JP2016219651A - 局所はんだ付け装置 - Google Patents

Abstract

【課題】局所はんだ付けの際に、ワークに反りが生じることを防止する。【解決手段】溶融はんだを収容するはんだ槽と、はんだ槽の吹き口面の近傍に設けられ、ワークのはんだ付けの箇所に対応して設けられた１または複数の噴流ノズルと、少なくとも一部の噴流ノズルの近傍に配置され、その先端がワークの下面と接する反り抑制用の支持ピンとを備える局所はんだ付け装置である。【選択図】図１

Description

この発明は、溶融はんだを用いたフローはんだ付け方式の局所はんだ付け装置に関する。

フローはんだ付け装置は、液体状の溶融はんだが入っているはんだ槽の上にプリント配線基板を搬送し、部品と基板の電極部をはんだ付けする装置である。はんだ槽としては、はんだの液面が静止している静止槽と、はんだ液面に流れがある噴流槽とがある。さらに、噴流の方式としてプリント配線基板の中で必要な箇所のみに噴流はんだを接触させる局所はんだ付け装置が知られている。例えば表面実装部品等が既にはんだ付けされているプリント配線基板に対して、局所はんだ付け装置によって挿入部品（リード部品）が後付けされる。

局所はんだ付け装置において、はんだ付けはプリント配線基板が搬送位置から下降されて噴流ノズルからの溶融はんだと接触するようになされる。そして、はんだ付けが終了すると、プリント配線基板が搬送位置まで上昇されて搬送コンベアによって搬出される。はんだ付け時の溶融はんだの接触による局所的な加熱によってプリント配線基板が変形しやすい状態となっているので、特に、プリント配線基板の離脱（上昇）時に、噴流ノズルからのはんだにプリント配線基板が引き付けられる結果、プリント配線基板に反りが発生するおそれがあった。反りによって、プリント配線基板の搬送時に落下等のトラブルが発生したり、はんだ付け後のプリント配線基板をストッカーに収納する場合に、プリント配線基板をスムーズに収納できない問題が発生する。また、最終的な製品において、プリント配線基板に反りが生じた状態では、筐体に組付けができなくなるなどの弊害が生じる可能性もある。

プリント配線基板の反りを防止する一つの方法は、プリント配線基板をパレットと呼ばれる治具に固定する方法である。この方法は、パレットを必要とし、また、プリント配線基板をパレットに取り付ける作業と、プリント配線基板をパレットから取り外す作業とが必要となり、且つ、パレットの洗浄も行う必要があり、作業性の低下を招く問題があった。パレットを使用しない方法として、特許文献１には、リフロー装置において、間欠的に基板を搬送し、基板の停止中にバックアップピンを上昇させ、基板をバックアップピンで支える方法が記載されている。

特許第２８５２４５６号公報

特許文献１に記載のものは、静止状態のプリント配線基板の下側からバックアップピンを上昇させるものである。リフローはんだ付け装置の場合では、搬送される基板の下側が空間とされているので、特許文献１のような構成が可能である。しかしながら、局所はんだ付け装置の場合には、プリント配線基板の下側にはんだ槽と噴流ノズルユニットとが位置しているので、バックアップピンを昇降させる構成を使用できない。さらに、特許文献１の場合、バックアップピンを複数本設けているが、上述したような溶融はんだにプリント配線基板が引きつけられる問題を解決することができるものではなかった。

したがって、この発明の目的は、プリント配線板等のワークの反りを防止することができる局所はんだ付け装置を提供することにある。

上述した課題を解決するために、この発明は、溶融はんだを収容するはんだ槽と、はんだ槽の吹き口面の近傍に設けられ、ワークのはんだ付けの箇所に対応して設けられた１または複数の噴流ノズルと、少なくとも一部の噴流ノズルの近傍に配置され、その先端がワークの下面と接する反り抑制用の支持ピンとを備える局所はんだ付け装置である。

少なくとも一つの実施形態によれば、噴流ノズルの近傍に反り抑制用の支持ピンが設けられているので、噴流ノズルからのはんだによってワークが加熱され、さらに、ワークが離脱する時にはんだに引きつけられることによる反りを防止することができる。なお、ここに記載された効果は必ずしも限定されるものではなく、この発明中に記載されたいずれの効果であってもよい。また、以下の説明における例示された効果によりこの発明の内容が限定して解釈されるものではない。

この発明の一実施の形態の局所はんだ付け装置を全体として示す斜視図である。 図１の一部の分解斜視図である。 図１の断面図である。 支持ピンの一例の断面図である。 支持ピンの取り付け方法の他の例を示す断面図である。 支持ピンの取り付け方法のさらに他の例を示す断面図である。

以下、この発明を実施の形態について説明する。なお、説明は、以下の順序で行う。
＜１．一実施の形態＞
＜２．変形例＞
なお、以下に説明する一実施の形態は、この発明の好適な具体例であり、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、この発明の範囲は、以下の説明において、特にこの発明を限定する旨の記載がない限り、これらの実施の形態に限定されないものとする。

＜１．一実施の形態＞
図１は、この発明の一実施の形態の局所はんだ付け装置１を全体として示す斜視図であり、図２は、一部の分解斜視図であり、図３は、図１の断面図である。はんだ付けの対象となるワークＷは、例えばチップ部品等が面実装されているプリント配線基板に対して挿入部品２が取り付けられ、フラックスが塗布されたものである。ワークＷの下面のはんだ付けの箇所に対してはんだを接触させてフローはんだ付けが行われる。

図１および図２では省略されているが、図３に示すように、ワークＷが搬送コンベア４ａおよび４ｂ（搬送コンベア４ａおよび４ｂを区別する必要がない場合には、搬送コンベア４と表記する）によって搬入口からはんだ付け装置１に搬入される。搬送コンベア４は、ワークＷの幅よりやや大きい間隔で平行する２本のローラチェーン等のコンベアであり、それぞれ搬送方向に延長された支持レールを有している。搬送コンベア４のローラによってワークＷが挟持されると共に、各ローラが有するフランジ部にワークＷが載置されて搬送される。

搬送コンベア４によって、はんだ槽３の上部までワークＷが搬送された後に、ワークＷが静止され、搬送時の位置からはんだ付け時にワークＷ若しくは噴流ノズルユニットが上下方向に移動して、噴流ノズルユニットからのはんだが接触して挿入部品２のリードがはんだ付けされる。そして、搬送コンベア４によって、はんだ付けが終了したワークが搬出される

はんだ付け装置１のはんだ槽３内に溶融はんだが収容されている。はんだとして、例えば鉛フリーのものが使用される。図示しないヒータおよび温度制御装置によって溶融はんだの温度が一定に維持される。はんだ槽３内には、はんだを噴出させるために、吹き口体（ケーシング）５が設けられている。吹き口体５の底部には、回転羽根、動力源（モータ）等を有する推力発生手段（図示せず）が設けられており、吹き口体５の底部から上部開口に向かう溶融はんだの流れが形成されると共に、溶融はんだが循環される。

吹き口体５の上部開口（これを吹き口面とする）を塞ぐように、ベースユニット６が配され、ベースユニット６上に噴流ノズルユニット８が積層されている。噴流ノズルユニット８は、ワークＷのはんだ付けの必要な箇所または領域例えば挿入部品２のリードと対応するノズルベース９上の位置に噴流ノズル１０が立設されたものである。図示の例では、２本の噴流ノズル１０が立設されている。

噴流ノズルユニット８は、例えばステンレスからなる。噴流ノズル１０は、例えば矩形の噴出口を有する煙突状のものであり、噴出口からのはんだがワークＷの下面のはんだ付けの箇所に接触するようになされている。ベースユニット６は、マスクプレートとして機能し、噴流ノズル１０の下部に開口７が形成されている。開口７を通じてはんだが噴流ノズル１０に供給される。

少なくとも一部の噴流ノズル１０の近傍に配置され、その先端がワークＷの下面と接する反り抑制用の支持ピン１１が噴流ノズルユニット８のノズルベース９に立設されている。支持ピン１１は、ステンレス等の金属からなるピンを有する。図示の例では、二つの噴流ノズル１０の近傍にそれぞれ支持ピン１１が立設されている。支持ピン１１は、ワークＷの下面において挿入部品２が取り付けられていない位置、すなわち、挿入部品２のリードが突出していない位置に接するようになされる。

図４に示すように、ノズルベース９に立設される円筒体１２と、円筒体１２内に摺動可能に挿入されているピン１３と、ピン１３を上方に押し上げる弾性を与えるためのコイルスプリング１４とによって、支持ピン１１が構成されている。図４は、支持ピン１１の構成の一例であって、ピン１３を上方に押し上げるための弾性力が与えられるものであればよい。この弾性力は、ワークＷの下側に向かう反りを防止することができる程度に設定されている。

すなわち、噴流ノズル１０によって噴流はんだが当たっている箇所は、加熱によって基板が柔らかくなるので、はんだ付けが完了した後にワークＷが離脱される場合に、はんだの引っ張る力によって下側に反りが発生するおそれがある。支持ピン１１は、このような下側への反りを防止することができる。支持ピン１１の先端部のピン１３がワークＷを上方に押し上げるので、ピン１３の高さ方向の位置の精度を高くしなくても先端部をワークＷの下面に確実に接触させることができる利点がある。

支持ピン１１は、ノズルベース９に限らず、図５に示すように、ベースユニット６上に立設してノズルベース９に設けた穴を通じて上方に突出させるようにしてもよい。
さらに、図６に示すように、はんだ槽３の内壁に基部を取り付けたアーム１５の先端から上方に突出させるようにしてもよい。

上述したように、この発明の一実施の形態によれば、はんだ付けが完了した後にワークＷが離脱される場合に、はんだの引っ張る力によって下側に向かう反りの発生を防止することができる。さらに、弾性でもって支持ピン１１の先端部のピン１３がワークＷを上方に押し上げるので、ピン１３の高さ方向の位置の精度を高くしなくても先端部をワークＷの下面に確実に接触させることができる。

＜２．変形例＞
以上、この発明の実施の形態について具体的に説明したが、上述の各実施の形態に限定されるものではなく、この発明の技術的思想に基づく各種の変形が可能である。また、上述の実施の形態において挙げた構成、方法、工程、形状、材料および数値などはあくまでも例に過ぎず、必要に応じてこれと異なる構成、方法、工程、形状、材料および数値などを用いてもよい。また、上述の実施の形態の構成、方法、工程、形状、材料および数値などは、この発明の主旨を逸脱しない限り、互いに組み合わせることが可能である。例えば噴流ノズルは、複数本でなく、１本でもよく、さらに、１本の噴流ノズルに対して支持ピンを複数本設けてもよい。さらに、搬送コンベアを有しない構成に対してもこの発明を適用することができる。

Ｗ・・・ワーク
１・・・局所はんだ付け装置
２・・・挿入部品
３・・・はんだ槽
４ａ，４ｂ・・・搬送コンベア
６・・・ベースユニット
８・・・噴流ノズルユニット
９・・・ノズルベース
１０・・・・噴流ノズル
１１・・・・支持ピン

Claims (7)

1. 溶融はんだを収容するはんだ槽と、
   前記はんだ槽の吹き口面の近傍に設けられ、ワークのはんだ付けの箇所に対応して設けられた１または複数の噴流ノズルと、
   少なくとも一部の前記噴流ノズルの近傍に配置され、その先端が前記ワークの下面と接する反り抑制用の支持ピンと
   を備える局所はんだ付け装置。
2. 前記噴流ノズルは、前記吹き口面の近傍に設けられたノズルベース上に立設される請求項１に記載の局所はんだ付け装置。
3. 前記支持ピンは、その先端が弾性でもって前記ワークの下面を上方に押すようになされた請求項１に記載の局所はんだ付け装置。
4. 前記支持ピンは、前記ワークの下面において部品が取り付けられていない位置に接する請求項１に記載の局所はんだ付け装置。
5. 前記支持ピンは、前記ノズルベース上に前記噴流ノズルと共に立設されている請求項２に記載の局所はんだ付け装置。
6. 前記支持ピンは、前記ノズルベースの下側に配置されているベースユニット上に立設されている請求項２に記載の局所はんだ付け装置。
7. 前記支持ピンは、前記はんだ槽の壁面から立設されている請求項１に記載の局所はんだ付け装置。

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