JP2008260028A - 整流ノズル、はんだ付け装置、コーティング装置及び射出成型装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ロングリード部品のはんだ付けに適したはんだ噴流を得ることができる整流ノズルを提供する。
【解決手段】整流ノズル２が、板状のノズルプレート２ａと、ノズルプレート２ａの対象流体の供給側面に設けられ、ノズルプレート２ａの対象流体の需要側面まで貫通した管状の突起部１２とを備える。
【選択図】図１

Description

この発明は、ロングリード部品を挿入したワークの下面からはんだ付けを行う静止フロー式のはんだ付け装置等に用いられる整流ノズルに係り、特に対象流体を均一に押し出して整流する整流ノズル、これを用いたはんだ付け装置、コーティング装置及び射出成型装置に関するものである。

従来の整流ノズルとしては、例えば特許文献１に開示される噴流式はんだノズルがある。このノズルは、部品を挿入したワークを溶融はんだの噴流上に移動させてワークの下面からはんだ付けを行う噴流式はんだ付け装置に用いられ、スリット状のはんだ噴出口を有し、これを設けた端面は該はんだ噴出口に至るまで先細りになるようにスリットを介した上側の端面と下側の端面が傾斜している（特許文献１、第７図参照）。

特許文献１のノズルは、１次ノズル及び２次ノズルとして各ノズルの高さと溶融はんだのはんだ面とが適切な高さになるように調整して溶融はんだの噴流槽に設置することにより、噴流する溶融はんだの量が適切な量に制御される。また、ワークの搬送方向に対向する方向に２次ノズルで溶融はんだを噴流させることにより、溶融はんだに勢いをつけた状態で完全な対向流を得ることができ、搬送方向と同一方向に逆流させることなく噴出できる。さらに、スリット状の噴出口を設けた端面が傾斜しているので、溶融はんだのぼたつきなども防止でき、噴出した溶融はんだによるブリッジやつららの形成を防止することができる。

特開平７−２１４２９７号公報

従来の整流ノズルは、上記のように構成されているので、ロングリード部品を挿入したワークをはんだ付けするにあたり、ワークの下面から突出するリードの長さがワーク毎にばらつきがある場合、適切な量の溶融はんだを噴流させるために、ワーク毎にワークとノズルの間隙を一定寸法に調整する必要があるという課題があった。

この場合、溶融はんだの噴流槽内部に設置されるノズル自体を上下に位置調整する機構は、構造上作成が困難である。また、ワーク搬送機構の高さを調整する場合は、はんだ付け装置に設定された搬送高さ基準をワーク毎に調整することになり、位置出し調整も含めると作業が煩雑になって現実的でない。さらに、噴流槽の高さ位置を上下に調整することも考えられるが、はんだ噴流槽は、一般的に数百ｋｇ程度（例えば、４００ｋｇ程度）もあるため、これを数ミリ単位で微調整する作業は、作業者に多大な作業負荷を与える。

また、特許文献１に開示されるノズルを用いた噴流式はんだ付け装置において、ノズルと下面から突出したリード長さにばらつきがあるワークとの間に適切な間隙を設けることができない場合、適切な量の溶融はんだを噴流させることができない。これにより、例えばリード長さが１０ｍｍ以上あるロングリード部品等では、装置内でリードがひっかかったり、溶融はんだがワーク下面に接触しない等の理由により良好なはんだ付けができない場合がある。

この他、板厚の厚い基板（例えば、３ｍｍ以上の板厚）や多層（例えば、１８層以上）の実装基板をはんだ付けするにあたり、単に基板をはんだ槽に浸漬させるだけでは、リードの挿入孔や基板スルーホール等の接合部位まで十分な入熱がなされない。このため、これらの接合部位へのはんだ上がりにばらつきが生じる。このような厚い基板や多層基板上に実装する部品がはんだ付け対象であっても、良好なはんだ付け品質を確保できる技術の開発が望まれている。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、ロングリード部品のはんだ付けに適したはんだ噴流を得ることができる整流ノズルを得ることを目的とする。

また、この発明は、上記整流ノズルを利用することで、溶融はんだや溶融ガラス、溶融樹脂等の流体を扱う処理を良好に行うことができるはんだ付け装置、コーティング装置及び射出成型装置を得ることを目的とする。

この発明に係る整流ノズルは、対象流体の需要側と供給側の境界に配置され、対象流体を供給側から需要側へ流出する整流ノズルにおいて、板状のプレートと、該プレートの対象流体の供給側面に設けられ、プレートの対象流体の需要側面まで貫通した管状の突起部とを備えるものである。

この発明によれば、板状のプレートと、該プレートの対象流体の供給側面に設けられ、プレートの対象流体の需要側面まで貫通した管状の突起部とを備える整流ノズルを、ワークのはんだ付け面を溶融はんだの噴流に浸漬させてはんだ付けを行うはんだ付け装置に適用することにより、ワークに挿入した部品のリード長さが１０ｍｍ以上あるロングリード部品であったり、ワークが３ｍｍ以上の板厚や１８層以上の多層の実装基板である場合においても、前記整流ノズルにより形成されるはんだ噴流にワークを浸漬させることで、はんだ接合部位に必要な熱量を安定的に供給することができる。これにより、良好なはんだ付部位を容易に形成でき、はんだ付け製品の信頼性及び電気性能の安定性を向上させることができるという効果がある。

実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１による静止フローはんだ付け装置の構成を示す図であり、図１中に矢印で示すワークを溶融はんだへ浸漬する方向に切った断面を示している。図１において、静止フローはんだ付け装置（はんだ付け装置）１は、はんだ供給槽６、はんだ付け槽７及びはんだ圧力槽８の３つにはんだ槽が区分けされており、各槽内のはんだはヒータ５ａ，５ｂ，５ｃによって加熱されて溶融した状態となっている。

はんだ供給槽６は、隔壁７ａに設けた整流ノズル２を介して溶融はんだをはんだ付け槽７へ供給するはんだ槽である。はんだ付け槽７では、ワーク１０が溶融はんだ９の表面に浸漬されてワーク１０とロングリード部品１１との接合部がはんだ付けされる。はんだ圧力槽８には、溶融はんだ循環用のポンプ４が設けられ、該ポンプ４から加えられる圧力によって図１中に破線の矢印で示すように溶融はんだが各槽６〜８を循環する。つまり、はんだ圧力槽８に溶融はんだ９が連続的に供給されることによりはんだ圧力槽８内圧力が上昇し、整流ノズル２を介して溶融はんだ９がはんだ付け槽７に流出する。

また、隔壁７ｂのはんだ付け槽７とはんだ圧力槽８との境界部分には、上部酸化物流入防止フィルタ３ａが設けられ、隔壁７ｂのはんだ供給槽６とはんだ圧力槽８との境界部分には、下部酸化物流入防止フィルタ３ｂが設けられる。上部酸化物流入防止フィルタ３ａは、はんだ付け槽７におけるはんだ付け処理で発生した酸化物を堰き止めて、はんだ付け槽７からはんだ圧力槽８へ酸化物が流出することを防止する。また、下部酸化物流入防止フィルタ３ｂでは、上部酸化物流入防止フィルタ３ａが除去しきれずにはんだ圧力槽８に流入した酸化物を堰き止めて、はんだ圧力槽８からはんだ供給槽６へ酸化物が流出するのを防止する。

整流ノズル２は、板状のノズルプレート２ａに複数の突起部１２を配列して構成され、各突起部１２にはノズルプレート２ａの流出口まで貫通する貫通穴が設けられている。この整流ノズル２は、隔壁７ａに設けられ、溶融はんだが整流ノズル２を介してはんだ供給槽６からはんだ付け槽７へ供給される。このとき、図１に示すように、整流ノズル２の突起部１２を通ってはんだ付け槽７へ供給される溶融はんだによって溶融はんだ表面に均一な高さの噴流（以下、噴出部Ａと称す）が形成される。この噴出部Ａが形成された部分にワーク１０を浸漬することにより、図１に示すようなロングリード部品１１を挿入したワーク１０であっても、良好なはんだ付けが可能となる。

なお、溶融はんだ９による噴出部Ａの高さは、２〜５ｍｍ程度が最適である。例えば、２ｍｍ未満の高さでは、ワーク１０の部品挿入孔やこれに挿入した部品１１のリードに対して十分なはんだ溶融熱量を与えることができない。このため、部品挿入孔にはんだが上がらず、良好なはんだ付けができない。また、噴出部Ａの高さが５ｍｍを超えると、ワーク１０の部品挿入孔周辺のポストフラックスが溶融はんだ９中に流れ出てはんだ付け部位の活性状態が失われ、いもはんだやはんだつららなどのはんだ付け不良の要因となる。

図２は、図１中の整流ノズルの構成を示す図であり、図２（ａ）は突起部側から見た斜視図、図２（ｂ）は突起部を設けた面の裏面から見た平面図、図２（ｃ）は図２（ａ）中のＡ−Ａ線で切った断面図である。図２（ａ）に示すように、整流ノズル２は、ノズルプレート２ａと、該ノズルプレート２ａの一方の面に千鳥格子状に配列した複数の突起部１２とを備える。ノズルプレート２ａの厚さとしては、２ｍｍ程度が望ましい。

突起部１２は、図２（ｂ）及び図２（ｃ）に示すように、ノズルプレート２ａも貫通する貫通穴１３が形成された管状構造を有しており、溶融はんだが該貫通穴１３を通過してはんだ供給槽６からはんだ付け槽７へ供給される。なお、整流ノズル２は、図１に示すように、管状の突起部１２がはんだ供給槽６側になるように配置される。これにより、はんだ供給槽６の溶融はんだは、突起部１２側からノズルプレート２ａを介してはんだ付け槽７へ流出する。

図３は、図１中のはんだ付け槽にワークを浸漬した状態を示す図である。図３に示すように、実施の形態１によるはんだ付け装置１では、隔壁７ａに整流ノズル２の突起部１２がはんだ供給槽６側になるように取り付ける。このように、突起部１２側からノズルプレート２ａを介してはんだ付け槽７へ溶融はんだを供給することにより、はんだ付け槽７の溶融はんだ９表面上に均一な高さを有する噴流部Ａが形成される。

ワーク１０は、この整流ノズル２によって形成されたはんだ噴流に浸漬されることで、ワーク１０とこれに挿入されたロングリード部品１１のリードとがはんだ付けされる。このように、溶融はんだ９の噴流部Ａにワーク１０を浸漬させることにより、ワーク１０のはんだ付け部位に対し接合に必要なはんだを溶融する熱量が供給される。

次に、実施の形態１による整流ノズルを使用した場合と使用しない場合とのはんだ付け状態を比較説明する。
図４は、ワークとこれに挿入されたロングリード部品のリードとのはんだ付け状態を示す断面図であり、図４（ａ）は整流ノズル２を使用せず、隔壁７ａに設けた穴を介して溶融はんだをはんだ付け槽７へ供給した場合のはんだ付け状態を示し、図４（ｂ）は整流ノズル２を使用した場合のはんだ付け状態を示している。

図４（ａ）に示すように、整流ノズル２を使用していない場合、ワーク１０を溶融はんだ９に浸漬させても、溶融はんだ表面９ａがワーク１０に設けた部品挿入孔部１５の途中までしか上がらず、ロングリード部品１１のリード１１ａと部品挿入孔部１５との強固なはんだ付けがなされない。これは、部品挿入孔部１５を上がってきた溶融はんだ９の熱がリード１１ａや基板配線１４等に拡散し、溶融はんだ表面９ａが温度降下により固化して部品挿入孔部１５を塞ぎ、溶融はんだ９の上がりを抑制することに起因する。

これに対して、整流ノズル２を使用した場合、上述した溶融はんだの噴流がワーク１０のはんだ付け部位に対して絶えず接合に必要な熱量を供給する。このため、部品挿入孔部１５に上がってきた溶融はんだ９の熱がリード１１ａや基板配線１４等に拡散しても、溶融はんだ表面９ｂが溶融した状態を保持し、部品挿入孔部１５を塞ぐことなくワーク１０上面まで溶融はんだ表面９ｂが濡れ上がる。これにより、最適なはんだ付け部位を形成することが可能である。

続いて、はんだ付け処理の実験結果を用いて整流ノズル２の最適な構成を説明する。
先ず、整流ノズル２の突起部１２の寸法とはんだ付け状態との関係を検討した結果について説明する。図５は、実施の形態１による整流ノズル及び部品挿入孔部を示す図であり、図５（ａ）は整流ノズル２の突起部１２及び貫通穴１３の各寸法を規定する図、図５（ｂ）はワーク１０の部品挿入孔部の各寸法を規定する図である。図５（ａ）に示すように、円柱状の突起部１２の長さをＬ、端面の径をＤ１、貫通穴１３の径をＤ２とし、この突起部１２を１つだけノズルプレート２ａ上に配置した整流ノズル２を用いる。

また、ワーク１０に形成される部品挿入孔部１５は、図５（ｂ）に示すように開口径が０．９ｍｍ、部品挿入孔部１５内壁の金属層に電気的に接続する基板配線１４となるパッド径が１．３ｍｍ、該パッドの厚さも含めたワーク１０の板厚を２．４ｍｍとする。ワーク１０としては、６層のガラスエポキシ基板を用いた。ワーク１０に挿入するロングリード部品１１としては、径が０．７５ｍｍ、長さが３０ｍｍの寸法を有する銅に錫メッキしたリードを有する部品を用いた。

はんだ付け状態の良否判定は、図６に示すはんだ付け接合部の断面状態を目視確認することにより行った。例えば、図６（ａ）、図６（ｂ）に示すように、ワーク１０の下面から上面まではんだ１６が上がって基板配線１４（パッド）がはんだ付けされている場合、部品１１のリードとワーク１０の基板配線１４とが強固に接合されており、はんだ付け良品として判定する。

また、図６（ｃ）のように部品挿入孔部１５をほぼ埋めるようにはんだ１６が上がっている状態も、パッドのはんだ付けはなされていないが、パッドが部品挿入孔部１５内壁の金属層と電気的に接続しており、かつ部品１１のリードとワーク１０の部品挿入孔部１５とが強固に接合されることから良品と判定した。

一方、図６（ｄ）及び図６（ｅ）に示すように、はんだ１６が部品挿入孔部１５の下部開口を覆っているが、上方にあがっていない状態は、部品１１のリードとワーク１０の部品挿入孔部１５との接合強度がとれないので、はんだ付け不良と判定した。また、図６（ｆ）に示すように、はんだ１６が部品挿入孔部１５の下部開口を覆い切れていない場合も、はんだ付け不良と判定する。

図７は、整流ノズルの各寸法とはんだ付け状態の良否判定結果との関係を示す図であり、図７（ａ）はポンプ４の駆動用モータの回転数を３０ｋＨｚとした場合の結果を示し、図７（ｂ）はポンプ４の駆動用モータの回転数を６０ｋＨｚとした場合の結果を示している。各条件でのはんだ付け処理は、各寸法の突起部１２を有する整流ノズル２によって溶融はんだ表面に高さが１５ｍｍの噴出部Ａをそれぞれ形成し、該噴出部Ａにワーク１０を浸漬させて行った。

なお、ポンプ４の駆動用モータの回転数を上げると、はんだ槽での溶融はんだの流れが速くなるため、はんだ付け槽７の溶融はんだ表面が波立つ状態になる。この状態ではんだ付け処理を行うと、溶融はんだの噴流がワーク１０のはんだ付け部位に対して不均一に接触し接合に必要な熱量の供給にばらつきが生じるため、はんだ付け不良が発生しやすい状態になる。図７では、駆動用モータの回転数を３０ｋＨｚとした場合と６０ｋＨｚとした場合で処理を行っているが、３０ｋＨｚより６０ｋＨｚの方がはんだ付け不良が発生しやすい。

駆動用モータの回転数を３０ｋＨｚとした場合、図７（ａ）に示すように、突起部１２の長さＬが５ｍｍであると、いずれの寸法条件であっても良好なはんだ付け状態は得られない。一方、突起部１２の長さを１０ｍｍ及び１５ｍｍとした場合、ともに突起部１２の径が１０ｍｍ、貫通穴１３の径が６ｍｍであるとはんだ付け不良と判定されたが、突起部１２の径を１２，１６，１８ｍｍ、貫通穴１３の径を８，１２，１４ｍｍとする寸法条件では、良好なはんだ付け状態が得られる。また、突起部１２の長さを２０ｍｍにすると、突起部１２の径が１０，１２ｍｍ、貫通穴１３の径が６，８ｍｍであるとはんだ付け不良と判定され、突起部１２の径が１６，１８ｍｍ、貫通穴１３の径が１２，１４ｍｍであるとはんだ付け良品と判定された。

さらに、駆動用モータの回転数を６０ｋＨｚとした場合、図７（ｂ）に示すように、突起部１２の長さＬが５ｍｍであると、いずれの寸法条件であっても良好なはんだ付け状態は得られない。一方、突起部１２の長さを１０ｍｍ及び１５ｍｍとした場合、突起部１２の径が１０，１２ｍｍ、貫通穴１３の径が６，８ｍｍであるとはんだ付け不良と判定されたが、突起部１２の径を１６，１８ｍｍ、貫通穴１３の径を１２，１４ｍｍとする寸法条件では、良好なはんだ付け状態が得られる。

また、突起部１２の長さを２０ｍｍにすると、突起部１２の径が１０，１２，１６ｍｍ、貫通穴１３の径が６，８，１２ｍｍであるとはんだ付け不良と判定され、突起部１２の径が１８ｍｍ、貫通穴１３の径が１４ｍｍであるとはんだ付け良品と判定された。上記判定結果から、整流ノズル２の突起部１２の寸法として、長さＬが１０〜１５ｍｍ、径が１６〜１８ｍｍ、貫通穴１３の径が１２〜１４ｍｍの範囲内である場合、はんだ付け不良がみられず、良好なはんだ付けが可能である。

次に、貫通穴１３の配置位置とはんだ付け状態との関係を検討した結果を説明する。
図８は、整流ノズルの貫通穴の寸法及びその配置位置を規定する図である。図８に示す例では、貫通穴１３がノズルプレート２ａ上に千鳥格子状に配置されており、格子の頂点（第１の頂点）に位置する貫通穴１３ａの端部から格子の中央部に位置する貫通穴１３ｂの端部までの間隔をＡ１、格子の中央部に位置する貫通穴１３ｂの端部から格子の頂点（第１の頂点に隣接する第２の頂点）に位置する貫通穴１３ｃの端部までの間隔をＡ２、格子の頂点（第１の頂点）に位置する貫通穴１３の端部から格子の頂点（第１の頂点に隣接する第３の頂点）に位置する貫通穴１３の端部までの間隔をＡ３とする。

図９は、貫通穴の配置位置とはんだ付け状態の良否判定結果との関係を示す図であり、図９（ａ）はポンプ４の駆動用モータの回転数を３０ｋＨｚとした場合の結果を示し、図９（ｂ）はポンプ４の駆動用モータの回転数を６０ｋＨｚとした場合の結果を示している。各条件でのはんだ付け処理は、貫通穴を配置寸法を変えた整流ノズル２によって溶融はんだ表面に高さが１５ｍｍの噴出部Ａをそれぞれ形成し、該噴出部Ａにワーク１０を浸漬させて行った。

駆動用モータの回転数を３０ｋＨｚとした場合、図９（ａ）に示すように、格子頂点に位置する貫通穴１３ａ，１３ｂの間隔Ａ３が２０ｍｍ、格子頂点に位置する貫通穴１３ａと格子中央部に位置する貫通穴１３ｂの間隔Ａ１を１０ｍｍ、格子中央部に位置する貫通穴１３ｂと貫通穴１３ａに隣接する頂点に位置する貫通穴１３ｃの間隔１０ｍｍとした整流ノズル２を使用すると、図６（ｄ）〜（ｆ）に示すような状態になり、はんだ付け不良と判定された。

一方、間隔Ａ３を３０，４０ｍｍ、間隔Ａ１を１５，２０ｍｍ、間隔Ａ２を１５，２０ｍｍとした寸法条件では、図６（ａ）〜（ｃ）に示すような状態になってはんだ付け良品と判定された。また、間隔Ａ３を５０ｍｍ、間隔Ａ１を２５ｍｍ、間隔Ａ２を２５ｍｍとした寸法条件では、はんだ付け不良となる。

また、ポンプ４の駆動用モータの回転数を６０ｋＨｚとした場合では、図９（ｂ）に示すように、間隔Ａ３を２０ｍｍ、間隔Ａ１を１５ｍｍ、間隔Ａ２を１５ｍｍとした寸法条件では、はんだ付け不良と判定されるが、この他の間隔Ａ３を３０〜５０ｍｍ、間隔Ａ１を１５〜２５ｍｍ、間隔Ａ２を１５〜２５ｍｍとした寸法条件では、はんだ付け良品と判定された。上記判定結果から、整流ノズル２の貫通穴１３として、間隔Ａ３が３０〜４０ｍｍ、間隔Ａ１が１５〜２０ｍｍ、間隔Ａ３が１５〜２０ｍｍの範囲内である場合、はんだ付け不良がみられず、良好なはんだ付けが可能である。

このように、整流ノズル２を、突起部１２の長さＬが１０〜１５ｍｍ、径が１６〜１８ｍｍ、貫通穴１３の径が１２〜１４ｍｍの範囲内であり、かつ格子頂点に位置する貫通穴の間隔Ａ３が３０〜４０ｍｍ、格子頂点に位置する貫通穴と格子中央部に位置する貫通穴の間隔Ａ１，Ａ２が１５〜２０ｍｍの寸法範囲で構成すると、不良の少ないはんだ付けが可能である。上述のように、これらの寸法範囲を逸脱する構成では、はんだ付け不良が発生することを考慮すると、上記寸法範囲は、ロングリード部品１１を挿入したワーク１０におけるはんだ付け不良を低減するという整流ノズル２による効果を得るための臨界条件としての意義がある。

これまでの説明では、整流ノズル２を隔壁７ａに設置するにあたり、突起部１２をはんだ供給層６側に配置した例を示した。これは、突起部１２をはんだ供給層６側に配置した整流ノズル２を介してはんだ付け槽７に溶融はんだを供給することにより溶融はんだ表面に形成される噴出部Ａが、ワーク１０のはんだ付け部位に対して絶えず接触して接合に必要な熱量を供給することができるためである。これに対して、突起部１２をはんだ付け槽７側にして整流ノズル２を配置すると、上述のような噴出部Ａが形成されず、上記効果を得ることができない。

図１０は、突起部をはんだ付け槽側に配置した整流ノズルにおける溶融はんだの流れを説明する図である。図１０に示すように、突起部１２をはんだ付け槽７側に配置すると、図１０中の矢印ａ方向へ溶融はんだが流れることによって、貫通穴１３の出口周辺におけるはんだ密度が低下する。これにより、貫通穴１３の出口周辺の溶融はんだが、矢印ｂ方向から矢印ｃ方向へ対流しつつ、矢印ａ方向の溶融はんだの流れに引きづられて上部に移動する。

この場合、貫通穴１３から射出される溶融はんだに加え、その出口周辺の溶融はんだが溶融はんだ表面に達して、いわゆる溶融はんだが表面に激しく届く状態となるため、溶融はんだ表面が波立った状態になる。この状態ではんだ付け処理を行うと、上述したように、溶融はんだの噴流がワーク１０のはんだ付け部位に対して不均一に接触し接合に必要な熱量の供給にばらつきが生じるため、はんだ付け不良が発生しやすくなる。本発明では、突起部１２を溶融はんだの供給側に配置することにより、上述のような不具合の生じない最適な噴流を溶融はんだ表面に形成することができ、はんだ付け不良の発生を格段に減少させることができる。

なお、貫通穴１３の内径に変化がない構成を前提として説明したが、整流ノズル２の貫通穴は、図１１に示すような構成であってもよい。例えば、図１１（ａ）では、はんだ流入口からはんだ流出口に至るまでに開口径が小さくなるテーパ状の流路を貫通穴１３Ａとしている。また、図１１（ｂ）に示す構成では、突起部１２内に口径が変わる段差部を設け、はんだ流入口よりもはんだ流出口の径を小さくした流路で貫通穴１３Ｂを構成している。図１１（ｃ）に示す貫通穴１３Ｃは、図１１（ｂ）と同様の構成であるが、段差部分をテーパ状としている。これらの構成の貫通穴であっても、上述と同様の効果を得ることができる。

以上のように、この実施の形態１によれば、整流ノズル２が、板状のノズルプレート２ａと、ノズルプレート２ａの対象流体の供給側面に設けられ、ノズルプレート２ａの対象流体の需要側面まで貫通した管状の突起部１２とを備えるので、ロングリード部品のはんだ付けに適したはんだ噴流を得ることができる。

また、この実施の形態１によれば、ワーク１０のはんだ付け面を溶融はんだ９の噴流に浸漬させてはんだ付けを行うはんだ付け装置に整流ノズル２を適用し、整流ノズル２を介してはんだ付け槽７に溶融はんだを供給することにより溶融はんだ表面に噴流部Ａを形成するので、良好なはんだ付部位を容易に形成でき、はんだ付け製品の信頼性や電気性能の安定性を向上させることができる。

なお、上記実施の形態１では、はんだ種類については言及しなかったが、例えば鉛フリーはんだ等の環境負荷削減材料のうち、はんだ濡れ性がＳｎ−３７Ｐｂ共晶はんだよりも劣るはんだ材料を用いたはんだ付け処理であっても、はんだ付けに必要な熱量を連続して供給できることから安定したはんだ付け部位を提供できる。

上記実施の形態１では、ロングリード部品１１のはんだ付け処理を行うはんだ付け装置１について説明したが、この装置で扱う溶融はんだを流体のめっき材（はんだめっきも含む）に置き換えることにより、同様の構成で回路基板の配線表面処理に適用することができる。上記実施の形態１によるはんだ付け装置１を、例えば厚板の多層回路基板に形成したスルーホール内部をめっき材でコーティングするめっき付け装置（コーティング装置）として利用可能である。この場合、整流ノズル２でめっき材の流体表面に噴出部Ａを形成することにより、上述したようにめっき材がスルーホール内部に濡れ上がる。これにより、容易にしかも安定しためっき処理が可能である。

この他、上記実施の形態１で示した構成によるはんだ付け装置１は、回路基板のスルーホール部にはんだによる導体層を形成する処理にも有効に適用可能である。例えば、厚板の多層回路基板に形成したスルーホール内部のはんだを充填する場合に最適である。この場合においても、容易にしかも安定したはんだ充填処理が可能である。

また、上記実施の形態１によるはんだ付け装置１が扱う材料を溶融はんだから溶融樹脂に置き換えることにより、はんだ付け装置１を、部品の貫通穴内壁への樹脂コーティングを行う樹脂塗布装置（コーティング装置）として利用可能である。この場合においても、はんだ付け装置１で整流ノズル２の各突起部１２を通った溶融はんだが均一な高さの噴出部Ａを形成したのと同様に、均一な高さの溶融樹脂の噴出部が形成される。これにより、樹脂コーティング対象となる貫通穴を有した部品を溶融樹脂に浸漬させた際、貫通穴周辺部への熱分散が抑制され、溶融樹脂が均一な吐出速度で貫通穴内壁に塗布される。このように、樹脂吐出速度のばらつきが低減することから、塗布寸法のばらつきも抑制され、容易にしかも安定した樹脂塗布が可能である。

実施の形態２．
図１２は、この発明の実施の形態２による射出成型装置の構成を示す断面図である。図１２において、実施の形態２による射出成型装置１７は、充填部１８及び成型部１９を備え、充填部１８と成型部１９が上記実施の形態１で示した整流ノズル２を介して接続される。充填部１８は、成型材料である溶融樹脂を充填しておくシリンダであり、不図示の押出機が加える圧力により整流ノズル２を介して図１２中の矢印方向に成型部１９へ溶融樹脂を押し出す。成型部１９は、内部が樹脂成型品の外形状を有する射出成型用キャビティである。整流ノズル２は、充填部１８と成型部１９の間に介装されて、ノズルプレート２ａが充填部１８と成型部１９を区画する隔壁として機能する。また、整流ノズル２の突起部１２は、溶融樹脂を供給する充填部１８側に配置される。

次に動作について説明する。
充填部１８に溶融樹脂を充填し、不図示の押出機で押出圧力を加えて図１２中の矢印方向に溶融樹脂を押し出す。溶融樹脂は、整流ノズル２の突起部１２を通って成型部１８に充填される。このとき、上記実施の形態１でのはんだ付け装置１において、整流ノズル２の各突起部１２を通った溶融はんだが均一な高さの噴出部Ａを形成したのと同様に、突起部１２を通ることにより溶融樹脂の熱分散が抑制され、熱分散による局所的な固化のない溶融樹脂が充填部１８から成型部１９へ連続して供給される。これにより、樹脂充填において、金型である成型部１９の内部温度ばらつきが抑制され、均一な樹脂密度の成型品を得ることができる。

以上のように、この実施の形態２によれば、内部が成型品の外形状を有し、被成型流体である溶融樹脂が射出されて成型物が成型される成型部１９と、成型部１９に被成型流体を供給する充填部１８と、成型部１９と充填部１８の境界に配置され、充填部１８から成型部１９へ被成型流体を供給する整流ノズル２とを備えるので、成型部１９の内部温度ばらつきが抑制され、均一な樹脂密度の成型品を容易にかつ安定して得ることができる。

なお、上記実施の形態２による射出成型装置１７で扱う材料を溶融樹脂から溶融ガラスに置き換えることにより、射出成型装置１７をガラス成型装置としても利用可能である。この装置においても、整流ノズル２の各突起部１２を通ることにより溶融ガラスの熱分散が抑制され、熱分散による局所的な固化のない溶融ガラスが充填部１８から成型部１９へ連続して供給される。これにより、成型部１９の内部温度ばらつきが低減し、均一なガラス密度の成型品を得ることができる。例えば、プラズマディスプレイ、液晶ディスプレイ、太陽光パネル等に用いられる大型ガラス板の製造の製造において、ガラス成型時に偏性を起こしにくい。

図１は、この発明の実施の形態１による静止フローはんだ付け装置の構成を示す図である。 図１中の整流ノズルの構成を示す図である。 図１中のはんだ付け槽にワークを浸漬した状態を示す図である。 ワークとこれに挿入されたロングリード部品のリードとのはんだ付け状態を示す断面図である。 実施の形態１による整流ノズル及び部品挿入孔部を示す図である。 はんだ付け状態とその良否判定を示す図である。 整流ノズルの各寸法とはんだ付け状態の良否判定結果との関係を示す図である。 整流ノズルの貫通穴の寸法及びその配置位置を規定する図である。 貫通穴の配置位置とはんだ付け状態の良否判定結果との関係を示す図である。 突起部をはんだ付け槽側に配置した整流ノズルにおける溶融はんだの流れを説明する図である。 貫通穴の他の構成例を示す断面図である。 この発明の実施の形態２による射出成型装置の構成を示す断面図である。

符号の説明

１ 静止フローはんだ付け装置、２ 整流ノズル、２ａ ノズルプレート、３ａ 上部酸化物流入防止フィルタ、３ｂ 下部酸化物流入防止フィルタ、４ ポンプ、５ａ〜５ｃ ヒータ、６ はんだ供給槽、７ はんだ付け槽、７ａ，７ｂ 隔壁、８ はんだ圧力槽、９ 溶融はんだ、９ａ，９ｂ 溶融はんだ表面、１０ ワーク、１１ ロングリード部品、１１ａ リード、１２ 突起部、１３，１３ａ〜１３ｄ，１３Ａ〜１３Ｃ 貫通穴、１４ 基板配線（パッド）、１５ 部品挿入孔部、１６ はんだ、１７ 射出成型装置、１８ 充填部、１９ 成型部。

Claims (9)

1. 対象流体の需要側と供給側の境界に配置され、前記対象流体を前記供給側から前記需要側へ流出する整流ノズルにおいて、
   板状のプレートと、
   該プレートの前記対象流体の供給側面に設けられ、前記プレートの前記対象流体の需要側面まで貫通した管状の突起部とを備えたことを特徴とする整流ノズル。
2. 突起部をプレートの対象流体の供給側面上に千鳥格子状に配置したことを特徴とする請求項１記載の整流ノズル。
3. 板状のワークのはんだ付け面を溶融はんだの噴流に浸漬させてはんだ付けを行うはんだ付け装置において、
   前記ワークのはんだ付けを行うはんだ付け槽と、
   前記はんだ付け槽に溶融はんだを供給するはんだ供給槽と、
   前記はんだ付け槽と前記はんだ供給槽の境界に配置され、前記はんだ供給槽から前記はんだ付け槽へ溶融はんだを供給することにより、前記はんだ付け槽の溶融はんだ表面に噴流を形成する請求項１または請求項２記載の整流ノズルとを備えたことを特徴とするはんだ付け装置。
4. 板状のワークのコーティング面をコーティング材の噴流に浸漬させてコーティングを行うコーティング装置において、
   前記ワークのコーティングを行うコーティング処理槽と、
   前記コーティング処理槽にコーティング材を供給する供給槽と、
   前記コーティング処理槽と前記供給槽の境界に配置され、前記供給槽から前記コーティング処理槽へコーティング材を供給することにより、前記コーティング処理槽のコーティング材表面に噴流を形成する請求項１または請求項２記載の整流ノズルとを備えたことを特徴とするコーティング装置。
5. コーティング材は、めっき材料であることを特徴とする請求項４記載のコーティング装置。
6. コーティング材は、溶融樹脂であることを特徴とする請求項４記載のコーティング装置。
7. 被成型流体を射出して成型物を成型する射出成型装置において、
   内部が成型品の外形状を有し、前記被成型流体が射出されて前記成型物が成型される成型部と、
   前記成型部に前記被成型流体を供給する充填部と、
   前記成型部と前記充填部の境界に配置され、前記充填部から前記成型部へ被成型流体を供給する請求項１または請求項２記載の整流ノズルとを備えたことを特徴とする射出成型装置。
8. 被成型流体は、溶融樹脂であることを特徴とする請求項７記載の射出成型装置。
9. 被成型流体は、溶融ガラスであることを特徴とする請求項７記載の射出成型装置。

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