JP2017006937A - 半田処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】鏝先の付着物をより効率良く除去することが可能な半田処理装置を提供する。
【解決手段】略筒状の鏝先を有する半田鏝を備え、前記鏝先を加熱することにより、前記鏝先内の半田片を溶融させる溶融処理、および、当該溶融処理を経て前記鏝先に付いた付着物を焼却する焼却処理を行う半田処理装置であって、前記焼却処理を行うときに、前記鏝先内に酸素を含む気体を通風させる半田処理装置とする。
【選択図】図４

Description

本発明は半田鏝を有する半田処理装置に関し、より詳細には、半田鏝の鏝先に付いた付着物を除去する半田処理装置に関するものである。

近年、多くの電気機器が電子部品を実装した電子回路を搭載している。電子回路の形成工程においては、半田鏝を用いた半田付けが利用される。例えば、配線基板に形成されたスルーホールに電子部品の端子やワイヤが挿入され、その先端部分をスルーホールの周囲に形成された配線パターン（ランド）に半田付けすることで、電子部品やワイヤの配線基板への実装固定がなされる。

半田付けの工程は、半田鏝の鏝先にて加熱溶融された半田が、配線基板へ供給されることにより実現される。例えば特許文献１に開示された装置は、半田片が供給されるように構成された半田鏝を備え、半田を加熱溶融させて半田付けを行う構成となっている。

特許第５１８４３５９号公報

半田鏝の鏝先は、半田付けが行われる度に溶融した半田が接触するため、ドロス（主に、フラックスの炭化物と半田の酸化物）が付着し易い。鏝先にこのような付着物が付くと、半田片などに効率良く熱を伝えることが難しくなり、半田の適切な加熱溶融が阻害される。

そのため、鏝先の付着物を除去するクリーニング工程が適宜必要となる。付着物を除去する手法としては、例えばドリルを用いて付着物を削り取る手法などもあるが、生産性や利便性等の観点から、より効率良く付着物を除去できる手法が望まれる。

本発明は上記問題点に鑑み、鏝先の付着物をより効率良く除去することが可能となる半田処理装置の提供を目的とする。

本発明に係る半田処理装置は、略筒状の鏝先を有する半田鏝を備え、前記鏝先を加熱することにより、前記鏝先内の半田片を溶融させる溶融処理、および、当該溶融処理を経て前記鏝先に付いた付着物を焼却する焼却処理を行う半田処理装置であって、前記焼却処理を行うときに、前記鏝先内に酸素を含む気体を通風させる構成とする。本構成によれば、鏝先の付着物をより効率良く除去することが可能となる。

また上記構成としてより具体的には、前記気体として、空気よりも酸素濃度の高い高濃度酸素気体が用いられる構成としてもよい。本構成によれば、前記通風させる気体として空気を用いる場合に比べ、鏝先の付着物をより一層効率良く除去することができる。

また上記構成としてより具体的には、供給される空気を用いて前記高濃度酸素気体を発生させる気体発生装置を備え、前記気体発生装置は、前記焼却処理を行うときに、前記高濃度酸素気体を前記鏝先内へ通風させる構成としてもよい。

また上記構成としてより具体的には、前記気体発生装置は、供給される空気を分離して、前記高濃度酸素気体と、空気よりも窒素濃度の高い高濃度窒素気体とを発生させる構成としてもよい。また当該構成において、前記気体発生装置は、前記溶融処理を行うときに、前記高濃度窒素気体を前記鏝先内へ通風させる構成としてもよい。

また上記構成としてより具体的には、前記気体発生装置は、前記溶融処理を行うときと前記焼却処理を行うときの間で、前記鏝先内への通風の流量を変化させる構成としてもよい。また上記構成としてより具体的には、前記焼却処理が完了した後に、高圧の空気を前記鏝先内へ通風させる構成としてもよい。

また上記構成としてより具体的には、前記溶融処理における前記鏝先の加熱と、前記焼却処理における前記鏝先の加熱とを、前記半田鏝に備えられた同じヒーターにより行う構成としてもよい。

また上記構成としてより具体的には、上下方向に伸びた前記鏝先の下側先端が、基板に接触または近接した状態で前記溶融処理を行い、溶融した半田を前記基板上へ供給するように形成された構成としてもよい。

また上記構成としてより具体的には、前記焼却処理を行う際、有底筒状の通風制御体が前記鏝先の周囲から下側までを覆うように配置される構成としてもよい。また上記構成としてより具体的には、少なくとも二つの前記半田鏝を備え、当該二つの半田鏝において、前記焼却処理が交互に行われる構成としてもよい。

本発明に係る半田処理装置によれば、鏝先の付着物をより効率良く除去することが可能となる。

第１実施形態にかかる半田付け装置の斜視図である。 図１に示された半田付け装置の断面図である。 カッター上刃の移動に関する説明図である。 クリーニング工程に関するフローチャートである。 窒素／酸素ガス発生装置の概略的な構成図である。 気体分離器に関する説明図である。 クリーニング工程に関する説明図である。 通風する気体の酸素濃度と付着物焼却時間の関係についてのグラフである。

本発明の実施形態について、図面を参照しながら以下に説明する。なお、本発明の内容は当該実施形態に何ら限定されるものではない。また以下の説明で用いる上下左右の方向は、図１に示す通りである。

［半田付け装置の全体構成等］
図１は、本実施形態に係る半田付け装置Ａ（半田処理装置の一形態）の斜視図であり、図２は、図１に示す半田付け装置Ａを平面Ｐ１（鏝先５の中心軸を含み、上下左右に広がる平面）で切断した場合の断面図である。なお、図１では図の見易さを考慮して、支持部１の一部を切断して表示している。

半田付け装置Ａは、上方から糸半田Ｗを供給し、下部に設けられた半田鏝Ｓａを利用し、半田鏝Ｓａの下方に配置される配線基板Ｂｄと電子部品Ｅｐを半田付けする装置である。図１および図２に示すように、半田付け装置Ａは支持部１、カッターユニット２、駆動機構３、半田送り機構６、及び半田鏝Ｓａを備えている。また図１および図２には図示していないが、半田付け装置Ａには、窒素／酸素ガス発生装置９０（図５を参照）や通風制御体を形成する各部１００ａ（図７を参照）も備えられている。

半田付け装置Ａは、治具Ｇｊに取り付けられた配線基板ＢｄのランドＬｄと、配線基板Ｂｄに配置された電子部品Ｅｐの端子とに溶融半田を供給し、接続固定を行う。半田付け装置Ａは上下左右を含む各方向に移動可能となるよう構成されている。

支持部１は、立設された平板状の壁体１１を備えている。カッターユニット２は、半田送り機構６によって送られた糸半田Ｗを所定長さの半田片に切断するものである。カッターユニット２は、摺動ガイド１３に固定されたカッター下刃２２と、カッター下刃２２の上部に配置され、摺動可能に配置されたカッター上刃２１とを備えている。また、カッターユニット２は、駆動機構３の後述する第２アクチュエーター３２によって、上下方向（カッター上刃２１の摺動方向と交差する方向）に駆動されるプッシャーピン２３を備えている（図２参照）。

図２に示すように、カッター上刃２１は、半田送り機構６にて送られた糸半田Ｗが挿入される貫通孔である上刃孔２１１と、プッシャーピン２３が挿入された貫通孔であるピン孔２１２とを備えている。上刃孔２１１の下端の辺縁部は切刃状に形成されている。

カッター下刃２２は、上刃孔２１１を貫通した糸半田Ｗが挿入される貫通孔である下刃孔２２１を備えている。下刃孔２２１の上端の辺縁部は切刃状に形成されている。上刃孔２１１と下刃孔２２１とは、糸半田Ｗが挿入されている状態で、糸半田Ｗと交差する方向にずれることで、互いの切刃によって糸半田Ｗを半田片に切断する。

上刃孔２１１とピン孔２１２とは、カッター上刃２１の摺動方向に並んで設けられている。カッター上刃２１は、上刃孔２１１と下刃孔２２１とが上下に重なる位置と、ピン孔２１２と下刃孔２２１とが上下に重なる位置との間を摺動する。

図２に示すように、駆動機構３は、カッター下刃２２に固定されカッター上刃２１を摺動させる第１アクチュエーター３１と、カッター上刃２１に取り付けられ、プッシャーピン２３を駆動する第２アクチュエーター３２とを備えている。

第１アクチュエーター３１は、カッター下刃２２に固定されたシリンダー３１１と、シリンダー３１１の内部に配置され、供給される空気の圧力で伸縮するピストンロッド３１２とを備えている。ピストンロッド３１２の先端部分がカッター上刃２１に固定されており、ピストンロッド３１２の伸縮動作によってカッター上刃２１が摺動する。

なお、図２に示す半田付け装置Ａでは、第１アクチュエーター３１のピストンロッド３１２がシリンダー３１１から最も突出したとき、カッター上刃２１が図中左端にあり、上刃孔２１１が下刃孔２２１と上下に重なるようになっている。また図３に示すように、ピストンロッド３１２がシリンダー３１１に収納されたとき、カッター上刃２１が図中右端に移動し、ピン孔２１２が下刃孔２２１と上下に重なるようになっている。

第２アクチュエーター３２は、カッター上刃２１に固定されたシリンダー３２１と、シリンダー３２１の内部に配置され、空気圧で伸縮するピストンロッド３２２とを備えている。ピストンロッド３２２の先端にはプッシャーピン２３が固定されている。

第２アクチュエーター３２は、ピン孔２１２と下刃孔２２１とが上下に重なっている状態のとき、ピストンロッド３２２を伸長させることで、プッシャーピン２３を下刃孔２２１に挿入し、ピストンロッド３２２をシリンダー３２１に収容することでプッシャーピン２３を下刃孔２２１から抜く。カッターユニット２によって切断された半田片が下刃孔２２１に残っている場合でも、このプッシャーピン２３の動作によって、押し出される。

半田送り機構６は、糸半田Ｗを供給するものであり、糸半田Ｗを送る一対の送りローラ６１と、送りローラ６１で送られる糸半田Ｗをガイドするガイド管６２とを備えている。一対の送りローラ６１は、支持部１に取り付けられており、糸半田Ｗを挟むとともに、回転することで糸半田Ｗを下方に送る。送りローラ６１は回転角度（回転数）によって、送り出した糸半田の長さを決定している。

ガイド管６２は、弾性変形可能な管体であり、上端は、送りローラ６１の糸半田Ｗが送り出される部分に近接して配置されている。また、ガイド管６２の下端はカッター上刃２１の摺動に追従して移動するものであり、上刃孔２１１に連結されている。ガイド管６２はカッター上刃２１が摺動する範囲で引っ張られたり、突っ張ったりしないように設けられている。

カッター下刃２２の下部には、窒素や空気を下刃孔２２１に送り込むための通気経路２２５が設けられている。また図１および図２に示すように、半田鏝Ｓａは、カッターユニット２の下方に固定されている。半田鏝Ｓａの詳細について以下に説明する。

半田鏝Ｓａは、ヒーターユニット４と、ヒーターユニット４に取り付けられた鏝先５を備えている。図２に示すように、ヒーターユニット４は、通電によって発熱するヒーター４１と、ヒーター４１を取り付けるためのヒーターブロック４２と、ヒーターブロック４２を保持するヒーターブロック保持部４３とを備えている。

ヒーターブロック４２は円筒形状を有しており、外周面には、ヒーター４１が巻き付けられている。ヒーターブロック４２は、軸方向の下端部に鏝先５をとりつけるための断面円形状の凹部４２１と、凹部４２１の底部の中心部から反対側に貫通する半田供給孔４２２とを備えている。

ヒーターブロック保持部４３は、平板状の本体部に形成された貫通孔を備えている。この貫通孔にヒーターブロック４２を圧入することで、ヒーターブロック４２はヒーターブロック保持部４３に保持されている。ヒーターブロック保持部４３を支持部１に取り付けることで、半田鏝Ｓａが支持部１に固定される。図２に示すように、カッター下刃２２の下刃孔２２１は、ヒーターブロック４２の半田供給孔４２２に連通している。

鏝先５は、半田に対して非濡れ性の部材であり、上下方向（軸方向）に伸びる円筒形状となっている。鏝先５の中央部分には、軸方向に延びる半田孔５１が形成されている。鏝先５は、高い熱伝導率を有する材料、例えば、炭化ケイ素、窒化アルミ等のセラミックやタングステン等の金属によって形成されていることが好ましい。

鏝先５は、半田鏝Ｓａの本体に対して着脱可能であり、装着時には上部がヒーターブロック４２の凹部４２１に挿入して配置され、下端部がヒーターブロック４２より下方に突出する。この状態において、鏝先５の半田孔５１と半田供給孔４２１とが連通する。カッターユニット２で切断された糸半田は、下刃孔２２１から半田供給孔４２１を介して半田孔５１に供給される。

半田鏝Ｓａで半田付けを行う場合、ヒーターブロック４２を介してヒーター４１の熱が伝達され、その熱で半田孔５１に供給された半田片を溶融する。半田付け装置Ａによれば、筒形状の鏝先５の先端を、配線基板ＢｄのランドＬｄに接触させた状態で半田付けを行うことが出来る。これにより、半田やフラックスヒューム等の飛び散りを抑制することが可能である。

半田鏝Ｓａには、鏝先５の温度を検出するように配置された第１熱電対７１（以下、「温度検出手段」と称することがある）が備えられている。温度検出手段による鏝先５の温度の検出結果は、半田片を溶融させて半田付けが可能となるように、ヒーター４１による加熱を適切に制御するための情報として利用される。また温度検出手段による鏝先５の温度の検出結果は、後述するクリーニング工程において、ヒーター４１による加熱を制御するためにも利用される。

なお、半田鏝Ｓａには、ヒーターブロック４２の温度を検出するように配置された第２熱電対７２も備えられており、ヒーター４１による加熱をより精度良く制御する用途等に利用される。なお、第２熱電対７２の設置は省略されても良く、鏝先５の温度を検出する手段としては、熱電対以外の手段が利用されても構わない。

また半田付け装置Ａに備えられた窒素／酸素ガス発生装置９０（気体発生装置の一形態）は、図５に示すように、圧縮空気流入口９１、エアードライヤー９２、エアーフィルター（０．３μｍ）９３、ミストフィルター（０．０１μｍ）を有する圧力レギュレーター９４、ストップバルブ９５、二つのデジタル流量計（９６ａ、９６ｂ）、および二つの吐出口（９７ａ、９７ｂ）が設けられている。

圧縮空気流入口９１には、外部から圧縮空気が流入する。圧縮空気流入口９１に流入した圧縮空気は、エアードライヤー９２およびエアーフィルター９３を順に通り、これらによる処理済みの圧縮空気Ｐ１として窒素／酸素ガス発生装置９０の本体（図５の右側に示す略直方体の装置）へ送られる。

この本体内には、ミストフィルターを有する圧力レギュレーター９４や気体分離器などが設けられている。図６は、この気体分離器９８の構成例を示している。本図に示す気体分離器９８は、窒素富化膜としてポリイミド性の中空糸を用いた中空糸膜（中空糸分離膜）９８ａを有している。中空糸膜９８ａは、中空糸が空気中の窒素より酸素を透過し易い性質を利用して、空気から窒素リッチガス（空気よりも窒素濃度の高い高濃度窒素気体）と酸素リッチガス（空気よりも酸素濃度の高い高濃度酸素気体）を分離する役割を果たす。

図６に示すように、圧縮空気Ｐ１が中空糸の内側を流れていく間に、酸素が選択的に膜を透過する。その結果、主に膜を透過したものが酸素リッチガスとして得られ、透過せずに中空糸膜９８ａの出口に達したものが窒素リッチガスとして得られる。気体分離器９８を有する窒素／酸素ガス発生装置９０は、供給される空気（圧縮空気Ｐ１）を分離して、酸素リッチガスと窒素リッチガスとを発生させることが可能である。

また窒素／酸素ガス発生装置９０の本体内には、圧縮空気Ｐ１と気体分離器９８を繋ぐ経路（配管等）を開閉するストップバルブ９５が設けられている。また当該本体内には、圧縮空気Ｐ１、窒素リッチガス、および酸素リッチガスのそれぞれを通す経路が設けられており、更にこれらの経路ごとに開閉制御を可能とするバルブも設けられている。これにより窒素／酸素ガス発生装置９０は、窒素リッチガス、酸素リッチガス、および高圧のエアー（エアーブロー用の空気）を、選択的に発生させて出力することが可能である。

また窒素／酸素ガス発生装置９０の本体には、窒素リッチガスの流量を検出するデジタル流量計９６ａと、酸素リッチガスまたは高圧エアーの流量を検出するデジタル流量計９６ｂが設けられており、これらの流量を制御可能としている。生成された窒素リッチガス、酸素リッチガス、或いは高圧エアーは、吐出口（９７ａ、９７ｂ）から通気経路２２５側へ吐出可能である。

また半田付け装置Ａには、当該装置が正常に機能するように各種動作を制御する制御機構ＣＳ（不図示）が設けられている。制御機構ＣＳは、例えばＭＰＵやＣＰＵ等の論理回路を備え、第１アクチュエーター３１、第２アクチュエーター３２、ヒーター４１、ローラ６１、および窒素／酸素ガス発生装置９０等を制御する機能を有している。また制御機構ＣＳは、半田付け装置Ａ（半田鏝Ｓａを含む）の移動を制御する機能も有しており、更に、温度検出手段の検出結果を継続的に取得することが可能である。

制御機構ＣＳは、半田付けが適切に遂行されるように各部を制御する。より具体的に説明すると、制御機構ＣＳは、鏝先５内に供給された半田片を用いて半田付けを行うための半田付け工程、および、鏝先５に付着したドロス等を除去するためのクリーニング工程が適宜行われるように、半田付け装置Ａの各部を制御する。

なお、半田付け工程には、鏝先５内の半田片を溶融させる溶融処理が含まれ、クリーニング工程には、当該溶融処理を経て鏝先５に付いた付着物を焼却する焼却処理が含まれる。以下、半田付け工程およびクリーニング工程の内容について、より具体的に説明する。

［半田付け工程］
半田付け工程の際、制御機構ＣＳは、鏝先５の先端が配線基板Ｂｄへ近づくように（或いは接触するように）半田鏝Ｓａを移動させる。その後に制御機構ＣＳは、糸半田Ｗから半田片が切り出されるようにローラ６１と各アクチュエーター（３１、３２）を制御し、鏝先５の内部に半田片が供給されるようにする。

また制御機構ＣＳは、この半田片が溶融するようにヒーター４１による加熱を制御し、
配線基板Ｂｄ上において、当該半田片を用いた半田付けが達成されるようにする。なお、この際に制御機構ＣＳは、例えば、鏝先５の温度が約４００℃となるようにヒーター４１による加熱を制御する。このように半田付け装置Ａは、鏝先５の先端が配線基板Ｂｄに接触または近接した状態で溶融処理を行い、溶融した半田を配線基板Ｂｄ上へ供給するように形成されている。

またこのとき制御機構ＣＳは、窒素リッチガスを鏝先５内へ供給するように窒素／酸素ガス発生装置９０を制御する。これにより窒素／酸素ガス発生装置９０は、溶融処理を行うときに、窒素リッチガスを鏝先５内へ通風させる。なお、この際の通風量は、フラックスヒューム（煙）の上昇が抑えられる量に設定される。窒素は不活性気体であるため、半田の酸化を促進させることもなく、当該通風は半田付け工程の支障とはならない。

［クリーニング工程］
クリーニング工程は、例えば、所定の周期で実行されるようにしても良く、半田付け工程が既定回数行われる毎に実行されるようにしても良い。なお、クリーニング工程を行う前に、制御機構ＣＳは、半田鏝Ｓａを半田付け工程の場合より上方の位置に移動させる。さらに焼却したドロスが基板Ｂｄ上に落下しないように、基板Ｂｄまたは半田付け装置Ａのいずれかを左右どちらか一方に移動させておくことが好ましい。クリーニング工程の流れについて、図４に示すフローチャートを参照しながら以下に説明する。

クリーニング工程の際、まず制御機構ＣＳは、半田付け装置Ａをクリーニング動作状態に移行させる（ステップＳ１）。すなわち制御機構ＣＳは、（１）ヒーター４１による高温加熱を開始させる制御、（２）鏝先５内へ酸素リッチガスの通風を開始させる制御、および（３）通風制御体をセットする制御の各々を行う。これら（１）〜（３）の制御について、以下、より詳細に説明する。

（１）ヒーター４１による高温加熱を開始させる制御
制御機構ＣＳは、鏝先５の温度を上げるためヒーター４１による加熱を開始させる。なお、このとき制御機構ＣＳは、先述した半田付け工程での溶融処理を行う際に比べて、ヒーター４１の温度を高くする。これにより、溶融処理を行う際に比べて鏝先５の加熱が強められ、鏝先５に付着したドロスをより早く焼却して（焼却処理に要する時間を短くして）、半田付け装置Ａの動作効率を上げることが可能である。

なお、ドロスに含まれるカーボンの焼却温度に関して、例えば、鏝先５の温度が約４００℃以上でカーボンは焼却され得るが、約４３０℃とすれば５〜６分程度でカーボンを焼却可能であり、更に約５００℃とすれば１〜２分程度で焼却可能となる。クリーニング工程を１分程度に抑えたい場合には、例えば鏝先５が５００℃以上となるように、ヒーター４１による加熱を制御することが望ましい。

（２）鏝先５内へ酸素リッチガスの通風を開始させる制御
半田付け装置Ａは、上下方向に伸びた鏝先５の上方にヒーター４１が設けられており、ヒーター４１の発生させた熱が下方の鏝先５へ伝わることによって、鏝先５が加熱される構造となっている。そこで制御機構ＣＳは、酸素リッチガスを鏝先５内へ供給するように窒素／酸素ガス発生装置９０を制御する。

これにより窒素／酸素ガス発生装置９０は、焼却処理を行うときに、酸素リッチガスを鏝先５内へ通風させる。その結果、鏝先５内において上から下へ向けた通風が開始され、ヒーター４１から鏝先５へより効率良く熱を伝えることができるため、鏝先５の温度上昇をより加速させることが可能である。

更にこのときの通風には酸素リッチガスが使用されているため、普通の空気を使用する場合に比べて、ドロスの燃焼が促進される。そのため、少ない通風量でもドロスの燃焼が効果的に行われ、ドロスの焼却除去をより確実に達成することが可能である。

ここで参考のため、ヒーター４１の設定温度を５００℃とし、通風する気体の酸素濃度と付着物（ドロス）焼却時間との関係を実験的に調査した結果を、図８のグラフに示す。当グラフでは、横軸が通風する気体の酸素濃度（％）を示し、縦軸が付着物の焼却時間（ｍｉｎ）を示している。また実線のグラフは、通風量を０．２Ｌ／ｍｉｎとした場合の関係を示し、破線のグラフは、通風量を０．４Ｌ／ｍｉｎとした場合の関係を示している。

図８のグラフから明らかな通り、何れの通風量の場合であっても、酸素濃度が高くなるほど焼却時間が短縮されている。また通常の空気（酸素濃度は約２１％）を通風するだけでも、通風をしない場合に比べて焼却時間を短縮することが可能であるが、より酸素濃度の高い気体を通風することによって、それ以上に焼却時間を短縮することが可能である。本実施形態の窒素／酸素ガス発生装置９０は、ドロスの燃焼を十分にアシストする酸素濃度（例えば３０〜５０％程度）の酸素リッチガスを発生し得るように、適切に構成されている。

なお、窒素／酸素ガス発生装置９０は、溶融処理を行うとき（窒素リッチガスを通風させるとき）と焼却処理を行うとき（酸素リッチガスを通風させるとき）の間で、鏝先５内への通風の流量を変化させるようにしても良い。例えば、窒素リッチガスを通風させるときには、フラックス気化の上昇を抑える観点から最適な流量とし、酸素リッチガスを通風させるときには、熱伝達の観点から最適な流量とすれば良い。一般的には、酸素リッチガスを通風させるときの流量は、窒素リッチガスを通風させるときの流量よりも小さくされる。

（３）通風制御体をセットする制御
上述した鏝先５内の通風により、鏝先５を、主に内面側から効率良く加熱することが可能である。更に本実施形態では、この通風を利用して鏝先５の温度上昇をより一層加速させるように、有底筒状（容器型）の通風制御体１００が鏝先５の周囲から下側までを覆うようにセットされる（図７（ｂ）を参照）。この通風制御体の構成および利用形態について、図７を参照しながら以下に説明する。

図７（ａ）は、通風制御体１００がセットされる前の状態を示している。通風制御体１００は、これを半割りとした左右各部１００ａに分割可能となっている。このように通風制御体１００は、左右方向（上下方向と直交する方向）へ分割可能となっており、制御機構ＣＳは、分割された左右各部１００ａの位置を制御することができる。これらの左右各部１００ａは、通常時には半田付け工程を阻害しないように、半田鏝Ｓａの左右それぞれへ離れた位置で待機する。

そしてクリーニング工程での焼却処理が行われる際、制御機構ＣＳは、左右に分割された通風制御体の各部１００ａを、図７（ａ）に白抜矢印で示す方向（鏝先５へ向かう方向）へ移動させる。これにより図７（ｂ）で示すように、分割されている通風制御体の各部１００ａが結合して有底筒状の通風制御体１００が形成される。本実施形態ではこのような形態で通風制御体１００が形成されるため、通風制御体１００が半田付け工程を阻害しないようにしつつ、必要なときに通風制御体１００を利用することが可能である。

通風制御体１００は、図７（ｂ）で示す通り、鏝先５の周囲から下側までを覆うように（鏝先５に下方から容器を被せたように）配置される。そのため先述した鏝先５内の通風がなされると、図７（ｃ）に点線矢印で示すように、鏝先５の下端から排出された高温のエアーが鏝先５の外壁に沿って上方へ向かう。これにより、当該通風を利用して鏝先５の温度上昇をより一層加速させることが出来る。

なお、通風制御体１００は、図７（ｂ）の破線枠内に示すように、断熱材１０１により形成された有底筒状の内面に、熱の反射率を高める部材（本実施形態では反射板１０２）が設けられている。そのため通風を利用して鏝先５をより効率良く加熱することができ、鏝先５の温度上昇を加速させることができる。

また通風制御体１００は、鏝先５に下方から容器を被せたような格好で配置されるため、クリーニング工程で剥離したドロスを底面で受けることが可能である。これにより、剥離したドロスが散乱しないようにし、後で当該ドロスを簡潔に回収することが可能となっている。

図４に戻り、ステップＳ１の制御を行った後、制御機構ＣＳは、加熱に関する既定条件（鏝先５に付着したドロスの焼却が見込まれる条件）が満たされるまで、ヒーター４１による加熱および通風が継続されるようにする（ステップＳ２）。この既定条件の内容は、ドロスの焼却が適切に達成され得る限り、特に限定されない。

例えば、５００℃以上の温度が２分間維持されると、鏝先５に付着したドロスがほぼ完全に焼却されることが判っていれば、これに基づいて既定条件をすれば良い。すなわちこの場合は、温度検出手段の検出温度が５００℃以上となっている時間が計測され、「当該計測時間が２分に達した」という条件が満たされるまで加熱および通風が継続されるようにしても良い。

また、ドロスを焼却するために要する加熱時間が予め判明している場合には、ヒーター４１による加熱の実行時間が制御されるようにしても良い。例えば、加熱開始から約１５分でドロスが焼却されることが経験的に判明していれば、ヒーター４１の実行時間が１５分に制御される（すなわち、加熱開始から１５分後に加熱が停止される）ようにしても良い。

上述した既定条件が満たされると（ステップＳ２のＹｅｓ）、制御機構ＣＳは、ヒーター４１による加熱を終了させる。そして次に制御機構ＣＳは、高圧エアーを鏝先５内へ供給するように窒素／酸素ガス発生装置９０を制御する。すなわち制御機構ＣＳは、鏝先５内においてより風量の高いエアーブローがなされるように、窒素／酸素ガス発生装置９０を制御する（ステップＳ３）。これにより焼却処理が完了した後、高圧の空気が鏝先５内へ通風されることになる。

鏝先５に付着していたドロスは、焼却された状態で未だ鏝先５に付いている可能性がある。そこでステップＳ３の処理では、エアーブローによりこれを吹き飛ばし、ドロスが完全に除去されるようにする。焼却済みのドロスには付着力が殆どなく、気体を当てるだけで容易に除去可能である。

ステップＳ３の処理が完了すると、エアーブローが停止されるとともに、通風制御体１００は再び左右に分割して鏝先５から離れた位置へ移動する。なお、この移動は、ステップＳ３の処理が開始される前に行われるようにしても構わない。ここまでの処理が完了すると、今回のクリーニング工程は終了する。

以上に説明した通り、本実施形態の半田付け装置Ａは、筒状の鏝先５を有する半田鏝Ｓａを備え、鏝先５を加熱することにより、鏝先５内の半田片を溶融させる溶融処理、および、溶融処理を経て鏝先５に付いた付着物を焼却する焼却処理を行う。そして半田付け装置Ａは、この焼却処理を行うときに、鏝先５内に酸素を含む気体を通風させる。

そのため半田付け装置Ａによれば、例えばドリルを用いて付着物を削り取る手法が採用される場合などに比べて、効率良く付着物を除去することが可能である。なお、単に鏝先５を加熱して付着物を燃焼する場合に比べ、酸素を含む気体を通風させることで付着物の燃焼が促進されるため、より効率よく付着物を除去することができる。特に本実施形態では、空気よりも酸素濃度の高い酸素リッチガスを通風させることから、空気を通風させる場合に比べても、より一層効率よく付着物を除去することが可能である。

また本実施形態では、半田付け工程での溶融処理における鏝先５の加熱と、クリーニング工程での焼却処理における鏝先５の加熱とが、半田鏝Ｓａに設けられた同じヒーター４１により行われる。このように加熱手段（ヒーター）の共用が図られているため、その分、半田付け装置Ａの構成が簡素化されている。但し、溶融処理における鏝先５の加熱と焼却処理における鏝先５の加熱とを、別個に設けられた加熱手段それぞれで行うようにしても構わない。この場合は、それぞれの加熱手段を、対応する用途に最適化した構成とすることが可能である。

なお、本実施形態の半田付け装置Ａは１個の半田鏝Ｓａを備えているが、２個またはそれ以上の半田鏝Ｓａを備えた構成としても良い。特に１個の半田鏝Ｓａを備えた構成（１ヘッド型）の場合、クリーニング工程の時間の長さは半田付けの作業効率（単位時間あたりに半田付けが可能となる回数）に大きく影響する。そのため上述した通風や通風制御体１００等を用いて鏝先５の加熱を促進し、クリーニング工程を短時間で完了させ得ることが非常に望ましい。

また、例えば二つの半田鏝Ｓａを備えた構成（２ヘッド型）として、それぞれの半田鏝Ｓａが交互に半田付けを行うようにした場合には、一方の半田鏝Ｓａが半田付け工程に用いられている間に、他方の半田鏝Ｓａについてクリーニング工程を実施すれば良い。この場合には、当該二つの半田鏝Ｓａにおいて焼却処理が交互に行われ、タクト時間の短縮等の観点から好ましい状態となる。またこの場合にも、それぞれの半田鏝Ｓａに対するクリーニング工程を出来るだけ短時間で完了させ得ることで、半田付けの作業効率を向上させることが出来る。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこの内容に限定されるものではない。また本発明の実施形態は、発明の趣旨を逸脱しない限り、種々の改変を加えることが可能である。

本発明は、例えば自動的に半田付けを行う半田処理装置等に利用可能である。

１ 支持部
１１ 壁体
１３ 摺動ガイド
２ カッターユニット
２１ カッター上刃
２１１ 上刃孔
２１２ ピン孔
２２ カッター下刃
２２１ 下刃孔
２３ プッシャーピン
３ 駆動機構
３１ 第１アクチュエーター
３１１ シリンダー
３１２ ピストンロッド
３２ 第２アクチュエーター
３２１ シリンダー
３２２ ピストンロッド
４ ヒーターユニット
４１ ヒーター（加熱手段）
４２ ヒーターブロック
４２１ 凹部
４２２ 半田供給孔
４３ ヒーターブロック保持部
５ 鏝先
５１ 半田孔
６ 半田送り機構
６１ 送りローラ
６２ ガイド管
７１ 第１熱電対
７２ 第２熱電対
９０ 窒素／酸素ガス発生装置（気体発生装置）
１００ 通風制御体
１００ａ 分割された通風制御体の各部
Ａ 半田付け装置
Ｓａ 半田鏝
Ｗ 糸半田
Ｂｄ 配線基板
Ｅｐ 電子部品
Ｌｄ ランド

Claims (11)

1. 略筒状の鏝先を有する半田鏝を備え、
   前記鏝先を加熱することにより、前記鏝先内の半田片を溶融させる溶融処理、および、当該溶融処理を経て前記鏝先に付いた付着物を焼却する焼却処理を行う半田処理装置であって、
   前記焼却処理を行うときに、前記鏝先内に酸素を含む気体を通風させることを特徴とする半田処理装置。
2. 前記気体として、空気よりも酸素濃度の高い高濃度酸素気体が用いられる請求項１に記載の半田処理装置。
3. 供給される空気を用いて前記高濃度酸素気体を発生させる気体発生装置を備え、
   前記気体発生装置は、
   前記焼却処理を行うときに、前記高濃度酸素気体を前記鏝先内へ通風させる請求項２に記載の半田処理装置。
4. 前記気体発生装置は、
   供給される空気を分離して、前記高濃度酸素気体と、空気よりも窒素濃度の高い高濃度窒素気体とを発生させることが可能である請求項３に記載の半田処理装置。
5. 前記気体発生装置は、
   前記溶融処理を行うときに、前記高濃度窒素気体を前記鏝先内へ通風させる請求項４に記載の半田処理装置。
6. 前記気体発生装置は、
   前記溶融処理を行うときと前記焼却処理を行うときの間で、前記鏝先内への通風の流量を変化させる請求項５に記載の半田処理装置。
7. 前記焼却処理が完了した後に、高圧の空気を前記鏝先内へ通風させる請求項１から請求項６の何れかに記載の半田処理装置。
8. 前記溶融処理における前記鏝先の加熱と、前記焼却処理における前記鏝先の加熱とを、前記半田鏝に備えられた同じヒーターにより行う請求項１から請求項７の何れかに記載の半田処理装置。
9. 上下方向に伸びた前記鏝先の下側先端が、基板に接触または近接した状態で前記溶融処理を行い、
   溶融した半田を前記基板上へ供給するように形成された請求項１から請求項８の何れかに記載の半田処理装置。
10. 前記焼却処理を行う際、有底筒状の通風制御体が前記鏝先の周囲から下側までを覆うように配置される請求項９に記載の半田処理装置。
11. 少なくとも二つの前記半田鏝を備え、
    当該二つの半田鏝において、前記焼却処理が交互に行われる請求項１から請求項１０の何れかに記載の半田処理装置。