JPH0442058Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

産業上の利用分野 本発明は、はんだ付け方法に係り、特にノズル
から噴出される溶融はんだから被はんだ付け体を
離反させる際にはんだ付け不良を起こさないよう
にしたものに関する。 従来の技術 ノズルを備えたはんだ槽にはんだを溶融して収
容し、この溶融はんだを上記ノズルから噴出させ
るようにした噴流はんだ装置は、例えば電気部品
をプリント基板に搭載しようとして電気部品のリ
ードをプリント基板の回路パターンのはんだ付け
ランドにはんだ付けするときに広く使用されてい
る。 この噴流ははんだ装置は、例えば第３図に示す
ように、はんだ槽１に金属製のノズル２を設け、
羽根車３によりはんだ槽１に収容した溶融はんだ
をこのノズル２から噴出させるようにしたもの
で、この装置で上記のプリント基板のはんだ付け
を行なおうとするときは、プリント基板ａを噴出
している溶融はんだにやや前上がりの状態で搬入
して接触させ、さらに同じ姿勢でプリント基板を
順次前方に移動させてその全面を溶融はんだに順
次接触させるようにしている。 ところで、上記ノズルにはここから噴出される
溶融はんだに上記プリント基板が良く接触できる
ように、噴出口２ａのプリント基板の移動方向の
両側に金属製の整波板２ｂ，２ｃが設けられ、こ
れらにより噴出された溶融はんだの波が整えられ
ている。このような整波板には、例えば第３図に
示すようにプリント基板ａの搬入側整波板２ｂを
その先端が下方に傾斜するように取り付け、プリ
ント基板の搬出側整波板２ｃを水平板部と先端の
垂直板部により構成した、いわゆる片流れ式のも
のがある。この形式のものは、搬入側整波板２ｂ
側では溶融はんだは直ぐに流れ落ちるが、搬出側
整波板２ｃ側ではこの整波板によりノズル２から
噴出された溶融はんだは直ぐに流れ落ちないで流
れながらこの整波板２ｃ上に暫時保持されるの
で、溶融はんだは層流れに近い静かな波になる。
そのため、第４図のように噴出口２′ａの両側に
下方に傾斜した整波板２′ｂ，２′ｃを有するノズ
ル２′に比べ、はんだ付け部に付着したはんだが
溶融はんだの流れから離反するときツララを生じ
たり、隣接はんだ付け部に付着したはんだ同志の
融着が起こつてはんだブリツジを生じたりするは
んだ付け不良を起こし難くなつている。 しかしながら、このようにしてもこれらのはん
だ付け不良の発生を完全にはなくすことができな
い。この原因の一つには例えば、搬出側整波板２
ｃ側に暫時保持される溶融はんだは直ぐに流れ落
ちる溶融はんだに比べて空中に留まる時間が長い
ため温度低下が避けられず、これは噴出された溶
融はんだの250℃よりも例えば10℃も低くなるこ
とがあり、このようになると、前工程でフラツク
スを塗布され、プリヒートされてそのプリヒート
された側は100〜140℃に温められ、その反対側は
80〜100℃になつているプリント基板が搬入側整
波板２ｂ側では250℃のはんだに接触しても、搬
出側整波板２ｃ側では約10℃低い240℃のはんだ
に接触するので、上記の高い温度のはんだにこの
低い温度のはんだが接触してそのままはんだ付け
部が溶融はんだから離反される際に、プリント基
板そのものの温度は240℃よりはかなり低いので
はんだ付け部に付着したはんだがはんだの流れか
ら切られるときに、その切れ端の温度低下が大き
くなつて切れ端が尾を引くようになり、これがツ
ララを生じたり、隣接はんだ付け部相互間で融着
してはんだブリツジを生じることがあるからであ
る。このようにツララ、はんだブリツジが生じて
はんだ付け不良を起こすと、これらの不良個所を
人手により修正しなければならないので作業能率
上問題である。 一方、羽根車の回転数を変えて溶融はんだの流
速を変えることも行われているが、溶融はんだの
流れに脈動が生じ、その表面にサザ波が立つて、
乱流となり、ブリツジ等が生じ易い。 また特公昭56−3101号公報に記載されているよ
うに、プリント基板と向流接触するように流通路
を設け、その表面に凹凸を形成したノズルも知ら
れているが、これは溶融はんだの流れを変える噴
出口に設けられたガイドは固定されていてその流
れを角度をもつて変えるため溶融はんだの流れが
乱れ易いことと併せて、溶融はんだの波が荒れて
ツララ、ブリツジ等が発生し易いのみならず、流
通路に流出する溶融はんだの流通断面積は変えら
れず、この流通路も固定されているので、プリン
ト基板と接触する位置の溶融はんだの流速ははん
だ噴流用のスクリユーの回転数によつてしか変え
られず、上記した羽根車の回転数を変える場合と
同様の問題を生じる。 また、流通路が固定されていると、プリント基
板の搬入角度を大きくしたり、小さくすると、前
者の場合はプリント基板のはんだ付け部に対する
溶融はんだの接触時間が短く、溶融はんだの濡れ
が不十分になり、はんだ付けできない部分を生
じ、後者の場合にはプリント基板の離反位置の溶
融はんだの流速が小さいため溶融はんだの付着が
過多となり、ツララ等を発生し易い。 この流通路を固定せず、その角度を変えられる
ようにした装置が実開昭52−127263号公報に記載
されているが、この装置はプリント基板が接触す
る位置の溶融はんだが向流でないのみならず、流
通路の両側から溶融はんだがオーバフローする量
をコントロールできないのでその流速の微妙な調
整ができず、この調整を行なおうとすると上記と
同様に羽根車等による調整も行わざるを得ず、上
記と同様の問題を生じる。 このように、従来の装置には、溶融はんだの噴
出圧を一定にした状態で滑らかな溶融はんだの流
れを得るとともに、流通断面積を変えることによ
りその流速を簡単、的確に制御し、かつプリント
基板の搬入角度に合わせて溶融はんだとの最適な
接触状態を選択できるようなものはなかつた。 また、上記したノズル交換を行う場合には、こ
れを高温のはんだ槽内で行わなければならず、作
業が面倒であるという問題がある。 考案が解決しようとする問題点 以上のように、従来のノズルを用いたはんだ付
け装置は、溶融はんだの特に被はんだ付け体が離
反する側でツララ、ブリツジ等を生じることがあ
るという問題があり、これを解決するために、羽
根車の回転数を変えたり、形状の異なるノズルを
使用することにより溶融はんだの流速を変えるこ
とも行われているが、いずれも効果上あるいは作
業上の問題がある。 特に溶融はんだの流通路を有するノズルで、そ
の噴出口において溶融はんだの流れを固定した角
度をもつて変え、その噴出後の流通路が固定され
ているものは、プリント基板の搬入角度を変えた
場合にはんだ付け部に対する溶融はんだの濡れ等
の最適条件を臨機、迅速に選択できないという問
題があり、一方、流通路の角度を可変にしたもの
も知られているが、溶融はんだの流速の的確な調
整を簡単に行うことは難しいという問題があつ
た。 問題点を解決するための手段 本考案は、上記問題点を解決するために、溶融
はんだに被はんだ付け体を移動しながら接触させ
てはんだ付けするはんだ付け装置において、上記
溶融はんだを噴出する噴出口を有するノズル本体
と、この噴出口の前方縁に沿つて設けられた後方
に湾曲する湾曲部及びその先端に形成された平面
板状部からなる開口制御板と、上記噴出口の後方
縁に沿つて上下方向回動自在に設けられたチヤン
ネル状の流通路を有し、上記開口制御板は上記湾
曲部が上記噴出口に回動自在に設けられていると
ともに上記平面板状部がこの湾曲部に回動自在に
設けられ、上記流通路はその両側側壁が上記開口
制御板の両側を覆いかつ流通路底部からの高さが
調整自在に設けられ、上記開口制御板の上記平面
板状部の先端から上記流通路の先端までの長さが
50mm以上であり、かつ上記開口制御板の上記湾曲
部及び上記平面板状部の回動範囲並びに上記流通
路の回動範囲及び両側側壁板の高さ範囲のいずれ
か一つ又は２以上の調整により上記被はんだ付け
体が溶融はんだから離反する位置の溶融はんだの
流速を15cm／秒以上に制御可能としたことを特徴
とするはんだ付け装置を提供するものである。 次に本考案を詳細に説明する。 本考案におけるはんだ付け装置には、噴出部と
流通路を有するが、噴出部はその噴出口の大きさ
が可変にでき、流通路はその流通断面積が可変に
できる、被はんだ付け体をその搬送方向と逆方向
に流通させて接触させる、いわゆる被はんだ付け
体を溶融はんだに向流接触できるようなどのよう
なはんだ付け装置も利用できる。例えば溶融はん
だをノズルから噴出させてこのノズルに水平方向
あるいは下方に傾斜させて設けた流通路に流通さ
せるような装置が挙げられる。 このように流通させた溶融はんだに例えばプリ
ント基板のような被はんだ付け体をコンベヤによ
り搬入して接触させると、プリント基板のはんだ
付け部に溶融はんだが濡れる。そしてプリント基
板がコンベヤにより搬送されて溶融はんだから離
反するとき上記はんだ付け部に濡れた溶融はんだ
はその溶融はんだの流れから切られるが、この際
この切れ端は溶融はんだの流れがプリント基板の
搬送方向と逆になつているのでこの流れの方向に
向き相互に接触することがなく、ブリツジを生じ
ないようにできる。これを効果的に行なうにはは
んだ付け部に付着した溶融はんだが切られる位置
の溶融はんだの流れは15cm／秒以上、好ましくは
15cm／秒〜40cm／秒である。特に好ましくは18〜
28cm／秒である。この溶融はんだの流れ状態は層
流にすることが好ましく、激しい乱流状態にする
と、上記のブリツジを生じることがある。溶融は
んだの流速を15cm／秒より小さくするときもま
た、上記のブリツジを生じることがある。 溶融はんだの流速を上記の値にするには、噴出
部の噴出口の大きさ、チヤンネル状流通路の流通
断面積の大きさを制御することにより行なうこと
ができる。これらの制御には各種の構成のものが
使用できる。例えば噴出口や噴出させた溶融はん
だを導くチヤンネル状の流通路を絞ることにより
行なうことができるが、これに限らず各種の手段
が適用できる。 このようにプリント基板の溶融はんだから離反
する位置の溶融はんだの流速が重要であるが、プ
リント基板は溶融はんだに接触すると、溶融はん
だの温度は240〜250℃になつているので、基板が
溶融はんだ側に凸に反り、基板に対する溶融はん
だの接触面積が増大して基板に反りが無い場合に
比べ、はんだ付け部の溶融はんだに対する離反位
置にずれを生じる。この場合にはそのずれた位置
での溶融はんだの流速を上記の流速にする。この
ためには、流通路の長さは50mm〜300mmが好まし
く、例えば260mm×350mmのVTR用プリント基板
には100mm以上が好ましい。このように流通路の
長さを必要とするのは、プリント基板は溶融はん
だに接触したときに反り、はんだ付け部が溶融は
んだから離反するときにその位置が噴出口側に近
付く結果、はんだ付け部に付着した溶融はんだが
流れている溶融はんだから離反する位置での溶融
はんだの流速が小さくなり、上記の15cm／秒の流
速が得られ難いからである。溶融はんだの噴出量
を多くすると噴出口近くの流速を大きくできるが
この場合にははんだの流れが乱流になり易く好ま
しくない。このように上方制御板側の流速が小さ
くなるのは溶融はんだの流通断面積が大きいから
であり、上方制御板に対する流通抵抗があるから
である。 作 用 噴出口に設けた開口制御板の湾曲部及びその先
端の平面板状部の回動範囲を変えること及び湾曲
部の曲面により溶融はんだの流れの方向をスムー
ズに変えて溶融はんだの流れが荒れないように
し、しかも流通路の長さを開口制御板の先端から
50mm以上することにより噴出口近くよりさらに滑
らかな溶融はんだの流れを得ることができ、ま
た、被はんだ付け体が溶融はんだに向流接触し離
反する際のこの溶融はんだの流速を15cm／秒以上
とすることにより被はんだ付け体に付着した溶融
はんだの切れ端が相互に融着するのを避けること
ができ、しかもこの速度制御を噴出口に設けた開
口制御板、流通路の角度調整及びその両側側壁の
高さ調整により簡単かつ的確に行つて、被はんだ
付け体の搬入角度を変えた場合でも臨機、迅速に
対応できる。 実施例 次ぎに本考案の一実施例を第１図及び第２図に
基づいて説明する。 図中、１１ははんだ付け装置で、このはんだ付
け装置１１は、はんだ槽１２にノズル１３が設け
られ、図示省略したモータにより駆動する羽根車
１４によりはんだ槽１２に収容された溶融はんだ
がノズル１３から噴出されるようになつている。 上記ノズル１３は横断面が細長矩形状で、縦断
面が後方を末拡がりにした形状に形成されたノズ
ル本体１３ａの前方縁に沿つて開口制御板１３ｂ
が設けられ、一方このノズル本体１３ａの後方縁
に沿つて両側側壁を有するチヤンネル状流通路１
３ｃが設けられている。上記開口制御板１３ｂ
は、上記ノズル本体１３ａの噴出口の前方縁に回
動自在に取り付けられた湾曲した下方制御板１３
ｂ−１と、この下方制御板に回動自在に取り付け
られた平面板状の上方制御板１３ｂ−２とからな
り、これらの回動範囲を制御することによりノズ
ル１３の噴出口が制御でき、この噴出口からの溶
融はんだの噴出量が制御できるようになつてい
る。 また、上記流通路１３ｃは、上記噴出口からの
長さαが100mm〜200mmの流通路底板１３ｃ−１が
上記ノズル本体１３ａの後方縁に回動自在に取り
付けられ、その側壁板１３ｃ−２，１３ｃ−３は
上記ノズル本体１３ａの両側板に延長して設けら
れた取付板１３ａ−１，１３ａ−２（図示省略）
にねじ１３ａ−３，１３ａ−４（図示省略）によ
り取り付けられ流通路底板１３ｃ−１からの高さ
が自在に調整できるようにている。なお、上記上
方制御板、下方制御板及び流通路底板の回動位置
を保持するには図示省略したが、これらの側部に
ねじ杆を突設し、このねじ杆を上記取付板、側壁
板に形成した長孔に挿入してナツト締めする等各
種の手段が用いられる。 次に本実施例の作用を説明する。 第１図に示すように、流通路底板１３ｃ−１を
ほぼ水平に定め、流通路の側壁板１３ｃ−２，１
３ｃ−３の上端縁の位置を決めて流通路１３ｃを
形成し、この流通路１３の側壁板１３ｃ−２，１
３ｃ−３の上端縁に沿つて上記上方制御板１３ｂ
−２の位置を決める。 ついで、ほぼ250℃の溶融はんだを羽根車１４
を動作させてノズル１３から噴出させる。この噴
出された溶融はんだは上記開口制御板１３ｂと流
通路１３ｃにより決められる噴出口を通して噴出
され、さらに流通路１３ｃを流れ、その先端から
はんだ槽１２に流れ落ちる。この状態で図示省略
したコンベヤを動作させて予めフラツクスを塗布
し予備加熱したプリント基板ａを前上がりの状態
で搬入し、流れる溶融はんだに接触させると、そ
の熱により反るが溶融はんだははんだ付け必要部
分に濡れ、これがコンベヤによるプリント基板の
搬送とともに溶融はんだの流れから切り離され
る。この際、この切り離される位置での溶融はん
だの流速を上記開口制御板１３ｂ、流通路底板１
３ｃ−１、その側壁板１３ｃ−２，１３ｃ−３の
位置の制御により18〜28cm／秒に設定し、溶融は
んだを層流状態に設定することによりはんだ付け
部に付着した溶融はんだの切れ端は溶融はんだの
流れの方向に配向され、その先端は溶融はんだに
ひきちぎられてこの溶融はんだとともに持ち去ら
れる。この流速は特願昭59−203661号明細書明ら
かにした回転翼車の羽根を溶融はんだの流に浸漬
してこの回転翼車を回転させ、その回転数を測定
することにより測定される。 このようにしてプリント基板ははんだ付けされ
るが、流通路底板の長さは100mm〜200mmに形成さ
れているので、プリント基板が反つてもそのはん
だ付け部が溶融はんだから離反する位置は上方制
御板１３ｂ−２から離れることができるので、溶
融はんだの流速も上記の速度を保持できる。な
お、流通路は図示省略したが、その先端側に両側
壁板を有さず、底板だけで構成されている場合も
含む。 上記のようにして溶融はんだが噴出され、流通
されると、上記側壁板と上方制御板とは同一水準
位置にあるので溶融はんだはこれらの側壁板の上
を越えてオーバーフローし、表面の酸化膜、特に
上方制御板に近くて流れの遅い溶融はんだに生じ
た酸化膜が流通路１３ｃから除かれ、より良いは
んだ付けを行なうことができる。なお、上方制御
板１３ｂ−２が側壁板１３ｃ−２，１３ｃ−２よ
り低い位置にあるときは、上方制御板に溶融はん
だが溜まりここで酸化され易くなる。 次に本実施例の方法に基づく実験結果を比較例
と対比して説明する。 実験に当たつては、タムラ製作所製自動はんだ
付け装置を用い、コンベヤ速度1.3m／分、コン
ベヤ傾斜角７度、フラツクス（ソルダーライト
CF−220V（タムラ化研(株)製））塗布後のプリント
基板はんだ付け面温度（プリヒート温度）90℃、
はんだ付け温度240℃、試験用プリント基板とし
てVTR用基板（一枚当たりはんだ付けポイント
2000）を用いるはんだ付け条件を採用した。 上記の条件で、第１図に示すノズル（実施例、
ただし流通路の長さαは170mm）、第２図に示すノ
ズル（比較例１）第３図に示すノズル（比較例
２）を用いてはんだ付けを行い、基板１枚当たり
のはんだブリツジ発生数を測定した結果を第５図
に示す。ここで横軸はノズルの種類を示すが、実
施例のノズルについては次の表の試験番号を示
し、これらの番号に対応する数値は、実施例のノ
ズルを用いた場合の流通路における溶融はんだの
速度（cm／秒）を第１図におけるＡ（流通路先
端）、Ｂ（はんだ付け部が溶融はんだから離反する
位置）、Ｃ（上方制御板の近傍）の位置において特
願昭59−203661号に記載した方法により測定した
ものである。なお、比較例１、２のノズルの場合
には噴出した溶融はんだの状態は一般的なはんだ
波状態で行つた。

【表】 第５図の結果から、実施例のものはＢ位置が15
cm／秒以上のものはいずれもブリツジ発生数が５
以下であるのに対し、15cm／秒より小さいもの及
び比較例のものはいずれも10以上であることが分
かる。 なお、上記αは上記上方制御板１３ｂ−２の先
端長さ（開口制御板１３ｂ全体の位置を進退させ
る等）、流通路底板１３ｂ−１の先端を段状に高
く又は低くするとにより調整でき、また、流通路
底板の先端に両側の溝を嵌合した引き出し自在の
補助板を設け、これにより、調整しても良い。ま
た、ノズル本体１３ａき縦断面形状は両側に末拡
がりのものでも良く、逆の方が末拡がりのもので
も良い。 考案の効果 以上説明したように、本考案によれば、噴出口
に設けた開口制御板の湾曲部及びその先端の平面
板状部の回動範囲を変えること及び湾曲部の曲面
形状により溶融はんだの流れの方向をスムーズに
変えて流れが乱れないようにし、しかも流通路の
長さを開口制御板の先端から50mm以上と長くとつ
たので滑らかな溶融はんだの流れを得ることがで
きるためツララ等の発生を防止できるとともに、
被はんだ付け体の離反位置の溶融はんだの流速を
15cm／秒以上としたのではんだブリツジの発生を
防止でき、しかもこの流速の制御を開口制御板、
流通路の角度、及び流通路の両側側壁板の高さに
より迅速かつ的確に行なつて被はんだ付け体の搬
入角度を変えた場合でも臨機、迅速に最適はんだ
付け条件を選択できる。このようにしてはんだ付
け作業の具体的条件の相違にも的確に対応しては
んだ付け不良を減らすことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の方法の一実施例に使用するは
んだ付け装置の概略断面説明図、第２図はそのノ
ズルの部分切欠斜視図、第３図、第４図は従来の
はんだ付け装置の概略断面説明図、第５図はこれ
らの装置を用いてはんだ付けを行いその不良数を
測定したグラフである。 図中、１１ははんだ付け装置、１２ははんだ
槽、１３はノズル、１３ａはノズル本体、１３ｂ
は開口制御板、１３ｂ−１は上方制御板、１３ｂ
−２は下方制御板、１３ｃは流通路、１３ｃ−１
は流通路底板、１３ｃ−２，１３ｃ−３は側壁板
である。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 溶融はんだに被はんだ付け体を移動しながら接
   触させてはんだ付けするはんだ付け装置におい
   て、上記溶融はんだを噴出する噴出口を有するノ
   ズル本体と、この噴出口の前方縁に沿つて設けら
   れた後方に湾曲する湾曲部及びその先端に形成さ
   れた平面板状部からなる開口制御板と、上記噴出
   口の後方縁に沿つて上下方向回動自在に設けられ
   たチヤンネル状の流通路を有し、上記開口制御板
   は上記湾曲部が上記噴出口に回動自在に設けられ
   ているとともに上記平面板状部がこの湾曲部に回
   動自在に設けられ、上記流通路はその両側側壁が
   上記開口制御板の両側を覆いかつ流通路底部から
   の高さが調整自在に設けられ、上記開口制御板の
   上記平面板状部の先端から上記流通路の先端まで
   の長さが50mm以上であり、かつ上記開口制御板の
   上記湾曲部及び上記平面板状部の回動範囲並びに
   上記流通路の回動範囲及び両側側壁の高さ範囲の
   いずれか一つ又は２以上の調整により上記被はん
   だ付け体が溶融はんだから離反する位置の溶融は
   んだの流速を15cm／秒以上に制御可能としたこと
   を特徴とするはんだ付け装置。