JPH035909B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、自動半田付け方法及び装置に係り、
特に基板の搬送方向に対して水平面内で傾けて噴
流式半田槽を配設し、かつ該基板を搬送方向と直
交する方向に傾けて搬送することにより、該基板
下面と溶融半田を噴出するノズル上面との距離を
略等しくして、要半田付け部と溶融半田との接触
条件を基板全長にわたつて同じ条件とし、良好な
半田付け性能の半田付けを行えるようにした自動
半田付け方法及び装置に関する。

従来の技術 従来の自動半田付け方法及び装置としては、第
８図及び第９図において、電子部品が搭載された
基板１の搬送方向と直角方向に細長く略矩形状に
開口したノズル２から溶融半田圧送装置の作用で
噴出する溶融半田３により半田付けを行うものが
実用に供されていた。

しかし該半田付け方法及び装置による半田付け
では、第８図及び第９図を参照して、基板の下面
１ｃとノズル２より噴出する溶融半田３が離れる
とき、即ち半田切れの際第９図に示す如く溶融半
田３は、基板１の幅方向の端部１ａから、次第に
中央部１ｂに向かつて分離して行き、最後に中央
部１ｂにおいて分離するので、幅方向の中央部１
ｂにおいて、ブリツジ、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つ
た。このような半田付け不良箇所５は、自動半田
付け終了後、検査により該不良箇所を発見して半
田ごてを用いた手作業で修正するしかなく、該検
査及び修正に多くの工数を要し、作業能率を低下
させる欠点があつた。また該半田付け不良箇所５
の発見ミス及び修正の不完全等により製品の品質
を低下させる欠点があつた。

該半田付け不良の発生原因を詳しく説明する
と、基板１は端部１ａを保持されて搬送される
が、基板１の自重及び基板１に搭載した電子部品
の自重によつて下に凸に反る傾向があるが、更に
半田付けに先立つてプレヒータ（図示せず）によ
り基板１の下面１ｃを予熱し、また半田付け時は
溶融半田３が基板１の下面１ｃに接触し、下面１
ｃのみが加熱されて熱膨脹するので、該反りはよ
り加速されて基板１の中央部１ｂが最も低くな
る。上述した主原因により、半田切れの際は、基
板１の中央部１ｂにおいて最後に半田切れが行わ
れる。

一方第８図に示す如く、基板１の下面１ｃには
多数の要半田付け箇所４が配列されており、基板
１の幅方向の各要半田付け箇所４の間の隙間６は
回路の実装密接の増大に伴なつて非常に小さくな
つて来ている。最も小さな隙間６においては0.2
mm程度のものも少なくない。このため、半田切れ
の際、１箇所に溶融半田３が集中するとブリツジ
等の不良が発生する。特に基板１の中央部１ｂの
両側に狭い隙間６を持つ２つの要半田付け箇所４
が配列された場合には、該２つの要半田付け箇所
４を溶融半田３で同時に半田付けしてしまうブリ
ツジが発生し易い。また基板１の中央部１ｂに１
つの要半田付け箇所４が配設された場合には、該
要半田付け箇所４に溶融半田３が集中する結果、
ツララやボタツキが発生することになる。

上記した欠点を解決するために、特公昭59−
997及び特開昭59−156568には、ノズル２を基板
１の搬送方向（矢印Ａ方向）に対して水平面内で
傾けて配設したことを特徴とした半田付け方法、
特に該方法においては基板１を溶融半田３の噴出
する平面に対して移動する側が開くように傾斜す
るのが有効であることが開示されているが、該従
来例は、単にノズル２を基板１の搬送方向に対し
て水平面内で傾けて配設しただけであつて、半田
切れを基板１の端部１ａで行わせることにより半
田付け不良箇所５の減少に関して多少の効果は得
られるが、上記した如く、基板１は搬送するに従
い、次第に上昇するので、水平面内で溶融半田３
を噴出するノズル２との距離は搬送方向下流側に
行くにつれて次第に大きくなる。即ち基板１の搬
送に伴ない溶融半田３と基板の下面１ｃとの接触
している時間が次第に短かくなるので、基板１の
搬送方向左右側において半田付け条件が異なり、
理想的な溶融半田３との接触時間である約３秒の
条件が満たされなくなつて半田付け性能にバラツ
キが生じてしまい改良の余地があつた。また、要
半田付け箇所４の配列によつては基板１の搬送方
向とノズル２との傾き角を更に大きくすることが
半田付け不良箇所５の防止に有効であつても、該
角度を大きくすると溶融半田３が基板１の下面１
ｃに接触しなくなつてしまうので、大きくするこ
とができない欠点があつた。

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つて、その目的とするところ
は、溶融半田を噴出するノズルを基板の搬送方向
に対して水平面内で傾けて配設し、該ノズルの上
面と基板の下面との距離が、該ノズルの長手方向
全長にわたつて略等しくなるように該基板を傾け
て搬送することによつて、半田切れを基板の端部
において行わせてツララ、ボタツキ等の半田付け
不良箇所の発生を防止し、しかも基板の全面にわ
たつて同一の半田付け条件で半田付けできるよう
にすることであり、またこれによつてバラツキの
ない半田付け性能を得ることである。また他の目
的は、要半田付け箇所の配列に最も適したノズル
角度で半田付けできうようにすることで、どのよ
うな配列の基板にも対応できるようにして半田付
け不良箇所の発生を防止することである。更に他
の目的は、基板の搬送方向に対する水平面内での
ノズルの角度変更に連動して該基板の該搬送方向
と直交する方向に傾けることにより、常にノズル
の長手方向全長にわたつて基板下面との距離を一
定とし、安定した半田付け性能を得ることであ
り、また容易にノズル角度を変更できるようにす
ることである。また他の目的は、半田付け不良箇
所の発生を防止し、手作業による修正作業を不要
として作業能率を向上させることである。

構 成 要するに本発明方法（請求項１）は、基板を搬
送するに従い、該基板の水平方向位置が次第に上
昇するようにした自動半田付け方法において、溶
融半田を噴出するノズルを前記基板の搬送方向に
対して水平面内で傾けて配設し、前記ノズルの上
面と前記基板の下面との距離が該ノズルの長手方
向全長にわたつて略等しくなるように、前記基板
を前記ノズルと搬送される該基板との接触点の搬
送方向下流になる側が低くなるように傾けて搬送
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２）は、基板を搬送す
るに従い、該基板の水平方向位置が次第に上昇す
るようにした基板搬送装置と、前記基板の搬送方
向に対して水平面内で傾けて配設され溶融半田を
噴出する噴流式半田槽と、前記基板搬送装置の前
記基板搬送方向と直交する方向の前記基板の傾き
角度を変更する基板角度調節装置とを備え、前記
基板搬送装置により搬送される前記基板の下面
と、前記噴流式半田槽の前記ノズルの上面との距
離が、該ノズルの長手方向の全長にわたつて略等
しくなるように調節可能に構成したことを特徴と
するものである。

また本発明装置（請求項３）は、基板を搬送す
るに従い、該基板の水平方向位置が次第に上昇す
るようにした自動半田付け方法において、該基板
の搬送方向に対する前記ノズルの角度を変更する
ノズル角度変更装置を配設した噴流式半田槽と、
前記基板搬送方向と直交する方向の前記基板の傾
き角度を変更する基板角度調節装置とを備え、前
記ノズル角度変更装置と前記基板角度調節装置と
を連動作用させることにより、前記基板搬送方向
に対する水平面内での前記ノズルの角度を変更し
ても、常に基板の下面と前記ノズルの上面との距
離が、該ノズルの長手方向の全長にわたつて略等
しくなるように調節可能に構成したことを特徴と
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図から第４図において、自動半田付け装
置８は、基板搬送装置９と、半田槽１０と、基板
角度調節装置１１とを備えている。

第１図及び第２図を参照して基板搬送装置９
は、基板１の端部１ａを保持しながら矢印Ａ方向
に搬送するものであつて、２組のチエーンコンベ
ア１２が平行に配設されている。チエーンコンベ
ア１２は、モータ１３の軸１４に固着したプーリ
１５とベルト１６を介して連結されており、モー
タ１３の回転を運動伝達機構１８を介して軸１９
を中心に回転するチエーンガイド車２０に伝え、
チエーンコンベア１２を移動させるようになつて
いる。

またチエーンコンベア１２は、基板１の搬送方
向（矢印Ａ方向）に向かつて水平線に対して上昇
するように角度αをもつて配設され、該角度αは
ハンドル（図示せず）で可変に構成されている。

半田槽１０は、１次半田槽２１と２次半田槽２
２とから構成されており、両半田槽２１，２２に
は図示しないヒータで溶解した溶融半田３を貯
え、モータ２３、ベルト２４が駆動されるインペ
ラ（図示せず）によつて各々のノズル２５及び２
６より溶融半田３を噴出するようになつている。
また半田槽１０は、ノズル角度変更装置２７を持
ち、以下のように構成してある 即ち、基台２８に配設した回転台２９上に半田
槽１０が固着してあるので、ハンドル３０を手動
操作すると、該回転運動方向をベベルギヤ３１の
作用により90°変換して軸３２に伝達して回転台
２９即ち半田槽１０を水平面内でゆつくりと回動
させることができるようになつている。

基板角度調節装置１１は、第３図及び第４図も
参照して１組のチエーンコンベア１２の基板搬送
方向（矢印Ａ方向）と直交する方向の傾き角度γ
を変更するためのものであつて、基板１の搬入側
及び搬出側の２箇所に配設した傾斜台３３によつ
て支持された支持台３４上にチエーンコンベア１
２を配設してある。

傾斜台３３は、自動半田付け装置８の基台３５
に固着したヒンジ３６を回動中心として回動可能
になつており、ハンドル３８を手動で回わすと該
運動はウオームギヤ３９を介して軸４０に伝達さ
れ、軸４０には、カム４１が固着されていて、矢
印Ｂ，B′方向に回動し、ガイドローラ４２を介
して傾斜台３３をヒンジ３６を中心として矢印
Ｃ，C′方向に移動させるようになつている。

また、自動半田付け装置８においては、公知の
フラクサ４３、プレヒータ４４、基板の冷却用フ
アン４５、排気ダクト４６が所定の位置に配設し
てある。

そして本発明に係る方法（請求項１）は、基板
１を搬送するに従い、基板１の水平方向位置が次
第に上昇するようにした自動半田付け方法におい
て、溶融半田３を噴出するノズル２５及び２６を
基板１の搬送方向に対して水平面内で傾けて配設
し、ノズル２５及び２６の上面２５ａ及び２６ａ
と基板１の下面１ｃとの距離が、ノズル２５，２
６の長手方向全長にわたつて略等しくなるよう
に、基板１をノズル２５及び２６と搬送される基
板１との接触点の搬送方向下流になる側が低くな
るように傾けて搬送する方法である。

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１０内の半田がヒータ（図示せ
ず）に通電することで加熱されて溶解される。こ
こでモータ２３の電源を投入し、モータ２３を回
転させると、ベルト２４を介してインペラが回転
駆動され、溶融半田３をノズル２５及び２６から
噴出する。

一方、モータ１３に通電してチエーンコンベア
１２を駆動すると、基板１は端部１ａをチエーン
コンベア１２に保持されながら矢印Ａ方向に移動
し、フラクサ４３及びプレヒータ４４でフラツク
ス塗布及び予備加熱がなされ、半田槽１０で半田
付けされる。

ここで第５図も参照して、基板１の要半田付け
箇所４の配列に最も適した半田切れとなるよう
に、ハンドル３０を操作して、ノズル２５及び２
６の水平面内での角度をβだけ傾けたとすると、
基板１の下面１ｃとノズル２５及び２６の上面２
５ａ及び２６ａとの距離は、基板１の高さが搬送
方向下流に行くに従つて高くなるので搬送方向下
流側になるに従つて大きくなり、半田付けの条件
が異なつたものとなつてしまう。

そこで、該半田付け条件を同一とするために、
第３図及び第４図をも参照して、ハンドル３８を
回転操作してカム４１を回転させ、基板角度調節
装置１１をヒンジ３６を中心に回動させて左右の
チエーンコンベア１２の高さを変えることで、基
板１を角度γだけ傾けノズル２５，２６と基板１
の下面１ｃとの距離が一定となるように基板１と
ノズル２５，２６の接触点の搬送方向下流になる
側を低くして調節する。基板１の下面１ｃとノズ
ル２５，２６の上面２５ａ，２６ａとの距離をノ
ズル２５，２６の長手方向全長にわたつて一定に
するために必要な基板１の傾き角度γは、基板１
の搬送方向の上昇角度αと基板１の搬送方向とノ
ズル２５及び２６との傾き角βとで決まり、
tanγ＝tanα・tanβの関係が成立するように決め
ればよい。

このようにすることで、基板１の全面にわたつ
て溶融半田３との接触時間を理想的な半田付け時
間である約３秒間と一定にすることができ、バラ
ツキのない半田付けを行うことができる。

また、半田切れも第６図及び第７図に示す如
く、基板１の搬送方向（矢印Ａ方向）に対して角
度βだけ傾けてノズル２５及び２６を配設したの
で、溶融半田３の流れは、基板１に対して相対的
に搬送方向と直角方向（矢印Ｄ方向）の成分の流
れが生じているので、基板１の右端１ｄから半田
付けが始まり、次第に左方に進行し、左端１ｅで
終了する。従つて溶融半田３が基板１の１点に集
中することがなく、ブリツジ、ツララ及びボタツ
キ等の発生を防止することができる。

なお、上記実施例においては、ノズルと角度変
更装置と基板角度調節装置とは別個のものとして
説明したが、該両装置は別個のものに限定される
ものではなく、ノズル角度変更装置に連動して基
板角度調節装置を関係式tanγ＝tanbα・tanβに従
つて連動作用されるように構成することができ、
この場合には、基板の搬送方向に対するノズル２
５及び２６の角度βを変更しても基板の角度γを
別途調節する必要はない。

効 果 本発明は、上記のようにノズルを基板の搬送方
向に対して水平面内で傾けて配設し、該ノズルの
上面と基板の下面との距離がノズルの長手方向全
長にわたつて略等しくなるように基板を傾けて搬
送するようにしたので、半田切れを基板の端部で
行わせ、ツララ、ボタツキ等の発生を防止できる
効果がある。またこの結果基板の全面を同一の理
想的な半田付け条件で半田付けすることができ、
バラツキのない半田付け性能を得ることができる
効果がある。

また、ノズル角度変更装置を備えたので、どの
ような配設の基板にも対応して半田付け不良の発
生を防止できる効果がある。

またノズル角度変更装置と基板角度調節装置と
が連動して作動するようにしたので、ノズル角度
を変更しても基板の傾き角度を調節することな
く、常にノズルと基板下面との距離を一定とし、
安定した半田付け性能を得ることができる効果が
ある。

更には半田付け不良箇所の発生を防止できるよ
うにしたので、半田付け作業の能率を大幅に向上
させることができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図から第７図は本発明の実施例に係り、第
１図は自動半田付け装置の正面図、第２図は自動
半田付け装置の平面図、第３図は第１図に示すも
のの右側面図、第４図は基板角度調節装置の要部
拡大斜視図、第５図はノズルと基板との相互関係
を示す要部斜視図、第６図は基板に対する溶融半
田の流れの状態を示す要部平面図、第７図は半田
付け状態における要半田付け箇所と溶融半田の流
れの状態を示す側面図、第８図及び第９図は従来
例に係り、第８図は基板下面中央部にブリツジが
生じた状態を示す平面図、第９図は基板下面中央
部にブリツジが生じる溶融半田の流れ状態を示す
側面図である。 １は基板、１ｃは下面、３は溶融半田、８は自
動半田付け装置、９は基板搬送装置、１０は半田
槽、１１は基板角度調節装置、２５，２６はノズ
ル、２７はノズル角度変更装置である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 基板を搬送するに従い、該基板の水平方向位
   置が次第に上昇するようにした自動半田付け方法
   において、溶融半田を噴出するノズルを前記基板
   の搬送方向に対して水平面内で傾けて配設し、前
   記ノズルの上面と前記基板の下面との距離が該ノ
   ズルの長手方向全長にわたつて略等しくなるよう
   に、前記基板を前記ノズルと搬送される該基板と
   の接触点の搬送方向下流になる側が低くなるよう
   に傾けて搬送することを特徴とする自動半田付け
   方法。 ２ 基板を搬送するに従い、該基板の水平方向位
   置が次第に上昇するようにした基板搬送装置と、
   前記基板の搬送方向に対して水平面内で傾けて配
   設され溶融半田を噴出する噴流式半田槽と、前記
   基板搬送装置の前記基板搬送方向と直交する方向
   の前記基板の傾き角度を変更する基板角度調節装
   置とを備え、前記基板搬送装置により搬送される
   前記基板の下面と、前記噴流式半田槽の前記ノズ
   ルの上面との距離が、該ノズルの長手方向の全長
   にわたつて略等しくなるように調節可能に構成し
   たことを特徴とする自動半田付け装置。 ３ 基板を搬送するに従い、該基板の水平方向位
   置が次第に上昇するようにした自動半田付け装置
   において、該基板の搬送方向に対する前記ノズル
   の角度を変更するノズル角度変更装置を配設した
   噴流式半田槽と、前記基板搬送方向と直交する方
   向の前記基板の傾き角度を変更する基板角度調節
   装置とを備え、前記ノズル角度変更装置と前記基
   板角度調節装置とを連動作用させることにより、
   前記基板搬送方向に対する水平面内での前記ノズ
   ルの角度を変更しても、常に基板の下面と前記ノ
   ズルの上面との距離が、該ノズルの長手方向の全
   長にわたつて略等しくなるように調節可能に構成
   したことを特徴とする自動半田付け装置。