(57)【要約】【課題】外部からの磁気作用により溶融ハンダを送給する従来技術の利点を活かしながら、磁界発生手段の設置スペースを縮小して装置のコンパクト化が可能な、噴流ハンダ付け装置を提供する。【解決手段】溶融ハンダの噴流に接触させることにより基板の所定位置にハンダ付けを行う噴流ハンダ付け装置において、溶融ハンダを流出する噴流ノズル７と、噴流ノズル７から流出した溶融ハンダを回収するハンダ回収部１０と、前記噴射ノズル７及びハンダ回収部１０に連通しハンダを貯留するハンダ貯留部１と、ハンダ貯留部１の外側に配設され、そのハンダ貯留部１内のハンダに回転磁界を付与する回転磁界発生手段１３を備えるとともに、前記ハンダ貯留部１内の適所に、前記回転磁界の作用により発生する溶融ハンダの回転方向の変位を軸方向の変位に変換する方向変換手段１７，１８を設け、ハンダ貯留部１の外周部の有効利用により装置のコンパクト化を図る。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶融ハンダの噴流に接触させることにより基板の所定位置にハンダ付けを行う噴流ハンダ付け装置において、溶融ハンダを流出する噴流ノズルと、該噴流ノズルから流出した溶融ハンダを回収するハンダ回収部と、前記噴射ノズル及びハンダ回収部に連通しハンダを貯留するハンダ貯留部と、該ハンダ貯留部の外側に配設され、該ハンダ貯留部内のハンダに回転磁界を付与する回転磁界発生手段を備え、かつ前記ハンダ貯留部内の適所に、前記回転磁界の作用により発生する溶融ハンダの回転方向の変位を軸方向の変位に変換する方向変換手段を設けたことを特徴とする噴流ハンダ付け装置。
【請求項２】
前記回転磁界発生手段を前記ハンダ貯留部の外側の円周上に配設した複数のコイルにより構成した請求項１記載の噴流ハンダ付け装置。
【請求項３】
前記噴流ノズルより流出する溶融ハンダの圧力を前記コイルに流す電流の周波数によって制御するように構成した請求項２記載の噴流ハンダ付け装置。
【請求項４】
前記溶融ハンダの温度を前記コイルに流す電流の大きさによって制御するように構成した請求項２記載の噴流ハンダ付け装置。
【請求項５】
前記ハンダ貯留部を内外２重に構成し、その外側の間隙部分に溶融ハンダの回転方向の変位を軸方向の変位に変換する方向変換手段を設けた請求項１〜４のいずれか一項に記載の噴流ハンダ付け装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、溶融ハンダの噴流に接触させることにより基板の所定位置にハンダ付けを行う噴流ハンダ付け装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の噴流ハンダ付け装置における溶融ハンダの供給手段としては、溶融ハンダの貯留槽内にポンプを設置して送給するものが広く知られている。しかしながら、この従来技術の場合には、ポンプが溶融ハンダの中に配設されるため、ポンプ自体のメンテナンスやシールの点などで厄介な問題があった。そこで、溶融ハンダの貯留槽内にメカニカルな機構を設置しないで、貯留槽の外部から内部の溶融ハンダに対して磁界を作用させることにより溶融ハンダを送給する技術も開示されている（特許文献１参照）。しかしながら、この従来技術の場合にも、貯留槽の内部のハンダに磁界を作用させる磁界発生手段として、コイルを直線状に配列する直線的な移動磁界発生手段を採用していたため、溶融ハンダの送給に十分な磁気作用を得るためには相応の設置長さが必要とされ、磁界発生手段の設置スペースが大きくなることから、装置としてのコンパクト化に難点があった。
【０００３】
【特許文献１】
特公平２−３６１２８号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、以上のような従来技術の状況に鑑みて開発したもので、外部からの磁気作用により溶融ハンダを送給する従来技術の利点を活かしながら、磁界発生手段の設置スペースを縮小して装置のコンパクト化が可能な、噴流ハンダ付け装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するため、請求項１の発明では、溶融ハンダの噴流に接触させることにより基板の所定位置にハンダ付けを行う噴流ハンダ付け装置において、溶融ハンダを流出する噴流ノズルと、該噴流ノズルから流出した溶融ハンダを回収するハンダ回収部と、前記噴射ノズル及びハンダ回収部に連通しハンダを貯留するハンダ貯留部と、該ハンダ貯留部の外側に配設され、該ハンダ貯留部内のハンダに回転磁界を付与する回転磁界発生手段を備え、かつ前記ハンダ貯留部内の適所に、前記回転磁界の作用により発生する溶融ハンダの回転方向の変位を軸方向の変位に変換する方向変換手段を設けるという技術手段を採用した。前記回転磁界発生手段は、前記ハンダ貯留部の外側の円周上に配設した複数のコイルから構成することができる（請求項２）。前記噴流ノズルより流出する溶融ハンダの圧力は、前記コイルに流す電流の周波数によって制御することが可能である（請求項３）。また、前記溶融ハンダの温度は、前記コイルに流す電流の大きさによって制御することが可能である（請求項４）。前記ハンダ貯留部を内外２重に構成し、その外側の間隙部分に溶融ハンダの回転方向の変位を軸方向の変位に変換する方向変換手段を設けるようにしてもよい（請求項５）。
【０００６】
【発明の実施の形態】
本発明は、溶融ハンダの噴流に接触させることにより基板の所定位置にハンダ付けを行う噴流ハンダ付け装置であれば、広く適用することが可能である。ハンダの種類としては、すずと鉛やすずと銀などの合金がよく知られているが、これらに限定されるものではなく広い適用が可能である。また、噴流ノズルの具体的な形態などに関しても問うところではない。本発明において回転磁界を付与する対象としてのハンダ貯留部は、内部にハンダが収容され、前記噴流ノズルと連通したものであればよく、その貯留空間の大きさや具体的な形状により限定されるものではない。また、装置の運転中は溶融ハンダがその貯留部に貯留することなく常時流通し、運転停止時にのみハンダが貯留するような形態のものでもよい。
【０００７】
【実施例】
以下、図面を用いて本発明の実施例に関して説明する。図１は本発明の一実施例の要部を示した概略構成図であり、図２はその拡大Ａ−Ａ断面図である。図中１はハンダ貯留部であり、本実施例では、内管２と外管３とからなる２重管構造を採用し、その内管２の内方の内側間隙４と、内管２と外管３との間の外側間隙５を流通可能な貯留空間とした。図示のように、内管２の下流側には、垂直に延びるハンダ供給管６を接続し、その先端部に例えば0.1mm程度のハンダ流出用の間隙を有する偏平状の噴流ノズル７を接続した。また、外管３の上流側には、ハンダ回収管８を接続し、その先端部に前記噴流ノズル７の外周部に該噴流ノズルより流出する溶融ハンダを受けて回収する受け部を形成するように間隔をあけて配設した偏平状のアウターノズル９を接続した。本実施例では、これらのハンダ回収管８及びアウターノズル９によりハンダ回収部１０を構成している。以上のように、噴流ノズル７からその周囲に配設されるアウターノズル９との間を流れる溶融ハンダの流出幅を、ハンダ付けの対象である基板の幅に適合するように偏平状に形成した場合には、それらの噴流ノズル７やアウターノズル９に接続されるハンダ供給管６やハンダ回収管８に関しても、同様の偏平状の管を採用するようにしてもよいし、円形の管を採用して接続部を扇状に徐々に変形して接続するようにしてもよい。同様に、内管２及び外管３に関しても、円形の管を採用してもよいし、偏平状の管を採用することも可能である。なお、図中１１，１２は溶融ハンダの保温用の加熱ヒータである。
【０００８】
次に、本発明の特徴部分に関して説明する。図示のように、本実施例では、内管２と外管３との２重管構造からなるハンダ貯留部１を囲繞するように、その外周部にハンダ貯留部１内のハンダに回転磁界を付与する回転磁界発生手段１３を配設した。この回転磁界発生手段１３としては、例えば多相交流電源を使用する多相誘導電動機と同様に、薄い鋼板等を積層してなる断面円形状の固定子鉄心１４の内側に多数のスロット１５を形成し、それらの各スロット１５に適宜の巻線形式に従って順次嵌入したコイル１６に位相のずれた交流電流を供給することにより、回転磁界を発生させることができる。そのコイル１６に供給する交流電流は、インバータ等により周波数を変更可能に構成してもよい。また、回転磁界発生手段１３からの磁気作用を受ける前記ハンダ貯留部１を構成する内管２と外管３との間の外側間隙５の適宜部分には、螺旋状あるいは傾斜状に設置した多数のフィン等からなる方向変換手段１７，１８を適数設け、回転磁界発生手段１３からの回転磁界の作用によって発生する溶融ハンダの回転方向の変位を軸方向の変位に変換することにより、溶融ハンダが前進するように構成した。なお、外管３の少なくとも回転磁界発生手段１３からの回転磁界を付与しようとする部分は、ステンレス鋼やセラミックス等の非磁性材料から構成する。また、本実施例では、固定子鉄心１４の周囲に冷却用空気の通路１９を形成してステーターフレーム２０を配設するとともに、その上下に熱交換器２１，２２と冷却用ファン２３，２４を設け、さらにその周囲を適宜の熱シールド部材２５により囲むことにより、固定子鉄心１４を冷却して過熱を防止し得るように構成している。
【０００９】
しかして、本装置の運転開始に際して前記回転磁界発生手段１３のコイル１６に位相のずれた交流電流を供給すると、回転磁界が発生して前記ハンダ貯留部１を構成する内管２と外管３との間の外側間隙５に貯留した固化状態のハンダに作用する。この固化状態のハンダに対する回転磁界の付与によって、ハンダ内に前記回転磁界による磁束変化を妨げるように渦電流が発生し、その渦電流によるハンダのジュール損失から発生するジュール熱によりハンダ自体の温度が上昇してやがて溶融することになる。このように、ハンダ貯留部１内のハンダは回転磁界発生手段１３のコイル１６に電流を流すことによって加熱することが可能なことから、ハンダ貯留部１内に加熱装置を設けなくてもよい利点がある。そして、その溶融したハンダは、回転磁界発生手段１３からの回転磁界の磁気作用によって回転するようになる。溶融ハンダ自体が回転を始めると、その回転に伴う回転方向の変位は、螺旋状あるいは傾斜した案内面を有する前記方向変換手段１７，１８に誘導されて軸方向の変位に変換され、軸方向に前進して内管２の内方の内側間隙４及びハンダ供給管６を経て偏平状の噴流ノズル７から流出してハンダ付け作業に供されることになる。図３はそのハンダ付け作業を示した作業説明図で、偏平状の噴流ノズル７から流出する溶融ハンダの噴流に基板２６の所定位置に形成された多数のランド２７を接触させながら移動して順次バンプ２８を形成することにより、基板２６の所定位置にハンダ付けを行うことになる。すなわち、ランド２７の表面と噴流ノズル７の先端部との間には、例えば0.5mm程度のギャップが形成されるとともに、溶融ハンダの噴流の高さは噴流ノズル７の先端部から0.5〜1mm程度になるように設定され、溶融ハンダの噴流にランド２７の表面が接触した際には、溶融ハンダの表面張力により一部がランド２７側に移ってバンプ２８を形成することになる。そして、噴流ノズル７から流出した余分の溶融ハンダは噴流ノズル７の外周部に形成したアウターノズル９の受け部に流入しハンダ回収部１０を介して内管２と外管３との間の外側間隙５に回収され、再度回転磁界発生手段１３からの回転磁界を受けて循環使用されることになる。なお、以上では一つの回転磁界発生手段１３に対して一つの噴射ノズル７を設けた場合を説明したが、一つの回転磁界発生手段１３に対して複数の噴射ノズル７を対応させることも可能である。
【００１０】
因みに、噴流ノズル７の近傍の噴流部分に図示しない温度センサを配設し、その温度センサにより検出される噴流の温度をフィードバックして前記コイル１６に供給する電流の制御を介して回転磁界の磁界の強さを制御することにより、溶融ハンダ内に発生する渦電流の大きさを調整して、噴流ノズル７から流出する溶融ハンダの温度を適温に制御することができる。また、噴流ノズル７から流出する溶融ハンダの噴流の高さの調整に関しては、インバータ等を介して前記コイル１６に供給する電流の周波数を制御して回転磁界の回転速度を調整することによって、噴流ノズル７から流出する溶融ハンダの圧力を微調整することにより高さ調整することが可能である。なお、この場合には、図示しないレーザ計測器等により事前に噴流ノズル７から流出する溶融ハンダの噴流の高さを計測して回転磁界の回転速度との相関関係を求めておく。
【００１１】
図４は前記ハンダ貯留部１に対するハンダの補給手段を例示した要部拡大図である。図示のように、本実施例では、巻取りリール２９に巻付けたハンダワイヤ３０の先端部をハンダ貯留部１を構成する外管３の端部３１に形成した小孔を介して貯留空間内へ挿通することにより、ハンダを補給し得るように構成した。図示のように、外管３の端部３１の外面には耐熱性のゴムシール材３２を収容したシールホルダ３３を設け、ゴムシール材３２により端部３１に形成した小孔との隙間を塞ぐように構成した。ハンダワイヤ３０は、そのゴムシール材３２の内部を通すことにより漏洩を防止しながら円滑に貯留空間内に挿入することができ、ハンダを簡便に補給することが可能となる。なお、図中３４，３５はハンダワイヤ３０の送給用ローラである。
【００１２】
なお、以上の実施例ではハンダ貯留部１として内管２と外管３からなる内外２重の構成を採用した場合を示したが、噴流ノズルとその噴流ノズルから流出した余分の溶融ハンダを回収し得るように構成した溶融ハンダの受け部にそれぞれ両端部を接続した溶融ハンダの循環回路を形成し、該循環回路の一部をハンダ貯留部として採用して、そのハンダ貯留部の周囲に回転磁界発生手段を設けるとともに、回転磁界の作用により発生する溶融ハンダの回転方向の変位を軸方向の変位に変換する方向変換手段を設けて、溶融ハンダをハンダ貯留部の一方から他方へ通過させるように構成することも可能である。
【００１３】
【発明の効果】
本発明によれば、ハンダ貯留部に回転磁界の作用によって発生する溶融ハンダの回転方向の変位を軸方向の変位に変換する方向変換手段を設けた結果、貯留部内のハンダに磁界を付与する磁界発生手段として回転磁界発生手段の採用が可能となったことから、貯留部内のハンダに対する周囲からの効率的な磁気作用の付与が可能であるとともに、その貯留部の周囲を磁界発生手段の設置スペースとして有効利用することが可能となり、装置としてのコンパクト化にもきわめて有効である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例の要部を示した概略構成図である。
【図２】図１の拡大Ａ−Ａ断面図である。
【図３】ハンダ付け作業の要部を示した作業説明図である。
【図４】ハンダ貯留部に対するハンダの補給手段を例示した要部拡大図である。
【符号の説明】
１…ハンダ貯留部、２…内管、３…外管、４…内側間隙、５…外側間隙、６…ハンダ供給管、７…噴流ノズル、８…ハンダ回収管、９…アウターノズル、１０…ハンダ回収部、１１，１２…加熱ヒータ、１３…回転磁界発生手段、１４…固定子鉄心、１５…スロット、１６…コイル、１７，１８…方向変換手段、１９…通路、２０…ステーターフレーム、２１，２２…熱交換器、２３，２４…冷却用ファン、２５…熱シールド部材、２６…基板、２７…ランド、２８…バンプ、２９…巻取りリール、３０…ハンダワイヤ、３１…外管の端部、３２…ゴムシール材、３３…シールホルダ、３４，３５…ハンダワイヤの送給用ローラ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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