JP3210899U - 半田付け装置 - Google Patents

Abstract

【課題】筒状半田鏝において回路基板への半田付けの信頼性を高めることができる半田付け装置を提供する。【解決手段】半田処理装置Ａは、加熱可能である上下に伸びた略筒形状の鏝先５と、鏝先５に設けられた半田孔５１にフラックス入りの半田片Ｗｈを送る半田片供給部と、鏝先の下端部に設けた凹凸部５２とを備え、鏝先５を半田付けを行う回路基板Ｂｄに接触させた後に、半田片の溶融時に凹凸部５２の凹部に溶融フラックスを貯留し、その後半田材料を溶融させる。溶融したフラックスによって回路基板Ｂｄを加熱することにより、回路基板をすばやく、かつ安定した温度で加熱し、半田付け性能の安定化をはかる。【選択図】図２

Description

本考案は、半田片を加熱溶融し回路基板に半田付けを行う半田付け装置に関するものである。

近年、各種機器において電気部品を実装した電子回路が搭載されている。電子回路の形成工程においては、リード線を基板上の配線パターン（ランド）に接合する処理等のため、半田鏝を用いた半田付けが実施される。また半田付けの工程を機械的に実現させるため、鏝先の部分を備えた半田処理装置が利用されている。
このような半田処理装置は、例えば加熱された鏝先内に半田片（糸半田を切断したもの）を供給し、鏝先の熱を用いて半田片を加熱溶融することにより、下方へ溶融した半田を供給するように構成される。これにより、下方に配置しておいた基板に対する半田付け工程が実現可能である。

特許文献１に記載されている技術は、筒内部で半田を溶融させる半田鏝によって、回路基板上の端子に半田付けを行うものである。

国際公開第２００８／０２３４６１号

しかしながら、特許文献１に記載されている技術では、半田片の溶融に先立って鏝先を回路基板に接触させて予備加熱を行った後に、半田片を溶融させて半田付けを行う。このとき鏝先の温度や接触時間によって回路基板の温度が高温になって基板表面を変形させたり、あるいは温度が低くて溶融した半田が基板に流れないというという欠点があった。特に鏝先に半田の残渣不純物が付着して回路基板との接触が不十分な場合には、熱伝達が不十分で半田付けの信頼性が損なわれていた。
また連続して半田付けすることや、半田を可視化するために、鏝先の先端に切り欠き部を設けたものがあるが、半田付けする温度を安定化するものではなかった。
本考案は上述した課題に鑑み、鏝先の先端の凹凸部にフラックスを貯留して熱伝達を行わせ、半田付け時の温度を安定させた半田付け装置の提供を目的とする。

本考案の半田付け装置は、加熱可能である上下に伸びた略筒形状の鏝先と、鏝先内にフラックス入りの半田片を送る半田片供給部と、鏝先の下端部に設けた凹凸部とを備え、鏝先を半田付けを行う回路基板に接触させた後に、半田片の溶融時にフラックスを先行して凹部に溶融フラックス貯留し、半田付けを行うものである。

本考案に係る半田付け装置によれば、鏝先の先端に凹凸部を設けることにより、半田の溶融に先行してフラックスを凹凸部に供給して、鏝先の先端部からむらなく熱伝達を行わせ半田付け温度の安定化をさせたので、半田付けの信頼性が高い。

本考案の半田付け装置の実施形態１を示す斜視図である。 図１に示す半田付け装置のＩＩ−ＩＩ線で切断した断面図である。 図１に示す半田付け装置に設けられた駆動機構の一部の分解斜視図である。 図１に示す半田付け装置の鏝先の形状を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）正面図、（ｃ）は底面図である。 図４に示す鏝先の底面を示す斜視図である。 図４（ａ）に示す鏝先の平面図におけるＬ−Ｌ線断面図である。 本考案の半田付け装置の実施形態１の半田片供給時の鏝先の状態を示す拡大断面図で、（ａ）は半田片の供給時を示し、（ｂ）は半田片溶融時の鏝先の状態を示す拡大断面図である。 （ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、それぞれ本考案の実施形態２の半田付け装置の鏝先の形状を示す底面図である。 （ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、それぞれ本考案の実施形態３の半田付け装置の鏝先の形状を示す底面図である。 本考案の半田付け装置の実施形態４の動作を示す鏝先の断面図である。

以下に本考案の実施形態について図面を参照して説明する。
（第１実施形態）
図１は本考案にかかる半田付け装置の一例の斜視図である。図２は図１に示す半田付け装置のＩＩ−ＩＩ線で切断した断面図である。図３は図１に示す半田付け装置に設けられた駆動機構の一部の分解斜視図である。なお、図１では、筐体及び支持部１の一部を切断し、半田付け装置の内部を表示するようにしている。

図１に示すように半田付け装置Ａは、上方から糸半田Ｗを供給し、下部に設けられた鏝先５を利用して、鏝先５の下方に配置される配線基板Ｂｄと、電子部品の端子Ｔｐとを半田付けする装置である。図１及び図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、ヒーターユニット４、鏝先５、半田送り機構６及びガス供給部７を備えており、半田付け装置Ａのうち支持部１、カッターユニット２、駆動機構３、半田送り機構６とにより半田供給部Ａ１を構成する。
支持部１は、立設された平板状の壁体１１を備えている。なお、以下の説明では、便宜上、図１に示すように、壁体１１に沿う水平方向をＸ方向、壁体１１と垂直な水平方向をＹ方向、壁体１１に沿う鉛直方向をＺ方向とする。例えば、図１に示すように、壁体１１はＺＸ平面を有している。

半田付け装置Ａは、治具Ｇｊに取り付けられた配線基板Ｂｄと、配線基板ＢｄのスルーホールＴｈ内に配置された電子部品の端子Ｔｐとに溶融半田を供給し、接続固定を行う。半田付けを行うとき、治具ＧｊをＸ方向及びＹ方向に移動させ配線基板ＢｄのランドＬｄとの位置決めを行う。また、そして、半田付け装置ＡはＺ方向に移動可能であり、位置決め後Ｚ方向に移動することで、鏝先５の先端をランドＬｄに接触させることができる。

支持部１は、壁体１１と、保持部１２と、摺動ガイド１３と、ヒーターユニット固定部１４とを備える。壁体１１は、鉛直方向に立設された平板状の壁体である。壁体１１は、半田付け装置Ａの支持部材としての役割を果たしている。保持部１２は、壁体１１のＺ方向の下端部より上方にずれた位置に固定されている。保持部１２は、駆動機構３の後述するエアシリンダー３１を保持する。ヒーターユニット固定部１４は、ヒーターユニット４の固定を行う部材であり、壁体１１のＺ方向の端部（下端部）に設けられている。

摺動ガイド１３は、壁体１１のＺ方向の下端部の近傍に、固定されている。摺動ガイド１３は、カッターユニット２の後述するカッター下刃２２と共に、壁体１１と固定されており、カッターユニット２の後述するカッター上刃２１をＸ方向に摺動可能にガイドする。
摺動ガイド１３は、Ｙ方向に対向して対をなす部材である。摺動ガイド１３は、一対の壁部１３１と、抜止部１３２とを有している。壁部１３１は、Ｘ方向に延びる平板状の部材である。一方の壁部１３１は、壁体１１と接触して配されており、壁体１１と反対側の面は、カッター下端２２と接触している。また、他方の壁部１３１は、カッター下刃２２の側面と接触している。つまり、一対の壁部１３１は、カッター下刃２２をＹ方向の両側から挟んでいる。そして、一対の壁部１３１及びカッター下刃２２は、ねじ等の締結具で壁体１１に共締めされて、固定される。

抜止部１３２は、一対の壁部１３１のそれぞれに設けられている。一対の壁部１３１は、カッター下刃２２のＺ方向上面よりもＺ方向に延びており、一対の壁部１３１のＺ方向の上端部から、それぞれ、他方に向かって延びている。すなわち、摺動ガイド１３は、一対の抜止部１３２を備えている。そして一対の抜止部１３２それぞれのＹ方向の先端は、接触しない、換言すると、摺動ガイド１３には上部に開口を有している。カッター上刃２１は、カッター下刃２２の上面と、抜止部１３２との間に少なくとも一部は配される。これにより、カッター上刃２１は、Ｘ方向にガイドされるとともに、Ｚ方向に抜けとめされる。

次に半田供給部Ａ１の構成について説明する。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Ｗｈに切断する切断具である。カッターユニット２は、カッター上刃２１と、カッター下刃２２と、プッシャーピン２３とを備えている。
上述のとおり、カッター下刃２２は摺動ガイド１３とともに壁体１１に固定される。カッター下刃２２は、下刃孔２２１と、ガス流入孔２２２とを備えている。下刃孔２２１は、カッター下刃２２をＺ方向に貫通する貫通孔であり、カッター上刃２１の後述する上刃孔２１１を貫通した糸半田Ｗが挿入される。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とを用いて、糸半田Ｗを所定長さの半田片Ｗｈに切断する。切断された半田片Ｗｈは、自重によって又はプッシャーピン２３に押されて、下刃孔２２１の内部を下方に落下する。下刃孔２２１は、ヒーターユニット４の後述する半田供給孔４２２を介して、鏝先５の後述する半田孔５１と連通している。下刃孔２２１の内部を落下した半田片Ｗｈは、半田供給孔４２２に達した後、半田孔５１に落下する。

ガス流入孔２２２は、カッター下刃２２の外側面と下刃孔２２１とを連通する孔である。また、ガス流入孔２２２の外側には、ガスを供給するためのガス供給部７が接続される。すなわち、ガス供給部７から供給されるガスは、ガス流入孔２２２に流入する。そして、ガスは、下刃孔２２１、半田供給孔４２２を通過して、半田孔５１に到達する。なお、ガスとは、半田を加熱して溶融するときに半田の酸化を抑制するために用いられるものである。すなわち、溶融した半田と酸素との接触を抑制するためのガスである。ガスとしては、例えば、窒素ガス、アルゴンガス、ヘリウムガス、二酸化炭素等を挙げることができる。本実施形態の半田付け装置Ａでは、窒素ガスを供給するものとして説明する。なお、このガス流は後述するように溶融した半田の移動や分離を促進する作用を行う。

カッター上刃２１は、上述したとおり、カッター下刃２２のＺ方向上面上に配される。カッター上刃２１は、摺動ガイド１３によって摺動時に摺動方向がＸ方向になるようガイドされるとともにＺ方向に抜け止めされる。すなわち、カッター上刃２１は、カッター下刃２２のＺ方向の上面上をＸ方向に摺動する。なお、カッター上刃２１は、駆動機構３によって摺動される。
カッター上刃２１は、上刃孔２１１と、ピン孔２１２とを備えている。上刃孔２１１は、カッター上刃２１をＺ方向に貫通する貫通孔である、上刃孔２１１には、半田送り機構６から送られた糸半田Ｗが挿入される。上刃孔２１１の下端の辺縁部は切刃状に形成されている。ピン孔２１２は、カッター上刃２１をＺ方向に貫通する貫通孔である。ピン孔２１２には、プッシャーピン２３の後述するロッド部２３１が、摺動可能に挿入される。

プッシャーピン２３は、ロッド部２３１と、ヘッド部２３２と、バネ２３３とを有する。ロッド部２３１は、円柱状の部材であり、ピン孔２１２に摺動可能に挿入される。また、プッシャーピン２３がＺ方向下に移動することで、ロッド部２３の先端が、ピン孔２１２から突出する。ヘッド部２３２はロッド部２３１の軸方向の上端に連結される。ヘッド部２３２は、ピン孔２１２の内径よりも大きい外径を有する円板形状である。ヘッド部２３２は、ピン孔２１２に挿入されない。すなわち、ヘッド部２３２は、ロッド部２３１のピン孔２１２内への移動を制限する、いわゆる、ストッパーとしての役割を果たす。

バネ２３３は、ロッド部２３１の径方向外側を囲む圧縮コイルばねである。バネ２３３は、Ｚ方向下端部がカッター上刃２１の上面と接触し、Ｚ方向上端部がヘッド部２３２の下面と接触する。すなわち、バネ２３３は、カッター上刃２１の上面から反力を受け、ヘッド部２３２をＺ方向上に押す。これにより、ヘッド部２３２と連結されたロッド部２３１は、Ｚ方向上方に持ち上げられ、ロッド部２３１の下端が、ピン孔２１２の下端から突出しないように維持される。なお、ロッド部２３１のＺ方向下端部には、ピン孔２１２からの抜けを抑制する抜けとめ（不図示）が設けられている。

プッシャーピン２３は、カッター上刃２１とカッター下刃２２で切断されて下刃孔２２１に残った半田片Ｗｈを下方に押す。そして、プッシャーピン２３は、ばね２３３の弾性力によって、常に上方に、すなわち、カッター下刃２２と反対側に押し上げられている。つまり、ロッド部２３１は、ヘッド部２３２が押されたときに、ピン孔２１２のＺ方向下端部から下に突出する。そして、ヘッド部２３２は、駆動機構３の後述するカム部材３３に押される。

カッター上刃２１において、上刃孔２１１とピン孔２１２とはＸ方向に並んで設けられている。カッター上刃２１は、Ｘ方向に摺動することで、上刃孔２１１と下刃孔２２１とが上下に重なる位置、又は、ピン孔２１２と下刃孔２２１とが上下に重なる位置に移動する。なお、カッター上刃２１は、一方の摺動端部まで摺動したときに上刃孔２１１と下刃孔２２１とが重なり、他方の摺動端部まで摺動したときにピン孔２１２と下刃孔２２１とが重なるように、摺動してもよい。

そして、上刃孔２１１と下刃孔２２１とがＺ方向に重なっている状態で、半田送り機構６から糸半田Ｗが送られると、上刃孔２１１を通過した糸半田Ｗが、下刃孔２２１に挿入される。上述のとおり、上刃孔２１１の下端の辺縁部が切刃状に形成されているとともに、下刃孔２２１の上端の辺縁部も切刃状に形成されている。そして、カッター上刃２１の下面は、カッター下刃２２の上面と接触している。そのため、下刃孔２２１に糸半田Ｗが挿入されている状態で、カッター上刃２１がＸ方向に摺動することで、上刃孔２１１および下刃孔２２１それぞれの切刃によって糸半田Ｗが切断される。

カッター上刃２１は、カム部材３３によってＸ方向に摺動される。そのため、カッター上刃２１及びプッシャーピン２３は、カム部材３３と同期している。カム部材３３は、ピン孔２１２が下刃孔２２１とＺ方向に重なったときに、ヘッド部２３２を押す。そのため、カッター上刃２１がＸ方向に摺動するときには、プッシャーピン２３のロッド部２３１の先端は、ピン孔２１２に収容されている。そのため、カッター上刃２１がＸ方向に摺動するときに、ロッド部２３１の先端とカッター下刃２２の上面とが接触するのを抑制し、ロッド部２３１の先端及び（又は）カッター下刃２２の変形、破損等が抑制される。

カッター上刃２１がＸ方向に摺動することで、下刃孔２１１とピン孔２１２とがＺ方向に重なる。ピン孔２１２が下刃孔２１１と重なっている状態で、ヘッド部２３２はカム部材３３に押される。これにより、プッシャーピン２３が、Ｚ方向下に移動する。プッシャーピン２３がピン孔２１２からＺ方向下方に突出すると、プッシャーピン２３の一部が下刃孔２１１に挿入される。下刃孔２１１の入り口に糸半田を切断した後述の半田片が残っている場合、プッシャーピン２３の先端が半田片を押して、半田片は落下する。

図１、図２に示すように、駆動機構３は、エアシリンダー３１と、ピストンロッド３２と、カム部材３３と、スライダー部３４と、ガイド軸３５とを有する。エアシリンダー３１は保持部１２に保持される。エアシリンダー３１は、有底円筒状である。エアシリンダー３１の内部には、ピストンロッド３２が収容されており、外部から供給される空気の圧力でピストンロッド３２を摺動駆動（伸縮）させる。エアシリンダー３１とピストンロッド３２とが駆動機構３のアクチュエーターを構成している。ピストンロッド３２は、エアシリンダー３１の内部に配されるとともに、一部が常にエアシリンダー３１の軸方向の一方の端部（ここでは、Ｚ方向の下端部）から、突出している。エアシリンダー３１は、ピストンロッド３２が突出する面がカッターユニット２に向くように、すなわち、Ｚ方向下に向くように、保持部１２に保持される。

ピストンロッド３２は、保持部１２に設けられた貫通孔（不図示）を貫通している。ピストンロッド３２は、ガイド軸３５と平行に設けられており、ガイド軸３５に沿って直線的に往復動する。ピストンロッド３２の先端部は、カム部材３３に固定されており、ピストンロッド３２の伸縮によって、カム部材３３がＺ方向に摺動する。カム部材３３の摺動は、ガイド軸３５によってガイドされている。
図２に示すように、ガイド軸３５は、下端部がカッター下刃２２に設けられた凹穴に嵌合されており、カッター下刃２２にねじ３５１でねじ止め固定されている。また、ガイド軸３５の上部は、保持部１２に設けられた孔を貫通しており、ピン３５２によって移動が規制されている。つまり、ガイド軸３５はねじ３５１によってカッター下刃２２と、ピン３５２によって保持部１２と固定されている。

なお、本実施形態において、ガイド軸３５は、ねじ３５１及びピン３５２によって固定されているが、これに限定されるものではなく、例えば、圧入、溶接等の固定方法で固定されるものであってもよい。また、本実施形態において、ガイド軸３５として円柱状の部材としているが、これに限定されるものではなく、断面多角形状や楕円等を利用してもよい。

図２、図３に示すように、カム部材３３は、矩形状の部材であり、長辺の一部を矩形状に切り欠いた凹部３３０と、カム部材３３に連結し、ガイド軸３５が貫通する貫通孔を備えた円筒形状の支持部３３１とを備えている。凹部３３０には、スライダー部３４が（Ｘ方向及びＺ方向に）摺動可能に配置される。また、支持部３３１はガイド軸３５と平行する方向に延びる形状を有しており、カム部材３３のがたつきを抑制するために設けられている。つまり、カム部材３３がある程度厚みを有し、がたつきが発生しにくい構成の場合、円筒形状の部分を省略し、貫通孔だけで支持部３３１を構成してもよい。
そして、カム部材３３は、凹部３３０の中間部分に設けられて中心軸がガイド軸３５と直交する円柱状のピン３３２と、凹部３３０と隣接してプッシャーピン２３を押すピン押し部３３３と、支持部３３１内部に配置された軸受３３４とを備えている。ピン３３２は、スライダー部３４に設けられた後述するカム溝３４０に挿入される。また、軸受３３４は、ガイド軸３５に外嵌し、カム部材３３ががたつかないように、円滑に摺動させる部材である。

図２、図３に示すように、スライダー部３４は、長方形状の板状の部材であり、カッター上刃２１と一体的に形成されている。スライダー部３４は、板厚方向に貫通するとともに長手方向に延びるカム溝３４０を備えている。カム溝３４０は、ガイド軸３５と平行に延びる第１溝部３４１を上側に、同じくガイド軸３５と平行に延びる第２溝部３４２を下側に設けている。そして、第１溝部３４１と第２溝部３４２とは、Ｘ方向にずれて設けられており、カム溝３４０は第１溝部３４１と第２溝部３４２とを接続する接続溝部３４３を備えている。
カム溝３４０には、カム部材３３のピン３３２が挿入されており、カム部材３３がガイド軸３５に沿って移動することで、ピン３３２がカム溝３４０の内面を摺動する。ピン３３２がカム溝３４０の接続溝部３４３に位置するとき、接続溝部３４３の内面を押す。これにより、スライダー部３４及びスライダー部３４に一体的に形成されたカッター上刃２１がカム部材３３の摺動方向（Ｚ方向）と交差する方向（Ｘ方向）に移動（カッター下刃２２に対して摺動）する。

図１、図２に示すように、半田送り機構６は、糸半田Ｗを供給する。半田送り機構６は、一対の送りローラ６１と、ガイド管６２とを備えている。一対の送りローラ６１は、支持壁１１に回転可能に取り付けられている。一対の送りローラ６１は、糸半田Ｗの側面を挟んで回転することで、糸半田を下方に送る。なお、一対の送りローラ６１は、互いに他方に向かって付勢されており、その付勢力で糸半田Ｗを挟む。送りローラ６１の回転角度（回転数）によって、送り出した糸半田Ｗの長さが測定（決定）されている。

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の上刃孔２１１と連通するように設けられている。なお、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、ガイド管６２はカッター上刃２１が摺動する範囲で過剰に引っ張られたり、突っ張ったりしない長さ、および、形状を有している。

ヒーターユニット４は、半田片Ｗｈを加熱し、溶融させるための加熱装置であり、図２に示すように、壁体２２の下端部に設けられたヒーターユニット固定部１４に固定されている。ヒーターユニット４は、ヒーター４１と、ヒーターブロック４２とを備える。ヒーター４１は、通電により発熱する。ヒーター４１は、ここでは、円筒形状のヒーターブロック４２の外周面に巻き回された電熱線を有する。
ヒーターブロック４２は円筒形状を有しており、軸方向の端部に鏝先５を取り付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した半田供給孔４２２とを備えている。ヒーターブロック４２は、半田供給孔４２２と下刃孔２２１とが連通するように、カッター下刃２２に接触して設けられている。ヒーターブロック４２をこのように設けることで、半田片Ｗｈは、下刃孔２２１から半田供給孔４２２に移動する。

鏝先５は、円筒形状の部材であり、中央部分に軸方向に延びる半田孔５１を備えている。鏝先５は、ヒーターブロック４２の凹部４２１に挿入され、図示を省略した部材によって抜け止めがなされている。また、鏝先５の半田孔５１は、ヒーターブロック４２の半田供給孔４２１と連通しており、半田供給孔４２１から半田片Ｗｈが送られる。
鏝先５は、ヒーター４１からの熱が伝達されており、その熱で半田片Ｗｈを溶融させる。そのため、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で形成されている。
鏝先５の端部には半田孔５１と連通する凹凸部５２が設けられており、溶融した半田Ｗｈは半田孔から５１から凹凸部５２に流入する。

図４は鏝先５の形状を示す図であり，（ａ）は図１のＺ方向の上から見た平面図、（ｂ）は図１のＹ方向から見た正面図、（ｃ）は図１のＺ方向の下から見た底面図を示す。なお右側面図、左側面図、背面図は正面図と同一なので省略する。図５は鏝先５の底面部を示す斜視図であり、図６は図４のＬ−Ｌ線断面図を示す。
図４（ｃ）の底面図および図５の斜視図に示すようにに示すように、鏝先５の底面部には凹凸部５２が設けられており、この凹凸部５２は９０度ずつ配置された４つの溝５２ａ、５２ｂ、５２ｃ、５２ｄから構成されている。この４つの溝はそれぞれ半田孔５１と連通している。

図２において、ガス供給部７は、半田付け装置Ａの外部に設けられたガス供給源ＧＳから供給されるガスを半田付け装置Ａに供給する。ガスとして、上述した、不活性ガスを用いることで半田の酸化を防止することが可能である。図２に示すように、ガス供給部７は、配管７０と、第１調整部７１と、ガスの流量や圧力を計測して電気信号を出力する計測部７２を有する。なお、図２では、便宜上、配管７０を線図で示しているが、実際にはガスである窒素ガスが漏れない管体（例えば、銅管や樹脂管）である。
配管７０はガス供給源ＧＳとを接続し、ガス供給源ＧＳからの窒素ガスをガス流入孔２２２に流入させる配管である。
半田付け装置Ａにおいて、ガス流入孔２２２は、下刃孔２２１、半田供給孔４２２及び半田孔５１から凹凸部５２に連通している。

第１調整部７１は、配管７０に設けられており、第１調整部７１は、配管７０１を流れる窒素ガスの流量または圧力を調整しており、計測部７２は配管７０を流れる窒素ガスの流量を計測する流量計である。７３は流量や圧力をコントロールする制御部である。
制御部７３は、半田付け装置Ａの例えば、半田付け装置Ａの基板Ｂｄへの接近離間、糸半田Ｗの切断、鏝先５の加熱等を含む制御を行うことができる。

次に本実施形態の動作について説明する。半田付装置Ａでは、半田付けを行う前段階（例えば、鏝先５を加熱する、半田付けを行う基板Ｂｄを変更する等）において、鏝先５は、基板Ｂｄから離している。次に基準状態の後に半田付けを行うため、鏝先５を基板ＢｄのランドＬｄに接触させる。半田付け装置Ａでは、鏝先５をランドＬｄに接触させることで、ランドＬｄを半田付けに適切な温度に昇温させる。このとき、ガス供給部７からは窒素ガスが供給されており、半田孔５１内部には窒素ガスの流れが発生している。そして、プレヒートが終了したタイミングで、半田片Ｗｈを半田孔５１に投入する。なお、半田片Ｗｈはカッター上刃２１とカッター下刃２２で糸半田Ｗを切断して形成する（図２参照）。自重又はプッシャーピン２３で押されることで、半田片Ｗｈは落下し、下刃孔２２１、半田供給孔４２２を通過して、半田孔５１に投入される。半田片Ｗｈは、図７（ａ）に示すように半田孔５１内の端子Ｔｐで受け止められ停止し、鏝先５１からの熱を受けて溶融を開始する。

半田片Ｗｈには錫を主成分とする半田材料Ｗｈａとロジンを主成分とするフラックスＷｈｂとで形成されており、この半田片Ｗｈが加熱された場合、まず融点が約摂氏１００度のフラックスが溶融を開始し、溶融したフラックスＷｈａは下方向に流れ、図７（ｂ）に示すように、凹凸部５２の溝５２ａ〜５２ｄに流入する。流入したフラックスはさらに加熱されて膨張し溝５２内に充満する。溝５２ａ〜５２ｄの深さは０．１〜３．０ｍｍ好ましくは０．２〜０．５ｍｍに形成しているので、半田片全体の重量比２〜３％（容積比１４〜２１％）の少ない含有量のフラックスでも溝５２ａ〜５２ｄ内に充満し、この溶融したフラックスによって、鏝先５の熱を回路基板ＢｄのランドＬｄに伝導させて、ランドＬｄはただちに半田付けに適する高温に加熱される。鏝先５の熱容量が大きい場合には、フラックスをさらに加熱することになるが、フラックスが沸点に達すると気化熱を奪うので、フラックスの温度は上昇しない。また鏝先５を気化熱によって冷却するので、鏝先５の凹凸部５２の温度は高温を保つことができない。このため鏝先５が過度の高温であり、また熱容量が大きい場合にでも、回路基板ＢｄのランドＬｄを過度な高温にすることがない。
溝５２ａ〜５２ｄの体積は、溶融したフラックスの体積よりやや大きい方が、最も効果的に熱伝導を行うことができ、またフラックスを溝に均一に分配することができる。また、溝５２ａ〜５２ｄの体積が大きくても、凹凸による鏝先５とフラックスとの接触面積が増加するので、熱伝導を大きくすることができる。

次に鏝先５によって半田片Ｗｈがさらに加熱されると、融点が約摂氏２００度の半田材料が溶融し、重力により下方向に流れて凹部５２内に流入しフラックスと接触する。凹部５２は半田に対して非濡れ性の材料であるのに対し、ランドＬｄや端子Ｔｐは濡れ性が高いので、凹部５２内の配線基板Ｂｄ上に広がる。このとき窒素ガスは継続的に供給されており、この流れによって一定量で溶融している半田片Ｗｈは配線基板Ｂｄの複数のランドＬｄや端子Ｔｐの周辺のスルーホールＴｈに供給される。

鏝先５と回路基板Ｂｄとの直角度がずれて、鏝先５の全面が回路基板Ｂｄに接触していなくても、溶融したフラックスによって熱伝達が行われ回路基板Ｂｄの加熱を行うことができる。このため、鏝先５を回路基板Ｂｄに強く押しつける必要がない。
また半田作業を繰り返すと、鏝先５の端部に半田の残渣物が付着して回路基板Ｂｄとの接触が不十分となっても熱伝達が損なわれることがない。
窒素ガスは半田付け作業中も継続して流されており、フラックスや溶融半田を凹部５２の円周方向に押し出す作用を行う。このため鏝先５と回路基板Ｂｄとの隙間が小さくても、流体の圧力でフラックスを隙間の中に送り込むことができる。
また、半田片Ｗｈが溶融時には凹部５２から窒素ガスの圧力を外部に逃がすことができるので、溶融した半田片Ｗｈを過度にスルーホールＴｈに流し込んでスルーホールＴｈ下部に押し出して、スルーホールＴｈ上部に溶融半田がなくなることを防ぐことができる。

（第２実施形態）
本実施形態にかかる半田付け装置の他の例について図面を参照して説明する。図８は本考案の半田付け装置の鏝先５の端部を示した底面図であり、第１実施形態との相違は、凹凸部５２の形状を異ならせたことにある。
図８（ａ）は２つの溝５２ｅと５２ｆを半田孔５１に対称に設けたものであり、図８（ｂ）は８つの溝５２ｇ、５２ｈ、５２ｉ、５２ｊ、５２ｋ、５２ｌ、５２ｍ、５２ｎを半田孔５１に対称に設けたものである。この溝の個数や大きさは半田付けの対象物によって適宜変更するものであるが、その凹部の容積はフラックスの体積と関係する。すなわち溝の数が多く面積が大きい場合には、溝の深さを小さくし、逆に溝の数が少ない場合には溝の深さを大きくする。このことによりフラックスを凹部５２に均等に充満させることができる。
図８（ｃ）は半田孔５１の外側に円形の凹部５２ｐを設け、凹部５２ｐと連通して４つの溝５２ｑ、５２ｒ、５２ｓ、５２ｔを設けたものである。図８（ｄ）は円形の凹部５２ｕを大きくし、凹部の深さを小さくしたものである。

（第３実施形態）
本実施形態にかかる半田付け装置の他の例について図面を参照して説明する。図９は本考案の半田付け装置の鏝先５の端部を示した斜視図であり、第１実施形態との相違は、凹凸部５２の形状を異ならせたことにある。
図９（ａ）は、鏝先５の端部に凸部５３として円形凸部５３ａを複数設けて凹凸部を形成しフラックスを充填する隙間を形成したものである。また図９（ｂ）はテーパ状の凸部５３ｂを設けたものである。
図９（ｃ）はヤスリのような細かい凹凸部５３ｃによって凹凸を形成し、また図９（ｄ）は一方向の並列に形成された溝５３ｄによって凹凸を形成し、フラックスをこの隙間に介在させるものである。

（第４実施形態）
本実施形態にかかる半田付け装置の他の例について図面を参照して説明する。図１０は本考案の半田付け装置の半田付け状態における鏝先５を示した断面図であり、第１実施形態との相違は、半田片Ｗｈを半田孔５１の係止部５１ａによって保持し、この係止部５１ａで鏝先５から受熱し半田片Ｗｈを溶融させるものである。この場合には先に溶融したフラックスＷｈａが係止部５１ａから流れて凹部５２に流入し、その後半田材料Ｗｈｂが溶融して半田付けが行われる。
以上、本考案の実施形態について説明したが、本考案はこの内容に限定されるものではない。また本考案の実施形態は、考案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。

５ 鏝先
７ ガス供給部
５１ 半田孔
５２ 凹部
５３ 凸部
Ａ 半田処理装置
Ａ１ 半田供給部
Ｗｈ 半田片
Ｂｄ 配線基板
Ｌｄ ランド
Ｔｐ 端子

Claims (6)

1. 加熱可能である上下に伸びた略筒形状の鏝先と、前記鏝先内にフラックス入りの半田片を送る半田片供給部と、前記鏝先の下端部に設けた凹凸部とを備え、前記鏝先を半田付けを行う回路基板に接触させた後に、前記半田片の溶融時に前記凹凸部の凹部に溶融フラックス貯留することを特徴とする半田付け装置。
2. 前記凹凸部の凹部は、複数の溝部からなることを特徴とする請求項１に記載の半田付け装置。
3. 前記凹部は、前記鏝先の内孔から放射状に設けられた溝部で構成された請求項２に記載の半田付け装置。
4. 前記凹部は、前記半田孔周辺に設けられた円形状であることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の半田付け装置。
5. 前記凹凸部の凹部は、その深さを０．１〜３ｍｍにしたことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の半田付け装置。
6. 前記半田片の溶融時に、前記筒内に気体を供給するガス供給部を備えたことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の半田処理装置。
   
   

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