(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
塗布面にフラックスの注出孔を持った塗布ブロックと、この塗布ブロックに密閉貯留部を含む閉経路となった供給系にてフラックスを供給するフラックス供給手段と、塗布ブロックに供給されるフラックスを表面張力による溜まり形状をなして注出させる注出制御手段と、塗布ブロックを位置決めされた電子部品のリードの先端にその軸線方向から塗布面を対向させて進退させる進退手段と、塗布ブロックの進出位置を規制するストッパと、を備え、塗布ブロックは、塗布面に向かって先細りとなるテーパ面を有していることを特徴とするフラックスの塗布装置。
【請求項２】
注出制御手段は、塗布ブロックに供給するフラックスの溜まり形状またはおよび量を一定にする請求項１に記載のフラックスの塗布装置。
【請求項３】
塗布ブロックは、リードの先端部が複数隣接して配列されているとき、その配列域に対応した形状および大きさの塗布面に形成されている請求項１、２のいずれか一項に記載のフラックスの塗布装置。
【請求項４】
塗布ブロックは、テーパ面に離型処理が施されている請求項３に記載のフラックスの塗布装置。
【請求項５】
電子部品を回路基板に半田接合する際に、電子部品のリードにフラックスを塗布して前記半田接合に供するフラックスの塗布方法において、
フラックスの塗布ブロックに密閉貯留部を含む閉経路となった供給系にてフラックスを供給し、塗布ブロックの塗布面に塗布ブロックの内側からフラックスを表面張力による溜まり形状をなして注出させるように制御し、リードの先端にその軸線方向から塗布面と対向させて突き合わせた後前記軸線方向に離すことにより、塗布ブロックの塗布面に注出したフラックスをリードの先端部に塗布することを特徴とするフラックスの塗布方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子部品を回路基板に半田接合して電子回路基板を製造する際に、電子部品のリードにフラックスを塗布することにより、安定した半田接合が達成されるようにする、フラックスの塗布方法とその装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電子部品を回路基板に半田接合する際、電子部品の半田接合するリードは酸化皮膜に覆われているため、そのままでは良好な半田接合は望めない。そこで、半田にフラックスを含ませ、半田接合時にそのフラックスによってリードの酸化皮膜を除去させ半田接合することが従来から行われている。
【０００３】
また、回路基板に予め形成された半田にて電子部品を半田接合するときも、この予め形成されている半田にはフラックスがほとんど含まれていないので、安定した半田接合のためには、電子部品のリードの側にフラックスを塗布することが必要である。
【０００４】
リードにフラックスを塗布するのに、電子部品の本体部分をフラックス等により汚すことができない場合は、電子部品の本体にフラックスを付着させないでリード部分にのみフラックスを塗布するようにしなければならない。このため、フラックスは微少量を必要な局所に塗布することが望まれる。
【０００５】
従来、これを満足するため、図５の（ａ）に示すような装置が用いられている。この装置はフラックスａを貯留するタンクｂを備え、検出部ｅで検出されるタンクｂ内のフラックスａの量と濃度が一定になるように、ポンプｆによりフラックス供給容器ｃとフラックス希釈剤供給容器ｄとから、フラックスａおよびフラックス希釈剤を補給する。
【０００６】
タンクｂ内には塗布ブロックｇが浸漬され、これがシリンダｈによって昇降されるようになっている。塗布ブロックｇは図５の（ｂ）に模式的に示した電子部品ｉのリードｊに対向する塗布部ｇ１、ｇ２を有し、シリンダｈによって上動されてフラックスａの溜まりから持ち上げられると、塗布部ｇ１、ｇ２の上面にフラックスａが図５の（ｂ）に示すように残り、これを電子部品ｉのリードｊの対向部に触れさせることにより微少量をリードｊに塗布する。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、塗布ブロックｇの各塗布部ｇ１、ｇ２は、横向きのリードｊに下方から近接するため、リードｊにフラックスａが塗布できるのは、リードｊの下面のみで、リードｊの上面はもとより、先端や側面に塗布することができない。これにより、半田接合した際、半田とリードｊの接合がリードｊの下面のみでしかできず、リードｊの側面や先端面も半田接合した場合と比較して、リードｊと半田の接合強度は１／２から１／５程度と低くなってしまう。
【０００８】
また、タンクｂ内のフラックスａは前記のように量と濃度とが一定になるように制御されているが、塗布ブロックｇに保持されるフラックスａはタンクｂ内のフラックスａ全体の一部の微少量であるので、厳密な濃度管理が行えず、塗布ブロックｇに保持されるフラックスａはその濃度に対応した表面張力で形成される形状が一定しない。このため、塗布ブロックｇに常に同じ量のフラックスａが保持されたとしても、リードｊへのフラックスａの塗布量が変化し、塗布量が過剰で電子部品ｉの本体を汚してしまったりする不都合が生じる。
【０００９】
本発明の主たる目的は、フラックスの濃度を一定に保ち、電子部品の本体を汚さないでリードの先端部全周囲に高精度に微少塗布して安定した半田接合が行えるフラックスの塗布方法とその装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明のフラックスの塗布装置は、塗布面にフラックスの注出孔を持った塗布ブロックと、この塗布ブロックに密閉貯留部を含む閉経路となった供給系にてフラックスを供給するフラックス供給手段と、塗布ブロックに供給されるフラックスを適時に表面張力による溜まり形状をなして注出させる注出制御手段と、塗布ブロックを位置決めされた電子部品のリードの先端にその軸線方向から塗布面を対向させて進退させる進退手段と、塗布ブロックの進出位置を規制するストッパと、を備え、塗布ブロックは、塗布面に向かって先細りとなるテーパ面を有していることを特徴とするものである。
【００１１】
このような構成では、塗布ブロックの塗布面にはこれに設けられた注出孔を通じてフラックスが注出されればよく、それまでのフラックスの供給系を閉経路としておけるので、フラックスが開放系で取り扱われて希釈剤等が揮発するなどにより濃度が変化してしまうようなことを回避してフラックスの注出量を注出制御手段により制御して塗布面には塗布に必要な微少量のフラックスしか存在しないようにして過剰な塗布によって電子部品の本体部分が汚れるようなことを防止することができ、しかも、フラックスが注出された塗布面は先細り形状の先端に位置することでフラックスの表面張力による隣接面へのはみ出し防止機能を有して、塗布ブロックの進退手段による進出とこの進出位置のストッパによる規制とのもとに、電子部品のリードの先端にその軸線方向から高精度に対向および突き合わされて、塗布面に必要な微少量注出され濃度に変動がなく表面張力による溜まり形状が一定なフラックス溜まり内にリードの先端が突き刺さるように変動なく進入し、その後双方が進退手段によって前記軸線方向に高精度に離れるのに伴い、リードの先端部の全周囲に微少量残るように前記変動のない進入に見合って塗布され、リードの先端部を回路基板と半田接合するのにリードの先端部の全周囲でフラックスが働き半田接合が良好に行われるようにすることができる。
【００１２】
請求項２の発明のように、注出制御手段は、塗布ブロックに供給するフラックスの溜まり形状またはおよび量を一定にするものであると、さらに高精度な塗布ができる。
【００１７】
請求項３の発明のように、塗布ブロックが、リードの先端部が複数隣接して配列されているとき、その配列域に対応した形状および大きさの塗布面に形成されていると、注出したフラックスはその表面張力によって塗布面に広がるが、その広がり域をリードの先端部の配列域に対応した範囲に規制して、注出したフラックスが広がり過ぎて電子部品の本体部分を汚すようなことを防止しながら、同じ方向に向く複数のリードの隣接した先端部に対し一挙にフラックスを塗布することができる。
【００１９】
請求項４の発明のように、塗布ブロックが、テーパ面に離型処理が施されていると、塗布面に注出されるフラックスのテーパ面への濡れ性を低下させて注出したフラックスがテーパ面にまで広がるのを確実に抑えるとともに、過剰ではみ出してきたフラックスを自然落下させやすく、フラックスが広がり過ぎて電子部品の本体部分を汚すようなことを防止することができる。
【００２０】
請求項５の発明のフラックスの塗布方法は、電子部品を回路基板に半田接合する際に、電子部品のリードにフラックスを塗布して前記半田接合に供するフラックスの塗布方法において、フラックスの塗布ブロックに密閉貯留部を含む閉経路となった供給系にてフラックスを供給し、塗布ブロックの塗布面に塗布ブロックの内側からフラックスを適時に表面張力による溜まり形状をなして注出させるように制御し、リードの先端にその軸線方向から塗布面と対向させて突き合わせた後前記軸線方向に離すことにより、塗布ブロックの塗布面に注出したフラックスをリードの先端部に塗布することを特徴とするものであり、請求項１の発明のフラックスの塗布装置によって実現する。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の代表的な１つの実施の形態につき、幾つかの実施例とともに図１から図４を参照しながら説明する。
【００２２】
本実施の形態は図１に示すように、フラックス１をシリンダ２の中に貯留して取り扱う。シリンダ２は密閉構造として、希釈剤の揮発やフラックス劣化と言ったフラックス１の状態変化を防止できるようにする。シリンダ２には上部から、圧力制御されたエアーや不活性ガス等の気体により圧力が掛けられ、シリンダ２の下部出口からフラックス１を常時押し出せる状態にしている。
【００２３】
押し出されるフラックス１は、チューブ３を通りバルブ４を経由して塗布ブロック５に供給され、バルブ４が開かれる都度その塗布面５１にある注出孔５ａから塗布面５１に注出されるようにする。バルブ４はバルブ制御ユニット６からの信号によりバルブ４内の弁を開閉する。
【００２４】
フラックス１を塗布すべき図１、図２、図３の（ａ）、（ｂ）に示した電子部品７は吸着ノズルやチャック等の部品取り扱い用の図示しない把持手段により把持されている。塗布ブロック５は把持されている電子部品７のリード８の先端８ａにその軸線Ｘの方向から塗布面５１と対向する位置および向きにあり、注出されるフラックス１は図２の実線で示すように濃度に対応した表面張力にて塗布面５１に広がり、図２の仮想線で示し、図４の（ａ）、（ｂ）に示すようにリード８の先端８ａと塗布面５１が前記軸線Ｘ方向に突き合わされて近接ないしは当接した後、再度図２の実線で示し、図３の（ａ）、（ｂ）に示すように離されることにより、塗布面５１に注出されたフラックス１がリード８の先端８ａ部に塗布される。
【００２５】
リード８の先端８ａが図３の側面図（ａ）、平面図（ｂ）、図４の側面図（ａ）、平面図（ｂ）に示すように複数隣接して配列されているとき、その配列域に対応した形状および大きさの塗布面５１に形成する。これは必須ではないが、そのようにすることにより、注出したフラックス１がその表面張力によって塗布面５１に広がるときの、広がり域をリード８の先端８ａの配列域に対応した範囲に規制して、注出したフラックス１が広がり過ぎて電子部品７の本体部分を汚すようなことを防止しながら、同じ方向に向く複数のリード８の隣接した先端８ａ部に対し一挙にフラックス１を塗布することができる。
【００２６】
電子部品７からのリード８が、図１から図４に示すように２方向に向いているとか、４方向に向いているとか、向きが複数であると、その向きの数に対応した数の塗布ブロック５を図１に示すように設ける。これも必須ではないが、このようにすると、複数の向きに設けられる複数のリード８群の先端８ａに対し、同時にフラックス１を塗布することができる。この場合、複数設けられる塗布ブロック５に対するフラックス１の供給系統を図１に示すようにそれぞれに個別に設けておくと、同時ではあるが個別の塗布作業を行うのに作業や各種の制御の自由度が高く好適である。
【００２７】
塗布ブロック５は図２に示すように、シリンダなどの進退手段としてのアクチュエータ１１によりリード８の先端８ａの軸線Ｘ上で進退されて、塗布面５１部がリード８の先端８ａに図２の実線および仮想線で示すように離接されて前記塗布を行う。塗布面５１がリード８の先端８ａに図２の仮想線で示すように近接ないしは接触したとき、リード８の先端８ａは塗布面５１に注出され広がっているフラックス１の溜まり内に突き刺さるように進入するので、その後の図２の実線で示す状態への軸線Ｘ方向での引き離しによって、フラックス１がリード８の先端８ａ部まわりにほぼ均一に残り、先端８ａ部の全周囲にフラックス１を均等に塗布した状態になる。これにより、リード８の先端８ａ部を図示しない回路基板と半田接合するのにリード８の先端８ａ部の全周囲でフラックス１が働き半田接合が良好に行われるようにすることができる。
【００２８】
また、塗布ブロック５の塗布面５１に注出孔５ａを通じてフラックス１が注出されるのに、フラックス１の供給系を前記した本実施の形態のように閉経路としておけるので、フラックス１が開放系で取り扱われて希釈剤等が揮発するなどにより濃度が変化してしまうようなことを回避することができるし、フラックス１の注出量をバルブ制御ユニット６によるバルブ開き時間の調整と言った適当な制御により、塗布面５１に塗布に必要な微少量のフラックス１しか存在しないようにして過剰な塗布によって電子部品７の本体部分が汚れるようなことを防止することができる。
【００２９】
しかも、塗布面５１に注出されたフラックス１の濃度が前記したように変動しないことにより、フラックス１の表面張力による塗布面５１での溜まり形状を一定にすることができ、前記のようにリード８の先端８ａをその軸線Ｘの方向から一定して進入させること、および、塗布面５１の進出位置をストッパ２１にて規制すること等と相まって、リード８の先端８ａ部のフラックス１の溜まり内への進入量、およびそのまわりのフラックス１の溜まり形状および量を一定にすると、リード８の先端８ａがフラックス１の溜まりの中に進入してこれの表面にも表面張力により広がっていき、塗布面５１とリード８の先端８ａとの間で安定する最小作用形態が一定するので、リード８の先端８ａ部へのフラックス１の塗布量を高精度に所定微少量に安定させることができる。
【００３０】
塗布ブロック１０５の塗布面１５１がリード８の先端８ａ部の配列域よりも大きいと、フラックス１の広がり域が大きくなり過剰塗布による電子部品７の本体部を汚すことになるし、塗布ブロック５の塗布面５１が、塗布ブロック５を棒状体を寸切りしただけのような形状にすると、塗布面５１に注出されたフラックス１が塗布面５１に続くまわりの面にはみ出しやすく、フラックス１の広がり域が増大してしまう。このような状態で、塗布面５１をリード８の先端８ａに軸線Ｘ方向から近接させていき、先端８ａがフラックス１の溜まりに接触した瞬間、フラックス１がリード８側へ流れるのが過剰になり、図３の（ｃ）、図４の（ｃ）に示す比較例のように電子部品７の本体部分まで及んでそれを汚してしまう。特に、フラックス１が過剰に注出されてしまったときにそのような問題が生じやすい。
【００３１】
そこで、本実施の形態では図１から図４に示すように、リード８の先端８ａ部の配列位置に対応した形状および大きさの塗布面５１とするのに、この塗布面５１に向け先細りとなるテーパ面５２を形成してある。これにより、塗布面５１に注出されるフラックス１のテーパ面５２への濡れ性を低下させて、注出したフラックス１がテーパ面５２にまではみ出し広がるのを確実に抑え、また、フラックスが万一過剰に注出されても、過剰でテーパ面５２にはみ出してくるフラックス１はこれを自然落下させることができ、注出量が過剰な場合を含めフラックス１が広がり過ぎて電子部品７の本体部分を汚すようなことを防止することができる。
【００３２】
従って、フラックス１の注出量を毎回過剰に注出させることにより、真先に注出される極く少量であるが注出孔５ａの部分で大気に接触していて濃度が安定していないことのあるフラックス１を前記テーパ面５２の働きで自然落下させ、残る適正量でかつ一定濃度のフラックス１を塗布することができ好適である。
【００３３】
また、塗布のためのフラックス１の注出に先立ち、塗布に供しないフラックス１の空注出を行うと、注出されて直ぐのフラックス１を塗布することができるので、設定通りの濃度のフラックス１を塗布に供して、フラックス１が注出された状態での時間経過に伴う濃度変化による塗布量の変動を防止し、安定した半田接合を保証することができる。
【００３４】
このように、塗布動作前毎にフラックス１を供給した方が塗布に供するフラックス１の濃度は安定するが、塗布量やフラックス１の種類によっては塗布動作前でなかったり毎回フラックス１を供給しなくても同等の効果を得ることはできる。また、このフラックス１の注出量は、バルブ制御ユニット６によりバルブ４の開放時間を調整することの他、開口径を変化させたり、またシリンダ２内の圧力を変化させることにより、塗布ブロック５へのフラックス１の注出量を制御することができる。
【００３５】
本実施の形態ではバルブ制御ユニット６からの信号によりバルブ４を制御しているが、バルブ制御ユニット６がディスペンサでエアーによりバルブを制御するようにしても同等の効果を得られることは勿論である。
【００３６】
また、連続で塗布を行っている場合は常に新しいフラックス１が供給されるが、生産等の前後の工程の動作が何らかの理由で停止して、フラックス１の塗布が中断した場合でも、塗布面５１のフラックス１の濃度を一定に保つために、予め設定された時間を経過したとき、フラックス１の塗布が再開されるまで、一定間隔にてフラックス１を注出すると、塗布再開時から注出するフラックス１の濃度が所定の濃度であることを保証することができる。
【００３７】
また、塗布ブロック５にテフロン等の離型性層２２をコーティングするなどして、離型性処理を施すことにより、塗布面５１に注出されるフラックス１のテーパ面５２への濡れ性を低下させて注出したフラックス１がテーパ面５２にまで広がるのを確実に抑え、また過剰でテーパ面５２にはみ出してきたフラックス１を自然落下させよく、フラックスが広がり過ぎて電子部品７の本体部分を汚すようなことを防止することができる。
【００３８】
塗布ブロック５の進退手段としてのアクチュエータはモータ等を用いて、その位置データを制御することにより塗布位置を決定しても同等の効果を得ることができる。
【００３９】
【発明の効果】
請求項１の発明によれば、電子部品を回路基板に半田接合するのに、電子部品の半田接合を行うリードの先端部に対し、この先端部の軸線方向から塗布ブロックによりフラックスを高精度な対向および突き合わせの基に供給し、また、フラックスを閉経路となった供給系内にて取り扱って濃度を一定に保って、しかも塗布面に必要な微小量が表面張力による溜まり形状をなすように注出制御して供給するので、リードの先端部の全周に高精度に所定微量を塗布して、電子部品の本体部を汚すようなことなく安定した半田接合ができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の代表的な一実施の形態のフラックス塗布装置の概略構成図である。
【図２】図１の装置の塗布ブロックの進退駆動部を示す側面図である。
【図３】図１の装置の塗布ブロックの詳細とその比較例を示し、その（ａ）は図１の装置の塗布ブロックの側面図、その（ｂ）は平面図、その（ｃ）は比較例の側面図である。
【図４】図３の塗布ブロックによるフラックス塗布状態を示し、その（ａ）は図３の装置の塗布ブロックの側面図、その（ｂ）は平面図、その（ｃ）は比較例の側面図である。
【図５】従来のフラックス塗布装置の概略構成図である。
【符号の説明】
１  フラックス
２  シリンダ
３  チューブ
４  バルブ
５  塗布ブロック
５１  塗布面
５２  テーパ面
６  バルブ制御ユニット
７  電子部品
８  リード
８ａ  先端
１１  アクチュエータ
２１  ストッパ
２２  離型性層
Ｘ  軸線
【図１】
0003926430.tif 000002
【図２】
0003926430.tif 000003
【図３】
0003926430.tif 000004
【図４】
0003926430.tif 000005
【図５】
0003926430.tif 000006