電子部品実装用噴流波形成装置
【課題】メンテナンス性の向上を図りつつも、漏洩磁界や迷走電流を一層低減して、電子部品の実装を高い信頼性において行うことができるようにすること。
【解決手段】Ｒ−ＡＬＩＰ型電磁ポンプ３００をはんだ槽１０１の外側に設け、特に外部コア３０１ａと移動磁界発生用コイル３０１ｂとが一体に形成された駆動体３０１を挿抜自在に設ける。また、はんだ槽１０１は、はんだの透磁率の少なくとも１００倍以上の透磁率を有すると供に、内部コア３０３の透磁率以上の透磁率を有し、且つ、内部コア３０３の厚さ以上の厚さを有する鉄部材で構成して、はんだ槽１０１の外側に設けられたＲ−ＡＬＩＰ型電磁ポンプ３００から漏洩する磁界がはんだ内へ漏洩しないようにし、交番磁界による迷走電流を生じないように構成したことを特徴とする。
【解決手段】Ｒ−ＡＬＩＰ型電磁ポンプ３００をはんだ槽１０１の外側に設け、特に外部コア３０１ａと移動磁界発生用コイル３０１ｂとが一体に形成された駆動体３０１を挿抜自在に設ける。また、はんだ槽１０１は、はんだの透磁率の少なくとも１００倍以上の透磁率を有すると供に、内部コア３０３の透磁率以上の透磁率を有し、且つ、内部コア３０３の厚さ以上の厚さを有する鉄部材で構成して、はんだ槽１０１の外側に設けられたＲ−ＡＬＩＰ型電磁ポンプ３００から漏洩する磁界がはんだ内へ漏洩しないようにし、交番磁界による迷走電流を生じないように構成したことを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プリント配線板に電子部品のはんだ付け実装を行うための電子部品実装用噴流波形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
送給するべき媒体に直接に電磁力を作用させて推力を発生させ、これをポンプの吐出力および吸い込み力とする電磁ポンプ（ＬＥＰ：linear electromagnetic pump)には、大別して誘導型(induction type)と伝導型(conduction type) とがある。一般的に、送給するべき媒体への通電が不要な誘導型が多く使用されている例が多い。
【０００３】
この誘導型の電磁ポンプには、大別してフラットリニア型（ＦＬＩＰ型：flat linear induction pump）とアニュラリニア型（ＡＬＩＰ型：annular linear induction pump）、そしてヘリカル型（ＨＩＰ型：helical induction pump)とがあり、それぞれ固有の構成を有している。
【０００４】
ＡＬＩＰ型電磁ポンプを使用した電子部品実装用噴流波形成装置の技術として、特許文献１の技術がある。この技術は、ＡＬＩＰ型電磁ポンプそのものを溶融はんだ内で稼働・運転できるように構成し、エネルギー損失を無くしさらに電子部品へのダメージを解消している等々のところに特徴を有している。
【０００５】
特に、電磁ポンプからの漏洩磁界を減衰させる手段として溶融はんだを利用している点が優れている。そして、漏洩磁界によって微小電力や低電圧で作動する部品に対して、はんだ付け実装時にダメージやストレスを与えることがないように配慮されている。
【０００６】
なお、ＡＬＩＰ型電磁ポンプの例としては、特許文献２が参考になる。
【０００７】
誘導型電磁ポンプを使用した電子部品実装用噴流波形成装置は、溶融はんだの噴流状態を安定に維持できると供に溶融はんだを送給するパラメータの再現性と安定性が極めて良好で、いつでも同じ条件のはんだ付け実装が可能になって安定したはんだ付け品質を得ることができる特徴を有している。
【０００８】
しかしながら、特許文献１の技術では、はんだ内にＡＬＩＰ型電磁ポンプを設けているために、該電磁ポンプのメンテナンスや交換の際には、はんだが溶融している状態で電磁ポンプを引き上げなければならないという問題点があった。
【０００９】
そこで、特許文献３に開示されているように、このＡＬＩＰ型電磁ポンプをはんだ槽の槽壁の外側に設けることが考えられた。これにより、はんだ槽の槽壁の外側に位置することになった推力発生流路に溶融はんだを吸い込ませ、その後、吐出する溶融はんだをはんだ槽内に送給する構成となり、はんだ槽の外側に位置するＡＬＩＰ型電磁ポンプのメンテナンスや交換が容易になった。
【特許文献１】特開２００３−１４２８１９号公報
【特許文献２】特開平５−２６０７１９号公報
【特許文献３】２００５−２０５４７９号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
特許文献１の技術では、漏洩磁界を減衰させるために溶融はんだを利用しているために、すなわち溶融はんだにショートリング（ショートバンド）の作用を行わせているために、溶融はんだ内に電流が漏洩することがあった。この漏洩の程度は、問題になるような程度ではないが、電子部品である半導体の微細加工化の急速な進展によって、この電流をも一層低減する必要が将来のおいて予測される。なお、はんだ槽の素材としては、一般的にステンレス部材が使用されているが、ステンレス部材は非磁性体であるために、漏洩磁界を補足することはできない。
【００１１】
また、特許文献３の技術では、電磁ポンプの周囲に発生する漏洩磁界を遮ったり補足したりする手段が無く、この漏洩磁界がプリント配線板とその搭載されている電子部品を曝露する問題がある。なお、この漏洩磁界は、電磁ポンプの吐出口や吸い込み口となる端部において多く発生することが知られている。
【００１２】
本発明は、上記の問題点を解決するためになされたもので、本発明の目的は、上述のようなメンテナンス性の向上を図りつつも、漏洩磁界や迷走電流を一層低減した電子部品実装用噴流波形成装置を実現することによって、電子部品の実装を高い信頼性において行うことができるようにする仕組を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の電子部品実装用噴流波形成装置は、はんだ槽の外側に設けられたＡＬＩＰ型電磁ポンプから漏洩する磁界がはんだ内へ漏洩しないように構成し、交番磁界による迷走電流を生じないように構成したところに特徴がある。
【００１４】
（１）すなわち、アニュラリニア型（ＡＬＩＰ型：annular linear induction pump)電磁ポンプの推力パイプの一端を封止してキャップ形状にすると供にこの推力パイプの内側に挿入される内部コアの軸芯に沿って反転流路を設けることで前記推力パイプと前記内部コアとの間に推力発生流路を形成しこの推力発生流路と前記反転流路とで送給流路を形成した流路反転型のアニュラリニア型（Ｒ−ＡＬＩＰ型：return through type annular linear induction pump)電磁ポンプの推力パイプがはんだ槽の槽壁に設けられると供に外部コアおよび移動磁界発生用コイルが前記推力パイプの外側に環装され、また、前記反転流路が形成された内部コアの反転流路と吹き口体の流入口とが連繋され前記吹き口体の吹き口上に溶融はんだの噴流波を形成する電子部品実装用噴流波形成装置であって、はんだ槽がはんだの透磁率の少なくとも１００倍以上の透磁率を有すると供に前記内部コアの透磁率以上の透磁率を有しかつ前記内部コアの厚さ以上の厚さを有する鉄部材で構成された電子部品実装用噴流波形成装置である。
【００１５】
これにより、電磁ポンプのコアと同等の磁気抵抗を有する磁気回路がはんだ槽に形成され、電磁ポンプから漏洩しようとする磁界の殆どがはんだ槽内を通るようになり、交番磁界がはんだ内に漏洩しなくなる。したがって、交番磁界によって生じる迷走電流をはんだ内に生じることがない。
【００１６】
（２）前記（１）の電子部品実装用噴流波形成装置において、はんだ槽および内部コアの部材として鋳鉄が用いられている電子部品実装用噴流波形成装置である。
【００１７】
鋳鉄の透磁率は数１０００〜１００００程度であり、はんだやステンレス部材の１００倍以上の透磁率を有しているために、電磁ポンプから漏洩しようとする磁界の殆どをはんだ槽で捕捉して遮蔽することができる。特に、内部コアとはんだ槽とに同じ透磁率を有する鋳鉄を使用し、その厚さを揃えるかはんだ槽の方が厚くなるようにすることによって、漏洩磁界の捕捉が確実になる。
【００１８】
（３）前記（１）（２）の電子部品実装用噴流波形成装置において、鉄部材の表面にはんだに対して耐浸食性を有する電気的絶縁層を形成すると供にその厚さを３０μｍ以上に形成した電子部品実装用噴流波形成装置である。
【００１９】
なお、トランス等のように成層されてはいない部材すなわちはんだ槽や内部コア中に交番磁界が通ると、該はんだ槽や内部コア中に渦電流を生じる。そのため、はんだ槽や内部コア中の表面が電気的に絶縁されていないと迷走電流となってはんだ内に流れ広がる可能性がある。そこで、その表面に耐浸食性を有する電気的絶縁層を形成することにより、迷走電流の発生を阻止する。なお、この層がはんだの浸食を受けるとその役割を果たさなくなり、また、過度に薄いと電流が漏洩する可能性がある。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、ＡＬＩＰ型電磁ポンプがはんだ槽の外側に設けられ、特に移動磁界発生用コイルが挿抜自在に設けられるので、該電磁ポンプのメンテナンスや交換等の作業を容易に行うことができる。
【００２１】
また、漏洩磁界や迷走電流を解消できるので、実装される電子部品にダメージやストレスを与えることなく、はんだ付け実装を行うことが可能となり、電子部品の実装を高い信頼性において行うことができる等の効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
〔第１実施形態〕
以下、本発明における電子部品実装用噴流波形成装置の構成例を説明する。
【００２３】
図１は、本発明の第１実施形態を示す電子部品実装用噴流波形成装置の構成の一例を説明する図であり、はんだ槽部分は縦断面で示し、制御系の構成をブロック図で示してある。
【００２４】
図２は、本発明の電子部品実装用噴流波形成装置の全容を説明する斜視図である。
【００２５】
図３は、本発明の電子部品実装用噴流波形成装置のはんだ槽に設けられる推力パイプと、この推力パイプ内に挿入される内部コアと、推力パイプに挿抜自在に設けられる外部コアおよび移動磁界発生用コイルの挿抜関係を説明する分解斜視図である。なお、図１〜図３では、同一のものには同一の符号を付してある。
【００２６】
以下、図１〜図３を用いて、本発明の第１実施形態を示す電子部品実装用噴流波形成装置の構成について説明する。
【００２７】
１０１ははんだ槽である。このはんだ槽１０１内には槽底や槽壁に沿ってヒータ１０９が設けてあり、該はんだ槽１０１内に収容されたはんだ１００を加熱して溶融させ、目的とする温度に保持するように構成されている。
【００２８】
２０１は温度制御装置であり、はんだ１００の温度を制御する。この温度制御装置２０１は、温度センサ１０６の温度検出結果を参照し、はんだ１００の温度が予め指示された温度になるようにヒータ１０９に供給する電力を制御する仕組みである。
【００２９】
また、はんだ槽１０１の槽底の推力パイプ取り付け孔１０８には、ＡＬＩＰ型電磁ポンプ３００の推力パイプ３０２が設けてある。この推力パイプ３０２は、槽底の推力パイプ取り付け孔１０８に溶接やねじ込み等の方法で取り付けてある。
【００３０】
また、この推力パイプ３０２内に、その中心軸に反転流路３０４を設けたパイプ状の内部コア３０３を挿抜自在に挿入する構成となっている。そして、この内部コア３０３の反転流路３０４と吹き口体１０２の流入口１０７が連繋するように構成されている。
【００３１】
吹き口体１０２は、その内部に溶融はんだの流れを整える整流板１０５を有し、その吹き口１０３がはんだ液面上に位置している。すなわち、この吹き口１０３から溶融はんだを噴流させると該吹き口上に噴流波１１０が形成されて、該吹き口１０３に隣接して設けられた案内板１０４を流れ下る仕組みとなっている。
【００３２】
なお、内部コア３０３や吹き口体１０２は、図示しないサポート手段により、はんだ槽１０１に取り付け／取り外しが可能に固定されている。
【００３３】
また、推力パイプ３０２の外側には、内部コア３０３との間に移動磁界を発生させる外部コア３０１ａと移動磁界発生用コイル３０１ｂとが一体に形成された駆動体３０１が、回転可能かつ挿抜可能に設けられている。この駆動体３０１（外部コア３０１ａおよび移動磁界発生コイル３０１ｂ）により、推力パイプ３０２と内部コア３０３との間に推力発生流路３０５が形成され、この推力発生流路３０５から送出される溶融はんだ１００は、内部コア３０３の反転流路３０４を通って吹き口体１０２へ送給される。
【００３４】
なお、駆動体３０１を回転可能にすることで推力パイプ３０２への密着性を向上させることができると供に、最適な磁界分布を選択して推力を安定させることができる。この構成のＡＬＩＰ型電磁ポンプ３００を、流路反転型のアニュラリニア型（Ｒ−ＡＬＩＰ型：return through type annular linear induction pump）電磁ポンプと呼称する。
【００３５】
なお、ＡＬＩＰ型電磁ポンプ３００は、外部コア３０１ａの形状を円柱状に形成することができるため、通常はその外観も円柱状である。また、その内部コア３０３も円柱状であり、該外部コア３０１ａと内部コア３０３との環状の空間すなわち流路に移動磁界を発生させ、該流路のはんだに推力を与えて移動させ、吐出力および吸い込み力を発生させる。なお、〔背景技術〕の欄で示した特許文献１に開示されるＡＬＩＰ型の電磁ポンプは、ポンプ内の流路が直線状であることから、ストレートスルー型と呼称されている。
【００３６】
このＲ−ＡＬＩＰ型電磁ポンプ（以下ＡＬＩＰ型電磁ポンプと総称する）は、多相交流電源装置２０２（例えば、ＶＶＶＦ型３相インバータ電源装置）と接続され、多相交流電力を電磁ポンプの磁界発生用コイル３０１ｂに供給する。
【００３７】
このように、本発明では、図１のように、ＡＬＩＰ型電磁ポンプ３００を、はんだ槽１０１の槽壁の外側に設け、はんだ槽１０１の槽壁の外側に位置することになった推力発生流路３０５に溶融はんだを吸い込ませ、その後、吐出する溶融はんだをはんだ槽内に送給する構成とした。よって、はんだ槽１０１の外側に位置するＡＬＩＰ型電磁ポンプ３００のメンテナンスや交換が容易になった。
【００３８】
なお、この多相交流電源装置２０２は、制御装置２０３との通信によりその出力電圧や周波数、電力等々が任意に調節され制御される構成である。
【００３９】
制御装置２０３は、コンピュータシステムで構成され、キーボード等の指示操作部２０４とＬＣＤ等の表示部２０５と、図示しないＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ，ハードディスク等を備えている。そして、制御装置２０３内のＣＰＵがハードディスクに格納されたプログラムをＲＡＭ上に読み込んで実行することにより各種制御を行うことができる。
【００４０】
制御装置２０３は、指示操作部２０４からの指示により上述の多相交流電源装置２０２の作動を制御する構成である。また、上述の温度制御装置２０１も制御装置２０３との通信によりヒータ１０９への供給電力や温度またＰＩＤ等の制御特性が任意に調節され制御される構成である。
【００４１】
なお、はんだの融点は、はんだの種類により異なる。例を挙げると、従来から使用されてきた錫−鉛はんだ（例えば鉛３７％で残部が錫）では約１８３℃である。また、鉛フリーはんだの錫−亜鉛はんだ（例えば亜鉛９％で残部が錫）では約１９９℃である。さらに、錫−銀−銅はんだ（例えば銀約３．５％，銅約０．７％，残部が錫）では約２２０℃である。
【００４２】
そのため、使用されるはんだの種類により、被はんだ付けワークであるプリント配線板のはんだ付け実装に際して使用されるはんだの温度は異なるが、プリント配線板に搭載される電子部品の耐熱温度が考慮されるため、約２２０℃〜２６０℃程度の範囲で使用される例が最も多い。
【００４３】
また、はんだ槽１０１や内部コア３０３には、ＦＣＤ−４００やＦＣＤ−５００（ＪＩＳ）等の鋳鉄（後述する図４の４０２，４０４）を使用する。ここで、はんだ槽１０１の厚さは内部コア３０３の厚さ以上にする。これは、磁気抵抗が断面積に依存して反比例するからである。すなわち、はんだ槽１０１の厚さを内部コア３０３の厚さ以上にすることによって、電磁ポンプ３００からの漏洩磁界は、その殆どを推力パイプ取り付け孔１０８においてはんだ槽１０１で捕捉してはんだ槽１０１内、即ちはんだ１００内に漏洩することを阻止することができる。図１や後述の図５において破線矢印１９９で示すルートが漏洩磁界が細くされる様子である。
【００４４】
このように、電磁ポンプ３００の外部コア３０１ａから推力発生流路３０５を通り内部コア３０３に至った移動磁界の殆どは、逆のルートを通り外部コア３０１ａに戻るのであるが、どうしても吸い込み口や吐出口となる電磁ポンプ３００の端部においては漏洩磁界を生じ易いが、これがはんだ内に漏洩することを阻止することができる。
【００４５】
また、はんだ槽１００の部材として、従来から使用されているステンレスは、非磁性の部材であり、はんだも同様に非磁性の部材である（最大でも透磁率は数１０程度以下）。これに対し、鋳鉄等の鉄部材の透磁率は、数１０００〜１００００程度であり、この１００倍以上の相違によって、漏洩磁界は磁気抵抗の少ないはんだ槽１００に捕捉される。しかも、電磁ポンプ３００の内部コア３０３の透磁率と同等以上の透磁率を有する鉄部材によりはんだ槽１０１を構成するので、漏洩磁界を確実に捕捉できる。
【００４６】
また、導体内を交番磁界を通ると渦電流を生じる。そのため、はんだ槽１０１や内部コア３０３の表面に、はんだに対して耐久性、即ち耐浸食性を有するところの電気的絶縁物層（後述する図４に示す４０１，４０３）を形成して、この渦電流がはんだ内へ流入して迷走電流となることを阻止する。
【００４７】
この層としては、セラミックス等の層や窒化物層、金属間化合物層（例：鉄−アルミ金属間化合物）、等々を使用することが可能であるが、ポーラスであったり気孔やクラックが在ってはならない。また、その厚さが薄過ぎると漏洩電流を生じ易く絶縁破壊も生じやすい。また、はんだからの浸食によって容易に破壊されやすい。
【００４８】
なお、本発明者は、数年の使用実績から前記層の厚さが３０μｍ以上あれば、少なくとも５年以上の耐久性が得られることを見い出し、生産現場における電子部品を実装するための噴流波形成装置のオーバホール時期と同等の耐久性を確保できる結論を得た。
【００４９】
図４は、図１に示したはんだ槽１０１，内部コア３０３の耐浸食性絶縁層の形成を説明する断面図であり、（ａ）ははんだ層の部分断面図、（ｂ）は内部コアの部分断面図に対応する。
【００５０】
図４（ａ）に示すように、はんだ槽１０１は、その部材として鋳鉄４０２が用いられている。また、はんだ槽１０１の表面には、厚さが３０μｍ以上の耐浸食性絶縁層４０１が形成されている。
【００５１】
図４（ｂ）に示すように、内部コア３０３は、その部材として鋳鉄４０４が用いられている。また、内部コア３０３の表面にも、厚さが３０μｍ以上の耐浸食性絶縁層４０３が形成されている。
【００５２】
なお、はんだ槽１０１は、はんだと触れるのははんだ槽１０１の内側のみであるため、耐浸食性絶縁層４０１は、はんだ槽１０１の内側のみでよいが、外側の面にも形成してもよい。一方、内部コア３０３は、その全ての面がはんだに触れるため、内部コア３０３の全ての面に耐浸食性絶縁層４０３を形成するものとする。
【００５３】
一方で、推力パイプ３０２は非磁性の部材で構成される必要があるため、通常はステンレス部材が使用されている。ステンレス部材は耐浸食性を有しているが、鈴リッチの鉛フリーはんだに対しては、その耐浸食性が必ずしも十分であるとは言えない。そこで、さらに耐浸食性に優れたチタンを使用するとよい。
【００５４】
チタンの磁化率はアルミニウムの磁化率と同等で非磁性の部材である。そして、チタンの熱伝導率は１７〔Ｗ／ｍ・Ｋ〕であり、ステンレス（ＳＵＳ３０４）の熱伝導率は１６〔Ｗ／ｍ・Ｋ〕と同等である。参考までに、チタンの電気比抵抗は０．５５〔μΩ・ｍ〕であり、ステンレス（ＳＵＳ３０４）の電気比抵抗は０．７２〔μΩ・ｍ〕と同等である。そして、錫リッチ鉛フリーはんだに使用される錫の電気比抵抗は０．１２〔μΩ・ｍ〕であり、また銅の電気比抵抗は０．０１７〔μΩ・ｍ〕で、ステンレスやチタンの電気比抵抗は錫リッチ鉛フリーはんだや銅の５〜３０倍以上の値である。したがって、駆動耐３０１で派生した熱損をはんだへ伝導して該駆動体３０１を冷却し熱損を有効利用する観点からも、推力パイプ３０２をチタン材で構成することが好適と言える。
【００５５】
なお、推力パイプ３０２には移動磁界が直接に貫通するが、はんだ槽１０１自体や内部コア３０３のようにはんだ槽の内面には位置しない構成であるため、この推力パイプ３０２に発生する過電流が迷走電流としてはんだ槽１０１内のはんだ１００内に広がることは極めて少ない。しかし、はんだ１００による浸食を防止することや渦電流が迷走電流となって広がることを完全に柳止する上では、この推力パイプ３０２にもはんだに対して耐浸食性を有する電気的絶縁層を形成しておくことも有意である。
【００５６】
以上説明したように、本実施形態の電子部品実装用噴流波形成装置によれば、ＡＬＩＰ型電磁ポンプ３００が、はんだ槽１０１の外側に設けられ、特に移動磁界発生用コイル３０１ｂが挿抜自在に設けられるので、電磁ポンプのメンテナンスや交換等の作業を容易に行うことができる。
【００５７】
また、はんだ槽１０１が、はんだの透磁率の少なくとも１００倍以上の透磁率を有すると供に、内部コア３０３の透磁率以上の透磁率を有し、かつ内部コア３０３の厚さ以上の厚さを有する鉄部材で構成されているので、漏洩磁界や迷走電流を解消でき、実装される電子部品にダメージやストレスを与えることなく、はんだ付け実装を行うことが可能となり、電子部品の実装を高い信頼性において行うことができる。
【００５８】
〔第２実施形態〕
以下、図５を参照して、本発明の第２実施形態を示す電子部品実装用噴流波形成装置の構成について説明する。
【００５９】
図５は、本発明の第２実施形態を示す電子部品実装用噴流波形成装置の構成の一例を説明する図であり、はんだ槽部分は縦断面で示し、制御系の構成をブロック図で示してある。なお、図１と同一のものには同一の符号を付してある。また、本実施形態の構成と図１に示した第１実施形態の構成との相違点は、電子部品実装用噴流波形成装置の最大寸法を変えることなくはんだ槽の容積を大きくするために、はんだ槽１０１の槽底に駆動体３０１（外部コア３０１ａおよび移動磁界発生用コイル３０１ｂ）が嵌入され得るように凹部１１１を設けた点にある。
【００６０】
また、このような構成にすると、電磁ポンプ３００で発生した熱損失を推力発生流路３０５からだけではなく駆動体３０１（外部コア３０１ａおよび移動磁界発生用コイル３０１ｂ）からはんだ槽１０１とその内部のはんだ１００に直接的に伝導させ、はんだ付け装置全体で見た総合エネルギー効率も高めることができるようになる。
【００６１】
さらには、電磁ポンプ３００全体を、鉄部材であるはんだ槽１０１で覆うようになるので、漏洩磁界の発生がより一層確実に阻止できるようになる。
【００６２】
なお、はんだ槽１０１の容積を増大させて、はんだ収容量を大きくすることにより、被はんだ付けワークが噴流波に接触した際の、はんだの温度の低下量を少なくすることが可能になり、大量生産を行う際にはんだ温度を安定に維持できる利点がある。
【００６３】
以上説明したように、本発明の電子部品実装用噴流波形成装置は、はんだ槽１０１の外側に設けられたＡＬＩＰ型電磁ポンプ３００から漏洩する磁界がはんだ内へ漏洩しないように構成し、交番磁界による迷走電流を生じないように構成したところに特徴がある。
【００６４】
まず、アニュラリニア型（ＡＬＩＰ型：annular linear induction pump）電磁ポンプ３００の推力パイプの一端を封止してキャップ形状にすると供にこの推力パイプ３０２の内側に挿入される内部コア３０３の軸芯に沿って反転流路３０４を設けることで、推力パイプ３０２と内部コア３０３との間に推力発生流路３０５を形成し、この推力発生流路３０５と反転流路３０４とで送給流路を形成した流路反転型のアニュラリニア型（Ｒ−ＡＬＩＰ型：return through type annular linear induction pump）電磁ポンプ３００の推力パイプ３０２が、はんだ槽１００の槽壁に設けられると供に、外部コア３０１ａおよび移動磁界発生用コイル３０１ｂ（駆動体３０１）が前記推力パイプ３０２の外側に環装され、また、反転流路３０４が形成された内部コア３０３の反転流路３０４と吹き口体１０２の流入口１０７とが連繋され、前記吹き口体１０２の吹き口１０３上に溶融はんだの噴流波１１０を形成する電子部品実装用噴流波形成装置であって、さらに、はんだ槽１０１がはんだの透磁率の少なくとも１００倍以上の透磁率を有すると供に、前記内部コア３０３の透磁率以上の透磁率を有し、かつ前記内部コア３０３の厚さ以上の厚さを有する鉄部材で構成される。
【００６５】
この構成により、電磁ポンプ３００のコアと同等の磁気抵抗を有する磁気回路がはんだ槽１０１に形成され、電磁ポンプ３００から漏洩しようとする磁界の殆どが、はんだ槽３００内を通るようになり、交番磁界がはんだ内に漏洩しなくなる。したがって、交番磁界によって生じる迷走電流をはんだ内に生じることがない。
【００６６】
また、上述の構成の電子部品実装用噴流波形成装置において、はんだ槽１０１および内部コア３０３の部材として鋳鉄が用いられている。鋳鉄の透磁率は、数１０００〜１００００程度であり、はんだやステンレス部材の１００倍以上の透磁率を有しているために、電磁ポンプ３００から漏洩しようとする磁界の殆どをはんだ槽で捕捉して遮蔽することができる。特に、内部コア３０３とはんだ槽１０１とに同じ透磁率を有する鋳鉄を使用し、その厚さを揃えるかはんだ槽の方が厚くなるようにすることによって、漏洩磁界の捕捉が確実になる。
【００６７】
さらに、上記各構成の電子部品実装用噴流波形成装置において、鉄部材の表面にはんだに対して耐浸食性を有する電気的絶縁層を形成すると供に、その厚さを３０μｍ以上に形成する構成とする。
【００６８】
なお、トランス等のように成層されてはいない部材、即ちはんだ槽１０１や内部コア３０３中に交番磁界が通ると、該はんだ槽１０１や内部コア３０３中に渦電流を生じる。そのため、はんだ槽や内部コア中の表面が電気的に絶縁されていないと迷走電流となってはんだ内に流れ広がる可能性がある。そこで、その表面に耐浸食性を有する電気的絶縁層を形成することにより、迷走電流の発生を阻止する。なお、この層がはんだの浸食を受けるとその役割を果たさなくなり、また、過度に薄いと電流が漏洩する可能性がある。
【産業上の利用可能性】
【００６９】
本発明に係る電子部品実装用噴流波形成装置は、電子部品をプリント配線板にはんだ付け実装する際に使用される。本発明により、電子部品実装用噴流波形成装置のメンテナンス休止時間の短縮が可能になり、漏洩磁界や迷走電流の影響を電子部品に与えない高信頼のはんだ付け実装を高い生産性において実現することができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】本発明の第１実施形態を示す電子部品実装用噴流波形成装置の構成の一例を説明する図である。
【図２】本発明の電子部品実装用噴流波形成装置の全容を説明する斜視図である。
【図３】本発明の電子部品実装用噴流波形成装置のはんだ槽に設けられる推力パイプと、この推力パイプ内に挿入される内部コアと、推力パイプに挿抜自在に設けられる外部コアおよび移動磁界発生用コイルの挿抜関係を説明する分解斜視図である。
【図４】図１に示したはんだ槽，内部コアの耐浸食性絶縁層の形成を説明する断面図である。
【図５】本発明の第２実施形態を示す電子部品実装用噴流波形成装置の構成の一例を説明する図である。
【符号の説明】
【００７１】
１００ はんだ
１０１ はんだ槽
１０６ 温度センサ
１０９ ヒータ
２０１ 温度制御装置
２０２ 多相交流電源装置
２０３ 制御装置
２０４ 指示操作部
３００ 反転式ＡＬＩＰ型電磁ポンプ
３０１ 駆動体
３０１ａ 外部コア
３０１ｂ 移動磁界発生用コイル
３０２ 推力パイプ
３０３ 内部コア
３０４ 反転流路
３０５ 推力発生流路
４０１，４０３ 電気的絶縁層
４０２，４０４ 鋳鉄
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プリント配線板に電子部品のはんだ付け実装を行うための電子部品実装用噴流波形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
送給するべき媒体に直接に電磁力を作用させて推力を発生させ、これをポンプの吐出力および吸い込み力とする電磁ポンプ（ＬＥＰ：linear electromagnetic pump)には、大別して誘導型(induction type)と伝導型(conduction type) とがある。一般的に、送給するべき媒体への通電が不要な誘導型が多く使用されている例が多い。
【０００３】
この誘導型の電磁ポンプには、大別してフラットリニア型（ＦＬＩＰ型：flat linear induction pump）とアニュラリニア型（ＡＬＩＰ型：annular linear induction pump）、そしてヘリカル型（ＨＩＰ型：helical induction pump)とがあり、それぞれ固有の構成を有している。
【０００４】
ＡＬＩＰ型電磁ポンプを使用した電子部品実装用噴流波形成装置の技術として、特許文献１の技術がある。この技術は、ＡＬＩＰ型電磁ポンプそのものを溶融はんだ内で稼働・運転できるように構成し、エネルギー損失を無くしさらに電子部品へのダメージを解消している等々のところに特徴を有している。
【０００５】
特に、電磁ポンプからの漏洩磁界を減衰させる手段として溶融はんだを利用している点が優れている。そして、漏洩磁界によって微小電力や低電圧で作動する部品に対して、はんだ付け実装時にダメージやストレスを与えることがないように配慮されている。
【０００６】
なお、ＡＬＩＰ型電磁ポンプの例としては、特許文献２が参考になる。
【０００７】
誘導型電磁ポンプを使用した電子部品実装用噴流波形成装置は、溶融はんだの噴流状態を安定に維持できると供に溶融はんだを送給するパラメータの再現性と安定性が極めて良好で、いつでも同じ条件のはんだ付け実装が可能になって安定したはんだ付け品質を得ることができる特徴を有している。
【０００８】
しかしながら、特許文献１の技術では、はんだ内にＡＬＩＰ型電磁ポンプを設けているために、該電磁ポンプのメンテナンスや交換の際には、はんだが溶融している状態で電磁ポンプを引き上げなければならないという問題点があった。
【０００９】
そこで、特許文献３に開示されているように、このＡＬＩＰ型電磁ポンプをはんだ槽の槽壁の外側に設けることが考えられた。これにより、はんだ槽の槽壁の外側に位置することになった推力発生流路に溶融はんだを吸い込ませ、その後、吐出する溶融はんだをはんだ槽内に送給する構成となり、はんだ槽の外側に位置するＡＬＩＰ型電磁ポンプのメンテナンスや交換が容易になった。
【特許文献１】特開２００３−１４２８１９号公報
【特許文献２】特開平５−２６０７１９号公報
【特許文献３】２００５−２０５４７９号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
特許文献１の技術では、漏洩磁界を減衰させるために溶融はんだを利用しているために、すなわち溶融はんだにショートリング（ショートバンド）の作用を行わせているために、溶融はんだ内に電流が漏洩することがあった。この漏洩の程度は、問題になるような程度ではないが、電子部品である半導体の微細加工化の急速な進展によって、この電流をも一層低減する必要が将来のおいて予測される。なお、はんだ槽の素材としては、一般的にステンレス部材が使用されているが、ステンレス部材は非磁性体であるために、漏洩磁界を補足することはできない。
【００１１】
また、特許文献３の技術では、電磁ポンプの周囲に発生する漏洩磁界を遮ったり補足したりする手段が無く、この漏洩磁界がプリント配線板とその搭載されている電子部品を曝露する問題がある。なお、この漏洩磁界は、電磁ポンプの吐出口や吸い込み口となる端部において多く発生することが知られている。
【００１２】
本発明は、上記の問題点を解決するためになされたもので、本発明の目的は、上述のようなメンテナンス性の向上を図りつつも、漏洩磁界や迷走電流を一層低減した電子部品実装用噴流波形成装置を実現することによって、電子部品の実装を高い信頼性において行うことができるようにする仕組を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の電子部品実装用噴流波形成装置は、はんだ槽の外側に設けられたＡＬＩＰ型電磁ポンプから漏洩する磁界がはんだ内へ漏洩しないように構成し、交番磁界による迷走電流を生じないように構成したところに特徴がある。
【００１４】
（１）すなわち、アニュラリニア型（ＡＬＩＰ型：annular linear induction pump)電磁ポンプの推力パイプの一端を封止してキャップ形状にすると供にこの推力パイプの内側に挿入される内部コアの軸芯に沿って反転流路を設けることで前記推力パイプと前記内部コアとの間に推力発生流路を形成しこの推力発生流路と前記反転流路とで送給流路を形成した流路反転型のアニュラリニア型（Ｒ−ＡＬＩＰ型：return through type annular linear induction pump)電磁ポンプの推力パイプがはんだ槽の槽壁に設けられると供に外部コアおよび移動磁界発生用コイルが前記推力パイプの外側に環装され、また、前記反転流路が形成された内部コアの反転流路と吹き口体の流入口とが連繋され前記吹き口体の吹き口上に溶融はんだの噴流波を形成する電子部品実装用噴流波形成装置であって、はんだ槽がはんだの透磁率の少なくとも１００倍以上の透磁率を有すると供に前記内部コアの透磁率以上の透磁率を有しかつ前記内部コアの厚さ以上の厚さを有する鉄部材で構成された電子部品実装用噴流波形成装置である。
【００１５】
これにより、電磁ポンプのコアと同等の磁気抵抗を有する磁気回路がはんだ槽に形成され、電磁ポンプから漏洩しようとする磁界の殆どがはんだ槽内を通るようになり、交番磁界がはんだ内に漏洩しなくなる。したがって、交番磁界によって生じる迷走電流をはんだ内に生じることがない。
【００１６】
（２）前記（１）の電子部品実装用噴流波形成装置において、はんだ槽および内部コアの部材として鋳鉄が用いられている電子部品実装用噴流波形成装置である。
【００１７】
鋳鉄の透磁率は数１０００〜１００００程度であり、はんだやステンレス部材の１００倍以上の透磁率を有しているために、電磁ポンプから漏洩しようとする磁界の殆どをはんだ槽で捕捉して遮蔽することができる。特に、内部コアとはんだ槽とに同じ透磁率を有する鋳鉄を使用し、その厚さを揃えるかはんだ槽の方が厚くなるようにすることによって、漏洩磁界の捕捉が確実になる。
【００１８】
（３）前記（１）（２）の電子部品実装用噴流波形成装置において、鉄部材の表面にはんだに対して耐浸食性を有する電気的絶縁層を形成すると供にその厚さを３０μｍ以上に形成した電子部品実装用噴流波形成装置である。
【００１９】
なお、トランス等のように成層されてはいない部材すなわちはんだ槽や内部コア中に交番磁界が通ると、該はんだ槽や内部コア中に渦電流を生じる。そのため、はんだ槽や内部コア中の表面が電気的に絶縁されていないと迷走電流となってはんだ内に流れ広がる可能性がある。そこで、その表面に耐浸食性を有する電気的絶縁層を形成することにより、迷走電流の発生を阻止する。なお、この層がはんだの浸食を受けるとその役割を果たさなくなり、また、過度に薄いと電流が漏洩する可能性がある。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、ＡＬＩＰ型電磁ポンプがはんだ槽の外側に設けられ、特に移動磁界発生用コイルが挿抜自在に設けられるので、該電磁ポンプのメンテナンスや交換等の作業を容易に行うことができる。
【００２１】
また、漏洩磁界や迷走電流を解消できるので、実装される電子部品にダメージやストレスを与えることなく、はんだ付け実装を行うことが可能となり、電子部品の実装を高い信頼性において行うことができる等の効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
〔第１実施形態〕
以下、本発明における電子部品実装用噴流波形成装置の構成例を説明する。
【００２３】
図１は、本発明の第１実施形態を示す電子部品実装用噴流波形成装置の構成の一例を説明する図であり、はんだ槽部分は縦断面で示し、制御系の構成をブロック図で示してある。
【００２４】
図２は、本発明の電子部品実装用噴流波形成装置の全容を説明する斜視図である。
【００２５】
図３は、本発明の電子部品実装用噴流波形成装置のはんだ槽に設けられる推力パイプと、この推力パイプ内に挿入される内部コアと、推力パイプに挿抜自在に設けられる外部コアおよび移動磁界発生用コイルの挿抜関係を説明する分解斜視図である。なお、図１〜図３では、同一のものには同一の符号を付してある。
【００２６】
以下、図１〜図３を用いて、本発明の第１実施形態を示す電子部品実装用噴流波形成装置の構成について説明する。
【００２７】
１０１ははんだ槽である。このはんだ槽１０１内には槽底や槽壁に沿ってヒータ１０９が設けてあり、該はんだ槽１０１内に収容されたはんだ１００を加熱して溶融させ、目的とする温度に保持するように構成されている。
【００２８】
２０１は温度制御装置であり、はんだ１００の温度を制御する。この温度制御装置２０１は、温度センサ１０６の温度検出結果を参照し、はんだ１００の温度が予め指示された温度になるようにヒータ１０９に供給する電力を制御する仕組みである。
【００２９】
また、はんだ槽１０１の槽底の推力パイプ取り付け孔１０８には、ＡＬＩＰ型電磁ポンプ３００の推力パイプ３０２が設けてある。この推力パイプ３０２は、槽底の推力パイプ取り付け孔１０８に溶接やねじ込み等の方法で取り付けてある。
【００３０】
また、この推力パイプ３０２内に、その中心軸に反転流路３０４を設けたパイプ状の内部コア３０３を挿抜自在に挿入する構成となっている。そして、この内部コア３０３の反転流路３０４と吹き口体１０２の流入口１０７が連繋するように構成されている。
【００３１】
吹き口体１０２は、その内部に溶融はんだの流れを整える整流板１０５を有し、その吹き口１０３がはんだ液面上に位置している。すなわち、この吹き口１０３から溶融はんだを噴流させると該吹き口上に噴流波１１０が形成されて、該吹き口１０３に隣接して設けられた案内板１０４を流れ下る仕組みとなっている。
【００３２】
なお、内部コア３０３や吹き口体１０２は、図示しないサポート手段により、はんだ槽１０１に取り付け／取り外しが可能に固定されている。
【００３３】
また、推力パイプ３０２の外側には、内部コア３０３との間に移動磁界を発生させる外部コア３０１ａと移動磁界発生用コイル３０１ｂとが一体に形成された駆動体３０１が、回転可能かつ挿抜可能に設けられている。この駆動体３０１（外部コア３０１ａおよび移動磁界発生コイル３０１ｂ）により、推力パイプ３０２と内部コア３０３との間に推力発生流路３０５が形成され、この推力発生流路３０５から送出される溶融はんだ１００は、内部コア３０３の反転流路３０４を通って吹き口体１０２へ送給される。
【００３４】
なお、駆動体３０１を回転可能にすることで推力パイプ３０２への密着性を向上させることができると供に、最適な磁界分布を選択して推力を安定させることができる。この構成のＡＬＩＰ型電磁ポンプ３００を、流路反転型のアニュラリニア型（Ｒ−ＡＬＩＰ型：return through type annular linear induction pump）電磁ポンプと呼称する。
【００３５】
なお、ＡＬＩＰ型電磁ポンプ３００は、外部コア３０１ａの形状を円柱状に形成することができるため、通常はその外観も円柱状である。また、その内部コア３０３も円柱状であり、該外部コア３０１ａと内部コア３０３との環状の空間すなわち流路に移動磁界を発生させ、該流路のはんだに推力を与えて移動させ、吐出力および吸い込み力を発生させる。なお、〔背景技術〕の欄で示した特許文献１に開示されるＡＬＩＰ型の電磁ポンプは、ポンプ内の流路が直線状であることから、ストレートスルー型と呼称されている。
【００３６】
このＲ−ＡＬＩＰ型電磁ポンプ（以下ＡＬＩＰ型電磁ポンプと総称する）は、多相交流電源装置２０２（例えば、ＶＶＶＦ型３相インバータ電源装置）と接続され、多相交流電力を電磁ポンプの磁界発生用コイル３０１ｂに供給する。
【００３７】
このように、本発明では、図１のように、ＡＬＩＰ型電磁ポンプ３００を、はんだ槽１０１の槽壁の外側に設け、はんだ槽１０１の槽壁の外側に位置することになった推力発生流路３０５に溶融はんだを吸い込ませ、その後、吐出する溶融はんだをはんだ槽内に送給する構成とした。よって、はんだ槽１０１の外側に位置するＡＬＩＰ型電磁ポンプ３００のメンテナンスや交換が容易になった。
【００３８】
なお、この多相交流電源装置２０２は、制御装置２０３との通信によりその出力電圧や周波数、電力等々が任意に調節され制御される構成である。
【００３９】
制御装置２０３は、コンピュータシステムで構成され、キーボード等の指示操作部２０４とＬＣＤ等の表示部２０５と、図示しないＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ，ハードディスク等を備えている。そして、制御装置２０３内のＣＰＵがハードディスクに格納されたプログラムをＲＡＭ上に読み込んで実行することにより各種制御を行うことができる。
【００４０】
制御装置２０３は、指示操作部２０４からの指示により上述の多相交流電源装置２０２の作動を制御する構成である。また、上述の温度制御装置２０１も制御装置２０３との通信によりヒータ１０９への供給電力や温度またＰＩＤ等の制御特性が任意に調節され制御される構成である。
【００４１】
なお、はんだの融点は、はんだの種類により異なる。例を挙げると、従来から使用されてきた錫−鉛はんだ（例えば鉛３７％で残部が錫）では約１８３℃である。また、鉛フリーはんだの錫−亜鉛はんだ（例えば亜鉛９％で残部が錫）では約１９９℃である。さらに、錫−銀−銅はんだ（例えば銀約３．５％，銅約０．７％，残部が錫）では約２２０℃である。
【００４２】
そのため、使用されるはんだの種類により、被はんだ付けワークであるプリント配線板のはんだ付け実装に際して使用されるはんだの温度は異なるが、プリント配線板に搭載される電子部品の耐熱温度が考慮されるため、約２２０℃〜２６０℃程度の範囲で使用される例が最も多い。
【００４３】
また、はんだ槽１０１や内部コア３０３には、ＦＣＤ−４００やＦＣＤ−５００（ＪＩＳ）等の鋳鉄（後述する図４の４０２，４０４）を使用する。ここで、はんだ槽１０１の厚さは内部コア３０３の厚さ以上にする。これは、磁気抵抗が断面積に依存して反比例するからである。すなわち、はんだ槽１０１の厚さを内部コア３０３の厚さ以上にすることによって、電磁ポンプ３００からの漏洩磁界は、その殆どを推力パイプ取り付け孔１０８においてはんだ槽１０１で捕捉してはんだ槽１０１内、即ちはんだ１００内に漏洩することを阻止することができる。図１や後述の図５において破線矢印１９９で示すルートが漏洩磁界が細くされる様子である。
【００４４】
このように、電磁ポンプ３００の外部コア３０１ａから推力発生流路３０５を通り内部コア３０３に至った移動磁界の殆どは、逆のルートを通り外部コア３０１ａに戻るのであるが、どうしても吸い込み口や吐出口となる電磁ポンプ３００の端部においては漏洩磁界を生じ易いが、これがはんだ内に漏洩することを阻止することができる。
【００４５】
また、はんだ槽１００の部材として、従来から使用されているステンレスは、非磁性の部材であり、はんだも同様に非磁性の部材である（最大でも透磁率は数１０程度以下）。これに対し、鋳鉄等の鉄部材の透磁率は、数１０００〜１００００程度であり、この１００倍以上の相違によって、漏洩磁界は磁気抵抗の少ないはんだ槽１００に捕捉される。しかも、電磁ポンプ３００の内部コア３０３の透磁率と同等以上の透磁率を有する鉄部材によりはんだ槽１０１を構成するので、漏洩磁界を確実に捕捉できる。
【００４６】
また、導体内を交番磁界を通ると渦電流を生じる。そのため、はんだ槽１０１や内部コア３０３の表面に、はんだに対して耐久性、即ち耐浸食性を有するところの電気的絶縁物層（後述する図４に示す４０１，４０３）を形成して、この渦電流がはんだ内へ流入して迷走電流となることを阻止する。
【００４７】
この層としては、セラミックス等の層や窒化物層、金属間化合物層（例：鉄−アルミ金属間化合物）、等々を使用することが可能であるが、ポーラスであったり気孔やクラックが在ってはならない。また、その厚さが薄過ぎると漏洩電流を生じ易く絶縁破壊も生じやすい。また、はんだからの浸食によって容易に破壊されやすい。
【００４８】
なお、本発明者は、数年の使用実績から前記層の厚さが３０μｍ以上あれば、少なくとも５年以上の耐久性が得られることを見い出し、生産現場における電子部品を実装するための噴流波形成装置のオーバホール時期と同等の耐久性を確保できる結論を得た。
【００４９】
図４は、図１に示したはんだ槽１０１，内部コア３０３の耐浸食性絶縁層の形成を説明する断面図であり、（ａ）ははんだ層の部分断面図、（ｂ）は内部コアの部分断面図に対応する。
【００５０】
図４（ａ）に示すように、はんだ槽１０１は、その部材として鋳鉄４０２が用いられている。また、はんだ槽１０１の表面には、厚さが３０μｍ以上の耐浸食性絶縁層４０１が形成されている。
【００５１】
図４（ｂ）に示すように、内部コア３０３は、その部材として鋳鉄４０４が用いられている。また、内部コア３０３の表面にも、厚さが３０μｍ以上の耐浸食性絶縁層４０３が形成されている。
【００５２】
なお、はんだ槽１０１は、はんだと触れるのははんだ槽１０１の内側のみであるため、耐浸食性絶縁層４０１は、はんだ槽１０１の内側のみでよいが、外側の面にも形成してもよい。一方、内部コア３０３は、その全ての面がはんだに触れるため、内部コア３０３の全ての面に耐浸食性絶縁層４０３を形成するものとする。
【００５３】
一方で、推力パイプ３０２は非磁性の部材で構成される必要があるため、通常はステンレス部材が使用されている。ステンレス部材は耐浸食性を有しているが、鈴リッチの鉛フリーはんだに対しては、その耐浸食性が必ずしも十分であるとは言えない。そこで、さらに耐浸食性に優れたチタンを使用するとよい。
【００５４】
チタンの磁化率はアルミニウムの磁化率と同等で非磁性の部材である。そして、チタンの熱伝導率は１７〔Ｗ／ｍ・Ｋ〕であり、ステンレス（ＳＵＳ３０４）の熱伝導率は１６〔Ｗ／ｍ・Ｋ〕と同等である。参考までに、チタンの電気比抵抗は０．５５〔μΩ・ｍ〕であり、ステンレス（ＳＵＳ３０４）の電気比抵抗は０．７２〔μΩ・ｍ〕と同等である。そして、錫リッチ鉛フリーはんだに使用される錫の電気比抵抗は０．１２〔μΩ・ｍ〕であり、また銅の電気比抵抗は０．０１７〔μΩ・ｍ〕で、ステンレスやチタンの電気比抵抗は錫リッチ鉛フリーはんだや銅の５〜３０倍以上の値である。したがって、駆動耐３０１で派生した熱損をはんだへ伝導して該駆動体３０１を冷却し熱損を有効利用する観点からも、推力パイプ３０２をチタン材で構成することが好適と言える。
【００５５】
なお、推力パイプ３０２には移動磁界が直接に貫通するが、はんだ槽１０１自体や内部コア３０３のようにはんだ槽の内面には位置しない構成であるため、この推力パイプ３０２に発生する過電流が迷走電流としてはんだ槽１０１内のはんだ１００内に広がることは極めて少ない。しかし、はんだ１００による浸食を防止することや渦電流が迷走電流となって広がることを完全に柳止する上では、この推力パイプ３０２にもはんだに対して耐浸食性を有する電気的絶縁層を形成しておくことも有意である。
【００５６】
以上説明したように、本実施形態の電子部品実装用噴流波形成装置によれば、ＡＬＩＰ型電磁ポンプ３００が、はんだ槽１０１の外側に設けられ、特に移動磁界発生用コイル３０１ｂが挿抜自在に設けられるので、電磁ポンプのメンテナンスや交換等の作業を容易に行うことができる。
【００５７】
また、はんだ槽１０１が、はんだの透磁率の少なくとも１００倍以上の透磁率を有すると供に、内部コア３０３の透磁率以上の透磁率を有し、かつ内部コア３０３の厚さ以上の厚さを有する鉄部材で構成されているので、漏洩磁界や迷走電流を解消でき、実装される電子部品にダメージやストレスを与えることなく、はんだ付け実装を行うことが可能となり、電子部品の実装を高い信頼性において行うことができる。
【００５８】
〔第２実施形態〕
以下、図５を参照して、本発明の第２実施形態を示す電子部品実装用噴流波形成装置の構成について説明する。
【００５９】
図５は、本発明の第２実施形態を示す電子部品実装用噴流波形成装置の構成の一例を説明する図であり、はんだ槽部分は縦断面で示し、制御系の構成をブロック図で示してある。なお、図１と同一のものには同一の符号を付してある。また、本実施形態の構成と図１に示した第１実施形態の構成との相違点は、電子部品実装用噴流波形成装置の最大寸法を変えることなくはんだ槽の容積を大きくするために、はんだ槽１０１の槽底に駆動体３０１（外部コア３０１ａおよび移動磁界発生用コイル３０１ｂ）が嵌入され得るように凹部１１１を設けた点にある。
【００６０】
また、このような構成にすると、電磁ポンプ３００で発生した熱損失を推力発生流路３０５からだけではなく駆動体３０１（外部コア３０１ａおよび移動磁界発生用コイル３０１ｂ）からはんだ槽１０１とその内部のはんだ１００に直接的に伝導させ、はんだ付け装置全体で見た総合エネルギー効率も高めることができるようになる。
【００６１】
さらには、電磁ポンプ３００全体を、鉄部材であるはんだ槽１０１で覆うようになるので、漏洩磁界の発生がより一層確実に阻止できるようになる。
【００６２】
なお、はんだ槽１０１の容積を増大させて、はんだ収容量を大きくすることにより、被はんだ付けワークが噴流波に接触した際の、はんだの温度の低下量を少なくすることが可能になり、大量生産を行う際にはんだ温度を安定に維持できる利点がある。
【００６３】
以上説明したように、本発明の電子部品実装用噴流波形成装置は、はんだ槽１０１の外側に設けられたＡＬＩＰ型電磁ポンプ３００から漏洩する磁界がはんだ内へ漏洩しないように構成し、交番磁界による迷走電流を生じないように構成したところに特徴がある。
【００６４】
まず、アニュラリニア型（ＡＬＩＰ型：annular linear induction pump）電磁ポンプ３００の推力パイプの一端を封止してキャップ形状にすると供にこの推力パイプ３０２の内側に挿入される内部コア３０３の軸芯に沿って反転流路３０４を設けることで、推力パイプ３０２と内部コア３０３との間に推力発生流路３０５を形成し、この推力発生流路３０５と反転流路３０４とで送給流路を形成した流路反転型のアニュラリニア型（Ｒ−ＡＬＩＰ型：return through type annular linear induction pump）電磁ポンプ３００の推力パイプ３０２が、はんだ槽１００の槽壁に設けられると供に、外部コア３０１ａおよび移動磁界発生用コイル３０１ｂ（駆動体３０１）が前記推力パイプ３０２の外側に環装され、また、反転流路３０４が形成された内部コア３０３の反転流路３０４と吹き口体１０２の流入口１０７とが連繋され、前記吹き口体１０２の吹き口１０３上に溶融はんだの噴流波１１０を形成する電子部品実装用噴流波形成装置であって、さらに、はんだ槽１０１がはんだの透磁率の少なくとも１００倍以上の透磁率を有すると供に、前記内部コア３０３の透磁率以上の透磁率を有し、かつ前記内部コア３０３の厚さ以上の厚さを有する鉄部材で構成される。
【００６５】
この構成により、電磁ポンプ３００のコアと同等の磁気抵抗を有する磁気回路がはんだ槽１０１に形成され、電磁ポンプ３００から漏洩しようとする磁界の殆どが、はんだ槽３００内を通るようになり、交番磁界がはんだ内に漏洩しなくなる。したがって、交番磁界によって生じる迷走電流をはんだ内に生じることがない。
【００６６】
また、上述の構成の電子部品実装用噴流波形成装置において、はんだ槽１０１および内部コア３０３の部材として鋳鉄が用いられている。鋳鉄の透磁率は、数１０００〜１００００程度であり、はんだやステンレス部材の１００倍以上の透磁率を有しているために、電磁ポンプ３００から漏洩しようとする磁界の殆どをはんだ槽で捕捉して遮蔽することができる。特に、内部コア３０３とはんだ槽１０１とに同じ透磁率を有する鋳鉄を使用し、その厚さを揃えるかはんだ槽の方が厚くなるようにすることによって、漏洩磁界の捕捉が確実になる。
【００６７】
さらに、上記各構成の電子部品実装用噴流波形成装置において、鉄部材の表面にはんだに対して耐浸食性を有する電気的絶縁層を形成すると供に、その厚さを３０μｍ以上に形成する構成とする。
【００６８】
なお、トランス等のように成層されてはいない部材、即ちはんだ槽１０１や内部コア３０３中に交番磁界が通ると、該はんだ槽１０１や内部コア３０３中に渦電流を生じる。そのため、はんだ槽や内部コア中の表面が電気的に絶縁されていないと迷走電流となってはんだ内に流れ広がる可能性がある。そこで、その表面に耐浸食性を有する電気的絶縁層を形成することにより、迷走電流の発生を阻止する。なお、この層がはんだの浸食を受けるとその役割を果たさなくなり、また、過度に薄いと電流が漏洩する可能性がある。
【産業上の利用可能性】
【００６９】
本発明に係る電子部品実装用噴流波形成装置は、電子部品をプリント配線板にはんだ付け実装する際に使用される。本発明により、電子部品実装用噴流波形成装置のメンテナンス休止時間の短縮が可能になり、漏洩磁界や迷走電流の影響を電子部品に与えない高信頼のはんだ付け実装を高い生産性において実現することができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】本発明の第１実施形態を示す電子部品実装用噴流波形成装置の構成の一例を説明する図である。
【図２】本発明の電子部品実装用噴流波形成装置の全容を説明する斜視図である。
【図３】本発明の電子部品実装用噴流波形成装置のはんだ槽に設けられる推力パイプと、この推力パイプ内に挿入される内部コアと、推力パイプに挿抜自在に設けられる外部コアおよび移動磁界発生用コイルの挿抜関係を説明する分解斜視図である。
【図４】図１に示したはんだ槽，内部コアの耐浸食性絶縁層の形成を説明する断面図である。
【図５】本発明の第２実施形態を示す電子部品実装用噴流波形成装置の構成の一例を説明する図である。
【符号の説明】
【００７１】
１００ はんだ
１０１ はんだ槽
１０６ 温度センサ
１０９ ヒータ
２０１ 温度制御装置
２０２ 多相交流電源装置
２０３ 制御装置
２０４ 指示操作部
３００ 反転式ＡＬＩＰ型電磁ポンプ
３０１ 駆動体
３０１ａ 外部コア
３０１ｂ 移動磁界発生用コイル
３０２ 推力パイプ
３０３ 内部コア
３０４ 反転流路
３０５ 推力発生流路
４０１，４０３ 電気的絶縁層
４０２，４０４ 鋳鉄
【特許請求の範囲】
【請求項１】
はんだ槽内に収容された溶融はんだにアニュラリニア型電磁ポンプにより吐出力を与えて吹き口体の吹き口から溶融はんだを噴流させて、該吹き口上に噴流波を形成させる電子部品実装用噴流波形成装置であって、
前記アニュラリニア型電磁ポンプは、このアニュラリニア型電磁ポンプの推力パイプの一端を封止してキャップ形状にすると供に、この推力パイプの内側に挿入される内部コアの軸芯に沿って反転流路を設けることで前記推力パイプと前記内部コアとの間に推力発生流路を形成し、この推力発生流路と前記反転流路とで送給流路を形成した流路反転型のアニュラリニア型電磁ポンプであり、さらに、前記推力パイプは、前記はんだ槽の槽壁に設けられた穴に連繋され、前記アニュラリニア型電磁ポンプの外部コアおよび移動磁界発生用コイルが前記推力パイプの外側に環装され、且つ、前記反転流路と前記吹き口体に設けられた流入口とが連繋されたものであり、
前記はんだ槽は、はんだの透磁率の少なくとも１００倍以上の透磁率を有すると供に、前記内部コアの透磁率以上の透磁率を有し、且つ、前記内部コアの厚さ以上の厚さを有する鉄部材で構成されていることを特徴とする電子部品実装用噴流波形成装置。
【請求項２】
前記はんだ槽および前記内部コアの部材として鋳鉄を用いることを特徴とする請求項１記載の電子部品実装用噴流波形成装置。
【請求項３】
前記はんだ槽および前記内部コアの表面に、はんだに対して耐浸食性を有する電気的絶縁層を形成すると供にその厚さを３０μｍ以上に形成することを特徴とする請求項１又は２記載の電子部品実装用噴流波形成装置。
【請求項１】
はんだ槽内に収容された溶融はんだにアニュラリニア型電磁ポンプにより吐出力を与えて吹き口体の吹き口から溶融はんだを噴流させて、該吹き口上に噴流波を形成させる電子部品実装用噴流波形成装置であって、
前記アニュラリニア型電磁ポンプは、このアニュラリニア型電磁ポンプの推力パイプの一端を封止してキャップ形状にすると供に、この推力パイプの内側に挿入される内部コアの軸芯に沿って反転流路を設けることで前記推力パイプと前記内部コアとの間に推力発生流路を形成し、この推力発生流路と前記反転流路とで送給流路を形成した流路反転型のアニュラリニア型電磁ポンプであり、さらに、前記推力パイプは、前記はんだ槽の槽壁に設けられた穴に連繋され、前記アニュラリニア型電磁ポンプの外部コアおよび移動磁界発生用コイルが前記推力パイプの外側に環装され、且つ、前記反転流路と前記吹き口体に設けられた流入口とが連繋されたものであり、
前記はんだ槽は、はんだの透磁率の少なくとも１００倍以上の透磁率を有すると供に、前記内部コアの透磁率以上の透磁率を有し、且つ、前記内部コアの厚さ以上の厚さを有する鉄部材で構成されていることを特徴とする電子部品実装用噴流波形成装置。
【請求項２】
前記はんだ槽および前記内部コアの部材として鋳鉄を用いることを特徴とする請求項１記載の電子部品実装用噴流波形成装置。
【請求項３】
前記はんだ槽および前記内部コアの表面に、はんだに対して耐浸食性を有する電気的絶縁層を形成すると供にその厚さを３０μｍ以上に形成することを特徴とする請求項１又は２記載の電子部品実装用噴流波形成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２００７−９５９１８（Ｐ２００７−９５９１８Ａ）
【公開日】平成１９年４月１２日（２００７．４．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−２８２０１３（Ｐ２００５−２８２０１３）
【出願日】平成１７年９月２８日（２００５．９．２８）
【出願人】（０００２３２４５０）日本電熱計器株式会社 (25)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年４月１２日（２００７．４．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年９月２８日（２００５．９．２８）
【出願人】（０００２３２４５０）日本電熱計器株式会社 (25)
【Ｆターム（参考）】
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