(57)【要約】      （修正有）【課題】はんだの温度低下の程度を小さくしたはんだ付け装置を提供する。【解決手段】溶融したはんだ２を収容するはんだ槽と、上筒部４１に開口部４１ａを有し、下筒部４２にてはんだ槽と接続するノズルと、はんだ槽に収容されたはんだ２をノズルの開口部４１ａまで圧送するポンプとを備え、プリント基板３０のスルーホール３０ａとスルーホール３０ａに挿通された電子部品の端子３１ａとを接合すべくノズルの開口部４１ａまで圧送されたはんだ２をスルーホール３０ａと端子３１ａとに付着させる局所フローはんだ付け装置において、ノズルは、開口部４１ａと下筒部４２との間に設けられ下筒部４２の流路断面積よりも小さい流路断面積を有する中間部４３と、中間部４３と開口部４１ａとの間に設けられ中間部４３を通過したはんだ２の一部をノズルの外部に流出させる流出部４１ｂとを備える。【選択図】図５
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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、
上部に開口部を有し、下部にて前記はんだ槽と接続するノズルと、
前記はんだ槽に収容されたはんだを前記ノズルの開口部まで圧送する圧送手段と、
を備え、
プリント基板のスルーホールと該スルーホールに挿通された電子部品の端子とを接合すべく前記ノズルの開口部まで圧送されたはんだを前記スルーホールと前記端子とに付着させる局所フローはんだ付け装置において、
前記ノズルは、前記開口部と前記下部との間に設けられ該下部の流路断面積よりも小さい流路断面積を有する縮径部と、該縮径部と前記開口部との間に設けられ前記縮径部を通過した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】
前記ノズルは、前記開口部及び内部流路を有する第１筒部と、前記はんだ槽と接続する内部流路を有する第２筒部とを備え、前記縮径部は、前記第１筒部の内部流路と前記第２筒部の内部流路とを連通する貫通孔を有す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】
前記縮径部の貫通孔は、前記プリント基板のスルーホールと同軸に設置されることを特徴とする請求項２に記載の局所フローはんだ付け装置。
【請求項４】
前記はんだは、鉛フリーはんだであ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、ノズルに圧送された溶融はんだによりプリント基板のスルーホールと電子部品の端子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、プリント基板のスルーホールとスルーホールに挿通された電子部品の端子とをはんだ付けによって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、上部に開口部を有し、下部にてはんだ槽に連通するノズルと、はんだ槽に収容されたはんだをノズルの開口部まで圧送する圧送手段とを備えている。同装置は、ノズルの開口部まで圧送されたはんだをスルーホールと端子とに付着させることで、スルーホールと端子とを接合する。
【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、圧送されたはんだがプリント基板（スルーホール）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。
【０００４】
はんだの温度が低下すると、はんだの粘度が高くなる。この場合、圧送されたはんだがプリント基板のスルーホール内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。はんだの温度低下の度合いは、例えば、プリント基板の予熱を行うことで小さくすることができる。しかしながら、プリント基板に搭載される電子部品の耐熱性の問題等により、プリント基板を予熱できる温度には限度がある。さらに、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おり、はんだの温度低下に関する考慮がよりシビアになってきている。
【０００５】
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、はんだの温度低下の程度を小さくした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】
【０００６】
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、上部に開口部を有し、下部にて前記はんだ槽と接続するノズルと、前記はんだ槽に収容されたはんだを前記ノズルの開口部まで圧送する圧送手段と、を備え、プリント基板のスルーホールと該スルーホールに挿通された電子部品の端子とを接合すべく前記ノズルの開口部まで圧送されたはんだを前記スルーホールと前記端子とに付着させる局所フローはんだ付け装置において、前記ノズルは、前記開口部と前記下部との間に設けられ該下部の流路断面積よりも小さい流路断面積を有する縮径部と、該縮径部と前記開口部との間に設けられ前記縮径部を通過した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る構成としたことである。
【０００７】
好ましくは、請求項２に記載の様に、前記ノズルは、前記開口部及び内部流路を有する第１筒部と、前記はんだ槽と接続する内部流路を有する第２筒部とを備え、前記縮径部は、前記第１筒部の内部流路と前記第２筒部の内部流路とを連通する貫通孔を有すると良い。
【０００８】
好ましくは、請求項３に記載の様に、前記縮径部の貫通孔は、前記プリント基板のスルーホールと同軸に設置されると良い。
【０００９】
好ましくは、請求項４に記載の様に、前記はんだは、鉛フリーはんだであると良い。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１に記載の発明によれば、ノズルは、開口部と下部との間に設けられ下部の流路断面積よりも小さい流路断面積を有する縮径部と、縮径部と開口部との間に設けられ縮径部を通過した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。この構造においては、はんだの流路が縮径部によって絞られるので、縮径部を流通するはんだの流速が増加し、開口部まで圧送されるはんだの対流量（循環量）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、はんだ自身の熱量が確保され、はんだの温度低下の程度が小さくなる。
【００１１】
請求項２に記載の発明によれば、開口部まで圧送されるはんだの対流量を増加させるための縮径部が簡単な構造によって実現する。
【００１２】
請求項３に記載の発明によれば、縮径部の貫通孔がスルーホールと同軸に設置されるので、ノズルの開口部まで圧送されたはんだがスルーホールの内部に入り込みやすく、はんだ付けの品質が向上する。
【００１３】
請求項４に記載の発明によれば、開口部まで圧送されるはんだの対流量が増加するので、従来の鉛入りはんだよりも融点が高く温度が低下しやすい鉛フリーはんだを用いる場合に、特に顕著な効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
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。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、上部に開口部４１ａを有し、下部にてはんだ槽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の開口部４１ａまで圧送するポンプ５とを備えている。
【００１５】
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、下部にて流路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。
【００１６】
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。
【００１７】
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と電子部品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。電子部品３１（抵抗器、コンデンサ、トランジスタ、ＩＣ等）には、端子３１ａが設けられている。端子３１ａ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３１ａとを、はんだ付けによって電気的に接合する。
【００１８】
以下、ノズル４の構造について、図３及び図４を参照して説明する。図３は、ノズル４の構造を示す斜視図、図４は、図３におけるＩＶ−ＩＶ線に沿う断面図である。
【００１９】
ノズル４は、大まかには角形の筒形状を成している。ノズル４には、上筒部４１と下筒部４２と中間部４３とが設けられている。上筒部４１及び下筒部４２の内部は、はんだ２の流路を形成している。上筒部４１は、開口部４１ａと、流出部４１ｂとを備えている。開口部４１ａは、上筒部４１の上縁に形成され、上方に開口している。流出部４１ｂは、上筒部４１を形成する側壁４１ｃに形成され、この側壁４１ｃを貫通する貫通孔である。なお、流出部４１ｂの形状に関して、側壁４１ｃの上部が部分的に切り取られた形状（切欠き）の適用も可能である。下筒部４２は、流路８のベース１０に取り付けられている。下筒部４２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。中間部４３は、開口部４１ａと下筒部４２との間に設けられている。流出部４１ｂは、開口部４１ａと中間部４３との間に設けられている。中間部４３には、連通孔４３ａが設けられている。連通孔４３ａは、上筒部４１の流路と下筒部４２の流路とを連通し、ノズル４の上下方向に延在している。連通孔４３ａの断面積に関して、下筒部４２の流路断面積を連通孔４３ａの流路断面積の２倍〜１０倍程度に設定すると良い。つまり、中間部４３は、下筒部４２の流路断面積よりも小さい流路断面積を有している。
【００２０】
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の下筒部４２に導かれる。そして、ノズル４の下筒部４２に導かれたはんだ２は、連通孔４３ａを経由して、上筒部４１の開口部４１ａまで圧送される。ノズル４の上筒部４１に圧送されたはんだ２の一部は、流出部４１ｂ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。
【００２１】
図５は、局所フローはんだ付け装置１を用いたはんだ付けの態様を模式的に示す図である。ポンプ５によりノズル４の下筒部４２に導かれたはんだ２は、連通孔４３ａを流通し、上筒部４１の開口部４１ａまで圧送される。連通孔４３ａを通過したはんだ２の一部は、流出部４１ｂを介してノズル４の外部に流出する。この構造においては、はんだ２の流路断面積が急激に小さくなる、つまり、はんだ２が流通する流路が絞られるので、連通孔４３ａを流通するはんだ２の流速が増加する。これにより、上筒部４１に圧送されたはんだ２においては、連通孔４３ａの上方に位置する部分の液面（以下、はんだ局部２ａ）の高さが他の部分に比べて部分的に高くなる。
【００２２】
そして、上筒部４１に圧送されたはんだ２のはんだ局部２ａ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に挿通された電子部品３１の端子３１ａとに接触させ、これら部位にはんだ２を付着させる。この間、プリント基板３０のスルーホール３０ａは、同図に示す様に、ノズル４の連通孔４３ａ、つまり、はんだ２のはんだ局部２ａと同軸に配置される。この構造においては、図中２点鎖線で示す様に、上筒部４１に圧送されたはんだ２がスルーホール３０ａの内部に入り込みやすく、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）が確保される。これにより、プリント基板３０のスルーホール３０ａと電子部品３１の端子３１ａとの接合をより確実に行うことができ、はんだ付けの品質が向上する。
【００２３】
また、ノズル４の連通孔４３ａを流通するはんだ２の流速が増加することで、上筒部４１に圧送されるはんだ２の対流量（循環量）が増加する。この構造においては、はんだ２とプリント基板３０（スルーホール３０ａ）との接触時にはんだ２からプリント基板３０に熱量が移っても、はんだ２自身の熱量が確保され、はんだ２の温度低下の程度が小さくなる。その結果、はんだ２の粘度の低下が抑制され、良好なはんだ上がり性が確保される。
【００２４】
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は、開口部４１ａと下筒部４２との間に設けられ下筒部４２の流路断面積よりも小さい流路断面積を有する中間部４３と、中間部４３と開口部４１ａとの間に設けられ中間部４３を通過したはんだ２の一部をノズル４の外部に流出させる流出部４１ｂとを備えている。この構造においては、はんだ２の流路が中間部４３によって絞られるので、中間部４３を流通するはんだ２の流速が増加し、開口部４１ａまで圧送されるはんだ２の対流量（循環量）が増加する。これにより、はんだ２からプリント基板３０に熱量が移っても、はんだ２自身の熱量が確保され、はんだ２の温度低下の程度が小さくなる。
【００２５】
また、本発明によれば、開口部４１ａまで圧送されるはんだ２の対流量を増加させるための中間部４３は、連通孔４３ａという簡単な構造によって実現する。
【００２６】
また、本発明によれば、中間部４３の連通孔４３ａがプリント基板３０のスルーホール３０ａと同軸に設置されるので、ノズル４の開口部４１ａまで圧送されたはんだ２がスルーホール３０ａの内部に入り込みやすく、はんだ付けの品質が向上する。
【００２７】
また、本発明によれば、ノズル４の開口部４１ａまで圧送されるはんだ２の対流量が増加するので、従来の鉛入りはんだよりも融点が高く温度が低下しやすい鉛フリーはんだを用いる場合に、特に顕著な効果が得られる。
【００２８】
さらに、本発明によれば、良好なはんだ上がり性が確保されるので、はんだ２をプリント基板３０のスルーホール３０ａと電子部品３１の端子３１ａとに接触させておく時間が短くてすむ。これにより、はんだ付け作業における生産性が向上すると共に、プリント基板３０上の電子部品３１への熱影響が軽減される。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【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と電子部品３１の概略図。
【図３】ノズル４の構造を示す斜視図。
【図４】図３におけるＩＶ−ＩＶ線に沿う断面図。
【図５】局所フローはんだ付け装置１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】
【００３０】
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
５  ポンプ（圧送手段）
３０  プリント基板
３０ａ  スルーホール
３１  電子部品
３１ａ  端子
４１  上筒部（上部、第１筒部）
４１ａ  開口部
４１ｂ  流出部
４２  下筒部（下部、第２筒部）
４３  中間部（縮径部）
４３ａ  連通孔（貫通孔）
【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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