特許 6227992 半田付け装置および方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6227992

(24)【登録日】2017年10月20日

(45)【発行日】2017年11月8日

(54)【発明の名称】半田付け装置および方法

(51)【国際特許分類】

   B23K 3/00 20060101AFI20171030BHJP

   H05K 3/34 20060101ALI20171030BHJP

   B23K 1/00 20060101ALI20171030BHJP

   B23K 101/42 20060101ALN20171030BHJP

【ＦＩ】

   B23K3/00 310A

   B23K3/00 310F

   H05K3/34 507N

   B23K1/00 A

   B23K1/00 330E

   B23K101:42

【請求項の数】5

【全頁数】16

(21)【出願番号】特願2013-255761(P2013-255761)

(22)【出願日】2013年12月11日

(65)【公開番号】特開2015-112619(P2015-112619A)

(43)【公開日】2015年6月22日

【審査請求日】2016年12月5日

(73)【特許権者】

【識別番号】397065767

【氏名又は名称】株式会社パラット

(74)【代理人】

【識別番号】100135781

【弁理士】

【氏名又は名称】西原 広徳

(74)【代理人】

【識別番号】100109472

【弁理士】

【氏名又は名称】森本 直之

(72)【発明者】

【氏名】波多野 正一

【審査官】 篠原 将之

(56)【参考文献】

【文献】 特開平０７−０５１８４２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−１２０８６９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１１−２７７２２４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０４−２２６８５４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０２−１７７２８３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−００１５２１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特公平０７−０２８１２１（ＪＰ，Ｂ２）

【文献】 特開２００１−３３９１３５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１５−１１５４２７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２３Ｋ ３／００

Ｂ２３Ｋ １／００

Ｈ０５Ｋ ３／３４

Ｂ２３Ｋ １０１／４２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

筒状の半田ごてによって基板のスルーホールに対して半田付けを行う装置であって、
上記半田ごてが搭載されたノズルユニットを、Ｘ方向，Ｙ方向およびＺ方向に搬送できる搬送ユニットと、
上記半田ごての位置において上記スルーホールを撮影するカメラが搭載され、上記ノズルユニットに替えて上記搬送ユニットに取り付け可能なカメラユニットと、
上記カメラで撮影した上記スルーホールの画像をモニタ用に表示することにより、上記スルーホールに対する半田ごての位置を位置決めするための表示装置と、
上記位置決めされた位置における上記搬送ユニットにおける座標を記憶する記憶手段と、
上記記憶手段に記憶された上記座標に基づいて、上記ノズルユニットを上記搬送ユニットに取り付けて行う半田付け工程を制御する制御手段とを備えた
ことを特徴とする半田付け装置。

【請求項2】

上記記憶手段に記憶する上記搬送ユニットにおけるＸ方向およびＹ方向の座標は、
上記カメラで撮影した上記スルーホールの画像を表示装置に表示し、上記表示装置の表示画面上において上記スルーホールの位置が所定位置になったときの座標である
請求項１記載の半田付け装置。

【請求項3】

上記記憶手段に記憶する上記搬送ユニットにおけるＺ方向の座標は、
上記基板に対して上記半田ごての先端が接触する高さにあらかじめ上記カメラの焦点を合わせておき、上記カメラで撮影した上記スルーホールの画像を表示装置に表示し、上記表示装置の表示画面上において上記スルーホールの焦点が合ったときの座標である
請求項１または２記載の半田付け装置。

【請求項4】

上記記憶手段に記憶する上記搬送ユニットにおけるＺ方向の座標は、
上記カメラユニットに搭載したレーザ変位センサにより検知した、上記半田ごての先端が上記基板に対して接触する高さになったときの座標である
請求項１〜３のいずれか一項に記載の半田付け装置。

【請求項5】

筒状の半田ごてによって基板のスルーホールに対して半田付けを行う方法であって、
上記半田ごてが搭載されたノズルユニットを、Ｘ方向，Ｙ方向およびＺ方向に搬送できる搬送ユニットと、
上記半田ごての位置において上記スルーホールを撮影するカメラが搭載され、上記ノズル
ユニットに替えて上記搬送ユニットに取り付け可能なカメラユニットと、
上記カメラで撮影した上記スルーホールの画像をモニタ用に表示することにより、上記スルーホールに対する半田ごての位置を位置決めするための表示装置とを準備し、
上記位置決めされた位置における上記搬送ユニットにおける座標を記憶手段に記憶するステップと、
上記記憶手段に記憶された上記座標に基づいて、上記ノズルユニットを上記搬送ユニットに取り付けて行う半田付け工程を制御手段により制御するステップとを備えた
ことを特徴とする半田付け方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、電子部品を半田付けするための半田付け装置および方法に関するものである。

【背景技術】

【0002】

〔背景〕
従来から、プリント基板に対して電子部品を機械的にハンダ付する方法として、『フロー半田付け法』や『リフロー半田付け法』が行われている。

【0003】

『フロー半田付け法』は、加熱溶融した半田を半田槽に満たし、スルーホールに電子部品の端子導線を差し込んだプリント基板を半田槽の上で移動させ、半田の液面と基板表面を接触させて半田付けを行なう方法である。この方法は、加熱溶融した半田の液面にプリント基板を接触させて半田付けするため、プリント基板の接触で半田が固まってしまうと半田付け不良となる。それを避けるためには、半田槽の半田を十分に加熱しておく必要がある。ところが、最近多様される鉛フリー半田のように溶融点が高い半田では、加熱温度もそれだけ高くしなければならないため、電子部品に対して熱ストレスを与えやすいという問題がある。

【0004】

『リフロー半田付け法』は、あらかじめパターンに合わせてクリーム半田を印刷をしたプリント基板に部品を実装し、そのプリント基板に対して直接熱を加えてクリーム半田を溶かして半田付けを行う方法である。この方法は、クリーム半田を印刷するためにスクリーン印刷等を行わなければならず、大量生産品には適するが小ロット品への適用はコスト面で極めて不利である。

【0005】

〔従来技術〕
そこで、筒状の半田ごてを使用することにより、半田付け箇所にそれぞれ必要十分な加熱処理を行う技術として、たとえば下記の特許文献１および特許文献２が開示されている。なお、以下に述べる文献の説明で記載した符号は公報に掲載されたものである。

【0006】

〔文献の開示〕
特許文献１は、複数の導電性パッドへのハンダ付着方法を開示する。この文献には、つぎの記載がある（段落００２３〜００２４、図２）。
ハンダ・ノズル経路６８は、Ａ地点からＢ地点へ移動し、その後は、同様にしてＣ地点及び残りの地点へと移動する。Ａ地点は第１のリニア・アレイ６０のラインから選択された距離だけオフセットされている。これは、ハンダ・ノズル・アセンブリ２０が、位置合わせ地点７２の上部を通過しないようにするためである。かかる位置合わせ地点７２は、電子部品を所望の位置に光学的に位置合わせして、かかる電子部品の導体リードを導電性パッド１８と一致させることにある。
ハンダ・ノズル・アセンブリ２０は、先ずＡ地点に位置決めされ、そして所望の量のハンダ線４４がハンダ・ノズル・アセンブリ２０内の空洞へ供給される。次に、ハンダ・ノズル・アセンブリ２０の下側に延出するハンダ液滴がプレーナ表面１６に接触し得るように、ハンダ・ノズル・アセンブリ２０が、プレーナ表面１６の上方で適当な高さまで下降される。次に、ハンダ・ノズル・アセンブリ２０は、ほぼ一定の速度でＢ地点へ移動され、その後、第１のリニア・アレイ６０に追随する選択された移動ラインに沿ってＣ地点へ移動される。

【0007】

特許文献２は、挿入実装型部品の実装方法を開示する。この文献には、つぎの記載がある（段落００１８、図２）。
先ず、上述した半導体パッケージ１０のリード１４をスルーホール２２に挿入する。続いて、リード１４の挿入リード部１６と、非挿入リード部２０との境界がプリント配線基板２８のパッケージ本体側の環状金属ランド２６Ａの上面に一致するように、リード１４を位置決めする。次いで、挿入リード部１６と、筒状金属ランド部２４及び環状金属ランド部２６Ｂとを、鉛フリーはんだを使ってはんだ接合し、接合はんだ部３０を形成することにより、半導体パッケージ１０をプリント配線基板２８に実装することができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0008】

【特許文献1】特公平７−２８１２１号公報

【特許文献2】特開２００１−３３９１３５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0009】

上記特許文献１は、複数の導電性パッドへのハンダ付着方法に関するものである。位置合わせ地点７２により、電子部品を所望の位置に光学的に位置合わせして、かかる電子部品の導体リードを導電性パッド１８と一致させることが記載されている。
しかしながら、各導電性パッド１８に対してハンダ・ノズル・アセンブリ２０の移動位置を決定する方法について、具体的な言及はない。

【0010】

上記特許文献２は、スルーホール２２を有する基板本体２１に対してはんだ付けを行う挿入実装型部品の実装方法に関するものである。リード１４における挿入リード部１６と非挿入リード部２０との境界が、プリント配線基板２８の環状金属ランド２６Ａの上面に一致するよう、リード１４を位置決めすることが記載されている。
しかしながら、各スルーホール２２に対してはんだごての移動位置を決定する方法について、具体的な言及はない。

【0011】

〔目的〕
本発明の目的は、スルーホールに対して半田ごてを搬送して行なう半田付け工程において半田ごての位置決めを正確に行い、半田付けの確実性と信頼性を高めた半田付け装置および方法を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0012】

〔請求項１〕
上記目的を達成するため、請求項１の半田付け装置は、つぎの構成を採用した。
筒状の半田ごてによって基板のスルーホールに対して半田付けを行う装置であって、
上記半田ごてが搭載されたノズルユニットを、Ｘ方向，Ｙ方向およびＺ方向に搬送できる搬送ユニットと、
上記半田ごての位置において上記スルーホールを撮影するカメラが搭載され、上記ノズルユニットに替えて上記搬送ユニットに取り付け可能なカメラユニットと、
上記カメラで撮影した上記スルーホールの画像をモニタ用に表示することにより、上記スルーホールに対する半田ごての位置を位置決めするための表示装置と、
上記位置決めされた位置における上記搬送ユニットにおける座標を記憶する記憶手段と、
上記記憶手段に記憶された上記座標に基づいて、上記ノズルユニットを上記搬送ユニットに取り付けて行う半田付け工程を制御する制御手段とを備えた。

【0013】

〔請求項２〕
請求項２の半田付け装置は、請求項１の構成に加えて次の構成を採用した。
上記記憶手段に記憶する上記搬送ユニットにおけるＸ方向およびＹ方向の座標は、
上記カメラで撮影した上記スルーホールの画像を表示装置に表示し、上記表示装置の表示画面上において上記スルーホールの位置が所定位置になったときの座標である。

【0014】

〔請求項３〕
請求項３の半田付け装置は、請求項１または２の構成に加えて次の構成を採用した。
上記記憶手段に記憶する上記搬送ユニットにおけるＺ方向の座標は、
上記基板に対して上記半田ごての先端が接触する高さにあらかじめ上記カメラの焦点を合わせておき、上記カメラで撮影した上記スルーホールの画像を表示装置に表示し、上記表示装置の表示画面上において上記スルーホールの焦点が合ったときの座標である。

【0015】

〔請求項４〕
請求項４の半田付け装置は、請求項１〜３のいずれか一項に記載の構成に加えて次の構成を採用した。
上記記憶手段に記憶する上記搬送ユニットにおけるＺ方向の座標は、
上記カメラユニットに搭載したレーザ変位センサにより検知した、上記半田ごての先端が上記基板に対して接触する高さになったときの座標である。

【0016】

〔請求項５〕
上記目的を達成するため、請求項５の半田付け方法は、つぎの構成を採用した。
筒状の半田ごてによって基板のスルーホールに対して半田付けを行う方法であって、
上記半田ごてが搭載されたノズルユニットを、Ｘ方向，Ｙ方向およびＺ方向に搬送できる搬送ユニットと、
上記半田ごての位置において上記スルーホールを撮影するカメラが搭載され、上記ノズルユニットに替えて上記搬送ユニットに取り付け可能なカメラユニットと、
上記カメラで撮影した上記スルーホールの画像をモニタ用に表示することにより、上記スルーホールに対する半田ごての位置を位置決めするための表示装置とを準備し、
上記位置決めされた位置における上記搬送ユニットにおける座標を記憶手段に記憶するステップと、
上記記憶手段に記憶された上記座標に基づいて、上記ノズルユニットを上記搬送ユニットに取り付けて行う半田付け工程を制御手段により制御するステップとを備えた。

【発明の効果】

【0017】

〔請求項１〕
請求項１の半田付け装置は、上記構成を採用したことにより、つぎの効果を奏する。
上記搬送ユニットに上記ノズルユニットに替えて上記カメラユニットを取り付け、上記カメラにより、上記半田ごての位置において上記スルーホールを撮影する。上記カメラで撮影した上記スルーホールの画像を、表示装置にモニタ用として表示し、上記スルーホールに対する半田ごての位置を位置決めする。上記位置決めされた位置における上記搬送ユニットにおける座標を記憶手段に記憶する。上記記憶手段に記憶された上記座標に基づいて、上記ノズルユニットを上記搬送ユニットに取り付けて行う半田付け工程を制御手段により制御する。
このようにすることにより、スルーホールに対して半田ごてを搬送して行なう半田付け工程において半田ごての位置決めを正確に行い、半田付けの確実性と信頼性を高めることができた。

【0018】

〔請求項２〕
請求項２の半田付け装置は、上記構成を採用したことにより、つぎの効果を奏する。
上記カメラで撮影した上記スルーホールの画像を表示装置に表示し、上記表示装置の表示画面上において上記スルーホールの位置が所定位置になったときの座標を、上記搬送ユニットにおけるＸ方向およびＹ方向の座標として上記記憶手段に記憶する。
このようにすることにより、スルーホールに対して半田ごてを搬送して行なう半田付け工程において、半田ごてのＸ方向およびＹ方向の座標の位置決めを正確に行い、半田付けの確実性と信頼性を高めることができた。

【0019】

〔請求項３〕
請求項３の半田付け装置は、上記構成を採用したことにより、つぎの効果を奏する。
上記基板に対して上記半田ごての先端が接触する高さにあらかじめ上記カメラの焦点を合わせておき、上記カメラで撮影した上記スルーホールの画像を表示装置に表示し、上記表示装置の表示画面上において上記スルーホールの焦点が合ったときの座標を、上記搬送ユニットにおけるＺ方向の座標として上記記憶手段に記憶する。
このようにすることにより、スルーホールに対して半田ごてを搬送して行なう半田付け工程において、半田ごてのＺ方向の座標の位置決めを正確に行い、半田付けの確実性と信頼性を高めることができた。

【0020】

〔請求項４〕
請求項４の半田付け装置は、上記構成を採用したことにより、つぎの効果を奏する。
上記カメラユニットに搭載したレーザ変位センサにより検知した、上記半田ごての先端が上記基板に対して接触する高さになったときの座標を、上記搬送ユニットにおけるＺ方向の座標として上記記憶手段に記憶する。
このようにすることにより、スルーホールに対して半田ごてを搬送して行なう半田付け工程において、半田ごてのＺ方向の座標の位置決めを正確に行い、半田付けの確実性と信頼性を高めることができた。

【0021】

〔請求項５〕
請求項５の半田付け方法は、上記構成を採用したことにより、つぎの効果を奏する。
上記搬送ユニットに上記ノズルユニットに替えて上記カメラユニットを取り付け、上記カメラにより、上記半田ごての位置において上記スルーホールを撮影する。上記カメラで撮影した上記スルーホールの画像を、表示装置にモニタ用として表示し、上記スルーホールに対する半田ごての位置を位置決めする。上記位置決めされた位置における上記搬送ユニットにおける座標を記憶手段に記憶する。上記記憶手段に記憶された上記座標に基づいて、上記ノズルユニットを上記搬送ユニットに取り付けて行う半田付け工程を制御手段により制御する。このようにすることにより、スルーホールに対して半田ごてを搬送して行なう半田付け工程において半田ごての位置決めを正確に行い、半田付けの確実性と信頼性を高めることができた。

【図面の簡単な説明】

【0022】

【図1】本発明を適用することができる半田付け装置を示す図である。

【図2】切断機構を説明する図である。

【図3】半田付け工程を説明する図である。

【図4】本実施形態におけるカメラユニットを説明する図である。

【図5】マスター治具を説明する図である。

【図6】制御系統を説明する図である。

【図7】位置決めにより座標を決定する状態を説明する図である。

【発明を実施するための形態】

【0023】

つぎに、本発明を実施するための最良の形態を説明する。

【0024】

〔全体構成〕
図１は、本発明が適用される半田付け装置１の一例を示す図である。
この半田付け装置１は、筒状の半田ごて２０によって、ワーク台１７上のプリント基板５のスルーホール８に対して半田付けを行う装置である。

【0025】

上記半田付け装置１は、半田ごて２０が搭載されたノズルユニット５１を取り付けるヘッドユニット２と、上記ノズルユニット５１をＸ方向，Ｙ方向およびＺ方向に搬送するための搬送ユニット４とを備えている。

【0026】

上記ノズルユニット５１は、ヘッドユニット２の下面側に取り付けられている。上記ヘッドユニット２は、糸半田２１を切断する切断機構１０および筒状の半田ごて２０を加熱する加熱機構（図示せず）を備えている。上記ノズルユニット５１に搭載された半田ごて２０は筒状であり、リール２２から引き出された糸半田２１が、切断機構１０で所定寸法に切断されて中空路内に供給される。

【0027】

上記ヘッドユニット２は、フローティングユニット３に取り付けられている。上記フローティングユニット３は、搬送ユニット４に取り付けられる。これにより、上記ヘッドユニット２に取り付けられたノズルユニット５１が、搬送ユニット４により、Ｘ方向，Ｙ方向およびＺ方向に搬送される。

【0028】

上記フローティングユニット３は、上記ヘッドユニット２に対してその自重に逆らった力を加えることによりフローティング状態にする。上記フローティングユニット３は、空気圧によってヘッドユニット２をフローティング状態にするエアシリンダ３０と、所定の高さ範囲内でヘッドユニット２の上下移動をガイドするガイド機構３１とを含んで構成されている。この例では、上記エアシリンダ３０により、上記ヘッドユニット２に対してその自重に逆らった牽引力を加える。例えば、ヘッドユニット２の自重の９０％の力で上方に引き上げることにより、ヘッドユニット２は見かけ上自重の１０％の荷重となる。このように見かけ上自重よりも小さい荷重となる状態をフローティング状態という。

【0029】

上記搬送ユニット４は、フローティングユニット３をヘッドユニット２を正面から見て左右方向（以下「Ｘ方向」という）に搬送するためのＸ方向搬送部４２と、フローティングユニット３をヘッドユニット２を正面から見て前後方向（以下「Ｙ方向」という）に搬送するためのＹ方向搬送部４３と、フローティングユニット３を上下方向（以下「Ｚ方向」という）に搬送するためのＺ方向搬送部４１とを備えて構成されている。

【0030】

〔切断機構〕
図２は、ヘッドユニット２の切断機構１０を説明する図である。
上記切断機構１０は、受け刃１１を有する切断プレート１６と、複数の切り刃１２を有する切断ギヤ１５と、上記切断ギヤ１５を回転駆動するためのモータ１３とを含んで構成されている。受け刃１１は送りローラ１４の直下に位置し、糸半田２１の供給を受ける供給孔１１ａを有する筒状である。切り刃１２は糸半田２１を保持する保持孔１２ａを有する筒状である。切断ギヤ１５には、回転軸を中心として対称な位置に、この例では２つの切り刃１２が配置されている。一方の切り刃１２が受け刃１１と同軸位置になるところに切断ギヤ１５が停止した状態で、他方の切り刃１２と同軸位置になるところに排出孔１１ｃおよび半田ごて２０が配置されている。

【0031】

まず、一方の切り刃１２が受け刃１１と同軸位置になるところに切断ギヤ１５が停止した状態で、切れ刃１２の保持孔１２ａに糸半田２１の先端が供給される。そこから切断ギヤ１５を回転させるときに、糸半田２１の先端部が切断されて糸半田片（図示していない）が生成される。ついで、切断ギヤ１５を初期位置から半回転させると、切れ刃１２の保持孔１２ａと排出孔１１ｃの位置が一致し、糸半田片が排出孔１１ｃから排出されて筒状の半田ごて２０に供給される。筒状の半田ごて２０に糸半田片が供給されると、上述したように半田付けが行われる。

【0032】

〔搬送ユニット〕
上記搬送ユニット４は、上述したように、半田ごて２０が搭載されたノズルユニット５１を、Ｘ方向，Ｙ方向およびＺ方向に搬送できるよう、Ｘ方向搬送部４２，Ｙ方向搬送部４３およびＺ方向搬送部４１を備えて構成されている。

【0033】

Ｚ方向搬送部４１は、上下方向に沿うよう支持部材４５に固定されたボールねじ４４に対し、ボールねじ４４の回転に応じて昇降する昇降ユニット４６が取り付けられて構成されている。上記昇降ユニット４６には、上述したフローティングユニット３が取り付けられている。ボールねじ４４を回転駆動させることにより、昇降ユニット４６が上下移動し、これによってフローティングユニット３をＺ方向に搬送する。フローティングユニット３がＺ方向に搬送されると、それに取り付けられたヘッドユニット２もＺ方向に搬送され、その結果ノズルユニット５１もＺ方向に搬送される。

【0034】

Ｘ方向搬送部４２は、上記Ｚ方向搬送部４１の支持部材４５が載置され、支持部材４５をＸ方向にスライド移動可能にするスライドレール機構を備えている。スライド移動は、例えば図示しないボールねじ機構によって実現することができる。スライドレール機構を駆動することにより、Ｚ方向搬送部４１をＸ方向に搬送する。Ｚ方向搬送部４１がＸ方向に搬送されると、それに取り付けられたフローティングユニット３およびヘッドユニット２もＸ方向に搬送され、その結果ノズルユニット５１もＸ方向に搬送される。

【0035】

Ｙ方向搬送部４３は、上記Ｘ方向搬送部４２が載置され、Ｘ方向搬送部４２をＹ方向にスライド移動可能にするスライドレール機構を備えている。スライド移動は、例えば図示しないボールねじ機構によって実現することができる。スライドレール機構を駆動することにより、Ｘ方向搬送部４２をＹ方向に搬送する。Ｘ方向搬送部４２がＹ方向に搬送されると、それに取り付けられたＺ方向搬送部４１、フローティングユニット３およびヘッドユニット２もＹ方向に搬送され、その結果ノズルユニット５１もＹ方向に搬送される。

【0036】

〔半田付け工程〕
図３は、半田付け工程を説明する図である。
この半田付け装置１は、プリント基板５上のスルーホール８に電子部品７の導線６を挿入した状態でスルーホール８と導線６を糸半田片２１ａで接合するものである。先端が、スルーホール８を通過した導線６を筒状の半田ごて２０の中空路に侵入させた状態で、筒状の半田ごて２０の先端がスルーホール８の周囲に押し付けられる。この状態で、糸半田片２１ａが、筒状の半田ごて２０の中空路に供給され、先端部で加熱溶融して半田付けが行われるのである。図において符号９は、切断機構１０で切断されて得られた糸半田片２１ａを筒状の半田ごて２０に案内するガイド管９である。

【0037】

この例では、複数のスルーホール８に対して順次、半田付けが行われる。これを自動的に連続的に行う。つまり、まず、対象とするスルーホール８の位置に半田ごて２０を正確に位置決めし、その状態で糸半田２１の切断、半田ごて２０の押し付け、糸半田片２１ａの加熱溶融、半田ごて２０の除去を行う。引き続き、つぎのスルーホール８の位置まで半田ごて２０を移動して位置決めし、半田付けを行う。

【0038】

〔ティーチング〕
上述した半田付け工程においては、各スルーホール８の位置に半田ごて２０を正確に位置決めすることが重要である。そこで、上述した半田付け工程を行う前の準備として、各スルーホール８の位置（Ｘ方向、Ｙ方向、Ｚ方向における座標）を記憶させるティーチングを行う。このティーチングにおいて記憶した各スルーホール８の位置（Ｘ方向、Ｙ方向、Ｚ方向における座標）に基づいて、半田付け工程において半田ごて２０を順次位置決めする。

【0039】

以下、上述したティーチングを行うための本発明の実施形態について説明する。

【0040】

〔カメラユニット〕
図４は、上記ヘッドユニット２に対し、ノズルユニット５１に替えてカメラユニット５２を取り付けた状態を示す。

【0041】

上記カメラユニット５２は、上記半田ごて２０の位置において上記スルーホール８を撮影するカメラ５３が搭載されている。上記カメラユニット５２は、上記ノズルユニット５１に替えて上記搬送ユニット４に取り付け可能である。つまり、カメラユニット５２をノズルユニット５１に替えてヘッドユニット２に対して取り付けることで、そのカメラユニット５２は、ヘッドユニット２とフローティングユニット３を介して搬送ユニット４により、Ｘ方向，Ｙ方向およびＺ方向に搬送される。

【0042】

上記カメラユニット５２に取り付けられたカメラ５３は、カメラユニット５２をヘッドユニット２に取り付けた状態で、上記半田ごて２０と同様の位置において上記スルーホール８を撮影しうるように配置されている。つまり、ヘッドユニット２にカメラユニット５２を取り付けてスルーホール８を撮影し、その状態でスルーホール８に対してヘッドユニット２を位置決めする。この座標位置にヘッドユニット２を位置させると、カメラユニット５２をノズルユニット５１に取り替えたときに、上記スルーホール８に対して半田ごて２０が正確に位置決めされるのである。スルーホール８に半田ごて２０を対面させて位置決めするかわりに、スルーホール８をカメラ５３で撮影して位置決めするのである。

【0043】

上記カメラユニット５２は、上記カメラ５３での撮影を容易にするためのライトユニット５４を備えている。上記ライトユニット５４は、カメラ５３で撮影する被写体としてのスルーホール８を照明するためのライト５５を有している。また、上記ライトユニット５４には、レーザ変位センサ５６が搭載されている。上記レーザ変位センサ５６は、上記半田ごて２０の先端が上記プリント基板５に対して接触する高さになったときの上記搬送ユニット４におけるＺ方向の座標を検知する。

【0044】

上記カメラユニット５２は、上記ライトユニット５４およびカメラ５３のＸ方向における位置を微調整するためのＸ調整部５７と、上記ライトユニット５４およびカメラ５３のＹ方向における位置を微調整するためのＹ調整部５８とを備えている。上記Ｘ調整部５７は、ツマミ５７Ａを回転させることにより、上記ライトユニット５４およびカメラ５３の位置をＸ方向において微調整する。上記Ｙ調整部５８は、ツマミ５８Ａを回転させることにより、上記ライトユニット５４およびカメラ５３の位置をＹ方向において微調整する。

【0045】

〔マスター治具〕
図５は、上記ヘッドユニット２に対し、ノズルユニット５１に替えてマスター治具６０を取り付けた状態を示す。

【0046】

上記マスター治具６０は、センター調節用治具６１とセットで用いることにより、ノズルユニット５１およびカメラユニット５２を取り付けるヘッドユニット２のセンター位置を調節するものである。つまり、センター調節用治具６１を所定位置に固定した状態で、センター調節用治具６１上面に設けたセンター穴６１Ａに対し、マスター治具６０の先端に設けた嵌合部６０Ａを嵌合させる。この状態のときに、ヘッドユニット２のセンター位置が定まるようになっている。

【0047】

ヘッドユニット２のセンター位置が定まった状態で、センター調節用治具６１を所定位置に固定したまま、マスター治具６０に替えてカメラユニット５２を取り付ける（図４の状態である）。この状態で、センター調節用治具６１のセンター穴６１Ａが撮影画像のセンターに来るように、上述したＸ調整部５７とＹ調整部５８で、上記ライトユニット５４とカメラ５３のＸ方向とＹ方向の位置を微調整する。このとき、撮影画像は後述する表示装置７０に表示させてモニタする。

【0048】

〔制御系統〕
図６は、上記半田付け装置の制御系統を説明するための図である。
この半田付け装置１は、表示装置７０と、コンピュータ装置７１を備えている。

【0049】

上記表示装置７０は、上記カメラ５３で撮影した上記スルーホール８の画像をモニタ用に表示することにより、上記スルーホール８に対する半田ごて２０の位置を位置決めするためのものである。位置決めの詳細については後述する。

【0050】

上記コンピュータ装置７１は、記憶手段４９と制御手段５０を備えている。上記記憶手段４９は、上記位置決めされた位置における上記搬送ユニット４における座標を記憶する。上記制御手段５０は、上記記憶手段４９に記憶された上記座標に基づいて、上記ノズルユニット５１を上記搬送ユニット４に取り付けて行う半田付け工程を制御する。

【0051】

上記制御手段５０は、上記Ｚ方向搬送部４１を駆動するためのＺ方向駆動モータ４１ａ、Ｘ方向搬送部４２を駆動するためのＸ方向駆動モータ４２ａおよびＹ方向搬送部４３を駆動するためのＹ方向駆動モータ４３ａをそれぞれ駆動制御して、ヘッドユニット２をＺ方向、Ｘ方向およびＹ方向に搬送する動作を制御する。

【0052】

上記制御手段５０は、ヘッドユニット２がフローティング状態となるよう上記フローティングユニット３を制御する。

【0053】

上記制御手段５０は、上記搬送手段４がヘッドユニット２をＸ方向，Ｙ方向およびＺ方向に搬送する際に、Ｘ方向，Ｙ方向およびＺ方向における座標を検知する。具体的には、Ｘ方向駆動モータ４２ａ，Ｙ方向駆動モータ４３ａおよびＺ方向駆動モータ４１ａが回転した回数や角度によって上記座標を検知する。

【0054】

上記制御手段５０は、カメラ５３で撮影したスルーホール８の画像を表示装置７０に表示する画像表示を制御する。また、上記制御手段５０は、上記カメラ５３で撮影した上記スルーホール８の画像をモニタ用に表示して行う、上記スルーホール８に対する半田ごて２０の位置を位置決めすることを制御する。

【0055】

〔位置決め〕
図７は、上記スルーホール８に対する半田ごて２０の位置を位置決めする状態を説明する図である。

【0056】

図７（Ａ）は、上記カメラ５３で撮影した上記スルーホール８の画像をモニタ用に表示装置７０に表示し、上記スルーホール８に対する半田ごて２０のＸ方向とＹ方向の位置決めを行う状態を示す。

【0057】

表示装置７０には、スルーホール８を撮影した画像が表示されている。このとき、表示装置７０には、標的状の基準線７２が表示されている。そして、上記基準線７２の中心とスルーホール８の中心を合わせるように搬送手段４をマニュアル操作で移動制御する。上記基準線７２の中心とスルーホール８の中心が合致したところで位置決めが完了する。制御手段５０は、位置決めが完了したときの搬送手段４におけるＸ座標とＹ座標を検知し、記憶手段４９に記憶させる。

【0058】

つまり、上記記憶手段４９に記憶する上記搬送ユニット４におけるＸ方向およびＹ方向の座標は、上記カメラ５３で撮影した上記スルーホール８の画像を表示装置７０に表示し、上記表示装置７０の表示画面上において上記スルーホール８の位置が所定位置になったときの座標である。

【0059】

図７（Ｂ）は、上記カメラ５３で撮影した上記スルーホール８の画像をモニタ用に表示装置７０に表示し、上記スルーホール８に対する半田ごて２０のＺ方向の位置決めを行う状態を示す。

【0060】

表示装置７０には、スルーホール８を撮影した画像が表示されている。このとき、あらかじめ、カメラ５３の焦点を、上記プリント基板５に対して上記半田ごて２０の先端が接触する高さに合わせておく。この状態で、搬送手段４をマニュアル操作でＺ方向に移動制御する。表示装置７０に表示されたスルーホール８の画像の焦点が合ったところで位置決めが完了する。制御手段５０は、位置決めが完了したときの搬送手段４におけるＺ座標を検知し、記憶手段４９に記憶させる。

【0061】

つまり、上記記憶手段４９に記憶する上記搬送ユニット４におけるＺ方向の座標は、上記プリント基板５に対して上記半田ごて２０の先端が接触する高さにあらかじめ上記カメラ５３の焦点を合わせておき、上記カメラ５３で撮影した上記スルーホール８の画像を表示装置７０に表示し、上記表示装置７０の表示画面上において上記スルーホール８の焦点が合ったときの座標である。

【0062】

図７（Ｃ）は、上記スルーホール８に対する半田ごて２０のＺ方向の位置決めを行う状態を示す第２例である。

【0063】

この例では、カメラユニット５２に搭載したレーザ変位センサ５６からプリント基板５に向かってレーザ光を照射し、その反射光を受光することにより、プリント基板５に対する上記半田ごて２０の高さを検知する。レーザ変位センサ５６で検知したプリント基板５に対する上記半田ごて２０の高さが、ゼロ（半田ごて２０の先端が上記プリント基板５に対して接触する）になったところで、位置決めが完了する。制御手段５０は、位置決めが完了したときの搬送手段４におけるＺ座標を検知し、記憶手段４９に記憶させる。

【0064】

つまり、上記記憶手段４９に記憶する上記搬送ユニット４におけるＺ方向の座標は、上記により検知した、上記半田ごて２０の先端が上記プリント基板５に対して接触する高さになったときの座標である。

【0065】

上述したように、位置決めしたときの搬送ユニット４における座標を記憶手段４９に記憶する。半田付けの対象となるスルーホール８が複数あるときは、そのすべてについて、記憶手段４９に座標を記憶する。そして、半田付け工程では、記憶手段４９に記憶した座標に基づいて搬送手段４でノズルユニット５１を搬送し、各スルーホール８に対する半田ごて２０の位置決めを行う。

【0066】

〔作用効果〕
本実施形態の半田付け装置１および方法は、次の作用効果を奏する。

【0067】

上記搬送ユニット４に上記ノズルユニット５１に替えて上記カメラユニット５２を取り付け、上記カメラ５３により、上記半田ごて２０の位置において上記スルーホール８を撮影する。上記カメラ５３で撮影した上記スルーホール８の画像を、表示装置７０にモニタ用として表示し、上記スルーホール８に対する半田ごて２０の位置を位置決めする。上記位置決めされた位置における上記搬送ユニット４における座標を記憶手段４９に記憶する。上記記憶手段４９に記憶された上記座標に基づいて、上記ノズルユニット５１を上記搬送ユニット４に取り付けて行う半田付け工程を制御手段５０により制御する。
このようにすることにより、スルーホール８に対して半田ごて２０を搬送して行なう半田付け工程において半田ごて２０の位置決めを正確に行い、半田付けの確実性と信頼性を高めることができた。

【0068】

上記カメラ５３で撮影した上記スルーホール８の画像を表示装置７０に表示し、上記表示装置７０の表示画面上において上記スルーホール８の位置が所定位置になったときの座標を、上記搬送ユニット４におけるＸ方向およびＹ方向の座標として上記記憶手段４９に記憶する。
このようにすることにより、スルーホール８に対して半田ごて２０を搬送して行なう半田付け工程において、半田ごて２０のＸ方向およびＹ方向の座標の位置決めを正確に行い、半田付けの確実性と信頼性を高めることができた。

【0069】

上記プリント基板５に対して上記半田ごて２０の先端が接触する高さにあらかじめ上記カメラ５３の焦点を合わせておき、上記カメラ５３で撮影した上記スルーホール８の画像を表示装置７０に表示し、上記表示装置７０の表示画面上において上記スルーホール８の焦点が合ったときの座標を、上記搬送ユニット４におけるＺ方向の座標として上記記憶手段４９に記憶する。
このようにすることにより、スルーホール８に対して半田ごて２０を搬送して行なう半田付け工程において、半田ごて２０のＺ方向の座標の位置決めを正確に行い、半田付けの確実性と信頼性を高めることができた。

【0070】

上記カメラユニット５２に搭載したレーザ変位センサ５６により検知した、上記半田ごて２０の先端が上記プリント基板５に対して接触する高さになったときの座標を、上記搬送ユニット４におけるＺ方向の座標として上記記憶手段４９に記憶する。
このようにすることにより、スルーホール８に対して半田ごて２０を搬送して行なう半田付け工程において、半田ごて２０のＺ方向の座標の位置決めを正確に行い、半田付けの確実性と信頼性を高めることができた。

【0071】

〔変形例〕
以上は本発明の特に好ましい実施形態について説明したが、本発明は図示した実施形態に限定する趣旨ではなく、各種の態様に変形して実施することができ、本発明は各種の変形例を包含する趣旨である。

【符号の説明】

【0072】

１：半田付け装置
２：ヘッドユニット
３：フローティングユニット
４：搬送ユニット
５：プリント基板
６：導線
７：電子部品
８：スルーホール
９：ガイド管
１０：切断機構
１１：受け刃
１１ａ：供給孔
１１ｃ：排出孔
１２：切り刃
１２ａ：保持孔
１３：モータ
１４：送りローラ
１５：切断ギヤ
１６：切断プレート
１７：ワーク台
２０：半田ごて
２１：糸半田
２１ａ：糸半田片
２２：リール
３０：エアシリンダ
３１：ガイド機構
４１：Ｚ方向搬送部
４１ａ：Ｚ方向駆動モータ
４２：Ｘ方向搬送部
４２ａ：Ｘ方向駆動モータ
４３：Ｙ方向搬送部
４３ａ：Ｙ方向駆動モータ
４４：ボールねじ
４５：支持部材
４６：昇降ユニット
４９：記憶手段
５０：制御手段
５１：ノズルユニット
５２：カメラユニット
５３：カメラ
５４：ライトユニット
５５：ライト
５６：レーザ変位センサ
５７：Ｘ調整部
５７Ａ：ツマミ
５８：Ｙ調整部
５８Ａ：ツマミ
６０：マスター治具
６０Ａ：嵌合部
６１：センター調節用治具
６１Ａ：センター穴
７０：表示装置
７１：コンピュータ装置
７２：基準線

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】