を見ながら操作
部120を手動操作してハンダ付け部分の位置決めを行
い、その初期設定を確実且つ精密に行うことができ、こ
の後、自動且つ連続的なハンダ付け処理に付すことがで
きる。このため、初期設定の位置ずれに起因するハンダ
付け不良を著しく低減せしめることができるという利点
が得られる。また、自動ハンダ付け処理の陣中にあって
は、モニタ12によってハンダブリッジ等の接合不良を
容易に発見し得ることから、直らにその作業を中止させ
る等の処置を施すことによって、全体の作業効率の改善
を図ることができる。更に、オペレータは、従来例に比
べて疲労度の少ない姿勢をとりながら、上述した初期設
定及びその後の監視を行うことができるため、その分オ
ペレータに対する負担軽減を図ることができる。
また、本実施例では、接合物運搬保持機構48の挟持部
108が電子部品112の運搬及びその押え動作を連続
的に行うので、オペレータ又はその他の機構が電子部品
112を改めて押える必要がなくその分作業能率を向上
させることができる。
一方、電子部品112に対して、ハンダ付け機構44が
必要な箇所のハンダ付け(例えば、TCにあっては片側
のビン列のみに対するハンダ付け)が施されたならば、
残りのハンダ付けの陣中であっても、挟持部108は次
の電子部品112を運搬するように制御させることによ
り、処理時間の節約を図ることもできる。
なお、上記実施例では、操作部120を装置本体10と
一体の構成としたが、これは別に装備してもよい。また
、接合物、被接合物は、必ずしも電子部品とプリント基
板に限定されるものではなく他の殿械部品と機械であっ
てもよい。また、前記実施例は、第1.第2のロボソ)
IIA、11r3を用いてハンダ付け処理をプログラム
制御で行わせるとしたが、必ずしもこれに限定されるも
のではなく、オペレータがモニタを見なから損作部を手
動操作し、1ケ所づつハンダ付けを施す場合にも同様に
適用可能なものである。
更に、画像表示手段としてのモニタには例えば画像信号
を自在に処理可能なようにメモリ部を設けたものを使用
してもよい。また、モニタ画面上のカーソルは必要に応
じて取り除くよう構成してもよい。
〔発明の効果〕
以上のように、本発明によると、接合物が接合物運搬保
持機構によって被接合物の所定位置まで運搬され保持さ
れるため、ハンダ付け機構によるハンダ付け処理をより
容易に且つ確実に行うことができ、これによって作業者
の手間及び負担も大幅に軽減されハンダ付け処理全体の
著しい能率向上が図られるという従来にない優れたハン
ダ付け装置を提供することができる。
更に、特許請求の範囲第2項記載の発明にあっては、上
述のほか、監視機構によって常にハンダ付け処理状況の
拡大映像が得られる。このため、作業者は容易にその接
合状態を監視することができ、微細なハンダ付け不良ま
でも容易に発見し得ることから、直ちに処理中断等の必
要な措置を講じてハンダ付け処理の能率向上に一層寄与
可能になるという効果が得られる。
更に、特許請求の範囲第3項記載の発明にあっては、上
述のほか、監視機構による拡大映像を見ながら初期位置
調整手段によってハンダ付けの初l1J1位置を適宜調
整できる。このため、その位置設定をより容易に且つ精
密に行うことができ、その後のハンダ付け処理の接合不
良等を著しく減少せしめることが可能となり、ハンダ付
けの歩留向上に著しく寄与するという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例を示す概略斜視図、第2図は
第1図中の二組の直交座標系ロボ・7トの駆動部分を示
す概略斜視図、第3図は第1図中のハンダ付け機構及び
テレビカメラを示す概略斜視図、第4図は第3図中のハ
ンダ付け手段の詳細を示す側面図、第5図は第4図の一
部省略した左側面図、第6図は第1図中の接合物運搬保
持機構を示す概略斜視図、第7図は第6図中の挟持部を
説明するための側面図、第8図は第1図の電気回路構成
を示す概略ブロック図、第9図ないし第10図は各々モ
ニタ画面の一例を示す説明図である。 12・・・・・・監視機構の要部を構成する映像表示手
段としてのモニタ、44・・・・・・ハンダ付け機構、
46・・・・・・監視機構の要部を構成する撮像手段と
してのテレビカメラ、48・・・・・・接合物運搬保持
機構、112・・・・・・接合物としての電子部品、1
14・・・・・・被接合物としてのプリント基板、12
7・・・・・・初期位置調整手段としての制御駆動系。 特許出願人  株式会社 東 京 計 器第4図 第5図 第6図 第7図

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)、接合物を被接合物にハンダ付けするためのハン
    ダ付け機構を備え、 前記接合物を所定位置からハンダ付け位置まで運搬し且
    つ前記ハンダ付け機構が必要なハンダ付け処理を行うま
    で該接合物を前記被接合物上に保持する接合物運搬保持
    機構を装備したことを特徴とするハンダ付け装置。
  2. (2)、接合物を被接合物にハンダ付けするためのハン
    ダ付け機構を備え、 前記接合物を所定位置からハンダ付け位置まで運搬し且
    つ前記ハンダ付け機構が必要なハンダ付け処理を行うま
    で該接合物を前記被接合物上に保持する接合物運搬保持
    機構と、この接合物運搬保持機構と前記ハンダ付け機構
    とによるハンダ付け処理状況を監視する監視機構とを装
    備したことを特徴とするハンダ付け装置。
  3. (3)、接合物を被接合物にハンダ付けするためのハン
    ダ付け機構を備え、 前記接合物を所定位置からハンダ付け位置まで運搬し且
    つ前記ハンダ付け機構が必要なハンダ付け処理を行うま
    で該接合物を前記被接合物上に保持する接合物運搬保持
    機構と、この接合物運搬保持機構と前記ハンダ付け機構
    とによるハンダ付け処理状況を監視する監視機構とを装
    備するとともに、 前記ハンダ付け機構の初期ハンダ付け位置を調整可能な
    初期位置調整手段を具備したことを特徴とするハンダ付
    け装置。
  4. (4)、前記監視機構は、ハンダ付け部分を拡大して撮
    像しこれに対応した映像情報を出力する撮像手段と、こ
    の撮像手段から出力される映像情報に基づいて拡大映像
    を表示する映像表示手段とにより構成されていることを
    特徴とした特許請求の範囲第2項又は第3項記載のハン
    ダ付け装置。
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