(57)【要約】【課題】釜内部で溶融されたはんだの温度を一定に保つことで、はんだ品質を向上させたはんだ溶融釜、および、プリント基板と電子部品のリード端子の接続を行なった際のはんだ付け品質の向上と生産性向上を図ることができるＤＩＰはんだ槽装置を実現する。【解決手段】上部に開口部１ａを有する箱状に形成され、内側形状の各コーナー部に丸み７を設けたはんだ溶融釜１０としたもので、溶融したはんだ３の温度を一定に保ち金属組成を安定化することで、銅結晶の沈殿、銅と錫の化合物である芯状結晶化を防ぐことができ、はんだ３の品質低下を防止することができるとともに、プリント基板と電子部品のリード接続を行った際のはんだ付け品質の向上と生産性向上を図ることができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
上部に開口部を有する箱状に形成され、内側形状の各コーナー部に丸みを設けた、溶融されたはんだを貯留するはんだ溶融釜。
【請求項２】
外形形状を複数の略平らな面を組み合わせた形状とし、前記複数の略平らな面の少なくとも１つに接触もしくは近接させて加熱手段を設けた請求項１記載のはんだ溶融釜。
【請求項３】
溶融されたはんだを撹拌する撹拌装置を備え、前記撹拌装置によって撹拌される溶融されたはんだの流動を、前記内側形状の各コーナー部に設けた丸みによって、なめらかで均一な流動とした請求項１または２記載のはんだ溶融釜。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項記載のはんだ溶融釜と、電子部品を実装したプリント基板を搬送するレールと、前記はんだ溶融釜の前記開口部に臨ませて設けられ、前記はんだ溶融釜に貯留された溶融されたはんだを噴流する少なくとも１つのはんだ噴流口とを備え、前記プリント基板のはんだ付け面を前記はんだ噴流口に沿わせて前記レールにて搬送することではんだ付けを行うＤＩＰはんだ槽装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＤＩＰはんだを必要とするプリント基板上の電子部品接続用の銅箔部分とプリント基板に実装された電子部品のリード端子とを接合するはんだを溶融貯留するはんだ溶融釜、およびこれを用いたＤＩＰはんだ槽装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子部品を搭載したプリント基板のはんだ付けには、量産性に優れたＤＩＰはんだ槽装置を用いて電子部品リード端子とプリント基板をはんだ付けする生産方法が知られている。この生産方法は、ＤＩＰはんだ槽装置のレール上に部品実装されたプリント基板を乗せることで自動的にはんだ溶融釜に設けたはんだ噴流口にプリント基板が搬送され、プリント基板のランド部と電子部品端子部がはんだ溶融釜内の噴流されたはんだにより接合されるものである。
【０００３】
この生産方式に使用されるＤＩＰはんだ槽装置に用いられるはんだ溶融釜は、上方が開口された略直方体の箱状に形成され、その内部に溶融されたはんだが貯留されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
図３は、上記特許文献１に記載のはんだ槽（はんだ溶融釜）の構成を示したもので、以下、その構成および動作について説明する。
【０００５】
はんだ槽１０１は、上方が開口された略直方体の箱状に形成され、その外側下部に配設された複数の加熱手段１０２によって溶融された状態ではんだ１０３が貯留されている。このはんだ槽１０１を用いたＤＩＰはんだ槽装置においては、図示は省略するが、はんだ槽１０１の上方開口にはんだ噴流口を備え、このはんだ噴流口からレールで搬送されてくる電子部品を搭載したプリント基板に向けて溶融はんだを噴流してはんだ接合を行う。
【０００６】
また、図４は、従来の他のはんだ溶融釜の構成を示したもので、はんだ槽２０１は、上方が開口された略直方体の箱状に形成され、内部には加熱手段２０２によって溶融された３００ｋｇ〜５００ｋｇのはんだ２０３が、２５０℃〜２５５℃の高温で一定の温度で保たれている。このはんだ溶融釜では、加熱手段２０２ははんだ槽２０１の側面および底面に近接させて取り付けられており、溶融されたはんだ２０３の温度の均一化を図るとともに、溶融、加熱の効率化を図っている。
【０００７】
更に、はんだ槽２０１内部の溶融されたはんだ２０３の温度を均一に保つため、内部のはんだ２０３をモータ２０６もしくは電磁方式によって攪拌する構成となっている。また、このはんだ溶融釜には、プリント基板と電子部品のリード端子を接続させる為のはんだ噴流口２０４、２０５が設けられ、このはんだ噴流口２０４、２０５からはんだ槽２０１内部で攪拌されたはんだ２０３が噴流され、プリント基板と電子部品リード端子の接合が行なわれる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００４−１８８４４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上記のような従来のはんだ溶融釜の場合、図３および図４から明らかなように、はんだ槽１０１、２０１は内側形状の各コーナー部（最端部分）の形状に稜部や角部を有している。そうすると、どうしてもはんだを溶融させる為の加熱手段１０２、２０２がはんだ槽１０１、２０１の最端部の稜部や角部から離れ加熱手段１０２、２０２が当っていない部分を生じてしまい、はんだ槽１０１、２０１内部の溶融されたはんだ１０３、２０３の温度が加熱手段１０２、２０２が当って入る部分と比べて低くなって、溶融されたはんだ１０３、２０３の温度が不均一になってしまうという問題点を有していた。
【００１０】
図４に示したはんだ溶融釜においては、それを防ぐ為に、釜内部でモータ２０６もしくは電磁方式を使って釜内部のはんだ２０３の攪拌を行う仕組みになっているが、釜内部での溶融されたはんだ２０３の流れは中央部近辺は均一に流れているが、はんだ槽２０１の最端部の稜部や角部分においては、攪拌による溶融はんだ２０３の流動性が悪くなってしまう。更に釜を熱する加熱手段２０２がはんだ槽２０１の最端部の角部分から離れている為に、充分にはんだ槽２０１の最端部の稜部や角部分に熱が伝わってない場合が有り、中央部近辺の溶融されたはんだ２０３と、稜部や角部分の溶融されたはんだ２０３の温度を比較すると、５℃近く温度差が発生する場合も有る。
【００１１】
また、本来溶融されたはんだ２０３は、錫銅（銀）その他の金属が均一に混じりあって金属組成が安定した状態でいるが、前記した状態になると、温度が低くなった箇所に銅の結晶ができ易くなり、その結晶がはんだ槽２０１内部に沈殿してしまい、内部のはんだ２０３の銅成分が高くなってしまう、それによりはんだとしての金属組成バランスが崩れ、はんだそのものの品質低下になってしまうという問題点を有していた。
【００１２】
更に、はんだ２０３を構成している金属の銅と錫の化合物は芯状結晶となり、その化合物が攪拌されてはんだ噴流口２０４、２０５から噴流されて、プリント基板と電子部品リード端子を接続しようとした場合、ＩＣなどの連続端子部もしくは強ピッチのリード端子部で、マイクロショートが発生し易くなってしまうなど、はんだ付けされた物の品質の低下となってしまうという問題点を有していた。
【００１３】
そして、そのような金属組成バランスが悪い状態になってしまうと、釜内部の溶融されたはんだの全入替えを行なうしかなく、工数的にも、コスト的にも大きなロスとなってしまうという問題点を有していた。
【００１４】
本発明の目的は、釜内部で溶融されたはんだの温度を一定に保つことで、はんだ品質を向上させたはんだ溶融釜、および、プリント基板と電子部品のリード端子の接続を行なった際のはんだ付け品質の向上と生産性向上を図ることができるＤＩＰはんだ槽装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
前記目的を達成するために、本発明にかかるはんだ溶融釜は、上部に開口部を有する箱状に形成され、内側形状の各コーナー部に丸みを設けた、溶融されたはんだを貯留するはんだ溶融釜である。
【００１６】
上記の構成により、溶融されたはんだの温度を一定に保ち金属組成を安定化することで、はんだ内の銅の結晶の沈殿や、銅と錫による化合物である芯状結晶化を防ぐことができ、はんだそのものの品質低下を防止することができる。ひいては、プリント基板と電子部品リード端子の接続を行なった際のマイクロショートなどの不良を防ぐことができ、はんだ付けされた物の品質の低下を防止することができる。
【００１７】
また、本発明は上記目的を達成するために、ＤＩＰはんだ槽装置は、上記はんだ溶融釜と、電子部品を実装したプリント基板を搬送するレールと、前記はんだ溶融釜の前記開口部に臨ませて設けられ、前記はんだ溶融釜に貯留された溶融されたはんだを噴流する少なくとも１つのはんだ噴流口とを備え、前記プリント基板のはんだ付け面を前記はんだ噴流口に沿わせて前記レールにて搬送することではんだ付けを行う構成としたＤＩＰはんだ槽装置である。
【００１８】
これにより、プリント基板と電子部品リード端子の接続を行なった際のマイクロショートなどの不良を防ぐことができるので、はんだ付け品質の向上と生産性向上を図ることができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、はんだ溶融釜内部の溶融されたはんだの金属組成を安定化することではんだそのものの品質低下を防止できるはんだ溶融釜を実現することができる。また、プリント基板と電子部品のリード端子をはんだ付けを行うに際し、はんだ付け品質を向上させ、かつ生産性に優れたＤＩＰはんだ槽装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】（ａ）本発明の実施の形態１のはんだ溶融釜の側断面図（ｂ）同はんだ溶融釜の上面図
【図２】本発明の実施の形態２におけるＤＩＰはんだ槽装置の内部構成を示す側断面図
【図３】従来のはんだ溶融釜の構成を示す斜視図
【図４】（ａ）従来の他のはんだ溶融釜の側断面図（ｂ）同はんだ溶融釜の上面図
【発明を実施するための形態】
【００２１】
第１の発明は、上部に開口部を有する箱状に形成され、内側形状の各コーナー部に丸みを設けた、溶融されたはんだを貯留するはんだ溶融釜としたことにより、溶融されたはんだの温度を一定に保ち金属組成を安定化することで、はんだ内の銅の結晶の沈殿や、銅と錫による化合物である芯状結晶化を防ぐことができ、はんだそのものの品質低下を防止することができる。ひいては、プリント基板と電子部品リード端子の接続を行なった際のマイクロショートなどの不良を防ぐことができ、はんだ付けされた物の品質の低下を防止することができる。
【００２２】
第２の発明は、上記第１の発明において、外形形状を複数の略平らな面を組み合わせた形状とし、前記複数の略平らな面の少なくとも１つに接触もしくは近接させて加熱手段を設けたことにより、加熱手段を単純な平面形状とすることができ、かつ底面だけでなく、複数の側面からもはんだ溶融釜を加熱することが可能となるので、安価で高効率で温度の均一化された加熱性能を有するはんだ溶融釜を実現することができる。
【００２３】
第３の発明は、上記第１または第２の発明において、溶融されたはんだを撹拌する撹拌装置を備え、前記撹拌装置によって撹拌される溶融されたはんだの流動を、前記内側形状の各コーナー部に設けた丸みによって、なめらかで均一な流動としたことにより、はんだ溶融釜内側形状の各コーナー部に設けた丸みと撹拌装置による撹拌との相乗効果によって安定かつ強力な溶融はんだの流動を生み出すことが可能となり、溶融はんだを均一な温度で安定した金属組成に保って貯留することができるはんだ溶融釜を実現することができる。
【００２４】
第４の発明は、上記請求項１〜３のいずれか１項記載のはんだ溶融釜と、電子部品を実装したプリント基板を搬送するレールと、前記はんだ溶融釜の前記開口部に臨ませて設けられ、前記はんだ溶融釜に貯留された溶融されたはんだを噴流する少なくとも１つのはんだ噴流口とを備え、前記プリント基板のはんだ付け面を前記はんだ噴流口に沿わせて前記レールにて搬送することではんだ付けを行うＤＩＰはんだ槽装置としたことにより、プリント基板と電子部品リード端子の接続を行なった際のマイクロショートなどの不良を防ぐことができ、はんだ付け品質を向上させ、かつ生産性に優れたＤＩＰはんだ槽装置を実現することができる。
【００２５】
以下、本発明の具体的な実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
【００２６】
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１にかかるはんだ溶融釜の内部構成を示す図である。以下、その構成および動作、作用について説明する。
【００２７】
はんだ溶融釜１０の本体部分であるはんだ槽１は、上方に開口された開口部１ａを有する外形形状が略直方体の箱状に形成され、内部には加熱手段２によって溶融された３００ｋｇ〜５００ｋｇのはんだ３が、２５０℃〜２５５℃の高温で一定の温度で保たれた状態で貯留されている。
【００２８】
このはんだ溶融釜１０では、加熱手段２は複数設けられ、はんだ槽１の側面および底面にそれぞれ接触もしくは近接させて取り付けられており、従来よく見られた底面近傍にのみ加熱手段を配したものよりも溶融されたはんだ３の温度の均一化を図るとともに、加熱、溶融の効率化を図っている。
【００２９】
はんだ槽１の開口部１ａに臨ませて、はんだ槽１に貯留された溶融されたはんだ３を噴流する第１はんだ噴流口４および第２はんだ噴流口５を配設してあり、これらのはんだ噴流口４、５からの溶融されたはんだ３の噴流により、プリント基板と電子部品のリード端子がはんだ付けにより接続される。第１はんだ噴流口４は、勢い良くはんだを噴流させ、粗くはんだ付けを行うもの、第２はんだ噴流口５は、滑らかなはんだ噴流により、粗いはんだ付けの際に電子部品端子がはんだブリッジした箇所の修復を行うものである。
【００３０】
はんだ槽１内部の溶融されたはんだ３の温度を均一に保つため、撹拌装置として設けたモータ６によって溶融されたはんだ３を常に撹拌してはんだ３をはんだ槽１内で流動させている。このはんだ槽１内でのはんだ３の流動は、図１（ｂ）で矢印Ｂとして示した水平面内の循環流動だけでなく、図１（ａ）で矢印Ａとして示した上下方向の循環流動も行わせている。なお、はんだ３の撹拌装置としては、モータのほかに電磁方式による構成とすることも可能である。
【００３１】
ここで、略直方体の箱状に形成されたはんだ槽１の内側形状について説明する。はんだ槽１は、内側形状も外形形状と同様に略直方体をくり抜いた形状となっており、従って側面同士および側面と底面が交わる部分（稜部）、さらにそれらが交わる部分（角部）にそれぞれコーナー部が存在する。これら内側形状の各コーナー部は、外形形状において同様に存在する、側面と底面が交わる部分（稜部）、さらにそれらが交わる部分（角部）の各コーナー部と互いに内外で対応する位置関係となっている。
【００３２】
そして、本発明のはんだ溶融釜１０では、はんだ槽１のこれら内側形状の各コーナー部に丸み７を設けている。このように丸み７を設け、内側形状の各コーナー部をいわゆるＲ形状としたことにより、はんだ槽１内部の溶融されたはんだ３を、図１で矢印Ａ、Ｂで示すようにはんだ槽１内部で、特に各コーナー部でなめらか、かつ均一に流動させることができるので、溶融されたはんだ３をどの場所においても均一、一定の温度に保ち、溶融されたはんだ３の金属組成を安定させることで、銅結晶の沈殿や、錫銅の化合物による芯状結晶の発生を防止し、はんだ３そのものの品質低下を防止することができる。ひいては、プリント基板と電子部品リード端子の接続を行なった際のマイクロショートなどの不良を防ぐことができ、はんだ付けされた物の品質の低下を防止することができる。
【００３３】
また、本発明のはんだ溶融釜１０では、はんだ槽１の外形形状を略直方体として外側の面をすべて略平らな面とし、底面だけではなく各側面にも加熱手段２を接触もしくは近接させて配置したので、加熱手段２を単純な平面形状とすることができ、かつ、底面だけでなく、複数の側面からもはんだ３を加熱することが可能となり、安価で高効率で温度の均一化された加熱、溶融、流動を行うことができる。
【００３４】
また、本発明のはんだ溶融釜１０は、はんだ槽１内部の溶融されたはんだ３を撹拌する撹拌装置としてモータ６を備え、このモータ６を常時回転させて撹拌して溶融されたはんだ３の流動を生じさせ、しかも、はんだ槽１の内側形状の各コーナー部に設けた丸み７によって、特に各コーナー部においては丸み７に沿う、なめらかで均一な流動としたことにより、丸み７とモータ６による撹拌との相乗効果によって安定かつ強力なはんだ３の流動を生み出すことが可能となり、溶融されたはんだ３を均一な温度で安定した金属組成に保って貯留することができる。
【００３５】
そして、本発明のはんだ溶融釜１０は、上記の動作、作用、効果の総合的効果として、はんだ３の金属組成のバランス悪化を低減することができ、はんだ３の入替えを少なくし、工数的にもコスト的にも大きな効果を生み出すことができる。
【００３６】
なお、はんだ槽１の形状は、本実施の形態では、最も一般的に使用される内側形状も外形形状も略直方体としたが、内側形状にコーナー部を有する形状であれば、多角形や内部の底面部が半球状にくり抜かれたものであっても、本発明を適用して同等の効果を得ることができる。
【００３７】
（実施の形態２）
図２は本発明の実施の形態２にかかるＤＩＰはんだ槽装置の全体内部構成を示す側断面図である。以下、その構成および動作、作用について説明する。
【００３８】
ＤＩＰはんだ槽装置は、上記実施の形態１に記載したはんだ溶融釜１０を備えている。レール１１は、はんだ付けされる部品実装されたプリント基板Ｐを第１はんだ噴流口４と第２はんだ噴流口５の上方をその順に搬送入口１２から搬送出口１３に向かって矢印Ｘ方向に搬送するもので、プリント基板Ｐは１．０ｍ／ｍｉｎ〜１．３ｍ／ｍｉｎの速度でＤＩＰはんだ槽装置内を搬送される。レール１１によって搬送されるプリント基板Ｐは、はんだ槽１より手前でレール１１直下に配設されたプリヒート部１４で第１はんだ噴流口４に到達するまでに、電子部品を約１００℃〜１２０℃まで予熱する。
【００３９】
第１はんだ噴流口４では、はんだ槽１内に溶融貯留されたはんだ３を上方すなわちプリント基板Ｐに向かって勢い良く噴流させ、粗くはんだ付けを行う。次いで、第２はんだ噴流口５では、滑らかなはんだ噴流により、粗いはんだ付けの際に電子部品端子がはんだブリッジした箇所の修復を行う。その際、いずれのはんだ噴流口においてもはんだ３の温度は２５０℃〜２６０℃で、電子部品実装したプリント基板Ｐと溶融はんだとの接触時間は３〜５秒である。
【００４０】
プリント基板Ｐがプリヒート部１４を通り過ぎてはんだ槽１の上方に差し掛かると、急速に加熱され、第１はんだ噴流口４のはんだ３とプリント基板Ｐが接触したポイントで２５０〜２６０℃というピーク温度に達する。そして、第２はんだ噴流口５のはんだ３とプリント基板Ｐが接触を終了するポイントまでそのピーク温度を保ってはんだ接合を行い、さらに搬送出口１３まで搬送される間に冷却されて装置外に送り出され、はんだ接合作業が終了する。
【００４１】
以上のように、本発明のＤＩＰはんだ槽装置は、溶融されたはんだの温度を一定に保ち金属組成を安定化することで、はんだ内の銅の結晶の沈殿や、銅と錫による化合物である芯状結晶化を防ぐことができ、はんだそのものの品質低下を防止することができるはんだ溶融釜を用いたことにより、プリント基板と電子部品リード端子の接続を行なった際のマイクロショートなどの不良を防ぐことができ、電子部品の実装されたプリント基板のはんだ接合品質の向上と、生産性向上を図ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００４２】
以上のように、本発明にかかるはんだ溶融釜およびこれを用いたＤＩＰはんだ槽装置は、溶融されたはんだの温度を一定に保つことではんだ品質を向上させ、プリント基板と電子部品のリード端子の接続を行う際のはんだ付け品質の向上と生産性向上を実現することができるので、プリント基板のはんだ付けに使用されるはんだ溶融釜およびＤＩＰはんだ槽装置等として有用である。
【符号の説明】
【００４３】
１    はんだ槽
１ａ  開口部
２    加熱手段
３    はんだ
４    第１はんだ噴流口（はんだ噴流口）
５    第２はんだ噴流口（はんだ噴流口）
６    モータ（撹拌装置）
７    丸み
１０  はんだ溶融釜
１１  レール
１２  搬送入口
１３  搬送出口
１４  プリヒート部
【図１】
2011177783.tif 000003
【図２】
2011177783.tif 000004
【図３】
2011177783.tif 000005
【図４】
2011177783.tif 000006