JP7522644B2 - Soldering device and soldering method - Google Patents
Soldering device and soldering method Download PDFInfo
- Publication number
- JP7522644B2 JP7522644B2 JP2020197507A JP2020197507A JP7522644B2 JP 7522644 B2 JP7522644 B2 JP 7522644B2 JP 2020197507 A JP2020197507 A JP 2020197507A JP 2020197507 A JP2020197507 A JP 2020197507A JP 7522644 B2 JP7522644 B2 JP 7522644B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- nozzle
- solder
- soldering
- solder piece
- unit
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000005476 soldering Methods 0.000 title claims description 106
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 24
- 229910000679 solder Inorganic materials 0.000 claims description 380
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 claims description 133
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 24
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims description 21
- 238000013459 approach Methods 0.000 claims description 14
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims description 5
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims description 5
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 4
- 239000000155 melt Substances 0.000 claims description 2
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 107
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 75
- 230000008569 process Effects 0.000 description 15
- 230000006870 function Effects 0.000 description 11
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 11
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 11
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 10
- 239000000463 material Substances 0.000 description 8
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 7
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 5
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 4
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 4
- 230000008859 change Effects 0.000 description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 3
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000006071 cream Substances 0.000 description 2
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 2
- WABPQHHGFIMREM-UHFFFAOYSA-N lead(0) Chemical compound [Pb] WABPQHHGFIMREM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 2
- 230000000284 resting effect Effects 0.000 description 2
- 230000005856 abnormality Effects 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 238000012790 confirmation Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000010309 melting process Methods 0.000 description 1
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Electric Connection Of Electric Components To Printed Circuits (AREA)
Description
この発明は、例えば、プリント基板やモータ等の適宜の製品における第１導体（端子、ランド、リード線等）と第２導体（端子、ランド、リード線等）を半田付けする半田付け装置、および半田付け方法に関する。 This invention relates to a soldering device and a soldering method for soldering a first conductor (terminal, land, lead wire, etc.) and a second conductor (terminal, land, lead wire, etc.) in a suitable product such as a printed circuit board or a motor.
従来、プリント基板に電子部品を機械的に半田付けする半田付け装置が提供されている。この半田付け装置には、半田の液面にプリント基板を接触させて半田付けするフロー半田付け法や、予めパターンに合わせてクリーム半田を基板に印刷しておきクリーム半田に熱を加えて溶かすことで半田付けするリフロー半田付け法等、様々な方式が提案されている。 Conventionally, soldering devices have been provided that mechanically solder electronic components to printed circuit boards. Various methods have been proposed for this soldering device, including the flow soldering method, in which the printed circuit board is soldered by contacting it with the liquid solder surface, and the reflow soldering method, in which cream solder is printed on the board in advance according to a pattern, and the cream solder is then heated to melt and solder the parts.
ここで、出願人は、半田ごてとして円筒形のノズルを用い、このノズル内にプリント基板のスルーホールに挿通された電子部品のピンを挿入し、内部で半田を溶かして半田付けする方式の半田付け装置を開発し、提供している（特許文献１参照）。 Here, the applicant has developed and provided a soldering device that uses a cylindrical nozzle as a soldering iron, inserts the pins of electronic components that have been inserted into through-holes in a printed circuit board into the nozzle, and melts the solder inside to perform soldering (see Patent Document 1).
そして、ノズルの温度、ノズルの位置、ノズルの荷重および半田の供給量について、装置の起動時や運用中など所定のタイミングで確認することにより、半田付けの信頼性や確実性の更なる向上を図っている（特許文献２参照）。 The reliability and certainty of soldering are further improved by checking the nozzle temperature, nozzle position, nozzle load, and solder supply amount at specified times, such as when the device is started up and during operation (see Patent Document 2).
さらに、近年では、様々な形状を有する半田付け対象を連続して半田付けするために、様々な半田付け対象に対応できる半田付け装置の提供が望まれている。 Furthermore, in recent years, there has been a demand for soldering devices that can handle a variety of soldering objects in order to continuously solder objects of various shapes.
この発明は、上述の問題に鑑みて、様々な半田付け対象に対応できる半田付け装置と半田付け方法を提供し、利用者の満足度を向上させることを目的とする。 In consideration of the above problems, this invention aims to provide a soldering device and a soldering method that can handle a variety of soldering objects, and to improve user satisfaction.
この発明は、第１導体と第２導体とを溶融半田によって半田付けする半田付け装置であって、半田片を通過させる半田片供給通路を有する複数のノズルと、複数の前記ノズルの内から使用する前記ノズルを選択するノズル選択手段と、前記ノズル選択手段によって選択された前記ノズルを、使用する前記ノズルとして前記半田付けを実行する位置に移動させ、前記第１導体と当該ノズルとの近接離間方向の相対距離を変化させて前記第１導体と当該ノズルとを近接または当接させるノズル移動手段と、前記半田片を使用する前記ノズルの前記半田片供給通路に供給する半田片供給手段と、使用する前記ノズルの前記半田片供給通路内の前記半田片を加熱して溶融させる加熱手段と、前記半田付けに使用した前記ノズルと、次に使用する前記ノズルとを入れ替えるノズル入れ替え機構とを備え、前記半田片供給通路は、通路幅方向の平面上で複数、かつ複数の前記ノズル毎にそれぞれ異なる位置パターンで形成される半田付け装置であることを特徴とする。 The present invention is a soldering device that solders a first conductor and a second conductor with molten solder, comprising: a plurality of nozzles having a solder piece supply passage through which solder pieces pass; a nozzle selection means for selecting the nozzle to be used from among the plurality of nozzles; a nozzle moving means for moving the nozzle selected by the nozzle selection means to a position where the soldering is performed as the nozzle to be used, and changing the relative distance between the first conductor and the nozzle in the approach/separation direction to bring the first conductor and the nozzle into close proximity or contact; a solder piece supply means for supplying the solder piece to the solder piece supply passage of the nozzle to be used; a heating means for heating and melting the solder piece in the solder piece supply passage of the nozzle to be used; and a nozzle replacement mechanism for replacing the nozzle used for the soldering with the nozzle to be used next, and the solder piece supply passage is formed in a plurality of positions on a plane in the passage width direction, and in a different position pattern for each of the plurality of nozzles.
この発明により、様々な半田付け対象に対応できる半田付け装置と半田付け方法を提供できる。 This invention provides a soldering device and soldering method that can be used for a variety of soldering objects.
以下、この発明の一実施形態を図面と共に説明する。 An embodiment of the invention will be described below with reference to the drawings.
図１および図２は、半田付け装置１の外観構成の説明図であり、図１は右側面図、図２は正面図である。
Figures 1 and 2 are explanatory diagrams of the external configuration of the
図１に示すように、半田付け装置１は、半田付け対象であるプリント基板Ｐのスルーホールに半田付けを行うノズル６１（半田ごて）を有するヘッド部３と、ヘッド部３およびノズル６１をフローティング状態にするエアーサスペンションユニット５と、エアーサスペンションユニット５およびノズル６１を半田付け対象に近接／離間させる方向（図１の上下方向）に移動させる近接離間方向移動ユニット６（相対距離変化手段）と、近接離間方向移動ユニット６およびノズル６１をプリント基板Ｐが搬送される搬送方向（図１の奥行方向，図２の左右方向）に移動させる搬送方向移動ユニット７と、搬送方向移動ユニット７およびノズル６１を搬送方向移動ユニット７の搬送幅方向（図１の左右方向，図２の前後方向）に移動させる搬送幅方向移動ユニット８と、プリント基板Ｐを搬送する搬送路９と、切断機構部（後述の糸半田切断機構部４０）を収納（収容）する切断機構収納部１０と、未使用のノズル６１を収納する選択用ノズル収納部１１と、使用済みのノズル６１を収納する使用済みノズル収納部１２と、を有している。
As shown in FIG. 1, the
エアーサスペンションユニット５の上部には、リールに巻かれた糸半田２ａが設けられている。この糸半田２ａは、φ０．３～φ２．０ｍｍを用いることができ、φ０．６～φ１．６ｍｍのものを用いることが好ましい。
A
ヘッド部３の下部には、ノズルユニット６０が設けられ、ノズルユニット６０にはヒータ５１（加熱手段）が接続されている。
搬送幅方向移動ユニット８の上面は、プリント基板Ｐを搬送する搬送路９の上面とほぼ同じ高さに構成されている。
A
The upper surface of the width-direction
ヘッド部３の可動範囲は、搬送幅方向移動ユニット８の上方に位置する待機位置（図１に示すＰ１の位置）と、プリント基板Ｐに対して半田付けを行う半田付け領域Ｅ１，Ｅ２（図１のＥ１と図２のＥ２で囲まれるまたは区画される領域）とになる。ヘッド部３は、これらの待機位置、及び半田付け領域のどの位置であっても近接離間方向移動ユニット６によって移動される。
The movable range of the
この構成により、半田付け装置１は、待機時にはノズルユニット６０を待機ポジションＰ１の高さおよび位置に待機しておき、半田付け工程を実行するときは半田付け領域Ｅ１，Ｅ２内で待機ポジションＰ１よりも低い（半田付け対象に近い）半田付けポジションＰ２の高さにて半田付けを行う。ノズル６１の交換時は、領域Ｅ１，Ｅ２の外で半田付けポジションＰ２よりさらに低い交換ポジションＰ３で交換を実行する。
With this configuration, the
選択用ノズル収納部１１は、複数（この実施例では４つ）のスロット（図示省略）を有しており、各スロットに選択用ノズル６１ｂ、６１ｃ、６１ｄを格納している。選択用ノズル収納部１１には、各選択用ノズルを固定する台として、あらかじめ各選択用ノズル６１ｂ、６１ｃ、６１ｄを加熱（予熱）するプリヒータ１１０を内蔵する。
The selection
また、選択用ノズル収納部１１は、選択用ノズル移動部１１ａと、選択用ノズル繰り出し収納機構部１１ｂを有している。
選択用ノズル移動部１１ａは、選択用ノズル収納部１１に一列に整列して配置されている複数の選択用ノズル６１ｂ～６１ｄ（図示省略する選択用ノズル６１ａを含む）を整列方向の一方向へ進退移動させる。これにより、選択用ノズル繰り出し収納機構部１１ｂにて繰り出す選択用ノズル６１～６１ｄを切り替えるとともに、空きスロットに使用したノズル６１を収納できる位置に切り替える。
The selection
The selection
選択用ノズル繰り出し収納機構部１１ｂは、適宜のモータとローラで構成され、選択用ノズル移動部１１ａによって移動されてきた選択用ノズル６１ｂ，６１ｃ，６１ｄの１つを上方へ繰り出し（上方へ移動させ）、繰り出した選択用ノズル６１ｂ，６１ｃ，６１ｄを後述するノズル保持部材６６により保持できるようにする。また、選択用ノズル繰り出し収納機構部１１ｂは、後述するノズル保持部材６６がノズル６１を空きスロットにノズル６１に向けて解放した際に、落下するノズル６１を選択用ノズル６１ａ（図示省略）として下方へ収納し、選択用ノズル６１ａをプリヒータ１１０に当接させて加熱可能な状態にする。
このように、使用していたノズル６１（実行用ノズル）を空きスロットに収納し、選択用ノズル６１ｂ，６１ｃ，６１ｄを後述するノズル保持部材６６により保持することで、ノズル６１の交換を可能にしている。
The selection nozzle feed-out and
In this way, the
切断機構収納部１０は、糸半田切断機構部４０を上下方向（近接離間方向）に整列させて複数収納する上下方向に長い切断機構収納体１０ｂと、切断機構収納体１０ｂを上下方向（近接離間方向）へ移動させる切断機構収納体移動機構部１０ａと、切断機構収納体１０ｂに収納されている１つの糸半田切断機構部４０をヘッド部３へ送り出し／収容する送り出し収容機構部１０ｃを有している。
The cutting
切断機構収納体移動機構部１０ａは、切断機構収納体１０ｂを上下方向に移動させる。この上下方向の移動の際、切断機構収納体１０ｂに収納されている糸半田切断機構部４０も一緒に上下方向に移動する。
The cutting mechanism
切断機構収納体１０ｂは、上下方向にスロット（図示省略）が複数配置されており、各スロットに、外形サイズと外形形状が同じで半田片収納部４５（後述）の配置が異なる複数種類の糸半田切断機構部４０を、ヘッド部３へ向かって水平に移動可能に収納している。
The
送り出し収容機構部１０ｃは、位置が固定されており、切断機構収納体移動機構部１０ａによって送り出し収容機構部１０ｃの位置にセットされた糸半田切断機構部４０（４０ａ～４０ｄのいずれか１つ）を水平移動させてヘッド部３に送り出す。また、送り出し収容機構部１０ｃは、切断機構収納体１０ｂの空きスロットが送り出し収容機構部１０ｃの位置にセットされている状態で、ヘッド部３から水平移動されてきた糸半田切断機構部４０を水平移動させて空きスロットに収納する。
The feed-
図３は、半田付け装置１の駆動系および制御系の構成を示すブロック図である。半田付け装置１は、搬送幅方向移動ユニット８（図１参照）に固定されて搬送路９（図１参照）へ向かって真っすぐ伸びるＹ方向（搬送幅方向，図２の奥行方向）の搬送ガイド７ｆと、サーボモータ等の駆動機構部７ｅによりＹ方向の搬送ガイド７ｆに沿って移動するＸ方向（搬送方向，図２の左右方向）の搬送ガイド７ｃが設けられている。この駆動機構部７ｅおよびＹ方向の搬送ガイド７ｆは、搬送幅方向移動ユニット８（図１参照）内に収納されている。Ｘ方向の搬送ガイド７ｃは、搬送路９の搬送方向（Ｘ方向）へ向かって真っすぐ伸びている。
Figure 3 is a block diagram showing the configuration of the drive system and control system of the
Ｘ方向の搬送ガイド７ｃの上部には、Ｘ方向の搬送ガイド７ｃに沿ってＸ方向に移動する移動体７ａと、この移動体７ａをＸ方向の搬送ガイド７ｃに沿ってＸ方向へ移動させるサーボモータ等で構成された駆動機構部７ｂが設けられている。この移動体７ａ、駆動機構部７ｂ、およびＸ方向の搬送ガイド７ｃは、搬送方向移動ユニット７（図１参照）内に収納されている。この移動体７ａ、駆動機構部７ｂ、Ｘ方向の搬送ガイド７ｃ、駆動機構部７ｅ、およびＹ方向の搬送ガイド７ｆは、作業させたい任意の位置へノズルユニット６０を移動させるノズル位置移動手段として機能する。
A
移動体７ａには、ノズルユニット６０がスルーホールに近接／離間する方向に伸びるＺ方向（高さ方向）の搬送ガイド５ｃが設けられている。この搬送ガイド５ｃには、Ｚ方向に移動するヘッド固定部５ａ、およびサーボモータ等で構成される駆動機構部５ｂが設けられている。ヘッド固定部５ａ、駆動機構部５ｂ、および搬送ガイド５ｃは、ノズルユニット６０を半田付け対象に近接／離間させる方向へ移動させる近接離間方向移動手段として機能し、近接離間方向移動ユニット６（図１参照）内に収納されている。
The moving
このように構成されたＹ方向の搬送ガイド７ｆとＸ方向の搬送ガイド７ｃ、および駆動機構部７ｂ，７ｅがノズル位置移動手段として機能することにより、ノズルユニット６０の位置を半田付けする任意の位置へ移動させることができる。また、Ｚ方向の搬送ガイド５ｃおよび駆動機構部５ｂが近接離間方向移動手段として機能することにより、移動させた位置でノズルユニット６０を近接方向へ移動させてノズルユニット６０の孔（後述の半田片供給通路６３）内に半田付けするピンを挿通しノズルユニット６０の先端をスルーホールに当接させる等の半田付け位置にて半田付け対象に当接または近接させ、半田付け後に離間させることができる。また、Ｚ方向の搬送ガイド５ｃおよび駆動機構部５ｂにより、ノズルステーション（図示省略）で交換用のノズルユニット６０またはヒータ５１に近接する方向へ移動させ、ノズルユニット６０またはヒータ５１を交換した後に離間させることができる。
The Y-
ヘッド固定部５ａには、フローティングユニット１５が設けられている。このフローティングユニット１５は、エアーサスペンションユニット５（図１）内に設けられ、供給されたエアによってノズルユニット６０を持ち上げ、プリント基板Ｐに対するフローティングユニット１５（ノズルユニット６０が含まれる）の相対的な重みを軽くするものである。例えば、通常の加重を１００とするとフローティングユニット１５の加重が１０％となるようにするなど、適宜の構成とすることができる。
The
ヘッド部３は、フローティングユニット１５に固定され、糸半田２ａ（図１参照）を挿通すると、糸半田供給ガイド１６内の糸半田をローラで挟み込んで送り出す糸半田送り出し機構部１７が設けられ、ヘッド部３の底部の所定位置（第１位置）に位置する糸半田切断機構部４０を備えている。この糸半田切断機構部４０は、平面視直交する複数方向、換言すればいわゆるＸＹ方向に駆動可能な２つのサーボモータ等により構成される平面移動機構部１９（半田片収納体移動手段）により移動可能に構成されており、糸半田供給ガイド１６に供給されてきた糸半田２ａ（図１参照）を平面移動機構部１９の制御に従って切断する。ここで、本実施形態では上にも示した通り、この平面移動機構部１９が、本発明に係る半田片収納体移動手段に相当する。
The
また、ヘッド部３の内部空間と切断機構収納部１０の内部空間とは連通しており、糸半田切断機構部４０は、平面移動機構部１９によってヘッド部３の内部空間と切断機構収納部１０の内部空間との間を相互に移動可能である。平面移動機構部１９は、糸半田切断機構部４０を第１位置から移動させて切断機構収納部１０に収納し、切断機構収納部１０に収納された別の糸半田切断機構部４０を第１位置に移動させる（糸半田切断機構部４０を交換する）動作を行う。
The internal space of the
これらの構成要素を駆動するべく、各要素は制御部２１によって制御される。制御部２１には、駆動機構部５ｂ、駆動機構部７ｂ、駆動機構部７ｅ、フローティングユニット１５、糸半田送り出し機構部１７、平面移動機構部１９、ヒータユニット密着確認センサ２２、温度センサ２３、着脱用エアシリンダ２４、カメラ２５、及び記憶部２６が接続されている。
To drive these components, each element is controlled by a
カメラ２５は、半田付け対象となるプリント基板のスルーホールおよびピンの位置等（位置情報）を確認して位置決めする際、半田付け対象となるプリント基板のスルーホールおよびピンの位置等から使用するノズル６１を選択する際、および、半田付アカメが発生した場合等の半田付け異常を検出する際等に用いられる。
The
記憶部２６は、プリント基板等の半田付け対象ワークの画像と、この半田付け対象ワークに使用するツール（ノズルユニット６０、若しくはヒータ５１）を関連づけた半田付け対象ワーク別ツールデータ、現在装着しているツールの種類、現在装着しているツールの使用回数および使用時間等のデータを記憶している。
The
また、記憶部２６は、切断機構収納体１０ｂの各スロットに収納されている半田片切断機構部４０ａ～４０ｄの種類と、選択用ノズル収納部１１の各スロットに収納されている選択用ノズル６１ａ～６１ｄと、各半田片切断機構部４０（４０ａ～４０ｄ）およびノズル６１（６１ａ～６１ｄ）の配置と、プリント基板Ｐなどのはんだ付け対象における各領域のどこにどの選択用ノズル６１ａ～６１ｄと半田片切断機構部４０ａ～４０ｄが対応するかを記憶している。
The
したがって、制御部２１は、記憶部２６に記憶されているこれらの情報をもとに、１つのプリント基板Ｐなどのはんだ付け対象製品の複数の領域に対して、領域毎に選択用ノズル６１ａ～６１ｄと半田片切断機構部４０ａ～４０ｄを交換しながら全領域のはんだ付けを実行し、次の同じはんだ付け対象製品に対して再度同じように領域毎にはんだ付けを実行することができる。各領域については、複数の糸半田２ａを一斉にはんだ付けすることができる。
Therefore, based on this information stored in the
図４は、糸半田切断機構部４０の構成を説明する説明図であり、図４Ａは糸半田切断機構部４０の分解斜視図、図４Ｂは糸半田切断機構部４０の縦断面図を示す。
Figure 4 is an explanatory diagram explaining the configuration of the solder
糸半田切断機構部４０は、下方へ繰り出されてきた糸半田２ａを通過させる通路を有する糸半田供給ガイド１６と、切断した半田片２ｂを複数収納する半田片収納体４４と、半田片収納体４４を移動させる平面移動機構部１９（図３参照）により構成されている。また、半田片収納体４４には、収納された半田片２ｂの貯留／放出を制御するシャッタ３６と、シャッタ３６を付勢する付勢体３５（付勢手段）とが設けられている。また、半田片収納体４４とは分離して、シャッタ３６を解放操作するシャッタ操作部４９（シャッタ移動規制体）が設けられている。なお、半田片収納体４４と、平面移動機構部１９と、シャッタ３６と、シャッタ操作部４９は、半田片２ｂをノズル６１の孔（後述の半田片供給通路６３）に供給する半田片供給手段として機能する。このように、この平面移動機構部１９は、半田片収納体４４を半田片収納部４５に半田片２ｂを収容する方向と直交する平面上の二方向（ＸＹ方向）へ移動させるＸＹ移動ステージである。
The
糸半田供給ガイド１６は、金属部材によって円筒形に形成されており、内側の孔（通路）に糸半田２ａを長手方向へ通過させる。また、糸半田供給ガイド１６は、糸半田２ａの通過方向と直角の方向（糸半田２ａの半径方向）へは移動しないように固定されている。
The solder
付勢体３５は、適宜のバネで構成することができ、この実施例では金属製の鶴巻ばねにて構成されている。
The biasing
シャッタ３６は、Ｌ字型に屈曲させた金属板により構成されており、Ｌ字の底面部が水平状態（近接離間方向に垂直な状態）の貯留／放出制御板部３８であり、Ｌ字の鉛直面部が付勢体３５に押圧される押圧操作部３７である。貯留／放出制御板部３８は、複数の解放孔３８ａ（貫通孔または貫通溝）が設けられている。この実施例では解放孔３８ａは都合８つ設けられている。この解放孔３８ａの隣接部分（解放孔３８ａと解放孔３８ａの間部分を含む）は、半田片２ｂの落下を防止する閉鎖部として機能する。なお、シャッタ３６に複数の解放孔３８ａを設けているが、これに限らず、複数の解放溝を設けて、シャッタ３６の貯留／放出制御板部３８が平面視櫛状に見える構成としてもよい。この場合も同じ機能を確保できる。すなわち本実施形態では、半田片収納部４５に収容された半田片２ｂを収容している収容状態と半田片２ｂをノズル６１の半田片供給通路６３へ供給する解放状態に切り替える、本発明に係る貯留／放出制御板部３８を有している。
The
半田片収納体４４は、横長の立方体形状のブロック部４３の下面に当該ブロック部４３の短手方向の幅よりも幅広で長手方向に同じ長さのガイド部４８が一体形成されている。ガイド部４８には、長手方向に貫通するシャッタ挿入孔４７が設けられている。このシャッタ挿入孔４７は、高さと幅がシャッタ３６の貯留／放出制御板部３８の高さと幅よりわずかに大きく形成され、シャッタ３６がブレなくスムーズに長手方向へスライド移動できるように構成されている。ブロック部４３とガイド部４８には、上下方向（近接離間方向）に貫通する半田片収納部４５が複数設けられている。この実施形態では上述の通り都合８つ設けられており、シャッタ３６の解放孔３８ａと同じ大きさで同じ間隔で設けられている。
換言すれば、本実施形態に係る半田片収納体４４の半田片収納部４５は、本実施形態では、少なくともノズルユニット６０の半田片供給通路６３と同じ位置で同じ数が設けられている。これらの複数の半田片収納部４５は、すべて同じ太さで同じ長さの一直線状の孔であり、互いに平行に形成されている。
The
In other words, in this embodiment, the solder
なお、シャッタ３６の解放孔３８ａは、半田片収納部４５よりも大きく形成されてもよい。これにより、確実に開放状態のときに半田片２ｂを落下させることができる。また、半田片収納部４５は、孔によって形成されているが、これに限らず、複数部材で周囲を囲まれて半田片２ｂを囲み内に収容できる囲み形状とするなど、半田片２ｂを落下可能に収納する適宜の形状とすることができる。
The
半田片収納体４４の長手方向の一端上部には、半田片収納体４４の長手方向に長いガイド板４２の一端が連結されている。ガイド板４２の他端には、ネジ止め用の孔４１が設けられ、係止板３２がネジ３１によって孔４１にネジ止めされている。
One end of a
係止板３２は、上部にネジ４１を挿通するネジ孔３３が設けられている。係止板３２のネジ孔３３より下方部分には、シャッタ３６の押圧操作部３７に対向する押圧対抗面３４が設けられている。この押圧対抗面３４に付勢体３５の一端が当接し、シャッタ３６の押圧操作部３７に付勢体３５の他端が当接することで、押圧対抗面３４から押圧操作部３７までの距離よりも長く伸びた状態が通常状態である付勢体３５は、押圧対抗面３４と押圧操作部３７が離れる方向へ付勢する。これによって、シャッタ３６は、押圧操作部３７が半田片収納体４４の一端面に当接した状態に維持される。このとき、図４Ｂに示すように、半田片収納体４４の半田片収納部４５とシャッタ３６の解放孔３８ａは位置がずれており、半田片収納体４４の半田片収納部４５がシャッタ３６の貯留／放出制御板部３８で閉じられた状態となっている。従って、半田片収納部４５に存在する半田片２ｂは、シャッタ３６の貯留／放出制御板部３８によって下方へ落下しないように貯留されている。すなわち本実施形態に係る貯留／放出制御板部３８は、半田片収納部４５に収容された半田片２ｂを収容している収容状態と半田片２ｂをノズルユニット６０の半田片供給通路６３へ供給する解放状態に切り替える本発明に係る収容／解放切替部に相当する。
The locking
半田片収納体４４のガイド板４２と反対側には、半田片収納体４４から離間した位置に半田片収納体４４とは独立してシャッタ操作部４９が設けられている。このシャッタ操作部４９は、シャッタ３６の貯留／放出制御板部３８の押圧操作部３７とは逆側の端面に対向して配置されている。従って、平面移動機構部１９（図３参照）の駆動によって半田片収納体４４がシャッタ３６と共にシャッタ操作部４９側へ移動されていくと、シャッタ３６の端面がシャッタ操作部４９に当接する。そして、平面移動機構部１９（図３参照）の駆動によって半田片収納体４４がさらに移動されると、シャッタ操作部４９によってシャッタ３６がそれ以上移動しないために半田片収納体４４とシャッタ３６の相対位置が変化していき、半田片収納体４４の半田片収納部４５とシャッタ３６の解放孔３８ａの位置が同じ位置になって解放状態となり、半田片２ｂが下方へ落下する。
On the opposite side of the
半田片収納体４４と糸半田供給ガイド１６は、互いの対向面が当接して配置され、供給される糸半田２ａの半径方向すなわちＸＹ方向の何れの方向へも相対的に移動できるように構成されている。この実施では、糸半田供給ガイド１６が固定され、半田片収納体４４が糸半田２ａの半径方向すなわちＸＹ方向のうち任意の方向へスライド移動できる。従って、糸半田供給ガイド１６から繰り出された糸半田２ａの一部が半田片収納体４４の半田片収納部４５に供給されている状態で、半田片収納体４４を糸半田２ａの半径方向すなわちＸＹ方向のうち任意の方向に移動させると、糸半田２ａは、半田片収納体４４と糸半田供給ガイド１６の相対移動によって半田片収納体４４と糸半田供給ガイド１６の互いの当接面で切断される。従って、半田片収納体４４と糸半田供給ガイド１６が半田片２ｂを切断する半田片切断手段となる。切断された半田片２ｂは、半田片収納体４４の半田片収納部４５に収納される。
The solder
また、半田片収納体４４の上面と糸半田供給ガイド１６の下面、シャッタ３６の貯留／放出制御板部３８は、全て半田片収納体４４の移動方向と平行（特にこの実施例では水平方向）に構成されている。また、半田片収納部４５の長手方向（半田片通過方向）とノズルユニット６０の半田片供給通路６３（半田片供給通路，図５Ｄ参照）の長手方向（半田片通過方向）は、全て半田片収納体４４の移動方向と垂直（特にこの実施例では鉛直方向）に構成されている。
The upper surface of the
図５は、半田片収納体４４によって糸半田２ａを切断して半田片２ｂを複数貯留し、その後にシャッタ３６を開状態にして複数の半田片２ｂを落下させる動作を断面図により説明する説明図である。この動作は、制御部２１（図３参照）が糸半田送り出し機構部１７および平面移動機構部１９の駆動を制御して実行される。
Figure 5 is an explanatory diagram using a cross-sectional view to explain the operation of cutting the
図５Ａの断面図に示すように、平面移動機構部１９（図３参照）の駆動によって、半田片収納体４４は、シャッタ操作部４９に最も近い半田片収納部４５が糸半田供給ガイド１６の下方位置で一直線に連通する状態で停止する。この状態で、巻かれていた糸半田２ａ（図１参照）の先端側から引き出されて棒状となっている糸半田２ａが糸半田送り出し機構部１７（図３参照）によって送り出され、図５Ｂに示すように糸半田２ａの先端が半田片収納部４５内に収納される。そして、半田片収納体４４と糸半田供給ガイド１６の対向面部（接触面部）から糸半田２ａの先端までの長さが必要な半田片２ｂの長さとなる状態まで糸半田２ａを繰り出すと、糸半田送り出し機構部１７（図３参照）は糸半田２ａの供給（繰り出し）を停止する。
As shown in the cross-sectional view of FIG. 5A, the planar movement mechanism 19 (see FIG. 3) drives the solder
この状態で平面移動機構部１９（図３参照）の駆動によって、半田片収納体４４をスライド移動させると、半田片収納体４４と糸半田供給ガイド１６の対向面部（接触面部）によって糸半田２ａが切断されて半田片２ｂとなり、図５Ｃに示すように半田片２ｂが半田片収納部４５に収納（貯留）される。図５Ｃは、この切断を半田片収納部４５の数だけ（必要な数だけ）繰り返して切断完了した状態を示している。このときの半田片収納体４４をスライド移動させる距離は、隣接する半田片収納部４５の互いの中心間の距離と同一である。したがって、糸半田供給ガイド１６の直下には、その前に対応していた半田片収納部４５の隣の半田片収納部４５が位置することとなる。
In this state, when the solder
平面移動機構部１９（図３参照）の駆動によって半田片収納体４４をスライド移動させると、図５Ｄに示すようにシャッタ３６の先端がシャッタ操作部４９に当接して押圧され、付勢体３５が縮み、半田片収納体４４の半田片収納部４５とシャッタ３６の解放孔３８ａが全て連通して複数の半田片２ｂが一斉に落下して下方へ供給される。すなわち平面移動機構部１９は、半田片収納体４４を半田片収納部４５に半田片２ｂを収容する方向と直交する平面上の二方向へ移動させる半田片収納体移動手段に相当する。なお、半田片２ｂを落下させる際に、図示省略する押し込みロッドを全ての半田片収納部４５に上方から下方へ挿入し、半田片２ｂを下方へ押し出して、強制的に半田片２ｂを下方のノズルユニット６０（図３参照）に供給する構成としてもよい。
When the
図６は、ノズルユニット６０とヒータ５１の構成を説明する説明図であり、図６Ａは分解斜視図、図６Ｂは縦断面図を示す。図７は、ノズルユニット６０、半田片収納体４４及び糸半田供給ガイド１６の相対的な配置を模式的に示した平面図である。
ノズルユニット６０は、ノズル６１、ノズル固定部材６５、およびノズル保持部材６６を有している。ノズル６１、ノズル固定部材６５、およびノズル保持部材６６のそれぞれは、セラミックにより形成されており、一部材として一体形成された長方体ないし直方体をなす。また、ノズルユニット６０は、ノズル６１とノズル固定部材６５とノズル保持部材６６とを重ね合わせて（当接させて）形成されている。本実施形態では、ノズル６１の水平方向の一方面にノズル固定部材６５が当接し、ノズル６１の水平方向の他方面（ノズル固定部材６５との当接面の反対面）にノズル保持部材６６が当接する。すなわち、ノズル固定部材６５およびノズル保持部材６６は、ノズル６１の半田片供給通路６３の加熱手段として機能し、ノズル６１を挟み込むように配置されている。
また、本実施形態に係るノズル６１の内部には、図６及び図７に示すように、複数の半田片供給通路６３が、通路幅方向の平面上で複数方向に形成される。これらの複数の半田片供給通路６３は、ノズル６１を上下に貫通し、すべて同じ太さで同じ長さの一直線状の孔であり、互いに平行に形成されている。
Fig. 6 is an explanatory diagram illustrating the configuration of the
The
6 and 7, a plurality of solder
ノズル６１の一方面には、ノズル固定部材６５と当接する平面の両端に円筒状の空洞である固定凹部６２ｂが設けられ、ノズル６１の側面（一方面および他方面に水平方向に隣接する面）における、他方面側（ノズル保持部材６６側）端部には、長辺に沿って延びるノズル保持凹部６９ｂが設けられている。このノズル保持凹部６９ｂは、両側面に設けられている。
One side of the
ノズル固定部材６５は、固定凹部６２ｂに挿入される（嵌合する）固定凸部６２ａを有する。すなわち、ノズル固定部材６５とノズル６１は、固定凹部６２ｂと固定凸部６２ａとが嵌合することによって、互いに当接平面に平行な方向へ移動しないように固定されている。
The
ノズル固定部材６５は、ノズル６１との対向面に近い位置で、複数の半田片誘導路６３ａが並べられた並び方向にヒータ用挿入孔６７が設けられている。このヒータ用挿入孔６７には、ヒータ５１の加熱部５２が挿入される。図示の例では、ヒータ用挿入孔６７の開口からのヒータ５１の加熱部５２が挿入されている。
The
ノズル保持部材６６は、ノズル固定部材６５と略同じ大きさを有する。ノズル保持部材６６は、ノズル保持凹部６９ｂに挿入される（嵌合する）ノズル保持凸部６９ａを有する。ノズル保持凸部６９ａはノズル保持部材６６の側面（ノズル６１との対向面に水平方向に隣接する面）における、ノズル６１との対向面側に設けられ、ノズル保持部材６６の側面に直交する方向に移動可能に設けられる。
The
また、ノズル保持部材６６は、ノズル６１との対向面と反対側の面の中央に孔６８が設けられ、この孔６８に熱電対５７が挿入されている。熱電対５７は、温度センサ２３（図３参照）として機能し、ノズルユニット６０の温度を測定するために設けられる。
The
さらに、ノズル保持部材６６は、ノズル６１との対向面と反対側の面の水平方向の両端に、円筒状の貫通する空洞である誘導棒挿通孔７２を有する。誘導棒挿通孔７２は、円筒形状の誘導棒７０が挿通される。
Furthermore, the
誘導棒７０は、両端部の内一方の端部から誘導挿通孔７２に挿通され、他方の端部にはノズル保持部材６６と対向する面を有する誘導基準板７１が設けられている（図１参照）。誘導基準板７１は、少なくとも当接する誘導棒７０の面より大きく形成され、誘導棒７０と互いに固定されている。
The
すなわち、ノズル保持部材６６は、制御部２１によって制御され、ノズル保持部材６６およびノズル保持凸部６９ａを可動させる。ノズル保持凸部６９ａとノズル保持凹部６９ｂとが嵌合する（ノズル保持凸部６９ａでノズル６１を挟み込む）ことで、ノズル保持部材６６とノズル６１とが一体化され、ノズル保持部材６６の移動に伴ってノズル６１が移動される。このとき、ノズル保持部材６６の移動方向は、誘導棒７０の長手方向に制限される。すなわち、ノズル保持部材６６の移動は、誘導基準板７１に接近するか離間するかに制限される。また、ノズル保持凸部６９ａがノズル保持凸部６９ａが設けられている側面に対して離間するように移動されると、ノズル保持部材６６とノズル６１とが分離される。
That is, the
また、ノズル保持部材６６は、ノズル６１との対向面に近い位置で、複数の半田片供給通路６３が並べられた並び方向にヒータ用挿入孔（図示せず）が設けられ、ノズル固定部材６５と同様に、ヒータ５１の加熱部５２が挿入されている。なお、ノズル保持部材６６のヒータ用挿入孔は、ノズル固定部材６５のヒータ用挿入孔６７が設けられた面と対向する面に設けられている。
The
これらがすべて組み合わせされると、ノズル６１、ノズル固定部材６５、およびノズル保持部材６６の対向面同士が隙間なく当接され、ヒータ５１によって加熱部５２が加熱されると、ノズル固定部材６５およびノズル保持部材６６が加熱され、各部材に当接するノズル６１も同様に加熱される。
When all of these are combined, the opposing surfaces of the
複数の半田片供給通路６３は、鉛直方向（近接離間方向）に一直線で、かつ、通路幅方向の平面上で複数方向にそれぞれ配置され、半田片収納体４４（図５参照）の半田片収納部４５と同じ大きさで同じ間隔に形成されている。
The multiple solder
従って、図５Ｄに示したように一斉に（ほぼ同時に）落下する半田片２ｂは、その下方位置にて半田片収納部４５と半田片供給通路６３が連通するように配置されたノズルユニット６０の半田片供給通路６３に、図６Ｂに示すように一斉に（ほぼ同時に）供給される。
Therefore, the
半田付けをするとき、ノズルユニット６０は、下端がプリント基板ＰのランドＲに接触する位置まで下げられており、この位置にて上述した半田片２ｂの供給を受ける。このとき、半田片２ｂは、プリント基板Ｐの電子部品Ｃの端子Ｔの先端（若しくは半田片供給通路６３の半田片誘導方向（図６Ｂの下方）に対して最も凸となる端部（図６Ｂの上端））に接触して停止する。図示の例では端子Ｔの上に半田片２ｂが乗った状態で停止する。
When soldering, the
そして、ノズルユニット６０の半田片供給通路６３に供給された半田片２ｂは、ヒータ５１の加熱部５２からの熱をうけて溶融する。このとき、加熱部５２の熱が半田片２ｂから端子Ｔに伝達され、この伝達熱によって端子Ｔも徐々に加熱されていく。また、ランドＲについては、ノズルユニット６０から直接熱を受け、端子Ｔよりも先に加熱されている。
The
そうして、半田片２ｂが溶融温度に達すると、半田片２ｂが溶融するが、まだ端子Ｔの上に略球状となって載った状態となる。この間も端子Ｔを伝達熱で加熱する。そして、さらに端子Ｔの加熱が進むと、半田片２ｂが溶融した複数（４つ）の溶融半田が端子Ｔに沿って流れ出し、複数の端子Ｔ（第２導体）とランドＲ（第１導体）を一斉に（同時に）半田付けして電気的に接続する。その後、ノズルユニット６０を上方へ移動させて離間させ、溶融半田が冷えて固化することで、複数箇所の半田付けが一斉に（同時に）完了する。
この半田付けの動作について、以下に詳細に説明する。
Then, when the
This soldering operation will be explained in detail below.
図８は、異なる大きさおよび位置パターンの半田片供給通路６３を有する複数のノズルの一例を示す。この例では、半田片供給通路６３が２列で計７つのノズル６１ａ、半田片供給通路６３が３列で計５つのノズル６１ｂ、半田片供給通路６３がばらけて４つのノズル６１ｃ、半田片供給通路６３が一列に５つのノズル６１ｄが設けられている。図９は、制御部２１によって実行される半田付け工程のフロー図である。
Figure 8 shows an example of multiple nozzles having solder
＜半田付けの動作＞
図６Ｂの断面図に示すように、半田付けの母材として、ランドＲが形成されたプリント基板Ｐに、当該プリント基板Ｐのスルーホールにプリント基板Ｐの表面側から裏面側（図６Ｂでは下面側から上面側）に向けて電子部品Ｃの端子Ｔが挿入されたものが準備されている。
<Soldering operation>
As shown in the cross-sectional view of FIG. 6B , a printed circuit board P having lands R formed thereon is prepared as a base material for soldering, and terminals T of electronic components C are inserted into through holes in the printed circuit board P from the front side to the back side of the printed circuit board P (from the bottom side to the top side in FIG. 6B ).
＜ノズル選択＞
制御部２１は、カメラ２５で撮影された撮影画像か、あらかじめ登録された基板パターンから、プリント基板Ｐにおける半田付け対象となる複数のランドＲの位置を読み取る（ステップＳ１）。このとき、プリント基板Ｐが比較的大型であって、ランドＲの数が１つのノズル６１で半田付けしきれない場合は、プリント基板Ｐの全体の領域を複数の個別領域に分割し、各個別領域に含まれる複数のランドＲ毎にグループ設定し、グループ毎（個別領域毎）に複数回に分けて半田付けを行う。この領域を個別領域に分割する制御部２１は、領域分割手段として機能する。ただし、上記グループ設定は、グループに含まれるランドＲの位置パターンが、使用可能な複数のノズル（６１ａ、６１ｂ、６１ｃ、６１ｄ）が有する半田片供給通路６３の位置パターンのいずれかに対応するように設定される。
<Nozzle selection>
The
さらに、読み取った複数のランドＲの位置（位置情報）に基づいて、対応する大きさおよび位置パターンの半田片供給通路６３を有するノズル６１を選択する（ステップＳ２）。すなわち、制御部２１は、図８に示すような、複数のノズル（６１ａ、６１ｂ、６１ｃ、６１ｄ）から１つを選択し、ノズル保持部材６６およびノズル保持凸部６９ａを可動させて、選択用ノズル収納部１１に収納されたノズル６１を移動させ、ノズル固定部材６５に固定する。このとき、ノズル固定部材６５に固定されたノズル６１は、プリヒータ１１０によってあらかじめ加熱されている。なお、ノズル６１がノズル固定部材６５に固定される（当接される）位置のことを実行位置という。
Furthermore, based on the positions (position information) of the multiple lands R that have been read, a
各ノズル６１ａ～６１ｄのそれぞれは、少なくともノズル固定部材６５およびノズル保持部材６６と当接した際に、ノズル固定部材６５とノズル保持部材６６との距離がいずれのノズル６１であっても同じ距離になるように形成される。
Each of the
制御部２１は、平面移動機構部１９を可動させ、選択した（ノズル固定部材６５に固定された）ノズル６１に対応した糸半田切断機構部４０を切断機構収納部１０から第１位置に移動する（ステップＳ３）。すなわち、半田片供給通路６３の大きさおよび位置パターン（複数のランドＲの位置）に対応した半田片収納部４５を有する糸半田切断機構部４０を第１位置に配置する。
The
＜位置合わせ工程＞
制御部２１は、Ｙ方向の搬送ガイド７ｆとＸ方向の搬送ガイド７ｃ、および駆動機構部７ｂ，７ｅにより、ノズルユニット６０の複数の半田片供給通路６３の位置をＸＹ平面上で移動させて半田付けする複数のランドＲに対向させる。このときの位置は、プリント基板Ｐの裏面側のランドＲの中心と半田片供給通路６３の中心がほぼ一致する位置とする、または、端子Ｔの先端中心と半田片供給通路６３の中心がほぼ一致する位置とする。
<Alignment process>
The
＜半田片切断収納工程＞
制御部２１は、糸半田送り出し機構部１７によって半田片収納体４４内の１つの半田片収納部４５に糸半田２ａを必要長さまで供給し、平面移動機構部１９を駆動させて半田片収納体４４を移動させ、糸半田切断機構部４０（糸半田切断手段）により糸半田２ａを切断して半田片２ｂを得て半田片収納部４５に収納する。このとき、シャッタ３６は閉鎖状態となっているため、半田片収納部４５から半田片２ｂが落下することは無い。この動作を繰り返すことで、全ての半田片収納部４５に１つずつ必要長さの半田片２ｂを収納する。なお、この半田片切断収納工程は、前記ノズル近接工程よりも前に実行する、あるいは、ノズル近接工程と並行して実行するなど、適宜のタイミングとすることができる。
当該半田片切断工程では、平面移動機構部１９をＸＹ方向に適宜移動させることにより、複数の半田片収納部４５に対し一つの糸半田２ａから効率よく半田片２ｂを供給し得るようにしている。平面移動機構部１９による当該糸半田切断部４０の具体的な動作については、後に詳述する。
<Solder piece cutting and storage process>
The
In the solder piece cutting process, the
＜ノズル近接工程＞
制御部２１は、駆動機構部５ｂにより搬送ガイド５ｃに沿ってフローティング状態のヘッド部３をランドＲとの近接方向へ移動させて、ノズルユニット６０の先端面（図示下端面）をプリント基板Ｐの裏面側のランドＲの表面に当接させる。これにより、ノズルユニット６０の半田片供給通路６３の内側に端子Ｔの先端が挿入された状態となる。
<Nozzle proximity process>
The
このとき、端子Ｔはノズルユニット６０の半田片供給通路６３の内壁から等距離だけ離れており、端子Ｔとノズルユニット６０が非接触で離間した状態が保たれている。これにより、ノズルユニット６０から端子Ｔに直接熱が伝達されることを防止しており、端子Ｔは、輻射熱伝達および対流熱伝達により徐々に加熱される。一方で、プリント基板ＰのランドＲは、接触するノズルユニット６０からの直接の熱伝導と、対流熱伝達による伝熱で急速に加熱される。
At this time, the terminals T are equidistant from the inner wall of the solder
＜半田片供給工程＞
制御部２１は、平面移動機構部１９を駆動させて半田片収納体４４をさらに移動させ、シャッタ３６がシャッタ操作部４９に当接して押圧されるまで移動させる（ステップＳ４）。これにより、シャッタ３６の複数の解放孔３８ａが複数の半田片収納部４５とそれぞれ連通し、複数の半田片２ｂが一斉に落下し、ノズルユニット６０の複数の半田片供給通路６３に１つずつ供給される。上方から落下するように供給された半田片２ｂは、半田片供給通路６３を通過中に予熱され、端部が端子Ｔに当接して当接位置で停止し、位置および落下が規制される。このとき、半田片供給通路６３の内壁は、半田片２ｂが端子Ｔの先端の上で垂直または斜めに立っている状態から落下しないように規制する落下規制部として機能する。
<Solder piece supply process>
The
＜溶融工程＞
当接位置に案内された溶融前の半田片２ｂは、その位置から落下することなく、端子Ｔと反対側の端部などの少なくとも一部が、ヒータ５１の加熱部５２の近くに位置して半田片供給通路６３の内壁に当接する。このため、当接位置にある溶融前の複数の半田片２ｂは、半田片供給通路６３の内壁に当接した半田片２ｂの一端部、両端部、又は側部を介した熱伝導により一斉に溶融される（ステップＳ５）。なお、この半田片２ｂの溶融のとき、ノズルユニット６０と接触しての直接熱伝導に加えて、ノズルユニット６０からの輻射熱伝達、および、ノズルユニット６０内を対流する熱風による対流熱伝達などの間接熱伝導も行われる。
<Melting process>
The
複数の半田片２ｂは、溶融すると表面張力によりそれぞれ丸まって略球状になろうとするが、ノズル６１の半田片供給通路６３の内壁と端子Ｔの先端に規制されるため真球になれず、端子Ｔの先端に接触している状態（端子Ｔの上に載っている状態）で太く短い形状に変形する。この形状は、短い円柱の両端が球面になった形状となっている。
When the
こうして溶融すると、ノズルユニット６０から複数の半田片２ｂに熱が伝わり、さらに、複数の半田片２ｂから複数の端子Ｔにそれぞれ熱が伝わることで、複数の端子Ｔは以前にも増して急速に加熱される。この加熱中、溶融した半田片２ｂは端子Ｔに接触した状態、すなわち端子Ｔの上に載った状態で半田片供給方向（下方向）へ移動せずに停止している。尚、半田片２ｂが溶融するのは、２１７℃以上である。
When melted in this way, heat is transferred from the
溶融した半田片２ｂを介して適正温度にまで端子Ｔが加熱されると、溶融した複数の半田片２ｂは、ぬれ始め、端子Ｔの先端から端子Ｔの側面を伝って一斉に流れ出す。ここで、溶融しはじめてから流れ出す前の半田片２ｂは、位置が停止したままで熱の影響等によって形状が変化し続けていても良い。そして、端子Ｔの側面を伝って流れ出した溶融した半田片２ｂは、裏面側のランドＲに広がり、さらに、毛細管現象により、端子Ｔの側面とスルーホールに面するランドＲとの隙間にも流入する。そして、表面側のランドＲにも広がっていく。
When the terminal T is heated to the appropriate temperature via the
＜ノズル離間工程＞
その後、制御部２１は、駆動機構部５ｂにより搬送ガイド５ｃに沿ってフローティング状態のヘッド部３をランドＲとの離間する方向へ移動させ、ノズルユニット６０の先端面をプリント基板Ｐの裏面側のランドＲの表面から離隔する。これにより、ランドＲ、端子Ｔ、及び溶融した半田片２ｂは急速に冷却され、溶融した半田片２ｂが固化する（ステップＳ６）。
<Nozzle Separation Process>
Thereafter, the
＜ノズル交換工程＞
このとき、すべての半田付け対象であるランドＲが半田付けされていれば、半田付け動作は終了する。１ヶ所でも半田付けが未完了である半田付け対象がある場合は、使用したノズル６１を選択用ノズルに交換する工程を行い、引き続き半田付けを行う（ステップＳ７）。
<Nozzle replacement process>
At this time, if all the lands R to be soldered have been soldered, the soldering operation is completed. If there is even one soldering target for which soldering has not been completed, a process is performed in which the
ノズル交換を行う場合、制御部２１は、ノズルユニット６０を交換ポジションＰ３に移動させ、選択用ノズル移動部１１ａを現在のノズル６１が収納されるべき空きスロットが収納位置となるよう移動させる。さらに、ノズル保持部材６６およびノズル保持凸部６９ａを可動（解放動作）させて、ノズル６１をノズル固定部材６５から取り外して選択用ノズル繰り出し収納機構部１１ｂにより空きスロットに収納する。そして、制御部２１は、選択用ノズル移動部１１ａを次のノズル６１として使用する選択用ノズル６１ｂ～６１ｄを繰り出し位置にセットして選択用ノズル繰り出し収納機構部１１ｂにより上方へ繰り出し、ノズル保持凸部６９ａを可動（保持動作）させて繰り出された選択用ノズル６１ｂ～６１ｄを保持してノズル６１とする（ステップＳ８）。その後、次の半田付け対象における複数のランドＲの位置に基づいて、上述した手順でノズル選択工程からノズル離間工程までを行う。ノズル交換工程後のノズル選択工程で選択されるノズル６１は、前回使用したノズル６１と異なる大きさおよび位置パターンの半田片供給通路６３を有しており、１つの基板の異なる領域に対して異なるノズル６１を切り替えつつはんだ付けすることができる。なお、前回使用したノズル６１と同じ大きさおよび位置パターンのノズル６１に交換して、ノズル６１の交換時期が過ぎても自動的にノズル６１を交換して連続運転することもできる。
When replacing the nozzle, the
以上の構成及び動作により、様々な半田付け対象に対応できる。たとえば、半田付け箇所が１つのノズルではカバーできないほど大量に、かつ平面上の広い面積にはんだ付け箇所のあるプリント基板Ｐに対しても、領域毎にノズル６１および糸半田切断機構部４０を交換して、各領域には一斉に複数はんだ付けをし、少ない回数のはんだ付け動作により短時間で大量の半田付けを行うことが可能になる。
The above configuration and operation make it possible to handle a variety of soldering targets. For example, even for a printed circuit board P with a large number of soldering locations that cannot be covered by a single nozzle and that cover a wide area on a flat surface, by replacing the
制御部２１は、異なる大きさおよび位置パターンの半田片供給通路６３を有する複数のノズル６１を選択し、ノズル保持部材６６およびノズル保持凸部６９ａを可動させて交換する構成である。この構成により、半田付け箇所が１つのノズルではカバーできないほど大量に、かつ平面上の広い面積にはんだ付け箇所のあるプリント基板Ｐに対しても、その半田付け位置のパターンに対応するノズル６１を適宜選択し、交換することですべての箇所を半田付けすることができる。
The
ノズル６１は、ヒータ５１によって加熱されるノズル固定部材６５およびノズル保持部材６６によって挟み込まれるように配置される。この構成により、ノズル６１を取り外し可能にしながら、内部の半田片供給通路６３を均一に加熱することができる。
The
また、複数のノズル６１は、少なくともノズル固定部材６５およびノズル保持部材６６と当接した際に、ノズル固定部材６５とノズル保持部材６６との距離がすべてのノズル６１で同じになるよう形成される。この構成により、ノズル６１毎の半田片供給通路６３の加熱に違いが発生せず、比較的大きな基板に半田付けを行う場合であっても使用するノズルの違いによる品質ムラを防止することができる。
The
また、制御部２１は、基板Ｐ上の複数の半田付け位置を読み取ることで、対応する半田片供給通路６３の位置パターンを有するノズル６１を選択する構成である。この構成により、半田付けの位置パターンが異なる複数の基板Ｐについても、用意したノズル６１の半田片供給通路６３位置パターンが基板Ｐの半田付け位置のパターンを内包していれば半田付けを行うことができる。
The
また、選択用ノズル収納部１１は、選択用ノズル６１ａ～６１ｄを事前に加熱するヒータを内蔵する。この構成により、ノズル６１交換後の加熱時間（使用するノズル６１のヒータ５１による加熱時間）が短縮され、より短時間で半田付けを行うことができる。
The selection
上述した実施形態において、本発明におけるノズル選択手段は、本実施例におけるステップＳ２を実行する制御部２１に対応し、
以下同様に、
ノズル移動手段は、ノズル保持部材６６、誘導棒７０に対応し、
相対距離変化手段は、近接離間方向移動ユニット６に対応し、
半田片供給手段は、糸半田供給ガイド１６、糸半田送り出し機構部１７、および糸半田切断機構部４０に対応し、
ノズル入れ替え機構は、ノズル保持部材６６、およびノズル保持部材６６を制御する制御部２１に対応し、
加熱手段は、ヒータ５１、加熱部５２、および加熱部５２によって加熱されたノズル固定部材６５およびノズル保持部材６６に対応し、
予熱手段は、プリヒータ１１０に対応し、
半田付け位置取得手段は、カメラ２５、およびステップＳ１を実行する制御部２１に対応する。
In the above-described embodiment, the nozzle selection means in the present invention corresponds to the
Similarly,
The nozzle moving means corresponds to the
The relative distance changing means corresponds to the approach/removal
The solder piece supplying means corresponds to the solder
The nozzle replacement mechanism corresponds to the
The heating means corresponds to the
The preheating means corresponds to the
The soldering position acquisition means corresponds to the
なお、この発明は、上述した実施形態に限られるものではなく、様々な実施形態とすることができる。例えば、本実施例では切断機構収納部１０に複数の糸半田切断機構部４０をストックし、選択したノズル６１に対応した糸半田切断機構部４０をセットする構成としたが、１つの糸半田切断機構部４０に、複数の半田片収納体４４を１つのグループとして、複数のグループを設ける構成としてもよい。この場合、平面移動機構部１９は、選択したノズル６１に対応した半田片収納体４４の位置パターンを有するグループ（領域）に、半田片２ｂが収納されるよう糸半田機構部４０を水平方向へ移動させる。また、シャッタ３６は、１つですべての半田片収納体４４をカバーする大きさとし、シャッタ３６を閉鎖状態から解放状態にすると、全ての半田片収納体４４が解放される構成とする。
Note that the present invention is not limited to the above-mentioned embodiment, and various embodiments are possible. For example, in this embodiment, a plurality of
この構成により、糸半田切断機構部４０の交換工程が省略され、より短時間で半田付けを行うことができる。また、セットされているノズル６１の半田片供給通路６３に対応する領域の半田片収納体４４のみに半田片２ｂを供給し、シャッタ３６を解放する動作で、セットされているノズル６１の全ての半田片供給通路６３に半田片２ｂを一斉に供給でき、かつ、ノズル６１の存在しない位置へ誤って半田片２ｂを落下させることを防止できる。
This configuration eliminates the need to replace the solder
また、本実施例では、図６Ｂに示すようにすべての半田片供給通路６３に半田片２ｂを供給したが、読み取った半田付けの位置パターンに応じて、必要な半田片供給通路６３だけに半田片２ｂを供給する構成としてもよい。すなわち、制御部２１は、読み取った基板Ｐの半田付け位置について、少なくともすべての位置を内包する半田片供給通路６３の位置パターンを有するノズル６１を選択し、半田付け位置に対応した位置の半田片供給通路６３にのみ半田片２ｂを供給する。
In addition, in this embodiment,
例えば、糸半田２ａ（図１，２参照）と糸半田供給ガイド１６は、２つ以上の複数備えてもよい。この場合、糸半田２ａは、太さまたは／および材質の異なる複数種類のものを使用し、それぞれの糸半田供給ガイド１６の内径も挿通する糸半田２ａの外形に合わせたサイズにするとよい。
For example, two or
また、平面移動機構部１９（半田片収納体移動手段）は、半田片切断機構部４０を動作する際に、必要な太さまたは／および材質の糸半田２ａを半田片収納部４５に挿入する構成とするとよい。
The planar movement mechanism 19 (solder piece storage moving means) may be configured to insert
この場合、記憶部２６は、セットされている糸半田２ａの太さまたは／および材質と、切断機構収納体１０ｂの各スロットに収納されている半田片切断機構部４０ａ～４０ｄの種類と、選択用ノズル収納部１１の各スロットに収納されている選択用ノズル６１ａ～６１ｄと、各半田片切断機構部４０（４０ａ～４０ｄ）およびノズル６１（６１ａ～６１ｄ）の配置および供給する半田片２ｂの太さまたは／および材質と、プリント基板Ｐなどのはんだ付け対象における各領域のどこにどの選択用ノズル６１ａ～６１ｄと半田片切断機構部４０ａ～４０ｄが対応するかを記憶している。
In this case, the
またこの場合、制御部２１は、記憶部２６に記憶されているこれらの情報をもとに、１つのプリント基板Ｐなどのはんだ付け対象製品の複数の領域に対して、領域毎に選択用ノズル６１ａ～６１ｄと半田片切断機構部４０ａ～４０ｄを交換しながら全領域のはんだ付けを実行し、次の同じはんだ付け対象製品に対して再度同じように領域毎にはんだ付けを実行する。
In this case, the
これにより、１つのプリント基板Ｐに太さや材質の異なる糸半田２ａを複数一斉にはんだ付けすることができる。また、制御によっては、１つの半田片切断機構部４０の各半田片収納部４５に太さの異なる糸半田２ａを収納して一斉にはんだ付けすることもできるが、１つの半田片切断機構部４０の各半田片収納部４５には同じ太さで同じ材質の糸半田２ａを収納することが好ましい。同じ太さ同じ材質とすることで、各糸半田２ａの溶融タイミングをそろえて良好なはんだ付けを確実に実行することができる。
This allows
この発明は、生産設備で半田付けを実行するような産業に利用することができる。 This invention can be used in industries where soldering is performed in production facilities.
１…半田付け装置
２ｂ…半田片
６…近接離間方向移動ユニット
７…搬送方向移動ユニット
８…搬送幅方向移動ユニット
１６…糸半田供給ガイド
１７…糸半田送り出し機構部
２１…制御部
２５…カメラ
４０…半田片切断機構部
４４…半田片収納体
４５…半田片収納部
５１…ヒータ
５２…加熱部
６１…ノズル
６３…半田片供給通路
６５…ノズル固定部材
６６…ノズル保持部材
１１０…プリヒータ
Ｒ…ランド
Ｔ…端子
DESCRIPTION OF
Claims (7)
半田片を通過させる半田片供給通路を有する複数のノズルと、
複数の前記ノズルの内から実行用のノズルを選択するノズル選択手段と、
前記ノズル選択手段によって選択された前記実行用のノズルを半田付けを実行する実行位置に移動させるノズル移動手段と、
前記第１導体と当該ノズルとの近接離間方向の相対距離を変化させて前記第１導体と当該ノズルとを近接または当接させる相対距離変化手段と、
前記半田片を前記実行用のノズルの前記半田片供給通路に供給する半田片供給手段と、
前記実行用のノズルの前記半田片供給通路内の前記半田片を加熱して溶融させる加熱手段と、
前記半田付けに使用した前記実行用のノズルと、次に使用する前記ノズルとを入れ替えるノズル入れ替え機構とを備え、
前記半田片供給通路は、
通路幅方向の平面上で複数、かつ複数の前記ノズル毎にそれぞれ異なる位置パターンで形成される
半田付け装置。 A soldering device that solders a first conductor and a second conductor with molten solder,
a plurality of nozzles having solder piece supply passages through which the solder pieces pass;
a nozzle selection means for selecting a nozzle for execution from among the plurality of nozzles;
a nozzle moving means for moving the execution nozzle selected by the nozzle selecting means to an execution position for performing soldering;
a relative distance changing means for changing a relative distance between the first conductor and the nozzle in a direction in which the first conductor and the nozzle are brought close to each other or into contact with each other;
a solder piece supply means for supplying the solder piece to the solder piece supply passage of the nozzle for execution;
a heating means for heating and melting the solder pieces in the solder piece supply passage of the execution nozzle;
a nozzle replacement mechanism for replacing the nozzle for soldering used in the soldering with the nozzle to be used next;
The solder piece supply passage is
A soldering device in which a plurality of nozzles are formed on a plane in the passage width direction, with each of the plurality of nozzles being formed in a different position pattern.
前記実行用のノズルに対して、前記半田片供給通路の前記通路幅方向から挟み込むように備えられた
請求項１記載の半田付け装置。 The heating means is
2. The soldering device according to claim 1, wherein the solder piece supply passage is sandwiched between the execution nozzle and the nozzle from a width direction of the solder piece supply passage.
請求項１または２記載の半田付け装置。 3. The soldering apparatus according to claim 1, further comprising a preheating means for preheating a selection nozzle that is not in use among said plurality of nozzles.
前記ノズル選択手段は、前記半田付け位置取得手段で取得した前記位置情報に基づいて、複数の前記ノズルの中から使用する前記ノズルを選択する構成である
請求項１、２、または３記載の半田付け装置。 a soldering position acquisition means for acquiring position information of a plurality of the first conductors for a substrate having a plurality of the first conductors and the second conductors;
4. The soldering apparatus according to claim 1, wherein the nozzle selection means is configured to select the nozzle to be used from among the plurality of nozzles based on the position information acquired by the soldering position acquisition means.
前記ノズル選択手段は、前記個別領域毎に前記実行用のノズルを選択する
請求項４記載の半田付け装置。 a region dividing means for dividing a region including a plurality of the first conductors into a plurality of individual regions based on the position information;
5. The soldering apparatus according to claim 4, wherein said nozzle selection means selects said nozzle for execution for each of said individual regions.
前記位置情報に基づいて、必要な位置の前記半田片供給通路にのみ前記半田片を供給する
請求項４記載の半田付け装置。 The solder piece supplying means includes:
5. The soldering apparatus according to claim 4, wherein the solder pieces are supplied only to the solder piece supply passages at necessary positions based on the position information.
前記相対距離変化手段により前記第１導体と前記ノズルとの近接離間方向の相対距離を変化させて前記第１導体と前記ノズルを近接または当接させ、
前記半田片供給手段により複数の前記半田片を前記ノズルの複数の前記半田片供給通路に一斉に供給し、
前記加熱手段により前記ノズルの前記半田片供給通路内の前記半田片を加熱して溶融させ、
前記第１導体と前記第２導体を前記半田片が溶融した溶融半田により半田付けする
半田付け方法。 Using the soldering device according to any one of claims 1 to 6,
the relative distance changer changes the relative distance between the first conductor and the nozzle in a direction in which the first conductor approaches or moves away from the nozzle, thereby bringing the first conductor close to or into contact with the nozzle;
The solder piece supplying means simultaneously supplies a plurality of the solder pieces to a plurality of the solder piece supply passages of the nozzle;
the heating means heats and melts the solder pieces in the solder piece supply passage of the nozzle;
A soldering method in which the first conductor and the second conductor are soldered to each other by molten solder obtained by melting the solder piece.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2020197507A JP7522644B2 (en) | 2020-11-27 | 2020-11-27 | Soldering device and soldering method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2020197507A JP7522644B2 (en) | 2020-11-27 | 2020-11-27 | Soldering device and soldering method |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2022085700A JP2022085700A (en) | 2022-06-08 |
| JP7522644B2 true JP7522644B2 (en) | 2024-07-25 |
Family
ID=81892419
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2020197507A Active JP7522644B2 (en) | 2020-11-27 | 2020-11-27 | Soldering device and soldering method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP7522644B2 (en) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20180093340A1 (en) | 2016-10-05 | 2018-04-05 | Ersa Gmbh | Soldering device and soldering system |
| JP2019179785A (en) | 2018-03-30 | 2019-10-17 | 株式会社パラット | Soldering apparatus and soldering method |
| JP2020167246A (en) | 2019-03-29 | 2020-10-08 | 株式会社パラット | Soldering device and nozzle therefor |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6421147B2 (en) * | 2015-07-23 | 2018-11-07 | 株式会社パラット | Soldering apparatus and soldering method |
-
2020
- 2020-11-27 JP JP2020197507A patent/JP7522644B2/en active Active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20180093340A1 (en) | 2016-10-05 | 2018-04-05 | Ersa Gmbh | Soldering device and soldering system |
| JP2019179785A (en) | 2018-03-30 | 2019-10-17 | 株式会社パラット | Soldering apparatus and soldering method |
| JP2020167246A (en) | 2019-03-29 | 2020-10-08 | 株式会社パラット | Soldering device and nozzle therefor |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2022085700A (en) | 2022-06-08 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP6366561B2 (en) | Soldering apparatus and soldering method | |
| US20070228021A1 (en) | Adjoining apparatus and nozzle unit therefor | |
| US11400534B2 (en) | Solder processing device | |
| EP0231258A4 (en) | Surface mount compatible connector system with mechanical integrity. | |
| WO2008032755A1 (en) | Electronic component placing apparatus and electronic component mounting method | |
| JP7522644B2 (en) | Soldering device and soldering method | |
| US20180065201A1 (en) | Solder processing device | |
| WO2018025787A1 (en) | Soldering device and soldering method | |
| JP7286372B2 (en) | Soldering equipment and nozzles for soldering equipment | |
| JP6689900B2 (en) | Soldering device and soldering method | |
| JP6668402B2 (en) | Soldering apparatus and soldering method | |
| JP6564488B1 (en) | Soldering apparatus and soldering method | |
| JP6404515B1 (en) | Soldering apparatus and nozzle for soldering apparatus | |
| JP6456538B1 (en) | Soldering apparatus and nozzle for soldering apparatus | |
| JP2022117243A (en) | Soldering device and soldering method | |
| JP2017028290A (en) | Soldering apparatus and soldering method | |
| JP6782662B2 (en) | Soldering product manufacturing method, soldering product, soldering method, and soldering equipment | |
| JP2023093040A (en) | Soldering device and soldering method | |
| JP7113729B2 (en) | Soldering device and soldering method | |
| JP2020061508A (en) | Soldering device and nozzle for soldering device | |
| JP2023093041A (en) | Soldering device and soldering method | |
| KR102249634B1 (en) | Soldering system with adjustable solder discharge and wire supply | |
| JP7382638B2 (en) | soldering equipment | |
| JP2023180576A (en) | Soldering device and soldering method | |
| JP6138324B1 (en) | Soldering apparatus, soldering method, printed circuit board manufacturing method, and product manufacturing method |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20231020 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20240709 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20240712 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7522644 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |