WO2005120141A1

WO2005120141A1 - 半田噴流装置，半田噴流装置の製造方法及び電子部品の半田付け方法

Info

Publication number: WO2005120141A1
Application number: PCT/JP2005/010177
Authority: WO
Inventors: Kiyotaka Nakaoku
Original assignee: Andes Electric Co., Ltd.
Priority date: 2004-06-03
Filing date: 2005-06-02
Publication date: 2005-12-15
Also published as: JPWO2005120141A1

Abstract

　半田槽２と、加熱手段として面状ヒーター３及び管ヒーター４と、半田１０を吹き付けるノズル５１，５２が突設され、半田槽２内に昇降自在に取り付けられた半田吹出し手段５と、この半田吹出し手段５に半田１０を供給する半田供給手段６と、半田付けするとき、ノズル５１，５２を半田槽２の半田液面１１より上昇させ、かつ、待機するとき、ノズル５１，５２を半田槽２の半田液面１１より降下させる昇降手段７と、電気回路基板１００を所定の位置に位置決めする載置板８とを具備した構成としてある。

Description

半田噴流装置，半田噴流装置の製造方法及び電子部品の半田付け方法

技術分野

[0001] 本発明は、半田噴流装置，半田噴流装置の製造方法及び電子部品の半田付け方法に関し、特に、リード付き電子部品に適し、鉛フリー半田に対応した半田噴流装置 ,半田噴流装置の製造方法及び電子部品の半田付け方法に関する。

背景技術

[0002] 従来、半田噴流装置は、加熱手段が設けられた半田槽，半田供給手段，半田吹出し口（ノズル），及び電気回路基板を位置決めする載置板等からなる。この半田噴流装置は、半田槽で加熱，溶融された半田を、半田供給装置から半田吹出し口に供給し、さらに、この半田吹出しロカも溶融半田を電気回路基板のリード部品位置に吹き付けることにより、リード付き電子部品を電気回路基板に半田付けしていた。

上記半田噴流装置は、リード付き電子部品を効率よく半田付けできることから、様々な半田噴流装置が開発され実用化されてきた。

[0003] たとえば、特許文献 1には、半田槽、半田供給装置、半田吹出し口（ノズル)および電気回路基板を載置する架台 (載置板)を含む半田噴流装置であって、架台に設けられ、半田吹出し口から噴出された溶融半田を、所定位置に吹き付ける開口部と、この開口部の縁近傍に設けられた半田拡散防止用壁とを備えた半田噴流装置の技術が開示されている。

この半田噴流装置によれば、リード付き電子部品等を、精密かつ迅速に電気回路基板へ半田付けすることができる。

特許文献 1 :特許第 3417509号公報（請求項 2、図 1)

[0004] ところで、近年、エレクトロニクス機器による環境破壊を防止する観点から、従来使用して、た鉛含有半田の代わりに、鉛を含まな、鉛フリー半田が用いられるようになつてきた。また、電気回路基板及び電子部品の小型化にともなう高密度化により、電子部品間の間隔は狭まっており、これら電子部品を、鉛フリー半田を用いて半田付けする必要がある。

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0005] しかしながら、上記特許文献 1の半田噴流装置は、鉛含有半田に対応した技術であり、基本的な構成においては、鉛フリー半田に対応することができるもの、鉛フリー半田の特性に応じて、いくつか改良すべき点があった。

たとえば、噴流半田付けにおいて、半田温度は、電気回路基板のパッド強度ゃ電極くわれ等を考慮すると、一般的に、約 240°C〜250°Cに設定される。この場合、従来の錫— 37鉛共晶合金（共晶半田）は、液相線温度力 183°Cであることから、半田温度と液相線温度との温度差が約 57°C〜67°Cとなる。これに対し、たとえば、鉛フリ一半田として錫— 3. 0銀— 0. 5銅の合金は、液相線温度が約 217°C〜220°Cであること力、半田温度と液相線温度との温度差が約 20°C〜43°Cとなり、共晶半田の約半分である。このため、半田噴流量が不足したり、電気回路基板と接触するまでに半田温度が冷えたりして、半田接合に必要な熱が不足すると、未半田，スルーホールへの半田上がり不足，上面ランドへの濡れ広がり不足などの接合不具合が発生するといった問題があった。

[0006] また、鉛フリー半田は、共晶半田に比べて、ノズル力吹き付けられた半田が半田液面に落下する際、大気巻込みによる半田酸ィ匕物（ドロス）の生成量が多い。このため、半田酸ィ匕物がリードに付着して半田付け不良を起こすといった問題があった。さらに、共晶半田を用いる半田槽は、材料として通常ステンレス材が用いられ、また、半田槽内部への投込み式ヒーターが用いられる力上記ステンレス材及び投込み式ヒーターに、鉛フリー半田による溶食が発生するといつた問題があった。

[0007] 本発明は、上記問題を解決すベぐ鉛フリー半田を使用しても、リード付き電子部品等を電気回路基板へ、品質及び生産効率に優れた状態で半田付けすることが可能な半田噴流装置，半田噴流装置の製造方法及び電子部品の半田付け方法の提供を目的とする。

課題を解決するための手段

[0008] 上記目的を達成するために、本発明の半田噴流装置は、半田槽と、この半田槽内の半田を加熱する加熱手段と、電気回路基板の所定の半田付け箇所に前記半田を吹き付けるノズルが突設され、前記半田槽内に昇降自在に取り付けられた半田吹出し手段と、この半田吹出し手段に前記半田を供給する半田供給手段と、半田付けするとき、前記ノズルを前記半田槽の半田液面より上方に位置させ、かつ、待機状態のときは、前記ノズルを前記半田槽の半田液面より没入させる昇降手段と、前記電気回路基板を所定の位置に位置決めする位置決め手段とを具備した構成としてある。このようにすると、ノズルは、待機状態のとき、半田槽の溶融半田に沈んでおり、半田温度に加熱されているので、半田付けするとき、半田液面より上昇し大気に触れ冷却される力半田の温度低下をほぼ影響のないレベルまで抑制することができる。したがって、電気回路基板に吹き付けられる半田温度を精度よく制御することができ、半田付け品質を向上させることができる。また、ノズルの口径が小さくなるほど、電気回路基板に吹き付けられる半田温度が低くなるといった不具合を防止することができ、高密度化に対応することができる。

[0009] また、本発明の半田噴流装置は、半田槽と、電気回路基板の所定の半田付け箇所に半田を吹き付けるノズルが突設された半田吹出し手段と、この半田吹出し手段に前記半田を供給する半田供給手段と、前記半田吹出し手段に、前記半田にして密閉された状態で設けられ、前記半田槽内の前記半田を加熱する加熱手段と、前記電気回路基板を所定の位置に位置決めする位置決め手段とを具備した構成としてあるこのよう〖こすると、鉛フリー半田を使用した場合であっても、ヒーターが溶食されるといった不具合を防止することができる。また、半田に浸漬した状態で、加熱手段を設けることにより、加熱手段の伝熱効率を向上させることができ、省エネを図ることができる。なお、加熱手段として、面状ヒーターを用いるとよぐこのようにすると、半田吹出し手段の底部に容易に取り付けることができる。

[0010] また、本発明の半田噴流装置は、半田槽と、電気回路基板の所定の半田付け箇所に前記半田を吹き付けるノズルが突設され、前記半田槽内に昇降自在に取り付けられた半田吹出し手段と、この半田吹出し手段に前記半田を供給する半田供給手段と、前記半田吹出し手段に、前記半田に対して密閉された状態で設けられ、前記半田槽内の前記半田を加熱する加熱手段と、半田付けするとき、前記ノズルを前記半田槽の半田液面より上方に位置させ、かつ、待機状態のときは、前記ノズルを前記半田槽の半田液面より没入させる昇降手段と、前記電気回路基板を所定の位置に位置決めする位置決め手段とを具備した構成としてある。

このよう〖こすると、電気回路基板に吹き付けられる半田温度を精度よく制御することができ、半田付け品質を向上させることができる。また、鉛フリー半田を使用した場合であっても、ヒーターが溶食されると!/、つた不具合を防止することができる。

[0011] また、本発明の半田噴流装置は、前記ノズルが前記半田槽の半田液面より没入しているとき、前記半田槽の半田液面に浮遊するドロスを押しのけるドロス除去手段を備えた構成としてある。

このようにすると、ドロスに起因する半田不良を低減でき、ドロスの発生量が多い鉛フリー半田を使用した場合であっても、半田品質を向上させることができる。

[0012] また、本発明の半田噴流装置は、前記半田吹出し手段が、交換自在に取り付けられる、前記ノズルが突設されたノズル板を備えた構成としてある。

このよう〖こすると、異なる電気回路基板への機種切り替えを効率よく行うことができ、生産効率を大幅に向上させることができる。

[0013] また、本発明の半田噴流装置は、前記加熱手段として、前記半田槽の外部に外炊き式ヒーターを設けた構成としてある。

このようにすると、たとえば、半田が固まった状態で、面状ヒーターが故障した場合であっても、外炊き式ヒーターによって半田を溶融させることができるので、面状ヒーターを容易に交換することができる。また、半田を溶融させるまでの立上げ時間を短縮することができる。

[0014] 上記目的を達成するために、本発明の電子部品の半田付け方法は、上記請求項 1 , 3, 4又は 5のいずれかに記載の半田噴流装置を用いた電子部品の半田付け方法において、待機状態のときは、前記昇降手段が、前記ノズルを前記半田槽の半田液面より没入させ、半田付けするとき、前記半田供給手段が、前記ノズルから半田を噴流させ、かつ、前記昇降手段が、前記ノズルを前記半田槽の半田液面より上方に位置させる方法としてある。このように、本発明は、電子部品の半田付け方法としても有効であり、特に、ノズル力半田を噴流させながら、ノズルを半田槽の半田液面より上昇させるとよぐこのようにすると、ノズル及び電気回路基板に吹き付けられる半田の温度低下を効果的に抑 ff¾することができる。

[0015] また、本発明の電子部品の半田付け方法は、上記請求項 2又は 3記載の半田噴流装置を用いた電子部品の半田付け方法において、前記半田吹出し手段に、前記半田に対して密閉された状態で設けられた加熱手段と、前記半田槽の外部に設けた外炊き式ヒーターとが、前記半田槽内の前記半田を加熱する方法としてある。

[0016] また、本発明の半田噴流装置の製造方法は、上記請求項 5記載の半田噴流装置の製造方法において、前記ノズル板を、プレスカ卩ェにより製造する方法としてある。このよう〖こすると、ノズル板力も突設されるノズルを、プレスカ卩ェによって、効率よく製造することができる。

発明の効果

[0017] 本発明の半田噴流装置，半田噴流装置の製造方法及び電子部品の半田付け方法によれば、電気回路基板に吹き付けられる半田温度を精度よく制御することができ、半田付け品質を向上させることができる。また、ノズルの口径が小さくなるほど、電気回路基板に吹き付けられる半田温度が低くなるといった不具合を防止することができ、高密度化に対応することができる。

さらに、面状ヒーター及び外炊き式ヒーターを設けることにより、効率よく加熱することができるとともに、鉛フリー半田を使用した場合であっても、ヒーターの溶食を防ぐことがでさる。

図面の簡単な説明

[0018] [図 la]本発明の実施形態に力かる半田噴流装置の、待機状態における全体的な構造を説明するための概略側断面を示している。 [図 lb]本発明の実施形態に力かる半田噴流装置の、半田付け状態における全体的な構造を説明するための概略側断面を示して、る。

[図 2]本発明の実施形態に力かる半田噴流装置の、立上げ状態における全体的な構造を説明するための概略側断面を示している。

[図 3]本発明の実施形態に力かる電子部品の半田付け方法を説明するための概略フローチャート図を示して、る。符号の説明

1 半田噴流装置

2 半田槽

3 面状ヒーター

4 管ヒーター

5 半田吹出し手段

6 半田供給手段

7 昇降手段

8 載置板

9 ドロス除去手段

10 半田

11 半田液面

12 ドロス

30 リード線

31 フランジ

32 凹部

40 リード線

41 ホットプレート

51 , 52 ノズル

51a, 52a 切欠

53 揷入孔

54 吸込み口 55 ポンプカバー

56 ノズル板

57 連結板

60 ポンプケーシング

61 羽根車

62 シャフト

63 軸受

64 可変速モータ

70 架台

71 昇降板

72 ガイド軸

73 ボーノレブッシュ

74 ボーノレねじ

75 ステッピングモータ

81 , 82 切欠

83 ガイド部

84 ストッパ

100 電気回路基板

101, 102 リード付き部品

発明を実施するための最良の形態

[半田噴流装置]

図 laは、本発明の実施形態に力かる半田噴流装置の、待機状態における全体的な構造を説明するための概略側断面を示して、る。

また、図 lbは、本発明の実施形態に力かる半田噴流装置の、半田付け状態における全体的な構造を説明するための概略側断面を示している。

図 la, lbにおいて、半田噴流装置 1は、半田槽 2と、半田槽 2に貯留された半田 10 を加熱する加熱手段としての面状ヒーター 3及び管ヒーター 4と、電気回路基板 100 の所定の半田付け箇所に半田 10を吹き付けるノズル 51, 52が突設され、半田槽 2 内に昇降自在に取り付けられた半田吹出し手段 5と、半田吹出し手段 5に半田 10を供給する半田供給手段 6と、半田付けするとき、ノズル 51, 52を半田槽 2の半田液面 11より上方に位置させ、かつ、待機状態のときは、ノズル 51, 52を半田槽 2の半田液面 11より没入させる昇降手段 7と、電気回路基板 100を所定の位置に位置決めする載置板 8と、ドロス除去手段 9とからなっている。

なお、図 la, lbにおいて、半田噴流装置 1は、要部の構成を理解しやすいように、筐体，脚部，制御ボックス，断熱材，温度センサ，ねじ等を省略してある。

また、半田噴流装置 1は、電気回路基板 100にリード付き部品 101, 102を噴流半田付けする構成としてあるが、噴流半田付けする対象は、電気回路基板 100及びリード付き部品 101, 102に限定されるものではない。

[0021] (半田槽）

半田槽 2は、ステンレス製の直方体状の槽である。

また、半田槽 2は、表面に力ナック処理等により硬化層を形成してあり、このようにすることにより、半田 10として、鉛フリー半田を使用した場合であっても、鉛フリー半田の溶食に対する耐久性を向上させることができる。

[0022] (加熱手段）

半田噴流装置 1は、加熱手段として、面状ヒーター 3及び管ヒーター 4を設けてある面状ヒーター 3は、半田吹出し手段 5の底面形状にほぼ対応した形状の薄板ヒータ一 (本実施形態では、厚さ約 lmm)であり、二本のリード線 30が端部上面に設けてある。この面状ヒーター 3は、薄板ヒーターを収納する凹部 32の形成されたフランジ 31 ,多数のボルト（図示せず），及びリード線 30が挿入されるリード線用配管（図示せず )を介して、半田 10に対して密閉された状態で、かつ、交換自在に、半田吹出し手段 5に設けてある。このように、半田 10に浸漬した状態で、面状ヒーター 3を設けることにより、面状ヒーター 3の伝熱効率を向上させることができ、省エネを図ることができる。

[0023] また、面状ヒーター 3は、半田 10に対して密閉された状態で設けることにより、鉛フリ一半田の溶食に対する耐久性を向上させることができる。さらに、交換自在に設けることにより、断線等の場合に、面状ヒーター 3を容易に交換することができる。なお、面状ヒーター 3の取付け構造は、上記構造に限定されるものではなぐたとえば、あら力じめ、薄板ヒーター及びリード線 30を力ナック処理等により硬化層を形成したステンレス板やパイプを用いて密閉し、この状態の面状ヒーター 3を半田吹出し手段 5に取り付ける構成としてもょ、。

[0024] 管ヒーター 4は、棒状のカートリッジヒーターであり、二本のリード線 40が端面に設けてある。この管ヒーター 4は、板状のホットプレート 41に 6本挿入され、ホットプレート 4 1が半田槽 2の底板の下面に当接した状態で取り付けられる。

この管ヒーター 4は、半田槽 2の外部に設けられた外炊き式ヒーターとして機能する。たとえば、半田 10が固まった状態で、面状ヒーター 3が故障した場合であっても、管ヒーター 4によって半田 10を溶融させることができるので、面状ヒーター 3を容易に交換することができる。また、半田 10を溶融させるまでの立上げ時間を短縮することができる。

なお、半田槽 2の半田 10が設定温度に達した以降は、熱エネルギーを効率よく利用するため、管ヒーター 4の出力を弱めあるいは停止し、面状ヒーター 3をメインヒータ一として使用する。

[0025] (半田吹出し手段）

半田吹出し手段 5は、ステンレス製のほぼ矩形の薄い箱状としてあり、半田供給手段 6から供給される半田 10をノズル 51, 52まで導く流路として機能する。半田吹出し手段 5は、奥側端部にポンプケーシング 60が上方力も装着され、ポンプケーシング 6 0の下方に吸込み口 54が形成してある。また、ポンプケーシング 60の上方に、ポンプケーシング 60及び羽根車 61を挿入するための揷入孔 53が穿設され、ポンプケーシング 60及び羽根車 61を挿入後、ポンプカバー 55にて塞がれる。

[0026] また、半田吹出し手段 5は、手前側上面に、ノズル 51, 52が突設されたノズル板 56 が螺着してある。このようにすると、昇降手段 7により、ノズル板 56を半田液面 11から露出させることができるので、電気回路基板 100に応じて、ノズル板 56を容易に交換することができる。

ノズル 51, 52は、上端の一部に切欠 5 la, 52aを形成してあり、この切欠 5 la, 52a 力も半田 10を落下させる構成としてあり、半田 10の流れを安定させることができる。また、本実施形態では、ノズル 51, 52を待機中に半田 10により加熱しており、かつ、ノズル 51, 52を上昇させ外気に触れるとほぼ同時に半田 10を送り込んで、短時間で半田付けするので、小径のノズル 52の温度低下を品質に悪影響を与えな、レべルまで抑制することができる。なお、ノズル 51は、ノズル 52より口径が大きいので、半田 10の流量も大きぐノズル 51が外気と接触した場合、温度低下に対してノズル 52 より有利である。

[0027] 半田吹出し手段 5は、奥側端部が、連結板 57を介して、昇降手段 7の昇降板 71と連結してあり、昇降手段 7により昇降され、待機状態のときは、ノズル 51, 52が半田液面 11より没入するのでノズル 51, 52が外気に触れて冷却されるといった不具合を防止することができる。

また、半田付けするとき、ノズル 51, 52が、電気回路基板 100の下面に所定のタリァランス (通常、約 0. 5mm〜： Lmm)を残す高さまで上昇し、電気回路基板 100に半田 10を吹き付けることができる。

また、半田吹出し手段 5は、表面に力ナック処理等により硬化層を形成してあり、鉛フリー半田の溶食に対する耐久性を向上させることができる。

[0028] (半田供給手段）

半田供給手段 6は、ポンプケーシング 60と、このポンプケーシング 60に収納され、シャフト 62が連結された羽根車 61と、シャフト 62を軸支する軸受 63と、シャフト 62が連結された可変速モータ 64と力もなつている。ここで、可変速モータ 64を用いることにより、待機しているとき、低速で回転させることにより、半田 10を循環させることができるので、半田槽 2内の半田温度を均一化することができる。

また、半田供給手段 6は、軸受 63と可変速モータ 64が、昇降板 71と連結されており、半田吹出し手段 5とともに昇降する。

[0029] (昇降手段）

昇降手段 7は、架台 70と、昇降板 71と、架台 70に固定された四本のガイド軸 72と、ガイド軸 72が貫通し昇降板 71に固定されたボールブッシュ 73と、昇降板 71を駆動するボールねじ 74及びステッピングモータ 75とからなっており、昇降板 71を任意の位置に任意の速度で昇降させることができる。ここで、好ましくは、半田付けがほぼ終了し、リード付き部品 101, 102のリードと吹き付けられている半田 10とが離れる速度を遅くするように、ステッピングモータ 75を制御するとよぐこのようにすると、リードから余分な半田 10が安定して離れるので、プリッジ不良を低減することができる。

なお、昇降手段 7は、上記構成に限定されるものではない。

[0030] (載置板）

載置板 8は、電気回路基板 100が位置決めされた状態で載置されるガイド部 83が配設され、電気回路基板 100の半田付け部に対応して、ノズル 51, 52が挿入される切欠 81 , 82が穿設された矩形板である。

また、載置板 8は、図示してないが、リニアベアリング等の往復移動手段が設けられており、ェアーシリンダ等を用いて自動又は手動により前後方向に往復移動する。そして、手前側に位置するとき、電気回路基板 100の取付け及び取外しが行われ、奥側に位置しストッパ 84により位置決めされる位置で、半田付けが行われる。なお、本実施形態では、載置板 8を往復移動させる構成としてある力この構成に限定されるものではなぐたとえば、所定の半田付け位置に、載置板 8を取り付ける構成としてもよい。

[0031] なお、本実施形態は、位置決め手段として、ガイド部 83が設けられた載置板 8を用いた構成としてある力位置決め手段は、この構成に限定されるものではない。たとえば、自動化ラインに本発明の半田噴流装置を使用する場合、電気回路基板 100を搬送'停止可能なコンベアおよび電気回路基板 100の基準孔にピンを挿入することにより位置決めする位置決め機構などを有する位置決め手段、あるいは、二軸ロボットを有する位置決め手段など、様々な構成の位置決め手段を用いることができる。

[0032] (ドロス除去手段）

ドロス除去手段 9は、載置板 8の奥側下面に、回動シリンダ等の回動手段（図示せず)を介して連結された横長の平板としてある。

ドロス除去手段 9は、載置板 8が手前側に位置するとき下向きに回動され、先端部 1S 半田 10に没し、かつ、昇降手段 7によって半田液面 11より下方に没入したノズル 51 , 52より、上方に位置する状態となる。このまま、載置板 8が奥側に移動することにより、半田液面 11に浮遊するドロス 12を奥側に押し出し、ドロス 12の存在しない清浄な半田液面 11をノズル板 56上に作り出すことができる。そして、載置板 8が奥側に位置するとき、ドロス除去手段 9は、水平方向に回動され、先端部が半田 10から浮いた状態となり、このまま、載置板 8が手前側に移動することにより、半田液面 11に浮遊するドロス 12を奥側に集めることができる。このようにすることにより、ドロス 12に起因する半田不良を低減でき、ドロス 12の発生量が多、鉛フリー半田を使用した場合であつても、半田かす付着やブリッジなどの品質不良を低減でき、半田品質を向上させることができる。

[0033] なお、ドロス除去手段 9は、上記構成に限定されるものではなぐたとえば、ドロス除去手段 9の先端が半田 10に没した状態で、載置板 8を手前側に移動させる構成としてもよく、このようにすると、ドロス 12を奥側と手前側の二箇所に集めることができる。また、ドロス除去手段 9は、載置板 8に連結されているが、この構成に限定されるものではなぐたとえば、載置板 8とは別の移動手段に連結してもよい。

[0034] 次に、上記構成の半田噴流装置 1の動作について、図面を参照して説明する。

半田噴流装置 1は、まず、面状ヒーター 3及び管ヒーター 4に通電され、固まった状態の半田 10を、所定の半田付け温度 (通常、約 240°C〜250°C)まで加熱する。ここで、作業終了時に、半田吹出し手段 5を、図 2に示すように、面状ヒーター 3が半田液面 11の上部に位置する高さまで上昇させておくとよい。このようにすると、固まった半田 10を溶融させる際、面状ヒーター 3により、半田 10が上面から下方に向力つて溶融して、くので、表面が固まっており内部が溶融して、る場合にしばしば発生する半田突沸を防止することができる。さらに、同図に示すように、半田吹出し手段 5を上昇させると、ノズル板 56を容易に交換することができ、電気回路基板 100の機種切り替えを効率よく行うことができる。

また、半田噴流装置 1は、管ヒーター 4を備えており、半田 10を下面力もも溶融させることができ、固まった半田 10を溶融させるまでの立上げ時間を短縮することができる。

[0035] 半田 10が溶融すると、半田噴流装置 1は、ノズル 51, 52が半田液面 11に沈み込むように、半田吹出し手段 5を降下させる。このように、待機状態のとき（半田付けしてヽなヽとき）、ノス、ノレ 51, 52を半田 10に沈ませることにより、ノス、ノレ 51, 52を半田温度に加熱するとともに、外気に触れて冷却されるといった不具合を防止することができるまた、半田噴流装置 1は、待機状態のとき、可変速モータ 64を低速で回転させ、少量の半田 10をノズル 51, 52から吹き出させるとよぐこのようにすると、半田槽 2内の半田 10を適度に循環することができ、半田温度を均一化することができる。

[0036] 次に、半田付けするリード付き部品 101, 102が取り付けられ、フラックス塗布等の前処理の施された電気回路基板 100が、載置板 8のガイド部 83にセットされる。続いて、載置板 8が奥側に移動し、ストッパ 84と当接することにより、ノズル 51, 52に対応した半田付け位置に、電気回路基板 100が位置決めされる。また、載置板 8が奥側に移動する際、ドロス除去手段 9が、半田液面 11上のドロス 12を奥側に移動させ、酸化膜のな、清浄な半田液面 11となる。

[0037] 次に、半田供給手段 6が半田吹出し手段 5に半田 10を供給するとともに、昇降手段 7が半田吹出し手段 5を上昇させる。この際、ノズル 51, 52から半田 10が噴流される状態で、ノズル 51, 52を上昇させるとよい。このようにすると、半田槽 2の下層から吸込み口 54を経由して新鮮な（ドロス 12が含まれない）半田 10がノズル 51, 52から噴流され続けるので、ノズル 51, 52の内面に酸ィ匕膜が発生するといつた不具合を防止することができる。

[0038] 次に、半田吹出し手段 5が所定の位置まで上昇し、所定時間だけその位置に停止する。この所定時間が半田付け時間（通常、数秒)であり、この半田付け時間の間、ノズル 51, 52から電気回路基板 100に半田 10が吹き付けられ、電気回路基板 100にリード付き部品 101, 102が半田付けされる。

[0039] 次に、あら力じめ設定された半田付け時間が経過すると、吹き付けられている半田 10がリード付き部品 101, 102のリードからゆっくり離れるように、ステッピングモータ 7 5を制御して、ノズル 51, 52を降下させる。このようにすると、リードから余分な半田 1 0が安定して離れるので、ブリッジ不良を低減することができる。この際、ノズル 51, 5 2から半田 10が噴流される状態で、ノズル 51, 52を降下させるとよい。このようにすると、半田槽 2の下層から吸込み口 54を経由して新鮮な（ドロス 12が含まれない）半田 10力ズル 51, 52から噴流され続けるので、ノズル 51, 52の内面に酸化膜が発生するといつた不具合を防止することができる。

続いて、ノズル 51, 52が半田液面 11より下方に沈み、載置板 8が手前側に移動され、電気回路基板 100が載置板 8から取り外され、半田付けの 1サイクルが終了する

[0040] このように、本実施形態の半田噴流装置 1は、待機状態のとき、半田 10にノズル 51 , 52が没した状態となり半田 10によって加熱され、さらに、半田付けするとき、半田 1 0を噴流しながらノズル 51, 52が上昇するので、電気回路基板 100に吹き付けられる半田温度を精度よく制御することができ、半田付け品質を向上させることができる。また、たとえば、ノズル 51, 52の口径を小さくしても、リード付き部品 101, 102を良好に半田付けすることができ、高密度化に対応することができる。

さらに、面状ヒーター 3及び管ヒーター 4を設けることにより、効率よく加熱することができるとともに、面状ヒーター 3をフランジ 31で半田 10に対して密閉することにより、鉛フリー半田を使用した場合であっても、面状ヒーター 3の溶食を防ぐことができる。

[0041] [電子部品の半田付け方法]

また、本発明は、電子部品の半田付け方法としても有効であり、本実施形態にかかる電子部品の半田付け方法を、図面を参照して説明する。

図 3は、本発明の実施形態に力かる電子部品の半田付け方法を説明するための概略フローチャート図を示して、る。

同図において、本実施形態に力かる電子部品の半田付け方法は、上記半田噴流装置 1が待機するとき、昇降手段 7によって、ノズル 51, 52が半田槽 2の半田液面 11 に没する状態とする (ステップ Sl)。

[0042] 次に、半田付けするとき、昇降手段 7が、ノズル 51, 52を半田槽 2の半田液面 11より上昇させ、かつ、半田供給手段 5が、ノズル 51, 52から電気回路基板 100の所定の半田付け箇所に半田 10を吹き付ける (ステップ S2)。

[0043] このように、本実施形態の電子部品の半田付け方法は、待機状態のとき、ノズル 51 , 52を半田液面 11に没する状態とすることにより、ノズル 51, 52が待機中に外気により冷却され、半田付け温度が低下するといつた不具合を防止し、半田付け品質を向上させることができる。また、ノズル 51, 52から半田 10を噴流させながら、ノズル 51 , 52を半田槽 2の半田液面 11より上昇させるとよぐこのようにすると、外気に露出したノズル 51, 52力噴流される半田 10により加熱されるので、ノズル 51, 52及び電気回路基板 100に吹き付けられる半田 10の温度低下を効果的に抑制することができる。また、ノス、ノレ 51, 52力ら半田 10を噴流させな力ら、ノス、ノレ 51, 52を半田槽 2の半田液面 11より下方に没入させるとよぐこのようにすると、ノズル 51, 52の内側に酸化かすが付着するのを効果的に防止することができる。

[0044] また、本発明の電子部品の半田付け方法は、上記半田噴流装置 1を用いた電子部品の半田付け方法において、半田吹出し手段 5に、半田 10に対して密閉された状態で設けられた面状ヒーター 3と、半田槽 2の外部に設けた外炊き式ヒーターとしての管ヒーター 4が、半田槽 2内の半田 10を加熱する方法としてもよい。

このようにすると、たとえば、半田 10が固まった状態で、面状ヒーター 3が故障した場合であっても、管ヒーター 4によって半田 10を溶融させることができるので、面状ヒ一ター 3を容易に交換することができる。また、半田 10を溶融させるまでの立上げ時間を短縮することができる。

[0045] [半田噴流装置の製造方法]

また、本発明は、半田噴流装置の製造方法としても有効であり、本発明にかかる半田噴流装置の製造方法は、上記半田噴流装置 1のノズル板 56を、プレス加工により製造する方法としてある。

このようにすると、ノズル板 56力ら突設されるノズル 51, 52を、プレス加工によって、効率よく製造することができる。

特に、ノズル 51, 52に対応したブロックを金属板に固定した金型を使用するとよぐこのようにすると、ブロックを共用化でき、製造原価のコストダウンを図ることができる。また、ブロックを金属板に固定することにより、金型を準備できるので、製造納期を短縮することができる。

[0046] 以上、本発明の半田噴流装置，半田噴流装置の製造方法及び電子部品の半田付け方法について、好ましい実施形態を示して説明したが、本発明に係る半田噴流装置，半田噴流装置の製造方法及び電子部品の半田付け方法は、上述した実施形態にのみ限定されるものではなぐ本発明の範囲で種々の変更実施が可能であることは言うまでもない。

たとえば、載置板 8に、リード付き部品 101, 102を上方から押える部品押え手段を設けるとよぐこのようにすると、半田付けする際の部品浮きを防止することができる。また、載置板 8に、回動自在の排気カバーを設けるとよぐこのようにすると、半田付けするときに発生するフラックスガスを、排気カバーを介して効率よく排気することができるので、作業環境を向上させることができる。

産業上の利用可能性

本発明の半田噴流装置，半田噴流装置の製造方法及び電子部品の半田付け方法は、電気回路基板にリード付き部品を半田付けしているが、半田付け対象物は、上記電気回路基板やリード付き部品に限定されるものではない。たとえば、金属製のケースに金属製の蓋を半田付けする場合にも好適に利用することができる。

Claims

請求の範囲

[1] 半田槽と、

この半田槽内の半田を加熱する加熱手段と、

電気回路基板の所定の半田付け箇所に前記半田を吹き付けるノズルが突設され、前記半田槽内に昇降自在に取り付けられた半田吹出し手段と、

この半田吹出し手段に前記半田を供給する半田供給手段と、

半田付けするとき、前記ノズルを前記半田槽の半田液面より上方に位置させ、かつ、待機状態のときは、前記ノズルを前記半田槽の半田液面より没入させる昇降手段と前記電気回路基板を所定の位置に位置決めする位置決め手段と

を具備したことを特徴とする半田噴流装置。

[2] 半田槽と、

電気回路基板の所定の半田付け箇所に半田を吹き付けるノズルが突設された半田吹出し手段と、

前記半田吹出し手段に、前記半田に対して密閉された状態で設けられ、前記半田槽内の前記半田を加熱する加熱手段と、

前記電気回路基板を所定の位置に位置決めする位置決め手段と

を具備したことを特徴とする半田噴流装置。

[3] 半田槽と、

半田付けするとき、前記ノズルを前記半田槽の半田液面より上方に位置させ、かつ、待機状態のときは、前記ノズルを前記半田槽の半田液面より没入させる昇降手段と前記電気回路基板を所定の位置に位置決めする位置決め手段とを具備したことを特徴とする半田噴流装置。

[4] 前記ノズルが前記半田槽の半田液面より没入しているとき、前記半田槽の半田液面に浮遊するドロスを押しのけるドロス除去手段を備えたことを特徴と請求項 1又は 3 記載の半田噴流装置。

[5] 前記半田吹出し手段が、交換自在に取り付けられる、前記ノズルが突設されたノズル板を備えたことを特徴と請求項 1 , 3又は 4の、ずれかに記載の半田噴流装置。

[6] 前記加熱手段として、前記半田槽の外部に外炊き式ヒーターを設けたことを特徴とする請求項 1〜5のいずれかに記載の半田噴流装置。

[7] 上記請求項 1, 3, 4又は 5のいずれかに記載の半田噴流装置を用いた電子部品の半田付け方法において、

待機状態のときは、前記昇降手段が、前記ノズルを前記半田槽の半田液面より没入させ、

半田付けするとき、前記半田供給手段が、前記ノズルから半田を噴流させ、かつ、前記昇降手段が、前記ノズルを前記半田槽の半田液面より上方に位置させることを特徴とする電子部品の半田付け方法。

[8] 上記請求項 2又は 3記載の半田噴流装置を用いた電子部品の半田付け方法において、

前記半田吹出し手段に、前記半田に対して密閉された状態で設けられた加熱手段と、前記半田槽の外部に設けた外炊き式ヒーターとが、前記半田槽内の前記半田を加熱することを特徴とする電子部品の半田付け方法。

[9] 上記請求項 5記載の半田噴流装置の製造方法において、

前記ノズル板を、プレス加工により製造することを特徴とする半田噴流装置の製造方法。