CN101466204B - 助熔剂回收装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种助熔剂回收装置。使气体介质通过管内冷却来回收助熔剂时，即使管的长度较短也能提高冷却能力并高效地回收助熔剂。使自炉体取出的气体介质通过具有散热板的管内被冷却，助熔剂成分发生凝结而液化。将管内翅片插入到管内部。管内翅片的结构为：通过焊接等将两半圆部沿相反方向扭转的形状的圆板(83)在孔(85)的位置固定到轴(86)上，使多块圆板(83)的各半圆部倾斜地安装于轴(86)上，并将卡合片(87)固定到轴(86)的一端上。将上下邻接的两块圆板(83)的接触点焊接。使圆板83的周面与双点划线表示的管的内表面相接触。插入管内翅片的结果产生了与加长管的长度同等的效果，与未插入管内翅片相比能提高冷却能力。

Description

助熔剂回收装置

技术领域

本发明涉及一种例如回流焊装置所使用的助熔剂(flux)回收装置。

背景技术

以往使用了一种回流焊装置，其预先向电子器件或印刷线路板供给焊锡组成物，并利用输送机将线路板输送到回流焊炉中。回流焊装置包括：输送线路板的输送机；和利用该输送机将作为被加热物的线路板供给到的回流焊炉主体。在回流焊炉中，例如，沿着自输入口至输出口的输送路径划分为多个区(zone)，该多个区排列成直列(inline)状。根据其功能，多个区可分为加热区、冷却区等来发挥作用。

各加热区分别具有上部炉体以及下部炉体。例如通过从区的上部炉体将热风吹到线路板上，且从下部炉体将热风吹到线路板上，从而使焊锡组成物内的焊锡熔融，将线路板的电极与电子器件焊接。

焊锡组成物包括粉末焊锡、溶剂和助熔剂。助熔剂包括作为成分的松脂等，用于除去所焊接的金属表面的氧化膜，能防止在进行焊接时因加热而发生再氧化现象，并作为涂布剂起到减小焊锡的表面张力且良好地沾润的作用。通过加热使该助熔剂气化，并充满于整个回流焊炉内。所气化的助熔剂易于附着到温度低的部位上，有时所气化的助熔剂发生附着时，会从附着的部位滴下，并附着到线路板的上表面上，这样会损害线路板的性能。另外，有时助熔剂堆积在炉体内的温度下降的部分上等也会对回流焊工序产生较大的影响。因此，提出了几种除去或回收回流焊炉中的助熔剂的方法中。

近年来，在无铅焊锡的回流焊中，一般其沾润性比Sn-Pb用膏状焊锡差，因此回流焊温度也向高的方向发展，因而使助熔剂等具有耐热性来抑制沾润性的下降。即，在钎焊膏中使所含有的松脂成分增加，并使用了不易发生热分解的成分。其结果导致了使在炉体内放出的气化的助熔剂成分增加。

例如，在下述的专利文献1中记载了一种回流焊装置，其将炉体内的气体介质引导至炉体的外部的杂质除去部件中来将杂质去除，之后使该气体返回到炉体中。专利文献1所述的杂质除去部件构成为，在设有热交换翅片的主体内配置有具有冷却翅片和过滤器的筒状滤筒(cartridge)。

专利文献1：日本特开平04-013474号公报

专利文献1所述的杂质除去部件沿着水平方向配置滤筒，通过滤筒的更换来回收杂质(助熔剂的液化或固化成分)，因此，存在滤筒的更换作业麻烦、维护的作业性差的问题。

发明内容

因此，本发明的目的在于提供一种能简单且高效地回收气体介质中的助熔剂成分的助熔剂回收装置。

为了解决上述课题，本发明目的提供一种助熔剂回收装置，该助熔剂回收装置包括：

冷却部，其安装于管的外周面上；

回收容器，其用于回收已液化的助熔剂；

管内翅片，其以可自由插入/脱开的方式配置于管的至少一部分管内，使得气体介质通过管内时的长度实际上更加长；

从焊接装置导出的气体介质由于通过管内而被冷却，并使冷却后的气体介质返回到焊接装置中。

管内翅片具有：以规定间隔安装于沿管的延伸方向延伸的轴上的半圆板、和安装于轴的一端的卡合部。作为另外的管内翅片结构，管内翅片的一个板状翅片由具有形成于径向上的狭缝、和在狭缝的封闭侧具有供轴插入用的孔的圆板构成，也可以具有使两个半圆部隔着狭缝向相互反向扭转的形状。

优选将气体介质导入上部室(chamber)内，该上部室大致垂直地配置有管且与管的一侧开口相连通，从管的下部室内将已液化的助熔剂抽出到回收容器中。在管的外周面上，由与管大致正交地固定的多个冷却翅片构成冷却部。

焊接装置具有加热装置、鼓风机和板，所述板借助多个孔将加热装置所加热的气体介质吹到被加热物上，

将气体介质从由鼓风机产生的压力高的部位自焊接装置内导出而导入到管中，将气体介质从由鼓风机产生的压力低的部位导入到焊接装置内。

根据本发明，在用于使自焊接装置抽出的气体介质通过的管内配置有管内翅片，因此，即使长度短的管也能提高冷却效果，高效地回收气体介质中的助熔剂成分。另外，使在管内液化的助熔剂成分存积于下部室中，并流出到外部的回收容器内，因此，不需要为回收而将管内翅片从管内取出，从而能避免麻烦的维护作业。

附图说明

图1是表示本发明的一实施方式的回流焊装置的概略的简略线图。

图2是表示回流焊时的温度分布图实例的图。

图3是表示本发明的一实施方式中的回流焊装置的一个区的结构的一实例的剖视图。

图4是示意性地表示本发明的一实施方式的上部炉体内的气体的流动的简图。

图5是用于说明本发明的助熔剂回收装置的一实施方式的简图。

图6是可使用于助熔剂回收装置的一实施方式的管内翅片的板的一实例以及另一实例的俯视图。

图7是用于说明本发明的一实施方式的管内翅片的一实例的图。

图8是用于说明本发明的一实施方式的管内翅片的另一例的图。

图9是用于说明本发明的一实施方式的冷却结构的另一例的图。

图10是用于说明本发明的一实施方式的管内翅片的再另一实例的图。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。图1表示本发明的一实施方式中的回流焊装置的除外板以外的概略结构。另外，本发明并不只限于回流焊装置，也能适用于波峰焊装置。在图1中，为了方便说明，省略了配置于回流焊炉外的助熔剂回收装置的图示。另外，下述的一实施方式是本发明的最佳的具体例，虽然技术上给予了优选的各种限定，但是只要在以下的说明中未记载有对本发明特别限定的主旨，则本发明的范围不限于这些实施方式。

将表面安装用电子器件搭载在印刷线路板的两面上的被加热物放置到输送机上，并从输入口11输入到回流焊装置的炉体内。输送机以规定速度向箭头方向(在图1中从左向右)输送被加热物，再将被加热物从输出口12取出。

沿着自输入口11至输出口12的输送路径，将回流焊炉按顺序划分为例如9个区Z1～Z9，这些区Z1～Z9呈直列状排列。从入口侧起的7个区Z1～Z7是加热区，出口侧的2个区Z8、Z9是冷却区。与冷却区Z8、Z9相关地设置有强制冷却单元14。

上述多个区Z1～Z9按照回流焊时的温度分布图来控制被加热物的温度。图2表示温度分布图实例的概略。横轴表示时间，纵轴表示被加热物例如安装有电子器件的印刷线路板的表面温度。最初的区间是通过加热使温度上升的升温部R1，下一区间是温度大致恒定的预热(preheat)部R2，接下去的区间是正式加热部R3，最后的区间是冷却部R4。

升温部R1表示将线路板从常温加热到预热部R2(例如150℃～170℃)的温度的期间。预热部R2表示进行恒温加热，使助熔剂活性化，除去电极和焊锡粉的表面上的氧化膜，而且是用于消除印刷线路板的加热不均的期间。正式加热部R3(例如峰值温度为220℃～240℃)表示焊锡熔融且完成接合的期间。在正式加热部R3中，需要升温到超过焊锡的熔融温度的温度。即使经过预热部R2，正式加热部R3也存在升温不均，因此，需要加热到超过焊锡熔融温度的温度。最后的冷却部R4表示对印刷线路板进行快速冷却而形成焊锡成分的期间。

在图2中，曲线1表示无铅焊锡的温度分布图。曲线2表示共晶焊锡时的温度分布图。无铅焊锡的融点高于共晶焊锡的融点，因此，预热部R2中的设定温度也比共晶焊锡时高。

在回流焊装置中，图2中的升温部R1的温度控制主要由区Z1以及Z2来担当。预热部R2的温度控制主要由区Z3、Z4以及Z5来担当。正式加热部R3的温度控制主要由区Z6以及Z7来担当。冷却部R4的温度控制主要由区Z8以及区Z9来担当。

各加热区Z1～Z7分别具有包括鼓风机的上部炉体15和下部炉体35。例如从区Z1的上部炉体15以及下部炉体35对所输送的被加热物吹热风。

参照图3对加热装置的一实例进行说明。图3表示沿着例如与输送方向正交的平面剖切区Z6时的截面。在上部炉体15与下部炉体35的对置间隙内，将印刷线路板的两面上安装有表面安装用电子器件的被加热物W放置到输送机31上进行输送。在上部炉体15内以及下部炉体35内，充满着作为气体介质的例如氮气(N₂)。上部炉体15以及下部炉体35对被加热物W喷出热风(已加热的气体介质)来加热被加热物W。另外，也可以与热风一起照射红外线。

上部炉体15具有：例如蜗轮风扇结构的鼓风机16、将加热丝多次折返而构成的加热器18、以及具有供热风通过的多个小孔的板(蓄热构件)19，将穿过板19的小孔的热风从上侧吹到加热物W上。板19例如由铝构成。

下部炉体35也具有与上述上部炉体15同样的结构。即，下部炉体35具有：例如蜗轮风扇结构的鼓风机26、将加热丝多次折返而构成的加热器28、以及具有供热风通过的多个小孔的板(蓄热构件)29。使穿过板29的小孔的热风从下侧吹到被加热物W上。

助熔剂回收装置41被设置在上部炉体15上。将助熔剂回收装置41设置于例如由外板包围的空间内，且设于上部炉体15的背面侧。助熔剂回收装置61被设置在下部炉体35上。将助熔剂回收装置61设置于例如由外板包围的空间内，且设于下部炉体35的背面侧。助熔剂回收装置41由如下两部件构成：用于使自上部炉体15导出的气体介质冷却的散热器部42、和用于回收由于冷却而液化的助熔剂的回收容器43。同样，助熔剂回收装置61也由如下两部件构成：用于使自下部炉体35导出的气体介质冷却的散热器部62、和用于回收由于冷却而液化的助熔剂的回收容器63。

图4示意性地表示风在上部炉体15内的流动。鼓风机16具有电动机38和由电动机38进行旋转驱动的叶片39。在是蜗轮风扇的场合，当叶片39进行旋转时，从周边的2个部位进行送风，借助设置于炉体上部的2处孔50、51将该风输入到上部炉体15内。并且，通过加热器18和板19而吹到被加热物W上。并且，鼓风机16将炉体内的气体介质经由中心部附近的孔导入。

在借助鼓风机16使热风进行循环的路径中，设置有作为将气体介质导出到助熔剂回收装置41中的导出口的孔52。将孔52设置于炉内的压力高的部位。在压力低的部位，设置有作为将来自助熔剂回收装置41的气体导入到上部炉体15内的导入口用的孔53。这些孔52以及53实际上与连接用管54以及55的各自一端侧的开口分别相对应。连接用管54以及55借助省略了图示的软管分别与助熔剂回收装置41的连接用管相连接。在下部炉体35中，也将气体介质从设置于炉内的压力高的部位的孔导出到助熔剂回收装置61中，将来自助熔剂回收装置61的减少了助熔剂成分的气体从设置于炉内的压力低的部位的孔导入。

另外，将助熔剂回收装置41以及61设置于回流焊装置的各区之中受气体介质污染较大的区中。但是，也可以在回流焊装置的全区或位于装置的出入口的低速部配置助熔剂回收装置41以及61。

以下，参照图5对助熔剂回收装置例如助熔剂回收装置41进行详细的说明。助熔剂回收装置41的散热器部42具有：直径(内径和外径)以及长度均大致相等的多根例如8根管71a、71b、71c、71d、71e、71f、71g以及71h，和与8根管71a～71h的延伸方向正交地安装的多个散热板72。管71a～71h由耐热性和耐腐蚀性优异的材料例如不锈钢构成。

图5B表示卸除了上部盖的状态。如图5C所示，通过使管71a～71h分别贯穿多个金属制的散热板72的同一位置，使管71a～71h各自的周面分别与散热板72相接，对通过管71a～71h内部的气体介质进行冷却。另外，为了简便说明，图5C省略了散热板72的部分图示且减少了散热板72的块数来进行表示。

散热器部42的管71a～71h的上部开口通到上部室73的底面侧。上部室73被板面沿着垂直方向延伸的隔壁74大致一分为二。隔壁74用于对上部室73进行分隔，也可以不从上部室73向下方延长。如图5B所示，在一个被分隔成的上部室的底面侧贯通有4条管71a～71d，在另一个被分隔成的上部室的底面侧贯通有4条管71e～71h。使连接用管75从管71a～71d所贯通的上部室中导出，并使连接用管76从管71e～71h所贯通的上部室中导出。

在散热器部42的下方，管71a～71h的开口与下部室77相连通。下部室77与所有的管71a～71h的开口相连通。将下部室的77的壁面形成为向底面中央倾斜的面。在底面中央，设置有用于使经过液化而存积下的助熔剂成分流入到外部的回收容器43中的排放机构(未图示)。

设置于被隔壁74分隔成的上部室73的一个室内的连接管75通过软管(未图示)与上部炉体15的连接管54相连接，将上部炉体内的气体介质导入到助熔剂回收装置41的上部室73的一个室中。设置于被隔壁74分隔成的上部室73的另一个室内的连接管76通过软管(未图示)与上部炉体的连接管55相连接，使由助熔剂回收装置除去了助熔剂成分的气体返回到上部炉体15中。

如图5D示意性地显示，借助连接管54、软管(未图示)以及连接管75将气体介质从上部炉体15导入到助熔剂回收装置41的上部室73内。使气体介质从上方通过管71a～71d流向下方而到达下部室77内。并且，从下部室77通过管71e～71h到达上部室73被分隔成的另一个室内。并且，借助连接用管76、软管(未图示)以及连接管55，使自助熔剂回收装置41导出的气体介质返回到上部炉体15内。

在助熔剂回收装置41的管71a～71h上安装有散热板72，气体介质在通过管71a～71h内的期间被冷却。冷却的结果使气体介质内的助熔剂成分液化，并存积到下部室77内。在适当的时刻打开下部室77的排放机构使助熔剂流入到回收容器43中，由此对助熔剂进行回收。

与下部炉体35相关地设置的助熔剂回收装置61也具有与上述助熔剂回收装置41同样的结构，利用冷却作用使气体介质内的助熔剂成分液化来回收助熔剂。

在提高回收效率方面，需要助熔剂回收装置41对气体介质冷却效果好。例如能通过加长管71a～71h的长度来提高冷却效果。但是，在该情况下，会产生导致助熔剂回收装置大型化的问题。在本发明中，即使管的长度相等也能产生更高的冷却能力。

在本发明中使用了这样的管内翅片，该管内翅片具有：卡合部，其以可自由插入/脱开的方式配置于多个管71a～71h的至少一部分管内，并安装于沿管71a～71h的延长方向延伸的轴的一端；多块板，其从轴的一端侧以规定的间隔安装到另一端侧上。如图6A所示，安装于轴上的板件的形状的一实例是半圆形的由金属例如不锈钢制成的板81，在板81的中心的位置形成有轴的插入孔82。但是，插入孔82也可以形成于偏离中心的位置。除了不锈钢那样的金属以外，也可以使用具有耐热性的树脂成型品的板。在使板81与轴正交地安装的情况下，使板的直径与管71a～71h的内径大致相等。通过使管71a～71h的内表面与板81的外周面相接触，板81被冷却。但是，管71a～71h的内表面与板81的外周面相接触未必是必需的。通过例如将管内翅片的轴形成为空心，并使水冷介质在轴内进行循环，能使管内翅片的板81冷却。

如图6B所示，也可以使用圆板83，该圆板83具有沿着径向形成的狭缝84、和在狭缝84的封闭侧的供轴插入用的孔85。孔85的位置为板83的中心位置。但是，孔85也可以形成于偏离中心的位置。在使用圆板83的情况下，将两个半圆部形成为以隔着狭缝84向相反方向扭转的形状。在半圆部倾斜着配置于管71a～71h内的情况下，使半圆部的直径投影到与管71a～71h正交的平面上的大小与管71a～71h的内径大致相等。

如图7A以及图7B所示，通过焊接等，将图6A所示的半圆形的板81在孔82的位置固定在由例如不锈钢构成的轴86上。构成了多个板81与轴86正交且大致等间隔地安装于轴86上的结构的管内翅片。板81的周面与以双点划线表示的管71a～71h的内表面相接触。管71a～71h具有多块散热板72，因此被冷却，通过使管内翅片的板81与管71a～71h的内表面相接触，能抑制管内翅片温度的上升。

在例如所有的管71a～71h内插入有图7A所示的管内翅片。在管内翅片的轴86的一端固定有例如棒状的卡合片87，利用卡合片87来阻止管内翅片在管71a～71h的插入口附近发生下落。插入有管内翅片的结果，产生了与加长管71a～71h的长度同等的效果。其结果无需加长管的长度，也比未插入有管内翅片的情况更能提高冷却能力。

如图8A以及图8B所示，通过焊接等，将使两半圆部向相反方向扭转的形状的圆板83(参照图6B)在孔85的位置固定在例如由不锈钢构成的轴86上。使多块圆板83各自的半圆部分别倾斜地安装于轴86上，并将卡合片87固定在轴86的一端，由此构成了管内翅片。将上下邻接的两块圆板83的接触点相互焊接。使圆板83的周面与双点划线表示的管71a～71h的内表面相接触。在例如所有的管71a～71h内插入有图8A所示管内翅片。插入有管内翅片的结果，产生了与加长管71a～71h的长度同等的效果。其结果比未插入有管内翅片的情况更能提高冷却能力。另外，翅片的形状并不只限于上述这些形状，如图10所示，也可以具有螺旋状的翅片。在使用螺旋状的翅片的情况下，也可以将中心轴省去。

在上述本发明的一实施方式中，将助熔剂回收装置41的冷却能力的测定结果示于表1中。在表1中，翅片形状A是指具有如图7所示那样使板81等间隔地固定于轴86上的管内翅片的结构。翅片形状B是指具有如图8所示那样使圆板83的两半圆部分别沿相反方向扭转的形状来固定到轴86上的管内翅片的结构。最初导入了气体介质的上部室73的一个分隔室的连接管75的附近测定的温度是冷却IN〔℃〕，在上部室73的另一个分隔室的连接管76的附近测定的温度是冷却OUT〔℃〕。并且，这些温度差(IN-OUT〔℃〕)表示冷却能力。

表1

翅片形状	冷却IN〔℃〕	冷却OUT〔℃〕	IN-OUT〔℃〕
				AAA	237238281	8787125	150151156
BBB	211209259	9088134	121121125

例如在使用翅片形状A的管内翅片的情况下，能达到使温度下降150〔℃〕以上。例如在使用翅片形状B的管内翅片的情况下，能达到使温度下降120〔℃〕以上。

作为比较例，在未将管内翅片完全插入的情况下的温度测定结果显示于表2中。

表2

冷却IN〔℃〕	冷却OUT〔℃〕	IN-OUT〔℃〕
			156	135	21
159	137	22
			214	190	24

根据表2的测定结果可知，在未插入管内翅片的情况下，温度最多下降20〔℃〕左右，冷却能力比本发明差。

另外，管71a～71h并不只限于空冷方式，也可以进行水冷方式的冷却。如图9所示，也可以将气体介质借助软管91从炉内导出，通过回收罐(pot)92来进行连接，并且借助连接部93导入到挠性回收筒94中，再借助连接部95和软管96使该气体介质从挠性回收筒94返回到炉内。可以使水冷介质在与挠性回收筒94的周面呈同心圆状设置的筒内进行循环，或者，如双点划线所示，可以通过使水冷介质在以螺旋状设置于挠性回收筒94的周面上的通道98中进行循环来使挠性回收筒94冷却。

本发明并不仅限于上述本发明的实施方式，可在不脱离本发明宗旨的范围内进行各种变形、应用。例如，在气体从助熔剂回收装置返回到炉体内时，为了防止炉内的温度发生下降，也可以在对所返回的气体进行加热后再使其返回。并且，也可以使用U字形状的管作为散热器部。

Claims (7)

1.一种助熔剂回收装置，其中，该助熔剂回收装置包括：

冷却部，其安装于管的外周面上；

回收容器，其用于回收来自焊接装置的气体介质所含有的、在上述管内被冷却而液化了的助熔剂；

管内翅片，其以可自由插入、脱开的方式配置于上述管的至少一部分管内，使得气体介质通过上述管内时的长度实际上更加长；

从焊接装置导出的气体介质通过上述管内而被冷却，并使冷却后的气体介质返回到上述焊接装置中。

2.根据权利要求1所述的助熔剂回收装置，其中，上述管内翅片具有：以规定间隔安装于沿上述管的延伸方向延伸的轴上的半圆板、和安装于上述轴的一端的卡合部。

3.根据权利要求1所述的助熔剂回收装置，其中，上述管内翅片包括：以规定间隔安装于沿上述管的延长方向延伸的轴上的板状翅片、和安装于上述轴的一端的卡合部；上述板状翅片包括：形成于径向上的狭缝、和在上述狭缝的封闭侧具有供沿上述管的延长方向延伸的轴插入用的孔的圆板；上述板状翅片具有两个半圆部隔着上述狭缝向相反方向扭转的形状。

4.根据权利要求1所述的助熔剂回收装置，其中，

将上述气体介质导入到垂直地配置有上述管且与上述管的一侧开口相连通的上部室内，从上述管的下部室内将已液化的助熔剂取出并导入到回收容器中。

5.根据权利要求1所述的助熔剂回收装置，上述冷却部由与上述管正交地固定于上述管的外周面上的多个冷却翅片构成。

6.根据权利要求1所述的助熔剂回收装置，

上述焊接装置具有：加热装置、鼓风机、以及借助多个孔将由上述加热装置加热的气体介质吹到被加热物上的板，

将上述气体介质从由上述鼓风机产生的压力高的部位自上述焊接装置内导出并导入到上述管中，再将上述气体介质从由上述鼓风机产生的压力低的部位导入到上述焊接装置内。

7.根据权利要求6所述的助熔剂回收装置，

上述焊接装置由上部炉和下部炉构成，上述上部炉和下部炉分别具有上述加热装置、上述鼓风机和上述板，上述焊接装置构成为使上述被加热物通过上述上部炉与上述下部炉之间的对置间隙，

该助熔剂回收装置分别设置在上述上部炉和上述下部炉上。

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