JP3252333B2 - 自動半田付け装置 - Google Patents
自動半田付け装置Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、自動半田付け装置に係
り、特に不活性ガスが充満した雰囲気中で半田付けを行
う自動半田付け装置の加熱室内に外部空気のみ又は外部
空気と不活性ガスの双方を、その流量を制御しながら供
給し、該加熱室内の不活性ガス濃度を必要最小限の濃度
に抑えると共に該加熱室内を高圧に保持して自動半田付
け装置から常に低濃度の不活性ガスを外部に流出させる
ことにより外部から予定外の空気が流入するのを防止す
ると共に、不活性ガスの消費量を大幅に減少させ、かつ
自動半田付け装置近傍の環境が急激に変化しても自動半
田付け装置内の不活性ガス濃度を一定に保ち、信頼性の
高い半田付けを行うことができるようにした画期的な自
動半田付け装置に関する。
り、特に不活性ガスが充満した雰囲気中で半田付けを行
う自動半田付け装置の加熱室内に外部空気のみ又は外部
空気と不活性ガスの双方を、その流量を制御しながら供
給し、該加熱室内の不活性ガス濃度を必要最小限の濃度
に抑えると共に該加熱室内を高圧に保持して自動半田付
け装置から常に低濃度の不活性ガスを外部に流出させる
ことにより外部から予定外の空気が流入するのを防止す
ると共に、不活性ガスの消費量を大幅に減少させ、かつ
自動半田付け装置近傍の環境が急激に変化しても自動半
田付け装置内の不活性ガス濃度を一定に保ち、信頼性の
高い半田付けを行うことができるようにした画期的な自
動半田付け装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、自動半田付け装置においては、酸
素が多量に存在する大気中で基板及び半田を高温にして
該半田を溶融させて電子部品を基板に半田付けしていた
が、該従来の自動半田付け装置によると、半田及び電子
部品が高温で酸素にさらされることにより半田付け部及
び溶融半田が酸化し、十分な半田付け性能を確保するこ
とができなかったり、面倒な半田の粕取り作業を行わな
ければならないという欠点があった。
素が多量に存在する大気中で基板及び半田を高温にして
該半田を溶融させて電子部品を基板に半田付けしていた
が、該従来の自動半田付け装置によると、半田及び電子
部品が高温で酸素にさらされることにより半田付け部及
び溶融半田が酸化し、十分な半田付け性能を確保するこ
とができなかったり、面倒な半田の粕取り作業を行わな
ければならないという欠点があった。
【０００３】特に近年電子部品が小型化し、これに伴な
ってリード線も細くなったことにより、半田付け部の酸
化等のわずかな欠陥も電子製品の信頼性の低下などの重
大結果をもたらす大きな原因となっていた。
ってリード線も細くなったことにより、半田付け部の酸
化等のわずかな欠陥も電子製品の信頼性の低下などの重
大結果をもたらす大きな原因となっていた。
【０００４】このような欠点を解決するため、自動半田
付け装置内に窒素ガス等の不活性ガスを充満させて酸素
を遮断した状態で半田付けを行い、電子部品、基板及び
半田を高温にしても半田付け部や溶融半田が酸化しない
ようにして半田付けする自動半田付け装置が提案されて
いる。
付け装置内に窒素ガス等の不活性ガスを充満させて酸素
を遮断した状態で半田付けを行い、電子部品、基板及び
半田を高温にしても半田付け部や溶融半田が酸化しない
ようにして半田付けする自動半田付け装置が提案されて
いる。
【０００５】この種の自動半田付け装置に使用される窒
素ガス等の不活性ガスは高価であるので、該不活性ガス
の自動半田付け装置からの漏れを極力少なくする必要が
あり、自動半田付け装置の密閉度を高める種々の方策が
採られている。
素ガス等の不活性ガスは高価であるので、該不活性ガス
の自動半田付け装置からの漏れを極力少なくする必要が
あり、自動半田付け装置の密閉度を高める種々の方策が
採られている。
【０００６】しかし自動半田付け装置には、必ず該装置
の外部から半田付けすべき基板を搬入し、また該装置か
ら外部に搬出しなければならず、従来の自動半田付け装
置では該基板の搬入及び搬出のための搬入口及び搬出口
からの不活性ガスの漏れをほとんど防止することができ
ず、多量の不活性ガスが装置の外部に漏れ出してしま
い、非常に不経済であるという欠点があった。
の外部から半田付けすべき基板を搬入し、また該装置か
ら外部に搬出しなければならず、従来の自動半田付け装
置では該基板の搬入及び搬出のための搬入口及び搬出口
からの不活性ガスの漏れをほとんど防止することができ
ず、多量の不活性ガスが装置の外部に漏れ出してしま
い、非常に不経済であるという欠点があった。
【０００７】即ち、予備加熱室からリフロー半田付け室
に向かって次第に高温となるように温度が管理されてい
る、例えばリフロー半田付け装置においては、高温部に
おいてはガス密度が薄く、また低温部においてはガス密
度が濃くなるため、不活性ガスは、ガス密度の濃い低温
部からガス密度の薄い高温部に向かう流れが生じる。
に向かって次第に高温となるように温度が管理されてい
る、例えばリフロー半田付け装置においては、高温部に
おいてはガス密度が薄く、また低温部においてはガス密
度が濃くなるため、不活性ガスは、ガス密度の濃い低温
部からガス密度の薄い高温部に向かう流れが生じる。
【０００８】この場合、温度差に起因する不活性ガスの
流れにより、不活性ガスは搬出口から流出して高価な不
活性ガスが消費されてしまっていた。
流れにより、不活性ガスは搬出口から流出して高価な不
活性ガスが消費されてしまっていた。
【０００９】またこのような場合には、不活性ガスの搬
出口からの流出に伴なって、搬入口から空気が自動半田
付け装置内に流入して予備加熱室内の不活性ガス密度が
薄くなり、酸化防止の効果が低下してしまう。
出口からの流出に伴なって、搬入口から空気が自動半田
付け装置内に流入して予備加熱室内の不活性ガス密度が
薄くなり、酸化防止の効果が低下してしまう。
【００１０】また予備加熱室及びリフロー半田付け室等
には、半田溶解用の熱風を循環させるためのファンが配
設されており、該室内の不活性ガスを循環させて高温の
不活性ガスを上方から基板に吹き付けて加熱して予備加
熱と半田付け用の加熱を行っているが、基板に当った不
活性ガスは基板の進行方向前後側に分流し、上記した方
向の不活性ガスの流出を更に助長したり又は反対方向に
流れを生じさせたりして、いずれにしても不活性ガスが
多量に無駄に排出されていた。
には、半田溶解用の熱風を循環させるためのファンが配
設されており、該室内の不活性ガスを循環させて高温の
不活性ガスを上方から基板に吹き付けて加熱して予備加
熱と半田付け用の加熱を行っているが、基板に当った不
活性ガスは基板の進行方向前後側に分流し、上記した方
向の不活性ガスの流出を更に助長したり又は反対方向に
流れを生じさせたりして、いずれにしても不活性ガスが
多量に無駄に排出されていた。
【００１１】搬入口からの空気の流入を防止する方法と
しては、搬出口から流出するよりも更に多くの不活性ガ
スを供給して自動半田付け装置内の内圧を高める装置も
提案されているが、該装置によると極めて多量の不活性
ガスを必要とし、経済的でないという欠点があった。
しては、搬出口から流出するよりも更に多くの不活性ガ
スを供給して自動半田付け装置内の内圧を高める装置も
提案されているが、該装置によると極めて多量の不活性
ガスを必要とし、経済的でないという欠点があった。
【００１２】また上記した方法は、経済的理由から不活
性ガスの消費量を最低限に抑えるために極くわずかの不
活性ガスが搬入口から流出する程度に不活性ガスの噴出
量を制限せざるを得ず、自動半田付け装置外に風が吹く
等の突発的な環境変化があるとこれに対応できずに外部
空気が搬入口或いは搬出口から流入してしまい、半田付
け性能に影響してしまう等、突発的な変化に対してほと
んど対応することができないという欠点があった。
性ガスの消費量を最低限に抑えるために極くわずかの不
活性ガスが搬入口から流出する程度に不活性ガスの噴出
量を制限せざるを得ず、自動半田付け装置外に風が吹く
等の突発的な環境変化があるとこれに対応できずに外部
空気が搬入口或いは搬出口から流入してしまい、半田付
け性能に影響してしまう等、突発的な変化に対してほと
んど対応することができないという欠点があった。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】本発明は，上記した従
来技術の欠点を除くためになされたものであって、その
目的とするところは、加熱室内の不活性ガス濃度を検出
して該不活性ガス濃度に応じて外部空気のみを制御しな
がら供給するか、又は外部空気と不活性ガスの双方を制
御しながら加熱室に供給することにより、加熱室内の不
活性ガス濃度を半田付けに必要な最小限の濃度に保持で
きるようにすることであり、またこれによって半田付け
性能を劣化させることなく不活性ガスの消費量を大幅に
低減させることである。
来技術の欠点を除くためになされたものであって、その
目的とするところは、加熱室内の不活性ガス濃度を検出
して該不活性ガス濃度に応じて外部空気のみを制御しな
がら供給するか、又は外部空気と不活性ガスの双方を制
御しながら加熱室に供給することにより、加熱室内の不
活性ガス濃度を半田付けに必要な最小限の濃度に保持で
きるようにすることであり、またこれによって半田付け
性能を劣化させることなく不活性ガスの消費量を大幅に
低減させることである。
【００１４】また他の目的は、上記構成により不活性ガ
スの消費量を増加させることなく加熱室内の圧力を常に
大気圧以上に保持できるようにすることであり、またこ
れによって自動半田付け装置の基板の搬入口及び搬出口
から不活性ガスを常に外部に流出させて自動半田付け装
置外に風が吹く等の突発的な環境変化があっても外部空
気が直接搬入口又は搬出口から流入するのを防止して、
安定した半田付け性能を確保することである。
スの消費量を増加させることなく加熱室内の圧力を常に
大気圧以上に保持できるようにすることであり、またこ
れによって自動半田付け装置の基板の搬入口及び搬出口
から不活性ガスを常に外部に流出させて自動半田付け装
置外に風が吹く等の突発的な環境変化があっても外部空
気が直接搬入口又は搬出口から流入するのを防止して、
安定した半田付け性能を確保することである。
【００１５】
【課題を解決するための手段】要するに本発明（請求項
１）は、不活性ガスが充満した加熱室内で電子部品を搭
載した基板を搬送しながら加熱して半田付けする自動半
田付け装置において、前記加熱室内の不活性ガス濃度を
検出する不活性ガス濃度センサと、該不活性ガス濃度セ
ンサからの検出制御信号に応じて外部空気の量を制御し
て前記加熱室に供給する空気供給装置とを備え、前記加
熱室内の不活性ガス濃度を所定の濃度に制御するように
構成したことを特徴とするものである。また本発明（請
求項２）は、不活性ガスが充満した加熱室内で電子部品
を搭載した基板を搬送しながら加熱して半田付けする自
動半田付け装置において、前記加熱室内の不活性ガス濃
度を検出する不活性ガス濃度センサと、該不活性ガス濃
度センサからの検出制御信号に応じて前記不活性ガスの
供給量を制御して前記加熱室に供給する不活性ガス供給
装置と、前記不活性ガス濃度センサからの検出制御信号
に応じて外部空気の量を制御して前記加熱室に供給する
空気供給装置とを備え、前記加熱室内の不活性ガス濃度
を所定の濃度に制御するように構成したことを特徴とす
るものである。
１）は、不活性ガスが充満した加熱室内で電子部品を搭
載した基板を搬送しながら加熱して半田付けする自動半
田付け装置において、前記加熱室内の不活性ガス濃度を
検出する不活性ガス濃度センサと、該不活性ガス濃度セ
ンサからの検出制御信号に応じて外部空気の量を制御し
て前記加熱室に供給する空気供給装置とを備え、前記加
熱室内の不活性ガス濃度を所定の濃度に制御するように
構成したことを特徴とするものである。また本発明（請
求項２）は、不活性ガスが充満した加熱室内で電子部品
を搭載した基板を搬送しながら加熱して半田付けする自
動半田付け装置において、前記加熱室内の不活性ガス濃
度を検出する不活性ガス濃度センサと、該不活性ガス濃
度センサからの検出制御信号に応じて前記不活性ガスの
供給量を制御して前記加熱室に供給する不活性ガス供給
装置と、前記不活性ガス濃度センサからの検出制御信号
に応じて外部空気の量を制御して前記加熱室に供給する
空気供給装置とを備え、前記加熱室内の不活性ガス濃度
を所定の濃度に制御するように構成したことを特徴とす
るものである。
【００１６】また本発明（請求項３）は、不活性ガスが
充満した加熱室内で電子部品を搭載した基板を搬送しな
がら加熱して半田付けする自動半田付け装置において、
前記加熱室内の不活性ガス濃度を検出する不活性ガス濃
度センサと、該不活性ガス濃度センサからの検出制御信
号に応じて前記不活性ガスの供給量を制御して前記加熱
室に供給する不活性ガス供給装置と、前記不活性ガス濃
度センサからの検出制御信号に応じて外部空気の量を制
御して前記加熱室に供給する空気供給装置とを備え、前
記加熱室内の不活性ガス濃度を所定の濃度に制御すると
共に前記自動半田付け装置内の圧力を大気圧以上に保持
して常に前記自動半田付け装置の前記基板の搬入口及び
搬出口から前記不活性ガスを外部に流出させるように構
成したことを特徴とするものである。
充満した加熱室内で電子部品を搭載した基板を搬送しな
がら加熱して半田付けする自動半田付け装置において、
前記加熱室内の不活性ガス濃度を検出する不活性ガス濃
度センサと、該不活性ガス濃度センサからの検出制御信
号に応じて前記不活性ガスの供給量を制御して前記加熱
室に供給する不活性ガス供給装置と、前記不活性ガス濃
度センサからの検出制御信号に応じて外部空気の量を制
御して前記加熱室に供給する空気供給装置とを備え、前
記加熱室内の不活性ガス濃度を所定の濃度に制御すると
共に前記自動半田付け装置内の圧力を大気圧以上に保持
して常に前記自動半田付け装置の前記基板の搬入口及び
搬出口から前記不活性ガスを外部に流出させるように構
成したことを特徴とするものである。
【００１７】
【実施例】以下本発明を図面に示す実施例に基いて説明
する。図１及び図２において本発明に係る自動半田付け
装置１は、不活性ガス濃度センサ２と、不活性ガス供給
装置３と、空気供給装置４とを備えている。
する。図１及び図２において本発明に係る自動半田付け
装置１は、不活性ガス濃度センサ２と、不活性ガス供給
装置３と、空気供給装置４とを備えている。
【００１８】図１を参照して、本発明を、自動半田付け
装置の一例たるリフロー式自動半田付け装置１に適用し
た例について説明する。まず該リフロー式自動半田付け
装置１の基本構成について説明すると、リフロー式自動
半田付け装置１の筺体６は、隔壁８によって予備加熱室
ＰＨ1 ，ＰＨ2、リフロー半田付け室ＲＦ及び徐冷室Ｃ
Ｌに分割された加熱室９が形成されており、各室の構造
は、内部の温度が異なるだけで略同様の構造となってい
る。
装置の一例たるリフロー式自動半田付け装置１に適用し
た例について説明する。まず該リフロー式自動半田付け
装置１の基本構成について説明すると、リフロー式自動
半田付け装置１の筺体６は、隔壁８によって予備加熱室
ＰＨ1 ，ＰＨ2、リフロー半田付け室ＲＦ及び徐冷室Ｃ
Ｌに分割された加熱室９が形成されており、各室の構造
は、内部の温度が異なるだけで略同様の構造となってい
る。
【００１９】予備加熱室ＰＨ1 ，ＰＨ2 、リフロー半田
付け室ＲＦ及び徐冷室ＣＬには、これを貫通する如く搬
送装置の一例たる公知の無端のチェーンコンベア１０が
配設されており、搬入ステーション１１において搬入さ
れた基板（図示せず）を図中左方向に搬送して予備加熱
室ＰＨ1 ，ＰＨ2 、リフロー半田付け室ＲＦ、徐冷室Ｃ
Ｌへと順次搬送して搬出ステーション１３に搬出するよ
うに構成されている。
付け室ＲＦ及び徐冷室ＣＬには、これを貫通する如く搬
送装置の一例たる公知の無端のチェーンコンベア１０が
配設されており、搬入ステーション１１において搬入さ
れた基板（図示せず）を図中左方向に搬送して予備加熱
室ＰＨ1 ，ＰＨ2 、リフロー半田付け室ＲＦ、徐冷室Ｃ
Ｌへと順次搬送して搬出ステーション１３に搬出するよ
うに構成されている。
【００２０】窒素ガス等の不活性ガスが充満する互いに
独立して構成された予備加熱室ＰＨ1 ，ＰＨ2 、リフロ
ー半田付け室ＲＦ及び徐冷室ＣＬ内には、ケーシング
（図示せず）が配設されており、加熱室９の外壁との間
（図において紙面裏側）に上昇循環通路が、またケーシ
ング内に下降循環通路が形成されている。
独立して構成された予備加熱室ＰＨ1 ，ＰＨ2 、リフロ
ー半田付け室ＲＦ及び徐冷室ＣＬ内には、ケーシング
（図示せず）が配設されており、加熱室９の外壁との間
（図において紙面裏側）に上昇循環通路が、またケーシ
ング内に下降循環通路が形成されている。
【００２１】ケーシング内のチェーンコンベア１０の上
方には、電熱器が多数の穴があけられた金属板で挟持さ
れてサンドイッチ構造とされた加熱装置１８が配設され
ており、予備加熱室ＰＨ1 内を約１９０℃に、予備加熱
室ＰＨ2 内を約１５０℃に、リフロー半田付け室ＲＦ内
を約２５０℃に、また徐冷室ＣＬ内を約１３０℃となる
ように加熱制御するようになっている。
方には、電熱器が多数の穴があけられた金属板で挟持さ
れてサンドイッチ構造とされた加熱装置１８が配設され
ており、予備加熱室ＰＨ1 内を約１９０℃に、予備加熱
室ＰＨ2 内を約１５０℃に、リフロー半田付け室ＲＦ内
を約２５０℃に、また徐冷室ＣＬ内を約１３０℃となる
ように加熱制御するようになっている。
【００２２】チェーンコンベア１０に積載された基板
は、搬送されながら予備加熱室ＰＨ1，ＰＨ2 で予備加
熱された後、リフロー半田付け室ＲＦで急速に半田付け
温度にまで加熱され半田付けされ、徐冷室ＣＬで徐々に
冷却されて搬出ステーション１３から搬出されるように
なっている。
は、搬送されながら予備加熱室ＰＨ1，ＰＨ2 で予備加
熱された後、リフロー半田付け室ＲＦで急速に半田付け
温度にまで加熱され半田付けされ、徐冷室ＣＬで徐々に
冷却されて搬出ステーション１３から搬出されるように
なっている。
【００２３】送風機１９は、加熱室９内に充満する加熱
された窒素ガス等の不活性ガスを強制循環させるための
ものであって、予備加熱室ＰＨ1 、ＰＨ2 、リフロー半
田付け室ＲＦ及び徐冷室ＣＬの下部に夫々配設された例
えばシロッコファン等の遠心送風機でボールベアリング
等の軸受２０によって支持された軸２１に固定されたプ
ーリ２２と図示しないモータのプーリとの間にベルト
（図示せず）が巻き掛けられており、該モータによって
駆動されるようになっている。
された窒素ガス等の不活性ガスを強制循環させるための
ものであって、予備加熱室ＰＨ1 、ＰＨ2 、リフロー半
田付け室ＲＦ及び徐冷室ＣＬの下部に夫々配設された例
えばシロッコファン等の遠心送風機でボールベアリング
等の軸受２０によって支持された軸２１に固定されたプ
ーリ２２と図示しないモータのプーリとの間にベルト
（図示せず）が巻き掛けられており、該モータによって
駆動されるようになっている。
【００２４】そして加熱室９内に充満する窒素ガスを吸
引して加熱装置１８で加熱した後、下降循環通路中を降
下させ、チェーンコンベア１０によって搬送される基板
を加熱した後、送風機１９で圧送し、上昇循環通路を通
して再び上昇させ、循環させるように構成されている。
引して加熱装置１８で加熱した後、下降循環通路中を降
下させ、チェーンコンベア１０によって搬送される基板
を加熱した後、送風機１９で圧送し、上昇循環通路を通
して再び上昇させ、循環させるように構成されている。
【００２５】そして該加熱された窒素ガスにより基板を
半田付け温度まで徐々に加熱して電子部品を基板に半田
付けするように構成されている。
半田付け温度まで徐々に加熱して電子部品を基板に半田
付けするように構成されている。
【００２６】不活性ガス濃度センサ２は、加熱室９、特
に半田付け性能に最も影響の大きなリフロー半田付け室
ＲＦ内の不活性ガスの一例たる窒素ガス濃度を検出する
ためのものであって、パイプ２３によってリフロー半田
付け室ＲＦと連通しており、該リフロー半田付け室ＲＦ
内の窒素ガスを不活性ガス濃度センサ２に導いて窒素ガ
ス濃度を検出するようになっている。
に半田付け性能に最も影響の大きなリフロー半田付け室
ＲＦ内の不活性ガスの一例たる窒素ガス濃度を検出する
ためのものであって、パイプ２３によってリフロー半田
付け室ＲＦと連通しており、該リフロー半田付け室ＲＦ
内の窒素ガスを不活性ガス濃度センサ２に導いて窒素ガ
ス濃度を検出するようになっている。
【００２７】不活性ガス濃度センサ２は、該不活性ガス
濃度センサ２からの検出信号に応答してＰＩＤ制御を行
う電子回路として構成された窒素ガス制御装置２４及び
空気制御装置２５に電線２７によって電気的に接続され
ており、窒素ガスの濃度を該濃度に比例した電流又は電
圧等の電気量に変換して検出信号を窒素ガス制御装置２
４及び空気制御装置２５に伝達するようになっている。
濃度センサ２からの検出信号に応答してＰＩＤ制御を行
う電子回路として構成された窒素ガス制御装置２４及び
空気制御装置２５に電線２７によって電気的に接続され
ており、窒素ガスの濃度を該濃度に比例した電流又は電
圧等の電気量に変換して検出信号を窒素ガス制御装置２
４及び空気制御装置２５に伝達するようになっている。
【００２８】不活性ガス供給装置３は、窒素ガス等の不
活性ガスを供給するためのものであって、本実施例にお
いては液体窒素が収納されたガスボンベ２６、気化器２
８、電空レギュレータ２９、流量制御弁３０及び供給パ
イプ３１とから構成されており、ガスボンベ２６中の液
体窒素を供給パイプ３１で気化器２８に導き気化させて
窒素ガスとした後、電空レギュレータ２９及び流量制御
弁３０で流量を制御してリフロー半田付け室ＲＦに供給
パイプ３１を介して供給するようになっている。
活性ガスを供給するためのものであって、本実施例にお
いては液体窒素が収納されたガスボンベ２６、気化器２
８、電空レギュレータ２９、流量制御弁３０及び供給パ
イプ３１とから構成されており、ガスボンベ２６中の液
体窒素を供給パイプ３１で気化器２８に導き気化させて
窒素ガスとした後、電空レギュレータ２９及び流量制御
弁３０で流量を制御してリフロー半田付け室ＲＦに供給
パイプ３１を介して供給するようになっている。
【００２９】空気供給装置４は、リフロー半田付け室Ｒ
Ｆ内に外部空気を供給するためのものであって、コンプ
レッサ３２、電空レギュレータ３３、流量制御弁３４及
び供給パイプ３５とから構成されており、外部の空気を
コンプレッサ３２で圧縮した後、電空レギュレータ３３
及び流量制御弁３４で該圧縮空気の流量を制御してリフ
ロー半田付け室ＲＦに供給パイプ３５を介して供給する
ようになっている。
Ｆ内に外部空気を供給するためのものであって、コンプ
レッサ３２、電空レギュレータ３３、流量制御弁３４及
び供給パイプ３５とから構成されており、外部の空気を
コンプレッサ３２で圧縮した後、電空レギュレータ３３
及び流量制御弁３４で該圧縮空気の流量を制御してリフ
ロー半田付け室ＲＦに供給パイプ３５を介して供給する
ようになっている。
【００３０】本発明は、上記のように構成されており、
以下その作用について説明する。図２及び図３におい
て、まず搬入ステーション１１の搬入口３６において、
基板をチェーンコンベア１０に積載すると、基板は図中
左方向に搬送され、窒素ガスが約１９０℃に加熱されて
いる予備加熱室ＰＨ1 において急速に加熱され、比較的
小型の熱容量の小さい電子部品は、すぐに窒素ガスの温
度と同じ約１９０℃まで加熱されるが、比較的大型の熱
容量の大きい電子部品は、表面部は約１９０℃まで加熱
されるが、内部は十分加熱されずにこれより低い温度と
なつている。
以下その作用について説明する。図２及び図３におい
て、まず搬入ステーション１１の搬入口３６において、
基板をチェーンコンベア１０に積載すると、基板は図中
左方向に搬送され、窒素ガスが約１９０℃に加熱されて
いる予備加熱室ＰＨ1 において急速に加熱され、比較的
小型の熱容量の小さい電子部品は、すぐに窒素ガスの温
度と同じ約１９０℃まで加熱されるが、比較的大型の熱
容量の大きい電子部品は、表面部は約１９０℃まで加熱
されるが、内部は十分加熱されずにこれより低い温度と
なつている。
【００３１】次いで約１５０℃に加熱されている予備加
熱室ＰＨ2 に搬送され、熱容量の小さい電子部品は温度
が下げられ、また熱容量の大きい電子部品は更に徐々に
加熱されて全体の温度が調整されて基板及び電子部品の
全部品が約１５０℃の均一な温度になって予備加熱が終
了する。
熱室ＰＨ2 に搬送され、熱容量の小さい電子部品は温度
が下げられ、また熱容量の大きい電子部品は更に徐々に
加熱されて全体の温度が調整されて基板及び電子部品の
全部品が約１５０℃の均一な温度になって予備加熱が終
了する。
【００３２】基板に上方から接触した窒素ガスは、左右
方向に分岐して流れるが、該流れの方向は基板と送風機
１９との位置関係により決定され、搬送されている基板
は常に位置が変化しているので流れの方向も右方向から
左方向に、また左方向から右方向に変化し、例えば予備
加熱室ＰＨ1 においては、窒素ガスは第１予備室３９に
流出する方向に、或いは予備加熱室ＰＨ2 方向に流れ
る。
方向に分岐して流れるが、該流れの方向は基板と送風機
１９との位置関係により決定され、搬送されている基板
は常に位置が変化しているので流れの方向も右方向から
左方向に、また左方向から右方向に変化し、例えば予備
加熱室ＰＨ1 においては、窒素ガスは第１予備室３９に
流出する方向に、或いは予備加熱室ＰＨ2 方向に流れ
る。
【００３３】そしてチェーンコンベア１０を通過して更
に下降した窒素ガスは、送風機１９により吸引され、左
右に流れて上昇循環通路内を上昇して加熱装置１８の上
方に戻る。
に下降した窒素ガスは、送風機１９により吸引され、左
右に流れて上昇循環通路内を上昇して加熱装置１８の上
方に戻る。
【００３４】このとき、窒素ガスの温度は図示しない温
度センサにより検出されて制御装置（図示せず）に伝達
され、該制御装置の指令によって加熱装置１８に供給す
る電力の調節が行われ、加熱室９内の窒素ガスが所定の
温度となるように制御される。
度センサにより検出されて制御装置（図示せず）に伝達
され、該制御装置の指令によって加熱装置１８に供給す
る電力の調節が行われ、加熱室９内の窒素ガスが所定の
温度となるように制御される。
【００３５】次いで基板は、リフロー半田付け室ＲＦに
搬送され、ここで予備加熱室ＰＨ1，ＰＨ2 と同様にし
て約２５０℃に加熱された窒素ガスと接触して加熱され
るので、クリーム半田が溶融して電子部品が基板の所定
の箇所に半田付けされる。
搬送され、ここで予備加熱室ＰＨ1，ＰＨ2 と同様にし
て約２５０℃に加熱された窒素ガスと接触して加熱され
るので、クリーム半田が溶融して電子部品が基板の所定
の箇所に半田付けされる。
【００３６】予備加熱室ＰＨ1 ，ＰＨ2 及びリフロー半
田付け室ＲＦには、後述する如くガス濃度が制御されて
酸素濃度が５００ｐｐｍ程度と非常に低く保たれた窒素
ガスが充満しているので、溶融した半田及び電子部品の
リード線等が酸化することはなく、理想的な半田付けが
行われる。
田付け室ＲＦには、後述する如くガス濃度が制御されて
酸素濃度が５００ｐｐｍ程度と非常に低く保たれた窒素
ガスが充満しているので、溶融した半田及び電子部品の
リード線等が酸化することはなく、理想的な半田付けが
行われる。
【００３７】リフロー半田付け室ＲＦにおいて半田付け
され、まだ高温状態にある基板は、更に約１３０℃にな
っている徐冷室ＣＬに搬送されてゆっくりと冷却された
後、搬出ステーション１３に搬送され、搬出口３８から
搬出される。
され、まだ高温状態にある基板は、更に約１３０℃にな
っている徐冷室ＣＬに搬送されてゆっくりと冷却された
後、搬出ステーション１３に搬送され、搬出口３８から
搬出される。
【００３８】電子部品は、上記した如く基板に半田付け
されるが、加熱室９内の酸素濃度を種々変化させて半田
付け性能に与える影響を長年にわたり調査、研究した結
果、５００ｐｐｍ程度以下であれば半田付け性能はほと
んど変化がなく、実用上問題のないことが判明した。
されるが、加熱室９内の酸素濃度を種々変化させて半田
付け性能に与える影響を長年にわたり調査、研究した結
果、５００ｐｐｍ程度以下であれば半田付け性能はほと
んど変化がなく、実用上問題のないことが判明した。
【００３９】加熱室９内の酸素濃度を単に５００ｐｐｍ
程度とするだけであるならば、窒素ガスのみを加熱室９
に供給することでも可能ではあるが、該方法によると窒
素ガスの供給量はそれほど多くはなく、従って加熱室９
内の圧力も外気圧と大差ない程度のものとなり、もし自
動半田付け装置１外に風が吹く等の突発的な環境変化が
あると、外部の空気が直接自動半田付け装置１内に流入
して窒素ガス濃度を変化させ、安定した半田付けを行う
ことができない。
程度とするだけであるならば、窒素ガスのみを加熱室９
に供給することでも可能ではあるが、該方法によると窒
素ガスの供給量はそれほど多くはなく、従って加熱室９
内の圧力も外気圧と大差ない程度のものとなり、もし自
動半田付け装置１外に風が吹く等の突発的な環境変化が
あると、外部の空気が直接自動半田付け装置１内に流入
して窒素ガス濃度を変化させ、安定した半田付けを行う
ことができない。
【００４０】また外部の空気が直接自動半田付け装置１
内に流入しない程度に加熱室９内の圧力を高めるために
は、非常に多くの窒素ガスを供給して常に搬入口３６及
び搬出口３８から矢印Ｎ及びＯ方向に流出させておくこ
とが必要となり、加熱室９内の酸素濃度は低下するもの
の、不必要な低濃度となり、極めて無駄に高価な窒素ガ
スが消費される結果となる。
内に流入しない程度に加熱室９内の圧力を高めるために
は、非常に多くの窒素ガスを供給して常に搬入口３６及
び搬出口３８から矢印Ｎ及びＯ方向に流出させておくこ
とが必要となり、加熱室９内の酸素濃度は低下するもの
の、不必要な低濃度となり、極めて無駄に高価な窒素ガ
スが消費される結果となる。
【００４１】ここが本発明の主要な点であり、図３を参
照して、その作用を説明すると、まずパイプ２３によっ
てリフロー半田付け室ＲＦ内の不活性ガスを矢印Ａ方向
に不活性ガス濃度センサ２に導き、ステップＳ1 で不活
性ガス濃度センサ２によりリフロー半田付け室ＲＦ内の
酸素濃度を検出する。
照して、その作用を説明すると、まずパイプ２３によっ
てリフロー半田付け室ＲＦ内の不活性ガスを矢印Ａ方向
に不活性ガス濃度センサ２に導き、ステップＳ1 で不活
性ガス濃度センサ２によりリフロー半田付け室ＲＦ内の
酸素濃度を検出する。
【００４２】ついでステップＳ2 で該酸素濃度が５００
ｐｐｍ以下であるかどうかが判別され、５００ｐｐｍ以
上であるとステップＳ3 に進み、該検出信号を電線２７
を介して窒素ガス制御装置２４に伝達し（矢印Ｂ方
向）、該窒素ガス制御装置２４からの電気信号（矢印Ｃ
方向）によって、電空レギュレータ２９に内蔵された弁
の開度を制御する。
ｐｐｍ以下であるかどうかが判別され、５００ｐｐｍ以
上であるとステップＳ3 に進み、該検出信号を電線２７
を介して窒素ガス制御装置２４に伝達し（矢印Ｂ方
向）、該窒素ガス制御装置２４からの電気信号（矢印Ｃ
方向）によって、電空レギュレータ２９に内蔵された弁
の開度を制御する。
【００４３】一方ガスボンベ２６中の液体窒素は、気化
器２８に矢印Ｄ方向に供給されて気化されて窒素ガスと
なる。
器２８に矢印Ｄ方向に供給されて気化されて窒素ガスと
なる。
【００４４】そして電空レギュレータ２９に矢印Ｅ方向
に供給された窒素ガスは、その圧力が電空レギュレータ
２９に内蔵された弁によって調整された後、更に流量制
御弁３０で流量が制御されて供給パイプ３１により矢印
Ｇ方向にリフロー半田付け室ＲＦに供給され、リフロー
半田付け室ＲＦ内の酸素濃度を低下させる。
に供給された窒素ガスは、その圧力が電空レギュレータ
２９に内蔵された弁によって調整された後、更に流量制
御弁３０で流量が制御されて供給パイプ３１により矢印
Ｇ方向にリフロー半田付け室ＲＦに供給され、リフロー
半田付け室ＲＦ内の酸素濃度を低下させる。
【００４５】ステップＳ2 で該酸素濃度が５００ｐｐｍ
以下であると判断されると、ステップＳ4 に進み、不活
性ガス濃度センサ２の検出信号が電線２７を介して空気
制御装置２５に伝達され（矢印Ｈ方向）、該空気制御装
置２５からの電気信号（矢印Ｉ方向）によって、電空レ
ギュレータ３３に内蔵された弁の開度が制御される。
以下であると判断されると、ステップＳ4 に進み、不活
性ガス濃度センサ２の検出信号が電線２７を介して空気
制御装置２５に伝達され（矢印Ｈ方向）、該空気制御装
置２５からの電気信号（矢印Ｉ方向）によって、電空レ
ギュレータ３３に内蔵された弁の開度が制御される。
【００４６】そしてコンプレッサ３２により矢印Ｊ方向
に吸引され、矢印Ｋ方向に供給される外部空気の圧力が
該電空レギュレータ３３によって調整された後、更に流
量制御弁３４で流量が制御されて供給パイプ３５により
矢印Ｍ方向にリフロー半田付け室ＲＦに供給され、リフ
ロー半田付け室ＲＦ内の酸素濃度を５００ｐｐｍまで高
める。
に吸引され、矢印Ｋ方向に供給される外部空気の圧力が
該電空レギュレータ３３によって調整された後、更に流
量制御弁３４で流量が制御されて供給パイプ３５により
矢印Ｍ方向にリフロー半田付け室ＲＦに供給され、リフ
ロー半田付け室ＲＦ内の酸素濃度を５００ｐｐｍまで高
める。
【００４７】上記した如くリフロー半田付け室ＲＦ内の
酸素濃度は、窒素ガスだけでなく外部空気をも供給して
５００ｐｐｍに制御されるので、窒素ガスのみを供給す
る場合に比較してはるかに多量のガスを供給することが
でき、従って自動半田付け装置１内の圧力を外気よりか
なり高い圧力に保つことができる。
酸素濃度は、窒素ガスだけでなく外部空気をも供給して
５００ｐｐｍに制御されるので、窒素ガスのみを供給す
る場合に比較してはるかに多量のガスを供給することが
でき、従って自動半田付け装置１内の圧力を外気よりか
なり高い圧力に保つことができる。
【００４８】また自動半田付け装置１内のガスを搬入口
３６及び搬出口３８から矢印Ｎ及びＯ方向に常に流出さ
せているので、自動半田付け装置１に風が吹き付ける等
の突発的な事態が発生しても自動半田付け装置１内のガ
ス濃度には何ら影響を与えることはなく、安定した半田
付けを行うことができる。
３６及び搬出口３８から矢印Ｎ及びＯ方向に常に流出さ
せているので、自動半田付け装置１に風が吹き付ける等
の突発的な事態が発生しても自動半田付け装置１内のガ
ス濃度には何ら影響を与えることはなく、安定した半田
付けを行うことができる。
【００４９】なお、上記実施例においては、本発明をリ
フロー自動半田付け装置に適用したものとして説明した
が、本発明はリフロー自動半田付け装置にその用途が限
定されるものではなく、噴流式やディップ式の自動半田
付け装置に適用することも勿論可能である。
フロー自動半田付け装置に適用したものとして説明した
が、本発明はリフロー自動半田付け装置にその用途が限
定されるものではなく、噴流式やディップ式の自動半田
付け装置に適用することも勿論可能である。
【００５０】
【発明の効果】本発明は、上記のように加熱室内の不活
性ガス濃度を検出して該不活性ガス濃度に応じて外部空
気のみを制御しながら供給するか、又は外部空気と不活
性ガスの双方を制御しながら加熱室に供給するようにし
たので、加熱室内の不活性ガス濃度を半田付けに必要な
最小限の濃度に保持できる効果があり、またこの結果半
田付け性能を劣化させることなく不活性ガスの消費量を
大幅に低減させることができるという画期的な効果が得
られる。
性ガス濃度を検出して該不活性ガス濃度に応じて外部空
気のみを制御しながら供給するか、又は外部空気と不活
性ガスの双方を制御しながら加熱室に供給するようにし
たので、加熱室内の不活性ガス濃度を半田付けに必要な
最小限の濃度に保持できる効果があり、またこの結果半
田付け性能を劣化させることなく不活性ガスの消費量を
大幅に低減させることができるという画期的な効果が得
られる。
【００５１】また上記構成により不活性ガスの消費量を
増加させることなく加熱室内の圧力を常に大気圧以上に
保持できる効果があり、またこの結果自動半田付け装置
の基板の搬入口及び搬出口から不活性ガスを常に外部に
流出させて自動半田付け装置外に風が吹く等の突発的な
環境変化があっても外部空気が直接搬入口又は搬出口か
ら流入するのを防止できるため、安定した半田付け性能
を確保することができる効果がある。
増加させることなく加熱室内の圧力を常に大気圧以上に
保持できる効果があり、またこの結果自動半田付け装置
の基板の搬入口及び搬出口から不活性ガスを常に外部に
流出させて自動半田付け装置外に風が吹く等の突発的な
環境変化があっても外部空気が直接搬入口又は搬出口か
ら流入するのを防止できるため、安定した半田付け性能
を確保することができる効果がある。
【図１】自動半田付け装置の全体構成を示す縦断面図で
ある。
ある。
【図２】自動半田付け装置の作動状態を示す縦断面図で
ある。
ある。
【図３】自動半田付け装置の作動のルーチンを示すフロ
ーチャート図である。
ーチャート図である。
１ 自動半田付け装置 ２ 不活性ガス濃度センサ ３ 不活性ガス供給装置 ４ 空気供給装置 ９ 加熱室 ３６ 基板の搬入口 ３８ 基板の搬出口
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H05K 3/34 507 B23K 1/008 B23K 31/02 310
Claims (3)
- 【請求項１】 不活性ガスが充満した加熱室内で電子部
品を搭載した基板を搬送しながら加熱して半田付けする
自動半田付け装置において、前記加熱室内の不活性ガス
濃度を検出する不活性ガス濃度センサと、該不活性ガス
濃度センサからの検出制御信号に応じて外部空気の量を
制御して前記加熱室に供給する空気供給装置とを備え、
前記加熱室内の不活性ガス濃度を所定の濃度に制御する
ように構成したことを特徴とする自動半田付け装置。 - 【請求項２】 不活性ガスが充満した加熱室内で電子部
品を搭載した基板を搬送しながら加熱して半田付けする
自動半田付け装置において、前記加熱室内の不活性ガス
濃度を検出する不活性ガス濃度センサと、該不活性ガス
濃度センサからの検出制御信号に応じて前記不活性ガス
の供給量を制御して前記加熱室に供給する不活性ガス供
給装置と、前記不活性ガス濃度センサからの検出制御信
号に応じて外部空気の量を制御して前記加熱室に供給す
る空気供給装置とを備え、前記加熱室内の不活性ガス濃
度を所定の濃度に制御するように構成したことを特徴と
する自動半田付け装置。 - 【請求項３】 不活性ガスが充満した加熱室内で電子部
品を搭載した基板を搬送しながら加熱して半田付けする
自動半田付け装置において、前記加熱室内の不活性ガス
濃度を検出する不活性ガス濃度センサと、該不活性ガス
濃度センサからの検出制御信号に応じて前記不活性ガス
の供給量を制御して前記加熱室に供給する不活性ガス供
給装置と、前記不活性ガス濃度センサからの検出制御信
号に応じて外部空気の量を制御して前記加熱室に供給す
る空気供給装置とを備え、前記加熱室内の不活性ガス濃
度を所定の濃度に制御すると共に前記自動半田付け装置
内の圧力を大気圧以上に保持して常に前記自動半田付け
装置の前記基板の搬入口及び搬出口から前記不活性ガス
を外部に流出させるように構成したことを特徴とする自
動半田付け装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25741392A JP3252333B2 (ja) | 1992-08-31 | 1992-08-31 | 自動半田付け装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25741392A JP3252333B2 (ja) | 1992-08-31 | 1992-08-31 | 自動半田付け装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH077260A JPH077260A (ja) | 1995-01-10 |
| JP3252333B2 true JP3252333B2 (ja) | 2002-02-04 |
Family
ID=17306036
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25741392A Expired - Fee Related JP3252333B2 (ja) | 1992-08-31 | 1992-08-31 | 自動半田付け装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3252333B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2820598B2 (ja) * | 1993-09-01 | 1998-11-05 | 日本電熱計器株式会社 | はんだ付け装置の不活性ガス雰囲気制御装置 |
| KR100396699B1 (ko) * | 2001-01-10 | 2003-09-03 | 주식회사 하이닉스반도체 | 반도체 제조를 위한 리플로우 베이크 시스템 |
| KR101213641B1 (ko) * | 2011-11-15 | 2012-12-18 | 주식회사 티에스엠 | 리플로우 오븐 내의 질소농도 실시간 모니터링 시스템 |
| CN113547182B (zh) * | 2021-09-18 | 2021-12-17 | 深圳荣耀智能机器有限公司 | 一种回流炉中助焊剂浓度的检测方法及检测设备 |
-
1992
- 1992-08-31 JP JP25741392A patent/JP3252333B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
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| JPH077260A (ja) | 1995-01-10 |
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