JP2010021356A - 噴流式はんだ付け装置並びに噴流式はんだ付け装置を備えたプリント基板製造システム - Google Patents

Abstract

【課題】噴流ノズルを変位させてはんだ付けする幅を可変にし、さらには、対象ワークに対し、複数台で同時にはんだ付け可能で、多種対応性、生産性の向上を図った、噴流式はんだ付け装置を提供する。
【解決手段】噴流はんだ付着手段７は、はんだ付けすべきワークＷのはんだ付け箇所の大きさに応じて噴流幅を変えられる噴流ノズル２１を備える。
噴流はんだ付着手段７は、はんだ付け部４に、複数、ワークＷのはんだ付け箇所に応じて、それぞれ所定範囲で移動可能に搭載する。
噴流ノズル２１は、ワークＷのはんだ付け箇所のはんだ付け幅に合わせるべく、回動調整可能な偏平穴形状のノズル穴２１ｈを備える。
【選択図】図３

Description

本発明は、噴流幅を変えられるノズルを備えた噴流式はんだ付け装置噴流式はんだ付け装置を備えたプリント基板製造システムに関するものである。

従来、１枚の基板に部分的なはんだ付けを必要とする領域が複数箇所ある場合、基板のはんだ付け部のレイアウトと同じになるような、その基板専用の複数一体ノズルを有するはんだ槽を用意し、全ノズル内より噴出した溶融はんだに、全はんだ付け個所を同時に接触させてはんだ付けをしていた。

例えば、特許文献１では、はんだ槽容積の削減、はんだ付け装置のコンパクト化を目指し、電磁ポンプを用いてはんだをワークに供給してはんだ付けを行うはんだ付け装置を提案している。

また、特許文献２では、基板全面をはんだに浸漬するフローはんだ付けの装置について、噴流ノズルを回転することでブリッジを抑制することを図っている。

さらに特許文献３では、はんだ付け装置の小型化を図ったもので、多種ワーク流動を段取りレスで実現し、さらに生産性も向上することができる工法である。

特開２００５−２０５４７９号公報 特開平１１−２８４３２６号公報 特開２００８−８７０６８号公報

しかしながら、特許文献１では、流動製品を変える度に最適なノズルに変更するための段取りが必要であるが、ノズルが１本しかないため生産性が低く、生産性をカバーするためにはんだ付け装置を複数台並べると生産システム全体が大きくなってしまうことが懸念される。
一方、小さいはんだ槽を用いただけでは、多種対応が困難であり、生産性は低いままである。
本発明は、以上のような課題を改善するために提案されたものであって、噴流ノズルを所定範囲で移動させてはんだ付けを行う際に、噴流ノズルを変位させてはんだ付けする幅を可変にし、さらには、対象ワークに対し、複数台で同時にはんだ付けすることにより、多種対応性、生産性の向上を図った、噴流式はんだ付け装置噴流式はんだ付け装置を備えたプリント基板製造システムを提供することを目的とする。

上記した課題を解決するために、請求項１に記載の発明では、噴流はんだ付着手段（７）を用いた噴流式はんだ付け装置（１）において、噴流はんだ付着手段（７）は、はんだ付けすべきワーク（Ｗ）のはんだ付け箇所の大きさに応じて噴流幅を変えられる噴流ノズル（２１）を備えたことを特徴とする。

これにより、はんだ付けすべきワーク（Ｗ）のはんだ付け箇所の大きさに応じて、噴流ノズル（２１）を調整して噴流幅を変えることができ、多様なはんだ付け箇所に、もれなく溶融はんだを付着させることができる。

請求項２に記載の発明では、噴流はんだ付着手段（７）は、はんだ付け部（４）において、複数備え、これら噴流はんだ付着手段（７）は、はんだ付けすべきワーク（Ｗ）のはんだ付け箇所に応じて、それぞれ所定範囲で移動可能に搭載したことを特徴とする。

これにより、対象ワーク（Ｗ）に対し、複数台で同時にはんだ付けすることができ、多種のはんだ付け箇所に対応させることができ、生産性の向上を図ることができる。

請求項３に記載の発明では、噴流ノズル（２１）は、はんだ付けすべきワーク（Ｗ）のはんだ付け箇所のはんだ付け幅に合わせるべく、回動調整可能な偏平穴形状のノズル穴（２１ｈ）を備えたことを特徴とする。

これにより、噴流ノズル（２１）のノズル穴（２１ｈ）を、はんだ付けすべきワーク（Ｗ）のはんだ付け箇所のはんだ付け幅に合わせるべく、回動調整することで、もれなく、はんだ付け箇所にはんだを付着させることができる。

請求項４に記載の発明では、はんだ付けすべきワーク（Ｗ）であるプリント基板（Ｃｂ）のプリント基板製造システムであって、噴流式はんだ付け装置（１）を備え、この噴流式はんだ付け装置（１）は、はんだ付け対象であるプリント基板（Ｃｂ）にフラックスを塗布するフラクサー（２）と、フラックスが塗布されたプリント基板（Ｃｂ）を加熱するプリヒート部（３）と、プリヒートされたプリント基板（Ｃｂ）にはんだ付けを行う噴流はんだ付着手段（７）を設置したはんだ付け部（４）と、はんだ付けされたプリント基板（Ｃｂ）を冷却する冷却部（５）とを備え、噴流はんだ付着手段（７）は、はんだ付けすべきワーク（Ｗ）のはんだ付け箇所の大きさに応じて噴流幅を変えられる噴流ノズル（２１）を備えたことを特徴とする。

これにより、はんだ付けすべきプリント基板（Ｃｂ）のはんだ付け箇所の大きさに応じて、噴流ノズル（２１）を調整して噴流幅を変えることができ、多様なはんだ付け箇所に、もれなく溶融はんだを付着させることができる。

請求項５に記載の発明では、噴流はんだ付着手段（７）は、はんだ付け部（４）において、複数備え、これら噴流はんだ付着手段（７）は、はんだ付けすべきプリント基板（Ｃｂ）のはんだ付け箇所に応じて、それぞれ所定範囲で移動可能に搭載したことを特徴とする。

これにより、対象プリント基板（Ｃｂ）に対し、複数台で同時にはんだ付けすることができ、多種のはんだ付け箇所に対応させることができ、生産性の向上を図ることができる。

さらに請求項６に記載の発明では、噴流ノズル（２１）は、はんだ付けすべきプリント基板（Ｃｂ）のはんだ付け箇所のはんだ付け幅に合わせるべく、回動調整可能な偏平穴形状のノズル穴（２１ｈ）を備えたことを特徴とする。

これにより、噴流ノズル（２１）のノズル穴（２１ｈ）を、はんだ付けすべきプリント基板（Ｃｂ）のはんだ付け箇所のはんだ付け幅に合わせるべく、回動調整することで、もれなく、はんだ付け箇所にはんだを付着させることができる。

なお、上記各構成要素に記載する各構成要素に付した括弧内の符号は、後述する実施形態記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。

図１、図２に、噴流式はんだ付け装置１の一実施形態を示す。
噴流式はんだ付け装置１は、実質的には、搬送路に沿って配置した、はんだ付け対象であるワークＷにフラックスを塗布するフラクサー２と、フラックスが塗布されたワークＷを加熱するプリヒート部３と、プリヒートされたワークＷにはんだ付けを行う噴流はんだ付着手段（後述）を設置したはんだ付け部４と、はんだ付けされたワークＷを冷却する冷却部５とを備えている。なお、この噴流式はんだ付け装置１は、例えばプリント基板製造システムに用いることができる。その場合、ワークＷは、プリント基板Ｃｂを示すものとする。

フラクサー２には、所定箇所にフラックスを塗布する塗布ノズル６が配設されている。塗布ノズル６は、フラクサー２にもたらされたワークＷに対し、図示しない作動機構により、縦横方向に塗布ノズル６を作動させ、フラックスをワークＷの所望箇所に塗布するようにしている。

プリヒート部３には、ワークＷにおけるはんだ付け箇所を予備加熱するヒータｈ１〜ｈ４が一定間隔毎に複数列設されている。

はんだ付け部４は、詳細は後述するが、所定箇所に溶融はんだを付着させる噴流ノズル（後述）を配設した噴流はんだ付着手段７を２基有している。この場合、噴流はんだ付着手段７は、それぞれ、詳細は示さないが、周知の構成の一軸ステージ８、二軸ステージ９上に搭載され、必要に応じて噴流はんだ付着手段７を一軸ステージ８、二軸ステージ９上で、それぞれ一軸方向、二軸方向に移動させ、必要箇所に溶融はんだを付着させる構成である。
なお、ここでの噴流はんだ付着手段７は一例であり、噴流幅の変えられる噴流ノズル（後述）を、所定箇所に溶融はんだを付着させる機能のものであれば他の溶融はんだ付着手段も可能である。

そして冷却部５には、通過するはんだ付けされたワークＷに対し、送風して冷却する冷却ファン１０が配置されている。

次に、以上のような噴流式はんだ付け装置１において、はんだ付け部４に用いられる噴流はんだ付着手段７について一例を示し、以下、詳細に説明する。
噴流はんだ付着手段７は、図示しないはんだ溶融槽から供給される溶融はんだを導入して常時、はんだ付け箇所に向けて噴き当てて溶融はんだを付着させ、余剰のはんだを回収して、再び再加熱された状態ではんだ付け箇所に溶融はんだを噴き当てて付着させるという、はんだの噴流／循環工程を行っている。
かかる噴流はんだ付着手段７の実質的構成は、既知のもの（特開２００８−８７０６８号公報）と同様である。ここでは、上述したように、はんだ付け部４に一軸ステージ８、二軸ステージ９上に、それぞれ一軸方向、二軸方向に移動可能に噴流はんだ付着手段７を搭載している。さらに、噴流はんだ付着手段７は、一軸ステージ８、二軸ステージ９上において、それぞれ支持軸回りに図示しない機構により、回動可能に搭載している。

ここでの噴流はんだ付着手段７では、図３に示すように鉛直方向に指向して設置する外筒体１１を、モータ室１２とはんだ槽１３とに区画している。モータ室１２には、駆動源であるモータ１４が設置され、外筒体１１中心軸に沿って指向する出力軸に第１回転体１５を設けている。この第１回転体１５には永久磁石ｍ１が敷設されている。
そして、はんだ槽１３側には、モータ室１２とはんだ槽１３との区画壁を挟んで、第１回転体１５に対峙するように第２回転体１６を介して軸流式インペラ１７を配設している。
軸流式インペラ１７における第２回転体１６には、第１回転体１５の回転に従動するように、永久磁石ｍ２が敷設されている。なお、永久磁石ｍ２は高温下でも劣化しない特性を有する高温非劣化形の磁石が好ましい。

またはんだ槽１３を囲う外筒体１１は、溶融はんだの固化を防止するための断熱材によって構成されている。さらにはんだ槽１３の内部には、はんだを溶融し、高温を維持するためのヒータ（図示せず）が内装されている。
なお、軸流式インペラ１７における第２回転体１６は、はんだ槽１３を囲う外筒体１１内に設置した内筒体１８内に収容されている。かかる内筒体１８には、軸流式インペラ１７における第２回転体１６近傍の側壁に、内筒体１８外側を囲う外筒体１１間に還流されたはんだを吸入するはんだ吸入孔１８ａが形成されている。

また内筒体１８内には、軸流式インペラ１７上方に、整流羽根１９、整流部材２０が内筒体１８壁面に固定され、軸流式インペラ１７によって、旋回流となる溶融はんだを整流し、噴出圧を高めた状態で内筒体１８の上部側からはんだの噴流として吐出するようにしている。
そして内筒体１８の上部開口端は絞り形状となっており、先端にノズル穴２１ｈを有する噴流ノズル２１を形成している。
かかる噴流ノズル２１には、外筒体１１先端に設けた還流ガイド２２が噴流ノズル２１の外側を囲うように近接配置している。

ここで噴流ノズル２１についてさらに詳細に説明する。噴流ノズル２１は、噴流はんだ付着手段７上方にもたらされるワークＷのはんだ付け箇所に対し、はんだを噴き当てて、はんだを付着させるようにしている。
なお、噴流ノズル２１のノズル穴２１ｈは、偏平穴形状に形成され、噴流はんだ付着手段７全体を一軸ステージ８、二軸ステージ９上において、それぞれ支持軸回りに図示しない機構により、回動させることで、噴流ノズル２１のノズル穴２１ｈの長手方向の寸法（噴流範囲）を、ワークＷにおけるはんだ付け幅に合わせることができるようにしている（図５〜図７参照）。
なお、図５〜図７に示すワークＷ、すなわち、プリント基板Ｃｂにおいて、実装する部品のリード（図示省略）をランドＬに挿入して、ランドＬと実装部品のリードをはんだ付けした状態を示している。すなわち、はんだ付け領域はかかるランドＬの数により、すなわち実装部品の数により異なることを示している。

以上のように構成される噴流はんだ付着手段７を用いた噴流式はんだ付け装置１において、はんだ付け工程の手順を説明する。
噴流式はんだ付け装置１のフラクサー２に通じる搬送路に投入されたワークＷに対し、フラクサー２に搬送されたところで、塗布ノズル６により、ワークＷにフラックスが塗布される。

次いで、フラックスを塗布したワークＷを、プリヒート部３まで搬送し、プリヒート部３において、ワークＷにおけるはんだ付け箇所を、ヒータｈ１〜ｈ４により予熱する。
次に、予熱後のワークＷを、はんだ付け部４まで搬送する。
そして、はんだ付け部４において、一軸ステージ８、二軸ステージ９上に、それぞれ搭載された噴流はんだ付着手段７は、一軸ステージ８、二軸ステージ９を駆動して、一軸方向（搬送方向と直交する方向）、二軸方向に移動させることで、はんだ付け箇所にもれなくはんだを付着させることができる。

この場合、はんだ付け箇所のはんだ付け幅に応じて、噴流はんだ付着手段７を、一軸ステージ８、二軸ステージ９上において、それぞれ支持軸回りに回動させて、噴流ノズル２１のノズル穴２１ｈの長手方向の寸法（噴流範囲）を、ワークＷにおけるはんだ付け幅に合わせることができる。
このように、噴流ノズル２１のノズル穴２１ｈの長手方向の寸法を、ワークＷにおけるはんだ付け幅に合わせた状態で、各ステージ上で移動することで、はんだ付け範囲をカバーすることができる。

以上のようにしてはんだ付けが完了すると、ワークＷが冷却部５に搬送され、冷却部５において、通過するワークＷに対し、冷却ファン１０により送風して、冷却することができ、はんだ付け完了のワークＷを排出することができる。

本発明によれば、溶融はんだを噴流させてはんだ付け箇所にはんだを付着させるに当たり、偏平穴形状のノズル穴を有する噴流ノズルを回転させて、ノズル穴の長手方向の寸法をはんだ付け箇所の幅に合わせてはんだ付けを行うため、はんだ付け箇所にもれなくはんだを付着することができ（図８参照）、これまでのように、多数のノズルを配置して装置が大型化することはなく、小型化が可能で、設備コストの抑制と共に、様々な幅のはんだ付け箇所に対応させて用いることができ、ワークＷであるプリント基板Ｃｂの生産性の向上も期待できる。

以上、噴流式はんだ付け装置１の一例を挙げ説明したが、前述しているように、噴流はんだ付着手段は、この実施形態のものに限られない。
すなわち、噴流はんだ付着手段は、溶融はんだを継続的に圧送し、はんだ付け箇所に付着させることができる手段であれば、その構成は適宜である。
その他、噴流式はんだ付け装置１は、他の部品の製造システムにも展開可能である。

本発明に係る噴流式はんだ付け装置の全体構成を示した側面図である。 図１に示す自動はんだ装置の平面図である。 図１に示す自動はんだ装置で用いられる噴流はんだ付着手段の一例を示す、断面説明図である。 図３に示す噴流はんだ付着手段における噴流ノズルの平面図である。 図３に示す噴流はんだ付着手段における噴流ノズルの機能を説明する模式図である。 図３に示す噴流はんだ付着手段における噴流ノズルの機能を説明する模式図である。 図３に示す噴流はんだ付着手段における噴流ノズルの機能を説明する模式図である。 種々のはんだ付け幅を有するはんだ付け箇所の模式図である。

符号の説明

１ 自動はんだ装置
２ フラクサー
３ プリヒート部
４ はんだ付け部
５ 冷却部
６ 塗布ノズル
７ 噴流はんだ付着手段
８ 一軸ステージ
９ 二軸ステージ
１０ 冷却ファン
１１ 外筒体
１２ モータ室
１３ はんだ槽
１４ モータ
１５ 第１回転体
１６ 第２回転体
１７ 軸流式インペラ
１８ 内筒体
１８ａ 吸入孔
１９ 整流羽根
２０ 整流部材
２１ 噴流ノズル
２１ｈ ノズル穴
２２ 還流ガイド
Ｗ ワーク
Ｃｂ プリント基板
ｍ１、ｍ２ 永久磁石
Ｌ ランド

Claims (6)

1. 噴流はんだ付着手段（７）を用いた噴流式はんだ付け装置（１）において、
   前記噴流はんだ付着手段（７）は、はんだ付けすべきワーク（Ｗ）のはんだ付け箇所の大きさに応じて噴流幅を変えられる噴流ノズル（２１）を備えたことを特徴とする噴流式はんだ付け装置。
2. 前記噴流はんだ付着手段（７）は、はんだ付け部（４）において、複数備え、これら噴流はんだ付着手段（７）は、はんだ付けすべきワーク（Ｗ）のはんだ付け箇所に応じて、それぞれ所定範囲で移動可能に搭載したことを特徴とする請求項１に記載の噴流式はんだ付け装置。
3. 前記噴流ノズル（２１）は、はんだ付けすべきワーク（Ｗ）のはんだ付け箇所のはんだ付け幅に合わせるべく、回動調整可能な偏平穴形状のノズル穴（２１ｈ）を備えたことを特徴とする請求項１に記載の噴流式はんだ付け装置。
4. はんだ付けすべきワーク（Ｗ）であるプリント基板（Ｃｂ）のプリント基板製造システムであって、噴流式はんだ付け装置（１）を備え、
   この噴流式はんだ付け装置（１）は、はんだ付け対象であるプリント基板（Ｃｂ）にフラックスを塗布するフラクサー（２）と、
   フラックスが塗布されたプリント基板（Ｃｂ）を加熱するプリヒート部（３）と、
   プリヒートされたプリント基板（Ｃｂ）にはんだ付けを行う噴流はんだ付着手段（７）を設置したはんだ付け部（４）と、
   はんだ付けされたプリント基板（Ｃｂ）を冷却する冷却部（５）と、
   を備え、
   前記噴流はんだ付着手段（７）は、はんだ付けすべきワーク（Ｗ）のはんだ付け箇所の大きさに応じて噴流幅を変えられる噴流ノズル（２１）を備えたことを特徴とする噴流式はんだ付け装置を備えたプリント基板製造システム。
5. 前記噴流はんだ付着手段（７）は、前記はんだ付け部（４）において、複数備え、これら噴流はんだ付着手段（７）は、はんだ付けすべきプリント基板（Ｃｂ）のはんだ付け箇所に応じて、それぞれ所定範囲で移動可能に搭載したことを特徴とする請求項４に記載の噴流式はんだ付け装置を備えたプリント基板製造システム。
6. 前記噴流ノズル（２１）は、はんだ付けすべきプリント基板（Ｃｂ）のはんだ付け箇所のはんだ付け幅に合わせるべく、回動調整可能な偏平穴形状のノズル穴（２１ｈ）を備えたことを特徴とする請求項４または５に記載の噴流式はんだ付け装置を備えたプリント基板製造システム。

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