JPH0738249A - プリント基板の半田付け方法及びその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 この発明の目的は、プリント基板を熔融半田
槽へ浸漬して自動的に半田付けする際に発生し易いつら
ら、ブリッジ、たまり等を完全に防止する方法及びその
装置を提供することにある。 【構成】 半田槽から引き上げた後、プリント基板に、
付着した半田を振り落とす方向の加速度を加えるように
し、そのための加速度付加手段を備えた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は電子部品を装着したプリ
ント基板の端子側を半田槽に浸漬して自動的に半田付け
するプリント基板の半田付けの方法及びこの方法を適用
した半田付け装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】半田槽に半田を熔融して保持し、電子部
品を装着したプリント基板を浸漬して自動的に半田付け
するプリント基板の半田付け装置には、大小様々な形式
のものが使用されている。

【０００３】しかしてこれらプリント基板の半田付け装
置において常に問題となるのは、半田槽から引き上げら
れたプリント基板に残るいわゆるつらら、隣接端子間の
ブリッジやたまりなどの除去の問題であり、究極的には
欠陥のない迅速で確実な半田付けを可能にすることであ
る。

【０００４】この種プリント基板に対する半田付け装置
の一例として特公昭５７−１９５９７号公報によって紹
介されたものがある。

【０００５】上記公報によれば、半田槽へプリント基板
を浸漬する際、所定の角度に傾斜して進入させるととも
に、引き上げる際にも半田液表面とは前記所定角度だけ
傾斜した状態で引き上げるようにしている。こうするこ
とによって、フラックスから発生するガスを除去できる
こと、さらに浸漬速度、浸漬時間、引き上げ速度等の諸
条件の管理によってつらら、ブリッジ、たまり等の発生
しない良好な半田付けができることが謳われている。

【０００６】上記のうち、フラックスガスの排除に関し
ては一応理解可能であるが、浸漬速度、浸漬時間、引き
上げ速度等が如何なる機序によってつらら、ブリッジ、
たまり等の防止に寄与しているのか、必ずしも明確では
ない。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明の第１の目的
は、プリント基板を熔融半田槽へ浸漬して自動的に半田
付けする際に発生し易いつらら、ブリッジ、たまり等を
完全に防止する方法及びその装置を提供することにあ
る。

【０００８】本発明の他の目的は、簡易な構成によって
上記の目的を達成でき、しかも小型化に寄与できる技術
を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的は本発明に係る
下記方法及びこの方法を適用した下記装置によって達成
される。

【００１０】（１）電子部品を装着したプリント基板の
端子側を半田槽に浸漬して半田付けするプリント基板の
半田付け方法において、半田槽から引き上げた後、プリ
ント基板に、付着した半田を振り落とす方向の加速度を
加えるようにしたプリント基板の半田付け方法。

【００１１】（２）電子部品を装着したプリント基板の
端子側を半田槽に浸漬して半田付けするプリント基板の
半田付け装置において、半田槽から引き上げた後、プリ
ント基板に、付着した半田を振り落とす方向の加速度を
加える加速度付加手段を具備したプリント基板の半田付
け装置。

【００１２】

【実施例】以下図面に基づき本発明に係るプリント基板
の半田付け方法を適用した半田付け装置の一実施例を説
明する。

【００１３】図１はプリント基板の半田付け装置１０
（以下単に装置、半田装置等と称することがある）の全
体構成を示す斜視図である。

【００１４】図１のように半田装置１０はプリント基板
を取り付けて操作する基板操作部２０と、半田付け部分
にフラックスを塗布するためのフラックス部４０と、半
田付け部６０とからなっており、図示のようにフラック
ス部４０のフラックス濃度管理装置４１以外はテーブル
１１の上に適宜配設されている。

【００１５】基板操作部２０はテーブル１１の上に固設
した図２の基台２１に矢印Ａ〜Ａ´方向にガイド部材例
えば周知のＬＭガイド（商品名）２２を敷設し、このＬ
Ｍガイド２２と平行にロッドレスシリンダ２３を配設し
てある。

【００１６】ＬＭガイド２２には適合する移動コマ２４
が移動自在に嵌合しており、この移動コマ２４には移動
台２５が固設されている。なお以後の説明のために図
１、図２において矢印Ａ方向を前記移動台２５の前進方
向、Ａ´を後進又は後退方向と呼ぶこととする。なお移
動台２５の後部はロッドレスシリンダ２３の移動コマ２
３ａと結合している。

【００１７】移動台２５には縦固定台２６が立設されて
おり、この縦固定台２６には図２のように上下方向に移
動自在のスライドユニット２７が配設されている。縦固
定台２６にはスライドユニット下限センサ２６ａ、ロー
タリ回転位置センサ２６ｂ、スライドユニット上限セン
サ２６ｃが設けられている。そしてスライドユニット２
７の上には図示のように加速度付加手段を構成する移動
手段としてのロータリシリンダ２８の取付けプレート２
９が配設されている。

【００１８】取付けプレート２９はスライドユニット２
７に対して調整ねじ３０によって位置の微調節ができる
ようになっている。

【００１９】ロータリシリンダ２８は取付けプレート２
９の背面に固設され、その駆動軸２８ａは取付けプレー
ト２９の小孔２９ａから突出している。

【００２０】回転ストッパ３１に図３のようにワークＷ
を挟み込むワークチャック３２が固設されている。

【００２１】ここでワークＷは図４及び図５のようにモ
ールド部品ａと、端子ｂを有する円筒部品ｃと、端子ｄ
を有するコネクタｅと、円筒部品ｃ及びコネクタｅが端
子ｂ，ｄを介して取り付けれたプリント基板ｆと、モー
ルド部品ａとプリント基板ｆとを結合する支持部材ｇと
を備え、端子ｂ，ｄが下方側に突出している。

【００２２】ワークチャック３２はワークＷのモールド
部品ａを挿通させる切欠３３ａ及びアーム３３ｂ，３３
ｃを有する挟み板３３と、モールド部品ａ押さえる押さ
え板３４と、挟み板３３と押さえ板３４とを回動自在に
結合する軸３５ａと、挟み板３３と押さえ板３４とを付
勢するばね３５ｂとを備えている。なおワークチャック
３２の上方からは清浄な空気を吹き付けるクリーンエア
ブロー３６が垂下し、押さえ板３４を開閉できるように
なっている。

【００２３】一方、取付けプレート２９の周りには複数
のピン孔２９ｂが同心円周上に穿設されている。そして
このピン孔２９ｂの何れかに選択して嵌合させ、上記回
転ストッパ３１と係合する加速度付加手段を構成するス
トップ部材、例えばストッパピン３７が設けられてい
る。

【００２４】なお、ワークチャック３２はワークＷに合
わせて構成されたもので、ワークＷの形状、寸法などに
よって任意の異なった構造のチャックを使用できること
は言うまでもない。

【００２５】フラックス部４０は図１のようにフラック
ス原材料をアルコールなどで溶解してその濃度を管理す
るフラックス濃度管理装置４１と、基板Ｗにフラックス
を塗布する塗布部４５と、塗布部４５とフラックス濃度
管理装置４１との間を連結し、フラックスを循環させる
ホース４２とから成っている。

【００２６】塗布部４５には図７のようにフラックス濃
度管理装置４１から送られたフラックスを収容するフラ
ックス槽４６が備えられている。

【００２７】フラックス槽４６には内部に収容したフラ
ックスの（主として溶媒の）無用の蒸発を防ぐためにシ
ャッタ４７ａ、４７ｂが備えられており、図６の開閉用
シリンダ４８によって開閉自在に成されている。

【００２８】フラックス槽４６の傍らには図９のように
支持台５２に支持されたロータリシリンダ４９が備えら
れ、このロータリシリンダ４９の軸端には揺動レバー５
０が配設されている。そしてこの揺動レバー５０の先端
にはフラックス塗布用のブラシ５１が設けられている。

【００２９】半田付け部６０は図１のように、半田の熔
融手段を内蔵して熔融した半田を保有する半田槽６１
と、糸半田を保持し半田槽６１へ糸半田を供給する糸半
田供給装置６２と、半田槽６１内の半田液面を検知して
管理する液面管理装置６５と、図１１のような半田の液
面清掃装置７０と、図１２に示すプリント基板予熱装置
７５とから成っている。

【００３０】液面管理装置６５は図１０のように渦電流
を利用して熔融半田の液面高さを非接触で検出する液面
センサ６６と、この液面センサ６６を半田槽６１へ出入
させるエアシリンダ６７と、液面センサ６６の検出結果
によって糸半田供給装置６２を駆動して適量の糸半田を
繰り出させる図示外の制御装置などから成っている。

【００３１】液面清掃装置７０は図１１に示すように軸
先端に半田液面を浚えるへら７１を取り付け、水平方向
へ出入自在に移動させる水平シリンダ７２と、この水平
シリンダ７２を上下方向へ移動させる上下シリンダ７３
とから成っている。

【００３２】予熱装置７５は図１２のように電気ヒータ
を有し、エアを吹き込んで熱風を噴き出させるようにし
たものである。

【００３３】次に上記各図及び図１３に基づいて半田装
置１０の動作を説明する。

【００３４】半田槽６１内には所定の液面高さに熔融半
田が保有され、フラックス槽４６には所定濃度に維持さ
れたフラックスが所定水準だけ保持されている。なお待
機中はフラックス槽４６のシャッタ４７ａ、４７ｂは閉
まっている。

【００３５】また取付けプレート２９のピン孔２９ｂの
うち当該作業に最適のものを選択してストッパピン３７
を嵌合させておく。

【００３６】そこで先ずワークＷをワークチャック３２
の挟み板３３の切欠３３ａへ挿通し、同じく押さえ板３
４によってワークＷをばね３５ｂの力によって押さえ
る。

【００３７】そして図示外の始動ボタンを押すことによ
って、図１３ののようにスライドユニット２７は下降
するとともに、フラックス槽４６のシャッタ４７ａ、４
７ｂが開き、ロータリシリンダ４９が回動して揺動レバ
ー５０は図８のイからロの位置に移動し、ブラシ５１に
フラックスを付けてから今度は反転してハへ回動し、フ
ラックスをワークＷのプリント基板ｆの下面へ塗布す
る。

【００３８】上記動作が終了すると図１３ののように
スライドユニット２７は上昇し、次いでロッドレスシリ
ンダ２３が前進し（図２の矢印Ａ方向）、プリント基板
ｆが半田槽６１の真上に来たとき、図１３のようにロー
タリシリンダ２８によってワークＷを一旦プリント基板
予熱装置７５へ向けて傾ける。そしてこの位置でプリン
ト基板ｆに熱風を吹き掛けて予熱する。この予熱によっ
てフラックスから発生していたガスを払い、同時に半田
槽６１へ浸漬したときワークＷが受けるヒートショック
を緩和させる。

【００３９】なおフラックス塗布工程が終了してワーク
Ｗが上昇すると、揺動レバー５０はイの位置へ復帰する
とともに、シャッタ４７ａ、４７ｂは閉じる。

【００４０】予熱工程を終了したら図１３ののように
ワークＷを水平姿勢に戻しスライドユニット２７を下降
させる。

【００４１】上記動作中に液面清掃装置７０が作動して
半田表面の酸化膜の除去作用が実行される。すなわち水
平シリンダ７２が前進し、しかる後上下シリンダ７３を
下降させ、へら７１を半田表面に接触させ、この接触状
態のまま水平シリンダ７２を引き寄せ、酸化膜除去をす
る。

【００４２】次いでプリント基板ｆを半田へ浸漬した後
上方へ引き上げる。そしてその際半田表面に近接した位
置まで上昇（図１３の）すると、センサが検出し本発
明にかかる余分の半田を振り落とす振り落とし動作が実
行される。

【００４３】すなわち、図１の矢印Ｂ方向にロータリシ
リンダ２８の駆動軸２８ａを回転させると、軸２８ａに
固設してある回転ストッパ３１が取付けプレート２９の
ピン孔２９ａに嵌着しておいたストップ部材すなわちス
トッパピン３７に衝突して急停止する。そしてこの急停
止によって、プリント基板ｆにはその面に平行の接線力
と、前記面に直交する遠心力との合成加速度が作用し、
この加速度によってプリント基板Ｗの端子側に付着して
いた余分の半田が振り落されるのである。

【００４４】上記動作後、スライドユニット２７は更に
上昇し、ついでＡ´方向へ移動し、初期位置で停止す
る。そしてプリント基板Ｗを外し、全工程が終了する。

【００４５】次のワークＷを取り付けて始動ボタンを押
すことによって、上記と同様の動作が自動的に（順次的
に）実行される。 ＜変形例＞上記実施例は本発明の方法を適用した一実施
例に過ぎず、種々の変形例が可能である。 （１）プリント基板の移動手段としてロータリシリンダ
２８を用い、プリント基板が回転している際に急停止さ
せる例を示したが、プリント基板を該基板の面に直交す
る方向に移動させ、この移動中に急停止させるようにし
てもよい。 （２）加速度を付加する手段として、プリント基板を移
動させながら衝突させるストップ部材を用いたが、プリ
ント基板の端子側方向に遠心力を与えるように、プリン
ト基板を振るようにしてもよい。 （３）実施例ではプリント基板取り付け以降の工程を自
動式としたが、取り付け動作を含む全工程を自動処理と
することも可能である。

【００４６】

【発明の効果】本発明によれば、プリント基板の半田付
け方法及びその装置において、半田槽から引き上げた
後、プリント基板に、付着した半田を振り落とす方向の
加速度を加える加速度付加手段を設けたから、複雑な機
構を要せず小型であってしかもプリント基板を熔融半田
槽へ浸漬して自動的に半田付けする際に発生し易いつら
ら、ブリッジ、たまり等を完全に防止することができ
た。

【図面の簡単な説明】

【図１】プリント基板半田付け装置の全体構成を示す斜
視図である。

【図２】基板操作部の構成を示す斜視図である。

【図３】ワークチャックの構造を示す分解斜視図であ
る。

【図４】図３のＢ−Ｂ断面図である。

【図５】ワークの構造を示す斜視図である。

【図６】フラックス部のシャッタの構成説明図である。

【図７】フラックス部の全体説明図である。

【図８】フラックス部の動作説明図である。

【図９】フラックス塗布用ブラシの支持構造を示す斜視
図である。

【図１０】半田付け部の全体構成を示す斜視図である。

【図１１】半田付け部の液面清掃装置の構成及び動作説
明図である。

【図１２】プリント基板余熱装置の構成説明図である。

【図１３】プリント基板半田付け装置の動作説明図であ
る。

【符号の説明】

１０ プリント基板の半田付け装置 ２８ ロータリシリンダ（移動手段）（加速度付加手
段） ３７ ストッパピン（ストップ部材）（加速度付加手
段） ６１ 半田槽 ｆ プリント基板

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電子部品を装着したプリント基板の端子
   側を半田槽に浸漬して半田付けするプリント基板の半田
   付け方法において、 半田槽から引き上げた後、プリント基板に、付着した半
   田を振り落とす方向の加速度を加えるようにしたことを
   特徴とするプリント基板の半田付け方法。
2. 【請求項２】 電子部品を装着したプリント基板の端子
   側を半田槽に浸漬して半田付けするプリント基板の半田
   付け装置において、 半田槽から引き上げた後、プリント基板に、付着した半
   田を振り落とす方向の加速度を加える加速度付加手段を
   具備したことを特徴とするプリント基板の半田付け装
   置。
3. 【請求項３】 上記加速度付加手段は、プリント基板を
   移動させる移動手段と、移動中のプリント基板を付着し
   た半田を振り落とす方向に向けて急停止させるストップ
   部材とからなることを特徴とする請求項２記載のプリン
   ト基板の半田付け装置。
4. 【請求項４】 上記加速度付加手段は、プリント基板に
   対し端子側方向への遠心力を与えるプリント基板回動装
   置である請求項２記載のプリント基板の半田付け装置。
5. 【請求項５】 上記加速度付加手段は、プリント基板を
   端子側から敲く当接部材である請求項２記載のプリント
   基板の半田付け装置。