JP5871005B2 - 検査用治具 - Google Patents
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Description
半田の噴流状態を検査するために半田付けされる基材と同一搬送経路を一定速度で搬送される支持フレームを有する検査用治具であって、
前記半田による熱影響により変形しない耐熱性と、一方の面への半田の接触状態を、他方の面側から検査可能とする透光性と、を有する検査用プレートを備え、
前記検査用プレートの他方の面に、前記一方の面への半田の接触状態を判断するため、一本の基準線を搬送方向に直交する方向に設ける一方、
上面に前記検査用プレートを固定した前記支持フレームの下面に、
前記検査用プレートの一方の面の直下に位置し、かつ、前記一方の面を露出させる矩形孔と、
前記矩形孔の内縁から外方に広がり、かつ、前記矩形孔に連続する傾斜面と、
前記傾斜面が形成する最大開口面積よりも大きい開口面積を有し、かつ、前記傾斜面に連続する環状段部を備えた逃がし凹部と、
を設けたものである。
前記支持プレートの第1測定部及び第2測定部にそれぞれ保持される前記検査用プレートと、からなり、
前記第2測定部は、噴流された半田を前記検査用プレートに導く複数の開口部を備えるのが好ましい。
前記第3測定部の各開口部に侵入した半田の浸漬高さ(深さ)を検出する半田検出装置を備えるのが好ましい。
2…予熱装置
3…半田噴流装置
4…搬送装置
5…検査用治具
6…フラックス噴霧ノズル
7…予熱ヒータユニット
8…半田槽
9…第1噴流部
10…第2噴流部
11…第1半田槽
12…第1ノズル部
13…第2半田槽
14…第2ノズル部
15…搬入コンベア
16…第1搬送コンベア
17…乗継コンベア
18…第2搬送コンベア
19…ガイドブロック
20…ガイド溝
21…支持フレーム
22…検査用プレート
22a…第1検査用プレート
22b…第2検査用プレート
22c…浸漬確認プレート
23…突条部
24…第1測定部
25…第2測定部
26…第3測定部
27…第1凹部
28…第2凹部
29a、29b…第1開口部
30a、30b…第2開口部
31…第1測定線
32…第2測定線
33…基準線
34…半田検出装置
35…電極部
36…LED
37…測定ピン
38…第1支持アーム
39…第2支持アーム
40…支持プレート
100…検査用治具
101…支持フレーム
102…検査用プレート
103…第1半田検出部
104…第2半田検出部
105…突条部
106…第1測定部
107…第2測定部
108…第3測定部
109…矩形孔
110…保持爪
111…アーチ部
112…凹所
112a…貫通孔
113…浸漬確認部
115…第2測定線
116…第1測定線
117…基準線
119…測定ピン
120…ベースプレート
121…サイドプレート
122…昇降プレート
123…調整ネジ
124…通電リード
126…電極部
127…取付台
128…測定ピン
201…フラックス塗布装置
202…予熱装置
203…半田噴流装置
204…搬送装置
205…検査用治具
206…半田槽
207…噴流ノズル
208…噴流ポンプ
209…中板
210…仕切板
211…ポンプ領域
212…噴流領域
213…噴流ノズル台
214…蓋体
215…屑出しノズル
216…矩形枠部
217…還流通路
218…ポンプハウジング
219…支持台
220…ポンプスクリュー
220a…中板フィン開口部
221…ベルトコンベア
222…支持レール
223…アーム部材
224…ガイドレール
225…移動レール
226…支持フレーム
227…検査用プレート
228…測定部
229…凹部
230…矩形孔
231…傾斜面
232…基準枠
なお、以下の説明では、必要に応じて特定の方向や位置を示す用語(例えば、「上」、「下」、「側」、「端」を含む用語)を用いるが、それらの用語の使用は図面を参照した発明の理解を容易にするためであって、それらの用語の意味によって本発明の技術的範囲が限定されるものではない。
また、以下の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物、あるいは、その用途を制限することを意図するものではない。
図1は、第1実施形態に係る半田付け装置の概略平面図、図2は、その正面図を示す。この半田付け装置は、フラックス塗布装置1、予熱装置2及び半田噴流装置3を備えている。特に、前記予熱装置2と前記半田噴流装置3とは同一ハウジング内に配置されている。そして、フラックス塗布装置1、予熱装置2及び半田噴流装置3には、搬送装置4(図4)によってプリント基板等の半田付けの対象となる基材Bや検査用治具5(図5)(検査用治具100(図9))が搬送されるようになっている。
なお、同一ハウジング内にフラックス塗布装置1、予熱装置2及び半田噴流装置3を配置してもよい。
そして、前記第1ノズル部12は、矩形筒状で、上端開口は複数の貫通孔が形成された蓋体12a(ノズルキャップ)で閉鎖されている。蓋体12aは、搬送装置4による基材Bや検査用治具5の搬送経路に沿って傾斜している。そして、モータを駆動すると、ベルトを介してスクリューが回転し、溶融した半田が第1ノズル部12を上昇し、蓋体12aに形成した各貫通孔から上方へと乱流状態で噴流するようになっている。これにより、基材Bでの半田の濡れ性が確保される。
そして、前記第2ノズル部14は、上端が開口したままであり、搬送装置4による基材Bや検査用治具5(図5)の搬送経路に沿って上端の開口縁部が傾斜している。そして、モータを駆動してスクリューを回転させると、第2ノズル部14の上方開口部を介して溶融した半田が整流状態で噴流するようになっている。これにより、良好な半田切れ整形がなされる。
すなわち、断面略L字形状の各ガイドブロック19は、内向する先端面の中央部分に溝部を有し、これが搬送経路を通過するとき一直線に整列することにより、搬送経路の両側面に、搬送方向に延びるガイド溝20を形成する。前記ガイド溝20は、基材Bや、後述する検査用治具5(図5)の突条部23を保持可能となっている。そして、コンベアを図示しないモータ等の駆動手段で駆動させると、ガイド溝20に保持された基材B等が一定速度で搬送される。
すなわち、面圧が大きい場合は色が濃くなり、小さい場合は白っぽくなるので、一目で面圧が適正なものであるか否かを判断することができる。また、水平面に対する円錐面の傾斜角度は、第1開口部29a内に流入する半田に淀みやフラックスガスが発生しにくいような第1設定値(例えば、35度)に設定されている。
なお、第1開口部29aを円形の貫通孔としてあるのは、はんだ付けしたくない部分(はんだ付けマスキング部)の関係上、(第2開口部30aの長手方向のように)噴流面圧調整部を設けることが困難な部分に対し、噴流面圧状態・噴流状態・浸漬状態が確認できるようにするためである。但し、貫通孔の内径寸法は、面圧上昇最大サイズで構成している。
すなわち、半田が円弧縁に近付いていれば粘度が低いと判断でき、離れていれば粘度が高いと判断できる。
なお、第2開口部30aのテーパ面の角度は、半田の粘性や表面張力の影響が少ない第2設定値(例えば、45度)とするのが好ましい。
すなわち、第1開口部29bの内径寸法は、ある値よりも小さくなると、半田が侵入する際、半田自身の表面張力の影響が出てしまう。このため、そのような表面張力の影響を受けにくい値に設定するのが好ましい。
また、第1開口部29bの内径寸法は、ある値よりも大きくなると、噴流面圧の乱れがそのまま検査用プレート22への接触状態に影響してしまい適切な検査が行えない。このため、半田の乱れが発生しにくい値に設定するのが好ましい。
また、検査用プレート22の下面が移動する位置(高さ)は、半田付けの対象となる基材Bの下面が移動する位置(高さ)と一致している。したがって、検査用治具5によれば、基材Bに実際に半田付けする場合と同じ条件で、半田の噴流状態を検出できる。
基準線33は、第1測定線31及び第2測定線32で、第1検査用プレート22aに形成される半田の模様の前端側の縁(前縁)が正しい位置にあるか否かを検査するために、半田の模様の後端側の縁(後縁)の位置を合わせるために使用する測定基準となるラインである。
第1測定線31は、第1ノズル部12から噴流される半田付け条件が適正であれば、第1検査用プレート22aの下面に接触する半田によって形成される模様の後縁が基準線33に合致したときに、前縁が到達すると予想されるラインである。半田によって形成される模様の後縁が基準線33に合致したときに、前縁と第1測定線31との位置関係(誤差)で確認する。
また、第2測定線32は、第2ノズル部14から噴流される半田付け条件が適正であれば、第1検査用プレート22aの下面に接触する半田によって形成される模様の後縁が基準線33に合致したときに、前縁が到達すると予想されるラインである。半田によって形成される模様の後縁が基準線33に合致したときに、前縁と第2測定線32との位置関係(誤差)で確認する。そして、検査用プレート22に形成される模様の全体形状や、基準線33での半田によって形成される模様の縁の状態(位置や傾き)を見ることで、半田の噴流状態を判断できるようになっている。
すなわち、第1開口部29aで半田が全面に接触していないか、接触していてもその濃淡から噴流圧が小さいと判断される場合、噴流状態が不適切であると判断し、その後の検査を中止してメンテナンスを行う。また、第1開口部29aの周縁部分での半田の接触状態から半田付けの環境が適切であるか否かを判断する。例えば、第1開口部29aの周縁部分に気泡等が発生していれば、フラックスガスが発生し、基板等に半田付けする際、不濡の原因になると判断できる。
すなわち、第2開口部30aでの半田の接触状態(第2開口部30aの全範囲で接触しているか否か)、特に、4隅の円弧部分での接触状態を判断する。また、半田が接触している部分の色彩の濃淡を判断する。さらに、4隅の円弧部分での気泡の発生状態を判断する。半田の接触状態で、実際に基材に半田付けする際の半田付け不良が発生するか否かが分かる。そして、半田が接触している部分の色彩の濃淡で、半田が基材に作用する噴流圧を判断できる。これによれば、より一層半田付け状態を良好なものとできるか否かを判断することが可能となる。また、円弧部分で気泡が発生していれば、フラックスガスが発生し、基板等に半田付けする際、不濡の原因になると判断できる。
すなわち、第1,第2開口部29b,30bに半田が適正な位置まで侵入していれば、測定ピン37が半田に接触し、報知部であるLED36が点灯して報知する。
第2実施形態では、半田付け装置の構成は前記第1実施形態に係る構成と同様であり、検査用治具100の構成のみが相違する。
前記第1半田検出部103は、ベースプレート120の両側にサイドプレート121を配置し、ベースプレート120と、サイドプレート121の上端屈曲部との間に昇降プレート122を配置したものである。昇降プレート122には調整ネジ123が螺合されており、この調整ネジ123を回転させることにより昇降プレート122の昇降位置を調整できるようになっている。
測定ピン119は、昇降プレート122に固定され、水平方向から鉛直下方へと延びて浸漬確認穴である貫通孔112a内に位置している。また、測定ピン119は、通電リード124を介して図示しないLEDに電気接続されている。LEDは図示しない他の通電リードを介して半田槽内の半田に接触する図示していない電極部と電気接続されている。そして、測定ピン119に半田が接触することにより、報知部であるLEDが点灯して報知するようになっている。
すなわち、前記第1実施形態と同様に、半田による模様の形状を観察する。そして、観察した形状が適切なものであるか否かを判断し、不適切であると判断すれば、その後の検査を中止してメンテナンスを行う。
また、第2ノズル部14から噴流された半田についても同様の処理を行う。
すなわち、検査用プレート102に形成される模様の後縁が基準線117と合致したとき、前縁と第2測定線115との位置関係を検査し、前縁の位置が第2測定線115に合致あるいはほぼ合致していれば、DIP距離が適切であると判断し、合致していなければ不適切であると判断し、その後の検査を中止して半田噴流装置3のメンテナンスを行う。
すなわち、各貫通孔112aに半田が適正な位置まで侵入していれば、測定ピン119が半田に接触し、報知部であるLEDが点灯して報知する。
第2半田検出部104においても同様に、半田が支持フレーム101に形成した貫通孔112b内の適正な位置に侵入していれば、測定ピン128が半田に接触し、報知部であるLEDが点灯して報知する。
図12は、第3実施形態に係る半田付け装置を示す。この半田付け装置は、前記第1実施形態と同様に、フラックス塗布装置201、予熱装置202及び半田噴流装置203を備える。そして、フラックス塗布装置201、予熱装置202及び半田噴流装置203には、搬送装置204によってプリント基板等の半田付けの対象となる基材Bや検査用治具205が搬送されるようになっている。
すなわち、屑出し噴流は屑出しノズル215と噴流ノズル207とから半田屑を同時に噴流して押し出すことにより、噴流ノズル台213内における半田のクリーニングを行なう。
すなわち、基準枠232から半田による模様がはみ出していれば、そのはみ出し具合によって次の点を判断することができる。模様のはみ出しが一様であれば、噴流ノズル207の先端開口部と検査用プレート227の下面との間隙寸法が設定範囲内にないか、あるいは、噴流ノズル207に反り等が発生していると判断することができる。
また、模様の輪郭に乱れがあれば、噴流ノズル207の先端部分に傷が付いていたり、歪みが発生していたり、あるいは、汚れが付着していたりする可能性があると判断することができる。
さらに、第2実施形態に係る第1,第2半田検出部103,104を追加すると、浸漬確認も可能となる。
また、DIP距離が理想とする値から不適合である場合、そのときのDIP距離も的確に計測できるので、その計測値に基づいて調整作業を容易に行うことができる。
さらに、基準線は、搬送方向に直交する方向だけでなく、搬送方向に沿った方向にも形成することもできる。これによれば、検査用プレート102に形成される半田の模様の変化量をも簡単に判断できる。その上、第2搬送コンベア18のガイドブロック19のはんだ噴流への影響も計測しやすくなるという利点がある。
すなわち、半田の模様の前縁が基準線に合致したとき、後縁の各測定線との位置関係を検査するようにしてもよい。
要するに、半田の噴流状態を検査できるように、半田の模様の前縁及び後縁の形状、傾きのほか、前縁と後縁の距離等を判別可能な線が形成されていればよい。また、正確な検査が必要でなければ、測定線等は形成されていなくても構わない。
Claims (9)
- 半田の噴流状態を検査するために半田付けされる基材と同一搬送経路を一定速度で搬送される支持フレームを有する検査用治具であって、
前記半田による熱影響により変形しない耐熱性と、一方の面への半田の接触状態を、他方の面側から検査可能とする透光性と、を有する検査用プレートを備え、
前記検査用プレートの他方の面に、前記一方の面への半田の接触状態を判断するため、一本の基準線を搬送方向に直交する方向に設ける一方、
上面に前記検査用プレートを固定した前記支持フレームの下面に、
前記検査用プレートの一方の面の直下に位置し、かつ、前記一方の面を露出させる矩形孔と、
前記矩形孔の内縁から外方に広がり、かつ、前記矩形孔に連続する傾斜面と、
前記傾斜面が形成する最大開口面積よりも大きい開口面積を有し、かつ、前記傾斜面に連続する環状段部を備えた逃がし凹部と、
を設けたことを特徴とする検査用治具。 - 前記検査用プレートは、前記基準線よりも搬送方向側に形成される少なくとも1本の測定線を有することを特徴とする請求項1に記載の検査用治具。
- 第1測定部及び第2測定部を有する支持フレームと、
前記支持フレームの第1測定部及び第2測定部にそれぞれ保持される前記検査用プレートと、からなり、
前記第2測定部は、噴流された半田を前記検査用プレートに導く複数の開口部を備えたことを特徴とする請求項1または2に記載の検査用治具。 - 前記支持フレームは、表裏面を連通する複数の開口部からなる第3測定部を備え、
前記第3測定部の各開口部に侵入した半田の浸漬高さを検出する半田検出装置を備えたことを特徴とする請求項3に記載の検査用治具。 - 前記半田検出装置は、各開口部にそれぞれ配置される複数の測定ピンと、測定ピンが半田と接触することにより報知する報知部とを備えたことを特徴とする請求項4に記載の検査用治具。
- 前記測定ピンは、半田が付着することを防止するためのヒータを備えたことを特徴とする請求項5に記載の検査用治具。
- 半田の噴流状態を検査するための検査用治具であって、
噴流させた半田によって形成される模様により、半田の噴流状態を検出可能な第1測定部を有することを特徴とする請求項1に記載の検査用治具。 - 半田の噴流状態を検査するための検査用治具であって、
噴流させた半田の噴流圧の状態を検出可能な第2測定部を有することを特徴とする請求項7に記載の検査用治具。 - 半田の噴流状態を検査するための検査用治具であって、
噴流させた半田の浸漬高さを検出可能な第3測定部を有することを特徴とする請求項7または8に記載の治具。
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