JP2000005868A - 噴流式はんだ付け装置における噴流幅計測方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 噴流幅の計測精度に優れると共に耐久性に優
れる噴流式はんだ付け装置における噴流幅計測方法を提
供する。 【解決手段】 リフロチェッカー体３９および熱電対３
５が装着されたプリント基板３２、３３を、キャリア３
０によって所定の搬送速度で噴流部２３ａ、２３ｂ上を
通過させ、熱電対３５から与えられる時間的な温度変化
を温度データとしてリフロチェッカー体３９の記憶部に
順次記憶する。次に、リフロチェッカー体３９を印刷装
置に接続して記憶部に記憶された温度データを取り出
し、記録紙に温度プロファイルとして出力させる。次
に、その温度プロファイルより浸漬時間を割り出し、そ
の割り出した浸漬時間とキャリア３０の搬送速度とに基
づいて噴流部２３ａ、２３ｂから噴流する溶融はんだ２
３の噴流幅を算出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、搬送される基板に
接触される溶融はんだの接触域を計測するための噴流式
はんだ付け装置における噴流幅計測方法に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】図５は、従来の噴流式はんだ付け装置１
の一例を示しており、はんだ槽２内には適宜温度に加熱
されて溶融状態とされた溶融はんだ３が収容されてい
る。そして、適宜位置に取り付けられた駆動モータ５の
駆動により、はんだ槽２内のプロペラ（図示せず）が回
転駆動されて、溶融はんだ３を流動させることにより、
その溶融はんだ３を所定の吹出口７、８より噴流させる
ように構成されている。例えば、特開昭６３−１３７５
６８号公報等にも開示の如くである。

【０００３】そして、電子部品が実装されたプリント基
板を、搬送手段としてのキャリア１０に保持させた状態
で、溶融はんだ３の噴流部３ａ、３ｂ上を所定の搬送速
度で通過させて、プリント基板の下面側の所望位置には
んだ付けを行っていた。

【０００４】このはんだ付け装置１によるはんだ付けに
際して、吹出口７、８より噴流される溶融はんだ３の噴
流部３ａ、３ｂの幅（噴流幅）が、所望の噴流幅よりも
狭いと、プリント基板に対する溶融はんだ３の接触域、
即ち接触面積が小さくなり、所望位置に対するはんだの
付着量が少なくなってはんだ付け部分が小さくなった
り、はんだが付着しない未はんだ状態等のはんだ付け不
良が発生するおそれがあった。

【０００５】また逆に、吹出口７、８より噴流される溶
融はんだ３の噴流幅が、所望の噴流幅よりも広いと、そ
れに伴って噴流高さも高くなるため、電子部品が実装さ
れたプリント基板が噴流部３ａ、３ｂ上を搬送される際
に、プリント基板上面側にはんだが浸入する、いわゆる
はんだかぶりが発生するおそれがあった。

【０００６】一方、噴流幅は、はんだ付け装置１におけ
る駆動モータ５の回転数や吹出口７、８高さを一定に保
っても、はんだの酸化物や吹出口７、８でのはんだかす
の詰まり等の要因によって変化するため、所望の噴流幅
を安定して得ることは困難であった。

【０００７】そこで、従来にあっては、噴流される溶融
はんだ３の噴流幅を定期的に計測して、噴流幅にズレが
生じている場合には、駆動モータ５の回転数調整や吹出
口７、８高さの調整等により、所望の噴流幅が得られる
ように調整していた。

【０００８】その噴流幅の計測方法としては、図５およ
び図６に示される如く、所定間隔を有して形成された複
数本の目盛線１２が備えられた耐熱性ガラス板１３を、
プリント基板と同様に、キャリア１０にセットして搬送
させると、溶融はんだ３の噴流部３ａ、３ｂ上を通過す
る際、ガラス板１３下面側に噴流されている溶融はんだ
３が衝当して接触し、その帯状の接触域１４（図６の斜
線領域）がガラス板１３上面側より視認できる。

【０００９】この接触域１４の幅を、前記複数の目盛線
１２からどの範囲内に入っているかを読み取り、その幅
が所望の噴流幅であるかどうかを確認し、許容される噴
流幅より外れている場合には、駆動モータ５の回転数調
整や吹出口７、８高さの調整等により、所望の噴流幅が
得られるように調整していた。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の噴流幅の計測方法によれば、はんだの表面張力によ
り、はんだが丸くなろうとするため、ガラス板１３の下
面にはんだが接触した場合、図６に示される如く、接触
域１４の両側縁部が曲線状となり、予め、目盛線１２が
備えられていても、所望の噴流幅であるかどうかの正確
な判断が得難い欠点があった。

【００１１】また、計測回数を重ねることによって、ガ
ラス板１３が熱ストレスを受け、熱疲労により、ガラス
板１３が割れるおそれもあり、耐久性に難点があった。

【００１２】そこで、本発明は前記問題点に鑑み、噴流
幅の計測精度に優れ、さらには耐久性にも優れる噴流式
はんだ付け装置における噴流幅計測方法を提供すること
を目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の技術的手段は、電子部品が実装された基板を、所定の
搬送手段により溶融はんだの噴流部上を通過させて、は
んだ付けを行う噴流式はんだ付け装置における噴流幅計
測方法であって、所定の測温素子が設けられた測温手段
を、前記搬送手段によって所定の搬送速度で前記噴流部
上を通過させ、前記噴流部上の通過によって生じる前記
測温手段の前記測温素子の設置部の時間的な温度変化を
前記測温素子によって計測し、その計測された時間的な
温度変化に基づき、前記測温手段が前記噴流部上を通過
する際、前記測温素子の前記設置部が前記溶融はんだと
接触していた浸漬時間を割り出し、その割り出した浸漬
時間と前記搬送速度とに基づいて前記噴流部から噴流す
る前記溶融はんだの前記噴流幅を算出する点にある。

【００１４】また、前記測温素子は熱電対とされ、前記
測温手段には、前記測温素子から与えられる熱起電力に
応じた計測温度を温度データとして順次記憶する記憶部
が備えられており、前記測温手段を前記噴流部上を通過
させ、通過によって生じる前記設置部の前記時間的な温
度変化を表す前記温度データを前記記憶部に記憶させた
後、前記測温手段の前記記憶部を所定の電気接続部を介
して所定の出力手段に接続し、前記出力手段によって前
記記憶部に記憶された前記温度データを取り出し、その
温度データが示す前記温度変化を前記出力手段によって
グラフとして出力させ、そのグラフより前記浸漬時間を
割り出す方法としてもよい。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づいて説明すると、図１に示される如く、２１は噴流
式はんだ付け装置で、従来同様、そのはんだ槽２２内に
は適宜温度（例えば、２５０℃）に加熱されて溶融状態
とされた溶融はんだ２３が収容され、適宜位置に取り付
けられた駆動モータ２５の駆動により、はんだ槽２２内
のプロペラ（図示せず）が回転駆動されて、溶融はんだ
２３を流動させることにより、その溶融はんだ２３を所
定の吹出口２７、２８より噴流させるように構成されて
いる。

【００１６】そして、吹出口２７、２８より噴流される
溶融はんだ２３の噴流部２３ａ、２３ｂ上を横切って、
電子部品が実装されたプリント基板を保持する搬送手段
としてのキャリア３０が所定方向に移動操作されるよう
に構成されている。

【００１７】また、図１においては、キャリア３０に、
その搬送方向Ｐに前後してそれぞれ所定形状のプリント
基板３２、３３が保持されており、搬送方向Ｐ下流側に
位置するプリント基板３３には、測温素子としての熱電
対３５が装着されている。

【００１８】熱電対３５は、例えば、アルメル−クロメ
ル、鉄−コンスタンタン、銅−コンスタンタン等からな
り、図２に示される如く、プリント基板３３のスルーホ
ール３３ａを利用して上面側より下面側に突出状として
比較的広い面積を有するランドのパターン３３ｂに高温
はんだ３７（融点が３００℃程度）ではんだ付けされて
いる。

【００１９】なお、テープや接着剤でプリント基板３３
側に固着する方法であってもよい。また、本実施形態で
は、熱電対３５が３個所に配置されているが、１個所等
であってもよい。

【００２０】一方、搬送方向Ｐ上流側に位置するプリン
ト基板３２上には、リフロチェッカー体３９が装着され
ており、前記各熱電対３５が耐熱性コネクタ４１を介し
て互いに接続されている。

【００２１】リフロチェッカー体３９は、熱電対３５か
ら与えられる熱起電力に応じた計測温度を時間的（本実
施形態では、１秒単位で計測）な温度変化の温度データ
として順次記憶する制御回路内蔵型の記憶部が備えられ
ており、上記熱電対３５やリフロチェッカー体３９によ
って噴流部２３ａ、２３ｂの温度を計測する測温手段が
構成される。

【００２２】そして、噴流部２３ａ、２３ｂの噴流幅を
計測する場合には、図１に示される状態より、キャリア
３０によって各プリント基板３２、３３を搬送方向Ｐに
沿って所定の搬送速度（例えば、１．０ｍ／ｍｉｎ）で
搬送させて、各プリント基板３２、３３を噴流部２３
ａ、２３ｂ上を通過させる。

【００２３】この噴流部２３ａ、２３ｂ上をプリント基
板３３が通過する際、各熱電対３５の１秒単位の温度変
化を温度データとしてリフロチェッカー体３９の記憶部
に順次記憶する。

【００２４】そして、噴流部２３ａ、２３ｂ上を通過
後、図３に示される如く、リフロチェッカー体３９を出
力手段としてのリフロチェッカー体３９用の印刷装置４
４の差込口４４ａに差込挿入して、リフロチェッカー体
３９の電気接続部としてのコネクタ部４２を印刷装置４
４の差込口４４ａ内に位置するコネクタ部（図示省略）
に接続し、印刷装置４４に備えられた記録紙４５に、リ
フロチェッカー体３９の記憶部に記憶された前記温度デ
ータの温度プロファイル４６を表示させる。

【００２５】次に、図４に示される如く、視覚的なグラ
フとして取り出されたその温度プロファイル４６から、
はんだ融点（１８３、３℃）以上に浸漬している時間を
割り出す（例えば、２秒）。

【００２６】なお、図３および図４では、単一の熱電対
３５から得られた温度データの温度プロファイル４６の
みが示されているが、他の熱電対３５の温度データもほ
ぼ同様の温度プロファイル４６が得られる。

【００２７】そして、この割り出した浸漬時間（例え
ば、２秒）と前記キャリア３０による搬送速度（例え
ば、１．０ｍ／ｍｉｎ）とに基づいて、溶融はんだ２３
の噴流幅を算出すれば、略３３、３ｍｍとなり、現状に
おけるはんだ付け装置２１のはんだ付けに有効な噴流幅
は３３、３ｍｍであると数値的に得られる。

【００２８】この噴流幅として得られた値が、所望の噴
流幅であれば、その後、電子部品が実装されたプリント
基板をキャリア３０にセットして、順次はんだ付けを行
えばよい。

【００２９】また、その噴流幅として得られた値が、許
容範囲外であれば、駆動モータ２５の回転数調整や吹出
口２７、２８高さの調整等を行った後、再度、上記同様
の方法で噴流幅の計測を行い、所望の噴流幅が得られる
まで同様の調整を繰り返せばよい。

【００３０】以上のように、熱電対３５が溶融はんだ２
３の融点以上に浸漬している時間を正確に測定できるた
め、溶融はんだ２３の噴流形状が安定していなくても、
溶融はんだ２３に浸漬している噴流幅が精度良く算出で
き、噴流幅の計測精度に優れる。

【００３１】また、測温素子として、アルメル−クロメ
ル、鉄−コンスタンタン、銅−コンスタンタン等からな
る熱電対３５を用いているため、使用頻度を重ねても破
損することがなく、耐久性に優れる利点がある。

【００３２】なお、本実施形態におけるはんだ付け装置
２１は、２個所に吹出口２７、２８を備え、搬送方向Ｐ
下流側に位置する吹出口２７を予備加熱用の一次吹出口
として機能させ、搬送方向Ｐ上流側に位置する吹出口２
８をはんだ付け用の二次吹出口として機能させる構造と
しているが、他の構造の噴流式はんだ付け装置２１であ
ってもよい。

【００３３】また、測温素子として熱電対３５を用いた
構造を示しているが、熱電対３５に代えてその他の温度
計測器を使用してもよい。

【００３４】

【発明の効果】以上のように、本発明の噴流式はんだ付
け装置における噴流幅計測方法によれば、所定の測温素
子が設けられた測温手段を、前記搬送手段によって所定
の搬送速度で前記噴流部上を通過させ、前記噴流部上の
通過によって生じる前記測温手段の前記測温素子の設置
部の時間的な温度変化を前記測温素子によって計測し、
その計測された時間的な温度変化に基づき、前記測温手
段が前記噴流部上を通過する際、前記測温素子の前記設
置部が前記溶融はんだと接触していた浸漬時間を割り出
し、その割り出した浸漬時間と前記搬送速度とに基づい
て前記噴流部から噴流する前記溶融はんだの前記噴流幅
を算出するものであり、溶融はんだの融点以上に浸漬し
ている時間を正確に測定できるため、溶融はんだの噴流
形状が安定していなくても、溶融はんだに浸漬している
噴流幅が精度良く算出でき、噴流幅の計測精度に優れる
という利点がある。

【００３５】また、前記測温素子は熱電対とされ、前記
測温手段には、前記測温素子から与えられる熱起電力に
応じた計測温度を温度データとして順次記憶する記憶部
が備えられており、前記測温手段を前記噴流部上を通過
させ、通過によって生じる前記設置部の前記時間的な温
度変化を表す前記温度データを前記記憶部に記憶させた
後、前記測温手段の前記記憶部を所定の電気接続部を介
して所定の出力手段に接続し、前記出力手段によって前
記記憶部に記憶された前記温度データを取り出し、その
温度データが示す前記温度変化を前記出力手段によって
グラフとして出力させ、そのグラフより前記浸漬時間を
割り出す方法とすれば、溶融はんだに浸漬している噴流
幅が精度良く算出でき、噴流幅の計測精度に優れると共
に、耐久性に優れるという利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態に使用される噴流式はんだ付
け装置および測温手段を示す斜視説明図である。

【図２】熱電対の取付部分の断面図である。

【図３】印刷装置の部分斜視図である。

【図４】温度プロファイルを示す説明図である。

【図５】従来の噴流幅計測方法を示す説明図である。

【図６】従来の噴流幅計測方法を示す説明図である。

【符号の説明】

２１ はんだ付け装置 ２２ はんだ槽 ２３ 溶融はんだ ２３ａ 噴流部 ２３ｂ 噴流部 ２５ 駆動モータ ２７ 吹出口 ２８ 吹出口 ３０ キャリア ３２ プリント基板 ３３ プリント基板 ３５ 熱電対 ３９ リフロチェッカー体 ４４ 印刷装置 ４５ 記録紙 ４６ 温度プロファイル

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電子部品が実装された基板を、所定の搬
   送手段により溶融はんだの噴流部上を通過させて、はん
   だ付けを行う噴流式はんだ付け装置における噴流幅計測
   方法であって、 所定の測温素子が設けられた測温手段を、前記搬送手段
   によって所定の搬送速度で前記噴流部上を通過させ、前
   記噴流部上の通過によって生じる前記測温手段の前記測
   温素子の設置部の時間的な温度変化を前記測温素子によ
   って計測し、 その計測された時間的な温度変化に基づき、前記測温手
   段が前記噴流部上を通過する際、前記測温素子の前記設
   置部が前記溶融はんだと接触していた浸漬時間を割り出
   し、その割り出した浸漬時間と前記搬送速度とに基づい
   て前記噴流部から噴流する前記溶融はんだの前記噴流幅
   を算出することを特徴とする噴流式はんだ付け装置にお
   ける噴流幅計測方法。
2. 【請求項２】 前記測温素子は熱電対とされ、 前記測温手段には、前記測温素子から与えられる熱起電
   力に応じた計測温度を温度データとして順次記憶する記
   憶部が備えられており、 前記測温手段を前記噴流部上を通過させ、通過によって
   生じる前記設置部の前記時間的な温度変化を表す前記温
   度データを前記記憶部に記憶させた後、 前記測温手段の前記記憶部を所定の電気接続部を介して
   所定の出力手段に接続し、前記出力手段によって前記記
   憶部に記憶された前記温度データを取り出し、その温度
   データが示す前記温度変化を前記出力手段によってグラ
   フとして出力させ、そのグラフより前記浸漬時間を割り
   出すことを特徴とする請求項１記載の噴流式はんだ付け
   装置における噴流幅計測方法。