JP2007266176A - 水蒸気使用で酸素濃度を減少（１０００ｐｐｍ以下）させるリフロー炉。 - Google Patents

Abstract

【課題】 リフロー炉で窒素ガス（N2）を使用して、炉内の酸素濃度を減少（1000ｐｐｍ以下）していたが、窒素ガス（Ｎ2）はランニングコストが高く、水蒸気を使用する事で、ランニングコストが窒素ガス（N2）を購入して使用時より １／１８ 窒素発生器による窒素使用時には １／３．３ となり、非常に経済的である。
【解決手段】 水タンク１′水蒸気発生装置３３と飽和蒸気発生装置１４で、飽和蒸気１５を 従来の窒素ガス（N2）の替わりに使用する装置を備えている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、電子部品をプリント基板にクリーム半田を塗布して半田付けする際に使用するリフロー炉の酸素濃度を減少（1000ｐｐｍ）させる装置に関する。

窒素ガス（N2）使用のリフロー炉は、窒素ガス（N2）により炉内の酸素濃度を減少させ、電子部品を装着した基板に半田ペーストを塗布し、炉内でプリント基板を加熱する事により電子部品とプリント基板を半田付けするものである。
この時酸素の減少（1000ｐｐｍ以下)は、リフローする事で加熱による基板の表面の酸化を抑制し、濡れ性を確保することが知られている。

従来型の窒素ガス（N2）使用のリフロー炉においては、窒素ガス（N2）のランニングコストが高くなることが１番の課題であった。窒素ガス（N2）の購入価格が、１００ｋｇで約２０，０００円です。熱炉７ゾーンで窒素ガス（N2）を使い、2４時間稼動したら窒素ガス（N2）を約３６０ｋｇ使用し、コストが１４，４００円となり １ヶ月で 432，000円となる。
また、空気中から窒素を取り出す窒素発生器もありますが購入価格が１０００万円位で、その発生機の毎日の電気代が約１５，０００円で、１ヶ月で３００，０００円となります。
この課題を解決する為に、窒素ガス（N2）の替わりに水蒸気を使用して、炉内の酸素濃度を減少（1000ｐｐｍ以下）させる装置を提供する事にある。

前記目的を達成する為の手段として、蒸気発生装置からの蒸気(１００℃)をさらに加熱して、高温蒸気(飽和蒸気／３００℃）にする加熱装置とリフロー炉の各ゾーンへの注入口から構成されている。

上記構成を採用する事により、本発明では次の効果が得られる。
酸素濃度を減少（1000ｐｐｍ以下）させるには、従来は各ゾーンの炉内に窒素ガス（N2）を注入して酸素濃度を減少させていたが、その窒素ガス（N2）はランニングコストが高く発明が解決しようとする課題（０００２）に記したような金額である。
本発明の上記と同条件の使用であったら、本発明使用時の電気代が１日２４時間稼動で約５０００円、１ヶ月に １００，０００円である。（０００３）の窒素ガス（Ｎ２）の購入、窒素発生器の購入、そして、水蒸気の使用、この３つを５年間 週５日 １日２４時間稼動した時のランニングコストの比較では、窒素ガス（N2）購入の場合とでは １／４．３２ 水蒸気の方が コストが安く、窒素発生器の場合とでは１／３．３で、水蒸気使用の方が コストが安くなり、経済的効果が増大である。

以下、図面に基づいて本発明の水蒸気使用で酸素濃度を減少（1000ｐｐｍ以下）させる形態を説明する。
図１は、水蒸気及び飽和蒸気発生装置とリフロー炉への概略図で、水タンク１′の水１を、水管２を通じて給水用ポンプ３で逆止弁５を通じて水蒸気発生装置３３へ送る。
この水は、上水位センサー７で止まり、水蒸気９が発生して飽和蒸気発生装置１４へ流れて、水位が下水位センサー８になったら自動的にポンプ３が稼動し、上水位センサーまで水を供給する。水蒸気発生装置３１は、プラグヒーター４で水を加熱して水蒸気９を発生させる。この水蒸気の温度は１００℃である。プラグヒーター４は、温度センサー５により水温を一定に保つように作動している。

水蒸気発生器３３で発生した水蒸気９は、水蒸気通管１０で逆止弁１１を通り、飽和蒸気発生装置１４へ送り込み、加熱ヒーター１２で加熱して飽和蒸気（３００℃）１５を発生させ、流量を一定に保つ流量調整器１８を通り、リフロー２４の各ゾーン(２３〜３０)へ送り込む。
飽和蒸気発生装置１４内の過熱ヒーター１２は、温度センサー１３で炉内温度を一定に保つように作動している。

リフロー２４の各ゾーン２３〜３０への注入口には、それぞれの注入量を調整するのに流量調節器１６で調節をして、各ゾーン２３〜３０へ注入して、酸素濃度を減少（1000ｐｐｍ以下）させる。

水タンク、水蒸気発生装置、飽和蒸気発生装置とリフロー炉の接続概略図である。

符号の説明

１ 水
１´ 水タンク
２ 水管
３ 給水用ポンプ
４ プラグヒーター
５ 逆止弁
６ 温度センサー
７ 水上位センサー
８ 水下位センサー
９ 水蒸気(１００℃)
１０ 水蒸気通管
１１ 逆止弁
１２ 加熱ヒーター
１３ 温度センサー
１４ 飽和蒸気発生装置
１５ 飽和蒸気(３００℃)
１６ 逃し弁(安全弁)
１７ 飽和蒸気通管
１８ 流量調節弁
１９ 飽和蒸気通管
２０ 飽和蒸気分通管
２１ 流量調節弁
２２ リフロー炉
２３ １ゾーン
２４ ２ゾーン
２５ ３ゾーン
２６ ４ゾーン
２７ ５ゾーン
２８ ６ゾーン
２９ ７ゾーン
３０ ８ゾーン
３１ 水蒸気発生装置

Claims (1)

1. 窒素ガス(N２)使用のリフロー炉は、窒素ガス（Ｎ２）を炉内に注入する事により、リフロー炉内の酸素濃度を減少（1000ｐｐｍ以下）させて、半田ペーストを塗布したプリント基板に電子部品を装着し、炉内でプリント基板を過熱する事により電子部品とプリント基板に半田付けするものであるが、この窒素ガス（N2）の替わりに水蒸気を注入して、酸素濃度を減少させることを特徴とするリフロー炉。
   

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