JP2002198641A - フローはんだ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 つららを確実に除去することができる技術を
実現する。 【解決手段】 フローはんだ装置は、溶融したはんだを
貯留するはんだ槽１２と、そのはんだ槽１２に貯留され
た溶融はんだの液面から盛り上がった噴流を形成する噴
流形成部２０と、プリント基板３０の下面に噴流が到達
する高さでプリント基板３０を一方方向に移動させる搬
送部と、噴流形成部２０よりも搬送方向後方側に配置さ
れたつらら除去板６０と、そのつらら除去板６０を加熱
する加熱手段１６を備える。そして、つらら除去板６０
は、はんだ槽１２に貯留された溶融はんだの液面よりも
高い位置に設けられており、つらら除去板６０を貫通す
るスルーホール群と、そのスルーホール群の入口よりも
高いレベルに突出する突起群が、水平方向に隣接して交
互に配置されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】 本発明は、フローはんだ装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】 溶融したはんだを貯留するはんだ槽
と、そのはんだ槽に貯留された溶融はんだの液面から盛
り上がった噴流を形成する噴流形成部と、プリント基板
の下面に噴流が到達する高さでプリント基板を一方方向
に移動させる搬送部を備えたフローはんだ装置が知られ
ている。この装置では、はんだ噴流にプリント基板の下
面を接触させながらプリント基板を移動させ、プリント
基板と電子部品の端子等をはんだ付けする。このフロー
はんだ装置によると、はんだ付け工程を簡略化して処理
時間を短縮することができる。反面、プリント基板の下
面に余剰にはんだを付着させてしまう場合もある。この
余剰はんだが冷却されるとプリント基板につららが形成
される。このつららは、電子部品を損傷し、また必要な
絶縁性を破壊する要因となり得る。

【０００３】つららを除去するために提案されたフロー
はんだ装置の一例が、特開平５−３２７２０３号公報に
記載されている。この公報に記載のフローはんだ装置を
図１を参照して説明する。図１はつらら除去装置を有す
る従来のフローはんだ装置の断面図である。図１に示す
フローはんだ装置は、溶融したはんだ１０を貯溜するは
んだ槽１２と、はんだ槽１２に貯留された溶融はんだ１
０の液面１０ａから盛り上がった噴流２２を形成する噴
流形成部２０と、プリント基板３０の下面に噴流２２が
到達する高さでプリント基板３０を一方方向（矢印Ｒ方
向）に移動させる図示省略の搬送部を備えている。はん
だ槽１２の内部には溶融はんだ１０を加熱する電熱ヒー
タ１６が設けられている。つらら対策のために、噴流形
成部２０の搬送方向後方側につらら防止フォーマ５０が
用意されている。つらら防止フォーマ５０は、溶融はん
だ１０の液面１０ａの直下に沈められた板で構成され、
その表面上を溶融はんだ５１が搬送方向後方に向かって
ほぼ水平に流れていく。

【０００４】このフローはんだ装置は、遮蔽板１８に形
成された孔１８Ａから噴出するはんだ噴流２２をプリン
ト基板３０の下面に接触させてプリント基板３０に電子
部品３２の端子等をはんだ付けする。このフローはんだ
装置によると、はんだ噴流２２によってつらら４４が形
成された場合でも、プリント基板３０の移動に伴ってつ
らら除去フォーマ５０上に搬送され、搬送中につらら防
止フォーマ５０の表面上を流れる溶融はんだ流５１によ
ってつらら４４が溶融されて除去される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】 しかし、従来のフロ
ーはんだ装置では、つらら防止フォーマ５０の表面上を
流れる溶融はんだ流５１によってつらら４４を溶融する
方式であるために、符号４４ａに示すように、つららの
長さが短い場合にはつらら４４ａが溶融はんだ流５１に
到達せず、短いつらら４４ａを除去することができない
という問題が存在する。また、溶融はんだ流５１によっ
てつらら４４が溶融しても、表面張力等によって符号４
４ｂに示すように、プリント基板３０の下面と溶融はん
だ流５１の間に溶融はんだ４４ｂが滞留した状態でプリ
ント基板３０を一緒に移動することがあった。この場
合、プリント基板３０がつらら除去フォーマ５０を通過
した後に、電子部品３２あるいはプリント基板３０の下
面に改めてつらら４４ｃが形成されてしまうことがあっ
た。

【０００６】本発明は、つららを確実に除去することが
できる技術を実現するものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段および作用と効果】 本発
明のフローはんだ装置は、溶融したはんだを貯留するは
んだ槽と、そのはんだ槽に貯留された溶融はんだの液面
から盛り上がった噴流を形成する噴流形成部と、プリン
ト基板の下面に噴流が到達する高さでプリント基板を一
方方向に移動させる搬送部と、前記噴流形成部よりも搬
送方向後方側に配置されたつらら除去板と、そのつらら
除去板を加熱する加熱手段を備える。そして、前記つら
ら除去板は、前記はんだ槽に貯留された溶融はんだの液
面よりも高い位置に設けられており、前記つらら除去板
を貫通するスルーホール群と、そのスルーホール群の入
口よりも高いレベルに突出する突起群が、水平方向に隣
接して交互に配置されていることを特徴とする。ここ
で、「加熱手段」は、はんだ槽に貯留されている溶融は
んだの熱をつらら除去板に伝達する熱伝達部材で構成す
ることもできる。あるいは、電熱ヒータ等で加熱手段を
構成することもできる。

【０００８】本発明に係るフローはんだ装置によると、
噴流によって必要部位にはんだ付けされると同時に、下
面につららが形成されたプリント基板が略水平方向に移
動してつらら除去板の上方を通過する。このとき、プリ
ント基板の下面から下方に伸びるつららがつらら除去板
の突起に当接し、突起からの熱によってつららは溶融す
る。溶融したはんだは突起から下方に流れ落ち、さらに
スルーホール内に流れ込む。つらら除去板の表面は基本
的にドライ（溶融はんだで覆われていない）に保たれ、
つらら除去板からプリント基板が離脱した後に、プリン
ト基板の下面につららが再度形成されてしまう事がな
い。本発明に係るフローはんだ装置によると、プリント
基板をはんだ槽の上方で移動させる過程でつららが確実
に除去される。よって、他の装置によってつららの除去
を行う必要がない。このため、プリント基板に電子部品
を実装するコストを低減することができる。

【０００９】前記スルーホール群が、平面視したとき
に、前記はんだ槽の範囲内に配置されていることが好ま
しい。本発明に係るフローはんだ装置によると、スルー
ホール群を流下したはんだがはんだ槽内に戻される。よ
って、はんだの無駄をなくすことができる。

【００１０】前記つらら除去板が、搬送方向後方に向か
って上昇する傾斜部と、その傾斜部の上端から搬送方向
後方に向かってほぼ水平に伸びる水平部を有し、各突起
は前記傾斜部から前記水平部に亘って搬送方向前方から
搬送方向後方に帯状に伸び、前記傾斜部の下端が前記は
んだ槽に貯留された溶融はんだ内に浸漬されていること
が極めて好ましい。本発明に係るフローはんだ装置によ
ると、つららが長い場合は傾斜部の前方側で突起につら
らが当たることになり、つららが短い場合は傾斜部の後
方側で突起につららが当たる。よって、つららの長さが
異なっても、確実に突起につららを当てることができ
る。また、突起が搬送方向に帯状に伸びていることか
ら、突起につららが当接する時間を長く確保することが
できる。このため、つららをより確実に溶融させること
ができ、つららをより確実に除去することができる。ま
た、傾斜部の下端がはんだ槽に貯留された溶融はんだ内
に浸漬されていることから、突起に効率的に高熱が伝達
され、突起に当接するつららが簡単に溶融する。

【００１１】前記突起群の表面が、はんだをはじく材料
でコーティングされていることが好ましい。本発明に係
るフローはんだ装置によると、突起に当たって溶融した
はんだを速やかにスルーホール内に流込むことができ、
突起をドライな状態に保ちやすい。

【００１２】前記スルーホール群を形成する壁面を金属
メッキ処理しておくことが好ましい。本発明に係るフロ
ーはんだ装置によると、スルーホール内の熱伝導性が高
くなるため、スルーホール外へはんだを送り出しやすく
できる。

【００１３】前記突起群と前記スルーホール群を形成す
る壁が、熱伝導率の高い材料で形成されていることが好
ましい。本発明に係るフローはんだ装置によると、突起
群に当たったつららに効果的に熱が伝導されるため溶融
させやすい。このために、つららをより確実に除去する
ことができる。また、スルーホールに送り込まれたはん
だが排出されやすい。

【００１４】

【発明の実施の形態】 最初に、下記に説明する実施例
の主要な特徴を列記しておく。 （形態１） つらら除去板は、突起群とスルーホール群
が交互に形成された板の両サイドから下方に伸びる側板
を有する。本形態のフローはんだ装置によると、突起と
スルーホールが形成された板のみならず、側板からも熱
が伝達されるため、突起に当たったつららを溶融させや
すい。 （形態２） つらら除去板の各突起は、板の前端から後
端へ亘って棒状に伸びている。本形態に係るフローはん
だ装置によると、突起につららが当接する時間を長く確
保することができる。 （形態３） つらら除去板のスルーホール群が、棒状に
伸びた各突起の両サイドに形成されている。本形態に係
るフローはんだ装置によると、はんだが突起のいずれの
部分から流れ落ちても、速やかにスルーホール内に排出
しやすい。 （形態４） つらら除去板を昇降させる昇降機構を備え
る。本形態に係るフローはんだ装置によると、プリント
基板の大きさ、形成される噴流の大きさ、形成されるつ
ららの長さ等に応じてつらら除去板の高さを自在に調整
することができる。このため、つららをより確実に除去
することができる。

【００１５】

【実施例】 本発明を具現化した好適な実施例につい
て、図を参照して説明する。まず、本実施例に係るフロ
ーはんだ装置の構成を図２を参照して説明する。図２は
本実施例に係るフローはんだ装置の断面図である。な
お、以下で「前（前方、前部、前端等）」あるいは「後
（後方、後部、後端等）」という場合は、プリント基板
３０の搬送方向（矢印Ｒ）上流側を「前」といい、下流
側を「後」というものとする。図２に示すフローはんだ
装置は、はんだ槽１２によって外枠が形成されている。
このはんだ槽１２は上面が開放された直方体状に形成さ
れており、仕切り板１２ａによって前部と後部が仕切ら
れている。このはんだ槽１２の下部には、前部から後部
に亘ってはんだ槽１２内を加熱する電熱ヒータ１６が設
けられている。このはんだ槽１２内には電熱ヒータ１６
によって加熱されて溶融したはんだ１０が貯留されてい
る。溶融はんだ１０は、その液面１０ａがはんだ槽１２
の上端近傍に達する位置まで貯留されている。

【００１６】はんだ槽１２の前記には、貯留された溶融
はんだ１０の液面１０ａから盛り上がった噴流２２を形
成する噴流形成部２０が設けられている。この噴流形成
部２０は、攪拌装置とそれを回転させるモータ等によっ
て構成されている。なお、噴流形成部２０は、ノズルと
ポンプを組み合わせたものであってもよい。噴流２２
は、プリント基板３０の移動方向Ｒに対し直角に（即
ち、紙面上方に）延びている。

【００１７】はんだ槽１２の後部には、つらら除去板６
０が配設されている。このつらら除去板６０は、傾斜部
６２と水平部６３を有する上板６１と、この上板６１か
ら下方に伸びる側板６４を有する。このつらら除去板６
０の詳細な構成については後に説明する。このつらら除
去板６０の上方には、つらら除去板６０を昇降させる昇
降機構６５が設けられている。この昇降機構６５は例え
ばシリンダ等によって構成されている。この昇降機構６
５の先端はつらら除去板６０の側板６４にピン６５ａで
取り付けられている。図２には、はんだ槽１２内の溶融
はんだ１０内につらら除去板６０の側板６４の約下半分
が浸漬している状態が示されているが、昇降機構６５に
よってさらに下降させることもできるし、上昇させるこ
ともできる。

【００１８】プリント基板３０には、図示しない導電体
ランドが形成され、このランドには電子部品３２の端子
リード３４や電子部品３３のネジ３５を通すための孔が
形成されている。プリント基板３０の上面に配置された
電子部品３２の端子リード３４は上記した孔を貫通して
プリント基板３０の下面まで延びている。また、プリン
ト基板３０の下面には電子部品３３のネジ３５が仮止め
されている。このプリント基板３０は、図示しない搬送
部（例えばベルトコンベア）によってはんだ槽１２上方
を矢印Ｒに示すように移動する。プリント基板３０が移
動すると、その下面にはんだ噴流２２に接触する。この
結果、プリント基板３０の下面の端子リード３４あるい
はネジ３５と導電体ランドがはんだ付けされる。同時
に、はんだ噴流２２によって端子リード３４やネジ３５
からつらら４４ａ、４４ｂが形成された場合は、はんだ
槽１２の後部に配設されたつらら除去板６０によってつ
らら４４を除去する。このつらら４４の除去動作につい
ては後に詳細に説明する。

【００１９】次に、つらら除去板６０の構成を図３〜図
８を参照して詳細に説明する。図３は本実施例に係るつ
らら除去装置の斜視図であり、図４は図３の符号Ｋに示
す部分の拡大図である。図５は平面図であり、図６はそ
のＡ−Ａ断面図である。図７は正面図であり、図８はそ
のＢ−Ｂ断面図である。図３に示すつらら除去板６０
は、熱伝導率の高い材料（銅、アルミニウム合金等の金
属）７４（図６と図８参照）によって主に構成されてい
る。つらら除去板６０は、図４の拡大図に示すように、
突起群６６とスルーホール群６８が水平方向に隣接して
交互に形成された上板６１と、この上板６１の両サイド
から下方に伸びた台形状の一対の側板６４から構成され
ている。上板６１は、図３に示すように、前端６１ａか
ら後端６２ａに向かって上昇する矩形状の傾斜部６２
と、傾斜板６２の後端６２ａから後方へ向けてほぼ水平
に伸びる矩形状の水平部６３を有する。なお、側板６４
には、昇降機構６５のピン６５ａ（図２参照）を挿入す
るための孔６４ａが形成されている。

【００２０】図４の拡大図に示す突起６６は、板面に対
し垂直方向に突出している。この突起６６は、図５の平
面図によく示されるように上板６１の前端６１ａから後
端６１ｂにかけて、即ち、傾斜部６２から水平部６３に
亘って、棒状ないし帯状に伸びている。図５のＡ−Ａ断
面図である図６に示すように、熱伝導材７４で形成され
ている突起６６の表面は、はんだをはじく材料（例えば
シリコン）でコーティングされ、コーティング部７０が
形成されている。なお、このコーティング部７０は、公
知の転写法、ディスペンス法等で形成できる。また、図
４の拡大図に示す丸形のスルーホール６８は、図５の平
面図によく示されるように上板６１を構成する傾斜部６
２と水平部６３のそれぞれに形成されている。また、こ
のスルーホール６８は棒状に伸びた各突起６６の両サイ
ドに形成されている。このスルーホール６８は、断面図
である図６と図８に示すように上板６１の上面から下面
へ貫通している。また、スルーホール６８を形成する熱
伝導材７４の周面７４ａは金、銀等の金属によってメッ
キ処理され、メッキ部７２（図６と図８では強調して示
されている）が形成されている。

【００２１】次に、本実施例に係るフローはんだ装置の
つらら除去動作を図９を主に参照して説明する。図９は
本実施例に係るフローはんだ装置のつらら除去動作を示
した図である。なお、図９は、図５のＡ−Ａ断面図であ
る図６をつらら除去動作に伴って時系列的に示したもの
である。図９（ａ）に示す上板６１に対し、図９（ｂ）
に示すようにプリント基板３０が紙面手前から奥側へ向
かって移動してきたとする。このことは図２でいうと、
プリント基板３０が矢印Ｒの方向にはんだ槽１２の前方
から後方（図示左方から右方）に移動してきたことに対
応する。そして、このプリント基板３０は、はんだ噴流
２２を通過してきた後であって、プリント基板３０の下
面のネジ３５につらら４４が形成されている状態である
とする。図２に示すつらら除去板６０を構成する上板６
１と側板６４は熱伝導率の高い材料で形成されているこ
とから、電熱ヒータ１６で加熱されたはんだ槽１２内の
溶融はんだ１０の熱は側板６４から上板６１に伝達さ
れ、上板６１に形成された突起６６に伝達される。ま
た、図２に示すように、上板６１の傾斜部６２の下端は
溶融はんだに浸漬されていることから、このルートによ
っても突起６６は高温に加熱される。このため、図９
（ｂ）に示すように突起６６につらら４４が当たると、
図９（ｃ）に示すようにつらら４４は溶融して突起６６
上に落ちる。

【００２２】この突起６６には、はんだ４４をはじく材
料でコーティングされたコーティング部７０が形成され
ていることから、突起６６はドライな状態に保たれてい
るため、図９（ｄ）に示すようにはんだ４４ははじかれ
て分離する。これらのはんだ４４はさらに図９（ｅ）に
示すようにスルーホール６８の入口まで達する。その
後、図９（ｆ）に示すようにはんだ４４はスルーホール
６８内を流れ落ちる。ここで、スルーホール６８を形成
する熱伝導材７４の周面７４ａは金属メッキ処理され、
メッキ部７２が形成されていることから、スルーホール
６８内の熱伝導性はさらに高くなっている。このため、
はんだ４４は、スルーホール６８内に付着していた他の
はんだとも結合してスルーホール６８の出口から流れ出
す。スルーホール６８から流れ出たはんだ４４は、図２
に示すはんだ槽１２内に戻される。このため、はんだの
無駄をなくすことができる。

【００２３】本実施例によると、つらら除去板６０の表
面は溶融はんだで覆われていないドライな状態に保た
れ、つらら除去板６０からプリント基板３０が離脱した
後に、プリント基板３０の下面につらら４４が再度形成
されてしまう事がない。従って、プリント基板３０をは
んだ槽１２の上方で移動させる過程でつらら４４が確実
に除去される。よって、他の装置によってつらら４４の
除去を行う必要がない。このため、プリント基板３０に
電子部品３２、３３を実装するコストを低減することが
できる。

【００２４】また、本実施例によると、図２に示すよう
に、上板６１に傾斜部６２が形成されていることから、
短いつらら４４ａの場合は、傾斜部６２の後方の突起６
６につらら４４ａが当たる。一方、長いつらら４４ｂの
場合は、傾斜部６２の前方の突起６６につらら４４ｂが
当たる。このため、つらら４４の長さが異なっても、確
実に突起６６につらら４４を当てることができる。さら
に、形成されるつらら４４の長さが大きく異なる場合
や、プリント基板３０の大きさ、形成されるはんだ噴流
２２の大きさ等が異なる場合は、昇降機構６５によって
つらら除去板６０の高さを自在に調整することができ
る。このため、つらら４４を確実に除去することができ
る。

【００２５】さらに、本実施例によると、図５に示すよ
うに、突起６６は上板６１の前端６１ａから後端６１ｂ
へ棒状に伸びていることから、突起６６につらら４４が
当接する時間を長く確保することができる。このため、
つらら４４を確実に除去することができる。また、スル
ーホール６８は棒状に伸びた各突起６６の両サイドに形
成されていることから、プリント基板３０の移動中に溶
融したはんだが突起６６のいずれの部分から流れ落ちて
も、速やかにスルーホール６８内に排出しやすい。

【００２６】以上、本発明の実施例に係るフローはんだ
装置について説明したが、本発明は上記の実施例になん
ら限定されるものではなく、当業者の知識に基づいて種
々の変更、改良を施した形態で実施することができる。
例えば、本実施例では、突起群６６が棒状に伸びてお
り、スルーホール群６８がその棒状に伸びた各突起６６
の両サイドに形成されている場合について説明したが、
本発明の適用範囲はこれに限られない。例えば、上板６
１に突起群６６が規則的あるいはランダムに形成されて
おり、その突起群６６と水平方向に隣接して交互にスル
ーホール群６８が配置されている場合であっても本発明
を適用することができる。また、本実施例では、電熱ヒ
ータ１６で加熱されたはんだ槽１２内のはんだ１０の熱
をつらら除去板６０に伝達させているが、本発明の適用
範囲はこれに限られない。例えば、電熱ヒータ１６とは
別につらら除去板６０を直接的に加熱する加熱手段を設
ける場合であっても本発明を適用することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来のフローはんだ装置の断面図。

【図２】本実施例に係るフローはんだ装置の断面図。

【図３】同つらら除去装置の斜視図。

【図４】同つらら除去装置の拡大図。

【図５】同つらら除去装置の平面図。

【図６】同つらら除去装置のＡ−Ａ断面図。

【図７】同つらら除去装置の正面図。

【図８】同つらら除去装置のＢ−Ｂ断面図。

【図９】同フローはんだ装置のつらら除去動作を示した
図。

【符号の説明】

１０：溶融はんだ、１０ａ：はんだの液面 １２：はんだ槽、１２ａ：仕切り板 １６：電熱ヒータ ２０：噴流形成部 ２２：噴流 ３０：プリント基板 ３２、３３：電子部品 ３４：端子リード ３５：ネジ ４４：つらら ６０：つらら除去板 ６１：上板 ６２：傾斜部 ６３：水平部 ６４：側板、６４ａ：孔 ６５：昇降機構、６５ａ：ピン ６６：突起（群） ６８：スルーホール（群） ７０：コーティング部 ７２：メッキ部 ７４：熱伝導材

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 溶融したはんだを貯留するはんだ槽と、
   そのはんだ槽に貯留された溶融はんだの液面から盛り上
   がった噴流を形成する噴流形成部と、プリント基板の下
   面に噴流が到達する高さでプリント基板を一方方向に移
   動させる搬送部と、前記噴流形成部よりも搬送方向後方
   側に配置されたつらら除去板と、そのつらら除去板を加
   熱する加熱手段を備え、 前記つらら除去板は、前記はんだ槽に貯留された溶融は
   んだの液面よりも高い位置に設けられており、前記つら
   ら除去板を貫通するスルーホール群と、そのスルーホー
   ル群の入口よりも高いレベルに突出する突起群が、水平
   方向に隣接して交互に配置されていることを特徴とする
   フローはんだ装置。
2. 【請求項２】 前記スルーホール群が、平面視したとき
   に、前記はんだ槽の範囲内に配置されていることを特徴
   とする請求項１に記載のフローはんだ装置。
3. 【請求項３】 前記つらら除去板は、搬送方向後方に向
   かって上昇する傾斜部と、その傾斜部の上端から搬送方
   向後方に向かってほぼ水平に伸びる水平部を有し、各突
   起は前記傾斜部から前記水平部に亘って搬送方向前方か
   ら搬送方向後方に帯状に伸び、前記傾斜部の下端は前記
   はんだ槽に貯留された溶融はんだ内に浸漬されているこ
   とを特徴とする請求項１または２に記載のフローはんだ
   装置。
4. 【請求項４】 前記突起群の表面が、はんだをはじく材
   料でコーティングされていることを特徴とする請求項１
   から３のいずれかに記載のフローはんだ装置。
5. 【請求項５】 前記スルーホール群を形成する壁面が、
   金属メッキ処理されていることを特徴とする請求置１か
   ら４のいずれかに記載のフローはんだ装置。
6. 【請求項６】 前記突起群と前記スルーホール群を形成
   する壁が、熱伝導率の高い材料で形成されていることを
   特徴とする請求項１から５のいずれかに記載のフローは
   んだ装置。