JP4012920B2 - Lead-free flux-containing solder bus manufacturing method and manufacturing apparatus - Google Patents
Lead-free flux-containing solder bus manufacturing method and manufacturing apparatus Download PDFInfo
- Publication number
- JP4012920B2 JP4012920B2 JP2005354693A JP2005354693A JP4012920B2 JP 4012920 B2 JP4012920 B2 JP 4012920B2 JP 2005354693 A JP2005354693 A JP 2005354693A JP 2005354693 A JP2005354693 A JP 2005354693A JP 4012920 B2 JP4012920 B2 JP 4012920B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- flux
- deaeration
- valve
- plug
- lead
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Electric Connection Of Electric Components To Printed Circuits (AREA)
Description
本発明は、鉛フリーフラックス入りハンダ母線製造方法及び該製造装置に関する。 The present invention relates to a lead-free flux-containing solder bus bar manufacturing method and the manufacturing apparatus.
1974年、廃棄物の投棄による海洋汚染防止に関する条約(ロンドン条約)、そして1989年、有害廃棄物の越境移動禁止に関する条約(バーゼル条約)が締結され、2006年7月1日から電子・電気機器廃棄に関するEU指令(WEEE+RoHS)の有害化学物質使用規制(RoHS)が施行予定であり、重金属(鉛、水銀、カドミ、6価クロム)、PBB、PBDEが対象となった。鉛含有ハンダを鉛フリーハンダに切り替えると当然物性が大きく変化し、その変化に対応する技術が必要になる。 In 1974, the Convention on the Prevention of Marine Pollution by Disposing of Waste (London Convention) and in 1989 the Convention on the Cross-border Movement of Hazardous Waste (Basel Convention) were signed. The EU Directive on Disposal (WEEE + RoHS) is scheduled to implement regulations on the use of hazardous chemical substances (RoHS), and heavy metals (lead, mercury, cadmium, hexavalent chromium), PBB, and PBDE are targeted. When the lead-containing solder is switched to the lead-free solder, the physical properties naturally change greatly, and a technology corresponding to the change is required.
フラックス入り線状ハンダ製造においても、鉛フリー素材の検討に加え、フラックスについても検討がなされ、更に線状ハンダ製造方法の改良が要望されている。 In the production of flux-cored linear solder, in addition to the study of lead-free materials, the flux is also studied, and further improvements in the method of producing linear solder are desired.
ハンダ付けに不可欠なフラックスは、鉛フリー化に対応し大きく変化している。 The flux that is indispensable for soldering has changed greatly corresponding to lead-free.
フラックスの条件としては、以下のことが一般的に要求される。
(1)母材と、ハンダの表面酸化膜を除去する為、化学的に活性であること。
(2)母材に対するフラックス自身の濡れ性及び流動性が良いこと。
(3)ハンダ付け過程において母材が酸化されるのを防止する被覆性があること。
(4)ハンダ付け温度で分解することなく活性を持続する熱安定性があること。
(5)フラックス残滓の除去が容易であること。
(6)人体や機器に無害であって、且つ経済的であること。
As the flux conditions, the following are generally required.
(1) It must be chemically active in order to remove the base material and the solder surface oxide film.
(2) The wettability and fluidity of the flux itself with respect to the base material are good.
(3) It has a covering property to prevent the base material from being oxidized in the soldering process.
(4) Thermal stability that maintains the activity without decomposition at the soldering temperature.
(5) Flux residue can be easily removed.
(6) Harmless to human body and equipment and economical.
鉛フリーに対応する為には上記のフラックスの条件に加えて、更に
<1>線状ハンダ製造時(冷間押出成形時)のダイ内温度の高温化に耐える熱安定性の向上と高温下での気体発生によるフラックス切れを防止する為フラックスからの揮発分の削減。
<2>ハンダ付け時、鉛フリーハンダの場合は、鉛ハンダの場合と比較してハンダ付け温度が高温となるのでフラックスの酸化防止や酸化膜除去作用に必要な時間、ハンダ付け箇所にフラックスが存在出来るように、又フラックスのガス圧が高くなってフラックスの飛散が起きないように、その温度での粘弾性を高くすることが必要となる。
In order to support lead-free, in addition to the above-mentioned flux conditions, <1> improved thermal stability to withstand higher temperatures in the die during linear solder manufacturing (during cold extrusion molding) and at higher temperatures Reduction of volatile matter from flux to prevent flux breakage due to gas generation in
<2> When soldering with lead-free solder, the soldering temperature will be higher than that with lead solder, so the flux will remain at the soldering site for the time required for flux oxidation prevention and oxide film removal. It is necessary to increase the viscoelasticity at that temperature so that it can exist and so that the flux gas pressure does not increase and the flux scatters.
鉛ハンダ用のフラックスでは、古くは松脂そのもので残留分による腐食はほとんどなく、作用も緩慢であった。 In the past, the flux for lead solder used pine resin itself, and there was almost no corrosion due to residues, and the action was slow.
現在の鉛フリー用フラックスの一つとして以下のような成分の混合物が提案されている。 A mixture of the following components has been proposed as one of the current lead-free fluxes.
(1)ベース樹脂として、ロジン、ロジン誘導体、(2)溶剤として、ジエチレングリコール、グリコールエーテル、(3)活性剤として、ハロゲン化水素酸アミン塩、有機酸(ステアリン酸等)、アミン(トリエタノールアミン等)、(4)チキソ剤として、カスターワックス、カルナバロウ、(5)失活剤として、2重結合含有物質、等である。 (1) Rosin, rosin derivative as base resin, (2) Diethylene glycol, glycol ether as solvent, (3) Hydrohalic acid amine salt, organic acid (stearic acid etc.), amine (triethanolamine) as activator Etc.), (4) castor wax and carnauba wax as thixotropic agents, and (5) double bond-containing substances as quenching agents.
フラックス入りハンダ母線の製造効率を左右する要因として、安定した母線製造速度とフラックス切れ防止方法が挙げられる。 Factors that affect the manufacturing efficiency of flux-cored solder buses include a stable bus bar manufacturing speed and a flux breakage prevention method.
フラックス入りハンダ母線製造法における冷間押出成形法では、母線材料となる所定寸法に鋳造整形された「ハンダ」のビレットのつなぎ切り替え時には、製造速度を落とさざるを得ず、一般的には押出し成形機を停止してビレットの切り替えを実施する為、とフラックスの不確実な供給方法のため、継ぎ足し切換え時のつなぎ目にフラックスが注入されず、フラックス切れが発生し易いことで、切り替え時の母線内のフラックス切れ予想箇所を予めカットすることで対応してきている。 In the cold extrusion molding method in the flux-cored solder bus manufacturing method, when switching the “solder” billet that has been cast and shaped to a predetermined size as the bus bar material, the manufacturing speed has to be reduced, and in general extrusion molding Because the flux is switched by stopping the machine, and because of the uncertain flux supply method, flux is not injected at the joint at the time of addition and switching, and flux breaks are likely to occur. This has been dealt with by cutting in advance the expected flux breakage point.
フラックスの注入が、ビレット切り替え時に途切れることなく追随出来る方法と、それが確認出来る方法が確立されれば現在のロス発生を削減又は根絶出来るのみならずロスカット作業工数が削減出来る。 Establishing a method that can follow the flux injection without interruption during billet switching and a method that can confirm this will not only reduce or eradicate the current loss, but also reduce the man-hours for loss cutting.
単純にブレンド再生化出来ない高価な鉛フリーハンダの原単位を大幅に改善する為には、
(1)ハンダ母線の中心に開いた連続した開穴部に入れるフラックスが鉛ハンダ用より高温度になるダイス内で、気体となる揮発分を出来るだけ抑制することが必要である。(2)フラックスタンクからハンダ開穴部に入るフラックスの単位時間当たりの量と、ハンダ母線の単位時間当たりの製造量より計算されるハンダ母線中のフラックスの量と、両者の計算値が一致するのを確認出来るようにする為にフラックスタンク内の溶融フラックスの液面レベル及びその変化が検知出来る技術が必要になる。
In order to greatly improve the basic unit of expensive lead-free solder that cannot simply be recycled,
(1) It is necessary to suppress as much as possible the volatile matter that becomes a gas in a die in which the flux inserted into the continuous hole portion opened at the center of the solder bus bar has a higher temperature than that for lead solder. (2) The amount of flux entering the solder hole from the flux tank per unit time is equal to the amount of flux in the solder bus calculated from the manufacturing amount per unit time of the solder bus. In order to be able to confirm this, a technique capable of detecting the liquid level of the molten flux in the flux tank and its change is required.
製造方法の先行技術として、難加工性ハンダからのフラックス入り線ハンダの製造方法:「難加工性ハンダから長さ方向にフラックスを入れる溝を有する細長い薄板ハンダを形成し、該溝にフラックスを入れて、フラックス入り線ハンダを形成する。」という発明が開示されている(例えば、特許文献1参照。)。
然しながら、特許文献1の場合では、ハンダ材料からフラックスを入れる多数の溝を設けた薄板ハンダに形成し、この薄板ハンダを短冊状に切断して得られるもので、作業工数、均一性等の点で問題が残る。
However, in the case of
本発明は、上述の事情に鑑みて成されたもので、(1)ハンダ母線冷間押出成形機に取り付けたフラックス供給装置で必要な流動性の得られる温度まで溶融した鉛フリーハンダ用フラックスを突沸状態の飛沫同伴を起こして脱気ラインを閉塞することがないような条件(温度、真空度)で十分脱気し、(2)ハンダ母線の押出し成形中の中心部に開いた開穴部に脱気後の溶融フラックスをフラックス切れが起こらないよう強制的に注入し、注入中のフラックスタンク液面レベル変動を検知し、母線製造速度の検知結果からフラックス消費量の演算結果が一致し、フラックス切れの無い鉛フリーフラックス入りハンダ母線製造方法及び該製造装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances. (1) A flux for lead-free solder melted to a temperature at which necessary fluidity can be obtained with a flux supply device attached to a solder bus cold extrusion molding machine. Fully deaerated under conditions (temperature, degree of vacuum) that do not block the deaeration line due to bump entrainment, (2) Open hole in the center of the solder bus bar during extrusion molding The molten flux after deaeration is forcibly injected so that flux breakage does not occur, the fluctuation of the liquid level of the flux tank during injection is detected, and the calculation result of the flux consumption agrees with the detection result of the bus manufacturing speed, It is an object of the present invention to provide a lead-free flux-containing solder bus bar manufacturing method and a manufacturing apparatus without flux breakage.
本発明は、下記構成を備えることにより上記課題を解決できるものである。 This invention can solve the said subject by providing the following structure.
(1)フラックス供給装置と押出し成形機を有する鉛フリーフラックス入りハンダ母線製造方法において、フラックスタンク内のフラックスに流動性を付与するためのタンク外周部に備えたヒーターで前記フラックスを加熱する加熱工程と、タイマースイッチONで脱気用開閉弁を開いて排気手段を稼働し、突沸発生限界直前の脱気状態を維持しながら前記フラックスタンク内の溶融フラックスの液上面空隙部及び溶融フラックス内のエアを脱気する脱気工程と、所定時間脱気後タイマースイッチOFFで排気手段を停止する排気手段停止工程と、前記脱気用開閉弁が開いた状態で溶融フラックス液面を検知するレベル検知手段と共に上下動用プランジャー及びこれに連設する連設部材と協働するプラグ位置検知手段を介して動作するフラックス圧入用プラグを下降させ、前記レベル検知手段の先端センサ部の下方に設けられた前記センサ部を開放・封鎖することができるフロート部付きセンサ開閉弁のフロート部が溶融フラックスの液面に当接すると前記センサ開閉弁が開き、次いで前記センサ部が前記溶融フラックスの液中に没入すると、熱起電力を発生しこの熱起電力の作用で電磁開閉器を介し、前記脱気用開閉弁を閉じて脱気操作を停止する脱気停止工程と、前記レベル検知手段及びプラグ位置検知手段と共に連動して上下動するフラックス圧入用プラグを用いて脱気されたフラックスを所定速度で押し下げ、下方に連接する流路及びフラックス注入ノズルを介してハンダ母線の押出し成形中の中心部に開いた開穴部に強制注入するフラックス注入工程と、フラックスタンク内のフラックスの一定時間内の消費量と、同時にハンダ母線内に注入されるフラックスの一定時間内の消費量との比較演算結果が所定の範囲内に在るかどうかを判断する演算工程と、を有する鉛フリーフラックス入りハンダ母線製造方法。 (1) In a lead-free flux-containing solder bus manufacturing method having a flux supply device and an extrusion molding machine, a heating step of heating the flux with a heater provided on the outer periphery of the tank for imparting fluidity to the flux in the flux tank Then, the degassing on-off valve is opened with the timer switch ON, the exhaust means is operated, and the air in the molten flux and the upper surface of the molten flux in the flux tank and the air in the molten flux are maintained while maintaining the deaerated state immediately before the bumping limit. A deaeration process for degassing, an exhaust means stop process for stopping the exhaust means with a timer switch OFF after deaeration for a predetermined time, and a level detection means for detecting the molten flux liquid level with the deaeration on-off valve opened. And a plunger that operates through a plug position detecting means that cooperates with a plunger for vertical movement and a connecting member that is connected to the plunger. The float part of the sensor on-off valve with a float part that lowers the pressure press-fit plug and opens and closes the sensor part provided below the tip sensor part of the level detection means contacts the liquid level of the molten flux. When the sensor is opened, the sensor opening / closing valve opens, and then, when the sensor section is immersed in the liquid of the molten flux, a thermoelectromotive force is generated, and the action of the thermoelectromotive force causes the deaeration opening / closing valve via the electromagnetic switch. A deaeration stop process that closes and stops the deaeration operation, and a flux press-fitting plug that moves up and down in conjunction with the level detection means and the plug position detection means, pushes down the deaerated flux at a predetermined speed, and lowers it downward A flux injection step of forcibly injecting into a hole opened in the center portion of the solder bus bar during extrusion molding through the connecting flow path and the flux injection nozzle; A calculation step of determining whether a comparison calculation result of the consumption amount of the flux in the fixed time and the consumption amount of the flux injected into the solder bus at the same time is within a predetermined range; A method for producing a lead-free flux-filled solder bus having the following:
(2)脱気工程において、脱気中のエアに含まれる蒸気の凝結・固着による脱気通路の閉塞を防止するため、前記脱気通路を加温するようにした前項(1)に記載の鉛フリーフラックス入りハンダ母線製造方法。 (2) In the deaeration step, the deaeration passage is heated in order to prevent the deaeration passage from being blocked by condensation / adherence of vapor contained in the air being deaerated. Solder bus manufacturing method with lead-free flux.
(3)前項(1)に記載のフラックス供給装置と同一仕様の予備装置を複数併設し、使用中のフラックス供給装置の稼働中に、所要の流動性を保持する温度範囲と、脱気通路を飛沫同伴で閉塞することの無い真空度で、突沸発生限界直前の脱気状態を保持し、且つ許容される揮発分含有率まで脱気することの出来る構成とした鉛フリーフラックス入りハンダ母線製造方法。 (3) A plurality of preliminary devices having the same specifications as the flux supply device described in the preceding paragraph (1) are provided, and a temperature range for maintaining required fluidity and a deaeration passage are provided during operation of the flux supply device in use. A lead-free flux-filled solder bus manufacturing method capable of maintaining a deaeration state immediately before the limit of bumping occurrence and capable of deaeration to an allowable volatile content with a vacuum level that does not block due to entrainment .
(4)フラックスタンク、フラックス圧入用プラグ、フラックスのレベル検知手段、脱気機構、プラグ位置検知手段から構成されるフラックス供給装置を含む鉛フリーフラックス入りハンダ母線製造装置であって、
フラックスタンクは、着脱可能に固設した蓋部を有し、タンク外周面にフラックスに流動性を付与するためのヒーターを周設し、フラックスを貯留・供給可能であり、フラックス圧入用プラグは、プラグ支持棹に吊設され、該プラグ支持棹に連設した腕部と連動して上下動可能なプランジャー部を介して前記フラックスタンク内のフラックスを送出・供給すると共に、下方に連接する流路及びフラックス注入ノズルを介してハンダ母線の押出し成形中の長手方向中心部に前記フラックスを連続注入することが出来、また脱気用開閉弁の弁体を弁体支持桿の下部に吊設固定し、前記脱気用開閉弁の弁体に冷却機能付き二重筒体を挿通し、該二重筒体の先端にフロート部付きセンサ開閉弁を備え、該センサ開閉弁を介してその先端を臨ませ、前記センサ開閉弁のフロート部がフラックス液面に当接したとき前記フロート部の作用で前記センサ開閉弁が開いてフラックス液面を検知するレベル検知手段とを備え、
プラグ支持棹の内周面に周設する加熱手段と、前記プラグ支持棹の内面側且つ前記加熱手段の内側に脱気用通路を形成する環状空隙部と、前記脱気用通路を境にして前記蓋部に挿通嵌設した摺動リングを介して上下動するプラグ支持棹の下端に環状弁座を介してプラグ本体を吊設固定し、前記環状弁座と該環状弁座に係合して嵌脱開閉自在の脱気用開閉弁体から成る脱気機構を有し、
プラグ位置検知手段は、前記プラグ本体及び前記プラグ支持棹と共に連動して上下動し、フラックスタンク内のフラックスの一定時間における消費量と、同時タイミングにおけるハンダ母線内に注入されるフラックスの一定時間内の消費量との比較演算結果が所定の範囲内に在るかどうかを判断する演算手段とから構成される鉛フリーフラックス入りハンダ母線製造装置。
(4) A lead-free flux-containing solder busbar manufacturing apparatus including a flux supply device including a flux tank, a flux press-fit plug, a flux level detection means, a deaeration mechanism, and a plug position detection means,
The flux tank has a lid that is detachably fixed, and a heater for imparting fluidity to the flux is provided on the outer peripheral surface of the tank so that flux can be stored and supplied. The flux in the flux tank is sent and supplied via a plunger portion that is suspended from the plug support rod and can be moved up and down in conjunction with an arm portion that is connected to the plug support rod. The flux can be continuously injected into the longitudinal center of the solder bus bar through the passage and the flux injection nozzle, and the valve body of the deaeration on-off valve is suspended and fixed to the lower part of the valve body support rod. A double cylinder body with a cooling function is inserted through the valve body of the deaeration on-off valve, and a sensor on-off valve with a float is provided at the tip of the double cylinder body, and the tip of the double cylinder body is inserted through the sensor on-off valve. Come on, said Float of capacitors off valve is opened is the sensor-off valve by the action of the float portion when in contact with the flux liquid surface and a level detecting means for detecting a flux liquid surface,
The heating means provided around the inner peripheral surface of the plug support rod, the annular gap forming the degassing passage on the inner surface side of the plug support rod and inside the heating means, and the degassing passage as a boundary. A plug body is suspended and fixed via an annular valve seat at the lower end of a plug support rod that moves up and down via a sliding ring inserted and fitted in the lid portion, and is engaged with the annular valve seat and the annular valve seat. It has a deaeration mechanism consisting of an open / close valve body for degassing that can be freely fitted and removed.
The plug position detecting means moves up and down in conjunction with the plug body and the plug support rod, and consumes the flux in the flux tank for a certain time and within a certain time for the flux injected into the solder bus at the same timing. A lead-free flux-containing solder bus manufacturing apparatus comprising: calculating means for determining whether or not a result of comparison with the consumption amount is within a predetermined range.
(5)レベル検知手段は、耐食性を有する熱電対からなり、該熱電対はエアジャケットを有する二重筒体内に収容され、且つこの二重筒体は脱気用開閉弁体に挿通固設されその外側に前記脱気用開閉弁体を吊設固定して脱気用開閉弁体と共に上下動可能な筒状の弁体支持桿を備え、脱気用通路に囲まれている前項(4)に記載の鉛フリーフラックス入りハンダ母線製造装置。 (5) The level detection means is composed of a thermocouple having corrosion resistance, and the thermocouple is accommodated in a double cylinder having an air jacket, and the double cylinder is inserted and fixed in the deaeration on-off valve body. (4) The above item (4) is provided with a cylindrical valve body supporting rod which is suspended and fixed to the outside and can be moved up and down together with the deaeration on-off valve body, and is surrounded by the deaeration passage. Solder bus manufacturing equipment with lead-free flux as described in 1.
(6)脱気機構は、複数のフラックス供給装置共有の排気手段を有し、所定温度に加熱されて流動性を有するフラックスが突沸発生限界直前の脱気状態を維持しながら前記フラックスタンク内のフラックスの液上面空隙部及びフラックス内のエアを脱気するための脱気用開閉弁を備え、該脱気用開閉弁は前記熱電対が発生する熱起電力を感知して上方に移動し、脱気用通路を閉じる構成とした前項(4)に記載の鉛フリーフラックス入りハンダ母線製造装置。 (6) The deaeration mechanism has a plurality of exhaust means shared by the flux supply devices, and the flux that is heated to a predetermined temperature and has fluidity maintains the deaeration state just before the bumping occurrence limit, A degassing on-off valve for degassing the liquid upper surface gap of the flux and air in the flux, the degassing on-off valve senses the thermoelectromotive force generated by the thermocouple, and moves upward, The lead-free flux-containing solder bus bar manufacturing apparatus according to (4), wherein the degassing passage is closed.
ハンダ母線冷間押出成形機に取り付けたフラックス供給装置で必要な流動性の得られる温度まで溶融した鉛フリーハンダ用フラックスを突沸状態の飛沫同伴を起こして脱気通路を閉塞することがないような条件(温度、真空度)で十分脱気し、ハンダ母線の押出し成形中の中心部に開いた開穴部に脱気後の溶融フラックスをフラックス切れが起こらないよう強制的に注入し、注入中のフラックスタンク液面レベル変動を検知し、母線製造速度の検知結果からフラックス消費量の演算結果が一致し、フラックス切れの無い鉛フリーフラックス入りハンダ母線製造方法及び該製造装置を提供することが出来、鉛ハンダより高価な鉛フリーハンダの発生ロス率を大幅に削減することが出来た。 The lead-free solder flux that has been melted to the temperature at which the required fluidity can be obtained with the flux supply device attached to the solder bus cold extrusion molding machine will not cause the entrainment of the bumping state and block the deaeration passage. Fully deaerate under conditions (temperature, degree of vacuum), and forcibly inject the molten flux after deaeration into the open hole in the center part during extrusion of solder bus bar so that flux breakage does not occur and injecting Flux tank liquid level fluctuation is detected, and the calculation result of the flux consumption matches from the detection result of the bus manufacturing speed, and the lead-free flux-containing solder bus bar manufacturing method and the manufacturing apparatus can be provided. The loss rate of lead-free solder, which is more expensive than lead solder, can be greatly reduced.
以下、本発明に係る鉛フリーフラックス入りハンダ母線製造方法及び該製造装置の実施の形態を説明する。 Embodiments of a lead-free flux-containing solder bus manufacturing method and the manufacturing apparatus according to the present invention will be described below.
図1は、本発明に係る鉛フリーフラックス入りハンダ母線製造方法の一例を示すフローチャート、図2は、要部構成を示すブロック図、(a)は主たる要素から成る一連の系統を示すブロック図、(b)はシステム構成を示すブロック図、図3は、フラックス供給装置の要部構成を示す一部破断側面図、図4は、主要部の詳細断面図、図5は、動作を示す主要部断面図、(a)は初期状態を示す主要部断面図、(b)は脱気開始時の状態を示す主要部断面図、図6(a)、(b)は、動作開始後の中間ステップの状態を示す主要部断面図、図7は、フラックス供給進行中の状態を示す主要部断面図、図8は、押出し成形機の要部拡大断面図、図9は、フラックス注入ノズルホルダ部の正面図、図10は、フラックス注入ノズル本体の説明図、(a)は正面図、(b)は側面図である。 FIG. 1 is a flowchart showing an example of a lead-free flux-filled solder bus manufacturing method according to the present invention, FIG. 2 is a block diagram showing a main part configuration, and (a) is a block diagram showing a series of main elements. (B) is a block diagram showing the system configuration, FIG. 3 is a partially broken side view showing the configuration of the main part of the flux supply device, FIG. 4 is a detailed sectional view of the main part, and FIG. 5 is the main part showing the operation. Cross-sectional view, (a) is a cross-sectional view of the main part showing the initial state, (b) is a cross-sectional view of the main part showing the state at the start of deaeration, and FIGS. 6 (a) and 6 (b) are intermediate steps after the start of operation. 7 is a cross-sectional view of the main part showing a state in which the flux supply is in progress, FIG. 8 is an enlarged cross-sectional view of the main part of the extrusion molding machine, and FIG. 9 is a view of the flux injection nozzle holder part. Front view, FIG. 10 is an explanatory view of a flux injection nozzle body, a) is a front view, (b) is a side view.
本発明の鉛フリーフラックス入りハンダ母線製造方法の実施の一例について、図1のフローチャートに基づき以下に説明する。 An example of the implementation of the lead-free flux-containing solder busbar manufacturing method of the present invention will be described below based on the flowchart of FIG.
フラックス供給装置FSと押出し成形機EXを有する鉛フリーフラックス入りハンダ母線製造方法において、フラックスタンク1の蓋1aを外し且つフラックス圧入用プラグを持ち上げた状態で、前記フラックスタンク1内にフラックス材料を投入して前記蓋1aを閉める(ステップS1)。フラックスの種類に適した所定のシーケンス制御のプログラムをスタート(SW、ON)させ(ステップS2)、フラックスfxに流動性を付与するためのタンク外周部に備えたヒーター1cで前記フラックスfxを加熱し(ステップS3)、ヒーター1cは所定の温度に達しているか?を確認する(ステップS4)。フラックスfxの種類により適温は異なり、通常は70〜160℃の範囲内のいずれかに設定される。適温に達していれば、タイムスイッチONで排気手段Ejが駆動開始し、同時に脱気用開閉弁2を開いて、突沸発生限界直前の脱気状態を維持しながら前記フラックスタンク1内の溶融フラックスfxmの液上面空隙部AS及び溶融フラックス内のエアの脱気工程を開始し(ステップS5)、所定時間脱気後タイムスイッチOFFで排気手段Ejを停止し(ステップS6)、前記脱気用開閉弁2が開いた状態で溶融フラックスfxm液面を検知するレベル検知手段6と共に上下動用プランジャー4及びこれに連設する連設部材4a、4bと協働するプラグ位置検知手段5を介して動作するフラックス圧入用プラグ3を下降させ(ステップS7)、前記レベル検知手段6の先端センサ部6aの下方に設けられた前記センサ部6aを開放・封鎖することができるフロート部付きセンサ開閉弁7のフロート部7aが溶融フラックスfxmの液面に当接すると前記センサ開閉弁7bが開き、次いで前記センサ部6aが前記溶融フラックスfxmの液中に没入すると熱起電力を発生し(ステップS8)、この熱起電力の作用で電磁開閉器(図示略)を介し、前記脱気用開閉弁2を閉じて脱気操作を停止し(ステップS9)、次いでフラックスタンク1下部のフラックス供給用の開閉弁(コック)CSを開き(ステップS10)、押出し成形機EXのスタートと同時に前記レベル検知手段6及びプラグ位置検知手段5と共に連動して上下動するフラックス圧入用プラグ3を用いて脱気された溶融フラックスfxmを所定速度で押し下げ、下方に連接する流路17及びフラックス注入ノズル14を介してハンダ母線の押出し成形中の中心部に開いた開穴部に強制注入操作を開始し(ステップS11)、フラックスタンク1内のフラックスfxの一定時間内の消費量を取得するためプラグ位置検知手段5の位置レベルを検知し(ステップS12)、同時にハンダ母線内に注入されるフラックスfxの一定時間内の消費量を取得するためハンダ母線18の製造長さを測定し(ステップS13)、逐次(時々刻々)プラグ位置レベルの変化量の出力値Aとハンダ母線18の製造長さの出力値Bとからフラックス消費量の収支を演算し、A≧Bが成立し、所定の範囲内に納まっており、フラックスfxが途切れることなく供給されていることを確認する(ステップS14)。フラックスタンク1内の溶融フラックスfxmが所定量消費されタンク1内の残量が無くなる前、即ち、プラグ3の最下面3dがタンク1の底板部1gに接近すると、プラグ上下動用プランジャーに設けられたリミットスイッチLSが働き、プラグ3の下降動作は停止し、準備ができて待機している次のフラックス供給装置FSに切換える(ステップS15)。連続して製造する場合は、ステップ4に戻り、工程が繰り返される。
In the lead-free flux-filled solder bus manufacturing method having the flux supply device FS and the extrusion molding machine EX, the flux material is put into the
鉛フリーのハンダに用いられるフラックスは、粘弾性が高いため、突沸現象を抑えてフラックス中のエアを充分に脱気するには時間が掛かる。 Since the flux used for lead-free solder has high viscoelasticity, it takes time to sufficiently deaerate the air in the flux by suppressing the bumping phenomenon.
そのため同一仕様の予備のタンクを併設し、稼働中のタンクのフラックス注入時間を利用し脱気することとした。脱気条件は各材料の過熱温度以下で飛沫同伴による脱気通路の閉塞がない真空度で十分に脱気することができた。脱気通路はフラックスの蒸気が凝縮固化付着しないように加熱できるようにした。 For this reason, a spare tank of the same specification was also installed, and degassing was performed using the flux injection time of the tank in operation. The degassing conditions were sufficient for degassing at a vacuum level where the degassing passage was not blocked by entrainment of droplets below the superheat temperature of each material. The deaeration passage can be heated so that the vapor of the flux is not condensed and solidified.
脱気された溶融フラックスの液面検知として(a)光学方式、(b)超音波方式、(c)画像処理方式、(d)レーザーレーダー方式、(e)マイクロ波方式、(f)放射能、X線、γ線方式、(g)赤外線方式、等が提案されているが検知雰囲気、安全性、応答性、精度、費用等の諸条件において満足出来るものがなかつた。 (A) Optical method, (b) Ultrasonic method, (c) Image processing method, (d) Laser radar method, (e) Microwave method, (f) Radioactivity , X-ray, γ-ray system, (g) infrared system, etc. have been proposed, but none were satisfactory in various conditions such as detection atmosphere, safety, responsiveness, accuracy, and cost.
強制注入方式として(a)加圧気体、(b)加圧プラグが考えられたが、(a)の加圧気体方式は脱気後では気体の再浸透の為使えなかった。 As the forced injection method, (a) pressurized gas and (b) pressurized plug were considered, but the pressurized gas method (a) was not usable after degassing because of gas re-permeation.
フラックス圧入用プラグは、プラグ最下部外周にO−リングを周設し、フラックスタンクの内壁にエアタイトに摺動しながら溶融フラックスを押し下げることが出来る。 The flux press-fit plug has an O-ring provided around the lowermost periphery of the bottom of the plug, and can push down the molten flux while sliding on the inner wall of the flux tank in an air tight manner.
プラグ位置検知手段は、可変抵抗器を用い、溶融フラックスの液面位置と連動する抵抗値の変化を刻々検知すると共に母線製造速度を刻々速度メーター等で検知し、これら双方のデータの相関を演算手段で計算させ、フラックス切れのないことを確認した。 The plug position detection means uses a variable resistor to detect the change of the resistance value linked with the liquid surface position of the molten flux and to detect the bus manufacturing speed with a speed meter and calculate the correlation between the two data. It was calculated by means and it was confirmed that there was no flux break.
図2は、要部構成を示すブロック図であり、(a)は主たる要素から成る一連の系統を示すブロック図、(b)はシステム構成を示すブロック図である。 FIG. 2 is a block diagram showing a main configuration, (a) is a block diagram showing a series of systems composed of main elements, and (b) is a block diagram showing a system configuration.
図2(a)において、フラックス供給装置FSは、A、B、C・・・の複数台からなり、その主要構成要素は、(1)フラックスタンク1、これに付帯する材料投入口を兼ねた蓋部1aとタンク外周に周設したフラックス加温用ヒーター1c、(2)フラックス圧入用プラグ3、これに付帯するプラグ支持桿3aとこれに周設されたヒーター3c、プラグ3本体と連動する上下動用プランジャー部4、更にプラグ位置検知手段5、(3)熱伝対からなるフラックスのレベル検知手段6、これに付帯する空気ジャケットの付いた二重管(二重筒体)6b、(4)脱気機構EK、これに付帯する弁体2a、弁座2bからなる脱気用開閉弁2、弁体支持桿2c、弁体2aの支持桿2cの外周且つプラグ支持桿3aの内周側に占める脱気用通路2d、及び脱気用通路2dを加温するためのプラグ支持桿3aの内周側に設けられたヒーター3c、(5)フロート部7a付きセンサ開閉弁7b(空気ジャケットの付いた二重管(二重筒体)6bの先端部に装着し熱伝対6のセンサ部6aを開放または封鎖する機能を有する。そしてこのセンサ部6aは、二重管(二重筒体)6bの先端部よりやや奥に引っ込んで設けてある。)から構成されている。
In FIG. 2A, the flux supply device FS is composed of a plurality of A, B, C..., And its main constituent elements also serve as (1) the
演算手段OPが設けられ、プラグ位置検知手段及び押出し成形機EXのフラックス入りハンダ母線の製造長さの測定器Meからのそれぞれの出力値をRAMに記憶しCPUでフラックスの収支(消費量)を演算する。尚、手操作で入力できる入力部を備え、シーケンス制御を補完できる構成となっている。 A calculation means OP is provided, and each output value from the measuring device Me for measuring the manufacturing length of the flux-cored solder bus of the extrusion molding machine EX is stored in the RAM, and the balance (consumption) of the flux is calculated by the CPU. Calculate. In addition, an input unit that can be manually input is provided to complement sequence control.
そして、フラックス注入ノズル14とハンダ材料押出し機構(ラム、ダイス含む)RKを有する押出し成形機EXが接続設置され、更に製品を細く出来る伸線機WDに接続される。
An extrusion molding machine EX having a
図2(b)は、システム構成を示すブロック図である。 FIG. 2B is a block diagram showing a system configuration.
図2(b)において、フラックス供給装置FSはA、B、C・・・の複数台から構成され、充分に脱気された溶融フラックスを供給できるシステムとなっている。CSはフラックス供給兼切換えコックであり、17はフラックス用の流路である。その他符号は、前述の通りであるので、説明を省略する。 2B, the flux supply device FS is composed of a plurality of A, B, C... And is a system that can supply a sufficiently degassed molten flux. CS is a flux supply / switching cock, and 17 is a flux flow path. Since the other symbols are as described above, description thereof is omitted.
図3は、フラックス供給装置の要部構成を示す一部破断側面図であり、フラックスタンク1、フラックス圧入用プラグ3、フラックスのレベル検知手段6、脱気機構EK、プラグ位置検知手段5から構成されるフラックス供給装置FSを含む鉛フリーフラックス入りハンダ母線製造装置であって、フラックスタンク1は、着脱可能に固設した蓋部1aを有し、タンク外周面にフラックスfに流動性を付与するためのヒーター1cを周設し、フラックスfxを貯留・供給可能であり、フラックス圧入用プラグ3は、プラグ支持棹3aに吊設され、該プラグ支持棹3aに連設した腕部4bと連動して上下動可能なプランジャー部4を介して前記フラックスタンク1内のフラックスfxを送出・供給すると共に、下方に連接する流路17及びフラックス注入ノズル14を介してハンダ母線の押出し成形中の中心部に長手方向に沿って前記フラックスfxを連続注入することが出来、また、脱気用開閉弁2の弁体2aを弁体支持桿2cの下部に吊設固定し、前記脱気用開閉弁2の弁体2aに冷却機能付き二重筒体6bを挿通し、該二重筒体6bの先端にフロート部7a付きセンサ開閉弁7bを備え、該センサ開閉弁7bを介してその先端を臨ませ、前記センサ開閉弁7bのフロート部7aがフラックス液面に当接したとき前記フロート部7aの作用で前記センサ開閉弁7bが開いてフラックス液面を検知するレベル検知手段6とを備え、
プラグ支持棹3aの内周面に周設する加熱手段3cと、前記プラグ支持棹3aの内面側且つ前記加熱手段3cの内側に脱気用通路2dを形成する環状空隙部と、前記脱気用通路2dを境にして前記蓋部1aに挿通嵌設した摺動リング1eを介して上下動するプラグ支持棹3aの下端に環状弁座2bを介してプラグ本体を吊設固定し、前記環状弁座2bと該環状弁座2bに係合して嵌脱開閉自在の脱気用開閉弁体2aから成る脱気機構EKを有し、
プラグ位置検知手段5は、前記プラグ本体3及び前記プラグ支持棹3aと共に連動して上下動し、フラックスタンク1内のフラックスfxの一定時間における消費量と、同時タイミングにおけるハンダ母線内に注入されるフラックスfxの一定時間内の消費量との比較演算結果が所定の範囲内に在るかどうかを判断する演算手段とから構成される鉛フリーフラックス入りハンダ母線製造装置。
FIG. 3 is a partially broken side view showing the configuration of the main part of the flux supply device, which includes a
A heating means 3c provided around the inner peripheral surface of the
The plug position detecting means 5 moves up and down in conjunction with the plug
弁体2aは、図示してあるように、截頭円錐類似形状をしており、上方に移動することで、プラグ3の頂部に嵌設された環状弁座2bに係合密着して脱気通路を遮断することが出来る。
As shown in the figure, the
他の符号について、3bはプラグ3の最外周下端部に嵌設されたO−リングであり、タンク1内のフラックスfxを押し下げて供給する時に前記タンク1に内周面にエアタイトに摺動降下する構成としてある。
With respect to the other symbols, 3b is an O-ring fitted to the lowermost end portion of the outermost periphery of the
2eは脱気用通路2dと系外の排気手段に接続するための接続部であり、2fは弁体支持桿2cを介して弁体2aを上下動するための上下用シリンダである。
1fは蓋部1aの保温のための円板状のヒーターである。
If is a disk-shaped heater for keeping the
5aは可変抵抗器からなるプラグ位置検知手段5の連結棒であり、連結アーム部5bを介して上下動用プランジャー部4の連接桿4aに連結されプラグ3の上下動に連動して上下する構成となっており、プラグ位置を可変抵抗器からの抵抗値で検知するようになっている。以下プラグ3が溶融フラックスfxmをハンダ母線内の開穴部19に圧入中の刻々の位置を同様に検知する。
5a is a connecting rod of the plug position detecting means 5 comprising a variable resistor, and is connected to the connecting
ハンダ母線の製造速度は走行する母線に接する(例えば、タコメーター)スピードメーター等で検知する。刻々のプラグ位置検知出力値と母線速度出力値から計算されるフラックス量の収支となる両者の出力値を制御系の演算処理部で演算させ、両者の差異が許容範囲内かどうかでフラックス(脂)切れかどうかを確認できる。ハンダ母線となるビレットの切り替え時のフラックスタンクレベルの変動量とハンダ母線製造速度の変動量との相関関係が保持され、信頼性の良い結果を得たのでフラックス(脂)切れを予想してカットする必要はなくなった。 The manufacturing speed of the solder bus is detected by a speedometer that is in contact with the traveling bus (for example, a tachometer). Both the output values that are the balance of the flux amount calculated from the momentary plug position detection output value and the bus velocity output value are calculated by the control processing unit of the control system. ) You can check if it is cut. Correlation between the fluctuation amount of the flux tank level and the fluctuation amount of the solder bus manufacturing speed at the time of switching the billet that is the solder bus is maintained, and a reliable result is obtained, so cut in anticipation of flux (grease) running out You no longer need to.
Fは装置の架台であり、上下位置調節位置決め用ハンドルHnを介して支持柱PSが起立して設けられ、支持柱PSの上方に上部支持アームSUと下方に下部支持アームSLを備え、フラックスタンク1と共にフラックス供給装置FSを支えている。 F is a frame for the apparatus, and a support column PS is provided upright via a vertical position adjustment positioning handle Hn, and includes an upper support arm SU above the support column PS and a lower support arm SL below, and a flux tank. 1 and the flux supply device FS are supported.
1bは、フラックスタンク1の胴部であり、1dは外筒部である。矢印イは同時に連動することを示している。
1b is a trunk part of the
7cは、フロート部付きセンサ開閉弁の回動のためのスイング軸(支軸)である。 7c is a swing shaft (support shaft) for rotating the sensor on-off valve with a float.
6cは、熱伝対6を収容し、空冷ジャケットを有する二重筒体6bを挿通した脱気用開閉弁体2aに固定するための固定部材である。
6c is a fixing member for fixing the
1hは、フラックスタンク1内のドレーン抜きプラグである。
1 h is a drain removal plug in the
更に実施例について詳説すると、脱気条件は、ハンダ母線の中心に開いた連続した開穴部に前記プラグで強制注入するに十分な流動性の得られる温度(高温度ではフラックスが失括するので温度が低い事は望ましい)(温度は可能な限り低い方が良い)で溶融した鉛フリーハンダ用フラックスが突沸状態の飛沫同伴を起こし脱気通路を閉鎖することがないように真空度を調節した。脱気時間を短縮出来るように真空度を経時的に大きくしていく機能を加えても良い。脱気通路にはフラックスの脱気時に発生する蒸気がライン内壁に凝縮固化付着してラインを閉塞しないように加熱機構を設けた。 Further, the embodiment will be described in detail. The deaeration condition is a temperature at which sufficient fluidity can be obtained for forced injection by the plug into a continuous hole portion opened at the center of the solder bus bar (because flux is lost at high temperatures). (Low temperature is desirable) (The temperature should be as low as possible). The degree of vacuum was adjusted so that the melted lead-free solder flux would not cause entrainment of bumps and close the deaeration passage. . A function of increasing the degree of vacuum with time so as to shorten the deaeration time may be added. The deaeration passage was provided with a heating mechanism so that steam generated when the flux was deaerated did not condense and solidify on the inner wall of the line to block the line.
脱気は単独機構で行なっても良いが、高粘弾性の溶融フラックスを脱気後注入機構に移し替える事にすると、空気が混入する可能性がある上、作業量が非常に増加するので望ましくない。従って同一仕様の上記のフラックス供給タンクの予備タンクを複数個併置し、注入中のタンクの使用時間を利用し脱気する事にした。 Degassing may be performed by a single mechanism, but it is desirable to transfer the high-viscoelastic melt flux to the injection mechanism after degassing because air may be mixed in and the amount of work will increase greatly. Absent. Therefore, a plurality of spare tanks of the above-mentioned flux supply tank of the same specification were placed side by side, and deaeration was performed using the usage time of the tank during injection.
脱気後、溶融フラックスの液面レベルを確認する事が必要となるが、液面検知方法としては、周知の技術として、(a)光学方式、(b)超音波方式、(c)画像処理方式、(d)レーザーレーダー方式、(e)マイクロ波方式、(f)放射能、X線、γ線方式、(g)赤外線方式、等が提案されているが、安全性、応答性、精度、費用等から満足出来るものがなかった。本出願人は、鋭意研究の結果、熱電対方式をベースに検討を加えた。熱電対のセンサ部位を溶融フラックス液面に浸漬し熱起電カを発生させる事によって液面位置を検知しようとするものであるが、応答性、精度で満足されるものではなかつた。 After deaeration, it is necessary to check the liquid level of the molten flux. As a liquid level detection method, (a) an optical system, (b) an ultrasonic system, and (c) image processing are known techniques. (D) Laser radar method, (e) Microwave method, (f) Radioactivity, X-ray, γ-ray method, (g) Infrared method, etc. have been proposed, but safety, responsiveness, accuracy There was nothing that could be satisfied from the cost. As a result of earnest research, the present applicant made a study based on the thermocouple method. Although the thermocouple sensor part is immersed in the molten flux liquid surface to generate thermoelectric power, the liquid surface position is detected, but the response and accuracy are not satisfied.
更に鋭意検討の結果、(1)熱起電カの大きい熱電対のセンサ部位を熱伝導性を上げる為可態な限り小さくした。(2)脱気中も含んで熱電対センサ部位を溶融フラックスの液中に浸漬するまでフラックスタンク中のフラックス液面上部の気体の温度の影響を受けないようにフラックス液面への浸漬寸前まで遮蔽出来るようにした(フラックス液面上方の雰囲気の気体は溶融フラックスの保温を目的としてタンク外周に設けられたヒーターにより同時に加熱されている)。 As a result of intensive studies, (1) the sensor portion of the thermocouple having a large thermoelectric power was made as small as possible in order to increase the thermal conductivity. (2) Until the thermocouple sensor part is immersed in the melt flux liquid, including during degassing, until it is about to be immersed in the flux liquid surface so as not to be affected by the temperature of the gas above the flux liquid surface in the flux tank. The gas in the atmosphere above the flux surface was simultaneously heated by a heater provided on the outer periphery of the tank for the purpose of keeping the molten flux warm.
上述の改良により溶融フラックスfxmの液面検知が、初めて応答性、精度、更にコストの点で満足できるものとなった。熱電対6も含みフラックスタンク1等の材質はフラックスfxの腐食性に耐えるもの(後述するSUS304)を採用した。
Due to the above improvement, the liquid level detection of the melt flux fxm can be satisfied for the first time in terms of responsiveness, accuracy and cost. The material of the
脱気に伴う飛沫がプラグ3に届かない位置に置かれたプラグ3を降下させ前記の熱電対6のセンサ部6aが溶融フラックスfxmに浸漬されると同時に、フラックス液面に接し、センサ部位を外部からの熱から遮断するための流体(エア)の通過できる管(二重筒体6b)の先端部に設けられた浮き(フロート部7a)の浮力で開くセンサ部位遮蔽の扉(センサ開閉弁7b)が開く。溶融フラックスfxmの液中に浸漬した熱電対6のセンサ部6aが溶融フラックスfxmの温度で発生した熱起電力で、脱気中開放されていた脱気用開閉弁2を作動するシリンダ(2f)の電磁開閉スイッチ(図示略)を入れ、該脱気用開閉弁2を閉じる事でフラックス液面とプラグ底面に気体が残らない状態になり、且つ脱気用通路2dに溶融フラックスが侵入することなく脱気状態を持続することが出来る。
The
図4は、主要部の詳細断面図であり、プラグ3の周辺部及びフロート部付きセンサ開閉弁7とフロート部7a及びセンサ開閉弁7bの作用状況を示しており、矢印ニは両者の動きを表したものである。
FIG. 4 is a detailed cross-sectional view of the main part, showing the operation of the peripheral part of the
図5は、動作を示す主要部断面図であり、(a)は初期状態を示す主要部断面図、(b)は脱気開始時の状態を示す主要部断面図である。 5A and 5B are main part cross-sectional views showing the operation, wherein FIG. 5A is a main part cross-sectional view showing an initial state, and FIG. 5B is a main part cross-sectional view showing a state at the start of deaeration.
図5(a)において、プラグ3の位置は、タンク1内の溶融フラックスfxmの液面の上方所望距離HS離隔した状態である。
In FIG. 5A, the position of the
図5(b)は、脱気用排気手段EjがタイマースイッチONで駆動を開始し、同時に脱気用開閉弁2の弁体2aが下降して係合する弁座2bから離れ、脱気用通路2dが開かれ、脱気操作が開始された状態を表し、矢印ロはフラックスfxの上方空隙部ASと溶融フラックスfxmの液中のエアが脱気(排気)されている状況を表している。
FIG. 5 (b) shows that the deaeration exhaust means Ej starts driving when the timer switch is ON, and at the same time, the
図6(a)、(b)は、動作開始後の中間ステップの状態を示す主要部断面図であり、(a)の脱気用開閉弁7が開いてプラグ3が下降する前の状態を示し、(b)は脱気状態を継続しながらプラグ3が下降を始め、溶融フラックスfxmの液面にプラグ3の最下端部3dが当接し、続いてプラグ3の下降に伴い二重筒体6bの先端に設けられたフロート部付きセンサ開閉弁7のフロート部7aが溶融フラックスfxmの液面に当接してフロートが回動軸7cを支点として上方に回動して浮き上り前記回動軸7cを挟んで反対側のセンサ開閉弁7bが垂直の状態となってセンサ部6aが開放され、センサ部6aが溶融フラックスfxmの液中に没入浸漬し、同時に熱起電力が発生し不図示の電磁開閉器及び弁体上下シリンダ2fを介して脱気用開閉弁体2aが上昇して係合する環状弁座2bに嵌合密着して脱気通路を含む脱気ラインを閉じた時の状態である。
6 (a) and 6 (b) are main part cross-sectional views showing the state of the intermediate step after the start of operation, and shows the state before the deaeration on-off
図7は、フラックス供給進行中の状態を示す主要部断面図であり、前記図6の状態に引き続き、プラグ3は下降して溶融フラックスfxmを押し下げ、押出し成形機に前記溶融フラックスfxmを供給している状態を示す。矢印ハはプラグ3及び関連部が連動して下降している状態を表している。
FIG. 7 is a cross-sectional view of the main part showing a state in which the flux supply is in progress. Following the state of FIG. 6, the
図8は、押出し成形機の要部拡大断面図であり、10は圧盤となるプレスプラテン、11はダイス、12はコンテナ、13はピストンの働きをするラムにつながるステム、14はノズル(脂ノズル)、15はノズルホルダ、16はハンダ材料、17はフラックの流路であり、17aは上部流路(取付け部)、17bは下部流路、18はフラックス入りハンダ母線製品、19はハンダ母線の開穴部でありフラックスが注入される部分である。 FIG. 8 is an enlarged cross-sectional view of the main part of the extrusion molding machine. 10 is a press platen serving as a platen, 11 is a die, 12 is a container, 13 is a stem connected to a ram serving as a piston, and 14 is a nozzle (grease nozzle). ), 15 is a nozzle holder, 16 is a solder material, 17 is a flack flow path, 17a is an upper flow path (attachment portion), 17b is a lower flow path, 18 is a flux-cored solder bus product, and 19 is a solder bus bar. It is a hole and a part into which flux is injected.
図9は、フラックス注入ノズルホルダの正面図であり、15がノズルホルダ、15aはアーム、15bはボスでありノズル本体を装着出来る構造となっている。 FIG. 9 is a front view of the flux injection nozzle holder, in which 15 is a nozzle holder, 15a is an arm, and 15b is a boss, so that the nozzle body can be mounted.
図10は、フラックス注入ノズル本体の説明図であり、(a)は正面図、(b)は側面図である。14aはノズル先端部、14bはノズルホルダ15のボス15bに螺着するための雄ねじ部を有するノズル取付け部、14cはノズルボディの円錐面に設けた工具掛け用面取り部である。
FIG. 10 is an explanatory view of a flux injection nozzle body, in which (a) is a front view and (b) is a side view. 14a is a nozzle tip part, 14b is a nozzle mounting part having a male thread part to be screwed to the
以下、数値を示して、実施例を詳細に説明する。 Hereinafter, numerical values will be shown to describe embodiments in detail.
Sn−3Ag−0.5Cu鉛フリーハンダと前述の鉛フリーハンダ用フラックスを使って外径10〜13mmφ、フラックス注入用穴径0.42〜0.45mmφのフラックス入りハンダ母線を5〜15m/minの生産速度で製造した。該ハンダのビレットは押し出成形時の形状を鋳造時の冷却、作業性より、80mmφ×450mmLとした。 Using a Sn-3Ag-0.5Cu lead-free solder and the aforementioned lead-free solder flux, a flux-cored solder bus with an outer diameter of 10 to 13 mmφ and a flux injection hole diameter of 0.42 to 0.45 mmφ is 5 to 15 m / min. Manufactured at a production rate of The shape of the solder billet was set to 80 mmφ × 450 mmL in view of cooling and workability during casting.
フラックスタンクサイズは8〜13ビレット/サイクルとして、実容積4l(4リットル)、飛沫同伴回避の為最大容積5l(5リットル)とし、内径120mmφ×高さ450mmHとした。フラックスタンク1、プラグ3、その作動支持桿(シャフト)3a、脱気用開閉弁2、その弁体支持桿(作動シャフト)2c、その他フラックスfxに接する部位はフラックス含有の活性剤の腐食性に耐え得るSUS304を用いた。
The flux tank size was 8 to 13 billets / cycle, the actual volume was 4 l (4 liters), the maximum volume was 5 l (5 liters) to avoid entrainment, and the inner diameter was 120 mmφ × height 450 mmH.
脱気時に発生する蒸気が脱気用通路内壁に凝縮固化付着して脱気用通路2dを含む脱気ラインを閉塞しないようにプラグ支持桿(シャフト)3aの外面には保温層を兼ねた外被が付いたヒーター3cを設け、蒸気凝固点以上の温度(150℃以上)を保持した。下部先端に脱気用開閉弁2のある弁開閉用の弁体支持桿(シャフト)2cの中に、フラックス液面を、液温度によって発生する熱起電力で検知する熱電対のセンサ部が液中に没入浸漬する前にタンク1内の気体の温度の影響を受けないよう遮蔽する冷却流体が通過する保温性(断熱性)のある材質の二重管(二重筒体)6bと、フラックス液に侵入して浮く浮き(フロート部)7aで開くセンサ開閉弁7bをセンサ部6aの下方に設けた。その二重管(筒体)の中に熱電対を設け、管内(筒体内)でセンサ部6aと熱伝対6のその他の部分とを遮断部材6d(図3、図4参照)でシールした。熱電対6のセンサ部6aとしては熱伝導を良くする為通常使用される線径の5mmφを小さくして1mmφとした。金属線の組合せとしてJISに規定されている中で最高の熱起電力特性のクロメル−コンスタンタンを採用したが耐腐食性から白金−白金ロジウムとしても良い。
The outer surface of the plug support shaft (shaft) 3a also serves as a heat insulating layer so that the vapor generated at the time of deaeration does not condense and solidify on the inner wall of the deaeration passage and block the deaeration line including the
センサ部6aの取付け位置は、フラックス液への没入浸漬、起電力発生、起電力によるプラグ作動機構スイッチング、プラグ作動と脱気用開閉弁作動までのタイミングを考慮して二重筒体6bの先端位置よりやや引っ込んだ位置に設定してある。プラグ作動機構はスイッチング後、プラグ底面1gとフラックス液面が一致している事が求められるので体積変動のある気体より液体作動が望ましい。タンク1の内壁とプラグ3との摺動部のシールは、プラグ外周部に設けた溝部に挿入したフッソ樹脂製Oリング3bで行なった。
The
材料フラックスを必要な流動性の得られる温度(フラックスの種類によって異なるが、適温は70〜160℃)に設定したタンク1の下方に設けた押出し成形機EXへのフラックス供給用コックCSを閉止後材料を注入し、注入口を閉止して脱気操作を実施した。
After closing the flux supply cock CS to the extrusion machine EX provided below the
脱気には真空エジェクター(真空ポンプ)を用い、脱気開始時は、突沸状態の飛沫同伴で脱気通路が閉鎖されないように低真空度でスタートし、1サイクル40l(40リットル)のフラックス消費時間(母線径13mmφ、穴径4.5mmφ、15m/minの場合約17分、また母線径10mmφ、穴径4.2mmφ、5m/minの場合約58分)終段で真空度max−50Kpaで脱気を行った。フラックスタンク1系外の脱気ラインでは脱気中の排気に含まれる揮発分を真空エジェクターに侵入させないように再生機能の有る冷却装置等を用い冷却して凝縮除去した。
A vacuum ejector (vacuum pump) is used for deaeration, and at the start of deaeration, start with a low vacuum so that the deaeration passage is not closed due to entrainment of bumps, and flux consumption of 40 liters (40 liters) per cycle Time (bus diameter 13mmφ, hole diameter 4.5mmφ, about 17 minutes for 15m / min, bus diameter 10mmφ, hole diameter 4.2mmφ, about 58 minutes for 5m / min) At the final stage, the degree of vacuum is max-50Kpa Deaerated. In the degassing line outside the
脱気完了後、前述の如く熱電対の起電力によりプラグ最下端部3dをフラックス液面に一致させて当接すると同時に脱気弁を閉止した。
After deaeration was completed, the
脱気直後の液面検知方式として熱電対方式の応答性、精度を改善する為、熱電対を溶融フラックス温度以外の温度から遮蔽する為にセンサ部を液面より浸漬するまで熱遮断層で包囲する構造とし、断面環状通路を形成する熱遮断層の二重管(二重筒体)6bを通過する流体は加圧空気とした。浸漬時にセンサ部6aがフラックスfx液中に侵入出来るようにフラックスfx液中で浮力を発生しその浮力で開く扉(センサ開閉弁7b)を設けた。熱起電力最大のクロメル−コンスタンタンで熱伝導性が良く応答性の良い線径の細い直径1mmφの熱電対6を選定し、脱気用開閉弁2の閉止のタイミングの遅延から脱気用通路2dに溶融フラックスfxmが侵入して通路を閉塞する事がなくなりプラグ最下端部3dと溶融フラックスfxm液面との間に気体(エア)が残り、以降の液面検知が不正確になるという事がなくなった。脱気直後のフラックスfx液面の位置は、上記の如くフラックスfx液面に接したプラグ最下端部3dに連動する摺動抵抗式位置センサから構成されるプラグ位置検知手段5で検知することが出来、フラックスfxの注入量はタンク内径D=120mmφ、フラックスレベル変化量をHとして、算式(π/4)・D2・Hで算出した。タンク1内のフラックスレベル表示はオムロン製K3MA−−J−A2を使用した。
In order to improve the responsiveness and accuracy of the thermocouple method as the liquid level detection method immediately after deaeration, in order to shield the thermocouple from a temperature other than the melt flux temperature, the sensor part is surrounded by a thermal barrier layer until it is immersed from the liquid level. The fluid that passes through the double pipe (double cylinder) 6b of the heat shielding layer that forms the annular passage in the cross section was pressurized air. A door (sensor opening /
フラックス消費量は,母線製造速度Xm/min×穴径(4.2mmφ、4.5mmφ)×(4.2mmφ、4.5mmφ)×π/4に基づいて算出し、母線製造速度はオムロン製スピードメーターK3NX−VD1A−L2を使用した。 The flux consumption is calculated based on the bus bar manufacturing speed Xm / min × hole diameter (4.2 mmφ, 4.5 mmφ) × (4.2 mmφ, 4.5 mmφ) × π / 4. Meter K3NX-VD1A-L2 was used.
双方のデータの積算値の比較及び単位時間値の比較からフラックス切れの有無の確認が可能となった。上記演算はオムロン製シーケンサCTIM−CPU12を使用した。
From the comparison of the integrated values of both data and the comparison of unit time values, it was possible to confirm the presence or absence of flux breakage. For the above calculation, a sequencer CTIM-
脱気後、鉛フリーハンダ母線の押出成形を開始、Sn−37Pb鉛ハンダを5m/minで製造する場合の冷却機構のあるダイスではダイス温度が70℃であったのに対し、鉛フリーハンダの場合では、ダイス温度は100〜110℃に上昇した。しかし、得られた母線を流れ方向に切開して注入されたフラックスfxの充填状況を確認したところ、本発明に係る製造方法においてフラックス切れがない鉛フリーフラックス入りハンダ母線が効率良く製造出来た。 After degassing, the extrusion of lead-free solder buses started. When a Sn-37Pb lead solder was manufactured at 5 m / min, the die with a cooling mechanism had a die temperature of 70 ° C. In some cases, the die temperature rose to 100-110 ° C. However, when the obtained bus bar was cut in the flow direction and the state of filling of the injected flux fx was confirmed, a lead-free flux-containing solder bus bar with no flux breakage was efficiently manufactured in the manufacturing method according to the present invention.
本実施例における「ハンダ母線」は、最終製品となる線状ハンダを得る伸線工程前の所定寸法に鋳造、切削整形されたハンダビレットを冷間押出し成形して得られる線状ハンダのことである。 The “solder bus bar” in this embodiment is a linear solder obtained by cold extrusion molding a solder billet that has been cast and cut and shaped to a predetermined dimension before the wire drawing process to obtain a linear solder as a final product. is there.
1 フラックスタンク
2 脱気用開閉弁
3 プラグ(フラックス圧入用プラグ)
4 上下動用プランジャー
5 プラグ位置検知手段
6 レベル検知手段
6a センサ部
7 フロート部付きセンサ開閉弁
7a フロート部
7b センサ開閉弁
11 ダイス
12 コンテナ
13 ステム
14 ノズル(フラックス注入ノズル)
15 ノズルホルダ
16 ハンダ材料
17 流路
18 ハンダ母線(フラックス入りハンダ母線)
19 開穴部
EK 脱気機構
FS フラックス供給装置
Ej 排気手段
EX 押出し成形機
fx フラックス
fxm 溶融フラックス
CS フラックス供給用の開閉弁(コック)
1
4 Plunger for
15
19 Opening part EK Deaeration mechanism FS Flux supply device Ej Exhaust means EX Extrusion machine fx Flux fxm Melt flux CS Flux supply on / off valve (cock)
Claims (6)
フラックスタンクは、着脱可能に固設した蓋部を有し、タンク外周面にフラックスに流動性を付与するためのヒーターを周設し、フラックスを貯留・供給可能であり、
フラックス圧入用プラグは、プラグ支持棹に吊設され、該プラグ支持棹に連設した腕部と連動して上下動可能なプランジャー部を介して前記フラックスタンク内のフラックスを送出・供給すると共に、下方に連接する流路及びフラックス注入ノズルを介してハンダ母線の押出し成形中の中心部に長手方向に沿って前記フラックスを連続注入することが出来、また、脱気用開閉弁の弁体を弁体支持桿の下部先端に吊設固定し、前記脱気用開閉弁の弁体に冷却機能付き二重筒体を上下方向に挿通し、該二重筒体の先端にフロート部付きセンサ開閉弁を備え、該センサ開閉弁を介してその先端を臨ませ、前記センサ開閉弁のフロート部がフラックス液面に当接したとき前記フロート部の作用で前記センサ開閉弁が開いてフラックス液面を検知するレベル検知手段とを備え、
プラグ支持棹の内周面に周設する加熱手段と、前記プラグ支持棹の内面側且つ前記加熱手段の内側に脱気用通路を形成する環状空隙部と、前記脱気用通路を境にして前記蓋部に挿通嵌設した摺動リングを介して上下動するプラグ支持棹の下端に環状弁座を介してプラグ本体を吊設固定し、前記環状弁座と該環状弁座に係合して嵌脱開閉自在の脱気用開閉弁体から成る脱気機構を有し、
プラグ位置検知手段は、前記プラグ本体及び前記プラグ支持棹と共に連動して上下動し、フラックスタンク内のフラックスの所定時間における消費量と、同時タイミングにおけるハンダ母線内に注入されるフラックスの所定時間内の消費量との比較演算結果が所定の範囲内に在るかどうかを判断する演算手段とから構成されることを特徴とする鉛フリーフラックス入りハンダ母線製造装置。 A lead-free flux-containing solder busbar manufacturing device including a flux supply device composed of a flux tank, a flux press-fit plug, a flux level detection means, a deaeration mechanism, and a plug position detection means,
The flux tank has a lid part that is detachably fixed, and a heater for imparting fluidity to the flux is provided around the outer peripheral surface of the tank to store and supply the flux.
The flux press-fitting plug is suspended from a plug support rod, and sends and supplies the flux in the flux tank via a plunger portion that can move up and down in conjunction with an arm portion that is connected to the plug support rod. The flux can be continuously injected along the longitudinal direction into the central part of the solder bus bar during extrusion molding via a flow path and a flux injection nozzle connected downward, and a valve body of a deaeration on-off valve can be provided. Suspended and fixed at the lower end of the valve body support rod, a double cylinder with cooling function is inserted vertically into the valve body of the deaeration on-off valve, and a sensor with a float at the end of the double cylinder is opened and closed. Provided with a valve, facing the tip through the sensor on-off valve, and when the float part of the sensor on-off valve contacts the flux liquid level, the sensor on-off valve opens by the action of the float part to The level to detect And a le detecting means,
The heating means provided around the inner peripheral surface of the plug support rod, the annular gap forming the degassing passage on the inner surface side of the plug support rod and inside the heating means, and the degassing passage as a boundary. A plug body is suspended and fixed via an annular valve seat at the lower end of a plug support rod that moves up and down via a sliding ring inserted and fitted in the lid portion, and is engaged with the annular valve seat and the annular valve seat. It has a deaeration mechanism consisting of an open / close valve body for degassing that can be freely fitted and removed.
The plug position detecting means moves up and down in conjunction with the plug body and the plug support rod, and consumes the flux in the flux tank for a predetermined time and within a predetermined time for the flux injected into the solder bus at the same timing. An apparatus for manufacturing a lead-free flux-containing solder bus, comprising: a calculation means for determining whether a result of a comparison operation with the consumption amount of the lead is within a predetermined range.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005354693A JP4012920B2 (en) | 2005-12-08 | 2005-12-08 | Lead-free flux-containing solder bus manufacturing method and manufacturing apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005354693A JP4012920B2 (en) | 2005-12-08 | 2005-12-08 | Lead-free flux-containing solder bus manufacturing method and manufacturing apparatus |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2007152415A JP2007152415A (en) | 2007-06-21 |
JP4012920B2 true JP4012920B2 (en) | 2007-11-28 |
Family
ID=38237418
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2005354693A Expired - Fee Related JP4012920B2 (en) | 2005-12-08 | 2005-12-08 | Lead-free flux-containing solder bus manufacturing method and manufacturing apparatus |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4012920B2 (en) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6311844B2 (en) * | 2015-08-31 | 2018-04-18 | 株式会社村田製作所 | Joining method |
-
2005
- 2005-12-08 JP JP2005354693A patent/JP4012920B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2007152415A (en) | 2007-06-21 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
WO2008003853B1 (en) | Method for automatically sampling tritium in the water vapour in air | |
US20070163743A1 (en) | Die casting machine and casting method by therof machine | |
JP2009541062A (en) | Continuous casting apparatus and method using molten mold flux | |
JP4012920B2 (en) | Lead-free flux-containing solder bus manufacturing method and manufacturing apparatus | |
JP5327605B2 (en) | Die casting apparatus and die casting method | |
US6744003B1 (en) | Automatic soldering machine | |
JP5031268B2 (en) | Hot water supply control device | |
CN108064194A (en) | A kind of flux-cored electrode forming module, preparation facilities and preparation method thereof | |
RU2001114461A (en) | METHOD AND DEVICE FOR PRODUCTION OF PRODUCTS FROM LIGHT METALS, IN PARTICULAR, PARTS FROM MAGNESIUM AND MAGNESIUM ALLOYS | |
JP5965186B2 (en) | Continuous casting method | |
WO2015029107A1 (en) | Continuous casting method | |
JP4618555B2 (en) | Method and apparatus for controlling molten metal level in continuous casting | |
CN100337774C (en) | Melting and feeding method and apparatus of metallic material in metal molding machine | |
CN203526531U (en) | Metal melt taking and pouring device | |
JP2014217864A (en) | Cooling device for semi-solidified metal production container, manufacturing apparatus for semi-solidified metal, manufacturing method for semi-solidified metal, and molding method using semi-solidified metal | |
CN206356563U (en) | A kind of diecasting alloys Duplex melting device | |
CN113634845A (en) | Diode exempts from abluent formic acid welding set | |
Jeromen et al. | Laser droplet generation from a metal foil | |
IL23558A (en) | Leak-tight joint | |
CN108778593B (en) | Diagnostic soldering frame and method for detecting impurities in a solder bath of a soldering apparatus | |
JP2008161894A (en) | Continuous casting/rolling device and continuous casting/rolling method | |
CN110177635A (en) | The die-casting system of amorphous alloy | |
KR102617536B1 (en) | Melting furnace-Holding furance Integrated Type Casting Apparatus Using Pressure | |
JP2015024435A (en) | Soldering device and soldering method | |
CN210755971U (en) | Seamless welding device for copper image parts |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20070717 |
|
A871 | Explanation of circumstances concerning accelerated examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A871 Effective date: 20070717 |
|
A975 | Report on accelerated examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971005 Effective date: 20070806 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20070828 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20070910 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100914 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110914 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120914 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130914 Year of fee payment: 6 |
|
S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313113 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |