JPS63313660A - 半田付けロボット - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、半田付はロボットに関する。

［従来の技術］ 従来の半田付はロボットの側面図を第４図に示す。

このロボットは、４軸の姿勢制御を行うものであって、
フレーム２０の後方においてその上面には、ベース２２
が固定され、このベース２２の上には、紙面に垂直方向
にすなわちこのロボットに関して左右方向（Ｘ軸方向）
にスライド可能にＸ軸駆動機構２４が取付けられている
。このＸ軸駆動機構２４の上には、この駆動機構ととも
にＸ軸方向に移動することができるように、このロボッ
トに関して前後方向（Ｙ軸方向）にスライド可能にＹ軸
駆動機構２６が取付けられている。

さらに、このＹ軸駆動機構２６の上には、これとともに
Ｙ軸方向に移動することができるように、上下方向（Ｚ
軸方向）にスライド可能にＺ軸駆動機構２８が取付けら
れている。そして、このＺ軸駆動機構２８の前方には、
この駆動機構とともにＺ軸方向に移動することができる
ようにθ軸駆動機構３０が取付けられ、このθ軸駆動機
構３０の下面には、鉛直方向下方に向けて、コテ支持板
３２が配され、θ軸駆動機構３０は、コテ支持板３２を
垂直方向のθ軸のまわりに回転させることができる。コ
テ支持板３２の先端部には、水平方向の軸３４において
、コテ３６が、コテ先２を斜め下方に向けて取付けられ
ている。したがって、コテ先２は、ｘ、ｙ、ｚの３軸方
向に移動可能であるばかりでなく、コテ支持板３２とと
もにθ軸のまわりに旋回することができるように配され
ている。

θ軸駆動機構３０の上面には、上方に向けてリール取付
板３８が配され、この取付板の先端部には、水平方向の
軸４０のまわりに回転可能に、糸半田４が巻回されたリ
ール４２が取付けられている。このリールから巻きほぐ
される糸半田４は、送りチューブ６中に案内されている
。θ軸駆動機構３０の前面には、フィーダ４Ｇが取付け
られ、このフィーダ４６の内部には、２つのローラ４８
゜４８が水平方向の軸のまわりに回転可能に配されてい
る。送りチューブ６中に案内された糸半田４は、フィー
ダ４６の内部のローラ４８．４ｇの間を通りこれらのロ
ーラによって下方に向けて送出され、再び送りチューブ
Ｂ中に案内される。この送りチューブ６は、屈曲可能で
あって、その送出側先端部は、連結片５０によってコテ
３８に連結されている。

以上に説明したリール４２と送りチューブ６とフィーダ
４Ｂとは、半田供給装置８を構成する。

なお、フレーム２０の前方においてその上面には、上面
が水平なステージ５２が配され、このステージにはワー
ク５４を載置することができる。

ステージ５２にワーク５４を載置して、この半田付はロ
ボットを動作させると、Ｘ軸駆動機構２４、Ｙ軸駆動機
構２６、Ｚ軸駆動機構２８及びθ軸駆動機構３０が動作
して、コテ先２が半田付は位置まで移動する。この際、
半田供給装置４のうち、リール４２、フィーダ４Ｂ及び
送りチューブ８のうちフィーダ４Ｂより上方の部分は、
コテ先２の移動につれてＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸の方向にス
ライドして移動する。これに対して、送りチューブ６の
送出側先端部は、連結片５０によりコテ３Ｂに連結され
ているため、送りチューブ６のうちフィーダ４Ｂより下
方の部分が屈曲することにより、コテ先２の旋回につれ
てθ軸回りに旋回することもできる。したがって、コテ
先２に対する送りチューブＢの送出側先端部の相対位置
は、常に不変であって、この送りチューブ６から送出さ
れる糸半田４は、コテ先２の先端部に対して常に斜め上
方から供給されるように、このコテ先２まで案内される
。

第５図は、コテ先２及びその周辺の部分拡大断面図であ
る。

ワーク５４は、例えばプリント基板５６とＩＣ５８とか
らなり、プリント基板５Ｂの上面に形成されたランド６
０に対してＩＣ５ｇのリード線６２が接触するように配
されている。なお、コテ先２の最先端部については、下
面ｌＯが水平に形成されている。

まず、糸半田４は、コテ先２がワーク５４から離れた状
態において、送りチューブ６から一定速度で一定長だけ
送出される。この１次送りによって、糸半田４の先端は
、コテ先２の先端部側面上側６４に当接し、この半田供
給位置において加熱されて溶融半田１２となる。この溶
融半田１２は、自重によってコテ先の下面１０に至り、
表面張力によってこの位置に保持される。

次に、コテ先２は、下面ｌＯがワーク５４のリード線６
２に接触するように、送りチューブ６とともに移動させ
られ、この半田付は位置において、リード線６２とラン
ド６０とを一定時間だけ予熱する。この予熱が終了する
と、糸半田４は、再び送りチューブ６から一定速度で一
定長だけ送出される。この２次送りによって、半田付は
位置に対して半田を補給し、所要の半田量を供給するこ
とができる。この後、コテ先２を送りチュ−プロととも
にこの半田付は位置から離すと、溶融半田１２が固化し
、リード線Ｂ２は、ランド６０に半田付けされる。

［発明が解決しようとする問題点］ さて、例えばフラットパッケージ形ＩＣのリード線をラ
ンドに半田付けする場合には、このＩＣのリード線は、
例えば幅が０．４ｍｍと狭いばかりでなく、ピッチも０
．８ｉｎと狭いため、ランドにスルーホールがないこと
とあいまって、わずかな量の半田で半田付けを実行する
必要があり、半田供給量が過多である場合には、リード
線間にブリッジを生じてしまう。逆に、半田供給量が過
少である場合には、リード線とランドとの間の導通不良
が発生する。したがって、この場合には、信頼性の高い
半田付けを実行するためには、半田付は位置への半田供
給量を精密に制御する必要がある。

ところが、従来の半田付はロボットでは、以上に説明し
たように、連結片５０によりコテ３６に連結された送り
チューブ６の送出側先端部が、コテ先２の旋回につれて
θ軸回りに旋回するため、送りチューブ６のうちフィー
ダ４Ｂより下方の部分が力を受けて屈曲し、その姿勢を
変化させる。このようにして、送りチューブ６の屈曲に
ついて曲率が変化すると、このチューブの内面とこの中
に案内されている糸半田４との間の隙間の間隔が変化す
るため、フィーダ４６によって一定長の糸半田４を送出
するように制御していても、送りチューブ６から送出さ
れる糸半田４の量は、実際には一定でなくなる。したが
って、コテ先２への半田供給量にばらつきが生じるとい
う問題があった。

また、糸半田４の供給は、コテ先２の先端部側面上側６
４に対して当接する方向に行なわれていたため、溶融半
田１２が自重によってコテ先の下面ｌＯに達する必要が
あり、溶融半田１２の粘性の影響から、下面ＩＯに達す
るまでに要する時間が長くなるばかりでなく、この下面
１０に供給される半田量にばらつきが生じ、実際に半田
付は位置に供給される半田量が一定しないという問題も
あった。

したがって、従来の半田付はロボットでは、フラットパ
ッケージ形ＩＣのリード線の半田付けの場合に信頼性の
高い半田付けを実行することができなかった。

本発明は、以上の点に鑑み、各半田付は箇所において実
際に半田付けに使用される半田量を精密に制御すること
ができる半田付はロボットを提供することを目的とする
。

［問題点を解決するための手段］ 第１の発明は、前記の目的を達成するために、送りチュ
ーブＢを、水平に形成されたコテ先の下面１０に対して
糸半田４を案内することができるように、かつ姿勢不変
に配したものである。

第２の発明は、さらに、半田付は実行後におけるコテ先
２の残余の溶融半田１２を除去する洗浄手段１４を設け
たものである。

［作用］ 糸半田４をコテ先２まで案内する送りチューブ６が姿勢
不変に配されているため、その曲率が変化することはな
く、このチューブ６と糸半田４との間の隙間の間隔は、
コテ先２が移動しても変化しない。したがって、送りチ
ューブ６から実際に送出される糸半田４の量を一定にす
ることができる。しかも、この送りチューブ６は、水平
に形成されたコテ先の下面１０に対して直接糸半田４を
案内することができるように配されているため、コテ先
２において、溶融半田１２が下面ｌＯ以外の部分に付着
することがなく、全ての溶融半田１２が表面張力によっ
てコテ先の下面ｌＯに保持される。

この半田供給位置において下面１０に溶融半田１２を付
着させられたコテ先２は、この溶融半田１２を保持しな
がら半田付は位置まで移動し、この位置において半田付
けを実行することができる。したがって、実際に半田付
は位置に供給される半田量が一定となる。

さらに、半田付は実行後におけるコテ先２の残余の溶融
半田１２を除去する洗浄手段１４を設ければ、半田付け
の実行時に全ての溶融半田１２がコテ先２からワークに
対して移行せずコテ先２に溶融半田１２が残る場合であ
っても、コテ先２は、常に溶融半田１２かない状態で、
送りチューブ６から送出される糸半田４の供給を受ける
ことができ、コテ先２が半田供給位置において下面ｌＯ
に保持する溶融半田１２の量は、常に一定となる。

［実施例］ 第１図は、本発明の実施例に係る半田付はロボットの側
面図である。

コテ３６のコテ先２は、従来と同様に、Ｘ軸駆動機構２
４、Ｙ軸駆動機構２６及び２軸駆動機構２８によってｘ
、ｙ、ｚの３軸方向に移動可能であるばかりでなく、θ
軸駆動機構３０によってコテ支持板３２を介してθ軸の
まわりに旋回することができるように配されている。こ
れらの駆動機構２４．２Ｂ、　２８．３０及びコテ３Ｂ
の配役及び動作は従来と同様であるので、詳細な説明は
省略する。

半田供給装置８は、θ軸駆動機構３０に取付けられるの
ではなくて、次のように配設される。

すなわち、まず、リール取付板３８は、フレーム２０の
上面に上方に向けて配され、この取付板の先端部におい
て、軸４０のまわりに回転可能にリール４２が取付けら
れる。内部に２つのローラ４８゜４８が水平方向の軸の
まわりに回転可能に配されたフィーダ４６は、フレーム
２０の上面においてリール４２の前方に配される。送り
チューブ６は、フィーダ４Ｂの後方及び前方に配され、
リール４２から巻きほぐされる糸半１）４をローラ４ｇ
、　４８間に案内するとともに、この糸半田４をさらに
前方に案内する。さらに、この送りチューブ６は、送出
側先端部が上方に屈曲した状態で連結片５０によってフ
レーム２０に連結されて姿勢不変に固定され、水平に形
成されたコテ先の下面ＩＯに対して糸半田４を案内する
ことができる。

さらに、フレーム２０の上面には、半田付は実行後にお
けるコテ先２の残余の溶融半田を除去する洗浄手段１４
として、クリーニングポットが開口を上方に向けて配さ
れている。なお、フレーム２０の前方においてその上面
には、従来と同様にさらに上面が水平なステージ５２が
配され、ワーク５４を載置することができる。

第２図は、コテ先２及びその周辺の部分拡大断面図であ
る。

ワーク５４は、例えば前記と同様にプリント基板５６と
ＩＣ５ｇとからなり、プリント基板５Ｂの上面に形成さ
れたランド８０に対してＩＣ５８のリード線６２が接触
するように配されている。ただし、ＩＣ５８は、フラッ
トパッケージ形であり、予め仮付は及びフラックス塗布
がほどこされている。

なお、コテ先２は、熱伝導率の高い純銅に鉄をメッキし
、この上にクロムメッキをほどこしたものが適当である
。水平に形成された下面ＩＯを含むコテ先２の先端には
、さらに半田メッキがほどこされる。なお、セラミック
ヒータを用いることにより、このコテからの漏洩電流を
低減することが、ＩＣの保護のために好都合である。

まず、コテ先２は、下面ｌＯが、送りチューブ６から突
出した糸半田４の前方の半田供給位置６６まで移動させ
られる。この状態において、糸半田４は、送りチューブ
６から一定速度で一定長だけ送出される。この送りによ
って、糸半田４の先端は、コテ先２の下面１０に当接し
、一定量の糸半田４が加熱を受けて溶融半田１２となり
、全ての溶融半田１２が表面張力によりこの下面ＩＯに
保持される。

半田供給位置６６において下面１０に溶融半田１２を付
着させられたコテ先２は、この溶融半田１２を保持しな
がら、下面１０がワーク５４のリード線６２に接触する
まで移動させられる。そして、この半田付は位置６８に
おいて、リード線６２とランド６０とを加熱しながら、
一定量の溶融半田１２をこれらの部材に移行させる。こ
の後、コテ先２を半田付は位置６８から離すと、溶融半
田１２が固化し、リード線ｊ２がランド６０に半田付け
される。

さて、半田付けの実行時に全ての溶融半田１２がコテ先
２からワーク５４に移行せず、コテ先２に溶融半田１２
が残る場合には、コテ先２は、半田付けを実行するたび
に、洗浄手段１４として配されたクリーニングポットに
よって、残余の溶融半田１２が除去される。

第３図は、洗浄手段１４の例を示す部分拡大断面図であ
る。

筒状体７０は、側面下方に開ロア２を有する。７４はエ
アブロ−バイブであって、このバイブ７４は、開ロア２
を通して筒状体７０の内部に導入され、この筒状体７０
のほぼ上端中央の位置において開ロア５を有している。

筒状体７０の上端には、カバー７６が嵌合されている。

このカバ°−の上面中央には、開ロア８が設けられる。

カバー７６の開ロア８には、半田付は実行時に下面１０
に溶融半田１２が残ったコテ先２が挿入され、このコテ
先２は、下面ｌＯがエアブロ−バイブ７４の開ロア５の
前方において停止させられる。そして、残余の溶融半田
１２は、このバイブ７４の開ロア５から吹出されるエア
によって除去される。

このようにして残余の溶融半田１２が除去されたコテ先
２は、常に溶融半田１２がない状態で、前記のようにし
て送りチューブ６から送出される糸半田４の供給を受け
ることができ、コテ先２が半田供給位置６６において下
面ｌＯに保持する溶融半田１２の量は、常に一定となる
。

なお、半田付けに多量の半田を必要とする場合には、以
上の半田付けを複数回実行したり、あるいは以上の糸半
田４の供給に加えて、従来と同様の方法により糸半田を
供給することもできる。

［発明の効果］ 以上に説明したように、本発明においては、送りチュー
ブが姿勢不変に配されているため、このチューブと糸半
田との間の隙間の間隔は、コテ先が移動しても変化しな
い。したがって、送りチューブから実際に送出される糸
半田の量を一定にすることができる。しかも、この送り
チューブは、水平に形成されたコテ先の下面に対して糸
半田を直接に案内することができるように配されている
ため、全ての溶融半田が表面張力によってコテ先の下面
に保持される。溶融半田が付着させられたコテ先は、こ
の溶融半田を保持しながら半田付は位置まで移動し、こ
の位置において半田付けを実行することができる。

したが；て、実際に半田付は位置に供給される半田量が
一定となる。

特に、第２の発明においては、さらに、半田付は実行後
におけるコテ先の残余の溶融半田を除去する洗浄手段を
設けているため、半田付けの実行時にコテ先に溶融半田
が残る場合であっても、コテ先は、常に溶融半田がない
状態で糸半田の供給を受けることができ、コテ先が下面
に保持する溶融半田の量は、常に一定とな名。

したがって、本発明によれば、各半田付は箇所において
実際に半田付けに使用される半田量を精密に制御するこ
とができる半田付はロボットを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の実施例に係る半田付はロボットの側
面図、第２図は、前図のコテ先及びその周辺の部分拡大
断面図、第３図は、第１図の洗浄手段の例を示す部分拡
大断面図、第４図は、従来の半田付はロボットの側面図
、第５図は、前図のコテ先及びその周辺の部分拡大断面
図である。 符号の説明 ２・・・コテ先、４・・・糸半田、８・・・送りチュー
ブ、８・・・半田供給装置、ｌＯ・・・コテ先の下面、
１２・・・溶融半田、１４・・・洗浄手段、３６・・・
コテ、４２・・・リール、４Ｂ・・・フィーダ、４８・
・・ローラ、５０・・・連結片、５４・・・ワーク、７
４・・・エアブロ−バイブ。 特許出願人　株式会社芝浦製作所 第１ ２図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、移動可能なコテ先と、糸半田を前記コテ先まで案内
   する送りチューブを備えた半田供給装置とを有する半田
   付けロボットにおいて、前記送りチューブは、水平に形
   成されたコテ先の下面に対して糸半田を案内することが
   できるように、かつ姿勢不変に配されたことを特徴とす
   る半田付けロボット。 ２、移動可能なコテ先と、糸半田を前記コテ先まで案内
   する送りチューブを備えた半田供給装置とを有する半田
   付けロボットにおいて、半田付け実行後における前記コ
   テ先の残余の溶融半田を除去する洗浄手段を有するとと
   もに、前記送りチューブは、水平に形成されたコテ先の
   下面に対して糸半田を案内することができるように、か
   つ姿勢不変に配されたことを特徴とする半田付けロボッ
   ト。