JP2007005678A - Partial flow soldering equipment - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ノズルに圧送された溶融はんだによりプリント基板のスルーホールと電子部品の端子とを接合する局所フローはんだ付け装置に関する。 The present invention relates to a local flow soldering apparatus that joins a through hole of a printed circuit board and a terminal of an electronic component by molten solder pressure-fed to a nozzle.
公知のはんだ付け装置が、後述の特許文献1に記載されている。この装置は、プリント基板のスルーホールとスルーホールに挿通された電子部品の端子とをはんだ付けによって接合するために用いられるもので、溶融したはんだを収容するはんだ槽と、上部に開口部を有し、下部にてはんだ槽に連通するノズルと、はんだ槽に収容されたはんだをノズルの開口部まで圧送する圧送手段とを備えている。同装置は、ノズルの開口部まで圧送されたはんだをスルーホールと端子とに付着させることで、スルーホールと端子とを接合する。
上述の様なはんだ付け装置においては、圧送されたはんだがプリント基板(スルーホール)と接触した際のはんだの温度低下を考慮する必要がある。この温度低下は、はんだの持つ熱量が(大きな熱容量を持つ)プリント基板に移ることによって起こるものである。 In the soldering apparatus as described above, it is necessary to consider the temperature drop of the solder when the solder fed by pressure comes into contact with the printed circuit board (through hole). This temperature drop is caused by the amount of heat that the solder has transferred to the printed circuit board (having a large heat capacity).
はんだの温度が低下すると、はんだの粘度が高くなる。この場合、圧送されたはんだがプリント基板のスルーホール内に行き渡りにくくなり(いわゆる、はんだ上がり性悪化)、必要なはんだ付けの品質が確保されない可能性がある。はんだの温度低下の度合いは、例えば、プリント基板の予熱を行うことで小さくすることができる。しかしながら、プリント基板に搭載される電子部品の耐熱性の問題等により、プリント基板を予熱できる温度には限度がある。さらに、昨今では、従来のPb入りはんだよりも融点の高いPbフリーはんだの使用が求められており、はんだの温度低下に関する考慮がよりシビアになってきている。 As the solder temperature decreases, the solder viscosity increases. In this case, it is difficult for the solder that has been fed into the through hole of the printed circuit board (so-called deterioration of solderability), and the required soldering quality may not be ensured. The degree of the temperature drop of the solder can be reduced, for example, by preheating the printed circuit board. However, there is a limit to the temperature at which the printed circuit board can be preheated due to the heat resistance problem of electronic components mounted on the printed circuit board. Furthermore, in recent years, the use of Pb-free solder having a melting point higher than that of conventional solder containing Pb has been demanded, and the consideration regarding the temperature drop of the solder has become more severe.
よって、本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであり、はんだの温度低下の程度を小さくしたはんだ付け装置を提供することを課題とする。 Therefore, the present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a soldering apparatus in which the degree of temperature drop of the solder is reduced.
上記課題を解決するために、本発明にて講じた技術的手段は、請求項1に記載の様に、溶融したはんだを収容するはんだ槽と、上部に開口部を有し、下部にて前記はんだ槽と接続するノズルと、前記はんだ槽に収容されたはんだを前記ノズルの開口部まで圧送する圧送手段と、を備え、プリント基板のスルーホールと該スルーホールに挿通された電子部品の端子とを接合すべく前記ノズルの開口部まで圧送されたはんだを前記スルーホールと前記端子とに付着させる局所フローはんだ付け装置において、前記ノズルは、前記開口部と前記下部との間に設けられ該下部の流路断面積よりも小さい流路断面積を有する縮径部と、該縮径部と前記開口部との間に設けられ前記縮径部を通過したはんだの一部を前記ノズルの外部に流出させる流出部とを備える構成としたことである。
In order to solve the above-mentioned problem, the technical means taken in the present invention, as described in
好ましくは、請求項2に記載の様に、前記ノズルは、前記開口部及び内部流路を有する第1筒部と、前記はんだ槽と接続する内部流路を有する第2筒部とを備え、前記縮径部は、前記第1筒部の内部流路と前記第2筒部の内部流路とを連通する貫通孔を有すると良い。
Preferably, as described in
好ましくは、請求項3に記載の様に、前記縮径部の貫通孔は、前記プリント基板のスルーホールと同軸に設置されると良い。
Preferably, as described in
好ましくは、請求項4に記載の様に、前記はんだは、鉛フリーはんだであると良い。
Preferably, as described in
請求項1に記載の発明によれば、ノズルは、開口部と下部との間に設けられ下部の流路断面積よりも小さい流路断面積を有する縮径部と、縮径部と開口部との間に設けられ縮径部を通過したはんだの一部をノズルの外部に流出させる流出部とを備えている。この構造においては、はんだの流路が縮径部によって絞られるので、縮径部を流通するはんだの流速が増加し、開口部まで圧送されるはんだの対流量(循環量)が増加する。これにより、はんだからプリント基板に熱量が移っても、はんだ自身の熱量が確保され、はんだの温度低下の程度が小さくなる。 According to the first aspect of the present invention, the nozzle is provided between the opening and the lower portion, and has a reduced diameter portion having a channel cross-sectional area smaller than the lower channel cross-sectional area, and the reduced diameter portion and the opening. And an outflow portion for allowing a part of the solder that has passed through the reduced diameter portion to flow out of the nozzle. In this structure, since the flow path of the solder is narrowed by the reduced diameter portion, the flow rate of the solder flowing through the reduced diameter portion increases, and the counter flow rate (circulation amount) of the solder pumped to the opening portion increases. Thereby, even if the amount of heat is transferred from the solder to the printed circuit board, the amount of heat of the solder itself is ensured, and the degree of the temperature drop of the solder is reduced.
請求項2に記載の発明によれば、開口部まで圧送されるはんだの対流量を増加させるための縮径部が簡単な構造によって実現する。 According to the second aspect of the present invention, the reduced diameter portion for increasing the counter flow rate of the solder fed to the opening is realized by a simple structure.
請求項3に記載の発明によれば、縮径部の貫通孔がスルーホールと同軸に設置されるので、ノズルの開口部まで圧送されたはんだがスルーホールの内部に入り込みやすく、はんだ付けの品質が向上する。 According to the third aspect of the present invention, since the through hole of the reduced diameter portion is installed coaxially with the through hole, the solder pressure-fed to the opening of the nozzle easily enters the inside of the through hole, and the soldering quality Will improve.
請求項4に記載の発明によれば、開口部まで圧送されるはんだの対流量が増加するので、従来の鉛入りはんだよりも融点が高く温度が低下しやすい鉛フリーはんだを用いる場合に、特に顕著な効果が得られる。
According to the invention of
以下、本発明を実施するための最良の形態を、図面を基に説明する。図1は、本発明に係る局所フローはんだ付け装置1の概略図である。局所フローはんだ付け装置1は、溶融したはんだ2を収容するはんだ槽3と、上部に開口部41aを有し、下部にてはんだ槽3と接続するノズル4と、はんだ槽3に収容されたはんだ2をノズル4の開口部41aまで圧送するポンプ5とを備えている。
The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic view of a local
はんだ槽3は、溶融したはんだ2が付着せず耐熱性を有する材質(例えば、ステンレス材)から形成されている。はんだ槽3は、はんだ2を溶融状態に保つためのヒータ7と、はんだ2をノズル4に導くための流路8とを備えている。流路8の内部には、ポンプ5が設けられている。ポンプ5は、流路8に形成された吸込口9を介して、はんだ槽3のはんだ2を流路8の内部に吸い込む。流路8には、ノズル4を取り付けるためのベース10が一体に設けられている。ノズル4は、ベース10に形成された吐出口11に接続されている。つまり、ノズル4は、下部にて流路8(はんだ槽3)と接続している。ノズル4、流路8、及びベース10も、はんだ槽3と同じステンレス材等を用いて形成されている。
The
ポンプ5は、例えばシロッコファンからなり、図示しない制御手段により、ファンの回転数が制御される。ファンが回転すると、吸込口9を通してはんだ2が流路8内に吸込まれ、流路8内のはんだ2の量が増加する。これにより、はんだ2がノズル4に圧送される。尚、ポンプ5としては、電磁誘導ポンプのように移動磁界を生じさせ、はんだ2をノズル4に圧送するものや、空気圧等のポンプにより液面を変化させ、流路8内に圧力をかけてノズル4にはんだ2を圧送するものも用いることができる。
The
図2は、局所フローはんだ付け装置1を用いてはんだ付けされるプリント基板30と電子部品31の概略図である。プリント基板30は、厚さ1〜2mmの絶縁板(ベークライト、エポキシ樹脂など電気を通さない材料)に銅箔で配線(図示なし)を張り付けたものである。プリント基板30には、スルーホール30aが設けられている。スルーホール30aは、両面の配線を電気的に接続するためのものである。スルーホール30aは、プリント基板30を厚み方向に貫通する貫通孔で、この孔に銅メッキを行うことによって形成されている。電子部品31(抵抗器、コンデンサ、トランジスタ、IC等)には、端子31aが設けられている。端子31aは、プリント基板30のスルーホール30aに挿通される。局所フローはんだ付け装置1は、プリント基板30のスルーホール30aと、このスルーホール30aに挿通された電子部品31の端子31aとを、はんだ付けによって電気的に接合する。
FIG. 2 is a schematic diagram of the printed
以下、ノズル4の構造について、図3及び図4を参照して説明する。図3は、ノズル4の構造を示す斜視図、図4は、図3におけるIV−IV線に沿う断面図である。
Hereinafter, the structure of the
ノズル4は、大まかには角形の筒形状を成している。ノズル4には、上筒部41と下筒部42と中間部43とが設けられている。上筒部41及び下筒部42の内部は、はんだ2の流路を形成している。上筒部41は、開口部41aと、流出部41bとを備えている。開口部41aは、上筒部41の上縁に形成され、上方に開口している。流出部41bは、上筒部41を形成する側壁41cに形成され、この側壁41cを貫通する貫通孔である。なお、流出部41bの形状に関して、側壁41cの上部が部分的に切り取られた形状(切欠き)の適用も可能である。下筒部42は、流路8のベース10に取り付けられている。下筒部42は、ベース10に形成された吐出口11にて、流路8(はんだ槽3)と接続している。中間部43は、開口部41aと下筒部42との間に設けられている。流出部41bは、開口部41aと中間部43との間に設けられている。中間部43には、連通孔43aが設けられている。連通孔43aは、上筒部41の流路と下筒部42の流路とを連通し、ノズル4の上下方向に延在している。連通孔43aの断面積に関して、下筒部42の流路断面積を連通孔43aの流路断面積の2倍〜10倍程度に設定すると良い。つまり、中間部43は、下筒部42の流路断面積よりも小さい流路断面積を有している。
The
はんだ槽3に収容されたはんだ2は、ポンプ5によって流路8の内部に吸い込まれ、流路8のベース10に取り付けられたノズル4の下筒部42に導かれる。そして、ノズル4の下筒部42に導かれたはんだ2は、連通孔43aを経由して、上筒部41の開口部41aまで圧送される。ノズル4の上筒部41に圧送されたはんだ2の一部は、流出部41bを介してノズル4の外部に流出し、はんだ槽3に戻される。ノズル4に圧送されるはんだ2の量は、ポンプ5に接続される図示しない制御ユニットによって制御されている。
The
図5は、局所フローはんだ付け装置1を用いたはんだ付けの態様を模式的に示す図である。ポンプ5によりノズル4の下筒部42に導かれたはんだ2は、連通孔43aを流通し、上筒部41の開口部41aまで圧送される。連通孔43aを通過したはんだ2の一部は、流出部41bを介してノズル4の外部に流出する。この構造においては、はんだ2の流路断面積が急激に小さくなる、つまり、はんだ2が流通する流路が絞られるので、連通孔43aを流通するはんだ2の流速が増加する。これにより、上筒部41に圧送されたはんだ2においては、連通孔43aの上方に位置する部分の液面(以下、はんだ局部2a)の高さが他の部分に比べて部分的に高くなる。
FIG. 5 is a diagram schematically showing a soldering mode using the local
そして、上筒部41に圧送されたはんだ2のはんだ局部2aを、プリント基板30のスルーホール30aと、このスルーホール30aに挿通された電子部品31の端子31aとに接触させ、これら部位にはんだ2を付着させる。この間、プリント基板30のスルーホール30aは、同図に示す様に、ノズル4の連通孔43a、つまり、はんだ2のはんだ局部2aと同軸に配置される。この構造においては、図中2点鎖線で示す様に、上筒部41に圧送されたはんだ2がスルーホール30aの内部に入り込みやすく、良好なはんだ上がり性(スルーホール30a内へのはんだ2の入り込みやすさ)が確保される。これにより、プリント基板30のスルーホール30aと電子部品31の端子31aとの接合をより確実に行うことができ、はんだ付けの品質が向上する。
Then, the solder
また、ノズル4の連通孔43aを流通するはんだ2の流速が増加することで、上筒部41に圧送されるはんだ2の対流量(循環量)が増加する。この構造においては、はんだ2とプリント基板30(スルーホール30a)との接触時にはんだ2からプリント基板30に熱量が移っても、はんだ2自身の熱量が確保され、はんだ2の温度低下の程度が小さくなる。その結果、はんだ2の粘度の低下が抑制され、良好なはんだ上がり性が確保される。
Further, the flow rate of the
以上説明した様に、本発明の局所フローはんだ付け装置1によれば、ノズル4は、開口部41aと下筒部42との間に設けられ下筒部42の流路断面積よりも小さい流路断面積を有する中間部43と、中間部43と開口部41aとの間に設けられ中間部43を通過したはんだ2の一部をノズル4の外部に流出させる流出部41bとを備えている。この構造においては、はんだ2の流路が中間部43によって絞られるので、中間部43を流通するはんだ2の流速が増加し、開口部41aまで圧送されるはんだ2の対流量(循環量)が増加する。これにより、はんだ2からプリント基板30に熱量が移っても、はんだ2自身の熱量が確保され、はんだ2の温度低下の程度が小さくなる。
As described above, according to the local
また、本発明によれば、開口部41aまで圧送されるはんだ2の対流量を増加させるための中間部43は、連通孔43aという簡単な構造によって実現する。
Further, according to the present invention, the
また、本発明によれば、中間部43の連通孔43aがプリント基板30のスルーホール30aと同軸に設置されるので、ノズル4の開口部41aまで圧送されたはんだ2がスルーホール30aの内部に入り込みやすく、はんだ付けの品質が向上する。
Further, according to the present invention, since the
また、本発明によれば、ノズル4の開口部41aまで圧送されるはんだ2の対流量が増加するので、従来の鉛入りはんだよりも融点が高く温度が低下しやすい鉛フリーはんだを用いる場合に、特に顕著な効果が得られる。
Further, according to the present invention, since the counter flow rate of the
さらに、本発明によれば、良好なはんだ上がり性が確保されるので、はんだ2をプリント基板30のスルーホール30aと電子部品31の端子31aとに接触させておく時間が短くてすむ。これにより、はんだ付け作業における生産性が向上すると共に、プリント基板30上の電子部品31への熱影響が軽減される。
Furthermore, according to the present invention, good solderability is ensured, so that the time during which the
1 局所フローはんだ付け装置
2 はんだ
3 はんだ槽
4 ノズル
5 ポンプ(圧送手段)
30 プリント基板
30a スルーホール
31 電子部品
31a 端子
41 上筒部(上部、第1筒部)
41a 開口部
41b 流出部
42 下筒部(下部、第2筒部)
43 中間部(縮径部)
43a 連通孔(貫通孔)
DESCRIPTION OF
30 Printed
43 Middle part (reduced diameter part)
43a Communication hole (through hole)
Claims (4)
上部に開口部を有し、下部にて前記はんだ槽と接続するノズルと、
前記はんだ槽に収容されたはんだを前記ノズルの開口部まで圧送する圧送手段と、
を備え、
プリント基板のスルーホールと該スルーホールに挿通された電子部品の端子とを接合すべく前記ノズルの開口部まで圧送されたはんだを前記スルーホールと前記端子とに付着させる局所フローはんだ付け装置において、
前記ノズルは、前記開口部と前記下部との間に設けられ該下部の流路断面積よりも小さい流路断面積を有する縮径部と、該縮径部と前記開口部との間に設けられ前記縮径部を通過したはんだの一部を前記ノズルの外部に流出させる流出部とを備えることを特徴とする局所フローはんだ付け装置。 A solder bath for containing molten solder;
A nozzle having an opening at the top and connecting to the solder bath at the bottom;
A pumping means for pumping the solder contained in the solder tank to the opening of the nozzle;
With
In the local flow soldering apparatus for adhering the solder fed to the opening of the nozzle to join the through hole of the printed circuit board and the terminal of the electronic component inserted into the through hole to the through hole and the terminal.
The nozzle is provided between the opening and the lower portion, and has a reduced diameter portion having a channel cross-sectional area smaller than a flow passage cross-sectional area of the lower portion, and is provided between the reduced diameter portion and the opening. A local flow soldering device comprising: an outflow portion for allowing a part of the solder that has passed through the reduced diameter portion to flow out of the nozzle.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2005186191A JP2007005678A (en) | 2005-06-27 | 2005-06-27 | Partial flow soldering equipment |
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP2275022A1 (en) | 2006-01-20 | 2011-01-19 | Olympus Medical Systems Corporation | Method and apparatus for analyzing characteristic information of object with the use of mutual interaction between ultrasound wave and light |
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2005
- 2005-06-27 JP JP2005186191A patent/JP2007005678A/en active Pending
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