JPH04288964A - 噴流式はんだ付け装置 - 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】

【０００１】〔発明の目的〕

【０００２】

【産業上の利用分野】本発明は、噴流式はんだ付け装置
に関するものである。

【０００３】

【従来の技術】特開昭６３−４３７６１号公報に示され
るように、はんだ槽内に設けられたノズルの上端噴出口
に、多数のはんだ噴出孔を穿設してなる中空ドラムを回
転自在に設け、その中空ドラムのはんだ噴出孔を通して
溶融はんだを噴流させることにより、多数の突起状噴流
波を形成する噴流式はんだ付け装置がある。

【０００４】この装置は、中空ドラムを回動して突起状
噴流波に乱れを与えることにより、ワークとしてのプリ
ント配線基板に高密度で搭載されているチップ部品の微
小間隙からフラックスガス等を追出し、この高密度実装
基板のはんだ濡れ性を向上できる利点がある。

【０００５】このような乱れのある突起状噴流波は一次
はんだ波と呼ばれ、また、この一次はんだ波を利用する
はんだ付けは一次はんだ付けと呼ばれ、さらに、この一
次はんだ付けに使用されるノズルは一次ノズルと呼ばれ
、チップ部品搭載基板のはんだ付けに効果あることが確
認されている。

【０００６】一方、この一次ノズルから噴流される一次
はんだ波によって一次はんだ付けを行った場合は、はん
だが「つらら」状に垂れ下がるはんだ付け不良や、チッ
プ部品の電極間を短絡する「ブリッジ」と呼ばれるはん
だ付け不良が発生しやすい欠点がある。

【０００７】そこで、従来は、前記一次ノズルを設けた
一次はんだ槽の後に、図７または図８に示されるような
二次はんだ槽１１を連続的に配置し、前記乱れのある一
次はんだ波により一次はんだ付けを行った直後に、この
二次はんだ槽１１内に設けられた二次ノズル１２から滑
らかに噴流される二次はんだ波１３によって静かな二次
はんだ付けを行うことにより、チップ部品搭載基板Ｗの
一次はんだ付け部を整形して、前記のようなブリッジ等
のはんだ付け不良を解消するようにしている。

【０００８】この従来の二次ノズル１２では、図７また
は図８に示されるように噴出口１４より噴流して自然力
により二次はんだ槽１１内の溶融はんだ面１５に流れ落
ちる二次はんだ波１３に対し、３〜７°上昇する方向に
傾斜した搬送コンベヤ１６により部品搭載基板Ｗを上昇
傾斜状に搬送しながらはんだ付けを行うと、対向はんだ
流により一次はんだ付け部を効果的に整形して、良好な
二次はんだ付け結果が得られることが知られている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかし、このように搬
送コンベヤ１６の方を３〜７°もの角度で傾斜させると
、はんだ槽１１の前後に位置する搬送ラインの高さの違
いが大きくなり、その高さの異なる搬送ラインを合わせ
るために昇降リフタ等を設ける必要がある。また、従来
の二次ノズル１２は、搬送コンベヤ１６の上昇傾斜角度
を最適に選択することが重要であるから、このコンベヤ
角度を可変調整する頻度が多く、そのたびにノズル等の
高さを調整しなければならない欠点がある。

【００１０】一方、従来の二次ノズル１２では、二次は
んだ波１３の上面が平面的であるから、搬送コンベヤ角
度を水平に近づける（０〜３°にする）と、図８に示さ
れるように、基板Ｗが二次はんだ波１３から離脱する位
置がＡからＢへと基板搬出側に移動し、その離脱位置Ｂ
では、噴流はんだの流速が最初の離脱位置Ａで設定した
最適のものでなくなり（対向流速が減少し）、ブリッジ
不良等のはんだ付け不良が発生しやすい欠点がある。さ
らに、このような場合は、二次はんだ波１３の僅かな波
高変動等によっても、二次はんだ波１３と基板Ｗとの離
脱位置が不安定に変化しやすく、この点からもブリッジ
不良等のはんだ付け不良が発生しやすい。

【００１１】本発明は、このような点に鑑みなされたも
ので、ワークを水平またはそれに近い状態で搬送しても
、ワークと二次はんだ波との離脱位置を、最適流速の位
置に安定でき、ブリッジ不良等のはんだ付け不良の発生
を防止できる噴流式はんだ付け装置を提供することを目
的とするものである。

【００１２】〔発明の構成〕

【００１３】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明は
、はんだ槽１１内に設けられたノズル１２から溶融はん
だを噴流させて、ワークＷに対するはんだ付けを行う噴
流式はんだ付け装置において、前記ノズル１２の上部に
横設されたドラム２４と、このドラム２４のワーク搬出
側の外周面２４ａに沿って設けられた溶融はんだ上昇通
路３１と、この溶融はんだ上昇通路３１からワーク搬入
側に連続するドラム上面に設けられ噴流はんだ面を円弧
状に盛上げる円弧状案内面３３とを具備した噴流式はん
だ付け装置である。

【００１４】請求項２に記載の発明は、請求項１の噴流
式はんだ付け装置において、ドラム２４を噴流はんだ上
昇方向に対し順方向かつワーク搬送方向に対し逆方向に
回転させる駆動機構２６と、前記ドラム２４の外周面に
交互に設けられた凹部５１および凸部５２とを具備した
ものである。

【００１５】請求項３に記載の発明は、請求項２の噴流
式はんだ付け装置において、ドラム外周面の凹部５１お
よび凸部５２がドラム軸に対し傾斜状に設けられたもの
である。

【００１６】請求項４に記載の発明は、請求２または３
の噴流式はんだ付け装置において、ドラム２４が速度調
整可能に設けられたものである。

【００１７】

【作用】請求項１の発明は、ノズル１２から噴流しよう
とする溶融はんだが、ドラム２４のワーク搬出側の外周
面２４ａ　に沿って上昇し、さらに、ドラム上面の円弧
状案内面３３に沿ってワーク搬入側（ワーク進行方向と
逆方向）に流れるから、噴流はんだ面はこの円弧状案内
面３３の上側でドラム曲面に沿って円弧状に盛上がり、
ワーク搬入側へ一定の流速を有する滑らかな円弧状の隆
起はんだ面Ｓを形成する。このような隆起はんだ面上を
ワークＷが通過するので、そのワークＷを水平またはそ
れに近い状態で搬送しても、ワークＷは決まった位置Ｐ
で隆起はんだ面Ｓから離脱するとともに、その離脱位置
Ｐで噴流はんだが一定の速度で流れている。

【００１８】請求項２の発明は、駆動機構２６によりド
ラム２４をワーク搬送方向に対し逆方向に回転させ、ド
ラム外周面の凹部５１および凸部５２により、ワークＷ
に対向する溶融はんだ流の相対速度を増加させる。

【００１９】請求項３の発明は、ドラム軸に対し傾斜状
の凹部５１および凸部５２により、ワークＷに対し斜め
前方から溶融はんだを噴流する。

【００２０】請求項４の発明は、ワークＷの条件に応じ
てドラム２４の回転速度を調整することにより、各種ワ
ークに適した速度で溶融はんだを流動させる。

【００２１】

【実施例】以下、本発明を図１乃至図５に示される種々
の実施例を参照して詳細に説明する。なお、異なる実施
例であっても、同様の部分には同一符号を付して、その
説明を省略する。

【００２２】図１に示されるように、図示しない一次は
んだ槽の後に配置された二次はんだ槽１１の内部に、図
示しないポンプおよびこのポンプの吐出側と連通する二
次ノズル１２を設け、この二次ノズル１２の上端にドラ
ムケース２３を取付け、このドラムケース２３の内部に
て二次ノズル１２の上部にドラム２４を横設する。

【００２３】このドラム２４は、ドラム本体の両端面に
一体形成したドラム軸２５をドラムケース２３の側板に
回転自在に嵌合して軸支する。このドラム２４に対しド
ラム回転用の駆動機構２６を設ける。

【００２４】この駆動機構２６は、ドラム２４の一側面
に大径ギア２７を同心かつ一体に取付け、この大径ギア
２７に、回転軸２８と一体の小径ギア２９を噛合する。 回転軸２８は、ドラムケース２３の側板（図示されず）
に取付けられた図示しない軸受により回転自在に保持し
、はんだ槽１１の外部に設けられた図示しない可変速モ
ータにより図示しない伝動機構を介して駆動する。この
ように駆動源として可変速モータを使用することにより
、ドラム２４の回転速度を調整可能とする。

【００２５】前記ドラムケース２３の上側に搬送コンベ
ヤ１６をほぼ水平に設ける。この搬送コンベヤ１６は、
従来から良く知られているように、ワーク（チップ部品
搭載基板）Ｗを、同期して回行される一対のエンドレス
チェンの間に係合して移送するものである。

【００２６】前記ドラムケース２３は、ワーク搬出側部
２３ａ　を膨出状に成形し、このワーク搬出側部２３ａ
　の内側に、ドラム２４のワーク搬出側の外周面２４ａ
　に沿って溶融はんだ上昇通路３１を設ける。

【００２７】この溶融はんだ上昇通路３１からワーク搬
入側に連続するドラム上面に、噴流はんだ面を円弧状に
盛上げる円弧状案内面３３を設ける。

【００２８】前記ドラムケース２３のワーク搬出側部２
３ａ　の上端に案内板３４を、この案内板３４の長穴３
５を通してケース上端に螺合したねじ３６により固定す
る。前記長穴３５はドラム周方向に細長く穿設されてい
るので、案内板３４の取付位置をドラム周方向に移動調
整することができる。これにより、溶融はんだ上昇通路
３１の上端開口３７の位置を調整できる。

【００２９】同様に、ドラムケース２３のワーク搬入側
部２３ｂ　の上端にほぼＬ形の案内板４１を、この案内
板４１の長穴４２を通してケース上端に螺合したねじ４
３により固定する。前記長穴４２は上下方向に穿設され
ているので、案内板４１の取付位置を上下方向に移動調
整できる。この調整により案内板４１の先端部４４をで
きるだけドラム周面に接近させることによって、前記円
弧状案内面３３からこの案内板４１上に流れる溶融はん
だをスムーズに案内するとともに、前記ノズル１２から
ドラム２４のワーク搬入側の外周面２４ｂ　に沿ってド
ラム上面へ上昇しようとする溶融はんだ流を、この案内
板４１により阻止する。

【００３０】次に、この図１に示される実施例の作用を
説明する。

【００３１】二次はんだ槽１１の内部に収容された溶融
はんだは、槽内に設けられた図示しないポンプにより二
次ノズル１２に圧送される。この二次ノズル１２から噴
流しようとする溶融はんだは、ドラム２４のワーク搬出
側の外周面２４ａ　に沿って上昇し、さらに、ドラム上
面の円弧状案内面３３に沿ってワーク搬入側（ワーク進
行方向と逆方向）に噴流し、ワーク搬入側案内板４１の
上面を経て槽内の溶融はんだ面１５に循環する。

【００３２】前記のようにドラム上に噴流されたはんだ
面は、円弧状案内面３３のドラム曲面に沿って円弧状に
盛上がり、ワーク搬入側へ一定の流速を有する滑らかな
隆起はんだ面Ｓを形成する。このような隆起はんだ面Ｓ
と接触するようにワークＷが反対側から進入し、ワーク
Ｗを構成するプリント配線基板とこの基板に接着された
チップ部品とがはんだ付けされる。

【００３３】このとき、ワークＷを水平またはそれに近
い状態（０〜３°）で搬送しても、ワークＷは決まった
位置Ｐで隆起はんだ面Ｓから離脱するとともに、その離
脱位置Ｐでは噴流はんだが一定の流速で流れている。

【００３４】以上のようなドラム曲面に沿った円弧状の
隆起はんだ面Ｓは、基本的には駆動機構２６を停止して
ドラム２４を回転させなくとも得られる。

【００３５】一方、駆動機構２６によって、図１に示さ
れるようにドラム２４を噴流はんだ上昇方向に対し順方
向かつワーク搬送方向に対し逆方向に回転駆動すると、
ドラム２４の溶融はんだ連れ回り作用により、隆起はん
だ面Ｓでのワーク搬送方向に対向する溶融はんだ流の相
対速度を増加させることができる。その際、駆動機構２
６の可変速モータを制御してドラム２４の回転速度を調
整することにより、隆起はんだ面Ｓでの溶融はんだ流の
速度も制御でき、各種ワークに適した速度で溶融はんだ
を噴流させることができる。

【００３６】次に、図２および図３に示されるように、
前記ドラム２４の外周面に、ドラム軸２５と平行の凹部
５１および凸部５２を交互に設けておくと、前記駆動機
構２６によりこのドラム２４を回転させたとき、凹部５
１および凸部５２により溶融はんだ連れ回り作用が顕著
になるから、前記隆起はんだ面Ｓでの溶融はんだ流の速
度を制御しやすい利点がある。

【００３７】この図２および図３に示されるように、ド
ラム２４の一側部には、前記大径ギヤ２７を嵌着するた
めのボス部５３と、大径ギヤ２７をねじで固定するため
のねじ穴５４とが設けられている。

【００３８】次に、図４および図５に示されるように、
前記ドラム２４の外周面に、ドラム軸に対し傾斜状の凹
部５１および凸部５２を交互に設けるようにしても良い
。

【００３９】このようにドラム軸に対し傾斜状の凹部５
１および凸部５２を設けた場合は、図４に示されるよう
にワークＷに対し斜め前方から対向する溶融はんだ流を
作ることができ、従来のようにはんだ槽またはノズルの
平面配置をワーク搬送方向に対し斜めにすることなく、
斜めにした場合と同等の効果が得られる。

【００４０】すなわち、図６に示されるように、４辺に
リードを設けたＱＦＰ部品などのワークに対し、（Ａ）
　真正面から二次はんだ流を対向させた場合は、ワーク
の後部に二次はんだ流が回り込めない末接触部ａが生ず
るおそれもあり、この末接触部ａではブリッジが残るお
それもあるが、（Ｂ）　斜め前方からはんだ流を対向さ
せた場合は、上記のような末接触部ａが起こりにくい利
点がある。これは、その他のチップ部品についても同様
である。

【００４１】

【発明の効果】請求項１に記載の発明によれば、ドラム
外周面を利用して、ワーク搬入側に向かう一定の流速を
有する滑らかな隆起はんだ面を形成できるから、ワーク
を水平またはそれに近い状態で搬送しても、ワークは一
定の位置で隆起はんだ面から離脱でき、その離脱位置が
安定するとともに、離脱位置でのはんだ流速がワーク進
行方向と逆方向の一定速度となり、これにより、二次は
んだ付けにおけるブリッジ発生等のはんだ付け不良を防
止できる。また、ワークを水平またはそれに近い状態で
搬送できることから、はんだ槽の前後に位置する搬送ラ
インの高さを同一またはそれに近い状態とすることがで
き、さらに、ワークの水平搬送が可能となったから、搬
送コンベヤ角度を変更する必要性も少なく、コンベヤ角
度の変更に伴うノズル等の高さ調整が不要であるか微小
調整で済む利点もある。

【００４２】請求項２に記載の発明によれば、外周面に
凹部および凸部のあるドラムを駆動機構によりワーク搬
送方向と逆方向に回転させるから、凹部および凸部の溶
融はんだ連れ回り作用により、溶融はんだ流にワークと
対向する十分な相対速度を与えることができ、これも、
二次はんだ付けにおけるブリッジ等のはんだ付け不良防
止に効果がある。

【００４３】請求項３に記載の発明によれば、ドラム軸
に対し傾斜状の凹部および凸部により、ワークに対し斜
め前方から溶融はんだを噴流するようにしたから、従来
のようにはんだ槽やノズルの平面配置をワーク搬送方向
に対し斜めにする場合よりも、装置構造を単純にでき、
省スペース化を図れる。

【００４４】請求項４に記載の発明によれば、ワークの
条件に応じてドラムの回転速度を調整することにより、
ワーク離脱位置のはんだ流速を各種ワークに適した速度
に制御でき、これもブリッジ等のはんだ付け不良の低減
に役立つ。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の噴流式はんだ付け装置の一実施例を示
す断面図である。

【図２】同上噴流式はんだ付け装置に使用されたドラム
の一例を示す断面図である。

【図３】図２に示されたドラムの半分の側面図である。

【図４】同上ドラムの他の例を示す断面図である。

【図５】図４に示されたドラムの半分の側面図である。

【図６】図４および図５に示された実施例の効果を示す
説明図である。

【図７】従来の噴流式はんだ付け装置の一例を示す断面
図である。

【図８】従来の噴流式はんだ付け装置の他の例を示す断
面図である。

【符号の説明】

Ｗ　　　　ワーク １１　　　　はんだ槽 １２　　　　ノズル ２４　　　　ドラム ２４ａ　　　ワーク搬出側の外周面 ２６　　　　駆動機構 ３１　　　　溶融はんだ上昇通路 ３３　　　　円弧状案内面 ５１　　　　凹部 ５２　　　　凸部

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　はんだ槽内に設けられたノズルから溶
   融はんだを噴流させて、ワークに対するはんだ付けを行
   う噴流式はんだ付け装置において、前記ノズルの上部に
   横設されたドラムと、このドラムのワーク搬出側の外周
   面に沿って設けられた溶融はんだ上昇通路と、この溶融
   はんだ上昇通路からワーク搬入側へ連続するドラム上面
   に設けられ噴流はんだ面を円弧状に盛上げる円弧状案内
   面とを具備したことを特徴とする噴流式はんだ付け装置
   。
2. 【請求項２】　　ドラムを噴流はんだ上昇方向に対し順
   方向かつワーク搬送方向に対し逆方向に回転させる駆動
   機構と、前記ドラムの外周面に交互に設けられた凹部お
   よび凸部とを具備したことを特徴とする請求項１記載の
   噴流式はんだ付け装置。
3. 【請求項３】　　ドラム外周面の凹部および凸部は、ド
   ラム軸に対し傾斜状に設けられたことを特徴とする請求
   項２記載の噴流式はんだ付け装置。
4. 【請求項４】　　ドラムが速度調整可能に設けられたこ
   とを特徴とする請求項２または３に記載の噴流式はんだ
   付け装置。