JPH0738250A - 噴流はんだ槽 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】ブリッジやつららといったはんだ付け不良の発
生を抑止することを目的とする。 【構成】噴流はんだ槽内のノズル４が前部ノズル形成板
７と後部ノズル形成板１１からなり、前部ノズル形成板
７は溶融はんだの噴出口８付近で湾曲部９を有し、続い
て平面板状部１０を有する構造になっており、さらに前
部ノズル形成板７自体が垂直方向に対し前方に傾斜した
構造になっている。また、後部ノズル形成板１１は噴出
口８の開口面積が溶融はんだの流入口１２の開口面積よ
り小さくなるように平面板状部１３が形成され開口部か
ら溶融はんだを一定の方向に流すための流通路板１４を
もつ構造になっている。このとき前部ノズル形成板７の
平面板状部１０と流通路板１４は平行となるように構成
され、その角度は水平面よりも上方となる。そして両ノ
ズル形成板は側板１５で挟まれ一定方向の溶融はんだの
流れを形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は噴流する溶融はんだによ
りプリント回路基板のはんだ付けを行う噴流はんだ槽に
関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、電子部品は製品の軽薄短小化に対
応し、従来のリード付き電子部品だけでなくリードのな
いチップ型の電子部品が開発され、電子部品の小型化に
拍車がかかっている。また、それにともなって電子部品
とプリント回路基板との接合に、チップ型電子部品のプ
リント回路基板上への装着とはんだペーストによるリフ
ローはんだ付け技術が導入されつつある。

【０００３】しかし、電源回路等の高電圧回路や高周波
回路では、対応できるチップ型の電子部品が開発されて
いなかったり、表面実装部品は従来のリード付き部品に
比べて高額であったりすることから、従来の溶融はんだ
による噴流はんだ付けは依然必要であり、要素技術とし
ても重要である。

【０００４】まず、図４を参照しながら従来の噴流はん
だ槽について説明する。一般に噴流はんだ槽は、溶融は
んだを収容するための槽１に溶融はんだを噴出させるノ
ズル１６およびノズル１６を支持するためのケーシング
３、溶融はんだをノズル１６へ圧送するためのポンプ２
からなる。また、ノズル１６付近を通るようにコンベア
５が配置され、コンベア５上をプリント回路基板６が搬
送され、溶融はんだに接触することによりはんだ付けが
行われる。このときのコンベア５の搬送角度は一般には
んだ槽１内の溶融はんだの液面と平行か、４〜６°程度
前上がりの角度に保持されている。

【０００５】次に噴流はんだ付けによる一般的なはんだ
付け方法について説明する。まず、プリント回路基板に
はリード付き部品のリードが挿入され、また、チップ型
部品は接着剤で仮固定されて、はんだ付けすべき電子部
品が搭載される。次いで、プリント回路基板６にはポス
トフラックスが塗布され、予熱をかけられた後、噴流は
んだ槽１内のノズル１６から噴出している溶融はんだに
プリント回路基板１のはんだ付け面が接触してはんだ付
けが行われる。

【０００６】ところでノズル１６は図５に示すように、
中央部に溶融はんだの噴出する噴出口１７を設け、噴出
口１７の前縁に鋭角に折れ曲がった形状の前部ノズル形
成板１８を有し、噴出口１７の後縁には先端に噴流制御
板１９をもち、かつ水平面を形成する後部ノズル形成板
２０を有し、これら両ノズル形成板１８、２０の側面に
は側板２１を有することにより形成される。

【０００７】以下に図６を参照しながらはんだ付けの状
態について説明する。溶融はんだは図６（ａ）に示すよ
うに噴出口１７から前後両側へ噴出している。図中では
噴出する溶融はんだの流れを矢印で示している。ノズル
１６の前部では前部ノズル形成板１８の形状により、噴
出してきた溶融はんだが急激な流れとなって落下する。
一方ノズル１６の後部では後部ノズル形成板２０に水平
面が形成されており、先端に噴流制御板１９も有するた
めに、噴出してきた溶融はんだは表面に近いところでは
水平状態を保ちながらゆっくりした流れとなり、噴流制
御板１９を越えて落下し、内部では溶融はんだが噴流制
御板１９にあたって淀みの状態を形成する。次いで、図
６（ｂ）に示すように、プリント回路基板６は搬送方向
の前方から溶融はんだに接触し、あらかじめプリント回
路基板６上に塗布されたポストフラックスが反応を始
め、プリント回路基板６上の電極と電子部品の電極が溶
融はんだにより急激に加熱され、接合すべき場所ではん
だの合金化反応が起こる。このとき噴流はんだはプリン
ト回路基板６の搬送方向とは対向する形で接触する。次
いで、図６（ｃ）に示されるようにプリント回路基板６
は搬送され続け、ノズル１６の噴出口１７の上部の溶融
はんだ噴流の流れが最も複雑になる部分を通過し、プリ
ント回路基板６は溶融はんだから離反する。このプリン
ト回路基板６が溶融はんだより離反する時点をピールバ
ックと呼び、離反する場所をピールバックポイント２２
と呼ぶ。ピールバック時には接合部に必要な量のはんだ
が付着し、過剰な溶融はんだは溶融はんだの流れに引き
ずられてプリント回路基板６上からは除去され、はんだ
付けが完了する。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような構成ではピールバック時に必ずしも過剰な溶融は
んだが除去されず、電子部品の隣接したリードや電極間
に残留したブリッジと呼ばれるはんだ付け不良や、電極
部に突起上に残留したつららと呼ばれるはんだ付け不良
を発生するという問題点を有していた。

【０００９】ブリッジ不良はピールバック時に溶融はん
だの流れがわずかでも乱れると、噴流する溶融はんだ側
に引きずられていた過剰なはんだが隣接したリードやリ
ードに付着しているはんだに接触し、プリント回路基板
上に残留してしまうことにより発生する。また、搬送角
度が水平より大きい場合、ピールバック時にプリント回
路基板上に過剰に付着しているはんだ自身にも急激な温
度低下が生じ、溶融はんだ側に引きずられる前に固化
し、残留することによっても発生する。

【００１０】また、同様の理由により過剰なはんだが完
全に溶融はんだ側に引き込まれず突起を形成することに
よりつららが発生する。従来のノズル１６では、プリン
ト回路基板の搬送角度を水平よりも大きくした場合、プ
リント回路基板が溶融はんだと接触している時間を搬送
角度が水平の場合と同じだけ得るためには、前部ノズル
形成板１８から落下している溶融はんだに接触する時間
が長くなり、ピールバックポイントが溶融はんだの噴出
口１７付近になるため、ピールバック時の溶融はんだの
流れが乱れやすく、ブリッジやつららの発生要因となる
という問題点も有していた。

【００１１】また、ブリッジやつららといったはんだ付
け不良の発生したプリント回路基板は、製品としてその
まま使用することはできないので、全数修正しなければ
ならない。また、はんだ付け不良が発生しているかどう
かの検査が必要となり生産のためのコストが上昇すると
いう問題点も有していた。

【００１２】本発明は前記従来の問題に留意し、ブリッ
ジやつららといったはんだ付け不良を生じさせない噴流
はんだ槽を提供することを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに本発明の噴流はんだ槽は、噴出する溶融はんだの流
れをプリント回路基板の移動方向と同一、かつ水平面よ
りも上方向へ制御する機構をノズルに設けたことを特徴
とする。

【００１４】

【作用】次に本発明の噴流はんだ槽における作用を説明
する。本発明の噴流はんだ槽では、噴出する溶融はんだ
の流れをプリント回路基板の搬送方向と同一方向のみに
制御するので、はんだ付け時の溶融はんだの複雑な流れ
を抑止し、ピールバック時の溶融はんだの流れを静かに
することができ、ブリッジ不良を抑止することができ
る。

【００１５】さらに、溶融はんだの流れを水平方向では
なく上方向にするので、ピールバック時のプリント回路
基板と溶融はんだの離反角度を極力小さくし、はんだの
急激な温度低下が抑止できる。したがって、プリント回
路基板にいったん残留した過剰な溶融はんだがピールバ
ック直後にすぐには固化せずに溶融はんだ側に引きずら
れる、もしくは自然落下する時間が得られ、プリント回
路基板上から除去されることによりブリッジやつららを
抑止することができる。

【００１６】

【実施例】本発明の噴流はんだ槽の実施例について説明
する。図１に本発明の一実施例における噴流はんだ槽の
構造を示す。また、図２に本実施例におけるノズルを示
す。なお従来例として示したものと同一構成部材には同
一符号を用いる。本実施例における噴流はんだ槽は溶融
はんだを収容するための槽１に、溶融はんだを噴出する
ノズル４、前記ノズル４に溶融はんだを圧送するための
ポンプ２、ノズル４を支持するためのケーシング３から
なり、ポンプ２の回転により槽１に収容されている溶融
はんだが順次ケーシング３内を圧送されノズル４より噴
出されるようになっている。また、コンベア５がノズル
４の噴出口８付近に配置され、プリント回路基板６が搬
送されてくる。これらの構成は従来の噴流はんだ槽の構
成と同一である。

【００１７】本実施例の上記ノズル４では、前部ノズル
形成板７は溶融はんだの噴出口８付近で湾曲部９を有
し、続いて平面板状部１０を有する構造になっており、
さらに前部ノズル形成板７自体が垂直方向に対し前方に
傾斜した構造になっている。また、後部ノズル形成板１
１は、噴出口８の開口面積が溶融はんだの流入口１２の
開口面積より小さくなるように平面板状部１３が形成さ
れ、開口部から溶融はんだを一定の方向に流すための流
通路板１４をもつ構造になっている。このとき前部ノズ
ル形成板７の平面板状部１０と流通路板１４は平行とな
るように構成され、その角度は水平面よりも上方とな
る。また、両ノズル形成板７、１１は側板１５で挟まれ
一定方向の溶融はんだの流れを形成することができる。

【００１８】次に図３を参照しながら本実施例による噴
流はんだ槽を用いた噴流はんだ付けの状態について説明
する。図３（ａ）に本実施例のノズルによる溶融はんだ
の噴流状態を示す。ポンプ２より圧送されてきた溶融は
んだはノズル４内部の開口面積が小さくなるために、流
速を大きくしながら噴出口８より流出する。流出した溶
融はんだは圧送されてきた力により流通路板１４に沿っ
て後方へ流れ落ちていく。本実施例では噴流はんだ付け
の一例としてプリント回路基板の搬送角度を５°とし、
ノズル４の流通路板１４を水平面よりも１０°上方に向
けている。

【００１９】次に図３（ｂ）に示されるようにプリント
回路基板６が搬送されてきてノズル４の噴出口８付近で
溶融はんだと接触を始める。次いで、プリント回路基板
６が搬送されて行くにつれ、プリント回路基板６上の接
合すべき場所には常にプリント回路基板６の搬送方向と
同一の流れを持つ溶融はんだが接触し続けることにな
る。

【００２０】次いで、図３（ｃ）に示されるようにプリ
ント回路基板６は溶融はんだの流れから離反する。この
ときのピールバックポイント２２の拡大図を図３（ｄ）
に示す。ピールバックポイント２２では溶融はんだの流
れがプリント回路基板搬送方向と同一方向であり、かつ
溶融はんだが噴出してからノズル４から落下するまでの
間に溶融はんだの流れ方向がかわることがないために、
プリント回路基板６上の過剰はんだが溶融はんだ側に引
きずられる力が大きくなるばかりでなく、溶融はんだ表
面も乱れを少なくすることができるため、ブリッジの発
生を抑止することができる。また、ピールバック時のプ
リント回路基板６と溶融はんだの離反角度が本実施例で
は約２°程度となり、はんだの温度低下を緩やかなもの
とすることができ、ブリッジおよびつららの発生を抑止
することができる。

【００２１】ノズル４の流通路板１４の角度について
は、プリント回路基板搬送角度が一般に４〜６°である
ことから、前部ノズル形成板７の上端にプリント回路基
板６のリードが接触せず、かつ溶融はんだ流に接触させ
るためには、前記搬送角度よりも大きい角度であること
が必要である。また、角度を大きく取りすぎると溶融は
んだを噴出させるポンプ２の負荷が大きくなり、また、
噴出する溶融はんだの流速が大きくなるので溶融はんだ
の流れが乱れやすくなり、ブリッジの抑止には逆に不適
当となる。したがって、流通路板１４の角度としては６
°〜２０°が好ましい。

【００２２】

【発明の効果】以上の実施例の説明より明らかなよう
に、本発明は噴流はんだ槽に噴出する溶融はんだの流れ
をプリント回路基板の移動方向と同一、かつ水平面より
も上方向へ制御する機構を有するノズルを設けることに
より、ブリッジやつららといったはんだ付け不良の発生
を抑止することができる。さらに、ブリッジやつららと
いったはんだ付け不良の検査、修正にかかるコストを大
きく減少させることができるという効果もある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の噴流はんだ槽の構成図

【図２】同噴流はんだ槽におけるノズルの斜視図

【図３】（ａ）は同ノズルによる溶融はんだの噴流状態
を示す断面図 （ｂ）は同ノズルから噴出する溶融はんだにプリント回
路基板が接触を始めた状態を示す断面図 （ｃ）は同ノズルから噴出する溶融はんだよりプリント
回路基板が離反する状態を示す断面図 （ｄ）は同ノズルから噴出する溶融はんだよりプリント
回路基板が離反するピールバックポイントの拡大断面図

【図４】従来の噴流はんだ槽の構成図

【図５】同噴流はんだ槽におけるノズルの斜視図

【図６】（ａ）は従来のノズルによる溶融はんだの噴流
状態を示す断面図 （ｂ）は同ノズルから噴出する溶融はんだにプリント回
路基板が接触を始めた状態を示す断面図 （ｃ）は同ノズルから噴出する溶融はんだよりプリント
回路基板が離反する状態を示す断面図

【符号の説明】

１ はんだ槽 ２ ポンプ ３ ケーシング ４ ノズル ５ コンベア ６ プリント回路基板 ７ 前部ノズル形成板 ８ 噴出口 ９ 前部ノズル形成板の湾曲部 １０ 前部ノズル形成板の平面板状部 １１ 後部ノズル形成板 １２ 流入口 １３ 後部ノズル形成板の平面板状部 １４ 流通路板 １５ 側板 ２２ ピールバックポイント

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 溶融はんだを収容し前記溶融はんだを噴
   出するノズルを有し、噴出している溶融はんだを一定方
   向に移動しているプリント回路基板に接触させることに
   よりはんだ付けを行う噴流はんだ槽であって、噴出する
   溶融はんだの流れをプリント回路基板の移動方向と同
   一、かつ水平面よりも上方向へ制御する機構をノズルに
   設けたことを特徴とする噴流はんだ槽。