JP2007098450A - Soldering method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、Sn(錫)とZn(亜鉛)を主成分とするSn−Zn系はんだを用いてフローはんだ付けを行なう方法に関する。 The present invention relates to a method of performing flow soldering using Sn—Zn based solder mainly composed of Sn (tin) and Zn (zinc).
従来、不純物程度の鉛含有は許容するが、鉛を主成分として含まない、いわゆる鉛フリーはんだとして、Sn−Ag系はんだ及びSn−Zn系はんだが知られている。Sn−Ag系はんだの溶融温度が217℃〜221℃(共晶点温度)と高いのに比べて、Sn−Zn系はんだは、その共晶点温度が199℃程度であるのに伴い、フローはんだ付けの際のはんだ付け温度を230℃前後に低く設定できるので、プリント配線基板及びその上の電子部品に熱損傷を与える可能性が低い点で好ましい。 Conventionally, Sn—Ag solder and Sn—Zn solder are known as so-called lead-free solders that allow lead containing impurities to be contained but do not contain lead as a main component. Compared with the high melting temperature of Sn-Ag solder of 217 ° C. to 221 ° C. (eutectic point temperature), Sn—Zn solder has a flow of about 199 ° C. as its eutectic point temperature is about 199 ° C. Since the soldering temperature at the time of soldering can be set as low as around 230 ° C., it is preferable in that it is less likely to cause thermal damage to the printed wiring board and the electronic components thereon.
このSn−Zn系はんだを用いたフローはんだ付けにおいて、はんだ付け不良の一つであるブリッジ現象を抑制することを目的として、低酸素濃度の不活性ガス雰囲気中でプリント配線基板の搬送方向と逆の方向に流れる逆方向はんだ噴流波を用い、この噴流波の流速を18cm/sec以上とする技術が知られている(例えば、特許文献1参照。)。 In the flow soldering using this Sn—Zn solder, in order to suppress the bridging phenomenon which is one of the soldering defects, the direction opposite to the transport direction of the printed wiring board is performed in an inert gas atmosphere with a low oxygen concentration. A technique is known in which a reverse solder jet wave flowing in the direction of is used and the flow velocity of the jet wave is set to 18 cm / sec or more (see, for example, Patent Document 1).
又、フローはんだ付けにおいて、吹き口から噴出される噴流波を、プリント配線基板の搬送方向と同方向(順方向)と、逆方向に切換えられるようにした技術も知られている(例えば、特許文献2参照。)。 In addition, in flow soldering, there is also known a technique in which the jet wave ejected from the blowing port can be switched in the same direction (forward direction) and the reverse direction as the transport direction of the printed wiring board (for example, patents). Reference 2).
この特許文献2の技術では、プリント配線基板の搬送方向と直交する方向の回動軸を中心にして回転可能な一対の噴流体を噴流槽に設け、これら一対の噴流体を回転させてその位置を個々に変えることにより、一対の噴流体間に形成される吹き口の幅と、この吹き口から噴射される噴流波を順方向又は逆方向に向ける調整を可能としている。この他に、特許文献2の技術では、プリント配線基板の搬送方向と直交する方向の回動軸を中心にして回転可能な単一の噴流体を噴流槽に設け、この噴流体を回転させてその位置を変えることにより、これと噴流槽の前側固定部分と間に形成される吹き口の幅と、この吹き口から噴射される噴流波を順方向又は逆方向に向ける吹き口位置の調整を可能としている。そして、逆方向の噴流波は、前記前側固定部分が回動軸を通る鉛直線と交差して設けられているので、前記鉛直線に対して順方向側(つまり、プリント配線基板の搬送方向下流側)に寄った位置を基点として噴出されるようになっている。
はんだ濡れ不良の中にはディウェッティングがある。ディウェッティングは、プリント配線基板のCu電極表面等のはんだ付け部から溶融はんだが離れる際に、一度濡れたはんだの一部が離される溶融はんだによって引き戻され、後に取り残されたCu電極表面がはんだめっきされたようになる現象である。ディウェッティングは、Cu電極表面が完全にはんだに濡れないで元のベース金属そのものの色をしている現象である不濡れとは違う現象であるが、はんだ付け品質としては不濡れと同じ外観不良と評価される。 Dewetting is one of the solder wet defects. In the dewetting, when the molten solder leaves the soldered portion such as the Cu electrode surface of the printed wiring board, a part of the solder once wet is pulled back by the molten solder, and the remaining Cu electrode surface is soldered later. It is a phenomenon that becomes plated. Dewetting is a phenomenon that is different from non-wetting, which is the phenomenon that the surface of the Cu electrode is not completely wetted by the solder and is the color of the original base metal itself, but the soldering quality is the same as non-wetting Rated as bad.
このディウェッティングは、はんだにSn−Zn系はんだを用いると、顕著に発生する傾向が高いことが本発明者の研究により見出された。したがって、Sn−Zn系はんだを用いてフローはんだ付けをするにあたっては、ディウェッティングを抑制することが求められている。 The inventors have found that this dewetting tends to occur remarkably when Sn—Zn solder is used as the solder. Therefore, when performing flow soldering using Sn—Zn-based solder, it is required to suppress dewetting.
これに対して、ブリッジを抑制する技術を開示した特許文献1、及び噴流波の向き等を選択できる技術を開示した特許文献2には,ディウェッティングについては一切記載がなく、これらの技術でディウェッティングを十分に抑制できるかどうかは不明である。
On the other hand, Patent Document 1 that discloses a technique for suppressing a bridge and
しかも、本発明者の研究によれば、フローはんだ付けでのブリッジの発生とディウェッティングの発生とは相反性の関係にあることが見出された。このため、ブリッジの発生防止を目的とした特許文献1の技術で、ディウェッティングの発生を効果的に防止することは困難である。 In addition, according to the research of the present inventors, it has been found that the occurrence of bridges in flow soldering and the occurrence of dewetting are in a reciprocal relationship. For this reason, it is difficult to effectively prevent the occurrence of dewetting by the technique of Patent Document 1 aimed at preventing the occurrence of a bridge.
本発明の目的は、Sn−Zn系はんだを用いてのフローはんだ付けにおいてディウェッティング及びブリッジの発生を抑制できるはんだ付け方法を提供することにある。 The objective of this invention is providing the soldering method which can suppress generation | occurrence | production of a dewetting and a bridge | bridging in the flow soldering using Sn-Zn type solder.
本発明は、搬送されるはんだ付けワークの搬送方向と逆方向に、SnとZnを主成分とする溶融したSn−Zn系はんだの噴流波を、前記ワークの搬送方向と直交する方向に延びるスリット状をなし幅が一定の吹き口を有しかつ回転により前記ワークに対する前記吹き口の位置を調整可能な吹き口体から噴出させ、この噴流波に前記ワークの下面を接触させてはんだ付けをする方法であって、前記吹き口体の回転中心及び前記ワークの搬送方向下流側に位置する前記吹き口の開口縁を通る直線と前記回転中心を通る鉛直線とが挟む角度を、前記鉛直線を基準に0度から前記ワークの搬送方向上流側へ5度以下に調整した状態で、前記吹き口から噴出させた噴流波によりフローはんだ付けをすることを特徴としている。 The present invention provides a slit extending in a direction perpendicular to the conveying direction of the workpiece, in the direction opposite to the conveying direction of the workpiece to be conveyed, in a direction orthogonal to the conveying direction of the workpiece, in a direction opposite to the conveying direction of the workpiece. A blower having a uniform width and having a constant width and rotating is ejected from a blower body which can adjust the position of the blower with respect to the work, and the lower surface of the work is brought into contact with the jet wave for soldering. The angle between the straight line passing through the rotation center of the blower body and the opening edge of the blower located at the downstream side in the conveyance direction of the workpiece and the vertical line passing through the rotation center is defined as Flow soldering is performed by using a jet wave ejected from the blowing port in a state where the reference is adjusted from 0 degree to 5 degrees or less upstream in the conveyance direction of the workpiece.
本発明において、前記ワークの搬送方向に沿う前記吹き口の幅が3.0mm以上で4.0mm以下に設定された吹き口体を用いてフローはんだ付けをすることが好ましい。 In this invention, it is preferable to perform flow soldering using the blower body in which the width of the said blower opening along the conveyance direction of the said workpiece | work was set to 3.0 mm or more and 4.0 mm or less.
本発明で用いられる錫と亜鉛を主成分とする錫・亜鉛系はんだの合金組成は、錫及び亜鉛の含有量について特に限定されるものではなく、いわゆる鉛フリーはんだとしての適正な特性を有するものであればよい。また、錫及び亜鉛以外の他の金属(銀、銅、アルミニウム、ビスマス、インジウム、ニッケル等)を適宜添加してもよく、その種類及び量についても、何ら限定されるものではない。例えば、錫−亜鉛二元合金、錫−亜鉛−ビスマス合金、錫−亜鉛−アルミニウム合金等の三元合金、錫−亜鉛−ビスマス−インジウム合金等の四元合金を好適に使用できる。これらの錫・亜鉛系はんだの中でも、錫−亜鉛共晶はんだ(91wt%錫−9wt%亜鉛はんだを指し、このはんだを錫−9亜鉛はんだと略称する。)合金は、二元合金のためはんだ槽内のはんだ合金組成を管理し易いため、特に好ましい。 The alloy composition of tin / zinc-based solder composed mainly of tin and zinc used in the present invention is not particularly limited with respect to the content of tin and zinc, and has appropriate characteristics as a so-called lead-free solder. If it is. Moreover, metals other than tin and zinc (silver, copper, aluminum, bismuth, indium, nickel, etc.) may be added as appropriate, and the type and amount thereof are not limited at all. For example, ternary alloys such as tin-zinc binary alloy, tin-zinc-bismuth alloy, tin-zinc-aluminum alloy, and quaternary alloys such as tin-zinc-bismuth-indium alloy can be preferably used. Among these tin / zinc-based solders, tin-zinc eutectic solder (91 wt% tin-9 wt% zinc solder, which is abbreviated as tin-9 zinc solder) alloy is a binary alloy solder. Since it is easy to manage the solder alloy composition in the bath, it is particularly preferable.
本発明で、搬送されるはんだ付けワークとしてははんだ付けされる電子部品が配置されたプリント配線基板を挙げることができる。ワークの搬送迎角は水平線に対して5度から7度に設定することが好ましい。又、プリント配線基板等のはんだ付けワークの搬送速度は0.6〜1.2m/minの範囲であることが好ましいが、製造性やはんだ付け性を考慮して適宜設定することができる。 In the present invention, examples of the soldering work to be conveyed include a printed wiring board on which electronic components to be soldered are arranged. It is preferable that the workpiece attack angle is set to 5 to 7 degrees with respect to the horizontal line. Moreover, although it is preferable that the conveyance speed of soldering workpieces, such as a printed wiring board, is the range of 0.6-1.2 m / min, it can set suitably in consideration of manufacturability and solderability.
本発明で、プリント配線基板の搬送方向と逆方向の噴流波は、プリント配線基板の搬送方向と同じ方向(順方向)のはんだ噴流波よりも、プリント配線基板のはんだ付け面へのはんだ付着量を多くすることができ、それによって、ディウェッティングの発生を抑制できる。 In the present invention, the amount of solder adhered to the soldering surface of the printed wiring board is greater than the solder jet wave in the same direction (forward direction) as the direction of conveyance of the printed wiring board. , So that the occurrence of dewetting can be suppressed.
そして、角度αを0度未満とした場合、つまり、吹き口体の回転中心及びワークの搬送方向下流側に位置する吹き口の開口縁を通る直線が、前記回転中心を通る鉛直線Yをプリント配線基板1の搬送方向下流側に超えた状態に第2の吹き口体が配置された場合には、溶融はんだの噴流波がプリント配線基板に当たる角度が大きすぎて、はんだ過剰になりブリッジやツノ引きはんだを発生しやすくなることが確かめられた。この逆に、吹き口体の回転中心及びワークの搬送方向下流側に位置する吹き口の開口縁を通る直線上に位置した下流側壁の開口縁がプリント配線基板の搬送方向上流側に鉛直線を超えて、しかも直線と鉛直線とがなす角度αが5度を超えると、プリント配線基板に対する噴流波の当たりが弱くなり、ディウェッティングを発生しやすくなることが確かめられた。 When the angle α is less than 0 degrees, that is, the straight line passing through the rotation center of the blower body and the opening edge of the blower located on the downstream side in the conveyance direction of the work prints the vertical line Y passing through the rotation center. If the second blower body is disposed in a state where the wiring board 1 is beyond the downstream side in the conveyance direction, the angle at which the molten solder jet wave hits the printed wiring board is too large, resulting in excessive solder, bridges and horns. It was confirmed that it was easy to generate drag solder. On the contrary, the opening edge of the downstream side wall located on a straight line passing through the rotation center of the blower body and the opening edge of the blower located downstream in the workpiece conveyance direction forms a vertical line on the upstream side in the conveyance direction of the printed circuit board. In addition, when the angle α formed by the straight line and the vertical line exceeds 5 degrees, it was confirmed that the hitting of the jet wave against the printed wiring board becomes weak and dewetting is likely to occur.
本発明で、吹き口の幅が3.0mm未満ではプリント配線基板へのはんだ付着量が少ないため、ディウェッティングが発生しやすくなることが確かめられた。一方、吹き口の幅が4.0mmを超えると逆方向の噴流波のはんだ吐出量は多くなるが、吹き口14の開口面積が大きくなるため、噴流波の高さが低下し、ディウェッティングが発生しやすくなることが確かめられた。
In the present invention, it was confirmed that dewetting is likely to occur because the amount of solder attached to the printed wiring board is small when the width of the air outlet is less than 3.0 mm. On the other hand, if the width of the blowing port exceeds 4.0 mm, the amount of solder jet of the reverse jet wave increases, but the opening area of the blowing
本発明によれば、Sn−Zn系はんだを用いてのフローはんだ付けにおいてディウェッティング及びはんだブリッジの発生を抑制できるはんだ付け方法を提供できる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the soldering method which can suppress generation | occurrence | production of a dewetting and a solder bridge in the flow soldering using Sn-Zn type solder can be provided.
図1は本発明のはんだ付け方法を実施するフローはんだ付け装置を概念的に示した図であって、この装置により、はんだ付けワーク例えばプリント配線基板1に対して多数の電子部品(図1には2個のみ代表して図示)が、フラックス塗布工程、予備加熱工程、第1次及び第2次のはんだ付け工程を順次経て実装される電子部品としては、端子ピンを有してこのピンをプリント配線基板に貫通させてセットされる電子部品2、及びチップ部品等の面実装される電子部品3を挙げることができる。フローはんだ付けとの関係では、電子部品2はプリント配線基板1のはんだ付け面とは反対の面にセットされ、電子部品3はプリント配線基板1のはんだ付け面に主としてセットされる。
FIG. 1 is a diagram conceptually showing a flow soldering apparatus for carrying out the soldering method of the present invention. By this apparatus, a large number of electronic components (see FIG. As an electronic component to be mounted through a flux coating process, a preheating process, and primary and secondary soldering processes in sequence, the terminal pin is provided. Examples thereof include an
プリント配線基板1は図1のフローはんだ付け装置において、フローはんだ付け装置を貫通しかつ傾斜して配設された搬送コンベア4により所定の搬送迎角θを水平線との間に作って搬送される。搬送方向を図1〜図3中矢印Aで示す。搬送迎角θは例えば5度に設定される。プリント配線基板1の搬送速度は0.6〜1.2m/minの範囲であることが好ましいが、製造性やはんだ付け性を考慮して適宜設定できる。 In the flow soldering apparatus of FIG. 1, the printed wiring board 1 is transported by forming a predetermined transport angle of attack θ with respect to a horizontal line by a transport conveyor 4 that is disposed through and inclined through the flow soldering apparatus. . The conveying direction is indicated by an arrow A in FIGS. The transport attack angle θ is set to 5 degrees, for example. The conveyance speed of the printed wiring board 1 is preferably in the range of 0.6 to 1.2 m / min, but can be appropriately set in consideration of manufacturability and solderability.
フラックス塗布工程は、フローはんだ付け装置に搬入されたプリント配線基板1の下面すなわち、はんだ付け面に、フラックス塗布装置5によってフラックスの塗布を行なう工程である。フラックスの塗布は、スプレー法や発泡などの方法で行なわれる。フラックスには、必要に応じて艶消し剤、界面活性剤、酸化防止剤、防錆剤、難燃剤、あるいはプリント配線基板1に黴の発生を防止するための防黴剤等を配合しても差し支えない。
The flux application process is a process in which flux is applied by the
フラックスがはんだ付け面に塗布された後、プリント配線基板1は予備加熱工程部へ搬送コンベア4により搬送される。予備加熱工程では、フラックスが塗布されたプリント配線基板1をはんだ付け面側からヒーター6により予備加熱を行ない、フラックスの前置的活性化とプリント配線基板1およびこの基板に搭載した電子部品2.3に与える熱衝撃を軽減する。この予備加熱工程におけるプリント配線基板1のはんだ付け面の温度は90℃〜130℃の範囲であることが好ましい。更に、フローはんだ付けを良好な濡れ性で行なわせるために、予備加熱工程は、低酸素濃度の不活性ガス例えば窒素ガス雰囲気中で作業を行なうように構成されていて、その酸素濃度は1000ppm以下にすることが好ましい。
After the flux is applied to the soldering surface, the printed wiring board 1 is transported to the preheating process section by the transport conveyor 4. In the preheating step, the printed wiring board 1 to which the flux is applied is preheated from the soldering surface side by the heater 6 to pre-activate the flux and the printed wiring board 1 and the
予備加熱されたプリント配線基板1は搬送コンベア4によりはんだ付け工程部へ搬送される。Sn−Zn系の溶融はんだとプリント配線基板1とを接触させるはんだ付け工程は、プリント配線基板1のはんだ付け面にSn−Zn系の溶融はんだをはんだ噴流波の状態で供給してはんだ付けをする工程である。このはんだ付け工程も、低酸素濃度の不活性ガス例えば窒素ガス雰囲気中で作業を行なうように構成されていて、その酸素濃度は、フローはんだ付けを良好な濡れ性で行なわせるために、500ppm以下にすることが好ましい。 The pre-heated printed wiring board 1 is transported to the soldering process section by the transport conveyor 4. The soldering process for bringing the Sn—Zn-based molten solder into contact with the printed wiring board 1 is performed by supplying Sn—Zn-based molten solder to the soldering surface of the printed wiring board 1 in a solder jet wave state. It is a process to do. This soldering process is also configured to work in an atmosphere of an inert gas having a low oxygen concentration, such as a nitrogen gas, and the oxygen concentration is 500 ppm or less in order to perform flow soldering with good wettability. It is preferable to make it.
はんだ付け工程部には、ヒーターにより加熱されて溶融状態になったSn−Zn系はんだを収容したはんだ槽があり、このはんだ槽には、はんだ噴流波を形成するための第1の吹き口体7及び第2の吹き口体8が設置されている。はんだ付け工程におけるSn−Zn系はんだの溶融はんだの温度は220℃〜245℃の範囲であることが好ましい。
In the soldering process part, there is a solder tank containing Sn-Zn solder which is heated and melted by a heater, and this solder tank has a first blowing body for forming solder jet waves. 7 and the
第2の吹き口体8に対して搬送コンベア4の搬送方向上流側に配設された第1の吹き口体7は、それが有した上向きの吹き口を通して溶融はんだを鉛直方向に噴出してはんだ噴流波(第1の噴流波W1)を形成する。この第1の噴流波W1によってはんだ付けにおけるオープン不良を抑制できる。なお、フローはんだ付け装置での半田付け工程では、第1の吹き口体7の使用を停止した状態で、第2の吹き口体8のみを使用してフローはんだ付けが実施されることもある。
The first blower body 7 disposed on the upstream side in the transport direction of the transport conveyor 4 with respect to the
第1の吹き口体7に対して搬送コンベア4の搬送方向下流側に配設された第2の吹き口体8は、溶融はんだを後述のように噴出してはんだ付けの仕上げを行うはんだ噴流波(第2の噴流波W2)を形成する。仕上げ用の第2の噴流波W2として、プリント配線基板1の搬送方向と逆方向に噴出されるはんだ噴流波を用いる。なお、はんだ付け工程にてはんだ付けが完了したプリント配線基板1はフローはんだ付け装置から搬出される。
The
はんだ付け工程の第2の噴流波W2としてプリント配線基板1の搬送方向と逆方向に噴流するはんだ噴流波を形成する第2の吹き口体8は、前記搬送迎角θ等に応じて第2の噴流波W2の噴出方向を微調整するために回転可能であり、その回転角の調節により幅が一定のスリット状吹き口の位置を変更できるよう一体型の構成となっている。
The
すなわち、図2の断面図に示すように第2の吹き口体8は、プリント配線基板1の搬送方向(矢印Aで示す。)を基準に上流側壁11と、これに対向する下流側壁12と、これらを長手方向両端において夫々接続した図示しない一対の端板と、これらの端板の中央部に突設された支持軸13(一方のみ図示)とを備えている。
That is, as shown in the cross-sectional view of FIG. 2, the
上流側壁11はプリント配線基板1の搬送方向上流側に向けて凸となる断面円弧状をなし、下流側壁12はプリント配線基板1の搬送方向下流側に向けて凸となる断面円弧状をなしている。これら上流側壁11と下流側壁12の下端縁は、相互間に入口用空隙8aを形成して大きく隔てられ、この空隙8aを通って溶融はんだが第2の吹き口体8内に満たされるようになっている。上流側壁11と下流側壁12の上端縁相互間にスリット状の吹き口14が形成されている。この吹き口14の搬送方向上流側の開口縁をなす上流側壁11の上端縁11aに対して、吹き口14の搬送方向下流側の開口縁をなす下流側壁12の上端縁12aは上方にずれている。
The
第2の吹き口体8はその一対の支持軸13をはんだ槽の壁を回転可能に貫通して支持されている。それにより、第2の吹き口体8の軸方向(一対の支持軸13を直線で結ぶ方向)及び吹き口14がプリント配線基板1の搬送方向と直交する方向に延びる状態に、第2の吹き口体8がはんだ槽に支持されている。
The
図2中符号15はスカート状の吹き口ベースを示している。この吹き口ベース15の上部間に第2の吹き口体8が回転可能に挟まれている。この吹き口ベース15は省略可能である。はんだ槽には、図示しないが吹き口ベース15の内側に溶融はんだを供給しこのはんだに吹き口14から噴出するエネルギーを与える供給手段、例えばポンプ等が設けられている。はんだ噴流波を形成するためのポンプの回転数は、特に限定しないが、プリント配線基板1のはんだ付け面に第2の噴流波W2が丁度良く当たる高さを保つように調整される。第2の噴流波W2の高さが高すぎるとはんだ過剰になり、ブリッジやツノ引きはんだが発生しやすくなり、この逆に、第2の噴流波W2の高さが低すぎるとはんだ量が不足し、ディウェッティングが発生しやすくなる。
第2の吹き口体8は、その回転中心をなした支持軸13の中心、及びプリント配線基板1の搬送方向下流側に位置する吹き口14の開口縁(つまり前記上端縁12a)を通る直線Xと、前記回転中心を通る鉛直線Yとが挟む角度αを、0度以上5度以下に調整した状態で、第2の噴流波W2をプリント配線基板1の搬送方向と逆向きに吹き口14から噴出する。この場合、角度αは、鉛直線Yを基準としてプリント配線基板1の搬送方向上流側(プラス側)に5度以下に調整される。したがって、直線Xと鉛直線Yとが一致して鉛直線Y上に上端縁12aが位置されたときの角度αは0度である。
The
なお、図2は、第2の吹き口体8を回転させて直線Xがプリント配線基板1に対して直角となる位置に吹き口14が配置された状態を示しており、このプラス側に最大に調整された状態での角度αはプリント配線基板1の搬送迎角θに等しい。このため、プリント配線基板1の搬送迎角θとの関係で述べれば、角度αは、0度からプラス側に最大で搬送迎角θに達するまでの範囲で調整すればよい。
FIG. 2 shows a state in which the
角度αの調整は、はんだ槽外でいずれか一方の支持軸13に取付けた調整レバー(図示しない)を操作し目盛りに合せて第2の吹き口体8全体を回転させることで実施する。このようなはんだ付け装置の外部での調整レバーの操作により、はんだ付け部の窒素雰囲気を開放しないでも調整を実施することが可能であり、連続してはんだ付け作業を行なう場合の作業性に優れる。なお、第2の吹き口体8の回転は前記角度αの範囲以外は回転しないように適当な手段で回転角を規制することが好ましい。この場合、第2の吹き口体8は、その吹き口14を通してプリント配線基板1の搬送方向と逆方向の第2の噴流波W2しか噴出させることができない。
Adjustment of the angle α is performed by operating an adjustment lever (not shown) attached to one of the
第2の吹き口体8のスリットをなした吹き口14の幅Lは固定され可変不能である。ここに幅Lとは、吹き口14を形成する上流側壁11の上端縁11a及び下流側壁12の上端縁12a間の最短距離を指している。吹き口14の幅Lが一定に固定されていることにより、第2の吹き口体8の回転による前記角度αの調整に拘わらず、吹き口14の幅が変化せず、この吹き口14の再現性を確保できる。言い換えれば、目標とする第2の噴流波W2を噴出させる条件の一つである吹き口14の幅が、角度αの調整に依存して変化することがない。それにより、第2の吹き口体8全体を回転させると言う簡単な作業で角度αの調整をできる。
The width L of the
そして、既述のように上端縁11a,12aは上下にずれているので、図2に示すように吹き口14は、搬送されるプリント配線基板1に対して斜めに向いて設けられている。
Since the upper end edges 11a and 12a are shifted up and down as described above, the
このように第2の吹き口体8はその吹き口14が上下にずれた前記上端縁11a,12aとの間に形成したので、この吹き口14から噴出される第2の噴流波W2の噴出方向を、より確実にプリント配線基板1の搬送方向と逆方向に指向させることができる点で優れているが、これに代えて図3に示した第2の吹き口体8を使用することもできる。図3のものでは、上流側壁11の上端縁11aと下流側壁12の上端縁12aとが略同じである点で、図2に示した第2の吹き口体8とは異なっており、その他の部位や角度αは図2に示した第2の吹き口体8と同じである。
Thus, since the
この吹き口14の幅Lを変更する場合には、幅Lが異なる吹き口14を有した数種類の第2の吹き口体8を予め用意して置いて、その中からはんだ付け条件に適した第2の吹き口体8を選択して、はんだ付け装置に付け替えればよい。吹き口14の幅Lは3.0mm以上で4.0mm以下に設定するのが好ましい。
When changing the width L of the
図1に示したフローはんだ付け装置において図2に示した第2の吹き口体8を用いて、以下の条件で試験をした結果を図4に示す。
FIG. 4 shows the result of the test conducted under the following conditions using the
この試験で使用したプリント配線基板1は、それにセットされた端子ピンを有した電子部品2と面実装型の電子部品3とに対するはんだ付けランド(Cu電極)の数が1000箇所である。この試験では、Sn−Zn系はんだとして前記錫−9亜鉛はんだを使用した。第2の吹き口体8には吹き口14の幅Lが3.25mmで一定のものを使用した。プリント配線基板1の搬送速度は0.8m/minとした。予備加熱温度は110℃とし、はんだ付け雰囲気の酸素濃度は200ppm、溶融はんだの温度は230℃とした。
The printed wiring board 1 used in this test has 1000 soldering lands (Cu electrodes) for the
この条件において、第2の吹き口体8を回転操作して、角度αを−5.0度〜+8.0度の範囲で主に2.5度ごとに変化させ、夫々の角度でのディウェッティングの発生数と、はんだブリッジの発生数とを評価した。
Under this condition, the
この場合、ディウェッティングはプリント配線基板1の接合部のはんだ付け状態を観察し、はんだのはじき具合により「○」、「×」で評価を行った。又、ブリッジ発生数はプリント配線基板1枚あたりの平均の発生数を示す。なお、角度αが−(マイナス)とは、前記支持軸13の鉛直線Yを基準に、下流側壁12の上端縁12aがプリント配線基板1の搬送方向下流側(図2では右側)にずれて吹き口14が配置された場合であり、この逆に角度αが+(プラス)とはプリント配線基板1の搬送方向上流側(図2では左側)に下流側壁12の上端縁12aがずれて吹き口14が配置された場合である。
In this case, the dewetting was performed by observing the soldered state of the joint portion of the printed wiring board 1 and evaluating with “◯” and “×” depending on how the solder repels. The number of bridges generated indicates the average number of generations per printed wiring board. When the angle α is − (minus), the
図4からわかるように、吹き口14の角度αを0度〜5度の範囲で設定することにより、ディウェッティングが抑制できるとともに、ブリッジも少なく、良好なはんだ付け性が得られることが判明した。角度αがマイナス5度以下の設定では、ディウェッティングは抑制されるが、マイナス角度が大きくなるほどブリッジの発生が増えることが判明した。吹き口14の角度がプラス5度を超えた設定では、ブリッジの発生は抑制されるが、ディウェッティングが発生することが判明した。
As can be seen from FIG. 4, it is found that by setting the angle α of the
図1に示したフローはんだ付け装置において図2に示した第2の吹き口体8を用いて、以下の条件で試験をした結果を図5に示す。
FIG. 5 shows the result of the test conducted under the following conditions using the
吹き口14の幅Lを2.75mm〜4.50mmの範囲で0.25mmごとに異ならせた多数の第2の吹き口体8を用意し、それらを個々に吹き口14の角度αが2.5度となるようにはんだ槽に配設して、夫々の幅Lでのディウェッティングの発生数を評価した。この場合、ディウェッティングはプリント配線基板1の接合部のはんだ付け状態を観察し、はんだのはじき具合により「○」、「×」で評価を行った。その他の条件は実施例1で説明した条件と同じとした。
A large number of
図5から分かるように吹き口14の幅Lを3.0mm〜4.0mmの範囲とした設定では、ディウェッティングが抑制されたことが判明した。吹き口14の幅Lが3.0mm未満になる設定でも、吹き口14の幅Lが4.0mmを超える設定でも、ディウェッティングが発生することが判明した。つまり、吹き口14の幅Lは狭すぎても、広すぎてもプリント配線基板1に対するはんだ量が不足し、ディウェッティングが発生しやすくなることが判明した。
As can be seen from FIG. 5, it was found that dewetting was suppressed when the width L of the
1…プリント配線基板(はんだ付けワーク)、2,3…電子部品、4…搬送コンベア、8…第2の吹き口体、11…吹き口体の上流側壁、11a…上流側壁の上端縁(開口縁)、12…吹き口体の下流側壁、12a…下流側壁の上端縁(開口縁)、13…吹き口体の支持軸、14…吹き口、X…上端縁(開口縁)12aと支持軸の中心とを通る直線、Y…支持軸の中心を通る鉛直線、α…直線Xと鉛直線Yとが挟む角度、W2…ワーク搬送方向と逆方向の第2の噴流波 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Printed wiring board (soldering workpiece), 2, 3 ... Electronic component, 4 ... Conveyor, 8 ... 2nd blower body, 11 ... Upstream side wall of blower body, 11a ... Upper end edge (opening) of upstream side wall Edge), 12 ... downstream side wall of the blower body, 12a ... upper end edge (opening edge) of the downstream side wall, 13 ... support shaft of the blower body, 14 ... blower opening, X ... upper end edge (opening edge) 12a and support shaft A straight line passing through the center of the support shaft, Y a vertical line passing through the center of the support shaft, α an angle between the straight line X and the vertical line Y, W2 a second jet wave in the direction opposite to the workpiece transfer direction
Claims (2)
前記吹き口体の回転中心及び前記ワークの搬送方向下流側に位置する前記吹き口の開口縁を通る直線と前記回転中心を通る鉛直線とが挟む角度を、前記鉛直線を基準に0度から前記ワークの搬送方向上流側へ5度以下に調整した状態で、前記吹き口から噴出させた噴流波によりフローはんだ付けをすることを特徴とするはんだ付け方法。 In a direction opposite to the conveying direction of the soldering work to be conveyed, a jet of molten Sn—Zn solder mainly composed of Sn and Zn is formed in a slit shape extending in a direction perpendicular to the conveying direction of the work. Is a method of spraying from a blower body having a constant blower opening and adjusting the position of the blower hole relative to the work by rotation, and bringing the lower surface of the work into contact with the jet wave and soldering. ,
The angle between the straight line passing through the rotation center of the blower body and the opening edge of the blower located on the downstream side in the conveyance direction of the workpiece and the vertical line passing through the rotation center is from 0 degrees with respect to the vertical line. A soldering method, wherein flow soldering is performed by a jet wave ejected from the air outlet in a state adjusted to 5 degrees or less to the upstream side in the conveyance direction of the workpiece.
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