(57)【要約】    【課題】  リード間にはんだブリッジが形成されるのを有効に防止する。    【解決手段】  はんだ槽本体１にエアシリンダ４を取り付け、はんだ槽本体１とピストンロッド５との間にシールを内蔵した直動軸受６を設け、ピストンロッド５の先端部に密閉容器７を取り付け、密閉容器７内にソレノイドを有するピン駆動装置８を設け、ピン駆動装置８により駆動されかつ溶融はんだに濡れる材料からなるウエットピン９を設け、ウエットピン９の端部と密閉容器７の端部との間に引きバネ１０を設ける。【選択図】        図１
2006302922.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回路基板に実装部品のリードをはんだ付けするために使用される局所噴流はんだ付け装置において、溶融はんだに濡れる材料からなるはんだ濡れ部材と、上記はんだ濡れ部材を上記リードの近傍に移動する部材移動手段とを具備することを特徴とする局所噴流はんだ付け装置。
【請求項２】
上記部材移動手段として、上記はんだ濡れ部材を昇降するはんだ濡れ部材昇降手段と、上記はんだ濡れ部材昇降手段をほぼ水平方向に移動する横移動手段とを有するものを用いたことを特徴とする請求項１に記載の局所噴流はんだ付け装置。
【請求項３】
上記横移動手段としてエアシリンダを用いたことを特徴とする請求項２に記載の局所噴流はんだ付け装置。
【請求項４】
上記はんだ濡れ部材昇降手段としてソレノイドを有するものを用いたことを特徴とする請求項２または３に記載の局所噴流はんだ付け装置。
【請求項５】
上記部材移動手段として、複数の上記はんだ濡れ部材を支持する支持部材と、上記支持部材を昇降する支持部材昇降手段とを有するものを用いたことを特徴とする請求項１に記載の局所噴流はんだ付け装置。
【請求項６】
上記支持部材昇降手段として、モータと、上記モータの出力軸に取り付けられたスクリュー軸と、上記スクリュー軸に螺合されたスクリュースライダとを有するものを用いたことを特徴とする請求項５に記載の局所噴流はんだ付け装置。
【請求項７】
上記はんだ濡れ部材として、先端部を着脱可能に取り付けものを用いたこと特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載の局所噴流はんだ付け装置。
【請求項８】
上記はんだ濡れ部材として、ウエットピンを用いたことを特徴とする請求項１ないし７のいずれかに記載の局所噴流はんだ付け装置。
【請求項９】
回路基板に実装部品のリードをはんだ付けする局所噴流はんだ付け方法において、溶融はんだの液面が下降する段階で、溶融はんだに濡れる材料からなるはんだ濡れ部材を上記リードの近傍に移動することを特徴とする局所噴流はんだ付け方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は回路基板に実装部品のリードをはんだ付けするために使用される局所噴流はんだ付け装置および局所噴流はんだ付け方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子機器の小型化に伴い、回路基板に実装される実装部品はリードを有する実装部品からチップ部品、フラットパッケージなどのような面実装タイプの実装部品に変わりつつある。しかし、回路の要求のため、リードを有する実装部品も使用されつづけている。そして、面実装タイプの実装部品とリードを有する実装部品とを混在して回路基板に実装する場合には、一般的には始めに面実装タイプの実装部品をリフローはんだ付け工法で回路基板に実装し、その後局所噴流はんだ付け装置を使用した局所噴流はんだ付けにより、リードを有する実装部品を回路基板に実装する。この場合、リフローはんだ付け工法ではんだ付けした部分に噴流はんだが当たらないように、リードを有する実装部品のはんだ付けに必要な部分のみに噴流はんだを接触させて、はんだ付けを行なう。
【０００３】
典型的な局所噴流はんだ付け装置では、はんだ付け過程、特に噴流はんだと回路基板とが離脱する時点（一般的にはピールバックポイントと呼ばれる）での、溶融はんだの切れを工夫し、はんだ付け時のはんだブリッジの低減を図っている。たとえば、特許文献１に示されるように、噴流はんだの噴流を水平ではなく、傾斜させることで、溶融はんだ自体の流速を生じさせ、溶融はんだの流れによる力でリード間で形成されたはんだブリッジを切断している。
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−１１５７１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、噴流はんだの噴流を傾斜させたときには、溶融はんだ自体の流速はポンプからの溶融はんだの圧送量（流量）とノズル傾斜角とにより決定されるから、噴流はんだの傾斜角の設定が不適切な場合には、溶融はんだ自体の流速を十分に大きくすることができず、結果としてはんだブリッジ対策が不十分となる問題点があった。
【０００６】
本発明は上述の課題を解決するためになされたもので、リード間にはんだブリッジが形成されるのを有効に防止することができる局所噴流はんだ付け装置、局所噴流はんだ付け方法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】
【０００７】
この目的を達成するため、本発明においては、溶融はんだに濡れる材料からなるはんだ濡れ部材と、上記はんだ濡れ部材を実装部品のリードの近傍に移動する部材移動手段とを設ける。
【発明の効果】
【０００８】
本発明においては、リード間に付着している余分な溶融はんだははんだ濡れ部材により引き寄せられ、切断されるので、リード間にはんだブリッジが形成されるのを有効に防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
（第１の実施の形態）
図１は本発明に係る局所噴流はんだ付け装置の一部を示す正断面図、図２は図１に示した局所噴流はんだ付け装置を示す平面図である。図に示すように、はんだ槽本体１にノズルプレート２が設けられ、ノズルプレート２にノズル３が設けられている。また、はんだ槽本体１にエアシリンダ４が取り付けられ、エアシリンダ４のピストンロッド５ははんだ槽本体１内で伸縮し、はんだ槽本体１とピストンロッド５との間にはシールを内蔵した直動軸受６、たとえばセラボール軸受（商品名：日本ピローブロック株式会社）が設けられている。また、ピストンロッド５の先端部には密閉容器７が取り付けられ、密閉容器７内にソレノイドを有するピン駆動装置８が設けられ、ピン駆動装置８により駆動されるウエットピン９が設けられ、ウエットピン９の端部と密閉容器７の端部との間に引きバネ１０が設けられている。そして、ピン駆動装置８のソレノイドがオンのときには、ウエットピン９は引きバネ１０のバネ力に抗して伸長し、ピン駆動装置８のソレノイドがオフのときには、ウエットピン９は引きバネ１０のバネ力により縮小する。また、ウエットピン９は溶融はんだに濡れる材料からなるものたとえば鉄パイプの表面にニッケルめっきを施したものであり、またウエットピン９の先端部は鉛筆のように円錐状に形成され、はんだ付けするリード間をスライドできるサイズとしている。なお、ノズル３に溶融はんだを圧送するポンプや圧送パイプについては図示を省略している。
【００１０】
そして、密閉容器７、ピン駆動装置８および引きバネ１０によりウエットピン９を昇降するはんだ濡れ部材昇降手段が構成され、エアシリンダ４によりはんだ濡れ部材昇降手段をほぼ水平方向に移動する横移動手段が構成され、はんだ濡れ部材昇降手段および横移動手段によりウエットピン９をリードの近傍に移動する部材移動手段が構成されている。
【００１１】
つぎに、図１、図２に示した局所噴流はんだ付け装置の動作、すなわち本発明に係る局所噴流はんだ付け方法について説明する。まず、図３(ａ)、図４（図３(ａ)のＡ−Ａ断面図）に示すように、はんだ付けされる実装部品１２が取り付けられ、フラックスが塗布され、かつ予備加熱が行なわれた回路基板１１をコンベアではんだ付け位置まで搬送し、はんだ付けを行なうステーションで回路基板１１を静止させる。つぎに、図３(ｂ)に示すように、ポンプを作動させてノズル３から溶融はんだ１４を噴流させる。つぎに、図３(ｃ)に示すように、回路基板１１を下降し、回路基板１１を溶融はんだ１４に接触させて、はんだ付けを開始する。なお、実装部品８や回路基板１１の熱容量にもよるが、はんだ付けは一般的には２〜５秒程度かけて行なう。つぎに、図５(ａ)に示すように、ポンプを停止させて、溶融はんだ１４の噴流を停止させる。この場合、溶融はんだ１４の液面が徐々に下降していくが、溶融はんだ１４の液面が下降する段階（これが前記ピールバックポイント開始）では、実装部品１２のリード１３間に余分な溶融はんだ１４が付着している。また、溶融はんだ１４の液面が下降し始めた段階で、ピン駆動装置８のソレノイドをオンにして、ウエットピン９を上昇させる。つぎに、図５(ｂ)に示すように、エアシリンダ４のピストンロッド５を伸長して、ウエットピン９を図５紙面右方に一定速度で移動する。すると、実装部品１２に２列に設けられたリード１３の間をウエットピン９の先端部が通過する。すなわち、溶融はんだ１４の液面が下降する段階で、ウエットピン９の先端部がリード１３の近傍に移動し、リード１３間に付着している余分な溶融はんだ１４がウエットピン９により引き寄せられる。この場合、ウエットピン９は回路基板１１の表面に対して略０．５ｍｍくらいにまで近づける。また、ウエットピン９の移動速度については、溶融はんだ１４の液面がリード１３と完全に離脱するまでの時間（略２秒）内にウエットピン９の移動が完了するように調整する。つぎに、図５(ｃ)に示すように、ウエットピン９の移動が完了したのちに、ピン駆動装置８のソレノイドをオフにして、ウエットピン９を下降させるとともに、回路基板１１を上昇させる。この状態では、リード１３に付着したはんだ１５が固化し、はんだ付けが完了する。最後に、エアシリンダ４のピストンロッド５を縮小して、ウエットピン９を元の位置に戻す。
【００１２】
この局所噴流はんだ付け装置、局所噴流はんだ付け方法においては、溶融はんだ１４の液面が下降する段階で、リード１３の近傍をウエットピン９の先端部が通過するから、リード１３間に付着している余分な溶融はんだ１４はウエットピン９により引き寄せられ、切断されるので、リード１３間にはんだブリッジが形成されるのを有効に防止することができる。また、回路基板１１に塗布されたフラックスが溶融はんだ１４と接触した際に、フラックス内のガス分が膨張爆発し、回路基板１１の表面上にはんだボールが発生したとしても、はんだボールはウエットピン９により再溶融され、持ち去られていくから、はんだボールの発生を防止することができる。また、ウエットピン９は一定速度で移動するから、ウエットピン９側へ溶融はんだ１４が引き寄せられる力は各リード１３で均等となるので、各リード１３に付着するはんだ１５の量が均一になる。したがって、はんだ１５の形状のばらつきが小さくなるから、はんだ形状自動検査工程において、検査装置の過剰判定（良品を不良品と厳しく判定すること）を減らすことができ、自動検査工程の後の作業員による再判定を行なう必要がないので、作業員による検査工数を低減することができる。また、直動軸受６が設けられているから、シリンダロッド５の往復動作をスムーズにすることができ、またシリンダロッド５部から略２５０℃の高温の溶融はんだ１４がエアシリンダ４側のはんだ槽本体１の外部に漏れることがない。また、ウエットピン９を回路基板１１の表面に対して略０．５ｍｍくらいにまで近づけるから、ウエットピン９による溶融はんだ１４の引き寄せ効果を最大限に発揮することができる。また、傾斜したノズルを使用していないから、回路基板１１を傾斜させる必要がないので、ロボットなどを使用する必要がなく、装置が簡単である。また、ピールバックポイントにおける溶融はんだ１４の液面の下降速度を調整する必要がなく、かつリード１３間にはんだブリッジが形成されるのを有効に防止することができる。
【００１３】
なお、第１の実施の形態では、横移動手段としてエアシリンダ４を用いたが、モータ駆動によるラック・ピニオン方式の横移動手段、ソレノイドを駆動源する横移動手段を用いてもよい。また、ウエットピンの先端部をネジなどにより着脱可能に取り付ければ、ウエットピンの先端形状を円錐型、マイナスドライバ型など様々な形状にすることができるから、ウエットピンの先端形状を実装部品１２に応じた最適な形状にすることができる。
【００１４】
（第２の実施の形態）
図６は本発明に係る他の局所噴流はんだ付け装置の一部を示す正断面図、図７は図６に示した局所噴流はんだ付け装置を示す平面図である。図に示すように、はんだ槽本体１に取付部材２１が固定され、取付部材２１にモータ２２が取り付けられ、モータ２２の出力軸にスクリュー軸２３が取り付けられ、スクリュー軸２３にスクリュースライダ２４が螺合され、ノズルプレート２によってスクリュースライダ２４は図６紙面上下方向に移動可能に支持されており、またスクリュースライダ２４の回転が防止されている。また、スクリュースライダ２４に支持部材２５が取り付けられ、支持部材２５に複数本のウエットピン２６が支持されている。そして、ウエットピン２６は溶融はんだに濡れる材質のもの、たとえば鉄パイプの表面にニッケルめっきを施したものである。
【００１５】
そして、モータ２２、スクリュー軸２３およびスクリュースライダ２４により支持部材２５を昇降する支持部材昇降手段が構成され、支持部材２５および支持部材昇降手段により複数のウエットピン２６をリード１３の近傍に移動する部材移動手段が構成されている。
【００１６】
つぎに、図６、図７に示した局所噴流はんだ付け装置の動作、すなわち本発明に係る他の局所噴流はんだ付け方法について説明する。まず、図８(ａ)、図９（図８(ａ)のＢ−Ｂ断面図）に示すように、はんだ付けされる実装部品１２が取り付けられ、フラックスが塗布され、かつ予備加熱が行なわれた回路基板１１をコンベアではんだ付け位置に搬送し、はんだ付けを行なうステーションで回路基板１１を静止させる。つぎに、図８(ｂ)に示すように、ポンプを作動させてノズル３から溶融はんだ１４を噴流させる。つぎに、図８(ｃ)に示すように、回路基板１１を下降させ、回路基板１１を溶融はんだ１４に接触させて、はんだ付けを開始する。つぎに、図１０(ａ)に示すように、ポンプを停止させて、溶融はんだ１４の噴流を停止させる。この場合、溶融はんだ１４の液面が徐々に下降していくが、溶融はんだ１４の液面が下降する段階では、実装部品１２のリード１３間に余分な溶融はんだ１４が付着している。また、溶融はんだ１４の液面が下降し始めた段階で、モータ２２を駆動して、ウエットピン２６を上昇し始める。つぎに、図１０(ｂ)に示すように、さらにウエットピン２６を上昇させて、ウエットピン２６の先端部をリード１３の近傍に位置させる。すなわち、溶融はんだ１４の液面が下降する段階で、ウエットピン２６の先端部をリード１３の近傍に移動する。この場合、ウエットピン２６は回路基板１１の表面に対して略０．５ｍｍくらいにまで近づける。この状態では、リード１３間に付着している余分な溶融はんだ１４がウエットピン２６により引き寄せられる。なお、ウエットピン２６の上昇速度については、溶融はんだ１４の液面がリード１３と完全に離脱するまでの時間（略２秒）内にウエットピン２６の上昇が完了するように調整する。つぎに、図１０(ｃ)に示すように、モータ２２を逆回転して、ウエットピン２６を下降させるとともに、回路基板１１を上昇させる。この状態では、リード１３に付着したはんだ１５が固化し、はんだ付けが完了する。
【００１７】
この局所噴流はんだ付け装置、局所噴流はんだ付け方法においては、溶融はんだ１４の液面が下降する段階で、リード１３の近傍にウエットピン２６の先端部が位置するから、リード１３間に付着している余分な溶融はんだ１４はウエットピン２６により引き寄せられ、切断されるので、リード１３間にはんだブリッジが形成されるのを有効に防止することができる。また、回路基板１１に塗布されたフラックスが溶融はんだ１４と接触した際に、フラックス内のガス分が膨張爆発し、回路基板１１の表面上にはんだボールが発生したとしても、はんだボールはウエットピン２６により再溶融され、持ち去られていくから、はんだボールの発生を防止することができる。また、複数のウエットピン２６を同時にリード１３の近傍に位置させることができるから、各リード１３に付着するはんだ１５の量が均一になるので、作業員による検査工数を低減することができる。また、ウエットピン２６を回路基板１１の表面に対して略０．５ｍｍくらいにまで近づけるから、ウエットピン２６による溶融はんだ１４の引き寄せ効果を最大限に発揮することができる。また、傾斜したノズルを使用していないから、回路基板１１を傾斜させる必要がないので、ロボットなどを使用する必要がなく、装置が簡単である。また、ピールバックポイントにおける溶融はんだ１４の液面の下降速度を調整する必要がなく、かつリード１３間にはんだブリッジが形成されるのを有効に防止することができる。
【００１８】
なお、第２の実施の形態では、モータ２２を有する支持部材昇降手段を用いたが、エアシリンダを有する支持部材昇降手段等を用いてもよい。また、ウエットピンの先端部をネジなどにより着脱可能に取り付ければ、ウエットピンの先端形状をリード１３間に十字型配置できるような形状としたり、様々な形状とすることができるから、ウエットピンの先端形状を実装部品１２に応じた最適な形状にすることができる。
【００１９】
また、上述実施の形態においては、溶融はんだに濡れる材料からなるはんだ濡れ部材としてウエットピン９、２６を用いたが、板状等のはんだ濡れ部材を用いてもよい。また、上述実施の形態においては、ウエットピン９、２６として鉄パイプの表面にニッケルめっきを施したものを使用したが、ウエットピンとして鉄パイプの表面に銅めっきを施したもの等を使用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明に係る局所噴流はんだ付け装置の一部を示す正断面図である。
【図２】図１に示した局所噴流はんだ付け装置を示す平面図である。
【図３】図１、図２に示した局所噴流はんだ付け装置の動作説明図である。
【図４】図３(ａ)のＡ−Ａ断面図である。
【図５】図１、図２に示した局所噴流はんだ付け装置の動作説明図である。
【図６】本発明に係る他の局所噴流はんだ付け装置の一部を示す正断面図である。
【図７】図６に示した局所噴流はんだ付け装置を示す平面図である。
【図８】図６、図７に示した局所噴流はんだ付け装置の動作説明図である。
【図９】図８(ａ)のＢ−Ｂ断面図である。
【図１０】図６、図７に示した局所噴流はんだ付け装置の動作説明図である。
【符号の説明】
【００２１】
３…ノズル            ４…エアシリンダ
８…ピン駆動装置      ９…ウエットピン
１０…引きバネ        ２２…モータ
２３…スクリュー軸    ２４…スクリュースライダ
２５…支持部材        ２６…ウエットピン
【図１】
2006302922.tif 000003
【図２】
2006302922.tif 000004
【図３】
2006302922.tif 000005
【図４】
2006302922.tif 000006
【図５】
2006302922.tif 000007
【図６】
2006302922.tif 000008
【図７】
2006302922.tif 000009
【図８】
2006302922.tif 000010
【図９】
2006302922.tif 000011
【図１０】
2006302922.tif 000012