(57)【要約】【課題】溶融はんだの液面の高さを管理してはんだ付け不良を抑制することにより高信頼性のはんだ接合部を得ることができるはんだ付け装置を提供する。【解決手段】はんだ付け装置１は、はんだ付け対象物１０を溶融はんだ２ａに浸漬するためのはんだ付け装置１であって、溶融はんだ２ａに対して非接触の状態で溶融はんだ２ａの液面ＬＳの高さを測定するための非接触型変位計３と、非接触型変位計３によって測定された液面ＬＳの高さに基づいてはんだ付け対象物１０が溶融はんだ２ａに浸漬するようにはんだ付け対象物１０の移動量を制御する移動機構５とを備えている。【選択図】図１
2011020153.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
はんだ付け対象物を溶融はんだに浸漬するためのはんだ付け装置であって、
前記溶融はんだに対して非接触の状態で前記溶融はんだの液面の高さを測定するための非接触型変位計と、
前記非接触型変位計によって測定された前記液面の高さに基づいて前記はんだ付け対象物が前記溶融はんだに浸漬するように前記はんだ付け対象物の移動量を制御する移動機構とを備えた、はんだ付け装置。
【請求項２】
前記非接触型変位計は、渦電流変位計である、請求項１に記載のはんだ付け装置。
【請求項３】
前記溶融はんだの前記液面の酸化物を除去するためのワイパーをさらに備え、
前記非接触型変位計が前記ワイパーの動作範囲面の上方に設置されている、請求項１または２に記載のはんだ付け装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、はんだ付け装置に関し、特に、はんだ付け対象物を溶融はんだに浸漬するためのはんだ付け装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
はんだ付け工法の１つとして浸漬はんだ付け工法がある。浸漬はんだ付け工法では、はんだ付け対象物を溶融はんだに浸漬することにより、はんだ付けが行なわれる。
【０００３】
たとえば、プリント配線板に電子部品（抵抗、コンデンサ、ＩＣ（Integrated Circuit；集積回路）など）を電気的に接続する場合、浸漬はんだ付け工法が採用されている。具体的には、はんだ付け装置において、電子部品を配置したプリント配線板をはんだ槽に貯蔵された溶融はんだに浸漬させることにより、プリント配線板に電子部品がはんだ付けされる。
【０００４】
このはんだ付け装置においては、電子部品を配置したプリント配線板が溶融はんだに対して移動することにより、そのプリント配線板が溶融はんだの液面に接触する。これにより、そのプリント配線板の溶融はんだの液面に接触した部分に、はんだ接合部が形成される。
【０００５】
はんだ接合部の良否は、溶融はんだの液面の高さに影響される。つまり、たとえば溶融はんだの液面の高さが低い場合には、プリント配線板が溶融はんだと接触しない、または充分に接触しないことから、未はんだ、はんだ上がり不足などのはんだ付け不良が発生する。そのため、良好なはんだ接合部が得られない。
【０００６】
したがって、良好なはんだ接合部を得るために、溶融はんだの液面の高さを管理することが極めて重要である。
【０００７】
溶融はんだの液面の高さを管理する一例として、たとえば特開平８−３０９５２０号公報（特許文献１）には、溶融はんだ面レベルが変化した場合でも、溶融はんだ面に設けられたフロートが上下動板とともに上下動することにより、上下動板の上端に形成された溶融はんだ流出部を溶融はんだ面から常に一定の高さに保つ噴流式はんだ付け装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平８−３０９５２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかし、上記公報の噴流式はんだ付け装置では、溶融はんだの液面に浮遊するドロス（はんだの酸化物）またはフラックスの残渣がフロートに付着することによりフロートの溶融はんだの液面の高さへの追従性が悪く、溶融はんだの液面の高さを管理することが困難である。
【００１０】
本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであり、その目的は、溶融はんだの液面の高さを管理してはんだ付け不良を抑制することにより高信頼性のはんだ接合部を得ることができるはんだ付け装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明のはんだ付け装置は、はんだ付け対象物を溶融はんだに浸漬するためのはんだ付け装置であって、溶融はんだに対して非接触の状態で溶融はんだの液面の高さを測定するための非接触型変位計と、非接触型変位計によって測定された液面の高さに基づいてはんだ付け対象物が溶融はんだに浸漬するようにはんだ付け対象物の移動量を制御する移動機構とを備えている。
【発明の効果】
【００１２】
本発明のはんだ付け装置によれば、非接触型変位計によって測定された液面の高さに基づいてはんだ付け対象物が溶融はんだに浸漬するようにはんだ付け対象物の移動量が制御されているため、はんだ付け対象物を確実に溶融はんだに接触させることができるので、はんだ付け不良を抑制することにより高信頼性のはんだ接合部を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施の形態におけるはんだ付け装置を概略的に示す部分断面図である。
【図２】本発明の一実施の形態におけるはんだ付け装置を概略的に示す部分断面図であって、はんだ付け対象物が溶融はんだに浸漬された状態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の一実施の形態について図に基づいて説明する。
最初に、本発明の一実施の形態のはんだ付け装置の構成について説明する。
【００１５】
図１を参照して、本発明の一実施の形態のはんだ付け装置１は、はんだ槽２と、非接触型変位計３と、制御部４、移動機構５と、ワイパー６とを主に有している。なお、図１においては、溶融はんだ２ａ、はんだ付け対象物１０の一例であるプリント配線板１０ａおよび電子部品１０ｂも図示されている。
【００１６】
はんだ付け装置１は、はんだ付け対象物１０をはんだ槽２に貯蔵された溶融はんだ２ａに浸漬させてはんだ付けするための装置である。
【００１７】
はんだ槽２は、少なくとも上面の一部が開口した中空の筐体で構成されている。その筐体の内部に溶融はんだ２ａが貯蔵されている。
【００１８】
溶融はんだ２ａの上方には溶融はんだ２ａに対して非接触の状態で溶融はんだ２ａの液面ＬＳの高さを測定するための非接触型変位計３が配置されている。非接触型変位計３は、溶融はんだ２ａの液面ＬＳと所定の間隔をあけて配置されており、液面ＬＳに対して非接触である。非接触型変位計３は制御部４に接続されている。非接触型変位計３には、たとえば渦電流変位計が適用され得る。渦電流変位計は、高温の対象物に対して使用することができるので、溶融はんだに対して使用することができる。
【００１９】
非接触型変位計３が測定した溶融はんだ２ａの液面ＬＳの高さに基づいて移動機構５の移動量を制御するための制御部４が移動機構５に接続されている。制御部４は、非接触型変位計３が測定した液面ＬＳの高さを移動機構５のモータ５ａへフィードバックすることにより、はんだ付け対象物１０の移動量を制御するように構成されている。
【００２０】
溶融はんだ２ａの上方には、非接触型変位計３によって測定された液面ＬＳの高さに基づいてはんだ付け対象物１０を溶融はんだ２ａに浸漬するための移動機構５が配置されている。移動機構５は、モータ５ａと、軸５ｂと、取付部材５ｃと、把持部材５ｄと、カバー部材５ｅとを主に有している。移動機構５は、モータ５ａの駆動力によりはんだ付け対象物１０を溶融はんだ２ａに浸漬する方向（図中矢印Ａ方向）に移動可能に構成されている。モータ５ａは、軸５ｂを介して、取付部材５ｃを溶融はんだ２ａに浸漬する方向に移動するように構成されている。取付部材５ｃには把持部材５ｄを介してカバー部材５ｅが支持されている。はんだ付け対象物１０の一例であるプリント配線板１０ａおよび電子部品１０ｂは、把持部材５ｄとカバー部材５ｅとにより溶融はんだ２ａに浸漬する方向に移動可能に支持されている。なお、移動機構５の駆動力としては、はんだ付け対象物を移動可能であればよく、モータに限定されずエアシリンダなども適用され得る。
【００２１】
はんだ槽２の内側に溶融はんだ２ａの表面に浮遊するはんだの酸化物（ドロス）７を除去するためのワイパー６が配置されている。ワイパー６は、溶融はんだ２ａの液面ＬＳ付近を液面ＬＳに沿う方向（図中矢印Ｂ方向）に移動可能に構成されている。ワイパー６は、溶融はんだ２ａの上方に退避するように移動可能に構成されていてもよい。平面視においてワイパー６の移動範囲により構成される面である動作範囲面の上方に非接触型変位計３が配置されている。
【００２２】
溶融はんだ２ａには、たとえば、一般的な鉛フリーはんだ材であるＳｎ（スズ）−３．０Ａｇ（銀）−０．５Ｃｕ（銅）が適用され得る。プリント配線板１０ａには、たとえばガラスクロスにエポキシ樹脂を含有させた基材が適用され得る。
【００２３】
次に、本発明の一実施の形態のはんだ付け装置の動作について説明する。
図１および図２を参照して、はんだ付け対象物の一例として、プリント配線板１０ａと電子部品１０ｂとが準備される。プリント配線板１０ａと電子部品１０ｂとが把持部材５ｄとカバー部材５ｅとにより支持されて、溶融はんだ２ａの上方に配置される。
【００２４】
非接触型変位計３が溶融はんだ２ａの液面ＬＳの高さを測定する。非接触型変位計３が測定した溶融はんだ２ａの液面ＬＳの高さに基づいて、制御部４が移動機構５の移動量を制御する。より具体的には、たとえば、非接触型変位計３が測定した液面ＬＳの高さの測定値の情報が制御部４に送られる。制御部４は、その情報をモータ５ａの駆動による軸５ｂの移動量にフィードバックする。このようにして、移動機構５の移動量が制御される。
【００２５】
これにより、移動機構５に支持されたプリント配線板１０ａおよび電子部品１０ｂが、適切な移動量ではんだ槽２に貯蔵された溶融はんだ２ａに接触することにより、適切なはんだ量ではんだ付けされる。
【００２６】
また、プリント配線板１０ａおよび電子部品１０ｂならびにカバー部材５ｅが下降して溶融はんだ２ａに浸漬されることにより、それらの浸漬した体積分だけ溶融はんだの液面ＬＳが上昇する。非接触型変位計３が液面ＬＳの高さを測定しているため、この液面ＬＳの上昇がプリント配線板１０ａおよび電子部品１０ｂの下降動作（下降高さ）にフィードバックされる。これにより、プリント配線板１０ａおよび電子部品１０ｂならびにカバー部材５ｅが溶融はんだ２ａに浸漬されることによる液面ＬＳの高さの変動に追従して、プリント配線板１０ａおよび電子部品１０ｂが移動する。
【００２７】
また、ワイパー６が、溶融はんだ２ａの液面ＬＳ付近を液面ＬＳに沿う方向に移動することにより、溶融はんだ２ａの表面に浮遊するはんだの酸化物であるドロス７が除去される。
【００２８】
次に、本発明の一実施の形態のはんだ付け装置の作用効果について説明する。
本発明の一実施の形態のはんだ付け装置１によれば、非接触型変位計３によって測定された溶融はんだ２ａの液面ＬＳの高さに基づいて、はんだ付け対象物１０が溶融はんだ２ａに浸漬するようにはんだ付け対象物１０の移動量が制御されている。このため、非接触型変位計３で測定された液面ＬＳの高さをはんだ付け対象物１０の移動量にフィードバックすることにより、液面ＬＳが変動した場合でもはんだ付け対象物１０を確実に溶融はんだ２ａに接触させることができる。これにより、溶融はんだ２ａの液面ＬＳの高さを管理して未はんだおよびはんだ上がり不足などのはんだ付け不良の発生を抑制することにより信頼性の高いはんだ接合部を得ることができる。
【００２９】
また、はんだ付け対象物１０が溶融はんだ２ａに浸漬されることにより、浸漬した体積分だけ液面ＬＳが上昇する。本発明の一実施の形態のはんだ付け装置によれば、この浸漬した体積による液面ＬＳの高さの変動に追従して、はんだ付け対象物１０を移動させることができる。これにより、この浸漬した体積による液面ＬＳの高さの変動にも追従することができるので、より確実にはんだ付け対象物１０を溶融はんだ２ａに接触させることができる。
【００３０】
なお、はんだ付け対象物１０を支持する支持部材などが溶融はんだ２ａに浸漬される場合には、その支持部材などの浸漬した体積分もあわせて液面ＬＳが上昇する。本発明の一実施の形態のはんだ付け装置によれば、支持部材などの浸漬した体積による液面ＬＳの高さの変動にも追従してはんだ付け対象物１０を移動させることができる。これにより、この場合にも、より確実にはんだ付け対象物１０を溶融はんだ２ａに接触させることができる。
【００３１】
また、渦電流変位計は、高温の対象物に対して使用することができるので、溶融はんだに対して使用することができる。よって、確実に溶融はんだ２ａの液面ＬＳを測定することができる。これにより、確実にはんだ付け対象物１０を溶融はんだ２ａに接触させることができる。
【００３２】
また、非接触型変位計３が、ワイパー６の動作範囲面の上方に設置されている。このため、ワイパー６によってドロス７が除去されるので、非接触型変位計３はドロス７の影響を受けずに溶融はんだ２ａの液面ＬＳの高さを測定できる。これにより、溶融はんだ２ａの液面ＬＳの高さをより精度良く測定できる。これにより、より確実にはんだ付け対象物１０を溶融はんだ２ａに接触させることができる。
【００３３】
なお、上記ではプリント配線板の一例として、ガラスクロスにエポキシ樹脂を含有させた基材が適用される場合について説明したが、これに限定されるものではなく、プリント配線板は、絶縁性を有する材料である、たとえば、ガラス不織布、紙基材などにポリイミド樹脂、フェノール樹脂などを含有させた基材が適用されてもよい。
【００３４】
また、上記でははんだの一例として、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ系はんだについて説明したが、これに限定されるものではなく、Ｓｎ−Ｃｕ系はんだ、Ｓｎ−Ｂｉ（ビスマス）系はんだ、Ｓｎ−Ｉｎ（インジウム）系はんだ、Ｓｎ−Ｓｂ（アンチモン）系はんだ、またはＳｎ−Ｐｂ（鉛）系はんだのいずれが適用されてもよい。
【００３５】
また、上記では非接触型変位計が溶融はんだの液面の高さを測定することについて説明したが、これははんだ付け対象物を移動させるための溶融はんだの液面の位置を測定するとの意味である。よって、たとえば溶融はんだの液面から変位計までの距離を測定することなどにより溶融はんだの液面の位置を測定することも含まれる。
【００３６】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることを意図される。
【符号の説明】
【００３７】
１  はんだ付け装置、２  はんだ槽、２ａ  溶融はんだ、３  非接触型変位計、４  制御部、５  移動機構、５ａ  モータ、５ｂ  軸、５ｃ  取付部材、５ｄ  把持部材、５ｅ  カバー部材、６  ワイパー、７  はんだの酸化物（ドロス）、１０  はんだ付け対象物、１０ａ  プリント配線板、１０ｂ  電子部品、ＬＳ  液面。
【図１】
2011020153.tif 000003
【図２】
2011020153.tif 000004