JP4634574B2 - 局所はんだ付け装置および局所はんだ付け方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ワークの一部を局所的にはんだ付けする局所はんだ付け装置および局所はんだ付け方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
部品実装基板などのワーク上のリード部品のみを局所的にはんだ付けする場合、従来は、はんだ付けされる被はんだ付け局所よりもやや大きな開口面を有するはんだノズルに溶融はんだを供給し、このはんだノズルの開口面より噴流する溶融はんだ中にリード部品のリードを浸漬して、基板にはんだ付けし、はんだ付け後は、溶融はんだの噴流を止めることにより、はんだノズル内の溶融はんだ面を下降させ、溶融はんだをリード部品のリードより離脱させている。このような局所はんだ付けは、大気中で行なわれている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
この大気中での局所はんだ付けでは、溶融はんだの噴流を止めて溶融はんだを被はんだ付け局所より離脱させるときに、いわゆるつららなどのはんだ付け不良が発生しやすくなっている。
【０００４】
一方、はんだ槽全体を窒素ガスなどの不活性ガス雰囲気中に置いて、低酸素濃度に保つことは、小さなはんだノズルで局所はんだ付けをする場合、効率が悪く、少量の不活性ガスで十分な低酸素濃度の雰囲気を形成できない。
【０００５】
本発明は、このような点に鑑みなされたもので、局所はんだ付けにおけるはんだ付け不良を効率良く低減させることを目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載された発明は、溶融はんだを収容するはんだ槽と、はんだ槽内から供給された溶融はんだを上昇させるノズル本体、およびノズル本体の上端にワークと同方向に同一角度傾斜して設けられた傾斜状の開口面を有し、この開口面にてワークの被はんだ付け局所に溶融はんだを局所はんだ付けするはんだノズルと、傾斜状の開口面の周囲の少なくとも一部に不活性ガスを供給するガスノズルと、はんだノズルの内部に縦方向に設けられ溶融はんだ供給側の流路と溶融はんだ排出側の流路とを区画形成する仕切板と、仕切板の上端と傾斜状の開口面との間に設けられ溶融はんだ供給側の流路を溶融はんだ排出側の流路に連通する折返口とを具備した局所はんだ付け装置である。
【０００７】
そして、はんだノズルの開口面に、ガスノズルから供給した不活性ガスにより低酸素濃度雰囲気を効率良く形成し、局所はんだ付け時にワークの被はんだ付け局所とノズル内溶融はんだ面とを低酸素濃度雰囲気中で接触させることで、いわゆるツララなどのはんだ付け不良が生じにくくなる。また、はんだノズルの内部を仕切板によって２層構造にし、供給側と排出側の２つの流路を設けたはんだノズルは、局所はんだ付けをしている時、はんだノズル内の溶融はんだに、仕切板により区画形成された供給側の流路から折返口を経て排出側の流路に移動する流れを与え、傾斜状の開口面に新鮮な溶融はんだを常時供給することにより、溶融はんだの温度低下を防止する。さらに、傾斜したワークの被はんだ付け局所における高い側端から低い側端へと溶融はんだの離脱ポイントを移動させ、被はんだ付け局所における最も低い側端にて、はんだブリッジを円滑に切ることにより、いわゆるツララなどのはんだ付け不良の発生を抑える。特に、最後のはんだ離脱ポイントが、ガスノズルから供給される不活性ガスにより低酸素濃度雰囲気となりやすい場所である、はんだノズルの開口縁部の近傍であるから、はんだ付け不良抑制効果が高い。
【０００８】
請求項２に記載された発明は、請求項１記載の局所はんだ付け装置におけるガスノズルが、はんだノズルの周囲に不活性ガス上昇通路を介して嵌合され、ガスノズルの下部に拡開状に一体形成され下端がはんだ槽内の溶融はんだ中で開口されたスカートと、スカートの下端の開口よりスカート内の溶融はんだ面上まで挿入され溶融はんだ中を経てガスノズルに不活性ガスを供給する不活性ガス供給管とを具備した局所はんだ付け装置であり、そして、溶融はんだ中の不活性ガス供給管により、この管中を通ってガスノズルに供給される不活性ガスを加熱し、また、不活性ガス供給管から供給された不活性ガスをスカート内でガスノズルの全周に均等にいきわたらせるようにし、さらに、スカートの下端の開口よりスカート内の溶融はんだ面上まで不活性ガス供給管を挿入してガスノズルに不活性ガスを供給するから、ガスノズルを上下動調整しても不活性ガス供給管は定位置に設置したままで良い。
【０００９】
請求項３に記載された発明は、請求項１または２記載の局所はんだ付け装置におけるガスノズルからはんだノズルの周囲に不活性ガスを供給して不活性ガス雰囲気を形成しながら、はんだノズルにより上昇させた溶融はんだを不活性ガス雰囲気中の開口面よりワークの被はんだ付け局所に接触させてはんだ付けする局所はんだ付け方法であり、そして、はんだノズルの周囲に、ガスノズルから供給した不活性ガスにより低酸素濃度雰囲気を効率良く形成し、局所はんだ付け時にワークの被はんだ付け局所とノズル内溶融はんだ面とを低酸素濃度雰囲気中で接触させることで、いわゆるツララなどのはんだ付け不良が生じにくくなる。
【００１０】
請求項４に記載された発明は、請求項３記載の局所はんだ付け方法において、加熱された不活性ガスを用いて不活性ガス雰囲気を形成する局所はんだ付け方法であり、そして、加熱された不活性ガスにより、はんだノズル内の溶融はんだ温度の低下を防止し、溶融はんだ温度の低下によるはんだ付け不良を防止する。
【００１１】
請求項５に記載された発明は、請求項４記載の局所はんだ付け方法において、はんだ槽内の溶融はんだの熱を利用して不活性ガスを加熱する局所はんだ付け方法であり、そして、はんだ槽内に収容された多量の溶融はんだの熱を有効利用して、不活性ガスを加熱するから、特別な不活性ガス加熱用ヒータを設置する必要がない。
【００１２】
請求項６に記載された発明は、請求項３乃至５のいずれかに記載の局所はんだ付け方法において、はんだノズル内で溶融はんだを下降させることによってはんだノズル内に発生する吸引力にて、はんだノズル周囲の不活性ガス雰囲気をはんだノズル内に吸込む局所はんだ付け方法であり、そして、はんだノズル内の溶融はんだをワークから離脱させるための、ノズル内溶融はんだの下降により、はんだノズルの開口部に吸引力が生ずるから、この吸引力を利用してはんだノズルの外周の不活性ガスを吸い込んで、開口部を低酸素濃度雰囲気で遮蔽する。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の前提技術を図１および図２を参照しながら、本発明の一実施の形態を図３乃至図５を参照しながら説明する。
【００１４】
図１は局所はんだ付け装置を示し、溶融はんだ11が収容されたはんだ槽12に、局所はんだ付け用のはんだノズル13が設けられている。このはんだノズル13は、部品実装基板のリード部品などの被はんだ付け局所のみに溶融はんだを供給して、目的とする被はんだ付け局所のみをはんだ付けするノズルである。
【００１５】
このはんだノズル13は、はんだ槽12内に設置されたポンプ（図示せず）から供給された溶融はんだ11aを上昇させる例えば角筒形または円筒形のノズル本体14と、このノズル本体14の上端に設けられた、ワーク15の被はんだ付け局所16よりやや大きな開口面17とを備えている。
【００１６】
ワーク15は、コネクタなどのリード部品16Ｌを搭載したプリント配線基板であり、被はんだ付け局所16は、このリード部品16Ｌのリード群である。
【００１７】
前記はんだノズル13は、ノズル本体14内で上昇した溶融はんだ11aを開口面17にて噴流させるか、または開口面17上に盛上った表面張力状態を維持し、はんだ槽12上に搬入されたワーク15の被はんだ付け局所16をノズル内溶融はんだ11a中に浸漬させることで、この被はんだ付け局所16のみに溶融はんだを局所はんだ付けする。
【００１８】
また、はんだノズル13の全外周には、はんだノズル13の開口面17の周囲に窒素ガスなどの不活性ガス21を供給するガスノズル22が、はんだノズル13の先端よりやや低い所定の高さに設置されている。
【００１９】
このガスノズル22は、はんだノズル13のノズル本体14と同様に角筒形のノズル本体23が、はんだノズル13の周囲に不活性ガス上昇通路24を介して嵌合され、この不活性ガス上昇通路24の上端の開口25は、局所はんだ付けする部材以外の基板実装部品との干渉を防止するために、はんだノズル13の上端の開口面17よりやや下側に設定されている。
【００２０】
このガスノズル22のノズル本体23の下部には、スカート26が拡開状に一体形成され、このスカート26の下端の開口27が、はんだ槽12内の溶融はんだ11中に挿入されている。
【００２１】
このスカート26の下端の開口27よりスカート26内の溶融はんだ面28上まで不活性ガス供給管29が挿入されている。この不活性ガス供給管29は、溶融はんだ11中を経てガスノズル22に窒素ガスなどの不活性ガス21を供給するものである。
【００２２】
また、ワーク15を搬送するロボットなどの搬送機構（図示せず）は、ワーク15をはんだノズル13の開口面17と同様に水平に保持して、はんだ付け可能な距離までワーク15を降下させ、また、局所はんだ付け後は、ワーク15をその水平状態のまま引上げる。
【００２３】
そして、ガスノズル22からはんだノズル13の周囲に所定の量の不活性ガス21を供給して不活性ガス雰囲気を形成しながら、はんだノズル13により上昇させた溶融はんだ11aを不活性ガス雰囲気中の開口面17より噴流させ、または開口面17にて表面張力状態に保ち、ワーク15の被はんだ付け局所16を溶融はんだ11a中に浸漬してはんだ付けする。
【００２４】
このとき、はんだ槽12内の溶融はんだ11は、図示されない槽内ヒータにより加熱されて所定温度の溶融状態に保たれるが、その溶融はんだ11の熱を利用して、前記不活性ガス供給管29を加熱し、この不活性ガス供給管29内を通る不活性ガス21を所定の温度に加熱し、この加熱された不活性ガス21を用いて、はんだノズル13の開口面17の周囲に比較的高温の不活性ガス雰囲気を形成し、この不活性ガス雰囲気中で浸漬はんだ付けする。加熱された高温の不活性ガス雰囲気は、はんだノズル13内の溶融はんだ温度の低下を防止し、溶融はんだ温度の低下によるはんだ付け不良を防止するから、融点の高い鉛フリーはんだなどで特に効果がある。
【００２５】
また、不活性ガス供給管29から供給された不活性ガス21をスカート26内でガスノズル22の全周に均等にいきわたらせるようにし、さらに、スカート26の下端の開口27よりスカート26内の溶融はんだ面28上まで不活性ガス供給管29を挿入してガスノズル22に不活性ガス21を供給するから、はんだノズル13との関係でガスノズル22を上下動調整する場合でも、不活性ガス供給管29は定位置に設置したままで良く、配管処理が容易になる。
【００２６】
次に、図２は、不活性雰囲気中での局所はんだ付けの工程を示したものであり、図２により、図１に示されたはんだノズル13を用いてする局所はんだ付け方法を説明する。
【００２７】
図２（Ａ）は、はんだノズル13の上方にて、はんだノズル13の開口面17と平行状態のままワーク15を下降させ、開口面17に対し、はんだ付け可能な位置まで接近させる接近工程を示す。
【００２８】
ワーク15としての基板の所定の位置には、はんだ付けする前にあらかじめリード部品16Ｌの多数のリードが挿入され、そのリード群が被はんだ付け局所16として開口面17に挿入され、基板は、はんだノズル13の開口縁部にほぼ接する位置で停止させる。
【００２９】
ガスノズル22の不活性ガス上昇通路24を経てはんだノズル13の上端部周辺に供給された窒素ガスなどの不活性ガスは、ワーク15とはんだノズル13の開口縁部との間の僅かな隙間を経て常にガスノズル22の開口面17内に供給される。
【００３０】
図２（Ｂ）は、はんだノズル13内で開口面17まで上昇された溶融はんだ11aを、表面張力により開口面17の全面に保ちつつ、ワーク15の下面の被はんだ付け局所16と接触させることで、被はんだ付け局所16を溶融はんだ11a中に浸漬する局所はんだ付け工程を示す。
【００３１】
このとき、ワーク15の下面とはんだノズル13の上端は、ほぼ接している状態であるが、その間に僅かな隙間があるから、その隙間を通じて、開口面17に低酸素濃度の不活性ガス雰囲気が吹込まれ、はんだノズル13の開口面17から大気が排除される。
【００３２】
なお、溶融はんだ11aがはんだノズル13の開口縁部からオーバーフローする場合は、すなわち噴流するときは、噴流した溶融はんだは、ガスノズル22内の不活性ガス上昇通路24を経て、はんだ槽12内に戻される。
【００３３】
図２（Ｃ）は、はんだノズル13内で溶融はんだ11aのはんだ面11bを下降させることにより、被はんだ付け局所16から溶融はんだ11aを離脱させるはんだ離脱工程を示し、はんだ圧送ポンプ（図示せず）の出力を低下させるか停止させて、溶融はんだ11の供給を抑えることにより、そのノズル内のはんだ面11bを下降させると、溶融はんだ11aがワーク15の被はんだ付け局所16から離脱していく。
【００３４】
このとき、はんだノズル13の外周にあるガスノズル22によってリード部品16Ｌの被はんだ付け局所16の周辺の酸素濃度は低減され、溶融はんだ11aの離脱時にはんだ面11bの下降によって発生する吸引力によって、はんだノズル13の近傍の低酸素濃度の不活性ガス雰囲気を、基板・ノズル間の隙間からはんだノズル13の内部に吸込むので、はんだブリッジが切れる瞬間は、はんだノズル13の開口部17は低酸素濃度雰囲気で満たされ、大気の侵入は遮蔽されているから、はんだ付け不良が発生しにくい。
【００３５】
このように、はんだノズル13内で溶融はんだ11aのはんだ面11bを下降させることによって、はんだノズル13内に発生する吸引力にて、はんだノズル13の上端部周囲の不活性ガス雰囲気を開口面17よりはんだノズル13内に吸込み、はんだノズル13内の低酸素濃度雰囲気中でブリッジ切りがなされるので、はんだ酸化物による局所はんだ付け時のはんだ付け不良を低減でき、基板のランド部とリード部品16Ｌのリードとの間に、良質のはんだフィレットを形成できる。
【００３６】
図２（Ｄ）は、はんだ離脱後のワーク15をはんだノズル13の開口面17から離間させる離間工程を示し、はんだ圧送ポンプ（図示せず）の出力を完全に停止させて、溶融はんだ11aのはんだ面11bを完全に下降させることによって、溶融はんだ11aが被はんだ付け局所16から完全に離脱したところで、ワーク15をロボットなどの搬送機構によって上昇させ、さらに、図示されない冷却ファンなどにより冷却することにより、浸漬はんだ付けが終了する。
【００３７】
このとき、ガスノズル22の不活性ガス上昇通路24により、はんだノズル13の周囲に供給された不活性ガスは、ワーク15の下面での反射作用などにより開口面17からはんだノズル13内にも供給され、このはんだノズル13内も低酸素濃度に保つ。
【００３８】
このように、局所はんだ付けがなされるはんだノズル13の開口面17の外周に、ガスノズル22より窒素ガスなどの不活性ガスを供給すると、はんだノズル13の開口面17に、ガスノズル22から供給した不活性ガス21により低酸素濃度雰囲気を効率良く形成でき、局所はんだ付け時にワーク15上の被はんだ付け局所16を、はんだノズル13内の低酸素濃度雰囲気中で溶融はんだ11a中に浸漬して良好な局所はんだ付けをできるとともに、溶融はんだ11aがワーク15の被はんだ付け局所16から離脱する際にも、ノズル内はんだ面11bの下降による吸引力によって外周の低酸素濃度雰囲気を吸い込んで、次の低酸素濃度雰囲気中での局所はんだ付けに備えることができ、いわゆるツララなどのはんだ付け時の不良を低減させることが可能となる。
【００３９】
このことによって、従来の大気中での局所はんだ付けにおけるはんだ付け不良を低減できる。特に、低残渣型のフラックスや、鉛フリーはんだを用いた局所はんだ付けでは、上記のようなはんだ付け不良が生じやすくなるが、そのはんだ付け不良の低減に効果がある。
【００４０】
次に、図３乃至図５は、本発明の一実施の形態を示す。なお、図１および図２に示された前提技術と同様の部分には同一符号を付して、その説明を省略する場合もある。
【００４１】
図３に示されるように、溶融はんだ11が収容されたはんだ槽12に、局所はんだ付け用のはんだノズル13が設けられ、このはんだノズル13の周囲に不活性ガス上昇通路24を介してガスノズル22が設置されている。
【００４２】
はんだノズル13の上端の開口面17およびガスノズル22の上端の開口25は、ワーク15と同方向に同一角度傾斜して設けられている。ガスノズル22の上端の開口25は、局所はんだ付けする部材以外の基板実装部品との干渉を防止するために、はんだノズル13の上端の開口面17よりやや下側に設定されている。
【００４３】
図４に示されるように、はんだノズル13は、はんだ槽12内に設置されたポンプ（図示せず）から供給された溶融はんだ11を上昇させる角筒形のノズル本体14と、このノズル本体14の上端に傾斜状に開口された、ワーク15の被はんだ付け局所よりやや大きな傾斜状の開口面17とを備えている。この傾斜状の開口面17は、傾斜状態で下降されるワーク15の被はんだ付け局所と同方向に同一角度傾斜して開口されている。
【００４４】
言い換えれば、ワーク15を搬送するロボットなどの搬送機構（図示せず）は、図５に示されるように、ワーク15を水平方向に対してはんだノズル13の開口面17と同一の傾斜角度で保持して、はんだ付け可能な距離までワーク15を下降させ、はんだノズル13の開口面17で表面張力により盛上った溶融はんだ中、または開口面17から噴流する溶融はんだ中に、ワーク15の被はんだ付け局所16を所定の傾斜角度で浸漬し、溶融はんだ11により被はんだ付け局所16を局所はんだ付けした後、ワーク15をその傾斜角度のまま引上げる。
【００４５】
図４に戻って、はんだノズル13の内部に、溶融はんだ供給側の流路31と溶融はんだ排出側の流路32とを区画形成する仕切板33が縦方向に設けられ、この仕切板33の上端と傾斜状の開口面17との間に、溶融はんだ供給側の流路31を排出側の流路32に連通する折返口34が設けられている。
【００４６】
このように、はんだノズル13の内部を仕切板33によって２層構造にし、供給側と排出側の２つの流路31，32を設けたはんだノズル13は、局所はんだ付けをしている時、はんだノズル13内の溶融はんだに、仕切板33により区画形成された供給側の流路31から折返口34を経て排出側の流路32に移動する流れを与え、傾斜状の開口面17に新鮮な溶融はんだを常時供給することにより、溶融はんだの温度低下を防止できる内部循環タイプのノズルである。
【００４７】
なお、はんだ槽12内の溶融はんだ11の熱を利用して窒素ガスなどの不活性ガスを加熱し、この加熱された不活性ガスを、ガスノズル22によって、はんだノズル13の開口面17の周囲に供給して不活性ガス雰囲気を形成しながら、はんだノズル13により上昇させた溶融はんだを不活性ガス雰囲気中の開口面17よりワーク15の被はんだ付け局所16に接触させて局所はんだ付けする点は、図１および図２に示された前提技術と同様である。
【００４８】
次に、図５により、図３および図４に示されたはんだノズル13による局所はんだ付け作用を説明する。
【００４９】
図５（Ａ）は、前述の図２（Ａ）の時と同じ状態であるが、溶融はんだが供給されるはんだノズル13の内部は仕切板33によって２層に分割されているから、はんだノズル13内で強制的なはんだ流れが生じている。
【００５０】
図５（Ｂ）は、ワーク15の下面がはんだノズル13の傾斜状の開口面17にほぼ接し、ワーク15の下面の被はんだ付け局所16が溶融はんだ11中に挿入され、浸漬はんだ付けされているところである。
【００５１】
この図で、はんだノズル13内の溶融はんだ11は、溶融はんだ供給側の流路31中で、図面下側から上方向に移動した後、はんだノズル13の傾斜状の開口面17でワーク下面に当たりながら、折返口34を経て、仕切板33によってはんだノズル13内に区画形成された排出側の流路32に流され、矢印35で示されるように、はんだ槽12内に戻っていく。
【００５２】
このようにして、新鮮な溶融はんだ11が、供給側の流路31から傾斜状の開口面17に次々と供給されるので、浸漬はんだ付け中に、はんだ付け面の溶融はんだ11aの温度が低下することがない。
【００５３】
また、排出側の流路32は、はんだ槽12内の溶融はんだ面よりも下まで伸びているので、溶融はんだは、はんだノズル13内で円滑に内部循環され、局所はんだ付け中に、はんだ槽12内の溶融はんだ面に衝突する際に生ずる溶融はんだの飛散や酸化を防止できる。
【００５４】
図５（Ｃ）および（Ｄ）は、はんだノズル13への溶融はんだ11aの供給を止め、溶融はんだ面11bがワーク15の被はんだ付け局所16から離脱していく状態を表したものである。
【００５５】
このとき、ワーク15とはんだノズル13は所定の傾斜角度をもち、所定の傾斜角度ではんだ付けされているので、ポンプからはんだノズル13内へのはんだ供給を停止して、溶融はんだ11aのノズル内はんだ面11bを下降させると、図面上左側から右斜め下方へ、いわゆるブリッジが切れが進行していく。
【００５６】
そして、最も低い端部に位置するリードまで移動したブリッジ切れの勢いで、最後のブリッジ切れも容易になされ、いわゆるツララなどのはんだ付け不良を低減させることが可能となる。このことによって、従来の局所はんだ付け装置におけるいわゆるブリッジ不良の発生を容易に解決できる。
【００５７】
すなわち、傾斜したワーク15の被はんだ付け局所16における高い側端から低い側端へと溶融はんだ11aの離脱ポイントを移動させ、被はんだ付け局所16における最も低い側端にて、はんだブリッジを円滑に切ることにより、いわゆるツララなどのはんだ付け不良の発生を抑える。
【００５８】
特に、仕切板33が、傾斜状の開口面17の高い側に排出側の流路32を形成しているから、ポンプからはんだノズル13内への溶融はんだ11aの供給を止めると、図５（Ｃ）に示されるように、ワーク15の被はんだ付け局所16からの溶融はんだ11の離脱が、傾斜状の開口面17の高い側に位置するとともに、はんだ槽12内に直に開放されてはんだ流れ落ち抵抗が小さい排出側の流路32上で円滑に開始され、その後で、ポンプと連通されてはんだ流れ落ち抵抗が大きくなっている供給側の流路31で、ノズル内はんだ面11bが降下していくので、はんだノズル13の傾斜状の開口面17との相乗効果により、リード部品の下降側の端で、いわゆるブリッジ切れを確実にできる。
【００５９】
さらに、図５（Ｄ）に示されるように、最後のはんだ離脱ポイントが、ガスノズル22から供給される不活性ガス21により低酸素濃度雰囲気となりやすい場所である、はんだノズル13の開口縁部の近傍であるから、はんだ付け不良抑制効果が高い。
【００６０】
また、はんだノズル13内で溶融はんだ11aのはんだ面11bを下降させることによって、はんだノズル13内に吸引力が発生するから、この吸引力にて、はんだノズル13の上端部周囲の不活性ガス雰囲気を、開口面17より、はんだノズル13内に吸込むことができる。
【００６１】
はんだノズル13内への溶融はんだ11の供給の完全停止により、溶融はんだ11aがワーク15から完全に離脱したところで、図５（Ｅ）に示されるように、ワーク15を図示しない搬送ロボットなどの搬送機構によって傾斜状態のまま上昇させて、図示しない冷却ファンなどによりワーク15を冷却することで、局所はんだ付け工程が終了する。
【００６２】
このように、仕切板33を有するはんだノズル13を用いることによって、はんだ付けをしているときも、はんだノズル13内の溶融はんだ11aに内部循環流れを与えることができ、傾斜状の開口面17での温度低下を常に防止できるとともに、局所はんだ付け中に、はんだノズル13内の溶融はんだ11をはんだノズル13の外部にオーバーフローして垂れ流すことがなく、溶融はんだ11の飛散や酸化を防止できる。
【００６３】
さらに、仕切板33により排出側の流路32を傾斜状の開口面17の高い側に区画形成することにより、この排出側の流路32上にて、はんだ切れのきっかけを容易に作ることができるので、はんだ離脱時に被はんだ付け局所16の高いレベル側の端（図面上左端）から円滑にいわゆるブリッジ切りを開始できる。
【００６４】
以上のように、はんだノズル13の外周にガスノズル22を設け、はんだノズル13の開口面17に窒素ガスなどの不活性ガス21を供給することにより、はんだ付け工程の中で常に不活性ガス雰囲気をはんだ付け面の周辺に作ることができ、いわゆるツララなどの浸漬はんだ付け時のブリッジ不良を低減でき、はんだ付け品質を向上できる。
【００６５】
【発明の効果】
請求項１記載の発明によれば、はんだノズルの開口面の周囲の少なくとも一部に不活性ガスを供給するガスノズルを設けたから、はんだノズルの開口面に、ガスノズルから供給した不活性ガスにより低酸素濃度雰囲気を効率良く形成でき、局所はんだ付け時にワークの被はんだ付け局所とノズル内溶融はんだ面とを低酸素濃度雰囲気中で接触させることができ、いわゆるツララなどのはんだ付け不良を低減できる。特に、低残渣型のフラックスや、鉛フリーはんだを用いた局所はんだ付けにて、はんだ付け不良の低減に効果がある。また、はんだノズルの内部を仕切板によって２層構造にし、供給側と排出側の２つの流路を設けたはんだノズルは、局所はんだ付けをしている時、はんだノズル内の溶融はんだに、仕切板により区画形成された供給側の流路から折返口を経て排出側の流路に移動する流れを与え、傾斜状の開口面に新鮮な溶融はんだを常時供給することにより、溶融はんだの温度低下を防止できる。さらに、はんだノズルの開口面が、ワークと同方向に傾斜して設けられたから、傾斜したワークの被はんだ付け局所における高い側端から低い側端へと溶融はんだの離脱ポイントを移動させ、被はんだ付け局所における最も低い側端にて、はんだブリッジを円滑に切ることができ、これにより、いわゆるツララなどのはんだ付け不良の発生を抑えることができる。特に、最後のはんだ離脱ポイントが、ガスノズルから供給される不活性ガスにより低酸素濃度雰囲気となりやすい場所である、はんだノズルの開口縁部の近傍であるから、相乗的にはんだ付け不良を抑制できる効果が得られる。
【００６６】
請求項２記載の発明によれば、溶融はんだ中の不活性ガス供給管により、この管中を通ってガスノズルに供給される不活性ガスを加熱でき、不活性ガスによるノズル内溶融はんだの温度低下を防止できる。また、不活性ガス供給管から供給された不活性ガスをスカート内でガスノズルの全周に均等にいきわたらせることができ、はんだノズルの周囲に均等に不活性雰囲気を形成できる。さらに、スカートの下端の開口よりスカート内の溶融はんだ面上まで不活性ガス供給管を挿入してガスノズルに不活性ガスを供給するから、ガスノズルを上下動調整する場合でも不活性ガス供給管は定位置に設置したままで良く、ガスノズルを容易に上下動調整できる。
【００６７】
請求項３記載の発明によれば、はんだノズルの周囲に、ガスノズルから供給した不活性ガスにより低酸素濃度雰囲気を効率良く形成でき、局所はんだ付け時にワークの被はんだ付け局所とノズル内溶融はんだ面とを低酸素濃度雰囲気中で接触させることで、いわゆるツララなどのはんだ付け不良を低減できる。特に、低残渣型のフラックスや、鉛フリーはんだを用いた局所はんだ付けにて、はんだ付け不良の低減に効果がある。
【００６８】
請求項４記載の発明によれば、加熱された不活性ガスを用いて不活性ガス雰囲気を形成するから、加熱された不活性ガスにより、はんだノズル内の溶融はんだ温度の低下を防止でき、溶融はんだ温度の低下によるはんだ付け不良を防止できる。
【００６９】
請求項５記載の発明によれば、はんだ槽内に収容された多量の溶融はんだの熱を有効利用して、不活性ガスを加熱するから、特別な不活性ガス加熱用ヒータを設置する必要がなく、安価にできる。
【００７０】
請求項６記載の発明によれば、はんだノズル内の溶融はんだをワークから離脱させるための、ノズル内溶融はんだの下降により、はんだノズルの開口部に吸引力が生ずるから、この吸引力を利用してはんだノズルの外周の不活性ガスを吸い込んで、開口部を低酸素濃度雰囲気で遮蔽でき、はんだ付け不良を低減できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係る局所はんだ付け装置の前提技術を示す断面図である。
【図２】 図１に示された装置のはんだノズルによる局所はんだ付け工程の一例を示す断面図である。
【図３】 本発明に係る局所はんだ付け装置の一実施の形態を示す斜視図である。
【図４】 図３に示された装置のはんだノズルおよびガスノズルを示す斜視図である。
【図５】 図４に示されたはんだノズルによる局所はんだ付け工程の一例を示す断面図である。
【符号の説明】
11 溶融はんだ
12 はんだ槽
13 はんだノズル
14 ノズル本体
15 ワーク
16 被はんだ付け局所
17 開口面
21 不活性ガス
22 ガスノズル
24 不活性ガス上昇通路
26 スカート
27 開口
29 不活性ガス供給管
【発明の属する技術分野】
本発明は、ワークの一部を局所的にはんだ付けする局所はんだ付け装置および局所はんだ付け方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
部品実装基板などのワーク上のリード部品のみを局所的にはんだ付けする場合、従来は、はんだ付けされる被はんだ付け局所よりもやや大きな開口面を有するはんだノズルに溶融はんだを供給し、このはんだノズルの開口面より噴流する溶融はんだ中にリード部品のリードを浸漬して、基板にはんだ付けし、はんだ付け後は、溶融はんだの噴流を止めることにより、はんだノズル内の溶融はんだ面を下降させ、溶融はんだをリード部品のリードより離脱させている。このような局所はんだ付けは、大気中で行なわれている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
この大気中での局所はんだ付けでは、溶融はんだの噴流を止めて溶融はんだを被はんだ付け局所より離脱させるときに、いわゆるつららなどのはんだ付け不良が発生しやすくなっている。
【０００４】
一方、はんだ槽全体を窒素ガスなどの不活性ガス雰囲気中に置いて、低酸素濃度に保つことは、小さなはんだノズルで局所はんだ付けをする場合、効率が悪く、少量の不活性ガスで十分な低酸素濃度の雰囲気を形成できない。
【０００５】
本発明は、このような点に鑑みなされたもので、局所はんだ付けにおけるはんだ付け不良を効率良く低減させることを目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載された発明は、溶融はんだを収容するはんだ槽と、はんだ槽内から供給された溶融はんだを上昇させるノズル本体、およびノズル本体の上端にワークと同方向に同一角度傾斜して設けられた傾斜状の開口面を有し、この開口面にてワークの被はんだ付け局所に溶融はんだを局所はんだ付けするはんだノズルと、傾斜状の開口面の周囲の少なくとも一部に不活性ガスを供給するガスノズルと、はんだノズルの内部に縦方向に設けられ溶融はんだ供給側の流路と溶融はんだ排出側の流路とを区画形成する仕切板と、仕切板の上端と傾斜状の開口面との間に設けられ溶融はんだ供給側の流路を溶融はんだ排出側の流路に連通する折返口とを具備した局所はんだ付け装置である。
【０００７】
そして、はんだノズルの開口面に、ガスノズルから供給した不活性ガスにより低酸素濃度雰囲気を効率良く形成し、局所はんだ付け時にワークの被はんだ付け局所とノズル内溶融はんだ面とを低酸素濃度雰囲気中で接触させることで、いわゆるツララなどのはんだ付け不良が生じにくくなる。また、はんだノズルの内部を仕切板によって２層構造にし、供給側と排出側の２つの流路を設けたはんだノズルは、局所はんだ付けをしている時、はんだノズル内の溶融はんだに、仕切板により区画形成された供給側の流路から折返口を経て排出側の流路に移動する流れを与え、傾斜状の開口面に新鮮な溶融はんだを常時供給することにより、溶融はんだの温度低下を防止する。さらに、傾斜したワークの被はんだ付け局所における高い側端から低い側端へと溶融はんだの離脱ポイントを移動させ、被はんだ付け局所における最も低い側端にて、はんだブリッジを円滑に切ることにより、いわゆるツララなどのはんだ付け不良の発生を抑える。特に、最後のはんだ離脱ポイントが、ガスノズルから供給される不活性ガスにより低酸素濃度雰囲気となりやすい場所である、はんだノズルの開口縁部の近傍であるから、はんだ付け不良抑制効果が高い。
【０００８】
請求項２に記載された発明は、請求項１記載の局所はんだ付け装置におけるガスノズルが、はんだノズルの周囲に不活性ガス上昇通路を介して嵌合され、ガスノズルの下部に拡開状に一体形成され下端がはんだ槽内の溶融はんだ中で開口されたスカートと、スカートの下端の開口よりスカート内の溶融はんだ面上まで挿入され溶融はんだ中を経てガスノズルに不活性ガスを供給する不活性ガス供給管とを具備した局所はんだ付け装置であり、そして、溶融はんだ中の不活性ガス供給管により、この管中を通ってガスノズルに供給される不活性ガスを加熱し、また、不活性ガス供給管から供給された不活性ガスをスカート内でガスノズルの全周に均等にいきわたらせるようにし、さらに、スカートの下端の開口よりスカート内の溶融はんだ面上まで不活性ガス供給管を挿入してガスノズルに不活性ガスを供給するから、ガスノズルを上下動調整しても不活性ガス供給管は定位置に設置したままで良い。
【０００９】
請求項３に記載された発明は、請求項１または２記載の局所はんだ付け装置におけるガスノズルからはんだノズルの周囲に不活性ガスを供給して不活性ガス雰囲気を形成しながら、はんだノズルにより上昇させた溶融はんだを不活性ガス雰囲気中の開口面よりワークの被はんだ付け局所に接触させてはんだ付けする局所はんだ付け方法であり、そして、はんだノズルの周囲に、ガスノズルから供給した不活性ガスにより低酸素濃度雰囲気を効率良く形成し、局所はんだ付け時にワークの被はんだ付け局所とノズル内溶融はんだ面とを低酸素濃度雰囲気中で接触させることで、いわゆるツララなどのはんだ付け不良が生じにくくなる。
【００１０】
請求項４に記載された発明は、請求項３記載の局所はんだ付け方法において、加熱された不活性ガスを用いて不活性ガス雰囲気を形成する局所はんだ付け方法であり、そして、加熱された不活性ガスにより、はんだノズル内の溶融はんだ温度の低下を防止し、溶融はんだ温度の低下によるはんだ付け不良を防止する。
【００１１】
請求項５に記載された発明は、請求項４記載の局所はんだ付け方法において、はんだ槽内の溶融はんだの熱を利用して不活性ガスを加熱する局所はんだ付け方法であり、そして、はんだ槽内に収容された多量の溶融はんだの熱を有効利用して、不活性ガスを加熱するから、特別な不活性ガス加熱用ヒータを設置する必要がない。
【００１２】
請求項６に記載された発明は、請求項３乃至５のいずれかに記載の局所はんだ付け方法において、はんだノズル内で溶融はんだを下降させることによってはんだノズル内に発生する吸引力にて、はんだノズル周囲の不活性ガス雰囲気をはんだノズル内に吸込む局所はんだ付け方法であり、そして、はんだノズル内の溶融はんだをワークから離脱させるための、ノズル内溶融はんだの下降により、はんだノズルの開口部に吸引力が生ずるから、この吸引力を利用してはんだノズルの外周の不活性ガスを吸い込んで、開口部を低酸素濃度雰囲気で遮蔽する。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の前提技術を図１および図２を参照しながら、本発明の一実施の形態を図３乃至図５を参照しながら説明する。
【００１４】
図１は局所はんだ付け装置を示し、溶融はんだ11が収容されたはんだ槽12に、局所はんだ付け用のはんだノズル13が設けられている。このはんだノズル13は、部品実装基板のリード部品などの被はんだ付け局所のみに溶融はんだを供給して、目的とする被はんだ付け局所のみをはんだ付けするノズルである。
【００１５】
このはんだノズル13は、はんだ槽12内に設置されたポンプ（図示せず）から供給された溶融はんだ11aを上昇させる例えば角筒形または円筒形のノズル本体14と、このノズル本体14の上端に設けられた、ワーク15の被はんだ付け局所16よりやや大きな開口面17とを備えている。
【００１６】
ワーク15は、コネクタなどのリード部品16Ｌを搭載したプリント配線基板であり、被はんだ付け局所16は、このリード部品16Ｌのリード群である。
【００１７】
前記はんだノズル13は、ノズル本体14内で上昇した溶融はんだ11aを開口面17にて噴流させるか、または開口面17上に盛上った表面張力状態を維持し、はんだ槽12上に搬入されたワーク15の被はんだ付け局所16をノズル内溶融はんだ11a中に浸漬させることで、この被はんだ付け局所16のみに溶融はんだを局所はんだ付けする。
【００１８】
また、はんだノズル13の全外周には、はんだノズル13の開口面17の周囲に窒素ガスなどの不活性ガス21を供給するガスノズル22が、はんだノズル13の先端よりやや低い所定の高さに設置されている。
【００１９】
このガスノズル22は、はんだノズル13のノズル本体14と同様に角筒形のノズル本体23が、はんだノズル13の周囲に不活性ガス上昇通路24を介して嵌合され、この不活性ガス上昇通路24の上端の開口25は、局所はんだ付けする部材以外の基板実装部品との干渉を防止するために、はんだノズル13の上端の開口面17よりやや下側に設定されている。
【００２０】
このガスノズル22のノズル本体23の下部には、スカート26が拡開状に一体形成され、このスカート26の下端の開口27が、はんだ槽12内の溶融はんだ11中に挿入されている。
【００２１】
このスカート26の下端の開口27よりスカート26内の溶融はんだ面28上まで不活性ガス供給管29が挿入されている。この不活性ガス供給管29は、溶融はんだ11中を経てガスノズル22に窒素ガスなどの不活性ガス21を供給するものである。
【００２２】
また、ワーク15を搬送するロボットなどの搬送機構（図示せず）は、ワーク15をはんだノズル13の開口面17と同様に水平に保持して、はんだ付け可能な距離までワーク15を降下させ、また、局所はんだ付け後は、ワーク15をその水平状態のまま引上げる。
【００２３】
そして、ガスノズル22からはんだノズル13の周囲に所定の量の不活性ガス21を供給して不活性ガス雰囲気を形成しながら、はんだノズル13により上昇させた溶融はんだ11aを不活性ガス雰囲気中の開口面17より噴流させ、または開口面17にて表面張力状態に保ち、ワーク15の被はんだ付け局所16を溶融はんだ11a中に浸漬してはんだ付けする。
【００２４】
このとき、はんだ槽12内の溶融はんだ11は、図示されない槽内ヒータにより加熱されて所定温度の溶融状態に保たれるが、その溶融はんだ11の熱を利用して、前記不活性ガス供給管29を加熱し、この不活性ガス供給管29内を通る不活性ガス21を所定の温度に加熱し、この加熱された不活性ガス21を用いて、はんだノズル13の開口面17の周囲に比較的高温の不活性ガス雰囲気を形成し、この不活性ガス雰囲気中で浸漬はんだ付けする。加熱された高温の不活性ガス雰囲気は、はんだノズル13内の溶融はんだ温度の低下を防止し、溶融はんだ温度の低下によるはんだ付け不良を防止するから、融点の高い鉛フリーはんだなどで特に効果がある。
【００２５】
また、不活性ガス供給管29から供給された不活性ガス21をスカート26内でガスノズル22の全周に均等にいきわたらせるようにし、さらに、スカート26の下端の開口27よりスカート26内の溶融はんだ面28上まで不活性ガス供給管29を挿入してガスノズル22に不活性ガス21を供給するから、はんだノズル13との関係でガスノズル22を上下動調整する場合でも、不活性ガス供給管29は定位置に設置したままで良く、配管処理が容易になる。
【００２６】
次に、図２は、不活性雰囲気中での局所はんだ付けの工程を示したものであり、図２により、図１に示されたはんだノズル13を用いてする局所はんだ付け方法を説明する。
【００２７】
図２（Ａ）は、はんだノズル13の上方にて、はんだノズル13の開口面17と平行状態のままワーク15を下降させ、開口面17に対し、はんだ付け可能な位置まで接近させる接近工程を示す。
【００２８】
ワーク15としての基板の所定の位置には、はんだ付けする前にあらかじめリード部品16Ｌの多数のリードが挿入され、そのリード群が被はんだ付け局所16として開口面17に挿入され、基板は、はんだノズル13の開口縁部にほぼ接する位置で停止させる。
【００２９】
ガスノズル22の不活性ガス上昇通路24を経てはんだノズル13の上端部周辺に供給された窒素ガスなどの不活性ガスは、ワーク15とはんだノズル13の開口縁部との間の僅かな隙間を経て常にガスノズル22の開口面17内に供給される。
【００３０】
図２（Ｂ）は、はんだノズル13内で開口面17まで上昇された溶融はんだ11aを、表面張力により開口面17の全面に保ちつつ、ワーク15の下面の被はんだ付け局所16と接触させることで、被はんだ付け局所16を溶融はんだ11a中に浸漬する局所はんだ付け工程を示す。
【００３１】
このとき、ワーク15の下面とはんだノズル13の上端は、ほぼ接している状態であるが、その間に僅かな隙間があるから、その隙間を通じて、開口面17に低酸素濃度の不活性ガス雰囲気が吹込まれ、はんだノズル13の開口面17から大気が排除される。
【００３２】
なお、溶融はんだ11aがはんだノズル13の開口縁部からオーバーフローする場合は、すなわち噴流するときは、噴流した溶融はんだは、ガスノズル22内の不活性ガス上昇通路24を経て、はんだ槽12内に戻される。
【００３３】
図２（Ｃ）は、はんだノズル13内で溶融はんだ11aのはんだ面11bを下降させることにより、被はんだ付け局所16から溶融はんだ11aを離脱させるはんだ離脱工程を示し、はんだ圧送ポンプ（図示せず）の出力を低下させるか停止させて、溶融はんだ11の供給を抑えることにより、そのノズル内のはんだ面11bを下降させると、溶融はんだ11aがワーク15の被はんだ付け局所16から離脱していく。
【００３４】
このとき、はんだノズル13の外周にあるガスノズル22によってリード部品16Ｌの被はんだ付け局所16の周辺の酸素濃度は低減され、溶融はんだ11aの離脱時にはんだ面11bの下降によって発生する吸引力によって、はんだノズル13の近傍の低酸素濃度の不活性ガス雰囲気を、基板・ノズル間の隙間からはんだノズル13の内部に吸込むので、はんだブリッジが切れる瞬間は、はんだノズル13の開口部17は低酸素濃度雰囲気で満たされ、大気の侵入は遮蔽されているから、はんだ付け不良が発生しにくい。
【００３５】
このように、はんだノズル13内で溶融はんだ11aのはんだ面11bを下降させることによって、はんだノズル13内に発生する吸引力にて、はんだノズル13の上端部周囲の不活性ガス雰囲気を開口面17よりはんだノズル13内に吸込み、はんだノズル13内の低酸素濃度雰囲気中でブリッジ切りがなされるので、はんだ酸化物による局所はんだ付け時のはんだ付け不良を低減でき、基板のランド部とリード部品16Ｌのリードとの間に、良質のはんだフィレットを形成できる。
【００３６】
図２（Ｄ）は、はんだ離脱後のワーク15をはんだノズル13の開口面17から離間させる離間工程を示し、はんだ圧送ポンプ（図示せず）の出力を完全に停止させて、溶融はんだ11aのはんだ面11bを完全に下降させることによって、溶融はんだ11aが被はんだ付け局所16から完全に離脱したところで、ワーク15をロボットなどの搬送機構によって上昇させ、さらに、図示されない冷却ファンなどにより冷却することにより、浸漬はんだ付けが終了する。
【００３７】
このとき、ガスノズル22の不活性ガス上昇通路24により、はんだノズル13の周囲に供給された不活性ガスは、ワーク15の下面での反射作用などにより開口面17からはんだノズル13内にも供給され、このはんだノズル13内も低酸素濃度に保つ。
【００３８】
このように、局所はんだ付けがなされるはんだノズル13の開口面17の外周に、ガスノズル22より窒素ガスなどの不活性ガスを供給すると、はんだノズル13の開口面17に、ガスノズル22から供給した不活性ガス21により低酸素濃度雰囲気を効率良く形成でき、局所はんだ付け時にワーク15上の被はんだ付け局所16を、はんだノズル13内の低酸素濃度雰囲気中で溶融はんだ11a中に浸漬して良好な局所はんだ付けをできるとともに、溶融はんだ11aがワーク15の被はんだ付け局所16から離脱する際にも、ノズル内はんだ面11bの下降による吸引力によって外周の低酸素濃度雰囲気を吸い込んで、次の低酸素濃度雰囲気中での局所はんだ付けに備えることができ、いわゆるツララなどのはんだ付け時の不良を低減させることが可能となる。
【００３９】
このことによって、従来の大気中での局所はんだ付けにおけるはんだ付け不良を低減できる。特に、低残渣型のフラックスや、鉛フリーはんだを用いた局所はんだ付けでは、上記のようなはんだ付け不良が生じやすくなるが、そのはんだ付け不良の低減に効果がある。
【００４０】
次に、図３乃至図５は、本発明の一実施の形態を示す。なお、図１および図２に示された前提技術と同様の部分には同一符号を付して、その説明を省略する場合もある。
【００４１】
図３に示されるように、溶融はんだ11が収容されたはんだ槽12に、局所はんだ付け用のはんだノズル13が設けられ、このはんだノズル13の周囲に不活性ガス上昇通路24を介してガスノズル22が設置されている。
【００４２】
はんだノズル13の上端の開口面17およびガスノズル22の上端の開口25は、ワーク15と同方向に同一角度傾斜して設けられている。ガスノズル22の上端の開口25は、局所はんだ付けする部材以外の基板実装部品との干渉を防止するために、はんだノズル13の上端の開口面17よりやや下側に設定されている。
【００４３】
図４に示されるように、はんだノズル13は、はんだ槽12内に設置されたポンプ（図示せず）から供給された溶融はんだ11を上昇させる角筒形のノズル本体14と、このノズル本体14の上端に傾斜状に開口された、ワーク15の被はんだ付け局所よりやや大きな傾斜状の開口面17とを備えている。この傾斜状の開口面17は、傾斜状態で下降されるワーク15の被はんだ付け局所と同方向に同一角度傾斜して開口されている。
【００４４】
言い換えれば、ワーク15を搬送するロボットなどの搬送機構（図示せず）は、図５に示されるように、ワーク15を水平方向に対してはんだノズル13の開口面17と同一の傾斜角度で保持して、はんだ付け可能な距離までワーク15を下降させ、はんだノズル13の開口面17で表面張力により盛上った溶融はんだ中、または開口面17から噴流する溶融はんだ中に、ワーク15の被はんだ付け局所16を所定の傾斜角度で浸漬し、溶融はんだ11により被はんだ付け局所16を局所はんだ付けした後、ワーク15をその傾斜角度のまま引上げる。
【００４５】
図４に戻って、はんだノズル13の内部に、溶融はんだ供給側の流路31と溶融はんだ排出側の流路32とを区画形成する仕切板33が縦方向に設けられ、この仕切板33の上端と傾斜状の開口面17との間に、溶融はんだ供給側の流路31を排出側の流路32に連通する折返口34が設けられている。
【００４６】
このように、はんだノズル13の内部を仕切板33によって２層構造にし、供給側と排出側の２つの流路31，32を設けたはんだノズル13は、局所はんだ付けをしている時、はんだノズル13内の溶融はんだに、仕切板33により区画形成された供給側の流路31から折返口34を経て排出側の流路32に移動する流れを与え、傾斜状の開口面17に新鮮な溶融はんだを常時供給することにより、溶融はんだの温度低下を防止できる内部循環タイプのノズルである。
【００４７】
なお、はんだ槽12内の溶融はんだ11の熱を利用して窒素ガスなどの不活性ガスを加熱し、この加熱された不活性ガスを、ガスノズル22によって、はんだノズル13の開口面17の周囲に供給して不活性ガス雰囲気を形成しながら、はんだノズル13により上昇させた溶融はんだを不活性ガス雰囲気中の開口面17よりワーク15の被はんだ付け局所16に接触させて局所はんだ付けする点は、図１および図２に示された前提技術と同様である。
【００４８】
次に、図５により、図３および図４に示されたはんだノズル13による局所はんだ付け作用を説明する。
【００４９】
図５（Ａ）は、前述の図２（Ａ）の時と同じ状態であるが、溶融はんだが供給されるはんだノズル13の内部は仕切板33によって２層に分割されているから、はんだノズル13内で強制的なはんだ流れが生じている。
【００５０】
図５（Ｂ）は、ワーク15の下面がはんだノズル13の傾斜状の開口面17にほぼ接し、ワーク15の下面の被はんだ付け局所16が溶融はんだ11中に挿入され、浸漬はんだ付けされているところである。
【００５１】
この図で、はんだノズル13内の溶融はんだ11は、溶融はんだ供給側の流路31中で、図面下側から上方向に移動した後、はんだノズル13の傾斜状の開口面17でワーク下面に当たりながら、折返口34を経て、仕切板33によってはんだノズル13内に区画形成された排出側の流路32に流され、矢印35で示されるように、はんだ槽12内に戻っていく。
【００５２】
このようにして、新鮮な溶融はんだ11が、供給側の流路31から傾斜状の開口面17に次々と供給されるので、浸漬はんだ付け中に、はんだ付け面の溶融はんだ11aの温度が低下することがない。
【００５３】
また、排出側の流路32は、はんだ槽12内の溶融はんだ面よりも下まで伸びているので、溶融はんだは、はんだノズル13内で円滑に内部循環され、局所はんだ付け中に、はんだ槽12内の溶融はんだ面に衝突する際に生ずる溶融はんだの飛散や酸化を防止できる。
【００５４】
図５（Ｃ）および（Ｄ）は、はんだノズル13への溶融はんだ11aの供給を止め、溶融はんだ面11bがワーク15の被はんだ付け局所16から離脱していく状態を表したものである。
【００５５】
このとき、ワーク15とはんだノズル13は所定の傾斜角度をもち、所定の傾斜角度ではんだ付けされているので、ポンプからはんだノズル13内へのはんだ供給を停止して、溶融はんだ11aのノズル内はんだ面11bを下降させると、図面上左側から右斜め下方へ、いわゆるブリッジが切れが進行していく。
【００５６】
そして、最も低い端部に位置するリードまで移動したブリッジ切れの勢いで、最後のブリッジ切れも容易になされ、いわゆるツララなどのはんだ付け不良を低減させることが可能となる。このことによって、従来の局所はんだ付け装置におけるいわゆるブリッジ不良の発生を容易に解決できる。
【００５７】
すなわち、傾斜したワーク15の被はんだ付け局所16における高い側端から低い側端へと溶融はんだ11aの離脱ポイントを移動させ、被はんだ付け局所16における最も低い側端にて、はんだブリッジを円滑に切ることにより、いわゆるツララなどのはんだ付け不良の発生を抑える。
【００５８】
特に、仕切板33が、傾斜状の開口面17の高い側に排出側の流路32を形成しているから、ポンプからはんだノズル13内への溶融はんだ11aの供給を止めると、図５（Ｃ）に示されるように、ワーク15の被はんだ付け局所16からの溶融はんだ11の離脱が、傾斜状の開口面17の高い側に位置するとともに、はんだ槽12内に直に開放されてはんだ流れ落ち抵抗が小さい排出側の流路32上で円滑に開始され、その後で、ポンプと連通されてはんだ流れ落ち抵抗が大きくなっている供給側の流路31で、ノズル内はんだ面11bが降下していくので、はんだノズル13の傾斜状の開口面17との相乗効果により、リード部品の下降側の端で、いわゆるブリッジ切れを確実にできる。
【００５９】
さらに、図５（Ｄ）に示されるように、最後のはんだ離脱ポイントが、ガスノズル22から供給される不活性ガス21により低酸素濃度雰囲気となりやすい場所である、はんだノズル13の開口縁部の近傍であるから、はんだ付け不良抑制効果が高い。
【００６０】
また、はんだノズル13内で溶融はんだ11aのはんだ面11bを下降させることによって、はんだノズル13内に吸引力が発生するから、この吸引力にて、はんだノズル13の上端部周囲の不活性ガス雰囲気を、開口面17より、はんだノズル13内に吸込むことができる。
【００６１】
はんだノズル13内への溶融はんだ11の供給の完全停止により、溶融はんだ11aがワーク15から完全に離脱したところで、図５（Ｅ）に示されるように、ワーク15を図示しない搬送ロボットなどの搬送機構によって傾斜状態のまま上昇させて、図示しない冷却ファンなどによりワーク15を冷却することで、局所はんだ付け工程が終了する。
【００６２】
このように、仕切板33を有するはんだノズル13を用いることによって、はんだ付けをしているときも、はんだノズル13内の溶融はんだ11aに内部循環流れを与えることができ、傾斜状の開口面17での温度低下を常に防止できるとともに、局所はんだ付け中に、はんだノズル13内の溶融はんだ11をはんだノズル13の外部にオーバーフローして垂れ流すことがなく、溶融はんだ11の飛散や酸化を防止できる。
【００６３】
さらに、仕切板33により排出側の流路32を傾斜状の開口面17の高い側に区画形成することにより、この排出側の流路32上にて、はんだ切れのきっかけを容易に作ることができるので、はんだ離脱時に被はんだ付け局所16の高いレベル側の端（図面上左端）から円滑にいわゆるブリッジ切りを開始できる。
【００６４】
以上のように、はんだノズル13の外周にガスノズル22を設け、はんだノズル13の開口面17に窒素ガスなどの不活性ガス21を供給することにより、はんだ付け工程の中で常に不活性ガス雰囲気をはんだ付け面の周辺に作ることができ、いわゆるツララなどの浸漬はんだ付け時のブリッジ不良を低減でき、はんだ付け品質を向上できる。
【００６５】
【発明の効果】
請求項１記載の発明によれば、はんだノズルの開口面の周囲の少なくとも一部に不活性ガスを供給するガスノズルを設けたから、はんだノズルの開口面に、ガスノズルから供給した不活性ガスにより低酸素濃度雰囲気を効率良く形成でき、局所はんだ付け時にワークの被はんだ付け局所とノズル内溶融はんだ面とを低酸素濃度雰囲気中で接触させることができ、いわゆるツララなどのはんだ付け不良を低減できる。特に、低残渣型のフラックスや、鉛フリーはんだを用いた局所はんだ付けにて、はんだ付け不良の低減に効果がある。また、はんだノズルの内部を仕切板によって２層構造にし、供給側と排出側の２つの流路を設けたはんだノズルは、局所はんだ付けをしている時、はんだノズル内の溶融はんだに、仕切板により区画形成された供給側の流路から折返口を経て排出側の流路に移動する流れを与え、傾斜状の開口面に新鮮な溶融はんだを常時供給することにより、溶融はんだの温度低下を防止できる。さらに、はんだノズルの開口面が、ワークと同方向に傾斜して設けられたから、傾斜したワークの被はんだ付け局所における高い側端から低い側端へと溶融はんだの離脱ポイントを移動させ、被はんだ付け局所における最も低い側端にて、はんだブリッジを円滑に切ることができ、これにより、いわゆるツララなどのはんだ付け不良の発生を抑えることができる。特に、最後のはんだ離脱ポイントが、ガスノズルから供給される不活性ガスにより低酸素濃度雰囲気となりやすい場所である、はんだノズルの開口縁部の近傍であるから、相乗的にはんだ付け不良を抑制できる効果が得られる。
【００６６】
請求項２記載の発明によれば、溶融はんだ中の不活性ガス供給管により、この管中を通ってガスノズルに供給される不活性ガスを加熱でき、不活性ガスによるノズル内溶融はんだの温度低下を防止できる。また、不活性ガス供給管から供給された不活性ガスをスカート内でガスノズルの全周に均等にいきわたらせることができ、はんだノズルの周囲に均等に不活性雰囲気を形成できる。さらに、スカートの下端の開口よりスカート内の溶融はんだ面上まで不活性ガス供給管を挿入してガスノズルに不活性ガスを供給するから、ガスノズルを上下動調整する場合でも不活性ガス供給管は定位置に設置したままで良く、ガスノズルを容易に上下動調整できる。
【００６７】
請求項３記載の発明によれば、はんだノズルの周囲に、ガスノズルから供給した不活性ガスにより低酸素濃度雰囲気を効率良く形成でき、局所はんだ付け時にワークの被はんだ付け局所とノズル内溶融はんだ面とを低酸素濃度雰囲気中で接触させることで、いわゆるツララなどのはんだ付け不良を低減できる。特に、低残渣型のフラックスや、鉛フリーはんだを用いた局所はんだ付けにて、はんだ付け不良の低減に効果がある。
【００６８】
請求項４記載の発明によれば、加熱された不活性ガスを用いて不活性ガス雰囲気を形成するから、加熱された不活性ガスにより、はんだノズル内の溶融はんだ温度の低下を防止でき、溶融はんだ温度の低下によるはんだ付け不良を防止できる。
【００６９】
請求項５記載の発明によれば、はんだ槽内に収容された多量の溶融はんだの熱を有効利用して、不活性ガスを加熱するから、特別な不活性ガス加熱用ヒータを設置する必要がなく、安価にできる。
【００７０】
請求項６記載の発明によれば、はんだノズル内の溶融はんだをワークから離脱させるための、ノズル内溶融はんだの下降により、はんだノズルの開口部に吸引力が生ずるから、この吸引力を利用してはんだノズルの外周の不活性ガスを吸い込んで、開口部を低酸素濃度雰囲気で遮蔽でき、はんだ付け不良を低減できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係る局所はんだ付け装置の前提技術を示す断面図である。
【図２】 図１に示された装置のはんだノズルによる局所はんだ付け工程の一例を示す断面図である。
【図３】 本発明に係る局所はんだ付け装置の一実施の形態を示す斜視図である。
【図４】 図３に示された装置のはんだノズルおよびガスノズルを示す斜視図である。
【図５】 図４に示されたはんだノズルによる局所はんだ付け工程の一例を示す断面図である。
【符号の説明】
11 溶融はんだ
12 はんだ槽
13 はんだノズル
14 ノズル本体
15 ワーク
16 被はんだ付け局所
17 開口面
21 不活性ガス
22 ガスノズル
24 不活性ガス上昇通路
26 スカート
27 開口
29 不活性ガス供給管
Claims (6)
- 溶融はんだを収容するはんだ槽と、
はんだ槽内から供給された溶融はんだを上昇させるノズル本体、およびノズル本体の上端にワークと同方向に同一角度傾斜して設けられた傾斜状の開口面を有し、この開口面にてワークの被はんだ付け局所に溶融はんだを局所はんだ付けするはんだノズルと、
傾斜状の開口面の周囲の少なくとも一部に不活性ガスを供給するガスノズルと、
はんだノズルの内部に縦方向に設けられ溶融はんだ供給側の流路と溶融はんだ排出側の流路とを区画形成する仕切板と、
仕切板の上端と傾斜状の開口面との間に設けられ溶融はんだ供給側の流路を溶融はんだ排出側の流路に連通する折返口と
を具備したことを特徴とする局所はんだ付け装置。 - ガスノズルは、はんだノズルの周囲に不活性ガス上昇通路を介して嵌合され、
ガスノズルの下部に拡開状に一体形成され下端がはんだ槽内の溶融はんだ中で開口されたスカートと、
スカートの下端の開口よりスカート内の溶融はんだ面上まで挿入され溶融はんだ中を経てガスノズルに不活性ガスを供給する不活性ガス供給管と
を具備したことを特徴とする請求項１記載の局所はんだ付け装置。 - 請求項１または２記載の局所はんだ付け装置におけるガスノズルからはんだノズルの周囲に不活性ガスを供給して不活性ガス雰囲気を形成しながら、
はんだノズルにより上昇させた溶融はんだを不活性ガス雰囲気中の開口面よりワークの被はんだ付け局所に接触させてはんだ付けする
ことを特徴とする局所はんだ付け方法。 - 加熱された不活性ガスを用いて不活性ガス雰囲気を形成する
ことを特徴とする請求項３記載の局所はんだ付け方法。 - はんだ槽内の溶融はんだの熱を利用して不活性ガスを加熱する
ことを特徴とする請求項４記載の局所はんだ付け方法。 - はんだノズル内で溶融はんだを下降させることによってはんだノズル内に発生する吸引力にて、はんだノズル周囲の不活性ガス雰囲気をはんだノズル内に吸込む
ことを特徴とする請求項３乃至５のいずれかに記載の局所はんだ付け方法。
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