(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
板状に形成し、その主面に融解されたはんだの表面張力による悪影響を抑制する構造を持つことを特徴としたはんだ付けされるプリント基板の反りを抑制する反り止め金具。
【請求項２】
厚さ方向から見た形状を逆凸形状に形成した請求項１記載の反り止め金具。
【請求項３】
前記主面を凹凸形状に形成した請求項１記載の反り止め金具。
【請求項４】
加熱手段によって溶融されたはんだを貯留するはんだ槽と、電子部品を実装したプリント基板を搬送するコンベアと、前記はんだ槽内に設けられ、前記はんだ槽に貯留された溶融されたはんだを前記プリント基板に向けて噴出させる少なくとも１つのはんだ噴流口と、請求項１〜３のいずれか１項記載の反り止め金具とを備えたディップはんだ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ディップ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を、融解したはんだ槽内のはんだで接合するディップはんだ装置およびプリント基板の反りを抑制する反り止め金具に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子部品を実装したプリント基板のはんだ付けには、量産性に優れたディップはんだ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（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
図５は、従来のディップはんだ装置の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について説明する。電子部品が実装されたプリント基板Ｐはプリント基板搬入口１０１からディップはんだ装置の搬送レ−ル上に乗せることで、装置内のプリント基板搬送用コンベア１０２によって自動的にディップはんだ装置内を矢印Ｘ方向に搬送され、順にフラックス塗布工程１０３、予備加熱工程１０４（フラックス活性化）、はんだ付け工程１０５（プリント基板のランド部と電子部品端子部接合）、プリント基板冷却工程１０６が実施され、全ての工程完了後、プリント基板搬出口１０７からプリント基板Ｐが搬出される仕組みとなっている。
【０００４】
はんだ付け工程１０５では、２５５±５℃で融解されたはんだ１０８を入れたはんだ槽１０９内に設置された、１次はんだ噴流口１１０ではんだ１０８を勢い良くはんだ付け箇所に噴流しはんだ１０８を粗く付着させ、２次はんだ噴流口１１１では前工程で粗く付着されたはんだ１０８を、ソフトウエ−ブのはんだ流動でブリッジ箇所や、銅箔面が露出していない箇所のはんだ除去を行う。このようなディップはんだ装置のはんだ槽１０９内には、図６に示すように、はんだ槽１０９内部の溶融されたはんだ１０８の温度を均一に保ち、安定した金属組成に保つため、撹拌装置としてモータ１１４が設けられている。
【０００５】
また、プリント基板Ｐの大きさや厚さや材質によってははんだ槽１０９からの熱によるプリント基板Ｐの反りが発生する場合があり、この反りを抑制するため、プリント基板搬送用コンベア１０２の搬送レ−ルと平行にプリント基板Ｐのほぼ中央付近に対向させて、図７に示すような平板形状の反り止め金具１１２を設けることが行なわれる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１１−１７７７８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記のように、ディップはんだ槽装置で搬送されるプリント基板Ｐの材料は、はんだ槽１０９内の融解はんだ温度でプリント基板Ｐのガラス転移点（Ｔｇ）を超えてしまいプリント基板Ｐに反りが発生するといった課題がある。その対策として、上記のような反り止め金具１１２が設置され、はんだ槽１０９からの熱によるプリント基板Ｐの反りを抑制している。
【０００８】
しかしながら、このような従来の反り止め金具およびこれを用いたディップはんだ装置では、反り止め金具１１２ははんだ槽１０９内に浸って設置をされているため、プリント
基板Ｐと電子部品の接合の際にプリント基板Ｐがはんだ槽１０９内のはんだ１０８に浸った際、反り止め金具１１２近傍の電子部品端子、ランド部にはんだ１０８が付着しないといった課題が有る。
【０００９】
すなわち、従来の反り止め金具１１２は、図７に示す通り、単純な平板形状の構造となっているため、はんだ槽内１０９での反り止め金具１１２、プリント基板Ｐと融解されたはんだ１０８の状態を解析をすると、反り止め金具１１２とプリント基板Ｐの接触部は、はんだ１０８の表面張力により融解されたはんだ１０８がプリント基板Ｐに触れていない隙間Ｓが広範囲に発生している（図４（ｃ）参照）。このことが、赤目の発生等のはんだ付け品質の低下を招いている。
【００１０】
本発明は、このような課題を解決するため、プリント基板上に実装された電子部品端子とプリント基板銅箔部分とのはんだ接続を行った際に発生する赤目等の不具合を減らし、ディップはんだ時におけるはんだ品質を向上できる反り止め金具およびこれを用いたディップはんだ装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前記目的を達成するため、本発明の反り止め金具およびこれを用いたディップはんだ装置は、板状に形成し、その主面に融解されたはんだの表面張力による悪影響を抑制する構造を持つことを特徴とするはんだ付けされるプリント基板の反りを抑制する反り止め金具、およびこれを用いたディップはんだ装置である。
【００１２】
これにより、はんだ槽からの熱によるプリント基板の反りを抑制するという本来の機能を維持しつつ、確実にプリント基板と融解されたはんだが接触するようにしたり、表面張力による悪影響を小さくしたりして、反り止め金具とプリント基板との接触近傍の融解されたはんだを確実にプリント基板に付着させることができるので、反り止め金具近傍の赤目の発生を抑制することが可能となる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の反り止め金具およびこれを用いたディップはんだ装置によれば、反り止め金具近傍の赤目の発生を抑制することで、高品質なはんだ付けが実現でき、管理面でも大幅に管理工数を減らすことが可能となる。更にはんだ付けされたプリント基板の品質が向上することで、ディップはんだ後の目視検査、はんだコテを使用した修正人員も大幅に削減ができ、同時にはんだ修正手作業による２次不良の発生を抑制することが可能となり、生産性、コストに優れ、高品質な製品を実現することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施の形態１におけるディップはんだ装置の内部構成を示す側断面図
【図２】本発明の実施の形態１におけるディップはんだ装置のはんだ槽の内部構成を示す上面図
【図３】本発明の実施の形態１における反り止め金具の斜視図
【図４】本発明の実施の形態１におけるディップはんだ装置のはんだ槽内での、反り止め金具、プリント基板および融解されたはんだの状態を示す説明図
【図５】従来のディップはんだ装置の内部構成を示す側断面図
【図６】従来のディップはんだ装置のはんだ槽の内部構成を示す上面図
【図７】従来の反り止め金具の斜視図
【発明を実施するための形態】
【００１７】
第１の発明の反り止め金具は、板状に形成し、その主面に融解されたはんだの表面張力による悪影響を抑制する構造を持つことにより、反り止め金具近傍の赤目の発生を抑制することで、高品質なはんだ付けが実現でき、管理面でも大幅に管理工数を減らすことが可能となる。更にはんだ付けされたプリント基板の品質が向上することで、ディップはんだ後の目視検査、はんだコテを使用した修正人員も大幅に削減ができ、同時にはんだ修正手作業による２次不良の発生を抑制することが可能となり、生産性、コストに優れ、高品質な製品を実現することが可能となる。
【００１８】
第２の発明の反り止め金具は、上記第１の発明において、厚さ方向から見た形状を逆凸形状に形成したことにより、融解されたはんだの表面張力による悪影響を抑制する構成を簡易な形状で実現することができ、反り止め金具近傍の赤目の発生を抑制することが可能となる。
【００１９】
第３の発明の反り止め金具は、上記第１の発明において、前記主面を凹凸形状に形成したことにより、融解されたはんだの表面張力による悪影響を反り止め金具の下方部分から抑制することができ、反り止め金具近傍の赤目の発生を抑制することが可能となる。
【００２０】
第４の発明のディップはんだ装置は、加熱手段によって溶融されたはんだを貯留するはんだ槽と、電子部品を実装したプリント基板を搬送するコンベアと、前記はんだ槽内に設けられ、前記はんだ槽に貯留された溶融されたはんだを前記プリント基板に向けて噴出させる少なくとも１つのはんだ噴流口と、上記第１〜第３のいずれかの発明の反り止め金具とを備えたことにより、反り止め金具近傍の赤目の発生を抑制することで、高品質なはんだ付けが実現でき、管理面でも大幅に管理工数を減らすことが可能となる。更にはんだ付けされたプリント基板の品質が向上することで、ディップはんだ後の目視検査、はんだコテを使用した修正人員も大幅に削減ができ、同時にはんだ修正手作業による２次不良の発生を抑制することが可能となり、生産性、コストに優れ、高品質な製品を実現することが可能となる。
【００２１】
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。
【００２２】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１におけるディップはんだ装置内部の構造概要を示す側断面図である。図１において、ディップはんだ装置の左端部に設けたプリント基板搬入口１は、部品実装されたプリント基板Ｐの入り口である。プリント基板搬入口１から搬送されたプリント基板Ｐはプリント基板搬送用コンベア２（コンベア）に乗ってディップはんだ装置内を矢印Ｘ方向に搬送される。
【００２３】
プリント基板搬入口１から搬送されたプリント基板Ｐは、フラックス塗布部３で表面の汚れを除去するとともにはんだの濡れ性を向上させるためにフラックスを塗布される。そして、予備加熱部４にて電子部品を約１００℃〜１２０℃まで予熱された後、融解されたはんだ８が入れられたはんだ槽９内に上方に開口された開口部５に臨ませて設置された、１次はんだ噴流口１０および２次はんだ噴流口１１から噴出させた約２５０℃〜２６０℃のはんだ８によって電子部品リード端子とプリント基板Ｐの銅箔部分のはんだ付けを行う。そして、プリント基板冷却部６を通過して、ディップはんだ装置の右端部に設けたプリント基板搬出口７から搬出される。
【００２４】
プリント基板搬送用コンベア２の速度は、１次はんだ噴流口１０および２次はんだ噴流口１１におけるプリント基板Ｐとはんだ８の接触時間を３秒〜５秒として最良のはんだ付け品質が得られるよう、１．０ｍ／ｍｉｎ〜１．７ｍ／ｍｉｎとしてある。
【００２５】
図２は、本発明の実施の形態１におけるディップはんだ装置のはんだ槽内の構成を示した上面図である。はんだ槽９は、上方に開口された開口部５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、はんだ槽９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た加熱手段１３によって溶融された３００ｋｇ〜５００ｋｇのはんだ８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。
【００２６】
はんだ槽９の開口部５に臨ませて、はんだ槽９に貯留された溶融されたはんだ８を噴流する１次はんだ噴流口１０および２次はんだ噴流口１１を配設してあり、これらのはんだ噴流口１０、１１からの溶融されたはんだ８の噴流により、プリント基板Ｐの銅箔部分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。
【００２７】
はんだ槽９内部の溶融されたはんだ８の温度を均一に保ち、安定した金属組成に保つため、撹拌装置として設けたモータ１４によって溶融されたはんだ８を常に撹拌して、はんだ８をはんだ槽９内で流動させている。なお、はんだ８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。
【００２８】
はんだ槽９内に設置された各はんだ噴流口１０、１１では下部からの噴流量を制御してノズルからのはんだ噴流をコントロ−ルしている。１次はんだ噴流口１０では勢い良くはんだ８を噴出させ、おおまかなはんだ付けを行う。この際、はんだ８は粘度が有るため、表面張力によって、本来接続されてはならない電子部品端子間がはんだ付けされてしまうはんだブリッジが発生する場合がある。また、はんだが付着すべき箇所に付着しない赤目と称する不具合が発生する場合もある。特にスルーホ−ル基板に対しては、この１次はんだ噴流口１０での噴流の高さ、噴流の安定を図ることが重要となる。
【００２９】
２次はんだ噴流口１１では１次はんだ噴流口１０よりも緩やかにはんだ８を噴出させ、１次はんだ噴流口１０で粗くはんだ付けされた部分を、２次噴流で、なだらかなはんだの流れではんだ付け部の仕上げを行い、はんだブリッジや赤目のような不具合の抑制を行う。
【００３０】
はんだ槽９内には、はんだ槽９内のはんだ８からの熱によるプリント基板Ｐの反りを抑制するため、プリント基板搬送用コンベア２の搬送レ−ルと平行にプリント基板Ｐのはんだ付け面のほぼ中央付近に対向させて、はんだ付け面に対し略直角に配置された板状の反り止め金具１２が設けられている。この反り止め金具１２は、はんだ槽９内に対し着脱自在としてあり、溶融したはんだ８に浸漬して装着された状態において、その上面部１２ａが搬送されるプリント基板Ｐの下面（銅箔部分を有するはんだ付け面）の近傍直下に位置するよう設定されている。そして、反り止め金具１２は、プリント基板Ｐに熱が加わる予
備加熱部４からはんだ槽９にかけプリント基板Ｐが搬送された際に、プリント基板Ｐの中央部を下方から支えるように設置されている。
【００３１】
図３は、本発明の実施の形態１におけるディップはんだ装置の反り止め金具の構造を示した斜視図である。図３（ａ）〜図３（ｃ）に示す３種の形状のものを例示してある。図４は、本発明の実施の形態１におけるディップはんだ装置のはんだ槽内での、反り止め金具、プリント基板および融解されたはんだの状態を示すもので、図４（ａ）は正面視した状態、図４（ｂ）は側面視したもの（拡大図）をそれぞれ示している。図４（ｃ）は、比較のために、従来の反り止め金具による場合の正面視した状態を示したものである。
【００３２】
図３に示すように、本実施の形態における反り止め金具１２は、反り止め金具１２とプリント基板Ｐとの接触近傍の融解したはんだ８を確実にプリント基板Ｐの銅箔部分に付着させる、もしくは反り止め金具１２とプリント基板Ｐ間で発生する融解したはんだ８の表面張力を小さくする構造を特徴としている。
【００３３】
図３（ａ）〜図３（ｃ）に示した反り止め金具１２は、いずれも上面部１２ａに複数の凹部１２ｂを設け、その複数の凹部１２ｂをプリント基板Ｐの搬送方向（矢印Ｘ方向）に並べて配設して、長手方向（プリント基板Ｐの搬送方向）を凹凸にすることで、プリント基板Ｐが熱によって反ろうとするところを反り止め金具１２によって反りを抑制する際に、搬送されてくるプリント基板Ｐと反り止め金具１２間が接触しない部位（複数の凹部１２ｂ）を設け、確実にプリント基板Ｐと融解したはんだ８が接触するようにしている。
【００３４】
従来の構成では図４（ｃ）に示すように、プリント基板Ｐと反り止め金具１２の上面部近傍は融解したはんだ８の表面張力によりはんだ８が充分に行き渡らない範囲（隙間Ｓ）が広くなり、融解したはんだ８を完全にプリント基板Ｐに付着させることはできなかった。
【００３５】
一方、本発明の構成によれば、反り止め金具１２の上面部１２ａに複数の凹部１２ｂが有るため、図４（ａ）、図４（ｂ）に示すように、プリント基板Ｐと反り止め金具１２の上面部１２ａの近傍のはんだ８が行き渡らない範囲（隙間Ｓ）を小さくすることができ、融解したはんだ８をプリント基板Ｐに確実に付着させることができる。したがって、本発明の反り止め金具およびこれを用いたディップはんだ装置によれば、従来融解したはんだが付着しなかった反り止め金具近傍箇所も融解したはんだ８を付着させることが可能となるので、反り止め金具１２近傍の赤目の発生等のはんだ付け不良の発生を抑制し、はんだ付け品質を向上させることができる。
【００３６】
また、図３（ｂ）に示すように、厚さ方向から見た正面視逆凸形状にしたり、図３（ｃ）に示すように、主面である略平面部両面に凹部１２ｃを複数並べて配設して凹凸形状にしたりして、表面張力による悪影響の少ない形状に変え、プリント基板Ｐと反り止め金具１２の上面部１２ａ近傍における表面張力によるはんだ８が行き渡らない範囲（隙間Ｓ）を小さくすることで、同様の効果を得ることができる。
【００３７】
さらに、図３（ａ）の構成と、図３（ｂ）または図３（ｃ）の構成とを併用することにより、反り止め金具１２近傍の赤目の発生等のはんだ付け不良の発生を抑制し、はんだ付け品質を向上させるという効果をより一層高めることができる。
【００３８】
なお、本実施の形態の反り止め金具１２の平面部の凹凸形状の構成は、図３（ｃ）に示したような溝状の凹部１２ｃを複数並べたものに限られるものではなく、例えば、互いに独立した複数の凹部を直線状に並べたものや格子状に並べたものであってもよく、同様の効果を得ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００３９】
以上のように、本発明にかかる反り止め金具およびこれを用いたディップはんだ装置は、電子部品が搭載されたプリント基板をはんだ付けするに際し、高品質なはんだ付けを実現することができるので、電子部品が実装されたプリント基板をコンベア搬送し、はんだ噴流口から溶解したはんだを噴流させて電子部品端子とプリント基板銅箔部分の接合を行うディップはんだ装置等として有用である。
【符号の説明】
【００４０】
１  プリント基板搬入口
２  プリント基板搬送用コンベア（コンベア）
３  フラックス塗布部
４  予備加熱部
５  開口部
６  プリント基板冷却部
７  プリント基板搬出口
８  はんだ
９  はんだ槽
１０  １次はんだ噴流口
１１  ２次はんだ噴流口
１２  反り止め金具
１２ａ  上面部
１２ｂ、１２ｃ  凹部
１３  加熱手段
１４  モータ
【図１】
0006518942.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
0006518942.tif 000005
【図５】
0006518942.tif 000006
【図６】
0006518942.tif 000007
【図７】
0006518942.tif 000008