JP2003347720A

JP2003347720A - 噴流はんだ付け装置

Info

Publication number: JP2003347720A
Application number: JP2002148606A
Authority: JP
Inventors: Kazuto Yamada; 和人山田
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2002-05-23
Filing date: 2002-05-23
Publication date: 2003-12-05

Abstract

(57)【要約】【課題】噴流はんだ付け装置において、基板に酸化物
を付着させるおそれのないように酸化物を効果的に分離
する。【解決手段】溶融はんだＷを貯留するはんだ槽２内に
噴流ボックス１０が設置される。ダクト部１５にはポン
プ７を備えて吸込み口１６から吸い込んだ溶融はんだを
滞留室１１に送る。滞留室１１の上部から導流通路２０
が水平に延び、折り返した上通路２２に水平壁３６と縦
壁３７からなる分離板３５が設けられている。上通路２
２を流れる溶融はんだは水平壁３６で上層と下層に分離
され、酸化物が集まった上層は側壁３０の切り欠き３２
からはんだ槽２へ落下する。そして酸化物が除去された
下層の溶融はんだだけが導流板２４上をノズル部２８へ
導かれて基板Ｋに供給される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、プリント配線基板
のはんだ付けを行う噴流はんだ付け装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】プリント配線基板（以下、基板）のはん
だ付け装置として、溶融はんだ流を生成し、これに基板
を浸漬するようにした噴流はんだ付け装置がある。この
ような噴流はんだ付け装置で基板のはんだ付けを行う
と、溶融はんだの一部は、はんだの落下による空気の巻
き込みやはんだ槽を構成する構造物との激しい摩擦によ
りはんだの酸化物（以下酸化物とする）に変化する。酸
化物を含んだはんだで基板のはんだ付けを行うと、基板
に酸化物が付着してはんだ付け不良となる。

【０００３】酸化物の付着を防止した噴流はんだ付け装
置としては、特開２０００−３２３８２６号公報に開示
されたものがある。この噴流はんだ付け装置では、ノズ
ルの周囲に内槽を設け、その内槽を形成する仕切り板に
フィルタを設けることにより、酸化物を内槽の内部に留
めて分離し、はんだ付けの際に酸化物が基板に付着する
ことを防止するようにしている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の噴流はんだ付け装置では、フィルタによって酸化物
の流出を防止するという構成となっているので、細かな
酸化物の流出を防止するためにフィルタのメッシュを細
かくしなければならない。ところが、細かなメッシュの
フィルタを使用すると、目詰まりを起こしてフィルタが
機能しなくなり、仕切り板から溢れ出した酸化物がはん
だの噴流に巻き込まれて基板に付着することになるとい
う問題があった。したがって本発明は、上記の問題点に
鑑み、酸化物をより効果的に分離して基板に酸化物を付
着させるおそれのないようにした噴流はんだ付け装置を
提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】一般に酸化物ははんだよ
りも比重が小さいため、溶融はんだの表面に浮遊する傾
向にある。したがって、溶融はんだを上層と下層に分け
れば、酸化物の大部分が上層に集まり、下層には酸化物
は残りにくい。そこで本発明は、はんだ槽から溶融はん
だを取り込んでノズル部へ噴流させる噴流ボックスに、
溶融はんだを上層および下層に分離する分離手段を有し
て、分離された下層の溶融はんだをノズル部へ導き、上
層の溶融はんだははんだ槽へ還流するよう構成したもの
とした。

【０００６】

【発明の効果】比重が小さい酸化物が含まれる上層の溶
融はんだを分離手段により下層から分離し、下層の溶融
はんだだけをノズル部へ導いて噴流させるので、酸化物
の除去が確実で、良好で安定したはんだ付けが実現す
る。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を実施
例により説明する。図１は、第１の実施例に係る噴流は
んだ付け装置の縦断面図、図２は噴流ボックスの斜視
図、そして図３は噴流ボックスを図２における平面Ｘで
切断した一部切断斜視図である。噴流はんだ付け装置１
は、上部が開口したはんだ槽２内に噴流ボックス１０を
設置して構成される。噴流ボックス１０は、その上部を
除いて、はんだ槽２に満たされた溶融はんだＷ内に漬け
られている。なお、はんだは不図示のヒータによって溶
融状態に保持される。

【０００８】噴流ボックス１０は、大容積の滞留室１１
の下部に連通して、滞留室の後壁１４ら水平に延びるダ
クト部１５を有し、ダクト部１５の先端は閉じている。
ダクト部１５内の先端部には羽根車からなるポンプ７が
設けられ、ポンプ７ははんだ槽２の上縁に固定された取
付部４に支持されたモータ５により軸６を介して駆動さ
れる。ダクト部１５の底壁にはポンプ７に対応させて吸
込み口１６が設けられている。ダクト部１５は滞留室１
１の図１の紙面に垂直の幅方向の略中央から延びてお
り、その幅寸法は滞留室１１の幅寸法に対して小さい。
なお、図２、図３にはダクト部を省略している。

【０００９】滞留室１１の上部には、溶融はんだＷの液
面よりわずかに上方をダクト部１５と同方向に後壁１４
から延びる導流通路２０が設けられている。導流通路２
０は滞留室１１と同じ幅寸法を有している。導流通路２
０はその途中で上方へ曲がって折り返しており、下通路
２１と上通路２２とからなっている。導流通路２０の折
り返し前および折り返し後、すなわち下通路２１と上通
路２２に共通の壁面を導流板２４とし、この導流板２４
は後壁１４より前方（図１において右方）まで延びてお
り、滞留室１１の上壁１２の一部をなしている。

【００１０】滞留室１１の上壁１２は、導流板２４より
前方が一旦低くなって溜まり部２６となり、それから略
円弧断面で盛り上がったノズル部２８を形成している。
ノズル部２８の前縁は滞留室１１の前壁１３に連なって
いる。導流通路２０の上通路２２はその上壁２２ａが後
壁１４相当位置近傍まで延びて導流出口２３として開口
している。滞留室１１および導流通路２０の側面はとく
に図２、図３に示されるように、側壁３０、３０で密閉
され、側壁３０の上縁はノズル部２８まで、導流通路の
上通路２２の高さを維持している。

【００１１】導流出口２３には分離手段としての分離板
３５が設けられている。分離板３５は水平壁３６の前縁
から縦壁３７を立ち上げた断面Ｌ字形で、水平壁３６を
導流板２４と平行にするとともにその後縁を導流出口２
３に位置させて導流出口を上下に分離している。分離さ
れた導流出口２３の断面高さは下側が上側よりも若干大
きい。また、分離板３５の縦壁３７は上から見たとき導
流出口２３に対して垂直、すなわち側壁３０に対しても
直角に配置され、縦壁３７の上縁が上通路２２の上壁２
２ａよりも高い位置に設定されている。噴流ボックス１
０の側壁３０には、分離板３５の水平壁３６と縦壁３７
とにそれぞれ底辺と側辺を沿わせた切り欠き３２が設け
られている。

【００１２】はんだ槽２内の溶融はんだＷは、ポンプ７
の回転により吸込み口１６から噴流ボックス１０のダク
ト部１５に吸い込まれ、滞留室１１へ供給される。溶融
はんだＷはさらに滞留室１１から導流通路２０へ流れ、
折り返して導流板２４上を進み、導流出口２３から流出
する。吸込み口１６からダクト部１５内を流れる溶融は
んだは乱流であるが、滞留室１１は大容積であるため、
滞留室１１から導流通路２０への溶融はんだＷは滑らか
な流れとなり、導流板２４上では層流となる。

【００１３】層流になると、溶融はんだＷに混入してい
る酸化物は、溶融はんだに対して比較的に比重が小さい
ため浮力が発生して、分離板３５に到達するまでに流れ
の上層に集まる。流れの下層には酸化物を含まない溶融
はんだが残る。

【００１４】図４は側壁３０の一部および上通路２２の
上壁２２ａを切り欠いて示す噴流ボックス１０の斜視図
である。滞留室１１から矢示Ａのように導流通路２０に
入った後溶融はんだは層流となり、折り返したあとの酸
化物が集まった状態となった上層の溶融はんだは、分離
板３５の水平壁３６で矢示Ｂのように下層と分離され
る。水平壁３６で分離された酸化物を含む上層の溶融は
んだは分離板の縦壁３７で堰きとめられ、側壁３０の切
り欠き３２からはんだ槽２に流れ落ちる。この際、縦壁
３７の高さを大きくしてあるので、上層の溶融はんだが
縦壁３７を越えて下層の流れに混入することはない。

【００１５】酸化物を含まない下層の溶融はんだは、矢
示Ｃのように導流板２４と分離板の水平壁３６の間を通
り、溜まり部２６に至る。溜まり部２６で液面の波立ち
が消えた溶融はんだは、噴流としてノズル部２８を乗り
越えてはんだ槽２に流れ落ちる。一方、不図示のフラク
サーによってフラックスが均一に塗布され、不図示のプ
リヒータによって予備加熱された基板が、フラックスが
塗布された面を下にして不図示の搬送装置によってノズ
ル部２８へ搬送される。図１に示されるように、基板Ｋ
はノズル部２８に対して一定の間隔および角度を保持し
て矢示方向に移動される。

【００１６】これにより、基板Ｋの下面がノズル部２８
に沿って盛り上がる溶融はんだＷに漬かって溶融はんだ
が付着する。溶融はんだが付着した基板Ｋは、自然冷却
あるいは強制冷却されてはんだ付けが完了する。ノズル
部２８を流れ落ちてはんだ槽２に還流した溶融はんだＷ
は、再びポンプ７で噴流ボックス１０のダクト部１５に
吸い込まれ、上述の流れを繰り返す。

【００１７】本実施例は以上のように構成され、溶融は
んだＷを貯留するはんだ槽２とこのはんだ槽から溶融は
んだを取り込んでノズル部へ噴流させる噴流ボックス１
０とからなる噴流はんだ付け装置において、噴流ボック
ス１０では溶融はんだを上層および下層に分離して、下
層の溶融はんだをノズル部２８へ導き、上層の溶融はん
だははんだ槽２へ還流するものとしたので、比重が小さ
い酸化物が集まる上層を除いて、下層の溶融はんだだけ
がノズル部２８で基板Ｋのはんだ付けに供せられ、良好
で安定したはんだ付けが実現する。ノズル周辺で酸化物
を分離してから溶融はんだを吸引しノズルへ噴流させる
従来のものでは、吸引から噴流までの経路におけるポン
プ周りやダクトでの酸化物巻き込みに対処できないが、
本実施例ではこれを気にする必要がなく、たとえ巻き込
みがあったとしてもノズル部２８に供給される前に分離
板３５により除去される。

【００１８】より具体的には、噴流ボックス１０に供給
圧を受けて溶融はんだＷをノズル部方向へ流す上通路２
２を備え、その底壁をなす導流板２４に平行の水平壁３
６と該水平壁から立ち上がる縦壁３７とからなる分離板
３５を有し、水平壁３６と導流板２４間の下層の溶融は
んだを前記ノズル部２８へ導き、水平壁３６上の上層の
溶融はんだを縦壁３７で堰きとめて側方に導き、はんだ
槽２へ還流する。これにより、上通路２２で層流となる
溶融はんだを分離板３５で効率よく酸化物を含む上層と
含まない下層とに分離できる。

【００１９】また、噴流ボックス１０は、滞留室１１
と、底壁に吸込み口１６を有するとともにポンプ７を備
えて前記滞留室１１の下部に連通するダクト部１５を備
え、滞留室１１の上部から導流通路２０を水平方向に延
ばしたあと上へ折り返して上記上通路２２としているの
で、ポンプ７により上記供給圧が得られるとともに、滞
留室１１を経て導流通路２０には溶融はんだの滑らかな
流れが得られる。そして、分離板３５とノズル部２８の
間に溜まり部２６が形成されているので、ノズル部２８
には液面の波立ちが消えた溶融はんだが供給され、基板
Ｋとの接触時に空気泡が巻き込まれるおそれもない。

【００２０】なお、上記の実施例では、一直線状の分離
板３５の縦壁３７を側壁３０に対して直角、すなわち、
導流出口２３からの溶融はんだの流れに対して垂直とな
るように配置したが、これに限定されない。変形例の噴
流ボックス１０Ａとして、図５の（ａ１）、（ａ２）に
示すように、導流板２４上の溶融はんだの流れに対し
て、縦壁３７Ａが導流出口２３の幅方向中央から左右対
称に斜めになるようにした平面形状山形の分離板３５Ａ
を配置してもよい。これにより、とくに（ａ２）に矢示
で示すように、導流出口２３から出た溶融はんだは滞る
ことなく滑らかに左右の切り欠き３２方向へ誘導され
る。そして、上層の溶融はんだは切り欠き３２から斜め
前方へ向けて流れ落ちるから、それに酸化物が含まれて
いても、あるいは落下の際酸化物を巻き込んでも、ダク
ト部１５の吸込み口１６から遠いので、噴流ボックス１
０Ａに酸化物が取り込まれる可能性が低下する。

【００２１】さらに第２の変形例の噴流ボックス１０Ｂ
として、図５の（ｂ１）、（ｂ２）に示すように、導流
板２４上の溶融はんだの流れに対して一直線の縦壁３７
Ｂが斜めになるように分離板３５Ｂを配置してもよい。
この場合、同様に滑らかに誘導されるとともに、溶融は
んだの流れ方向側の側壁３０ａにのみ切り欠き３２を設
けることにより、分離板３５Ｂで分離された上層の酸化
物を含んだ溶融はんだは、噴流ボックスの片側にのみ斜
め前方へ向けて流れ落ちる。

【００２２】したがって、吸込み口１６を備えたダクト
部１５を切り欠き３２のない側の側壁寄りに設けて、は
んだ槽２の中でも酸化物の混入のとくに少ない領域から
溶融はんだを噴流ボックス１０Ｂ内に取り込むことがで
きる。なお、図５における（ａ１）、（ｂ１）は図３に
対応する部分断面斜視図、（ａ２）、（ｂ２）は導流出
口２３と分離板の関係を示す上面図である。

【００２３】つぎに、第２の実施例について説明する。
これは、噴流ボックスにおける分離板の構成を異ならせ
たものである。図６は第２の実施例における噴流ボック
ス１０Ｃを示し、第１の実施例の図２に対応する斜視図
である。図７は図３に対応する一部切断斜視図である。
本実施例では、上通路２２Ｃ（すなわち導流通路の折り
返し後）の上壁２２ａ’を第１の実施例における分離板
３５の縦壁に相当する位置まで伸ばし、その前端を下へ
折り曲げて縦壁３７とし、縦壁３７の下端から後方へ導
流板２４と平行に延ばして水平壁３６としてある。すな
わち、分離板３５が上通路２２Ｃの上壁２２ａ’と一体
に形成されたものとなっている。水平壁３６によって、
上通路２２Ｃが上下に分離される。

【００２４】水平壁３６の前縁および縦壁３７はそれぞ
れ上通路２２Ｃにおける溶融はんだの流れに対して垂直
としてある。噴流ボックス１０Ｃの側壁３０、３０に
は、分離板３５の水平壁３６と縦壁３７にそれぞれ底辺
および側辺を沿わせた切り欠き３２が設けられている。
その他の構成は、第１の実施例と同じである。

【００２５】導流通路の溶融はんだは導流板２４上では
層流となり、溶融はんだに混入している酸化物は、水平
壁３６の前縁に到達するまでに流れの上層に集まり、流
れの下層には酸化物を含まない溶融はんだが残る。水平
壁３６で分離された酸化物を含む上層の溶融はんだは分
離板の縦壁３７で堰きとめられ、側壁３０の切り欠き３
２からはんだ槽２に流れ落ちる。酸化物を含まない下層
の溶融はんだは、第１の実施例と同じく、導流板２４と
分離板の水平壁３６の間を通って溜まり部２６に至り、
その後ノズル部２８を乗り越えてはんだ槽２に流れ落ち
る。

【００２６】以上の構成になる本実施例は、第１の実施
例と同じ効果を有するとともに、分離板３５を上通路２
２Ｃの上壁２２ａ’と一体に形成しているので、噴流ボ
ックス１０Ｃを構成する部品点数が少なく、製造コスト
を低減できる。また、縦壁３７が導流通路における上通
路２２Ｃの上壁２２ａ’に一体に連なっているので、上
層の溶融はんだが縦壁３７を乗り越えて下層の流れに混
入することは完全に防止される。なお、分離板３５の縦
壁３７は、第１の実施例の変形例と同様に、導流板２４
上の溶融はんだの流れに対して斜めになるように形成し
てもよい。

【００２７】図８、図９は第２の実施例の変形例を示
す。図８は第２の実施例の図６に対応する噴流ボックス
の斜視図、図９は図７に対応する一部切断斜視図であ
る。上述の第２の実施例では、第１の実施例と同様に、
噴流ボックスの導流板２４の前方に溜まり部２６を設け
ているが、変形例の噴流ボックス１０Ｄは溜まり部を廃
している。導流通路における上通路２２Ｄの上壁２２
ａ”を滞留室１１の前後方向中央に相当する位置まで伸
ばし、その先端から順次に、分離板３５を形成するよう
縦壁３７および水平壁３６を第２の実施例と同様に一体
に延ばしてある。

【００２８】導流板２４Ｄは水平に前方へ延びて滞留室
１１の上壁をなし、滞留室１１の前端部近傍において滑
らかに上方へ曲がってノズル部２８Ｄを形成している。
ノズル部２８Ｄの前面は滑らかな円弧面をなして滞留室
１１の前壁１３に連なっている。噴流ボックス１０Ｄの
側壁３０Ｄ、３０Ｄには、分離板３５の水平壁３６と縦
壁３７、および上通路２２Ｄの上壁２２ａ”とにそれぞ
れ底辺、側辺および上辺を沿わせた切り欠き３２Ｄが設
けられている。その他の構成は、第１の実施例と同じで
ある。

【００２９】以上の構成により、分離板３５は導流通路
の折り返し部から遠く離れ、ノズル部２８Ｄ近傍に位置
するから、導流通路の折り返し部から分離板３５の水平
壁３６に到達するまでに長い時間が確保され、溶融はん
だに含まれている酸化物は確実に上層へ移行する。した
がって、下層の溶融はんだからの酸化物の除去が一層進
んで、分離板３５で分離されてノズル部２８Ｄに供給さ
れる溶融はんだには酸化物がほぼ皆無となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態に係る噴流はんだ付け装置
の縦断面図である。

【図２】第１の実施例における噴流ボックスの斜視図で
ある。

【図３】図２における平面Ｘで切断した噴流ボックスの
一部切断斜視図である。

【図４】一部を切り欠いて溶融はんだの流れを示す噴流
ボックスの斜視図である。

【図５】分離板の変形例を示す図である。

【図６】第２の実施例における噴流ボックスの斜視図で
ある。

【図７】第２の実施例の噴流ボックスの一部切断斜視図
である。

【図８】変形例を示す噴流ボックスの斜視図である。

【図９】変形例を示す噴流ボックスの一部切断斜視図で
ある。

【符号の説明】

１噴流はんだ付け装置２はんだ槽４取付部５モータ７ポンプ１０、１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄ噴流ボック
ス１１滞留室１２上壁１３前壁１４後壁１５ダクト部１６吸込み口２０導流通路２１下通路２２、２２Ｃ、２２Ｄ上通路２２ａ、２２ａ’２２ａ” 上壁２３導流出口２４、２４Ｄ導流板２６溜まり部２８、２８Ｄノズル部３０、３０ａ、３０Ｄ側壁３２、３２Ｄ切り欠き３５、３５Ａ、３５Ｂ分離板３６水平壁３７、３７Ａ、３７Ｂ縦壁Ｋ基板Ｗ溶融はんだ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】溶融はんだを貯留するはんだ槽と、該は
んだ槽から溶融はんだを取り込んでノズル部へ噴流させ
る噴流ボックスとからなり、噴流ボックスは、溶融はん
だを上層および下層に分離する分離手段を有して、分離
された前記下層の溶融はんだを前記ノズル部へ導き、前
記上層の溶融はんだを前記はんだ槽へ還流するよう構成
したことを特徴とする噴流はんだ付け装置。
【請求項２】前記噴流ボックスは、供給圧を受けて溶
融はんだが前記ノズル部方向へ流れる流路を備え、前記
分離手段は、前記流路の低壁をなす導流板に平行の水平
壁と該水平壁から立ち上がる縦壁とからなる分離板を有
し、前記水平壁と導流板間の下層の溶融はんだを前記ノ
ズル部へ導き、前記水平壁上の上層の溶融はんだを前記
縦壁で堰きとめて側方に導き、前記はんだ槽へ還流する
ことを特徴とする請求項１記載の噴流はんだ付け装置。
【請求項３】前記分離板は、前記縦壁を前記流路にお
ける溶融はんだの流れに対して垂直に配置していること
を特徴とする請求項２記載の噴流はんだ付け装置。
【請求項４】前記分離板は、前記縦壁を前記流路にお
ける溶融はんだの流れに対して斜めに配置していること
を特徴とする請求項２記載の噴流はんだ付け装置。
【請求項５】前記分離板は、前記縦壁を前記流路にお
ける溶融はんだの流れに対して幅方向中央から左右対称
に斜めとした山形に配置していることを特徴とする請求
項２記載の噴流はんだ付け装置。
【請求項６】前記分離板を、前記流路における前記ノ
ズル部近傍の下流に設けたことを特徴とする請求項２か
ら５のいずれか１に記載の噴流はんだ付け装置。
【請求項７】前記分離板を、前記流路の上壁と一体に
形成したことを特徴とする請求項２から６のいずれか１
に記載の噴流はんだ付け装置。
【請求項８】前記噴流ボックスは、滞留室と、底壁に
吸込み口を有するとともにポンプを備えて前記滞留室の
下部に連通するダクト部と、前記滞留室の上部から水平
方向に延びたあと上へ折り返す導流通路とを有し、折り
返し後の前記導流通路が前記流路を形成し、前記流路に
は、前記分離板とノズル部の間に溜まり部が形成されて
いることを特徴とする請求項２から５および７のいずれ
か１に記載の噴流はんだ付け装置。
【請求項９】溶融はんだをノズル部へ噴流させ、該噴
流させた溶融はんだで部品のはんだ付けを行う噴流はん
だ付け方法であって、前記ノズル部へ噴流させる前に溶
融はんだを上層および下層に分離し、分離された前記下
層の溶融はんだを前記ノズル部へ導き、前記上層の溶融
はんだは溶融はんだを貯留するはんだ槽へ還流するよう
にしたことを特徴とする噴流はんだ付け方法。