JP2006066785A - 噴流式半田付け装置及び噴流式半田付け方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 狭ピッチのリード部品であっても半田ブリッジの形成を防止できる噴流式半田付け装置を提供する
【解決手段】 ノズル（５５）とこのノズルの吹き出し口（５５ａ）から溶融半田（３）を噴流させる噴流発生手段（５２，５２Ａ）とを備えると共に、吹き出し口に溶融半田の噴流方向に沿って整列配置させた複数のピン（７）と、複数のピンを昇降させる昇降手段（８）とを備え、この昇降手段は、半田付けを行う際には、複数のピンを、半田付けするプリント基板（１）挿通されたリード部品（２）のリード（２ａ）に近接する位置に上昇させておき、半田付けを終了する際には、プリント基板とリードとが溶融半田から脱した後に複数のピンをリードから隔離した位置に下降させるよう複数のピンの位置を制御して成る。
【選択図】 図１

Description

本発明は、噴流式半田付け装置及び噴流式半田付け方法に係り、特に、プリント配線板の一部に半田付けをする場合に好適な噴流式半田付け装置及び噴流式半田付け方法に関する。

従来、プリント基板へのフロー半田付けには、半田液面に酸化膜ができにくい噴流式半田付け装置が広く採用されている（特許文献１参照）。
その半田付けにおいて、プリント基板全体に半田付けをする場合には、この噴流式半田付け装置に対してプリント基板をコンベア等で搬送しつつ半田付けするコンベア方式が用いられ、プリント基板の一部に半田付けをする場合には、静止させたプリント基板の所望の範囲に半田噴流を当てて半田付けを行う所謂静止式が多用されている。
この静止式の噴流式半田付け装置の例として、部品リードに半田ディップを行うものが特許文献２に記載されている。
実開平５−６９９７４号公報 特開昭６０−１１５３６４号公報

ところで、静止式の噴流式半田付け装置においてプリント基板に搭載するリード付き部品のリード部を半田付けする場合、この部品がコネクタやＩＣ等の狭ピッチのリードを有する部品であると、半田が隣接するリード間に跨って残ってしまう所謂ブリッジ不良が発生し易い。
これについて、図７を用いて説明する。

図７（ａ）は、プリント基板１に設けた孔１ａにリード部品２のリード２ａを挿入し、このリード２ａを噴流式半田付け装置１０１で半田付けする状態を示した模式図である。
噴流式半田付け装置１０１は、噴流プロペラ１０２の回転により半田槽１０３に収容した溶融半田３に矢印方向の流れを起こし、ノズル５の内側からの噴流を発生させて液面を部分的に上昇させるものである。
そして、この上昇した噴流部３ａにリード２ａとプリント基板１とを浸からせて両者間の半田付けが行われる。

図７（ｂ）は、半田付け終了時に噴流プロペラ１０２を停止して噴流を無くした状態を示している。
複数のリード２ａは、半田液面の降下によりそれぞれが同時に噴流部３ａから脱するので、このリード間ピッチが狭いと、半田が隣接したリードに跨って残り、半田ブリッジ４が形成される。
そのため、この半田ブリッジ４によりリード２ａ間が短絡してこのプリント基板１は不良になってしまうという問題があった。

そこで、本発明が解決すべき課題は、この半田ブリッジの形成を防止する噴流式半田付け装置及び噴流式半田付け方法を提供することにある。

上記の課題を解決するために、本願発明は手段として次の構成を有する。
即ち、請求項１に係る発明は、ノズル（５５）とこのノズルの吹き出し口（５５ａ）から溶融半田（３）を噴流させる噴流発生手段（５２，５２Ａ）とを備え、プリント基板（１）とこのプリント基板（１）に実装するリード部品（２）のリード（２ａ）とを前記噴流する溶融半田（３ａ）に浸して半田付けを行う噴流式半田付け装置において、
前記吹き出し口（５５ａ）に前記溶融半田（３）の噴流方向に沿って整列配置させた複数のピン（７）と、前記複数のピン（７）を昇降させる昇降手段（８）とを備え、前記昇降手段（８）は、前記半田付けを行う際には、前記複数のピン（７）を前記リード（２ａ）に近接する位置に上昇させておき、前記半田付けを終了する際には、前記プリント基板（１）と前記リード（２ａ）とが前記溶融半田（３ａ）から脱した後に前記複数のピン（７）を前記リード（２ａ）から隔離した位置に下降させるよう前記複数のピン（７）の位置を制御して成ることを特徴とする噴流式半田付け装置（５０）である。

また、本願発明は手段として次の手順を有する。
即ち、請求項２に係る発明は、ノズル（５５）の吹き出し口（５５ａ）から噴流する溶融半田（３ａ）にプリント基板（１）とこのプリント基板（１）に実装するリード部品（２）のリード（２ａ）とを浸して半田付けを行う噴流式半田付け方法において、
前記吹き出し口（５５）に前記溶融半田（３）の噴流方向に沿って整列配置されると共に前記噴流方向に沿って昇降可能とされた複数のピン（７）を、前記リード（２ａ）に近接する位置に上昇させて前記半田付けを行う半田付け実行工程と、前記半田付け実行工程後に、前記プリント基板（１）と前記リード（２ａ）とを前記噴流する溶融半田（３ａ）から離脱させ、その後に、前記複数のピン（７）を前記リード（２ａ）から隔離した位置に下降させる半田付け後工程とを有することを特徴とする噴流式半田付け方法である。

本発明によれば、リードピッチが狭くても、半田ブリッジの形成を防止できるという効果を奏する。

本発明の実施の形態を、好ましい実施例により図１〜図６を用いて説明する。
図１は、本発明の噴流式半田付け装置の実施例を示す断面図である。
図２は、本発明の噴流式半田付け装置の実施例における要部を説明する平面図である。
図３は、本発明の噴流式半田付け方法の実施例を説明する第１の図である。
図４は、本発明の噴流式半田付け方法の実施例を説明する第２の図である。
図５は、本発明の噴流式半田付け方法の実施例を説明する第３の図である。
図６は、本発明の噴流式半田付け装置の変形例を説明する図である。

図１に実施例の噴流式半田付け装置５０を断面図として示す。
この図は、溶融半田３を噴流させている状態を示す。図中の矢印は、溶融半田３の概略の流れを示すものである。
この噴流式半田付け装置５０は、溶融半田３を収容する半田槽５１と、回転駆動装置５２Ａにより回転し、この半田槽５１の底部側から上方に向けて流れを発生させる噴流プロペラ５２と、発生した流れにより吹き出し口５５ａから噴流を起こすように誘導する枠状のノズル５５と、被半田付け部材を支持する支持部１０とを備えている。
また、さらに、この噴流式半田付け装置５０は、整列配置させた複数のピン７と、このピン７を上昇位置と下降位置との間で昇降させる昇降装置８とを備えている。以降、このピン７と昇降装置８とを含めて半田ブリッジ形成阻止手段と称する場合がある。

この複数のピン７の配置について、図１の矢印Ａ方向から見た平面図である図２を用いて説明する。
図２において、ノズル５５は略矩形の枠状とされている。この形状は、被半田付け部材（プリント基板等）の半田付けすべき範囲に噴流が当たるように設定される。実施例においては、内側の矩形寸法が幅Ｗ＝３５ｍｍ，奥行きＤ＝３０ｍｍである。
ピン７は、このノズル５５の内側に横方向ピッチａ，縦方向ピッチｂで整列配置される。この実施例においては、ａ＝ｂ＝５ｍｍとし、直径φ２ｍｍのピンを縦５列，横６列で計３０本配置している。
この縦と横の列数は、ノズル５５の形状に応じて、その内側の範囲にピン７が概ね均等に配置されるように設定される。

ピン７の直径は、配置した複数のピン７の投影面積の合計が、ノズル５５の吹き出し口５５ａの面積の１／３を超えない程度にできるだけ大きく設定するのがよい。
これは、このピンの端面面積が過度に増加すると、溶融半田３の噴流流れに対するピン７の抵抗が大きくなり、効率よく噴流させるのが難しくなるからである。
また、噴流に乱流が発生し易くなり半田付けが安定し難くなる可能性もある。

次に、この噴流式半田付け装置５０を用いて、プリント基板１と、これに搭載するリード部品２のリード２ａとを半田付けする工程について図３〜図Ｇにより説明する。これらの図においては、理解容易のため要部のみ図示している。
リード部品２としては、例としてコネクタ，ＩＣ等がある。

図３は、支持部１０で被半田付け部材であるプリント基板を支持し、噴流プロペラ５２を回転駆動装置５２Ａにより回転させ、これにより発生した溶融半田３の矢印方向の流れで噴流３ａを起こした状態を示している。
噴流３ａにより、少なくともノズル５５の内側において溶融半田３の液面が上昇した状態になっている。
この状態において、プリント基板１の孔１ａに挿通されたリード部品２のリード２ａとプリント基板１の底面における所定の範囲とが半田の噴流３ａに浸るように設定されている。
また、半田ブリッジ形成阻止手段１０の昇降装置８により、ピン７は上昇位置に位置される。この上昇位置において、ピン７の先端部７ａとリード２ａとの上下方向距離ｈは予め決められた所定の距離となるように設定される。実施例においては１ｍｍである。

図３の状態で所定時間経過後、噴流プロペラ５２の回転数を徐々に下げると噴流３ａの流れが弱くなり、上昇していた溶融半田３の液面は下降する。
この噴流３ａの液面が下降してピン７の先端よりも若干低くなった状態を図４に示す。
この時、狭ピッチに起因して、一部の隣接リード２ａ間にはこれらに跨る残存半田３ｂが存在する。

その後、噴流プロペラ５２の回転数を更に下げて溶融半田３の液面３ａを下降させると共に、昇降装置８によりピン７を上昇位置から下降位置に移動させる。
液面３ａが下降しピン７が下降位置に移動する途中の状態を図５に示す。
このピン７の下降により、リード２ａ間の余分の残存半田３ｂはピン７側に誘導される（矢印Ｓ参照）。
従って、隣接するリード２ａ間に余分の半田は残らず、リード２ａ間に半田ブリッジが形成されることはない。

本発明の実施例は、上述した構成及び手順に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において変形例としてもよいのは言うまでもない。

ピン７の先端部は、実施例で示したような単純な円筒状でなくてもよい。
リード２ａ間に残存する不要な残存半田３ｂをできるだけピン側に誘導できる形状にするのが好ましい。具体的には、残存半田３ｂと接触する部分の面積を増やした形状である。
このピン７の先端部形状の変形例を図６に示す。
図６（ａ）は、端面に凹んだ凹部７Ｐを形成して表面積を増加させた例である。
図６（ｂ）は、先端の径を大きくすると共に凹部７Ｐを設けて表面積を増加させた例である。
図６（ｃ）は、端面に凹凸部７Ｑを設けて表面積を増加させた例である。
図６（ｄ）は、端面に凹部７Ｐを設けると共に、側面にも凹凸部７Ｑをつけて表面積を増加させた例である。

また、実施例では、被半田付け部材であるプリント基板を静止させて半田付けを行う例を示したが、プリント基板を上下動させてもよい。
その場合、リード２ａと溶融半田３の噴流液面３ａとピン７の先端との相対位置関係が、実施例と同様になっていればよい。
即ち、リード２ａとプリント基板１が噴流３ａに浸っている状態でピン７はリード２ａに近接した位置にあり、その後、リード２ａから噴流（液面）３ａが離れ、ピン７の先端面よりもその液面が下降した後、ピン７がリード２ａから離れるという手順とされ、この手順を実現する構成とされていればよい。
この手順や構成によれば、プリント基板１の移動または静止にかかわらず同様の効果を奏することは言うまでもない。

また、複数のピン７の整列パターンは実施例の配列に限るものではない。例えば、千鳥状としてもよい。
ピン７の先端とリード２ａとの上下方向距離ｈは実施例では１ｍｍとしたが、この距離ｈは、可能な限り短い方が効率よく残存半田３ｂをピン７側に誘導できるので好ましい。

本発明の噴流式半田付け装置の実施例を示す断面図である。 本発明の噴流式半田付け装置の実施例における要部を説明する平面図である。 本発明の噴流式半田付け方法の実施例を説明する第１の図である。 本発明の噴流式半田付け方法の実施例を説明する第２の図である。 本発明の噴流式半田付け方法の実施例を説明する第３の図である。 本発明の噴流式半田付け装置の変形例を説明する図である。 従来の噴流式半田付け装置を説明する図である。

符号の説明

１ プリント基板
１ａ 孔
２ リード部品
２ａ リード
３ （溶融）半田
３ａ 噴流（噴流の液面）
３ｂ （不要な）残存半田
４ 半田ブリッジ
７ ピン
８ 昇降装置
１０ 支持部
５２ 噴流プロペラ
５２Ａ 回転駆動装置
５５ ノズル
１０１ 半田槽
１０２ 噴流プロペラ

Claims (2)

1. ノズルと該ノズルの吹き出し口から溶融半田を噴流させる噴流発生手段とを備え、プリント基板とこのプリント基板に実装するリード部品のリードとを前記噴流する溶融半田に浸して半田付けを行う噴流式半田付け装置において、
   前記吹き出し口に前記溶融半田の噴流方向に沿って整列配置させた複数のピンと、前記複数のピンを昇降させる昇降手段とを備え、
   前記昇降手段は、
   前記半田付けを行う際には、前記複数のピンを前記リードに近接する位置に上昇させておき、
   前記半田付けを終了する際には、前記プリント基板と前記リードとが前記溶融半田から脱した後に前記複数のピンを前記リードから隔離した位置に下降させるよう前記複数のピンの位置を制御して成ることを特徴とする噴流式半田付け装置。
2. ノズルの吹き出し口から噴流する溶融半田にプリント基板とこのプリント基板に実装するリード部品のリードとを浸して半田付けを行う噴流式半田付け方法において、
   前記吹き出し口に前記溶融半田の噴流方向に沿って整列配置されると共に前記噴流方向に沿って昇降可能とされた複数のピンを、前記リードに近接する位置に上昇させて前記半田付けを行う半田付け実行工程と、
   前記半田付け実行工程後に、前記プリント基板と前記リードとを前記噴流する溶融半田から離脱させ、その後に、前記複数のピンを前記リードから隔離した位置に下降させる半田付け後工程とを有することを特徴とする噴流式半田付け方法。

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