JP3547377B2 - 半田噴流装置および半田付け方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子部品のリードを挿入するなどが完了した被半田付け基板を、搬入側から受け入れた被半田付け基板のパターン面を下側にして搬送する間に、溶融半田を前記パターン面に噴出口から噴出させて半田付けする半田噴流装置および半田付け方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
面実装部品やディスクリート部品(リード足がある部品)を混載した被半田付け基板を搬送させながら、この被半田付け基板に、噴流ノズルから噴出させた溶融半田を供給して、半田付けを行う半田噴流装置は既に知られている。
【0003】
この種の半田噴流装置としては、図7,図8に示すように、電子部品を載せた被半田付け基板Pに対して良好に溶融半田を供給するための一次噴流ノズル1と、半田供給済みの被半田付け基板Pから、余分な溶融半田を除去するための二次噴流ノズル2とを備えたものがある。
【0004】
一次噴流ノズル1には一次ノズル用ダクト3が接続され、二次噴流ノズル2には二次ノズル用ダクト4が接続され、これらのダクト3,4は溶融半田が溜められている半田溶融槽5内に浸けられている。
【0005】
そして、各ダクト3,4の一端の開口部に臨むように配置された噴流羽根車6,7を回転駆動させることにより、一次噴流ノズル1および二次噴流ノズル2から溶融半田を被半田付け基板搬送経路10に向けて噴出させるように構成されている。
【0006】
一次噴流ノズル1の上端部には多数の噴出口8が開口された半田ウエーブ形成板9が取り付けられている。図9(a)(b)に示すように、噴出口8は、同じ口径の丸形形状とされ、被半田付け基板Pの搬送方向Aに対して、第1,第2,第3の噴出口列8A,8B,8Cとの3列の噴出口8が形成されている。なお、半田ウエーブ形成板9における各噴出口8の周壁部分は平面形状である。
【0007】
被半田付け基板Pは、溶融半田により加熱された際に大小の反りなどを生じるが、このように構成した従来の半田噴流装置では、噴出口8Aから噴出する溶融半田の山の高さが低くなると、被半田付け基板Pのパターン面や電子部品の半田部に溶融半田が当たらない箇所が発生し、濡れ不良を生じてしまう。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
濡れ不良に対処する従来の手法としては、噴流羽根車6,7の回転数を増加させることにより、溶融半田の山の高さを大きくすることが考えられるが、噴流羽根車6,7の回転数を増加させると、時間的に平均すると溶融半田の山の高さが大きくなるものの、その山の高さが時間的に変動して不安定になり易く、噴出口8から噴出する溶融半田の山の高さが一時的に低くなった際に、被半田付け基板Pのパターン面や電子部品の半田部に溶融半田が当たらない箇所が発生して、一部に濡れ不良を生じるおそれがある。
【0009】
噴流羽根車6,7の回転数を増加させることなく溶融半田の山の高さを大きくする構造として半田ウエーブ形成板9の各噴出口8の形状を図10と図11に示すようにコイニング加工で表面から突出して形成することが考えられる。
【0010】
しかし、噴流羽根車6,7の回転数を増加させることなく溶融半田の山の高さを大きくすることができるものの、噴出口8の形状を突出して形成しただけでは十分に安定した高さの溶融半田ウエーブが得られない問題がある。具体的には、第1の噴出口列8Aの噴出口から噴出した溶融半田のウエーブが第3の噴出口列8Cと第2の噴出口列8Bの噴出口から噴出した溶融半田によって乱されて不安定になり、搬入された被半田付け基板Pの部品実装面に溶融半田が乗り上げて付着する半田付け不良が発生する。
【0011】
本発明は安定した高さの溶融半田のウエーブが得られる半田噴流装置および半田付け方法を提供することを目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】
本発明の半田噴流装置は、噴出口の周壁部分を半田ウエーブ形成板の表面から上方に突出して形成し、半田ウエーブ形成板の表面で噴出口の回りには、噴出した半田を流下させる方向に導く溝部を形成したことを特徴とする。
【0013】
本発明の半田付け方法は、被半田付け基板の搬送方向に対して複数列にわたって形成された噴出口の周壁部分を半田ウエーブ形成板の表面から上方に突出して形成し、下流側の噴出口から噴出した溶融半田が上流側の噴出口の間を流下させ、前記噴出口から噴出した溶融半田を、前記噴出口の回りに形成された溝部を介して半田を流下させる方向に速やかに導いて安定した半田ウエーブを形成し、この半田ウエーブで被半田付け基板を半田付けすることを特徴とする。
【0014】
【発明の実施の形態】
本発明の半田噴流装置は、搬送される被半田付け基板に対して半田ウエーブ形成板に形成された複数の噴出口から溶融半田を噴出させて半田付けする半田噴流装置であって、被半田付け基板の搬送方向に対して複数列にわたって前記噴出口を形成し、かつ下流側の噴出口から噴出した溶融半田が上流側の噴出口の間を流下するように上流側となる列の噴出口と下流側となる列の噴出口とを結ぶ仮想線が被半田付け基板の搬送方向に対して傾斜させて形成し、前記噴出口の周壁部分を前記半田ウエーブ形成板の表面から上方に突出して形成し、半田ウエーブ形成板の表面で少なくとも一部の前記噴出口の回りには、前記噴出口の周壁部分の根本よりも窪んだ溝部を形成し、かつ被半田付け基板の搬送方向に対して複数列にわたって形成された前記噴出口の内で、上流側に形成された噴出口列における前記溝の深さを、下流側に形成された噴出口列における前記溝の深さよりも深く形成したことを特徴とする。
【0015】
また本発明の半田噴流装置は、被半田付け基板の搬送方向の上手側から下手側に向かって順に第1の噴出口列、第2の噴出口列、第3の噴出口列との3列の噴出口を半田ウエーブ形成板に形成し、第3の噴出口列の噴出口から噴出した溶融半田の少なくとも一部が第2の噴出口列の噴出口の相互間と第1の噴出口列の噴出口の相互間とを流れて流下するように第3の噴出口列の噴出口に対する第2の噴出口列の噴出口の位置、第2の噴出口列の噴出口に対する第1の噴出口列の噴出口の位置を前記被半田付け基板の搬送方向とは交差する方向にずらせて構成し、第1,第2,第3の噴出口列の噴出口の周りに溝部が形成され、第1の噴出口列の噴出口の周りの溝部から半田ウエーブ形成板における被半田付け基板搬送方向の上流側方向へ溝部が形成され、各溝部を互いに連結するとともに、第2の噴出口列における前記溝の深さをM1、第1の噴出口列における前記溝の深さをM2、第1の噴出口列の噴出口の周りの溝部から半田ウエーブ形成板における被半田付け基板搬送方向の上流側方向へ形成された前記溝部の深さをM3とした場合に、 M1 <M2 <M3 となるように被半田付け基板搬送方向の上流側に形成された前記溝ほど深さを深くしたことを特徴とする。
【0017】
また本発明の半田付け方法は、搬送される被半田付け基板に対して半田ウエーブ形成板に形成された複数の噴出口から溶融半田を噴出させて溶融半田を供給し被半田付け基板を半田付けする半田付け方法であって、被半田付け基板の搬送方向に対して複数列にわたって形成された前記噴出口の周壁部分を前記半田ウエーブ形成板の表面から上方に突出して形成し、下流側の噴出口から噴出した溶融半田が上流側の噴出口の間を流下するように上流側となる列の噴出口と下流側となる列の噴出口とを結ぶ仮想線が被半田付け基板の搬送方向に対して傾斜させて配置し、半田ウエーブ形成板の表面で少なくとも一部の前記噴出口の周りに前記噴出口の周壁部分の根本よりも窪んだ溝部とこの溝部と連結され半田ウエーブ形成板における被半田付け基板搬送方向の上流側方向へ形成された溝部を介して、前記噴出口から噴出した半田を流下させる方向に導き、かつ被半田付け基板搬送方向の上流側に形成された前記溝部ほど下流側に形成された前記溝部よりも深さを深くして半田ウエーブを安定させ、前記複数の噴出口から噴出された半田ウエーブにより被半田付け基板を半田付けすることを特徴とする。
【0018】
以下、本発明の実施の形態を図1〜図6に基づいて説明する。
なお、以下の説明では、噴出口の周壁部分を半田ウエーブ形成板の表面から上方に突出して形成する基本的な構造を図5と図6に基づいて説明し、それぞれの要部の具体的な形状を図1〜図3に基づいて説明する。
【0019】
図5(a)(b)は本発明の第1の基本構成を示す。要部の詳細については上記のように図1〜図3に基づいて説明する。
一次噴流ノズル1の上端部に取り付けられた半田ウエーブ形成板21に多数の噴出口22が形成されている。また、半田対象となる被半田付け基板Pは、ディスクリート部品を載せて比較的小さな凹凸部しか有していない(図示せず)。被半田付け基板Pの搬送方向Aはほぼ水平とされており、これに対応して、半田噴流装置の一次噴流ノズル1の上端部に取り付けられた半田ウエーブ形成板21は、噴出口22が設けられている箇所が基板搬送方向Aに対してほぼ水平状態に設置されている。
【0020】
これらの噴出口22は、同じ口径の丸形形状とされ、被半田付け基板Pの搬送方向Aの上手側から下手側に向かって順に第1の噴出口列22A、第2の噴出口列22B、第3の噴出口列22Cとの3列の噴出口22が半田ウエーブ形成板21に形成され、全ての噴出口22は被半田付け基板Pの搬送方向Aに直交する搬送直交方向Bに対して位置をずらして形成されている。
【0021】
そして、特に、半田ウエーブ形成板21における各噴出口22の周壁部分22aは上方に突出されており、これらの周壁部分22aは例えばコイニング加工により形成されている。
【0022】
上記構成によれば、各噴出口22の周壁部分22aが上方に突出されているため、半田ウエーブ形成板21の下方に導入されている溶融半田が、上方に突出されている各噴出口22の周壁部分22aにより良好に案内されて、噴出口22から噴出する溶融半田を所望の高さにすることができるだけでなく、その状態を安定して良好に維持できる。したがって、被半田付け基板Pのパターン面や電子部品の半田部において位置変動などが多少生じていた場合でも、被半田付け基板Pのパターン面や電子部品の半田部に溶融半田が良好に当たり、濡れ不良を防止できて信頼性が向上する。
【0023】
次に、図6(a)(b)は本発明の第2の基本構成を示す。要部の詳細については上記のように図1〜図3に基づいて説明する。
この第2の基本構成においては、被半田付け基板Pに、ディスクリート部品だけでなく面実装部品も混載されており、パターン面に比較的大きな凹凸部を有する。そして、このような、比較的大きな凹凸部を有する被半田付け基板Pに対して良好に半田付けを行うべく、被半田付け基板Pの搬送方向Aや半田ウエーブ形成板31の噴出口32の形成箇所が被半田付け基板搬送方向Aの下流側ほど上方となる上り勾配に傾斜されている。
【0024】
また、被半田付け基板Pの搬送方向Aの上手側から下手側に向かって順に第1の噴出口列32A、第2の噴出口列32B、第3の噴出口列32Cとの3列の噴出口32が半田ウエーブ形成板31に形成され、各噴出口32A,32B,32Cの中心位置が被半田付け基板搬送方向Aに直交する搬送直交方向Bに対してそれぞれ異なるように配置されているとともに、各噴出口32は被半田付け基板搬送方向Aの下流側ほど小さな口径とされている。
【0025】
そして、この半田ウエーブ形成板31における各噴出口32の周壁部分32aも上方に突出されており、これらの周壁部分32aは例えばコイニング加工により形成されている。
【0026】
この構成によっても、各噴出口32の周壁部分32aが上方に突出されているため、半田ウエーブ形成板31の下方に導入されている溶融半田が、上方に突出されている各噴出口32の周壁部分32aにより良好に案内されて、噴出口32から噴出する溶融半田を所望の高さにすることができる。したがって、被半田付け基板Pのパターン面や電子部品の半田部において位置変動などが多少生じていた場合でも、被半田付け基板Pのパターン面や電子部品の半田部に溶融半田が良好に当たり、濡れ不良を防止できて信頼性が向上する。
【0027】
また、この構成においては、半田ウエーブ形成板31の噴出口32の形成箇所が被半田付け基板搬送方向Aの下流側ほど上方となる上り勾配に傾斜されており、被半田付け基板搬送方向Aの下流側の噴出口32Cから噴出した溶融半田が、被半田付け基板搬送方向Aの上流側に流れ落ちるが、第1〜第3の噴出口列32A,32B,32Cの中心位置が被半田付け基板搬送方向Aに直交する搬送直交方向Bに対してそれぞれ異なるように配置されているだけでなく、各噴出口32は被半田付け基板搬送方向Aの下流側ほど小さな口径とされているため、下流側の噴出口32Cから噴出した溶融半田が、上流側や中間の噴出口32A,32Bから噴出する溶融半田の山を潰すことが低減され、溶融半田により被半田付け基板Pが加熱されて大小の反りを生じていた場合でも、各噴出口32から噴出される溶融半田が、被半田付け基板Pのパターン面や電子部品の半田部の全ての箇所に対して溶融半田が良好に接触し、濡れ不良を生じることを防止でき、ディスクリート部品だけでなく面実装部品も混載されて、パターン面に比較的大きな凹凸部を有する被半田付け基板Pに対しても良好に半田付けを行うことができる。
【0028】
図1〜図3は上記の第2の基本構成の詳細を示している。
第2の噴出口列の噴出口の回りには、第2,第3の噴出口列32B,32Cの噴出口32から噴出した半田を第1の噴出口列32Aの噴出口32の相互間へ導く溝部33を形成した。図2(a)は図3におけるI−I線に沿う断面図、図2(b)は図3におけるII−II線に沿う断面図である。第2,第3の噴出口列32B,32Cの噴出口32の間にも溝部33が形成されている。
【0029】
各部分の溝部33の深さは、図3に示すように第2の噴出口列32Bの噴出口32の相互間のポイントM1、第1の噴出口列32Aの噴出口32の相互間のポイントM2、第1の噴出口列32Aの上手側(溶融半田の流下方向では下流側)のポイントM3とした場合に、第3の噴出口列32Cの噴出口から噴出した溶融半田の少なくとも一部が第2の噴出口列32Bの噴出口の相互間と第1の噴出口列32Aの噴出口の相互間とを流下するように、 M1 < M2 < M3 に形成されている。ここでは半田ウエーブ形成板31の全面について溝部33を形成した。
【0030】
具体的には、図10に挙げた表面が面一の場合に比べて
M1=0.5mm
M2=1.0mm
M3=1.5mm
に形成した場合に、第3の噴出口列32Cの噴出口から噴出した溶融半田の一部と第2の噴出口列32Bの噴出口から噴出した溶融半田が速やかにポイントM1からポイントM2を経てポイントM3へ流下して、第3の噴出口列32Cと第2の噴出口列32Bの噴出口から噴出して流下する溶融半田が、第1の噴出口列32Aの噴出口から噴出した溶融半田のウエーブを乱すことが無くなり、良好な安定したウエーブが得られ、搬入された被半田付け基板Pの部品実装面に溶融半田が乗り上げて付着する半田付け不良の発生も解消できた。
【0031】
図4は上記の説明における溝の位置とその溝における半田の流れの模式図である。なお、溝をハッチングを付けて表し、半田の流れる方向を矢印で表している。
【0032】
第1,第2,第3の噴出口列32A,32B,32Cの噴出口32の周りには溝部33が形成され、第1の噴出口列32Aの噴出口32の周りの溝部33から半田ウエーブ形成板31における被半田付け基板搬送方向Aの上流側方向へ溝部33が形成されるとともに、第3の噴出口列32Cの噴出口32の周りの溝部33から半田ウエーブ形成板31における被半田付け基板搬送方向Aの下流側方向へ溝部33が形成され、各溝部33は互いに連結されている。
【0033】
また、ポイントM3に溝部33を形成することによって、第1の噴出口列32Aの噴出口32から噴出した溶融半田が、このポイントM3の溝部33を積極的に流れる。
【0034】
また、各溝部33の深さが M1 < M2 < M3 に形成されているため、溶融半田が流れる傾斜ができるとともに、溝によって溶融半田の流量が溝部33で多く流れやすくなる。半田ウエーブ形成板31が第2の基本構成のように被半田付け基板Pの搬送方向Aの下流側ほど上方となる上り勾配に傾斜していることによって、この効果はさらに向上する。
【0035】
また、第3の噴出口列32Cの噴出口32の周りの溝部33から半田ウエーブ形成板31における搬送方向Aの下流側方向へ溝部33が形成されているため、第3の噴出口列32Cの噴出口32から噴出した溶融半田の一部は下流側方向へ流れる。
【0036】
上記は第2の基本構成についての要部を示していたが、前記の第1の基本構成について同様に溝部33を形成することによって同様の効果を期待できる。
また、上記実施の形態においては、コイニング加工により各噴出口22,32の周壁部分22a,32aを上方に突出させた場合を述べたが、その他の加工方法により、各噴出口22,32の周壁部分22a,32aを上方に突出させてもよいことはもちろんである。また、噴出口22,32の搬送方向Aに対する列数が3である場合を述べたが、2列や4列以上のものにも適用できることは言うまでもない。また、噴出口22,32の形状も丸孔に限るものではなく、多角形や、角形、矩形など各種の形を採用してもよい。また、上記構造を、噴流ノズルの一部だけに設けても、その箇所においては上記作用効果を得られる。さらに、半田の材質としては、鉛を含有しない、錫−銅系の半田に特に適しているが、鉛を含有する従来からの半田や、鉛を含有しないその他の半田など、各種の半田に適応可能である。
【0037】
上記の各実施の形態では、半田ウエーブ形成板31の全面について溝部33を形成したが、半田ウエーブ形成板31の中央部分だけと云うように一部分だけに溝部33を形成しても従来に比べて半田付け性能は向上する。
【0038】
【発明の効果】
以上のように本発明の半田噴流装置によれば、半田ウエーブ形成板における各噴出口の周壁部分を上方に突出させるとともに、半田ウエーブ形成板の表面で少なくとも一部の前記噴出口の回りには、噴出した半田を流下させる方向に導く溝部を形成したため、噴流羽根車の回転数を増加させることなく溶融半田の山の高さを大きくすることができ、しかも半田ウエーブ形成板の表面から突出した噴出口から十分に安定した高さの溶融半田ウエーブが得られ、良好な半田付け性能を実現できるものである。
【0039】
また、本発明の半田付け方法によれば、被半田付け基板の搬送方向に対して複数列にわたって形成された噴出口の周壁部分を半田ウエーブ形成板の表面から上方に突出して形成し、下流側の噴出口から噴出した溶融半田が上流側の噴出口の間を流下させ、前記噴出口から噴出した溶融半田を、前記噴出口の回りに形成された溝部を介して半田を流下させる方向に速やかに導いて溶融半田の山の高さが大きくて安定した半田ウエーブを形成することができ、この半田ウエーブで被半田付け基板を良好に半田付けすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の半田噴流装置における半田ウエーブ形成板の一部切り欠き拡大斜視図
【図2】同実施の形態のI−I線に沿う断面図とII−II線に沿う断面図
【図3】同実施の形態の半田ウエーブ形成板の平面図
【図4】同実施の形態の溝の位置と半田の流れを示す模式図
【図5】本発明の半田噴流装置の基本的構成の要部を示す平面図と正面断面図
【図6】本発明の別の基本的構成の要部を示す平面図と正面断面図
【図7】半田噴流装置の概略的な全体斜視図
【図8】半田噴流装置の概略的な正面断面図
【図9】従来の半田噴流装置の要部を示す平面図と正面断面図
【図10】本発明の問題点を説明する半田ウエーブ形成板の一部切り欠き拡大斜視図
【図11】図10の平面図
【符号の説明】
1 一次噴流ノズル
21,31 半田ウエーブ形成板
22,32 噴出口
22A,32A 第1の噴出口列
22B,32B 第2の噴出口列
22C,32C 第3の噴出口列
22a,32a 周壁部分
33 溝部
A 搬送方向
B 搬送直交方向
J 溶融半田
P 被半田付け基板
Claims (3)
- 搬送される被半田付け基板に対して半田ウエーブ形成板に形成された複数の噴出口から溶融半田を噴出させて半田付けする半田噴流装置であって、
被半田付け基板の搬送方向に対して複数列にわたって前記噴出口を形成し、かつ下流側の噴出口から噴出した溶融半田が上流側の噴出口の間を流下するように上流側となる列の噴出口と下流側となる列の噴出口とを結ぶ仮想線が被半田付け基板の搬送方向に対して傾斜させて形成し、前記噴出口の周壁部分を前記半田ウエーブ形成板の表面から上方に突出して形成し、半田ウエーブ形成板の表面で少なくとも一部の前記噴出口の回りには、前記噴出口の周壁部分の根本よりも窪んだ溝部を形成し、かつ被半田付け基板の搬送方向に対して複数列にわたって形成された前記噴出口の内で、上流側に形成された噴出口列における前記溝の深さを、下流側に形成された噴出口列における前記溝の深さよりも深く形成した
半田噴流装置。 - 被半田付け基板の搬送方向の上手側から下手側に向かって順に第1の噴出口列、第2の噴出口列、第3の噴出口列との3列の噴出口を半田ウエーブ形成板に形成し、
第3の噴出口列の噴出口から噴出した溶融半田の少なくとも一部が第2の噴出口列の噴出口の相互間と第1の噴出口列の噴出口の相互間とを流れて流下するように第3の噴出口列の噴出口に対する第2の噴出口列の噴出口の位置、第2の噴出口列の噴出口に対する第1の噴出口列の噴出口の位置を前記被半田付け基板の搬送方向とは交差する方向にずらせて構成し、
第1,第2,第3の噴出口列の噴出口の周りに溝部が形成され、
第1の噴出口列の噴出口の周りの溝部から半田ウエーブ形成板における被半田付け基板搬送方向の上流側方向へ溝部が形成され、
各溝部を互いに連結するとともに、第2の噴出口列における前記溝の深さをM1、第1の噴出口列における前記溝の深さをM2、第1の噴出口列の噴出口の周りの溝部から半田ウエーブ形成板における被半田付け基板搬送方向の上流側方向へ形成された前記溝部の深さをM3とした場合に、
M1 < M2 < M3
となるように被半田付け基板搬送方向の上流側に形成された前記溝ほど深さを深くした請求項1記載の半田噴流装置。 - 搬送される被半田付け基板に対して半田ウエーブ形成板に形成された複数の噴出口から溶融半田を噴出させて溶融半田を供給し被半田付け基板を半田付けする半田付け方法であって、
被半田付け基板の搬送方向に対して複数列にわたって形成された前記噴出口の周壁部分を前記半田ウエーブ形成板の表面から上方に突出して形成し、下流側の噴出口から噴出した溶融半田が上流側の噴出口の間を流下するように上流側となる列の噴出口と下流側となる列の噴出口とを結ぶ仮想線が被半田付け基板の搬送方向に対して傾斜させて配置し、
半田ウエーブ形成板の表面で少なくとも一部の前記噴出口の周りに前記噴出口の周壁部分の根本よりも窪んだ溝部とこの溝部と連結され半田ウエーブ形成板における被半田付け基板搬送方向の上流側方向へ形成された溝部を介して、前記噴出口から噴出した半田を流下させる方向に導き、かつ被半田付け基板搬送方向の上流側に形成された前記溝部ほど下流側に形成された前記溝部よりも深さを深くして半田ウエーブを安定させ、前記複数の噴出口から噴出された半田ウエーブにより被半田付け基板を半田付けする半田付け方法。
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