JPS61226166A - 自動半田付け方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は、自動半田付は方法及び装置に係り、特にフラ
ックスを加熱して被半田付は基板の被半田付は面に接触
させることによりフラックスの塗布と被半田付は基板の
予備加熱とを同時に行うようにして、被半田付は基板の
迅速かつ均等な加熱を可能とし、また従来のプレヒータ
を不要又は小規模化して電力の大幅な節減と装置の小型
化を図った画期的な自動半田付は方法及び装置に関する
。

従来技術 従来、主としてプリント配線基板（プリント基板）の半
田付はプロセスは、フラックス塗布、予備加熱、半田付
け、冷却の順に行っていた。ここにフラックスとしては
、主に松やに系の樹脂にエチルアミンのような低級アミ
ンの塩酸塩のような活性剤を加え、イソプロピルアルコ
ール（ＩＰＡ）のような溶剤に溶解した液状のものが用
いられていた。

フラックスの作用は、主として活性剤によるプリント基
板の金属回路表面及び半田付けされるべき電子部品の金
属表面の酸化物の除去効果と、主として松やに等の樹脂
成分による半田の表面張力低下効果と金属の酸化防止効
果とからなることが知られている。また液状フラックス
に用いられるイソプロピルアルコールは、上記活性剤や
樹脂成分の溶解剤であるばかりではなく、プリント基板
への均一なぬれ性の付与と、フラックスの付着量−をコ
ントロールするための希釈剤としての作用を持っている
。そしてこのフラックスは、通常発泡状態でプリント基
板に接触させて塗布されていたが、常に常温でしか用い
られていなかった。

次に予備加熱は、上記液状フラックス中の溶剤の除去と
活性剤の活性化、更にプリント基板の予熱とを目的とし
て行われる。即ち、予備加熱によって液体フラックス中
の溶剤を十分に揮発させることにより次工程の半田付は
時に高温の半田と接触して溶剤が爆発的に揮発し、半田
の均一なぬれ性を妨げることを防ぐこと、活性剤の活性
化をその加熱により進行させること、更にプリント基板
それ自体の温度を上昇させ、半田温度との温度差を少な
くすることにより熱ショックを緩和することができるの
で、予備加熱条件は、一般にプリント基板が４０〜１２
０度Ｃとなるように設定される。

即ち、第１１図及び第１２図に示すように、従来の自動
半田付は装置１においては、被半田付は基板を搬送する
搬送装置２と、フラックス塗布装置３と、溶融半田が収
容される半田槽４に加えて、予備加熱装置５を備えてお
り、またエアカーテン装置６及び冷却装置８が設けられ
ていた。そして予備加熱装置５においては、ニクロム線
ヒータや赤外線ヒータ等のヒータ９により、途中の空気
層を介して被半田付は基板を間接的に加熱していた。半
田槽４における半田付けは、溶融した高温の半田に被半
田付は基板を接触させることによってなされるが、接触
の方法としては、半田噴流によるものと、半田浸漬によ
るものとがある。また冷却は、通常ファンによる冷風の
吹付けにより行われるが、これにより半田を急速に固化
させると同時に、被半田付は基板の熱による障害を極力
少なくするために行われる。

しかし、上記のようにフラックス塗布装置３において常
温のフラックスを被半田付は基板に塗布して、別途予備
加熱装置５により該被半田付は基板を加熱するようにし
た従来の自動半田付は装置１においては、以下のような
欠点があった。

（１）　　引火性の高い有機溶剤を含むフラックスを泡
立てて塗布する工程と、その溶剤を加熱して除去する工
程とが連続して行われることから、引火物と高温部との
接近は避けられず、火災等の危険が高かった。

（２）　　有機溶剤の蒸発に多くの熱量を必要とするば
かりでなく、被半田付は基板を加熱するにも多大なエネ
ルギを必要とするが、ヒータにより途中の空気層を介し
て、加熱する方法では、空気は熱伝導率が小さべ、密度
が非常に小さいため熱容量が小さいので、熱効率が低く
、従ってヒータの出力を上げたり、ヒータの数を増やし
たり、またヒータによる加熱時間を長くしたりする必要
があり、この予備加熱のために大電力を必要とし、第１
１図及び第１２図から・も明らかなように、予備加熱装
置５は、設備としてもかなり大規模なものとなり、自動
半田付は装置ｌ全体の長さの約２０％を占めていた。

（３）　　被半田付は基板で、特に熱容量の大きいもの
、例えば多層の大型プリント基板等や、熱伝導性の悪い
もの、例えばセラミックス基板等においては、短時間で
被半田付は基板を均一に加熱することが極めて困難又は
不可能であり、半田付は不良の生ずるおそれが非常に大
きい。

目　　的 本発明は、上記した従来技術の欠点を除くためになされ
たものであって、その目的とするところは、フラックス
を従来の有機溶剤を用いたものに代えて、不燃性又は低
引火性で低蒸発性の溶剤に活性化温度が該フラックスの
加熱温度よりも高く、該フラックスの加熱温度では安定
な活性剤と溶剤や活性剤との相溶性のよい添加成分とを
溶解又は混合したものを用い、フラックス塗布装置にフ
ラックス加熱用のヒータを設け、該ヒータによりフラッ
クスを加熱し、該加熱されたフラックスを被半田付は基
板の被半田付は面に接触させ、フラックスの塗布と被半
田付は基板の予備加熱とを同時に行って半田付けするこ
とによって、従来大電力を必要としていた予備加熱装置
を不要化又は小規模化することを可能とし、電力消費の
大幅な低減と自動半田付は装置の長さの短縮化を図るこ
とである。また他の目的は、加熱媒体として空気を用い
ず、空気よりはるかに密度及び熱容量の大きい液体フラ
ックスを加熱媒体として用いることによって、被半田付
は基板を加熱する際の熱効率を大幅に向上させ、少ない
エネルギで短時間にかつ均一に被半田付は基板を所望の
温度に加熱できるようにすることである。更に他の目的
は、フラックスに有機溶剤を用いないことによって、該
有機溶剤を蒸発させる必要性をなくし、気化熱によるエ
ネルギ損失をなくすと共に、公害の発生を防止し、また
火災発生の危険性をなくすことである。

また他の目的は、加熱されたフラックスによって効率よ
く被半田付は基板が加熱されるようにすることにより、
熱容量の大きい多層の大型プリント基板や、熱伝導性の
悪いセラミックス基板等もその板厚全体にわたって短時
間にかつ均一に加熱できるようにすることであり、また
これによって半田付は工程における半田のぬれ性を向上
させ、これらの大型基板等の半田付は性能を飛躍的に向
上させることである。

更に他の目的は、フラックスによる予備加熱は、被半田
付は基板の進行方向に対し、順次低温のフラックスから
高温のフラックスに被半田付は基板を接触させて行うこ
とによって、被半田付は基板に対する熱的ショックを緩
和し、該基板の加熱による変形等を防止することである
。

また他の目的は、被半田付は基板に塗布された余分のフ
ラックスを除去する余剰フラックス除去装置を設けるこ
とによって、高温フラックス故に多量に塗布されるフラ
ックスが回収できるようにしてフラックスの節約を図る
と共に半田付は工程における余剰フラックスの弊害を防
止することである。

また他の目的は、耐熱性の高いフラックスを使用するこ
とによって、溶融半田の表面を該フラックスで覆うこと
ができるようにし、該溶融半田の酸化を防止できるよう
にすることである。

更に他の目的は、半田槽において半田付けが完了した被
半田付は基板に冷却用兼フラックス洗浄用流体を接触さ
せる冷却兼洗浄装置を設けることによって、従来のフラ
ックスよりも多少多めに付着したフラックスが完全に除
去されると同時に冷却が完了して次工程における取扱い
に支障がないようにすることである。

構成 要するに本発明方法は、フラックスを加熱し、該加熱さ
れたフラックスを被半田付は基板の被半田付は面に接触
させ、前記フラックスの塗布と該被半田付は基板の予備
加熱とを同時に行い、しかる後に半田付けを行うことを
特徴とするものである。また本発明装置（第２発明）は
、被半田付は基板を搬送する搬送装置と、フラックス塗
布装置と、溶融半田が収容される半田槽とを備えたもの
において、前記フラックス塗布装置は、フラックスを加
熱するためのヒータを備え、該ヒータにより加熱された
該フラックスを前記被半田付は基板の被半田付は面に接
触させることによりフラックスの塗布と被半田付は基板
の予備加熱とを同時に行うように構成したものであるこ
とを特徴とするものである。また本発明装置（第３発明
）は、被半田付は基板を搬送する搬送装置と、フラック
ス塗布装置と、溶融半田が収容される半田槽とを備えた
ものにおいて、前記フラックス塗布装置は、フラックス
を加熱するためのヒータを備え、該ヒータにより加熱さ
れた該フラックスを前記被半田付は基板の被半田付は面
に接触させることによりフラックスの塗布と被半田付は
基板の予備加熱とを同時に行うように構成し、かつ該被
半田付は基板に塗布された余分のフラックスを除去する
余剰フラックス除去装置とを備えたことを特徴とするも
のである。また本発明（第４発明）は、被半田付は基板
を搬送する搬送装置と、フラックス塗布装置と、溶融半
田が収容される半田槽とを備えたものにおいて、前記フ
ラックス塗布装置は、フラックスを加熱するためのヒー
タを備え、該ヒータにより加熱された該フラックスを前
記被半田付は基板の被半田付は面に接触させることによ
りフラックスの塗布と被半田付は基板の予備加熱とを同
時に行うように構成し、かつ前記半田槽において半田付
けが完了した前記被半田付は基板に冷却用兼フラックス
洗浄用流体を接触させる冷却兼洗浄装置を設けたことを
特徴とするものである。

以下本発明を図面に示す実施例に基いて説明する。第１
図から第゛８は、本発明装置の第１実施例を示し、本発
明に係る自動半田付は装Ｗ１１は、搬送装置１２と、フ
ラックス塗布装置１３と、半田槽１４とを備えており、
更にフラックス塗布装置１３は、ヒータ２９を備えてい
る。

搬送装置１２は、被半田付は基板１６（以下基板という
。）を搬送するためのもので、従来例と同様に複数のス
プロケット１８に巻き掛けられた無端チェーン１９と、
該チェーンに連結されて該チェーンと共に走行する複数
のキャリヤ２０と、チェーン駆動機構（図示せず）とか
らなり、チェーン１９は、この実施例においてはフラッ
クス塗布装置１３及び半田槽１４では、斜めに下降して
キャリヤ２０に搭載された基板１６を下降させるように
構成されている。キャリヤ２０は、フレーム２１と、該
フレームに挿通°された２本のキャリヤバー２２と、該
キャリヤバーの両端に回動自在に装着された４個の車輪
２３と、基板取付具２４とからなり、キャリヤバー２２
の一端２２ａがチェーン１９に連結され、車輪２３がガ
イドレール２５上を転勤するようになっている。基板取
付具２４は、複数設けられてフレーム２１に上端が取り
付けられ、下端に基板１６が吊り下げられるようになっ
ている。

半田槽１４は、フラックス塗布装置１３の直後に配設さ
れており、従来の予備加熱装置５（第１１図）は除去さ
れている。半田槽１４には、溶融半田２５が収容され、
下部にはヒータ２６が取り付けられている。

フラックス塗布装置１３は、その底部２８にフラックス
加熱用ヒータ２９を備えており、該ヒータは、例えば゛
第６図に示すような発熱体３０がアルミニウムブロック
３１に鋳込まれたアルミ鋳込ヒータ３２を複数配列して
なるものである。そして該ヒータ２９は、フラクサタン
ク３３の底板３３ａに密着して取り付けられ、該フラク
サタンクの側板３３ｂと外板３４との間には、断熱材３
５が充填されている。またフラクサタンク３３内には、
オーバフロータンク３６が配設されており、該オーバフ
ロータンクは、フラックス圧送部３８と、オーバフロ一
部３９とがらなり、仕切板４０にはフラックス上昇用の
通路４０ａが、底板４１にはフラックス吸引通路４１ａ
が夫々形成されている。そして該通路４１ａの真上にフ
ラックス圧送用のポンプＰのインペラ４２が回転軸４３
に固着された回動自在に配設されており、該回転軸には
、可変速モータ４４の回転軸４４ａに固着されたブー１
Ｊ４５に巻き掛けられたベルト４６が巻き掛けられたプ
ーリ４８が固着されている。

フラクサタンク３３内に収容されたフラックス４９は、
ヒータ２９により４０〜１２０度Ｃに加熱され、インペ
ラ４２によってフラックス圧送部３８内に吸い込まれ、
オーバフロ一部３９に入って上端部３６ａからオーバフ
ローするようになっている。またフラクサタンク３３は
、例えば４個のタンクレベルジヤツキ５０により、高さ
調節自在に基台５１に取り付けられている。

余剰フラックス除去装置５２は、フラクサタンク３３の
キャリヤ進行方向前方に傾斜して設けられたフラックス
戻し板５３の上端にブラシ５４を設けてなるものである
。該ブラシ５４には、例えばナイロン製のものを用いる
ことができ、基板１６の下面に塗布された余剰のフラッ
クス４９を機械的に除去するようにしたものである。な
おこのような機械的なブラシに代えて、フラックス４９
を圧縮空気の噴射によって除去するようにしたエアブラ
シ（図示せず）を用いることもできる。

冷却兼洗浄装置５５は、半田槽１４において半田付けが
完了した半田付は基板１６に冷却兼洗浄用流体５６を接
触させるために一例として噴射するようにしたもので、
流体　５６を収容する容器５８と、噴射ポンプ５９と、
噴射ノズル６０と、流体受は具６１とを備えている（第
８図参照）。

この流体５６は、フラックス４９が水溶性のものである
場合には水、湯又は水を主成分とする液体、例えば１％
苛性ソーダ水等を用い、該フラックスが非水溶性のもの
である場合にはフロン系溶剤、塩素系溶剤又はアルコー
ル系溶剤を用いる。

なお第１図において、６２はエアカーテン装置であり、
フラックス塗布装置１３で加熱された基板１６を保温し
て半田槽１４に搬送するためのものである。

次に、第５図に示すものは、第３図及び第４図に示すフ
ラックス塗布装置１３の変形に係るフラックス塗布装置
１３Ａであり、フラクサタンク３３Ａの底部に、バイブ
ロ３が接続され、該パイプはポンプＰを経てオーバフロ
ータンク３６Ａの底部に接続され、ヒータ２９Ａの間か
ら、フラクサタンク３３Ａを通過して、フラックス４９
が循環するようになっている。また余剰フラックス塗布
装置５２Ａは、フラクサタンク３３Ａの図中左端上部に
設けられており、ブラシ５４Ａが基板１６の下面に接触
するようになっている。

次に、第９図及び第１０図に示すものは、本発明装置の
第２実施例に係る自動半田付は装置７１の要部であり、
フラックス塗布装置７３は、第１実施例のフラックス塗
布装置１３と略同−であり、異なる点は、フラクサタン
ク３３の容量及びヒータ２９の容量が小さく設定できる
ことだけであるので、第１実施例と同一の部分には図面
に同一の符号を付して説明を省略する。搬送装置７２は
、第１実施例と異なり、キャリヤ２０の車輪２３が転動
するレール７５が上下動可能に構成されており、レール
７５にはこれを所定のタイミングで上下動させる連結板
７６が固着され、該連結板はレール上下用シリンダ７８
のピストンロッド７９に連結されている。そして該シリ
ンダ７８の作動によってレール７５が上下動し、フラッ
クス塗布装置７３上において、キャリヤ２０が仮想線と
実線で示す位置の間で上下動するように構成されている
。

本発明の機械的構成は、以上のようであり、次に本発明
自動半田付は方法及び装置で用いるフラックス４９につ
いて説明する。本発明においては、フラックス４９自体
を常時４０〜１２０度Ｃに加熱して用いるため、溶剤の
蒸発や活性剤の劣化が不可避であることから、当然のこ
とながら従来の半田付けに用いられていた液状フラック
スをそのまま本発明に使用することには限界がある。

本発明に用いる液状フラックス４９は、該フラックスの
加熱温度をどの範囲に設定するかによって異なるが、不
燃性又は低引火性で低蒸発性の溶剤に、活性化温度（活
性剤がフラックスとして能力を発揮し始める温度）がフ
ラックスの加熱温度よりも高く、フラックス加熱温度で
は安全な活性剤と、溶剤や活性剤との相溶性のよい添加
物成分とを溶解又は混合したものが好ましい、なお−例
として、本発明では、トリクレジルフォスフェート（耐
熱保護剤、活性助剤、溶解兼増量剤）、リン酸（活性剤
）及び２，３−ジブロムプロパノール（活性剤）を含む
フラックス及びジブチルジグリコールアジペート（耐熱
保護剤、活性助剤、溶解兼増量剤）、リン酸（活性剤）
及び２，３−ジブロムプロパノール（活性剤）を含むフ
ラックスを用い得ることが確認された。

なお上記実施例の説明においては、フラックス塗布装置
１３．１３Ａ及び７３内のフラックス４９は同一温度に
加熱されるようになっているが、これはフラクサタンク
を複数に分割し、各フラクサタンクのヒータ２９の容量
を変え、基板１６の進行方向に対し、順次低温のフラッ
クスから高温のフラックスに該基板が接触するように構
成することも可能である。

作用 本発明は、上記のように構成されており、以下その作用
について説明する。第１図から第８図において、本発明
に係る自動半田付は装置１１のフラックス塗布装置１３
のフラクサタンク３３には、上記した従来と異なる加熱
可能なフラックス４９が収容され、ヒータ２９の発熱体
３０に通電がなされる。これによってフラクサタンク３
３を介してフラックス４９が４０〜１２０度Ｃに加熱さ
れ、一方半田槽１４においては、ヒータ２６に通電され
て、半田２５は溶融状態となっている。

そこで搬送装置１２によってキャリヤ２０と共に基板１
６が矢印Ａの如く進行して来ると、チェーン１９が斜め
下方に下降するのでキャリヤ２０と共に基板１６がフラ
ックス塗布装置１３のオーバフロ一部３６内のフラック
ス４９に接触する。

フラックス４９は、モータ４４の回転によりブー１Ｊ４
５、ベルト４６、プーリ４８及び回転軸４３を介して回
転しているインペラ４２によって吸い上げられて圧送部
３８からオーバフロ一部３９に流れ、該オーバフロ一部
からフラクサタンク３３にオーバフローしている。そし
て底板３３ａを流れる際にヒータ２９によって加熱され
て同様に循環する。従って基板１６の下面に接触するフ
ラックス４９は常に適温に加熱されており、液状フラッ
クス４９は、従来の予備加熱装置における熱媒体である
空気に比べて密度及び熱容量が格段に大きいため、基板
１６は短時間に、例えば従来の１／４〜１／６の時間で
各部が均一に所望の温度に加熱される。そしてフラック
ス４９の塗布と基板１６の加熱とが同時に完了する。な
お、このフラックス４９の塗布と基板１６の加熱工程中
においては数秒間搬送装置１２は停止しており、この工
程が完了すると、再び作動して、チェーン１９が動いて
、キャリヤ２０と基板１６は矢印Ｂの如く斜めに上昇し
、フラックス塗布装置１３から離れる。この場合、フラ
ックス４９は従来の常温のフラックスよりも多量に基板
１６に付着し、このままではその塗布量が過剰となるの
で、余剰フラックス除去装置５２のブラシ５４が基板１
６の下面に接触して摺動し、余剰のフラックス４９は除
去され、基板１６に付着したフラックスは適量となる。

フラックス塗布装置１３と半田槽１４との間の搬送中に
おいては、エアカーテン装置６２が作動して、加熱され
た基板１６は適温に保たれる状態で半田槽１４に到達し
、キャリヤ２０と共に溶融半田２５の表面まで下降して
該溶融半田２５に接触し、半田付けがなされる。この場
合において、従来と異なり、基板１６は各部が均一に加
熱されているため、半田２５のつきまわりが良好で、ぬ
れ性も非常によく、特に多層の大型プリント基板や熱伝
導性の悪いセラミックス基板であっても良好な半田付け
がなされることは確実である０例えば、第７図に示すよ
うな４層の基板１６であると、従来の予備加熱方法では
どうしても下面１６ａと上面１６ｂとにおける温度勾配
が大きく、上面１６ｂの温度がかなり低いまま半田付け
がなされるため、上面１６ｂまで半田が上昇して来ない
か、たとえ来たとしても電子部品８０のリード線８０ａ
や端子等に対する半田のぬれ性が良好でなかったが、本
発明では、このような多層基板１６であっても上面１６
ｂの温度が下面１６ａと大差なく上昇しているので、上
面１６ｂや電子部品８０に対する半田のつきまわりが非
常に良好となるものである。

このようにして半田付けが完了すると、搬送装置１２が
再び作動して、基板１６は冷却兼洗浄装置５５に到達し
、該装置においては噴射ポンプ５９が作動して洗浄用の
流体５６が矢印Ｃの如くノズル６０から噴射され、矢印
りの如く受は具６１内に収容されるようにして容器５８
内を循環しているので、流体５６の速い流速によって第
８図に示すように基板１６に付着した不要なフラックス
４９や半田２５のかす等がきれいに除去され、これと同
時に基板１６は適温に冷却されて半田２５が急速に固化
すると共に、基板１６は取扱い易い温度となり、すべて
の工程が完了する。またこの流体５６は静止させておい
て、基板１６をこれに接触させることによっても洗浄兼
冷却を行うことができる。

なお、この第１実施例によると、フラックス塗布装置１
３のフラクサタンク３３及びヒータ２９の容量が多少大
きくなるが、機構が簡易で低価格となるほか、必ずしも
フラックス塗布工程及び半田付は工程において搬送装置
を停止させる必要がないので、連続運転が可能となる利
点がある。

次に、第９図及び第１０図に示す第２実施例の自動半田
付は装置７１の作用について説明する。

この実施例において、搬送装置７２が第１実施例と異な
り、チェーン１９によりキャリヤ２０が矢印Ｅの如く進
行して、フラックス塗布装置７３の真上に到達すると、
シリンダ７８が作動して、そのピストンロッド７９が一
斉に下降し、連結板７６を介してレール７５の一部がキ
ャリヤ２０を載せたまま仮想線の位置から実線の位置ま
で下降し、基板１６の下面は加熱されたフラックス４９
に接触して、該フラックスが塗布されると同時に適温に
加熱される。なか、この間チェーン１９は一時的に停止
している。

このようにして基板１６へのフラックス４９の塗布と加
熱とが同時に完了すると、シリンダ７８が再び作動して
ピストンロフト７９が一斉に上昇し、レール７５の下降
していた一部は他の部分と同一高さに復帰し、ここで再
びチェーン１９が矢印Ｅの如く進行を開始し、半田付け
が行われる。

なお、フラックス塗−布装置７３における作用は、第１
実施例と全く同一であるので、重複説明は省略する。こ
のように、フラックス塗布装置７３上において、キャリ
ヤ２０が矢印Ｆ、Ｇ方向に上下動する搬送装置Ｆ７２を
用いた場合には、フラックス４９の塗布及び加熱工程に
おいて必ず搬送装置７２を一度停止させる必要があり、
またレール上下用シリンダ７８等が必要となるため、機
構が複雑化して高価となる反面、フラクサタンク３３及
びヒータ２９の容量を第１実施例に比べて小さくするこ
とができる利点がある。

効果 本発明は、上記のように構成され、作用するものである
から、フラックスを従来の有機溶剤を用いたものに代え
て、不燃性又は低引火性で低蒸発性の溶剤に活性化温度
が該フラックスの加熱温度よりも高り、該フラックスの
加熱温度では安定な活性剤と溶剤や活性剤との相溶性の
よい添加成分とを溶解又は混合したものを用い、フラッ
クス塗布装置にフラックス加熱用のヒータを設け、該ヒ
ータによりフラックスを加熱し、該加熱されたフラック
スを被半田付は基板の被半田付は面に接触させ、フラッ
クスの塗布と被半田付は基板の予備加熱とを同時に行っ
て半田付けするようにしたので、従来大電力を必要とし
ていた予備加熱装置を不要化又は小規模化することが可
能となり、電力消費の大幅な低減と自動半田付は装置の
長さの短縮化を図ることができる効果がある。また加熱
媒体として空気を用いず、空気よりはるかに密度及び熱
容量の大きい液体フラックスを加熱媒体として用いるよ
うにしたので、被半田付は基板を加熱する際の熱効率を
大幅に向上させ、少ないエネルギで短時間にかつ均一に
被半田付は基板を所望の温度に加熱できるという効果が
ある。更にはフラックスに有機溶剤を用いないので、該
有機溶剤を蒸発させる必要性がなくなり、気化熱による
エネルギ損失をなくすことができると共に、公害の発生
を防止でき、また火災発生の危険性をなくすことができ
る効果がある。

また加熱されたフラックスによって効率よく被半田付は
基板が加熱されるようにしたので、熱容量の大きい多層
の大型プリント基板や、熱伝導性の悪いセラミックス基
板等もその板厚全体にわたって短時間にかつ均一に加熱
できる効果があり、半田付は工程における半田のぬれ性
を向上させ、これら大型基板の半田付は性を飛躍的に向
上させることができる効果がある。

更にフラックスによる予備加熱は、被半田付は基板の進
行方向に対し、順次低温のフラックスから高温のフラッ
クスに被半田付は基板を接触させて行うことで、被半田
付は基板に対する熱的ショックを緩和でき、該基板の加
熱による変形等を防止できる効果がある。

また被半田付は基板に塗布された余分のフラックスを除
去する余剰フラックス除去装置を設けたので、高温フラ
ックス故に多量に塗布されるフラックスが回収でき、フ
ラックスの節約を図ることができると共に半田付は工程
における余剰フラックスの弊害を防止することができる
効果が得られる。

また耐熱性のフラックスを使用するので、溶融半田の表
面を該フラックスで覆うことができ、該溶融半田の酸化
を防止できるという副次的な効果が得・られる。

更に半田槽において半田付けが完了した半田付は基板に
冷却兼フラックス洗浄用流体を噴射する冷却兼洗浄装置
を設けたので、従来のフラックスよりも多少多めに付着
したフラックスが完全に除去されると同時に冷却が完了
して次工程における取扱いに支障がないようにし得る効
果が得られる。

実施例１ 被半田付は基板（プリント回路基ｆＪｉ）の加熱による
該基板表面の温度上昇の状態を、従来の自動半田付は装
置に用いられている赤外線ヒータによる方法と、本発明
による高温に加熱したフラックスに接触させる方法とに
ついて比較検討した。

試験片としては、Ｊ　Ｉ　Ｓ　　Ｃ６４８０による絶縁
抵抗測定用くし型電極の形成されたガラス基材エポキシ
樹脂銅張積層板（５０１１ｘ５０ｍ）を用い、電極面を
加熱し、その反対面の温度上昇を調べた。

温度上昇は、試験片の表面に不可逆性の温度指示ラベル
（サーモラベル）貼り付け、指示温度に達するまでの時
間を測定した。

赤外線ヒータによる加熱においては、試験片をその電極
面の温度が約１２０度Ｃとなる位置に静置することによ
り、また高温フラックスに接触させる方法においては、
以下に示す組成の液体フラックスを１２０度Ｃに加熱し
、その表面に試験片の電極を接触させることにより加熱
した。

フラックスの組成 トリクレジルフォスフェート　１００重１部リン酸　　
　　　　　　　　　　　３重量部２．３−ジブロムプロ
パノール　　５重量部試験の結果、従来方法においては
、基板表面が４３度Ｃになるまでの時間が２８秒、４８
度Ｃまでが４５秒、７１度Ｃまでが９０秒、７６度Ｃま
でが１１０秒、８２度Ｃまでが１３５秒を要した。

これに対して、本発明方法においては、４３度Ｃになる
までの時間がわずかに７秒（１／４に短縮）、４８度Ｃ
までが１０秒（１／４．５に短縮）、７１度Ｃ：ｊ４’
７！＋＜１７秒（１１５，３ニ短ｗ１）、７６度Ｃまで
が２０秒（１１５，５に短縮）、８２度Ｃまでが２３秒
（１１５，９に短縮）を要したに過ぎない。

以上の結果から、本発明方法によれば、従来の方法に比
べて基板の加熱時間を１／４〜１／６程度に短縮するこ
とができることが明らかである。

またデータは開示しないが、大型基板について同様の試
験を行ったところ、本発明方法で予備加熱したものの温
度分布は、従来方法によるものに比べて、より均一であ
った。

実施例２ 多層（４層）のガラス−エポキシ系プリント基板の半田
付けされるべき面を以下に示す条件で液体フラックスに
接触させ、フラックスの塗布と基板の予備加熱を行った
後半田付けを行った。

フラックスの組成 ジブチルジグリコールアジペート　１００重量部リン酸
　　　　　　　　　　　　　　３重量部２．３−ジブロ
ムプロパノール　　　２重量部フラックスの温度１２０
度Ｃ 接触時間　　　　　３０秒 このとき、基板の部品搭載面（フラックスと直接接触し
ない面）の表面温度は約９０度Ｃであった。　　　　　
　゛ この基板を直ちに２５０度Ｃの半田浴に接触させたとこ
ろ、スルーホールを通しての半田の上昇は、半田浴に接
触後２秒から始まり、５秒で終了した。

これに対して、従来から広く用いられている、変性ロジ
ンを主成分とし、活性剤として各種アミンの塩酸塩、臭
化水素酸塩等を含む市販フラックス（溶剤はイソプロピ
ルアルコール）を、フラックス塗布装置で塗布の後、赤
外線ヒータにより溶剤の除去と予備加熱（表面温度が約
９０度Ｃになるまで約１分間加熱した）して、半田浴に
接触させた従来の半田付は方法においては、スルーホー
ルを通しての半田の上昇は市販フラックスの種類によっ
ても異なるが、比較的半田上昇のよいもので接触後５秒
から始まり、１０秒で終了した。

即ち、同一条件で多層（４層）のガラス−エポキシ系プ
リント基板の半田付けを行えば、スルーホールを通して
の半田の上昇は、本発明方法によれば従来の方法に比べ
て約１／２の時間で終了することが判明した。

このように、本発明自動半田付は方法及び装−置によれ
ば、半田付は性も従来例より格段に向上することがわか
る。

【図面の簡単な説明】

第１図から第８図は本発明の第１実施例に係り、第１図
は自動半田付は装置の全体概略側面図、第２図は第１図
に示すものの平面図、第３図はフラックス塗布装置の正
面縦断面図、第４図は第３図に示すものの側面縦断面図
、第５図は第３図に示すフラックス塗布装置の変形例を
示す正面概略縦断面図、第６図はフラックス加熱用ヒー
タの斜視図、第７図は多層プリント基板が半田浴に接触
している状態を示す縦断面図、第８図は洗浄兼冷却装置
で基板を洗浄兼冷却している状態を示す概略正面縦断面
図、第９図及び第１０図は本発明の第２実施例に係り、
第９図はフラックス塗布装置の正面縦断面図、第１０図
は第９図に示すものの側面縦断面図、第１１図及び第１
２図は従来例に係り、第１１図は自動半田付は装置の全
体概略側面図、第１２図は第１１図に示すものの平面図
である。 １１．７１は自動半田付は装置、１２．７２は搬送装置
、１３，１３Ａ、７３はフラックス塗布装置、１４は半
田槽、１６は被半田付は基板、２５は溶融半田、２９．
２９Ａはフラックスを加熱するためのヒータ、４９はフ
ラックス、５２は余剰フラックス除去装置、５４はブラ
シ、５５は洗浄兼冷却装置である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　フラックスを加熱し、該加熱されたフラックスを被
   半田付け基板の被半田付け面に接触させ、前記フラック
   スの塗布と該被半田付け基板の予備加熱とを同時に行い
   、しかる後に半田付けを行うことを特徴とする自動半田
   付け方法。 ２　前記フラックスは、不燃性又は低引火性で低蒸発性
   の溶剤に活性化温度が該フラックスの加熱温度よりも高
   く、該フラックスの加熱温度では安定な活性剤と前記溶
   剤や活性剤との相溶性のよい添加物成分とを溶解又は混
   合したものであることを特徴とする特許請求の範囲第１
   項に記載の自動半田付け方法。 ３　前記フラックスは、トリクレジルフォスフェート、
   リン酸及び２、３−ジブロムプロパノールを含むもので
   あることを特徴とする特許請求の範囲第１項又は第２項
   に記載の自動半田付け方法。 ４　前記フラックスは、ジブチルジグリコールアジペー
   ト、リン酸及び２、３−ジブロムプロパノールを含むも
   のであることを特徴とする特許請求の範囲第１項又は第
   ２項に記載の自動半田付け方法。 ５　前記フラックスによる予備加熱は、前記被半田付け
   基板の進行方向に対し、順次低温のフラックスから高温
   のフラックスに該被半田付け基板を接触させて行うこと
   を特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の自動半田付
   け方法。 ６　被半田付け基板を搬送する搬送装置と、フラックス
   塗布装置と、溶融半田が収容される半田槽とを備えたも
   のにおいて、前記フラックス塗布装置は、フラックスを
   加熱するためのヒータを備え、該ヒータにより加熱され
   た該フラックスを前記被半田付け基板の被半田付け面に
   接触させることによりフラックスの塗布と被半田付け基
   板の予備加熱とを同時に行うように構成したものである
   ことを特徴とする自動半田付け装置。 ７　被半田付け基板を搬送する搬送装置と、フラックス
   塗布装置と、溶融半田が収容される半田槽とを備えたも
   のにおいて、前記フラックス塗布装置は、フラックスを
   加熱するためのヒータを備え、該ヒータにより加熱され
   た該フラックスを前記被半田付け基板の被半田付け面に
   接触させることによりフラックスの塗布と被半田付け基
   板の予備加熱とを同時に行うように構成し、かつ該被半
   田付け基板に塗布された余分のフラックスを除去する余
   剰フラックス除去装置を備えたことを特徴とする自動半
   田付け装置。 ８　前記余剰フラックス除去装置は、前記余分のフラッ
   クスを機械的に除去するブラシであることを特徴とする
   特許請求の範囲第７項に記載の自動半田付け装置。 ９　前記余剰フラックス除去装置は、前記余分のフラッ
   クスを圧縮空気の噴射によって除去するエアブラシであ
   ることを特徴とする特許請求の範囲第７項に記載の自動
   半田付け装置。 １０　被半田付け基板を搬送する搬送装置と、フラック
   ス塗布装置と、溶融半田が収容される半田槽とを備えた
   ものにおいて、前記フラックス塗布装置は、フラックス
   を加熱するためのヒータを備え、該ヒータにより加熱さ
   れた該フラックスを前記被半田付け基板の被半田付け面
   に接触させることによりフラックスの塗布と被半田付け
   基板の予備加熱とを同時に行うように構成し、かつ前記
   半田槽において半田付けが完了した前記被半田付け基板
   に冷却用兼フラックス洗浄用流体を接触させる冷却兼洗
   浄装置を設けたことを特徴とする自動半田付け装置。