JPS6286893A - 連続はんだペ−スト印刷装置 - Google Patents

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】 Ａ、産業上の利用分野 本発明は一般に印刷回路板にはんだペーストを付着する
装置、さらに具体的には連続動作で印刷回路板にはんだ
ペーストを付着する高速装置に関する。

Ｂ、従来技術 印刷回路板（ＰＣＢ）、もしくはいわゆる厚膜回路を使
用する初期の段階では、部品をビンで開孔中に取付けて
いた。この方法は現在も使用されている最も普通の方法
である。この技術によれば、板の適切な位置に穿孔して
、種々の部品からのリード線を受入れる様にしなければ
ならない。そして、次にはんだを手によって各開孔中に
流込み、部品を板上の他の回路と電気的に接続している
。

この動作は高価で時間がかがシ、製造される最終的な製
品のコストをかなシ高くしている。

そこで、製造速度を上げるための他の技術が試みられ、
使用されている。これ等の技術のうち代表的なものは「
牽引浴（ｄｒａｇ　　ｂａｔｈ）Ｊ法である。この方法
に従えば板がはんだ浴の表面上に低速度で牽引即ち引張
られ、下の表面全体が流体のはんだと接触する。そして
、はんだ上を通過させた後、板が除去される。牽引浴法
を実行する代表的な装置は米国特許第４０９０６５４号
に開示されている。

同じ様な方法にウェーブはんだ付けがある。この方法に
よれば、はんだによって部品が取付けられる印刷回路板
は、浴槽中の流体はんだを定常的にかくはんする事によ
って形成されるはんだの枝上を運ばれる。浴槽内にはは
んだの短波長のしかし幅広い定常波が形成される。印刷
回路板が枝上を通過する時に、波が板にはねかかり、板
の下側て線状に触れ、この線が下側全体を掃引する。こ
の方法の長所は比較的少量の熱が印刷回路板に伝えられ
る点にある。この方法の利点は酸化しやすい傾向がある
流体はんだが定常かくはんによってよシ急速に酸化する
点にある。

現在工業界で比較的普通に使われている装置は、はんだ
のペーストを印刷回路板（ＰＣＢ）にスクリーンニング
する印刷装置である。これ等の装置は一般にはまぐシの
貝殻状設計構造をなしている。

すなわち、貝殻体がちょうつがいを支点として開閉する
。そして、ＰＣＢを貝殻体の上半分の下方に位置付け、
装置を閉じる。次にゴムのワイパがはんだペーストの下
に存在するステンシルを横切って滑行し、ペーストがス
テンシルヲ介シてＰＣＢ上に押出される。次に貝殻状の
装置を開き、ＰＣＢを取出して、このサイクルを繰返す
。この方法は最終目的を達成するという点では効果的で
あるが、動作が遅く不連続で時間がかかシ、従ってコス
ト高になる。

他の工業界、即ち織物工業及び製紙工業界ではスクリー
ン印刷機械を使用して連続的に織物及びニット製品、蝋
維ウェブ、紙、合成プラスチック箔、じゅうたん、ひざ
掛は等の織物に印刷を行っている。この様な機械に使用
されるインク供給装置の例は米国特許第４０２５４８７
号に開示されている。この特許の装置はその意図した織
物の印刷には適していると考えられるが、印刷回路板に
はんだペーストを塗布する様には設計されていす、又は
んだペーストは塗布出来ない。

貝殻状設計構造をなす機械の中で成功をおさめている例
は、米国ニューヨーク州ピングハムトン市ノユニバーサ
ル・インスツルメンツ’ｄ−（Ｕｎｉｖｅ　ｒｓａｌＩ
ｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ　Ｃｏｍｐａｎｙ　ｏｆ　Ｂｉｎ
ｇｈａｍｔｏｎ。

Ｎｅｗ　Ｙｏｒｋ）が販売しているＤＥＫモデル２００
及び米国イリノイ州シカゴ市のアドバンスト・プロセス
・サプライ社（Ａｄｖａｎｃｅｄ　　ＰｒｏｃｅｓｓＳ
ｕｐｐｌｙ　　Ｃｏｍｐａｎｙ　　ｏｆ　　Ｃｈｉｃａ
ｇｏ、　ｌ１ｌｉｎｏｉｓ）が販売しているモデル番号
アメリカン・テンポ（Ａｍｅｒｉｃａｎ　　Ｔｅｍｐｏ
）２２３０がある。

Ｃ１発明が解決しようとする問題点 本発明の目的は複数のＰＣＢにはんだペーストを連続的
に付着する装置を与える事にある。

Ｄ０問題点を解決するだめの手段 本発明の装置においては、はんだペーストを含むドラム
が作業ステーション上に置かれる。このドラムはＰＣＢ
が作業ステーションを通過する時にＰＣＢの表面上には
んだペーストｔ−放出する出口スロットを有する。はん
だペースト１ＰＣＢに付着するのに適したパターンをな
すステンシルがドラムの外側の表面上に回転可能に出口
スロット上に取付けられている。重力、機械の振動及び
必要ならば空気の圧力を使用して、出口スロットに隣接
する弾性スキージ（圧搾）パッドの助けによってはんだ
ペーストをＰＣＢの表面上に放出する。

駆動機構がＰＣＢの作業ステーションにおける並進運動
を作業ステーションにおけるステンシルの回転運動と直
結する。

ステンシルがＰＣＢと接する円筒面上に取付けられてい
る事によって、本発明は従来の貝殻状設計構造によって
達成されるよりも大きなオフ・コンタクト（接触偏角の
大きい）印刷を与える。即ち従来の方法及び装置を使用
した場合は、ステンシルがＰＣＢの表面から外される時
に、はんだペーストがＰＣＢの表面から剥離するのが常
である。

さらに本発明における一体素子である弾性スキージ・パ
ッドの角度を選択的に調節して、異なる粘度のはんだペ
ーストに適合させる事が出来る。

Ｅ、実施例 第１図及び第２図を参照するに、本発明に従う連続はん
だペースト印刷装置２０が示されている。

装置２０はその動作が容易に理解出来る様に概略的に図
示されている。しかしながら、実際の装置２０の形状及
び寸法は図示のものとかなり異なっている事に注意され
たい。

１対の離れたスプロケット２２及び２４が、フレーム構
造体３０上に支持された夫々軸２６及び２８上に回転可
能に取付けられている。連続ローラ・チェーン６２がス
プロケット２２及び２４に係合されていて、その間に上
ループ５４及び下ループ３６が延びている。下ループ５
６はモータもしくは他の適当な原動機４０によって駆動
される駆動スプロケット３８（第２図）と係合している
。

１対の滑車４２及び４４が夫々スプロケット２２及び２
４と共に軸２６及び２８を共有している。

これ等の滑車はスズロケットと同様に夫々の軸に固定さ
れ、スプロケットと一体に回転出来る様になっている。

精密連続チェーン・リンク・ベルトが滑車４２及び４２
によって駆動される様に係合されていて、ローラ・チェ
ーンと同様滑車間に延びている。

複数の駆動ビン４８がベルト４６上横方向及び長手方向
の離れた位置に固定されている。好ましい構造では４本
１組のこの様な駆動ビン４８が固定具５０中の正確に位
置決めされたはめ合い開孔４９と係合している。固定具
５０には第２図の５２で示した様なくぼみを与えて、そ
の上に印刷回路板５４を正確に位置付ける事が出来る。

この印刷回路板の上の表面５６上にはんだペーストが付
着される。リンク・ベルト４６が矢印６０（第１図）の
方向に前進する時、オペレータは、固定具５０及び印刷
回路板５４の組合せを装置２０の導入端６２でベルト４
６上に置く。これによって印刷回路板はスプロケット２
２及び２４の間にある作業ステーション６４を通過出来
る様になる。はんだペースト５８を以下説明する様にし
て、上の表面５６及び作業ステーション６４に付着した
後、オペレータは固定具５０及び印刷回路板５４の各組
合せがはんだペースト印刷装置２０の取出端６６に到達
する前にこれを除去する。ＰＣＢ５４が作業ステーショ
ン５４を通過する時のＰＣＢの水平方向の位置決めを確
実にするために、任意の適切な設計のプラットホーム６
８がフレーム構造体３０と一体に与えられる。ベルト４
６の上ループがプラットホーム６８の上の表面を横切っ
て滑行し、ベルトが導入端６２と取出端６６の間で中だ
るみになるのが防止されている。

特に第１図及び第２図から明らかな様に、軸７０の両端
がフレーム構造体３０に取付られ、作業ステーション６
４のリンク・ベルト４６　ｋ横切って延びている。軸７
０の長手軸は軸２６及び２８と平行である事が好ましい
。円筒状のドラム即ち容器７２は彎曲した外側面７４及
び一体になった端壁７６（第６図）を有し、端壁７６は
７８の個所で軸７０が貫通して受入れられる様になって
いて、適当な手段で軸７０にしつかシと固定されている
。外側面７４はドラム７２が作業ステーション６４に隣
接して横方向に延びるスロット８０が形成されていると
いう意味で連続していない。スロット８０の長手軸は軸
７０と実質的に平行である事が好ましい。

スプロケット８２が第６図に示した様にドラム７２の一
端のフレーム構造体３０とドラム７２の間で軸７０に枢
支されている。スズロケット８２はフレーム構造体３０
に対して突合せにされ、端壁７６とも接している事が好
ましい。スプロケット８２はチェーン３２と係合し、チ
ェーンが前進すると回転する様になっている。

適当な厚さ及び材料のステンシル（スクリーン）板８４
がドラム７２のまわシに巻れていて、その両端が１対の
カラ一部材８６によってドラム７２に固定されている。

ステンシル板８４として好ましい材料は、ＰＣＢ５４の
上の表面５６に与える事が望まれている形のパターンが
エツチングされているベリリウム銅である。ステンシル
板の典型的な厚さは０．０１２７ｃｍである。第４図に
最も良く示されている様に、カラ一部材８６は２つの部
分から構成されていて、各半分はドラム７２上に位置付
けた時にステンシル板８４の外側の表面と同じ曲率を有
する様になっている。カラ一部材の各半分はこれと一体
をなし、半径方向に内側に延びる金くぎ８日を有し、ス
テンシル板８４中の配偶くぼみ９０中に延びている。ね
じ９２（第３図）の様な適当な７アスナーがスプロケッ
ト８２の７ジンジ９４を通ってカラ一部材８６と係合し
、カラ一部材をスズロケット８２にしつかシと取付け、
又ステンシル板８４をスプロケット８２に固定している
。しかしながら、ステンシル板８４はドラム７２の外側
の表面７４上では滑行出来る。

スキージ刃もしくは板９６が溶接等によって軸７０に固
定され、軸７０からスロット８０に向って下方に延びて
いる。彎曲内壁部材９８はスキージ刃９６の一側のスロ
ット８０から離れた個所に刃に沿って溶接等で固定され
ている。内壁部材９８はドラム７２の長さを延び、端壁
７６に溶接等によって固定され、ドラムと同心になって
いる。

特に第２図及び第４図から明らかな様に、ドラム７２及
び内壁部材９８がスロツ）８ＯＫ導く通路１００を画定
する。はんだペースト５８は適切な手段で通路１００中
に導入出来る。第５図に示した様に、適切な注入器１０
２がカートリッジ１０４からドラム７２の端壁７６に開
けた適当な開孔１０８に挿入されたノズル１０６を通し
てはんだペーストを注入する。この様な注入は必要に応
じて定期的に行われる。

通路１００内のはんだペースト５８に面するスキージ刃
９６の表面の下の部分には１１０（第６図）で示した様
に切込みが与えられ、その中に弾性スキージ・パッド１
１１が与えられている。パッド１１１はシリコン・ゴム
の様な適当な材料よシ成シ、適当な接着剤によって固定
される。スキージ刃９８の下端１１２はスロット８０に
向かつて延びているが、スキージ・パッド１１１の下端
１１４は下端１１２をおそらく約７　Ｘ　１００−３ａ
越え、さらにドラム７２の外表面７４をもわずかに越え
て延びている。

重力及び装置２０の動作によって発生した振動によって
、はんだペースト５８は通路１００ｉ下ってスロット８
０を通る。はんだペーストはスキージ刃９６、特にスキ
ージ・パッド１１１の外側の表面上に突当る。スキージ
・パッド１１１ははんだペーストがドラム７２とステン
シル板８４間に入込むのを防止するシールとしての働き
をなす。

従ってはんだペーストは開孔８０を介して押出され、さ
らにステンシル板８４中の開孔１１６を通して押出され
る（第６図及び第７図参照）。この様にしてはんだペー
スト５日は印刷回路板５４の上の表面５６上に付着され
る。この様にして付着されたはんだペーストは、ステン
シル板８４の形状のパターンをなす。

再び第３図を参照するに、軸７０には圧搾空気源１２０
に接続した軸方向の中ぐシ穴１１８が与えられている。

中ぐり穴１１−８は半径方向に向うノズル１２２で終シ
、圧縮した空気がドラム７２の内部に向う。重力及び装
置の振動を空気の圧力で補い、はんだペーストがスロッ
ト８０を通って下方に流れやすくする事が望ましい。

軸７０はフレーム構造体３０の部材間に取付けられてい
る事は前に説明した。軸７０はフレーム構造体３０上に
固定されていす、限られた角度だけ回転出来る様になっ
ている。アーク板１２４がキー１２６によって軸７０に
固定されている。軸７０から距離を置いて、−組のねじ
１２８がアーク板１２４を通して延び、フレーム構造体
３０中に形成した弧状の溝１３０と選択的に係合してい
る（第８図）。

本発明の一つの特徴は、はんだペースト５８がＰＣＢ５
４の上の表面５６に付着される時に、ステンシル板８４
が円筒形をなしているために、ステンシル板８４がゆる
やかに取除かれる点にある。

本発明は円筒対平面設計のために接触偏角（第１図→印
）の大きな印刷を与えるという事が出来る。接触偏角が
最小の場合は、スキージ刃が上の表面５６に垂直な平面
内にある時であるが、接触偏角は第４図に示した様にス
キージ刃の平面が傾いて垂直面と鋭角をなす時に増大す
る。第６図に示したスキージ刃の位置は高粘性のはんだ
ペーストを付着する時に適し、破線で示した垂直位置は
低粘性のはんだペーストラ使用する時に使用される。

動作について説明すると、オペレータは固定具５０のく
ぼみ５２り枠内にＰＣＢ５４を置く。次にオペレータは
この組合せ体をリンク・ベルト４６上に置き、固定具５
０上の開孔４９を駆動ビン４８と一致させる。この動作
は装置２０の導入端６２で行われ、この様にして装置を
連続的に動作させたままで、一連の固定具及びＰＣＢの
組合せ体をリンク・ベルト４６上に搭載する。これと同
時に、もはや必要でなくなったパターンを有する前のＰ
ＣＢ５４を除去した後に適切なステンシル板８４ｔ−ド
ラム７２上に取付ける。各ＰＣＢ５４が作業ステーショ
ン６４のスロット８０と整置する時、はんだペースト５
８が上の表面５６上にステンシル板８４上に形成したパ
ターンに従って付着される。スズロケット８２があるた
めに、ステンシル板８４はＰＣＢ５４と対応して移動す
る。

ステンシル板８４の一部がスロット８０の部分の通過を
完了すると、ドラム７２の表面７４に相対的なステンシ
ル板８４の回転によって、ステンシル板は付着したばか
９のはんだペーストを引張る事なく上の表面５６から上
方に去る。ＰＣＢが完全に作業ステーション６４を通過
して取出端６６に近づくと、オペレータは固定具５０を
その上のＰＣＢ５４と共に除去し、ＰＣＢを次の処理の
ために他の場所に移す。

Ｆ１発明の効果 以上のように、本発明によれば、複数のＰＣＢにはんだ
ペーストを連続的に付着出来る装置が与えられる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の連続的はんだペースト印刷装置の透視
図である。第２図は第１図の線２−２に沿って見た断面
図である。第３図は第２図の線３−３に沿って見た、装
置の部品の詳細を示す断面図である。第４図は第３図の
線４−４に沿ってみた断面図である。第５図は装置の部
品の詳細を示す倒立面図である。第６図は第６図の線６
−６に沿って見た詳細な断面図である。第７図は、ドラ
ムの構造を示す斜視図である。第８図は第３図に示した
部品の倒立面図である。 ２０・・・・はんだペースト印刷装置、２２．２４・・
・・スプロケット、２６．２８・・・・軸、３０・・・
・フレーム構造体、３２・・・・ローラ・チェーン、６
４．３６・・・・上、下ループ、３８・・・・スプロケ
ット、４０・・・・原動機、４２．４４・・・・滑車、
４６・・・・チェーン・リンク・ベルト、４８・・・・
駆動ピン、５０・・・・固定具、５２・・・・くぼみ、
５４・・・・ＰＣＢ、５６・・・・はんだペースト、６
２・・・・ＰＣＢの導入端、６４・・・・作業ステーシ
ョン、６６・・・・取出端、６８・・・・スプロケット
、７０・・・・軸、７２・・・・ドラム、７４・・・・
外側の表面、７６・・・・端壁、８０・・・・スプロケ
ット、８２・・・・スプロケット、８４・・・・ステン
シル板、８６°°°°力ラ一部材、８８・・・・合くぎ
、９０・・・・くぼみ、９２・・・・ねじ、９４・・・
・７ランジ、９６・・・・スキージ刃、９８・・・・内
壁部材、１００・・・・通路。 ６−６線邦今狐大田り厄図 第６図 ドパラムへのシ支人

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （ａ）はんだペーストを含み、作業ステーションの上に
   位置付けられ、はんだペーストを受入れる導入口及び作
   業ステーションにはんだペーストを放出する排出口及び
   上記導入口を上記排出口につなぐ通路を有する容器と、 （ｂ）上記容器を上記作業ステーションの上に取付ける
   支持手段と、 （ｃ）印刷回路板を上記作業ステーションを通して前進
   させ、上記容器からのはんだペーストを上記印刷回路板
   上に供与出来る様にする駆動手段と、 （ｄ）上記排出口と重なつて上記容器上に取付けられ、
   上記印刷回路板の移動と時間的に協調して上記印刷回路
   板と相対的に移動可能なステンシル手段と、 （ｅ）上記支持手段と一体をなし、上記通路の境界を画
   定し、唯垂直な平面中にあり、印刷回路板が前進して来
   る方向に向いた前面及び上記排出口に向つて延びる下端
   、及び上記前面の下方領域上に固定され、上記下端を越
   えて延び出た弾性パッドを有する剛体のスキージ刃とを
   有し、 これによつて上記容器中のはんだペーストが重力及び動
   作時の振動によつて生ずる振動によつて上記通路を通つ
   て上記パッドを含む上記スキージ刃に向つて流れる事が
   出来、上記パッドの弾性によつて上記はんだペーストが
   上記ステンシル装置を通して上記印刷回路板上に駆動さ
   れ、これによつて上記ステンシル装置によつて画定され
   たはんだペーストのパターンを上記印刷回路板上に形成
   する、 連続はんだペースト印刷装置。