JP2003326360A - ハンダ付着方法及びハンダ付着装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 フラックスに依存することなくかつ窒素ガス
を用いることなく、ハンダ突起やブリッジ等のようなハ
ンダ付着不良を減少させるハンダ付着方法及びハンダ付
着装置を提供すること。 【解決手段】 ワーク搬送装置１６によって電子部品１
０を所定通路に沿って第１の方向Ｄ１に移動させる。第
１の方向に実質的に直交する第２の方向から、ハンダ供
給装置１４によりハンダ材を電子部品のリード端子１１
に対し噴射して塗布する。塗布されたハンダ材が溶融状
態にあるうちに、熱風供給装置１５によってリード端子
に高温流体を吹き付ける。高温流体の吹き付けの向きは
調整可能であることが好ましい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子部品のリード
端子などに対しハンダ付けを行ったりハンダコーティン
グを施したりする方法及び装置（ここでは「ハンダ付着
方法及びハンダ付着装置」という）に関する。

【０００２】

【従来の技術】ＩＣチップ等を有する電子部品にはリー
ド端子を備えたものがある。その電子部品を各種の電子
装置や機器に搭載する場合、リード端子にハンダ付けが
行われることがある。また、そのハンダ付けに先立ち、
予め、リード端子にハンダコーティングを施すこともあ
る。

【０００３】従来、この種のハンダ付けやハンダコーテ
ィングは、ハンダ材がオーバーフローして循環している
ハンダ槽内に、電子部品のリード端子を一定時間浸漬さ
せることにより行われるのが一般的である。ハンダ槽内
へのリード端子の浸漬は連続的に行われることもある。
なお、ハンダ材をハンダ槽からオーバーフローさせるに
はポンプが用いられている。

【０００４】また、ハンダ付けに際しては、ハンダ付け
箇所にツノと呼ばれる異形のハンダ突起や、リード端子
間を短絡させるブリッジ等が形成されることがある。こ
れらのハンダ突起やブリッジ等のようなハンダ付着不良
は、予め、リード端子にフラックスを塗布してハンダの
表面張力を低下させておき、後に、ハンダ付けによる接
続を行うことにより、形成を防止するが可能である。し
かし、フロン規制により使用が制限される材料を考慮
し、最近では表面張力を低下させるための成分の含有量
が少ないフラックスが一般に使用されるため、ハンダ付
け前にハンダ付け箇所にフラックスを塗布するだけで
は、ハンダ付け箇所のハンダが溶融ハンダから離れる時
に空気中の酸素により表面張力が大きくなり、ハンダ付
着不良を完全に防止することができない。

【０００５】そこで、フラックスの塗布と共に、ハンダ
の表面張力を低下させる手段として窒素ガスを用いこと
が提案されている。その場合は、ハンダ付け装置全体、
或いはハンダ付けを行うユニット（溶融ハンダ槽）を気
密空間内に配置するか密封構造にして、常時窒素ガスを
流入し、酸素を排除した雰囲気にすることで、ハンダブ
リッジ、ツノの防止を図る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、ハンダ槽より
ハンダ材をオーバーフローさせる場合、ハンダ材が流出
する際にポンプの動作に起因する脈流やうずがハンダ材
に発生したり、この装置に使用されるフレキシブルテー
プの形状等によりハンダ材の流出形状が乱れることがあ
る。それらの場合には、電子部品のリード端子に接触す
るハンダ材の量が不安定になり、不必要な部分にハンダ
が付着したり、ハンダ被覆の部位や厚みが不均一になっ
たり、隣接するリード端子間を短絡してしまう所謂ブリ
ッジが製品に発生する虞がある。

【０００７】また窒素ガスを用いる場合には、ハンダ箇
所以外の不要箇所にまで常時窒素ガスを送り込むため、
窒素ガスのランニングコストが増大する。またある程度
の密封空間に配置されるため、ハンダ付け時にフラック
スから発生するフラックスガスによってハンダ付け箇所
の窒素ガス濃度が低下し、結局、ハンダ付着不良が生じ
ることもある。

【０００８】それ故に本発明の課題は、フラックスに依
存することなくかつ窒素ガスを用いることなく、ハンダ
突起やブリッジ等のようなハンダ付着不良を減少させる
ハンダ付着方法を提供することにある。

【０００９】本発明の他の課題は、フラックスに依存す
ることなくかつ窒素ガスを用いることなく、ハンダ突起
やブリッジ等のようなハンダ付着不良を減少させるハン
ダ付着装置を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明の一態様によれ
ば、ワークを所定通路に沿って第１の方向に移動させる
第１の工程、前記第１の方向に実質的に直交する第２の
方向からハンダ材を前記ワークの所定領域に対し噴射塗
布する第２の工程、及び前記第２の工程の後に前記所定
領域に高温流体を吹き付ける第３の工程を含むことを特
徴とするハンダ付着方法が得られる。

【００１１】前記第２の工程では、前記ハンダ材とし
て、鉛及び鉛合金をいずれも含有しない材料を用いても
よい。

【００１２】前記第３の工程では、前記高温流体とし
て、１５０℃乃至３５０℃の熱風を用いることは好まし
い。

【００１３】前記第３の工程では、前記高温流体の吹き
付けの向きを調整することは好ましい。

【００１４】本発明の他の態様によれば、ワークを所定
通路に沿って第１の方向に移動させるワーク搬送装置、
前記第１の方向に実質的に直交する第２の方向からハン
ダ材を前記ワークの所定領域に対し噴射するハンダ噴射
装置、及び前記第１の方向における前記ハンダ噴射装置
の下流位置で前記所定領域に高温流体を吹き付ける流体
吹き付け装置を含むことを特徴とするハンダ付着装置が
得られる。

【００１５】前記ハンダ噴射装置は、前記ハンダ材とし
て、鉛及び鉛合金をいずれも含有しない材料を用いても
よい。

【００１６】前記流体吹き付け装置は、前記高温流体と
して、１５０℃乃至３５０℃の熱風を用いることが好ま
しい。

【００１７】前記流体吹き付け装置は、前記高温流体の
吹出し向きを可変にしたノズルを備えていることが好ま
しい。

【００１８】

【発明の実施の形態】図１を参照して、本発明の実施の
形態に係るハンダ付着装置について説明する。

【００１９】図示のハンダ付着装置は、ワークとしての
電子部品１０のリード端子１１にハンダコーティングを
施すハンダ付着作業を実行するための装置であり、装置
枠１２を含んでいる。装置枠１２には、フラックス供給
装置１３、ハンダ供給装置１４、及び流体吹き付け装置
として熱風供給装置（エアーナイフ）１５が、この順で
水平な第１の方向Ｄ１に並設されている。さらに、ワー
ク搬送装置１６がこれらの装置１３,１４,１５間を横切
るように第１の方向Ｄ１にのびている。ワーク搬送装置
１６は、第１の方向Ｄ１で離間した対のプーリ又はスプ
ロケット１７,１８と、これらの間に掛け渡された無端
ベルト又はエンドレスチェーン１９とを有している。ス
プロケット１７,１８のいずれか一方は、図示しない電
動機により回転駆動され、この結果、エンドレスチェー
ン１９が搬送される。

【００２０】電子部品１０はワーク供給部２１からワー
ク搬送装置１６に供給され、エンドレスチェーン１９に
係合し、所定通路に沿って第１の方向Ｄ１に搬送され
る。搬送の途中で、電子部品１０はフラックス供給装置
１３、ハンダ供給装置１４、及び熱風供給装置１５を順
次通過し、その間に後述するようにリード端子１１に対
するハンダ付着作業が行われる。その後に、電子部品１
０はエンドレスチェーン１９からワーク排出部２２に受
け渡される。

【００２１】フラックス供給装置１３は、ワーク搬送装
置１６で移送される電子部品１０の全域、好ましくは、
リード端子１１のみにフラックスを塗布するフラックス
塗布機構２３と、フラックスを貯留するフラックス槽２
４とを含んでいる。フラックス塗布機構２３及びフラッ
クス槽２４は互いに往路管及び復路管（いずれも図示せ
ず）で接続されている。往路管にはポンプ（図示せず）
が接続されている。このポンプはフラックス槽２４のフ
ラックスを往路管を通してフラックス塗布機構２３に供
給するものである。電子部品１０に塗布したフラックス
の残溜分は復路管を通ってフラックス槽２４に戻る。フ
ラックス供給装置１３を通過すると、電子部品１０は必
要部分にフラックスが塗布された状態になる。なお、フ
ラックスとしては、表面張力を低下させるための成分の
含有量が少ないものを用いることが好ましい。

【００２２】図１と共に図２をも参照して、ハンダ供給
装置１４について説明する。

【００２３】ハンダ供給装置１４は、上述した所定通路
の両側方に配置された対のハンダ噴射装置２５と、所定
通路の下方に配置されたハンダ回収装置２６とを含んで
いる。各ハンダ噴射装置２５は、加熱により溶融状態に
されたハンダ材（以下では「ハンダ溶液」と呼ぶことも
ある）を貯留するハンダ槽２７と、第１の方向Ｄ１に実
質的に直交した水平な第２の方向Ｄ２からハンダ溶液を
噴射するハンダ噴射ノズル２８と有している。対のハン
ダ噴射装置２５のハンダ噴射ノズル２８は第２の方向Ｄ
２において互いに対向している。ハンダ回収装置２６
は、ハンダ槽２７にハンダ回収管２９を介して接続され
ている。なお、ハンダ材としては、Sn，Zn，P，Fe，S
b，Bi，などの１種或いは数種から選ばれ、残部が銅よ
りなる、鉛及び鉛合金をいずれも含有しない材質で構成
されたものを用いることが好ましい。

【００２４】各ハンダ噴射装置２５は、ワーク搬送装置
１６で移送される電子部品１０の所定領域即ちリード端
子１１に向けてハンダ材を噴出する。具体的には、ハン
ダ槽２７のハンダ溶液をハンダ噴射ノズル２８から第２
の方向Ｄ２においてリード端子１１に向けて噴射する。
この結果、ハンダ材がリード端子１１に塗布される。こ
の作業においてリード端子１１に付着せずに落ちたハン
ダ材はハンダ回収装置２６に回収され、ハンダ回収管２
９を通ってハンダ槽２７に戻る。こうして、ハンダ材は
循環することによりほぼ一定温度に保たれる。

【００２５】ハンダ供給装置１４を通過すると、図３に
例示するように、電子部品１０のリード端子１１にはハ
ンダ材３１が付着する。この状態では、リード端子１１
に余分なハンダ材が付着することにより、ハンダ材３１
の表面に凹凸が残り易い。リード端子１１にハンダ材３
１を付着させた直後にはハンダ材３１は溶融状態にある
ので、この溶融状態を利用して、以下に説明する熱風供
給装置１５によりハンダ材３１の表面の平滑化を図る。

【００２６】図２と共に図４をも参照して、熱風供給装
置１５について説明する。

【００２７】熱風供給装置１５はハンダ供給装置１４に
隣接し、上述した所定通路の両側方に配置された対の送
風装置３２を含んでいる。各送風装置３２は、１５０℃
乃至３５０℃の窒素などの不活性ガス等からなる高温流
体を生成するものである。高温流体は、各送風装置３２
に備えた熱風噴射ノズル３３から熱風として吹出され
る。なお、高温流体は図示しないガス供給手段から送風
装置３２に供給されてもよい。

【００２８】ワーク搬送装置１６で移送される電子部品
１０のリード端子１１に向けて、各送風装置３２の熱風
噴射ノズル３３から熱風を吹き付ける。熱風の吹き付け
により、リード端子１１に付着している溶融状態のハン
ダ材から、余分なハンダ材が落とされてハンダ回収装置
２６に回収される。結果として、図５に示すように、リ
ード端子１１のハンダ材３１の表面の凹凸が減少し、表
面が平滑化されたハンダコーティングが得られる。

【００２９】熱風噴射ノズル３３は、一般的には第２の
方向Ｄ２を向いているが、高温流体の噴射の向きを調整
できるように、可変に設計した方が好ましい。さらに、
高温流体の吹き付けの際に、熱風噴射ノズル３３の向き
を連続的又は断続的に変動させることも好ましい。熱風
噴射ノズル３３の向きの変動は、第１及び第２の方向Ｄ
１，Ｄ２に広がった平面内であってもよいし、第１及び
第２の方向Ｄ１，Ｄ２に直交した第３の方向Ｄ３と第２
の方向Ｄ２とに広がった平面内であってもよいし、勿
論、これらの変動の組合せであってもよい。

【００３０】次に、上述したハンダ付着装置を用いて多
数の電子部品１０のリード端子１１に連続的にハンダ付
着を行う方法について説明する。ここでは、リード端子
１１の末端部が連結され、多数の電子部品１０が帯状に
されていることを想定する。

【００３１】電子部品１０がエンドレスチェーン１９に
支えられ他状態で、電動機が始動される。電動機の回動
力は適当な減速手段を介してスプロケット１７又は１８
に伝えられる。その結果、エンドレスチェーン１９は、
図１の反時計方向に回動し、電子部品１０を搬送する。
この場合、エンドレスチェーン１９の回動速度、即ち、
電子部品１０の搬送速度は、無段可変できるものであ
る。

【００３２】電子部品１０は、先ずフラックス供給装置
１３に位置する。ここでフラックス塗布機構２３内のポ
ンプが作動し、電子部品１０の少なくとも所定領域にフ
ラックスをスプレにより塗布する。なお、スプレに限定
されるものでなく、所謂浸潰によりフラックスの塗布を
行ってもよい。

【００３３】さらに、フラックスが塗布された電子部品
１０は、スキージ機構（図示せず）に搬送され、必要以
上に塗布されたフラックスをここで除去される。

【００３４】続いて、電子部品１０はハンダ供給装置１
４に移される。電子部品１０がハンダ供給装置１４に到
着すると、各ハンダ噴射装置２５がハンダ噴射ノズル２
８からリード端子１１に向けてハンダ材を噴射する。こ
うして、リード端子１１に対するハンダ材の塗布を行
う。リード端子１１にの所定領域即ち塗布面にその水平
方向の同一線上からハンダ材を噴射するので、ハンダ材
の塗布位置は常に正しく、しかもその塗布量も少く、塗
布時間も頗る軽減させることができる。また、一定の圧
力を伴ってハンダをリードフレーム部品本体に塗布する
ことができるので、リード端子１１にハンダ材を確実に
かつ強固に塗布することができる。

【００３５】次いで、電子部品１０は熱風供給装置１５
に移される。電子部品１０が熱風供給装置１５に到着す
ると、遅滞なく、送風装置３２が熱風噴射ノズル３３か
ら不活性ガスを熱風としてリード端子１１に向けて噴射
する。熱風噴射ノズル３３はその噴射角を適宜に調整で
きるものであり、噴射された後のガスは排気ファンなど
の排気手段によって排気される。

【００３６】かくして、リード端子１１に塗布されたハ
ンダ材の表面の凹凸が減少し、ハンダコーティングの表
面が平滑化される。したがって、電子部品１０のリード
端子１１のハンダコーティングにおいて、ハンダ突起や
ブリッジ等のようなハンダ付着不良の発生は減少する。

【００３７】なお、上述では、もっぱら電子部品１０の
リード端子１１にハンダコーティングする場合について
説明したが、リード端子１１の一部に所謂ハンダ付け作
業を連続的に行う作業にも同様に用いられること当然で
ある。また、電子部品のリード端子に限らず、様々な部
品や部分にハンダ材を付着させる場合に適用できる。

【００３８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
フラックスに依存することなくかつ窒素ガスを用いるこ
となく、ハンダ突起やブリッジ等のようなハンダ付着不
良を減少させるハンダ付着方法及びハンダ付着装置を提
供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に実施の形態に係るハンダ付着装置の正
面概略図である。

【図２】図１のハンダ付着装置のハンダ供給装置の部分
における説明用の断面図である。

【図３】図２のハンダ供給装置によってハンダ材を塗布
されたリード端子をもつ電子部品の正面図である。

【図４】図１のハンダ付着装置の熱風供給装置の部分に
おける説明用の断面図である。

【図５】図１の熱風供給装置によって、塗布されたハン
ダを処理されたリード端子をもつ電子部品の正面図であ
る。

【符号の説明】

１０ 電子部品 １１ リード端子 １２ 装置枠 １３ フラックス供給装置 １４ ハンダ供給装置 １５ 熱風供給装置（エアーナイフ） １６ ワーク搬送装置 １７，１８ プーリ又はスプロケット １９ 無端ベルト又はエンドレスチェーン ２１ ワーク供給部 ２２ ワーク排出部 ２３ フラックス塗布機構 ２４ フラックス槽 ２５ ハンダ噴射装置 ２６ ハンダ回収装置 ２７ ハンダ槽 ２８ ハンダ噴射ノズル ２９ ハンダ回収管 ３１ ハンダ材 ３２ 送風装置 ３３ 熱風噴射ノズル

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ワークを所定通路に沿って第１の方向に
   移動させる第１の工程、前記第１の方向に実質的に直交
   する第２の方向からハンダ材を前記ワークの所定領域に
   対し噴射塗布する第２の工程、及び前記第２の工程の後
   に前記所定領域に高温流体を吹き付ける第３の工程を含
   むことを特徴とするハンダ付着方法。
2. 【請求項２】 前記第２の工程では、前記ハンダ材とし
   て、鉛及び鉛合金をいずれも含有しない材料を用いる請
   求項１に記載のハンダ付着方法。
3. 【請求項３】 前記第３の工程では、前記高温流体とし
   て、１５０℃乃至３５０℃の熱風を用いる請求項１又は
   ２に記載のハンダ付着方法。
4. 【請求項４】 前記第３の工程では、前記高温流体の吹
   き付けの向きを調整する請求項１から３のいずれか一つ
   に記載のハンダ付着方法。
5. 【請求項５】 ワークを所定通路に沿って第１の方向に
   移動させるワーク搬送装置、前記第１の方向に実質的に
   直交する第２の方向からハンダ材を前記ワークの所定領
   域に対し噴射するハンダ噴射装置、及び前記第１の方向
   における前記ハンダ噴射装置の下流位置で前記所定領域
   に高温流体を吹き付ける流体吹き付け装置を含むことを
   特徴とするハンダ付着装置。
6. 【請求項６】 前記ハンダ噴射装置は、前記ハンダ材と
   して、鉛及び鉛合金をいずれも含有しない材料を用いる
   請求項５に記載のハンダ付着装置。
7. 【請求項７】 前記流体吹き付け装置は、前記高温流体
   として、１５０℃乃至３５０℃の熱風を用いる請求項５
   又は６に記載のハンダ付着装置。
8. 【請求項８】 前記流体吹き付け装置は、前記高温流体
   の吹出し向きを可変にしたノズルを備えている請求項５
   から７のいずれか一つに記載のハンダ付着装置。