(57)【要約】【課題】従来の自動はんだ付け装置は、噴流はんだ槽の高さを変更するときに、作業者が噴流はんだ槽に設置された上下動装置のハンドルを手で回すという手間がかかり、またその高さを正確に決定することができなかった。【解決手段】本発明の自動はんだ付け装置は、噴流はんだ槽の下部にモーターで上下動するジャッキを設置するとともに、噴流はんだ槽と基台間に高さ測定器具を取り付け、該高さ測定器具で噴流はんだ槽の高さを正確に決定する。【選択図】図１
2005236001.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
噴流はんだ槽の噴流ノズルから噴流する溶融はんだにプリント基板を接触させてはんだ付けを行う自動はんだ付け装置において、噴流はんだ槽の下部にパンタグラフ型のジャッキが設置されており、該ジャッキから突出した長ネジの端部にはスプロケットが取り付けられているとともに、スプロケットはモーターのスプロケットと連動していて、しかも噴流はんだ槽には噴流はんだ槽の高さを電気的に測定できる測定器具が設置されていることを特徴とする自動はんだ付け装置。
【請求項２】
前記パンタグラフ型のジャッキは、六角ジャッキであることを特徴とする請求項１の自動はんだ付け装置。
【請求項３】
前記パンタグラフ型のジャッキは、噴流はんだ槽の下部に二台設置されており、それぞれのジャッキから突出した長ネジの端部に同一歯数のスプロケットが取り付けられていて、該スプロケットはモーターのスプロケットと無端チェーンで連動されていることを特徴とする自動はんだ付け装置。
【請求項４】
前記噴流はんだ槽の高さを電気的に測定する測定器具は、トールゲージあることを特徴とする自動はんだ付け装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プリント基板のはんだ付けを行う自動はんだ付け装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般にプリント基板のはんだ付けは、自動はんだ付け装置で行う。この自動はんだ付け装置とは、装置本体内にフラクサー、プリヒーター、噴流はんだ槽、冷却装置、等のはんだ付け処理装置が設置されているものである。また、これらの処理装置の上方を一対の搬送レールが架設されており、該搬送レールには無端の搬送チェーンが回動している。プリント基板は、相対向する搬送チェーンに設置された多数の爪により搬送され、フラクサーでフラックス塗布、プリヒーターで予備加熱、噴流はんだ槽ではんだの付着、冷却機で冷却が行われて、はんだ付けがなされる。自動はんだ付け装置に搬入されたプリント基板は、フラクサーの方から進入し、冷却機の方から退出するため、以後、フラクサーの設置された方を進入側、冷却機の設置された方を退出側と称する。
【０００３】
ところで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、搬送レールは、進入側から退出側に向かって高くなるような傾斜が付されている。つまりチェーンで搬送されるプリント基板は、該傾斜に沿って走行しながら各処理装置で処理されるわけであるが、プリント基板を傾斜させながら処理をする処理装置は、噴流はんだ槽だけであり、他の処理装置は傾斜を必要としない。そこで噴流はんだ槽だけの部分で傾斜搬送させるようにしてもよいが、噴流はんだ槽の部分だけを傾斜搬送にすることは構造的にできないため、搬送レール全体を傾斜させて全ての処理装置でも傾斜状態で処理を行うようにしている。
【０００４】
傾斜搬送を必要とする噴流はんだ槽には、荒れた波を噴流する一次噴流ノズルと穏やかな波を噴流する二次噴流ノズルが設置されている。一次噴流ノズルから噴流する荒れた波は、スルーホールの内部やチップ部品の隅部に侵入して未はんだをなくすものである。しかしながら一次噴流ノズルから噴流する波は荒れているため、はんだが凹凸状態で付着したり、ツララやブリッジ等のはんだ付け不良を発生させたりしてしまう。そこで凹凸やツララ、ブリッジとなったはんだは、二次噴流ノズルから噴流する穏やかな波に接触させることにより、これらの不良を修正するようにしている。
【０００５】
また二次噴流ノズルでは、プリント基板に付着するはんだの量が決定される。二次噴流ノズルでのはんだの付着において、はんだの付着量が多すぎるとブリッジの修正ができないばかりでなく、外観を悪くしてしまう。しかるに、プリント基板へのはんだの付着量が少なすぎると、接合強度が弱くなってしまう。
【０００６】
二次噴流ノズルでのはんだ付着量は、プリント基板が二次噴流ノズルに接触する角度によって決まる。つまり、はんだの付着量を最も多くするには、プリント基板を水平状態で二次噴流ノズルから噴流している溶融はんだに接触させるとよい。これは二次噴流ノズルでの溶融はんだが略水平となった穏やかな状態となっているため、プリント基板を水平状態にして二次噴流ノズルから噴流する溶融はんだに接触させると、プリント基板は穏やかな溶融はんだと平行して退出する。従って、プリント基板が二次噴流ノズルの溶融はんだから離脱するときに、はんだ付け部に対して直角に垂れ下がり、その径が太いため大量に付着する。
【０００７】
逆にはんだの付着量を少なくするには、搬送レールの退出側が高くなるようにして、しかも傾斜を大きくするとよい。するとプリント基板が二次噴流ノズルの幅広い溶融はんだから離脱するときに、プリント基板のはんだ付け部に付着した溶融はんだはプリント基板に対して斜め下方に下がり、その径が細いため切れやすくなる。その結果、二次噴流ノズルの溶融はんだから離脱するときに、プリント基板に付着した溶融はんだは、二次噴流ノズルの溶融はんだに引っ張られて、はんだ付け部に付着する量が少なくなる。プリント基板の退出する傾斜が大きいほど、プリント基板のはんだ付け部に付着した溶融はんだは、さらに切れやすくなって付着量が少なくなる。
【０００８】
ところでプリント基板では、はんだの付着量が多すぎるとブリッジを発生させ、少なすぎると接合強度が弱くなるため、適当な付着量、即ちブリッジを形成せず、しかるに接合強度が弱くならないはんだの付着量が求められている。そのためにプリント基板が二次噴流ノズルから噴流する溶融はんだから離脱する角度を、プリント基板やはんだの種類によって適宜変更して最適な付着量になければならない。
【０００９】
一般にＰｂ−Ｓｎのはんだは粘性が低くプリント基板に付着した後に切れやすいためプリント基板の搬送角度は４〜５度であるが、Ｓｎを主成分とする鉛フリーはんだはＰｂ−Ｓｎはんだよりも粘性が高いため搬送角度はＰｂ−Ｓｎはんだよりも大きい５〜７度が適当とされている。従って、プリント基板のはんだ付け時、はんだの種類やプリント基板の条件によって搬送レールの搬送角度を変更しなければならない。
【００１０】
搬送レールの搬送角度を変更すると、噴流はんだ槽と搬送レール間の間隔が変わって、その間隔が離れすぎたり近づきすぎたりする。例えば退出側を軸支して進入側に上下動装置を設置した自動はんだ付け装置において、搬送角度を現在の搬送角度よりも小さくする場合は進入側に設置された上下動装置で進入側を上げる。すると搬送レールと噴流はんだ槽間が離れるため、そのままでは搬送レールで搬送されるプリント基板は噴流はんだ槽の噴流ノズルから噴流する溶融はんだに接触できなくなり、当然はんだが全く付着しないという未はんだとなってしまう。また該自動はんだ付け装置において、搬送角度を現在の搬送角度よりも大きくする場合は進入側に設置された上下動装置で進入側を下げる。すると搬送レールと噴流はんだ槽間が近づきすぎるため、そのままでは搬送レールに沿って走行する爪が噴流ノズルに当たって、爪を破損したりノズルを傷つけたり、さらには爪に保持されて搬送するプリント基板が噴流する溶融はんだ中に潜ってしまい、プリント基板の上面に溶融はんだを被って不要な箇所にはんだを付着させたりする。従って、搬送レールの搬送角度を変更する場合は、事前に搬送レールと噴流はんだ槽間を適正な間隔、つまり搬送レールの爪に保持されて走行するプリント基板の裏面が噴流ノズルから噴流する溶融はんだに接してプリント基板のはんだ付け部に完全にはんだが付着する間隔になるように噴流はんだ槽の位置を調整しなければならない。
【００１１】
従来より噴流はんだ槽を上下動可能にさせる自動はんだ付け装置が提案されていた(参照:特許文献１、２）。特許文献１の自動はんだ付け装置は、噴流はんだ槽の下部に複数の支柱を立設し、この支柱にスライド軸受を介してはんだ槽ベースの支持脚を設ける。そしてはんだ槽ベースにシリンダー装置を設置して、該シリンダー装置ではんだ槽を上下動させるものである。また特許文献２の自動はんだ付け装置は、はんだ槽を載置する昇降架台の四隅に四本のネジ棒を取り付け、該ネジ棒に牝ネジを螺合してある。そしてこれらの牝ネジのスプロケットに無端のチェーンが掛けられており、該チェーンをハンドルで回して四隅のスプロケットを回動させることによりネジ棒を上下動するようになっている。
【特許文献１】実公昭５４−１４７３３号公報
【特許文献２】実公平２−４４９３２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
ところで特許文献１の自動はんだ付け装置は、はんだ槽の上下動をシリンダー装置で行うものであるが、シリンダー装置は重量の重いはんだ槽の上下動には向いていない。なぜならばシリンダー装置では、シリンダーに圧縮空気を供給するパイプが外れたり、該パイプに亀裂が入ったりした場合、重量の重いものを支えているピストンが急激に降下することがあって危険となるからである。つまり、はんだ槽を支えていたピストンが急激に降下すると、はんだ槽内に入れられていた高温の溶融はんだが飛散し、近くにいる作業者にかかって火傷を負わすことになる。また特許文献１の自動はんだ付け装置は、はんだ槽を上下動させたときに、その位置決めを作業者の感で行っていた。そのため、はんだ槽の位置決めをするときに作業者が異なると、その都度、高さが異なって適正なはんだ付けが行えなかった。
【００１３】
特許文献２の自動はんだ付け装置は、はんだ槽を載置する昇降架台を四本のネジ棒で支えるため、前述特許文献よりも安定したものである。しかしながら、特許文献２の自動はんだ付け装置は、四本のネジ棒の回動を作業者がハンドルの回転で行わなければならないため、重いはんだ槽を上下動するのに作業者は多大な労力をかけなければならないという作業上の問題があった。また特許文献１の自動はんだ付け装置は、特許文献１と同様にはんだ槽の位置決めを作業者の感で行っていたため、やはり適正な位置決めが困難であった。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明者は、パンタグラフ型のジャッキは、ネジを回転させるだけで重い重量物でも容易に上下動できること、そして自動はんだ付け装置と噴流はんだ槽を電気信号式の測定装置で測定して、その信号でジャッキの上下動ができれば位置決めが容易に、そして正確に行えること、等に着目して本発明を完成させた。
【００１５】
本発明は、噴流はんだ槽の噴流ノズルから噴流する溶融はんだにプリント基板を接触させてはんだ付けを行う自動はんだ付け装置において、噴流はんだ槽の下部にパンタグラフ型のジャッキが設置されており、該ジャッキから突出した長ネジの端部にはスプロケットが取り付けられているとともに、スプロケットはモーターのスプロケットと連動していて、しかも噴流はんだ槽には噴流はんだ槽の高さを電気的に測定できる測定器具が設置されていることを特徴とする自動はんだ付け装置である。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の自動はんだ付け装置は、長ネジの回動で重量物でも容易に上下動できるパンタグラフ型のジャッキで噴流はんだ槽の上下動を行うようにし、しかも該ジャッキは長ネジを回動しなければ決して降下しないため安全性に優れている。またジャッキの長ネジの回動をモーターで行うことから、噴流はんだ槽の上下動時に、作業者の労力を全く必要としないという作業の容易性にも優れている。さらにまた本発明の自動はんだ付け装置は、噴流はんだ槽の位置を電気的に読みとる測定装置で測定できるため、予め適正な位置を制御装置に入力しておけば作業者が変わっても噴流はんだ槽を常にその適正な位置にすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本発明に使用して好適なパンタグラフ型ジャッキとしては、六角ジャッキである。この六角ジャッキとは、一対の上側アームが長尺の上部片の両端に回動自在に取り付けられており、また一対の下側アームが長尺の基台の両端に回動自在に取り付けられているものである。六角ジャッキは、噴流はんだ槽のように上下動時に絶対に傾いてはならにものを支持するのに適している。つまり六角ジャッキは、噴流はんだ槽を長尺の上部片で支持し、該上部片を一対の上側アームが常に同一角度で変化するため上部片は水平を保つからである。
【００１８】
パンタグラフ型ジャッキは、噴流はんだ槽の下部に二台設置する。噴流はんだ槽に設置するジャッキが一台では、はんだ槽を水平に保つことが困難であり、二台よりも多い設置では、全てのジャッキを同一状態で上下動させることができなくなる。二台のジャッキを同一状態で上下動させるためには、それぞれのジャッキの長ネジの端部に同一歯数のスプロケットを取り付け、該スプロケットをモーターのスプロケットと無端チェーンで連動させるようにする。
【００１９】
本発明では、ジャッキで上下動させた噴流はんだ槽の位置を正確に把握するため、高さを測定する器具を設置する。該測定器具は、高さを電気的な信号に変えて制御装置に送ることができるものであり、トールゲージが適している。
【実施例】
【００２０】
以下、図面に基づいて本発明の自動はんだ付け装置を説明する。図１は本発明の自動はんだ付け装置の正面断面図、図２は噴流はんだ槽の側面図、図３は噴流はんだ槽の平面図、図４は噴流はんだ槽の正面図である。
【００２１】
自動はんだ付け装置の本体１内には、フラクサー２、プリヒーター３、噴流はんだ槽４、冷却機５、等の処理装置が設置されており、これらの処理装置上には一対の搬送レール６が配置されている。フラクサー２、プリヒーター３、冷却機５は搬送レール６に取り付けられており、搬送レールの端部を上下動させたときに搬送レールとともに上下動するようになっている。またそれぞれの搬送レール６には図示しない多数の爪を取り付けた無端の搬送チェーンが回動しており、一対の搬送レールの相対向する爪間でプリント基板を保持して、処理装置上を搬送するようになっている。搬送レール６の進入側と退出側の端部には、他の製造工程からプリント基板を搬送レールに乗り移させる移乗コンベア７と他の製造工程に乗り移させる移乗コンベア７が設置されている。
【００２２】
搬送レールの進入側の下部には、レールを傾斜させるための自動車用ジャッキ８が取り付けられている。自動車用ジャッキとは、上側二本のアームと下側二本のアームが菱形形状で回動自在に連結されており、上側二本のアームの交点で支持部材を支持するようになっている。該ジャッキで自動車を上下動する場合、点で自動車を支持できるため自動車が前後に少し傾斜していても問題がない。つまり搬送レールのように傾斜するものを支持するのに適したジャッキである。該ジャッキは、長ネジ９が横方に対角する位置に一端を回動自在に取り付けられ、そして対角するもう一方の位置の牝ネジに螺合されている。ジャッキの外方にある長ネジ９の端部にはウオームギヤー１０が取り付けられており、該ウオームギヤーはモーター１１のウオームギヤー１２と噛み合っている。従って、モーター１１を回転させると、モーターの回転は、連動するウオームギヤー１２、１０から長ネジ９を回転させるようになっている。
【００２３】
それぞれの搬送レール６の退出側下部には軸１３が本体１に固体された軸受に軸支されており、該軸は搬送レールの角度を読みとるエンコーダー１４と連動している。従って、モーター１１を回転させてジャッキ８を上下動させると、搬送レール６は軸１３を支点にして回動し、矢印Aに示すように進入側端部が上下動して傾斜角度が変わる。
【００２４】
噴流はんだ槽４の下部には、一対の六角型ジャッキ１５、１６が平行位置に取り付けられている。六角ジャッキとは、一対の上側アーム１７、１８が長尺の上部片１９の両端に回動自在に取り付けられており、一対の下側アーム２０、２１が長尺の下部片２２の両端に回動自在に取り付けられているものである。上部片１９は噴流はんだ槽の下面に固定され、下部片２２は基台２３に固定されている。そして一方の上側アーム１７と一方の下側アーム２０の交点に長ネジ２４が回動自在に取り付けられており、該長ネジはもう一方の上側アーム１８と下側アーム２１の交点にある牝ネジに螺合されている。該六角ジャッキは、前述自動車用のジャッキとは支持部材を支持する部分が相違している。つまり自動車用ジャッキは、上側アームの交点での点支持であるが、六角ジャッキは一対の上側アームが長尺の上部片の両端に取り付けられており、該長尺の上部片で支持部材を支持するようになっている。支持部材を長尺の上部片で支持する六角ジャッキは、上部片が傾むかないため、噴流はんだ槽のように絶対に傾いてはならないものを支持するには好適なジャッキである。
【００２５】
それぞれのジャッキ１５、１６の長ネジ２４、２５には同一歯数で同一径のスプロケット２６、２７が取り付けられている。長ネジ２４、２５に取り付けられたスプロケット２６、２７は、噴流はんだ槽４からの距離が異なっている。つまり横方から見たときにスプロケット２６と２７は重ならないような位置に取り付けられている。そして二本の長ネジ２４、２５の中央にはモーター２８が基台２３に固定されており、該モーターの軸２９には二カ所に前述長ネジのスプロケット２６、２７と同一歯数で同一径のスプロケット３０、３１が取り付けられている。一方の長ネジ２４のスプロケット２６とモーター２８の一方のスプロケット３０とは無端のチェーン３２で連動されており、もう一方の長ネジ２５のスプロケット２７とモーターのもう一方のスプロケット３１とは、やはり無端のチェーン３３で連動されている。モーター２８は、図示しない制御装置と電気的に接続されている。
【００２６】
噴流はんだ槽４の側壁と基台２３には、移動距離を電気的に読みとることのできる高さ測定器具３４が取り付けられている。高さ測定器具３４は、噴流はんだ槽４と基台２３間の距離を測定するもので、例えばトールゲージである。該高さ測定器具は、図示しない制御装置と電気的に接続されている。
【００２７】
基台２３は、下面にキャスター３５が取り付けられており、該キャスターは本体１の摺動台３６上を横方に移動するようになっている。
【００２８】
次に上記構成から成る本発明の自動はんだ付け装置における稼働状態について説明する。
【００２９】
搬送レール６の傾斜角度を大きくする場合、そのまま退出側の自動車用ジャッキ８を下げると、搬送レール６は噴流はんだ槽４にぶつかってしまう。そのため自動車用ジャッキ８を下げる前に噴流はんだ槽を所定の位置まで下げておく。このとき図示しない制御装置で所定の位置、例えば搬送レールの傾斜角度を５度から７度にする場合は、制御装置で高さ測定器具のトールゲージに該傾斜角度が７度になったときに信号を送るように入力しておく。そして制御装置から噴流はんだ槽上下動用のモーター２８を稼働させるような指示を与える。制御装置からの指示でモーター２８の軸２９が回転すると、該軸に取り付けられていた二つのスプロケット３０、３１が回転し、これらのスプロケットに架けられていた無端チェーン３２、３３が同一方向に回動する。すると無端チェーン３２、３３に架けられていた長ネジ２４、２５のスプロケット２６、２７もモーターの軸２９と同一方向に回転する。これらのスプロケットの回転で、それぞれの長ネジ２４、２５も回転し、二つの六角型ジャッキ１５、１６が駆動して噴流はんだ槽４を下げる。そして六角型ジャッキの駆動で噴流はんだ槽４が搬送レール６の傾斜角度７度に適した位置まで下がると、それをトールゲージ３４が読みとって制御装置に信号を送り、制御装置からはモーター２８に停止の信号が送られる。このようにして噴流はんだ槽４が搬送レールの傾斜にあった位置まで下げた後、制御装置から搬送レール６の自動車用ジャッキ８のモーター１１に指示を送り、エンコーダー１４で傾斜角度を読みとって、傾斜角度が７度になったら自動車用ジャッキ８の駆動を止める。
【産業上の利用可能性】
【００３０】
本発明の自動はんだ付け装置は、噴流はんだ槽の高さ、搬送レールの傾斜角度を制御装置で制御できるため、各種のプリント基板をはんだ付けする場合、プリント基板にバーコードのような読みとり符号を付しておけば、自動的にそのプリント基板に合った傾斜角度や噴流はんだ槽の高さにすることも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の自動はんだ付け装置の正面断面図である。
【図２】噴流はんだ槽の側面図である。
【図３】噴流はんだ槽の平面図である。
【図４】噴流はんだ槽の正面図である。
【符号の説明】
【００３２】
１  自動はんだ付け装置の本体
２  フラクサー
３  プリヒーター
４  噴流はんだ槽
５  冷却機
６  搬送レール
１５  六角型ジャッキ
２８  モーター
３４  高さ測定器具
【図１】
2005236001.tif 000003
【図２】
2005236001.tif 000004
【図３】
2005236001.tif 000005
【図４】
2005236001.tif 000006