JPH09220661A - 超音波振動半田付け装置及びそれに使用する共振器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 半田漏れの発生が無くしかも超音波振動のエ
ネルギー損失を少なくする。 【解決手段】 共振器１４の前半部１４ｂを半田槽１の
外側より収容孔８ｃを経由して用孔８ｂに挿入して、共
振器１４の後半部１４ｃに外嵌装着された押さえ部材１
１のリブ１１ｂを収容孔８ｃに挿入すると共に、共振器
１４を用孔８ｂ及び窓１１ａに接触しないように配置し
て、ねじ１２で押さえ部材１１を受部８に締結すること
により、共振器１４の支持部１４ａを受部８と押さえ部
材１１とで挟持して、共振器１４を半田槽１に固定す
る。また、共振器１４を半田槽１側の超音波ホーンと振
動子１３側のフィンブースタとで構成し、フィンブース
タをアルミニウムのような熱伝導性の良い材質で形成し
て、半田槽から共振器に伝達した熱を放熱すれば、振動
子を熱的に保護できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、所定周波数の縦
波の超音波振動を発生する振動子の出力端に結合した共
振器により、半田槽の内部で加熱溶融された半田に、超
音波振動を作用させて、ワークに半田を付ける超音波振
動半田付け装置で、特に、共振器の半田槽への取り付け
部分の構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】プリント基板の導体パターンに半田を付
けたり、抵抗体やコンデンサー又はＩＣなどのような電
子・電気部品のリード線に半田を付けたり、電子・電気
部品のリード線を実装したプリント基板の導体パターン
に半田で接続したり、金属製の２つの物品を半田で結合
する場合、半田槽の内部で加熱溶融された半田に、超音
波振動を作用させることにより、ワークの被半田付け部
分にフラックスを塗布しないで、ワークに半田を付ける
ようにした超音波振動半田付け装置は知られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】このような超音波振動
半田付け装置では、共振器を半田槽に半田漏れが発生す
ることなく取り付けるのは簡単であるが、当該半田漏れ
の発生が無くしかも超音波振動のエネルギー損失を少な
くするように、共振器を半田槽に取り付けるのは多大な
労力と時間を要するものであり、にわかに採用しがたい
ものである。

【０００４】そこで、この発明は半田漏れの発生が無く
しかも超音波振動のエネルギー損失を少なくするよう
に、共振器を半田槽に取り付ける構造の実現を図り、品
質信頼性を向上することができる超音波振動半田付け装
置を提供しようとするものである。また、他の目的は放
熱特性の向上を図り、振動子を保護する超音波振動半田
付け装置に使用する共振器の提供も可能にすることもあ
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】請求項１の所定周波数の
縦波の超音波振動を発生する振動子の出力端に結合した
共振器により、半田槽の内部で加熱溶融された半田に、
超音波振動を作用させて、ワークに半田を付ける超音波
振動半田付け装置は、共振器のノーダルポイントの外周
面に外側に突出する支持部を設ける一方、この共振器の
支持部より前半部の外径よりも大径で槽内外に貫通する
用孔とこの用孔より大径で共振器の支持部の挿入可能な
収容孔との口径差による段差部で形成された受面を有す
る受部を前記半田槽に設けると共に、この受部の用孔に
前半部が無接触に挿入された共振器の支持部を受部の受
面との共同により挟持する押さえ部材を当該受部に締結
したことを特徴としている。この請求項１の構成にれ
ば、共振器の前半部を半田槽の外側より受部の収容孔を
経由して用孔に挿入して、押さえ部材を受部に締結する
ことにより、共振器の支持部を受部の受面とこれに締結
された押さえ部材とで挟持して、共振器を半田槽に適正
に固定することができる。この半田槽に共振器が固定さ
れた状態において、共振器はノーダルポイントの位置で
外側に突出した支持部により半田槽に保持されていると
共に、共振器の前半部が半田槽や受部及び押さえ部材に
無接触な状態に組み付けられることにより、振動子に電
力を供給して縦波の超音波振動を発生して共振器を共振
させた場合、その超音波振動のエネルギーを共振器の前
端面に効率よく伝達できる。また、受部の用孔と収容孔
とを同軸状に形成すると共に、押さえ部材に形成したリ
ブを受部の収容孔に内接嵌合する形状に形成すれば、当
該リブを収容孔に挿入すると共に共振器を上下左右に移
動して、共振器の後半部と押さえ部材との間に閉環状の
隙間を形成することにより、共振器の前半部及び後半部
が半田槽や受部及び押さえ部材に無接触な状態に配置さ
れたことを容易に確認することができる。また、押さえ
部材を受部に複数のねじで締結する際、受部の複数のね
じ孔及び押さえ部材の複数の貫通孔を等間隔配置に形成
すれば、ねじを締結する際に、ねじ孔まわりの受部の後
端面と貫通孔まわりの押さえ部材の前面との間に、その
周方向に均一な寸法となる隙間が形成され、押さえ部材
による共振器の支持部への締結力が一様となるように調
整できて、共振器から半田やワークに作用する超音波振
動のエネルギー損失を一段と低減することができる。請
求項２の所定周波数の縦波の超音波振動を発生する振動
子の出力端に結合した共振器により、半田槽の内部で加
熱溶融された半田に、超音波振動を作用させて、ワーク
に半田を付ける超音波振動半田付け装置に使用される共
振器は、ノーダルポイントの外周面に外側に突出する支
持部で半田槽に固定される超音波ホーンと、この超音波
ホーンと振動子の出力端との間に介在させた熱伝導性の
良好な材質からなるフィンブースタとを備えたことを特
徴としている。この請求項２の構成によれば、超音波ホ
ーンの支持部により共振器を半田槽に固定して半田付け
作業を行う場合に、溶融された半田より超音波ホーンを
経由した熱をフィンブースタで放熱することにより、振
動子を熱的に保護することができる。また、フィンブー
スタの外周面を複数の溝による凹凸に形成された放熱面
積の大きな形状に形成すれば、フィンブースタの放熱特
性を一段と向上することができる。また、前記フィンブ
ースタの複数の溝を周方向に等間隔配置すれば、例えば
各溝の深さを同一寸法に形成すると共に、各溝の長さを
同一寸法に形成するというようにして、フィンブースタ
の重心がフィンブースタ中央に位置し、フィンブースタ
が超音波振動を振動子からブースタに効率よく伝達する
ことができる。

【０００６】

【発明の実施の形態】図１〜２は第１実施形態を示し、
これらの図において、半田槽１は溶融された半田２を入
れる上方に開放された浴槽タイプに形成されていて、そ
の内部には半田槽１の左右壁１ａ，１ｂに両端が取り付
けられた仕切部材３により還流通路４を形成してある。
この仕切部材３の下側仕切壁３ａと半田槽１の底壁１ｃ
との間の還流通路４には、ポンプ６とポンプ６の上流側
に位置するヒーター７とを配置してあり、半田槽１の内
部に投入された半田２がヒーター７の加熱動作で溶融
し、この溶融された半田２がポンプ６の駆動で矢印方向
に還流される。

【０００７】この実施形態の場合、ポンプ６より吐出さ
れた半田２は、下側仕切壁３ａと半田槽１の底壁１ｃと
の間の還流通路４から、前側仕切壁３ｂと半田槽１の前
壁１ｄとの間の還流通路４を上昇して上側仕切壁３ｃを
越えた後に、後側仕切壁３ｄに沿って滑落して半田槽１
中における半田２の液面に入ると共に下側仕切壁３ａの
後端部上を経由して、下側仕切壁３ａと半田槽１の底壁
１ｃとの間の還流通路４へと還流して、ポンプ６に吸引
される。

【０００８】また、半田槽１の前壁１ｄの還流通路４の
一部を構成している部分に設けられた受部８は、図３に
も示すように、前壁１ｄと前壁１ｄの外側面より外側に
突出された膨出部８ａとに跨がって形成された用孔８ｂ
を有している。膨出部８ａは半田槽１とは別体に形成さ
れて半田槽１の前壁１ｄにねじ又は溶接等にて結合され
ている。用孔８ｂは後述する共振器１４の支持部１４ａ
より前側に位置する前半部１４ｂよりも大径な相似形の
角形断面を有して半田槽１の内外に貫通している。この
用孔８ｂの前部側には用孔８ｂよりも大径な収容孔８ｃ
を同軸上に有段形成してあり、この収容孔８ｃと用孔８
ｂとの連接部に閉環状に形成された段面が共振器１４の
支持部１４ａを受け止める受面８ｄになっている。ま
た、収容孔８ｃまわりの膨出部８ａの前端面には、周方
向に等間隔に配置された複数のねじ孔８ｅを形成してあ
る。

【０００９】一方、シール部材９，１０は、フッ素樹脂
又はテフロン等のような、溶融された半田２が付着しに
くい嫌半田性を有する材料により受面８ｄとほぼ合同な
閉環状を有している。

【００１０】前記受部８との共同で共振器１４を半田槽
１に保持する押さえ部材１１は、その中央部に共振器１
４の支持部１４ａより後側に位置する後半部１４ｃより
も大径な相似形を有する窓１１ａを有しており、この窓
１１ａまわりの押さえ部材１１の後面に収容孔８ｃに内
接嵌合可能な閉環状に突出されたリブ１１ｂを備えてい
る。押さえ部材１１のリブ１１ｂまわりには、ねじ１２
を挿入するための貫通孔１１ｃを、受部８のねじ孔８ｅ
と位置が対応するように形成してある。

【００１１】また、振動子１３は図外の超音波発生器か
ら電線１３ａを通して受た電力により所定周波数の縦波
の超音波振動を発生して出力する、電気エネルギーを機
械エネルギーに変換する圧電素子又は磁歪素子等からな
る電気音響変換器又は電気振動変換器である。この振動
子１３の出力端には、共振器１４が当該出力端と共振器
１４の結合端とに形成された図外のねじ孔（但し、共振
器１４に形成されたねじ孔には図３において符号１４ｄ
を付してあり、このねじ孔１４ｂは共振器１４の前端面
に未貫通である）と、これらのねじ孔相互に締結される
図外のねじ棒とで、同軸状に一体に結合されていて、振
動子１３から伝達された超音波振動に共振して最大振動
振幅点と最小振動振幅点（以下、ノーダルポイントと称
する）とを提供する所定の長さを有している。振動子１
３の出力端の外周面には凹部１３ｂを形成してあり、こ
の凹部１３ｂに図外の工具を掛け止めることにより、振
動子１３の出力端に共振器１４を取り付けたり又は振動
子１３の出力端より共振器１４を取り外す際に、振動子
１３と共振器１４との締結を強固にしたり、当該締結解
除が容易になる。

【００１２】この実施形態の場合、共振器１４は良好な
音響特性を有するチタン等のような合金からなる棒状に
形成されており、図４にも示すように、溶融された半田
２に超音波振動を作用する超音波ホーンそのものになっ
ていると共に、振動子１３から見て、最大振動振幅点ｆ
１からノーダルポイントｆ２を経て次の最大振動振幅点
ｆ３までの１／２波長分の長さを有する角柱体に形成さ
れていて、その後半部１４ｃの端面中心部に振動子１３
の出力端が結合されており、ノーダルポイントｆ２の全
外周面より外側に突出された閉環状の支持部１４ａを備
えている。

【００１３】共振器１４を半田槽１に組付けるには、共
振器１４の後半部１４ｃに１つのシール部材１０と押さ
え部材１１とを外嵌装着すると共に振動子１３を結合す
る一方、共振器１４の前半部１４ｂにもう１つのシール
部材９を外嵌装着して、半田槽１に設けられたポンプ６
やヒーター７を動作しない状態、好ましくは、半田槽１
に半田２を入れていない状態において、共振器１４の前
半部１４ｂを半田槽１の外側より収容孔８ｃを経て用孔
８ｂに挿入して、共振器１４の先端部を半田槽１の内部
に突出させると共に、押さえ部材１１の窓１１ａを共振
器１４の後半部１４ｃに外嵌装着して、ねじ１２を押さ
え部材１１の貫通孔１１ｃより受部８のねじ孔８ｅに締
結することにより、押さえ部材１１のリブ１１ｂがシー
ル部材９，１０及び支持部１４ａを受面８ｄ側に押圧
し、その反作用として、当該リブ１１ｂと受面８ｄと支
持部１４ａとの間でシール部材９，１０が復元弾性を蓄
えた状態で圧縮されて、支持部１４ａが受部８、押さえ
部材１１、シール部材９，１０で挟み付けられ、共振器
１４が半田槽１に固定される。この押さえ部材１１を受
部８に固定する際に、共振器１４の前半部１４ｂ及び後
半部１４ｃを、受部８の用孔８ｂ及び収容孔８ｃに、例
えば同軸状となるように配置することで、無接触な状態
に配置して、ねじ１２を締結してある。

【００１４】一方、ワーク支持機構１５は、半田槽１の
後壁１ｅの上縁より前方に延設されたベース１５ａを有
し、このベース１５ａ上にはレバー１５ｂの一端を回転
自在に連結してある。レバー１５ｂの前端部に形成され
た長孔１５ｃに摺接係合されたチャックアーム１５ｄ
は、半田槽１の左右壁１ａ，１ｂにわたり設けられた前
後一対のストッパ１５ｅ，１５ｆ間よりベース１５ａと
半田槽１の前壁１ｄとの間の空間を経由して前壁１ｄと
仕切部材３との間の還流通路４まで達する長さを有して
おり、その下部には被半田付け部品としてのワーク１６
を吊り下げるように支持するチャック部１５ｇを設けて
ある。また、レバー１５ｂの中間部にはベース１５ａ上
に立設された支柱１５ｈに回転自在に取り付けられたエ
アーシンダー１５ｉのピストンロッド１５ｊを回転自在
に連結してある。

【００１５】このエアーシンダー１５ｉが縮小動作する
と、ピストンロッド１５ｊがレバー１５ｂを持ち上げ、
レバー１５ｂがベース１５ａとの連結点１５ｋを中心と
して上方に回転して、チャックアーム１５ｄが長孔１５
ｃ内を摺動すると共にストッパ１５ｅ，１５ｆに案内さ
れながら上方に移動して、チャック部１５ｇに挟持され
たワーク１６が前壁１ｄと仕切部材３との間の還流通路
４中の溶融された半田２より引き上げられる。このワー
ク１６が引き上げられた状態において、エアーシンダー
１５ｉが伸長動作すると、ピストンロッド１５ｊがレバ
ー１５ｂを下降させ、レバー１５ｂが連結点１５ｋを中
心として下方に回転して、チャックアーム１５ｄが長孔
１５ｃ内を摺動すると共にストッパ１５ｅ，１５ｆに案
内されつつ下方に移動し、チャック部１５ｇに挟持され
たワーク１６が吊り下げられた状態で前壁１ｄと仕切部
材３との間の還流通路４中の溶融された半田２に浸され
て共振器１４の前端面と所定間隔を以て相対峙するよう
に配置される。

【００１６】以上の実施形態の構造によれば、受部８が
半田槽１側の用孔８ｂと反半田槽１側の収容孔８ｃとの
口径差による受面８ｄを有しているので、共振器１４の
前半部１４ｂを半田槽１の外側より収容孔８ｃを経由し
て用孔８ｂに挿入して、共振器１４の後半部１４ｃに外
嵌装着された押さえ部材１１のリブ１１ｂを収容孔８ｃ
に挿入すると共に、共振器１４を用孔８ｂ及び窓１１ａ
に接触しないように配置して、ねじ１２で押さえ部材１
１を受部８に締結すれば、シール部材９，１０がリブ１
１ｂと共振器１４の支持部１４ａと受面８ｄとの間で復
元弾性を蓄えて圧縮され、共振器１４の支持部１４ａが
受部８とこれに締結された押さえ部材１１とで挟持され
て、共振器１４を半田槽１に適正に固定できる。この状
態において、共振器１４はノーダルポイントｆ２で外側
に突出した支持部１４ａで半田槽１に保持されていると
共に、共振器１４の前半部１４ｂ及び後半部１４ｃが半
田槽１及び受部８並びに押さえ部材１１に無接触な状態
に組み付けられているので、振動子１３に電力を供給し
て縦波の超音波振動を発生して共振器１４を共振させた
場合、その超音波振動のエネルギーを共振器１４の前端
面に効率よく伝達できる。

【００１７】とりわけ、この実施形態の構造によれば、
受部８に形成された用孔８ｂと収容孔８ｃとを同軸状に
形成してあると共に、押さえ部材１１のリブ１１ｂを受
部８の収容孔８ｃに内接嵌合する形状に構成したので、
当該リブ１１ｂを収容孔８ｃに挿入すると共に、ねじ１
２で押さえ部材１１を軽く締め付けた状態において、共
振器１４を上下左右に移動して、共振器１４の後半部１
４ｃと押さえ部材１１の窓１１ａとの間に閉環状の隙間
を形成することにより、共振器１４の前半部１４ｂ及び
後半部１４ｃが半田槽１や受部８及び押さえ部材１１に
無接触な状態に配置されたことを容易に確認できる。

【００１８】しかも、この実施形態の構造によれば、受
部８の複数のねじ孔８ｅ及び押さえ部材１１の複数の貫
通孔１１ｃを等間隔配置に形成したので、ねじ１２を締
結する際に、すきまゲージのような測定用具を利用し
て、ねじ孔８ｅまわりの受部８の前端面と貫通孔１１ｃ
まわりの押さえ部材１１の後面と間に、その周方向に均
一な寸法となる隙間を形成することにより、押さえ部材
１１による共振器１４の支持部１４ａへの締結力が一様
となるように調整できて、共振器１４から半田２やワー
ク１６に作用する超音波振動のエネルギー損失を一段と
低減することができる。

【００１９】一方、この実施形態において、半田槽１に
半田２を入れると共に、ヒータ７を発熱動作させて半田
槽１内の半田２を溶融させた後に、ポンプ６を駆動して
半田２を半田槽１の内部で還流させた状態で、ワーク支
持機構１５の上昇限度位置に停止されたチャック部１５
ｇにワーク１６を挟持させた後、当該チャック部１５ｇ
を下降して、ワーク１６を図１に示すように半田２に浸
すと共に共振器１４と対向配置する一方、振動子１３へ
の電力供給で共振器１４を縦波の超音波振動で共振させ
ると、この縦波の超音波振動が共振器１４から半田２を
経由してワーク１６に作用して、ワーク１６の半田付け
必要個所に溶融された半田２が適切に付着し、所定時間
の経過後に、ワーク支持機構１５のチャック部１５ｇを
上昇してワーク１６を半田２より引き上げて、前記ワー
ク１６に付着した半田２が固化したら、当該ワーク１６
をチャック部１５ｇより取り外すことにより、ワーク１
６に半田２を付ける作業の１サイクルが終了する。

【００２０】図５〜６は第２実施形態を示しており、こ
の実施形態は例えば電子・電気部品などのリード線に半
田２を付けたり、又はプリント基板の導体に実装部品の
リード線を半田２で付ける場合のように、ワークの全体
を溶融された半田２に浸すことができない半田付け作業
に適するようにした構造に特徴がある。これらの図にお
いて、半田槽２０は溶融された半田２を入れる箱形に形
成されていて、その上壁２０ａには図６に仮想線で示し
た後述するワーク２２を半田槽２０の内部に出し入れす
る作業孔２０ｂを有しており、その内部には半田槽２０
の底壁２０ｃより上方へ膨出形成された内筒２０ｄを備
えている。内筒２０ｄの上端縁は上壁２０ａより下方に
離隔していると共に作業孔２０ｂより大きな平面を囲ん
でおり、この上端縁より下位の内筒２０ｄの内部には隔
壁２０ｅを有している。隔壁２０ｅは内筒２０ｄの上部
に一定量の溶融された半田２を溜める上方に開放された
作業槽２０ｆを形成している。この作業槽２０ｆはその
内底部にポンプ６を配置していると共に、ポンプ６のイ
ンレットポートに通じる吸入口２０ｇを有している。こ
の作業槽２０ｆの隔壁２０ｅよりも下部には振動子１３
の出力端に図外のねじ孔とねじ棒とで同軸に結合された
共振器１４が収納される格納室２０ｈを形成している。

【００２１】この隔壁２０ｅには共振器１４が押さえ部
材１１との共同で固定される受部８を設けてある。つま
り、共振器１４の後半部１４ｃに１つのシール部材１０
と押さえ部材１１とを外嵌装着すると共に振動子１３を
結合する一方、共振器１４の前半部１４ｂにもう１つの
シール部材９を外嵌装着して、半田槽２０の作業槽２０
ｆに半田２を入れていない状態において、共振器１４の
前半部１４ｂを格納室２０ｈの外側より受部８の収容孔
８ｃを経由して用孔８ｂに無接触に挿入して、共振器１
４の先端部を作業槽２０ｆの内部に突出させた後、押さ
え部材１１の窓１１ａを共振器１４の後半部１４ｃに無
接触に外嵌装着して、ねじ１２を貫通孔１１ｃより受部
８のねじ孔８ｅに締結して、押さえ部材１１を受部８に
固定することにより、共振器１４が受部８、押さえ部材
１１、復元弾性を蓄えた状態で圧縮されたシール部材
９，１０により挟み付けられて半田槽２０に取り付けら
れている。

【００２２】また、半田槽２０の内部には半田槽２０の
周壁２０ｉと底壁２０ｃ及び内筒２０ｄにより還流通路
２１を形成してある。この還流通路２１にはヒーター７
を配置してあって、半田槽２０の内部に投入された半田
２がヒーター７の加熱動作で溶融し、この半田２がポン
プ６の駆動で矢印方向に還流される。この実施形態の場
合、ポンプ６より吐出された半田２は内筒２０ｄと半田
槽２０の底壁２０ｃとの間の還流通路２１より吸入口２
０ｇを経由して作業槽２０ｆの内部に溜まり、その作業
槽２０ｆから溢れた半田２は内筒２０ｄの上端縁より半
田槽２０中における半田２の液面に入って還流通路２１
へと還流して、吸入口２０ｇよりポンプ６に吸引され
る。

【００２３】この実施形態の構造によれば、溶融された
半田２が図５に矢印で示す方向に還流していて、半田２
の液面が表面張力で作業槽２０ｆより盛り上がって鏡面
のような性状を呈していると共に、振動子１３への電力
供給で共振器１４を縦波の超音波振動で共振させた状態
において、ワークとして、例えば図５に仮想線で示す電
子・電気部品２２を半田槽２０の上方より作業孔２０ｂ
を経由して半田槽２０の内部に搬入し、当該電子・電気
部品２２のリード線２２ａを作業槽２０ｆ中の半田２に
浸して共振器１４に対向配置すことにより、ワークの一
部としての前記電子・電気部品２２のリード線２２ａに
半田２を盛り付けることができる。

【００２４】この実施形態では図示は省略したが、半田
槽２０に付設するか又は半田槽２０とは別に設置した図
外のワーク支持機構で電子・電気部品２２を支持して、
電子・電気部品２２のリード線２２ａに半田２を付ける
ことは可能である。

【００２５】図７は第３実施形態を示しており、この図
において、半田槽３０は溶融された半田２を入れる上方
に開放された浴槽タイプに形成されていて、その底壁３
０ａには半田２を加熱溶融するためのヒーター３１を埋
め込んであると共に受部３２を設けてある。この受部３
２は、底壁３０ａと底壁３０ａの外側面より外側に突出
された膨出部３２ａとに跨がって形成された用孔３２ｂ
を有している。この用孔３２ｂは共振器３３の支持部３
３ａより前側（図７で上側）に位置する前半部３３ｂよ
りも大きな相似形の円形断面を有して半田槽３０の内外
に貫通している。この用孔３２ｂの膨出部３２ａ側には
用孔３２ｂよりも大径な雌ねじを有する収容孔３２ｃを
同軸上に有段形成してあり、この収容孔３２ｃと用孔３
２ｂとの連接部に閉環状に形成された段面が共振器３３
の支持部３３ａを受け止める受面３２ｄになっている。
また、受部３２との共同で共振器３３を半田槽３０に保
持する押さえ部材３４は、その外周面に収容孔３２ｃの
雌ねじにねじ嵌合する雄ねじを有していると共に、当該
外周面の後端部に雄ねじの未形成な工具嵌合部３４ａを
有している。また、押さえ部材３４の中央部には共振器
３３の支持部３３ａより後側に位置する後半部３３ｃよ
りも大きなな相似形の円形断面を有する窓３４ｂを形成
してある。また、シール部材３５，３６は、フッ素樹脂
又はテフロン等のような、溶融された半田２が付着しに
くい嫌半田性を有する材料により受面３２ｄとほぼ合同
な閉環状を有している。

【００２６】この実施形態の構造によれば、シール部材
３５，３６を共振器３３の前半部３３ｂ及び後半部３３
ｃに嵌合装着し、半田槽３０に半田２を投入していない
状態において、共振器３３の前半部３３ｂを半田槽１の
外側より収容孔３２ｃを経て用孔３２ｂに無接触に挿入
すると共に、共振器３０の先端部を半田槽１の内部に突
出させて、共振器３３の後半部３３ｃに押さえ部材３４
の窓３４ｂを外嵌して、押さえ部材３４を受部３２の収
容孔３２ｃに雌雄ねじの嵌合を介して装着した後に、押
さえ部材３４の工具嵌合部３４ａにスパナのような工具
を嵌めて、押さえ部材３４を受部３２に締結、固定する
ことにより、共振器３３の支持部３３ａが受部３２、押
さえ部材３４、シール部材３５，３６の共同により挟み
付けられて、共振器１４を半田槽３０に固定することが
できる。

【００２７】この状態において、半田槽３０に半田２を
入れると共に、ヒーター３１を加熱動作して、半田２を
加熱溶融する一方、共振器３０の後半部３４ｃに図外の
ねじ孔とこれに締結された図外のねじ棒とで同軸に結合
した図外の振動子への電力供給で共振器３３を縦波の超
音波振動で共振させて、半田槽３０の上方より溶融され
た半田２に図外のワークを浸すことにより、当該ワーク
に半田２を付けることができるので、半田２を還流しな
い少量生産に適する簡素な構造の超音波振動半田付け装
置を提供することができる。

【００２８】前記第１〜第３実施形態では共振器１４，
３３の支持部１４ａ，３３ａの両側にシール部材９，１
０，３５，３６を介在させたことにより、半田２を２３
０〜３００度程度の高温に溶融して半田２の表面張力が
低下しても、半田２が受部８と支持部１４ａとの接触面
間や押さえ部材１１と支持部１４ａとの接触面間から漏
れるのを阻止するようにしたが、半田２の種類と溶融温
度にもよるが、半田２の溶融温度が低くて表面張力が高
い場合には、シール部材９，１０，３５，３６を省略し
ても、半田２が受部８と支持部１４ａとの接触面間や押
さえ部材１１と支持部１４ａとの接触面間から漏れるの
を阻止することができる。

【００２９】図８は第４実施形態を示し、同図におい
て、前記第１〜第３実施形態の共振器１４又は３３に相
当する共振器４０は、チタン等のような合金からなる棒
状の超音波ホーン４１と、これの一端に図外のねじ孔と
図外のねじ棒とで同軸状に一体に結合されたチタン、ア
ルミニウム又は焼き入れされた鉄等のいずれかの材質か
らなる棒状のブースタ４２と、これの一端に図外のねじ
孔と図外のねじ棒とで同軸状に一体に結合されたアルミ
ニウムのような熱伝導性の良好な材質からなる棒状のフ
ィンブースタ４３とにより構成されており、このフィン
ブースタ４３の一端には第１〜第３実施形態の振動子１
３に相当する振動子４４の出力端を図外のねじ孔と図外
のねじ棒とで同軸状に一体に結合してある。この振動子
４４側から見て、フィンブースタ４３は最大振動振幅点
ｆ１１からノーダルポイントｆ１２を経た次の最大振動
振幅点ｆ１３までの１／２波長分の長さを有し、ブース
タ４２は最大振幅点ｆ１３からノーダルポイントｆ１４
を経た次の最大振動振幅点ｆ１５までの１／２波長分の
長さを有し、超音波ホーン４１は最大振動振幅点ｆ１５
からノーダルポイントｆ１６を経た次の最大振動振幅点
ｆ１７までの１／２波長分の長さを有している。超音波
ホーン４１のノーダルポイントｆ１６の全外周面には閉
環状の支持部４１ａを外側に突設してある。ブースタ４
２、フィンブースタ４３及び振動子４４の出力端は、そ
の外周面に締結・取り外し用の図外の工具を掛け止める
凹部４２ａ，４２ｂ，４３ａ，４３ｂ，４４ａを有して
いる。また、フィンブースタ４３はアルミニウムの棒体
より切削加工され、その外周面に複数の溝４３ｃを周方
向に等間隔配置した放熱特性の良い形状に形成されてい
る。

【００３０】この実施形態の構造によれば、前記第１〜
第３実施形態の共振器１４，３３のように、共振器４０
の超音波ホーン４１の支持部４１ａを受部８，３２と押
さえ部材１１，３４とで挟持して半田槽１，２０，３０
に固定して半田付け作業を行った場合において、溶融さ
れた半田２より超音波ホーン４１、ブースタ４２を経由
してフィンブースタ４３に伝達された熱が、アルミニウ
ムのうな放熱特性の良い材料からなるフィンブースタ４
３で放熱されて振動子４４に伝わりにくくして、振動子
４４を熱的に保護することができる。

【００３１】このフィンブースタ４３の外周面は複数の
溝４３ｃによる凹凸に形成された放熱面積の大きな形状
に形成されているので、当該フィンブースタ４３の放熱
特性を一段と向上することができる。

【００３２】また、このフィンブースタ４３の複数の溝
４３ｃは周方向に等間隔配置されているので、例えば各
溝４３ｃの深さを同一寸法に形成すると共に、各溝４３
ｃの長さを同一寸法に形成するというようにして、フィ
ンブースタ４３の重心をフィンブースタ４３中央に位置
させることにより、フィンブースタ４３が超音波振動を
振動子４４からブースタ４２に効率よく伝達することが
できる。

【００３３】図９〜１０はフィンブースタの異なる実施
形態を示している。図９のフィンブースタ４３Ａは周方
向に等間隔配置されて深さの等しい複数の溝４３ｄがフ
ィンブースタ４３Ａの両端に突き抜けたように形成して
ある。このフィンブースタ４３Ａは、その両端面の中央
部に所定深さのねじ孔４３ｅ，４３ｆを形成してあり、
一方のねじ孔４３ｅにより図８に示すように振動子４４
を結合し、他方のねじ孔４３ｆによりブースタ４２又は
超音波ホーン４１を結合するようになっている。

【００３４】図１０のフィンブースタ４３Ｂは周方向に
等間隔配置されて深さの等しい複数の溝４３ｇの数を図
９に示したフィンブースタ４３Ａよりも多くしたと共に
その深さも深く形成して放熱特性をより一層向上するよ
うにしたものである。また、このフィンブースタ４３Ｂ
の両端面は各溝４３ｇの半円弧状の底部に外接する外周
面を有する凸部４３ｈ，４３ｉを備え、各凸部４３ｈ，
４３ｉの端面には図９に示したねじ孔４３ｅ，４３ｆと
同様なねじ孔４３ｊ，４３ｋを形成してある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 第１実施形態を示す図２のＡ−Ａ線に沿う断
面図。

【図２】 第１実施形態を示す斜視図。

【図３】 第１実施形態の要部を示す分解斜視図。

【図４】 第１実施形態の共振器と振動子と超音波振動
波形との関係を示す模式図。

【図５】 第２実施形態を示す図６のＢ−Ｂ線に沿う断
面図。

【図６】 第２実施形態を示す斜視図。

【図７】 第３実施形態を示す断面図。

【図８】 第４実施形態の共振器と振動子と超音波振動
波形との関係を示す模式図。

【図９】 第５実施形態のフィンブースタを示す図であ
る。

【図１０】 第６実施形態のフィンブースタを示す図で
ある。

【符号の説明】

１，２０，３０ 半田槽 ８，３２ 受部 ８ｂ，３２ｂ 用孔 ８ｃ，３２ｃ 収容孔 ８ｄ，３２ｄ 受面 １１，３４ 押さえ部材 １１ａ，３４ｂ 押さえ部材の窓 １１ｂ 押さえ部材のリブ １３，４４ 振動子 １４，３３，４０ 共振器 １４ａ，３３ａ，４１ａ 共振器の支持部 １４ｂ，３３ｂ，４１ｂ 共振器の前半部 １４ｃ，３３ｃ，４１ｃ 共振器の後半部 ４３，４３Ａ，４３Ｂ フィンブースタ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 所定周波数の縦波の超音波振動を発生す
   る振動子の出力端に結合した共振器により、半田槽の内
   部で加熱溶融された半田に、超音波振動を作用させて、
   ワークに半田を付ける超音波振動半田付け装置におい
   て、共振器のノーダルポイントの外周面に外側に突出す
   る支持部を設ける一方、この共振器の支持部より前半部
   の外径よりも大径で半田槽内外に貫通する用孔とこの用
   孔より大径で共振器の支持部の挿入可能な収容孔との口
   径差による段差部で形成された受面を有する受部を前記
   半田槽に設けると共に、この受部の用孔に前半部が無接
   触に挿入された共振器の支持部を受部の受面との共同に
   より挟持する押さえ部材を当該受部に締結したことを特
   徴とする超音波振動半田付け装置。
2. 【請求項２】 所定周波数の縦波の超音波振動を発生す
   る振動子の出力端に結合した共振器により、半田槽の内
   部で加熱溶融された半田に、超音波振動を作用させて、
   ワークに半田を付ける超音波振動半田付け装置に使用さ
   れる共振器であって、ノーダルポイントの外周面に外側
   に突出する支持部で半田槽に固定される超音波ホーン
   と、この超音波ホーンと振動子の出力端との間に介在さ
   せた熱伝導性の良好な材質からなるフィンブースタとを
   備えたことを特徴とする共振器。