JP5910616B2 - 噴流ノズル及び噴流装置 - Google Patents

Description

本発明は、プリント基板を直接搬送したり、プリント基板をパレットに搭載して搬送してプリント基板のはんだ付け面に向けて溶融はんだを噴流し、電子部品のはんだ付けを行う噴流はんだ付け装置に適用可能な噴流ノズル及び噴流装置に関するものである。

従来から、プリント基板の所定の面に電子部品をはんだ付けする場合に、噴流はんだ付け装置が使用される場合が多い。噴流はんだ付け装置には噴流装置が実装され、プリント基板のはんだ付け面に向けて溶融はんだを噴流する。一般に噴流装置はノズル及びポンプを有している。

これらの噴流装置によれば、ポンプによって溶融はんだがダクトを介してノズルに送出される。ノズルはポンプ出力に対応した液面高さの溶融はんだを噴出する。これにより、プリント基板のはんだ付け面を一次噴流ノズルから噴流する荒れた状態の溶融はんだに接触させた後、二次噴流ノズルから噴流する穏やかな溶融はんだに接触させて、各ノズルから噴出される溶融はんだによってプリント基板に電子部品をはんだ付けできるようになる。

上述の噴流はんだ付け装置に関して、特許文献１には２種類の噴流ノズルを備えて溶融はんだを噴出する半田噴流装置が開示されている。特許文献１によれば、一次噴流ノズルを備えた噴流装置と、二次噴流ノズルを備えた噴流装置とを基板の搬送路に上流側から下流側へ順に配置し、一次噴流ノズルで基板はんだ被接合面に粗く溶融はんだを噴出し、基板に過剰に噴流された溶融はんだを二次噴流ノズルで除去するようになされる。

この一次噴流ノズルには複数の突出状の噴出口を設けた半田ウエーブ形成板が設けられ、噴出口へ溶融はんだを通過させることで、一次噴流ノズル上に荒い噴出波を形成するようにしている。このように一次噴流ノズルに半田ウエーブ形成板を設けると、はんだ被接合面への溶融はんだの山（波）の高さを大きくでき、良好な半田ウエーブが形成できるというものである（特許文献１参照）。

特許文献２には自動はんだ付け装置が開示されている。このはんだ付け装置によれば、一次噴流ノズ及び二次噴流ノズルを備えた噴流はんだ槽が備えられ、この一次噴流ノズルに複数の円筒状の噴流口が設けられ、噴流口へ溶融はんだを通過させることで、一次噴流ノズル上に荒い噴出波を形成するようにしている。このように一次噴流ノズルを構成すると、荒れた波の形状をほとんど崩すことなく、一次噴流ノズルから溶融はんだを噴流できるというものである。特許文献３及び４には他の一次噴流ノズルを備えたはんだ付け装置や、その構造が開示されている。

特許文献５には溶融はんだの成形に関して、ハイブリッドウエーブの形成装置他が開示されている。この形成装置によれば、溶融はんだの多数の山状の噴流を形成した動圧噴流波と、表面形状が一定した整形噴流波とを隣接させて形成する場合に、吹き口チャンバに吹き口体が設けられ、この吹き口体に溶融はんだを噴流する多数の透孔を設けた孔群部と、この孔群部に隣接して板状の表面形状を有する整形板部とが設けられる。

この孔群部と整形板部との間には遮蔽噴流孔が形成され、遮蔽噴流孔によって形成されたカーテン噴流によって、孔群部上に形成される多数の山状の噴流の波高変動の影響を遮蔽するようにした。このように吹き口体を構成すると、表面形状が一定した整形噴流波を整形板部上に形成できるというものである。

特開２００１−１９６７３４号公報 特開２００４−３５６１６１号公報 特開２００２−０４３７３４号公報 特開２００３−１５８３６９号公報 特開２００８−０４１８５４号公報

ところで、従来例に係る噴流ノズル及び噴流装置によれば、次のような問題がある。
ｉ．特許文献１に見られるような一次噴流ノズルを備えた噴流装置によれば、半田ウエーブ形成板が設けられ、はんだ被接合面への溶融はんだの山（波）の高さを大きくした半田ウエーブを形成している。しかし、多様化するプリント基板上の部品配置において、この種の一次噴流ノズルを何らの工夫無しに噴流装置に実装すると、基板のガス抜きホールや、スルーホールを介して部品面側へ溶融はんだが過剰に突出するという問題がある。この問題を解決するために、溶融はんだが過剰に浸漬しないようにポンプの圧力等を細かく制御して、噴流圧力を減少させたり、噴流速度を低減させたりする方法に依存せざるを得なくなる。

ii．また、特許文献２〜４に見られるような一次噴流ノズルを備えた噴流装置によれば、複数の円筒状の噴流口が設けられ、一次噴流ノズル上に形成された荒い波の溶融はんだをはんだ被接合面へ噴出している。このため、多様化及び微細化するプリント基板上の部品配置において、この種の一次噴流ノズルを何らの工夫無しに噴流装置に実装すると、上述したｉ．の問題が生ずる。

iii．更に、特許文献５に見られるような噴流ノズルを備えた噴流装置によれば、吹き口体に多数の透孔を設けた孔群部と、当該孔群部に隣接して平坦状の整形板部とが設けられ、孔群部と整形板部との間に遮蔽噴流孔を形成する構成、すなわち、一次噴流ノズルと二次噴流ノズルを一体化してハイブリッドウェーブを形成する構成を採っているため、動圧噴流波と整形噴流波とは連動して波の高さが変動するため、動圧噴流波と整形噴流波とのバランスをとる必要がある。

このため、特許文献５では、特許文献１〜４に見られるような一次噴流ノズルから噴流される荒い噴流波（荒流波）に対応する動圧噴流波において、多様化及び微細化するプリント基板上の部品配置に対応するために、動圧噴流波の噴流高さを変えると、整流噴流波も連動して噴流高さが変わってしまうという問題がある。

また、プリント基板に設けられたスルーホール内へ溶融はんだを十分注入するべく、一次噴流ノズルから噴流する溶融はんだの噴流高さを調整する制御を採ると、溶融はんだの流出現象を生じるという問題が確認された。ここに溶融はんだの流出とは、噴流ノズルから噴流する溶融はんだの噴流高さが高くなると、噴流はんだのプリント基板へのあたりが強くなり、プリント基板やプリント基板を搭載する搬送パレット枠等に溶融はんだが伝搬してはんだ槽から流出する現象をいう。

本発明はこのような課題を解決したものであって、一次噴流ノズルから噴流する溶融はんだの噴流高さ （荒波流）を微調整できて、スルーホールにも十分に溶融はんだを注入できるようにすると共に、プリント基板やプリント基板を搭載する搬送パレット枠等に溶融はんだが伝搬してはんだ槽から流出する現象を回避できるようにした噴流ノズル及び噴流装置を提供することを目的とする。

上述の課題を解決するために、請求項１に記載の噴流ノズルは、所定の形状の筐体に流入口及び排出口を有して前記流入口から流入した溶融はんだを前記排出口から基板へ噴流させるノズル本体部からなる噴流ノズルであって、複数の開孔部を設けた開孔板を有し、前記ノズル本体部の長手方向の一方の側に設けられて前記流入口から流入した溶融はんだの一部を前記開孔板の前記開孔部を通過させることで荒波流を形成する荒流部と、前記荒流部に対峙する側の前記長手方向に設けられて前記排出口から噴流したはんだで平滑流を形成する平流部と、噴流ノズルに対してプリント基板が進入してくる側を上流、プリント基板が退出して行く側を下流としたときに、前記平流部の下流側に設けられて前記平滑流を前記荒流部の上方へ誘導する前記平流部に設けられた誘導部と、前記荒流部に対する離隔距離を調整可能な前記平流部に設けられた開口可変機構とを備え、前記誘導部は、上下動を調整可能な高さ調整機能を有する溢流板からなり、前記溢流板の高さ及び前記開口可変機構の少なくとも一方を調整することによって、前記荒流部への前記平滑流の誘導量を調整するようにしたものである。

請求項２に記載の噴流ノズルは、請求項１において、前記誘導部の前記溢流板は、前記平滑流の溢流を阻止するものである。

請求項３に記載の噴流装置は、溶融はんだを吸い込んで所定の方向に送出するポンプと、前記ポンプを収納したポンプハウジングと、前記ポンプハウジングに接続されて前記溶融はんだを導くダクトと、前記ダクトに接続されて前記溶融はんだを噴流する、請求項１又は２に記載の多機能付きの一次噴流ノズルとを備えるものである。

本発明に係る噴流ノズルによれば、ノズル本体部の長手方向に設けられた平流部の所定の位置に誘導部を備え、平流部によって形成された平滑流を荒流部の上方へ誘導するようになされる。

この構造によって、荒流部の上方で平滑流と荒波流とを合成できるので、荒波流の表面の荒さを調整できると共に、スルーホールにも十分に溶融はんだを注入できるようになる。これにより、多機能付きの高信頼度の一次噴流ノズルを提供できるようになる。

本発明に係る噴流装置によれば、本発明に係る多機能付きの噴流ノズルを備えるので、基板の被着面が噴流状の溶融はんだに曝される状態を維持できるばかりか、溶融はんだがプリント基板やプリント基板を搭載する搬送パレット枠等に溶融はんだが伝搬してはんだ槽から流出することを回避といった事態を防止できるようになる。これにより、高信頼度の一次噴流ノズルを備えた噴流はんだ付け装置を提供できるようになる。

本発明に係る実施形態としての噴流ノズル１００の構成例（その１）を示す斜視図である。 噴流ノズル１００の構成例（その２）を示す断面図である。 噴流ノズル１００の組立例を示す分解斜視図である。 噴流ノズル１００の機能例を示す断面図である。 噴流はんだ付け装置２００の構成例を示す斜視図である。 噴流はんだ付け装置２００の動作例（その１）を示す断面図である。 噴流はんだ付け装置２００の動作例（その２）を示す断面図である。 噴流はんだ付け装置２００の動作例（その３）を示す断面図である。

以下、本発明に係る実施の形態としての噴流ノズル及び噴流装置について説明する。まず、図１及び図２を参照して、噴流ノズル１００の構成例（その１，２）について説明する。

＜噴流ノズル１００の構成例＞
図１に示す噴流ノズル１００は噴流はんだ付け装置において、一次噴流用のノズルに適用可能なものであり、荒波流の表面の荒さが調整可能なノズル本体部３０を有している。ノズル本体部３０は、図２に示すような流入口６０１及び排出口６０２を有しており、流入口６０１から流入した溶融はんだ７を排出口６０２から噴流させるものである。なお、図２は図１に示した噴流ノズル１００のＸ１−Ｘ１の矢視断面図である。なお、二次噴流ノズルは図示しないが、従来の装置を利用できる。

１次噴流では、プリント基板１の下方から溶融はんだ７を粗く吹き上げるように当該プリント基板１の下面に溶融はんだ７を付着するようになされる。これに対して、図示しない２次噴流では、プリント基板１の進行方向と同じ方向に流れる平らな面が作られる。この平らな面で付着過分の溶融はんだ７を拭い去るようになされる。

図１において、Ｌはノズル本体部３０の長さ［ｍｍ］であり、Ｗはその幅［ｍｍ］であり、Ｈはその高さ［ｍｍ］である。また、Ｘはノズル長さ方向であり、Ｙはノズル幅方向であり、Ｚは溶融はんだ７の噴流方向である。ノズル本体部３０は、ステンレス板を加工して所定の形状を有した筐体に仕上げられる。

ノズル本体部３０は各々の長さがＬ［ｍｍ］程度の荒流部１０及び平流部２０を有している。荒流部１０はノズル本体部３０の長手方向の一方の側に設けられ、流入口６０１から流入した溶融はんだ７の一部で荒波流を形成する。例えば、荒流部１０は開孔板１３を有して、ノズル本体部３０に固定されている。開孔板１３は、側部及び天面部を有し底部の無い、いわゆる箱状体を有しており、その箱状体の天面部分には複数の口径φの開孔部１３ａが設けられている。当該開孔部１３ａに溶融はんだ７の一部を通過させることで、垂直波（縦波）が発生し、この垂直波が板状体上で荒波を形成するようになる。開孔部１３ａの数は例えば、３行×３３列＝９９個の場合である。

荒流部１０に対峙する側の長手方向には平流部２０が設けられ、排出口６０２から噴流した溶融はんだ７で平滑流（横波）を形成する。平流部２０は、平坦部材２３及び誘導部２４を有している。平坦部材２３は一例としてステンレスの角材から加工される。誘導部２４は溢流板２５を有しており、溢流板２５で平坦部材２３上の平滑流を荒流部１０の上方へ誘導するようになされる。

溢流板２５は長さＬ［ｍｍ］程度の平板状を成し、平坦部材２３の下流側の壁面に沿って、垂直（鉛直）方向に上下動可能な機構を有している。ここに上流側とは、プリント基板１が噴流ノズル１００に進入してくる側をいい、下流側とは、プリント基板１が噴流ノズル１００から退出して行く側をいう。溢流板２５は河川の堰板（ゲート）のように使用する。

平流部２０は開口可変機構９０を有しており、荒流部１０に対する離隔距離の調整が可能となされている。例えば、平流部２０の平坦部材２３には長孔部２０１が設けられる。この長孔部２０１はネジ回転工具が挿入可能となされる。この長孔部２０１を利用して、図２に示すネジ６１４を緩め、平流部２０を摺動して、荒流部１０の側に寄せたり、荒流部１０から平流部２０を離間することにより、排出口６０２の開口幅を調整できるようになっている（開口可変機構９０）。

なお、ノズル本体部３０の前方（上流側）には庇状のリターンガータ４６が設けられている。リターンガータ４６は荒流部１０から前方に溢流した溶融はんだ７を所定の方向に導くようになされる。

図２において、ノズル本体部３０は、側面板６１，６２（図示せず）、壁面板６３，６４を有している。側面板６１，６２、壁面板６３，６４はノズル筐体４２を構成する（図３参照）。壁面板６３は上部に逆Ｌ状部位６０３を有し、壁面板６４も上部に逆Ｌ状部位６０４を有している。

逆Ｌ状部位６０３上には荒流部１０が設けられ、逆Ｌ状部位６０４上には平流部２０が設けられる。荒流部１０は、一例として底部及び側部を有し天面部の無い、いわゆる箱状体で断面コ状の荒流側基板１１（フロントフォーマーベース）、窓部付きの高さ調整板１２及び断面コ状の開孔板１３を有している。荒流部１０は例えば、図２に示すような逆Ｌ状部位６０３の上部に取り付けられる。高さ調整板１２は例えば、全開孔部１３ａを露出可能な大きさの開口窓を有した額縁状を成している。逆Ｌ状部位６０３上には荒流側基板１１が、その開放部位を上方に向けた状態でネジ６１３により固定されている。

この例では、荒流側基板１１の開放面側には高さ調整板１２が載置され、その上部には開孔板１３が載置される。高さ調整板１２は省略してもよい。開孔板１３は荒流側基板１１の開放部位に比べてその幅が一回り大きな断面コ状を有しており、本例では開孔板１３の内側に荒流側基板１１が配置されている。高さ調整板１２を挟んで両方の開放部位が対向された状態で、開孔板１３が両側から荒流側基板１１にネジ６１１により固定されている。荒流側基板１１の底部には所定の大きさの開口部１１ａが設けられ、溶融はんだ７が流入するようになる。

平流部２０は、平流側基板２１（リアフォーマーベース）、シム板２２及び平坦部材２３を有しており、排出口６０２から噴流した溶融はんだ７で平滑流を形成する。平流側基板２１はシム板２２を介在して逆Ｌ状部位６０４に固定されている。平坦部材２３は図１，図２に示すように筐体状を成し、その断面が多角形状（五角形）を有している。平坦部材２３は平流側基板２１の上部に設けられ、当該平流側基板２１上で左右に移動自在となされている。

平流側基板２１の下方にはシム板２２が設けられている。シム板２２は、傾斜を付けるために２ｍｍ程度の厚みを有しており、平流側基板２１の高さを荒流側基板１１よりも高く調整するようになされる。図中、傾斜角θは、プリント基板１を搬送する方向と水平方向の線分とが成す角度である。傾斜角θは、プリント基板１の斜め搬送を行うために設けられる。

平流部２０は誘導部２４を有して、平流側基板２１及びシム板２２を介在した形態で逆Ｌ状部位６０４にネジ６１４で固定される。平坦部材２３のネジ孔も長孔状に形成され、ネジ６１４を緩めた状態で左右に移動可能となされている。図２に示す噴流ノズル１００によれば、噴流開口幅をＷφとしたとき、開口可変機構９０によって、Ｗφ＝最小（MIN）に調整されている場合である。

誘導部２４は溢流板２５を有している。溢流板２５は、平坦部材２３の後方の壁面に沿って上下動可能に取り付けられる。この例では、溢流板２５を上下動する機能が荒流部１０上の溶融はんだ７の表面粗さを調整できるようになっている。溢流板２５は、例えば、３個のネジ６１２で平坦部材２３に固定されるが、溢流板２５に長Ｕ状にネジ孔を形成し、このネジ６１２を緩めた状態で溢流板２５が上下に移動可能となされる。

ここで、図３を参照して、噴流ノズル１００の組立例について説明する。この例では、図１に示したような噴流ノズル１００を組み立てる場合を挙げる。噴流ノズル１００の長さＬは４００〜４５０ｍｍ程度であり、その幅Ｗは７０〜８０ｍｍ程度であり、その高さＨは１２０〜１２５ｍｍ程度である。まず、逆ホッパー形状を有したノズル筐体４２を準備する。ノズル筐体４２には側面板６１，６２及び壁面板６３，６４を備えたものを使用する。

側面板６１，６２及び壁面板６３，６４は、所定の厚み（１．５〜２．０ｍｍ程度）を有したステンレス板を切り曲げ加工して形成する。側面板６１，６２及び壁面板６３，６４の各々の隅を接合することで、ノズル本体部３０の逆ホッパー形状が得られる。ノズル筐体４２の下部は流入口６０１を構成し、その上部は排出口６０２を構成する。

また、壁面板６３の上部を逆Ｌ状に折り曲げて逆Ｌ状部位６０３を形成する。壁面板６４の上部も逆Ｌ状に折り曲げて逆Ｌ状部位６０４を形成する。逆Ｌ状部位６０３は、荒流部１０の取り付け基準代（基台）となり、逆Ｌ状部位６０４は、平流部２０の取り付け基準代となる。逆Ｌ状部位６０３，６０４の所定の位置に図示しない雌ねじ又はネジ貫通孔を形成する。

次に、荒流部１０を組み立てるために、各々の長さがＬ［ｍｍ］程度の断面コ状の荒流側基板１１、窓部付きの高さ調整板１２及び断面コ状の開孔板１３を準備する。荒流側基板１１にはその底部に開口部１１ａを有したものを使用する。開孔板１３には板状体をコ状に折り曲げ及び、その上面を孔開け加工したものを使用する。開孔部１３ａは例えば、口径φで３行×３３列＝９９個を板状体の上面に開口する。

また、平流部２０を組み立てるために、各々の長さがＬ［ｍｍ］程度の平流側基板２１、平坦部材２３、シム板２２や、所定数のネジ６１４等を準備する。平坦部材２３は、長さがＬｍｍのステンレス製の角材から形成する。平坦部材２３にはネジ回転具挿入用の長孔部２０１も形成する。シム板２２には、長さがＬｍｍで、厚み２ｍｍを有したステンレス製の部材を準備する。

更に、誘導部２４を組み立てるために、１枚の溢流板２５及び所定数のネジ６１２等を準備する。溢流板２５には、所定の厚み（１．５〜２．０ｍｍ程度）を有したステンレス板を切り欠き加工したものを使用する。この例では、溢流板２５の所定の位置に逆長Ｕ状の切り欠き部６２２を形成する（３箇所）。もちろん、荒流側基板１１及び平流側基板２１の所定の位置にネジ貫通孔や、雌ねじを形成する。

これらの荒流側基板１１、高さ調整板１２、開孔板１３、平流側基板２１、平坦部材２３、シム板２２、ネジ６１１〜６１４が準備できたら、まず、ノズル長さ方向Ｘに沿うようして、荒流側基板１１を逆Ｌ状部位６０３上に取り付けて３個のネジ６１３で固定する。次に、荒流側基板１１の上方に高さ調整板１２を載置した状態で、上方から開孔板１３を覆い被せるように装着して開孔板１３の両側から４個のネジ６１１で固定する（図中では２個のみを示している）。これにより、開口可変機構９０の前方側（固定側）が得られる。

次に、平流側基板２１及びシム板２２を重ね合わせ、その後、この２つの部材を逆Ｌ状部位６０４に取り付け、３個のネジ６１６で平流側基板２１及びシム板２２を固定する。そして、平流側基板２１上に平坦部材２３を取り付け、２個のネジ６１４で平坦部材２３を固定する。これにより、開口可変機構９０の後方側（可動側）が得られる。

その後、溢流板２５を平坦部材２３の側面に取り付け、切り欠き部６２２を介して３つのネジ６１２で溢流板２５を平坦部材２３に固定する。これにより、誘導部２４の長辺部分が形成できる（図２参照）。

そして、図示しないネジでサイドガイド４４を側面板６１に取り付け、同様にして、サイドガイド４５を側面板６２に取り付ける。このサイドガイド４４，４５によって、溢流板２５と共に平坦部材２３をコ状に取り囲む誘導部２４が得られる。最後に、図示しないネジで、リターンガータ４６を壁面板６３に取り付ける。これにより、図１に示した噴流ノズル１００が完成する。

続いて、図４を参照して、噴流ノズル１００の機能例について説明する。図４に示す噴流ノズル１００によれば、開口可変機構９０によって、噴流開口幅Ｗφが最大（MAX）に調整されている場合である。Ｗφ＝MAXの状態は、図２に示したＷφ＝MINの状態から、ネジ６１４を緩めて、荒流部１０に対して平流部２０を最大に離間スライドさせて、再度、ネジ６１４を逆Ｌ状部位６０４に固定することにより得られる。

また、図４に示す噴流ノズル１００によれば、誘導部２４の高さ調整機能によって、溢流板２５が最上位に設定されている場合である。溢流板２５の最上位の状態は、図２に示した溢流板２５の最下位の状態から、各々のネジ６１２を緩めて、溢流板２５を上方へスライドさせて、再度、ネジ６１２を平流部２０の壁面に固定することにより得られる。なお、図中の二点鎖線の太線は、溶融はんだ７の噴流波形の想像線である。

図中、ｐmaxは溶融はんだ７の噴流最高位置であり、αは溢流板２５の高さである。αは、プリント基板１のスルーホールの深さ（プリント基板１の厚み）等により、任意に設定されるものである。また、ｈは噴流高さであり、例えば、平流部２０の天板面から噴流最高位置ｐmaxに至る距離である。

この例では、荒流部１０が流入口６０１から流入した溶融はんだ７の一部で荒波流を形成し、平流部２０が排出口６０２から噴流した溶融はんだ７で平滑流を形成する。これを前提にして、溢流板２５を最上位に固定したとき、荒流部１０の上方で平滑流と荒波流とが合成するようになる。誘導部２４からの平滑流は垂直波を緩和するように作用する。そして、プリント基板１への溶融はんだ７の突出頻度を低下できるようになる。また、誘導部２４の高さ調整機能と開口可変機構９０とを併用すること、例えば、溢流板２５の高さαを調整することで、荒波流の表面の荒さを微調整できるようになる。

このように、実施形態としての噴流ノズル１００によれば、ノズル本体部３０の長手方向に設けられた平流部２０の所定の位置に誘導部２４を備え、平流部２０によって形成された平滑流を荒流部１０の上方へ誘導するようになされる。

この構造によって、荒流部１０の上方で平滑流と荒波流とを合成できるので、荒波流の表面の荒さを調整できるようになると共に、スルーホールにも十分に溶融はんだを注入できるようになる。これにより、多機能付きの高信頼度の一次噴流ノズルを提供できるようになる。しかも、下方向からの圧力（分散）により、プリント基板やプリント基板（実装基板）を搭載する搬送パレット枠等に溶融はんだが伝搬してはんだ槽から流出することを回避できるようになる。荒流波によって溶融はんだの基板に対する面圧を強くすることもできる。特に、ロングリード部品や、パレット搬送対応としても最適なノズル構造が得られた。

＜噴流はんだ付け装置２００の構成例＞
続いて、図５を参照して噴流はんだ付け装置２００の構成例について説明する。図５に示す噴流はんだ付け装置２００は噴流装置の一例を構成し、プリント基板１の所定の面に溶融はんだ７を噴流して、当該プリント基板１に電子部品をはんだ付けするものである。なお、図中のｙは基板搬送方向であり、図１に示したノズル幅方向Ｙと同じ方向である。

噴流はんだ付け装置２００は、ダクト４１、ポンプハウジング４３、ポンプ５０、はんだ槽５１、モーター６０及び噴流ノズル１００を備えている。はんだ槽５１は上面開放の筺体を有して、溶融はんだ７が収容されている。当該はんだ槽５１には、図示しないヒーターが設けられ、溶融はんだ７を一定の温度に保持する。はんだ槽５１にはダクト４１及びポンプハウジング４３が溶融はんだ７に浸される形態で実装されている。

ダクト４１は、細長い筺体の本体部４０１を有しており、本体部４０１の上部にはノズル接続部４０２が設けられている。本体部４０１にはポンプハウジング４３が接続されており、ポンプハウジング４３内にはポンプ５０が収納され、溶融はんだ７を吸い込んで所定の方向に送出するように動作する。ポンプ５０の回転軸にはプーリー５２が取り付けられる。ポンプ５０にはスクリュー式のポンプの他にインペラ式のポンプを使用される。

はんだ槽５１の外部の所定位置にはモーター６０が配設され、その軸部にはプーリー５３が取り付けられる。上述のポンプ５０のプーリー５２とモーター６０のプーリー５３との間には、ベルト５４が巻回され、モーター６０が所定の方向へ回転すると、ベルト５４が掛け回され、ポンプ５０が回転する。ポンプ５０は溶融はんだ７をダクト４１内に押し込むように動作する。これにより、ダクト４１は噴流ノズル１００に向けて溶融はんだ７を導くようになる。

上述のノズル接続部４０２には噴流ノズル１００が接続される。噴流ノズル１００には本発明に係る多機能付きのものが使用される。噴流ノズル１００は下方から溶融はんだ７を取り込み、上方へ溶融はんだ７を噴出する。この例で、ノズル筐体４２の上部に搬送されてくるプリント基板１に溶融はんだ７が噴流される。これらにより、噴流はんだ付け装置２００を構成する。

続いて、図６〜図８を参照して噴流はんだ付け装置２００の動作例（その１〜３）について説明する。図６〜図８に示す噴流はんだ付け装置２００は、図５に示した噴流はんだ付け装置２００からダクト４１の上部及び噴流ノズル１００の周辺を抽出した断面図である。

この動作例では、複数の開孔部を備えた一次噴流ノズルについて、プリント基板１の搬送速度を一定にし、溶融はんだ７の噴流速度や圧力等を可変して噴流幅を調整した場合（従来方式）と、本発明に係る開孔板１３＋誘導部２４＋開口可変機構９０の機能を併用して荒流部１０の表面の粗さを微調整した場合（本発明方式）とを比較しその効果を考察した。

この例で、溢流板２５の主機能は平滑流の溢流を阻止するものであるが、溢流板２５の高さαを調整することによって、荒流部１０への平滑流の誘導機能が”有り又は無し”の他に荒流部１０の表面の粗さを微調整できるようになる。この表面粗さ調整機能によれば、事前に平坦部材２３に対する溢流板２５の高さαを調整することで、荒流部１０への平滑流の誘導量を調整することができ、荒流部１０の表面の粗さを微調整できるようになる。

図６に示す噴流はんだ付け装置２００の動作例（その１）によれば、溢流板２５が最下位（α＝０）となるように誘導部２４の高さ調整機能を設定した場合である。また、荒流部１０に対して平流部２０を内側に寄せられ、噴流開口幅ＷφがＷφ＝MINとなるように開口可変機構９０を設定している状態である。本発明方式では、３つの動作例（その１〜３）で共通してポンプ５０の出力は、一定となるようにモーター６０を駆動している。従って、噴流高さｈは一定となる。上述の高さα＝０（最下位）は、平流部２０において、噴流高さｈの基準面を成す位置である。

これらの設定で、溶融はんだ７がダクト４１から噴流ノズル１００に送り込まれると、その排出口６０２で荒流部１０及び平流部２０の側に分流して噴流する状態となる。溢流板２５が最下位に固定されているので、平流部２０の側に分流した溶融はんだ７は上流側に流出する（溢流量は大、誘導量はほぼ零）。荒流部１０上では、開孔板１３から溶融はんだ７の垂直波（３３箇所）が噴流すると共に、排出口６０２から荒流部１０の側に分流した溶融はんだ７が垂直波の根元に流れる状態となる。この状態は、平流部２０から荒流部１０への平滑流の誘導量がほぼ無いに等しいために、荒流部１０上の垂直波の凸凹が多くなっている（目立つようになる）。

図７に示す噴流はんだ付け装置２００の動作例（その２）によれば、溢流板２５が中間位置となるように誘導部２４の高さαが調整されている。例えば、平流部２０の端部からα１（α１＞０）だけ突出する高さαで溢流板２５が固定されている。開口可変機構９０は、図６に示した動作例と同じＷφ＝MINである。この場合、動作例（その１）に比べて溢流板２５がα１だけ平流部２０の端部から突出しているので、平流部２０の側に分流した溶融はんだ７は図６に比べて上流側に流出する量は少なくなる（溢流量は中位、誘導量は中位）。

荒流部１０上では、排出口６０２から荒流部１０の側に分流した溶融はんだ７と、平流部２０から誘導される溶融はんだ７の一部が合流して垂直波の根元に流れる状態となる。この状態では、平流部２０から荒流部１０への平滑流の誘導量がほぼ無いに等しいために、荒流部１０上の垂直波の凸凹が少なくなってくる（目立たないようになってくる）。

図８に示す噴流はんだ付け装置２００の動作例（その３）によれば、溢流板２５が最上位となるように誘導部２４の高さαが調整されている。例えば、平流部２０の端部からα２（α２＞α１）だけ突出する高さαで溢流板２５が固定されている。開口可変機構９０は、図６及び図７に示した動作例に比べてＷφ＝MAXに設定されている場合である。

この場合、動作例（その１，２）に比べて溢流板２５が平流部２０の端部からα２突出しているので、平流部２０の側に分流した溶融はんだ７は、図６に比べて上流側に流出する量が皆無となり、荒流部１０の側に全て誘導される状態となる（溢流量は零、誘導量は最大）この状態では、荒流部１０上の垂直波の凸凹がほとんど少なくなる（ほとんど目立たなくなる）。

これに対して、複数の開孔部を備えた従来方式の一次噴流ノズルによれば、溶融はんだ７の流出が認められた。また、溶融はんだ７が過剰に浸漬した結果、基板のガス抜きホールや、スルーホールを介して部品面側へ溶融はんだが過剰に突出した状態が確認された。これに対して、本発明に係る開孔板１３＋誘導部２４＋開口可変機構９０の機能を備えた噴流ノズル１００であると、溶融はんだ７のプリント基板１への接触時、その流出が認められなかった。

このように、実施形態としての噴流はんだ付け装置２００によれば、本発明に係る多機能付きの噴流ノズル１００を備えるので、プリント基板１の被着面が噴流状の溶融はんだ７に曝される状態を維持できるばかりか、溶融はんだ７が搬送系の枠体等に伝搬して流出するといった事態を防止できるようになる。上述した例では垂直波と平滑流とが相殺して溶融はんだ７の流出を防止する。これにより、高信頼度の一次噴流ノズルを備えた噴流はんだ付け装置２００を提供できるようになる。

従って、プリント基板１の接続用のスルーホールやコンタクホール等の細孔部に良好に溶融はんだ７を被着できるようになった。これにより、プリント基板１の搬送速度を従来方式に比べて格上げ設定できるようになり、当該装置のスループットを向上できるようになった。

上述した例では、はんだ付けの対象がプリント基板である場合について説明したが、これに限られることはない。はんだ付けの対象はプリント基板（実装基板）等を搭載するパレット搬送する場合であっても同様の効果が得られる。

本発明は、プリント基板や、パレット搬送に搭載されたプリント基板等のはんだ付け面に向けて溶融はんだを噴流しはんだ付けを行う噴流はんだ付け装置に適用して極めて好適である。

７ 溶融はんだ
１０ 荒流部
１１ 荒流側基板
１２ 高さ調整板
１３ 開孔板
２０ 平流部
２１ 平流側基板
２２ シム板
２３ 平坦部材
２４ 誘導部
２５ 溢流板
２６ 表面荒さ調整機構
３０ ノズル本体部
４１ ダクト
４２ ノズル筐体
４３ ポンプハウジング
４４，４５ サイドガイド板
４６ リターンガータ
５０ ポンプ
５１ はんだ槽
５２，５３ プーリー
５４ ベルト
６１，６２ 側面板
６３，６４ 壁面板
９０ 開口可変機構
１００ 噴流ノズル
２００ 噴流はんだ付け装置
６０１ 流入口
６０２ 排出口
６０３，６０４ 逆Ｌ状部位

Claims (3)

1. 所定の形状の筐体に流入口及び排出口を有して前記流入口から流入した溶融はんだを前記排出口から基板へ噴流させるノズル本体部からなる噴流ノズルであって、
   複数の開孔部を設けた開孔板を有し、前記ノズル本体部の長手方向の一方の側に設けられて前記流入口から流入した溶融はんだの一部を前記開孔板の前記開孔部を通過させることで荒波流を形成する荒流部と、
   前記荒流部に対峙する側の前記長手方向に設けられて前記排出口から噴流したはんだで平滑流を形成する平流部と、
   噴流ノズルに対してプリント基板が進入してくる側を上流、プリント基板が退出して行く側を下流としたときに、前記平流部の下流側に設けられて前記平滑流を前記荒流部の上方へ誘導する前記平流部に設けられた誘導部と、
   前記荒流部に対する離隔距離を調整可能な前記平流部に設けられた開口可変機構とを備え、
   前記誘導部は、上下動を調整可能な高さ調整機能を有する溢流板からなり、
   前記溢流板の高さ及び前記開口可変機構の少なくとも一方を調整することによって、前記荒流部への前記平滑流の誘導量を調整するようにした噴流ノズル。
2. 前記誘導部の前記溢流板は、前記平滑流の溢流を阻止する
   請求項１に記載の噴流ノズル。
3. 溶融はんだを吸い込んで所定の方向に送出するポンプと、
   前記ポンプを収納したポンプハウジングと、
   前記ポンプハウジングに接続されて前記溶融はんだを導くダクトと、
   前記ダクトに接続されて前記溶融はんだを噴流する、請求項１または２に記載の多機能付きの一次噴流ノズルと、を備える噴流装置。

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