JP5080381B2

JP5080381B2 - Solder separator

Info

Publication number: JP5080381B2
Application number: JP2008164052A
Authority: JP
Inventors: 国之幸城; 益弘衣川
Original assignee: リコーマイクロエレクトロニクス株式会社
Priority date: 2008-06-24
Filing date: 2008-06-24
Publication date: 2012-11-21
Anticipated expiration: 2026-02-22
Also published as: JP2008280616A

Description

本発明は、使用済みクリームはんだからはんだを分離するはんだ分離装置に関するものである。 The present invention relates to solder separation apparatus for separating or solder used creams Rahanda.

従来、マスク版による印刷法（例えば特許文献１に記載のもの）を利用して電子部品を配線基板の表面上に実装する表面実装技術が知られている。かかる表面実装技術では、まず、マスク版を用いて配線基板上にクリームはんだのパターンを印刷し、そのパターンの上に各種の電子部品をマウントする。そして、配線基板を電子部品とともにリフロー炉に投入してクリームはんだ中のはんだを溶融させることで、配線基板の電極パッドと、電子部品の底面の電極パッドとを接合する。 Conventionally, a surface mounting technique for mounting an electronic component on the surface of a wiring board using a printing method using a mask plate (for example, one described in Patent Document 1) is known. In such surface mounting technology, first, a cream solder pattern is printed on a wiring board using a mask plate, and various electronic components are mounted on the pattern. Then, the wiring board is put into a reflow furnace together with the electronic component to melt the solder in the cream solder, thereby joining the electrode pad of the wiring board and the electrode pad on the bottom surface of the electronic component.

このような表面実装技術では、クリームはんだ中に含まれるフラックスの主成分である溶剤の揮発性が高いことから、印刷工程での使用に伴ってクリームはんだの粘性が徐々に高くなる。そして、その粘性の高まりとともに、マスク版の微小貫通孔からのはんだ抜け性が低下して印刷不良を引き起こし易くなっていく。このため、容器から取り出された後のクリームはんだは、数時間〜数十時間といったごく短時間で寿命となり、その間に使い切れなかった分は処理業者に引き取られて処分される。 In such surface mounting technology, the solvent, which is the main component of the flux contained in the cream solder, has high volatility, so that the viscosity of the cream solder gradually increases with use in the printing process. And with the increase in the viscosity, the solder detachability from the fine through-holes of the mask plate is lowered, and it becomes easy to cause printing defects. For this reason, the cream solder after being taken out from the container has a very short life of several hours to several tens of hours, and the portion that has not been used during that time is taken over and disposed of by a processor.

低コスト化の観点からすれば、クリームはんだを使い切れる量だけ容器から取り出して使用することが望ましいが、マスク版の表面に十分量のクリームはんだを載せておかないと印刷不良を引き起こしてしまう。このため、クリームはんだを無駄なく使い切ることは非常に困難であり、処分しなければならなくなるものがどうしても発生してしまう。少量多品種生産に対応したオンデマンド受注では、マスク版やクリームはんだの仕様（はんだ粒の粒径など）の切換が早くなることから、処分せざるを得ないクリームはんだの量が多くなり易い。 From the viewpoint of cost reduction, it is desirable to take out the cream solder from the container so that it can be used up. However, if a sufficient amount of cream solder is not placed on the surface of the mask plate, printing failure will occur. For this reason, it is very difficult to use the cream solder without waste, and there is inevitably something that must be disposed of. In an on-demand order corresponding to small-quantity, multi-product production, the specifications of the mask plate and cream solder (solder particle size, etc.) are switched quickly, so the amount of cream solder that must be disposed of tends to increase.

一方、はんだ付けロボットに用いられる糸はんだは、糸状のはんだ材の中にフラックスを内包しており、このフラックスが劣化すると、はんだが基板両面で弾かれてはんだ付け不良を引き起こす。このため、糸はんだも、１〜３年程度で寿命を迎えることになり、その間に使用されなかった分は処分されることになる。更には、ロボットで使用可能な寸法未満の破棄短線が発生し、これはロボットに使用することができないため、たとえ寿命を迎えていなくても処分されることになる。 On the other hand, the thread solder used in the soldering robot includes a flux in a thread-like solder material. When this flux deteriorates, the solder is repelled on both sides of the board, causing a soldering failure. For this reason, the thread solder will also reach the end of life in about 1 to 3 years, and the portion not used during that time will be disposed of. Furthermore, discard shorts that are smaller than the dimensions that can be used by the robot are generated and cannot be used for the robot, and therefore are disposed of even if they have not reached the end of their lives.

工場から処理業者に引き取られた使用済みのクリームはんだや糸はんだは、焼却によって非金属成分が除去された後、電気分解等によって銀、銅、スズ、鉛などといった具合に金属の種類毎に分離精製されてリサイクルされるのが一般的である。 Used cream solder and thread solder taken from the factory to the processing company are separated by metal type such as silver, copper, tin, lead, etc. by electrolysis after removing non-metallic components by incineration It is generally purified and recycled.

特開平１２−７９６７５号公報JP-A-12-79675

ところが、溶剤の揮発によって粘性を高めてしまったクリームはんだ、フラックスの劣化によって寿命を迎えてしまった糸はんだ、あるいは上述の破棄短線であっても、その中のはんだ成分については、フラックスから分離して所定の形状に固めることで、はんだ資源として有効利用することが可能である。にもかかわらず、はんだ資源として利用しないままに処理業者によるリサイクルに回してしまうと、地球全体の物質循環系におけるエネルギー消費量を増大させてしまう。 However, even if it is cream solder whose viscosity has been increased by volatilization of the solvent, thread solder that has reached the end of its life due to deterioration of the flux, or the above-mentioned discarded short wire, the solder component in the solder is separated from the flux. Thus, it can be effectively used as a solder resource by solidifying it into a predetermined shape. Nevertheless, if it is recycled for disposal by a processor without being used as a solder resource, the energy consumption in the material circulation system of the entire earth will be increased.

また、上述のような表面実装技術又ははんだ付けロボットによる実装技術に加えて、フローはんだ装置を用いる電子部品の実装も並行して行う工場では、これら装置にセットするためのはんだ棒（はんだのインゴット）が、クリームはんだや糸はんだとは別に必要になる。そして、はんだ棒は、使用済みのクリームはんだや糸はんだに含まれるはんだを利用して製造することが可能である。しかしながら、前述のような工場においては、使用済みのクリームはんだや糸はんだを処理業者に引き取ってもらう一方で、はんだ棒を購入するという運用がなされていた。使用済みのクリームはんだや糸はんだからはんだ棒を得るためには、クリームはんだや糸はんだからはんだを分離する必要があるが、それを可能にする装置がないために、クリームはんだや糸はんだの状態で処分せざるを得なかったからである。 In addition to the above-described surface mounting technology or mounting technology using a soldering robot, in addition to the mounting of electronic components using a flow soldering device in parallel, solder bars (solder ingots) for setting on these devices are used. ) Is required separately from cream solder and thread solder. And a solder bar can be manufactured using the solder contained in used cream solder or thread solder. However, in the factories as described above, the operation was such that the soldering rods were purchased while the processing company received the used cream solder or thread solder. In order to obtain a solder bar from used cream solder or thread solder, it is necessary to separate the solder from cream solder or thread solder, but since there is no device that enables it, the state of cream solder or thread solder Because they had to be disposed of.

本発明は、以上の背景に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、使用済みクリームはんだからはんだを分離することができるはんだ分離装置を提供することである。 The present invention has been made in view of the above background, and has as its object to provide a solder separation device capable of separating or solder used creams Rahanda.

上記目的を達成するために、請求項１の発明は、溶剤を主成分とするフラックスと、金属材料であるはんだとを含有する使用済みクリームはんだを加熱手段によって加熱して使用済みクリームはんだの溶融液を得ながら、該溶融液をフラックスとはんだとの比重差によって溶融フラックスからなる上層と溶融はんだからなる下層とに分離する溶融槽と、該上層中の溶融フラックス及び該下層中の溶融はんだの何れか一方を該溶融槽外へ移送する移送手段とを備えるはんだ分離装置において、使用済みクリームはんだが付着しているヘラ状の部材を擦り付けて、該部材から使用済みクリームはんだを掻き取るためのすり切り棒を、上記溶融槽の上部開口に橋渡しさせる配置で設けたことを特徴とするものである。 To achieve the above object, a first aspect of the invention, Solvent and flux mainly is solder and spent solder paste is heated by the heating means of the used solder paste containing a metal material While obtaining a molten liquid, a melting tank that separates the molten liquid into an upper layer made of a molten flux and a lower layer made of a molten solder by a specific gravity difference between the flux and the solder, a molten flux in the upper layer, and a molten solder in the lower layer In a solder separating apparatus comprising a transfer means for transferring any one of the above to the outside of the melting tank, the spatula-like member to which the used cream solder is adhered is rubbed to scrape the used cream solder from the member The chopping rod is provided so as to bridge the upper opening of the melting tank .

請求項１の発明においては、溶融槽内で溶融せしめた使用済みクリームはんだ中の成分を比重差によって溶融フラックスと溶融はんだとに分離した後、分離後の溶融フラックス及び溶融はんだのうちの少なくとも何れか一方を移送手段によって溶融槽外に移送することで、使用済みクリームはんだからはんだを分離することができる。 In the invention of claim 1, after the components in the used cream solder melted in the melting tank are separated into the molten flux and the molten solder due to the difference in specific gravity, at least any of the separated molten flux and the molten solder The solder can be separated from the used cream solder by transferring one of them to the outside of the melting tank by the transfer means.

以下、本発明を適用したはんだ分離装置として、使用済みのクリームはんだからはんだを分離するはんだ分離装置の一実施形態について説明する。
図１は、本実施形態に係るはんだ分離装置を示す斜視図である。同図において、はんだ分離装置は、４つの車輪１ａを具備する架台１、溶融槽１０、マニプレータ２０、フラックスタンク３０、はんだ受皿となるインゴットトレイ４０、排気ブロワ５０、複数の配管などを備えている。 Hereinafter, as the solder separation apparatus according to the present invention will be described an embodiment of the solder separation apparatus for separating or solder spent creams Rahanda.
FIG. 1 is a perspective view showing a solder separating apparatus according to this embodiment. In the figure, the solder separating apparatus includes a gantry 1 having four wheels 1a, a melting tank 10, a manipulator 20, a flux tank 30, an ingot tray 40 serving as a solder tray, an exhaust blower 50, and a plurality of pipes. .

図示しない支持手段によって架台１の表面よりも高いレベルに位置するように支持される溶融槽１０の直下には、架台１の表面上に載置されたインゴットトレイ４０が位置している。溶融槽１０の側方では、溶融フラックスを受け入れて貯留するためのフラックスタンク３０が架台１の表面上に置かれている。 An ingot tray 40 placed on the surface of the gantry 1 is positioned immediately below the melting tank 10 supported so as to be positioned at a level higher than the surface of the gantry 1 by a support means (not shown). On the side of the melting tank 10, a flux tank 30 for receiving and storing the molten flux is placed on the surface of the gantry 1.

また、溶融槽１０の後方には、マニプレータ２０が配設されている。このマニプレータ２０は、架台１の表面上に立設せしめられた支柱２１、この支柱２１を軸にして水平方向に９０［°］の角度で回動自在に支持されたアーム２２などを有している。更には、このアーム２２の回動軸とは反対側の端部において鉛直方向に延在するように保持された駆動棒２３、これを上下移動せしめるか、あるいは下方に向けて伸縮せしめるかするための駆動機構２４、これの駆動源たる駆動モータ２５、駆動棒２３の先端に固定された液位調整部材２６なども有している。なお、駆動機構２４は、産業ロボットのマニプレータに広く用いられている周知の技術により、駆動棒２３を上下移動又は伸縮せしめるものである。 A manipulator 20 is disposed behind the melting tank 10. The manipulator 20 includes a column 21 that is erected on the surface of the gantry 1, an arm 22 that is rotatably supported at an angle of 90 ° in the horizontal direction about the column 21. Yes. Further, the drive rod 23 held so as to extend in the vertical direction at the end of the arm 22 on the side opposite to the rotating shaft, to move it up or down, or to extend or contract it downward. Drive mechanism 24, a drive motor 25 serving as a drive source for the drive mechanism 24, a liquid level adjusting member 26 fixed to the tip of the drive rod 23, and the like. The drive mechanism 24 moves the drive rod 23 up and down or expands and contracts by a well-known technique widely used in manipulators for industrial robots.

マニプレータ２０は、支柱２１を中心にして液位調整部材２５を溶融槽１０の真上から９０［°］ずらした座標に位置させるアーム２２の回動位置を、ホームポジションとしている。また、液位調整部材２５を溶解槽１０の真上に位置させるアーム２２の回動位置を駆動ポジションとしており、アーム２２がこの駆動ポジションにセットされると、図示しない駆動ポジションセンサがそれを検知する。そして、駆動ポジションセンサによってアーム２２が駆動ポジションにあることが検知されているときに駆動機構２４を駆動することで、駆動棒２３を上下移動又は伸縮させる。この上下移動又は伸縮により、駆動棒２３の先端に固定された液位調整部材２６が溶解槽１０の真上において上下移動して、溶解槽１０内に投入されたり、溶解槽１０から引き出されたりする。なお、アーム２２の回動は作業者によって手動で行われるが、自動で行うようにしてもよい。 The manipulator 20 uses the pivot position of the arm 22 that positions the liquid level adjusting member 25 at a position shifted by 90 [°] from directly above the melting tank 10 around the support column 21 as a home position. Further, the rotation position of the arm 22 that positions the liquid level adjusting member 25 directly above the dissolution tank 10 is used as a drive position. When the arm 22 is set to this drive position, a drive position sensor (not shown) detects it. To do. Then, when the drive position sensor detects that the arm 22 is in the drive position, the drive mechanism 24 is driven to move the drive rod 23 up and down or expand and contract. By this vertical movement or expansion / contraction, the liquid level adjusting member 26 fixed to the tip of the drive rod 23 moves up and down just above the dissolution tank 10 and is put into the dissolution tank 10 or pulled out of the dissolution tank 10. To do. The arm 22 is manually rotated by an operator, but may be automatically performed.

図２は、本実施形態に係るはんだ分離装置を示す概略構成図である。同図におて、溶解槽１０は、ステンレス等の高融点金属からなる筒状のタンク１１、これの外周に巻き付けられた加熱手段としての溶解用帯ヒータ、タンク１１の内周面によって上下方向にスライド移動可能に保持される遮蔽板１３などを有している。また、タンク１１を溶解用帯ヒータとともに覆うように装着された図示しない断熱材も有している。溶融用帯ヒータは、タンク１１の下部に巻き付けられた溶融用下部帯ヒータ１２ａと、タンク１１の中部に巻き付けられた溶融用中部帯ヒータ１２ｂと、タンク１１の上部に巻き付けられた溶融用上部帯ヒータ１２ｃとからなる。これら溶解用帯ヒータの熱を、タンク１１を介してタンク１１内の図示しないクリームはんだに伝達することで、クリームはんだを溶融加熱する仕組みになっている。なお、帯ヒータの巻き付け密度については、「溶解用下部帯ヒータ１２ａ＞溶解用中部帯ヒータ１２ｂ＞溶解用上部ヒータ１２ｃ」という関係になるように、上部、中部、下部で巻き付け密度を異ならせている。 FIG. 2 is a schematic configuration diagram illustrating the solder separation apparatus according to the present embodiment. In the figure, a melting tank 10 is formed in a vertical direction by a cylindrical tank 11 made of a high melting point metal such as stainless steel, a melting band heater as a heating means wound around the outer periphery thereof, and an inner peripheral surface of the tank 11. The shield plate 13 is slidably held. Moreover, it also has a heat insulating material (not shown) mounted so as to cover the tank 11 together with the melting band heater. The melting band heater includes a melting lower band heater 12 a wound around the lower part of the tank 11, a melting middle band heater 12 b wound around the middle part of the tank 11, and an upper melting band wound around the upper part of the tank 11. It consists of a heater 12c. The heat of the melting band heater is transmitted to the cream solder (not shown) in the tank 11 through the tank 11 to melt and heat the cream solder. Regarding the winding density of the belt heater, the winding density is changed at the upper, middle and lower portions so that the relationship of “lower belt heater for melting 12a> middle belt heater for melting 12b> upper heater for melting 12c” is established. Yes.

断熱材とタンク１１との間には、周知の技術によって温度を検知する図示しない温度センサが、タンク１１の下部、中部、上部にそれぞれ配設されており、温度制御手段たる溶融温度制御回路１４に検知結果を出力する。溶融温度制御回路１４は、それら温度センサからの出力信号に基づいて溶解用下部帯ヒータ１２ａ、溶融用中部帯ヒータ１２ｂ、溶融用上部帯ヒータ１２ｃに対する電源供給をそれぞれ個別にオンオフ制御する。これにより、タンク１１内における下部の温度を２３０［℃］程度に維持する。また、タンク１１内における中部の温度を１４０［℃］程度に維持する。また、タンク１１内における上部の温度を７０［℃］程度に維持する。 Between the heat insulating material and the tank 11, temperature sensors (not shown) for detecting the temperature by a well-known technique are disposed at the lower, middle and upper portions of the tank 11, respectively, and the melting temperature control circuit 14 serving as temperature control means. The detection result is output to. The melting temperature control circuit 14 individually controls the power supply to the melting lower belt heater 12a, the melting middle belt heater 12b, and the melting upper belt heater 12c based on output signals from these temperature sensors. Thereby, the temperature of the lower part in the tank 11 is maintained at about 230 [° C.]. Further, the temperature of the middle part in the tank 11 is maintained at about 140 [° C.]. Further, the temperature of the upper part in the tank 11 is maintained at about 70 [° C.].

上述したように、溶融フラックス中には、溶剤の他に樹脂が含まれており、これは過剰に熱すると焦げとなってタンク１１内面に固着したり、溶融はんだ中に混入したりする。はんだの融点は２１０［℃］程度であるが、この温度で長時間加熱してしまうと樹脂焦げを確実に発生させてしまう。この一方で、クリームはんだ中のはんだについては、２１０［℃］以上の温度で加熱し続ける必要がある。 As described above, the molten flux contains a resin in addition to the solvent, and when heated excessively, it becomes scorched and adheres to the inner surface of the tank 11 or is mixed into the molten solder. The melting point of the solder is about 210 [° C.], but if it is heated at this temperature for a long time, the resin is surely burnt. On the other hand, it is necessary to continue heating the solder in the cream solder at a temperature of 210 [° C.] or higher.

そこで、本実施形態に係るはんだ分離装置では、上述したように、加熱温度をタンク１１の下部から上部に向けて２３０［℃］、１４０［℃］、７０［℃］と段階的に低くするようになっている。これにより、クリームはんだ中のはんだを確実に溶融せしめながら、フラックスを過剰に加熱してしまうことによるフラックス樹脂成分の焦げの発生を抑えることができる。具体的には、本はんだ分離装置では、タンク１１における上部、中部、下部の何れについても、フラックスの融点よりも高い温度に加熱する。このため、クリームはんだがタンク１１内のどこに存在していても、その中のフラックスを溶融させることができる。フラックスが溶融すると、はんだは溶融しているか否かにかかわらず、比重差によって溶融フラックス中で沈降し始める。そして、加熱開始からしばらくすると、タンク１１の下部まで沈降し、そこで融点よりも高い温度で加熱されて確実に溶融する。一方、タンクの上部では、加熱温度がフラックスの融点よりも若干高めという比較的低い値（７０℃）に設定されているので、過剰な加熱によるフラックス樹脂成分の焦げの発生が回避される。但し、タンクの中部では、加熱温度をはんだの融点よりも遙かに低く設定してしまうと、中部と下部との境界付近ではんだの加熱不足を発生させるおそれがある。そこで、本はんだ分離装置では、中部における加熱温度を上部と下部との中間的な値に設定している。これにより、前述の境界付近におけるはんだの溶融不良を抑えつつ、フラックス樹脂成分の焦げの発生を抑えることができる。 Therefore, in the solder separation apparatus according to the present embodiment, as described above, the heating temperature is gradually reduced to 230 [° C.], 140 [° C.], and 70 [° C.] from the lower portion to the upper portion of the tank 11. It has become. Thereby, generation | occurrence | production of the burn of the flux resin component by heating a flux excessively can be suppressed, making the solder in cream solder melt reliably. Specifically, in this solder separation apparatus, the upper, middle, and lower portions of the tank 11 are heated to a temperature higher than the melting point of the flux. For this reason, wherever the cream solder is present in the tank 11, the flux therein can be melted. When the flux is melted, the solder begins to settle in the molten flux due to the difference in specific gravity regardless of whether the solder is melted or not. And after a while from the start of heating, it settles to the lower part of the tank 11, where it is heated at a temperature higher than the melting point and surely melts. On the other hand, in the upper part of the tank, the heating temperature is set to a relatively low value (70 ° C.) that is slightly higher than the melting point of the flux, so that the burning of the flux resin component due to excessive heating is avoided. However, if the heating temperature is set much lower than the melting point of the solder in the middle part of the tank, there is a risk of insufficient heating of the solder near the boundary between the middle part and the lower part. Therefore, in the present solder separation apparatus, the heating temperature in the middle part is set to an intermediate value between the upper part and the lower part. As a result, it is possible to suppress the occurrence of scorching of the flux resin component while suppressing the melting failure of the solder in the vicinity of the aforementioned boundary.

溶融用帯ヒータ（１２ａ，ｂ，ｃ）による加熱温度を検知させるための温度センサに対しては、ヒータの温度ではなく、タンク１１の温度を検知させるようになっている。 For the temperature sensor for detecting the heating temperature by the melting band heaters (12a, b, c), the temperature of the tank 11 is detected instead of the temperature of the heater.

タンク１１の内部では、第１電極９０、第２電極９１及び第３電極９２が、タンク１１との絶縁状態を維持しつつ、タンク内周面に沿って所定のピッチで並ぶように固定されている。これら３つの電極は、図３に示すように、タンク１１の円柱方向において、１２０［°］ずつ位相ずれした位置に固定されている。そして、前述した微調整により、それぞれ後述するオーバーフロー開口の下端レベルよりもほんの少しだけ低い位置で液面を検知するように固定されている。 Inside the tank 11, the first electrode 90, the second electrode 91, and the third electrode 92 are fixed so as to be arranged at a predetermined pitch along the tank inner peripheral surface while maintaining an insulating state with the tank 11. Yes. As shown in FIG. 3, these three electrodes are fixed at positions shifted by 120 [°] in the cylinder direction of the tank 11. And by the fine adjustment mentioned above, it fixes so that a liquid level may be detected in the position only slightly lower than the lower end level of the overflow opening mentioned later, respectively.

第１電極９０、第２電極９１、第３電極９２には、それぞれ図示しない電線がタンク外部から接続されている。これら電線は、それぞれの電極と、後述する液位検知回路９３とを電気接続するものである。そして、３つの電極や液位検知回路９３は後述する界面検知手段たる界面検知センサの一部を構成している。 Electric wires (not shown) are connected to the first electrode 90, the second electrode 91, and the third electrode 92 from outside the tank. These electric wires electrically connect each electrode and a liquid level detection circuit 93 described later. The three electrodes and the liquid level detection circuit 93 constitute a part of an interface detection sensor which is an interface detection means described later.

先に示した図２において、溶融槽１０のタンク１１に対しては、鉛直方向における所定の高さ位置に金属製のフラックス移送管６０が接続されており、その接続部の開口を上述のオーバーフロー開口としてタンク内側に向けている。フラックス移送管６０の途中には、第１ボール弁６１がユニオン接続されており、これの開閉動作によってフラックス移送管６０内の液の流通が許容されたり阻止されたりする。また、フラックス移送管６０や金属製の第１ボール弁６１の外周面には、第１管加熱手段としての第１管用帯ヒータ６２が巻かれており、フラックス移送管６０や第１ボール弁６１を加熱する。第１管用帯ヒータ６２の上には、更に、図示しない断熱材が巻かれている。この断熱材と、フラックス移送管６０との間には図示しない温度センサが配設されており、温度検知信号を第１管加熱温度制御回路６７に出力する。第１管加熱温度制御回路６７は、温度センサからの出力信号に基づいて第１管用帯ヒータ６２に対する電源供給をオンオフ制御することで、フラックス移送管６０に対する加熱温度を制御する。この加熱温度は例えば７０［℃］程度である。 In FIG. 2 described above, a metal flux transfer pipe 60 is connected to the tank 11 of the melting tank 10 at a predetermined height position in the vertical direction, and the overflow of the opening of the connecting portion is described above. It faces the inside of the tank as an opening. A first ball valve 61 is connected in the middle of the flux transfer pipe 60, and the flow of the liquid in the flux transfer pipe 60 is allowed or blocked by the opening / closing operation thereof. Further, a first tube belt heater 62 as a first tube heating means is wound around the outer peripheral surface of the flux transfer tube 60 and the first ball valve 61 made of metal, and the flux transfer tube 60 and the first ball valve 61 are wound around. Heat. A heat insulating material (not shown) is further wound on the first tube belt heater 62. A temperature sensor (not shown) is disposed between the heat insulating material and the flux transfer pipe 60, and outputs a temperature detection signal to the first pipe heating temperature control circuit 67. The first tube heating temperature control circuit 67 controls the heating temperature for the flux transfer tube 60 by performing on / off control of the power supply to the first tube band heater 62 based on the output signal from the temperature sensor. This heating temperature is, for example, about 70 [° C.].

フラックス移送管６０のタンク１１側とは反対側の端部には、耐熱性フレキシブルホースからなる移送ホース６３が接続されており、これの先端側はフラックスタンク３０に連結されている。フラックスタンク３０には、移送ホース６３の他、タンク内に空気を取り入れるためのベント管６４や、後述するフラックス返送管６５なども接続されている。 A transfer hose 63 made of a heat-resistant flexible hose is connected to the end of the flux transfer pipe 60 opposite to the tank 11 side, and the tip end side thereof is connected to the flux tank 30. In addition to the transfer hose 63, the flux tank 30 is connected to a vent pipe 64 for taking air into the tank, a flux return pipe 65 described later, and the like.

溶融槽１０のタンク１１の底部にはテーパーが形成されており、その先端には金属製のはんだ移送管７０がその開口をタンク内側に向けるように接続されている。はんだ移送管７０の途中には、流通阻止手段としての第２ボール弁７１がユニオン接続されており、その開閉動作によってはんだ移送管６０内における液の流通を停止させたり、許容したりする。また、はんだ移送管７０や第２ボール弁７１の外周面には、第２管加熱手段としての第２管用帯ヒータ７２が巻かれており、はんだ移送管７０や第２ボール弁７１を加熱する。第２管用帯ヒータ７２の上には、更に、図示しない断熱材が巻かれている。この断熱材と、はんだ移送管７０との間には図示しない温度センサが配設されており、温度検知信号を第２管加熱温度制御回路７３に出力する。第２管加熱温度制御回路７３は、温度センサからの出力信号に基づいて第２管用帯ヒータ７２に対する電源供給をオンオフ制御することで、はんだ移送管７０に対する加熱温度を制御する。この加熱温度は、溶融槽に対する加熱温度と同等で、例えば２３０［℃］である。 A taper is formed at the bottom of the tank 11 of the melting tank 10, and a metal solder transfer pipe 70 is connected to the tip of the tank 11 so that the opening faces the inside of the tank. In the middle of the solder transfer pipe 70, a second ball valve 71 as a flow blocking means is connected in a union, and the flow of the liquid in the solder transfer pipe 60 is stopped or allowed by the opening / closing operation. Further, a second tube belt heater 72 as a second tube heating means is wound around the outer peripheral surface of the solder transfer tube 70 and the second ball valve 71 to heat the solder transfer tube 70 and the second ball valve 71. . A heat insulating material (not shown) is further wound on the second band heater 72. A temperature sensor (not shown) is disposed between the heat insulating material and the solder transfer pipe 70, and outputs a temperature detection signal to the second pipe heating temperature control circuit 73. The second pipe heating temperature control circuit 73 controls the heating temperature for the solder transfer pipe 70 by performing on / off control of power supply to the second pipe band heater 72 based on an output signal from the temperature sensor. This heating temperature is equivalent to the heating temperature for the melting tank, and is, for example, 230 [° C.].

一般的なボール弁は、液体流入口側や液体流出側に固定されたフランジによって管材とフランジ接続するタイプのものが主流である。しかしながら、本はんだ分離装置のようにボール弁を加熱する必要がある場合、フランジタイプのものでは、フランジが放熱板として機能してしまうため、管材との接続部における加熱温度の不足による溶融はんだや溶融フラックスの再凝固を起こすおそれがある。そこで、本はんだ分離装置では、第１ボール弁６１や第２ボール弁７１として、
管材から大きく羽根出すことのないユニオンによって管材と接続するユニオン接続タイプのものを用いている。これにより、移送管内における溶融はんだや溶融フラックスの過剰な加熱を防止しつつ、ボール弁と管材との接続部における溶融はんだや溶融フラックスの再凝固の発生を抑えることができる。 A general ball valve is a type in which a flange is connected to a pipe member by a flange fixed to a liquid inlet side or a liquid outlet side. However, when it is necessary to heat the ball valve as in the case of the present solder separation device, the flange type functions as a heat sink in the flange type, so that the molten solder or There is a risk of re-solidification of the molten flux. Therefore, in this solder separation apparatus, as the first ball valve 61 and the second ball valve 71,
A union connection type is used in which the pipe is connected to the pipe by a union that does not protrude significantly from the pipe. Thereby, generation | occurrence | production of re-solidification of the molten solder and molten flux in the connection part of a ball valve and a pipe material can be suppressed, preventing the excessive heating of the molten solder and molten flux in a transfer pipe | tube.

溶融槽１０のタンク１１の上端付近には、排気管８０が接続されており、これのタンク１１とは反対側は、第１バタフライ弁８１を介して排気ブロワ５０に連結されている。 An exhaust pipe 80 is connected near the upper end of the tank 11 of the melting tank 10, and the side opposite to the tank 11 is connected to the exhaust blower 50 via a first butterfly valve 81.

タンク１１内に配設された第１電極９０、第２電極９１、第３電極９２は、それぞれ液位検知回路９３に対して個別に電気接続されている。この液位検知回路９３は、３つの電極とともに界面検知センサを構成するものであり、アドミタンスの変化に基づいてタンク１１内における溶融液の上層と下層との界面を検知する。そして、界面検知信号をＣＰＵやＲＯＭ等から構成される制御部９４に出力する。 The first electrode 90, the second electrode 91, and the third electrode 92 disposed in the tank 11 are individually electrically connected to the liquid level detection circuit 93. The liquid level detection circuit 93 constitutes an interface detection sensor together with the three electrodes, and detects the interface between the upper and lower layers of the melt in the tank 11 based on the change in admittance. Then, the interface detection signal is output to the control unit 94 including a CPU, a ROM, and the like.

制御部９４は、駆動ポジションセンサ２７によってアーム２２が上述の駆動ポジションにあることが検知されているときに、作業者によって図示しない降下開始ボタンが押下されると、駆動モータ２５の駆動を開始する。これにより、溶解槽１０の真上に位置している液位調整部材２６を降下させて溶融槽１０のタンク１１内に進入させるのであるが、界面検知センサからの検知信号を受信した時点で駆動モータ２５を停止させる。また、作業者によって図示しない上昇開始ボタンが押下されると、駆動棒２３を所定の高さ位置まで上昇させるか、あるいは所定の長さまで収縮せしめるまで、駆動モータ２５を逆回転駆動する。これにより、タンク１１内に進入していた液位調整部材２６が上昇してタンク１１内から引き上げられる。 When the driving position sensor 27 detects that the arm 22 is in the above-described driving position, the control unit 94 starts driving the driving motor 25 when the operator presses a descent start button (not shown). . As a result, the liquid level adjusting member 26 positioned directly above the dissolution tank 10 is lowered and entered into the tank 11 of the melting tank 10, and is driven when a detection signal from the interface detection sensor is received. The motor 25 is stopped. Further, when a lift start button (not shown) is pressed by the operator, the drive motor 25 is reversely driven until the drive rod 23 is raised to a predetermined height position or contracted to a predetermined length. As a result, the liquid level adjusting member 26 that has entered the tank 11 is raised and pulled out of the tank 11.

タンク１１は、使用済みのクリームはんだから５［ｋｇ］程度のはんだを分離するのに適した大きさになっており、例えば、直径１００［ｍｍ］、高さ３００［ｍｍ］程度のステンレス管からなる。 The tank 11 has a size suitable for separating a solder of about 5 [kg] from a used cream solder. For example, the tank 11 is made of a stainless tube having a diameter of about 100 [mm] and a height of about 300 [mm]. Become.

本実施形態に係るはんだ分離装置によってクリームはんだからはんだを分離するには、まず、図４に示すように、ヘラ状のスクレーパー１００を用いて、使用済みのクリームはんだ１０１をタンク１１内に投入する。この際、液位調整部材（２６）と干渉しないように液タンク１１の開口を橋渡しするように設けられたすり切り棒１６にスクレーパー１００を擦り付けることで、スクレーパー１００の表面に粘着しているクリームはんだ１０１を容易に掻き取ることができる。なお、使用済みのクリームはんだ１０１は、本実施形態に係るはんだ分離装置が設置されている工場内において、印刷用のマスク版の表面から回収されたものである。日々発生する使用済みのクリームはんだを回収容器内にストックしておき、ある程度まとまった量になった時点で、本実施形態に係るはんだ分離装置によって処理する。 In order to separate the solder from the cream solder by the solder separating apparatus according to the present embodiment, first, the used cream solder 101 is put into the tank 11 using the spatula-shaped scraper 100 as shown in FIG. . At this time, the solder paste sticking to the surface of the scraper 100 by rubbing the scraper 100 against a scraping bar 16 provided so as to bridge the opening of the liquid tank 11 so as not to interfere with the liquid level adjusting member (26). 101 can be easily scraped off. The used cream solder 101 is recovered from the surface of the printing mask plate in the factory where the solder separating apparatus according to the present embodiment is installed. The used cream solder generated every day is stocked in a collection container, and when it becomes a certain amount, it is processed by the solder separating apparatus according to this embodiment.

タンク１１の内周面における上端付近には、庇部材１５が図示しない液位調整部材（２６）の移動軌跡に干渉しないように突設せしめられており、排気管８０の開口を覆い隠している。これにより、タンク１１に投入したクリームはんだ１０１を排気管８０内に付着させるといった事態の発生が回避されている。 Near the upper end of the inner peripheral surface of the tank 11, the flange member 15 is projected so as not to interfere with the movement locus of the liquid level adjusting member (26) (not shown), and covers the opening of the exhaust pipe 80. . As a result, the occurrence of a situation in which the cream solder 101 put into the tank 11 is adhered to the inside of the exhaust pipe 80 is avoided.

タンク１１の内周面にて、鉛直方向にスライド移動可能に保持される遮蔽板１３が上方から下方に向けて押し込まれた状態のときには、図示のようにフラックス移送管６０のオーバーフロー開口が遮蔽板１３によって塞がれる。これにより、タンク１１内に投入したクリームはんだ１０１をフラックス移送管６０の内壁に付着させることによる分離後のフラックスへのはんだの混入を回避することができる。 When the shielding plate 13 held so as to be slidable in the vertical direction on the inner peripheral surface of the tank 11 is pushed downward from above, the overflow opening of the flux transfer pipe 60 is shielded as shown in the figure. 13 is blocked. Thereby, mixing of the solder into the flux after separation by attaching the cream solder 101 put into the tank 11 to the inner wall of the flux transfer pipe 60 can be avoided.

タンク１１内へのクリームはんだ１０１の投入が終わったら、先に図２に示した溶融温度制御回路１４による加熱温度制御を開始して、タンク１１内のクリームはんだを加熱する。この加熱からしばらくすると、クリームはんだ１０１の全域に熱伝導が行き渡り、まず、クリームはんだ中のフラックスが溶融する。そして、溶融フラックス中にはんだの固まりが存在する状態になる。このはんだの固まりは、その後の更なる加熱によって昇温せしめられると、やがて溶融して溶融はんだとなる。 When the charging of the cream solder 101 into the tank 11 is completed, the heating temperature control by the melting temperature control circuit 14 shown in FIG. 2 is started to heat the cream solder in the tank 11. After a while from this heating, heat conduction spreads over the entire area of the cream solder 101, and first, the flux in the cream solder is melted. And it will be in the state where the lump of solder exists in fusion flux. When the temperature of the solder is increased by the subsequent further heating, it will eventually melt and become a molten solder.

クリームはんだは、周知のように、溶剤を主成分とするフラックスと、はんだ粒とが混合されたものであるが、常温ではフラックスがペースト状になっている。これは、フラックスが純粋な溶剤だけからなるものでなく、樹脂材料を含有しているからである。ある程度の温度まで加熱されると、ペースト状であったフラックスが液状になる。本明細書では、この液状のフラックスを溶融フラックスと称している。 As is well known, cream solder is a mixture of a flux mainly composed of a solvent and solder grains, but the flux is paste-like at room temperature. This is because the flux contains not only a pure solvent but also a resin material. When heated to a certain temperature, the paste-like flux becomes liquid. In the present specification, this liquid flux is referred to as a melt flux.

タンク１１内では、溶融はんだが溶融フラックスとの比重差によって沈降して、タンク１１の下部に集まっていく。これにより、図５に示すように、タンク内において、溶融フラックスからなる上層１０２ａと、溶融はんだからなる下層１０２ｂとに分離した溶融液１０２が得られる。 In the tank 11, the molten solder settles due to the difference in specific gravity with the molten flux and collects in the lower part of the tank 11. Thereby, as shown in FIG. 5, in the tank, a melt 102 separated into an upper layer 102a made of molten flux and a lower layer 102b made of molten solder is obtained.

上層１０２ａと下層１０２ｂとの分離が終わったら、図５に示したように、タンク１１の内周面から遮蔽板１３を引き上げて撤去するとともに、第１ボール弁６１を開弁する。これにより、上層１０２ａを構成する溶融フラックスのうち、フラックス移送管６０のオーバーフロー開口以上のレベルに位置するものを、フラックス移動間６０に通してフラックスタンク（３０）に移送する。但し、このようにして上層１０２ａ中の溶融フラックスを移送しても、図６に示すように、オーバーフロー開口よりも下の領域に溶融フラックスからなる上層１０２ａが残される。 When the separation between the upper layer 102a and the lower layer 102b is completed, the shielding plate 13 is lifted and removed from the inner peripheral surface of the tank 11 and the first ball valve 61 is opened as shown in FIG. As a result, among the molten flux constituting the upper layer 102a, the flux located at a level equal to or higher than the overflow opening of the flux transfer pipe 60 is transferred to the flux tank (30) through the flux movement 60. However, even if the molten flux in the upper layer 102a is transferred in this way, as shown in FIG. 6, the upper layer 102a made of the molten flux remains in the region below the overflow opening.

そこで、図示しない駆動機構を駆動制御して、窒化処理を施したステンレス等の金属からなる液位調整部材２６をタンク１１内に向けて降下させる。この際、上述した制御部（９４）は、初めのうちは比較的高速で液位調整部材２６を降下させていき、溶融液１０２に接触させるタイミングよりも前に、下降速度を落とす。 Accordingly, the drive mechanism (not shown) is driven and controlled, and the liquid level adjusting member 26 made of a metal such as stainless steel subjected to nitriding is lowered toward the inside of the tank 11. At this time, the control unit (94) described above lowers the liquid level adjusting member 26 at a relatively high speed at the beginning, and lowers the lowering speed before the timing of bringing it into contact with the melt 102.

液位調整部材１６がタンク内１１の溶融液１０２に沈み始めると、溶融液１０２の液位が上昇して、図７に示すように、溶融液１０２の上層１０２の上部がフラックス移送管６０のオーバーフロー開口よりも上にくる。そして、上層１０２中の溶融フラックスがフラックス移送管６０内に流れ込み、自然流下によって図示しないフラックスタンク３０内に移送される。 When the liquid level adjusting member 16 starts to sink into the melt 102 in the tank 11, the liquid level of the melt 102 rises, and as shown in FIG. Comes above the overflow opening. The molten flux in the upper layer 102 flows into the flux transfer pipe 60 and is transferred into the flux tank 30 (not shown) by natural flow.

その後、液位調整部材１６が溶融液１０２に沈降していくのに従って、図８に示すように、上層１０２ａ中の溶融フラックスが上側からフラックス移送管６０内に順次飲み込まれていく。そして、やがて図上層１０２ａが殆ど姿を消して、上層１０２ａと下層１０２ｂとの界面がオーバーフロー開口の付近まで上昇してくる（図９）。すると、先に図２に示した第１電極９０、第２電極９１、第３電極９２の下端がそれぞれ上層１０２ａの溶融はんだに接触し初めて、それら電極間に電流が生じ始める。 Thereafter, as the liquid level adjusting member 16 settles into the melt 102, the molten flux in the upper layer 102a is sequentially swallowed into the flux transfer pipe 60 from above as shown in FIG. Eventually, the upper layer 102a almost disappears, and the interface between the upper layer 102a and the lower layer 102b rises to the vicinity of the overflow opening (FIG. 9). As a result, the first electrodes 90, the second electrodes 91, and the third electrodes 92 shown in FIG. 2 first come into contact with the molten solder of the upper layer 102a, and current begins to be generated between the electrodes.

液位検知回路９３は、第１電極９０、第２電極９１、第３電極９２のうち、少なくとも何れか２つの間におけるアドミタンスが急激に変化したことを検知すると、界面検知信号を制御部９４に出力する。この界面検知信号を受信した制御部９４は駆動モータ２５を速やかに停止させる。これにより、図９に示した上層１０２ａと下層１０２ｂとの界面がオーバーフロー開口のレベルにほぼ達した時点で、液位調整部材２６の下降が停止する。その後、作業者が上昇開始ボタンを押下すると、駆動モータ２５の逆転によって液位調整部材２６が溶融はんだからなる下層１０２ｂから引き上げられる。なお、少なくとも何れか２つの電極間でアドミタンスが急激に変化したことに基づいて駆動モータ２５を停止させるＯＲ回路に代えて、全ての電極間でアドミタンスが急激に変化したことに基づいて駆動モータ２５を停止させるＡＮＤ回路を採用してもよい。 When the liquid level detection circuit 93 detects that the admittance between at least any two of the first electrode 90, the second electrode 91, and the third electrode 92 has suddenly changed, the interface level detection signal is sent to the control unit 94. Output. The control unit 94 that has received the interface detection signal immediately stops the drive motor 25. Accordingly, the descent of the liquid level adjusting member 26 stops when the interface between the upper layer 102a and the lower layer 102b shown in FIG. 9 almost reaches the level of the overflow opening. Thereafter, when the operator depresses the ascent start button, the liquid level adjusting member 26 is pulled up from the lower layer 102b made of molten solder by the reverse rotation of the drive motor 25. Instead of an OR circuit that stops the drive motor 25 based on a sudden change in admittance between at least any two electrodes, the drive motor 25 is based on a sudden change in admittance between all electrodes. You may employ | adopt the AND circuit which stops.

液位調整部材２６に付着していた溶融はんだがタンク１１内に十分に落ちきったことを見計らって、図１０に示すように、はんだ移動管７０の第２ボール弁７１を開いて、タンク１１内の溶融はんだをインゴットトレイ４０内に自然流下させる。そして、インゴットトレイ４０内に流し込んだ溶融はんだを自然放熱によって固化させた後、インゴットトレイ４０内から取り出すことで、きれいに成型されたはんだ棒を得ることができる。これをそのままフローはんだ装置に投入するだけで、フローはんだ装置内でのはんだの噴流を得ることができる。 Assuming that the molten solder adhering to the liquid level adjusting member 26 has sufficiently fallen into the tank 11, as shown in FIG. 10, the second ball valve 71 of the solder moving tube 70 is opened, and the tank 11 is opened. The molten solder inside is allowed to flow naturally into the ingot tray 40. Then, after the molten solder poured into the ingot tray 40 is solidified by natural heat dissipation, it is taken out from the ingot tray 40 to obtain a cleanly molded solder bar. By simply putting this into the flow soldering apparatus as it is, a jet of solder in the flow soldering apparatus can be obtained.

以上、本実施形態に係るはんだ分離装置においては、使用済みのクリームはんだからはんだを分離して、はんだ棒に加工し直すことで、はんだ資源をはんだとして使用しないままリサイクルに回してしまうことによる地球全体の物質循環系におけるエネルギー消費量の増大を抑えることができる。また、使用済みのクリームはんだの処分費支出によるコストアップを回避したり、はんだ棒の購入量を低減して低コスト化を実現したりすることもできる。特に、地球環境保護の観点から、安価な「鉛含有はんだ」よりも、高価な「無鉛はんだ」が多く用いられるようになってきた近年においては、高価な無鉛のはんだ棒の購入量を減らすことで、コスト削減量を非常に大きくすることができる。 As described above, in the solder separation apparatus according to the present embodiment, the solder is separated from the used cream solder and processed into a solder rod, so that the earth can be recycled without using the solder resources as solder. An increase in energy consumption in the entire material circulation system can be suppressed. In addition, it is possible to avoid an increase in cost due to disposal cost expenditure of used cream solder, or to reduce the purchase amount of solder bars and realize cost reduction. In particular, from the viewpoint of global environmental protection, in recent years when expensive “lead-free solder” has been used more often than cheap “lead-containing solder”, the purchase amount of expensive lead-free solder bars has been reduced. Thus, the amount of cost reduction can be greatly increased.

実施形態に係るはんだ分離装置を示す斜視図。The perspective view which shows the solder separation apparatus which concerns on embodiment. 同はんだ分離装置を示す概略構成図。The schematic block diagram which shows the solder separation apparatus. 同はんだ分離装置のタンクを上方から示す平面図。The top view which shows the tank of the solder separation apparatus from upper direction. 使用済みのクリームはんだが投入されている溶融槽のタンクを示す模式図。The schematic diagram which shows the tank of the melting tank into which the used cream solder is thrown. 上層と下層とに分離した溶融液を収容する同タンクを示す模式図。The schematic diagram which shows the same tank which accommodates the liquid isolate | separated into the upper layer and the lower layer. 液位調整部材が投入され始めた状態の同タンクを示す模式図。The schematic diagram which shows the same tank of the state which the liquid level adjustment member began to throw in. 同溶融液に同液位調整部材が沈み始めた状態の同タンクを示す模式図。The schematic diagram which shows the same tank of the state which the liquid level adjustment member began to sink in the molten liquid. 下層中の溶融フラックスの移送がある程度まで進行した状態の同タンクを示す模式図。The schematic diagram which shows the same tank of the state which the transfer of the molten flux in a lower layer progressed to some extent. 溶融フラックスの移送が完了する直前の同タンクを示す模式図。The schematic diagram which shows the same tank just before the transfer of molten flux is completed. 溶融はんだを移送している最中の同タンクを示す模式図。The schematic diagram which shows the same tank in the middle of transferring molten solder.

Explanation of symbols

１０：溶融槽
１２：溶解用帯ヒータ（加熱手段）
１４：溶融温度制御回路（温度制御手段）
２４：駆動機構（移動機構）
２５：駆動モータ（駆動源）
２６：液位調整部材
６０：フラックス移送管
６１：第１管加熱温度制御回路（温度制御手段）
６２：第１管用帯ヒータ（第１管加熱手段）
７０：はんだ移送管
７１：第２ボール弁（流通阻止手段）
７２：第２管用帯ヒータ（第２管加熱手段）
７３：第２管加熱温度制御回路（温度制御手段）
９０：第１電極（界面検知手段の一部）
９１：第２電極（界面検知手段の一部）
９２：第３電極（界面検知手段の一部）
９３：界面検知回路
９４：制御部（駆動制御手段）
１０１：クリームはんだ
１０２：溶融液
１０２ａ：上層
１０２ｂ：下層

1 10: Melting tank 12: Melting zone heater (heating means)
14: Melting temperature control circuit (temperature control means)
24: Drive mechanism (moving mechanism)
25: Drive motor (drive source)
26: Liquid level adjusting member 60: Flux transfer pipe 61: First pipe heating temperature control circuit (temperature control means)
62: First tube belt heater (first tube heating means)
70: Solder transfer pipe 71: Second ball valve (distribution prevention means)
72: Band heater for second pipe (second pipe heating means)
73: Second pipe heating temperature control circuit (temperature control means)
90: 1st electrode (a part of interface detection means)
91: Second electrode (a part of the interface detection means)
92: 3rd electrode (a part of interface detection means)
93: Interface detection circuit 94: Control unit (drive control means)
101: Cream solder 102: Molten liquid 102a: Upper layer 102b: Lower layer

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Claims

While the used cream solder containing the flux mainly composed of the solvent and the solder which is a metal material is heated by a heating means to obtain a melt of the used cream solder, the specific gravity of the flux and the solder is used. A melting tank that separates into an upper layer composed of a molten flux and a lower layer composed of a molten solder according to a difference; and a transfer means that transports either the molten flux in the upper layer or the molten solder in the lower layer to the outside of the melting tank. In the solder separation device provided ,
Rubbing a spatula-shaped member to which used cream solder is adhered, and a scraping bar for scraping off the used cream solder from the member is provided in an arrangement that bridges the upper opening of the melting tank. Solder separation device.