JP3197856B2 - 噴流はんだ槽 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自動はんだ付け装
置に設置される噴流はんだ槽に関する。

【０００２】

【従来の技術】自動はんだ付け装置には、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
設置されている。プリント基板は、フラクサーでフラッ
クス塗布、プリヒーターで予備加熱、噴流はんだ槽では
んだの付着、冷却機で冷却が行われて、はんだ付けされ
る。

【０００３】自動はんだ付け装置でプリント基板のはん
だ付けを行うと、はんだ付け部にツララ、ブリッジ、未
はんだ、等のはんだ付け不良が発生することがある。

【０００４】ツララとは、ディスクリート部品のリード
の先端に、はんだが角状に付着するもので、ツララが発
生すると、高電圧がかかるようなところでは、ツララの
先端から放電が起こって電子部品やプリント基板を破壊
してしまうばかりでなく、電子機器の組み立て時に鋭く
尖った角状のはんだが作業者の手を傷つけることがあ
る。

【０００５】ブリッジとは、隣接したはんだ付け部間
に、はんだが跨がって付着するものであり、プリント基
板でブリッジが発生すると、導体の不要な箇所が短絡と
なってしまうため、これを組み込んだ電子機器は機能を
全く損なうようになってしまう。

【０００６】未はんだとは、はんだ付け部にはんだが全
く付着しなかったり、或はプリント基板のランドや電子
部品のリードにはんだが付着しても、ランドとリード間
のはんだが離れていたりするものである。プリント基板
に未はんだが発生すると、ランドとリード間の導通がな
くなって、電子機器が全く機能を果たさず、さらにはラ
ンドとリード間が接触不良になって、この間の電気抵抗
が大きくなり、ついには火災を発生させてしまうという
重大事故につながるものである。

【０００７】これらのはんだ付け不良は、自動はんだ付
け装置の処理装置が適正な状態になっていないと発生す
る。たとえばフラクサーでのフラックスの塗布時に塗布
ムラができたり、プリヒーターでの予備加熱時にプリン
ト基板全体が均一温度に加熱されていなかったりした場
合に、はんだ付け不良が発生するが、特に噴流はんだ槽
での噴流状態如何がはんだ付け不良に大いに関係してい
る。

【０００８】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、溶融はんだを静かに噴流する二次噴流
ノズルが設置されている。一次噴流ノズルからの荒れた
波は、はんだ付け部の隅部やスルーホール等、はんだが
付着しにくい部分に侵入して未はんだをなくす作用を有
している。しかしながら一次噴流ノズルからの波は荒れ
ているため、そのままではツララやブリッジが発生して
しまう。そこで一次噴流ノズルで発生したツララやブリ
ッジを二次噴流ノズルの静かな噴流で修正するのであ
る。

【０００９】このようにプリント基板のはんだ付け時に
未はんだをなくすためには、一次噴流ノズルは必要不可
欠なものであり、荒れた波を作るために色々な手段が講
じられていた。その手段とは、ノズル内やノズル上部に
動体を設置し、該動体を外部の駆動装置で動かすことに
よりノズルから噴流する波を荒らすものであったり（特
公昭６２−３５８５７、特公平５−８５２６２）、ノズ
ルに穴のあいたプレートを設置して、穴から吹き上げる
溶融はんだを荒らしたり（特公昭６３−１５０６３）す
るものであった。

【００１０】ところで動体を駆動装置で動かす噴流はん
だ槽では、モーターのような駆動装置が必要であるため
高価となり、しかもモーターをノズルの近傍、即ち高温
となった噴流はんだ槽の近傍に設置しなければならない
ため、熱の影響でモーターの回転が安定しなかったり、
モーターの寿命が短くなったりするという問題があっ
た。また穴のあいたプレートを用いた噴流はんだ槽は、
穴の周囲にはんだの酸化物が付着しやすく、長期間経過
するうちに穴からの噴流状態を変えてしまうことがあっ
た。

【００１１】このような問題に鑑み、本特許出願人は駆
動装置を使用せず、しかもはんだの酸化物が付着しにく
い噴流はんだ槽を発明し、既に特許（特許第１５７１２
４２号）として確立した。この噴流はんだ槽は、ノズル
内に棒状の遊動体を設置し、該遊動体の両端をバネで支
持したり、遊動体の両端にストッパを着装して支持した
りするものである。この遊動体を設置した噴流はんだ槽
は、駆動装置を全く使用していないため安価であるばか
りでなく、酸化物が付着しにくい構造であるため長期間
安定した噴流状態を得ることができるという特長を有し
ている。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】遊動体を用いたはんだ
槽は、このように優れた特長を有しているが、遊動体の
両端をバネで支持した噴流はんだ槽（以下、バネ式遊動
体はんだ槽という）は噴流の圧力を非常に高くしたとき
に、ノズル全域にわたって噴流頂部が一定高さとならな
いことがあった。一般のプリント基板のはんだ付けで
は、噴流圧力を非常に高くすることはないが、積層プリ
ント基板のようにスルーホールの深いものでは、スルー
ホールの中迄も充分溶融はんだを侵入させなければなら
ないため、噴流圧力を高くすることがある。このように
噴流圧力を高くすると、バネ式遊動体はんだ槽では、噴
流頂部の高さが一定とならないことがあった。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明者は、従来のバネ
式遊動体はんだ槽が噴流圧力を強くすると波の噴流高さ
が一定とならないことについて鋭意研究を重ねた結果、
図６に示すように遊動体５の端部がそれぞれ単独に上下
方向（矢印方向）に動いてしまうためであることが判明
した。つまり遊動体の一端だけが上方に持ち上げられる
と、持ち上げられた遊動体にともなって溶融はんだも上
方に高くなり、遊動体の他端の噴流よりも高くなってし
まうからである。そこで本発明者は、遊動体が上下方向
に動かないようにすれば噴流高さが一定となることに着
目して本発明を完成させた。

【００１４】本発明は、溶融はんだを噴流させる噴流口
内に噴流口の長手方向平行に遊動体が設置された噴流は
んだ槽において、遊動体の両端が立設した板バネで保持
されており、該遊動体は横方のみの遊動が可能となって
いるとともに縦方への遊動が拘束された構造となってい
ることを特徴とする噴流はんだ槽である。

【００１５】

【発明の実施の形態】本発明では、遊動体の両端をバネ
で保持するものであるが、遊動体の遊動方向を横方だけ
にして縦方の遊動を拘束したものである。

【００１６】遊動体の縦方の遊動を拘束する一つの手段
としては、板バネを使用することである。つまり板バネ
は、板の面に対して直角方向には容易に振れるが、板の
面に対して平行方向には決して振れるようなことはな
い。そこで遊動体の縦方の遊動を拘束するために、遊動
体の両端に板バネを立設させて板バネを横方だけに振ら
すようにする。

【００１７】その第１の実施の形態としてしては、板バ
ネを複数箇所で互い違いに屈曲させて波状にし、該波状
の板バネを立設した状態で一端を遊動体の端部に固定
し、他端をホルダーに固定する。このように波状の板バ
ネを用いると、遊動体は縦方の遊動が拘束され、横方に
自由に遊動することができる。

【００１８】また第２の実施の形態としては、平らな板
バネの一端を遊動体の端部に固定し、板ばねの他端をホ
ルダーに自由状態で保持するようにする。遊動体に固定
した平らな板バネの端部を自由状態に保持すると、遊動
体は横方には遊動するが縦方には遊動しなくなる。

【００１９】そして第３の実施の形態として、遊動体の
両端をコイルバネで保持し、遊動体の両端内側部分を隔
壁の横長穴で保持するようにする。この第３の実施の形
態では遊動体は、隔壁の横長穴に沿って遊動するため、
縦方の遊動が拘束されるものである。

【００２０】

【実施例】以下図面に基づいて本発明を説明する。図１
は第１実施例の斜視図、図２は同要部拡大斜視図、図３
は第２実施例の要部拡大斜視図、図４は第３実施例の要
部拡大斜視図、図５は本発明噴流はんだ槽における噴流
状態を説明する正面断面図である。

【００２１】先ず第１実施例の噴流はんだ槽について説
明する。噴流はんだ槽は、噴流口１が一対のノズル板
２、２と側板３、３から形成されている。側板３、３は
ノズル板２、２よりも高さが高くなっている。これは噴
流口から噴流した溶融はんだをノズル板から流出させる
ためである。

【００２２】噴流はんだ槽には、図示しないポンプとモ
ーターが設置され、ポンプの稼働により溶融はんだが下
方から送られて、噴流口から噴流するようになってい
る。側板３、３には穴４、４が穿設されており、該穴を
通して遊動体５が設置されている。穴４、４は遊動体５
の直径よりも大径となっており、遊動体の自由な遊動を
妨げない大きさとなっている。

【００２３】遊動体５の両端には板バネ６、６が固定さ
れている。第１実施例の板バネは複数箇所で屈曲した波
状であり、屈曲方向は縦方となっている。該板バネは、
一端が遊動体５の端部に固定され、他端がホルダー７、
７に固定されている。ホルダー７は図示しないはんだ槽
本体に固定されている。板バネ６は立設した状態、即ち
板バネは溶融はんだの噴流方向と平行した状態に設置さ
れている。従って、板バネは横方（矢印Ｘ）には振れる
が縦方には全く振れない。

【００２４】次に上記噴流はんだ槽における溶融はんだ
の噴流状態について説明する。図示しないポンプを稼働
させると、図５に示すように溶融はんだ８は下方から送
られて、噴流口１から噴流し、一対のノズル板２、２か
ら流出する。このとき下方から流動してくる溶融はんだ
中に遊動体５が設置されているため、遊動体の後部（図
中上部）の流れに所謂カルマンの渦流が発生し、流れが
乱されるとともに、勢いのある溶融はんだの流れにより
遊動体が上下左右方向ランダムに揺らされようとする。
しかしながら、遊動体は両端が立設した板バネ６、６で
保持されているため、左右方向には遊動するが上下方向
の遊動は拘束される。従って、噴流口１から噴流する溶
融はんだ８は、カルマンの渦流による乱れと、遊動体の
左右方向の遊動により荒れた波となる。このとき噴流口
１から噴流する溶融はんだの頂部は遊動体の上下方向へ
の遊動が全くないため、常に一定高さを保っている。こ
のように一定高さとなった噴流波に、図示しないプリン
ト基板が接触して、プリント基板全域にはんだが付着さ
れる。

【００２５】第２実施例の噴流はんだ槽は、図３に示す
ように遊動体５の両端に平らな板バネ９が立設して固定
されている。平らな板バネ９は他端がホルダー１０に摺
動自在に保持されている。ホルダー１０は図示しないは
んだ槽本体に固定されており、内部が空洞の箱形であ
る。ホルダー１０は板バネ９を保持する部分がスリット
１１となっていて、板バネ９が自由に出入りできるよう
になっている。従って、第２実施例の噴流はんだ槽で
も、遊動体５が左右方向（矢印Ｘ）に遊動するときは、
板バネ９が屈曲しながらホルダー１０のスリット１１を
出入りし、上下方向の遊動を拘束するようになってい
る。

【００２６】第３実施例の噴流はんだ槽は、図４に示す
ように遊動体５の両端がコイルバネ１３で保持されてい
るものである。コイルバネの他端は、ホルダー１５に係
合されている。側板３、３には縦寸法が遊動体５の直径
よりも僅かに大きく、横方に充分長い横穴１４が穿設さ
れている。従って、遊動体５が溶融はんだの流れで遊動
するときに、縦方の遊動が横長穴１４によって拘束さ
れ、横方の遊動（矢印Ｘ）のみが可能となるようになっ
ている。

【００２７】なお実施例では、遊動体の形状を断面が円
状の丸棒で示したが、本発明に使用する遊動体は断面が
円状に限らず、断面が楕円、二等辺三角形、菱形、矩
形、等如何なる形状でも使用できることは言うまでもな
い。

【００２８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の噴流はん
だ槽は、噴流口内に設置された遊動体が横方には自由に
遊動するが縦方の遊動が拘束されているため、非常に高
い圧力の噴流であっても、遊動体が決して縦方に遊動す
ることがない。従って、噴流頂部が常に一定高さとな
り、プリント基板のはんだ付け時、プリント基板に対し
て均一な接触状態を保つことができ、はんだ付け不良が
皆無となるという信頼性に優れたはんだ付けが行えるも
のである。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施例の斜視図

【図２】第１実施例の要部拡大斜視図

【図３】第２実施例の要部拡大斜視図

【図４】第３実施例の要部拡大斜視図

【図５】本発明噴流はんだ槽における噴流状態を説明す
る正面断面図

【図６】従来のバネ式遊動体はんだ槽における噴流状態
を説明する正面断面図

【符号の説明】

１ 噴流口 ２ ノズル板 ３ 側板 ４ 穴 ５ 遊動体 ６ 板バネ ７ ホルダー

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】溶融はんだを噴流させる噴流口内に噴流口
   の長手方向平行に遊動体が設置された噴流はんだ槽にお
   いて、遊動体の両端が立設した板バネで保持されてお
   り、該遊動体は横方のみの遊動が可能となっているとと
   もに縦方への遊動が拘束された構造となっていることを
   特徴とする噴流はんだ槽。
2. 【請求項２】前記板バネは、立設した状態で一端が遊動
   体の端部に固定され、他端がホルダーに固定されてい
   て、しかも縦方に複数箇所で屈曲した波状となっている
   ことを特徴とする請求項１記載の噴流はんだ槽。
3. 【請求項３】前記板バネは、立設した状態で一端が遊動
   体の端部に固定され、他端がホルダーに摺動自在に保持
   されていることを特徴とする請求項１記載の噴流はんだ
   槽。