JP2010267785A - Jet solder bath - Google Patents
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Description
本発明は、はんだ収容部に収容された溶融はんだを噴流手段で流動させてノズルから噴流させ、その噴流されたはんだにガスを吹き付ける噴流はんだ槽に関するものである。 The present invention relates to a jet solder bath in which molten solder accommodated in a solder accommodating portion is caused to flow by a jet means and jetted from a nozzle, and gas is blown to the jetted solder.
プリント基板にはんだ付けする方法としては、プリント基板を溶融はんだに接触させてはんだ付けする浸漬法がある。この浸漬法は、はんだ付け装置に設置されたフラクサでプリント基板にフラックスを塗布し、該塗布部をプリヒータで予備加熱し、噴流はんだ槽ではんだを付着させ、冷却装置で冷却する処理を行ってはんだ付けを行う。 As a method of soldering to a printed circuit board, there is an immersion method in which the printed circuit board is brought into contact with molten solder and soldered. In this dipping method, flux is applied to a printed circuit board with a fluxer installed in a soldering apparatus, the application part is preheated with a preheater, solder is attached in a jet solder bath, and cooling is performed with a cooling device. Perform soldering.
はんだ付け装置に設置された噴流はんだ槽は、はんだを収容するはんだ収容部、ノズル部、ダクト部、ポンプ部等から構成されている。この噴流はんだ槽では、電熱ヒータではんだ収容部に収容されたはんだを溶融させ、溶融したはんだをポンプ部によってノズル部からはんだを噴流させて、噴流したはんだにプリント基板を接触させる。 The jet solder tank installed in the soldering apparatus is composed of a solder accommodating portion for accommodating solder, a nozzle portion, a duct portion, a pump portion, and the like. In this jet solder bath, the solder accommodated in the solder accommodating portion is melted by an electric heater, the molten solder is jetted from the nozzle portion by the pump portion, and the printed circuit board is brought into contact with the jetted solder.
このような噴流はんだ槽を用いて大気中でプリント基板にはんだ付けすると、大気中の酸素によってはんだが酸化してしまうことがある。はんだ付け部のはんだが酸化すると、はんだの濡れ性が低下することによって、所定の箇所以外にはんだが付着されるブリッジ不良やつらら不良が発生してしまう。特に、コネクタ等の大きな電子部品を後付けする際に用いられる部分噴流はんだ付け装置において顕著にそれらの不良が発生する。 When soldering to a printed circuit board in the atmosphere using such a jet solder bath, the solder may be oxidized by oxygen in the atmosphere. When the solder at the soldering portion is oxidized, the wettability of the solder is lowered, and a bridging defect or an icicle defect where the solder adheres to a portion other than a predetermined portion occurs. In particular, those defects are remarkably generated in a partial jet soldering apparatus used when retrofitting large electronic components such as connectors.
さらに、はんだ付け部のはんだだけでなく、噴流はんだ槽の溶融はんだも大気中の酸素によって酸化すると、溶融はんだ上に酸化物が発生する。この酸化物が、溶融はんだとともに噴流ノズルから噴流してプリント基板に付着する。酸化物がプリント基板に付着すると、酸化物が大きい場合は隣接したはんだ付け部間で短絡や絶縁抵抗の低下となってしまうばかりでなく、外観を悪くして商品価値を下げてしまう。 Furthermore, when not only the solder in the soldering portion but also the molten solder in the jet solder bath is oxidized by oxygen in the atmosphere, an oxide is generated on the molten solder. The oxide is jetted from the jet nozzle together with the molten solder and adheres to the printed circuit board. When the oxide adheres to the printed circuit board, if the oxide is large, not only short-circuiting and lowering of insulation resistance occur between adjacent soldered portions, but also the appearance is deteriorated and the commercial value is lowered.
特許文献1には、不活性ガスを供給する部分はんだ付け装置が開示されている。この部分はんだ付け装置によれば、不活性ガスを供給するガス供給手段と、このガス供給手段に接続された配管と、この配管に接続され、はんだが噴流されるノズル部の周囲に不活性ガスが噴出するガスノズル部とを有し、ガス供給手段からの不活性ガスが配管を介してガスノズル部に供給される。そして、ガスノズル部がプリント基板に向けて不活性ガスを吹き付けるようにしたものである。
ところで、特許文献1によれば、はんだ付けを局所的に行うはんだ付け装置において、はんだノズル近傍の噴流口に窒素ガスを吐出するガスノズルを設けて、基板のはんだ付け面に窒素ガスを吹き付けることにより酸素濃度を低下させて、はんだの酸化を防止している。しかしながら、勢いのある不活性ガスを直接プリント基板に吹き付ける直射タイプであるために、窒素ガスが拡散して、はんだ付け面の酸素濃度が一定にならない。その結果、はんだの酸化を完全に防止できない、つらら等を抑制することができないという問題がある。
By the way, according to
また、特許文献1の構造によれば、1つの噴流はんだ槽に複数のはんだ付けを局所的に行うためのはんだノズルが複数ある場合、個々に酸素濃度を変更することができないという問題がある。プリント基板に載置される電子部品の種類、リードの数、載置される位置等、様々な条件により、はんだ付けに最適な酸素濃度は変化するため、個々に酸素濃度を変更することができないとはんだ付け不良の原因となる。
Further, according to the structure of
そこで、本発明は、上述の問題を解決したものであって、ノズルから噴流されるはんだに不活性ガスを十分に供給して、はんだの酸化を防止できる噴流はんだ槽を提供することを目的とする。 Accordingly, the present invention has been made to solve the above-described problems, and an object thereof is to provide a jet solder bath that can sufficiently supply an inert gas to solder jetted from a nozzle to prevent oxidation of the solder. To do.
上述の課題を解決するために、本発明に係る噴流はんだ槽は、はんだ収容部に収容された溶融はんだを噴流手段により、ノズルから噴流させ、その噴流されたはんだにガスを吹き付ける噴流はんだ槽において、ノズルを挿入する開口部と当該開口部より外側に位置する側壁とを有し、はんだ収容部の少なくとも一部を覆うカバー本体部と、側壁の方向に向けてガスを供給する複数の供給口を有し、開口部の周囲を囲うように当該開口部と側壁との間に設けられる供給管とを備えることを特徴とするものである。 In order to solve the above-described problems, a jet solder bath according to the present invention is a jet solder bath in which molten solder accommodated in a solder accommodating portion is jetted from a nozzle by jet means, and gas is blown to the jetted solder. A cover body portion that has an opening for inserting the nozzle and a side wall located outside the opening, covers at least a part of the solder accommodating portion, and a plurality of supply ports that supply gas toward the side wall And a supply pipe provided between the opening and the side wall so as to surround the periphery of the opening.
本発明に係る噴流はんだ槽によれば、はんだ収容部に収容されたはんだを噴流手段によりノズルから噴流させ、その噴流されたはんだにガスを吹き付ける噴流はんだ槽において、カバー本体部は、ノズルを挿入する開口部と当該開口部より外側に位置する側壁とを有し、はんだ収容部の少なくとも一部を覆う。供給管は、側壁の方向に向けてガスを供給する複数の供給口を有し、開口部の周囲を囲うように当該開口部と側壁との間に設けられる。 According to the jet solder bath according to the present invention, in the jet solder bath in which the solder accommodated in the solder accommodating portion is jetted from the nozzle by the jet means, and gas is blown to the jetted solder, the cover body portion inserts the nozzle And a side wall located outside the opening, and covers at least a part of the solder accommodating portion. The supply pipe has a plurality of supply ports for supplying gas toward the side wall, and is provided between the opening and the side wall so as to surround the periphery of the opening.
これにより、側壁の方向に向いた複数の供給口から多量のガスが供給されるので、側壁とノズルとの間にある空間に当該ガスを貯留できる。その貯留したガスは、供給口から供給されるガスよりもそのガス密度が高くなる。ガス密度が高くなったガスが開口部から噴出されて、ノズルから噴流されるはんだに当該ガスが吹き付けられる。 Accordingly, a large amount of gas is supplied from the plurality of supply ports facing the side wall, so that the gas can be stored in a space between the side wall and the nozzle. The stored gas has a higher gas density than the gas supplied from the supply port. A gas having a high gas density is ejected from the opening, and the gas is sprayed onto the solder jetted from the nozzle.
本発明に係る噴流はんだ槽によれば、側壁とノズルとの間にある空間が窒素ガス等の不活性ガスの貯留部となり、この貯留部に不活性ガスを一旦貯留し、貯留部から溢れた窒素ガスをノズル周辺に吹き出す。これにより、ノズル周辺の不活性ガス濃度が従来の直射タイプに比べて均一になるため、基板のはんだ付け面の酸素濃度を低下させ、ぬれ性を確保して、つらら等を抑制することができる。 According to the jet soldering bath according to the present invention, the space between the side wall and the nozzle becomes a reservoir for an inert gas such as nitrogen gas, and the inert gas is temporarily stored in the reservoir and overflowed from the reservoir. Nitrogen gas is blown out around the nozzle. As a result, the inert gas concentration around the nozzle becomes uniform as compared with the conventional direct type, so that the oxygen concentration on the soldering surface of the substrate can be reduced, wettability can be ensured, and icicles can be suppressed. .
以下、図面を参照して、本発明に係る実施の形態の一例として噴流はんだ槽について説明する。 A jet solder bath will be described below as an example of an embodiment according to the present invention with reference to the drawings.
<第1の実施の形態>
図1乃至3に示すように、本実施の形態に係る噴流はんだ槽1は、はんだ収容部2、ノズル部3、ダクト部7、ポンプ部10及び供給装置4で構成される。
<First Embodiment>
As shown in FIGS. 1 to 3, the
はんだ収容部2内にははんだ20が収容される。はんだ20は、例えば、鉛フリーはんだであり、Sn−Ag−CuやSn−Zn−Bi等で構成されたものである。はんだ収容部2には噴流手段であるポンプ部10、ダクト部7及びノズル部3が設けられる。噴流はんだ槽1は、はんだ収容部2に収容されたはんだ20がポンプ部10によってダクト部7を通過してノズル部3から図示しないプリント基板にはんだ20を噴流するようになされる。
ポンプ部10は、図示しないモータ、インペラ11及びシャフト12を有する。モータが駆動するとシャフト12を介してインペラ11が回転して、図示しないヒータによって溶融されたはんだ20を噴流し、当該はんだ20が所定の流入方向でダクト部7に流入される。ポンプ部10は、ダクト部7及びノズル部3にかかるはんだ20の圧力を、パスカルの原理によって、どの位置でも同じにするようにはんだ20を圧送できる。これにより、所謂整流板と称されるはんだ20の流れを安定化させる部材が不要となる。また、ノズル部3から噴流するはんだ20にはほとんど波が生じない。この結果、ノズル部3から噴流するするはんだ20の液面高さを常時一定に維持できると共に、はんだ20をノズル部3と面一状態に保持できる。
The
ダクト部7にはノズル部3が設けられる。ノズル部3は、ダクト部7を通過したはんだ20を図示しないプリント基板に噴流する。前述のようにノズル部3から噴流されるはんだ20の液面高さは均一になる。これにより、プリント基板の所定箇所以外にはんだが付着されるブリッジ不良や所定箇所にはんだが付着されない未はんだ不良を低減することができる。ノズル部3は、局所的にはんだ付けを行う箇所に対応して複数設けても良い。本実施の形態においては、ノズルを2個所に設けた例を示している。
The
はんだ収容部2の上部には供給装置4が設けられる。供給装置4は、カバー本体部40及び供給管45を備える。カバー本体部40は、図3に示すように、固定部47を有し、この固定部47を介してはんだ収容部2の一部を覆うように当該はんだ収容部2に固定される。カバー本体部40は、開口部43を有する。開口部43は、ノズル部3より大きく開口し、ノズル部3を囲うようにカバー本体部40に設けられる。
A
開口部43には突起部41が設けられる。突起部41は、図1及び図2に示すように、カバー本体部40に対して、上側及び下側に突出している。突起部41より外側方向に側壁42が設けられる。側壁42は、当該側壁42の先端がはんだ収容部2のはんだ20に接触するように、又は、はんだ20の液面より下になるように設けられる。図1及び図2では、側壁42は、上側の突起部41より突出量が大きくなっているが、上述のように、側壁42の先端がはんだ収容部2のはんだ20に接触していれば、上側の突起部41より突出量を小さくしても構わない。
A
突起部41と側壁42との間には供給管45が設けられる。供給管45には、窒素ガス等の不活性ガスを側壁42の方向に供給する複数の供給口46が穿設される。後述するように、本実施の形態においては、側壁42とノズル部3との間にある空間9が窒素ガス等の不活性ガスの貯留部となり、ノズル部3は2箇所設けられているので、それぞれの貯留部がそれぞれ独立して設けられている。
A
供給管45には窒素源5が接続される。窒素源5は、供給管45に窒素ガスを供給する。窒素源5とカバー本体部40との間に設置される供給管45をはんだ収容部2に配設して、窒素ガスをはんだ20の熱によって加熱した後、供給口46から窒素ガスを供給してもよい。これにより、プリント基板が窒素ガスによって冷却されることを防止できる。
A nitrogen source 5 is connected to the
また、図示しない酸素ガスやエア等の酸素を含んだガス供給源を窒素源5とは別に設けて混合することにより、窒素ガスの濃度を所望の濃度に設定するようにしてもよい。これにより、ノズル部3が複数設けられている場合、ノズル部3毎に貯留部としての空間が独立して設けられているために、局所的にはんだ付けする部位のプリント基板に載置される電子部品の種類等に応じて、ノズル部3毎に窒素ガスと酸素を含んだガスの混合比を変えることができる。この結果、基板のはんだ付け面の酸素濃度をノズル部3毎に制御することができる。なお、ガスの混合の方法は、貯留部内で混合するようにしても良いし、配管側で混合するようにしても良い。なお、貯留部をノズル部3毎に独立して設けるようにしたが、ノズル部3毎の酸素濃度を考慮しなくても良い場合には、貯留部を共通に設けるようにしても良い。 Further, the concentration of nitrogen gas may be set to a desired concentration by providing a gas supply source containing oxygen such as oxygen gas or air (not shown) separately from the nitrogen source 5 and mixing. Thereby, when the nozzle part 3 is provided with two or more, since the space as a storage part is independently provided for every nozzle part 3, it is mounted in the printed circuit board of the site | part to which it solders locally. The mixing ratio of the nitrogen gas and the gas containing oxygen can be changed for each nozzle portion 3 in accordance with the type of electronic component. As a result, the oxygen concentration on the soldering surface of the substrate can be controlled for each nozzle portion 3. In addition, the mixing method of gas may be made to mix in a storage part, and may be made to mix on the piping side. In addition, although the storage part was provided independently for every nozzle part 3, when it is not necessary to consider the oxygen concentration for every nozzle part 3, you may make it provide a storage part in common.
図4に示すように、供給装置4は、前述のようにカバー本体部40及び供給管45を備える。供給管45は、開口部43の周囲を囲うようにカバー本体部40に設けられる。前述のように供給管45には側壁42側に複数の供給口46が穿設されており、側壁42の方向に向けて多量の窒素ガスを供給する。また、複数の供給口46はそれぞれ等間隔に配置され、当該供給口46の大きさはそれぞれ等しい。供給口46の形状は円であることが望ましいが、適宜変更可能である。なお、ノズル部3、側壁42及びはんだ20の液面に囲われた空間に十分な窒素ガス等の不活性ガスを貯留可能とするため、供給管45は、好ましくは突起部41及び側壁42からそれぞれ適度な間隔をあけて配置することが望ましい。
As shown in FIG. 4, the
次に、噴流はんだ槽1の動作例について説明する。はんだ収容部2に収容されたはんだ20が、ポンプ部10によって流動されてダクト部7を通過し、ノズル部3から噴流されることを前提とする。図5(A)に示すように、開口部43を囲うように設けられた供給管45が、供給口46から窒素ガスG1を矢印A1の向きに側壁42に向けて供給する。側壁42に供給された窒素ガスG1は、ノズル部3、側壁42及びはんだ20の液面に囲われた空間9が窒素ガスG1の貯留部となって、側壁42側から貯留される。
Next, an operation example of the
図5(B)に示すように、供給装置4は、供給口46から窒素ガスG1を矢印A1の向きに側壁42に向けて供給し続ける。複数の供給口46から多量の窒素ガスG1が供給されるので、窒素ガスG1は、空間9に十分に貯留する。この貯留した窒素ガスG1は、供給口46から供給される窒素ガスよりもそのガス密度が高くなる。
As shown in FIG. 5B, the
図5(C)に示すように、さらに、供給口46から窒素ガスG1を矢印A1の向きに側壁42に向けて供給し続けると、貯留部としての空間9に貯留された窒素ガスG1は、開口部43から噴出して、ノズル部3から噴流するはんだ20及びプリント基板に吹き付けられる。開口部43に突起部41を設けているので、窒素ガスG1をはんだ20及びプリント基板S1に向けて均一に供給することができる。
As shown in FIG. 5C, when the nitrogen gas G1 is continuously supplied from the
噴流はんだ槽1は、窒素ガスG1が吹き付けられたはんだ20をプリント基板S1に噴流することで所定の箇所にはんだが形成される。このはんだ20は、ガス密度の高い窒素ガスG1が吹き付けられるので、酸化されていない。このため、はんだの濡れ性の低下を抑制でき、所定の箇所以外にはんだが付着されるブリッジ不良やつらら不良がほとんどみられない。
In the
このように、本実施の形態に係る噴流はんだ槽1によれば、はんだ収容部2に収容されたはんだ20をポンプ部10で流動させてノズル部3から噴流させ、その噴流されたはんだ20に窒素ガスG1を吹き付ける噴流はんだ槽1において、カバー本体部40は、ノズル部3を挿入する開口部43と当該開口部43より外側に位置する側壁42とを有し、はんだ収容部2の一部を覆う。供給管45は、窒素ガスG1を供給する複数の供給口46を側壁42の方向側に有し、開口部43の周囲を囲うように当該開口部43と側壁42との間に設けられる。
As described above, according to the
これにより、複数の供給口46から多量の窒素ガスG1が供給されるので、側壁42、ノズル部3及びはんだ20の液面に囲われた空間9に当該窒素ガスG1を貯留できる。この貯留した窒素ガスG1は、供給口46から供給される窒素ガスよりもそのガス密度が高くなる。ガス密度が高くなった窒素ガスG1が開口部43から噴出されて、ノズル部3から噴流されるはんだ20に当該窒素ガスG1が吹き付けられる。
Thereby, since a large amount of nitrogen gas G1 is supplied from the plurality of
この結果、ノズル部3から噴流されるはんだ20にガス密度が高くなった窒素ガスG1を吹き付けることができるので、はんだ20の酸化を防止できる。その結果、所定の箇所以外にはんだが付着されるブリッジ不良やつらら不良を低減することができる。
As a result, since the nitrogen gas G1 having a high gas density can be sprayed onto the
なお、本実施の形態では、窒素ガスG1は、ノズル部3、側壁42及びはんだ20の液面に囲われた空間9を貯留部として貯留させたが、供給装置4に底板を設けて、ノズル部3、側壁42及び底板に囲われた空間を貯留部として貯留させてもよい。
In the present embodiment, the nitrogen gas G1 is stored in the space surrounded by the nozzle portion 3, the
<第2の実施の形態>
本実施の形態では、供給口が不等間隔に配置される供給装置4Aについて説明する。前述の実施の形態及び実施例と同じ名称及び符号のものは同じ機能を有するので、その説明を省略する。
<Second Embodiment>
In the present embodiment, a supply device 4A in which supply ports are arranged at unequal intervals will be described. Components having the same names and reference numerals as those of the above-described embodiments and examples have the same functions, and thus description thereof is omitted.
図6に示すように、供給装置4Aは、カバー本体部40及び供給管45Aを備える。供給管45Aは、開口部43を囲うように設けられる。供給管45Aには供給口46A,47A,48A,49Aが設けられる。供給口46A,47A,48A,49Aは側壁42側に穿設されており、側壁42に向けて窒素ガスを供給する。
As shown in FIG. 6, the supply device 4A includes a cover
供給口46Aは、当該供給口46Aの間隔が前述の実施の形態で説明した供給口46の間隔と同じ間隔で配置される。供給口46Aの大きさは、供給口46の大きさと同じである。供給口47Aは、当該供給口47Aの間隔が供給口46Aの間隔より小さくなるように配置される。供給口47Aの大きさは、供給口46Aの大きさと同じである。供給口48Aは、当該供給口48Aの間隔が供給口47Aの間隔より小さくなるように配置される。供給口48Aの大きさは、供給口47A,46Aの大きさより大きい。供給口49Aは、当該供給口49Aの間隔が供給口48Aの間隔と同じ間隔で配置される。供給口49Aの大きさは、供給口48Aの大きさと同じである。
The
なお、供給口46A,47A,48A,49Aの間隔及び大きさの関係は、供給管の長さや大きさ、窒素源の流量等によって適宜変更しても構わない。
The relationship between the intervals and sizes of the
前述の第1の実施の形態で説明した供給管45のように、供給口46の間隔及び大きさがそれぞれ等しければ、窒素源5に近い供給口46から供給される窒素ガスG1は、窒素源5から遠い供給口46よりも当該窒素ガスG1の流量が大きい。しかしながら、上述のように、供給管45Aに供給口46A,47A,48A,49Aを設けることで、供給口46A,47A,48A,49Aのいずれにおいても同じ流量の窒素ガスG1を供給することができる。これにより、ガス流量の安定した窒素ガスG1をはんだ20に吹き付けることができる。
As in the case of the
このように、本実施の形態に係る供給装置4Aによれば、窒素源5から一番近い供給口46A、窒素源5から二番目に近い供給口47A、窒素源5から三番目に近い供給口48A及び窒素源5から一番遠い供給口49Aの間隔及び大きさをそれぞれ変えることによって、供給口46A,47A,48A,49Aのいずれにおいても同じ流量の窒素ガスG1を供給することができるようになる。これにより、より安定した窒素ガスG1をはんだ20に吹き付けることができ、プリント基板S1に形成されるはんだにおいてブリッジ不良やつらら不良を低減することができる。
Thus, according to the supply device 4A according to the present embodiment, the
1 噴流はんだ槽
2 はんだ収容部
3 ノズル部
4,4A 供給装置
5 窒素源
7 ダクト部
9 空間
10 ポンプ部
20 はんだ
40 カバー本体部
41 突起部
42 側壁
43 開口部
45 供給管
46,46A,47A,48A,49A 供給口
DESCRIPTION OF
Claims (9)
前記ノズルを挿入する開口部と当該開口部より外側に位置する側壁とを有し、前記はんだ収容部の少なくとも一部を覆うカバー本体部と、
前記側壁の方向に向けて前記ガスを供給する複数の供給口を有し、前記開口部の周囲を囲うように当該開口部と前記側壁との間に設けられる供給管とを備えることを特徴とする請求項1に記載の噴流はんだ槽。 In the jet solder bath in which the molten solder accommodated in the solder accommodating portion is jetted from the nozzle by the jet means, and gas is blown to the jetted solder,
A cover main body having an opening for inserting the nozzle and a side wall located outside the opening, and covering at least a part of the solder housing;
A plurality of supply ports for supplying the gas toward the side wall, and a supply pipe provided between the opening and the side wall so as to surround the opening. The jet solder bath according to claim 1.
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