(57)【要約】【課題】従来のインペラポンプは、脈動が起こって噴流頂部が上下動し、プリント基板に対して溶融はんだを均一に付着させることができなかった。文献上ではスクリューポンプを用いた噴流はんだ槽も提案されているが、噴流ノズルからの噴流高さを充分に高くできなかったため実用化されていないのが現状である。【解決手段】本発明の噴流はんだ槽は、スクリューポンプとケーシング間のクリアランスが０．１〜１mmとなっており、しかもスクリューポンプの軸が上下に軸受穴が穿設された軸受筒で軸支されている。また該軸受筒とケーシングとは複数本の支柱で連結されている。【選択図】図１
2006114556.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケーシング内に収納されたスクリューポンプの軸が上方に突出し、該軸の上端がモーターと連動している噴流はんだ槽において、スクリューポンプとケーシングのクリアランスが０．１〜１mmとなっていることを特徴とする噴流はんだ槽。
【請求項２】
ケーシング内に収納されたスクリューポンプの軸が上方に突出し、該軸の上端がモーターと連動している噴流はんだ槽において、スクリューポンプの軸は上下部に軸受用の穴が穿設された軸受筒に軸支されているとともに、該軸受筒はスクリューポンプを収納したケーシングと複数本の支柱で連結されており、しかもスクリューポンプとケーシングのクリアランスが０．１〜１mmとなっていることを特徴とする噴流はんだ槽。
【請求項３】
前記軸受筒とケーシングを連結する支柱の上端には牡ネジが螺設されており、該牡ネジが軸受筒の連結穴に挿入されていて、該牡ネジをナットで締め付け調整することによりケーシングと軸受筒の同心を図るようになっていることを特徴とする請求項２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、プリント基板のはんだ付け用自動はんだ付け装置に設置する噴流はんだ槽に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般にプリント基板のはんだ付けは自動はんだ付け装置で行う。この自動はんだ付け装置とは、装置本体内にフラクサー、プリヒーター、噴流はんだ槽、冷却機、等のはんだ付けのための処理装置が設置されているものである。また、これらの処理装置上を一対の搬送レールが架設されており、該搬送レールには無端の搬送チェーンが回動するように設置されている。プリント基板は、相対向する搬送チェーンに取り付けられた多数の爪により搬送され、フラクサーでフラックス塗布、プリヒーターで予備加熱、噴流はんだ槽ではんだの付着、冷却機で冷却が行われて、はんだ付けがなされる。
【０００３】
自動はんだ付け装置に使用する噴流はんだ槽には、荒れた波を噴流する一次噴流ノズルと穏やかな噴流を行う二次噴流ノズルが設置されている。一次噴流ノズルから噴流する溶融はんだは、荒れているためプリント基板のスルーホールやチップ部品の隅部によく侵入して未はんだをなくす。しかしながら荒れた波は、はんだ付け部に付着したときにツララやブリッジというはんだ付け不良を起こす。
【０００４】
そこで一次噴流ノズルでのはんだ付けで発生したこれらのはんだ付け不良は、二次噴流ノズルで修正するようになっている。この二次噴流ノズルからは穏やかな溶融はんだが噴流し、一次噴流ノズルでのはんだ付けで付着したはんだを再溶融する。このとき二次噴流ノズルから噴流する溶融はんだは、ツララやブリッジ等も再溶融するため、これらのはんだ付け不良がなくすとともに、多量に付着したはんだを少なくしてはんだを均一に付着させるようにする。
【０００５】
噴流はんだ槽において、一次噴流ノズルで未はんだをなくしたり、二次噴流はんだノズルでツララやブリッジを修正するとともに溶融はんだを均一に付着させたりするには、噴流ポンプの特性によって大きく影響される。
【０００６】
噴流はんだ槽に用いられる噴流ポンプとしては、インペラポンプが主流となっている。インペラポンプを用いた噴流はんだ槽を簡単に説明する。図６は噴流はんだ槽の一次噴流ノズルの部分で切断した断面図、図７は要部を一部破断した斜視図である。インペラポンプを用いた噴流はんだ槽は、噴流はんだ槽３０内にダクト３１が必ず設置されている。ダクト３１には上方に立設したノズル口３２が形成されており、該ノズル口に噴流ノズル３３が取り付けられている。図６、７に示す噴流ノズルは一次噴流ノズルであり、噴流口には多数の穴３４…が穿設されていて、溶融はんだが穴３４…から噴流するときに凹凸の荒れた波を形成し、この荒れた波がスルーホールやチップ部品の隅部に侵入して未はんだをなくす。
【０００７】
噴流ノズル３３の内部には、多数の穴３５…が穿設された整流板３６が横方に架設されている。またダクト３１の端部には、インペラポンプ３７の収納部３８が形成されている。該収納部はインペラポンプの直径よりも少し大径で略3/4の円弧となっている。
【０００８】
インペラポンプ３７には、軸３９が固定されており、軸の上端にはプーリー４０が取り付けられ、該プーリーはモーター４１のプーリー４２とベルト４３で連動している。
【０００９】
インペラポンプとは、軸の周囲に多数の板状の羽根が放射状に固定されたもので、今日の噴流はんだ槽で最も多く採用されている噴流ポンプである。このインペラポンプは、軸が回転したときに板状の羽根間に存在している溶融はんだを板状の羽根が回転する勢いで外方に飛ばすことにより溶融はんだを送り出すものである。従って、インペラポンプを使用する場合は、ダクトが必ず必要であった。つまりインペラポンプでは、羽根間にある溶融はんだを飛ばして噴流ノズル方向に流動させるには、インペラポンプから噴流ノズルまで達するガイドが必要であり、このガイドとなるものがダクトである。
【００１０】
ところでインペラポンプは、多数の羽根で溶融はんだを飛ばすため、溶融はんだを一枚の羽根で飛ばした後、次の羽根で飛ばすまでに間があき、その間、溶融はんだの送りが間欠的となる。そのためインペラポンプを用いた噴流はんだ槽では、噴流ノズルから噴流する溶融はんだの頂部が上下動するという所謂「脈流」が起こりやすく、プリント基板への接触が不均一となって、未はんだやプリント基板の表面に被って付着することがあった。
【００１１】
この脈流を防止する手段として、図６、７の符号３６に示すように、噴流ノズルの中間に多数の穴が穿設された整流板の設置がある。この整流板の設置は脈流防止に効果はあるが、整流板を設置すると整流板にはんだの酸化物が付着するという問題があった。酸化物付着の問題とは、噴流はんだ槽を長時間使用するうちに整流板に細かい酸化物が付着し、それが堆積して大きな塊となる。そしてその塊が整流板の穴を塞いだり、溶融はんだとともに噴流してプリント基板に付着し、短絡や外観不良となったりするものである。このようにインペラポンプは、脈動や酸化物付着等の問題があるものの、構造が簡単で安価に製造できるため、今日、噴流はんだ槽では最も多く採用されている噴流ポンプである。
【００１２】
前述のように噴流はんだ槽に用いる噴流ポンプとしては、インペラポンプが主流となっているが、文献ではスクリューポンプも提案されている。（参照：特許文献１〜３）このスクリューポンプとは、軸の周囲に螺旋状の羽根が取り付けられたものである。
【特許文献１】実開昭48-55025号公報
【特許文献２】実公昭53-34345号公報
【特許文献３】特開昭62-259665号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
スクリューポンプは古くから各分野で使用されているポンプであり、螺旋状の羽根は詰まりを起こさない構造であるため、粒状物や半固形物等の移送に適したものである。前述のように文献ではスクリューポンプを噴流はんだ槽に用いることも提案されているが、実際には噴流はんだ槽に用いられたことはない。その理由は、スクリューポンプを使用した噴流はんだ槽は、噴流ノズルから噴流した溶融はんだの高さ、特に一次噴流ノズルでの噴流高さを充分に高くすることができなかったからである。本発明は、一次噴流ノズルでの噴流高さを充分に高くすることができる噴流はんだ槽を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明者らは、スクリューポンプを用いた噴流はんだ槽で噴流高さを充分に高くできなかった原因について鋭意検討を重ねた結果、スクリューポンプの羽根とスクリューポンプを収納するケーシング間のクリアランスが適切でないことが判明した。そこで本発明者は、該クリアランスを適切にすれば噴流高さを充分に高くできることを見いだして本発明を完成させた。
【００１５】
本発明は、ケーシング内に収納されたスクリューポンプの軸が上方に突出し、該軸の上端がモーターと連動している噴流はんだ槽において、スクリューポンプとケーシングのクリアランスが０．１〜１mmとなっていることを特徴とする噴流はんだ槽である。
【００１６】
またもう一つの本発明は、ケーシング内に収納されたスクリューポンプの軸が上方に突出し、該軸の上端がモーターと連動している噴流はんだ槽において、スクリューポンプの軸は上下部に軸受用の穴が穿設された軸受筒に軸支されているとともに、該軸受筒はスクリューポンプを収納したケーシングと複数本の支柱で連結されており、しかもスクリューポンプとケーシングのクリアランスが０．１〜１mmとなっていることを特徴とする噴流はんだ槽である。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の噴流はんだ槽は、従来の噴流はんだ槽のように脈流が全く起こらないため、プリント基板に対して溶融はんだを均一に接触させることができる。また本発明の噴流はんだ槽は整流板を設置する必要がないため、はんだの酸化物が付着することがなくなり、酸化物による短絡や外観不良も全く発生しなくなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
噴流はんだ槽で脈動を起こすのは、溶融はんだが間欠的に流動するからである。溶融はんだの間欠的な流動は、溶融はんだの流れが一瞬停止し、次に勢いのある流動となる。その結果、脈動は、噴流ノズルから噴流する溶融はんだの頂部が上下動して、プリント基板に対して均一な接触ができなくなり、はんだ付け不良となる。
【００１９】
本発明者は、スクリューポンプを用いた噴流はんだ槽において、間欠的な送りをなくすためにはスクリューポンプとケーシング間のクリアランスを０．１〜１mmにすればよいことを見いだしたものである。スクリューポンプを用いた噴流はんだ槽では、該クリアランスが小さければ小さいほど間欠的な送りとならないが、クリアランスが０．１mmよりも小さいと、噴流ポンプを構成する部品の少しの変形でスクリューポンプとケーシングが接触して傷付けるようになってしまう。つまり噴流ポンプを構成する部品を精度良く仕上げても、噴流はんだ槽のように、使用・不使用時に高温と低温の繰り返しを受けるようなものでは、熱膨張・収縮による熱歪みが起こる。この熱歪みは、構成部品の厚さや大きさによって異なるが、噴流はんだ槽では、０．１mm近くまで歪むことがある。そこで本発明では、熱歪みを考慮に入れて該クリアランスを０．１mm以上とした。
【００２０】
一方、該クリアランスが１mmを超えると、スクリューポンプでも間欠的な送りとなり、脈動を発生させてしまう。そこで本発明の噴流はんだ槽では、スクリューポンプとケーシングのクリアランスを０．１〜１mmとした。
【００２１】
スクリューポンプとケーシング間のクリアランスを０．１〜１mmに保持するためには、軸がブレないようにする。軸がブレないようにするためには、スクリューポンプをケーシングに収納するときに軸を二カ所以上で軸支する。そこで本発明では、軸を二カ所で軸支するために上下部に軸受穴を有する軸受筒を用いている。またスクリューポンプに固定された軸が回転するときにスクリューポンプが常にケーシングの穴に対して同心となっていなければならない。スクリューポンプをケーシングに対して同心状態にするためには軸支する部分、或いはケーシングの位置を調整して行う。軸支部分やケーシングの位置調整は、軸支部分とケーシングを複数本の支柱で連結し、支柱と穴間に適宜な厚さのワッシャーを挟み込んで調節するようにするとよい。
【実施例】
【００２２】
以下、図面に基づいて本発明の噴流はんだ槽を説明する。図１は本発明噴流はんだ槽の要部拡大断面図、図２は本発明噴流はんだ槽の要部を一部破断した拡大斜視図、図３は本発明噴流はんだ槽の平面図、図４は図３のＡ−Ａ線断面図、図５は本発明噴流はんだ槽の破断斜視図である。
【００２３】
図３、４に示すように、噴流はんだ槽１は、無蓋の箱状で内部にはんだ２が入れられており、該はんだは図示しない電熱ヒーターで溶融され、所定の温度に保たれている。噴流はんだ槽１内には、一次噴流ノズル３と二次噴流ノズル４が設置されている。一次噴流ノズル３の噴流口には多数の噴出穴５…が穿設されており、ここから噴流する溶融はんだは、凹凸のある荒れた波となる。この荒れた波は、プリント基板のスルーホールやチップ部品の隅部に侵入して未はんだをなくすものである。しかしながら荒れた波は、ツララやブリッジ等のはんだ付け不良を発生させてしまう。そこで、これらのはんだ付け不良を二次噴流ノズルから流出する溶融はんだで修正する。二次噴流ノズル４は、噴流口が広く、また障害物がないため、穏やかな噴流状態となる。この穏やかに流出する溶融はんだにツララやブリッジが形成されたプリント基板を接触させると、ツララやブリッジが再溶融して修正されれるとともに、不必要に大量に付着したはんだを取り去って適正量にする。
【００２４】
噴流はんだ槽１内の下部には仕切板６が横方に架設されている。該仕切板には、ノズル口７が立設されており、該ノズル口には一次噴流ノズル３と二次噴流ノズル４が取り付けられている。また仕切板６には、噴流ポンプ８が設置されている。噴流ポンプ８は、軸９、軸受筒１０、ケーシング１１、スクリューポンプ１２から構成されている。
【００２５】
軸９は、上端にプーリー１３が取り付けられており、該プーリーは噴流はんだ槽１の外部に設置されたモーター１４のプーリー１５とベルト１６で連動するようになっている。また軸９の下端にはスクリューポンプ１２が取り付けられている。
【００２６】
軸受筒１０は、中空の円筒状であり、上部と下部に軸を挿通できる穴１７、１８が穿設されている。下部の穴１８は、軸９の回転を妨げず、しかも溶融はんだを容易に侵入させない大きさとなっている。軸受筒１０の下部には矩形のフランジ１９が形成されており、四隅に穴２０…が穿設されている。
【００２７】
ケーシング１１は、中央に大きな穴２１があいており、上部に矩形のフランジ２２が形成されている。フランジ２２には前述軸受筒１０のフランジ１９の穴２０…と一致したところに穴…２３が穿設されている。軸受筒１０とケーシング１１とは、四本の支柱２４…で連結されている。支柱２４の下部には、六角頭２５が形成されており、上部には支柱本体よりも小径となった牡ネジ２６が螺設されている。支柱２４は、ケーシング１１のフランジ２２に穿設された穴２３を挿通し、下部の六角頭２５を穴２３の下面に当接させる。支柱２４の上部の牡ネジ２６は、軸受筒１０のフランジ１９に穿設された穴２０を挿通し、支柱本体と細径の牡ネジで形成された段部を穴２０の下面に当接させる。そして軸受筒１０のフランジ１９の穴２０から突出した牡ネジ２６にナット２７が螺合されることにより、軸受筒１０とケーシング１１が連結される。
【００２８】
スクリューポンプ１２は、軸９に取り付けられており、該軸の下部の周囲に複数枚（４枚）の螺旋状の羽根２８…が取り付けられている。スクリューポンプ１２はケーシング１１の穴２１内に収納されるものであるが、羽根２８と穴２１とのクリアランス（Ｃ）が０．１〜１mmとなっている。前述のようにスクリューポンプにおいて羽根とケーシングの穴間のクリアランスが０．１〜１mmでないと脈動のない噴流状態とならない。スクリューポンプとケーシング間のクリアランスを所定の数値にするためには、当然スクリューポンプとケーシングが同心となっていなければならない。これらが同心となっていないときには、ナット２７の締め付け具合を調整したり、軸受筒１０のフランジ１９の穴２０の下面と、支柱２４の段部に適宜な厚さのワッシャーを挟み込んで調整したりする。
【００２９】
スクリューポンプ１２が取り付けられた軸９は、ケーシング１１の下方から挿入し、軸受筒１０の下部の穴１８と上部の穴１７を挿通して上方に突出させる。スクリューポンプはケーシング内での上下の位置が重要であるため、軸９は軸にリング２９を固定して位置決めを行う。
【００３０】
本発明の噴流はんだ槽において、スクリューポンプとケーシングのクリアランスを０．５mmにしたものでは、噴流ノズルから噴流している溶融はんだの頂部は上下動せず、脈動が全く起こっていなかった。一方、該クリアランスが２mmにした噴流はんだ槽では、噴流ノズルから噴流する溶融はんだの高さを充分に高くすることができなかった。。
【産業上の利用可能性】
【００３１】
実施例では、プリント基板の裏面全面をはんだ付けする噴流はんだ槽について説明したが、本発明はプリント基板の必要箇所だけはんだ付けする所謂「部分ディップのはんだ槽」にも採用できることはいうまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明噴流はんだ槽の要部拡大断面図である。
【図２】本発明噴流はんだ槽の要部を一部破断した拡大斜視図である。
【図３】本発明噴流はんだ槽の平面図である。
【図４】図３のＡ−Ａ線断面図である
【図５】本発明噴流はんだ槽の破断斜視図である。
【図６】インペラポンプを用いた噴流はんだ槽の断面図である。
【図７】インペラポンプを用いた噴流はんだ槽の要部を一部破断した斜視図である。
【符号の説明】
【００３３】
８  噴流ポンプ
９  軸
１０  軸受筒
１１  ケーシング
１２  スクリューポンプ
２４  支柱
２６  牡ネジ
【図１】
2006114556.tif 000003
【図２】
2006114556.tif 000004
【図３】
2006114556.tif 000005
【図４】
2006114556.tif 000006
【図５】
2006114556.tif 000007
【図６】
2006114556.tif 000008
【図７】
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