(57)【要約】【課題】 １つの噴霧式フラックス塗布装置で、多種類のフラックス塗布方法を実現できるようにすること。【解決手段】プリント配線板１にフラックスを塗布する噴霧ノズル２２を有するフラックス塗布手段１８と、水平面における任意の位置に任意の向きでプリント配線板を位置させるロボット搬送手段３と、ロボット搬送手段３によるプリント配線板１の位置と向きで規定されるプリント配線板１の搬送軌跡を制御する制御手段４２とを備え、制御手段４２によって、プリント配線板１をロボット搬送手段３でフラックス塗布手段１８において搬送する場合に水平面における直交する座標の一方の座標での往復移動と他方の座標での直進移動と水平面における向きを組み合わせた搬送軌跡に制御する。【選択図】      図１
2007036288.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プリント配線板にフラックスを塗布する噴霧ノズルを有するフラックス塗布手段と、水平面における任意の位置に任意の向きで前記プリント配線板を位置させるロボット搬送手段と、前記搬送手段による前記プリント配線板の位置と向きで規定される前記プリント配線板の前記搬送軌跡を制御する制御手段とを備え、
前記制御手段は、前記プリント配線板を前記ロボット搬送手段で前記フラックス塗布手段において搬送する場合に前記水平面における直交する座標の一方の座標での往復移動と他方の座標での直進移動と前記水平面における向きを組み合わせた搬送軌跡に制御するものであること、
を特徴とするフラックス塗布システム。
【請求項２】
プリント配線板にフラックスを塗布する噴霧ノズルを有するフラックス塗布手段と、水平面における任意の位置に任意の向きで前記プリント配線板を位置させるロボット搬送手段と、前記搬送手段による前記プリント配線板の位置と向きで規定される前記プリント配線板の前記搬送軌跡と前記フラックス塗布手段の前記噴霧ノズルの水平面における位置を制御する制御手段とを備え、
前記制御手段は、前記プリント配線板を前記ロボット搬送手段で前記フラックス塗布手段において搬送する場合に前記水平面における直交する座標の一方の座標での往復移動と他方の座標での直進移動と前記水平面における向きを組み合わせた搬送軌跡に制御すると共に前記フラックス塗布手段の前記噴霧ノズルの位置を前記プリント配線板の直進移動方向に往復移動制御するものであること、
を特徴とするフラックス塗布システム。
【請求項３】
プリント配線板にフラックスを塗布する噴霧ノズルを有するフラックス塗布手段と、水平面における任意の位置に任意の向きで前記プリント配線板を位置させるロボット搬送手段と、前記搬送手段による前記プリント配線板の位置と向きで規定される前記プリント配線板の前記搬送軌跡と前記フラックス塗布手段の前記噴霧ノズルの水平面における位置を制御する制御手段とを備え、
前記制御手段は、前記プリント配線板を前記ロボット搬送手段で前記フラックス塗布手段において搬送する場合に前記水平面における直交する座標の一方の座標での往復移動と他方の座標での直進移動と前記水平面における向きを組み合わせた搬送軌跡に制御すると共に前記フラックス塗布手段の前記噴霧ノズルの位置を前記水平面において旋回移動制御するものであること、
を特徴とするフラックス塗布システム。
【請求項４】
プリント配線板にフラックスを塗布する噴霧ノズルを有するフラックス塗布手段と、水平面における任意の位置に任意の向きで前記プリント配線板を位置させるロボット搬送手段と、前記搬送手段による前記プリント配線板の位置と向きで規定される前記プリント配線板の前記搬送軌跡を制御する制御手段とを備え、
前記制御手段は、前記プリント配線板を前記ロボット搬送手段で前記フラックス塗布手段において搬送する場合に前記プリント配線板の位置と向きで規定される前記プリント配線板の前記搬送軌跡を制御することでフラックスの塗布パターンを制御して前記プリント配線板においてフラックスを厚く塗布する部分と薄く塗布する部分を設けるものであること、
を特徴とするフラックス塗布システム。
【請求項５】
プリント配線板にフラックスを塗布する噴霧ノズルを有するフラックス塗布手段と、水平面における任意の位置に任意の向きで前記プリント配線板を位置させるロボット搬送手段と、前記搬送手段による前記プリント配線板の位置と向きで規定される前記プリント配線板の前記搬送軌跡を制御する制御手段とを備え、
前記制御手段は、前記プリント配線板を前記ロボット搬送手段で前記フラックス塗布手段において搬送する場合に前記プリント配線板の位置と向きで規定される前記プリント配線板の前記搬送軌跡における搬送速度を制御することでフラックス塗布の厚さを制御するものであること、
を特徴とするフラックス塗布システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子部品を搭載したプリント配線板のような板状の被はんだ付けワークのはんだ付け作業において、その被はんだ付け面にフラックスを塗布するフラックス塗布システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
リフローはんだ付け作業に伴う高温雰囲気に耐えることができないような非耐熱性の電子部品（例えば、樹脂ハウジングを備えたコネクタ等のようなリード型電子部品）は、部分はんだ付けシステムと呼称されている専用のフローはんだ付けシステムによりはんだ付けが行われている。
【０００３】
他方で、当初からフローはんだ付けを行うように実装設計されたプリント配線板では、フローはんだ付けシステムによりその被はんだ付け面の全領域を溶融はんだの噴流波に接触させる一括フローはんだ付け作業が行われている。
【０００４】
そして、このフローはんだ付けを行う際に、プリント配線板にフラックスを塗布することが行われている。
【０００５】
フローはんだ付けは、フラックス塗布工程→予備加熱工程→はんだ付け工程の順に行われる。そして、フラックス塗布工程では噴霧式フラックス塗布装置が用いられている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、１つの噴霧式フラックス塗布装置でプリント配線板の特定の領域すなわち部分はんだ付け領域にのみフラックスを塗布したりこのプリント配線板の被はんだ付け面の全領域にフラックスを塗布したり、プリント配線板の搬送軌跡のみでフラックスの塗布状態を制御する技術は無かった。
【０００７】
本発明の目的は、１つの噴霧式フラックス塗布装置で多種類のフラックス塗布方法を実現できるようにすることにある。その結果、多様なプリント配線板の複雑なはんだ付け作業を実現することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
（１）プリント配線板にフラックスを塗布する噴霧ノズルを有するフラックス塗布手段と、水平面における任意の位置に任意の向きで前記プリント配線板を位置させるロボット搬送手段と、前記搬送手段による前記プリント配線板の位置と向きで規定される前記プリント配線板の前記搬送軌跡を制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、前記プリント配線板を前記ロボット搬送手段で前記フラックス塗布手段において搬送する場合に前記水平面における直交する座標の一方の座標での往復移動と他方の座標での直進移動と前記水平面における向きを組み合わせた搬送軌跡に制御するようにフラックス塗布システムを構成する。
【０００９】
これにより、プリント配線板の向きと直交座標における一方の座標の往復移動と他方の座標の直進移動で規定されるプリント配線板の搬送軌跡により、プリント配線板に対するフラックスの塗布パターンが任意に選択され、これによりフラックスの重ね塗布の態様も任意に選択される。したがって、フラックスの塗布を極めて均一に行うことができるようになる。また、往復移動の振幅を調節すればプリント配線板の目的とする領域にのみ前記の搬送軌跡を採ることが可能となり、この目的とする領域にのみ極めて均一にフラックスを塗布することができる。
【００１０】
（２）プリント配線板にフラックスを塗布する噴霧ノズルを有するフラックス塗布手段と、水平面における任意の位置に任意の向きで前記プリント配線板を位置させるロボット搬送手段と、前記搬送手段による前記プリント配線板の位置と向きで規定される前記プリント配線板の前記搬送軌跡と前記フラックス塗布手段の前記噴霧ノズルの水平面における位置を制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、前記プリント配線板を前記ロボット搬送手段で前記フラックス塗布手段において搬送する場合に前記水平面における直交する座標の一方の座標での往復移動と他方の座標での直進移動と前記水平面における向きを組み合わせた搬送軌跡に制御すると共に前記フラックス塗布手段の前記噴霧ノズルの位置を前記プリント配線板の直進移動方向に往復移動制御するようにフラックス塗布システムを構成する。
【００１１】
これにより、前記（１）のフラックス塗布パターンに噴霧ノズルの往復移動を加えることが可能になり、噴霧ノズルの往復移動位置とプリント配線板の搬送軌跡との相互作用によって、フラックスの重ね塗布の態様が細かくなって一層均一にフラックスを塗布することが可能になる。
【００１２】
（３）プリント配線板にフラックスを塗布する噴霧ノズルを有するフラックス塗布手段と、水平面における任意の位置に任意の向きで前記プリント配線板を位置させるロボット搬送手段と、前記搬送手段による前記プリント配線板の位置と向きで規定される前記プリント配線板の前記搬送軌跡と前記フラックス塗布手段の前記噴霧ノズルの水平面における位置を制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、前記プリント配線板を前記ロボット搬送手段で前記フラックス塗布手段において搬送する場合に前記水平面における直交する座標の一方の座標での往復移動と他方の座標での直進移動と前記水平面における向きを組み合わせた搬送軌跡に制御すると共に前記フラックス塗布手段の前記噴霧ノズルの位置を前記水平面において旋回移動制御するようにフラックス塗布システムを構成する。
【００１３】
これにより、前記（１）のフラックス塗布パターンに噴霧ノズルの旋回移動を加えることが可能になり、噴霧ノズルの旋回移動位置とプリント配線板の搬送軌跡との相互作用によって、フラックスの重ね塗布の態様がさらに細かくなってさらに均一にフラックスを塗布することが可能になる。
【００１４】
（４）プリント配線板にフラックスを塗布する噴霧ノズルを有するフラックス塗布手段と、水平面における任意の位置に任意の向きで前記プリント配線板を位置させるロボット搬送手段と、前記搬送手段による前記プリント配線板の位置と向きで規定される前記プリント配線板の前記搬送軌跡を制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、前記プリント配線板を前記ロボット搬送手段で前記フラックス塗布手段において搬送する場合に前記プリント配線板の位置と向きで規定される前記プリント配線板の前記搬送軌跡を制御することでフラックスの塗布パターンを制御して前記プリント配線板においてフラックスを厚く塗布する部分と薄く塗布する部分を設けるようにフラックス塗布システムを構成する。
【００１５】
これにより、例えばプリント配線板の向きと直交座標における一方の座標の往復移動と他方の座標の直進移動で規定されるプリント配線板の搬送軌跡において、プリント配線板の直進移動速度を可変し調節することで往復移動の搬送軌跡の密度（往復移動のピッチ間隔）を可変し調節することができるので、極めて均一にフラックスを塗布しつつプリント配線板の特定の部分にフラックスを厚く塗布したり逆に薄く塗布したりすることができる。
【００１６】
（５）プリント配線板にフラックスを塗布する噴霧ノズルを有するフラックス塗布手段と、水平面における任意の位置に任意の向きで前記プリント配線板を位置させるロボット搬送手段と、前記搬送手段による前記プリント配線板の位置と向きで規定される前記プリント配線板の前記搬送軌跡を制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、前記プリント配線板を前記ロボット搬送手段で前記フラックス塗布手段において搬送する場合に前記プリント配線板の位置と向きで規定される前記プリント配線板の前記搬送軌跡における搬送速度を制御することでフラックス塗布の厚さを制御するようにフラックス塗布システムを構成する。
【００１７】
これにより、例えばプリント配線板の向きと直交座標における一方の座標の往復移動と他方の座標の直進移動で規定されるプリント配線板の搬送軌跡において、この搬送軌跡上における（方向と大きさを有する）搬送ベクトルの大きさすなわち搬送速度を可変し調節することで、単位時間あたりにプリント配線板に塗布されるフラックスの量をプリント配線板の特定の部分において可変し調節することができるので、極めて均一にフラックスを塗布しつつプリント配線板の特定の部分にフラックスを厚く塗布したり逆に薄く塗布したりすることができる。
【発明の効果】
【００１８】
以上のように、本発明のフラックス塗布システムによれば、多品種で多様なプリント配線板の複雑なはんだ付け生産工程を１つの生産ラインで構成することができるようになるとともに、これらの作業態様の変更もソフトウェアやデータの変更や追加のみで対応できるようになる。また、生産コストも低くすることができるようになる。
【００１９】
すなわち、プリント配線板１へのフラックス塗布領域を容易に選択することができるようになるとともに、噴霧ノズルを固定したままの簡素な構成で噴霧ノズルを往復移動させた場合と同様のフラックス塗布作業を行うことが可能となり、フラックスを極めて均一に塗布することができるようになる。また、プリント配線板にフラックスを塗布する場合の塗布パターン（塗布軌跡）を任意に選択することができるので、プリント配線板の或る部分にはフラックスを厚く塗布し他の部分には薄く塗布する等の作業選択も容易に行うことができるようになる。さらに、前記往復移動の振幅を調節することで部分的な塗布も可能に成る。
【００２０】
また、噴霧ノズルから噴霧するフラックス流量を一定にしておいても、プリント配線板の搬送速度を遅くすることによりフラックス塗布厚さを厚くすることが可能であり、搬送速度を速くすることでフラックス塗布厚さを薄くすることが可能である。また、フラックスを塗布する際の重ね塗布（複数回重ねて塗布すること）の程度を調節することによっても塗布厚さを調節することができる。つまり、予め決めたこの塗布厚さデータとその座標データおよびプリント配線板の搬送速度と搬送方向（搬送ベクトル）そしてその搬送軌跡を主制御装置に格納しておくことにより、このような部分的なフラックス塗布厚さの制御すなわちフラックスの塗布位置による変調を行うことが可能となる。
【００２１】
さらに、工業用ロボットを傾斜させることによりプリント配線板を仰角搬送するように構成しているので、少ない軸数（座標数）の工業用ロボットではんだ付け性の良好な一連のはんだ付け作業を行うことができるようになる。すなわち、軸数（座標数）の少ない分だけ搬送座標精度すなわち座標精度の良好なはんだ付け作業が可能となり、したがって、低価格の工業用ロボットにより繰り返し精度の高い一連のはんだ付け作業が可能となり、はんだ付け品質が安定したはんだ付け作業を行うことができるようになる。
【００２２】
なお、以上のフラックス塗布システムでは、前記プリント配線板の特定の領域にのみ前記噴霧ノズルを対向させてフラックスを噴霧すれば当該特定の領域にのみフラックスを塗布することができる。この場合において、プリント配線板を搬送しながら噴霧すればさらに広い領域にフラックスを塗布することができる。また、噴霧ノズルとの距離を調節することによってもフラックスの塗布領域の大きさを調節することができる。したがって、フラックス塗布領域の形状が変則的な形状（例えば、台形形状や達磨状等の形状）であっても塗布できる。
【００２３】
一方、前記噴霧ノズルの前記プリント配線板に対向する位置がこのプリント配線板の被はんだ付け面の全領域に及ぶようにこのプリント配線板を搬送すれば、このプリント配線板の全領域にフラックスを塗布することができる。例えば、プリント配線板を搬送方向と交差する方向に往復動作させながら搬送すれば、１つの噴霧ノズルから噴霧されるフラックスをプリント配線板の全領域に塗布することができる。
【００２４】
したがって、プリント配線板の特定の領域にのみフラックスを塗布してはんだ付け作業が行えるとともに、全領域にフラックスを塗布してはんだ付け作業を行うことを切り換えることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
本発明のフラックス塗布システムは、次のような実施形態例において実施することができる。なお、被はんだ付けワークは多数の電子部品を搭載したプリント配線板である。また、本実施形態例のフラックス塗布システムは、はんだ付けシステム内に組み込まれた実際の態様で説明する。
【００２６】
（１）構成
図１および図２を参照して、本発明にかかるフラックス塗布システムが組み込まれたはんだ付けシステムの実施形態例を説明する。図１は、プリント配線板の搬送装置として工業用ロボットを使用したはんだ付けシステムの構成を示す平面図で、制御系はシンボル図で示してある。また、図２は、工業用ロボットおよびその搬送平面の仰角を調節する機構を説明するための図で、工業用ロボットを図１の右側から見た図である。
【００２７】
すなわち、プリント配線板１はハンドリング装置２を備えた工業用ロボット３で搬送する。この場合、プリント配線板１上の位置はＸ−Ｙの直交座標平面で表わし、また、工業用ロボット３による搬送位置もＸ−Ｙの直交座標平面で表わすことができ、そして、搬送位置を３次元で表わすときは、Ｘ−Ｙ平面に垂直なＺ軸を用いて表わすことができる。この工業用ロボット３は、少なくともＡ軸４およびＢ軸５を有し、各軸４，５に対応して第１アーム６を矢印ａ方向に第２アーム７を矢印ｂ方向に旋回させることにより水平面における任意の位置にプリント配線板１を搬送することができる。
【００２８】
したがって、２軸の搬送手段として所謂Ｘ−Ｙロボットを使用することもできる。なお、図２に示すようにＣ軸（矢印ｃ方向の旋回軸）８を設ければプリント配線板１の向きも任意に設定できる。さらにＣ軸８を矢印ｄ方向に上下させるＤ軸９を設ければ、プリント配線板１の高さ位置も任意に設定することができるようになる。
【００２９】
この工業用ロボット３は基台１１の上に固定されていて、この基台１１の一端側１１ａが軸受け１２に挿通された支軸１３を中心として図２の矢印ｆ方向に旋回することにより、工業用ロボット３のＡ軸４を矢印ｅ方向に傾斜させることができるように構成してある。すなわち、軸受け１２と対向する側の基台１１の他端側１１ｂには減速用のギア１４ａおよび回転エンコーダ１４ｂ（絶対値検出型）を備える仰角調節用のモータ１４に駆動された送りねじ１５が設けてあり、この機構により、工業用ロボット３のＡ軸４を矢印ｅ方向に傾斜させる程度を調節する構成である。
【００３０】
そして、ローダ１６に搬入されたプリント配線板１はハンドリング装置２に保持され、工業用ロボット３により噴霧式フラックス塗布装置１８（フラックス塗布工程）→予備加熱装置１９（予備加熱工程）→はんだ付け装置２０（はんだ付け工程）の順に搬送し、一連のはんだ付け作業が終了した後にアンローダ１７に搬出される。
【００３１】
フラックス塗布システムを有するフラックス塗布工程において、噴霧式フラックス塗布装置１８は、噴霧ノズル２２の周囲を囲むようにして排気フード（不図示）と排気フィルタ２３を設けてあり、フラックスの噴霧流量や噴霧タイミングは噴霧制御装置２４により制御（制御信号Ｐf ）される。そして、この噴霧制御装置２４は主制御装置２５との間の通信（通信信号Ｓf ）により、前記噴霧流量や噴霧タイミングが制御される。
【００３２】
予備加熱工程において、予備加熱装置１９は、ヒータ２７とファン２８とから成る赤外線加熱と熱風加熱を併用した構成であるが、いずれか一方の加熱方式のみの構成でもよい。また、予備加熱工程は予備加熱装置１９を２台１組で構成し、各予備加熱装置１９にはそれぞれ図示しないホルダを設けてあり、このホルダ上にプリント配線板１を載置できるように構成されている。
【００３３】
はんだ付け工程において、はんだ付け装置２０は、溶融はんだの噴流波を形成する装置であり、図７を参照してその詳細を説明する。図７は、はんだ付け装置を示す図である。図７（ａ）は、はんだ付け装置の縦断面図であり、図７（ｂ）は吹き口部分の構成を拡大して示した斜視図である。
【００３４】
すなわち、図示しないヒータにより加熱されて溶融状態のはんだ（溶融はんだ）３０がはんだ槽３１内に収容してあり、これをモータ３２に駆動されたポンプ３３により吸い込み口３４から吸い込んで吹き口体３５へ供給し、この吹き口体３５の吹き口３６から溶融はんだ３０を噴流させて噴流波３７を形成する構成である。
【００３５】
また、このはんだ付け装置２０は、吹き口体３５の吹き口３６に２つのシャッタ３９を備えていて、このシャッタ３９をそれぞれの接続部４０を介して各アクチュエータ４１により駆動して吹き口３６の長さおよび位置を可変することができるように構成してある。すなわち、吹き口３６の長さを調節することにより噴流波３７の長さ（図７（ａ）の横方向の長さ）を任意に調節することができるように構成してある。
【００３６】
すなわち、第１のシャッタ３９ａと第２のシャッタ３９ｂを吹き口３６の両側から移動させて両開き調節できるように構成したものであり、それぞれのシャッタ３９ａ，３９ｂに対応する第１のアクチュエータ４１ａと第２のアクチュエータ４１ｂでシャッタ３９の開閉調節を行う構成である。４０ａ，４０ｂはそれぞれ接続部である。
【００３７】
一方、工業用ロボット３はロボット制御装置４２により制御信号ＰR でハンドリング装置２の搬送座標が制御され、予め教示されたかもしくはプログラミングされた作業手順に従って、その搬送軌跡と速度が制御され指示された位置にプリント配線板１を搬送する。なお、このプログラムを別途に設けたコンピュータシステムにより作成して主制御装置２５の記憶部（不図示）に格納し、そのデータに沿った搬送動作を行わせることが可能である。
【００３８】
主制御装置２５はコンピュータシステムにより構成され、キーボード等の指示操作部２５ａと、ＬＣＤ等の表示部２５ｂとを備えている。そして、その通信ポートを介して外部機器と通信しながらその制御を行う。また、ロボット制御装置４２との間においても通信（通信信号ＳR ）により連係した制御が可能であり、ロボットへの搬送指示を行うことと併せてその搬送状態を把握し、プリント配線板１の搬送状態に連係してはんだ付け装置２０や予備加熱装置１９および噴霧式フラックス塗布装置１８の制御を行う分散処理の構成である。なお、外部通信ポート２５ｃはＬＡＮによりはんだ付けシステムを制御する場合に使用する。
【００３９】
すなわち、主制御装置２５はロボット制御装置４２と通信しながらプリント配線板１を噴霧式フラックス塗布装置１８に搬送し、このプリント配線板１が噴霧式フラックス塗布装置１８に搬送されると噴霧制御装置２４に噴霧タイミング制御信号（通信信号Ｓf ）を与え、このプリント配線板１の目的領域にフラックスを塗布することができるように構成されている。なお、このフラックス塗布の態様例については後に説明する。
【００４０】
同様に、主制御装置２５はロボット制御装置４２と通信しながらフラックス塗布の終了したプリント配線板１を予備加熱装置１９に搬送し、プリント配線板１をこの予備加熱装置１９のホルダ（不図示）上に載置させ、プリント配線板１の特にそのフラックス塗布面の予備加熱が行われる。通常は、プリント配線板１の温度が目的とする予備加熱温度（例えば１２０℃）まで上昇するまでに相当量の時間（数分程度）が必要なため、この間において工業用ロボット３には別の作業を遂行させる。
【００４１】
すなわち、既に必要な時間あるいは目的の温度（別途に、図示しない赤外線放射温度計等により測定し主制御装置２５に通信・通知する手段を設ける）まで予備加熱されたプリント配線板１をはんだ付け装置２０に搬送したり、次のプリント配線板１をローダ１６から噴霧式フラックス塗布装置１８に搬送したりする作業を遂行する。
【００４２】
予備加熱装置１９に２台の予備加熱装置１９ａ，１９ｂを１組として設けた理由は、プリント配線板１の予備加熱に相当量の時間が必要なため、先入れ先出し方式により常にどちらか一方の予備加熱装置１９ａ，１９ｂのホルダ上にプリント配線板１を載置して予備加熱を行いながら待機させ、その待機中に後段のはんだ付け装置２０における作業や前段の噴霧式フラックス塗布装置２０における作業が連続して行えるようにするためである。
【００４３】
すなわち、工業用ロボット３によるプリント配線板１の搬送は次のように行われる。
【００４４】
(1)ローダ１６→噴霧式フラックス塗布装置１８→予備加熱装置１９ａ
(2)ローダ１６→噴霧式フラックス塗布装置１８→予備加熱装置１９ｂ
(3)予備加熱装置１９ａ→はんだ付け装置２０→アンローダ１７
(4)ローダ１６→噴霧式フラックス塗布装置１８→予備加熱装置１９ａ
(5)予備加熱装置１９ｂ→はんだ付け装置２０→アンローダ１７
(6)ローダ１６→噴霧式フラックス塗布装置１８→予備加熱工程１９ｂ
以下(3)〜(6)を繰り返すことにより、工業用ロボット３の休止期間を最小にして一連のはんだ付け作業を行うことができるようになる。
【００４５】
主制御装置２５は、はんだ付け装置２０の制御も行う。すなわち、このはんだ付け装置２０のポンプ３３を駆動するモータ３２がインダクションモータでインバータ４４により駆動され、その回転速度を調節し制御（制御信号Ｐfm）することができるように構成されていて、このインバータを通信信号Ｓfmにより制御することにより、主制御装置２５がモータ３２の回転速度を調節して吹き口体３５に供給する溶融はんだ３０の流量を調節する構成である。
【００４６】
また、吹き口３６の長さひいては噴流波３７の長さを調節する第１シャッタ３９ａおよび第２のシャッタ３９ｂは第１のアクチュエータ４１ａおよび第２のアクチュエータ４１ｂにより開閉駆動されるが、これらのアクチュエータ４１はアブソリュート型のリニアエンコーダ（不図示）を備えていて、主制御装置２５との間の通信（通信信号Ｓw1，Ｓw2）により吹き口３６の長さを直接にフィードバック制御することができる構成である。
【００４７】
すなわち、予めプログラムにより指示された長さの噴流波３７を形成させておいて、工業用ロボット３で保持したプリント配線板１の被はんだ付け領域（図３にて後述する）またはその被はんだ付け面の全領域を前記噴流波３７に接触させ、このプリント配線板１のはんだ付け作業を行う仕組みである。
【００４８】
このプリント配線板１と噴流波３７との接触に際しては、主制御装置２５が仰角調節用のモータ１４を制御し、工業用ロボット３を傾斜させてこのプリント配線板１を仰角搬送するように構成してある。
【００４９】
すなわち、仰角調節用のモータ１４にはステッピングモータ等の制御容易なモータが駆動部４５を介して制御されるように構成され、さらに送りねじ１５と同軸に設けた絶対値型のエンコーダ１４ｂにより工業用ロボット３の傾斜角度を容易に演算できるように構成されている。つまり、主制御装置２５と駆動部４５との通信信号Ｓθと、駆動部４５によるモータ１４の駆動信号Ｐθにより、工業用ロボット３は目的とする角度に傾斜するように制御される。
【００５０】
（２）フラックス塗布態様
次に、図３ないし図６を参照して、フラックス塗布工程のフラックス塗布システムにおいてプリント配線板にどのようにしてフラックスが塗布されるかを説明する。
【００５１】
図３は、フラックス塗布態様例−１を説明するための図で、（ａ）はプリント配線板が水平に保持されて噴霧ノズル上に搬送される状態を示す平面図、（ｂ）は（ａ）を右側面から見た図、（ｃ）はフラックスの噴霧を開始した時点を説明するための図で（ａ）に対応した平面図、（ｄ）は（ｃ）を右側面から見た図である。
【００５２】
図３に示す塗布態様例−１は、プリント配線板１にコネクタ４７を搭載してそのリード端子４８と被はんだ付け面１ａの図示しないはんだ付けランドとの間に形成された被はんだ付け部４９にフラックス５０を塗布する例であり、コネクタ４７の搭載領域のみにフラックス５０を塗布する例である。
【００５３】
なお、コネクタ４７の位置および噴霧ノズル２２の位置はＸ−Ｙ座標などの座標で示される。
【００５４】
すなわち、プリント配線板１が搬送軌跡Ｈ方向に搬送されて噴霧ノズル２２の座標に対応した位置にコネクタ４７の搭載座標の前端座標が到達すると噴霧ノズル２２からフラツクス５０の噴霧を開始させ、コネクタの搭載座標の後端座標が到達すると噴霧を停止させ、当該コネクタ４７の搭載領域にのみフラックス５０を塗布するように作動する。なお、これらの座標は予めプログラムにより指示されている。
【００５５】
この場合におけるプリント配線板１の搬送軌跡Ｈは図３に示すように噴霧ノズル２２との間隔を一定に保ちながら垂直面においても直線状に搬送する。そして、噴霧ノズル２２とプリント配線板１との間隔を調節することによってプリント配線板１上における噴霧領域５１ひいてはフラックス５０の塗布領域の幅（図３（ｃ）の横幅）を調節することができる。したがって、噴霧ノズル２２との間隔を変化させる搬送軌跡とすれば、プリント配線板１上におけるフラックス塗布領域の形状が変則的な形状（例えば台形形状や達磨状等の形状）であっても塗布することが可能である。
【００５６】
次に、図４は、フラックス塗布態様例−２を説明するための図で、プリント配線板１の被はんだ付け面の全領域にフラックスを塗布する例である。図３と同様に、図４（ａ）はプリント配線板が水平に保持されて噴霧ノズル上に搬送される状態を示す平面図、（ｂ）は（ａ）を右側面から見た図、（ｃ）はフラックスの噴霧を開始した時点を説明する図で（ａ）に対応した平面図、（ｄ）は（ｃ）を右側面から見た図である。
【００５７】
すなわち、図４（ａ）、（ｂ）に示すように搬送軌跡Ｈで搬送されたプリント配線板１を、噴霧ノズル２２上で図４（ｃ）、（ｄ）に示すように水平面で横方向に往復移動させながら搬送することにより、プリント配線板１上におけるフラックス５０の噴霧領域５１がこのプリント配線板１の被はんだ付け面１ａの全域に及ぶように構成した塗布態様例である。この場合において、フラックス５０の重ね塗布も可能であるので、塗布の均一性が格段に向上する。
【００５８】
また、図５は、フラックス塗布態様例−３を説明するための図であり、プリント配線板の全領域にフラックスを塗布する場合を示し、図５（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は水平面におけるプリント配線板１の搬送軌跡の例である。
【００５９】
すなわち、図５（ａ）に示す例はプリント配線板１を水平面で縦方向に往復移動させながら搬送する例であり、図５（ｂ）はプリント配線板１を水平面で横方向に角型に往復移動させながら搬送する例、図５（ｃ）はプリント配線板１を水平面で縦方向に角型に往復移動させながら搬送する例である。
【００６０】
なお、図４および図５のフラックス塗布態様例は、プリント配線板１の全領域にフラックス５０を塗布する態様例を示すものであるが、例えば形状が大型のプリント配線板１において右側半分の領域や中央の領域にのみフラックス５０を塗布する場合においても、図４および図５に示す往復移動による塗布態様例を適用することができる。すなわち、往復振幅を調節することによりそれが実現できる。
【００６１】
また、図６は、フラックス塗布態様例−４を説明するための図であり、噴霧ノズルを移動させつつ、プリント配線板を移動させてフラックスを塗布する場合を示し、図６（ａ）は、噴霧ノズル２２を矢印α方向に往復移動させつつ、プリント配線板１を搬送軌跡Ｈ方向に移動させる例、（ｂ）は、噴霧ノズル２２を矢印β方向に円形移動させつつ、プリント配線板１を搬送軌跡Ｈ方向に移動させる例である。これらに示すように、噴霧ノズル２２とプリント配線板１の搬送軌跡Ｈとの組み合わせにより、一層均一にフラックス５０を塗布することができるようになる。
【００６２】
（３）予備加熱態様例
先の（１）で説明したように、フラックス５０の塗布されたプリント配線板１は、工業用ロボット３により予備加熱装置１９の図示しないホルダ上に載置しておくことにより、予め決めた所定の時間および温度で加熱される。そして、フラックス５０の乾燥と前置的な活性化が行われる。
【００６３】
この予備加熱時間および温度はプリント配線板１の種類により最適に選択される。予備加熱により加熱されるプリント配線板１の温度は、ヒータ２７の温度や熱風の温度および予備加熱時間により決まり、これらのパラメータは、通常プリント配線板１の予備加熱時間や予備加熱温度に合わせて調節される。
【００６４】
（４）はんだ付け態様例
次に、図８ないし図１０を参照してはんだ付け作業における態様を説明する。
【００６５】
図８は、はんだ付け態様例を説明するための平面図で、はんだ吹き口周辺を示す平面図である。そして、図８（ａ）は部分はんだ付けの態様例を示す平面図、図８（ｂ）は一括フローはんだ付け態様例を示す平面図である。また、図９は、はんだ付け態様例を説明するための側面図で、図１を右側面から見た垂直面を示す図である。図１０は、他のはんだ付け態様例を示す側面図で、図１において、Ｃ軸８がはんだ付け装置２０の下側に位置するように第１アーム６が回転したところを右側面から見た図である。
【００６６】
すなわち、図８（ａ）、（ｂ）に示す上面から見たプリント配線板１の搬送軌跡Ｈと図９および図１０に示す垂直面におけるプリント配線板１の搬送軌跡Ｈとの組み合わせにより、プリント配線板１のはんだ付けが行われる。
【００６７】
図８（ａ）の例では、溶融はんだの吹き口３６の長さひいては噴流波３７の長さがプリント配線板１に搭載されたコネクタ４７の幅と同様の長さに設定され、プリント配線板１を搬送軌跡Ｈ方向に搬送することによりコネクタ４７のリード端子４８とプリント配線板１のランドとを溶融はんだ３０の噴流波３７に接触させ、このコネクタ４７のリード端子４８とプリント配線板１のランド間すなわち被はんだ付け部４９に溶融はんだを供給し、このコネクタ４７のプリント配線板１への部分はんだ付け作業が行われる。
【００６８】
このはんだ付け作業を行うはんだ付け工程においては、はんだ付け作業に伴って工業用ロボット３のＡ軸４を図９のように角度θS だけ傾け、プリント配線板１を仰角θC で搬送軌跡Ｈ方向に搬送しながら溶融はんだ３０の噴流波３７に接触させてはんだ付けが行われる。これにより、被はんだ付け部４９が溶融はんだ３０の噴流波３７から離脱する離脱点の離脱角度が大きくなるとともにこの離脱角度も安定するようになり、はんだブリッジを生じることがなく、しかもフィレット形状の安定したはんだ付け品質の良好な部分はんだ付けを行うことができる。
【００６９】
なお、この仰角θC はプリント配線板１の実装設計状態により最適な値が選択される。すなわち、プリント配線板１の種類により最適な値が選択され設定される。
【００７０】
また、図１０のようにＣ軸４の上下動すなわち図１０の矢印ｃ方向の移動を可能とすれば、コネクタ４７が搭載された被はんだ付け部４９の領域すなわち部分はんだ付け領域のみを噴流波３７に接触させるようにプリント配線板１を上下移動して搬送させる搬送軌跡Ｈとすることもできる。
【００７１】
一方、図８（ｂ）の例では、吹き口３６の長さひいては噴流波３７の長さをプリント配線板１の幅よりも長くなるように設定し、プリント配線板１を搬送軌跡Ｈ方向に搬送することによりその被はんだ付け面を一括して噴流波３７に接触させ、一括フローはんだ付け作業が行われる。
【００７２】
また、先の図８（ａ）の例と同様に、はんだ付け作業に伴って工業用ロボットのＡ軸４を図９のように角度θS だけ傾け、プリント配線板１を仰角θC で搬送軌跡Ｈ方向に搬送しながら溶融はんだ３０の噴流波３７に接触させてはんだ付けが行われる。その理由も同様であり、被はんだ付け部４８が溶融はんだ３０の噴流波３７から離脱する離脱点の離脱角度を大きくしてかつその離脱角度も安定させ、はんだブリッジを生じることがなく、しかもフィレット形状の安定したはんだ付け品質の良好な一括はんだ付けを行うためである。
【００７３】
なお、一括フローはんだ付け作業では、プリント配線板１の被はんだ付け面（図９の下方側の面）の全領域を噴流波３７に接触させるので、図１０に例示するようにプリント配線板１の上下動を伴う搬送は行わなくてもよい。
【００７４】
また、図８に示すプリント配線板１の搬送軌跡Ｈは直線状であり、図２に例示するようなアーム型の工業用ロボット３の場合においてはＡ軸４、Ｂ軸５およびＣ軸８の３つの旋回軸を必要とするが、直交座標型のＸ−Ｙロボットを使用すれば２軸のみで図８に例示するような直線状の搬送軌跡Ｈを実現することができる。もちろんこの場合においては、フラックス塗布工程および予備加熱工程そしてはんだ付け工程を平面状に配設する必要がある。
【００７５】
なお、予備加熱作業後に工業用ロボット３のＡ軸４を角度θS だけ傾ければ、はんだ付け作業時のみ仰角θS でプリント配線板１を搬送させることができる。
【００７６】
（５）噴流波の長さと噴流波高の制御態様例
図１１を参照して、主制御装置がどのようにしてはんだ付け装置の吹き口の長さとモータの回転速度の制御を行うかを説明する。図１１は、噴流波高を一定に制御するための吹き口の長さとモータの回転速度との関係を示すデータテーブルである。すなわち、吹き口３６の長さを可変し調節しても噴流波３７の高さを一定に保っためのモータ３２ひいてはポンプ３３の回転速度の条件を求めてデータ化し、主制御装置２５にデータテーブルとして格納したものである。
【００７７】
つまり、吹き口３６の長さを可変した際においても噴流波３７の波高を一定の値に保っためには、この吹き口３６から噴流する溶融はんだ３０の単位時間当たりの流量をこの吹き口３６の長さに対応して可変する必要がある。例えば、吹き口３６の長さを相対的に長くした場合には、この吹き口３６から噴流する溶融はんだ３０の単位時間当たりの流量を相対的に大きくしないと噴流波高を一定に保つことができない。
【００７８】
この噴流波高を一定に保つための吹き口３６の長さとモータ３２の回転速度ひいてはポンプ３３の回転速度（ポンプの送出能力のパラメータ）との関係は、ポンプ３３の形式や吹き口体３５の形状、吹き口３６の大きさ等のパラメータが決まれば、それに固有の一定した関係になる。したがって、この関係を予め測定してデータテーブルを作成し、これを主制御装置２５の記憶部（不図示）に予め格納しておくことにより、主制御装置２５により噴流波高が一定となるように制御することができる。
【００７９】
この関係は、概ね比例的な関係になるが、厳密のため関数で近似し、この関数にしたがってモータ３２の回転速度を制御するように構成してもよい。
【００８０】
すなわち、図１に例示するように、はんだ付け装置２０の吹き口３６の長さを調節し、また、ポンプ３３すなわちモータ３２の回転速度を調節・制御するのは主制御装置２５であるので、この主制御装置２５は前記データテーブルを参照しつつ吹き口３６の長さに対応したモータ３２の回転速度をインバータ４４に指示（通信信号Ｓfm）することにより、噴流波高を一定に保ちながら噴流波３７の長さを調節することが可能となる。
【００８１】
（６）プリント配線板の種類に応じたはんだ付け手順の選択
主制御装置２５には、プリント配線板１の種類毎にはんだ付け種類すなわち部分はんだ付け作業を行うプリント配線板１なのか、それとも一括フローはんだ付け作業を行うプリント配線板１なのかを示すデータや、部分はんだ付け作業を行うプリント配線板１ではこのプリント配線板１における部分はんだ付け領域の座標データ、一括フローはんだ付けを行うプリント配線板１ではこのプリント配線板１の幅や長さのデータ、等々のデータが予め主制御装置２５の記憶部（不図示）に格納してある。
【００８２】
そして、このはんだ付けシステムでは、主制御装置２５の指示操作部２５ａでプリント配線板１の種類を指示することにより、そのプリント配線板１に対応したはんだ付け作業を行う。すなわち、フラックス塗布工程での塗布態様、予備加熱工程での加熱温度、はんだ付け工程でのはんだ付け態様が選択され、一連のはんだ付け作業が行われる。
【産業上の利用可能性】
【００８３】
この発明のフラックス塗布システムは、フラックスを極めて均一に塗布することが可能であると共に、プリント配線板の特定の領域にフラックスを塗布したり、その特定領域の形状が台形や達磨状等の変則的形状であってもフラックスを塗布することが可能であり、また、プリント配線板の全領域にフラックスを塗布することも可能であり、１枚のプリント配線板においてフラックスを厚く塗布する部分や薄く塗布する部分を設けたりすることも可能であるため、多品種で多様なプリント配線板の複雑なはんだ付け生産工程の構築を可能にする。
【図面の簡単な説明】
【００８４】
【図１】プリント配線板の搬送装置として工業用ロボットを使用したフラックス塗布システムを有するはんだ付けシステムの構成を示す図である。
【図２】工業用ロボットおよびその搬送平面の仰角を調節する機構を説明するための図である。
【図３】フラックス塗布態様例−１を説明するための図である。
【図４】フラックス塗布態様例−２を説明するための図である。
【図５】フラックス塗布態様例−３を説明するための図である。
【図６】フラックス塗布態様例−４を説明するための図である。
【図７】はんだ付け装置を示す図である。
【図８】はんだ付け態様例を説明するための平面図である。
【図９】はんだ付け態様例を説明するための側面図である。
【図１０】他のはんだ付け態様例を説明するための側面図である。
【図１１】噴流波高を一定に制御するための吹き口の長さとモータの回転速度との関係を示す図である。
【符号の説明】
【００８５】
１ プリント配線板
１ａ 被はんだ付け面
２ ハンドリング装置
３ 工業用ロボット
４ Ａ軸
５ Ｂ軸
６ 第１アーム
７ 第２アーム
８ Ｃ軸
９ Ｄ軸
１１ 基台
１１ａ 一端側
１１ｂ 他端側
１２ 軸受け
１３ 支軸
１４ モータ
１４ａ 減速用ギア
１４ｂ 回転エンコーダ
１５ 送りねじ
１６ ローダ
１７ アンローダ
１８ 噴霧式フラックス塗布装置
１９ 予備加熱装置
２０ はんだ付け装置
２２ 噴霧ノズル
２３ 排気フィルタ
２４ 噴霧制御装置
２５ 主制御装置
２５ａ 指示操作部
２５ｂ 表示部
２５ｃ 外部通信ポート
２７ ヒータ
２８ ファン
３０ 溶融はんだ
３１ はんだ槽
３２ モータ
３３ ポンプ
３４ 吸い込み口
３５ 吹き口体
３６ 吹き口
３７ 噴流波
３９ シャッタ
３９ａ 第１のシャッタ
３９ｂ 第２のシャッタ
４０ 接続部
４０ａ 第１の接続部
４０ｂ 第２の接続部
４１ アクチュエータ
４１ａ 第１のアクチュエータ
４１ｂ 第２のアクチュエータ
４２ ロボット制御装置
４４ インバータ
４５ 駆動部
４７ コネクタ
４８ リード端子
４９ 被はんだ付け部
５０ フラックス
５１ 噴霧領域
【図１】
2007036288.tif 000003
【図２】
2007036288.tif 000004
【図３】
2007036288.tif 000005
【図４】
2007036288.tif 000006
【図５】
2007036288.tif 000007
【図６】
2007036288.tif 000008
【図７】
2007036288.tif 000009
【図８】
2007036288.tif 000010
【図９】
2007036288.tif 000011
【図１０】
2007036288.tif 000012
【図１１】
2007036288.tif 000013