JP3375672B2 - フラックスの除去方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、リフロー炉や自動はん
だ付け装置、フラックス吸引装置等に付着したはんだ付
け用のフラックスを除去する方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子機器のはんだ付け方法としては、フ
ロー法、リフロー法、鏝付け法等がある。

【０００３】フロー法とは、電子部品を搭載したプリン
ト基板を自動はんだ付け装置に設置したフラクサーでフ
ラックス塗付、プリヒーターで予備加熱、はんだ槽では
んだの付着、冷却機で冷却して、プリント基板と電子部
品のはんだ付けを行うものである。

【０００４】リフロー法とは、粉末はんだとペースト状
フラックスから成るソルダーペーストをプリント基板の
はんだ付け部に印刷やディスペンサーなどで塗付し、そ
の上に電子部品を搭載してから、リフロー炉のような加
熱装置で加熱してはんだ付けするものである。

【０００５】鏝付けとは、脂入り線はんだをはんだ付け
部にあてがい、さらにその上から鏝をあてがって、はん
だを溶融させることによりはんだ付けするものである。

【０００６】ところで、はんだ付けには必ずフラックス
を使用するため、フラックスが不必要な箇所に付着し、
色々な問題を起こすことがあった。

【０００７】フロー法で使用するフラックスは、松脂や
活性剤をアルコールのような溶剤で溶解した液状であ
り、この液状フラックスは発泡フラクサーで泡状にして
プリント基板に塗付したり、或はスプレーフラクサーで
霧状にしてプリント基板に吹き付けていた。しかしなが
ら、フラックスを発泡させるとフラックスの泡が弾ける
ときにフラックスがフラクサーの周囲に飛散し、霧状に
して吹き付けるとフラクサーの周囲ばかりでなく霧状フ
ラックスを吸引するダクトやダクトに設置したフィルタ
ーにも多量に付着してしまう。従って、フロー法で使用
するフラックスはフラクサー周辺やダクトを汚し、また
フィルターを目詰まりさせてフィルターの機能を損ねて
しまうものである。

【０００８】リフロー法では、リフロー炉の比較的低温
箇所、たとえばリフロー炉の出入口やリフロー炉内の冷
却装置にフラックスが付着する。このようにリフロー炉
の低温箇所にフラックスが付着するのは、リフロー炉内
でソルダーペーストが加熱されると、ソルダーペースト
中のフラックス成分（松脂、活性剤、チキソ剤、溶剤
等）が気化し、それがリフロー炉の低温箇所に触れて液
化するからである。フラックスがリフロー炉の内部に付
着すると、リフロー炉内を走行するプリント基板に落下
してプリント基板を汚したり、電子機器の機能を劣化さ
せてしまうことがある。

【０００９】鏝付けでは、はんだ付け作業者が片手に脂
入り線はんだを持ち、もう一方の手に鏝を持ってはんだ
付けを行うが、はんだ付け時に脂入りはんだ中のフラッ
クスが鏝で加熱されるとフラックスの一部が気化する。
この気化したフラックスは、作業者の顔面に沿って立ち
昇ってくるが、気化したフラックスは異臭があるため、
作業者にとっては大変に不快なものとなっている。その
ため、鏝の先端に吸引ノズルを設置して、鏝先から発生
する気化フラックスを吸引したり、作業台の前に吸引ダ
クトを設置して気化フラックスを吸引することが行われ
ている。

【００１０】気化したフラックスは、鏝先の吸引ノズル
から吸引されて吸引装置にいく途中のパイプで冷やされ
ると、ここで液化しパイプに付着してパイプを詰まらせ
る。また、吸引ダクトでは前面に設置したフィルターで
冷やされ、ここで液化して付着するが、フラックスが多
量に付着すると吸引力がなくなり、フィルターの効果を
悪くしてしまう。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】上述の如く、フラック
スが付着した箇所は、溶剤を染み込ませたウエスで拭き
取ったり、その箇所を取り外して溶剤の中に浸漬し、フ
ラックスを溶剤で溶解洗浄することが行われていた。

【００１２】しかしながら、松脂が含まれたフラックス
をよく溶解する溶剤としては、フロンやトリクレン等の
フッ素系の溶剤があるが、これらの溶剤は地球を取り巻
くオゾン層を破壊し、有害な紫外線を地球上に多量に到
達させて、人類に皮膚癌を発生させる原因となるため、
使用が規制されるようになってきた。

【００１３】近時、フロンやトリクレンに代わる、所謂
「代替フロン」と称する溶剤が開発されてきてはいる
が、フラックスを溶解する能力がフロンやトリクレン程
強くなく、しかも高価なことからフラックスの溶解洗浄
には適していない。また、たとえフロンのような溶解性
に優れた溶剤を使用したといえども、鏝先の吸引ノズル
に取り付けたパイプのように道中の長いものでは、パイ
プの中がフラックスで完全に塞がれてしまうと、パイプ
の中に溶剤を流入させることができなくなるため、容易
にフラックスの洗浄除去はできなかった。

【００１４】本発明は、溶剤を使用しないフラックスの
除去方法であり、フロンやトリクレンのように優れた溶
解性のある溶剤を用いたときよりも完全にフラックスを
除去でき、しかも除去作業が簡単に行えるというフラッ
クス除去方法を提供することにある。

【００１５】本発明者らは、フラックス中に多量に含ま
れる松脂は熱可塑性があること、即ち逆にいえば松脂は
低温状態においては脆くなるという性質に着目し、本発
明を完成させた。

【００１６】本発明は、フラックスの付着しやすい箇所
に低温でも可撓性のある樹脂を設置しておき、該樹脂に
フラックスを付着させた後、樹脂を低温に冷却して樹脂
に付着したフラックスを固化させ、その後、樹脂を変形
させるか、或は樹脂に衝撃を与えて固化したフラックス
を破砕することにより樹脂から剥離することを特徴とす
るフラックスの除去方法である。

【００１７】本発明では、樹脂に付着した松脂が固化し
て脆くなる温度まで冷却するものであり、この温度はフ
ラックスに添加する松脂の種類によって異なるが、概ね
０℃以下にすれば、ほとんどのフラックスは固化する。
また本発明に使用する樹脂としては、樹脂を固化する低
温においても、可撓性を有するものであれば如何なる樹
脂でも使用可能である。このような樹脂としてはシリコ
ンゴムやフッ素樹脂（商品名：テフロン（登録商標））
が適当である。

【００１８】以下、図面に基づいて本発明を説明する。
図１は、本発明を適用するドラム式スプレーフラクサー
の一部破断斜視図、図２は本発明の方法を説明する図、
図３は本発明を適用するリフロー炉用冷却装置の一部破
断斜視図、図４は冷却装置の要部拡大図である。

【００１９】フロー法では、プリント基板を自動はんだ
付け装置ではんだ付けするが、フラクサーとしては図１
に示すようなドラム式スプレーフラクサーを使用するこ
とがある。ここでドラム式スプレーフラクサー（以下、
スプレーフラクサーという）について、その構造を簡単
に説明する。

【００２０】スプレーフラクサー１は、容器２、網ドラ
ム３、エアーノズル４から構成されている。容器２は底
部が円弧状で底方にフラックス５が注入されており、該
容器には円筒状の網ドラム３が外部に取り付けられたモ
ーター６で回動すように設置されている。また網ドラム
３の中には上部に多数の孔が穿設された円筒状のエアー
ノズル４が設置されており、さらに該エアーノズルの中
にはエアー供給管７が設置されている。容器２の上部は
開口８が形成されている。

【００２１】スプレーフラクサーでは、液状フラックス
を霧状にしてプリント基板に塗付するため、霧状フラッ
クスがプリント基板に当たって跳ね返って、プリント基
板に塗付されないものがある。このようにプリント基板
に塗付されなかった余剰のフラックスはフラクサーの周
囲に飛散してフラクサー周囲を汚してしまう。そのた
め、スプレーフラクサーでは、フラックスの周囲に吸引
装置を設置して余剰のフラックスを吸引することが行わ
れている。

【００２２】この吸引装置９は箱状で図示しない吸引ダ
クトに設置されている。吸引装置内には吸引効率を良好
にするために多数のルーバー１０…が設置されている。
ルーバーの材料は低温でも可撓性のあるテフロンの板で
ある。

【００２３】またルーバーの下方には、やはりテフロン
製のフィルター１１が設置されている。該フィルター
は、プリント基板に搭載された電子部品がフラックス塗
付時に圧縮空気の勢いで落とされた時に、これを受ける
ものであり、また吸引装置で引かれた余剰のフラックス
を付着させるものでもある。

【００２４】スプレーフラクサーで液状フラックスを霧
状にしてプリント基板に塗付すると、プリント基板に塗
付されなかった余剰のフラックスは吸引装置９に引かれ
る。この時、余剰のフラックスはルーバー１０…に沿っ
て下方に流動し、ここでルーバーに付着する。またルー
バーに付着しなかった余剰のフラックスはルーバーの下
方に設置されたフィルター１１に付着する。

【００２５】吸引装置のルーバーやフィルターにフラッ
クスが多量に付着したならば、これらを吸引装置から取
り外し、０℃以下となった冷蔵庫の冷凍室に入れてお
く。これらのルーバーやフィルターを冷凍室で約４時間
冷凍してフラックスを固化させた後、ルーバーは図２に
示すように一端をねじって変形させる。するとルーバー
に付着していたフラックス１２は破砕されてルーバーか
ら簡単に剥離していく。

【００２６】また、フィルターに付着後、固化させたフ
ラックスは、フィルターを叩いて、その衝撃でフラック
スを破砕し、フィルターから剥離する。

【００２７】次に本発明を適用するリフロー炉について
説明する。リフロー炉では、ソルダーペーストを塗付し
たプリント基板を予備加熱ゾーンで予備加熱、リフロー
ゾーンで本加熱、冷却ゾーンで冷却することにより、プ
リント基板と電子部品をはんだ付けする。

【００２８】ここでリフロー炉の冷却ゾーンに設置する
冷却装置について、その構造を簡単に説明する。冷却装
置１３は箱状であり、同一面に排気口１４と吸入口１５
が形成されている。排気口１４と吸入口１５とは、内部
の流通路１６で連通しており、ここにはファン１７が設
置されている。また排気口１４の内側には冷却効果を上
げるために熱交換器１８が設置されている。

【００２９】熱交換器１８は、蛇行したパイプ１９にフ
ィン２０が巻回されており、さらにこのフィン間にはチ
ューブ状のシリコンゴム２１が巻回されている。パイプ
１９には矢印に示すように冷媒が流動するようになって
おり、ファン１７で吸入口１５から引き込まれた温かい
気体をここで冷却し、排気口１４からは冷えた気体を吹
き出すようになっている。また、吸入口１５には帯状の
シリコンゴムをねじって格子状にしたネット２２が設置
されており、排気口１４には多孔質金属から成る触媒２
３が設置されている。

【００３０】従って、リフロー炉内の予備加熱ゾーンと
本加熱ゾーンで加熱されたプリント基板は、冷却ゾーン
を通過する時に、冷却装置から吹き付けられる冷えた気
体で効率よく冷却される。

【００３１】リフロー炉内でソルダーペーストが溶融す
る時に、フラックスが気化し、これが冷却装置で冷やさ
れると、ここで液化して冷えた部分、即ち吸入口に設置
したネットや冷媒が通っている熱交換器のパイプに付着
する。しかしながら、パイプには、シリコンゴムが巻回
してあるため、液化したフラックスはこのシリコンゴム
に付着するようになる。

【００３２】シリコンゴムにフラックスが多量に付着し
たならば、図４に示すようにフラックス１２が付着した
シリコンゴム２１をパイプ１９から巻戻し、これを前述
のように冷蔵庫の冷凍室に入れてフラックスを固化させ
る。そしてフラックスが固化したならば、シリコンゴム
をもみほぐして、シリコンゴムの表面に付着していたフ
ラックスを破砕し、剥離させる。フラックスが多量に付
着したネットはそのまま冷凍室に入れ、フラックスが固
化したならば、ネットをたたいてフラックスを破砕す
る。

【００３３】また鏝付け法において、フラックスの吸引
パイプの中にフラックスが多量に付着した場合も、これ
を冷蔵庫の冷凍室で固化させ、その後、パイプをもみほ
ぐせば、パイプの中のフラックスは破砕されて粉状とな
り、パイプの一方から出てくる。

【００３４】以上説明した如く、本発明のフラックス除
去方法は、溶剤を全く使用しないため、溶剤による公害
問題がないばかりでなく、可撓性のある樹脂上で固化し
たフラックスを破砕するという極めて簡単な作業でフラ
ックスの除去ができ、しかも冷凍設備としては特別な設
備でない家庭用の冷蔵庫を使用することができることか
ら、経済的にも有効な方法である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用するドラム式スプレーフラクサー
の一部破断斜視図である。

【図２】ドラム式スプレーフラクサーのルーバーに付着
したフラックスを除去する方法を説明する図である。

【図３】本発明を適用するリフロー炉用冷却装置の一部
破断斜視図である。

【図４】リフロー炉の冷却装置の要部拡大図である。

【符号の説明】

１ ドラム式スプレーフラクサー ９ 吸引装置 １０ テフロン製ルーバー １１ テフロン製フィルター １２ フラックス １３ リフロー炉の冷却装置 １８ 熱交換器 １９ パイプ ２０ フィン ２１ シリコンゴム ２２ ネット ２３ 触媒

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 フラックスの付着しやすい箇所に低温で
   も可撓性のある樹脂を設置しておき、該樹脂にフラック
   スを付着させた後、樹脂を低温に冷却して樹脂に付着し
   たフラックスを固化させ、その後、樹脂を変形させる
   か、或は樹脂に衝撃を与えて固化したフラックスを破砕
   することにより樹脂から剥離することを特徴とするフラ
   ックスの除去方法。
2. 【請求項２】 前記樹脂はシリコンゴム、或はフッ素樹
   脂であることを特徴とする請求項１記載のフラックスの
   除去方法。