JPH0730210Y2 - 自動はんだ付け装置のはんだ槽構造 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 開示技術は、電子装置に組み込まれているプリント基板
に抵抗等の回路部品を自動的にはんだ付けする装置の構
造の技術分野に属する。

〈従来の技術〉 周知の如く、近時各種産業における電子工学の利用は著
しく、特に、電子装置等の利用はめざましいものがあ
り、更に、電子回路のコンパクト化、ダウンサイジング
化が図られるに従って益々その利用範囲は広がる様相を
示している。

そのため、一般に使用されている電子制御回路等に用い
られているプリント基板に対する抵抗等の回路部品のラ
ンドに対するはんだ付けは確実に正確に行われる必要が
あり、濡れ性不良や突出状はんだやブリッジ現象等によ
るはんだ付け不良があってはならないことになる。

而して、コンパクト化され、マイクロ化されるプリント
基板の回路部品のはんだ付けはまたそのコスト的な面か
らも量産性が強く求められるようになり、優れたはんだ
付け技術が開発され、良好な自動はんだ付け装置が稼動
されるようになってきている。

そして、現用されている自動はんだ付け装置１を第５、
６図によって略説すると、次述する電子部品を仮付けさ
れたプリント基板がコンベヤ２により分速1m等の低速で
搬入されてフラクサー３によりフラックスを塗布されて
はんだ付けがし易いようにされ、次いで、プレヒーター
４により加熱されて駆動装置５により撹拌されるはんだ
槽６に臨まされてその溶融状の噴流はんだにプリント基
板が侵入されてはんだ付けされ、電子部品に対する熱負
荷を抑制するために冷却ファン４′により冷却されてコ
ンベヤ２′により次段へ搬送されていくようにされてい
る。

そして、はんだ槽６は第２、３、４図に示す様に、左右
の側板７、７と前後の側板７′、７′がフレームに設け
られて縦断面略台形に形成され、その上部の噴流口８の
上流側と下流側にはオーバーハング状に波切板９、９′
が各々一体的に形成され、第２図に示す様に、電子部品
10を仮付けされたプリント基板11をはんだ槽６からオー
バーフローする溶融状のはんだ14内に侵入させてはんだ
付けするようにされている。

そして、はんだ付けのメカニズムを第７、８図で示す
と、はんだ槽６の噴流口８に上流側（図上右側から）か
ら侵入するプリント基板11はキャリア12の下側の爪13、
13…に左右側から保持されて該噴流口８に近接し、波切
板９、９′からオーバーフローする溶融状のはんだ14に
侵入してランド15にはんだ付けが行われて下流側へと搬
送されていく。

そして、噴流口８を通過して下流側（図上左側）の波切
板９′のオーバーフロー長さａのスパンの範囲で溶融状
のはんだ14から離反して搬出されていくようにされてい
る。

かかるはんだ付け技術については、例えば、実公昭54-4
3066号公報考案等に開示されている。

そして、該種技術には波切板９′の傾斜角度を調整する
ことが出来るようにされてはいるが、固定式でないため
調整が極めて煩瑣であるマイナス点がある。

〈考案が解決しようとする課題〉 而して、下流側の波切板９′に於いてはその水平面に対
する下流側への傾斜角度が、例えば、25°等に大きく形
成されてはんだ14をオーバーフローさせ、プリント基板
11に対するはんだ付けを行った後のａのスパンの先では
んだ14は急速に落下するようにされているために、当該
ａのスパンに於いて、プリント基板11、及び、ランド15
部の接着はんだの剥離が極めて速やかに行われるように
されている。

そこで、該プリント基板11とはんだとの離反プロセスを
スローモーション的に第８、９、10図で示すと、噴流口
８の部分で溶融状のはんだ14内に侵入したプリント基板
11は第８図に示す様に、その電子部品10（当該態様にお
いてはネジ）にランド15を介してはんだ付けがなされ、
下流側の波切板９′のａのスパンに差し掛かると、上述
した如く、オーバーフローする溶融状のはんだ14が急速
に流下するため、第９図に示す様に、凝固しないはんだ
14は電子部品10から急速にくびれ状に離反し始め、ラン
ド15に対してはその金属間の親和性により残留しようと
するが、波切板９′の中途部分での移行プロセスでは溶
融状のはんだ14が急速に下降するために、第10図に示す
様に、該溶融状のはんだ14がつらら状に垂れ下がり、望
ましい正規の丸山状のはんだとは異形の尖突状のはんだ
付形状が形成されることになる。

そして、溶融状のはんだ14のかかる現象は単に上述つら
ら状の不良はんだ付けのみならず、ブリッジ状のはんだ
付けとなったりして結果的に製品不良につながり、歩留
り低下をきたすという欠点がある。

又、そのために、はんだ付けの煩瑣な手直しをせざるを
得ず、工数が増加してコスト高になるという不利点もあ
り、製品に対する信頼性が充分でなくなるという不具合
があった。

これに対処するに、例えば、実開昭52-149128号公報
（実願昭51-57509号）考案に示されている如く下流側の
波切板の傾斜を略水平にし、又、例えば、実開昭58-195
469号公報（実願昭57-93457号）考案に開示されている
如く、該下流側の波切板の下流に堰板の先端を臨ませて
設ける等の技術もあるが、かかる技術は単に溶融状のは
んだの流速を低くし、又、該はんだに対し堰板を設置を
しているに過ぎず、溶融状のはんだの流速や温度制御を
抑制することは出来ないマイナス点を有するものであっ
た。

そして、特に、該溶融状のはんだの表層流の流速を遅く
出来ないことからプリント基板と溶融状はんだとの相対
速度を小さく出来ず、該プリント基板に接着固化され始
めているはんだと溶融状のはんだとの分離が出来難いと
いう難点があった。

この考案の目的は上述従来技術に基づくはんだ付けの問
題点を解決すべき技術的課題とし、高速自動はんだ付け
の利点を生かしながらも、はんだ槽の噴流口に於けるは
んだ付けが確実に行われて噴流口の下流側に於ける波切
板と溶融はんだとプリント基板との相対離反プロセスに
おいて、はんだ付け不良が生じないようにし、工数削減
を図り、生産効率を上げるようにして電子産業における
接合技術利用分野に益する優れた自動はんだ付け装置の
はんだ槽構造を提供せんとするものである。

〈課題を解決するための手段〉 上述目的に沿い先述実用新案登録請求の範囲を要旨とす
るこの考案の構成は前述課題を解決するために、自動は
んだ付け装置のはんだ槽のはんだ噴流口の外側下部に設
けられ該はんだ噴流口の被はんだ付け物搬入の上流側と
下流側に波切板がオーバーハング状に設けられ、該下流
側の波切板傾斜が略水平にされ、その下流側に下側から
臨ませて溶融状のはんだの全量を落下する位置姿勢でス
トッパ堰が設けられているはんだ槽構造であって、上記
ストッパ堰の溶融はんだの当接部が上記下流側の波切板
の先端との間で溶融状のはんだ内の下層部に臨ませる部
分と溶融状のはんだの表層部に当接させる部分とが夾角
を有して形成されるようにした技術的手段を講じたもの
である。

〈作用〉 而して、自動はんだ付け装置の入口側からコンベヤによ
り電子部品を仮付けされたプリント基板が分速1m等の低
速でキャリヤの爪に挾持保持された姿勢にて搬入され、
フラックスを塗布され、プレヒーターにより所定温度に
加熱されてはんだ槽の噴流口からの溶融状のはんだ内に
侵入されてそのランドにはんだ付けが行われ、下流側の
波切板上に於いて、該波切板が水平面に近く、在来態様
よりも５°等の低い傾斜角に形成されていることによ
り、プリント基板とオーバーフローして流下する溶融状
のはんだとの相対速度が低速にされ、したがって、電子
部品とランドに付着し固化し始めているはんだと溶融状
態のはんだとの急速な離反が阻止されてつらら状、尖突
状やブリッジ状の不良はんだ付けが避けられ、又、波切
板上をオーバーフローする溶融状のはんだは該波切板の
先端下流側にてフレームに付設されたストッパ堰が下流
側の波切板との間で溶融状の全ての量のはんだが落下す
るように下側から先端が該溶融状のはんだ内に臨まされ
るようにされ、この場合、溶融状のはんだの表層部に当
接されて設けられている部分と下層部に当接されている
部分が夾角を成していることによっても溶融はんだの急
速な落下、即ち、波切板上からのはんだの急速な流失落
下が阻止され、又、雰囲気温度により溶融はんだ全体が
冷却されるのを避けられて該溶融状のはんだのオーバー
フロー流速の確実な低速化を図り、上述の如く正確なは
んだ付けが行われるようにしたものである。

〈実施例〉 次に、この考案の１実施例を第２〜６図を援用し第１図
に基づいて説明すれば以下の通りである。尚、第７〜９
図と同一態様部分は同一符号を用いて説明するものとす
る。

６′はこの考案の要旨の中心を成す自動はんだ付け装置
１のはんだ槽であり、第５、６図に示す在来態様同様
に、自動はんだ付け装置１の内部に設けられて入口側か
らのコンベヤ２と出口側のコンベヤ２′との間に設けら
れている。

尚、コンベヤ２の下側には同じく在来態様同様に、プリ
ント基板10に対するフラックス塗布のためのフラクサー
３とその後段にプレヒーター４が設けられている。

そして、はんだ槽６′と出口側のコンベヤ２′との間に
は冷却ファン４′が設けられている。

又、はんだ槽６′内の溶融状のはんだ14は駆動装置５に
より撹拌されて噴流を与えられ、上部の噴流口８からオ
ーバーフローするようにされており、はんだ槽６′は第
２、３、４図と実質的に同様にフレーム19に設けられた
左右の側板７、７、及び、前後の側板７′、７′で縦断
面略台形に形成されていることもまた在来態様同様であ
る。

而して、この考案においては、上流側の波切板９′は在
来態様同様の形状サイズにされているが、下流側の波切
板９″は在来一般態様の水平面に対する25°より20°傾
斜角度が小さい、例えば、５°と水平に近く形成されて
オーバーフローして下流側へ流下する溶融状のはんだ14
の流下速度が減少されるようにされている。

又、該下流側の波切板９″の下流端の下流側にはフレー
ム19に固設されたストッパ堰16の上端部分が該波切板
９″の下流端から落下する溶融状のはんだ14内に臨まさ
れて当接され、該溶融状のはんだ14の表層流に流下抵抗
を与え、それにより該波切板９″の水平に近い小さな傾
斜角度に加えてはんだ14の流下速度を抑制するようにさ
れている。

又、当該第１図に示す様に、波切板９″の先端からの溶
融状のはんだの下層部に臨まされて当接する部分と鋭角
的な夾角を形成するようにされている。

そして、キャリヤ12のヘッド12′の下側には後ろ方向に
傾斜するスクレーパ17が一体的に設けられて矢印方向に
搬送される電子部品10とプリント基板11に先行して噴流
口８からオーバーフローする溶融状のはんだ14に侵入
し、その表面に形成される酸化被膜18を押し分けて排除
し、濡れ性を良くし、溶融状のはんだ14が電子部品10、
ランド15に付着し易いようにしている。

したがって、下流側の波切板９″の前後方向の実質長さ
が在来態様同様であるとすると、プリント基板11が噴流
口８の中心から波切板９″の下流端までのスパンＡの間
ではんだ付けされた後、次第に緩速で溶融状のはんだ14
から離反するようにされている。

上述構成において、はんだ槽６′の噴流口８に於ては図
示する様に、溶融状のはんだ14が噴流を付与されてオー
バーフローするプロセスを維持し、そこで、コンベヤ２
から電子部品10を仮付けされたプリント基板11がキャリ
ヤ12の爪13、13…により両側から挟持保持されて搬入さ
れ、フラクサー３からフラックスを所定に塗布され、ヒ
ーター４により加熱された状態ではんだ槽６′の噴流口
８からオーバーフローする溶融状のはんだ14内に侵入し
ていく。

この時、プリント基板11の溶融状のはんだ14への侵入に
先立ってキャリヤ12のヘッド12′の下側に設けられたス
クレーパ17が溶融状のはんだ14の表面に形成される酸化
被膜18を押し分けて侵入するために直ちに酸化被膜のな
い溶融状のはんだ14内にプリント基板11のランド15と電
子部品10を接触させ、濡れ性良く接着させ、下流側の波
切板９″のスパンＡの長さの下流側にて次第に第８、９
図に示す様に、溶融状のはんだ14を電子部品10から相対
分離していく。

しかしながら、この考案においては、上述した如く、下
流側の波切板９″がその傾斜角度を在来態様よりも小さ
く、水平に近くされた状態でフレーム７に固定状態にさ
れていること、更に、その下流側にストッパ堰16が形成
され、その上端部が溶融状のはんだ14の表層流内に臨ま
されて当接されていることにより、表層部は停滞し、下
層部は速く流れ、これらから二重に該溶融状のはんだ14
の流下速度は抑制されて低速になり、特に、その表層流
は低速になり、下層流は速く流れてはんだ槽に戻され、
したがって、コンベヤ２により分速1m程度の低速度で搬
入されたプリント基板11はＡのスパンに於いて溶融状の
はんだ14に浸漬された後は流下する溶融状のはんだ14に
対し相対速度が分速1m以下の低速に抑えられるために、
はんだ付けを行うはんだ流の表層部では第10図に示す様
な在来態様の如く付着して固化し始めたはんだと溶融状
のはんだ14の急速離反によるつらら状や尖突型のはんだ
の付けやブリッジ状の不良はんだ付けは生ぜず、又、直
接はんだ付けに関係しないはんだ流の下層部に於ては、
その流速が速いため、空気層中での存在時間が短縮化さ
れ、よって、はんだ流の、特に、下層部での流速を速め
たままでの本装置の駆動が可能となる。

そして、搬送部品の搬送速度に近似させ、又は、一致さ
せることが出来る上層部では丸山状の健全なはんだ付け
が行われる。

そのため、丸山状の健全なはんだ付けが行われた状態で
冷却ファン４′へと搬送されて冷却固化し、コンベヤ
２′により次段へと送給されていく。

この間、噴流はんだの空気中に在る時間の短縮化による
流速の高速化と搬送中の電子部品10の速度との相対速度
の低減とを両立させることが出来る。

そして、次に到来するプリント基板11に対しては上述プ
ロセスが反復して行われる。

したがって、はんだ付けされたプリント基板11の製品精
度は良く、信頼感も高く、手直しのはんだ付けを行う必
要がなく、それだけ工数が削減され、製品の生産効率が
大幅に向上する。

そのため、ラインに於ける能率が向上し、設計通りの生
産が行われることになる。

尚、この考案の実施態様は上述実施例に限るものでない
ことは勿論であり、例えば、波切板の裏面に冷却ファン
等を付設して波切板上の溶融状のはんだの流下速度をよ
り低下させるようにして最適速度に調節する等種々の態
様が採用可能である。

〈考案の効果〉 以上、この考案によれば、基本的に電子制御装置等に設
けられている多数の電子部品やネジ等を付設するプリン
ト基板のはんだ付けにおいて、生産性良く用いられる自
動はんだ付け装置の効率が向上し、製品歩留りも良く、
修正はんだ付け工数等が削減され、ラインの生産性も良
く、作業時間が短縮され、コストダウンを図ることが出
来、歩留り向上に伴って生産効率も向上するという優れ
た効果が奏される。

而して、はんだ槽の噴流口の上流側と下流側に設けられ
た一対の波切板の下流側の波切板の傾斜角度を水平に近
く形成したことにより、該波切板上をオーバーフローし
て流下する溶融状のはんだの流下速度、特にその表層流
の流下速度を抑制し、低速で搬送されて来るはんだ付け
後のプリント基板に対する相対離反速度をより小さく
し、該プリント基板の搬送速度を一定としながらも、接
着されて固化し始めたはんだと溶融状のはんだの急速の
維反を防止し、したがって、つらら状やブリッジ状の不
良はんだ付けがなされず、設計通りの健全なはんだ付け
が行われ、製品精度が向上し、製品に対する信頼感が向
上するという優れた効果が奏される。

又、波切板の下流端の下流側に溶融状のはんだの表層流
に対してストッパ堰の先端が臨まされ、その溶融はんだ
の表層部に当接する部分と下層部に当接する部分とが所
定角度の夾角を有するように形成されてフレームに設け
られたことにより、下流側の波切板の傾斜角度の水平状
態に近い安定した配設姿勢と相俟って該波切板上に流下
する溶融状のはんだの流下速度、特に、表層部分では位
置によってより遅くされて下層部との相対速度差が形成
され、低速で搬送されるプリントの基板からの接着され
たはんだの急速離反をより防止して設計通りの良好な丸
山状のはんだ付けが健全に行われ、又、溶融はんだの空
気中に在る時間を短縮し、雰囲気温度により溶融はんだ
全体の冷却するのを防止されるという優れた効果が奏さ
れる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案の１実施例の要部拡大縦断面図、第２
図ははんだ槽の概略側面図、第３図は同平面図、第４図
は同正面図、第５図は自動はんだ付け装置の概略側面
図、第６図は同平面図、第７図は従来技術に基づくはん
だ槽の波切板と溶融はんだの模式縦断面図、第８、９、
10図は従来技術によるはんだ付けのプリント基板に対す
る溶融状のはんだの離反状態プロセス側面図である。 １……自動はんだ付け装置、12……キャリヤ、19……フ
レーム、８……噴流口、９″……波切板、６′……はん
だ槽、16……ストッパ堰

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 実開 昭52−149128（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭58−195469（ＪＰ，Ｕ) 実公 昭54−43066（ＪＰ，Ｙ２) 実公 昭61−27199（ＪＰ，Ｙ２)

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】自動はんだ付け装置のはんだ槽のはんだ噴
   流口の外側下部に設けられ該はんだ噴流口の被はんだ付
   け物搬入の上流側と下流側に波切板がオーバーハング状
   に設けられ該下流側の波切板の傾斜が略水平にされその
   下流側に下側から臨ませて溶融状のはんだの全量を落下
   する位置姿勢でストッパ堰が設けられているはんだ槽構
   造において、上記ストッパ堰の溶融状のはんだとの当接
   部が上記下流側の波切板の先端との間で溶融状のはんだ
   内の下層部に臨ませる部分と溶融状のはんだの表層部に
   当接させる部分とが夾角を有して形成されていることを
   特徴とする自動はんだ付け装置のはんだ槽構造。