(57)【要約】【課題】  本発明は、均一なはんだ付けを行うことが可能な汲み上げ式はんだ槽であって、ポット内の溶融はんだに含まれる不純物の含有濃度を低減することが可能な、汲み上げ式はんだ槽を提供することを目的とする。【解決手段】  本発明の汲み上げ式はんだ槽１０は、上端が開放され、底面２１に開口２２が形成された、内部に溶融はんだ６０が充填されるポット２０と、ポット２０と溶融はんだ６０とを収納するはんだ槽３０と、ポット２０の上端が、はんだ槽３０に収納された溶融はんだ６０の上面の下方または上方に位置するように、ポット２０を上昇および下降させる移動手段４０と、ポット２０の移動時に、ポット２０の開口２２を開状態と閉状態とにする開閉手段５０と、を備える。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
上端が開放され、底面に開口が形成された、内部に溶融はんだが充填されるポットと、
前記ポットと前記溶融はんだとを収納するはんだ槽と、
前記ポットの上端が、前記はんだ槽に収納された溶融はんだの上面の下方または上方に位置するように、前記ポットを上昇および下降させる移動手段と、
前記ポットの移動時に、前記ポットの開口を開状態と閉状態とにする開閉手段と、
を備える汲み上げ式はんだ槽。
【請求項２】
前記開閉手段は、前記ポットの上端が前記はんだ槽に収納された溶融はんだの上面付近に位置している時は、前記ポットの開口を閉状態とする、請求項１記載の汲み上げ式はんだ槽。
【請求項３】
前記開閉手段は、
前記開口に挿入された支柱部と、前記底面の上方に配置された上側水平部と、前記底面の下方に配置された下側水平部と、を備えた弁と、
一端が前記ポットの底面に、他端が前記弁の下側水平部に固定され、前記支柱部よりも長い自然長を有する弾性体と、
を備える、請求項１または２記載の汲み上げ式はんだ槽。
【請求項４】
前記上側水平部は前記開口よりも大きい、請求項３記載の汲み上げ式はんだ槽。
【請求項５】
前記開閉手段は、前記はんだ槽の底部に固定された前記下側水平部を支持するための支持部をさらに備える、請求項３または４項記載の汲み上げ式はんだ槽。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、汲み上げ式はんだ付け槽に関し、特に、はんだ槽の内部に溶融はんだとポットとを収納し、該ポットを上下移動させる構成の汲み上げ式はんだ槽に関する。
【背景技術】
【０００２】
基板や電子部品等へのはんだ付けにおいて、汲み上げ式はんだ槽が用いられている。汲み上げ式はんだ槽を用いてはんだ付けを行う場合、溶融はんだが収納された固定はんだ槽の内部にポットを沈め、該ポットをはんだ面よりも高い所まで上昇させて、該ポットに均一な溶融はんだ平面を形成する。そして、該均一な溶融はんだ平面に基板や電子部品等を浸すことにより、基板や電子部品等に均一なはんだ付けを行うことができる。
【０００３】
ここで、特許文献１には、溶融はんだの糸引きを抑制する汲み上げ式はんだ槽が開示されている。特許文献１に開示された汲み上げ式はんだ槽の構造図を図５に示す。図５において、汲み上げ式はんだ槽９０は、主に、溶融はんだ９４を収納した半田槽９１とポット９２とフロート９３とを備える。ポット９２を半田槽９１から引き上げて、ポット９２の開口部に均一な溶融はんだ９４の平面を形成した後、ポット９２内にフロート９３を沈めることにより、溶融はんだ９４の平面を上昇させる（上昇面９５）。この状態でプリント配線基板９６を溶融はんだ９４の上昇面９５に接触させる。そして、フロート９３を縦に振動させて溶融はんだ９４の糸引きを抑制することにより、プリント配線基板９６に均一なはんだ付けを行う。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−００５１５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ここで、特許文献１の汲み上げ式はんだ槽を用いて金属材料で形成された被はんだ付け部品のはんだ付けを行う場合、被はんだ付け部品が溶融はんだに浸漬することにより、被はんだ付け部品の金属材料が溶融はんだに微少量溶け出す。従って、はんだ付けの処理回数が増えるにつれて、ポットに収納されている溶融はんだに被はんだ付け部品から溶け出した金属材料が蓄積し、溶融はんだの品質が悪化する。
【０００６】
本発明の目的は、上述した問題点を解決することであって、均一なはんだ付けを行うことが可能な汲み上げ式はんだ槽であって、ポット内の溶融はんだに含まれる不純物の含有濃度を低減することが可能な、汲み上げ式はんだ槽を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために本発明に係る汲み上げ式はんだ槽は、上端が開放され、底面に開口が形成された、内部に溶融はんだが充填されるポットと、ポットと溶融はんだとを収納するはんだ槽と、ポットの上端が、はんだ槽に収納された溶融はんだの上面の下方または上方に位置するように、ポットを上昇および下降させる移動手段と、ポットの移動時に、ポットの開口を開状態と閉状態とにする開閉手段と、を備える。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、上限位置において、ポットの上端がはんだ槽に収納された溶融はんだの上面の上方に位置することから、ポットの上端には溶融はんだの均一な水平面が形成される。従って、均一なはんだ付けを行うことができる。
【０００９】
さらに、ポットの上昇動作と下降動作に連動して、被はんだ付け部品から溶けだした不純物を含んだ溶融はんだは、開状態となったポットの開口からポットの外部へ流出する。従って、不純物がポット内の溶融はんだに蓄積されることが抑制され、ポット内の溶融はんだの不純物の含有濃度を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る汲み上げ式はんだ槽１０の概略構成図の一例である。
【図２】本発明の第２の実施形態に係る汲み上げ式はんだ槽１００の構造図の一例である。
【図３】本発明の第２の実施形態に係る汲み上げ式はんだ槽１００において、（ａ）ポット１２０が下限位置にあるときの状態の一例、（ｂ）ポット１２０が上限位置にあるときの状態の一例である。
【図４】本発明の第２の実施形態に係る汲み上げ式はんだ槽１００を用いて予備はんだ付けを行っているときの状態の一例である。
【図５】関連技術の汲み上げ式はんだ槽の構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
（第１の実施形態）
第１の実施形態について説明する。本実施形態に係る汲み上げ式はんだ槽の概略構成図の一例を図１に示す。図１において、本実施形態に係る汲み上げ式はんだ槽１０は、ポット２０と、はんだ槽３０と、移動手段４０と、開閉手段５０と、を備える。
【００１２】
ポット２０は、上端が開放された容器であり、ポット２０の底面２１には開口２２が形成されている。ポット２０は、移動手段４０により上下に移動し、上限位置において、少なくともその上端がはんだ槽３０内の溶融はんだ６０の上面より上方に位置する。すなわち、上限位置において、ポット２０の上端には、はんだ槽３０から汲み上げられた溶融はんだ６０の均一な水平面が形成される。一方、下限位置において、ポット２０全体がはんだ槽３０内の溶融はんだ６０の内部に位置する。
【００１３】
はんだ槽３０は、上端が開放された容器であり、内部に、溶融はんだ６０およびポット２０が収納される。
【００１４】
移動手段４０は、ポット２０の上端がはんだ槽３０に収納された溶融はんだ６０の上面の下方または上方に位置するように、ポット２０を上昇および下降させる。
【００１５】
開閉手段５０は、ポット２０の移動時に、ポット２０の開口２２を開状態と閉状態とにする。
【００１６】
ポット２０が上限に位置しているとき、ポット２０の上端には、はんだ槽３０から汲み上げられた溶融はんだ６０の均一な水平面が形成される。従って、該水平面に被はんだ付け部品を浸漬させることにより、被はんだ付け部品に均一なはんだ付けを行うことができる。
【００１７】
また、ポット２０の移動時に、ポット２０の開口２２が開状態となることにより、ポット２０の内部から不純物を含んだ溶融はんだ６０をポット２０の外部へ流出させることができる。従って、本実施形態に係る汲み上げ式はんだ槽１０は、不純物がポット２０内の溶融はんだ６０に蓄積されることが抑制され、ポット２０内の溶融はんだ６０の不純物の含有濃度を低減することができる。
【００１８】
（第２の実施形態）
第２の実施形態について説明する。本実施形態に係る汲み上げ式はんだ槽の構造図の一例を図２に示す。図２において、本実施形態に係る汲み上げ式はんだ槽１００は、静止固定はんだ槽１１０と、ポット１２０と、移動手段１４０と、返還手段１５０とを備える。
【００１９】
静止固定はんだ槽１１０は、上端が開放された容器であり、内部に、溶融はんだ１３０、ポット１２０および返還手段１５０が収納されている。
【００２０】
ポット１２０は、上端が開放された容器であり、ポット１２０の底面１２１には開口部１２２が形成されている。ポット１２０は、移動手段１４０により上下に移動し、上限位置において、少なくともその上端が静止固定はんだ槽１１０内の溶融はんだ１３０の上面より上方に位置する。すなわち、上限位置において、ポット１２０の上端には、静止固定はんだ槽１１０から汲み上げられた溶融はんだ１３０の均一な水平面が形成される。一方、下限位置において、ポット１２０全体が静止固定はんだ槽１１０内の溶融はんだ１３０の内部に位置する。
【００２１】
移動手段１４０は、ポット１２０を上限位置と下限位置との間を上昇または下降させる。本実施形態において、移動手段１４０は、後述のスプリング１５２の弾性力よりも十分大きな応力によって、所望の速度でポット１２０を上昇または下降させる。
【００２２】
返還手段１５０は、リリーフ弁１５１とスプリング１５２と開用突起１５３とを備える。なお、該返還手段１５０が請求項の開閉手段に相当する。
【００２３】
リリーフ弁１５１は、上側水平部１５１ａと下側水平部１５１ｂと支柱部１５１ｃとから成るＩ字状の弁である。上側水平部１５１ａは、ポット１２０の底面１２１の上方に位置し、すなわち、ポット１２０の内部に位置する。また、上側水平部１５１ａは、ポット１２０の開口部１２２を覆える大きさに形成されている。下側水平部１５１ｂは、ポット１２０の底面１２１の下方に位置し、すなわち、ポット１２０の外部に位置する。支柱部１５１ｃはポット１２０の開口部１２２に挿入され、ポット１２０が上昇・下降する場合、開口部１２２は支柱部１５１ｃと平行に上下動する。
【００２４】
スプリング１５２は、一端がポット１２０の底面１２１に、他端がリリーフ弁１５１の下側水平部１５１ｂに固定されている。スプリング１５２の自然長はリリーフ弁１５１の支柱部１５１ｃよりも十分長く、従って、常に、ポット１２０の底面１２１をリリーフ弁１５１の上側水平部１５１ａ側へ押し上げるように作用している。なお、スプリング１５２の変わりに、板バネ等の弾性体を用いることもできる。
【００２５】
開用突起１５３は、静止固定はんだ槽１１０の底面に固定されており、ポット１２０が下方に位置する時に、リリーフ弁１５１の下側水平部１５１ｂを支持する。
【００２６】
次に、ポット１２０が上昇および下降する場合の動作について図３を用いて説明する。ポット１２０が下限位置まで下降した時の状態を図３（ａ）に、ポット１２０が上限位置まで上昇した時の状態を図３（ｂ）に示す。なお、図３（ａ）および図３（ｂ）において、移動手段１４０の記載を省略した。
【００２７】
図３（ａ）において、ポット１２０が下限位置にある時、ポット１２０の開口部１２２は開いた状態である。この状態から移動手段１４０を用いてポット１２０を上限位置まで上昇させる場合、ポット１２０の上昇に伴い、リリーフ弁１５１の上側水平部１５１ａがポット１２０の底面１２１に近づく。この時、ポット１２０内部の上側水平部１５１ａの下方に位置する溶融はんだ１３０は、上側水平部１５１ａに押圧され、開口部１２２からポット１２０の外部へ流出する。そして、ポット１２０の下方に位置していた溶融はんだ１３０が外部へ流出することにより、ポット１２０の外側に位置していた溶融はんだ１３０が、ポット１２０の上端側からポット１２０の内部へ流入する（図３（ａ）の矢印参照。）。
【００２８】
そして、ポット１２０の底面１２１がリリーフ弁１５１の上側水平部１５１ａの位置まで上昇した時、ポット１２０の開口部１２２は上側水平部１５１ａにより塞がれ、閉じた状態となる。開口部１２２が閉じた状態となることにより、溶融はんだ１３０のポット１２０からの流出およびポット１２０への流入が停止する。ここで、スプリング１５２がポット１２０の底面１２１をリリーフ弁１５１の上側水平部１５１ａ側へ押し上げるように作用することから、開口部１２２の閉状態が安定して維持される。
【００２９】
開口部１２２が閉じた状態、すなわち、溶融はんだ１３０の流出および流入が停止した状態で、ポット１２０をさらに上昇させる。溶融はんだ１３０の流出および流入が停止した状態で、ポット１２０を上昇させることにより、ポット１２０内部の溶融はんだ１３０が撹拌されてポット１２０の上端に形成される溶融はんだ１３０の水平面１３１が乱されることを、抑制することができる。
【００３０】
ポット１２０が上限位置まで上昇した時、図３（ｂ）に示すように、ポット１２０の上端には静止固定はんだ槽１１０から汲み上げられた溶融はんだ１３０の均一な水平面１３１が形成される。
【００３１】
一方、移動手段１４０を用いてポット１２０を上限位置から下限位置まで下降させる場合、上昇時と同様に、開口部１２２の閉状態が安定して維持された状態で、ポット１２０が下降する。そして、リリーフ弁１５１の下側水平部１５１ｂが開用突起１５３に突きあたることにより、リリーフ弁１５１は開用突起１５３上で停止する。さらにポット１２０が下降することにより、リリーフ弁１５１の上側水平部１５１ａはポット１２０の底面１２１から離れ、ポット１２０の開口部１２２が開いた状態になる。
【００３２】
開口部１２２が開いた状態でポット１２０が下降する時、ポット１２０の外部に位置していた溶融はんだ１３０が、ポット１２０の開口部１２２からポット１２０の内部へ流入する。一方、ポット１２０の上方に位置する溶融はんだ１３０は、ポット１２０の上端側からポット１２０の外部へ流出する。そして、ポット１２０が下限位置まで下降した時、再び、図３（ａ）の状態になる。
【００３３】
次に、本実施形態に係る汲み上げ式はんだ槽１００を用いて銅合金で形成されたリード線の予備はんだ付けを行う手順について説明する。なお、リード線を有する電気・電子部品に付随のリード線の予備はんだ付けにおいては、後工程で行われる基板や端子ソケットへのはんだ付けの品質を高めるため、はんだ品質が良好な均一な予備はんだ付けが求められる。
【００３４】
本実施形態に係る汲み上げ式はんだ槽１００を用いてリード線の予備はんだ付けを行っているときの状態の一例を図４に示す。図４において、リード線１６１を有する電気部品１６０が保持・移動手段１７０に固定されている。リード線１６１の予備はんだ付けを行う場合、先ず、保持・移動手段１７０を作動させて、電気部品１６０をポット１２０の上方に移動する。この状態で、ポット１２０の上昇を開始する。
【００３５】
ポット１２０の上昇に伴い、上述のように、ポット１２０の下方に位置する溶融はんだ１３０が開口部１２２からポット１２０の外部へ流出し、ポット１２０の外側に位置していた溶融はんだ１３０がポット１２０の上端側からポット１２０内へ流入する。つまり、ポット１２０の下方に位置する不純物を含んだ溶融はんだ１３０が、ポット１２０の外部へ流出される。従って、ポット１２０内の溶融はんだ１３０に含まれる不純物の含有濃度が低下する。
【００３６】
さらにポット１２０が上昇して、開口部１２２が閉じられることにより、溶融はんだ１３０の流出および流入が停止する。溶融はんだ１３０の流出および流入が停止した状態で、さらに、ポット１２０を上限位置まで上昇させる。溶融はんだ１３０の流出および流入を停止した状態で、ポット１２０を上昇させることにより、ポット１２０の上端に形成される溶融はんだ１３０の水平面１３１が乱されることを抑制される。そして、ポット１２０が上限位置まで上昇した時、ポット１２０の上端には静止固定はんだ槽１１０から汲み上げられた溶融はんだ１３０の均一な水平面１３１が形成される。
【００３７】
この状態で、保持・移動手段１７０を作動させて、リード線１６１をポット１２０内の溶融はんだ１３０に浸漬させる。リード線１６１を浸漬位置で所定時間静止させた後、再び、保持・移動手段１７０を作動させて、リード線１６１を上方に引き上げる。この時、リード線１６１には均一な予備はんだ付けが施されている。
【００３８】
リード線１６１に予備はんだ付けを施した後、ポット１２０を下限位置まで下降させる。ポット１２０は、開口部１２２の閉状態が安定して維持された状態で下降し、リリーフ弁１５１の下側水平部１５１ｂが開用突起１５３に係止された後は、開口部１２２が開いた状態で下降する。開口部１２２が開いた状態で、ポット１２０をさらに下降させることにより、ポット１２０の外部に位置していた溶融はんだ１３０が開口部１２２からポット１２０の内部に流入し、ポット１２０の上方に位置する溶融はんだ１３０がポット１２０の上端側からポット１２０の外部へ流出する。すなわち、ポット１２０の上方に位置する不純物を含んだ溶融はんだ１３０が、ポット１２０の外部へ流出する。従って、ポット１２０内の溶融はんだ１３０に含まれる不純物の含有濃度が低下する。そして、ポット１２０が下限位置まで下降した時、予備はんだ付けが終了する。
【００３９】
なお、直前の予備はんだ付けによりリード線１６１から溶け出した銅合金（不純物）は、ポット１２０の上方に滞留していることから、不純物を比較的多く含んだ溶融はんだ１３０を効率よくポット１２０の外部へ流出させることができる。
【００４０】
本実施形態に係る汲み上げ式はんだ槽１００は、ポット１２０の上昇時にポット１２０の下方に位置する溶融はんだ１３０が外部へ流出され、ポット１２０の下昇時にポット１２０の上方に位置する溶融はんだ１３０が外部へ流出される。従って、ポット１２０内の不純物を含んだ溶融はんだ１３０は、静止固定はんだ槽１１０内の純度が高い溶融はんだ１３０と、効率よく入れ替えられる。
【００４１】
さらに、はんだ付け終了後のポット１２０の下昇時に、ポット１２０の上方に位置する溶融はんだ１３０を流出させる場合、直前のはんだ付けにより被はんだ付け部品から溶け出した不純物がポット１２０の上方に滞留していることから、直前のはんだ付けにより溶け出した不純物を効率よくポット１２０の外部へ流出させることができる。
【００４２】
ここで、電気部品１６０を保持する保持・移動手段１７０の移動距離、移動速度および浸漬位置での停止時間は、はんだ付けの品質を決定する要因であり、実験等により決定した最適な条件が用いられる。また、予備はんだ付けの前に、リード線１６１にフラックスを塗布しておくと良い。
【００４３】
また、上記の実施形態では、返還手段１５０を一つ配置した場合について説明したが、ポット１２０の容積等に応じて返還手段１５０を複数個配置することもできる。また、上記の実施形態では、返還手段１５０をリリーフ弁１５１とスプリング１５２と開用突起１５３とで構成したが、ポット１２０の上昇および下降に同期して、ポット１２０の開口部１２２を開状態および閉状態にする機能、すなわち、溶融はんだ１３０の流通および流通停止を切り替える機能を有していれば、他の構成を用いることもできる。
【００４４】
以上のように、ポット１２０の上昇時にはポット１２０の下方に位置する溶融はんだ１３０を開口部１２２から流出させ、ポット１２０の下降時にはポット１２０の上方に位置する溶融はんだ１３０を上端側から流出させることにより、不純物を含んだ溶融はんだ１３０を効率よくポット１２０の外部へ流出させることができる。従って、ポット１２０内の溶融はんだ１３０に含まれる不純物の含有濃度を低減することが可能な、汲み上げ式はんだ槽１００を提供することができる。
【符号の説明】
【００４５】
１０    汲み上げ式はんだ槽
２０    ポット
２１    底面
２２    開口
３０    はんだ槽
４０    移動手段
５０    開閉手段
９０    汲み上げ式はんだ槽
９１    半田槽
９２    ポット
９３    フロート
９４    溶融はんだ
９５    上昇面
９６    プリント配線基板
１００    汲み上げ式はんだ槽
１１０    静止固定はんだ槽
１２０    ポット
１２１    底面
１２２    開口部
１３０    溶融はんだ
１３１    水平面
１４０    移動手段
１５０    返還手段
１５１    リリーフ弁
１５１ａ    上側水平部
１５１ｂ    下側水平部
１５１ｃ    支柱部
１５２    スプリング
１５３    開用突起
１６０    電気部品
１６１    リード線
１７０    保持・移動手段
【図１】
2012055957.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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