JP5591382B2 - Soldering device - Google Patents
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Description
本発明は半田付け装置に関し、特に、回路基板に実装される部品を回路基板の裏面側から半田の噴流(噴出)によって半田付けする噴流式半田付け装置に関するものである。 The present invention relates to a soldering apparatus, and more particularly to a jet-type soldering apparatus that solders components to be mounted on a circuit board from the back side of the circuit board by a jet of solder.
従来、回路基板のスルホールに取り付ける電子部品等に対して、後付け半田付けを実施する方式には、半田付けを一括で行う方式として、ディップ式、フロー式及びノズル式等がある。また、回路基板を部分的に分割して部品を部分的に半田付けする方式として、こて式(手動とロボットによる自動)、レーザ式及びマルチノズル式等がある。前者の方法は一括で部品の半田付けを行うために半田付けが短時間で実施できる反面、大型の半田槽が必要であり、エネルギー消費量が大きく設置スペースも大きい。また、後者の方法は、装置が小さくエネルギー消費量が小さいが、半田付けが部分的であるので時間がかかり、生産性が悪い。 2. Description of the Related Art Conventionally, methods for performing post soldering on electronic components or the like attached to a through hole of a circuit board include a dip method, a flow method, a nozzle method, and the like as methods for performing soldering collectively. Further, as a method of partially dividing the circuit board and partially soldering the components, there are a trowel type (manual and automatic by a robot), a laser type and a multi-nozzle type. The former method can perform soldering in a short time because the components are soldered together, but requires a large solder bath, which consumes a large amount of energy and requires a large installation space. In the latter method, the apparatus is small and the energy consumption is small. However, since the soldering is partial, it takes time and the productivity is poor.
近年の地球温暖化対策として、省エネルギーで生産性が確保でき、装置の小型化を図ることが可能な半田付け装置として、ポット式半田付け工法があり、その装置が特許文献1や特許文献2に開示されている。 As a countermeasure against global warming in recent years, there is a pot type soldering method as a soldering apparatus that can save energy and ensure productivity, and can reduce the size of the apparatus. It is disclosed.
特許文献1に開示された半田付け装置は、加熱スリーブに囲まれたメッキ液槽の中央部に溢流ノズルがメッキ液槽の開口側に突出する圧力チャンバを備えて構成され、圧力チャンバに圧縮エアを送り込むことによって溢流ノズルから溢れ出て、メッキ液槽に戻る半田で半田付けを行うものである。圧力チャンバ内の半田が無くなった場合には、圧縮エアの供給を止めると圧力チャンバの底部に設けられた逆止弁が開き、メッキ液槽に戻った半田が逆止弁を通じて圧力チャンバ内に戻るようになっている。
The soldering device disclosed in
特許文献2に開示された半田付け装置は、ヒータを底部に有する半田の貯留槽と、吐出口を備えた送り管が貯留槽の底部に接続する半田回収槽とが並列に設置されており、貯留槽の上方から加圧空気を送ると貯留槽内の半田が送り管を通じて半田回収槽側に送られ、吐出口から溢れた半田で半田付けを行うものである。半田付け終了後は加圧空気を遮断すると半田回収槽内の半田が半田の液位の差で戻り管を通じて貯留槽に戻るようになっている。
In the soldering device disclosed in
しかしながら、特許文献1、2に開示の半田付け装置では、半田付けにより半田の量が減ってもそれを検出する手段がないので、絶えず半田の量を目視等によって監視する必要があるという課題があった。
However, in the soldering apparatuses disclosed in
本発明は、前記従来の半田付け装置の課題を解消し、半田付けを行った半田を回収すると共に、回収した半田の量の減少を検出して通知することが可能な半田付け装置を提供することを目的とする。 The present invention provides a soldering apparatus capable of solving the problems of the conventional soldering apparatus, collecting the solder that has been soldered, and detecting and notifying a decrease in the amount of the collected solder. For the purpose.
前記目的を達成する本発明の半田付け装置は、半田を蓄えた状態で密封空間を有する半田貯留部と、上端側が半田貯留部の天井壁を貫通する半田噴出用のノズルと、密封空間に気体を注入する気体注入口と、半田貯留部に連通する連通口と連通口を開閉する逆止弁とを有し、連通口を開けることによってノズルから噴出する半田を半田貯留部に回収する半田回収部と、逆止弁が連通口を開口させている状態で、半田回収部内の半田の液位を検出することにより、半田回収部の半田と半田貯留部の半田とを含めた半田の総量を検出する半田貯留量不足検出手段とを備えることを特徴とする半田付け装置である。 The soldering device of the present invention that achieves the above object includes a solder storage part having a sealed space in a state where the solder is stored, a nozzle for solder ejection whose upper end passes through the ceiling wall of the solder storage part, and a gas in the sealed space. Solder recovery that has a gas injection port for injecting, a communication port that communicates with the solder reservoir, and a check valve that opens and closes the communication port, and that collects solder ejected from the nozzle by opening the communication port in the solder reservoir The amount of solder, including the solder in the solder recovery part and the solder in the solder storage part , is detected by detecting the solder liquid level in the solder recovery part with the check valve open to the communication port. A soldering apparatus comprising: a solder storage amount shortage detecting means for detecting.
本発明によれば、半田付け後の半田を半田貯留部に回収すると共に、半田貯留部に回収した半田の液位を検出することによって半田貯留量不足を検出し、半田貯留部内の半田の液位が規定値未満になった時に半田貯留量不足を通知できるので、半田量不足による半田付け不良を防止することができ、スムーズに半田付け作業を行うことができる。 According to the present invention, the solder after soldering is collected in the solder storage part, and the lack of solder storage amount is detected by detecting the liquid level of the solder collected in the solder storage part, and the solder liquid in the solder storage part is detected. Since the solder storage amount shortage can be notified when the position becomes less than the specified value, it is possible to prevent the soldering failure due to the shortage of the solder amount and to perform the soldering operation smoothly.
以下、添付図面を用いて本発明の実施の形態を、具体的な実施例に基づいて詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail based on specific examples with reference to the accompanying drawings.
図1は、本発明の一実施例に係る半田付け装置100の全体構成を示すものであり、図2は、図1の半田付け装置100の構成を分かりやすくするために、上下に分解して示すものである。この実施例の半田付け装置100は大きく分けて、半田付け用の半田を蓄えるために上面が開口された半田付け装置本体1と、半田付け装置本体1の内部に設けられた半田貯留部2、及び半田を回収する半田回収部3とから構成される。
FIG. 1 shows an overall configuration of a
半田付け装置本体1は、図2に示されるように、上面が開放された直方体状であり、底面16、短手方向の側壁11及び長手方向の側壁12を備える。側壁11、12及び底面16には半田加熱用のヒータが内蔵されているが、ヒータの構成については後述する。短手方向の一方の側壁11の高い位置には、半田付け装置本体1の内部に圧縮気体を導入するための気体注入口6が設けられている。気体注入口6の位置は半田貯留部2内の最大半田液位よりも高い位置に設置する。側壁11、12の内周面の、前述の気体注入口6よりも高い位置には、後述する半田貯留部2の天井壁を取り付けるための取付面13、14、15がある。ここで、短手方向の側壁11の気体注入口6側にある取付面を第1の天井壁取付面13、反対側の側壁11にある取付面を第2の天井壁取付面14、長手方向の側壁12に対向して設けられる取付面を第3の天井壁取付面15とする。
As shown in FIG. 2, the soldering apparatus
この実施例では、半田貯留部2の天井壁20を傾斜させるために、第1の天井壁取付面13の半田付け装置本体1の開口部からの深さよりも、第2の天井壁取付面14の半田付け装置本体1の開口部からの深さの方を深くしてある。従って、第3の天井壁取付面15は、第1の天井壁取付面13から第2の天井壁取付面14に向かって傾斜している。
In this embodiment, in order to incline the
半田貯留部2の天井壁20は、第1の天井壁取付面13、第2の天井壁取付面14及び第3の天井壁取付面15に、内部が気密になるように取り付けられ、天井壁20と半田付け装置本体1の内周面との間の部分が、この実施例では半田貯留部2となる。即ち、この実施例では、半田貯留部2の底面16と側壁11、12は、半田付け装置本体1の底面16と側壁11、12と共通になっている。そして、取付面13、14、15に内部が気密になるように取り付けられた天井壁20は、第1の天井壁取付面13から第2の天井壁取付面14に向かって傾斜している。
The
一方、天井壁20の気体注入口6側の部分には、上端側が天井壁20を貫通して半田付け装置本体1の開口側に突出し、下端側が底面16より所定距離離れた位置まで延長されたノズル4がある。この実施例のノズル4は、天井壁20の長手方向に細長く形成された矩形状の筒体であり、底面16に対して垂直方向に天井壁20に取り付けられ、ノズル4の頂面が半田噴出口40となる。ノズル4の短手方向の幅は、天井壁20の短手方向の幅よりも短い。また、半田噴出口40は、半田付け装置本体1の開口部よりも高い位置まで突出させて設けられている。
On the other hand, in the portion of the
更に、第2の天井壁取付面14側の天井壁20には、天井壁20を窪ませることによって形成された半田回収部3がある。この実施例の半田回収部3は直方体状であり、その底部30は半田付け装置本体1の底面16よりも高い位置にある。そして、半田回収部3の底部30には半田貯留部2への連通口31が設けられており、この連通孔31は逆止弁5で開閉が可能になっている。連通孔31は半田貯留部2側の直径が半田回収部3側の直径よりも小さい円錐台状になっており、この連通孔31は同形状の円錐台状の弁体52を備える逆止弁5によって液密に封止される。弁体52に接続された弁軸51は、半田付け装置本体1の外に設けた駆動装置によって駆動可能である。駆動装置については後述する。ノズル4から流れ出て天井壁20に達した半田は、半田回収部3側に傾斜した天井壁20の上を流れて半田回収部3に流れ込むので、半田戻り管は不要である。
Further, the
図3(a)は、図1に示した半田付け装置100の短手方向の断面を示すものであり、図3(b)は図1に示した半田付け装置100に内蔵されるヒータ7の配置と逆止弁5の駆動装置50の一例の構成、及びこれらの制御装置10との接続を示すものである。まず、半田付け装置100において半田を溶融させるヒータ7の構成について説明し、次いで逆止弁5の駆動装置50の構成について説明する。
3A shows a cross section in the short direction of the
ヒータ7は、半田付け装置本体1の側壁11、12に、垂直方向の高さを異ならせて水平方向に複数本巻回されている。また、半田付け装置本体1の底面16にもヒータ7が内蔵されている。更に、半田付け装置本体1の側壁11には半田温度を検出する温度センサ8が内蔵されており、温度センサ8によって検出された半田の温度は制御装置10に入力される。
A plurality of
そして、各ヒータ7への通電は独立して行うことができるように、各ヒータ7の電極はスイッチ回路71を通じて電源70に接続されている。スイッチ回路71には各ヒータ7を独立にオンオフできるスイッチがあり、このスイッチのオンオフは半田の温度を検出可能な制御装置10によって行われる。ヒータ7が独立に通電制御可能であると、冷間状態の半田付け装置に通電を行う際に、各ヒータ7への通電タイミングを変えることにより、半田付け装置本体1の上側にある半田から先に溶融させ、順次半田付け装置本体1の底側にある半田を溶融させることができる。この結果、半田付け装置本体1の底側にある半田が先に溶融して沸騰し、上側にあるまだ溶融していない半田を押し上げることによって起こる半田爆発を防止することができる。
The electrodes of each
次に、逆止弁5の駆動装置50の構成について図3(b)を用いて説明する。この実施例では、逆止弁5の弁軸51の端部にプランジャ53を取り付ける。そして、半田付け装置本体1の側壁11にフレーム56を取り付け、このフレーム56に、プランジャ53を押圧するばね55と、プランジャ53を吸引するソレノイド54を内蔵させる。ソレノイド54への通電は制御装置10によって行わせる。ソレノイド54への通電がない時には、弁軸51がばね55に付勢されるので逆止弁5は閉じた状態となる。一方、ソレノイド54への通電が行われると、プランジャ53がソレノイド54に吸引され、プランジャ53がばね55を押し縮めてソレノイド54側に移動するので、弁軸51が上方に移動し、逆止弁5が開く。
Next, the configuration of the
逆止弁5の駆動装置としては、レバー式の手動で逆止弁5を開閉する形式のものも可能である。このように、本発明の半田付け装置100の逆止弁5は機械式の構成によって開閉するので、動作が確実である。
As a drive device for the
ここで、以上のように構成された本発明の半田付け装置100を用いた半田付け動作を図4(a)から(d)に示す概略構成図を用いて説明する。図4(a)は半田付けを行う前の半田付け装置100を示している。なお、ヒータや逆止弁5の駆動装置の図示は省略してある。また、この例では、気体注入口6には気体供給源としてエアポンプ60が接続されている。この実施例では、気体供給源はエアポンプであるが、この他にも窒素ボンベから高圧窒素ガスを供給するようにすることもできる。窒素ガスを用いると、半田貯留部2内の酸素がなくなり、半田の酸化防止が可能である。
Here, a soldering operation using the
図4(a)の状態で図示しないヒータに通電して半田9を溶融する。この状態では逆止弁5は開いており、連通孔31によって半田貯留部2と半田回収部3が連通している。半田9の溶融後に半田付けを行う場合は、逆止弁5を閉じて半田貯留部2を密封する。次いで、エアポンプ60を駆動して、気体注入口6から圧縮空気を半田貯留部2内に送り込む。半田貯留部2の内部の気体の圧力(気体圧)が高まると、この気体圧で半田貯留部2内の半田9が押され、半田9がノズル4内を上昇してノズル4の半田噴出口40から噴出する。この状態が図4(b)に示す状態である。ノズル4の半田噴出口40から噴出した半田9は傾斜した天井壁20を伝って半田回収部3に流れ込む。この状態になれば、半田付けを行いたいレッグ部82を備えた電子部品81が実装された回路基板80を半田噴出口40に近づけて半田付けを行うことができる。
In the state of FIG. 4A, a heater (not shown) is energized to melt the
図4(c)は半田付けを行いたいレッグ部82を備えた電子部品81が実装された回路基板80を半田噴出口40から噴出する半田9に接触させ、レッグ部82の半田付けを行っている状態を示すものである。ノズル4の半田噴出口40から噴出し、回路基板80のレッグ部82の半田付けを行った半田9は、傾斜した天井壁20を伝って半田回収部3に流れ込んで回収される。回路基板80のレッグ部82の半田付けが終了すると、エアポンプ60の動作を停止し、逆止弁5を開く。すると、半田回収部3内に貯まった半田9が連通孔31を通って半田貯留部2に戻り、図4(d)の状態になる。この状態は図4(a)の状態と同じであり、再度半田付けを行う場合には、図4(a)から図4(c)の動作を繰り返す。
In FIG. 4C, the
図5(a)は、従来の半田付け装置による半田付けの方法を示す図である。従来の半田付け装置のノズル4は円筒形や角筒形をしているものが多く、ノズル4から噴出する半田9の量が少なかった。このため、回路基板80に実装された多数のレッグ部82を備えた電子部品81のレッグ部82を半田付けするには、回路基板80をレッグ部82の並ぶ方向に沿ってノズル4の上を通さなければならず、ノズル4から外れないように回路基板80を移動させることが困難であった。
FIG. 5A is a diagram illustrating a soldering method using a conventional soldering apparatus. Many of the
これに対して、以上説明した本発明の半田付け装置100では、ノズル4が所定幅で或る程度の長さを備えているので、図5(b)に示すように、ノズル4の半田噴出口40から噴出する半田9の量が多く、噴出する半田の形状は横長で、所定の面積を備えている。このため、回路基板80に実装された多数のレッグ部82を備えた電子部品81のレッグ部を半田付けする場合には、回路基板80のレッグ部82が並ぶ部分を、ノズル4の上方から半田噴出口40にタッチさせるだけで済むので、半田付け作業が容易に行える上に、半田付け時間も短縮できる。また、ノズル4の半田噴出口40の面積が大きいと、半田付け対象製品の範囲が広がる。
On the other hand, in the
次に、図6(a)、(b)を用いて本発明の半田付け装置100に装備させた半田貯留量不足検出装置77の一例の構成と動作を説明する。半田貯留量不足検出装置77は、半田付け装置100内の半田9が不足した時にこれを検出するものである。半田貯留量不足検出装置77は、逆止弁5の弁軸51の所定箇所に絶縁体72を介して取り付けた液位検出電極73、液位検出電極73の検出出力を外部に取り出すリード線78、リード線78に接続されたアラーム装置74、液位が正常時に点灯するランプ75及びバッテリ76から構成される。バッテリ76の一方の電極は半田付け装置本体1の外壁面に接続される。液位検出電極73の弁軸51への取付位置は、半田付け装置100内の半田9の量が不足した時に露出する位置である。
Next, the configuration and operation of an example of the solder storage
半田付け装置100内の半田9の量が十分にある場合は、図6(a)に示すように、逆止弁5が開いた状態で液位検出電極73は半田9の中に位置する。この状態では、液位検出電極73は半田9と半田付け装置本体1の外壁面を通じてバッテリ76の一方の電極に接続される。このため、アラーム74とランプ75がバッテリ76によって通電され、アラーム74は沈黙しているが、ランプ75は半田の残留液位が正常状態であることを示すために点灯している。
When the amount of
一方、半田付け装置100内の半田9の量が不足した場合は、図6(b)に示すように、逆止弁5が開いた状態で液位検出電極73が半田9の液位よりも上になり、空中に露出する。この状態では、液位検出電極73は半田9を通じてバッテリ76の一方の電極に接続されない。このため、アラーム74とランプ75の、バッテリ76との導通が失われ、ランプ75は半田の残留液位が正常状態でないことを示すために消灯し、アラーム74からは警報が発せられる。半田付け作業者はこの警報とランプ75の消灯によって半田付け装置100内の半田9の量の不足を知ることができるので、半田9を補充することにより以後もスムーズに半田付け作業を行うことができる。
On the other hand, when the amount of the
図7(a)は、図2に示した一実施例の半田付け装置100の変形実施例の半田付け装置101の構成を示すものである。変形実施例の半田付け装置101の半田付け装置本体1の構成は、図2に示した一実施例の半田付け装置本体1の構成と同じで良いのでここでは図示を省略する。また、変形実施例の半田付け装置101の半田貯留部2の天井壁20の構成において、図2に示した一実施例と同じ構成部分には同じ符号を付してその説明を省略し、異なる部分のみ説明する。
FIG. 7A shows a configuration of a
変形実施例の半田付け装置101の半田貯留部2の天井壁20が、図2に示した一実施例の半田貯留部2の天井壁20と異なる部分は、ノズル4Aの形状である。一実施例の半田付け装置100のノズル4には、天井壁20の長手方向に細長く形成された矩形状の筒体であり、ノズル4の頂面に単一の半田噴出口40がある。一方、変形実施例の半田付け装置101のノズル4Aは、ノズル4Aの頂面には2つの半田噴出口41と42がある。2つの半田噴出口41と42の間はギャップ部44で離間されている。ノズル4Aの短手方向の幅と長手方向の長さ及び垂直方向の長さはノズル4と同じで良い。また、ギャップ部44の位置は特に規定されるものではなく、半田付けする製品に合わせてギャップ部44の位置が異なるノズル4Aを作ることができる。変形実施例の半田付け装置101では、基板への取付位置が異なる2種類の電子部品の半田付けを同時に行うことができる。
The portion of the
図7(b)は、図2に示した一実施例の半田付け装置100の他の実施例の半田付け装置102の構成を示すものである。他の実施例の半田付け装置102の半田付け装置本体1の構成は、図2に示した一実施例の半田付け装置本体1の構成と同じで良いのでここでは図示を省略する。また、他の実施例の半田付け装置102の半田貯留部2の天井壁20の構成において、図2に示した一実施例と同じ構成部分には同じ符号を付してその説明を省略し、異なる部分のみ説明する。
FIG. 7B shows a configuration of a
他の実施例の半田付け装置102の半田貯留部2の天井壁20の構成が、図2に示した一実施例の半田貯留部2の天井壁20の構成と異なる部分は、ノズル4Bの形状である。一実施例の半田付け装置100のノズル4は、天井壁20の長手方向に細長く形成された矩形状の筒体であり、ノズル4の頂面に単一の半田噴出口40がある。一方、他の実施例の半田付け装置102のノズル4Bは円筒状であり、ノズル4Bの頂面には円形の半田噴出口43がある。ノズル4Bの垂直方向の長さはノズル4と同じで良い。また、他の実施例の半田付け装置102では、レッグ部の数が少ない電子部品の回路基板への半田付けを行うことができる。また、ノズル4Bの断面形状は楕円形でも良く、ノズル4Bの隣りに二点鎖線で示すようにノズル4Cを追加することもできる。ノズル4B、4Cの直径は半田付けする回路基板のレッグ部の大きさに応じて決めれば良い。
The configuration of the
図8は、図1に示した半田付け装置100を使用した第1の形態の自動半田付け装置200の一実施例の構成を示すものである。この実施例の自動半田付け装置200は、同一種類の回路基板を効率良く半田付けするためのものである。自動半田付け装置200には、半田付け装置100を左右方向及び上下方向に移動させる移動装置として、X方向に移動させるX方向移動装置90X、Y方向に移動させるY方向移動装置90Y及びZ方向に移動させるZ方向移動装置90Zがある。X方向移動装置90Xは、所定距離離れた2本の平行なX方向ガイドレール91に沿って移動する2つの移動体を備え、両者は2本のY方向ガイドレール92で接続されている。Y方向移動装置90YはこのY方向ガイドレール92に沿って移動する。また、Y方向移動装置90Yの上にはZ方向移動装置90Zが取り付けられており、このZ方向移動装置90Zの上に1つの半田付け装置100が取り付けられている。
FIG. 8 shows a configuration of an embodiment of the
これら3つのX方向移動装置90X、Y方向移動装置90Y及びZ方向移動装置90Zにより、半田付け装置100は、自動半田付け装置200内を自在に移動することができる。そして、自在に移動できる半田付け装置100の上に回路基板搬送装置85が設けられており、半田付けを行う回路基板80を搬送する。回路基板搬送装置85は公知であるので、ここでは説明を省略する。更に、3つのX方向移動装置90X、Y方向移動装置90Y及びZ方向移動装置90Z、回路基板搬送装置85、前述の気体供給源(図示せず)、逆止弁駆動装置(図示せず)及び半田貯留量不足検出装置77は、制御装置10によって駆動制御される。
With these three X-direction moving
ここで、制御装置10の動作の一例について説明する。制御装置10は、まず、回路基板搬送装置85を駆動して半田付けを行う回路基板80を半田付け位置に搬送して静止させる。半田付け装置100は、予めX方向移動装置90XとY方向移動装置90Yによって半田付け位置に合わせて位置決めされており、回路基板80が回路基板搬送装置85によって半田付け位置に搬送されると、Z方向移動装置90Zによって半田付け装置100が半田付け位置まで上昇させられる。制御装置10は次に、Z方向移動装置90Zが半田付け装置100を上昇させている時に、逆止弁駆動装置50を駆動して逆止弁5を閉じ、気体供給源60を駆動して半田貯留部2内に圧縮空気を送り、ノズル4から半田貯留部2内の半田9を噴出させる。半田付け装置100を上昇させるタイミングは、回路基板80を半田付け位置に搬送して静止させる少し前でも良い。
Here, an example of the operation of the
半田付け装置100が上昇して、回路基板80に半田付けが行われ、半田付けが終了すると、制御装置100は気体供給源60の駆動を停止した後に、Z方向移動装置90Zによって半田付け装置100を半田付け位置から下降させる。回路基板80の半田付け位置が変わらない場合は、X方向移動装置90XとY方向移動装置90Yは駆動する必要はない。そして、半田付け装置100を半田付け位置から下降させる途中で、制御装置10は逆止弁駆動装置50を駆動して逆止弁5を開き、半田貯留部2と半田回収部3の半田9の液位を合わせて次の半田付けに備える。この後、制御装置10は次の回路基板80を半田付け位置に搬送するべく回路基板搬送装置85を駆動して以上の動作を繰り返すので、回路基板80の半田付けが自動で行える。
When the
なお、制御装置10は、半田付け装置100を半田付け位置から下降させる時に、半田液面が下降による加減速でこぼれないように液面制御する。また、回路基板搬送装置85が異種の回路基板80を搬送して半田付けを行う場合は、制御装置10は半田付け装置100を半田付け位置から下降させた後に、X方向移動装置90XとY方向移動装置90Yを駆動して、半田付け装置100を次の半田付け位置に移動させれば良い。以上の制御装置10の半田付け装置100の駆動方法はあくまでも一例であり、制御装置10の制御手順はこの実施例に制限されるものではない。
The
図9は、本発明の第2の形態の自動半田付け装置200Aの一実施例の構成を示すものである。図8に示した第1の形態の自動半田付け装置200は、同一種類の回路基板を効率良く半田付けするためのものであったが、図9に示す第2の形態の自動半田付け装置200Aは、半田付け位置の異なる複数種類の回路基板を、1つの装置で効率良く半田付けするためのものである。このため、図9に示す自動半田付け装置200AのY方向移動装置90Yの上には、第1、第2、第3の3つの半田付け装置100A、100B、100Cが、それぞれ独立に動作する第1、第2、第3の3つのZ方向移動装置90ZA、90ZB、90ZCに搭載されて設けられている。
FIG. 9 shows a configuration of an embodiment of an
この実施例では、第1の半田付け装置100Aは、図1に示した半田付け装置100と同様のものであり、矩形状のノズル4を備える。また、第2の半田付け装置100Bは、図1に示した半田付け装置100の矩形状のノズル4の全長が半分程度のノズル4Dを備える。更に、第3の半田付け装置100Cは、図6(b)に示した半田付け装置102と同様の円筒状のノズル4Bを備える。これらのノズル4、4B、4Dは、第1、第2、第3のZ方向移動装置90ZA、90ZB、90ZCにより、独立に半田付け位置まで上昇し、下降することができる。なお、X方向移動装置90XとY方向移動装置90Yの構成は、図8に示したものと変わりが無いので、ここではこれらの説明を省略する。
In this embodiment, the
自在に移動できる第1、第2、第3の半田付け装置100A、100B、100Cの上に、回路基板搬送装置85が設けられている点も同様である。また、X方向移動装置90X、Y方向移動装置90Y、第1、第2、第3のZ方向移動装置90ZA、90ZB、90ZC、回路基板搬送装置85、前述の気体供給源(図示せず)、逆止弁駆動装置(図示せず)及び半田貯留量不足検出装置77が、制御装置10によって駆動制御される点も同様である。
The same is true in that a circuit
ここで、自動半田付け装置200Aにおける制御装置10の動作の一例について説明する。図8に示した自動半田付け装置200では、回路基板搬送装置85によって同一の種類の回路基板80が搬送される。一方、図9に示した自動半田付け装置200Aでは、回路基板搬送装置85によって多品種の回路基板80が搬送される。ここでは、説明を簡単にするために、回路基板搬送装置85によって第1の回路基板80A、第2の回路基板80B及び第3の回路基板80Cが搬送されるものとする。
Here, an example of the operation of the
自動半田付け装置200Aによる半田付けが必要な部品としては、第1の回路基板80Aにはレッグ部82が多数並ぶ電子部品81があり、第2の回路基板80Bにはレッグ部82の数が電子部品81の半分程度の電子部品81Cがあり、第3の回路基板80Cには第2の回路基板80Bとは取り付け位置が異なる電子部品81Cと、基板の搬送方向に半田付けが必要なピン(図示せず)が多数並ぶ電子部品81Dがある。例えば、第1と第2の回路基板80A、80Bは大量生産するワーク(大口品)であり、第3の回路基板80Cは少量生産ワーク(小口品)である場合にこのような状況が存在する。
As the components that need to be soldered by the
そして、第1の半田付け装置100Aは第1の回路基板80Aにある電子部品81を半田付けするのに適したノズル4を備えており、第2の半田付け装置100Bは第2の回路基板80Bと第3の回路基板80Cにある電子部品81Cを半田付けするのに適したノズル4Dを備えており、第3の半田付け装置100Cは第3の回路基板80Cにある電子部品81Dを半田付けするのに適したノズル4Bを備えているものとする。なお、ノズル4Bは円筒状の汎用ノズルであり、回路基板の搬送方向や搬送方向に垂直な方向に移動させて電子部品に半田付けを行う、所謂引き半田と呼ばれる半田付けに使用されるものである。ノズル4Bによる電子部品4Dの半田付けについては後に詳述する。
The
この場合、第1、第2、第3のZ方向移動装置90ZA、90ZB、90ZCには、それぞれ、第1、第2、第3の半田付け装置100A、100B、100Cを搭載する。第1、第2、第3の半田付け装置100A、100B、100Cのどれを、第1、第2、第3のZ方向移動装置90ZA、90ZB、90ZCのどれに搭載するかは、任意で良い。更に、回路基板搬送装置85の上流側には、回路基板搬送装置85の上を流れる回路基板の種類を判別する図示しないセンサがあり、センサで検出された回路基板の種類は、回路基板が半田付け位置に到達する前に制御装置10に入力されているものとする。
In this case, the first, second and
制御装置10は最初に、次に半田付けを行う回路基板の種類を確認する。ここでは、次に半田付けを行う回路基板が第2の回路基板80Bである場合について説明する。次いで制御装置10は回路基板搬送装置85を駆動して半田付けを行う第2の回路基板80Bを半田付け位置に搬送して静止させる。第2の回路基板80Bに対応する第2の半田付け装置100Bは、予めX方向移動装置90XとY方向移動装置90Yによって半田付け位置に合わせて位置決めされている。第2の回路基板80Bが回路基板搬送装置85によって半田付け位置に搬送されると、第2のZ方向移動装置90ZBによって第2の半田付け装置100Bが半田付け位置まで上昇させられる。制御装置10は、第2の半田付け装置100Bの上昇中に逆止弁駆動装置50を駆動して逆止弁5を閉じ、気体供給源60を駆動して半田貯留部2内に圧縮空気を送り、ノズル4Dから半田貯留部2内の半田9を噴出させる。
The
第2の半田付け装置100Bの上昇により、第2の回路基板80Bに半田付けが行われると、制御装置10は気体供給源60の駆動を停止した後に、第2のZ方向移動装置90ZBによって第2の半田付け装置100Bを半田付け位置から下降させる。そして、第2の半田付け装置100Bを半田付け位置から下降させる途中で、制御装置10は逆止弁駆動装置50を駆動して逆止弁5を開き、半田貯留部2と半田回収部3の半田9の液位を合わせて次の半田付けに備える。
When soldering is performed on the
次に半田付けを行う回路基板が同じく第2の回路基板80Bである場合は、X方向移動装置90XとY方向移動装置90Yは駆動する必要はない。一方、図9に示した実施例のように、次に半田付けを行う回路基板が第3の回路基板80Cである場合は、制御装置10はX方向移動装置90XとY方向移動装置90Yを駆動して、第2の半田付け装置100Bの位置を第3の回路基板80Cにおける電子部品81Cの半田付け位置に合わせる。そして、制御装置10は回路基板搬送装置85を駆動して半田付けを行う第3の回路基板80Cを半田付け位置に搬送して静止させ、前述同様の動作で第2の半田付け装置100Bに半田付けを行わせる。
Next, when the circuit board to be soldered is the
第3の回路基板80Cにはもう1つ半田付けを行う電子部品81Dがあるので、制御回路10は第2の半田付け装置100Bを半田付け位置から下降させた後に、X方向移動装置90XとY方向移動装置90Yを駆動して、第3の半田付け装置100Cの位置を第3の回路基板80Cにおける電子部品81Dの半田付け位置に合わせる。そして、制御装置10は回路基板搬送装置85を駆動して第3の回路基板80Cを半田付け位置に搬送して静止させ、第3の半田付け装置100Cを上昇させて電子部品81Dの先端部(搬送装置85の下流側の端部)に半田付けを行わせる。次に、制御装置10は、X方向移動装置90Xのみを駆動して、ノズル4Bを電子部品81Dの後端部(搬送装置85の下流側の端部)まで移動させて電子部品81Dの全てのピンに半田付けを行う。なお、電子部品81Dのピンの半田付けに際しては、X方向移動装置90Xを駆動する代わりに、回路基板搬送装置85を駆動して第3の回路基板80Cを移動させても良い。
Since there is another
この後、制御装置10は、次に半田付けを行う回路基板を半田付け位置に搬送するべく回路基板搬送装置85を駆動すると共に、次に半田付けを行う回路基板の種類を判別して対応する半田付け装置を半田付け位置に移動させる動作を繰り返すので、多種類の回路基板に対しても半田付けが自動で行える。第1、第2、第3のZ方向移動装置90ZA、90ZB、90ZCの上に搭載する半田付け装置は、回路基板搬送装置85に搬送させる回路基板の種類、即ち半田付けを行う電子部品の半田付け領域に応じて、その半田付け領域に適したノズル形状を備える半田付け装置を選択すれば良い。
Thereafter, the
図8に示した第1の形態の自動半田付け装置200は、専用の矩形ノズルを備えて1種類の回路基板の半田付けに用いられ、半田付けのスピードを向上させることができる。一方、図9に示した第2の形態の自動半田付け装置200Aは、専用の矩形ノズルと汎用の円筒形ノズルの両方を備えており、切り換えて使用することにより、多種類の回路基板の半田付けに用いることができる。例えば、10種類の回路基板に対して、従来は10種類の専用ノズルを準備する必要があったが、第2の形態の自動半田付け装置200Aには矩形ノズルと円筒状ノズルの両方が備えられているので、両者の組み合わせによって、大量生産品には専用の矩形ノズルで半田付けを行い、少量生産品に対しては汎用の円筒状ノズルを走査させて半田付けすることにより対応できる。
そして、本発明の半田付け装置は、気体で半田を噴出させる構成であり、モータが必要ないので小型化ができる。このため、図9に示した第2の形態の自動半田付け装置200Aのように、複数の半田付け装置をZ方向移動装置の上に取り付ける構成が可能となる。
The
And the soldering apparatus of this invention is the structure which ejects solder with gas, and since a motor is not required, it can reduce in size. For this reason, the structure which attaches a several soldering apparatus on a Z direction moving apparatus like the
1 半田付け装置本体
2 半田貯留部
3 半田回収部
4、4B、4C、4D ノズル
5 逆止弁
6 気体注入口
7 ヒータ
8 温度センサ
9 半田
10 制御装置
11、12 側壁
13、14、15 天井壁取付面
16 底面
20 天井壁
30 底部
31 連通孔
40〜43 半田噴出口
50 逆止弁駆動装置
60 エアポンプ
73 液位センサ
75 警報ランプ
80、80A〜80C 回路基板
81、81C、81D 電子部品
82 レッグ部
85 回路基板搬送装置
90X、90Y、90Z、90ZA〜90ZC 移動装置
100、100A〜100C 半田付け装置
200、200A 自動半田付け装置
DESCRIPTION OF
Claims (2)
上端側が前記半田貯留部の天井壁を貫通する半田噴出用のノズルと、
前記密封空間に気体を注入する気体注入口と、
前記半田貯留部に連通する連通口と該連通口を開閉する逆止弁とを有し、前記連通口を開けることによって前記ノズルから噴出する半田を前記半田貯留部に回収する半田回収部と、
前記逆止弁が前記連通口を開口させている状態で、前記半田回収部内の半田の液位を検出することにより、前記半田回収部の半田と前記半田貯留部の半田とを含めた半田の総量を検出する半田貯留量不足検出手段と、
を備えることを特徴とする半田付け装置。 A solder reservoir having a sealed space in a state where the solder is stored;
A nozzle for ejecting solder, the upper end of which penetrates the ceiling wall of the solder reservoir,
A gas inlet for injecting gas into the sealed space;
A solder collection unit that has a communication port communicating with the solder storage unit and a check valve that opens and closes the communication port, and collects the solder ejected from the nozzle by opening the communication port in the solder storage unit;
With the check valve opening the communication port, the level of solder in the solder collection unit is detected to detect the amount of solder including the solder in the solder collection unit and the solder in the solder storage unit . Solder storage shortage detection means for detecting the total amount,
A soldering apparatus comprising:
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