(57)【要約】【課題】ノズルから噴流されるはんだの酸化を防止できるようにする。【解決手段】カバー本体部４０は、ノズル部３を挿入する開口部４３と当該開口部４３より外側に位置する側壁４２とを有し、はんだ収容部２の一部を覆う。供給管４５は側壁４２側に窒素ガスを供給する複数の供給口４６を有し、開口部４３の周囲を囲うように当該開口部４３と側壁４２との間に設けられる。これにより、供給口４６から供給された窒素ガスは、側壁４２に向かって供給され、ノズル部３、側壁４２及びはんだ２０の液面との間で貯留される。その貯留された窒素ガスはそのガス密度が高くなる。ガス密度が高くなった窒素ガスが開口部４３から噴出されて、ノズル部３から噴流されるはんだ２０に当該窒素ガスが吹き付けられる。これにより、はんだの酸化を防止できる。その結果、所定の箇所以外にはんだが付着されるブリッジ不良やつらら不良を低減することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
はんだ収容部に収容された溶融はんだを噴流手段により、ノズルから噴流させ、その噴流されたはんだにガスを吹き付ける噴流はんだ槽において、
前記ノズルを挿入する開口部と当該開口部より外側に位置する側壁とを有し、前記はんだ収容部の少なくとも一部を覆うカバー本体部と、
前記側壁の方向に向けて前記ガスを供給する複数の供給口を有し、前記開口部の周囲を囲うように当該開口部と前記側壁との間に設けられる供給管とを備えることを特徴とする請求項１に記載の噴流はんだ槽。
【請求項２】
前記ガスは、不活性ガスであることを特徴とする請求項１に記載の噴流はんだ槽。
【請求項３】
前記ガスは、不活性ガス及び酸素を含むガスを有することを特徴とする請求項１に記載の噴流はんだ槽。
【請求項４】
前記ガスは、不活性ガスと酸素を含むガスとの混合比を可変としたことを特徴とする請求項３に記載の噴流はんだ槽。
【請求項５】
前記開口部には、突起部が設けられることを特徴とする請求項１乃至４に記載の噴流はんだ槽。
【請求項６】
前記複数の供給口は、等間隔に配置されることを特徴とする請求項１乃至４に記載の噴流はんだ槽。
【請求項７】
前記複数の供給口は、不等間隔に配置されることを特徴とする請求項１乃至４に記載の噴流はんだ槽。
【請求項８】
前記複数の供給口の大きさは、それぞれ等しいことを特徴とする請求項６又は７に記載の噴流はんだ槽。
【請求項９】
前記複数の供給口の大きさは、それぞれ異なることを特徴とする請求項６又は７に記載の噴流はんだ槽。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、はんだ収容部に収容された溶融はんだを噴流手段で流動させてノズルから噴流させ、その噴流されたはんだにガスを吹き付ける噴流はんだ槽に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
プリント基板にはんだ付けする方法としては、プリント基板を溶融はんだに接触させてはんだ付けする浸漬法がある。この浸漬法は、はんだ付け装置に設置されたフラクサでプリント基板にフラックスを塗布し、該塗布部をプリヒータで予備加熱し、噴流はんだ槽ではんだを付着させ、冷却装置で冷却する処理を行ってはんだ付けを行う。
【０００３】
はんだ付け装置に設置された噴流はんだ槽は、はんだを収容するはんだ収容部、ノズル部、ダクト部、ポンプ部等から構成されている。この噴流はんだ槽では、電熱ヒータではんだ収容部に収容されたはんだを溶融させ、溶融したはんだをポンプ部によってノズル部からはんだを噴流させて、噴流したはんだにプリント基板を接触させる。
【０００４】
このような噴流はんだ槽を用いて大気中でプリント基板にはんだ付けすると、大気中の酸素によってはんだが酸化してしまうことがある。はんだ付け部のはんだが酸化すると、はんだの濡れ性が低下することによって、所定の箇所以外にはんだが付着されるブリッジ不良やつらら不良が発生してしまう。特に、コネクタ等の大きな電子部品を後付けする際に用いられる部分噴流はんだ付け装置において顕著にそれらの不良が発生する。
【０００５】
さらに、はんだ付け部のはんだだけでなく、噴流はんだ槽の溶融はんだも大気中の酸素によって酸化すると、溶融はんだ上に酸化物が発生する。この酸化物が、溶融はんだとともに噴流ノズルから噴流してプリント基板に付着する。酸化物がプリント基板に付着すると、酸化物が大きい場合は隣接したはんだ付け部間で短絡や絶縁抵抗の低下となってしまうばかりでなく、外観を悪くして商品価値を下げてしまう。
【０００６】
特許文献１には、不活性ガスを供給する部分はんだ付け装置が開示されている。この部分はんだ付け装置によれば、不活性ガスを供給するガス供給手段と、このガス供給手段に接続された配管と、この配管に接続され、はんだが噴流されるノズル部の周囲に不活性ガスが噴出するガスノズル部とを有し、ガス供給手段からの不活性ガスが配管を介してガスノズル部に供給される。そして、ガスノズル部がプリント基板に向けて不活性ガスを吹き付けるようにしたものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００２−３０５３７２号公報（第２図）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、特許文献１によれば、はんだ付けを局所的に行うはんだ付け装置において、はんだノズル近傍の噴流口に窒素ガスを吐出するガスノズルを設けて、基板のはんだ付け面に窒素ガスを吹き付けることにより酸素濃度を低下させて、はんだの酸化を防止している。しかしながら、勢いのある不活性ガスを直接プリント基板に吹き付ける直射タイプであるために、窒素ガスが拡散して、はんだ付け面の酸素濃度が一定にならない。その結果、はんだの酸化を完全に防止できない、つらら等を抑制することができないという問題がある。
【０００９】
また、特許文献１の構造によれば、1つの噴流はんだ槽に複数のはんだ付けを局所的に行うためのはんだノズルが複数ある場合、個々に酸素濃度を変更することができないという問題がある。プリント基板に載置される電子部品の種類、リードの数、載置される位置等、様々な条件により、はんだ付けに最適な酸素濃度は変化するため、個々に酸素濃度を変更することができないとはんだ付け不良の原因となる。
【００１０】
そこで、本発明は、上述の問題を解決したものであって、ノズルから噴流されるはんだに不活性ガスを十分に供給して、はんだの酸化を防止できる噴流はんだ槽を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上述の課題を解決するために、本発明に係る噴流はんだ槽は、はんだ収容部に収容された溶融はんだを噴流手段により、ノズルから噴流させ、その噴流されたはんだにガスを吹き付ける噴流はんだ槽において、ノズルを挿入する開口部と当該開口部より外側に位置する側壁とを有し、はんだ収容部の少なくとも一部を覆うカバー本体部と、側壁の方向に向けてガスを供給する複数の供給口を有し、開口部の周囲を囲うように当該開口部と側壁との間に設けられる供給管とを備えることを特徴とするものである。
【００１２】
本発明に係る噴流はんだ槽によれば、はんだ収容部に収容されたはんだを噴流手段によりノズルから噴流させ、その噴流されたはんだにガスを吹き付ける噴流はんだ槽において、カバー本体部は、ノズルを挿入する開口部と当該開口部より外側に位置する側壁とを有し、はんだ収容部の少なくとも一部を覆う。供給管は、側壁の方向に向けてガスを供給する複数の供給口を有し、開口部の周囲を囲うように当該開口部と側壁との間に設けられる。
【００１３】
これにより、側壁の方向に向いた複数の供給口から多量のガスが供給されるので、側壁とノズルとの間にある空間に当該ガスを貯留できる。その貯留したガスは、供給口から供給されるガスよりもそのガス密度が高くなる。ガス密度が高くなったガスが開口部から噴出されて、ノズルから噴流されるはんだに当該ガスが吹き付けられる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明に係る噴流はんだ槽によれば、側壁とノズルとの間にある空間が窒素ガス等の不活性ガスの貯留部となり、この貯留部に不活性ガスを一旦貯留し、貯留部から溢れた窒素ガスをノズル周辺に吹き出す。これにより、ノズル周辺の不活性ガス濃度が従来の直射タイプに比べて均一になるため、基板のはんだ付け面の酸素濃度を低下させ、ぬれ性を確保して、つらら等を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】第１の実施の形態に係る噴流はんだ槽１の構成例を示す正面断面図である。
【図２】噴流はんだ槽１の構成例を示す左側面断面図である。
【図３】噴流はんだ槽１の構成例を示す平面図である。
【図４】供給装置４の構成例を示す裏面図である。
【図５】（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）は、噴流はんだ槽１の動作例を示す説明図である。
【図６】第２の実施の形態に係る供給装置４Ａの構成例を示す裏面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、図面を参照して、本発明に係る実施の形態の一例として噴流はんだ槽について説明する。
【００１７】
＜第１の実施の形態＞  
図１乃至３に示すように、本実施の形態に係る噴流はんだ槽１は、はんだ収容部２、ノズル部３、ダクト部７、ポンプ部１０及び供給装置４で構成される。
【００１８】
はんだ収容部２内にははんだ２０が収容される。はんだ２０は、例えば、鉛フリーはんだであり、Ｓｎ−Ａｇ−ＣｕやＳｎ−Ｚｎ−Ｂｉ等で構成されたものである。はんだ収容部２には噴流手段であるポンプ部１０、ダクト部７及びノズル部３が設けられる。噴流はんだ槽１は、はんだ収容部２に収容されたはんだ２０がポンプ部１０によってダクト部７を通過してノズル部３から図示しないプリント基板にはんだ２０を噴流するようになされる。
【００１９】
ポンプ部１０は、図示しないモータ、インペラ１１及びシャフト１２を有する。モータが駆動するとシャフト１２を介してインペラ１１が回転して、図示しないヒータによって溶融されたはんだ２０を噴流し、当該はんだ２０が所定の流入方向でダクト部７に流入される。ポンプ部１０は、ダクト部７及びノズル部３にかかるはんだ２０の圧力を、パスカルの原理によって、どの位置でも同じにするようにはんだ２０を圧送できる。これにより、所謂整流板と称されるはんだ２０の流れを安定化させる部材が不要となる。また、ノズル部３から噴流するはんだ２０にはほとんど波が生じない。この結果、ノズル部３から噴流するするはんだ２０の液面高さを常時一定に維持できると共に、はんだ２０をノズル部３と面一状態に保持できる。
【００２０】
ダクト部７にはノズル部３が設けられる。ノズル部３は、ダクト部７を通過したはんだ２０を図示しないプリント基板に噴流する。前述のようにノズル部３から噴流されるはんだ２０の液面高さは均一になる。これにより、プリント基板の所定箇所以外にはんだが付着されるブリッジ不良や所定箇所にはんだが付着されない未はんだ不良を低減することができる。ノズル部３は、局所的にはんだ付けを行う箇所に対応して複数設けても良い。本実施の形態においては、ノズルを２個所に設けた例を示している。
【００２１】
はんだ収容部２の上部には供給装置４が設けられる。供給装置４は、カバー本体部４０及び供給管４５を備える。カバー本体部４０は、図３に示すように、固定部４７を有し、この固定部４７を介してはんだ収容部２の一部を覆うように当該はんだ収容部２に固定される。カバー本体部４０は、開口部４３を有する。開口部４３は、ノズル部３より大きく開口し、ノズル部３を囲うようにカバー本体部４０に設けられる。
【００２２】
開口部４３には突起部４１が設けられる。突起部４１は、図１及び図２に示すように、カバー本体部４０に対して、上側及び下側に突出している。突起部４１より外側方向に側壁４２が設けられる。側壁４２は、当該側壁４２の先端がはんだ収容部２のはんだ２０に接触するように、又は、はんだ２０の液面より下になるように設けられる。図１及び図２では、側壁４２は、上側の突起部４１より突出量が大きくなっているが、上述のように、側壁４２の先端がはんだ収容部２のはんだ２０に接触していれば、上側の突起部４１より突出量を小さくしても構わない。
【００２３】
突起部４１と側壁４２との間には供給管４５が設けられる。供給管４５には、窒素ガス等の不活性ガスを側壁４２の方向に供給する複数の供給口４６が穿設される。後述するように、本実施の形態においては、側壁４２とノズル部３との間にある空間９が窒素ガス等の不活性ガスの貯留部となり、ノズル部３は２箇所設けられているので、それぞれの貯留部がそれぞれ独立して設けられている。
【００２４】
供給管４５には窒素源５が接続される。窒素源５は、供給管４５に窒素ガスを供給する。窒素源５とカバー本体部４０との間に設置される供給管４５をはんだ収容部２に配設して、窒素ガスをはんだ２０の熱によって加熱した後、供給口４６から窒素ガスを供給してもよい。これにより、プリント基板が窒素ガスによって冷却されることを防止できる。
【００２５】
また、図示しない酸素ガスやエア等の酸素を含んだガス供給源を窒素源５とは別に設けて混合することにより、窒素ガスの濃度を所望の濃度に設定するようにしてもよい。これにより、ノズル部３が複数設けられている場合、ノズル部３毎に貯留部としての空間が独立して設けられているために、局所的にはんだ付けする部位のプリント基板に載置される電子部品の種類等に応じて、ノズル部３毎に窒素ガスと酸素を含んだガスの混合比を変えることができる。この結果、基板のはんだ付け面の酸素濃度をノズル部３毎に制御することができる。なお、ガスの混合の方法は、貯留部内で混合するようにしても良いし、配管側で混合するようにしても良い。なお、貯留部をノズル部３毎に独立して設けるようにしたが、ノズル部３毎の酸素濃度を考慮しなくても良い場合には、貯留部を共通に設けるようにしても良い。
【００２６】
図４に示すように、供給装置４は、前述のようにカバー本体部４０及び供給管４５を備える。供給管４５は、開口部４３の周囲を囲うようにカバー本体部４０に設けられる。前述のように供給管４５には側壁４２側に複数の供給口４６が穿設されており、側壁４２の方向に向けて多量の窒素ガスを供給する。また、複数の供給口４６はそれぞれ等間隔に配置され、当該供給口４６の大きさはそれぞれ等しい。供給口４６の形状は円であることが望ましいが、適宜変更可能である。なお、ノズル部３、側壁４２及びはんだ２０の液面に囲われた空間に十分な窒素ガス等の不活性ガスを貯留可能とするため、供給管４５は、好ましくは突起部４１及び側壁４２からそれぞれ適度な間隔をあけて配置することが望ましい。
【００２７】
次に、噴流はんだ槽１の動作例について説明する。はんだ収容部２に収容されたはんだ２０が、ポンプ部１０によって流動されてダクト部７を通過し、ノズル部３から噴流されることを前提とする。図５（Ａ）に示すように、開口部４３を囲うように設けられた供給管４５が、供給口４６から窒素ガスＧ１を矢印Ａ１の向きに側壁４２に向けて供給する。側壁４２に供給された窒素ガスＧ１は、ノズル部３、側壁４２及びはんだ２０の液面に囲われた空間９が窒素ガスＧ１の貯留部となって、側壁４２側から貯留される。
【００２８】
図５（Ｂ）に示すように、供給装置４は、供給口４６から窒素ガスＧ１を矢印Ａ１の向きに側壁４２に向けて供給し続ける。複数の供給口４６から多量の窒素ガスＧ１が供給されるので、窒素ガスＧ１は、空間９に十分に貯留する。この貯留した窒素ガスＧ１は、供給口４６から供給される窒素ガスよりもそのガス密度が高くなる。
【００２９】
図５（Ｃ）に示すように、さらに、供給口４６から窒素ガスＧ１を矢印Ａ１の向きに側壁４２に向けて供給し続けると、貯留部としての空間９に貯留された窒素ガスＧ１は、開口部４３から噴出して、ノズル部３から噴流するはんだ２０及びプリント基板に吹き付けられる。開口部４３に突起部４１を設けているので、窒素ガスＧ１をはんだ２０及びプリント基板Ｓ１に向けて均一に供給することができる。
【００３０】
噴流はんだ槽１は、窒素ガスＧ１が吹き付けられたはんだ２０をプリント基板Ｓ１に噴流することで所定の箇所にはんだが形成される。このはんだ２０は、ガス密度の高い窒素ガスＧ１が吹き付けられるので、酸化されていない。このため、はんだの濡れ性の低下を抑制でき、所定の箇所以外にはんだが付着されるブリッジ不良やつらら不良がほとんどみられない。
【００３１】
このように、本実施の形態に係る噴流はんだ槽１によれば、はんだ収容部２に収容されたはんだ２０をポンプ部１０で流動させてノズル部３から噴流させ、その噴流されたはんだ２０に窒素ガスＧ１を吹き付ける噴流はんだ槽１において、カバー本体部４０は、ノズル部３を挿入する開口部４３と当該開口部４３より外側に位置する側壁４２とを有し、はんだ収容部２の一部を覆う。供給管４５は、窒素ガスＧ１を供給する複数の供給口４６を側壁４２の方向側に有し、開口部４３の周囲を囲うように当該開口部４３と側壁４２との間に設けられる。
【００３２】
これにより、複数の供給口４６から多量の窒素ガスＧ１が供給されるので、側壁４２、ノズル部３及びはんだ２０の液面に囲われた空間９に当該窒素ガスＧ１を貯留できる。この貯留した窒素ガスＧ１は、供給口４６から供給される窒素ガスよりもそのガス密度が高くなる。ガス密度が高くなった窒素ガスＧ１が開口部４３から噴出されて、ノズル部３から噴流されるはんだ２０に当該窒素ガスＧ１が吹き付けられる。
【００３３】
この結果、ノズル部３から噴流されるはんだ２０にガス密度が高くなった窒素ガスＧ１を吹き付けることができるので、はんだ２０の酸化を防止できる。その結果、所定の箇所以外にはんだが付着されるブリッジ不良やつらら不良を低減することができる。
【００３４】
なお、本実施の形態では、窒素ガスＧ１は、ノズル部３、側壁４２及びはんだ２０の液面に囲われた空間９を貯留部として貯留させたが、供給装置４に底板を設けて、ノズル部３、側壁４２及び底板に囲われた空間を貯留部として貯留させてもよい。
【００３５】
＜第２の実施の形態＞  
本実施の形態では、供給口が不等間隔に配置される供給装置４Ａについて説明する。前述の実施の形態及び実施例と同じ名称及び符号のものは同じ機能を有するので、その説明を省略する。
【００３６】
図６に示すように、供給装置４Ａは、カバー本体部４０及び供給管４５Ａを備える。供給管４５Ａは、開口部４３を囲うように設けられる。供給管４５Ａには供給口４６Ａ，４７Ａ，４８Ａ，４９Ａが設けられる。供給口４６Ａ，４７Ａ，４８Ａ，４９Ａは側壁４２側に穿設されており、側壁４２に向けて窒素ガスを供給する。
【００３７】
供給口４６Ａは、当該供給口４６Ａの間隔が前述の実施の形態で説明した供給口４６の間隔と同じ間隔で配置される。供給口４６Ａの大きさは、供給口４６の大きさと同じである。供給口４７Ａは、当該供給口４７Ａの間隔が供給口４６Ａの間隔より小さくなるように配置される。供給口４７Ａの大きさは、供給口４６Ａの大きさと同じである。供給口４８Ａは、当該供給口４８Ａの間隔が供給口４７Ａの間隔より小さくなるように配置される。供給口４８Ａの大きさは、供給口４７Ａ，４６Ａの大きさより大きい。供給口４９Ａは、当該供給口４９Ａの間隔が供給口４８Ａの間隔と同じ間隔で配置される。供給口４９Ａの大きさは、供給口４８Ａの大きさと同じである。
【００３８】
なお、供給口４６Ａ，４７Ａ，４８Ａ，４９Ａの間隔及び大きさの関係は、供給管の長さや大きさ、窒素源の流量等によって適宜変更しても構わない。
【００３９】
前述の第１の実施の形態で説明した供給管４５のように、供給口４６の間隔及び大きさがそれぞれ等しければ、窒素源５に近い供給口４６から供給される窒素ガスＧ１は、窒素源５から遠い供給口４６よりも当該窒素ガスＧ１の流量が大きい。しかしながら、上述のように、供給管４５Ａに供給口４６Ａ，４７Ａ，４８Ａ，４９Ａを設けることで、供給口４６Ａ，４７Ａ，４８Ａ，４９Ａのいずれにおいても同じ流量の窒素ガスＧ１を供給することができる。これにより、ガス流量の安定した窒素ガスＧ１をはんだ２０に吹き付けることができる。
【００４０】
このように、本実施の形態に係る供給装置４Ａによれば、窒素源５から一番近い供給口４６Ａ、窒素源５から二番目に近い供給口４７Ａ、窒素源５から三番目に近い供給口４８Ａ及び窒素源５から一番遠い供給口４９Ａの間隔及び大きさをそれぞれ変えることによって、供給口４６Ａ，４７Ａ，４８Ａ，４９Ａのいずれにおいても同じ流量の窒素ガスＧ１を供給することができるようになる。これにより、より安定した窒素ガスＧ１をはんだ２０に吹き付けることができ、プリント基板Ｓ１に形成されるはんだにおいてブリッジ不良やつらら不良を低減することができる。
【符号の説明】
【００４１】
１  噴流はんだ槽
２  はんだ収容部
３  ノズル部
４，４Ａ  供給装置
５  窒素源
７  ダクト部
９  空間
１０  ポンプ部
２０  はんだ
４０  カバー本体部
４１  突起部
４２  側壁
４３  開口部
４５  供給管
４６，４６Ａ，４７Ａ，４８Ａ，４９Ａ  供給口
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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