JPH1013013A

JPH1013013A - 自動半田付け装置

Info

Publication number: JPH1013013A
Application number: JP15810696A
Authority: JP
Inventors: Yasuo Akao; 泰雄赤尾; Tatsuyuki Kobayashi; 辰幸小林; Kiyoaki Kajiwara; 清明梶原
Original assignee: NITSUKU KK
Current assignee: NITSUKU KK
Priority date: 1996-06-19
Filing date: 1996-06-19
Publication date: 1998-01-16

Abstract

(57)【要約】【課題】窒素ガスの消費量を節減でき、且つ溶融半
田槽付近の雰囲気を低酸素濃度雰囲気に安定に保持し得
る自動半田付け装置を提供する。【解決手段】溶融半田槽と、搬送される基板の下面が半
田噴流の波頭に接触するように前記基板の搬送面が形成
されてなる基板搬送装置とを有し、且つ溶融半田槽内の
溶融半田の液面の上方に、多孔質管を備えた不活性ガス
供給手段を有する自動半田付け装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自動半田付け装
置、特に溶融半田噴出ノズルを有する溶融半田槽と、当
該溶融半田槽の上部に設けられた基板搬送装置とを有す
る所謂ウェーブ半田付け式自動半田付け装置において、
溶融半田及び半田付けされた直後の基板における半田付
け箇所を空気中の酸素による酸化から保護し得る自動半
田付け装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】各種部品が搭載された基板を自動的に半
田付けする自動半田付け装置としては、従来から、ウェ
ーブ半田付け式自動半田付け装置が広く用いられてき
た。

【０００３】ウェーブ半田付け式自動半田付け装置とし
ては、開口部がスロット状である溶融半田噴出ノズルを
有する溶融半田槽と、基板搬送装置とを有する装置が一
般に知られていた。

【０００４】前記ウェーブ半田付け式自動半田付け装置
においては、溶融半田噴出ノズルから上方に噴出する溶
融半田によって半田噴流が形成され、半田付けしようと
する基板は、その下面が前記半田噴流の波頭と接触する
ように、基板搬送装置によって搬送される。これによ
り、前記基板下面の要半田付け箇所が半田付けされる。
前記ウェーブ半田付け式自動半田付け装置においては、
一般的に、前記溶融半田噴出ノズルの開口部は、基板が
搬送される方向に対して直角な方向に設けられていた。
一方、前記基板搬送装置は、半田付けしようとする基板
がその下面で前記半田噴流の波頭に接触するように搬送
され、且つ搬送方向に沿って斜め上方に上昇していくよ
うに、前記基板の搬送方向に沿って斜め上方に傾けて取
りつけられていた。

【０００５】しかし、基板の実装密度が高くなるにつ
れ、かかる自動半田付け装置においては、所謂ブリッ
ジ、ツララ、及びボタツキと称する半田付け不良箇所が
発生し易くなるという問題が目立つようになった。

【０００６】かかる問題を解決することを目的として、
先ず、溶融半田噴出ノズルが、基板が搬送される方向に
対して略４５°の角度をなすように開口している自動半
田付け装置が提案された（特公平６−８６００３号公
報）。基板が搬送される方向に対して直角方向における
基板搬送装置の傾きを調節できるようにした自動半田付
け装置も提案された（特公平３−５９０９号公報及び特
公平６−９１３１２号公報）。又、カバープレートを用
いて隔壁を形成し、その内側に不活性ガス吹き出しノズ
ルを設けることも提案された（特表平７−５０１６５７
号公報）。

【０００７】更に、半田付けされた直後の基板における
半田付け箇所及び溶融半田そのものを空気中の酸素によ
る酸化から保護することを目的として、基板搬送装置全
体をダクト状の覆いである窒素チェンバーで覆った自動
半田付け装置が近年広く用いられるようになった。

【０００８】これらの改良によって、ウェーブ半田付け
式自動半田付け装置における半田付け不良は大幅に減少
した。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来のウェー
ブ半田付け式自動半田付け装置においては、窒素チェン
バーの入口、出口、及び溶融半田槽上部に、管の側面に
窒素吹き出し穴を多数開けたパイプノズルを、長手方向
が基板の搬送方向と直角になるように取り付け、このパ
イプノズルを通じて窒素チェンバー内に窒素ガスを供給
していた。従来のパイプノズルの一例を図１０に示す。
図１０中、１’はパイプノズル本体を、１ｄ’は窒素ガ
スが吹き出す吹き出し孔を示す。

【００１０】しかし、図１０に示すように、このような
パイプノズルには、窒素ガス供給側に近い吹き出し孔で
は窒素ガスの吹き出し速度が大きく、窒素ガス供給側か
ら遠い吹き出し孔では窒素ガスの吹き出し速度が小さく
なるという問題があった。

【００１１】この問題は、吹き出し孔の直径を小さくす
ればある程度解決できるが、今度は、吹き出し孔からの
窒素ガスの吹き出し速度が１〜２ｍ／ｓｅｃとなって、
吹き出し孔の直径を小さくする前の吹き出し孔からの吹
き出し速度よりもかえって大きくなった。

【００１２】窒素チェンバー内部の窒素ガスは近似静止
気体であると考えられる。近似静止気体中に気体を高速
で噴出させた場合は、気体噴流周辺に乱流混合層が形成
され、噴出された気体は、この乱流混合層中で周囲気体
と混合する。

【００１３】したがって、吹き出し孔の直径を小さくし
た場合には、吹き出し孔から噴出された窒素ガスは、窒
素チェンバー内の空気を置換するよりは、寧ろ乱流混合
層を形成し、この乱流混合域が窒素チェンバー内に拡大
する。それ故、相対的に窒素チェンバー内の空気置換が
進みにくいことになる。

【００１４】このような理由により、吹き出し孔を小さ
くした場合には、窒素チェンバー内の酸素濃度が所定の
範囲以下に低下するのに時間がかかり酸素濃度が不安定
になる上、必要な窒素ガスの量が増えるという問題があ
った。

【００１５】本発明は、窒素ガスの消費量を節減できる
だけでなく、短時間で窒素チェンバー内部の雰囲気を低
酸素濃度雰囲気に置換し、且つこの低酸素濃度雰囲気を
安定して維持できる自動半田付け装置を提供することを
目的とする。

【００１６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決すること
を目的とする、請求項１に記載された発明は、溶融半田
を上方に噴出して半田噴流を形成する溶融半田噴出ノズ
ルを有する溶融半田槽と、半田付けしようとする基板
を、その下面を前記半田噴流の波頭に接触させつつ前記
溶融半田槽上方を通過するように搬送する基板搬送装置
とを有する自動半田付け装置において、前記溶融半田槽
内の溶融半田の液面の上方に、多孔質管を備えてなる不
活性ガス供給手段を設けたことを特徴とする自動半田付
け装置に関する発明であり、請求項２に記載された発明
は、前記不活性ガス供給手段が、金属多孔質管、燒結金
属多孔質管、及びセラミックス多孔質から選択された多
孔質管である請求項１に記載の自動半田付け装置に関す
る発明であり、請求項３に記載された発明は、前記多孔
質管が保護管で覆われており、且つこの保護管には、長
手方向にスリットが設けられている請求項１又は２に記
載の自動半田付け装置であり、請求項４に記載された発
明は、不活性ガス供給手段において、多孔質管に不活性
ガスを供給する配管が前記溶融半田槽近傍を通過してい
る請求項１乃至３の何れか１項に記載の自動半田付け装
置であり、請求項５に記載された発明は、前記多孔質管
が、基板の通過面に平行であって前記基板が搬送される
方向と直角に延在する請求項１又は４に記載の自動半田
付け装置に関する発明であり、請求項６に記載された発
明は、前記溶融半田槽の上方を、不活性ガスを透過しな
い覆いで囲った請求項１乃至５の何れか１項に記載の自
動半田付け装置に関する発明であり、請求項７に記載さ
れた発明は、搬送装置全体を不活性ガスを透過しない覆
いで覆った請求項１乃至５の何れか１項に記載の自動半
田付け装置に関する発明であり、請求項８に記載された
発明は、前記覆いの内側の何れかの箇所から不活性ガス
を抜き出し、これを浄化し、次いで浄化した不活性ガス
を前記覆い内側の何れかの箇所に戻す手段を更に有する
請求項７に記載の自動半田付け装置に関する発明であ
る。

【００１７】

【発明の実施の形態】本発明に係る自動半田付け装置に
は、上にも述べたように、溶融半田槽と基板搬送装置と
不活性ガス供給手段とが設けられている。

【００１８】前記溶融半田槽は、基板の半田付けに用い
られる半田を溶融状態で貯留する槽であり、且つ溶融半
田噴出ノズルを有している。

【００１９】この溶融半田槽は、後に詳述する基板搬送
装置により基板が搬送されるその搬送面の下方に、溶融
状態の半田が貯留されている。よって、前記搬送面に沿
って溶融半田槽上に搬入されて来た基板は、前記溶融状
態の半田上を移動し、前記溶融半田噴出ノズルにより噴
出する溶融半田の波頭に基板の下面が接触した後に溶融
半田槽外へと搬出されていく。

【００２０】なお、溶融半田槽においては、槽内にある
半田を溶融状態に保持できるのであれば、この半田を加
熱する方法には特に制限はない。このような加熱方法と
しては、例えば、溶融半田槽の壁面に取り付けるか又は
前記壁面内に埋め込んだ熱媒体流通管若しくは電熱ヒー
ター等によって溶融半田槽の壁面それ自体を加熱する方
法がある。又溶融半田槽内に投げ込み式ヒーター等を投
げ込んでこの半田を直接に加熱してもよい。

【００２１】溶融半田噴出ノズルは、溶融半田槽内の溶
融半田を上方に噴出して（換言すると、搬送面に向けて
噴出して）半田噴流を形成するノズルである。溶融半田
噴出ノズルは１基だけでもよいし２基以上設けられてい
てもよい。

【００２２】溶融半田噴出ノズルを２基以上設ける場合
は、これらの溶融半田噴出ノズルは、基板が搬入される
側から、１次噴流ノズル、２次噴流ノズルとすることが
できる。ここで、１次噴流とは、基板の入口側に最も近
い噴流をいい、２次噴流とは、１次噴流より基板が搬出
される側に近い方に形成される噴流をいう。１次噴流ノ
ズルにおいては、ノズル内部に螺旋状の突起を設けた回
転するシャフトを取り付け、このシャフトを回転させる
ことにより半田噴流が前後・左右に細かく振動するよう
にすることができる。そして、２次噴流ノズルでは半田
噴流が緩やかに動くようにすることができる。

【００２３】溶融半田噴出ノズルは、その頂部がスロッ
ト状の開口部となっている。溶融半田噴出ノズルは、通
常、開口部の長手方向と基板の搬送される方向とのなす
角度が直角乃至４５°になるように配置されている。そ
して、前記開口部は、基板の搬送される方向に対して直
角に投影した幅が、基板下面の要半田付け箇所の幅と同
じかそれより広いことが好ましい。

【００２４】前記開口部に隣接して、溶融半田を溶融半
田槽内に戻す流路が設けられていることが好ましい。こ
の流路は、前記開口部とともに溶融半田噴出ノズル上に
設けられていてもよく、又、溶融半田噴出ノズル外部で
あってこの溶融半田噴出ノズルに隣接した位置に設けら
れていてもよい。

【００２５】溶融半田槽内に貯留されている溶融半田
は、溶融半田槽内部に取り付けられたインペラー等によ
って前記溶融半田噴出ノズルに送られ、前記溶融半田噴
出ノズルの開口部から帯状の半田噴流として噴出する。
溶融半田噴出ノズルの開口部から噴出した溶融半田は、
前記開口部に隣接して設けられた流路から再び溶融半田
槽に戻される。このようにして、この溶融半田噴出ノズ
ルによって半田噴流が形成される。尚、前記溶融半田噴
出ノズルに溶融半田を送る装置としては、インペラーの
他、ギアポンプ等、高粘度液体を輸送するのに用いられ
るポンプであれば、どのようなポンプも用いられる。

【００２６】基板搬送装置は、半田付けしようとする基
板を、この基板の下面、即ち素子を搭載していない方の
面を下に向けて搬送する装置である。基板搬送装置は、
基板の下面が前記半田噴流の波頭に接触するように、前
記基板を搬送する。

【００２７】基板搬送装置は、基板の搬送方向に平行
に、且つ前記基板が通過する面の両側に位置するように
設置することが好ましい。基板搬送装置は、水平に設置
されていてもよいし、基板の入口よりも出口の方が高く
なるように基板の搬送方向に傾斜させて設置されてもよ
い。更に、基板の搬送方向に対して直角の方向の傾きを
変更できるように設置されていてもよい。

【００２８】基板搬送装置としては、例えば送り爪を取
り付けたチェーンコンベアー等が用いられる。この送り
爪は、基板を把握し移動させる機能を有する。この他、
基板の通過面を挿んで上下２列にローラー列を配置して
なる搬送装置、及び基板の通過面を挿んで上下２つのベ
ルトを配置してなる搬送装置等も基板搬送装置としては
好ましく用いられる。

【００２９】尚、前記基板搬送装置の下であって基板の
入口と前記溶融半田槽との間の部分に予熱ヒーターを設
け、基板が基板搬送装置で搬送される間に基板の下面が
予熱されるようにしてもよい。予熱ヒーターは、前記基
板の通過面よりも３〜１５ｃｍ下に設けることが好まし
い。予熱ヒーターとしては電熱線ヒーターの他、セラミ
ックスヒーターも用いられる。又、予熱ヒーターの形状
は管状でも面状でもよい。

【００３０】不活性ガス供給手段は、不活性ガスを供給
する手段であって、不活性ガスをその多孔から噴出させ
る多孔質管を有する。

【００３１】ここで不活性ガスとは、溶融半田を酸化さ
せないようなガスをいい、例えば窒素ガス、アルゴンガ
ス、及び窒素富化空気等が含まれる。不活性ガスとして
は、窒素ガス及びアルゴンガスが好ましいが、窒素富化
空気も好ましく用いられる。但し、窒素富化空気中の酸
素濃度は１％以下が好ましい。更に、半田付け時には、
ロジンの微粒子及び溶媒蒸気を含んだ排ガスが排出され
るが、この排ガスからロジン微粒子及び溶媒蒸気を除去
したガスも不活性ガスとして用いられる。

【００３２】多孔質管としては、金属、金属燒結体、ガ
ラス又はセラミックス等からなるフィルター状の管が用
いられる。多孔質管の孔径及び気孔率等には特に制限は
ないが、孔径は１μ〜５０μ、特に５μ〜１５μの範囲
が好ましく、気孔率は１５〜７５％、特に２５〜６５％
の範囲が好ましい。多孔質管の長さについては、基板の
搬送される方向と直角に投影した幅が、基板下面の要半
田付け箇所と同じかそれより広いことが好ましい。多孔
質管の直径については特に制限はないが、０．５〜２．
５ｃｍ、特に１．０〜２．０ｃｍの範囲が好ましい。

【００３３】多孔質管としては、ステンレス鋼、青銅、
燐青銅、アルミニウム青銅、ベリリウム青銅、黄銅、白
銅、低炭素ニッケル、ニッケル基合金、チタニウム合
金、純チタニウム及びジルコニウム合金から選択された
金属又は合金からなる多孔質管、前記各種金属・合金の
粉末を燒結した燒結金属多孔質管、多孔質ガラス管、並
びにシリカ、酸化ベリリウム、酸化マグネシウム、スピ
ネル、酸化アルミニウム、酸化チタン、安定化ジルコニ
ア、酸化錫、酸化トリウム、炭化珪素、炭化硼素、炭化
タングステン、窒化珪素、窒化硼素、硼化チタン、及び
黒鉛から選択されたセラミックスからなる多孔質管が好
ましく用いられる。

【００３４】前記多孔質管は、必要に応じて保護管で覆
ってもよい。保護管は、前記多孔質管を覆う管であっ
て、長手方向にスリットが設けられている。前記多孔質
管から流出した不活性ガスは、このスリットから外部に
流出する。前記保護管の内面と多孔質管の外面とは、互
いに密着していてもよい。しかし、前記保護管の内面と
多孔質管の外面との間に間隔を設け、多孔質管から流出
した不活性ガスが前記保護管と多孔質管との間を流通し
得るようにすることが好ましい。前記保護管上に設けら
れたスリットは、前記多孔質管と実質的に等しい長さを
有していることが好ましい。スリットの数には特に制限
はないが、１〜３条が好ましい。スリットの幅は、スリ
ットの面積の合計が前記多孔質管の表面積の１／２〜１
／３の範囲になるように決定することが好ましい。尚、
前記保護管の材質としては金属及び合成樹脂等、不活性
ガスを透過しない材質が好ましい。

【００３５】前記多孔質管には、一方の端部のみから不
活性ガスを供給してもよい。このときは、他方の端部は
金属栓等の気密性を有する栓状部材で塞いでおく。又、
多孔質管の両端から不活性ガスを供給してもよい。更
に、多孔質管の両端を気密性の栓状部材で塞ぎ、中央部
に不活性ガスを供給する部材を取り付け、そこから不活
性ガスを供給してもよい。

【００３６】前記多孔質管に不活性ガスを供給する供給
源には特に制限はなく、したがって不活性ガスをガスボ
ンベから供給することができる。この他、液化した不活
性ガスが入ったジュワー瓶も供給源として用いることが
でき、この場合は、不活性ガスをジュワー瓶から蒸発さ
せつつ前記多孔質管に供給してもよい。窒素冨化空気を
不活性ガスとして用いる場合は、酸素除去装置で空気か
ら連続的に酸素を除去し、これを前記多孔質管に供給し
てもよい。

【００３７】前記供給源と前記多孔質管とを結ぶ配管
は、前記供給源と前記多孔質管とを直接結ぶように配管
してもよい。又、溶融半田槽の周囲にこの配管を通す等
して配管が溶融半田槽近傍を通過するようにし、この配
管内を通る不活性ガスが、前記溶融半田槽の熱によって
予熱されてから多孔質管に供給されるようにしてもよ
い。

【００３８】多孔質管を設ける箇所は、溶融半田槽内の
溶融半田の液面よりも上方であり、更に具体的に言う
と、溶融半田槽の近傍であって前記基板の通過面よりも
上方及び／又は下方である。したがって、多孔質管は、
前記基板の通過面よりも上方のみ、又は下方のみに１本
のみ、又は２本以上設けることができる。又、前記多孔
質管は、前記基板の通過面よりも上方及び下方の両方に
それぞれ１本又はそれ以上設けてもよい。前記基板の通
過面よりも上方及び下方の両方に設ける場合には、多孔
質管の本数は通過面の上方と下方とで異なっていてもよ
いし同一であってもよい。多孔質管を基盤の通過面より
も上方に２本以上設けるときは、溶融半田槽の基板を搬
入する側の上方、中央部の上方、及び基板を搬出する側
の上方にそれぞれ少なくとも１本づつ設けることができ
る。一方、多孔質管を基盤の通過面よりも下方に２本以
上設けるときは、溶融半田槽の基板を搬入する側及び基
板を搬出する側にそれぞれ少なくとも１本づつ設けるこ
とができる。

【００３９】多孔質管は、前記基板の通過面に対して平
行であって前記基板が搬送される方向と直角に延在する
ように設けることができる。又、溶融半田噴出ノズルの
開口部が前記基板が搬送される方向と直角でない場合
は、多孔質管は、前記溶融半田噴出ノズルの開口部と平
行に延在していてもよい。ここで、ある方向に「延在す
る」とは、多孔質管の長手方向がその方向に向いている
ことをいう。

【００４０】本発明の自動半田付け装置においては、前
記溶融半田槽を、不活性ガスを透過しない覆いで覆うの
が好ましい。覆いは、少なくとも前記溶融半田槽の側方
及び上方を覆っていることが好ましい。但し、覆いに
は、基板の入口及び出口が設けられている必要がある。
覆いの基板入口及び基板出口は不活性ガスによるエアカ
ーテン等で外気と仕切られていることが好ましい。エア
カーテンを設ける代わりに、上下に開閉する金属製シャ
ッター又はゴム若しくは軟質プラスチックからなる簾状
部材を設けてもよい。又、これらの部材の代わりに前記
多孔質管を設けてもよい。

【００４１】覆いは不活性ガスを透過してはならないか
ら、材質としては、金属板及び合成樹脂板等、不活性ガ
スを通さない材質を用いる必要がある。

【００４２】又、覆いは着脱自在であることが、自動半
田付け装置を整備する上で好ましい。

【００４３】更に、溶融半田槽の側方及び上方だけでな
く、基板搬送装置全体を不活性ガスを透過しない覆いで
覆ってもよい。基板搬送装置全体を覆うこのような覆い
を、以下において「不活性ガスチェンバー」、又は「窒
素ガスチェンバー」ということとする。不活性ガスチェ
ンバーには、基板の入口及び出口が設けられている。前
記不活性ガスチェンバーには、少なくとも基板の入口及
び出口の部分に不活性ガスによるエアーカーテンを設
け、内部に煙突効果が発生しないようにすることが好ま
しい。中でも、不活性ガスチェンバーを、予熱ヒーター
を覆う部分及び溶融半田槽を覆う部分等いくつかの部分
に分け、それぞれの部分の入口及び出口にエアカーテン
を設けることが特に好ましい。尚、前記エアカーテンに
代えて、上下に開閉する金属製シャッター、ゴム若しく
は軟質プラスチックからなる簾状部材、又は前記多孔質
管を設けてもよいことは、前述の通りである。

【００４４】不活性ガスチェンバーは、開閉自在とする
ことが、基板搬送装置及び溶融半田槽を整備・点検する
うえで好ましい。不活性ガスチェンバーは、基板搬送装
置の全長にわたって一体として開閉可能になるようにな
っていてもよいし、前記予熱ヒーターを覆う部分及び溶
融半田槽を覆う部分等が別々に開閉できるようになって
いてもよい。尚、不活性ガスチェンバーを開閉自在とす
る場合は、不活性ガスチェンバーの開閉部の周縁部及び
／又は固定部の周縁部にゴムパッキングを設け、開閉部
を閉じたときに気密性が確保されるようにすることが好
ましい。

【００４５】以上、本発明の自動半田付け装置について
一般的説明を行ったので、以下において、本発明の自動
半田付け装置について図面を用いて具体的に説明する。

【００４６】図１は、本発明の自動半田付け装置におい
て、多孔質管が、基板の通過面の上方に３本、基板の通
過面の下方に２本設けられており、且つ溶融半田槽が覆
いで覆われている自動半田付け装置の一例を示す概略図
である。

【００４７】図２は、図１に示された自動半田付け装置
を上から見た概略を示す上面図である。

【００４８】図３は、図１及び図２に示された自動半田
付け装置において用いられている不活性ガス供給手段に
おける多孔質管及びこの多孔質管に窒素ガスを供給する
配管の概略を示す斜視図であり、図４は、この多孔質管
から窒素ガスが噴出するところを示す概略図である。

【００４９】図１、図２、図３、及び図４において、不
活性がス供給手段１は多孔質管１ａと配管接続部材１ｂ
とを備えている。基板搬送装置２はチェーンコンベア２
１を有しており、このチェーンコンベア２１は鎖歯車２
２によって駆動される。前記搬送装置により、基盤５が
搬送される。溶融半田槽３には、１次噴流ノズル３１、
２次噴流ノズル３２、及び溶融半田戻りスロット３３が
設けられている。溶融半田槽３は覆い６によって覆われ
ている。矢印Ａは基盤５が基盤搬送装置２によって搬送
される方向を示し、一点鎖線ａは基盤５の通過面を示
す。

【００５０】図１及び図２に示された自動半田付け装置
において、溶融半田槽３は、内壁面に取り付けられたヒ
ーターによって加熱されている。これにより、前記溶融
半田槽３の内部の半田を溶融状態に保たれている。

【００５１】この溶融半田槽３には１次噴流ノズル３１
及び２次噴流ノズル３２が設けられている。１次噴流ノ
ズル３１及び２次噴流ノズル３２の開口部は、何れもス
ロット状である。そしてこれらの溶融半田噴出ノズル３
１及び３２は、互いに平行になるように、且つ開口部
が、基板５の搬送方向Ａと直角をなすように設けられて
いる。

【００５２】１次噴流ノズル３１の開口部の内側には更
に幅の狭いスロット状の開口部が設けられている。この
内側のスロット状開口部から溶融半田が上方に噴出し、
開口部の周辺部を通って溶融半田槽３に戻る。１次噴流
ノズル３１においては、このようにして半田噴流が形成
されている。

【００５３】一方、２次噴流ノズル３２においては、開
口部に隣接して溶融半田戻りスロット３３が設けられて
いる。そして、前記開口部から噴出した溶融半田は溶融
半田戻りスロット３３を通って同様に溶融半田槽３に戻
る。２次噴流ノズルにおいては、このようにして半田噴
流が形成されている。

【００５４】基板搬送装置２は、基板５の通過面ａの両
側に位置するように設けられている。そして、前記１次
噴流ノズル３１及び２次噴流ノズル３２により形成され
る半田噴流の波頭に基板５の下面が接触し、且つ基板５
の通過面ａに沿って上昇するように前記基盤５が搬送さ
れるよう、基板搬送装置２は基板５の搬送方向に沿って
斜め上に傾けて取り付けられている。

【００５５】基盤輸送装置２にはチェーンコンベアー２
１が取り付けられており、このチェーンコンベアー２１
は鎖車２２によって駆動される。チェーンコンベアー２
１の駒のそれぞれには送り爪（図示せず）が取り付けら
れている。これらの送り爪は、基板５の搬送方向Ａと平
行な２辺をそれぞれ把握する。これによって、基板５
は、チェーンコンベアー２１が駆動されるのに伴って移
動する。

【００５６】基板搬送装置２の下には、基板５の入口と
溶融半田槽３との間の部分に予熱ヒーター４が設けられ
ている。予熱ヒーター４の形状は管状である。

【００５７】溶融半田槽３の上方には、溶融半田槽３の
上方及び側方を覆うように覆い６が設けられている。覆
い６には基板５を通過させるように入口６ａ及び出口６
ｂが設けられている。覆い６は、図示されていない自動
半田付け装置本体に蝶番６ｃによって開閉自在に取り付
けられている。覆い６の入口６ａ及び出口６ｂには上下
に開閉する金属製シャッター６１及び６２がそれぞれ取
り付けられている。

【００５８】不活性ガス供給手段１は、図３の斜視図に
示されているように、多孔質管１ａの一方の端部に配管
接続部材１ｂが取り付けられてなる構造を有している。
配管接続部材１ｂは、多孔質管１ａと窒素がスの配管１
１とを接続する部材であり、通常の管継ぎ手等を用いる
ことができる。尚、多孔質管１ａの反対側の端部は金属
栓１ｅで塞がれている。配管１１の途中には流量計１２
が挿入されている。

【００５９】前記多孔質管１ａは、覆い６内側であって
この覆い６の入口６ａ近傍及び出口６ｂ近傍に、基板５
の通過面ａを挟むように２本づつ、覆い６中央部であっ
て基板５の通過面ａの上方に１本、合計５本取り付けら
れている。これらの多孔質管１ａは、何れも基板５の通
過面ａに平行且つ当該基板５の搬送方向Ａと直角の方向
に延在するように取り付けられている。

【００６０】配管１１から供給された窒素ガスは、配管
接続部材１ｂを通して多孔質管１ａに流入する。そし
て、この窒素ガスは、流速０．２〜１．０ｍ／ｓｅｃ程
度の均一且つ緩やかな流れとなって、多孔質管１ａの外
周面全体から流出する。多孔質管１ａの外周面全体から
窒素が均一な流速で流出するところを図４に示す。図４
中矢印は窒素ガスが流出することを示す。

【００６１】以下、図１及び図２に示された自動半田付
け装置の作用について説明する。

【００６２】半田付けしようとする基板５は、集積回路
・抵抗器・コンデンサー等の電子部品５１を搭載した面
が上になるように、前記基板５の搬送方向Ａに平行な２
辺が、前記チェーンコンベアー２１のそれぞれの駒に取
り付けられた送り爪（図示せず）で把握される。前記チ
ェーンコンベアー２１は鎖車２２によって回動し、前記
送り爪は、前記チェーンコンベアーが回動するに従って
移動する。これによって、前記基板５も搬送方向Ａにそ
って移動する。

【００６３】基板５は、基板搬送装置２によって搬送さ
れる間に、先ず予熱ヒーター４上を通過する。そして、
この予熱ヒーター４によって、基板５の下面が１００℃
前後の温度に予熱される。

【００６４】基板５は、予熱ヒーター４で予熱された
後、１次噴流ノズル３１、次いで２次噴流ノズル３２上
を通過する。上述したように、１次噴流ノズル３１及び
２次噴流ノズル３２からは溶融半田が噴出し、半田噴流
が形成されている。基板５は、１次噴流ノズル３１の上
及び２次噴流ノズル３２の上を通過する際、その下面が
前記半田噴流の波頭と接触する。これによって、前記基
板５下面の溶半田付け箇所が半田付けされる。

【００６５】一方、３本の多孔質管１ａからは、窒素ガ
スが緩やかに流出しており、覆い６の内側は窒素ガス雰
囲気になっている。これにより、半田噴流は空気から遮
断され、空気中の酸素による酸化から保護される。

【００６６】前記基板も、１次噴流ノズル３１の上及び
２次噴流ノズル３２の上を通過する際、前記多孔質管１
ａから流出した窒素ガスの流れによって覆われる。これ
により、半田付け直後の基板５全体が、空気から遮断さ
れるから、前記基板５下面の半田付け箇所も空気中の酸
素から保護される。

【００６７】図５は、多孔質管１ａの別の態様を示す斜
視図であり、図６は、図５に示された多孔質管１ａをＬ
−Ｌ方向に切断した断面を示す断面図である。

【００６８】図５に示された多孔質管１ａには、保護管
１ｃが被せられている。保護管１ｃには、長手方向にス
リット１ｄが３条設けられており、多孔質管１ａから流
出した窒素ガスはこのスリット１ｄから流出する。スリ
ット１ｄは、多孔質管１ａとほぼ等しい長さを有してい
る。尚、多孔質管１ａの一方の端には配管接続部材１ｂ
を介して窒素がスの配管１１が接続されている。窒素ガ
スは、この配管１１を通って多孔質管１ａに供給され
る。

【００６９】図７は、本発明の自動半田付け装置におい
て、基板搬送装置全体を窒素チェンバーで覆った例を示
す概略図である。図８は、図７に示された自動半田付け
装置を上から見た概略を示す上面図である。

【００７０】図７及び図８に示された自動半田付け装置
においても、不活性がス供給手段１は多孔質管１ａと配
管接続部材１ｂとを備えている。また、溶融半田槽３に
１次噴流ノズル３１及び２次噴流ノズル３２が設けられ
ており、いずれのノズルもスロット状の開口部を有して
いる点も図１及び図２に示された自動半田付け装置と同
様である。１次噴流ノズル３１及び２次噴流ノズル３２
が互いに平行に、且つ開口部が基板５が搬送される方向
と直角をなすように設けられている点も、図１及び図２
に示された自動半田付け装置と同様である。基板搬送装
置２が基板５の通過面の両側に位置するように、且つ前
記半田噴流の波頭に基板５下面が接触して基板５が搬送
されるように、基板５の通過面ａに沿って斜め上に傾け
て取り付けられている点も、図１及び図２に示された自
動半田付け装置と同様である。

【００７１】基盤輸送装置２に送り爪（図示せず）を有
するチェーンコンベアー２１を用いている点も、図１及
び図２に記載された自動半田付け装置と同様である。

【００７２】基板搬送装置２の下には、やはり、基板５
の入口と溶融半田槽３との間の部分に予熱ヒーター４が
設けられている。

【００７３】溶融半田槽３と基板５の出口との間は基板
冷却部８となっており、半田付けされた基板はこの部分
で冷却される。

【００７４】基板搬送装置２は、全体が窒素チェンバー
７で覆われている。窒素ガスチェンバー７は、予熱ヒー
ター覆い７１、溶融半田槽覆い７２、及び基板冷却部覆
い７３から構成されている。ここで予熱ヒーター覆い７
１は予熱ヒーターを覆う部分をいい、溶融半田槽覆い７
２は溶融半田槽を覆う部分をいい、基板冷却部覆い７３
は基板冷却部８を覆う部分をいう。予熱ヒーター覆い７
１、溶融半田槽覆い７２、及び基板冷却部覆い７３は、
それぞれ図示されていない自動半田付け装置本体に蝶番
７ｃによって開閉自在に取り付けられている。

【００７５】多孔質管１ａは、予熱ヒーター覆い７１の
内側であって、予熱ヒーター覆い７１の入口７１ａ近
傍、中央部、及び出口７１ｂ近傍に、それぞれ１本づつ
合計３本設けられている。これらの不活性ガス供給手段
１は、何れも基板５の通過面ａの上方に設けられてい
る。溶融半田槽覆い７２の内側には、入口７２ａ及び出
口７２ｂ近傍に、それぞれ基板５の通過面ａを挟んで１
本づつ、溶融半田槽覆い７２の中央部の基板５の通過面
ａ上方に１本、計５本の不活性ガス供給手段１が設けら
れている。これらの不活性ガス供給手段１は、何れも基
板５の通過面ａと平行であって当該基板５の搬送方向Ａ
と直角の方向に延在するように取り付けられている。

【００７６】不活性ガス供給手段１は、図３の斜視図に
示されている不活性ガス供給手段１と同様の構成を有し
ている。具体的には、多孔質管１ａの一方の端部に配管
接続部材１ｂが取り付けられてなる構成を有している。

【００７７】多孔質管１ａには、図１及び図２に示され
た自動半田付け装置と同様、配管１１を通して、窒素ガ
スが供給されている。配管１１の途中に流量計１２が挿
入されている。

【００７８】配管１１から供給された窒素ガスは、配管
接続部材１ｂを通して、本体１ａの両端面から本体１ａ
に流入する。そして、この窒素ガスは、本体１ａの４つ
の外周面から層流として流出する。

【００７９】図７及び図８に示された自動半田付け装置
について、以下、作用を説明する。この自動半田付け装
置においても、図１及び図２に示された自動半田付け装
置と同様に、基板５の下面が半田噴流の波頭に接触する
ように、この半田噴流上を基板５が搬送されることによ
り、その下面の要半田付け箇所が半田付けされる。

【００８０】一方、窒素チェンバー７の内部は、多孔質
管１ａから流出する窒素ガスによって置換され、殆ど無
酸素である雰囲気になっている。又、窒素チェンバーを
構成する予熱ヒーター覆い７１及び溶融半田槽覆い７２
のそれぞれの入口及び出口に設けられた多孔質管１ａか
ら流出する窒素ガスによって、窒素ガスチェンバー７内
部における煙突効果は効果的に抑制される。

【００８１】１次噴流ノズル３１及び２次噴流ノズル３
２によって形成される半田噴流も、前記不活性ガス供給
手段１から流出する窒素ガスによって覆われ、又前記基
板５も半田噴流の波頭と接触する際には、前記窒素ガス
によって覆われる。これによって、半田噴流も前記基板
５下面の半田付け箇所も空気中の酸素から保護される。

【００８２】図９は、図７及び図８に示された自動半田
付け装置にフラックスヒューム除去装置を追加した自動
半田付け装置の一例を示す概略図である。ここでフラッ
クスヒューム除去装置とは、自動半田付け装置から排出
された排ガスに含まれるロジン微粒子及び溶媒蒸気等を
除去して排ガスを浄化する装置である。

【００８３】図９に示された自動半田付け装置において
は、溶融半田槽覆い７２の内側に、さらに排ガス吸入口
１３が設けられている。そして基盤冷却部８には排ガス
戻し口１７が設けられている。排ガス吸入口１３とフラ
ックスヒューム除去装置１６とは配管１４で接続され、
一方、フラックスヒューム除去装置１６と排ガス戻し口
１７不活性ガス供給手段１とは配管１５で接続されてい
る。

【００８４】フラックスヒューム除去装置１６の内部構
造については図９においては図示しないが、フラックス
ヒューム除去装置１６は、冷却ボックス、フィルター、
真空ポンプ、及び熱交換機がこの順序に接続されてい
る。冷却ボックスは、内外面にフィンを設けた筐体であ
る。フィルターは、気体の濾過に通常用いられるフィル
ターであり、真空ポンプは、気体の輸送に通常用いられ
ているポンプである。熱交換機には、温度設定型冷凍機
ユニット（商品名：ユニットチラー）で水温５〜１５℃
に冷却した水を循環させる。

【００８５】１次噴流ノズル３１及び２次噴流ノズル３
２で形成される半田噴流に基板５の下面が接触し半田付
けが行われると、フラックスヒュームを含んだ窒素ガス
からなる排ガスが発生する。フラックスヒュームは主に
イソプロパノール等の溶媒の蒸気とロジン微粒子とを含
んでいる。発生した排ガスは排ガス吸入口１３から配管
１４を通ってフラックスヒューム除去装置１６に吸引さ
れる。吸引された排ガスは、温度が２００℃前後ある
が、フラックスヒューム除去装置１６において、先ず冷
却ボックスで１００℃程度に冷却され、排ガス中のロジ
ン微粒子がほぼ除去される。冷却ボックスで除去できな
かったロジン微粒子及び灰分等は、次のフィルターで除
去される。フィルターを透過した排ガスは、真空ポンプ
を通って熱交換機に至り、そこで１５℃〜３０℃に冷却
され、イソプロパノール等の溶媒が除去される。このよ
うにしてロジン微粒子及び溶媒蒸気を除去された排ガス
は、配管１５を通って、排ガス戻し口１７に供給され
る。

【００８６】

【発明の効果】本発明の自動半田付け装置においては、
不活性ガス供給手段は多孔質管であるから、窒素ガス等
の不活性ガスは、流速０．２〜１．０ｍ／ｓｅｃ以下の
緩やかな流れで不活性ガス供給手段の全周から一様に流
出する。したがって、この不活性ガスは、層流状態であ
るから、半田噴流及び基板周辺の空気と混合することな
く、これらの空気を置換する。したがって、半田噴流も
半田付けしようとする基板も空気中の酸素から効果的に
保護される。又、基板搬送装置全体を不活性ガスチェン
バーで覆った自動半田付け装置においても、不活性ガス
は緩やかな流れで供給されるから、供給された不活性ガ
スは、不活性ガスチェンバー内を層流として流れる。こ
れにより、不活性ガスチェンバー内の空気は、不活性ガ
スと殆どと混合することなく、不活性ガスで置換され
る。したがって不活性ガスの消費量を大幅に節減でき
る。フラックスヒューム除去装置を併用した場合には、
更に不活性ガスの消費量を節減できる。

【００８７】又、前記多孔質管を保護管で覆うか、又は
溶融半田槽の熱を利用して不活性がスを予熱して前記多
孔質管に供給することにより、自動半田付けの際に発生
するフラックスヒュームが前記多孔質の表面に凝縮する
ことによって前記多孔質が目詰りするということが効果
的に防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明の自動半田付け装置において、
不活性ガス供給手段が、基板の通過面の上方に３本、基
板の通過面の下方に２本設けられており、且つ溶融半田
槽が覆いで囲われている自動半田付け装置の一例を示す
概略図である。

【図２】図２は、図１に示された自動半田付け装置を上
から見た概略を示す上面図である。

【図３】図３は、図１及び図２に示された自動半田付け
装置において用いられている不活性ガス供給手段及びこ
の不活性ガス供給手段に窒素ガスを供給する配管の概略
を示す斜視図である。

【図４】図４は、この不活性ガス供給手段から窒素ガス
が噴出するところを示す概略図である。

【図５】図５は、保護管１ｃで覆われた多孔質管１ａの
一例を示す斜視図である。

【図６】図６は、図５に示された多孔質管１ａをＬ−Ｌ
方向に切断した横断面を示す断面図である。

【図７】図７は、本発明の自動半田付け装置において、
基板搬送装置全体を窒素チェンバーで覆った例を示す概
略図である。

【図８】図８は、図７に示された自動半田付け装置を上
から見た概略を示す上面図である。

【図９】図９は、図７及び図８に示された自動半田付け
装置にフラックスヒューム除去装置を追加した自動半田
付け装置の一例を示す概略図である。

【図１０】従来のパイプノズルの一例を示す概略図であ
る。

【符号の説明】

１・・・不活性がス供給手段、１ａ・・・多孔質管、１
ｂ・・・配管接続部材、２・・・基板搬送装置、３・・
・溶融半田槽、４・・・予熱ヒーター、５・・・搬送さ
れる基板、６・・・覆い、７・・・窒素チェンバー、１
１・・・配管、１２・・・流量計、２１・・・チェーン
コンベアー、２２・・・鎖歯車、３１・・・１次噴流ノ
ズル、３２・・・２次噴流ノズル、３３・・・溶融半田
戻りスロット、５１・・・電子部品。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】溶融半田を上方に噴出して半田噴流を形
成する溶融半田噴出ノズルを有する溶融半田槽と、半田
付けしようとする基板を、その下面を前記半田噴流の波
頭に接触させつつ前記溶融半田槽上方を通過するように
搬送する基板搬送装置とを有する自動半田付け装置にお
いて、前記溶融半田槽内の溶融半田の液面の上方に、多
孔質管を備えてなる不活性ガス供給手段を設けたことを
特徴とする自動半田付け装置。
【請求項２】前記多孔質管が、金属多孔質管、燒結金
属多孔質管、及びセラミックス多孔質から選択された多
孔質管である請求項１に記載の自動半田付け装置。
【請求項３】前記多孔質管が保護管で覆われており、
且つこの保護管には、長手方向にスリットが設けられて
いる請求項１又は２に記載の自動半田付け装置。
【請求項４】前記不活性ガス供給手段において、多孔
質管に不活性ガスを供給する配管が前記溶融半田槽近傍
を通過している請求項１乃至３の何れか１項に記載の自
動半田付け装置。
【請求項５】前記多孔質管が、基板の通過面に平行で
あって前記基板が搬送される方向と直角に延在する請求
項１乃至４の何れか１項に記載の自動半田付け装置。
【請求項６】前記溶融半田槽を、不活性ガスを透過し
ない覆いで覆った請求項１乃至５の何れか１項に記載の
自動半田付け装置。
【請求項７】搬送装置全体を不活性ガスを透過しない
覆いで覆った請求項１乃至５の何れか１項に記載の自動
半田付け装置。
【請求項８】前記覆いの内側の何れかの箇所から不活
性ガスを抜き出し、これを浄化し、次いで浄化した不活
性ガスを前記覆い内側の何れかの箇所に戻す手段を更に
有する請求項６または７に記載の自動半田付け装置。