JP3929751B2 - Jet wave forming device for electronic component mounting - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子部品を搭載したプリント配線板のような被はんだ付けワークとはんだの噴流波を接触させてはんだ付けを行い、この電子部品をプリント配線板にはんだ付け実装するための電子部品実装用噴流波形成装置に関する。
【0002】
噴流波形成装置には、はんだの噴流波を形成するためのポンプが必要であり、このポンプにより供給された溶融はんだを各種形状の吹き口体に供給してその吹き口から噴流させ、これによりはんだの噴流波を形成する。もちろん、この場合のはんだはヒータ等により加熱されて溶融状態にある。
【0003】
噴流波形成装置に使用されているポンプには各種の種類があり、メカニカル機構により構成されたポンプとしては、遠心力型ポンプや螺旋型ポンプ、回転羽根型ポンプ、ピストン型ポンプ、等々が知られている。また、流体に直接的に電磁力を作用させる電磁ポンプとしては、誘導型電磁ポンプ、伝導型電磁ポンプ、等々が知られている。
【0004】
そして、これらの各ポンプにはそれぞれ一長一短がある。例えば、メカニカル機構により構成されたポンプは、一般的にその駆動モータヘの入力エネルギーに対するポンプの吐出エネルギーへの変換損失が少なくて高効率である等の長所を有するが、ポンプから吐出される溶融はんだの流れが不安定で変動し易い等の短所がある。
【0005】
他方、電磁ポンプは、ポンプから吐出される溶融はんだの流れが安定で整っている等の長所を有するが、一般的に入力エネルギーに対するポンプ吐出エネルギーの変換損失が大きくて効率が悪く、移動磁界発生機構すなわち移動磁界発生用コイルとコアとで構成される磁気回路から多量の漏洩磁界を発生し、この漏洩磁界が作業員に自然界のそれを越えた磁界被曝を与えたり、プリント配線板に搭載された電子部品で特にコイルを備えた電子部品に誘導電圧を生じ、この誘導電圧が耐電圧の小さい特に微小電力用の半導体部品にダメージやストレス、甚だしくは損傷を与える問題がある。なお、抵抗(R)とコンデンサ(C)そしてコイル(L)は、電子回路を構成する基本受動部品であり、全てと言って良い程の電子回路で使用されている。したがって、コイルは特別に存在する電子部品ではない。
【0006】
本発明は、誘導型電磁ポンプを使用した電子部品実装用の噴流波形成装置であって、高効率であり漏洩磁界が極めて少なくなるように構成された電子部品実装用噴流波形成装置に関する。
【0007】
【従来の技術】
送給するべき媒体に直接に電磁力を作用させて推力を発生させ、これをポンプの吐出力および吸い込み力とする電磁ポンプ(LEP:linear electromagnetic pump)には、大別して誘導型(induction type)と伝導型(conduction type)とがある。一般的に、送給するべき媒体への通電が不要な誘導型が多く使用されている例が多い。
【0008】
この誘導型の電磁ポンプには、大別してフラットリニア型(FLIP型:flat linear induction pump)とアニュラリニア型(ALIP型:annular linear induction pump)そしてヘリカル型(HIP型:helical induction pump)とがあり、それぞれ固有の構成を有している。
【0009】
噴流波形成装置に使用されるこれらの電磁ポンプは、磁界発生用コイルを一般的にはんだを収容したはんだ槽の外側の温度の低い空間すなわち大気中に設けるように構成している。例えば、特開昭49−65934号公報や特開昭58−122170号公報、WO97/47422号公報、特開平11−104817号公報、等々にその例が開示されている。そして、これらの例では電磁ポンプにFLIP型を使用している。
【0010】
さらに、前記の特開昭58−122170号公報や特開平11−104817号公報に説明されているように、磁界発生用コイルの過熱を防止するための手段を備えて構成している。
【0011】
すなわち、磁界発生用コイルが冷却されやすい位置に設けるとともに、さらには、この磁界発生用コイルに向けて冷却ファン等により冷風を供給し、その温度が過度に上昇してこの磁界発生用コイルの耐熱温度を越えることがないように構成している。なお、このコイルの耐熱温度はこのコイルの絶縁を保持し保証できる温度で決まるのが通常である。
【0012】
磁界発生用コイルの温度上昇は、このコイル自体に流れる電流によって発生する銅損やこのコイルが巻かれたコアに発生する渦電流等によって発生する鉄損等によって生じ、さらにははんだを収容したはんだ槽からの熱伝導等によっても生じる。
【0013】
一方、電子部品実装用の噴流波形成装置では、通常幅20mm以上で長さが350mm以上そして噴流波高が4〜10mm程度のはんだの噴流波が必要である。すなわち、プリント配線板との十分な接触時間を確保して良好なはんだの濡れ性を確保する必要があるからである。そのため、このような噴流波を形成するための誘導型電磁ポンプ(以下、単に「電磁ポンプ」と呼称する)の入力電力としては最大で通常数kW程度が必要である。
【0014】
他方、WO97/47422号公報にも記載されているように、電磁ポンプがはんだに移動磁界を作用させて推力ひいては吐出力と吸い込み力を与える流路は狭くて長い形状(例えば、数mmの間隔で長さは数10cm程度)であり、必要に応じて清掃する必要があることが説明されている。すなわち、噴流波を形成するノズルを取り外し、この流路に細長い棒材等を挿入して付着したドロス等の汚れを掻き落とす作業が必要となることが説明されている。なお、逆洗を行うことも可能であることが説明されている。
【0015】
はんだの酸化物等のドロスは極めて付着力が強く、通常は一旦付着すると自ら剥離することがない。そのため、電磁ポンプの流路に酸化したはんだ等のドロスが付着し始めるとこれが次第に堆積して大きくなる。その結果、この付着・堆積物が流路内におけるはんだの流れを邪魔して不均一な流れを形成するようになり、ノズル上に形成される噴流波形が場所によって不均一な波高となるばかりか不安定に変動する噴流波が形成され、これによってはんだ付け実装される被はんだ付けワークすなわちプリント配線板のはんだ付け実装品質を低下させるからである。
【0016】
【発明が解決しようとする課題】
このように、電磁ポンプは部品が回転したり往復移動したりするような可動機構を有しないため、このような運動に伴う磨耗部品が存在せず、回転駆動手段のモータや往復駆動手段の流体圧アクチュエータ等の運動機構を必要としない特徴がある。
【0017】
しかし、電磁ポンプヘの入力電力に対するポンプ吐出量すなわちポンプ仕事量が小さく、回転モータに駆動された回転式ポンプに比べてエネルギー効率が半分以下で極めて効率が低く、従来の噴流波形成装置よりもエネルギー消費量が大きくなる問題がある。すなわち、電磁ポンプで生じるエネルギー損失の殆どは発熱(銅損や鉄損等)となって放出され、この多量に発生するエネルギー損失を、冷却ファン等の強制冷却手段によって冷却し、熱エネルギーとして大気中へ排出する必要があるからである。
【0018】
また、必要とする大きさの噴流波を形成するためには、電磁ポンプヘの入力電力として最大で通常数kW程度が必要であり、磁界の強さが極めて強大な移動磁界をはんだに作用させる必要があるため、その移動磁界発生用コイルやコアの周辺から多量の漏洩磁界を発生する。
【0019】
この漏洩磁界は交番磁界でありその強さは、自然界のそれを遥に越える強度である。したがって、電磁ポンプの近傍での作業員の作業には注意が必要である。また、プリント配線板に実装されるべき電子部品にこの漏洩磁界が作用すると、特にコイルを有する電子部品に誘導電圧を生じ、その誘導電圧が微小電力用の半導体部品で特に低電圧用の半導体部品にダメージやストレス、甚だしくは損傷を与える問題がある。特に、特開昭49−65934号公報やWO97/47422号公報等々に例示されているように、噴流波を形成する吹き口体の下方側の位置に電磁ポンプを配設して構成する場合には、前記電子部品に作用する漏洩磁界が最も強くなる。
【0020】
さらに、電磁ポンプの流路は前述したように狭く長いので、短期間のうちにドロス等の汚れが付着・堆積し、現実的には頻繁に清掃を行う必要がある。しかも、その清掃の度にノズルを取り外し、細長い棒を狭くて長い流路に挿入し、付着した汚れを満遍なく掻き落とす作業は、極めて難しく非能率的な作業である。すなわち、前述のようにドロスの付着力が極めて強いため、現実的には逆洗の作用はこの付着・堆積したドロスに対して殆んど及ぶことがないからである。
【0021】
本発明の目的は、噴流波形成装置全体で見た場合の電磁ポンプの総合効率を回転モータに駆動されたポンプと同等に高め、さらに、漏洩磁界を極限まで少なくすることを可能とし、清掃等の作業を容易かつ確実に行うことが可能な電子部品実装用噴流波形成装置を実現することによって、電子部品のはんだ付け実装品質が良好で安全な実装作業が行えるようにすることにある。
【0022】
【課題を解決するための手段】
本発明の電子部品実装用噴流波形成装置は、電磁ポンプに供給された全てのエネルギーがはんだを収容したはんだ槽内で消費されるように構成し、さらに漏洩磁界を極限まで減衰させ、また、清掃作業も容易に行えるように構成したところに特徴がある。
【0023】
(1)多数の電子部品が搭載されたプリント配線板の被はんだ付け部に、はんだ槽に収容したはんだを吹き口体の吹き口から噴流して噴流波を形成して供給しはんだ付け実装を行う電子部品実装用噴流波形成装置であって、次のように構成する。
【0024】
すなわち、前記はんだ槽に収容されたはんだを加熱する加熱手段と前記はんだの温度を測定する温度測定手段と前記はんだを溶融状態の予め決めた所定の温度に維持する温度制御手段とを備える。そして、前記溶融状態のはんだがその液面を雰囲気に暴露されて収容されるとともに前記吹き口体の吹き口が前記溶融状態のはんだの液面上に位置するように配設されかつ前記吹き口体の下方位置に前記はんだに移動する磁界を作用させて吐出力を与えるALIP型電磁ポンプの円環状に形成された推力発生流路が連繋されて円環状に吐出する溶融はんだにより前記吹き口体の吹き口に噴流波を形成すると共にその移動磁界発生用コイルおよびコアを含めてその全体を前記はんだ槽のはんだ内に没設して設けてALIP型電磁ポンプの全表面を前記溶融はんだで覆ってこれを前記ALIP型電磁ポンプから漏洩する磁界に対するショートバンドとして構成しさらに前記ALIP型電磁ポンプを前記溶融はんだを介してはんだ槽で囲むことで前記ALIP型電磁ポンプに供給した多相交流電力の全てを前記はんだ槽内で消費させ前記溶融はんだに伝導させて加熱に利用するように構成する。
【0025】
このように構成することにより、電磁ポンプの全体すなわち全表面がはんだ内に没設しているので、この電磁ポンプで発生した損失すなわち熱エネルギーははんだ槽の外部へは漏洩することなくその全てがはんだに伝導してこのはんだの加熱エネルギーとして使用される。
【0026】
したがって、電磁ポンプで発生した損失がはんだを加熱するエネルギーとして使用されるため、温度制御手段によって制御されるところのはんだの加熱手段に供給されるエネルギー量をその分だけ少なくすることができるようになる。
【0027】
すなわち、電磁ポンプおよび加熱手段に供給されたエネルギーは全てはんだ槽内のはんだへ供給され、不要なエネルギーとして排出されるエネルギーが無くなって、噴流波形成装置の総合エネルギー効率を格段に高めることができるようになる。
【0028】
また、電磁ポンプからその外部に漏洩しようとする磁界は、この電磁ポンプの全表面を囲むはんだが漏洩磁界に対するショートリング(あるいはショートバンド等と呼称され、電源用トランス等の技術分野においては周知)として作用して減衰させ、はんだ槽の外側に磁界が漏洩することができなくなる。すなわち、噴流波形成装置の外側には漏洩しなくなり、作業員やプリント配線板ひいては電子部品に対して漏洩磁界が影響を与えることがなくなる。
【0029】
もちろん、ここで使用する電磁ポンプとしては、FLIP型、ALIP型、HIP型のいずれの型の電磁ポンプでも使用することができ、その作用についてもそれぞれ以上の作用と同じ作用が得られる。
【0030】
(2)前記(1)の電子部品実装用噴流波形成装置において、前ALIP型電磁ポンプの前記円環状の推力発生流路内に前記円環状の推力発生流路を形成する内部コアが前記吹き口体の吹き口を通して挿抜自在に設けられて成るように構成する。
【0031】
ALIP(annular linear induction pump)型の電磁ポンプは、内部コアを中心として円環状の推力発生流路を形成しているので、この内部コアを抜き去ることによりこの流路がパイプ状となり、このパイプと同形状の円柱状のブラシ等(例えば、コップ洗浄器具のような形状の清掃手段)の清掃手段を挿入することにより、極めて容易に清掃することができるようになる。また、抜き去った内部コアもはんだ槽の外で容易に清掃することができる。
【0032】
また、円環状の推力発生流路すなわち縦断面が円状の曲面を有する推力発生流路にはドロスが付着し難い特性があるので、LIP型の電磁ポンプの方が清掃の頻度が少なくて済むようになる。
【0033】
その結果、電磁ポンプの推力を常に安定して維持することが容易にできるようになるとともに、この電磁ポンプの清掃作業(メンテナンス作業)に必要となるコストを大幅に抑制することができる。なぜならば、このような清掃作業は、生産技術要員がプリント配線板生産工場の生産稼働時間(通常の勤務時間)が終了した後に残業として行う必要があるからである。
【0034】
なお、ALIP型の電磁ポンプではFLIP型の電磁ポンプに比較して漏洩磁界が生じ難い特性を有している。
【0035】
【発明の実施の形態】
本発明の電子部品実装用噴流波形成装置は、次のような実施形態例において実現することができる。
【0036】
(1)構成
図1および図2を参照して本発明にかかる電子部品実装用噴流波形成装置の実施形態例を説明する。図1は、本発明の電子部品実装用噴流波形成装置の実施形態例を説明するための図で、図1(a)はその縦断面を示す図、(b)は内部コアの全容を示す斜視図である。また、図2は、電子部品実装用噴流波形成装置の実施形態例の全容を説明するための斜視図である。なお、図1においては、電磁ポンプの制御系およびはんだの温度の制御系をブロック図で描いてある。
【0037】
すなわち、筐体17に保持されたはんだ槽1内には槽壁3(または槽底2)に沿ってヒータ4を設けて、このはんだ槽1内に収容されたはんだ5を加熱して溶融させ、目的とする温度に保持するように構成されている。はんだ5の温度は温度制御装置6により制御される仕組みであり、温度制御装置6は温度センサ7の温度検出結果を参照し、はんだ5の温度が予め指示された温度になるようにヒータ4に供給する電力を制御する仕組みである。
【0038】
また、はんだ5の流れを整えるとともに吹き口体15と電磁ポンプ12とを連係するチャンバ体8が、その吊り下げ部9をはんだ槽1の上縁部1aに係止してねじ10で固定してある。この吊り下げ部9に設けてある把手11は、はんだ槽1内からチャンバ体8や電磁ポンプ12さらには吹き口体15をも引き上げる際に使用する部材である。
【0039】
そして、このチャンバ体8の一方にはねじ22で固定されたALIP型の電磁ポンプ12の吐出口13を嵌合する嵌合孔21を設けてあり、他方には吹き口体15を嵌合する嵌合孔23を設けてある。また、チヤンバ体8内にははんだ5の流れを整える流れ案内板41を設けてある。
【0040】
ALIP型の電磁ポンプ12は、外部コア18(詳細は図示せず)の形状を円柱状に配置・形成することができるため、通常はその外観も円柱状である。また、その内部コア19も円柱状であり、凸片19aにより形成される外部コア18と内部コア19との環状の空間すなわち流路(推力発生流路)20に移動磁界を発生させ、この流路20のはんだ5に推力を与えて移動させ、吐出力および吸い込み力を発生させる。なお、図1に例示する構成のALIP型の電磁ポンプ12は、電磁ポンプ12内の流路20が直線状であることから、ストレートスルー型と呼称されている。また、移動磁界発生用コイル42(詳細は図示せず)はこの外部コア18に巻回されている。
【0041】
そして、この電磁ポンプ12の吐出口13が前記チャンバ体8の嵌合孔21に嵌め合わされ、ねじ22により固定されている。この電磁ポンプ12に備わる配線用パイプ28はこの電磁ポンプ12の外部コア18内の移動磁界発生用コイル42と多相交流電源装置(例えば、VVVF型3相インバータ電源装置)29とを接続し、多相交流電力を電磁ポンプ12の移動磁界発生用コイル42に供給するための配線を通す部材である。
【0042】
なお、この多相交流電源装置29は、制御装置30との通信によりその出力電圧や周波数が任意に調節され設定される構成である。そして、制御装置30はコンピュータシステムで構成され、キーボード等の指示操作部31とLCD等の表示部32とを備えていて、指示操作部31からの指示により前記多相交流電源装置29の作動を制御する構成である。
【0043】
このALIP型の電磁ポンプ12の中心に凸片19aにより設けられている内部コア19は挿抜自在に設けてあり、その端部の液面5a側には挿抜作業用の把手25を設けてある。また、この把手25の途中に隆起部36を設けてあり、電磁ポンプ12の吐出口13から吐出されるはんだ5の流れをこの隆起部36で均一に拡散するように作用させている。なお、詳細は図示しないが、吸い込み口34に近い内部コア19の凸片19aの先端部が流路20の壁に設けた「L」字型の窪みに挿入・回転して嵌め合わされるように構成することにより、内部コア19を挿抜自在に固定することができるようになる。
【0044】
他方、チャンバ体8の吹き口体15側の嵌合孔23に嵌合された吹き口体15は、それのみを容易に交換することができるようにスリーブ部39を通るねじ38により固定され、はんだ5の液面5a上にこの固定用のねじ38を顕現させて交換作業が容易に行えるように構成してある。なお、図示しないが、吹き口体15の内部に多孔板等により構成された整流手段を設けることもある。そして、通常この吹き口体15は、プリント配線板(不図示)の種類すなわち電子部品の実装状態が異なる場合に、それに合わせて最適な噴流波形状等を与え最良のはんだ付け実装品質が得られるように交換して使用される。
【0045】
吹き口体15の吹き口37に設けた案内板16を流下する噴流波27は、溶融状態のはんだ5により形成される。なお、図2においては、図を分かり易くするために噴流波27を破線で示し、吹き口体15の構成が分かり易いように描いてある。
【0046】
はんだ5の融点ははんだ5の種類により異なり、従来から使用されて来た錫−鉛はんだ(例えば鉛37%で残部が錫)では約183℃、鉛フリーはんだの錫−亜鉛はんだ(例えば亜鉛9%で残部が錫)では約199℃、錫−銀−銅はんだ(例えば銀約3.5%,銅約0.7%,残部が錫)では約220℃、等々である。
【0047】
そのため、使用されるはんだ5の種類によりプリント配線板のはんだ付け実装に際して使用されるはんだ5の温度は異なるが、プリント配線板に搭載される電子部品の耐熱温度が考慮されるため、約220℃〜260℃程度の範囲で使用される例が最も多い。
【0048】
したがって、この溶融状態のはんだ5にその全体を没設して使用する電磁ポンプ12には少なくともはんだ5の融点以上の耐熱温度が必要であり、具体的にははんだ5の使用温度すなわち約220℃〜260℃程度を越える耐熱温度が必要である。しかも、噴流波形成装置の耐用年数を越えた耐久時間が必要である。
【0049】
電磁ポンプ12の耐熱温度は、この電磁ポンプ12に使用されている磁界発生用コイルの絶縁の耐熱温度で決まり、マイカとアルミナによる複合絶縁により、温度650℃において概ね3×105 時間以上の耐久時間が得られる(論文「マイカ・アルミナ複合絶縁の高温課電寿命に関する検討」 三井久安 熊沢良二相澤利枝 岡本達希 伊藤哲夫 金神雅樹 電学論A,117巻8号,平成9年)。これは24時間稼働で30年以上の耐久時間である。また、このような技術を応用した電磁ポンプ12の技術についても公知である(例えば、特公平5−57821号公報)。
【0050】
(2)作動
多相交流電源装置29から電力が供給されると、電磁ポンプ12の流路20内に吸い込み口34側から吐出口13側へ移動する磁界が発生し、この移動磁界によりその移動方向と同じ方向への推力を得たはんだ5が吸い込み口34から吐出口13へ移動し、はんだ槽1のはんだ5がチャンバ体8へ供給される。
【0051】
電磁ポンプ12によりチャンバ体8に供給されたはんだ5は、内部コア19の把手25に設けられた隆起部36やチャンバ体8に設けられた流れ案内板41等により流れを整えられ、吹き口体15へ供給されてその吹き口37から噴流し、この吹き口37上に噴流波27を形成する。そして、この噴流波27を形成したはんだ5は、その後はんだ槽1に還流して循環する。
【0052】
図示はしないが、電子部品がはんだ付け実装されるプリント配線板は、搬送コンベアに搬送されながらこの噴流波形成装置の噴流波27に接触し、その被はんだ付け部にはんだ5が供給されてはんだ付けが行われて実装が完了する。
【0053】
このような誘導型の電磁ポンプ12では、特開昭49−65934号公報にも開示されているようにはんだ5に流れた誘導電流によりはんだ5が加熱される。さらに、本発明の電子部品実装用噴流波形成装置では、電磁ポンプ12の全体すなわちその全表面をはんだ5内に没設しているので、この電磁ポンプ12に発生する銅損や鉄損ははんだ槽1の外部へ漏洩することなくはんだ5を加熱するエネルギーとして使用される。しかも、電磁ポンプ12を包み込むはんだ5は気体と比較して極めて優れた熱伝導体であり、このはんだ5が優れた冷却媒体として作用して電磁ポンプ12が冷却される。したがって、従来のように電磁ポンプ12を大気中で使用する場合よりもその入力電力を大幅に大きくすることができるようになる。すなわち、小型でありながら高容量の運転が可能となる。
【0054】
このように、電磁ポンプ12によって発生したこれらの損失分により、逆にはんだ5を加熱するヒータ4ヘの供給電力を削減できることになる。すなわち、電子部品実装用噴流波形成装置としての総合効率を電磁ポンプを使用した従来の装置と比較して格段に高めることができるようになる。つまり、本発明の電子部品実装用噴流波形成装置では、電磁ポンプ12に供給された有効電力の全てを漏れなくこの装置に供給することができる。しかも、特開昭58−122170号公報や特開平11−104817号公報に説明されているような冷却手段が不要なため、このような冷却のために使用される電力も節約することができる。
【0055】
その結果、噴流波形成装置全体で見た場合の電磁ポンプ12のエネルギー効率を回転モータに駆動されるポンプと同等に高めることができるようになる。
【0056】
また、電磁ポンプ12の全体すなわち全表面をはんだ5内に没設しているので、電磁ポンプ12からその外部に漏洩しようとする磁界は、この電磁ポンプ12の全表面を囲むはんだ5が漏洩磁界に対する完璧なショートリング(ショートバンド)として作用し、この漏洩磁界を完全に近い状態で短絡して減衰させることができる。すなわち、はんだ槽1の外側に磁界が漏洩することができなくなる。なお、ショートリングあるいはショートバンドと呼ばれる技術は電源用トランス等の技術分野においては周知である。
【0057】
したがって、この電子部品実装用噴流波形成装置の近傍で作業員が作業を行っても磁界被曝を心配することなく安全に作業を行うことができるようになる。また、噴流波27を形成する吹き口体15の下方直下に電磁ポンプ12を配設しても、電子部品のはんだ付け実装のために吹き口体15上に搬送されるプリント配線板とその搭載部品にも漏洩磁界が作用することもなく、実装作業に伴ってコイル類を有する電子部品に不必要な誘導電圧を生じることもなく、電子部品が実装されるプリント配線板ひいてはその電子回路の作動性能に影響を与えることのない、はんだ付け実装作業を行うことができるようになる。
【0058】
例えば、微小電力や低電圧で作動する半導体の入力回路にコイルを有する電子部品が搭載されている場合には、このコイルに誘導される電圧が当該半導体の入力素子にダメージやストレス、甚だしくは損傷を与えることがあり、電子部品のはんだ付け実装が完了した当該の電子回路に予定される性能が得られない場合がある。例えば、通信機や心電計の入力電圧は、数n〔V〕(10−9〔V〕)程度であり、極めて高感度の入力回路で構成され、これらの回路は過大な入力に対して容易に損傷を受けるのである。なお、このような電子回路の例はこれらに限らず多岐に渡って存在している。
【0059】
なお、前述したように、抵抗(R)とコンデンサ(C)およびコイル(L)は、電子回路を構成する基本受動部品であり、全てと言って良い程の電子回路で使用されている。したがって、コイルは特別に存在する電子部品ではない。
【0060】
他方、本実施形態例の電子部品実装用噴流波形成装置では、ALIP型の電磁ポンプ12の内部コア19を挿抜できるように構成してある。したがって、長時間の運転により電磁ポンプ12の流路20内に酸化したはんだやドロス等の汚れが付着した場合には、ペンチ等の狭窄保持具によりその内部コア19を保持して抜き去り、これによりパイプ状となった流路20内を容易に清掃することができる。すなわち、はんだ5に対して非濡れ性の部材例えばステンレス部材やカーボン部材等で構成された丁度コップ洗浄具のような円柱状のブラシ等を電磁ポンプ12の流路(推力発生流路)20内に挿入すれば、流路20内の汚れを容易に除去することができる。また、抜き去った内部コア19の汚れもブラシや布等により容易に除去することができる。したがって、清掃作業が極めて容易であり、短時間で清掃作業を完了することができる。
【0061】
さらに、円環状の流路20すなわち縦断面が円状の曲面を有する流路20にはドロス等が付着しにくい特性があるので、FILP型の電磁ポンプと比較して清掃の頻度も少なくて済むようになる。
【0062】
なお、本実施形態例では、図2に示すようにはんだ5が噴流していない状態で吹き口体15の吹き口37内に顕現している内部コア19の把手25を、ペンチのような狭窄保持具により引き抜くことにより内部コア19を電磁ポンプ12から抜き去ることができるように構成されている。
【0063】
(3)その他の構成例
図3および図4を参照して本発明にかかる電子部品実装用噴流波形成装置のその他の実施形態例を説明する。図3は本発明のその他の構成例の横断面を示す図、図4はその他の構成例の全容を説明するための斜視図である。なお、図3においては、電磁ポンプの制御系およびはんだの温度の制御系をブロック図で描いてある。また、図4においては、図を分かり易くするために噴流波27を破線で示し、吹き口体15の構成が分かり易いように描いてある。
【0064】
その他の実施形態例が先の実施形態例と相違する点は、先の実施形態例では吹き口体15の近傍直下にALIP型の電磁ポンプ12を設けていたのに対し、本その他の実施形態例では図3に例示するように吹き口体15の下方位置であってやや横部にALIP型の電磁ポンプ12を設けて構成している点である。そのため、チャンバ体8も図3に例示するように水平流路部分8aを有するように構成されている。
【0065】
そして、電磁ポンプ12の内部コア19に設けられた挿抜作業用の把手25が、吹き口体15の側部のはんだ5の液面5a上に常時顕現するように構成され、チャンバ体8の連絡孔24を介してこの内部コア19を挿抜できるように構成してある。そのため、電磁ポンプ12の内部コア19を電磁ポンプ12に挿入した際に、チャンバ体8の連絡孔24が把手25に設けられた嵌合体26により閉塞されるように構成してある。
【0066】
このように構成した電子部品実装用噴流波形成装置の作用も基本的に前記実施形態例と同様であるが、本その他の実施形態例では、図3に示すように吹き口体15内に多孔板40からなる整流手段が設けられていて、吹き口体15の吹き口37からALIP型の電磁ポンプ12の内部コア19を挿抜できない場合においても、はんだ5の液面5a側から当該内部コア19を抜き去り、電磁ポンプ12の推力発生用の流路20の内部やこの推力発生用の流路20内に挿入される内部コア19を容易に清掃できる点である。
【0067】
なお、以上の実施形態例では、清掃作業性を考慮してALIP型の電磁ポンプ12を使用した例を示したが、このALIP型の電磁ポンプ12に代えてFLIP型の電磁ポンプやHIP型の電磁ポンプも使用することができる。FLIP型の電磁ポンプの場合においては、推力発生用の流路20が細長いスリット状の流路となるため、この流路20の清掃作業性が相対的に悪くなる。また、ドロス等もALIP型の電磁ポンプと比較して付着し易くなる。
【0068】
図5は、FLIP型電磁ポンプを使用した構成例の横断面を示す図である。なお、電磁ポンプの制御系およびはんだの温度の制御系はブロック図で描いてある。
【0069】
すなわち、ALIP型電磁ポンプに代えてFLIP型電磁ポンプ43を設けることで実現できる。そして、図5に示すように、FLIP型電磁ポンプ43には内部コアは無く、コア44とこのコア44に巻回されるコイル45(共に詳細は図示せず)に挟まれた推力発生流路46が平板状のスリット形状を成している。
【0070】
なお、図示しないが、推力発生流路46の一方の側のみコア44とコイル45を設け、他方の側には相対コアを設けて電気回路を構成したFLIP型電磁ポンプもある。
【0071】
また、HIP型電磁ポンプについても以上の例と同様に構成できるので、具体的な図示は省略する。
【0072】
【発明の効果】
以上のように、本発明の電子部品実装用噴流波形成装置によれば、噴流波形成装置としての総合効率、具体的には電力効率を高めることができるようになり、大幅な省エネルギー化を実現した電磁ポンプ式の噴流波形成装置を実現することができるようになる。
【0073】
また、電磁ポンプから漏洩する磁界を完全に減衰させることができるようになるので、電子部品のプリント配線板へのはんだ付け実装に伴って、人体や電子部品ひいては電子回路にダメージやストレス、甚だしくは損傷等の悪影響を与えることが無くなり、安心してはんだ付け実装作業を行うことができるようになる。
【0074】
さらに、その内部コアを挿抜自在に構成したALIP型電磁ポンプをはんだに没設して使用することにより、この電磁ポンプの推力発生流路に付着したドロス等の汚れを容易に清掃することができるようになり、清掃作業に伴うメンテナンスコストを大幅に削減することができるようになる。また、はんだ付け実装の品質を常に良好な状態に安定して保持することができるようになる。
【0075】
なお、ALIP型電磁ポンプではその円環状の流路にドロス等が付着しにくい特性があるので、清掃の頻度も少なくてすむ。
【0076】
以上の結果、プリント配線板等の被はんだ付けワークの電子部品実装生産に伴うコストを低減できるようになるとともに、そのはんだ付け実装品質も高めかつ安定に維持することができるようになる。さらには、プリント配線板に実装される電子部品にダメージやストレス、甚だしくは損傷を与える心配も無く、作業員に不必要な磁界被曝を与える心配も無い。したがって、安心して電子部品の実装を行うことができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の電子部品実装用噴流波形成装置の実施形態例を説明するための図である。
【図2】電子部品実装用噴流波形成装置の実施形態例の全容を説明するための図である。
【図3】本発明のその他の構成例の横断面を示す図である。
【図4】その他の構成例の全容を説明するための図である。
【図5】FLIP型電磁ポンプを使用した構成例の横断面を示す図である。
【符号の説明】
1 はんだ槽
1a 上縁部
2 槽底
3 槽壁
4 ヒータ
5 はんだ
5a 液面
6 温度制御装置
7 温度センサ
8 チャンバ体
8a 水平流路部分
9 吊り下げ部
10 ねじ
11 把手
12 電磁ポンプ
13 吐出口
15 吹き口体
16 案内板
17 筐体
18 外部コア
19 内部コア
19a 凸片
20 流路
21 嵌合孔
22 ねじ
23 嵌合孔
24 連絡孔
25 把手
26 嵌合体
27 噴流波
28 配線用パイプ
29 多相交流電源装置
30 制御装置
31 支持操作部
32 表示部
34 吸い込み口
36 隆起部
37 吹き口
38 ねじ
39 スリープ部
40 多孔板
41 流れ案内板
42 コイル
43 FLIP型電磁ポンプ
44 コア
45 コイル
46 流路(推力発生流路)
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention provides an electronic component mounting for soldering and mounting a soldered work such as a printed wiring board on which an electronic component is mounted and a jet wave of the solder to the printed wiring board. The present invention relates to a jet wave forming apparatus.
[0002]
The jet wave forming device requires a pump for forming the solder jet wave, and the molten solder supplied by the pump is supplied to the blow body of various shapes to be jetted from the blow hole. Forms solder jet waves. Of course, the solder in this case is heated by a heater or the like and is in a molten state.
[0003]
There are various types of pumps used in jet wave forming devices, and centrifugal pumps, spiral pumps, rotary vane pumps, piston pumps, etc. are known as pumps configured by mechanical mechanisms. ing. As electromagnetic pumps that directly apply electromagnetic force to a fluid, induction type electromagnetic pumps, conduction type electromagnetic pumps, and the like are known.
[0004]
Each of these pumps has advantages and disadvantages. For example, a pump composed of a mechanical mechanism generally has advantages such as high efficiency and low conversion loss to pump discharge energy with respect to input energy to the drive motor, but molten solder discharged from the pump. There are disadvantages such as unstable flow and fluctuation.
[0005]
On the other hand, the electromagnetic pump has the advantage that the flow of molten solder discharged from the pump is stable and well-equipped, but generally the conversion loss of the pump discharge energy with respect to the input energy is large and the efficiency is low, and a moving magnetic field is generated. A large amount of leakage magnetic field is generated from a mechanism, that is, a magnetic circuit composed of a coil for generating a moving magnetic field and a core, and this leakage magnetic field gives a worker a magnetic field exposure exceeding that of the natural world or is mounted on a printed wiring board. There is a problem that an induced voltage is generated particularly in an electronic component having a coil, and this induced voltage damages, stresses, or seriously damages a semiconductor component for small power, particularly, a small withstand voltage. The resistor (R), the capacitor (C), and the coil (L) are basic passive components that constitute an electronic circuit, and are used in all electronic circuits. Therefore, the coil is not a special electronic component.
[0006]
The present invention relates to a jet wave forming apparatus for mounting an electronic component using an induction type electromagnetic pump, and relates to a jet wave forming apparatus for mounting an electronic component that is configured to be highly efficient and have a very small leakage magnetic field.
[0007]
[Prior art]
An electromagnetic pump (LEP: linear electronic pump) that generates a thrust by directly applying an electromagnetic force to a medium to be supplied and generates a thrust and a suction force of the pump is roughly classified into an induction type (induction type). And the conduction type. In general, there are many examples in which an induction type that does not require energization of a medium to be fed is used.
[0008]
The induction-type electromagnetic pump is roughly classified into a flat linear type (FLIP type: flat linear induction pump), an annular linear type (ALIP type: annular linear induction pump), and a helical type (HIP type: helical induction pump). Each has a unique configuration.
[0009]
These electromagnetic pumps used in the jet wave forming apparatus are configured so that the magnetic field generating coil is generally provided in a low-temperature space outside the solder bath containing solder, that is, in the atmosphere. Examples thereof are disclosed in JP-A-49-65934, JP-A-58-122170, WO97 / 47422, JP-A-11-104817, and the like. In these examples, the FLIP type is used for the electromagnetic pump.
[0010]
Further, as described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 58-122170 and Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-104817, a means for preventing overheating of the magnetic field generating coil is provided.
[0011]
In other words, the magnetic field generating coil is provided at a position where it can be easily cooled, and further, cold air is supplied to the magnetic field generating coil by a cooling fan or the like, and its temperature rises excessively, so that the heat resistance of the magnetic field generating coil is increased. It is configured not to exceed the temperature. The heat-resistant temperature of the coil is usually determined by a temperature that can maintain and guarantee the insulation of the coil.
[0012]
The temperature rise of the magnetic field generating coil is caused by a copper loss caused by a current flowing in the coil itself, an iron loss caused by an eddy current generated in a core around which the coil is wound, etc., and a solder containing solder. It is also caused by heat conduction from the tank.
[0013]
On the other hand, a jet wave forming apparatus for mounting electronic components usually requires a solder jet wave having a width of 20 mm or more, a length of 350 mm or more, and a jet wave height of about 4 to 10 mm. That is, it is necessary to ensure sufficient contact time with the printed wiring board to ensure good solder wettability. Therefore, the maximum input power of an induction electromagnetic pump (hereinafter simply referred to as “electromagnetic pump”) for forming such a jet wave is usually about several kW.
[0014]
On the other hand, as described in WO97 / 47422, the flow path in which the electromagnetic pump applies a moving magnetic field to the solder to provide thrust, in turn, discharge force and suction force is narrow and long (for example, intervals of several mm) The length is about several tens of centimeters), and it is explained that it is necessary to clean as necessary. That is, it has been described that it is necessary to remove a nozzle that forms a jet wave, and to insert a slender bar or the like into this flow path to scrape off dirt such as dross attached. It is described that backwashing can be performed.
[0015]
Dross, such as solder oxide, has extremely strong adhesion, and usually does not peel off once attached. Therefore, when dross such as oxidized solder starts to adhere to the flow path of the electromagnetic pump, this gradually accumulates and becomes larger. As a result, the adhesion and deposits disturb the flow of solder in the flow path to form a non-uniform flow, and the jet waveform formed on the nozzle not only has a non-uniform wave height depending on the location. This is because an unstablely changing jet wave is formed, which lowers the soldering and mounting quality of the work to be soldered, that is, the printed wiring board.
[0016]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, since the electromagnetic pump does not have a movable mechanism for rotating or reciprocating the parts, there is no wear part accompanying such movement, and the motor of the rotation driving means and the fluid of the reciprocating driving means are not present. There is a feature that does not require a motion mechanism such as a pressure actuator.
[0017]
However, the pump discharge relative to the input power to the electromagnetic pump, that is, the pump work, is small, energy efficiency is less than half compared to the rotary pump driven by the rotary motor, and it is extremely low in efficiency. There is a problem of increased consumption. In other words, most of the energy loss generated by the electromagnetic pump is released as heat generation (copper loss, iron loss, etc.), and this large amount of energy loss is cooled by forced cooling means such as a cooling fan, and is used as thermal energy in the atmosphere. This is because it needs to be discharged inside.
[0018]
In addition, in order to form a jet wave of the required magnitude, a maximum of several kW is usually required as the input power to the electromagnetic pump, and a moving magnetic field with a very strong magnetic field must be applied to the solder. Therefore, a large amount of leakage magnetic field is generated around the moving magnetic field generating coil and the core.
[0019]
This leakage magnetic field is an alternating magnetic field, and its strength is much higher than that of the natural world. Therefore, caution is required for the work of workers near the electromagnetic pump. In addition, when this leakage magnetic field acts on an electronic component to be mounted on a printed wiring board, an induced voltage is generated particularly in an electronic component having a coil, and the induced voltage is a semiconductor component for low power, particularly a semiconductor component for low voltage. There is a problem of damage, stress, and serious damage. In particular, as exemplified in JP-A-49-65934, WO97 / 47422, and the like, when an electromagnetic pump is arranged at a position below a blower body that forms a jet wave, Has the strongest leakage magnetic field acting on the electronic component.
[0020]
Furthermore, since the flow path of the electromagnetic pump is narrow and long as described above, dirt such as dross adheres and accumulates within a short period of time, and it is actually necessary to clean frequently. Moreover, it is extremely difficult and inefficient to remove the nozzle each time it is cleaned, insert a long and narrow bar into a narrow and long channel, and evenly scrape off the adhered dirt. That is, as described above, since the adhesion of dross is extremely strong, the action of backwashing practically does not reach the adhered / deposited dross.
[0021]
The object of the present invention is to increase the overall efficiency of the electromagnetic pump as seen in the entire jet wave forming device to the same level as that of a pump driven by a rotary motor, and further to reduce the leakage magnetic field to the limit. By realizing a jet wave forming apparatus for mounting electronic components that can easily and reliably perform the above operation, it is possible to perform a safe mounting operation with good soldering mounting quality of the electronic components.
[0022]
[Means for Solving the Problems]
The jet wave forming apparatus for electronic component mounting according to the present invention is configured so that all energy supplied to the electromagnetic pump is consumed in a solder bath containing solder, further attenuates the leakage magnetic field, It is characterized in that the cleaning work can be easily performed.
[0023]
(1) Solder mounting is performed by forming a jet wave by supplying the solder accommodated in the solder bath to the soldered part of the printed wiring board on which a large number of electronic components are mounted. An electronic component mounting jet wave forming apparatus that is configured as follows.
[0024]
That is, a heating means for heating the solder accommodated in the solder bath, a temperature measuring means for measuring the temperature of the solder, and a temperature control means for maintaining the solder at a predetermined temperature in a molten state are provided. The molten solder is stored with its liquid level exposed to the atmosphere, and the blowing port of the blowing body is disposed on the liquid level of the molten solder. Applying a magnetic field that moves to the solder to the lower position of the body to give a discharge force ALIP type Electromagnetic pump And a thrust generation flow path formed in an annular shape is connected to form a jet wave in the blower outlet of the blower body by molten solder discharged in an annular shape Including the moving magnetic field generating coil and the core, the entire structure is immersed in the solder in the solder bath. The entire surface of the ALIP type electromagnetic pump is covered with the molten solder, and this is configured as a short band against a magnetic field leaking from the ALIP type electromagnetic pump, and the ALIP type electromagnetic pump is surrounded by a solder bath through the molten solder. All of the polyphase AC power supplied to the ALIP type electromagnetic pump is consumed in the solder bath and conducted to the molten solder for use in heating. Configure as follows.
[0025]
By configuring in this way, the entire electromagnetic pump, that is, the entire surface is submerged in the solder. Therefore, all of the loss generated by the electromagnetic pump, that is, thermal energy, is not leaked to the outside of the solder bath. Conducted by solder and used as heating energy for this solder.
[0026]
Therefore, since the loss generated in the electromagnetic pump is used as energy for heating the solder, the amount of energy supplied to the heating means for the solder controlled by the temperature control means can be reduced accordingly. Become.
[0027]
That is, all the energy supplied to the electromagnetic pump and the heating means is supplied to the solder in the solder bath, and there is no energy discharged as unnecessary energy, so that the overall energy efficiency of the jet wave forming device can be significantly improved. It becomes like this.
[0028]
Also, the magnetic field that is going to leak from the electromagnetic pump to the outside is a short ring (or called a short band, etc., which is a solder that surrounds the entire surface of the electromagnetic pump) against the leakage magnetic field, and is well known in the technical field of power transformers, etc. As a result, the magnetic field cannot leak to the outside of the solder bath. That is, it does not leak to the outside of the jet wave forming device, and the leakage magnetic field does not affect the worker, the printed wiring board, and the electronic component.
[0029]
Of course, as the electromagnetic pump used here, any type of electromagnetic pumps of FLIP type, ALIP type, and HIP type can be used, and the same effects as those described above can be obtained.
[0030]
(2) In the jet wave forming apparatus for electronic component mounting of (1) above ,in front Record ALIP type Electromagnetic pump Annular An inner core that forms the annular thrust generating flow path in the thrust generating flow path Through the mouth of the body It is configured so that it can be inserted and removed.
[0031]
An ALIP (annular linear induction pump) type electromagnetic pump forms an annular thrust generating flow path centering on the inner core, and by removing this inner core, this flow path becomes pipe-shaped. By inserting a cleaning means such as a cylindrical brush having the same shape as the above (for example, a cleaning means having a shape like a cup cleaning tool), cleaning can be performed very easily. Also, the removed inner core can be easily cleaned outside the solder bath.
[0032]
In addition, since the annular thrust generation flow path, that is, the thrust generation flow path having a circular curved longitudinal section has a characteristic that dross is difficult to adhere, A The LIP type electromagnetic pump requires less frequency of cleaning.
[0033]
As a result, the thrust of the electromagnetic pump can be easily maintained constantly and the cost required for the cleaning work (maintenance work) of the electromagnetic pump can be greatly reduced. This is because such cleaning work needs to be performed as overtime after the production engineer finishes the production operation time (normal working hours) of the printed wiring board production factory.
[0034]
Note that the ALIP type electromagnetic pump has a characteristic that a leakage magnetic field is less likely to be generated than the FLIP type electromagnetic pump.
[0035]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The electronic component mounting jet wave forming apparatus of the present invention can be realized in the following embodiments.
[0036]
(1) Configuration
An embodiment of a jet wave forming apparatus for mounting electronic components according to the present invention will be described with reference to FIGS. 1A and 1B are diagrams for explaining an embodiment of a jet wave forming apparatus for mounting electronic components according to the present invention. FIG. 1A is a longitudinal sectional view, and FIG. 1B is an overall view of an inner core. It is a perspective view. FIG. 2 is a perspective view for explaining the whole embodiment of the jet wave forming apparatus for mounting electronic components. In FIG. 1, the control system for the electromagnetic pump and the control system for the solder temperature are shown in a block diagram.
[0037]
That is, a heater 4 is provided along the tank wall 3 (or the tank bottom 2) in the solder tank 1 held by the casing 17, and the solder 5 accommodated in the solder tank 1 is heated and melted. , And is configured to maintain the target temperature. The temperature of the solder 5 is controlled by the temperature control device 6, and the temperature control device 6 refers to the temperature detection result of the temperature sensor 7, and sets the temperature of the solder 5 to the heater 4 so that the temperature is instructed in advance. This is a mechanism for controlling the power supplied.
[0038]
In addition, the chamber body 8 that regulates the flow of the solder 5 and links the blower body 15 and the electromagnetic pump 12 engages the suspension portion 9 with the upper edge portion 1a of the solder bath 1 and fixes it with the screw 10. It is. A handle 11 provided in the hanging portion 9 is a member used when the chamber body 8, the electromagnetic pump 12, and the blower body 15 are also pulled up from the solder tank 1.
[0039]
One of the chamber bodies 8 is provided with a fitting hole 21 for fitting the discharge port 13 of the ALIP type electromagnetic pump 12 fixed by a screw 22, and the blower body 15 is fitted to the other. A fitting hole 23 is provided. A flow guide plate 41 for adjusting the flow of the solder 5 is provided in the chamber body 8.
[0040]
Since the outer core 18 (details not shown) can be arranged and formed in a columnar shape, the ALIP type electromagnetic pump 12 usually has a columnar appearance as well. The inner core 19 is also cylindrical, and a moving magnetic field is generated in the annular space between the outer core 18 and the inner core 19, that is, the flow path (thrust generation flow path) 20 formed by the convex pieces 19 a. A thrust is applied to the solder 5 of the path 20 to move it, and a discharge force and a suction force are generated. The ALIP type electromagnetic pump 12 having the configuration illustrated in FIG. 1 is called a straight-through type because the flow path 20 in the electromagnetic pump 12 is linear. A moving magnetic field generating coil 42 (not shown in detail) is wound around the outer core 18.
[0041]
The discharge port 13 of the electromagnetic pump 12 is fitted into the fitting hole 21 of the chamber body 8 and fixed by a screw 22. The wiring pipe 28 provided in the electromagnetic pump 12 connects a moving magnetic field generating coil 42 in the outer core 18 of the electromagnetic pump 12 and a multiphase AC power supply device (for example, a VVVF type three-phase inverter power supply device) 29, This is a member through which wiring for supplying multiphase AC power to the moving magnetic field generating coil 42 of the electromagnetic pump 12 is passed.
[0042]
The multi-phase AC power supply device 29 is configured such that its output voltage and frequency are arbitrarily adjusted and set by communication with the control device 30. The control device 30 is configured by a computer system, and includes an instruction operation unit 31 such as a keyboard and a display unit 32 such as an LCD. The operation of the multiphase AC power supply device 29 is activated by an instruction from the instruction operation unit 31. It is the structure to control.
[0043]
An inner core 19 provided by a convex piece 19a at the center of the ALIP type electromagnetic pump 12 is provided so as to be freely inserted and removed, and a handle 25 for insertion / extraction work is provided on the liquid surface 5a side of the end. Further, a raised portion 36 is provided in the middle of the handle 25, and the flow of the solder 5 discharged from the discharge port 13 of the electromagnetic pump 12 acts so as to be uniformly diffused by the raised portion 36. Although not shown in detail, the tip of the convex piece 19a of the inner core 19 near the suction port 34 is inserted and rotated into an “L” -shaped recess provided in the wall of the flow path 20 so as to be fitted. By comprising, the internal core 19 can be fixed so that insertion or extraction is possible.
[0044]
On the other hand, the blower body 15 fitted in the fitting hole 23 on the blower body 15 side of the chamber body 8 is fixed by a screw 38 that passes through the sleeve portion 39 so that only it can be easily replaced, The fixing screw 38 is exposed on the liquid surface 5a of the solder 5 so that the replacement work can be easily performed. Although not shown, there may be provided a rectifying means composed of a perforated plate or the like inside the blower body 15. In general, when the type of the printed wiring board (not shown), that is, the mounting state of the electronic component is different, the blower body 15 gives an optimum jet wave shape and the like to obtain the best soldering mounting quality. Used as a replacement.
[0045]
The jet wave 27 flowing down the guide plate 16 provided at the blower opening 37 of the blower body 15 is formed by the molten solder 5. In FIG. 2, for easy understanding of the drawing, the jet wave 27 is indicated by a broken line, and the structure of the blowout body 15 is drawn so as to be easily understood.
[0046]
The melting point of the solder 5 varies depending on the type of the solder 5. Conventionally used tin-lead solder (for example, 37% lead and the balance is tin) is about 183 ° C., and lead-free solder tin-zinc solder (for example, zinc 9) % With the balance being tin) at about 199 ° C., tin-silver-copper solder (eg about 3.5% silver, about 0.7% copper with the balance being tin) at about 220 ° C., and so on.
[0047]
Therefore, although the temperature of the solder 5 used for soldering and mounting of the printed wiring board varies depending on the type of the solder 5 used, the heat resistance temperature of the electronic component mounted on the printed wiring board is taken into consideration, so that the temperature is about 220 ° C. Most examples are used in a range of about ~ 260 ° C.
[0048]
Therefore, the electromagnetic pump 12 that is used by immersing the entirety of the solder 5 in the molten state needs to have a heat resistance temperature at least equal to or higher than the melting point of the solder 5. A heat-resistant temperature exceeding about ~ 260 ° C is required. In addition, a durability time exceeding the service life of the jet wave forming device is required.
[0049]
The heat-resistant temperature of the electromagnetic pump 12 is determined by the heat-resistant temperature of the insulation of the magnetic field generating coil used in the electromagnetic pump 12, and is approximately 3 × 105 hours or more at a temperature of 650 ° C. due to the composite insulation of mica and alumina. (A study on the high-temperature electric charging lifetime of mica-alumina composite insulation) Hisayo Mitsui Ryoji Kumazawa Toshie Aizawa Tatsuo Okamoto Tetsuo Ito Masaki Kanegami Electric A, 117, 8 (1997). This is a durable time of more than 30 years with 24-hour operation. Further, the technology of the electromagnetic pump 12 to which such a technology is applied is also known (for example, Japanese Patent Publication No. 5-57821).
[0050]
(2) Operation
When electric power is supplied from the multiphase AC power supply device 29, a magnetic field that moves from the suction port 34 side to the discharge port 13 side is generated in the flow path 20 of the electromagnetic pump 12, and the moving magnetic field causes the same direction as the moving direction thereof. The solder 5 that has obtained the thrust to the position moves from the suction port 34 to the discharge port 13, and the solder 5 in the solder bath 1 is supplied to the chamber body 8.
[0051]
The solder 5 supplied to the chamber body 8 by the electromagnetic pump 12 is adjusted in flow by the raised portion 36 provided on the handle 25 of the inner core 19, the flow guide plate 41 provided on the chamber body 8, and the like. 15 is jetted from the blowing port 37, and a jet wave 27 is formed on the blowing port 37. Then, the solder 5 on which the jet wave 27 is formed is circulated back to the solder tank 1.
[0052]
Although not shown, the printed wiring board on which the electronic components are soldered and mounted is brought into contact with the jet wave 27 of the jet wave forming device while being transported to the transport conveyor, and the solder 5 is supplied to the soldered portion and soldered. The implementation is completed.
[0053]
In such an induction type electromagnetic pump 12, the solder 5 is heated by the induced current flowing in the solder 5 as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 49-65934. Furthermore, in the jet wave forming apparatus for mounting electronic parts according to the present invention, the entire electromagnetic pump 12, that is, the entire surface thereof is submerged in the solder 5. It is used as energy for heating the solder 5 without leaking to the outside of the tank 1. Moreover, the solder 5 that encloses the electromagnetic pump 12 is an extremely excellent heat conductor as compared with gas, and the solder 5 acts as an excellent cooling medium to cool the electromagnetic pump 12. Therefore, the input power can be greatly increased as compared with the conventional case where the electromagnetic pump 12 is used in the atmosphere. That is, it is possible to operate with a high capacity while being small.
[0054]
As described above, the power supplied to the heater 4 that heats the solder 5 can be reduced by the loss generated by the electromagnetic pump 12. That is, the overall efficiency as a jet wave forming device for mounting electronic components can be significantly improved as compared with a conventional device using an electromagnetic pump. That is, in the electronic device mounting jet wave forming apparatus of the present invention, all of the effective power supplied to the electromagnetic pump 12 can be supplied to the apparatus without omission. In addition, since the cooling means described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 58-122170 and Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-104817 is unnecessary, the power used for such cooling can be saved.
[0055]
As a result, the energy efficiency of the electromagnetic pump 12 when viewed from the entire jet wave forming device can be increased to the same level as a pump driven by a rotary motor.
[0056]
Further, since the entire electromagnetic pump 12, that is, the entire surface is submerged in the solder 5, the magnetic field to be leaked from the electromagnetic pump 12 to the outside of the electromagnetic pump 12 is leaked by the solder 5 surrounding the entire surface of the electromagnetic pump 12. It acts as a perfect short ring (short band) for this, and this leakage magnetic field can be short-circuited and attenuated almost completely. That is, the magnetic field cannot leak to the outside of the solder bath 1. A technique called a short ring or a short band is well known in the technical field such as a power transformer.
[0057]
Therefore, even if an operator performs work in the vicinity of the electronic component mounting jet wave forming apparatus, the work can be performed safely without worrying about exposure to the magnetic field. Further, even if the electromagnetic pump 12 is disposed directly below the blower body 15 forming the jet wave 27, the printed wiring board transported onto the blower body 15 for mounting electronic components and its mounting The leakage magnetic field does not act on the component, and no unnecessary induced voltage is generated in the electronic component having coils during the mounting operation, and the operation of the printed circuit board on which the electronic component is mounted and the electronic circuit is operated. Soldering and mounting operations can be performed without affecting performance.
[0058]
For example, when an electronic component having a coil is mounted on a semiconductor input circuit that operates at low power or a low voltage, the voltage induced in the coil may damage or stress the semiconductor input element. In some cases, the expected performance may not be obtained for the electronic circuit in which the electronic component is completely soldered and mounted. For example, the input voltage of a communication device or an electrocardiograph is about several n [V] (10-9 [V]) and is composed of an extremely sensitive input circuit. It is easily damaged. Note that examples of such electronic circuits are not limited to these and exist in a wide variety.
[0059]
As described above, the resistor (R), the capacitor (C), and the coil (L) are basic passive components that constitute the electronic circuit, and are used in the electronic circuit as much as possible. Therefore, the coil is not a special electronic component.
[0060]
On the other hand, the electronic component mounting jet wave forming apparatus of this embodiment is configured so that the inner core 19 of the ALIP type electromagnetic pump 12 can be inserted and removed. Therefore, when dirt such as oxidized solder or dross adheres to the flow path 20 of the electromagnetic pump 12 due to long-time operation, the inner core 19 is held and removed by a stenosis holder such as pliers. Thus, the inside of the flow path 20 in the form of a pipe can be easily cleaned. That is, a non-wetting member with respect to the solder 5, for example, a cylindrical brush such as a cup cleaning tool composed of a stainless steel member, a carbon member, or the like is placed in the flow path (thrust generation flow path) 20 of the electromagnetic pump 12. If it inserts in, dirt in channel 20 can be removed easily. Also, the dirt on the removed inner core 19 can be easily removed with a brush or cloth. Therefore, the cleaning operation is extremely easy, and the cleaning operation can be completed in a short time.
[0061]
Furthermore, since the annular flow path 20, that is, the flow path 20 having a circular curved cross section, has a characteristic that dross or the like does not easily adhere to the circular flow path 20, the cleaning frequency is less than that of the FILP type electromagnetic pump. It becomes like this.
[0062]
In the present embodiment, as shown in FIG. 2, the grip 25 of the inner core 19 that appears in the blower opening 37 of the blower body 15 in a state where the solder 5 is not jetted is narrowed like pliers. The inner core 19 can be removed from the electromagnetic pump 12 by being pulled out by the holder.
[0063]
(3) Other configuration examples
With reference to FIG. 3 and FIG. 4, another embodiment of the jet wave forming apparatus for mounting electronic components according to the present invention will be described. FIG. 3 is a diagram showing a cross section of another configuration example of the present invention, and FIG. 4 is a perspective view for explaining the whole configuration of the other configuration example. In FIG. 3, an electromagnetic pump control system and a solder temperature control system are depicted in a block diagram. Further, in FIG. 4, in order to make the drawing easy to understand, the jet wave 27 is indicated by a broken line, and the structure of the blowout body 15 is drawn so as to be easy to understand.
[0064]
The other embodiment is different from the previous embodiment in that the ALIP type electromagnetic pump 12 is provided immediately below the blower body 15 in the previous embodiment, whereas this other embodiment. In the example, as illustrated in FIG. 3, the ALIP type electromagnetic pump 12 is provided at a position slightly below the blower body 15 and slightly laterally. Therefore, the chamber body 8 is also configured to have a horizontal flow path portion 8a as illustrated in FIG.
[0065]
And the handle 25 for insertion / extraction work provided in the inner core 19 of the electromagnetic pump 12 is configured so as to always appear on the liquid surface 5 a of the solder 5 on the side of the blower body 15. The inner core 19 can be inserted and removed through the hole 24. Therefore, when the inner core 19 of the electromagnetic pump 12 is inserted into the electromagnetic pump 12, the communication hole 24 of the chamber body 8 is closed by the fitting body 26 provided in the handle 25.
[0066]
The operation of the electronic component mounting jet wave forming apparatus configured as described above is basically the same as that in the above embodiment, but in this other embodiment, as shown in FIG. Even when the rectifying means composed of the plate 40 is provided and the inner core 19 of the ALIP type electromagnetic pump 12 cannot be inserted / removed from the blower opening 37 of the blower body 15, the inner core 19 from the liquid surface 5 a side of the solder 5. The internal core 19 inserted into the thrust generation flow path 20 of the electromagnetic pump 12 and the thrust generation flow path 20 can be easily cleaned.
[0067]
In the above embodiment, an example in which the ALIP type electromagnetic pump 12 is used in consideration of cleaning workability is shown. However, instead of the ALIP type electromagnetic pump 12, a FLIP type electromagnetic pump or a HIP type electromagnetic pump is used. An electromagnetic pump can also be used. In the case of the FLIP type electromagnetic pump, the thrust generation flow path 20 is an elongated slit-shaped flow path, so that the cleaning workability of the flow path 20 is relatively deteriorated. In addition, dross and the like are easily attached as compared with the ALIP type electromagnetic pump.
[0068]
FIG. 5 is a diagram showing a cross section of a configuration example using a FLIP electromagnetic pump. The control system of the electromagnetic pump and the control system of the solder temperature are drawn in block diagrams.
[0069]
That is, it can be realized by providing a FLIP electromagnetic pump 43 instead of the ALIP electromagnetic pump. As shown in FIG. 5, the FLIP type electromagnetic pump 43 has no internal core, and a thrust generation flow path sandwiched between a core 44 and a coil 45 wound around the core 44 (both not shown in detail). 46 has a flat slit shape.
[0070]
Although not shown, there is also a FLIP electromagnetic pump in which an electric circuit is configured by providing a core 44 and a coil 45 only on one side of the thrust generation flow path 46 and providing a relative core on the other side.
[0071]
Further, since the HIP type electromagnetic pump can be configured in the same manner as in the above example, specific illustration is omitted.
[0072]
【The invention's effect】
As described above, according to the jet wave forming apparatus for mounting electronic components of the present invention, the overall efficiency as the jet wave forming apparatus, specifically, the power efficiency can be increased, thereby realizing significant energy saving. An electromagnetic pump type jet wave forming device can be realized.
[0073]
In addition, since the magnetic field leaking from the electromagnetic pump can be attenuated completely, damage and stress to the human body, electronic components, and thus the electronic circuit are severely affected by the mounting of the electronic components on the printed wiring board. There will be no adverse effects such as damage, and soldering and mounting work can be performed with confidence.
[0074]
Furthermore, by using an ALIP type electromagnetic pump having an inner core that can be inserted and removed, immersed in solder, dirt such as dross attached to the thrust generation flow path of the electromagnetic pump can be easily cleaned. As a result, the maintenance cost associated with the cleaning operation can be greatly reduced. In addition, the quality of soldering mounting can always be stably maintained in a good state.
[0075]
Since the ALIP type electromagnetic pump has a characteristic that dross or the like does not easily adhere to the annular flow path, the frequency of cleaning can be reduced.
[0076]
As a result, it is possible to reduce the cost associated with the production of electronic parts of a work to be soldered, such as a printed wiring board, and to improve and stably maintain the soldering quality. Furthermore, there is no fear of damaging, stressing, or seriously damaging the electronic components mounted on the printed wiring board, and there is no worry of giving unnecessary magnetic field exposure to workers. Therefore, it becomes possible to mount electronic components with peace of mind.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram for explaining an embodiment of a jet wave forming apparatus for mounting electronic components according to the present invention.
FIG. 2 is a diagram for explaining the whole embodiment of the jet wave forming apparatus for mounting electronic components.
FIG. 3 is a diagram showing a cross section of another configuration example of the present invention.
[Fig. 4] Fig. 4 is a diagram for describing the entire configuration example.
FIG. 5 is a diagram showing a cross section of a configuration example using a FLIP type electromagnetic pump.
[Explanation of symbols]
1 Solder bath
1a Upper edge
2 tank bottom
3 tank wall
4 Heater
5 Solder
5a Liquid level
6 Temperature controller
7 Temperature sensor
8 Chamber body
8a Horizontal flow path
9 Hanging part
10 Screw
11 Handle
12 Electromagnetic pump
13 Discharge port
15 Blowout body
16 Information board
17 Case
18 outer core
19 Internal core
19a Convex piece
20 channels
21 Fitting hole
22 screws
23 Fitting hole
24 communication hole
25 Handle
26 Fitting body
27 Jet wave
28 Pipe for wiring
29 Multiphase AC power supply
30 Control device
31 Support operation part
32 Display section
34 Suction mouth
36 Raised part
37 Air outlet
38 screws
39 Sleep Club
40 perforated plate
41 Flow guide plate
42 coils
43 FLIP type electromagnetic pump
44 core
45 coils
46 flow path (thrust generation flow path)

Claims (2)

多数の電子部品が搭載されたプリント配線板の被はんだ付け部にはんだ槽に収容したはんだを吹き口体の吹き口から噴流して噴流波を形成して供給しはんだ付け実装を行う電子部品実装用噴流波形成装置であって、
前記はんだ槽に収容されたはんだを加熱する加熱手段と前記はんだの温度を測定する温度測定手段と前記はんだを溶融状態の予め決めた所定の温度に維持する温度制御手段とを備え、
前記溶融状態のはんだがその液面を雰囲気に暴露されて収容されるとともに前記吹き口体の吹き口が前記溶融状態のはんだの液面上に位置するように配設されかつ前記吹き口体の下方位置に前記はんだに移動する磁界を作用させて吐出力を与えるALIP型電磁ポンプの円環状に形成された推力発生流路が連繋されて円環状に吐出する溶融はんだにより前記吹き口体の吹き口に噴流波を形成すると共にその移動磁界発生用コイルおよびコアを含めてその全体を前記はんだ槽のはんだ内に没設して設けてALIP型電磁ポンプの全表面を前記溶融はんだで覆ってこれを前記ALIP型電磁ポンプから漏洩する磁界に対するショートバンドとして構成しさらに前記ALIP型電磁ポンプを前記溶融はんだを介してはんだ槽で囲むことで前記ALIP型電磁ポンプに供給した多相交流電力の全てを前記はんだ槽内で消費させ前記溶融はんだに伝導させて加熱に利用すること、
を特徴とする電子部品実装用噴流波形成装置。
Electronic component mounting in which solder contained in a solder bath is jetted from the blower body's blowing port to form a jet wave and supplied to the soldered part of a printed wiring board on which a large number of electronic components are mounted. A jet wave forming device,
A heating means for heating the solder contained in the solder bath, a temperature measuring means for measuring the temperature of the solder, and a temperature control means for maintaining the solder at a predetermined temperature in a molten state,
The molten solder is stored with its liquid surface exposed to the atmosphere, and the blowing port of the blowing body is disposed on the liquid surface of the molten solder. The blower body is blown by molten solder discharged in an annular shape by connecting thrust generating flow paths formed in an annular shape of an ALIP type electromagnetic pump that applies a magnetic field moving to the solder to a lower position to give a discharge force. A jet wave is formed at the mouth, and the whole including the moving magnetic field generating coil and the core is submerged in the solder of the solder bath, and the entire surface of the ALIP electromagnetic pump is covered with the molten solder. Is configured as a short band against a magnetic field leaking from the ALIP type electromagnetic pump, and the ALIP type electromagnetic pump is surrounded by a solder bath with the molten solder interposed therebetween. Utilizing all types multiphase supplied to the electromagnetic pump AC power to heating by conduction to the molten solder is consumed by the solder bath,
A jet wave forming device for mounting electronic components.
ALIP型電磁ポンプの前記円環状の推力発生流路内に前記円環状の推力発生流路を形成する内部コアが前記吹き口体の吹き口を通して挿抜自在に設けられて成ること
を特徴とする請求項1に記載の電子部品実装用噴流波形成装置。
The inner core to form a thrust-generating passage of said annular before Symbol said annular thrust-generating passage of ALIP type electromagnetic pump comprises provided removably inserted through mouthpiece of the mouthpiece body,
The jet wave forming apparatus for mounting an electronic component according to claim 1.
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