JP2017098313A - Anti-warp fitting and dip soldering machine using the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ディップはんだを必要とするプリント基板上の電子部品接続用の銅箔部分とプリント基板に実装された電子部品のリード端子を、融解したはんだ槽内のはんだで接合するディップはんだ装置およびプリント基板の反りを抑制する反り止め金具に関するものである。 The present invention relates to a dip soldering apparatus for joining a copper foil portion for connecting an electronic component on a printed circuit board that requires dip soldering and a lead terminal of the electronic component mounted on the printed circuit board with solder in a molten solder bath, and The present invention relates to a warp stopper that suppresses warping of a printed board.
従来、電子部品を実装したプリント基板のはんだ付けには、量産性に優れたディップはんだ装置を用いて電子部品リード端子とプリント基板をはんだ付けする生産方法が知られている(例えば、特許文献1参照)。 Conventionally, for soldering a printed circuit board on which an electronic component is mounted, a production method is known in which an electronic component lead terminal and a printed circuit board are soldered using a dip soldering apparatus having excellent mass productivity (for example, Patent Document 1). reference).
図5は、従来のディップはんだ装置の内部構成を示す側断面図である。以下、その構成および動作について説明する。電子部品が実装されたプリント基板Pはプリント基板搬入口101からディップはんだ装置の搬送レ−ル上に乗せることで、装置内のプリント基板搬送用コンベア102によって自動的にディップはんだ装置内を矢印X方向に搬送され、順にフラックス塗布工程103、予備加熱工程104(フラックス活性化)、はんだ付け工程105(プリント基板のランド部と電子部品端子部接合)、プリント基板冷却工程106が実施され、全ての工程完了後、プリント基板搬出口107からプリント基板Pが搬出される仕組みとなっている。
FIG. 5 is a side sectional view showing an internal configuration of a conventional dip soldering apparatus. The configuration and operation will be described below. The printed circuit board P on which electronic components are mounted is placed on the transport rail of the dip soldering apparatus from the printed circuit board carry-in
はんだ付け工程105では、255±5℃で融解されたはんだ108を入れたはんだ槽109内に設置された、1次はんだ噴流口110ではんだ108を勢い良くはんだ付け箇所に噴流しはんだ108を粗く付着させ、2次はんだ噴流口111では前工程で粗く付着されたはんだ108を、ソフトウエ−ブのはんだ流動でブリッジ箇所や、銅箔面が露出していない箇所のはんだ除去を行う。このようなディップはんだ装置のはんだ槽109内には、図6に示すように、はんだ槽109内部の溶融されたはんだ108の温度を均一に保ち、安定した金属組成に保つため、撹拌装置としてモータ114が設けられている。
In the
また、プリント基板Pの大きさや厚さや材質によってははんだ槽109からの熱によるプリント基板Pの反りが発生する場合があり、この反りを抑制するため、プリント基板搬送用コンベア102の搬送レ−ルと平行にプリント基板Pのほぼ中央付近に対向させて、図7に示すような平板形状の反り止め金具112を設けることが行なわれる。
In addition, depending on the size, thickness, and material of the printed circuit board P, the printed circuit board P may be warped due to heat from the
上記のように、ディップはんだ槽装置で搬送されるプリント基板Pの材料は、はんだ槽109内の融解はんだ温度でプリント基板Pのガラス転移点(Tg)を超えてしまいプリント基板Pに反りが発生するといった課題がある。その対策として、上記のような反り止め金具112が設置され、はんだ槽109からの熱によるプリント基板Pの反りを抑制している。
As described above, the material of the printed circuit board P conveyed by the dip solder bath apparatus exceeds the glass transition point (Tg) of the printed circuit board P at the molten solder temperature in the
しかしながら、このような従来の反り止め金具およびこれを用いたディップはんだ装置では、反り止め金具112ははんだ槽109内に浸って設置をされているため、プリント
基板Pと電子部品の接合の際にプリント基板Pがはんだ槽109内のはんだ108に浸った際、反り止め金具112近傍の電子部品端子、ランド部にはんだ108が付着しないといった課題が有る。
However, in such a conventional warp stopper and a dip soldering apparatus using the same, the
すなわち、従来の反り止め金具112は、図7に示す通り、単純な平板形状の構造となっているため、はんだ槽内109での反り止め金具112、プリント基板Pと融解されたはんだ108の状態を解析をすると、反り止め金具112とプリント基板Pの接触部は、はんだ108の表面張力により融解されたはんだ108がプリント基板Pに触れていない隙間Sが広範囲に発生している(図4(c)参照)。このことが、赤目の発生等のはんだ付け品質の低下を招いている。
That is, the conventional
本発明は、このような課題を解決するため、プリント基板上に実装された電子部品端子とプリント基板銅箔部分とのはんだ接続を行った際に発生する赤目等の不具合を減らし、ディップはんだ時におけるはんだ品質を向上できる反り止め金具およびこれを用いたディップはんだ装置を提供することを目的としている。 In order to solve such a problem, the present invention reduces defects such as red eyes that occur when soldering between the electronic component terminal mounted on the printed circuit board and the copper foil portion of the printed circuit board, and during dip soldering. It is an object of the present invention to provide a warp stopper and a dip soldering apparatus using the same.
前記目的を達成するため、本発明の反り止め金具およびこれを用いたディップはんだ装置は、はんだ付けされるプリント基板のはんだ付け面と対向する部分に融解されたはんだの流動性を遮らない構造を持つ、もしくは板状に形成し、その主面に融解されたはんだの表面張力による悪影響を抑制する構造を持つことを特徴とするはんだ付けされるプリント基板の反りを抑制する反り止め金具、およびこれを用いたディップはんだ装置である。 In order to achieve the above-mentioned object, the warp fixing metal fitting and the dip soldering apparatus using the same according to the present invention have a structure that does not block the fluidity of the melted solder at the portion facing the soldering surface of the printed circuit board to be soldered. An anti-warping metal fitting for suppressing warpage of a printed circuit board to be soldered, characterized in that it has a structure that has a structure that suppresses adverse effects due to the surface tension of solder melted on its main surface, or has a plate shape, and this It is a dip soldering device using
これにより、はんだ槽からの熱によるプリント基板の反りを抑制するという本来の機能を維持しつつ、確実にプリント基板と融解されたはんだが接触するようにしたり、表面張力による悪影響を小さくしたりして、反り止め金具とプリント基板との接触近傍の融解されたはんだを確実にプリント基板に付着させることができるので、反り止め金具近傍の赤目の発生を抑制することが可能となる。 As a result, while maintaining the original function of suppressing warping of the printed circuit board due to heat from the solder bath, the printed circuit board and the melted solder can be surely brought into contact with each other, or the adverse effects of surface tension can be reduced. As a result, the melted solder in the vicinity of the contact between the warp stopper and the printed board can be reliably attached to the printed board, so that the occurrence of red eyes in the vicinity of the warp stopper can be suppressed.
本発明の反り止め金具およびこれを用いたディップはんだ装置によれば、反り止め金具近傍の赤目の発生を抑制することで、高品質なはんだ付けが実現でき、管理面でも大幅に管理工数を減らすことが可能となる。更にはんだ付けされたプリント基板の品質が向上することで、ディップはんだ後の目視検査、はんだコテを使用した修正人員も大幅に削減ができ、同時にはんだ修正手作業による2次不良の発生を抑制することが可能となり、生産性、コストに優れ、高品質な製品を実現することが可能となる。 According to the warp fitting and the dip soldering apparatus using the same according to the present invention, high-quality soldering can be realized by suppressing the occurrence of red eyes near the warp fitting, and the management man-hour is greatly reduced in terms of management. It becomes possible. Furthermore, by improving the quality of the soldered printed circuit board, the visual inspection after dip soldering and the number of correction personnel using soldering iron can be greatly reduced, and at the same time, the occurrence of secondary defects due to manual solder correction is suppressed. It becomes possible to realize a high-quality product with excellent productivity and cost.
第1の発明の反り止め金具は、はんだ付けされるプリント基板のはんだ付け面と対向する部分に融解されたはんだの流動性を遮らない構造を持つことにより、反り止め金具近傍の赤目の発生を抑制することで、高品質なはんだ付けが実現でき、管理面でも大幅に管理工数を減らすことが可能となる。更にはんだ付けされたプリント基板の品質が向上することで、ディップはんだ後の目視検査、はんだコテを使用した修正人員も大幅に削減ができ、同時にはんだ修正手作業による2次不良の発生を抑制することが可能となり、生産性、コストに優れ、高品質な製品を実現することが可能となる。 The warp fitting of the first invention has a structure that does not block the fluidity of the melted solder at the portion facing the soldering surface of the printed circuit board to be soldered, thereby preventing red eyes near the warp fitting. By suppressing, high-quality soldering can be realized, and management man-hours can be greatly reduced in terms of management. Furthermore, by improving the quality of the soldered printed circuit board, the visual inspection after dip soldering and the number of correction personnel using soldering iron can be greatly reduced, and at the same time, the occurrence of secondary defects due to manual solder correction is suppressed. It becomes possible to realize a high-quality product with excellent productivity and cost.
第2の発明の反り止め金具は、上記第1の発明において、前記プリント基板のはんだ付け面と対向する部分に複数の凹部を設けたことにより、比較的単純な構成によって流動性を遮らない構造を実現でき、反り止め金具近傍の赤目の発生を抑制することが可能となる。 A warp stopper according to a second aspect of the present invention is the structure according to the first aspect, wherein a plurality of recesses are provided in a portion facing the soldering surface of the printed circuit board so that the fluidity is not obstructed by a relatively simple configuration. It is possible to suppress the occurrence of red eyes near the warp stopper.
第3の発明の反り止め金具は、板状に形成し、その主面に融解されたはんだの表面張力による悪影響を抑制する構造を持つことにより、反り止め金具近傍の赤目の発生を抑制することで、高品質なはんだ付けが実現でき、管理面でも大幅に管理工数を減らすことが可能となる。更にはんだ付けされたプリント基板の品質が向上することで、ディップはんだ後の目視検査、はんだコテを使用した修正人員も大幅に削減ができ、同時にはんだ修正手作業による2次不良の発生を抑制することが可能となり、生産性、コストに優れ、高品質な製品を実現することが可能となる。 The warp stop fitting of the third invention is formed in a plate shape and has a structure that suppresses the adverse effect due to the surface tension of the melted solder on its main surface, thereby suppressing the occurrence of red eyes near the warp stop fitting. Thus, high-quality soldering can be realized, and management man-hours can be greatly reduced in terms of management. Furthermore, by improving the quality of the soldered printed circuit board, the visual inspection after dip soldering and the number of correction personnel using soldering iron can be greatly reduced, and at the same time, the occurrence of secondary defects due to manual solder correction is suppressed. It becomes possible to realize a high-quality product with excellent productivity and cost.
第4の発明の反り止め金具は、上記第3の発明において、厚さ方向から見た形状を逆凸形状に形成したことにより、融解されたはんだの表面張力による悪影響を抑制する構成を簡易な形状で実現することができ、反り止め金具近傍の赤目の発生を抑制することが可能となる。 According to the fourth aspect of the present invention, in the third aspect of the present invention, since the shape viewed from the thickness direction is formed in a reverse convex shape, the configuration for suppressing the adverse effect due to the surface tension of the melted solder is simplified. It can be realized by the shape, and it is possible to suppress the occurrence of red eyes near the warp fitting.
第5の発明の反り止め金具は、上記第3の発明において、前記主面を凹凸形状に形成したことにより、融解されたはんだの表面張力による悪影響を反り止め金具の下方部分から抑制することができ、反り止め金具近傍の赤目の発生を抑制することが可能となる。 According to a fifth aspect of the present invention, in the third invention, the main surface is formed in a concavo-convex shape, so that adverse effects due to the surface tension of the melted solder can be suppressed from the lower portion of the anti-warping metal fitting. It is possible to suppress the occurrence of red eyes near the warp fitting.
第6の発明のディップはんだ装置は、加熱手段によって溶融されたはんだを貯留するはんだ槽と、電子部品を実装したプリント基板を搬送するコンベアと、前記はんだ槽内に設けられ、前記はんだ槽に貯留された溶融されたはんだを前記プリント基板に向けて噴出させる少なくとも1つのはんだ噴流口と、上記第1〜第5のいずれかの発明の反り止め金具とを備えたことにより、反り止め金具近傍の赤目の発生を抑制することで、高品質なはんだ付けが実現でき、管理面でも大幅に管理工数を減らすことが可能となる。更にはんだ付けされたプリント基板の品質が向上することで、ディップはんだ後の目視検査、はんだコテを使用した修正人員も大幅に削減ができ、同時にはんだ修正手作業による2次不良の発生を抑制することが可能となり、生産性、コストに優れ、高品質な製品を実現することが可能となる。 A dip soldering apparatus according to a sixth aspect of the present invention is provided in a solder bath for storing solder melted by heating means, a conveyor for transporting a printed circuit board on which electronic components are mounted, and stored in the solder bath. By providing at least one solder jet port for ejecting the melted solder toward the printed circuit board and the warp-preventing metal fitting according to any one of the first to fifth inventions, By suppressing the occurrence of red eyes, high-quality soldering can be realized, and management man-hours can be greatly reduced in terms of management. Furthermore, by improving the quality of the soldered printed circuit board, the visual inspection after dip soldering and the number of correction personnel using soldering iron can be greatly reduced, and at the same time, the occurrence of secondary defects due to manual solder correction is suppressed. It becomes possible to realize a high-quality product with excellent productivity and cost.
以下、本発明の具体的な実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。 Hereinafter, specific embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiments.
(実施の形態1)
図1は、本発明の実施の形態1におけるディップはんだ装置内部の構造概要を示す側断面図である。図1において、ディップはんだ装置の左端部に設けたプリント基板搬入口1は、部品実装されたプリント基板Pの入り口である。プリント基板搬入口1から搬送されたプリント基板Pはプリント基板搬送用コンベア2(コンベア)に乗ってディップはんだ装置内を矢印X方向に搬送される。
(Embodiment 1)
1 is a side sectional view showing an outline of the structure inside a dip soldering apparatus according to
プリント基板搬入口1から搬送されたプリント基板Pは、フラックス塗布部3で表面の汚れを除去するとともにはんだの濡れ性を向上させるためにフラックスを塗布される。そして、予備加熱部4にて電子部品を約100℃〜120℃まで予熱された後、融解されたはんだ8が入れられたはんだ槽9内に上方に開口された開口部5に臨ませて設置された、1次はんだ噴流口10および2次はんだ噴流口11から噴出させた約250℃〜260℃のはんだ8によって電子部品リード端子とプリント基板Pの銅箔部分のはんだ付けを行う。そして、プリント基板冷却部6を通過して、ディップはんだ装置の右端部に設けたプリント基板搬出口7から搬出される。
The printed circuit board P transported from the printed circuit board carry-in
プリント基板搬送用コンベア2の速度は、1次はんだ噴流口10および2次はんだ噴流口11におけるプリント基板Pとはんだ8の接触時間を3秒〜5秒として最良のはんだ付け品質が得られるよう、1.0m/min〜1.7m/minとしてある。
The speed of the printed
図2は、本発明の実施の形態1におけるディップはんだ装置のはんだ槽内の構成を示した上面図である。はんだ槽9は、上方に開口された開口部5を有する外形形状が略直方体の箱状に形成され、内部には、はんだ槽9の側面および底面にそれぞれ接触もしくは近接させて取り付けられた加熱手段13によって溶融された300kg〜500kgのはんだ8が、250℃〜255℃の高温で一定の温度で保たれた状態で貯留されている。
FIG. 2 is a top view showing the configuration in the solder bath of the dip soldering apparatus according to
はんだ槽9の開口部5に臨ませて、はんだ槽9に貯留された溶融されたはんだ8を噴流する1次はんだ噴流口10および2次はんだ噴流口11を配設してあり、これらのはんだ噴流口10、11からの溶融されたはんだ8の噴流により、プリント基板Pの銅箔部分と電子部品のリード端子がはんだ付けにより接続される。
A primary
はんだ槽9内部の溶融されたはんだ8の温度を均一に保ち、安定した金属組成に保つため、撹拌装置として設けたモータ14によって溶融されたはんだ8を常に撹拌して、はんだ8をはんだ槽9内で流動させている。なお、はんだ8の撹拌装置としては、モータのほかに電磁方式による構成とすることも可能である。
In order to keep the temperature of the melted
はんだ槽9内に設置された各はんだ噴流口10、11では下部からの噴流量を制御してノズルからのはんだ噴流をコントロ−ルしている。1次はんだ噴流口10では勢い良くはんだ8を噴出させ、おおまかなはんだ付けを行う。この際、はんだ8は粘度が有るため、表面張力によって、本来接続されてはならない電子部品端子間がはんだ付けされてしまうはんだブリッジが発生する場合がある。また、はんだが付着すべき箇所に付着しない赤目と称する不具合が発生する場合もある。特にスルーホ−ル基板に対しては、この1次はんだ噴流口10での噴流の高さ、噴流の安定を図ることが重要となる。
The
2次はんだ噴流口11では1次はんだ噴流口10よりも緩やかにはんだ8を噴出させ、1次はんだ噴流口10で粗くはんだ付けされた部分を、2次噴流で、なだらかなはんだの流れではんだ付け部の仕上げを行い、はんだブリッジや赤目のような不具合の抑制を行う。
In the secondary
はんだ槽9内には、はんだ槽9内のはんだ8からの熱によるプリント基板Pの反りを抑制するため、プリント基板搬送用コンベア2の搬送レ−ルと平行にプリント基板Pのはんだ付け面のほぼ中央付近に対向させて、はんだ付け面に対し略直角に配置された板状の反り止め金具12が設けられている。この反り止め金具12は、はんだ槽9内に対し着脱自在としてあり、溶融したはんだ8に浸漬して装着された状態において、その上面部12aが搬送されるプリント基板Pの下面(銅箔部分を有するはんだ付け面)の近傍直下に位置するよう設定されている。そして、反り止め金具12は、プリント基板Pに熱が加わる予
備加熱部4からはんだ槽9にかけプリント基板Pが搬送された際に、プリント基板Pの中央部を下方から支えるように設置されている。
In the
図3は、本発明の実施の形態1におけるディップはんだ装置の反り止め金具の構造を示した斜視図である。図3(a)〜図3(c)に示す3種の形状のものを例示してある。図4は、本発明の実施の形態1におけるディップはんだ装置のはんだ槽内での、反り止め金具、プリント基板および融解されたはんだの状態を示すもので、図4(a)は正面視した状態、図4(b)は側面視したもの(拡大図)をそれぞれ示している。図4(c)は、比較のために、従来の反り止め金具による場合の正面視した状態を示したものである。
FIG. 3 is a perspective view showing the structure of the warp stop fitting of the dip soldering apparatus according to
図3に示すように、本実施の形態における反り止め金具12は、反り止め金具12とプリント基板Pとの接触近傍の融解したはんだ8を確実にプリント基板Pの銅箔部分に付着させる、もしくは反り止め金具12とプリント基板P間で発生する融解したはんだ8の表面張力を小さくする構造を特徴としている。
As shown in FIG. 3, the
図3(a)〜図3(c)に示した反り止め金具12は、いずれも上面部12aに複数の凹部12bを設け、その複数の凹部12bをプリント基板Pの搬送方向(矢印X方向)に並べて配設して、長手方向(プリント基板Pの搬送方向)を凹凸にすることで、プリント基板Pが熱によって反ろうとするところを反り止め金具12によって反りを抑制する際に、搬送されてくるプリント基板Pと反り止め金具12間が接触しない部位(複数の凹部12b)を設け、確実にプリント基板Pと融解したはんだ8が接触するようにしている。
3 (a) to 3 (c) all have a plurality of
従来の構成では図4(c)に示すように、プリント基板Pと反り止め金具12の上面部近傍は融解したはんだ8の表面張力によりはんだ8が充分に行き渡らない範囲(隙間S)が広くなり、融解したはんだ8を完全にプリント基板Pに付着させることはできなかった。
In the conventional configuration, as shown in FIG. 4C, the area where the
一方、本発明の構成によれば、反り止め金具12の上面部12aに複数の凹部12bが有るため、図4(a)、図4(b)に示すように、プリント基板Pと反り止め金具12の上面部12aの近傍のはんだ8が行き渡らない範囲(隙間S)を小さくすることができ、融解したはんだ8をプリント基板Pに確実に付着させることができる。したがって、本発明の反り止め金具およびこれを用いたディップはんだ装置によれば、従来融解したはんだが付着しなかった反り止め金具近傍箇所も融解したはんだ8を付着させることが可能となるので、反り止め金具12近傍の赤目の発生等のはんだ付け不良の発生を抑制し、はんだ付け品質を向上させることができる。
On the other hand, according to the configuration of the present invention, since the
また、図3(b)に示すように、厚さ方向から見た正面視逆凸形状にしたり、図3(c)に示すように、主面である略平面部両面に凹部12cを複数並べて配設して凹凸形状にしたりして、表面張力による悪影響の少ない形状に変え、プリント基板Pと反り止め金具12の上面部12a近傍における表面張力によるはんだ8が行き渡らない範囲(隙間S)を小さくすることで、同様の効果を得ることができる。
Moreover, as shown in FIG.3 (b), it is made into the front view reverse convex shape seen from the thickness direction, or as shown in FIG.3 (c), several recessed
さらに、図3(a)の構成と、図3(b)または図3(c)の構成とを併用することにより、反り止め金具12近傍の赤目の発生等のはんだ付け不良の発生を抑制し、はんだ付け品質を向上させるという効果をより一層高めることができる。
Further, by using the configuration of FIG. 3 (a) in combination with the configuration of FIG. 3 (b) or FIG. 3 (c), it is possible to suppress the occurrence of soldering defects such as the occurrence of red eyes in the vicinity of the
なお、本実施の形態の反り止め金具12の平面部の凹凸形状の構成は、図3(c)に示したような溝状の凹部12cを複数並べたものに限られるものではなく、例えば、互いに独立した複数の凹部を直線状に並べたものや格子状に並べたものであってもよく、同様の効果を得ることができる。
In addition, the configuration of the concavo-convex shape of the flat portion of the warp fitting 12 of the present embodiment is not limited to a configuration in which a plurality of groove-shaped
以上のように、本発明にかかる反り止め金具およびこれを用いたディップはんだ装置は、電子部品が搭載されたプリント基板をはんだ付けするに際し、高品質なはんだ付けを実現することができるので、電子部品が実装されたプリント基板をコンベア搬送し、はんだ噴流口から溶解したはんだを噴流させて電子部品端子とプリント基板銅箔部分の接合を行うディップはんだ装置等として有用である。 As described above, the warp fitting according to the present invention and the dip soldering apparatus using the same can achieve high-quality soldering when soldering a printed circuit board on which electronic components are mounted. It is useful as a dip soldering apparatus or the like that conveys a printed board on which components are mounted and conveys molten solder from a solder jet port to join an electronic component terminal and a printed board copper foil portion.
1 プリント基板搬入口
2 プリント基板搬送用コンベア(コンベア)
3 フラックス塗布部
4 予備加熱部
5 開口部
6 プリント基板冷却部
7 プリント基板搬出口
8 はんだ
9 はんだ槽
10 1次はんだ噴流口
11 2次はんだ噴流口
12 反り止め金具
12a 上面部
12b、12c 凹部
13 加熱手段
14 モータ
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JP7085778B1 (en) * | 2021-11-18 | 2022-06-17 | Faシンカテクノロジー株式会社 | Jet type soldering equipment |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JPS62289365A (en) * | 1986-06-06 | 1987-12-16 | Tamura Seisakusho Co Ltd | Automatic soldering device |
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2015
- 2015-11-19 JP JP2015226159A patent/JP6518942B2/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
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JPS62289365A (en) * | 1986-06-06 | 1987-12-16 | Tamura Seisakusho Co Ltd | Automatic soldering device |
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JP7085778B1 (en) * | 2021-11-18 | 2022-06-17 | Faシンカテクノロジー株式会社 | Jet type soldering equipment |
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