JP2003332724A

JP2003332724A - はんだ波形成装置

Info

Publication number: JP2003332724A
Application number: JP2002136868A
Authority: JP
Inventors: Toshimitsu Kato; 敏光加藤; Shigeki Noda; 繁樹野田
Original assignee: Nihon Den Netsu Keiki Co Ltd
Current assignee: Nihon Den Netsu Keiki Co Ltd
Priority date: 2002-05-13
Filing date: 2002-05-13
Publication date: 2003-11-21

Abstract

(57)【要約】【課題】錫リッチの鉛フリーはんだを吹き口から噴流
させてはんだ波を形成し、フローはんだ付けを行うはん
だ波形成装置においては、微細で粒子状の酸化はんだが
大量に発生し易く、プリント配線板を汚染し易い。ま
た、ポンプの吸い込み口に渦流を生じてはんだ波の波高
変動を生じると、はんだ付け不良を生じる原因となって
いた。【解決手段】はんだ槽１の一端側１１に吹き口３２を
設け、ポンプ３を挟んで他端側１２に、その表面に多数
の透孔１９を有し、かつ、その内側に渦流を阻止する手
段を有する開口整流体１０を設ける。そのため、はんだ
槽１内に巨大な高速渦流を生じることがなく、酸化はん
だ２８がはんだ液面８に浮上し易くなり、また、はんだ
波２６の波高も安定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、プリント配線板等
の被はんだ付けワークに溶融状態のはんだを流動状態で
接触させてはんだ付けを行う装置であって、微細で粒子
状の酸化はんだを含まずかつ安定したはんだの流れを形
成することができるはんだ波形成装置に関する。

【０００２】酸化雰囲気中で流動するはんだ液面には、
絶えず微細で粒子状の酸化はんだが形成されている。こ
の酸化はんだが流動するはんだの中に巻き込まれると、
前記酸化はんだがはんだ付けの際にプリント配線板に付
着し、汚染されたプリント配線板を生産することにな
る。また、はんだ波の波高が変動すると、プリント配線
板のはんだ付け品質も変動し不安定になる。本発明のは
んだ波形成装置は、このような汚染を生じることなく、
はんだ波の波高も安定したはんだ付けのための装置であ
る。

【０００３】

【従来の技術】図８は、従来のはんだ波形成装置の一例
の全容を示す斜視図である。また、図９は、図８のはん
だ波形成装置の縦断面を示す図である。なお、図８にお
いては、吹き口体９の構成をわかり易く説明するために
はんだ波８１を破線で描いてある。また、図１０はポン
プの吸い込み口側から見た渦流の様子を説明するための
図である。

【０００４】すなわち、はんだ槽１には図示しないヒー
タにより加熱されて溶融状態のはんだ７が収容されてい
る。また同様に図示しないはんだ７の温度を測定する温
度センサとこの温度センサの測温結果を参照してヒータ
への供給電力を調節する温度制御装置とにより、このは
んだ７の温度が予め指示された温度に保持されるように
構成されている。

【０００５】はんだ波８１を形成する吹き口体９はその
吹き口３２をはんだ液面８の上方に位置させて設けてあ
り、連繋手段であるチャンバ体２９を介してポンプ３の
吐出口５に結合されている。そして、このチャンバ体２
９は吊り下げ部３８，３９ではんだ槽１の上縁部２にね
じ３５により固定され、また前記の吹き口体９は、スリ
ーブ部３３を介してはんだ液面８上にその頭部を位置さ
せているねじ３４により、チャンバ体２９に対して着脱
自在に結合されている。

【０００６】ポンプ３には回転羽根６を用いたものが一
般的に広く使用されていて、この回転羽根６はモータ３
７により軸３６を介して回転駆動され、吸い込み口４か
らはんだ７を吸い込んで吐出口５から吐出してはんだ７
を送給する。そして、このモータ３７は、はんだ槽１に
ねじ４１で固定された台座４２に固定されている。な
お、従来よりも安定したはんだ波８１を形成させる目的
から誘導型電磁ポンプも使用されるようになった。

【０００７】このように、はんだ波形成装置は、はんだ
槽１内のはんだ７をポンプ３により吹き口体９に送給
し、その吹き口３２から噴流させて案内板４３を流下さ
せる過程ではんだ波８１を形成するように構成され、は
んだ槽１内のはんだ７を循環させながらはんだ波８１を
形成するように構成されている。なお、吹き口体９内に
設けられた多孔板３１とチャンバ体２９内に設けられた
案内板３０は、はんだ７の流れを整えて流れの方向や流
速を揃えるための部材である。

【０００８】そして、図示はしないが、このようにして
形成されたはんだ波８１にプリント配線板を接触させる
ことで、このプリント配線板の被はんだ付け部にはんだ
７を供給して所謂フローはんだ付けが行われる。

【０００９】一方、はんだ液面８上に浮いている塊状の
形態を成すドロス２５は、酸化したはんだ７が集まって
形成されたものであり、一般的に気泡を含むシャーベッ
ト状を成している。当然、このドロス２５は、プリント
配線板のはんだ付けには寄与することが無い。

【００１０】この酸化したはんだ７は、はんだ液面８が
大気等の酸化雰囲気に暴露されているために発生するも
のと、はんだ７が吹き口体９の吹き口３２から噴流して
流動する過程すなわちはんだ波８１を形成する過程で発
生するものとがある。そして、この酸化したはんだ７を
最も大量に発生する箇所すなわち過程は、後者すなわち
はんだ７が噴流し流動してはんだ波８１を形成する過程
であり、この過程において微細で粒子状の酸化したはん
だ７（酸化はんだ）を形成する。

【００１１】前述した気泡を含むシャーベット状のドロ
ス２５は、この微細で粒子状の酸化はんだが液面で集ま
って形成されたものである。

【００１２】なお、図１０については後述する。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】電子装置に使用される
プリント配線板のはんだ付けに、鉛フリーはんだが使用
されるようになってきた。廃棄された電子装置から鉛が
流出して環境破壊や人体に対する毒害を与えないように
するためである。鉛フリーはんだの有力候補としては、
錫−銀−銅系のはんだや錫−銅系はんだ、錫−銅−ニッ
ケル系はんだ、錫−亜鉛系はんだ等がある。そして、そ
の何れの鉛フリーはんだも錫を９０％以上（少なくとも
８５％以上）含有した錫リッチ鉛フリーはんだである。

【００１４】しかし、このような錫リッチの鉛フリーは
んだを吹き口から噴流させてはんだ波を形成すると、従
来の錫−３７％鉛はんだと比較してさらに微細で粒子状
（約５０〜３００μｍ径程度）の酸化はんだが多量に発
生する。そのため、この微細で粒子状の酸化はんだがポ
ンプに吸い込まれて吹き口体によって形成されるはんだ
波中に混入する機会が激増し、このはんだ波に接触させ
るプリント配線板に大量に付着して汚染することが問題
となっている。

【００１５】この微細で粒子状の酸化はんだがプリント
配線板に付着すると、例えばプリント配線板上に形成さ
れた回路を短絡させたり、このプリント配線板が電子装
置内に搭載された状態で振動等により脱落し、その電子
装置を構成する機構部品や機構内に入り込み、その作動
を妨害する等して電子装置の故障を招来するからであ
る。

【００１６】はんだ液面上に浮いているドロスは気泡を
含むため、はんだ波を形成するはんだが案内板を流下し
てはんだ槽内に還流する際にはんだ中に巻き込まれたと
しても、数秒で液面上に浮上する。しかし、はんだ波を
形成した際に発生した微細で粒子状の酸化はんだは、気
泡を含まない為にはんだがはんだ槽内に還流した後に数
十秒（例えば、錫−銀−銅系の鉛フリーはんだでは約２
０秒〜３０秒前後、錫−亜鉛系はんだでは１５秒〜２５
秒前後）経過しないとはんだ液面上に浮上しない。

【００１７】一方で、図１０に示すように、ポンプ３の
吸い込み口４でははんだ７の吸い込みに伴ってはんだの
渦流８２（図９も参照）を生じている。すなわち、この
渦流８２は地球の自転に依って発生することが知られて
いるが、ポンプ３を構成する回転羽根６の回転によって
も一層助長される。

【００１８】この渦流８２は、丁度台風の中心核の周辺
において強風が吹くのと同様に、ポンプ３の吸い込み口
４の周辺に流速の速い巨大な回転流動を生じ、ポンプ３
の周辺のはんだ７は、ポンプ３の吸い込み流量Ｑ〔ｍ
^３／ｍｉｎ〕と吸い込み口４の開口面積Ｓ〔ｍ^２〕
とから決まる流速Ｖ_０＝Ｑ／Ｓ〔ｍ／ｍｉｎ〕よりも
遙に速い速度Ｖ_ｓで円周方向に回転しながら吸い込み
口４に吸い込まれて行き、吐出口５からチャンバ体２９
へ吐出する。

【００１９】そのため、吹き口から噴流してはんだ波を
形成したはんだがはんだ槽に落流し還流すると、直ぐに
前記の巨大な回転流動すなわち渦流に巻き込まれて合流
する。したがって、はんだ波を形成した際に発生した微
細で粒子状の酸化はんだも、この渦流に巻き込まれて拘
束され、浮上し難くなる。すなわちその大部分がそのま
まポンプに吸い込まれることになる。

【００２０】このようにして、微細で粒子状の酸化はん
だがはんだ波を形成するはんだ中に含まれ、はんだ付け
に際してこのはんだ波に接触するプリント配線板に付着
し、このプリント配線板を汚染することになる。

【００２１】また、ポンプの吸い込み口にこのような渦
流を生じると、その吸い込み口でのはんだの流れが不安
定に変動し、この吸い込まれるはんだの流れの変動を含
めて見た場合のポンプの揚程が変動し、吹き口体で形成
されるはんだ波の波高が変化するようになる。

【００２２】このようなはんだ波の波高変動を生じる
と、プリント配線板がはんだ波に接触した際にこのプリ
ント配線板にはんだ波から加えられる動圧が変化し、甚
だしくははんだ波が一時的にプリント配線板に接触しな
くなったりして、プリント配線板の被はんだ付け部のは
んだ濡れ性が変化したり、はんだ供給量が変化したりし
て、濡れ不良、はんだブリッジ不良、つらら、フィレッ
ト形状の不安定な変動、未はんだ不良等々の不良を生
じ、はんだ付け品質が低くかつ品質も不安定に変動する
ようになる。

【００２３】そのため、酸化はんだがはんだ波に入り込
まないようにするとともに、ポンプ揚程の変動も少なく
できるはんだ波形成装置すなわちはんだ形成装置が求め
られている。

【００２４】本発明の目的は、特に錫リッチの鉛フリー
はんだを使用してフローはんだ付けを行う際に、はんだ
波に微細で粒子状の酸化はんだが含まれないようにし、
また、ポンプの揚程変動が少なくなるはんだ波形成装置
を実現することによって、安定したはんだ波であって汚
染の無いはんだ波を実現するはんだ波形成装置を実現
し、品質と信頼性の高いプリント配線板のフローはんだ
付けを可能にすることにある。

【００２５】

【課題を解決するための手段】本発明は、はんだの吸い
込みに当たって、渦流を生じないように構成したところ
と、はんだの吸い込みも含めて見た場合のポンプの揚程
の変化が極めて少なくなるように構成したところに特徴
がある。

【００２６】（１）溶融状態のはんだが収容されたはん
だ槽の一端側の前記はんだ液面上に吹き口を位置させた
吹き口体を設けるとともに前記吹き口から流れ出て前記
はんだ槽内に還流する前記はんだの主な流れ方向の側部
側の前記はんだ中に前記はんだを吸い込み口から吸い込
んで前記吹き口体へ送給するポンプを設ける。

【００２７】そして、前記吹き口体から見て前記ポンプ
を挟んだ前記はんだ槽の他端側に、多数の透孔を外表面
に有するとともに前記透孔の開口総面積が前記ポンプの
吸い込み口の面積よりも大きくその内側に前記ポンプの
吸い込み方向を軸線とする円周空間が前記円周方向に切
断される向きに仕切り壁が設けられた開口整流体が前記
ポンプの吸い込み口に連繋して設けられるともに前記開
口整流体が前記はんだ槽のはんだ液面側から着脱自在に
設けられたはんだ波形成装置である。

【００２８】このように構成することにより、先ず開口
整流体の外表面に設けられた透孔の開口総面積がポンプ
の吸い込み口の面積よりも大きくなるので、前記開口整
流体に吸い込まれるはんだの流速が遅くなり、渦流を生
じ難くなる。また、開口整流体は、多数の透孔を有して
構成されているためにはんだの流れが整えられ、吸い込
まれるはんだ、さらに吸い込まれた後のはんだの流速の
大きさや方向を揃えることができるようになる。

【００２９】続いて、吸い込み方向を軸線とする円周空
間が前記円周方向に切断される向きに仕切り壁を設けて
いるので、渦流を発生しようとするはんだの流れが切断
され、渦流の発生が完全に阻止される。

【００３０】したがって、はんだが開口整流体の透孔に
吸い込まれる際に渦流によってはんだの流れが加速され
ることもなく、はんだ波を形成した際に発生した微細で
粒子状の酸化はんだが、従来生じていた巨大なはんだの
渦流に巻き込まれることもなくなる。

【００３１】そのため、はんだ波を形成した後のはんだ
は、その全体が渦流によって攪拌されるようなこともな
く、そのはんだ全体が開口整流体へ向かってゆっくりと
移動するようになり、この移動の間に、はんだ波を形成
した際に発生した微細で粒子状の酸化はんだがはんだ液
面上へ浮上するようになる。しかも、開口整流体は吹き
口体から見て前記ポンプを挟んだはんだ槽の他端側に設
けているため、はんだ波を形成した後のはんだは、はん
だ槽において最も長い距離を移動することになり、微細
で粒子状の酸化はんだを確実にはんだ液面上に浮上させ
ることができる。さらに、はんだ波を形成したはんだが
はんだ槽に還流する方向と直交する方向にはんだが移動
するので、この還流の流れの影響を受けることもない。

【００３２】また、開口整流体がはんだ槽のはんだ液面
側から着脱自在に設けられるように構成したので、透孔
に微細で粒子状の酸化はんだが付着したり堆積したりし
ても、この開口整流体を容易に取り外し、この堆積物を
除去することができる。

【００３３】したがって、微細で粒子状の酸化はんだを
含まないはんだ波すなわち清流はんだ波を形成すること
ができるようになる。

【００３４】さらに、開口整流体を設けたことにより、
ポンプの吸い込み口において不規則に変動するはんだの
流れを減衰させることができるようになるため、ポンプ
に吸い込まれるはんだの流量が時間的に変動することも
なくなって、この流れの変動も加味して見たポンプの揚
程の変動も少なくなり、はんだ波の波高すなわち吹き口
上の高さの変動や流量の変動も少ない清流はんだ波を形
成することができる。

【００３５】（２）前記（１）のはんだ波形成装置にお
いて、前記開口整流体の前記はんだ液面側に平板状ある
いは凹状の外表面形状を有する蓋体が着脱自在に設けら
れたはんだ波形成装置である。

【００３６】前記（１）で説明したように、はんだ波を
形成したはんだがはんだ槽内に還流した後、ゆっくりと
開口整流体へ向かって移動し、この移動の過程で微細で
粒子状の酸化はんだが液面上に浮上する。そしてその後
は、開口整流体の上方に集まってドロスを形成する。

【００３７】したがって、この開口整流体のはんだ液面
側に、平板状あるいは凹状の外表面形状を有する蓋体を
着脱自在に設けることにより、この蓋体を外して持ち上
げることでこの蓋体の上部にドロスを掬い上げることが
できる。したがって、発生した酸化はんだひいてはドロ
スを容易に除去することができるはんだ波形成装置を実
現できる。

【００３８】（３）前記（１）のはんだ波形成装置にお
いて、前記ポンプが誘導型電磁ポンプであり、前記開口
整流体を前記誘導型電磁ポンプの側周面に被冠させて設
けたはんだ波形成装置である。なお、この開口整流体の
被冠は、側周面の全面にわたる必要はなく、開口整流体
の外壁に設けられた透孔の総面積が誘導型電磁ポンプの
吸い込み口の面積よりも大きくなるように構成されてい
ればよい。

【００３９】誘導型電磁ポンプの外形形状は、ＡＬＩＰ
型（ａｎｎｕｌａｒｌｉｎｅａｒｉｎｄｕｃｔｉｏｎ
ｐｕｍｐ）では通常は円筒形状でありＦＬＩＰ型（ｆ
ｌａｔｌｉｎｅａｒｉｎｄｕｃｔｉｏｎｐｕｍ
ｐ）では通常は立方体形状である。また、その推力発生
流路はどちらも直線状で、ＡＬＩＰ型では円筒形状の軸
芯に沿って設けられ、ＦＬＩＰ型では同様に立方体の中
心軸に沿ってあるいはその一側に沿って設けられてい
る。

【００４０】そして、はんだ中に設けられた（没設され
た）誘導型電磁ポンプの側周面は、このはんだの中に在
ってそのあらゆる方向に対してはんだに接触している。
すなわち、この側周面は広い面積を有している。したが
って、この側周面に開口整流体を被冠させて設けること
により、この開口整流体を設ける特別の空間をはんだ槽
内に設けることなく、この開口整流体を誘導型電磁ポン
プの吸い込み口と連繋させることができる。したがっ
て、小型のはんだ波形成装置を実現できる。

【００４１】また、誘導型電磁ポンプの側周面に沿って
はんだが流れるので、この誘導型電磁ポンプで発生する
鉄損や銅損等のエネルギーをはんだに効率良く伝導する
ことができるようになる。したがって、エネルギー効率
の良好なはんだ波形成装置を実現できる。

【００４２】（４）溶融状態のはんだが収容されたはん
だ槽の一端側のはんだ液面上に吹き口を位置させた吹き
口体を設けるとともに前記吹き口体の側部側の前記はん
だ中にストレートスルー型誘導型電磁ポンプをその推力
発生流路をはんだ液面方向に向けてかつその吐出口をは
んだ液面側に向けて設ける。

【００４３】そして、前記ストレートスルー型誘導型電
磁ポンプの吐出口と前記吹き口体とが槽底方向を向いた
流れを形成する連繋手段で連繋されるとともに前記連繋
手段の前記ストレートスルー型誘導型電磁ポンプの吐出
口の上方位置に前記吐出口の開口以上の開口を有する挿
通孔を設け、前記挿通孔に開閉自在な蓋体が設けられた
はんだ波形成装置である。

【００４４】このように構成することにより、ストレー
トスルー型誘導型電磁ポンプの吸い込み口で発生すると
ころの流れの不規則な変動によって生じた前記ストレー
トスルー型誘導型電磁ポンプの揚程変動を減衰させ、誘
導型電磁ポンプの特性を引き出した極めて安定した波高
のはんだ波を形成することができるようになる。

【００４５】すなわち、誘導型電磁ポンプの基本的原理
はリニアモータと同様であり、その最も大きな特徴は、
移動磁界によってはんだに与えられる推力が極めて一定
していて安定していることである。すなわち、回転羽根
によるポンプでは、この回転羽根の回転に伴ってその吐
出圧が時間的に脈動するが、誘導型電磁ポンプでは推力
が時間的に一定している。

【００４６】一方、このような優れた特性を有する誘導
型電磁ポンプも、その吸い込み口で発生するはんだの流
れの不規則な変動により、この流れの変動を加味して見
た場合の揚程が変動する。

【００４７】そこで、本発明の構成では、はんだ液面方
向すなわち鉛直方向に沿う方向であって上方へ向けて推
力を発生する誘導型電磁ポンプ内の流路と、槽底方向す
なわち下方へ向かって流れを案内する連繋手段内の流路
と、そしてその後は、吹き口体の吹き口へ向かって上方
へ向かって流れを案内する吹き口体内の流路とから流路
全体を構成し、この上下方向に繰り返しはんだを移動さ
せてその位置エネルギーの蓄積と放出を（すなわち置換
を）繰り返し行う過程で、前記揚程の変動を減衰させて
いる。その結果、誘導型電磁ポンプの優れた特性を引き
出して、極めて安定した波高のはんだ波すなわち清流は
んだ波を形成することができるようになる。

【００４８】

【発明の実施の形態】本発明のはんだ波形成装置は、次
のような実施形態例において実施することができる。

【００４９】（１）実施形態例−１図１は、本発明のはんだ波形成装置の実施形態例−１の
構成の側断面を示す図である。また、図２は、はんだ波
形成装置の全容を説明するための斜視図である。さら
に、図３は、開口整流体の全容を示す斜視図で、（ａ）
は形状が立方体形状の場合を示し、（ｂ）は形状が円筒
形状の場合を示している。なお、図２においては吹き口
体の構成をわかり易く示すために、はんだ波２６を破線
で描いてある。

【００５０】このはんだ波形成装置は、はんだ槽１の一
方の側部側（一端側）１１に吹き口体９を設け、軸３６
を介してモータ３７で回転される回転羽根６を有するポ
ンプ３を挟んで吹き口体９とは反対側の側部側（他端
側）１２に開口整流体１０を設け、この開口整流体１０
とポンプ３の吸い込み口４とを吸い込み路１３で結合し
て構成したものである。この開口整流体１０と吸い込み
路１３とは結合孔１４で結合され、この開口整流体１０
に設けた挿入部１５の凸片１５ａを前記結合孔１４に圧
挿して係合させることにより着座片１６が吸い込み路１
３に当接し、この開口整流体１０が吸い込み路１３に着
脱自在に設けられるように構成してある。そして、開口
整流体１０に設けた把手１７はこの着脱作業の際に使用
する操作片である。

【００５１】ポンプ３の吐出口５から吐出したはんだ７
はチャンバ体２９を通って案内板３０と多孔板３１で整
流され吹き口体９の吹き口３２から案内板４３に案内さ
れて流れ出してはんだ波２６を形成するよう構成してあ
る。そして吹き口体９はスリーブ３３を介してねじ３４
でチャンバ体２９に固定されている。また、チャンバ体
２９と吸い込み路１３とは、それぞれ吊り下げ部３８，
３９をねじ３５によりはんだ槽１の上縁部２に固定し
て、はんだ槽１に取り付けられている。また、モータ３
７ははんだ槽１の上縁部２にねじ４１により取り付けら
れた台座４２に設けられている。

【００５２】開口整流体１０は、図１および図３に示す
ようにその外表面（外壁）１８さらに具体的には側周面
を開口率が３０％〜５０％程度で孔径が２ｍｍ〜５ｍｍ
程度の透孔１９を多数有する多孔板で形成し、その内部
には、はんだ７の吸い込み方向すなわち図の下方側へ向
かって流れるはんだ７の方向を軸線として形成される円
周空間をこの円周方向に切断する仕切り壁２０を設けて
ある。なお、図３においては、開口整流体１０の外表面
１８に設けられた多数の透孔１９を点線により図示して
いる。

【００５３】つまり、この仕切り壁２０は、はんだ７の
吸い込み方向すなわち図の下方側へ向かって流れるはん
だ７の方向を軸線として形成される渦流を切断するため
の部材で、外壁１８と同様に多孔板で形成されている。
しかし、この仕切り壁２０は透孔１９の無い板材であっ
てもよい。なお、図３（ａ）では格子状に図３（ｂ）で
は放射状にこの仕切り壁２０を設けている。

【００５４】また、開口整流体１０の上方すなわちはん
だ液面８側には、平板状あるいはやや凹状の外表面形状
を有する蓋体２２が付勢片２３により着脱自在に設けて
ある。この蓋体２２に設けた把手２４は、この蓋体２２
の着脱作業の際に使用する操作片である。そのため、開
口整流体１０に設けた把手１７と蓋体２２に設けた把手
２４とは、図１および図２に示すようにはんだ液面８上
から操作できるように設けられている。

【００５５】この開口整流体１０の外表面１８に設けら
れた多数の透孔１９の面積の総和は、ポンプ３の吸い込
み口４の面積よりも大きくなるように構成してあり、そ
の孔径（２ｍｍ〜５ｍｍ程度）は、ドロス２５は通過さ
せないが、はんだ波２６を形成した際に発生する微細で
粒子状の酸化はんだ２８は通過できる程度の孔径として
ある。

【００５６】この微細で粒子状の酸化はんだ２８を通過
させることは本発明の目的に反することではない。すな
わち、その殆どをはんだ液面８に浮上させることができ
るようになるからであり、極めて微量の酸化はんだ２８
が吸い込まれた場合であっても、目詰まりを短時間（通
常の１日の稼動時間すなわち８時間以内の時間）で生じ
ないようにするためのものである。つまり、この開口整
流体１０は、微細で粒子状の酸化はんだ２８を除去する
ためのフィルタではないのである。

【００５７】また、開口整流体１０の開口率を３０％〜
６０％程度とした理由は、広い範囲のはんだ７をゆっく
りとした流速で吸い込むためのものであり、もちろん３
０％以下の開口率でもよいのであるが、開口整流体１０
の外形寸法が大きくなり過ぎて、それを収容するはんだ
槽１を極端に大型化させてしまうからである。他方、開
口率が６０％以上では、はんだ７を吸い込む際に十分に
その流速を低減させることができなくなって、開口整流
体１０の外側に渦流が生じ易くなるからである。

【００５８】このように構成したはんだ波形成装置で
は、図１に示すように、はんだ波２６を形成してはんだ
槽１内に還流したはんだ７が、この還流方向と直交する
方向（図の右方向）へ、すなわち還流の流れの影響を受
けずに開口整流体１０の方向へ全体としてゆっくりと移
動し、浮上し難い微細で粒子状の酸化はんだ２８すなわ
ちはんだ波２６を形成した際に発生した酸化はんだ２８
は、この過程ではんだ液面８上に浮上させることができ
るようになる。

【００５９】そして、はんだ液面８に浮上した微細で粒
子状の酸化はんだ２８は、前記全体の流れと一緒に開口
整流体１０の上方位置に向かって流れ、集積されてドロ
ス２５を形成するようになる。

【００６０】すなわち、開口整流体１０の外表面１８に
設けられた多数の透孔１９がはんだ７の流速をゆっくり
とした速度に低下させ、その内部の仕切り壁２０が渦流
の発生を阻止するので、はんだ液面８上に浮上し難い微
細で粒子状の酸化はんだ２８を、はんだ７を吸い込む際
の流れの中に拘束することが無くなり、微細で粒子状の
酸化はんだ２８の殆どをはんだ液面８上に浮上させるこ
とができるようになって、ポンプ３に吸い込まれないよ
うにすることができる。

【００６１】したがって、微細で粒子状の酸化はんだ２
８を形成し易い錫リッチの鉛フリーはんだを使用して
も、この微細で粒子状の酸化はんだ２８に汚染されない
清流はんだ波を形成することができるようになる。ま
た、はんだ７をポンプ３に吸い込む際に、その流れを不
安定に変動させることも無くなるので、はんだ波２６の
波高が安定した清流はんだ波を形成することができるよ
うになる。その結果、フローはんだ付けにより製造され
るプリント配線板のはんだ付け品質と信頼性を向上させ
ることができるようになる。

【００６２】そして、開口整流体１０の上方位置のはん
だ液面８に集積されてドロス２５となった酸化はんだ２
８は、この開口整流体１０に設けられた蓋体２２を持ち
上げて取り外すことにより、この蓋体２２の外表面に載
せて掬い揚げ、はんだ槽１の外へ除去することができ
る。また、開口整流体１０を容易に取り外して清掃作業
を行うことができる。すなわち、当該装置のメンテナン
ス性にも優れている。

【００６３】なお、本実施形態例−１では、開口整流体
１０の外表面１８が垂直方向を向くように構成し、吸い
込まれたはんだ７が図の下方側すなわち垂直方向に吸い
込まれて流れる例を示したが、吸い込まれたはんだ７が
図１の左方向すなわちポンプ３の吸い込み口４がある水
平方向に流れるように構成してもよい。この構成例の場
合においては、図示はしないが図１において縦向きに設
けられている開口整流体１０を横向きに設けた状態にな
るため、開口整流体１０における蓋体２２の位置を変更
し、はんだ液面８側に設けた構成とする。

【００６４】（２）実施形態例−２図４は、本発明のはんだ波形成装置の実施形態例−２の
構成例を説明するための図で、（ａ）はその側断面を示
す図、（ｂ）は蓋板を上方から見た図である。

【００６５】本実施形態例−２のはんだ波形成装置は、
吹き口体９へはんだ７を送給する手段として誘導型電磁
ポンプ４４を使用した例で、しかも誘導型電磁ポンプ４
４のコア４５や移動磁界発生コイル４６を含むこの誘導
型電磁ポンプ４４の全表面をはんだ槽１内のはんだ７中
に没設して構成することにより、誘導型電磁ポンプ４４
で生じるエネルギー損失（銅損や鉄損）を熱エネルギー
としてはんだ７に伝導させ、その供給エネルギーの全て
をはんだ７に供給することができるように構成したはん
だ波形成装置である。したがって、エネルギー効率の良
い運転が可能である。

【００６６】また、誘導型電磁ポンプ４４としてはその
推力発生流路４７が直線状に形成されたストレートスル
ー型の誘導型電磁ポンプを使用し、その吐出口４８をは
んだ液面８側に向け、その吸い込み口４９ははんだ槽１
の槽底５０側に向けて構成している。なお、図４に示す
誘導型電磁ポンプ４４はＡＬＩＰ型であるが、ＦＬＩＰ
型も使用できる。

【００６７】他方、はんだ波２６を形成する吹き口体９
はその吹き口３２がはんだ液面８上に位置されて設けら
れ、この吹き口体９へははんだ槽１の槽底５０側から吹
き口３２方向へすなわち上方へ向けてはんだ７が送給さ
れるように構成され、この吹き口体９と前記誘導型電磁
ポンプ４４の吐出口４８とを連繋するチャンバ体５１
が、はんだ槽１のはんだ液面８側からはんだ槽１の槽底
５０側へ向けてはんだ７が下方へ向けて流れるように構
成してある。また、前記誘導型電磁ポンプ４４は前記吹
き口３２からはんだ槽１内へはんだ７が還流する際の主
な流れ方向の側部側に位置するように設ける。

【００６８】すなわち、はんだ槽１中のはんだ７が吹き
口３２に供給される経路は、誘導型電磁ポンプ４４の推
力発生流路４７で上昇流路部を、続いてチャンバ体５１
の前半部で下降流路部５２を、さらに続けてチャンバ体
５１の後半部と吹き口体９で上昇流路部５３を構成して
いる。

【００６９】また、誘導型電磁ポンプ４４の吐出口４８
の上方側すなわちはんだ液面８側のチャンバ体５１に
は、ＡＬＩＰ型の誘導型電磁ポンプ４４の吐出口４８の
開口よりも大きい開口を有し、しかもその形状も吐出口
４８に陰となる部分を有さない形状例えば相似形の形状
とした挿通孔５４を設けてある。そして、この挿通孔５
４は通常は蓋板５５で閉鎖するように構成してある。

【００７０】一方、ＡＬＩＰ型の誘導型電磁ポンプ４４
の内部コア５６が推力発生流路４７に対して挿抜自在に
構成してあり、内部コア５６と蓋板５５とを取り外した
り取り付けたりするための把手５７をこの内部コア５６
と前記蓋板５５と一体に構成し、この把手５７がはんだ
液面８上に位置するように構成してある。すなわち、こ
れらを一体の状態で取り外したり取り付けたりすること
ができるように構成してある。

【００７１】そして、チャンバ体５１に設けられた係止
片５８を蓋板５５に設けられた涙目孔５９の挿脱孔５９
ａから挿入し、矢印Ｓ方向に回動することにより係止片
５８が涙目孔５９に係止され、この蓋板５５がチャンバ
体５１から浮き上がって外れることがないように構成し
てある。そのため、この蓋板５５の固定に併せて誘導型
電磁ポンプ４４の内部コア５６もその推力発生流路４７
内に挿入されて固定される構成である。

【００７２】したがって、蓋板５５を矢印Ｏ方向に回動
すれば、係止片５８をこの蓋板５５に設けられた涙目孔
５９の挿脱孔５９ａから脱出させてこの蓋板５５をチャ
ンバ体５１から取り外すことができるようになり、これ
に併せてＡＬＩＰ型の誘導型電磁ポンプ４４の内部コア
５６も引き抜かれるように構成してある。

【００７３】なお、誘導型電磁ポンプ４４に移動磁界を
発生させるための電力は、図示しない多相交流電源装置
（例えば、インバータ電源装置）から供給し、この多相
交流電源装置の出力電圧や周波数を調節することによ
り、はんだ７に加えられる推力を調節してはんだ波２６
の波高や流量等々を調節するように構成する。

【００７４】次に、このはんだ波形成装置の作動につい
て説明する。誘導型電磁ポンプ４４はその推力の時間的
変化が極めて小さく、前述の回転羽根式のポンプ３に比
べて安定したはんだ波２６を形成できる特徴がある。し
かし、この誘導型電磁ポンプ４４の吸い込み口４９に吸
い込まれるはんだ７の流れが不安定に変動すること等に
原因して、この誘導型電磁ポンプ４４の吐出圧すなわち
このはんだ７の吸い込みを含めて見た揚程が変動する。

【００７５】この揚程の変動が吹き口体９の吹き口３２
にそのまま伝わるとはんだ波２６の波高等が変動するこ
とになるが、本実施形態例−２のように、上昇流路部
（推力発生流路）４７，５３と下降流路部５２とを交互
に配置して位置エネルギーの置換を繰り返すように構成
することにより、前記の揚程変動による圧力変動を減衰
させることが可能となり、安定した推力を得ることがで
きるという誘導型電磁ポンプ４４の特性を引き出し、極
めて安定したはんだ波２６すなわちはんだ７の流量や流
速さらに波高の安定したはんだ波２６を形成することが
できるようになる。

【００７６】また、蓋板５５が設けられたチャンバ体５
１の挿通孔５４から誘導型電磁ポンプ４４の内部コア５
６を引き抜くことができるので、蓋板５５を取り外して
併せて誘導型電磁ポンプ４４の内部コア５６を推力発生
流路４７から引き抜けば、前記挿通孔５４を介して誘導
型電磁ポンプ４４の推力発生流路４７に付着した汚れも
容易に除去することができる。なお、誘導型電磁ポンプ
４４の推力発生流路４７の間隙は通常数ｍｍ程度である
ので汚れが付着し易い。しかし、本実施形態例−２のよ
うに構成することにより、この汚れの清掃も容易とな
る。

【００７７】（３）実施形態例−３図５は、本発明のはんだ波形成装置の実施形態例−３の
構成の側断面を示す図である。

【００７８】本実施形態例−３は、図４に示した実施形
態例−２にポテンシャルタンク６１を設けた例である。
すなわち、誘導型電磁ポンプ４４の吐出口４８に面する
チャンバ体５１にはんだ７を溜めておくことができるポ
テンシャルタンク６１を設け、このポテンシャルタンク
６１内のはんだ７の液位によっても前記実施形態例−２
で説明した揚程の変動を減衰させることができるように
構成した例である。

【００７９】ポテンシャルタンク６１の上方には開口６
２を設けてあり、この開口６２にはＡＬＩＰ型の誘導型
電磁ポンプ４４の内部コア５６に繋がる把手５７が位置
するように構成してある。したがって、このポテンシャ
ルタンク６１に設けられた開口６２の大きさや形状の構
成要件については、前記実施形態例−２で説明したチャ
ンバ体５１に設けられた挿通孔５４と同様である。

【００８０】なお、拡散板６３は、誘導型電磁ポンプ４
４から吐出するはんだ７が直接にポテンシャルタンク６
１に流入しないようにするための部材である。

【００８１】（４）実施形態例−４図６は、本発明のはんだ波形成装置の実施形態例−４の
構成の側断面を示す図である。

【００８２】本実施形態例−４は、図４に示した実施形
態例−２に図１に示した開口整流体１０を設けて構成し
た例である。したがって、誘導型電磁ポンプ４４の吸い
込み口４９におけるはんだ７の流れも安定するととも
に、微細で粒子状の酸化はんだ２８がこの誘導型電磁ポ
ンプ４４に吸い込まれることも無くなる。その結果、は
んだ波２６の波高や流量、流速等が極めて安定し、しか
も酸化はんだ２８による汚染の無いはんだ波２６すなわ
ち極めて高次元の清流のはんだ波２６を形成することが
できるようになる。

【００８３】（５）実施形態例−５図７は、本発明のはんだ波形成装置の実施形態例−５の
構成を説明するための図で、（ａ）はその側断面を示す
図、（ｂ）は吸い込み案内板を上方から見た図、（ｃ）
は開口整流体の縦断面を示す図である。

【００８４】すなわち、本実施形態例−５は、はんだ７
内に没設された誘導型電磁ポンプ４４の側表面に開口整
流体６６を被冠させて構成した例である。図７に示す例
ではＡＬＩＰ型電磁ポンプの例を示したが、これに変え
てＦＬＩＰ型電磁ポンプを使用することもできる。

【００８５】そして、本実施形態例−５の場合は、誘導
型電磁ポンプ４４の吸い込み口４９をはんだ液面８側に
向けるように構成してある。これは、チャンバ体６５に
挿通孔を設けることなくはんだ液面８側から誘導型電磁
ポンプ４４の内部コア５６を挿抜できるように構成する
ことにより、このはんだ液面８側から推力発生流路４７
の清掃を行うことができるように配慮したためである。

【００８６】この誘導型電磁ポンプ４４ははんだ７中に
没設され、その側周面は吸い込み口４９よりも遙に大き
い面積を有し、しかも、はんだの中に在ってそのあらゆ
る方向（図７の例では水平面のあらゆる方向）に対して
はんだ７に接触している。そこで、本実施形態例−５で
は、この側周面に沿って開口整流体６６を設け、すなわ
ち開口整流体６６を被冠させたものである。

【００８７】この開口整流体６６は、図７（ａ），
（ｃ）に示すように、その外表面の外壁６９に多数の透
孔６７を設けて構成してあり、この透孔６７の総面積が
誘導型電磁ポンプ４４の吸い込み口４９の開口面積と比
較して遙に大きくなるように構成してある。すなわち、
図３に示す実施形態例−１の場合と同様に、外壁６９は
開口率が３０％〜５０％程度で孔径が２ｍｍ〜５ｍｍ程
度の透孔６７を多数設けた多孔板で形成してある。な
お、この外壁６９の直ぐ内側には同様の多孔板を並ぶよ
うに設けて２段に構成している。

【００８８】そして、この外壁６９の内側には、誘導型
電磁ポンプ４４の推力発生流路４７を軸線として放射状
に広がる方向へ４枚の仕切り壁７０を設けてある。すな
わち、はんだ７が吸い込み口４９へ吸い込まれる方向を
軸線として形成される円周空間をこの円周方向に切断す
るように仕切り壁７０を設けてある。つまり、誘導型電
磁ポンプ４４の側周面を吸い込み口４９方向へはんだ７
が吸い込まれる際に形成される渦流を切断するための部
材で、同様に多孔板で形成されている。しかし、この仕
切り壁７０は透孔の無い板材であってもよい。

【００８９】この開口整流体６６は、誘導型電磁ポンプ
４４の吸い込み口４９をはんだ液面８から遮蔽してはん
だ７の流れを案内するところの吸い込み案内板６８と一
体に構成され、開口整流体６６で吸い込み流速が減速さ
れ、かつ微細で粒子状の酸化はんだ２８の巻き込みを除
去された清浄なはんだ７が、誘導型電磁ポンプ４４の吸
い込み口４９に吸い込まれるように構成してある。

【００９０】この一体に形成した開口整流体６６と吸い
込み案内板６８には、さらに誘導型電磁ポンプ４４の内
部コア５６も一体に構成し、かつこれらをはんだ液面８
上から着脱／挿抜できるように把手５７も設けてある。
これらを誘導型電磁ポンプ４４に係止し固定する手段
は、図７（ｂ）に示すように係止片７３と涙目孔７１と
の係合であり、図４に示す蓋板の例と同様である。

【００９１】内部コア５６を推力発生流路４７に挿入し
かつ開口整流体６６を誘導型電磁ポンプ４４に被冠し、
吸い込み案内板６８に設けられた涙目孔７１の挿脱孔７
２から係止片７３を挿入してこの吸い込み案内板６８を
矢印Ｓ方向に回動すれば、これらは誘導型電磁ポンプ４
４に固定される。取り外す場合は、この手順とは逆の手
順で、吸い込み案内板６８を矢印Ｏ方向に回動させて行
う。

【００９２】一方、誘導型電磁ポンプ４４の吐出口４８
と吹き口体９とはチャンバ体６５で連繋してあり、誘導
型電磁ポンプ４４から送給されたはんだ７により吹き口
３２にはんだ波２６が形成されるように構成してある。

【００９３】このように構成することにより、開口整流
体６６へのはんだ７の吸い込みに際して渦流を生じるこ
ともなくその吸い込み流速も極めて遅くなる。したがっ
て、はんだ波２６を形成した際に発生する微細で粒子状
の酸化はんだ２８が巻き込まれて吸い込まれることもな
い。

【００９４】また、開口整流体６６の内部においてもは
んだ７の渦流を生じることがないので、誘導型電磁ポン
プ４４の吸い込み口４９に吸い込まれるはんだ７の流速
が不安定に変動することも解消され、微細で粒子状の酸
化はんだ２８を含まず、波高や流速、流量の安定したは
んだ波２６を形成することができるようになる。

【００９５】さらに、誘導型電磁ポンプ４４の側周面に
沿ってはんだ７が流れるので、この誘導型電磁ポンプ４
４で発生するエネルギー損失（鉄損や銅損）を効率良く
はんだ７へ伝導してこの誘導型電磁ポンプ４４の冷却も
促進し、このエネルギー損失をはんだの加熱エネルギー
として利用できるので、エネルギー効率の良好なはんだ
波形成装置を実現できる。しかも、はんだ槽の寸法や容
積を増大させることなく、すなわち小型のはんだ波形成
装置を実現することができる。

【００９６】そして、誘導型電磁ポンプ４４の内部コア
５６や開口整流体６６さらに吸い込み案内板６８を容易
に取り外したり取り付けたりすることができるので、誘
導型電磁ポンプ４４の推力発生流路４７の清掃や開口整
流体６６の清掃等のメンテナンス作業も容易に行うこと
でできる。

【００９７】

【発明の効果】以上のように、本発明のはんだ波形成装
置によれば、はんだ槽内にポンプのはんだ吸い込みに伴
う渦流を生じることが無くなり、また、開口整流体に吸
い込まれるはんだの流速も従来と比較して格段に遅くな
る。したがって、はんだ波を形成した際に発生する微細
で粒子状の酸化はんだがポンプに吸い込まれ難くなり、
はんだ波に混入することがなくなる。また、ポンプに吸
い込まれるはんだの流れが安定し、波高や流量、流速が
安定したはんだ波を形成できるようになり、清流はんだ
波を形成することができるようになる。

【００９８】また、誘導型電磁ポンプの推力発生流路の
方向とその推力方向そして吹き口体との連繋において、
吸い込まれたはんだについて多数回（３回）の位置エネ
ルギーの置換を行わせて揚程の変動を減衰させることが
できるようになり、誘導型電磁ポンプを使用したことと
相まって極めて安定した清流はんだ波を形成することが
できるようになる。

【００９９】その結果、被はんだ付けワークであるプリ
ント配線板に微細で粒子状の酸化はんだが付着すること
がなくなり、また、はんだ波とプリント配線板との接触
状態が安定化し、プリント配線板の清浄なはんだ付け実
装が可能となるとともにはんだ付け品質が安定し信頼性
も良好なプリント配線板を生産することができるように
なる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のはんだ波形成装置の実施形態例−１の
構成の側断面を示す図である。

【図２】はんだ波形成装置の全容を説明するための図で
ある。

【図３】開口整流体の全容を示す斜視図である。

【図４】本発明のはんだ波形成装置の実施形態例−２の
構成を説明するための図である。

【図５】本発明のはんだ波形成装置の実施形態例−３の
構成の側断面を示す図である。

【図６】本発明のはんだ波形成装置の実施形態例−４の
構成の側断面を示す図である。

【図７】本発明のはんだ波形成装置の実施形態例−５の
構成を説明するための図である。

【図８】従来のはんだ波形成装置の一例の全容を示す斜
視図である。

【図９】図８のはんだ波形成装置の縦断面を示す図で
る。

【図１０】ポンプの吸い込み口側から見た渦流の様子を
説明するための図である。

【符号の説明】

１はんだ槽２上縁部３ポンプ４吸い込み口５吐出口６回転羽根７はんだ８はんだ液面９吹き口体１０開口整流体１１一方側の側部側（一端側）１２反対側の側部側（他端側）１３吸い込み路１４結合孔１５挿入部１５ａ凸片１６着座片１７把手１８外表面（外壁）１９透孔２０仕切り壁２２蓋体２３付勢片２４把手２５ドロス２６はんだ波２８酸化はんだ２９チャンバ体３０案内板３１多孔板３２吹き口３３スリーブ３４ねじ３５ねじ３６軸３７モータ３８吊り下げ部３９吊り下げ部４１ねじ４２台座４３案内板４４誘導型電磁ポンプ４５コア４６移動磁界発生コイル４７推力発生流路（上昇流路部）４８吐出口４９吸い込み口５０槽底５１チャンバ体５２下降流路部５３上昇流路部５４挿通孔５５蓋板５６内部コア５７把手５８係止片５９涙目孔５９ａ挿脱孔６１ポテンシャルタンク６２開口６３拡散板６５チャンバ体６６開口整流体６７透孔６８吸い込み案内板６９外壁７０仕切り壁７１涙目孔７２挿脱孔７３係止片

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】溶融状態のはんだが収容されたはんだ槽
の一端側のはんだ液面上に吹き口を位置させた吹き口体
を設けるとともに前記吹き口から流れ出て前記はんだ槽
内に還流する前記はんだの主な流れ方向の側部側の前記
はんだ中に前記はんだを吸い込み口から吸い込んで前記
吹き口体へ送給するポンプを設け、前記吹き口体から見て前記ポンプを挟んだ前記はんだ槽
の他端側に、多数の透孔を外表面に有するとともに前記
透孔の開口総面積が前記ポンプの吸い込み口の面積より
も大きくその内側に前記ポンプの吸い込み方向を軸線と
する円周空間が前記円周方向に切断される向きに仕切り
壁が設けられた開口整流体が前記ポンプの吸い込み口に
連繋して設けられるともに前記開口整流体が前記はんだ
槽のはんだ液面側から着脱自在に設けられたことを特徴
とするはんだ波形成装置。
【請求項２】前記開口整流体の前記はんだ液面側に平
板状あるいは凹状の外表面形状を有する蓋体が着脱自在
に設けられたことを特徴とする請求項１記載のはんだ波
形成装置。
【請求項３】前記ポンプが誘導型電磁ポンプであり、
前記開口整流体を前記誘導型電磁ポンプの側周面に被冠
させて設けたことを特徴とする請求項１記載のはんだ波
形成装置。
【請求項４】溶融状態のはんだが収容されたはんだ槽
の一端側の前記はんだ液面上に吹き口を位置させた吹き
口体を設けるとともに前記吹き口体の側部側の前記はん
だ中にストレートスルー型誘導型電磁ポンプをその推力
発生流路をはんだ液面方向に向けてかつその吐出口をは
んだ液面側に向けて設け、前記ストレートスルー型誘導型電磁ポンプの吐出口と前
記吹き口体とが前記はんだ槽の槽底方向を向いた流れを
形成する連繋手段で連繋されるとともに前記連繋手段の
前記ストレートスルー型誘導型電磁ポンプの吐出口の上
方位置に前記吐出口の開口以上の開口を有する挿通孔を
設け、前記挿通孔に開閉自在な蓋体が設けられたことを
特徴とするはんだ波形成装置。