JPH01157764A - 自動半田付け方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は、自動半田付は方法及び装置に係り、特に半田
付は終了時に溶融半田が基板の幅方向中央部に集中する
のを防止して、半田の切れ性の向上及びブリフジ、ツラ
ラ及びボタツキの防止を図ることができるようにした噴
流式の自動半田付は方法及び装置に関する。

従来技術 従来の噴流式自動半田付は方法及び装置においては、電
子部品が搭載された基板の搬送方向と直角方向に細長（
開口した溶融半田の噴射ノズルから噴射される溶融半田
流により半田付けを行っていた。

しかしこのような基板の搬送方向と直角方向の溶融半田
流によると、基板の幅方向の反り等が原因となって、基
板の要半田付は箇所が溶融半田流から離れる際、即ち半
田切れの際に基板の幅方向の中央部において、ブリフジ
、ツララ及びボタツキが発生し易く、これを完全に防止
するのはほとんど不可能とされていた。このような不良
箇所は、自動半田付は完了後に半田ごてを用いて手作業
により補修しなければならず、時として多くの工数が必
要とされる欠点があった。

このような欠点が生ずる原因を更に詳しく説明すると、
例えば第１０図に示すような基板１においては、その下
面１ａに多数の要半田付は箇所２が配列されており、基
板１の幅方向（図中ｘ−Ｘ方向）における配列中の各要
半田付は箇所２の間の隙間Ｃは回路の実装密度の増大に
伴なって次第に小さくなって来ており、最も小さいもの
では０．２鶴程度となっている。このため半田切れの際
にわずかでも１箇所に溶融半田が集中すると、そこに第
１１図に示すようなブリッジ３等の不良が発生する。こ
れは特に第１０図に示すように基板１の幅方向の中央部
１ｃが隙間Ｃとなっていて１列中の要半田付は箇所２の
数が偶数の場合に多く発生するものである。

この原因は、次のように説明できる。即ち、基板１は下
面１ａを下側にして矢印Ａの方向に搬送されながら、ま
ずプレヒータ（第２図参照）により予備加熱されるが、
この加熱は下方から行われるので基板１の下面１ａの熱
膨脹が上面におけるよりも大きくなるため、加熱と共に
基板１は下に凸に反ることとなり、溶融半田４に接触し
て後は更に下面１ａと上面１ｂとの間の熱膨脹の差が大
きくなって、下に凸の反りが加速される。また基板１に
は多数の電子部品（図示せず）が搭載されているため、
基板１はその自重により下に凸に反ろうとするのは当然
である。そして更に半田切れの際には溶融半田の表面張
力により基板１の下面１ａは下方に引張られることによ
っても基板１は下に凸に反ることになり、このようなこ
とが原因となって、中央部１ｃが半田切れの際最下点と
なる。これが主な原因となって第１２図に示すように、
半田切れの際に溶融半田４は基板１の幅方向の両側から
中央部１ｃに向かって次第に切れて行き、最後に中央部
ＩＣの両側に対称に位置する２つの要半田付は箇所２に
溶融半田４が集中し、この状態で最後の半田切れとなる
。そしてこの２つの要半田付は箇所２に第１１図に示す
ようなブリッジ３が発生するのである。

一方、中央部１ｃに要半田付は箇所２が位置して１列中
の要半田付は箇所２が奇数の場合には、中央部１ｃの要
半田付は箇所２に溶融半田４が集中する結果、ツララや
ボタツキが発生することになる。

そこでこのような欠点を除去するためには基板１の下に
凸の反りを防止することが必要であるので、出願人はこ
れを防止する発明を完成させて特願昭６２−１２５５４
３の出願を行い、基板ｌの反りは防止できることとなっ
た。しかし該出願における基板の反り防止装置を採用し
ない場合や、基板ｌの反りを防止してもなお溶融半田４
が半田切れの際に基板１の中央部１ｃに集中する傾向が
ある場合には、この溶融半田４の中央部１ｃへの集中を
防止しなければならないが、従来技術では、この溶融半
田４の中央部１ｃへの集中を防止することはできなかっ
た。

目　　的 本発明は、上記した従来技術の欠点を除くためになされ
たものであって、その目的とするところは、基板の搬送
方向に対して夫々所定角度傾斜した複数の小型ノズルを
設け、各々の該小型ノズルの長手方向の一端部が隣接す
る該小型ノズルの長手方向の他の一端部とオーバラップ
するように該小型ノズルを配列し、該複数の小型ノズル
の下方から上方に向けて溶融半田を噴出させ、各々の該
小型ノズルから噴出する複数の溶融半田ウェーブによっ
て基板の搬送方向と直角方向の溶融半田の流れを生じさ
せながら半田付けすることによって、各小型ノズルごと
に適宜数の要半田付は箇所の半田付けを分担させ、その
分担の範囲内で夫々半田切れを行わせ、溶融半田が半田
切れの際に基板の幅方向の中央部に集中しないようにす
ることであり、またこれによってブリッジ、ツララ及び
ボタツキの発生を防止し、良好な半田付は性能を得るこ
とである。

構成 要するに本発明方法は、基板の搬送方向に対して夫々所
定角度傾斜した複数の小型ノズルから溶融半田を噴出さ
せ、各々の該小型ノズルから噴出する複数の溶融半田ウ
ェーブによって前記基板の搬送方向と直角方向の溶融半
田の流れを生じさせながら半田付けすることを特徴とす
るものである。

また本発明装置は、基板の搬送方向に対して夫々所定角
度傾斜した複数の小型ノズルを設け、各々の該小型ノズ
ルの長手方向の一端部が隣接する該小型ノズルの長手方
向の他の一端部とオーバラップするように該小型ノズル
を配列し、該複数の小型ノズルの下方から上方に向けて
溶融半田を噴出させ、前記基板の搬送方向に対して前記
所定角度傾斜した複数の溶融半田ウェーブが形成される
ように構成したことを特徴とするものである。

以下本発明を図面に示す実施例に基いて説明する。本発
明に係る自動半田付は装置５は、第１図及び第３図に示
すように、基板１の搬送方向に対して夫々所定角度、例
えば約４５’傾斜した複数の小型ノズル６を設け、各々
の該小型ノズル６の長手方向の一端部６ａが隣接する小
型ノズル６の長手方向の他の一端部６ｂと基板１の搬送
方向においてオーバラップするように該小型ノズル６を
配列し、第５図及び第６図に示すように、該複数の小型
ノズルの下方から上方に向けて溶融半田４を噴出させ、
基板１の搬送方向に対して所定角度、例えば約４５°傾
斜した複数の溶融半田ウェーブ４ａが形成されるように
構成したものである。

各々の小型ノズル６は、図示の実施例では、２次半田付
は用に９個設けられたものであり、基板１が進入する一
端部６ａは横断面が円弧状に形成され、一端部６ｂは横
断面が角形に形成されている。そして各小型ノズル６は
、その下部６ｃが拡開されて互いに溶接されて一体的に
固定されている。下部６ｃは半田槽８の下槽９において
下方に開口し、上槽１０に対しては密閉されている。

半田槽８の下槽９と上槽１０とは仕切板１１によって仕
切られており、該仕切板には溶融半田４が上槽１０から
下槽９に通過する穴１１ａが形成されている。下槽９に
は溶融半田４を圧送するためのインペラ１２が配設され
、該インペラは軸１３に固定され、該軸は半田槽８に固
定されたブラケット１４と一体の軸受１５により回動自
在に支承され、その一端にはプーリ１６が固定され、該
プーリには半田槽８に固定されたモータ゛１８の回転軸
１９に固定されたプーリ２０に巻き掛けられたベルト２
１が巻き掛けられている。

なお、第１図において、このインペラ１２の駆動機構は
、１次半田付けの場合も同様であるので、１次半田付は
用の半田槽２２については同一の′部分には図面に半田
槽８のものと同一の符号を付して説明を省略する。また
１次半田付は用のノズル２３は、基板１の進行方向と直
角方向に細長く開口した従来のものを使用しており、半
田槽２２内に収容されている。

なお、第２図は自動半田付装置５全体を示しており、図
中２５は基台、２６．２７は基板搬送用のチェーンコン
ベア、２８はチェーンコンベアの駆動モータ、２９はフ
ラクサ、３０はブレヒータ、３１は基板１用の冷却ファ
ンであるが、これらは公知であるので、その説明を省略
する。

そして本発明方法は、基板ｌの搬送方向に対して夫々所
定角度、例えば約４５°傾斜した複数の小型ノズル６か
ら溶融半田４を噴出させ、各々の該小型ノズル６から噴
出する複数の溶融半田ウェーブ４ａによって基板１の搬
送方向と直角方向の溶融半田４の流れを生じさせながら
半田付けする方法である。

作用 本発明は、上記のように構成されており、以下その作用
について説明する。第１図及び第５図において、２次半
田付は用の半田槽８内の半田がヒータ（図示せず）に通
電されてこれにより加熱され、溶融半田４となった後に
、モータ１８が始動して回転軸１９、プーリ２０、ベル
ト２１、プーリ１６及び軸１３を介してインペラ１２が
一方向に回転駆動されると、半田槽８内の溶融半田４は
矢印Ｂの如く上槽１０から下槽９に向かって仕切板１１
の穴１１ａを通って下槽９に送られ、インペラ１２によ
って速度のエネルギを与えられるが下槽９内は非常に広
いので下槽９内において横方向に非常に小さな流速で静
かに送られ、該溶融半田４は主として圧力のエネルギを
持つに至り、矢印Ｂの如く各小型ノズル６の下部６Ｃに
流入し、各小型ノズル６から上方に噴出され、基板１の
搬送方向に対して所定角度、約４５°傾斜した複数の溶
融半田ウェーブ４ａが形成され、これらの溶融半田ウェ
ーブ４ａは基板１の搬送方向においてオーバラップして
いるので互いに一部で接触して九つの山を持った一体的
な溶融半田ウェーブ４ａとなる。

これに対して第２図に示す駆動モータ２８が回転して、
基板搬送用のチェーンコンベア２６．２７が駆動されて
基板１が矢印Ａの如く搬送されて、１次半田付は用の半
田槽２２内のノズル２３による溶融半田ウェーブ（図示
せず）で１次半田付けされた後、２次半田付は用の小型
ノズル６に対して該基板１が接近すると、各溶融半田ウ
ェーブ４ａは該基板の進行方向に対して約４５°傾斜し
ているため、基板１に対しては相対的に該基板の進行方
向に対して直角方向（第１図では右方向、第３図では左
方向）の溶融半田の流れを生ずることになる。そして第
２図においては基板１の進行方向左側から右側に溶融半
田が相対的に流れることになり、基板ｌは各小型ノズル
６の一端部６ａから進入して溶融半田４との接触を開始
し、一端部６ｂにおいて半田切れを受けることとなり、
各小型ノズル６ごとに部分的に要半田付は箇所２に対し
て半田付けが分担して行われ、また夫々半田切れされる
ことになる。従ってたとえ基板１が下に凸に沿っていた
としても半田切れの際に基板１の下面１ａに付着した要
半田付は箇所２の１列分の余剰の溶融半田の合計量が中
央部１ｃに集中することはなくなるので、従来例におけ
るような基板１の中央部ＩＣに発生していたブリッジ、
ツララ及びボタツキ等が完全に防止できるものである。

この状態を第７図により更に詳しく説明すると、溶融半
田４は基板１に対して矢印りの如く相対的に進行方向と
直角方向の流れを生ずることになるため、各小型ノズル
６においては散点模様で示した部分において夫々９箇所
で半田切れが行われ、多くの余剰の溶融半田４が中央部
ＩＣに集中することがないのである。従ってたとえ要半
田付は箇所２の中間において半田切れが図示の如く行わ
れたとしても、ここに集中した余剰の溶融半田４の量が
極めて少ないため、ブリッジ３（第１１図）を生じるお
それはなく、またこの半田切れが要半田付は箇所２のち
ょうど真下において生じたとしても、半田付は不良とな
るようなツララやボタツキを生ずることもなくなるわけ
である。

以上のように本発明方法及び装置によれば、たとえ基板
１が加熱及びその自重によって下に凸に沿ったとしても
半田切れの際に余剰の溶融半田４が基板１の中央部ＩＣ
に集中することがないので、従来非常に大きな問題とな
っていたブリッジ、ッララ及びボタツキといった半田付
は不良が完全に防止できるものである。またその構造は
非常に簡単であり、たとえチェーンコンベア２６．２７
がその搬送方向に上り勾配で傾斜して設置されるタイプ
のものであっても、これらのチェーンコンベア２６．２
７を横方向に複雑に傾斜させたり、またその傾斜角度の
調節を微妙に行なわなければならないという技術的な困
難性を生じることがない。これは単に第１図に示すよう
な単一の長方形断面のノズル２３を基板１の進行方向に
対して全体的に４５°傾斜させるのではなく、複数の小
型ノズル６を基板１の進行方向に対して約４５″傾斜さ
せて設けたことによって、実質的に基板１の進行方向に
対して直角方向の溶融半田４の流れを生じさせながら、
各小型ノズル６ごとに半田切れを終了させることができ
るようにしたためである。

効果 本発明は、上記のように基板の搬送方向に対して夫々所
定角度傾斜した複数の小型ノズルを設け、各々の該小型
ノズルの長平方向の一端部が隣接する該小型ノズルの長
平方向の他の一端部とオーバラップするように該小型ノ
ズルを配列し、該複数の小型ノズルの下方から上方に向
けて溶融半田を噴出させ、各々の該小型ノズルから噴出
する複数の溶融半田ウェーブによって基板の搬送方向と
直角方向の溶融半田の流れを生じさせながら半田付けす
るようにしたので、各小型ノズルごとに適宜数の要半田
付は箇所の半田付けを分担させることができ、その分担
の範囲内で夫々半田切れを行わせることが可能となり、
これによって溶融半田が半田切れの際に基板の幅方向の
中央部に集中しないようにすることができる効果が得ら
れ、この結果ブリッジ、ツララ及びボタツキの発生を防
止することができ、良好な半田付は性能を得ることがで
きる効果があるものであり、産業上画期的な発明である
。

【図面の簡単な説明】

第１図から第９図は本発明の実施例に係り、第１図は自
動半田付は装置の要部斜視図、第２図は自動半田付は装
置全体を示す平面図、第３図は複数の小型ノズルの平面
図、第４図は第３図に示すものの正面図、第５図は複数
の小型ノズルによる半田付は状態を示す縦断面図、第６
図は半田付は状態を示す第３図のｖｉ−ｖｒ矢視部分拡
大縦断面図、第７図は各小型ノズルごとに半田切れが終
了する状態を示す要部正面図、第８図は基板の下面に形
成された要半田付は箇所を示す平面図、第９図は半田付
は状態における要半田付は箇所と溶融半田の流れの状態
を示す概略図、第１０図から第１２図は従来例に係り、
第１０図は第８図と同様の平面図、第１１図は基板の下
面の中央部にブリッジが生じた基板の下面を示す平面図
、第１２図は基板の下面の中央部にブリッジが生じるよ
うな半田切れの状態を示す概略図である。 １は基板、４は溶融半田、４ａは溶融半田ウェーブ、５
は自動半田付は装置、６は小型ノズル、６ａは一端部、
６ｂは他の一端部である。 特許出願人　　　横田機械株式会社

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　基板の搬送方向に対して夫々所定角度傾斜した複数
   の小型ノズルから溶融半田を噴出させ、各々の該小型ノ
   ズルから噴出する複数の溶融半田ウェーブによって前記
   基板の搬送方向と直角方向の溶融半田の流れを生じさせ
   ながら半田付けすることを特徴とする自動半田付け方法
   。 ２　前記所定角度は約４５゜であることを特徴とする特
   許請求の範囲第１項に記載の自動半田付け方法。 ３　基板の搬送方向に対して夫々所定角度傾斜した複数
   の小型ノズルを設け、各々の該小型ノズルの長手方向の
   一端部が隣接する該小型ノズルの長手方向の他の一端部
   とオーバラップするように該小型ノズルを配列し、該複
   数の小型ノズルの下方から上方に向けて溶融半田を噴出
   させ、前記基板の搬送方向に対して前記所定角度傾斜し
   た複数の溶融半田ウェーブが形成されるように構成した
   ことを特徴とする自動半田付け装置。 ４　前記所定角度は約４５゜であることを特徴とする特
   許請求の範囲第３項に記載の自動半田付け装置。