(57)【要約】【課題】噴流はんだ槽における二次噴流ノズルの構成部分、特にリヤーフォーマーの高さ、水平状態、傾斜角度等は、はんだ付け不良、はんだの付着量に大いに影響する。従来リヤーフォーマーの位置調整は作業者が曲尺を用いて経験や感で行っていたため、正確な位置調整ができなかった。【解決手段】本発明は、レーザーセンサーを横方に摺動可能に設置した位置調整装置である。また本発明は、不良のない二次噴流ノズルの位置を標準位置として予めその距離を測定しておく。そして新たに二次噴流ノズルの位置調整を行う場合、標準位置を基準にして調整を行う。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
噴流はんだ槽に設置された噴流ノズルの位置調整を行う方法において、標準位置に設置された噴流ノズルの距離を所定の位置に置かれたレーザーセンサーで予め測定しておき、新たに噴流ノズルの位置調整を行う際に、所定の位置に置かれたレーザーセンサーからレーザー光線を該噴流ノズルに照射することにより距離を測定し、前記標準位置を基準にして取り付け位置の調整を行うことを特徴とする噴流ノズルの位置調整方法。
【請求項２】
前記レーザーセンサーを置く所定の位置は、自動はんだ付け装置の搬送装置の爪間で保持された板状材であることを特徴とする請求項１記載の噴流ノズルの位置調整方法。
【請求項３】
板状材は自動はんだ付け装置に設置された搬送装置の相対向する爪間で保持可能となっており、該板状材には搬送装置の走行方向に直交して摺動可能な摺動片が配置されているとともに、該摺動片にはレーザーセンサーが取り付けられていることを特徴とする噴流ノズルの位置測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動はんだ付け装置に設置された噴流はんだ槽に噴流ノズルを適正な位置に調整する方法、および噴流ノズルの位置を調整する際に噴流ノズルの位置を正確に測定する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動はんだ付け装置には、フラクサー、プリヒーター、噴流はんだ槽、冷却機、等の処理装置が設置されており、これらの処理装置上に搬送装置が設置されている。この搬送装置とは、多数の爪が取り付けられた一対のチェーンコンベアがフラクサーから冷却機方向に走行しているものである。該自動はんだ付け装置でプリント基板のはんだ付けを行う場合、搬送装置の相対向する多数の爪間でプリント基板を保持して走行させ、フラクサーでフラックス塗布、プリヒーターで予備加熱、噴流はんだ槽で溶融はんだの付着、冷却機で冷却することによりなされる。
【０００３】
この自動はんだ付け装置の噴流はんだ槽には、一次噴流ノズルと二次噴流ノズルが設置されている。一次噴流ノズルからは荒れた状態で溶融はんだが噴流し、二次噴流ノズルからは溶融はんだが穏やかな状態で噴流するようになっている。一次噴流ノズルから噴流する荒れた状態の溶融はんだは、プリント基板のスルーホールやチップ部品の隅部に容易に侵入して未はんだをなくす。しかしながら溶融はんだが荒れていると、溶融はんだが隣接したはんだ付け部間に跨って付着するというブリッジを形成したり、ディスクリート部品のリード先端に角状にツララを形成したりしてしまう。これらブリッジやツララを修正するのが二次噴流ノズルである。二次噴流ノズルから噴流する溶融はんだはブリッジやツララを再溶融して修正するとともに、はんだ付け部に適正な量のはんだを付着させるものである。
【０００４】
一般に、二次噴流ノズルには、広いノズル口が形成されていて、ここから溶融はんだが穏やかに噴流するようになっている。該ノズル口の進入側にはプリント基板の進行方向に対して巾の狭いフロントフォーマーが設置され、退出側には進行方向に対して巾の広い板状のリヤーフォーマーが設置されている。フロントフォーマーは、ノズル口から噴流した溶融はんだを巾の狭い部分に早い流速で流すことによりブリッジやツララを除去する。そしてリヤーフォーマーはノズル口から噴流した溶融はんだを広く平らとなった部分でプリント基板の走行速度と略同一の流速で流すことにより、再度ブリッジやツララを発生させることなく、適量のはんだをはんだ付け部に付着させるものである。またリヤーフォーマーの退出側端部には堰板を設置したものもある。該堰板は、長いリードを有する電子部品をはんだ付けする場合、リヤーフォーマー上に溶融はんだを溜めた状態にしてリヤーフォーマーと溶融はんだの表面間の深さを深くすることにより、電子部品の長いリードがリヤーフォーマーに接しないようにするものである。
【０００５】
ところで自動はんだ付け装置に設置された処理装置は、いずれもが適正な条件が整っていないと不良のないはんだ付けが行えないが、特に噴流はんだ槽の二次噴流ノズルにおいては、取り付け位置を非常に正確に行うことが要求されている。即ち、一次噴流ノズルでは荒れた波がプリント基板の下面に接触することにより溶融はんだの侵入しにくい箇所に溶融はんだを侵入させるものであるため、プリント基板の下面全域に強く当たればよく、溶融はんだが必要以上に高すぎたり低すぎたりしないかぎり、あまり正確な高さの調整は必要ではない。しかしながら、二次噴流ノズルは、フォーマー上を流れる溶融はんだの噴流高さが適正でなかったり、フォーマー上で水平状態となっていなかったりすると問題となる。つまり二次噴流ノズルにおける噴流高さが高すぎるとプリント基板の上面に溶融はんだが被ってしまい、また低すぎるとプリント基板の下面に溶融はんだが接触しなくなる。そして二次噴流ノズル上を流動する溶融はんだが水平でないと、プリント基板の片側にははんだが大量に付着し、もう片側にははんだが付着しなくなる。
【０００６】
二次噴流ノズルでの噴流高さの調整は、噴流ポンプの回転を加減することで行えるが、噴流ポンプの回転を早くすると噴流する溶融はんだを乱してしまってブリッジやツララを発生させてしまう。しかるに噴流ポンプの回転を遅くすると溶融はんだが流動するフォーマーと溶融はんだ間が浅くなってプリント基板に搭載された電子部品のリードがフォーマーに接するようになり、リードを曲げたり電子部品を浮かしたりする。従って、噴流ポンプは溶融はんだを乱さない適正な回転状態で用い、このとき二次噴流ノズルではフォーマーの取り付け位置が正確になっていなければならないものである。
【０００７】
一般に自動はんだ付け装置のメーカーが自動はんだ付け装置を出荷する前に二次噴流ノズルを噴流はんだ槽に適当に設置しておく。そして該自動はんだ付け装置がユーザーの工場に搬入された後で、メーカーのサービスマンやユーザーの作業者が二次噴流ノズルの位置調整を行う。従来、二次噴流ノズルの位置調整、特にフォーマーの位置調整は、サービスマンや作業者の経験や感で行っていた。作業者らが二次噴流ノズルのフォーマーを調整する場合、噴流ポンプを稼動させて溶融はんだを二次噴流ノズルから噴流させる。そして作業者らはフォーマー上に金属製の曲尺を置いて、噴流高さを測り、また溶融はんだがフォーマーから流れる状態を見て、フォーマーを上げ下げして位置調整を行っていた。
【０００８】
ところで従来より噴流はんだ槽での溶融はんだの噴流を光学的に捉えて噴流状態を制御する噴流はんだ槽が提案されていた（特許文献1）。この噴流はんだ槽は、噴流はんだ槽の斜め上にCCDカメラを設置し、該CCDカメラで得られた画像を画像認識により溶融はんだの波面を検出するのである。
【特許文献１】特開平7-131143号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
フォーマーの位置調整を作業者らが経験や感で行うと、その日の調整具合で噴流状態が異なり、また位置調整を行う作業者らが異なる場合にも噴流状態が異なって適正な条件でのはんだ付けが行えない。そして特許文献１のように、噴流ノズルから噴流する溶融はんだの状態をCCDカメラで撮り、画像認識を行って調整する方法では、噴流高さの測定はできるが、フォーマーと溶融はんだ表面間の深さ測定や噴流頂部全体の水平の測定はできないため、噴流ノズルにおける全ての条件を完全に調整することができなかった。本発明は、噴流ノズルを適正な位置に調整することができる方法と、この位置調整を正確に行うことができる装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明者らは、二次噴流ノズルのフォーマーの最適な位置、即ち不良のないはんだ付け部が得られるとともに、適量のはんだを付着させる位置を標準位置としておき、新たに噴流ノズルの位置調整を行う際に、標準位置を基準にして取り付け位置を決めれば、不良のないはんだ付けが行えること、また標準位置に対して所定の移動を行えば付着量の増減調整も容易に行えること、そしてレーザーセンサーは被測定物に凹凸があっても距離を正確に測定できること、さらにレーザーセンサーは被測定物に対して平行に設置されていなくても、レーザーセンサーから放射されて被測定物で乱反射されたレーザー光線を受光できること、等に着目して本発明を完成させた。
【００１１】
本発明は、噴流はんだ槽に設置された噴流ノズルの位置調整を行う方法において、標準位置に設置された噴流ノズルの距離を所定の位置に置かれたレーザーセンサーで予め測定しておき、新たに噴流ノズルの位置調整を行う際に、所定の位置に置かれたレーザーセンサーからレーザー光線を該噴流ノズルに照射することにより距離を測定し、前記標準位置を基準にして取り付け位置の調整を行うことを特徴とする噴流ノズルの位置調整方法である。
【００１２】
またもう一つの本発明は、板状材は自動はんだ付け装置に設置された搬送装置の相対向する爪間で保持可能となっており、該板状材には搬送装置の走行方向に直交して摺動可能な摺動片が配置されているとともに、該摺動片にはレーザーセンサーが固定されていることを特徴とする噴流ノズルの位置測定装置である。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、噴流ノズルの位置調整を行う際に、噴流ノズルの標準位置に対して適正な位置に取り付けることができるため、不良のないはんだ付けが行え、また付着量の増減を図るのであれば、標準位置から所定の距離だけ移動させることにより容易に行える。また本発明の噴流ノズルの位置測定装置（以下、単に位置測定装置という）は、搬送装置の爪間で保持した板状材にレーザーセンサーを設置してあるため、実際にプリント基板のはんだ付けを行う位置から噴流ノズル表面までの距離を測定できるという実情に即した位置決めができるものである。さらにまた本発明の位置測定装置は、搬送装置で搬送しながら噴流ノズルを測定することにより全表面の距離を測定できることから、これをプロットすることにより噴流ノズルの形状を描き出すことができる。従って、本発明の位置測定装置は、この形状を基にして噴流ノズルの設計にも役立つものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明の位置調整方法では、はんだ付け不良がなく、はんだの付着量が適量となる噴流ノズルの位置を標準位置と決め、予めこの距離をレーザーセンサーで測定しておく。このときレーザーセンサーから照射されるレーザー光線を当てる箇所、例えばリヤーフォーマーの測定用の定点を決めておく。そして新たに噴流ノズルを取り付ける際には、標準ノズルに当てた箇所と同一箇所にレーザーセンサーでレーザー光線を当てながら、リヤーフォーマーの位置をずらして距離の調整を行う。この調整時、はんだ付け不良がなく適量のはんだを付着させるのであれば、標準の噴流ノズルの距離と同一距離にする。また付着量の増減を行うのであれば、標準の位置に対して増減ができる距離だけ移動させるようにする。つまりはんだの付着量を標準時よりも多くする場合は、リヤーフォーマーの退出側への傾斜を下げてリヤーフォーマー上を流動する溶融はんだの流速を早め、はんだの付着量を少なくする場合は、リヤーフォーマーの退出側への傾斜を緩めるようにする。
【００１５】
本発明の位置調整方法では、噴流ノズルからの距離をレーザーセンサーで測定するものであり、このときレーザーセンサーを設置するところは噴流ノズルの上方であれば如何なるところでもよい。しかしながらレーザーセンサーを搬送装置の爪間で保持した板状材に設置すると、レーザーセンサーと噴流する溶融はんだの距離がプリント基板と溶融はんだの実際の距離となるため実情に即したものとなる。
【００１６】
本発明の位置測定装置は、板状材が走行装置の爪間で保持できるもの、即ち板状材の厚さは爪の溝で保持できたり爪の上に載置できたりするものである。また本発明の位置測定装置は、板状材上に搬送装置の走行方向に直交して摺動できる摺動片が設置されており、レーザーセンサーは、該摺動片に固定されている。このようにレーザーセンサーを摺動片に固定しておくと、噴流ノズルの如何なる位置でも無段階に測定が行えるようになる。
【実施例】
【００１７】
まず本発明の位置測定装置を説明する。図１は本発明の位置調整装置である。本発明の位置測定装置１は、板状材２、一対の固定片３、３、二本の摺動棒４、４、摺動片５、ブラケット６、レーザーセンサー７から構成されている。
【００１８】
板状材２は、後述自動はんだ付け装置に設置された搬送装置の相対向する複数の爪で保持できる厚さであり、横幅は搬送装置の相対向する爪間を最大に開けた間隔と略同一である。板状材を爪間の最大の広さにすると、噴流ノズルの端から端までの如何なる箇所での測定が可能となり、最端と最端の長い二点間を測定することにより、水平状態がより正確となる。また本発明の位置調整装置は、高温となった溶融はんだが入れられた噴流はんだ槽の上方に置かれるため、板状材１は耐熱性を有する材料、例えばステンレスが適している。
【００１９】
板状材２の両側、即ち後述搬送装置の多数の爪で保持される両側には、爪で保持される余裕を充分に残した位置に固定片３、３が取り付けられている。該固定片３、３間には二本の摺動棒４、４が平行に架設されており、該摺動棒には摺動片５が摺動自在に配置されている。従って、摺動片５は位置調整装置の走行方向（矢印A)に対して直交する方向（矢印B）に摺動するようになっている。
【００２０】
摺動片５には、L字状のブラケット６が固定されており、該ブラケットの端面にはレーザーセンサー７が取り付けられている。レーザーセンサーは、被測定物にレーザー光線を照射して被測定物で反射したレーザー光線を受光することによりレーザーセンサーと被測定物間の距離を正確に測定するものである。レーザーセンサー７は、図示しない記録装置やパソコン等と電気的に接続されていて、レーザーセンサー７で測定した距離が記録紙に描写されたりディスプレーに表示されたりするようになっている。レーザーセンサーは、高温に直接曝されると、機能劣化することがあるため、レーザーセンサーの下部には図示しないが透明のアクリルやガラスのような熱遮蔽板を設置しておくとよい。
【００２１】
次に本発明の位置測定装置で位置調整を行う噴流はんだ槽を説明する。
【００２２】
噴流はんだ槽１０には、一次噴流ノズル１１と二次噴流ノズル１２が設置されている。一次噴流ノズル１１には多数の穴１３・・・が穿設されており、該穴から溶融はんだが噴流するときに凹凸となって荒れた噴流となる。噴流はんだ槽１０には、溶融はんだ１４が入れられており、噴流はんだ槽内に配置されたヒーターで一定温度の溶融状態が保たれるようになっている。
【００２３】
一次噴流ノズル１１と二次噴流ノズル１２は図示しないダクトに接続されており、ダクト端部には噴流ポンプが設置されている。該噴流ポンプは溶融はんだ槽１０に取り付けられたモーター１５、１５により回転させられ、これらモーターの回転により一次噴流ノズル１１と二次噴流ノズル１２から溶融はんだが噴流するようになっている。
【００２４】
噴流はんだ槽１０の上方には搬送装置１６が設置されている。搬送装置１６は相対向して無端のチェーンコンベア１７、１７と多数の爪１８・・・から構成されている。チェーンコンベア１７、１７には多数の爪１８・・・が固定されており、相対向する内側のチェーンコンベアは矢印C方向に走行している。チェーンコンベア１７は、安全上と汚れ防止上からカバー１９で覆われている。
【００２５】
ここで本発明の位置調整装置で位置調整を行う二次噴流ノズルについて少し詳しく説明する。図３に示すように二次噴流ノズル１２は、ノズル口２０が図示しないダクトと接続されて立設している。該ノズル口の進入側壁面２１には、巾の狭いフロントフォーマー２２が上下動可能に取り付けられている。フロントフォーマー２２の進入側壁面２１への取り付けは、フロントフォーマー２１に穿設された縦方に長い長穴２３にネジ２４を挿入し、該ネジを進入側壁面２１に螺設された牝ネジ２５に螺入することにより行われる。フロントフォーマー２２には複数箇所に長穴が穿設され、進入側壁面には長穴穿設箇所と同一に牝ネジが螺設されている。フロントフォーマー２２の高さや水平を調整する場合、ネジ２４を緩めておきフロントフォーマー２２を矢印Dのように上下動させてフロントフォーマーの位置が決まったならば、ねじ２４を締め付けてフロントフォーマー２２を進入側壁面２１に固定する。
【００２６】
ノズル口２０の退出側壁面２６には、プリント基板の進行方向に対して巾の広い板状のリヤーフォーマー２７がやはり上下動可能（矢印E)に取り付けられている。リヤーフォーマー２７は、一端が軸２８で上下動板２９に回動自在（矢印F)に取り付けられている。リヤーフォーマー２７の退出側壁面２６への取り付けは、上下動板２９の長穴３０にネジ３１を挿入し、退出側壁面２６の牝ネジ３２に螺入することにより行われる。リヤーフォーマー２７の上下位置の調整は、フロントフォーマー２２と同様にして行う。
【００２７】
巾広のリヤーフォーマー２７は、途中が少し下方に折れ曲がっているが、これはリヤーフォーマー上を流れる溶融はんだの深さを深くして溶融はんだの流動状態を安定にするためである。リヤーフォーマー２７の他端は、略90度下方に屈曲した屈曲部３３を形成しており、該屈曲部の外側には堰板３４が上下動可能（矢印G)に取り付けられている。また屈曲部３３の内側にはL字状の長ネジ固定片３５が取り付けられている。堰板３４の屈曲部３３への取り付けは、堰板３４の長穴３６にネジ３７を挿入し、長ネジ固定片３５の牝ネジ３８に螺入することにより行われる。長ネジ固定片３５の底部には長ネジ３９が螺入されており、該長ネジの下端は樋４０の底面に接している。従って、長ネジ３９を左回転、右回転することにより、リヤーフォーマー２７は矢印Fのように回動して角度が変わるようになっている。
【００２８】
次に上記二次噴流ノズルのフォーマーの位置を本発明の位置調整装置で調整する方法を説明する。
【００２９】
先ず、位置測定装置１の摺動片５を摺動棒４の一端に位置させておき、該位置測定装置の板状材２を搬送装置１６の多数の爪１８・・・で保持する。そして搬送装置１６の内側のチェーンコンベア１７、１７を矢印C方向に走行させてレーザーセンサー７が所定の位置となるところで搬送装置を止る。そしてレーザーセンサー７からレーザー光線を照射して、二次噴流ノズル１２のフロントフォーマー２２とリヤーフォーマー２７の適宜箇所の距離を測定する。この適宜箇所とは、予め測定しておいた標準位置、即ち、はんだ付け不良がなく適量のはんだが付着するというフォーマーの最適位置となった位置の測定箇所と同一箇所である。この距離測定時、レーザーセンサー７とリヤーフォーマー２７とが平行になっていなくても、レーザーセンサー７は、レーザーセンサー７から放射されてリヤーフォーマー２７で乱反射されたレーザー光線を受光できる。
【００３０】
ここで新たに位置調整を行う二次噴流ノズルのリヤーフォーマーの位置を標準位置と同一にするのであれば、適宜箇所の距離を標準位置の距離と同一にすべくリヤーフォーマーの取り付け位置の調整を行う。このときリヤーフォーマーの測定箇所は、少なくとも横方二箇所ずつ（V、WとX、Y)の計四箇所が必要である。このようにして四箇所の測定を行って、全ての測定箇所の距離を標準位置と同一にすれば、実際のプリント基板のはんだ付け時に不良がなく、はんだの付着量が適正となる。
【００３１】
本発明の位置調整装置を用いて最適位置にある二次噴流ノズルの位置を搬送装置の爪で保持させた位置調整装置で測定しておき、これを標準位置とした。そして新たに位置調整する二次噴流ノズルの位置を標準位置と同一になるように位置調整装置で調整した結果、新たに位置調整を行った噴流はんだ槽でははんだ付け不良がなく、しかも適量のはんだを付着させることができた。
【産業上の利用可能性】
【００３２】
実施例では二次噴流ノズルのリヤーフォーマーの位置調整について説明したが、本発明は二次噴流ノズルのフロントフォーマーの調整にも応用できるばかりでなく、一次噴流ノズルの位置調整にも応用できるものである。また本発明では、レーザーセンサーを噴流ノズルの上方の所定の位置に置いて噴流ノズルの適宜箇所の距離を測定し、標準位置との距離を基にして調整するものであるが、本発明は噴流ノズルの設計にも応用できる。本発明を応用した噴流ノズルの設計は、位置調整装置を搬送装置で搬送させながら走行方向全ての距離を連続して測定し、それを記録紙またはディスプレーに描写して噴流ノズルの外形を示す。この外形を描写した噴流ノズルにおけるはんだの付着量、不良等のはんだ付け状態をデーター化し、噴流ノズルの構成部分であるリヤーフォーマーの高さ、傾斜角度、堰板の位置等を変更することにより、さらに理想的な噴流ノズルの設計が行える。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の噴流ノズルの位置測定装置の斜視図
【図２】噴流はんだ槽の平面図
【図３】二次噴流ノズルの拡大断面図
【符号の説明】
【００３４】
１  噴流ノズルの位置測定装置
２  板状材
３  固定片
４  摺動棒
５  摺動片
７  レーザーセンサー
１２  二次噴流ノズル
１６  搬送装置
１８  爪
２２  フロントフォーマー
２７  リヤーフォーマー
【図１】
2006351656.tif 000003
【図２】
2006351656.tif 000004
【図３】
2006351656.tif 000005