JP2832566B2 - 半田付用不活性雰囲気装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は不活性雰囲気を確保する
構造を有する半田付装置に関し、特に不活性ガスの気流
乃至静止雰囲気下で半田付を行う半田付用不活性雰囲気
装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】この種の装置の従来例として、例えば、
特開昭６０−１２４４６４号公報に低融点金属溶解用不
活性雰囲気装置が開示されている。

【０００３】この装置の場合、加熱した不活性ガスが比
重差によって常温の空気より軽くなり空気の上方へ拡散
・分離する現象を利用して、不活性ガスを容器の上部に
滞留に近い状態で収集し、この上部の不活性雰囲気にお
いて半田付けやその他の処理を行うことを特徴としてい
る。そして、その基本構想は、暖められた不活性ガスと
周囲の冷たい空気との比重差を利用して、外部すなわち
空気の中の酸素の混入を防いで、処理容器内に安定した
不活性雰囲気を作り出すものである。

【０００４】その理由は、半田及び被半田付部は空気中
では酸化され易く、多量のフラックスが半田付面に存在
しないと良質な半田付けができない。そこで、密閉状の
半田付装置内に不活性ガスを導入して半田が酸化しにく
い雰囲気を作り、少量のフラックスで良質な半田付けが
できるようにしたのである。この時、装置内の不活性雰
囲気を維持する手段としては、従来技術にあるように、
ワークの出入口部にシャッタを設けたり、半田付部とこ
の出入口部に高低差を設ける等によっていた。

【０００５】上述の公報において、具体的には、下方に
ガス排出口を有する容器の上部から暖めた不活性ガスを
静かに注入することにより、容器の上方から不活性ガス
を充填してゆくもので、冷たい空気は下方の排出口から
排出されてゆくようになっている。このような構成によ
って得られた容器の上方部分の不活性雰囲気領域で、低
融点金属の溶解等の工程作業が実行され、上記金属の表
面酸化を防止して、外見、品質ともに優れた製品を産出
している。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上述のような構成から
なる従来の装置では、容器上部の処理領域と下部の排出
口との間の高低差を充分にとり、例えば、被半田付部材
すなわちワーク（たとえばプリント基板）の出し入れは
ごく静かに行う必要がある。また、不活性ガスやワーク
用のトンネル領域を長くかつ大きくしないと、満足され
る効果が得られないという問題があった。さらに、いか
にガスを静かにかつ緩やかに注入する場合でも、１気圧
の外部の空気が出入口から侵入してくる可能性がある。
これを防止するため内部から外部に空気を押し出すよう
にする必要があり、不活性ガス（例えば窒素）の消費量
が多くなってしまうという問題があった。

【０００７】本発明は上記の問題点を解決するためにな
されたもので、空気の噴出を積極的に利用する手段を講
じることにより、装置の規模を小さくし、生産性、経済
性の優れた半田付用不活性雰囲気装置を提供することを
目的とするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明に係る半田付用不
活性雰囲気装置は、内部に半田付実施の装置を有する密
閉状の本体からなり、その本体の中央部に雰囲気用不活
性ガスの導入口を有し、その本体の一端部に被半田付部
材の搬送装置の入口を有し、その本体の他端部に被半田
付部材の搬送装置の出口を有する半田付不活性雰囲気装
置であって、前記入口及び出口を前記不活性ガスの出口
として使用すると共に、前記出口のの近傍領域に前記本
体内に圧縮空気を吹き込む空気吹込口を備えたことを特
徴とするものである。

【０００９】

【作用】本発明においては、密閉状の本体における被半
田付部材の搬送装置の入口及び出口を不活性ガスの出口
として使用すると共に、被半田付部材の搬送装置の出口
の近傍領域に本体内に圧縮空気を吹き込む空気吹込口を
備え、この空気吹込口から本体内に圧縮空気を吹き込む
ことにより、気体の内外の対流・拡散を防止し、不活性
雰囲気をより少ない不活性ガス消費量で維持することを
可能にした。このことは、単に不良率の低下を含む半田
付のコストダウンに寄与するだけでなく、装置の小形化
をも招来するという利点が大きい。

【００１０】

【実施例】図１は本発明の一実施例を模式的に示すプリ
ント基板の半田付装置の構造説明図である。図におい
て、容器１はトンネル状の構造からなる本体を構成し、
ワーク（プリント基板）を搬送する搬送装置であるコン
ベア２をトンネル状に覆い、外気との接触を容器１にお
けるコンベア２の入口１２及び出口１２’の部分に限定
するようになっている。容器１におけるコンベア２の入
口１２の近傍の外側で、コンベア２の下側にはスプレイ
式フラックス塗布装置３が設けられ、容器１の内側には
プリント基板の予備加熱装置４、さらにその奥の半田付
領域には噴流半田槽５が設置されている。この他、容器
１にはトンネルの一番高い部分に不活性ガス導入口６が
取り付けられ、出口１２’の近傍に空気吹込口８が取り
付けられている。なお、空気吹込口８は、本実施例の図
面では出口１２’の近傍に設けられているが、入口１２
の近傍にも配設してもよい。そして、不活性ガス導入口
６、空気吹込口８はいずれもチューブ１３を介してそれ
ぞれ不活性ガスタンク７、コンプレッサ９に接続されて
いる。１０はワークの一例として挙げたプリント基板で
ある。さらに、容器１内には空気吹込口８の前後には仕
切板１４が設けられている。

【００１１】図２に、空気吹込口８および仕切板１４の
詳細な構成を示す。空気吹込口８は、容器１の出口１
２’側の上下部に一対となって設けられている。図２で
は、二対の空気吹込口８が設けられているのが理解され
よう。仕切板１４はこれらの空気吹込口８の前後に複数
対設けられている。

【００１２】次に、動作について説明する。まず、不活
性ガスタンク７の調節弁（図示せず）を開けて、不活性
ガス導入口６から容器１内に不活性ガス、例えば窒素を
導入する。この時、初めての導入に当たっては、比較的
多量のガスを吹き込むことが望ましい。こうすると、窒
素ガスは容器１の入口１２と出口１２’の方へ流れてこ
こから外部へ排出されるが、始めに容器１内を充満して
いた空気を押し出す恰好で一緒に排出され、それから少
し時間が経過した後には容器１内の空気はほぼ完全に窒
素ガスと置換するようになる。この時点（これは予備実
験で経験的にもすぐ分かる）を見計らって、コンプレッ
サ９を作動すれば、空気吹込口８から圧縮空気が噴出す
る。空気吹込口８より噴出した圧縮空気は、仕切板１４
に沿って流れ、仕切板１４の途切れたところで乱流が発
生する。この乱流のため、仕切板１４の形成される部分
では圧力が高くなり、この圧力が内部と外部を仕切っ
て、外気の進入を防ぐことができる。ここで、容器１の
内部をできるだけ均一に、かつ高圧に保つためには、空
気吹込口８の内側形状を噴出方向に長いスリット状のも
のにすることが望ましい。このようにして、容器１の内
部は完全な不活性雰囲気が形成される。

【００１３】ついで、この状態でコンベア２を作動させ
る。コンベア２に乗って搬送されてきたプリント基板１
０は、まずスプレイ式フラックス塗布装置３の上を通過
する時に、一定量のフラックスがその下側に塗布され
る。さらに進行して予備加熱装置４によって半田付に好
都合な温度まで加熱される。そしてその温度を保持しな
がら進行して噴流半田槽５上で、この半田槽から噴出し
ている２３０〜２５０℃位に加熱溶融された噴流半田と
接触し、プリント基板１０の下面の例えば端子部分が上
述のような不活性雰囲気下で半田付けされる。

【００１４】以上のように、出口１２’の近傍に設けた
空気吹込口８から圧縮空気を送り込むことにより、前述
のように仕切板１４の途切れたところで発生した乱流に
より内部と外部の対流や拡散を防止し、容器１内の不活
性雰囲気をより少ない不活性ガス消費量で維持すること
が可能になった。この結果、従来のシャッタ機構の廃止
や不活性ガスの消費量の低下と相俟って、装置そのもの
コストダウン及び不良率の低下を含む半田付工程等の工
数低減に寄与するものである。また、空気吹込口８が容
器１の出口１２’の近傍領域に形成された複数の仕切板
１４のある位置に設けられている場合には、空気吹込口
８より噴出した圧縮空気は、仕切板１４のためにそれら
の間で対流し、仕切板１４の途切れたところで乱流が発
生し、その乱流のために仕切板１４が設けられている部
分ではより圧力が高くなり、この圧力が内部と外部を仕
切って、より外気の進入を防ぐこととしている。

【００１５】ここで、不活性ガス消費量に関する検討結
果を説明する。具体的なデータは装置の規模によって異
なるが、本実施例の場合、不活性ガスに比較的安価な窒
素を使用し、その雰囲気の酸素（不純物）濃度を１００
ｐｐｍ以下に維持する場合について比較すると、次のよ
うになる。

【００１６】すなわち、圧縮空気を使用しない時は窒素
を２００リットル／分消費したが、実施例のように圧縮
空気を使用すると、窒素の消費量は１４０リットル／分
で十分であった。その時の圧縮空気は８０リットル／分
程度消費したが、このコストは非常に低く無視できる程
度なので、結局、窒素消費量の約３０％削減を達成した
ことになる。

【００１７】なお、上記の実施例装置においては、半田
付けを行う半田槽が噴流半田である場合について説明し
たが、この代わりにリフロー式半田装置を用いた場合で
あっても、同様な効果を有することはいうまでもない。
また、本発明による半田付不活性雰囲気装置の特に本体
容器は実施例に記載した形状・規模に限定されない。

【００１８】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、密閉状の
本体における被半田付部材の搬送装置の入口及び出口を
不活性ガスの出口として使用すると共に、被半田付部材
の搬送装置の出口の近傍領域に本体内に圧縮空気を吹き
込む空気吹込口を備え、この空気吹込口から本体内に圧
縮空気を吹き込むことにより、気体の内外の対流・拡散
を防止し、不活性雰囲気をより少ない不活性ガス消費量
で維持することを可能にした。このことは、単に不良率
の低下を含む半田付のコストダウンに寄与するだけでな
く、装置の小形化をも招来するという利点が大きい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例のプリント基板の半田付け装
置の模式説明図である。

【図２】図１の空気吹込み口部分の詳細を説明する模式
断面図である。

【符号の説明】

１ 容器 ２ コンベア ３ スプレイ式フラックス塗布装置 ４ 予備加熱装置 ５ 噴流半田槽 ６ 不活性ガス導入口 ７ 不活性ガスタンク ８ 空気吹込口 ９ コンプレッサ １０ プリント基板 １２ 入口 １２’出口 １３ チューブ １４ 仕切板

フロントページの続き (72)発明者 野末 正仁 東京都港区虎ノ門１丁目７番12号 沖電 気工業株式会社内 (72)発明者 安岡 敏一 東京都港区虎ノ門１丁目７番12号 沖電 気工業株式会社内 (72)発明者 金澤 秀 東京都港区虎ノ門１丁目７番12号 沖電 気工業株式会社内 (56)参考文献 特開 平７−77346（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−503664（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−198486（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−1113（ＪＰ，Ａ) 特公 平４−60743（ＪＰ，Ｂ２) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B23K 1/08 B23K 31/02 310 H05K 3/34 506

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内部に半田付実施の装置を有する密閉状
   の本体からなり、その本体の中央部に雰囲気用不活性ガ
   スの導入口を有し、その本体の一端部に被半田付部材の
   搬送装置の入口を有し、その本体の他端部に被半田付部
   材の搬送装置の出口を有する半田付用不活性雰囲気装置
   において、前記入口及び出口 を前記不活性ガスの出口として使用す
   ると共に、前記出口のの近傍領域に前記本体内に圧縮空
   気を吹き込む空気吹込口を備えたことを特徴とする半田
   付用不活性雰囲気装置。
2. 【請求項２】 前記空気吹込口は前記本体の出口の近傍
   領域に形成された複数の仕切板のある位置に設けられた
   ことを特徴とする請求項１記載の半田付用不活性雰囲気
   装置。