JP3638415B2 - ガス雰囲気はんだ付け装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、周辺雰囲気とは異なるガス雰囲気を部分的に形成してはんだ付けを行うガス雰囲気はんだ付け装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、溶融した金属は高温のために大気中に放置するとその表面が酸化して好ましくない。このような場合においては、溶融した金属の表面に不活性ガスを供給してその雰囲気を形成し、酸化を抑制することが行われている。例えば、実開昭５２−３９８２９号公報にその例を見ることができる。この技術は、「ガス吐出孔」すなわちノズルから噴出した不活性ガスを溶融金属の表面に沿って吹き出すものである。
【０００３】
また、プリント配線板や電子部品のはんだ付けを行う装置において、溶融はんだの酸化を防止するとともにはんだ付け性を改善する技術がある。例えば、図１１は従来のはんだ噴流槽を示すもので、図１１（ａ）は断面図、図１１（ｂ）は図１１（ａ）のノズル体の斜視図である。なお、図１１は特開平７−１８５７９０号公報からの抜粋である。この技術は、先の実開昭５２−３９８２９号公報の技術と同様の思想に基づく技術であるが、特に４辺形の各辺に設けたノズルから不活性ガスを噴出させて不活性ガスのガスカーテンを形成するように構成しているところに特徴がある。
【０００４】
なお、図１１のはんだ噴流槽は、はんだ槽１内の溶融はんだ２をポンプ３で送出して噴流波４を形成する仕組みの装置で、その噴流波４の噴流面４ａを囲むように四角形のノズル体５を支柱６で支持して配置し、その四辺形の内周辺に多数の噴出孔７、すなわちノズルを多数個列状に配置することで、噴流波４に不活性ガスによる不活性ガス層８を形成するように構成したものである。ガス供給パイプ９はノズル体５に不活性ガスを供給する手段である。
【０００５】
さらに、同様にプリント配線板のはんだ付け性の改善と溶融はんだの酸化防止を行う技術として、特開平８−１３０３６５号公報の技術がある。この技術は、はんだ槽の液面を覆うようにカバーを設け、さらに該カバーの上部には下方に向けてガス噴射ノズルを設け、このノズルから不活性ガスを噴出させてカバー内に不活性ガス雰囲気を形成するように構成した技術である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
実開昭５２−３９８２９号公報の技術や図１１に示す特開平７−１８５７９０号公報の技術では、ノズルから高速で勢い良く噴出した不活性ガスが周辺の大気（雰囲気）を巻き込んで流れ、結果として形成される不活性ガス雰囲気における酸素濃度を十分に低下させることができない問題があった。
【０００７】
また、特開平８−１３０３６５号公報の技術においても同様に、ガス噴射ノズルから高速で勢い良く噴出した不活性ガスが、カバー内の雰囲気を巻き込むと同時に該カバー内へ出入口から大気が巻き込まれて侵入し、これらが激しく上下に流動して撹拌され、結果として形成される不活性ガス雰囲気における酸素濃度を十分に低下させることができない問題があった。
【０００８】
本発明の目的は、大気等の周辺雰囲気を巻き込まないように不活性ガス雰囲気を形成できるようにすることによって、ガス濃度の高い雰囲気を形成できるようにすることにある。また、不活性ガスの供給量が少なくても十分にガス濃度の高い雰囲気を形成できるようにすることにある。そして、少ない不活性ガス消費量で低い酸素濃度を実現できるようにすることによって、高いはんだ付け品質と低いランニングコストとを両立できるガス雰囲気はんだ付け装置を実現することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
ガス雰囲気を形成するためのガス雰囲気形成装置のガス供給において、ガスの流速を低速にするとともに動圧を低下させることを目的として、放射状に形成されたガス供給口筐、例えば一方の収束側の開口をガス供給口とし、他方の放射側の開口をガス放出口とする。
【００１０】
そしてさらに、ガス供給口筐内には流路形成板を設けて、そのガス供給口側からガス放出口へ向けて流動するガス流路の断面積が徐々に増大するように形成し、さらにガスを蛇行せしめる流路形成板を設ける。
【００１１】
したがって、この蛇行する流路を通るガスはその流路の断面積の増大と蛇行形状の流路とにより、流速が漸次に低下するとともにガス供給口における高速流による動圧は抑制され、ガス放出口から拡散状態に近い状態でガスが放出され、周辺雰囲気を巻き込むことなく高濃度のガス雰囲気を形成することができる。
【００１２】
そして、このようなガス雰囲気形成装置を、はんだ付け装置に使用することにより、溶融はんだと被はんだ付けワークとが接触する領域を従来のはんだ付け装置よりも一層低酸素濃度のガス雰囲気にすることができる。そのため、はんだの酸化を良好に防止でき、さらに、はんだ付け性も向上する。なおかつ、ガス消費量も少なくすることができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明は、次のような形態において実施することができる。
【００１６】
（１）溶融はんだと被はんだ付けワークを接触させてはんだ付けを行うはんだ付け装置であって、少なくとも該溶融はんだと被はんだ付けワークとが接触する領域へ向けて不活性ガスを供給するガス雰囲気形成装置を備え、前記ガス雰囲気形成装置は、放射状のガス供給口筐の一方の収束側の開口にガス供給口を設けるとともに、他方の放射側の開口をガス放出口とし、該放射状口筐内に、そのガス供給口側からガス放出口へ向けて流動するガスの流路の断面積が徐々に増大するように形成し、さらにガスを蛇行せしめる流路形成板を設けるように構成する。
【００１７】
これにより、ガスは放射状で流路を蛇行状に流れ、その間に動圧が低下するとともに流速も低下し、ガス放出口からは拡散状態に近い状態でガスが放出され、周辺雰囲気を巻き込むことなくガス濃度の高い雰囲気を形成することができるようになる。そして、被はんだ付けワークと溶融はんだとが接触する領域に、流速が低速で拡散を積極的に利用した不活性ガス雰囲気を形成することができるようになり、大気等の周辺雰囲気の巻き込みの少ない低酸素濃度の不活性ガス雰囲気とすることができる。
【００１８】
（２）前記（１）のガス雰囲気はんだ付け装置において、少なくとも溶融はんだの噴流波部分を覆うチャンバ体をはんだ槽に設けるとともに、該チャンバ体には被はんだ付けワークを搬入し搬出する搬入口と搬出口とを設け、さらに前記チャンバ体内を上部室と下部室に仕切る仕切板を設けるとともに、該仕切板の中央位置にはガス供給開口を設け、該ガス供給開口に不活性ガスを供給するガス雰囲気形成装置を臨ませて設けるように構成する。
【００１９】
そして、前記ガス雰囲気形成装置は、放射状のガス供給口筐の収束側の開口にガス供給口を設けるとともに他方の放射側の開口をガス放出口とし、該ガス供給口筐内に、そのガス供給口側からガス放出口へ向けて流動するガスの流路の断面積が徐々に増大するように形成し、さらにガスを蛇行せしめる流路形成板を設けるように構成する。
【００２０】
これにより、チャンバ体が仕切板によって上下の２つの部屋に仕切られるので、チャンバ体の容積を少なくすることなくチャンバ体内における雰囲気の対流や不要な流動を抑制することができる。また、ガス雰囲気形成装置から放出される不活性ガスは、仕切板に設けたガス供給開口から低速で、かつ拡散してチャンバ体内へ供給されるので、溶融はんだと被はんだ付けワークとが接触する領域においてチャンバ体の外の大気を巻き込むことなく、酸素濃度の低い安定した雰囲気を維持することができる。
【００２１】
また、チャンバ体の容積が大きいので、被はんだ付けワークの搬入と搬出とに伴って大気が侵入したとしても、酸素濃度の急激で大幅な増加を生ずることはなく、安定した酸素濃度を維持することができる。
【００２２】
（３）前記（２）のガス雰囲気はんだ付け装置において、仕切板に設けたガス供給開口の周辺の全ての縁にガス供給口筐のガス放出口を臨ませて不活性ガスを放出するガス雰囲気形成装置を設けるように構成する。
【００２３】
これにより、不活性ガスがガス供給開口から圧送される状態で供給され拡散もするようになり、酸素濃度を一層低くすることができるようになる。
【００２４】
（４）前記（２）または（３）のガス雰囲気はんだ付け装置において、上部室の容積を小さくする遮蔽板を設けたことにより、チャンバ体の容積を小さくしてガス雰囲気形成装置によって形成されたガス供給開口の直下部分における酸素濃度を一層低くすることもできる。
【００２５】
（５）前記（２）ないし（４）のいずれかに記載のガス雰囲気はんだ付け装置において、チャンバ体の搬出口下方側の位置に、ガス供給口筐のガス放出口を噴流波の方向へ向けて不活性ガスを放出するガス雰囲気形成装置を設けるように構成する。
【００２６】
これにより、被はんだ付けワークの下方側、とくに噴流波と被はんだ付けワークとが離間するピールバックポイントの酸素濃度を一層低くすることができるようになる。
【００２７】
（６）前記（２）ないし（５）のいずれかに記載のガス雰囲気はんだ付け装置において、少なくともチャンバ体の搬出口側に、雰囲気の通過を抑止するラビリンス流路が形成されたラビリンス部を設けるように構成する。
【００２８】
これにより、搬出口や搬入口からのチャンバ体内への大気の流入や逆にチャンバ体からの不活性ガス雰囲気の流出が抑止され、酸素濃度の低い一層安定した不活性ガス雰囲気を形成することができるようになる。
【００２９】
【実施例】
次に、本発明によるガス雰囲気はんだ付け装置の具体例を実施例で説明する。
【００３０】
（１）ガス雰囲気形成装置の実施例
図１は、本発明のガス雰囲気はんだ付け装置に使用するガス雰囲気形成装置の第１の実施例の全容を示す斜視図、図２は本発明のガス雰囲気はんだ付け装置に使用するガス雰囲気形成装置の第２の実施例の全容を示す斜視図である。また図３は、図１および図２の側端面図、図３（ａ）は図１のＩ−Ｉ線から見た側端面図で、図３（ｂ）は図２のＩＩ−ＩＩ線から見た側端面図である。
【００３１】
すなわち、これらの図において、放射状のガス供給口筐１１の一方の収束側端部１１ａにガス供給口１２を設けて形成し、さらにガス供給パイプ１４を連設してＮ2 ガス（窒素ガス）等の不活性ガスを供給する。ガス供給口筐１１内には流路形成板１５を等間隔で上下の壁面に千鳥状に設けて蛇行流路１６を形成する。これにより、ガス供給口筐１１の断面積が増大することに合わせてガス流路１７の断面積が増大する。そしてガス供給口筐１１の他方の放射側開口１１ｂをガス放出口１３，１３Ａとする。
【００３２】
ガス供給パイプ１４から供給された速度Ｖ1 のＮ2 ガスは、流路形成板１５に衝突し、さらに蛇行流路１６を通る間に動圧が減じられて断面積の増大に合わせて流速も低下し、ガス放出口１３，１３Ａから速度Ｖ2 の低速で放出される。この際、Ｎ2 ガス放出速度が低速であるので、周辺雰囲気例えば大気の巻き込みは極めて少なく、Ｎ2 ガス放出後は直ちにその流速は０に近似し、拡散が支配的となってＮ2 ガスが広がる。したがって、酸素濃度の低い安定した不活性ガス雰囲気を形成することができる。また、Ｎ2 ガス供給流量も少なくて済む。
【００３３】
なお、図１および図２に示すガス雰囲気形成装置の相違する点は、図２においてガス放出口１３Ａの向きの形状が異なるだけで、このガス放出口１３Ａの向きは用途に合わせて任意に選べばよい。
【００３４】
（２）ガス雰囲気はんだ付け装置の実施例
図４は、図２のガス雰囲気形成装置を使用した本発明のガス雰囲気はんだ付け装置の第１の実施例を示す側断面図である。また、図５は、図４のIII −III 線から見た平面端面図で、ガス供給系はシンボル図で示してある。この図４，図５に示すガス雰囲気はんだ付け装置は、図２のガス雰囲気形成装置を使用したはんだ付け装置であり、その長所を積極的に利用したはんだ付け装置である。これらの図において、図２，図３と同一符号は同一部分を示す。
【００３５】
すなわち、図２および図３（ｂ）に示すガス雰囲気形成装置を使用して、溶融はんだ２２の噴流波２３と被はんだ付けワークであるプリント配線板２１とが接触する領域、さらにははんだ槽２４の溶融はんだ２２の液面２２ａに、低酸素濃度の不活性ガス雰囲気を形成するように構成したはんだ付け装置である。
【００３６】
はんだ槽２４には図示しないヒータによって溶融された溶融はんだ２２を収容してあり、これをポンプ２５により吹き口２６から噴出させて噴流波２３を形成する仕組みである。そしてこのはんだ槽２４の上方をチャンバ体２７で覆い、プリント配線板２１を矢印Ａ方向に搬送する搬送コンベア２８（二点鎖線で示す）を通した開口をそれぞれ搬入口２９および搬出口３０とし、該搬入口２９と搬出口３０にはシート状のゴム等の可撓性部材により形成したのれん３１を吊り下げてある。なお、搬送コンベア２８（二点鎖線で示す）は具体的に図示はしないが、プリント配線板２１の両側端部２１ａ（図５に示す）を支持して搬送する平行二条の搬送体から構成されているもので、一般的に使用されているものである。
【００３７】
さらに、チャンバ体２７の内部は仕切板３２によって上部室３３と下部室３４とに仕切られており、この仕切板３２の中央位置にはＮ2 ガスを供給するための開口すなわちガス供給開口３５を設けてある。
【００３８】
そして、このガス供給開口３５にはガス雰囲気形成装置のガス放出口１３Ａを臨ませて設けてある。なお、このガス雰囲気形成装置は、上部室３３の仕切板３２の上に取り付けてあり、やや下方を向いたガス放出口１３Ａが前述のガス供給開口３５に臨ませてある。
【００３９】
このガス供給開口３５に臨ませるガス雰囲気形成装置のガス供給口筐１１は１つであってもよいが、図５に例示するように、例えば四角形のガス供給開口３５によって形成された４辺形の四周辺の全ての縁にガス供給口筐１１のガス放出口１３Ａを臨ませて不活性ガスを放出するように設けると、一層良好なガス雰囲気形成が可能となる。
【００４０】
ガス雰囲気形成装置には、図５に示すようにＮ2 ガスボンベ等のＮ2 ガス供給装置４１からＮ2 ガスが供給される。Ｎ2 ガスは開閉弁４２を通った後にフィルタ４３で異物を除去し、圧力制御弁（圧力調節弁）４４で所望の圧力に降圧した後、全流量を調節する流量調節弁４５、全流量を測定する流量計４６を通り、圧力計４７で圧力を測定し、その後は、各ガス雰囲気形成装置ごとに供給されるガス流量を調節する流量調節弁４８、その流量を測定する流量計４９を通ってガス供給パイプ１４からのガス雰囲気形成装置のガス供給口筐１１に供給される。
【００４１】
なお、チャンバ体２７の上部に設けたガラス板３６は、チャンバ体２７の内部を観察することを目的として設けたものである。
【００４２】
以上のように構成することによって、チャンバ体２７が仕切板３２によって上下の２つの部屋、すなわち上部室３３と下部室３４とに仕切られるので、チャンバ体２７内の容積を少なくすることなく小部屋に分割し、いわゆるラビリンスの作用によって対流や不要な流動を抑制することができるようになる。
【００４３】
そして、ガス雰囲気形成装置のガス供給口筐１１から放出される不活性ガスは、仕切板３２に設けたガス供給開口３５から低速で放出され、溶融はんだ２２の噴流波２３とプリント配線板２１とが接触する領域に流れ込み、該領域に低酸素濃度の不活性ガス雰囲気を形成する。続いてはんだ槽２４の溶融はんだ２２の液面２２ａにもＮ2 ガスは流れ込み、同様に該液面２２ａにも低酸素濃度の不活性ガス雰囲気を形成する。この際、不活性ガスの拡散力によっても流れ込む。そして、最終的にはチャンバ体２７の搬入口２９および搬出口３０から徐々に流出する。
【００４４】
そのため、チャンバ体２７内の雰囲気が高速で激しく流動するようなことはなく、したがってチャンバ体２７外の大気が巻き込まれるようなこともない。そして、押し出されるようにして流れ、流出して行く。したがって、チャンバ体２７内全体を安定した低い酸素濃度に維持することができる。しかも少ないＮ2 ガス供給流量で済む。
【００４５】
また、ラビリンス作用を利用しているので、チャンバ体２７の容積を大きくしても雰囲気の対流や不必要な流動、すなわち外乱が生じにくい。そのため、プリント配線板２１の搬入や搬出に伴ってのれん３１が開閉してその際に大気が侵入したとしても、酸素濃度の急激で大幅な増加を生じることはなく、安定した酸素濃度を維持することができる。
【００４６】
なお、図４，図５において、二点鎖線で示すようにチャンバ体２７内にチャンバ体２７内を観察できる遮蔽板として第２のガラス板３７をガス供給口筐１１上に設ければ、上部室３３の容積が小さくなるので、実質的なチャンバ体２７の容積は小さくなってしまうがガス雰囲気形成装置のガス供給開口３５の直下部分の酸素濃度を一層低くすることができる。また、３８は前記ガス供給口筐１１上で第２のガラス板３７を着脱可能に保持する保持具である。
【００４７】
さらには、ガス雰囲気形成装置ははんだ槽２４からの放射熱によって温度上昇しており、これにより蛇行する流路が形成されたガス供給口筐１１からなるガス雰囲気形成装置を通って放出される不活性ガスが温められ、チャンバ体２７内の雰囲気温度を低下させるようなこともない。すなわち、図示しない予熱装置によって予め予熱されたプリント配線板２１が、チャンバ体２７内に搬送されて温度低下を生ずるようなこともなくなり、予熱状態を保持したままではんだ付けを行うことができる。
【００４８】
本実施例では、図４，図５に例示するようにガス供給開口３５によって形成された四辺の四周のすべての縁にガス雰囲気形成装置を設けてそのガス放出口１３Ａをガス供給開口３５に臨ませている。そのため、このガス供給開口３５の上部室３３側から下部室３４側へ押し込まれるようにして不活性ガスが圧送されて流れ、噴流波２３およびはんだ槽２４の溶融はんだ２２の液面２２ａに流れ込み拡散し、一層酸素濃度の低い安定した不活性ガス雰囲気を形成することができるようになる。
【００４９】
以上のようなはんだ付け装置において、プリント配線板２１を搬送コンベア２８（二点鎖線で示す）により搬送してはんだ付けすると、プリント配線板２１を低酸素濃度の雰囲気中ではんだ付けすることが可能となり、プリント配線板２１に塗布するフラックス量が少なくても、微小な被はんだ付け部分にも溶融はんだ２２を良好に供給することが可能となり、いわゆるマイクロソルダリングが可能となる。また、フラックス塗布量が少ないことから、はんだ付け後にプリント配線板２１に残っているフラックス残渣は極めて少なく、はんだ付け後のフラックス洗浄を解消することもできるようになる等々の長所が得られる。
【００５０】
特に、これらの長所は酸素濃度が十分に低く安定している場合に安定して維持されるものであるので、本実施例のガス雰囲気はんだ付け装置を使用すれば、高品質で安定したはんだ付けを行えるようになる。また、本実施例では、Ｎ2 ガスの供給流量が少なくても安定で低い酸素濃度を得ることができるので、Ｎ2 ガス消費量も少なくランニングコストも低くすることができる。
【００５１】
図６は、図４および図５に示したガス雰囲気はんだ付け装置に、図２のガス雰囲気形成装置をもう一つ追加して使用した本発明のガス雰囲気はんだ付け装置の第２の実施例を示す側断面図で、図４と同一符号は同一部分を示し、チャンバ体２７の搬出口３０の下方側の位置、つまり搬送コンベア２８（二点鎖線で示す）の下方側の位置にもガス供給口筐１１を設け、このガス供給口筐１１のガス放出口１３Ａから噴流波２３の方向へ向けて不活性ガスを放出するガス雰囲気形成装置を設けたものである。
【００５２】
これにより、はんだ槽２４中の溶融はんだ２２の液面２２ａにも積極的にＮ2 ガス、すなわち不活性ガスが供給されてその酸化を一層抑止できるとともに、プリント配線板２１が噴流波２３に接触しながらかつ離間する際の離間点、すなわちピールバックポイントにおける酸素濃度も一層低くかつ安定化することができるようになる。また、チャンバ体２７内の酸素濃度も一層低くなる。そしてその結果、はんだ付け性は一層向上する。
【００５３】
図７は、図６のガス雰囲気はんだ付け装置の搬出口３０側にラビリンス部を設けた本発明のガス雰囲気はんだ付け装置の第３の実施例を示す側断面図である。また、図８は図７のIV−IV線による断面図である。これらの図において、図６と同一符号は同一部分を示し、搬送コンベア２８（二点鎖線で示す）の下側でチャンバ体２７の搬出口３０となる下方側に、ガス供給口筐１１を設け、このガス供給口筐１１のガス放出口１３Ａを噴流波２３の方向へ向けて不活性ガスを放出するガス雰囲気形成装置を設けたものである。また、ラビリンス部５１を形成するラビリンスブロック５２は箱形の形状を成し、抑止板５３を複数設けている。
【００５４】
このラビリンス部５１はラビリンスブロック５２を受け台５４の上に載置してチャンバ体２７に結合するように構成してあり、ラビリンスブロック５２は搬送コンベア２８（二点鎖線で示す）の下側と上側とに設けてある。すなわち、搬送コンベア２８（二点鎖線で示す）の下側のラビリンスブロック５２は受け台５４の上に載置してチャンバ体２７と結合し、搬送コンベア２８（二点鎖線で示す）の上側のラビリンスブロック５２は搬送コンベア２８（二点鎖線で示す）の図示しないコンベアフレーム上に載置してチャンバ体２７と結合して構成してある。そして、この上下２つのラビリンスブロック５２により、チャンバ体２７の搬出口３０にはラビリンスブロック５２によるトンネル状のラビリンス流路５５が形成される。
【００５５】
ラビリンスブロック５２に設けた抑止板５３は、その板面を搬送コンベア２８（二点鎖線で示す）の搬送方向Ａと直交する向きで複数並べて設けてあり、これによりラビリンスブロック５２内を複数の小部屋に分割してある。そのため、トンネル状に形成されたラビリンス部５１はラビリンス流路５５が形成され、チャンバ体２７内からチャンバ体２７外への雰囲気の流出やチャンバ体２７外からチャンバ体２７内への大気の流入が抑止される。
【００５６】
図７において、チャンバ体２７の搬出口３０側にのみラビリンス部５１を設けた理由は、図４や図６，図７に示すように搬送コンベア２８（二点鎖線で示す）に仰角を設けてプリント配線板２１を仰角搬送する場合に、チャンバ体２７の搬出口３０側からチャンバ体２７内の雰囲気が流出し易いためである。もちろん、チャンバ体２７の搬入口２９側にもラビリンス部５１を設けても良いし、場合によっては、搬入口２９側のみにラビリンス部５１を設けても良い。
【００５７】
搬送コンベア２８（二点鎖線で示す）の搬送走行やそれによるプリント配線板２１の搬送に伴って、チャンバ体２７内の雰囲気がチャンバ体２７外へ持ちだされたり、逆にチャンバ体２７外の大気がチャンバ体２７内に持ち込まれたりするので、それらも考慮してラビリンス部５１を設ける位置を決めれば良い。また、図４のガス雰囲気はんだ付け装置にラビリンス部５１を設けても良い結果が得られる。
【００５８】
このように、少なくともラビリンス部５１をチャンバ体２７の搬出口３０側に設けることにより、チャンバ体２７内の雰囲気は一層安定した状態で低酸素濃度に維持することができるようになる。また、図４や図６のガス雰囲気はんだ付け装置と対比してＮ2 ガスの供給流量を少なくしても、同様の酸素濃度を得ることができるようになる。したがって、さらに一層向上したはんだ付けの安定性を得ることができるようになり、ランニングコストも低減することができるようになる。
【００５９】
図９は、図６や図７のガス雰囲気はんだ付け装置におけるガス供給系を示すシンボル図で、図５と同一符号は同一部分を示す。図６，図７に示すチャンバ体２７の搬出口３０の下方側（搬送コンベア２８（二点鎖線で示す）の下方側）の位置にガス雰囲気形成装置であるガス供給口筐１１を新たに設けたことにより、図９のガス供給系においては図５のガス供給系に加えて新たにＮ2 ガスを供給する流路を分岐して設けたものである。
【００６０】
図１０は、図１のガス供給口筐１１にガス放出方向調節器を設けた例を示す斜視図である。
【００６１】
図１０に示すようにガス供給口筐１１のガス放出口１３にガス放出方向調節器６１を回動軸６３によって回動可能に取り付けたもので、ガス放出方向調節器６１に形成されたガス放出口６２から放出されるガスを所要の方向に設定できるように構成したものである。
【００６２】
したがって、図４，図６および図７に示すプリント配線板２１の幅や長さが変わった場合でも、その幅や長さに合わせてガス放出口６２から放出されるガスの放出方向を変えて最適の状態に調節することができるようになる。
【００６４】
【発明の効果】
以上のように本発明の請求項１記載のガス雰囲気はんだ付け装置によれば、周辺雰囲気を巻き込まないようにガス雰囲気を形成できるので、ガス濃度の高い雰囲気を形成できるようになる。また、少ないガス消費量でも十分にガス濃度の高い雰囲気を形成できるようになる。したがって、はんだ付け作業を行う領域を安定で低い酸素濃度の不活性ガス雰囲気にすることができるので、品質のよいはんだ付けを行うことができるようになる。また、溶融はんだの酸化を大幅に抑制することができるようになる。
【００６５】
請求項２記載のガス雰囲気はんだ付け装置によれば、チャンバ体内の不要な雰囲気流動を抑制しつつ安定で低い酸素濃度の不活性ガス雰囲気を形成することができるようになり、また不活性ガス消費量も少なくて済むので、高いはんだ付け品質と低いランニングコストとを両立することができるようになる。
【００６６】
請求項３記載のガス雰囲気はんだ付け装置によれば、チャンバ体内に供給される不活性ガスの流動を一層安定にすることができるようになり、請求項３記載の効果を一層向上させることができるようになる。
【００６７】
請求項４記載のガス雰囲気はんだ付け装置によれば、ガス雰囲気形成装置によって形成されたガス供給開口の直下部分における酸素濃度を一層低くすることができるようになる。
【００６８】
請求項５記載のガス雰囲気はんだ付け装置によれば、ピールバックポイントおよびはんだ槽中の溶融はんだ液面における酸素濃度を一層低減させることができるようになり、さらに、被はんだ付けワークがチャンバ体に搬入されても該チャンバ体内を隈なく低酸素濃度の不活性ガス雰囲気とすることができるようになる。その結果、さらに安定で均一なはんだ付けを行うことができるようになる。
【００６９】
請求項６記載のガス雰囲気はんだ付け装置によれば、チャンバ体からの雰囲気流出やチャンバ体への大気の流入を抑止することができるようになるので、チャンバ体内の酸素濃度を一層安定化することができるようになり、さらに、酸素濃度を低い値に維持することも可能となる。すなわち、不活性ガス供給流量を少なくしても安定で低い酸素濃度の不活性ガス雰囲気を形成することができるようになり、低いランニングコストで極めて安定、かつ均一なはんだ付けを行うことができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明のガス雰囲気はんだ付け装置に使用するガス雰囲気形成装置の第１の実施例の全容を示す斜視図である。
【図２】 本発明のガス雰囲気はんだ付け装置に使用するガス雰囲気形成装置の第２の実施例の全容を示す斜視図である。
【図３】図１および図２の側端面図で、図３（ａ）は図１（ａ）のＩ−Ｉ線から見た側端面図、図３（ｂ）は図２のII−II線から見た側端面図である。
【図４】図２のガス雰囲気形成装置を使用した本発明のガス雰囲気はんだ付け装置の第１の実施例を示す側断面図である。
【図５】図４のIII −III 線から見た平面端面図である。
【図６】図２のガス雰囲気形成装置をもう一つ追加して使用した本発明のガス雰囲気はんだ付け装置の第２の実施例を示す側断面図である。
【図７】図６のガス雰囲気はんだ付け装置にラビリンス部を設けた本発明のガス雰囲気はんだ付け装置の第３の実施例を示す側断面図である。
【図８】図７のIV−IV線による断面図である。
【図９】図６，図７のガス雰囲気はんだ付け装置におけるガス供給系を示すシンボル図である。
【図１０】図１のガス供給口筐にガス放出方向調節器を設けた例を示す斜視図である。
【図１１】従来のはんだ噴流槽を示すもので、図１１（ａ）は断面図、図１１（ｂ）は図１１（ａ）のノズル体の斜視図である。
【符号の説明】
１１ ガス供給口筐
１１ａ 収束側端部
１１ｂ 放射側開口
１２ ガス供給口
１３，１３Ａ ガス放出口
１４ ガス供給パイプ
１５ 流路形成板
１６ 蛇行流路
１７ ガス流路
２１ プリント配線板
２２ 溶融はんだ
２２ａ 液面
２３ 噴流波
２４ はんだ槽
２７ チャンバ体
２８ 搬送コンベア
２９ 搬入口
３０ 搬出口
３１ のれん
３２ 仕切板
３３ 上部室
３４ 下部室
３５ ガス供給開口
３６ ガラス板
５１ ラビリンス部
５５ ラビリンス流路
【発明の属する技術分野】
本発明は、周辺雰囲気とは異なるガス雰囲気を部分的に形成してはんだ付けを行うガス雰囲気はんだ付け装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、溶融した金属は高温のために大気中に放置するとその表面が酸化して好ましくない。このような場合においては、溶融した金属の表面に不活性ガスを供給してその雰囲気を形成し、酸化を抑制することが行われている。例えば、実開昭５２−３９８２９号公報にその例を見ることができる。この技術は、「ガス吐出孔」すなわちノズルから噴出した不活性ガスを溶融金属の表面に沿って吹き出すものである。
【０００３】
また、プリント配線板や電子部品のはんだ付けを行う装置において、溶融はんだの酸化を防止するとともにはんだ付け性を改善する技術がある。例えば、図１１は従来のはんだ噴流槽を示すもので、図１１（ａ）は断面図、図１１（ｂ）は図１１（ａ）のノズル体の斜視図である。なお、図１１は特開平７−１８５７９０号公報からの抜粋である。この技術は、先の実開昭５２−３９８２９号公報の技術と同様の思想に基づく技術であるが、特に４辺形の各辺に設けたノズルから不活性ガスを噴出させて不活性ガスのガスカーテンを形成するように構成しているところに特徴がある。
【０００４】
なお、図１１のはんだ噴流槽は、はんだ槽１内の溶融はんだ２をポンプ３で送出して噴流波４を形成する仕組みの装置で、その噴流波４の噴流面４ａを囲むように四角形のノズル体５を支柱６で支持して配置し、その四辺形の内周辺に多数の噴出孔７、すなわちノズルを多数個列状に配置することで、噴流波４に不活性ガスによる不活性ガス層８を形成するように構成したものである。ガス供給パイプ９はノズル体５に不活性ガスを供給する手段である。
【０００５】
さらに、同様にプリント配線板のはんだ付け性の改善と溶融はんだの酸化防止を行う技術として、特開平８−１３０３６５号公報の技術がある。この技術は、はんだ槽の液面を覆うようにカバーを設け、さらに該カバーの上部には下方に向けてガス噴射ノズルを設け、このノズルから不活性ガスを噴出させてカバー内に不活性ガス雰囲気を形成するように構成した技術である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
実開昭５２−３９８２９号公報の技術や図１１に示す特開平７−１８５７９０号公報の技術では、ノズルから高速で勢い良く噴出した不活性ガスが周辺の大気（雰囲気）を巻き込んで流れ、結果として形成される不活性ガス雰囲気における酸素濃度を十分に低下させることができない問題があった。
【０００７】
また、特開平８−１３０３６５号公報の技術においても同様に、ガス噴射ノズルから高速で勢い良く噴出した不活性ガスが、カバー内の雰囲気を巻き込むと同時に該カバー内へ出入口から大気が巻き込まれて侵入し、これらが激しく上下に流動して撹拌され、結果として形成される不活性ガス雰囲気における酸素濃度を十分に低下させることができない問題があった。
【０００８】
本発明の目的は、大気等の周辺雰囲気を巻き込まないように不活性ガス雰囲気を形成できるようにすることによって、ガス濃度の高い雰囲気を形成できるようにすることにある。また、不活性ガスの供給量が少なくても十分にガス濃度の高い雰囲気を形成できるようにすることにある。そして、少ない不活性ガス消費量で低い酸素濃度を実現できるようにすることによって、高いはんだ付け品質と低いランニングコストとを両立できるガス雰囲気はんだ付け装置を実現することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
ガス雰囲気を形成するためのガス雰囲気形成装置のガス供給において、ガスの流速を低速にするとともに動圧を低下させることを目的として、放射状に形成されたガス供給口筐、例えば一方の収束側の開口をガス供給口とし、他方の放射側の開口をガス放出口とする。
【００１０】
そしてさらに、ガス供給口筐内には流路形成板を設けて、そのガス供給口側からガス放出口へ向けて流動するガス流路の断面積が徐々に増大するように形成し、さらにガスを蛇行せしめる流路形成板を設ける。
【００１１】
したがって、この蛇行する流路を通るガスはその流路の断面積の増大と蛇行形状の流路とにより、流速が漸次に低下するとともにガス供給口における高速流による動圧は抑制され、ガス放出口から拡散状態に近い状態でガスが放出され、周辺雰囲気を巻き込むことなく高濃度のガス雰囲気を形成することができる。
【００１２】
そして、このようなガス雰囲気形成装置を、はんだ付け装置に使用することにより、溶融はんだと被はんだ付けワークとが接触する領域を従来のはんだ付け装置よりも一層低酸素濃度のガス雰囲気にすることができる。そのため、はんだの酸化を良好に防止でき、さらに、はんだ付け性も向上する。なおかつ、ガス消費量も少なくすることができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明は、次のような形態において実施することができる。
【００１６】
（１）溶融はんだと被はんだ付けワークを接触させてはんだ付けを行うはんだ付け装置であって、少なくとも該溶融はんだと被はんだ付けワークとが接触する領域へ向けて不活性ガスを供給するガス雰囲気形成装置を備え、前記ガス雰囲気形成装置は、放射状のガス供給口筐の一方の収束側の開口にガス供給口を設けるとともに、他方の放射側の開口をガス放出口とし、該放射状口筐内に、そのガス供給口側からガス放出口へ向けて流動するガスの流路の断面積が徐々に増大するように形成し、さらにガスを蛇行せしめる流路形成板を設けるように構成する。
【００１７】
これにより、ガスは放射状で流路を蛇行状に流れ、その間に動圧が低下するとともに流速も低下し、ガス放出口からは拡散状態に近い状態でガスが放出され、周辺雰囲気を巻き込むことなくガス濃度の高い雰囲気を形成することができるようになる。そして、被はんだ付けワークと溶融はんだとが接触する領域に、流速が低速で拡散を積極的に利用した不活性ガス雰囲気を形成することができるようになり、大気等の周辺雰囲気の巻き込みの少ない低酸素濃度の不活性ガス雰囲気とすることができる。
【００１８】
（２）前記（１）のガス雰囲気はんだ付け装置において、少なくとも溶融はんだの噴流波部分を覆うチャンバ体をはんだ槽に設けるとともに、該チャンバ体には被はんだ付けワークを搬入し搬出する搬入口と搬出口とを設け、さらに前記チャンバ体内を上部室と下部室に仕切る仕切板を設けるとともに、該仕切板の中央位置にはガス供給開口を設け、該ガス供給開口に不活性ガスを供給するガス雰囲気形成装置を臨ませて設けるように構成する。
【００１９】
そして、前記ガス雰囲気形成装置は、放射状のガス供給口筐の収束側の開口にガス供給口を設けるとともに他方の放射側の開口をガス放出口とし、該ガス供給口筐内に、そのガス供給口側からガス放出口へ向けて流動するガスの流路の断面積が徐々に増大するように形成し、さらにガスを蛇行せしめる流路形成板を設けるように構成する。
【００２０】
これにより、チャンバ体が仕切板によって上下の２つの部屋に仕切られるので、チャンバ体の容積を少なくすることなくチャンバ体内における雰囲気の対流や不要な流動を抑制することができる。また、ガス雰囲気形成装置から放出される不活性ガスは、仕切板に設けたガス供給開口から低速で、かつ拡散してチャンバ体内へ供給されるので、溶融はんだと被はんだ付けワークとが接触する領域においてチャンバ体の外の大気を巻き込むことなく、酸素濃度の低い安定した雰囲気を維持することができる。
【００２１】
また、チャンバ体の容積が大きいので、被はんだ付けワークの搬入と搬出とに伴って大気が侵入したとしても、酸素濃度の急激で大幅な増加を生ずることはなく、安定した酸素濃度を維持することができる。
【００２２】
（３）前記（２）のガス雰囲気はんだ付け装置において、仕切板に設けたガス供給開口の周辺の全ての縁にガス供給口筐のガス放出口を臨ませて不活性ガスを放出するガス雰囲気形成装置を設けるように構成する。
【００２３】
これにより、不活性ガスがガス供給開口から圧送される状態で供給され拡散もするようになり、酸素濃度を一層低くすることができるようになる。
【００２４】
（４）前記（２）または（３）のガス雰囲気はんだ付け装置において、上部室の容積を小さくする遮蔽板を設けたことにより、チャンバ体の容積を小さくしてガス雰囲気形成装置によって形成されたガス供給開口の直下部分における酸素濃度を一層低くすることもできる。
【００２５】
（５）前記（２）ないし（４）のいずれかに記載のガス雰囲気はんだ付け装置において、チャンバ体の搬出口下方側の位置に、ガス供給口筐のガス放出口を噴流波の方向へ向けて不活性ガスを放出するガス雰囲気形成装置を設けるように構成する。
【００２６】
これにより、被はんだ付けワークの下方側、とくに噴流波と被はんだ付けワークとが離間するピールバックポイントの酸素濃度を一層低くすることができるようになる。
【００２７】
（６）前記（２）ないし（５）のいずれかに記載のガス雰囲気はんだ付け装置において、少なくともチャンバ体の搬出口側に、雰囲気の通過を抑止するラビリンス流路が形成されたラビリンス部を設けるように構成する。
【００２８】
これにより、搬出口や搬入口からのチャンバ体内への大気の流入や逆にチャンバ体からの不活性ガス雰囲気の流出が抑止され、酸素濃度の低い一層安定した不活性ガス雰囲気を形成することができるようになる。
【００２９】
【実施例】
次に、本発明によるガス雰囲気はんだ付け装置の具体例を実施例で説明する。
【００３０】
（１）ガス雰囲気形成装置の実施例
図１は、本発明のガス雰囲気はんだ付け装置に使用するガス雰囲気形成装置の第１の実施例の全容を示す斜視図、図２は本発明のガス雰囲気はんだ付け装置に使用するガス雰囲気形成装置の第２の実施例の全容を示す斜視図である。また図３は、図１および図２の側端面図、図３（ａ）は図１のＩ−Ｉ線から見た側端面図で、図３（ｂ）は図２のＩＩ−ＩＩ線から見た側端面図である。
【００３１】
すなわち、これらの図において、放射状のガス供給口筐１１の一方の収束側端部１１ａにガス供給口１２を設けて形成し、さらにガス供給パイプ１４を連設してＮ2 ガス（窒素ガス）等の不活性ガスを供給する。ガス供給口筐１１内には流路形成板１５を等間隔で上下の壁面に千鳥状に設けて蛇行流路１６を形成する。これにより、ガス供給口筐１１の断面積が増大することに合わせてガス流路１７の断面積が増大する。そしてガス供給口筐１１の他方の放射側開口１１ｂをガス放出口１３，１３Ａとする。
【００３２】
ガス供給パイプ１４から供給された速度Ｖ1 のＮ2 ガスは、流路形成板１５に衝突し、さらに蛇行流路１６を通る間に動圧が減じられて断面積の増大に合わせて流速も低下し、ガス放出口１３，１３Ａから速度Ｖ2 の低速で放出される。この際、Ｎ2 ガス放出速度が低速であるので、周辺雰囲気例えば大気の巻き込みは極めて少なく、Ｎ2 ガス放出後は直ちにその流速は０に近似し、拡散が支配的となってＮ2 ガスが広がる。したがって、酸素濃度の低い安定した不活性ガス雰囲気を形成することができる。また、Ｎ2 ガス供給流量も少なくて済む。
【００３３】
なお、図１および図２に示すガス雰囲気形成装置の相違する点は、図２においてガス放出口１３Ａの向きの形状が異なるだけで、このガス放出口１３Ａの向きは用途に合わせて任意に選べばよい。
【００３４】
（２）ガス雰囲気はんだ付け装置の実施例
図４は、図２のガス雰囲気形成装置を使用した本発明のガス雰囲気はんだ付け装置の第１の実施例を示す側断面図である。また、図５は、図４のIII −III 線から見た平面端面図で、ガス供給系はシンボル図で示してある。この図４，図５に示すガス雰囲気はんだ付け装置は、図２のガス雰囲気形成装置を使用したはんだ付け装置であり、その長所を積極的に利用したはんだ付け装置である。これらの図において、図２，図３と同一符号は同一部分を示す。
【００３５】
すなわち、図２および図３（ｂ）に示すガス雰囲気形成装置を使用して、溶融はんだ２２の噴流波２３と被はんだ付けワークであるプリント配線板２１とが接触する領域、さらにははんだ槽２４の溶融はんだ２２の液面２２ａに、低酸素濃度の不活性ガス雰囲気を形成するように構成したはんだ付け装置である。
【００３６】
はんだ槽２４には図示しないヒータによって溶融された溶融はんだ２２を収容してあり、これをポンプ２５により吹き口２６から噴出させて噴流波２３を形成する仕組みである。そしてこのはんだ槽２４の上方をチャンバ体２７で覆い、プリント配線板２１を矢印Ａ方向に搬送する搬送コンベア２８（二点鎖線で示す）を通した開口をそれぞれ搬入口２９および搬出口３０とし、該搬入口２９と搬出口３０にはシート状のゴム等の可撓性部材により形成したのれん３１を吊り下げてある。なお、搬送コンベア２８（二点鎖線で示す）は具体的に図示はしないが、プリント配線板２１の両側端部２１ａ（図５に示す）を支持して搬送する平行二条の搬送体から構成されているもので、一般的に使用されているものである。
【００３７】
さらに、チャンバ体２７の内部は仕切板３２によって上部室３３と下部室３４とに仕切られており、この仕切板３２の中央位置にはＮ2 ガスを供給するための開口すなわちガス供給開口３５を設けてある。
【００３８】
そして、このガス供給開口３５にはガス雰囲気形成装置のガス放出口１３Ａを臨ませて設けてある。なお、このガス雰囲気形成装置は、上部室３３の仕切板３２の上に取り付けてあり、やや下方を向いたガス放出口１３Ａが前述のガス供給開口３５に臨ませてある。
【００３９】
このガス供給開口３５に臨ませるガス雰囲気形成装置のガス供給口筐１１は１つであってもよいが、図５に例示するように、例えば四角形のガス供給開口３５によって形成された４辺形の四周辺の全ての縁にガス供給口筐１１のガス放出口１３Ａを臨ませて不活性ガスを放出するように設けると、一層良好なガス雰囲気形成が可能となる。
【００４０】
ガス雰囲気形成装置には、図５に示すようにＮ2 ガスボンベ等のＮ2 ガス供給装置４１からＮ2 ガスが供給される。Ｎ2 ガスは開閉弁４２を通った後にフィルタ４３で異物を除去し、圧力制御弁（圧力調節弁）４４で所望の圧力に降圧した後、全流量を調節する流量調節弁４５、全流量を測定する流量計４６を通り、圧力計４７で圧力を測定し、その後は、各ガス雰囲気形成装置ごとに供給されるガス流量を調節する流量調節弁４８、その流量を測定する流量計４９を通ってガス供給パイプ１４からのガス雰囲気形成装置のガス供給口筐１１に供給される。
【００４１】
なお、チャンバ体２７の上部に設けたガラス板３６は、チャンバ体２７の内部を観察することを目的として設けたものである。
【００４２】
以上のように構成することによって、チャンバ体２７が仕切板３２によって上下の２つの部屋、すなわち上部室３３と下部室３４とに仕切られるので、チャンバ体２７内の容積を少なくすることなく小部屋に分割し、いわゆるラビリンスの作用によって対流や不要な流動を抑制することができるようになる。
【００４３】
そして、ガス雰囲気形成装置のガス供給口筐１１から放出される不活性ガスは、仕切板３２に設けたガス供給開口３５から低速で放出され、溶融はんだ２２の噴流波２３とプリント配線板２１とが接触する領域に流れ込み、該領域に低酸素濃度の不活性ガス雰囲気を形成する。続いてはんだ槽２４の溶融はんだ２２の液面２２ａにもＮ2 ガスは流れ込み、同様に該液面２２ａにも低酸素濃度の不活性ガス雰囲気を形成する。この際、不活性ガスの拡散力によっても流れ込む。そして、最終的にはチャンバ体２７の搬入口２９および搬出口３０から徐々に流出する。
【００４４】
そのため、チャンバ体２７内の雰囲気が高速で激しく流動するようなことはなく、したがってチャンバ体２７外の大気が巻き込まれるようなこともない。そして、押し出されるようにして流れ、流出して行く。したがって、チャンバ体２７内全体を安定した低い酸素濃度に維持することができる。しかも少ないＮ2 ガス供給流量で済む。
【００４５】
また、ラビリンス作用を利用しているので、チャンバ体２７の容積を大きくしても雰囲気の対流や不必要な流動、すなわち外乱が生じにくい。そのため、プリント配線板２１の搬入や搬出に伴ってのれん３１が開閉してその際に大気が侵入したとしても、酸素濃度の急激で大幅な増加を生じることはなく、安定した酸素濃度を維持することができる。
【００４６】
なお、図４，図５において、二点鎖線で示すようにチャンバ体２７内にチャンバ体２７内を観察できる遮蔽板として第２のガラス板３７をガス供給口筐１１上に設ければ、上部室３３の容積が小さくなるので、実質的なチャンバ体２７の容積は小さくなってしまうがガス雰囲気形成装置のガス供給開口３５の直下部分の酸素濃度を一層低くすることができる。また、３８は前記ガス供給口筐１１上で第２のガラス板３７を着脱可能に保持する保持具である。
【００４７】
さらには、ガス雰囲気形成装置ははんだ槽２４からの放射熱によって温度上昇しており、これにより蛇行する流路が形成されたガス供給口筐１１からなるガス雰囲気形成装置を通って放出される不活性ガスが温められ、チャンバ体２７内の雰囲気温度を低下させるようなこともない。すなわち、図示しない予熱装置によって予め予熱されたプリント配線板２１が、チャンバ体２７内に搬送されて温度低下を生ずるようなこともなくなり、予熱状態を保持したままではんだ付けを行うことができる。
【００４８】
本実施例では、図４，図５に例示するようにガス供給開口３５によって形成された四辺の四周のすべての縁にガス雰囲気形成装置を設けてそのガス放出口１３Ａをガス供給開口３５に臨ませている。そのため、このガス供給開口３５の上部室３３側から下部室３４側へ押し込まれるようにして不活性ガスが圧送されて流れ、噴流波２３およびはんだ槽２４の溶融はんだ２２の液面２２ａに流れ込み拡散し、一層酸素濃度の低い安定した不活性ガス雰囲気を形成することができるようになる。
【００４９】
以上のようなはんだ付け装置において、プリント配線板２１を搬送コンベア２８（二点鎖線で示す）により搬送してはんだ付けすると、プリント配線板２１を低酸素濃度の雰囲気中ではんだ付けすることが可能となり、プリント配線板２１に塗布するフラックス量が少なくても、微小な被はんだ付け部分にも溶融はんだ２２を良好に供給することが可能となり、いわゆるマイクロソルダリングが可能となる。また、フラックス塗布量が少ないことから、はんだ付け後にプリント配線板２１に残っているフラックス残渣は極めて少なく、はんだ付け後のフラックス洗浄を解消することもできるようになる等々の長所が得られる。
【００５０】
特に、これらの長所は酸素濃度が十分に低く安定している場合に安定して維持されるものであるので、本実施例のガス雰囲気はんだ付け装置を使用すれば、高品質で安定したはんだ付けを行えるようになる。また、本実施例では、Ｎ2 ガスの供給流量が少なくても安定で低い酸素濃度を得ることができるので、Ｎ2 ガス消費量も少なくランニングコストも低くすることができる。
【００５１】
図６は、図４および図５に示したガス雰囲気はんだ付け装置に、図２のガス雰囲気形成装置をもう一つ追加して使用した本発明のガス雰囲気はんだ付け装置の第２の実施例を示す側断面図で、図４と同一符号は同一部分を示し、チャンバ体２７の搬出口３０の下方側の位置、つまり搬送コンベア２８（二点鎖線で示す）の下方側の位置にもガス供給口筐１１を設け、このガス供給口筐１１のガス放出口１３Ａから噴流波２３の方向へ向けて不活性ガスを放出するガス雰囲気形成装置を設けたものである。
【００５２】
これにより、はんだ槽２４中の溶融はんだ２２の液面２２ａにも積極的にＮ2 ガス、すなわち不活性ガスが供給されてその酸化を一層抑止できるとともに、プリント配線板２１が噴流波２３に接触しながらかつ離間する際の離間点、すなわちピールバックポイントにおける酸素濃度も一層低くかつ安定化することができるようになる。また、チャンバ体２７内の酸素濃度も一層低くなる。そしてその結果、はんだ付け性は一層向上する。
【００５３】
図７は、図６のガス雰囲気はんだ付け装置の搬出口３０側にラビリンス部を設けた本発明のガス雰囲気はんだ付け装置の第３の実施例を示す側断面図である。また、図８は図７のIV−IV線による断面図である。これらの図において、図６と同一符号は同一部分を示し、搬送コンベア２８（二点鎖線で示す）の下側でチャンバ体２７の搬出口３０となる下方側に、ガス供給口筐１１を設け、このガス供給口筐１１のガス放出口１３Ａを噴流波２３の方向へ向けて不活性ガスを放出するガス雰囲気形成装置を設けたものである。また、ラビリンス部５１を形成するラビリンスブロック５２は箱形の形状を成し、抑止板５３を複数設けている。
【００５４】
このラビリンス部５１はラビリンスブロック５２を受け台５４の上に載置してチャンバ体２７に結合するように構成してあり、ラビリンスブロック５２は搬送コンベア２８（二点鎖線で示す）の下側と上側とに設けてある。すなわち、搬送コンベア２８（二点鎖線で示す）の下側のラビリンスブロック５２は受け台５４の上に載置してチャンバ体２７と結合し、搬送コンベア２８（二点鎖線で示す）の上側のラビリンスブロック５２は搬送コンベア２８（二点鎖線で示す）の図示しないコンベアフレーム上に載置してチャンバ体２７と結合して構成してある。そして、この上下２つのラビリンスブロック５２により、チャンバ体２７の搬出口３０にはラビリンスブロック５２によるトンネル状のラビリンス流路５５が形成される。
【００５５】
ラビリンスブロック５２に設けた抑止板５３は、その板面を搬送コンベア２８（二点鎖線で示す）の搬送方向Ａと直交する向きで複数並べて設けてあり、これによりラビリンスブロック５２内を複数の小部屋に分割してある。そのため、トンネル状に形成されたラビリンス部５１はラビリンス流路５５が形成され、チャンバ体２７内からチャンバ体２７外への雰囲気の流出やチャンバ体２７外からチャンバ体２７内への大気の流入が抑止される。
【００５６】
図７において、チャンバ体２７の搬出口３０側にのみラビリンス部５１を設けた理由は、図４や図６，図７に示すように搬送コンベア２８（二点鎖線で示す）に仰角を設けてプリント配線板２１を仰角搬送する場合に、チャンバ体２７の搬出口３０側からチャンバ体２７内の雰囲気が流出し易いためである。もちろん、チャンバ体２７の搬入口２９側にもラビリンス部５１を設けても良いし、場合によっては、搬入口２９側のみにラビリンス部５１を設けても良い。
【００５７】
搬送コンベア２８（二点鎖線で示す）の搬送走行やそれによるプリント配線板２１の搬送に伴って、チャンバ体２７内の雰囲気がチャンバ体２７外へ持ちだされたり、逆にチャンバ体２７外の大気がチャンバ体２７内に持ち込まれたりするので、それらも考慮してラビリンス部５１を設ける位置を決めれば良い。また、図４のガス雰囲気はんだ付け装置にラビリンス部５１を設けても良い結果が得られる。
【００５８】
このように、少なくともラビリンス部５１をチャンバ体２７の搬出口３０側に設けることにより、チャンバ体２７内の雰囲気は一層安定した状態で低酸素濃度に維持することができるようになる。また、図４や図６のガス雰囲気はんだ付け装置と対比してＮ2 ガスの供給流量を少なくしても、同様の酸素濃度を得ることができるようになる。したがって、さらに一層向上したはんだ付けの安定性を得ることができるようになり、ランニングコストも低減することができるようになる。
【００５９】
図９は、図６や図７のガス雰囲気はんだ付け装置におけるガス供給系を示すシンボル図で、図５と同一符号は同一部分を示す。図６，図７に示すチャンバ体２７の搬出口３０の下方側（搬送コンベア２８（二点鎖線で示す）の下方側）の位置にガス雰囲気形成装置であるガス供給口筐１１を新たに設けたことにより、図９のガス供給系においては図５のガス供給系に加えて新たにＮ2 ガスを供給する流路を分岐して設けたものである。
【００６０】
図１０は、図１のガス供給口筐１１にガス放出方向調節器を設けた例を示す斜視図である。
【００６１】
図１０に示すようにガス供給口筐１１のガス放出口１３にガス放出方向調節器６１を回動軸６３によって回動可能に取り付けたもので、ガス放出方向調節器６１に形成されたガス放出口６２から放出されるガスを所要の方向に設定できるように構成したものである。
【００６２】
したがって、図４，図６および図７に示すプリント配線板２１の幅や長さが変わった場合でも、その幅や長さに合わせてガス放出口６２から放出されるガスの放出方向を変えて最適の状態に調節することができるようになる。
【００６４】
【発明の効果】
以上のように本発明の請求項１記載のガス雰囲気はんだ付け装置によれば、周辺雰囲気を巻き込まないようにガス雰囲気を形成できるので、ガス濃度の高い雰囲気を形成できるようになる。また、少ないガス消費量でも十分にガス濃度の高い雰囲気を形成できるようになる。したがって、はんだ付け作業を行う領域を安定で低い酸素濃度の不活性ガス雰囲気にすることができるので、品質のよいはんだ付けを行うことができるようになる。また、溶融はんだの酸化を大幅に抑制することができるようになる。
【００６５】
請求項２記載のガス雰囲気はんだ付け装置によれば、チャンバ体内の不要な雰囲気流動を抑制しつつ安定で低い酸素濃度の不活性ガス雰囲気を形成することができるようになり、また不活性ガス消費量も少なくて済むので、高いはんだ付け品質と低いランニングコストとを両立することができるようになる。
【００６６】
請求項３記載のガス雰囲気はんだ付け装置によれば、チャンバ体内に供給される不活性ガスの流動を一層安定にすることができるようになり、請求項３記載の効果を一層向上させることができるようになる。
【００６７】
請求項４記載のガス雰囲気はんだ付け装置によれば、ガス雰囲気形成装置によって形成されたガス供給開口の直下部分における酸素濃度を一層低くすることができるようになる。
【００６８】
請求項５記載のガス雰囲気はんだ付け装置によれば、ピールバックポイントおよびはんだ槽中の溶融はんだ液面における酸素濃度を一層低減させることができるようになり、さらに、被はんだ付けワークがチャンバ体に搬入されても該チャンバ体内を隈なく低酸素濃度の不活性ガス雰囲気とすることができるようになる。その結果、さらに安定で均一なはんだ付けを行うことができるようになる。
【００６９】
請求項６記載のガス雰囲気はんだ付け装置によれば、チャンバ体からの雰囲気流出やチャンバ体への大気の流入を抑止することができるようになるので、チャンバ体内の酸素濃度を一層安定化することができるようになり、さらに、酸素濃度を低い値に維持することも可能となる。すなわち、不活性ガス供給流量を少なくしても安定で低い酸素濃度の不活性ガス雰囲気を形成することができるようになり、低いランニングコストで極めて安定、かつ均一なはんだ付けを行うことができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明のガス雰囲気はんだ付け装置に使用するガス雰囲気形成装置の第１の実施例の全容を示す斜視図である。
【図２】 本発明のガス雰囲気はんだ付け装置に使用するガス雰囲気形成装置の第２の実施例の全容を示す斜視図である。
【図３】図１および図２の側端面図で、図３（ａ）は図１（ａ）のＩ−Ｉ線から見た側端面図、図３（ｂ）は図２のII−II線から見た側端面図である。
【図４】図２のガス雰囲気形成装置を使用した本発明のガス雰囲気はんだ付け装置の第１の実施例を示す側断面図である。
【図５】図４のIII −III 線から見た平面端面図である。
【図６】図２のガス雰囲気形成装置をもう一つ追加して使用した本発明のガス雰囲気はんだ付け装置の第２の実施例を示す側断面図である。
【図７】図６のガス雰囲気はんだ付け装置にラビリンス部を設けた本発明のガス雰囲気はんだ付け装置の第３の実施例を示す側断面図である。
【図８】図７のIV−IV線による断面図である。
【図９】図６，図７のガス雰囲気はんだ付け装置におけるガス供給系を示すシンボル図である。
【図１０】図１のガス供給口筐にガス放出方向調節器を設けた例を示す斜視図である。
【図１１】従来のはんだ噴流槽を示すもので、図１１（ａ）は断面図、図１１（ｂ）は図１１（ａ）のノズル体の斜視図である。
【符号の説明】
１１ ガス供給口筐
１１ａ 収束側端部
１１ｂ 放射側開口
１２ ガス供給口
１３，１３Ａ ガス放出口
１４ ガス供給パイプ
１５ 流路形成板
１６ 蛇行流路
１７ ガス流路
２１ プリント配線板
２２ 溶融はんだ
２２ａ 液面
２３ 噴流波
２４ はんだ槽
２７ チャンバ体
２８ 搬送コンベア
２９ 搬入口
３０ 搬出口
３１ のれん
３２ 仕切板
３３ 上部室
３４ 下部室
３５ ガス供給開口
３６ ガラス板
５１ ラビリンス部
５５ ラビリンス流路
Claims (6)
- 溶融はんだと被はんだ付けワークを接触させてはんだ付けを行うガス雰囲気はんだ付け装置であって、少なくとも前記溶融はんだと前記被はんだ付けワークとが接触する領域へ向けて不活性ガスを供給するガス雰囲気形成装置を備え、
前記ガス雰囲気形成装置は、放射状に形成されたガス供給口筐の一方の収束側の開口をガス供給口とし、他方の放射側の開口をガス放出口とし、
前記ガス供給口から前記ガス放出口へ向けて流動するガスの流路の断面積が徐々に増大するように形成し、さらに前記ガスを蛇行せしめる流路形成板を設けた、
ことを特徴とするガス雰囲気はんだ付け装置。 - 少なくとも溶融はんだの噴流波部分を覆うチャンバ体をはんだ槽に設けるとともに、前記チャンバ体には被はんだ付けワークを搬入し搬出する搬入口と搬出口とを設け、
また、前記チャンバ体内を上部室と下部室とに仕切る仕切板を設けるとともに、前記仕切板の中央位置にガス供給開口を設け、このガス供給開口に不活性ガスを供給するガス雰囲気形成装置を臨ませて設け、
さらに前記ガス雰囲気形成装置は、放射状に形成されたガス供給口筐の一方の収束側開口をガス供給口とし、他方の放射側の開口をガス放出口とし、
前記ガス供給口から前記ガス放出口へ向けて流動するガスの流路の断面積が徐々に増大するように形成し、さらに前記ガスを蛇行せしめる流路形成板を設けた、
ことを特徴とするガス雰囲気はんだ付け装置。 - 仕切板に設けたガス供給開口の周辺の全ての縁に、ガス供給口筐のガス放出口を臨ませて不活性ガスを放出するガス雰囲気形成装置を設けた、
ことを特徴とする請求項２記載のガス雰囲気はんだ付け装置。 - 上部室の容積を小さくする遮蔽板を設けた、
ことを特徴とする請求項２または３記載のガス雰囲気はんだ付け装置。 - チャンバ体の搬出口下方側の位置に、ガス供給口筺のガス放出口を噴流波の方向へ向けて不活性ガスを放出するガス雰囲気形成装置を設けた、
ことを特徴とする請求項２ないし４のいずれかに記載のガス雰囲気はんだ付け装置。 - 少なくともチャンバ体の搬出口側に、雰囲気の通過を抑止するラビリンス流路を形成して成るラビリンス部を設けた、
ことを特徴とする請求項２ないし５のいずれかに記載のガス雰囲気はんだ付け装置。
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