JP2012190830A - はんだ溶融装置 - Google Patents

Abstract

【課題】基板上の一部のはんだのみを溶融できるはんだ溶融装置を提供する。
【解決手段】はんだ溶融装置１０は、基板上の一部のはんだが位置する所定部位の下側を支え、加熱する上面を有する加熱体１６と、加熱体１６の上面１６ｃよりも下方に位置する上面を有する基台１２と、加熱体１６の上面１６ｃに載せられた基板を加熱体１６に対して押さえ付けるための押え機構１８と、を備える。加熱体１６の上面１６ｃには、当該上面１６ｃよりも大きな基板が載置され、基板を局所的に加熱する。押え機構１８は、基板に押さえ付けられる押え部３５ｃを有し、この押え部３５ｃによって基板が加熱体１６の上面１６ｃに密着するように、加熱体１６の上面１６ｃから側方に位置ずれしたところで押え部３５ｃによって基板を上から押さえ付ける。
【選択図】図１

Description

本発明は、はんだ溶融装置に関するものである。

従来、下記特許文献１及び２に開示されているように、基板上のはんだを溶融させるためのはんだ溶融装置が知られている。特許文献１に開示されたはんだ溶融装置は、電子部品が実装された基板を載置可能なホットプレートを備えており、このホットプレートによって基板の全体を加熱する。これにより、ソルダーペーストを溶融させて、電子部品を基板にはんだ付けする。一方、特許文献２に開示されたはんだ溶融装置では、不活性ガス室内に配置されたホットプレートと、はんだ付けする基板がこのホットプレートに載置される下位置と、それよりも上方で、不活性ガス室外に位置する上位置との間で基板を昇降させる昇降機構と、が設けられている。この装置に設けられたホットプレートは、基板よりも大きな形状であり、載置された基板の全体を加熱する。このはんだ溶融装置では、リフロー加熱用電力及び不活性ガス消費量を低減することができるとともに、装置を小型化することができる。

特開平６−２３２５４４号公報 特許第３５２９６３３号公報

特許文献１及び２に開示されたはんだ溶融装置は、ホットプレートによって基板の全体を加熱する構成であるため、基板上に実装される全ての電子部品を同時にはんだ付けする場合に使用される。一方、基板上に実装された電子部品のうち一部の不良の電子部品のみを取り外し修理する場合のように、一部の電子部品を固定するはんだのみを溶融させる場合には、前記特許文献１及び２に開示されたはんだ溶融装置を用いることはできない。例えば、ＬＥＤ基板のＬＥＤ部品等はんだ付け面が部品の底面にある場合には、一部の不良部品のみを取り替えることはできないため、基板全体を破棄していた。

そこで、本発明は、前記従来技術を鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、基板上の一部のはんだのみを溶融できるはんだ溶融装置を提供することにある。

前記の目的を達成するため、本発明は、基板を局所的に加熱して、前記基板上の一部のはんだを溶融させるためのはんだ溶融装置であって、前記一部のはんだが位置する所定部位の基板の下側を支え、加熱することが可能な上面を有する加熱体と、前記加熱体の前記上面よりも下方に位置する上面を有する基台と、を備え、前記加熱体の前記上面には、当該上面よりも大きな前記基板が載置され、前記基板を局所的に加熱するはんだ溶融装置である。

本発明では、加熱体の上面に基板が載置されると、この基板は基台の上面に対して浮いた状態となり、基板と基台の上面との間には間隙ができる。このとき、加熱体の上面は、載置される基板の大きさに比べると小さくなっているため、基板は加熱体によって基板の下側より局所的に支えられ加熱されることになる。したがって、基板上の一部のはんだのみを溶融させることができる。このため、基板に実装された電子部品のうち一部の電子部品を取り外すような場合でも、このはんだ溶融装置を使用することができる。

ここで、前記はんだ溶融装置は、前記加熱体の前記上面に載せられた前記基板を前記加熱体に対して押さえ付けるための押え機構を備えており、前記押え機構は、前記基板に押さえ付けられる押え部を有し、この押え部によって前記基板が前記加熱体の前記上面に密着するように、前記押え部によって前記基板を上から押さえ付けるのが好ましい。

この態様では、溶融させたいはんだが位置する基板の所定部位の下側が加熱体の上面に接触するように、基板が加熱体の上面上に載置され、加熱体上面により支えられる。そして、基板は押え部によって上から押さえ付けられ加熱体の上面に密着する。このため、基板が傾くことなく加熱体の上面に密着するように基板を押さえる。したがって、加熱体の熱を効果的に基板の所望部位に伝えることができる。なお、押え部は、加熱体の上面位置から側方に位置ずれしたところを上から押さえるのが好ましい。

前記押え機構は、前記基板を上から押さえる押え位置と、この押え位置から前記押え部を退避させる退避位置との間で、前記押え部を移動可能に構成されているのが好ましい。

この態様では、押え部を押え位置に位置させて加熱体によって基板を加熱することにより、基板上において加熱体の上方に位置するはんだを溶融させることができる。そして、はんだ溶融後、押え部を退避側方向に移動させることにより、基板と加熱体の密着を緩めることにより、基板上の部品の熱を速やかに下げることができる。また、押え部を退避位置に移動させることにより、基板を加熱体上にセットするとき、又は基板を加熱体から取り外すときに押え部が邪魔にならないようにすることができる。

前記押え機構は、前記押え部を移動させるための操作部と、前記操作部が操作されるとそれに応じて前記押え部を移動させる連動機構と、を備えていてもよい。この態様では、操作部が操作されることにより、押え部が移動する。すなわち、操作部を操作すると、退避位置にあった押え部を押え位置まで移動させることができ、また操作部を操作すると、押え位置にあった押え部を退避位置まで移動させることができる。このため、基板を加熱部上にセットする作業、および基板を取り外す作業を楽に行うことができる。

また、加熱終了後、操作部を操作し、前記押え部を退避側方向に移動させることにより、加熱体の上面に対する基板の押さえ付けを解除することができる。このことにより基板上の温度を速やかに下げることができる。つまり、押え機構による押え付けを解除しない場合には温度の低下に時間のかかるものになるので、押え機構による押さえ付けを解除することにより、本加熱後の熱を速やかに下げ、部品への熱影響を少なくすることができる。

前記押え部は、弾性的に変形する材質で構成されるとともに、前記基板に押さえ付けられたときに弾性的に変形して前記基板を押圧するのが好ましい。この態様では、押え部が基板を加熱体に押さえ付ける際に弾性的に変形し、この弾性力によって基板を押圧する。このため、異なる厚みの基板に対しても基板を押さえ付けることができる。

前記はんだ溶融装置は、前記基台の前記上面上に配置され、前記加熱体の前記上面から側方に位置ずれしたところで前記基板を下から支持する補助支持部を備えていてもよい。

この態様では、加熱体上に載置された基板が基台の上面から浮いた状態となるが、この基台の上面から浮いている部分を補助支持部によって下から支持するため、基板の全体をより安定した状態に保持することができる。また、加熱体の上面の面積が小さい場合でも、基板を安定させることができるので、より小さな面積で基板を加熱することが可能となる。このため、ごく小さな面積のはんだを溶融する場合にもこのはんだ溶融装置を使用することができる。

前記基台の前記上面は磁性部材によって構成されている場合には、前記補助支持部は、前記基台の前記上面に磁気吸着される構成としてもよい。この態様では、補助支持部を基台の上面の所望の位置に配置でき、しかもどの位置においても補助支持部を磁力で固定することができる。

前記補助支持部は、弾性部材により上下動可能な支え部を有していてもよい。この態様では、支え部が上下動可能となっているので、基板が加熱体に密着する位置と、基板が加熱体から離れる位置との両方の位置で基板を支持することができる。

前記基台の前記上面には、前記補助支持部を案内するレールが設けられていてもよい。この態様では、補助支持部をレールに沿って移動させることにより所望の位置にセットすることができる。したがって、補助支持部が必要なときと不要なときとで容易に使い分けることができるだけでなく、補助支持部を容易に所望の位置まで移動させることができる。

前記加熱体は、前記基台に対して着脱可能であってもよい。この場合、前記加熱体を複数備えており、これら加熱体は前記上面の大きさが異なっていて、選択的に使用されるものであってもよい。この態様では、上面の大きさの異なる複数の加熱体を用意することにより、目的に応じた適切な大きさの上面を有する加熱体を基台に取り付けて使用することができる。すなわち、加熱体を交換可能にすることができ、より汎用性の高いはんだ溶融装置とすることができる。また加熱体が着脱可能となっているので、損傷等の場合に交換することができる。

以上説明したように、本発明によれば、基板上の一部のはんだのみを溶融させることができる。

本発明の実施形態に係るはんだ溶融装置の斜視図である。 前記はんだ溶融装置の部分断面図である。 （Ａ）〜（Ｄ）は前記はんだ溶融装置に設けられる加熱体の側面図である。 前記はんだ溶融装置の連動機構を説明するための図である。 前記はんだ溶融装置に設けられる操作部及び連動機構を示す横断面図である。 前記連動機構のカムの斜視図である。 本発明のその他の実施形態に係るはんだ溶融装置を説明するための概略図である。 本発明のその他の実施形態に係るはんだ溶融装置を説明するための概略図である。 本発明のその他の実施形態に係るはんだ溶融装置を説明するための概略図である。 本発明のその他の実施形態に係るはんだ溶融装置を説明するための概略図である。 本発明のその他の実施形態に係るはんだ溶融装置を説明するための概略図である。 本発明のその他の実施形態に係るはんだ溶融装置を説明するための概略図である。 本発明のその他の実施形態に係るはんだ溶融装置を説明するための概略図である。 本発明のその他の実施形態に係るはんだ溶融装置を説明するための概略図である。 本発明のその他の実施形態に係るはんだ溶融装置を説明するための概略図である。 本発明のその他の実施形態に係るはんだ溶融装置を説明するための概略図である。 本発明のその他の実施形態に係るはんだ溶融装置を説明するための概略図である。 本発明のその他の実施形態に係るはんだ溶融装置における基台を上から見たときの概略図である。 推奨されている温度プロファイルになるように設定して基板上面温度を測定した結果の一例である。 加熱体上面と基板とが密着するように基板を押さえつけた場合と押さえつけない場合での温度測定結果の一例である。

以下、本発明を実施するための形態について図面を参照しながら詳細に説明する。

図１及び図２に示すように、本実施形態に係るはんだ溶融装置１０は、基板Ｐ上のはんだの内ごく一部のはんだを溶融させることができるはんだ溶融装置であり、この装置１０を利用できる基板Ｐは、アルミニウム基板等の高熱伝導性を有する基板であって、主として片面にはんだが存在する基板である。

はんだ溶融装置１０は、基台１２と、この基台１２に固定された支柱１４と、基台１２に支持され且つ基板Ｐを加熱する加熱体１６と、基板Ｐを加熱体１６に押さえ付けるための押え機構１８と、基板Ｐを下から補助的に支持する補助支持部２０と、はんだを溶融させる部位を指し示すポインタ２２とを備えている。

基台１２は、ケーシング２５と、ケーシング２５の底部２５ｂに固定された加熱体支持部２６と、を備えている。ケーシング２５は、平坦な上面を有する上面部２５ａと、上面部２５ａの下方に位置する底部２５ｂと、上面部２５ａ及び底部２５ｂの各前端に接続された前面部２５ｃと、左右の側面部２５ｄと、上面部２５ａ及び底部２５ｂの各後端に接続された背面部２５ｅと、を有する。ケーシング２５は、少なくとも上面部２５ａが磁性部材によって構成されている。上面部２５ａには、加熱体１６を挿通させるための挿通孔２５ｆが形成されている。前面部２５ｃには、インジケータ２５ｇ、操作スイッチ２５ｈ等が配設されている。背面部２５ｅには、電源スイッチ（図示省略）、電源線用インレット（図示省略）等が設けられるとともに、支柱１４が固定されている。

支柱１４は、ケーシング２５の左右方向の中央部に配置されて、上面部２５ａよりも上方に延びる垂直な姿勢でケーシング２５の背面部２５ｅに固定されている。支柱１４には、その長手方向に延びるように取付け溝１４ａが設けられている。

ケーシング２５の内部には、前記加熱体支持部２６の他に、制御基板２８、電力調整部２９等が配設されている。制御基板２８は、前面部２５ｃの裏面に固定されており、操作スイッチ２５ｈの操作に応じて動作モードを切り替える制御、電源トランス等からなる電力調整部２９による加熱体１６への給電量の調整を行う制御等を実行する。

加熱体支持部２６は、ケーシング２５の底部２５ｂに固定された取付け金具３１と、この取付け金具３１に支持されたソケット３２と、を有する。取付け金具３１は、一対の脚部３１ａと、これら脚部３１ａの上端部同士を接続する連結部３１ｂとを有している。連結部３１ｂには、加熱体１６を挿通させる挿通孔３１ｃが形成されるとともに、挿通孔３１ｃに挿通された加熱体１６を保持するニップル３１ｄが固定されている。

ソケット３２は、上向きに突出したピン端子３２ｃを有する端子部３２ａと、この端子部３２ａを囲むように配置された筒状であり、かつ端子部３２ａよりも上方まで延出されたグリップ部３２ｂとを有する。グリップ部３２ｂは、取付け金具３１の連結部３１ｂとケーシング２５の底部２５ｂとによって狭持されている。

ケーシング２５の上面部２５ａに形成された挿通孔２５ｆ、取付け金具３１の連結部３１ｂに形成された挿通孔３１ｃは、端子部３２ａの真上に位置する。このため、両挿通孔２５ｆ，３１ｃを通して上からグリップ部３２ｂ内に加熱体１６を挿入することができ、グリップ部３２ｂに加熱体１６を挿入すると、加熱体１６の端子がソケット３２のピン端子３２ｃに接続される。また、ソケット３２に結合された加熱体１６を上向きに引っ張ることにより、加熱体１６を取り外すことができる。つまり、加熱体１６は、基台１２に対して着脱可能である。

加熱体１６は、一方向に延びる棒状の本体部１６ａと、この本体部１６ａの一端部（先端部）に設けられた加熱部１６ｂとを備えている。本体部１６ａの基端部は、加熱体支持部２６のソケット３２に結合される部位であり、この基端部には、ソケット３２のピン端子３２ｃに接続される端子が設けられている。本体部１６ａ内には図略のヒータが設けられていて、ヒータは発熱部とセンサ部を有している。このセンサ部により加熱部１６ｂの温度を検知することができる。

加熱部１６ｂは、本体部１６ａの長手方向に直交する方向に広がる平板円板状に形成されている。この加熱部１６ｂは、基板Ｐを局所的に支え加熱するためのものであり、その上面１６ｃは、基板Ｐを載置可能な平坦面となっている。

本実施形態のはんだ溶融装置１０は、図３（Ａ）〜（Ｄ）に示すように、４種類の加熱体１６を備えている。これらの加熱体１６は、それぞれ加熱部１６ｂの大きさが異なっており、用途・目的に応じて加熱体１６を選択して使用することができる。例えば、最も大きな加熱部１６ｂは、直径３０ｍｍの円板状に形成され、最も小さな加熱部１６ｂは、直径が５ｍｍ程度となっている。なお、はんだ溶融装置１０は、１つの加熱体１６のみを備える構成であってもよい。

図１及び図２に示すように、基板Ｐを加熱体１６に押さえるための押え機構１８は、支柱１４に取り付けられている。押え機構１８は、基板Ｐを押圧可能な押え部３５ｃを有する押え部材３５と、押え部３５ｃを移動させるための操作部３６と、操作部３６が操作されるとそれに応じて押え部３５ｃを移動させる連動機構３７と、を備えている。

図４及び図５に示すように、操作部３６は、水平方向に延びる姿勢で配設された軸部３６ａと、この軸部３６ａの一端部につながり、軸部３６ａとは直交する方向に延びるレバー部３６ｂとを備えている。

軸部３６ａは、支柱１４に取り付けられた軸支部材３８に保持されている。軸支部材３８の一端部には、雄ねじ部３８ａが設けられており、この雄ねじ部３８ａを支柱１４の取付け溝１４ａ内に配設されたナット３９に螺合することにより、軸支部材３８は支柱１４の所望位置に固定される。

軸支部材３８の他端部には、操作部３６の軸部３６ａを挿通させる貫通孔が形成されている。軸部３６ａは、この貫通孔に挿通されることにより、左右方向に延びる姿勢で配設されるとともに、軸回りに回動可能に軸支部材３８によって保持されている。

連動機構３７は、操作部３６の操作に応じて回動するカム４１と、押え部材３５を保持する保持部４２と、カム４１の動きを保持部４２の動きに変換する伝達部材４３と、を備えている。

カム４１は、操作部３６の軸部３６ａに取付けられており、カム４１は軸部３６ａと一体的に回動する。カム４１は、軸部３６ａの長手方向に直交する方向の断面が一方向に長い形状となっている。図６にも示すように、本実施形態においては、カム４１の前記断面には、軸部３６ａを挿通させる貫通孔４１ａが形成されており、この断面における長手方向（第１方向）の一端部（図６の上端部）となる端面４１ｂは平坦面に形成され、また前記断面における長手方向の他端部（図の下端部）となる端面４１ｃは円弧状に形成されている。そして、カム４１の前記断面において長手方向に直交する方向（幅方向；第２方向）の一端部となる側面４１ｄが平坦面に形成されている。カム４１は、第１方向の他端部（端面４１ｃ）で支柱１４に反力を取りつつ後述のカバー部材５３を介して第１方向の一端部（端面４１ｂ）において伝達部材４３を押圧する第１姿勢と、第２方向の他端部で支柱１４に反力を取りつつ後述のカバー部材５３を介して第２方向の一端部（側面４１ｄ）において伝達部材４３を押圧する第２姿勢とを取り得る。カム４１が第１姿勢にあるときには、押え部３５ｃは後述の押え位置となり、カム４１が第２姿勢にあるときには、押え部３５ｃは後述の退避位置となる。

なお、平坦面からなる端面４１ｂと、平坦面からなる側面４１ｄとは、本実施形態では略直交しているが、この構成に限られるものではなく、端面４１ｂ及び側面４１ｄのなす角度は、操作部３６の操作角度に応じて適宜設定される。

カム４１には、軸部３６ａを挿通させる貫通孔４１ａに直交するように、ねじ孔４１ｅが設けられている。このねじ孔４１ｅは、カム４１を軸部３６ａに対して回動しないように固定するための虫ねじ（図示省略）を螺合させるために設けられている。

伝達部材４３は、薄いＳＵＳ板等の撓みやすい板材（板ばね）によって構成されており、図４に示すように、平板状の基部４３ａと、この基部４３ａに対して折れ曲がった平板状の可動部４３ｂとを有する。そして、伝達部材４３は、基部４３ａが支柱１４に沿うように配置されるとともに支柱１４に取り付けられている。すなわち、伝達部材４３は支柱１４に支持されている。この状態で、伝達部材４３の可動部４３ｂは、支柱１４に対して傾斜した状態となっている。

可動部４３ｂは、外力を受けることにより、折れ曲がり部位すなわち基部４３ａ及び可動部４３ｂの接続部位を中心として揺動する。つまり可動部４３ｂは、カム４１が第１姿勢にあるか第２姿勢にあるかに応じて弾性変形量が変わり、傾斜角度（変形角度）が変わる。

基部４３ａ（伝達部材４３）を支柱１４へ取付ける手段には、支柱１４の取付け溝１４ａ内に配設されたナット４４と、支柱１４との間に基部４３ａを挟み込む取付け板４５と、ナット４４に螺合することにより取付け板４５を支柱１４に固定するボルト４６とが含まれる。ナット４４は、取付け溝１４ａ内をスライド可能であるため、ナット４４を所望の位置に位置決めし、その位置でボルト４６によって取付け板４５を締め付けることにより、伝達部材４３を所望の位置に固定することができる。伝達部材４３を支柱１４に固定する位置を調整することにより、押え部３５ｃの高さ位置を調整することができる。

押え部材３５は、本実施形態では、２つの押え棒３５ａ，３５ａからなる。各押え棒３５ａは、例えば金属製であり、弾性的にたわみ変形可能となっている。各押え棒３５ａは、真っ直ぐな棒材を折り曲げてＬ字状に形成したものである。すなわち、各押え棒３５ａは、保持部４２に保持される基側部３５ｂと、この基側部３５ｂの端部（下端部）に繋がり基側部３５ｂに対して折り曲げられている押え部３５ｃと、を有する。

各押え棒３５ａは保持部４２に保持されている。保持部４２は、伝達部材４３の可動部４３ｂに取り付けられている。保持部４２には一方向に延びる取付け溝４２ａが設けられており、この取付け溝４２ａ内に配設されたナット４８に、伝達部材４３を貫通するボルト４９を締結することにより、保持部４２は伝達部材４３の可動部４３ｂに固定されている。このため、保持部４２は、可動部４３ｂが揺動すると、可動部４３ｂと一体的に動く。言い換えると、本実施形態において、保持部４２は、伝達部材４３の可動部４３ｂが回動方向に動くことにより所定の動きを行う。

保持部４２には、略上下方向（伝達部材４３の可動部４３ｂに平行な方向）に貫通する貫通孔４２ｂ，４２ｂが２つ形成されていて、各貫通孔４２ｂにそれぞれ押え棒３５ａの基側部３５ｂが挿通されている。したがって、押え棒３５ａの基側部３５ｂは、伝達部材４３の可動部４３ｂと平行な姿勢で配設されている。

押え棒３５ａの基側部３５ｂは、その上端部においてナット５１によって抜け止めされている。そして、押え棒３５ａは、基側部３５ｂを軸として軸回りに回動可能となっている。つまり、押え部材３５は、伝達部材４３の可動部４３ｂと平行な方向に延びる軸回りに回動可能である。このため、両押え部３５ｃ，３５ｃ間の間隔を変えることができる。ただし、基側部３５ｂは、押え部３５ｃに横から外力が加えられない限り回動することはなく、通常の状態であれば回動しない。

図２に示すように、各押え棒３５ａの押え部３５ｃは、その先端が加熱体１６の加熱部１６ｂの上面１６ｃよりも低い位置となる押え位置と、押え部３５ｃの先端が加熱体１６の加熱部１６ｂの上面１６ｃよりも高い位置となる退避位置と、の間で移動可能である。すなわち、カム４１が第１姿勢にあるときには、押え部３５ｃは押え位置にある。そして、カム４１が第１姿勢から第２姿勢になると、カム４１から受ける力によって伝達部材４３の可動部４３ｂが立ち上がる方向に動くため、押え部３５ｃは退避位置となる。カム４１が第２姿勢から第１姿勢になると、伝達部材４３の可動部４３ｂは倒れる方向に動き、押え部３５ｃは退避位置から押え位置に移動する。押え部３５ｃが押え位置にある場合には、押え部材３５の押え部３５ｃによって基板Ｐを上から押さえ付けることができ、押え部３５ｃが退避位置にある場合には、押え部３５ｃと基板Ｐとの間に隙間ができる。押え部３５ｃは、基板Ｐに押さえ付けられたときに弾性的に変形して基板Ｐを押圧する。押圧する圧力の範囲としては、本実施例では０．７〜２．６ｋｇｆが好適である。

各押え棒３５ａの押え部３５ｃは、加熱体１６の加熱部１６ｂから側方に位置ずれしたとこで基板Ｐを上から押さえ付ける。なお、基板Ｐが両押え部３５ｃ，３５ｃによって押さえ付けられる部位の重心位置が加熱体１６の加熱部１６ｂの範囲内になるように、両押え棒３５ａ，３５ａの向きを設定しておくことが望ましい。押え部材３５が２つの押え棒３５ａ，３５ａで構成される場合、例えば、各押え棒３５ａの押え部３５ｃが加熱部１６ｂの両側に分かれて配置され、各押え部３５ｃによって押圧される部位同士を結ぶ線分の中央部が加熱部１６ｂの範囲に収まるようにする。このようにすれば、基板Ｐが両押え棒３５ａ，３５ａによって押さえ付けられた場合に傾くことがなく、基板Ｐを加熱部１６ｂ上面１６ｃにより確実に密着させることができる。

なお、押え部材３５は、２つの押え棒３５ａ，３５ａを備えた構成に限られるものではなく、例えば、１つの部材、又は３つ以上の部材によって構成されていてもよい。押え部材３５が１つの部材で構成される場合には、基板Ｐに接触する部位が円弧状又は環状に形成される構成であってもよい。すなわち、押さえるポイント数は１点、２点、もしくはそれ以上の数であってもよく、また押さえるポイントの形状は、点状に限られるものではなく線状であってもよい。

押え機構１８には、カバー部材５３およびストッパ５４が設けられている。カバー部材５３は、カム４１を覆うように設けられており、またカバー部材５３には操作部３６の軸部３６ａを挿通する挿通孔が形成されている。ストッパ５４は、操作部３６材が所定範囲を超えて回動することを防止すべく設けられるものであり、カバー部材５３に固定されている。本実施形態では、ストッパ５４はボルト及びナットによって構成されている。

図２に示すように、加熱体１６が加熱体支持部２６のソケット３２に保持された状態にあるときには、加熱体１６の加熱部１６ｂと基台１２の上面１６ｃとの間には隙間がある。このため、加熱体１６の加熱部１６ｂ上に載置された基板Ｐは、基台１２の上面１６ｃから浮いた状態となる。したがって、前記補助支持部２０によって基板Ｐを下から支持することにより、基板Ｐを安定した保持することができる。

補助支持部２０は、本体部２０ａと、この本体部２０ａから上方に突出した状態で本体部２０ａに支持された支え部２０ｂとを備えている。支え部２０ｂは、ばね等の弾性部材によって本体部２０ａに対して上下動可能である。支え部２０ｂは、基板Ｐが加熱体１６の加熱部１６ｂの上面１６ｃから浮き上がった状態で基板Ｐを下から補助的に支持する。そして、押え部材３５の押え部３５ｃによって基板Ｐを上から押さえ付けた時に支え部２０ｂが沈み込み、基板Ｐが加熱部１６ｂの上面１６ｃに密着した状態となる。図例では、支え部２０ｂの上端が曲面形状に構成されているが、これに限られるものでない。例えば、支え部２０ｂの上端は平面状に形成されていてもよい。

補助支持部２０において基板Ｐと接触する部分（支え部２０ｂの先端部）は、銅等の熱伝導率の高い材質で形成されているのが好ましい。この場合、基板Ｐにおいて補助支持部２０が接触する部分の熱が補助支持部２０に伝熱しやすくなり、加熱体１６に接触する部位以外での基板Ｐの温度を下げ易くすることができる。

本体部２０ａは着磁された部材によって構成されている。このため、磁性部材によって構成されたケーシング２５の上面１６ｃに対して磁気吸着される。

ポインタ２２は、支柱１４に取り付けられた保持金具５７に保持されている。保持金具５７は、支柱１４の取付け溝１４ａ内に配設されたナットにボルトを螺合させることによって支柱１４に固定されている。ポインタ２２は例えばレーザを出射する構成である。ポインタ２２は、加熱体１６の加熱部１６ｂ上面１６ｃの中心部にレーザが照射されるように保持金具５７によって保持されている。

ここで本実施形態に係るはんだ溶融装置１０の動作について簡単に説明する。このはんだ溶融装置１０では、通常、操作部３６は、レバー部３６ｂが立ち上がった姿勢となっている。このとき、カム４１は第２姿勢となっていて、カム４１の側面４１ｄがカバー部材５３を介して伝達部材４３の可動部４３ｂを押圧している。したがって、各押え棒３５ａの押え部３５ｃは退避位置となっている。

この状態で、取り外したい電子部品がはんだ付けされている基板Ｐをセットする。すなわち、当該基板Ｐにおいて、取り外したい電子部品が配置された部分が加熱部１６ｂ（加熱体１６）の上に位置するように基板Ｐを加熱体１６に載置する。このとき、電子部品が配置されている側の面が上面となるように基板Ｐを配置する。そして、ポインタ２２によってレーザが照射された部分が加熱部１６ｂ上面１６ｃの中央部になるため、その指し示されたところに当該電子部品が位置するように基板Ｐの位置合わせを行う。また、補助支持部２０を適宜の位置に配置する。

続いて、操作部３６を操作して押え部３５ｃを退避位置から押え位置に移動させる。すなわち、操作部３６のレバー部３６ｂを前に向かって倒すと、カム４１は操作部３６の軸部３６ａと一体的に回動し、第１姿勢となる。このため、伝達部材４３の可動部４３ｂがカバー部材５３を介して押され、可動部４３ｂは保持部４２とともに前側に少し傾倒する。これにより、押え部３５ｃが退避位置から押え位置に移動して基板Ｐを上から押さえ付ける。これにより、基板Ｐは、補助支持部２０によって補助的に支えられつつ、加熱体１６の加熱部１６ｂに押し付けられて密着する。このとき、各押え棒３５ａを基側部３５ｂを軸として回動して、押え部３５ｃを適宜の位置に調整する。

加熱体１６は、予め記憶されている温度プロファイルに従って基板Ｐを加熱する。例えば、１５０〜１８０℃に基板Ｐ温度を維持する予備加熱を行った後、２２０〜２６０℃程度で本加熱を行う。図１９は、推奨されている温度プロファイルになるように設定して基板Ｐ上面温度を測定した結果の一例である。押え部３５ｃで基板Ｐを上から押さえ付けて本加熱した後、操作部３６を操作し、押え部３５ｃを退避側に移動させた。図１９に示されるように、本加熱終了後、加熱体１６の上面１６ｃへの基板Ｐの押さえ付けを解除するため、基板Ｐの上面温度を速やかに下げることが可能である。押え機構１８による押え付けを解除しない場合には、温度プロファイルに示された冷却ラインより時間のかかるものになる。押え機構１８による押さえ付けを解除することにより、本加熱後の熱を速やかに下げ、部品への熱影響を少なくすることができる。

なお、図２０に示すように、基板Ｐを加熱体１６に密着させる場合と、密着させない場合とで、安定状態に達するまでの時間に差が生じること、安定状態での温度に差が生じることを確認できている。密着していない場合での安定状態に達した基板Ｐ温度が例えば１８６℃であるのに対し、押え部３５ｃによって基板Ｐを押さえ付け、基板Ｐと加熱体１６の上面１６ｃとを密着させた場合には、例えば２４５℃まで上昇する。また、立ち上がりから１５０℃に達する時間は、密着していない場合が１４０秒であるのに対し、密着した場合は５４秒となっており、基板Ｐを加熱体１６に密着させることより、より短時間で加熱できることが確認できている。この温度は押え部３５ｃと加熱体１６との間の位置での基板表面の測定結果である。この結果より、押え部３５ｃにより基板Ｐを加熱体１６の上面に密着するように上から押さえ付けた場合は効率的な加熱が可能であり、加熱によるはんだ溶融後、押え部３５ｃによる押さえ付けを緩めることによって押さえ付けの密着を緩め、基板Ｐ上の部品の温度を速やかに下げることができることがわかる。

所定の温度プロファイルに従って基板Ｐが加熱されると、加熱部１６ｂのすぐ上に位置するはんだが溶融して電子部品を取り外すことができる。なお、電子部品が実装されていない部分にクリームはんだを塗布し電子部品を装着した上で加熱しはんだ付けを行うこともできる。

以上説明したように、本実施形態では、加熱体１６の上面１６ｃに基板Ｐが載置されると、この基板Ｐは基台１２の上面に対して浮いた状態となり、基板Ｐと基台１２の上面との間には間隙ができる。このとき、加熱体１６の上面１６ｃは、載置される基板Ｐの大きさに比べると小さくなっているため、加熱体１６の上面１６ｃは一部のはんだが位置する所定部位の基板の下側を支え、基板Ｐは加熱体１６によって局所的に支えられて加熱されることになる。この時、一部のはんだが位置する基板Ｐの下側の中心点と加熱体１６の上面１６ｃの中心点を一致させた点で加熱し、支えることができる。すなわち、溶融したいはんだの真下の位置に加熱体１６の上面１６ｃをもってくることができる。したがって、基板Ｐ上の一部のはんだのみを溶融させることができる。このため、基板Ｐに実装された電子部品のうち一部の電子部品を取り外すような場合でも、このはんだ溶融装置１０を使用することができる。したがって、取り外さない部品への熱影響も避けることができる。

しかも本実施形態では、加熱体１６の上面１６ｃ位置から側方に位置ずれしたところを押え部３５ｃによって上から押さえ付け、この状態で基板Ｐを加熱する。すなわち、加熱体１６の上面１６ｃ位置から側方に位置ずれしたところを上から押さえるが、このとき基板Ｐが傾くことなく加熱体１６の上面１６ｃに密着するように基板Ｐを押さえる。したがって、加熱体１６の熱を効果的に基板Ｐの所望部位に伝えることができる。

また本実施形態では、押え部３５ｃを押え位置に位置させて加熱体１６によって基板Ｐを加熱することにより、基板Ｐ上において加熱体１６の上方に位置するはんだを溶融させることができる。一方、押え部３５ｃを退避位置に移動させることにより、基板Ｐを加熱体１６上にセットするとき、又は基板Ｐを加熱体１６から取り外すときに押え部３５ｃが邪魔にならないようにすることができる。

さらに本実施形態では、操作部３６が操作されることにより、押え部３５ｃが移動する。すなわち、操作部３６を操作すると、退避位置にあった押え部３５ｃを押え位置まで移動させることができ、また操作部３６を操作すると、押え位置にあった押え部３５ｃを退避位置まで移動させることができる。このため、基板Ｐを加熱部１６ｂ上にセットする作業、および基板Ｐを取り外す作業を楽に行うことができる。

また本実施形態では、押え部３５ｃが基板Ｐを加熱体１６に押さえ付ける際に弾性的に変形し、この弾性力によって基板Ｐを押圧する。このため、異なる厚みの基板Ｐに対しても基板Ｐを押さえ付けることができる。

また本実施形態では、基板Ｐが加熱体１６上に載置されたとき、基台１２の上面から浮いている部分を補助支持部２０によって下から支持するため、基板Ｐの全体をより安定した状態に保持することができる。また、加熱体１６の上面１６ｃの面積が小さい場合でも、基板Ｐを安定させることができるので、より小さな面積で基板Ｐを加熱することが可能となる。このため、ごく小さな面積のはんだを溶融する場合にもこのはんだ溶融装置１０を使用することができる。

しかも本実施形態では、補助支持部２０が基台１２の上面に磁気吸着される構成となっているので、補助支持部２０を基台１２の上面の所望の位置に配置でき、しかもどの位置においても補助支持部２０を磁力で固定することができる。

また本実施形態では、加熱体１６が基台１２に対して着脱可能となっている。このため、上面１６ｃの大きさの異なる複数の加熱体１６を用意することにより、目的に応じた適切な大きさの上面１６ｃを有する加熱体１６を基台１２に取り付けて使用することができる。すなわち、加熱体１６を交換可能にすることができ、より汎用性の高いはんだ溶融装置１０とすることができる。

なお、本発明は、前記実施形態に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で種々変更、改良等が可能である。例えば、前記実施形態では、保持部４２が水平軸回りに回動する構成としたが、図７に示すように、保持部４２が上下方向に直線的に移動する構成としてもよい。

この構成では、連動機構３７は、操作部３６の操作に応じて回動するカム４１と、上下方向に延びるレール部材６０と、押え部材３５を保持し且つレール部材６０に沿ってスライド可能な保持部４２と、を備え、カム４１が回動することによって保持部４２がレール部材６０に沿って移動する。具体的には、支柱１４には、その長さ方向に延びるレール部材６０が固定されており、保持部４２は、レール部材６０に係合した状態を維持しながら上下方向にスライド可能となっている。

カム４１は、支柱１４に回動可能に設けられており、操作部３６の操作に伴って水平軸回りに回動する。カム４１は、保持部４２の上端面に当接可能となっている。操作部３６を上向きに操作すると、カム４１が保持部４２を下方に押圧し、これにより、保持部４２が下方に移動し、押え部３５ｃが退避位置から押え位置に移動する。

保持部４２には、当該保持部を上向きに付勢する付勢部材６１が設けられている。したがって、操作部３６から手を離すと押え部３５ｃは上昇して、退避位置に戻る。

なお、カム４１の先端部近傍に平坦面を形成しておき、この平坦面が保持部４２の上端面に面接触することにより、保持部４２が下位置で保持される構成としてもよい。この場合には、操作部３６を下向きに回動することにより、保持部４２を付勢部材６１のばね力によって上昇させる構成となる。この態様では、押え部３５ｃが押え位置にあるときに基板Ｐを押さえ付けた状態を確実に維持することができる。この結果、加熱体１６で基板Ｐを加熱するときに、加熱体１６の上面１６ｃが基板Ｐに密着した状態を確実に維持することができる。また、押え部３５ｃの重量を軽くしたとしても、押え部３５ｃで確実に基板Ｐを押さえ付けることができる。このため、押え部３５ｃが手動で移動する構成の場合には、押え部３５ｃを軽量化することにより操作性のよい押え機構１８にすることができる。

図７では、連動機構３７がカム４１を有する構成としているが、これに限られるものではない。例えば、図８に示すように、連動機構３７は、操作部３６の操作に応じて上下動する伝達部材４３と、上下方向に延びるレール部材６０と、押え部材３５を保持し且つレール部材６０に沿ってスライド可能な保持部４２と、を備え、伝達部材４３が上下方向に移動することによって保持部４２がレール部材６０に沿って移動する。すなわち、操作部３６にはピニオン６３が固定されており、伝達部材４３は、このピニオン６３に噛み合い且つ保持部４２に結合されたラック６４を有している。そして、操作部３６を水平軸回りに回動すると、ラック６４が上下方向に移動する。これにより、押え部３５ｃを退避位置と押え位置との間で移動させることができる。

また、図９に示すように、操作部３６を垂直軸回りに回動可能な構成としてもよい。この構成では、操作部３６は、支柱１４から側方に延出した延出部６８に垂直軸回りに回動可能に保持されている。この操作部３６には雄ねじ部６５が設けられており、伝達部材４３は、この雄ねじ部６５に螺合する雌ねじ部を有している。そして、操作部３６を軸回りに回動する操作を行うことにより、保持部４２が上下方向に移動する。これにより、押え部３５ｃを退避位置と押え位置との間で移動させることができる。この構成では、保持部４２を任意の位置で固定できるので、基板Ｐを押さえ付けた状態を確実に維持することができる。この結果、加熱体１６で基板Ｐを加熱するときに、加熱体１６の上面１６ｃが基板Ｐに密着した状態を確実に維持することができる。また、押え部３５ｃの重量を軽くしたとしても、押え部３５ｃで確実に基板Ｐを押さえ付けることができる。

前記実施形態では、操作部３６及び連動機構３７が設けられた構成について説明したが、これに限られるものではない。例えば、図１０に示すように、保持部４２を操作部３６に連動して移動させるのではなく、保持部４２自体を移動させる構成としてもよい。すなわち、支柱１４には上下方向に延びるレール部材６０が設けられており、保持部４２は、押え部材３５を保持し且つレール部材６０に沿ってスライド可能となっている。保持部４２には、錘６７が固定されるとともに、錘６７には、支柱１４から延出された延出部６８に引っ掛けるためのフック６９が固定されている。フック６９が延出部６８に引っ掛けられると、押え部３５ｃは退避位置に維持される。一方、フック６９を外すと、押え部３５ｃは退避位置から押え位置まで降下する。この構成では、ストロークに限らず、一体荷重で基板Ｐを押圧することができる。

また、図１１に示すように、錘６７に代えてばね部材７１の弾性力を利用してもよい。この構成は、保持部４２と支柱１４から延出された支持部７２との間に配置されたばね部材７１が設けられる。このばね部材７１は保持部４２を下向きに付勢している。ばね部材７１が図１１に示すように保持部４２の上側に配置される場合には、ばね部材７１は圧縮ばねとなり、保持部４２の下側で基台１２との間に配置される場合には、ばね部材７１は引張ばねとなる。なお、ばね部材７１に代えてシリンダ（図示省略）を備える構成としてもよい。

図８〜図１１に示す構成のように、押え部材３５がレール部材６０に沿って上下方向に移動する構成に代え、図１２〜図１５に示すように、押え部材３５が支柱１４に回動可能に支持される構成としてもよい。

図１２に示す構成では、押え部材３５の上端部が支柱１４に回動可能に取り付けられている。したがって、押え部材３５が上端部を中心として回動することにより、押え部材３５の押え部３５ｃは押え位置と退避位置との間で移動する。支柱１４の延出部６８には、押圧部材としての錘６７を引っ掛けることができ、この錘６７はばね部材７４によって延出部６８につり下げられている。したがって、錘６７を延出部６８から外すと錘６７の自重によって押え部３５ｃを下方に押すことができる。

図１３に示す構成では、押圧部材７６がばね部材７１のばね力によって押え部材３５を下方に押圧する。図１２のばね部材７４は錘６７をつり下げるために用いられるが、図１３に示す構成では、押え部材３５の押え部３５ｃを下方に付勢するためにばね部材７１が用いられる。ばね部材７１が押圧部材７６の上端に設けられるときには、ばね部材７１として圧縮ばねが用いられ、ばね部材７１が押圧部材７６の下端に設けられるときには、ばね部材７１として引張ばねが用いられる。図１３では両ばね部材７１が用いられた構成を示しているが、何れか一方のみでよい。なお、ばね部材７１に代えて、シリンダ（図示省略）を用いてもよい。

図１４に示す構成では、操作部３６を垂直軸回りに回転させるとナット部材７８が上下動し、押圧部材７６によって押え部材３５を押圧する構成である。ナット部材７８は図略の案内手段によって上下方向に案内される。

図１５に示す構成では、操作部３６に固定されたカム４１を回動させることによって、押圧部材７６を介して押え部材３５を押圧する構成である。この押圧部材７６も図略の案内手段によって上下方向に案内される。

図８〜図１１の構成は、押え部材３５が支柱１４に設けられたレール部材６０に沿って上下方向に移動する構成としたが、これに限られるものではない。例えば、図１６に示すように、レール部材６０を基台１２の背面部２５ｅに固定し、押え部材３５が上方に延びる延出部８０を備え、押え部３５ｃがこの延出部８０の上端部に繋がる構成としてもよい。

また、図１７に示すように、押え部材３５が上下方向に延びる延出部８０の下端部において、基台１２の背面部２５ｅに回動可能に支持される構成としてもよい。

前記実施形態では、補助支持部２０が基台１２の上面の任意の位置に配置されるとともに、基台１２から取り外す構成としたが、これに限られるものではない。例えば、図１８に示すように、基台１２の上面１６ｃにはレール８２が設けられていて、補助支持部２０はこのレール８２に案内される構成としてもよい。この構成において、補助支持部２０をレール８２から取り外せない構成としてもよい。レール８２はその一端部において基台１２の上面２５ａに回動可能に取り付けられている。したがって、補助支持部２０の配置の自由度が阻害されることを防止できる。

１０ 溶融装置
１２ 基台
１４ 支柱
１４ａ 取付け溝
１６ 加熱体
１６ｂ 加熱部
１６ｃ 上面
１８ 押え機構
２０ 補助支持部
２２ ポインタ
２５ ケーシング
２５ａ 上面部
２５ｂ 底部
２５ｃ 前面部
２５ｄ 側面部
２５ｅ 背面部
２６ 加熱体支持部
３５ 押え部材
３５ａ 押え棒
３５ｂ 基側部
３５ｃ 押え部
３６ 操作部
３７ 連動機構
４１ カム
４１ｂ 端面
４１ｃ 端面
４１ｄ 側面
４２ 保持部
４３ 伝達部材
４３ａ 基部
４３ｂ 可動部
６０ レール部材
６１ 付勢部材
８２ レール

Claims (11)

1. 基板を局所的に加熱して、前記基板上の一部のはんだを溶融させるためのはんだ溶融装置であって、
   前記一部のはんだが位置する所定部位の基板の下側を支え、加熱する上面を有する加熱体と、
   前記加熱体の前記上面よりも下方に位置する上面を有する基台と、を備え、
   前記加熱体の前記上面には、当該上面よりも大きな前記基板が載置され、前記基板を局所的に加熱するはんだ溶融装置。
2. 前記加熱体の前記上面に載せられた前記基板を前記加熱体に対して押さえ付けるための押え機構を備えており、
   前記押え機構は、前記基板に押さえ付けられる押え部を有し、この押え部によって前記基板が前記加熱体の前記上面に密着するように、前記押え部によって前記基板を上から押さえ付ける請求項１に記載のはんだ溶融装置。
3. 前記押え機構は、前記基板を上から押さえる押え位置と、この押え位置から前記押え部を退避させる退避位置との間で、前記押え部を移動可能に構成されている請求項２に記載のはんだ溶融装置。
4. 前記押え機構は、前記押え部を移動させるための操作部と、前記操作部が操作されるとそれに応じて前記押え部を移動させる連動機構と、を備えている請求項３に記載のはんだ溶融装置。
5. 前記押え部は、弾性的に変形する材質で構成されるとともに、前記基板に押さえ付けられたときに弾性的に変形して前記基板を押圧する請求項２〜４の何れか１項に記載のはんだ溶融装置。
6. 前記基台の前記上面上に配置され、前記加熱体の前記上面から側方に位置ずれしたところで前記基板を下から支持する補助支持部を備えている請求項１〜５の何れか１項に記載のはんだ溶融装置。
7. 前記基台の前記上面は磁性部材によって構成されており、
   前記補助支持部は、前記基台の前記上面に磁気吸着される請求項６に記載のはんだ溶融装置。
8. 前記補助支持部は、弾性部材により上下動可能な支え部を有する請求項７に記載のはんだ溶融装置。
9. 前記基台の前記上面には、前記補助支持部を案内するレールが設けられている請求項６に記載のはんだ溶融装置。
10. 前記加熱体は、前記基台に対して着脱可能である請求項１〜９の何れか１項に記載のはんだ溶融装置。
11. 前記加熱体を複数備えており、これら加熱体は前記上面の大きさが異なっていて、選択的に使用される請求項１０に記載のはんだ溶融装置。

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