JPH02112873A - 自動半田付け方法及び装置 - Google Patents

自動半田付け方法及び装置

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JPH02112873A
JPH02112873A JP63265656A JP26565688A JPH02112873A JP H02112873 A JPH02112873 A JP H02112873A JP 63265656 A JP63265656 A JP 63265656A JP 26565688 A JP26565688 A JP 26565688A JP H02112873 A JPH02112873 A JP H02112873A
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soldering
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K3/00Tools, devices or special appurtenances for soldering, e.g. brazing, or unsoldering, not specially adapted for particular methods
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/30Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistors
    • H05K3/32Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistors electrically connecting electric components or wires to printed circuits
    • H05K3/34Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistors electrically connecting electric components or wires to printed circuits by soldering
    • H05K3/3465Application of solder
    • H05K3/3468Application of molten solder, e.g. dip soldering

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  • Electric Connection Of Electric Components To Printed Circuits (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、自動半田付は方法及び装置に係り特に毎分約
3m以上の高速で基板を搬送しながら、半田付は性能を
従来より低下させることな〈従来の2乃至3倍の高速度
で自動半田付けを行うことができるようにした極めて生
産性の高い画期的な自動半田付は方法及び装置に関する
従来技術 従来の自動半田付は方法及び装置は、基板の搬送方向と
直角方向に開口したノズルから溶融半田を噴出して半田
付けするものが実用に供されていた。しかし該半田付は
方法及び装置による半田付けでは、第6図及び第7図を
参照して、溶融半田1と基板2の下面2aが離れる時、
即ち半田切れの際、溶融半田1は、基板2の幅方向の端
部2bから次第に幅方向中央部2cに向かって分離して
行き、最後に幅方向中央部2cにおいて分離が完了する
ので、該中央部2cにブリッジ、ツララ及びボタツキが
発生し易く、これを完全に防止するのは困難であった。
このような半田付は不良箇所3は、自動半田付は終了後
検査により不良箇所3を発見して手作業で修正するしか
なく、検査、修正に多くの工数を要し、作業能率を低下
させるばかりでなく、製品の品質が低下する欠点があっ
た。
また、作業能率を向上させるために基板2の搬送速度を
増大させると、フラクサによるフラックス塗布、プレヒ
ータによる予備加熱及び噴流半田による半田付けに要す
る時間が確保できず、半田付は性能が低下したり、半田
付けそのものが全くできず、基板2の搬送速度を増大さ
せて作業能率を向上させることができない欠点があった
また、他の方法として、半田槽を基板2の搬送方向に対
して傾けて配設する方法が特公昭59−156568に
開示されているが、該方法も単に半田槽を傾けて配設し
ただけであって、基板の搬送速度を増大させて生産性を
大幅に向上させることはできず、この点で改良の余地が
あった。
目  的 本発明は、上記した従来技術の欠点を除くためになされ
たものであって、その目的とするところは、基板の要半
田付は箇所を下にして毎分約3m以上の高速度で基板を
搬送する基板搬送装置と、該基板の搬送方向に対して略
45″の角度で配設したフラクサと、高速度で搬送する
基板下面を所定の温度上昇曲線以下のゆるやかな加熱に
より予備加熱温度まで加熱するに十分な長さを持つプレ
ヒータと、基板の搬送方向に対して略45″の角度で溶
融半田を噴出するノズルを配設した半田槽とを備え、上
記高速度で搬送される基板の下面を十分に加熱し、かつ
該基板とノズルから噴出する溶融半田との間に相対的に
基板の搬送方向と略直角方向の流れを生じさせながら半
田付けすることにより、従来の半田付は速度(即ち基板
の搬送速度)の2倍乃至3倍(毎分3m乃至4.5 m
)の高速度で半田付けを行い、作業能率を大幅に向上さ
せることである。また他の目的は、溶融半田の半田切れ
の際、基板の中央部に該溶融半田が集中するのを防止し
てブリフジ、ツララ及びボタツキのない良好な半田付は
性能を得ることである。
更に他の目的は、噴出する溶融半田の波頭に平坦部を形
成することにより、高速度で搬送される基板の要半田付
は箇所に良好な半田付は性能を確保するに必要な時間溶
融半田を接触させ、高速度でかつ良好な半田付けを行う
ことができるようにすることである。
構成 要するに本発明方法(請求項1)は、毎分約3m以上の
高速度で基板を搬送し、かつ前記基板の搬送方向に対し
て略456傾けてフラクサ及び噴流式半田槽を配設する
ことにより前記基板の要半田付は箇所と接触する実質的
なフラックス塗布時間及び溶融半田の接触時間を増大さ
せ前記高速度で搬送される基板に対する処理時間を確保
すると共に、十分長いプレヒータで前記高速度で搬送さ
れる基板の下面の温度を予備加熱温度まで所定の温度上
昇曲線以下でゆるやかに加熱することにより高速度で半
田付けすることを特徴とするものである。
また本発明装置(請求項3)は、基板の要半田付は箇所
を下面にして毎分約3m以上の高速度で搬送する基板搬
送装置と、前記基板の搬送方向に対して略456傾けて
配設したフラクサ及び噴流式半田槽と、前記フラクサと
噴流式半田槽との間に前記高速度で搬送される基板の下
面を所定の温度上昇曲線以下の加熱により予備加熱温度
まで加熱するに十分な長さを持ったプレヒータを備えた
ことを特徴とするものである。
以下本発明を図面に示す実施例に基いて説明する。第1
図及び第2図を参照して、本発明に係る自動半田付は装
置4は、基板搬送装置5と、フラクサ6と、プレヒータ
9と、半田槽10とを備えている。
基板搬送装置5は、基板2を保持しながら矢印A方向に
従来の2乃至3倍の速度、即ち毎分約3m以上の高速度
で該基板を搬送するもので、2組のチェーンコンベア1
1が平行に配設されている。
チェーンコンベア11は、モータ12とベルト13を介
して連結されていて、モータ12の回転に伴ない軸14
を中心に回転するスプロケット(図示せず)により駆動
されて移動するようになっている。
フラクサ6は、搬送する基板2の下方に配設されて基板
2の要半田付は箇所2dを半田が付着し昌いように前処
理(フラックス塗布)するものであり、基板2の搬送方
向(矢印A方向)に対して略45″の角度で配設されて
いる。
特に本発明の自動半田付は装置4においては、高速度で
搬送される基板2の前処理を十分に行えるように、2本
のフラクサの開口部6aが平行に備えられている。
エアカーテン8は、ノズル8aから圧縮空気を噴出させ
、フラクサ6とプレヒータ9とを分離させるもので、ノ
ズル8aは基板2の搬送方向に対して略45°傾けて配
設されている。
プレヒータ9は、基板2の下面2aを所定の温度にまで
加熱するもので、本発明の自動半田付は装置4の場合、
基板2が高速度で搬送されるので、通常のものの2乃至
3倍の長さ、具体的には約2mの長さにわたって配設さ
れており、基板2の搬送方向のプレヒータ9の前端部9
aにおいて、そのヒータの長さが次第に長く、また後端
部9bにおいて、次第に短くなるよう構成することで、
エアカーテン8及び半田槽10の1次半田槽16と略平
行の位置から加熱が開始され、また終了するようになっ
ている。
半田槽10は、1次半田槽16と2次半田槽18とから
なり、両半田槽16.18には図示しないヒータで溶解
された溶融半田1が貯えられ、モータ19、ベルト20
で駆動されるインペラ(図示せず)によって各々のノズ
ル21及び22より溶融半田1を噴出するようになって
いる。1次半田槽16及び2次半田槽18のノズル21
及び22は基板2の搬送方向に対して略45″傾いて配
設され、また2次半田槽18のノズル22の上部には溶
融半田1の案内板23が配設されていて、ノズル22か
ら噴出した溶融半田1の波頭1aが平坦部24を形成す
るようになっている。
また、自動半田付は装置4には公知の基板冷却用ファン
25、排気ダクト26が所定の位置に配設されている。
そして本発明に係る方法(請求項1)は、毎分約3m以
上の高速度で基板2を搬送し、かつ基板2の搬送方向(
矢印A方向)に対して略45°傾けてフラクサ6及び噴
流式半田槽10を配設することにより、基板2の要半田
付は箇所2dと接触する実質的なフラックス塗布時間及
び溶融半田lの接触時間を増大させ、高速度で搬送され
る基板2に対する処理時間を確保すると共に、十分長い
プレヒータ9で高速度で搬送される基板2の下面2aの
温度を予備加熱温度まで所定の温度上昇曲線以下でゆる
やかに加熱することにより、高速度で半田付けする方法
である。
作用 本発明は、上記のように構成されており、以下その作用
について説明する。第1図及び第2図において、半田槽
16.18内の半田がヒータ(図示せず)に通電するこ
とで加熱され溶融する。ここでモータ19の電源が投入
されて該モータが回転すると、ベルト20を介してイン
ペラ(図示せず)が回転駆動され、1次半田槽16及び
2次半田槽18内の溶融半田lは、ノズル21.22よ
り上方に噴出する。そしてノズル22から噴出した溶融
半田1は案内板23に案内されて左右に流れるので、そ
の波頭1aには平坦部24が形成される。
一方、モータ12によりチェーンコンベア11が駆動さ
れると、基板2は端部2bをチェーンコンベア11によ
り保持されながら矢印入方向に毎分3m乃至4.5mの
高速度で移動してフラクサ6の位置に達する。フラクサ
6は基板2の搬送方向に対して略45″傾けて配設され
ているので、公知の基板2の搬送方向に直角に配設され
たフラクサより同−矩形幅の開口部6aを持つフラクサ
6を用いても、約1.4倍(ρ−倍)の開口部6aを持
つフラクサ6と実質的に等しく、効率のよいフラックス
塗布を行うことができる。また、本発明の自動半田付は
装置1においては、従来の基板の搬送速度、即ち毎分1
.5mの2乃至3倍、即ち毎分3m乃至4.5mもの高
速度で半田付けを行うため、フランクスを塗布する開口
部6aを2本手行に配設しであるので、基板2のフラッ
クス塗布処理を十分に行うことができる。
フラクサ6で処理された基板2は、エアカーテン8上を
通過し、プレヒータ9の上方を搬送されつつ、基板2の
下面2aが約110 ”まで加熱されるが、急速に加熱
すると基板下面2aのみが高温となり、その他の部分が
低温のまま残され、基板20反りが発生し、半田付は性
能の低下や極端な場合にはヒートショックによる基板2
のパターン切断、又は基板2の破損が発生するので、こ
のような障害の発生しない所定の温度上昇曲線よりゆる
やかな加熱を行い、かつ半田槽10に達する時には基板
下面2aが約110 °となるよう十分長いプレヒータ
9上を基板2は通過して行く。特に本発明の自動半田付
は装置4では従来の搬送速度の2乃至3倍の高速度で基
板2が搬送されるので、プレヒータ9の長さは約2m以
上となっている。
また、プレヒータ9の前端部9aは、基板2の搬送方向
に対して略45″に(エアカーテン8と平行に)形成さ
れ、基板2の加熱開始位置がエアカーテン8を通過後等
しい距離とされている。そして長いプレヒータ9上を搬
送されながらゆるやかに加熱され、下面2aの温度が約
110 °Cとなった基板2は半田槽10に至り、ノズ
ル21.22から噴出する溶融半田1により半田付けさ
れる。
良好な半田付は性能を保持するためには、基板2の要半
田付は箇所2dと溶融半田1との接触時間が約3秒間と
するのが最も良い結果となることが多くの実験より確め
られているので、従来の2乃至3倍の高速度で搬送され
る基板2に対しても約3秒間の接触時間を保ために、半
田槽IOは搬送方向に対し略45°傾けて配設し、前述
したフラクサ6と同様約1.4倍の接触長さを得ると共
に2本のノズルと21.22を平行に配設し、かつノズ
ル22の噴流の波頭1aには平坦部24を形成させて基
板2との接触時間の3秒間を確保している。
また半田槽10を基板2の搬送方向に対して略456傾
けて配設したことの他の効果は、第3図から第5図をも
参照して、ノズル21.22から噴出する溶融半田1の
流れは、基板2に対して相対的に搬送方向(矢印A方向
)と略直角方向(矢印B方向)の配分の流れを生じなが
ら半田付けすることになる。このときの半田切れの状態
は、第5図において矢印B方向の溶融半田1の流れが生
じているので、半田切れは基板2の左端から始まり、次
第に右方向に進行して基板2の右端で終了する。このこ
とにより半田切れの際、溶融半田1が基板2の1点に集
中することがなくなり、ブリッジ、ツララ及びボタツキ
等の半田付は不良の発生も防止できる。
また、プレヒータ9の後端部9bは半田槽10と略平行
に基板2の搬送方向に対し略45°となるように形成さ
れ加熱が終了してから半田槽10に達するまでの時間が
基板2の各部分で等しくなっているので、基板2の全面
にわたって全く同じ条件で(基板2の各部分での温度の
バラツキがなく)半田付けを行い、半田性能の均一化を
図ることができる。
効果 本発明は、上記のように基板の要半田付は箇所を下にし
て毎分約3m以上の高速度で基板を搬送する基板搬送装
置と、該基板の搬送方向に対して略45°傾けて配設し
たフラクサと、高速度で搬送される基板下面を所定の温
度上昇曲線以下の加熱により予備加熱温度まで加熱する
に十分な長さを持つプレヒータと、基板の搬送方向に対
して略45°の角度で溶融半田を噴出するノズルを配設
した半田槽を備え、高速度で搬送する基板の下面を十分
に加熱し、かつ基板と溶融半田との間に相対的に基板の
搬送方向と略直角方向の流れを生じさせながら半田付け
するようにしたので、毎分3m乃至4.5m、即ち従来
の2乃至3倍の高速度で基板を搬送して半田付けでき、
大幅に生産性を向上させることができる効果がある。ま
た、半田切れの際基板の中央部に溶融半田が集中するの
を防止し得、ブリッジ、ツララ及びボタツキ等の発生の
ない良好な半田付けを行うことができる効果がある。更
にはノズルから噴出する溶融半田の波頭に平坦部を形成
したので、高速度で搬送される基板と該溶融半田の波頭
との接触時間を十分確保し、高速度でかつ半田付は性能
の良好な半田付けを行い得る効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図から第5図は本発明に係り、第1図は自動半田付
は装置の全体を示す平面図、第2図は自動半田付は装置
の全体を示す正面図、第3図は半田槽のノズルと基板の
搬送状態を説明する要部斜視図、第4図は基板に対する
溶融半田の流れの状態を説明する要部平面図、第5図は
半田付は状態における要半田付は箇所と溶融半田の流れ
の状態を示す概略図、第6図及び第7図は従来例に係り
、第6図は基板下面中央部にブリッジが生じた状態を示
す平面図、第7図は基板下面中央部にブリッジが生じる
ような溶融半田の流れの状態を示す概略図である。 1aは噴流の波頭、2は基板、2aは下面、2dは要半
田付は箇所、4は自動半田付は装置、5は基板搬送装置
、6はフラクサ、6aはノズル、9はプレヒータ、10
は噴流式半田槽、21は1次半田槽のノズル、22は2
次半田槽のノズル、24は噴流の平坦部である。 第 図 \ \ 第 図 第 図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 毎分約3m以上の高速度で基板を搬送し、かつ前記
    基板の搬送方向に対して略45゜傾けてフラクサ及び噴
    流式半田槽を配設することにより前記基板の要半田付け
    箇所と接触する実質的なフラックス塗布時間及び溶融半
    田の接触時間を増大させ前記高速度で搬送される基板に
    対する処理時間を確保すると共に、十分長いプレヒータ
    で前記高速度で搬送する基板の下面の温度を予備加熱温
    度まで所定の温度上昇曲線以下でゆるやかに加熱するこ
    とにより高速度で半田付けすることを特徴とする自動半
    田付け方法。 2 前記基板の搬送速度は、毎分3m乃至4.5mであ
    ることを特徴とする特許請求の範囲第1項に記載の自動
    半田付け方法。 3 基板の要半田付け箇所を下面にして毎分約3m以上
    の高速度で搬送する基板搬送装置と、前記基板の搬送方
    向に対して略45゜傾けて配設したフラクサ及び噴流式
    半田槽と、前記フラクサと噴流式半田槽との間に前記高
    速度で搬送される基板の下面を所定の温度上昇曲線以下
    の加熱により予備加熱温度まで加熱するに十分な長さを
    持ったプレヒータとを備えたことを特徴とする自動半田
    付け装置。 4 前記噴流式半田槽の噴流の波頭は、平坦部が形成さ
    れるようにしたことを特徴とする特許請求の範囲第3項
    に記載の自動半田付け装置。 5 前記フラクサ及び噴流式半田槽は、各々2本のノズ
    ルを近接して平行に配設したことを特徴とする特許請求
    の範囲第3項に記載の自動半田付け装置。
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5132616U (ja) * 1974-09-02 1976-03-10
JPS5439228A (en) * 1977-09-02 1979-03-26 Hitachi Ltd Evaporation type combustion device
JPS58162095A (ja) * 1982-03-19 1983-09-26 松下電器産業株式会社 電子部品の半田付方法

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