(57)【要約】【課題】半田付け密度の違いに拘らず、半田付け性能を向上させ、しかもドロス除去清掃作業を簡素化して、歩留まりの向上とコストダウンを図る。【解決手段】固定金属板２１に対して移動金属板２４を適宜スライドさせるだけで、一次噴流ノズル１６’としての穴部２６の大きさを簡単に変えることができる。そのため、基板２に半田付けされる部品の密集度が高い程、穴部２６を小さくように移動金属板２４をスライドさせ、その穴部２６から基板２に半田を噴流させることで、高密度の半田付けにも容易に対応できる。また、逆に穴部２６を広げることにより、その穴部２６に付着したドロスを容易に除去清掃することができる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の穴部を有する一次噴流部と、二次噴流部とを備え、
前記一次噴流部の穴部から噴流した半田を被対象物に付着させ、前記二次噴流部にて前記被対象物に付着した半田の仕上げを行なう噴流式半田付け装置において、
前記一次噴流部は、固定材と、この固定材に対してスライド可能に設けられた移動材とからなり、
前記固定材には複数の第１穴が設けられ、前記移動材にはそれぞれの前記第１穴に対応して第２穴が設けられ、
前記第１穴と前記第２穴の重なり合う部分が、前記移動材の位置に応じてその大きさが変化する前記穴部として形成されることを特徴とする噴流式半田付け装置。
【請求項２】
前記移動材をスライドさせるアクチュエータと、
前記被対象物が前記一次噴流部に対向する位置に存在しないとき、前記穴部の大きさが最大となるようにする一方、前記被対象物が前記一次噴流部に対向する位置に存在するとき、前記穴部の大きさが前記被対象物に応じたものとなるように、前記アクチュエータを動作させる制御部と、をさらに備えたことを特徴とする請求項１記載の噴流式半田付け装置。
【請求項３】
前記被対象物の位置を検出すると共に、前記被対象物に適した前記穴部の大きさを、前記被対象物から読み取るセンサをさらに備え、
前記制御部は、前記センサからの検出信号を受けて、前記アクチュエータを動作させるものであることを特徴とする請求項２記載の噴流式半田付け装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一次噴流ノズルと二次噴流ノズルを備えた噴流式半田付け装置に関し、特に一次噴流ノズルにおける半田付け性の向上を図った噴流式半田付け装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の噴流式半田付け装置として、例えば特許文献１には、基板の搬送方向に沿って一次噴流部と二次噴流部とを順に並べて配置し、一次噴流部に多数開口形成した一次噴流ノズルから溶融した半田を噴流させ、上方を通過する基板を半田付けさせるものが開示されている。
【０００３】
また別な特許文献２には、２つの噴流板の間にスリット状の噴出口を形成すると共に、各噴流板の噴出口側の端部に円弧状の凹部を複数並べて副噴流穴を形成し、各々の噴流板の垂直方向および水平方向の位置を調節して、噴流口から半田が噴出することで形成される尾根状の主峰部と、この主峰部に隣接して、副噴流穴から半田が噴出することで多数形成される副頂部を、様々な形状に変化させるものが開示されている。
【０００４】
図５は、一般的な噴流式半田付け装置の一例を示したものである。同図において、１は水平方向に半田付けの対象物となる基板２の搬送路Ｓが形成される半田槽本体で、この半田槽本体１の内部には、前記搬送路Ｓの上流から、基板２を予熱するための予熱部となる予熱ゾーン１１と、予熱した基板２の半田面（下面）に対して半田付けを行なう噴流半田部としての噴流半田ゾーン１２と、半田付けが行なわれた基板２の温度を下げる冷却部としての冷却ゾーン１３が並んで配置される。また噴流半田ゾーン１２には、前述した一次噴流部に相当する一次噴流ノズル１６と、二次噴流部に相当する二次噴流ノズル１７がそれぞれ配設される。一次噴流ノズル１６は、基板２の微細な部分にまで半田付けを行なうためのもので、また二次噴流ノズル１７は一次噴流ノズル１６の後段に設けられ、例えば基板２に付着した好ましくない半田ブリッジなどを修正して、半田付けの仕上がりを行なうためのものである。
【０００５】
図６および図７は、一次噴流ノズル１６の平面図と正面図をそれぞれ示したものである。これらの各図に示すように、一次噴流ノズル１６は一枚の金属板２１に多数の穴２２を開口した構造を有しており、各穴２２から溶融半田が噴流し、これが搬送路Ｓ上にある基板２の半田面に当たって、半田付けを行なうようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−８０４３９号公報
【特許文献２】特開平８−１４８８２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記従来技術において、噴流式半田付け装置に設置される一次噴流ノズル１６の半田噴流用穴２２の寸法は、一定で固定式（φ４〜５ｍｍ程度）となっており、そのままでは半田付けする密度すなわち基板２に実装される部品の密集度に適した寸法に調整を行なうことができない。
【０００８】
一般には半田付けする密度が高いほど、穴２２の径は小さいほうが良いとされるが、半田付けの密度に合わせて穴２２の寸法を変更するには、溶融した半田が収納される半田槽（図示せず）上で、別な径の穴２２を有する金属板２１に一次噴流ノズル１６を交換しなければならず、容易なことではない。そのため、一次噴流ノズル１６の半田付け性は、穴２２の径，形状，数，配置などを試行錯誤しながら決定し、向上させるのが通例である。しかし、搬送路Ｓに搬送される基板２に関し、その半田付けの密度は一定ではないことから、一度決定した穴２２の径では、半田付け不良が増加するなどして品質の低下を招きやすい。
【０００９】
また、半田付けの密度の高い基板２に対応して、穴２２の寸法を小さくすると、溶融した半田の酸化物であるドロスが穴２２に詰まりやすく、これが更なる半田付けの品質低下を招く。さらに、近年使用される鉛フリー半田は、それまでの鉛入りのものよりもドロスが発生しやすく、手作業により頻繁にドロスの除去清掃を行なう必要がある。
【００１０】
そこで本発明は上記問題点に鑑み、半田付け密度の違いに拘らず、半田付け性能を向上させ、しかもドロス除去清掃作業を簡素化して、歩留まりの向上とコストダウンを図ることができる噴流式半田付け装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、上記目的を達成するために、複数の穴部を有する一次噴流部と、二次噴流部とを備え、前記一次噴流部の穴部から噴流した半田を被対象物に付着させ、前記二次噴流部にて前記被対象物に付着した半田の仕上げを行なう噴流式半田付け装置において、前記一次噴流部は、固定材と、この固定材に対してスライド可能に設けられた移動材とからなり、前記固定材には複数の第１穴が設けられ、前記移動材にはそれぞれの前記第１穴に対応して第２穴が設けられ、前記第１穴と前記第２穴の重なり合う部分が、前記移動材の位置に応じてその大きさが変化する前記穴部として形成される。
【００１２】
この場合、前記移動材をスライドさせるアクチュエータと、前記被対象物が前記一次噴流部に対向する位置に存在しないとき、前記穴部の大きさが最大となるようにする一方、前記被対象物が前記一次噴流部に対向する位置に存在するとき、前記穴部の大きさが前記被対象物に応じたものとなるように、前記アクチュエータを動作させる制御部と、をさらに備えるのが好ましい。
【００１３】
加えて、前記被対象物の位置を検出すると共に、前記被対象物に適した前記穴部の大きさを、前記被対象物から読み取るセンサをさらに備え、前記制御部は、前記センサからの検出信号を受けて、前記アクチュエータを動作させる構成とするのが好ましい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、固定材に対して移動材を適宜スライドさせるだけで、一次噴流部としての穴部の大きさを簡単に変えることができため、被対象物に半田付けされる部品の密集度が高い程、穴部を小さくように移動材をスライドさせ、その穴部から被対象物に半田を噴流させることで、高密度の半田付けにも容易に対応できると共に、穴部を広げることにより、その穴部に付着したドロスを容易に除去清掃することができる。その結果、半田付け密度の違いに拘らず、半田付け性能を向上させ、しかもドロス除去清掃作業を簡素化して、歩留まりの向上とコストダウンを図ることが可能になる。
【００１５】
また、被対象物が一次噴流部に対向する位置にあるか否かによって、制御部がアクチュエータを動作させて、移動材を適切な位置にスライドさせることができるので、作業者がいちいち穴部の大きさを変える操作をしなくても、被対象物に対応した半田付けと、ドロスの除去清掃作業を自動的に行なうことが可能になる。
【００１６】
さらにセンサは、被対象物の位置を検出するだけでなく、被対象物に適した穴部の大きさを読取ることができるので、半田付けの密度が異なる様々な被対象物であっても、それぞれの被対象物に適した密度での半田付けを行ない、併せてドロスの除去清掃作業を自動的に行なうことが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一実施例における噴流式半田付け装置の一次噴流ノズルを示す平面図である。
【図２】同上、一次噴流ノズルの正面図である。
【図３】同上、図１の一次噴流ノズルを含む要部の平面図である。
【図４】同上、固定金属板に対して移動金属板をずらした状態の正面図である。
【図５】従来の一般的な噴流式半田付け装置の正面図である。
【図６】同上、一次噴流ノズルの平面図である。
【図７】同上、一次噴流ノズルの正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、添付図面を参照しながら、本発明における噴流式半田付け装置の好適な実施例について説明する。なお、従来例と共通の部分には共通の符号を付し、共通する箇所については重複を避けるために極力説明を省略する。
【００１９】
図１および図２は、本実施例で提案する一次噴流ノズル１６’の構造を示している。これらの各図において、２１は従来から一次噴流ノズル１６’として設けられていた固定金属板で、固定金属板２１に複数の穴２２が開口形成されるのは上述した通りである。本実施例では、搬送路Ｓ下の固定した位置にある固定金属板２１の上面に、追加で別な移動金属板２４を重ね合わせて、２層構造の一次噴流ノズル１６’を構成している。移動金属板２４は、前記固定金属板２１の穴２２に対応して、この穴２２と好ましくは同一の形状を有する穴２５がそれぞれ開口形成され、穴２２，２５の重なり合う部分が、溶融半田の通過が可能な一次噴流ノズル１６’の穴部２６となる。
【００２０】
移動金属板２４の構造についてさらに説明すると、移動金属板２４の上下方向の厚さｔａは、固定金属板２１の厚さｔｂよりも薄い。これは、固定金属板２１の下側にある半田槽（図示せず）から穴２２を通過した溶融半田が一旦絞られた後、移動金属板２４の穴２５を通過する時に再び広がり、拡散した状態で基板２の半田面に付着するのを防止するためである。移動金属板２４の厚さｔａを固定金属板２１の厚さｔｂよりも薄くし、その分、溶融半田の取込口である固定金属板２１の各穴２２に基板２の搬送路Ｓを近づけることで、穴２２を通過した後の溶融半田の拡散に起因した品質低下を防ぐことができる。
【００２１】
移動金属板２４は、平面上で見て固定金属板２１と同一形状を有し、固定金属板２１上にスライド可能に設けられる。これにより、一次噴流ノズル１６’の全ての穴部２６は、その大きさが一様に変化するようになる。固定金属板２１の各穴２２に対して、移動金属板２４の各穴２５の位置が一致したとき、一次噴流ノズル１６’としての穴部２６の径Ｄ１は最大となる。なお本実施例では、基板２の搬送方向に直交して、各々１２個の穴２２，２５が３列並んで設けられているが、穴２２，２５の列数や一列あたりの個数は適宜変更してよく、また穴２２，２５を例えば千鳥状に配列してもよい。さらに、各穴２２，２５は丸円状以外の例えば楕円状，矩形状または多角形状でもよく、その大きさも全て同じではなく異なっていてもよい。
【００２２】
図３は、上記一次噴流ノズル１６’とその周辺の構成を示した平面図である。同図において、３１は移動金属板２４を水平方向にスライド動作させるためのアクチュエータであり、ここでは移動金属板２４の両側部に固定して取付けられた支持片３２と、その可動部３３が支持片３２に連結するエアーシリンダー３４と、エアーシリンダー３４への空気圧を制御するソレノイド３５とにより構成される。このなかで、スライド動作の駆動源となるエアーシリンダー３４は、他に電動機（モーター）や電磁バルブなどを代用してもよい。ソレノイド３５は、後述する制御部３６からの駆動信号を受けて動作し、それによりエアーシリンダー３４の可動部３３が伸縮することで、固定金属板２１の上で移動金属板２４を基板２の搬送方向に沿ってスライド動作させることが可能になる。
【００２３】
制御部３６は、センサ４１からの検出信号または操作部４２からの操作信号に応じて、ソレノイド３５に駆動信号を送出するか否かを判断するもので、具体的には例えばセンサ４１や操作部４２に接続する入出力インターフェースや、プログラムを格納する記憶部や、記憶部から読み出したプログラムに従って、制御部３６としての機能を処理実行する演算処理部（何れも図示せず）などを備えたマイクロコンピュータにより構成される。また、検出部としてのセンサ４１は、搬送路Ｓ上の基板２の位置を検出するもので、ここでは基板２が一次噴流ノズル１６’に対向する位置に搬送され、その基板２に装着したバーコード４４をセンサ４１が読み取ると、センサ４１から制御部３６に検出信号が送出されるようになっている。
【００２４】
前記基板２に取り付けられたバーコード４４には、その基板２における半田付けの密度に関する情報がコード化して埋め込まれており、センサ４１から制御部３６には、当該情報を含んだ検出信号が送出される。したがって制御部３６は、センサ４１からの検出信号を受けて、単に一次噴流ノズル１６’に対向して基板２が位置しているだけでなく、その基板２に関する半田付けの密度がどの程度であるのかを、認識することができる。なお、本実施例のセンサ４１は光学的にバーコード４４を読取る非接触式のものを用いているが、例えば基板２の搬送位置や半田付けの密度に応じてオン，オフが切り替わるスイッチなどの接触式センサを用いてもよい。
【００２５】
前記制御部３６は、センサ４１から検出信号が送出されたとき、すなわち基板２が一次噴流ノズル１６’に対向する位置にあるとき、ソレノイド３５に送出する駆動信号によって、固定金属板２１の各穴２２に対して移動金属板２４の各穴２５の位置をずらし、図４にも示すように、一次噴流ノズル１６’としての穴部２６の径Ｄ２が最大時の径Ｄ１よりも小さくなるように、エアーシリンダー３４の可動部３３を動作させる機能を有する。ここでの各穴部２６の径Ｄ２は、前記検出信号に含まれる半田付けの密度に関する情報に応じて、自在に変更することができる。すなわち制御部３６は、基板２における半田付けの密度が高い場合には、移動金属板２４のずらし量を大きくして、上下の穴２２，２５が合致する一次噴流ノズル１６’としての穴部２６の径Ｄ２を小さくし、基板２における半田付けの密度が低い場合には、移動金属板２４のずらし量を小さくして、一次噴流ノズル１６’としての穴部２６の径Ｄ２を大きくする。逆に、センサ４１から検出信号が送出されない半田付け以外のタイミングでは、前記図１で示したように、制御部３６はソレノイド３５に送出する駆動信号によって、固定金属板２１の真上にずれなく移動金属板２４を移動させ、一次噴流ノズル１６’としての穴部２６の径Ｄ１が最大となるように、エアーシリンダー３４の可動部３３を動作させ、基板２への半田付け時に各穴２２，２５に付着したドロスを排出し易いようにする。
【００２６】
再度図３に戻り、制御部３６は前記センサ４１からの検出信号の有無とは別に、操作部４２からの操作信号を受けて、ソレノイド３５に駆動信号を送出し、固定金属板２１上で移動金属板２４を適宜位置に動かすように、エアーシリンダー３４の可動部３３を動作させる機能も有している。従って本実施例では、移動金属板２４のずらし動作が、センサ４１からの検出信号と、その検出信号に基づき実行処理する制御部３６のプログラムだけでなく、操作部４２を利用したマニュアル操作によっても、リアルタイムに対応可能となる。なお、それ以外の噴流式半田付け装置としての構成は、図５で示した通りであるので、説明は省略する。
【００２７】
次に上記構成において、その作用を説明する。図５に示すように、搬送路Ｓ上を矢印の方向に沿って移動する基板Ｓは、先ず予熱ゾーン１１を通過して所定の温度に予熱された後、次の噴流半田ゾーン１２に進入する。この噴流半田ゾーン１２において、図３に示すように、搬送路Ｓ上にある基板２が一次噴流ノズル１６’の直上に移動すると、基板２の非半田付け部分に予め形成されたバーコード４４と、制御部３６に接続するセンサ４１が対向する。ここでセンサ４１は、当該基板２における半田付けの密度に関する情報をバーコード４４から読み取って、その情報を含んだ検出信号を制御部３６に送出する。
【００２８】
制御部３６は、センサ４１からの検出信号を受け取ると、その検出信号に含まれる情報から、固定金属板２１に対する移動金属板２４のずらし量を決定し、そのずらし量に応じた駆動信号をソレノイド３５に送出して、エアーシリンダー３４の可動部３３を動作させる。この場合、基板２における半田付けの密度が高くなる程、移動金属板２４のずらし量を大きくして、一次噴流ノズル１６’としての穴部２６の径Ｄ２を小さくし、逆に基板２における半田付けの密度が低くなる程、移動金属板２４のずらし量を小さくして、一次噴流ノズル１６’としての穴部２６の径Ｄ２を大きくする。一次噴流ノズル１６’の穴部２６の径Ｄ２が所望の大きさになると、一次噴流ノズル１６’の下側から各穴２２，２５の連通部分を通して噴流した溶融半田が、搬送路Ｓ上にある基板２の半田面に当たって半田付けが行われるが、ここでは種々の部品実装密度に適した径Ｄ２に、一次噴流ノズル１６’を自在に変更することができるため、基板２に対する半田付けの品質向上とコストダウンが同時に図られる。
【００２９】
一次噴流ノズル１６’を通して基板２への主たる半田付けが完了すると、基板２は後続の二次噴流ノズル１７に搬送され、そこで半田付けの仕上げが行なわれる。仕上げの完了した基板２は、二次噴流ノズル１７から冷却ゾーン１３に搬送されてそこで冷却され、噴流式半田付け装置としての一連の作業が終了する。
【００３０】
上記一連の作業の中で、前記一次噴流ノズル１６’上に基板２が存在せず、センサ４１から制御部３６に検出信号を送出していない状態では、固定金属板２１の真上にずれなく移動金属板２４を移動させ、一次噴流ノズル１６’としての穴部２６の径Ｄ１が最大となるように、制御部３６がエアーシリンダー３４の可動部３３を動作させることができる。このように、一次噴流ノズル１６’は半田付け以外のタイミングで穴部２６の径Ｄ１が自動的に最大となり、各穴２２，２５に付着したドロスが排出し易くなって、ドロス除去清掃作業の簡素化による歩留まり向上とコストダウンを同時に図ることができる。
【００３１】
また本実施例では、操作部４２からの操作信号によっても、制御部３６が固定金属板２１に対する移動金属板２４のずらし量を可変できるようになっている。この場合、例えば操作部４２を押す毎に、移動金属板２４のスライド方向が切り替わるようにし、その押動時間が長くなる程、移動金属板２４のスライド量が大きくなるように、制御部３６が可動部３３を動作させてもよい。
【００３２】
以上のように本実施例では、複数の穴部２６を有する一次噴流部としての一次噴流ノズル１６’と、この一次噴流ノズル１６’とは別個に、二次噴流部としての二次噴流ノズル１７とを備え、一次噴流ノズル１６’の穴部から噴流した半田を、半田付けされる被対象物である基板２の半田面に付着させ、二次噴流部１７にて基板２に付着した半田を修正して仕上げを行なう噴流式半田付け装置において、一次噴流ノズル１６’は、固定材としての固定金属板２１と、この固定金属板２１に対してスライド可能に設けられた移動材としての移動金属板２４とからなり、固定金属板２１には複数の第１穴としての穴２２が設けられ、移動金属板２４にはそれぞれの穴２２に対応して、第２穴としての穴２５が設けられ、穴２２，２５の重なり合う部分が、移動金属板２４の位置に応じてその大きさ（径の寸法）が変化する一次噴流ノズル１６’の穴部２６として形成されている。
【００３３】
この場合、固定金属板２１に対して移動金属板２４を適宜スライドさせるだけで、一次噴流ノズル１６’としての穴部２６の大きさを簡単に変えることができる。そのため、基板２に半田付けされる部品の密集度が高い程、穴部２６を小さくするように移動金属板２４をスライドさせ、その穴部２６から基板２に半田を噴流させることで、高密度の半田付けにも容易に対応できると共に、穴部２６を広げることにより、その穴部２６に付着したドロスを容易に除去清掃することができる。その結果、半田付け密度の違いに拘らず、半田付け性能を向上させ、しかもドロス除去清掃作業を簡素化して、歩留まりの向上とコストダウンを図ることが可能になる。
【００３４】
また上記構成において、本実施例では、移動金属板２４をスライドさせるアクチュエータ３１と、基板２が一次噴流ノズル１６’に対向する位置に存在しないとき、穴部２６の大きさが最大となるようにする一方、基板２が一次噴流ノズル１６’に対向する位置に存在するとき、穴部２６の大きさが基板２に応じたものとなるように、アクチュエータ３１を動作させる制御部３６と、をさらに備えている。
【００３５】
この場合、基板２が一次噴流ノズル１６’に対向する位置にあるか否かによって、制御部３６がアクチュエータ３１を動作させて、移動金属板２４を適切な位置にスライドさせることができるので、作業者がいちいち穴部２６の大きさを変える操作をしなくても、基板２に対応した半田付けと、ドロスの除去清掃作業を自動的に行なうことが可能になる。
【００３６】
さらに本実施例では、基板２の位置を検出すると共に、基板２に適した穴部２６の大きさを、その基板２における半田付けの密度に関する情報として、基板２に設けられた識別子としてのバーコード４４から読み取るセンサ４１をさらに備えており、制御部３６は、このセンサ４１からの検出信号を受けて、移動金属板２４をスライドさせるアクチュエータ３１と、基板２が一次噴流ノズル１６’に対向する位置に存在しないとき、穴部２６の大きさが最大となるようにする一方、基板２が一次噴流ノズル１６’に対向する位置に存在するとき、穴部２６の大きさが基板２に応じたものとなるように、アクチュエータ３１を動作させている。
【００３７】
すなわち、ここでのセンサ４１は、基板２の位置を検出するだけでなく、基板２に適した穴部２６の大きさをも読取ることができるので、半田付けの密度が異なる様々な基板２であっても、それぞれの基板２に適した密度での半田付けを行ない、併せてドロスの除去清掃作業を自動的に行なうことが可能になる。
【００３８】
なお本発明は、本実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内で種々の変形実施が可能である。実施例では、搬送路Ｓに沿って基板２が一枚ずつ一次噴流ノズル１６’に送り込まれる構成となっているが、複数枚ずつの基板２を一次噴流ノズル１６’に同時に送り込んでもよい。また、固定金属板２１や移動金属板２４が、あえて金属で板状である必要はなく、それぞれ固定材や移動材として機能するものであればよい。
【符号の説明】
【００３９】
２  基板（被対象物）
１６’  一次噴流ノズル（一次噴流部）
１７  二次噴流ノズル（二次噴流部）
２１  固定金属板（固定材）
２２  穴（第１穴）
２４  移動金属板（移動材）
２５  穴（第２穴）
２６  穴部
３１  アクチュエータ
３６  制御部
４１  センサ
【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】
2012006047.tif 000008
【図７】
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