JP2010131667A - フローはんだ付け装置 - Google Patents

Abstract

【課題】はんだ槽で空気の巻き込みを防止する仕切板の間に酸化物や不純物が溜まることを防止する。
【解決手段】溶融はんだを収容したはんだ槽と、はんだ槽内のはんだを上側で移動するワークに対して噴流する噴流ノズル１を備える。前後調整ボルト６と固定用金具５により、張出板３との間隔を調整できる仕切板４を備える。仕切板４は、上下調整ボルト７と固定用金具５により高さを調整できる。仕切板４の位置を適宜調整することにより、噴流ノズル１から噴流した溶融はんだのうち、基板Ｗの進行方向とは反対側に落ちる溶融はんだを、仕切板４に当てることにより流速を落とす。勢いがなくなった溶融はんだは、張出板３と仕切板４の間を流れてはんだ槽に戻るが、仕切板４に当たって勢いが無くなった溶融はんだの一部が、仕切板４を乗り越えてはんだ槽に戻るようにする。
【選択図】図１

Description

本発明は、ノズルの噴流口から噴流した溶融はんだを、はんだ槽に戻す手段に特徴があるフローはんだ付け装置に関する。

従来、搬送させる基板の下面に噴流ノズルの噴流口から噴流する溶融はんだを付着させることによって、はんだ付けを行うフローはんだ付け装置が知られている。フローはんだ付け装置は、噴流ノズルの噴流口から噴流した溶融はんだを、基板の下面へ一部付着した後の残った溶融はんだをはんだ槽の溶融はんだ液面に落下させる構造となっている（例えば、特許文献１参照）。

図４は、従来技術のフローはんだ装置の断面図である。図４において、符号１は噴流ノズルであり、３は張出板である。Ｗは噴流ノズルの上方を移動する基板であり、この基板を溶融はんだに浸漬することにより、はんだ付けを行う。２０は溶融はんだで、２１は溶融はんだの流れを示す矢印である。

この装置では、噴流ノズルから噴流し基板Ｗの進行方向とは反対側からはんだ槽に戻る溶融はんだは、噴流ノズルから噴流した勢いで、はんだ槽の溶融はんだ液面に勢いよく落下していた。そのため、ノズルから噴流した溶融はんだが、はんだ槽に落下する時に溶融はんだ液面付近の空気を巻き込んでいた。その結果、はんだ槽の中の溶融はんだが空気と接触してしまい、溶融はんだの酸化物がはんだ槽内に多く発生するという問題点があった。

また、噴流ノズルから噴流した溶融はんだが張出板３から飛び出すことで空気中に長い時間晒されていた。さらに、溶融はんだが張出板３から遠く離れたはんだ槽の溶融はんだ液面に落下することで、噴流ノズルで再び噴流するまでに時間がかかっていた。そのため、溶融はんだの温度が低下してしまう問題点があった。

特に、最近のフローはんだ装置では、噴流ノズルとして、１次ノズルと２次ノズルを備え、基板に２回にわたってはんだ付けを行うものが知られている。このような１次ノズルと２次ノズルを備えたフローはんだ付け装置においては、両ノズルから噴流する溶融はんだが重なり合わないようにする必要がある。しかし、前記のように溶融はんだがノズルよりはんだ槽の遠方に落下すると、それだけ１次ノズルと２次ノズルを近接して配置することができず、装置の小型化が困難となる不都合があった。

そこで、噴流ノズルから噴流した溶融はんだが、はんだ槽に戻るときに勢いよく落下しないように整流板や仕切板を設けて、整流板や仕切板の間に溶融はんだを流すことで、落下した溶融はんだがはんだ槽の液面で空気を巻き込まないようにした装置が知られている（例えば、特許文献２参照）。

図５は、噴流ノズルから噴流し基板Ｗの進行方向とは反対側からはんだ槽に戻る溶融はんだが、はんだ槽の溶融はんだ液面に勢いよく落下するのを防止したフローはんだ付け装置の断面図である。図５は、図４のフローはんだ付け装置に仕切板４を設けたものである。

張出板３の前方に仕切板４を設けた図５のはんだ付け装置において、基板Ｗの進行方向とは反対側からはんだ槽に戻る溶融はんだは、仕切板４に当たることにより流速が衰える。そして、流速が衰えた溶融はんだは、張出板３と仕切板４の間を流れはんだ槽に戻ることになる。これにより、流速が衰えた溶融はんだをはんだ槽にもどすことができるので、溶融はんだ液面付近で空気の巻き込みを防止することができ、溶融はんだの酸化物の発生を抑えることができる。

また、溶融はんだを真下に落下させることにより、溶融はんだが噴流ノズルに近いはんだ槽の液面に落下するので、１次ノズルと２次ノズルを近接配置してはんだ槽を小型化することが可能となる。また、溶融はんだの移動距離を短縮できるので、噴流ノズルで再び溶融はんだを噴流するまでの時間を短縮することもできる。

特開２００３−２３６６５５号公報 特開２００５−２８６２６５号公報

しかしながら、図５のはんだ付け装置では、はんだ液面付近の空気を巻き込まないようにすることや噴流ノズルで溶融はんだを再び噴流するまでの時間を短縮することは可能であった。しかし、噴流ノズルから噴流し基板Ｗの進行方向とは反対側からはんだ槽に戻る溶融はんだが張出板３と仕切板４の間を流れるときに、溶融はんだの流れに滞る部分ができていた（図５のＡの部分）。溶融はんだの流れに滞る部分が存在すると、この部分にはんだの酸化物や不純物が溜まってしまう。この酸化物や不純物を取り除くためには、装置を停めての分解・清掃が不可欠であるという問題があった。

また、張出板３と仕切板４との間隔を調整することができないので、噴流ノズルから噴流する溶融はんだの量や使用するはんだの種類によっては、十分に溶融はんだの流速を落とすことができず、はんだ槽の溶融はんだ液面付近の空気の巻き込みを十分に防止することができないという問題点もあった。

本発明は、上記のような課題に鑑みなされたものであり、その目的は、仕切板を用いてフローはんだ付け装置の小型化を図ると共に、はんだ槽で空気の巻き込みを防止する仕切板の間に酸化物や不純物が溜まることのないフローはんだ付け装置を提供することにある。

前記の目的を達成するために、本発明のフローはんだ付け装置は、溶融はんだを収容したはんだ槽と、はんだ槽内のはんだを上側で移動するワークに対して噴流する噴流ノズルと、前記噴流ノズルから噴流したはんだをはんだ槽に導く仕切板を備え、前記仕切板は、前記噴流ノズルから噴流したはんだが、前記噴流ノズルと前記仕切板の間を流れるときに、はんだの一部が前記仕切板の上縁部を乗り越えてはんだ槽に戻る位置に配置されていることを特徴とする。

本発明の他の態様では、前記噴流ノズルとして１次ノズルと２次ノズルの２つのノズルが配置され、前記仕切板は、前記２次ノズルの前記１次ノズル側に配置されていることを特徴とする。

本発明の他の態様では、前記仕切板は、前記ノズルに対して上下方向または前後方向の少なくとも一方向に調整ができることを特徴とする。

本発明の他の態様では、前記仕切板は、その上縁部に複数の凹部が設けられていることを特徴とする。

本発明によれば、噴流ノズルから噴流し基板Ｗの進行方向とは反対側からはんだ槽に戻る溶融はんだの一部を仕切板の上部に流すことにより、張出板と仕切板の間に酸化物や不純物が溜まることのないコンパクトなフローはんだ付け装置を提供することができる。さらに、噴流ノズルとして１次ノズルと２次ノズルの２つが配置される場合にも、２つのノズルの間隔を短くすることによりコンパクトなフローはんだ付け装置を提供することができる。

［実施形態の構成］
以下、本発明の実施形態について、図１，２に従って具体的に説明する。なお、本実施形態は、２次ノズルの１次ノズル側に仕切板を設けることで、２次ノズルと１次ノズルを近接配置することを可能としたものである。各図で、同一または類似の構成部分には共通の符号を付し、重複する説明は省略する。

図１において、符号１は噴流ノズル（２次ノズル）である。この噴流ノズル１は、基板Ｗの進行方向に対して直交に設けられ、上部を移動する基板Ｗより幅が広くなっている。３は、噴流ノズル１に沿うように配置され、噴流ノズル１から噴流された溶融はんだをはんだ槽に案内する張出板である。４は、張出板３と同じ長さで張出板３と対向するように配置された仕切板である。張出板３と仕切板４により、溶融はんだをはんだ槽に案内する通路を形成する。また、仕切板４は、図示のように下部に屈曲部を設けている。

５は、仕切板４を固定するＬ字形の固定用金具である。固定用金具５は、一方の面に固定用金具５を前後に移動するための前後調整ボルト６を通す横方向の長穴８が設けられ、もう一方の面に上下調整ボルト７を固定するネジ穴１０が設けられている。６は、仕切板４を前後に調整する前後調整ボルトであり、固定用金具５に設けられた前後調整ボルト６を通す長穴８を通して、前後調整ボルト６を固定するネジ穴９に固定される。

７は、仕切板４を上下に調整する上下調整ボルトであり、仕切板４の両端に設けられた上下調整ボルトを通す縦方向の長穴１１を通して、固定用金具５の固定用金具５にある上下調整ボルトを固定するネジ穴１０に固定される。１５は仕切板４に設けられた歪み調整ボルトである。調整ボルト１５は、張出板３と仕切板４の間隔を保つものである。

［実施形態の作用］
次に前記のような構成を有する本発明の実施形態の作用を図２に従って説明する。図２において、符号Ｗは噴流ノズル１の上方を移動する基板であり、２１は溶融はんだの流れる方向を示している。

噴流ノズル１から噴流した溶融はんだは、基板Ｗの進行方向側と進行方向とは反対側に分かれるようにして、はんだ槽に戻る。このうち、基板Ｗの進行方向とは反対側に落ちる溶融はんだは、仕切板４に当たることにより流速を落とす。そして、勢いがなくなった溶融はんだは、張出板３と仕切板４の間を流れて、はんだ槽に戻る。この仕切板４に当たって勢いが無くなった溶融はんだの一部は、仕切板４を乗り越えてはんだ槽に戻る。

このとき、仕切板４を乗り越えた溶融はんだは、仕切板４に当たることにより十分に流速が落ちているので、飛び散ったりせずに、仕切板４に沿ってはんだ槽に戻ることになる。すなわち、仕切板４を乗り越えた溶融はんだが、はんだ槽のはんだ液面に勢いよく落ち、溶融はんだ液面付近の空気を巻き込こむことはない。

また、前後調整ボルト６を緩めて固定用金具５を前後させることにより、固定用金具５に固定された仕切板４の位置を調整することが可能である。この張出板３と仕切板４の間の間隔を調整することにより、噴流ノズルから噴流する溶融はんだの勢いや量により適宜高さを調整することができる。

また、溶融はんだの熱により仕切板に歪みが生じ、張出板３と仕切板４の間隔が変化してしまうことがある。この歪みを防止するための張出板３と仕切板４の間隔を、仕切板４に複数設けられた歪み調整ボルト１５により一定に保つことができる。さらに、図示のように、仕切板４の下部を曲げることにより、仕切板４がはんだの熱で反ることが防止できる。

［実施形態の効果］
前記のような構成や作用を有する本発明の実施形態では、噴流ノズルとして１次ノズルと２次ノズルの２つのノズルが配置されているフローはんだ装置において、２次ノズルから１次ノズル側に落ちる溶融はんだを仕切板４により２次ノズルの近くに落下させたものである。そのため、２次ノズルから噴流した溶融はんだが、はんだ槽の２次ノズルから遠く離れた液面に落下しないので、２次ノズルと１次ノズルの間隔を狭くすることが可能になる。これにより、はんだ槽を小型化できるので、コンパクトなフローはんだ装置を提供することが可能となる。

また、仕切板４の高さや位置を適宜調整して、溶融はんだの一部を仕切板４の上部を乗り越えるような流れを発生させることができる。この流れにより、基板Ｗの進行方向とは反対側に落ちる溶融はんだが、張出板３と仕切板４の間を流れるときに、張出板３と仕切板４との間に溶融はんだの流れが滞る部分ができることを防止することができる。そのため、溶融はんだの流れに滞る部分が存在せず、張出板３と仕切板４との間にはんだの酸化物や不純物が溜まってしまうことが無い。

基板Ｗの進行方向とは反対側に落ちる溶融はんだを張出板３と仕切板４の間を落下させることにより、溶融はんだがはんだ槽の遠く離れた液面に落下することもないので、はんだ槽を小型化することができる。

さらに、噴流ノズルから噴流される溶融はんだの量や使用しているはんだの種類に合わせ、仕切板４の高さを適宜調整することができ、仕切板４を乗り越えてはんだ槽に戻る溶融はんだの量を調整することが可能である。同様に、仕切板４を前後に移動することにより、張出板３と仕切板４の間隔を適宜調整することができる。一方、仕切板４の高さ及び張出板３と仕切板４との間隔は、噴流ノズルから噴流される溶融はんだの量や使用しているはんだの種類によって変化させるだけでなく、噴流ノズルから噴流した溶融はんだの流れを変化させる目的で調整することもできる。よって、流速が衰えた溶融はんだをはんだ槽にもどすことができるので、溶融はんだ液面付近の空気の巻き込みを防止することができ、溶融はんだの酸化物の発生を抑えることができる。

［他の実施形態］
本発明は、前記の実施形態に限定されるものではなく、以下のような他の実施形態も包含する。

（ａ）仕切板４の形状は図１に示すような形状でなくてもよい。溶融はんだの一部を仕切板４を乗り越えて流す場合に、溶融はんだの表面張力があっても仕切板４の全面で溶融はんだを流しやすいように、仕切板４の上縁部に溝を設けることもできる。すなわち、図３に示すように溶融はんだが流れるための溝を設けることにより、仕切板４の全面で溶融はんだを流すことが可能になる。

（ｂ）固定用金具５と前後調整ボルト６と上下調整ボルト７により、仕切板４の高さや張出板３と仕切板４との間隔を適宜調整するとしているが、仕切板４の高さや張出板３と仕切板４との間隔をこれ以外の手段で調整しても良い。例えば、モータなどを利用して仕切板４の高さや張出板３と仕切板４との間隔を自在に調整してもよい。

（ｃ）前記実施形態では、仕切板４を２次ノズルの１次ノズル側に配置したが、仕切板４の位置は、２次ノズルの１次ノズルと反対側、１次ノズルの両側に仕切板を設け、その位置を溶融はんだが乗り越える高さとしてもよい。

本実施形態にかかるフローはんだ付け装置の斜視図。 本実施形態にかかるフローはんだ付け装置の断面図。 溶融はんだが乗り越えやすいように上部に溝を設けた場合の仕切板４の斜視図。 従来のフローはんだ付け装置の断面図。 従来の仕切板を設けたフローはんだ付け装置の断面図。

符号の説明

Ｗ…基板
１…噴流ノズル
３…張出板
４…仕切板
５…固定用金具
６…前後調整ボルト
７…上下調整ボルト
１５…歪み防止ボルト
２０…溶融はんだ
２１…溶融はんだの流れ

Claims (4)

1. 溶融はんだを収容したはんだ槽と、
   はんだ槽内のはんだを上側で移動するワークに対して噴流する噴流ノズルと、
   前記噴流ノズルから噴流したはんだをはんだ槽に導く仕切板を備えるフローはんだ付け装置において、
   前記仕切板は、前記噴流ノズルから噴流したはんだが、前記噴流ノズルと前記仕切板の間を流れるときに、はんだの一部が前記仕切板の上縁部を乗り越えてはんだ槽に戻る位置に配置されていることを特徴とするフローはんだ付け装置。
2. 前記噴流ノズルとして１次ノズルと２次ノズルの２つのノズルが配置され、
   前記仕切板は、前記２次ノズルの前記１次ノズル側に配置されていることを特徴とする請求項１に記載のフローはんだ付け装置。
3. 前記仕切板は、
   前記ノズルに対して上下方向または前後方向の少なくとも一方向に調整ができることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のフローはんだ付け装置。
4. 前記仕切板は、
   その上縁部に複数の凹部が設けられていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のフローはんだ付け装置。

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