JP3807890B2 - はんだ付け装置 - Google Patents
はんだ付け装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP3807890B2 JP3807890B2 JP2000037377A JP2000037377A JP3807890B2 JP 3807890 B2 JP3807890 B2 JP 3807890B2 JP 2000037377 A JP2000037377 A JP 2000037377A JP 2000037377 A JP2000037377 A JP 2000037377A JP 3807890 B2 JP3807890 B2 JP 3807890B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- tunnel
- atmosphere
- chamber
- plate
- discharge port
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Molten Solder (AREA)
- Electric Connection Of Electric Components To Printed Circuits (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、傾斜して設けられたトンネル状チャンバ内の低酸素濃度の不活性ガス雰囲気中で、電子部品を搭載したプリント配線板のような板状の被はんだ付けワークの被はんだ付け部に溶融はんだの噴流波を供給することで、前記被はんだ付け部のはんだ付けを行うはんだ付け装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
低酸素濃度の不活性ガス雰囲気中では、プリント配線板の被はんだ付け部や溶融はんだの酸化が抑制される。したがって、プリント配線板のはんだ付け前に塗布されるフラックスの塗布量を少なくしても大気中での通常の塗布量と同様のはんだ付け性が得られる特徴がある。
【０００３】
そのため、はんだ付け後にプリント配線板に残存するフラックス残渣の量も著しく少なくなり、当該プリント配線板のはんだ付け後の洗浄を行う必要がなくなる。また、低酸素濃度の不活性ガス雰囲気中では、溶融はんだの流動性が高まり、微細な被はんだ付け部にも確実に溶融はんだが供給され、いわゆるマイクロソルダリングが可能となる。
【０００４】
さらに、一般的に酸化速度の速い鉛フリーはんだの酸化が抑制され、ドロスの発生量を大幅に削減することができる。そのため、ドロスとして失われる高価なはんだ量を大幅に削減することが可能となり、はんだ付けに伴うコストも削減することができるようになる。もちろん、従来の鉛を含むはんだにおいても同様である。
【０００５】
低酸素濃度の不活性ガス雰囲気中ではんだ付けを行うためには、大気から隔離され封止されたチャンバ内に窒素ガス（Ｎ2 ガス）等の不活性ガスを供給し、この封止された雰囲気中ではんだ付けを行う必要がある。このようなはんだ付け装置の技術としては、例えば、特開平６−１９８４８６号公報の技術がある。
【０００６】
一方で、プリント配線板に予め塗布されたフラックスがプリヒータにより加熱された際や、溶融はんだの噴流波に接触した際に、フラックスに含まれるアルコール類が気化したガスやフラックスヒュームを発生する。また、はんだ槽のはんだからはんだの微粒子等が遊離し浮遊発生する。そのため、これらのフラックスヒュームやフラックスの溶媒であるアルコール類が気化したガス、微粒子等の異物がチャンバ内に滞留し、プリント配線板や搭載電子部品そしてチャンバ内に付着する問題がある
そこで、これらのフラックスヒューム等のガスや微粒子等の異物を捕集し除去する技術が用いられている。例えば、特開平７−７７３４６号公報には、トンネル路を構成するトンネル状チャンバ内の雰囲気を、冷却部とフィルタ部とから構成された捕集装置にファンにより導き、この雰囲気中に含まれるフラックスヒュームや微粒子等の異物を効率良く除去した後にこのトンネル状チャンバに還流させ、循環させる技術が開示されている。
【０００７】
さらに、前記特開平７−７７３４６号公報には、搬送コンベアの搬送方向から見てはんだ槽の後段側に設けられた吸い込み口筺からトンネル状チャンバ内雰囲気を吸い込み、はんだ槽の前段側に設けた吐出口筺からトンネル状チャンバ内に還流させ、このトンネル状チャンバの仰角方向へ向けて雰囲気を循環させ、この雰囲気中に含まれるフラックスヒュームや微粒子等の異物を捕集装置で除去する技術が開示されている。また、はんだ槽の上方において、搬送コンベアの搬送方向と直交する水平方向へ雰囲気を循環させ、この雰囲気中に含まれるフラックスヒュームや微粒子等の異物を捕集装置で除去する技術が開示されている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
プリント配線板などの板状の被はんだ付けワークを搬送コンベアで搬送しながら溶融はんだの噴流波に接触させてはんだ付けを行う場合においては、特開平７−７７３４６号公報にも開示されているように、プリント配線板をその搬送方向に向けて仰角搬送することが行われている。
【０００９】
すなわち、これにより溶融はんだの噴流波とプリント配線板とが離脱するピールバックポイントの離間角度（プリント配線板の搬送方向と溶融はんだの噴流波が流れる方向とが成す角度）が大きくなって、被はんだ付け部に供給された過剰な溶融はんだを剥がし取るように作用し、はんだブリッジ（隣り合う被はんだ付け部に跨がってはんだが付着する現象）等のはんだ付け不良の発生を少なくすることができるからである。
【００１０】
この仰角搬送の角度は、プリント配線板の種類等の実装状態に合わせて通常約１°〜７°程度の間で可変し調節して使用されているが、約３°〜５°程度の間で使用されることが最も多い。そのため、搬送コンベアもこの仰角に合わせて設置されているが、通常のはんだ付け装置ではこの角度を可変し調節できるように構成されている。また、トンネル状チャンバもこの搬送コンベアと一体となって、その搬送仰角に合わせて角度が可変され調節される構成となっている。
【００１１】
一方で、トンネル状チャンバに設けられたプリヒータやはんだ槽は高温であるために、トンネル状チャンバ内にその仰角方向へ向かって雰囲気が流れる熱対流を発生し、これによりトンネル状チャンバ内の雰囲気が流出する一方で外気すなわち大気が進入する問題がある。
【００１２】
また、プリント配線板が搬送コンベアによって搬送される際に、トンネル状チャンバ内の雰囲気をこのトンネル状チャンバ外へ持ち出すと同時にトンネル状チャンバ外の大気を持ち込み、これによってもトンネル状チャンバ内に外気すなわち大気が進入する問題があり、そのため、多量の不活性ガスを供給しているにもかかわらず、トンネル状チャンバ内の酸素濃度が目的とする値に低下しない問題がある。
【００１３】
このような、トンネル状チャンバ内の雰囲気の不要な流動を抑制するために、搬送コンベアの搬送方向に沿って多数の板状部材をその板面がこの搬送方向に交差する向きに設けて、このトンネル状チャンバ内に不要な雰囲気流動を抑制するいわゆるラビリンス流路を形成する技術が用いられている。しかし、このラビリンス流路の技術を用いても、プリント配線板の搬送通路を確保する必要があるので、不要な雰囲気流動に対する抵抗はその構造によって決まる値に、おのずと制限されてしまう問題がある。
【００１４】
他方で、雰囲気封止性の高いトンネル状チャンバにおいては、このトンネル状チャンバ内にフラックスヒュームや微粒子等の異物が滞留しないように、捕集装置の除去能力を向上させる必要がある。すなわち、特開平７−７７３４６号公報の技術において、ファンによる単位時間当たりの雰囲気循環流量を大きくする必要がある。
【００１５】
しかし、トンネル状チャンバ内および捕集装置間を循環する単位時間当たりの雰囲気循環流量を大きくすると、このトンネル状チャンバ内を循環する雰囲気の風速が大きくなってこのトンネル状チャンバ内の雰囲気に不要な雰囲気流動が発生し、これによリトンネル状チャンバ内にチャンバ外雰囲気すなわち大気が進入し易くなる問題が発生する。
【００１６】
本発明の目的は、トンネル状チャンバ内の雰囲気の清浄度をさらに一層向上させることおよびこのトンネル状チャンバ内の低酸素濃度を安定に維持することを両立させることを目的とする。すなわち、フラックスヒュームやアルコール類等のガス、浮遊する微粒子等の異物を捕集し除去する捕集装置とトンネル状チャンバとの間を循環する雰囲気の単位時間当たりの流量を増大させても、このトンネル状チャンバ内の低酸素濃度を安定に維持することができるはんだ付け装置を実現することにある。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
本発明のはんだ付け装置は、プリント配線板などの板状の被はんだ付けワークの仰角搬送方向へ傾斜したトンネル状チャンバを備えたはんだ付け装置において、はんだ槽の上方のトンネル状チャンバ内の雰囲気が、プリント配線板の搬送方向とは逆向きの俯角方向へ循環するように構成したところに特徴がある。
【００１８】
つまり、板状の被はんだ付けワークを搬送する搬送手段と、前記搬送手段に沿って前記搬送手段を覆うように設けられたトンネル状チャンバと、前記トンネル状チャンバに順次配設され前記板状の被はんだ付けワークの予備加熱を行うプリヒータと、前記プリヒータの後段側に設けられ前記板状の被はんだ付けワークに溶融はんだの噴流波を供給するはんだ槽と、前記はんだ槽の後段側に前記トンネル状チャンバ内に不活性ガスを供給するガス供給口体とを設けたはんだ付け装置において、次のように構成する。
【００１９】
すなわち、前記搬送手段は、前記板状の被はんだ付けワークをその搬送方向へ仰角搬送するために傾斜して設けられた第１の搬送手段でなり、前記トンネル状チャンバは、前記第１の搬送手段に沿って傾斜して設けられており、前記はんだ槽の前段側の上方に前記トンネル状チャンバ内の雰囲気を導き出すための吸い込み口体を設けるとともに、前記はんだ槽の後段側であって前記ガス供給口体の後段側の上方に前記吸い込み口体から導き出された雰囲気をトンネル状チャンバ内に還流させる吐出口体を設け、前記吸い込み口体と吐出口体との間に雰囲気中に含まれるフラックスヒュームを捕集し除去する捕集装置と、前記トンネル状チャンバ内の雰囲気を前記吸い込み口体から前記捕集装置へそして前記吐出口体へと循環させる循環手段とを設けるように構成する。
【００２０】
これにより、トンネル状チャンバ内の雰囲気は、循環手段により吸い込み口体から吸い込まれて捕集装置、吐出口体の順に流れ、再びトンネル状チャンバ内に還流する。そして、トンネル状チャンバ内においては吐出口体から吸い込み口体へ雰囲気が流れる。
【００２１】
すなわち、以上の一連の流路をトンネル状チャンバ内雰囲気が循環して流れるようになり、その過程で雰囲気中に含まれるフラックスヒュームや微粒子等の異物が捕集装置で捕集され除去される。特に、フラックスヒュームはトンネル状チャンバ内の上方に上昇するので吐出口体や吸い込み口体を上方に設けることにより、この吸い込み口体からフラックスヒュームを容易に吸い込むことができる。
【００２２】
また、前記の雰囲気循環過程では、トンネル状チャンバ内の上方において吐出口体から吸い込み口体へ雰囲気が流れるが、この循環方向は、プリヒータおよびはんだ槽によってトンネル状チャンバ内に発生する熱対流の方向すなわちトンネル状チャンバの仰角方向とは逆向きの俯角方向となる。したがって、トンネル状チャンバ内に発生する熱対流を抑止する方向に雰囲気が循環することになり、この循環による雰囲気の熱対流による不要な雰囲気流動を抑制する。
【００２３】
さらに、はんだ槽の後段側であり前記吐出口体との間に設けられたガス供給口体から、トンネル状チャンバ内に不活性ガスが供給されるが、この不活性ガスが前記俯角方向に循環する雰囲気に誘引されてはんだ槽の上方およびプリヒータ方向ヘ流れるようになり、この領域の酸素濃度を低下させることができるようになる。
【００２４】
そして、この雰囲気の循環方向がトンネル状チャンバを俯角方向へ流れる熱対流を抑止する方向であるために、単位時間当たりの雰囲気循環流量を従来よりも多くしても、トンネル状チャンバ内の雰囲気に不要な流動を与えることがなく、安定した低酸素濃度を維持することができる。そのため、トンネル状チャンバ内で発生するフラックスヒュームや微粒子等の異物の単位時間当たりの捕集量を向上させることができる。
【００２７】
なお、次のような構成を付加することも有効である。
【００２８】
すなわち、前記搬送手段は、前記第１の搬送手段の後段に前記板状の被はんだ付けワークを俯角搬送する第２の搬送手段を有し、前記トンネル状チャンバは、前記第２の搬送手段に沿って延長して設けられ、その縦断面が「へ」の字状に構成されるとともに前記板状の被はんだ付けワークの搬入口と搬出口とが水平面から同じ高さに構成されるものである。
【００２９】
このようにトンネル状チャンバを構成すると、トンネル状チャンバの頂部またはその近傍に、熱対流で発生した相対的に温度の高い雰囲気が集まる。そのため、はんだ槽の後段側すなわちトンネル状チャンバの頂部近傍に不活性ガスを供給するガス供給口体を設けると、供給された不活性ガスによりトンネル状チャンバ内の雰囲気がこのトンネル状チャンバの搬入口および搬出口から溢れ出て流れ出す（溢流する）ようになる。
【００３０】
その結果、このトンネル状チャンバ内に低酸素濃度の安定した雰囲気を形成することができる。しかも、搬入口と搬出口とが水平面から同じ高さになっているので、この搬入口および搬出口から溢流する雰囲気流量が平衡しやすい。なお、前記搬入口と搬出口とを水平面から同じ高さに構成する他の理由は、はんだ付け装置の前段や後段に設けられる他の装置とのインライン使用において必要な事項でもある。
【００３１】
しかし、トンネル状チャンバの仰角部分すなわち板状の被はんだ付けワークの仰角搬送部分にプリヒータおよびはんだ槽を配設するため、この仰角部分においてはこのトンネル状チャンバの頂部方向へ向かう熱対流を発生する。他方で、この頂部から板状の被はんだ付けワークが俯角方向へ搬送される俯角部分においては、高温の手段を備えていない。
【００３２】
また、板状の被はんだ付けワークの搬送方向が仰角方向および俯角方向に搬送され、それに伴いトンネル状チャンバ内の低酸素濃度の不活性ガス雰囲気は、その搬送方向へ流れるように誘引され持ち出され搬出口から流出し、反対の搬入口からは大気が持ち込まれて進入する。
【００３３】
そのため、はんだ槽の後段側でトンネル状チャンバの頂部近傍に設けたガス供給口体から不活性ガスを供給しても、はんだ槽およびプリヒータ方向へ不活性ガスが相対的に流れ難い。
【００３４】
この溢流の不平衡（溢流の単位時間当たりの流量の不平衡）は極僅かなものであるが、完全な平衡状態もしくはプリヒータおよびはんだ槽に向かって、板状の被はんだ付けワークが搬送される仰角方向とは逆の俯角方向に流れる不活性ガスの流れが相対的に多くなるように雰囲気の流れを形成することができれば、予備加熱工程およびはんだ付け工程の各プロセスを構成するプリヒータおよびはんだ槽が配設された領域の酸素濃度を一層低くすることができる。逆に言えば、単位時間当たりの不活性ガス供給流量を従来より少なくしても、従来と同様の低酸素濃度を実現することができる。
【００３５】
本発明においては、先にも説明したように、熱対流や板状の被はんだ付けワークの搬送に伴う雰囲気の流れを抑止するように雰囲気を循環させ、フラックスヒュームや微粒子等の異物を捕集し除去する構成であるので、異物を捕集するための単位時間当たりの雰囲気循環流量を大きくして単位時間当たりの捕集量を増大させることができる。
【００３６】
それとともに、はんだ槽の上方において板状の被はんだ付けワークが搬送される仰角方向とは逆の俯角方向に循環する雰囲気により、はんだ槽と吐出口体との間に設けられたガス供給口体から供給された不活性ガスを、プリヒータおよびはんだ槽の方向すなわち俯角方向に流れるように誘引することが可能となり、縦断面が「へ」の字状のトンネル状チャンバ内からの雰囲気の溢流に、平衡を形成することができるようになる。
【００３８】
そして、本発明では、先に説明した構成にさらに次の構成を有するところに重要な特徴がある。
【００３９】
すなわち、前記トンネル状チャンバ内に前記搬送手段の搬送方向に沿って多数の板状部材をその板面が前記搬送方向に交差する向きに設けて前記トンネル状チャンバ内に不要な雰囲気流動を抑制するラビリンス流路を形成するとともに、少なくとも前記吐出口体から前記吸い込み口体の区間において前記搬送手段の両側部に前記板状部材が設けられていない雰囲気通路を形成し、前記吐出口体の吐出口が前記雰囲気通路に結合されて成るよう構成する。
【００４０】
これにより、吐出口体からトンネル状チャンバ内に還流した雰囲気は、搬送手段で搬送される板状の被はんだ付けワークの板面に直接に吹き当たることがなくなり、前記トンネル状チャンバ内の雰囲気に外乱となる不要な雰囲気流動を与えることがなくなる。
【００４１】
すなわち、吐出口体からトンネル状チャンバ内に還流した雰囲気が、搬送される板状の被はんだ付けワークの板面に直接に吹き当たると、前記板状の被はんだ付けワークが吐出口体の下方に搬送された場合にのみ、還流した雰囲気が前記板状の被はんだ付けワークの板面方向に流動するようになり、トンネル状チャンバ内に外乱となる不要な雰囲気流動を与えてしまうのである。そして、ラビリンス流路を形成する板状部材が設けられていない板状の被はんだ付けワークの搬送路に沿って外乱となる雰囲気流動を生じ、酸素濃度が不安定に変動してしまう。
【００４２】
しかし、搬送手段の両側部に前記板状部材が設けられていない雰囲気通路を形成し、前記吐出口体の吐出口が前記雰囲気通路に結合されて成るよう構成すると、吐出口体からトンネル状チャンバ内に還流する雰囲気が前記通路に沿って流れ、トンネル状チャンバ内の雰囲気が捕集装置と前記トンネル状チャンバ内とを循環するようになる。
【００４３】
したがって、ラビリンス流路を形成する板状部材が設けられていない板状の被はんだ付けワークの搬送路に外乱となる不要な雰囲気流動を与えることがなくなり、安定した酸素濃度を維持することができるようになる。
以上のように本発明の構成によれば、トンネル状チャンバ内の雰囲気の清浄度を一層高めることができるようになるとともにトンネル状チャンバ内に発生する熱対流が抑制されるので、このトンネル状チャンバ内へ供給する不活性ガスの単位時間当たりの流量を少なくしても、このトンネル状チャンバ内の酸素濃度を低い値に維持することが可能となり、高価な不活性ガスの浪費を防ぐことができるようになる。また、プリヒータおよびはんだ槽領域における酸素濃度の分布も従来よりも低くなり、トンネル状チャンバ内に一層均一な低酸素濃度の雰囲気を形成することができるようになる。
また、プリヒータおよびはんだ槽領域における酸素濃度の分布も従来よりも低くなり、トンネル状チャンバ内に一層均一な低酸素濃度の雰囲気を形成することができるようになる。
その結果、製造コストの低廉化を図りつつ、清浄度が一層高められたはんだ付け雰囲気中で、プリヒータによって加熱される板状の被はんだ付けワークの酸化を一層抑制し、またはんだ槽の溶融はんだの酸化も一層抑制し、さらに板状の被はんだ付けワークに溶融はんだの噴流波を供給する際のはんだ付け性を一層改善することができるようになる。
【００４４】
【発明の実施の形態】
本発明にかかるはんだ付け装置の実施形態例を図１を参照して説明する。
【００４５】
図１は、本発明のはんだ付け装置の実施形態例を説明するための縦断面図である。なお、Ｎ2 ガス供給系およびフラックスヒュームを除去するための雰囲気循環系はシンボル図で示してある。
（１）構成
多数の電子部品（不図示）を搭載したプリント配線板（被はんだ付けワーク）１を搬送する搬送コンベア２，３は、仰角搬送（仰角θ1 ）する第１の搬送コンベア２と俯角搬送（俯角θ2 ）する第２の搬送コンベア３とにより構成してあり、これらの搬送コンベア２，３を覆うようにトンネル状チャンバ４を設けてある。
【００４６】
このトンネル状チャンバ４の縦断面は、図１に示すように「へ」の字状に構成してあり、水平面から搬入口５の高さと搬出口６の高さとが同じ高さになるように構成してある。このように、搬入口５の高さと搬出口６の高さが同じ高さになるように構成することにより、はんだ付け装置を他の装置と連繋してインラインで使用することが容易となる。
【００４７】
第１および第２の搬送コンベア２，３は、図６に示すように、プリント配線板１の両側端部を保持する保持爪５０を備え、両側端部側に設けられ平行２条に構成されたコンベアフレーム２ａから成る。なお、幅の異なるプリント配線板１を保持できるように、通常はコンベアフレーム２ａの一方がプリント配線板１の幅方向に移動し調節できるように構成されている。図中の矢印Ａはプリント配線板１の搬送方向を示している。
【００４８】
また、第１の搬送コンベア２に沿ってトンネル状チャンバ４にプリヒータ７とはんだ槽８とが配設してある。
【００４９】
プリヒータ７は、予めフラックスが塗布されたプリント配線板１の予備加熱を行い、フラックスの前置的活性化とプリント配線板１およびこれに搭載された電子部品に与えるヒートヒョックを軽減するために設けられている。
【００５０】
また、はんだ槽８には図示しないヒータにより加熱されて溶融状態の溶融はんだ９が収容してあり、この溶融はんだ９を第１のポンプ１０により第１の吹き口体１２に送出して第１の噴流波１３を形成する。また、第２のポンプ１１により第２の吹き口体１４に送出して第２の噴流波１５を形成する。そして、これら噴流波１３、１５をプリント配線板１の下方側の面すなわち被はんだ付け部が存在する被はんだ付け面に接触させることによりこの被はんだ付け部に溶融はんだ９を供給し、はんだ付けを行う。
【００５１】
また、プリヒータ７は、トンネル状チャンバ４内に設けられている。しかし、はんだ槽８は、トンネル状チャンバ４に開口４ａを設けてこの開口４ａから第１の噴流波１３と第２の噴流波１５とをトンネル状チャンバ４内に位置するように構成してある。なお、トンネル状チャンバ４の封止を維持するため、トンネル状チャンバ４に設けた開口４ａにはスカート４ｂを設け、このスカート４ｂをはんだ槽８の溶融はんだ９中に浸漬して完全な封止を実現している。
【００５２】
また、トンネル状チャンバ４内には、トンネルの長手方向すなわち搬送コンベア２，３の搬送方向に沿って、多数の板状部材すなわち抑止板１６を設けてある。そしてこの抑止板１６は、その板面が搬送コンベア２，３の搬送方向Ａに対して直交するように設けてある。すなわち、この抑止板１６によりトンネル状チャンバ４内にラビリンス流路を形成し、このトンネル状チャンバ４内に不要な雰囲気流動が生じないように構成してあ。
【００５３】
なお、この抑止板１６は、トンネル状チャンバ４の上壁から搬送コンベア２，３に向けて下向きに設けられているとともに、トンネル状チャンバ４の下壁から搬送コンベア２，３に向けて上向きに設けられている。そのため、平行２条に成る搬送コンベア２，３の両側には、トンネル状チャンバ４の側壁との間に抑止板１６の無い通路が形成されている（後述の図４および図６を参照）。
【００５４】
また、図１では、はんだ槽８の上方には抑止板１６を設けていない例を示している。これは、図１には示していないが、はんだ槽８の上方のトンネル状チャンバ４に耐熱ガラスから成る窓を設け、併せて抑止板１６を設けないことにより、プリント配線板１と噴流波１３、１５との接触状態を生産技術者が目視確認しやすいように配慮したものであり、もちろん当該部分に抑止板１６を設けてもよい。
【００５５】
トンネル状チャンバ４内に不活性ガスであるＮ2 ガスを供給するノズル（ガス供給口体）２０は、搬送方向Ａから見てはんだ槽８の後段側の抑止板１６の間に設けてあり、流量調節弁２１および流量計２２によって目的とするＮ2 ガス供給流量に調節できるように構成してある。Ｎ2 ガスは、ボンベやＰＳＡ方式のＮ2 ガス供給装置２３から供給され、開閉弁２４および不純物を除去するフィルタ２５、目的とする供給圧力に調節する圧力制御弁２６を介して前記流量調節弁２１に供給される。圧力計２７は圧力モニタ用である。
【００５６】
Ｎ2 ガス供給流量は、図示しない酸素濃度計によりトンネル状チャンバ４内の酸素濃度を測定し、例えば、プリント配線板１と溶融はんだ９の噴流波１３、１５とが接触する領域である第１の噴流波１３および第２の噴流波１５の近傍の雰囲気をサンプリングして測定し、目的の酸素濃度になるように流量調節弁２１を調節して設定する。
【００５７】
トンネル状チャンバ４内で発生したアルコール類が気化したガスやフラックスヒューム、はんだの微粒子等の異物は、搬送コンベア２、３の搬送方向Ａから見てはんだ槽８の前段側の上方に設けた吸い込み口体２８から吸い込む。この吸い込み口体２８はパイプ２９で捕集装置３０に接続され、続いて雰囲気を循環させるためのファン３１に接続され、このファン３１から吐出口体３２に接続されている。この吐出口体３２は、搬送コンベア２、３の搬送方向Ａから見てはんだ槽８の後段側であり前記Ｎ2 ガスを供給するノズル２０の後段側の上方に設けてある。
【００５８】
捕集装置３０は、雰囲気循環の順に冷却部３０ａとフィルタ部３０ｂとから構成され、冷却部３０ａは自然空冷手段や水冷等の強制冷却手段により循環雰囲気の温度をフラックスヒュームの液化温度以下（例えば、アルコール類等が溶媒の主成分として使用されているフラックスでは約７０℃以下）に冷却できるように構成してある。そして、この冷却部３０ａに面するように隣接してフィルタ部３０ｂとして不織布や濾紙等から成る粒子フィルタを設けて構成したものである。そして、これらの冷却部３０ａおよびフィルタ部３０ｂは、メンテナンスのために何れも着脱自在に筐体に設けて構成してある。
【００５９】
すなわち、吸い込み口体２８から吸い込まれた雰囲気は、捕集装置３０の冷却部３０ａで冷却されて温度低下し、この雰囲気中に含まれていた気体状のフラックスヒュームが霧滴化する。すなわち、この霧滴化して粒子化したフラックスヒュームを隣接して設けたフィルタ部３０ｂの粒子フィルタで直ちに捕捉し捕集することによって、雰囲気中に含まれていた気体状のフラックスヒュームを高効率で除去することが可能となる。もちろん、雰囲気中に含まれていた、溶融はんだ９の微粒子等の異物もフィルタ部３０ｂで併せて捕捉されて捕集され、除去される。
【００６０】
次に、図２を参照して、本実施形態例に用いられる吸い込み口体について説明する。
【００６１】
図２は、吸い込み口体の構成を説明するための図で、（ａ）はその全容を説明するための斜視図でその内部を透視して示した図、（ｂ）は（ａ）の横断面図である。
【００６２】
図２において、矢印Ａは第１の搬送コンベア２の搬送方向を示すもので、吸い込み口体２８は、その長手方向が第１の搬送コンベア２を横切るように配置され、トンネル状チャンバ４の幅と同等かそれよりもやや短く構成され、その口筺３３の内部の長手方向に皿条体３４を設けてある。この皿条体３４の配置は、その雰囲気の流れから見て交互に並べて配置して条状蛇行狭窄流路３６を形成し、図２（ｂ）に示すように、吸い込み口３５から吸い込まれた雰囲気が蛇行しながら条状蛇行狭窄流路３６を流れるように構成してある。
【００６３】
すなわち、これにより吸い込み口３５の各部から均一な流量で雰囲気を吸い込むことができるようになる。つまり、この条状蛇行狭窄流路３６が狭窄と拡大および蛇行を繰り返す整流機構を形成している。なお、継手３７は配管（パイプ）２９を接続するための手段である。
【００６４】
次に、図３を参照して、本実施形態例に用いる吐出口体について説明する。
【００６５】
図３は、吐出口体の構成を説明するための図で、（ａ）はその全容を説明するための斜視図でその内部を透視して示した図、（ｂ）は（ａ）の横断面図である。
【００６６】
図３において、矢印Ａは第１の搬送コンベア２の搬送方向を示すものである。
【００６７】
吸い込み口体２８と同様に、吐出口体３２はその長手方向が第１の搬送コンベア２を横切る方向に配置され、トンネル状チャンバ４の幅と同等かそれよりもやや短く構成され、その口筺４０の内部の長手方向に皿条体４１を設けてある。この皿条体４１の配置は、その雰囲気の流れから見て交互に並べて配置し、さらに雰囲気の流れる方向が反転するように皿条体４１の向きを反転して配置し、条状反転狭窄流路４３を形成するように構成してある。
【００６８】
すなわち、図３（ｂ）に示すように、継手４４から供給された雰囲気がその流れる方向を反転しながら条状反転狭窄流路４３を流れるように構成してあり、吐出雰囲気が拡散されるように構成してある
すなわち、これにより吐出口４２の各部から均一な流量で雰囲気を吐出することができるようになる。つまり、この条状反転狭窄流路４３が狭窄と拡大および反転を繰り返す拡散整流機構を形成している。
【００６９】
次に、図４乃至図６を参照して、本実施形態例に用いる吐出口体からトンネル状チャンバへの還流流路について説明する。
【００７０】
図４乃至図６は、吐出口体からトンネル状チャンバ内に還流する雰囲気のトンネル状チャンバ内における流れを特に考慮して構成した流路形成機構を説明するための図で、図４は吐出口体が設けられたトンネル状チャンバ部分を透視して示した図、図５は図４の縦断面図、図６は図４の横断面図である。
【００７１】
すなわち、吐出口体３２の長手方向の幅はトンネル状チャンバ４の幅よりも幾分狭く構成してあり、短手方向（第１の搬送コンベアの搬送方向Ａの方向）の長さはトンネル状チャンバ４内に設けられた抑止板１６の間隔と等しく構成してある。これにより、吐出口体３２の吐出口４２から吐出し還流する雰囲気は、抑止板１６の間に供給される。
【００７２】
この抑止板１６の間には、図４および図５に示すように整流板４７によって蛇行流路が形成してある。また、抑止板１６の先端には遮蔽板４８が、図４および図６に示すように平行２条の第１の搬送コンベア２の両側にのみ開口するように設けてある。なお、前記整流板４７の幅も遮蔽板４８の幅と同様の幅である。
【００７３】
したがって、吐出口体３２から均一に吐出した還流雰囲気は、抑止板１６の間の蛇行流路を流れながら流速の不均一な分布がさらに拡散され、第１の搬送コンベア２の両側の通路４９すなわち雰囲気通路に流れ込んで還流する。
【００７４】
なお、図６に示す保持爪５０は、プリント配線板１の両側端部を保持するための部材であり、搬送コンベア２，３のコンベアフレーム２ａに沿って移動する。これにより、プリント配線板１の両側端部を保持しながら搬送する構成であり、最も一般的な構成例である。
（２）作動
図１において、被はんだ付け部のある下方側の面すなわち被はんだ付け面に予めフラックスを塗布したプリント配線板１を、搬入口５から搬入すると、第１の搬送コンベア２の保持爪５０に両側端部を保持されて、搬送仰角θ1 で矢印Ａ方向に搬送される。
【００７５】
そして、プリヒータ７により例えばその被はんだ付け部が約１００℃程度に予備加熱され、プリント配線板１に塗布されているフラックス中に含まれるアルコール類等の溶媒を気化させるとともにフラックスを前置的に活性化させ、被はんだ付け部の酸化物の還元や有機物等の汚れの除去を開始する。
【００７６】
続いて、プリント配線板１の下方側の面すなわち被はんだ付け面を、温度が例えば約２５０℃程度の溶融はんだ９の第１の噴流波１３および第２の噴流波１５に接触させ、その被はんだ付け部に溶融はんだ９を供給してはんだ付けを行う。この際にフラックスが完全に活性化し、被はんだ付け部の酸化物の還元や有機物等の汚れの除去を行いながら被はんだ付け部やはんだの酸化を防止して、はんだ濡れ性の良好なはんだ付けが行われる。併せて、この第１および第２の噴流波１３，１５への接触過程でガス状のフラックスヒュームが発生する。
【００７７】
その後、プリント配線板１はトンネル状チャンバ４の頂部で第２の搬送コンベアに移載され、搬送俯角θ2 で搬送されて搬出口６から搬出され、はんだ付けが完了する。
【００７８】
この一連のはんだ付け工程は、低酸素濃度のＮ2 ガス雰囲気中で行われる。すなわち、Ｎ2ガスを供給するノズル２０から供給されるＮ 2ガスにより、トンネル状チャンバ４内が低酸素濃度のＮ2 ガス雰囲気になる。
【００７９】
トンネル状チャンバ４内には抑止板１６によりラビリンス流路が形成され、熱対流や搬送コンベア２，３の搬送に伴うトンネル状チャンバ４内雰囲気の持ち出しと大気の持ち込み等を抑制するように構成されている。しかし、わずかに発生する熱対流によりトンネル状チャンバ４の頂部には、プリヒータ７やはんだ槽８の溶融はんだ９により加熱されたＮ2 ガス雰囲気が安定して溜まるようになり、Ｎ2ガスを供給するノズル２０からＮ 2ガスが供給されると、それらの雰囲気がトンネル状チャンバ４の搬入口５および搬出口６から矢印Ｄ方向に溢流する。
【００８０】
すなわち、「へ」の字状のトンネル状チャンバ４内に安定して溜まるこの雰囲気は、Ｎ2 ガスを供給するノズル２０からＮ2 ガスが供給されることにより押し出されるようにして搬入口５および搬出口６から溢流し、Ｎ2 ガスによる置換が連続して行われてトンネル状チャンバ４内全体に低酸素濃度のＮ2 ガス雰囲気を安定して形成することができるようになる。
また、搬入口５および搬出口６の水平面高さを同一に構成すると、搬入口５および搬出口６からの雰囲気溢流流量は概ね同一量の平衡状態となり、搬入口５および搬出口６からトンネル状チャンバ４内への大気の進入は最も困難となる。
【００８１】
しかし、先にも説明した通り、抑止板１６によりラビリンス流路を形成しても、熱対流や搬送コンベア２，３の搬送作動によりトンネル状チャンバ４内に発生する不要な雰囲気流動、すなわち雰囲気が目的としない方向に攪伴されたり大気が進入することを完全には抑止することができない。
【００８２】
そこで、従来の技術でも説明したように、トンネル状チャンバ４内で発生するフラックスヒュームやアルコール類が気化したガス、はんだの微粒子等の異物は、トンネル状チャンバ４内の雰囲気を捕集装置３０に循環させて捕集し除去するように構成する。
【００８３】
一方で、トンネル状チャンバ４内の雰囲気の清浄度を一層向上させるためには、この捕集装置３０に循環させる単位時間当たりの雰囲気流量を増大させる必要がある。しかし、この雰囲気循環は、トンネル状チャンバ４内および捕集装置３０間での雰囲気循環であり、この循環雰囲気流量が増大すると、この循環に伴ってトンネル状チャンバ４内における雰囲気の流動も大きくなり、トンネル状チャンバ４内の酸素濃度が不安定に変動しやすくなる。酸素濃度の変動は、連続してはんだ付けされる多数のプリント配線板の各々のはんだ付け品質を不安定に変動させ悪化させる要因になる。
【００８４】
したがって、トンネル状チャンバ４内に発生する熱対流や搬送コンベア２，３の搬送作動に伴う雰囲気の持ち出しおよび大気の持ち込みを一層抑止することと併せて、トンネル状チャンバ４内の雰囲気の清浄度を一層向上させることを両立させる必要があった。
【００８５】
本実施形態例においては、捕集装置３０およびトンネル状チャンバ４間を循環する雰囲気を、トンネル状チャンバ４内においては、はんだ槽８の後段側でＮ2 ガスを供給するノズル２０の後段側の上方からはんだ槽８の前段側の上方へ俯角方向で、第１の搬送コンベア２の搬送方向Ａとは逆方向の矢印Ｂ方向へ循環させる構成としてある。
【００８６】
すなわち、プリヒータ７やはんだ槽８によって発生する熱対流の方向とは逆方向であり、これにより前記雰囲気循環の流れによってトンネル状チャンバ４内の雰囲気はこの熱対流を抑止する矢印Ｂ方向に誘引され、この熱対流の発生を大幅に抑止することができるようになる。
【００８７】
また、第１の搬送コンベア２の搬送方向Ａとは逆方向であり、プリント配線板１の搬送作動に伴って、搬入口５からトンネル状チャンバ４内に大気を持ち込もうとする矢印Ａ方向の誘引および搬出口６からトンネル状チャンバ４外にＮ2 ガス雰囲気を持ち出そうとする矢印Ａ方向の誘引の方向とは逆方向であり、それらも大幅に抑止することができるようになる。
【００８８】
このように、熱対流とは逆方向に、かつ搬送コンベア２，３の搬送方向Ａとも逆方向に雰囲気を循環させるので、単位時間当たりの雰囲気循環流量を大きくしてもトンネル状チャンバ４内に不要な雰囲気流動を発生させ難く、安定した低酸素濃度を維持したままトンネル状チャンバ４内の清浄度を向上させることができるようになる。
【００８９】
また、トンネル状チャンバ４内に不要な雰囲気流動を与える源となっている熱対流や搬送コンベア２，３による雰囲気の持ち出しや大気の持ち込みが抑制されるので、単位時間当たりのＮ2 ガス供給流量を少なくしても、従来と同様の低い酸素濃度を安定して維持することができる。
【００９０】
さらに、はんだ槽８の後段側に設けたＮ2 ガスを供給するノズル２０から供給されたＮ2 ガスは、吐出口体３２から吸い込み口体２８へ循環し矢印Ｂ方向の流れる雰囲気に誘引され、はんだ付け性に最も影響を与えるプリント配線板１と第１の噴流波１３および第２の噴流波１５とが接触する領域に誘導（矢印Ｃ）されやすくなる。また、同様にプリヒータ７の領域へも誘導されやすくなる。
【００９１】
その結果、プリヒータ７の領域および第１の噴流波１３および第２の噴流波１５の領域の酸素濃度が従来よりも低下し易くなる。したがって、これによって、目的とする酸素濃度を得るための単位時間当たりのＮ2 ガス供給流量を従来よりも一層少なくすることができる。
【００９２】
特に、図４乃至図６に示すように、吐出口体３２から流入してトンネル状チャンバ４内に還流し循環する雰囲気の流れを、第１の搬送コンベア２の両側の通路４９に導入することにより、この通路４９を図１の矢印Ｂ方向に雰囲気が流れつつ図６に示す矢印Ｅ方向および図５に示す矢印Ｆ方向にも流れるようになる。
【００９３】
そのため、吐出口体３２の吐出口４２から還流する雰囲気がプリント配線板１に直接に吹き付けられることがなくなり、両コンベアフレーム２ａ間の搬送通路に流速の速い雰囲気流動を生じることがなく、一層安定した酸素濃度を得ることができるようになる。
【００９４】
なお、図６に示す丸中に「×」印を記載したＢ矢印は、Ｂの示す方向が紙面の表側から裏側へ向かう矢印であることを示し、丸中に「・」印を記載したＡ矢印は、Ａの示す方向が紙面の裏側から表側へ向かう矢印であることを示している。
【００９５】
ちなみに、図１および図２、図３に示したはんだ付け装置において図４乃至図６の構成を採用したはんだ付け装置においては、捕集装置３０に循環する雰囲気の単位時間当たりの流量を従来比約２倍にしても低酸素濃度の乱れは観測されず、また従来と同様の低酸素濃度を維持することが確認されている。
【００９６】
【発明の効果】
本発明にかかるはんだ付け装置は、トンネル状チャンバ内の雰囲気の清浄度を一層向上させることができるとともに、前記トンネル状チャンバ内の酸素濃度を安定に維持することができる。しかも、同じ酸素濃度を実現するためのＮ2 ガス等の不活性ガスの単位時間当たりの供給流量を従来よりも少なくすることができる。
【００９７】
その結果、製造コストを低減しつつ、はんだ付け品質の安定したはんだ付けを行うことができるようになり、フラックスヒューム等の異物に汚染されることのない、かつはんだ付け品質の良いプリント配線板ひいては電子機器を製造することができるようになる。
【００９８】
また、トンネル状チャンバの搬入口および搬出口からの雰囲気溢流の平衡状態を一層高い平衡状態に維持することができるようになり、トンネル状チャンバ内の酸素濃度を一層安定に維持することができるようになる。
【００９９】
これらに加えて、搬送コンベアに搬送されるプリント配線板の板面上に循環雰囲気が直接に吹き当たらなくなり、最も重要なプリント配線板の処理領域（はんだ付け工程や予備加熱工程）の酸素濃度をさらに安定に維持することができるようになる。
【０１００】
そして、トンネル状チャンバ内の雰囲気の状態が安定するので、捕集装置に循環する雰囲気の単位時間当たりの流量を大幅に大きくすることが可能になり、トンネル状チャンバ内の雰囲気の清浄度をさらに向上させることができるようになる。もちろん、従来と同じ酸素濃度を実現するためのＮ2 ガス等の不活性ガスの単位時間当たりの供給流量もさらに少なくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のはんだ付け装置の実施形態例を説明するための縦断面である。
【図２】吸い込み口体の構成を説明するための図である。
【図３】吐出口体の構成を説明するための図である。
【図４】吐出口体が設けられたトンネル状チャンバ部分を透視して示した図である。
【図５】図４の縦断面図である。
【図６】図４の横断面図である。
【符号の説明】
１ 被はんだ付けワーク（プリント配線板）
２ 第１の搬送コンベア
２ａ コンベアフレーム
３ 第２の搬送コンベア
４ トンネル状チャンバ
４ａ 開口
４ｂ スカート
５ 搬入口
６ 搬出口
７ プリヒータ
８ はんだ槽
９ 溶融はんだ
１０ 第１のポンプ
１１ 第２のポンプ
１２ 第１の吹き口体
１３ 第１の噴流波
１４ 第２の吹き口体
１５ 第２の噴流波
１６ 抑止板
２０ ノズル（ガス供給口体）
２１ 流量調節弁
２２ 流量計
２３ Ｎ2 ガス供給装置
２４ 開閉弁
２５ フィルタ
２６ 圧力制御弁
２７ 圧力計
２８ 吸い込み口体
２９ パイプ
３０ 捕集装置
３０ａ 冷却部
３０ｂ フィルタ部
３１ ファン
３２ 吐出口体
３３ 口筐
３４ 皿条体
３５ 吸い込み口
３６ 条状蛇行狭窄流路
３７ 継手
４０ 口筐
４１ 皿状体
４２ 吐出口
４３ 条状反転狭窄流路
４４ 継手
４７ 整流板
４８ 遮蔽板
４９ 通路
５０ 保持爪
【発明の属する技術分野】
本発明は、傾斜して設けられたトンネル状チャンバ内の低酸素濃度の不活性ガス雰囲気中で、電子部品を搭載したプリント配線板のような板状の被はんだ付けワークの被はんだ付け部に溶融はんだの噴流波を供給することで、前記被はんだ付け部のはんだ付けを行うはんだ付け装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
低酸素濃度の不活性ガス雰囲気中では、プリント配線板の被はんだ付け部や溶融はんだの酸化が抑制される。したがって、プリント配線板のはんだ付け前に塗布されるフラックスの塗布量を少なくしても大気中での通常の塗布量と同様のはんだ付け性が得られる特徴がある。
【０００３】
そのため、はんだ付け後にプリント配線板に残存するフラックス残渣の量も著しく少なくなり、当該プリント配線板のはんだ付け後の洗浄を行う必要がなくなる。また、低酸素濃度の不活性ガス雰囲気中では、溶融はんだの流動性が高まり、微細な被はんだ付け部にも確実に溶融はんだが供給され、いわゆるマイクロソルダリングが可能となる。
【０００４】
さらに、一般的に酸化速度の速い鉛フリーはんだの酸化が抑制され、ドロスの発生量を大幅に削減することができる。そのため、ドロスとして失われる高価なはんだ量を大幅に削減することが可能となり、はんだ付けに伴うコストも削減することができるようになる。もちろん、従来の鉛を含むはんだにおいても同様である。
【０００５】
低酸素濃度の不活性ガス雰囲気中ではんだ付けを行うためには、大気から隔離され封止されたチャンバ内に窒素ガス（Ｎ2 ガス）等の不活性ガスを供給し、この封止された雰囲気中ではんだ付けを行う必要がある。このようなはんだ付け装置の技術としては、例えば、特開平６−１９８４８６号公報の技術がある。
【０００６】
一方で、プリント配線板に予め塗布されたフラックスがプリヒータにより加熱された際や、溶融はんだの噴流波に接触した際に、フラックスに含まれるアルコール類が気化したガスやフラックスヒュームを発生する。また、はんだ槽のはんだからはんだの微粒子等が遊離し浮遊発生する。そのため、これらのフラックスヒュームやフラックスの溶媒であるアルコール類が気化したガス、微粒子等の異物がチャンバ内に滞留し、プリント配線板や搭載電子部品そしてチャンバ内に付着する問題がある
そこで、これらのフラックスヒューム等のガスや微粒子等の異物を捕集し除去する技術が用いられている。例えば、特開平７−７７３４６号公報には、トンネル路を構成するトンネル状チャンバ内の雰囲気を、冷却部とフィルタ部とから構成された捕集装置にファンにより導き、この雰囲気中に含まれるフラックスヒュームや微粒子等の異物を効率良く除去した後にこのトンネル状チャンバに還流させ、循環させる技術が開示されている。
【０００７】
さらに、前記特開平７−７７３４６号公報には、搬送コンベアの搬送方向から見てはんだ槽の後段側に設けられた吸い込み口筺からトンネル状チャンバ内雰囲気を吸い込み、はんだ槽の前段側に設けた吐出口筺からトンネル状チャンバ内に還流させ、このトンネル状チャンバの仰角方向へ向けて雰囲気を循環させ、この雰囲気中に含まれるフラックスヒュームや微粒子等の異物を捕集装置で除去する技術が開示されている。また、はんだ槽の上方において、搬送コンベアの搬送方向と直交する水平方向へ雰囲気を循環させ、この雰囲気中に含まれるフラックスヒュームや微粒子等の異物を捕集装置で除去する技術が開示されている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
プリント配線板などの板状の被はんだ付けワークを搬送コンベアで搬送しながら溶融はんだの噴流波に接触させてはんだ付けを行う場合においては、特開平７−７７３４６号公報にも開示されているように、プリント配線板をその搬送方向に向けて仰角搬送することが行われている。
【０００９】
すなわち、これにより溶融はんだの噴流波とプリント配線板とが離脱するピールバックポイントの離間角度（プリント配線板の搬送方向と溶融はんだの噴流波が流れる方向とが成す角度）が大きくなって、被はんだ付け部に供給された過剰な溶融はんだを剥がし取るように作用し、はんだブリッジ（隣り合う被はんだ付け部に跨がってはんだが付着する現象）等のはんだ付け不良の発生を少なくすることができるからである。
【００１０】
この仰角搬送の角度は、プリント配線板の種類等の実装状態に合わせて通常約１°〜７°程度の間で可変し調節して使用されているが、約３°〜５°程度の間で使用されることが最も多い。そのため、搬送コンベアもこの仰角に合わせて設置されているが、通常のはんだ付け装置ではこの角度を可変し調節できるように構成されている。また、トンネル状チャンバもこの搬送コンベアと一体となって、その搬送仰角に合わせて角度が可変され調節される構成となっている。
【００１１】
一方で、トンネル状チャンバに設けられたプリヒータやはんだ槽は高温であるために、トンネル状チャンバ内にその仰角方向へ向かって雰囲気が流れる熱対流を発生し、これによりトンネル状チャンバ内の雰囲気が流出する一方で外気すなわち大気が進入する問題がある。
【００１２】
また、プリント配線板が搬送コンベアによって搬送される際に、トンネル状チャンバ内の雰囲気をこのトンネル状チャンバ外へ持ち出すと同時にトンネル状チャンバ外の大気を持ち込み、これによってもトンネル状チャンバ内に外気すなわち大気が進入する問題があり、そのため、多量の不活性ガスを供給しているにもかかわらず、トンネル状チャンバ内の酸素濃度が目的とする値に低下しない問題がある。
【００１３】
このような、トンネル状チャンバ内の雰囲気の不要な流動を抑制するために、搬送コンベアの搬送方向に沿って多数の板状部材をその板面がこの搬送方向に交差する向きに設けて、このトンネル状チャンバ内に不要な雰囲気流動を抑制するいわゆるラビリンス流路を形成する技術が用いられている。しかし、このラビリンス流路の技術を用いても、プリント配線板の搬送通路を確保する必要があるので、不要な雰囲気流動に対する抵抗はその構造によって決まる値に、おのずと制限されてしまう問題がある。
【００１４】
他方で、雰囲気封止性の高いトンネル状チャンバにおいては、このトンネル状チャンバ内にフラックスヒュームや微粒子等の異物が滞留しないように、捕集装置の除去能力を向上させる必要がある。すなわち、特開平７−７７３４６号公報の技術において、ファンによる単位時間当たりの雰囲気循環流量を大きくする必要がある。
【００１５】
しかし、トンネル状チャンバ内および捕集装置間を循環する単位時間当たりの雰囲気循環流量を大きくすると、このトンネル状チャンバ内を循環する雰囲気の風速が大きくなってこのトンネル状チャンバ内の雰囲気に不要な雰囲気流動が発生し、これによリトンネル状チャンバ内にチャンバ外雰囲気すなわち大気が進入し易くなる問題が発生する。
【００１６】
本発明の目的は、トンネル状チャンバ内の雰囲気の清浄度をさらに一層向上させることおよびこのトンネル状チャンバ内の低酸素濃度を安定に維持することを両立させることを目的とする。すなわち、フラックスヒュームやアルコール類等のガス、浮遊する微粒子等の異物を捕集し除去する捕集装置とトンネル状チャンバとの間を循環する雰囲気の単位時間当たりの流量を増大させても、このトンネル状チャンバ内の低酸素濃度を安定に維持することができるはんだ付け装置を実現することにある。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
本発明のはんだ付け装置は、プリント配線板などの板状の被はんだ付けワークの仰角搬送方向へ傾斜したトンネル状チャンバを備えたはんだ付け装置において、はんだ槽の上方のトンネル状チャンバ内の雰囲気が、プリント配線板の搬送方向とは逆向きの俯角方向へ循環するように構成したところに特徴がある。
【００１８】
つまり、板状の被はんだ付けワークを搬送する搬送手段と、前記搬送手段に沿って前記搬送手段を覆うように設けられたトンネル状チャンバと、前記トンネル状チャンバに順次配設され前記板状の被はんだ付けワークの予備加熱を行うプリヒータと、前記プリヒータの後段側に設けられ前記板状の被はんだ付けワークに溶融はんだの噴流波を供給するはんだ槽と、前記はんだ槽の後段側に前記トンネル状チャンバ内に不活性ガスを供給するガス供給口体とを設けたはんだ付け装置において、次のように構成する。
【００１９】
すなわち、前記搬送手段は、前記板状の被はんだ付けワークをその搬送方向へ仰角搬送するために傾斜して設けられた第１の搬送手段でなり、前記トンネル状チャンバは、前記第１の搬送手段に沿って傾斜して設けられており、前記はんだ槽の前段側の上方に前記トンネル状チャンバ内の雰囲気を導き出すための吸い込み口体を設けるとともに、前記はんだ槽の後段側であって前記ガス供給口体の後段側の上方に前記吸い込み口体から導き出された雰囲気をトンネル状チャンバ内に還流させる吐出口体を設け、前記吸い込み口体と吐出口体との間に雰囲気中に含まれるフラックスヒュームを捕集し除去する捕集装置と、前記トンネル状チャンバ内の雰囲気を前記吸い込み口体から前記捕集装置へそして前記吐出口体へと循環させる循環手段とを設けるように構成する。
【００２０】
これにより、トンネル状チャンバ内の雰囲気は、循環手段により吸い込み口体から吸い込まれて捕集装置、吐出口体の順に流れ、再びトンネル状チャンバ内に還流する。そして、トンネル状チャンバ内においては吐出口体から吸い込み口体へ雰囲気が流れる。
【００２１】
すなわち、以上の一連の流路をトンネル状チャンバ内雰囲気が循環して流れるようになり、その過程で雰囲気中に含まれるフラックスヒュームや微粒子等の異物が捕集装置で捕集され除去される。特に、フラックスヒュームはトンネル状チャンバ内の上方に上昇するので吐出口体や吸い込み口体を上方に設けることにより、この吸い込み口体からフラックスヒュームを容易に吸い込むことができる。
【００２２】
また、前記の雰囲気循環過程では、トンネル状チャンバ内の上方において吐出口体から吸い込み口体へ雰囲気が流れるが、この循環方向は、プリヒータおよびはんだ槽によってトンネル状チャンバ内に発生する熱対流の方向すなわちトンネル状チャンバの仰角方向とは逆向きの俯角方向となる。したがって、トンネル状チャンバ内に発生する熱対流を抑止する方向に雰囲気が循環することになり、この循環による雰囲気の熱対流による不要な雰囲気流動を抑制する。
【００２３】
さらに、はんだ槽の後段側であり前記吐出口体との間に設けられたガス供給口体から、トンネル状チャンバ内に不活性ガスが供給されるが、この不活性ガスが前記俯角方向に循環する雰囲気に誘引されてはんだ槽の上方およびプリヒータ方向ヘ流れるようになり、この領域の酸素濃度を低下させることができるようになる。
【００２４】
そして、この雰囲気の循環方向がトンネル状チャンバを俯角方向へ流れる熱対流を抑止する方向であるために、単位時間当たりの雰囲気循環流量を従来よりも多くしても、トンネル状チャンバ内の雰囲気に不要な流動を与えることがなく、安定した低酸素濃度を維持することができる。そのため、トンネル状チャンバ内で発生するフラックスヒュームや微粒子等の異物の単位時間当たりの捕集量を向上させることができる。
【００２７】
なお、次のような構成を付加することも有効である。
【００２８】
すなわち、前記搬送手段は、前記第１の搬送手段の後段に前記板状の被はんだ付けワークを俯角搬送する第２の搬送手段を有し、前記トンネル状チャンバは、前記第２の搬送手段に沿って延長して設けられ、その縦断面が「へ」の字状に構成されるとともに前記板状の被はんだ付けワークの搬入口と搬出口とが水平面から同じ高さに構成されるものである。
【００２９】
このようにトンネル状チャンバを構成すると、トンネル状チャンバの頂部またはその近傍に、熱対流で発生した相対的に温度の高い雰囲気が集まる。そのため、はんだ槽の後段側すなわちトンネル状チャンバの頂部近傍に不活性ガスを供給するガス供給口体を設けると、供給された不活性ガスによりトンネル状チャンバ内の雰囲気がこのトンネル状チャンバの搬入口および搬出口から溢れ出て流れ出す（溢流する）ようになる。
【００３０】
その結果、このトンネル状チャンバ内に低酸素濃度の安定した雰囲気を形成することができる。しかも、搬入口と搬出口とが水平面から同じ高さになっているので、この搬入口および搬出口から溢流する雰囲気流量が平衡しやすい。なお、前記搬入口と搬出口とを水平面から同じ高さに構成する他の理由は、はんだ付け装置の前段や後段に設けられる他の装置とのインライン使用において必要な事項でもある。
【００３１】
しかし、トンネル状チャンバの仰角部分すなわち板状の被はんだ付けワークの仰角搬送部分にプリヒータおよびはんだ槽を配設するため、この仰角部分においてはこのトンネル状チャンバの頂部方向へ向かう熱対流を発生する。他方で、この頂部から板状の被はんだ付けワークが俯角方向へ搬送される俯角部分においては、高温の手段を備えていない。
【００３２】
また、板状の被はんだ付けワークの搬送方向が仰角方向および俯角方向に搬送され、それに伴いトンネル状チャンバ内の低酸素濃度の不活性ガス雰囲気は、その搬送方向へ流れるように誘引され持ち出され搬出口から流出し、反対の搬入口からは大気が持ち込まれて進入する。
【００３３】
そのため、はんだ槽の後段側でトンネル状チャンバの頂部近傍に設けたガス供給口体から不活性ガスを供給しても、はんだ槽およびプリヒータ方向へ不活性ガスが相対的に流れ難い。
【００３４】
この溢流の不平衡（溢流の単位時間当たりの流量の不平衡）は極僅かなものであるが、完全な平衡状態もしくはプリヒータおよびはんだ槽に向かって、板状の被はんだ付けワークが搬送される仰角方向とは逆の俯角方向に流れる不活性ガスの流れが相対的に多くなるように雰囲気の流れを形成することができれば、予備加熱工程およびはんだ付け工程の各プロセスを構成するプリヒータおよびはんだ槽が配設された領域の酸素濃度を一層低くすることができる。逆に言えば、単位時間当たりの不活性ガス供給流量を従来より少なくしても、従来と同様の低酸素濃度を実現することができる。
【００３５】
本発明においては、先にも説明したように、熱対流や板状の被はんだ付けワークの搬送に伴う雰囲気の流れを抑止するように雰囲気を循環させ、フラックスヒュームや微粒子等の異物を捕集し除去する構成であるので、異物を捕集するための単位時間当たりの雰囲気循環流量を大きくして単位時間当たりの捕集量を増大させることができる。
【００３６】
それとともに、はんだ槽の上方において板状の被はんだ付けワークが搬送される仰角方向とは逆の俯角方向に循環する雰囲気により、はんだ槽と吐出口体との間に設けられたガス供給口体から供給された不活性ガスを、プリヒータおよびはんだ槽の方向すなわち俯角方向に流れるように誘引することが可能となり、縦断面が「へ」の字状のトンネル状チャンバ内からの雰囲気の溢流に、平衡を形成することができるようになる。
【００３８】
そして、本発明では、先に説明した構成にさらに次の構成を有するところに重要な特徴がある。
【００３９】
すなわち、前記トンネル状チャンバ内に前記搬送手段の搬送方向に沿って多数の板状部材をその板面が前記搬送方向に交差する向きに設けて前記トンネル状チャンバ内に不要な雰囲気流動を抑制するラビリンス流路を形成するとともに、少なくとも前記吐出口体から前記吸い込み口体の区間において前記搬送手段の両側部に前記板状部材が設けられていない雰囲気通路を形成し、前記吐出口体の吐出口が前記雰囲気通路に結合されて成るよう構成する。
【００４０】
これにより、吐出口体からトンネル状チャンバ内に還流した雰囲気は、搬送手段で搬送される板状の被はんだ付けワークの板面に直接に吹き当たることがなくなり、前記トンネル状チャンバ内の雰囲気に外乱となる不要な雰囲気流動を与えることがなくなる。
【００４１】
すなわち、吐出口体からトンネル状チャンバ内に還流した雰囲気が、搬送される板状の被はんだ付けワークの板面に直接に吹き当たると、前記板状の被はんだ付けワークが吐出口体の下方に搬送された場合にのみ、還流した雰囲気が前記板状の被はんだ付けワークの板面方向に流動するようになり、トンネル状チャンバ内に外乱となる不要な雰囲気流動を与えてしまうのである。そして、ラビリンス流路を形成する板状部材が設けられていない板状の被はんだ付けワークの搬送路に沿って外乱となる雰囲気流動を生じ、酸素濃度が不安定に変動してしまう。
【００４２】
しかし、搬送手段の両側部に前記板状部材が設けられていない雰囲気通路を形成し、前記吐出口体の吐出口が前記雰囲気通路に結合されて成るよう構成すると、吐出口体からトンネル状チャンバ内に還流する雰囲気が前記通路に沿って流れ、トンネル状チャンバ内の雰囲気が捕集装置と前記トンネル状チャンバ内とを循環するようになる。
【００４３】
したがって、ラビリンス流路を形成する板状部材が設けられていない板状の被はんだ付けワークの搬送路に外乱となる不要な雰囲気流動を与えることがなくなり、安定した酸素濃度を維持することができるようになる。
以上のように本発明の構成によれば、トンネル状チャンバ内の雰囲気の清浄度を一層高めることができるようになるとともにトンネル状チャンバ内に発生する熱対流が抑制されるので、このトンネル状チャンバ内へ供給する不活性ガスの単位時間当たりの流量を少なくしても、このトンネル状チャンバ内の酸素濃度を低い値に維持することが可能となり、高価な不活性ガスの浪費を防ぐことができるようになる。また、プリヒータおよびはんだ槽領域における酸素濃度の分布も従来よりも低くなり、トンネル状チャンバ内に一層均一な低酸素濃度の雰囲気を形成することができるようになる。
また、プリヒータおよびはんだ槽領域における酸素濃度の分布も従来よりも低くなり、トンネル状チャンバ内に一層均一な低酸素濃度の雰囲気を形成することができるようになる。
その結果、製造コストの低廉化を図りつつ、清浄度が一層高められたはんだ付け雰囲気中で、プリヒータによって加熱される板状の被はんだ付けワークの酸化を一層抑制し、またはんだ槽の溶融はんだの酸化も一層抑制し、さらに板状の被はんだ付けワークに溶融はんだの噴流波を供給する際のはんだ付け性を一層改善することができるようになる。
【００４４】
【発明の実施の形態】
本発明にかかるはんだ付け装置の実施形態例を図１を参照して説明する。
【００４５】
図１は、本発明のはんだ付け装置の実施形態例を説明するための縦断面図である。なお、Ｎ2 ガス供給系およびフラックスヒュームを除去するための雰囲気循環系はシンボル図で示してある。
（１）構成
多数の電子部品（不図示）を搭載したプリント配線板（被はんだ付けワーク）１を搬送する搬送コンベア２，３は、仰角搬送（仰角θ1 ）する第１の搬送コンベア２と俯角搬送（俯角θ2 ）する第２の搬送コンベア３とにより構成してあり、これらの搬送コンベア２，３を覆うようにトンネル状チャンバ４を設けてある。
【００４６】
このトンネル状チャンバ４の縦断面は、図１に示すように「へ」の字状に構成してあり、水平面から搬入口５の高さと搬出口６の高さとが同じ高さになるように構成してある。このように、搬入口５の高さと搬出口６の高さが同じ高さになるように構成することにより、はんだ付け装置を他の装置と連繋してインラインで使用することが容易となる。
【００４７】
第１および第２の搬送コンベア２，３は、図６に示すように、プリント配線板１の両側端部を保持する保持爪５０を備え、両側端部側に設けられ平行２条に構成されたコンベアフレーム２ａから成る。なお、幅の異なるプリント配線板１を保持できるように、通常はコンベアフレーム２ａの一方がプリント配線板１の幅方向に移動し調節できるように構成されている。図中の矢印Ａはプリント配線板１の搬送方向を示している。
【００４８】
また、第１の搬送コンベア２に沿ってトンネル状チャンバ４にプリヒータ７とはんだ槽８とが配設してある。
【００４９】
プリヒータ７は、予めフラックスが塗布されたプリント配線板１の予備加熱を行い、フラックスの前置的活性化とプリント配線板１およびこれに搭載された電子部品に与えるヒートヒョックを軽減するために設けられている。
【００５０】
また、はんだ槽８には図示しないヒータにより加熱されて溶融状態の溶融はんだ９が収容してあり、この溶融はんだ９を第１のポンプ１０により第１の吹き口体１２に送出して第１の噴流波１３を形成する。また、第２のポンプ１１により第２の吹き口体１４に送出して第２の噴流波１５を形成する。そして、これら噴流波１３、１５をプリント配線板１の下方側の面すなわち被はんだ付け部が存在する被はんだ付け面に接触させることによりこの被はんだ付け部に溶融はんだ９を供給し、はんだ付けを行う。
【００５１】
また、プリヒータ７は、トンネル状チャンバ４内に設けられている。しかし、はんだ槽８は、トンネル状チャンバ４に開口４ａを設けてこの開口４ａから第１の噴流波１３と第２の噴流波１５とをトンネル状チャンバ４内に位置するように構成してある。なお、トンネル状チャンバ４の封止を維持するため、トンネル状チャンバ４に設けた開口４ａにはスカート４ｂを設け、このスカート４ｂをはんだ槽８の溶融はんだ９中に浸漬して完全な封止を実現している。
【００５２】
また、トンネル状チャンバ４内には、トンネルの長手方向すなわち搬送コンベア２，３の搬送方向に沿って、多数の板状部材すなわち抑止板１６を設けてある。そしてこの抑止板１６は、その板面が搬送コンベア２，３の搬送方向Ａに対して直交するように設けてある。すなわち、この抑止板１６によりトンネル状チャンバ４内にラビリンス流路を形成し、このトンネル状チャンバ４内に不要な雰囲気流動が生じないように構成してあ。
【００５３】
なお、この抑止板１６は、トンネル状チャンバ４の上壁から搬送コンベア２，３に向けて下向きに設けられているとともに、トンネル状チャンバ４の下壁から搬送コンベア２，３に向けて上向きに設けられている。そのため、平行２条に成る搬送コンベア２，３の両側には、トンネル状チャンバ４の側壁との間に抑止板１６の無い通路が形成されている（後述の図４および図６を参照）。
【００５４】
また、図１では、はんだ槽８の上方には抑止板１６を設けていない例を示している。これは、図１には示していないが、はんだ槽８の上方のトンネル状チャンバ４に耐熱ガラスから成る窓を設け、併せて抑止板１６を設けないことにより、プリント配線板１と噴流波１３、１５との接触状態を生産技術者が目視確認しやすいように配慮したものであり、もちろん当該部分に抑止板１６を設けてもよい。
【００５５】
トンネル状チャンバ４内に不活性ガスであるＮ2 ガスを供給するノズル（ガス供給口体）２０は、搬送方向Ａから見てはんだ槽８の後段側の抑止板１６の間に設けてあり、流量調節弁２１および流量計２２によって目的とするＮ2 ガス供給流量に調節できるように構成してある。Ｎ2 ガスは、ボンベやＰＳＡ方式のＮ2 ガス供給装置２３から供給され、開閉弁２４および不純物を除去するフィルタ２５、目的とする供給圧力に調節する圧力制御弁２６を介して前記流量調節弁２１に供給される。圧力計２７は圧力モニタ用である。
【００５６】
Ｎ2 ガス供給流量は、図示しない酸素濃度計によりトンネル状チャンバ４内の酸素濃度を測定し、例えば、プリント配線板１と溶融はんだ９の噴流波１３、１５とが接触する領域である第１の噴流波１３および第２の噴流波１５の近傍の雰囲気をサンプリングして測定し、目的の酸素濃度になるように流量調節弁２１を調節して設定する。
【００５７】
トンネル状チャンバ４内で発生したアルコール類が気化したガスやフラックスヒューム、はんだの微粒子等の異物は、搬送コンベア２、３の搬送方向Ａから見てはんだ槽８の前段側の上方に設けた吸い込み口体２８から吸い込む。この吸い込み口体２８はパイプ２９で捕集装置３０に接続され、続いて雰囲気を循環させるためのファン３１に接続され、このファン３１から吐出口体３２に接続されている。この吐出口体３２は、搬送コンベア２、３の搬送方向Ａから見てはんだ槽８の後段側であり前記Ｎ2 ガスを供給するノズル２０の後段側の上方に設けてある。
【００５８】
捕集装置３０は、雰囲気循環の順に冷却部３０ａとフィルタ部３０ｂとから構成され、冷却部３０ａは自然空冷手段や水冷等の強制冷却手段により循環雰囲気の温度をフラックスヒュームの液化温度以下（例えば、アルコール類等が溶媒の主成分として使用されているフラックスでは約７０℃以下）に冷却できるように構成してある。そして、この冷却部３０ａに面するように隣接してフィルタ部３０ｂとして不織布や濾紙等から成る粒子フィルタを設けて構成したものである。そして、これらの冷却部３０ａおよびフィルタ部３０ｂは、メンテナンスのために何れも着脱自在に筐体に設けて構成してある。
【００５９】
すなわち、吸い込み口体２８から吸い込まれた雰囲気は、捕集装置３０の冷却部３０ａで冷却されて温度低下し、この雰囲気中に含まれていた気体状のフラックスヒュームが霧滴化する。すなわち、この霧滴化して粒子化したフラックスヒュームを隣接して設けたフィルタ部３０ｂの粒子フィルタで直ちに捕捉し捕集することによって、雰囲気中に含まれていた気体状のフラックスヒュームを高効率で除去することが可能となる。もちろん、雰囲気中に含まれていた、溶融はんだ９の微粒子等の異物もフィルタ部３０ｂで併せて捕捉されて捕集され、除去される。
【００６０】
次に、図２を参照して、本実施形態例に用いられる吸い込み口体について説明する。
【００６１】
図２は、吸い込み口体の構成を説明するための図で、（ａ）はその全容を説明するための斜視図でその内部を透視して示した図、（ｂ）は（ａ）の横断面図である。
【００６２】
図２において、矢印Ａは第１の搬送コンベア２の搬送方向を示すもので、吸い込み口体２８は、その長手方向が第１の搬送コンベア２を横切るように配置され、トンネル状チャンバ４の幅と同等かそれよりもやや短く構成され、その口筺３３の内部の長手方向に皿条体３４を設けてある。この皿条体３４の配置は、その雰囲気の流れから見て交互に並べて配置して条状蛇行狭窄流路３６を形成し、図２（ｂ）に示すように、吸い込み口３５から吸い込まれた雰囲気が蛇行しながら条状蛇行狭窄流路３６を流れるように構成してある。
【００６３】
すなわち、これにより吸い込み口３５の各部から均一な流量で雰囲気を吸い込むことができるようになる。つまり、この条状蛇行狭窄流路３６が狭窄と拡大および蛇行を繰り返す整流機構を形成している。なお、継手３７は配管（パイプ）２９を接続するための手段である。
【００６４】
次に、図３を参照して、本実施形態例に用いる吐出口体について説明する。
【００６５】
図３は、吐出口体の構成を説明するための図で、（ａ）はその全容を説明するための斜視図でその内部を透視して示した図、（ｂ）は（ａ）の横断面図である。
【００６６】
図３において、矢印Ａは第１の搬送コンベア２の搬送方向を示すものである。
【００６７】
吸い込み口体２８と同様に、吐出口体３２はその長手方向が第１の搬送コンベア２を横切る方向に配置され、トンネル状チャンバ４の幅と同等かそれよりもやや短く構成され、その口筺４０の内部の長手方向に皿条体４１を設けてある。この皿条体４１の配置は、その雰囲気の流れから見て交互に並べて配置し、さらに雰囲気の流れる方向が反転するように皿条体４１の向きを反転して配置し、条状反転狭窄流路４３を形成するように構成してある。
【００６８】
すなわち、図３（ｂ）に示すように、継手４４から供給された雰囲気がその流れる方向を反転しながら条状反転狭窄流路４３を流れるように構成してあり、吐出雰囲気が拡散されるように構成してある
すなわち、これにより吐出口４２の各部から均一な流量で雰囲気を吐出することができるようになる。つまり、この条状反転狭窄流路４３が狭窄と拡大および反転を繰り返す拡散整流機構を形成している。
【００６９】
次に、図４乃至図６を参照して、本実施形態例に用いる吐出口体からトンネル状チャンバへの還流流路について説明する。
【００７０】
図４乃至図６は、吐出口体からトンネル状チャンバ内に還流する雰囲気のトンネル状チャンバ内における流れを特に考慮して構成した流路形成機構を説明するための図で、図４は吐出口体が設けられたトンネル状チャンバ部分を透視して示した図、図５は図４の縦断面図、図６は図４の横断面図である。
【００７１】
すなわち、吐出口体３２の長手方向の幅はトンネル状チャンバ４の幅よりも幾分狭く構成してあり、短手方向（第１の搬送コンベアの搬送方向Ａの方向）の長さはトンネル状チャンバ４内に設けられた抑止板１６の間隔と等しく構成してある。これにより、吐出口体３２の吐出口４２から吐出し還流する雰囲気は、抑止板１６の間に供給される。
【００７２】
この抑止板１６の間には、図４および図５に示すように整流板４７によって蛇行流路が形成してある。また、抑止板１６の先端には遮蔽板４８が、図４および図６に示すように平行２条の第１の搬送コンベア２の両側にのみ開口するように設けてある。なお、前記整流板４７の幅も遮蔽板４８の幅と同様の幅である。
【００７３】
したがって、吐出口体３２から均一に吐出した還流雰囲気は、抑止板１６の間の蛇行流路を流れながら流速の不均一な分布がさらに拡散され、第１の搬送コンベア２の両側の通路４９すなわち雰囲気通路に流れ込んで還流する。
【００７４】
なお、図６に示す保持爪５０は、プリント配線板１の両側端部を保持するための部材であり、搬送コンベア２，３のコンベアフレーム２ａに沿って移動する。これにより、プリント配線板１の両側端部を保持しながら搬送する構成であり、最も一般的な構成例である。
（２）作動
図１において、被はんだ付け部のある下方側の面すなわち被はんだ付け面に予めフラックスを塗布したプリント配線板１を、搬入口５から搬入すると、第１の搬送コンベア２の保持爪５０に両側端部を保持されて、搬送仰角θ1 で矢印Ａ方向に搬送される。
【００７５】
そして、プリヒータ７により例えばその被はんだ付け部が約１００℃程度に予備加熱され、プリント配線板１に塗布されているフラックス中に含まれるアルコール類等の溶媒を気化させるとともにフラックスを前置的に活性化させ、被はんだ付け部の酸化物の還元や有機物等の汚れの除去を開始する。
【００７６】
続いて、プリント配線板１の下方側の面すなわち被はんだ付け面を、温度が例えば約２５０℃程度の溶融はんだ９の第１の噴流波１３および第２の噴流波１５に接触させ、その被はんだ付け部に溶融はんだ９を供給してはんだ付けを行う。この際にフラックスが完全に活性化し、被はんだ付け部の酸化物の還元や有機物等の汚れの除去を行いながら被はんだ付け部やはんだの酸化を防止して、はんだ濡れ性の良好なはんだ付けが行われる。併せて、この第１および第２の噴流波１３，１５への接触過程でガス状のフラックスヒュームが発生する。
【００７７】
その後、プリント配線板１はトンネル状チャンバ４の頂部で第２の搬送コンベアに移載され、搬送俯角θ2 で搬送されて搬出口６から搬出され、はんだ付けが完了する。
【００７８】
この一連のはんだ付け工程は、低酸素濃度のＮ2 ガス雰囲気中で行われる。すなわち、Ｎ2ガスを供給するノズル２０から供給されるＮ 2ガスにより、トンネル状チャンバ４内が低酸素濃度のＮ2 ガス雰囲気になる。
【００７９】
トンネル状チャンバ４内には抑止板１６によりラビリンス流路が形成され、熱対流や搬送コンベア２，３の搬送に伴うトンネル状チャンバ４内雰囲気の持ち出しと大気の持ち込み等を抑制するように構成されている。しかし、わずかに発生する熱対流によりトンネル状チャンバ４の頂部には、プリヒータ７やはんだ槽８の溶融はんだ９により加熱されたＮ2 ガス雰囲気が安定して溜まるようになり、Ｎ2ガスを供給するノズル２０からＮ 2ガスが供給されると、それらの雰囲気がトンネル状チャンバ４の搬入口５および搬出口６から矢印Ｄ方向に溢流する。
【００８０】
すなわち、「へ」の字状のトンネル状チャンバ４内に安定して溜まるこの雰囲気は、Ｎ2 ガスを供給するノズル２０からＮ2 ガスが供給されることにより押し出されるようにして搬入口５および搬出口６から溢流し、Ｎ2 ガスによる置換が連続して行われてトンネル状チャンバ４内全体に低酸素濃度のＮ2 ガス雰囲気を安定して形成することができるようになる。
また、搬入口５および搬出口６の水平面高さを同一に構成すると、搬入口５および搬出口６からの雰囲気溢流流量は概ね同一量の平衡状態となり、搬入口５および搬出口６からトンネル状チャンバ４内への大気の進入は最も困難となる。
【００８１】
しかし、先にも説明した通り、抑止板１６によりラビリンス流路を形成しても、熱対流や搬送コンベア２，３の搬送作動によりトンネル状チャンバ４内に発生する不要な雰囲気流動、すなわち雰囲気が目的としない方向に攪伴されたり大気が進入することを完全には抑止することができない。
【００８２】
そこで、従来の技術でも説明したように、トンネル状チャンバ４内で発生するフラックスヒュームやアルコール類が気化したガス、はんだの微粒子等の異物は、トンネル状チャンバ４内の雰囲気を捕集装置３０に循環させて捕集し除去するように構成する。
【００８３】
一方で、トンネル状チャンバ４内の雰囲気の清浄度を一層向上させるためには、この捕集装置３０に循環させる単位時間当たりの雰囲気流量を増大させる必要がある。しかし、この雰囲気循環は、トンネル状チャンバ４内および捕集装置３０間での雰囲気循環であり、この循環雰囲気流量が増大すると、この循環に伴ってトンネル状チャンバ４内における雰囲気の流動も大きくなり、トンネル状チャンバ４内の酸素濃度が不安定に変動しやすくなる。酸素濃度の変動は、連続してはんだ付けされる多数のプリント配線板の各々のはんだ付け品質を不安定に変動させ悪化させる要因になる。
【００８４】
したがって、トンネル状チャンバ４内に発生する熱対流や搬送コンベア２，３の搬送作動に伴う雰囲気の持ち出しおよび大気の持ち込みを一層抑止することと併せて、トンネル状チャンバ４内の雰囲気の清浄度を一層向上させることを両立させる必要があった。
【００８５】
本実施形態例においては、捕集装置３０およびトンネル状チャンバ４間を循環する雰囲気を、トンネル状チャンバ４内においては、はんだ槽８の後段側でＮ2 ガスを供給するノズル２０の後段側の上方からはんだ槽８の前段側の上方へ俯角方向で、第１の搬送コンベア２の搬送方向Ａとは逆方向の矢印Ｂ方向へ循環させる構成としてある。
【００８６】
すなわち、プリヒータ７やはんだ槽８によって発生する熱対流の方向とは逆方向であり、これにより前記雰囲気循環の流れによってトンネル状チャンバ４内の雰囲気はこの熱対流を抑止する矢印Ｂ方向に誘引され、この熱対流の発生を大幅に抑止することができるようになる。
【００８７】
また、第１の搬送コンベア２の搬送方向Ａとは逆方向であり、プリント配線板１の搬送作動に伴って、搬入口５からトンネル状チャンバ４内に大気を持ち込もうとする矢印Ａ方向の誘引および搬出口６からトンネル状チャンバ４外にＮ2 ガス雰囲気を持ち出そうとする矢印Ａ方向の誘引の方向とは逆方向であり、それらも大幅に抑止することができるようになる。
【００８８】
このように、熱対流とは逆方向に、かつ搬送コンベア２，３の搬送方向Ａとも逆方向に雰囲気を循環させるので、単位時間当たりの雰囲気循環流量を大きくしてもトンネル状チャンバ４内に不要な雰囲気流動を発生させ難く、安定した低酸素濃度を維持したままトンネル状チャンバ４内の清浄度を向上させることができるようになる。
【００８９】
また、トンネル状チャンバ４内に不要な雰囲気流動を与える源となっている熱対流や搬送コンベア２，３による雰囲気の持ち出しや大気の持ち込みが抑制されるので、単位時間当たりのＮ2 ガス供給流量を少なくしても、従来と同様の低い酸素濃度を安定して維持することができる。
【００９０】
さらに、はんだ槽８の後段側に設けたＮ2 ガスを供給するノズル２０から供給されたＮ2 ガスは、吐出口体３２から吸い込み口体２８へ循環し矢印Ｂ方向の流れる雰囲気に誘引され、はんだ付け性に最も影響を与えるプリント配線板１と第１の噴流波１３および第２の噴流波１５とが接触する領域に誘導（矢印Ｃ）されやすくなる。また、同様にプリヒータ７の領域へも誘導されやすくなる。
【００９１】
その結果、プリヒータ７の領域および第１の噴流波１３および第２の噴流波１５の領域の酸素濃度が従来よりも低下し易くなる。したがって、これによって、目的とする酸素濃度を得るための単位時間当たりのＮ2 ガス供給流量を従来よりも一層少なくすることができる。
【００９２】
特に、図４乃至図６に示すように、吐出口体３２から流入してトンネル状チャンバ４内に還流し循環する雰囲気の流れを、第１の搬送コンベア２の両側の通路４９に導入することにより、この通路４９を図１の矢印Ｂ方向に雰囲気が流れつつ図６に示す矢印Ｅ方向および図５に示す矢印Ｆ方向にも流れるようになる。
【００９３】
そのため、吐出口体３２の吐出口４２から還流する雰囲気がプリント配線板１に直接に吹き付けられることがなくなり、両コンベアフレーム２ａ間の搬送通路に流速の速い雰囲気流動を生じることがなく、一層安定した酸素濃度を得ることができるようになる。
【００９４】
なお、図６に示す丸中に「×」印を記載したＢ矢印は、Ｂの示す方向が紙面の表側から裏側へ向かう矢印であることを示し、丸中に「・」印を記載したＡ矢印は、Ａの示す方向が紙面の裏側から表側へ向かう矢印であることを示している。
【００９５】
ちなみに、図１および図２、図３に示したはんだ付け装置において図４乃至図６の構成を採用したはんだ付け装置においては、捕集装置３０に循環する雰囲気の単位時間当たりの流量を従来比約２倍にしても低酸素濃度の乱れは観測されず、また従来と同様の低酸素濃度を維持することが確認されている。
【００９６】
【発明の効果】
本発明にかかるはんだ付け装置は、トンネル状チャンバ内の雰囲気の清浄度を一層向上させることができるとともに、前記トンネル状チャンバ内の酸素濃度を安定に維持することができる。しかも、同じ酸素濃度を実現するためのＮ2 ガス等の不活性ガスの単位時間当たりの供給流量を従来よりも少なくすることができる。
【００９７】
その結果、製造コストを低減しつつ、はんだ付け品質の安定したはんだ付けを行うことができるようになり、フラックスヒューム等の異物に汚染されることのない、かつはんだ付け品質の良いプリント配線板ひいては電子機器を製造することができるようになる。
【００９８】
また、トンネル状チャンバの搬入口および搬出口からの雰囲気溢流の平衡状態を一層高い平衡状態に維持することができるようになり、トンネル状チャンバ内の酸素濃度を一層安定に維持することができるようになる。
【００９９】
これらに加えて、搬送コンベアに搬送されるプリント配線板の板面上に循環雰囲気が直接に吹き当たらなくなり、最も重要なプリント配線板の処理領域（はんだ付け工程や予備加熱工程）の酸素濃度をさらに安定に維持することができるようになる。
【０１００】
そして、トンネル状チャンバ内の雰囲気の状態が安定するので、捕集装置に循環する雰囲気の単位時間当たりの流量を大幅に大きくすることが可能になり、トンネル状チャンバ内の雰囲気の清浄度をさらに向上させることができるようになる。もちろん、従来と同じ酸素濃度を実現するためのＮ2 ガス等の不活性ガスの単位時間当たりの供給流量もさらに少なくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のはんだ付け装置の実施形態例を説明するための縦断面である。
【図２】吸い込み口体の構成を説明するための図である。
【図３】吐出口体の構成を説明するための図である。
【図４】吐出口体が設けられたトンネル状チャンバ部分を透視して示した図である。
【図５】図４の縦断面図である。
【図６】図４の横断面図である。
【符号の説明】
１ 被はんだ付けワーク（プリント配線板）
２ 第１の搬送コンベア
２ａ コンベアフレーム
３ 第２の搬送コンベア
４ トンネル状チャンバ
４ａ 開口
４ｂ スカート
５ 搬入口
６ 搬出口
７ プリヒータ
８ はんだ槽
９ 溶融はんだ
１０ 第１のポンプ
１１ 第２のポンプ
１２ 第１の吹き口体
１３ 第１の噴流波
１４ 第２の吹き口体
１５ 第２の噴流波
１６ 抑止板
２０ ノズル（ガス供給口体）
２１ 流量調節弁
２２ 流量計
２３ Ｎ2 ガス供給装置
２４ 開閉弁
２５ フィルタ
２６ 圧力制御弁
２７ 圧力計
２８ 吸い込み口体
２９ パイプ
３０ 捕集装置
３０ａ 冷却部
３０ｂ フィルタ部
３１ ファン
３２ 吐出口体
３３ 口筐
３４ 皿条体
３５ 吸い込み口
３６ 条状蛇行狭窄流路
３７ 継手
４０ 口筐
４１ 皿状体
４２ 吐出口
４３ 条状反転狭窄流路
４４ 継手
４７ 整流板
４８ 遮蔽板
４９ 通路
５０ 保持爪
Claims (1)
- 板状の被はんだ付けワークを搬送する搬送手段と、前記搬送手段に沿って前記搬送手段を覆うように設けられたトンネル状チャンバと、前記トンネル状チャンバに順次配設され前記板状の被はんだ付けワークの予備加熱を行うプリヒータと、前記プリヒータの後段側に設けられ前記板状の被はんだ付けワークに溶融はんだの噴流波を供給するはんだ槽と、前記はんだ槽の後段側に前記トンネル状チャンバ内に不活性ガスを供給するガス供給口体とを設けたはんだ付け装置において、
前記搬送手段は、前記板状の被はんだ付けワークをその搬送方向へ仰角搬送するために傾斜して設けられた搬送手段でなり、また、前記トンネル状チャンバは、前記搬送手段に沿って傾斜して設けられており、
前記はんだ槽の前段側の上方に前記トンネル状チャンバ内の雰囲気を導き出すための吸い込み口体を設けるとともに、前記はんだ槽の後段側であって前記ガス供給口体の後段側の上方に前記吸い込み口体から導き出された雰囲気をトンネル状チャンバ内に還流させる吐出口体を設け、
前記吸い込み口体と吐出口体との間に雰囲気中に含まれるフラックスヒュームを捕集し除去する捕集装置と、前記トンネル状チャンバ内の雰囲気を前記吸い込み口体から前記捕集装置へそして前記吐出口体へと循環させる循環手段とを設け、
前記トンネル状チャンバ内に前記搬送手段の搬送方向に沿って多数の板状部材をその板面が前記搬送方向に交差する向きに設けて前記トンネル状チャンバ内に不要な雰囲気流動を抑制するラビリンス流路を形成するとともに、少なくとも前記吐出口体から前記吸い込み口体の区間において前記搬送手段の両側部に前記板状部材が設けられていない雰囲気通路を形成し、前記吐出口体の吐出口が前記雰囲気通路に結合されて成ること、
を特徴とするはんだ付け装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000037377A JP3807890B2 (ja) | 2000-02-16 | 2000-02-16 | はんだ付け装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000037377A JP3807890B2 (ja) | 2000-02-16 | 2000-02-16 | はんだ付け装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001230538A JP2001230538A (ja) | 2001-08-24 |
| JP3807890B2 true JP3807890B2 (ja) | 2006-08-09 |
Family
ID=18561276
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000037377A Expired - Fee Related JP3807890B2 (ja) | 2000-02-16 | 2000-02-16 | はんだ付け装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3807890B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4818952B2 (ja) * | 2007-02-26 | 2011-11-16 | 株式会社鈴木 | リフロー炉 |
| JP5434763B2 (ja) * | 2010-04-09 | 2014-03-05 | 千住金属工業株式会社 | 噴流はんだ付け装置 |
| KR102295118B1 (ko) * | 2020-03-31 | 2021-08-31 | 주식회사 파워로직스 | 디핑 장치 및 이를 이용한 디핑 방법 |
| CN114054904B (zh) * | 2021-12-09 | 2022-12-02 | 武汉一冶钢结构有限责任公司 | 一种低温风洞异形导流片制作方法 |
-
2000
- 2000-02-16 JP JP2000037377A patent/JP3807890B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2001230538A (ja) | 2001-08-24 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5579981A (en) | Reflow apparatus | |
| JP3942623B2 (ja) | フラットディップ装置およびフラットディップ装置のはんだ付け方法 | |
| JP2007067061A (ja) | フラックス回収装置 | |
| JP7241286B2 (ja) | リフロー炉およびはんだ付け処理方法 | |
| CN1902020A (zh) | 回流炉 | |
| JP3807890B2 (ja) | はんだ付け装置 | |
| JPH05261528A (ja) | ベーパーリフローはんだ付け装置 | |
| CN116547098B (zh) | 焊接装置 | |
| JP5434763B2 (ja) | 噴流はんだ付け装置 | |
| JP2883263B2 (ja) | 半田付け装置における排煙装置 | |
| JP3083035B2 (ja) | はんだ付け装置 | |
| JP3597878B2 (ja) | 雰囲気炉の排ガス吸引装置 | |
| JP3404768B2 (ja) | リフロー装置 | |
| JP2007160322A (ja) | リフロー炉におけるフューム除去方法およびリフロー炉 | |
| WO2011125669A1 (ja) | はんだ付け装置及び蓋体支持密閉構造 | |
| JPH11261209A (ja) | 噴流はんだ付け装置 | |
| JP2012121046A (ja) | はんだ接合方法及びはんだ接合装置 | |
| JP2587884B2 (ja) | 不活性ガス雰囲気の半田付け装置 | |
| JP3072913B2 (ja) | 不活性ガス雰囲気リフローはんだ付け装置 | |
| JP3131090B2 (ja) | はんだ付け装置 | |
| JP2011218416A (ja) | はんだ付け装置及び仕切部材可動構造 | |
| JP2011222937A (ja) | はんだ付け装置 | |
| JP6688831B2 (ja) | 搬送加熱装置 | |
| JPH0565471U (ja) | プリント基板の自動半田付け装置 | |
| JP2002026507A (ja) | リフロー半田付け用加熱炉 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20060117 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20060320 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20060411 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20060418 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20060516 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20060516 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090526 Year of fee payment: 3 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100526 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100526 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110526 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110526 Year of fee payment: 5 |
|
| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313113 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110526 Year of fee payment: 5 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110526 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120526 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120526 Year of fee payment: 6 |
|
| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313113 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120526 Year of fee payment: 6 |
|
| R360 | Written notification for declining of transfer of rights |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R360 |
|
| R371 | Transfer withdrawn |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R371 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120526 Year of fee payment: 6 |
|
| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313113 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120526 Year of fee payment: 6 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130526 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130526 Year of fee payment: 7 |
|
| S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130526 Year of fee payment: 7 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130526 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140526 Year of fee payment: 8 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |