JP2000079466A - 噴流はんだ槽 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 噴流口の長手方向に遊動体がつる巻バネで保
持された従来の噴流はんだ槽では、遊動体が中央部で上
方に反って、噴流口から噴流する波が不均一になった
り、プリント基板に搭載されたディスクリート部品のリ
ードが上方に反った遊動体に当たって、リードを曲げた
りすることがあった。 【解決手段】 遊動体の下部に上方への反りを防止する
補強材を設置する。該補強材は断面矩形の板状であり、
面積の狭い部分を遊動体の長手方向下部に設置する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自動はんだ付け装
置に設置される噴流はんだ槽に関する。

【０００２】

【従来の技術】自動はんだ付け装置には、フラクサー、
プリヒーター、噴流はんだ槽、冷却機、等の処理装置が
設置されている。プリント基板は、フラクサーでフラッ
クス塗布、プリヒーターで予備加熱、噴流はんだ槽では
んだの付着、冷却機で冷却が行われて、はんだ付けされ
る。

【０００３】自動はんだ付け装置でプリント基板のはん
だ付けを行うと、はんだ付け部にツララ、ブリッジ、未
はんだ、等のはんだ付け不良が発生することがある。

【０００４】ツララとは、ディスクリート部品のリード
の先端に、はんだが角状に付着するもので、ツララが発
生すると、高電圧がかかるようなところでは、ツララの
先端から放電が起こって電子部品やプリント基板を破壊
してしまうばかりでなく、電子機器の組み立て時に鋭く
尖った角状のはんだが作業者の手を傷つけることがあ
る。

【０００５】ブリッジとは、隣接したはんだ付け部間
に、はんだが跨がって付着するものであり、プリント基
板でブリッジが発生すると、導体の不要な箇所が短絡と
なってしまうため、これを組み込んだ電子機器は機能を
全く損なうようになってしまう。

【０００６】未はんだとは、はんだ付け部にはんだが全
く付着しなかったり、或はプリント基板のランドや電子
部品のリードにはんだが付着しても、ランドとリード間
のはんだが離れていたりするものである。プリント基板
に未はんだが発生すると、ランドとリード間の導通がな
くなって、電子機器が全く機能を果たさず、さらにはラ
ンドとリード間が接触不良になって、この間の電気抵抗
が大きくなり、ついには火災を発生させてしまうという
重大事故につながるものである。

【０００７】これらのはんだ付け不良は、自動はんだ付
け装置の処理装置が適正な状態になっていないと発生す
る。たとえばフラクサーでのフラックスの塗布時に塗布
ムラができたり、プリヒーターでの予備加熱時にプリン
ト基板全体が均一温度に加熱されていなかったりした場
合に、はんだ付け不良が発生するが、特に噴流はんだ槽
での噴流状態如何がはんだ付け不良に大いに関係してい
る。

【０００８】噴流はんだ槽には、荒れた波を噴流する一
次噴流ノズルと、溶融はんだを静かに噴流する二次噴流
ノズルが設置されている。一次噴流ノズルからの荒れた
波は、はんだ付け部の隅部やスルーホール等、はんだが
付着しにくい部分に侵入して未はんだをなくす作用を有
している。しかしながら一次噴流ノズルからの波は荒れ
ているため、そのままではツララやブリッジが発生して
しまう。そこで一次噴流ノズルで発生したツララやブリ
ッジを二次噴流ノズルの静かな噴流で修正するのであ
る。

【０００９】このようにプリント基板のはんだ付け時に
未はんだをなくすためには、一次噴流ノズルは必要不可
欠なものであり、荒れた波を作るために色々な手段が講
じられていた。その手段とは、ノズル内やノズル上部に
動体を設置し、該動体を外部の駆動装置で動かすことに
よりノズルから噴流する波を荒らすものであったり（特
公昭６２−３５８５７、特公平５−８５２６２）、ノズ
ルに穴のあいたプレートを設置して、穴から吹き上げる
溶融はんだを荒らしたり（特公昭６３−１５０６３）す
るものであった。

【００１０】ところで動体を駆動装置で動かす噴流はん
だ槽では、モーターのような駆動装置が必要であるため
高価となり、しかもモーターをノズルの近傍、即ち高温
となった噴流はんだ槽の近傍に設置しなければならない
ため、熱の影響でモーターの回転が安定しなかったり、
モーターの寿命が短くなったりするという問題があっ
た。また穴のあいたプレートを用いた噴流はんだ槽は、
穴の周囲にはんだの酸化物が付着しやすく、長期間経過
するうちに穴からの噴流状態を変えてしまうことがあっ
た。

【００１１】このような問題に鑑み、本特許出願人は駆
動装置を使用せず、しかもはんだの酸化物が付着しにく
い噴流はんだ槽を発明し、既に特許（特許第１５７１２
４２号）として確立した。この噴流はんだ槽は、ノズル
内に棒状の遊動体を設置し、該遊動体の両端をバネで支
持したり、遊動体の両端にストッパを着装して支持した
りするものである。この遊動体を設置した噴流はんだ槽
は、駆動装置を全く使用していないため安価であるばか
りでなく、酸化物が付着しにくい構造であるため長期間
安定した噴流状態を得ることができるという特長を有し
ている。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】遊動体を用いた噴流は
んだ槽は、このように優れた特長を有しているが、棒状
の遊動体の両端をつる巻バネで保持した従来の噴流はん
だ槽（以下、バネ式遊動体はんだ槽という）はノズル全
域にわたって荒れた波が均一に形成されなかったり、プ
リント基板に搭載されたディスクリート部品のリードに
遊動体が当たったりすることがあった。

【００１３】噴流はんだ槽において荒れた波が均一でな
いと、大きく荒れた波の部分では先にフラクサーで塗布
されたフラックスが完全に流されて、次の工程である二
次噴流はんだ槽でのはんだ付け部の修正では、ブリッジ
をなくすことができず、また波が大きく荒れた波の勢い
で微小なはんだボールができ、それがプリント基板の裏
面に付着して短絡事故を起こす原因となっしまう。そし
て荒れた波が小さすぎるとチップ部品の隅部に溶融はん
だが侵入しないため未はんだとなってしまう。

【００１４】またバネ式遊動体はんだ槽でディスクリー
ト部品のリードに遊動体が当たると、リードを曲げた
り、ディスクリート部品を持ち上げてしまったり、ディ
スクリート部品を傾斜させたりするという不都合が生じ
る。本発明は、ノズル全域にわたって均一な荒れた波を
形成することができるばりでなく、ディスクリート部品
のリードが遊動体に当たることがないというバネ式遊動
体はんだ槽を提供することにある。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明者らが従来のバネ
式遊動体はんだ槽において、荒れた波が不均一になった
り、遊動体がディスクリート部品のリードに当たったり
する原因について鋭意検討を加えた結果、図４に示すよ
うに遊動体Ｕが上方に反るためであることが分かった。
つまり、錫と鉛の合金であるはんだは比重が大きいた
め、流動する溶融はんだの運動エネルギーは大変に大き
くなっている。従って、運動エネルギーの大きな溶融は
んだが細い遊動体に当たると、遊動体を反らせてしまう
ものである。このとき遊動体は、両端がつる巻バネＴ、
Ｔで保持されているため、中央が高くなるという反りに
なってしまう。

【００１６】このように遊動体の中央が高い反りを起こ
すと、噴流口の中央では噴流面から遊動体までが浅くな
るため、波の荒さが必要以上に荒くなって前述のよう
に、フラックスを完全に除去してしまったり、プリント
基板に微小なはんだボールを付着させたりする。また、
このとき遊動体の中央が噴流面から上部に出てしまう
と、でた部分ではあれた波ができないばかりでなく、プ
リント基板に搭載されたディスクリート部品のリードに
当たってしまう。一方、反りを起こした遊動体の両端部
では、噴流面から遊動体までが深くなっているため、中
央よりも波の荒れが小さい。この小さな波は、プリント
基板に搭載されたチップ部品の隅部に侵入しにくいた
め、未はんだとなってしまうものである。

【００１７】本発明者は、断面が矩形の板の両端を保持
して中央に荷重をかけた場合、面積の広い部分に荷重を
かけると板は容易に反ってしまうが、面積の狭い細い部
分に荷重をかけると板はなかなか反らないことに着目し
て本発明を完成させた。

【００１８】本発明は、溶融はんだを噴流させる噴流口
内に噴流口の長手方向平行に遊動体が設置された噴流は
んだ槽において、遊動体の両端が板バネで保持されてい
るとともに、遊動体に遊動体の上下方向への反りを防止
する補強材が設置されていること特徴とする噴流はんだ
槽である。

【００１９】

【発明の実施の形態】本発明では、ノズル内に設置した
遊動体が上下方向に反るのを防止することが目的であ
り、そのためには例え遊動体自体が一方向に反らないよ
うにしても、遊動体が９０度回転してしまうと、その方
向には反ってしまうようになる。そこで本発明では、遊
動体が回転しないように遊動体の両端を保持するバネで
回転を阻止するようにする。バネが従来の遊動体はんだ
槽のようにつる巻バネでは、遊動体の回転を阻止できな
いが、板バネであれば遊動体の回転を阻止できる。本発
明に使用する板バネは、板を互い違いに屈曲させた波状
にしたり、或いは平らな板バネの一方を遊動体に固定
し、他方を保持体に自由状態で挿通させたりする。

【００２０】遊動体に設置する補強材は、断面矩形の板
状のものを遊動体の下部に設置するのが好適である。断
面矩形の板材の補強材は、図１、２に示すように面積の
狭い部分を遊動体の長手方向下部に設置する。本発明に
使用する補強材としては遊動体の反りを阻止するもので
あれば如何なる形状のものでもよく、また補強材の設置
は遊動体の下部に限らず上部に設置することもできる。

【００２１】本発明に使用する遊動体は、図５の（ａ）
の酔うな断面丸棒、（ｂ）のような矩形、（ｃ）のよう
な三角形の他、楕円、菱形等も採用できる。

【００２２】

【実施例】以下図面に基づいて本発明を説明する。図１
は第１実施例の斜視図、図２は同要部拡大斜視図、図３
は本発明の噴流はんだ槽における噴流状態を説明する図
である。

【０００３】噴流はんだ槽は、噴流口１が一対のノズル
板２、２と側板３、３から形成されている。側板３、３
はノズル板２、２よりも高さが高くなっている。これは
噴流口から噴流した溶融はんだをノズル板から流出させ
るためである。

【００２４】噴流はんだ槽には、図示しないポンプとモ
ーターが設置され、ポンプの稼働により溶融はんだが下
方から送られて、噴流口から噴流するようになってい
る。側板３、３には穴４、４が穿設されており、該穴を
通して丸棒状の遊動体５が設置されている。穴４、４は
遊動体５の直径よりも大径となっており、遊動体の自由
な遊動を妨げない大きさとなっている。

【００２５】遊動体５の下部には補強材６が設置されて
いる。実施例に示す補強材は板材を遊動体の長手方向に
沿って設置したものであり、板材は面積の狭い細い部分
が遊動体に設置されている。

【００２６】遊動体５の両端には板バネ７、７が固定さ
れている。板バネは複数箇所で屈曲した波状であり、屈
曲方向は縦方となっている。該板バネは、一端が遊動体
５の端部に固定され、他端がホルダー８、８に固定され
ている。ホルダー８は図示しないはんだ槽本体に固定さ
れている。板バネ７は立設した状態、即ち板バネは溶融
はんだの噴流方向と平行した状態に設置されている。従
って、板バネは横方（矢印Ｘ）には振れるが縦方には全
く振れない。

【００２７】次に上記噴流はんだ槽における溶融はんだ
の噴流状態について説明する。図示しないポンプを稼働
させると、図３に示すように溶融はんだ９は下方から送
られて、噴流口１から噴流し、一対のノズル板２、２か
ら流出する。このとき下方から流動してくる溶融はんだ
中に遊動体５が設置されているため、遊動体の後部（図
中上部）の流れに所謂カルマンの渦流が発生し、流れが
乱されるとともに、勢いのある溶融はんだの流れにより
遊動体が上方に反らされようとする。しかしながら、遊
動体は下部に補強材が設置されているため、上方には反
らない。また遊動体両端が遊動体の回転を阻止する板バ
ネで保持されているため、補強材の設置位置が横方にな
って、補強効果がなくなるようなことはない。従って、
噴流口１から噴流する溶融はんだ９は、カルマンの渦流
による乱れた波となる。このとき噴流口１から噴流する
溶融はんだの頂部は遊動体の上下方向への反りが全くな
いため、常に一定高さを保っていられる。このように一
定高さとなった噴流波に、図示しないプリント基板が接
触して、プリント基板全域にはんだが付着されるが、デ
ィスクリート部品のリードが当たるようなことは全く起
こらない。

【００２８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の噴流はん
だ槽は、噴流口内に設置された遊動体に上方の反りを抑
制する補強材が設置されているとともに、遊動体の両端
を遊動体の回転を阻止する板バネで保持してあるため、
非常に高い圧力の噴流であっても、遊動体が決して上方
に反ることがない。従って、噴流頂部と遊動体の深さが
常に一定となって、均一な荒れた波を形成することがで
き、プリント基板のはんだ付け時、プリント基板に対し
て適した波を当てられる。その結果、本発明の噴流はん
だ槽は、はんだ付け不良が皆無となるばかりでなく、リ
ードの長いデスクリート部品に対してもリードを曲げた
り、部品の傾斜や浮き上がりをさせたりすることがない
という信頼性に優れたはんだ付けが行えるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明噴流はんだ槽の斜視図

【図２】図１の部分拡大斜視図

【図３】本発明噴流はんだ槽でのはんだ付け状態を説明
する図

【図４】従来の噴流はんだ槽でのはんだ付け状態を説明
する図

【図５】本発明噴流はんだ槽に設置する遊動体の断面図

【符号の説明】

１ 噴流口 ２ ノズル板 ３ 側板 ４ 穴 ５ 遊動体 ６ 補強材 ７ 板バネ ８ ホルダー ９ 溶融はんだ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 溶融はんだを噴流させる噴流口内に噴流
   口の長手方向平行に遊動体が設置された噴流はんだ槽に
   おいて、遊動体の両端が板バネで保持されているととも
   に、遊動体に遊動体の上下方向への反りを防止する補強
   材が設置されていること特徴とする噴流はんだ槽。
2. 【請求項２】 前記補強材は、断面矩形の板材であり、
   面積の狭い部分が遊動体の長手方向下部に設置されてい
   ることを特徴とする請求項１記載の噴流はんだ槽。