JP2000133928A

JP2000133928A - 半田付け装置

Info

Publication number: JP2000133928A
Application number: JP10300877A
Authority: JP
Inventors: Akira Okumura; 陽奥村
Original assignee: Denso Ten Ltd
Current assignee: Denso Ten Ltd
Priority date: 1998-10-22
Filing date: 1998-10-22
Publication date: 2000-05-12

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】不活性ガスを用いて配線基板の半田付けを行う
装置の、不活性ガス供給ノズルがフラックスミストで閉
塞することを防止する。【解決手段】不活性ガス雰囲気のもとで基板を前段から
後段へ搬送しながら半田付けする半田付け装置におい
て、基板が半田付け処理なされた領域よりも後段に配設
され、前記不活性ガスを供給する不活性ガス供給手段４
２，４３と、不活性ガス供給手段よりも前段であって且
つ前記基板が半田付けなされた領域よりも後段に配設さ
れ、前記不活性ガス雰囲気を冷却する冷却手段４４とを
有することを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、不活性ガス雰囲気
を用いる半田付け装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】プリント配線基板の半田付け処理では、
プリント配線基板上の配線パターンにクリーム半田（微
粒の半田とフラックスとを混練したペースト状の半田）
を介して電子部品を搭載し、これらを高温の炉内雰囲気
や熱輻射を用い例えば約２２０°Ｃに加熱して半田付け
するリフロー半田付け装置が用いられる。或いは、プリ
ント配線基板上の配線パターンに電子部品を搭載し、プ
リント配線基板にフラックスを塗布した後、これらを例
えば約２４０°Ｃに保たれた溶融した半田浴に浸漬して
半田付けするフロー半田付け装置が用いられる。これら
の半田付け装置を用いて、プリント配線基板の半田付け
処理が終わると、プリント配線基板上に残留したフラッ
クス等の雑夾物を除去する必要があり、次に洗浄処理が
行われる。このフラックス等の雑夾物の洗浄には、以前
は例えばフロン系の洗浄液等が用いられていたが、近年
環境破壊物質（例えばフロン系の物質）の使用規制が行
われた後は、フラックス材質を水洗浄等で除去可能な成
分（或いは洗浄不要な成分）に変えるとともに、窒素等
の不活性ガスを用いた雰囲気を用いるようにして半田付
け処理を可能としている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】これらの窒素等の不活
性ガスの炉内への供給は、図５のリフロー半田付け装置
に示した窒素ガス供給ノズル４２、４３の位置から吹き
込むようにしている。なお、窒素ガス供給ノズル４２、
４３には例えば１２ｍｍ直径、１．６ｍｍ厚の鋼管にノ
ズル開口（例えば孔径２ｍｍ、間隔ｄ＝１５ｍｍ）が設
けられている。ところが、窒素ガス供給ノズル４２、４
３に、ミスト状のフラックス（配線基板２が加熱され、
半田が溶融する過程で一旦蒸発したフラックスが、窒素
ガス供給ノズル４２、４３側で冷却されて生じる微粒
子）が付着するため、窒素ガス供給ノズル４２、４３に
設けられたノズル開口の孔が数週間の使用経過の後にそ
の孔の幾つかが閉塞するという問題を生じている。この
ミスト状のフラックスの付着や開口孔の閉塞は、前段側
（半田を溶融させる炉側）に位置する窒素ガス供給ノズ
ル４２に顕著に生じる現象であって、後段側の窒素ガス
供給ノズル４３での発生程度は軽微である。そのため、
ミスト状のフラックスの付着に対しては、数週間毎に設
備を停止してメンテナンスし、洗浄して対応している
が、窒素ガス供給ノズル４２、４３の個々のノズル開口
孔までは日常点検できない装置内に位置しているので、
ノズルの閉塞を完全に避けることは不可能である。この
ように一部のノズルの孔に閉塞が生じると、吹き込みガ
スの炉幅方向の分布が不均一になり、ひいては配線基板
の冷却がガス流の少ない部分で冷却速度が遅くなり、半
田の凝固変態速度が緩やかとなるため、その部分の半田
の金属組織が粗粒化（半田強度が弱くなる）し、半田接
合品質が不安定化となるという弊害をもたらしている。

【０００４】なお、フロー半田付け装置の場合も、同様
にミスト状のフラックスの付着の問題が生じているが、
説明は重複するので省略する。

【０００５】本発明は、このような問題を解決すること
を目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の上記目的を達成
するため、不活性ガス雰囲気のもとで基板を前段から後
段へ搬送しながら半田付けする半田付け装置において、
前記基板が半田付け処理なされた領域よりも後段に配設
され、前記不活性ガスを供給する不活性ガス供給手段
と、前記不活性ガス供給手段と前記基板が半田付け処理
なされた領域との間に配設され、前記不活性ガス雰囲気
を冷却する冷却手段とを有することを特徴とする。

【０００７】また、前記冷却手段は伝熱性を有する管状
部材からなり、該管状部材内に不活性ガスを導入して前
記不活性ガス供給手段へ送出するものであることを特徴
とする。

【０００８】また、前記管状部材にフィンが設けられて
なることを特徴とする。

【０００９】また、前記冷却手段における冷却強度を設
定する冷却強度設定手段を設け、前記冷却強度設定手段
が設定した該冷却強度が、半田付け直後の半田部を通常
よりも急な冷却速度で冷却するよう設定されてなること
を特徴とする。

【００１０】また、前記冷却強度設定手段は前記不活性
ガスを所定温度に冷却する熱変換器であって前記冷却し
た不活性ガスを前記冷却手段へ送出するもであることを
特徴とする。

【００１１】また、前記冷却手段における管状部材は、
前記不活性ガス供給手段と前記冷却強度設定手段との間
で、脱着可能な接続ジョイントを介して連結されてなる
ことを特徴とする。

【００１２】また、前記不活性ガス雰囲気が窒素ガスで
あることを特徴とする。

【００１３】また、前記基板に予め設けられた半田を溶
融して半田付け処理するリフロー手段または前記基板に
半田を付着して半田付けするフロー手段を備えてなるこ
とを特徴とする。

【００１４】

【実施例】次に、本発明の１実施例であるリフロー半田
付け装置を説明する。図１は、本発明の雰囲気冷却手段
を有するリフロー半田付け装置を説明する説明図で、
（Ａ）リフロー半田付け装置の断面図により構成を説明
する。

【００１５】１は、基板上の配線パターンに電子部品を
クリーム半田を介して装着した配線基板２のリフロー半
田付け処理を行うためのリフロー半田付け装置であり、
加熱部７、入側シール部３、出側シール部４、熱交換器
５、雰囲気冷却部４４等から構成されている。

【００１６】２は、図示されていない基板上の配線パタ
ーンの半田付け位置にペースト状のクリーム半田を塗布
し、電子部品をクリーム半田を介して装着した配線基板
であり、リフロー半田付け装置１により半田付け処理さ
れて電子部品が基板上の配線パターンに半田接続され
る。なお、クリーム半田は、微粒子状の半田合金と、半
田の濡れ性を確かにするためのロジン等のフラックスと
をペースト状にしたものである。３は、リフロー半田付
け装置１の装入口ＩＮ側に、配線基板２を搬送する搬送
装置９のための開口を挟んで上部と下部とに分かれて設
けられた入側シール部で、その大きさが例えば、高さ２
５０ｍｍ（搬送装置９のための開口高さ＝５０ｍｍ＋上
部または下部のシール板３１の高さ各１００ｍｍ）、幅
６００ｍｍ、搬送方向の長さ８００ｍｍであり、内部に
はリフロー半田付け装置１の外周の大気と装置内の雰囲
気８との通気をシールするシール板３１が設けられてい
る。３２は、入側シール部３の上部に設けられたダクト
で、図示されていない排気ファンによって装置内の雰囲
気８の余剰ガスが排気（装置内の雰囲気８の気化したフ
ラックスを少しでも排気するため、酸素濃度が設定レベ
ルになるように排気量を設定）される。４は、リフロー
半田付け装置１の排出口ＯＵＴ側に、配線基板２を搬送
する搬送装置９のための開口を挟んで上部と下部とに分
かれて設けられた出側シール部で、その大きさが例え
ば、高さ２５０ｍｍ（搬送装置９のための開口高さ＝５
０ｍｍ＋上部または下部のシール板３１の高さ各１００
ｍｍ）、幅６００ｍｍ、搬送方向の長さ＝８００ｍｍで
あり、内部にはリフロー半田付け装置１の外周の大気と
装置内の雰囲気８との通気をシールするシール板４１と
窒素ガス供給ノズル４２、４３とが設けられている。

【００１７】４２、４３は、加熱部７に隣接して出側シ
ール部４内に、搬送装置９を挟んで上部と下部とにそれ
ぞれ設けられた窒素ガス供給ノズルであって、窒素ガス
を装置内に供給する。窒素ガス供給ノズル４２、４３
は、図２に示すように、片端が閉ざされ、他端が脱着容
易な接続ジョイントＪ２、Ｊ３を有し側面に複数のノズ
ル孔４７が設けられた鋼管（管状部材）で形成され、さ
らに接続ジョイントＪ２、Ｊ３を介してヘッダー管４８
２側の接続管４９２、４９３に接続されている。また、
窒素ガス供給ノズル４２、４３である鋼管は、例えば、
直径１２ｍｍ、厚１．６ｍｍ、長さ７００ｍｍで、鋼管
にはノズル孔４７（孔径２ｍｍ、間隔ｄ＝１５ｍｍ）が
設けられており、ノズル孔４７を経由して窒素ガスが装
置内に供給される。

【００１８】４４は、加熱部７の終端付近と窒素ガス供
給ノズル４２との間に配設され、出側シール部４に隣接
した装置内の雰囲気８内に、搬送装置９を挟んで上部と
下部とにそれぞれ設けられた装置内の雰囲気８を冷却す
る雰囲気冷却部であって、図２に示すように、両端に脱
着容易な接続ジョイントＪ１、Ｊ４が設けられた銅管
（例えば、直径１２ｍｍ、厚１．６ｍｍ、長さ６００ｍ
ｍ）で形成され、さらに接続ジョイントＪ１、Ｊ４を介
してヘッダー管４８１側の接続管４９１およびヘッダー
管４８２側の接続管４９４に接続されている。また、脱
着容易な接続ジョイントＪ１、Ｊ４を有する銅管である
雰囲気冷却部４４、および接続ジョイントＪ２、Ｊ３を
有する鋼管である窒素ガス供給ノズル４２、４３は、メ
ンテナンス時期（数週間毎に行う）に取り外され、付着
したフラックスを洗浄溶液で除去した後、再組み立てさ
れる。なお、雰囲気冷却部４４は、雰囲気８との伝熱性
をよくするため、銅管としたが、更に伝熱性をよくする
ため銅管に代えてフィン付き銅管を用いてもよい。

【００１９】５は、ヒートポンプ式の冷却装置からなる
熱交換器で、外部に設けられた窒素ガス配管４５から供
給された窒素ガス（例えば圧力２ｋｇ／ｃｍ²、純度９
９．９９％、流量１０Ｎｍ³／ｈ）を所定の温度、例え
ば５°Ｃに冷却し、窒素ガスを配管経路４６を経て雰囲
気冷却部４４に供給する。配管経路４６は、図２に示す
ように、熱交換器５に接続されたヘッダー管４８１およ
び接続管４９１を介して、雰囲気冷却部４４に冷却され
た窒素ガスを送るライン（矢印はガス流の方向を示す）
であって、搬送装置９を挟んだ上部と下部とのそれぞれ
に設けられた雰囲気冷却部４４に接続されている。

【００２０】６は、例えば電熱シース式等の抵抗電熱体
からなるパネルヒータで、抵抗電熱体が通電されると例
えば３００°Ｃに加熱され、モータファン６１による雰
囲気８の攪拌作用をうけて配線基板２を加熱し、配線基
板２が（Ｂ）の温度変化曲線ａに例示した所望の温度上
昇となるように調整される。７は、配線基板２を加熱す
るクローズドな空間（例えば、高さ＝８００ｍｍ、幅＝
６００ｍｍ、搬送方向の長さ＝３０００ｍｍ）を鋼板で
形成した加熱部で、配線基板２を搬送する搬送装置９の
上下の空間にパネルヒータ６、モータファン６１が配置
されており、雰囲気８等を介してパネルヒータ６からの
熱が配線基板２に伝熱される。従って、加熱部７が半田
付け処理を行う１手段であり、加熱部７の終端付近にて
半田が溶融し、半田付け処理がなされたものとなる。８
は、窒素ガス供給ノズル４２、４３から供給された窒素
ガスからなる雰囲気である。雰囲気８は、その気圧が大
気圧より正圧（例えば２０ｍｍａｑ）とされ、入側シー
ル部３、出側シール部４から搬送装置９の上下の開口か
ら侵入する空気からの侵入酸素は雰囲気８中の酸素濃度
が０．０２％以下に保たれるよう、雰囲気８の気圧とダ
クト３２に排気量が調整されている。なお、雰囲気８の
気流は、加熱部７では配線基板２の搬送方向の逆方向に
流れ、入側シール部３を経てダクト３２に吸引され、排
気される。９は、チェインコンベアとキャリッジ・レー
ル等からなる配線基板２を前段から後段へ搬送する搬送
装置９であって、矢印で示したＴ方向に連続的に配線基
板２を移動する。配線基板２は、搬送装置９に装入口Ｉ
Ｎの位置で装荷され、入側シール部３を経た後、加熱部
７（配線基板２の半田付け処理を行う）を通過し、出側
シール部４を経て、最後に排出口ＯＵＴに到り、搬送装
置９から脱荷される。

【００２１】次に、本発明の１実施例のリフロー半田付
け装置における雰囲気冷却部４４の作用について説明す
る。図１（Ｂ）は、配線基板２の温度変化を、装置内位
置（入側シール部３、加熱部７、および出側シール部４
の長さ方向の位置）と配線基板２の温度の関係を示す説
明図であり、所望の昇温速度で加熱し昇温した温度カー
ブａと、加熱部７の終端に配置した雰囲気冷却部４４に
より冷却を早めた場合の温度カーブｂと、雰囲気冷却部
４４を用いない場合の温度カーブｃとを示している。な
お、ｍｚはクリーム半田が溶融する溶融温度範囲であ
る。つまり、温度カーブより高い溶融温度範囲ｍｚで
は、半田が溶融して合金化作用などの接続作用を生じて
おり、その時間は所定の長さになるようパネルヒータ６
による加熱が調整されている。なお、リフロー半田付け
装置１では、配線基板２の周囲の雰囲気８の温度に追従
して配線基板２の温度が変化するものである。また、配
線基板２の温度が溶融温度帯より下がり始めると、錫、
鉛等の合金である半田から錫、鉛共晶組織等の結晶が析
出し始める。この結晶の粒度は、急冷する程小さくなる
ことが知られており、また、粒度が小さいほど半田接続
部の半田合金の強度が高くなり望ましい状態である。と
ころが、常温の窒素ガスを窒素ガス供給ノズル４２、４
３から吹き出す（雰囲気冷却部４４を有しない）従来の
リフロー半田付け装置では配線基板２の冷却が緩やかな
温度カーブｃとなるため、望ましい半田接続強度にまで
高めることができなかったが、本発明の１実施例である
熱交換器５（窒素ガスの温度水準を調節可能）を用い温
度水準を下げた窒素ガスを窒素ガス供給ノズル４２、４
３から吹き出すリフロー半田付け装置１では、雰囲気冷
却部４４による雰囲気８の冷却と相まって、配線基板２
の雰囲気冷却部４４と窒素ガス供給ノズル４２、４３の
位置における冷却が強められるため、配線基板２の温度
は温度カーブｂとなるので、所望の半田接続強度を容易
に実現することができる。

【００２２】また、加熱部７における雰囲気８の窒素ガ
ス中には加熱中に蒸発したフラックスが蒸気の形で含ま
れていて、従来この雰囲気８が漏洩したガスが、窒素ガ
ス供給ノズル４２、４３の位置において冷却をうけ、冷
却された雰囲気８中にフラックスのミストを析出し、こ
のミストが窒素ガス供給ノズル４２、４３に付着して窒
素ガス供給ノズル４２、４３に設けられたノズル孔４７
を閉塞する不都合が生じることがあった。ところが、本
発明の１実施例であるリフロー半田付け装置では、加熱
部７の終端付近に雰囲気冷却部４４を設けて雰囲気８を
冷却し、併せて雰囲気冷却部４４による冷却能力を熱交
換器５が調整した窒素ガス温度により制御することによ
り、予め雰囲気８中のフラックス・ミストを雰囲気冷却
部４４の位置において析出させ、雰囲気冷却部４４の表
面に付着させて取り除くことができるようにしたので、
その分フラックスミストは窒素ガス供給ノズル４２、４
３には集中せず、窒素ガス供給ノズル４２、４３に設け
られたノズル孔４７の閉塞を抑制することができる。な
お、雰囲気冷却部４４を銅管で形成した場合にも、ミス
トをこの銅管上に付着させて除去できるが、雰囲気冷却
部４４をフィン付き銅管で形成することで、更に除去効
果を高めることができる。

【００２３】また、雰囲気冷却部４４、窒素ガス供給ノ
ズル４２、４３の端部の接続ジョイントＪ１、Ｊ２、Ｊ
３、Ｊ４は、図３を用いて示したように出側シール部４
の横幅側の外部において接続され、更に、接続ジョイン
トＪ１、Ｊ２、Ｊ３、Ｊ４の継ぎ手機構に食い込み式管
継ぎ手機構（例えば、接続ジョイントＪ２について説明
すると、図３に示すように接続管４９２の管端に環状突
起Ｊ２１を設け、接続管４９２を内挿したナットＪ２２
の内面が環状突起Ｊ２１に接触面Ｊ２４において密接さ
せてガスをシールする形状とし、ナットＪ２２を締める
ことによってそのシール作用が生じる継ぎ手機構とした
もの）を用いたので、雰囲気冷却部４４、窒素ガス供給
ノズル４２、４３の脱着が容易となり、メンテナンスの
作業性が改善される。

【００２４】次に、本発明の第２の実施例であるフロー
半田付け装置を図４を用いて説明する。なお、図１に示
した実施例と同様の部分は同一符号を付し説明を省略す
る。

【００２５】本図に示すように、４は、フロー半田付け
装置１１の排出口ＯＵＴ側に、配線基板２１を搬送する
搬送装置９のための開口を挟んで上部と下部とに分かれ
て設けられた出側シール部で、その大きさが例えば、高
さ２５０ｍｍ（搬送装置９のための開口高さ＝５０ｍｍ
＋上部または下部のシール板３１の高さ各１００ｍ
ｍ）、幅６００ｍｍ、搬送方向の長さ８００ｍｍであ
り、内部にはフロー半田付け装置１１の外周の大気と装
置内の雰囲気８２との通気をシールするシール板４１と
窒素ガス供給ノズル４２、４３とが設けられている。４
２、４３は、半田付け室８１に隣接して出側シール部４
内に、搬送装置９を挟んで上部と下部とにそれぞれ設け
られた窒素ガス供給ノズルであって、その詳細は図１で
説明した窒素ガス供給ノズル４２、４３と同様である。

【００２６】９は、チェインコンベアを有するキャリッ
ジ・レール等からなる配線基板２１を搬送する搬送装置
で、連続的に移動するキャリッジ・レール等の上に装入
口ＩＮで配線基板２１が装荷され、配線基板２は移動し
ながら余熱部７１を経て、半田付け室８１に入りフロー
半田付け槽を通過しながら半田付けが行われ、出側シー
ル部４を経て排出口ＯＵＴで集荷される。

【００２７】２１は、図示されていない基板上の配線パ
ターンの半田付け位置に、フラックスを塗布した上で、
電子部品を装着した配線基板であり、フロー半田付け装
置１１により半田付け処理されて電子部品が基板上の配
線パターンに半田接続される。３２は、入側シール部３
の上部に設けられ、装置内の雰囲気８の余剰ガスを排気
するダクトで、装置内の雰囲気８の気圧を適正な正圧に
保つように排気量が設定されている。

【００２８】６１は、例えば電熱シース式等の抵抗電熱
体からなるパネルヒータで、抵抗電熱体が通電されると
例えば３００°Ｃに加熱され、配線基板２１の半田付け
面を所定の温度（例えば１００°Ｃ）に余熱する。７１
は、配線基板２を余熱する空間（例えば、高さ＝８００
ｍｍ、幅＝６００ｍｍ、搬送方向の長さ＝３０００ｍ
ｍ）をガラス扉や鋼板で形成した余熱室で、配線基板２
１を搬送する搬送装置９の下部空間にパネルヒータ６１
が配置され配線基板２１が余熱される。７２は、余熱室
の雰囲気である。雰囲気７２は、窒素ガス供給ノズル４
２、４３から、半田付け室８１を経由して流入した窒素
ガスと、搬送装置９の挿入口ＩＮ側から侵入する空気と
の混合気であって、その中に配線基板２１が余熱されて
蒸発したフラックス成分が含まれている。７３は、余熱
室７１の上部に設けられたダクトであって、図示されて
いない排気ファンによって雰囲気７２を排気する。

【００２９】８１は、フロー半田付け槽８４と、配線基
板２１を搬送する搬送装置９とを収容する空間を鋼板で
形成した半田付け室であって、窒素ガスの雰囲気８２の
下でフロー半田付け槽８４により半田付け処理が行われ
る。半田付け室８１の上面の空間は、例えば上面がフロ
ー半田付け装置１１の上部（配線基板２１の搬送装置９
の位置）から高さ１５０ｍｍ、幅６００ｍｍ、搬送方向
の長さ８００ｍｍとされている。８２は、窒素ガス供給
ノズル４２、４３から供給された窒素ガスからなる半田
付け室８１の雰囲気である。雰囲気８２は、その気圧が
大気圧より正圧（例えば２０ｍｍａｑ）とされ、出側シ
ール部４から搬送装置９の上下の開口から侵入する空気
からの侵入酸素は雰囲気８中の酸素濃度が０．０２％以
下に保たれるよう、雰囲気８２の気圧とダクト８３の排
気量とが調整されている。また、配線基板２１のフラッ
クス塗布位置をフロー半田付け槽８４の溶融半田の噴流
が洗うように半田付け処理する際に、フラックス成分が
蒸発するので、雰囲気８２にはフラックスの蒸気が含ま
れている。なお、雰囲気８２のガスは半田付け室８１で
は配線基板２の搬送方向の逆方向に流れ、一部はダクト
８３をへて排気され、残りはダクト７３の吸引力をうけ
余熱室７１へ入りダクト７３から排気される。８３は、
半田付け室８１の上部に設けられたダクトで、ダクト８
３を経由して雰囲気８２の一部が排気される。８４は、
半田を溶融加熱する加熱槽と、加熱槽内に設けられ溶融
した半田を流動させるポンプ駆動装置と、噴流を配線基
板２１の通過位置に噴き出すノズルからなる噴流式のフ
ロー半田付け槽であって、電熱加熱によって溶融した半
田（例えば２４５°Ｃ）がポンプ駆動されて噴流半田を
形成し、配線基板２１の半田付け面を噴流で洗うように
半田付け処理される。

【００３０】１１は、基板上の配線パターンに電子部品
を装着した配線基板２１のフロー半田付け処理を行うた
めのフロー半田付け装置であり、余熱部７１、半田付け
室８１、出側シール部４、熱交換器５、雰囲気冷却部４
４等から構成されている。

【００３１】次に、フロー半田付け装置における雰囲気
冷却部４４の作用について説明する。

【００３２】まず、配線基板２１の半田付け面が溶融し
た半田（例えば２４５°Ｃ）噴流で洗うようにして半田
付け処理され、半田接続位置に付着した半田は配線基板
２１（例えば温度１００°Ｃ）と周囲の雰囲気８２（例
えば温度５０°Ｃ）により冷却され凝固（例えば融点１
８０°Ｃ）する。さらに、凝固後の冷却速度により錫、
鉛共晶組織等の結晶が析出するが、この結晶の粒度は、
急冷する程小さくなることが知られており、また、粒度
が小さいほど半田接続部の半田合金の強度が高くなり望
ましい状態である。ところが、常温の窒素ガスを窒素ガ
ス供給ノズル４２、４３から吹き出す（雰囲気冷却部４
４を有しない）従来のフロー半田付け装置では、配線基
板２１の冷却が緩やかで、望ましい半田接続強度にまで
高めることができなかったが、本発明の1 実施例である
熱交換器５（窒素ガスの温度水準を調節可能）を用い温
度水準を下げた窒素ガスを窒素ガス供給ノズル４２、４
３から吹き出すリフロー半田付け装置１では、雰囲気冷
却部４４による雰囲気８の冷却と相まって、配線基板２
の雰囲気冷却部４４と窒素ガス供給ノズル４２、４３の
位置における冷却が強められるため、配線基板２の温度
は温度カーブｂとなるので、所望の半田接続強度を容易
に実現することができる。

【００３３】また、半田付け室８１における雰囲気８２
の窒素ガス中には、フラックスが塗布された配線基板２
１の半田付け面が溶融した半田（例えば２４５°Ｃ）噴
流で半田付け処理された際に、蒸発したフラックスが蒸
気の形で含まれていて、従来この雰囲気８２が漏洩した
ガスが、窒素ガス供給ノズル４２、４３の位置において
冷却をうけ、冷却された雰囲気８中にフラックスのミス
トを析出し、このミストが窒素ガス供給ノズル４２、４
３に付着して窒素ガス供給ノズル４２、４３に設けられ
たノズル孔４７を閉塞する不都合が生じることがあっ
た。ところが、本発明の１実施例であるフロー半田付け
装置では、半田付け室８１の出口直前に雰囲気冷却部４
４を設けて雰囲気８２を冷却し、併せて雰囲気冷却部４
４による冷却能力を熱交換器５が調整した窒素ガス温度
により制御することにより、予め雰囲気８２中のフラッ
クス・ミストを雰囲気冷却部４４の位置において析出さ
せ、雰囲気冷却部４４の表面にに付着させて取り除くこ
とができるようにしたので、その分フラックスミストは
窒素ガス供給ノズル４２、４３には集中せず、窒素ガス
供給ノズル４２、４３に設けられたノズル孔４７の閉塞
を抑制することができる。また、雰囲気冷却部４４が銅
管は形成した場合にも、ミストを雰囲気冷却部４４であ
る銅管上への付着させて除去できるが、雰囲気冷却部４
４をフィン付き銅管で形成することで、更に除去効果を
高めることができる。

【００３４】以上のように、上述した実施例によれば、
雰囲気冷却部４４と、窒素ガスの温度水準を下げる熱交
換器５（窒素ガスの温度水準を調節可能）とを備えたリ
フロー半田付け装置１、或いはフロー半田付け装置１１
を用いることにより、雰囲気冷却部４４と窒素ガス供給
ノズル４２、４３の位置における冷却が強められるた
め、半田結晶粒度を微細化して配線基板２、或いは配線
基板２１の半田接続強度の改善を実現することができ
る。

【００３５】また、雰囲気８、或いは雰囲気８２の中に
含まれるフラックス蒸気が、雰囲気８、或いは雰囲気８
２から窒素ガス供給ノズル４２、４３の位置に漏洩した
際に、窒素ガス供給ノズル４２、４３の上にミストを析
出し、窒素ガス供給ノズル４２、４３に設けられたノズ
ル孔４７を閉塞する不都合が生じることがあったが、本
発明の１実施例であるリフロー半田付け装置１、或いは
フロー半田付け装置１１を用いることにより、加熱部
７、或いは半田付け室８１の出口直前に雰囲気冷却部４
４を設けて雰囲気８、或いは雰囲気８２を冷却し、予め
雰囲気８中のフラックス・ミストを雰囲気冷却部４４の
位置において析出させ、雰囲気冷却部４４に付着させて
取り除くことができるようにしたので、窒素ガス供給ノ
ズル４２、４３に設けられたノズル孔４７の閉塞を抑制
することができる。従って、ノズル孔４７の閉塞対策と
してのメンテナンスを軽減することができると共に、ノ
ズル孔４７の閉塞に基づく半田接続強度の不安定化を回
避することができる。また、雰囲気冷却部４４に相当す
る冷却手段として窒素ガス供給ノズル４２、４３とは別
体の独立した冷却部を設けるようにしても良いが、本例
では窒素ガス供給ノズル４２、４３へ窒素を導く管を流
用しているので、設備を大きくする必要がない。

【００３６】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
る半田付け装置によれば、雰囲気ガスを冷却する冷却手
段を設けることにより、半田付け後の半田接続部の冷却
を早めることができ、また蒸発したフラックスから析出
するフラックスミストの雰囲気ガス供給手段への付着を
抑制することができ、半田接続強度やメンテナンス性の
改善が実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の１実施例におけるリフロー半田付け装
置を説明する説明図である。

【図２】雰囲気冷却部と熱交換器を説明する平面図であ
る。

【図３】本発明の１実施例における接続ジョイントを説
明する平面図である。

【図４】本発明の第２実施例であるフロー半田付け装置
を説明する説明図である。

【図５】従来のリフロー半田付け装置を説明する説明図
である。

【符号の説明】

１・・・・・リフロー半田付け装置２・・・・・配線基板３・・・・・入側シール部４・・・・・出側シール部５・・・・・熱交換器６・・・・・パネルヒータ４２、４３・窒素ガス供給ノズル４４・・・・雰囲気冷却部

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｂ２３Ｋ 1/08 ３２０Ｂ２３Ｋ 1/08 ３２０Ｚ 31/02 ３１０ 31/02 ３１０Ｂ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】不活性ガス雰囲気のもとで基板を前段か
ら後段へ搬送しながら半田付けする半田付け装置におい
て、前記基板が半田付け処理なされた領域よりも後段に配設
され、前記不活性ガスを供給する不活性ガス供給手段
と、前記不活性ガス供給手段と前記基板が半田付け処理なさ
れた領域との間に配設され、前記不活性ガス雰囲気を冷
却する冷却手段とを有することを特徴とする半田付け装
置。
【請求項２】前記冷却手段は伝熱性を有する管状部材
からなり、該管状部材内に不活性ガスを導入して前記不
活性ガス供給手段へ送出するものであることを特徴とす
る請求項１記載の半田付け装置。
【請求項３】前記管状部材にフィンが設けられてなる
ことを特徴とする請求項２記載の半田付け装置。
【請求項４】前記冷却手段における冷却強度を設定す
る冷却強度設定手段を設け、前記冷却強度設定手段が設
定した該冷却強度が、半田付け直後の半田部を通常より
も急な冷却速度で冷却するよう設定されてなることを特
徴とする請求項１記載の半田付け装置。
【請求項５】前記冷却強度設定手段は前記不活性ガス
を所定温度に冷却する熱変換器であって前記冷却した不
活性ガスを前記冷却手段へ送出するもであることを特徴
とする請求項４記載の半田付け装置。
【請求項６】前記冷却手段における管状部材は、前記
不活性ガス供給手段と前記冷却強度設定手段との間で、
脱着可能な接続ジョイントを介して連結されてなること
を特徴とする請求項２および４記載の半田付け装置。
【請求項７】前記不活性ガス雰囲気が窒素ガスである
ことを特徴とする請求項１記載の半田付け装置。
【請求項８】前記基板に予め設けられた半田を溶融し
て半田付け処理するリフロー手段または前記基板に半田
を付着して半田付けするフロー手段を備えてなることを
特徴とする請求項１記載のフロー半田付け装置。