(57)【要約】【課題】  はんだ付けの溶融はんだ槽において、噴出口からはんだを噴出させるための回転羽根を回転させる駆動軸部から発生する等の機械式のため、渦流等が発生し、酸化カス等が発生する。また、回転羽根の回転による噴流により渦流、キャビテーション等の発生による脈流で噴出量が不安定となる。更に、摺動部の磨耗によりセラミックが剥がれて腐食が発生し、部品交換を余儀なくされている。【解決手段】  溶融はんだが封入された密閉のはんだ室と、はんだ室の片壁面を貫通し、先端部がはんだ室の底面まで伸び、反対側端部は大気に開放された噴出口に連結された送液筒と、先端部がはんだ室の片壁面を貫通し、反対側端部は気体加圧装置に連結された給気筒と、を備えたはんだ槽であって、  前記気体加圧装置により該給気筒の先端部からはんだ室に気体を注入させて溶融はんだを加圧することにより、前記送液管から溶融はんだを噴出口より噴出させる。【選択図】図１
2008213033.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶融はんだが封入された密閉のはんだ室と、はんだ室の上側または側壁面を貫通し、先端部がはんだ室の底面まで伸び、反対側端部は大気に開放された噴出口に連結された送液筒と、先端部がはんだ室の上側または側壁面を貫通し、反対側端部は気体加圧装置に連結された給気筒と、を備えたはんだ槽であって、
前記気体加圧装置により前記給気筒の先端部からはんだ室に気体を注入させて溶融はんだを加圧することにより、前記送液管から溶融はんだを噴出口より噴出させることを特徴とするはんだ付け装置。
【請求項２】
前記はんだ室の最上溶融はんだレベルより上方に位置し、噴出口より噴出された溶融はんだを回収するはんだ回収槽と、該はんだ回収槽と前記はんだ室に連通する給液筒と、該給液筒に取付けられた開閉弁と、を備えて、
前記はんだ回収槽にある溶融はんだは自然落下により前記給液筒および開閉弁を介して前記はんだ室に給液されることを特徴とする請求項１に記載のはんだ付け装置。
【請求項３】
先端部が前記はんだ室の上側または側壁面を貫通し、反対側端部は大気に開放された排気口等に連結された排気筒と、及び排気筒の一部に圧力調整弁を備えており、
該圧力調整弁の開閉によりはんだ室の内圧を調整することで、噴出口より溶融はんだを噴出させる高さを調整できることを特徴とする請求項１または２に記載のはんだ付け装置。
【請求項４】
前記はんだ室に熱センサが取付けられ、該熱センサがはんだ室の温度を計測し、その温度により前記開閉弁が開閉を行うことを特徴とする請求項１ないし３の何れかの請求項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、特にフローはんだ付け装置に関している。
【背景技術】
【０００２】  プリント基板等のはんだ付けに使用する従来の噴流式はんだ槽は、図４に示すように、はんだ槽の上部にモーター２３があり、はんだ槽の中に設けてあるケーシング１９のなかに回転羽根２１を具備し、ベルト、駆動軸２０を介してモーター２３と回転羽根２１は連結されており、回転羽根２１を回転させ、ケーシング１９下面の吸い込み口２６からはんだを吸い込み、ケーシング１９上面に設けてあるノズル２４（噴出口）からはんだを噴出させてプリント基板にはんだを供給する構成となっている。【０００３】  上述したように従来の噴流式はんだ槽は、駆動軸２０と連結した回転羽根２１が回転するとき、駆動軸２０とはんだ表面の接触部から表面の酸化物が巻き込まれるため、ダクト内に吸い込まれ、噴出口から噴出したはんだに混入すると言う欠点を有している。【０００４】  即ち、駆動軸２０の回転によりはんだ表面が振動し、これによって空気が積極的に取り込まれることではんだの酸化物の発生が多く、はんだの減少を来たし消耗によるコストアップを招いていた。
また、巻き込まれた酸化物がケーシング１９を通ってノズルから噴出し、はんだ付け部への混入が起こり、はんだ付け部の酸化物による欠陥や、空気の持込で接合部が支障を来す等の不具合があった。【０００５】  特に環境問題の関係で近年鉛フリーはんだが義務付けられており、スズ、銀、銅等の合金がはんだとして利用されるようになってきている。
鉛フリーはんだは、従来のはんだに比べて摺動部の腐食の問題が多く、一、二ヶ月の短期間での部品の交換が発生している。
また、鉛フリーはんだは、コストが高く、酸化物の発生ではんだの減少を来たし、はんだ消耗によるコストアップを招くのは深刻な問題となっている。【０００６】  そこで従来は、はんだの酸化を防止する方法として、噴流波発生のためのはんだ圧送用回転羽を回転する駆動軸の一部に、空気を遮断するためのボックスを設け、駆動軸部から発生するはんだの酸化を防止する方法が提案されている。（例えば、特許文献１参照）
すなわち図４に示すように、はんだ槽躯体１内にケーシング１９を設置し、これに合わせて駆動軸２０と回転羽根２１を組み込みこんだ空気遮断用ボックス２２を取り付けた構成としている。【０００７】
【特許文献１】  特開２００３−２９０９１６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】  従来例でもはんだ槽の上部にモーター２３があり、はんだ槽躯体１の中に設けてあるフ  ロー方向に伸びたケーシング１９のなかに回転羽根２１を具備し、駆動軸２０、ベルトを介して回転羽根２１はモーター２３に連結されている。
前記モーター２３により回転羽根２１を回転させ、ケーシング１９下面の吸い込み口２６からはんだを吸い込み、フロー方向のケーシング１９において一定の距離を確保して立ち上げたノズル２４からはんだを噴出させる構成となっている。【０００９】  しかしながら、前記回転羽根２１の高速回転により渦流等が発生し、酸化物が発生してはんだの減少を来す問題がある。
また、回転羽根２１とケーシング１９下面の吸い込み口２６の接触部分に酸化カス（ドロス）の粉が付着して回転羽根２１が回転しない等のトラブルが発生する例がある。【００１０】    また、回転羽根２１の回転による噴流によりノズル２４からはんだを噴出させるため、前述の渦流、キャビテーション等の発生により脈流が起こり、噴出量が不安定となりノズル２４からの噴出高さが変動し、はんだ付けのはんだ量のバラつきが起こる。【００１１】  また、従来技術では、空気遮断用ボックス２２を用い、空気遮断用ボックスをはんだ槽中に浸漬して駆動軸２０の回転部分とはんだの接触部分を空気層より遮断する様にしている。
その為に空気遮断用ボックス２２の底板に駆動軸２０を設けて回転部分とはんだの接触部分に耐熱シール材２５の摺動部を設けているが、摺動部の磨耗に対する機構が複雑で、定期的に耐熱シール材２５を交換する必要がある。
更に、腐食対策としてセラミックのコーティングを行っているが、回転羽根２１や摺動部等の磨耗によりセラミックが剥がれて腐食が発生し、部品交換を余儀なくされている。【００１２】  この発明は、上記課題を解決するためになされたもので、はんだの酸化物発生を防止し、ノズル（噴出口）からの噴出高さ、量を安定させ、摺動部等の腐食トラブルをなくし、メンテナンス性の良い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】
【００１３】  本発明に係わるはんだ付け装置は請求項１に記載のように、
溶融はんだが封入された密閉のはんだ室と、はんだ室の上側または側壁面を貫通し、先端部がはんだ室の底面まで伸び、反対側端部は大気に開放された噴出口に連結された送液筒と、先端部がはんだ室の上側または側壁面を貫通し、反対側端部は気体加圧装置に連結された給気筒と、を備えたはんだ槽であって、
前記気体加圧装置により前記給気筒の先端部からはんだ室に気体を注入させて溶融はんだを加圧することにより、前記送液管から溶融はんだを噴出口より噴出させることを特徴とする。【００１４】  また、請求項２に記載のように、
前記はんだ室の最上溶融はんだレベルより上方に位置し、噴出口より噴出された溶融はんだを回収するはんだ回収槽と、該はんだ回収槽と前記はんだ室に連通する給液筒と、該給液筒に取付けられた開閉弁と、を備えて、
前記はんだ回収槽にある溶融はんだは自然落下により前記給液筒および開閉弁を介して  前記はんだ室に給液されることを特徴とする。【００１５】  また、請求項３に記載のように、
先端部が前記はんだ室の上側または側壁面を貫通し、反対側端部は大気に開放された排気口等に連結された排気筒と、及び排気筒の一部に圧力調整弁を備えており、
該圧力調整弁の開閉によりはんだ室の内圧を調整することで、噴出口より溶融はんだを噴出させる高さを調整できることを特徴とする。【００１６】  また、請求項４に記載のように、
前記はんだ室に熱センサが取付けられ、該熱センサがはんだ室の温度を計測し、その温度により前記開閉弁が開閉を行うことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】  請求項１による発明の効果を説明する。
気体加圧装置により前記給気筒から密閉されたはんだ室に気体を注入させる。
空気等の気体は、溶融はんだより比重が軽いので上面に溜まり内圧が増加して溶融はんだ上面を加圧することにより、前記送液筒の先端を通り溶融はんだを噴出口より噴出させる。
従来の羽根車等の機械式の噴流による方式に比べて、渦流等による酸化物の発生がなくはんだの減少が少なく経済的である。
また、従来のような回転羽根とケーシング下面の吸い込み口の接触部分に酸化カス（ドロス）、スラッジ等の粉が付着して回転羽根７の回転が止まるトラブルもない。【００１８】  また、機械方式のような回転羽根の回転による噴流により渦流、キャビテーション等の発生がないために脈流が発生せず、ノズル３からの噴出高さが変動しないのではんだ付けのはんだ量が安定する。【００１９】  また、溶融はんだ槽内に機械式の摺動部がなく、摺動部の磨耗よる不具合が少ない。
さらに、回転羽根や摺動部等の磨耗によりセラミック等が剥がれることがないので腐食が発生しにくく、部品交換の頻度が少ない。
はんだ槽のメンテナンスが容易である。【００２０】  請求項２による発明の効果を説明する。
前記噴出口より噴出した余剰の溶融はんだは、はんだ回収槽に溜まる。
一定量溜まったはんだは、給液筒、開閉弁を介してはんだ室に給液される。
回収槽は、はんだ室の最上溶融はんだレベルより上方に位置しており、気体加圧装置を止めて開閉弁を開くことにより、自然落下により回収はんだがはんだ室に給液される。
給液のためのポンプ等の動力が不要で経済的である。
一定インターバルでのはんだ室へのはんだ供給により連続のはんだ付け作業ができる。【００２１】  請求項３による発明の効果を説明する。
先端部が前記はんだ室の壁面を貫通し、反対側端部は大気に開放された排気口等に連通された排気筒と、排気筒の一部に設けられた圧力調整弁によりはんだ室の内圧を調整できる。
はんだ室の内圧を加減して溶融はんだの噴出口よりの高さを任意に調整できるので便利である。【００２２】  請求項４による発明の効果を説明する。
はんだ室に熱センサが取付けられ、該熱センサがはんだ室の温度を計測する。
熱センサが溶融はんだに没入している間ははんだの温度により高温となる。
はんだのレベルが下がり熱センサが露出すると温度が低下する。
熱センサの温度により、はんだ室内の溶融はんだのレベルが分かる。
これによってはんだ室のはんだ量が減ったと判断し、開閉弁が開閉してはんだ回収槽の溶融はんだをはんだ室に給液する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】  以下、この発明の各実施の形態は、はんだ付け装置の図に基づいて説明する。
各図において、同一または相当部材、部位について同符号を付して説明する。
【実施例１】
【００２４】  図１は、はんだ付け装置１００の平面図の説明図であり、図２は、図１のＡ−Ａ方向からの断面Ａ−Ａにおける説明図である。
はんだ槽躯体１の中にはんだ回収槽２と密閉されたはんだ室４と、噴出口３がある。
はんだ回収槽２とはんだ室４にはヒーター５があり、３００℃程度に加熱してはんだを溶かす。
また、噴出口３の回りにもヒーター５が備えられており、噴出時の溶融はんだの温度低下を防ぐようになっている。
はんだ回収槽２とはんだ室４には、熱センサ６ａが組み込まれており、溶融はんだの温度を管理する。
はんだは２３０℃程度以下では固着するので、ヒータ調整器１５が熱センサ６ａで温度を測りながら電線２８に通電し、ヒーター５により３００°程度に加熱し溶融させる。【００２５】  給気筒６は、先端がはんだ室４の側壁を貫通して吐出穴１３ａを有し、反対側は気体加圧装置としてのエアーポンプ７と連結している。
送液筒８は、はんだ室４の上面を貫通し、先端部が溶融はんだに没入してはんだ室の底面近くまで伸び、反対側端部は大気に開放された噴出口３に連結されている。
また、開閉弁１３は閉じられており、はんだ室４は密閉されている。
給気弁９を開きエアーポンプ７により前記給気筒６、吐出穴１３ａを介し密閉されたはんだ室４に気体を注入させる。
空気等の気体は、溶融はんだより比重が軽いので上面に溜まって内圧が増加して溶融はんだ上面を加圧することにより、送液筒８の下穴から溶融はんだが流入して噴出口３より流出する。【００２６】  前記の運転を続けると、はんだ室４内の溶融はんだの液面が下がり、熱センサ６ａの液面レベルになる。
溶融はんだの温度は３００℃程度であり、はんだ液面が熱センサ６ａ以下となると、熱センサ６ａの温度降下が生じる。
これにより、熱コントローラ１４がはんだ室４内の溶融はんだの量が少なくなったことを判定してエアーポンプ７を止めて運転を停止する。
圧力調整弁１０を開き、排気筒１１を介してはんだ室４内の気体を排気し、内圧を下げ  て、はんだ室への溶融はんだ流入の準備をする。【００２７】  前記噴出口３より噴出したはんだで、はんだ付けに使用されない余剰の溶融はんだは、傾斜板を流れてはんだ回収槽２に溜まる。
前記のように、熱コントローラ１４がはんだ室４内の溶融はんだの量が少なくなったことを判定し、エアーポンプ７を止めて運転を停止し、内圧を下げた後に、一定量溜まったはんだは、給液筒１２、開閉弁１３を介してはんだ室４に給液される。
はんだ回収槽２は、はんだ室４内の最上溶融はんだレベルと同等か、より上方に位置しており、エアーポンプ７を止めて圧力調整弁１０を開き、はんだ室４内の気体を排気し内圧を下げた後に開閉弁１３を開くことにより、重力の自然落下によりはんだ回収槽２の溶融はんだがはんだ室４に給液される。【００２８】  排気筒１１は、先端がはんだ室４の側壁を貫通し、反対側は大気に開放された排気口と連結している。
排気筒１１の一部に圧力調整弁１０があり、開閉によりはんだ室の内圧が調整できる。内圧の程度により噴出口３より流出する噴出高さを変えることができ、圧力調整弁１０を適当な開閉位置で固定することで、任意の噴出高で安定させることができる。【００２９】  このように実施例１では、
はんだ室４内の内圧を上げ、溶融はんだ上面を加圧することにより、送液筒８の下穴から溶融はんだが流入して噴出口３より流出させる静圧式であり、従来の羽根車等の機械式の噴流による方式と異なる。
渦流等による酸化物の発生がなくはんだの減少が少なく経済的である。
また、渦流、キャビテーション等の発生がないため脈流が発生せず、噴出口３からの噴出高さが変動しないのではんだ付けのはんだ量が安定する。
さらに、摺動部の磨耗よる不具合が少ない。摺動部の磨耗によりセラミックが剥がれることがないので腐食が発生しにくく、部品交換の頻度が少ない。【００３０】  なお、はんだ室４内に内圧を上げるのをエアーポンプ７方式としたが、ファン、コンプセッサー等により給気しても良い。
また、給気筒６、排気筒１１や送液筒８のはんだ室の貫通位置は上面または側壁面でも良い。
給気筒６の先端部の吐出穴１３ａをはんだ室４の底面に設けて泡を発生させ、スズ、銀、銅等の合金である溶融はんだを泡により攪拌させて均一化してはんだ付きを良くすることもできる。
また、給気筒６と排気筒１１を一体として、給気弁９と圧力調整弁１０を三方弁として給気と排気が行えるようにしても良い。
【実施例２】
【００３１】  図３は、実施例２におけるはんだ付け装置１００の断面の説明図である。
実施例１の構成に加え、窒素ユニット１７、窒素ノズル１８が備えられている。
エアーポンプ７等の吸い込み口は、窒素ボンベが格納された窒素ユニット１７に連結し、
前記給気筒６の先端部の吐出穴１３ａからはんだ室４に窒素を注入させると共に、前記噴出口３の近傍に設けた窒素ノズル１８から窒素を噴出する【００３２】  はんだ室内４のはんだ上面が酸素から遮断されるので、はんだ酸化物がより少なくなる。
噴流口３からはんだを噴出させてプリント基板にはんだを供給する部分もはんだ付け面が酸素から遮断されるので、より良好なはんだ付けが可能になる。
なお、はんだ室に空気または窒素ガスを注入する方式としたが、空気または窒素ガスの代わりに、他の不活性ガスとしても良い。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】  本発明の実施形態１における、はんだ付け装置１００の平面図の説明図である。
【図２】  図１のＡ−Ａ方向からの断面Ａ−Ａにおける説明図である。
【図３】  実施例２におけるはんだ付け装置１００の断面の説明図である。
【図４】  従来例の断面の説明図である。
【符号の説明】
【００３４】１        はんだ槽躯体
２        はんだ回収槽
３        噴出口
４        はんだ室
５        ヒーター
６        給気筒
６ａ      熱センサ
７        エアーポンプ
８        送液筒
９        給気弁
１０      圧力調整弁
１１      排気筒
１２      給液筒
１３      開閉弁
１３ａ    吐出穴
１４      熱コントローラ
１５      ヒーター調整器
１６      送液筒ホルダー
１７      窒素ユニット
１８      窒素ノズル
１９      ケーシング
２０      駆動軸
２１      回転羽根
２２      空気遮断用ボックス
２３      モーター
２４      ノズル
２５      耐熱シール材
２６      吸い込み口
２７      溶融はんだ
２８      電線
【図１】
2008213033.tif 000003
【図２】
2008213033.tif 000004
【図３】
2008213033.tif 000005
【図４】
2008213033.tif 000006