(57)【要約】    【課題】  はんだからプリント基板に移る熱量を制御できるはんだ付け装置を提供すること。    【解決手段】  溶融したはんだ２を収容するはんだ槽３と、上縁４ａにて開口し、下縁４ｂにてはんだ槽３と接続する筒状のノズル４と、はんだ槽３に収容されたはんだ２をノズル４の上縁４ａまで圧送するポンプ５と、ノズル４に設けられ、ポンプ５により圧送されるはんだ２の一部をノズル４の外部に流出させる流出部４２とを備え、プリント基板３０とプリント基板３０上に搭載されるコネクタ３１とを電気的に接合すべく上縁４ａまで圧送されたはんだ２をプリント基板３０のスルーホール３０ａとコネクタ３１の端子３１ｂに付着させる局所フローはんだ付け装置１において、流出部４２は、ノズル４における径方向の一側にのみ設けられ、ノズル４は、上縁４ａのうち径方向の他側にあるはんだ２を滞留させる突出部４４を備える構成としたこと。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶融したはんだを収容するはんだ槽と、
上縁にて開口し、下部にて前記はんだ槽と接続する筒状のノズルと、
前記はんだ槽に収容されたはんだを前記ノズルの上縁まで圧送する圧送手段と、
前記ノズルに設けられ、前記圧送手段により圧送されるはんだの一部を前記ノズルの外部に流出させる流出部と、
を備え、
プリント基板と該プリント基板上に搭載される電子部品とを電気的に接合すべく前記上縁まで圧送されたはんだを前記プリント基板と前記電子部品との間の被接合部に付着させる局所フローはんだ付け装置において、
前記流出部は、前記ノズルにおける横方向の一側にのみ設けられ、
前記ノズルは、前記上縁のうち前記横方向の他側にあるはんだを滞留させる滞留部を備えることを特徴とする局所フローはんだ付け装置。
【請求項２】
前記滞留部は、前記上縁と前記下部との間にて延在し、前記ノズルを前記横方向の一側と他側とに隔てる隔壁により構成されることを特徴とする請求項１に記載の局所フローはんだ付け装置。
【請求項３】
前記滞留部は、前記上縁のうち前記横方向の他側に形成され、前記ノズルの上縁を拡径することにより構成されることを特徴とする請求項１に記載の局所フローはんだ付け装置。
【請求項４】
前記滞留部は、前記上縁と前記下部との間にて延在すると共に、前記ノズルのうち前記横方向の他側を前記上縁と前記下部とに隔てる隔壁により構成されることを特徴とする請求項１に記載の局所フローはんだ付け装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ノズルの上縁まで圧送された溶融はんだによりプリント基板と電子部品とを接合する局所フローはんだ付け装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
公知のはんだ付け装置が、後述の特許文献１に記載されている。この装置は、プリント基板と電子部品とを電気的に（はんだ付けにより）接合するために用いられるもので、溶融したはんだを収容するはんだ槽と、上縁にて開口し、下縁にてはんだ槽と連通する筒状のノズルと、はんだ槽に収容されたはんだをノズルの上縁まで圧送する圧送手段と、ノズルに設けられ、圧送手段により圧送されるはんだの一部をノズルの外部に流出させる流出部とを備えている。同装置は、ノズルの上縁まで圧送されたはんだをプリント基板と電子部品との間の被接合部に付着させることで、これら部材を接合する。
【特許文献１】特開２００２−３６８４０４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上述の様なはんだ付け装置においては、はんだがプリント基板と接触した際のはんだの温度低下を考慮する必要がある。この温度低下は、はんだの持つ熱量が（大きな熱容量を持つ）プリント基板に移ることによって起こるものである。はんだの温度が低下すると、はんだの粘度が高くなる。はんだの粘度が高くなると、圧送されたはんだがプリント基板と電子部品との間の被接合部に行き渡りにくくなり（いわゆる、はんだ上がり性悪化）、必要なはんだ付けの品質が確保されない可能性がある。
【０００４】
この事態を防ぐべく、ノズルには流出部が設けられている。圧送手段により圧送されるはんだの一部が流出部を介してノズルの外部に流出するので、ノズルの上縁まで圧送されるはんだの対流量が増加する。これにより、はんだからプリント基板に熱量が移っても、ノズルの上縁にあるはんだの熱量が確保され、はんだの温度低下の程度が小さくなる。
【０００５】
しかしながら、はんだの対流量の増加にともなってはんだからプリント基板に移る熱量も増加することとなるので、プリント基板上に搭載される電子部品の耐熱性が低い場合には、電子部品への熱の影響が懸念される。特に、昨今では、従来のＰｂ入りはんだよりも融点の高いＰｂフリーはんだの使用が求められていることから、圧送されるはんだの温度がより高くなっており、電子部品への熱の影響をよりシビアに考慮する必要がある。
【０００６】
以上のような背景から、はんだからプリント基板に移る熱量を制御できる装置が求められていた。よって、本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであり、はんだからプリント基板に移る熱量を制御できるはんだ付け装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明にて講じた技術的手段は、請求項１に記載の様に、溶融したはんだを収容するはんだ槽と、上縁にて開口し、下部にて前記はんだ槽と接続する筒状のノズルと、前記はんだ槽に収容されたはんだを前記ノズルの上縁まで圧送する圧送手段と、前記ノズルに設けられ、前記圧送手段により圧送されるはんだの一部を前記ノズルの外部に流出させる流出部と、を備え、プリント基板と該プリント基板上に搭載される電子部品とを電気的に接合すべく前記上縁まで圧送されたはんだを前記プリント基板と前記電子部品との間の被接合部に付着させる局所フローはんだ付け装置において、前記流出部は、前記ノズルにおける径方向の一側にのみ設けられ、前記ノズルは、前記上縁のうち前記径方向の他側にあるはんだを滞留させる滞留部を備える構成としたことである。
【０００８】
好ましくは、請求項２に記載の様に、前記滞留部は、前記上縁と前記下部との間にて延在し、前記ノズルを前記径方向の一側と他側とに隔てる隔壁であると良い。
【０００９】
好ましくは、請求項３に記載の様に、前記滞留部は、前記上縁のうち前記径方向の他側に形成され、前記ノズルの上縁を拡径すると良い。
【００１０】
好ましくは、請求項４に記載の様に、前記滞留部は、前記上縁と前記下部との間にて延在すると共に、前記ノズルのうち前記径方向の他側を前記上縁と前記下部とに隔てる隔壁であると良い。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、ノズルの上縁の一側にあるはんだにおいては、流出部によって対流が生じる。一方で、ノズルの上縁の他側にあるはんだは、滞留部によって滞留する。この構造においては、ノズルの上縁の他側にあるはんだの対流が抑制されるので、ノズルの上縁の一側にあるはんだの対流量は、上縁の他側にあるはんだの対流量よりも大きくなる。これにより、上縁の他側にあるはんだに供給される単位時間当たりの熱量は、上縁の一側にあるはんだに供給される同熱量よりも小さくなる。したがって、上縁まで圧送されたはんだをプリント基板と電子部品との被接合部に付着させた場合に、上縁の他側にあるはんだからプリント基板に移る熱量は、上縁の一側にあるはんだからプリント基板に移る熱量よりも小さくなる。つまり、はんだからプリント基板に移る熱量にはノズルの径方向の一側と他側とで差があり、はんだからプリント基板に移る熱量は、ノズルの径方向の一側と他側とで制御される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明を実施するための最良の形態を、図面を基に説明する。
【００１３】
図１は、本発明に係る局所フローはんだ付け装置１の概略図である。局所フローはんだ付け装置１は、溶融したはんだ２を収容するはんだ槽３と、上縁にて開口し、下縁にてはんだ槽３と接続するノズル４と、はんだ槽３に収容されたはんだ２をノズル４の上縁まで圧送するポンプ５とを備えている。
【００１４】
はんだ槽３は、溶融したはんだ２が付着せず耐熱性を有する材質（例えば、ステンレス材）から形成されている。はんだ槽３は、はんだ２を溶融状態に保つためのヒータ７と、はんだ２をノズル４に導くための流路８とを備えている。流路８の内部には、ポンプ５が設けられている。ポンプ５は、流路８に形成された吸込口９を介して、はんだ槽３のはんだ２を流路８の内部に吸い込む。流路８には、ノズル４を取り付けるためのベース１０が一体に設けられている。ノズル４は、ベース１０に形成された吐出口１１に接続されている。つまり、ノズル４は、下縁にて流路８（はんだ槽３）と接続している。ノズル４、流路８、及びベース１０も、はんだ槽３と同じステンレス材等を用いて形成されている。
【００１５】
ポンプ５は、例えばシロッコファンからなり、図示しない制御手段により、ファンの回転数が制御される。ファンが回転すると、吸込口９を通してはんだ２が流路８内に吸込まれ、流路８内のはんだ２の量が増加する。これにより、はんだ２がノズル４に圧送される。尚、ポンプ５としては、電磁誘導ポンプのように移動磁界を生じさせ、はんだ２をノズル４に圧送するものや、空気圧等のポンプにより液面を変化させ、流路８内に圧力をかけてノズル４にはんだ２を圧送するものも用いることができる。
【００１６】
図２は、局所フローはんだ付け装置１を用いてはんだ付けされるプリント基板３０とコネクタ３１の概略図である。プリント基板３０は、厚さ１〜２ｍｍの絶縁板（ベークライト、エポキシ樹脂など電気を通さない材料）に銅箔で配線（図示なし）を張り付けたものである。プリント基板３０には、スルーホール３０ａが設けられている。スルーホール３０ａは、両面の配線を電気的に接続するためのものである。スルーホール３０ａは、プリント基板３０を厚み方向（図２示上下方向）に貫通する貫通孔で、この孔に銅メッキを行うことによって形成されている。コネクタ３１には、本体部３１ａと、端子３１ｂとが設けられている。本体部３１ａは、樹脂材料から形成され、角形の筒形状を成している。本体部３１ａは、金属製のネジ３２を用いてプリント基板３０に固定されている。ネジ３２は、プリント基板３０を厚み方向に貫通し、樹脂製の本体部３１ａにねじ込まれている。ネジ３２と本体部３１ａとの連結により、コネクタ３１がプリント基板３０に保持される。端子３１ｂは、金属材料から形成されている。端子３１ｂは、本体部３１ａと一体に形成されると共に、本体部３１ａから導出されている。端子３１ｂは、プリント基板３０のスルーホール３０ａに挿通される。局所フローはんだ付け装置１は、プリント基板３０のスルーホール３０ａと、このスルーホール３０ａに挿通された電子部品３１の端子３１ｂとを、はんだ付けによって電気的に接合する。
【００１７】
以下、ノズル４の構造について、図３乃至図５を参照して説明する。図３乃至図５は、ノズル４の構造と、このノズル４を用いたはんだ付けの態様を模式的に示す図であり、本発明の第１実施形態、第２実施形態、及び第３実施形態をそれぞれ示している。
【００１８】
ノズル４は、大まかには角形若しくは円形断面を持った筒形状を成している。ノズル４の上縁４ａには、開口部４１が設けられている。ノズル４は、下縁４ｂにて流路８のベース１０に取り付けられている。ノズル４は、ベース１０に形成された吐出口１１にて、流路８（はんだ槽３）と接続している。流出部４２は、ノズル４の側壁４３に形成され、この側壁４３を貫通する貫通孔である。流出部４２は、ノズル４における横方向（ノズル４が円筒状の場合は径方向：図３乃至図５示左右方向、以下この方向を径方向で代表して説明する）の一側（図３乃至図５示左側）にのみ設けられている。
【００１９】
はんだ槽３に収容されたはんだ２は、ポンプ５によって流路８の内部に吸い込まれ、流路８のベース１０に取り付けられたノズル４の下縁４ｂに導かれる。ノズル４の下縁４ｂに導かれたはんだ２は、上縁４ａの開口部４１まで圧送される。ノズル４の上縁４ａに圧送されるはんだ２の一部は、流出部４２を介してノズル４の外部に流出し、はんだ槽３に戻される。ノズル４に圧送されるはんだ２の量は、ポンプ５に接続される図示しない制御ユニットによって制御されている。
【００２０】
図３に示す第１実施形態において、ノズル４における径方向の他側（図３乃至図５示右側）には、突出部４４が設けられている。突出部４４は、ノズル４の側壁４３に形成されている。突出部４４は、ノズル４の上縁４ａの側壁４３を部分的に拡径している。
【００２１】
ポンプ５によってノズル４の下縁４ｂに導かれたはんだ２は、上縁４ａの開口部４１まで圧送される。圧送されるはんだ２の一部は、側壁４３に形成された流出部４２を介してノズル４の外部に流出する。このため、ノズル４の上縁４ａの一側においては、圧送されたはんだ２が対流することになる。一方、ノズル４の上縁４ａの他側においては、一側に設けられる様な流出部４２はなく、ノズル４の上縁４ａを拡径する突出部４４が側壁４３に形成されている。このため、ノズル４の上縁４ａの他側においては、圧送されたはんだ２が滞留（停滞）することとなる。つまり、突出部４４は、ノズル４の上縁４ａの他側にあるはんだ２を滞留（停滞）させることで、はんだ２の対流を抑制している。以上の構造により、ノズル４の上縁４ａの一側にあるはんだ２の対流量は、上縁４ａの他側にあるはんだ２の対流量よりも大きくなっている。本実施形態においては、突出部４４により滞留部が構成されている。
【００２２】
そして、ノズル４の上縁４ａまで圧送されたはんだ２を、プリント基板３０のスルーホール３０ａと、このスルーホール３０ａに挿通されたコネクタ３１の端子３１ｂとに接触させ、これら部位にはんだ２を付着させる。このとき、スルーホール３０ａと端子３１ｂの部分をノズル４の一側の上方に配置し、コネクタ３１の本体部３１ａをノズル４の他側の上方に配置する。
【００２３】
プリント基板３０のスルーホール３０ａとコネクタ３１の端子３１ｂとをより確実に接合するためには、ノズル４の上縁４ａまで圧送されたはんだ２をスルーホール３０ａ内に十分に入り込ませる（行き渡らせる）必要がある。はんだ２の温度が高いほど、はんだ２の粘度は低くなり、はんだ２がスルーホール３０ａの内部に入り込みやすい。つまり、良好なはんだ上がり性（スルーホール３０ａ内へのはんだ２の入り込みやすさ）を確保するためには、ノズル４の上縁４ａにあるはんだ２の温度をできるだけ上げる必要がある。
【００２４】
はんだ２として、いわゆる「Ｐｂフリーはんだ」を用いる場合、従来のものに比べて融点が高いので、良好なはんだ上がり性を確保するためには、はんだ２の温度をかなり高めなければならない。この場合、プリント基板３０に搭載されたコネクタ３１、特に、樹脂製の本体部３１ａに対する熱の影響が懸念される。この熱の影響として、具体的には、コネクタ３１とプリント基板３０とを固定する金属製のねじ３２を介してはんだ２の熱量が樹脂製の本体部３１ａへと伝達され、本体部３１ａとねじ３２との連結強度が低下する事態が考えられる。（ねじ３２が本体部３１ａから脱落する事態が考えられる。）
しかしながら、本発明の局所フローはんだ付け装置１においては、ノズル４の上縁４ａにあるはんだ２の対流量には一側と他側とで差がある。したがって、上縁４ａの他側にあるはんだ２の温度は、上縁４ａの一側にあるはんだ２の温度よりも小さくなる。つまり、上縁４ａの他側にあるはんだ２からプリント基板３０に移る熱量は、上縁４ａの一側にあるはんだ２からプリント基板３０に移る熱量よりも小さくなる。この構造においては、良好なはんだ上がり性を確保し得るだけの熱量をはんだ２に与えた場合であっても、プリント基板３０とコネクタ３１との間の被接合部（スルーホール３０ａ、端子３１ｂ）における良好なはんだ上がり性を確保しつつ、コネクタ３１におけるはんだ２からの熱の影響を緩和できる。
【００２５】
さらに、図３に示す第１実施形態においては、ノズル４の上縁４ａの側壁４３が突出部４４によって拡径され、この拡径された側壁４３を介して、ノズル４の上縁４ａの他側にあるはんだ２が大気と接触する。この構造においては、はんだ２と接触する側壁４３が大気とより多くの部分で接触するので、上縁４ａの他側にあるはんだ２の温度が下がりやすく、はんだ２からプリント基板３０に移る熱量の制御をより効率よく行うことができる。
【００２６】
以下、第２実施形態及び第３実施形態について、図４及び図５を参照してそれぞれ説明する。
【００２７】
図４に示す第２実施形態において、ノズル４には、隔壁４５が設けられている。隔壁４５は、ノズル４の上縁４ａと下縁４ｂとの間にて延在すると共に、ノズル４の他側を上縁４ａと下縁４ｂとに隔てている。ポンプ５によってノズル４の下縁４ｂに導かれたはんだ２は、上縁４ａの開口部４１まで圧送される。圧送されるはんだ２の一部は、側壁４３に形成された流出部４２を介してノズル４の外部に流出する。このため、ノズル４の上縁４ａの一側においては、圧送されたはんだ２が対流することになる。一方、ノズル４の上縁４ａの他側においては、一側に設けられる様な流出部４２はないので、隔壁４５により、圧送されたはんだ２が滞留（停滞）することとなる。つまり、隔壁４５は、ノズル４の上縁４ａの他側にあるはんだ２を滞留（停滞）させることで、はんだ２の対流を抑制している。以上の構造により、ノズル４の上縁４ａの一側にあるはんだ２の対流量は、上縁４ａの他側にあるはんだ２の対流量よりも大きくなっている。本実施形態においては隔壁４５により滞留部が構成されている。
【００２８】
図５に示す第３実施形態において、ノズル４には、隔壁４６が設けられている。隔壁４６は、上縁４ａと下縁４ｂとの間にて延在し、ノズル４を一側と他側とに隔てている。ポンプ５によってノズル４の下縁４ｂに導かれたはんだ２は、上縁４ａの開口部４１まで圧送される。圧送されるはんだ２の一部は、側壁４３に形成された流出部４２を介してノズル４の外部に流出する。このため、ノズル４の上縁４ａの一側においては、圧送されたはんだ２が対流することになる。一方、ノズル４の上縁４ａの他側においては、一側に設けられる様な流出部４２はないので、隔壁４６により、圧送されたはんだ２が滞留（停滞）することとなる。つまり、隔壁４６は、ノズル４の上縁４ａの他側にあるはんだ２を滞留（停滞）させることで、はんだ２の対流を抑制している。以上の構造により、ノズル４の上縁４ａの一側にあるはんだ２の対流量は、上縁４ａの他側にあるはんだ２の対流量よりも大きくなっている。本実施形態においては、隔壁４６により滞留部が構成されている。
【００２９】
以上説明した様に、本発明の局所フローはんだ付け装置１によれば、ノズル４の上縁４ａの一側にあるはんだ２においては、流出部４２によって対流が生じる。一方で、ノズル４の上縁４ａの他側にあるはんだ２は、突出部４４（隔壁４５、４６）によって滞留する。この構造においては、ノズル４の上縁４ａの他側にあるはんだ２の対流が抑制されるので、ノズル４の上縁４ａの一側にあるはんだ２の対流量は、上縁４ａの他側にあるはんだ２の対流量よりも大きくなる。これにより、上縁４ａの他側にあるはんだ２に供給される単位時間当たりの熱量は、上縁４ａの一側にあるはんだ２に供給される同熱量よりも小さくなる。したがって、ノズル４の上縁４ａまで圧送されたはんだ２をプリント基板３０とコネクタ３１との被接合部（スルーホール３０ａ、端子３１ｂ）に付着させた場合に、上縁４ａの他側にあるはんだ２からプリント基板３０に移る熱量は、上縁４ａの一側にあるはんだ２からプリント基板３０に移る熱量よりも小さくなる。つまり、はんだ２からプリント基板３０に移る熱量にはノズル４の径方向の一側と他側とで差があり、はんだ２からプリント基板３０に移る熱量は、ノズル４の径方向の一側と他側とで制御される。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明に係る局所フローはんだ付け装置１の概略図。
【図２】局所フローはんだ付け装置１を用いてはんだ付けされるプリント基板３０とコネクタ３１の概略図。
【図３】ノズル４の構造と、ノズル４を用いたはんだ付けの態様を模式的に示す図。
【図４】ノズル４の構造と、ノズル４を用いたはんだ付けの態様を模式的に示す図。
【図５】ノズル４の構造と、ノズル４を用いたはんだ付けの態様を模式的に示す図。
【符号の説明】
【００３１】
１  局所フローはんだ付け装置
２  はんだ
３  はんだ槽
４  ノズル
４ａ  上縁
４ｂ  下縁（下部）
５  ポンプ（圧送手段）
３０  プリント基板
３０ａ  スルーホール（被接合部）
３１  コネクタ（電子部品）
３１ｂ  端子（被接合部）
４２  流出部
４４  突出部（滞留部）
４５  隔壁（滞留部）
４６  隔壁（滞留部）
【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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