JPS59193759A - プリヒ−タおよびそれを用いた自動半田付け装置 - Google Patents
プリヒ−タおよびそれを用いた自動半田付け装置Info
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
〔発明の技術分野〕
この発明はプリント回路基板を半田付けする前に熱する
シリヒータと、基板をフランクスセクション、シリヒー
タセクション、おヨヒウエーブ半田付はセクションを逐
次通過させて半田付けを行なう自動半田付は装置に関す
る。 〔発明の技術的背景とその問題点〕 従来のこのタイプの装置は、いくらかの処理パラメータ
が自動的に制御されるように開発されていたものではあ
るが、知られる限ねでは、従来の装置は有効で信頼でき
る半田付けを確実にするために必要な幾つかのステップ
を通して基板を完全に自動的に処理し得るようには開発
されていなかった。おそらく、この理由のひとつは従来
の装置が適当な半田付けを確実にするための基板の予熱
に必gな精度を達成し得なかったことである。以下の論
議は、プリヒーティング制御の重要性を明らかにするも
のである。 ウェーブ半田付は装置は、プリント回路基板にあらかじ
めはめこんだ素子を、その基板に半田付けするだめの装
置である。基板は、表面上に素子をほぼ水平に支持する
もので、これらの素子のリードは基板の穴を通して突き
出している。時々、小さな素子(チップ)は基板の表面
の底に接着されていた。この基板が、半田ウェーブをち
ょうどその表面をかすめるように通されるものである。 この通過の間に、強い伝導性の半田接続が素子と基板の
間に形成されなければならない。適当な半田付けされた
基板は、以下の接続特徴を有する0 1、基板のむき出しの銅のすべて、および素子のリード
は十分にぬらされている。 2、すべての接続は連続である。 3、半田は基板の表面に接続をうまく作るために、ある
程度まで毛管作用によシ、プリント回路基板の穴を通っ
て流れた。 4、誤った回路の原因となるプリント回路基板上の素子
のリード、パット9.あるいは配線等の間に橋をかける
ことがない。 5、基板の底からたれた硬化した半田のひげ、又はしだ
たシがない。 6、素子のどれも、工程の温度によシ損害を受けなかっ
た。 7、リードあるいは基板の銅と半田の間で過度なまざる
ことがない。 8、半田に含有物又は不純物がない。 いくらかのこれらの特性はほとんど、基板が半田ウェー
ブに触れる時の基#、温度によシ影響されるものである
。 明らかに基板が冷たく、そして半田ウェーブを通して運
ばれるならば、すぐに半田は割れ目あるいは穴の中を流
れることなしに冷たい基板の上で凍ってしまい、十分に
ぬらされた部分の間によい接続を形成しなくなる。 半田付はスピードおよびその結果の1日あたりの基板の
生産程度を適度に保つために、基板は半田付けの前に熱
することが必要である。加熱は、熱の衝撃による損傷と
、基板および素子の高熱、すなわち基板に#田ポットの
半田から熱を移すのに必要な過度の半田付は時間、との
間の平均で達せられなければならない。 半田付けのため先に基板を熱することはまた、普通の半
田付けし得る物を改良したフラックスの活動も増すもの
である。 基板の温度は時間につれて変化する基板を通した温度の
変化度である動的な・やラメータである。半田ウェーブ
での加熱は基板の底面を熱くし、表面を冷たくシ、シた
がって大きな温度変化度を与えるものであるのに対し、
基板の加熱と半田付けの間の長い隔たりは、基板を常に
保温していたとしても、より冷たくするために、温度変
化度は時間と共に衰える。 〔発明の目的〕 この発明の目的は、半田付は装置のために改良したグリ
ヒータを提供することである。 関連した目的は、プリント回路基板の自動半田付けを可
能にするシリヒータと半田ポットを有する改良した半田
付は装置を提供することである。 〔発明の概要〕 すなわち、この発明の特徴は2つのステージを有する目
新しいプリヒータにある。基板が装置に入れられる時、
マイクロプロセッサは基板のいくつかの細目を必要とす
る。それは、基板の厚さ、およびできることならば基板
のタイプも必要とする。タイプは基板の分類であシ、こ
れは放射率(emiss+1vity )、伝導度(c
onductivity )、異常なめつき領域、回路
の多層構造、あるいは熱容量の熱転送を変える塗装等に
よシ補正をするために基板の定数に基づいてマイクロプ
ロセッサに与えられるものである。マイクロプロセッサ
はまた、たとえば、特に基板上のデリケートな素子を守
るために選ばれる別の温度もまた与えられる。 この情報からマイクロプロセッサは、ヒータの第1のス
テージの加熱レベルをセットする。 ヒータは基板の進行方向に格子状に配別されているもの
で、マイクロプロセッサは基板の下のヒータのみをオン
させる。それはすでに基板の幅にコンベヤを調節したと
きから、ヒータがこの領域をカバーすることを知ってい
る。第1のセクションのヒータはそれぞれ1 klVで
あり、これは水晶管中のニクロム線のコイルから作られ
ている。水晶管はそれぞれの端部を大気に開かれている
。これらのヒータは、その最大温度に達するのにほぼ2
分半かかるものである。 このセクションの終わシで、基板はすべての基板が半田
付は温度近くにされるためか、又はより高い熱の入力を
必要とするために熱せられるもので、このより高い熱入
力を必要とするのは、基板がその底面に実際に損害を受
けない最高温度、すなわち可能な限り最高の割合で加熱
した最高温度に、基板の底面の温度を上げなければなら
々いが、例えば基板が非常に厚い場合等にはそれだけ高
い熱入力を必要とするということである。 このセクションの終わりに基板が達すると、基板はその
表面温度を測定する高温計の下を通すレル。マイクロプ
ロセッサはこれらの読み取つた値を必要とする温度およ
び希望する温度と比較し、それからヒータの第2のゾー
ンでこの温度を上げるだめの適当な動作を行なう。 早出ポットもまたマイクロプロセッサから送られてきた
命令に従い特に調節が行われる。特に、それは基板のリ
ードの短長に合わせて調節できるように、ジヤツキによ
シ上げ下げされ得るようになっている。ノズルの特殊な
構造は、ンj?ットを上げても下げてもウェーブの出口
側の水平の基板の配置が最適のままであることを確実に
している。さらに、ポットはそうしのために外側に旋回
させることができ、ノズルの構造も容易にそうじをする
ことを可能にしているものである。 〔発明の実施例〕 以下図面を参照してこの発明の一実施例を説明する。第
1図はその主な構成を示すものであるが、幾つかの要素
は明白であるため、この図から省略しである。それらの
完全なリストは他の図、特に第9図に描かれている。半
田付は装置はだいたい10の参照番号で示すもので1)
、これはフラックスセクション12、グリヒータセクシ
ョン14、および半田付はセクションI6の3つの主要
セクションから成っている。 コンベヤ18はフラックスセクションのスフ前の低い入
力端18bから、半田付はセクションのすぐ後の高い出
力端18bに、あらかじめ設定された角度に傾けられて
装置中を一統に通って設けられているもので、その角度
は水平に対して4°から7°の間で変更し得るものであ
る。コンベヤ18はプリント回路基板を装填する入力端
18aから基板をおろす出力端18bに、プリント回路
基板をフラックスセクション12、シリヒートセクショ
ン14、および半田付はセクション16をだんだんと通
して輸送するように設計されている。プリント回路基板
は第1図中には示してはいないが、横方向から支持され
ているもので、したがって、フラックスセクション12
でフラックスを吹きかけられることができ、プリヒート
セクション14で基板の予熱後、基板の底面の端子を半
田伺けするための半田付はセクション16で半田ウェー
ブを通過させることができるよりになる。 半田付は処理の能率的々作業に必須の幾つかのパラメー
タは監視されることができ、マイクロプロセッサの制御
のもとに自動的に制御され、相互に関係されることがで
きる。利用し得る多くの制御機能のごくわずかは、第1
図に示しである。例えば、フランクスセクション12で
使用されるフラックスの比重が、振動室 (vibration chambor )型の比重計
−22を使用して測定されている。この比重計の出力信
号は、マイクロプロセッサ20の入力端子26に供給さ
れるデイソタル信号にん勺変換器24で変換される。プ
リヒートセクション14を通過するプリント回路基板の
温度を検知するだめの高温計ハマイクロプロセッサ20
のアナログ入力端子30に供給されるアナログ信号を出
力する。 半田付はセクション16の大部分の構成要素を構成する
半田ポット34に置かれた熱電対32は、半田温度を検
知するだめに用意されているもので、出力されたアナロ
グ信号はマイクロプロセッサ2θにアナログ入力端子3
6を介して直接に供給されている。 コンベヤ18のスピードは、直流回転発電機(D、C,
tachogenerator ) 3 gによって測
定されるもので、発生された信号はマイクロプロセッサ
2θのアナログ入力端子40に電圧分配器(volta
ge divider ) (図示してはいない)を介
して供給されている。 制御コンノール42は、処理および処理される基板に関
するデータがオペレータによって入力されることを可能
にするキービード44を含み、さらに入力されたデータ
を一時表示する、又は検知したパラメータを要求に応じ
て表示する表示スクリーン46も含んでいるものである
。 制御コンノール42は、ケーブル50によってデイソタ
ル入出力ポート48に接続されている。 制御コンソール42およびセンサ22.2B。 32.38等の幾つかのセンサによって、マイクロプロ
セッサ20に入力されるデータによるフラックスの比重
、基板の予熱温度、牛田温・度、およびコンベヤスピー
ドのような幾つかの処理パラメータは、マイクロプロセ
ッサ20の出力端子52から出力される適切な信号によ
って相互に関係され制御されることができる。すべての
処理制御が以下により詳細に述べられるものであるが、
まず第1にこの発明の重要な面を考慮して、基板予熱の
制御が述べられる。第1図から先に進む前に、データプ
リンタ54と、遠隔読出および制御コンソール56の存
在が注目されるべきであろう。これらは半田付は処理の
すべての制御を助けることができる選択品目である。ま
た、もし必要ならば他のコンピュータ58と接続しても
よい。 次に第2、第3および第5図、特に第5図を参照してシ
リヒートセクションについての説明を行なう。コンベヤ
18はコンベヤの下に構成されたヒータ部60と、コン
ベヤの上にヒータ部と対向するように構成された絶縁カ
バー62との間に通されている。特に、ヒータ部60は
コンベヤの軸線と平行に並べられた15本のヒータ64
の第1のパンク(bank)と、この第1のパンクの下
流に短いノンヒーティングゾーン68によって第1のパ
ンクから分離されたコンベヤの軸線と平行に並べられた
15本のヒータ66の第2のパンクとから成っている。 ヒータ64はすべて同じものであシ、一端部が開口して
いる石英管内に1 kWのニクロム線コイルを納めたも
のからそれぞれ成っている。これらのヒータは、おおよ
そ980℃の最高温度に達するのにほぼ2分生かかるも
のである。ヒータ66もまた1 kWであるが、これら
は非常に速い反応速度を持つもので、少しの時間内に高
い温度に達するものである。これらのヒータは、密閉さ
れた石英管内にフィラメントを形成したもので、おおよ
そ2200℃の最高温度を有するものである。 ヒータの2つのパンクは、マイクロプロセッサの制御下
のリレー接点、又は同様のスイソチ手段(図示してはい
ない)を介して動力源に接続されている。それぞれのパ
ンクが活気づけられるレベルは、0−15列をプロセッ
サによシ選ばれるもので、その結果、加減抵抗器のよう
な可変コントローラが用意される。 絶縁カバー62上に載置されているのは高温計70(た
だし第1図では28で示した)であ)、絶縁カバーの下
面に温度に敏感な部分72を貫き出す状態で、2つのパ
ンクを分離しているノンヒーティングゾーン68上に設
定されている。高温計はヒータパンクの幅に対して中心
に構成されてはおらず、第3図や第5図に見られるよう
に一方の側、すなわち手前側に接近した状態に構成され
ているということもまた、見られることができる。この
理由としては、後述するようにコンベヤ18の幅が、回
路基板の異なった幅に合わせて調節し得るよりになって
いるからである・コンベヤ18の一方の側に高温計を構
成することにより、基板はコンベヤの幅の調節にかかわ
らず、高温計の下を常に通るように々っているものであ
る。 第3図はプリント回路基板の前端および後端を検知する
センサ74の部分を示している。センサ74はマイクロ
プロセッサに基板の位置の信号を送るために、マイクロ
プロセッサ20に電気的に接°続された既知の光検出器
であることが好ましい。 プリヒートセクションの作業が次に述べられている・上
記したように個々の基板に関するデータは、コンソール
42からオペレータによって入力されることのできるも
のである。シリヒートセクションの作業に関してオペレ
ータは、希望値あるいは回路基板の最高予熱温度のだめ
のセントポイント(CB上セツトイント)を入力する。 希望するコンベヤスビーrもまた、コンソールによって
入力される。コンソール42によって入力される他のデ
ータとしては、基板の厚さおよびたぶん基板のタイプも
あるだろう。 基板のタイプは基板の分類であり、これは放射率(em
iasivity)、伝導度(conducNvj t
y)、異常なめつき領域、基板特有の熱転送(heat
transter)又は熱容1i(thernal c
apacity)を変える回路の多層構造又は塗装等に
よシ補正をするために基板の定数に基づいてマイクロプ
ロセッサに与えられるものである。 以上に詳述したスタートアッゾシークエンスの完了後、
オペレータはコンベヤ18の走行およびヒータ64の第
1のパンクの活性化を含む幾つかの機能を指令するマイ
クロプロセッサ2θに、コンソール42によって6実行
”命令を入力する。ヒータ64の活性化のレベルはあら
かじめオペレータによって入力されたコンベヤスピード
、温度セットポイント、および基板データによシ、マイ
クロプロセッサによシセットされる。回路基板78がセ
ンサ74を通るので、その前端および後端が検出され、
この情報がマイクロプロセッサ20に入力される。基板
がフラックスセクション12を抜は出した時、基板はオ
ペレータによりあらかじめ入力されたセットポイントの
温度よシ、理想的にいえばわずかに低い温度でノンヒー
ティングゾーン68に抜は出すように、ヒータ64の第
1のパンクによシ熱するシリヒートセクション14に入
る。 いくらかの場合に、特に基板が例えば厚いという理由で
よシ高い熱入力を要するような場合に、基板の温度はむ
しろよシ低くされているもので、それは高温がヒータ6
4によ勺加えられるならば、基板底面が損害を受けやす
いという理由によるものである。 基板78は次に、基板78から放射される赤外線を測定
する高温計70の下を通る。高温計は0.1インチおき
に20の目盛をとることをマイクロプロセッサ20によ
シ指令されるもので、これら20の目盛夛が平均され又
は最高値を検出されてマイクロプロセッサに送られる。 検出を初める正確なタイミングは、ボッジョンセンサ7
4によシ与えられる先端信号およびコンベヤスピードか
らマイクロプロセッサによシ設定される。 本来、高温計によシ与えられる検出温度の平均又は最高
は、マイクロプロセッサ20でセットポイントの温度と
比較され、マイクロプロセッサは次に、基板の温度をセ
ット7パイントの温度に合致させる強さのレベルにヒー
タ66の第2のパンクのレベルをセットする。しかじな
から、高温計は基板から放射される熱を測定することに
よシ、基板の温度を間接的に測定するものであるから、
アルゴリズムが強さのレベルに要する高温計測定に合致
して引き出されなければならない。以下のアルゴリズム
は、ヒータ66の強さのレベルを設定するための一つの
方法を示している。 θ・A−CONST。 B−+CRT lNTl=C0NSTl−8 INT2 C0NST7 C0N5TII ・THこの場合、C
BTは第1のゾーンの後の高温計によシ測定した基板の
温度、TOは最初の基板温度のプログラムによる最高あ
るいは平均の温度、Sはコンベヤスピード、THは基板
の厚す、INT、はヒータ64の強さ、CBSPはオ被
レータによりキーゲートから入力されたセットポイント
、INT2はヒータ66の強さ、C0N5Tt〜CC0
N5Tはそれぞれ定数である。 ヒータ66のオンは、基板78がヒータに着くわずか前
に、ヒータが活性化されるようにコンベヤスピードを考
慮して、ポジションセンサ74からの前端ノぐルスによ
り引き起こされる。 ヒータ66のオフもまた、ポジションセンサ74から発
せられる後端パルスによシ引き起こされるように、マイ
クロプロセッサ20によ多制御されている。 半田付けされる面であるプリント回路基板の底面の温度
を測定することが論理的と思われるものではあるが、実
際上、これは第2のヒータゾーンを有効に制御すること
に役立つ数字として、マイクロプロセッサに供給されな
いだろう。 第1のヒーティングゾーンのすぐ後で測定した時の底面
温度は、ヒータにセットされている値を除いては少しし
か知らせないもので、その値はすてに私々が知っている
ものである。マイクロプロセッサに要する情報を与える
ことができる温度減少を測定する2つの高温計が、2つ
の間に時間遅延を持って基板の底面に用いられることが
できるものではあるが、これは表面温度を測定すること
よシ有効ではない方法である。 次に第6、第7および第8図を参照して半田付はセクシ
ョン16を詳細に説明する。半田付はセクションはおも
にハンダポット80から成っているもので、この半田ポ
ット80はホルダー82にねじ84等の固定手段によシ
取着されている。ホルダー82は軸受はスリーブ86と
共に形成されているもので、この軸受はスリーf86は
スリーブ86から上方に延びている柱88をささえるも
のである。スリーブ86の下は支持環管90であシ、こ
の支持環管90には錠ビン94によってモータの取シ付
けられたねじジヤツキ92が取シ付けられている。ジヤ
ツキ92は半田付は装置の下部フレーム部96に載設さ
れておシ、また柱88は半田付は装置の上部フレーム部
98にその上端が取着されている。 半田ポット80はポンプ102によってノズル104を
通って循環される溶けた半田の貯蔵槽と定義されるもの
である。半田ワイヤはマイクロプロセッサの制御のもと
にIシト80に自動的に供給されておシ、ヒータが半田
を溶けた状態に、かつ正確な温度に保っている。ノズル
の全般的な構成とその動作のモードは、1975年11
月25日に発行された米国特許第3.421,888号
明細書に述べられているものと同様であるもので、この
特許はMr、ElliottとMr、Pa1koが発明
者で、すぐに′受託者に譲渡されたもので、この発明の
開示はこの中に入れられている。しかしながら、この発
明のノズルは上記特許に示されるものとは重要な構造の
違いを有するもので、これらの構造上の違いは特に、自
動装置に使用し得るノズルにしたということにある。 特に第8図に示すようにノズル104は、コンベヤ18
に対して横切る方向に延びた細長いみぞ106のように
形成されている。溶けた半田100はみぞ106から出
るために、主ノズル部108を通ってくみ上げられるも
ので、みそから出た溶けた半田は丸みをもって傾斜した
輪郭を成す前部プレート112上を流れ、再循環のため
に貯蔵槽に流れ戻る半田のウェーブ110を形成する。 上記の特許が教えるように、みぞ106から出た半田の
いくらかは、基板の動きの方向、すなわちみそ106の
後方にもま“た流れるものである。上記の特許がまた教
えるように、この後方ウェーブ114の流れは堰116
により非常に少量に保たれているもので、それゆえ後方
ウェーブ114の表面は比較的にゆつ〈シとした流れが
生じている。上記特許のように堰116は、後部プレー
ト118に取着されているものであるが、この発明によ
れば、この後部プレート118は主ノズル部108にか
たく連結されるよシはむしろ、蝶番で動くよう、に連結
されている。この連結をもたらすために蝶番120が用
意されている。主ノズル部に取着された弾性金属の密封
片122は、蝶番を通してプレート118とノズル部1
08の上端との間から確実に半田が漏れないようにする
ためのものである。圧縮スプリング124は、プレート
118の下側に一端が取着されておシ、半田ポット部1
26にぎルト128とナツト130を用いて他端が取着
されているもので、このスプリングはプレート118と
堰116を上方に傾かせている。調節可能な止め具13
2は、コンベヤのフレームから下方に突き出しておシ、
堰の上端にその下端がかみ合っている。 丸みをおびて傾斜した輪郭を成す前部プレート112は
、蝶番134および弾性片136によシ、上述した後部
プレート118と同様の方法で、蝶着され密封されてい
る。調節ねじ138は主ノズル部108の水平に突き出
した部140に設けたねじ穴に螺合されているもので、
この調節ねじ138の上端は前部プレート112の下面
から後方に延びた部材142の下面にかみ合っている。 第6図および第7図にはまた、コンベヤ18の部分に形
成されたウェーブ高さ伝導性探触子144およびツイヤ
が146も示されているもので、このフィンf146は
基板78を半田付は装置を通して輸送するためのグリッ
プであるO上げ下げできる半田ポット80が必要な理由
は、確実にウェーブの深さは浮きかすの最小を生じるよ
うな浅い、安定したウェーブを提供するために最小に保
たれるように1回路基板の下面から突き出したリードの
異なった長さによ多回路基板を調節するためである。第
6図はプリント回路基板78が短いリード78′を持つ
時の状態を示すものである。半田ウェーブの表面はセン
サ144によシ検知されている。実際にはセンサ144
は3つの小さなチタンのロット0から成っている。マイ
クロプロセッサ20は、非常の場合高し4ル警告を行な
う第3のロッドと共に形成されたほぼ0.020インチ
の異なった高さを持つ2つの最下のロッドの間に半田の
し4ルが保たれるように、ポンプ102のスビーrを調
節する。第6図の場合、マイクロプロセッサはジヤツキ
92にポット80を高いレベルに上げさせる。堰116
が堰から半田がちょうどあふれ出るレベルに、止め具1
32によシささえられていることが見られる。上述の特
許により十分に述べられているように、これは最上の半
田付は結果を得るために必要なことである。 次に、装置が長いリード78“を持つ基板78に半田付
けをしなければならない時、ウェーブ深さの調節はリー
ド7 B’がノズルをとびこすようにされなければなら
ない。半田ポット80はツヤツキ92を用いて下げられ
、レベルに半田ウェーブの高さを上げるためにあらかじ
めポンプ102がスビーrアップされ、それにより第7
図に示す状態に達する。プレート118のスプリングに
よるバイアスおよび止め具132の協力は、前と同じ高
さに堰を保っている。この方法では、処理される基板の
タイプにかかわらない後方ウェーブ114の一定の流れ
を確実にする重要な特徴は自動的に達せられる。 全制御の部分のように、確認したリードの長さのデータ
は半田付は作業を始める前に、コンソール42よりマイ
クロプロセッサにオペレータにより入力されるというこ
とが付は加えられるべきであろう。この手段で、マイク
ロゾロセッサは適当な位置に半田−ット80を上げ下げ
するようにツヤツキ92に指令することができる。指令
された高さの位置にするためのマイクロノロセッサへの
フィードバックは、ジヤツキのねじの回転を計数する後
方カウンタ(図示していない)により得られる。 ウニ・−プ深さのわずかな変動は、リードとノズルの間
にすきまがあるならば重要ではなく、またウェーブ11
0の表面が基板に対して正しい位置にあシ、かつ後方ウ
ェーブ114の高さおよび流れもまた正しいならば重要
ではないと指摘される。 調節ねじ138は希望するようなウェーブに、前方部分
の輪郭の限定的な調節を可能にしている。 半田ポットの保守およびそうしに関して、容易な接近は
、ポットを下げることおよび柱88を軸にしてコンベヤ
18の下から外に旋回させることにより簡単に行なわれ
る。その上、ノズルはそうしのためにはずす必要がない
。これは、前方および後方プレートl12,118が蝶
番で動くことにより、そうしのための手段として外に回
転させるようにすればよいからである。 フィンガタイプのコンベヤ18は直流の流れるしなやか
なシャフト150によシ動力が供給されているもので、
堅固な酸化1漠でおおわれたアルミニウムのレール15
2が使用されている。 スピードはマイクロプロセッサのパラメータによ多制御
されるもので、0−3 m/ml n (0−2Of
pm)で無段階に変え得るものである。フィンが154
は弾性チタニウムで作られているもので、基板の凹凸や
熱の膨張と無関係に均一の止め力を与えるものである。 基板78はコンベヤ18に末端又は先端が積まれること
ができる。幅は基板にあらかじめ設定した圧力でマイク
ロプロセッサにより自動的に調節されるもので、圧力セ
ンサ156(第3図)を使用して常に監視されている。 標準のコンベヤは5°の傾きにセットされているが、4
°から7°まで手動で置き換え得るものである。溶剤を
洗い落とすと共にフィンがをそうじする回転ブラシは、
フィンがをそうじし、フラックスを除去しておく。パレ
ットコンベヤは選択品であシ、必要な場合は折シ返しコ
ンベヤのために装置の下に適当なスペースも必要である
。 フラツクサーは球状タイプのスプレノrフラツクサー1
2が好ましいもので、これは微視的な小滴の希薄な霧を
起こす7個の調節可能な(ンチュリノズル(図示してい
ない)によって基板の底面にフラックスを付着させるも
のである。 スプレィする幅はコンベヤの幅に自動的に調節されるも
ので、基板がフラックスセクションにある時のみ動くも
のである。フラックスのレベルおよび比重は中央の7ラ
ツクスおよびンンナー貯蔵槽からの補給と供にマイクロ
プロセッサによ多制御され監視されている。スペレイ動
作は圧縮された空気(電気モータを使用しない)により
行なわれるものであシ、シたがって危険な大気の発火の
危険を取シ除いている。さらに、フラックス位置の上の
まわりにまっすぐに構成された排出口158が残シのが
スの除去を確実にしている。別の任意のフラツクサーも
また採用できるものである。 上述したように、第1図はセンサと処理パラメータのい
くらかを監視するだめのマイクロゾロセッサの出力とを
説明するものである。以下、マイクロプロセッサへの入
力とマイクロプロセッサからの出力のすべてを示しであ
る第9図を参照して制御し得るパラメータの指示を詳細
に説明する。以下のリストは制御される主要な処理・中
ラメータを概括している。 1、 半田温度:温度は熱電対によシ調ぺられ、直線化
(linetnrize)され、変換器によジ冷接点補
償される。この信号は次にマイクロプロセッサが−ドの
特定のアナログ、tr−トに供給される。 〔アナログインプットC以下AIと略す)−1〕制御ア
ルゴリズムは2つのモードで比91)4tt分)がある
もので、カートリッジヒータのオンとオフを順次切シ換
えるメリット9ステートのリレーがスイッチに使われて
いる。オンとオフによる温度の上下幅は50°Fあシ、
サイクルタイムは20秒である。 2、 コンベヤスピード:スピードは直流回転発電機(
DCtachogenerator)によシ測定され、
電圧分配器(voltage divider)を介し
てマイクロプロセッサのアナログポートに供給される。 [Al−23制御プログラムは比例形である(すなわち
、スピード補正が測定エラーに直接に比例するものであ
る)。生じたデータは8本のバスによって、直流可変ス
ピード駆′動装置を順次制御するディジタル/アナログ
変換器に供給される。〔ディツタルアウドプツト(以下
DOと略す)−1〕 3 フラックス比重:フラックスの比重は振動室(vi
bration chamber )によって監視され
、0から2.047の範囲で動(11ビツトの2進数と
してマイクロプロセッサに入力される。〔ディジタルイ
ンノットc以下DIと略す)−1〕フラツク温度もまた
需要、されており、これは6ビツトの2進数で表わされ
る。CDl−2〕温度保償後、測定された値がセットポ
イントより大きいことが確かめられ次なら、シンナーが
自重供給ソレノイドを通って加えられる。[DO−2,
:14、予熱:との制御機能は詳しく上述されている。 5、 IIg調節:[[l+モードでレールはオペレ
ータがi4ンチインした基板の幅に調節されるよう内側
あるいは外側に動く。〔DO−3)、[:DO−4]位
置測定は幅調節機構の駆動軸に載置されたホトセル/チ
ョッパディスクでなされている。 [DI−3)手動モードでは、内/外移動はオペレータ
により制御パネル上でトグルされる。CDl−4〕手動
による上記移動は両端のリミットスイッチおよび指の圧
力によシ与えられるも・ので、[DI−5]光ビームを
さえぎるスジリングに積んだシランジャーによシ検出さ
れている。 6、高さ調節:自動モードでは、半田ポットを含むシャ
ツキスタンドが、オペレータが入力したシリード長さに
調節するために上あるいは下に動かす。〔DO−51、
(Do−63基板の素子のリードがよシ短い場合には、
シャツキスタンドはポットをよシ高くするように動く。 位置はジヤツキのモータのシャフトに構成したホトセル
/チョッパディスクを用いて測定される。[DI−6]
手動モードでは、上/下移動はオペレータにより制御・
9ネル上でトグルされる。CDl−4)手動による上記
移動は、両端の一リミットスイッチによシ与えられる。 [DI−7] 7、 半田供給=2つの接触探触子が半田ワイヤフィー
ダの検知に用意されている。[DI−8]もし半田が最
下の探触子のレベルの下に下がると、半田は供給用のモ
ータが始動して供給される。 [DO−7)これは、探触子の上に達するとオフする。 8、半田ウェーブ高さ二半田ポンプが動いている間、ウ
ェーブの上に構成された3つの接触探触子が走査してい
る。[DI−9]もし、ウェーブが最下の探触子の下に
あるならば、ノンシスピードはほぼ200 msごとに
1150ずつ増速される。 もし、ウェーブが第1の探触子をおおうが、真中の探触
子はおおわないならば、ノンシスピードは同じ時間に4
/1000ずつ増速される。もし、ウェーブが上の2つ
の探触子の間ならば、調節はされない。もし、上の探触
子に触れていたなら、ポンプスピードは200m5ごと
に4/1000ずつ減速される。 9、 フラックススプレィ:フラックススプレィがオン
されている時はいつでも、手動でも自動でも、スプレィ
ソレノイドの数はコンベヤ間隔によって変わる。[DO
−8] 10、予熱選択:同様に、予熱が要求、される時はいつ
でも、管とランプの数はコンベヤの間隔によって変わる
。(DO−9) 特に説明はしなかった他の入出力と共に、上記入出力を
まとめて以下に記す。すなわち、[Al−1] :半田
温度 [Al−2] :コンベヤスピード [Al−3”) :基板表面温度 [DI−1] :フランクス比重 〔DI−2) :フラックス温度 [:DI−3,1:幅調節チョッーぐホトセ;〔DI−
4) :オペレータキーパッド(IH−5) :幅調節
リミットスイッチ〔DI−6:l :ジャッキスタンド
ホトセル[DI−7] :ジャッキスタンドリミットス
イッチ[DI−8) :半田レベル接触探触子[DI−
9〕:半田ウェーブ接触探触子[DI−10] :自動
/手動切換スイッチ[:DI−11] :緊急停止スイ
ッチ〔Dr−1z) :フィンが圧力ホトセル[DI−
13,1:半日こぼれ接触探触子[DI−14:] :
ヒータ減衰(FAILURE)警告(DI−15,)
:基板検出ホトセル[DO−1] :直流モータスピー
ドデータ[DO−2] :シンナー追加ソレノイド[D
O−3] :幅調節 (内方向) (:DO−4] :幅調節 (外方向)〔DO−5]
:高さ調節 (上方向〕[DO−6) :高さ調節 (
下方向)[DO−7]:半田供給モータ [DO−8] :フラツクススプレインレノイド[DO
−9] : 7°リヒータの幅データ〔Do−1O〕ニ
アラツクス供給ポング〔Do−113=フラックス標本
ポンプ1:D()12.] : :yンペヤ、幅調節、
半田ポンプのラッチスピードデータ (直流モータ) 〔DO−13] :コンベヤ、幅調節、半田ポンプのス
タート/ストップ信号 (直流モータ)(Do−14
) :第1のプリヒータゾーンの強さデータ[DO−1
5] :第2のブリヒーjゾーンの強さデータ(Do−
16) :オペレータの文字・数字両用のブイスジレイ
(2X16キヤラクタ) 次に主なインターロックを述べる。 1、半田ポンプは”半田温度が最も溶けやすい温度以下
にあるか、あるいはポットが上部の位置にないならば、
動くことができ々い。 2、幅/高さの調節はコンベヤが動いている間は行なう
ことかで舎ない。これは自動モードでも手動モードでも
変わらない。 3、半田ポンプは、ジヤツキスタンドのモータが動いて
いる間は動くことはできない。 4、半田供給は、半田ポンプが動いている時のミ行なう
ことができる。 5、 ノリヒートゾーンは両方とも、コンベヤが止まる
ならばゼロの強さにセットされる。 以下操作モードについて述べる。自動/手動モードの選
択は制御コンソールのセレクタースイッチによって行な
われる。スイッチングモードは、半田加熱があらかじめ
オンされているならば、半田加熱を除いたすべての機能
を切る。 1、手動:手動モードでは、それぞれの機能はオペレー
タによシそれぞれ選択されるもので、これは右手のキー
ノ4ツド上の輪郭を描く領域の内側のキーを使って行な
われる。制御はトグルされるものであり、すなわち、機
能をオンするためにキーが押されなければならず、機能
を転じるためKは同じキーが再び押されなければならな
い。もし、機能がオンされる前例シフトキーを要求する
ならば、シフトはトグルオフするために再びキーを押さ
なければならない。前記の節で述べたインターロックは
、実行から与えられた機能を妨げ得る。 2、 自動:半田加熱はすぐに始まる。温度があ゛まシ
に低いならば、オペレータはそのように知らされ、そし
てそれ以上は何も起こらない。温度が満足であれば、第
4レータは高さおよび幅の調節のための電流値のチェッ
クを求められ、そして次にシフトキーを押すことを求め
られる。 これを行なうことによシ、初めに幅の、次に高さの調節
がイニシャライズされるものである。 これが終わるや否や、オペレータは装置を始動させるこ
とを望むかどうか尋ねられる。もし、キーゲ〜ドでイエ
スと答えたならば、コンベヤと半田ポンプは始動され、
さらに半田供給とフラックスポンプも始動される。第1
のプリヒートゾーンはコンくヤスピードの機能のように
セットされる。フラックススプレィと第2のプリヒート
ゾーンは、基板のあるところでのみ活性化する。 すべてのセットポイントはコードによ)守られているも
ので、このコードはいくらかの新しいデータがマイクロ
プロセッサによシ受は入れられる前に入力されなければ
ならないものである。もし、コードがまだキーインされ
ていないならば、オペレータがエンターキーを押すやい
なや、コード要求がディスプレイにばっと表示される。 正しいコードを入力した時、それはマイクロプロセッサ
により認められ、5分間有効なまま残っている。その時
間じゆう、いくつかの新しいセットポイントを入力する
ことができる。タイマーはコードの再入力によシ5分間
の終わシにリセットされることができる。コードを呼び
出せないオペレータは、セットポイントおよび現在のパ
ラメータに関していつでも装置に質問することができる
ものではあるが、いくつかのセットポイントを変えるこ
とは許されない。ディスプレイ上の敏速なコード要求は
、いくつかの数字以外のキーを押すととによりクリアさ
れることができる。 セットポイントの入力は半田温度、フラックス比重、P
WB温度、コンベヤスピード、リード長さ、あるいはP
WB幅等の固有のキーを最初に押すことによシ行なわれ
る。データは次にシフトレジスタに入力される。オペレ
ータが納得した時エンターを押し、表示された値がメモ
リにストアされる。もちろん、コードは前記の節で述べ
たように、最初に入力されなければならない。ノやラメ
ータのそれぞれは、オペレータが超過することを許さな
いあらかじめセットした最高値と全低値を持っている。 2oを起えるセットポイントの目録が、PWBタイプキ
ーを使用することによ多入力されることができる。6個
のセットポイントのセットがキーインされた後、オペレ
ータはPWBタイプを押すことができ、次に例えばl
4 (/?エックストップ)を押すことができる。6個
のセットポイントは、次にその基板のタイプを確立され
る。オペレータが次に基板タイ7°3(固有の目録がよ
シ先に定義されていると仮定する)を供給することを望
むならばP■シラン押し、次に3を押す。これは、装置
中の基板一般に関係する。 20を起える基板が装置内を通されている。 これらの存在は、第1に自動半田付は装置の装填端で、
ホトセルによシ検出される。それぞれの基板の先端およ
び後端位置は、装置内にある間は連続して新しくされて
いる。これらのデータはフラックス比のスイッチに使用
され、第2のゾーンが適幽な時間で予熱する。ジヤツキ
スタンドの高さ又はコンベヤの幅未調節は、いくつかの
基板が装置内にある間は許される。 第10図は主制御プログラムのフローチャートである。 適切なプログラムのりスティングは、このフローチャー
トから簡単に推論されることができると思われ、したが
って、この明細書はそのようなプログラムのりスティン
グを含むことなく完成している。 この場合、フラグは指令を表わすものである。 すなわち、 フラグ〔1〕=真:ジヤツキにて半田ポットを上げるフ
ラグ〔2〕=真:第1のノリヒートゾーンをオンするフ
ラグ〔4〕=真::3ンペヤを動かすフラグ[5) =
X :半田ポンプをオンするフラグ[7] =X :第
2のプリヒートゾーンをオンするフラグ[9:] =X
:半田ヒー半田オーするフラグ(101=真=7ラレク
スポンプをオンするフラグ〔120−真二半田を供給す
る また、インプットは インプット〔l〕二手半田ヒータオンしている場合に真
の入力 インプット〔2〕:第1のプリヒータがオフしている場
合に真の入力 インプット〔3〕:第2のシリヒータがオフしている場
合に真の入力 インプット〔4〕二半田ポツトが下位置にある場合に真
の入力 インダン)[8,:l :半田ウェーブが最下の探触
子の下の場合に真の入力 インプット
シリヒータと、基板をフランクスセクション、シリヒー
タセクション、おヨヒウエーブ半田付はセクションを逐
次通過させて半田付けを行なう自動半田付は装置に関す
る。 〔発明の技術的背景とその問題点〕 従来のこのタイプの装置は、いくらかの処理パラメータ
が自動的に制御されるように開発されていたものではあ
るが、知られる限ねでは、従来の装置は有効で信頼でき
る半田付けを確実にするために必要な幾つかのステップ
を通して基板を完全に自動的に処理し得るようには開発
されていなかった。おそらく、この理由のひとつは従来
の装置が適当な半田付けを確実にするための基板の予熱
に必gな精度を達成し得なかったことである。以下の論
議は、プリヒーティング制御の重要性を明らかにするも
のである。 ウェーブ半田付は装置は、プリント回路基板にあらかじ
めはめこんだ素子を、その基板に半田付けするだめの装
置である。基板は、表面上に素子をほぼ水平に支持する
もので、これらの素子のリードは基板の穴を通して突き
出している。時々、小さな素子(チップ)は基板の表面
の底に接着されていた。この基板が、半田ウェーブをち
ょうどその表面をかすめるように通されるものである。 この通過の間に、強い伝導性の半田接続が素子と基板の
間に形成されなければならない。適当な半田付けされた
基板は、以下の接続特徴を有する0 1、基板のむき出しの銅のすべて、および素子のリード
は十分にぬらされている。 2、すべての接続は連続である。 3、半田は基板の表面に接続をうまく作るために、ある
程度まで毛管作用によシ、プリント回路基板の穴を通っ
て流れた。 4、誤った回路の原因となるプリント回路基板上の素子
のリード、パット9.あるいは配線等の間に橋をかける
ことがない。 5、基板の底からたれた硬化した半田のひげ、又はしだ
たシがない。 6、素子のどれも、工程の温度によシ損害を受けなかっ
た。 7、リードあるいは基板の銅と半田の間で過度なまざる
ことがない。 8、半田に含有物又は不純物がない。 いくらかのこれらの特性はほとんど、基板が半田ウェー
ブに触れる時の基#、温度によシ影響されるものである
。 明らかに基板が冷たく、そして半田ウェーブを通して運
ばれるならば、すぐに半田は割れ目あるいは穴の中を流
れることなしに冷たい基板の上で凍ってしまい、十分に
ぬらされた部分の間によい接続を形成しなくなる。 半田付はスピードおよびその結果の1日あたりの基板の
生産程度を適度に保つために、基板は半田付けの前に熱
することが必要である。加熱は、熱の衝撃による損傷と
、基板および素子の高熱、すなわち基板に#田ポットの
半田から熱を移すのに必要な過度の半田付は時間、との
間の平均で達せられなければならない。 半田付けのため先に基板を熱することはまた、普通の半
田付けし得る物を改良したフラックスの活動も増すもの
である。 基板の温度は時間につれて変化する基板を通した温度の
変化度である動的な・やラメータである。半田ウェーブ
での加熱は基板の底面を熱くし、表面を冷たくシ、シた
がって大きな温度変化度を与えるものであるのに対し、
基板の加熱と半田付けの間の長い隔たりは、基板を常に
保温していたとしても、より冷たくするために、温度変
化度は時間と共に衰える。 〔発明の目的〕 この発明の目的は、半田付は装置のために改良したグリ
ヒータを提供することである。 関連した目的は、プリント回路基板の自動半田付けを可
能にするシリヒータと半田ポットを有する改良した半田
付は装置を提供することである。 〔発明の概要〕 すなわち、この発明の特徴は2つのステージを有する目
新しいプリヒータにある。基板が装置に入れられる時、
マイクロプロセッサは基板のいくつかの細目を必要とす
る。それは、基板の厚さ、およびできることならば基板
のタイプも必要とする。タイプは基板の分類であシ、こ
れは放射率(emiss+1vity )、伝導度(c
onductivity )、異常なめつき領域、回路
の多層構造、あるいは熱容量の熱転送を変える塗装等に
よシ補正をするために基板の定数に基づいてマイクロプ
ロセッサに与えられるものである。マイクロプロセッサ
はまた、たとえば、特に基板上のデリケートな素子を守
るために選ばれる別の温度もまた与えられる。 この情報からマイクロプロセッサは、ヒータの第1のス
テージの加熱レベルをセットする。 ヒータは基板の進行方向に格子状に配別されているもの
で、マイクロプロセッサは基板の下のヒータのみをオン
させる。それはすでに基板の幅にコンベヤを調節したと
きから、ヒータがこの領域をカバーすることを知ってい
る。第1のセクションのヒータはそれぞれ1 klVで
あり、これは水晶管中のニクロム線のコイルから作られ
ている。水晶管はそれぞれの端部を大気に開かれている
。これらのヒータは、その最大温度に達するのにほぼ2
分半かかるものである。 このセクションの終わシで、基板はすべての基板が半田
付は温度近くにされるためか、又はより高い熱の入力を
必要とするために熱せられるもので、このより高い熱入
力を必要とするのは、基板がその底面に実際に損害を受
けない最高温度、すなわち可能な限り最高の割合で加熱
した最高温度に、基板の底面の温度を上げなければなら
々いが、例えば基板が非常に厚い場合等にはそれだけ高
い熱入力を必要とするということである。 このセクションの終わりに基板が達すると、基板はその
表面温度を測定する高温計の下を通すレル。マイクロプ
ロセッサはこれらの読み取つた値を必要とする温度およ
び希望する温度と比較し、それからヒータの第2のゾー
ンでこの温度を上げるだめの適当な動作を行なう。 早出ポットもまたマイクロプロセッサから送られてきた
命令に従い特に調節が行われる。特に、それは基板のリ
ードの短長に合わせて調節できるように、ジヤツキによ
シ上げ下げされ得るようになっている。ノズルの特殊な
構造は、ンj?ットを上げても下げてもウェーブの出口
側の水平の基板の配置が最適のままであることを確実に
している。さらに、ポットはそうしのために外側に旋回
させることができ、ノズルの構造も容易にそうじをする
ことを可能にしているものである。 〔発明の実施例〕 以下図面を参照してこの発明の一実施例を説明する。第
1図はその主な構成を示すものであるが、幾つかの要素
は明白であるため、この図から省略しである。それらの
完全なリストは他の図、特に第9図に描かれている。半
田付は装置はだいたい10の参照番号で示すもので1)
、これはフラックスセクション12、グリヒータセクシ
ョン14、および半田付はセクションI6の3つの主要
セクションから成っている。 コンベヤ18はフラックスセクションのスフ前の低い入
力端18bから、半田付はセクションのすぐ後の高い出
力端18bに、あらかじめ設定された角度に傾けられて
装置中を一統に通って設けられているもので、その角度
は水平に対して4°から7°の間で変更し得るものであ
る。コンベヤ18はプリント回路基板を装填する入力端
18aから基板をおろす出力端18bに、プリント回路
基板をフラックスセクション12、シリヒートセクショ
ン14、および半田付はセクション16をだんだんと通
して輸送するように設計されている。プリント回路基板
は第1図中には示してはいないが、横方向から支持され
ているもので、したがって、フラックスセクション12
でフラックスを吹きかけられることができ、プリヒート
セクション14で基板の予熱後、基板の底面の端子を半
田伺けするための半田付はセクション16で半田ウェー
ブを通過させることができるよりになる。 半田付は処理の能率的々作業に必須の幾つかのパラメー
タは監視されることができ、マイクロプロセッサの制御
のもとに自動的に制御され、相互に関係されることがで
きる。利用し得る多くの制御機能のごくわずかは、第1
図に示しである。例えば、フランクスセクション12で
使用されるフラックスの比重が、振動室 (vibration chambor )型の比重計
−22を使用して測定されている。この比重計の出力信
号は、マイクロプロセッサ20の入力端子26に供給さ
れるデイソタル信号にん勺変換器24で変換される。プ
リヒートセクション14を通過するプリント回路基板の
温度を検知するだめの高温計ハマイクロプロセッサ20
のアナログ入力端子30に供給されるアナログ信号を出
力する。 半田付はセクション16の大部分の構成要素を構成する
半田ポット34に置かれた熱電対32は、半田温度を検
知するだめに用意されているもので、出力されたアナロ
グ信号はマイクロプロセッサ2θにアナログ入力端子3
6を介して直接に供給されている。 コンベヤ18のスピードは、直流回転発電機(D、C,
tachogenerator ) 3 gによって測
定されるもので、発生された信号はマイクロプロセッサ
2θのアナログ入力端子40に電圧分配器(volta
ge divider ) (図示してはいない)を介
して供給されている。 制御コンノール42は、処理および処理される基板に関
するデータがオペレータによって入力されることを可能
にするキービード44を含み、さらに入力されたデータ
を一時表示する、又は検知したパラメータを要求に応じ
て表示する表示スクリーン46も含んでいるものである
。 制御コンノール42は、ケーブル50によってデイソタ
ル入出力ポート48に接続されている。 制御コンソール42およびセンサ22.2B。 32.38等の幾つかのセンサによって、マイクロプロ
セッサ20に入力されるデータによるフラックスの比重
、基板の予熱温度、牛田温・度、およびコンベヤスピー
ドのような幾つかの処理パラメータは、マイクロプロセ
ッサ20の出力端子52から出力される適切な信号によ
って相互に関係され制御されることができる。すべての
処理制御が以下により詳細に述べられるものであるが、
まず第1にこの発明の重要な面を考慮して、基板予熱の
制御が述べられる。第1図から先に進む前に、データプ
リンタ54と、遠隔読出および制御コンソール56の存
在が注目されるべきであろう。これらは半田付は処理の
すべての制御を助けることができる選択品目である。ま
た、もし必要ならば他のコンピュータ58と接続しても
よい。 次に第2、第3および第5図、特に第5図を参照してシ
リヒートセクションについての説明を行なう。コンベヤ
18はコンベヤの下に構成されたヒータ部60と、コン
ベヤの上にヒータ部と対向するように構成された絶縁カ
バー62との間に通されている。特に、ヒータ部60は
コンベヤの軸線と平行に並べられた15本のヒータ64
の第1のパンク(bank)と、この第1のパンクの下
流に短いノンヒーティングゾーン68によって第1のパ
ンクから分離されたコンベヤの軸線と平行に並べられた
15本のヒータ66の第2のパンクとから成っている。 ヒータ64はすべて同じものであシ、一端部が開口して
いる石英管内に1 kWのニクロム線コイルを納めたも
のからそれぞれ成っている。これらのヒータは、おおよ
そ980℃の最高温度に達するのにほぼ2分生かかるも
のである。ヒータ66もまた1 kWであるが、これら
は非常に速い反応速度を持つもので、少しの時間内に高
い温度に達するものである。これらのヒータは、密閉さ
れた石英管内にフィラメントを形成したもので、おおよ
そ2200℃の最高温度を有するものである。 ヒータの2つのパンクは、マイクロプロセッサの制御下
のリレー接点、又は同様のスイソチ手段(図示してはい
ない)を介して動力源に接続されている。それぞれのパ
ンクが活気づけられるレベルは、0−15列をプロセッ
サによシ選ばれるもので、その結果、加減抵抗器のよう
な可変コントローラが用意される。 絶縁カバー62上に載置されているのは高温計70(た
だし第1図では28で示した)であ)、絶縁カバーの下
面に温度に敏感な部分72を貫き出す状態で、2つのパ
ンクを分離しているノンヒーティングゾーン68上に設
定されている。高温計はヒータパンクの幅に対して中心
に構成されてはおらず、第3図や第5図に見られるよう
に一方の側、すなわち手前側に接近した状態に構成され
ているということもまた、見られることができる。この
理由としては、後述するようにコンベヤ18の幅が、回
路基板の異なった幅に合わせて調節し得るよりになって
いるからである・コンベヤ18の一方の側に高温計を構
成することにより、基板はコンベヤの幅の調節にかかわ
らず、高温計の下を常に通るように々っているものであ
る。 第3図はプリント回路基板の前端および後端を検知する
センサ74の部分を示している。センサ74はマイクロ
プロセッサに基板の位置の信号を送るために、マイクロ
プロセッサ20に電気的に接°続された既知の光検出器
であることが好ましい。 プリヒートセクションの作業が次に述べられている・上
記したように個々の基板に関するデータは、コンソール
42からオペレータによって入力されることのできるも
のである。シリヒートセクションの作業に関してオペレ
ータは、希望値あるいは回路基板の最高予熱温度のだめ
のセントポイント(CB上セツトイント)を入力する。 希望するコンベヤスビーrもまた、コンソールによって
入力される。コンソール42によって入力される他のデ
ータとしては、基板の厚さおよびたぶん基板のタイプも
あるだろう。 基板のタイプは基板の分類であり、これは放射率(em
iasivity)、伝導度(conducNvj t
y)、異常なめつき領域、基板特有の熱転送(heat
transter)又は熱容1i(thernal c
apacity)を変える回路の多層構造又は塗装等に
よシ補正をするために基板の定数に基づいてマイクロプ
ロセッサに与えられるものである。 以上に詳述したスタートアッゾシークエンスの完了後、
オペレータはコンベヤ18の走行およびヒータ64の第
1のパンクの活性化を含む幾つかの機能を指令するマイ
クロプロセッサ2θに、コンソール42によって6実行
”命令を入力する。ヒータ64の活性化のレベルはあら
かじめオペレータによって入力されたコンベヤスピード
、温度セットポイント、および基板データによシ、マイ
クロプロセッサによシセットされる。回路基板78がセ
ンサ74を通るので、その前端および後端が検出され、
この情報がマイクロプロセッサ20に入力される。基板
がフラックスセクション12を抜は出した時、基板はオ
ペレータによりあらかじめ入力されたセットポイントの
温度よシ、理想的にいえばわずかに低い温度でノンヒー
ティングゾーン68に抜は出すように、ヒータ64の第
1のパンクによシ熱するシリヒートセクション14に入
る。 いくらかの場合に、特に基板が例えば厚いという理由で
よシ高い熱入力を要するような場合に、基板の温度はむ
しろよシ低くされているもので、それは高温がヒータ6
4によ勺加えられるならば、基板底面が損害を受けやす
いという理由によるものである。 基板78は次に、基板78から放射される赤外線を測定
する高温計70の下を通る。高温計は0.1インチおき
に20の目盛をとることをマイクロプロセッサ20によ
シ指令されるもので、これら20の目盛夛が平均され又
は最高値を検出されてマイクロプロセッサに送られる。 検出を初める正確なタイミングは、ボッジョンセンサ7
4によシ与えられる先端信号およびコンベヤスピードか
らマイクロプロセッサによシ設定される。 本来、高温計によシ与えられる検出温度の平均又は最高
は、マイクロプロセッサ20でセットポイントの温度と
比較され、マイクロプロセッサは次に、基板の温度をセ
ット7パイントの温度に合致させる強さのレベルにヒー
タ66の第2のパンクのレベルをセットする。しかじな
から、高温計は基板から放射される熱を測定することに
よシ、基板の温度を間接的に測定するものであるから、
アルゴリズムが強さのレベルに要する高温計測定に合致
して引き出されなければならない。以下のアルゴリズム
は、ヒータ66の強さのレベルを設定するための一つの
方法を示している。 θ・A−CONST。 B−+CRT lNTl=C0NSTl−8 INT2 C0NST7 C0N5TII ・THこの場合、C
BTは第1のゾーンの後の高温計によシ測定した基板の
温度、TOは最初の基板温度のプログラムによる最高あ
るいは平均の温度、Sはコンベヤスピード、THは基板
の厚す、INT、はヒータ64の強さ、CBSPはオ被
レータによりキーゲートから入力されたセットポイント
、INT2はヒータ66の強さ、C0N5Tt〜CC0
N5Tはそれぞれ定数である。 ヒータ66のオンは、基板78がヒータに着くわずか前
に、ヒータが活性化されるようにコンベヤスピードを考
慮して、ポジションセンサ74からの前端ノぐルスによ
り引き起こされる。 ヒータ66のオフもまた、ポジションセンサ74から発
せられる後端パルスによシ引き起こされるように、マイ
クロプロセッサ20によ多制御されている。 半田付けされる面であるプリント回路基板の底面の温度
を測定することが論理的と思われるものではあるが、実
際上、これは第2のヒータゾーンを有効に制御すること
に役立つ数字として、マイクロプロセッサに供給されな
いだろう。 第1のヒーティングゾーンのすぐ後で測定した時の底面
温度は、ヒータにセットされている値を除いては少しし
か知らせないもので、その値はすてに私々が知っている
ものである。マイクロプロセッサに要する情報を与える
ことができる温度減少を測定する2つの高温計が、2つ
の間に時間遅延を持って基板の底面に用いられることが
できるものではあるが、これは表面温度を測定すること
よシ有効ではない方法である。 次に第6、第7および第8図を参照して半田付はセクシ
ョン16を詳細に説明する。半田付はセクションはおも
にハンダポット80から成っているもので、この半田ポ
ット80はホルダー82にねじ84等の固定手段によシ
取着されている。ホルダー82は軸受はスリーブ86と
共に形成されているもので、この軸受はスリーf86は
スリーブ86から上方に延びている柱88をささえるも
のである。スリーブ86の下は支持環管90であシ、こ
の支持環管90には錠ビン94によってモータの取シ付
けられたねじジヤツキ92が取シ付けられている。ジヤ
ツキ92は半田付は装置の下部フレーム部96に載設さ
れておシ、また柱88は半田付は装置の上部フレーム部
98にその上端が取着されている。 半田ポット80はポンプ102によってノズル104を
通って循環される溶けた半田の貯蔵槽と定義されるもの
である。半田ワイヤはマイクロプロセッサの制御のもと
にIシト80に自動的に供給されておシ、ヒータが半田
を溶けた状態に、かつ正確な温度に保っている。ノズル
の全般的な構成とその動作のモードは、1975年11
月25日に発行された米国特許第3.421,888号
明細書に述べられているものと同様であるもので、この
特許はMr、ElliottとMr、Pa1koが発明
者で、すぐに′受託者に譲渡されたもので、この発明の
開示はこの中に入れられている。しかしながら、この発
明のノズルは上記特許に示されるものとは重要な構造の
違いを有するもので、これらの構造上の違いは特に、自
動装置に使用し得るノズルにしたということにある。 特に第8図に示すようにノズル104は、コンベヤ18
に対して横切る方向に延びた細長いみぞ106のように
形成されている。溶けた半田100はみぞ106から出
るために、主ノズル部108を通ってくみ上げられるも
ので、みそから出た溶けた半田は丸みをもって傾斜した
輪郭を成す前部プレート112上を流れ、再循環のため
に貯蔵槽に流れ戻る半田のウェーブ110を形成する。 上記の特許が教えるように、みぞ106から出た半田の
いくらかは、基板の動きの方向、すなわちみそ106の
後方にもま“た流れるものである。上記の特許がまた教
えるように、この後方ウェーブ114の流れは堰116
により非常に少量に保たれているもので、それゆえ後方
ウェーブ114の表面は比較的にゆつ〈シとした流れが
生じている。上記特許のように堰116は、後部プレー
ト118に取着されているものであるが、この発明によ
れば、この後部プレート118は主ノズル部108にか
たく連結されるよシはむしろ、蝶番で動くよう、に連結
されている。この連結をもたらすために蝶番120が用
意されている。主ノズル部に取着された弾性金属の密封
片122は、蝶番を通してプレート118とノズル部1
08の上端との間から確実に半田が漏れないようにする
ためのものである。圧縮スプリング124は、プレート
118の下側に一端が取着されておシ、半田ポット部1
26にぎルト128とナツト130を用いて他端が取着
されているもので、このスプリングはプレート118と
堰116を上方に傾かせている。調節可能な止め具13
2は、コンベヤのフレームから下方に突き出しておシ、
堰の上端にその下端がかみ合っている。 丸みをおびて傾斜した輪郭を成す前部プレート112は
、蝶番134および弾性片136によシ、上述した後部
プレート118と同様の方法で、蝶着され密封されてい
る。調節ねじ138は主ノズル部108の水平に突き出
した部140に設けたねじ穴に螺合されているもので、
この調節ねじ138の上端は前部プレート112の下面
から後方に延びた部材142の下面にかみ合っている。 第6図および第7図にはまた、コンベヤ18の部分に形
成されたウェーブ高さ伝導性探触子144およびツイヤ
が146も示されているもので、このフィンf146は
基板78を半田付は装置を通して輸送するためのグリッ
プであるO上げ下げできる半田ポット80が必要な理由
は、確実にウェーブの深さは浮きかすの最小を生じるよ
うな浅い、安定したウェーブを提供するために最小に保
たれるように1回路基板の下面から突き出したリードの
異なった長さによ多回路基板を調節するためである。第
6図はプリント回路基板78が短いリード78′を持つ
時の状態を示すものである。半田ウェーブの表面はセン
サ144によシ検知されている。実際にはセンサ144
は3つの小さなチタンのロット0から成っている。マイ
クロプロセッサ20は、非常の場合高し4ル警告を行な
う第3のロッドと共に形成されたほぼ0.020インチ
の異なった高さを持つ2つの最下のロッドの間に半田の
し4ルが保たれるように、ポンプ102のスビーrを調
節する。第6図の場合、マイクロプロセッサはジヤツキ
92にポット80を高いレベルに上げさせる。堰116
が堰から半田がちょうどあふれ出るレベルに、止め具1
32によシささえられていることが見られる。上述の特
許により十分に述べられているように、これは最上の半
田付は結果を得るために必要なことである。 次に、装置が長いリード78“を持つ基板78に半田付
けをしなければならない時、ウェーブ深さの調節はリー
ド7 B’がノズルをとびこすようにされなければなら
ない。半田ポット80はツヤツキ92を用いて下げられ
、レベルに半田ウェーブの高さを上げるためにあらかじ
めポンプ102がスビーrアップされ、それにより第7
図に示す状態に達する。プレート118のスプリングに
よるバイアスおよび止め具132の協力は、前と同じ高
さに堰を保っている。この方法では、処理される基板の
タイプにかかわらない後方ウェーブ114の一定の流れ
を確実にする重要な特徴は自動的に達せられる。 全制御の部分のように、確認したリードの長さのデータ
は半田付は作業を始める前に、コンソール42よりマイ
クロプロセッサにオペレータにより入力されるというこ
とが付は加えられるべきであろう。この手段で、マイク
ロゾロセッサは適当な位置に半田−ット80を上げ下げ
するようにツヤツキ92に指令することができる。指令
された高さの位置にするためのマイクロノロセッサへの
フィードバックは、ジヤツキのねじの回転を計数する後
方カウンタ(図示していない)により得られる。 ウニ・−プ深さのわずかな変動は、リードとノズルの間
にすきまがあるならば重要ではなく、またウェーブ11
0の表面が基板に対して正しい位置にあシ、かつ後方ウ
ェーブ114の高さおよび流れもまた正しいならば重要
ではないと指摘される。 調節ねじ138は希望するようなウェーブに、前方部分
の輪郭の限定的な調節を可能にしている。 半田ポットの保守およびそうしに関して、容易な接近は
、ポットを下げることおよび柱88を軸にしてコンベヤ
18の下から外に旋回させることにより簡単に行なわれ
る。その上、ノズルはそうしのためにはずす必要がない
。これは、前方および後方プレートl12,118が蝶
番で動くことにより、そうしのための手段として外に回
転させるようにすればよいからである。 フィンガタイプのコンベヤ18は直流の流れるしなやか
なシャフト150によシ動力が供給されているもので、
堅固な酸化1漠でおおわれたアルミニウムのレール15
2が使用されている。 スピードはマイクロプロセッサのパラメータによ多制御
されるもので、0−3 m/ml n (0−2Of
pm)で無段階に変え得るものである。フィンが154
は弾性チタニウムで作られているもので、基板の凹凸や
熱の膨張と無関係に均一の止め力を与えるものである。 基板78はコンベヤ18に末端又は先端が積まれること
ができる。幅は基板にあらかじめ設定した圧力でマイク
ロプロセッサにより自動的に調節されるもので、圧力セ
ンサ156(第3図)を使用して常に監視されている。 標準のコンベヤは5°の傾きにセットされているが、4
°から7°まで手動で置き換え得るものである。溶剤を
洗い落とすと共にフィンがをそうじする回転ブラシは、
フィンがをそうじし、フラックスを除去しておく。パレ
ットコンベヤは選択品であシ、必要な場合は折シ返しコ
ンベヤのために装置の下に適当なスペースも必要である
。 フラツクサーは球状タイプのスプレノrフラツクサー1
2が好ましいもので、これは微視的な小滴の希薄な霧を
起こす7個の調節可能な(ンチュリノズル(図示してい
ない)によって基板の底面にフラックスを付着させるも
のである。 スプレィする幅はコンベヤの幅に自動的に調節されるも
ので、基板がフラックスセクションにある時のみ動くも
のである。フラックスのレベルおよび比重は中央の7ラ
ツクスおよびンンナー貯蔵槽からの補給と供にマイクロ
プロセッサによ多制御され監視されている。スペレイ動
作は圧縮された空気(電気モータを使用しない)により
行なわれるものであシ、シたがって危険な大気の発火の
危険を取シ除いている。さらに、フラックス位置の上の
まわりにまっすぐに構成された排出口158が残シのが
スの除去を確実にしている。別の任意のフラツクサーも
また採用できるものである。 上述したように、第1図はセンサと処理パラメータのい
くらかを監視するだめのマイクロゾロセッサの出力とを
説明するものである。以下、マイクロプロセッサへの入
力とマイクロプロセッサからの出力のすべてを示しであ
る第9図を参照して制御し得るパラメータの指示を詳細
に説明する。以下のリストは制御される主要な処理・中
ラメータを概括している。 1、 半田温度:温度は熱電対によシ調ぺられ、直線化
(linetnrize)され、変換器によジ冷接点補
償される。この信号は次にマイクロプロセッサが−ドの
特定のアナログ、tr−トに供給される。 〔アナログインプットC以下AIと略す)−1〕制御ア
ルゴリズムは2つのモードで比91)4tt分)がある
もので、カートリッジヒータのオンとオフを順次切シ換
えるメリット9ステートのリレーがスイッチに使われて
いる。オンとオフによる温度の上下幅は50°Fあシ、
サイクルタイムは20秒である。 2、 コンベヤスピード:スピードは直流回転発電機(
DCtachogenerator)によシ測定され、
電圧分配器(voltage divider)を介し
てマイクロプロセッサのアナログポートに供給される。 [Al−23制御プログラムは比例形である(すなわち
、スピード補正が測定エラーに直接に比例するものであ
る)。生じたデータは8本のバスによって、直流可変ス
ピード駆′動装置を順次制御するディジタル/アナログ
変換器に供給される。〔ディツタルアウドプツト(以下
DOと略す)−1〕 3 フラックス比重:フラックスの比重は振動室(vi
bration chamber )によって監視され
、0から2.047の範囲で動(11ビツトの2進数と
してマイクロプロセッサに入力される。〔ディジタルイ
ンノットc以下DIと略す)−1〕フラツク温度もまた
需要、されており、これは6ビツトの2進数で表わされ
る。CDl−2〕温度保償後、測定された値がセットポ
イントより大きいことが確かめられ次なら、シンナーが
自重供給ソレノイドを通って加えられる。[DO−2,
:14、予熱:との制御機能は詳しく上述されている。 5、 IIg調節:[[l+モードでレールはオペレ
ータがi4ンチインした基板の幅に調節されるよう内側
あるいは外側に動く。〔DO−3)、[:DO−4]位
置測定は幅調節機構の駆動軸に載置されたホトセル/チ
ョッパディスクでなされている。 [DI−3)手動モードでは、内/外移動はオペレータ
により制御パネル上でトグルされる。CDl−4〕手動
による上記移動は両端のリミットスイッチおよび指の圧
力によシ与えられるも・ので、[DI−5]光ビームを
さえぎるスジリングに積んだシランジャーによシ検出さ
れている。 6、高さ調節:自動モードでは、半田ポットを含むシャ
ツキスタンドが、オペレータが入力したシリード長さに
調節するために上あるいは下に動かす。〔DO−51、
(Do−63基板の素子のリードがよシ短い場合には、
シャツキスタンドはポットをよシ高くするように動く。 位置はジヤツキのモータのシャフトに構成したホトセル
/チョッパディスクを用いて測定される。[DI−6]
手動モードでは、上/下移動はオペレータにより制御・
9ネル上でトグルされる。CDl−4)手動による上記
移動は、両端の一リミットスイッチによシ与えられる。 [DI−7] 7、 半田供給=2つの接触探触子が半田ワイヤフィー
ダの検知に用意されている。[DI−8]もし半田が最
下の探触子のレベルの下に下がると、半田は供給用のモ
ータが始動して供給される。 [DO−7)これは、探触子の上に達するとオフする。 8、半田ウェーブ高さ二半田ポンプが動いている間、ウ
ェーブの上に構成された3つの接触探触子が走査してい
る。[DI−9]もし、ウェーブが最下の探触子の下に
あるならば、ノンシスピードはほぼ200 msごとに
1150ずつ増速される。 もし、ウェーブが第1の探触子をおおうが、真中の探触
子はおおわないならば、ノンシスピードは同じ時間に4
/1000ずつ増速される。もし、ウェーブが上の2つ
の探触子の間ならば、調節はされない。もし、上の探触
子に触れていたなら、ポンプスピードは200m5ごと
に4/1000ずつ減速される。 9、 フラックススプレィ:フラックススプレィがオン
されている時はいつでも、手動でも自動でも、スプレィ
ソレノイドの数はコンベヤ間隔によって変わる。[DO
−8] 10、予熱選択:同様に、予熱が要求、される時はいつ
でも、管とランプの数はコンベヤの間隔によって変わる
。(DO−9) 特に説明はしなかった他の入出力と共に、上記入出力を
まとめて以下に記す。すなわち、[Al−1] :半田
温度 [Al−2] :コンベヤスピード [Al−3”) :基板表面温度 [DI−1] :フランクス比重 〔DI−2) :フラックス温度 [:DI−3,1:幅調節チョッーぐホトセ;〔DI−
4) :オペレータキーパッド(IH−5) :幅調節
リミットスイッチ〔DI−6:l :ジャッキスタンド
ホトセル[DI−7] :ジャッキスタンドリミットス
イッチ[DI−8) :半田レベル接触探触子[DI−
9〕:半田ウェーブ接触探触子[DI−10] :自動
/手動切換スイッチ[:DI−11] :緊急停止スイ
ッチ〔Dr−1z) :フィンが圧力ホトセル[DI−
13,1:半日こぼれ接触探触子[DI−14:] :
ヒータ減衰(FAILURE)警告(DI−15,)
:基板検出ホトセル[DO−1] :直流モータスピー
ドデータ[DO−2] :シンナー追加ソレノイド[D
O−3] :幅調節 (内方向) (:DO−4] :幅調節 (外方向)〔DO−5]
:高さ調節 (上方向〕[DO−6) :高さ調節 (
下方向)[DO−7]:半田供給モータ [DO−8] :フラツクススプレインレノイド[DO
−9] : 7°リヒータの幅データ〔Do−1O〕ニ
アラツクス供給ポング〔Do−113=フラックス標本
ポンプ1:D()12.] : :yンペヤ、幅調節、
半田ポンプのラッチスピードデータ (直流モータ) 〔DO−13] :コンベヤ、幅調節、半田ポンプのス
タート/ストップ信号 (直流モータ)(Do−14
) :第1のプリヒータゾーンの強さデータ[DO−1
5] :第2のブリヒーjゾーンの強さデータ(Do−
16) :オペレータの文字・数字両用のブイスジレイ
(2X16キヤラクタ) 次に主なインターロックを述べる。 1、半田ポンプは”半田温度が最も溶けやすい温度以下
にあるか、あるいはポットが上部の位置にないならば、
動くことができ々い。 2、幅/高さの調節はコンベヤが動いている間は行なう
ことかで舎ない。これは自動モードでも手動モードでも
変わらない。 3、半田ポンプは、ジヤツキスタンドのモータが動いて
いる間は動くことはできない。 4、半田供給は、半田ポンプが動いている時のミ行なう
ことができる。 5、 ノリヒートゾーンは両方とも、コンベヤが止まる
ならばゼロの強さにセットされる。 以下操作モードについて述べる。自動/手動モードの選
択は制御コンソールのセレクタースイッチによって行な
われる。スイッチングモードは、半田加熱があらかじめ
オンされているならば、半田加熱を除いたすべての機能
を切る。 1、手動:手動モードでは、それぞれの機能はオペレー
タによシそれぞれ選択されるもので、これは右手のキー
ノ4ツド上の輪郭を描く領域の内側のキーを使って行な
われる。制御はトグルされるものであり、すなわち、機
能をオンするためにキーが押されなければならず、機能
を転じるためKは同じキーが再び押されなければならな
い。もし、機能がオンされる前例シフトキーを要求する
ならば、シフトはトグルオフするために再びキーを押さ
なければならない。前記の節で述べたインターロックは
、実行から与えられた機能を妨げ得る。 2、 自動:半田加熱はすぐに始まる。温度があ゛まシ
に低いならば、オペレータはそのように知らされ、そし
てそれ以上は何も起こらない。温度が満足であれば、第
4レータは高さおよび幅の調節のための電流値のチェッ
クを求められ、そして次にシフトキーを押すことを求め
られる。 これを行なうことによシ、初めに幅の、次に高さの調節
がイニシャライズされるものである。 これが終わるや否や、オペレータは装置を始動させるこ
とを望むかどうか尋ねられる。もし、キーゲ〜ドでイエ
スと答えたならば、コンベヤと半田ポンプは始動され、
さらに半田供給とフラックスポンプも始動される。第1
のプリヒートゾーンはコンくヤスピードの機能のように
セットされる。フラックススプレィと第2のプリヒート
ゾーンは、基板のあるところでのみ活性化する。 すべてのセットポイントはコードによ)守られているも
ので、このコードはいくらかの新しいデータがマイクロ
プロセッサによシ受は入れられる前に入力されなければ
ならないものである。もし、コードがまだキーインされ
ていないならば、オペレータがエンターキーを押すやい
なや、コード要求がディスプレイにばっと表示される。 正しいコードを入力した時、それはマイクロプロセッサ
により認められ、5分間有効なまま残っている。その時
間じゆう、いくつかの新しいセットポイントを入力する
ことができる。タイマーはコードの再入力によシ5分間
の終わシにリセットされることができる。コードを呼び
出せないオペレータは、セットポイントおよび現在のパ
ラメータに関していつでも装置に質問することができる
ものではあるが、いくつかのセットポイントを変えるこ
とは許されない。ディスプレイ上の敏速なコード要求は
、いくつかの数字以外のキーを押すととによりクリアさ
れることができる。 セットポイントの入力は半田温度、フラックス比重、P
WB温度、コンベヤスピード、リード長さ、あるいはP
WB幅等の固有のキーを最初に押すことによシ行なわれ
る。データは次にシフトレジスタに入力される。オペレ
ータが納得した時エンターを押し、表示された値がメモ
リにストアされる。もちろん、コードは前記の節で述べ
たように、最初に入力されなければならない。ノやラメ
ータのそれぞれは、オペレータが超過することを許さな
いあらかじめセットした最高値と全低値を持っている。 2oを起えるセットポイントの目録が、PWBタイプキ
ーを使用することによ多入力されることができる。6個
のセットポイントのセットがキーインされた後、オペレ
ータはPWBタイプを押すことができ、次に例えばl
4 (/?エックストップ)を押すことができる。6個
のセットポイントは、次にその基板のタイプを確立され
る。オペレータが次に基板タイ7°3(固有の目録がよ
シ先に定義されていると仮定する)を供給することを望
むならばP■シラン押し、次に3を押す。これは、装置
中の基板一般に関係する。 20を起える基板が装置内を通されている。 これらの存在は、第1に自動半田付は装置の装填端で、
ホトセルによシ検出される。それぞれの基板の先端およ
び後端位置は、装置内にある間は連続して新しくされて
いる。これらのデータはフラックス比のスイッチに使用
され、第2のゾーンが適幽な時間で予熱する。ジヤツキ
スタンドの高さ又はコンベヤの幅未調節は、いくつかの
基板が装置内にある間は許される。 第10図は主制御プログラムのフローチャートである。 適切なプログラムのりスティングは、このフローチャー
トから簡単に推論されることができると思われ、したが
って、この明細書はそのようなプログラムのりスティン
グを含むことなく完成している。 この場合、フラグは指令を表わすものである。 すなわち、 フラグ〔1〕=真:ジヤツキにて半田ポットを上げるフ
ラグ〔2〕=真:第1のノリヒートゾーンをオンするフ
ラグ〔4〕=真::3ンペヤを動かすフラグ[5) =
X :半田ポンプをオンするフラグ[7] =X :第
2のプリヒートゾーンをオンするフラグ[9:] =X
:半田ヒー半田オーするフラグ(101=真=7ラレク
スポンプをオンするフラグ〔120−真二半田を供給す
る また、インプットは インプット〔l〕二手半田ヒータオンしている場合に真
の入力 インプット〔2〕:第1のプリヒータがオフしている場
合に真の入力 インプット〔3〕:第2のシリヒータがオフしている場
合に真の入力 インプット〔4〕二半田ポツトが下位置にある場合に真
の入力 インダン)[8,:l :半田ウェーブが最下の探触
子の下の場合に真の入力 インプット
〔9〕:半田ウェーブが最下の探触子に触れ
るが、真中の探触子に触れ ないならば真の入力 インプット〔10〕:半田ウェーブが上の探触子に触れ
ているなら真の入力 インプット〔13〕:手動/自動セレクタスイッチが手
動の場合に真の入力 インプット〔14) : ”二ツタストップが押される
時に真の入力 さらに、進P [2]、[7]、[8:]等はそれぞれ
オペレータにより入力される値である。 また、図中(11の処理におけるディジタル入力は、ホ
トセル、リミットスイッチ、ブツシュ?タン、接触探触
子からの入力である。 (2)の処理において強さは温度セットポイント、コン
ベヤスピード、基板タイプ等により決められるもので6
J)、(31の処理における強さは温度セットポイント
、コンベヤスピード、第1のグリヒータゾーンの強さ、
基板温度等により決められるものである。 (4)〜(6)における+1とは、200 msごとに
471000のスピードの増減を指すものであシ、よっ
て、(4)の処理の+4とは200 msごとに115
0の増速を指している。 なお、この発明は上記実施例に限定されるものではない
。例えば、目新しいシリヒータセクションが、上記実施
例に示した特徴のすべてを有してはいない装置にも組み
込むことができる。 特に、半田付はセクションは、上記したような埴土を流
れるウェーブの部分と共に、ラムダ構成と呼ばれる構成
で形成される必要はない。
るが、真中の探触子に触れ ないならば真の入力 インプット〔10〕:半田ウェーブが上の探触子に触れ
ているなら真の入力 インプット〔13〕:手動/自動セレクタスイッチが手
動の場合に真の入力 インプット〔14) : ”二ツタストップが押される
時に真の入力 さらに、進P [2]、[7]、[8:]等はそれぞれ
オペレータにより入力される値である。 また、図中(11の処理におけるディジタル入力は、ホ
トセル、リミットスイッチ、ブツシュ?タン、接触探触
子からの入力である。 (2)の処理において強さは温度セットポイント、コン
ベヤスピード、基板タイプ等により決められるもので6
J)、(31の処理における強さは温度セットポイント
、コンベヤスピード、第1のグリヒータゾーンの強さ、
基板温度等により決められるものである。 (4)〜(6)における+1とは、200 msごとに
471000のスピードの増減を指すものであシ、よっ
て、(4)の処理の+4とは200 msごとに115
0の増速を指している。 なお、この発明は上記実施例に限定されるものではない
。例えば、目新しいシリヒータセクションが、上記実施
例に示した特徴のすべてを有してはいない装置にも組み
込むことができる。 特に、半田付はセクションは、上記したような埴土を流
れるウェーブの部分と共に、ラムダ構成と呼ばれる構成
で形成される必要はない。
第1図はこの発明の一実施例に係る自動半田付は装置の
概要を説明するもので、いかにして半田付は処理の幾つ
かのパラメータが制御されるかを示している図、第2図
は第1図の実施例の半田付は装置を透明にするために外
装をはずして示す側面図、第3図は第2図の半田付は装
置の平面図、第4図は第3図中のAの矢印方向に半田付
は装置を見た後面図、第5図はこの発明の自動半田付は
装置に使用されるプリヒーティングアセンプ′りの2つ
のステージを示ス斜視図、第6図は比較的に高い位置で
の半田ポットの断面図、第7図は第6図と同様であるが
外に突き出す長いピンを持つプリント回路基板に調節し
た比較的低い位置の半田ピットを示す断面図、第8図は
半田ボッドア七ンプリを示すもので、特に半田ポットを
上げ下げするためのメカニズムおよびコンベヤ進路の内
外側に回転させるためのメカニズムとを示す斜視図、第
9図は第1図に示した広義のマイクロプロセッサを示ス
モノで、特にマイクロゾロセッサの入力に適用される幾
つかの信号のすべてとマイクロプロセッサの出力から引
き出される信号により制御される機能のすべてを説明す
る図、第1O図は半田付は装置の制御に使用される主プ
ログラムを示すフローチャートである。 出願人代理人 弁理士 鈴 江 武 彦第4 図 −370− 第5図 第8区 第9図(A) 第9図(B) (01−2]
jull−:″第9 図((j 第9図CD) 第101(A) 第10i’1(B) 第10Vyi(c) 第」0区(D) N70図(E) 第’io図(F) 一3′I 第10図(G) 第1頁の続き 0発 明 者 マスニー・ジエイ・ルツドジイツクツ カナダ国エイチ4ニー2ジエイ 2ケベツク・モントリオール・ ヒングストン・アベニュー4229 0発 明 者 ジョン・エフ・バスザードカナダ国エイ
チ9エックス1シ ーオー・ケベック・ステーアン ネ・デ・ベルブ−・マクドナル ド・カレッジ・ピー・オー・ボ ックス317 0発 明 者 ラルフ・ダブリュ・ウッドゲイト カナダ国ジエイ3エル3ピー9 ケベック・キャリグナン・グラ ンデ・アレー1380 手続補正書 昭和59年5月2針日 特許庁長官殿 1、事件の表示 昭和59年特許願第 37/g2− 号2、発明の名
称 プリヒータおよびそれを用いた自動半田付は装置3、補
正をする者 事件との関係 特許出願人 住 所 カナダ国、エム6エー・2ダブリュ1.オン
タリオ。 1−ロント、ダフロー・ロード 44 名 称 エレクトロバート・リミテッド代表者 マ
イケル・ティ・ミツターグ4、代理人 住 所 大阪市北区天神橋2丁目3番9号 八千代第一
ビル電話 大阪(06)351−6239 (代>
、、: :::、:氏名弁理士(6474)深見久部
“ 5、補正命令の日付 自発補正 6、補正の対象 明細書の3、発明の詳細な説明の欄 7、補正の内容 明am第27頁第10行の「以下のアルゴリズムは、ヒ
ータ・・・」から第28貝下より第8行「・・・それぞ
れ定数である。」を削除致します。 以上
概要を説明するもので、いかにして半田付は処理の幾つ
かのパラメータが制御されるかを示している図、第2図
は第1図の実施例の半田付は装置を透明にするために外
装をはずして示す側面図、第3図は第2図の半田付は装
置の平面図、第4図は第3図中のAの矢印方向に半田付
は装置を見た後面図、第5図はこの発明の自動半田付は
装置に使用されるプリヒーティングアセンプ′りの2つ
のステージを示ス斜視図、第6図は比較的に高い位置で
の半田ポットの断面図、第7図は第6図と同様であるが
外に突き出す長いピンを持つプリント回路基板に調節し
た比較的低い位置の半田ピットを示す断面図、第8図は
半田ボッドア七ンプリを示すもので、特に半田ポットを
上げ下げするためのメカニズムおよびコンベヤ進路の内
外側に回転させるためのメカニズムとを示す斜視図、第
9図は第1図に示した広義のマイクロプロセッサを示ス
モノで、特にマイクロゾロセッサの入力に適用される幾
つかの信号のすべてとマイクロプロセッサの出力から引
き出される信号により制御される機能のすべてを説明す
る図、第1O図は半田付は装置の制御に使用される主プ
ログラムを示すフローチャートである。 出願人代理人 弁理士 鈴 江 武 彦第4 図 −370− 第5図 第8区 第9図(A) 第9図(B) (01−2]
jull−:″第9 図((j 第9図CD) 第101(A) 第10i’1(B) 第10Vyi(c) 第」0区(D) N70図(E) 第’io図(F) 一3′I 第10図(G) 第1頁の続き 0発 明 者 マスニー・ジエイ・ルツドジイツクツ カナダ国エイチ4ニー2ジエイ 2ケベツク・モントリオール・ ヒングストン・アベニュー4229 0発 明 者 ジョン・エフ・バスザードカナダ国エイ
チ9エックス1シ ーオー・ケベック・ステーアン ネ・デ・ベルブ−・マクドナル ド・カレッジ・ピー・オー・ボ ックス317 0発 明 者 ラルフ・ダブリュ・ウッドゲイト カナダ国ジエイ3エル3ピー9 ケベック・キャリグナン・グラ ンデ・アレー1380 手続補正書 昭和59年5月2針日 特許庁長官殿 1、事件の表示 昭和59年特許願第 37/g2− 号2、発明の名
称 プリヒータおよびそれを用いた自動半田付は装置3、補
正をする者 事件との関係 特許出願人 住 所 カナダ国、エム6エー・2ダブリュ1.オン
タリオ。 1−ロント、ダフロー・ロード 44 名 称 エレクトロバート・リミテッド代表者 マ
イケル・ティ・ミツターグ4、代理人 住 所 大阪市北区天神橋2丁目3番9号 八千代第一
ビル電話 大阪(06)351−6239 (代>
、、: :::、:氏名弁理士(6474)深見久部
“ 5、補正命令の日付 自発補正 6、補正の対象 明細書の3、発明の詳細な説明の欄 7、補正の内容 明am第27頁第10行の「以下のアルゴリズムは、ヒ
ータ・・・」から第28貝下より第8行「・・・それぞ
れ定数である。」を削除致します。 以上
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 (1) ウェーブ半田付はセクションを通って回路基
板を輸送するコンベヤを有する半田付は装置の半田付け
の前にあらかじめ設定した温度に回路基板を加熱するた
めのプリヒータであって、上記回路基板に第1の熱量を
加えるために上記コンベヤに近接した第1のヒータ手段
と、上記コンベヤに近接し上記第1のヒータ手段から脱
は出した上記回路基板の温度を指示する信号を出力する
温度検知手段と、上記コンベヤに近接し上記回路基板に
第2の熱量を加えるために上記第1のヒータ手段の下流
に構成した第2のヒータ手段と、上記温度検知手段から
の信号が供給される入力端子およびほぼ上記あらかじめ
設定した温度で上記第2のヒータ手段から脱は出るよう
に上記回路基板の温度を上げる上記第2のヒータ手段に
よシ供給される上記第2の熱量を制御する制御信号が出
力される制御出力端子を有する制御手段とを具備するこ
とを特徴とするシリヒータ。 121 上記温度検知手段が上記第1のヒータ手段か
ら脱は出た上記回路基板から放射される赤外線を検知す
るために配置されていることを特徴とする特許請求の範
囲第1項記載のプリヒータ。 (3) 上記温度検知手段が上記第1および第2のヒ
ーティング手段に介在するノンヒーティングゾーン中の
上記コンベヤの上方に配置されていることを特徴とする
特許請求の範囲第1項記載のプリヒータ。 (4)上記制御手段が基板特有の熱に調節された信号に
、すなわち上記基板の温度に相当する調節された信号に
上記温度検知手段からの信号を変換するだめの処理手段
を含むことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載のプ
リヒータ。 (5)上記制御手段が上記コンベヤのスピードおよび上
記第2のヒーティング手段の軸上の長さによって、上記
第2のヒータ手段により供給される熱を調節することを
特徴とする特許請求の範囲第1項乃至第4項のいずれか
−fSfj#に記載のプリヒータ。 (6)上記制御手段が上記希望したあらかじめ設定した
温度、上記コンベヤスピード、および上記第1のヒータ
手段の軸上の長さに従って、上記第1のヒータ手段によ
り供給される上記第1の熱量を制御する制御信号がさら
に出力される制御出力端子をさらに有することを特徴と
する特許請求の範囲第1項乃至第4項のいずれかに記載
のプリヒータ。 (7)上記第2のヒータ手段が応答の速いヒータランプ
であることを特徴とする特許請求の範囲第1項乃至第4
項のいずれかに記載のプリヒータ。 +81 ウニI−−f半田付はセクションを通って回
路基板を輸送するコンベヤを有する半田付は装置の半田
付けの前にあらかじめ設定した温度に回路基板を加熱す
るためのプリヒータであって、上記回路基板に第1の熱
量を加えるために上記コンベヤに近接した第1のヒータ
手段と、上記コンベヤに近接し上記H1のヒータ手段か
ら脱は出した上記回路基板の温度を指示する信号を出力
する温度検知手段と、上記コンベヤに近接し上記回路基
板に第2の熱量を加えるために上記第1のヒータ手段の
下流に構成した第2のヒータ手段と、上記温度検知手段
からの信号が供給される入力端子およびほぼ上記あらか
じめ設定した温度で上記第2のヒータ手段から脱は出る
ように上記回路基板の温度を上げる上記第2のヒータ手
段により供給される上記第2の熱量を制御する制御信号
が出力される制御出力端子を有する制御手段とを具備す
るシリヒータと、上記基板の底面の伝導性の部分を半田
付けするための半田付はセクションと、上記プリヒータ
および半田付はセクションを通って上記回路基板を引き
続騒て支持し運ぶためのコンベヤ手段と、少なくとも1
個のあらかじめ設定した処理パラメータを検知しそれを
表わす相当する処理信号を出力する少なくとも1個の検
知手段と、上記処理信号が加えられ処理データが入力さ
れることができるデータ入力手段を有し、上記入力され
たデータおよび処理信号から制御信号を出力するプロセ
ッサ手段と、上記プロセッサ手段からの上記制御信号の
制御のもとに上記処理ノ母うメータを変えるための手段
とを具備することを特徴とする自動半田付は装置。 (9)上記半田付はセクションは溶けた半田を収納する
のに適応させた貯蔵槽と、上記貯蔵槽と通じ、該貯蔵槽
の上方に設けられた半田出口を有するノズルと、上記半
田出口の一方側に取り付けられ、該半田出口の一方側上
を流れる半田クー11−−グの輪郭を確立する前部プレ
ートと、上記半田ノズルの他方側に取り付けられ、実際
上水平に確立された堰手段と、上記半田出口の他方側か
ら流れる静かな半田ウェーブとから成り、上記堰手段は
上記プリント回路基板の運搬道に設けた止め具部材とか
み合うように、スプリングによシ傾かされている傾斜し
た道を上記コン(ヤによシ運び上げられる上記回路基板
の底面のむき出しの金属面に半田をつけるための半田ポ
ットを有することを特徴とする特許請求の範囲第8項記
載の自動半田付は装置。 00)上記半田ポットは上記堰手段が上記ノズルに蝶番
で接続された後部プレートを介して上記ノズルに取り付
けられ、スプリングにより上方に傾かせられていること
を特徴とする特許請求の範囲第9項記載の自動半田付は
装置。 0や 上記半田ポットは柱を軸とするようにして取シ
付けられておシ、該半田ポットの底に接続されたジヤツ
キ手段をも含み、それによシ該半田ポットは希望するよ
うに上げ下げされることができ、そして最下位・置では
保守のために上記コンベヤの下から外に旋回させること
ができることを特徴とする特許請求の範囲第9項記載の
自動半田付は装置。 (6)上記自動半田付は装置は上記回路基板を通過させ
るフラツクサーセクションをモサIbに含′む特許請求
の範囲第8項記載の自動半田付は装置。 (6)上記入力データの1つは上記半田付はセクション
に入る前の上記基板のあらかじめ設定した温度に相当す
るもので、上記検知手段は上記シリヒータセクションを
出る時に基板の温度を検知し、それを表わす第1の処理
信号を発生するものであって、上記半田付は装置は上記
第1の信号と基板の温度に相当する入力データとに反応
して上記ノロセッサ手段により発生される第1の制御信
号に反応するシリヒータ手段をさらに含むことを特徴と
する特許請求の範囲第8項記載の自動半田付は装置。 α◆ 上記データ入力は半田付はセクションの半田の温
度および半田付はセクションに入る前のプリント回路基
板の温度とを表わすデータをも含む特許請求の範囲第8
項記載の自動半田付は装置。 (ト)上記入力データの1つは半田セクションの半田の
あらかじめ設定した温度に相当するもっで、上記検知手
段は半田の温度を検知し、それを表わす第2の処理信号
を発生するものであって、上記半田付は装置は上記第2
の処理信号とあらかじめ設定した温度に相当する入力デ
ータとに反応して上記プロセッサ手段によシ発生される
第2の制御信号に反応する上記半田セクションのための
ヒータ手段をさらに含むことを特徴とする特許請求の範
囲第8項記載の自動半田付は装置。 0・ 上配入カデータの1つはコンベヤ手段のスピード
に相当するもので、上記検知手段は上記コンベヤ手段の
スピードを検知し、それを表わす第3の処理信号を発生
するものであって、上記半田付は装置は上記第3の処理
制御信号とコンベヤスピードに相当する入力データとに
反応して上記プロセッサ手段により発生される第3の制
御信号に反応する手段をさらに含むことを特徴とする特
許請求の範囲第8項記載の自動半田付は装置。 αの 上記入力データの1つは上記フラノフサ−セクシ
ョンのフラックスのあらかじめ設定した比重に相当する
もので、上記検知手段はフラックスの比重を検知し、そ
れを表わす第4の制御信号を発生するものであって、上
記半田付は装置は上記第4の処理信号と上記あらかじめ
設定した比重にフラックスの比重を制御するためのフシ
ックス比重に相当する入力データとに反応して上記プロ
セッサ手段により発生される第4の処理信号に反応する
手段をさらに含むことを特徴とする特許請求の範囲第1
記載の自動半田付は装置。 α椴 上記入力データの1つは上記プリント回路基板の
あらかじめ設定した幅に相当するもので、上記半田付は
装置は上記あらかじめ設定した幅に相当する上記コンベ
ヤ手段の幅を調節するためのプリント回路基板幅入力デ
ータに反応して発生された第5の制御信号に反応する上
記コンベヤ手段に近接した手段を含むことを特徴とする
特許請求の範囲第8項記載の自動半田付は装置。 αつ 上記入力データの1つはあらかじめ設定した上記
シリンド回路基板からのびた素子のリード長さに相当す
るもので、上記プロセッサ手段は上記リード長さの入力
データに反応して第6の制御信号を発生するものであっ
て、上記半田付は装置は上記基板に比例する上記半田セ
クションの高さを調節するため上記第6の制御信号に反
応する手段をさらに含むことを特徴とする特許請求の範
囲第8項記載の自動半田付は装置。 (至)上記自動半田付は装置は上記半田セクションに溶
けた半田を供給するための手段と、上記半田セクション
に半田ウェーブの高さを検知するための手段と、検知し
た半田ウェーブの高さがあらかじめ設定したレベルより
下に下がった時、上記半田セクションに半田の供給を増
加するだめの上記半田ウェーブ高さ検知手段に反応する
手段とをさらに含むことを特徴とする特許請求の範囲第
8項記載の自動半田付は装置。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US470494 | 1983-02-28 | ||
US06/470,494 US4632291A (en) | 1983-02-28 | 1983-02-28 | Automatic wave soldering machine |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS59193759A true JPS59193759A (ja) | 1984-11-02 |
JPH0420700B2 JPH0420700B2 (ja) | 1992-04-06 |
Family
ID=23867844
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP59037182A Granted JPS59193759A (ja) | 1983-02-28 | 1984-02-28 | プリヒ−タおよびそれを用いた自動半田付け装置 |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4632291A (ja) |
EP (2) | EP0269822A1 (ja) |
JP (1) | JPS59193759A (ja) |
CA (1) | CA1217571A (ja) |
DE (1) | DE3482434D1 (ja) |
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