JP3202870B2

JP3202870B2 - はんだ付け装置

Info

Publication number: JP3202870B2
Application number: JP12398694A
Authority: JP
Inventors: 洋護金子
Original assignee: 日本電熱計器株式会社
Priority date: 1994-06-06
Filing date: 1994-06-06
Publication date: 2001-08-27
Anticipated expiration: 2016-08-27
Also published as: JPH07336038A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、吹口からはんだ融液を
噴出させて噴流波を形成し、この噴流波に配線基板を搬
送しながら接触させて配線基板のはんだ付けを行う噴流
式のはんだ付け装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】はんだ付け性を向上させるために種々の
はんだ付け装置が開発されてきた。その基底にある技術
的な流れの１つとして、電子部品の小型化と配線基板へ
の高密度実装化が挙げられる。そしてそれに伴い、所謂
ファインピッチパターンの配線基板におけるマイクロソ
ルダリング技術が開発されてきた。

【０００３】一方で、電子装置の信頼性ははんだ付け技
術で決まると言われる程重要な技術である。はんだ付け
部分の善し悪しが当該配線基板を搭載した電子装置の信
頼性の大部分を規定するからである。すなわち、はんだ
付け部分の善し悪しとは、さまざまな環境ストレス下に
おいても強固な機械的接続強度と良好な電気的接続性と
が維持され続けるか否かを問うものである。

【０００４】次に、従来のはんだ付け装置について説明
する。

【０００５】なお、以下では下記６件の公報を従来技術
の説明に用いる。

【０００６】・実公昭４８−３５２３６号公報の技術
（公知例１という）・実公昭５６−３１０１号公報の技術（公知例２とい
う）・実開昭５１−３２６１６号公報の技術（公知例３とい
う）・特開昭６０−１８９９２号公報の技術（公知例４とい
う）・特公昭５９−５３９０号公報の技術（公知例５とい
う）・実開昭５２−１２７２６３号公報の技術（公知例６と
いう）図１０は、公知例１の噴流式半田槽の技術を示す斜視図
である。すなわち、噴流口Ａ1 で第１の半田波部を形成
し、続いて波形制御板Ａ2 の折曲部Ａ3 で第２の半田波
部を形成する。そして、第１の半田波部で半田付けした
被半田付体の半田付け部に残った半田のツララや半田ブ
リッジ（短絡や半田ショートと同意味）を、第２の半田
波部で加熱して除去する技術である。

【０００７】図１１は、公知例２のはんだ噴流槽の技術
を示す側断面図である。すなわち、プリント基板Ｂ1 の
搬送方向（矢印方向）とは反対方向にはんだＢ2 を流す
とともに造波用突起Ｂ3 によって複数個の波Ｂ4 を形成
し、このはんだＢ2 の流れる方向と波動力とによっては
んだの短絡付着（半田ブリッジや半田ショートと同意
味）や目的の部位に半田が付着しない（半田不乗や未半
田と同意味）等の問題を解消した技術である。

【０００８】図１２は、公知例３の半田付装置の技術を
説明する平面図である。すなわち、噴流式半田槽Ｃ1 の
下方に設けた水平回転機構により、該噴流式半田槽Ｃ1
の半田噴流口Ｃ2 から噴出して流出する半田の流れ方向
をプリント基板Ｃ3 の進行方向（矢印方向）に対して傾
け、所謂半田の離間性を良くしてツララ半田の発生を解
消した技術である。したがってこの技術は、半田付け部
の間隔が狭い箇所に対して半田ブリッジの発生を解消す
る作用がある。

【０００９】図１３（ａ），（ｂ），（ｃ）は、公知例
４のはんだ付け装置を説明する平面図である。すなわ
ち、噴流槽の吹口Ｄ1 の形状をプリント基板Ｄ2 の搬送
方向（矢印方向）に直交する向きに屈曲形状としたもの
で、具体的な形状として「く」の字状とした例が挙げら
れている。したがってこの技術は、先の公知例３で説明
した半田付け技術と同じ内容の技術である。すなわち、
吹口Ｄ1 の幾何学的形状が異なるだけであって、吹口Ｄ
1 から噴出して流出する溶融はんだＤ3 の流れ方向をプ
リント基板Ｄ2 の進行方向に対して傾け、溶融はんだＤ
3 の離間性を良くした技術である。

【００１０】図１４（ａ），（ｂ），（ｃ）は、公知例
５の半田槽の技術を示す側断面図である。すなわち、２
つ以上の噴流ノズルＥ1 を有する噴流式の半田槽におい
て、噴流ノズルＥ1 に屈曲部Ｅ2 ，Ｅ3 ，Ｅ4 を設けて
半田Ｅ5 の噴流方向にプリント基板の搬送方向あるいは
その逆方向に指向性を与え、半田付け部に過剰な半田Ｅ
5 が付着したり半田ショートを生じたりすることを解消
するとともに、未半田を解消することを目的とした技術
である。

【００１１】図１５は、公知例６のウェーブソルダリン
グマシンの技術を示す斜視図である。すなわち、噴流Ｆ
1 ，Ｆ2 の流れを案内する羽根板Ｆ3 ，Ｆ4 の角度Ｆ5
，Ｆ6 をシャフトＦ7 ，Ｆ8 の回動によって調節可能
とすることにより、噴流半田の落下角度の調節を可能と
し、各種プリント基板のパターン配列に最適な落下角度
を容易に選定できるようにした技術である。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】はんだ付け部分の善し
悪しを評価する指標は数々あるが、その中の１つとして
フィレット形状がある。

【００１３】図１６（ａ），（ｂ）は、フィレット形状
を説明する図で、図１６（ａ）はリード型の電子部品の
場合を説明する側断面図、図１６（ｂ）はチップ型の電
子部品の場合を説明する側断面図である。これらの図に
おいて、１は配線基板、２はランドパターン、３はリー
ド型の電子部品、４はリード線、５はチップ型の電子部
品、６は電極、７は前記リード線４または電極６のまわ
りのランドパターン２上で凝固したはんだにより形成さ
れたフィレットである。

【００１４】すなわち、図１６（ａ），（ｂ）の実線に
例示するように、富士山型のフィレット７の形状が良好
なはんだ付け状態を示す指標として一般的に推奨されて
いる。つまり、良好な濡れ性が確保された場合に図１６
のような富士山型のフィレット７の形状が得られるから
である。

【００１５】ところで、振動や揺れ等の加速度を受ける
物理的ストレス環境下では、図１６の実線で示したフィ
レット７の形状よりも破線で示したフィレット形状の方
が優れている。すなわち、接触面積を大きく採ることが
可能となるので接触部に分散する応力が小さくなり、機
械的接続強度を維持する上では優れているのである。し
たがって、電気的接続性も維持される。但し、一点鎖線
で示すようなフィレット７の形状では応力が接続先端部
分（矢印で示すａ点およびｂ点）に集中し、接続部分の
剥離現象を生じ易くなる。そのため、一般的には推奨さ
れていない。

【００１６】フィレット７の形状を規定する因子は数々
ある。例えば、電子部品３のリード線４の線径とランドパターン２の
大きさや形状の関係使用するフラックスの種類プリヒート温度はんだ付け温度（はんだ温度）はんだ槽の種類（静止式や噴流式）噴流式はんだ槽における噴流波形状等である。

【００１７】しかし、いずれにしても電子部品３，５が
小型化して高密度実装でファインピッチ化する配線基板
１において、図１６の破線に説明するようなフィレット
７の形状の改善と、はんだブリッジの解消とは両立する
ことが困難とされている。すなわち、一般的には図１６
の破線で示すようにフィレット７の肉厚を大きくする
と、隣接ランドパターン２との間ではんだブリッジが生
じ易くなるからである。

【００１８】上述したはんだ付けの信頼性向上のために
行われるフィレット形状の改善に関しては、、従来技術
の例として掲げた公知例１〜６においても、課題や目的
として挙げられていない。これまでは、はんだのツララ
現象や過剰な付着、はんだブリッジ現象、はんだの付着
しない未はんだ、等のはんだ付け不良を解消することに
のみ課題と目的が掲げられてきたのである。つまり、マ
イクロソルダリング技術と高信頼技術との両立を図ろう
とする技術は未だ開発途上なのである。

【００１９】図１７は、ピールバックポイントにおける
プロセスパラメータを説明する図である。この図におい
て、図１６と同一符号は同一部分を示し、８は前記配線
基板１を搬送する搬送コンベア、９ははんだ融液、１０
は前記はんだ融液９を噴流するノズル、１１は吹口で、
その長手方向が配線基板１の搬送方向（以下、基板搬送
方向という）Ａに対し、交差する方向に設けられてい
る。１２，１３は前記基板搬送方向Ａに対して手前（後
方）側と、前方側の流下案内板、１４は前記流下案内板
１２上の噴流波、１５は前記流下案内板１３上の噴流
波、ＰＢＰはピールバックポイントである。

【００２０】なお、θS は前記搬送される配線基板１の
水平面に対する搬送仰角、θは前記ピールバックポイン
トＰＢＰにおける離間角度である。ここで、離間角度θ
とは、はんだ融液が吹口から噴出し案内板に沿って流下
することによって形成された噴流波１５（１４）が、配
線基板１から離れ去る点において、該噴流波の流下する
方向でかつ、その接線方向Ｓと、配線基板のはんだ付け
面と同一面内であり、搬送方向Ａとの間に成す角度であ
る。

【００２１】一般的に、図１６に示すフィレット７の形
状の肉厚を大きくするためには、ピールバックポイント
ＰＢＰにおける配線基板１の搬送速度ＶP と噴流波１５
の流下速度υF を近接させると良いことが知られてい
る。また、はんだショート（ブリッジ）を発生させない
ためには、ピールバックポイントＰＢＰにおける離間角
度θを大きく採ると良いことが知られている。

【００２２】本発明の技術的課題は、前記フィレットの
形状を規定する〜の因子のうち、の因子技術にお
いてこれを実現しようとするものである。すなわち、フ
ィレットの肉厚の増大とはんだブリッジの解消とを両立
させたはんだ付け装置を実現することによって、高密度
実装配線基板においても信頼性の高い配線基板の製造を
可能とするはんだ付け装置をうることを目的とする。

【００２３】

【課題を解決するための手段】本発明は、配線基板と噴
流波とが離間するピールバックポイントのはんだ流動姿
態を調節できるようにすることによって、ピールバック
ポイントにおけるはんだ融液の流下速度と離間角度とを
調節できるように構成したところに特徴がある。

【００２４】このため本発明にかかる請求項１に記載の
発明は、配線基板と噴流波とが離間するピールバックポ
イントにおけるはんだ融液の流下速度と離間角度の調節
を可能とする凸条部材が前記搬出側のウェーブ案内板上
において前記吹口に対して前進後退調節可能に設けられ
るとともに、前記搬出側のウェーブ案内板をはんだ噴出
方向に前進後退調節可能に設けられたものである。

【００２５】また、請求項２に記載の発明は、吹口から
噴出するはんだ融液の噴出指向性を、配線基板の搬出方
向に対して逆向きにする範囲内で、配線基板の搬入側を
原点座標とした際に、吹口を形成する配線基板の搬入側
のノズル体の水平面に対する角度に対し、配線基板の搬
出側のノズル体の水平面に対する角度を大きくして成る
ものである。

【００２６】

【００２７】

【００２８】

【００２９】

【００３０】

【作用】本発明にかかる請求項１に記載の発明は、吹口
から噴出しウェーブ案内板を流れ下るはんだ融液の層流
は、凸条部材による流体抵抗およびその凸状の形状とに
よって、流速の減速と***とを受ける。そのため、吹口
から噴出して流下するはんだ融液の流速と層流の高さが
変化する。すなわち、吹口から噴出して流れるはんだ融
液が形成する波形状すなわち流動姿態が変化する。な
お、これらは凸条部材の大きさや形状、そして吹口から
噴出するはんだ融液の流量によっても影響を受けること
は勿論である。その結果、凸条部材を吹口に前進後退調
節するとともに吹口からのはんだ融液の噴出流量を調節
することによって、ピールバックポイントにおけるはん
だ融液の流速と離間角度とを調節することが可能とな
る。

【００３１】また、ピールバックポイントのはんだ融液
の流速が減速調節可能となったことにより、吹口の上側
に形成されるはんだ融液の波頂部の流れの前後バランス
も調節することが可能となり、その平衡点では波頂部に
おけるはんだ融液の流速が著しく遅くなるとともに平坦
性の良い波頂部を形成することができるようになる。す
なわち、はんだ融液が流動することによって発生する噴
流波の揺らぎが極めて少なくなる。その結果、均一なは
んだ付け性を得ることができるようになる。

【００３２】ところで、フィレット形状の肉厚を大きく
するためには、ピールバックポイントにおける配線基板
の搬送速度とはんだ融液の流速を近接させると良く、他
方、はんだショートを発生させないためには、ピールバ
ックポイントにおける離間角度を大きく採ると良いこと
が知られている。

【００３３】すなわち、凸条部材を吹口に対して前進後
退調節するとともにポンプ機構の送出量を調節し、流下
する噴流波の流速を配線基板の搬送速度に近接させると
ともに流下角度を大きく採ることで、肉厚の厚いフィレ
ット形状とはんだショートの発生しないはんだ付けプロ
セスを実現することができる。

【００３４】さらに、搬出側のウェーブ案内板をはんだ
の噴出方向へ前進後退させることにより、吹口端縁の高
さのバランスを配線基板の搬送方向に対して調節するこ
とができるようになる。すなわち、吹口から噴出して配
線基板搬入側へ流下するはんだ融液の流量と、配線基板
搬出側へ流下するはんだ融液の流量との比率を調節する
ことができるようになる。

【００３５】また、請求項２に記載の発明は、吹口から
噴出するはんだ融液の多くの部分が配線基板の搬送方向
とは逆の方向へ流れるため、吹口の上部を流れるはんだ
融液の層流の高さも請求項１記載の構成のものよりも高
くなる。他方、吹口の配線基板搬出側へ流下するはんだ
融液の流量は少なくなり、その流速も小さくなる。した
がって、凸状部材の前進後退調節によって、ピールバッ
クポイントにおけるはんだ融液の流速を配線基板の搬送
速度に近接させつつ離間角度を大きくすることができ
る。

【００３６】もちろん、吹口から噴出するはんだ融液の
流量をポンプ機能で調節できるので、これによる調節を
併用することにより、ピールバックポイントにおけるは
んだ融液の流速の調節範囲を広げることができる。ま
た、波頂部におけるはんだ融液の流れの前後バランスも
容易に調節することが可能となる。

【００３７】

【００３８】

【００３９】

【００４０】

【００４１】

【００４２】

【００４３】

【００４４】

【実施例】

〈実施例１〉図１（ａ），（ｂ）は、本発明の第１の実
施例を示す図で、図１（ａ）はノズル部の側断面図、図
１（ｂ）はノズル部の平面図である。これらの図で、図
１７と同一符号は同一部分を示す。

【００４５】ノズル１０の吹口１１には、配線基板１の
搬入側すなわち、基板搬送方向Ａに対し、ノズル１０の
手前側に下降角度を大きく採った流下案内板２１を設け
てあり、搬出側すなわち、基板搬送方向Ａに対し前方側
には下降角度の小さいウェーブ案内板２２を設けてあ
る。そして、ウェーブ案内板２２にははんだ融液の流動
姿態を調節する流動姿態調節部材２３が設けられてい
る。流動姿態調節部材２３は吹口１１と平行に設けられ
た長尺状の凸条部材２４と、この凸条部材２４と一体に
形成された板状部材２５とからなる。この板状部材２５
には長孔２６が形成され、ねじ２７を挿通してウェーブ
案内板２２に係止・固定する構成である。したがって、
この長孔２６に沿って凸条部材２４を吹口１１側に向け
て基板搬送方向Ａと同一方向に前進後退することにより
その位置を調節することができる。

【００４６】側板２８は吹口１１から噴出したはんだ融
液９が側方へ流れることを防ぐものである。なお、図１
（ａ）においては側板２８の図示を省略してある。ま
た、はんだ融液９は図示しないポンプ機構によってノズ
ル１０へ送出される構成であり、一般的にポンプ機構に
よる送出量は、図示しないポンプ機構の回転数調節が可
能な構成を採ることで調節できる構成となっている。

【００４７】なお、図１の例では、配線基板１を水平方
向へ搬送する所謂水平搬送によるはんだ付け装置を例に
している。また、２９は前記吹口１１上部の波頂部を示
す。

【００４８】一般的に、配線基板１の水平搬送は、図１
６に示す配線基板１に搭載される電子部品３，５に与え
る傾斜重力が無く、はんだ付け後の電子部品３，５の傾
きや浮き上がり等が発生しない長所を有している。しか
しピールバックポイントＰＢＰにおける離間角度θが小
さくなり、ファインピッチパターンの配線基板１のはん
だ付けを行う際にははんだショートが発生し易い短所が
あるとされている。しかし、第１の実施例では、水平搬
送においても離間角度θを大きく採れるように構成しつ
つ、はんだ融液９の流速υF も配線基板１の搬送速度Ｖ
P に合わせて調節可能としている。

【００４９】次に、動作について説明する。

【００５０】吹口１１から噴出するはんだ融液９は配線
基板１の搬入側と搬出側とに分かれ、それぞれ流下案内
板２１とウェーブ案内板２２に案内されて速度υR と速
度υF で流下する。なお、図１においては、配線基板１
を図上左側から右側（基板搬送方向Ａ）へ水平搬送する
構成である。そして、配線基板１の搬送速度はＶP であ
る。

【００５１】吹口１１から噴出したはんだ融液９は吹口
１１の端縁から高さＨの噴流波１４，１５を形成する。
そして、ウエーブ案内板２２を流下するはんだ融液は流
姿調節用の凸条部材２４によって***され、その後ウェ
ーブ案内板２２を流下する。したがって、吹口１１と凸
条部材２４との間に高さｈの谷部あるいは段部を形成す
る。

【００５２】一方、吹口１１上部の部分に噴流波１４，
１５の波頂部２９が形成され、この波頂部２９から前記
谷部へ向かって離間角度θではんだ融液が流下する。な
お、凸条部材２４により吹口１１の前後方向（配線基板
１の搬入側の方向と搬出側の方向）に流れるはんだ融液
の流量の平衡を採ることも可能となり、平衡状態におい
ては波頂部２９の部分の流速υR ，υF が著しく低下し
て平坦な波頂部２９を形成することができる。もちろ
ん、吹口１１から噴出する総はんだ融液９の流量によっ
てもこの平衡点は若干変化する。

【００５３】図２および図３は図１の第１，第２の動作
例を説明する図で、図２に対して図３は凸条部材２４を
吹口１１により近い位置に移動・調節させた場合を例示
している。そして、この対比においては、流下する噴流
波１５の流動姿態の違いから生ずるプロセスパラメータ
の違いを説明している。

【００５４】すなわち、図２の調節例では、波頂部２９
から速度υR1で基板搬送方向Ａとは逆方向へ流下するは
んだ融液は、流下案内板２１の位置では速度υR2で流下
する。そして、υR1＜υR2である。また、波頂部２９か
ら速度υF1で基板搬送方向Ａと同一方向へ流下するはん
だ融液は、ピールバックポイントＰＢＰでは速度υF2で
流下する。そしてυF1＜υF2である。

【００５５】ところで、基板搬送方向Ａと同一方向へ流
下するはんだ融液は、凸条部材２４によってその流下が
阻まれるのでその速度が低下する。すなわち、υR2＞υ
F2である。もちろん、これらの流速υR2，υF2はポンプ
機構の送出量によっても変化するが、前記関係は基本的
に同一である。

【００５６】したがって、凸条部材２４の吹口１１に対
する位置を調節することで、ピールバックポイントＰＢ
Ｐにおける流速υF2を配線基板１の搬送速度ＶP に合わ
せることができるようになる（υF2≒ＶP ）。なお、ポ
ンプ機構によりはんだ融液９の送出量を調節することを
併用することで調節の範囲をさらに広くすることができ
る。

【００５７】他方、吹口１１から噴出するはんだ融液９
の層流は、凸条部材２４の直前位置に高さｈ1 の谷部３
０を形成しつつ流下する。すなわち、配線基板１が噴流
波１４，１５に接触している状態において、高さＨ1 の
波頂部２９から谷部３０へ向けて離間角度θ1 のピール
バックポイントＰＢＰが形成される。なお、離間角度θ
1 は凸条部材２４による流速の減速程度によって規定さ
れる。そして、減速の程度が大きい程、前記波頂部２９
と谷部３０との落差が大きくなり、離間角度θ1 は大き
くなる。

【００５８】したがって、ピールバックポイントＰＢＰ
におけるはんだ融液の流下速度υF2を配線基板１の搬送
速度ＶP に合わせつつ、離間角度θ1 を大きくすること
ができるようになり、図１６に示すフィレット７の肉厚
を厚くするとともにはんだショートを解消することがで
きる。

【００５９】ちなみに、凸条部材２４の位置を吹口１１
に対して極端に遠ざけると、凸条部材２４によって形成
される谷部３０が波頂部２９へ与える流速の減速作用は
小さくなり、ほとんど影響を与えなくなる。

【００６０】また、この場合、吹口１１から噴出するは
んだ融液９の流量を大きくすれば、図２の一点鎖線で示
すようにピールバックポイントＰＢＰにおける離間角度
をθ1Aと小さくすることができるようになるが、ピール
バックポイントＰＢＰにおける噴流波１５の流下速度υ
F2は流量増加によって僅かに増加する。

【００６１】一方、図３の調節例は、凸条部材２４を吹
口１１に近づけて調節した例であり、この調節例におい
ても、υR11 ＜υR12 ，υF11 ＜υF12 ，υR12 ＞υF1
2 の関係は基本的に同様である。なお、θ10はウェーブ
案内板２２が水平面に対してなす角度である。

【００６２】しかし、図２のような谷部３０は形成され
ず、高さｈ2 の段部３１が形成される。そして、ｈ2 ＞
ｈ1 となる。なお、この場合、吹口１１の上部の噴流波
１４，１５の高さはＨ11となり、Ｈ1 よりも極僅か高く
なるが、流下案内板２１側へ流下する噴流波１４の流量
が増大するので概ねＨ1 と同じである。そのため、ピー
ルバックポイントＰＢＰにおける離間角度はθ2 とな
り、θ2 ＜θ1 となる。すなわち、υF12 ＜υF2となる
がθ2 ＜θ1 となる。

【００６３】なお、この場合、吹口１１から噴出するは
んだ融液９の流量を少なくすれば、図３の一点鎖線で示
すようにピールバックポイントＰＢＰにおける離間角度
をθ2Aと大きくすることができるようになるが、ピール
バックポイントＰＢＰにおける噴流波１５の流下速度υ
F12 は流量低下によってほとんど増加しない。

【００６４】以上のように、凸条部材２４を吹口１１に
対して前進後退調節することによって、また、ポンプ機
構によりはんだ融液９の送出量を調節することによっ
て、吹口１１から噴出する層流状のはんだ融液の流動姿
態を調節することが可能であり、そのことによって、ピ
ールバックポイントＰＢＰにおけるはんだ付けプロセス
パラメータを調節することができるようになる。

【００６５】すなわち、配線基板１の搬送速度ＶP とピ
ールバックポイントＰＢＰにおけるはんだ融液の流下速
度υF を適宜に近接調節し、かつ離間角度θを大きく採
り、そのことによってフィレット肉厚を厚くするととも
にはんだショートを解消することができるようになる。

【００６６】なお、凸条部材２４の断面形状としては、
本実施例のような半円形や円形等の形状が良い。角型の
部材でははんだ融液の層流に不規則な揺動運動を与え易
くなり、必ずしも好ましいとは言えない。

【００６７】図４は図１の第３の動作例を説明する図
で、図３のウェーブ案内板２２が水平面に対して成す降
下角度θ10に対して、図４ではθ20へと増加させた例で
ある。

【００６８】この場合、高さｈ3 の段部３１が形成さ
れ、ピールバックポイントＰＢＰにおける噴流波１５の
流下速度υF32 も若干速くなる。また、離間角度もθ3
へと増大し、吹口１１上部の噴流波高も極僅か低下しＨ
12となるが、この低下は無視できる程度のものであり、
Ｈ12≒Ｈ11である。すなわち、ポンプ機構によりはんだ
融液９の送出量を低下させた場合と同様の作動態様を示
す。なお、この調節例においても、υR31 ＜υR32 ，υ
F31 ＜υF32 ，υR32 ＞υF32 の関係は基本的に同様で
ある。

【００６９】すなわち、ウェーブ案内板２２の降下角度
調節を併用することによって、流動姿態の調節範囲が一
層拡大され、ピールバックポイントＰＢＰにおける配線
基板１の搬送速度ＶP とはんだ融液の流下速度υF32 を
近接させること、および離間角度θ3 を大きく採ること
を両立させるためのはんだ付けプロセスパラメータの選
択範囲が一層拡がる。

【００７０】図５は図１の第４の動作例を説明する図
で、吹口１１から噴出するはんだ融液９に配線基板１の
搬入側すなわち、基板搬送方向Ａと逆方向への噴出指向
性を与えた構成の場合を示す動作例である。すなわち、
吹口１１を形成する配線基板１の搬入側ノズル体１０Ａ
の水平面に対する角度θ30に対し、配線基板１の搬出側
のノズル体１０Ｂの水平面に対する角度θ40を大きくし
て構成したものである。

【００７１】この動作例では、吹口１１から噴出するは
んだ融液９の多くの部分が基板搬送方向Ａとは逆の方向
へ流れる。そのため、吹口１１の上部を流れるはんだ融
液９の層流の高さＨ2 も第１〜第３の動作例のものより
も高くできる。他方、吹口１１の配線基板１の搬出側す
なわちウェーブ案内板２２側へ流下するはんだ融液の流
量は少なくなり、流下速度υF42 も小さくなる。

【００７２】そのため、凸条部材２４の直前位置に形成
される谷部３０の高さｈ4 も小さくなり、ピールバック
ポイントＰＢＰにおける離間角度θ4 を大きく採ること
ができるようになる。

【００７３】したがって、ピールバックポイントＰＢＰ
における噴流波１５の流下速度υF42 の調節範囲、およ
び離間角度θ4 の選択範囲をさらに拡げることができる
ようになる。〈実施例２〉図６（ａ），（ｂ）および図７は、本発明
の第２の実施例を示す図で、図６（ａ），（ｂ）は吹口
部の側断面図、図７は吹口の全容を説明する一部破断斜
視図である。

【００７４】第１の実施例と相違する点は各部に調節機
構を備えている点であり、その他は相違していない。

【００７５】すなわち、図６（ａ）に示すように、配線
基板１の搬入側の流下案内板２１を吹口１１の端縁にお
いてはんだ融液９の噴出方向へ前進後退（上下動）調節
できるようにしている点、同様にウェーブ案内板２２を
吹口１１の端縁においてはんだ融液９の噴出方向へ前進
後退調節できるようにしている点、配線基板１の搬出側
のノズルすなわち吹口１１形成用のノズル１０Ｃを吹口
１１の幅Ｗが調節できる方向に前進後退調節できるよう
にしている点、である。そして、これらを実現するため
に、図７に例示するように各部材を長孔２６を介してね
じ２７で係止・固定する構造としている。

【００７６】なお、図６（ｂ）では、ウェーブ案内板２
２と、吹口１１の端縁にウェーブ案内板２２が回動でき
るように蝶番３１の支点軸を設けてある。そして、図７
に例示するように、側板２８に設けた偏心カム３２を調
節用ねじ３３で回転調節することにより、ウェーブ案内
板２２の角度を調節する構成となっている。

【００７７】次に、動作について説明する。

【００７８】第２の実施例では、第１の実施例に加えて
各部の調節機構を備えているので、流動姿態の調節範囲
が一層拡くできる。

【００７９】例えば、流下案内板２１とウェーブ案内板
２２の吹口１１における高さを不平衡状態とすること
で、吹口１１から噴出するはんだ融液９の多くは低い側
の案内板へと流れるようになる。仮に、ウェーブ案内板
２２を高くすればウェーブ案内板２２側へのはんだ融液
の流量が少なくなり、その流下速度も小さくなるととも
に、配線基板１を接触させている場合のピールバックポ
イントＰＢＰの離間角度θを大きくすることができるよ
うになる。そしてそれらの流速および角度を凸条部材２
４の前進後退調節によって調節することができるように
なる。そしてこの状態では、図５に説明した例と類似し
た流動姿態を得ることができる。

【００８０】また、吹口形成用ノズル１０Ｃを前進させ
て吹口１１の幅Ｗを狭くすれば波頂部２９の平坦部も狭
くなり、搬送される配線基板とはんだの接触時間が短く
なる。逆に吹口１１の幅Ｗを広くすれば接触時間は長く
なる。したがって、配線基板１の搬送速度ＶP に合わせ
て接触時間を最適に選択することができるようになる。
そしてこの場合においても、凸条部材２４の作用によ
り、ピールバックポイントＰＢＰにおけるはんだ融液の
流下速度υF と配線基板１の搬送速度ＶP を適宜に近接
調節し、離間角度θも大きくなるように調節することが
できる。〈実施例３〉図８（ａ），（ｂ）および図９は第３の実施例を示す図
で、図８（ａ）は吹口部の平面図、図８（ｂ）は図８
（ａ）のＩ−Ｉ線による側断面図、図９は吹口部の全容
を説明する斜視図である。

【００８１】第３の実施例においては、吹口１１の水平
面における形状を「く」の字型に形成して成るものであ
る。そのため、配線基板１の基板搬送方向Ａに占めるノ
ズル１０の専有長さが短くて済む利点がある。すなわ
ち、吹口１１の長手方向を基板搬送方向Ａと直交する方
向に交差させて配設した従来装置においても、第３の実
施例のノズル１０を交換設備することが容易に可能であ
る。

【００８２】そして、基本的な構成は第１の実施例およ
び第２の実施例と同様であり、吹口１１の配線基板１の
搬入側には流下案内板２１をはんだ融液９の噴出方向へ
前進後退可能（上下動可能）に設け、搬出側にはウェー
ブ案内板２２をはんだ融液噴出方向へ前進後退可能に設
けている。さらに、ウェーブ案内板２２に凸条部材２４
を吹口１１に略平行にかつ前進後退調節可能に設けてい
る。

【００８３】そして、前記ウェーブ案内板２２は吹口形
成用ノズル体１０Ａに前進後退調節可能に設けられてい
て、吹口形成用のノズル体１０Ａはチャンバ３４に設け
ている。さらに吹口形成用ノズル体１０Ａは吹口１１の
搬送方向幅Ｗの調節が可能な方向へ前進後退可能にチャ
ンバ３４に設けている。

【００８４】なお、前進後退調節可能な取り付け機構
は、各図に例示したように係止用のねじ２７を長孔２６
に挿通して係止・固定する機構である。

【００８５】また、配線基板１の搬入側のチャンバ３４
は鉛直方向を向けていて、搬出側の吹口形成用ノズル体
１０Ａは基板搬送方向Ａとは逆方向へはんだ融液９が噴
出する向きに向けている。そして、配線基板１は「く」
の字の凸側から搬入する構成である。しかし、逆方向か
ら搬入する構成としても何ら差し支えない。

【００８６】ちなみに、「く」の字状の吹口１１の開き
角度θ50は１３０°とした。しかし、これ以下の小さい
開き角度においても良好なはんだ付け性が得られてい
る。実用的には１４０〜６０°程度である。

【００８７】次に、動作について説明する。

【００８８】第１の実施例および第２の実施例と同様
に、凸条部材２４の前進後退調節と吹口１１からのはん
だ融液噴出流量を調節し、ピールバックポイントＰＢＰ
におけるはんだ融液の流速および離間角度θを調節す
る。さらに、吹口形成用ノズル体１０Ａを前進後退調節
すれば吹口幅Ｗの調節が可能であり、配線基板１と噴流
波１４，１５との接触時間の調節が可能となる。また、
流下案内板２１およびウェーブ案内板２２の吹口１１に
おける高さ調節（前進後退調節）を行うことにより、吹
口１１から流下案内板側２１へ流れるはんだ融液の流量
とウェーブ案内板２２側へ流れるはんだ融液の流量との
比率を可変することができる。

【００８９】すなわち、これらの調節により、ピールバ
ックポイントＰＢＰにプロセスパラメータを目的とする
最適値に設定することが可能となる。

【００９０】また、はんだ融液９の噴流方向と基板搬送
方向Ａとが斜めに交差する方向関係であるので、ピール
バックポイントＰＢＰにおける離間角度θをさらに大き
く採ることができる長所がある。〔その他の実施例〕第１の実施例から第３の実施例にお
いては、配線基板１の搬出側の吹口１１の端縁にウェー
ブ案内板２２と凸条部材２４とを設けた例を説明した
が、配線基板１の搬入側にも同様のウェーブ案内板２２
と流動姿態調節用の凸条部材２４とを設けることが可能
であることは言うまでもない。

【００９１】このような構成を採用すれば、配線基板１
の搬入側におけるはんだ融液の流動姿態も調節可能とな
り、配線基板１が噴流波１４に接触進入する角度および
流速をも調節することが可能となる。

【００９２】もちろん、目的によっては、配線基板１の
搬入側だけに同様のウェーブ案内板２２および流動姿態
調節用の凸条部材２４を設けても良い。そして、配線基
板１の噴流波１４への安定した進入を可能とするために
は優れた効果がある。すなわち、はんだ融液９の接触面
とは反対の配線基板１の端部から上面側にはんだ融液が
まわって被ることを防止できる等の長所がある。

【００９３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明にかかる請
求項１に記載の発明は、配線基板と噴流波とが離間する
ピールバックポイントにおけるはんだ融液の流下速度と
離間角度の調節を可能とする凸条部材が前記搬出側のウ
ェーブ案内板上において前記吹口に対して前進後退調節
可能に設けて成るので、ピールバックポイントにおける
配線基板とはんだ流速との近接調節と、離間角度を大き
く採ることとを両立したはんだ付けプロセスを実現する
ことができるようになり、肉厚の厚いフィレット形状と
はんだショートの発生しないはんだ付けプロセスを実現
することができる。また、はんだ融液が流動することに
よって発生する噴流波の揺らぎが極めて少なくなり、均
一なはんだ付け性を得ることができるようになる。

【００９４】さらに、搬出側のウェーブ案内板をはんだ
噴出方向に前進後退調節可能に設けて成るので、吹口か
ら噴出するはんだ融液の前後バランスを容易に調整する
ことができるようになり凸状部材による調節作用を補完
するように作用する。したがってはんだ融液の流速や離
間角度の調節範囲を更に広く採ることができるようにな
り、フィレット形状の制御性を高めると共に、はんだシ
ョートを防止することができる。また、均一なはんだ付
け性が得られる。

【００９５】また、請求項２に記載の発明は、吹口から
噴出するはんだ融液の噴出指向性を、配線基板の搬送方
向に対して逆向きにする範囲内で、配線基板の搬入側を
原点座標とした際に、吹口を形成する配線基板の搬入側
のノズル体の水平面に対する角度に対し、配線基板の搬
出側のノズル体の水平面に対する角度を大きくして成る
ので、はんだ融液の噴出高さを高くできると共に、配線
基板搬出側に流れるはんだ融液の流量が少なくなる。そ
して、そのことによってピールバックポイントにおけ
る、はんだ融液の流速と離間角度の調節範囲が一層広が
る。したがって、プロセスの制御性が更に向上し、フィ
レット形状の制御性は一層高まり、はんだショートの発
生も防止できる。

【００９６】

【００９７】

【００９８】

【００９９】

【０１００】このように、ピールバックポイントにおけ
るはんだ融液の流動姿態を調節することでそのプロセス
パラメータを最適調節することができるようになり、す
なわち、フィレットの肉厚の増大とはんだブリッジの解
消とを両立することができるようになる。

【０１０１】その結果、高密度実装配線基板においても
信頼性の高い配線基板の製造が可能となり、ひいては信
頼性の高い電子装置・機器の製造が可能となる、等の利
点を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例を示す側断面図と平面図
である。

【図２】図１の第１の動作例を説明する図である。

【図３】図１の第２の動作例を説明する図である。

【図４】図１の第３の動作例を説明する図である。

【図５】図１の第４の動作例を説明する図である。

【図６】本発明の第２の実施例を示す側断面図である。

【図７】本発明の第２の実施例を示す一部破断斜視図で
ある。

【図８】本発明の第３の実施例を示す図である。

【図９】本発明の第３の実施例を示す斜視図である。

【図１０】公知例１の従来の噴流式はんだ槽を示す斜視
図である。

【図１１】公知例２の従来のはんだ噴流槽を示す側断面
図である。

【図１２】公知例３の従来のはんだ付け装置を示す平面
図である。

【図１３】公知例４の従来のはんだ付け装置を示す平面
図である。

【図１４】公知例５の従来のはんだ槽を示す側断面図で
ある。

【図１５】公知例６の従来のウェーブソルダリングマシ
ンの技術を示す側断面図である。

【図１６】フィレット形状を説明する図である。

【図１７】ピールバックポイントにおけるプロセスパラ
メータを説明する図である。

【符号の説明】

１配線基板９はんだ融液１０ノズル１１吹口１２流下案内板１３流下案内板１４噴流波１５噴流波２１流下案内板２２ウェーブ案内板２３流動姿態調節部材２４凸条部材２５板状部材ＰＢＰピールバックポイント

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H05K 3/34

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】ポンプ機構によって配線基板の搬送方向
に対し交差する方向が長手方向となるように形成された
吹口からはんだ融液を噴出させて噴流波を形成し、前記
吹口の配線基板搬入側および搬出側に前記噴出はんだ融
液の流下を案内する流下案内板とウェーブ案内板を設
け、他方、前記配線基板を搬送しながら前記噴流波に接
触させて前記配線基板のはんだ付けを行うはんだ付け装
置において、前記配線基板と噴流波とが離間するピールバックポイン
トにおけるはんだ融液の流下速度と離間角度の調節を可
能とする凸条部材が前記搬出側のウェーブ案内板上にお
いて前記吹口に対して前進後退調節可能に設けられると
ともに、前記搬入側および搬出側の両案内板をはんだ噴
出方向に前進後退調節可能に設けて成ること、を特徴とするはんだ付け装置。
【請求項２】吹口から噴出するはんだ融液の噴出指向
性を、配線基板の搬送方向に対して逆向きにする範囲内
で、配線基板の搬入側を原点座標とした際に、吹口を形
成する配線基板の搬入側のノズル体の水平面に対する角
度に対し、配線基板の搬出側のノズル体の水平面に対す
る角度を大きくして成ること、を特徴とする請求項１記載のはんだ付け装置。