JP2010120031A - 部分はんだ付け用はんだ槽ノズル - Google Patents

Abstract

【課題】長時間安定したはんだ付け品質が確保でき、かつ、最適なはんだ付けポイントの設定を短時間で容易に行う事ができる部分はんだ付け装置を提供すること。
【解決手段】部分はんだ付けのためのはんだ噴流を行うはんだ槽ノズル先端開口部と、はんだ槽ノズル先端開口部と垂直に接続された外壁とはんだ槽ノズル先端開口部と３０〜６０°の角度をもった外壁により下方に行くに従い幅が広がるはんだ噴流往路と、はんだ噴流往路の３０〜６０°の角度をもった外壁に平行なはんだ噴流帰路とを備え、はんだ噴流往路からはんだ槽ノズル先端開口部を経由して１２０〜１５０°の角度ではんだ噴流帰路へスムーズなはんだ噴流を行うことにより、はんだ槽ノズル先端開口部から安定したはんだ噴流を行うことが可能となる。
【選択図】図１

Description

本発明は、プリント基板に電子部品を溶融はんだで、局所的にはんだ付けするはんだ付け装置に関するものである。

プリント基板に電子部品をはんだ付けする部分はんだ付け装置について説明する。図６は、従来の部分はんだ付け装置の概要図である。

図６のように、部分はんだ付け装置１００は、フラックス・スプレー塗布装置２００と、プリント基板予備加熱ヒーター（プリヒート）３００と、はんだ槽４００の３つの工程を行う装置および、プリント基板搬送機構５５０と操作パネル６００とから構成されている。

フラックス・スプレー塗布装置２００は、プリント基板７００に、霧状にしたフラックスを、電子部品をはんだ付けする場所にのみ、局所的に吹き付けするものである。

基板予備加熱ヒーター（プリヒート）３００は、プリント基板７００に塗布されたフラックスを加熱する事により、フラックスを活性化させ、ランドにできた酸化膜を除去するものである。

はんだ槽４００は、プリント基板７００にはんだを局所的に噴き上げる事により、電子部品のはんだ付けを行うものである。

プリント基板搬送機構５５０は、上述した３つの工程を行う各装置へプリント基板７００を一枚ずつ順番に搬送するものである。

更に、操作パネル６００は、各構成部の設定値などを入力し、部分はんだ付け装置１００の全体を動作させる為のものである。

次に、従来の部分はんだ付け装置のはんだ槽について詳細に説明する。図７は、従来の部分はんだ付け装置のはんだ槽の概要図である。

図７において、はんだ槽４００は、噴流ポンプ４１０と、噴流ダクト４２０と、ノズル板４３０と、はんだ槽ノズル５２０および開閉弁４１１から構成されている。

はんだ槽４００のはんだ付け時の動作は、噴流ポンプ４１０を下方に押し込む事により、噴流ポンプ４１０に取り付けられた可動可能な開閉弁４１１が、はんだにかかる圧力により、噴流ポンプ４１０に押し付けられ、噴流ポンプ穴４１２を塞ぎ、はんだを下方に押し込む事が可能となる。

更に、噴流ポンプ４１０を押し込む事により、はんだがはんだ噴流ダクト４２０、ノズル板４３０を通過して、はんだ槽ノズル５２０に達し、はんだ槽ノズル先端開口部５２５から噴き上り、プリント基板７００に電子部品をはんだ付けをする。

次に、はんだ付け終了後、噴流ポンプ４１０は、上方の噴流ポンプ原点位置４１３まで押し上げられる。

この時、開閉弁４１１ははんだにかかる圧力から開放されて、自重により噴流ポンプ４１０より離れ、噴流ポンプ穴４１２を開放状態とする。この為、噴流ポンプ４１０ははんだ圧も無く、スムーズに動作可能となる。

次に、従来の部分はんだ付け装置によるはんだ付けのメカニズムについて説明する。図８は、従来の部分はんだ付け装置によるはんだ付けのメカニズムの概要図で、図８（ａ）は、ノズル清掃・加熱（初期噴流）工程の図、図８（ｂ）は、待機・予備過熱／基板下降工程の図、図８（ｃ）は、はんだ付け工程の図、図８（ｄ）は、はんだ仕上げ（離脱）／基板上昇工程の図、図８（ｅ）は、はんだ噴流停止／基板移動工程の図である。

まず、図８（ａ）のように、プリント基板７００が、はんだ槽４００の上方に到着後、はんだレール待機位置５５１にて、はんだ初期噴流５３０が開始される。このはんだ初期噴流５３０の目的は、はんだ槽ノズル５２０内部に残っているはんだカスを外部に放出と、はんだの温度低下を防止する為、冷えているはんだ槽ノズル５２０の加熱である。

次に、はんだ噴流が、はんだ初期噴流５３０から図８（ｂ）のようにはんだ待機噴流５３１に移行後、プリント基板７００が、はんだレール待機位置５５１より、はんだレールはんだ付け位置５５２に降下する。その直後、はんだ噴流がはんだ待機噴流５３１からはんだ予熱噴流５３２に移行する。はんだ待機噴流５３１の目的は、プリント基板７００が降下する際、はんだ噴流からの、はんだボール飛散による、プリント基板７００への付着防止である。また、はんだ予熱噴流５３２の目的は、はんだ付け直前でのプリント基板７００の再プリヒートである。

次に、はんだ噴流がはんだ予熱噴流５３２から、図８（ｃ）のようにはんだ付け噴流５３３に移行する。これにより、はんだ噴流が上昇し、プリント基板７００に部品を挿入した箇所のみに開口部を設けたはんだ槽ノズル５２０により、はんだを噴流させ、局所的にプリント基板７００のランド及びスルーホール部へ、浸漬時間３．０〜５．０秒ではんだ付けを行う。

次に、はんだ噴流がはんだ付け噴流５３３から、図８（ｄ）のようにはんだ付け仕上げ噴流５３４に移行する。その直後、プリント基板７００が、はんだレールはんだ付け位置５５２より、はんだレールはんだ離れ位置５５３に上昇し、プリント基板７００とはんだ噴流を離脱させる。はんだ付け仕上げ噴流５３４の目的は、ゆっくりと段階的にはんだ噴流を降下させる事により、電子部品のリードの長いもの、又は、リードの短いものとの、はんだ離れスピードを一定に保つことである。また、同時に、プリント基板７００を垂直方向に上昇する事により、相対スピードを利用して、ツララやブリッジなどの不良発生を防いでいる。

最後に、はんだ噴流が、はんだ付け仕上げ噴流５３４から、図８（ｅ）のように噴流停止状態５３５に移行する。そのとき、プリント基板７００は、はんだレール待機位置５５１に上昇し、基板搬送装置より次工程へ移行されて、一連のはんだ付けが終了する。

また、従来の部分はんだ付け装置は、はんだ槽４００で直方体のはんだ槽ノズルを使用して、局所的にはんだ付けを行っている。このはんだ槽ノズルについて説明する。

図９は、従来の部分はんだ付け装置に使用するはんだ槽ノズルの図で、図９（ａ）は斜視図、図９（ｂ）は断面図である。

図９において、従来の部分はんだ付け装置のはんだ槽ノズル５２０は、プリント基板７００に電子部品を部分はんだ付けするために、はんだ付けをする面積としてはんだ槽ノズル先端開口部５２５の幅Ｓ、例えば、Ｓ＝１３ｍｍが決定される。そして、はんだ槽ノズル先端開口部５２５の下部は、はんだ槽ノズル先端開口部５２５に垂直に接続された一定幅Ｔ１＝１０ｍｍのはんだ噴流往路５２３と、板厚１ｍｍのはんだ噴流往路５２３の外壁と、はんだ噴流往路５２３に平行で方向が１８０°反転するはんだ噴流排出口５２６まで一定幅Ｕ＝２ｍｍのはんだ噴流帰路５２４で構成されている。

これらにより、はんだ噴流排出口５２６より排出されるはんだ量を、はんだ噴流往路５２３より供給されるはんだ量と比較して少量とし、はんだ槽ノズル先端開口部５２５からはんだが噴出するようにしている。

また、はんだ噴流往路５２３ははんだノズルベース部５２７からはんだ槽ノズル先端開口部５２５まで８１ｍｍの高さで、はんだ噴流帰路５２４ははんだ槽ノズル先端開口部５２５からはんだ噴流排出口５２６まで２０ｍｍの高さである。このようにはんだ噴流帰路５２４をはんだ噴流往路５２３より短くすることで、はんだ噴流排出口５２６からはんだが逆流しないようにしている。

しかしながら、この従来のはんだ槽ノズル５２０は、このような構造のため、はんだ槽ノズル開口部５２１付近ではんだカスの滞積が発生し、このはんだカスの滞積の影響によりはんだ槽ノズル先端開口部５２５より押し上げられるはんだ波高さが不安定となる問題を有している。この従来の部分はんだ付け装置でのノズルにはんだカスが付着するメカニズムについて説明する。

図１０は、従来の部分はんだ付け装置で、はんだカス５３６が発生するメカニズムの概要図で、図１０（ａ）は、はんだ初期噴流時のはんだカス排出図、図１０（ｂ）は、はんだ待機・予熱噴流時のはんだカスがダクト内に進入した図、図１０（ｃ）は、はんだ付け噴流時のはんだカスがダクト内を進行している図、図１０（ｄ）は、はんだ仕上げ噴流時のはんだカスが更に進行している図、図１０は、（ｅ）はんだ噴流停止直後にはんだ液面がノズル開口部より下がった図、図１０（ｆ）は、はんだ噴流が完全に停止し、はんだ液面とはんだカスが、ノズル開口部に残った図、図１０（ｇ）は、図１０（ａ）〜図１０（ｆ）の動作を繰り返し行った時の、はんだカスがはんだ槽ノズル開口部に付着した図である。

まず、はんだ初期噴流は、図１０（ａ）のようにはんだ槽ノズル開口部５２１付近にあるはんだカス５３６を、はんだ槽ノズル５２０の外に排出する事を目的として、噴流ポンプ４１０を強く押し込む。これより、噴流ダクト４２０とはんだ噴流往路５２３を通過したはんだが、はんだ槽ノズル開口部５２１付近にある、はんだカス５３６と共に、はんだ槽ノズル先端開口部５２５より押し出される。また、押し出されたはんだは、はんだ液面と大気との接触面積が大きくなり、多く発生したはんだカス５３６が、はんだ槽４２０内の、はんだ表面付近で浮遊・拡散する。

次に、図１０（ｂ）のように、噴流ポンプ４１０の下方付近にあったはんだカス５３６が、はんだ待機・予熱噴流動作により、噴流ポンプ４１０を押し込む事により、噴流ダクト４２０下方に移動する。

そして、図１０（ｃ）のように、はんだ付け噴流動作によって、噴流ポンプ４１０が更に押し込まれる事により、噴流ダクト４２０内部のはんだカス５３６が、はんだ槽ノズル５２０側へと移動する。更に、図１０（ｄ）のように、はんだ仕上げ噴流動作よって、噴流ポンプ４１０が押し込まれる事により、噴流ダクト４２０内部のはんだカス５３６が移動し、はんだ槽ノズル５２０付近まで達する。

次に、図１０（ｅ）のように、はんだ噴流が停止した直後に、噴流ダクト４２０内部のはんだ液面が、自重により、一時的にはんだ槽ノズル開口部５２１より、下がる状態となる。この時、はんだ液面に多量のはんだカス５３６が浮遊している。

最後に、図１０（ｆ）のように、はんだ噴流が完全に停止したとき、はんだ液面がはんだ槽ノズル５２０下面位置となる。この時、はんだ液面に多量にあったはんだカス５３６が、はんだ槽ノズル５２０に直接触れる事により、特にはんだ槽ノズル開口部５２１付近に、多量のはんだカスが付着する。

また、はんだ槽ノズル開口部５２１付近に発生したはんだカスが、図１０（ａ）〜（ｆ）の動作を繰り返し行った事により、一定時間経過後にはんだの固まりとなり、はんだ槽ノズル開口部５２１付近に滞積する。このはんだカス５３６の滞積により、はんだ槽ノズル開口部５２１面積が小さくなり、はんだ流量の減少と、はんだ槽ノズル先端部５２５での不安定なはんだの噴流波高さを発生させる。

最後に、従来の部分はんだ付け装置の噴流時について説明する。図１１は、従来の部分はんだ付け装置の噴流時の概要図で、従来の部分はんだ付け装置のはんだ付け噴流時のはんだ噴流波高さのバラツキ状態及び、はんだ噴流波高さの測定方法を示している。

はんだ槽ノズル５２０の内部、特に、はんだ槽ノズル開口部５２１に堆積したはんだカスの影響により、はんだ付け噴流時のはんだ噴流がはんだ槽ノズル上面５２８に対して平行でなく、波を打った状態となる。同様に、はんだ仕上げ噴流時においても、はんだ噴流が波を打った状態で不安定となる。

このため、プリント基板からはんだが離れるピールバックポイントが大きく変化し、多足リード部品では、多数のブリッジ不良の発生に繋がる。また、はんだ槽ノズル端部５３５においてはんだ波高さが不足し、赤目不良や穴あき不良の発生に繋がる。

また、日常管理時における、はんだ噴流波高さ測定は、はんだ槽ノズル５２０の横にスケール８００を当て、目視で、数字を読み取っていた。この為、数字の微量差が生じ、はんだ噴流波高さの正確な測定が不可能で、品質に大きな影響を及ぼしていた。また、２５０℃にもなる溶融はんだにスケールを近づけて測定するので、火傷の危険も有していた。
特開昭５７−１０９５６６号公報

しかしながら、前記従来の構成では、長時間はんだ付けをしているとノズル内部にはんだカスが付着して噴流高さが不安定になり、品質が悪化する。また、ノズル表面のはんだ噴流高さが計量化できず、そのためプリント基板のはんだ槽への浸漬時間を正確に測定できないため安定したはんだ付けが困難である。また、プリント基板及びはんだ噴流の動作設定が、夫々単独になっているため最適なはんだ付けポイントの設定に時間を要するという課題を有していた。

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、長時間安定したはんだ付け品質が確保でき、かつ、最適なはんだ付けポイントの設定を短時間で容易に行う事ができる部分はんだ付け装置を提供することを目的とする。

前記従来の課題を解決するために、本発明の部分はんだ付け用はんだ槽ノズルは、部分はんだ付けのためのはんだ噴流を行うはんだ槽ノズル先端開口部と、はんだ槽ノズル先端開口部と垂直に接続された外壁とはんだ槽ノズル先端開口部と３０〜６０°の角度をもった外壁により下方に行くに従い幅が広がるはんだ噴流往路と、はんだ噴流往路の３０〜６０°の角度をもった外壁に平行なはんだ噴流帰路とを有し、はんだ噴流往路からはんだ槽ノズル先端開口部を経由して１２０〜１５０°の角度ではんだ噴流帰路へスムーズなはんだ噴流を行う。

本構成によって、はんだ槽ノズル先端開口部から安定したはんだ噴流を行うことが可能となる。

本発明の部分はんだ付け装置によれば、長時間安定したはんだ付け品質が確保でき、かつ、最適なはんだ付けポイントの設定を短時間で容易に行う事ができる。

以下本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しながら説明する。

（実施の形態１）
本発明の実施の形態１における部分はんだ付け装置について説明する。

本発明の実施の形態１における部分はんだ付け装置の全体の概要は、従来のはんだ付け装置の図７及び図８とほぼ同じなので、同じ内容については説明を省略する。また、本発明の実施の形態１における部分はんだ付け装置と従来の部分はんだ付け装置の異なる点は、はんだ槽ノズルの形状と、噴流高さの測定装置と、装置のシーケンスであるので、これらについて詳細に説明する。

まず、本発明の実施の形態１における部分はんだ付け装置に使用するノズルについて説明する。図１は、本発明の実施の形態１における部分はんだ付け装置に使用するはんだ槽ノズルの図である。図１（ａ）は斜視図、図１（ｂ）は断面図である。

図１において、本発明の実施の形態１における部分はんだ付け装置のはんだ槽ノズル５１０は、プリント基板７００に電子部品を部分はんだ付けするために、はんだ付けをする面積としてはんだ槽ノズル先端開口部５１５の幅Ｓ、例えば、Ｓ＝１３ｍｍが決定される。そして、はんだ槽ノズル先端開口部５１５の下部は、はんだ槽ノズル先端開口部５１５の幅Ｔ１＝１０ｍｍからはんだ槽ノズル開口部５１１の幅Ｔ２＝１６ｍｍへ幅が下方に行くに従い広がるように、はんだ槽ノズル先端開口部５１５に垂直に接続された外壁と６０°の角度で接続された外壁で構成されたはんだ噴流往路５１３と、板厚１ｍｍのはんだ噴流往路５１３の外壁と、はんだ噴流往路５１３の６０°の角度の外壁に平行で方向が１８０°反転するはんだ噴流排出口５１６まで一定幅Ｕ＝２.５ｍｍのはんだ噴流帰路５１４で構成されている。

これらにより、はんだ噴流排出口５１６が従来のＵ＝２.０ｍｍからＵ＝２.５ｍｍへと１．２５倍となり流れ出すはんだ量を増加させた。特に、はんだ噴流往路５１３のはんだはＴ２＝１６ｍｍで従来の１.６倍で入力し、はんだ噴流出口５１６Ｕ＝２.５ｍｍ、従来の１．２５倍で排出する為、はんだの排出スピード及び流量の増加を実現している。更に、はんだ噴流往路５１３からはんだ噴流帰路５１４への角度が１５０°（＝９０°＋６０°）であるため、本発明の実施の形態１におけるはんだ槽ノズル５１０は、従来のはんだ槽ノズル（１８０°）に比べ、はんだ噴流往路５１３から噴流帰路５１４へスムーズにはんだを噴流することができる。これらにより、はんだ先端開口部５１５付近での、はんだ流量およびスピードが増加した為、従来はんだ付け時に電子部品に奪われていた熱量よりも、より大きな熱量を加えられる事により、より高い温度でのはんだ付けを可能として、ピールバックポイントでの切れ性も大幅に向上しはんだ付け品質の安定化につなげることができた。更に、従来は、はんだ噴流帰路５１４付近に引掛っていた外径２ｍｍ程度の大きなはんだカスによりはんだの流れが遮られてブリッジが発生し、はんだ噴流帰路５１４付近のはんだカスを除去する為の清掃をたびたび実施する必要があった。本発明ではんだ噴流帰路５１４及びはんだ噴流排出口５１６をＵ＝２．５ｍｍにすることにより、外径２ｍｍ程度の大きなはんだカスもはんだ噴流帰路５１４及びはんだ噴流排出口５１６をスムーズに通過しはんだ槽ノズル５２０の外へ排出される様になり、はんだ品質の安定化及び清掃回数の削減につなげることができた。

また、図１のように、はんだ槽ノズル５１０は、はんだ槽往路５１３と、はんだノズルベース部５１７との間に、はんだ槽往路５１３より広幅で、はんだ槽ノズル５１０の高さの略半分の高さ４２ｍｍのはんだ槽ノズルチャンバー５１２を設けた。このように、はんだ槽ノズルチャンバー５１２を設けることにより、図１０（ｅ）のようにはんだ噴流が停止した状態でも、はんだ液面とはんだ槽ノズル開口部５１１との間に高低差を付けることができ、はんだ噴流が停止しているときにはんだ液面上に多数あるはんだカスは広幅のはんだ槽ノズルチャンバー５１２の側壁に接触するのみで、はんだ槽ノズル開口部５１１との接触を防ぎ、はんだ槽ノズル開口部５１１付近へのはんだカス付着及び堆積を防止することができる。

ゆえに、狭幅のはんだ槽ノズル開口部５１１付近へのはんだカス付着が無くなった事により、はんだ槽往路５１３での、はんだ流量が一定となり、はんだノズル先端開口部５１５での噴流波レベルを長時間安定させる事ができる。

次に、本発明の実施の形態１における部分はんだ付け装置に使用するはんだ噴流波高さ測定装置について説明する。図２は、本発明の実施の形態１における部分はんだ付け装置に使用するはんだ噴流波高さ測定装置の概要図で、図２（ａ）は斜視図、図２（ｂ）はデジタル計測部の拡大図、図２（ｃ）ははんだ噴流測定図（マイナスレベル）である。

図２（ａ）のように、はんだ噴流波高さ測定装置９００は、Ｘ軸方向９０１、Ｙ軸方向９０２スライドする機構を有し、Ｘ軸及びＹ軸方向のどの位置にも自在に移動可能である。そして、Ｚ軸方向９０３のはんだ噴流波高さを、図２（ｂ）のようにデジタル表示ノギス９０４により０．１ｍｍの桁まで正確に測定できる。

図２（ｃ）のように、可動アーム９０７の先端に設けた測定端子部９２２によって、はんだとの接触による導通チェックで、はんだ噴流波高さを測定する。特に、測定端子部９２２ははんだ槽ノズル先端開口部５１５より狭幅であるので、はんだ槽ノズル先端開口部５１５からはんだ槽ノズル５２０の内部に挿入可能で、これまで測定困難であったはんだ槽ノズル上面（基準）９２４よりマイナス方向にある、はんだ噴流上面９２１が下降したときも正確な測定ができる。

測定方法として、デジタル表示ノギス９０４の一端をはんだ噴流波高さ測定装置９００に固定し、もう一方の端をＺ軸が微量ずつ移動可能なスライドベアリング９０５の動きに連動するようにスライドベアリング９０５に固定している。これにより、スライドベアリング９０５のＺ軸上昇下降用動作つまみ９０６を回転させる事により、スライドベアリング９０５に固定されたデジタル表示ノギス９０４がＺ方向に微量ずつ上昇下降でき、正確な測定が可能となる。

また、はんだ噴流波高さ測定時において、はんだ噴流と測定端子部９２２が接触した瞬間に、測定端子部９２２に連動した導通感知ボックス９２３が電気的導通が感知し、ブザー音の発音とＬＥＤの発光を行う。この時にデジタル表示ノギス９０４のデジタル表示部９０８に表示されている寸法がはんだ噴流波高さである。

これらにより、０．１ｍｍの桁までの精度向上とはんだ槽ノズル上面（基準）９２４より下側のマイナスレベルまで、正確にはんだ噴流波高さを測定可能とした。

最後に、本発明の実施の形態１における部分はんだ付け装置のシーケンスについて説明する。図３は、本発明の実施の形態１における部分はんだ付け装置のシーケンスの説明図で、図３（ａ）ははんだ噴流／プリント基板上下動作データ、図３（ｂ）はプリント基板の各寸法／動作／時間、図３（ｃ）ははんだ噴流とプリント基板の上下動作のタイミングチャートである。

図３において、部分はんだ付け装置の設定データとプリント基板動作を入力する事による、各々の動作のタイミングチャートを同時に作成できるシーケンスである。

はじめに本発明のシーケンスの設定データ入力手順について説明する。

図３（ａ）において、部分はんだ付け装置のはんだ噴流を制御する設定データ９３０を入力、このデータに基づいて部分はんだ付け装置が、はんだ噴流動作を行う。その後、各動作時のはんだ噴流波高さを測定した実測値９３１を入力する。合わせて、基板上下動作のタイミング９３２位置も入力する。

次に、図３（ｂ）において、はんだ噴流ノズルと基板のクリアランス（基板下９３３）、基板に挿入された電子部品の足の長さ最長９３４と足の長さ最短９３５の寸法、また、仕上噴流時のはんだが下降した後の、基板の上昇する動作タイミング９３６、基板上昇後の位置９３７、基板上昇時間９３８を入力する事により、図３（ｃ）のタイミングチャートが自動作成される。

このタイミングチャートは、はんだ噴流動作９３９と基板動作９４０、プリント基板に挿入された電子部品の足の長さの最長動作９４１と足の長さ最短動作９４２が表示される。

従来ははんだ噴流波高さを正確に測定出来ず、このタイミングチャートの作製が困難であった為、はんだ噴流と電子部品の足が、どのタイミングで離れているのか分からず、都度、品質状況を確認しながら、直接部分はんだ付け装置の設定データを変更していた為、最適なはんだ付け条件を見つけるまでに長時間掛かってしまっていた。

本発明においては、図３（ｃ）タイミングチャートにより、はんだ噴流動作９３９動作６のはんだ噴流を下降しながら電子部品の足の長さ最長９４１及び足の長さ最短９４２が上昇するタイミングをはんだ噴流動作９３９動作６の間で、同時に行えるポイントを画面上で見ることを可能とした。

よって、はんだ噴流が下降しながら、同時にプリント基板が上昇するという、相対スピードを利用した最適なはんだ離れ条件を設定可能としたことにより、はんだの切れが良くなり安定したはんだ付けを短時間で実現可能とした。

上記の３点により改善された部分はんだ付け装置の噴流及びはんだ付け品質について説明する。図４は、本発明の実施の形態１における部分はんだ付け装置の噴流時の概要図である。図５は、本発明の実施の形態１における部分はんだ付け装置のはんだ付け品質の図で、図５（ａ）は不良内容と不良率の関係、図５（ｂ）は清掃後経過時間と不良率の関係を示している。

図４のように、本発明のはんだ噴流上面５１９ははんだ槽ノズル上面５１８に平行でフラットな安定した液面高さとなった。このため、図５（ａ）のように、ブリッジ、穴あきの不良率が従来の９７％、１２．３％に比べて、本発明は１０分の１以下の６．５％、０．５％となった。また、赤目、その他の不良率は、従来の１．２％、０．５％に比べて、本発明は０％となった。

これは、従来ははんだ槽ノズルにはんだカスが堆積する事により、はんだ噴流波高さがばらつき、よって、ピールバックポイントが不安定になり、ブリッジ、穴あき、赤目などの不良を発生させていたが、本発明ははんだ槽ノズルにはんだカスが堆積しなくなったので、はんだ噴流波高さが安定し、ピールバックポイントも安定したためである。

更に、本発明のはんだ噴流上面５１９は図４のフラットな安定した液面高さを長時間維持している。そのため、はんだ槽ノズルに付着したはんだカスの清掃後の経過時間に対する不良率は、図５（ｂ）のように、従来はある一定時間を経過すると、はんだ槽ノズルに、はんだカスが付着し始め、急激に不良率が悪化する。そのため、従来の不良率は３２％が１００分後に２６２％に変動していた。従来に比べ、本発明の不良率は１００分の間５〜１０％の不良率で殆ど経過時間に対する変動はしなくなった。

かかる構成によれば、はんだ槽ノズル先端開口部と垂直に接続された外壁とはんだ槽ノズル先端開口部と３０〜６０°の角度をもった外壁により下方に行くに従い幅が広がるはんだ噴流往路と、はんだ噴流往路の３０〜６０°の角度をもった外壁に平行なはんだ噴流帰路とを有することにより、はんだ噴流往路からはんだ槽ノズル先端開口部を経由して１２０〜１５０°の角度ではんだ噴流帰路へスムーズなはんだ噴流を行うこととなりはんだ槽ノズル先端開口部から安定したはんだ噴流を行うことが可能となる。することができる。

なお、本実施の形態において、はんだ噴流往路のはんだ槽ノズル先端開口部との角度を６０°としたが、３０〜６０°としても良い。３０°より小さい場合、はんだが略水平状態に噴流されることになり、はんだが跳ねたりして火傷の危険性を有する。６０°より大きい場合、はんだ噴流往路の下方の幅をあまり大きくできず、はんだの入力を多くすることができなくなる。また、はんだ噴流往路からはんだ噴流帰路の角度が１５０°以上になるため、スムーズなはんだ噴流を行えなくなる。すなわち、３０〜６０°にすることにより、最適なはんだ噴流を行うことができる。

本発明にかかる部分はんだ付け装置は、はんだ付け品質の確保と短時間で最適なはんだ付け設定が可能となるので、プリント基板を部分的にはんだ付けする装置に使用するはんだ槽ノズルとはんだ波高さの正確な測定法、最適なはんだ付け条件を生むシーケンスプログラム等として有用である。

本発明の実施の形態１における部分はんだ付け装置に使用するはんだ槽ノズルの図 本発明の実施の形態１における部分はんだ付け装置に使用するはんだ噴流波高さ測定装置の概要図 本発明の実施の形態１における部分はんだ付け装置のシーケンスの説明図 本発明の実施の形態１における部分はんだ付け装置の噴流時の概要図 本発明の実施の形態１における部分はんだ付け装置のはんだ付け品質の図 本発明の実施の形態１における部分はんだ付け装置の概要図 本発明の実施の形態１における部分はんだ付け装置のはんだ槽の概要図 本発明の実施の形態１における部分はんだ付け装置によるはんだ付けのメカニズムの概要図 従来の部分はんだ付け装置に使用するはんだ槽ノズルの図 従来の部分はんだ付け装置ではんだカスが発生するメカニズムの概要図 従来の部分はんだ付け装置の噴流時の概要図

符号の説明

１００ 部分はんだ付け装置
２００ フラックス・スプレー塗布装置
３００ 基板予備加熱ヒーター（プリヒート）
４００ はんだ槽
４１０ 噴流ポンプ
４１１ 開閉弁
４１２ 噴流ポンプ穴
４１３ 噴流原点位置
４２０ 噴流ダクト
４３０ ノズル板
５１０ はんだ槽ノズル
５１１ はんだ槽ノズル開口部
５１２ はんだ槽ノズルチャンバー部（Ｈ＝４２ｍｍ）
５１３ はんだ噴流往路（Ｈ＝３９ｍｍ）
５１４ はんだ噴流帰路（Ｗ＝２．５ｍｍ、角度６０°）
５１５ はんだ槽ノズル先端開口部
５１６ はんだ噴流排出口
５１７ はんだノズルベース部
５１９ はんだ噴流上面
５２０ はんだ槽ノズル
５２１ はんだ槽ノズル開口部
５２３ はんだ噴流往路（Ｈ＝８１ｍｍ）
５２４ はんだ噴流帰路（Ｗ＝２．０ｍｍ）
５２５ はんだ槽ノズル先端開口部
５２６ はんだ噴流排出口
５２７ はんだノズルベース部
５２８ はんだ槽ノズル上面
５２９ はんだ噴流波上面
５３０ はんだ初期噴流
５３１ はんだ待機噴流
５３２ はんだ予熱噴流
５３３ はんだ付け噴流
５３４ はんだ仕上げ噴流
５３５ はんだ槽ノズル端部
５３６ はんだカス
５５０ プリント基板搬送機構
５５１ はんだレール待機位置
５５２ はんだレールはんだ付け位置
５５３ はんだレールはんだ離れ位置
６００ 操作パネル
７００ プリント基板
８００ スケール
９００ はんだ噴流波高さ測定装置
９０１ Ｘ軸方向
９０２ Ｙ軸方向
９０３ Ｚ軸方向
９０４ デジタル表示ノギス
９０５ スライドベアリング
９０６ Ｚ軸上昇下降用動作つまみ
９０７ 可動アーム
９０８ デジタル表示部
９２１ はんだ噴流上面
９２２ 測定端子部
９２３ 導通感知ボックス
９２４ ノズル上面（基準）
９３０ 設定データ
９３１ 実測値
９３２ 基板上下動作のタイミング
９３３ 基板下
９３４ 足の長さ最長
９３５ 足の長さ最短
９３６ 基板の上昇する動作タイミング
９３７ 基板上昇後の位置
９３８ 基板上昇時間
９３９ はんだ噴流動作
９４０ 基板動作
９４１ 足の長さ最長動作
９４２ 足の長さ最短動作

Claims (2)

1. 部分はんだ付けのためのはんだ噴流を行うはんだ槽ノズル先端開口部と、
   前記はんだ槽ノズル先端開口部と垂直に接続された外壁と前記はんだ槽ノズル先端開口部と３０〜６０°の角度をもった外壁により下方に行くに従い幅が広がるはんだ噴流往路と、
   前記はんだ噴流往路の３０〜６０°の角度をもった外壁に平行なはんだ噴流帰路とを備えた部分はんだ付け用はんだ槽ノズル。
2. 前記はんだ噴流往路の下方に、前記はんだ噴流往路より広幅のはんだ槽ノズルチャンバーを備え、
   はんだ槽ノズルチャンバーは、はんだ噴流が停止したときはんだ液面が側壁にのみ接触する高さであることを特徴とする請求項１に記載の部分はんだ付け用はんだ槽ノズル。

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