JP2914810B2 - 溶融金属の噴流波高さ測定装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、プリント基盤の半田付
けを行う噴流式自動半田付け装置にセットし、噴流する
溶融半田の波高さを測定する溶融金属の噴流波高さ測定
装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】プリント基盤に各種電子部品を半田付け
する半田付け装置の１つに、噴流式自動半田付け装置が
ある。

【０００３】図３は、上記噴流式自動半田付け装置
（Ａ）の一例を示すものである。

【０００４】同図に於いて、（Ｂ）は半田付けが行われ
るプリント基盤、（１）は、プリント基盤（Ｂ）を搬送
する、一対の索条（１ａ）（１ａ）からなるコンベアで
あり、このコンベア（１）の一対の索条（１ａ）（１
ａ）間にプリント基盤（Ｂ）を挟持し、この状態でコン
ベア（１）を駆動させることにより、プリント基盤
（Ｂ）を搬送するようにしている。

【０００５】（２）は、溶融半田（Ｃ）を収納した半田
槽、（３）は、半田槽（２）内に収納したチャンバー、
（４）は、チャンバー（３）の上部に設けた噴出孔、
（５）は、噴出孔（４）の開口部に水平方向に対しスラ
イド自在となるように配置した半田噴出管、（５ａ）
は、半田噴出管（５）の長手方向に等間隔に形成したノ
ズル孔、（６）は、チャンバー（３）内に配置したポン
プである。

【０００６】また、上記半田噴出管（５）は、モータ
（７）に連結したカム（８）と、ヒンジ（９）、連結金
具（１０）及びロッド（１１）を介して連結してあり、
モータ（７）を駆動させると、半田噴出管（５）がプリ
ント基盤（Ｂ）のコンベア（１）による搬送方向と直行
する方向に直線往復運動するようにしてある。

【０００７】上記構成からなる噴流式自動半田付け装置
（Ａ）による半田付け作業時には、先ず、モータ（７）
を駆動させ、半田噴出管（５）を直線往復運動させると
同時に、ポンプ（６）を駆動させ、半田槽（２）内の溶
融半田（Ｃ）をチャンバー（３）の噴出孔（４）から半
田噴出管（５）に向けて圧送し、溶融半田（Ｂ）を、往
復動している半田噴出管（５）のノズル孔（５ａ）から
噴出させる。

【０００８】この状態で、コンベア（１）を駆動させれ
ば、プリント基盤（Ｂ）が半田噴出管（５）上を通過
し、この時、半田噴出管（５）のノズル孔（５ａ）から
噴出した溶融半田（Ｃ）が、プリント基盤（Ｂ）に形成
したランドやチップ部品の電極に付着し、半田付けが行
われる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】上記した噴流式自動半
田付け装置（Ａ）を使用し、プリント基盤（Ｂ）に実装
した電子部品の半田付けを行う場合、噴流する溶融半田
（Ｃ）の波高さが高すぎると、プリント基盤（Ｂ）の上
面に溶融半田（Ｃ）が被ってしまい、不必要な箇所に半
田が付着し、種々のトラブルが発生する。

【００１０】逆に、噴流する溶融半田（Ｃ）の波高さが
低すぎると、半田付け部に半田が付着せず、半田付け不
良が発生する。

【００１１】特に、近年の電子部品の小型化に伴い、プ
リント基盤（Ｂ）自体も小型、薄型化する傾向にあるた
め、この種のプリント基盤（Ｂ）に実装された電子部品
の半田付け作業時には、噴流する溶融半田（Ｃ）の波高
さの調整は、より厳格のものが要求される。

【００１２】ところで、従来の噴流半田の波高さ調整方
法は、図３の２点鎖線に示すように、半田噴出管（５）
の表面に鋼尺（１５）を当て、この鋼尺（１５）を作業
員が目視で確認し、鋼尺（１５）に刻まれた目盛りの所
定位置に溶融半田（Ｃ）の波面が位置するように、ポン
プ（６）の出力を調整するといった方法をとっていた。

【００１３】ところが、上記の如く、鋼尺（１５）を使
用し、作業員が目視で噴流する溶融半田（Ｃ）の波高さ
の調整を行うと、作業員によって調整にバラツキが生じ
ると同時に、調整作業が非常に煩雑になるといった問題
があった。

【００１４】また、溶融半田（Ｃ）は当然高温であるた
め、この溶融半田（Ｃ）に作業員が手作業で鋼尺（１
５）を挿入し、かつ、この目盛りから溶融半田（Ｃ）の
波高さを目視で確認するといった作業は非常に危険であ
るといった問題があった。

【００１５】

【課題を解決するための手段】導電性を有する溶融金属
と接触すると通電する測定子を、溶融金属の噴流波高の
振幅間に位置させ、この時の測定子の所定時間内の通電
回数から溶融金属の噴流波高さを測定する測定装置を、

【００１６】水平方向にスライド可能な第１スライダ
と、第１スライダによって水平方向にスライド自在に支
持された装置本体によって構成し、

【００１７】上記装置本体を、第１スライダの下方に固
定された駆動装置により、第１スライダの下方に上下動
自在に支持された第２スライダと、

【００１８】この第２スライダ下端に固設した、第２ス
ライダの零点補正用の基準ピンと、第２スライダの下端
に、第２スライダと電気的に絶縁した状態で固設した上
記測定子と、上記測定子への溶融金属の付着を防止する
ため、測定子の側方に配置した熱風吹出し用のノズルと
によって構成したものである。

【００１９】

【作用】溶融金属の噴流波高さを測定する測定子を、第
１スライダ及び第２スライダにより、水平及び垂直方向
にスライド自在に支持し、第２スライダに零点補正用の
基準ピンを設け、更に、測定子の側方に熱風吹出し用の
ノズルを配置することにより、測定子による溶融金属の
噴流波高さを正確、かつ、確実に測定できるようにした
ものである。

【００２０】

【実施例】図１は、本発明に係る溶融金属の噴流波高さ
測定装置（Ｄ）を示し、また、図２は、本発明の測定原
理を説明するための原理図であり、以下の説明は、先ず
測定原理の説明から行う。

【００２１】図２に於いて、（５）は上記した噴流式自
動半田付け装置（Ａ）の半田層（２）に配置した半田噴
出管、（Ｃ）は、半田噴出管（５）のノズル孔（５ａ）
から噴出する溶融半田である。

【００２２】（２８）は、溶融半田（Ｃ）を噴出させる
半田噴出管（５）の上方所定位置に配置した測定子であ
り、この測定子（２８）はプラス電極に、また、半田槽
（２）内の溶融半田（Ｃ）はマイナス電極にそれぞれ接
続してある。

【００２３】尚、図中（２２）は、測定子（２８）を支
持する装置本体、（３２）は、測定子（２８）と溶融半
田（Ｃ）との通電状態を検出するための制御盤、（３
１）は、測定子（２８）と装置本体（２２）とを絶縁す
るための絶縁体である。

【００２４】上記構成に於いて、半田噴出管（５）から
溶融半田（Ｃ）を噴出させた時、半田波高さが低いと、
溶融半田（Ｃ）が測定子（２８）に全く接触しないてた
め、溶融半田（Ｃ）と測定子（２８）は導通せず、ま
た、半田波高さが高すぎると、測定子（２８）が完全に
溶融半田（Ｃ）に浸かってしまい、溶融半田（Ｃ）と測
定子（２８）が完全に導通する。

【００２５】そして、半田波高さが規定値の時には、半
田表面に形成された波面により、溶融半田（Ｃ）と測定
子（２８）とが接触、非接触を繰返し、両者は導通、非
導通を繰返す。

【００２６】従って、測定子（２８）を半田噴出管
（５）の上面から所定の間隔をあけた位置に位置決めし
た状態で、一定時間内に生じる導通、非導通の回数をカ
ウントし、このカウント数が予め設定された所定値とな
るように半田波高さを調整すれば、半田波高さを所望の
高さに設定できる。

【００２７】即ち、測定子（２８）を、理想状態の溶融
半田（Ｃ）の噴流波高さの振幅間に位置させた時、測定
子（２８）の所定時間内に生じる通電回数を予め実験で
求めておき、測定子（２８）を上記理想状態となる位置
に位置決めしておき、この時の通電回数が所定値となる
ように、ポンプ（６）の出力を調整すれば、溶融半田
（Ｃ）の噴流波高さを理想状態に調整できる。

【００２８】尚、上記測定原理に関しては、特願平２−
３３２９１３号公報にて本出願人が既に出願済みであ
る。

【００２９】図１は、上記原理に基づき、溶融半田
（Ｃ）の波高さを測定するための溶融金属の噴流波高さ
測定装置（Ｄ）を示すものである。

【００３０】同図に於いて、（５）は、上述した噴流式
自動半田付け装置（Ａ）の半田噴出管、（Ｄ）は、噴流
式自動半田付け装置（Ａ）の上方に配置した、本発明に
係る溶融金属の噴流波高さ測定装置である。

【００３１】この測定装置（Ｄ）は、噴流式自動半田付
け装置（Ａ）の上方水平方向に配置されるガイドレール
（２０）と、ガイドレール（２０）上を水平方向にスラ
イドする第１スライダ（２１）と、第１スライダ（２
１）の下方に吊下げ支持される装置本体（２２）とから
なっている。

【００３２】上記装置本体（２２）は、第１スライダ
（２１）の下方に伸びる第１ブラケット（２３）に固定
された、後述する第２スライダ（２６）駆動用の駆動装
置となるパルスモータ（２４）と、第１ブラケット（２
３）の下方に配置したガイドレール（２５）により上下
方向にスライド自在に支持され、かつ、パルスモータ
（２４）によって上下動する第２スライダ（２６）と、
この第２スライダ（２６）下端に固設した基準ピン（２
７）及び測定子（２８）と、第２スライダ（２６）から
伸びるブラケット（２９）を介して測定子（２８）の側
方に配置した、熱風吹出し用のノズル（３０）とを主な
構成要素としている。

【００３３】上記測定子（２８）は、第２スライダ（２
６）に対し絶縁体（３１）により電機的に絶縁状態とな
るようにしてあり、上述した如く、この測定子（２８）
は制御盤（３２）のプラス電極に、また、半田槽（２）
内の溶融半田（Ｃ）はマイナス電極に接続してある。

【００３４】また、図中（３３）は、パルスモータ（２
４）と直結した送りねじ、（３４）は、送りねじ（３
３）と螺合した送りナットであり、この送りナット（３
４）は第２スライダ（２６）に固設してある。

【００３５】そして、パルスモータ（２４）により送り
ねじ（３３）を正転或いは逆転させることにより、第２
スライダ（２６）を上下動させ、第２スライダ（２６）
に固設した基準ピン（２７）及び測定子（２８）を上下
動させるようにしてある。

【００３６】また、ノズル（３０）は熱風供給装置（図
示せず）に接続してあり、その吹出し孔は測定子（２
８）側に向いており、ノズル（３０）から噴出する熱風
は、測定子（２８）の先端に向けて吹き付けるようにし
てある。

【００３７】上記構成に於いて、本発明に係る測定装置
（Ｄ）により溶融半田（Ｃ）の波高さの測定を行うに
は、先ず、第２スライダ（２６）を上昇端に位置させた
状態で、第１スライダ（２１）をスライドさせることに
より、装置本体（２２）を退避位置（半田槽（２）の側
方）から測定位置（図１の位置）に移動させる。

【００３８】次に、パルスモータ（２４）を駆動させる
ことにより、第２スライダ（２６）に固設した基準ピン
（２７）の先端を、半田噴出管（５）の所定位置に当設
するまで第２スライダ（２６）を下降させ、基準ピン
（２７）が半田噴出管（５）の所定位置に当設すると、
第２スライダ（２６）の下降を停止させ、この位置を第
２スライダ（２６）の上下動時の原点とする。

【００３９】即ち、上記作業により、第２スライダ（２
６）上下同時の零点補正を行う。

【００４０】上記の如くして零点補正が終了すると、次
に、測定子（２８）の先端が半田噴出管（５）の上面か
ら所定量上方に位置するようにパルスモータ（２４）を
駆動させ、第２スライダ（２６）を所定量上昇させる。

【００４１】後は、この状態で半田噴出管（５）から溶
融半田（Ｃ）を噴出させ、上記原理に基づき、溶融半田
（Ｃ）の波高さが所望の高さになるように噴流式自動半
田付け装置（Ａ）のポンプ（６）の出力を調整する。

【００４２】また、上記半田波高さ測定時、ノズル（３
０）からは測定子（２８）の先端の向けて熱風が吹き付
け、測定子（２８）の表面に半田が付着し、測定制度が
低下するのを防止している。

【００４３】このようにして、溶融半田（Ｃ）の波高さ
の測定及び調整が終了すると、第２スライダ（２６）を
上昇端まで上昇させた後、第１スライダ（２１）を水平
方向にスライドさせ、装置本体（２２）を測定位置から
退避位置に退避させる。

【００４４】後は、この状態で半田噴出管（５）上にプ
リント基盤（Ｂ）を供給し、プリント基盤（Ｂ）の半田
付けを行えば、半田波高さは正確に設定されているた
め、プリント基盤（Ｂ）への半田付けを正確かつ確実に
行える。

【００４５】

【発明の効果】上記した如く、本発明は、溶融半田の噴
流波高さを測定するための測定子を、水平方向及び垂直
方向に対し移動自在に支持し、かつ、測定子の近傍に、
測定子上下動時の零点補正用の基準ピンを設けたから、
測定子を半田噴出管の上面から所定間隔をあけた位置に
正確に位置させることができ、噴流半田の波高さを正確
に測定できるようのなる。

【００４６】また、測定子の側方には、測定子に熱風を
吹き付け、測定子を加熱するための熱風噴出用のノズル
を配置したから、測定子に溶融半田が付着し、測定精度
が低下するのも確実に防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の係る溶融金属の噴流波高さ測定装置を
示す側面図。

【図２】本発明の測定原理を説明するための原理図。

【図３】噴流式自動半田付け装置を示す側面図。

【符号の説明】

Ｃ 溶融半田 Ｄ 溶融金属の噴流波高さ測定装置 ２１ 第１スライダ ２２ 装置本体 ２４ パルスモータ ２６ 第２スライダ ２７ 基準ピン ２８ 測定子 ３０ ノズル

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭60−133969（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−197577（ＪＰ，Ａ) 実開 昭55−137391（ＪＰ，Ｕ) 実開 平２−6163（ＪＰ，Ｕ) 特公 昭53−18977（ＪＰ，Ｂ２) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B23K 1/00 - 3/08 G01B 7/00 H05K 3/34 506 H05K 3/34 512

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 導電性を有する溶融金属と接触すると通
   電する測定子を、溶融金属の噴流波高の振幅間に位置さ
   せ、この時の測定子の所定時間内の通電回数から溶融金
   属の噴流波高さを測定する測定装置を、 水平方向にスライド可能な第１スライダと、第１スライ
   ダによって水平方向にスライド自在に支持された装置本
   体によって構成し、 上記装置本体を、第１スライダの下方に固定された駆動
   装置により、第１スライダの下方に上下動自在に支持さ
   れた第２スライダと、 この第２スライダ下端に固設した、第２スライダの零点
   補正用の基準ピンと、 第２スライダの下端に、第２スライダと電気的に絶縁し
   た状態で固設した上記測定子と、 上記測定子への溶融金属の付着を防止するため、測定子
   の側方に配置した熱風吹出し用のノズルとによって構成
   したことを特徴とする溶融金属の噴流波高さ測定装置。