JPH0243354B2

JPH0243354B2 -

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Publication number: JPH0243354B2
Application number: JP61193007A
Authority: JP
Priority date: 1985-10-10
Filing date: 1986-08-20
Publication date: 1990-09-28
Also published as: EP0218860A3; US4604966A; EP0218860A2; EP0218860B1; JPS6286893A; DE3685187D1

Description

【発明の詳細な説明】Ａ産業上の利用分野本発明は一般に印刷回路板にはんだペーストを
付着する装置、さらに具体的には連続動作で印刷
回路板にはんだペーストを付着する高速装置に関
する。

Ｂ従来技術印刷回路板（PCB）、もしくはいわゆる厚膜回
路を使用する初期の段階では、部品をピンで開孔
中に取付けていた。この方法は現在も使用されて
いる最も普通の方法である。この技術によれば、
板の適切な位置に穿孔して、種々の部品からのリ
ード線を受入れる様にしなければならない。そし
て、次にはんだを手によつて各開孔中に流込み、
部品を板上の他の回路と電気的に接続している。
この動作は高価で時間がかかり、製造される最終
的な製品のコストをかなり高くしている。

そこで、製造速度を上げるための他の技術が試
みられ、使用されている。これ等の技術のうち代
表的なものは「牽引浴（drag bath）」法である。
この方法に従えば板がはんだ浴の表面上に低速度
で牽引即ち引張られ、下の表面全体が流体のはん
だと接触する。そして、はんだ上を通過させた
後、板が除去される。牽引浴法を実行する代表的
な装置は米国特許第4090654号に開示されている。

同じ様な方法にウエーブはんだ付けがある。こ
の方法によれば、はんだによつて部品が取付けら
れる印刷回路板は、浴槽中の流体はんだを定常的
にかくはんする事によつて形成されるはんだの波
上を運ばれる。浴槽内にははんだの短波長のしか
し幅広い定常波が形成される。印刷回路板が波上
を通過する時に、波が板にはねかかり、板の下側
に線状に触れ、この線が下側全体を掃引する。こ
の方法の長所は比較的少量の熱が印刷回路板に伝
えられる点にある。この方法の利点は酸化しやす
い傾向がある流体はんだが定常かくはんによつて
より急速に酸化する点にある。

現在工業界で比較的普通に使われている装置
は、はんだのペーストを印刷回路板（PCB）に
スクリーニングする印刷装置である。これ等の装
置は一般にはまぐりの貝殻状設計構造をなしてい
る。すなわち、貝殻体がちようつがいを支点とし
て開閉する。そして、PCBを貝殻体の上半分の
下方に位置付け、装置を閉じる。次にゴムのワイ
パがはんだペーストの下に存在するステンシルを
横切つて滑行し、ペーストがステンシルを介して
PCB上に押出される。次に貝殻状の装置を開き、
PCBを取出して、このサイクルを繰返す。この
方法は最終目的を達成するという点では効果的で
あるが、動作が遅く不連続で時間がかかり、従つ
てコスト高になる。

他の工業界、即ち織物工業及び製紙工業界では
スクリーン印刷機械を使用して連続的に織物及び
ニツト製品、繊維ウエブ、紙、合成プラスチツク
箔、じゆうたん、ひざ掛け等の織物に印刷を行つ
ている。この様な機械に使用されるインク供給装
置の例は米国特許第4023487号に開示されている。
この特許の装置はその意図した織物の印刷には適
していると考えられるが、印刷回路板にはんだペ
ーストを塗布する様には設計されていず、又はん
だペーストは塗布出来ない。

貝殻状設計構造をなす機械の中で成功をおさめ
ている例は、米国ニユーヨーク州ビングハムトン
市のユニバーサル・インスツルメンツ社
（Universal Instruments Company of
Binghamton、New York）が販売している
DEKモデル200及び米国イリノイ州シカゴ市のア
ドバンスト・プロセス・サプライ社（Advanced
Process Supply Company of Chicago、
Illinois）が販売しているモデル番号アメリカ
ン・テンポ（American Tempo）2230がある。

Ｃ発明が解決しようとする問題点本発明の目的は複数のPCBにはんだペースト
を連続的に付着する装置を与える事にある。

Ｄ問題点を解決するための手段本発明の装置においては、はんだペーストを含
むドラムが作業ステーシヨン上に置かれる。この
ドラムはPCBが作業ステーシヨンを通過する時
にPCBの表面上にはんだペーストを放出する出
口スロツトを有する。はんだペーストをPCBに
付着するのに適したパターンをなすステンシルが
ドラムの外側の表面上に回転可能に出口スロツト
上に取付けられている。重力、機械の振動及び必
要ならば空気の圧力を使用して、出口スロツトに
隣接する弾性スキージ（圧搾）パツドの助けによ
つてはんだペーストをPCBの表面上に放出する。
駆動機構がPCBの作業ステーシヨンにおける並
進運動が作業ステーシヨンにおけるステンシルの
回転運動と直結する。

ステンシルがPCBと接する円筒面上に取付け
られている事によつて、本発明は従来の貝殻状設
計構造によつて達成されるよりも大きなオフ・コ
ンタクト（接触偏角の大きい）印刷を与える。即
ち従来の方法及び装置を使用した場合は、ステン
シルがPCBの表面から外される時に、はんだペ
ーストがPCBの表面から剥離するのが常である。
さらに本発明における一体素子である弾性スキー
ジ・パツドの角度を選択的に調節して、異なる粘
度のはんだペーストに適合させる事が出来る。

これによつて、異なる粘度のはんだペーストを
印刷回路板に適正に付着させることができるの
で、例えば、はんだの量が所望の量よりも少なく
供給されたため、回路素子の組み込みのときには
んだ付けが不十分となることを防止できる。

Ｅ実施例第１図及び第２図を参照するに、本発明に従う
連続はんだペースト印刷装置２０が示されてい
る。装置２０はその動作が容易に理解出来る様に
概略的に図示されている。しかしながら、実際の
装置２０の形状及び寸法は図示のものとかなり異
なつている事に注意されたい。

１対の離れたスプロケツト２２及び２４が、フ
レーム構造体３０上に支持された夫々軸２６及び
２８上に回転可能に取付けられている。連続ロー
ラ・チエーン３２がスプロケツト２２及び２４に
係合されていて、その間に上ループ３４及び下ル
ープ３６が延びている。下ループ３６はモータも
しくは他の適当な原動機４０によつて駆動される
駆動スプロケツト３８（第２図）と係合してい
る。

１対の滑車４２及び４４が夫々スプロケツト２
２及び２４と共に軸２６及び２８を共有してい
る。これ等の滑車はスプロケツトと同様に夫々の
軸に固定され、スプロケツトと一体に回転出来る
様になつている。精密連続チエーン・リンク・ベ
ルトが滑車４４及び４４によつて駆動される様に
係合されていて、ローラ・チエーンと同様滑車間
に延びている。

複数の駆動ピン４８がベルト４６上横方向及び
長手方向の離れた位置に固定されている。好まし
い構造では４本１組のこの様な駆動ピン４８が固
定具５０中の正確に位置決めされたはめ合い開孔
４９と係合している。固定具５０には第２図の５
２で示した様なくぼみを与えて、その上に印刷回
路板５４を正確に位置付ける事が出来る。この印
刷回路板の上の表面５６上にはんだペーストが付
着される。リンク・ベルト４６が矢印６０（第１
図）の方向に前進する時、オペレータは、固定具
５０及び印刷回路板５４の組合せを装置２０の導
入端６２でベルト４６上に置く。これによつて印
刷回路板はスプロケツト２２及び２４の間にある
作業ステーシヨン６４を通過出来る様になる。は
んだペースト５８を以下説明する様にして、上の
表面５６及び作業ステーシヨン６４に付着した
後、オペレータは固定具５０及び印刷回路板５４
の各組合せがはんだペースト印刷装置２０の取出
端６６に到達する前にこれを除去する。PCB５
４が作業ステーシヨン６４を通過する時のPCB
の水平方向の位置決めを確実にするために、任意
の適切な設計のプラツトホーム６８がフレーム構
造体３０と一体に与えられる。ベルト４６の上ル
ープがプラツトホーム６８の上の表面を横切つて
滑行し、ベルトが導入端６２と取出端６６の間で
中だるみになるのが防止されている。

特に第１図及び第２図から明らかな様に、軸７
０の両端がフレーム構造体３０に取付られ、作業
ステーシヨン６４のリンク・ベルト４６を横切つ
て延びている。軸７０の長手軸は軸２６及び２８
と平行である事が好ましい。円筒状のドラム即ち
容器７２は彎曲した外側面７４及び一体になつた
端壁７６（第３図）を有し、端壁７６は７８の個
所で軸７０が貫通して受入れられる様になつてい
て、適当な手段で軸７０にしつかりと固定されて
いる。外側面７４はドラム７２が作業ステーシヨ
ン６４に隣接して横方向に延びるスロツト８０が
形成されているという意味で連続していない。ス
ロツト８０の長手軸は軸７０と実質的に平行であ
る事が好ましい。

スプロケツト８２が第３図に示した様にドラム
７２の一端のフレーム構造体３０とドラム７２の
間で軸７０に枢支されている。スプロケツト８２
はフレーム構造体３０に対して突合せにされ、端
壁７６とも接している事が好ましい。スプロケツ
ト８２はチエーン３２と係合し、チエーンが前進
すると回転する様になつている。

適当な厚さ及び材料のステンシル（スクリー
ン）板８４がドラム７２のまわりに巻れていて、
その両端が１対のカラー部材８６によつてドラム
７２に固定されている。ステンシル板８４として
好ましい材料は、PCB５４の上の表面５６に与
える事が望まれている形のパターンがエツチング
されているベリリウム銅である。ステンシル板の
典型的な厚さは0.0127cmである。第４図に最も良
く示されている様に、カラー部材８６は２つの部
分から構成されていて、各半分はドラム７２上に
位置付けた時にステンシル板８４の外側の表面と
同じ曲率を有する様になつている。カラー部材の
各半分はこれと一体をなし、半径方向に内側に延
びる合くぎ８８を有し、ステンシル板８４中の配
偶くぼみ９０中に延びている。ねじ９２（第３
図）の様な適当なフアスナーがスプロケツト８２
のフランジ９４を通つてカラー部材８６と係合
し、カラー部材をスプロケツト８２にしつかりと
取付け、又ステンシル板８４をスプロケツト８２
に固定している。しかしながら、ステンシル板８
４はドラム７２の外側の表面７４上では滑行出来
る。

スキージ刃もしくは板９６が溶接等によつて軸
７０に固定され、軸７０からスロツト８０に向つ
て下方に延びている。彎曲内壁部材９８はスキー
ジ刃９６の一側のスロツト８０から離れた個所に
刃に沿つて溶接等で固定されている。内壁部材９
８はドラム７２の長さを延び、端壁７６に溶接等
によつて固定され、ドラムと同心になつている。
特に第２図及び第４図から明らかな様に、ドラム
７２及び内壁部材９８がスロツト８０に導く通路
１００を画定する。はんだペースト５８は適切な
手段で通路１００中に導入出来る。第５図に示し
た様に、適切な注入器１０２がカートリツジ１０
４からドラム７２の端壁７６に開けた適当な開孔
１０８に挿入されたノズル１０６を通してはんだ
ペーストを注入する。この様な注入は必要に応じ
て定期的に行われる。

通路１００内のはんだペースト５８に面するス
キージ刃９６の表面の下の部分には１１０（第６
図）で示した様に切込みが与えられ、その中に弾
性スキージ・パツド１１１が与えられている。パ
ツド１１１はシリコン・ゴムの様な適当な材料よ
り成り、適当な接着剤によつて固定される。スキ
ージ刃９８の下端１１２はスロツト８０に向かつ
て延びているが、スキージ・パツド１１１の下端
１１４は下端１１２をおそらく約７×10^-3cm越
え、さらにドラム７２の外表面７４をもわずかに
越えて延びている。

重力及び装置２０の動作によつて発生した振動
によつて、はんだペースト５８は通路１００を下
つてスロツト８０を通る。はんだペーストはスキ
ージ刃９６、特にスキージ・パツド１１１の外側
の表面上に突当る。スキージ・パツド１１１はは
んだペーストがドラム７２とステンシル板８４間
に入込むのを防止するシールとしての働きをな
す。従つてはんだペーストは開孔８０を介して押
出され、さらにステンシル板８４中の開孔１１６
を通して押出される（第６図及び第７図参照）。
この様にしてはんだペースト５８は印刷回路板５
４の上の表面５６上に付着される。この様にして
付着されたはんだペーストは、ステンシル板８４
の形状のパターンをなす。

再び第３図を参照するに、軸７０には圧搾空気
源１２０に接続した軸方向の中ぐり穴１１８が与
えられている。中ぐり穴１１８は半径方向に向う
ノズル１２２で終り、圧縮した空気がドラム７２
の内部に向う。重力及び装置の振動を空気の圧力
で補い、はんだペーストがスロツト８０を通つて
下方に流れやすくする事が望ましい。

軸７０はフレーム構造体３０の部材間に取付け
られている事は前に説明した。軸７０はフレーム
構造体３０上に固定されていず、限られた角度だ
け回転出来る様になつている。アーク板１２４が
キー１２６によつて軸７０に固定されている。軸
７０から距離を置いて、一組のねじ１２８がアー
ク板１２４を通して延び、フレーム構造体３０中
に形成した孤状の溝１３０と選択的に係合してい
る（第８図）。

本発明の一つの特徴は、はんだペースト５８が
PCB５４の上の表面５６に付着される時に、ス
テンシル板８４が円筒形をなしているために、ス
テンシル板８４がゆるやかに取除かれる点にあ
る。本発明は円筒対平面設計のために接触偏角
（第２図←→印）の大きな印刷を与えるという事が
出来る。接触偏角が最小の場合は、スキージ刃が
上の表面５６に対して垂直に置かれた時である
が、接触偏角は第４図に示した様にスキージ刃の
平面が傾いて垂直面と鋭角をなす時に増大する。
第６図に示したスキージ刃の位置は高粘性のはん
だペーストを付着する時に適し、破線で示した垂
直位置は低粘性のはんだペーストを使用する時に
使用される。

動作について説明すると、オペレータは固定具
５０のくぼみ５２の枠内にPCB５４を置く。次
にオペレータはこの組合せ体をリンク・ベルト４
６上に置き、固定具５０上の開孔４９を駆動ピン
４８と一致させる。この動作は装置２０の導入端
６２で行われ、この様にして装置を連続的に動作
させたままで、一連の固定具及びPCBの組合せ
体をリンク・ベルト４６上に搭載する。これと同
時に、もはや必要でなくなつたパターンを有する
前のPCB５４を除去した後に適切なステンシル
板８４をドラム７２上に取付ける。各PCB５４
が作業ステーシヨン６４のスロツト８０と整置す
る時、はんだペースト５８が上の表面５６上にス
テンシル板８４上に形成したパターンに従つて付
着される。スプロケツト８２があるために、ステ
ンシル板８４はPCB５４と対応して移動する。
ステンシル板８４の一部がスロツト８０の部分の
通過を完了すると、ドラム７２の表面７４に相対
的なステンシル板８４の回転によつて、ステンシ
ル板は付着したばかりのはんだペーストを引張る
事なく上の表面５６から上方に去る。PCBが完
全に作業ステーシヨン６４を通過して取出端６６
に近づくと、オペレータは固定具５０をその上の
PCB５４と共に除去し、PCBを次の処理のため
に他の場所に移す。

Ｆ発明の効果以上のように、本発明によれば、ステンシル手
段が印刷回路版と接する円筒面上に取りつけられ
ることにより、連続的に大きなオフ・コンタクト
（接触偏角の大きい）印刷をすることができると
ともに、はんだペーストを印刷回路版に放出する
スキージ刃を、はんだペーストの粘性の高低に応
じて選択的に適正な位置まで移動させることによ
つて複数のPCBに異なる粘度のはんだペースト
を適正に付着させることができる装置が与えられ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の連続的はんだペースト印刷装
置の透視図である。第２図は第１図の線２−２に
沿つて見た断面図である。第３図は第２図の線３
−３に沿つて見た、装置の部品の詳細を示す断面
図である。第４図は第３図の線４−４に沿つてみ
た断面図である。第５図は装置の部品の詳細を示
す側立面図である。第６図は第３図の線６−６に
沿つて見た詳細な断面図である。第７図は、ドラ
ムの構造を示す斜視図である。第８図は第３図に
示した部品の側立面図である。２０……はんだペースト印刷装置、２２，２４
……スプロケツト、２６，２８……軸、３０……
フレーム構造体、３２……ローラ・チエーン、３
４，３６……上、下ループ、３８……スプロケツ
ト、４０……原動機、４２，４４……滑車、４６
……チエーン・リンク・ベルト、４８……駆動ピ
ン、５０……固定具、５２……くぼみ、５４……
PCB、５６……はんだペースト、６２……PCB
の導入端、６４……作業ステーシヨン、６６……
取出端、６８……スプロケツト、７０……軸、７
２……ドラム、７４……外側の表面、７６……端
壁、８０……スプロケツト、８２……スプロケツ
ト、８４……ステンシル板、８６……カラー部
材、８８……合くぎ、９０……くぼみ、９２……
ねじ、９４……フランジ、９６……スキージ刃、
９８……内壁部材、１００……通路。

Claims

【特許請求の範囲】１ (a) はんだペーストを含み、作業ステーシヨ
ンの上に位置付けられ、はんだペーストを受入
れる導入口及び作業ステーシヨンにはんだペー
ストを放出する排出口及び上記導入口を上記排
出口につなぐ通路を有する容器と、 (b) 上記容器と同心の水平軸を備え、当該水平軸
を介して上記容器を上記作業ステーシヨンの上
に取付ける支持手段と、 (c) 印刷回路板を上記作業ステーシヨンを通して
前進させ、上記容器からのはんだペーストを上
記印刷回路板上に供与出来る様にする駆動手段
と、 (d) 上記排出口と重なつて上記容器上に取付けら
れ、上記印刷回路板の移動と時間的に協調して
上記印刷回路板と相対的に移動可能であり、上
記印刷回路板に供与されるはんだペーストの所
定のパターンが画定されたステンシル手段と、 (e) 上記水平軸と一体をなし、上記通路の境界を
画定し、印刷回路板が前進して来る方向に向い
た前面及び上記排出口に向かつて延びる下端、
及び上記前面の下方領域上に固定され、上記下
端を越えて延び出た弾性パツドを有し、上記印
刷回路板の移動方向における垂直面と当該垂直
面と鋭角を形成する傾斜面との間の範囲内で上
記水平軸の周りを選択的に移動可能とした剛体
のスキージ刃とを有する連続はんだペースト印
刷装置。