JP2003239056A - 酸化物の分離装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】従来の酸化物の分離装置は、溶融槽内でドロス
を酸化物とはんだに分離して増えたはんだを柄杓で汲み
出す際、高い位置に置かれた溶融槽から床面に置かれた
インゴットケースに汲み出していたため、柄杓を溶融槽
からインゴットケースまで下ろすときに柄杓から溶融は
んだがこぼれて、床面に付着したり、作業者の足にかか
ったりするという問題があった。 【解決手段】本発明の分離装置は、溶融槽の近傍に鋳型
を回転自在に設置してある。従って本発明の分離装置
は、溶融槽から汲み出した溶融はんだを安全に、しかも
容易に鋳込むことができるばかりでなく、鋳型の一方の
面の溝に鋳込み中、もう一方の面が冷やされるため、連
続した鋳込みが行える。

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
置の噴流はんだ槽で発生したドロスから、はんだと酸化
物を分離する装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】プリント基板のはんだ付けは、フラクサ
ー、プリヒーター、噴流はんだ槽、冷却機等が設置され
た自動はんだ付け装置で行う。自動はんだ付け装置の噴
流はんだ槽では、プリント基板がノズルから噴流する溶
融はんだに接触することにより、はんだ付け部にはんだ
が付着するものである。

【０００３】噴流はんだ槽にはノズルが設置されてお
り、該ノズルの下部は端部にポンプが取り付けられたダ
クトと接続されている。噴流はんだ槽での溶融はんだ
は、先ずダクト端部のポンプで溶融はんだがダクト内に
吸い込まれ、ダクト内を流動してノズル上方から噴流さ
れるようになっている。

【０００４】噴流はんだ槽の中の溶融はんだは、液面が
空気に触れているため常時、酸化が進んでおり、液面は
この酸化物で覆われているが、酸化物の下の溶融はんだ
は清浄な状態となっている。噴流はんだ槽の液面下では
清浄な溶融はんだがポンプでダクト内に吸い込まれ、そ
れがノズルから噴流されるときに、ここで空気に触れる
ことで酸化して新たな酸化物が発生する。そして噴流後
の溶融はんだがノズルからの落下時に、溶融はんだの液
面を乱し、液面の酸化物をどかして清浄な溶融はんだを
露出させ、この露出した清浄な溶融はんだが空気に触れ
て、ここでも酸化が起こる。従って、噴流はんだ槽で
は、噴流した溶融はんだの酸化に加え、噴流後の溶融は
んだの落下で液面が攪拌されることによる酸化で、あら
ゆる場所で酸化が進行している。

【０００５】ところで一般に噴流はんだ槽で発生するも
のを単に酸化物と称しているが、ここでの酸化物とは、
完全な酸化物が浮遊しているのではなく、酸化物と溶融
はんだが混じりあってシャーベット状となった所謂ドロ
スとして浮遊している。このドロスが時間の経過ととも
に大量に発生し、噴流はんだ槽全域を覆うようになる。
すると、ついにはドロスが噴流はんだ槽から溢れてこぼ
れてしまう。前述のようにドロスは溶融はんだと酸化物
が混じりあったものであるため、噴流はんだ槽からこぼ
れ落ちるとドロス中の溶融はんだが作業者の足にかかっ
て火傷を負わしたり、また床面にこびり付いたり、さら
にはドロスが噴流ポンプに吸い込まれ、噴流ノズルから
噴流してプリント基板に付着したりする等、問題のある
ものである。

【０００６】そこで、はんだ付けの現場では、作業者が
常に噴流はんだ槽を監視し、噴流はんだ槽にドロスが溜
まりはじめると、柄杓でドロスを掬い取り、一斗缶のよ
うな空き缶に廃棄していた。このようにして廃棄された
ドロスは、産業廃棄物回収業者に引き取ってもらってい
た。つまり、従来は高価なはんだが大量に含まれていた
ドロスを産業廃棄物回収業者に引き取ってもらわなけれ
ばならなかったものである。

【０００７】このようにドロスには未だ使用できるはん
だが大量に含まれているものであるが、はんだ付けの現
場ではドロスからはんだだけを分離することができなか
ったため、高価なはんだも酸化物と一緒に廃棄されてい
たのが現状である。この経済的な損失に鑑み、はんだ付
けの現場でドロスから酸化物を除去してはんだを取り出
すという分離装置が特開2001-234258号に提案されてい
る。また自動はんだ付け装置の噴流はんだ槽にゴマ、米
糠、菜種等の糖類を散布し、噴流はんだ槽で発生したド
ロスを噴流はんだ槽内で酸化物とはんだに分離する方
法、装置が特開2000-190073号に提案されている。

【０００８】特開2001-234258号の分離装置は、はんだ
を溶融させる溶融槽の上部にカバーが設置され、該カバ
ーに溶融はんだとドロスを攪拌するヘラが取り付けられ
ており、該カバーに非酸化性ガス供給口が取り付けられ
ているものである。この分離装置でドロスから酸化物を
分離するには、別途自動はんだ付け装置のはんだ槽で発
生したドロスを噴流はんだ槽から掬い取り、これを分離
装置の溶融槽内で溶融状態となったはんだの上に置く。
そして溶融槽をカバーで覆うとともに、溶融槽内に非酸
化性ガスを流入させて非酸化性雰囲気にしてからカバー
に取り付けられた攪拌ヘラを回転させる。すると溶融は
んだ上に置かれたドロスは、溶融はんだと接触するよう
になる。このドロスは溶融はんだと酸化物が混じりあっ
たものであるため、攪拌ヘラで溶融槽内の溶融はんだと
接触すると、ドロス中の溶融はんだが溶融槽内の溶融は
んだと融合して酸化物と分離する。このときカバー内が
非酸化性雰囲気となっているため、はんだは再酸化しな
くなる。

【０００９】また特開2000-190073号のはんだ回収装置
は、自動はんだ付け装置の噴流はんだ槽に酸化分離剤を
散布する手段を備えたものである。ここでは噴流はんだ
槽内でドロスをはんだと酸化物に分離して酸化物だけを
廃棄するため、噴流はんだ槽内ではんだが増えることは
ない。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】ところで特開2001-234
258号の酸化分離装置では、ドロス中の溶融はんだが溶
融槽内の溶融はんだと融合すると、溶融槽内では溶融は
んだが増える。そこで増えた量の溶融はんだを柄杓で汲
み出し、床上に置かれたインゴットケースに注ぎ込んで
インゴットにしていた。従って、作業者は酸化分離装置
の溶融槽から柄杓で溶融はんだを汲み出してから、溶融
はんだが入った柄杓を床上に置いたインゴットケースま
で下ろして柄杓内の溶融はんだをインゴットケースに流
し込んでいたものである。しかしながら柄杓を溶融槽か
ら床上のインゴットケースに下ろすときに、柄杓が他の
ものに当たったり、柄杓の中に溶融はんだが大量に入っ
ていたりすると、柄杓を下ろす途中で溶融はんだが柄杓
からこぼれてしまうことがある。こぼれた溶融はんだは
床面に飛散し、床面に付着して床面を焦がす。さらにこ
ぼれた溶融はんだが作業者の足にかかって作業者の靴の
中にでも入ってしまった場合は、作業者に大火傷を負わ
すという非常に危険なものとなっていた。

【００１１】また溶融槽内の溶融はんだをインゴットケ
ースに流し込んだ場合、インゴットケースは大きいため
溶融はんだを完全に固めるまでに時間がかかってしまっ
ていた。しかも固まったはんだをインゴットケースから
取り出すときには、大きなインゴットケースを引っくり
返し、床面にインゴットケースを落として衝撃を加えて
はんだを取り出さなければならなかった。この大きくて
重いインゴットケースを持ち上げてはんだを取り出す作
業は手間がかかるばかりでなく、インゴットケースから
取り出した熱いはんだのインゴットを取り扱うにも危険
を伴うものであった。

【００１２】さらにまたインゴットを噴流はんだ槽に戻
して再使用するときに、インゴットは大きいため、噴流
はんだ槽内の溶融はんだの温度を下げてしまい、はんだ
付け不良の原因となることがあった。

【００１３】特開2000-190073号のはんだ回収装置は、
自動はんだ付け装置の噴流はんだ槽の中でドロスから酸
化物を分離するものであるため、別途分離装置を必要と
しない。しかしながら、噴流はんだ槽内にドロスが大量
に発生しても、はんだ付け作業中であると、自動はんだ
付け装置ではプリント基板が間断なく走行しているため
酸化物の分離作業ができない。従って、特開2000-19007
3号のはんだ回収装置では、噴流はんだ槽内にドロスが
大量に溜まってしまい、前述のようにドロスが噴流はん
だ槽から溢れるという問題が発生してしまうことがあっ
た。本発明は、溶融槽から汲み出したはんだをその場で
取り扱いに便宜な棒状はんだに成形でき、しかも自動は
んだ付け装置での作業に何ら支障をきたさないという酸
化物の分離装置を提供することにある。

【００１４】

【発明を解決するための手段】本発明者らは、はんだを
溶融させる溶融槽の近傍にはんだを棒状に鋳込むことが
できる鋳型を回転自在に設置しておけば、柄杓で汲み出
した溶融はんだを床面まで下ろす必要がなく、また鋳型
に鋳込んだ棒状はんだの取り扱いも容易となることに着
目して本発明を完成させた。

【００１５】本発明は、本体にははんだを溶融させると
ともに、ドロスから酸化物とはんだを分離する溶融槽が
設置されており、また該溶融槽の近傍には溶融はんだを
棒状はんだに鋳造できる鋳型が回転自在に設置されてい
ることを特徴とする酸化物の分離装置である。

【００１６】

【発明の実施の形態】本発明に使用する鋳型は、反転で
きるように回動自在に設置されたものである。鋳型を回
転できるようにしておくと、鋳型で形成された棒状はん
だを容易に取り出すことができる。鋳型は溶融槽の近傍
で溶融槽に対して前方、即ち作業者が分離装置の前に立
ったとき、溶融槽と作業者の間に設置すると、作業者は
溶融槽から溶融はんだを柄杓で汲み出してから鋳型に流
すときに、柄杓を持った手を大きく上下動させることな
く、また他の物にも邪魔されることなく容易に鋳込み作
業が行える。

【００１７】また本発明に使用する鋳型は、両面に溝を
刻設しておくと連続して鋳込み作業が行える。即ち、鋳
型の片面に鋳込みを行っている間に反対側の面が冷やさ
れるため、上側に鋳込んだ後、はんだが固まったならば
鋳型を反転して上面に鋳込んだはんだを落下させ、冷め
た反対側を上側にして直ぐに鋳込み作業が行える。

【００１８】さらに本発明に使用する鋳型は、鋳込み後
の棒状はんだに区別をつける印を溝内に取り付けるよう
にするとよい。これは最近地球環境問題からSn-Ag-Cu
系、Sn-Zn系、Sn-Bi系等、各種の鉛フリーはんだが使用
されるようになってきており、これらを組成毎に分別し
なければならないからである。酸化分離装置で各種の鉛
フリーはんだの酸化物を分離する場合、鋳型で棒状はん
だとなったときに全て同一形状では組成が分からなくな
ってしまう。そこで鉛フリーはんだの種類毎に棒状はん
だに印を付すようにして区別するとよい。棒状はんだに
印を付すには、鋳型に印となる突状物を取り外し自在に
取り付けるようにする。該突状物は、突状物の形状によ
って組成を決めておいたり、突状物の数により組成を決
めておいたり、或いは突状物がはんだの元素が付された
刻印であったりしてもよい。

【００１９】

【実施例】以下図面に基づいて本発明の酸化物の分離装
置（以下、単に分離装置という）の説明をする。図１は
本発明の分離装置であり本体カバーと溶融槽カバーを開
けた状態の斜視図、図２は同溶融槽カバーを閉めた状態
の斜視図、図３は同本体カバーと溶融槽カバーを閉めた
状態の斜視図、図４は本発明の分離装置であり本体カバ
ーと溶融槽カバーを開けた状態の側面断面図、図５は同
本体カバーと溶融槽カバーを閉めた状態の側面断面図、
図６は鋳型の片面にはんだを鋳込んだ状態の側面断面
図、図７ははんだが鋳込まれた後の鋳型を反転する途中
の側面断面図、図８ははんだが鋳込まれた後の鋳型を反
転した状態の側面断面図、図９は鋳型の部分拡大斜視図
である。

【００２０】本発明の分離装置は、本体１の上に溶融槽
２と鋳型３が設置されている。溶融槽２は図示しないヒ
ーターで内部に入れられたはんだSを溶融させるととも
に所定の温度に保つようになっている。また溶融槽２に
は溶融槽カバー４が矢印Aのように開閉自在に設置され
ている。カバー４の内側には二本の軸５、５が架設され
ており、該軸には多数の羽根６…が一定間隔で、しかも
それぞれの羽根の先端の位置が螺旋を描くようにして取
り付けられている。軸５、５の一端は溶融槽カバー４の
外部に突出しており、該突出部にはギヤー７、７が取り
付けられている。これらのギヤーは図示しないチェーン
に係合されており、該チェーンはやはり図示しないモー
ターに連動されていて、モーターを稼動させるとギヤー
７、７が回転すると同時に多数の羽根６…も回転するよ
うになっている。多数の羽根６…は軸５、５に固定さ
れ、該軸は溶融槽カバー４に設置されているため、溶融
槽カバーを開閉することにより、羽根６…は上下動して
溶融槽カバーを閉めたときには溶融槽２中の溶融はんだ
Sに浸漬できるようになる。

【００２１】鋳型３には複数の鋳込み用の溝８…が刻設
されている。該溝内には図９に示すように、はんだの種
類毎に相違する突状物９をネジ１０で取り外し可能に取
り付けておくと、はんだの種類を間違えることがなくな
る。つまりはんだの種類によって突状物の形状、数、元
素記号等を決めたり、突状物にはんだの元素記号を付し
たりしておくものである。

【００２２】鋳型３は本体１の上で溶融槽２の前方、即
ち作業者が分離装置で作業するときに立つ位置と溶融槽
２の間に設置されている。鋳型３を溶融槽２の前方に設
置しておくと、作業者が溶融槽２から溶融はんだを柄杓
で汲み出して鋳型に鋳込むときに、溶融槽から持ち上げ
た柄杓を大きく動かすことなく鋳型の上に持ってくるこ
とができる。

【００２３】鋳型３は両端に軸１１が鋳型の横幅方向に
偏心して軸支されており、一方の軸にはツマミ１２が取
り付けられている。そして鋳型３は収納箱１３の上部に
回転自在に設置されている。収納箱１３は、横幅と縦幅
が鋳型３よりも大きく、鋳型３が横幅に対して偏心して
取り付けられているため、ツマミ１２で鋳型を回転させ
たとき、一側が収納箱の一側に当接して回転が止まるよ
うになっている。また収納箱１３には引出し１４が設置
されている。

【００２４】なお符号１５はドロスから分離された酸化
物を本体１の下部に落とすシューター、１６はシュータ
ーから落とされた酸化物を入れる缶、１７は缶を載せる
台車、１８はドロスから分離された酸化物の処理に使用
する柄杓や篩等を入れておく物入れ、１９は本体上部を
覆う本体カバー、２０は本体カバーに取り付けられた排
気口、２１は溶融槽カバーから溶融槽内に酸化分離剤を
投入する投入孔、２２は投入孔の蓋である。

【００２５】次に上記構成からなる本発明の分離装置で
の酸化物の分離作業について説明する。先ず分離装置の
溶融槽２内にあるはんだSを溶融させるとともに所定の
温度に保っておく。このとき噴流はんだ槽で使用するは
んだがSn-3Ag-0.5Cuの鉛フリーはんだである場合は、溶
融槽内には同一組成の鉛フリーはんだを入れておき、溶
融はんだの温度を該鉛フリーはんだの融点よりも約５０
℃高い270℃に保っておく。そして図１、４に示すよう
に本体カバー１９と溶融槽カバー４を開けておき、図示
しない自動はんだ付け装置の噴流はんだ槽で発生したド
ロスDを溶融槽２内の溶融はんだS上に投入する。そして
図２に示すように溶融槽カバー４を閉めて羽根６…を溶
融はんだS中に浸漬してから、溶融槽カバー４の蓋２２
を開け、投入孔２１からゴマのような酸化分離剤を少量
溶融槽２内のドロス上に散布する。ゴマをドロス上に散
布後、図３、５に示すように蓋１９を閉め、さらに本体
カバー16を閉めてから、羽根６を回転させ、排気口２０
に接続した図示しないダクトで本体カバー内にある煙や
粉塵等を吸引する。このとき溶融はんだ上に浮遊してい
たドロスDは多数の羽根６…で攪拌され、攪拌により酸
化物とはんだが分離されるとともに、ゴマの分離作用で
酸化物とはんだが略完全に分離される。

【００２６】このようにして羽根の攪拌による分離作用
と分離剤の分離作用でドロスから酸化物とはんだを分離
できたなら、羽根の回転を止め、本体カバー１９と溶融
槽カバー４を開ける。溶融槽２内は、元々入れてあった
はんだ中にドロスから分離されたはんだが融合して量が
増えている。そこで増えた分のはんだを柄杓で汲み取
り、鋳型３の溝８に鋳込む。図６に示すように全ての溝
８に溶融はんだSを鋳込んではんだが固化したならば、
ツマミ１２で鋳型３を図７のように回転し、鋳型３の裏
面が上側になるように反転する。鋳型が反転すると図８
に示すように鋳型３の一側が収納箱１３の縁に当たり、
その衝撃で鋳型３の溝８内に鋳込まれたはんだは収納箱
１３の引き出し１４内に落下する。

【００２７】このようにして自動はんだ付け装置の噴流
はんだ槽で発生したドロスを酸化物とはんだに分離する
作業を行い、引き出しの中に棒状はんだが溜まったなら
ば、引出しを開けて棒状はんだを取り出し、ドロスを取
ったことにより、はんだ量が少なくなった噴流はんだ槽
に投入する。

【００２８】

【発明の効果】以上説明したように本発明の分離装置
は、ドロスを溶融槽で酸化物とはんだに分離し、溶融槽
内で増えた溶融はんだを溶融槽の近傍に設置された鋳型
に棒状のはんだに鋳込むことができることから、鋳込み
が容易で安全にできる。また本発明の分離装置は、鋳型
を回転自在に設置してあるため、鋳型の片面に溶融はん
だを鋳込み、はんだが固化してから鋳型を反転させるだ
けで鋳型の溝からはんだを簡単に落下させることがで
き、しかも一方の面の溝内に溶融はんだを鋳込み中に、
もう一方の面の溝が冷却されるため連続した鋳込みが行
え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】本発明の分離装置であり本体カバーと溶融槽カ
バーを開けた状態の斜視図

【図２】本発明の分離装置であり溶融槽カバーを閉めた
状態の斜視図

【図３】本発明の分離装置であり本体カバーと溶融槽カ
バーを閉めた状態の斜視図

【図４】本発明の分離装置であり本体カバーと溶融槽カ
バーを開けた状態の側面断面図

【図５】本発明の分離装置であり本体カバーと溶融槽カ
バーを閉めた状態の側面断面図

【図６】鋳型の片面にはんだを鋳込んだ状態の側面断面
図

【図７】はんだが鋳込まれた後の鋳型を反転する途中の
側面断面図

【図８】はんだが鋳込まれた後の鋳型を反転した状態の
側面断面図

【図９】鋳型の部分拡大斜視図

【符号の説明】

１ 分離装置本体 ２ 溶融槽 ３ 鋳型 ４ 羽根 １１ 軸 １２ ツマミ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） // Ｂ２３Ｋ 1/08 ３２０ Ｂ２３Ｋ 1/08 ３２０Ｚ

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】本体にははんだを溶融させるとともにドロ
   スから酸化物とはんだを分離する溶融槽が設置されてお
   り、また該溶融槽の近傍には溶融はんだを棒状はんだに
   鋳造できる鋳型が回転自在に設置されていることを特徴
   とする酸化物の分離装置。
2. 【請求項２】前記鋳型は、溶融槽の前方の本体上に設置
   されていることを特徴とする請求項１記載の酸化物の分
   離装置。
3. 【請求項３】前記鋳型は、両面に鋳込み溝が形成されて
   いることを特徴とする請求項１記載の酸化物の分離装
   置。
4. 【請求項４】前記鋳型には、鋳込み後の棒状はんだに印
   を付ける突状物が取り外し可能に取り付けられているこ
   とを特徴とする請求項１、３記載の酸化物の分離装置。
5. 【請求項５】前記鋳型の下部には、棒状はんだ収納用の
   引き出しが設置されていることを特徴とする請求項１記
   載の酸化物の分離装置。
6. 【請求項６】前記溶融槽には、多数の羽根が溶融はんだ
   中に浸漬可能に設置されていることを特徴とする請求項
   1記載の酸化物の分離装置。