JPH11330684A - 半田槽の基板反り防止装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】基板２に乗る半田量の低下を回避しながら基板
２の反りを防止し得る半田槽の基板反り防止装置を提案
する。 【解決手段】半田槽２０の半田７に浸漬された位置から
基板２を支持する基板反り防止部材４０において当該基
板反り防止部材４０の周囲の半田７を連通させる貫通孔
４２を形成することにより、基板２に対する半田の接触
量の低下を防止し得、これにより基板２に実用上十分な
量の半田７を乗せることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は半田槽の基板反り防
止装置に関し、例えば半田を噴流させながら当該半田に
基板を接触させることにより、基板上の部品を基板に半
田付けする装置の基板の反り防止装置に適用して好適な
ものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、基板に種々の回路部品を半田付け
する装置として、回路部品を搭載した基板を噴流半田に
接触させるようになされたものがある。すなわち図８に
おいて、半田付け装置１は、半田槽３の内部にノズル４
を有し、当該ノズル４から噴流する半田７を基板２の下
面２Ａに接触させる。これにより、基板２の上面２Ｂ側
に搭載された回路部品６を基板２に半田付けする。

【０００３】この半田付け装置１は、図９に示すよう
に、半田槽３に固定された基板反り防止部材５を有し、
当該基板反り防止部材５が基板２のほぼ中心部を支持す
ることにより、半田等の熱及び回路部品６の重みによつ
て基板２に下方向への反りが発生することを防止する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、かかる基板
反り防止部材５を有する半田付け装置１においては、図
１０に示すように、基板反り防止部材５が半田７に浸さ
れることにより、当該基板反り防止部材５によつて半田
７が分割される。

【０００５】すなわち図１０（Ａ）は、噴流する半田７
に対して所定の角度を以て設けられた基板反り防止部材
５を示す側面図であり、矢印ａ方向に移動する基板２
（図示せず）は領域Ｌ１においてその下面側が完全に半
田７に接触し、さらに矢印ａ方向に移動すると基板２は
徐々に半田７から離れるようになされている。

【０００６】従つて、領域Ｌ１において基板反り防止部
材５は半田７の内部に完全に浸される状態となり、また
領域Ｌ２においては、基板反り防止部材５は半田７から
徐々に離れる配置となる。これにより、図１０（Ｂ）に
示すように、領域Ｌ１及び領域Ｌ２において基板反り部
材５が半田７を分割する。

【０００７】このように基板反り防止部材５が半田７を
分割する場合、領域Ｌ１においては、図１０（Ｂ）のＡ
−Ａ線を断面にとつて示す図１１（Ａ）に示すように、
基板２及び基板反り防止部材５の接触部において半田７
の表面張力によつて空間７Ａが形成され、この部分にお
いて半田７が基板２に接触し難くなる。

【０００８】また領域Ｌ２においては、図１０（Ｂ）の
Ｂ−Ｂ線を断面にとつて示す図１１（Ｂ）に示すよう
に、半田７が基板反り防止部材５の側面と接する部分に
おいて当該半田７の表面張力によつて落込み部７Ｂが形
成され、この結果、矢印ａ方向（図１０（Ａ））に移動
する基板２の下側面２Ａには、領域Ｌ２を通過する間に
当該半田７の落込み部７Ｂによつて半田７の接触量が少
なくなる部分が生じる。

【０００９】このように基板２に接触する半田量が少な
くなると、基板２の表面に形成されたランドに乗る半田
の量が少なくなり、この結果、半田７の接合強度が低下
し回路部品を実用上十分な程度に固定し得ない問題があ
つた。

【００１０】因みに、図１２は半田付け装置１によつて
基板２の表面の複数のリード部品に半田フイレツトＡ１
〜Ａ３０を形成した状態を示し、各半田フイレツトＡ１
〜Ａ３０の高さは、図１３に示すように、基板反り防止
部材５の近傍（Ｐ１）において特に低くなる傾向があ
る。

【００１１】半田フイレツトＡ１〜Ａ３０の高さが低く
なる原因としては、図１０及び図１１について上述した
ような半田７の表面張力に加えて、基板反り防止部材５
を設けたことによる当該基板反り防止部材５の近傍での
半田７の流速変化及び流れ方向の変化が考えられる。

【００１２】この結果、図１３に示すように基板反り防
止部材５の近傍に半田の高さが低くなる部分Ｐ１が生じ
る。また、図１４（Ａ）は図１２に示す基板２に形成さ
れた各半田フイレツトＡ１〜Ａ３０のうち、矢印ａ方向
に並ぶ列ごとにフイレツト高さの最大値、最小値及び平
均値を示すものであり、基板反り防止部材５の近傍であ
る半田フイレツトＡ１６〜Ａ２０においてその平均値が
低くなつている。また、図１４（Ｂ）は各半田フイレツ
トＡ１〜Ａ３０のうち、矢印ａ方向に直交する方向に並
ぶ列ごとにフイレツト高さの最大値、最小値及び平均値
を示すものである。

【００１３】このように、基板反り防止部材５を設けた
半田付け装置１においては、基板２に半田量の付きが少
なくなる部分が生じる問題があつた。

【００１４】本発明は以上の点を考慮してなされたもの
で、基板に乗る半田量の低下を回避しながら基板の反り
を防止し得る半田槽の基板反り防止装置を提案しようと
するものである。

【００１５】

【課題を解決するための手段】かかる課題を解決するた
め本発明においては、半田槽の半田に浸漬された位置か
ら基板を支持する基板反り防止部材において当該基板反
り防止部材の周囲の半田を連通させる貫通孔を形成する
ことにより、基板に対する半田の接触量の低下を防止し
得、これにより基板に実用上十分な量の半田を乗せるこ
とができる。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下図面について、本発明の一実
施の形態を詳述する。

【００１７】図１において１０は全体として半田付け装
置を示し、基板２の両側縁部を支持するコンベア１４に
よつて基板２を矢印ａ方向に搬送する。これにより基板
２は筐体１１に設けられた開口部１３から半田付け装置
１０の内部に送り込まれる。

【００１８】半田付け装置１０はその内部においてコン
ベア１４により基板２を矢印ａ方向に移動させ、まずフ
ラツクス塗布部１５によつて基板２の下面にフラツクス
を塗布し、これに続いて予熱部１６により基板２を加熱
する。

【００１９】そして、基板２が加熱されると半田付け装
置１０は続く噴流半田槽部２０において１次ノズル２１
及び２次ノズルの上部先端からそれぞれ上方に流出する
半田に基板２の下面を接触させながら当該基板２を矢印
ａ方向に移動させる。

【００２０】噴流半田槽部２０は、図２に示すように、
半田槽２６内に溜められた半田（図示せず）をヒータ２
３によつて加熱することにより半田を流動し得るように
溶融させ、噴流モータ２５によつて当該半田を１次ノズ
ル２１及び２次ノズル２２から噴流させる。

【００２１】これにより、図３に示すように、１次ノズ
ル２１及び２次ノズル２２の先端部から半田７が噴流す
る。基板２はコンベア１４によつて矢印ａ方向に搬送さ
れることにより、１次ノズル２１による半田７の噴流部
１７Ａ及び２次ノズル２２による半田７の噴流部１７Ｂ
においてそれぞれ基板２の下面２Ａに半田７を付着させ
ることができ、これにより基板２の上面２Ｂに載置され
た回路部品のリードを基板２の下面２Ａ側から基板２に
対して半田付けすることができる。

【００２２】このようにして噴流半田槽部２０における
半田付け処理が終了すると、半田付け装置１０はコンベ
ア１４によつて基板２をさらに矢印ａ方向に進め、冷却
部３０において冷却フアン３１を用いた基板２の冷却を
行い、さらに爪洗浄部３３において基板２のコンベア１
４による支持部等に付着した不要なフラツクスを除去す
る。

【００２３】かくして半田付け装置１０における基板２
の半田付け処理が完了し、コンベア１４によつて基板２
が半田付け装置１０の外部に搬出される。

【００２４】ここで図１において、半田付け装置１０
は、予熱部１６から基板２の搬出側に亘つて、コンベア
１４によつて搬送される基板２の下面２Ａの中心部を支
持する基板反り防止部材４０が固定部４１によつて筐体
１１内部に設置されている。コンベア１４に両側縁部を
支持されて半田付け装置１０の筐体１１内に搬入された
基板２は、予熱部１６の上部を通過する際に加熱される
が、その際に熱による基板２の硬度低下が生じても、基
板２の下面２Ａの中心部が基板反り防止部材４０によつ
て支持されていることにより、当該基板２がその上面２
Ｂに載置された回路部品の重みによつて下方に反ること
が防止される。因みに基板反り防止部材４０は例えばポ
リイミド樹脂で形成されている。

【００２５】このようにして、予熱部１６から噴流半田
槽部２０に亘つて基板２はその下面２Ａの中心部が基板
反り防止部材４０によつて常に支持されることにより、
基板２は予熱部１６及び噴流半田槽部２０によつて硬度
が低下しても、下方への反りの発生が防止される。

【００２６】基板反り防止部材４０は、噴流半田槽部の
１次ノズル２１及び２次ノズル２２における半田７の噴
流部１７Ａ及び１７Ｂにおいて半田７に浸漬するように
設置されており、例えば２次ノズル２２による半田７の
噴流部１７Ｂにおいては、図４に示すように、基板反り
防止部材４０は、領域Ｌ１において基板２の下面２Ａ側
が完全に半田７に接触し得るように半田７の内部に完全
に浸漬され、また領域Ｌ２においては噴流する半田７が
所定の傾斜を以て流れ落ちるようになされていることに
より、基板反り防止部材４０は半田７から徐々に離れる
配置となる。

【００２７】ここで、図５（Ａ）に示すように、基板反
り防止部材４０は、予熱部１６の上部から噴流半田槽部
２０及び冷却部３０の上部に亘つて設置され、噴流半田
槽部２０に対応する位置（すなわち噴流半田に接触する
位置）に貫通孔４２が形成されている。この貫通孔４２
は抜き孔加工（パンチング加工）によつて形成され、当
該貫通孔４２が形成されることにより、基板反り防止部
材４０は基板２を支持する線状の基板支持部４３及び当
該基板支持部４３を支持する支持柱部４４を構成する。

【００２８】基板支持部４３は１[mm]前後から数[mm]程
度の厚みＤを有し、これに対して支持柱部４４は基板支
持部４３を十分に支持し得る程度の厚みに形成されてい
る。これにより、基板支持部４３は支持柱部４４によつ
て高精度かつ高強度で支持される。

【００２９】因みに、図５（Ｂ）に示すように、基板反
り防止部材４０の端面は略長方形形状に形成されてい
る。

【００３０】かかる形状の貫通孔４２を噴流半田槽部２
０に対応する位置に有する基板反り防止部材４０は、図
４の領域Ｌ１において、図４（Ｂ）のＡ−Ａ線を断面に
とつて示す図６（Ａ）に示すように、基板２及び基板反
り防止部材４０の接触部において、基板反り防止部材４
０に半田７の分割防止手段として貫通孔４２が形成され
ていることにより、当該貫通孔４２によつて基板反り防
止部材４０の左右の半田７を連通させ、これにより半田
７が分割されることを回避し得る。また、基板反り防止
部材４０の基板支持部４３はその厚みＤ（図５）が十分
に薄く形成されていることにより、半田７の表面張力に
よらず、基板２及び基板反り防止部材４０において従来
のような空間が形成されることを回避し得る。

【００３１】また図４に示す領域Ｌ２においては、図４
（Ｂ）のＢ−Ｂ線を断面にとつて示す図６（Ｂ）に示す
ように、半田７が基板反り防止部材４０の貫通孔４２に
おいて連通することにより、従来のような半田７の表面
張力による半田７の落込みが回避され、これにより基板
２が領域Ｌ２を通過する間の、半田７の基板２に対する
接触量の低下を防止することができる。

【００３２】かくして、基板２に接触する半田量の低下
を回避し得ることにより、基板２の表面に形成されたラ
ンドに乗る半田の量を実用上十分な程度に維持すること
ができ、この結果、半田７の接合強度を保つことができ
る。

【００３３】因みに、噴流半田槽部２０の１次ノズル２
１による半田７の噴流部１７Ａ（図３）においても、図
６について上述した２次ノズル２２による半田７の噴流
部１７Ｂの場合と同様にして、基板反り防止部材４０に
形成された貫通孔４２によつて半田７の分割を回避し、
これにより基板７に対する半田７の接触量の低下を防止
することができる。

【００３４】以上の構成において、コンベア１４に支持
されて半田付け装置１０に搬入され矢印ａ方向（図１）
に搬送される基板２は、予熱部１６において加熱される
際に基板反り防止部材４０によつてその中心部の支持が
開始される。そして、当該基板２が噴流半田槽部２０及
び冷却部３０における処理を受ける間において、基板２
は基板反り防止部材４０によつて支持され続けることに
より、基板２が加熱されてその硬度が低下している間に
おいて、基板反り防止部材４０による支持によつて基板
２に反りが生じることが防止される。

【００３５】このとき、噴流半田槽部２０においては、
基板反り防止部材４０に形成された貫通孔４２により、
基板反り防止部材４０の左右の半田７は連通した状態と
なり、このような噴流半田部１７Ａ及び１７Ｂを基板２
がコンベア１４によつて移動されると、基板２及び基板
反り防止部材４０の接触部に空間が形成されることなく
基板２には半田７が十分に接触する。

【００３６】また基板反り防止部材４０に貫通孔４２が
形成されて左右の半田７が連通した状態となつているこ
とにより、半田７はその流れが妨げられることなく基板
反り防止部材４０が設けられていない場合と略同様の噴
流状態が得られる。従つて基板２に対する半田７の接触
が均一になる。

【００３７】基板２が冷却部３０を通過すると、当該基
板２の硬度が回復することにより、当該冷却部３０を通
過した後、基板２はコンベア１４の支持のみによつて支
持される。

【００３８】かくして以上の構成によれば、基板２に乗
る半田量の低下を回避しながら、基板２の反りを防止す
ることができる。

【００３９】なお上述の実施の形態においては、略三角
形形状の貫通孔４２を基板反り防止部材４０に形成する
場合について述べたが、本発明はこれに限らず、他の種
々の形状の貫通孔を形成するようにしても良い。例えば
図７（Ａ）は略台形形状の貫通孔５２を形成した基板反
り防止部材５０を示し、この場合、貫通孔５２を形成す
ることにより、図５についし上述した場合と同様にし
て、線状の基板支持部５３及び十分な厚みの支持柱部５
４が形成される。また、図７（Ｂ）は略四角形形状の貫
通孔６２を形成した基板反り防止部材６０を示し、この
場合、貫通孔６２を形成することにより、図５についし
上述した場合と同様にして、線状の基板支持部６３及び
十分な厚みの支持柱部６４が形成される。

【００４０】また上述の実施の形態においては、基板反
り防止部材４０の噴流半田槽部２０に対応する領域の全
てに貫通孔４２を形成する場合について述べたが、本発
明はこれに限らず、図３に示した領域Ｌ２においてのみ
貫通孔４２を形成するようにしても良い。これにより、
特に半田７の表面張力による落込みを回避して基板２に
接触する半田量の低下を防止し得る。

【００４１】また上述の実施の形態においては、基板反
り防止部材４０をポリイミド樹脂で形成する場合につい
て述べたが、本発明はこれに限らず、他の種々の樹脂材
料や金属材料を用いることができる。

【００４２】

【発明の効果】上述のように本発明によれば、半田槽の
半田に浸漬された位置から基板を支持する基板反り防止
部材において当該基板反り防止部材の周囲の半田を連通
させる貫通孔を形成することにより、基板に対する半田
の接触量の低下を防止し得、これにより基板に実用上十
分な量の半田を乗せることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による基板反り防止装置を用いた半田付
け装置の全体構成を示す略線的斜視図である。

【図２】噴流半田槽部の構成を示す略線的斜視図であ
る。

【図３】噴流半田槽部の構成を示す断面図である。

【図４】噴流半田における基板反り防止部材の浸漬状態
を示す側面図及び上面図である。

【図５】基板反り防止部材の構成を示す側面図である。

【図６】貫通孔による半田の連通状態を示す断面図であ
る。

【図７】他の実施の形態による基板反り防止部材の構成
を示す側面図である。

【図８】従来の基板反り防止装置の構成を示す断面図で
ある。

【図９】従来の基板反り防止装置の構成を示す断面図で
ある。

【図１０】従来の基板反り防止部材による半田の分割状
態を示す側面図及び上面図である。

【図１１】従来の基板反り防止部材による半田の分割状
態を示す側面図である。

【図１２】基板に形成される半田フイレツトの測定点を
示す平面図である。

【図１３】従来の基板反り防止部材を用いた際に基板に
形成される半田フイレツトの高さ分布を示す特性曲線図
である。

【図１４】従来の基板反り防止部材を用いた際に基板に
形成される半田フイレツトの高さ分布を示す特性曲線図
である。

【符号の説明】

２……基板、７……半田、１０……半田付け装置、１１
……筐体、１２……排気ダクト、１３……開口部、１４
……コンベア、１５……フラツクス塗布部、１６……予
熱部、１７Ａ、１７Ｂ……噴流部、２０……噴流半田
部、２１……１次ノズル、２２……２次ノズル、２５…
…噴流モータ、３０……冷却部、３３……爪洗浄部、４
０、５０、６０……基板反り防止部材、４１……固定
部、４２、５２、６２……貫通孔、４３、５３、６３…
…基板支持部、４４、５４、６４……支持柱部。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】半田槽において基板を支持することにより
   基板の反りを防止する半田槽の基板反り防止装置におい
   て、 上記半田槽の半田に浸漬された位置から上記基板を支持
   する基板反り防止部材と、 上記基板反り防止部材に形成され上記基板反り防止部材
   の周囲の上記半田を連通させる貫通孔とを具えることを
   特徴とする半田槽の基板反り防止装置。
2. 【請求項２】上記基板反り防止部材は、 上記基板を支持する支持面及び上記貫通孔間に線状の基
   板支持部を形成することを特徴とする請求項１に記載の
   半田槽の基板反り防止装置。