JP5838617B2

JP5838617B2 - 半田付け装置

Info

Publication number: JP5838617B2
Application number: JP2011145343A
Authority: JP
Inventors: 公宏田村; 昭文緒方
Original assignee: Aisin Seiki Co Ltd; Aisin Corp
Current assignee: Aisin Corp
Priority date: 2011-06-30
Filing date: 2011-06-30
Publication date: 2016-01-06
Anticipated expiration: 2031-06-30
Also published as: JP2013010127A

Description

本発明は、基板（例えば、電子部品を実装する回路基板）に対して半田付けを行う半田付け装置に関する。

従来技術として、基板に部品を搭載して半田付けを行う半田付け用装置であって、部品の挿入部分に対応する箇所に開口部を有する載置部を有し、開口部の側面は載置部載置面から下方に向けて開口が広くなるテーパー面からなるものがある（特許文献１を参照）。

特開２００９−４５２７号公報

しかしながら特許文献１の半田付け装置では、ノズルのみが半田貯蓄槽から突出し、ノズルが大気に直接さらされているため、ノズルから大気へ放熱し、ノズル内の溶融半田の温度低下を招き、溶融半田の濡れ不良の問題がある。

本発明は上記問題点に鑑みて成されたものであり、溶融半田の温度低下による濡れ不良を抑制する半田付け装置を提供することを目的とする。

本発明の課題解決手段は、溶融半田を貯えた半田貯蓄槽と、前記半田貯蓄槽と連通し、前記半田貯蓄槽から送られた前記溶融半田で前記半田貯蓄槽の上方の基板の所望の部位に半田付けを行うノズルと、前記ノズルの周囲を覆う外周壁と、前記半田貯蓄槽の上面を覆うプレートと、を備え、前記プレートは、前記ノズルと、前記外周壁と、前記ノズルと前記外周壁との間に前記ノズルと並行して前記溶融半田が上方へ流動する空間と、前記空間と前記半田貯蓄槽とを連通させる底面孔と、を有し、前記ノズルの上端部は、前記外周壁の上端部より上方に位置し、前記ノズルから前記溶融半田を噴出させる際に、前記空間の上方から噴出する前記溶融半田が、前記外周壁の上端部から前記外周壁の外側へ流出する構成とした。

また、前記ノズル側面に側面孔を有する構成と良い。

また、前記ノズルの上端部は、前記ノズルの外側方向に広がるテーパー形状であると良い。

本発明の半田付け装置では、ノズルの周囲に外周壁を設けることにより、溶融半田でノズルを覆うことができるため、ノズルは大気に直接さらされず、ノズルから大気へ放熱を抑え溶融半田の温度低下を抑制でき、半田濡れ不良を抑制することができる。

また、本発明の半田付け装置では、ノズルの上端部が外周壁の上端部より上方に位置することで、基板の所望の部位以外と溶融半田との接触を抑制し、半田ボールやブリッジ等の発生を抑制できる。

また、本発明の半田付け装置では、半田貯蓄槽の上面を覆うプレートを有することで、半田貯蓄槽内の溶融半田は大気に直接さらされず、半田貯蓄槽内の溶融半田の温度低下を抑制できる。

また、本発明の半田付け装置では、側面孔を有することでノズルと外周壁との間の溶融半田の湯溜まりに常に高い温度の溶融半田を供給することで、ノズルの温度低下及びノズル内の溶融半田の温度低下を防ぐことができ挿入部品の半田濡れ不良を抑制することができる。さらに、側面孔から溶融半田を流出することでノズル内での対流を防ぎノズル内の溶融半田の噴流圧を高い状態で保つことができる。

また、本発明の半田付け装置では、ノズルの上端部に、ノズルの外側方向に広がるテーパーを設けることにより、基板と溶融半田の接触面積が増えて、挿入部品及び基板の温度を高め、挿入部品の半田濡れ不良を抑制することができる。

本発明の半田付け装置の構成を示す説明図である。図１に示す半田付け装置のＡ−Ａ断面図であり溶融半田の流動を示す。

以下に本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。

図１は、本発明の半田付け装置１の説明図である。半田付け装置１は、溶融半田を貯えた半田貯蓄槽２と、半田貯蓄槽２の上面を覆うプレート１０とを備える。また、プレート１０は、半田貯蓄槽２と連通してプレート１０より上方に突出して設けられ基板３０の所望の部位３０ａ（図２参照）に、半田付けを行うノズル２０と、ノズル２０の周囲を覆う外周壁１１とを有する。

半田貯蓄槽２は、半田の融点より３０〜８０℃高い温度で溶融半田が循環して貯められる。また、半田付けされる基板３０には、半田付けされる挿入部品３１と半田付けされない複数の搭載部品３２とが取り付けられる。

図２は、本発明の半田付け装置１のＡ−Ａ断面で、溶融半田の流動を示す説明図である。プレート１０は、ノズル２０と外周壁１１との間であって溶融半田で満たされる空間１２と、半田貯蓄槽２と空間１２とを連通する底面孔１３とを有する。ノズル２０は、外周壁上端部１１ａより高い位置に空間１２とノズル２０内とを連通する側面孔２１を有する。なお、ノズル２０は、ノズル上端部２０ａに、ノズル２０外側方向に広がるテーパー２２を有する。また、ノズル２０と外周壁１１との高さの差１４は、基板３０と搭載部品下端部３２ａとの高さの差１５より大きい。さらに、ノズル２０と外周壁１１は、ステンレス材料をプレスして製作される。基板３０は、挿入部品３１の挿入部品下端部３１ａが挿入され、半田付けされるスルーホール３３を有する。

本発明の実施形態の動作について説明する。

基板３０は、図示しない組み立て工程で挿入部品３１と、搭載部品３２とを取り付けられた後、図示しない予備加熱工程に進む。基板３０と挿入部品３１と搭載部品３２は、予備加熱工程で予め暖められた後、図１に記載の半田付け工程に進む。

半田付け工程では、挿入部品下端部３１ａ周りの基板３０の所望の部位３０ａをノズル上端部２０ａに接触させ、ノズル２０と外周壁１１に向かう溶融半田の噴流圧を高め、ノズル２０及び空間１２から溶融半田を噴流させ、スルーホール３３を溶融半田で満たし、基板３０と挿入部品３１との半田付けを行う。このとき、ノズル２０内で過剰となった溶融半田は、側面孔２１から空間１２に流入し、外周壁上端部１１ａから外周壁１１の外側を通りプレート１０上面に流れる。また、外周壁１１の外側及びプレート１０の上面に流れた溶融半田は、半田貯蓄槽２に還流する。

表１は、従来技術と本発明の半田（溶融半田）とノズルの温度の平均値、最高温度、最低温度、平均温度差、ピーク温度を示す表である。表１から、従来技術と本発明では、溶融半田の温度はほぼ変わらないが、ノズルの温度に差があり、従来技術では溶融半田とノズルの温度差が平均８．０℃に対して、本発明では３．２℃となり、ノズル２０から大気へ放熱を抑え溶融半田の温度低下を抑制していることがわかる。また、ランドピーク温度（基盤３０のピーク温度）が従来技術は２１５．２℃に対して、本発明は２１８．５℃となっており、基盤３０の温度が高くなっていることがわかる。

本発明の効果について説明する。

本発明の半田付け装置１では、ノズル２０の周囲に外周壁１１を設けることにより、空間１２に溶融半田で満たされ、溶融半田でノズル２０を覆うことができるため、ノズル２０は大気に直接さらされず、ノズル２０から大気へ放熱を抑え溶融半田の温度低下を抑制でき、半田濡れ不良を抑制することができる。

また、本発明の半田付け装置１では、ノズル上端部２０ａが外周壁上端部１１ａより上方に位置することで、挿入部品３１以外と溶融半田との接触を抑制し、半田ボールやブリッジ等の発生を抑制できる。

また、本発明の半田付け装置１では、半田貯蓄槽２の上面を覆うプレート１０を有することで、半田貯蓄槽２内の溶融半田は大気に直接さらされず、半田貯蓄槽２内の溶融半田の温度低下を抑制できる。

また、本発明の半田付け装置１では、側面孔２１を有することでノズル２０と外周壁１１との間の溶融半田の湯溜まりに常に高い温度の溶融半田を供給することで、ノズル２０の温度低下及びノズル２０内の溶融半田の温度低下を防ぐことができ挿入部品３１の半田濡れ不良を抑制することができる。さらに、側面孔２１から溶融半田を流出することでノズル２０内での対流を防ぎノズル２０内の溶融半田の噴流圧を高い状態で保つことができる。

また、本発明の半田付け装置１では、ノズル上端部２０ａに、ノズル２０の外側方向に広がるテーパー２２を設けることにより、基板３０と溶融半田の接触面積が増えて、挿入部品３１及び基板３０の温度を高め、挿入部品３１の半田濡れ不良を抑制することができる。

また、本発明の半田付け装置１では、ノズル２０と外周壁１１との高さの差を、基板３０と搭載部品３２との高さの差より大きくすることで、搭載部品３２の溶融半田との接触を抑制し、半田ボールやブリッジ等の発生を抑制できる。

また、本発明の半田付け装置１では、ノズル２０と外周壁１１にステンレスを用いることで、プレス、曲げ、溶接にて製作することで製造コストを抑制できる。

なお本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、以下に示す態様に変更しても良い。

・ノズルはプレートに取り付けられていなくても良く、例えばノズルと外周壁と小型の半田貯蓄槽が一体となった構成でも良い。その場合、半田付け装置を小型化することができる。

・ノズルと外周壁にチタン等の金属を用いても良い。その場合、ステンレス同様、プレス、曲げ、溶接にて製作することができ、製造コストを抑制できる。

・ノズルと外周壁にファインセラミックス等の熱伝導率の低い材料を用いても良い。その場合、ノズル２０内の溶融半田の温度低下を防ぐことができ挿入部品３１の半田濡れ不良を抑制することができる。

・側面口は必ずしも外周壁上端部より高い位置になくても良くノズルと空間とを連通すれば良い。

１半田付け装置
２半田貯蓄槽
１０プレート
１１外周壁
１２空間
１３底面孔
１４高さ差
２０ノズル
２１側面孔
２２テーパー
３０基板
３１挿入部品
３２搭載部品
３３スルーホール

Claims

溶融半田を貯えた半田貯蓄槽と、
前記半田貯蓄槽と連通し、前記半田貯蓄槽から送られた前記溶融半田で前記半田貯蓄槽の上方の基板の所望の部位に半田付けを行うノズルと、
前記ノズルの周囲を覆う外周壁と、
前記半田貯蓄槽の上面を覆うプレートと、を備え、
前記プレートは、
前記ノズルと、前記外周壁と、前記ノズルと前記外周壁との間に前記ノズルと並行して前記溶融半田が上方へ流動する空間と、前記空間と前記半田貯蓄槽とを連通させる底面孔と、を有し、
前記ノズルの上端部は、前記外周壁の上端部より上方に位置し、
前記ノズルから前記溶融半田を噴出させる際に、前記空間の上方から噴出する前記溶融半田が、前記外周壁の上端部から前記外周壁の外側へ流出する、ことを特徴とする半田付け装置。
前記ノズル側面に側面孔を有する、ことを特徴とする請求項１に記載の半田付け装置。
前記ノズルの上端部は、前記ノズルの外側方向に広がるテーパー形状である、ことを特徴とする請求項１又は２に記載の半田付け装置。