JP2003332726A - リフロー炉、この炉に接続されるフラックス回収装置、およびこの装置の稼働方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 回路基板３の半田付けをするリフロー炉１に
満たされた雰囲気ガス中に混在するフラックス成分を除
去するフラックス回収装置３１において、装置を複雑に
せずに済み、雰囲気ガスの温度などを不安定にせずに済
むようにする。 【解決手段】 フラックス回収装置３１内で、吸引した
雰囲気ガスを冷却部で冷却し、冷却され液化されたフラ
ックス成分を、他の粒子の大きなフラックス成分ととも
にフィルターに濾し取る。フィルターを通った雰囲気ガ
スは、ヒーターによって再加熱する。雰囲気ガスはブロ
アにより吸引する。また、フラックス回収装置を、リフ
ロー炉の運転終了時または運転の設定条件変更時に稼働
し、雰囲気ガスを強制的に一気に吸引する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、電子部品を搭載
した回路基板を半田付けするためのリフロー炉に関し、
特に、半田付け中に気化し雰囲気ガス中に混在するフラ
ックス成分を液化して除去するためのフラックス回収装
置の構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】種々の電子部品は、SMD(Surface Mount
ed Device)と呼ばれるものであり、プリントされた回路
基板の表面に直接搭載して半田付けされる。この半田付
けは、半田付けペーストを用いて行う。半田付けペース
トは、クリーム状のフラックスと粉末半田とをペースト
状にしたもので、印刷あるいほディスペンサー等により
プリント基板のはんだ付け部に塗布し、その上に電子部
品を搭載させてからリフロー炉で加熱溶融させることに
より、回路基板と電子部品を半田付けするものである。

【０００３】半田付けペーストのフラックスは、半田付
けされる金属表面の酸化膜を除去し、半田付け中に加熱
で再酸化するするのを防止し、半田の表面張力を小さく
して濡れを良くする塗布材の働きをし、松脂、チキソ
剤、活性剤等の固形成分を溶剤で溶解させてあるため、
リフロー炉で半田付けペーストを加熱溶融させた時にこ
れらが気化し蒸気となる。この気化したフラックス成分
は、リフロー炉の温度の低いところ（約１１０℃以下）
に接触して、液化し、回路基板上に付着し半田付け不良
を起こしたり、リフロー炉の可動部分に付着して動きが
妨げられたりするものであった。

【０００４】そして、回路基板上に付着したフラックス
成分が半田付け不良を起こさないように、不活性ガスを
用いた雰囲気中で加熱を行うとともに、この雰囲気中に
混在するフラックス成分を冷却し液化して回収しようと
する回収装置が提案されている。

【０００５】この回収装置の従来例（特開平７ー２１２
０２８）を、図４に示す。リフロー炉１０１の加熱室１
０３の中を搬送手段１０５により図中右から左へ搬送さ
れる回路基板１０７には電子部品が搭載されている。搬
送手段１０５の下方に設けられているファンモータ１０
９により回転するファン１１１により雰囲気ガス１１３
が、ヒーター１１５の間を通過して、搬送される回路基
板１０７へ吹き付けられ加熱がなされ、循環する。

【０００６】この加熱室１０３に接続されたフラックス
回収装置１１７は、加熱室１０３から雰囲気ガス１１３
を送風手段１１９により吸引し、回路基板１０７の半田
付け中に気化し雰囲気ガス１１３中に混在するフラック
ス成分を除去する。この除去のために、フラックス回収
装置１１７の内部では、まず雰囲気ガス１１３中のフラ
ックス成分のうち粒子の大きな成分をフィルター１２１
が濾し取り、次に冷却フィン１２３が雰囲気ガスを冷却
しフラックス成分を液化して除去し、その後に雰囲気ガ
スをヒーター１２５で再加熱して、加熱室１０３に戻
す。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この従
来のフラックス回収装置１１７では（１）液化したフラ
ックス成分はフィルター１２１とは別の手段、例えばタ
ンクなどに集めて取り除くしかなく、フィルター１２１
とタンクの二つが必要であり、装置１１７が複雑になっ
ていた。（２）また、フラックス回収装置１１７はリフ
ロー炉１０１の運転中に稼働するものであり、雰囲気ガ
ス１１３の温度などを不安定にすることのないように、
雰囲気ガス１１３の一部のみを徐々にフラックス回収装
置１１７に吸引するしかなかった。このために、除去に
時間がかかり、除去しきれないフラックス成分がフラッ
クス回収装置１１７以外の温度の低いところに付着する
可能性があった。

【０００８】この発明は、以上の課題を解決するために
なされたもので、装置を複雑にせずに済み、雰囲気ガス
の温度などを不安定にせずに、雰囲気ガス中のフラック
ス成分の除去ができるリフロー炉、この炉に接続される
フラックス回収装置、およびこの装置の稼働方法を提供
することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】以上の課題を解決するた
めに、第１の発明は、電子部品を搭載した回路基板を搬
送する搬送手段と、この搬送が内部で行われ雰囲気ガス
を吹き付け前記回路基板への加熱をすることで半田付け
を行う加熱室と、前記半田付け中に気化し前記雰囲気ガ
ス中に混在するフラックス成分を除去するため前記雰囲
気ガスを吸引するフラックス回収装置と、このフラック
ス回収装置内に設けられ前記吸引した雰囲気ガスを冷却
する冷却部と、この冷却部により冷却され液化されたフ
ラックス成分を濾し取るフィルターと、雰囲気ガスを吸
引する吸引手段と、を備えたことを特徴とするリフロー
炉である。

【００１０】第２の発明は、リフロー炉の加熱室に接続
可能に別体に設けられ、加熱室で回路基板の半田付け中
に気化し雰囲気ガス中に混在するフラックス成分を除去
するため前記雰囲気ガスを吸引するフラックス回収装置
において、前記吸引した雰囲気ガスを冷却する冷却部
と、この冷却部により冷却され液化されたフラックス成
分を濾し取るフィルターと、雰囲気ガスを吸引する吸引
手段と、を備えたことを特徴とするフラックス回収装置
である。

【００１１】第３の発明は、さらに、第１発明のリフロ
ー炉のフラックス回収装置、または第２の発明のフラッ
クス回収装置を、リフロー炉の運転終了時または運転の
設定条件変更時に稼働し、雰囲気ガスを強制的に吸引す
ることを特徴とするフラックス回収装置の稼働方法であ
る。

【００１２】

【発明の実施の形態】この発明の実施の形態を、図１か
ら図２において説明する。このリフロー炉１は、図１の
全体図に示すように、水平方向に長い全体形状をしてお
り、回路基板３は図中左の入口搬送部５から搬入され、
図中右の出口搬送部７から搬出される。長手方向中央
が、回路基板３を加熱する加熱室領域９で、長手方向後
端が、加熱された回路基板３を冷却する冷却室領域１１
である。

【００１３】そして、回路基板３を水平方向に搬送する
搬送手段であるチェーンコンベア１３を囲むように、長
い加熱室１５が水平方向に形成される。この加熱室１５
は、開閉可能な上構造体１７と下部構造体１９との間に
構成される。下部構造体１７は、下面に、伸縮可能な脚
部２１が設けられ、上面の中央に加熱室１５を形成する
凹部２３を有する。また、上部構造体１７を開閉するた
めのシリンダ２５の一端が取り付けられている。

【００１４】上部構造体１７は、下部構造体１９の凹部
２３を覆う蓋のように開閉可能となるように、搬送方向
に平行に設けられる回動軸回りに回動可能に、下部構造
体に取り付けられ、回動のためのシリンダ２５の他端が
取り付けられている。

【００１５】加熱室１５の下部には、チェーンコンベア
１３が搬送方向へ、左右一対が設けられ、それぞれ図示
しないガイドレールにガイドされて、駆動スプロケット
機構２７により駆動される。回路基板３は左右端部を支
持されながら搬送され、この支持を行うため左右のチェ
ーンコンベア１３の内側には図示しない支持突起が形成
される。

【００１６】加熱室１５の上部には、長手方向に沿っ
て、複数の熱風ファンモータ２９が設けられ、それぞれ
ターボファンもしくはシロッコファンなどの図示しない
ファンを回転させて、雰囲気ガスの循環を行う。

【００１７】そして加熱室１５には、リフロー炉１とは
別体に設けられたフラックス回収装置３１が、接続可能
に設けられる。すなわち、加熱室１５から延長される往
路３３の端部に、フラックス回収装置３１の部屋３５の
一端が連通して取り付けられる。部屋３５の内部には、
雰囲気ガス３７の上流側に、雰囲気ガス３７を冷却する
冷却部３９が設けられる。冷却部３９にはヒートシンク
や水冷媒体などを使用する。

【００１８】この冷却部３９の下流側には、冷却され液
化されたフラックス成分を濾し取るフィルター４１が複
数層設けられる。フィルター４１の下流側には、雰囲気
ガス３７を再加熱するヒーター４３が設けられる。ヒー
ター４３の下流側には、雰囲気ガス３７を吸引する吸引
手段としてブロアユニット４５が設けられる。ブロアユ
ニット４５からの雰囲気ガス３７の排出口は、復路４７
を経て加熱室１５に連通する。

【００１９】（稼働方法）フラックス回収装置３１の稼
働は、リフロー炉１の運転終了時または運転の設定条件
変更時に行う。この設定条件変更とは、回路基板の変更
による温度、回路基板幅条件の変更などをいい、変更に
は１０分から２０分程度の時間がかかる。これにより雰
囲気ガス３７の温度の急な低下などの不安定性を気にせ
ず、強制的に一気に吸引を行うことができる。その後、
ヒーター４３で再加熱を行った後に、リフロー炉１の加
熱室１５に戻すことになり、リフロー炉１の運転再開に
ともなって、雰囲気ガス３７の温度などが安定した後
に、回路基板３への加熱が行われる。

【００２０】（実施形態の効果）フラックス回収装置３
１内に吸引された雰囲気ガス３７は、冷却部３９で冷却
された後に、他の粒子の大きなフラックス成分ととも
に、この冷却により液化されたフラックス成分をフィル
ター４１で濾し取るので、タンクなどの他の手段に集め
る必要がない。よって、装置を簡単な構造にできる。

【００２１】また、フラックス回収装置３１で強制的に
一気に雰囲気ガス３７の吸引を行うことで、従来のよう
に、雰囲気ガス３７の一部のみを徐々にフラックス回収
装置３１に吸引する方法に比べ、除去しきれないフラッ
クス成分がフラックス回収装置３１以外の温度の低いと
ころに付着する可能性を低くできる。

【００２２】（他の実施形態）以上の実施形態において
は、フラックス回収装置３１への往路３３と復路４７
は、ともにリフロー炉１の加熱室１５に接続されたが、
フラックス成分を回収した後の雰囲気ガス３７を再利用
しない他の実施形態においては、図３に示すように、復
路４７を排気路４９に接続することができる。この場合
には、再加熱のためのヒーター４３は不要である。ま
た、この排気路４９は出口搬送部７に設けられたもので
あったが、入口搬送部５に設けられた排気路４９に接続
することができる。

【００２３】また、復路４７は加熱室１５に接続するの
ではなく、冷却室領域１１の冷却室に接続することも可
能であり、この場合にも、再加熱のためのヒーター４３
は不要である。

【００２４】

【発明の効果】以上説明したように、第１、第２、また
は第３の発明によれば、フラックス回収装置内に吸引さ
れた雰囲気ガスは、冷却部で冷却された後に、他の粒子
の大きなフラックス成分とともに、この冷却により液化
されたフラックス成分をフィルターで濾し取るので、タ
ンクなどの他の手段に集める必要がない。よって、装置
を簡単な構造にできる。

【００２５】また、第２、または第３の発明によれば、
フラックス回収装置をリフロー炉とは別体にすること
で、既存のリフロー炉を生かして、フラックスの回収が
おこなえ、リフロー炉とフラックス回収装置全体のコス
トを抑えることができる。

【００２６】また、第３の発明によれば、フラックス回
収装置は、リフロー炉の運転終了時または運転の設定条
件変更時に稼働し、雰囲気ガスを強制的に一気に吸引す
ることで、リフロー炉の運転中に雰囲気ガスの温度など
を不安定にすることなく、フラックス成分がフラックス
回収装置以外の温度の低いところに付着する可能性を低
くできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施形態を示すフラックス回収装
置を設置したリフロー炉の側面図である。

【図２】図１のフラックス回収装置の拡大図である。

【図３】この発明の他の実施形態を示すフラックス回収
装置を設置したリフロー炉の側面図である。

【図４】従来例を示すフラックス回収装置を設置したリ
フロー炉の縦断面図である。

【符号の説明】

１ リフロー炉 ３ 回路基板 ５ 入口搬送部 ７ 出口搬送部 ９ 加熱室領域 １１ 冷却室領域 １３ チェーンコンベア １５ 加熱室 １７ 上構造体 １９ 下部構造体 ２１ 脚部 ２３ 加熱室を形成する凹部 ２５ シリンダ ２７ 駆動スプロケット機構 ２９ 熱風ファンモータ ３１ フラックス回収装置 ３３ 往路 ３５ 部屋 ３７ 雰囲気ガス ３９ 冷却部 ４１ フィルター ４３ ヒーター ４５ ブロアユニット ４７ 復路 ４９ 排気路

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】電子部品を搭載した回路基板を搬送する搬
   送手段と、この搬送が内部で行われ雰囲気ガスを吹き付
   け前記回路基板への加熱をすることで半田付けを行う加
   熱室と、前記半田付け中に気化し前記雰囲気ガス中に混
   在するフラックス成分を除去するため前記雰囲気ガスを
   吸引するフラックス回収装置と、このフラックス回収装
   置内に設けられ前記吸引した雰囲気ガスを冷却する冷却
   部と、この冷却部により冷却され液化されたフラックス
   成分を濾し取るフィルターと、雰囲気ガスを吸引する吸
   引手段と、を備えたことを特徴とするリフロー炉。
2. 【請求項２】リフロー炉の加熱室に接続可能に別体に設
   けられ、加熱室で回路基板の半田付け中に気化し雰囲気
   ガス中に混在するフラックス成分を除去するため前記雰
   囲気ガスを冷却する冷却部と、この冷却部により冷却さ
   れ液化されたフラックス成分を濾し取るフィルターと、
   雰囲気ガスを吸引する吸引手段と、を備えたことを特徴
   とするフラックス回収装置。
3. 【請求項３】請求項１に記載のリフロー炉のフラックス
   回収装置、または請求項２に記載のフラックス回収装置
   を、リフロー炉の運転終了時または運転の設定条件変更
   時に稼働し、雰囲気ガスを強制的に吸引することを特徴
   とするフラックス回収装置の稼働方法。