(57)【要約】【課題】ＡＬＩＰ型電磁ポンプのメンテナンスや交換を容易に行うこと。また、溶融はんだの送給を安定化して噴流波の時間変動を解消し、電子部品のはんだ付け実装品質を一層安定化させること。【解決手段】Ｒ−ＡＬＩＰ型電磁ポンプ３００をはんだ槽１０１の外側に設け、特に外部コア３０１ａと移動磁界発生用コイル３０１ｂとが一体に形成された駆動体３０１を挿抜自在に設ける。また、Ｒ−ＡＬＩＰ型電磁ポンプ３００の内部コア３０３には、その軸芯に沿って円錐状の反転流路３０４を設ける。さらに、円錐状の反転流路３０４の開口と吹き口体１０２に設けられた流入口１０７とを連繋して、吹き口体１０４に送給される溶融はんだの流れを安定化させる構成を特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
はんだ槽内に収容された溶融はんだにアニュラリニア型電磁ポンプにより吐出力を与えて吹き口体の吹き口から溶融はんだを噴流させて、該吹き口上に噴流波を形成させる電子部品実装用噴流波形成装置であって、
前記アニュラリニア型電磁ポンプは、該アニュラリニア型電磁ポンプの推力パイプの一端を封止してキャップ形状に構成すると供に、この推力パイプの内側に挿入される内部コアの軸芯に沿って円錐状の反転流路を設けることで、前記推力パイプと前記内部コアとの間に推力発生流路を形成し、この推力発生流路と前記円錐状の反転流路とにより送給流路を形成した流路反転型のアニュラリニア型電磁ポンプであり、さらに、前記推力パイプは、はんだ槽の槽壁に設けられた穴に連繋され、また、この推力パイプに外部コアと移動磁界発生用コイルとを一体に形成した駆動体が環挿して設けられ、そして、前記円錐状の反転流路の開口と前記吹き口体に設けられた流入口とが連繋されたことを特徴とするＡＬＩＰ型電子部品実装用噴流波形成装置。
【請求項２】
前記推力パイプは、該推力パイプの封止端を頂部とする円錐状のキャップ形状に構成するものであり、
前記内部コアは、前記推力パイプの外形と相似の円錐状の外形状に構成され、この内部コアには、その軸芯に沿って前記推力パイプの円錐状の外形状と相似の円錐状の反転流路を設けることを特徴とする請求項１記載のＡＬＩＰ型電子部品実装用噴流波形成装置。
【請求項３】
前記推力パイプの封止された一端の内面形状が、放物面または双曲面に形成されたことを特徴とする請求項２記載のＡＬＩＰ型電子部品実装用噴流波形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プリント配線板に電子部品をはんだ付け実装するための電子部品実装用噴流波形成装置であって、ＡＬＩＰ型電磁ポンプを用いた装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
送給するべき媒体に直接に電磁力を作用させて推力を発生させ、これをポンプの吐出力および吸い込み力とする電磁ポンプ（ＬＥＰ：linear electromagnetic pump)には、大別して誘導型(induction type)と伝導型(conduction type) とがある。一般的に、送給するべき媒体への通電が不要な誘導型が多く使用されている例が多い。
【０００３】
この誘導型の電磁ポンプには、大別してフラットリニア型（ＦＬＩＰ型：flat linear induction pump)とアニュラリニア型（ＡＬＩＰ型：annular linear induction pump)、そしてヘリカル型（ＨＩＰ型：helical induction pump)とがあり、それぞれ固有の構成を有している。
【０００４】
ＡＬＩＰ型電磁ポンプを使用した電子部品実装用噴流波形成装置の技術として、特許文献１の技術がある。この技術は、ＡＬＩＰ型電磁ポンプそのものを溶融はんだ内で稼働・運転できるように構成し、エネルギー損失を無くしさらに電子部品へのダメージを解消している等々のところに特徴を有している。
【０００５】
なお、ＡＬＩＰ型電磁ポンプの例としては、特許文献２が参考になる。
【０００６】
誘導型電磁ポンプを使用した電子部品実装用噴流波形成装置は、溶融はんだの噴流状態を安定に維持できると供に溶融はんだを送給するパラメータの再現性と安定性が極めて良好で、いつでも同じ条件のはんだ付け実装が可能になって安定したはんだ付け品質を得ることができる特徴を有している。
【０００７】
しかしながら、特許文献１の技術では、はんだ内にＡＬＩＰ型電磁ポンプを設けているために、該電磁ポンプのメンテナンスや交換の際には、はんだが溶融している状態で電磁ポンプを引き上げなければならないという問題点があった。
【０００８】
そこで、特許文献３に開示されているように、このＡＬＩＰ型電磁ポンプをはんだ槽の槽壁の外側に設けることが考えられた。これにより、はんだ槽の槽壁の外側に位置することになった推力発生流路に溶融はんだを吸い込ませ、その後、吐出する溶融はんだをはんだ槽内に送給する構成となり、はんだ槽の外側に位置するＡＬＩＰ型電磁ポンプのメンテナンスや交換が容易になった。
【特許文献１】特開２００３−１４２８１９号公報
【特許文献２】特開平５−２６０７１９号公報
【特許文献３】特開２００５−２０５４７９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかし、この構成は、ＡＬＩＰ型電磁ポンプの内部コアの軸芯に沿って反転流路を形成する構成であるために、この反転流路の横断面積が小さくなり易く、それに理由として溶融はんだの流れに時間的に見て不規則に変動する流れの成分が増大することがわかった。この変動の増大は、噴流波の流速や流れ方向さらに噴流波高の変動を生じさせて、電子部品のはんだ付け実装品質を変動させることがある。
【００１０】
本発明は、上記の問題点を解決するためになされたもので、本発明の目的は、ＡＬＩＰ型電磁ポンプのメンテナンスや交換を容易に行うことができると供に、溶融はんだの送給を安定化して噴流波の時間変動を解消し、電子部品のはんだ付け実装品質を一層安定化させる仕組を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、反転流路を円錐状の形状に構成して、送給される溶融はんだの流れを安定化したところに特徴がある。
【００１２】
（１）アニュラリニア型（ＡＬＩＰ型：annular linear induction pump）電磁ポンプの推力パイプの一端を封止して該封止端を頂部とする円錐状のキャップ形状に構成すると供にこの推力パイプの内側に挿入される内部コアが前記推力パイプの外形と相似の円錐状の外形状に構成する。また、前記内部コアにはその軸芯に沿って前記推力パイプの円錐状の外形状と相似の円錐状の反転流路を設ける。
【００１３】
また、これらにより、前記円錐状の推力パイプと前記円錐状の内部コアとの間に推力発生流路を形成しかつ前記内部コア内に形成した円錐状の反転流路とにより送給流路を形成し、前記推力パイプに外部コアと移動時間発生用コイルとを一体に形成した駆動体を環挿して流路反転型のアニュラリニア型（Ｒ−ＡＬＩＰ型：return through type annular linear induction pump）電磁ポンプを形成する。
【００１４】
そして、前記推力パイプがはんだ槽の槽壁にその開口を該はんだ槽の内側に望ませて設けられ、また、前記反転流路が形成された内部コアの円錐状の反転流路の開口と溶融はんだをその吹き口から噴流することで噴流波を形成する吹き口体の流入口とが連繋して構成されたＡＬＩＰ型電子部品実装用噴流波形成装置である。
【００１５】
これにより、推力発生流路から送出される溶融はんだは円錐形状の反転流路すなわちその流れ方向に沿ってその縦断面積が拡大するホーン形状の流路を流れて吹き口体へ溶融はんだが送給される。したがって、この反転流路を流れる溶融はんだの流れは徐々に減速してその流れが整えられ、吹き口体に供給する溶融はんだの流れに不規則な変動を生じることがない。したがって、パラメータが安定で再現性のある噴流波を形成することができるようになる。
【００１６】
（２）前記（１）の構成において、推力パイプの封止された一端の内面形状が放物面または双曲面に形成されて成るＡＬＩＰ型電子部品実装用噴流波形成装置である。
【００１７】
これにより、推力発生流路から反転流路へ流れ方向を反転する溶融はんだの流れに不規則な変動を生じることが少なくなり、一層安定した噴流波を形成することかできるようになる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、ＡＬＩＰ型電磁ポンプがはんだ槽の外側に設けられ、特に移動磁界発生用コイルが挿抜自在に設けられるので、該電磁ポンプのメンテナンスや交換等の作業を容易に行うことができる。
【００１９】
また、溶融はんだの送給を安定化して噴流波の不規則な変動を解消し、電子部品のはんだ付け実装品質を再現性良く、そして安定化させることができる等の効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明におけるＡＬＩＰ型電子部品実装用噴流波形成装置の構成例を説明する。
【００２１】
図１は、本発明の一実施形態を示すＡＬＩＰ型電子部品実装用噴流波形成装置の構成の一例を説明する図であり、はんだ槽部分は縦断面で示し、制御系の構成をブロック図で示してある。
【００２２】
図２は、本発明のＡＬＩＰ型電子部品実装用噴流波形成装置の全容を説明する斜視図である。
【００２３】
図３は、本発明のＡＬＩＰ型電子部品実装用噴流波形成装置のはんだ槽に設けられる推力パイプと、この推力パイプ内に挿入される内部コアと、推力パイプに挿抜（環挿）自在に設けられる外部コアおよび移動磁界発生用コイルの挿抜関係を説明する分解斜視図である。なお、図１〜図３では、同一のものには同一の符号を付してある。
【００２４】
〔ハードウェア構成〕
まず、図１〜図３を用いて、本発明の一実施形態を示すＡＬＩＰ型電子部品実装用噴流波形成装置の構成について説明する。
【００２５】
１０１ははんだ槽である。このはんだ槽１０１内には槽底や槽壁に沿ってヒータ１０９が設けてあり、該はんだ槽１０１内に収容されたはんだ１００を加熱して溶融させ、目的とする温度に保持するように構成されている。
【００２６】
２０１は温度制御装置であり、はんだ１００の温度を制御する。この温度制御装置２０１は、温度センサ１０６の温度検出結果を参照し、はんだ１００の温度が予め指示された温度になるようにヒータ１０９に供給する電力を制御する仕組みである。
【００２７】
また、はんだ槽１０１の槽底の推力パイプ取り付け孔１０８には、ＡＬＩＰ型電磁ポンプ３００の推力パイプ３０２が設けてある。この推力パイプ３０２は、槽底の推力パイプ取り付け孔１０８に溶接やねじ込み等の方法で取り付けてある。
【００２８】
また、この推力パイプ３０２内に、その中心軸に反転流路３０４を設けたパイプ状の内部コア３０３を挿抜自在に挿入する構成となっている。そして、この内部コア３０３の反転流路３０４と吹き口体１０２の流入口１０７が連繋するように構成されている。なお、推力パイプ３０３の一端は、放物面形状または双曲面形状に封止されている。
【００２９】
ここに用いられるＡＬＩＰ型電磁ポンプ３００は、その推力パイプ３０２や内部コア３０３そして反転流路３０４の形状が、円錐状で相似の形状を構成している。したがって、図１や図３からもわかるように、反転流路３０４の縦断面積が、溶融はんだの流れ方向（矢印Ｂ）に沿って拡大する構成になっている。
【００３０】
また、推力発生流路３０５は、内部コア３０３の外表面と推力パイプ３０２の内表面ひいては駆動体３０１（外部コア３０１ａおよび移動磁界発生用コイル３０１ｂ）との間に構成され、この推力発生流路３０５の隙間（間隔）は、融はんだの流れ方向（矢印Ａ）に沿って一定の値に構成されている。なお、推力パイプ３０２と内部コア３０３とを相似の円柱状に構成し、反転流路３０４のみを円錐状に形成しても良い。
【００３１】
吹き口体１０２は、その内部に溶融はんだの流れを整える整流板１０５を有し、その吹き口１０３がはんだ液面上に位置している。すなわち、この吹き口１０３から溶融はんだを噴流させると該吹き口上に噴流波１１０が形成されて、該吹き口１０３に隣接して設けられた案内板１０４を流れ下る仕組みとなっている。
【００３２】
なお、内部コア３０３や吹き口体１０２は、図示しないサポート手段により、はんだ槽１０１に取り付け／取り外しが可能に固定されている。
【００３３】
また、推力パイプ３０２の外側には、内部コア３０３との間に移動磁界を発生させる外部コア３０１ａと移動磁界発生用コイル３０１ｂとが一体に形成された駆動体３０１が、回転可能かつ挿抜可能に設けられている。この駆動体３０１（外部コア３０１ａおよび移動磁界発生コイル３０１ｂ）により、推力パイプ３０２と内部コア３０３との間に推力発生流路３０５が形成され、この推力発生流路３０５から送出される溶融はんだ１００は、内部コア３０３の反転流路３０４を通って吹き口体１０２へ送給される。
【００３４】
なお、駆動体３０１を回転可能にすることで推力パイプ３０２への密着性を向上させることができると供に、最適な磁界分布を選択して推力を安定させることができる。この構成のＡＬＩＰ型電磁ポンプ３００を、流路反転型のアニュラリニア型（Ｒ−ＡＬＩＰ型：return throgh type annular linear induction pump）電磁ポンプと呼称する。
【００３５】
なお、ＡＬＩＰ型電磁ポンプ３００は、外部コア３０１ａの形状を円柱状（円錐柱状）に形成することができるため、通常はその外観も円柱状（円錐柱状）である。また、その内部コア３０３も円柱状（円錐柱状）であり、該外部コア３０１ａと内部コア３０３との環状の空間すなわち流路に移動磁界を発生させ、該流路のはんだに推力を与えて移動させ、吐出力および吸い込み力を発生させる。なお、〔背景技術〕の欄で示した特許文献１に開示されるＡＬＩＰ型の電磁ポンプは、ポンプ内の流路が直線状であることから、ストレートスルー型と呼称されている。
【００３６】
このＲ−ＡＬＩＰ型電磁ポンプ（以下ＡＬＩＰ型電磁ポンプと総称する）は、多相交流電源装置２０２（例えば、ＶＶＶＦ型３相インバータ電源装置）と接続され、多相交流電力を電磁ポンプの磁界発生用コイル３０１ｂに供給する。
【００３７】
このように、本発明では、図１のように、ＡＬＩＰ型電磁ポンプ３００を、はんだ槽１０１の槽壁の外側に設け、はんだ槽１０１の槽壁の外側に位置することになった推力発生流路３０５に溶融はんだを吸い込ませ、その後、吐出する溶融はんだをはんだ槽内に送給する構成とした。よって、はんだ槽１０１の外側に位置するＡＬＩＰ型電磁ポンプ３００のメンテナンスや交換が容易になった。
【００３８】
なお、この多相交流電源装置２０２は、制御装置２０３との通信によりその出力電圧や周波数、電力等々が任意に調節され制御される構成である。
【００３９】
制御装置２０３は、コンピュータシステムで構成され、キーボード等の指示操作部２０４とＬＣＤ等の表示部２０５と、図示しないＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ，ハードディスク等を備えている。そして、制御装置２０３内のＣＰＵがハードディスクに格納されたプログラムをＲＡＭ上に読み込んで実行することにより各種制御を行うことができる。
【００４０】
制御装置２０３は、指示操作部２０４からの指示により上述の多相交流電源装置２０２の作動を制御する構成である。また、上述の温度制御装置２０１も制御装置２０３との通信によりヒータ１０９への供給電力や温度またＰＩＤ等の制御特性が任意に調節され制御される構成である。
【００４１】
なお、はんだの融点は、はんだの種類により異なる。例を挙げると、従来から使用されてきた錫−鉛はんだ（例えば鉛３７％で残部が錫）では約１８３℃である。また、鉛フリーはんだの錫−亜鉛はんだ（例えば亜鉛９％で残部が錫）では約１９９℃である。さらに、錫−銀−銅はんだ（例えば銀約３．５％，銅約０．７％，残部が錫）では約２２０℃である。
【００４２】
そのため、使用されるはんだの種類により、被はんだ付けワークである電子部品のはんだ付け実装に際して使用されるはんだの温度は異なるが、プリント配線板に搭載される電子部品の耐熱温度が考慮されるため、約２２０℃〜２６０℃程度の範囲で使用される例が最も多い。
【００４３】
〔作動〕
ＡＬＩＰ型電子部品実装用噴流波形成装置を始動させると、ヒータ１０９および温度センサ１０６そして温度制御装置２０１とにより、はんだ１００が加熱されて溶融し、予め決めた所定の温度に維持される。はんだが所定温度に達したら、多相交流電源装置２０２からＡＬＩＰ型電磁ポンプ３００に電力を供給して推力を発生させる。すると、図１の矢印Ａに示すように推力発生流路３０５に溶融はんだが吸い込まれ、推力パイプ３０２の先端で流れ方向が反転して内部コア３０３内の反転流路３０４に送出された後に、吹き口体１０２に送給され、整流板１０５で流れを整えられた後に、吹き口１０３から噴流して噴流波１１０が形成される。
【００４４】
推力発生流路３０５から送出される溶融はんだは、封止された推力パイプ３０２の先端で流れ方向を変えて（矢印Ａから矢印Ｂに反転して）反転流路３０４内へ送出される。この際に、推力パイプ３０２の先端の内表面形状が放物面または双曲面に構成してあるので、損失も少なくかつ安定した流れを維持しつつ、その流れ方向を反転することができる。
【００４５】
そして、その流れ方向（矢印Ｂ）に沿って縦断面積が拡大する円錐状（ホーン状）の形状であるから、溶融はんだの流速が徐々に低下し、その過程で流れが整えられて安定する。
【００４６】
したがって、不規則な流れ成分が減衰して安定した溶融はんだの流れを得ることができるようになり、吹き口体１０２の吹き口１０３に形成される噴流波１１０の流速や流れ方向そして波高等が安定する。
【００４７】
その結果、安定で再現性のある噴流波が得られ、これに接触される電子部品ひいてはプリント配線板の接触状態も安定し、良好なはんだ付け実装品質が得られると供に、いつも同じ状態ではんだ付け実装を行うことができるようになる。
【００４８】
なお、推力パイプ３０２や内部コア３０３の外形状を円柱状に構成し、内部コア３０３の軸芯に沿って形成される反転流路３０４の形状のみを円錐状に形成した場合には、ＡＬＩＰ型電磁ポンプ３００の送給能力が若干低くなるが、前記の流れを整える作用は同様である。
【００４９】
また、このように、推力パイプ３０２の形状を円錐形状にすることで、環挿される外部コア３０１ａおよび移動磁界発生用コイル３０２ｂの該推力パイプヘの密着性が良くなり、エアギャップを生じることによる損失を低減することも可能になる。したがって、電磁ポンプ３００の効率も向上させることができるようになる。
【００５０】
以上の構成により、ＡＬＩＰ型電磁ポンプのメンテナンスや交換を容易に行うことができると供に、溶融はんだの送給を安定化して噴流波の時間変動を解消し、電子部品のはんだ付け実装品質を一層安定化させることができる。
【００５１】
なお、上述した実施形態の変形例を組み合わせた構成も全て本発明に含まれるものである。
【００５２】
以上説明したように、本発明のＡＬＩＰ型電子部品実装用噴流波形成装置は、反転流路を円錐状の形状に構成して、送給される溶融はんだの流れを安定化したところに特徴がある。
【００５３】
まず、アニュラリニア型（ＡＬＩＰ型：annular linear induction pump）電磁ポンプ３００の推力パイプ３０２の一端を封止して該封止端を頂部とする円錐状のキャップ形状に構成すると供に、この推力パイプ３０２の内側に挿入される内部コア３０３が、推力パイプ３０２の外形と相似の円錐状の外形状に構成する。また、内部コア３０３には、その軸芯に沿って推力パイプ３０２の円錐状の外形状と相似の円錐状の反転流路３０４を設ける。
【００５４】
また、これらにより、円錐状の推力パイプ３０２と円錐状の内部コア３０３との間に推力発生流路３０５を形成し、且つ、この推力発生流路３０５と反転流路３０４とにより送給流路を形成し、推力パイプ３０２に外部コア３０１ａと移動時間発生用コイル３０１ｂとを一体に形成した移動体３０１を環挿して流路反転型のアニュラリニア型（Ｒ−ＡＬＩＰ型：return through type annular linear induction pump）電磁ポンプを形成する。
【００５５】
そして、推力パイプ３０２が、はんだ槽１０１の槽壁にその開口を該はんだ槽１０１の内側に望ませて設けられ、また、反転流路３０４が形成された内部コア３０３の円錐状の反転流露３０４の開口と溶融はんだをその吹き口１０３から噴流することで噴流波を形成する吹き口体１０２の流入口１０７とが連繋して構成されたＡＬＩＰ型電子部品実装用噴流波形成装置である。
【００５６】
これにより、推力発生流路３０５から送出される溶融はんだは、円錐形状の反転流路３０４すなわちその流れ方向に沿ってその縦断面積が拡大するホーン形状の流路を流れて吹き口体１０２へ溶融はんだが送給される。したがって、この反転流路３０４を流れる溶融はんだの流れは、徐々に減速してその流れが整えられ、吹き口体１０２に供給する溶融はんだの流れに不規則な変動を生じることがない。したがって、パラメータが安定で再現性のある噴流波を形成することができるようになる。
【００５７】
さらに、上述の構成のＡＬＩＰ型電子部品実装用噴流波形成装置において、推力パイプ３０２の封止された一端の内面形状が放物面または双曲面に形成されて成るＡＬＩＰ型電子部品実装用噴流波形成装置である。
【００５８】
これにより、推力発生流路３０５から反転流路３０４へ流れ方向を反転する溶融はんだの流れに不規則な変動を生じることが少なくなり、一層安定した噴流波を形成することかできるようになる。
【産業上の利用可能性】
【００５９】
本発明にかかるＡＬＩＰ型電子部品実装用噴流波形成装置は、電子部品をプリント配線板にはんだ付け実装する際に使用される。安定かつ再現性のある噴流波を形成できるようになるので、微細な被はんだ付け部を多数有し、極めて安定な噴流波の形成が求められるマイクロソルダリングを行うことができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】本発明の一実施形態を示すＡＬＩＰ型電子部品実装用噴流波形成装置の構成の一例を説明する図である。
【図２】本発明のＡＬＩＰ型電子部品実装用噴流波形成装置の全容を説明する斜視図である。
【図３】本発明のＡＬＩＰ型電子部品実装用噴流波形成装置のはんだ槽に設けられる推力パイプと、この推力パイプ内に挿入される内部コアと、推力パイプに挿抜（環挿）自在に設けられる外部コアおよび移動磁界発生用コイルの挿抜関係を説明する分解斜視図である。
【符号の説明】
【００６１】
１００    はんだ
１０１    はんだ槽
１０６    温度センサ
１０９    ヒータ
２０１    温度制御装置
２０２    多相交流電源装置
２０３    制御装置
２０４    指示操作部
３００    反転式ＡＬＩＰ型電磁ポンプ
３０１    駆動体
３０１ａ    外部コア
３０１ｂ    移動磁界発生用コイル
３０２    推力パイプ
３０３    内部コア
３０４    反転流路
３０５    推力発生流路
【図１】
2007095919.tif 000003
【図２】
2007095919.tif 000004
【図３】
2007095919.tif 000005