JPH0832220A - 自動はんだ付け装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 冷却領域中の冷却ファンによる冷却風が、は
んだ付け領域中の溶融はんだ面に吹き流れ（逆流し）、
溶融はんだ面を直撃するのを防止すること。 【構成】 基板下面をはんだ付けされたプリント基板２
０は、平ブラシ６と接触しつつ、平ブラシ６の先端をな
びかせながら、はんだ付け領域から、冷却領域にまたが
って移動する。このとき同時に、冷却ファン５からの冷
却風９による強制冷却が行われるが、冷却ファン５から
の冷却風９は、プリント基板２０及び平ブラシ６に遮ら
れて、はんだ付け領域に侵入することなく、即ちはんだ
槽４の溶融はんだ面１１を吹き付けることなく、プリン
ト基板２０を強制冷却する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、プリント基板のはんだ
付けを行う自動はんだ付け装置に係り、特に冷却領域内
の冷却ファンによる冷却風の、はんだ付け領域への吹き
流れ（逆流）防止に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、工場におけるプリント基板の
自動はんだ付け装置は、溶融したはんだ槽にプリント基
板の下面を浸してはんだ付けを行う方式であり、使用さ
れるはんだ槽としては、静止溶融はんだ槽、及び噴流式
はんだ槽の２種類がある。量産用には、噴流式はんだ槽
を用いたものが多く、フラックス塗布，予備加熱，はん
だ付け，冷却，洗浄，乾燥工程まで、ベルトコンベア
で、自動的に行う装置もある。

【０００３】図６は、従来の自動はんだ付け装置の一例
を表わす平面図であり、図７は、同じく前記従来の自動
はんだ付け装置の一例（図６）の側面図である。図６及
び図７を用いて、従来におけるプリント基板のはんだ付
け方法の一例について説明する。尚、便宜上自動はんだ
付け装置の各工程を、図６に示すように、予熱領域，は
んだ付け領域，冷却領域に分けて呼ぶこととする。

【０００４】先ず、プリント基板の上面にディスクリー
ト形電子部品および、リードレス電子部品が取り付けら
れ、同基板の下側、即ち、はんだ付け面側にもリードレ
ス電子部品が取り付けられているプリント基板２０を、
搬送コンベア２１にセットする。

【０００５】プリント基板２０は、搬送コンベア２１の
搬送方向（図では左から右へ）へ移動し、先ずフラック
サー２２によりプリント基板２０の下面にフラックスが
塗布され、続いて予熱装置２３により加熱されて、はん
だ槽２４の溶融はんだに浸され、プリント基板２０のは
んだ付けが行われる。搬送コンベア２１上のプリント基
板２０は、溶融はんだ面２８から冷却ファン２５までの
間での、自然冷却の後に、冷却ファン２５の冷却風２６
により強制冷却され、搬送コンベア２１の出口まで搬送
されて、プリント基板２０のはんだ付けは完了する。

【０００６】ところで上記工程において、はんだ槽２４
と冷却ファン２５との距離が比較的離れている。そのた
め、プリント基板２０が、はんだ槽２４の溶融はんだ面
を離れ、冷却ファン２５に達するまでの時間、即ち自然
冷却状態となっている時間が長くなっている。このこと
は、プリント基板２０の温度が、はんだ付け領域中のは
んだ槽２４の溶融はんだ面２８によるはんだ付け温度に
加熱されたままの状態が長く続くことを意味している。
即ち、はんだ付けが完了してから冷却されるまでの間に
時間を要している。プリント基板２０の高温状態が長く
続づくということは、例えばプリント基板２０の別のは
んだ付け箇所（現工程以前におけるはんだ付け箇所）
に、再溶融が発生し、接触不良が発生する等の不具合が
発生して、はんだ付け信頼性の低下を招く原因となる。

【０００７】そこで、上記はんだ付けの信頼性の低下を
排除すべく、はんだ槽２４と、冷却ファン２５との距離
を小さくすると、プリント基板２０がはんだ付け領域か
ら冷却領域へ搬送される際に、冷却風２６は、プリント
基板２０の下面を吹き付け、全方向に吹き流れ、その一
部（冷却風２７）は、プリント基板２０の下面を伝わ
り、プリント基板２０の搬送方向と逆の方向、即ちはん
だ槽方向に流れ、はんだ槽２４の溶融はんだ面２８を直
撃する結果となる。そのため、前述の通り溶融はんだの
表面に酸化物が発生したり、また溶融はんだの表面温度
にむらが発生する等の理由により、電子部品端子間にブ
リッジが形成されたり、部品端子先端に、はんだツララ
が形成されるといった、新たな不具合が発生してしま
う。

【０００８】一方、特開平５−９２２５９号公報で提案
されている手法、すなわち、不活性ガス雰囲気中ではん
だ付けを行うはんだ付け装置において、予熱領域の入口
及び冷却領域の出口の内側の床に、邪魔板を立設し、ま
た予熱領域及び冷却領域の天井及び床に不活性ガス供給
ノズルを設け、かつその外側で予熱領域の入口または冷
却領域の出口の内側に排気ノズルを対設し、予熱領域及
び冷却領域とはんだ付け領域との間にそれぞれ仕切板を
配設し、さらに予熱領域の入口と冷却領域の出口にそれ
ぞれ排気フードを設けて排ガスを集合して排出するよう
にする方法が提示されている。

【０００９】しかし、上記方法では、はんだ付けを不活
性ガス雰囲気中で行うので、溶融はんだ面が空気と接触
し、酸化物が発生する不具合は解決できるものの、次に
示す不具合は依然残ることとなる。即ち、仕切板に開口
部が有り、前記開口部をプリント基板が搬送される際
に、プリント基板下面を伝って、冷却領域からはんだ付
け領域へガスの流入が発生し、結果的にはんだ噴流面及
びプリント基板下部に、温度の不均一状態を発生させ、
さらに、冷却領域の不活性ガス供給ノズルよりの不活性
ガスと、はんだ付け領域から流れてきた不純物を多く含
んだ高温の不活性ガスとが、冷却領域内で混じり合うこ
とにより、プリント基板の冷却効率が小さくなるといっ
た問題等である。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】上記の如く、従来の自
動はんだ付け装置でのプリント基板のはんだ付け後の該
プリント基板の冷却方法によると、はんだ槽の溶融はん
だ面から、冷却ファンまでの間隔を大きくすると、その
結果プリント基板が自然冷却状態となっている時間が長
くなり、はんだ付けの信頼性の低下が発生する。また、
はんだ槽の溶融はんだ面から、冷却ファンまでの間隔を
小さくすると、冷却領域中の冷却ファンによる冷却風
が、はんだ付け領域中の溶融はんだ面に吹き流れ（逆流
し）、電子部品端子間にブリッジを形成したり、部品端
子先端に、はんだツララを形成するといった問題が発生
する。

【００１１】そこで、本発明はこのような問題に鑑み、
冷却領域中の冷却ファンによる冷却風が、はんだ付け領
域中の溶融はんだ面に吹き流れ（逆流し）、溶融はんだ
面を直撃することを防止することが可能な自動はんだ付
け装置を提供することを目的とするものである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明によ
る自動はんだ付け装置は、プリント基板を所定の搬送方
向に移動させる搬送手段と、前記プリント基板の下面に
フラックスを塗布する手段と、前記プリント基板に予備
加熱を行う加熱手段と、前記プリント基板の下面にはん
だ付けを行う手段と、前記プリント基板を冷却する冷却
手段とを具備した自動はんだ付け装置において、前記は
んだ付けを行う手段と前記冷却する手段とを近接させ、
その間に平ブラシを設けたことを特徴とする。

【００１３】請求項２記載の発明による自動はんだ付け
装置は、請求項１記載の自動はんだ付け装置において、
前記平ブラシは弾力性を有し、前記プリント基板が前記
平ブラシ先端に接触しつつ移動する際に、前記平ブラシ
は、前記プリント基板下面で該プリント基板の進行方向
へなびくように変形することを特徴とする。

【００１４】請求項３記載の発明による自動はんだ付け
装置は、請求項１又は２記載の自動はんだ付け装置にお
いて、前記平ブラシは、帯電しにくい材質で構成されて
いることを特徴とする。

【００１５】請求項４記載の発明による自動はんだ付け
装置は、請求項１又は２記載の自動はんだ付け装置にお
いて、前記平ブラシは、カーボン繊維系の材質で構成さ
れていることを特徴とする。

【００１６】請求項５記載の発明による自動はんだ付け
装置は、請求項１，２，３又は４記載の自動はんだ付け
装置において、前記平ブラシは、前記プリント基板との
接触面積を可変可能となるよう、高さ方向に可変して取
り付け可能であることを特徴とする。

【００１７】請求項６記載の発明による自動はんだ付け
装置は、請求項１，２，３，４又は５記載の自動はんだ
付け装置において、前記平ブラシを、複数列設けたこと
を特徴とする。

【００１８】請求項７記載の発明による、自動はんだ付
け装置は、請求項１，２，３，４，５又は６記載の自動
はんだ付け装置において、前記平ブラシの、前記冷却手
段側における前記平ブラシ下部に、エアー管を取り付
け、該エアー管より伸びる複数のエアーノズルを、前記
平ブラシと抱き合わせに配置したことを特徴とする。

【００１９】請求項８記載の発明による自動はんだ付け
装置は、請求項７記載の自動はんだ付け装置において、
前記複数のエアーノズルは、前記プリント基板の下面と
接触しない長さであることを特徴とする。

【００２０】

【作用】請求項１，２，３，４，５又は６記載の発明に
よれば、はんだ付け領域と冷却領域を近接し、その間に
平ブラシを設け、冷却領域からはんだ付け領域中のはん
だ槽における溶融はんだ面に、冷却風が吹きかからない
ようにしたので、プリント基板の下面のはんだ付け部が
溶融はんだ面から離脱後、前記プリント基板の下面のは
んだ付け面を速やかに冷却することができると共に、は
んだ付けの信頼性を向上させる効果がある。

【００２１】請求項７及び８記載の発明によれば、平ブ
ラシの冷却領域側における前記平ブラシ下部にエアー管
を取り付け、該エアー管より伸びる複数のエアーノズル
を、前記平ブラシと抱き合わせに配置したので、上述し
た請求項１から７に記載の発明による効果に加え、プリ
ント基板の下面のはんだ付け面をより速やかに冷却する
ことができると共に、エアーノズルからのエアーが、直
接平ブラシに当たるので、平ブラシを熱的損傷から守る
効果がある。

【００２２】

【実施例】実施例について図面を参照して説明する。図
１は本発明の自動はんだ付け装置の一実施例を示す平面
図であり、図２はその側面図である。

【００２３】図１において、搬送コンベア１は、プリン
ト基板２０を、図中、左から右へ移動させるものであ
る。フラックサー２は、プリント基板２０の下面にフラ
ックス塗布を行うものである。予熱装置３は、プリント
基板２０のはんだ付けがスムーズにできるよう、プリン
ト基板２０を所定の温度まで加熱するものである。はん
だ槽４は、所定の温度まで加熱されたプリント基板２０
の下面に、噴流はんだ付け方法によるはんだ付けを行う
ものである。冷却ファン５は、はんだ付けにより高温と
なっている、プリント基板２０に風を当て、強制冷却を
行うものである。平ブラシ６は、本願発明の要部であ
り、冷却ファン５からの風をはんだ槽４に行かないよう
にするものである。

【００２４】尚、便宜上自動はんだ付け装置を、図１に
示すように、予熱領域，はんだ付け領域，冷却領域に分
けて呼ぶこととする。

【００２５】図３は本発明の要部を示す平ブラシの正面
図である。平ブラシ６は、弾力性を有し、カーボン繊維
系の素材等で構成されている。平ブラシ６は、支持板７
に個着されていて、切り欠き溝８により、はんだ槽上側
の外装１０に、ボルト等により取り付けられる。この切
り欠き溝８により、平ブラシ６の取り付け位置を変える
こと、即ち平ブラシ６の高さ位置が調節できるようにな
っている。

【００２６】図４は平ブラシを固着したはんだ槽４の側
面図である。溶融はんだ面１１は、搬送コンベア１によ
り搬送されてきたプリント基板２０の下面に接触するこ
とで、プリント基板２０のはんだ付けを行う。冷却ファ
ン５から吹き出された冷却風９は、はんだ付けにより高
温となっているプリント基板２０に風を当て、プリント
基板２０に対して強制冷却を行う。

【００２７】次に、図１から図４を参照して、本発明で
ある自動はんだ付け装置の動作について説明する。

【００２８】プリント基板の上面にディスクリート形電
子部品および、リードレス電子部品が取り付けられ、同
基板の下側、即ち、はんだ付け面側にもリードレス電子
部品が取り付けられているプリント基板２０を、搬送コ
ンベア１にセットする。

【００２９】プリント基板２０は、搬送コンベア１によ
り、基板の長辺をそれぞれ支持されて、搬送方向（図で
は左から右へ）へ移動されながら、先ずフラックサー２
によりプリント基板２０の下面にフラックスが塗布さ
れ、続いて予熱装置３により、プリント基板２０の下面
を規定設定温度まで加熱されて、はんだ槽４の溶融はん
だ面１１に徐々に接触（浸され）しながら、プリント基
板２０のはんだ付けが行われる。

【００３０】はんだ付けの完了されたプリント基板２０
の下面は、はんだ付け領域と冷却領域との境に位置する
はんだ槽４の外装１０に固着された平ブラシ６の先端を
なびかせた状態で、はんだ付け領域から冷却領域へ移動
すると同時に、プリント基板２０は、冷却ファン５から
の冷却風９により強制冷却が行われる。

【００３１】このとき、冷却ファン５からの冷却風９
は、プリント基板２０及び平ブラシ６に遮られて、はん
だ付け領域に侵入すること、即ちはんだ槽４の溶融はん
だ面１１を吹き付けることなく、プリント基板２０を冷
却ファン５からの冷却風９により強制冷却する。

【００３２】さらに、プリント基板２０が通過した後、
即ちプリント基板２０及び平ブラシ６の接触が断たれた
後においては、平ブラシ６は直立した状態となり、即
ち、はんだ付け領域と冷却領域との間を平ブラシ６が仕
切っている状態となり、このときも冷却ファン５からの
冷却風９が、はんだ付け領域に侵入し、はんだ槽４の溶
融はんだ面１１を吹き付けることはない。

【００３３】したがって、本発明によれば、はんだ付け
領域中のはんだ槽４の溶融はんだ面１１に何ら悪影響を
与えることなく、また、はんだ付け処理終了後すぐに、
プリント基板２０の冷却が行われるため、満足なはんだ
付けの効果を得られ、かつ、はんだ付けの信頼性を確保
できることとなる。

【００３４】図５は本発明の自動はんだ付け装置の他の
実施例における、発明の要部を示す図である。図５でエ
アー管１２は、支持板７の平ブラシ６の付け根部分の冷
却領域側に取り付けられていて、エアー管１２からは複
数のエアーノズル１３が平ブラシと平行に抱き合わせる
状態で取り付けられている。また、エアーノズル１３は
平ブラシ６がなびいた状態、即ちプリント基板２０と接
触した状態であるときに、プリント基板２０と接触する
ことの無い長さに設定されている。

【００３５】次に、本発明の他の実施例における動作に
ついて説明する。プリント基板の上面にディスクリート
形電子部品および、リードレス電子部品が取り付けら
れ、同基板の下側、即ち、はんだ付け面側にもリードレ
ス電子部品が取り付けられているプリント基板２０を、
搬送コンベア１にセットする。

【００３６】搬送コンベア１にセットされプリント基板
２０は、先の実施例で説明したと同様に、予熱領域を通
り、はんだ付け領域を通り、はんだ付けが行われる。

【００３７】はんだ付けされたプリント基板２０の下面
は、はんだ付け領域と冷却領域との間に位置する、はん
だ槽４の外装１０の上側に固着された平ブラシ６の先端
をなびかせながら移動すると同時に、プリント基板２０
は、冷却ファン５からの冷却風９により強制冷却が行わ
れる。さらに、プリント基板２０の下面との接触によ
り、高温となっている平ブラシ６の先端部は、エアーノ
ズル１３から噴出する冷却風により冷却が行われる。

【００３８】この後の動作は先の実施例で説明したもの
と同様である。したがって、上記構成、即ちエアーノズ
ル１３を追加したことで、先の実施例で説明した効果に
加えて、はんだ付け領域中のはんだ槽４の溶融はんだ面
１１による、はんだ付け温度で加熱されているプリント
基板２０の冷却が、より高速に行われ、かつ平ブラシ６
をエアーノズル１３からのエアーで直接冷却するため、
平ブラシ６の熱的損傷及び帯電をも防止できることとな
る。

【００３９】以上、本発明について詳細に説明してきた
が、例えば、上記実施例では、平ブラシ６を１個（１
列）として説明したが、複数個使用しても良い。また、
エアー管１２の数も、平ブラシ６の数以下で種々設定で
きる。また、エアー管１２（１個）に取り付けられるエ
アーノズル１３の本数や、エアーノズル１３自体の太さ
等、種々の組み合わせが考えられる。さらに、本発明を
不活性ガス雰囲気のはんだ付け装置等に応用することも
勿論可能である。

【００４０】

【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、(1)
はんだ付け直後のプリント基板の、冷却ファンによる冷
却機能の向上。(2)プリント基板上に実裝した電子部品
への熱影響を軽減。(3)プリント基板表面側の電子部品
への熱影響による、クリームはんだ付け済の電子部品の
再溶解によるはんだ付け不良発生を防止。(4)はんだ付
け強度の信頼性の向上によるブリッジ，ツララの低減。
(5)プリント基板の銅箔（導電箔）接着強度の低下の抑
止。(6)プリント基板のはんだ付け後の反りの抑制。(7)
はんだフィット表面のはんだ光沢を向上させること等の
効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す自動はんだ付け装置の
平面図

【図２】本発明の一実施例を示す自動はんだ付け装置の
側面図

【図３】本発明の要部を示す自動はんだ付け装置の正面
図

【図４】本発明の要部を固着されたはんだ槽の側面図

【図５】本発明の他の実施例における発明の要部を示す
図

【図６】従来の自動はんだ付け装置の平面図

【図７】従来の自動はんだ付け装置の側面図

【符号の説明】

１…搬送コンベア ２…フラックサー ３…予熱装置 ４…はんだ槽 ５…冷却ファン ６…平ブラシ ９…冷却風 １１…溶融はんだ面 ２０…プリント基板

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】プリント基板を所定の搬送方向に移動させ
   る搬送手段と、 前記プリント基板の下面にフラックスを塗布する手段
   と、 前記プリント基板に予備加熱を行う加熱手段と、 前記プリント基板の下面にはんだ付けを行う手段と、 前記プリント基板を冷却する冷却手段とを具備し、 前記はんだ付けを行う手段と前記冷却する手段とを近接
   させ、その間に平ブラシを設けたことを特徴とする自動
   はんだ付け装置。
2. 【請求項２】前記平ブラシは弾力性を有し、前記プリン
   ト基板が前記平ブラシ先端に接触しつつ移動する際に、
   前記平ブラシは、前記プリント基板下面で該プリント基
   板の進行方向へなびくように変形することを特徴とする
   請求項１記載の自動はんだ付け装置。
3. 【請求項３】前記平ブラシは、帯電しにくい材質で構成
   されていることを特徴とする請求項１又は２記載の自動
   はんだ付け装置。
4. 【請求項４】前記平ブラシは、カーボン繊維系の材質で
   構成されていることを特徴とする請求項１又は２記載の
   自動はんだ付け装置。
5. 【請求項５】前記平ブラシは、前記プリント基板との接
   触面積を可変可能となるよう、高さ方向に可変して取り
   付け可能であることを特徴とする請求項１，２，３又は
   ４記載の自動はんだ付け装置。
6. 【請求項６】前記平ブラシを、複数列設けたことを特徴
   とする請求項１，２，３，４又は５に記載の自動はんだ
   付け装置。
7. 【請求項７】前記平ブラシの前記冷却手段側における前
   記平ブラシ下部に、エアー管を取り付け、該エアー管よ
   り伸びる複数のエアーノズルを、前記平ブラシと抱き合
   わせに配置したことを特徴とする請求項１，２，３，
   ４，５又は６に記載の自動はんだ付け装置。
8. 【請求項８】前記複数のエアーノズルは、前記プリント
   基板の下面と接触しない長さであることを特徴とする請
   求項７記載の自動はんだ付け装置。