JP6504887B2 - Local soldering device - Google Patents
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Description
本発明は、基板の所望箇所に対して相対的に小さい面積でかつ少量の半田付けをするための局所半田付け装置に関するものであり、詳細には、小型化が可能であり且つ溶融半田の整流性能に優れる局所半田付け装置に関する。 The present invention relates to a local soldering apparatus for soldering in a relatively small area and a small amount of solder relative to a desired portion of a substrate, and in particular, it can be miniaturized and can rectify molten solder. The present invention relates to a local soldering apparatus excellent in performance.
近年、装置の小型化に伴い、装置内の回路基板に実装される電気部品も小型化されており、小さい電気部品を回路基板にはんだ付けするために局所半田付け装置が利用されている（例えば、特許文献１参照。）。
特許文献１に記載の局所半田付け装置は、ヒーター１５で半田を溶融させ、溶融した半田をプロペラ３２を回転することでフローダクト３５に送り、フローダクト３５に接続された半田塔６の内部を通してノズルの上端３から溶融半田を噴流させ、基板に接触させて半田付けを行うものであるが、ここで、プロペラ３２を回転させる軸は半田槽の外部に突出し、モータ３３及び動力伝達手段３４を介して回転されている。
In recent years, with the miniaturization of the device, the electrical components mounted on the circuit board in the device are also miniaturized, and a local soldering device is used to solder a small electrical component to the circuit substrate (for example, Patent Document 1).
In the local soldering apparatus described in Patent Document 1, the solder is melted by the heater 15, and the melted solder is sent to the flow duct 35 by rotating the propeller 32, and passes through the inside of the solder tower 6 connected to the flow duct 35. The molten solder is jetted from the upper end 3 of the nozzle and soldered in contact with the substrate. Here, the shaft for rotating the propeller 32 projects to the outside of the solder tank, and the motor 33 and the power transmission means 34 It is being rotated through.
特許文献１に記載されている局所半田付け装置は、通常の噴流式半田付け装置に比して小型であり半田槽の容量が小さいため、溶融する半田の量を少なくすることができ、また、消費電力を小さく抑えることができ、また、溶融半田の噴出し量が少量であるため、ドロスの発生量を少なくできるという利点を有する。
しかし一方で、局所半田付け装置は、その使用において、軽量ロボットや多関節ロボット等に接続し、基板における複数の半田付け個所に連続的に移動させて用いることが想定されるため、更なる小型化が望まれている。
しかし、特許文献１に記載の局所半田付け装置は、ノズル部とプロペラ回転軸とが水平配置（横配置）となるため、これ以上半田槽を小さくして、装置を小型化するのは困難となるという問題がある。
また、半田槽を小さくして、装置を小型化できた場合、このような小さな半田槽を使用する場合においても溶融半田の流れを十分に整流しておく必要がある。
溶融半田の整流が不十分であると、溶融半田の流れに脈動が生じ、それにより、噴流ノズルにおける半田面において上下動が生じ、結果として、確実に半田付けすることが困難になるという問題が生じる。
また、通常、溶融半田の整流は、溶融半田を整流板に設けられた多数の透孔を通過させることで行われるが、その際、溶融半田中に存在するドロスにより、整流板の透孔が目詰まりを起こすという問題もある。
本発明は、上記の問題を解決し得る、即ち、小型化が可能であり且つ溶融半田の整流性能に優れる局所半田付け装置の提供を課題とする。
The local soldering apparatus described in Patent Document 1 is smaller in size and smaller in capacity of a solder bath than a general jet soldering apparatus, so the amount of solder to be melted can be reduced, and Power consumption can be kept small, and since the amount of molten solder ejected is small, the amount of dross generated can be reduced.
However, on the other hand, the local soldering apparatus is connected to a lightweight robot, an articulated robot, etc. in its use, and it is assumed that it is used by being continuously moved to a plurality of soldering points on the substrate. Is desired.
However, in the local soldering apparatus described in Patent Document 1, it is difficult to miniaturize the apparatus by further reducing the size of the solder bath because the nozzle portion and the propeller rotation shaft are horizontally disposed (laterally disposed). Problem of becoming
Further, when the apparatus can be miniaturized by reducing the size of the solder bath, it is necessary to sufficiently rectify the flow of molten solder even when using such a small solder bath.
If the flow of molten solder is not sufficient, pulsation occurs in the flow of the molten solder, which causes vertical movement on the solder surface of the jet nozzle, which makes it difficult to reliably solder. It occurs.
Also, normally, the molten solder is rectified by passing the molten solder through a large number of through holes provided in the straightening plate, in which case the through holes of the rectifying plate are formed by the dross present in the molten solder. There is also the problem of clogging.
An object of the present invention is to provide a local soldering apparatus which can solve the above problems, that is, can be miniaturized and is excellent in the rectifying performance of molten solder.
本発明者は、上記課題を解決するために鋭意検討を行った結果、局所半田付け装置を構成するに当たり、溶融半田を圧送するための動力伝達機構として、磁力を利用して半田槽外から動力を得る機構、即ち、半田槽内の底壁付近に、回転軸の周りに磁石を配置した内部回転体を回転自在に存在させ、そして、半田槽の底壁を介して半田槽外に回転軸の周り
に磁石を配置した外部回転体を、前記内部回転体に近接して対向配置し、外部回転体を回転させることにより、内部回転体を回転させる動力を得る機構を採用し、また、フローダクト内に、該フローダクトの内壁との間に相対的に狭い隙間を生じるように、即ち、フローダクト内に存在するインペラの上方近傍に、フローダクトの内壁との間に好ましくは等間隔で弓形もしくはこれに近い形状の適当数の隙間を形成するような整流ブロックを配置し、前記フローダクトの下方に相対的に高圧流の半田を同フローダクト内部に導入するための半田吸い込み部を設け、前記弓形もしくはこれに近い形状の隙間は、整流ブロックの外面とフローダクトの内面との最大の間隔が、フローダクトの内径の５乃至７％の間隔に設定すると、半田上昇流の脈動が十分に抑えられ、それにより、噴流ノズルにおける半田面において上下動が生じず、安定して半田面の高さが維持され、得られた局所半田付け装置は、半田槽の容積を小さくでき、それにより小型化が可能となり、また、整流ブロックの使用により溶融半田を十分に整流できるだけでなく、ドロスによる目詰まりが発生しないことを見出し、本発明を完成させた。
As a result of intensive studies to solve the above-mentioned problems, the inventor of the present invention has found that, when constructing a local soldering apparatus, as a power transmission mechanism for pressure-feeding molten solder, power is generated from outside the solder tank using magnetic force. Inside the solder tank, an internal rotating body having a magnet disposed around the rotation axis is freely rotatable, and the rotation axis is out of the solder tank through the bottom wall of the solder tank. A mechanism for obtaining power for rotating the internal rotating body by opposingly arranging an external rotating body having a magnet arranged around it in proximity to the internal rotating body and rotating the external rotating body; In the duct, in order to create a relatively narrow gap with the inner wall of the flow duct, ie, in the vicinity of the upper side of the impeller present in the flow duct, preferably equally spaced with the inner wall of the flow duct Arched or near this The flow straightening block is arranged to form a proper number of gaps, and a solder suction portion for introducing a relatively high pressure flow of solder into the flow duct is provided below the flow duct, the bow or the like When the clearance between the outer surface of the straightening block and the inner surface of the flow duct is set to a distance of 5 to 7% of the inner diameter of the flow duct, the pulsation of the solder upward flow is sufficiently suppressed. As a result, vertical movement does not occur on the solder surface in the jet nozzle, the height of the solder surface is stably maintained, and the obtained local soldering apparatus can reduce the volume of the solder tank, thereby enabling downsizing Also, the inventors found that not only the molten solder can be rectified sufficiently by the use of the rectifying block, but clogging by dross does not occur, and the present invention has been completed.
即ち、本発明は、
［１］半田槽と、該半田槽の底壁を介して互いに近接して対向配置された槽外の外部回転体及び槽内の内部回転体とを備え、
該外部回転体は、駆動軸を中心に回転自在にそして磁石を該軸の周りに備える一方、該内部回転体は、インペラの支持軸を中心に回転自在にそして磁石を該軸の周りに備え、そして該駆動軸と該支持軸は同軸に装備され、且つ外部回転体の磁石と内部回転体の磁石は対峙して配置されてなり、
そして、前記半田槽の内部に前記インペラを上方より覆い被さり設置されたフローダクトと、
該フローダクトの内部に該インペラの上方近傍に該フローダクトの内壁との間に横断面において弓形もしくはこれに近い形状の適当数の隙間を形成するように配置された整流ブロックと、
前記フローダクトの下方に設けられた相対的に高圧流の半田を同フローダクト内部に導入するための半田吸い込み部と、
前記半田槽の上方に設けられた、上部に開口を有する保温チャンバと、
該開口部内に位置する半田噴流ノズルと、
前記フローダクトの内壁と前記整流ブロックの外面との間の前記横断面において弓形もしくはこれに近い形状の隙間と該半田噴流ノズルのノズル口とが連通するように前記フローダクトの上部と前記半田噴流ノズルとを接続する接続ダクトを備えてなり、そして、
前記半田槽は、表面が窒化処理された非磁性金属から形成されるとともに、横断面において前記弓形もしくはこれに近い形状の隙間は、前記整流ブロックの外面と前記フローダクトの内面との最大の間隔が、前記フローダクトの内径の５乃至７％の間隔に設定されてなることを特徴とする、局所半田付け装置、
［２］前記弓形もしくはこれに近い形状の隙間の総面積は、前記フローダクトの内部空間の横断面積の９乃至１１％の面積である前記［１］記載の局所半田付け装置、
［３］前記半田吸い込み部は、前記インペラの支持軸と該支持軸が貫通する穴との間に形成される隙間であって、前記穴の直径は、前記インペラの支持軸の直径よりも１．５乃至２．５ｍｍより大きく設計されてなる前記［１］又は［２］記載の局所半田付け装置、
［４］前記半田吸い込み部の面積は、前記弓形もしくはこれに近い形状の隙間の総面積に対して１／５．３乃至１／４．３の面積である、前記［１］乃至前記［３］のいずれか一つに記載の局所半田付け装置、
［５］前記非磁性金属は、ステンレス鋼、または、チタン金属若しくは合金である、前記［１］乃至前記［４］のいずれか一つに記載の局所半田付け装置、
［６］前記接続ダクトの周りに、該ダクト内の半田を加熱しその温度を２６０℃以上の高温に保つためのヒーター手段を備えてなる、前記［１］乃至前記［５］のいずれか一つに記載の局所半田付け装置、
［７］前記半田槽内の半田表面より上方の空間及び前記保温チャンバ内部を不活性ガスで充満させ、そして不活性ガスを前記半田噴流ノズルのノズル口の側方より外部に放出させる不活性ガス導入手段を備えてなる、前記［１］乃至前記［６］のいずれか一つに記載の局所半田付け装置、
［８］前記不活性ガスは、窒素ガス、蟻酸ガス、またはそれらの混合ガスである、前記［７］記載の局所半田付け装置、
に関するものである。
That is, the present invention
[1] A solder bath, and an external rotating body outside the bath and an internal rotating body inside the bath, which are disposed close to each other in close proximity to each other via the bottom wall of the solder bath,
The outer rotor is rotatable about a drive axis and comprises a magnet around the axis, while the inner rotor is rotatable about a support axis of the impeller and comprises a magnet around the axis And the drive shaft and the support shaft are provided coaxially, and the magnet of the outer rotating body and the magnet of the inner rotating body are disposed facing each other,
And a flow duct which covers the impeller from above and is installed inside the solder tank,
A flow straightening block disposed inside the flow duct near an upper portion of the impeller so as to form an arc or a similar shape in a cross section between the inner wall and the inner wall of the flow duct;
A solder suction portion provided below the flow duct for introducing a relatively high pressure flow of solder into the flow duct;
A heat retention chamber having an opening at the top, provided above the solder bath;
A solder jet nozzle located in the opening;
The upper portion of the flow duct and the solder jet flow so that a gap having a bow shape or a shape close thereto in the cross section between the inner wall of the flow duct and the outer surface of the flow straightening block communicates with the nozzle port of the solder jet nozzle. Equipped with a connecting duct that connects with the nozzle, and
The solder bath is formed of a nonmagnetic metal whose surface is nitrided, and the cross section of the arc or a gap close to this is the largest distance between the outer surface of the flow straightening block and the inner surface of the flow duct. A local soldering apparatus, characterized in that the interval is set to 5 to 7% of the inner diameter of the flow duct,
[2] The local soldering apparatus according to the above [1], wherein the total area of the gap of the arcuate shape or a shape close thereto is 9 to 11% of the cross sectional area of the internal space of the flow duct,
[3] The solder suction portion is a gap formed between the support shaft of the impeller and the hole through which the support shaft passes, and the diameter of the hole is 1 or more than the diameter of the support shaft of the impeller The local soldering apparatus according to the above [1] or [2], which is designed to be larger than 5 to 2.5 mm,
[4] The area of the solder suction portion is an area of 1 / 5.3 to 1 / 4.3 with respect to the total area of the gap having a shape similar to or near the bow shape. The local soldering apparatus according to any one of the above,
[5] The local soldering apparatus according to any one of the above [1] to [4], wherein the nonmagnetic metal is stainless steel or titanium metal or alloy.
[6] Any one of the above [1] to [5], comprising a heater means for heating the solder in the duct and keeping the temperature at a high temperature of 260 ° C. or higher around the connection duct. Local soldering equipment described in
[7] An inert gas for filling the space above the solder surface in the solder bath and the interior of the heat retention chamber with an inert gas and releasing the inert gas to the outside from the side of the nozzle port of the solder jet nozzle The local soldering apparatus according to any one of the above [1] to [6], which comprises an introducing means.
[8] The local soldering apparatus according to the above [7], wherein the inert gas is nitrogen gas, formic acid gas, or a mixed gas thereof,
It is about
本発明により、小型化が可能であり且つ溶融半田の整流性能に優れる局所半田付け装置が提供される。
本発明の局所半田付け装置は、特定の構造を有する整流ブロック（好ましくは等間隔で弓形もしくはこれに近い形状の適当数の隙間を形成するように配置され、前記隙間は、整流ブロックの外面とフローダクトの内面との最大の間隔が、フローダクトの内径の５乃至７％の間隔に設定される。）をフローダクト内に存在するインペラの上方近傍に配置することで、半田上昇流の脈動を十分に抑えることが可能となり、それにより、噴流ノズルの半田面において上下動が生じず、安定して半田面の高さが維持でき、ドロスによる目詰まりも発生しないという優れた効果を奏する。
また、本発明の局所半田付け装置は、溶融半田を圧送するための動力伝達機構として、磁力を利用して半田槽外から動力を得る機構、即ち、半田槽内の底壁付近に、回転軸の周りに磁石を配置した内部回転体を回転自在に存在させ、そして、半田槽の底壁を介して半田槽外に回転軸の周りに磁石を配置した外部回転体を、前記内部回転体に近接して対向配置し、外部回転体を回転させることにより、内部回転体を回転させる動力を得る機構を採用することで、半田槽の容積を小さくでき、結果として局所半田付け装置の小型化を可能とする。
また、本発明の局所半田付け装置において、保温チャンバ内への不活性ガス導入手段が備えられる場合、保温チャンバ内に導入された不活性ガスは該保温チャンバに備えられたヒーターにより加熱されてノズル口の側方より外部に放出されて半田付け基板に吹き付けられ、吹き付けられた不活性ガスは半田付け部を加熱してフラックスを活性化させるため、基板表面及び部品金属の酸化部を還元しながら半田付けを行うことを可能とする。
これにより、フラックスレスの半田付けも可能となる。
The present invention provides a local soldering apparatus which can be miniaturized and is excellent in the rectifying performance of molten solder.
The local soldering apparatus of the present invention is arranged to form a straightening block having a specific structure (preferably, an equal number of gaps of an equidistantly arched shape or the like at equal intervals, the gap being an outer surface of the straightening block The maximum distance between the inner surface of the flow duct and the inner diameter of the flow duct is set to 5 to 7% of the inner diameter of the flow duct) by placing it in the upper vicinity of the impeller present in the flow duct. Accordingly, vertical movement does not occur on the solder surface of the jet nozzle, the height of the solder surface can be stably maintained, and clogging due to dross does not occur.
Further, the local soldering apparatus of the present invention is a mechanism for obtaining power from the outside of the solder tank using a magnetic force as a power transmission mechanism for pumping the molten solder, that is, a rotating shaft near the bottom wall in the solder tank. An internal rotating body having a magnet disposed around it, and an external rotating body having a magnet disposed around the rotation axis outside the solder bath via the bottom wall of the solder bath, said internal rotating body The volume of the solder bath can be reduced by adopting a mechanism that obtains the power to rotate the internal rotating body by arranging the facing close and facing each other and rotating the external rotating body, and as a result, the miniaturization of the local soldering apparatus To be possible.
Further, in the local soldering apparatus according to the present invention, when the inert gas introduction means into the heat retention chamber is provided, the inert gas introduced into the heat retention chamber is heated by the heater provided in the heat retention chamber and a nozzle is provided. The inert gas released to the outside from the side of the mouth and sprayed onto the soldered substrate heats the soldered portion to activate the flux, thereby reducing the surface of the substrate and the oxidized portion of the component metal while reducing it. It is possible to do soldering.
This also enables fluxless soldering.
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明に係る局所半田付け装置の１態様における全体構成を示した図である。
図１に記載の本発明に係る局所半田付け装置は、半田槽１と、該半田槽１の底壁２を介して互いに近接して対向配置された槽外の外部回転体３及び槽内の内部回転体４とを備え、
外部回転体３は、駆動軸５を中心に回転自在にそして磁石６を該軸の周りに備える一方、内部回転体４は、インペラ７の支持軸８を中心に回転自在にそして磁石９を該軸の周りに備え、そして駆動軸５と支持軸８は同軸に装備され、且つ外部回転体３の磁石６と内部回転体４の磁石９は対峙して配置されてなり、
そして、半田槽１の内部にインペラ７を上方より覆い被さり設置されたフローダクト１０と、該フローダクト１０の内部にインペラ７の上方近傍にフローダクト１０の内壁との間に横断面において弓形もしくはこれに近い形状の適当数の隙間１５を形成するように配置された整流ブロック１１と、フローダクト１０の下方に設けられた相対的に高圧流の半田を同フローダクト内部に導入するための半田吸い込み部２１と、半田槽１の上方に設けられた、上部に開口１２を有する保温チャンバ１３と、開口１２部内に位置する半田噴流ノズル１４と、フローダクト１０の内壁と整流ブロック１１の外面との間の前記横断面において弓形もしくはこれに近い形状の隙間１５と半田噴流ノズルの１４ノズル口１６とが連通するようにフローダクト上部２６と半田噴流ノズル１４とを接続する接続ダクト１７を備えてなり、そして、半田槽１は、表面が窒化処理された非磁性金属から形成されるとともに、横断面において前記弓形もしくはこれに近い形状の隙間１５は、整流ブロック１１の外面とフローダクト１０の内面との最大の間隔が、フローダクト１０の内径の５乃至７％の間隔に設定される。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described based on the drawings.
FIG. 1 is a view showing an entire configuration in one aspect of a local soldering apparatus according to the present invention.
The local soldering apparatus according to the present invention shown in FIG. 1 comprises: a solder vessel 1; an external rotating body 3 outside the vessel and a bath outside the vessel disposed close to each other via a bottom wall 2 of the solder vessel 1; And an internal rotating body 4,
The outer rotor 3 is rotatable about a drive shaft 5 and is provided with a magnet 6 about the axis, while the inner rotor 4 is rotatable about a support shaft 8 of the impeller 7 and a magnet 9 is provided. Provided around the axis, and the drive shaft 5 and the support shaft 8 are coaxially equipped, and the magnet 6 of the outer rotary body 3 and the magnet 9 of the inner rotary body 4 are arranged opposite to each other,
Then, an arc or an arc in cross section is formed between the flow duct 10, which covers the impeller 7 from above and is installed inside the solder tank 1, and the inner wall of the flow duct 10 inside the flow duct 10, near the upper portion of the impeller 7. A straightening block 11 disposed so as to form a suitable number of gaps 15 having a shape close to this, and a solder for introducing relatively high-pressure flow solder provided below the flow duct 10 into the flow duct A suction portion 21, a heat retention chamber 13 having an opening 12 at an upper portion provided above the solder tank 1, a solder jet nozzle 14 positioned in the opening 12, an inner wall of the flow duct 10 and an outer surface of the flow control block 11 On the flow duct so that the gap 15 having an arcuate shape or a shape close thereto in the cross section between them and the 14 nozzle port 16 of the solder jet nozzle communicate with each other. 26 and a solder jet nozzle 14, and the solder bath 1 is formed of nonmagnetic metal whose surface is nitrided, and has a shape similar to or near the bow in cross section The gap 15 is set such that the maximum distance between the outer surface of the flow straightening block 11 and the inner surface of the flow duct 10 is 5 to 7% of the inner diameter of the flow duct 10.
半田槽１の周りには、半田を溶融するためのヒーター（図示しない）が設置されており、また、該ヒーターと外装との間には、溶融半田が冷えて固化するのを防止するため、断熱材を設置することができる。ヒーターは、溶融半田が約２６０℃の高温を保つように制御されるのが好ましい。
上記ヒーターにより溶融した半田は、インペラ７の回転により半田吸い込み部２１からフローダクト１０内に吸い込まれて外側に押し出され、該外側に押し出された半田は、フローダクト１０の内壁と整流ブロック１１の外面との隙間１５を通過して上昇することで整流され、半田噴流ノズル１４のノズル口１６から噴流し、ワークの実装部品を基板に半田付けする。
半田槽１を形成する非磁性金属としては、ステンレス鋼、または、チタン金属若しくは合金が好ましい。
A heater (not shown) for melting the solder is installed around the solder tank 1 and between the heater and the exterior, to prevent the molten solder from cooling and solidifying, Thermal insulation can be installed. The heater is preferably controlled to maintain the molten solder at an elevated temperature of about 260 ° C.
The solder melted by the heater is sucked from the solder suction portion 21 into the flow duct 10 by the rotation of the impeller 7 and pushed outward, and the solder pushed outward is the inner wall of the flow duct 10 and the flow straightening block 11 It is rectified by rising through the gap 15 with the outer surface, and jetted from the nozzle port 16 of the solder jet nozzle 14 to solder the mounted part of the workpiece to the substrate.
The nonmagnetic metal forming the solder bath 1 is preferably stainless steel or titanium metal or an alloy.
図１から明らかなように、本発明に係る局所半田付け装置は、半田噴流ノズル１４、半田槽１、インペラ７、外部回転体３及び内部回転体４が、上下方向（縦方向）に整列されているため、上下方向（縦方向）に細長い形態となって、投影断面積を大幅に小さくすることが可能となる。そして、このように投影断面積が小さくなることにより、局所半田付け装置を含む設備全体を小型化することが可能となる。 As apparent from FIG. 1, in the local soldering apparatus according to the present invention, the solder jet nozzle 14, the solder tank 1, the impeller 7, the external rotating body 3 and the internal rotating body 4 are aligned in the vertical direction (longitudinal direction). Therefore, the projected cross-sectional area can be made much smaller because it is elongated in the vertical direction (longitudinal direction). And, by thus reducing the projected cross-sectional area, it is possible to miniaturize the entire equipment including the local soldering apparatus.
図２中の図２ａは、本発明の局所半田付け装置の１態様におけるフローダクト周辺の拡大図であり、図２ｂは、は、Ｂ−Ｂ線における断面を示す図であり、図２ｃは、インペラの形状を示す図である。
インペラ７の下方に設けられた、インペラ７の支持軸８と同心円状の穴であって、支持軸８よりも太い穴となる半田吸い込み部２１から吸い込まれた溶融半田は、インペラ羽根により外側に押し出され、フローダクト１０内にインペラに近接して設置された整流ブロック１１の外面とフローダクト１０の内壁との隙間１５で圧力が上がり、インペラ７より押し出された溶融半田は、隙間１５を流路として上部の半田噴流ノズル１４へと送り出されるが、その際、半田上昇流の脈動が十分に抑えられることとなる。
FIG. 2a in FIG. 2 is an enlarged view around the flow duct in one aspect of the local soldering apparatus of the present invention, FIG. 2b is a view showing a cross section along line B-B, and FIG. It is a figure which shows the shape of an impeller.
The molten solder drawn from the solder suction portion 21 which is a hole concentric with the support shaft 8 of the impeller 7 and provided below the impeller 7 and which is a hole thicker than the support shaft 8 is moved outward by the impeller blade. The pressure is increased by the gap 15 between the outer surface of the flow control block 11 installed in the flow duct 10 in the vicinity of the impeller and the inner wall of the flow duct 10 and the molten solder extruded from the impeller 7 flows in the gap 15 The passage is fed to the solder jet nozzle 14 in the upper part, but at that time, the pulsation of the solder rising flow is sufficiently suppressed.
図２ａ及び図２ｂから分るように、フローダクト１０の内壁は基本的に円筒状になっており、そして、該円筒は上部で狭くなっており、一方、整流ブロック１１は、フローダクト１０の内壁との間に、横断面において弓形もしくはこれに近い形状の適当数の隙間１５を有する。
横断面において弓形もしくはこれに近い形状の隙間１５は、弓形であるのが好ましく、また、弓形の隙間の数は４つである好ましく、また、該４つ弓形の隙間が等間隔で配置されるがより好ましい。
ここで、横断面において弓形もしくはこれに近い形状の隙間１５の間隔における幅は、整流ブロック１１の外面とフローダクト１０の内面との最大の間隔が、フローダクト１０の内径の５乃至７％の間隔、好ましくは、５．５乃至６．５％の間隔となるように設定される。
例えば、フローダクト１０の内径が５０ｍｍである場合、弓形もしくはこれに近い形状の隙間１５における整流ブロック１１の外面とフローダクト１０の内面との最大の間隔は、２．５ｍｍ乃至３．５ｍｍの間隔、好ましくは、２．７５ｍｍ乃至３．２５ｍｍの間隔となる。
また、横断面において弓形もしくはこれに近い形状の隙間１５により形成される隙間の総面積は、好ましくは、前記フローダクト１０の内部空間の横断面積の９乃至１１％の面積であり、より好ましくは、９．５乃至１０．５％の面積である。
例えば、フローダクト１０の内径が５０ｍｍである場合、横断面において弓形もしくはこれに近い形状の隙間１５により形成される隙間の総面積は、好ましくは、１７６．７乃至２１６．０ｍｍ2であり、より好ましくは、１８６．５乃至２０６．２ｍｍ2である。
As can be seen from FIGS. 2a and 2b, the inner wall of the flow duct 10 is essentially cylindrical and the cylinder is narrowed at the top, while the flow straightening block 11 Between the inner wall, there is a suitable number of gaps 15 of arcuate or similar shape in cross-section.
It is preferable that the gaps 15 having an arcuate shape or a shape close to this in the cross-section are preferably arcuate, and the number of the arcuate gaps is preferably four, and the four arcuate gaps are equally spaced. Is more preferred.
Here, the width of the gap 15 having an arcuate shape or a shape close to that in the cross section is 5 to 7% of the inner diameter of the flow duct 10, the maximum distance between the outer surface of the flow straightening block 11 and the inner surface of the flow duct 10 being The spacing is set to preferably 5.5 to 6.5%.
For example, when the inner diameter of the flow duct 10 is 50 mm, the maximum distance between the outer surface of the flow straightening block 11 and the inner surface of the flow duct 10 in the arcuate gap 15 or a similar shape 15 is 2.5 mm to 3.5 mm. Preferably, the distance is 2.75 mm to 3.25 mm.
Further, the total area of the gap formed by the gap 15 having a bow shape or a shape close to that in the cross section is preferably 9 to 11% of the cross sectional area of the inner space of the flow duct 10, more preferably , 9.5 to 10.5% area.
For example, when the inner diameter of the flow duct 10 is 50 mm, the total area of the gap formed by the gap 15 having a bow shape or a shape close to that in the cross section is preferably 176.7 to 216.0 mm 2 Preferably, it is 186.5 to 206.2 mm 2 .
半田吸い込み部２１は、インペラの支持軸８と該支持軸８が貫通する穴との間に形成される隙間であって、前記穴の直径は、前記インペラの支持軸の直径よりも１．５乃至２．５ｍｍより大きく設計されてなるのが好ましく、１．７５乃至２．２５ｍｍより大きく設計されてなるのがより好ましい。
例えば、インペラの支持軸８の直径が１２ｍｍである場合、上記穴の直径は１３．５乃至１４．５ｍｍであるのが好ましく、１３．７５乃至１４．２５ｍｍであるのがより好ましい。
半田吸い込み部２１の面積は、横断面において弓形もしくはこれに近い形状の隙間１５により形成される隙間の総面積に対して１／５．３乃至１／４．３の面積であるのが好ましく、１／５．１乃至１／４．５の面積であるのがより好ましい。
例えば、横断面において弓形もしくはこれに近い形状の隙間１５により形成される隙間の総面積が１９２．４ｍｍ2である場合、半田吸い込み部２１の面積は、好ましくは、３６．３乃至４４．７ｍｍ2であり、より好ましくは、３７．７乃至４２．８ｍｍ2である。
The solder suction portion 21 is a gap formed between the support shaft 8 of the impeller and the hole through which the support shaft 8 passes, and the diameter of the hole is 1.5 times the diameter of the support shaft of the impeller. It is preferably designed to be larger than 2.5 mm, and more preferably designed to be larger than 1.75 to 2.25 mm.
For example, when the diameter of the support shaft 8 of the impeller is 12 mm, the diameter of the hole is preferably 13.5 to 14.5 mm, more preferably 13.75 to 14.25 mm.
The area of the solder suction portion 21 is preferably 1 / 5.3 to 1 / 4.3 with respect to the total area of the gap formed by the gap 15 having a bow shape or a shape close to that in the cross section. More preferably, the area is 1 / 5.1 to 1 / 4.5.
For example, if the total area of the gap formed by the gap 15 of the arcuate or shape similar thereto in the transverse plane is 192.4Mm 2, the area of the solder suction section 21 is preferably 36.3 to 44.7 mm 2 More preferably, it is 37.7 to 42.8 mm 2 .
図３は、本発明の局所半田付け装置の１態様における整流ブロックの形状を示す図であり、図３ａは、整流ブロックの側面図を示し、図３ｂは、整流ブロックの上面図を示す。
この態様において、整流ブロック１１は、インペラ７に近接する面の中央部に、インペラの支持軸の一部が挿入される凹部を有する。
整流ブロック１１における、弓形もしくはこれに近い形状の隙間１５が設けられている部分の厚さＣは、好ましくは、フローダクト１０の内径の１０乃至３０％であり、より好ましくは、１６乃至２４％である。
例えば、フローダクト１０の内径が５０ｍｍである場合、整流ブロック１１における、弓形もしくはこれに近い形状の隙間１５が設けられている部分の厚さＣは、好ましくは、５乃至１５ｍｍであり、より好ましくは、８乃至１２ｍｍである。
FIG. 3 is a view showing the shape of the rectifying block in one aspect of the local soldering apparatus of the present invention, FIG. 3a shows a side view of the rectifying block, and FIG. 3b shows a top view of the rectifying block.
In this aspect, the flow straightening block 11 has a recess in the central part of the surface close to the impeller 7 into which a part of the support shaft of the impeller is inserted.
The thickness C of the portion of the flow straightening block 11 where the arc-shaped or similar gap 15 is provided is preferably 10 to 30% of the inner diameter of the flow duct 10, and more preferably 16 to 24%. It is.
For example, when the inner diameter of the flow duct 10 is 50 mm, the thickness C of the portion of the flow straightening block 11 provided with the gap 15 having an arcuate shape or a similar shape is preferably 5 to 15 mm, more preferably Is 8 to 12 mm.
図４は、本発明の局所半田付け装置の１態様における動力伝達機構を説明するためのものであり、図４ａは、動力伝達機構の概略図であり、図４ｂ及び図４ｃは、内部回転体に
おける磁石の配置の態様（２種）を示す。
半田槽１の底壁２の下側には外部回転体３とモータ２３が配設される。外部回転体３は駆動軸５を介してモータ２３の回転軸２４と締結されている。
半田槽１の底壁２の上側にある内部回転体４は、インペラ７の支持軸８と締結される。インペラ７の支持軸８は、セラミックスベアリング２２を介して回転自在に保持され、これにより、内部回転体４及びインペラ７は回転自在となる。
外部回転体３と内部回転体４は、半田槽１の底壁２を介して対向して、そして外部回転体３の駆動軸５と内部回転体４の支持軸８とが同軸に配置されるように備えられる。外部回転体３と半田槽１の底壁２との間隔及び内部回転体４と半田槽１の底壁２との間隔は、狭くしておくのが好ましく、具体的には、１〜２ｍｍとしておくのが好ましい。
FIG. 4 is for explaining the power transmission mechanism in one aspect of the local soldering apparatus of the present invention, FIG. 4a is a schematic view of the power transmission mechanism, and FIG. 4b and FIG. The aspect (two types) of arrangement | positioning of the magnet in <1> is shown.
Below the bottom wall 2 of the solder bath 1, an external rotating body 3 and a motor 23 are disposed. The external rotating body 3 is fastened to the rotation shaft 24 of the motor 23 via the drive shaft 5.
The internal rotating body 4 located on the upper side of the bottom wall 2 of the solder tank 1 is fastened to the support shaft 8 of the impeller 7. The support shaft 8 of the impeller 7 is rotatably held via the ceramic bearing 22. As a result, the internal rotor 4 and the impeller 7 become rotatable.
The outer rotary body 3 and the inner rotary body 4 are opposed to each other through the bottom wall 2 of the solder bath 1, and the drive shaft 5 of the outer rotary body 3 and the support shaft 8 of the inner rotary body 4 are coaxially arranged. Be prepared. The distance between the outer rotating body 3 and the bottom wall 2 of the solder bath 1 and the distance between the inner rotating body 4 and the bottom wall 2 of the solder bath 1 are preferably narrow, specifically, 1 to 2 mm It is preferable to leave.
内部回転体４の下面には、該下面側にＳ極側が配置された磁石９ａおよびＮ極側が配置された磁石９ｂが、インペラの支持軸８の周り、即ち、内部回転体４の円周方向に交互に配設される。
内部回転体４の下面に設置される磁石の数は、底壁２を介して駆動力が伝達される限りにおいて特に限定されないが、具体的には、例えば、図４中の図４ｂ及び図４ｃに示されるような態様が挙げられる。
図４ｂは、内部回転体４の下面に、１２個の磁石（Ｓ極側が配置された磁石９ａが６個及びＮ極側が配置された磁石９ｂが６個）が設置された態様を示し、図４ｃは、内部回転体４の下面に、４個の磁石（Ｓ極側が配置された磁石９ａが２個及びＮ極側が配置された磁石９ｂが２個）が設置された態様を示す。
外部回転体３の上面には、該上面側にＳ極側が配置された磁石とＮ極側が配置された磁石が、駆動軸５の周り、即ち、外部回転体３の円周方向に交互に配設される。
The magnet 9a whose S pole side is arranged on the lower surface side and the magnet 9b whose N pole side is arranged on the lower surface side of the inner rotating body 4 are around the support shaft 8 of the impeller, ie, the circumferential direction of the inner rotating body 4 Are alternately arranged.
The number of magnets installed on the lower surface of the internal rotating body 4 is not particularly limited as long as the driving force is transmitted through the bottom wall 2; specifically, for example, FIGS. 4b and 4c in FIG. The aspect as shown to is mentioned.
FIG. 4 b shows an embodiment in which twelve magnets (six magnets 9 a having the S pole side and six magnets 9 b having the N pole side) are provided on the lower surface of the internal rotating body 4. 4c shows an embodiment in which four magnets (two magnets 9a with the S pole side arranged and two magnets 9b with the N pole side arranged) are provided on the lower surface of the internal rotary body 4.
On the upper surface of the external rotating body 3, the magnets having the S pole side on the upper surface and the magnets having the N pole side are alternately arranged around the drive shaft 5, ie, in the circumferential direction of the external rotating body 3. It will be set up.
外部回転体３の上面における磁石の配置は、内部回転体４の下面における磁石の配置と基本的に同じであり、例えば、図４ｂで示されるように、内部回転体４の下面に、１２個の磁石がＮ極側とＳ極側で交互に設置される場合、外部回転体３の上面にも１２個の磁石がＮ極側とＳ極側で交互に設置され、図４ｃで示されるように、内部回転体４の下面に、４個の磁石がＮ極側とＳ極側で交互に設置される場合、外部回転体３の上面にも４個の磁石がＮ極側とＳ極側で交互に設置される。
外部回転体３及び内部回転体４の設置される磁石としては、３００℃前後の熱に耐えることができ且つ磁力の強い永久磁石であれば特に限定されないが、サマコバ磁石、アルニコ磁石等が好ましい。
The arrangement of the magnets on the upper surface of the outer rotating body 3 is basically the same as the arrangement of the magnets on the lower surface of the inner rotating body 4, for example, 12 on the lower surface of the inner rotating body 4 as shown in FIG. In the case where the magnets are alternately installed on the N pole side and the S pole side, 12 magnets are alternately installed on the N pole side and the S pole side also on the upper surface of the external rotating body 3 as shown in FIG. In the case where four magnets are alternately installed on the N pole side and the S pole side on the lower surface of the internal rotating body 4, the four magnets are also on the N pole side and the S pole side on the upper surface of the external rotating body 3. Installed alternately.
The magnet on which the outer rotating body 3 and the inner rotating body 4 are installed is not particularly limited as long as it is a permanent magnet that can withstand heat of around 300 ° C. and has a strong magnetic force, but a samacova magnet, an alnico magnet, etc. are preferable.
モータ２３の回転によりインペラ７が回転する原理は以下の通りである。
モータ２３が回転すると駆動軸５を介して、外部回転体３が回転する。この回転により、外部回転体３に配設された磁石６は円周方向に回転移動する。その際、内部回転体４に配設された磁石９のうち、該回転体の下面にＳ極側が配置された磁石９ａは、外部回転体３の磁石６のうち、該回転体の上面にＮ極側が配置された磁石に吸引され、そして、内部回転体４に配設された磁石９のうち、該回転体の下面にＮ極側が配置された磁石９ｂは、外部回転体３の磁石６のうち、該回転体の上面にＳ極側が配置された磁石に吸引され、円周方向へ回転しようとする磁気吸引力が発生する。これらの磁気吸引力が回転トルクを発生させることにより、内部回転体４が外部回転体３の回転速度とほぼ同じ回転速度で回転することとなる。
The principle of rotation of the impeller 7 by the rotation of the motor 23 is as follows.
When the motor 23 rotates, the external rotating body 3 rotates via the drive shaft 5. By this rotation, the magnets 6 disposed on the external rotating body 3 are rotationally moved in the circumferential direction. At this time, among the magnets 9 arranged on the internal rotating body 4, the magnet 9a whose S pole side is arranged on the lower surface of the rotating body is N on the upper surface of the rotating body among the magnets 6 of the external rotating body 3. Of the magnets 9 disposed on the inner rotor 4, the magnet 9 b of which the N pole is disposed on the lower surface of the rotor is the magnet 9 b of the magnet 6 of the outer rotor 3. Among them, a magnet whose south pole side is disposed on the top surface of the rotating body is attracted and a magnetic attraction force is generated which tends to rotate in the circumferential direction. As these magnetic attraction forces generate rotational torque, the internal rotor 4 is rotated at substantially the same rotational speed as the external rotor 3.
上記のように、本発明の局所半田付け装置の１態様における動力伝達機構は、半田槽の外部に存在するモータを回転させ、該回転の動力を磁石を介して半田槽内に伝達し、そしてこれによりインペラを回転させるものであり、そのため、高温の溶融半田を収容する半田槽内には、巻線を含んだモータ等の複雑な装置は存在していない。そしてこのように、本発明の局所半田付け装置における動力伝達機構は、高温下にあるモータ等の装置を用い
る動力伝達機構に比して、信頼性が高くなる。また、本発明の局所半田付け装置は、半田槽の外部に存在するモータを使用するため、該モータは耐熱性を必要とせず、例えば、市販品のモータを使用することが可能となり、結果として、装置コストを低くすることができる。
As described above, the power transmission mechanism in one aspect of the local soldering apparatus according to the present invention rotates the motor existing outside the solder bath, transmits the power of the rotation into the solder bath via the magnet, and As a result, the impeller is rotated, and therefore, there is no complex device such as a motor including a winding in the solder bath containing the high temperature molten solder. Thus, the power transmission mechanism in the local soldering apparatus of the present invention is more reliable than a power transmission mechanism using a device such as a motor at high temperature. Further, since the local soldering apparatus of the present invention uses a motor existing outside the solder bath, the motor does not require heat resistance, and it becomes possible to use, for example, a commercially available motor. The equipment cost can be lowered.
図５に、本発明の局所半田付け装置の別の態様における保温チャンバ周辺の拡大図を示した。
該態様において、保温チャンバ１３の内部には、不活性ガス供給管１８を介して不活性ガスが供給されるが、これにより保温チャンバ１３の内部は不活性ガスで充満され、保温チャンバ１３内に充満した不活性ガスはヒーター２０で加温され、該加温された不活性ガスは保温チャンバ１３の下方にある通気孔を通過した後、接続ダクト１７の周囲及び半田噴流ノズル１４の周囲を通って上昇し、ノズル口１６の側方の開口１２より外部に放出される（図５内の矢印参照）。
尚、該態様において、ヒーター２０は、ヒーターリード１９を介して保温チャンバ１３内に導入される。
FIG. 5 shows an enlarged view around the heat retention chamber in another embodiment of the local soldering apparatus of the present invention.
In this embodiment, an inert gas is supplied to the inside of the heat retention chamber 13 through the inert gas supply pipe 18, whereby the inside of the heat retention chamber 13 is filled with the inert gas, and the inside of the heat retention chamber 13 is The filled inert gas is heated by the heater 20, and after the heated inert gas passes through the vent located below the heat retention chamber 13, it passes around the connection duct 17 and around the solder jet nozzle 14. , And is discharged to the outside from the side opening 12 of the nozzle opening 16 (see the arrow in FIG. 5).
In the embodiment, the heater 20 is introduced into the heat retention chamber 13 via the heater lead 19.
ヒーター２０は好ましくは、接続ダクト１７の周囲を巻回する加熱コイルからなる。この態様においては、接続ダクト１７の外周面に対しすべての方角より加温されるため、特に接続ダクト１７を優先的に加温するのに都合がよい。しかも、この態様の加熱コイルは、接続ダクト１７の外周面に直接接しないので、接続ダクト１７を必要以上に加温することがない一方で、接続ダクト１７の外周面から離れすぎもしないので、接続ダクト１７に対する加温の効果を損なうことがない。 The heater 20 preferably comprises a heating coil wound around the connection duct 17. In this aspect, since the heating is performed from all directions with respect to the outer peripheral surface of the connection duct 17, it is particularly convenient to preferentially heat the connection duct 17. Moreover, since the heating coil of this aspect is not in direct contact with the outer peripheral surface of the connection duct 17, it does not heat the connection duct 17 more than necessary while it does not separate too much from the outer peripheral surface of the connection duct 17. The heating effect on the connection duct 17 is not impaired.
また、該態様においては、不活性ガスは保温チャンバ１３の側部より内部に流入し、そして該保温チャンバ１３内に充満した不活性ガスは接続ダクト１７の周囲及び半田噴流ノズル１４の周囲を通って上昇し、ノズル口１６の側方の開口１２より外部に放出されるが、これにより、下方から上方に向かう加温された不活性ガスの流れを生じる。これにより、加温された不活性ガスが接続ダクト１７及び半田噴流ノズル１４の外周面に沿って、下方から上端部へと流れるので、接続ダクト１７だけでなく、半田噴流ノズル１４の全体にわたる加温をより確実にすることができる。 Also, in this embodiment, the inert gas flows into the interior from the side of the heat retention chamber 13 and the inert gas filled in the heat retention chamber 13 passes around the connection duct 17 and the solder jet nozzle 14. Ascends and is discharged to the outside from the side opening 12 of the nozzle port 16, thereby producing a flow of heated inert gas from the lower side to the upper side. As a result, since the heated inert gas flows along the outer peripheral surface of the connection duct 17 and the solder jet nozzle 14 from the lower side to the upper end portion, not only the connection duct 17 but the entire solder jet nozzle 14 is heated. The temperature can be made more reliable.
該態様において、不活性ガスは、例えば高圧ボンベなどのガス供給源から不活性ガス供給管１８を介して保温チャンバ１３内部に流入される。このとき不活性ガスは、常温であっても、またある程度の温度まで、例えばおよそ１００℃ないし２００℃まで予備加温されていてもよい。そして、保温チャンバ１３内部に流入した不活性ガスは、ヒーター２０によって、最終的におよそ２６０℃ないしおよそ４００℃の範囲の温度に加温される。かかる範囲内にあれば、半田噴流ノズル１４に圧送された溶融半田の温度が十分に必要な温度に維持される一方で、溶融半田の過熱による半田付けのときの基板の他の電子部品への熱の影響を避けることができる。より好ましくは、不活性ガスはおよそ３５０℃まで加温される。また、不活性ガスは、半田噴流ノズル１４に圧送された溶融半田の温度低下が起きないように十分な量で保温チャンバ１３内部に流入される。その流入量はおよそ２０リットル（Ｌ）／分以上であり、好ましくはおよそ２０Ｌ／分以上であり、及びより好ましくは、およそ５０Ｌ／分である。この態様において、不活性ガスとしては例えば、窒素ガス、ヘリウムガス、アルゴンガス、炭酸ガス、蟻酸ガス及びこれらの混合ガス等が挙げられ、好ましくは、窒素ガス、蟻酸ガス及びこれらの混合ガス等が挙げられる。
上記蟻酸ガスは、保温チャンバ１３の内表面を、水素ガスと炭酸ガスの混合ガスから蟻酸を作り得る金属錯体で被覆するか又は保温チャンバ１３の材質を、水素ガスと炭酸ガスの混合ガスから蟻酸を作り得る金属錯体で作ることにより供給することもできる。
In this embodiment, the inert gas is introduced into the inside of the heat retention chamber 13 through the inert gas supply pipe 18 from a gas supply source such as a high pressure cylinder. At this time, the inert gas may be preheated to a certain temperature, for example, about 100 ° C. to 200 ° C., even at normal temperature. Then, the inert gas that has flowed into the heat retention chamber 13 is finally heated by the heater 20 to a temperature in the range of approximately 260 ° C. to approximately 400 ° C. Within this range, the temperature of the molten solder pumped to the solder jet nozzle 14 is maintained at a sufficiently necessary temperature, while the substrate is transferred to other electronic components during soldering due to the overheating of the molten solder. The effects of heat can be avoided. More preferably, the inert gas is warmed to approximately 350 ° C. The inert gas is also introduced into the heat retention chamber 13 in a sufficient amount so that the temperature of the molten solder pressure-fed to the solder jet nozzle 14 does not drop. The inflow is about 20 liters (L) / min or more, preferably about 20 L / min or more, and more preferably about 50 L / min. In this embodiment, examples of the inert gas include nitrogen gas, helium gas, argon gas, carbon dioxide gas, formic acid gas, and a mixed gas thereof, preferably nitrogen gas, formic acid gas and a mixed gas thereof, etc. It can be mentioned.
The formic acid gas covers the inner surface of the heat retention chamber 13 with a metal complex that can form formic acid from a mixed gas of hydrogen gas and carbon dioxide gas, or the material of the heat retention chamber 13 is a formic acid from a mixed gas of hydrogen gas and carbon dioxide gas Can also be supplied by making it with a metal complex that can make
図６に、本発明の局所半田付け装置の更なる別の態様における保温チャンバ周辺の拡大
図を示した。
該態様は、半田槽内の半田表面２５より上方の空間及び保温チャンバ１３内部を不活性ガスで充満させ、そして不活性ガスを半田噴流ノズル１４のノズル口１６の側方より外部に放出させる不活性ガス導入手段を備える。
前記不活性ガス導入手段は、保温チャンバ１３内に流入された不活性ガスの流れが、ヒーター２０に接して加温され、次いで半田槽内の溶融半田表面２５にあたり、その後、接続ダクト１７及び半田噴流ノズル１４の外周面と接触するものである。かかる態様によると、保温チャンバ１３内部に流入した不活性ガスは一旦、ヒーター２０により所要温度又はそれに近い温度まで加温され、その後、高温に保たれた半田槽の溶融半田表面２５にあたって、不活性ガスの温度がさらに上昇される。その後、不活性ガスは、溶融半田表面２５からノズル口１６の側方の開口１２へと向かって上昇して流れるので、接続ダクト１７及び半田噴流ノズル１４の外周面全体を覆うようにして流れ、そして開口１２より保温チャンバ１３外へと排出される。そのため、この態様によると、保温チャンバ１３内部において不活性ガスの温度が所要温度により確実に維持されるので、半田槽内部から基板との接触に至るまでの溶融半田の温度維持がより確実に為される。
FIG. 6 shows an enlarged view around the heat retention chamber in still another embodiment of the local soldering apparatus of the present invention.
In this embodiment, the space above the solder surface 25 in the solder bath and the inside of the heat retention chamber 13 are filled with an inert gas, and the inert gas is released outside from the side of the nozzle opening 16 of the solder jet nozzle 14. An active gas introducing means is provided.
In the inert gas introducing means, the flow of the inert gas introduced into the heat retention chamber 13 is heated in contact with the heater 20 and then hits the molten solder surface 25 in the solder bath, and thereafter the connection duct 17 and the solder It comes in contact with the outer peripheral surface of the jet nozzle 14. According to this aspect, the inert gas that has flowed into the heat retention chamber 13 is temporarily heated to a temperature at or near the required temperature by the heater 20 and then inert to the molten solder surface 25 of the solder bath kept at a high temperature. The temperature of the gas is further raised. Thereafter, since the inert gas flows upward from the molten solder surface 25 to the side opening 12 of the nozzle port 16, it flows so as to cover the entire outer peripheral surface of the connection duct 17 and the solder jet nozzle 14, Then, the heat is discharged from the heat retention chamber 13 through the opening 12. Therefore, according to this aspect, since the temperature of the inert gas is reliably maintained by the required temperature inside the heat retention chamber 13, the temperature maintenance of the molten solder from the inside of the solder tank to the contact with the substrate is more assured. Be done.
該態様においては、加温された不活性ガスは、溶融半田にあたることにより、さらに加温され、そのより高温の状態で接続ダクト１７及び半田噴流ノズル１４の全外周面に沿って下方から上方へと流れるため、半田噴流ノズル１４に圧送された溶融半田の温度低下をより確実に防止でき、また、半田槽内の溶融半田は、半田槽内部から基板に向かって吐出されるまでの移送経路全体に亘って、加温された不活性ガスの流れにより大気と接触することがほぼ完全に防止されるため、半田付け工程において、溶融半田の酸化によるドロス発生及び溶融半田の温度低下による粘度上昇が引き起こす半田付け不良が効果的に防止されることになる。 In this aspect, the heated inert gas is further heated by being in contact with the molten solder, and in the higher temperature state, from the bottom to the top along the entire outer peripheral surface of the connection duct 17 and the solder jet nozzle 14 Therefore, the temperature drop of the molten solder pumped to the solder jet nozzle 14 can be more reliably prevented, and the molten solder in the solder tank is the entire transfer path from the inside of the solder tank to the discharge toward the substrate. In the soldering process, dross generation due to oxidation of the molten solder and increase in viscosity due to temperature decrease of the molten solder occur in the soldering process, because the contact with the atmosphere is almost completely prevented. Soldering defects that cause it will be effectively prevented.
該態様において、不活性ガスは、例えば高圧ボンベなどのガス供給源から不活性ガス供給管１８を介して保温チャンバ１３内部に流入される。このとき不活性ガスは、常温であっても、またある程度の温度まで、例えばおよそ１００℃ないし２００℃まで予備加温されていてもよい。そして、保温チャンバ１３内部に流入した不活性ガスは、ヒーター２０によって、あるいは更に半田槽内の溶融半田表面２５に接することにより、最終的におよそ２６０℃ないしおよそ４００℃の範囲の温度に加温される。かかる範囲内にあれば、半田噴流ノズル１４に圧送された溶融半田の温度が十分に必要な温度に維持される一方で、溶融半田の過熱による半田付けのときの基板の他の電子部品への熱の影響を避けることができる。より好ましくは、不活性ガスはおよそ３５０℃まで加温される。また、不活性ガスは、半田噴流ノズル１４に圧送された溶融半田の温度低下が起きないように十分な量で保温チャンバ１３内部に流入される。その流入量はおよそ２０リットル（Ｌ）／分以上であり、好ましくはおよそ２０Ｌ／分以上であり、及びより好ましくは、およそ５０Ｌ／分である。この態様において、不活性ガスとしては例えば、窒素ガス、ヘリウムガス、アルゴンガス、炭酸ガス、蟻酸ガス及びこれらの混合ガス等が挙げられ、好ましくは、窒素ガス、蟻酸ガス及びこれらの混合ガス等が挙げられる。
上記蟻酸ガスは、保温チャンバ１３の内表面を、水素ガスと炭酸ガスの混合ガスから蟻酸を作り得る金属錯体で被覆するか又は保温チャンバ１３の材質を、水素ガスと炭酸ガスの混合ガスから蟻酸を作り得る金属錯体で作ることにより供給することもできる。
In this embodiment, the inert gas is introduced into the inside of the heat retention chamber 13 through the inert gas supply pipe 18 from a gas supply source such as a high pressure cylinder. At this time, the inert gas may be preheated to a certain temperature, for example, about 100 ° C. to 200 ° C., even at normal temperature. Then, the inert gas that has flowed into the heat retention chamber 13 is heated to a temperature in the range of about 260 ° C. to about 400 ° C. by contacting the molten solder surface 25 in the solder bath or by the heater 20. Be done. Within this range, the temperature of the molten solder pumped to the solder jet nozzle 14 is maintained at a sufficiently necessary temperature, while the substrate is transferred to other electronic components during soldering due to the overheating of the molten solder. The effects of heat can be avoided. More preferably, the inert gas is warmed to approximately 350 ° C. The inert gas is also introduced into the heat retention chamber 13 in a sufficient amount so that the temperature of the molten solder pressure-fed to the solder jet nozzle 14 does not drop. The inflow is about 20 liters (L) / min or more, preferably about 20 L / min or more, and more preferably about 50 L / min. In this embodiment, examples of the inert gas include nitrogen gas, helium gas, argon gas, carbon dioxide gas, formic acid gas, and a mixed gas thereof, preferably nitrogen gas, formic acid gas and a mixed gas thereof, etc. It can be mentioned.
The formic acid gas covers the inner surface of the heat retention chamber 13 with a metal complex that can form formic acid from a mixed gas of hydrogen gas and carbon dioxide gas, or the material of the heat retention chamber 13 is a formic acid from a mixed gas of hydrogen gas and carbon dioxide gas Can also be supplied by making it with a metal complex that can make
図５に示される態様及び図６に示される態様のように、保温チャンバ内への不活性ガス導入手段が備えられる場合、保温チャンバ内に導入された不活性ガスは該保温チャンバに備えられたヒーターにより加温されてノズル口の側方より外部に放出されて半田付け基板に吹き付けられ、吹き付けられた不活性ガスは半田付け部を加熱してフラックスを活性化させるため、基板表面及び部品金属の酸化部を還元しながら半田付けを行うことを可能とするが、これにより、フラックスレスの半田付けも可能となる。 As in the embodiment shown in FIG. 5 and the embodiment shown in FIG. 6, when the inert gas introducing means is provided in the heat retention chamber, the inert gas introduced in the heat retention chamber is provided in the heat retention chamber. The inert gas heated by the heater and discharged to the outside from the side of the nozzle port and sprayed onto the soldered substrate heats the soldered portion and activates the flux, so the substrate surface and metal parts are heated. It is possible to perform soldering while reducing the oxidized part of the above, but this also enables fluxless soldering.
実施例１
図１で示される局所半田付け装置と同様の構造を有する局所半田付け装置であって、以下の構成を有する局所半田付け装置を作成した。
半田槽の材質は、ステンレス鋼であり、接続ダクトの周りには、該ダクト内の半田を加熱しその温度を３００℃の高温に保つためのヒーター手段を備え、フローダクトの内径は５０ｍｍであり、整流ブロックは、図３と同じ形状を有し、該ブロックの弓形の隙間において最も幅広となる部分の幅は、３ｍｍであり、４つの弓形の隙間により形成される隙間の総面積は、１９２．４ｍｍ2（フローダクトの内部の断面積の９．８％）であり、弓形の隙間１５が設けられている部分の厚さＣは、１０ｍｍであり、インペラの支持軸の直径は１２ｍｍであり、該支持軸が貫通する穴の直径は１４ｍｍであり（これにより、半田吸い込み部の面積は、４０．８ｍｍ2となる。）、外部回転体と半田槽１の底壁との間隔は、１ｍｍであり、内部回転体と半田槽の底壁との間隔は、１ｍｍであり、使用した磁石は、サマコバ磁石であり、図４ｂで示されるように、内部回転体の下面及び外部回転体の上面に、１２個の磁石（Ｓ極側が配置された磁石が６個及びＮ極側が配置された磁石が６個）を設置した。
Example 1
A local soldering apparatus having the same structure as the local soldering apparatus shown in FIG. 1 and having the following configuration was produced.
The material of the solder bath is stainless steel, and heater means for heating the solder in the duct and keeping its temperature as high as 300 ° C. is provided around the connection duct, and the inside diameter of the flow duct is 50 mm. The rectifying block has the same shape as in FIG. 3, the width of the widest part of the block in the arcuate gap is 3 mm, and the total area of the gap formed by the four arcuate gaps is 192 .4 mm 2 (9.8% of the cross sectional area of the inside of the flow duct), the thickness C of the portion provided with the arcuate gap 15 is 10 mm, and the diameter of the impeller support shaft is 12 mm The diameter of the hole through which the support shaft penetrates is 14 mm (thereby the area of the solder suction part is 40.8 mm 2 ), and the distance between the external rotating body and the bottom wall of the solder tank 1 is 1 mm. And with the internal rotor The distance between the bottom of the rice tub and the bottom wall is 1 mm, and the magnet used is a samakowa magnet. As shown in FIG. 4b, 12 magnets (on the lower surface of the inner rotating body and the upper surface of the outer rotating body) Six magnets in which the south pole side was disposed and six magnets in which the north pole side was disposed were installed.
比較例１
ブロックの弓形の隙間において最も幅広となる部分の幅を、５ｍｍとし、４つの弓形の隙間により形成される隙間の総面積を、３８４．４ｍｍ2（フローダクトの内部の断面積の１９．６％）とした以外は実施例１と同様にして局所半田付け装置を作成した。
Comparative Example 1
The width of the widest portion of the block's arcuate gaps is 5 mm, and the total area of the gaps formed by the four arcuate gaps is 384.4 mm 2 (19.6% of the cross-sectional area of the inside of the flow duct A local soldering apparatus was produced in the same manner as in Example 1 except that the above was used.
実施例１及び比較例１の局所半田付け装置を用い、噴流ノズルにおける半田面の状態を観察し、以下の表に纏めた。
実施例１の局所半田付け装置は、半田噴流ノズルにおける半田面の上下動が無く、一定の高さに維持され、且つ、ドロスによる目詰まりも発生しないという優れた性能を示した。
上記に対して、比較例１の局所半田付け装置は、半田噴流ノズルから半田が噴流せず、使用に耐える性能を示さなかった。また、比較例１の局所半田付け装置は、フローダクト上部２６において、図７で示されるように半田を中空状に噴流した。
The state of the solder surface of the jet nozzle was observed using the local soldering apparatus of Example 1 and Comparative Example 1, and the results are summarized in the following table.
The local soldering apparatus of Example 1 exhibited excellent performance in that there was no vertical movement of the solder surface in the solder jet nozzle, it was maintained at a constant height, and no clogging due to dross occurred.
In contrast to the above, the local soldering apparatus of Comparative Example 1 did not jet the solder from the solder jet nozzle, and did not exhibit the ability to withstand use. In the local soldering apparatus of Comparative Example 1, the solder was jetted in a hollow shape in the flow duct upper part 26 as shown in FIG.
１：半田槽、２：底壁、３：外部回転体、４：内部回転体、５：駆動軸、６：磁石（外部回転体）、７：インペラ、８：支持軸、９：磁石（内部回転体）、９ａ：Ｓ極側が配置された磁石、９ｂ：Ｎ極側が配置された磁石、１０：フローダクト、１１：整流ブロック、１２：開口、１３：保温チャンバ、１４：半田噴流ノズル、１５：隙間、１６：ノズル口、１７：接続ダクト、１８：不活性ガス供給管、１９：ヒーターリード、２０：ヒーター、２１：半田吸い込み部、２２：セラミックスベアリング、２３：モータ、２４：回転軸
、２５：半田表面、２６：フローダクト上部
1: Solder bath 2: Bottom wall 3: External rotating body 4: Internal rotating body 5: Drive shaft 6: Magnet (external rotating body) 7: Impeller 8: Support shaft 9: Magnet (internal 9a: Magnet arranged at S pole side, 9b: Magnet arranged at N pole side, 10: Flow duct, 11: Rectifying block, 12: Opening, 13: Heat retention chamber, 14: Solder jet nozzle, 15 A: Clearance 16: Nozzle opening 17: Connection duct 18: Inert gas supply pipe 19: Heater lead 20: Heater 21: Solder suction portion 22: Ceramics bearing 23: Motor 24: Rotary shaft 25: Solder surface, 26: upper flow duct
Claims (8)
該外部回転体は、駆動軸を中心に回転自在にそして磁石を該駆動軸の周りに備える一方、該内部回転体は、インペラの支持軸を中心に回転自在にそして磁石を該支持軸の周りに備え、そして該駆動軸と該支持軸は同軸に装備され、且つ外部回転体の磁石と内部回転体の磁石は対峙して配置されてなり、
そして、前記半田槽の内部に前記インペラを上方より覆い被さり設置されたフローダクトと、
該フローダクトの内部に該インペラの上方近傍に該フローダクトの内壁との間に横断面において弓形もしくはこれに近い形状の適当数の隙間を形成するように配置された整流ブロックと、
前記フローダクトの下方に設けられた相対的に高圧流の半田を同フローダクト内部に導入するための半田吸い込み部と、
前記半田槽の上方に設けられた、上部に開口を有する保温チャンバと、
該開口の内部に位置する半田噴流ノズルと、
前記フローダクトの内壁と前記整流ブロックの外面との間の前記横断面において弓形もしくはこれに近い形状の隙間と該半田噴流ノズルのノズル口とが連通するように前記フローダクトの上部と前記半田噴流ノズルとを接続する接続ダクトを備えてなり、そして、
前記半田槽は、表面が窒化処理された非磁性金属から形成されるとともに、横断面において前記弓形もしくはこれに近い形状の隙間は、前記整流ブロックの外面と前記フローダクトの内面との最大の間隔が、前記フローダクトの内径の５乃至７％の間隔に設定されてなることを特徴とする、局所半田付け装置。 A solder vessel, and an external rotating body outside the vessel and an internal rotating body inside the vessel, which are disposed close to each other in close proximity to each other via the bottom wall of the solder vessel,
The outer rotor is rotatable about a drive shaft and is provided with a magnet around the drive shaft, while the inner rotor is rotatable about a support shaft of the impeller and the magnet is around the support shaft And the drive shaft and the support shaft are coaxially equipped, and the magnet of the outer rotating body and the magnet of the inner rotating body are disposed to face each other,
And a flow duct which covers the impeller from above and is installed inside the solder tank,
A flow straightening block disposed inside the flow duct near an upper portion of the impeller so as to form an arc or a similar shape in a cross section between the inner wall and the inner wall of the flow duct;
A solder suction portion provided below the flow duct for introducing a relatively high pressure flow of solder into the flow duct;
A heat retention chamber having an opening at the top, provided above the solder bath;
A solder jet nozzle located inside the opening;
The upper portion of the flow duct and the solder jet flow so that a gap having a bow shape or a shape close thereto in the cross section between the inner wall of the flow duct and the outer surface of the flow straightening block communicates with the nozzle port of the solder jet nozzle. Equipped with a connecting duct that connects with the nozzle, and
The solder bath is formed of a nonmagnetic metal whose surface is nitrided, and the cross section of the arc or a gap close to this is the largest distance between the outer surface of the flow straightening block and the inner surface of the flow duct. The local soldering apparatus is characterized in that it is set at a distance of 5 to 7% of the inner diameter of the flow duct.
The heater means for heating the solder in the inside of the connection duct and keeping the temperature at a high temperature of 260 ° C. or higher is provided around the connection duct. Local soldering device.
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