(57)【要約】【課題】噴流ノズルの内側に溶融はんだを噴流してスポットはんだ付けを可能とする噴流ノズルを提供する。【解決手段】噴流ノズル２は、内部に長さ方向に貫通してはんだ槽５内から供給される溶融はんだの流通路３３を形成した全体筒状であり、ノズル口３８が設けられたノズル体３５と、ノズル体３５の内側にノズル体３５よりも小径であってノズル口３８の高さよりも下位にはんだ流入口３９が設けられているとともに、溶融はんだをノズル体３５の側面に設けられたはんだ排出口４０に流通させる流通路３７を形成するはんだ排出部材３６とから構成される。噴流ノズル２は、はんだ槽５内で生成した噴射圧により、ノズル口３８から噴流した溶融はんだをはんだ流入口３９を介して流通路３７に流入することで、ノズル口３８の内側に溶融はんだを噴流して噴流はんだ９Ａを形成する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に長さ方向に貫通してはんだ槽内から供給される溶融はんだを流通させる第１の流通路を形成した全体筒状であり、一端部が、はんだ槽のはんだ供給部に接続され、他端部に上記溶融はんだを噴流させるノズル口が設けられたノズル体と、
上記ノズル体の内側に、上記ノズル体よりも小径であって上記ノズル口の高さよりも下位に上記ノズル口から噴流した溶融はんだが流入するはんだ流入口が設けられているとともに、上記はんだ流入口に流入した溶融はんだを上記ノズル体の側面に設けられたはんだ排出口に流通させる第２の流通路を形成するはんだ排出部材とから構成され、
上記はんだ槽内で生成した噴射圧により、上記ノズル口から噴流した溶融はんだを上記はんだ流入口を介して上記第２の流通路に流入することで、上記ノズル口の内側に上記溶融はんだを噴流する噴流ノズル。
【請求項２】
上記はんだ排出口に、該はんだ排出口から排出される溶融はんだ量を調整するはんだ量調整機構が設けられた請求項１記載の噴流ノズル。
【請求項３】
上記はんだ排出口と上記溶融はんだの液面との間に、上記ノズル体の外形形状と上記溶融はんだの液面とに沿って、曲線形状のはんだ排出板が設けられており、該はんだ排出板を介して上記はんだ排出口から排出された溶融はんだを上記はんだ槽内に戻す請求項１又は２記載の噴流ノズル。
【請求項４】
上記はんだ排出部材が複数設けられている請求項１乃至３のいずれか１項に記載の噴流ノズル。
【請求項５】
上記ノズル体の一端側が、上記はんだ供給部に接続固定される固定部を構成し、該固定部が上記はんだ供給部に対して着脱される請求項１記載の噴流ノズル。
【請求項６】
溶融はんだを貯留するはんだ槽と、
内部に長さ方向に貫通して上記はんだ槽内から供給される溶融はんだを流通させる第１の流通路を形成した全体筒状であり、一端部が、上記はんだ槽のはんだ供給部に接続され他端部に上記溶融はんだを噴流させるノズル口が設けられたノズル体と、上記ノズル体の内側に、上記ノズル体よりも小径であって上記ノズル口の高さよりも下位に上記ノズル口から噴流した溶融はんだが流入するはんだ流入口が設けられているとともに、上記はんだ流入口に流入した溶融はんだを上記ノズル体の側面に設けられたはんだ排出口に流通させる第２の流通路を形成するはんだ排出部材とから構成された噴流ノズルと、
上記はんだ槽内の溶融はんだに噴流圧を付与することで上記第１の流通路に溶融はんだを供給するはんだ供給部とを備え、
上記噴流ノズルは、上記はんだ供給部から供給された溶融はんだを上記はんだ流入口を介して上記第２の流通路に流入することで、上記ノズル口の内側に上記溶融はんだを噴流するはんだ噴流装置。
【請求項７】
上記溶融はんだの液面を覆うように上記はんだ槽に組み合わされ、上記噴流ノズルを外方に臨ませるフード体が一体に形成されたカバー部材と、
上記溶融はんだの液面と上記カバー部材との間に形成されている空間部に窒素ガスを供給する窒素ガス供給部とを備え、
上記カバー部材によって、上記窒素ガス供給部から上記空間部に供給された窒素ガスを上記ノズル口の周囲に導出させることにより、上記噴流ノズルは、上記ノズル口から上記溶融はんだを窒素ガス雰囲気で噴流する請求項６記載のはんだ噴流装置。
【請求項８】
上記噴流ノズルの周囲に設けられており、上記窒素ガス供給部から供給された窒素ガスを加熱する加熱部をさらに備える請求項７記載のはんだ噴流装置。
【請求項９】
内部に長さ方向に貫通してはんだ槽内から供給される溶融はんだを流通させる第１の流通路を形成した全体筒状であり、一端部がはんだ槽のはんだ供給部に接続され他端部に上記溶融はんだを噴流させるノズル口が設けられたノズル体と、上記ノズル体の内側に、上記ノズル体よりも小径であって上記ノズル口の高さよりも下位に上記ノズル口から噴流した溶融はんだが流入するはんだ流入口が設けられているとともに、上記はんだ流入口に流入した溶融はんだを上記ノズル体の側面に設けられたはんだ排出口に流通させる第２の流通路を形成するはんだ排出部材とから構成された噴流ノズルを用いた噴流はんだの形成方法であって、
上記噴流ノズルは、上記はんだ槽内で生成した噴射圧により、上記ノズル口から噴流した溶融はんだを上記はんだ流入口を介して上記第２の流通路に流入させることで、上記ノズル口の内側に上記溶融はんだを噴流する噴流はんだの形成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、はんだ槽内に貯留した溶融はんだを噴流して基板の実装部品にスポットはんだ付け処理を施す噴流ノズル、はんだ噴流装置及び噴流はんだの形成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子機器等に用いられる回路基板は、回路パターンやランド等がプリント形成されるともに多数個のスルーホールが形成された基板に、各種の電子部品が実装される。回路基板は、はんだ装置に供給されてスルーホールを貫通させた各端子とランドとにはんだ付けを施すことにより、電子部品等を電気的かつ機械的に結合して実装する。近年、電子機器が小型化されており、製品を構成する部品の回路基板に実装されるチップ部品の実装密度が高くなってきている。このような理由から、隣接部品を除いて目的部分だけをはんだ付けする技術が必要となる。
【０００３】
例えば、従来のはんだ噴流装置においては、図１１に示すように、筒状の噴流ノズル１００の開口部１００Ａから溶融はんだ１０１が円周方向の全域に亘って溢れ出し、開口径に応じた外径の噴流はんだ１０１Ａを生成する。従来のはんだ噴流装置においては、回路基板１０２のランド１０２Ａや端子１０３Ａが、半球状に盛り上がった噴流はんだ１０１Ａの一部に浸漬される。
【０００４】
また、スポット的にはんだ付け処理を行うはんだ噴流装置として、特許文献１に記載された噴流ノズルを用いたものもある。特許文献１のはんだ噴流装置は、噴流ノズルがはんだ槽の溶融はんだの液面より突出させて設けられるとともに、噴流ノズルの外側に外筒が設けられ、外筒の上端がノズル開口端位置より高く設定されている。特許文献１のはんだ噴流装置では、ノズル先端から噴出された溶融はんだの一部が噴流ノズルと外筒との間を通って還流し、溶融はんだの一部が外筒の外筒の外側を通って還流し、両還流量の差異に基づいてノズル開口端の上方に溶融はんだの層（はんだ溜まり）が形成される。特許文献１のはんだ噴流装置では、噴流ノズルの内部から溶融はんだの層を通して溶融はんだを噴流させることで、噴流はんだを生じさせる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−４４６１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、図１１に示す従来のはんだ噴流装置では、噴流はんだ１０１Ａが噴流ノズル１００の開口部１００Ａの外周より大きくなり、噴流はんだ１０１Ａの接触範囲が広くなってしまう。したがって、図１１に示す従来のはんだ噴流装置では、噴流はんだ１０１Ａに浸漬させようとするランド１０２Ａや端子１０３Ａに隣接した不要な部分についてもはんだ付けがなされてしまう。
【０００７】
また、特許文献１に記載されたはんだ噴流装置では、噴流ノズルの外側に溶融はんだの流れを形成しているため、溶融はんだが噴流ノズルの外側に流れ落ちてしまい、噴流はんだの接触範囲が大きくなってしまう。したがって、特許文献１に記載されたはんだ噴流装置でも、回路基板１０２の不要な部分に対してはんだ付け処理がなされてしまう。
【０００８】
ここで、不要な部品がはんだ付けされないようにするために、図１２（Ａ）に示すように、回路基板１０２の端子１０３Ａ以外の部分をマスク治具１０４で覆う方法や、図１２（Ｂ）に示すように回路基板１０２のランド１０２Ａ以外の部分にマスキングテープ１０５を貼り付ける方法もある。しかしながら、図１２（Ａ）、（Ｂ）に示す方法では、マスク治具１０４の作成、取付け及び取外しや、マスキングテープ１０５の貼り付け及び剥がす作業が必要となるため、処理工程数が増加してしまう。
【０００９】
本発明は、上記従来の課題を解決するものであり、溶融はんだを噴流ノズルの内側に噴流して、マスク治具やマスキングテープ等を用いることなくスポット的なはんだ付けを可能とする噴流ノズル、はんだ噴流装置及び噴流はんだの形成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】
【００１０】
すなわち、本発明に係る噴流ノズルは、内部に長さ方向に貫通してはんだ槽内から供給される溶融はんだを流通させる第１の流通路を形成した全体筒状であり、一端部が、はんだ槽のはんだ供給部に接続され、他端部に上記溶融はんだを噴流させるノズル口が設けられたノズル体と、上記ノズル体の内側に、上記ノズル体よりも小径であって上記ノズル口の高さよりも下位に上記ノズル口から噴流した溶融はんだが流入するはんだ流入口が設けられているとともに、上記はんだ流入口に流入した溶融はんだを上記ノズル体の側面に設けられたはんだ排出口に流通させる第２の流通路を形成するはんだ排出部材とから構成され、上記はんだ槽内で生成した噴射圧により、上記ノズル口から噴流した溶融はんだを上記はんだ流入口を介して上記第２の流通路に流入することで、上記ノズル口の内側に上記溶融はんだを噴流する。
【００１１】
また、本発明に係るはんだ噴流装置は、溶融はんだを貯留するはんだ槽と、内部に長さ方向に貫通して上記はんだ槽内から供給される溶融はんだを流通させる第１の流通路を形成した全体筒状であり、一端部が、上記はんだ槽のはんだ供給部に接続され他端部に上記溶融はんだを噴流させるノズル口が設けられたノズル体と、上記ノズル体の内側に、上記ノズル体よりも小径であって上記ノズル口の高さよりも下位に上記ノズル口から噴流した溶融はんだが流入するはんだ流入口が設けられているとともに、上記はんだ流入口に流入した溶融はんだを上記ノズル体の側面に設けられたはんだ排出口に流通させる第２の流通路を形成するはんだ排出部材とから構成された噴流ノズルと、上記はんだ槽内の溶融はんだに噴流圧を付与することで上記第１の流通路に溶融はんだを供給するはんだ供給部とを備え、上記噴流ノズルは、上記はんだ供給部から供給された溶融はんだを上記はんだ流入口を介して上記第２の流通路に流入することで、上記ノズル口の内側に上記溶融はんだを噴流する。
【００１２】
また、本発明に係る噴流はんだの形成方法は、内部に長さ方向に貫通してはんだ槽内から供給される溶融はんだを流通させる第１の流通路を形成した全体筒状であり、一端部がはんだ槽のはんだ供給部に接続され他端部に上記溶融はんだを噴流させるノズル口が設けられたノズル体と、上記ノズル体の内側に、上記ノズル体よりも小径であって上記ノズル口の高さよりも下位に上記ノズル口から噴流した溶融はんだが流入するはんだ流入口が設けられているとともに、上記はんだ流入口に流入した溶融はんだを上記ノズル体の側面に設けられたはんだ排出口に流通させる第２の流通路を形成するはんだ排出部材とから構成された噴流ノズルを用いた噴流はんだの形成方法であって、上記噴流ノズルは、上記はんだ槽内で生成した噴射圧により、上記ノズル口から噴流した溶融はんだを上記はんだ流入口を介して上記第２の流通路に流入させることで、上記ノズル口の内側に上記溶融はんだを噴流する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、ノズル口から噴流した溶融はんだをノズル体の内側に形成されたはんだ排出部材のはんだ流入口を介してはんだ流通路に流入することにより、ノズル口から噴流した溶融はんだを噴流ノズルの内側に噴流できるため、溶融はんだが噴流ノズルの外側に溢れ出さず、マスク治具やマスキングテープ等を用いることなくスポットはんだ付けが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】噴流ノズルを用いたはんだ噴流装置の断面図である。
【図２】噴流ノズルによる回路基板のはんだ付け動作の説明図である。
【図３】噴流ノズルを示す斜視図である。
【図４】噴流ノズルを示す正面図である。
【図５】噴流ノズルの変形例を示す斜視図である。
【図６】噴流ノズルの変形例を示す斜視図である。
【図７】第２の実施形態に係る噴流ノズルを示す斜視図である。
【図８】第２の実施形態に係る噴流ノズルを示す平面図である。
【図９】第２の実施形態に係る噴流ノズルを示す正面図である。
【図１０】第２の実施形態に係る噴流ノズルを示す側面図である。
【図１１】従来の噴流ノズルにおける溶融はんだの噴流形態の説明図である。
【図１２】（Ａ）は、マスク治具で覆ったプリント基板を示す断面図であり、（Ｂ）は、マスキングテープを貼り付けたプリント基板の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明を実施するための形態（以下、実施の形態とする）について図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１６】
＜第１の実施形態＞
図１に示す本実施の形態に係るはんだ噴流装置１では、後に詳述する噴流ノズル２によって溶融はんだを噴流ノズル２の内側に噴流させ、供給される様々な仕様の回路基板３に対してはんだ付け処理を施すことが可能である。また、噴流はんだ装置１では、後に詳述するように溶融はんだを噴流ノズル２の内側に噴流させて溶融はんだが噴流ノズル２の外側に溢れ出ないようにすることで、噴流ノズル２の外側に溢れ出した溶融はんだの温度低下によるはんだブリッジ等の発生を防止できるため、信頼性を向上することが可能となる。
【００１７】
はんだ噴流装置１は、図１に示すように、筐体４の内部に詳細を省略する断熱固定構造を介して断熱空間部４Ａを構成して溶融はんだを貯留する小型のはんだ槽５を設置する。はんだ槽５は、従来の大型のはんだ噴流装置と同等のはんだ付け処理を施すことが可能な小型のはんだ噴流装置である。はんだ槽５には、その開口を閉塞して取り付けられることにより内部に密閉空間部を構成する蓋体の機能を奏するとともに各構成部位の取付機能を奏するシャーシ６が組み合わされる。
【００１８】
はんだ噴流装置１は、後に詳述するように噴流ノズル２が、ノズル取付部７に直立状態で着脱自在に取り付けられる。また、はんだ噴流装置１においては、はんだ槽５の内部にヒータ８が設けられ、はんだ槽５内に投入されたはんだ材を溶融して所定量の溶融はんだ９を貯留する。
【００１９】
また、はんだ噴流装置１においては、詳細を省略するが、溶融はんだ９の貯留量が検出手段により検出され、貯留量が規定値よりも少なくなると検出手段から出力される検出信号に基づいて適宜のアラームが行われる。このアラームにより、はんだ噴流装置１においては、はんだ材の投入が行われるようにする。
【００２０】
はんだ噴流装置１においては、はんだ槽５の内部に、後に詳述するはんだ供給部１０が設けられ、はんだ供給部１０から供給された溶融はんだ９を噴流ノズル２から噴流させる。また、はんだ噴流装置１においては、筐体４に、後に詳述するはんだ流生成駆動部１１が設けられ、はんだ流生成駆動部１１によって、はんだ供給部１０を駆動して噴流ノズル２への溶融はんだ９の供給が行われるようにする。
【００２１】
はんだ噴流装置１においては、筐体４に、はんだ流生成駆動部１１を覆ってカバー部材１３が取り付けられており、カバー部材１３に開口部１３Ａが形成される。
【００２２】
はんだ付け処理が施される回路基板３は、例えば、図２に示すように主面に所定の回路パターンやランド等の導体部をプリント形成するとともに、多数個のスルーホールを形成した基板１５の主面上に、端子１６Ａをスルーホールに貫通させて電子部品１６を組み付けて構成される。回路基板３は、スルーホールを貫通された端子１６Ａ及びランド１５Ａにはんだ付けを施して、電子部品１６を基板１５に電気的かつ機械的に結合して実装する。
【００２３】
はんだ供給部１０は、はんだ槽５内において溶融はんだ９に流れを生成して噴流ノズル２から溶融はんだ９を噴流させるポンプ手段を構成する。はんだ供給部１０は、図１に示すように、ケース１７と、ケース１７内に設けられたインペラ（回転羽根）１８とから構成される。はんだ供給部１０は、ケース１７が、筒状の取付スタッド１９を介してシャーシ６に取り付けられ、はんだ槽５内に漬けられた状態で設置されている。ケース１７には、一方側に位置してインペラ１８が内蔵されているとともに、他方側に溶融はんだ９を噴流ノズル２に供給するはんだ供給口２０が形成されている。
【００２４】
はんだ供給部１０は、インペラ１８の支軸２１が、ケース１７を貫通して取付スタッド１９内を嵌挿され、シャーシ６を貫通してはんだ流生成駆動部１１と連結されている。また、はんだ供給部１０は、ケース１７のインペラ１８を設けた一方側に、図示を省略するが溶融はんだ９の流入口が形成され、インペラ１８の回転動作によって溶融はんだ９がケース１７の内部に流れ込むように構成されている。はんだ供給部１０では、インペラ１８の回転動作によってケース１７内において溶融はんだ９にはんだ供給口方向への流れを生成する。また、はんだ供給部１０においては、インペラ１８の回転速度により溶融はんだ９の流速を設定することが可能である。
【００２５】
また、はんだ供給部１０には、ケース１７にノズル取付部７を構成する取付管部材２２が取り付けられている。取付管部材２２は、図１に示すように溶融はんだ９が流れる内部孔２２Ａを有し、上下端部の周回りに突出する上部フランジ部２２Ｂと下部フランジ部２２Ｃが一体に形成されている。取付管部材２２は、内部孔２２Ａをはんだ供給口２０に連通させて下部フランジ部２２Ｃがケース１７に固定されている。取付管部材２２には、図１に示すように上部フランジ部２２Ｂに締付けナット２４がねじ込まれる複数のネジ付きスタッド２３が一体に突設され、ネジ付きスタッド２３と締付けナット２４とにより上部フランジ部２２Ｂに対して噴流ノズル２が着脱される。取付管部材２２の取付構造は、例えばボルトとナットによるものであってもよい。また、はんだ噴流装置１は、はんだ供給部１０のケース１７に取付管部材２２を固定してノズル取付部７を構成したが、かかる構成に限定されないことは勿論である。例えば、はんだ噴流装置１は、ケース１７に取付管部材２２と同等の部位を一体に形成することにより、はんだ供給部１０の一部にノズル取付部７を形成した構造であってもよい。
【００２６】
はんだ流生成駆動部１１においては、上述したはんだ供給部１０のインペラ１８を回転駆動してはんだ供給部１０のケース１７内において溶融はんだ９に流れを生成させる。はんだ流生成駆動部１１は、図１に示すように、筐体４の一方側面に固定されたブラケット２５に取り付けられたモータ２６と、モータ２６の出力軸２６Ａに固定された駆動スプロケット２７と、シャーシを貫通したインペラ１８の支軸２１の先端部に固定された従動スプロケット２８と、駆動スプロケット２７と従動スプロケット２８との間に架け渡した無端チェーン２９とから構成されている。
【００２７】
はんだ流生成駆動部１１では、モータ２６に電源が投入されて出力軸２６Ａが駆動されると、出力軸２６Ａに固定された駆動スプロケット２７が回転する。はんだ流生成駆動部１１では、駆動スプロケット２７の回転が無端チェーン２９により従動スプロケット２８に伝達され、従動スプロケット２８に固定した支軸２１を回転させる。そして、はんだ流生成駆動部１１では、支軸２１を介してインペラ１８を回転駆動させることにより、はんだ供給部１０のケース１７内において溶融はんだ９に流れを生成させる。
【００２８】
また、はんだ流生成駆動部１１では、詳細を省略するが、モータ２６に回転出力を調整する適宜の調速手段を設け、この調速手段の設定により、インペラ１８の回転を調整して溶融はんだ９の流速が調整されるようにする。なお、はんだ流生成駆動部１１では、可動部位がカバー部材１３によって覆われることにより、安全性を確保することができる。
【００２９】
なお、はんだ噴流装置１は、はんだ供給部１０とはんだ流生成駆動部１１とにより、はんだ槽５内から溶融はんだ９を所定の流速を以って噴流ノズル２に供給するようにしたが、かかる構成に限定されるものではない。例えば、はんだ噴流装置１においては、適宜の噴流ポンプ手段により溶融はんだ９に噴流圧を生成して、はんだ槽５内から噴流ノズル２に供給するようにしてもよい。
【００３０】
次に、噴流ノズル２について詳細に説明する。はんだ噴流装置１においては、図１に示すように、噴流ノズル２が、はんだ槽５の内部からシャーシ６を貫通して上方へと突出するようにしてノズル取付部７に取り付けられている。噴流ノズル２は、基端部の外周に上述したノズル取付部に固定される固定部３４を構成するフランジ部が周回りに突出して一体に形成されている。固定部３４には、上述した取付管部材２２の上部フランジ部２２Ｂに立設したネジ付きスタッド２３に相対して複数の貫通孔が形成されている。噴流ノズル２は、貫通孔にネジ付きスタッド２３を嵌挿して固定部３４を上部フランジ部２２Ｂに重ね合わせ、ネジ付きスタッド２３の先端から締付けナット２４をねじ込んで固定部３４上に締め付けることにより、取付管部材２２に直立状態で固定する。換言すれば、噴流ノズル２は、ノズル取付部７に直立状態で固定されている。
【００３１】
噴流ノズル２は、図１に示す流通路３３の一端部における内径が、上述した取付管部材２２の内部孔２２Ａとほぼ同径とされる。また、噴流ノズル２は、耐熱性、耐化学特性及びはんだ濡れ特性を有する金属材等で形成されており、図２に示すようにノズル体３５と、ノズル体３５の内側に設けられたはんだ排出部材３６とから構成される。
【００３２】
ノズル体３５は、図２に示すように全体筒状に形成され、内側に長さ方向に貫通してはんだ槽内から供給される溶融はんだの流通路３３が形成されている。ノズル体３５は、一端部が、取付管部材２２を介してはんだ供給部１０に接続されている。ノズル体３５の他端部には、はんだ槽５内の溶融はんだ９を噴流させるノズル口３８が設けられている。
【００３３】
はんだ排出部材３６は、ノズル体３５の側面から所定間隔離されるようにしてノズル体３５の内側に設けられている。はんだ排出部材３６の一端部には、内径がノズル体３５のノズル口３８よりも小さなはんだ流入口３９が設けられ、ノズル口３８から噴流した溶融はんだが、はんだ流入口３９に流入される。はんだ排出部材３６は、はんだ流入口３９に流入した溶融はんだをノズル体３５の側面に設けられたはんだ排出口４０に流通させる流通路３７を形成する。噴流ノズル２は、はんだ流入口３９が、ノズル体３５においてノズル口３８が設けられている一端部の高さよりも下位となるように、ノズル体３５にはんだ排出部材３６が組み合わされている。
【００３４】
ここで、噴流ノズル２では、回路基板３に対してノズル口３８の内側から噴流した噴流はんだでスポットはんだ付け処理を施すとともに、ノズル口３８の外側に溢れ出す溶融はんだによるはんだブリッジ等の発生を防止するために、溶融はんだがノズル体３５の外側に溢れ出ないようにする必要がある。そこで、噴流ノズル２には、上述したようにノズル体３５の内側に、ノズル体３５よりも小径であってノズル口３８の高さよりも下位にノズル口３８から噴流した溶融はんだが流入するはんだ流入口３９が設けられている。また、噴流ノズル２には、ノズル体３５の側面であってはんだ槽５に貯留される溶融はんだ９の液面より上方側に、はんだ排出口４０が設けられている。さらに、噴流ノズル２は、ノズル口３８の開口面積とはんだ流入口３９の開口面積とを同じ程度にすることが好ましい。噴流ノズル２は、かかる構成のノズル体３５とはんだ排出部材３６とから構成されていることにより、はんだ排出部材３６の内部から外部へ圧力がかかるようにして、ノズル口３８から噴流した溶融はんだがはんだ流入口３９に流れるようにすることで、溶融はんだがノズル体３５の外側に溢れ出さないようにする。
【００３５】
つまり、はんだ排出部材３６では、はんだ流入口３９に流入した溶融はんだが、流通路３７を通ってはんだ排出口４０から排出されてはんだ槽５内に戻る。噴流ノズル２では、流通路３７を通して溶融はんだ９の流れを造り、ノズル体３５の外側に広がらない噴流はんだを形成することで、図２に示すように、ノズル口３８から湧き上がるように安定した半球状（楕円状）の噴流はんだ９Ａを形成することができる。噴流はんだ９Ａは、片寄った噴流形状とはならず、噴流ノズル２の外側に溢れ出さない安定した噴流はんだとして使用できるため、回路基板３にスポットはんだ付け処理を施すことが可能となる。
【００３６】
また、図１、図３及び図４に示すように、噴流ノズル２には、はんだ排出口４０から排出された溶融はんだが、はんだ槽５内に戻る際に飛散するのを防止するためのはんだ排出板４２と、はんだ排出口４０から排出される溶融はんだ量を調整するためのはんだ量調整機構４３とが設けられている。
【００３７】
はんだ排出板４２は、はんだ排出口４０と溶融はんだ９の液面との間に、ノズル体３５の外形形状に沿って曲線形状となるように形成されている。はんだ排出板４２としては、溶融はんだに対する耐熱性を有し、はんだ濡れ性の低い材質が好ましく、例えば、セラミックスを用いることができる。また、溶融はんだとして鉛フリーはんだを用いる場合には高い温度領域での使用となるため、はんだ排出板４２としては、ステンレス鋼の表面に窒化処理を施して硬化層を形成したものや、ステンレス鋼の表面にセラミック皮膜を形成したものが好ましい。窒化処理としては、例えば、真空窒化処理方法の一種であるカナック処理が用いられる。
【００３８】
はんだ噴流装置１では、はんだ排出板４２を介してはんだ排出口４０から排出された溶融はんだをはんだ槽５内に戻すことにより、溶融はんだがはんだ槽内５に戻る際の衝撃を少なくして、溶融はんだの飛散を少なくすることができる。なお、はんだ排出板４２は、上述したようなノズル体３５の外形形状に沿って曲線形状のものに限定されず、はんだ排出口４０から排出された溶融はんだが、はんだ槽５内に戻る際の衝撃を少なくして飛散を防止できる形状であれば他の形状を適用してもよい。
【００３９】
はんだ噴流装置１では、噴流ノズル２のノズル口３８とはんだ流入口３９との間の長さ、ノズル口３８及びはんだ流入口３９の内径、はんだ供給部１０で生成する噴流圧力等を変更することで、噴流はんだ９Ａの噴流形状を変更することができる。また、はんだ噴流装置１では、はんだ供給部１０で生成する噴流圧力を変更することで、ノズル口３８から噴流する溶融はんだ量を調整することができる。しかし、はんだ噴流装置１では、ノズル口３８が小さな噴流ノズル２を用いるため、上述したようにノズル口３８の内側で噴流はんだ９Ａの噴流形状が安定した半球状となるように噴流圧力等を調整するのは難しい。そこで、はんだ噴流装置１では、はんだ量調整機構４３を設けることにより、噴流はんだ９Ａの噴流形状を調整する。
【００４０】
図４に示すように、はんだ量調整機構４３は、はんだ排出量調整板４４と調整板取付部４５とから構成されている。はんだ量調整機構４３では、調整板取付部４５を緩めることによってはんだ排出量調整板４４を垂直方向に移動させてはんだ排出口４０から排出される溶融はんだ量を調整可能とする。はんだ量調整機構４３では、はんだ排出口４０から排出される溶融はんだ量を調整することで、ノズル口３８からはんだ流入口３９に流入する溶融はんだ量を調整し、安定した半球状の噴流はんだ９Ａをノズル口３８から噴流することを可能とする。また、はんだ量調整機構４３は、はんだ排出口４０から排出される溶融はんだ量を調整することで、ノズル口３８から噴流した溶融はんだがノズル口３８の外側に溢れ出てしまうのを防止する。はんだ量調整機構４３では、溶融はんだがノズル口３８の外側に溢れ出ないようにすることで、ノズル口３８の外側に溢れ出した溶融はんだの温度低下によるはんだブリッジ等の発生を防止できるため、信頼性を向上することを可能とする。なお、はんだ量調整機構４３は、上述したはんだ排出量調整板４４と調整板取付部４５とによって構成されるものに限定されず、はんだ排出口４０から排出される溶融はんだの量を調整できるものであれば他の構成を適用してもよい。
【００４１】
また、図１に示すように、はんだ噴流装置１には、ノズル加熱部４７が設けられている。はんだ噴流装置１では、ノズル加熱部４７から加熱した窒素ガスによって噴流ノズル２を加熱するとともにノズル口３８の周囲を窒素ガス雰囲気として、溶融はんだ９の酸化を抑制する。ノズル加熱部４７は、図１に示すように、フード体４８とノズルヒータ４９と窒素ガス供給部５０とから構成されている。
【００４２】
ノズル加熱部４７は、図１に示すように、フード体４８とノズルヒータ４９とをユニットとして、カバー部材１３の開口部１３Ａに組み付けられている。フード体４８は、噴流ノズル２のノズル体３５の外側の上方部位を取り囲むようにして略ハの字状に形成され、カバー部材１３の開口部１３Ａに取り付けられている。ノズルヒータ４９は、噴流ノズル２の上方部位を取り囲む内部空間を有する略筒状のケース内にヒータを収納して構成され、カバー部材１３の下方に位置してシャーシ６に取り付けられている。また、ノズルヒータ４９には、詳細を省略するが内周壁部に多数個のガス吹出し口が形成されている。
【００４３】
ノズル加熱部４７は、フード体４８とノズルヒータ４９のケースとシャーシ６とにより、噴流ノズル２を取り囲む空間部５１を構成する。ノズル加熱部４７は、ノズルヒータ４９のケース内に窒素ガス供給部５０から窒素ガスを供給し、ノズルヒータ４９のケース内でヒータにより加熱された窒素ガスをガス吹出し口から空間部５１に吹き出す。そして、ノズル加熱部４７においては、空間部５１内に吹き出した窒素ガスをフード体４８によって噴流ノズル２のノズル口３８の周囲に導出させる。
【００４４】
ノズル加熱部４７では、ノズル口３８の周囲に導出させた窒素ガスによって、ノズル口３８の周囲を加熱状態の窒素ガス雰囲気とし、外気の影響によってノズル口３８から噴流する噴流はんだ９Ａが温度低下してしまうのを抑制する。また、ノズル加熱部４７においては、空間部５１からノズル口３８の周囲に導出させた窒素ガスによってノズル口３８から噴流する溶融はんだの表面を覆うことにより、溶融はんだ表面の酸素濃度を下げて溶融はんだ９の酸化を抑制する。なお、上述したフード体４８としては、噴流ノズル２を取り囲むように形成してノズル口３８の周囲を加熱状態の窒素ガス雰囲気にできるものであれば、他の形状のものを適用してもよい。
【００４５】
次に、噴流ノズル２を用いたはんだ噴流装置１における動作について説明する。図１に示すように、はんだ噴流装置１では、モータ２６を駆動すると、モータ２６の回転が駆動スプロケット２７と無端チェーン２９と従動スプロケット２８とを介して支軸２１に伝達されインペラ１８が回転する。はんだ噴流装置１では、インペラ１８の回転によって、はんだ槽５に貯留される溶融はんだ９がケース１７の内部に押し出される。はんだ噴流装置１では、図１及び図２に示すように、ケース１７内部に押し出された溶融はんだ９が、取付管部材２２を介して噴流ノズル２内に流入し、流通路３３を通ってノズル口３８から噴出する。はんだ噴流装置１では、ノズル口３８から噴流した溶融はんだ９が、ノズル体３５の外側に溢れ出さずに、はんだ流入口３９から流通路３７に流入して噴流はんだ９Ａを形成する。そして、流通路３７に流入した溶融はんだ９は、はんだ排出口４０から排出され、はんだ排出板４２に導かれてはんだ槽５内に戻る。
【００４６】
はんだ噴流装置１では、図２に示すように噴流ノズル２のノズル口３８から噴流した溶融はんだ９をはんだ流入口３９を介して流通路３７に流入させることで、ノズル体３５の内側に噴流はんだ９Ａを形成する。すなわち、はんだ噴流装置１では、噴流ノズル２のはんだ排出部材３６の内部に形成された流通路３７を通して溶融はんだ９の流れを造ることで、ノズル体３５の外側に広がらないスポット的な噴流はんだ９Ａを形成する。はんだ噴流装置１では、噴流はんだ９Ａを形成することで、回路基板３の狭い範囲の目的部位だけをはんだ付けすることが可能となる。また、はんだ噴流装置１では、回路基板３の不要部分にはんだ付けがされないようにすることで、はんだ付け不良が発生してしまうのを防止して、品質を向上させることが可能となる。例えば、はんだ噴流装置１では、図２に示す回路基板３の端子１６Ａ以外の部品、すなわち、ランド１５Ａにはんだ付け処理がされるのを防止できるため、端子１６Ａに対してスポットはんだ付け処理を行うことが可能となる。また、はんだ噴流装置１では、マスク治具やマスキングテープ等を用いることなく溶融はんだを狭い範囲に噴流させることができるため、処理工数を削減することが可能となる。
【００４７】
はんだ噴流装置１では、はんだ量調整機構４３によってはんだ排出口４０から排出する溶融はんだの量を調整することで、ノズル口３８からはんだ流入口３９に流入する溶融はんだ量を調整し、ノズル口３８から安定した半球状の噴流はんだ９Ａを形成できる。また、はんだ噴流装置１では、はんだ量調整機構４３によりはんだ排出口４０から排出される溶融はんだ量を調整することで、ノズル口３８から噴流した溶融はんだがノズル体３５の外側に溢れ出てしまうのを防止できる。はんだ噴流装置１では、溶融はんだが噴流ノズル２の外側に溢れ出してしまう場合と比較して、外側に溢れ出した溶融はんだの温度低下によるはんだブリッジ等の発生を防止できるため、信頼性を向上することが可能となる。
【００４８】
次に、噴流ノズル２の変形例について説明する。図５に示すように、噴流ノズル２は、内部に長さ方向に貫通して中空円筒状に形成されたノズル体３５と、ノズル体３５の内部に設けられたはんだ排出部材３６とから構成されていてもよい。また、図６に示すように、噴流ノズル２は、内部に長さ方向に貫通して中空矩形筒状に形成されたノズル体３５と、ノズル体３５の内部に設けられたはんだ排出部材３６とから構成されていてもよい。図５に示すような中空円筒状の噴流ノズル２を用いた場合には、ノズル体３５及びはんだ排出部材３６の内部において溶融はんだを効率よく通過させることができる。
【００４９】
＜第２の実施形態＞
図７〜図１０を参照しながら、第２の実施形態に係る噴流ノズル２Ａについて説明する。噴流ノズル２Ａにおいて、噴流ノズル２と同一の構成については同一の符号を付してその詳細な説明については省略する。噴流ノズル２Ａは、ノズル体３５の内部に流通路が複数設けられている点、及び、後に詳述するはね防止板が設けられている点で噴流ノズル２と異なる。噴流ノズル２Ａにおいては、ノズル体３５の内部に流通路を複数設けることにより、ノズル口から噴流する溶融はんだのバランスをとることで、噴流はんだの形状を微調整することが可能となる。
【００５０】
図７〜図１０に示すように、噴流ノズル２Ａを構成するはんだ排出部材３６Ａ、３６Ｂは、それぞれノズル体３５の内側に全体矩形筒状に形成され、ノズル口３８Ａ、３８Ｂ、３８Ｃの高さよりも下位にはんだ流入口３９Ａ、３９Ｂが設けられている。また、図８に示すように、噴流ノズル２Ａは、噴流はんだのバランスをとって噴流形状を調整可能とするために、ノズル口３８Ａ、３８Ｂ、３８Ｃ及びはんだ流入口３９Ａ、３９Ｂがそれぞれ略同じ開口面積であって交互の位置となるように、ノズル体３５とはんだ排出部材３６Ａ、３６Ｂとが組み合わされている。はんだ排出部材３６Ａ、３６Ｂには、ノズル体３５の側面に貫通したはんだ排出口４０Ａ、４０Ｂが設けられている。噴流ノズル２Ａには、加工性を考慮して、図７及び図９に示すように、ノズル体３５の一側面側に、はんだ排出口４０Ａ、４０Ｂが設けられることが好ましい。
【００５１】
噴流ノズル２Ａには、図１０に示すように、はんだ排出口４０Ａ、４０Ｂから排出される溶融はんだ量を調整するためのはんだ量調整機構４３が設けられている。噴流ノズル２Ａは、はんだ量調整機構４３によってはんだ排出口４０Ａ、４０Ｂから排出される溶融はんだの量を調整することで、ノズル口３８Ａ、３８Ｂ、３８Ｃから噴流する溶融はんだの流量の調整が可能となる。噴流ノズル２Ａでは、はんだ量調整機構４３によってノズル口３８Ａ、３８Ｂ、３８Ｃから噴流する溶融はんだの流量のバランスをとることで噴流はんだの形状を微調整し、安定した半球状の噴流はんだを形成することが可能となる。
【００５２】
また、図１０に示すように、噴流ノズル２Ａには、はんだ排出口４０から排出した溶融はんだが不要な部品に付着するのを防止するために、はね防止板５５が設けられる。はね防止板５５は、はんだ排出口４０に対向する位置に設けられ、はね防止板取付部５６に取り付けられている。噴流はんだ装置１では、はね防止板５５によって、はんだ排出口４０から排出した溶融はんだが不要な部品に付着するのを防止することではんだ付け不良を防止し、信頼性を向上することが可能となる。また、噴流はんだ装置１では、はね防止板５５を設けることにより、はんだ排出口４０から排出した溶融はんだを大気と触れにくくして、溶融はんだから酸化物が発生してしまうのを抑制できる。
【００５３】
次に、噴流ノズル２Ａにおける噴流動作について説明する。図９に示すように、噴流ノズル２Ａでは、流通路３３から整流板６０を通ってノズル口３８Ａから噴流した溶融はんだが、はんだ流入口３９Ａに流入し、流通路３７Ａを通ってはんだ排出口４０Ａから排出されてはんだ槽５内に戻る。また、噴流ノズル２Ａでは、ノズル口３８Ｂから噴流した溶融はんだが、はんだ流入口３９Ｂに流入し、流通路３７Ｂを通ってはんだ排出口４０Ｂから排出されてはんだ槽５内に戻る。また、噴流ノズル２Ａでは、ノズル口３８Ｃから噴流した溶融はんだが、はんだ流入口３９Ｂに流入し、流通路３７Ｂを介してはんだ排出口４０Ｂから排出される。はんだ排出口４０Ａ、４０Ｂから排出された溶融はんだは、図７及び図１０に示すように、はんだ排出板４２を介してはんだ槽５内に戻される。
【００５４】
以上説明したように、噴流ノズル２Ａを用いたはんだ噴流装置１は、上述したようにノズル体３５の内側に複数のはんだ排出部材３６とはんだ量調整機構４３とが設けられていることにより、はんだ排出口４０Ａ、４０Ｂから排出する溶融はんだの量の調整が可能となる。噴流ノズル２Ａを用いたはんだ噴流装置１では、はんだ排出口４０Ａ、４０Ｂから排出する溶融はんだの量を調整することで、ノズル口３８Ａ、３８Ｂ、３８Ｃからの噴流はんだの形状を微調整して安定した半球状の噴流はんだ９Ａを形成できる。したがって、噴流ノズル２Ａを用いたはんだ噴流装置１では、マスク治具やマスキングテープ等を用いることなくスポットはんだ付けができる。また、噴流ノズル２Ａを用いたはんだ噴流装置１では、溶融はんだを噴流ノズル２Ａの内側に噴流させて溶融はんだが噴流ノズル２Ａの外側に溢れ出ないようにすることで、噴流ノズル２Ａの外側に溢れ出した溶融はんだの温度低下によるはんだブリッジ等の発生を防止できるため、信頼性を向上することが可能となる
【符号の説明】
【００５５】
１  はんだ装置、２  噴流ノズル、３  回路基板、５  はんだ槽、９  溶融はんだ、９Ａ  噴流はんだ、１０  はんだ供給部、１１  はんだ流生成駆動部、２０  はんだ供給口、３５  ノズル体、３６  はんだ排出部材、３７  流通路、３８  ノズル口、３９  はんだ流入口、４０  はんだ排出口、４２  はんだ排出板、４３  はんだ量調整機構、４４  はんだ排出量調整板、４５  調整板取付部、４７  ノズル加熱部、４８  フード体、４９  ノズルヒータ、５０  窒素ガス供給部、５１  空間部、５５  はね防止板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2011035044.tif 000008
【図７】
2011035044.tif 000009
【図８】
2011035044.tif 000010
【図９】
2011035044.tif 000011
【図１０】
2011035044.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
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