JP2573366B2 - ポイント半田付け装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、噴流ポイント半田付け装置において、噴
流後空気中の酸素により酸化されて半田槽へ戻る半田を
還元する技術に関するものである。

〔従来の技術〕

第３図は、例えば特開昭61−82965号公報に示された
従来の噴流ポイント半田付け装置の半田酸化防止技術を
示す断面図であり、図において、（51）は半田を収容し
溶融する半田槽で、この半田槽（51）には、細長の噴出
口（52a）の両側に整流板（52b），（52c）を有するノ
ズル（52）が設けられ、半田槽（51）に収容された溶融
半田（50）が羽根車（53）の作動によりノズル（52）か
ら上方に噴出されるようになっている。

半田槽（51）の上部外壁にはフード（54）が気密に取
り付けられ、このフード（54）にはガス導入口（54a）
と、ガス排出口（54b）と、ノズル（52）の長手方向と
直角方向の一方に、例えば電気部品を仮り留めしたプリ
ント基板（ａ）を搬入する搬入口（55）と、後述する搬
出口（56）とが設けられている。この搬入口（55）に
は、内側に回動自在で外側からの押圧力が解放されたと
き自動復帰してこれを閉じる、好ましくはゴム等の可撓
性材料からなる搬入開閉板（55a）が設けられている。
さらにフード（54）の搬入口（55）の反対側には、半田
付けが完了した上記プリント基板（ａ）の搬出口（56）
と、外側に開閉自在で上記搬入開閉板（55a）と同様に
この搬出口（56）を自動復帰により閉じる搬出開閉板
（56a）とが設けられている。

また、半田槽（51）には補助半田槽（57）がパイプ
（58）により連通接続され、この補助半田槽（57）に収
容された溶融半田（50）が、例えば加圧体（57a）によ
りその表面に圧力を加えられることにより、半田槽（5
1）に圧入されるようになっている。

また、（59），（60），（61）はコンベアであり、プ
リント基板（ａ）の受け流しができるものであるが、な
おこれらは連続体で構成されても良い。

（62）は発熱体で、噴流半田の頂部から搬出側整流板
（52c）側の溶融半田を加熱するように、上記フード（5
4）の上部内壁に取り付けられている。

次に動作について説明する。まず、半田槽（51）及び
フード（54）内の空気を、窒素、アルゴン等の不活性ガ
ス、炭酸ガス、あるいは水素等の還元性ガス等のいわゆ
る非酸化性のガスで置換し、引き続いてこのガスを少し
ずつ流し続ける。ついで、加圧体（57a）を用いて補助
半田槽（57）に加圧することにより、半田槽（51）に補
助半田槽（57）から溶融半田（50）を圧入して所定のレ
ベルまで満たす。この後羽根車（53）を作動させると、
半田槽（51）に収容された半田（50）は、ノズル（52）
から上方に噴出され、その整流板（52b），（52c）を経
由して流下される。この状態で、電気部品を仮り留めし
たプリント基板（ａ）を搬入口（55）から搬入して搬入
開閉板（55a）を押し開けてそのまま進行させる。する
とプリント基板（ａ）は、その上面を搬入開閉板（55
a）と軽く摺動しつつ進み、搬入開閉板（55a）は、プリ
ント基板（ａ）の後端から外れたところで元の位置に復
帰して上記搬入口（55）を閉じる。一方プリント基板
（ａ）は、噴出された溶融半田（50）に接触し、ここで
半田付けを施されてさらに進行し、搬出口（56）に至
る。次いでプリント基板（ａ）は、搬出開閉板（56a）
を押し開けて進行し、搬出開閉板（56a）を上記搬入開
閉板（55a）と同様に動作させる。即ち搬出開閉板（56
a）がプリント基板（ａ）の摺動から外れたところで元
の位置に復帰して搬出口（56）を閉じる。

上記のように構成されたポイント半田付け装置におい
ては、非酸化性ガスは絶えず少しずつフード（54）内に
流されているので、半田槽（51）内の溶融半田（50）の
みならず、噴出口（52a）から噴出される溶融半田（5
0）の酸化も防止されるとともに、この高温の半田（5
0）に接触するプリント基板（ａ）の半田付けランドの
酸化も防止される。しかも上記搬入開閉板（55a）及び
搬出開閉板（56a）が開かれるときも非酸化性ガスが内
側から外側に流されるので、外側からフード（54）内へ
の空気の流入は阻止されて溶融半田（50）の酸化防止が
行われることになる。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来の噴流ポイント半田付け装置は以上のようにして
溶融半田（50）の酸化防止をしているので、半田槽（5
1）やフード（54）を密閉構造にして非酸化性ガスを使
用する必要があり、そのためランニングコストが高くな
ることやガスの管理が難しくなるという課題があり、又
半田付け時に発生するガスの排気性が悪くなるという課
題もあった。さらに、ポイントソルダー方式により必要
性のある部分だけを半田付けする場合には、半田付け部
と半田との接触機構として、半田槽（51）または半田付
け部を上下させる機構が必要となる為、装置の密閉構造
上非常に技術の難度が高く、また装置構成が複雑になる
という課題もあった。

この発明は上記のような課題を解消するためになされ
たもので、非酸化性ガスの代わりに酸化還元剤を利用し
て噴流半田を還元して半田槽にもどすことにより、ラン
ニングコストを低くできると共に、密閉構造を必要とし
ないポイント半田付け装置を得ることを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

この発明に係るポイント半田付け装置は、半田を溶融
する半田槽と、この半田槽の上方位置に設置され、側壁
に半田流出孔を有する容器状のノズルホルダと、このノ
ズルホルダの上端部に設けられ、半田付け部品に半田を
接触させる多点ノズルと、上記半田槽内の溶融半田を、
上記ノズルホルダを介して上記多点ノズルに送給する噴
流機構と、上記半田流出孔から流出した酸化半田を捕集
するとともに、内部に配した還元剤により該酸化半田を
還元して上記半田槽に戻す半田受けとを備えたものであ
る。

〔作用〕

この発明におけるポイント半田付け装置は、還元剤を
入れた半田受けを設置し、この半田受けの中に、半田付
けをしたことにより熱エネルギが減少しかつ空気中の酸
素と結合し酸化した半田が流れ落ちることにより、半田
の酸化膜と還元剤とが接触し、これにより半田の酸化膜
が還元される。

〔実施例〕

以下この発明の一実施例を第１図，第２図に基づいて
説明する。第１図はこの実施例に係る噴流式のポイント
半田付け装置を示す断面図で、ヒータ部分と制御系以外
の断面を示している。図中、（１）は半田を収容し溶融
する半田槽、（２）は半田槽（１）で溶融された溶融半
田、（３）は溶融半田（２）を半田槽（１）からノズル
に押し上げて噴流させるための噴流用モータ、（４）は
噴流用モータ（３）の軸に取付けられ、溶融半田（２）
を噴流させる直接の働きをする噴流スクリュウ、（５）
は噴流スクリュウ（４）により噴流するために移動する
溶融半田（２）の流動をコントロールし、噴流する半田
液面のフラット性を確保するための第１整流板、（６）
は第１整流板（５）より下流側（この図では上方側）に
設けられ、第１整流板（５）と同じ役割を果たす第２整
流板、（11）は、第２整流板（６）より下流側（この図
では上方側）に設けられ、半田付け対象となる熱負荷に
対して噴流半田の流路を分散し均一な熱量を与えるため
の第３整流板、（12）は半田付け部品の半田付けしたい
部分だけに半田を接触させるために、その形状に倣った
筒状の複数のノズル部（12a）を有する多点ノズル、（1
3）はこの多点ノズル（12）が上端開口部にボルト等で
着脱可能に取付けられ、半田槽（１）の上方位置に設置
された容器状のノズルホルダで、ノズルの大型化や半田
付け部品数の増加により発生する熱負荷の増加に対応で
きる大きさとなっている。（14）は熱供給効果を上げる
ためにノズルホルダ（13）の側壁に穿設された半田流出
孔、（15）は熱エネルギを奪われ、かつ半田流出孔（1
4）から流出した時に空気中の酸素により酸化した酸化
半田（16）を捕集するとともに、内部に配した還元剤
（17）により酸化半田（16）を還元して半田槽（１）に
該半田を戻すための筒状の半田受けである。還元剤（1
7）は、半田受け（15）の内部下端部近傍に配置され、
酸化した溶融半田（２）を還元する作用を有している。
なお、この還元剤（17）は、半田の酸化防止剤を取り扱
っている会社から、例えば酸化還元防止剤として市販さ
れているもので、半田を使用している状態ではその熱に
より溶融して液状となり、溶融半田（２）の液面に浮遊
するが、半田受け（15）の存在により拡散が防止されて
いる。（21）は半田付け部品であって、半田付け対象の
熱負荷であるプリント基板及びその部品である。なお、
本実施例装置の噴流機構は、半田槽（１）内の溶融半田
（２）を、ノズルホルダ（13）を介して多点ノズル（1
2）に送給するとともに、その送給レベルが、半田液面
をノズルホルダ（13）の上端まで上昇させて多点ノズル
（12）を加熱する一次噴流レベルＡと、半田液面を各ノ
ズル部（12a）から噴流させることなくその上端まで上
昇させ各ノズル部（12a）の上端に配した半田付け部品
（21）を半田付けする二次噴流レベルＢとの２段に切換
えられるようになっている。

第２図は、還元状態を表わす拡大断面図であり、（1
6）は半田流出孔（14）より流出した酸化半田で、表面
には酸化膜（16a）が形成されている。あらかじめセッ
トされた半田受け（15）内に還元剤（17）を入れてお
き、半田の酸化膜（16a）が還元剤（17）を通過する
と、その境界面において還元剤（17）と酸化膜（16a）
とが接触し、その結果酸化膜（16a）は還元されて再使
用可能な半田となって半田槽（１）へ戻る。

次に動作について説明する。まず、半田槽（１）内に
設置されたヒータ（図示せず）により、半田槽（１）の
半田が溶融する。次にフロースイッチ（図示せず）、一
次噴流スイッチ（図示せず）の順にONすることにより、
噴流用モータ（３）が回転する。すると、付属する噴流
スクリュウ（４）も回転し、溶融半田（２）は静止状態
から移動エネルギを持った流動状態へと変化し、ノズル
開口部まで達する半田液面のフラット性を確保する為の
第１整流板（５）、第２整流板（６）、半田付け対象と
なる熱負荷に対して噴流半田の流路分散を図り均一な熱
量を与える為の第３整流板（11）を通り、ノズル全体の
予備加熱と半田付け時に必要な熱量を貯えるノズルホル
ダ（13）を経て半田付けする部品だけに半田を供給する
多点ノズル（12）用の開口部（即ちノズルホルダ（13）
の上端）まで達し、この時の半田液面は一次噴流レベル
Ａとなる。この時点で、ノズルホルダ（13）の壁面に設
けられた半田流出孔（14）から、熱エネルギを奪われた
溶融半田（２）が、半田槽（１）へ流れ出し、常に新し
い熱エネルギを持った溶融半田（２）がノズルホルダ
（13）内に供給され、ノズル全体の予備加熱と熱負荷に
対する熱供給を強化することができる。

次に、二次噴流スイッチ（図示せず）をONすることに
より、多点ノズル（12）下部（即ち一次噴流レベルＡ）
から溶融半田（２）が開口部（即ち二次噴流レベルＢ）
まで達し、前もってプリント基板と部品（21）をセット
しておけばその部品と半田が接触して半田付けされる。
そしてある一定時間半田付けされた後は二次噴流タイマ
（図示せず）にてOFFし、再び一次噴流のレベルＡまで
溶融半田（２）の液面が下降し、半田付けが終了する。
この様にして、多点ポイント半田付け装置を使用するこ
とにより、多点ノズル（12）上面から溶融半田（２）を
噴流させることなく、かつ半田酸化カス残査もない状態
で、一枚のプリント基板（21）で半田付けしたい部品だ
けを一括半田付けすることができる。

しかして、この実施例においては、噴流機構の送給レ
ベルを一次噴流レベルＡにすると、半田槽（１）から送
給された溶融半田（２）の液面は、ノズルホルダ（13）
の上端まで上昇する。これにより、多点ノズル（12）全
体が予備加熱される。この予備加熱により熱エネルギを
奪われた溶融半田（２）は、ノズルホルダ（13）側壁の
半田流出孔（14）から流出して半田受け（15）で捕集さ
れ、還元後半田槽（１）に戻される。一方、噴流機構の
送給レベルを二次噴流レベルＢにすると、半田槽（１）
から送給された溶融半田（２）の液面は、各ノズル部
（12a）の上端まで上昇し、かつ各ノズル部（12a）から
噴流することはない。そしてこれにより、各ノズル部
（12a）の上端に配した半田付け部品（21）の半田付け
がなされる。ノズル全体を予備加熱したり、あるいは半
田付けにより熱エネルギを奪われた溶融半田（２）は、
ノズルホルダ（13）側壁の半田流出孔（14）から流出す
ることになるが、この溶融半田（２）は、半田流出孔
（14）から流下して半田受け（15）で捕集され、還元剤
（17）により還元された後、半田槽（１）に戻される。
そしてこの際、還元剤（17）を通して半田槽（１）へ流
れ落ちる時に発生する酸化膜（16a）と還元剤（17）と
の攪拌混合接触現象により、還元作用が高められ、完全
なる還元がなされる。

なお、上記実施例では、半田受け（15）として円筒形
のものを用いる場合を示したが、四角筒等他の形状の筒
でもよい。また、多点ノズル（12）はノズルホルダ（1
3）に対し着脱可能である必要はなく、一体構造の場合
でもよい。

以上のように、この実施例によれば、酸化した半田
（16）を還元し半田槽（１）へ戻す方法として、簡単な
筒状の半田受け（15）の中に還元剤（17）を入れるよう
に構成したので、非酸化性ガス及びこのガスのための密
閉構造が不要となり、装置が安価にでき、又ランニング
コストも低くかつ安全となる。また、酸化した半田（1
6）が半田槽（１）へ混入することがなく信頼性の高い
半田付け品質が得られる効果がある。

さらに、プリント基板挿入部品の一括半田付けが可能
となり、また半田酸化カスを、簡単な方法で完全に還元
することができる。しかも各ノズル部（12a）から溶融
半田（２）を噴流させなくても、プリント基板（21）へ
の熱供給効率を高めることができ、しかも半田付け接合
面を安定させることができる等の効果がある。

〔発明の効果〕

この発明は以上説明したとおり、半田流出孔から流出
した酸化半田を捕集する半田受け内に還元剤を配し、こ
の還元剤により酸化半田を還元することから、溶融半田
が空気中の酸素と結合して表面に酸化膜が形成されて
も、該酸化膜が還元されることとなり、非酸化性ガス及
びこのガスを封入するための密閉構造が不要となる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示すポイント半田付け装
置の断面図、第２図は同実施例の還元状態を示す拡大断
面図、第３図は従来のポイント半田付け装置を示す、第
１図相当の断面図である。 （１）……半田槽、 （２）……溶融半田、 （12）……多点ノズル、 （13）……ノズルホルダ、 （14）……半田流出孔、 （15）……半田受け、 （16）……酸化半田、 （17）……還元剤、 （21）……半田付け部品（プリント基板及びその部
品）。 なお、各図中同一符号は同一又は相当部分を示すものと
する。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】半田を溶融する半田槽と、この半田槽の上
   方位置に設置され、側壁に半田流出孔を有する容器状の
   ノズルホルダと、このノズルホルダの上端部に設けら
   れ、半田付け部品に半田を接触させる多点ノズルと、上
   記半田槽内の溶融半田を、上記ノズルホルダを介して上
   記多点ノズルに送給する噴流機構と、上記半田流出孔か
   ら流出した酸化半田を捕集するとともに、内部に配した
   還元剤により該酸化半田を還元して上記半田槽に戻す半
   田受けとを備えたことを特徴とするポイント半田付け装
   置。