JP2012019190A

JP2012019190A - ハンダ付け噴射ノズル及びこれを含むハンダ付けマシン

Info

Publication number: JP2012019190A
Application number: JP2010277793A
Authority: JP
Inventors: Myon-Gu Yi; イ・ミュン・グ; Jun-Kon Kim; キム・ジュン・コン
Original assignee: Samsung Electro Mechanics Co Ltd
Current assignee: Samsung Electro Mechanics Co Ltd
Priority date: 2010-07-07
Filing date: 2010-12-14
Publication date: 2012-01-26
Also published as: KR20120004882A; CN102310245A; KR101141458B1

Abstract

【課題】本発明は、ハンダ付け噴射ノズル及びこれを含むハンダ付けマシンに関する。
【解決手段】本発明の一実施形態によるハンダ付け噴射ノズルはノズルプレート上に長さ方向に形成される多数のノズル孔を含み、前記ノズルプレートに移送される回路素子の端子に向かってハンダを噴射するように形成される第１ノズル部と、前記第１ノズル部の少なくとも一側に長さ方向に配置され、前記回路素子の端子に向かってハンダを噴射するように傾斜した噴射角を有する多数のノズル孔を具備する第２ノズル部と、前記第１ノズル部または前記第２ノズル部を構成する多数のノズル孔の間に凹溝に形成され、前記ノズル孔が前記ハンダの異物により詰まることを防止するガイド部と、を含むことができる。
【選択図】図３

Description

本発明は、ハンダ付け噴射ノズル及びこれを含むハンダ付けマシンに関し、さらに詳しくは、印刷回路基板と回路素子の結合に用いられる小型チップなどの微細ピッチをハンダ付けするためのハンダ付け噴射ノズル及びこれを含むハンダ付けマシンに関する。

最近、電子製品の性能は高機能化、小型化、軽量化などが進んでおり、パッケージの小型化により微細な接合部の信頼性に対する研究も求められている。

一般的に、電子製品の必須構成要素である印刷回路基板（Ｐｒｉｎｔｅｄ−ｃｉｒｃｕｉｔ−ｂｏａｒｄ）にはそれぞれの諸機能を発揮できるよう、各種回路素子と全体回路をハンダ付けにより連結している。

したがって、ハンダ付けは各種回路素子の機能を発揮させる重要な要素であり、従来は、直線型２列構造のノズル孔が備えられたノズル部から溶融したハンダを噴出し、噴出されるハンダ側に印刷回路基板を移動させてハンダ付けを行う方法を使用した。

これは、棒ハンダをポットに入れ、熱を加えて上記ハンダを溶融した液体状態に作った後、インペラーを駆動させてノズル孔を介して噴出することで上記回路素子をハンダ付けする方法である。

しかし、従来の方法では、印刷回路基板に実装される回路素子の小型化により非常に狭くなった回路素子間の間隔などの微細部位にハンダ付けすることには限界があり、微細部位にハンダが浸透せず、不良が発生するという問題があった。

即ち、回路素子の小型化により必然的に発生する微細部位をハンダ付けするときチップランド部位にハンダが付かず、未ハンダが発生し、結局、生産性及び品質不良が発生するのである。

上記の問題から、印刷回路基板の小型チップランドなどの微細部位までハンダを浸透させ、完全なハンダ付けを実現する研究が必要となってきた。

本発明の目的は、ハンダポット内のフラックス異物によるノズル孔の詰まりを防止し、印刷回路基板上の微細回路素子の近接部位までハンダ付けできるハンダ付け噴射ノズル及びこれを含むハンダ付けマシンを提供する。

本発明の一実施態様によるハンダ付け噴射ノズルは、ノズルプレート上に長さ方向に形成される多数のノズル孔を含み、上記ノズルプレートに移送される回路素子の端子に向かってハンダを噴射するように形成される第１ノズル部と、上記第１ノズル部の少なくとも一側に長さ方向に配置され、上記回路素子の端子に向かってハンダを噴射するように傾斜した噴射角を有する多数のノズル孔を具備する第２ノズル部と、上記第１ノズル部または上記第２ノズル部を構成する多数のノズル孔の間に溝が形成され、上記ノズル孔が上記ハンダ異物により詰まることを防止するガイド部と、を含むことができる。

本発明の一実施態様によるハンダ付け噴射ノズルの上記第２ノズル部は、上記第１ノズル部の両側に配置されることを特徴とすることができる。

本発明の一実施態様によるハンダ付け噴射ノズルにおいて上記第１及び第２ノズル部に形成された多数のノズル孔から噴射されるハンダは、上記回路素子の端子で一致し、上記回路素子の端子をハンダ付けすることを特徴とすることができる。

本発明の一実施態様によるハンダ付け噴射ノズルにおいて上記第２ノズル部に形成された多数のノズル孔は、上記第１ノズル部に形成された多数のノズル孔の間にそれぞれ形成されることを特徴とすることができる。

本発明の一実施態様によるハンダ付け噴射ノズルにおいて上記第２ノズル部に形成された多数のノズル孔は、上記第１ノズル部に形成された多数のノズル孔より小さい直径を有することを特徴とすることができる。

本発明の一実施態様によるハンダ付け噴射ノズルの上記第２ノズル部は上記第１ノズル部の両側に形成され、上記第１ノズル部の両側に形成された上記第２ノズル部に形成される多数のノズル孔の間の噴射角は１度〜１０度であることを特徴とすることができる。

本発明の一実施態様によるハンダ付け噴射ノズルの上記ガイド部は、上記第１ノズル部及び第２ノズル部の長さ方向に沿って一列にそれぞれ形成されたＵ字状の溝であり、上記第１及び第２ノズル部に形成された多数のノズル孔を連結することを特徴とすることができる。

本発明の他の一実施態様によるハンダ付けマシンは、ハンダ付けが要求される回路素子が運搬される移送部と、上記移送部から運搬された上記回路素子にフラックスを塗布するフラックス塗布部と、上記フラックスが塗布された上記回路素子にハンダを噴射するようノズルプレート上に長さ方向に形成される多数のノズル孔を含む第１ノズル部、上記第１ノズル部の少なくとも一側に傾斜した噴射角を有する多数のノズル孔が長さ方向に配置される第２ノズル部、及び上記多数のノズル孔の間に凹溝に形成され、上記ノズル孔が上記ハンダ異物により詰まることを防止するガイド部が備えられるハンダ付け噴射ノズルと、を含むことができる。

本発明の他の一実施態様によるハンダ付けマシンの上記ハンダ付け噴射ノズルは、上記第１ノズル部の両側に上記第２ノズル部が配置されることを特徴とすることができる。

本発明の他の一実施態様によるハンダ付けマシンにおいて上記ハンダ付け噴射ノズルの上記第２ノズル部に形成された多数のノズル孔は、上記第１ノズル部に形成された多数のノズル孔より小さい直径を有し、上記第１ノズル部に形成された多数のノズル孔の間にそれぞれ形成されることを特徴とすることができる。

本発明の他の一実施態様によるハンダ付けマシンの上記ガイド部は、上記第１ノズル部及び第２ノズル部の長さ方向に沿って一列にそれぞれ形成されたＵ字状の溝であり、上記第１及び第２ノズル部に形成された多数のノズル孔を連結することを特徴とすることができる。

本発明の他の一実施態様によるハンダ付けマシンは、上記フラックス塗布部と上記ハンダ付け噴射ノズルとの間に備えられ、上記回路素子の異物を分解するために熱を提供する予熱部をさらに含むことができる。

本発明の他の一実施態様によるハンダ付けマシンは、上記ハンダ付け噴射ノズルによってハンダ付けされた上記回路素子を冷却させて上記回路素子に噴射されたハンダを冷却させる冷却部をさらに含むことができる。

本発明に従うハンダ付け噴射ノズル及びこれを含むハンダ付けマシンによると、印刷回路基板上のチップランドの微細ピッチをハンダ付けすることができる。

また、ノズル孔の周辺でフラックスの残渣によりハンダ異物が結合することを防止し、かつノズル孔がハンダ異物により詰まることを防止することができる。

本発明の一実施形態によるハンダ付けマシンの外観を示した概略斜視図である。本発明の一実施形態によるハンダ付けマシンを示した概略断面図である。本発明の一実施形態によるハンダ付けマシンに提供されるハンダ付け噴射ノズルを示した概略斜視図である。本発明の一実施形態によるハンダ付けマシンに提供されるハンダ付け噴射ノズルを示した概略平面図である。本発明の一実施形態によるハンダ付けマシンに提供されるハンダ付け噴射ノズルを示した概略断面図（図４のＡ−Ａ線断面図）である。本発明の一実施形態によるハンダ付けマシンに提供されるハンダ付け噴射ノズルのガイド部を示した概略切開斜視図である。

以下では図面を参照し本発明の具体的な実施形態を詳細に説明する。但し、本発明の思想は提示される実施形態に制限されず、本発明の思想を理解する当業者は同一の思想の範囲内において他の構成要素を追加、変更、削除等を通じ、退歩的な他の発明や本発明の思想の範囲内に含まれる他の実施形態を容易に提案することができるが、これも本願発明の思想の範囲内に含まれる。

また、各実施形態の図面に示す同一の思想の範囲内で機能が同一の構成要素は同一の参照符号を用いて説明する。

図１は、本発明の一実施形態によるハンダ付けマシンの外観を示した概略斜視図である。

図１を参照すると、本発明の一実施形態によるハンダ付けマシン３００は、移送部１０と本体部２００を含むことができる。

移送部１０には、ハンダ付けが要求される回路素子１５が搭載され、上記回路素子１５は、上記移送部１０によって一定の速度で本体部２００の内部へ流入される。

上記本体部２００は、ハンダ付けマシン３００の外観を形成し、その内部には後述するフラックス塗布部２０、予熱部３０、ハンダ塗布部４０及び冷却部５０が配置されることができる。

図２は、本発明の一実施形態によるハンダ付けマシンを示した概略断面図である。

図２を参照すると、本発明の一実施形態によるハンダ付けマシン３００は、フラックス塗布部２０、予熱部３０、ハンダ塗布部４０及び冷却部５０を含むことができる。

上記フラックス塗布部２０は、移送部１０によって移送されたハンダ付けが要求される回路素子１５、即ち、印刷回路基板上のハンダ付けが必要な面に一定量のフラックス（Ｆｌｕｘ）を噴射する装置である。

ここで、フラックスは、上記印刷回路基板に回路素子１５をハンダ付けする場合、ハンダ付けするランド部分の再酸化を防止及び酸化膜を除去して接合を確実にする樹脂であることができる。

但し、上記フラックスの種類は、ハンダ付けしようとする製品の特性に応じて多様に選択できる。

予熱部３０は、ハンダ付けが要求される印刷回路基板にフラックスが塗布された後、上記印刷回路基板に結合された回路素子１５を予熱する装置であり、上記回路素子１５が高温のハンダによりハンダ付けされる場合は熱による上記回路素子１５の衝撃を防止する機能を有する。

また、上記予熱部３０は、上記印刷回路基板上に塗布されたフラックスの化学反応によって上記印刷回路基板上に存在する異物を分解し、ハンダ付けを一層強固に行うことができる。

ここで、上記予熱部３０の温度は、上記フラックスの種類のように一定に定められるものではなく、ハンダ付けしようとする製品の特性に応じて適宜設定できる。

冷却部５０は、ハンダ塗布部４０によってハンダ付けされた上記印刷回路基板と回路素子１５を冷却させて噴射されたハンダを冷却させる装置であり、ハンダ付けの仕上げを行う装置であることができる。

上記冷却部５０は、上記ハンダ塗布部４０から噴射された溶融したハンダを冷却させることで、上記印刷回路基板上に上記回路素子１５が結合されることを完成することができる。

ハンダ塗布部４０は、１次噴射部４５及び２次噴射部４７を含むことができ、上記１次及び２次噴射部４５、４７は、それぞれノズルハウジング４６、４８を備えることができる。

上記１次噴射部４５は、ハンダ付け噴射ノズル１００を含むことができる。上記ハンダ付け噴射ノズル１００については、図３から図６を参照して後述する。

上記２次噴射部４７は、上記１次噴射部４５の後側部に形成され、１次的に上記１次噴射部４５によりハンダ付けが行われた印刷回路基板のランドに２次ハンダ付けを施す装置である。

上記２次噴射部４７において、ノズルハウジング４８の胴体内側には所定の空間部が形成され、胴体前面上部には溶融して噴出されたハンダを下部側へ誘導するガイド板４９が形成されることができる。

また、上記２次噴射部４７は、１次ハンダ付けを補う装置であり、上記印刷回路基板の１次ハンダ付けが行われた部分を滑らかに加工し、ハンダ付けによるショートを防止する機能を有する。

図３は、本発明の一実施形態によるハンダ付けマシンに提供されるハンダ付け噴射ノズルを示した概略斜視図であり、図４は、本発明の一実施形態によるハンダ付けマシンに提供されるハンダ付け噴射ノズルを示した概略平面図であり、図５は、本発明の一実施形態によるハンダ付けマシンに提供されるハンダ付け噴射ノズルを示した概略断面図（図４のＡ−Ａ線断面図）であり、図６は、本発明の一実施形態によるハンダ付けマシンに提供されるハンダ付け噴射ノズルのガイド部を示した概略切開斜視図である。

図３から図６を参照すると、本発明の一実施形態によるハンダ付けマシン３００に提供されるハンダ付け噴射ノズル１００は、第１ノズル部１１０、第２ノズル部１２０及びガイド部１３０を含むことができる。

上記第１ノズル部１１０は、ノズルプレート１８０上に長さ方向に形成される多数のノズル孔１１５を含み、上記ノズル孔１１５から噴射される溶融したハンダは、上記移送部１０によって移送される印刷回路基板上に結合された回路素子の端子に向かうことができる。

また、上記第１ノズル部１１０は、上記ノズルプレート１８０の中央部に形成されることができ、上記第１ノズル部１１０に形成される多数のノズル孔１１５は、上記ノズルプレート１８０上で所定の幅とサイズを有し所定の間隔をおいて延在している。

上記第１ノズル部１１０に形成される多数のノズル孔１１５は、上記ノズルプレート１８０を垂直に直立されるように貫通され、後述する第２ノズル部１２０に形成されるノズル孔１２５の噴射角と所定の角度をなすことができる。

上記第２ノズル部１２０は、上記第１ノズル部１１０の少なくとも一側に長さ方向に形成され、上記印刷回路基板上に結合された回路素子の端子に向かってハンダを噴射させる多数のノズル孔１２５を含むことができる。

上記第２ノズル部１２０に形成される多数の上記ノズル孔１２５は、上記第１ノズル部１１０に形成された多数のノズル孔１１５の噴射角を基準に、傾斜した噴射角を備えることができる。

ここで、上記第２ノズル部１２０が上記第１ノズル部１１０の両側に形成され、上記ノズルプレート１８０上に形成されるノズル部１１０、１２０の列は３列になることができる。上記第１ノズル部１１０の両側に形成された上記第２ノズル部１２０に形成されるノズル孔１２５の間の噴射角αは１度〜１０度であることが好ましい。

上記傾斜した噴射角αは、上記第１ノズル部１１０に形成されたノズル孔１１５から噴射されるハンダが印刷回路基板上の回路素子の端子１５に接する地点ｘに上記第２ノズル部１２０に形成されたノズル孔１２５から噴射されるハンダを入射させるためである。

即ち、上記第１及び第２ノズル部１１０、１２０に形成された多数のノズル孔１１５、１２５から噴射されるハンダは、ハンダ付けが要求される印刷回路基板上の回路素子の端子１５、ｘで一致し、上記回路素子の端子１５、ｘをハンダ付けするものである。

ここで、上記第２ノズル部１２０に形成された多数のノズル孔１２５は、上記第１ノズル部１１０に形成されたノズル孔１１５の間に形成されることができる。

即ち、上記第２ノズル部１２０に形成された多数のノズル孔１２５は、上記第１ノズル部１１０に形成された多数のノズル孔１１５の横方向の同一線上に形成されるものではなく、互いにずれて形成されるため、より均一なハンダ付け作業が行われ、これによりハンダ付け不良による損失を防止することができる。

また、上記第２ノズル部１２０に形成された多数のノズル孔１２５は、上記第１ノズル部１１０に形成された多数のノズル孔１１５より小さい直径を持たせることができる。

上記第２ノズル部１２０に形成されたノズル孔１２５と上記第１ノズル部１１０に形成されたノズル孔１１５との直径は３．５対４の比が好ましいが、必ずしもこれに限定されるものではなく、ノズル孔１１５、１２５の噴射圧力及びハンダ付けが要求される回路素子の端子との距離によって変化できる。

ここで、上記直径の差によって、ハンダ付け作業をより安定かつ広範囲に行い、ハンダ付けが要求される印刷回路基板のウェーブ変形による対応力を向上させることができる。

したがって、本発明による上記ハンダ付け噴射ノズル１００には、上記ノズルプレート１８０上に３列のノズル部１１０、１２０が備えられ、第２ノズル部１２０に形成されるノズル孔１２５の直径が上記第１ノズル部１１０に形成されるノズル孔１１５の直径より小さく形成されることで印刷回路基板と回路素子の結合に用いられるチップ部品などの微細ピッチを、未ハンダの発生なしにハンダ付けできる。

上記ガイド部１３０は、上記第１ノズル部１１０または上記第２ノズル部１２０を構成する多数のノズル孔１１５、１２５の間に形成された溝であり、各ノズル部１１０、１２０の長さ方向に沿って一列に形成できる。

上記ガイド部１３０はＵ字状の溝であり、上記ノズル孔１１５、１２５の周辺でフラックスの残渣によりハンダ異物が結合することを防止し、上記ノズル孔１１５、１２５がハンダ異物により詰まることを防止する機能を有する。

即ち、上記ガイド部１３０は、各ノズル部１１０、１２０に形成されたノズル孔１１５、１２５とノズル孔１１５、１２５との間に溝が形成されハンダ異物が流れる経路を形成するため、上記ノズル孔１１５、１２５にハンダ異物が停滞することを防止し、上記ノズル孔１１５、１２５の詰まりを防止する機能を有する。

上述した実施形態を通じて、ハンダ付け噴射ノズル１００は、３列のノズル部１１０、１２０を備え、ノズル孔１１５、１２５の直径を変化して構成することで印刷回路基板上の小型チップランドなどの微細ピッチを、未ハンダの発生なしにハンダ付けし、ノズル孔１１５、１２５の間に形成されたＵ字状の溝のガイド部１３０によりノズル孔１１５、１２５の周辺でフラックスの残渣によりハンダ異物が結合することを防止し、ノズル孔１１５、１２５がハンダ異物により詰まることを防止することができる。

１０移送部
２０フラックス塗布部
３０予熱部
４０ハンダ塗布部
５０冷却部
１００ハンダ付け噴射ノズル
１１０第１ノズル部
１２０第２ノズル部
１３０ガイド部
３００ハンダ付けマシン

Claims

ノズルプレート上に長さ方向に形成される多数のノズル孔を含み、
前記ノズルプレートに移送される回路素子の端子に向かってハンダを噴射するように形成される第１ノズル部と、
前記第１ノズル部の少なくとも一側に長さ方向に配置され、前記回路素子の端子に向かってハンダを噴射するように傾斜した噴射角を有する多数のノズル孔を具備する第２ノズル部と、
前記第１ノズル部または前記第２ノズル部を構成する多数のノズル孔の間に溝が形成され、前記ノズル孔が前記ハンダ異物により詰まることを防止するガイド部と、を含むハンダ付け噴射ノズル。
前記第２ノズル部は、前記第１ノズル部の両側に配置されることを特徴とする請求項１に記載のハンダ付け噴射ノズル。
前記第１及び第２ノズル部に形成された多数のノズル孔から噴射されるハンダは、前記回路素子の端子で一致し、前記回路素子の端子をハンダ付けすることを特徴とする請求項１に記載のハンダ付け噴射ノズル。
前記第２ノズル部に形成された多数のノズル孔は、前記第１ノズル部に形成された多数のノズル孔の間にそれぞれ形成されることを特徴とする請求項１に記載のハンダ付け噴射ノズル。
前記第２ノズル部に形成された多数のノズル孔は、前記第１ノズル部に形成された多数のノズル孔より小さい直径を有することを特徴とする請求項１に記載のハンダ付け噴射ノズル。
前記第２ノズル部は前記第１ノズル部の両側に形成され、
前記第１ノズル部の両側に形成された前記第２ノズル部に形成される多数のノズル孔の間の噴射角は１度〜１０度であることを特徴とする請求項１に記載のハンダ付け噴射ノズル。
前記ガイド部は、前記第１ノズル部及び第２ノズル部の長さ方向に沿って一列にそれぞれ形成されたＵ字状の溝であり、前記第１及び第２ノズル部に形成された多数のノズル孔を連結することを特徴とする請求項１に記載のハンダ付け噴射ノズル。
ハンダ付けが要求される回路素子が運搬される移送部と、
前記移送部から運搬された前記回路素子にフラックスを塗布するフラックス塗布部と、
前記フラックスが塗布された前記回路素子にハンダを噴射するようノズルプレート上に長さ方向に形成される多数のノズル孔を含む第１ノズル部、前記第１ノズル部の少なくとも一側に傾斜した噴射角を有する多数のノズル孔が長さ方向に配置される第２ノズル部、及び前記多数のノズル孔の間に溝が形成され、前記ノズル孔が前記ハンダ異物により詰まることを防止するガイド部が備えられるハンダ付け噴射ノズルと、を含むハンダ付けマシン。
前記ハンダ付け噴射ノズルは、前記第１ノズル部の両側に前記第２ノズル部が配置されることを特徴とする請求項８に記載のハンダ付けマシン。
前記ハンダ付け噴射ノズルの前記第２ノズル部に形成された多数のノズル孔は、前記第１ノズル部に形成された多数のノズル孔より小さい直径を有し、前記第１ノズル部に形成された多数のノズル孔の間にそれぞれ形成されることを特徴とする請求項８に記載のハンダ付けマシン。
前記ガイド部は、前記第１ノズル部及び第２ノズル部の長さ方向に沿って一列にそれぞれ形成されたＵ字状の溝であり、前記第１及び第２ノズル部に形成された多数のノズル孔を連結することを特徴とする請求項８に記載のハンダ付けマシン。
前記フラックス塗布部と前記ハンダ付け噴射ノズルとの間に備えられ、前記回路素子の異物を分解するために熱を提供する予熱部をさらに含むことを特徴とする請求項８に記載のハンダ付けマシン。
前記ハンダ付け噴射ノズルによってハンダ付けされた前記回路素子を冷却させて前記回路素子に噴射されたハンダを冷却させる冷却部をさらに含むことを特徴とする請求項８に記載のハンダ付けマシン。