JP2009262200A - 局所はんだ付け装置及び局所はんだ付け方法 - Google Patents

Abstract

【課題】回路基板の極限られた範囲を局所的に、かつ高品質にはんだ付けすることができる局所はんだ付け装置及び局所はんだ付け方法の提供。
【解決手段】局所はんだ付け装置に、溶融はんだを上端から噴流するはんだノズル３と、前記はんだノズル３の外周囲に設けられ、前記はんだノズル３の上端よりも高い位置に開放端を有する受け皿６と、を設け、前記受け皿６に蓄えた溶融はんだを突き抜けるように、前記はんだノズル３から溶融はんだを噴流させ、前記受け皿６に蓄えた溶融はんだによる表面張力により、噴流する溶融はんだの広がりを抑制する。
【選択図】図１

Description

本発明は、回路基板の極限られた範囲を局所的にはんだ付けする局所はんだ付け装置及び局所はんだ付け方法に関し、特に、回路基板に搭載されたリード付き電気部品をリード単位ではんだ付けする局所はんだ付け装置及び局所はんだ付け方法に関する。

近年、装置の小型化に伴い、装置内の回路基板に実装される電気部品も小型化されており、小さい電気部品を回路基板にはんだ付けするために局所はんだ付け装置が利用されている（例えば、下記特許文献１）。

図３は、従来の局所はんだ付け装置（下記特許文献１の図１）の構成を示す断面図である。図３に示すように、従来の局所はんだ付け装置は、溶融はんだを噴流するノズル本体と、ノズル本体の外側全周に、溶融はんだが流れ落ちる間隙を介して配置された外周カバー体とを備え、被はんだ付け箇所を外周カバー体で覆い、はんだ付け処理を行っていた。

特開２０００−２４６４３１号公報

しかしながら、従来の局所はんだ付け装置には以下に示す問題がある。

第一の問題点は、被はんだ付け箇所の範囲が制限されるということである。

その理由は、従来の局所はんだ付け装置では、噴流はんだが広がるために被はんだ付け箇所を外周カバー体で覆う必要があり、外周カバー体内に、電気部品などの突起物を有する場合やはんだ付けが禁止される部品が存在する場合には、はんだ付けを行うことができないからである。

第二の問題点は、はんだ付け品質が低下してしまうということである。

その理由は、外周カバー体の上部において噴流はんだが外周カバー体内面の付着力などの影響を受けることにより、噴流はんだの流動性が悪くなるため、噴流はんだの温度低下や酸化物などの異物の滞留が発生してしまうからである。

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであって、その主たる目的は、回路基板の極限られた範囲を局所的に、かつ高品質にはんだ付けすることができる局所はんだ付け装置及び局所はんだ付け方法を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明の局所はんだ付け装置は、溶融はんだを上端から噴流するはんだノズルと、前記はんだノズルの外周囲に設けられ、前記はんだノズルの上端よりも高い位置に開放端を有する受け皿と、を含むものである。

また、本発明は、溶融はんだを圧送するポンプと、圧送された溶融はんだを上端から噴流させるはんだノズルと、前記はんだノズルの外周囲に設けられ、はんだ付けに消費されなかった溶融はんだを回収し、蓄える受け皿と、を含む局所はんだ付け装置であって、前記受け皿は、前記はんだノズルの上端よりも高く、噴流する溶融はんだの上端よりも低い位置に開放端を有するものである。

また、本発明は、溶融はんだを圧送するポンプと、圧送された溶融はんだを上端から噴流させるはんだノズルと、前記はんだノズルの外周囲に設けられ、はんだ付けに消費されなかった溶融はんだを回収し、蓄える受け皿と、を含む局所はんだ付け装置であって、前記受け皿は、蓄えた溶融はんだが前記はんだノズルの上端を覆うように、その開放端の高さが調整されているものである。

また、本発明の局所はんだ付け方法は、被はんだ付け部材を局所的にはんだ付けする局所はんだ付け方法であって、溶融はんだを上端から噴流するはんだノズルの外周囲に、前記はんだノズルの上端よりも高い位置に開放端を有する受け皿を設け、前記受け皿に蓄えた溶融はんだを突き抜けるように、前記はんだノズルから溶融はんだを噴流させ、前記受け皿に蓄えた溶融はんだによる表面張力により、噴流する溶融はんだの広がりを抑制するものである。

また、本発明は、溶融はんだを圧送するポンプと、圧送された溶融はんだを上端から噴流させるはんだノズルと、前記はんだノズルの外周囲に設けられ、はんだ付けに消費されなかった溶融はんだを回収し、蓄える受け皿と、を含む局所はんだ付け装置における局所はんだ付け方法であって、前記受け皿に蓄えた溶融はんだが前記はんだノズルの上端を覆うように、前記受け皿の開放端の高さを調整し、前記受け皿に蓄えた溶融はんだを突き抜けるように、前記はんだノズルから溶融はんだを噴流させ、前記受け皿に蓄えた溶融はんだによる表面張力により、噴流する溶融はんだの広がりを抑制するものである。

本発明の局所はんだ付け装置及び局所はんだ付け方法によれば、下記記載の効果を奏する。

本発明の第１の効果は、局所はんだ付けに適用される条件が拡大できることである。

その理由は、はんだノズルから噴き出される噴流はんだの幅を狭くできるので、狭い範囲でのはんだ付けが可能になるからである。

また、本発明の第２の効果は、良好なはんだ付け品質が得られることである。

その理由は、はんだノズルから噴き出された噴流はんだは、常に噴流状態か、落流状態かという流動状態を呈するために、その温度低下が抑制され、かつ酸化物などの異物を滞留させないので、安定したはんだ付け条件ではんだ付けを行うことができるからである。

背景技術で示したように、従来の局所はんだ付け装置は、被はんだ付け箇所を外周カバー体で覆う構造であるため、被はんだ付け箇所の範囲が制限され、かつ、噴流はんだが外周カバー体に接触するため、噴流はんだの温度低下や酸化物などの異物の滞留が発生してしまい、はんだ付け品質が低下してしまうという問題があった。

そこで、本発明では、局所はんだ付け装置をノズルと、ノズルの外周囲を覆う外周カバー体とで構成するのではなく、溶融はんだを上端から噴流するはんだノズルと、前記はんだノズルの外周囲に設けられ、前記はんだノズルの上端よりわずかに高い位置に開放端を有した受け皿とで構成する。

この構成において、はんだノズルから噴き出された噴流はんだは、回路基板に搭載された被はんだ付け部品と接触して局所はんだ付けし、はんだ付けに消費されなかった噴流はんだは、受け皿に流れ落ちて溶融はんだ面に回収される。

この時、はんだノズルの上端から噴き出される噴流はんだは、受け皿に蓄えられた溶融はんだを突き抜けて噴き出されるため、受け皿に蓄えられた溶融はんだによる表面張力を噴流はんだの全周囲に受けるので、高く安定した状態が得られる。

具体的には、噴き出される噴流はんだの高さは、溶融はんだを圧送するポンプの圧送流量で制御されることにより、概ね５ｍｍの高さを有し、噴流はんだの幅寸法については、はんだノズルの内幅寸法よりわずかに広がる程度である。

従って、従来の局所はんだ付け装置でのはんだ付けに比べて、狭い範囲でのはんだ付けが可能になるため、局所はんだ付けに適用される条件が拡大できる。

また、受け皿を有底状に形成し、その底部に、はんだ付けに消費されなかった噴流はんだを排出させる複数の排出口を設ける。

この構成において、はんだノズルから噴流された溶融はんだは、常に噴流状態か、落流状態かという流動状態を呈するため、被はんだ付け物との接触箇所で滞留現象を発生させない。

従って、噴流はんだの温度低下が抑制されるとともに、酸化物などの異物の滞留が発生しないため、良好なはんだ付け品質が得られる。

上記した本発明の実施の形態についてさらに詳細に説明すべく、本発明の一実施例に係る局所はんだ付け装置及び局所はんだ付け方法について、図１及び図２を参照して説明する。図１は、本実施例の局所はんだ付け装置の一部の構成を示す断面図であり、図２は、本実施例の局所はんだ付け装置を用いた局所はんだ付けの状態を模式的に示す断面図である。

図１に示すように、本実施例の局所はんだ付け装置は、はんだノズル３と受け皿６とを含む。

はんだノズル３は、溶融はんだ１を収容したはんだ槽（図示せず）のはんだ面２より、上方側に突き出されて設けられ、ポンプ（図示せず）から圧送された溶融はんだ１を上方に噴流する。

受け皿６は、はんだノズル３の外側の全周を覆い、はんだノズル３の上端よりわずかに高い位置に開放端を有する。具体的には、受け皿６の上端は、はんだノズル３の上端よりわずかに高い位置（図１で示すＢ寸法）、例えば１ｍｍほど高位置に設けられている。

また、受け皿６は有底状に形成され、その底部７には、溶融はんだ５を排出する複数の排出口８ａ、８ｂが設けている。この排出口８ａ、８ｂのサイズは、排出口８ａ、８ｂから排出されるはんだ流量が、噴流はんだ４の噴き出し流量と略同量で、溶融はんだ５が受け皿６の上端位置まで蓄えられるように設定されている。なお、排出口８ａ、８ｂは受け皿６に蓄えられた溶融はんだ５を均一に排出するために複数個設けることが望ましい。

次に、図１及び図２を参照して、本実施例の局所はんだ付け装置を用いた局所はんだ付け方法について説明する。

まず、溶融はんだ１を圧送するポンプ（図示せず）を作動させ、図１に示す状態にする。すなわち、はんだノズル３の上端から溶融はんだ１を噴き出させて上方側に噴流はんだ４を形成し、受け皿６に落下してきた噴流はんだ４を蓄えつつ、蓄えられた溶融はんだ５を排出口８ａ、８ｂを通して溶融はんだ１の中へ回収する状態をつくりだす。

この時、はんだノズル３の上端から噴き出される噴流はんだ４は、受け皿６に蓄えられた溶融はんだ５を突き抜けて噴き出されるため、受け皿６に蓄えられた溶融はんだ５による表面張力を噴流はんだ４の全周囲に受けるので、高く安定した状態が得られる。

具体的には、噴き出される噴流はんだ４の高さは、溶融はんだ１を圧送するポンプ（図示せず）の圧送流量で制御されることにより、概ね５ｍｍの高さを有し、噴流はんだ４の幅寸法については、はんだノズル３の内幅寸法Ａよりわずかに広がる程度である。

次に、図２に示すように、はんだノズル３の上方位置に、リード端子付き電気部品１１を搭載した回路基板９を保持機構（図示せず）で水平方向に保持する。

その後、はんだ槽（図示せず）あるいは回路基板９の保持機構（図示せず）を水平方向の所定位置、すなわち噴流はんだ４の中心位置と電気部品１１のリード端子１２ａの位置が一致する位置に移動し、はんだ槽（図示せず）を上昇させるか、保持機構（図示せず）を下降させて、局所はんだ付けを行う。

次に、はんだ付けに必要な所定時間が経過した後、はんだ槽（図示せず）を下降させるか、保持機構（図示せず）を上昇させて、電気部品１１のリード端子１２ａの局所はんだ付け動作を終える。

その後、予め設定された次のはんだ付け箇所、例えば電気部品１１のリード端子１２ｂに対して、上記と同様の局所はんだ付け動作を行う。

このようなはんだ付け工程において、はんだ付け可能な範囲は、噴流はんだ４の噴き上げ幅より狭い範囲までに適用できる。具体的には、はんだノズル４の内幅寸法Ａが３ｍｍの場合には、電気部品１１のリード端子１２ａを中心にすると略１．５ｍｍの狭範囲の局所はんだ付けが可能となる。

さらに、噴流はんだ４は、接触した回路基板９にその熱量が移っても、新鮮な噴流はんだ４が次々に供給されるため、噴流はんだ４の熱量が確保され、その温度低下が抑制されるので、良好なはんだ付け品質が確保できる。

また、新鮮な噴流はんだ４が次々に供給されることにより、酸化物などの異物が滞留すること無くなるため、良好なはんだ付け品質が確保できる。

なお、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、受け皿６の解放端がはんだノズル３の上端部よりも高く、受け皿６の底部に溶融はんだ５を回収する排出口が設けられていればよく、他の要素に関しては適宜変更可能である。例えば、本発明の局所はんだ付け装置で利用するはんだの種類や被はんだ付け部材の構成は任意であり、また、はんだノズル３や受け皿６、排出口８ａ、８ｂの径や形状は図の構成に限定されない。

本発明は、回路基板の極限られた範囲を局所的にはんだ付けする局所はんだ付け装置に利用可能である。

本発明の一実施例に係る局所はんだ付け装置の一部の構成を示す断面図である。 本発明の一実施例に係る局所はんだ付け装置を用いた局所はんだ付けの状態を模式的に示す断面図である。 従来の局所はんだ付け装置の外観構成を示す断面図である。

符号の説明

１ 溶融はんだ
２ はんだ面
３ はんだノズル
４ 噴流はんだ
５ 溶融はんだ
６ 受け皿
７ 底部
８ａ 排出口
８ｂ 排出口
９ 回路基板
１０ａ スルーホール
１０ｂ スルーホール
１１ 電気部品
１２ａ リード端子
１２ｂ リード端子

Claims (10)

1. 溶融はんだを上端から噴流するはんだノズルと、前記はんだノズルの外周囲に設けられ、前記はんだノズルの上端よりも高い位置に開放端を有する受け皿と、を含むことを特徴とする局所はんだ付け装置。
2. 溶融はんだを圧送するポンプと、圧送された溶融はんだを上端から噴流させるはんだノズルと、前記はんだノズルの外周囲に設けられ、はんだ付けに消費されなかった溶融はんだを回収し、蓄える受け皿と、を含む局所はんだ付け装置であって、
   前記受け皿は、前記はんだノズルの上端よりも高く、噴流する溶融はんだの上端よりも低い位置に開放端を有することを特徴とする局所はんだ付け装置。
3. 前記受け皿の底部に、はんだ付けに消費されなかった溶融はんだを排出させる１又は複数の排出口を備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の局所はんだ付け装置。
4. 前記排出口は、前記はんだノズルから噴流する溶融はんだの流量と前記排出口から排出される溶融はんだの流量とが略等しくなるように、その内径又は数量が設定されることを特徴とする請求項３に記載の局所はんだ付け装置。
5. 溶融はんだを圧送するポンプと、圧送された溶融はんだを上端から噴流させるはんだノズルと、前記はんだノズルの外周囲に設けられ、はんだ付けに消費されなかった溶融はんだを回収し、蓄える受け皿と、を含む局所はんだ付け装置であって、
   前記受け皿は、蓄えた溶融はんだが前記はんだノズルの上端を覆うように、その開放端の高さが調整されていることを特徴とする局所はんだ付け装置。
6. 前記受け皿の底部に、はんだ付けに消費されなかった溶融はんだを排出させる１又は複数の排出口を備え、
   前記排出口は、前記受け皿に蓄えた溶融はんだが前記はんだノズルの上端を覆った状態で保持されるように、その内径又は数量が設定されることを特徴とする請求項５に記載の局所はんだ付け装置。
7. 被はんだ付け部材を局所的にはんだ付けする局所はんだ付け方法であって、
   溶融はんだを上端から噴流するはんだノズルの外周囲に、前記はんだノズルの上端よりも高い位置に開放端を有する受け皿を設け、
   前記受け皿に蓄えた溶融はんだを突き抜けるように、前記はんだノズルから溶融はんだを噴流させ、前記受け皿に蓄えた溶融はんだによる表面張力により、噴流する溶融はんだの広がりを抑制することを特徴とする局所はんだ付け方法。
8. 前記受け皿の底部に、はんだ付けに消費されなかった溶融はんだを排出させる１又は複数の排出口を設け、
   前記排出口の内径又は数量を、前記はんだノズルから噴流する溶融はんだの流量と前記排出口から排出される溶融はんだの流量とが略等しくなり、前記受け皿に一定量の溶融はんだが蓄えられるように設定することを特徴とする請求項７に記載の局所はんだ付け方法。
9. 溶融はんだを圧送するポンプと、圧送された溶融はんだを上端から噴流させるはんだノズルと、前記はんだノズルの外周囲に設けられ、はんだ付けに消費されなかった溶融はんだを回収し、蓄える受け皿と、を含む局所はんだ付け装置における局所はんだ付け方法であって、
   前記受け皿に蓄えた溶融はんだが前記はんだノズルの上端を覆うように、前記受け皿の開放端の高さを調整し、
   前記受け皿に蓄えた溶融はんだを突き抜けるように、前記はんだノズルから溶融はんだを噴流させ、前記受け皿に蓄えた溶融はんだによる表面張力により、噴流する溶融はんだの広がりを抑制することを特徴とする局所はんだ付け方法。
10. 前記受け皿の底部に、はんだ付けに消費されなかった溶融はんだを排出させる１又は複数の排出口を設け、
    前記排出口の内径又は数量を、前記受け皿に蓄えた溶融はんだが前記はんだノズルの上端を覆った状態で保持されるように設定することを特徴とする請求項９に記載の局所はんだ付け方法。

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