JP2004311852A

JP2004311852A - 噴流はんだ槽

Info

Publication number: JP2004311852A
Application number: JP2003105957A
Authority: JP
Inventors: Toshiko Narita; 登志子成田
Original assignee: Senju Metal Industry Co Ltd
Current assignee: Senju Metal Industry Co Ltd
Priority date: 2003-04-10
Filing date: 2003-04-10
Publication date: 2004-11-04

Abstract

【課題】従来の噴流頂部を水平にする噴流はんだ槽は、正確な水平状態を得るには多大な手間が必要であった。本発明は簡単な構成で正確な水平状態が得られる噴流はんだ槽を提供することにある。
【解決手段】多数の大きい穴が穿設された板材に溶融はんだの流量を調整することができる板材を組み合わせることにより、水平な噴流状態を得る。穴板を二等辺三角形状に切り取り、該切り取り部に小さな穴を穿設した同一形状の小径穴板を接合する。二等辺三角形の底辺が流入口から遠方となるように設置すると、遠方は溶融はんだの勢いが強いが、小さな穴で勢いを抑制させられるため、全体が均一な噴流高さとなる。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、プリント基板を溶融はんだではんだ付けする噴流はんだ槽に関する。
【０００２】
【従来の技術】
プリント基板のはんだ付け方法としては、プリント基板を溶融したはんだに接触させてはんだ付けする浸漬法がある。この浸漬法は、はんだ付け装置に設置されたフラクサーでプリント基板にフラックス塗布、プリヒーターで予備加熱、噴流はんだ槽で溶融はんだの付着、冷却装置で冷却、等の処理を行ってはんだ付けを行う。はんだ付け装置に設置された噴流はんだ槽は、ノズル本体、ノズル本体の上部に設置された整流板、整流板の上部に設置された噴流口、ノズル本体の一側に接続されたダクト、ダクト端部に配設されたポンプ、電熱ヒーター、等から構成されている。この噴流はんだ槽では、電熱ヒーターではんだを溶融させ、溶融したはんだをポンプでダクトに送り、ダクトからノズル本体内に流入させ、さらに整流板を通過させて噴流口から上方に噴流させるものである。
【０００３】
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にして噴流するものであり、二次噴流ノズルは溶融はんだを穏やかな状態にして噴流するものである。一次噴流ノズルから噴流する荒れた波は、プリント基板に搭載されたチップ部品の隅部やスルーホールによく侵入して未はんだをなくし、二次噴流ノズルから噴流する穏やかな波は一次噴流ノズルのはんだ付けで発生したブリッジやツララを修正する。
【０００４】
噴流はんだ槽では、ポンプで吸込まれた溶融はんだがダクト内を横方に流動し、ノズル本体の流入口からノズル本体内に流入する。そしてノズル本体内に流入した溶融はんだはノズル本体内で向きを変えて上方に流動し、ノズル本体の上部に設置された噴流口から噴流する。このように溶融はんだはノズル本体内で流動方向を変えるため、本体内では横方の流れと縦方の流れが交錯して乱流となる。溶融はんだの流れが乱流になると、噴流口から噴流する溶融はんだは部分的に高くなりすぎたり低くなりすぎたりするという不安定な波となる。一次噴流ノズルからの波が不安定であると、溶融はんだがチップ部品の隅部やスルーホール内に確実に侵入していかなくなり、また二次噴流ノズルからの波が不安定であると、ブリッジやツララの修正ができなくなってしまう。
【０００５】
そこで従来よりノズル本体内の乱流を防止する手段として整流板や整流格子が使用されていた。整流板とは、図６に示すように一定間隔で多数の穴が穿設された板であり、また整流格子とは図示しないが幅広の板を格子状に組み込んだものである。ノズル本体内に整流板や整流格子を設置すると、ノズル本体内で乱流となった溶融はんだは、これら整流手段を通過するときに整流化され噴流口から噴流するときに部分的に高くなったり低くなったりするという不安定さがなくなる。
【０００６】
ここで従来の噴流はんだ槽および噴流はんだ槽における溶融はんだの流動状態を図７で説明する。
【０００７】
噴流はんだ槽１には荒れた波を噴流する一次噴流ノズル２と穏やかな波を噴流する二次噴流ノズル（図示せず）が設置されている。一次噴流ノズル２はノズル本体３、ダクト４、噴流口５から構成されている。ノズル本体３は、有底箱状であり、上方には内方に屈曲した案内枠６が設置されている。またノズル本体３の一側に開口７が形成されており、該開口にはダクト４が接続されている。ダクト４は一端にポンプ８が設置されており、ポンプ設置部の下部には吸引口９が形成されている。ポンプ８には軸１０が取り付けられており、該軸は噴流はんだ槽１に設置された図示しないモーターと連動している。噴流口５はノズル本体３の上部に載置され、図示しないネジでノズル本体に固定されている。ノズル本体３の上部に設置された案内枠６は噴流口５をノズル本体３に載置するときに案内となるものである。噴流口５の下部には整流板１１が設置されている。従来の噴流はんだ槽に設置する整流板は図６に示すように、一定間隔に同一大きさの穴１２・・・が多数穿設されたものである。また噴流口５の上部には多数の噴出穴を有する荒波手段１３が設置されている。
【０００８】
噴流はんだ槽１には、溶融はんだ１４が入れられている。図示しないモーターを駆動させると、ポンプ８が回転し、ダクト４の吸引口９から溶融はんだ１４がダクト４内に流入し、さらにダクト４からノズル本体３内に流入する。このとき溶融はんだ１４はダクト４からノズル本体３内に横方の流れで流入し、ノズル本体３内では横方流れの溶融はんだが上向きに変えられる。ノズル本体３内では、流れの方向が変化するため、溶融はんだは乱流となるが、乱流となった溶融はんだは、整流板１１を通過するときに整流化される。そして整流化された溶融はんだは噴流口５の荒波手段１３により凹凸のある荒れた状態となる。プリント基板がこの凹凸のある荒れた波に接触すると、荒れた波はチップ部品の隅部やスールホールに侵入する。
【０００９】
ところで噴流はんだ槽では、ダクト４で横方（矢印Ｘ）から送られてきた溶融はんだ１４はノズル本体３内で流動方向を上方（Ｙ）に向きを変えるが、このときダクト４からノズル本体３内に流入してきた溶融はんだは、流入口７から遠方の壁面に勢いよく当たってから上方に向きを変える。そのため遠方の溶融はんだの流れの勢いが強く、流入口７に近づくにしたがって、その勢いは徐々に弱くなっている。溶融はんだの流れの強さを矢印の長さで示すと、流入口近くから遠方に向かってＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄとなり、流入口７の近くは勢いが弱いため短い矢印Ａとなり、流入口から遠方に行くにしたがって勢いが徐々に強くなるため矢印の長さがＢ、Ｃ、Ｄのように徐々に長くなる。従って、同一穴が穿設された整流板では、勢いの強さそのままの状態で整流板１１を溶融はんだが通過する。整流板を通過する溶融はんだの勢いを矢印の長さで示すと、流入口近くが短く、遠方にいくにしたがって長くなる。その結果、噴流口から噴流する溶融はんだの高さも流入口７から遠方の部分が高く、ノズル本体の流入口７に近づくにしたがって低くなり、図７に示すように噴流の頂部が傾斜（α）した状態となる。このように波の頂部が傾斜すると、上部を走行するプリント基板は一側が噴流する溶融はんだに接触するが、他側は溶融はんだに接触することができず、はんだ付け不良となってしまう。
【００１０】
本願出願人は、噴流はんだ槽における噴流頂部の傾斜をなくした噴流はんだ槽（以下、頂部水平はんだ槽という）を実用新案として既に提案している。本願出願人が提案した頂部水平はんだ槽は、ノズル本体の底面に横幅の異なる複数の変流板を設置したもの（参照：特許文献１）や、整流格子の枡の大きさをノズル本体の流入口から遠方にかけて漸次面積を小さくしたもの（参照：特許文献２）である。
【００１１】
【特許文献１】実公平１−１１４１６５号公報
【特許文献２】実公平２−２５４０号公報
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
ところで従来の頂部水平はんだ槽は、正確な噴流高さ調整が困難であった。なぜならば、変流板使用のはんだ槽は、変流板を噴流ノズル底面に固定するため、適切な変流板に交換するときに手間がかかり、整流格子使用のはんだ槽は格子組み立てにやはり手間がかかるからである。このような完全な水平状態が得られない従来の頂部水平はんだ槽でもテレビやビデオのような家電製品に使用するプリント基板をはんだ付けするには、はんだ付け不良を発生させることがなかった。しかしながらコンピューターに使用する多層基板や車載のような精密電子機器に使用するプリント基板をはんだ付けするには、従来の頂部水平はんだ槽における水平状態では不十分であった。つまり従来の頂部水平はんだ槽では、精度の高い水平状態が得られないからである。本発明は、精度の高い水平状態が得られるという頂部水平はんだ槽を提供することにある。
【００１３】
本発明者が多数の穴を穿設した整流板において、流入口から遠方まで溶融はんだの流動の勢いを均一にすることについて鋭意研究を重ねた結果、整流板に流量を調整可能な板材を組み合わせると噴流頂部の水平を正確にできることを見い出して本発明を完成させた。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明は、ノズル本体の一側にポンプを設置したダクトが接続されており、しかも多数の穴を穿設した整流板が本体の上部に設置された噴流はんだ槽において、整流板は一定間隔に多数の穴が穿設された穴板と流量調整可能な板材が組み合わされており、整流板を通過する溶融はんだの通過量がノズル本体の流入口から遠方にいくにしたがって漸次少なくなるようになっていることを特徴とする噴流はんだ槽である。
【００１５】
図１、２に示す実施例の整流板１５は、大きな穴が穿設された穴板１６と流量調整可能な板材である小径穴板１７を組み合わせたものである。整流板１５を構成する穴板１６には一定間隔で多数の穴１８・・・が穿設されている。該穴板は従来の噴流はんだ槽に使用されていた整流板である。穴板１６は一端が底辺となるような細長い二等辺三角形状に切り取られており、該切取り部分に同一形状の小径穴板１７が接合されている。小径穴板１７には、穴板１６の穴よりも小径の穴１９・・・が多数穿設されている。整流板１５をノズル本体３の上部に設置するときは、図１に示すように小径穴板１７の二等辺三角形の底辺部分がノズル本体３の流入口７から遠方となる位置に設置する。このようにして整流板１５をノズル本体の上部に設置した噴流はんだ槽において、溶融はんだの噴流頂部が傾斜しているときは小径穴板の二等辺三角形の高さの異なる整流板に変える。つまりこの実施例では二等辺三角形の高さの異なるいくつかの整流板を用意しておき、噴流状態に合わせて適宜交換して使用するものである。このように噴流状態に合わせて整流板を交換することにより、正確な水平状態が得られるようになる。
【００１６】
図１、２の整流板は、流入口に近くで溶融はんだの流動の勢いの弱いところには大きな穴が多く開いているため、勢いの弱い溶融はんだは大量に流出していく。また流入口から遠方で溶融はんだの流動の勢いの強いところでは小径の穴だけであるため、勢いの強い溶融はんだは小径穴の抵抗により流出量が少なくなる。そして整流板は、遠方から流入口近くにかけて漸次小径穴が少なくなっており、溶融はんだも遠方から流入口にかけて勢いが徐々に弱くなっていて、いずれの部分でも流出量が一定となり、その結果、噴流口からの噴流高さが一定となる。
【００１７】
図３に示す実施例の整流板２０は、大きな穴が穿設された穴板１６と流量調整可能な板材である塞ぎ板２１を組み合わせたものである。整流板２０を構成する穴板１６には一定間隔で多数の穴１８・・・が穿設されている。該穴板は従来の噴流はんだ槽に使用されていた整流板である。塞ぎ板２１は細長い直角三角形であり穴板１６一端に底辺を合わせて、矢印Ｌのように穴板１６に重ね合わせてある。該整流板をノズル本体の上部に設置するときは、二等辺三角形の塞ぎ板２１の底辺部分がノズル本体流入口から遠方となるようにして設置する。このようにして整流板２０をノズル本体の上部に設置して溶融はんだを噴流させたときに、頂部が傾斜しているときは塞ぎ板２１の二等辺三角形の高さの異なる整流板に変える。つまりこの実施例では直角三角形の高さの異なるいくつかの塞ぎ板を用意しておき、噴流状態に合わせて適宜交換して使用するものである。このように噴流状態に合わせて塞ぎ板を交換することにより、正確な水平状態が得られるようになる。
【００１８】
図３の整流板は、流入口に近く溶融はんだの流動の勢いの弱いところには大きな穴が多く開いているため、勢いの弱い溶融はんだは大量に流出していく。また流入口から遠方で溶融はんだの流動の勢いの強いところでは大きな穴の数が少なくなっているため、勢いの強い溶融はんだは流出量が少ない。そして整流板は、遠方から流入口近くにかけて漸次穴の数が少なくなっており、溶融はんだも遠方から流入口にかけて勢いが徐々に弱くなっていて、いずれの部分でも流出量が一定となり、その結果噴流口からの噴流高さが一定となる。
【００１９】
図４に示す実施例の整流板２２は、大きな穴が穿設された穴板１６と流量調整可能な板材である可動板２３を組み合わせたものである。整流板２２を構成する穴板１６には一定間隔で多数の穴１８・・・が穿設されている。該穴板は従来の噴流はんだ槽に使用されていた整流板である。可動板２３は細長い直角三角形であり、直角三角形の高さとなる辺には回転軸２４が取り付けられている。回転軸２４は、穴板１６の二箇所の軸受２５、２５で回動自在に支受されており、回転軸２４の一端は屈曲していて、その先端は噴流はんだ槽の溶融はんだの液面から突出している。溶融はんだの液面から突出した部分を矢印Ｍのように回転させると可動板２３は矢印Ｎのように回転して可動板２３の下方から流出する溶融はんだの量を調整するようになっている。
【００２０】
図４の整流板は、流入口に近く溶融はんだの流動の勢いの弱いところには大きな穴が完全に開いているため、勢いの弱い溶融はんだは大量に流出していく。また流入口から遠方で溶融はんだの流動の勢いの強いところでは可動板が穴を完全に塞がないまでも穴を流出する溶融はんだの勢いを徐々に抑制するようになるため、勢いの強い溶融はんだは流出量が少ない。そして整流板は、遠方から流入口近くにかけて徐々に穴を通過する溶融はんだの勢いを抑制するようになっており、溶融はんだも遠方から流入口にかけて勢いが徐々に弱くなっていて、いずれの部分でも流出量が一定となり、その結果噴流口からの噴流高さが一定となる。図４に示す整流板は、噴流状態に合わせて可動板を無段階に開閉調整することができるため、さらに正確な水平状態を得ることができる。
【００２１】
ここで本発明の噴流はんだ槽について説明する。図１は本発明の噴流はんだ槽の要部分解斜視図、図５は噴流はんだ槽の中央断面図である。図７と同一部分については図７と同一符号を付してある。
【００２２】
噴流はんだ槽１に設置された一次噴流ノズル２はノズル本体３、ダクト４、噴流口５から構成されている。ノズル本体３は、有底箱状であり、上方には内方に屈曲した案内枠６が設置されている。またノズル本体３の一側に開口７が形成されており、該開口にはダクト４が接続されている。ダクト４は一端にポンプ７が設置されており、ポンプ設置部の下部には吸引口８が形成されている。ポンプ７には軸１０が取り付けられており、該軸は噴流はんだ槽１に設置された図示しないモーターと連動している。噴流口５はノズル本体３の上部に載置され、図示しないネジでノズル本体に固定されている。ノズル本体３の上部に設置された案内枠６は噴流口５をノズル本体３に載置するときに案内となるものである。噴流口５の下部には整流板１５が設置されている。本発明の噴流はんだ槽に設置する整流板は図１、２に示すように穴板１６と小径穴板１７を組み合わせたものである。
【００２３】
本発明の噴流はんだ槽では、ダクト４で横方（矢印Ｘ）から送られてきた溶融はんだ１４はノズル本体３内で流動方向を上方（Ｙ）に向きを変えるが、このときダクト４からノズル本体３内に流入してきた溶融はんだは、流入口７から遠方の壁面に勢いよく当たってから上方に向きを変える。そのため流入口から遠方の溶融はんだの流れの勢いが強く、流入口に近づくにしたがって、その勢いは徐々に弱くなっている。溶融はんだの流れの強さを矢印の長さで示すと勢いの弱い順にＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄとなる。しかしながら、本発明の噴流はんだ槽では、溶融はんだの勢いに応じて整流板に勢いを弱める手段が講じられているため、整流板を通過する溶融はんだは如何なる部分でも一定となる。整流板の穴を通過する溶融はんだの量を矢印の長さで現すと、穴から流出する溶融はんだの量は図に示すように一定となる。その結果、本発明の噴流はんだ槽では、図５に示すように噴流の頂部が水平となった状態となる。このように波の頂部が水平になっていると、上部を走行するプリント基板は前面が均一に溶融はんだに接触するため、未はんだのないはんだ付けが行えるものとなる。
【００２４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の噴流はんだ槽は多数の穴が穿設された穴板と流量調整可能な板材を組み合わせて整流板を構成したため、微妙な調整が可能となり、噴流口から噴流する溶融はんだの高さを正確な水平状態にすることができる。従って、本発明の噴流はんだ槽は、はんだ付け時に正確性が要求される多層基板や車載基板のはんだ付けにおいても、信頼性のあるはんだ付けが行えるという従来の噴流はんだ槽には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】本発明の噴流はんだ槽の要部分解斜視図
【図２】本発明噴流はんだ槽に使用する整流板の実施例
【図３】本発明噴流はんだ槽に使用する他の整流板の実施例
【図４】本発明噴流はんだ槽に使用する他の整流板の実施例
【図５】本発明の噴流はんだ槽の断面図
【図６】従来の噴流はんだ槽に使用する整流板
【図７】従来の噴流はんだ槽の断面図
【符号の説明】
１噴流はんだ槽
３ノズル本体
５ノズル口
７流入口
８ポンプ
１５整流板
１６穴板
１７小径穴板
１８穴
１９小径穴

Claims

ノズル本体の一側にポンプを設置したダクトが接続されており、しかも多数の穴を穿設した整流板が本体の上部に設置された噴流はんだ槽において、整流板は一定間隔に多数の穴が穿設された穴板と流量調整可能な板材が組み合わされており、整流板を通過する溶融はんだの通過量がノズル本体の流入口から遠方にいくにしたがって漸次少なくなるようになっていることを特徴とする噴流はんだ槽。
整流板は、多数の穴が穿設された穴板に小径の穴が穿設された三角形の板材を組み合わせたものであり、該板材はノズル本体の流入口から遠方にいくにしたがって小径の穴の数が漸次多く穿設されていることを特徴とする請求項１記載の噴流はんだ槽。
整流板は、多数の穴が穿設された穴板にノズル本体の流入口から遠方にいくにしたがって広がっている三角形の板材を重ね合わせたものであり、該板材によりノズル本体の流入口から遠方にいくにしたがって穴板の穴の穿設数を漸次を減少させるように塞いでいることを特徴とする請求項１記載の噴流はんだ槽。
整流板は、多数の穴が穿設された穴板の側部にノズル本体の流入口から遠方にいくにしたがって漸次広がっている三角形の可動板を回転可能に整流板に設置してあり、該可動板を穴板に近づけることにより本体の流入口から遠方にいくにしたがって穴からの流出量を漸次減少させるようになっていることを特徴とする請求項１記載の噴流はんだ槽。