JPH0683893B2 - 波動はんだフィンガ遮蔽装置 - Google Patents

波動はんだフィンガ遮蔽装置

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JPH0683893B2
JPH0683893B2 JP62505071A JP50507187A JPH0683893B2 JP H0683893 B2 JPH0683893 B2 JP H0683893B2 JP 62505071 A JP62505071 A JP 62505071A JP 50507187 A JP50507187 A JP 50507187A JP H0683893 B2 JPH0683893 B2 JP H0683893B2
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Description

【発明の詳細な説明】 発明の分野 この開示は、印刷回路基板の金接点区域に接触したりそ
れらを湿らしたりせずに印刷回路基板の下側の端子のは
んだ付けを容易にするために波動はんだ機に装着するた
めの装置を製造することに関連する。
発明の背景 今日のあらゆるディジタルモジュール製造産業では、何
十万もの印刷回路基板がそこに装設される適当な構成要
素ではんだ付け工程を後で通過することで組立てられな
ければならないが、それにより印刷回路基板の一方の側
ははんだ付け動作を受け、それにより何百もの端子点が
信頼できる電気接続性のためにはんだ付けされる。
この製造方法においては、一般には波動はんだ付け機が
使用され、それによりコンベアフィンガを有するコンベ
アが連続する印刷回路基板を１対の保護レールに沿った
前方の動きで搬送し、それにより印刷回路基板の下側
は、その印刷回路基板の下側に対し波が立つように揺り
動されるはんだの溶融槽上を通過させられる。
ディジタルユニット製造動作で何千回も反復されるこの
特定の動作においては、印刷回路基板の一方の側が高温
の溶融はんだにより湿らされたり接触されたりしないよ
うに「保護する」ことが標準的な実施であった。印刷回
路基板のこの特定の保護部分は、印刷回路基板に装設さ
れた構成要素をディジタルユニットでの動作のために母
体基板または他の型のコネクタに接続する一連の金接点
を含む部分である。
一般的な実施では、その何千もの印刷回路基板の各々の
金接点区域に手でカプトン（Kapton）テープを付与し、
そうしてその印刷回路基板が波動はんだポット上を通過
すると高温の溶融はんだによりそれが本質的に接触から
隔離されるようにしている。
金接点区域を保護するというこの方法には多くの不利な
点が存在する。その理由は、カプトンテープが大量に使
用される非常に高価な品目であるからばかりでなく、さ
らに最初にカプトンテープを付与するときと後で金めっ
きされた接点からテープを除去するときの両方で相当か
つ正確な作業時間が必要とされるからである。残念なこ
とに、粘着性カプトンテープの付与のせいで金接点区域
の種々のレベルの汚染が起こり得て、不所望の結果とな
る。
金接点の汚染すなわち悪化なしに波動はんだ動作を達成
するより良い方法を見つけようとする試みは久しく悩み
の問題であった。
溶融はんだが金接点区域を濡らさないようにするために
他の形式の遮蔽装置を提供しようとする種々の試みがな
されてきたが、今日まで著しくうまくいく有効な方法は
開発されていない。
印刷回路基板上の金接続点区域へのはんだの湿潤すなわ
ち接触を有効に妨げるためのここに開示されたシステム
は、波動はんだ機上に適合され得てかつ高温溶融はんだ
が金接続接点区域を保有するプリント回路基板の区域に
近づかないようにするために印刷回路基板に近接してフ
ィンガ遮蔽を設ける装置を説明している。
発明の概要 ここで説明される新たに開発された補助装置は波動はん
だ機に装着するように調節可能フレームワークを備え、
そのため波動はんだ付け機の運搬フィンガは補助装置に
導かれて溶融はんだポット（Ｔ波動はんだポットのよう
な）を横切ってゆっくりと各印刷回路基板を搬送および
運搬するようにし、そうしてすべての下側の端子接点を
適当に、しかも同時にその印刷回路基板の一方の側に沿
った金めっきされた接点を接触させたり濡らしたりせず
にはんだ付けする作動を達成するようにする。
これは、前方レールおよび後方レールを有するフレーム
装置を使用して１対の垂直なガイドバーを支持すること
により達成され、そのガイドバーではその内側がフィン
ガ遮蔽を提供し、このフィンガ遮蔽は溶融はんだに潜っ
て、溶融はんだが金接点区域に広がることを妨げるメニ
スカスパターンの形成を引き起こす。
フィンガ遮蔽は溶融はんだ（錫−鉛）に対し非常に低い
分子引力を有する金属チタンから構成される。これによ
りフィンガ遮蔽端縁接点で高温の溶融はんだに対し負の
（非湿潤）メニスカスが引き起こされるが、同時に溶融
はんだと印刷回路基板の下側の間に正の（湿潤）メニス
カスが存在する。
これらの条件では、金めっきされた接点接続点を保有す
る印刷回路基板のその部分への漏洩なしに、はんだの端
子接続を必要とする印刷回路基板の下側のその部分を溶
融はんだが「湿潤」する。
このようにして、テープを付与しかつそれを除去する労
働の経費を減じることに加えて、高価な被覆テープで金
接点を「マスクする」必要が除去される。さらに、カプ
トンのような適当な絶縁テープの経費およびその結果と
して生じるにかわ残留物からの汚染もさらに除去され
る。
フィンガ遮蔽を保持するガイドバーを支持するブラケッ
ト装置は、異なる大きさの印刷回路基板が収容され得る
ように左フィンガ遮蔽と右フィンガ遮蔽の間でのように
調整が可能である。２個の調整ホイール、すなわち前方
調整ホイールと後方調整ホイールは左フィンガ遮蔽と右
フィンガ遮蔽の精密調整に備えるために設けられ、その
ためそこでは印刷回路基板のどちらの側で金めっきされ
た接続接点になるかは問題ではなく、その理由は下側の
はんだ浴動作を実施しながら左側か右側のいずれかまた
はその両方が湿潤やはんだ付け動作を防止するように収
容され得るからである。
図面の簡単な説明 第１図は第1A-1図から第1A-5図および第1B図から構成さ
れる。第1A-1図は、溶融はんだポットを横切って印刷回
路基板の誘導を提供するように波動はんだ機に装着され
得て、さらにそれにより各場合に左フィンガ遮蔽と右フ
ィンガ遮蔽の位置が正確に置かれ得る、補助的な付加的
ブラケット装置の全体的な平面図である。
第1A-2図は、第1A-1図の左側に示される前方調整ホイー
ルの構造を示す平面図である。
第1A-3図は、第1A-1図の左下側に示されるガイドブロッ
ク10まわりの構造を裏面から捉らえた図である。
第1A-4図は、第1A-1図の右側に示される後方調整ホイー
ルの構造を示す平面図である。
第1A-5図、第1A-1図の右下側に示されるガイドブロック
12まわりの構造を裏面から捉らえた図である。
第1B図は、第1A-1図に示されたブラケット装置を溶融波
動はんだ槽に設置した場合の正面図である。
第２図は、フィンガ遮蔽に近接して設置される印刷回路
基板と正のメニスカスと負のメニスカスが形成されるよ
うな溶融はんだを示す概略図である。
第３図は、コンベアフィンガにより運ばれる印刷回路基
板と、その印刷回路基板の金接点区域に隔離を与えるた
めのチタンフィンガ遮蔽の近接使用とを示す概略図であ
る。
第4A図および第4B図は、フィンガ遮蔽の内側の端縁15を
示す右手ガイドバー（第1A-1図の14g）の図である。
第５図は、はんだポット（第1A-1図の）上に垂直に載っ
ているときのガイドバー（14g、15g）の図である。
好ましい実施例の簡単な説明 第１図を参照すると、コンベア・フィンガ40（第３図）
が係合されて第1B図の溶融波動はんだ槽42を横切って印
刷回路基板30を搬送する波動はんだ機上に装着するため
の補助ポータブル装着装置80が見られる。
第1A-1図でわかるように、前方レール7fと後方レール７
を有する据付けレールからなるフレーム機構が設けられ
る。前方レール7fは、ガイドバー15gおよび14gに装着し
てそれらを支持する前方左ブラケット６および前方右ブ
ラケット５を有する。同様に裏側にはガイドバー15gお
よび14gの他方の端部を支持する後方左ブラケット２お
よび後方右ブラケット１がある。
第1B図では、印刷回路基板30が溶融はんだ槽42に向かっ
て運搬される誘導機構をガイドバー14gおよび15gが形成
しているのがわかるであろう。また第３図でわかるよう
に、印刷回路基板の下側を溶融はんだ槽42にさらすため
にコンベア・フィンガ40が使用されて印刷回路基板を保
持しかつそれをガイドバー15gおよび14gに沿って搬送す
る。
ガイドバー14gと15gの間の距離は異なる大きさの印刷回
路基板を収容するために調整可能である。これらの調整
は、第1A-2図および第1A-4図に示される前方調整ホイー
ル24と後方調整ホイール25の使用により達成される。基
板30の下側へのフィンガ遮蔽端縁（第２図の15e）の近
接を調節する高さおよび方位角調整は、第1A-1図の止め
ねじ20a、20b、20c、20dにより配置される。
ガイドバー15gには第３図でより詳細に示される左フィ
ンガ遮蔽15が設けられる。同様にガイドバー14gは第1A-
1図に見られるように右フィンガ遮蔽14を備えている。
前方調整ホイール24はガイドバー15gと左フィンガ遮蔽1
5の位置を調整するためにガイドブロック10および11を
貫通して動作する親ねじ16を駆動する。同様に後方調整
ホイール25はガイドバー14gと右フィンガ遮蔽14の位置
を調整するためにガイドブロック12および13を貫通する
親ねじ17を駆動する。これら調整ホイールは、オペレー
タが高温の金属部分に近づかなくても調整できるように
し、火傷による怪我の危険を除去する。
したがってフレームアセンブリ80を波動はんだポット上
に載せたままで、溶融波動はんだ機を通って運搬される
どんな大きさの印刷回路基板でも収容するために左フィ
ンガ遮蔽15および右フィンガ遮蔽14の位置に関して非常
に厳密な調整が可能である。
据付けブロック４および４′を有する左揺れ止めバー３
および右揺れ止めバー３′はフレーム構造により大きな
堅固さを与えるために使用される。押えねじ22とダボ19
を表示して後方ブロックトラック９と前方ブロックトラ
ック８の付加的な詳細が示される。
第３図を参照すると、印刷回路基板30がどのようにコン
ベア・フィンガ40により保持されて搬送されるかを示す
概略図が示されている。この図はコンベア・フィンガ40
と共に印刷回路基板の一方の側のみが示されており、こ
の印刷回路基板の反対側は両端で印刷回路基板を支持す
るために類似するコンベア・フィンガ40により保持され
ている。
第３図は左フィンガ遮蔽15とガイドバー15gの詳細をさ
らに示している。右フィンガ遮蔽14と右ガイドバー14g
に関して印刷回路基板の反対側で類似する情況が起こる
であろう。印刷回路基板の一方の側のみが第３図には示
されている。
第３図でわかるように、調整可能ガイドバー15gはおよ
そ30°の最適な角度の拡がりを備えてフィンガ遮蔽15を
形成する。フィンガ遮蔽15の効果は、波動はんだポット
42からの高温の溶融はんだが金めっき接点を保持する印
刷回路基板の区域に浸潤したり浸透したりするのを防ぐ
ことである。したがってはんだの浸潤および接触は、電
気接続性のために端末点がはんだ付けされることが望ま
しい印刷回路基板のその部分にのみ限定される。
第２図でわかるように、フィンガ遮蔽15がより詳細に示
されている。フィンガ遮蔽15はチタン金属から作られて
おり、それは溶融はんだに対する非湿潤性の特性を有し
ているので、フィンガ遮蔽と溶融はんだとの間には負の
（非湿潤）メニスカスが形成され、他方で印刷回路基板
の端子と溶融はんだの間の接点区域は正の（湿潤）メニ
スカスを形成する。記号PHI（φ）は或る場合の液体は
んだとフィンガ遮蔽の間の界面に作られる角度（φ１）
および液体はんだと印刷回路基板の下側の間の角度（φ
２）を規定するために使用される。
チタンは錫−鉛合金からなる溶融はんだに対し低い分子
引力を有するので、形成される負のメニスカスは湿潤角
度の尺度として記号PHI（φ）を使用することにより規
定され得る。負のメニスカスの場合には、湿潤角度すな
わちPHI（φ１）は90°より小さい。他方、印刷回路基
板の下側のはんだ付け端子と溶融はんだとの間における
ような湿潤角度は90°より大きく、すなわちPHI
（φ２）は90°より大きく、したがって正のメニスカス
を形成する。
チタン材料に湿潤角度を加え、さらにフィンガ遮蔽の場
所、形状および位置を加えることによりはんだは所望の
境界に沿って正確に制御され、したがってテープ被覆で
金めっき接点を「マスクする」必要を除去する。これは
テープを付与かつ除去する経費のかなりの低減をもたら
し、テープの使用を除去することにより経費を低減し、
さらにまた普通は被覆テープ上のにかわ残留物から起こ
る汚染を除去する。
或る旧式な方法は、印刷回路基板からおよそ0.0254mmの
位置で印刷回路基板に対し直接に垂直であるフィンガ遮
蔽を用いてしばしば試みられていた。この情況の著しい
不利な点な、遮蔽と印刷回路との間で開口を介して金接
点区域上にはんだを引張る毛管作用が起こることであっ
た。これによりはんだが金接点上にもたらされ、金接点
が除去されて再めっきされねばならなくなり、過度で高
価な再作業をする結果となった。これらの問題の結果と
して、カプトンテープの使用が始まって金接点区域を被
覆するために使用されるようになり、先に説明されたよ
うにその方法がもたらした困難や問題がすべて起こっ
た。
ガイドバーおよびフィンガ遮蔽15の特定の設計は補助装
置の動作には決定的な重要性を有する。第２図および第
３図で見られるように、フィンガ15の端縁15eと印刷回
路基板30の間の空隙は1.27±0.508mmのオーダになけれ
ばならない。フィンガ遮蔽15は水平に対して30°の角度
に上げられる。
第4A図および第4B図において、右ガイドバー14gは右フ
ィンガ遮蔽14がフィンガ端縁15eを有するように示され
ている。
「ウィープホール」15wと呼ばれる切抜き孔は安全ドレ
ン孔として使用され、第３図のガイドバー15gの内部区
域内へ偶然に入ってしまった液体はんだを解放する。
第５図において、移動する基板30とフィンガ遮蔽15間の
どんな強い衝突も防ぐのに役立つテーパ状末尾15tを有
するフィンガ遮蔽端縁15e（第２図）の長さ部分が示さ
れている。
ここでは波動はんだ機のための補助装着装置が開示され
てきたが、それにより波動はんだ機の溶融はんだ槽を横
切って運搬するように種々の大きさおよび形状の印刷回
路基板が収容され得る。補助装着にとって特に重要なの
は、印刷回路基板の各端部で調節可能に設置されてはん
だ液から隔離されるべき金接点がはんだで濡れることを
防ぐようにし得る２個のフィンガ遮蔽を設けることであ
る。補助装置の側部は、その内側に各側でそれぞれ14お
よび15と示されるフィンガ遮蔽を有する２個のガイドバ
ー14gおよび15gを備えており、それによりフィンガ遮蔽
はチタンから作られて印刷回路基板の0.050インチの範
囲内に来るテーパ状端縁を有してチタン端縁とはんだ液
との間に「負のメニスカス」を引き起こす働きをし、こ
うして金接点区域への溶融はんだの漏出を防ぐ。フィン
ガの角度の臨界、すなわちフィンガの端縁と非常に注意
深く制御される印刷回路基板へのフィンガの近接がかな
り重要である。
波動はんだ機のための上述の補助装着装置は或る特定の
実施例で説明されてきたが、実際に同じ利点をもたらす
その他の変化が与えられ得て、したがって先の開示はこ
の後に続く添付の請求の範囲に鑑みて考慮されるべきで
ある。
フロントページの続き (72)発明者 トマス，ケニス・ダーホル アメリカ合衆国、92806 カリフォルニア 州、アナハイム イー・ウィンフィール ド、2903 (56)参考文献 実開 昭54−95533（ＪＰ，Ｕ) ＩＢＭ Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｄｉｓｃ ｌｏｓｕｒｅ Ｂｕｌｌｅｔｉｎ，ｖｏ ｌ．27 ｎｏ．６，Ｎｏｖｅｍｂｅｒ 1984“Ｆｉｘｔｕｒｅｌｅｓｓ ｗａｖｅ ｓｏｌｄｅｒ ｃｏｎｖｅｙｏｒ ｓｙ ｓｔｅｍ” ｂｙ Ｅ．Ａｍｉｒ−Ｈａｍ ｚｅｈ

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】波動はんだ機の溶融はんだ槽上に設置する
    ための補助装着装置であって、前記はんだ槽を横切って
    印刷回路基板を運搬し、前記印刷回路基板の底面は指定
    された端縁区域を有し、それははんだ接触およびはんだ
    により湿らされる端子区域から隔離されることになり、
    その装置は、 （ａ）第１および第２のガイドバーを前記印刷回路基板
    の前記底面の両端縁に設置するために前記第１および第
    ２のガイドバーを保持するための支持手段を含み、 （ｂ）前記第１および第２のガイドバーは前記印刷回路
    基板の動きの方向に平行に設置されかつ前記第１および
    第２のガイドバーの外側縁は前記印刷回路基板の幅より
    もわずかに大きい距離まで間隔を保たれ、さらに （ｃ）前記第１および第２のガイドバーにおいて、前記
    印刷回路基板の指定された底面端縁区域を溶融はんだと
    の接触から隔離するための防止手段を含み、前記防止手
    段は、前記第１および第２のガイドバーの各々の前記印
    刷回路基板側の端縁よりなり、 （c1）前記端縁の各々は水平ベースから30°上がってそ
    の先端は前記基板と平行な面を有し、前記端縁の各々は
    前記溶融はんだに接触しかつ前記印刷回路基板の前記指
    定された底面端縁区域から前記溶融はんだを弾く、剛性
    の、カップ状の、はんだを寄せつけない金属ユニットを
    含み、前記端縁の先端の平行な面が、前記印刷回路基板
    の前記底面より1.27±0.508mm下に、かつ底面に平行に
    調整可能に位置決めされる、装置。
  2. 【請求項２】（ａ）前記第１および第２のガイドバーの
    間の空間的隔たりを厳密に調整するための手段を含む、
    請求の範囲第１項に記載の装置。
  3. 【請求項３】前記第１および第２のガイドバーの各々
    が、 （ａ）溢れ出た溶融はんだを解放するためのアパーチャ
    区域を含む、請求の範囲第２項に記載の装置。
  4. 【請求項４】前記支持手段が、前記波動はんだ機への安
    定した装着を可能にするための前方および後方ブラケッ
    トユニットを含む、請求の範囲第１項に記載の装置。
  5. 【請求項５】前記はんだを寄せつけない金属ユニットが
    チタンから作られる、請求の範囲第１項に記載の装置。
  6. 【請求項６】前記端縁の先端が前記印刷回路基板の前記
    底面に対し近接関係で存在し、前記端縁の先端と前記は
    んだ槽の隣接する溶融はんだとの間で負のメニスカス
    （90°より小さい）を確立する、請求の範囲第５項に記
    載の装置。
  7. 【請求項７】前記印刷回路基板の前記底面に近接する前
    記端縁の先端が、前記溶融はんだと前記印刷回路基板の
    前記底面との間で正のメニスカス（90°より大きい）を
    確立する、請求の範囲第５項に記載の装置。
  8. 【請求項８】前記端縁の先端が、前記印刷回路基板の前
    記底面の前記端縁区域の内縁部と前記印刷回路基板の外
    部端縁との間に存在する部分に溶融はんだが接触するこ
    とを防止する、請求の範囲第５項に記載の装置。
  9. 【請求項９】（ａ）前記第１および第２のガイドバーの
    垂直方向の高さと角の高さを調整するための手段を含
    む、請求の範囲第１項に記載の装置。
  10. 【請求項１０】前記第１および第２のガイドバーはチタ
    ン金属から構成され、かつ前記第１および第２ガイドバ
    ーの各々の前記外側縁が前記溶融はんだに隣接して垂直
    壁を形成する、請求の範囲第１項に記載の装置。
JP62505071A 1986-08-15 1987-08-12 波動はんだフィンガ遮蔽装置 Expired - Lifetime JPH0683893B2 (ja)

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