JP2011146638A - フローはんだ付けノズル、はんだ付け装置およびはんだ付け方法 - Google Patents

Abstract

【課題】溶融はんだの吐出量の変動を抑制することができるフローはんだ付けノズル、はんだ付け装置およびはんだ付け方法を提供する。
【解決手段】フローはんだ付けノズル２は、溶融はんだ５を噴流させるフローはんだ付けノズル２であって、側壁部２ａと、側壁部２ａの上部に形成され、かつはんだ付けに使用する複数の第１噴出孔３と、はんだ付けに使用しない第２噴出孔４とを有する多孔平板部２ｂとを備え、複数の第１噴出孔３の各々の開口面積より第２噴出孔４の開口面積が大きくなるよう構成されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、フローはんだ付けノズル、はんだ付け装置およびはんだ付け方法に関し、特に、噴流はんだ付けに用いられるフローはんだ付けノズルおよびそれを用いたはんだ付け装置ならびにはんだ付け方法に関するものである。

従来、プリント配線板などのはんだ付けにおいて、溶融はんだにはんだ付け対象物を浸漬させる噴流式（フロー）はんだ付け装置が利用されている。噴流式はんだ付け装置の内、一次はんだ付けのための一次ノズルおよび仕上げはんだ付けのための二次ノズルを備えたフローはんだ付け装置が広く使用されている。このフローはんだ付け装置では、一次ノズルおよび二次ノズルがプリント配線板の搬送方向に設置されている。

たとえば、特開２００４−１９５５３９号公報では、従来の一次ノズルとして、次の構造を有する一次吹き口塔が記載されている。この一次吹き口塔では、その上部に多孔平板からなるハンダ吹出し部が設けられている。ハンダ吹出し部には多数のハンダ吹出し孔が設けられている。外槽中の溶融ハンダは、たとえば給送機構に連結されたプロペラなどの運転により一次ハンダ吹き口塔内に給送され、ハンダ吹出し孔を通って噴出し、搬送中のプリント基板の下面に付着してハンダ付けされる。

特開２００４−１９５５３９号公報

上記の従来の一次ハンダ吹き口塔では、プロペラなどのトルク変動が大きいため、各ハンダ吹出し孔からのはんだの吐出量がばらつくので、一定形状のはんだ噴流が各はんだ吹出し孔から吐出されない。つまり、はんだ噴流の形状が不安定となり、常時一定形状のはんだ噴流が形成されない。このため、プリント基板のはんだ付け面に設置された基板電極、部品電極、スルーホールおよびリードなどが溶融はんだと接触する時間が一定とならない。そのため、はんだ付け対象物が溶融はんだから得る受熱量は一定とならない。受熱量は過多であっても過少であってもはんだ付け不良が発生するため、はんだ付け対象物の品質は一定とならない。

本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであり、その目的は、溶融はんだの吐出量の変動を抑制することができるフローはんだ付けノズル、はんだ付け装置およびはんだ付け方法を提供することである。

本発明のフローはんだ付けノズルは、溶融はんだを噴流させるフローはんだ付けノズルであって、側壁部と、側壁部の上部に形成され、かつはんだ付けに使用する複数の第１噴出孔と、はんだ付けに使用しない第２噴出孔とを有する多孔平板部とを備え、複数の第１噴出孔の各々の開口面積より第２噴出孔の開口面積が大きくなるよう構成されている。

本発明の他のフローはんだ付けノズルは、溶融はんだを噴流させるフローはんだ付けノズルであって、側壁部と、側壁部の上部に形成され、かつ第１噴出孔と、第２噴出孔とを有する多孔平板部と、第１噴出孔と第２噴出孔とに供給される溶融はんだの量を可変させる遮蔽板とを備え、遮蔽板は、多孔平板部の下部に設置され、多孔平板部と成す角度を調整可能に構成されている。

本発明のフローはんだ付けノズルによれば、はんだ付けに使用する複数の第１噴出孔と、はんだ付けに使用しない第２噴出孔とを有する多孔平板部とを備え、複数の第１噴出孔の各々の開口面積より第２噴出孔の開口面積が大きくなるよう構成されているため、複数の第１噴出孔からの溶融はんだの吐出圧力の変動が緩和されるので、溶融はんだの吐出量の変動を抑制することができる。

本発明の他のフローはんだ付けノズルによれば、第１噴出孔と第２噴出孔とに供給される溶融はんだの量を可変させるための遮蔽板を備え、遮蔽板は、多孔平板部の下部に設置され、多孔平板部と成す角度を調整可能に構成されているため、第１噴出孔および第２噴出孔から噴流する溶融はんだの量を制御することができるので、溶融はんだの吐出量の変動を抑制することができる。

本発明の実施の形態１におけるはんだ付け装置の概略断面図である。 本発明の実施の形態１におけるフローはんだ付けノズルの概略平面図である。 本発明の実施の形態１におけるはんだ付け装置に基板が把持された状態でのフローはんだ付けノズルの近傍を示す概略断面図であって、その断面位置は図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う断面位置である。 本発明の実施の形態１におけるフローはんだ付けノズルに基板が搬送される様子を示す概略側面図である。 本発明の実施の形態１におけるフローはんだ付けノズルの変形例の概略平面図であって、変形例１を示す図（Ａ）と、変形例２を示す図（Ｂ）と、変形例３を示す図（Ｃ）と、変形例４を示す図（Ｄ）である。 本発明の実施の形態２におけるフローはんだ付けノズルの概略平面図である。 本発明の実施の形態２におけるはんだ付け装置のフローはんだ付けノズルの近傍を示す概略断面図であって、その断面位置は図６のＶＩＩ−ＶＩＩ線に沿う断面位置である。 本発明の実施の形態３におけるフローはんだ付けノズルの概略平面図である。 本発明の実施の形態３におけるはんだ付け装置ではんだ付けしている状態でのフローはんだ付けノズルの近傍を示す概略断面図であって、その断面位置は図８のＩＸ−ＩＸ線に沿う断面位置である。

以下本発明の実施の形態について図に基づいて説明する。
（実施の形態１）
最初に、本発明の実施の形態１のはんだ付け装置の構成について説明する。

図１および図２を参照して、本実施の形態のはんだ付け装置１は、フローはんだ付けノズル２と、はんだ槽６と、プロペラ７と、駆動手段８と、搬送爪１０と、搬送手段１１とを主に有している。なお、図１では溶融はんだ５も図示されている。

はんだ付け装置１は、フローはんだ付けノズル２から溶融はんだ５を噴流させてはんだ付け対象物に溶融はんだ５を接触させてはんだ付けする装置である。

フローはんだ付けノズル２は、溶融はんだ５を噴流させるよう構成されている。フローはんだ付けノズル２は、側壁部２ａと多孔平板部２ｂとを有している。フローはんだ付けノズル２は、側壁部２ａが周囲を囲むように形成されている。側壁部２ａの上部に多孔平板部２ｂが形成されている。多孔平板部２ｂは、平板形状を有している。多孔平板部２ｂは、はんだ槽６に貯留された溶融はんだ５の液面の高さより上方に配置されている。

フローはんだ付けノズル２の最大外形寸法は、たとえば縦５０ｍｍ×横６００ｍｍ×高さ１００ｍｍであるが、はんだ槽６に設置可能な大きさであれば特に制限されない。フローはんだ付けノズル２の材質は、たとえば窒化クロムで表面が処理されたステンレス鋼材料であるが、これに限定されず、溶融はんだ５によって侵食されない材料であればよい。フローはんだ付けノズル２の材質は、溶融はんだ５と接触しても変質や変形が生じないような材料であり、融点がはんだ材の融点以上の材料であればよく、たとえばチタン材などであってもよい。

多孔平板部２ｂは、はんだ付けに使用する複数の第１噴出孔３と、はんだ付けに使用しない第２噴出孔４とを有している。複数の第１噴出孔３および第２噴出孔４は、多孔平板部２ｂを貫通するように形成されている。複数の第１噴出孔３の各々の開口面積より第２噴出孔４の開口面積が大きくなるよう構成されている。

複数の第１噴出孔３は、たとえば基板搬送方向ＴＤと交差する方向に３列に配置されている。複数の第１噴出孔３から溶融はんだ５が噴出することにより、噴流高さが安定化され得る。複数の第１噴出孔３は、たとえばはんだ付け装置１の前面側（図１中左側、図２中下側）に配置されている。第２噴出孔４は、たとえば基板搬送方向ＴＤと交差する方向にはんだ付け装置１の背面側（図１中右側、図２中上側）に配置されている。なお、第２噴出孔４の形状、数および設置位置は、特に制限されず、はんだ付けを阻害しない位置であればよい。

第２噴出孔４の開口面積が複数の第１噴出孔３および第２噴出孔４の総開口面積の一割以上の大きさを有していてもよい。第２噴出孔４の開口面積が複数の第１噴出孔３および第２噴出孔４の総開口面積の一割以上の大きさを有していれば、溶融はんだ５の噴流高さの変動量がより抑制される。

第２噴出孔４の上端の高さが複数の第１噴出孔３の各々の上端の高さ以上となるように構成されていてもよい。第２噴出孔４の上端の溶融はんだ５の液面からの高さは、複数の第１噴出孔３の各々の上端の溶融はんだ５の液面からの高さ以上となる。よって、複数の第１噴出孔３の各々の上端の溶融はんだ５の液面からの高さが第２噴出孔４の上端の溶融はんだ５の液面の高さより低いため、はんだ付けに使用する複数の第１噴出孔３から確実に溶融はんだ５が噴流され得る。

多孔平板部２ｂの厚さは、たとえば５ｍｍであるが、これに制限されず、圧力損失が大き過ぎて溶融はんだ５が第１噴出孔３および第２噴出孔４を通過しない程大きくなければよい。第１噴出孔３の直径は、たとえば５ｍｍであるが、これに限定されず、直径が小さ過ぎて溶融はんだ５が噴出しない程小さくなければよい。また、第１噴出孔３の直径は、多孔平板部２ｂ上に複数の第１噴出孔３が配列できる大きさであればよく、１ｍｍ以上１５ｍｍ以下であることが好ましい。第２噴出孔４の平面形状は、縦４０ｍｍ×横５０ｍｍの矩形に形成されている。

はんだ槽６は、少なくとも上面の一部が開口した中空の筐体で構成されている。その筐体の内部に溶融はんだ５が貯留されている。フローはんだ付けノズル２は、はんだ槽６の開口した上面から上方へ突出するように配置されている。

はんだ槽６の筐体の内部に、溶融はんだ５をフローはんだ付けノズル２に供給するための供給手段として、たとえばプロペラ７が配置されている。プロペラ７は、たとえばフローはんだノズル２の下方に回転可能に配置されている。なお、プロペラ７の配置位置は、これに限定されず、溶融はんだ５をフローはんだ付けノズル２に供給可能な配置位置であればよい。なお、溶融はんだ５をフローはんだ付けノズル２に供給するための供給手段は、プロペラ７に限定されず、たとえばポンプであってもよい。

プロペラ７には駆動手段８が接続されている。駆動手段８は、たとえばモータとモータ軸とを有している。駆動手段８は、モータの駆動力がモータ軸を経由してプロペラ７に伝達されることによりプロペラ７を回転するよう構成されている。

搬送レール９は、基板搬送方向ＴＤに沿ってフローはんだ付けノズル２の上方に配置されている。搬送レール９は、基板搬送方向ＴＤに沿って配置されている。搬送レール９は、たとえば複数の第１噴出孔３と第２噴出孔４とが並ぶ方向と交差する方向に配置されている。搬送レール９には、図示しない基板を把持するための搬送爪１０が搬送レール９に沿って移動可能に取り付けられている。搬送レール９には、搬送手段１１が設置されている。搬送手段１１は、搬送爪１０に把持された図示しない基板を搬送レール９に沿って移動するよう構成されている。搬送手段１１は、たとえばベルトコンベアなどであってもよい。

なお、搬送レール９の幅は基板２１の幅に合わせて変更可能に構成されていてもよい。また、搬送レール９の一方が固定されており、他方が可動するよう構成されていてもよい。たとえば、はんだ付け装置１の前面側の搬送レール９が固定されており、はんだ付け装置１の背面側の搬送レール９が可動する構造となっていてもよい。

次に、本実施の形態のはんだ付け装置の動作について説明する。
図３および図４を参照して、電子部品２２が搭載された基板２１が準備される。なお、見やすくするため、図３では搬送手段１１は記載されておらず、図４では搬送レール９および搬送爪１０は記載されていない。基板２１としてプリント基板が適用され得る。電子部品２２は、挿入実装部品２２ａと表面実装部品２２ｂとを有している。

基板２１のスルーホールに挿入実装部品２２ａの部品電極２４が挿入されている。挿入実装部品２２ａの部品電極２４は、基板２１のはんだ付け面から突出するよう構成されている。表面実装部品２２ｂは、基板２１のはんだ付け面に、たとえば熱硬化性接着剤によって接着されている。たとえばスプレー噴霧式フラクサなどを用いて基板２１のはんだ付け面側よりフラックスが塗布されている。

溶融はんだ５がプロペラ７（図１）の回転によって、フローはんだ付けノズル２に供給される。フローはんだ付けノズル２に供給された溶融はんだ５は、複数の第１噴出孔３および第２噴出孔４から噴流する。

搬送爪１０に基板２１が把持される。搬送レール９に設置されたベルトコンベアなどの搬送手段１１によって基板搬送方向ＴＤに搬送爪１０が移動することにより、電子部品２２が搭載された基板２１が搬送される。基板２１は、基板２１のはんだ付け面が第１噴出孔３から噴流する溶融はんだ５に浸漬されるように搬送される。基板２１に搭載された挿入実装部品２２ａおよび表面実装部品２２ｂの部品電極２４と、基板２１の基板電極２３とに溶融はんだ５が濡れ広がることにより、電子部品２２が基板２１にはんだ付けされる。

なお、フローはんだ付けノズル２が基板搬送方向ＴＤに対して下流側が上流側より高くなるよう形成されている場合、基板２１は、フローはんだ付けノズル２にあわせて、基板搬送方向ＴＤに対して下流側が上流側より高くなるよう搬送爪１０に把持されて、搬送されてもよい。

図５（Ａ）から図５（Ｄ）を参照して、本実施の形態のフローはんだ付けノズルの変形例について説明する。

上記のフローはんだ付けノズル２では、第２噴出孔４が基板搬送方向ＴＤに対して交差する方向ではんだ付け装置１の背面側に１つ設置されているが、本実施の形態のフローはんだ付けノズル２は、これに限定されない。図５（Ａ）から図５（Ｄ）に示すフローはんだ付けノズル２がはんだ付け装置１に適用されてもよい。

図５（Ａ）を参照して、変形例１のフローはんだ付けノズル２では、同等の開口面積を有する２つの第２噴出孔４が基板搬送方向ＴＤに対して交差する方向ではんだ付け装置１の背面側に設置されている。また、複数の第１噴出孔３が基板搬送方向ＴＤに対して交差する方向ではんだ付け装置１の前面側に３列に設置されている。

図５（Ｂ）を参照して、変形例２のフローはんだ付けノズル２では、基板搬送方向ＴＤと交差する方向にはんだ付け装置１の前面側から背面側まで平面視において矩形の第２噴出孔４が設置されている。また、第２噴出孔４は第１噴出孔３に対して基板搬送方向ＴＤにおいて上流側に設置されている。複数の第１噴出孔３が基板搬送方向ＴＤに対して交差する方向ではんだ付け装置１の前面側から背面側まで２列に設置されている。

変形例２では、基板搬送方向ＴＤの上流側に設置された第２噴出孔４は、はんだ付けに使用されない。第２噴出孔４の上方を通過して、複数の第１噴出孔３から噴流する溶融はんだ５ではんだ付けされるため、基板２１および基板２１に搭載された電子部品２２が第２噴出孔４から噴流する溶融はんだ５の熱で予備加熱され得る。

図５（Ｃ）を参照して、変形例３のフローはんだ付けノズル２では、基板搬送方向ＴＤと交差する方向にはんだ付け装置１の前面側から背面側まで矩形の第２噴出孔４が設置されている。複数の第１噴出孔３が基板搬送方向ＴＤに対して交差する方向ではんだ付け装置１の前面側から背面側まで２列に設置されている。また、第２噴出孔４は、２列の第１噴出孔３の間に設置されている。

変形例３では、基板搬送方向ＴＤに対して２列の複数の第１噴出孔３の間に設置された第２噴出孔４は、はんだ付けに使用されない。基板搬送方向ＴＤの上流側に配置された複数の第１噴出孔３ではんだ付けされた部分が第２噴出孔４の上方を通過して、基板搬送方向ＴＤの下流側に設置された複数の第１噴出孔３ではんだ付けされる。このため、基板搬送方向ＴＤの上流側の複数の第１噴出孔３ではんだ付けされた部分の温度が下流側の複数の第１噴出孔３ではんだ付けされるまでに低下することが抑制され得る。

図５（Ｄ）を参照して、変形例４のフローはんだ付けノズル２では、基板搬送方向ＴＤと交差する方向にはんだ付け装置１の前面側から背面側まで矩形の第２噴出孔４が設置されている。また、第２噴出孔４は第１噴出孔３に対して基板搬送方向ＴＤにおいて下流側に設置されている。複数の第１噴出孔３が基板搬送方向ＴＤに対して交差する方向ではんだ付け装置１の前面側から背面側まで２列に設置されている。

変形例４では、基板搬送方向ＴＤの下流側に設置された第２噴出孔４は、はんだ付けに使用されない。基板搬送方向ＴＤの上流側に設置された複数の第１噴出孔３ではんだ付けされた部分が第２噴出孔４の上方を通過するため、複数の第１噴出孔３ではんだ付けされた部分の温度の低下が抑制され得る。

次に、本実施の形態の作用効果について説明する。
本実施の形態のフローはんだ付けノズル２によれば、はんだ付けに使用する複数の第１噴出孔３と、はんだ付けに使用しない第２噴出孔４とを有する多孔平板部２ｂとを備えているため、複数の第１噴出孔３からの溶融はんだ５の吐出圧力は、複数の第１噴出孔３の開口面積および第２噴出孔４の開口面積によって定まる。そのため、第２噴出孔４が設けられていない場合に比べて、複数の第１噴出孔３からの吐出圧力の変動が抑制される。複数の第１噴出孔３の各々の開口面積より第２噴出孔４の開口面積が大きくなるよう構成されている。このため、複数の第１噴出孔３からの吐出圧力の変動を抑制する効果が大きい。よって、第１噴出孔３からの溶融はんだ５の吐出圧力の変動が緩和されるので、溶融はんだ５の吐出量の変動を抑制することができる。

本実施の形態のフローはんだ付けノズル２によれば、第２噴出孔４の開口面積が複数の第１噴出孔３および第２噴出孔４の総開口面積の一割以上の大きさを有していてもよい。第２噴出孔４の開口面積が複数の第１噴出孔３および第２噴出孔４の総開口面積の一割以上の大きさを有していれば、溶融はんだ５の噴流高さの変動量をより抑制することができる。たとえば、第２噴出孔４の開口面積が複数の第１噴出孔３および第２噴出孔４の総開口面積の一割の大きさであれば、溶融はんだ５の噴流高さの変動量を約９％抑制することができる。

開口面積がＡ（ｍ²）、各噴出孔への吐出力をＰ（Ｎ）とした場合の溶融はんだ５の吐出圧力は、Ｐ／Ａ（Ｎ／ｍ²＝Ｐａ）となる（パスカルの原理）。一割増加した場合の開口面積をＡ（１＋０．１）（ｍ²）とすると、吐出力Ｐが一定の場合、各噴出孔への吐出圧力はＰ／Ａ／Ａ（１＋０．１）＝０．９０９Ｐ（Ｐａ）となる。よって、一割増加しない場合に比べて各噴出孔への吐出圧力は０．０９１Ｐ（ｐａ）減少する。一方で、溶融はんだ５の流量Ｍ（ｍ²／ｓ）が一割変動することから、噴流高さは、Ｍ（１±０．１）×Ｐから、Ｍ（１±０．１）×０．９０９Ｐとなる。よって、開口面積を一割増加した場合には、開口面積を一割増加しない場合と比較して、高さ変動が９．１％抑制される。

本実施の形態のフローはんだ付けノズル２によれば、第２噴出孔４の上端の高さが複数の第１噴出孔３の各々の上端の高さ以上となるように構成されていてもよい。これにより、第２噴出孔４の上端の溶融はんだ５の液面からの高さは、複数の第１噴出孔３の各々の上端の溶融はんだ５の液面からの高さ以上となる。よって、複数の第１噴出孔３の各々の上端の溶融はんだ５の液面からの高さが第２噴出孔４の上端の溶融はんだ５の液面の高さより低いため、はんだ付けに使用する複数の第１噴出孔３から確実に溶融はんだ５を噴流させることができる。

本実施の形態のはんだ付け装置１によれば、変形例４に示すように、第２噴出孔４が第１噴出孔３に対して電子部品２２が搭載された基板２１の基板搬送方向ＴＤにおいて下流側に設置されているため、基板搬送方向ＴＤの上流側に配置された複数の第１噴出孔３ではんだ付けされた部分が第２噴出孔４の上方を通過するので、複数の第１噴出孔３ではんだ付けされた部分の温度の低下を抑制することができる。また、プリント基板設計の自由度を増加することができる。

本実施の形態のはんだ付け装置１によれば、変形例２に示すように、第２噴出孔４が第１噴出孔３に対して電子部品２２が搭載された基板２１の基板搬送方向ＴＤにおいて上流側に設置されているため、第２噴出孔４の上方を通過して、複数の第１噴出孔３から噴流する溶融はんだ５ではんだ付けされるので、基板２１および基板２１に搭載された電子部品２２を第２噴出孔４から噴流する溶融はんだ５の熱で予備加熱することができる。また、プリント基板設計の自由度を増加することができる。

（実施の形態２）
本発明の実施の形態２のフローはんだ付けノズルは、実施の形態１のフローはんだ付けノズルと比較して、遮蔽板をさらに備えている点で主に異なっている。

図６および図７を参照して、第２噴出孔４は、第１噴出孔３に対して基板搬送方向ＴＤにおいて下流側に設置されている。多孔平板部２ｂの第２噴出孔４は、基板搬送方向ＴＤの下流側の側壁部２ａまで形成されている。第２噴出孔４の上端の高さは、基板搬送方向ＴＤの下流側の側壁部２ａの高さとなる。基板搬送方向ＴＤの下流側の側壁部２ａの高さは、基板搬送方向ＴＤの上流側の第１噴出孔３の上端の高さに形成されている。

多孔平板部２ｂは基板搬送方向ＴＤの上流側から下流側に向かって高さが高くなるよう構成されている。そのため、基板搬送方向ＴＤの下流側の側壁部２ａの高さは、基板搬送方向ＴＤの最も上流側の第１噴出孔３の高さに形成されている。つまり、第２噴出孔４の上端の高さは、基板搬送方向ＴＤの最も上流側の第１噴出孔３の上端の高さに形成されている。なお、図７中の破線は、基板搬送方向ＴＤの下流側の側壁部２ａの高さと基板搬送方向ＴＤの最も上流側の第１噴出孔３の上端の高さを示している。

第２噴出孔４の上端の高さは、複数の第１噴出孔３の各々の上端の高さ以上となるように構成されていればよい。第２噴出孔４と基板搬送方向ＴＤの下流側の側壁部２ａとの境界部は堰３３を構成している。フローはんだ付けノズル２は、堰３３から溶融はんだ５が流れ出るよう構成されている。

遮蔽板３１は、複数の第１噴出孔３と第２噴出孔４とに供給される溶融はんだ５の量を可変させるためのものである。遮蔽板３１は、多孔平板部２ｂの下部に設置されている。遮蔽板３１は、多孔平板部２ｂと成す角度を調整可能に構成されている。遮蔽板３１は、たとえば多孔平板部２ｂの下面に蝶番３２によって取り付けられている。遮蔽板３１と多孔平板部２ｂとの成す角度は、蝶番３２を中心として任意に調整され得る。遮蔽板３１は図７中矢印ＭＡの方向に先端部が移動され得る。なお、遮蔽板３１は、たとえばねじ止めによって固定されるが溶融はんだ５の流れを阻害しない固定方法であれば、どのような固定方法であってもよい。

なお、本実施の形態のこれ以外の構成は、上述した実施の形態１の構成と同様であるため同一の要素については同一の符号を付し、その説明を繰り返さない。

図７に示すように、遮蔽板３１が第２噴出孔４の側に傾いている場合（遮蔽板３１と多孔平板部２ｂとの成す角が鋭角である場合）、基板搬送方向ＴＤの上流側の複数の第１噴出孔４へ供給される溶融はんだ５の量が多くなり、第２噴出孔４へ供給される溶融はんだ５の量が少なくなる。図示しないプロペラやモータなどで給送された溶融はんだ５が遮蔽板３１に当ることにより、溶融はんだ５の噴出圧力が減少することで、第２噴出孔４へ供給される溶融はんだ５の噴出圧力が減少する。これにより、第２噴出孔４から噴流する溶融はんだ５の量が少なくなるとともに噴流高さが低くなる。

一方、遮蔽板３１が第１噴出孔３の側に傾いている場合（遮蔽板３１と多孔平板部２ｂとの成す角が鈍角である場合）、基板搬送方向ＴＤの上流側の複数の第１噴出孔４へ供給される溶融はんだ５の量が少なくなり、第２噴出孔４へ供給される溶融はんだ５の量が多くなる。図示しないプロペラやモータなどで給送された溶融はんだ５が遮蔽板３１に当ることにより、溶融はんだ５の噴出圧力が減少することで、第１噴出孔３へ供給される溶融はんだ５の噴出圧力が減少する。これにより、第１噴出孔３から噴流する溶融はんだ５の量が少なくなるとともに噴流高さが低くなる。

このように、遮蔽板３１と多孔平板部２ｂとの成す角度を調整することにより、複数の第１噴出孔３と第２噴出孔４とに供給される溶融はんだ５の量が制御される。これにより、噴流高さが制御される。

本実施の形態のはんだ付け装置１では、第２噴出孔４が第１噴出孔３に対して電子部品２２が搭載された基板２１の基板搬送方向ＴＤにおいて下流側に設置されている。基板搬送方向ＴＤの上流側に配置された複数の第１噴出孔３ではんだ付けされた部分が第２噴出孔４の上方を通過する。なお、第２噴出孔４が第１噴出孔３に対して電子部品２２が搭載された基板２１の基板搬送方向ＴＤにおいて上流側に設置されていてもよい。

本実施の形態のフローはんだ付けノズル２によれば、複数の第１噴出孔３と第２噴出孔４とに供給される溶融はんだ５の量を可変させるための遮蔽板３１をさらに備え、遮蔽板３１は、多孔平板部２ｂの下部に設置され、かつ多孔平板部２ｂと成す角度を調整可能に構成されている。そのため、複数の第１噴出孔３から噴流する溶融はんだ５の量を制御することができるので、噴流高さを安定化することができる。また、遮蔽板３１に溶融はんだ５が当ることによって溶融はんだ５の噴出圧力が減少するので、噴流高さを安定化することができる。

本実施の形態のフローはんだ付けノズル２によれば、第２噴出孔４の上端の高さが複数の第１噴出孔３の各々の上端の高さ以上となるように構成されていてもよい。これにより、複数の第１噴出孔３の各々の上端の溶融はんだ５の液面からの高さが第２噴出孔４の上端の溶融はんだ５の液面の高さより低いため、はんだ付けに使用する複数の第１噴出孔３から確実に溶融はんだ５を噴流させることができる。

本実施の形態のはんだ付け装置１によれば、第２噴出孔４が第１噴出孔３に対して電子部品２２が搭載された基板２１の基板搬送方向ＴＤにおいて下流側に設置されているため、基板搬送方向ＴＤの上流側に配置された複数の第１噴出孔３ではんだ付けされた部分が第２噴出孔４の上方を通過するので、複数の第１噴出孔３ではんだ付けされた部分の温度の低下を抑制することができる。また、プリント基板設計の自由度を増加することができる。

本実施の形態のはんだ付け装置１によれば、第２噴出孔４が第１噴出孔３に対して電子部品２２が搭載された基板２１の基板搬送方向ＴＤにおいて上流側に設置されていてもよい。第２噴出孔４の上方を通過して、複数の第１噴出孔３から噴流する溶融はんだ５ではんだ付けされるので、基板２１および基板２１に搭載された電子部品２２を第２噴出孔４から噴流する溶融はんだ５の熱で予備加熱することができる。また、プリント基板設計の自由度を増加することができる。

（実施の形態３）
本発明の実施の形態２のフローはんだ付けノズルは、実施の形態１のフローはんだ付けノズルと比較して、遮蔽板をさらに備えている点および第２噴出孔がはんだ付けに使用されてもよい点で主に異なっている。

図８および図９を参照して、フローはんだ付けノズル２は、溶融はんだ５を噴流させるよう構成されている。フローはんだ付けノズル２は、側壁部２ａと多孔平板部２ｂとを有している。フローはんだ付けノズル２は、側壁部２ａが周囲を囲むように形成されている。側壁部２ａの上部に多孔平板部２ｂが形成されている。多孔平板部２ｂは、平板形状を有している。多孔平板部２ｂは、第１噴出孔３と、第２噴出孔４とを有している。第１噴出孔３および第２噴出孔４は、多孔平板部２ｂを貫通するように形成されている。

第１噴出孔３は複数の噴出孔３ａを含んでいてもよい。噴出孔３ａの平面形状は円形に構成されていてもよい。なお噴出孔３ａの平面形状は楕円形であってもよく、矩形であってもよい。たとえば複数の第１噴出孔３ａは基板搬送方向ＴＤと交差する方向に２列に配置されている。第２噴出孔４は、基板搬送方向ＴＤと交差する方向にはんだ付け装置１の前面側から背面側まで平面視において矩形に形成されている。第２噴出孔４は、第１噴出孔３に対して基板搬送方向ＴＤにおいて下流側に設置されている。基板搬送方向ＴＤにおいて第１噴出孔３と第２噴出孔４との間には、溝部２ｃが形成されている。

多孔平板部２ｂの第２噴出孔４は、基板搬送方向ＴＤの下流側の側壁部２ａまで形成されている。第２噴出孔４の上端の高さは、基板搬送方向ＴＤの下流側の側壁部２ａの高さとなる。基板搬送方向ＴＤの下流側の側壁部２ａの高さは、基板搬送方向ＴＤの上流側の第１噴出孔３の上端の高さに形成されている。

多孔平板部２ｂは基板搬送方向ＴＤの上流側から下流側に向かって高さが高くなるよう構成されている。そのため、基板搬送方向ＴＤの下流側の側壁部２ａの高さは、基板搬送方向ＴＤの最も上流側の第１噴出孔３の上端の高さに形成されている。つまり、第２噴出孔４の上端の高さは、基板搬送方向ＴＤの最も上流側の第１噴出孔３の上端の高さに形成されている。

第２噴出孔４の上端の高さは、第１噴出孔３の各々の上端の高さ以上となるように構成されていてもよい。第２噴出孔４と基板搬送方向ＴＤの下流側の側壁部２ａとの境界部は堰３３を構成している。フローはんだ付けノズル２は、堰３３から溶融はんだ５が流れ出るよう構成されている。

遮蔽板３１は、第１噴出孔３と第２噴出孔４とに供給される溶融はんだ５の量を可変させるためのものである。遮蔽板３１は、多孔平板部２ｂの下部に設置されている。遮蔽板３１は、多孔平板部２ｂと成す角度を調整可能に構成されている。遮蔽板３１は、たとえば溝部２ｃの下面に蝶番３２によって取り付けられている。遮蔽板３１と多孔平板部２ｂとの成す角度は、蝶番３２を中心として任意に調整され得る。溝部２ｃと遮蔽板３１とによって第１噴出孔３へ溶融はんだ５を供給する第１流路４１と第２噴出孔４へ溶融はんだ５を供給する第２流路４２が形成されている。

本実施の形態のはんだ付け装置１では、第２噴出孔４が第１噴出孔３に対して電子部品２２が搭載された基板２１の基板搬送方向ＴＤにおいて下流側に設置されている。なお、第２噴出孔４が第１噴出孔３に対して電子部品２２が搭載された基板２１の基板搬送方向ＴＤにおいて上流側に設置されていてもよい。

なお、本実施の形態のこれ以外の構成は、上述した実施の形態１および実施の形態２の対応する構成と同様であるため同一の要素については同一の符号を付し、その説明を繰り返さない。

図９に示すように、遮蔽板３１と多孔平板部２ｂとの成す角度を調整することにより、
第１流路４１および第２流路４２に供給される溶融はんだ５の量が調整される。よって、第１噴出孔３と第２噴出孔４とに供給される溶融はんだ５の量が制御される。これにより、噴流高さが制御される。

本実施の形態のフローはんだ付けノズル２はフローはんだ付け用一次ノズルとして使用されてもよい。本実施の形態のフローはんだ付けノズル２がフローはんだ付け用一次ノズルとして使用される場合、基板２１が第１噴出孔３から吐出する溶融はんだ５と接触した後、基板２１の温度は急激に低下する。具体的には、基板電極２３の温度は、溶融はんだ５の温度と接触しているときははんだの融点より高い温度であるが、溶融はんだ５との接触が終了すると基板２１の温度ははんだの凝固点温度以下にまで低下する。

そのため、図示しない二次ノズルによって二次はんだ付けされるまでに、挿入実装部品２２ａのリードが挿入された基板２１のスルーホール部に、フローはんだ付けノズル２による一次はんだ付けによって進入した溶融はんだ５は凝固する。凝固したはんだは二次ノズルからの二次はんだ噴流と接触することで、再び溶融してスルーホール部の内部を濡れ上がるが、この際、凝固したはんだを再溶融するために過剰な熱量が必要となる。

基板搬送方向ＴＤの上流側に配置された第１噴出孔３で一次はんだ付けされた部分が第２噴出孔４の上方を通過することにより、溶融はんだ５がヒータ代わりとなって基板２１の温度低下が緩和される。

なお、第２噴出孔４から流れ出る溶融はんだ５と基板２１とが接触してもよい。第２噴出孔４から流れ出る溶融はんだ５と基板２１とが接触した場合、はんだ付け部分のはんだの温度低下がさらに抑制される。

また、遮蔽板３１の設定を変更することで、第１噴出孔３に溶融はんだ５が流れ込まないように設定することも可能である。すなわち、第１噴出孔３でははんだ付けをせずに、第２噴出孔４部または二次はんだ付けのみによってはんだ付けする方法を選択することも可能である。

本実施の形態のはんだ付け方法は、電子部品２２が搭載された基板２１を噴流する溶融はんだ５に浸漬させる。電子部品２２が搭載された基板２１が準備される。フローはんだ付けノズル２の第１噴出孔３と第２噴出孔４との少なくともいずれかから噴流する溶融はんだ５に電子部品２２が搭載された基板２１が浸漬されて電子部品２２が基板２１にはんだ付けされる。

本実施の形態のフローはんだ付けノズル２によれば、第１噴出孔３と第２噴出孔４とに供給される溶融はんだ５の量を可変させるための遮蔽板３１を備え、遮蔽板３１は、多孔平板部２ｂの下部に設置され、多孔平板部２ｂと成す角度を調整可能に構成されている。そのため、第１噴出孔３および第２噴出孔４から噴流する溶融はんだ５の量を制御することができるので溶融はんだ５の吐出量の変動を抑制することができる。よって噴流高さを安定化することができる。また、遮蔽板３１に溶融はんだ５が当ることによって溶融はんだ５の噴出圧力が減少するので、噴流高さを安定化することができる。

本実施の形態のフローはんだ付けノズル２によれば、第１噴出孔３は複数の噴出孔３ａを含み、噴出孔３ａの平面形状は円形に構成されていてもよい。噴出孔３ａの平面形状が円形に構成されているため、噴出孔３ａから流れる噴流の形状を安定化することができる。また、噴出孔３ａの平面形状が円形に構成されているため、フローはんだ付けノズル２のサイズを小さくすることができる。

本実施の形態のはんだ付け装置１によれば、第２噴出孔４が第１噴出孔３に対して電子部品２２が搭載された基板２１の基板搬送方向ＴＤにおいて下流側に設置されているため、基板搬送方向ＴＤの上流側に配置された第１噴出孔３ではんだ付けされた部分が第２噴出孔４の上方を通過するので、第１噴出孔３ではんだ付けされた部分の温度の低下を抑制することができる。また、プリント基板設計の自由度を増加することができる。

また、第１噴出孔３ではんだ付けされた部分が第２噴出孔４から流れ出る溶融はんだ５に接触してもよい。この場合には、第１噴出孔３ではんだ付けされた部分のはんだの温度低下をさらに抑制することができる。

本実施の形態のはんだ付け装置１によれば、第２噴出孔４が第１噴出孔３に対して電子部品２２が搭載された基板２１の基板搬送方向ＴＤにおいて上流側に設置されていてもよい。第２噴出孔４の上方を通過して、第１噴出孔３から噴流する溶融はんだ５ではんだ付けされるので、基板２１および基板２１に搭載された電子部品２２を第２噴出孔４から噴流する溶融はんだ５の熱で予備加熱することができる。また、プリント基板設計の自由度を増加することができる。

本実施の形態のはんだ付け方法によれば、電子部品２２が搭載された基板２１を準備する工程と、フローはんだ付けノズル２の第１噴出孔３と第２噴出孔４との少なくともいずれかから噴流する溶融はんだ５に電子部品２２が搭載された基板２１を浸漬させて電子部品２２を基板２１にはんだ付けする工程とを備えている。

これにより、はんだ付け直後の温度低下を抑制することができる。また、はんだ付け直前の予備加熱を自由に設定することができる。また、プリント基板設計の自由度を増加することができる。

上記の各実施の形態は、適時組み合わせることができる。
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることを意図される。

１ はんだ付け装置、２ フローはんだ付けノズル、２ａ 側壁部、２ｂ 多孔平板部、３ 第１噴出孔、３ａ 噴出孔、４ 第２噴出孔、５ 溶融はんだ、６ はんだ槽、７ プロペラ、８ 駆動手段、９ 搬送レール、１０ 搬送爪、１１ 搬送手段、２１ 基板、２２ 電子部品、２２ａ 挿入実装部品、２２ｂ 表面実装部品、２３ 基板電極、２４ 部品電極、３１ 遮蔽板、３２ 蝶番、３３ 堰、４１ 第１流路、４２ 第２流路。

Claims (9)

1. 溶融はんだを噴流させるフローはんだ付けノズルであって、
   側壁部と、
   前記側壁部の上部に形成され、かつはんだ付けに使用する複数の第１噴出孔と、はんだ付けに使用しない第２噴出孔とを有する多孔平板部とを備え、
   複数の前記第１噴出孔の各々の開口面積より前記第２噴出孔の開口面積が大きくなるよう構成されている、フローはんだ付けノズル。
2. 前記第２噴出孔の開口面積が複数の前記第１噴出孔および前記第２噴出孔の総開口面積の一割以上の大きさを有している、請求項１に記載のフローはんだ付けノズル。
3. 前記第２噴出孔の上端の高さが複数の前記第１噴出孔の各々の上端の高さ以上となるように構成されている、請求項１または２に記載のフローはんだ付けノズル。
4. 複数の前記第１噴出孔と前記第２噴出孔とに供給される前記溶融はんだの量を可変させるための遮蔽板をさらに備え、
   前記遮蔽板は、前記多孔平板部の下部に設置され、かつ前記多孔平板部と成す角度を調整可能に構成されている、請求項１〜３のいずれかに記載のフローはんだ付けノズル。
5. 溶融はんだを噴流させるフローはんだ付けノズルであって、
   側壁部と、
   前記側壁部の上部に形成され、かつ第１噴出孔と、第２噴出孔とを有する多孔平板部と、
   前記第１噴出孔と前記第２噴出孔とに供給される前記溶融はんだの量を可変させるための遮蔽板とを備え、
   前記遮蔽板は、前記多孔平板部の下部に設置され、前記多孔平板部と成す角度を調整可能に構成されている、フローはんだ付けノズル。
6. 前記第１噴出孔は複数の噴出孔を含み、
   前記噴出孔の平面形状は円形に構成されている、請求項５に記載のフローはんだ付けノズル。
7. 電子部品を基板にはんだ付けするためのはんだ付け装置であって、
   請求項１〜６のいずれかに記載のフローはんだ付けノズルを備え、
   前記第２噴出孔が前記第１噴出孔に対して前記電子部品が搭載された前記基板の搬送方向において下流側に設置されている、はんだ付け装置。
8. 電子部品を基板にはんだ付けするためのはんだ付け装置であって、
   請求項１〜６のいずれかに記載のフローはんだ付けノズルを備え、
   前記第２噴出孔が前記第１噴出孔に対して前記電子部品が搭載された前記基板の搬送方向において上流側に設置されている、はんだ付け装置。
9. 電子部品が搭載された基板を噴流する溶融はんだに浸漬させるはんだ付け方法であって、
   前記電子部品が搭載された前記基板を準備する工程と、
   請求項５または６に記載のフローはんだ付けノズルの前記第１噴出孔と前記第２噴出孔との少なくともいずれかから噴流する前記溶融はんだに前記電子部品が搭載された前記基板を浸漬させて前記電子部品を前記基板にはんだ付けする工程とを備えた、はんだ付け方法。

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