JP6226028B1 - 噴流はんだ槽及び噴流はんだ付け装置 - Google Patents

Abstract

【課題】噴流はんだ槽の一次噴流ノズル内に堆積するはんだの酸化物を効率よく排出する。【解決手段】噴流はんだ槽は、第１の噴流ノズル３０と、基板５の搬送方向に対して第１の噴流ノズル３０の下流側に配置される第２の噴流ノズルとを備える。第１の噴流ノズル３０は、ノズル本体部３０Ａと、複数の噴流孔３２ｂを有するはんだ流形成板３２と、ノズル本体部３０Ａの上端に、はんだ流形成板３２を支持する支持機構３２Ａとを備える。支持機構３２Ａは、ノズル本体部３０Ａの噴流口３１を開閉する方向へ移動可能に、はんだ流形成板３２を支持する。【選択図】図４

Description

本発明は、表面実装部品等を基板上にはんだ付け処理する噴流はんだ槽及び当該噴流はんだ槽を備えた噴流はんだ付け装置に関する。

一般に、基板に対するはんだ付けは、噴流式のはんだ付け装置が使用される。この噴流はんだ付け装置には、プリヒータ、噴流はんだ槽、冷却機等のはんだ付け処理装置が設置されており、これら処理装置の中で最もはんだ付け性に影響を与えるのが噴流はんだ槽である。噴流はんだ槽には、ポンプにより圧送された溶融はんだを上方へ噴流させる、一次噴流ノズルと二次噴流ノズルとが基板の搬送方向に沿って並設される。また、フラックスを基板に塗布するためのフラクサをプリヒータの前段に配するはんだ付け装置も提供されている。

特許文献１に見られるように、噴出口を複数列にわたって有するはんだ流形成板を一次噴流ノズルの上部に備えたはんだ付け装置が知られている。一次噴流ノズルから噴流する溶融はんだは、噴流速度が速く、基板のスルーホール等のように溶融はんだの侵入しにくい箇所に侵入することができる。

二次噴流ノズルは、噴流口が一次噴流ノズルよりも広く、多数の孔が穿設された整流板をノズル内部に有するため、穏やかで均一な流れの波を作る。二次噴流ノズルの穏やかな波は、一次噴流ノズルの速く荒れた波によって発生したはんだつららやブリッジ等といったはんだ付け不良を修正する。

溶融はんだを基板に均一に接触させるため、一次噴流ノズル及び二次噴流ノズルは、安定した高さの溶融はんだを噴流する必要がある。しかし、噴流はんだ付け装置の稼働時間が経過するにつれて、はんだの酸化物（ドロス）が発生し、ドロスが噴流ノズル内で堆積すると、一次噴流ノズルのはんだ流形成板の噴流孔や二次噴流ノズルの整流板の孔を通ろうとするはんだの流れを妨げてしまい、溶融はんだを安定した高さで供給できなくなる。

二次噴流ノズルの整流板に付着したはんだの酸化物を除去するために、特許文献２には、整流板の一端をノズル壁面に回動自在に取り付けた噴流式自動半田付装置が開示されており、特許文献３には、整流板の下部に整流板を擦る摺動部材を設置した噴流はんだ槽が開示されている。

特許第３５４７３７７号公報 特許第２７２２５１４号公報 特許第３４４１５２７号公報

しかしながら、上述した特許文献１〜３は、いずれも一次噴流ノズルに堆積する酸化物について考慮しておらず、一次噴流ノズル内に堆積した酸化物を取り除くため、はんだ流形成板をノズル本体部から取り外して排出する必要があった。

そこで、本発明はこのような課題を解決したものであって、噴流はんだ槽の一次噴流ノズル内に堆積するはんだの酸化物を効率よく排出することを目的とする。

上述の課題を解決するために採った本発明の技術手段は、次の通りである。
（１）溶融はんだを噴流して基板に接触させることではんだ付けを行なう噴流はんだ槽であって、噴流はんだ槽は、第１の噴流ノズルと、基板の搬送方向に対して第１の噴流ノズルの下流側に配置される第２の噴流ノズルとを備え、第１の噴流ノズルは、ノズル本体部と、複数の噴流孔を有するはんだ流形成板と、ノズル本体部の上端に、はんだ流形成板を支持する支持機構とを備え、支持機構は、はんだ流形成板をノズル本体部に回動可能に支持する回動軸と、はんだ流形成板を、回動軸を支点に、ノズル本体部の噴流口を開閉する方向へ回動させる回動腕部とを備える。

（２）回動腕部は、ノズル本体部から外側に延在する前記（１）に記載の噴流はんだ槽。

（３）回動軸は、ノズル本体部の上端で且つ、基板の搬送方向に対して上流側に取り付けられる前記（１）または（２）に記載の噴流はんだ槽。

（４）ノズル本体部は、はんだ流形成板が噴流口を閉じた状態で、噴流口に対するはんだ流形成板の回動を規制する規制部を有する前記（１）〜（３）のいずれかに記載の噴流はんだ槽。

（５）噴流はんだ付け装置は、基板を予備加熱するプリヒータと、前記（１）〜（４）のいずれかに記載の噴流はんだ槽と、噴流はんだ槽ではんだ付けされた基板を冷却する冷却機と、プリヒータ、噴流はんだ槽及び冷却機の動作を制御する制御部とを備える。

（６）噴流はんだ付け装置は、基板にフラックスを塗布するフラクサと、フラックスを塗布された基板を予備加熱するプリヒータと、前記（１）〜（４）のいずれかに記載の噴流はんだ槽と、噴流はんだ槽ではんだ付けされた基板を冷却する冷却機と、フラクサ、プリヒータ、噴流はんだ槽及び冷却機の動作を制御する制御部とを備える。

（７）制御部は、噴流はんだ槽のはんだ流形成板を所定の時間毎に移動させる前記（５）または（６）に記載の噴流はんだ付け装置。

本発明に係る噴流はんだ槽によれば、支持機構によって、はんだ流形成板はノズル本体部に支持された状態で、噴流口を開閉することができるため、第１の噴流ノズル内に発生して液面に堆積するはんだの酸化物を、ノズル本体部からはんだ流形成板を取り外すことなく、第１の噴流ノズル内から排出できる。はんだの酸化物を排出しやすくなるため、溶融はんだの噴流高さが安定し、基板に溶融はんだを均一に塗布することができる。

本発明に係る噴流はんだ付け装置１の構成例を示す概略平面図である。 本発明に係る噴流はんだ槽２０の構成例を示す概略断面図である。 一次噴流ノズル３０及び二次噴流ノズル４０の構成例を示す斜視図である。 一次噴流ノズル３０の構成例を示す図３のＡ−Ａ断面図である。 噴流はんだ付け装置１の制御系を示すブロック図である。 一次噴流ノズル３０の変形例として、一次噴流ノズル５０を示す断面図である。 はんだ流形成板３２の構成例を示す図３のＢ−Ｂ断面図である。 （Ａ）〜（Ｃ）は、はんだ流形成板３２の変形例として、はんだ流形成板３０１Ａ、３０２Ａ、３０３Ａの構成例を示す断面図である。 回動軸３２Ｂと把持部３２ｄの変形例として、回動軸５２Ｂと把持部５２ｄの構成例を示す斜視図である。 （Ａ）及び（Ｂ）は、一次噴流ノズル３０の変形例として、一次噴流ノズル３００Ａ、３００Ｂの構成例を示す断面図である。 一次噴流ノズル３０の変形例として、一次噴流ノズル３００Ｃの構成例を示す断面図である。

以下、図面を参照しながら、本発明に係る実施の形態としての噴流はんだ付け装置の実施の形態について説明する。なお、以下で上流側とは、図中の白抜き矢印で示す基板５を噴流はんだ付け装置に搬入する側を表し、下流側とは、基板５を噴流はんだ付け装置から搬出する側を表す。なお、本例においては、フラクサ、プリヒータ部、噴流はんだ槽、冷却機からなるはんだ付け処理装置に係る実施の形態を用いて説明するが、本例に限定されないことはいうまでもない。さらに、基板の搬送は、所定の角度、例えば５度程度の傾斜する仰角をもって行われる場合を例示とする。

［噴流はんだ付け装置１の全体構成例］
図１に示す噴流はんだ付け装置１は、例えば、パワーデバイス等の表面実装部品を載置した基板５を、溶融したはんだを噴流させてはんだ付け処理する装置であって、本体部１０と、基板５を図中の白抜き矢印方向に搬送する搬送レール１３とを備える。本体部１０は、筐体であり、その側方に基板５を搬入する搬入口１１と、基板５を搬出する搬出口１２とを有する。前記搬入口１１側が、上述したように上流側となる。

本体部１０はその内部に、基板５にフラックスを塗布するフラクサ１５と、フラックスを塗布された基板５を予備加熱するプリヒータ部１６と、溶融したはんだを噴流して基板５に接触させる噴流はんだ槽２０と、はんだ付けされた基板５を冷却する冷却機１７とを、搬送レール１３に沿って上流側からこの順で備える。搬送レール１３は、基板５を搬出口１２から排出すると、噴流はんだ付け装置１によるはんだ付け処理が完了となる。さらに、噴流はんだ付け装置１は、各部の動作を制御する図５に示す制御部７０を備える。

フラクサ１５は、搬送された基板５にフラックスを塗布する。フラックスには溶剤と活性剤等が使用される。フラクサ１５は、複数の塗布装置を設けてもよい。その場合、鉛含有のはんだ用と鉛フリーはんだ用とで使い分けることや、基板５の品種によって使い分けること及びフラックスの種類によって使い分けることができる。

プリヒータ部１６は、基板５を加熱することで、基板５を均一に所定の温度まで上昇させる。このように基板５を加熱すると、基板５の所定の箇所にはんだが付着されやすくなる。プリヒータ部１６は、例えば、ハロゲンヒータが用いられる。ハロゲンヒータは、基板５を設定した温度まで急速に加熱させることができる。また。ヒータによって加熱された気体（熱風）をファンによって基板５に吹き付けて、基板５を加熱することもできる。

噴流はんだ槽２０は、図示しないポンプによって圧送された溶融はんだＳを基板５に噴流させ、基板５の所定の箇所にはんだを形成する。噴流はんだ槽２０は、図示しないヒータで２５０℃程度の温度に溶融はんだを加熱する。噴流はんだ槽２０の構成については、後で詳述する。

冷却機１７は、図示しない冷却ファンを有する。冷却機１７は、噴流はんだ槽２０ではんだ付け処理された基板５を冷却する。なお、本例では冷却ファンはＯＮやＯＦＦだけの制御であるが、冷却時間は製品に合わせて、作業者が任意に設定してもよい。また、基板５が所定の温度となるまで冷却するようにチラー等の手段を用いて温度管理するようにしてもよい。この場合でも、冷却温度を作業者が任意に設定できる。

［噴流はんだ槽２０の構成例］
図２に示すように、噴流はんだ槽２０は、溶融はんだＳを収容する筐体のはんだ槽本体２１と、はんだ槽本体２１の上方に設けられた第１の噴流ノズルとしての一次噴流ノズル３０と、一次噴流ノズル３０の下流側に配置される第２の噴流ノズルとしての二次噴流ノズル４０とを備える。はんだ槽本体２１は、図示しないヒータで加熱してはんだを溶融させた溶融はんだＳを、所定の深さにわたり収容する。一次噴流ノズル３０と二次噴流ノズル４０との下部にはそれぞれ、図示しないダクトを介して噴流ポンプが設置される。噴流はんだ槽２０内には、噴流はんだ槽２０に堆積したはんだの酸化物（ドロス）を回収する、図示しない公知のドロス回収器を設けてもよい。

一次噴流ノズル３０は、上下が開口したノズル本体部３０Ａと、ノズル本体部３０Ａの上端の開口である噴流口３１から溶融はんだＳを噴流するためのはんだ流形成板３２と、はんだ流形成板３２をノズル本体部３０Ａに支持する支持機構３２Ａとを備える。二次噴流ノズル４０には、既存の二次噴流ノズルが使用される。二次噴流ノズル４０は、一次噴流ノズル３０よりも広く開いた噴流口４１と、ノズル内部に多数の孔が穿設された整流板４５を有する。

［一次噴流ノズル３０の構成例］
ここで、図２〜図５を参照し、一次噴流ノズル３０の構成例及び動作例をより詳しく説明する。

図２に示すように、一次噴流ノズル３０のノズル本体部３０Ａは、はんだ槽本体２１の内部に取り付けられている。ノズル本体部３０Ａは、底面が矩形状の空洞部３４を有する。本例の場合、ノズル本体部３０Ａの上端の噴流口３１は、溶融はんだＳの液面から上方に突出している。一次噴流ノズル３０は、図示しない噴流ポンプで溶融はんだＳを底部３５からノズル本体部３０Ａ内に入らせて図中の矢印方向に上昇させ、噴流口３１側から噴流させる。前記噴流口３１は、突出することなく、平板上であっても良いし、他の従来用いられている形状であっても良い。

本実施の形態において、図４に示すように、ノズル本体部３０Ａは、底部３５から鉛直上方向に伸びた矩形状の鉛直部３０ａと、鉛直部３０ａから所定の高さ位置において折曲して延在し、溶融はんだＳが上昇するほど、その流路が狭くなる折曲部３０ｂと、折曲部３０ｂから鉛直上方向に延在する噴流部３０ｃとを有する。鉛直部３０ａの上流側の壁と下流側の壁との幅Ｌａは、例えば、７６ｍｍに設定される。折曲部３０ｂ上端の上流側の壁と下流側の壁との幅Ｌｂは、例えば、６０ｍｍに設定される。噴流部３０ｃ上端の上流側の壁と下流側の壁との幅Ｌｃは、例えば、５０ｍｍに設定される。

はんだ流形成板３２は、溶融はんだＳを、噴流口３１から勢い良く且つ所望の高さに安定して噴流させる。はんだ流形成板３２は、ノズル本体部３０Ａの上端に、噴流口３１を開閉する方向に移動可能に取り付けられる。本実施の形態では、はんだ流形成板３２は、噴流部３０ｃの上流側の上流端３０ｄに、回動することで噴流口３１を開閉可能に取り付けられる。

支持機構３２Ａは、はんだ流形成板３２が噴流口３１を開けた状態で、はんだ流形成板３２をノズル本体部３０Ａに支持する。本実施の形態では、はんだ流形成板３２をノズル本体部３０Ａの上端に支持する支持機構３２Ａとして、はんだ流形成板３２をノズル本体部３０Ａに回動可能に支持する軸となる回動軸３２Ｂと、ノズル本体部３０Ａから外側に向かって延在する回動腕部３２Ｃとを有する。

はんだ流形成板３２が噴流口３１を閉じた状態で、はんだ流形成板３２の噴流口３１に対する上方への回動を規制するために、ノズル本体部３０Ａの上流端３０ｄに向かい合う一端は、噴流口３１側に折曲した規制部３０ｅを有する。本実施の形態では、規制部３０ｅは、噴流部３０ｃ上端の下流側の一端に設けられる。

図３に示すように、はんだ流形成板３２は、噴流口３１と略同形状の平板に複数の噴流孔３２ｂが設けられている。噴流孔３２ｂは、はんだ流形成板３２から上方に突出した円筒状をしていて、はんだ流形成板３２に千鳥状に配置されている。

図４に示すように、回動軸３２Ｂは、はんだ流形成板３２の一端に設けられる。本実施の形態では、回動軸３２Ｂは、図中の白抜き矢印に示す基板５の搬送方向に対して、直交して延びる軸として、はんだ流形成板３２の上流側の上流端３２ｆに設けられ、噴流部３０ｃの壁の上端である上流端３０ｄに取り付けられる。

本実施の形態では、回動腕部３２Ｃは、回動軸３２Ｂから、はんだ流形成板３２に対して平行逆側に延在する。回動腕部３２Ｃは、回動軸３２Ｂに対してはんだ流形成板３２の反対側の端部に設けられた把持部３２ｄと、把持部３２ｄ近傍の凹部３２ｅとを有する。把持部３２ｄを作業者が持ち、回動軸３２Ｂを支点として回動腕部３２Ｃを回動させると、はんだ流形成板３２が回動腕部３２Ｃと一体となって回動し、噴流口３１を開閉できる。本実施の形態では、一次噴流ノズル３０が規制部３０ｅを有しているため、はんだ流形成板３２の噴流口３１より上方向へ開く回動が規制される。

図３に示すように、上流端３０ｄ側の折曲部３０ｂの外壁には、はんだ流形成板３２が所定の位置で噴流口３１を閉じた状態に保持する保持部３６が設けられる。保持部３６は、凸部３６ａを有する平板部３６Ａと、図４において平板部３６Ａを図示しない公知の手段で上下方向に移動可能にするとともに平板部３６Ａの取付位置をネジ３６ｂ及びネジ３６ｃにより保持する支持部３６Ｂと、支持部３６Ｂを図示しないネジ等で取り付けて支える取付台３６Ｃとを備える。取付台３６Ｃは、折曲部３０ｂに図示しないネジ等で取り付けられる。凸部３６ａと凹部３２ｅの係合によって、はんだ流形成板３２の位置は保持されて、噴流口３１をはんだ流形成板３２で閉じた状態とすることができる。また、支持部３６Ｂに対する平板部３６Ａの取付位置を調整することで、凸部３６ａと凹部３２ｅの係合によるはんだ流形成板３２の保持状態を調整することができる。

図４に示すように、凹部３２ｅには、平板部３６Ａの凸部３６ａが入り込み、凸部３６ａと凹部３２ｅの係合によって、はんだ流形成板３２は、噴流口３１を閉じる。凸部３６ａが凹部３２ｅに入ると、はんだ流形成板３２は噴流口３１と平行となる。また、このとき、搬送レール１３と、はんだ流形成板３２も平行となる。凸部３６ａが凹部３２ｅに入ることで、はんだ流形成板３２がノズル本体部３０Ａ内に入ろうとする回動が規制され、規制部３０ｅは、はんだ流形成板３２の噴流口３１から上方向に開こうとする回動を規制する。凸部３６ａが凹部３２ｅから外れると、はんだ流形成板３２が回動して噴流口３１を開閉できるようになる。

回動腕部３２Ｃに凹部３２ｅを設けて凹部３２ｅに保持部３６の凸部３６ａが入る構成としたことに加え、ノズル本体部３０Ａに規制部３０ｅを設けたことにより、はんだ流形成板３２が噴流口３１を閉じた状態で固定されるため、安定した噴流高さで溶融はんだＳを噴流することができる。

続いて、図５を参照して、噴流はんだ付け装置１の制御系の構成例について説明する。制御部７０は、搬送レール１３、フラクサ１５、プリヒータ部１６、噴流はんだ槽２０、冷却機１７、操作部７１及びメモリ部７２と接続する。操作部７１は、液晶表示パネルやテンキー等が使用される。作業者が操作部７１を操作することで、制御部７０は、搬送レール１３の搬送速度や基板５を搬送するタイミング、フラクサ１５が有するフラックスの温度、フラックスの塗布量、プリヒータ部１６の温度、噴流はんだ槽２０の溶融はんだＳの温度や溶融はんだＳの噴流速度、冷却機１７が有する図示しない冷却ファンのＯＮやＯＦＦ、等を制御する。メモリ部７２は、操作部７１で入力された情報や、制御部７０の指示、噴流はんだ付け装置１の稼働時間等を記憶する。

［噴流はんだ付け装置１の動作例］
次に、噴流はんだ付け装置１の動作例について説明する。作業者が図示しない操作部７１によって各種設定を行って、制御部７０によって各部が動作していることを前提とする。

図１に示すように、作業者が基板５を搬送レール１３上に載せると、搬送レール１３が図中の白抜き矢印の方向に基板５を搬送し、基板５が、搬入口１１から本体部１０内に搬入される。基板５がフラクサ１５上に到達すると、フラクサ１５が、基板５の所定の箇所にフラックスを塗布する。

搬送レール１３は、フラクサ１５でフラックスが塗布された基板５をプリヒータ部１６に搬送する。プリヒータ部１６は、基板５を所定の温度まで加熱する。

搬送レール１３は、プリヒータ部１６で所定の温度まで加熱された基板５を噴流はんだ槽２０に搬送する。噴流はんだ槽２０が、基板５の所定の箇所にはんだ付けを行う。図示しない噴流ポンプが駆動して、溶融はんだＳが一次噴流ノズル３０や二次噴流ノズル４０から噴流する。

基板５にはんだ付けする際、安定したはんだ流を得るために、一次噴流ノズル３０のはんだ流形成板３２は、図４の実線で示すように、噴流口３１を閉じた状態で固定されていることが好ましい。すなわち、凸部３６ａが凹部３２ｅの中に入るとともに、規制部３０ｅがはんだ流形成板３２の下流端３２ｇと接触した状態であることが好ましい。

一次噴流ノズル３０に接続された噴流ポンプの駆動により一次噴流ノズル３０内を溶融はんだＳが上昇すると、はんだ流形成板３２の噴流孔３２ｂから溶融はんだＳが噴流する。噴流した溶融はんだＳは、搬送レール１３によって搬送される基板５に接触して付着し、基板５がはんだ付けされる。一次噴流ノズル３０から噴流した溶融はんだＳは、基板５のスルーホールや電子部品の隅部のように、はんだの侵入しにくい箇所まで侵入する。一次噴流ノズル３０から噴流し、基板５に付着しなかった溶融はんだＳは、流れ落ちて、はんだ槽本体２１に溜められた溶融はんだＳの液面に戻る。

一次噴流ノズル３０内に溜まったドロスを取り除く際は、基板５の搬送を停止させる。このとき、はんだＳが噴流しないように、噴流ポンプの駆動も停止させる。作業者は、把持部３２ｄを把持して凸部３６ａを凹部３２ｅが乗り越えるように弾性変形させ、凸部３６ａを凹部３２ｅから外して、係合状態から非係合状態にする。作業者が把持部３２ｄを把持して回動軸３２Ｂを支点に上方へ回動させると、図中の点線矢印で示すように、はんだ流形成板３２が回動し、噴流口３１より下方向のノズル本体部３０Ａ内に向かって開く。

噴流口３１を開いた状態で、噴流ポンプを駆動させ、溶融はんだＳを矢印方向へ上昇させることにより、溶融はんだＳの流れの力によって、一次噴流ノズル３０内に堆積したドロスを上昇させて一次噴流ノズル３０の外に排出することができる。必要があれば、溶融はんだＳを上昇させた状態で把持部３２ｄを上下させてはんだ流形成板３２の回動を繰り返すと、一次噴流ノズル３０内の溶融はんだＳが撹拌されて、ドロスの排出を効果的に行なうことができる。一次噴流ノズル３０内から押し出されたドロスは、噴流はんだ槽２０内の溶融はんだＳの液面に落ちる。溶融はんだＳの液面に落ちたドロスは、図示しないドロス回収器に回収されてもよい。

ドロスの排出作業が終了したら、一旦、噴流ポンプの駆動を停止させた後、把持部３２ｄを下げてはんだ流形成板３２で噴流口３１を閉じ、凹部３２ｅに凸部３６ａを入れることで、はんだ流形成板３２を固定する。

図２に示すように、二次噴流ノズル４０に接続された図示しない噴流ポンプが駆動すると、溶融はんだＳは、二次噴流ノズル４０内を上昇して、整流板４５で整流された後、噴流口４１から噴流する。噴流した溶融はんだＳは、搬送レール１３によって搬送される基板５と接触して付着し、はんだ付けされる。一次噴流ノズル３０によってはんだ付けされた基板５にはんだ付け不良が発生した場合、二次噴流ノズル４０からの穏やかな溶融はんだＳの流れが、そのはんだ付け不良を修正する。二次噴流ノズル４０から噴流し、基板５に付着しなかった溶融はんだＳは、流れ落ちて、はんだ槽本体２１に溜められた溶融はんだＳの液面に戻る。

図１に示すように、搬送レール１３は、はんだ付けされた基板５を冷却機１７に搬送する。冷却機１７の図示しない冷却ファンが、はんだ付け処理された基板５を所定の時間冷却する。基板５が冷却された後、搬送レール１３は、基板５を搬出口１２から排出すると、噴流はんだ付け装置１によるはんだ付け処理が完了となる。

本実施の形態では、図４に示すように、支持機構３２Ａが、噴流口３１を開いた状態のはんだ流形成板３２をノズル本体部３０Ａに支持するため、一次噴流ノズル３０内に発生して堆積するドロスを、はんだ流形成板３２を取り外すことなく排出できる。ドロスを排出しやすくなる。そのため、溶融はんだＳの噴流高さが安定し、基板５に溶融はんだＳを均一に塗布することができる。熱せられた溶融はんだＳによって一次噴流ノズル３０が熱い状態でも第１の噴流ノズル内に堆積したドロスを排出することができる。はんだ流形成板３２が冷めるまで待たずともドロスの排出作業を行えるので、ドロスの排出のために噴流はんだ付け装置１を停止する時間を短くすることができる。噴流はんだ付け装置１の停止時間を短くできることにより、基板５へのはんだ付けに必要な時間を短縮することができる。

一次噴流ノズル３０の上方に基板５がある状態で、不用意にはんだ流形成板３２が噴流口３１より上方へ回動すると、はんだ流形成板３２が基板に接触して基板が搬送レールから外れたり、溶融はんだＳによって基板が異常に加熱する事故が発生する可能性があるため、一次噴流ノズル３０の上方に基板５がある状態で、不用意にはんだ流形成板３２が噴流口３１より上方へ回動することを規制されることが好ましいが、これに限られない。すなわち、はんだ流形成板３２の噴流口３１より上方への回動を規制するために、一次噴流ノズル３０は、保持部３６と規制部３０ｅとを設けることが好ましいが、これに限られない。一次噴流ノズル３０は、保持部３６または規制部３０ｅを省略し、はんだ流形成板３２を噴流口３１から上方に回動出来る構成としてもよい。このような構成とした場合には、一次噴流ノズル３０の上方に基板５の有無を検知するセンサーを設ける等の対策を施すことが好ましい。

はんだ流形成板３２を噴流口３１から上方に回動出来る構成とする場合、規制部３０ｅを省略し、溶融はんだＳの流れに押されてもはんだ流形成板３２の傾きを安定させるために、回動腕部３２Ｃには、凹部３２ｅでなく、図６に示すように、挿通孔４２ｅを設けてもよい。また、保持部３６の代わりに、折曲部３０ｂの上流側の外壁には、噴流口３１に対してはんだ流形成板３２の開く角度を調整する調整部４６が設けられてもよい。

調整部４６は、凸部４６ａ、４６ｃを有する平板部４６Ａと、凸部４６ｃが挿通される保持孔４６ｂを有する支持部４６Ｂと、支持部４６Ｂを図示しないネジ等で取り付けて支える取付台４６Ｃを備える。取付台４６Ｃは、折曲部３０ｂに図示しないネジ等で取り付けられる。凸部４６ａ、４６ｃは、列をなして突出している。本実施の形態では、取付台４６Ｃに対する鉛直方向に上から順に凸部４６ａと、２つの凸部４６ｃが並んでいる。保持孔４６ｂは、２つの凸部４６ｃと等しい間隔で並んでいる。

図中の実線で示すように、凸部４６ａが挿通孔４２ｅに入ると、はんだ流形成板３２は噴流口３１を閉じる。凸部４６ａが挿通孔４２ｅに入ると、はんだ流形成板３２は噴流口３１と平行となる。また、このとき、搬送レール１３と、はんだ流形成板３２も平行となる。挿通孔４２ｅに凸部４６ａが挿通されることにより、図４で示したような規制部３０ｅを省略してもはんだ流形成板３２の回動が規制されるため、溶融はんだＳに押されてもはんだ流形成板３２は閉じた状態を保つことができる。もちろん、はんだ流形成板３２をノズル本体部３０Ａの壁に図示しないネジ等でネジ止めしてもよい。

作業者は、一次噴流ノズル３０の上方に基板５が無いことをセンサー等で確認後、把持部３２ｄを把持して凸部４６ａを挿通孔４２ｅが乗り越えるように弾性変形させ、凸部４６ａを挿通孔４２ｅから外す。凸部４６ａが挿通孔４２ｅから外れると、はんだ流形成板３２が回動して噴流口３１を開閉できるようになる。作業者は、把持部３２ｄを引き下げて回動軸３２Ｂを支点としてはんだ流形成板３２を回動させると、図中の点線で示すように、はんだ流形成板３２が噴流口３１に対して傾いて上方向に開く。凸部４６ａより下方にある凸部４６ｃを保持孔４６ｂに挿通させて、凸部４６ｃが挿通孔４２ｅに入ると、はんだ流形成板３２が噴流口３１に対して上方向に開いた状態で固定される。図６に示すように、平板部４６Ａが凸部４６ａと２つの凸部４６ｃを有する形態とすると、はんだ流形成板３２の傾きは３段階に調整される。凸部４６ｃの数は２つに限られず、あらゆる数に設定される。

図７に示すように、本実施の形態のはんだ流形成板３２の噴流孔３２ｂは、はんだ流形成板３２から直交する方向に突出した形状をするとともに、断面を長方形としたが、これに限られない。例えば、図８（Ａ）に示すように、はんだ流形成板３０１Ａは、断面が台形の噴流孔３０１ｂを平板状のはんだ流形成板３０１Ａに開けた形態であってもよい。すなわち、噴流孔３０１ｂは、上方に行くほど経口が小さくなる形状をしてもよい。図８（Ｂ）に示すように、はんだ流形成板３０２Ａの噴流孔３０２ｂは、はんだ流形成板３０２Ａから突出した形状をするとともに、断面が台形であってもよい。図８（Ｃ）に示すように、はんだ流形成板３０３Ａの噴流孔３０３ｂは、はんだ流形成板３０３Ａから突出した形状をするとともに、円錐形の斜面が湾曲した形状であってもよい。噴流孔３０１ｂ、３０２ｂや噴流孔３０３ｂは、孔が先細りするため、溶融はんだＳをより小さな力で勢い良く噴流することができる。

本実施の形態において、均一に溶融はんだＳを基板５に接触させるために噴流孔３２ｂから溶融はんだＳが噴流する構成としたが、これに限られない。基板５に対して平行な向きの噴流孔３２ｂの断面形状は円形に限らず、多角形や星形、十字型などであってもよい。

本実施の形態において、はんだ流形成板３２に噴流孔３２ｂを千鳥状に配置したことにより、搬送される基板５に塗り残しなくはんだ付けすることができるが、噴流孔３２ｂは、千鳥状の配置に限られない。噴流孔３２ｂは、基板５の搬送方向に沿う方向及び基板５の搬送方向に直交する方向に整列して配置されていてもよいし、複数列がずれて配置されていてもよいし、不規則に並べられていてもよい。

本実施の形態において、はんだ流形成板３２を移動可能に支持する支持機構３２Ａとして、はんだ流形成板３２と回動腕部３２Ｃの間に回動軸３２Ｂを設けたが、これに限られない。図９に示すように、はんだ流形成板３２の、上流端３２ｆと下流端３２ｇとの中央近傍に、基板５の搬送方向に直交して延びる回動軸５２Ｂを設けてもよい。この場合、回動軸５２Ｂを一次噴流ノズル３０の側壁に設けた孔から突出する構成とし、回動軸５２Ｂの延長した先端を把持部５２ｄとして、作業者が把持部５２ｄを回動させてはんだ流形成板３２が回動する構成としてもよい。この構成によると、回動軸５２Ｂが、図４等に示した回動軸３２Ｂ及び回動腕部３２Ｃの役割を兼ね備えるため、回動軸５２Ｂ及び把持部５２ｄを省スペースで設けることができる。また、この構成によると、回動軸５２Ｂを回動させることで、はんだ流形成板３２の回動軸５２Ｂに平行な上流端３２ｆと下流端３２ｇが、噴流口３１に対して上方向に開く一端と下方向に開く他端とに分かれるので、ドロスを撹拌しながら一次噴流ノズル３０から効果的に排出することができる。

更に、はんだ流形成板３２がノズル本体部３０Ａに取り付けられて、噴流口３１を開閉可能であれば、はんだ流形成板３２は、回動により噴流口３１を開閉する構成に限られない。

例えば、図１０に示すように、一次噴流ノズル３０の変形例としての一次噴流ノズル３００Ａ、３００Ｂは、はんだ流形成板３２を、噴流口３１に対して平行移動可能に支持する支持機構３２Ａとして、図示しないレールやリンク機構を備えていてもよい。一次噴流ノズル３００Ａは、図示しないレールによって、図１０（Ａ）の一点鎖線に示すように、はんだ流形成板３２を、はんだ流形成板３２に対して鉛直方向に平行移動させることで、噴流口３１を開閉してもよい。一次噴流ノズル３００Ｂは、図示しないレールによって、図１０（Ｂ）の二点鎖線に示すように、はんだ流形成板３２を、はんだ流形成板３２に対して平行に移動させることで、噴流口３１を開閉してもよい。

また、例えば、図１１に示すように、一次噴流ノズル３０の変形例としての一次噴流ノズル３００Ｃは、はんだ流形成板３２の変形例としてのはんだ流形成板３２０を、図示しないレール上を蛇腹状に折り畳むことで噴流口３１を開閉してもよい。

本実施の形態において、溶融はんだＳをより小さな力で勢いよく噴流するために、一次噴流ノズル３０を、鉛直部３０ａ、折曲部３０ｂ、噴流部３０ｃと溶融はんだＳが流れる順に、溶融はんだＳの流路の幅が狭くなる構成としたが、これに限られない。ノズル本体部３０Ａは、底部３５から噴流口３１まで鉛直な筒状であってもよいし、幅の変化しない筒状であってもよい。

本実施の形態において、作業者がはんだ流形成板３２を移動させる構成としたが、これに限られない。例えば、制御部７０が、はんだ流形成板３２を移動させる図示しないモータまたはレールに接続され、所定の時間毎に自動ではんだ流形成板３２を移動させてもよい。この場合、制御部７０がはんだ流形成板３２を移動させるタイミングは、操作部７１で作業者が選択できるようにしてもよい。制御部７０がはんだ流形成板３２を移動させる場合、作業者によるドロスを一次噴流ノズル３０から排出する作業が不要となるため、はんだ付け作業の効率を向上することができる。更に、回動腕部３２Ｃや把持部３２ｄを省略することができるため、省スペースな噴流はんだ槽２０を実現できる。

なお、整流板４５は、開閉可能に二次噴流ノズル４０内に取り付けられ、整流板４５の下方に溜まったドロスを排出できる構成としてもよい。

本発明は、基板上に噴流はんだ付け処理する噴流はんだ槽及び当該噴流はんだ槽を備える噴流はんだ付け装置に適用して極めて好適である。

１ 噴流はんだ付け装置
５ 基板
１０ 本体部
１３ 搬送レール
１５ フラクサ
１６ プリヒータ部
１７ 冷却機
２０ 噴流はんだ槽
３０ 一次噴流ノズル（第１の噴流ノズル）
３０Ａ ノズル本体部
３１ 噴流口
３２ はんだ流形成板
３２Ａ 支持機構
３２Ｂ、５２Ｂ 回動軸
３２Ｃ 回動腕部
４０ 二次噴流ノズル（第２の噴流ノズル）

Claims (7)

1. 溶融はんだを噴流して基板に接触させることではんだ付けを行なう噴流はんだ槽であって、
   前記噴流はんだ槽は、
   第１の噴流ノズルと、
   基板の搬送方向に対して前記第１の噴流ノズルの下流側に配置される第２の噴流ノズルとを備え、
   前記第１の噴流ノズルは、
   ノズル本体部と、
   複数の噴流孔を有するはんだ流形成板と、
   前記ノズル本体部の上端に、前記はんだ流形成板を支持する支持機構とを備え、
   前記支持機構は、
   前記はんだ流形成板を前記ノズル本体部に回動可能に支持する回動軸と、
   前記はんだ流形成板を、前記回動軸を支点に、前記ノズル本体部の噴流口を開閉する方向へ回動させる回動腕部とを備える噴流はんだ槽。
   
2. 前記回動腕部は、
   前記ノズル本体部から外側に延在する請求項１に記載の噴流はんだ槽。
   
3. 前記回動軸は、
   前記ノズル本体部の上端で且つ、基板の搬送方向に対して上流側に取り付けられる
   請求項１または２に記載の噴流はんだ槽。
   
4. 前記ノズル本体部は、
   前記はんだ流形成板が前記噴流口を閉じた状態で、前記噴流口に対する前記はんだ流形成板の回動を規制する規制部を有する請求項１〜３のいずれか１項に記載の噴流はんだ槽。
   
5. 基板を予備加熱するプリヒータと、
   請求項１〜４のいずれか１項に記載の噴流はんだ槽と、
   前記噴流はんだ槽ではんだ付けされた基板を冷却する冷却機と、
   前記プリヒータ、前記噴流はんだ槽及び前記冷却機の動作を制御する制御部とを備える噴流はんだ付け装置。
   
6. 基板にフラックスを塗布するフラクサと、
   フラックスを塗布された基板を予備加熱するプリヒータと、
   請求項１〜４のいずれか１項に記載の噴流はんだ槽と、
   前記噴流はんだ槽ではんだ付けされた基板を冷却する冷却機と、
   前記フラクサ、前記プリヒータ、前記噴流はんだ槽及び前記冷却機の動作を制御する制御部とを備える噴流はんだ付け装置。
   
7. 前記制御部は、
   前記噴流はんだ槽の前記はんだ流形成板を所定の時間毎に移動させる請求項５または６に記載の噴流はんだ付け装置。

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