(57)【要約】【課題】はんだブリッジや赤目の発生を抑制することで、高品質なはんだ付けが実現でき、管理面でも大幅に管理工数を減らすことが可能なディップはんだ装置を実現する。【解決手段】上部に開口部５を有する箱状に形成され、加熱手段１３によって溶融されたはんだ８を貯留するはんだ槽９と、電子部品を実装したプリント基板Ｐを搬送するプリント基板搬送用コンベア２と、はんだ槽９の開口部５に臨ませて設けられ、はんだ槽９に貯留された溶融されたはんだ８をプリント基板Ｐに向けて噴出させる少なくとも１つのはんだ噴流口と、プリント基板Ｐに向けて熱風を噴出する熱風供給装置１６とを備え、熱風供給装置１６は、熱風吹き出し口１５をはんだ噴流口の後方のピールバック部分周辺に熱風を吹付けるように構成したものであり、はんだブリッジや赤目の発生を抑制することで、高品質なはんだ付けが実現できる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
上部に開口部を有する箱状に形成され、加熱手段によって溶融されたはんだを貯留するはんだ槽と、電子部品を実装したプリント基板を搬送するコンベアと、前記はんだ槽の前記開口部に臨ませて設けられ、前記はんだ槽に貯留された溶融されたはんだを前記プリント基板に向けて噴出させる少なくとも１つのはんだ噴流口と、前記プリント基板に向けて熱風を噴出する熱風供給装置とを備え、前記熱風供給装置は、熱風吹き出し口を前記はんだ噴流口の後方のピールバック部分周辺に熱風を吹付けるように構成したディップはんだ装置。
【請求項２】
前記はんだ噴流口は、前記はんだ槽に貯留された溶融されたはんだを噴出させる１次はんだ噴流口と、前記１次はんだ噴流口よりプリント基板搬送の下流側に配置され前記１次はんだ噴流口より緩やかにはんだを噴出させる２次はんだ噴流口とを備え、前記熱風供給装置の熱風吹き出し口は、前記２次はんだ噴流口の後方のピールバック部分周辺に熱風を吹付けるように構成した請求項１記載のディップはんだ装置。
【請求項３】
前記熱風供給装置の熱風吹き出し口から窒素を吹付けることができるように構成した請求項１または２記載のディップはんだ装置。
【請求項４】
前記熱風供給装置の熱風吹き出し口から吹付けられる熱風は、前記加熱手段によって生成される請求項１〜３のいずれか１項記載のディップはんだ装置。
【請求項５】
前記熱風供給装置の熱風吹き出し口は、前記プリント基板を搬送するコンベアに対し１５度〜３０度の範囲内で噴出角度調整が可能な構成とした請求項１〜４のいずれか１項記載のディップはんだ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ディップはんだを必要とするプリント基板上の電子部品接続用の銅箔部分とプリント基板に実装された電子部品のリード端子を、融解したはんだ槽内のはんだで接合するディップはんだ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子部品を実装したプリント基板のはんだ付けには、量産性に優れたディップはんだ装置を用いて電子部品リード端子とプリント基板をはんだ付けする生産方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
図５は、従来のディップはんだ装置の内部構成を示す断面図である。以下、図５に基づいて従来のディップはんだ装置の構成および動作について説明する。
【０００４】
電子部品が実装されたプリント基板Ｐはプリント基板搬入口１０１からディップはんだ装置のレ−ル上に乗せることで、装置内のプリント基板搬送用コンベア１０２によって自動的にディップはんだ装置内を矢印Ｘ方向に搬送され、順にフラックス塗布工程１０３、予備加熱工程１０４（フラックス活性）、はんだ付け工程１０５（プリント基板のランド部と電子部品端子部接合）、プリント基板冷却工程１０６が実施され、全ての工程完了後、プリント基板搬出口１０７からプリント基板Ｐが搬出される仕組みとなっている。
【０００５】
はんだ付け工程１０５では、２５５±５℃で融解されたはんだ１０８を入れたはんだ槽１０９内に設置された、１次はんだ噴流口１１０ではんだ１０８を勢い良くはんだ付け箇所に噴流し、はんだ１０８を粗く付着させ、２次はんだ噴流口１１１では前工程で粗く付着されたはんだ１０８を、ソフトウエ−ブのはんだ流動でブリッジ箇所や、銅箔面が露出していない箇所のはんだ除去を行う。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１１−１７７７８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記のように、電子部品が実装されたプリント基板Ｐをコンベア搬送して、ディップはんだ装置内の１次はんだ噴流口１１０および２次はんだ噴流口１１１からはんだ１０８を噴流させることで、電子部品端子とプリント基板端子の接合を行うが、実装された電子部品の端子部構造、形状は様々であり、狭ピッチで連続した端子、ＳＭＤ部品、大きな端子、小さな端子など、はんだ付けをする対象品種が多く、また、電子部品を実装されたプリント基板Ｐも、基板サイズ、部品配置、実装部品点数、プリント基板の材料材質が全て相違し、そのような相違点に対してディップはんだ装置のプリヒ−ト温度、コンベアスピ−ド、はんだ噴流高さ、はんだ流量、フラックス量など多くの細かな管理が必要となる。
【０００８】
更に、ディップはんだ装置は、上記の設定を行っても時間経過に伴い、はんだ槽１０９内のはんだ１０８の液面が下がったり、金属組成の変化、ドロスが増える等により条件が微妙に変化をする特長を持っている。その都度の対応をすることが望ましいが、フロー技術を持っている技術者も少なく、ものづくりに追われ細かな対応をすることができてない場合が多い。
【０００９】
その結果、上記のような従来のディップはんだ装置の場合、ディップはんだ後、プリント基板Ｐの接合部位にはんだ１０８が付かない赤目や、狭ピッチで連続する端子を有する電子部品の異端子間でははんだブリッジが発生することが多く見られる。そして、ディップはんだ後に、これらの不具合を修正するために、目視確認、はんだ不良箇所の修正を行う人員を配置する必要が生じる。また、この人為的に行われた修正作業では２次不良が発生することも稀に有る。
【００１０】
本発明は、このような課題を解決する為、ディップはんだ時におけるはんだ品質を向上できるディップはんだ装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前記目的を達成するため、本発明のディップはんだ装置は、上部に開口部を有する箱状に形成され、加熱手段によって溶融されたはんだを貯留するはんだ槽と、電子部品を実装したプリント基板を搬送するコンベアと、前記はんだ槽の前記開口部に臨ませて設けられ、前記はんだ槽に貯留された溶融されたはんだを前記プリント基板に向けて噴出させる少なくとも１つのはんだ噴流口と、前記プリント基板に向けて熱風を噴出する熱風供給装置とを備え、前記熱風供給装置は、熱風吹き出し口を前記はんだ噴流口の後方のピールバック部分周辺に熱風を吹付けるように構成したディップはんだ装置である。
【００１２】
これにより、はんだブリッジや赤目の発生を抑制することで、高品質なはんだ付けが実現でき、管理面でも大幅に管理工数を減らすことが可能となる。更にはんだ付けされたプリント基板の品質が向上することで、ディップはんだ後の目視検査、はんだコテを使用した修正人員も大幅に削減ができ、同時にはんだ修正手作業による２次不良の発生を抑制することが可能となり、生産性、コストに優れ、高品質な製品を実現することが可能となる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明のディップはんだ装置によれば、高品質なはんだ付けが実現でき、管理面でも大幅に管理工数を減らすことが可能となる。更にはんだ付けされたプリント基板の品質が向上することで、ディップはんだ後の目視検査、はんだコテを使用した修正人員も大幅に削減ができ、同時にはんだ修正手作業による２次不良の発生を抑制することが可能となり、生産性、コストに優れ、高品質な製品を実現することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施の形態１におけるディップはんだ装置の構造概要を示す側断面図
【図２】（ａ）本発明の実施の形態１におけるディップはんだ装置のはんだ槽内の各はんだ噴流口の構造を示す側断面図（ｂ）同はんだ噴流口の構造を示す上面図
【図３】電子部品端子間に発生するはんだブリッジを示す図
【図４】本発明の実施の形態１におけるディップはんだ装置のはんだ槽の要部拡大断面図
【図５】従来のディップはんだ装置の内部構成を示す側断面図
【発明を実施するための形態】
【００１５】
第１の発明は、上部に開口部を有する箱状に形成され、加熱手段によって溶融されたはんだを貯留するはんだ槽と、電子部品を実装したプリント基板を搬送するコンベアと、前記はんだ槽の前記開口部に臨ませて設けられ、前記はんだ槽に貯留された溶融されたはんだを前記プリント基板に向けて噴出させる少なくとも１つのはんだ噴流口と、前記プリント基板に向けて熱風を噴出する熱風供給装置とを備え、前記熱風供給装置は、熱風吹き出し口を前記はんだ噴流口の後方のピールバック部分周辺に熱風を吹付けるように構成した
ことにより、はんだブリッジや赤目の発生を抑制することで、高品質なはんだ付けが実現でき、管理面でも大幅に管理工数を減らすことが可能となる。更にはんだ付けされたプリント基板の品質が向上することで、ディップはんだ後の目視検査、はんだコテを使用した修正人員も大幅に削減ができ、同時にはんだ修正手作業による２次不良の発生を抑制することが可能となり、生産性、コストに優れ、高品質な製品を実現することが可能となる。
【００１６】
第２の発明は、上記第１の発明において、前記はんだ噴流口は、前記はんだ槽に貯留された溶融されたはんだを噴出させる１次はんだ噴流口と、前記１次はんだ噴流口よりプリント基板搬送の下流側に配置され前記１次はんだ噴流口より緩やかにはんだを噴出させる２次はんだ噴流口とを備え、前記熱風供給装置の熱風吹き出し口は、前記２次はんだ噴流口の後方のピールバック部分周辺に熱風を吹付けるように構成したことにより、１次はんだ噴流口でははんだを噴出させ、おおまかなはんだ付けを行った後、２次はんだ噴流口では緩やかにはんだを噴出させてはんだ付け部の仕上げを行って、はんだブリッジ箇所や赤目箇所の抑制を行い、はんだが固まる前に２次はんだ噴流口の後方のピールバック部分周辺にスポット的に熱風を与えて、１次、２次はんだ噴流口ではんだが充分に付着しなかった赤目部に対してヌレ広がりを抑制したり、２次はんだ噴流口で付着はんだを切ることができなかったはんだブリッジ箇所には熱風を吹きかけることで強制的にはんだを切る、といったきめ細かなはんだ付け動作を行わせることができるので、高品質なはんだ付けが実現できる。
【００１７】
第３の発明は、上記第１または第２の発明において、前記熱風供給装置の熱風吹き出し口から窒素を吹付けることができるように構成したことにより、はんだ付け後のはんだ内部へのボイドの軽減、はんだ付けに際してのはんだの濡れ性の向上、はんだ槽内の金属酸化によるドロスの軽減等の効果を得て、高品質なはんだ付けが実現できる。
【００１８】
第４の発明は、上記第１〜第３のいずれかの発明において、前記熱風供給装置の熱風吹き出し口から吹付けられる熱風は、前記加熱手段によって生成される構成とすることにより、熱風供給装置の熱風吹き出し口と必然的に近接して配置されるはんだ槽の中のはんだを溶解させる加熱手段を熱風生成に活用でき、エネルギーの無駄のない活用、省スペース化といった面で大きな効果を得ることができる。
【００１９】
第５の発明は、上記第１〜第４のいずれかの発明において、前記熱風供給装置の熱風吹き出し口は、前記プリント基板を搬送するコンベアに対し１５度〜３０度の範囲内で噴出角度調整が可能な構成としたことにより、ディップはんだを行う電子部品が実装されたプリント基板毎での特性に応じた最適なはんだ付けを行うように調整することができる。
【００２０】
以下、本発明の具体的な実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
【００２１】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１におけるディップはんだ装置内部の構造概要を示す断面図である。
【００２２】
図１において、ディップはんだ装置の左端部に設けたプリント基板搬入口１は、部品実装されたプリント基板Ｐの入り口である。プリント基板搬入口１から搬送されたプリント基板Ｐはプリント基板搬送用コンベア２（コンベア）に乗ってディップはんだ装置内を矢印Ｘ方向に搬送される。プリント基板搬入口１から搬送されたプリント基板Ｐは、フラックス塗布部３で表面の汚れを除去するとともにはんだの濡れ性を向上させるためにフラックスを塗布され、予備加熱部４にて電子部品を約１００℃〜１２０℃まで予熱される。その後、融解されたはんだ８が入れられたはんだ槽９内に設置された、１次はんだ噴流口１
０および２次はんだ噴流口１１から噴出させた約２５０℃〜２６０℃のはんだ８によって電子部品リード端子とプリント基板Ｐの銅箔部分のはんだ付けを行い、プリント基板冷却部６を通過して、ディップはんだ装置の右端部に設けたプリント基板搬出口７から搬出される。
【００２３】
プリント基板搬送用コンベア２の速度は、１．０〜１．７ｍ／ｍｉｎに設定してある。この速度に設定することにより、１次はんだ噴流口１０および２次はんだ噴流口１１におけるプリント基板Ｐとはんだ８の接触時間を３〜５秒として最良のはんだ付け品質を得ることができる。
【００２４】
図２は、本発明の実施の形態１におけるディップはんだ装置のはんだ槽内の各はんだ噴流口の構造を示した図である。
【００２５】
はんだ槽９は、上方に開口された開口部５を有する外形形状が略直方体の箱状に形成され、内部には、はんだ槽９の側面および底面にそれぞれ接触もしくは近接させて取り付けられた加熱手段１３によって溶融された３００ｋｇ〜５００ｋｇのはんだ８が、２５０℃〜２５５℃の高温で一定の温度で保たれた状態で貯留されている。
【００２６】
はんだ槽９の開口部５に臨ませて、はんだ槽９に貯留された溶融されたはんだ８を噴流する１次はんだ噴流口１０および２次はんだ噴流口１１を配設してあり、これらのはんだ噴流口１０、１１からの溶融されたはんだ８の噴流により、プリント基板Ｐの銅箔部分と電子部品のリード端子がはんだ付けにより接続される。
【００２７】
はんだ槽９内部の溶融されたはんだ８の温度を均一に保ち、安定した金属組成に保つため、撹拌装置として設けたモータ１４によって溶融されたはんだ８を常に撹拌して、はんだ８をはんだ槽９内で流動させている。このはんだ槽９内でのはんだ８の流動は、図２（ａ）で矢印Ａとして示した上下方向の循環流動だけでなく、図２（ｂ）で矢印Ｂとして示した水平面内の循環流動も行わせている。なお、はんだ８の撹拌装置としては、モータのほかに電磁方式による構成とすることも可能である。
【００２８】
はんだ槽９内に設置された各はんだ噴流口１０、１１では下部からの噴流量を制御してノズルからのはんだ噴流をコントロ−ルしている。１次はんだ噴流口１０では勢い良くはんだ８を噴出させ、おおまかなはんだ付けを行う。この際、はんだ８は粘度が有る為、図３に示すように、表面張力によって、本来接続されてはならない電子部品端子間がはんだ付けされてしまうはんだブリッジが発生する場合がある。また、はんだが付着すべき箇所に付着しない赤目と称する不具合が発生する場合もある。特に、スルーホ−ル基板に対しては、１次はんだ噴流口１０での噴流の高さ、噴流の安定を図ることが重要となる。
【００２９】
２次はんだ噴流口１１では１次はんだ噴流口１０よりも緩やかにはんだ８を噴出させ、１次はんだ噴流口１０で粗くはんだ付けされた部分を、２次はんだ噴流口１１からのなだらかなはんだの流れではんだ付け部の仕上げを行うことにより、はんだブリッジ箇所や赤目箇所の抑制を行うことができる。
【００３０】
本発明の実施の形態１におけるディップはんだ装置は、さらに、はんだ槽９に、熱風吹き出し口１５を有する熱風供給装置１６を備えている。この熱風供給装置１６は、熱風吹き出し口１５を２次はんだ噴流口１１の後方のピールバック部分１２に近接対向させて配設してある。熱風供給装置１６から供給される熱風の生成は、加熱手段１３とは別の加熱手段によってなされてもよいが、加熱手段１３によってなされるのが効率的であり、望ましい。そして、熱風供給装置１６の熱風ノズルダクト１７を加熱手段１３に隣接設置して熱風が出る構造とすることにより、既存のディップはんだ槽にも安価で且つ簡単に設置す
ることが可能となる。
【００３１】
図４は、本発明の実施の形態１におけるディップはんだ装置のはんだ槽の要部拡大断面図であり、２次はんだ噴流口１１の後方のピールバック部分１２および熱風供給装置１６の熱風吹き出し口１５近傍を示している。
【００３２】
図４において、熱風供給装置１６の熱風吹き出し口１５からの熱風は、プリント基板Ｐがプリント基板搬送用コンベア２で流れてきてはんだ槽９の２次はんだ噴流口１１の上方を通過した直後、はんだ８が固まる前に２次はんだ噴流口１１の後方のピールバック部分１２周辺にスポット的に熱風を与えることで、１次、２次はんだ噴流口１０、１１ではんだ８が充分に付着しなかった赤目部に対してヌレ広がりを抑制し、２次はんだ噴流口１１で付着はんだを切ることができなかったはんだブリッジ箇所には熱風を吹きかけることで強制的にはんだを切るようにする。
【００３３】
より詳しく説明すると、電子部品が搭載されたプリント基板Ｐが２次はんだ噴流工程ではんだ付けが終わってプリント基板搬出口７に向かって流れる過程の中で、はんだが凝固する直前、ピールバックポイントに熱風吹き出し口１５から出る熱風を吹付けることで、赤目発生部に対しては、はんだのヌレ広がりを利用して、周囲のはんだを赤目部に広げることが可能となる。また、本来接続されてはならない電子部品端子間でのはんだブリッジ箇所については、同様に熱風を吹きかけることではんだの表面張力ではんだブリッジした箇所を強制的に切り離すことが可能となる。
【００３４】
熱風吹き出し口１５からの熱風温度は、２２０℃以上に設定し、風量調整が可能としている。また、熱風吹き出し口１５は、電子部品が実装されたプリント基板Ｐのピールバックポイントに対する角度が１５度〜３０度の間で調整できるように構成している。このようにすることで、ディップはんだを行う電子部品が実装されたプリント基板Ｐ毎での特性に応じた最適なはんだ付けを行うように調整することが可能となる。
【００３５】
（実施の形態２）
本発明の実施の形態２におけるディップはんだ装置は、電子部品が搭載されたプリント基板Ｐが２次はんだ噴流工程ではんだ付けが終わってプリント基板搬出口７に向かって流れる過程の中で、はんだが凝固する直前、ピールバックポイントに熱風供給装置１６の熱風吹き出し口１５から、窒素の熱風を吹付けるようにしたものである。空気に代えて窒素の熱風を吹付けるようにした以外は、上記実施の形態１と同じであり、詳細な説明は省略する。
【００３６】
本実施の形態のディップはんだ装置によれば、窒素を吹付けることにより金属の酸化を防ぎ、はんだ付け性能を向上させることができる。具体的には、はんだ付け後のはんだ内部へのボイド（空洞）の軽減、はんだ付けに際してのはんだの濡れ性の向上、はんだ槽９内の金属酸化によるドロス（溶融したはんだの表面に浮いた酸化物）の軽減等の効果を得ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
以上のように、本発明にかかるディップはんだ装置は、電子部品が搭載されたプリント基板をはんだ付けするに際し、高品質なはんだ付けを実現することができるので、電子部品が実装されたプリント基板をコンベア搬送し、はんだ噴流口からはんだを噴流させて電子部品端子とプリント基板端子の接合を行うディップはんだ装置等として有用である。
【符号の説明】
【００３８】
１  プリント基板搬入口
２  プリント基板搬送用コンベア（コンベア）
３  フラックス塗布部
４  予備加熱部
５  開口部
６  プリント基板冷却部
７  プリント基板搬出口
８  はんだ
９  はんだ槽
１０  １次はんだ噴流口
１１  ２次はんだ噴流口
１２  ピールバック部分
１３  加熱手段
１４  モータ
１５  熱風吹き出し口
１６  熱風供給装置
１７  熱風ノズルダクト
【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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