(57)【要約】【課題】フローはんだ付けの際にプリント基板が撓むのを確実に防止できるプリント基板保持装置を提供する。【解決手段】電子部品５が実装されたプリント基板２をフローはんだ付け装置によりはんだ付けを行う際に、プリント基板２を保持するプリント基板保持装置を、プリント基板２を保持する治具本体１と、治具本体１に着脱自在に設けられ、かつプリント基板２に設けられた取り付け孔２ａを利用してプリント基板２の撓みを防止する撓み防止手段６とから構成したことから、治具本体１に保持されたプリント基板２がフローはんだ付け装置内で溶融はんだにより高温に加熱されて軟化しても、撓み防止手段６によりプリント基板２が撓むのを防止することができるため、プリント基板２に実装された電子部品５が浮き上がった状態ではんだ付けされることがない。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子部品が実装されたプリント基板をフローはんだ付け装置によりはんだ付けを行う際に、前記プリント基板を保持するプリント基板保持装置であって、前記プリント基板を保持する治具本体と、前記治具本体に着脱自在に設けられ、かつ前記プリント基板に設けられた取り付け孔を利用して前記プリント基板の撓みを防止する撓み防止手段とを具備したことを特徴とするプリント基板保持装置。
【請求項２】
前記撓み防止手段を、前記治具本体に両端側が着脱自在に支持された支持杆と、前記支持杆より突設され、かつ前記プリント基板の取り付け孔に挿脱自在なフック状の先端部を有する係止爪とから構成してなる請求項１に記載のプリント基板保持装置。
【請求項３】
前記撓み防止手段を、前記治具本体に両端側が着脱自在に支持された支持杆と、前記支持杆より突設され、かつ前記プリント基板の取り付け孔に挿脱自在な二股フック状の先端部を有する係止爪とから構成してなる請求項１に記載のプリント基板保持装置。
【請求項４】
前記治具本体に位置決めピンを突設し、また前記支持杆の両端側に、前記位置決めピンに嵌合自在な長孔状のピン孔を設けてなる請求項１ないし３の何れかに記載のプリント基板保持装置。
【請求項５】
前記治具本体に台座を介して前記位置決めピンを突設してなる請求項４に記載のプリント基板保持装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は電子部品が実装されたプリント基板をフローはんだ付け装置によりはんだ付けする際に使用するプリント基板保持装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来電子機器等に使用されているプリント基板には多数の電子部品が実装されており、これら電子部品は部品実装装置によりプリント基板に実装された後、フローはんだ付け装置によりプリント基板にはんだ付けされている。
【０００３】
またフローはんだ付け装置により電子部品をプリント基板にはんだ付けする場合、従来では図８に示すように、電子部品ａが実装されたプリント基板ｂの両側縁を搬送コンベヤｃにより保持してフローはんだ付け装置（図示せず）内へ搬入し、まずプリント基板ｂの下面にフラックスを塗布している。
【０００４】
フラックスの塗布されたプリント基板ｂは、搬送コンベヤｃにより次の予熱工程へ送られて、プリント基板ｂ全体が予熱された後、はんだ付け工程へ送られる。
【０００５】
はんだ付け工程では、はんだノズルｄよりプリント基板ｂに向って溶融状態のはんだが噴出され、これによってプリント基板ｂに実装された電子部品ａがプリント基板ｂにはんだ付けされると共に、はんだ付けの終了したプリント基板ｂは、冷却工程へ送られて冷却されることにより、プリント基板ｂのフローはんだ付けが完了するようになっている。
【０００６】
しかし前記のフローはんだ付け方法では、プリント基板ｂがはんだノズルｄ上を通過する際、はんだノズルｄより噴出する高温の溶融はんだにより２００℃以上に加熱される。
【０００７】
このためプリント基板ｂが軟化して、図８に示すように中央部が自重や溶融はんだの噴流により下方へ撓むため、プリント基板ｂに実装された電子部品ａが浮き上った状態ではんだ付けされるはんだ付け不良が発生したり、プリント基板の反りにより電子部品ａが破損する等の問題が生じる。
【０００８】
かかる問題を解消するため、プリント基板ｂを図９に示すような枠状の治具ｅに取り付けて、搬送コンベヤｃによりフローはんだ付け装置へ搬入したり、例えば特許文献１に記載されたフローはんだ付け装置のように、吸着支持移動手段によりプリント基板を平面となるよう吸着した状態でフローはんだ付けを行う方法が提案されている。
【０００９】
【特許文献１】
特開２０００−３２３８２５号（段落００１０，００１４）
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかし図９に示す枠状の治具ｅを使用したものでは、治具ｅに設けた複数のクランプｆによりプリント基板ｂの周縁部を治具ｅに固定する構造のため、プリント基板ｂの周縁部の反りは低減できても、プリント基板ｂの中央部付近は図１０に示すように相変らず下方へ撓むため、プリント基板ｂに実装された電子部品ａが浮き上った状態でプリント基板ｂにはんだ付けされてしまうはんだ付け不良が発生する。
【００１１】
プリント基板ｂより浮き上った状態で電子部品ａがプリント基板ｂにはんだ付けされた場合、従来では電子部品ａをプリント基板ｂより取り外し、はんだ鏝等を使用して手直しをしているため、修復作業に多くの工数を必要として、コストアップの原因となる等の問題があると共に、治具ｅの幅が搬送コンベヤｃの幅より大きくなると、搬送コンベヤｃによるフローはんだ付け装置への搬入が困難になるため、フローはんだ付けできるプリント基板ｂの大きさに制限を受ける等の問題もある。
【００１２】
また治具ｅを使用してもプリント基板ｂが撓む場合は、プリント基板ｂの中央部付近を支持する支持部材を設けたり、プリント基板ｂより電子部品ａが浮き上らないように粘着テープや固定金具で固定する等の対策を講じているが、これらの方法でもプリント基板ｂに反りや撓みが発生することがあるため、はんだ付け不良を確実に防止することができないと共に、支持部材や粘着テープ、固定金具等の脱着に手間がかかるため、作業能率を低下させる等の問題がある。
【００１３】
一方前記フローはんだ付け装置のように、吸着支持移動手段によりプリント基板を吸着して、フローはんだ付けを行うようにしたものでは、真空状態を保持したまま吸着支持移動手段をフローはんだ付け装置内へ移動させなければならないため、装置が複雑かつ高価になると共に、プリント基板を吸着した状態で溶融したはんだ内を通過させるため、プリント基板に設けられた小孔等からはんだの一部がプリント基板の上面側に回って電子部品等に固着することがあり、その結果短絡が発生したり、固着した不要なはんだを取り除くのに手間がかかる等の問題がある。
【００１４】
本発明はかかる従来の問題を改善するためになされたもので、フローはんだ付けの際にプリント基板が撓むのを確実に防止できるプリント基板保持装置を提供することを目的とするものである。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため本発明のプリント基板保持装置は、電子部品が実装されたプリント基板をフローはんだ付け装置によりはんだ付けを行う際に、プリント基板を保持するプリント基板保持装置であって、プリント基板を保持する治具本体と、治具本体に着脱自在に設けられ、かつプリント基板に設けられた取り付け孔を利用してプリント基板の撓みを防止する撓み防止手段とから構成したものである。
【００１６】
前記構成により、治具本体に保持されたプリント基板がフローはんだ付け装置内で溶融はんだにより高温に加熱されて軟化しても、撓み防止手段によりプリント基板が撓むのを防止することができるため、プリント基板に実装された電子部品が浮き上がった状態ではんだ付けされるはんだ付け不良が発生することがない。
【００１７】
これによって浮き上がった状態でプリント基板にはんだ付けされた電子部品を取り外して、はんだ鏝により再度はんだ付けする等の手直し作業が不要となるため、手直しに必要な工数の削減が図れると共に、プリント基板の撓みや反りにより電子部品が破損することもないため、歩留まりの改善も図れる。
【００１８】
前記目的を達成するため本発明のプリント基板保持装置は、撓み防止手段を、治具本体に両端側が着脱自在に支持された支持杆と、支持杆より突設され、かつプリント基板の取り付け孔に挿脱自在なフック状の先端部を有する係止爪とから構成したものである。
【００１９】
前記構成により、撓み防止手段の係止爪の先端をプリント基板の取り付け孔に挿入して、先端部をプリント基板に係止するだけでプリント基板の撓みを防止することができるため、撓み防止手段の脱着作業が短時間で能率よく行えると共に、複数の支持杆を設けることにより、面積の大きいプリント基板でもほぼ均等に支持することができるため、電子部品が浮き上がった状態でプリント基板にはんだ付けされる等のはんだ不良を確実に防止することができる。
【００２０】
前記目的を達成するため本発明のプリント基板保持装置は、撓み防止手段を、治具本体に両端側が着脱自在に支持された支持杆と、支持杆より突設され、かつプリント基板の取り付け孔に挿脱自在な二股フック状の先端部を有する係止爪とから構成したものである。
【００２１】
前記構成により、係止爪の二股部分によってプリント基板の上下方向の撓みや反りを規制することができるため、プリント基板の両端のみを保持する治具部材により治具本体を構成することができ、これによって治具本体に装着すると幅が搬送コンベヤの最大幅を超えてしまう大きさのプリント基板でも、フローはんだ付け装置によるはんだ付けが可能になる。
【００２２】
前記目的を達成するため本発明のプリント基板保持装置は、治具本体に位置決めピンを突設し、また支持杆の両端側に、位置決めピンに嵌合自在な長孔状のピン孔を設けたものである。
【００２３】
前記構成により、治具本体の所定位置に支持杆を容易に位置決めできると共に、ピン孔の長手方向に支持杆を移動させることにより、係止爪の先端をプリント基板に係止することができるため、撓み防止手段の取り付け作業が短時間で容易に行える。
【００２４】
前記目的を達成するため本発明のプリント基板保持装置は、治具本体に台座を介して位置決めピンを突設したものである。
【００２５】
前記構成により、プリント基板に実装された電子部品が撓み防止手段の支持杆と交差する位置にあっても、台座により支持杆が嵩上げされるため、電子部品と支持杆が干渉することがない。
【００２６】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を、図１ないし図５に示す図面を参照して詳述する。
【００２７】
図１はプリント基板保持装置の分解斜視図、図２は治具本体にプリント基板を取り付けた状態の斜視図、図３は治具本体に撓み防止手段を装着した状態の斜視図、図４は図３のＡ−Ａ線に沿う断面図、図５は図３のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。
【００２８】
プリント基板保持装置を構成する治具本体１は、取り付けるべきプリント基板２の外形寸法より大きい長方形状の板体よりなるベースプレート１ａを有していて、このベースプレート１ａに、プリント基板２の外形寸法よりやや大きい角孔状の基板収容部１ｂが形成されており、この基板収容部１ｂにベースプレート１ａの上方からプリント基板２が収容できるようになっている。
【００２９】
ベースプレート１ａの下面には、基板収容部１ｂに収容されたプリント基板２の周辺部を下方より保持する板状の保持部材１ｃが固着されていると共に、ベースプレート１ａの周辺部には、側壁１ｄが全辺に亘って立設されている。
【００３０】
ベースプレート１ａの長辺側に立設された側壁１ｄの外側面には、下縁に沿って搬送部材１ｅが突設されている。
【００３１】
これら搬送部材１ｅは、フローはんだ付け装置（図示せず）へ治具本体１を搬入する搬送コンベヤ３の保持部３ａに挟着させることにより、搬送コンベヤ３に治具本体１を装着するためのもので、側壁１ｄのほぼ全長に亘って突設されている。
【００３２】
またベースプレート１ａの上面には、長辺及び短辺の互に対向する位置に複数対の係止手段４が設けられている。
【００３３】
これら係止手段４は、ほぼ長方体状の係止部材４ａと、係止部材４ａの一端側をベースプレート１ａ上に回動自在に枢着するピン４ｂとより構成されていて、他端側が保持部材１ｃの上方に突設されており、ピン４ｂを中心に側壁１ｄと平行になる位置に回動させると、各係止部材４ａの一方の側面が基板収容部１ｂの開口縁部とほぼ同じか、やや内側となって、基板収容部１ｂにプリント基板２を収容する際、各係止部材４ａがプリント基板２と干渉しないようになっている。
【００３４】
一方フローはんだ付けを行うプリント基板２は、例えば電子機器等に使用するマザーボード等であって、上面にコネクタよりなる複数の電子部品５が例えば２列に亘って実装されている。
【００３５】
これら電子部品５は実装工程において、図示しない部品実装装置によりプリント基板２に実装されており、プリント基板２側には、例えば電子部品５の両端側に位置して取り付け孔２ａが穿設されている。
【００３６】
これら取り付け孔２ａは、プリント基板２を図示しない電子機器の筐体内部にねじにより取り付ける際に使用するため、プリント基板２に予め穿設されたもので、本発明の実施の形態では、これら取り付け孔２ａを利用して、撓み防止手段６によりプリント基板２の撓みを防止している。
【００３７】
プリント基板２の撓みを防止する撓み防止手段６は、図１に示すように治具本体１の長辺よりやや短い角柱状の支持杆６ａを１本または複数本有している。
【００３８】
これら支持杆６ａは、ステンレスのようなはんだが付着しにくい材料により形成されていて、両端側に長孔よりなるピン孔６ｂが上下方向に穿設されている。
【００３９】
これらピン孔６ｂは、ベースプレート１ａの短辺側に設けられた係止手段４の間に突設された位置決めピン７に上方より嵌合することにより、治具本体１に対して撓み防止手段７の位置決めを行うと同時に、ベースプレート１ａに支持杆６ａを係止するもので、各ピン孔６ｂを位置決めピン７に嵌合することにより、各支持杆６ａの長さ方向の中心とプリント基板２に穿設された取り付け孔２ａの中心が一致するようになっている。
【００４０】
そしてこの状態で各取り付け孔２ａと合致するよう各支持杆６ａの下面に、複数の係止爪６ｃが突設されている。
【００４１】
これら係止爪６ｃは、支持杆６ａと同様にステンレスのようなはんだが付着しにくい材料によりほぼＬ字形に形成されていて、先端部の長さは取り付け孔２ａの直径よりやや短くなっており、プリント基板２の上方より各係止爪６ｃの先端が容易に各取り付け孔２ａに挿入できるようになっている。
【００４２】
なお各係止爪６ｃは、支持杆６ａと一体に設けてもよく、ビス等の固着具により支持杆６ａに固着してもよい。
【００４３】
次に前記構成されたプリント基板保持装置の作用を説明する。
【００４４】
電子部品実装工程で電子部品５が実装されたプリント基板２を、治具本体１のベースプレート１ａに設けられた基板収容部１ｂに図２に示すように上方より嵌合したら、係止手段４の各係止部材４ａをピン４ｂを中心にほぼ９０度回動して、基板収容部１ｂ内のプリント基板２の周辺部を係止する。
【００４５】
次に撓み防止手段６の各支持杆６ａより突設された係止爪６ｃをプリント基板２の各取り付け孔２ａに上方より挿入し、各支持杆６ａの両端側に穿設されたピン孔６ｂをベースプレート１ａ上に突設された位置決めピン７に図３に示すように嵌挿する。
【００４６】
そしてこの状態で図４に示す矢印Ｃ方向に各支持杆６ａを移動させると、各係止爪６ｃの先端がプリント基板２の下面に下方より係止されて、プリント基板２が下方へ撓むのを防止する。
【００４７】
以上のようにして治具本体１にプリント基板２及び撓み防止手段６をセットしたら、治具本体１の外側面に突設された搬送部材１ｅを搬送コンベヤ３の保持部３ａに保持させて、搬送コンベヤ３により治具本体１をフローはんだ付け装置内に搬入する。
【００４８】
フローはんだ付け装置内に搬入されたプリント基板２の下面には、まずフラックスが塗布された後予熱工程へ搬入されてフラックスが乾燥され、その後フローはんだ付け工程へ搬送されて、フローはんだ付け装置内に設けられたはんだノズル８より噴出される溶融はんだによりフローはんだ付けが行われる。
【００４９】
このときプリント基板２は、溶融はんだにより２００℃以上に加熱されて軟化するが、撓み防止手段６に設けられた複数の係止爪６ｃによりプリント基板２の下面がほぼ均等に支持されて、プリント基板２が下方へ撓むのを防止するため、プリント基板２は水平を維持した状態でプリント基板２に電子部品５をはんだ付けすることができる。
【００５０】
これによって電子部品５がプリント基板２より浮き上った状態ではんだ付けされたり、プリント基板２の反りによって電子部品５が破損され、もしくは溶融したはんだの一部がプリント基板２の上面側に回り込んで、電子部品５等に固着するのを確実に防止できるようになる。
【００５１】
なお図６及び図７は治具本体１の変形例を示すもので、次にこれを説明する。
【００５２】
プリント基板２の幅が大きい場合、プリント基板２の幅に合せて治具本体１を製作すると、治具本体１の両側が搬送コンベヤ３の最大幅よりはみだして治具本体１の搬送ができなくなる。
【００５３】
そこでこの変形例では、治具本体１を、プリント基板２の幅より長さが短く、かつプリント基板２の両端部を挟入する一対の治具部材１ｆにより構成している。
【００５４】
すなわち各治具部材１ｆの対向面に、プリント基板２の両側縁を嵌合する嵌合溝１ｇを形成し、治具部材１ｆの上面に台座７ａを介して位置決めピン７を突設している。
【００５５】
また撓み防止手段６の係止爪６ｃは、プリント基板２を上下方向から挟着する二股構造にして、上側の爪６ｄによりプリント基板２の浮き上りを防止することにより、係止手段４を省略している。
【００５６】
前記変形例になる治具本体１を使用してプリント基板２をフローはんだ付けする場合は、治具部材１ｆの嵌合溝１ｇにプリント基板２の両側を嵌合したら、撓み防止手段６の係止爪６ｃの先端をプリント基板２の取り付け孔２ａに、そして支持杆６ａの両端に穿設されたピン孔６ｂを台座７ａ上に突設された位置決めピン７に図７に示すように嵌合する。
【００５７】
そしてこの状態で各支持杆６ａを図７の矢印Ｄ方向へ移動させることにより、係止爪６ｃの先端がプリント基板２の下面に、そして上側の爪６ｄがプリント基板２の上面にそれぞれ係止されるので、この状態でプリント基板２の両側縁を搬送コンベヤ３の保持部３ａに保持させてフローはんだ付け装置へ搬入することにより、前記実施の形態と同様に、プリント基板２の撓みを防止しながら、電子部品５をプリント基板２にはんだ付けできるようになる。
【００５８】
また治具部材１ｆに台座７ａを介して位置決めピン７を突設したことにより、プリント基板２に実装された電子部品５が撓み防止手段６の支持杆６ａと交差する位置にあっても、台座７ａにより支持杆６ａが嵩上げされているため、電子部品５と支持杆６ａが干渉することがない。
【００５９】
【発明の効果】
本発明は以上詳述したように、電子部品が実装されたプリント基板をフローはんだ付け装置によりはんだ付けを行う際に、プリント基板を保持するプリント基板保持装置を、プリント基板を保持する治具本体と、治具本体に着脱自在に設けられ、かつプリント基板に設けられた取り付け孔を利用してプリント基板の撓みを防止する撓み防止手段とから構成したことから、治具本体に保持されたプリント基板がフローはんだ付け装置内で溶融はんだにより高温に加熱されて軟化しても、撓み防止手段によりプリント基板が撓むのを防止することができるため、プリント基板に実装された電子部品が浮き上がった状態ではんだ付けされるはんだ付け不良が発生することがない。
【００６０】
これによって浮き上がった状態でプリント基板にはんだ付けされた電子部品を取り外して、はんだ鏝により再度はんだ付けする等の手直し作業が不要となるため、手直しに必要な工数の削減が図れると共に、プリント基板の撓みや反りにより電子部品が破損することもないため、歩留まりの改善も図れる。
【００６１】
また撓み防止手段を、治具本体に両端側が着脱自在に支持された支持杆と、支持杆より突設され、かつプリント基板の取り付け孔に挿脱自在なフック状の先端部を有する係止爪とから構成したことから、撓み防止手段の係止爪の先端をプリント基板の取り付け孔に挿入して、先端部をプリント基板に係止するだけでプリント基板の撓みを防止することができるため、撓み防止手段の脱着作業が短時間で能率よく行えると共に、複数の支持杆を設けることにより、面積の大きいプリント基板でもほぼ均等に支持することができるため、電子部品が浮き上がった状態でプリント基板にはんだ付けされる等のはんだ不良を確実に防止することができる。
【００６２】
さらに撓み防止手段を、治具本体に両端側が着脱自在に支持された支持杆と、支持杆より突設され、かつプリント基板の取り付け孔に挿脱自在な二股フック状の先端部を有する係止爪とから構成したことから、係止爪の二股部分によってプリント基板の上下方向の撓みや反りを規制することができるため、プリント基板の両端のみを保持する治具部材により治具本体を構成することができ、これによって治具本体に装着すると幅が搬送コンベヤの最大幅を超えてしまう大きさのプリント基板でも、フローはんだ付け装置によるはんだ付けが可能になる。
【００６３】
しかも治具本体に位置決めピンを突設し、また支持杆の両端側に、位置決めピンに嵌合自在な長孔状のピン孔を設ければ、治具本体の所定位置に支持杆を容易に位置決めできる上、ピン孔の長手方向に支持杆を移動させることにより、係止爪の先端をプリント基板に係止することができるため、撓み防止手段の取り付け作業が短時間で容易に行えると共に、治具本体に台座を介して位置決めピンを突設すれば、プリント基板に実装された電子部品が撓み防止手段の支持杆と交差する位置にあっても、台座により支持杆が嵩上げされるため、電子部品と支持杆が干渉することがない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態になるプリント基板保持装置の分解斜視図である。
【図２】本発明の実施の形態になるプリント基板保持装置の治具本体にプリント基板を取り付けた状態の斜視図である。
【図３】本発明の実施の形態になるプリント基板保持装置の治具本体に撓み防止手段を取り付けた状態の斜視図である。
【図４】図３のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【図５】図３のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。
【図６】本発明の実施の形態になるプリント基板保持装置の変形例を示す分解斜視図である。
【図７】本発明の実施の形態になるプリント基板保持装置の変形例を示す斜視図である。
【図８】従来のフローはんだ付け装置の説明図である。
【図９】従来のプリント基板保持装置の斜視図である。
【図１０】図９のＤ−Ｄ線に沿う断面図である。
【符号の説明】
１      治具本体
２      プリント基板
２ａ    取り付け孔
５      電子部品
６      撓み防止手段
６ａ    支持杆
６ｃ    係止爪
７      位置決めピン
７ａ    台座
【図１】
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【図２】
2004363137.tif 000004
【図３】
2004363137.tif 000005
【図４】
2004363137.tif 000006
【図５】
2004363137.tif 000007
【図６】
2004363137.tif 000008
【図７】
2004363137.tif 000009
【図８】
2004363137.tif 000010
【図９】
2004363137.tif 000011
【図１０】
2004363137.tif 000012