(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被はんだ付けワークを溶融はんだに接触させてはんだ付けする際に、前記被はんだ付けワークと前記溶融はんだとの接触開始点または接触離脱点の少なくとも一方に、加熱した不活性ガスを複数の不活性ガス供給口から供給してはんだ付けを行うはんだ付け装置において、
前記接触開始点または前記接触離脱点における前記不活性ガスの温度が均一になるように、前記複数の不活性ガス供給口を中央部分が両側縁部分よりも遠くなるような円弧状に配置したことを特徴とするはんだ付け装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、低酸素濃度の不活性ガス雰囲気中ではんだ付け条件を均一化してはんだ付けを行うはんだ付け装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
低酸素濃度の不活性ガス雰囲気中で被はんだ付けワーク、例えば電子部品を搭載したプリント配線板のはんだ付けを行うことにより、溶融はんだや被はんだ付け部の酸化が抑制されるので、溶融はんだの表面張力が低下する。それに伴ってフラックス塗布量やその固形分も微量で済む。そのため、はんだ付け性が良くなってはんだ付け後のプリント配線板の洗浄が不要となり、また、いわゆるマイクロソルダリングが可能となる。
【０００３】
低酸素濃度の不活性ガス雰囲気を形成する技術は幾つかのタイプに分類することができるが、この中でプリント配線板と溶融はんだの噴流波とが接触する領域の近傍にのみ前記雰囲気形成を行う技術が、簡単な構成で済む等の理由で注目されている。
【０００４】
図４は、ピールバックポイントに加熱した不活性（Ｎ２  ）ガス（以下、Ｎ２  ガスという）を供給してはんだ付けを行う従来のはんだ付け装置を示す側断面図で、Ｎ２  ガスの供給系をシンボル図で描いてある。図５は、図４の平面図で一部を破断して示してある。
【０００５】
すなわち、図示していないヒータにより加熱されて溶融状態になった溶融はんだ３がはんだ槽２に収容され、この溶融はんだ３をポンプ４で吹き口体５から噴流させて噴流波６を形成しておき、他方で搬送コンベア７によりプリント配線板１を搬送しつつプリント配線板１の被はんだ付け部（被はんだ付け面）１ａをこの噴流波６に接触させ、はんだ付けを行う仕組みである。搬送コンベア７としては、プリント配線板１の両側端部１ｂを保持して搬送する平行２条のチェーン（図示せず）からなるコンベアが通常良く使用される。
【０００６】
そして、噴流波６とプリント配線板１とが離脱する点、すなわち接触離脱点であるピールバックポイント８に対向して、多数の孔、すなわち不活性ガス供給口（以下、ガス供給口という）１２を列設したパイプ状のノズル１１を設けてある。
【０００７】
このノズル１１には、流体加熱器３８のヒータ３９により加熱されたＮ２  ガスを供給し、前記ガス供給口１２からピールバックポイント８に加熱されたＮ２  ガスを供給する構成である。
【０００８】
流体加熱器３８へ供給するＮ２  ガスは、ガスボンベ等の不活性（Ｎ２  ）ガス供給装置３１から供給され、開閉弁３２で開閉操作されたＮ２  ガスをフィルタ３３により不純物を除去し、圧力制御弁３４で所望の一定圧力に制御した後に流量調節弁３６および流量計３７を通って流体加熱器３８へ供給する。なお、圧力計３５はＮ２  ガス供給圧力の監視用である。
【０００９】
ピールバックポイント８に加熱したＮ２  ガスを供給する理由は、溶融はんだ３の温度よりも著しく低い温度のＮ２  ガスを供給すると、ピールバックポイント８における溶融はんだ３が冷却されてその温度が低下し、溶融はんだ３の流動性が低下してフィレット形成を阻害したり、はんだブリッジ等が生じ易くなるからである。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、この一様に加熱されたＮ２  ガスの温度が、実際には一様な温度で均一に供給されていないことを本発明者は発見した。
【００１１】
図５に示す測温点Ａ〜Ｇの位置において、供給されているＮ２  ガスの温度を測定した結果が図６に示したグラフである。図６の横軸は測温点Ａ〜Ｇの位置を表示し、縦軸は温度を表示している。なお、図６のデータはプリント配線板１が無い状態で測定したものである。
【００１２】
すなわち、プリント配線板１の搬送方向αから見て中央部分ではＮ２  ガスの温度が高く２５０℃位になり、両側線部分へ行く程温度が低く２００℃位になるので、その差が、約数１０℃にもおよぶ。
【００１３】
これは、ノズル１１の両側線部分へ行く程相対的に熱拡散が進行し易いためで、ノズル１１の中央部分に温度の高い部分が現れる。また、ノズル１１の両側縁部分では周辺大気の巻き込みが多くなり易いためでもある。
【００１４】
本発明の目的は、プリント配線板に溶融はんだが接触する接触開始点や接触離脱点（ピールバックポイント）に一様な温度のＮ２  ガスを供給できるようにすることにあり、それにより、被はんだ付けワーク（プリント配線板）を均一にはんだ付けできるようにすることにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明におけるはんだ付け装置は、熱拡散による放熱量を均一化して、一様な温度の不活性ガスを供給できるようにしたところに構成の特徴がある。すなわち、プリント配線板に溶融はんだが接触する接触開始点または接触離脱点から見て、中央部分では不活性ガス供給口が両側縁部分の不活性ガス供給口よりも遠くなるように円弧状に複数個を配置して構成する。
【００１６】
これにより、被はんだ付けワークに溶融はんだが接触しはじめる接触開始点または被はんだ付けワークから溶融はんだが離脱する接触離脱点に供給される不活性ガスの温度が均一となる。すなわち、熱拡散の進行の遅い中央部分での熱拡散と、その両側縁部分の熱拡散とを整合させることができるようになり、均一な温度の不活性ガスが供給できるようになる。
【００１７】
また、周辺大気の巻き込み量からみても、接触開始点または接触離脱点の中央部分において不活性ガス供給口との距離が遠くなることにより概ね一様な結果が得られるようになる。このことは、前記の接触開始点または接触離脱点に一様な酸素濃度の不活性ガスが供給されることにも繋がり、その面からも均一なはんだ付け条件を得ることができるようになる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
本発明は、次のような形態において実施することができる。
【００１９】
すなわち、プリント配線板を溶融はんだに接触させてはんだ付けする際に、プリント配線板と溶融はんだとが接触する接触開始点またはプリント配線板が溶融はんだから離脱する接触離脱点（ピールバックポイント）の少なくとも一方に加熱したＮ２  ガスを供給してはんだ付けを行う際に、ガス供給口を前記接触開始点または接触離脱点から見て中央部分が両側縁部分よりも遠くなるような円弧状に配置されるように構成する。
【００２０】
これにより、前記の接触開始点のいずれの位置から見ても、または接触離脱点のいずれの位置からみても、供給されるＮ２  ガスの温度が一様になり、均一なはんだ付け条件を得ることができるようになる。
【００２１】
【実施例】
次に、本発明によるはんだ付け装置の実施例を具体的に説明する。
【００２２】
図１は、本発明の第１の実施例を示す平面図である。なお、図４と同様に不活性ガスすなわちＮ２  ガスの供給系はシンボル図で描いてある。
【００２３】
図１の実施例が図４に示す従来のはんだ付け装置と異なる点は、Ｎ２  ガスを供給するためのパイプ状のノズル１３が、ピールバックポイント８から見て円弧状の形状に構成されている点である。これにより、ノズル１３に設けられた孔、すなわちガス供給口１２もピールバックポイント８から見て中央部分のガス供給口１２ａが両側縁部分のガス供給口１２ｂより遠くなるような円弧状に配置される。なお、このノズル１３に設けたガス供給口１２は、図１のようにＮ２  ガスを平行に噴出させるために、ノズル１３は円弧状になっているもののガス供給口１２から噴出するＮ２  ガスの供給方向は平行となるように設けてある。
【００２４】
図２は、図１に示す各側温点Ａ〜Ｇの位置におけるＮ２  ガスの温度の測定結果を示すグラフであり、横軸は各測温点Ａ〜Ｇの位置を表し、縦軸は温度を表している。すなわち、熱拡散量が揃い、いずれの測温点Ａ〜Ｇをとっても温度は約２００℃程度の一様な温度になっている。測温点Ｃ，Ｄ，Ｅ点においてもやや温度の下降がみられるが、これは円弧状に形成したパイプ状のノズル１３の形状による誤差である。
【００２５】
これにより、実際にプリント配線板１をはんだ付けする際に、そのピールバックポイント８に一様な温度のＮ２  ガスを供給することが可能となり、均一なはんだ付けを行うことが可能となる。
【００２６】
もちろん、図１のパイプ状のノズル１３を、図示はされないが、図１の左側のプリント配線板１と噴流波６とが接触開始する側の接触開始点９側のみに設けても良い。ただし、この場合図中の左側で凸になるように設ける。また、接触開始点９と接触離脱点であるピールバックポイント８との両側に設けても良い。このような配置方法は、一層良好な低酸素濃度のＮ２  ガス雰囲気を形成するために通常使用される配置方法である。
【００２７】
なお、このような円弧状にガス供給口１２を配置することにより、ピールバックポイント８における酸素濃度を均一化できる作用もある。すなわち、ノズル１３のガス供給口１２から噴出するＮ２  ガスに周辺大気が巻き込まれる量は、ノズル１３の両側縁部分（図中の上端と下端）の方が中央部分よりも相対的に多くなり易いからである。図１のようにノズル１３を円弧状に形成してそのガス供給口１２を円弧状に配置すれば、距離の遠い中央部分の測温点Ｃ，Ｄ，Ｅではピールバックポイント８からガス供給口１２までの距離が遠くなり、その分だけ周辺大気の巻き込み量も多くなり、ノズル１３の両側縁部分の測温点Ａ，Ｇと概ね同様の巻き込み量にすることができるからである。
【００２８】
参考までに、この周辺大気の巻き込みによる影響については、特開平７−１５１３２号公報にも記載されているが、同公報の技術は、周辺大気ではなく不活性ガスを巻き込むように構成したところに特徴がある。
【００２９】
ところで、図１においてノズル１３のガス供給口１２から噴出するＮ２  ガスの流速は、その拡散に伴い徐々に減衰してその流速が低下することから、図１の矢印β方向にノズル１２を平行移動できるように構成すると便利である。すなわち、この移動によって、若干ではあるがピールバックポイント８におけるＮ２  ガスの温度を微調整することができるようになるからである。
【００３０】
図３（ａ）〜（ｆ）は、図１のノズルの他の形状例を示す図で、Ｎ２  ガス供給用のノズルのみを示した図である。
【００３１】
図３（ａ）は平面図、図３（ｂ）は、図３（ａ）のＩ−Ｉ線による拡大断面図である。図３（ａ），（ｂ）においては、円弧上のノズル１３の孔１４に細いパイプ１５を連設したもので、ガス供給口１６から噴出する噴出ガスの指向性を高めたものである。このように、連設した細いパイプ１５の孔、すなわちガス供給口１６の中央部分のガス供給口１６ａと両側縁部分のガス供給口１６ｂとは、円弧状パイプ１３の形状に合わせて円弧状になるように配置されている。
【００３２】
また、図３（ｃ）は平面図、図３（ｄ）は、図３（ｃ）のＩＩ−ＩＩ線による拡大断面図である。図３（ｃ），（ｄ）においては、円弧状パイプによって構成されたノズル１３に図１のガス供給口１２よりも長く所要の長さを有する複数個のスリット状の孔、すなわちガス供給口１７を形成したものであり、ガス供給口１７の形状が異なるだけで中央部分のガス供給口１７ａと両側縁部分のガス供給口１７ｂとはノズル１３の円弧状の形状に合わせたもので、その他は図１の実施例と同様である。
【００３３】
また、図３（ｅ）は平面図、図３（ｆ）は、図３（ｅ）のＩＩＩ  −ＩＩＩ  線による拡大断面図である。図３（ｅ），（ｆ）においては直線状のパイプによって構成されたノズル１８の孔１９に細いパイプ２０を連設したものである。このように連設した細いパイプ２０は、各パイプ２０の孔、すなわちガス供給口２１の中央部分のガス供給口２１ａと両側縁部分のガス供給口２１ｂとが図３（ａ）に示す位置と同じく円弧状になるようにそれぞれ長さが異なる細いパイプ２０を孔１９に設けたものである。
【００３４】
【発明の効果】
以上のように本発明のはんだ付け装置によれば、溶融はんだやその噴流波と被はんだ付けワーク、例えばプリント配線板とが接触を開始する接触開始点や接触離脱点（ピールバックポイント）に、加熱された不活性ガス（Ｎ２  ガス）を一様な温度で供給することができるようになり、均一なはんだ付けを行うことができるようになる。
【００３５】
また、前記の当該点における酸素濃度を均一化することも期待できる。その点からも均一なはんだ付けを行うことができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を示す平面図である。
【図２】図１に示す各測温点における不活性ガスの温度の測定結果を示すグラフである。
【図３】図１のノズルの他の形状を示す図である。
【図４】従来のはんだ付け装置を示す側断面図である。
【図５】図４の平面図である。
【図６】図５に示す各測温点における不活性ガスの温度の測定結果を示すグラフである。
【符号の説明】
１  プリント配線板
２  はんだ槽
３  溶融はんだ
５  吹き口体
６  噴流波
８  ピールバックポイント
９  接触開始点
１２  不活性ガス供給口
１２ａ  中央部分
１２ｂ  側縁部分
１３  ノズル
【図１】
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【図２】
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【図６】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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