(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の縦方向に設けられた板状の縦板部を備えたポンプ槽部を有するとともに、このポンプ槽部の各縦板部の上端にそれぞれ設けられた水平板部により水平方向に拡大された噴流波形成槽部を有しろう材を収容する槽体と、
前記複数の縦板部に沿って一つの槽体のポンプ槽部に設けられこの槽体内のろう材を噴流波形成槽部内で上方へ噴流させてワークをろう付けする複数の電磁誘導ポンプと、
槽体のポンプ槽部内であって一の電磁誘導ポンプと他の電磁誘導ポンプとの間に上下方向の間隔をおいて配置されたろう材を溶融する複数のヒーターと
を具備したことを特徴とするろう付け装置。
【請求項２】
電磁誘導ポンプは、
縦板部の外側に密着された一次鉄心と、
この一次鉄心に巻回された誘導コイルと、
前記縦板部の内側に平行に配置された二次鉄心と、
前記縦板部と前記二次鉄心との間に設けられたろう材上昇間隙と
を具備したことを特徴とする請求項１記載のろう付け装置。
【請求項３】
複数の電磁誘導ポンプの上部にそれぞれ取外可能に設けられたろう材を噴流する複数のノズル
を具備したことを特徴とする請求項１または２記載のろう付け装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電磁誘導ポンプを用いたろう付け装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図８は、従来の噴流式はんだ付け装置の全体構成を示し、装置カバー11のワーク搬入口12からワーク搬出口13にわたって、はんだ付けされる部品実装基板などのワークを搬送するためのワーク搬送コンベヤ14を設ける。
【０００３】
このコンベヤ14に沿って、発泡させたフラックスをワークに塗布するフラクサ15と、ワークを予加熱するプリヒータ16と、噴流ノズルより噴流させた溶融はんだによりワークにはんだ付けを行うはんだ槽17と、はんだ付け後のワークを冷却するファン18とを、順次配列する。
【０００４】
はんだ槽17内には一次噴流ノズル21aおよび二次噴流ノズル21bを設ける。一次噴流ノズル21aの上端開口部には多数の噴流孔を有する噴流板22を設ける。一次噴流ノズル21aは、噴流板22の噴流孔から不規則に噴出される多数の小さな一次噴流波Ｗ1によりチップ部品の電極部などの隅々まで溶融はんだを供給し、また、二次噴流ノズル21bは静かな二次噴流波Ｗ2によりはんだ付け部の整形を行う。
【０００５】
図９に示されるように、はんだ槽17は、噴流ノズル21a，21bのノズル本体21の下側開口に圧送ダクト23を嵌入し、この圧送ダクト23の端部にポンプインペラ24を設ける。このポンプインペラ24に対して吸込口25とモータ駆動機構26とを設ける。
【０００６】
そして、ポンプインペラ24の回転により吸込口25から吸込まれた溶融はんだは、圧送ダクト23を経てノズル本体21に圧送され、ノズル本体21から噴流する噴流波となって、コンベヤ14の搬送爪27により挟持されて搬送される部品実装基板などのワークＰの下面にはんだ付けを行う。噴流波の大部分は、そのまま、はんだ槽17内の溶融はんだ面28に戻り、ポンプインペラ24の吸込口25に循環する。
【０００７】
一方、特公昭５１−４２５９０号公報、特公平２−３１６２８号公報、特公平３−６０５８１号公報、実公昭６３−１７５７２号公報などには、電磁ポンプを用いたろう付け装置が示されている。この電磁ポンプには、直流式と交流式とがある。
【０００８】
直流式の電磁ポンプは、錫などの導電性ろう材の移動通路と垂直に磁界を加え、かつ移動通路および磁界の両方に対し垂直方向に直流電流を供給することにより、移動通路内の導電性ろう材に推力を発生させるものである。
【０００９】
交流式の電磁ポンプは、導電性ろう材の移動通路に沿って平面的に誘導コイルを配列し、これらの誘導コイルに位相のずれた交流電流を供給することにより、導電性ろう材の移動通路内に移動磁界を生じさせ、移動通路内の導電性ろう材に電磁誘導による起電力を生じさせ、ろう材の起電力による電流が移動磁界の磁束の中で流れることにより、ろう材に推力を発生させるようにした電磁誘導ポンプである。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
従来のモータ駆動機構により回転させたポンプインペラより溶融はんだを圧送して噴流させる形式の噴流式はんだ付け装置は、構造的にはんだ槽の小形化に限界があり、はんだ量を現状以下に押さえることは困難である。
【００１１】
すなわち、はんだ酸化物がインペラ回転部に巻込まれないように、はんだ槽を深くする必要があり、これにより全体としてはんだ槽の容量が増加する。
【００１２】
一方、従来の電磁ポンプによりろう材を圧送して噴流させる形式のろう付け装置は、上記の噴流式はんだ付け装置に比べれば、ろう材量を減少させることが可能であるが、ワーク搬送方向に場所をとる構造である。
【００１３】
このため、従来の電磁ポンプ式ろう付け装置には、ワーク搬送方向に２台を順次併設して、噴流式はんだ付け装置のような一次噴流波と二次噴流波とにより２種類のろう付けを行うという技術思想が全く見られなかった。
【００１４】
また、単に従来の電磁ポンプ式ろう付け装置を一次用および二次用として２台併設した場合は、装置の表面積が２倍に増加して、場所をとるだけでなく、ろう材量も２倍必要となる。
【００１５】
特に、最近は、環境保護規制により鉛の含まれていないろう材（鉛フリーはんだと呼ばれている）を用いる要求が高まりつつあるが、この鉛フリーはんだは、通常の錫−鉛はんだよりも３〜１０倍も高価な材料（インジウムなど）であるため、可能な限りろう材量を低減する必要がある。
【００１６】
本発明は、このような点に鑑みなされたもので、先ず、場所をとらずに複数の噴流波を形成できる電磁ポンプ式のろう付け装置を提供することを目的とし、さらに、ろう材量を減少することができる電磁ポンプ式のろう付け装置を提供することを別の目的とするものである。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載された発明のろう付け装置は、複数の縦方向に設けられた板状の縦板部を備えたポンプ槽部を有するとともに、このポンプ槽部の各縦板部の上端にそれぞれ設けられた水平板部により水平方向に拡大された噴流波形成槽部を有しろう材を収容する槽体と、前記複数の縦板部に沿って一つの槽体のポンプ槽部に設けられこの槽体内のろう材を噴流波形成槽部内で上方へ噴流させてワークをろう付けする複数の電磁誘電ポンプと、槽体のポンプ槽部内であって一の電磁誘導ポンプと他の電磁誘導ポンプとの間に上下方向の間隔をおいて配置されたろう材を溶融する複数のヒーターとを具備したものである。
【００１８】
このことにより、槽体の複数の縦板部に沿って設けた複数の電磁誘導ポンプは場所をとらず、複数種の噴流波を形成するろう付け装置をコンパクトに形成できる。また、一つの槽体を複数の電磁誘導ポンプにより共用できるから、複数の縦板部間を接近させて槽体内をコンパクトに形成でき、各ポンプで個別の槽体を使用する場合より、ろう材量を少なくすることができる。その上、複数の電磁誘導ポンプにより噴流するろう材を、共通のヒータにより効率良く溶融できる。
【００１９】
請求項２に記載された発明は、請求項１の記載のろう付け装置における電磁誘導ポンプは、縦板部の外側に密着された一次鉄心と、この一次鉄心に巻回された誘導コイルと、前記縦板部の内側に平行に配置された二次鉄心と、前記縦板部と前記二次鉄心との間に設けられたろう材上昇間隙とを具備したものである。
【００２０】
このことにより、誘導コイルの巻回された一次鉄心を槽体の縦板部より外側に配置して、誘導コイルなどのメンテナンスを外側から容易に行うことができる。
【００２１】
請求項３に記載された発明は、請求項１または２記載のろう付け装置において、複数の電磁誘導ポンプの上部にそれぞれ取外可能に設けられたろう材を噴流する複数のノズルを具備したものである。
【００２２】
このことにより、ノズルを取外して、ノズル自体のメンテナンスや、電磁誘導ポンプ内の清掃などを行うことができる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の一形態を図１および図２を参照しながら説明する。
【００２４】
図１に示されるように、上面を開口した装置本体31の内部に、錫、インジウムなどの導電性のろう材32を収容する一つの槽体33を設ける。
【００２５】
この槽体33は、底板部34と、ワーク搬入側の下側に位置する第１の縦板部35と、ワーク搬出側の下側に位置する第２の縦板部36と、ワーク搬送方向に向って左右部に位置する図示されない縦板部とによりポンプ槽部37を形成するとともに、ワーク搬入側およびワーク搬出側の上側に位置する水平板部38，39と、縦板部41，42と、上縁部43，44と、ワーク搬送方向に向って左右部に位置する図示されない縦板部とにより噴流波形成槽部45を形成する。前記各縦板部は、縦方向に設けられた板状の部材である。
【００２６】
一つの槽体33に、第１の電磁誘導ポンプ46と第２の電磁誘導ポンプ47とを設ける。第１の電磁誘導ポンプ46は、全体的に槽体33におけるワーク搬入側の第１の縦板部35に沿って上下方向に設け、第２の電磁誘導ポンプ47は、全体的に槽体33におけるワーク搬出側の第２の縦板部36に沿って上下方向に設ける。
【００２７】
第１の電磁誘導ポンプ46および第２の電磁誘導ポンプ47は、槽体33におけるワーク搬入側およびワーク搬出側の各縦板部35，36の外側面に、誘導コイル51の巻回された一次鉄心52を、縦板部35，36に密着させてそれぞれ配置し、各縦板部35，36の内側に、ろう材上昇間隙53を介して二次鉄心54をそれぞれ平行に配置したものである。
【００２８】
一次鉄心52は、両側の縦板部35，36に向って開口された多数の凹溝55を相互に向い合わせるようにして上下方向に配列し、その各凹溝55間に誘導コイル51を巻回している。
【００２９】
二次鉄心54は、下端部に吸込口56を形成する斜面部57を設け、上端部にノズル取付台部58，59を一体に設け、取付台部59の付け根部分に上方に向って開口した吐出口61を形成している。
【００３０】
図２に示されるように、一次鉄心52および二次鉄心54は、多数の薄い鉄板を幅方向に積層して形成する。また、平板状に形成された二次鉄心54は、縦板部35，36との間にスペーサ62によりろう材上昇間隙53を形成し、またスペーサ62と反対側に取付けられた受板63との間に設けられたバネなどの押付け機構64により固定されている。
【００３１】
図１に戻って、一つの槽体33の中央部に、第１の電磁誘導ポンプ46と第２の電磁誘導ポンプ47との中間部に位置する、ろう材32を溶融するための複数のヒータ65を上下方向の間隔をおいて配置する。このヒータ65は幅方向（図１紙面に対し垂直方向）に長尺のシーズヒータである。
【００３２】
また、第１の電磁誘導ポンプ46および第２の電磁誘導ポンプ47の上部に、ろう材32を噴流させる第１のノズル66および第２のノズル67をそれぞれ取外可能に設ける。
【００３３】
すなわち、ワーク搬入側および搬出側の二次鉄心54のノズル取付台部58，59にそれぞれノズル取付板部68を固定し、これらのノズル取付板部68にそれぞれ第１のノズル66および第２のノズル67を着脱自在に嵌着する。
【００３４】
第１のノズル66は、上端の開口71に多数の噴流孔が穿設された噴流板72を取付け、この噴流板72によって、突起状に噴流して不規則に運動する多数の一次噴流波Ｗ1を形成する。
【００３５】
第２のノズル67は、ワークＰの搬送方向と対向する方向に折曲された方向付板73と、この方向付板73の先端からワークＰの搬送方向と対向する方向に突設された方向付フィン74と、反対側に取付けられた逆Ｕ次形断面の案内板75とにより、ワークＰの搬送方向と対向する方向の滑らかな二次噴流波Ｗ2を形成する。
【００３６】
次に、図１および図２に示された実施形態の作用を説明する。
【００３７】
第１および第２の電磁誘導ポンプ46，47は、ろう材上昇間隙53に沿って上下方向に配列した誘導コイル51に３相交流などの位相のずれた交流電流を供給することにより、ろう材上昇間隙53内に移動磁界を生じさせ、ろう材上昇間隙53内の導電性ろう材32に電磁誘導による起電力を生じさせ、ろう材32の起電力による電流が移動磁界の磁束の中で流れることにより、ろう材32に上方への推力を発生させ、ろう材を上昇移動させる。
【００３８】
これにより、共通のヒータ65により溶融したろう材32は、各々の電磁誘導ポンプ46，47によりそれぞれの吸込口56から吸込まれ、槽体33のワーク搬入側および搬出側の縦板部35，36に沿ってろう材上昇間隙53を上昇し、それぞれの吐出口61から吐出し、第１のノズル66および第２のノズル67より一次噴流波Ｗ1および二次噴流波Ｗ2として噴流し、各噴流波に搬入され搬出されたワークＰの基板面実装部品を基板面にろう付けした後、噴流波形成槽部45に落下し、ポンプ槽部37に循環する。
【００３９】
ろう材上昇間隙53は、直線的に形成されており曲っていないため、一次噴流波Ｗ1および二次噴流波Ｗ2の各波高の分布を、槽体33の幅方向（図１紙面に対し垂直方向）に均一にすることが容易にできる。
【００４０】
突起状の不規則に運動する一次噴流波Ｗ1は、高密度実装基板の微小部品間隙にも確実に侵入して、全てのろう付け部にて良好な濡れ性を確保し、また、基板進行方向に対向する円弧状に成形された滑らかな二次噴流波Ｗ2は、過剰なろう付けを整形して。所謂ブリッジやつららなどのろう付け不良を防止する。
【００４１】
第１のノズル66および第２のノズル67は、必要に応じて二次鉄心側のノズル取付板部68から取外して、ノズル66，67自体のメンテナンスや、電磁誘導ポンプ46，47のろう材上昇間隙53内の清掃などを行うことができる。
【００４２】
すなわち、第１のノズル66または第２のノズル67を取外すと、二次鉄心54の吐出口61が上側に開放されるため、それらの吐出口61より吸込口56に至るまで、ろう材上昇間隙53内に細長い棒材または板材を挿入すれば、ろう材上昇間隙53の清掃などのメンテナンスを容易に行える。
【００４３】
底板部34の近傍に位置する吸込口56は、酸化物などが浮遊するろう材32の表面より十分な深さにあるため、吸込口56への酸化物などの巻込みが生じにくい利点を有しているが、仮に、この吸込口56に酸化物などが詰まった場合でも、ろう材上昇間隙53内に挿入した細長い棒材などにより酸化物などを簡単に除去することができ、二次鉄心54などを分解する必要がない。
【００４４】
さらに、誘導コイル51に供給する３相交流電流の位相を逆転させることにより、ろう材上昇間隙53内のろう材32を下方へ逆転駆動することができるので、下部の吸込口56に詰った酸化物などを、逆噴射するろう材の逆洗作用によって極めて容易に除去することもできる。
【００４５】
なお、ろう材上昇間隙53は、図示された各実施形態では鉛直に形成されているが、鉛直に近い状態であれば多少は傾斜していてもよい。
【００４６】
次に、図１および図２に示された実施形態は、図３にも示されるように、槽体33を形成するワーク搬入側の縦板部35に沿って第１の電磁誘導ポンプ46を、また槽体33を形成するワーク搬出側の縦板部36に沿って第２の電磁誘導ポンプ47を、それぞれ上下方向に設けたが、本発明は、この実施形態に限定されるものではない。
【００４７】
例えば、図４に示されるように、ワーク搬送方向に対して槽体33の異なる位置に第１の電磁誘導ポンプ81および第２の電磁誘導ポンプ82を設置した実施形態も、本発明に含まれる。また、図５に示されるように、ワークＰの搬送方向は、槽体33に対し平面的に見て斜めの方向に設けても良い。
【００４８】
さらに、図６は、槽体33を形成する第１の縦板部35および反対側の第２の縦板部に沿って斜め上下方向に第１の電磁誘導ポンプ85および第２の電磁誘導ポンプ（図示せず）を設けた本発明の実施形態を示す。この場合は、第１および第２の縦板部の内側に設けられたろう材上昇間隙および二次鉄心も斜め上下方向に設ける。
【００４９】
また、図７は、ワークＰの搬送方向と平行に電磁誘導ポンプ81a，81b，81c，82a，82bおよび各ポンプと対応する局部ノズル91a，91b，91c，92a，92bが配列された本発明の実施形態を示す。これは、通常の一括ろう付けではなく、局部ろう付けに適する装置であり、槽体33上でワークＰが一定時間停止している間に、局部ノズル91a，91b，91c，92a，92bの上側の被ろう付け箇所のみをろう付けする。
【００５０】
なお、本発明の利用は、プリント配線基板に高密度に表面実装されたチップ部品などを、鉛の含まれていないろう材によりろう付けする場合のみに限られるものではなく、鉛の含まれているはんだ材により基板と部品とをはんだ付けする場合にも適用できる。
【００５１】
【発明の効果】
請求項１記載の発明によれば、槽体が、複数の縦板部を備えたポンプ槽部を有するとともに、水平板部により水平方向に拡大された噴流波形成槽部を有するので、槽体のポンプ槽部を形成する複数の縦板部に沿って複数の電磁誘導ポンプを、それぞれ場所をとらずにコンパクトに組込むことができるとともに、これらの各電磁誘導ポンプにより噴流波形成槽部内に異なる種類の噴流液を形成して、チップ部品などが高密度に表面実装されたプリント配線基板などに対しても信頼性の高いろう付けを行うことができる。また、各々の電磁誘導ポンプにより各噴流波の波高調整などを個別に行える。また、一つの槽体のポンプ槽部を複数の電磁誘導ポンプにより共用して、複数の縦板部に沿って複数の電磁誘導ポンプを設けたから、複数の縦板部間を接近させて槽体内のポンプ槽部を噴流波形成槽部よりコンパクトに形成でき、すなわち、スペースに無駄の少ない槽体を形成でき、各ポンプで個別の槽体を使用する場合より、あるいはポンプ槽部を噴流波形成槽部と同幅に形成する場合により、水平板部によりポンプ槽部を水平方向に狭めた分、槽体内のろう材量を減少させることができ、特に鉛の含まれていない高価なろう材を用いる場合に適している。その上、複数の電磁誘導ポンプの中間部にヒータを配置して共通使用することにより、ヒータ関連構造を簡単にできるとともに、槽体のろう材が循環されるポンプ槽部内に上下方向の間隔をおいて配置された複数のヒータにより、ヒータ稼働効率も向上できる。
【００５２】
請求項２記載の発明によれば、槽体を形成する各縦板部より外側に電磁誘導ポンプの一次鉄心および誘導コイルをそれぞれ配置してから、誘導コイルなどのメンテナンスを外側から容易に行うことができる。
【００５３】
請求項３記載の発明によれば、各電磁誘導ポンプの上部に各ノズルをそれぞれ取外可能に設けたから、ノズルを取外して、ノズル自体のメンテナンスや、電磁誘導ポンプ内の酸化物を上側から除去するなどの清掃を容易に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るろう付け装置の一実施形態を示す断面図である。
【図２】図１のII−II線断面図である。
【図３】図１に示されたろう付け装置の平面図である。
【図４】本発明に係るろう付け装置の他の実施形態を示す平面図である。
【図５】本発明に係るろう付け装置の別の実施形態を示す平面図である。
【図６】本発明に係るろう付け装置のさらに別の実施形態を示す平面図である。
【図７】本発明に係るろう付け装置のさらに別の実施形態を示す平面図である。
【図８】従来の噴流式はんだ付け装置を示す概略図である。
【図９】従来の噴流式はんだ付け装置におけるはんだ槽の断面図である。
【符号の説明】
32    ろう材
33    槽体
35，36    縦板部
37    ポンプ槽部
38，39    水平板部
45    噴流波形成槽部
46    第１の電磁誘導ポンプ
47    第２の電磁誘導ポンプ
51    誘導コイル
52    一次鉄心
53    ろう材上昇間隙
54    二次鉄心
65    ヒータ
66    第１のノズル
67    第２のノズル
Ｐ    ワーク
Ｗ1，Ｗ2    噴流波
【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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【図６】
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【図７】
0003917665.tif 000008
【図８】
0003917665.tif 000009
【図９】
0003917665.tif 000010