JP2008030073A - Electromagnetic pump type flow soldering apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、プリント配線板の被はんだ付け部に溶融はんだを供給してはんだ付けを行う電磁ポンプ型フローはんだ付け装置に関する。 The present invention relates to an electromagnetic pump type flow soldering apparatus that performs soldering by supplying molten solder to a soldered portion of a printed wiring board.
誘導型電磁ポンプを使用したフローはんだ付け装置は、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。 The flow soldering equipment using an induction type electromagnetic pump has extremely good reproducibility and stability of the parameters for feeding molten solder while being able to stably maintain the molten solder jet state. It has a feature that it can be mounted and a stable soldering quality can be obtained.
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。一般的には、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。 Electromagnetic pumps (LEPs) that generate thrust by directly applying electromagnetic force to the medium to be delivered, which are used as pump discharge force and suction force, are roughly classified into induction types. And conduction type. In general, an induction type that does not require energization of a medium to be fed is often used.
そして、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。 The induction type electromagnetic pump is roughly divided into a flat linear type (FLIP type: flat linear induction pump), an annular type (ALIP type: annular linear induction pump), and a helical type (HIP type: helical induction pump). Each has a unique configuration.
標準的なALIP型電磁ポンプの例としては、特許文献1が参考になる。内部コア(「内部鉄心」とその外被となる「内側ダクト」)の外側に推力パイプ(「外側ダクト」)が設けられ、さらに推力パイプの外側に外部コア(「積層鉄心ブロック」)と移動磁界発生用コイル(「固定子コイル」)とのパッケージが設けられている。そして、これらの外側にはケーシングが設けられ、吸い込み口(「流体入口」)と吐出口(「流体出口」)とが開口する構成である。
As an example of a standard ALIP type electromagnetic pump,
ALIP型電磁ポンプを使用したフローはんだ付け装置の技術として、特許文献2の技術がある。電磁ポンプは溶融はんだに浸漬して設けられ、その内部コアは挿抜自在に設けられている。
As a technique of the flow soldering apparatus using the ALIP type electromagnetic pump, there is a technique of
また、特許文献3の技術では、ALIP型電磁ポンプの一端を封止すると共に内部コアに反転流路を設けて構成したもので、推力発生流路で推力が与えられて送給される溶融はんだの方向を前記封止端で反転させて前記反転流路に送給する構成であり、推力発生流路における溶融はんだの送給方向と内部コアに設けられた反転流路を流れる溶融はんだの送給方向とは逆方向になる。この特許文献3に開示される技術では、ALIP型電磁ポンプがはんだ槽の外側に位置しているので、特に電磁ポンプのメンテナンス作業を容易に行うことができる特徴を有している。
フローはんだ付け装置に電磁ポンプを利用した、特許文献2の技術では、推力パイプおよびその外側に設けられた外部コアと移動磁界発生用コイルのパッケージさらにその外側のケーシングとが一体に構成されている。そして、内部コアのみが挿抜自在に構成されていて電磁ポンプはそのケーシングにより密閉されて溶融はんだ内に浸漬して使用される。そのため、フローはんだ付け装置のオーバーホールを行う際に、電磁ポンプの内部コアのみは交換を行うことができるが、この電磁ポンプの他の部品についてはオーバーホールによる交換を行うことができない。
In the technique of
また、特許文献3の技術では、はんだ槽の底面に電磁ポンプが嵌まり込むような特殊な形状のはんだ槽を製造することにより、電磁ポンプで発生した損失による熱エネルギーをはんだに伝導し、フローはんだ付け装置としての効率を向上させることができる。しかし、このような特殊な形状のはんだ槽は製造が難しく、また、数100Kgのはんだを収容するはんだ槽としては、その強度上から必ずしも好ましい形状とは言えない。 Further, in the technique of Patent Document 3, by manufacturing a specially shaped solder bath in which the electromagnetic pump is fitted into the bottom surface of the solder bath, heat energy due to the loss generated in the electromagnetic pump is conducted to the solder, and the flow The efficiency as a soldering apparatus can be improved. However, it is difficult to manufacture such a specially shaped solder bath, and it is not necessarily a preferable shape as a solder bath for accommodating several hundred kilograms of solder because of its strength.
そこで、本発明の目的は、電磁ポンプを含めたフローはんだ付け装置のオーバーホールを容易に行うことができると共に熱損失が少なくエネルギー効率の高い電磁ポンプ型フローはんだ付け装置を実現することによって、長期間に渡って安定して運転することが可能で省エネルギーの運転を行うことができるようにすることによって、プリント配線板のはんだ付け実装を高品質かつ安価に行うことができるようにすることにある。 Therefore, an object of the present invention is to realize an electromagnetic pump type flow soldering apparatus that can easily perform an overhaul of a flow soldering apparatus including an electromagnetic pump and has low heat loss and high energy efficiency. Therefore, it is possible to perform soldering and mounting of a printed wiring board at high quality and at low cost by enabling stable operation and energy-saving operation.
本発明は、電磁ポンプを溶融はんだ内に没設してエネルギー効率を高め、しかも電磁ポンプのオーバーホールを容易に行うことができるように構成したところに特徴がある。 The present invention is characterized in that the electromagnetic pump is submerged in the molten solder to improve energy efficiency and the electromagnetic pump can be easily overhauled.
(1)アニュラリニア型(ALIP型)電磁ポンプはその内部コアを挿抜自在に設けると共に推力パイプの外側に外部コアおよび移動磁界発生用コイルのパッケージを挿抜自在に構成する。そして、前記パッケージの外側にはケーシングを設けない。 (1) An annular linear type (ALIP type) electromagnetic pump has an inner core that can be inserted and removed, and an outer core and a moving magnetic field generating coil package that can be inserted and removed outside the thrust pipe. A casing is not provided outside the package.
一方で、はんだ槽内に収容される口筐体であってその上方側にのみ開口を有してかつこの開口がはんだ槽内の溶融はんだ液面よりも高い位置に開口してはんだの侵入を阻止する口筐体内にその吸い込み口と吐出口のみが前記口筐体表面に現れるように前記電磁ポンプの前記推力パイプと前記外部コアおよび移動磁界発生用コイルのパッケージを着脱可能に設けると共にこの口筐体をはんだ槽に着脱自在に設けるように構成する。 On the other hand, it is a mouth casing accommodated in the solder bath, and has an opening only on the upper side thereof, and this opening opens to a position higher than the molten solder liquid level in the solder bath to prevent intrusion of solder. The thrust pipe of the electromagnetic pump, the external core, and the moving magnetic field generating coil package are detachably provided so that only the suction port and the discharge port appear on the surface of the mouth housing in the blocking housing. The housing is configured to be detachably provided in the solder bath.
さらに、前記電磁ポンプの吐出口に溶融はんだの流速を低減してこの溶融はんだの流れを整えるチャンバ体を着脱可能に設けると共にこのチャンバ体に溶融はんだの噴流波を形成する吹き口体を設ける。 Further, a chamber body for reducing the flow rate of the molten solder and adjusting the flow of the molten solder is detachably provided at the discharge port of the electromagnetic pump, and a blow body for forming a jet wave of the molten solder is provided in the chamber body.
そして、前記電磁ポンプをはんだ槽内であって溶融はんだ液面よりも下方位置に設けると共に大気または不活性ガス雰囲気に曝露して設けるように構成した電磁ポンプ型フローはんだ付け装置である。 The electromagnetic pump type flow soldering apparatus is configured so that the electromagnetic pump is provided in a solder bath at a position below the molten solder liquid level and exposed to the atmosphere or an inert gas atmosphere.
これにより、電磁ポンプで発生した熱損失は口筐体を介してはんだに伝導するので、損失の少ない運転が可能になる。また、口筐体は容易にはんだ槽から引き上げることが可能であり、口筐体から電磁ポンプの内部コアや推力パイプそして外部コアと移動磁界発生用コイルのパッケージを分解して取り外すことができるので、電磁ポンプのオーバーホールを極めて容易に行うことができる。 As a result, heat loss generated in the electromagnetic pump is conducted to the solder through the mouth casing, so that operation with less loss is possible. In addition, the mouth casing can be easily pulled up from the solder bath, and the inner core of the electromagnetic pump, the thrust pipe, the outer core, and the coil for generating the moving magnetic field can be disassembled and removed from the mouth casing. The overhaul of the electromagnetic pump can be performed very easily.
(2)前記(1)の電磁ポンプ型フローはんだ付け装置において、大気または不活性ガスに代えて電気的に絶縁物であり熱伝導を媒介する液体を口筐体内に満たして外部コアおよび移動磁界発生用コイルのパッケージを前記液体に没設するように構成する。したがって、前記(1)のように電磁ポンプが大気または不活性ガス雰囲気に曝露されることはない。しかも電磁ポンプからはんだへの熱伝導が液体を介して行われるので、電磁ポンプで発生する熱損失のほとんどをはんだに供給することができるようになる。 (2) In the electromagnetic pump type flow soldering apparatus according to (1) above, an outer core and a moving magnetic field are filled by filling the mouth casing with a liquid that is electrically insulating and mediates heat conduction instead of air or an inert gas. The generator coil package is configured to be immersed in the liquid. Therefore, the electromagnetic pump is not exposed to the atmosphere or the inert gas atmosphere as in (1). In addition, since heat conduction from the electromagnetic pump to the solder is performed via the liquid, most of the heat loss generated by the electromagnetic pump can be supplied to the solder.
(3)前記(1)または(2)の電磁ポンプ型フローはんだ付け装置において、口筐体内に設けられる電磁ポンプが、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、前記推力パイプの外側に外部コアおよび移動磁界発生用コイルのパッケージが環装して設けられ、かつ前記推力パイプの内側に挿入される内部コアの軸心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)電磁ポンプであるように構成する。 (3) In the electromagnetic pump type flow soldering apparatus according to (1) or (2), the electromagnetic pump provided in the mouth housing seals one end of the thrust pipe into a cap shape, and the thrust pipe An outer core and a moving magnetic field generating coil package are provided around the outside of the thrust pipe, and an inversion flow path is provided along the axis of the inner core inserted inside the thrust pipe. A reverse flow type annular linear type (R-ALIP type) electromagnetic pump in which a thrust generation flow path is formed between the inner core and a feed flow path is formed by the thrust generation flow path and the reverse flow path. The configuration is as follows.
これにより、吸い込み口と吐出口とが同じ側に設けられ、はんだ槽内における配置設計の自由度が増す。また、口筐体の推力パイプ取り付け孔が1つですむため、取り付け、メンテナンス作業等がし易くなる。 Thereby, a suction inlet and a discharge outlet are provided in the same side, and the freedom degree of arrangement design in a solder tank increases. Moreover, since only one thrust pipe mounting hole is required in the mouth casing, it is easy to perform mounting and maintenance work.
本発明によれば、電磁ポンプを含めたフローはんだ付け装置のオーバーホールを容易に行うことができるようになる。また、電磁ポンプで発生した熱損失を効率良くはんだに伝導することができるようになるので、熱損失が少なくエネルギー効率の高いフローはんだ付け装置を実現することができる。 According to the present invention, an overhaul of a flow soldering apparatus including an electromagnetic pump can be easily performed. Further, since heat loss generated in the electromagnetic pump can be efficiently conducted to the solder, a flow soldering apparatus with low heat loss and high energy efficiency can be realized.
したがって、電磁ポンプを使用したフローはんだ付け装置を長期間に渡って安定して運転することが可能でしかも省エネルギーの運転を行うことができるようになり、プリント配線板のはんだ付け実装を高品質かつ安価に行うことができるようになる。 Therefore, it is possible to stably operate a flow soldering apparatus using an electromagnetic pump for a long period of time, and to perform an energy saving operation. It can be done at low cost.
本発明における電磁ポンプ型フローはんだ付け装置の構成例を図1〜図5を用いて説明する。図1は、電磁ポンプ型フローはんだ付け装置の構成例−1を説明する図で、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。図2は電磁ポンプ型フローはんだ付け装置の構成例−2を説明する図で、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2の電磁ポンプ型フローはんだ付け装置では電磁ポンプの構成が図1と相違する。また、図3は、図1の構成において電磁ポンプがどのように口筐体に設けられるかを説明する分解斜視図である。図4は、図2の構成における電磁ポンプの構成を説明する分解斜視図である。さらに、図5は、本実施形態における電磁ポンプ型フローはんだ付け装置の全容を説明する斜視図である。 The structural example of the electromagnetic pump type flow soldering apparatus in this invention is demonstrated using FIGS. FIG. 1 is a diagram for explaining a configuration example 1 of an electromagnetic pump type flow soldering apparatus, in which a solder tank portion is shown in a longitudinal section, and a configuration of a control system is shown in a block diagram. FIG. 2 is a diagram for explaining a configuration example-2 of the electromagnetic pump type flow soldering apparatus, in which the solder tank portion is shown in a longitudinal section, and the configuration of the control system is shown in a block diagram. In the electromagnetic pump type flow soldering apparatus of FIG. 2, the configuration of the electromagnetic pump is different from that of FIG. FIG. 3 is an exploded perspective view for explaining how the electromagnetic pump is provided in the mouth housing in the configuration of FIG. FIG. 4 is an exploded perspective view illustrating the configuration of the electromagnetic pump in the configuration of FIG. Furthermore, FIG. 5 is a perspective view for explaining the entire contents of the electromagnetic pump type flow soldering apparatus in the present embodiment.
(1)構成例−1
図1に示すようにはんだ槽1内には槽底や槽壁に沿ってヒータ4が設けてあり、該はんだ槽1内に収容されたはんだ3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。はんだの温度は温度制御装置6により制御される仕組みであり、該温度制御装置6は温度センサ5の温度検出結果を参照し、はんだの温度が予め指示された温度になるようにヒータ4に供給する電力を制御する仕組みである。
(1) Configuration example-1
As shown in FIG. 1, a heater 4 is provided in the
一方、図1に示すように口筐部21が溶融はんだ液面上に位置する口筐体20には、図3に示すように推力パイプ32が貫通する推力パイプ取り付け孔23a,bを設けてあり、これらの孔にはフランジ29を設けてある。そして、この口筐体20にALIP型電磁ポンプの推力パイプ32を通し、一端はシール部材27aを介装してそのフランジ部27を口筐体のフランジにねじ手段27bにより押圧して封止固定する。また、他端はシール部材28aを介装して押さえ28bをねじ手段28cで押圧して封止固定する。なお、口筐体20に推力パイプ32を通す際に、ALIP型電磁ポンプの外部コアと移動磁界発生用コイルのパッケージ31を口筐体20内で通す。すなわち、先ず矢印Aのように外部コアと移動磁界発生用コイルのパッケージ31を口筐体20内に入れ、続いて次に矢印Bのように推力パイプ32を通す作業を行う。なお、図1(図2)や図3(図4)では、外部コアと移動磁界発生用コイルをまとめて円柱状に描いてあるが、外部コアと移動磁界発生用コイルの外側にケーシングは設けられていない。
On the other hand, as shown in FIG. 1, the
ちなみに、ここで言う推力パイプ32の封止固定とは、口筐体20に設けた推力パイプの貫通孔部分から口筐体20内へ溶融はんだが入らないように封止することを意味する。したがって、シール部材やねじ手段等による封止手段以外の手段を用いることもできる。
Incidentally, the sealing and fixing of the
なお、推力パイプ32内に設けられる内部コア33は、その位置を保持して推力発生流路を確保する凸部33aが設けてあり、この凸部33aを推力パイプ32の内壁に設けられた図示しないL字型の鉤部に係合させて固定する仕組みである。
The
他方で、口筐体20の底部には凸状の嵌合部22を設けてあり、図示しないはんだ槽の凹部にこの嵌合部22が嵌合して位置が定められ、図5に示すようにはんだ槽の上端縁において口筐体20がねじ26で固定される。口筐体20の口筐部21に嵌め合わされる蓋体24は、口筐部21からの異物の混入を阻止するための手段であり、はんだ槽の側端外に設けられた開口25からALIP型電磁ポンプの電気配線が行われる。
On the other hand, a convex
また、図1に示すようにチャンバ体7をALIP型電磁ポンプ30の吐出口38のフランジ部27に差し込んで嵌合させ、他端側は吊り下げ部9ではんだ槽1の上端縁にねじ11で固定してあり、把手10により着脱容易に構成してある。すなわち、この把手10を把持してチャンバ体7を電磁ポンプ30の吐出口38に嵌合させ、その嵌合状態ではんだ槽1に固定している。
Further, as shown in FIG. 1, the
そして、チャンバ体7には噴流波18を形成するための吹き口体15が設けてあり、スリーブ12を通したねじ13により溶融はんだ液面上において固定とその解除の作業が行えるように構成してある。すなわち、プリント配線板の種類によりはんだ付けに使用する噴流波の種類を変更すること、すなわち吹き口体を交換することが行われているが、この交換作業を容易に行うことができるように考慮してある。さらに、チャンバ体7内には溶融はんだの流れベクトルを揃える整流板14を設けてあり、吹き口16の位置による噴流ベクトルを揃えるように構成してある。
The
なお、ALIP型電磁ポンプは、外部コア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、その内部コアも円柱状であり、該外部コアと内部コアとの環状の空間すなわち流路に移動磁界を発生させ、この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。 In addition, since the shape of the outer core can be formed in a columnar shape, the ALIP type electromagnetic pump usually has a columnar appearance. In addition, the inner core is also cylindrical, and a moving magnetic field is generated in the annular space between the outer core and the inner core, that is, the flow path. Is generated.
このALIP型電磁ポンプ30は、多相交流電源装置40(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(以後「ALIP型電磁ポンプ」の記載を「電磁ポンプ」と省略して記載する。)の磁界発生用コイルに供給する。
This ALIP type
なお、この多相交流電源装置40は、制御装置41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。そして、制御装置41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42とLCD等の表示部43とを備えていて、指示操作部42からの指示により前記多相交流電源装置40の作動を制御する構成である。
In addition, this polyphase alternating current
また、はんだの温度を制御する前記の温度制御装置6も制御装置41との通信によりヒータ4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。
In addition, the
ここで、はんだの融点ははんだの種類により異なり、従来から使用されて来た錫−鉛はんだ(例えば鉛37%で残部が錫)では約183℃、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℃、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℃、等々である。 Here, the melting point of the solder varies depending on the type of solder. Conventionally used tin-lead solder (for example, 37% lead and the remainder is tin) is about 183 ° C., and lead-free solder tin-zinc solder (for example, zinc) 9% with the balance being tin, about 199 ° C., tin-silver-copper solder (eg about 3.5% silver, about 0.7% copper, the balance being tin), about 220 ° C., and so on.
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。 For this reason, the soldering temperature of the printed wiring board, which is the work to be soldered, varies depending on the type of solder used, but the heat resistance temperature of the electronic components mounted on the printed wiring board is considered. The most frequently used examples are in the range of about 220 ° C to 260 ° C.
次に、この電磁ポンプ型フローはんだ付け装置の作動を説明する。図1に示すように多相交流電源装置40から電磁ポンプ30に電力が供給されると推力発生流路35に移動磁界が発生し、溶融はんだには移動磁界の移動方向へ推力が与えられる。そのため、吸い込み口34から溶融はんだが吸い込まれ、吐出口38からチャンバ体7へ溶融はんだが送給される。チャンバ体7では溶融はんだの流速が急速に低減されて穏やかな流れとなり、さらに整流板14が流速のベクトルを揃えた後に吹き口体15の吹き口16から噴流して噴流波18を形成し、続いて図5に示すように案内板17を流下してはんだ槽内に還流する。
Next, the operation of this electromagnetic pump type flow soldering apparatus will be described. As shown in FIG. 1, when electric power is supplied from the multiphase AC
そして、電磁ポンプ30で発生した熱損失は口筐体20を介してはんだに伝導するので、損失の少ない運転が可能になる。逆から見れば、溶融はんだにより電磁ポンプを冷却してその温度上昇を抑えている。なお、シリコンオイル等の電気的絶縁性が良好で熱伝導率も大きい油を口筐体20内に満たせば、電磁ポンプ30からはんだへの熱伝導が、また逆から見た電磁ポンプ30の冷却が一層良好に行われるようになり、フローはんだ付け装置のエネルギー効率が一層向上する。また、口筐体20内に不活性ガスや前記油を満たせば、移動磁界発生用コイルの酸化を防止することができるようになり、その長寿命化を図ることができるようになる。
And since the heat loss which generate | occur | produced in the
この電磁ポンプ型フローはんだ付け装置のオーバーホールは、先ずはんだ槽1に固定されているチャンバ体7や口筐体20の取り外しにより始められる。これは取り付けの逆手順でもある。
The overhaul of this electromagnetic pump type flow soldering apparatus is started by first removing the
そして、はんだ槽1内から引き上げられたチャンバ体7から吹き口体15が取り外され、これらチャンバ体7と吹き口体15の内部におけるドロスの清掃や鉛フリーはんだに依る浸食の有無を点検する。そして、必要であれば部品の交換が行われる。
And the
また、はんだ槽内から引き上げられた口筐体20から推力パイプ32を固定している押さえを取り外し、推力パイプ32を口筐体20から抜き去った後に外部コアと移動磁界発生用コイルのパッケージ31を取り外す。そして、推力パイプ32内や内部コア33におけるドロスの清掃や鉛フリーはんだによる浸食の有無を点検する。そして、必要があれば部品の交換が行われる。また、外部コアと移動磁界発生用コイルのパッケージ31についても酸化の調査や絶縁試験等を行って、コンデションの確認を行う。なお、口筐体内に油等を満たしている場合には、これらの作業に先立ってその油を他の容器へ移す。また、油の劣化の程度によってはオーバーホール後に新しい油を満たす。
Further, after removing the presser fixing the
他方で、はんだ槽1内の溶融はんだはドレン弁2から排出して他の容器に移すことができるので、はんだ槽1内およびヒータ4や温度センサ5等の清掃および点検を行うことができる。
On the other hand, since the molten solder in the
このように、本発明の電磁ポンプ型フローはんだ付け装置では、電磁ポンプを構成する部品の1つ1つまでもオーバーホールにより点検・交換することができる。もちろん、チャンバ体や吹き口体そしてはんだ槽やヒータさらに温度センサまでもオーバーホールすることが可能である。併せてエネルギー効率の高い電磁ポンプ型フローはんだ付け装置を実現できる。 Thus, in the electromagnetic pump type flow soldering apparatus of the present invention, it is possible to inspect and replace even one of the parts constituting the electromagnetic pump by overhaul. Of course, it is possible to overhaul the chamber body, the blower body, the solder tank, the heater and even the temperature sensor. At the same time, an electromagnetic pump type flow soldering device with high energy efficiency can be realized.
(2)構成例−2
ALIP型電磁ポンプではあるが、その溶融はんだの送給流路の構成に特徴がある電磁ポンプを使用した例を図2に示す。図4の分解斜視図にも示すように、このALIP型電磁ポンプは推力パイプの一端がキャップ状に封止され、内部コアの中心には反転流路を設けてある。すなわち、特許文献1に開示されている電磁ポンプと同様の構成を有する。
(2) Configuration example-2
Although it is an ALIP type | mold electromagnetic pump, the example using the electromagnetic pump characterized by the structure of the supply flow path of the molten solder is shown in FIG. As shown in the exploded perspective view of FIG. 4, in this ALIP type electromagnetic pump, one end of a thrust pipe is sealed in a cap shape, and an inversion channel is provided at the center of the inner core. That is, it has the same configuration as the electromagnetic pump disclosed in
そして、この推力パイプ232が口筐体220の推力パイプ取り付け孔223(フランジ有り)にシール部材を介して封止固定されている。前記の構成例−1のように推力パイプの口筐体への固定にはねじ手段等を使用できる。なお、口筐体に推力パイプを通す際には、外部コアと移動磁界発生用コイルのパッケージ231を口筐体220内に入れておいて、その後に推力パイプ232を通す手順で作業を行う。なお、図2に示す221は口筐部であり、222は嵌合部である。
The
そして、内部コア233に設けられた反転流路237に吐出口238が形成されるので、チャンバ体7はこの内部コア233に設けられた吐出口238に差し込んで嵌合する。チャンバ体7をはんだ槽に固定する構成や口筐体220をはんだ槽に固定する構成は先の構成例−1と同様であるので、説明を省略する。
And since the
図2と図4に示す電磁ポンプでは、推力パイプ232と内部コア233との間に推力発生流路235が形成され、この流路から送出される溶融はんだは内部コア233に設けられた反転流路237を通ってチャンバ体7へ送給される。この構成のALIP型電磁ポンプを、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。
In the electromagnetic pump shown in FIGS. 2 and 4, a thrust
そして、推力発生流路235から反転流路237へ溶融はんだの流れる方向が反転する位置の推力パイプ内には圧力室236を設けてあり、溶融はんだの流れ方向が反転する際の流動損失を低減させている。
A
この構成例−2では、多相交流電源装置40からALIP型電磁ポンプ230に電力が供給されると推力発生流路235に移動磁界が発生し、溶融はんだには移動磁界の移動方向へ推力が与えられる。そのため、吸い込み口234から溶融はんだが吸い込まれ、推力発生流路235を経て推力パイプの圧力室236へ送給される。この圧力室236で流速が低減された溶融はんだは、推力発生流路235で得た運動エネルギーを圧力エネルギーに変換した後に反転流路237へ送給される。続いて反転流路237の出口すなわち吐出口238からチャンバ体7へ溶融はんだが送給され、吹き口体15の吹き口16から噴流して噴流波18が形成される仕組みである。
In this configuration example-2, when electric power is supplied from the multiphase AC
この電磁ポンプ型フローはんだ付け装置のオーバーホールも前記構成例−1と同様であり、先ずはんだ槽に固定されているチャンバ体や口筐体の取り外しにより始められる。 The overhaul of this electromagnetic pump type flow soldering apparatus is the same as that of the structural example 1, and is started by first removing the chamber body and the mouth casing fixed to the solder bath.
そして、同様にチャンバ体と吹き口体の内部におけるドロスの清掃や鉛フリーはんだに依る浸食の有無を点検する。そして、必要であれば部品の交換が行われる。 Similarly, the inside of the chamber body and the blower body is inspected for the presence of erosion due to cleaning of dross and lead-free solder. Then, if necessary, parts are exchanged.
また、口筐体220から推力パイプ232を抜き去った後に外部コアと移動磁界発生用コイルのパッケージ231を取り外す。そして、推力パイプ232内や内部コア233におけるドロスの清掃や鉛フリーはんだによる浸食の有無を点検する。そして、必要があれば部品の交換が行われる。また、外部コアと移動磁界発生用コイルのパッケージ231についても酸化の調査や絶縁試験等を行って、コンデションの確認を行う。
Further, after the
さらに、はんだ槽1内の溶融はんだをドレン弁2から排出して他の容器に移せば、はんだ槽1内およびヒータ4や温度センサ5等の清掃および点検を行うことができる。
Furthermore, if the molten solder in the
このように、電磁ポンプ230を構成する部品の1つ1つまでもオーバーホールにより点検・交換することができる。さらに、チャンバ体7や吹き口体15そしてはんだ槽1やヒータ4さらに温度センサ5までもオーバーホールすることが可能である。しかもエネルギー効率の高い電磁ポンプ型フローはんだ付け装置を実現できる。
In this way, even one of the parts constituting the
ところで、推力発生流路235から反転流路237へ溶融はんだの流れる方向が反転する位置の推力パイプ内には圧力室236を設けてあるが、この圧力室236内には内部コアは無く圧力室外には外部コアや移動磁界発生用コイルも無い。そして、この圧力室236の縦断面における長さすなわち電磁ポンプの推力方向の長さは推力パイプ232の内径よりも長く構成するとよい。これにより、圧力室236における溶融はんだの流速の平均値が推力発生流路235や反転流路237を流れる溶融はんだの流速の何れに対しても2倍以上遅くなり、溶融はんだの流動損失が低減されるからである。圧力室236の縦断面における長さを推力パイプ232の内径よりも短く構成すると、圧力室236における流速の平均値がそれ程には遅くならないので、流動損失を低減する作用が期待できなくなる。
Incidentally, a
また、チャンバ体7が電磁ポンプ230に差し込んで嵌め合わされる位置には、溶融はんだの流れる方向を基準とした横断面積が急激に拡大する拡散室8を設けてあり、この拡散室8における溶融はんだの流速が電磁ポンプの反転流路237における溶融はんだの流速の1/10以下になるようにその大きさを決める。後述するが、先の圧力室236とチャンバ体の拡散室8とは流動キャパシタンスとして作用するものであり、この拡散室8における溶融はんだの流速の低下は数分の1以下でも良い作用が得られるが、これを1/10以下になるように決めることにより噴流波の形状の安定性が特にその波高の安定性が格段に良好となり、肉眼で確認できるような高域変動が皆無となる。
Further, at the position where the
ALIP型電磁ポンプにおいて、推力方向を基準とする横断面における長さよりも縦断面の長さが長い推力発生流路や反転流路は、送給される溶融はんだから見て流動インダクタンスとして作用し、送給流速が急激に低下する推力パイプの圧力室やチャンバ体の拡散室は流動キャパシタンスとして作用する。そのため、これを等価な電気回路で描くと図6のように描くことができる。 In the ALIP type electromagnetic pump, the thrust generation flow path and the reverse flow path whose longitudinal section is longer than the length in the transverse section based on the thrust direction acts as a flow inductance when viewed from the molten solder to be fed, The pressure chamber of the thrust pipe and the diffusion chamber of the chamber body in which the feed flow rate rapidly decreases act as a flow capacitance. Therefore, when this is drawn with an equivalent electric circuit, it can be drawn as shown in FIG.
すなわち、推力発生流路235と反転流路237はインダクタンスとして表現され、推力パイプの圧力室236とチャンバ体の拡散室8とはキャパシタンスとして表現される。そして、推力が電源であり吹き口体15が負荷として表現できる。なお、推力は推力発生流路において一様に分布する分布定数として表現するべきであるが、図6ではこれを等価な集中定数として表現している。
That is, the thrust
図6に示される回路は低域通過フィルタの回路でありそれは高域除去フィルタである。流速や圧力の変動周期が短い成分は推力発生流路と反転流路で阻止されつつ圧力室と拡散室で吸収され、吹き口体には高域変動が除去された噴流波が形成される。そして、特に波高の高域変動が除去される。 The circuit shown in FIG. 6 is a low-pass filter circuit, which is a high-pass filter. A component having a short fluctuation cycle of the flow velocity and pressure is absorbed by the pressure chamber and the diffusion chamber while being blocked by the thrust generation flow path and the reversal flow path, and a jet wave from which the high frequency fluctuation has been removed is formed in the blower body. And especially the high region fluctuation of a wave height is removed.
高域変動が除去された噴流波でプリント配線板に溶融はんだを供給すると、このプリント配線板に多数存在する各被はんだ付け部に短時間的に一様なパラメータで溶融はんだが供給されるようになり、プリント配線板のどの位置(領域)においても一様なはんだ付け品質を得ることができるようになる。すなわち、隣り合う複数の被はんだ付け部において同じ濡れ性で同じフィレット形状のはんだ付けを行うことができるようになる。 When molten solder is supplied to a printed wiring board with a jet wave from which high-frequency fluctuations have been removed, the molten solder will be supplied to each soldered part existing on the printed wiring board in a short time with uniform parameters. Thus, uniform soldering quality can be obtained at any position (region) of the printed wiring board. That is, the same fillet-shaped soldering can be performed with the same wettability in a plurality of adjacent soldered portions.
これにより、プリント配線板上の位置(領域)によってはんだ付け品質が低下する部分が個々のプリント配線板ごとに変化するということが無くなり、高いはんだ付け品質を安定に維持することができるようになる。 As a result, the portion where the soldering quality is lowered depending on the position (region) on the printed wiring board does not change for each printed wiring board, and high soldering quality can be stably maintained. .
本発明に係る電磁ポンプ型フローはんだ付け装置は、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、オーバーホールを容易に行うことが可能でエネルギー効率の良好な電磁ポンプ型フローはんだ付け装置を実現できるので、巨大な産業廃棄物を産出することが無い長寿命のフローはんだ付け装置が実現され、電子産業に対する貢献は著しいものになる。 The electromagnetic pump type flow soldering apparatus according to the present invention is used when electronic components are soldered and mounted on a printed wiring board. The present invention can realize an electromagnetic pump type flow soldering device that can be easily overhauled and has good energy efficiency, thus realizing a long-life flow soldering device that does not produce huge industrial waste. The contribution to the electronics industry will be significant.
1 はんだ槽
2 ドレン弁
3 はんだ
4 ヒータ
5 温度センサ
6 温度制御装置
7 チャンバ体
8 拡散室
9 吊り下げ部
10 把手
11 ねじ
12 スリーブ
13 ねじ
14 整流板
15 吹き口体
16 吹き口
17 案内板
18 噴流波
20 口筐体
21 口筐部
22 嵌合部
23a 推力パイプ取り付け孔
23b 推力パイプ取り付け孔
24 蓋体
25 開口
26 ねじ
27 フランジ部
27a シール部材
27b ねじ
28 シール部
28a シール部材
28b 押さえ
28c ねじ
29 フランジ部
30 ALIP型電磁ポンプ
31 外部コアおよび移動磁界発生用コイル
32 推力パイプ
33 内部コア
33a 凸部
34 吸い込み口
35 推力発生流路
38 吐出口
40 多相交流電源装置
41 制御装置
42 指示操作部
43 表示部
220 口筐体
221 口筐部
222 嵌合部
223 推力パイプ取り付け孔
230 ALIP型電磁ポンプ
231 外部コアおよび移動磁界発生用コイル
232 推力パイプ
233 内部コア
234 吸い込み口
235 推力発生流路
236 圧力室
237 反転流路
238 吐出口
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記アニュラリニア型(ALIP型)電磁ポンプはその内部コアが挿抜自在に設けられると共に推力パイプの外側に外部コアおよび移動磁界発生用コイルのパッケージが挿抜自在に設けられて構成され、
はんだ槽内に収容される口筐体であってその上方側にのみ開口を有してかつこの開口がはんだ槽内の溶融はんだ液面よりも高い位置に開口してはんだの侵入を阻止する口筐体内にその吸い込み口と吐出口のみが前記口筐体表面に現れるように前記電磁ポンプの前記推力パイプと前記外部コアおよび移動磁界発生用コイルのパッケージが着脱可能に設けられると共に、この口筐体がはんだ槽に着脱自在に設けられ、
さらに、前記電磁ポンプの吐出口に溶融はんだの流速を低減してこの溶融はんだの流れを整えるチャンバ体が着脱可能に設けられると共に、このチャンバ体に溶融はんだの噴流波を形成する吹き口体が設けられ、
前記電磁ポンプをはんだ槽内であって溶融はんだ液面よりも下方位置に設けると共に、大気または不活性ガス雰囲気に曝露して設けたこと、
を特徴とする電磁ポンプ型フローはんだ付け装置。 An electromagnetic pump type flow soldering apparatus equipped with an annular linear type (ALIP type) electromagnetic pump inside a solder bath,
The annular linear type (ALIP type) electromagnetic pump is configured such that an inner core thereof is detachably provided and an outer core and a moving magnetic field generating coil package are detachably provided outside the thrust pipe.
A mouth housing that is accommodated in the solder bath and has an opening only on the upper side thereof, and the opening opens to a position higher than the molten solder liquid surface in the solder bath to prevent entry of solder. The thrust pipe of the electromagnetic pump, the external core, and a moving magnetic field generating coil package are detachably provided in the housing so that only the suction port and the discharge port appear on the surface of the mouth housing. The body is detachably attached to the solder bath,
Furthermore, a chamber body for reducing the flow rate of the molten solder and adjusting the flow of the molten solder is detachably provided at the discharge port of the electromagnetic pump, and a blowing body for forming a jet wave of the molten solder in the chamber body is provided. Provided,
The electromagnetic pump is provided in a solder bath at a position below the molten solder liquid level, and exposed to the atmosphere or an inert gas atmosphere.
An electromagnetic pump type flow soldering device.
を特徴とする電磁ポンプ型フローはんだ付け装置。 2. The electromagnetic pump type flow soldering apparatus according to claim 1, wherein the outer casing and the moving magnetic field generating coil are filled with a liquid that is electrically insulating and mediates heat conduction instead of the atmosphere or inert gas in the mouth casing. Immersing the package in the liquid,
An electromagnetic pump type flow soldering device.
を特徴とする請求項1または2に記載の電磁ポンプ型フローはんだ付け装置。 The electromagnetic pump provided in the mouth housing is provided with a package of an outer core and a moving magnetic field generating coil mounted outside the thrust pipe, in addition to sealing one end of the thrust pipe into a cap shape. In addition, a thrust generation flow path is formed between the thrust pipe and the inner core by providing an inversion flow path along the axis of the inner core inserted inside the thrust pipe. A reverse flow type annular linear (R-ALIP type) electromagnetic pump in which a supply flow path is formed with the reverse flow path;
The electromagnetic pump type flow soldering apparatus according to claim 1 or 2.
Priority Applications (1)
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Applications Claiming Priority (1)
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Country Status (1)
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-
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