JPS6260248A - 電気または電子部品運搬用キャリアおよび該キャリアへ部品を搭載またはアンローディングするための装置 - Google Patents

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】 本発明は、主として電気または電子部品を特に半田付け
の間保持するための装置に関する。本発明は、デュアル
インラインパッケージ（Ｄ　Ｉ　Ｐ）をそれらが半田付
けされる間保持する装置に関する。

ＤＴＰは平面で見た断面が一般に長方形であり、両側に
沿って接続ビンまたはリードの列を有する。

めいめいの側のリードの数は典型的には７本であるが、
しかし２ないし３２本、さらにそれ以上の範囲であり得
る。ＤＩＰは集積回路を含み、リードのいくつかまたは
すべては回路のそれぞれの部品へ接続される。ＤＴＰは
回路板または適当なホルダー中に挿入されるように設計
され、そしてその位置で半田付けされることもあるし、
されないこともある。どちらの場合でも、リードは半田
の被覆を施されることが望ましく、そして大量生産にお
いてはこれは流動半田付け装置によって実施される。

一般に、多数のＤＩＰがキャリアに搭載され、そして処
理工程、例えばクリーニング、洗浄、エツチング、洗浄
、乾燥、フラックス付け、予熱、流動半田付け、ファン
乾燥、熱水洗浄、乾燥、冷却およびアンローディングに
かけられる。キャリアはこれら工程の間軌道に沿って通
過し、そして大量生産においては流動半田付けのためＤ
ＩＰを搭載およびアンローディングする間の平均的周期
期間は既知装置において約２０ないし２２秒である。

該キャリアは、特にくり返されるサイクルの含まれる温
度変化に耐えることができなければならず、そして半田
に対しＤＩＰのリードへの容易なアクセスを許容しなけ
ればならない。該キャリアはＤＩＰがしっかり配置され
るようになっていなければならないが、しかし商業上の
理由によってできるだけ沢山のＤＩＰが小さいスペース
に保持されることが望ましい。

公知のキャリアは、ＤＩＰを保持するための多数、典型
的には１４本の平行軌道を有する一般に長四角なフレー
ムよりなる。各軌道はバックの任意方向への横運動を制
限するように配置された６本の平行タングステン鋼ロッ
ドよりなる。処理工程の間、キャリアの一端にあるゲー
トがＤＩＰをそれらの軌道内に保持し、列の軸方向運動
を制限する。このゲートは搭載およびアンローディング
のために開かれ、キャリアの他端は永久的にブロックさ
れている。

そのような構造は製作が複雑であるばかりでなく、完全
に信頼できない。軌道の熱変形によって多分発生するＤ
ＩＰのかなりの割合のロスが存在する。ゲートが軌道へ
の軸方向アクセスを許容する必要性はロッド端の位置決
めを困難にする。さらに、搭載およびアンローディング
が長くなり得る。公知の構造においては、アンローディ
ングが約３２秒かかり、これはＤＩＰの処理時間サイク
ルよりもかなり長い。これはおくれまたは必要なキャリ
アの不必要に高い数へ導く。

広い一面から見て、本明細書には、電気または電子部品
を収容するための複数の軌道を備えたフレームを含み、
該軌道は、めいめいが一対の平行な下向きの軸方向に延
びるレールを有する複数の平行な横に離された軸方向に
延びる上方支持部材と、そして該上方支持部材と整列し
かつそれから垂直に離れた複数の軸方向に延びる下方支
持部材によって形成され、該下方支持部材のめいめいは
一対の平行な上向きの軸方向に延びるレールを持ってい
る、デュアルインラインパッケージその他のような複数
の電気もしくは電子部品のためのキャリアが開示されて
いる。

このため、整列た上方および下方支持部材の任意の隣接
する２対間に、各部材からの４本のレールによって形成
された軌道が存在するであろう。

これらレールはＤＩＰのような部品の列を支持するよう
に配置され、そして垂直および水平運動を制限するであ
ろう。ＤＩＰの効果的な配置が提供されるが、支持部材
自体は軌道への容易な軸方向アクセスを許容しながら堅
固に配置されることができる。

４本のレールが例えばＤＴＰを支持できる多数の方法が
ある。好ましくは、ＤＴＰは２本の上向きのレールの端
部上に搭載される。しかしながら、該レールは横に延び
る部分を持つようにそれらのそれぞれの支持部材に関し
て内側へ段をつけることができ、そしてＤＩＰはこれら
部品の上に搭載されることができる。同様に、上方への
運動は下向きレールの端部によって制限することができ
る。

しかしながら、好ましくは下向きのレールはＤＪＰの上
向き運動を制限する横に延びる部分を持つように段を付
けられる。段付きレールの利点は、終端部分がＤＩＰの
側部の係合によってＤＩＰの横方向運動を制限するため
に使用できることである。しかしながら、ＤＩＰによっ
てはそれらの側部に傾斜部分を持つことがあり、その場
合にはレールの端部との係合が垂直および平行運動の両
方を制限することができる。この場合段付きレールは必
要ないであろうが、それらは隣接するレール間の正確な
間隔保持を提供するために用いることができる。

一般に、レールの形状と垂直および水平間隔は、横また
は垂直方向のどの運動に対しても適当な制限を提供する
ように、ＤＩＰまたは配置すべき他の部品の寸法と形状
に適合するように選定されるであろう。好ましくは、Ｄ
ＩＰの軌道への挿入を容易にするため一定量の公差が許
容されるが、しかし熱効果がＤＩＰが例えば半田付け作
業中軌道から移動し、落下できるレベルまで隙間が増ず
ことがないように注意すべきである。

特に好ましい具体例においては、各支持部材はＵ字形断
面であり、そして前述の好ましい構造に従って上方部材
の脚の端部は内側へ段つきとなっている。

一般に、各支持部材は支持部材のレール間に配置された
手段によってフレームへ固着されるであろう。このため
２本の隣接支持部材間の間隔は、軌道が例えばＤＴＰを
収容するように形成されている場合、位置決め手段を持
たないであろう。これはＤＴＰの挿入および除去のため
の容易な軸方向アクセスを提供する。一端からＤＩＰを
挿入し、そして他端からそれらを除去することによって
両端を使用することができる。構造全体としてより大き
い信頼性および融通性があるばかりでなく、この改良さ
れた取扱い容易性はアンローディング時間を半田付けの
ためのサイクル時間、例えば約１２秒へ相当するレベル
またはそれ以下へ減らすことができる。

さらに本明細書には、両端からのアクセスを有するキャ
リアへ搭載およびアンローディングするための装置が開
示されている。該キャリア自体はＤＩＰを所定位置に保
持するため両端にゲートを有する。該キャリアは装置内
に傾いた位置に置かれ、そしてＤＩＰがキャリア内へス
ライドするように上方ゲートを開く手段が作動される。

該ゲートは次に閉じられ、そして全部のキャリアが流動
半田付け作業にかけられる。キャリアは次に装置内へ戻
され、そしてＤＴＰがキャリアからすべり出すように下
方ゲートを開く手段が作動される。

ＤＴＰはどちらの端部からも出入できるので、キャリア
が搭載およびアンローディング作業の間に１８０°回転
しようとしまいと問題ではない。

支持部材を位置決めするための手段は、整列した上方お
よび下方部材の二つの軸端に位置するスペーサーを含む
ことができるが、連続または半連続ウェブを持つことが
できるであろう。二つの整列した上方および下方支持部
材と、一体に形成した一本のスペーサーを持つことも可
能であろう。

しかしながら好ましくはそれらは別体であり、そしてこ
れは熱による運動のための構造を容易にする。一つの有
利な構造においては、フレームと一体であるスペーサー
が二つの軸端に設けられ、そして支持部材は、軸方向熱
運動を許容するような態様でスペーサー上の耳と係合す
るスロットによって位置決めされる。このスロットはス
ペーサーとの組立てを容易にする第１の部分と、そして
組立て中軸方向運動によって支持部材をスペーサーへ係
止する第２の狭い部分を持つことができる。

第２の部分の軸方向延長は、第１のスロット部分が作動
せずそして構造を不安定化することなく、熱で誘発され
た軸方向運動に適応するものでなげればならない。支持
部材の位置決め方法は、他の環境においても有用であり
、そして上に記載した特定のチャリアへ制限される必要
はない。

使用において、軌道に支持されたＤＩＰのリードは両側
の支持部材の一方のレールの内側に横たわるであろう。

構造は半田のこの区域への容易なアクセスを提供するも
のでなげればならず、そしてこれは適応する支持部材に
開口を設けることによって達成される。それ故好ましい
構成においては、下方支持部材が穴あけされるであろう
が、上方支持部材はその必要がない。

望ましいだけ多くの軌道をフレーム中に設けることがで
きる。もし標準的な要素が全体に用いられるならば、配
列の両側に余分の半軌道があるであろうが、しかし製造
が簡単化されるであろう。

部品は関与する温度および応力に耐えることができる任
意の適当な材料でつくることができる。

チタニウムを使用することができ、そしてレールは搭載
およびアンローディング中ＤＩＰのスライディングを容
易にするため、例えばＰ、Ｔ、Ｆ、Ｅ、で被覆されるこ
とができる。

上記または他の広い面を例証する具体例が例示のため、
そして添付図面を参照して記載される。

第１ａおよびＩｂ図は、キャリアに使用する上方支持部
材の上面および下面図である。

第２ａおよび２ｂ図は、キャリアに使用する下方支持部
材の上面および下面図である。

第３図は、支持部材なしのキャリアの概略端面図である
。

第４図は、第３図の■部の拡大斜視図である。

第５図は、支持部材および他の部品が所定位置にあるキ
ャリアの端面図である。

第６図は、所定位置にあるＤＴＰを図示する部分拡大図
である。

第７図は、キャリアの平面図である。

第８図は、キャリアを取扱うための装置の概略平面図で
ある。

第９図は、該装置の概略側面図である。

第１ａおよびＩｂ図に示すように１、上方支持部材１ば
Ｐ、Ｔ、Ｆ、Ｅ、　　（ポリ四フフ化エチレン）で被覆
したチタニウムの細長いチャンネルの形であり、該チャ
ンネルの断面は一般にＵ字形であるが、しかしその脚は
下向きの横方向に間隔を置いた平行レール２を形成し、
そして３において段を形成し、そのため最先端４が内寄
りとなっている。軌道の各端には後で詳しく説明する開
口５が設けられる。

第２ａおよび２ｂ図には下方支持部材６が示されている
。この部材は再びＰ、Ｔ、Ｆ、Ｅ、で被覆された例えば
チタニウム製の細長いチャンネルの形にある。その断面
は一般にＵ字形であり、脚は最先端８を持つ上向きの横
方向に間隔を置いた平行レール７を形成している。部材
６の幅は上方部材１と実質上同じであるが、しかし最先
端８間の間隔は、レール７が段付きでないため、レール
２の最先端４間よりも大きい。部材６には半田の容易な
アクセスを許容するためのその全長に沿って開口９が設
けられ、その軸端には上方支持部材の開口５に対応する
開口１０がある。

第３図は、側方部材】２と、運搬ハンドル１３と、１４
個の下向きの一体取付け支柱１５を持っている両端にあ
る（その一方だけを図示）公差部材１４とを備えるフレ
ーム１１の一部を示している。第４図にもっと明瞭に図
示するように、各支柱は２対の表面、すなわち４６．１
６’および１７．１７’を提供するように設計されてい
る。各対の表面は減少した断面積の耳１８および１９に
よってそれぞれ引き離されており、そしてこれら２対の
表面はスペーサ一部分２０によって大きく引き離されて
いる。このスペーサ一部分は減少した断面積となるよう
にくびれでおり、これは特に構造の熱容量を減らす。

組立て中、上方および下方支持部材はフレーム１１の両
側の取付け支柱１５へ取付けられる。開口５および１０
は該支柱の自由端およびスペーサ一部分が通過できるの
に十分な大きさの部分を有１６゛および１７．１７’間
に位置すれば、相対的軸方向運動により、スロット５°
、１０゛の形の開口５または１０の小さい部分が対応す
る耳１８または１９と係合するであろう。この時支持部
材は所定位置係止されるが、しかしなお熱収縮および膨
張を許容するように支持構造に関して限られた軸方向運
動が可能である。このため開口５および１０の小さい部
分は耳１８または１９よりも大きい軸方向延長を持って
いる。

第５図は、それぞれの取付け支柱上に次々に並べられた
１４組の上方および下方支持部材１．６を図示する。上
方および下方支持部材は整列し、そして部材のすべては
第７図に示すように軸方向に平行である。第６図に明瞭
に示されているように、任意の隣接する２本の支柱間に
は２本のレール７とそして２本のレール２を含む軌道Ｔ
が形成され、レール７の最先端８間はレール２の最先端
４間よりも接近している。軌道はこのように２００で概
略的に示したＤＩＰの列を収容することができ、そして
ＤＴＰはレール７の最先端８上に乗り、そしてレール２
の股部分３によって上向き運動を制限される。ＤｉＰ２
００と股部分３との間には小さい量の隙間が存在する。

水平横運動はＤＴＰの少し傾いた側面と係合するレール
２の最先端４によって制限される。２２で示したＤＴＰ
のリードはレール７の内側に横たわるが、しかし支持部
材６中の開口９は半田に対し自由なアクセスを確実にす
るであろう。

ＤＩＰの軸方向運動を制限するため、ゲート２３が第５
図および第７図に示すように、フレームの両端に設けら
れる。側部分２４は垂直ガイド２５に取付けられ、そし
てゲートは、両端においてＤＩＰの除去および挿入を許
容するため、ばね２６を作用に抗して上方へ除去するこ
とができる。

第５図に示す座着位置にある時、ゲート上のフィンガー
２７がＤＴＰの運動を制限する。図示しない調節ねじを
ゲートに設けてもよい。

上述した装置に使用する金属はチタニウムであり、そし
て一般にそれは耐食性材料で、熱等に関し使用条件に耐
えることができ、そして半田を受付けないタイプのもの
でなければならない。

記載した構造は、流動半田付け操作中放出される有毒ガ
スの逃げ道を提供する。さらに、流水はＤＩＰのビンの
下方へ逃げ、リードを洗浄し、そして水の最適の使用を
確保するから、洗浄操作中水の無駄が少ない。

この装置は、支承すべき部品の数、寸法および形状に応
じて種々の仕様および形状に製作することができる。任
意の長さの任意の数の軌道を設けることができ、そして
好都合には、軌道は１４個のＤＩＰを一列に収容するの
に十分な長さとするのがよい。

異なる幅のＤＴＰに合わせるため、同じ支持部材１およ
び６を使用できるが、しかし取付け支柱１５は異なる横
方向間隔を持つであろう。フレーム部材１４と一体であ
る支柱では、他のフレーム部品はそのままでよいが、部
材１４は取り替えられるであろう。フレーム部材１４上
で位置変更し得る可動支柱１５を設けることも可能であ
ろう。

ゲート２３はＤＩＰの配置に応じて取り替える必要があ
ろう。

次に第８図および第９図を参照すると、前述したような
キャリアへそれぞれ流動半田付けの前および後に部品を
搭載およびアンローディングするための装置が概略的に
開示されている。該装置は傾斜路２９を支承する台２８
を含む。傾斜路２９の上端は搭載プラットフォーム３ｏ
であり、該プラットフォームはニューマチック作動装置
３１によって、第９図に示した位ＷＡと、そして傾斜路
２９と一直線の点線で示した位置Ｂとの間を回動するこ
とができる。使用に際し、ＤＴＰのマガジンが位置Ａに
ある搭載プラットフォーム３ｏ上に置かれ、次にプラッ
トフォームはＢ位置へ上昇させられる。次に傾斜路２９
上の２個のゲート３２および３３が開かれ、ゲート３４
は閉じたままである。次にプラットフォーム３ｏ上のＤ
ＩＰは傾斜路を滑降し、セクション３５および３６を占
領する。次にプラットフォーム３ｏがＤＩＰカートリッ
ジを再搭載するためＡ位置へ下降される。

第１ないし７図を参照して記載したキャリアは、その時
傾斜路２９上のゲート３４の直下の位置決め区域３７に
位置し、そこでそれは４個のラッチによって所定位置に
自動的にランチされる。この段階ではキャリアの２個の
ゲート２３は閉じている。次に上方ゲートが開かれ、ゲ
ート３３が閉しられ、１．５秒後ゲート３４が開かれ、
セクション３６にあるＤＩＰが滑降し、キャリア中の軌
道を満たすことが許容される。キャリアが満たされ、セ
クション３６が空になった時、ゲート３４が閉じられ、
キャリアのゲート２３が閉じられ、そしてゲート３３が
開かれてセクション３５にあるＤＩＰがセクション３６
へ滑降することを許容する。

次にランチが解除され、キャリアが排出され、流動半田
付け作業の工程へかけられるために流動半田付け装置へ
送られる。

もしそれ以上キャリアを充填するのであれば、上記操作
がくり返される。センサースイッチ３８は、もしセクシ
ョン３５にＤＩＲが残っていれば、プラットフォーム３
０が位置Ｂへ上昇することを防止する。

同じ装置が半田付けしたＤＩＰをキャリアから取り出す
ために使用される。このため、空のマガジンがアンロー
ディングプラットフォーム３９上に置かれる。もしＤＩ
Ｐが残っていれば、それ以上の操作は人手で阻害が除去
されるまで防止される。今や空になったキャリアは次に
前述のように充填され、排出され、前記のように取り出
された半田付けされたＤＩＰで満たされたキャリアによ
って置き換えられる。セクション４ｏおよび４１が半田
付けされたＤＩＰで満たされた時、ゲート４２が閉じら
れ、そして以前閉じていたゲート４３が開かれ、半田付
けされたＤＩＰはアンローディングプラットフォーム３
９上のマガジン中へ滑降する。セクション４１中のＤＩ
Ｐ全部が排出された時、ゲート４３は閉じられ、ゲート
４２が開かれ、そしてプラットフォーム３９上の充満し
たマガジンが除去される。

傾斜路２９には、ＤＴＰがアンローディングおよび搭載
の種々の工程のため列に正しく整列することを確実にす
るため、４４および４５で示したようにガイドが設けら
れる。

この操作は所望なだけ多数回くり返される。所定位置に
ある時、キャリアを空にし、そして充填できるように、
その望む端部を開くことができる能力により、連続的な
処理が可能であることが認められるであろう。これは容
易な軸方向アクセスを提供する新規な構成態様の結果で
ある。

上記の新規な搭載およびアンローディング装置と操作方
法とは、両端に容易な軸方向アクセスを持つように設計
された他の形のキャリアにも採用し得ることが認められ
るであろう。

記載したキャリア、装置または操作方法によって得られ
る効果の少なくともいくつかを保有しながら、上で論じ
た広い面および特定具体例について改変が可能であろう
。これら改変は、今のところ広義において求める保護を
規定する特許請求の範囲によってその技術的範囲を制限
されない上記説明によって包含されることが意図される
。さらに、特許請求の範囲はこれら改変を包含すること
を意図し、記載した特定の具体例にその範囲は限定され
ない。例えば、キャリアはＤＩＰの流動半田付けに使用
することを特に意図しているが、それらは他の半田付け
作業または他の分野に、そして他の部品の処理にも用途
を有するであろう。

ここに記載した広い面に関し、部品が流動半田付け作業
の処理工程にかけられる間キャリアの軌道中に位置決め
される、複数の電気または電子部品、好ましくはデュア
ルインラインパッケージを流動半田付けする方法が注目
される。また、二つのゲートを有し、キャリアを所定位
置に収容しかつ解除自在にラッチするのに通した区域を
有する傾斜路と、所定位置にあるキャリアのゲートを選
択的に開閉する手段と、部品の傾斜路の滑降を制御する
ための傾斜路上の複数のゲートと、キャリアを収容する
ための区域の下流の傾斜路の下端にあるアンローディン
グプラットフォームと、そしてキャリアを収容するため
の区域の上流の傾斜路の上端にある搭載プラットフォー
ムとを含み、該搭載プラットフォームは、そこで部品を
プラットフオームへ搭載できる第１の位置と、そしてプ
ラットフォーム上の部品がそれらがキャリアへ充填され
ることができる位置へ傾斜路を滑降できる第２の位置と
の間を選択的に運動し得る、キャリアへ搭載およびアン
ローディングするための装置の広義の着想を特に注目す
べきである。

【図面の簡単な説明】

第１ａおよび１ｂ図はキャリアの上方支持部材の斜視図
、第２ａおよび２ｂ図はキャリアの下方支持部材の斜視
図、第３図は支持部材を除去したキャリアの端面図、第
４図は第３図の■部の拡大図、第５図は組立後のキャリ
アの端面図、第６図はＤＩＰを支承しているキャリアの
拡大図、第７図はキャリアの平面図、第８図はキャリア
取り扱い装置の平面図、第９図は該装置の側面図である
。 １は上方支持部材、６は下方支持部材、１１はフレーム
、１５は支柱、２００はＤＩＰ、２３はゲート、２８は
台、２９は傾斜路、３０は搭載プラットフォーム、３９
はアンローディングプラットフォームである。

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. （１）電気または電子部品を収容するための複数の平行
   軌道を備えたフレームを含んでいる複数の前記部品のた
   めのキャリアにして、前記軌道は、めいめいが一対の平
   行な下向きの軸方向に延びるレールを有する複数の平行
   な横に間隔を置いた軸方向に延びる上方支持部材と、そ
   してめいめいが一対の平行な上向きの軸方向に延びるレ
   ールを有しかつ上方支持部材と整列しかつそれから垂直
   に離されている、複数の平行な横に間隔を置いた軸方向
   に延びる下方支持部材とによって形成されており、それ
   によって各軌道は４本のレールによって形成され、かつ
   ２本の隣接する上方支持部材とそれらに整列する下方支
   持部材との間に位置していることを特徴とする前記キャ
   リア。
2. （２）上方支持部材上のレールは、それらの支持部材に
   関し内側へ段を形成し、そのため横に廷びる部分を有す
   る第１項のキャリア。
3. （３）下方支持部材はその全長に沿って開口を備えてい
   る第１項または第２項のキャリア。
4. （４）各支持部材は一般にＵ字形断面のチャンネルであ
   る第１項、第２項または第３項のキャリア。
5. （５）上方および下方支持部材の整列した各対は、支持
   部材の両端において、支持部材を必要とする垂直間隔を
   保って保持する取り付け支柱によってフレームへ位置決
   めされている第１項ないし第４項のいずれかのキャリア
   。
6. （６）支持部材は、取り付け支柱上の減少した断面積の
   耳と係合する支持部材のスロットによって取り付け支柱
   へ合体され、該スロットは支持部材と支柱との間の相対
   的熱運動を許容するようになっている第５項のキャリア
   。
7. （７）支持部材によって形成された軌道の両端にゲート
   が設けられ、該ゲートは部品が軌道へ挿入またはそれか
   ら除去できる位置と、そして部品が軌道中に保持される
   位置との間を可動である第１項ないし第６項のいずれか
   のキャリア。
8. （８）電気または電子部品が、流動半田付け作業の処理
   工程へかけられる間、第１項ないし第７項のいずれかの
   キャリア中の軌道内に配置されることを特徴とする複数
   の電気または電子部品の流動半田付け方法。
9. （９）前記部品は、そのリードが流動半田付け作業によ
   って半田で被覆されるデュアルインラインパッケージで
   ある第８項の方法。
10. （１０）第７項に述べたキャリアへ搭載またはアンロー
    ディングするための装置にして、該キャリアを収容しか
    つ解除可能にラッチするのに適した区域を有する傾斜路
    と、所定位置にあるキャリアのゲートを選択的に開閉す
    るための手段と、傾斜路の下方へ部品の通過を制御する
    ための傾斜路上の複数のゲートと、キャリアを収容する
    ための区域の下方の傾斜路の下端にあるアンローディン
    グプラットフォームと、そしてキャリアを収容するため
    の区域の上方の傾斜路の上端にある搭載プラットフォー
    ムとを含み、前記搭載プラットフォームは、部品を該プ
    ラットフォーム上に搭載し得る第１の位置と、そして部
    品をキャリア中へ充填し得る位置へ傾斜路上を滑降させ
    得る第２の位置との間を選択的に可動となっていること
    を特徴とする前記装置。