JPS61289966A - 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
はんだ付け不良を起こさない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部上がりの状態で搬
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、はんだ付け部に付着したは
んだが溶融はんだの流れ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、このようにしてもこれらのはんだ付け不
良の発生を完全にはな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℃も
低くなることがあり、このようになると、前工程でフラ
ックスを塗布され、プリヒートされてそのプリヒートさ
れた側は１００〜１４０℃に温められ、その反対側は８
０〜１００℃になっているプリント基板が搬入側整波板
２ｈ側では２５０℃のはんだに接触しても、搬出側整波
板２Ｃ側では約１０℃低い２４０℃のはんだに接触する
ので、」１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℃
よりはか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、従来のノズルを用いたはんだ（］け方法
は、そこから噴出する溶融はんだの特に被はんだ付け体
が離反する側でツララ、はんだブリッジ等のはんだ付け
不良を起こすことがあるという問題点があり、その改善
が望まれていた。

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、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、上記溶融はんだを上記被は
んだ付け体と逆方向に流通させて接触させ、かつ上記被
はんだ付け体を上記流通させた溶融はんだから離反する
位置のこの溶融はんだの流速を１５ｃｍ／秒以上とする
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、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流動路に流通さ
せるような装置が挙げられる。

このように流動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き相
互に接触することがなく、ブリ・ノ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
１５ｃｍ／秒以−ヒ、好ましくは１５の／秒〜４０　Ｃ
ｍ　７秒である。特に好ましくは１８〜２８−７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　７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 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。

実施例 次ぎに本考案の一実施例を第１図に基づいて説明する。

図中、１１ははんだ付け装置で、このはんだ付け装Ｗ１
１は、はんだ槽１２にノズル１３が設けられ、図示省略
したモータにより駆動する羽根車１４によりはんだ槽１
２に収容された溶融はんだがノズル１３から噴出される
ようになっている。

上記ノズル１３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１３ａの
前方縁に沿って開口制御板１３ｂが設けられ、一方この
ノズル本体１３ａ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１３ｃが設けられている。上記開口制
御板１３ｂは、上記ノズル本体ｂＤ後方縁に回動自在に
取り付けられた下方制御板１３ｂ−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１３ｂ−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１３からの吐出量が制御できるようになっている。ま
た、上記流通路１３ｃは、流通路底板１３ｃｍ１が上記
ノズル本体１３ａの後方縁に回動自在に取り付けられ、
その側壁板１３ｃｍ２１．１３ｃｍ３（図示省略）は流
通路底板１３ｃｍ１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１３ｃｍ１をほ
ぼ水平に定め、流通路の側壁板１３ｃｍ２．１３ｃｍ３
の上端縁の位置を決めて流通路１３ｃを形成し、この流
通路１３の側壁板１３ｃｍ２．１３ｃｍ３の上端縁に沿
って上記上方制御板１３ｂ−２の位置を決める。

ついで、はぼ２５０℃の溶融はんだを羽根車１４を動作
させてノズル１３から噴出させる。この噴出された溶融
はんだは上記開口制御板１３ｂと流通路１３ｃ、により
決められる開口を通して噴出され、さらに流通路１３ｃ
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を前玉がりの状
態で搬入し、流れる溶融はんだに接触させると、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１８〜２８ｃＩＩＩ／
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５９−２０３６６１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１３ｃｍ１の長さαは５０ｍ
１１〜３００１１が好ましく、例えば２６０　ｗ　Ｘ３
５０　ｍｍの・■用プリント基板には１００　ｗ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１５ｃｍ／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ことと上方制御板に対
する流通抵抗があるからである。

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、表面に生じた酸化膜、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１３ｃ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１３ｂ−２が側壁板１３ｃｍ２．１３ｃ
ｍ３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仕較例と対比し
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、フラフクス（ソルダーライトＣＦ−２１０ｖ（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ＮＪＵ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（一枚当たり
はんだ付けポイント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図に示すノズル（実施例、但しαは
１７０　ｍｍ）　、第２図に示すノズル（比較例１）、
第３図に示すノズル（比較例２）を用いてはんだ付けを
行い、基板１枚当たりのはんだブリッジ発生数を測定し
た結果を第４図に示す。ここで横軸はノズルの種類を示
すが、実施例のノズル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１５ｃＩＩ
Ｉ／秒以上のものはいずれもブリッジ発生数が５以下で
あるのに対し、１５　ｃｍ　／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１３ｂ−２の先端長さ、
流通路底板１３ｃｍ１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、流通路底板の先端に両側に
溝のある引き出し自在の補助板を設け、これにより調整
しても良い。また、ノズル本体１３ａ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、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
を流速１５ｃｍ／秒以上の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。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−ヒで
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図はこれらのはんだ付
け装置を用いてはんだ付けを行ないはんだ付け不良数を
測定した結果を示すグラフである。 図中、１１ははんだ付け装置、１２ははんだ槽、１３は
ノズル、１３ａはノズル本体、１３ｂは開口制御板、１
３ｂ−１は上方制御板、１３ｂ−２は下方制御板、１３
ｃは流通路、１３ｃｍ１は流通路底板、１３ｃｍ２．１
３ｃｍ３は側壁板である。 昭和６０年０６月１５日 第１図 第２図 ａ 第３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）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、上記溶
   融はんだを上記被はんだ付け体と逆方向に流通させて接
   触させ、かつ上記被はんだ付け体を上記流通させた溶融
   はんだから離反する位置のこの溶融はんだの流速を１５
   ｃｍ／秒以上とすることを特徴とするはんだ付け方法。