JP2003188520A - プリント基板のはんだ付け方法およびはんだ付け装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】従来の多数の穴が穿設されたパンチングプレー
トを用いた一次噴流ノズルで混載基板のはんだ付けを行
うと、表面実装部品のはんだ付け部にはんだが付着しな
い未はんだが発生していた。本発明は表面実装部品のは
んだ付け部に必ずはんだが侵入して未はんだが発生しな
いはんだ付け方法とはんだ付け装置を提供することにあ
る。 【解決手段】一次噴流ノズルのパンチングプレートで形
成される党友はんだの突出を進入側から退出側にかけて
順次高さが高くなるようにし、これらの突出にプリント
基板を接触させてはんだ付けを行う。また一次噴流ノズ
ルにおけるパンチングプレートの退出側に高さが調整可
能な堰板を設けたはんだ付け装置である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、プリント基板を噴
流ノズルから噴流する溶融はんだに接触させてはんだ付
けを行うはんだ付け方法およびはんだ付け装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】近時の電子機器は小型化されてきている
ことから、該電子機器に用いられるプリント基板は電子
部品を効率よく実装するようになってきた。この効率よ
く電子部品を実装する形態としては、たとえばプリント
基板の両面に電子部品を実装するという所謂「混載」が
ある。混載を行うプリント基板は、表面にディスクリー
ト部品を搭載し、裏面に表面実装部品を搭載するもので
ある。

【０００３】プリント基板へのディスクリート部品の搭
載はプリント基板に穿設した穴に表面からリードを挿入
し、裏面に突出したリードと裏面のランドとをはんだ付
けする。そして表面実装部品の搭載は表面実装部品をプ
リント基板の裏面のランド間に跨った状態にして接着剤
で仮固定した後、表面実装部品の電極とランドとをはん
だ付けする。

【０００４】一般に混載を行ったプリント基板のはんだ
付けは、噴流はんだ槽が設置されたはんだ付け装置で行
っている。ここで、はんだ付け装置での混載を行ったプ
リント基板のはんだ付けを説明する。

【０００５】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
ており、これらの処理装置の上方にはプリント基板を搬
送する搬送装置が設置されている。

【０００６】搬送装置で搬送され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、そして冷却装置で付着した
溶融はんだの固化とプリント基板の冷却を行う。

【０００７】噴流はんだ槽には一次噴流ノズルと二次噴
流ノズルが設置されている。一次噴流ノズルは溶融はん
だを荒れた状態で噴流し、二次噴流ノズルは溶融はんだ
を穏やかな状態で流動させるものである。この一次噴流
ノズルから噴流する荒れた状態の溶融はんだは、表面実
装部品の電極とプリント基板のランドで形成された隅部
に侵入し、該隅部に残留しているフラックスガスや空気
を追い出して未はんだをなくす効果がある。

【０００８】一次噴流ノズルに使用する溶融はんだを荒
らす手段としては、多数の穴が穿設されたパンチングプ
レートをノズル上部に設置し、該穴を通して下方から溶
融はんだを噴流させるものがある。パンチングプレート
を用いた一次噴流ノズル（以下、多孔式ノズルという）
では、溶融はんだがパンチングプレートの穴を出るとき
に多数の突出した状態となり、しかも突出した溶融はん
だは不規則に揺動する。従って多孔式ノズルは、混載し
たプリント基板に対して溶融はんだが表面実装部品の電
極とプリント基板のランドで形成された隅部に容易に侵
入して未はんだをなくすことができる。

【０００９】しかしながら多孔式ノズルから噴流する溶
融はんだは荒れているため、隣接したはんだ付け部間に
跨って付着するというブリッジやリードの先端に角上に
付着するツララ等のはんだ付け不良を発生させてしま
う。そこでこれらのはんだ付け不良を二次噴流ノズルか
ら噴流する穏やかな溶融はんだの流れで修正する。

【００１０】この二次噴流ノズルでは、溶融はんだがプ
リント基板の進行方向に対して進入側と退出側に流動し
ているが、退出側ではプリント基板が流動する溶融はん
だと離れる角度がはんだの付着量を大きく左右する要件
となっている。つまりプリント基板が水平状態で搬送さ
れた場合、二次噴流ノズルの退出側から流動する溶融は
んだとの離脱角度が小さくなるため、はんだが大量に付
着してブリッジやツララの修正ができなくなるばかりで
なく、ここでもさらにブリッジやツララを発生させてし
まう。一方、該離脱角度が大き過ぎるとはんだの付着量
が少なくなって接着強度が弱くなってしまう。そこでは
んだ付け装置では、プリント基板を進行方向に少し上方
に傾斜させて搬送させ、適当な角度でプリント基板が溶
融はんだから離脱するようにしている。この搬送装置の
傾斜角度を搬送角度といい、一般にはんだ付け装置にお
ける搬送角度は３〜５度が適当といわれている。この搬
送角度がプリント基板のはんだ付けに適していると、最
適なはんだの付着量が得られるとともに、はんだ付け不
良がなくなる。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】ところで多孔式ノズル
は、平らな面に多数の穴が穿設されたパンチングプレー
トをノズル上部に設置したものであるが、このパンチン
グプレートをノズル上部に水平にして設置すると、多数
の穴から突出する溶融はんだSは図４に示すように突出
の頂部も略面一となる。このように面一となった溶融は
んだの突出にプリント基板を傾斜（矢印X)させて接触さ
せると、進入側に近い突出だけがプリント基板に接触す
るため、突出した溶融はんだの効果が少なく、表面実装
部品の隅部に溶融はんだが充分に侵入できなくなって未
はんだが発生する。そこで面一で突出している多孔式ノ
ズルで退出側に近い溶融はんだの突出にもプリント基板
を接触させようとすると、プリント基板が溶融はんだ中
に深く浸漬されて、プリント基板の表面にはんだが被っ
てしまう。本発明は、多孔式ノズルを使用するにもかか
わらず、未はんだの発生やプリント基板表面への溶融は
んだの被りが全く起こらないはんだ付け方法とはんだ付
け装置を提供することにある。

【００１２】本発明者は、多孔式ノズルを用いたプリン
ト基板のはんだ付けにおいて、突出する溶融はんだにプ
リント基板をどのように接触させれば未はんだやはんだ
の被りがなくなるかについて鋭意研究を重ねて本発明を
完成させた。

【００１３】本発明は、プリント基板を少し上方に傾斜
して走行する搬送装置で搬送しながら噴流はんだ槽の一
次噴流ノズルから噴流する多数の突出した溶融はんだに
接触させ、次いで二次噴流ノズルから噴流する穏やかな
流れに接触させてはんだ付けを行うプリント基板のはん
だ付け方法において、一次噴流ノズルから噴流する多数
の突出した溶融はんだを進入側から退出側に順次高くし
ておき、前記搬送装置で搬送するプリント基板を溶融は
んだの低い突出から高い突出に接触させてはんだ付けす
ることを特徴とするプリント基板のはんだ付け方法であ
る。

【００１４】そしてもう一つの本発明は、プリント基板
を搬送する搬送装置が進行方向に少し上方に傾斜してお
り、該搬送装置の下部に一次噴流ノズルと二次噴流ノズ
ルを有する噴流はんだ槽が設置されたはんだ付け装置に
おいて、一次噴流ノズルの上部には多数の穴が穿設され
たパンチングプレートが設置されているとともに、一次
噴流ノズルの退出側には堰板が高さ調節可能に設置され
ていることを特徴とするはんだ付け装置である。

【００１５】以下図面に基づいて本発明を説明する。図
１は本発明はんだ付け装置に設置する噴流はんだ槽の断
面図、図２は図１に設置された一次噴流ノズルの拡大断
面図、図３は本発明のはんだ付け装置に設置する一次噴
流ノズルを破断した部分斜視図である。なお図中プリン
ト基板の搬送軌道は一点鎖線と矢印Xで示し、説明文中
における進入側と退出側とはプリント基板の進行する方
向に対して手前が進入側、前方が退出側である。

【００１６】本発明噴流はんだ槽１は有底箱状であり、
内部には、はんだSが入れられていて、図示しないヒー
ターで溶融させられているとともに、所定の温度に保た
れるようになっている。また噴流はんだ槽１内には、一
次噴流ノズル２と二次噴流ノズル３が設置されている。
これら一次噴流ノズル２と二次噴流ノズルは、端部に噴
流ポンプが設置されたダクト４に接続されている。

【００１７】一次噴流ノズル２は本体５、パンチングプ
レート６、サイドプレート７、中間ダクト８、進入側堰
板９、退出側堰板１０等から構成されている。

【００１８】本体５は無天無底の横長の箱状である。本
体５の上部にはパンチングプレート６が設置されてい
る。パンチングプレート６は多数の穴１１が穿設された
断面コ字型のものであり、両側の屈曲部が本体５の長手
部の外側に嵌合している。パンチングプレート６の両端
にはサイドプレート７が固定されていて、該サイドプレ
ートは図示しない取付け手段でダクト４に固定されてい
る。中間ダクト８は本体５とダクト４を繋ぐものであ
り、本体、中間ダクト、ダクトを三分割することによ
り、これらの内部に付着したはんだの酸化物の清掃を容
易にするとともに安全に清掃作業を行うことができるよ
うになっている。また中間ダクト８には下部に整流板１
２が設置されている。

【００１９】進入側堰板９および退出側堰板１０は矢印
Aのように上下方向に高さが調整可能となっている。こ
れら堰板は、ボルト１３を堰板に穿設した長穴１４から
挿入し、本体５に螺合してある。これら堰板の高さ調整
は、ボルト１３の螺合を緩めることにより行える。平時
のプリント基板のはんだ付けでは、進入側堰板９はパン
チングプレート６と面一にしておき、退出側堰板１０は
パンチングプレートよりも少し高くしておく。搬送角度
が５度の場合、退出側堰板の高さは約５ｍｍである。

【００２０】進入側堰板９は、溶融はんだの突出状態を
調整するときにパンチングプレート６よりも少し高くす
る。例えばパンチングプレート上の溶融はんだを多くし
て突出の高さを低くするときに退出側堰板を少し高くす
るものである。

【００２１】なお二次噴流ノズル３は、従来公知の構造
であり、本発明の要旨に直接関係ないため、説明は省略
する。

【００２２】上記一次噴流ノズルにおける噴流状態を説
明する。ダクト４の端部に設置された図示しない噴流ポ
ンプを稼動させると、溶融はんだSは、ダクト４から中
間ダクト８の整流板１２を通過して本体５内に流入す
る。そして本体５内に流入した溶融はんだは、パンチン
グプレート６の多数の穴１１から上方に噴流され、パン
チングプレート上で多数の突出が形成される。このとき
退出側堰板１０をパンチングプレート６よりも高くして
おくと、パンチングプレート上を流動する溶融はんだ
は、低い進入側堰板９方向に流れる溶融はんだと高い退
出側堰板方向に流れる溶融はんだがあるため、退出側堰
板側が高い傾斜した流れとなる。このように傾斜の付い
た溶融はんだの流れの中で溶融はんだの突出が形成され
ると、進入側堰板に近い突出の頂部から退出側堰板に近
い突出の頂部にかけて順次高さが高くなっていく。

【００２３】次に本発明のはんだ付け方法について説明
する。図示しないプリント基板をやはり図示しない搬送
装置で傾斜角度約５度で搬送する。プリント基板は図示
しないフラクサーでフラックス塗布され、噴流はんだ槽
１の一次噴流ノズル２の突出した溶融はんだに接触す
る。この一次噴流ノズルでは、傾斜して搬送されるプリ
ント基板に合わせて溶融はんだの突出の頂部が順次高く
なっているため、プリント基板は全ての突出に同一状態
で接触する。つまりプリント基板は一次噴流ノズル全域
で同一状態で荒れた噴流に接触できるようになり、表面
実装部品の隅部に溶融はんだが侵入して未はんだがなく
なる。

【００２４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば混
載のプリント基板に対し、一次噴流ノズルから噴流する
溶融はんだの突出が侵入側から退出側にかけて順次高く
なっているため、プリント基板は該突出に同一状態で接
触できる。従って、従来の多孔式ノズルでは侵入しにく
かった表面実装部品の隅部にも溶融はんだが完全に侵入
して未はんだの発生が皆無となるという従来にない優れ
た効果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明はんだ付け装置に設置する噴流はんだ槽
の断面図

【図２】図１に設置された一次噴流ノズルの拡大断面図

【図３】本発明のはんだ付け装置に設置する一次噴流ノ
ズルを破断した部分斜視図

【図４】従来の多孔式ノズルにおける噴流状態を説明す
る図

【符号の説明】

２ 一次噴流ノズル ６ パンチングプレート ７ サイドプレート ９ 進入側堰板 １０ 退出側堰板 １１ 穴 １３ ボルト １４ 長穴

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】プリント基板を少し上方に傾斜して走行す
   る搬送装置で搬送しながら噴流はんだ槽の一次噴流ノズ
   ルから噴流する多数の突出した溶融はんだに接触させ、
   次いで二次噴流ノズルから噴流する穏やかな流れに接触
   させてはんだ付けを行うプリント基板のはんだ付け方法
   において、一次噴流ノズルから噴流する多数の突出した
   溶融はんだを進入側から退出側に順次高くしておき、前
   記搬送装置で搬送するプリント基板を溶融はんだの低い
   突出から高い突出に接触させてはんだ付けすることを特
   徴とするプリント基板のはんだ付け方法。
2. 【請求項２】プリント基板を搬送する搬送装置が進行方
   向に少し上方に傾斜しており、該搬送装置の下部に一次
   噴流ノズルと二次噴流ノズルを有する噴流はんだ槽が設
   置されたはんだ付け装置において、一次噴流ノズルの上
   部には多数の穴が穿設されたパンチングプレートが設置
   されているとともに、一次噴流ノズルの退出側には堰板
   が高さ調節可能に設置されていることを特徴とするはん
   だ付け装置。