JPH02224870A - はんだ付け装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、電子部品を実装したプリント基板をはんだ槽
の噴流口から流れ出る溶融はんだに接触するように搬送
させ、前記電子部品とプリント基板とをはんだ付けする
フロ一方式のはんだ付け装置の改良に関する。

（従来の技術） 通常、電子機器のプリント基板ユニットなどにおいては
、第４図に示すようにプリント基板（ＰＣ板）ａに実装
されたコネクタやＤＩＰなどの挿入形電子部品ｂ１やチ
ップ部品等の面付け形電子部品ｂ２などの電子部品ｂ・
・・をはんだ付けする場合、はんだ槽の噴流口（図示し
ない）から流れ出る溶融はんだＣに接触させて被はんだ
付け部ｄ・・・をはんだ付けする、いわゆるフロ一方式
のはんだ付け装置が使用される。

また、従来は、プリント基板ａに実装されてはんだ付け
される電子部品ｂ・・・は、コネクタやＤＩＰなどの挿
入形電子部品ｂ１が主流を占め、ピッチも２．５４ｍと
通常のものが多く使われていたが、最近においては、電
子機器の小型化に伴って高密度実装が行われ、電子部品
ｂ・・・の小型化、チップ部品の混載による微小ピッチ
やランドの微小化がなされた状態となっている。

そこで、これに対応すべく、１個所であったはんだ槽の
噴流口を２個所とし、第１波の溶融はんだＣによりチッ
プ部品などの面付け形電子部品ｂ２を確実にはんだ付け
するとともにコネクタやＤＩＰなどの挿入形電子部品ｂ
１の仮付け的役割を行なわせ、つぎの第２波の溶融はん
だＣにより本付けと仕上げを行なうようにしたものが種
々試みられている。

しかしながら、１．２７鰭などの微小ピッチの挿入形電
子部品ｂｌあるいは３．２Ｘ１．６ｍ−以下の微小のチ
ップ部品などの面付け形電子部品ｂ２については、従来
のはんだ付け技術では、挿入形電子部品ｂ１にあっては
隣接する被はんだ付け部ｄ、ｄ相互間が短絡するブリッ
ジｅ１フラグｆ、つ゛ららｇの形成などの欠陥が生じ、
また、面付け電子部品ｂ２にあっては、電極上面のはん
だ過剰ｈ１つららｇｌおよび図示しないしわ、凹凸形成
などの欠陥が生じることがあった。

これら欠陥の最大発生原因としては、仕上げ波である第
２波の溶融はんだＣとプリント基板ａとの接触が完了す
る部分、すなわち、ビーリングバックポイントＰのはん
だの切れ具合があげられる。

そして、前記ビーリングバックポイントＰのはんだの切
れ具合は、プリント基板ａを搬送するコンベア速度の大
小、プリント基板ａに塗布されたフラックス活性残留分
量、溶融はんだＣの面の波荒れ状態、酸化膜の有無、は
んだ付け温度、はんだＣの波の流速、はんだＣの表面張
力の大小等が微妙に絡みあって要因のいくつかに不均衡
が生じた場合に変動してはんだ付け欠陥が生じる。しか
し、この変動を防止してビーリングバックポイントＰの
はんだの切れ具合を一定にすることは不可能であった。

（発明が解決しようとする課題） このように、従来においては、ビーリングバックポイン
トＰのはんだの切れ具合が一定でなく、余剰のはんだに
よる欠陥が生じ、面倒な手直し作業が必要となる。これ
により歩留り低下、能率低下、検査効率の低下等の原因
となるだけでなく、安定した品質が得られず、省力化も
図れないといった問題があった。

本発明は上記事情に基きなされたもので、その目的とす
るところは、簡単な構成でありながら、溶融はんだとプ
リント基板との接触が完了する部分におけるはんだの切
れ具合を向上でき、微小のピッチ、大きさの電子部品を
実装されたものであっても、欠陥の無い良好なはんだ付
けが行なえ、歩留り向上、能率向上、検査効率の向上等
が図れるとともに、安定した品質が得られ、省力化も図
れるはんだ付け装置を提供しようとするものである。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本発明は、上記課題を解決するために、第１の手段とし
て、電子部品を実装したプリント基板をはんだ槽の噴流
口から流れ出る溶融はんだに接触するように搬送させ、
前記電子部品とプリント基板とをはんだ付けするはんだ
付け装置において、前記プリント基板と溶融はんだとの
接触が完了する部分にエアーを吹付けて余剰はんだを除
去するエアー吹付手段を設けたものである。

また、第２の手段として、電子部品を実装したプリント
基板をはんだ槽の噴流口から流れ出る溶融はんだに接触
するように搬送させ、前記電子部品とプリント基板とを
はんだ付けするはんだ付け装置において、前記プリント
基板と溶融はんだとの接触が完了する部分に対向するエ
アーノズルおよびこのエアーノズルにエアーを導通ずる
とともに中途部をはんだ槽内の溶融はんだ中に浸漬させ
た送風経路を有し、前記プリント基板と溶融はんだとの
接触が完了する部分に前記溶融はんだの熱により加熱さ
れたホットエアーを吹付けて余剰はんだを除去するエア
ー吹付手段を設けたものである。

（作用） すなわち、本発明はプリント基板と溶融はんだとの接触
が完了する部分に向けてエアーを吹付けるようにしたか
ら、この部分のはんだの表面張力が低下してはんだの切
れ具合を向上でき、余剰はんだを確実に除去することが
できる。そして、微小のピッチ、大きさの電子部品を実
装されたものであっても、ブリッジ、フラグ、つらら等
の形成や、チップ部品電極上面のはんだ過剰などのはん
だ付け欠陥の発生を防止することが可能となる。

また、第２の手段によれば、第１の手段の作用に加えて
、プリント基板と溶融はんだとの接触が完了する部分に
向けて吹付けられるエアーが加熱されたホットエアーで
あるため、余剰はんだの冷却が防止され余剰はんだをよ
りスムースに除去することができる。また、はんだ槽内
の溶融はんだの熱を利用してホットエアー状態に加熱す
るため別途加熱源がいらず構成の簡素化が可能となる。

（実施例） 以下、本発明の一実施例を第１図ないし第３図を参′照
して説明する。

第２図は本発明のはんだ付け装置の構成を示す側断面図
であり、第３図は同じく平面図である。

図中１ははんだ槽であり、このはんだ槽１内にはｓ　Ｓ
　ｕ　６３％共晶、溶融温度１８３℃のはんだを温度２
５０℃近傍で溶かした溶融はんだ２が収容されている。

このはんだ槽１内には溶融はんだ２の第１波２ａを形成
する第１のはんだ噴流槽３および溶融はんだ２の第２波
（仕上げ波）２ａを形成する第２のはんだ噴流槽４が収
容されている。

また、第１のはんだ噴流槽３および第２のはんだ噴流＃
ａ４の一端側には突出部３ｇ、４ａが形成されていて、
前記はんだ槽１の一側面側に形成された凹陥部１ａ、ｌ
ｂ内に介在した状態となっている。また、第１のはんだ
噴流槽３および第２のはんだ噴流槽４の底面３ｂ、４ｂ
と、はんだ槽１の内底面１ｃとの間には、隙Ｌ’ｆｆＧ
、Ｇが形成されているとともに、前記突出部３ａ、４ａ
の底面には溶融はんだ吸込口５，６が形成された状態と
なっている。また、第１のはんだ噴流槽３内底部の溶融
はんだ吸込口５と対応する位置には第１のポンプ７が、
また、第２のはんだ噴流槽４内底部の溶融はんだ吸込口
６と対応する位置には第２のポンプ８が配設された状態
となっており、それぞれ溶融はんだ２を底部から吸込ん
で噴流口９，１０からウエーブホーマの形状に沿って噴
出させる構成となっている。

なお、第１波２ａを形成する第１のはんだ噴流Ｊｆ３の
噴流口９部には、複数の球１１ａ・・・を連設してなる
乱流形成部材１１が設けられており、第１波２ａを乱流
状態としてフラツクスのガス抜きを良くするようになっ
ている。

また、はんだ槽１の上面側には、前記第１のはんだ噴流
槽３により形成される溶融はんだ２の第１波２ａ、およ
び第２のはんだ噴流槽４により形成される溶融はんだ２
の第２波（仕上げ波）２ａに順次接触するようにプリン
ト基板ユニット１５を搬送する搬送路１６が形成されて
いる。この搬送路１６は、プリント基板ユニット１５の
両側端部を挟持して搬送するコンベヤ１７で構成される
。

また、はんだ槽１内には、プリント基板ユニット１５と
溶融はんだ２の第２波２ｂとの接触が完了する部分であ
るビーリングバックポイントＰに向けてホットエアーＨ
Ｅをナイフ状に吹付けて被はんだ付け部近傍の余剰はん
だ２を除去するエアー吹付け手段１８が設けられている
。エアー吹付け手段１８は、ビーリングバックポイント
Ｐに対向するエアーノズル１９と、このエアーノズル１
９にファン２０からのエアーを導く通風経路としてのス
テンレス製のダクト２１とを備えた構成となっている。

前記エアーノズル１９は、サイズの異なる複数のプリン
ト基板２２にあったものが複数用意されていて、プリン
ト基板２２のサイズに合せて交換し、余剰はんだを吹飛
ばすのに最も適した幅や厚みのエアーナイフ形状が得ら
れるようになっている。

また、前記ダクト２１の中途部は、溶融はんだ２との熱
交換が良く行なえるように偏平状かつ蛇行してはんだ槽
１の溶融はんだ２内に浸漬された状態となっており、フ
ァン２０からのエアーはこの部分で加熱され、エアーノ
ズル１９から約２００℃〜２２０℃の温度のホットエア
ーＨＥとして吐出できるようになっている。また、ホッ
トエアーＨＥの吐出圧は１００ＡＱ〜８００００　Ａ　
Ｑ程度の条件が良く、さらに、好ましくはプリント基板
２２の板厚が１．６ｍｍの普通のものにあっては１００
００　Ａ　ｑ程度が良い。なお、プリント基板２２は、
この板厚が１．６ｍｍの他に、２．３■ｌの厚手のもの
、０．６〜０．８　ｍｍの薄手のものがある。

第１図は、第２図のピーリングバックポイントＰ部分の
拡大図であり、２２はプリント基板ｃｐｃ板）　、２３
　ａはＤＩＰなどの挿入形電子部品、２３ｂはチップ部
品などの面付け彫型子部品である。

つぎに、このように構成されたはんだ付け装置の作用に
付いて説明する。

まず、予め、はんだ付けする挿入形電子部品２３ａ１面
付け彫型子部品２３ｂなどの電子部品２３・・′・をプ
リント基板２２に実装してなるプリント基板ユニット１
５は、コンベヤ１７により、図示しないフラックス塗布
工程および予備加熱工程を経て、はんだ付け工程である
はんだ付け装置に搬入される。

そして、プリント基板ユニット］５は、コンベヤ１７に
より搬送されることにより第１の噴流槽３の噴流口９か
ら噴出される第１波２ａおよび第２の噴流槽４の噴流口
１０から噴出される第２波２ｂに順次接触することによ
り、電子部品２３・・・がはんだ付けされることになる
。また、第１波２ａとの接触によりチップ部品などの面
付け彫型子部品２３ｂを確実にはんだ付けするとともに
コネクタやＤＩＰなどの挿入形電子部品２３ａの仮付け
を行なわせ、つぎの第２波２ｂとの接触により本付けと
仕上げが行われる。

このとき、電子部品２３・・・中に１．２７ｍｍ＋など
の微小ピッチの挿入形電子部品２３ａあるいは３．２Ｘ
１．６關以下の微小のチップ部品などの面付け彫型子部
品２３ｂがあった場合には、第２波２ｂから抜き出る部
分、すなわちピーリングバックポイントＰが最終的はん
だ欠陥を発生させるか否かの重要な個所となる。特に、
はんだ付け欠陥の内、ブリッジ、つらら、凹凸、しわ等
はこの抜き出る速度すなわち、コンベヤ１７と溶融はん
だ２の流れとの相対速度および抜き出る角度に大きく影
響し、副次的にフラックスの有効成分量、部品の表面汚
れ程度の差とが複雑に絡み合って狭いピッチになる程発
生量は大きくなる。

しかし、本発明にあっては、フラックスの有効成分が、
第１波２ａの時に奪われてほとんど作用しない状態とな
っている第２波２ｂのピーリングバックポイントＰにお
ける溶融はんだ２の表面張力を低下させて切れを良くし
、前記はんだ付け欠陥を防止できる。すなわち、ピーリ
ングバックポイントＰに向けてエアーノズル１９からナ
イフ状のホットエアーＨＥを吹付けることにより、はん
だ２の表面張力を低下させて余剰はんだを吹き飛ばす。

そして、第１図の二点鎖線で示すブリッジｅ１フラグｆ
、つららｇなどの欠陥を防止や、面付け彫型子部品２３
ｂの電極上面のはんだ過剰り。

図示しないつらら、しわ、凹凸等の欠陥防止することが
できる。なお、あまりホットエアーＨＥの吐出圧が強過
ぎるとパターンショートの原因となることがあるので、
前述の１００Ａｑ〜６００００　Ａ　ｑ程度の条件が良
い。。

このように、プリント基板２２と溶融はんだ２との接触
が完了する部分、すなわち、ピーリングバックポイント
Ｐにエアーを吹き付けるエアー吹付け手段１８を設置す
ることにより、 １）　微小ピッチ挿入形電子部品２３ａ・・・における
はんだブリッジｅ１フラグｆ、つららｇ等の欠陥防止が
図れる。

２）　チップ部品等の面受は彫型子部品２３ｂ・・・に
おける電極上面のはんだ過剰りやその他、つらら、しわ
、凹凸等の欠陥防止が図れる。

３）　良好なフィレット形状の形成ができる。

また、これにより、手直しすることが無くなり、大幅な
歩留まりの向上と検査向上、安定した品質、省人が得ら
れる。

なお、上記一実施例において、エアーノズル１９から２
００℃〜２２０℃に加熱されたホットエアーＨＥを吹付
ける構成としたが、要は余剰はんだを確実に吹き飛ばす
ことができれば温度はこれに限らない。

また、連続的にエアーを吹付けるような構成となってい
るが、たとえば第２図および第３図ウニ点鎖線で示すよ
うにダクト２１の基端側に電磁バルブなどの流路開閉手
段２５を設け、プリント基板２２が溶融はんだ２の第２
波２ｂに対向した時にのみホットエアーＨＥを吹付ける
ようにしてもよい。こうすることにより、溶融はんだ２
の不用意な冷却を防止できるとともに常に十分加熱され
たホットエアーＨＥをビーリングバックポイントＰに吹
付けることができる。

その他、本発明は、要旨を変えない範囲で種々変形実施
可能なことは勿論である。

Ｃ発明の効果コ 本発明は、上記のように構成されているので、次のよう
な効果を奏する。

請求項第１項記載のはんだ付け装置においては、プリン
ト基板と溶融はんだとの接触が完了するのはんだの切れ
具合を向上でき、微小のピッチ、大きさの電子部品を実
装されたものであっても、欠陥の無い良好なはんだ付け
が行なえ、歩留り向上、能率向上、検査効率の向上等が
図れるとともに、安定した品質が得られ、省力化も図れ
る。

また、請求項第２項記載のはんだ付け装置においては、
上記効果に加えて、プリント基板と溶融はんだとの接触
が完了する部分に向けて吹付けられるエアーが加熱され
たホットエアーであるため、余剰はんだの冷却が防止さ
れ余剰はんだをよりスムースに除去することができる。

また、はんだ槽内の溶融はんだの熱を利用してホットエ
アー状態に加熱するため別途加熱源がいらず構成の簡素
化が図れる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第３図は本発明の一実施例を示すもので、第１
図は要部の拡大図、第２図ははんだ槽の概略的縦断側面
図、第３図ははんだ槽の概略的平面図、第４図は従来装
置の要部近傍の拡大図である。 １・・・はんだ槽、２・・・溶融はんだ、９．１０・・
・噴流口、１８・・・エアー吹付け手段、２２・・・プ
リント基板、１９・・・エアーノズル、２１・・・通風
経路（ダク））、２３・・・電子部品、２３ａ・・・挿
入形層子部品、２３ｂ・・・面付け彫型子部品、ＨＥ・
・・ホットエアー　Ｐ・・・プリント基板と溶融はんだ
との接触が完了する部分（ピーリングバックポイント）
。 １１１図 出願人代理人　弁理士　鈴江武彦

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）　電子部品を実装したプリント基板をはんだ槽の
   噴流口から流れ出る溶融はんだに接触するように搬送さ
   せ、前記電子部品とプリント基板とをはんだ付けするは
   んだ付け装置において、前記プリント基板と溶融はんだ
   との接触が完了する部分にエアーを吹付けて余剰はんだ
   を除去するエアー吹付手段を設けたことを特徴とするは
   んだ付け装置。
2. （２）　電子部品を実装したプリント基板をはんだ槽の
   噴流口から流れ出る溶融はんだに接触するように搬送さ
   せ、前記電子部品とプリント基板とをはんだ付けするは
   んだ付け装置において、前記プリント基板と溶融はんだ
   との接触が完了する部分に対向するエアーノズルおよび
   このエアーノズルにエアーを導通するとともに中途部を
   はんだ槽内の溶融はんだ中に浸漬させた送風経路を有し
   、前記プリント基板と溶融はんだとの接触が完了する部
   分に前記溶融はんだの熱により加熱されたホットエアー
   を吹付けて余剰はんだを除去するエアー吹付手段を設け
   たことを特徴とするはんだ付け装置。