JPS63192557A - 蒸気式半田付け装置 - 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】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） この発明は、印刷基板に半田成分を介して部品を配置し
、該半田成分を加熱雰囲気の中で溶融させ部品固定を得
る半田付は装置に係り、特に加熱雰囲気を作る部分を蒸
気槽とした場合に熱雰囲気の温度分布の乱れを低減する
ように図ったものである。

（従来の技術） 印刷基板に電子部品を半田付けする方法は、種々の方法
か開発されている。この中で、印刷基板の所定位置に予
め電子部品を配置し、かつ電子部品の電極と印刷基板の
パターンとの間にはペースト半田を挟み仮付けし、この
状態で加熱雰囲気の中に印刷基板を通すことによりペー
スト半田を溶融させて部品固定を行なう装置が開発され
ている。この半田付は装置は、特公昭５３−４０９３４
号、特公昭５４−１４０６６号公報等に開示されている
。

」二記従来の半田付は装置の加熱雰囲気を作る部分は、
蒸気槽により構成されている。半田付けが行われる場合
には、蒸気槽の内部を上方から円弧状に降下して移動す
る連続した連続ベルトコンベアに電子部品を搭載した印
刷基板を乗せ、蒸気槽の内部を通過させる方法が採用さ
れている。

（発明が解決しようとする問題点） 従来の蒸気式半田付は装置によると、厚み、大きさなど
熱容量の異なる種々の印刷基板に対して電子部品を適確
に半田付けするという性能と作業性が劣っている。即ち
、熱容量の小さい印刷基板を半田付は対象とする場合に
は、連続ベルトコンベアの搬送速度を速くしなければな
らない。また熱容量の大きな印刷基板が半田付けの対象
となる場合には、連続ベルトコンベアの速度を遅くしな
け−ればならない。このように従来の蒸気式半田付は装
置は、蒸気槽の大きさも固定でありまたこの中を通過す
る印刷基板の経路も固定であるため、半田付は温度条件
を種々設定するのに不便であり、融通性に欠けている。

さらに、種々の印刷基板に対応できる装置とするには、
ベルトコンベア等の搬送装置を改良して基板の幅が異な
ってもこれに対応できる幅調整機構ををした構造としな
ければならない。しかし、搬送装置の構造を複雑にする
と、それたけ熱容量が大きくなり、蒸気槽の温度分布に
変動を与える割合いが大きく、半田付は状態に悪影響を
与える。

そこでこの発明は、種々のタイプの印刷基板が半田付は
対象となっても半田付は温度及び予備加熱などの条件を
きめこまかに設定でき、かつ蒸気槽内部の温度条件を乱
すことのない蒸気式半田付は装置を提供することを目的
とする。

［発明の構成コ （問題点を解決するだめの手段） この発明は、蒸気槽の上部開口部と、該槽の下部との間
を上下移動できるレールを設け、このレールに印刷基板
を搭載して上下させることで予熱、水熱を加えて半田付
けを行なうようにする。

この場合、レールは搬入ベルトコンベアと搬出ベルトコ
ンベアとの仲介装置と作用するが、同時にこのレールに
対しては、基板の幅に対応するために幅調整機能が要求
される。そこでこのレールと搬入ベルトコンベアとの端
部の連結手段として、上方から見てほぼＨ形の連結部材
を用い、この連結部材の一方の凹部に前記搬入ベルトコ
ンベアを構成する保持レールの端部か合致して固定され
、他方の凹部には前記レールを構成するガイド部材の端
部が」−下移動を解放され前記左右方向に対しては前記
保持レールの移動に当該ガイド部材か追従して移動する
係合状態とされ、前記搬入ベルトコンベアの前記保持レ
ールの左右間隔を調整するのに応じて前記ガイド部材の
左右間隔も追従して調整されるように構成するものであ
る。

（作用） 上記の手段により、蒸気槽に対し」−下移動するレール
は、そのガイド部材の幅を調整するのに、このレール自
体に調整装置を設ける必要がない。

よって、レールの構成は極めて単純化され、熱容量も小
さく、蒸気槽内部の温度分布を乱すことがない。

（実施例） 以下この発明の実施例を図面を参照して説明する。

第１図はこの発明の一実施例であり、第２図はこの発明
装置の全体的な構成を示している。まず第２図の全体を
説明する。１１は蒸気槽であり、上部に開口部が形成さ
れ、底部には蒸気を生じさせるための液体１２が溜めら
れている。

蒸気槽１１の開口部の一方の水平方向には、印刷基板を
搬入するだめの搬入ベルトコンベア１３が水平に配設さ
れる。また前記開口部の他方の水平方向には搬入ベルト
コンベア１３を延長するように、搬出ベルトコンベア１
４が配設されている。

さらに、開口部とほぼ同一の水平面上には、搬入ベルト
コンベア１３と、搬出ベルトコンベア１４を連続的に繋
げるレール１５が水平に配設されている。このレール１
５は、搬送方向を断面して見た場合、同図（ｂ）に示す
ように左右のガイド部材１５ａ、］、５ｂからなる。ガ
イド部材１５ａ１１５ｂは互いの対向部に案内溝を有し
、この案内溝に印刷基板の縁部を係止させて案内するこ
とができる。ガイド部材１５ａ、１５ｂは、更に支持装
置］６により支持されその平行状態が維持されている。

支持装置１６は、ガイド部材１５ａ１１５ｂとともに、
平行四辺形となる支持部を有し、また、蒸気槽１１の上
下方向に沿って垂直に設けられた支柱１７ａ、１７ｂに
上下動自在に取付けられている。従って、前記レール１
５は、蒸気槽１１の開口部と底部の液体１２近くまでと
の間を上下移動することができる。

上記のように、レール１５を上下移動制御する手段は、
支持装置１６に連結された」１下駆動装置１８である。

」１下駆動装置１８は、装置の背面壁に設けられており
、例えばベルトドライブ方式で構成されている。ベル）
１８ａが図示矢印の方向に駆動されると、支持装置１６
は降下し、これと同時にレール１５も降下する。上下駆
動装置］８のプーリ１８ｂは、プログラムにより設定さ
れた制御装置１９により駆動されるもので、レール１５
の上下移動速度、停止位置、停止回数などを自由に設定
できる。

上記のように、レール１５は上下駆動されるのであるが
、蒸気＋８１１の開口部の位置にあるときは、搬入ベル
トコンベア１３から送られてくる印刷基板を受取り、ま
た自己の支持している印刷基板を搬出ベルトコンベア１
４に送出することができる。

」１記のように、印刷基板は搬入ベルトコンベア１３に
より搬入され、次にレール１５部で、上記槽１１の内部
で予備加熱、本加熱を受け、次に搬出ベルトコンベア１
４で送出される。ここで、印刷基板は、搬入ベルトコン
ベア１３の途中において、基板のクリーニング処理を受
け、また、基板が急激に熱を加えられると反り等が生じ
るため予備加熱を受ける。クリーニング処理としては、
クリーニング装置１０Ａにより、例えばファンによる液
体の霧状吹付けであり、また、予備加熱は予備加熱装置
１０Ｂによる加熱が行われる。この加熱は、基板の厚み
が大きい場合に有効である。更に、半田付けの終わった
印刷基板に対しては、搬出ベルトコンベア１４の途中に
おいて、冷却及びクリーン装置１０Ｃによる冷却とクリ
ーン処理が行われる。

」−記のように印刷基板は、蒸気槽１１において半田付
は処理されるのであるが、その処理工程の一例を第４図
を参照して説明する。まず、同図（ｂ）に示すように搬
入された印刷基板１ａは、レール１５が蒸気槽１１の開
口部の位置Ｐ１あるとき、一定時間の一次子熱を受け、
５０°Ｃ程度に達すると、任意の速度で下降される。そ
して、例えば中間位置Ｐ２に任意の時間停止され、１３
０°Ｃ程度の二次予熱を受ける。その後、更に下降され
下死点の位置Ｐ３に達し２５０８Ｃ程度の本然を受は任
意の時間停止される。この間に、同図（Ｃ）に示すよう
に、電子部品ＩＣの電極と印刷基板１ａのパターン間に
あるペースト半田１ｂが溶融し、半田付けか行われる。

この任意の時間が経過すると印刷基板は」−昇され搬出
ベルトコンベア１４に送出される。基板の温度変化と時
間の関係は同図（ａ）に示すようになる。

上記のように本装置は、液体１２を加熱して蒸気を発生
させた場合、この蒸気には上下方向に密度の差があり、
加熱効果が上下の位置によって異なることを有効に利用
して予熱工程を得られるようにしている。しかもその予
熱温度は、基板の停止位置や停止時間を任意に変更でき
るので、基板の厚みなどが異なっても自由に対応できる
。

ここで、本装置においては、レール１５が上下制御され
ることで、印刷基板に対して熱を加えている。このよう
に処理される場合、印刷基板に対しては正確に熱が加え
られ、しかも蒸気槽１１の内部の温度分布に影響を与え
にくいレール１５であることが好ましい。レール１５の
上下移動が、温度分布に与える影響を軽減するには、レ
ール１５およびその支持手段などの構造はできるだけ単
純であり、材質も熱伝達特性のよいものを使用した方が
よい。そこで、本装置ではレール１５の材質として、例
えばアルミニュームを用いている。

しかもレール１５周辺の構成はできるだけ単純化してい
る。

第２図を参照してレール１５の周辺の構成についてさら
に説明する。搬入ベルトコンベア１３から送られてきた
印刷基板ＰＣＩは、送り装置２０の送り爪２０ａにより
印刷基板ＰＣ２の位置に送られる。送り爪２０ａは、側
面から見た形状が第２図（ｂ）に示すようにコ字形であ
り、後部の爪で搬入ベルトコンベア１３上の印刷基板Ｐ
Ｃ１の後部を送り方向に押し、前部の爪でレール１５上
の印刷基板ＰＣ２の後部を搬出ベルトコンベア１４側に
押す。これにより、ＰＣＢの位置にレール上の印刷基板
が移動され、ＰＣ２の位置に搬入ベルトコンベア１３上
の印刷基板が移動されることになる。送り爪２０は、図
示のＳｌの位置に移動すると、爪制御装置２０ｂにより
、基板に係止しない位置まで上昇され、矢印ａ１、ａ２
、ａ３の経路を通り次の基板送りのために待機する。

次に、上記の搬入ベルトコンベア１３、レール１５、搬
出ベルトコンベア１４により構成される搬送装置に対し
ては、案内幅調整機構が設けられ、種々の幅の印刷基板
の搬送に対応できる機構となっている。第２図において
、２１．２２は同期して作動するモータであり、このモ
ータ２１は、ボルト２１ａを正転または逆転させること
ができる。

搬入ベルトコンベア１３は左右の平行な案内部１３１．
１３２を有する。ボルト２１．　ａは、案内部１３１を
構成する保持レール１３ａを貫通し、−１２＝ 案内部１３２を構成する保持レール１３ｂに軸受けされ
ている。同様に、モータ２２は、ボルト２２ａを正転ま
たは逆転させることができる。搬入ベルトコンベア１４
は左右の平行な案内部１４１．１４２を有する。ボルト
２２ａは、案内部１４１を構成する保持レール１４ａを
貫通し、案内部１４２を構成する保持レール１４ｂに軸
受けされている。

゛従って、モータ２１．２２を回転制御することにより
、搬入ベルトコンベア１３の保持レール１３ａ１搬入ベ
ルトコンベア１４の保持レール１４ａを矢印ａ４または
ａ５方向に調整することができ、印刷基板の案内幅Ｗを
任意に設定できる。

このように案内幅Ｗを可変゛する場合、レール１５のガ
イド部材１５ａ、１５ｂの間隔も保持レール１３ａに追
従して調整される。

保持レール１３ａとガイド部材１５とを幅方向へ追従さ
せるためには、例えば第３図に示すような手段が用いら
れる。

ここでまず搬入ベルトコンベア１３の具体的構成から説
明すると、この搬入ベルトコンベア１３は、左右の案内
部１３１．１３２からなるが、左右対象であるので、第
２図と第３図を参照して案内部１３１の構成を代表して
説明する。

案内部１３１は、断面コ字形の保持レール１３ａと、こ
の保持レール１．３　ａの内側であって、長手方向に沿
って設けられたベルト１３ｄ１このベルト１３ｄをドラ
イブするブー１，１１３　ｂ　。

１３ｃから成る。プーリ１’３ｂ、１３Ｃは、図示して
いないが、基板搬送のために制御されるモータにより駆
動されるもので、このモータはマイクロコンピュータを
用いたシステム制御装置により制御される。ベルト１３
ｄの上面は、レール１５が蒸気槽１１の開口部にあると
きに、レール１５の溝の下面と同一平面上に位置するよ
うに設計される。

ここでボルト２１ａは、保持レール１３ａの側壁を直交
して貫通している。この場合、ボルト２１ａの貫通位置
は、印刷基板の搬送に支障のない位置に選択されている
。ボルト２１ａが回転されると、案内部１３１全体が図
示矢印ａ４あるいはａ５方向に駆動される。そしてこの
ときは、ガイド部材１５ａは、連結部材３０により保持
レール１３ａと連結されているために、このガイド部＋
４１５　ａも追従して図示矢印ａ４あるいはａ５方向に
駆動される。

連結部材３０は、このように、ガイド部材１、５　ａを
保持レール１３ａに追従させるとともに、レール１５が
下降されるときには、その動作を許容する必要がある。

このために、例えば第３図に示す形状であり、ガイド部
材１５ａの上下移動に対しては解放、左右方向移動に対
しては係止する形状である。つまり上方から見た形状が
Ｈ形であり、その一方の凹部にガイド部材１５ａの一端
が係合できる。また連結部材３０の他方の凹部には、保
持レール１３ａの一端が係合し固定されている。

これによりガイド部材１５ａの上下移動に対しては解放
、左右方向移動に対しては係止する機能を有する。第２
図、第３図の説明では、ガイド部材１５ａと保持レール
１３ａの連結手段のみを説明＝　１５− したが、保持レール１３ｂとガイド部材１５ｂも同様な
連結部材３１により連結され、ガイド部材１５ｂの上下
移動は解放状態とされている。

上記のように本装置によると、蒸気槽１１の内部で上下
移動するレール１５周辺の構成をできるだけ単純にして
いる。つまり、印刷基板の幅に応じてレール１５のガイ
ド部１’１５ａ、１５ｂの間隔を可変する場合にも、レ
ール１５自体に幅調整用のモータを対応させることなく
、搬入ベルトコンベア１３との連結手段を工夫すること
によりレール１５周辺の熱容量を極力押えている。これ
により蒸気槽１１内部の温度分布の乱れを無くすことが
でき正確で良好な半田仕上りに寄与できるものである。

［発明の効果］ 以上説明したようにこの発明は、種々のタイプの印刷基
板が半田付は対象となっても半田付は温度及び予備加熱
などの条件をきめこまかに設定でき、かつ蒸気槽内部の
温度条件を乱すことのない蒸気式半田付は装置を提供す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示す構成説明図、第２図
はこの発明装置の全体を示す構成説明図、第３図は、搬
送装置の一部部品とその動作を説明するのに示した斜視
図、第４図はこの発明装置の動作例を説明するのに示し
た説明図である。 １１・・・蒸気槽、１２・・・液体、１３・・・搬入ベ
ルトコンベア、１４・・・搬出ベルトコンベア、１５・
・・レール、１５ａ、１５ｂ・・・ガイド部材、１６・
・・支持装置、１７ａ、１７ｂ・・・支柱、１８・・・
上下駆動装置、１９・・・制御装置、２０・・・送り装
置、２０ａ・・・送り爪、２０ｂ・・・爪制御装置、２
１．２２・・・モータ、３０．３１・・・連結部材。 出願人代理人　弁理士　鈴江武彦 −１７＝

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　底部に液体を収容し該液体を加熱することで蒸気を発
   生させ上部開口部近傍まで至らしめる蒸気槽装置と、前
   記蒸気槽装置の前記開口まで半田付け対象となる印刷基
   板を水平及び微少の傾斜をさせてに搬入する搬入ベルト
   コンベアと、前記開口の位置に水平及び微少の傾斜をさ
   せて支持され、前記搬入ベルトコンベアからの前記印刷
   基板を水平及び微少の傾斜をさせて受取るためのレール
   と、このレールを支持し、前記蒸気槽の開口部とその下
   方部間で上下移動させることのできる上下駆動装置と、
   前記レールが前記開口部に位置している状態で、前記レ
   ール上の印刷基板を水平に受取り搬出するための搬出ベ
   ルトコンベアとを具備し、前記搬入ベルトコンベア、前
   記搬出ベルトコンベアは夫々搬送方向から見て前記印刷
   基板の左右縁部を保持する左右対象の一対の保持レール
   を夫々有し、かつ前記レールも前記一対の保持レールを
   夫々延長する左右対象のガイド部材を有し、前記搬入ベ
   ルトコンベアの前記保持レールと前記レールのガイド部
   材の互いに対向する端部は、上方から見てほぼＨ形の連
   結部材により連結され、この連結部材の一方の凹部に前
   記保持レールの端部が合致して固定され、他方の凹部に
   は前記ガイド部材の端部が上下移動を解放され前記左右
   方向に対しては前記保持レールの移動に当該ガイド部材
   が追従して移動する係合状態とされ、前記搬入ベルトコ
   ンベアの前記保持レールの左右間隔を調整するのに応じ
   て前記ガイド部材の左右間隔も追従して調整されるよう
   に構成したことを特徴とする蒸気式半田付け装置。