JP6152160B2 - 噴流式ハンダ付け装置用の圧力測定装置 - Google Patents

Description

本発明は、噴流式ハンダ付け装置用の圧力測定装置に関し、詳しくは、噴流式ハンダ付け装置で搬送されるプリント基板に加わる溶融ハンダの圧力を測定する噴流式ハンダ付け装置用の圧力測定装置に関する。

プリント基板にハンダ付けされる電気部品には表面実装タイプとリードタイプがある。リードタイプの電気部品は一般的に溶融ハンダ面を動かす噴流式ハンダ付け装置でハンダ付けされる。一般的な噴流式ハンダ付け装置では、特許文献１の図１１に示されるように、また、図７Ａに示すように、フラックス塗布工程Ｓ１、プリント基板Ｐを加熱する加熱工程Ｓ２、荒れた波でスルーホールなど細部まで溶融ハンダを侵入させる第一次噴流ハンダ工程Ｓ３、穏やかな噴流でブリッジやツララを再溶融させて不要なハンダを除去する第二次噴流ハンダ工程Ｓ４、プリント基板Ｐを冷やす冷却工程Ｓ５が、この順に行われている。

噴流式ハンダ付け装置において、ハンダの品質向上やメンテナンスなどのために、例えば、ハンダの温度や液面の高さを測定したりしているが、ハンダの圧力を測定した装置は少ない。特許文献２に溶融ハンダの流れる方向の圧力を測定する装置が開示され、特許文献３に溶融ハンダの垂直な方向への圧力を測定する装置が開示されている。

特開２０００−２２３２３号公報 特開平１０−２２７６６７号公報 特開２００３−２３２４５号公報

しかしながら、特許文献２の圧力測定装置はプリント基板方向の圧力を測定する装置ではなかった。また、特許文献３の圧力の測定はプリント基板方向の圧力を測定する装置であるが、ハンダの噴出高さを自動調整するためのものであり、プリント基板に加わる溶融ハンダの圧力を測定するものではなかった。そして、特許文献２の圧力検出部は１箇所に固定されており、プリント基板が溶融ハンダと接する工程の圧力を計測するものではなかった。

噴流式ハンダ付け装置にはブリッジやツララといった不良があり、これを低減させる改善案や提言などの検討が必要であった。また、スルーホールを規定の深さまでハンダ付けする検討が必要であった。また、融点が高くて濡れ性が悪い鉛フリーハンダに対処する検討が必要であった。また、一度設定した通りの圧力が、ノズルのつまりや溶融ハンダ量の減少や外気温度の変化で変わっていないかの検査が必要であった。

これらの検討や検査を行うには、実際にプリント基板に掛かっている圧力を知る必要があったが、従来、プリント基板に加わる溶融ハンダの圧力を測定する圧力測定装置が無かった。また、その圧力を全行程に渡って間欠的に計測する圧力測定装置が無かった。

さらに、従来測定されなかったプリント基板に加わる溶融ハンダの圧力を測定することになれば、初めての測定によって新たな改善案や提言が生まれることがある。

本発明は、プリント基板に加わる溶融ハンダの圧力を所定の範囲において測定する圧力測定装置を提供することを目的とする。これにより、ハンダ付けの品質を向上させるための種々の検討や検査を行うことができ、また、初めての測定によって新たな改善案や提言が生まれることがある。

上記目的を達成するため、本発明の噴流式ハンダ付け装置用の圧力測定装置は、噴流式ハンダ付け装置において搬送され、該噴流式ハンダ付け装置で搬送されるプリント基板に加わる溶融ハンダの圧力を所定の範囲において測定する噴流式ハンダ付け装置用の圧力測定装置であって、面状の検出端部への接触により前記圧力を検出する圧力センサ、を備えることを特徴とする。

従来、プリント基板に加わる溶融ハンダの圧力を測定する圧力測定装置が無かった。この計測は実際にプリント基板に加わる圧力を計測するものであり、しかも、搬送されているプリント基板への圧力を計測するものであるので、プリント基板が溶融ハンダと接する全工程の圧力を間欠的に計測することができる。この従来では得ることができなかった測定結果を解析することにより、ハンダ付けの品質を向上させるための種々の検討や検査を行うことができる。例えば、第１次噴流ノズルの孔の最適な大きさや形状の検討をするためにこの計測を行うことができる。また例えば、プリント基板への圧力を部分的に上昇させてブリッジの発生を低減させるためのガイドをハンダ漕の底面に設けるという発明をすれば、その検証を行うためにこの計測を行うことができる。また、ノズルのつまりや溶融ハンダ量の減少や外気温度の変化などでプリント基板への圧力が変わっていないかなどのメンテナンスや監視の検査を行うことができる。

また、本発明の噴流式ハンダ付け装置用の圧力測定装置においては、圧力を検出する圧力センサと、該圧力センサが検出した圧力データを処理するメイン回路部と、充電池からなる駆動電源と、を備えることにより、これらの部品が噴流式ハンダ付け装置で搬送されるので、搬送の抵抗や人の通行の障害となるリード線が不要となる。

図１は実施形態の噴流式ハンダ付け装置用の圧力測定装置の要部の構成を示すブロック図である。 図２は実施形態の要部の構成を示す平面図である。 図３は実施形態の底面図である。 図４は図２の上ケースを透視した平面図である。 図２のＶ１〜Ｖ４断面図である。 図２のＶＩ１〜ＶＩ６断面図である。 図７Ａは実施形態の圧力測定装置が搬送される噴流式ハンダ付け装置を示す図であり、図７Ｂは第１測定例を示す測定結果の図である。 図８Ａは第２測定例を示す噴流式ハンダ付け装置の図であり、図７Ｂは第２測定例の第２次溶融ハンダ付け動作中を示す図である。 図９Ａは第２測定例の実施形態における溶融ハンダがプリント基板から離脱するタイミングの模式図であり、図９Ｂは従来における溶融ハンダがプリント基板から離脱するタイミングの模式図である。 図１０Ａは第２測定例の実施形態における測定結果を示す図であり、図１０Ｂは従来における測定結果を示す図である。

以下、実施形態及び図面を参照にして本発明を実施するための形態を説明するが、以下に示す実施形態は、本発明をここに記載したものに限定することを意図するものではなく、本発明は特許請求の範囲に示した技術思想を逸脱することなく種々の変更を行ったものにも均しく適用し得るものである。なお、この明細書における説明のために用いられた各図面においては、各部材を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各部材毎に縮尺を異ならせて表示しており、必ずしも実際の寸法に比例して表示されているものではない。

本発明の実施形態の噴流式ハンダ付け装置Ｆ用の圧力測定装置１は量産のプリント基板と同じく噴流式ハンダ付け装置Ｆ内に搬送されてプリント基板に加わる溶融ハンダＳの圧力を測定するものである。そこで、本発明の実施形態では、以下この圧力測定装置１をフロー・ソルダー・メジャー１と称する。

まず、フロー・ソルダー・メジャー１の電気・電子回路の構成を図１を用いて説明し、機構の構成を図２〜図７を用いて説明する。図１は、フロー・ソルダー・メジャー１の要部の構成を示すブロック図である。図２は、フロー・ソルダー・メジャー１の構成を示す平面図である。図３は、フロー・ソルダー・メジャー１の底面図である。図４は、図２の上ケースを透視した平面図である。図５は、図２のＶ１〜Ｖ４断面図である。図６は、図２のＶＩ１〜ＶＩ６断面図である。図７Ａは、実施形態の圧力測定装置が搬送される噴流式ハンダ付け装置を示す図であり、図７Ｂは、第１測定例を示す測定結果の図である。
図１に示すように、フロー・ソルダー・メジャー１の電気・電子回路の主要な構成はメイン回路部２、圧力センサ３とＵＳＢ端子４からなる。

圧力センサ３は噴流式ハンダ付け装置Ｆで搬送されるプリント基板に加わる溶融ハンダＳの圧力を出力する。ＵＳＢ端子４は制御部２６を介してＵＳＢメモリ２５の圧力測定データの出力・消去を行う。
メイン回路部２は充電池２１、電圧変換部２２、圧力測定回路２３、操作部２４、ＵＳＢメモリ２５と制御部２６からなる。

充電池２１は、電圧変換部２２で適した電圧に変換されて圧力測定回路２３及び制御部２６に駆動電力を供給する。
圧力測定回路２３は圧力センサ３から出力されたアナログ信号を制御部２６で処理できるような形式のデジタル信号に変換する。

操作部２４は図２に示すようなフロー・ソルダー・メジャー１の操作に必要な２つのスイッチ２４ａと１つの第２スイッチ２４ｂとフロー・ソルダー・メジャー１の操作に必要な４つのＬＥＤ２４ｃを備えている。

ＵＳＢメモリ２５は電源が供給されなくても記憶されているデータが消去しない不揮発性のメモリであり、ＵＳＢ接続により制御部２６に接続されて圧力測定データの保存・出力・消去を行う。

制御部２６は図示せぬＣＰＵや内部メモリを備えてＬｉｎｕｘ（登録商標）のオペレーティングシステムによりコンピュータ制御するものであり、操作部２４の第１スイッチ２４ａや第２スイッチ２４ｂの操作により各部を制御する。

図２〜図６に示すように、フロー・ソルダー・メジャー１の機構の主要な構成は支持板５１、シャーシ５２、底板５３、取付具５４、仕切り板５５と上ケース５６からなる。

支持板５１はフロー・ソルダー・メジャー１を噴流式ハンダ付け装置Ｆに取り付けるための部品であり、溶融ハンダＳの流れの両岸側のフロー・ソルダー・メジャー１の底部にそれぞれ１つずつ配設される２つの矩形状部品である。支持板５１は厚さ２ｍｍのステンレス板であり、２３０℃の溶融ハンダＳと接しても溶融せず、フラックスを含む泡Ｆ２が付着してもハンダが付かないので、溶融ハンダＳと接する位置に配設される。この支持板５１の底面５１ａと後述の底板５３の底面５３ａがプリント基板Ｐのハンダ面に対応する。

シャーシ５２は厚さ２ｍｍのアルミ板を加工したものであり、溶融ハンダＳの流れ方向に対して平行な曲げ加工によって端から順に谷折り、山折り、山折り、谷折りに曲げられて中央部と平行な面を両端に有する断面がシルクハット状の形状をしている。

シャーシ５２には操作部２４を除くメイン回路部２の充電池２１、電圧変換部２２、圧力測定回路２３、ＵＳＢメモリ２５と制御部２６が取り付けられる。メイン回路部２を形成するプリント基板を取り付けるときは、プリント基板のハンダ面を逃げる孔（ここでは貫通あなを「孔」と記し、貫通していないあなを「穴」と記す。）がシャーシ５２に形成されるのではなく、プリント基板のハンダ面のハンダが当たらないようにシャーシ５２とプリント基板の間に支柱となるスペーサ（図示せず。）が挿入される。

メイン回路部２が搭載されたシャーシ５２が支持板５１の一端側に寄せて図示しないネジ（ここではボルトやナットなどのネジ類を総称して「ネジ」と記す。）で２つの支持板５１に螺着される。シャーシ５２は前述の４回の曲げで底上げ（図６の寸法Ｌ）して、メイン回路基板２を上方に持ち上げているので、溶融ハンダＳの熱でメイン回路基板２が加熱されるのを低減することができる。また、シャーシ５２にはプリント基板のハンダ面を逃げる孔が形成されずにプリント基板が保持されるので、メイン回路部２の温度上昇を低減することができる。なお、図６に示すように、シャーシ５２の曲げ加工により、支持板５１が溶融ハンダＳの流れ方向に変形し難くなる。

底板５３は、例えばガラス繊維入耐熱樹脂積層材であるデュロストーン（商品名：ロッシェリンググループ社製）などの耐熱性が高いガラス入り樹脂からなる平板状の部品であり、その両端が支持板５１の厚みと同じ深さで座繰られている。この２つの座繰りに支持板５１が入る。図４、図６に示すように、支持板５１上に螺着されたシャーシ５２とは反対側の他端側に寄せて図示せぬネジで２つの支持板５１に螺着される。なお、底板５３は樹脂に限定するものではない。また形状が板に限定するものではなく、たとえば箱型やシート状であってもよい。

図５、図６に示すように、底板５３の上方に圧力センサ３が取り付けられる取付具５４が配設される。取付具５４は厚さ６ｍｍのポリエチレンやベークライト（登録商標）などのプラスチック板である。まず、長いボルトのネジＢ１のみが取付具５４に４つそのナットで取り付けられる。そして、圧力センサ３をネジＢ１のボルトに２つのナットＮ２で挟持させる。

このように圧力センサ３を２つのナットＮ２で挟持させることにより、圧力センサ３の高さを調節することができる。また、底板５３と取付具５４の間に支柱となるスペーサＣが挿入される。スペーサＣは例えば黄銅などの金属で、一端が雄ネジで他端が雌ネジになっており、ネジＢ２で底板５３と取付具５４を連結する。ネジＢ２のボルトは皿ネジが用いられるとともに底板５３のネジ孔は皿モミになっている。これにより、ネジＢ２の頭が底板５３の底面５３ａから突出しないので、フロー・ソルダー・メジャー１が噴流式ハンダ付け装置内で搬送されるときにボルトの頭が溶融ハンダＳの抵抗になることがない。

圧力センサ３は底板５３と取付具５４を介し、支持板５１から離間して取り付けられている。このために、溶融ハンダＳによって圧力センサ３の温度上昇が低減され、圧力センサ３がその耐熱温度（本実施形態の圧力センサ３の場合５０℃〜６０℃）を越えないようになっている。

また、圧力センサ３は突出した検出アーム３ａを有しており、この検出アーム３ａに力が加わることにより上下に変化し、その変化に基づき圧力を検出することになる。検出アーム３ａの先端の孔３ｂに連結ボルト３ｃが穿通されてナットＮ１で螺着され、その連結ボルト３ｃに一端が雌ネジで他端が雄ネジの中継シャフト３ｄが螺着され、その中継シャフト３ｄに検出端部３ｅが螺着されている。検出端部３ｅの先端の断面は長方形であり、溶融ハンダＳの流れ方向に直角な方向となる幅Ｗは例えば１０ｍｍであり、溶融ハンダＳの流れ方向となる奥行Ｄは例えば５ｍｍである。

ここで検出端部３ｅの幅Ｗについて説明する。通常、一次噴流ノズルＦ４の噴出孔Ｆ４ａは溶融ハンダＳが流れる方向と直角な方向に同じピッチで複数設けられ、溶融ハンダＳが流れる方向と同じ方向にも複数列設けられる。隣接する列は孔位置がずれて設けられる一次噴流ノズルＦ４もある。たとえば、図７Ｂの噴出孔Ｆ４ａは隣接する列が３分の１ピッチずれている。このような構造のノズルもあるために、幅Ｗは溶融ハンダＳの流れ方向に直角な方向に隣接した一次噴流ノズルの孔を複数跨ぐ寸法が好ましい。本実施形態においては、幅Ｗは溶融ハンダＳの流れ方向に直角な方向に隣接した一次噴流ノズルの孔２つを跨ぐ寸法になっている。これにより、検出端部３ｅの位置が噴流ノズル孔に対してどのような位置であっても、噴流ノズルの少なくとも１つの孔に加わる範囲の圧力を検出することができる。したがって、噴出孔Ｆ４ａの隣接する列の孔位置がずれている一次噴流ノズルＦ４に対応することができる。また、溶融ハンダＳの流れと直角方向の検出端部３ｅの位置調整が不要となる。

底板５３には検出端部３ｅが穿通して溶融ハンダＳの圧力を受けることができるように角孔５３ｂが設けられている。なお、角孔５３ｂのような孔ではなく、底板５３に切欠きを設けて検出端部３ｅを通す構成も考えられるが、このような構成は溶融ハンダＳの流れが乱れ正確な圧力検出が行えないおそれがあるため好ましくない。

また、発明者の最初の試作品は検出端部３ｅの先端の面は支持板５１の底面５１ａと同一面であった。その後の検討により、溶融ハンダＳと検出端部３ｅとの接触が、底板５３により影響を受けるおそれが考えられることから、検出端部３ｅの先端の面は底板５３の底面５３ａから０．５ｍｍ突出された。検出端部３ｅの突出量は圧力センサ３を挟持するナットＮによって容易に変更することができる。

図４、図５に示すように、メイン回路部２が搭載されるシャーシ５２の領域と圧力センサ３が搭載される底板５３の領域は厚さ２ｍｍのアルミからなる仕切り板５５で仕切られている。仕切り板５５の下方の両端はシャーシ５２側に曲がって延在し、図示せぬネジでシャーシ５２の側壁に螺着される。また、仕切り板５５の下端は底板５３に曲げられてＬ字型となっており、底板５３上に図示せぬネジで固定されている。仕切り板５５にはメイン回路部２と圧力センサ３を接続するコードが通る円形の通し孔５５ａが設けられている。

この仕切り板５５によって、メイン回路部２の領域と圧力センサ３の領域の空気の移動が減少するので、より高温となった圧力センサ３の領域の空気によってメイン回路部２の領域の温度が上昇するのが低減される。また、仕切り板５５のＬ字型によって、溶融ハンダＳの流れ方向と直角な方向のフロー・ソルダー・メジャー１の変形が低減される。

図４〜図６に示すように、上ケース５６は、上ケース５６の平面と２つの側面を形成する天板５６ａと、上ケース５６の前面を形成する前板５６ｂと、上ケース５６の背面を形成する後板５６ｃの３部品からなる。前板５６ｂと後板５６ｃはそれぞれ組立用のフランジにて天板５６ａに図示せぬネジで螺着される。

図３、図５、図６に示すように上ケース５６にはメイン回路部２の操作部２４とＵＳＢ端子４が取り付けられる。操作部２４はメイン回路部２の他の部品と同様に図示せぬスペーサを使用して図示せぬネジで螺着される。操作部２４の複数のスイッチ２４ａ、２４ｂが操作可能となるように、また複数のＬＥＤ２４ｃが目視可能となるように取り付けられている。ＵＳＢ端子４はフロー・ソルダー・メジャー１の外からＵＳＢ接続できるように図示せぬナットで取り付けられている。

そして、上ケース５６の側面がシャーシ５２に図示せぬネジで螺着される。耐熱性が低い圧力センサ３とメイン回路部２が上ケース５６によって覆われているので、フロー・ソルダー・メジャー１が噴流式ハンダ付け装置Ｆの中で搬送されるときに圧力センサ３やメイン回路部２の温度が上昇するのを抑制することができる。

図２、図６に示すように、組み立てられたフロー・ソルダー・メジャー１はシャーシ５２や底板５３からはみ出た支持板５１の部分である支持部５７が形成されている。この支持部５７は溶融ハンダＳの流れる方向すなわちフロー・ソルダー・メジャー１の搬送方向に延在しており、厚みが２ｍｍで幅が５ｍｍとなっている。フロー・ソルダー・メジャー１は支持部５７を用いて噴流式ハンダ付け装置Ｆのプリント基板Ｐの取付部（図示せず。）に保持される。なお、支持部５２の寸法については、上記の寸法に限定するものではない。一方、プリント基板Ｐの標準的な厚みは１．６ｍｍであり、フロー・ソルダー・メジャー１の支持部５７の厚みは、若干厚く２．０ｍｍとなっている。このように支持部５７の厚みをプリント基板Ｐよりも厚くしておくことにより、噴流式ハンダ付け装置Ｆの取付部において、フロー・ソルダー・メジャー１がしっかりと挟持されることになる。このため、搬送中にフロー・ソルダー・メジャー１がブレ難くなる。

そして、フロー・ソルダー・メジャー１は、量産のプリント基板Ｐと同じく、噴流式ハンダ付け装置Ｆの全工程を搬送される。例えばその全工程は図７Ａに示すように、プリント基板Ｐが搬送される順にフラックス塗布機Ｆ１を有してフラックスを含む泡Ｆ２を生成しこれをプリント基板Ｐのパターン側の面に付着させるフラックス塗布工程Ｓ１、加熱機Ｆ３を有してプリント基板Ｐあるいはフロー・ソルダー・メジャー１を適切な温度まで上昇させる加熱工程Ｓ２、第一次噴流ノズルＦ４を有して荒れた波でスルーホールなど細部まで溶融ハンダＳを侵入させる第一次噴流ハンダ工程Ｓ３、第二次噴流ノズルＦ５を有して穏やかな噴流でブリッジやツララを再溶融させて不要なハンダを除去する第二次噴流ハンダ工程Ｓ４、ファンＦ６を有してプリント基板Ｐあるいはフロー・ソルダー・メジャー１の温度を下げる冷却工程Ｓ５である。尚、フロー・ソルダー・メジャー１の搬送は噴流式ハンダ付け装置Ｆの一部の工程、たとえば、第一次噴流ハンダ工程Ｓ３と第二次噴流ハンダ工程Ｓ４のいずれか一方のみあるいはその両方のみでもよい。

フロー・ソルダー・メジャー１が第一次噴流ハンダ工程Ｓ３あるいは第二次噴流ハンダ工程Ｓ４を搬送されると、量産のプリント基板と同様に溶融ハンダＳがフロー・ソルダー・メジャー１の支持板５１と検出端部３ｅを押圧する。この圧力は搬送位置によって変化する。検出端部３ｅは中継シャフト３ｄ、連結ボルト３ｃを介して圧力センサ３の検出アーム３ａに直結されているので、押圧された検出端部３ｅの力がそのまま圧力センサ３の検出アーム３ａに掛かり、圧力センサ３はこの力に応じた電流を出力する。

圧力センサ３からのこの出力は圧力測定回路２３によって、制御部２６が処理できる信号に変換され制御部２６に送られる。そして、制御部２６はこの信号を計測データとしてＵＳＢメモリ２５に記憶させる。この処理は搬送中、０．１秒以下の周期で行われる。搬送が終了すると、フロー・ソルダー・メジャー１のＵＳＢ端子４を介して、あるいは直接ＵＳＢメモリ２５から測定データが取り出される。そしてこの測定データは種々の検討や検査に使用される。

本実施形態のフロー・ソルダー・メジャー１の駆動電源は内蔵の充電池２１であり、測定データの保存先は内蔵のＵＳＢメモリ２５である。したがって、噴流式ハンダ付け装置Ｆで搬送されるフロー・ソルダー・メジャー１に外部と接続されるコードが無い。この外部接続コードがあれば搬送の抵抗となったり、人の通行の妨げになったりするが、本実施形態のフロー・ソルダー・メジャー１ではこのようなことが無い。

圧力センサ３は温度に応じて出力値が、例えば温度補償が±２％／１度というように変化する。圧力センサ３の温度変化がフロー・ソルダー・メジャー１の検出値として許容できないのであれば、フロー・ソルダー・メジャー１に温度センサを設けて、圧力センサ３の検出値を温度補正すればよい。

また、上述のフロー・ソルダー・メジャー１は１つの圧力センサ３を備えていたが、本発明は１つに限定するものではなく、流れと直角方向に複数の圧力センサ３を設けてもよい。

また、上述のフロー・ソルダー・メジャー１はＵＳＢメモリ２５に測定データを保存させたが、本発明は測定データの保存をＵＳＢメモリ２５に限定するものではなく、たとえば無線の障害がなければ測定データを無線で外部の記憶媒体に送信させてもよい。

また、上述のフロー・ソルダー・メジャー１は、メイン回路基板２、圧力センサ３と、駆動電源である充電池２１と、メイン回路基板２が取り付けられるシャーシ５２と、圧力センサ３が取り付けられる底板５３と、メイン回路基板２と圧力センサ３を覆う上ケース５６と、を備える構成となっていたが、このような構成に限定するものではない。噴流式ハンダ付け装置Ｆの噴流ハンダ工程（第一次噴流ハンダ工程Ｓ３と第二次噴流ハンダ工程Ｓ４）において搬送されて用いられ、プリント基板に加わる溶融ハンダの圧力を測定することができるものであれば、他の構成からなるフロー・ソルダー・メジャーでも構わない。
［第１測定例］

本実施形態のフロー・ソルダー・メジャー１の第１測定例を、図７Ｂを用いて説明する。第一次噴流ハンダ工程Ｓ３の一次噴流ノズルＦ４には縦横にそれぞれ同じピッチで噴出孔Ｆ４ａが形成されている。第一次噴流ハンダ工程Ｓ３のプリント基板に加わる溶融ハンダＳの圧力がフロー・ソルダー・メジャー１で測定されたら、図７Ｂのように、プリント基板の搬送方向、すなわち溶融ハンダＳの下流側の噴出孔Ｆ４ａに対応する位置の圧力の測定値（実線）が目標値（破線）よりも低い値を示したとする。この計測の目的が新作の一次噴流ノズルＦ４の検討であれば下流側の噴出孔Ｆ４ａの直径など、その対策を絞ることができる。また、この計測の目的が検査であり、目標値が正常時の計測値であれば、噴出孔Ｆ４ａの目詰まりなど、その対策を絞ることができる。また、この計測が測定値と比較する目標値が無い場合であっても、上流側の噴出孔Ｆ４ａに対応する圧力と比較して下流側の圧力が低いことが解るので、何らかの対策が必要と感じることができる。
［第２測定例］

第２測定例は第二次噴流ハンダ工程Ｓ４Ｂの改善案の検討・確認を目的とした圧力の測定例である。これを図８〜図１０を用いて説明する。図８Ａ、図８Ｂに示すように、第２測定例の改善案は溶融はんだＳの流れをプリント基板Ｐ側に向けるガイド棒Ｆ７を溶融はんだＳの流れ方向と直角方向に延在してガイド板Ｆ８に設けることである。

図８Ａに示すように、従来の第二次噴流ハンダ工程Ｓ４にガイド棒Ｆ７を追加することによって、プリント基板Ｐが第二次噴流ハンダ工程Ｓ４Ｂに差し掛かっていない場合、第二次噴流ノズルＦ５からガイド板Ｆ８上を流れ出る溶融ハンダＳはガイド棒Ｆ７を乗り越えて流れる。これにより、溶融ハンダＳはガイド棒Ｆ７の上方でうねって突出する（突出部Ｕ）。また、図８Ｂに示すようにプリント基板Ｐがガイド棒Ｆ７の上を搬送されると、溶融ハンダＳの進路がガイド棒Ｆ７によってプリント基板Ｐの方向に向けられるので、プリント基板Ｐは溶融ハンダＳによって上方向に圧力を受ける。

ここで、ガイド棒Ｆ７による効果をイメージし易くするために図９を用いて説明する。図９は、溶融ハンダＳがプリント基板Ｐから離脱するタイミングを従来と比較した模試図である。具体的には、図９Ａは本実施形態におけるタイミングを示した模式図であり、図８Ｂは従来のタイミングを示した模式図である。

図９Ｂに示すガイド板Ｆ８にガイド棒Ｆ７が設置されていない従来の場合、プリント基板Ｐから溶融ハンダＳが離脱する時間はプリント基板Ｐ内で異なり、現実には理想とする落下位置で横一線に落下していくことはない。したがって、溶融ハンダＳがプリント基板Ｐから離脱する落下位置Ｌには大きなばらつきが発生していた。

一方、図９Ａに示す第２測定例では、従来のばらつきの領域Ｔ´に対応する位置に、ガイド棒Ｆ７による溶融ハンダＳのうねりの突出部Ｕができるよう、ガイド棒Ｆ７の位置がガイド板Ｆ８上で調整され配置されている。これにより、従来、プリント基板Ｐから上流側で早々に離脱してしまっていた溶融ハンダＳは、このうねりの突出部Ｕによって突出部Ｕを過ぎるまで離脱が遅延することになり、下流側で遅延して離脱していた他の溶融ハンダＳと共に一斉にプリント基板Ｐから離脱することになる。つまり、図９Ｂに示すように従来落下位置Ｌが領域Ｔ´のように大きくばらついていたが、ガイド棒Ｆ７を配置したことによって、図９Ａに示すように、落下位置Ｌが領域Ｔのようにガイド棒Ｆ７の下流側に横一線に揃うことになる。

このようにして溶融ハンダＳがプリント基板Ｐに接触する時間のばらつきが無くなるので、第二次噴流ハンダ工程Ｓ４Ｂにおいて、第一次噴流ハンダ工程Ｓ３でプリント基板Ｐに付着したハンダの昇温が均一となり、ハンダ付け品質が均一になるという作用効果がある。また、不十分な昇温によって生じるブリッジやツララを無くすことができる。

本実施形態のフロー・ソルダー・メジャー１で第二次噴流ハンダ工程Ｓ４Ｂのプリント基板に加わる溶融ハンダＳの圧力を測定したのが図１０Ａのグラフである。このグラフと比較するためにガイド棒Ｆ７が無い従来の第二次噴流ハンダ工程Ｓ４の圧力のグラフが図１０Ｂである。なお、図１０は、実際に圧力を測定した結果を基にして、わかり易く示したイメージ図として示したものである。ここで、図１０Ａの丸で囲んだ領域Ｇがガイド棒Ｆ７によって変化した圧力である。図９Ｂの従来の構成においては、プリント基板Ｐが受ける圧力は徐々に低下していくだけであるが、ガイド棒Ｆ７を設置することにより、溶融ハンダＳがプリント基板Ｐから離脱していく直前にプリント基板Ｐに対して上方向の圧力を加えていることが本実施形態のフロー・ソルダー・メジャー１を使用することによって解る。

なお、図１０Ａ、図１０Ｂの左側に示されているピークは、第一次噴流ハンダ工程Ｓ３における第一次噴流ノズルＦ４から噴流した溶融ハンダＳによってプリント基板Ｐが受ける圧力である。図１０Ａ、図１０Ｂの右側に示されているピークは、第二次噴流ハンダ工程Ｓ４Ｂにおける第二次噴流ノズルＦ５から噴流した溶融ハンダＳによってプリント基板Ｐが受ける圧力である。

図から解るように、第一次噴流ハンダ工程Ｓ３の方が、第二次噴流ハンダ工程Ｓ４Ｂよりも、短期間に強い圧力をプリント基板Ｐに与えている。このようにして、本来の圧力測定の目的以外のことも解る。また、第一次噴流ハンダ工程Ｓ３をみれば、この噴流式ハンダ付け装置は三列の噴出孔があり、最下流の噴出孔の圧力が極端に低くなっていることが解る。したがって、現状この噴流式ハンダ付け装置の最下流の噴出孔はあまり機能していないことが解るので、この測定結果を基にしてこの噴流式ハンダ付け装置の能力改善を図ることができる。

上述のように、本発明の噴流式ハンダ付け装置の圧力測定装置は、従来では得ることができなかったプリント基板に加わる溶融ハンダの圧力を測定することができる。これにより、ハンダ付けの品質を向上させるための種々の検討や検査を行うことができ、また、初めての測定によって新たな改善案や提言が生まれることがある。

１：圧力測定装置（フロー・ソルダー・メジャー１）
２：メイン回路部
２１：充電池
２２：電圧変換部
２３：圧力測定回路
２４：操作部
２５：ＵＳＢメモリ
２６：制御部
３：圧力センサ
３ｅ：検出端部
４：ＵＳＢ端子
５１：支持板
５１ａ：底面
５２：シャーシ
５３：底板
５３ａ：底板の底面
５５：仕切り板
５６：上ケース
Ｆ：噴流式ハンダ付け装置
Ｓ３：第一次噴流はんだ工程
Ｓ４：第二次噴流はんだ工程
Ｓ:溶融はんだ

Claims (2)

1. 噴流式ハンダ付け装置において搬送され、該噴流式ハンダ付け装置で搬送されるプリント基板に加わる溶融ハンダの圧力を所定の範囲において測定する噴流式ハンダ付け装置用の圧力測定装置であって、
   面状の検出端部への接触により前記圧力を検出する圧力センサ、
   を備えることを特徴とする噴流式ハンダ付け装置用の圧力測定装置。
2. 前記圧力センサが検出した圧力データを処理するメイン回路部と、
   充電池からなる駆動電源と、
   前記圧力センサの面状の前記検出端部が突出する孔が形成され、前記溶融ハンダと接する底板と、を備え、
   前記圧力センサと、前記メイン回路部と、前記駆動電源は、前記底板よりも高い位置に取り付けられていることを特徴とする請求項１に記載の噴流式ハンダ付け装置用の圧力測定装置。
   

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