JP2003205363A - 誘導型電磁ポンプ式はんだ付け噴流波形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 誘導型電磁ポンプは、数ｍｍ程度の極めて狭
い間隔で構成されている推力発生流路ではんだに推力を
与え、連繋された吹き口体の吹き口にはんだの噴流波を
形成する。この噴流波形成の際はんだの酸化が進行し、
微細な粒子状のはんだの酸化物を形成する。この微細な
粒子状のはんだの酸化物が誘導型電磁ポンプに吸い込ま
れると推力発生流路に付着・堆積してポンプの推力が変
動して、噴流波の形状が不安定になる。 【解決手段】 はんだ槽１の一方の側壁３に面して電磁
ポンプ２０の吸い込み口２０ｂを設けるとともに他方の
側壁３の近傍に吹き口体１２を設けて噴流波４０を形成
し、噴流後のはんだ６が横移動して前記吸い込み口２０
ｂから吸い込まれるように構成する。この横移動に２０
秒以上の時間を与え酸化はんだ浮上領域３７ではんだの
酸化物３８を浮上させて分離する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、プリント配線板等
の被はんだ付けワークに溶融状態のはんだを噴流状態で
供給してはんだ付けを行う装置であって、このはんだを
噴流させるための送給手段として、誘導型電磁ポンプを
使用したはんだ付け噴流波形成装置に関する。

【０００２】電磁ポンプの推力すなわちはんだを吸い込
み吐出する力は機械式ポンプと比較して安定かつ滑らか
であり、モータのロータやポンプの回転羽根等のイナー
シャが無いため推力の応答性も優れている。しかし、こ
の優れた特性を長期間に渡って維持するためには、電磁
ポンプの推力発生流路に酸化したはんだ等のドロスが付
着しないようにすることが必要である。

【０００３】

【従来の技術】溶融状態のはんだに直接に電磁力を作用
させて推力を発生させ、これをポンプの吐出力および吸
い込み力とする電磁ポンプ（ＬＥＰ：ｌｉｎｅａｒ ｅ
ｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ ｐｕｍｐ）には、大別
して誘導型（ｉｎｄｕｃｔｉｏｎ ｔｙｐｅ）と伝導型
（ｃｏｎｄｕｃｔｉｏｎ ｔｙｐｅ） とがあるが、は
んだの送給に使用される電磁ポンプとしては、はんだへ
の通電が不要な誘導型電磁ポンプが使用されている例が
多い。

【０００４】この誘導型の電磁ポンプには、大別してフ
ラットリニア型（ＦＬＩＰ型：ｆｌａｔ ｌｉｎｅａｒ
ｉｎｄｕｃｔｉｏｎ ｐｕｍｐ） とアニュラリニア
型（ＡＬＩＰ型：ａｎｎｕｌａｒ ｌｉｎｅａｒ ｉｎ
ｄｕｃｔｉｏｎ ｐｕｍｐ）そしてヘリカル型（ＨＩＰ
型：ｈｅｌｉｃａｌ ｉｎｄｕｃｔｉｏｎ ｐｕｍｐ）
とがあり、それぞれ固有の構成を有している。

【０００５】このような誘導型電磁ポンプを使用しては
んだの噴流波を形成する技術として、特開昭４９−６５
９３４号公報や特開昭５８−１２２１７０号公報、ＷＯ
９７／４７４２２号公報、等々に従来技術の例を見るこ
とができる。なお、これらの従来例では、はんだ（溶融
状態の金属）を収容した槽（以下はんだ槽と呼称する）
の槽壁外側に移動磁界発生用コイルおよびそのコアを配
設した構成のＦＬＩＰ型の電磁ポンプを使用している。

【０００６】そして、特開昭４９−６５９３４号公報や
ＷＯ９７／４７４２２号公報の技術では、電磁ポンプの
推力方向が鉛直方向（縦方向）を向くようにこの電磁ポ
ンプを配設し、はんだ槽の槽底側に吸い込み口を設け、
はんだ液面側に吐出口を設けることではんだ液面上に噴
流波を形成するように構成している。

【０００７】また、特開昭５８−１２２１７０号公報の
技術では、電磁ポンプの推力方向が水平方向（横方向）
を向くように該電磁ポンプを配設し、はんだ槽の一方の
側壁近傍の槽底側に吸い込み口を設け、他方の側壁近傍
の槽底側に吐出口を設け、さらに該吐出口からはんだ液
面方向すなわち鉛直方向にはんだを導いて、このはんだ
液面上に噴流波を形成するように構成している。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】誘導型電磁ポンプは、
はんだに移動磁界を作用させて推力を発生させる仕組み
である。したがって、推力発生流路すなわち移動磁界を
はんだに作用させる磁気回路の磁気抵抗が少なくなるよ
うにこの推力発生流路は数ｍｍ程度の極めて狭い間隔で
構成されている。

【０００９】一方で、はんだ槽に収容された溶融状態の
はんだは時間の経過とともに酸化が進行し、その酸化は
噴流によって一層激しく進行する。そして、このはんだ
の酸化物が集積されてはんだ液面上に浮上し滞留してド
ロスを形成するようになる。

【００１０】そして、このドロスが前述したような電磁
ポンプの狭い推力発生流路に吸い込まれると、この推力
発生流路に付着して堆積し易く、この付着・堆積によっ
て電磁ポンプの推力が低下したり不安定に変動したりし
て、ひいては溶融状態のはんだの噴流波の形状や波高が
低下したり不安定に変動したりして、結果的にプリント
配線板のはんだ付け品質を低下させる問題がある。

【００１１】そのため、ＷＯ９７／４７４２２号公報に
も説明されているように、「細長い棒材または板材を挿
入して」推力発生流路に付着したドロスすなわち酸化し
たはんだや、はんだ付け作業によって発生するフラック
ス等の不純物の混合体を頻繁に除去・清掃する必要があ
る。しかも、特開昭５８−１２２１７０号公報の技術で
は、電磁ポンプの推力発生流路が槽底に横方向に位置し
て固定されているので、このような除去・清掃作業さえ
も行うことができない。

【００１２】一方で、特開昭４９−６５９３４号公報や
ＷＯ９７／４７４２２号公報の技術では、ドロスが推力
発生流路に付着・堆積し易い構成となっている。すなわ
ち、噴流波を形成したはんだがはんだ槽に落流して還流
すると、この落流方向の下方位置に電磁ポンプの吸い込
み口が設けられているために、そのままはんだ槽の槽底
側に設けられた電磁ポンプの吸い込み口を目指して下方
へ流れ、ひいては噴流に際して発生したはんだの酸化物
やはんだ液面上に浮遊していて前記はんだの落流・還流
に巻き込まれたドロスもそのまま電磁ポンプの吸い込み
口を目指して流れ、この電磁ポンプの吸い込み口から吸
い込まれてその推力発生流路に流れて付着・堆積し易い
のである。

【００１３】さらに、特開昭４９−６５９３４号公報や
ＷＯ９７／４７４２２号公報の技術では、溶融状態のは
んだを収容したはんだ槽の容積が噴流波を形成するはん
だの単位時間当たり流量に比較して小さいため、噴流に
際して発生したはんだの酸化物やはんだ液面上に浮遊し
ていて前記はんだの落流・還流に巻き込まれたドロス
が、はんだ中からはんだ液面上へ浮上することができな
い。

【００１４】すなわち、噴流したはんだが電磁ポンプの
吸い込み口に吸い込まれるまでの所要時間が、はんだ中
のはんだの酸化物がはんだ液面に浮上するために要する
時間よりも短いため、はんだ中のはんだの酸化物が液面
上に浮上することができずにそのまま電磁ポンプの吸い
込み口から推力発生流路へ吸い込まれてしまうのであ
る。このことは、はんだ槽の槽底に電磁ポンプを設けた
特開昭５８−１２２１７０号公報の技術についても同様
に当てはまる。なお、ＷＯ９７／４７４２２号公報で
は、はんだ槽内のはんだ量を減少させることができるこ
とを発明の特徴の１つとしている。

【００１５】ちなみに、多数の電子部品が搭載されたプ
リント配線板をはんだの噴流波ではんだ付けするフロー
はんだ付け方法においては、噴流波の性状として通常幅
２０ｍｍ以上（２０〜６０ｍｍ程度）で長さが３５０ｍ
ｍ以上そして波高が４〜１０ｍｍ程度のはんだの噴流波
が必要である。そのため、１つの噴流波当たり最大で４
０（リットル／分）程度のはんだ噴流流量が必要であ
る。すなわち、プリント配線板との十分な接触時間を確
保して良好なはんだの濡れ性を確保する必要があるから
である。

【００１６】そして、最も重要なことは、従来ははんだ
液面に形成される前記の塊状のドロスだけを問題にして
いたが、本発明者ははんだの噴流の過程で発生する微細
な粒子状のはんだの酸化物が電磁ポンプに吸い込まれる
ことにより、その推力発生流路に付着することを見いだ
した。はんだ液面に形成される塊状のドロスはこれらの
微細な粒子状のはんだの酸化物が集まって形成されてい
たのである。

【００１７】さらに、前記塊状のドロスは気泡を含むた
め、はんだ中の深部から数秒程度で浮上するが、前記微
細で粒子状のはんだの酸化物は気泡を含まないため浮力
が小さく、直ちにはんだ液面上へ浮上しないのである。

【００１８】本発明の目的は、はんだ付け噴流波形成装
置を運転すなわち噴流波を形成した際に発生するはんだ
の酸化物を、この噴流波形成に伴う循環するはんだの流
れから分離して液面上に浮上させることができるように
構成することによって、はんだの送給手段としての誘導
型電磁ポンプの推力発生流路にはんだの酸化物が付着し
難いようにして、安定した噴流波を長期間に渡って維持
できるようにすることにある。また、発生したドロスは
はんだ液面から排出するように構成することによって、
はんだ中への巻き込みを生じないようにすることにあ
る。そしてその結果、はんだ付け品質の優れたプリント
配線板を、長期間に渡って安定して生産することができ
るようにすることにある。

【００１９】

【課題を解決するための手段】本発明は、噴流波を形成
する際のはんだ槽内のはんだの流れをはんだの酸化物が
浮上し易いように構成するとともに、はんだの平均循環
時間がはんだの酸化物の浮上に必要な時間以上になるよ
うに構成したところに特徴がある。

【００２０】（１）はんだ槽に収容した溶融状態のはん
だを誘導型の電磁ポンプにより前記はんだ槽のはんだ液
面上に設けられた吹き口体の吹き口から噴流させること
により噴流波を形成する誘導型電磁ポンプ式はんだ付け
噴流波形成装置であって、前記はんだ槽のはんだ液面に
前記吹き口体を設ける領域と平面状に前記はんだ液面を
形成した酸化はんだ浮上領域とを設けるとともに前記酸
化はんだ浮上領域が前記吹き口体の吹き口から噴流して
形成されるはんだの噴流波の主な流れ方向の側部側に位
置するように前記吹き口体と前記酸化はんだ浮上領域と
を設け、かつ前記酸化はんだ浮上領域に前記電磁ポンプ
の吸い込み口を前記はんだ液面側または前記はんだ槽の
側壁側に向けて設ける。

【００２１】そして、前記はんだ槽の容積および前記吹
き口体の吹き口から前記電磁ポンプの吸い込み口までの
距離を、前記吹き口から噴流して前記はんだ槽内に還流
したはんだが前記酸化はんだ浮上領域へ横移動して前記
電磁ポンプの吸い込み口に吸い込まれるまでに前記はん
だ槽内に還流した際に発生するはんだの酸化物が前記は
んだ液面上に浮上するように形成した誘導型電磁ポンプ
式はんだ付け噴流波形成装置である。

【００２２】はんだの酸化物には、はんだが酸化したこ
とによって発生した直後の微細で粒子状のはんだの酸化
物と、それら微細で粒子状のはんだの酸化物が集まって
形成された塊状のドロスとがある。この塊状のドロスは
気泡を含むシャーベット状の塊を形成して成り、この塊
状のドロスが、噴流するはんだがはんだ槽内に落流する
際に巻き込まれてはんだ中に沈むと、前記落流から離れ
ることによりはんだ液面上へ浮上する。この浮上に要す
る時間は通常数秒程度である。しかし、微細で粒子状の
はんだの酸化物は気泡を含まないため浮力が小さく、前
記落流から離れても直ちにはんだ液面上へ浮上しない。

【００２３】しかし、噴流波を形成したはんだの落流が
生じる領域すなわち吹き口体が設けられた領域から離
れ、かつその落流方向の側部側へはんだが流れるように
してはんだが滞留しながら横移動できる領域（はんだが
ゆっくりと横方向へ流れる領域）すなわち酸化はんだ浮
上領域を形成することにより、電磁ポンプの吸い込み口
に吸い込まれる前にはんだ液面上に浮上させることがで
きるようになる。

【００２４】このはんだの滞留可能時間は、有限の大き
さのはんだ槽において吹き口体の吹き口から噴流するは
んだの流量によって変化する。すなわち、前記はんだ流
量が大きくなるとはんだ槽内の深部まではんだが落流
し、かつはんだ槽内のはんだの循環時間が短くなるから
である。

【００２５】そして、前述のように、はんだが滞留しな
がら横移動する間に、微細な粒子状のはんだの酸化物が
はんだ液面上に浮上するようにはんだ槽の容積および吹
き口体の吹き口から電磁ポンプの吸い込み口までの距離
を決めたので、はんだ槽の深部に落流した微細な粒子状
のはんだの酸化物もはんだ液面上に浮上させることがで
きる。

【００２６】したがって、はんだの酸化物が電磁ポンプ
の吸い込み口から吸い込まれることが極めて少なくなっ
て、電磁ポンプの推力発生流路にはんだの酸化物が付着
しなくなる。

【００２７】（２）前記（１）の誘導型電磁ポンプ式は
んだ付け噴流波形成装置において、前記酸化はんだ浮上
領域のはんだ中にストレートスルー型の誘導型の電磁ポ
ンプを没設して設けるとともに前記電磁ポンプの吸い込
み口を前記はんだ槽の側壁側に向けて設け、さらに前記
電磁ポンプの吸い込み口を前記はんだ液面方向に向ける
可倒手段を設けるように構成する。

【００２８】電磁ポンプの吸い込み口をはんだ槽の側壁
側へ向けることにより、吹き口体の吹き口から噴流した
はんだは、最も長い滞留時間を得ることができるように
なる。すなわち、はんだの酸化物をはんだ液面上に浮上
させるための最も良い条件を得ることができるようにな
る。

【００２９】一方で、極めて長期間に渡って電磁ポンプ
を使用すれば清掃の必要が生じる。そして、誘導型の電
磁ポンプの推力発生流路がストレートスルー型すなわち
直線状に形成してあるので、可倒手段によりその吸い込
み口をはんだの液面方向に向けることができるように構
成することによって、この吸い込み口から清掃手段を挿
入して容易に清掃を行うことができるようになる。

【００３０】なお、ＡＬＩＰ型電磁ポンプを使用した場
合においては、その内部コアを挿抜自在に構成しておく
ことにより、円環状の推力発生流路内および内部コアを
極めて容易に清掃することができるようになる。

【００３１】（３）前記（１）または（２）の誘導型電
磁ポンプ式はんだ付け噴流波形成装置において、前記酸
化はんだ浮上領域のはんだ液面に前記はんだの流れ方向
または前記流れ方向に直交する方向へ前記はんだの酸化
物が塊まったドロスを収集して排出するドロス排出手段
を着脱自在に設けて構成する。

【００３２】このように構成することによって、酸化は
んだ浮上領域にはんだの酸化物を分離して浮上させ集積
させることができるようになる。したがって、この平面
状に形成された酸化はんだ浮上領域のはんだ液面に、は
んだの流れ方向へまたは前記流れ方向に直交する方向へ
前記はんだの酸化物が塊まったドロスを収集して排出す
るドロス排出手段を設けることにより、はんだの酸化物
の浮上に障害を与えることなく極めて容易に発生したド
ロスをはんだ槽から排出し、清浄なはんだではんだ付け
作業を行うことができるようになる。また、ドロス排出
手段は着脱自在であるので、このドロス排出手段を取り
外せば電磁ポンプの清掃作業を容易に行うことができる
ようになる。

【００３３】なお、以上の（１）（２）（３）の構成
は、酸化速度が速い錫−亜鉛系はんだ（例えば、錫−９
％亜鉛はんだ）においては特別かつ有効に作用する。

【００３４】

【発明の実施の形態】本発明の誘導型電磁ポンプ式はん
だ付け噴流波形成装置は、次のような実施形態例におい
て実施することができる。

【００３５】（１）実施形態例−１ 図１は、本発明の誘導型電磁ポンプ式はんだ付け噴流波
形成装置の実施形態例−１の構成例の側断面を示す図で
ある。また、図２は、実施形態例−１の全容を示す斜視
図である。なお、図１においては温度制御系および電磁
ポンプ制御系をブロック図で描いてあり、図２において
は吹き口体の構成をわかり易くするために噴流波を破線
で描いてある。

【００３６】すなわち、はんだ槽１内には槽底２（また
は槽壁３）に沿ってヒータ５が設けてあり、このはんだ
槽１内に収容されたはんだ６を加熱して溶融させ、目的
とする温度に保持するように構成されている。はんだ６
の温度は温度制御装置７により制御される仕組みであ
り、この温度制御装置７は温度センサ８の温度検出結果
を参照し、はんだ６の温度が予め指示された温度になる
ようにヒータ５に供給する電力を制御する仕組みであ
る。

【００３７】また、はんだ６の流れを整えるとともにこ
の流れを案内して連繋流路を形成するチャンバ体９が、
その吊り下げ部１０をはんだ槽１の上縁部４に係止して
ねじ１１で固定してある。そして、はんだ槽１の一方の
側には、所定の噴流波を形成する吹き口体１２がチャン
バ体９に嵌合して設けられ、その吹き口１３ははんだ液
面６ａ上に位置し、スリーブ１４を介してチャンバ体９
にねじ１５で固定することによりチャンバ体９に対して
着脱自在に設けられている。

【００３８】なお、吹き口体１２内に設けられた多孔板
１６ははんだ６の流れを整える整流手段である。また、
チャンバ体９内に設けられた流れ案内板１７は、チャン
バ体９内を流れるはんだ６の流れを整える手段である。

【００３９】そして、このチャンバ体９の中程に、チャ
ンバ体９のフランジ部９ａと電磁ポンプ２０のフランジ
部２１とを結合してＡＬＩＰ型の電磁ポンプ２０を結合
することができるように構成してあり、電磁ポンプ２０
はその推力発生流路２２を横向きにしてその吐出口２０
ａをチャンバ体９に結合するように構成してある。これ
により、電磁ポンプ２０の吸い込み口２０ｂは、はんだ
槽１の側壁３側へ向くように設けてある。

【００４０】さらに、このチャンバ体９と電磁ポンプ２
０とを結合するフランジ部９ａ、２１の上方側にはヒン
ジ２３を設けてあり、フランジ部９ａ、２１を介してチ
ャンバ体９に嵌合した電磁ポンプ２０を矢印Ａ方向へ回
動することで可倒できるように構成してある。なお、配
線用パイプ２４は、電磁ポンプ２０に多相交流電源を供
給するためのものであり、電磁ポンプ２０ははんだ５内
にその全表面（ケーシングの全表面）を没設して設けて
ある。

【００４１】そして、この電磁ポンプ２０はそのケーシ
ングに設けられた固定用アーム２５で前記チャンバ体９
の吊り下げ部１０とともにはんだ槽１の上縁部４に係止
してねじ１９で固定され、このねじ固定により前記フラ
ンジ部９ａ、２１においてチャンバ体９と電磁ポンプ２
０とが結合されるように構成してある。そして、このね
じ１９を取り外ずして電磁ポンプ２０を矢印Ａ方向に回
動することで前記の結合が離れ、把手２８により電磁ポ
ンプ２０を可倒できるように構成してある。

【００４２】また、図１に示すように電磁ポンプ２０が
設けられている側とは反対側すなわち図の左側のチャン
バ体９の吊り下げ部１０には、はんだ槽１の上縁部４に
ヒンジ２６を設けてチャンバ体９を矢印Ｂ方向へ回動す
ることで可倒できるように構成してある。なお、この可
倒に際しては、図１の右側のはんだ槽１の上縁部４に設
けた固定用のねじ１１，１９を取り外して行う。そし
て、固定用のねじ１１，１９を全て取り外し、はんだ槽
１の両側の上縁部４に設けた吊り下げ部１０を把手２７
により一緒に持ち上げれば、このはんだ槽１内からチャ
ンバ体９と電磁ポンプ２０とを一緒に引き上げることが
できる。

【００４３】このように、矢印Ａ方向に電磁ポンプ２０
を回動して可倒したり、矢印Ｂ方向でチャンバ体９ごと
電磁ポンプ２０を回動して可倒することにより、はんだ
液面６ａ方向に電磁ポンプ２０の吸い込み口２０ｂを向
けることができるようになる。または、はんだ液面６ａ
上に電磁ポンプ２０の吸い込み口２０ｂを顕出させるこ
とができる。

【００４４】ＡＬＩＰ型の電磁ポンプ２０は、外部コア
２９やこの外部コア２９に捲回する移動磁界発生用コイ
ル３０の配置や形状を円柱状に構成することができるた
め、通常はその外観も円柱状である。また、その内部コ
ア３１も円柱状であり、この外部コア２９と内部コア３
１との間の円環状の空間すなわち推力発生流路２２に移
動磁界を発生させ、この流路２２のはんだ６に推力を与
えて移動させ、吐出力および吸い込み力を発生させる。

【００４５】そして、内部コア３１には吸い込み口２０
ｂ側に把手３１ａが設けてあり、かつこの内部コア３１
が挿抜自在に設けられ、電磁ポンプ２０を前記のように
可倒した際に内部コア３１を抜き去ることができるよう
に構成してある。

【００４６】なお、図１に例示する構成のＡＬＩＰ型の
電磁ポンプ２０は、電磁ポンプ２０内の推力発生流路２
２が直線状であることから、ストレートスルー型と呼称
されている。また、図には外部コア２９や移動磁界発生
用コイル３０の詳細は省略して図示しておらず、そのケ
ーシングの外観のみを図示している。さらに、図１では
ＡＬＩＰ型の電磁ポンプ２０を例として示したが、ＦＬ
ＩＰ型の電磁ポンプを同様のフランジ接続の構成で使用
することができる。

【００４７】電磁ポンプ２０に移動磁界を発生させるた
めの電力は多相交流電源装置（例えば、ＶＶＶＦ型３相
インバータ電源装置）３３から供給される。そして、こ
の多相交流電源装置３３は、制御装置３４との通信によ
りその出力電圧や周波数が任意に調節され設定される構
成である。そして、制御装置３４はコンピュータシステ
ムで構成され、キーボード等の指示操作部３５とＬＣＤ
等の表示部３６とを備えていて、指示操作部３５からの
指示により前記多相交流電源装置３３の作動を制御する
構成である。

【００４８】そして、図１および図２に示すように、は
んだ槽１のはんだ液面６ａの一方の領域には吹き口体１
２を設け、他方の領域にははんだの酸化物３８を浮上さ
せるために、そのはんだ液面６ａに従来の機械式ポンプ
において存在していたポンプ軸等のはんだの流れを邪魔
する部材が存在しない平面状の酸化はんだ浮上領域３７
を形成する。また、噴流波４０を形成するはんだ６の流
れ方向Ｃに対してその側部側に酸化はんだ浮上領域３７
は設けられ、電磁ポンプ２０の吸い込み口２０ｂはこの
側部側の酸化はんだ浮上領域３７のはんだ槽１の側壁３
側を向けて設け、案内板３９を落流する噴流波４０を形
成してはんだ槽１内に落流して還流したはんだ６がこの
噴流波４０の流れ方向に対して横方向へ流れて移動し、
この横方向の移動距離が最も長くなるように構成してあ
る。

【００４９】また、はんだ槽１のはんだ収容容積は３０
リットルであり、例えば噴流幅４０ｍｍで長さ３５０ｍ
ｍ、噴流波高１０ｍｍとした場合の噴流流量すなわち通
常の噴流波４０を形成するために必要な最大の流量４０
（リットル／分）を考慮してその容積を決めてある。で
きればはんだ槽１の容積は通常使用される最大噴流流量
（リットル／分）の半分以上の容積が良い。なお、電磁
ポンプ２０の容積およびその推力発生流路２２からチャ
ンバ体９を経て吹き口体１２の吹き口１３に至るまでの
容積は、図１の例では約５リットルである。したがっ
て、噴流波４０を形成したはんだ６がはんだ槽１内に落
流・還流してから電磁ポンプ２０の吸い込み口２０ｂに
吸い込まれるまでに要する平均所要時間ｔ_ｎはｔ_ｎ＝
（（３０−５）／４０）×６０≒３７秒となる。

【００５０】すなわち、微細な粒子状のはんだの酸化物
３８がはんだ槽１のはんだ６内に落流して浮上するまで
概ね２０秒程度を要するからであり、吹き口体１２の吹
き口１３から噴流したはんだ６がはんだ槽１内に落流・
還流してから酸化はんだ浮上領域３７へ横移動し、その
後に再び電磁ポンプ２０の吸い込み口２０ｂに吸い込ま
れるまでに要する平均所要時間が２０秒以上になるよう
にはんだ槽１のはんだ収容容積を決めてある。

【００５１】これは、吹き口１３から噴流するはんだ６
の単位時間当たりの流量について２０秒以上の滞留時間
が確保されることにより、落流によりはんだ槽１のはん
だ６の深部に落流した微細な粒子状のはんだの酸化物３
８もはんだ液面６ａ上に浮上させることができるからで
ある。なお、シャーベット状の塊状となったドロス４１
には気泡が含まれているので、数秒程度ではんだ液面６
ａに浮上することができる。

【００５２】なお、本発明者は、はんだ６が吹き口体１
２の吹き口１３から噴流して噴流波４０を形成した際に
発生した気泡を含まない微細な粒子状のはんだの酸化物
３８が落流の際にはんだ槽１のはんだ６の深部に巻き込
まれてから浮上するまでに要する時間は、約２０秒程度
であることを確かめている。また、この浮上に要する時
間が噴流流量には依存しないことも確かめている。

【００５３】例えば、従来から使用されている錫−３７
鉛はんだ（錫６３％、鉛３７％のはんだ）および鉛フリ
ーはんだの錫−３．５銀−０．７５銅はんだ、錫−０．
７銅はんだでは浮上時間が約２０秒前後であり、錫−９
亜鉛はんだでは浮上時間が約１５秒前後である。なお、
はんだの温度を２５０℃として測定した。したがって、
これらのはんだにビスマスやインジウム、ゲルマニウ
ム、ニッケル等々の微量の添加物を加えたはんだについ
ても概ね同様の結果が得られることが推測される。

【００５４】次に、このように構成された誘導型電磁ポ
ンプ式はんだ付け噴流波形成装置の作動について説明す
る。

【００５５】制御装置３４からの指令により多相交流電
源装置３３から電磁ポンプ２０に多相交流電源が供給さ
れると、電磁ポンプ２０の推力発生流路２２に吸い込み
口２０ｂから吐出口２０ａ方向へ移動する移動磁界が発
生し、この移動磁界によりはんだ６に推力が与えられて
吐出口２０ａからチャンバ体９へはんだ６が供給され
る。チャンバ体９へ供給されたはんだ６は流れ案内板１
７および多孔板１６によりその流れが整えられて吹き口
体１２の吹き口１３から矢印Ｃ方向へ噴流して噴流波４
０を形成する。

【００５６】この噴流波４０を形成したはんだ６ははん
だ槽１内に落流して還流し、図１の右方向へ横移動しな
がら電磁ポンプ２０の吸い込み口２０ｂへ向かって流れ
る。噴流波４０を形成したはんだ６がはんだ槽１内に落
流して還流してから電磁ポンプ２０の吸い込み口２０ｂ
に吸い込まれるまでの平均所要時間は、先に計算したよ
うに約３７秒である。

【００５７】したがって、はんだ６の噴流流量の１（リ
ットル／分）当たり少なくとも２０秒以上の横移動（図
１の左側から右側への横流れ）の滞留時間が得られるよ
うに吹き口体１２と電磁ポンプ２０ひいてはその吸い込
み口２０ｂとを配設するとともにはんだ槽１の容積およ
び形状を決めることにより、噴流波４０を形成するはん
だ槽１内のはんだ６の循環した流れの途中すなわち噴流
波４０を形成したはんだ６のはんだ槽１内への落流・還
流から電磁ポンプ２０の吸い込み口２０ｂに吸い込まれ
るまでの横移動の際に、微細な粒子状のはんだの酸化物
３８を酸化はんだ浮上領域３７に浮上させることができ
る。

【００５８】すなわち、本実施形態例−１の装置では、
この循環するはんだ６の流れの横移動の際に、噴流波４
０を形成した際に発生した微細な粒子状のはんだの酸化
物３８が酸化はんだ浮上領域３７に浮上して集まり、塊
すなわちドロス４１を形成するようになる。もちろん、
気泡を含む塊状のドロスがはんだ６の中に含まれていて
も、このドロス４１は数秒程度で直ちにはんだ液面６ａ
に浮上し、同様にして酸化はんだ浮上領域３７に集まる
ようになる。

【００５９】このように、本実施形態例−１の誘導型電
磁ポンプ式はんだ付け噴流波形成装置においては、電磁
ポンプ２０にはんだの酸化物３８が吸い込まれないよう
になって、この電磁ポンプ２０の推力発生流路２２には
んだの酸化物３８が付着する機会が激減し、この推力発
生流路２２の清掃頻度を極めて少なくすることができる
ようになる。

【００６０】なお、通常行われているような１ヵ月毎や
３ヵ月毎あるいは６ヵ月毎の定期メンテナンスに際して
は、電磁ポンプ２０の固定用アーム２５をはんだ槽１の
上縁部４に固定しているねじ１９を取り外し、この固定
用のアーム２５に設けられた把手２８により電磁ポンプ
２０自体をフランジ部２１に設けたヒンジ２３を回動中
心として矢印Ａ方向に回動して可倒することにより、こ
の電磁ポンプ２０の吸い込み口２０ｂをはんだ液面６ａ
側へ向けるかあるいははんだ液面６ａ上に現れるように
することができるので、その状態で電磁ポンプ２０の推
力発生流路２２を清掃することができる。

【００６１】また、図１の右側に示すチャンバ体９の吊
り下げ部１０をはんだ槽１の上縁部４に固定するねじ１
１，１９を併せて取り外して吊り下げ部１０に設けられ
た把手２７により、図の左側のはんだ槽１の上縁部４の
吊り下げ部１０に設けたヒンジ２６を回動中心として当
該のチャンバ体９と電磁ポンプ２０とを一体に矢印Ｂ方
向に回動させても電磁ポンプ２０を可倒させ、その吸い
込み口２０ｂをはんだ液面６ａ上に現れるようにするこ
とができる。

【００６２】また、本実施形態例−１のように、電磁ポ
ンプ２０にＡＬＩＰ型電磁ポンプを使用した場合には、
この電磁ポンプ２０の内部コア３１を挿抜自在に設けて
おくことにより、その把手３１ａにより内部コア３１を
抜き去って推力発生流路２２と内部コア３１とを容易に
清掃することができるようになる。

【００６３】そして、はんだ槽１の酸化はんだ浮上領域
３７に分離され集められたドロス４１は、ヘラのような
掬い上げ手段により容易に回収することができるように
なり、常に清浄な状態ではんだ付け用の噴流波４０を形
成することができるようになる。また、回収されたドロ
ス４１は再生することにより再使用することができるよ
うになる。

【００６４】（２）実施形態例−２ 図３は、本発明の誘導型電磁ポンプ式はんだ付け噴流波
形成装置の実施形態例−２の構成例の側断面を示す図で
ある。また、図４は、実施形態例−２の全容を示す斜視
図である。なお、図３においては温度制御系および電磁
ポンプ制御系をブロック図で描いてあり、図４において
は吹き口体の構成をわかり易くするために噴流波を破線
で描いてある。

【００６５】本実施形態例−２が先に示した実施形態例
−１と相違する点は、電磁ポンプ２０の吸い込み口２０
ｂを酸化はんだ浮上領域３７のはんだ液面６ａ方向を向
けて設け、その推力発生流路２２が鉛直方向を向くよう
に設けている点である。そして、電磁ポンプ２０の吸い
込み口２０ｂには傘状の吸い込み案内板４２を設けて吸
い込み案内板４２の下方側からはんだ６を吸い込むよう
に構成されている。

【００６６】なお、吸い込み案内板４２はスペーサ４３
を介してねじ４４により電磁ポンプ２０に着脱自在に固
定されていて、同様に着脱自在に設けられた電磁ポンプ
２０の内部コア３１と一体に形成されている。すなわ
ち、この吸い込み案内板４２と電磁ポンプ２０の内部コ
ア３１とは、酸化はんだ浮上領域３７のはんだ液面６ａ
側から着脱することができるように構成してある。

【００６７】図３に例示する誘導型の電磁ポンプ２０は
ＡＬＩＰ型であるが、先の実施形態例−１と同様に推力
発生流路２２に内部コア３１の無いＦＬＩＰ型電磁ポン
プを使用することができる。

【００６８】そして、本実施形態例−２ではチャンバ体
９がはんだ槽１に設けられた固定台４５にねじ４６によ
り着脱可能に固定され、このチャンバ体９に図示しない
手段で電磁ポンプ２０が固定されている。この電磁ポン
プ２０は配線用配管４８がフランジ部４９を介してはん
だ槽１に貫通して設けられ、フランジ固定ねじ５０によ
り固定され封止されている。すなわち、先の実施形態例
−１では、はんだ液面６ａ側から電磁ポンプ２０への電
力供給を行っているが、本実施形態例−２では、はんだ
槽１の側壁３側から電磁ポンプ２０への電力供給を行う
ように構成してある。したがって、図４に例示するよう
に酸化はんだ浮上領域３７に他の構成部品が存在しない
領域を形成することができる。

【００６９】また、はんだ槽１のはんだ収容容積は先の
実施形態例−１と同様に３０リットルであり、電磁ポン
プ２０の容積およびその推力発生流路２２からチャンバ
体９を経て吹き口体１２の吹き口１３に至るまでの容積
も、同様に約５リットルである。

【００７０】したがって、噴流幅４０ｍｍで長さ３５０
ｍｍ、噴流波高１０ｍｍとした場合の噴流流量すなわち
通常の噴流波４０を形成するために必要な最大の流量と
して４０（リットル／分）とすると、噴流波４０を形成
したはんだ６がはんだ槽１内に落流・還流してから電磁
ポンプ２０の吸い込み口２０ｂに吸い込まれるまでに要
する平均所要時間ｔ_ｎは同様にｔ_ｎ＝（（３０−５）／
４０）×６０≒３７秒となる。

【００７１】すなわち、本実施形態例−２の装置でも、
噴流波４０を形成する過程ではんだ槽１内のはんだ６が
循環するが、噴流波４０を形成した後にはんだ槽１内に
落流・還流し、その後に電磁ポンプ２０の吸い込み口２
０ｂに吸い込まれるまでのはんだ６の横移動（図３の左
側から右側への横流れ）の際に、噴流波４０を形成した
際に発生した微細な粒子状のはんだの酸化物３８が酸化
はんだ浮上領域３７に浮上して集まり、塊すなわちドロ
ス４１を形成するようになる。

【００７２】したがって、電磁ポンプ２０にはんだの酸
化物３８が吸い込まれないようになって、この電磁ポン
プ２０の推力発生流路２２にはんだの酸化物３８が付着
する機会が激減し、この推力発生流路２２の清掃頻度を
極めて少なくすることができるようになる。

【００７３】（３）実施形態例−３ 本実施形態例−３は、先の実施形態例−１や実施形態例
−２に、ドロス排出手段を設けて誘導型電磁ポンプ式は
んだ付け噴流波形成装置を構成した例である。

【００７４】図５は、実施形態例−２にドロス排出手段
を設けた実施形態例−３の要部の側断面を示す図であ
る。また、図６は、実施形態例−３のドロス排出手段の
全容とその着脱の態様を説明するための斜視図である。

【００７５】すなわち、酸化はんだ浮上領域３７のはん
だ液面をはんだ６の横流れ方向に移動する収集体５２を
設けてあり、この収集体５２により収集されたドロス４
１を掻き上げ体５３に沿ってはんだ液面６ａから分離し
て回収箱５４内に投下回収するように構成してある。し
たがって、はんだの酸化物３８の浮上に障害を与えるこ
となくドロス４１の収集と排出を行うことができる。な
お、酸化はんだ浮上領域３７のはんだ液面６ａをはんだ
６の横流れ方向に直交する方向に収集体５２が移動する
ように構成してもよく、同様にはんだの酸化物３８の浮
上に影響を与えることがない。

【００７６】収集体５２は平行２条に設けられ回動走行
するチェーン５５に設けられ、このチェーン５５は（減
速ギア５６ａ等を有する）モータ５６により駆動され
る。すなわち、平行２条のアーム５７のそれぞれの両端
にスプロケット５８を設けてチェーン５５を掛け渡し、
平行２条に構成してあり、一方のスプロケット５８を駆
動軸５９で連結させるとともにモータ５６で連動駆動す
るように構成してある。なお、モータ５６と駆動軸５９
との結合もスプロケット６０とチェーン６１によって行
っている。

【００７７】そして、駆動軸５９側のスプロケット５８
の周囲すなわち前記収集体５２が下方から上方へ回動し
て復路走行する部分に、この収集体５２に当接しドロス
４１の掻き上げを案内する掻き上げ体５３を設け、この
掻き上げ体５３に隣接して回収箱５４を設けて構成して
ある。

【００７８】前記アーム５７と掻き上げ体５３そして回
収箱５４は、スプロケット５８やチェーン５５、収集体
５２、モータ５６、駆動軸５９、等と一体に構成されて
ドロス排出手段６５を構成し、このドロス排出手段６５
には前記アーム５７および掻き上げ体５３と回収箱５４
との間にはんだ槽１の上縁部４に嵌合して係止される挟
設手段６６を設けてあり、矢印Ｄ方向に装着できるとと
もに矢印Ｄの反対方向に取り外すことが自在に行えるよ
うに構成してある。

【００７９】したがって、ドロス排出手段６５を取り外
すことにより、電磁ポンプ２０の推力発生流路２２の清
掃等のメンテナンス作業を容易に行うことができるよう
になる。また、当該ドロス排出手段６５のメンテナンス
も容易に行うことができるようになる。

【００８０】（４）実施形態例−４ 本実施形態例−４は、先の実施形態例−１や実施形態例
−２に、ドロス排出手段を設けて誘導型電磁ポンプ式は
んだ付け噴流波形成装置を構成した例であるが、チャン
バ（不図示）内に不活性ガス等を供給して特別な雰囲気
を形成し、例えば低酸素濃度の不活性ガス雰囲気を形成
したチャンバ内に誘導型電磁ポンプ式はんだ付け噴流波
形成装置を配設してはんだ付けシステムを構成する際
に、チャンバの封止性を損なうことがないようにドロス
排出手段を設けた構成となっている。

【００８１】このような、低酸素濃度の不活性ガス雰囲
気中ではんだ付けを行う技術の例として、特開２００１
−２３０５３８号公報にその例を見ることができる。こ
の技術例では、トンネル状チャンバに設けた開口にスカ
ートを設け、このスカートをはんだ槽のはんだ中に浸漬
して完全な封止を実現している。

【００８２】図７は、先の実施形態例−２にスカート挿
入部を有するドロス排出手段を設けた本実施形態例−４
の要部の側断面を示す図である。また、図８は、本実施
形態例−４のドロス排出手段の全容とその着脱の態様を
説明するための斜視図である。

【００８３】すなわち、本実施形態例−４では、先の実
施形態例−３において説明したドロス排出手段６５を、
前記スカートの浸漬を行うことができるようにスカート
挿入部６８を設けて構成したものである。

【００８４】すなわち、ドロス排出手段６５をはんだ槽
１に着脱自在に設けるための挟設手段６６とアーム５７
との間にはんだ６中に浸漬されるスカート挿入部６８を
設けるとともに、ドロス４１の回収箱５４をはんだ６中
に設けてこの回収箱５４とはんだ槽１との間にもはんだ
６中に浸漬されるスカート挿入部６８を設けて挟設手段
６６を設けるように構成してある。

【００８５】したがって、例えば特開２００１−２３０
５３８号公報に見られるようなトンネル状チャンバに設
けられたスカートを、前記のドロス排出手段６５に設け
られたスカート挿入部６８に挿入してはんだ６中に浸漬
することにより、このトンネル状チャンバの封止を完全
な状態に維持することができるようになる。

【００８６】なお、本実施形態例−４の作動は先の実施
形態例−３と同様である。すなわち、酸化はんだ浮上領
域３７のはんだ液面６ａをはんだ６の横流れ方向に移動
する収集体５２により移動させてドロス４１を収集し、
続いてこのドロス４１を掻き上げ体５３に沿ってはんだ
液面６ａから分離して回収箱５４内に投下回収する仕組
みである。したがって、はんだの酸化物３８の浮上に障
害を与えることなくドロス４１の収集と排出を行うこと
ができる。もちろん、酸化はんだ浮上領域３７のはんだ
液面６ａをはんだ６の横流れ方向に直交する方向に収集
体５２が移動するように構成してもよい。

【００８７】ちなみに、特開２００１−２３０５３８号
公報に見られるようなシステムでは、図示はされていな
いが通常はんだ槽のエレベータ機構が備えられていて、
はんだ槽とトンネル状チャンバとが分離できるように構
成されている。すなわち、はんだ槽等のメンテナンス作
業を行うことができるようにするためである。

【００８８】したがって、このようなはんだ槽の分離を
行うことにより、本実施形態例−４においてもドロス排
出手段６５を容易に着脱することができるようになり、
電磁ポンプ２０やはんだ槽１等さらにはドロス排出手段
６５自体をも容易に清掃する等のメンテナンス作業を行
うことができるようになる。

【００８９】なお、先の実施形態例−３および本実施形
態例−４において説明した誘導型電磁ポンプ式はんだ付
け噴流波形成装置のドロス排出手段６５は、挟設手段６
６と併せてねじ（不図示）による固定を行ってもよい。
すなわち、当該のねじを取り外せばこのドロス排出手段
６５を容易に着脱することができるからである。

【００９０】また、ドロス排出手段６５の運転態様すな
わちモータ５６の運転態様としては、ゆっくりと常時運
転する方法、はんだ付け噴流波形成装置の運転時間をタ
イマで測定しこの運転時間が予め決めた所定の時間に達
した際に運転する方法（所定時間毎に繰り返し運転する
方法）、はんだ液面６ａのドロス４１による隆起をセン
サで検出してこの隆起が予め決めた所定の量を越えた際
に運転する方法、手動スイッチにより運転する方法、等
々の態様を採ることができ、これらを組み合わせて運転
するようにしてもよい。なお、運転の継続期間すなわち
モータ５６が回転している時間的長さは、使用態様に合
わせて任意に決めればよい。

【００９１】

【発明の効果】以上のように、本発明の誘導型電磁ポン
プ式はんだ付け噴流波形成装置によれば、従来は問題と
されていなかった浮上し難い微細な粒子状のはんだの酸
化物を分離して浮上させて、この微細な粒子状のはんだ
の酸化物を誘導型電磁ポンプに吸い込むことがないよう
にすることができるようになる。したがって、誘導型電
磁ポンプの推力発生流路にはんだの酸化物が付着しない
ようになる。また、はんだ液面に浮上して塊状に形成さ
れたドロスを、微細な粒子状のはんだの酸化物の浮上を
妨げることなく排出することができるようになる。しか
も、電磁ポンプのメンテナンス作業やはんだ槽のメンテ
ナンスさらにはドロス排出手段のメンテナンスも極めて
容易に行うことができる。

【００９２】その結果、ドロスが混入していないはんだ
の噴流波でプリント配線板のはんだ付け作業を行うこと
ができるようになるとともに、電磁ポンプの推力も長期
間に渡って安定になるため長期間に渡って安定で再現性
に優れた噴流波を形成することができるようになり、は
んだ付け品質の優れたプリント配線板を長期間に渡って
安定して生産することができるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の誘導型電磁ポンプ式はんだ付け噴流波
形成装置の実施形態例−１の構成例の側断面を示す図で
ある。

【図２】実施形態例−１の全容を示す斜視図である。

【図３】本発明の誘導型電磁ポンプ式はんだ付け噴流波
形成装置の実施形態例−２の構成例の側断面を示す図で
ある。

【図４】実施形態例−２の全容を示す斜視図である。

【図５】実施形態例−２にドロス排出手段を設けた実施
形態例−３の要部の側断面を示す図である。

【図６】実施形態例−３のドロス排出手段の全容とその
着脱の態様を説明するための斜視図である。

【図７】実施形態例−２にスカート挿入部を有するドロ
ス排出手段を設けた実施形態例−４の要部の側断面を示
す図である。

【図８】実施形態例−４のドロス排出手段の全容とその
着脱の態様を説明するための斜視図である。

【符号の説明】

１ はんだ槽 ２ 槽底 ３ 側壁 ４ 上縁部 ５ ヒータ ６ はんだ ６ａ はんだ液面 ７ 温度制御装置 ８ 温度センサ ９ チャンバ体 ９ａ フランジ部 １０ 吊り下げ部 １１ ねじ １２ 吹き口体 １３ 吹き口 １４ スリーブ １５ ねじ １６ 多孔板 １７ 流れ案内板 １９ ねじ ２０ 電磁ポンプ ２０ａ 吐出口 ２０ｂ 吸い込み口 ２１ フランジ部 ２２ 推力発生流路 ２３ ヒンジ ２４ 配線パイプ ２５ 固定用アーム ２６ ヒンジ ２７ 把手 ２８ 把手 ２９ 外部コア ３０ 移動磁界発生用コイル ３１ 内部コア ３１ａ 把手 ３３ 多相交流電源装置 ３４ 制御装置 ３５ 指示操作部 ３６ 表示部 ３７ 酸化はんだ浮上領域 ３８ はんだの酸化物 ３９ 案内板 ４０ 噴流波 ４１ ドロス ４２ 吸い込み案内板 ４３ スペーサ ４４ ねじ ４５ 固定台 ４６ ねじ ４８ 配線用配管 ４９ フランジ部 ５０ フランジ固定ねじ ５２ 収集体 ５３ 掻き上げ体 ５４ 回収箱 ５５ チェーン ５６ モータ ５６ａ 減速ギア ５７ アーム ５８ スプロケット ５９ 駆動軸 ６０ スプロケット ６１ チェーン ６５ ドロス排出手段 ６６ 挟設手段 ６８ スカート挿入部

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 はんだ槽に収容した溶融状態のはんだを
   誘導型の電磁ポンプにより前記はんだ槽のはんだ液面上
   に設けられた吹き口体の吹き口から噴流させることによ
   り噴流波を形成する誘導型電磁ポンプ式はんだ付け噴流
   波形成装置であって、 前記はんだ槽のはんだ液面に前記吹き口体を設ける領域
   と平面状に前記はんだ液面を形成した酸化はんだ浮上領
   域とを設けるとともに前記酸化はんだ浮上領域が前記吹
   き口体の吹き口から噴流して形成されるはんだの噴流波
   の主な流れ方向の側部側に位置するように前記吹き口体
   と前記酸化はんだ浮上領域とを設け、かつ前記酸化はん
   だ浮上領域に前記電磁ポンプの吸い込み口を前記はんだ
   液面側または前記はんだ槽の側壁側に向けて設け、 前記はんだ槽の容積および前記吹き口体の吹き口から前
   記電磁ポンプの吸い込み口までの距離を、前記吹き口か
   ら噴流して前記はんだ槽内に還流したはんだが前記酸化
   はんだ浮上領域へ横移動して前記電磁ポンプの吸い込み
   口に吸い込まれるまでに、前記はんだ槽内に還流した際
   に発生するはんだの酸化物が前記はんだ液面に浮上する
   ように形成したことを特徴とする誘導型電磁ポンプ式は
   んだ付け噴流波形成装置。
2. 【請求項２】 前記酸化はんだ浮上領域のはんだ中にス
   トレートスルー型の誘導型の電磁ポンプを没設して設け
   るとともに前記電磁ポンプの吸い込み口を前記はんだ槽
   の側壁側に向けて設け、さらに前記電磁ポンプの吸い込
   み口を前記はんだ液面方向に向ける可倒手段を設けたこ
   とを特徴とする請求項１記載の誘導型電磁ポンプ式はん
   だ付け噴流波形成装置。
3. 【請求項３】 前記酸化はんだ浮上領域のはんだ液面に
   前記はんだの流れ方向または前記流れ方向に直交する方
   向へ前記はんだの酸化物が塊まったドロスを収集して排
   出するドロス排出手段が着脱自在に設けられたことを特
   徴とする請求項１または請求項２記載の誘導型電磁ポン
   プ式はんだ付け噴流波形成装置。