(57)【要約】【課題】本発明は、溶融半田が噴流ノズルの外部に流出しないようにしつつ、半田付け装置を高速移動させる半田付け装置の提供を課題とする。【解決手段】本明細書が開示する半田付け装置は、回路基板に形成された貫通孔に貫通させた電子部品のリード線に溶融半田を塗布することにより回路基板にリード線を半田付けする。この半田付け装置は、半田槽と、噴流機構と、ＸＹ方向移動機構と、噴流機構とＸＹ方向移動機構とを制御する制御装置と、を有している。制御装置は、噴流ノズルの先端より上方に突出している溶融半田の高さが、回路基板にリード線を半田付けする時よりも半田槽をＸＹ方向移動機構により移動させる時の方が低くなるように、噴流機構を制御する。【選択図】図３
2018029144.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回路基板に形成された貫通孔に貫通させた電子部品のリード線に溶融半田を塗布することにより前記回路基板に前記リード線を半田付けする半田付け装置であって、
前記回路基板が保持される保持面の下方に配置されており、溶融半田を貯留する半田槽と、
前記半田槽に設けられており、前記半田槽から前記保持面に向かって上方に伸びる噴流ノズルと、
前記噴流ノズルから前記保持面に向かって溶融半田を噴流させる噴流機構と、
前記半田槽をＸ方向及びＹ方向に移動させるＸＹ方向移動機構と、
前記噴流機構と前記ＸＹ方向移動機構とを制御する制御装置と、を有しており、
前記制御装置は、
前記噴流ノズルの先端より上方に突出している溶融半田の高さが、前記回路基板に前記リード線を半田付けする時よりも前記半田槽を前記ＸＹ方向移動機構により移動させる時の方が低くなるように前記噴流機構を制御する半田付け装置。
【請求項２】
前記制御装置は、
前記ＸＹ方向移動機構を駆動して前記半田槽をＸ方向及び／又はＹ方向に移動させる時に、前記噴流ノズルの先端より上方に突出している溶融半田の高さに応じて、前記半田槽の加減速度を制御する請求項１に記載の半田付け装置。
【請求項３】
前記制御装置は、
前記ＸＹ方向移動機構を駆動して前記半田槽をＸ方向及び／又はＹ方向に移動させる時に、前記半田槽の加減速度に応じて、前記噴流ノズルの先端より上方に突出している溶融半田の高さを制御する請求項１に記載の半田付け装置。
【請求項４】
前記半田槽を前記保持面に対して直交するＺ方向に移動させるＺ方向移動機構をさらに有しており、
前記制御装置は、前記Ｚ方向移動機構をさらに制御する、請求項１乃至３に記載の半田付け装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書が開示する技術は、電子部品のリード線を回路基板に半田付けする半田付け装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１及び２には、従来技術に係る半田付け装置が開示されている。これらの半田付け装置は、回路基板が保持される保持面より下方に配置された半田噴流装置を備えている。半田噴流装置は、噴流ノズルとＸＹ移動機構を有し、回路基板の異なる位置の半田付け部位の下方に噴流ノズルを移動させることができる。また、半田噴流装置は、半田噴流ノズルから噴出する溶融半田の高さを制御することが可能となっている。これらの半田付け装置においては、噴流ノズルから噴出される溶融半田の高さが制御されるため、個々の半田付け部位に対して精密な半田付け処理を行うことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】国際公開２０１４／０４５３７０号公報
【特許文献２】特開２００８−１０９０３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記した従来の半田付け装置においては、噴流ノズルから溶融半田を噴出させた状態で噴流ノズルをＸ方向及び／又はＹ方向に移動させる。このため、噴流ノズルの移動速度が大きいと、噴流ノズルから外部に溶融半田が流出するという問題が生じる。一方、噴流ノズルの移動速度を低くすると、噴流ノズルからの溶融半田の流出は防止できるが、複数の半田付け部位を半田付けしようとすると半田付けに時間を要してしまう。
【０００５】
本明細書の目的は、溶融半田の噴流ノズルの外部への流出を抑制しつつ、噴流ノズルの高速移動を可能にする半田付け装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本明細書が開示する半田付け装置は、回路基板に形成された貫通孔に貫通させた電子部品のリード線に溶融半田を塗布することにより回路基板にリード線を半田付けする。この半田付け装置は、半田槽と、噴流機構と、ＸＹ方向移動機構と、噴流機構とＸＹ方向移動機構とを制御する制御装置と、を有している。制御装置は、噴流ノズルの先端より上方に突出している溶融半田の高さが、回路基板にリード線を半田付けする時よりも半田槽をＸＹ方向移動機構により移動させる時の方が低くなるように、噴流機構を制御する。
【発明の効果】
【０００７】
本明細書が開示する半田付け装置は、半田槽に設けられた噴流ノズルから溶融半田が外部に流出することを抑制しながら、半田槽（すなわち、噴流ノズル）をＸＹ方向に移動させることができる。この結果、噴流ノズルを高速で移動させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】回路基板に電子部品を供給する供給装置と、電子部品を半田付けする半田付け装置と、を示す斜視図。
【図２】半田付け装置の構成を模式的に示す図。
【図３】半田付け装置の制御系の構成を示すブロック図
【図４】半田付け装置の動作を説明する模式図（その１）。
【図５】半田付け装置の動作を説明する模式図（その２）。
【図６】半田付け装置の動作を説明する模式図（その３）。
【図７】半田付け装置の動作を説明する模式図（その４）。
【図８】半田付け装置の動作を説明する模式図（その５）。
【図９】半田付け装置の動作を説明する模式図（その６）。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下に説明する実施例の主要な特徴を列記しておく。なお、以下に記載する技術要素は、それぞれ独立した技術要素であって、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。
【００１０】
（特徴１）本明細書で開示される半田付け装置は、噴流ノズルの先端より上方に突出している溶融半田の高さが、回路基板にリード線を半田付けする時よりも半田槽をＸＹ方向移動機構により移動させる時の方が低くなるように噴流機構を制御してもよい。このような構成によると、溶融半田が噴流ノズルより外部に流出することを抑制しながら、噴流ノズルのＸ方向及び／又はＹ方向への移動を高速化することができる。
【００１１】
（特徴２）本明細書で開示される半田付け装置は、ＸＹ方向移動機構を駆動して半田槽をＸ方向及び／又はＹ方向に移動させる時に、噴流ノズルの先端より上方に突出している溶融半田の高さに応じて、半田槽の加減速度を制御してもよい。このような構成によると、溶融半田の高さに合わせて半田槽を高速に移動させることができる。
【００１２】
（特徴３）本明細書で開示される半田付け装置は、前記ＸＹ方向移動機構を駆動して前記半田槽をＸ方向及び／又はＹ方向に移動させる時に、前記半田槽の加減速度に応じて、前記噴流ノズルの先端より上方に突出している溶融半田の高さを制御してもよい。このような構成によると、半田槽を高速に移動させても、溶融半田が噴流ノズルより外部に流出することを抑制することができる。
【００１３】
（特徴４）本明細書で開示される半田付け装置は、半田槽を回路基板が保持される保持面に対して直交するＺ方向に移動させるＺ方向移動機構を有していてもよい。制御装置は、Ｚ方向移動機構をさらに制御してもよい。このような構成によると、回路基板の貫通孔に貫通させた電子部品のリード線に対して噴流ノズルを最適な位置に移動させることができる。その結果、リード線に対して、精密な半田付けを行うことができる。
【実施例】
【００１４】
実施例の半田付け装置１０を説明する。まず、半田付け装置１０が装備される部品実装機１００の概略構成を説明する。図１に示すように、部品実装機１００は、電子部品４４を回路基板４２に装着するヘッド３０と、電子部品４４を回路基板４２に半田付けする半田付け装置１０を備えている。回路基板４２は、電子部品４４のリード線４０（図４等参照）が挿入される貫通孔が形成されている。回路基板４２は、図示しない搬送装置によって、搬送面４５（保持面の一例）を搬送される。
【００１５】
ヘッド３０は、図示しない部品供給装置から電子部品４４を吸着し、吸着した電子部品４４を回路基板４２の所定の位置に装着する。ヘッド３０は、本体３２と、本体３２に対して上下方向に移動可能に取付けられた吸着ノズル３４を備えている。本体３２は、図示しない駆動機構によって、Ｘ方向及びＹ方向に移動可能となっている。吸着ノズル３４は、電子部品４４を吸着可能となっている。吸着ノズル３４は、図示しない駆動機構によって、本体３２に対して上下方向に昇降する。吸着ノズル３４は電子部品４４を吸着すると、ヘッド３０が回路基板４２に対して電子部品４４を装着する位置（即ち、装着位置）に移動する。ヘッド３０が装着位置に移動すると、吸着ノズル３４が下降し、電子部品４４のリード線４０が回路基板４２の貫通孔に挿通される。これによって、電子部品４４が回路基板４２に装着される。
【００１６】
半田付け装置１０は、回路基板４２の貫通孔に貫通させた電子部品４４のリード線４０に溶融半田４６を塗布して回路基板４２への半田付けを行う。半田付け装置１０は、回路基板４２が搬送される搬送面４５の下方に配置されている。搬送面４５を搬送される回路基板４２は、部品実装機１００内で位置決めされる。位置決めされた回路基板４２には、ヘッド３０によって電子部品４４が装着され、半田付け装置１０によって電子部品４４の半田付けが行われる。これによって、回路基板４２に電子部品４４が半田付けされる。
【００１７】
次に、半田付け装置１０について詳細に説明する。図２，３に示すように、半田付け装置１０は、半田槽１２と、噴流機構５４と、半田槽１２を搬送面４５に対して平行となるＸ方向及びＹ方向に移動させるＸＹ方向移動機構５６と、半田槽１２を搬送面４５に対してＺ方向に移動させるＺ方向移動機構５８と、噴流機構５４とＸＹ方向移動機構５６とＺ方向移動機構５８とを制御する制御装置５０とを備えている。
【００１８】
半田槽１２は、溶融半田４６を貯留する。半田槽１２は、実装機１００内でＸ方向、Ｙ方向及びＺ方向に移動可能に支持されている。半田槽１２の壁面にはヒータ２０が配置される。ヒータ２０は、半田槽１２の内部に貯留される半田材を加熱する。これによって、半田槽１２内の半田材が溶融状態（すなわち、溶融半田４６）となる。
【００１９】
噴流機構５４は、半田槽１２の上方に配置される噴流ノズル１４と、半田槽１２内に配置されるポンプ１６と、半田槽１２外に配置される噴流用モータ１８を備えている。噴流ノズル１４は、円筒形状をしており、半田槽１２から搬送面４５に向かって伸びている。噴流ノズル１４は、その先端（上端）に噴出口が形成される一方で、その基端（下端）に吸入口が形成され、その内部には噴出口と吸入口を接続する流路（溶融半田４６が流れる流路）が形成されている。吸入口から吸入された溶融半田４６は、噴流ノズル１４内の流路をながれ、その上端の噴出口より噴流ノズル１４外に流出する。
【００２０】
ポンプ１６は、半田槽１２内の溶融半田４６を吸い上げ、吸い上げた溶融半田４６を噴流ノズル１４に供給する。ポンプ１６は、噴流用モータ１８により駆動される。噴流用モータ１８の回転数は、制御装置５０により制御される。噴流用モータ１８の回転数が変化することで、ポンプ１６から吐出される溶融半田４６の単位時間当たりの流量が変化する。ポンプ１６から吐出される溶融半田４６の流量が変化すると、噴流ノズル１４の先端から突出する溶融半田４６の高さが変化する。
【００２１】
ＸＹ方向移動機構５６は、半田槽１２をＸ方向に移動させる機構と、半田槽１２をＹ方向に移動させる機構を備えている。ＸＹ方向移動機構５６は、図示しないモータを備えており、これらモータは制御装置５０により制御される。制御装置５０がＸＹ方向移動機構５６を制御することで、半田槽１２がＸＹ方向に移動して、半田付けを行う位置に位置決めされる。ＸＹ方向移動機構５６には、公知の機構を用いることができる。
【００２２】
Ｚ方向移動機構５８は、半田槽１２をＺ方向に移動させ、半田槽１２をＺ方向に位置決めする。Ｚ方向移動機構５８は、図示しないモータを備えており、このモータは制御装置５０により制御される。制御装置５０がＺ方向移動機構５８を制御することで、回路基板４２に対する半田槽１２（即ち、噴流ノズル１４の先端）の位置が制御される。Ｚ方向移動機構５８には、公知の機構を用いることができる。
【００２３】
制御装置５０は、噴流用モータ１８、ＸＹ方向移動機構５６及びＺ方向移動機構５８に接続され、これら噴流用モータ１８、ＸＹ方向移動機構５６及びＺ方向移動機構５８を制御する。制御装置５０は、コントローラ５２と、駆動回路５４ａ〜５４ｃを備えている。コントローラ５２は、例えば、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭを備えたコンピュータにより構成され、ＲＯＭに格納されたプログラムを実行することで、噴流用モータ１８、ＸＹ方向移動機構５６及びＺ方向移動機構５８を制御する。すなわち、コントローラ５２は、駆動回路５４ａを介して噴流用モータ１８を駆動することで、噴流ノズル１４から噴出される溶融半田４６の流量を制御する。溶融半田４６の流量を制御することで、噴流ノズル１４の先端から突出する溶融半田４６の高さが制御される。また、コントローラ５２は、駆動回路５４ｂを介してＸＹ方向移動機構５６を駆動すると共に、駆動回路５４ｃを介してＺ方向移動機構５８を駆動することで、半田槽１２をＸＹＺ方向に移動させると共に、半田槽１２をＸＹＺ方向の位置を制御する。
【００２４】
次に、上述した半田付け装置１０により回路基板４２に電子部品４４のリード線４０を半田付けする際の制御装置５０の動作について図４から図９を用いて説明する。まず、制御装置５０は、ＸＹ方向移動機構５６を駆動して、半田槽１２を予め設定された半田付け部位まで移動させる。この際、制御装置５０は、噴流用モータ１８を制御して、噴流ノズル１４の先端から突出する溶融半田４６の高さをｈ１とする。高さｈ１は、半田槽１２のＸ方向及び／又はＹ方向の加減速によって、溶融半田４６が噴流ノズル１４より外部に流出することが防止できる高さに設定されている。また、半田槽１２と回路基板４２の距離は、回路基板４２の裏面の突起部（電子部品４４のリード線４０など）と、噴流ノズル１４の先端から突出する溶融半田４６とが接触しない距離とされる。なお、ヘッド３０は、電子部品４４を回路基板４２の半田付け部位に装着することで、電子部品４４のリード線４０が回路基板４２の貫通孔に挿通された状態としている。これによって、半田槽１２は、例えば、図４に示すように、回路基板４２の半田付けを行う位置である貫通孔の下方に移動する。
【００２５】
制御装置５０は、半田槽１２を半田付け部位の下方に移動させると、噴流用モータ１８の回転数を大きくし、ポンプ１６から吐出される溶融半田４６の流量を多くする。これによって、図５に示すように、噴流ノズル１４の先端から突出する溶融半田４６の高さをｈ２（＞ｈ１）とする。高さｈ２は、電子部品４４のリード線４０に半田付けする時の溶融半田４６の高さであり、半田付けするのに十分な高さに設定されている。溶融半田４６の高さをｈ２とすると、制御装置５０は、Ｚ方向移動機構５８を駆動して、半田槽１２をＺ方向に移動させて、半田槽１２と回路基板４２の距離を予め設定された距離とする。半田槽１２をＺ方向に移動させることで、図６に示すように、回路基板４２に挿通された電子部品４４のリード線４０に溶融半田４６が接触し、電子部品４４のリード線４０が回路基板４２に半田付けされる。なお、半田槽１２をＺ方向に移動させる際は、噴流ノズル１４の先端から突出する溶融半田４６の高さはｈ２で維持される。
【００２６】
電子部品４４の半田付けが終了すると、図７に示すように、制御装置５０は、Ｚ方向移動機構５８を駆動して、半田槽１２を回路基板４２から離れる方向（−Ｚ方向）に移動させる。この際、噴流ノズル１４の先端から突出する溶融半田４６の高さはｈ２で維持される。また、半田槽１２を下降させる距離は、溶融半田４６が回路基板４２の裏面の突起部（電子部品４４のリード線４０など）に接しない高さとなるように設定される。その後、制御装置５０は、噴流用モータ１８の回転数を小さくし、ポンプ１６から吐出される溶融半田４６の流量を少なくする。これによって、図８に示すように、噴流ノズル１４の先端から突出する溶融半田４６の高さはｈ１となる。上述したように、高さｈ１は、半田槽１２をＸＹ方向に移動させる際に溶融半田４６が半田付け装置１０の外部に流出しない高さとされている。溶融半田４６の高さをｈ１とすると、制御装置５０は、図９に示すように、ＸＹ方向移動機構５６を駆動して、次の半田付け部位に半田槽１２を移動させる（図９に示す状態）。これによって、半田槽１２は、次に半田付けを行う部位（次の電子部品のリード線が挿入された貫通孔の下方）に移動させる。制御装置５０は、上記一連の動作を繰り返すことで、回路基板４２に複数の電子部品４４を半田付けする。
【００２７】
本実施例の半田付け装置１０では、半田槽１２をＸ方向及び／又はＹ方向に移動させる際は、噴流ノズル１４の先端から突出する溶融半田４６の高さをｈ１とする。その結果、噴流ノズル１４から溶融半田が外部に流出することを防止することができる。また、溶融半田４６の高さがｈ１と低い値とされるため、半田槽１２をＸ方向及び／又はＹ方向に高速で移動させることができる。その結果、半田槽１２のＸ方向及び／又はＹ方向への移動時間が短縮されるので、一連の半田付けに要する時間も短縮することができ、半田付け作業の効率を上げることができる。
【００２８】
また、本実施例の半田付け装置１０では、半田槽１２をＸ方向及び／又はＹ方向に移動させる際は、噴流ノズル１４の先端から突出する溶融半田４６の高さをｈ１（＜ｈ２）とする。このため、半田槽１２をＸ方向及び／又はＹ方向に移動させる際の半田槽１２と回路基板４２との距離を短く設定することができる。すなわち、噴流ノズル１４から突出する溶融半田４６の高さが高いと、溶融半田４６と回路基板４２の裏面の突起部（他の電子部品４４のリード線４０など）とが接触しないためには、回路基板４２と半田槽１２との距離を長くする必要がある。一方、本実施例では、噴流ノズル１４から突出する溶融半田４６の高さが低くされるため、回路基板４２と半田槽１２との距離を短くしても、溶融半田４６と回路基板４２の裏面の突起部（他の電子部品４４のリード線４０など）とが接触しないようにすることができる。その結果、半田槽１２を上昇／下降させる距離を短くすることができ、半田付けに要する時間のさらなる短縮が可能となる。
【００２９】
上述した実施例では、制御装置５０が、半田槽１２をＸ方向及び／又はＹ方向に移動させる半田槽１２の加減速度に応じて、噴流ノズル１４の先端より上方に突出している溶融半田４６の高さを制御したが、本明細書に開示の技術はこのような例に限られない。
【００３０】
例えば、制御装置５０は、噴流ノズル１４の先端より上方に突出している溶融半田４６の高さに応じて半田槽１２の加減速度を制御してもよい。このような構成によっても、噴流ノズル１４の先端より外部に溶融半田が流出することを防止することができる。なお、このような構成を採用した場合、半田槽１２をＸ方向及び／又はＹ方向に移動（加速又は減速）させる際の噴流ノズル１４の先端より上方に突出している溶融半田４６の高さと、半田槽１２をＺ方向に移動させる際の噴流ノズル１４の先端より上方に突出している溶融半田４６の高さとを同一とすることができる。これによって、噴流用モータ１８の制御を簡易なものとすることができる。また、半田槽１２をＸ方向及び／又はＹ方向に移動（加速又は減速）させる際の噴流ノズル１４の先端より上方に突出している溶融半田４６の高さは一定とする必要はなく、半田槽１２の加減速度に応じて、溶融半田４６の高さが変化するようにしてもよい。
【００３１】
以上、本実施例を詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。また、本明細書又は図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書又は図面に例示した技術は複数目的を同時に達成するものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。
【符号の説明】
【００３２】
１０  半田付け装置、１２  半田槽、１４  噴流ノズル、１６  ポンプ、１８  噴流用モータ、２０  ヒータ、３０  ヘッド、３２  本体、３４  吸着ノズル、４０  リード線、４２  回路基板、４４  電子部品、４６  溶融半田、５０  制御装置、５２  コントローラ、５４  噴流機構、５６  ＸＹ方向移動機構、５８  Ｚ方向移動機構、１００  部品実装機
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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