JPS61288491A - はんだ付け方法 - 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】 産業上の利用分野 本発明は、はんだ付け方法に係り、特にノズルから噴出
される溶融はんだから被はんだ付け体を離反させる際に
生じるはんだ付け不良を少なくするようにしたものに関
する。

従来の技術 ノズルを備えたはんだ槽にはんだを溶融して収容し、こ
の溶融はんだを上記ノズルから噴出させるようにした噴
流はんだ装置は、例えば電気部品をプリント基板に搭載
しようとして電気部品のリードをプリント基板の回路パ
ターンのはんだ付けランドにはんだ付けするときに広く
使用されている。

この噴流はんだ装置は、例えば第２図に示すように、は
んだ槽１に金属製のノズル２を設け、羽根車３によりは
んだ槽１に収容した溶融はんだをこのノズル２から噴出
させるようにしたもので、この装置で上記のプリント基
板のはんだ付けを行なおうとするときは、プリント基板
ａを噴出している溶融はんだにやや前玉がりの状態で搬
入して接触させ、さらに同じ姿勢でプリント基板を順次
前方に移動させてその全面を溶融はんだに順次接触させ
るようにしている。

ところで、上記ノズルにはここから噴出される溶融はん
だに上記プリント基板が良く接触できるように、噴出口
２ａのプリント基板の移動方向の両側に金属製の整波板
２ｂ、２Ｃが設けられ、これらにより噴出された溶融は
んだの波が整えられている。

このような整波板には、例えば第２図に示すようにプリ
ント基板ａの搬入側整波板２ｂをその先端が下方に傾斜
するように取り付け、プリント基板の搬出側整波板２ｃ
を水平板部と先端の垂直板部により構成した、いわゆる
片流れ式のものがある。このノズルで、例えばチップ部
品をプリント基板にはんだ付けするときは、チップ部品
がプリント基板に仮り留めされてチップ部品ごと溶融は
んだに接触されてそのはんだ付け部が・溶融はんだに濡
らされるが、この際チップ部品の形状は方形であるので
、チップ部品とプリント基板のはんだ付けランドのはん
だ付け部の角隅には溶融はんだが供給されない死角が生
じる。そのため溶融はんだをノズルから乱流状態で噴出
させ、溶融はんだの小さな突出した峰を作ってこの死角
にも溶融はんだを供給できるようにした工夫も提案され
ている。しかしながら、このようにすると隣接したチッ
プ部品間にはんだブリッジが生じ易く、はんだ付け不良
を起こし易い。そのため再度第２図に示すようなノズル
を用いて溶融はんだを層流状態で噴出させこれに再度浸
漬してこれらのはんだブリッジを取り除くようにしてい
る。

このはんだブリッジを除く目的のためには、第２図に示
す形式のものは、搬入側整波板２ｂ側では溶融はんだは
直ぐに流れ落ちるが、搬出側整波板２ｃ側ではこの整波
板によりノズル２から噴出された溶融はんだは直ぐに流
れ落ちないで流れながらこの整波板２ｃ上に暫時保持さ
れるので、溶融はんだは層流に近い静かな波になる。そ
のため、第３図のように噴出口２”ａの両側に下方に傾
斜した整波板２’ｂ　−、２’ｃを有するノズル２′に
比べ、はんだつけ部に付着したはんだが溶融はんだの流
から離反するときツララを生じたり、隣接はんだ付け部
に付着したはんだ同志の融着が起こってはんだブリッジ
を生じたりするはんだ付け不良を起こし難くなっている
。

しかしながら、このようにしても上記のチップ部品をプ
リント基板にはんだ付けするもののように最初乱流の溶
融はんだによりはんだ付けされてはんだブリッジが多数
発生しているようなものでは特に、これらのはんだ付け
不良を効率よく無くすことができない。この原因の一つ
には例えば、搬出側整波板２ｃ側に暫時保持される溶融
はんだは直ぐに流れ落ちる溶融はんだに比べて空中に留
まる時間が長いため温度低下が避けられず、これは噴出
された溶融はんだの２５０℃よりも例えば１０”Ｃも低
くなることがあり、このようになると、前工程でフラツ
クスを塗布され、プリヒートされてそのプリヒートされ
た側は１００〜１４０　’Ｃに温められ、その反対側は
８０〜１００　℃になっているプリント基板が搬入側整
波板２ｂ側では２５０　’Ｃのはんだに接触しても、搬
出側整波板２ｃ側では約１０’Ｃ低い２４０　”Ｃのは
んだに接触するので、上記の高い温度のはんだにこの低
い温度のはんだが接触してそのままはんだ付け部が溶融
はんだから離反される際に、プリント基板そのものの温
度は２４０　”Ｃよりはがなり低いのではんだ付け部に
付着したはんだがはんだの流れから切られるときに、そ
の切れ端の温度低下が大きくなって切れ端が尾を引くよ
うになり、これがツララを生じたり、隣接はんだ付け部
相互間で融着してはんだブリッジを生じることがあるか
らである。このようにツララ、はんだブリッジが生じて
はんだ付け不良を起こすと、これらの不良個所を人手に
より修正しなければならないので作業能率上問題である
。

発明が解決しようとする問題点 以上のように、上記のノズルを用いたはんだ付け方法は
、特にチップ部品についてはんだが供給されない死角が
生じたり、これを回避しようとして乱流波を生じるノズ
ルを使用するとはんだブリッジが生じ易く、これらのノ
ズルを乱流波ノズルを前段に位置させて併用してもはん
だブリッジを効率良く除去できず、死角なくはんだが供
給され、しかもはんだブリッジも生じないようなはんだ
付け方法は未だ開発されていなかった。

問題点を解決するための手段 本発明は、上記問題点を解決するために、はんだ付け装
置の溶融はんだに被はんだ付け体を移動しながら接触さ
せてはんだ付けするはんだ付け方法において、上記はん
だ付け装置は複数設けられ、これらのはんだ付け装置の
うち少なくとも最後に上記被はんだ付け体がはんた付け
を施されるはんだ付け装置は上記溶融はんだに上記被は
んだ付け体が接触してからこの溶融はんだから離反する
位置、においてこの溶融はんだを上記被はんだ付け体と
逆方向に流通させる構成を有することを特徴とするはん
だ付け方法を提供するものである。

次に本発明の詳細な説明する。

本発明におけるはんだ付け方法には、複数のはんだ付け
装置が用いられる。これらのうち被はんだ付け体が最後
にはんだ付けを施されるはんだ付け装置は、溶融はんだ
を被はんだ付け体の搬入方向と逆方向に流通させて接触
させる、いわゆる被はんだ付け体を溶融はんだに向流接
触できるようなどのようなはんだ付け装置も利用できる
。例えば溶融はんだをノズルから噴出させてこのノズル
に水平方向あるいは下方に傾斜させて設けた欅逐路に流
動させるような装置が挙げられる。

また・この最後のはんだ付け装置番こ到る前のしよんだ
付け装置には溶融はんだをノズルから噴出させてこれに
被はんだ付け体を接触させてはんだ付けする、いわゆる
噴流はんだ装置のみならず、はんだ槽に収容した溶融は
んだに被はんだ付け体を浸漬してはんだ付けする、いわ
ゆる静止はんだ槽を用いるはんだ付け装置、上記の最後
に用いられるはんだ付け装置環゛溶融はんだに被はんだ
付け体を接触させてはんだ付けを行うことができる装置
は全て含まれる。これらの内、チップ部品のように溶融
はんだの供給死角が生じるようなものには溶融はんだを
乱流状態で噴出し、上記のように小さい峰を多数形成し
てこの死角に溶融はんだを供給できるようなものが好ま
しく用いられる。例えば実願昭５６−１５２２８１号明
細書、特願昭５６−１５６９５０号明細書に記載された
もの等が挙げられる。

上記の少なくとも、最後に用いられるはんだ付け装置は
、その流通させた溶融はんだに例えばプリント基板のよ
うな被はんだ付け体をコンベヤにより搬入して接触させ
ると、プリント基板のはんだ付け部に溶融はんだが濡れ
る。そしてプリント基板がコンベヤにより搬送されて溶
融はんだから離反するとき上記はんだ付け部に濡れた溶
融はんだはその溶融はんだの流れから切られるが、この
際この切れ端は溶融はんだの流れがプリント基板の搬送
方向と逆になっているのでこの流れの方向に向いて相互
に接触することがなく、プリフジを生じないようにでき
る。これを効果的に行なうには溶融はんだの流れは１５
ｃｍ／秒以上、好ましくは１５ｃｍ／秒〜４０ｃｍ／秒
にする。特に好ましくは１８〜２８ｃＩＩＩ／秒である
。この溶融はんだの流れ状態は層流にすることが好まし
く、激しい乱流状態にすると、上記のブリッジを生じる
ことがある。溶融はんだの流速を１５　ｃｍ　／秒より
小さくするときもまた１、上記のブリッジを生じること
がある。

溶融はんだの流速を上記の値にするには、例えば噴出さ
せた溶融はんだをチャンネル状の流通路に導き、この流
通路を絞ることにより行なうことができるが、これに限
らず噴出量を多くする等の各種の手段が適用できる。

このようにプリント基板の溶融はんだから離反する位置
の溶融はんだの流速が重要であるが、プリント基板は溶
融はんだに接触すると、溶融はんだの温度は２４０〜２
５０℃になっているので、基板が溶融はんだ側に凸に反
り、基板に対する溶融はんだの接触面積が増大して基板
に反りが無い場合に比べ、はんだ付け部の溶融はんだに
対する離反位置にずれを生じる。この場合にはそのずれ
た位置での溶融はんだの流速を上記の流速にする。

作用 はんだ付け装置を複数設け、その少なくとも最後のはん
だ付け装置は、溶融はんだを被はんだ付け体の搬送方向
と逆方向に流通させ被はんだ付け体を向流接触させたの
で、はんだ付け部に濡れた溶融はんだが溶融はんだの流
れから切られるときはその切れ端は流れにより制御され
、相互が融着するようなことがないとともに、・前段の
はんだ付け装置で生じたブリッジやツララは最後のはん
だ付け装置の溶融はんだに浸漬されて被はんだ付け体が
溶融はんだから離反するとき向流溶融はんだにより除去
される。

実施例 次ぎに本考案の一実施例を第１図及び第４図に基づいて
説明する。

図中、他国と同符号部は同一構成部分を示すものであっ
て、１０は第１ノズル、１）は第２ノズルであって、こ
れらのノズルははんだ槽１２に設けられ、それぞれ第１
はんだ付け装置、第２はんだ付け装置を構成する。上記
第１ノズル１０は第２図に示すと同様のノズルの噴出口
２ａにこれを３分してバー１０ａ　、ＩＱｂが設けられ
、噴出する溶融はんだは乱流状態で噴出する。このよう
な構成において、図示省略したモータにより駆動する羽
根車１３．１４によりはんだ槽１２に収容された溶融は
んだがそれぞれノズル１Ｏ１）１から噴出されるように
なっている。

上記ノズル１）は横断面が細長矩形状で、縦断面が後方
を末拡がりにした形状に形成されたノズル本体１）ａの
前方縁に沿って開口制御板１）ｂが設けられ、一方この
ノズル本体１）ａの後方縁に沿って両側側壁を有するチ
ャンネル状流通路１）ｃが設けられている。上記開口制
御板１）ｂは、上記ノズル本体ｌの後方縁に回動自在に
取り付けられた下方制御板１）ｂ−１と、この下方制御
板に回動自在に取り付けられた上方制御板１）ｂ−２と
からなり、これらの回動範囲を制御することによりノズ
ル１）からの噴出量が制御できるようになっている。ま
た、上記流通路１）ｃは、流通路底板１）ｃｍ１が上記
ノズル本体１）ａの後方縁に回動自在に取り付けられ、
その側壁板１）ｃｍ２．１ｌｃ−３（図示省略）は流通
路底板１）ｃｍ１からの高さが自在に調整できるように
なっている。

次ぎに本実施例の作用を説明する。

第１図に示す装置において、流通路底板１）ｃｍ１をほ
ぼ水平に定め、流通路の側壁板１）ｃｍ２．１ｌｃ−３
の上端縁の位置を決めて流通路１）ｃを形成し、この流
通路１）の側壁板１）ｃｍ２．１ｌｃ−３の上端縁に沿
って上記上方制御板１）ｂ−２の位置を決める。

ついで、はぼ２５０℃の溶融はんだを羽根車１３．１４
を動作させてそれぞれノズル１０．１）から噴出させる
。この噴出された溶融はんだはノズル１０からはバー１
０ａ　、１０ｂにより細分された溶融はんだの峰が突出
されて整波板２ｂ、２ｃを介してはんだ槽１２に流れ落
ちる。またノズル１）からは上記開口制御板１）ｂと流
通路１）ｃにより決められる開口を通して噴出され、さ
らに流通路１）ｃを流れ、その先端からはんだ槽１２に
流れ落ちる。この状態で図示省略したコンベヤを動作さ
せて予めフラックスを塗布し予備加熱したプリント基板
ａを前止がりの状態で第１ノズル１０に搬入し、噴出す
る溶融はんだに接触させると、これは乱流状態で小さい
峰に分かれて突出しているので、この突出部がプリント
基板ａのチップ部品のはんだ付け部の角隅まで侵入して
この部分を・濡らす。そしてこのはんだ付け部がコンベ
ヤにより搬送されるプリント基板ａとともに溶融はんだ
から離反し、ついで第２ノズル１）に搬入される。この
際、第１ノズル１０の溶融はんだからプリント基板が離
反したときは隣接するチップ部品間にはんだブリッジが
生じることもあるが、これは第２ノズル１）の溶融はん
だに浸漬されて溶融され、あるいは軟化され、この第２
ノズル１）で再度はんだ付けが施される。

この第２ノズル１）では流れている溶融はんだにプリン
ト基板１）が接触し、その熱により反るが溶融はんだは
はんだ付け必要部分に濡れ、これがコンベヤによるプリ
ント基板の搬送とともに溶融はんだの流れから切り離さ
れる。この際、この切り離される位置での溶融はんだの
流速を１８〜２８ｃｍ／秒に設定し、溶融はんだを層流
状態に設定することによりはんだ付け部に付着した溶融
はんだの切れ端は溶融はんだの流れの方向に配向され、
その先端は溶融はんだにひきちぎられてこの溶融はんだ
とともに持ち去られる。この流速は特願昭５９−２０３
６６１号明細書で明らかにした回転翼車の羽根を溶融は
んだの流に浸漬してこの回転翼車を回転させ、その回転
数を測定することにより測定される。

上記において、流通路底板１）ｃｍ１の長さαは５０酊
〜３００鶴が好ましく、例えば２６０鶴×３５０韮のＶ
ＴＲ用プリント基板には１００鶴以上が好ましい。この
ように流通路の長さを必要とするのは、プリント基板は
溶融はんだに接触したとき反り、はんだ付け部が溶融は
んだから離反するときにその位置が上方制御板１３ｂ−
２の側に近付く結果、溶融はんだの流速が小さくなり、
上記の１５　ａｍ　／秒の流速が得られないからである
。このように上方制御板側の流速が小さいのは溶融はん
だの流通断面が大きいからである。

上記のようにして溶融はんだが噴出され、流通されると
、上記側壁板と上方制御板とは同一水準位置にあるので
溶融はんだはこれらの側壁板の上を越えてオーバーフロ
ーし、表面の酸化膜、特に上方制御板に近くて流れの遅
い溶融はんだに生じた酸化膜が流通路１）ｃから除かれ
、より良いはんだ付けを行なうことができる。なお、上
方制御板１）ｂ−２が側壁板１）ｃｍ２．１ｌｃ−３よ
り低い位置にあるときは、上方制御板側に溶融はんだが
溜まりここで酸化され易くなる。

次に本実施例の方法に基づく実験結果を比較例と対比し
て説明する。

実験に当たっては、タムラ製作所製自動はんだ付け装置
を用い、コンベヤ速度１　、３ｍ／分、コンベヤ傾斜角
７度、フラックス（ソルダーライトＣＦ−２２０ｖ（タ
ムラ化研■製））塗布後のプリント基板はんだ付け面温
度（プリヒート温度）９０℃、はんだ付け温度２４０℃
、試験用プリント基板としてＶＴＲ用基板（チップ部品
搭載用で一枚当たりはんだ付けポイン）　２０００）を
用いるはんだ付け条件を採用した。

上記の条件で、第１図に示す組み合わせのノズル１０．
１）（実施例、ただしαは１７０　ｍ）　、第１図中ノ
ズル１）を第２図のノズル２に代えた外は同様に構成し
たノズル１０．２の組み合わせ（比較例１）、同様に第
１図中のノズル１）を第３図のノズル２′に代えた外は
同様に構成したノズル１０．２゛の組み合わせ（比較例
２）を用いてはんだ付けを行い、ノズル１０ではんだ付
けしたときのはんだブリフジの発生数及び実施例、比較
例１．２の各々の構成ではんだ付けを行なったときのは
んだブリッジの発生数を基板１枚当たりについて測定し
た結果を第４図に示す。ここで横軸の表示の実施例につ
いては次の表の試験番号を示し、これらの番号に対応す
る数値は、実施例のノズルを用いた場合の流通路におけ
る溶融はんだの速度（ｃｍ／秒）を第１図におけるＡ（
流通路先端）、Ｂ（はんだ付け部が溶融はんだから離反
する位置）、Ｃ（上方制御板の近傍）の位置において特
願昭５９−２０３６６１号に記載した方法により測定し
たものである。なお、比較例１．２のノズルの場合には
噴出した溶融はんだの状態は一般的なはんだ波状態で行
った。

第４図の結果から、実施例のものはＢ位置が１５ｃｂ 以下であるのに対し、１５　ｃｒａ　／秒より小さいも
の及び比較例のものはいずれも１０以上であることが分
かる。

なお、上記αは上記上方制御板１）ｂ−２の先端長さく
開口制御板１）ｂ全体を進退させる等）、流通路底板１
）ｂ−１の先端を段状に高く又は低くすることにより調
整でき、また、流通路底板の先端側部に両側の溝を嵌合
した引き出し自在の輝助　板を設け、これにより調整し
ても良い。また、ノズル本体１）ａの縦断面形状は両側
に末拡がりのものでも良く、逆の方が末拡がりのもので
も良い。

発明の詳細 な説明したように、本発明によれば、はんだ付け装置を
複数設け、その最後のはんだ付け装置については溶融は
んだを被はんだ付け体の搬送方向と逆方向に流し、被は
んだ付け体を溶融はんだに向流接触させたので、被はん
だ付け体のはんだ付け部が溶融はんだから離反するとき
その切れ端が溶融はんだの流れにより制御されて互いに
融着したり、ツララを生じたりすることがないようにで
きるとともに、その前段で生じたツララやブリッジも除
去され、そのため前段のはんだ付け装置ではこれらのツ
ララやブリッジが生じることを考慮することなく、例゛
えばチップ部品とはんだ付けランドとのはんだ付け部の
角隅に溶融はんだを死角なく供給でき、これによりはん
だ付け部にはんだが良く供給されるとともに、でき上が
ったものにははんだブリッジやツララのないはんだ付け
製品ができる。これにより例えばプリント基板のはんだ
付け不良を少なくしてはんだ付け生産性を向上できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の方法の一実施例に使用するはんだ付け
装置の概略断面説明図、第２図、第３図は従来のはんだ
付け装置の概略断面説明図、第４図はこれらの装置を用
いてはんだ付けを行ないそのはんだ付け不良を測定した
結果を示すグラフである。 図中、１０は第１ノズル、１）は第２ノズル、１２はは
んだ槽、ｌｌｂは開口制御板、ｌｌｃは流通路である。 第１図 第３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）はんだ付け装置の溶融はんだに被はんだ付け体を
   移動しながら接触させてはんだ付けするはんだ付け方法
   において、上記はんだ付け装置は複数設けられ、これら
   のはんだ付け装置のうち少なくとも最後に上記被はんだ
   付け体がはんだ付けを施されるはんだ付け装置は上記被
   はんだ付け体が上記溶融はんだに接触してからこの溶融
   はんだから離反する位置においてこの溶融はんだを上記
   被はんだ付け体と逆方向に流通させる構成を有すること
   を特徴とするはんだ付け方法。