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技術 はんだ付け装置

出願人 株式会社FUJI
発明者 大坪覚岩城範明
出願日 2016年8月1日 (3年4ヶ月経過) 出願番号 2018-531002
公開日 2019年5月23日 (6ヶ月経過) 公開番号 WO2018-025314
状態 未査定
技術分野 印刷回路に対する電気部品等の電気的接続 溶融はんだ付
主要キーワード あとガス 部品支持 生産ジョブ 水平板状 噴流装置 軸移動装置 スライダレール 組立機
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2019年5月23日)のものです。
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図面 (17)

課題・解決手段

はんだ付け装置60の制御装置は、複数種類リード部品噴流装置62によって順次はんだ付けしていくにあたり、はんだ付けを行おうとするリード部品の種類を認識し、そのリード部品の種類に対応するはんだ付けパラメータの値をHDDから読み出す。そして、そのはんだ付けパラメータの値に基づいてリード部品のはんだ付けが行われるよう噴流装置62を制御する。これにより、リード部品の種類に相応しいはんだ付けパラメータの値でもってそのリード部品のリードのはんだ付けが行われる。

概要

背景

リード部品回路基板実装される際には、リードが回路基板に形成された貫通穴に挿入されると共に、そのリードがはんだ付けされる。特許文献1には、貫通穴に挿入されたリードに向かって溶融はんだ噴流されることで、リードのはんだ付けを行うはんだ付け装置が記載されている。

概要

はんだ付け装置60の制御装置は、複数種類のリード部品を噴流装置62によって順次はんだ付けしていくにあたり、はんだ付けを行おうとするリード部品の種類を認識し、そのリード部品の種類に対応するはんだ付けパラメータの値をHDDから読み出す。そして、そのはんだ付けパラメータの値に基づいてリード部品のはんだ付けが行われるよう噴流装置62を制御する。これにより、リード部品の種類に相応しいはんだ付けパラメータの値でもってそのリード部品のリードのはんだ付けが行われる。

目的

本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、多数のリード部品が装着された回路基板の各リード部品のリードを適切にはんだ付けすることを主目的とする

効果

実績

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請求項1

はんだ漕に貯留された溶融はんだ噴流させることで、基板に装着された複数種類リード部品リードはんだ付けを行うはんだ付け手段と、前記リード部品の種類とはんだ付けパラメータの値との対応関係を記憶する記憶手段と、前記複数種類のリード部品を前記はんだ付け手段によって順次はんだ付けしていくにあたり、はんだ付けを行おうとする前記リード部品の種類を認識し、前記記憶手段に記憶された前記対応関係から前記認識した前記リード部品の種類に対応する前記はんだ付けパラメータの値を読み出し、前記読み出した前記はんだ付けパラメータの値に基づいて前記リード部品の前記リードのはんだ付けが行われるよう前記はんだ付け手段を制御する制御手段と、を備えたはんだ付け装置

請求項2

前記はんだ付けパラメータは、前記リード部品の前記リードに前記溶融はんだを当てる前に前記基板に付着しているフラックスを加熱するフラックス加熱時間、前記リード部品の前記リードに前記溶融はんだを当てるはんだ当て時間、前記はんだ付け手段によるはんだ付けが終了した後前記リード部品の下方へ前記はんだ付け手段を移動させるときのはんだ引き離し速度、前記リード部品を前記基板から浮かせた状態で支持してはんだが硬化するのを待機するはんだ硬化待機時間、前記リード部品が前記リードを多数含む部品の場合に前記はんだ付け手段を前記多数のリードの並び方向に移動させるときのトレースはんだ付け速度、前記リード部品の前記リードに対する前記はんだ付け手段の高さ、及び、前記溶融はんだが噴流する高さの少なくとも1つを含む、請求項1に記載のはんだ付け装置。

請求項3

前記はんだ付けパラメータは、前記フラックス加熱時間を含み、前記はんだ付け手段は、前記溶融はんだの熱を利用して加熱された窒素ガス噴射するガス噴射部を有し、前記制御手段は、前記読み出した前記はんだ付けパラメータの値に含まれる前記フラックス加熱時間だけ、前記ガス噴射部から噴射された前記窒素ガスが前記フラックスを加熱するよう前記ガス噴射部を制御する、請求項2に記載のはんだ付け装置。

請求項4

請求項2又は3に記載のはんだ付け装置であって、前記はんだ付け手段を移動させる移動手段を備え、前記はんだ付けパラメータは、前記はんだ引き離し速度を含み、前記制御手段は、前記読み出した前記はんだ付けパラメータの値に含まれる前記はんだ引き離し速度で前記はんだ付け手段が前記リード部品の下方へ移動するよう前記移動手段を制御する、はんだ付け装置。

請求項5

前記はんだ付けパラメータは、前記はんだ硬化待機時間を含み、前記はんだ付け手段は、前記リード部品を前記基板から浮かせた状態で支持する部品支持部を有し、前記制御手段は、前記読み出した前記はんだ付けパラメータの値に含まれる前記はんだ硬化待機時間だけ、前記部品支持部が前記リード部品を前記基板から浮かせた状態で支持するよう前記部品支持部を制御する、請求項1〜4のいずれか1項に記載のはんだ付け装置。

請求項6

請求項1〜5のいずれか1項に記載のはんだ付け装置であって、部品供給装置から供給された前記リード部品を保持し、前記リード部品を前記基板の所定位置へ移動して前記リード部品の前記リードを前記所定位置に設けられた貫通穴へ挿入する部品装着装置一体化されている、はんだ付け装置。

技術分野

0001

本発明は、はんだ付け装置に関する。

背景技術

0002

リード部品回路基板実装される際には、リードが回路基板に形成された貫通穴に挿入されると共に、そのリードがはんだ付けされる。特許文献1には、貫通穴に挿入されたリードに向かって溶融はんだ噴流されることで、リードのはんだ付けを行うはんだ付け装置が記載されている。

先行技術

0003

特開平10−209622号公報

発明が解決しようとする課題

0004

しかしながら、リード部品はその種類によって適切なはんだ付けパラメータの値が異なるが、従来はこの点が考慮されておらず、リード部品の種類にかかわらず同じ値を採用してはんだ付けを行っていた。そのため、リード部品の種類によっては、はんだ付けの不良発生率が高くなるおそれがあった。

0005

本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、多数のリード部品が装着された回路基板の各リード部品のリードを適切にはんだ付けすることを主目的とする。

課題を解決するための手段

0006

本発明のはんだ付け装置は、
はんだ漕に貯留された溶融はんだを噴流させることで、基板に装着された複数種類のリード部品のリードのはんだ付けを行うはんだ付け手段と、
前記リード部品の種類とはんだ付けパラメータの値との対応関係を記憶する記憶手段と、
前記複数種類のリード部品を前記はんだ付け手段によって順次はんだ付けしていくにあたり、はんだ付けを行おうとする前記リード部品の種類を認識し、前記記憶手段に記憶された前記対応関係から前記認識した前記リード部品の種類に対応する前記はんだ付けパラメータの値を読み出し、前記読み出した前記はんだ付けパラメータの値に基づいて前記リード部品の前記リードのはんだ付けが行われるよう前記はんだ付け手段を制御する制御手段と、
を備えたものである。

0007

このはんだ付け装置は、複数種類のリード部品をはんだ付け手段によって順次はんだ付けしていくにあたり、はんだ付けを行おうとするリード部品の種類を認識し、そのリード部品の種類に対応するはんだ付けパラメータの値を記憶手段から読み出す。そして、そのはんだ付けパラメータの値に基づいてリード部品のはんだ付けが行われるようはんだ付け手段を制御する。これにより、リード部品の種類に相応しいはんだ付けパラメータの値でもってそのリード部品のリードのはんだ付けが行われる。したがって、本発明のはんだ付け装置によれば、多数のリード部品が装着された回路基板の各リード部品のリードを適切にはんだ付けすることができる。

0008

本発明のはんだ付け装置において、前記はんだ付けパラメータは、前記リード部品の前記リードに前記溶融はんだを当てる前に前記基板に付着しているフラックスを加熱するフラックス加熱時間、前記リード部品の前記リードに前記溶融はんだを当てるはんだ当て時間、前記はんだ付け手段によるはんだ付けが終了した後前記リード部品の下方へ前記はんだ付け手段を移動させるときのはんだ引き離し速度、前記リード部品を前記基板から浮かせた状態で支持してはんだが硬化するのを待機するはんだ硬化待機時間、前記リード部品が前記リードを多数含む部品の場合に前記はんだ付け手段を前記多数のリードの並び方向に移動させるときのトレースはんだ付け速度、前記リード部品の前記リードに対する前記はんだ付け手段の高さ、及び、前記溶融はんだが噴流する高さの少なくとも1つを含むようにしてもよい。ここに列挙したはんだ付けパラメータはリード部品の種類ごとに適切な値が異なることが多いものであるため、本発明を適用する意義が高い。

0009

本発明のはんだ付け装置において、前記はんだ付けパラメータは、前記フラックス加熱時間を含み、前記はんだ付け手段は、前記溶融はんだの熱を利用して加熱された窒素ガス噴射するガス噴射部を有し、前記制御手段は、前記読み出した前記はんだ付けパラメータの値に含まれる前記フラックス加熱時間だけ、前記ガス噴射部から噴射された前記窒素ガスが前記フラックスを加熱するよう前記ガス噴射部を制御するようにしてもよい。フラックスははんだ付けを行う直前の時点で活性化する温度まで加熱されていることが好ましい。通常、フラックスは部品実装機搬入される前にプリヒートされているが、部品実装機内で装着されたリード部品に熱が奪われてフラックスが低温になり失活することがある。リード部品が大きいほどフラックスの熱が多く奪われる傾向がある。そのため、リード部品の種類に対応したフラックス加熱時間を設定することにより、そのリード部品のフラックスを適切に再加熱して活性化させることが好ましい。ここでは、溶融はんだの熱を利用して加熱された窒素ガスをフラックス又はその周辺に当てることによりフラックスを加熱して活性化させる。そのため、フラックスの酸化を窒素ガスによって防止すると共に溶融はんだの熱をフラックスの加熱に有効利用することができる。

0010

本発明のはんだ付け装置は、前記はんだ付け手段を移動させる移動手段を備え、前記はんだ付けパラメータは、前記はんだ引き離し速度を含み、前記制御手段は、前記読み出した前記はんだ付けパラメータの値に含まれる前記はんだ引き離し速度で前記はんだ付け手段が前記リード部品の下方へ移動するよう前記移動手段を制御するようにしてもよい。こうすれば、リード部品の種類に応じてはんだ引き離し速度が設定されるため、例えばはんだ付け手段がリード部品の下方から低速で離れるようにしたり、高速で離れるようにしたり、当初は低速で離れるようにし、その後高速で離れるようにすることができる。

0011

本発明のはんだ付け装置において、前記はんだ付けパラメータは、前記はんだ硬化待機時間を含み、前記はんだ付け手段は、前記リード部品を前記基板から浮かせた状態で支持する部品支持部を有し、前記制御手段は、前記読み出した前記はんだ付けパラメータの値に含まれる前記はんだ硬化待機時間だけ、前記部品支持部が前記リード部品を前記基板から浮かせた状態で支持するよう前記部品支持部を制御するようにしてもよい。こうすれば、部品支持部を利用することにより、リード部品を基板から浮かせた状態ではんだ硬化待機時間だけ確実に支持することができる。なお、基板から浮かせる必要のないリード部品については、はんだ硬化待機時間を設定することなく次工程へ進むようにして、生産性を向上させることが好ましい。

0012

本発明のはんだ付け装置は、部品供給装置から供給された前記リード部品を保持し、前記リード部品を前記基板の所定位置へ移動して前記リード部品の前記リードを前記所定位置に設けられた貫通穴へ挿入する部品装着装置一体化されていてもよい。こうすれば、部品装着装置とはんだ付け装置とを別々に設ける場合に比べて、部品装着装置とはんだ付け装置との間で部品を共有することができるため、コストの低減やサイズの低減を図ることができる。また、部品装着装置とはんだ付け装置のそれぞれで回路基板の搬入・搬出を行う必要がないため、作業時間の短縮を図ることができる。

図面の簡単な説明

0013

部品実装機10の概略構成を示す斜視図。
部品装着装置32の斜視図。
はんだ付け装置60の斜視図。
噴流ノズル66の周辺の平面図。
図4のA−A断面図。
制御装置82の電気的接続を示すブロック図。
部品装着・はんだ付け処理ルーチンフローチャート
第1リード部品P1の正面図。
第2リード部品P2の正面図。
第3リード部品P3の正面図。
第4リード部品P4の正面図。
リード部品の種類とはんだ付けパラメータとの対応関係のテーブル。
第1リード部品P1に対応するフラックスFを加熱する一例の説明図。
第1リード部品P1のリードP1bをはんだ付けする一例の説明図。
第3リード部品P3のリードP3bをはんだ付けする一例の説明図。
第4リード部品P4のリードP4bをはんだ付けする一例の説明図。

実施例

0014

本発明の好適な一実施形態を、図面を参照しながら以下に説明する。図1は部品実装機10の概略構成を示す斜視図、図2は部品装着装置32の斜視図(図1のA視図)、図3ははんだ付け装置60の斜視図、図4は噴流ノズル66の周辺の平面図、図5図4のA−A断面図、図6は制御装置82の電気的接続を示すブロック図である。

0015

図1に、部品実装機10を示す。部品実装機10は、回路基板12に電子部品を装着する作業と、回路基板12に装着された電子部品のはんだ付けを行う作業を実行する。部品実装機10は、実装機本体20,基板搬送保持装置26、部品装着装置32、マークカメラ52、パーツカメラ54、部品供給装置56、ばら部品供給装置59、はんだ付け装置60(図3参照)、制御装置82(図6参照)を備えている。なお、本実施形態において、左右方向(X軸)、前後方向(Y軸)及び上下方向(Z軸)は、図1図3に示した通りとする。

0016

実装機本体20は、フレーム部22と、そのフレーム部22に架設されたビーム部24とによって構成されている。

0017

基板搬送保持装置26は、フレーム部22の前後方向の中央に配設されており、搬送装置28とクランプ装置30とを有している。搬送装置28は、図示しないコンベアベルトシャトルアームにより回路基板12を左右方向に搬送する。部品実装機10へ搬入される回路基板12は、はんだ付けが行われる箇所にフラックスが塗布済みのもので、そのフラックスのプリヒートも実施済みのものである。クランプ装置30は、回路基板12をコンベアベルトから持ち上げて図示しないガイドに押し当てて保持したり、回路基板12を下降させてコンベアベルトに戻して保持を解除したりする。つまり、基板搬送保持装置26は、回路基板12を左右方向に搬送すると共に、所定の位置において回路基板12を固定して保持することができる。

0018

部品装着装置32は、ビーム部24に配設されており、2台の作業ヘッド34,36 と作業ヘッド移動装置40とを有している。各作業ヘッド34,36の下端面には、図2に示すように、吸着ノズル38(図2参照)が設けられている。吸着ノズル38は、図示しない真空ポンプから負圧が供給されることにより電子部品を吸着保持し、大気圧又は正圧が供給されることにより吸着した電子部品を放す。また、作業ヘッド移動装置40は、X軸移動装置42とY軸移動装置44とZ軸移動装置46とを有している。2台の作業ヘッド34,36は、X軸移動装置42とY軸移動装置44とによって一体となってフレーム部22のXY平面上の任意の位置に移動させられる。また、図2に示すように、各作業ヘッド34,36は、スライダ48,50に着脱可能に装着されており、Z軸移動装置46は、スライダレール48a,50aに沿ってスライダ48,50を個別に上下方向に移動させる。そのため、作業ヘッド34,36は、Z軸移動装置46によって個別に上下方向に移動させられる。

0019

マークカメラ52は、図2に示すように、下方を向いた状態でスライダ48に取り付けられており、作業ヘッド34と共に、前後、左右、上下に移動させられる。このマークカメラ52は、回路基板12に設けられた基板位置決め用の基板マーク(図示せず)を撮像するのに用いられる。

0020

パーツカメラ54は、図1に示すように、フレーム部22上の基板搬送保持装置26と部品供給装置56との間に上向きとなるように設置されている。このパーツカメラ54は、作業ヘッド34,36の吸着ノズル38に吸着された電子部品がパーツカメラ54の上方を通過するときに、その電子部品を下から撮像する。

0021

部品供給装置56は、フレーム部22の前後方向の両端に配設されている。図1においては、フレーム部22の一端側にトレイ型部品供給装置58が、他端側にばら部品供給装置59が配設されている。トレイ型部品供給装置58は、トレイ上に載置された状態の電子部品を供給する。ばら部品供給装置59は、ばらばらに散在された状態の複数の電子部品を整列させて、整列させた状態で電子部品を供給する。これらトレイ型部品供給装置58やばら部品供給装置59に代えて又は加えて、フィーダ型部品供給装置を有していてもよい。フィーダ型部品供給装置は、テープフィーダスティックフィーダによって電子部品を供給する。

0022

はんだ付け装置60は、搬送装置28の下方に配設されており、図3に示すように、噴流装置62と噴流装置移動装置72とを有している。

0023

噴流装置62は、はんだ漕64と、噴流ノズル66と、ノズルカバー68と、ガス噴射部70とを含む。はんだ漕64は、概して直方体形状をなし、内部に溶融はんだが貯留されている。噴流ノズル66は、はんだ漕64の上面に設けられている。溶融はんだは、ポンプ(図示省略)によってはんだ漕64から汲み上げられ、噴流ノズル66の上端開口から上方に向かって噴流する。図4及び図5に示すように、円筒状のノズルカバー68は、噴流ノズル66よりも高さが低く、噴流ノズル66を囲うようにはんだ漕64の上面に設けられている。噴流ノズル66とノズルカバー68との間には、噴流ノズル66と同軸仕切りパイプ67が配置されている。ガス噴射部70は、噴流ノズル66よりも高さの低い仕切りパイプ67の外周面とノズルカバー68の内周面とに囲まれた部分であり、上端開口は、環状になっている。ガス噴射部70は、図示しない窒素ガスボンベに接続されている。窒素ガスボンベからの窒素ガスは、溶融はんだによって加熱されたあとガス噴射部70の環状の上端開口から上方に向かって噴射される。噴流ノズル66から噴流した溶融はんだは、噴流ノズル66の外周面と仕切りパイプ67の内周面との間の還流通路69を通って、はんだ漕64の内部に還流する。

0024

噴流装置移動装置72は、図3に示すように、スライダ74と、X軸移動装置76と、Y軸移動装置78と、Z軸移動装置80とを有している。スライダ74は、概して水平板状をなし、スライダ74の上面には、噴流装置62が配設されている。また、X軸移動装置76は、搬送装置28による回路基板12の搬送方向、つまり左右方向にスライダ74を移動させる。Y軸移動装置78は、スライダ74を前後方向に移動させる。更に、Z軸移動装置80は、スライダ74を上下方向に移動させる。これにより、噴流装置62は、搬送装置28(図1参照)の下方において、噴流装置移動装置72の作動により、任意の位置に移動する。

0025

制御装置82は、図6に示すように、CPU82aを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、処理プログラムを記憶するROM82b、各種データを記憶するHDD82c、作業領域として用いられるRAM82dなどを備えている。制御装置82は、マウスキーボードなどの入力装置82e、液晶ディスプレイなどの表示装置82fが接続されている。制御装置82は、基板搬送保持装置26や部品装着装置32、マークカメラ52、パーツカメラ54、部品供給装置56、ばら部品供給装置59、はんだ付け装置60と信号の入出力が可能なように接続されている。

0026

次に、部品実装機10が、図示しない管理装置から受信した生産ジョブに基づいて回路基板12へ電子部品を装着しはんだ付けを行う動作について、図7を参照しながら説明する。図7は部品装着・はんだ付け処理のフローチャートである。部品実装機10は、種々の電子部品を回路基板12に装着することが可能であるが、ここでは、電子部品としてリード部品を回路基板12に装着する場合について説明する。また、生産ジョブには、部品実装機10においてどのような種類の電子部品をどういう順番で回路基板12へ装着するかが定められている。

0027

制御装置82のCPU82aは、生産ジョブの開始指令が入力されると、ROM82bから部品装着・はんだ付け処理ルーチンのプログラムを読み出し、本ルーチンを実行する。CPU82aは、まず、回路基板12が部品実装機10の作業位置まで搬送され、その位置においてクランプ装置30によって固定的に保持されるよう、基板搬送保持装置26を制御する(ステップS100)。次に、CPU82aは、マークカメラ52が回路基板12の上方に移動し、回路基板12の図示しない基板マークを撮像するよう、部品装着装置32及びマークカメラ52を制御する(ステップS110)。これにより、CPU82aは、回路基板12の基板マークの撮像画像から回路基板12の位置情報を取得する。

0028

次に、CPU82aは、処理対象のリード部品に関する情報を取得する(ステップS120)。処理対象のリード部品に関する情報には、リード部品の種類が含まれている。こうした情報は生産ジョブから取得することができる。本実施形態では、リード部品の種類は、便宜上、第1〜第4リード部品P1〜P4の4種類とする。図8図11は、リード部品P1〜P4の正面図である。第1リード部品P1は、図8に示すように、直方体形状の部品本体P1aの下面に2本の直線状のリードP1bが付いたものである。第2リード部品P2は、図9に示すように、第1リード部品P1よりもサイズが大きい部品であり、部品本体P2aの下面に2本の直線状のリードP2bが付いたものである。第3リード部品P3は、図10に示すように、直方体形状の部品本体P3aの側面に2本(図には1本のみ表示)のL字状のリードP3bが付いたものである。第4リード部品P4は、図11に示すように、横長の直方体形状の部品本体P4aの下面に多数(ここでは6本)の直線状のリードP4bが一列に並んだものである。

0029

続いて、CPU82aは、所定の供給位置にリード部品が供給されるよう、部品供給装置56又はばら部品供給装置59を制御し、作業ヘッド34,36のいずれかが所定の供給位置の上方に移動し吸着ノズル38がリード部品を吸着するよう、部品装着装置32を制御する(ステップS130)。続いて、CPU82aは、リード部品を保持した作業ヘッド34,36がパーツカメラ54の上方に移動し、吸着ノズル38に保持されたリード部品をパーツカメラ54が撮像するよう、部品装着装置32及びパーツカメラ54を制御する(ステップS140)。これにより、CPU82aは、リード部品の姿勢等に関する情報を取得する。続いて、CPU82aは、リード部品を保持した作業ヘッド34,36が回路基板12の所定の装着位置の上方に移動するよう、部品装着装置32を制御する(ステップS150)。このとき、CPU82aは、リード部品の姿勢等に関する情報に基づいて作業ヘッド34,36の位置を補正する。続いて、CPU82aは、吸着ノズル38に吸着保持されたリード部品のリードが回路基板12の所定の装着位置に形成された貫通穴に挿入されるよう、部品装着装置32を制御する(ステップS160)。これにより、リード部品は回路基板12に装着される。

0030

続いて、CPU82aは、ステップS120で取得した情報(リード部品の種類を含む)に基づいて、今回回路基板12に装着されたリード部品のはんだ付けパラメータを取得する(ステップS170)。はんだ付けパラメータとしては、(1)フラックス加熱時間、(2)はんだ当て時間、(3)はんだ引き離し速度、(4)はんだ硬化待機時間、(5)トレースはんだ付け速度、(6)はんだ付け装置の高さ、(7)溶融はんだの噴流高さ、がある。各パラメータの設定値は、リード部品の種類に応じて設定されている。リード部品の種類と各パラメータの設定値との対応関係は、テーブル化されてHDD82cに記憶されている。このテーブルの一例を図12に示す。以下に各パラメータについて説明する。

0031

(1)フラックス加熱時間
フラックス加熱時間は、リード部品のリードのはんだ付けを行う前に、回路基板12のフラックスを加熱する時間である。図13には、第1リード部品P1に対応するフラックスFを加熱する一例を示す。リード部品P1は、貫通穴14にリードP1bが挿入された状態で吸着ノズル38によって保持されている。噴流ノズル66から噴流している溶融はんだは回路基板12の裏面には届いていない。回路基板12には、第1リード部品P1のリードP1bを挿入する貫通穴14が設けられており、その貫通穴14の周囲にはフラックスFが塗布されている。このフラックスFははんだ付けを行う直前の時点で活性化する温度まで加熱されていることが好ましい。本実施形態では、噴流はんだ酸化防止のため、窒素ガスがリング状のガス噴射部70から常時噴射されている。制御装置82は、この窒素ガスを利用してフラックスFを加熱して活性化させる。具体的には、制御装置82は、ガス噴射部70から噴射する窒素ガスが貫通穴14の周辺のフラックスFを加熱するよう、ガス噴射部70の位置(例えばZ軸方向の位置)を制御する。ガス噴射部70の位置の制御は、噴流装置移動装置72を稼働することにより行われる。フラックスFは回路基板12が部品実装機10に搬入される前にプリヒートされているが、部品実装機10内で装着された第1リード部品P1に熱を奪われてフラックスFが低温になり失活することがある。リード部品が大きいほど熱容量が大きくなるためフラックスFが低温になりやすい。そのため、フラックス加熱時間は、リード部品のサイズが大きいほど長くなる傾向となるように設定される。例えば、第2リード部品P2は第1リード部品P1よりもサイズが大きいため、フラックス加熱時間は第1リード部品P1よりも第2リード部品P2の方が長くなるように設定される。

0032

(2)はんだ当て時間
はんだ当て時間は、回路基板12の貫通穴に挿入されたリード部品のリード及び貫通穴の周辺に溶融はんだを当てる時間である。図14には、第1リード部品P1のリードP1bをはんだ付けする一例を示す。リード部品P1は、貫通穴14にリードP1bが挿入された状態で吸着ノズル38によって保持されている。噴流ノズル66から噴流している溶融はんだはリードP1b及び貫通穴14の周辺に十分届いている。窒素ガスは、はんだ等の酸化防止のためガス噴射部70から噴射され続けている。良好なフィレットを形成するには、リード部品に溶融はんだを当てて暖めておくのが好ましい。リード部品が大きいほど熱容量が大きくなるため暖まりにくい。そのため、はんだ当て時間は、リード部品のサイズが大きいほど長くなる傾向となるように設定される。例えば、第2リード部品P2は第1リード部品P1よりもサイズが大きいため、はんだ当て時間は第1リード部品P1よりも第2リード部品P2の方が長くなるように設定される。

0033

(3)はんだ引き離し速度
はんだ引き離し速度は、はんだ付けが終了した後リード部品の下方へ噴流装置62を移動させるときの速度である。例えば、図14のようにリードP1b及び貫通穴14に溶融はんだを当てている状態から、図13のようにリードP1bに溶融はんだが届かない状態に移動するときの速度である。リード部品の種類によっては、噴流装置62がリード部品の下方から低速で離れるように設定されたり、高速で離れるように設定されたり、当初は低速で離れるようにし、その後高速で離れるように設定されたりする。

0034

(4)はんだ硬化待機時間
はんだ硬化待機時間は、はんだ付けが終了した後にリード部品を回路基板12から浮かせた状態で支持してはんだが硬化するのを待機する時間である。図15には、第3リード部品P3のL字状のリードP3bをはんだ付けする一例を示す。ここでは、噴流装置62は溶融はんだがリードP3bにかからないように下方に退避している。吸着ノズル38は、リードP3bに溶融はんだを第3リード部品P3を回路基板12から浮かせた状態で溶融はんだが固化するまで支持する。なお、第1,第2及び第4リード部品P1,P2,P4については、回路基板12から浮かせる必要がないためはんだ硬化待機時間は設定されていない。

0035

(5)トレースはんだ付け速度
トレースはんだ付け速度は、リード部品がリードを多数含む部品の場合にはんだ付け装置60の噴流装置62を多数のリードの並び方向に移動させるときの速度である。図16には、第4リード部品P4の多数(ここでは6本)のリードP4bをはんだ付けする一例を示す。図16では、第4リード部品P4は、回路基板12に開けられた6個の貫通穴14に6個のリードP4bが挿入された状態で吸着ノズル38に保持されている。この状態で、噴流装置62が複数のリードP4bが並んだ列の端から端まで移動して、各リードP4bのはんだ付けを順次行う。なお、第1〜第3リード部品P1〜P3については、噴流装置62が移動しながら順次はんだ付けを行う必要がないためトレースはんだ付け速度は設定されていない。

0036

(6)はんだ付け装置の高さ
はんだ付け装置の高さは、リード部品のリードに対するはんだ付け装置60の噴流装置62の高さである。噴流装置62の高さは、リード部品のリードが噴流ノズル66に干渉しないように設定される。但し、リード部品のリードが長い場合には、噴流ノズル66の内側にそのリードが入り込むように噴流装置62の高さが設定されることもある。

0037

(7)溶融はんだの噴流高さ
溶融はんだの噴流高さは、噴流装置62において噴流する溶融はんだの高さである。噴流する溶融はんだの高さは、リードが挿入された回路基板12の貫通穴14に溶融はんだが到達するように設定される。溶融はんだの高さは、ポンプの汲み上げ量によって調整することができる。

0038

続いて、CPU82aは、今回のリード部品に対してはんだ付けを行う(ステップS180)。すなわち、CPU82aは、ステップS170で取得したはんだ付けパラメータに基づいて、フラックスを加熱してからリード部品のリード及びその周辺にはんだを当てた後はんだを引き離すという一連の作業を実行する。このとき、CPU82aは、必要に応じてはんだが硬化するのを待機する。はんだ付けを行っている間、吸着ノズル38はリード部品が回路基板12から浮き上がらないようにリード部品を保持している。また、はんだ付けを行っている間、ガス噴射部70からは窒素ガスが絶えず噴射されている。これは、窒素ガスによりはんだやフラックスの酸化を防止するためである。

0039

続いて、CPU82aは、回路基板12に実装すべきすべての部品の装着・はんだ付けが完了したか否かを判定し(ステップS190)、完了していなかったならば、ステップS120に戻り、次のリード部品の装着及びはんだ付けを行う。一方、回路基板12に実装すべきすべての部品の装着・はんだ付けが完了していたならば、CPU82aは、クランプ装置30による回路基板12の固定を解除し、回路基板12が部品実装機10の作業位置から外部へ搬出されるよう、基板搬送保持装置26を制御し(ステップS200)、本ルーチンを終了する。

0040

ここで、本実施形態の構成要素と本発明の構成要素との対応関係を説明する。本実施形態のはんだ付け装置60が本発明のはんだ付け装置に相当し、噴流装置62がはんだ付け手段に相当し、HDD82cが記憶手段に相当し、CPU82aが制御手段に相当する。また、ガス噴射部70がガス噴射部に相当し、吸着ノズル38が部品支持部に相当し、噴流装置移動装置72が移動手段に相当する。更に、部品装着装置32が部品装着装置に相当する。

0041

以上説明した本実施形態の部品実装機10によれば、リード部品の種類に相応しいはんだ付けパラメータの値でもってそのリード部品のリードのはんだ付けが行われる。したがって、多数のリード部品が装着された回路基板12の各リード部品のリードを適切にはんだ付けすることができる。特に、図12のテーブルに示したはんだ付けパラメータはリード部品の種類ごとに適切な値が異なることが多いものであるため、本発明を適用する意義が高い。

0042

また、通常、フラックスは部品実装機10に搬入される前にプリヒートされているが、部品実装機10内で装着されたリード部品に熱が奪われてフラックスが低温になり失活することがある。リード部品が大きいほどフラックスの熱が多く奪われる傾向がある。そのため、リード部品の種類に対応したフラックス加熱時間を設定することにより、そのリード部品のフラックスを適切に再加熱して活性化させることが好ましい。ここでは、溶融はんだの熱を利用して加熱された窒素ガスをフラックスに向かって噴射することによりフラックスを加熱して活性化させる。そのため、フラックスの酸化を窒素ガスによって防止すると共に溶融はんだの熱をフラックスの加熱に有効利用することができる。

0043

更に、リード部品の種類に応じてはんだ引き離し速度が設定されるため、例えば噴流装置62がリード部品の下方から低速で離れるようにしたり、高速で離れるようにしたり、当初は低速で離れるようにし、その後高速で離れるようにすることができる。

0044

更にまた、第3リード部品P3のようにはんだを当てた後浮かせた状態で支持してはんだを硬化させる必要のあるリード部品については、部品装着装置32の吸着ノズル38を利用してリード部品を浮かせた状態で支持する。そのため、はんだ硬化待機時間だけ確実に支持することができる。また、吸着ノズル38とは別に部品支持部を備える必要がないため、コストが低減しサイズもコンパクトになる。

0045

そしてまた、はんだ付け装置60は、部品装着装置32と一体化されているため、両装置を別々に設ける場合に比べて、部品装着装置32の吸着ノズル38をはんだ付け装置60の部品支持部として使用することができるなど、両装置間で部品を共有することができる。したがって、コストの低減やサイズの低減を図ることができる。また、装置ごとに回路基板12の搬入・搬出を行う必要がないため、作業時間の短縮を図ることができる。

0046

なお、本発明は上述した実施形態に何ら限定されることはなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の態様で実施し得ることはいうまでもない。

0047

例えば、上述した実施形態では、部品装着装置32として2つの作業ヘッド34,36を備えたものを例示したが、作業ヘッドは1つだけでもよいし、3つ以上でもよい。

0048

上述した実施形態では、電子部品を負圧によって吸着保持する吸着ノズル38を例示したが、吸着ノズル38の代わりに開閉可能なアームを採用し、アームの開閉を操作することによって電子部品を掴んだり離したりしてもよい。

0049

上述した実施形態では、はんだ付け装置60と部品装着装置32とを一体化した部品実装機10を例示したが、はんだ付け装置60を単体として構成してもよい。

0050

上述した実施形態では、窒素ガスがガス噴射部70から常時噴射されている場合を例示したが、窒素ガスがガス噴射部70から間欠的に噴射されるようにしてもよい。例えば、制御装置82は、フラックス加熱時間には窒素ガスが噴射されてフラックスFを加熱するようガス噴射部70を制御し、フラックス加熱時間以外は窒素ガスの噴射が停止されるようガス噴射部70を制御してもよい。窒素ガスは、図13に示したように回路基板12のうちフラックスFの周辺に当たるようにしてもよいが、フラックスFに直接当たるようにしてもよい。

0051

本発明は、チップマウンタなどの電子部品組立機等、電子部品産業利用可能である。

0052

10部品実装機、12回路基板、14貫通穴、20実装機本体、22フレーム部、24ビーム部、26基板搬送保持装置、28搬送装置、30クランプ装置、32部品装着装置、34,36作業ヘッド、38吸着ノズル、40 作業ヘッド移動装置、42 X軸移動装置、44 Y軸移動装置、46 Z軸移動装置、48,50スライダ、48a,50aスライダレール、52マークカメラ、54パーツカメラ、56部品供給装置、58トレイ型部品供給装置、59 ばら部品供給装置、60はんだ付け装置、62噴流装置、64はんだ漕、66噴流ノズル、67仕切りパイプ、68ノズルカバー、69還流通路、70ガス噴射部、72 噴流装置移動装置、74 スライダ、76 X軸移動装置、78 Y軸移動装置、80 Z軸移動装置、82制御装置、82a CPU、82b ROM、82c HDD、82d RAM、82e入力装置、82f表示装置、Fフラックス、P1〜P4 第1〜第4リード部品、P1a〜P4a部品本体、P1b〜P1bリード。

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