JPH09148725A - 噴流式はんだ付け装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ほぼ垂直方向へ溶融はんだを噴出する１次ウ
ェーブを形成する１次ノズルと、比較的静かな水平面形
状に溶融はんだを噴出する２次ウェーブを形成する２次
ノズルとをプリント配線板の搬送方向に順に設け、プリ
ント配線板の下面を１次ウェーブおよび２次ウェーブに
順に接触させてフローはんだ付けする噴流式はんだ付け
装置において、従来の装置を大幅に変更することなく、
僅かな変更を加えるだけで高密度実装用プリント配線板
に対しても良好なはんだ付けを行うことを可能にする。 【解決手段】 搬送方向へ順に搬送方向の幅を広くした
複数のスリットが形成されたスリット板を１次ノズルに
設け、この複数のスリットがスリット板の上面に対して
搬送方向へ順に高くなる噴流の山をそれぞれ形成するよ
うにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明が属する技術分野】本発明は、表面実装部品やリ
ード付き部品等の電子部品をプリント配線板にフローが
はんだ付けする噴流式はんだ付け装置に関し、特にダブ
ルウェーブ方式の装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】エレクトロニクス製品に用いる多層プリ
ント配線板では、プリント配線板（カード組立品ともい
う）のパッドやスルーホール等の導体部と部品の電極や
リード等とをはんだ付けすることによって接続してい
る。

【０００３】このはんだ付けの方法として、噴流方式が
知られている。このはんだ付け方法は、間断なく流れて
いる溶融はんだの循環流のはんだ表面にプリント配線板
のはんだ付けを必要とする面を接触させ、溶融はんだを
はんだ付け面の部品や電極部に供給してはんだ付けする
ものである。このはんだ付けに用いるはんだ付け装置の
一つとしてダブルウェーブ方式の噴流式はんだ付け装置
がある。

【０００４】図４はこの方式の従来の装置を示す図であ
る。この図において符号１０ははんだ槽であり、この中
は溶融はんだ１２が所定の液面高さまで収容されてい
る。溶融はんだ１２は、このはんだ槽１０に取付けた電
気ヒータ１４で一定温度に保たれている。

【０００５】１６は横長（図１の紙面に垂直な方向に長
い）の第１ノズルであり、この下部は溶融はんだ１２の
中に入り、その上部はこの溶融はんだの液面より上方へ
突出して上方へほぼ垂直に向かって開口している。この
第１ノズル１６には図示しないポンプにより下方から溶
融はんだ１２が一定流量で連続的に供給される。このた
め第１ノズル１６の上部から溶融はんだ１２をほぼ垂直
に噴出し、その両側へ分かれて流下する単一の山形の１
次ウェーブ１８が形成される。

【０００６】２０は第２ノズルであり、第１ノズル１６
に隣接して１次ウェーブ１８より高い位置に比較的静か
な水平面形状の２次ウェーブ２２を形成する。すなわち
この第２ノズル２０の上部開口には、第１ノズル１６か
ら遠い縁が起立壁２４で仕切られた略水平なはんだ溜り
部２６が設けられている。そして図示しないポンプによ
り第２のノズル２０に連続供給された溶融はんだは、こ
のはんだ溜り部２６に溜って水平な比較的静かな流れ
（２次ウェーブ２２）を形成するものである。

【０００７】２８はプリント配線板であり、その下面が
１次ウェーブ１８および２次ウェーブ２２に順に接触す
るように搬送される。すなわち図４に示す傾斜した搬送
軌跡３０に沿ってプリント配線板２８は搬送される。こ
こにプリント配線板２８の下面には、チップ部品等の表
面実装部品が接着剤などで仮止めされ、またその上面か
らはリード付き部品のリードがスルーホールに挿入され
ている。またこのプリント板２８には例えばスプレーフ
ラクサにより所定厚さにフラックスが塗布されている。

【０００８】従ってプリント配線板２８がこの搬送軌跡
３０に沿って図４の左側、すなわち第１ノズル１６側か
ら搬入されると、まず１次ウェーブ１８に接触する。こ
の１次ウェーブ１８は、上向きの十分な噴出速度を持つ
溶融はんだ１２をプリント配線板２８に当てるものであ
り、その表面張力により形成される静的な曲率半径を動
的に変形させて溶融はんだを上へ突出させる。

【０００９】このためはんだの「ぬれ」を妨害するガス
の気泡などの障害を排除し、部品間の奥へ深くはんだを
流入させ、「ぬれ」を確実にすることができる。すなわ
ちぬれ不良やはんだはじき（これらを「ふぬれ」とい
う）を防止する。

【００１０】プリント配線板２８は続いて第２ノズル２
０の上に移動し、２次ウェーブ２２に接触する。この２
次ウェーブ２２は穏やかな一方向への溶融はんだの流れ
を持ち、はんだの過剰な付着を防ぎ、仕上がり形状を整
え、はんだブリッジやツノの発生を防ぐ。すなわちプリ
ント配線板２８が溶融２次ウェーブ２２から離脱する場
所（ピールバックエリヤという）におけるウェーブ流
速、ウェーブとプリント配線板２８との離脱角度、その
他多くの要因により決まる各種作用力を最適化して良好
なはんだ付けを得るものである。

【００１１】

【従来技術の問題点】しかしながら、プリント配線板上
に実装される電子部品は近年一層小型化、狭ピッチ化が
進み、さらにプリント配線板への実装密度を構造させる
ために小型化、狭ピッチ化した表面実装部品とリード付
き部品とをプリント配線板の表と裏に高密度に混載する
必要が生じている。

【００１２】このような高密度実装のプリント配線板を
図１に示した従来の装置でフローはんだ付けした場合に
は、はんだ付け不良が発生し易いという問題があった。
例えば配線板の導体部（パッド、スルーホール、パター
ン等）と部品の電極部やリードをはんだ付けにて接続し
た部分のはんだ付け状態を目視観察すると、ガスの混入
によるボイドの発生や、はんだが付かない「未はんだ」
状態が生じることが多かった。

【００１３】そこでこの従来のはんだ付け装置の構成を
変更して、このような高密度実装のプリント配線板に適
用することが考えられる。しかし第１ノズル１６が形成
する１次ウェーブの形状は単一の山を持つワンウェーブ
であり、また搬送路と、第１ノズル１６と、第２ノズル
２０との位置関係は設備に固有のもので容易に変えられ
ない。このためプリント配線板のはんだ付け面に対する
噴流はんだの浸漬深さを適正に保ちつつ、浸漬時間を適
正にコントロールすることは非常に困難であった。

【００１４】搬送速度を変えたり、溶融はんだの噴流量
を変えることも考えられる。例えば搬送速度を遅くする
と溶融はんだと配線板との溶融時間が長くなり、特にピ
ールバックエリヤにおける溶融はんだと配線板との間の
作用力の設定が変化する。このため仕上がりが悪くな
る。また噴流量を増やすとウェーブの高さが増え、この
時には噴流はんだの浸漬深さが増えるが、特に１次ウェ
ーブ１８が高くなると溶融はんだが配線板の反対面（上
面）に廻り込んで部品を傷め易くなる、などの不都合が
生じる。

【００１５】

【発明の目的】本発明はこのような事情に鑑みなされた
ものであり、従来の装置を大幅に変更することなく、僅
かな変更を加えるだけで高密度実装用プリント配線板に
対しても良好なはんだ付けを行うことが可能になる噴流
式はんだ付け装置を提供することを目的とする。

【００１６】

【発明の構成】本発明によればこの目的は、ほぼ垂直方
向へ溶融はんだを噴出する１次ウェーブを形成する１次
ノズルと、比較的静かな水平面形状に溶融はんだを噴出
する２次ウェーブを形成する２次ノズルとをプリント配
線板の搬送方向に順に設け、プリント配線板の下面を前
記１次ウェーブおよび２次ウェーブに順に接触させてフ
ローはんだ付けする噴流式はんだ付け装置において、こ
の搬送方向へ順に搬送方向の幅を広くした複数のスリッ
トが形成されたスリット板が前記１次ノズルに設けら
れ、前記複数のスリットが前記スリット板の上面に対し
て搬送方向へ順に高くなる噴流の山をそれぞれ形成する
ようにした噴流式はんだ付け装置により達成される。

【００１７】

【実施態様】図１は本発明の一実施態様を示す図、図２
はその１次ウェーブ１８Ａ付近の拡大図、図３はスリッ
ト板の平面図である。この装置の基本的構成は前記図４
で説明した従来装置と同じであり、構成上の相違点は第
１ノズル１６Ａにある。すなわちこの第１ノズル１６Ａ
の上部開口にスリット板５０が取付けられている。

【００１８】このスリット板５０には、図３に示すよう
にプリント配線板３０の搬送方向Ａに対して直交する方
向に長い３つのスリット５２、５４、５６が搬送方向Ａ
へ並べて形成されている。３つのスリット５２、５４、
５６は、その搬送方向Ａの幅が搬送方向Ａに従って順に
増大している。

【００１９】このスリット板５０は第１ノズル１６Ａの
上部開口を塞ぐように取付けられている。なお図１では
図４と同一部分に同一符号を付したので、その説明は繰
り返さない。

【００２０】従って第１ノズル１６Ａ内に下方からポン
プで供給される溶融はんだは、各スリット５２、５４、
５６から上方へ分かれて噴出し、図２に示すように３つ
の小さい山５２ａ、５４ａ、５６ａ持った１次ウェーブ
１８Ａを形成する。ここに各スリット５２、５４、５６
は幅が異なるから、幅が最も小さいスリット５２の山５
２ａが最も低く、幅が最も大きいスリット５６の山５６
ａが最も高くなる。

【００２１】この結果１次ウェーブ１８Ａとプリント配
線板２８との接触面積が広くなり、浸漬深さを適正に保
ったまま浸漬距離を長く保つことができる。また１次ウ
ェーブ１８内での溶融はんだの流動が細かくかつ激しく
変化することになるので、噴流の動的作用が増大する。
このため高密度に部品を実装したプリント配線板２８に
対して実装部品の間の奥へ深くはんだを流入させてはん
だの「ぬれ」を確実にすることができる。そして次に２
次ウェーブ２２に接触してはんだ形状を適正に整えて良
好なはんだ仕上がりを得ることができる。

【００２２】またプリント配線板２８は１次ウェーブ１
８Ａに対する浸漬時間と浸漬距離が増えるから、プリン
ト配線板２８の搬送速度を上げて装置の処理能力を向上
させることも可能になる。なおこの時２次ウェーブ２２
による仕上がり状態に悪影響が出ない範囲で搬送速度を
上げるのは勿論である。

【００２３】以上の実施態様では、スリット板５０に３
つのスリット５２、５４、５６を設けたが、本発明は２
つあるいは４以上のスリットを設けたものも包含する。
またプリント配線板２８の搬送軌跡３０は２次ウェーブ
２２側が高くなるように傾斜させて、配線板２８と起立
壁２４との干渉を避けているが、第２ノズルの構造によ
ってはプリント配線板２８を水平に搬送することもあり
得る。この場合にはスリット板５０の上面を搬送方向側
が低くなるように傾けて取付ければよく、本発明はその
ようなものを包含する。

【００２４】

【発明の効果】請求項１の発明は以上のように、１次ウ
ェーブを形成する第１ノズルの上部開口に、スリット板
を設け、このスリット板にはプリント配線板の搬送方向
に分かれかつこの搬送方向に従って順に幅を広くした複
数のスリットを形成したものである。

【００２５】このため第１ノズルはスリット板の上面に
対して搬送方向に順に高くなる複数の噴流の山を形成す
ることになる。従ってプリント配線板の下面にある部品
の間へ奥くはんだを流入させて、はんだの「ぬれ」を確
実にすることができ、これに続いて２次ウェーブに接触
させることにより適正なはんだ形状に整えた仕上がりの
良いはんだ付け状態を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施態様を示す図

【図２】その１次ウェーブ付近の拡大図

【図３】スリット板の平面図

【図４】従来装置を示す図

【符号の説明】

１０ はんだ槽 １２ 溶融はんだ １４ ヒータ １６、１６Ａ 第１ノズル １８、１８Ａ １次ウェーブ ２０ 第２ノズル ２２ ２次ウェーブ ２８ プリント配線板 ３０ 搬送軌跡 ５０ スリット板 ５２、５４、５６ スリット ５２ａ、５４ａ、５６ａ 噴流の山

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ほぼ垂直方向へ溶融はんだを噴出する１
   次ウェーブを形成する１次ノズルと、比較的静かな水平
   面形状に溶融はんだを噴出する２次ウェーブを形成する
   ２次ノズルとをプリント配線板の搬送方向に順に設け、
   プリント配線板の下面を前記１次ウェーブおよび２次ウ
   ェーブに順に接触させてフローはんだ付けする噴流式は
   んだ付け装置において、この搬送方向へ順に搬送方向の
   幅を広くした複数のスリットが形成されたスリット板が
   前記１次ノズルに設けられ、前記複数のスリットが前記
   スリット板の上面に対して搬送方向へ順に高くなる噴流
   の山をそれぞれ形成するようにした噴流式はんだ付け装
   置。