JP3789464B2 - Soldering device - Google Patents
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Description
本発明は、噴流式の半田付け装置に関し、特に電子機器に用いられるトランス、チョークコイル等のコイル部分の半田付け、または電子部品を実装した後のプリント基板の半田付けに際して、半田槽の溶融半田を酸化物などが混入しない溢流形態に保つことのできる半田付け装置に関するものである。 The present invention relates to a jet-type soldering apparatus, and in particular, when soldering a coil portion such as a transformer or a choke coil used in an electronic device, or when soldering a printed circuit board after mounting an electronic component, molten solder in a solder bath The present invention relates to a soldering apparatus that can maintain an overflowing state in which no oxide is mixed.
従来の半田付け装置には噴流式と汲み上げ式とがある。噴流式としては、特許文献1の特開昭59−147772号公報に記載されているものが知られており、図19に示す。
図19において、圧力室3の上部のエア配管7より圧縮エアを供給すると、圧力室3内の溶融半田10の液位が下方向に押し下げられる。この時、戻り配管8に備えた逆止め弁9は圧力室3の圧力により閉じるために、圧力室3内の溶融半田10が半田送り管5内を通って上端部のノズル6から送り出される。このノズル6より送り出される溶融半田にて被半田付け体の半田付けをする。そして、被半田付け体の半田付けが終了すると圧力室3内への圧縮エアの供給を停止し、エア配管7の途中に設けた図示せぬ4方弁を閉じる。これにより、圧力室3内の圧力が低下し、戻り配管8に備えた逆止め弁9が開き、ノズル6から送り出された溶融半田10が、戻り配管8により逆止め弁9を介して圧力室3内に戻る。
Conventional soldering apparatuses include a jet type and a pumping type. As the jet type, one described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 59-147772 of
In FIG. 19, when compressed air is supplied from the
また、噴流式半田付け装置において、溶融半田10の液位を押し下げる手段として、エア配管7に代えてシリンダを取り付け、シリンダ内にピストン又はファンを配して圧縮エアを介在させることなくピストン又はファンにて直接溶融半田10を送り込む構成も知られている(特許文献3)。
一方、汲み上げ式の半田付け装置については、特許文献2の特開平11−5155号公報に記載されているものが知られており、図20に示す。
図20において、汲み上げ式の半田付け装置11は、半田露出口12を備えた半田汲み上げ口13を昇降動作することにより、半田槽14内の溶融半田15aを汲み上げて半田付けするものである。まず、半田汲み上げ口13を半田槽14の中に沈めて溶融半田15aを汲み入れる(図示せず)。 次に、半田汲み上げ口13を半田槽14内より取り上げると、半田汲み上げ口13の上面の開口より下方に位置している半田露出口12の上面の開口面より、汲み上げた溶融半田15bが矢印のように流出するものとなる。この流出する溶融半田15bにて半田付けをするものである。そして、 本従来例のものは、半田汲み上げ口13内にフロート16を挿入し振動させることにより、半田露出口12の開口面の溶融半田15bに振動を与えるものとなる。この結果、半田付け後の被半田付け体の引き離し時に、いわゆる糸引きが無くなり、半田切れを適切にしたものである。
Further, in the jet type soldering apparatus, as a means for pushing down the liquid level of the
On the other hand, as a pumping type soldering apparatus, one described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-5155 of
In FIG. 20, a pumping
しかしながら、特許文献1に記載の半田付け装置においては、逆止め弁9が溶融半田10の中に設けられていることから、耐熱的に優れ且つ高寿命であることという条件を充足する必要上、逆止め弁9はステンレス材、チタン材、セラミック材等の非弾性材料からなっている。従って、摩耗によりあるいはスラッジなどの異物の付着により弁体と弁座との密着が不十分となり、漏れを生じることがある。仮に、漏れが発生すると圧力室3内の圧力が変化し、ノズル6より噴き出す溶融半田10の高さが不安定となり、品質が低下する。また、特許文献3に記載の半田付け装置においても、ピストンを用いる場合は同様の理由からピストンとシリンダとの間で漏れを生じることがあるし、ファンを用いる場合はファンの脈動によって溶融半田10の噴き出し高さが変動する。更にいずれの場合も溶融半田10の中に弁、ピストン、ファン等の可動部が浸かっているので、故障しやすい。
However, in the soldering apparatus described in
一方、特許文献2に記載の汲み上げ式の半田付け装置においては、被半田付け体を半田付けする毎に溶融半田15aを汲み上げるための出し入れを繰り返す必要があることから基本的に、被半田付け体を連続的に半田付けすることができない。このために、大量生産に適していない。しかも、僅かな落差にて半田露出口12より送り出すものであり、溶融半田15bの十分な吐出量が得られないこと、吐出量の制御ができないこと、吐出時間の制御ができないこと、などの多くの課題がある。
それ故、本発明の課題は、半田の中に可動部がなく極めて信頼性の高い噴流式半田付け装置を提供することにある。
On the other hand, in the scooping-up type soldering apparatus described in
Therefore, an object of the present invention is to provide a jet soldering apparatus that has no moving parts in solder and is extremely reliable.
その課題を解決するために、この発明の半田付け装置は、
半田貯留時に液面と接する空間の圧力を制御可能な密閉型の貯留槽と、
上端部が大気に開放された回収槽と、
貯留槽内に立てられて上端部が開口し、下端部が貯留槽を貫いて回収槽と連通した半田戻り管(以下、「戻り管」という。)と、
回収槽内に立てられて上端部が開口し、下端部が前記半田戻り管の上端部よりも低い位置にあって且つ回収槽を貫いて貯留槽と連通した半田送り管(以下、「送り管」という。)とを備えることを特徴とする。
In order to solve the problem, the soldering apparatus of the present invention is
A sealed storage tank capable of controlling the pressure in the space in contact with the liquid level during solder storage;
A collection tank whose upper end is open to the atmosphere;
A solder return pipe (hereinafter referred to as “return pipe”) that stands in the storage tank and has an upper end that opens and a lower end that passes through the storage tank and communicates with the recovery tank;
A solder feed pipe (hereinafter referred to as “feed pipe”) standing in the collection tank and having an upper end opened and a lower end located at a position lower than the upper end of the solder return pipe and penetrating the collection tank and communicating with the storage tank. ")").
この構成によれば、貯留槽、戻り管、送り管及び回収槽に溶融半田を充填した状態で貯留槽の内圧を上げると、貯留槽内の半田の一部が送り管に、戻り管内の半田の一部が回収槽に移動する。そして、戻り管内の液面は、それより上位にある回収槽内における半田柱Bの圧力と大気圧との和が貯留槽内圧と均衡するところまで低下し、回収槽内の液面は上昇する。一方、送り管は上端部が開口しているから、送り管内の液面が開口面に達すると溢れ出す。従って、貯留槽内の液面より上位にある送り管内における半田柱Aの圧力と大気圧との和よりも貯留槽内圧を高く維持している限り、この溢れ出し状態が継続する。よって、この溢流状態の溶融半田にて半田付けをすることができる。そして、半田付けが終了すると、前記貯留槽内を大気圧に戻すだけで、前記回収槽内の溶融半田が前記戻り管より前記貯留槽内に戻る。充填された半田をできるだけ無駄なく消費するためには、戻り管の下端部は貯留槽の最下位で回収槽と連通し、送り管の下端部は回収槽の最下位で貯留槽と連通しているのが良い。
尚、貯留槽の平面積は、半田が送り管の開口面に達して溢流状態を継続するために、送り管のそれよりも十分に大きいことが必要である。また、回収槽の平面積は、貯留槽内の半田が速く溢れても槽外に流出しない程度に大きいことが必要である。貯留槽内の圧力媒体は、半田の酸化防止のために非酸化性ガス(窒素ガス、アルゴンガス、ヘリウムガス、二酸化炭素ガス)が好ましく用いられるが、後述の圧力吸収体が併用される場合は空気であっても良い。
According to this configuration, when the internal pressure of the storage tank is increased in a state where the storage tank, the return pipe, the feed pipe, and the recovery tank are filled with molten solder, a part of the solder in the storage tank is transferred to the feed pipe and the solder in the return pipe A part of move to the collection tank. Then, the liquid level in the return pipe is lowered to a point where the sum of the pressure of the solder column B and the atmospheric pressure in the recovery tank at a higher level is balanced with the internal pressure of the storage tank, and the liquid level in the recovery tank is increased. . On the other hand, since the upper end portion of the feed pipe is open, the liquid overflows when the liquid level in the feed pipe reaches the open face. Therefore, as long as the internal pressure of the storage tank is maintained higher than the sum of the pressure of the solder column A and the atmospheric pressure in the feed pipe above the liquid level in the storage tank, this overflow state continues. Therefore, soldering can be performed with the molten solder in the overflow state. When the soldering is completed, the molten solder in the recovery tank returns to the storage tank from the return pipe simply by returning the storage tank to atmospheric pressure. In order to consume the filled solder as efficiently as possible, the lower end of the return pipe communicates with the recovery tank at the lowest position of the storage tank, and the lower end of the feed pipe communicates with the storage tank at the lowest position of the recovery tank. It is good to be.
The plane area of the storage tank needs to be sufficiently larger than that of the feed pipe so that the solder reaches the opening surface of the feed pipe and continues the overflow state. Further, the flat area of the recovery tank needs to be large enough not to flow out of the tank even if the solder in the storage tank overflows quickly. As the pressure medium in the storage tank, non-oxidizing gas (nitrogen gas, argon gas, helium gas, carbon dioxide gas) is preferably used to prevent oxidation of the solder, but when a pressure absorber described later is used in combination. Air may be used.
前記貯留槽及び回収槽は、互いに隣接しているか又は一方が他方を内包しており、戻り管が貫く貯留槽の壁が回収槽の一つの壁を兼ね、送り管が貫く回収槽の壁が貯留槽の一つの壁を兼ねている構成とすることができる。これにより半田付け装置の省スペース化が図れる。
前記送り管は、複数本であってもよい。サイズが大きい場合、または半田付けの箇所が多い場合など多様な量産ニーズに対応できるからである。
また、前記貯留槽が複数個であって、各貯留槽内に戻り管が立てられ、各戻り管が単一の回収槽と連通していてもよい。前記複数個の貯留槽を同時運転、または単独運転の切り替え可能とすることにより、本装置が1台にて、量産数の多い時と量産数が少ない時への対応、または多種多様なサイズの被半田付け体が混在する場合の対応が可能となるからである。
The storage tank and the recovery tank are adjacent to each other, or one of them includes the other, the wall of the storage tank through which the return pipe penetrates also serves as one wall of the recovery tank, and the wall of the recovery tank through which the feed pipe penetrates It can be set as the structure which serves as one wall of a storage tank. Thereby, space saving of a soldering apparatus can be achieved.
There may be a plurality of the feed tubes. This is because it can respond to various mass production needs such as when the size is large or when there are many places to be soldered.
Moreover, there may be a plurality of the storage tanks, a return pipe may be set up in each storage tank, and each return pipe may communicate with a single collection tank. By enabling the plurality of storage tanks to be switched between simultaneous operation or single operation, this system can be used with a single unit to cope with high volume production and low volume production, or with various sizes. This is because it is possible to cope with a case where soldered bodies are mixed.
更にこの発明の半田付け装置は、前記貯留槽と接続されて貯留槽内の圧力を変化させる流体圧機器を備えると好ましい。これにより貯留槽内の圧力制御が容易となるからである。この流体圧機器を備える構成において、特に好ましいのは、前記流体圧機器は切替弁を介して貯留槽と接続されているとともに、更に流体圧機器と貯留槽との間を流通する圧力媒体を吸収する圧力吸収体が切替弁に接続されているものである。貯留槽内は密閉されているから、流体圧機器が停止中であっても温度変化によって貯留槽内圧が変動する。例えば半田付け装置の始動時は、半田が常温から溶融温度にまで加熱され、それに伴って圧力媒体が熱膨張して貯留槽内圧が上昇することから、流体圧機器だけで溶融半田の溢れ出し量を適切に制御することが困難となる。そこで、貯留槽内圧が定常状態になるまでは貯留槽内が圧力吸収体と通じるように切替弁を切り替えておき、膨張した圧力媒体を圧力吸収体にて吸収する。そして、定常状態に達した時点で切替弁を戻し、流体圧機器にて圧力を制御すればよい。一方、周囲の温度低下により貯留槽内圧が低下した場合は、圧力吸収体内の圧力媒体を戻してやればよい。圧力吸収体を設置した場合、前記圧力媒体として空気を用いることができる。半田に触れる酸素量が圧力吸収体内の酸素量に限られ、半田の酸化が抑制されるからである。圧力吸収体が脱酸素剤を内蔵していると特に好ましい。これにより溶融半田の酸化が防止されるからである。
尚、圧力吸収体を備える場合、連続運転時もサイクル毎に切替弁を切り替えて貯留槽内圧を定常状態に戻すことができる。
Furthermore, the soldering apparatus according to the present invention preferably includes a fluid pressure device that is connected to the storage tank and changes the pressure in the storage tank. This is because the pressure in the storage tank can be easily controlled. In the configuration including the fluid pressure device, it is particularly preferable that the fluid pressure device is connected to a storage tank via a switching valve, and further absorbs a pressure medium flowing between the fluid pressure device and the storage tank. The pressure absorber is connected to the switching valve. Since the inside of the storage tank is sealed, the internal pressure of the storage tank fluctuates due to a temperature change even when the fluid pressure device is stopped. For example, when the soldering device is started, the solder is heated from room temperature to the melting temperature, and the pressure medium is thermally expanded to increase the internal pressure of the storage tank. It becomes difficult to properly control. Therefore, the switching valve is switched so that the inside of the storage tank communicates with the pressure absorber until the internal pressure of the storage tank reaches a steady state, and the expanded pressure medium is absorbed by the pressure absorber. Then, when the steady state is reached, the switching valve is returned and the pressure is controlled by the fluid pressure device. On the other hand, when the internal pressure of the storage tank decreases due to a decrease in ambient temperature, the pressure medium in the pressure absorber may be returned. When a pressure absorber is installed, air can be used as the pressure medium. This is because the amount of oxygen in contact with the solder is limited to the amount of oxygen in the pressure absorber, and the oxidation of the solder is suppressed. It is particularly preferred that the pressure absorber contains an oxygen scavenger. This is because the molten solder is prevented from being oxidized.
In the case where a pressure absorber is provided, the internal pressure of the storage tank can be returned to a steady state by switching the switching valve for each cycle even during continuous operation.
以上のように、この発明の半田付け装置は、圧力差による物理的な原理を利用して成立させるものであって機械的に動作する可動部が半田の中に浸かっていないために圧力漏れ、耐久劣化、部品の故障などがほとんど無く、極めて信頼性に優れている。 As described above, the soldering apparatus of the present invention is established using the physical principle due to the pressure difference, and since the movable part that operates mechanically is not immersed in the solder, pressure leakage, There is almost no endurance deterioration or component failure, and it is extremely reliable.
−実施形態1−
図1は本発明の第一の実施形態に係る半田付け装置の一部破断斜視図、図2は同装置の要部断面図、図3は気体を圧入した時の溶融半田の液位を示す図、図4は同装置の他の使用方法における要部断面図、図5は送り管の上端部に備えた半田吐出口を示すもので、 (a) は送り管より横断面積の大きい場合の要部断面図、 (b) は送り管より横断面積の小さい場合の要部断面図である。
図1および図2に示すように、半田付け装置17は、密閉型の貯留槽18と大気開放型の回収槽19からなり、これらの2つの槽を仕切る壁が各槽の一側面を兼ねることにより、2つの槽を隣接して設けている。そして、貯留槽18と回収槽19との間を溶融半田が移動するための結合部20と結合部21を、仕切りの下方部に備えている。貯留槽18は上蓋22をボルト23にて気密に閉じたもので、上蓋22には加圧手段(図示せず)より圧力媒体としての気体を圧入するために供給管24を備えている。この気体は非酸化性ガスである。一方の結合部20には、貯留槽18内の溶融半田25を回収槽19内に移動させるための送り管26の下端部が接合されている。送り管26は、回収槽19内で垂直方向に立ち上げられて、上端部が常に回収槽19内の溶融半田27の液面28より上に位置するように十分な高さを有している。他方の結合部21には、回収槽19内の溶融半田27を貯留槽18内に移動させるための戻り管29の下端部が接合されている。戻り管29は、貯留槽18内で垂直方向に立ち上げられて、上端部が常に貯留槽18内に圧力媒体を圧入しない静止時における溶融半田25の液面30より下に位置するように設計された高さを有している。送り管26の上端部には送り管26よりも径大で上方に開口した吐出口31が取り付けられている。また、貯留槽18と回収槽19の加熱源として、下部にヒータ34を組み込んだ構成としている。
1 is a partially broken perspective view of a soldering apparatus according to a first embodiment of the present invention, FIG. 2 is a cross-sectional view of the main part of the apparatus, and FIG. 3 shows a liquid level of molten solder when gas is injected. FIG. 4 is a cross-sectional view of an essential part in another method of using the apparatus, and FIG. 5 shows a solder discharge port provided at the upper end portion of the feed pipe. Cross-sectional view of the main part, (b) is a cross-sectional view of the main part when the cross-sectional area is smaller than that of the feed pipe.
As shown in FIGS. 1 and 2, the
半田付け装置17を使用する時は、ヒータ34をONにして半田を溶融状態にし、貯留槽18内に気体を圧入する。すると、図2で示した溶融半田25の液位30は、図3に示すように液位35の位置まで押し下げられる。一方、回収槽19内は、図2に示した溶融半田27の液位28が液位36の位置まで押し上がる。ここで、吐出口31内の液位と貯留槽18内の液位35との高低差 (落差)に相当する半田柱をAとし、回収槽19内の液位36と戻り管29内の液位37との高低差 (落差)に相当する半田柱をBとする。そして、貯留槽18内圧が瞬間的には一定であると考えると、液位35に着目するとき貯留槽内圧P=大気圧P0+A、液位37に着目するときP=P0+Bで均衡し、液面は上下動しない。更に気体を圧入し続けて貯留槽18の内圧を増すと、吐出口31の溶融半田が溢れ出す。
When using the
そして、吐出口31より溢れ出した溶融半田の中に被半田付け体32の半田接合部33を浸漬して半田付けをする。半田付け終了後は、気体の圧入を停止して貯留槽18内の圧力を大気圧に戻す。すると、回収槽19内の液位36と、貯留槽18内の液位35との圧力差 (落差) により、回収槽19内の溶融半田27が戻り管29より貯留槽18内に戻る。
尚、半田付け終了後、貯留槽18内を陰圧(負圧)にして、回収槽19内の溶融半田27を戻り管29より貯留槽18内に戻してもよい。これにより短時間で半田を貯留槽18に戻すことができるし、消費により半田量が減っても所定量の半田を貯留槽18に戻して半田付けを続けることができる。この場合には、戻り管29の上端部が、図4に示すように溶融半田25の液面30より上に位置してもよい。さらに、貯留槽18に形成する供給管24の位置は、前述のような貯留槽18の上蓋22とは限らず、例えば、図示はしないが、上蓋22近傍の位置で、貯留槽18の側壁に形成するという構成が考えられる。
いずれにしても使用中も停止中も半田の中に機械的可動部は存在しない。従って、耐久性に優れ、得られる製品の品質も安定している。
Then, the
After the soldering is completed, the inside of the
In any case, there is no mechanically movable part in the solder during use or during stoppage. Therefore, it is excellent in durability and the quality of the obtained product is stable.
図5は、 吐出口31の採りうる種々の形態を示すもので、(a)は、 送り管26の横断面積より大きい吐出口31aの場合、(b)は、送り管26の横断面積より小さい吐出口31bの場合である。このように、吐出口の横断面積を送り管のそれより大きく、または小さくすることにより、例えば、電子部品を実装したプリント基板等の被半田付け体32において、複数の半田接合部33が1箇所に集中している場合や半田接合部の面積が大きい場合は大きい横断面積の吐出口31aを備えて対応し、半田接合部33が分散している場合や半田接合部の面積が小さい場合は小さい横断面積の吐出口31bを備えて対応することができる。また、吐出口はセラミック、またはチタンにて形成し、送り管はステンレス材、または表面処理(窒化処理)されたステンレスにて形成するなど、吐出口と送り管とで材質を異ならせても良い。
FIG. 5 shows various forms that the
−実施形態2−
図6は、本発明の第二の実施形態に係る半田付け装置の一部破断斜視図、図7は同装置の要部断面図である。
図6および図7に示すように半田付け装置38は、実施形態1の送り管26に代えて、1つの結合部20より回収槽19内にて分岐した複数本の送り管39、40とし、それぞれの上端部に吐出口41、42を形成したものであり、その他の点は実施形態1と同様である。
これにより被半田付け体のサイズが大きい場合、または半田付けの箇所が多い場合に対応できる。
尚、1つの結合部から複数本に分岐する構成ではなく、結合部を上下または左右に複数個形成し、この複数個の結合部に、それぞれ送り管を備えても同じ効果が得られる。
FIG. 6 is a partially broken perspective view of a soldering apparatus according to a second embodiment of the present invention, and FIG. 7 is a cross-sectional view of the main part of the apparatus.
As shown in FIG. 6 and FIG. 7, the
Accordingly, it is possible to cope with a case where the size of the soldered body is large or a case where there are many soldering portions.
The same effect can be obtained even when a plurality of coupling portions are formed vertically and horizontally, and each of the plurality of coupling portions is provided with a feed pipe, instead of a configuration in which one coupling portion is branched into a plurality of branches.
−実施形態3−
図8は、本発明の第三の実施形態に係る半田付け装置の要部斜視図である。この実施形態の半田付け装置は、吐出口に単一または複数個の局所的溢流箇所を備えるもので、被半田付け体がトランス、チョウクコイルなどの場合に、信頼性の高い半田付けができる。
図8(a)は局所的溢流箇所として1個の凹部45を備えた吐出口44の斜視図、(b)は1個の孔部47を備えた吐出口46の斜視図、(c)は2個の凹部49を備えた吐出口48の斜視図、(d)は2個の孔部51を備えた吐出口50の斜視図、(e)は4個の凹部53を備えた吐出口52の斜視図、(f)は1個の樋部55を備えた吐出口54の斜視図である。
図9は、半田付けに際して、局所的溢流箇所としての凹部と被半田付け体の半田接合部との関係を示すもので、 (a)は吐出口の外側に半田接合部を位置する場合の模式図、(b)は吐出口の内側に半田接合部を位置する場合の模式図、(c)は半田接合部の全てを吐出口の内側に位置する場合の模式図である。
FIG. 8 is a perspective view of an essential part of a soldering apparatus according to the third embodiment of the present invention. The soldering apparatus of this embodiment is provided with a single or a plurality of local overflow locations at the discharge port, and can perform highly reliable soldering when the object to be soldered is a transformer, choke coil, or the like. .
8A is a perspective view of the discharge port 44 having one recess 45 as a local overflow location, FIG. 8B is a perspective view of the discharge port 46 having one hole 47, and FIG. Is a perspective view of the discharge port 48 having two concave portions 49, (d) is a perspective view of the discharge port 50 having two hole portions 51, and (e) is a discharge port having four concave portions 53. 52 is a perspective view of the discharge port 54 provided with one flange 55. FIG.
FIG. 9 shows the relationship between the concave portion as a local overflow spot and the solder joint portion of the soldered body during soldering. (A) shows the case where the solder joint portion is located outside the discharge port. Schematic diagram, (b) is a schematic diagram when the solder joint is located inside the discharge port, and (c) is a schematic diagram when all of the solder joint is located inside the discharge port.
例えば図8(a)又は(c)に示す吐出口44又は48を用いる場合、被半田付け体32の半田接合部33を、図9 (a) に示すように吐出口44又は48に横付けして半田付けした後、例えば、被半田付け体32を自動的に回転させる工法により、生産性を高めることができる。図8(f)に示す吐出口54は、半田流の幅、長さ及び深さが一定に保たれているので、半田付け後における被半田付け体32間のバラツキを少なくすることができる。そのうえ、半田接合部33の上方にまで半田が飛散することがないので、コイルの導線のエナメルが剥がることが防がれる。
また、図8 (e) に示す吐出口52を用いる場合、被半田付け体32の半田接合部33を、図9 (c) に示すように吐出口52に浸けて半田付けするもので、一度に4箇所の半田ができるものとなり生産性を高めるものとなる。
一般的に、トランス、チョウクコイル等の場合には、半田付け時にポリウレタン溶融樹脂が半田接合部33に付着し、その樹脂のカスが剥がれ落ち、他の部品に付着し絶縁不良などの悪影響を及ぼすことから、これを取り除く工程が必要となる。この実施形態によれば、半田接合部33に集中的な溢流箇所が形成できるために、半田接合部に付着しているポリウレタン溶融樹脂を流し取ることができ、樹脂除去工程を省いて工数を減らすことができる。
尚、吐出口46、50、54の上面は大気に解放されていても良い。
For example, when the discharge port 44 or 48 shown in FIG. 8 (a) or (c) is used, the
Further, when the discharge port 52 shown in FIG. 8 (e) is used, the solder
In general, in the case of transformers, choke coils, etc., polyurethane molten resin adheres to the solder joints 33 during soldering, and the resin residue peels off and adheres to other parts, which has adverse effects such as poor insulation. Therefore, a process for removing this is required. According to this embodiment, since a concentrated overflow location can be formed in the solder
Note that the upper surfaces of the discharge ports 46, 50, 54 may be open to the atmosphere.
−実施形態4−
この発明の第四実施形態は、複数個の貯留槽と、単一の回収槽とを組み合わせるもので、複数個の貯留槽の同時運転、または単独運転の切り替えが可能な半田付け装置である。図10は、第四実施形態に係る半田付け装置の要部断面図、図11は気体を圧入した時の溶融半田の液位の状態を示すもので、(a)は同時運転の場合を示す図、(b)は単独運転の場合を示す図である。
半田付け装置56は、図10に示す左側および右側の貯留槽57、58内の溶融半田59、60を、単一の回収槽61内に備えた送り管62、63に移動させ、上端部に形成した吐出口64、65より溢流形態にて送り出すものである。一方、戻り管66、67は、それぞれ各貯留槽57、58内に1本ずつ設けられている。
図11(a)は、左側および右側の貯留槽57、58を同時運転する場合における気体の圧入時の溶融半田の液位の状態を示す。左右の貯留槽57、58内に、供給管24より気体を同時に圧入することにより、貯留槽57内の溶融半田59、および貯留槽58内の溶融半田60が、送り管62、63に移動し、吐出口64、65より同時に溢流形態にて送り出される。この同時運転は、量産数の多い場合、またはプリント基板のサイズが大きい場合、などに対応するものである。
The fourth embodiment of the present invention is a soldering apparatus that combines a plurality of storage tanks and a single recovery tank, and is capable of switching between a plurality of storage tanks simultaneously or independently. FIG. 10 is a cross-sectional view of the main part of the soldering apparatus according to the fourth embodiment, and FIG. 11 shows the liquid level of the molten solder when a gas is injected, (a) showing the case of simultaneous operation. FIG. 4B is a diagram showing the case of single operation.
The
FIG. 11A shows the state of the molten solder liquid level when the gas is injected when the left and
図11(b)は、左右の貯留槽57、58のいずれかを単独運転する場合における気体の圧入時の溶融半田の液位の状態を示す。例えば、左側の貯留槽57内に、供給管24より気体を圧入して、貯留槽57内の溶融半田59を送り管62に移動させ、吐出口64より溢流形態にて送り出して浸漬半田をする。この単独運転は、量産数の少ない場合、またはプリント基板のサイズが小さい場合、などに対応するものである。
いずれにしても供給する気体の圧力は左右で同じであるから、供給管24は単一の流体圧機器に接続された1本の管を分岐して用いることができる。
左右の供給管で圧力を異ならせることができる場合は、例えば図12に示すように、供給管24より気体を圧入する圧力の大きさを、左側の貯留槽57>右側の貯留槽58とすることにより、左側の吐出口64に多量の溶融半田59を送り出すとともに、右側の吐出口65には少量の溶融半田60を送り出す。これにより例えば、半田付け箇所が多く半田付け量も多いプリント基板等を左側の吐出口64にて対応し、半田付け箇所が少なく半田付け量も少ないプリント基板等を右側の吐出口65にて対応する。つまり、異なる2機種のプリント基板等を同時に量産できるものとなる。
尚、吐出口の形態を左右で異ならせて、複数種の被半田付け体を同時に半田付けするようにしてもよい。
FIG. 11B shows the state of the molten solder liquid level when the gas is injected when either one of the left and
In any case, since the pressure of the gas to be supplied is the same on the left and right, the
When the pressure can be varied between the left and right supply pipes, for example, as shown in FIG. 12, the magnitude of the pressure for injecting the gas from the
It should be noted that a plurality of types of soldering bodies may be soldered simultaneously by changing the shape of the discharge port on the left and right.
−実施形態5−
この発明の第五実施形態は、貯留槽を回収槽の中に存在させるもので、図13は第五実施形態に係る半田付け装置76の要部断面図、図14は気体を圧入した時の溶融半田の液位の状態を示す。
半田付け装置76は、貯留槽77を回収槽78の中に形成している。この貯留槽77と回収槽78の間に溶融半田が移動できるための結合部79と結合部80を、貯留槽77の上方部と底部近傍に備えている。貯留槽77は上蓋81をボルト82にて気密に閉じたもので、上蓋81には加圧手段(図示せず)よりの気体を圧入するために供給管83が気密性を保って取り付けられている。一方の結合部79には、送り管85が気密性を保って貫通し、その下端が貯留槽77の底付近に達し、上端が回収槽78の開口面より上に位置するように固定されている。他方の結合部80には、戻り管88が液密性を保って貫通し、その上端が貯留槽77の天井より低い位置になるように固定されている。さらに、送り管85の上端部に上方に開口した吐出口91が形成されている。また、回収槽78の下部にヒータ92が組み込まれている。
-
In the fifth embodiment of the present invention, the storage tank is present in the collection tank. FIG. 13 is a cross-sectional view of the main part of the
The
貯留槽77内に供給管83より気体を圧入すると、圧入前の貯留槽77内の液位90が図14に示すように液位93まで押し下げられ、戻り管88内では液位95まで押し下げられる。これにより、回収槽78内の液位87は、液位94の位置まで押し上げられ、送り管85内の溶融半田は吐出口91の上端開口部に達する。吐出口91の開口面と液位93との圧力差(落差) をAとし、液位94と液位95との圧力差 (落差) をBとすると、気体圧力+A=大気圧+Bのとき、吐出口91内の半田は開口面すれすれで均衡を保つ。そして、更に気体を圧入すると、均衡がくずれて半田が吐出口91より溢れ出す。
この溢流状態にて被半田付け体の半田接合部を浸漬して半田付けする。そして、半田付けが終了すると、気体の圧入を停止して貯留槽77内の圧力を大気圧に戻す。すると、圧力差 (落差) により、回収槽78の溶融半田86が、戻り管88にて貯留槽77内に戻る。
半田付け装置76も半田の中に機械的可動部が浸かっていないので、長期的にメンテナンスを必要とせず、設定条件を保って安定して半田付けすることを可能にする。
When gas is injected into the
In this overflow state, the solder joints of the body to be soldered are immersed and soldered. When the soldering is completed, the gas injection is stopped and the pressure in the
Since the mechanically movable part is not immersed in the solder, the
−実施形態6−
図15は本発明の第六の実施形態に係る半田付け装置の一部破断斜視図である。この実施形態は、貯留槽に気体を圧入する手段として流体圧機器を接続したところを示す。流体圧機器としては、気体の出入り口が供給管24と接続された空気圧シリンダー100が用いられている。空気圧シリンダー101のピストンロッド102は、ボールネジ103及びそのスライダ104を介してモータ105と連結されている。その他の点は、実施形態1と同一構成であってよい。
この半田付け装置100によれば、モータ105を駆動させることにより、スライダ104が往復運動し、それに伴ってロッド102が進退する。従って、供給管24を介して貯留槽に出入りする気体の量を正確に制御することができ、その結果吐出口より溢れる半田の量を制御することができる。気体としては不活性ガスが好ましく用いられる。
モータ105としては、回転数、回転方向を変えられるものが好ましく、サーボモータ、パルスモータ、油圧モータ等が適用可能である。また、リニアモータのように出力が往復する場合はボールネジ103及びスライダ104を省いてロッド102と直結することができる。
FIG. 15 is a partially broken perspective view of a soldering apparatus according to a sixth embodiment of the present invention. This embodiment shows a place where a fluid pressure device is connected as means for press-fitting gas into a storage tank. As the fluid pressure device, a
According to this
As the
−実施形態7−
図16は本発明の第七の実施形態に係る半田付け装置の要部断面図である。この実施形態では実施形態6の構成に更に4方弁及び圧力吸収体を追加した。その他の点では、実施形態6と同様である。
圧力吸収体106は、酸素遮断性の柔軟性プラスチックフィルムからなり、袋状をなし、その中に脱酸素剤107が入れられている。そして、圧力吸収体106と、供給管24と、空気圧シリンダー101とが4方弁108を介して接続されている。
-Embodiment 7-
FIG. 16 is a cross-sectional view of the main part of the soldering apparatus according to the seventh embodiment of the present invention. In this embodiment, a four-way valve and a pressure absorber are further added to the configuration of the sixth embodiment. Other points are the same as in the sixth embodiment.
The
この半田付け装置200によれば、実施形態6におけると同様に供給管24を介して貯留槽に出入りする気体の量を正確に制御することができる。気体は空気であってよい。但し、始動時は、半田が常温から溶融温度にまで加熱され、それに伴って気体が熱膨張して貯留槽内圧が上昇することから、空気圧シリンダー101だけで溶融半田の溢れ出し量を適切に制御することが困難な場合がある。そこで、半田温度が一定になって貯留槽内圧が定常状態になるまでは図17に示すように貯留槽内が圧力吸収体と通じるように4方弁108を切り替えておき、膨張した気体を圧力吸収体106にて吸収する。そして、定常状態に達した時点で4方弁108を戻し、空気圧シリンダー101にて圧力を制御すればよい。
また、終了時に半田温度が下がるのに伴って気体が収縮し、貯留槽内圧が下降することから、供給管24内に半田が流れ込むおそれがある。そこで、ある程度半田温度が下がった時点で再び4方弁108を圧力吸収体と通じるように切り替え、気体を貯留槽内に戻す。このときの気体は脱酸素剤にて酸素が除去されているので、貯留槽内の半田と接触しても半田が酸化されることはない。
According to this
In addition, as the solder temperature decreases at the end, the gas contracts and the internal pressure of the storage tank decreases, so that solder may flow into the
−実施形態8−
図18は本発明の第八の実施形態に係る半田付け装置の要部断面図であり、(a)は半田付け前の準備段階、(b)は半田付け開始段階、(c)は半田付け定常段階を示す。この実施形態では、これまでの実施形態と異なり送り管126の上端部は戻り管129の上端部より低い位置にある。
このような位置関係にある場合は、先ず貯留槽118内を負圧にして(図中、P1、P2及びP3はそれぞれある圧力の絶対値を示す。)貯留槽118内に半田を逆流させることにより、貯留槽118内の半田液面を十分に高くする一方、回収槽119内の液面を送り管126の上端部よりも低くする(準備段階)。その後、貯留槽118内を大気圧に近づけることにより、貯留槽118内及び戻り管129内の液面を下げるとともに回収槽119内及び送り管126内の液面を上げて送り管126より半田を溢れさせる(開始段階)。更に貯留槽118内圧を上げて正圧にすることにより、半田の溢流状態を継続させる(定常段階)。
この実施形態によれば、槽容積を同じとする場合、貯留槽内及び回収槽内の半田の総量がこれまでの実施形態よりも少なくて良い。また、吐出口が回収槽の内壁で囲まれているので、半田が飛び散らないという利点を有する。
-Eighth embodiment-
18A and 18B are cross-sectional views of the main part of the soldering apparatus according to the eighth embodiment of the present invention, where FIG. 18A is a preparation stage before soldering, FIG. 18B is a soldering start stage, and FIG. 18C is soldering. The stationary stage is shown. In this embodiment, the upper end portion of the feed pipe 126 is lower than the upper end portion of the return pipe 129 unlike the previous embodiments.
In such a positional relationship, first, the inside of the storage tank 118 is set to a negative pressure (in the figure, P1, P2 and P3 indicate absolute values of certain pressures), and the solder flows back into the storage tank 118. Thus, the solder liquid level in the storage tank 118 is made sufficiently high, while the liquid level in the recovery tank 119 is made lower than the upper end portion of the feed pipe 126 (preparation stage). Thereafter, by bringing the inside of the storage tank 118 close to atmospheric pressure, the liquid level in the storage tank 118 and the return pipe 129 is lowered, and the liquid level in the collection tank 119 and the feed pipe 126 is raised, and solder is supplied from the feed pipe 126. Overflow (starting stage). Further, by increasing the internal pressure of the storage tank 118 to a positive pressure, the solder overflow state is continued (steady stage).
According to this embodiment, when the tank volume is the same, the total amount of solder in the storage tank and the recovery tank may be smaller than in the previous embodiments. Further, since the discharge port is surrounded by the inner wall of the recovery tank, there is an advantage that the solder is not scattered.
17、38、56、76、117 半田付け装置
18、57、58、77、118 貯留槽
19、61、78、119 回収槽
20、79 結合部
21、80 結合部
24、83 供給管
25、27、59、60、84、86 溶融半田
26、39、40、62、63、85、126 送り管
28、87 回収槽の溶融半田の液面
29、66、67、88、129 戻り管
30、90 貯留槽の静止時の溶融半田の液面
31、31a、31b、41、42、44、46、48、50、52、54、64、65、91 吐出口
32、43 被半田付け体
33 半田接合部
45、47、49、51、53、55 局所的溢流箇所
17, 38, 56, 76, 117
Claims (7)
上端部が大気に開放された回収槽と、
貯留槽内に立てられて上端部が開口し、下端部が貯留槽を貫いて回収槽と連通した半田戻り管と、
回収槽内に立てられて上端部が開口し、下端部が前記半田戻り管の上端部よりも低い位置にあって且つ回収槽を貫いて貯留槽と連通した半田送り管とを備えることを特徴とする半田付け装置。 A sealed storage tank capable of controlling the pressure in the space in contact with the liquid level during solder storage;
A collection tank whose upper end is open to the atmosphere;
A solder return pipe standing in the storage tank and having an upper end opened and a lower end penetrating the storage tank and communicating with the recovery tank;
The solder tank is provided with a solder feed pipe that is erected in the recovery tank and has an upper end that is open, a lower end that is lower than the upper end of the solder return pipe, and that communicates with the storage tank through the recovery tank. Soldering device.
The soldering apparatus according to claim 6, wherein the pressure medium is an inert gas, and the pressure absorber includes an oxygen scavenger.
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