JP6668402B2 - Soldering apparatus and soldering method - Google Patents
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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。 The present invention provides, for example, a soldering device for soldering a first conductor (terminal, land, lead wire, etc.) and a second conductor (terminal, land, lead wire, etc.) in an appropriate product such as a printed circuit board or a motor. It relates to a soldering method.
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, there has been provided a soldering apparatus for mechanically soldering an electronic component to a printed circuit board. This soldering device includes a flow soldering method in which a printed circuit board is brought into contact with the liquid surface of solder and soldering, or a method in which cream solder is printed on a board in advance according to a pattern, and heat is applied to the cream solder to melt it. Various methods have been proposed, such as a reflow soldering method in which soldering is performed.
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 uses a cylindrical nozzle as a soldering iron, inserts a pin of an electronic component inserted into a through hole of a printed circuit board into the nozzle, melts the solder internally, and solders. A soldering device has been developed and provided (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)。 Further, by checking the temperature of the nozzle, the position of the nozzle, the load of the nozzle, and the supply amount of the solder at a predetermined timing such as when the apparatus is started or during operation, the reliability and reliability of the soldering are further improved. (See Patent Document 2).
ここで、半田付けは、半田片を溶融して半田付けする一連の動作において、様々な影響を受け、その影響によって半田不良に繋がる。その影響の一つとして、半田ごての温度がある。半田片を溶融して半田付けするために適切な温度が存在するが、溶融前の半田片が半田ごてに接触すると、半田ごては温度低下しつつ半田片を加熱する。その後、半田付けが完了すると半田鏝の温度が回復に向かう。
その一方で、プリント基板等の半田付け対象は、多数の半田付け箇所があるため、短時間で半田付けすることが求められる。しかしながら、半田ごての温度が回復する前に次の半田付けを開始すると半田不良が発生する可能性があり、かといってヒータを高温にして急いで加熱すると半田ごての温度が高くなりすぎてかえって半田不良が発生し得るという問題があった。
Here, the soldering is subjected to various influences in a series of operations for melting and soldering the solder pieces, which leads to a defective solder. One of the effects is the temperature of the soldering iron. There is an appropriate temperature for melting and soldering the solder pieces, but when the solder pieces before melting come into contact with the soldering iron, the soldering iron heats the solder pieces while decreasing the temperature. Thereafter, when the soldering is completed, the temperature of the soldering iron starts to recover.
On the other hand, a soldering target such as a printed circuit board has a large number of soldering portions, and therefore, it is required to perform soldering in a short time. However, if the next soldering is started before the temperature of the soldering iron recovers, a solder failure may occur.If the heater is heated to a high temperature and heated quickly, the temperature of the soldering iron becomes too high. On the contrary, there is a problem that a solder defect may occur.
この発明は、上述の問題に鑑みて、半田ごての温度をできるだけ短時間で目的の温度にできる半田付け装置および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。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and has as its object to provide a soldering apparatus and a soldering method capable of setting a temperature of a soldering iron to a target temperature in as short a time as possible, 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半田ごてと、前記第1導体と前記半田ごてとの近接離間方向の相対距離を変化させて前記第1導体と前記半田ごてを近接または当接させる相対距離変化手段と、前記半田片を前記半田ごての前記半田片供給通路に供給する糸半田供給手段と、前記半田ごて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、前記半田ごての温度を検知する温度検知手段とを備え、前記加熱手段は、予め定められた設定に応じた加熱を実行する事前設定加熱手段と、前記温度検知手段により検知した前記半田ごての温度に応じて加熱温度を変化させる変動加熱手段とで構成され、前記事前設定加熱手段と前記変動加熱手段の加熱を制御する制御手段を備え、前記制御手段は、前記半田ごてが半田付け位置となるよりも前に前記事前設定加熱手段の熱量を待機状態の熱量よりも上昇させ、かつ、前記半田ごてによる半田付けが完了して前記半田付け位置から前記半田ごてが退避した時よりも後の時点で前記事前設定加熱手段の熱量を前記待機状態の熱量に戻す電圧制御部を有する半田付け装置であることを特徴とする。 The present invention is a soldering apparatus for soldering a first conductor and a second conductor by molten solder, the soldering iron having a solder piece supply passage for passing a solder piece, the first conductor and the solder iron. Relative distance changing means for changing the relative distance of the soldering iron in the direction of approach and separation to bring the first conductor and the soldering iron closer or in contact with each other; and supplying the soldering piece to the soldering piece supply passage of the soldering iron. And a heating means for heating and melting the solder piece in the solder piece supply passage of the soldering iron, and a temperature detecting means for detecting a temperature of the soldering iron, The means includes a preset heating means for performing heating according to a predetermined setting, and a variable heating means for changing a heating temperature according to the temperature of the soldering iron detected by the temperature detecting means, The preset heating means A control means for controlling the heating of said variation heating means, said control means raises than the amount of heat heat the standby state of the preset heating means prior to the soldering iron is soldering position And a voltage for returning the calorie of the preset heating means to the calorie in the standby state at a time later than when the soldering with the soldering iron is completed and the soldering iron retreats from the soldering position. It is a soldering device having a control unit .
この発明により、半田ごての温度をできるだけ短時間で目的の温度にできる半田付け装置および半田付け方法を提供できる。 According to the present invention, it is possible to provide a soldering apparatus and a soldering method capable of setting the temperature of a soldering iron to a target temperature in as short a time as possible.
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 present 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。
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60(半田付け装置用ノズル,半田ごて)とヒータユニット50を有するヘッド部3と、ヘッド部3およびノズル60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60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60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60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、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2が設けられている。この糸半田2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。
Above the
ヘッド部3の下部には、ヒータユニット50が設けられ、このヒータユニット50にノズル60が固定されている。
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 transport width
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。
With this configuration, the soldering
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、ステッピングモータ等の駆動機構部7eによりY方向(搬送方向,図2の左右方向)の搬送ガイド7fに沿って移動するX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。
FIG. 3 is a block diagram illustrating a configuration of a drive system and a 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方向へ移動させるステッピング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、およびステッピング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
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60を近接方向へ移動させてノズル60の孔(後述の半田片誘導通路63)内に半田付けするピンを挿通しノズル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60またはヒータユニット50に近接する方向へ移動させ、ノズル60またはヒータユニット50を交換した後に離間させることができる。
The transport guide 7f in the Y direction, the
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2(図1参照)を挿通する糸半田供給ガイド16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(糸半田繰出手段)が設けられ、底部に糸半田切断機構部40を備えている。この糸半田切断機構部40は、ステッピングモータ等により構成される回転機構部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2(図1参照)を回転機構部19の制御に従ってカットする。
The
また、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、回転機構部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、記憶部26、ヒータ51(変動加熱手段,図6(A)参照)、およびヒータ53(事前設定加熱手段,図6(A)参照)が接続されている。
Each component is controlled by the
また、制御部21は、ヒータ53に対する加熱温度を制御する電圧制御部21aと、温度センサ23により検知したノズル60の温度に基づいてヒータ51の加熱をPID制御するPID制御部21bを有している。
The
電圧制御部21aは、ノズル60の先端の必要温度に対して、予め温度プロファイルで求められた必要熱量によりデューティー比を定めておき、このデューティー比に基づいてヒータ53を電圧制御する。この電圧制御部21aによる電圧制御は、一定の間隔でONとOFFを繰り返すパルス制御により常時一定の制御とすることもできるが、半田付け動作に応じてパルス制御を変更してヒータ53に発熱させる熱量を切り替える制御とすることが好ましい。
The
すなわち、半田付けを実施するとき、ノズル60を下降させてランドR(後述の図6(C)参照)に接触させた時点(または近接させる場合であれば半田片2bがノズル60に供給された時点)からノズル60の先端温度が下降し、半田片2bが溶融して流れ出して半田付け完了してノズル60を上昇させたてランドRから離間させた時点(または近接させる場合であれば溶融半田が流れ出た時点)からノズル60の先端温度がヒータ53の加熱によって上昇しはじめる。
That is, when performing the soldering, the
この温度変化を想定して、半田付け動作におけるノズル60の先端温度が下がり始める時点(例えばノズル60を下降させた時点、あるいは半田片2bをノズル60へ供給した時点)より少し前からランドRや半田片2bによる温度低下がなくなって一定の時間が経過した時点(例えばノズル60を上昇させた時点から所定時間が経過した時点)までの間は、それ以外の時点よりも電圧制御で加熱させる熱量を増加させるようにデューティー比に基づく電圧制御を定めておくことが好ましい。
Assuming this temperature change, the land R and the land R are slightly before the time when the tip temperature of the
PID制御部21bは、ヒータ51に発生させる熱量を、温度センサ23により検知した温度とノズル60の先端の目標温度に基づいて、比例制御(P)と積分制御(I)と微分制御(D)によって制御し、ノズル60の先端温度をできるだけ早く目標温度に到達させる制御である。
The
詳述すると、温度センサ23で検知している温度が目標温度よりも低下すると、PID制御部21bは、まず、目標温度と検知温度の差(偏差)の大きさに比例した比例制御により検知温度が目標温度に近づくように急速に加熱する。次いで、制御部21は、検知温度の変化に基づいて、目標温度を超えないように加熱速度を落とす積分制御を行う。さらに、制御部21は、目標とする検知温度との差(偏差)をなくすように微妙に加熱温度を変化させる積分制御を行う。
More specifically, when the temperature detected by the
このようにして、温度低下が大きいときは熱量を増加させ、目標温度に近づくにつれて熱量を減少させて、目標温度に早く到達させるとともに、目標温度を超えてしまって目標温度まで低下するのを待ち、その結果目標温度を下回って再度加熱をするという繰り返しを防止または抑制できる。 In this way, when the temperature drop is large, the amount of heat is increased, and as the temperature approaches the target temperature, the amount of heat is reduced, so that the target temperature is quickly reached. As a result, repetition of lowering the temperature below the target temperature and heating again can be prevented or suppressed.
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を確認して位置決めする際、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60、若しくはヒータユニット50)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
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4(A)は糸半田切断機構部40の分解斜視図、図4(B)は糸半田切断機構部40の縦断面図を示す。
4A and 4B are explanatory diagrams illustrating the configuration of the thread
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を移動させる回転機構部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(移動許容手段)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、回転機構部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60の孔(後述の半田片誘導通路63)に供給する半田片供給手段として機能する。
The thread
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 thread
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、一直線に等間隔で複数の解放孔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2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。
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が一直線に等間隔で複数設けられている。この実施例では2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。
In the
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4(B)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。
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、回転機構部19(図3参照)の回転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、回転機構部19(図3参照)の回転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 a 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の半径方向へ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
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60の半田片誘導通路63(半田片供給通路,図5(D)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2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および回転機構部19の駆動を制御して実行される。
FIG. 5 is a cross-sectional view illustrating an operation of cutting the
図5(A)の断面図に示すように、回転機構部19(図3参照)の回転駆動によって、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2(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5(B)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 rotation of the rotation mechanism unit 19 (see FIG. 3) causes the solder
この状態で回転機構部19(図3参照)の回転駆動によって、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5(C)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5(C)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
回転機構部19(図3参照)の回転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5(D)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。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60とヒータユニット50の構成を説明する説明図であり、図6(A)は斜視図、図6(B)は横断面図、図6(C)は縦断面図を示す。図7は、ヒータ51,53による加熱と温度センサ23により検知した検知温度の変化とノズル先端温度とノズル位置を示すグラフであり、縦軸は温度、横軸は時間を示している。
6A and 6B are explanatory diagrams illustrating the configuration of the
ヒータユニット50は、平面視が略正方形で平面視の一辺の長さより高さ方向の長さが短い四角柱形状の第1ケーシング55と、第1ケーシング55と同一形状で第1ケーシング55の下方に重ねられた第2ケーシング56を備えている。
The
第1ケーシング55および第2ケーシング56には、中心に上下方向(近接離間方向)に貫通する孔55a,56a(図6(C)参照)がそれぞれ設けられ、この孔55a,56a内にノズル60が固定されている。
The
第1ケーシング55の一側面とその反対側の側面には、水平方向(近接離間方向と直角の方向)に真っ直ぐ伸びる溝55b,55bが対称に設けられ、この溝55b,55bにヒータ53,53の加熱部54,54が対称にそれぞれ固定されている。この加熱部54,54により、ノズル60を周囲の対向する二か所から挟み込むようにして加熱することができる。ヒータ53は、電圧制御により加熱するヒータであり、予め定められた温度でノズル60を加熱し続ける。
On one side surface of the
第2ケーシング56の一側面とその反対側の側面には、水平方向(近接離間方向と直角の方向)に真っ直ぐ伸びる溝56b,56bが対称に設けられ、この溝56b,56bにヒータ51,51の加熱部52,52が対称にそれぞれ固定されている。この加熱部52,52により、ノズル60を周囲の対向する二か所から挟み込むようにして加熱することができる。
On one side surface of the
また、第2ケーシング56における溝56b,56bが設けられていない一側面には、外部から内側の孔56aまで貫通するセンサ用孔56cが設けられ、このセンサ用孔56cに熱電対57(センサ)が挿入されている。熱電対57の先端は、2つの半田片誘導通路63の配列方向にみて間の位置で、かつ、当該配列方向に垂直な位置、言い換えれば、ノズル60の中心から前記配列方向と直角の方向の外周にてノズル60に接触しており、熱電対57から2つの半田片誘導通路63の距離が同一となっている。これにより、2つの半田片誘導通路63付近の温度変化の中心値(平均値)を検知することができる。また、熱電対57の位置は、ヒータ53,53の間で両方に等距離の位置となっている。これにより、ヒータ53,53による加熱の影響の中心位置の温度を測定できる。
Further, a
ヒータ51はPID制御によって加熱温度を変動させながらノズル60を加熱する。具体的には、熱電対57を用いて温度センサ23(図3参照)が検知したノズル60の温度に基づき、制御部21(図3参照)がヒータ51の加熱温度を変化させ、所望の温度よりもノズル60の温度が大きく下がっていれば熱量を増加させて加熱を促進し、ノズル60の温度が所望の温度に近付くにつれて熱量を減少させて緩やかに加熱する。
The
ノズル60は、円柱形で軸方向に複数の貫通孔が形成され、この貫通孔が半田片誘導通路63,63を形成する。この実施例では、一直線の2つの半田片誘導通路63,63が中心から等距離だけ離間させて平行に形成されている。ノズル60は、半田付けの温度に耐えられる耐熱性のある材料で形成され、この実施例ではセラミックにより形成されている。また、各半田片誘導通路63は、前記加熱部52,54の長手方向と平行となる方向に配列され、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
この構成により、図5(D)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と半田片誘導通路63が連通するように配置されたノズル60の半田片誘導通路63に、図6(C)に示すように一斉に(ほぼ同時に)供給される。
With this configuration, as shown in FIG. 5D, the
半田付けをするとき、ノズル60は、下端がプリント基板PのランドRに接触する位置(図7(C)のノズル高さグラフG7に示す半田付け高さ)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(若しくはどこかの端部)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。
At the time of soldering, the
そして、ノズル60内の複数の半田片誘導通路63に供給されたそれぞれの半田片2bは、ヒータ51,53の加熱部52,54からほぼ同一の熱量を同時に受けて溶融する。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60から直接熱を受け、端子Tよりも先に加熱されている。
Then, 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(2つ)の溶融半田が端子Tに沿って流れ出し、複数(2つ)の端子T(第2導体)とランドR(第1導体)を一斉に(同時に)半付けして電気的に接続する。その後、ノズル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
The soldering operation will be described in detail below.
<半田付けの動作>
図6(C)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6(C)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. 6C, as a base material for soldering, a printed circuit board P on which lands R are formed is formed in a through hole of the printed circuit board P from the front side to the back side (see FIG. In FIG. 6 (C), a device in which the terminal T of the electronic component C is inserted from the lower surface to the upper surface is prepared.
<加熱開始工程>
制御部21(図3参照)は、ヒータ51に対して電圧制御によって予め定められた加熱を実行させる。このとき、ヒータ51にかける電圧はデューティー比により定められており、温度センサ23による検知温度に関係なくノズル60を加熱する。
<Heating start step>
The control unit 21 (see FIG. 3) causes the
また、制御部21は、ヒータ53に対して、温度センサ23で検知した検知温度に基づいて、検知温度が目標温度に早く到達し、かつ加熱しすぎないように、PID制御による加熱を実行する。
Further, the
<位置合わせ工程>
制御部21は、図3に示した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により、ノズル60の複数の半田片誘導通路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の中心と半田片誘導通路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誘導通路63の中心がほぼ一致する位置とする。
<Positioning 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、回転機構部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2をカットして半田片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。
<Solder piece cutting and storage 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を図7(C)の下降開始タイミングT1からランドRとの近接方向へ移動(すなわち下降)させる。この下降開始タイミングT1で、電圧制御部21aは、制御部21による下降開始通知を受けて、図7(B)の電圧制御出力グラフG4に示すように、それまでの待機状態用の電圧制御よりも高電圧の半田付け時電圧制御に切り替える。
<Nozzle proximity process>
The
このため、ヒータ53から近い位置に配置されている熱電対57が図7(A)の検知温度グラフG1に示すようにすみやかに温度上昇を検知する。ただし、ノズル60の先端温度(図6(C)のノズル60の下端の温度)は、ヒータ53からの熱の伝達に時間がかかるために、図7(A)のノズル先端温度グラフG2に示すように、しばらくはそれほど温度変化しない。
Therefore, the
従って、ノズル先端にヒータ53の温度が到達するまでの時間を予測して予め高電圧に切り替えるタイミングが定められている。この切替のタイミングは、この実施例のようにノズル下降と同時とすることに限らず、例えば、電圧制御部21aによりヒータ53に対する電圧制御を高電圧に切り替えてからノズル60を下降させる、あるいは、ノズル60を下降させてから半田付け位置まで下降する前(この実施例ではノズル60の先端がランドRに当接する前)に電圧制御部21aによりヒータ53に対する電圧制御を高電圧に切り替えるなど、適宜のタイミングとすることができる。
Therefore, the timing for switching to the high voltage is determined in advance by predicting the time until the temperature of the
制御部21は、ノズル60の下降を進め、ノズル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60の半田片誘導通路63の内側に端子Tの先端が挿入された状態となる。
The
このとき、端子Tはノズル60の半田片誘導通路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 terminal T is separated from the inner wall of the solder
また、このようにして、ノズル60の先端がランドRに接触した下降完了タイミングT2(図7(C)参照)のとき、それまで目標温度となっていたノズル60の先端は、ランドRにより熱を奪われ、先端温度が図7(A)のノズル先端温度グラフG2に示すように低下し始める。このため、PID制御部21bは、下降完了タイミングT2から若干のタイムラグの後に熱電対57及び温度センサ23が検知する熱量の低下を受けて、PID制御によってヒータ51の熱量をそれまでより急速に高め、図7(B)の電圧制御有時PID制御出力グラフG6に示すように、熱電対57を用いて温度センサ23が検知した温度に応じて熱量を調節する。この熱量調整は、温度センサ23が検知した温度に対しておよそ反比例するような熱量の増減となる。
Further, in this manner, when the tip of the
<半田片供給工程>
下降完了タイミングT2(図7(C)参照)となって半田付け時間にはいると、制御部21は、回転機構部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。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60の複数の半田片誘導通路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、半田片誘導通路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、半田片誘導通路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>
When the descent completion timing T2 (see FIG. 7C) is reached and the soldering time has elapsed, 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誘導通路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、半田片誘導通路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。なお、この半田片2bの溶融のとき、ノズル60と接触しての直接熱伝導に加えて、ノズル60からの輻射熱伝達、および、ノズル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60の半田片誘導通路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 plurality of
こうして溶融すると、ノズル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 manner, heat is transmitted 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 an appropriate temperature via the melted
<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が固化して半田付け動作は終了する。
<Nozzle separation process>
Thereafter, the
溶融した半田片2bのこのような動きにより、複数の端子Tは複数のランドRにそれぞれ確実に半田付けされる。こうして一斉に(ほぼ同時に)半田付けされた複数箇所の半田の仕上がり外観は美しく、バックフィレット形状も綺麗に形成される。
The plurality of terminals T are securely soldered to the plurality of lands R by such movement of the melted
また、このとき、半田片2bが溶融して流れ出すことで、ノズル60の加熱を妨げていた半田片2bがなくなるとともにランドRからも離間するため、ノズル60の温度はヒータ51,53の熱量によって上がり出す。このため、電圧制御部21aは、ノズル60を上昇させた時点から所定時間の間、予め定められた半田付け時電圧制御(すなわちヒータ53を高出力にさせる高電圧の制御の継続)を実施し、予め定められた一定期間の経過後、ノズル60を図7(C)のノズル高さグラフG7に示す待機高さまで退避させた退避状態用の電圧制御(すなわちヒータ53を提出力にさせる低電圧の制御)に移行する。
At this time, since the
また、PID制御部21bは、温度センサ23の検知する温度変化に応じて、PID制御により、ヒータ51による加熱をそれまでより抑える等して、できるだけ早くに温度センサ23で検知する温度が目標温度に到達し、かつできるだけ加熱しすぎないように制御する。
In addition, the
以上の構成及び動作により、半田ごての温度をできるだけ短時間で目的の温度にできる半田付け装置1を提供することができる。また、複数の半田付け対象であるランドRと端子Tを短時間で半田付け完了することができる。
With the above configuration and operation, it is possible to provide the
ノズル60の温度は、電圧制御によるヒータ51とPID制御によるヒータ53の両方で加熱されることにより、半田片2bによって一時的に温度低下しても急速に温度回復させることができる。
Since the temperature of the
詳述すると、仮に、電圧制御部21aによる電圧制御出力グラフG4(図6(B)参照)に示す加熱を行わず、PID制御だけを行う場合であれば、最も温度管理が重要なノズル60の先端温度(第1導体であるランドRと接触又は近接する先端の温度)の変化に対して、温度制御にタイムラグが生じて、図7(A)のPID制御のみ実施した場合の仮想ノズル先端温度グラフG3に示すように、ノズル60の温度変化量が大きくなる。すなわち、熱電対57を用いて温度センサ23が検知した温度に基づくPID制御は、電圧制御無し時PID制御出力グラフG5に示すように、下降完了タイミングT2の後に急速に熱量を増加させ、その後に熱量を低下させることとなる。しかし、このようにすると、ノズル先端温度は、図7(A)の仮想ノズル先端温度グラフG3に示すように急速に低下し、PID制御による加熱が十分なされる前に非常に低い温度になる。そうすると、半田付け性能に影響が出て、半田付け不良の発生に繋がり得る。
More specifically, if only the PID control is performed without performing the heating shown in the voltage control output graph G4 (see FIG. 6B) by the
これは、ノズル60の先端部分を直接温度測定することはできず、ノズル60の先端部分から熱電対57まで温度変化が伝達するまでに距離に応じた遅延が生じることによる。そして、PID制御における温度変化についても、検知している温度が下がった程度に応じて加熱の程度を高めるため、急速な加熱を開始する条件となる温度低下を検知するまで時間がかかる。また、仮に、電圧制御だけを行うと、半田付け1回毎にランドRとノズル60の接触面積の差等の様々な原因によってノズル60の先端の温度変化に多少の違いが生じても、その温度変化の違いに対応することができない。
This is because the temperature of the tip of the
これに対して、本実施形態は、電圧制御部21aが、温度センサ23で検知する温度に関わらずに半田付け動作に対して予め定められたタイミングで出力を切り替える電圧制御によってヒータ51を加熱し、ノズル60の先端温度が下がり始める少し前の時点から回復する時点までの予め求められた温度変化に応じた加熱(この実施例では低下を防ぐための一定の高出力加熱)を温度センサ23の検知温度に関わらずに実施する。これにより、電圧制御部21aは、ノズル60の温度変化が生じるタイミングに対してタイムラグなくノズル60に対する加熱程度を制御できる。
On the other hand, in the present embodiment, the
しかも、ノズル60の先端がランドRに接触する少し前からノズル60の先端から距離のある位置でノズル60全体をより加熱するようにヒータ53の熱量を高めているため、ノズル60の先端温度を上げ過ぎることなく、かつ、ランドRとの接触による温度低下をノズル60の全体の熱によってゆるやかにできる。
Moreover, since the amount of heat of the
そして、PID制御部21bは、温度センサ23で検知する温度に基づいてPID制御によってヒータ53の加熱の程度を変化させる。これにより、PID制御部21bは、ノズル60の温度を微調整することができ、半田付けの都度に温度変化が多少異なっていても、その都度その都度適切な加熱を行ってできるだけ早くにノズル60の温度を目標温度に安定させることができる。
Then, the
このように、半田付け動作に対してタイムラグなく加熱制御できる電圧制御部21aとヒータ51、および、温度センサ23の検知温度に基づいてノズル60の温度を微調整できるPID制御部21bとヒータ53を併用することで、ノズル60の先端温度が大幅に低下することを防止し、かつ、半田付け毎のノズル60の温度変化の違いに対応してノズル60を目標温度に早く戻して安定させることが可能となる。
As described above, the
また、短時間でノズル60の温度を目標温度に戻すことができるため、1回目の半田付けから2回目の半田付けの時間間隔を短縮することができ、かつ、半田付けのための半田片2bの溶融から半田付けまでの温度をできるだけ安定化することができる。
Further, since the temperature of the
また、熱電対57は、2つ設けられた半田片誘導通路63の中心付近の位置で温度測定する構成であるため、2つの半田片誘導通路63付近の温度変化の中心値を検出することができる。これにより、PID制御部21bは、2つの半田片誘導通路63に個別の温度変化が生じても、両方の変化の間をとった温度制御を行うことができる。
Since the
また、ノズル60は、1つの部材に複数の半田片誘導通路63を形成しているため、筒状のノズルを複数配置するよりも狭いピッチ(間隔)で複数の半田片誘導通路63を配置することができ、狭いピッチで並ぶ端子Tを一斉(ほぼ同時に)に半田付けすることができる。
Further, since the
また、複数の半田片誘導通路63にそれぞれ供給されている半田片2bを共通のヒータ51,53によりほぼ均等に加熱するため、複数の半田片2bをほぼ同時に加熱して複数個所のランドRと端子Tをほぼ同時に半田付けすることができる。
Further, in order to heat the
そして、このように形成されたノズル60を使用した半田付け装置1により、多種多様な半田付け対象に対して、先端が半田付け位置まで届く形状のノズル60を用いて適切かつ精度よく半田付けすることができる。特に、半田片誘導通路63を通じて半田片2bを第1導体である端子T等に当接するまで誘導し、当接した状態で溶融して半田付けすることができるため、安定して精度のよい半田付けを行うことができる。
Then, the
また、半田片2bの切断のみ1つずつ切断していくが、それ以外のノズル60の近接離間動作、複数の半田片2bの溶融と半田付け動作については、1つずつ半田付けする場合と同じ時間でできるため、この同じ時間でノズル60の半田片誘導通路63の数の半田片2bについて一斉に実施して時間短縮を行える。
Also, only the cutting of the
また、制御部21により回転機構部19の駆動を制御するだけで、糸半田2aから半田片2bを切断して各半田片収納部45に収納し、シャッタ36をシャッタ操作部49で解放状態として収納した複数の半田片2bをノズル60の半田片誘導通路63に一斉に供給できる。従って、小型かつ軽量な構造で、無駄なく短時間に複数の半田片の切断から複数の半田片の一斉供給までを実施できる。
Further, by simply controlling the driving of 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。 Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment, but can be various embodiments.
例えば、ヒータユニット50は、第1ケーシング55を省略し、第2ケーシング55の溝56b,56bの一方に電圧制御のヒータ51の加熱部52を固定し、他方にPID制御のヒータ53の加熱部54を固定してもよい。この場合も、上述した実施形態と同一の作用効果を奏することができる。
For example, in the
また、ノズル60は1つの部材によって一体形成したが、複数の部材を半田片誘導通路63の半田片通過方向に重ねて構成してもよい。この場合も、各部材に複数の半田片誘導通路63が形成され、円筒形のノズルを複数設ける場合に比べて半田片誘導通路63間の距離を短くすることができ、狭い間隔で複数配置された半田付け対象に対して一斉に半田付けすることができる。
Further, although the
また、ノズル60内にニクロム線等の発熱体を埋設してヒータとしても良い。この場合、埋設する発熱体は、複数の半田片誘導通路63の配列方向と平行な方向に長く、かつ、これらの半田片誘導通路63からほぼ同一の距離となるように構成することが好ましい。
Further, a heating element such as a nichrome wire may be embedded in the
また、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とノズル60の半田片誘導通路63は、全て同じ間隔で一列に配置したが、これに限らず、配置間隔を変更する、1列ではなく複数列にするなど、適宜の構成とすることができる。これにより、半田付け対象の配置間隔に合わせて一斉に半田付けができるとともに、複数列にした場合には複数ずつ半田片2bを切断してより多くの半田片2bを一斉に半田付けすることができる。
In addition, the solder
また、ノズル60の形状と半田片誘導通路63の数や形状は半田付け対象に合わせて様々構成とすることができ、これに合わせて半田片収納体44の半田片収納部45とシャッタ36の形状を形成することで、様々な半田付け対象に対して複数箇所に一斉に半田付けすることができる。
In addition, the shape of the
また、ノズル60の半田片誘導通路63は、断面円形の孔としたが、断面正方形、断面長方形、断面楕円形、断面半円形など、適宜の形状の孔とすることができる。
Further, the solder
また、ノズル60の各半田片誘導通路63内の密閉空間で半田片2bを溶融して半田付けするため、半田ボールやフラックス等がノズル60の外へ飛散することを防止できる。
Further, since the
また、半田付け対象である第1導体と第2導体は、プリント基板Pの端子TとランドRに限らず、例えば、モータの端子とリード線とする、プリント基板の配線上に寝かした状態で置いた端子と当該配線とする、など、適宜の半田付け対象とすることができる。これらの場合も同様にノズルを第1導体に近接または当接させた状態で第1導体と第2導体を半田付けして電気的に接続することができる。 Further, the first conductor and the second conductor to be soldered are not limited to the terminals T and the lands R of the printed circuit board P. It can be an appropriate soldering object, such as a terminal placed and the wiring. In these cases, similarly, the first conductor and the second conductor can be soldered and electrically connected in a state where the nozzle is close to or in contact with the first conductor.
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。 INDUSTRIAL APPLICATION This invention can be utilized for the industry which performs soldering in a production facility.
1…半田付け装置
2b…半田片
6…近接離間方向移動ユニット
19…回転機構部
21…制御部
21a…電圧制御部
21b…PID制御部
36…シャッタ
44…半田片収納体
49…シャッタ操作部
51,53…ヒータ
60…ノズル
63…半田片誘導通路
R…ランド
T…端子
DESCRIPTION OF
Claims (5)
半田片を通過させる半田片供給通路を有する半田ごてと、
前記第1導体と前記半田ごてとの近接離間方向の相対距離を変化させて前記第1導体と前記半田ごてを近接または当接させる相対距離変化手段と、
前記半田片を前記半田ごての前記半田片供給通路に供給する糸半田供給手段と、
前記半田ごて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、
前記半田ごての温度を検知する温度検知手段とを備え、
前記加熱手段は、
予め定められた設定に応じた加熱を実行する事前設定加熱手段と、
前記温度検知手段により検知した前記半田ごての温度に応じて加熱温度を変化させる変動加熱手段とで構成され、
前記事前設定加熱手段と前記変動加熱手段の加熱を制御する制御手段を備え、
前記制御手段は、前記半田ごてが半田付け位置となるよりも前に前記事前設定加熱手段の熱量を待機状態の熱量よりも上昇させ、かつ、前記半田ごてによる半田付けが完了して前記半田付け位置から前記半田ごてが退避した時よりも後の時点で前記事前設定加熱手段の熱量を前記待機状態の熱量に戻す電圧制御部を有する
半田付け装置。 A soldering device for soldering a first conductor and a second conductor by molten solder,
A soldering iron having a solder piece supply passage for passing the solder piece,
Relative distance changing means for changing the relative distance of the first conductor and the soldering iron in the approaching / separating direction to bring the first conductor and the soldering iron closer or in contact with each other,
Thread solder supply means for supplying the solder piece to the solder piece supply passage of the soldering iron,
Heating means for heating and melting the solder piece in the solder piece supply passage of the soldering iron,
Temperature detecting means for detecting the temperature of the soldering iron,
The heating means,
Pre-set heating means for performing heating according to a predetermined setting,
A variable heating means for changing a heating temperature according to the temperature of the soldering iron detected by the temperature detecting means,
A control unit that controls heating of the preset heating unit and the variable heating unit,
The control means raises the calorie of the preset heating means to be higher than the calorie in a standby state before the soldering iron becomes a soldering position, and the soldering by the soldering iron is completed. A soldering apparatus having a voltage control unit that returns the heat amount of the preset heating unit to the heat amount in the standby state at a point in time after the soldering iron has retreated from the soldering position.
半田片を通過させる半田片供給通路を有する半田ごてと、
前記第1導体と前記半田ごてとの近接離間方向の相対距離を変化させて前記第1導体と前記半田ごてを近接または当接させる相対距離変化手段と、
前記半田片を前記半田ごての前記半田片供給通路に供給する糸半田供給手段と、
前記半田ごて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、
前記半田ごての温度を検知する温度検知手段とを備え、
前記加熱手段は、
予め定められた設定に応じた加熱を実行する事前設定加熱手段と、
前記温度検知手段により検知した前記半田ごての温度に応じて加熱温度を変化させる変動加熱手段とで構成され、
前記事前設定加熱手段と前記変動加熱手段の加熱を制御する制御手段を備え、
前記半田ごては、前記半田片供給通路が複数平行に配置された構成であり、
前記温度検知手段は、平行配置された複数の前記半田片供給通路の配列方向中心付近の前記半田ごての温度を検知する構成である
半田付け装置。 A soldering device for soldering a first conductor and a second conductor by molten solder,
A soldering iron having a solder piece supply passage for passing the solder piece,
Relative distance changing means for changing the relative distance of the first conductor and the soldering iron in the approaching / separating direction to bring the first conductor and the soldering iron closer or in contact with each other,
Thread solder supply means for supplying the solder piece to the solder piece supply passage of the soldering iron,
Heating means for heating and melting the solder piece in the solder piece supply passage of the soldering iron,
Temperature detecting means for detecting the temperature of the soldering iron,
The heating means,
Pre-set heating means for performing heating according to a predetermined setting,
A variable heating means for changing a heating temperature according to the temperature of the soldering iron detected by the temperature detecting means,
A control unit that controls heating of the preset heating unit and the variable heating unit,
The soldering iron has a configuration in which a plurality of the solder piece supply passages are arranged in parallel,
The soldering device according to claim 1, wherein the temperature detecting means detects a temperature of the soldering iron near a center in an arrangement direction of the plurality of solder piece supply passages arranged in parallel.
前記制御手段は、前記温度検知手段により検知した検知温度と、予め設定された前記半田ごての目標温度の差に基づいて、前記変動加熱手段をPID制御するPID制御部を有する
請求項1または2記載の半田付け装置。 The variable heating means has a configuration in which a heating value is controlled by PID control,
2. The control device according to claim 1, further comprising: a PID control unit that performs PID control on the variable heating device based on a difference between a detected temperature detected by the temperature detection device and a preset target temperature of the soldering iron. 3. 2. The soldering apparatus according to 2.
前記制御手段は、
前記半田ごてが半田付け位置となるよりも前に前記事前設定加熱手段の熱量を待機状態の熱量よりも上昇させ、かつ、前記半田ごてによる半田付けが完了して前記半田付け位置から前記半田ごてが退避した時よりも後の時点で前記事前設定加熱手段の熱量を前記待機状態の熱量に戻し、
前記温度検知手段により検知した温度に基づいて前記変動加熱手段をPID制御によって加熱させる
半田付け方法。 A soldering method for soldering using the soldering device according to claim 1, 2, or 3,
The control means includes:
Before the soldering iron comes to the soldering position, the heat amount of the preset heating means is increased from the heat amount in a standby state, and the soldering by the soldering iron is completed from the soldering position. Returning the calorie of the preset heating means to the calorie in the standby state at a time later than when the soldering iron retreats,
A soldering method for heating the variable heating means by PID control based on the temperature detected by the temperature detection means.
前記半田付け装置の前記半田ごては、前記半田片供給通路が複数平行に配置された構成であり、
前記温度検知手段は、平行配置された複数の前記半田片供給通路の配列方向中心付近の前記半田ごての温度を検知する構成であり
前記制御手段は、
前記温度検知手段により検知した温度に関わらずに前記事前設定加熱手段に予め定められた設定に応じた加熱を実施させ、
前記温度検知手段により検知した前記半田片供給通路の配列方向中心付近の前記半田ごての温度に基づいて前記変動加熱手段をPID制御によって加熱させる
半田付け方法。 A soldering method for soldering using the soldering device according to claim 1, 2, or 3,
The soldering iron of the soldering apparatus has a configuration in which a plurality of the solder piece supply passages are arranged in parallel,
The temperature detecting means is configured to detect the temperature of the soldering iron near the center in the arrangement direction of the plurality of solder piece supply paths arranged in parallel, the control means,
Regardless of the temperature detected by the temperature detection unit, the preset heating unit performs heating according to a predetermined setting,
A soldering method in which the variable heating means is heated by PID control based on the temperature of the soldering iron near the center in the arrangement direction of the solder piece supply passage detected by the temperature detecting means.
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