JP3017533U - 噴流はんだ槽 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ファインピッチの電子部品を搭載したプリン
ト基板を噴流はんだ槽ではんだ付けする際、リード間に
ブリッジを形成させないような二次噴流ノズルの構造で
ある。 【構成】 二次噴流ノズル１の噴流口２を構成する退出
側ノズル板４は途中が湾曲しており、該ノズル板には回
動自在にリヤフォーマー７が設置されている。リヤーフ
ォーマー７の先端はドレイン１２が形成され、しかもド
レインよりもさらに先方には、上部が噴流口方向に傾斜
した蓋部１０を有する堰板９が上下動可能に設置されて
いる。堰板を上下動することにより蓋部がドレインの開
口を調整する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、自動はんだ付け装置に設置してプリント基板のはんだ付けを行う噴 流はんだ槽に関する。

【０００２】 自動はんだ付け装置とは、プリント基板を搬送するコンベアの下方にフラクサ ー、プリヒーター、噴流はんだ槽、冷却機等の処理装置が順次設置されたもので ある。自動はんだ付け装置におけるプリント基板のはんだ付けは、フラクサーで フラックス塗布、プリヒーターで予備加熱、はんだ槽で溶融はんだの付着、冷却 機で溶融はんだを急速に冷却固化させることにより行われる。

【０００３】 噴流はんだ槽には荒れた波を噴流する一次噴流ノズルと、静かな波を噴流する 二次噴流ノズルが設置されている。一次噴流ノズルでは荒れた波ではんだの侵入 しにくい隅部やリード穴周辺にはんだを強制的に侵入させて、未はんだをなくす 。しかしながら、一次噴流ノズルでのはんだ付けは、荒れた波で行うため狭いは んだ付け部間にはんだが跨がって付着するという「ブリッジ」を形成させてしま う。そこで一次噴流ノズルで発生したブリッジを修正するのが二次噴流ノズルで ある。二次噴流ノズルでは、噴流するはんだが穏やかで静かな状態であり、ブリ ッジが発生したプリント基板をこのはんだに接触させてブリッジをなくすもので ある。

【０００４】 ところで近時の電子部品は軽薄短小の傾向から多機能化され、多数のリードが 設置されているばかりか、リード間が非常に狭くなっているという所謂ファイン ピッチとなってきている。従来のリード間の広い電子部品では適当に流れを調整 した二次噴流ノズルでも容易にブリッジの修正ができたが、ファインピッチの電 子部品に対してはブリッジを修正することができなかった。

【０００５】 ブリッジのできる原因は、プリント基板の走行速度と二次噴流ノズルのリヤフ ォーマー上を流れるはんだの速度とが適合していないことによるものである。つ まり従来の広いピッチの電子部品では、これらの速度関係が多少適合していなく ても、ブリッジは発生しなかったものであるが、ファインピッチの電子部品では この関係が少しでもずれてしまうとブリッジが多量に発生してしまうものである 。

【０００６】 ブリッジがきれいに修正されるのは、理想的にはプリント基板の走行速度と二 次噴流ノズルのリヤフォーマー上を流れるはんだの速度が完全に一致したときで あるといわれているが、ファインピッチの電子部品を搭載したプリント基板では 、それ以上に微妙な調整が必要である。二次噴流ノズルにおいて、この微妙な調 整をすることは非常に困難な作業であった。つまりプリント基板の走行速度は、 生産量によって決定されているものであるため、プリント基板の走行速度を変え ることはできない。そこでこれらの速度の関係を適合させるためには、プリント 基板の走行速度に合わせてリヤフォーマー上のはんだの流速を調整するようにす る。

【０００７】 リヤフォーマー上のはんだの流速を調整する手段としてドレインと堰がある。 ドレインとは、リヤフォーマーの適宜箇所に横長の穴を穿設したもので、リヤフ ォーマー上を流れるはんだの一部をドレインから流出させることによりリヤフォ ーマー上のはんだの流量が調整できるものである。

【０００８】 そして堰は、リヤフォーマーの先端に設置する上下動可能な板を設置したもの であり、リヤフォーマー上を流れるはんだを堰板の上部をオーバーフローさせる ことによりはんだの流速を調整するものである。ドレインと堰を併用することに よりリヤフォーマー上を流れるはんだの流速が調整しやすくなる。

【０００９】 本考案者等がドレインと堰を併用した二次噴流ノズル（以下、併用型ノズルと いう）において、リヤフォーマー上のはんだの流れる状態を解析したところ、は んだは上層部と下層部で流速が異なっていることが判明した。つまりはんだの上 層部は、堰板の上部をオーバーフローする流れと同一の流速となり、はんだの下 層部は上層部よりも流速が早くなっている。

【００１０】 ところで、一次噴流ノズルではんだ付けされたプリント基板は二次噴流ノズル で噴流しているはんだに接触してブリッジの修正がなされるわけであるが、この ときプリント基板は二次噴流ノズルの噴流口近くの上層部に接触することになる 。従って、はんだのブリッジをなくすことに影響があるのは、はんだの上層部、 即ち堰板をオーバーフローするはんだの流速であり、これがプリント基板の走行 速度に適合しているか、否か、でブリッジの発生有無が決定する。

【００１１】 そこで堰板の高さを調整してはんだの上層部の流速を調整するが、堰板の高さ だけを調整しても上層部の流速調整は困難である。つまりリヤフォーマー上を流 れるはんだの流速は、はんだの量も必要条件である。二次噴流ノズルから噴流し てくるはんだの量は一定であるため、ドレインがない場合はすべてのはんだが堰 板の上を通過して流速を調整することが困難である。そのため、リヤフォーマー 上を流れるはんだをドレインから流出させてはんだの流量を調整することにより 上層部のはんだの流速が調整できるものである。つまり、併用型ノズルでは堰板 の高さを調整すとともに、ドレインからの流出量を調整しなければならない。

【００１２】

【考案が解決しようとする課題】

併用型ノズルにおいては、堰板の高さ調整とドレインの開口調整は、それぞれ 別個に行わなければならない。即ち堰板の高さ調整は堰板を取り付けたネジを緩 めて縦方向に細長となったネジ穴内で堰板を上下動させ、またドレインの開口の 調整はドレインに設置した開閉装置を開閉させることにより行う。このように併 用型ノズルでは、堰板とドレインの両者をそれぞれ独自に調整しなければならな いものであるが、高温となったはんだが流動しているところで堰板の上下動とド レインの開閉という二箇所の調整を同時に行うことは危険がともなうものであり 、しかも両者を相対的に最良の状態にすることは困難であった。本考案は、堰板 の調整をするだけで、ドレインの調整も一緒に行うことができるという噴流はん だ槽を提供することにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】

本考案者等は、堰板にドレインの開口調整手段を設置すれば、一方を調整する だけでもう一方も自動的に調整できるようになることに着目して本考案を完成さ せた。

【００１４】 本考案は、一次噴流ノズルと二次噴流ノズルを備えた噴流はんだ槽において、 二次噴流ノズルのリヤフォーマーの先端に高さ調整可能な堰板が設置されている とともに、該堰板は上部がノズルの噴流口方向に屈曲しており、しかも堰板の近 傍のリヤフォーマーにはプリント基板進行方向横方に開口したドレインが形成さ れていることを特徴とする噴流はんだ槽である。

【００１５】 本考案に使用する堰板は、上部がノズル噴出口方向に屈曲しているものである が、屈曲した部分はノズル噴出口方向に回動自在となっていてもよい。堰板上部 を回動自在にしておくと、堰板の高さとドレインの開口の相対的調整の自由度が 増えて、より一層の微妙な調整が可能となる。

【００１６】

【作用】

堰板の上部をノズルの噴流口方向に屈曲させておくと、堰板を上下動させたと きに、自動的に上部の屈曲部がドレインの開口状態を調整することになる。

【００１７】

【実施例】

以下、図面に基づいて本考案を説明する。図１は本考案噴流はんだ槽に設置す る二次噴流ノズルの斜視断面図、図２ははんだの流れを説明する二次噴流ノズル の正面断面図である。

【００１８】 二次噴流ノズル１は、図示しない噴流はんだ槽の中に設置されている。二次噴 流ノズルの噴流口２は進入側ノズル板３と退出側ノズル板４、及び一対の側板５ （一方は図示せず）から構成されている。

【００１９】 進入側ノズル板３は上方が内側に傾斜した平板であり、上部には湾曲したフロ ントフォーマー６が回動自在に設置されている。進入側ノズル板３は図示してい ないが上下方向に長さが調整自在となっている。

【００２０】 退出側ノズル板４は中間部が湾曲しており、進入側ノズル板３との間が途中で 狭くなった部分を形成するようになっている。該退出側ノズル板も図示していな いが上下方向に長さが調整自在となっている。退出側ノズル板４の上部には長尺 のリヤフォーマー７が回動自在に設置されている。

【００２１】 リヤフォーマー７は、先端が下方に屈曲しており、その少し前方には上部が屈 曲した固定台８がリヤフォーマー７と一体となって形成されている。固定台８に は堰板９が取り付けられている。堰板９は上部がノズル方向に傾斜した蓋部１０ を形成している。該堰板には縦細穴が穿設されており、堰板９は該穴に挿通した ネジ１１で固定台８に取り付けられていて、ネジを緩めることにより矢印Ａのよ うに上下動可能となっている。

【００２２】 リヤフォーマー７の先端と堰板９とは少し間隔があり、この間でドレイン１２ を形成している。

【００２３】 次に上記構造を有する本考案噴流はんだ槽における堰板の調整について説明す る。

【００２４】 先ずフロントフォーマー６とリヤフォーマー７の傾斜角度の調整を行っておく 。これはプリント基板の条件、例えば厚さ、大きさ、電子部品の種類と搭載状態 等によって適宜決定する。

【００２５】 次にネジ１１を緩め、堰板９を矢印Ａ方向に上下動させて高さの調整を行う。 堰板９の高さの調整は、はんだ付けするプリント基板を走行させてブリッジの発 生状態を見ながら行うものである。このようにしてブリッジの発生しない位置が 決まったならば、ネジを締めて堰板９を固定台８に強固に固定する。

【００２６】 ここで本考案噴流はんだ槽の二次噴流ノズルにおける噴流状態について説明す る。

【００２７】 図示しない噴流ポンプで送られてきたはんだＳは、噴流口２から上方に流動す る。このとき退出側ノズル板４の中間部が湾曲しており、この部分では進入側ノ ズルと退出側ノズル板間が狭くなっているため、ここを通過するはんだは流速が 早い。しかしながら、噴流口２の上部では進入側ノズル板３と退出側ノズル板４ 間が広くなっており、しかも退出側ノズルが湾曲しているため、狭い部分で流速 が早くなったはんだは、ここを通過した後、流速が遅くなるとともに、湾曲部に 沿って流動し、乱流のない穏やかな流れとなる。そのためリヤフォーマー上を流 れるはんだの流速とプリント基板の走行速度が適合すればブリッジのないはんだ 付けが行える。

【００２８】 噴流口の上部に出たはんだは、一部がフロントフォーマー６に沿って、そして 一部がリヤフォーマー７に沿って流動していく。リヤフォーマー７に沿って流動 するはんだは、リヤフォーマー先端で一部が堰板９をオーバーフローし、一部が ドレイン１２から流出していく。リヤフォーマー上を流動するはんだが先端で堰 板の上部をオーバーフローし、ドレインの下部へと分かれて流動する。するとリ ヤフォーマー上では図２の破線で示すように上層部の流れＵＳと下層部の流れＤ Ｓができる。このとき上層部の流れは、堰板９の上部で流れが抑制されるため、 下層部の流れよりも流速が遅くなる。この上層部のはんだの流れがプリント基板 のブリッジ修正に影響があるものである。上層部の流れの調整は前述の如く、堰 板の上下動によりドレインからの流出量が調整されることになり、両者が相対的 に調整されるものである。本考案ではドレインからの流出量の調整と堰板をオー バーフローするはんだの量を堰板の高さ調整だけで行えるものである。

【００２９】 リードピッチが０．５ｍｍのＱＦＰ１０個を搭載したプリント基板について、 堰だけが設置された従来の噴流はんだ槽ではんだ付けしたところ、すべてのＱＦ Ｐには１箇所以上のブリッジが発生していたが、堰板の高さとドレインの開口が 最適条件に調整された本考案の噴流はんだ槽ではんだ付けしたものはブリッジが 皆無であった。

【００３０】

【考案の効果】

以上説明した如く、本考案の噴流はんだ槽は、堰の高さとドレインの開口の調 整が堰板を上下動させるだけで一度に行えるため、高温のはんだが流動している ときでも安全であるとともに、堰板の高さとドレインの開口が相対的に最適条件 になるという作業性、安全性、信頼性に優れたものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案噴流はんだ槽における二次噴流ノズルの
斜視断面図

【図２】本考案噴流はんだ槽における二次噴流ノズルの
正面断面図

【符号の説明】

１ 二次噴流ノズル ２ 噴流口 ３ 進入側ノズル板 ４ 退出側ノズル板 ７ リヤフォーマー ８ 固定板 ９ 堰板 １０ 蓋部 １１ ネジ １２ ドレイン

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 一次噴流ノズルと二次噴流ノズルを備え
   た噴流はんだ槽において、二次噴流ノズルのリヤフォー
   マーの先端に高さ調整可能な堰板が設置されているとと
   もに、該堰板は上部がノズルの噴流口方向に屈曲してお
   り、しかも堰板の近傍のリヤフォーマーにはプリント基
   板進行方向横方に開口したドレインが形成されているこ
   とを特徴とする噴流はんだ槽。
2. 【請求項２】 前記堰板は、上部がノズル方向に角度可
   変となっていることを特徴とする請求項１記載の噴流は
   んだ槽。