JP3933879B2 - Method for preventing oxidation of molten solder in water vapor atmosphere - Google Patents

Method for preventing oxidation of molten solder in water vapor atmosphere Download PDF

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、溶融はんだの酸化を防止する方法に関する。
【0002】
このような酸化防止を実現することを目的として窒素ガス等の不活性ガスが使用されている。すなわち、大気を不活性ガスで置換して低酸素濃度の不活性ガス雰囲気を形成し、この雰囲気によりはんだや被はんだ付け部の酸化を防止しながらはんだ付けを行う技術である。
【0003】
しかし、ボンベで購入する窒素ガスは高価でありランニングコストを高める問題がある。また、PSA方式や膜分離方式の窒素ガス発生装置も高価であり、導入の際のイニシャルコストを高める問題がある。
【0004】
【従来の技術】
大気中では溶融はんだは酸化し易く、その表面に形成される溶融はんだの酸化物がプリント配線板のはんだ付け性(濡れ性)を低下させることが知られている。また、この酸化物が付加価値を生まないドロスとなって無駄に消費されることが知られている。
【0005】
そのため、プリント配線板のように多数の電子部品を搭載し微細な被はんだ付け部を多数有する被はんだ付けワークをはんだ付けする際に、低酸素濃度の不活性ガス雰囲気中ではんだ付けを行うことが行われている。これにより、良好なはんだ付け性を確保しつつドロスの発生も防止(抑制)することができる。
【0006】
このような不活性ガス雰囲気中でプリント配線板のはんだ付けを行う技術の例としては、例えば実公昭57−9010号公報の技術や特許第2832566号公報の技術がある。すなわち、窒素ガス等の不活性ガスを、「カバー」や「容器」に覆われたチャンバ内に供給して低酸素濃度の不活性ガス雰囲気を形成し、この雰囲気中ではんだ付け作業を行うように構成した技術である。
【0007】
また、このような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の酸化も防止され、一層はんだ付け性が向上する。また、溶融はんだ表面に酸化物を生じないため溶融はんだの流動性が向上し、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、はんだ付け性が向上する。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、はんだ付け作業に伴って窒素ガスを供給する必要があるため、はんだ付け作業に伴う生産コストを押し上げる問題がある。しかも、ボンべ供給される窒素ガスは高価であり、また、PSA方式や膜分離方式の窒素ガス発生装置も高価である。
【0009】
一方で、水蒸気が弱不活性雰囲気を形成することが知られているが、その水分がワーク等の対象物の酸化を促進させる問題があった。特に、電子部品は水分に対する耐性が低いものが多く、多数の電子部品を搭載したプリント配線板のはんだ付け作業に水蒸気雰囲気を使用する具体的な技術は実用化されていない。
【0010】
本発明の目的は、ワーク等の酸化を防止する不活性雰囲気を安価に形成する技術を確立し、溶融はんだの酸化防止や多数の電子部品を搭載したプリント配線板のはんだ付け性の向上を低ランニングコストで実現できるようにすることにある。
【0011】
【課題を解決するための手段】
本発明は、溶融はんだそしてワークや電子部品等の酸化を生じないように水蒸気雰囲気を使用できるようにしたところに特徴がある。
すなわち、水蒸気の凝縮を生じない水蒸気雰囲気を溶融はんだの周辺に形成して前記溶融はんだの酸化を防止するように構成した水蒸気雰囲気による溶融はんだの酸化防止方法である。
【0012】
水蒸気は凝縮すると液化してワークや対象物に付着し酸化を促進してしまう。しかし、水蒸気の凝縮を生じないように水蒸気雰囲気を形成すれば、ワークや対象物の酸化を防止することができる。すなわち、溶融はんだの酸化を防止することができる。
そのために、水の沸点以上の温度に加熱された遮蔽手段により溶融はんだを覆い前記遮蔽手段の内部の雰囲気温度を水の沸点以上の温度に保持するとともに前記遮蔽手段の内部へ水蒸気を供給する供給口と前記遮蔽手段の内部の雰囲気を外部へ排出する排出口とを設けて前記遮蔽手段の内部の圧力を大気圧に保持し、前記供給口から前記遮蔽手段の内部へ水蒸気を供給して前記遮蔽手段に覆われた溶融はんだの周辺にその雰囲気中において水蒸気の凝縮を生じない水蒸気雰囲気を形成して前記溶融はんだの酸化を防止するよう構成する。
【0013】
このように、遮蔽手段の温度やこの遮蔽手段の内部の雰囲気温度を水の沸点以上の温度に保持させ、さらに前記排出口により遮蔽手段の内部の圧力を大気圧に保持しておくことにより、前記供給口から遮蔽手段の内部へ水蒸気を供給してもこの遮蔽手段の内部に水蒸気の凝縮を生じることがない。したがって、この遮蔽手段に覆われた溶融はんだの酸化を防止することができるようになる
【0023】
【発明の実施の形態】
本発明による水蒸気雰囲気による溶融はんだの酸化防止方法は、次のような実施形態例において実施することができる。なお、被はんだ付けワークは、多数の電子部品(チップ型電子部品やリード型電子部品、機構部品、等々)を搭載したプリント配線板である。
(1)実施形態例−1
図1および図2を参照して、本発明の実施形態例−1を説明する。図1は、本発明の実施形態例−1に使用するはんだ付け装置の全容を説明するための斜視図、図2(a)、(b)は図1の縦断面を示す図である。なお、図1における水供給ポンプの制御系(制御部および駆動部)はブロック図で描いてある。また、図2(a)は、図1の縦断面を示す図であるが、図2(b)は酸化防止チャンバ取り付けの他の態様例を示す図である。
【0024】
すなわち、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2が例えばステンレス部材等で構成したはんだ槽1に収容され、この溶融はんだ2をモータ3に駆動されたポンプ(継手4とポンプ軸5とを介して回転駆動されるポンプ)6により吸い込み口7から吸い込んで吹き口体8へ供給し、その吹き口9から溶融はんだ2を噴流して噴流波10を形成するように構成されている。なお、溶融はんだ2の温度は、通常250℃前後の温度である。
【0025】
一方、溶融はんだ2の液面を覆う遮蔽手段として、ポンプ軸5が溶融はんだ2の液面に接する領域を覆う酸化防止チャンバ11を設けてあり、この酸化防止チャンバ11のスカート部12を溶融はんだ2に浸漬するとともに(図2(a)参照)、ポンプ軸5が酸化防止チャンバ11に挿通されるポンプ軸挿通孔13とは僅かな隙間を残して嵌め合わされるように構成してあり、これにより前記ポンプ軸5が溶融はんだ2の液面に接する領域を遮蔽するように構成してある。
【0026】
この酸化防止チャンバ11には、供給口17からこの酸化防止チャンバ11内へ水蒸気を供給する水蒸気供給パイプ14が接続され、酸化防止チャンバ11下方の周縁には水蒸気の排出口15を設けてある。なお、この水蒸気供給パイプ14は水蒸気の温度低下を防止する保温材16で覆われている。
【0027】
他方、溶融はんだ2を収容するステンレス部材等で構成されたはんだ槽1には同様にステンレス部材等で構成された水蒸気発生チャンバ18を密着して設けてあり、水タンク19に貯溜してある水を水供給ポンプ20により水供給パイプ21を介して前記水蒸気発生チャンバ18に供給するように構成してある。なお、水供給ポンプ20を駆動する制御部22(コンピュータシステム等)および駆動部23(電力駆動回路)は、この水供給ポンプ20により供給される水の流量が予め決めた所定の定流量になるように構成したものであり、使用する水供給ポンプ20の種類に合わせて選択される。
【0028】
このように水蒸気供給装置25を構成すると、はんだ槽1に密着して設けられた水蒸気発生チャンバ18は溶融はんだ2と同等の温度すなわち250℃程度の温度に加熱されているので、この水蒸気発生チャンバ18に供給された水はこの水蒸気発生チャンバ18内で沸騰して水蒸気を発生する。また、水蒸気発生チャンバ18内に設けた流路形成板24は、蛇行流路で発生した水蒸気を完全に加熱(約250℃)して供給するための部材であり、この水蒸気は最終的に前記の水蒸気供給パイプ14を通して前記酸化防止チャンバ11に供給される。
【0029】
なお、水蒸気供給パイプ14の内径は、水蒸気供給流量に対して十分に大きく選択し、水蒸気供給に伴って圧力損失を生じない程度に選択する。すなわち、水蒸気発生チャンバ18から供給される水蒸気は、概ね大気圧と同等の圧力で酸化防止チャンバ11に供給され、その後に排出口15から排出される。
【0030】
この場合に、そのスカート部12が溶融はんだ2に浸漬された酸化防止チャンバ11は、この溶融はんだ2と同等の約250℃程度の温度に保持されている。すなわち、この酸化防止チャンバ11内の雰囲気温度も約250℃程度の温度であるとともにこの酸性防止チャンバ11内に供給される水蒸気の温度も約250℃であり、また、酸化防止チャンバ11に供給される水蒸気の圧力が急激に低下することもない。
【0031】
したがって、酸化防止チャンバ11内に低酸素濃度の水蒸気雰囲気が形成され、しかもその水蒸気雰囲気には水蒸気の凝縮を生じることがないので、この酸化防止チャンバ11に覆われた溶融はんだ2の酸化を防止することができるようになる。
【0032】
これにより、回転するポンプ軸5と溶融はんだ2の液面とこの液面上の雰囲気とが接触する領域でこの溶融はんだ2と雰囲気とが攪拌され、これによって生じていた溶融はんだ2の酸化の著しい進行が抑止されるようになる。
【0033】
しかも、この低酸素濃度雰囲気を形成するために使用する気体は水蒸気であり、また、その原料は水であるので、いつでもどこでも極めて安価に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。
【0034】
ちなみに、水蒸気雰囲気により酸化防止チャンバ11内の酸素濃度を約20ppm程度まで低下させることが可能であることを確認している。また、36時間の連続運転によって発生する溶融はんだ2の酸化物量は、大気中で発生する酸化物量に対して約1/30に激減し、窒素ガス等の不活性ガスを供給して低酸素濃度雰囲気を形成した場合と比較して遜色のない結果が得られている。
【0035】
図2(b)に示す他の態様例は、酸化防止チャンバ11のスカート部12が溶融はんだ2の液面から僅かに離れて隙間を有するように構成してあり、この隙間を酸化防止チャンバ11内の雰囲気の排出口15として構成した例である。
【0036】
そのため、酸化防止チャンバ11が溶融はんだ2から加熱されることがないので、この酸化防止チャンバ11の上壁にプレートヒータ26を設けて加熱するように構成している。
【0037】
そして、この例では、プレートヒータ26ヘの供給電力を調節することにより酸化防止チャンバ11の温度を調節することができる。ひいては、酸化防止チャンバ11内の雰囲気温度も調節することができるが、この雰囲気温度は溶融はんだ2の温度にも影響される。
【0038】
また、以上の例において、水蒸気を発生させる水蒸気発生チャンバ18の加熱源として、はんだ槽1自体すなわち溶融はんだ2の中に浸漬されてはんだを溶融状態に保持するために使用されるヒータ(不図示)を使用しているが、水蒸気発生用として専用のヒータを設けるように構成してもよい。
【0039】
すなわち、水蒸気発生チャンバ18をはんだ槽1から独立して設け、この水蒸気発生チャンバ18に水蒸気発生用さらには水蒸気加熱用に専用ヒータを設けるように構成すればよい。この場合においては、発生した水蒸気の温度を任意に調節し制御することができるようになる長所があるが、コストが若干上昇する。
【0040】
最も注意しなければならないのは、酸化防止チャンバ11内で水蒸気の凝縮を生じる雰囲気を形成しないようにすることである。そのためには、水蒸気の供給経路や酸化防止チャンバ11内において水蒸気雰囲気の圧力が急速に低下したりその温度が急速に低下したりしないようにすればよい。水蒸気の凝縮を生じると水蒸気が霧滴化したり露滴化したりした雰囲気を形成して、これらの水分付着により逆に酸化を促進する雰囲気を形成してしまうからである。
【0041】
そのため、図2(b)に示す例では、プレートヒータ26により加熱された酸化防止チャンバ11の温度を、この酸化防止チャンバ11内へ供給される水蒸気の温度よりも高くしておくとよい。また、水蒸気発生チャンバ18と酸化防止チャンバ11とを繋ぐ水蒸気供給パイプ14の太さを、水蒸気の供給に伴って圧力損失が生じない程度に大径にする。さらに、水蒸気供給パイプ14の温度が低下しないように、この水蒸気供給パイプ14を保温材で覆うように構成する。
【0042】
図1および図2(a)、(b)に示す例では、水蒸気供給流量に対して水蒸気供給パイプ14の太さおよび酸化防止チャンバ11に設けた排出口15の大きさを十分に大きくしてあり、当該の流路において水蒸気の凝縮を生じるような圧力損失を生じないように構成してある。すなわち、各部の圧力は概ね大気圧となるように構成してある。
(2)実施形態例−2
図3および図4を参照して、本発明の実施形態例−2を説明する。図3は、本発明の実施形態例−2に使用するはんだ付け装置の全容を説明するための斜視図、図4は、図2の縦断面および酸化防止チャンバの内部を示す図で、図4(a)は、図3の縦断面を示す図、図4(b)は、酸化防止チャンバの一部を切断してその内部の様子を示した斜視図である。
【0043】
なお、図3における水供給ポンプの制御系(制御部および駆動部)はブロック図で描いてある。
【0044】
この実施形態例−2は、特開2000−277903号公報の技術に本発明の水蒸気雰囲気による溶融はんだの酸化防止技術を用いた例であるが、溶融はんだ2の噴流波10を形成するはんだ付け装置である点においては、実施形態例−1と同様である。
【0045】
実施形態例−1と相違するのは、ポンプ30を駆動するモータ31をはんだ槽1の下方側に設けることができるように構成されている点である。すなわち、はんだ槽1の槽底1aと溶融はんだ2の液面上とを連通するパイプ32を溶融はんだ2の排斥体として設け、このパイプ32に駆動軸33を通してこのパイプ32上で中空ポンプ軸34にねじ37で接続し、この中空ポンプ軸34に設けられたポンプ30を回転駆動するように構成されている。
【0046】
そして、実施形態例−1と同様に、中空ポンプ軸34と溶融はんだ2の液面および大気とが接触する領域で発生し易い溶融はんだ2の酸化を防止するために、当該領域を覆う酸化防止チャンバ28を設けてある。
【0047】
また、この酸化防止チャンバ28は、そのスカート部29が溶融はんだ2中に浸漬されているとともに、この酸化防止チャンバ28内へ水蒸気を供給する保温材16で覆われた水蒸気供給パイプ14を接続してある。そして、溶融はんだ2の液面上に現れている中空ポンプ軸34には透通孔35を設けてあり、溶融はんだ2の排斥体であるパイプ32と駆動軸33との間の空間を介してはんだ槽1の槽底1aの下方側空間と連通している。すなわち、はんだ槽1の槽底1aと駆動軸33との間の開口が水蒸気雰囲気の排出口36となる。
【0048】
なお、目的とする定流量の水蒸気を供給するための手段(水蒸気発生チャンバ18や水供給ポンプ20、水供給パイプ21、水タンク19、水供給ポンプ20の制御部23や駆動部22)は前記実施形態例−1と同様である。
【0049】
したがって、実施形態例−1と同様に、酸化防止チャンバ28内に凝縮を生じない水蒸気雰囲気を形成することができるようになり、この酸化防止チャンバ28に覆われた溶融はんだ2の酸化を防止することができるようになる。すなわち、酸化防止チャンバ28内に低酸素濃度の水蒸気雰囲気が形成され、しかもその水蒸気雰囲気には水蒸気の凝縮を生じることがないので、この酸化防止チャンバ28に覆われた溶融はんだ2の酸化を防止することができるようになる。
【0050】
これにより、回転する中空ポンプ軸34と溶融はんだ2の液面とこの液面上の雰囲気とが接触する領域でこの溶融はんだ2と雰囲気とが攪拌され、これによって生じていた溶融はんだ2の酸化の著しい進行が抑止されるようになる。
【0051】
しかも、この低酸素濃度雰囲気を形成するために使用する気体は水蒸気であり、また、その原料は水であるので、いつでもどこでも極めて安価に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。
(3)実施形態例−3
図5を参照して本発明の実施形態例−3を説明する。図5は、実施形態例−3を説明するためのはんだ付けシステムを示す図で、図5(a)は、はんだ付けシステムの側断面図で水蒸気発生系および排気系はシンボル図で描いた図、図5(b)ははんだ槽上方部分の搬送コンベアの横断面を示す図である。
【0052】
この実施形態例−3は、主構成としてはんだ付け装置40、予備加熱装置41および搬送コンベア42を備えたはんだ付けシステムにおいて、はんだ付け装置40が設けられるはんだ付け工程に低酸素濃度の水蒸気雰囲気を形成するように構成したはんだ付けシステムの例である。
【0053】
はんだ付け装置40としては、前記の実施形態例−1や実施形態例−2に示したはんだ付け装置が使用できる。予備加熱装置41には、赤外線や熱風等により被はんだ付けワークであるプリント配線板43を加熱するための予備加熱用ヒータ44を設けてあり、図5においてプリント配線板43の上方側の面をも十分に加熱できるようにするための反射板45を設けてある。
【0054】
搬送コンベア42は平行2条に設けてプリント配線板43の両側端部を保持するように構成してあり、予備加熱装置41を設けた予備加熱工程とはんだ付け装置40を設けたはんだ付け工程とに順次矢印A方向にプリント配線板43を搬送するための手段で、通常使用されている搬送コンベアと同様の構成である。すなわち、コンベアフレーム46に案内されて回動走行するチェーン47に設けた保持爪48によりプリント配線板43の両側端部を保持して搬送する仕組みである。
【0055】
そして、はんだ付け工程に低酸素濃度の水蒸気雰囲気を形成するために、このはんだ付け装置40は酸化防止チャンバ49で覆われている。この酸化防止チャンバ49には搬送コンベア42を通す搬入口50と搬出口51とを設けてあり、そのスカート部52ははんだ付け装置40の溶融はんだ2に浸漬してある。
【0056】
また、この酸化防止チャンバ49の上壁にはプレートヒータ53を設けてある。このプレートヒータ53の目的は図2(b)に使用したプレートヒータ26と同様の目的であり、これにより冷却され易い大型の酸化防止チャンバ49の温度を水の沸点以上の温度に保持たとえば100℃ないし溶融はんだ2と同等の温度に保持する。すなわち、そのスカート部52が溶融はんだ2に浸漬してあっても、この酸化防止チャンバ49が大型であるため、その上部では温度が低下して水の沸点以上の温度を維持することが難しいからである。
【0057】
一方、この酸化防止チャンバ49を通る搬送コンベア42のコンベアフレーム46内には、特にそのはんだ付け装置40の領域においてシーズヒータ54を設けてあり、この搬送コンベア42の温度が酸化防止チャンバ49内において水の沸点以上の温度(例えば、100℃ないし溶融はんだ2と同等の温度)に保持することができるように構成されている。なお、このシーズヒータ54は,搬送コンベア42の全長にわたって設けてもよい。
【0058】
このように、酸化防止チャンバ49にプレートヒータ53を設けるとともに搬送コンベア42にシーズヒータ54を設けて加熱することにより、酸化防止チャンバ49、搬送コンベア42および酸化防止チャンバ49内の雰囲気温度を水の沸点以上の温度(例えば、100℃ないし溶融はんだ2と同等の温度)に保持することができるようになる。そして、それぞれのヒータ53,54は、温度制御装置(不図示)により温度をできるだけ揃えるように構成することが、酸化防止チャンバ49内で雰囲気の不要な熱対流や水蒸気の凝縮を生じないようにする上で望ましい。
【0059】
また、水蒸気発生チャンバ18から供給される水蒸気の温度がその供給過程およびこの酸化防止チャンバ49内において急速に低下したり、水蒸気発生チャンバ18から供給される水蒸気の圧力がその供給過程および酸化防止チャンバ49内において急速に低下しないようにすることが、酸化防止チャンバ49内に形成する水蒸気雰囲気内で水蒸気の凝縮を生じないようにする上で必要な事項である。このことは、実施形態例−1や実施形態例−2において説明した事項と同様である。
【0060】
一方、水蒸気供給装置25の構成は実施形態例−1や実施形態例−2と同様の構成であり、水蒸気発生チャンバ18がはんだ槽2に密着して設けら、はんだ槽2内に設けられたヒータ(不図示)により加熱された溶融はんだ2からの熱伝導により水を加熱して水蒸気を発生し、また、水蒸気を加熱する。
【0061】
この水蒸気発生チャンバ18には、予め決めた所定の単位時間当たり流量の水が供給できるように、水供給ポンプ20およびそれを駆動し制御する駆動部23および制御部22、そして水タンク19に貯溜した水55とから構成されている。
【0062】
他方、水蒸気発生チャンバ18で発生した水蒸気は保温材16で保温された水蒸気供給パイプ14により酸化防止チャンバ49内へ供給され、溶融はんだ2の噴流波10の近傍で搬送コンベア42の下方側すなわちプリント配線板43の被はんだ付け面側に向けて設けた水蒸気供給口筐56から供給される。
【0063】
酸化防止チャンバ49に供給された水蒸気は、この酸化防止チャンバ49に設けられた搬入口50および搬出口51から流出し排出される。そのため、この搬入口50および搬出口51の近傍には排気用のファン57に接続された排気フード58を設けてあり、この搬入口50および搬出口51から排出された水蒸気雰囲気を排気フード58を介して排気する仕組みである。
【0064】
そして、この排気フード58内には中和フィルタ59を設けてある。この中和フィルタ59は、多孔性部材からなるフィルタや屈曲した流路で形成したフィルタ等々の通常の粒子フィルタを使用することができる。そして、この中和フィルタ59には、例えば石灰のようなアルカリ性の材料を付着あるいはコーティングしてあり、排気フード58で捕捉した雰囲気中に酸性物質が存在している場合に、これを中和するように作用する。
【0065】
はんだ付けシステムを以上のように構成することにより、酸化防止チャンバ49内には水蒸気の凝縮を生じない低酸素濃度の水蒸気雰囲気を形成することができるようになる。もちろん、酸化防止チャンバ49や搬送コンベア42にも水蒸気の凝縮を生じることがない。
【0066】
例えば、溶融はんだ2の温度が250℃の場合に、酸化防止チャンバ49の温度および搬送コンベア42の温度を150℃程度に保持しておくとともに酸化防止チャンバ49内の雰囲気温度も120〜200℃程度に保持し、110〜200℃程度の水蒸気を供給するように構成すればよい。また、酸化防止チャンバ49の搬入口50および搬出口51の大きさは、搬送コンベア42が通る程の大きさであるので、この酸化防止チャンバ49内の圧力は大気圧と概ね同じ圧力に保持される。
【0067】
そして、被はんだ付けワークであるプリント配線板43のはんだ付けを行う場合には、このプリント配線板43は先ず予備加熱装置41で加熱されるが、このプリント配線板43の予備加熱温度を水の沸点以上の温度たとえば110℃〜150℃程度の温度に加熱して酸化防止チャンバ49内へ搬入するように加熱温度を設定する。すなわち、予備加熱装置41の予備加熱用ヒータ44の温度を調節する等して加熱温度を設定する。この場合においては、プリント配線板43に搭載されている電子部品の温度も水の沸点以上の温度に加熱してから酸化防止チャンバ49内へ搬入するようにする。
【0068】
このように、はんだ付けシステムおよびはんだ付け工程を編成することにより、酸化防止チャンバ49に搬入されたプリント配線板43に水蒸気の凝縮を生じることなく、低酸素濃度の水蒸気雰囲気中でプリント配線板43と溶融はんだ2の噴流波10とを接触させ、このプリント配線板43のはんだ付けを行うことができるようになる。すなわち、プリント配線板43と溶融はんだ2の噴流波10とが接触するはんだ付け工程において水蒸気の凝縮を生じることなく低酸素濃度の雰囲気中ではんだ付けを行うことができるようになる。
【0069】
したがって、溶融はんだ2の酸化が抑止された状態で良好な濡れ性のはんだ付けを行うことができるようになる。すなわち、はんだ付け性に優れたはんだ付けを行うことができるようになる。しかも、低酸素濃度雰囲気を形成するための原料は水であるので、低コストでいつでもどこでも実現することができる。
【0070】
ところで、被はんだ付けワークであるプリント配線板43の被はんだ付け面すなわち溶融はんだ2の噴流波10に接触する下方側の面には、はんだ付け性を向上させるために予めフラックスが塗布されている。このフラックスは溶融はんだ2の噴流波10と接触すると気化したりヒュームを発生するが、酸化防止チャンバ49の搬入口50や搬出口51から排出される水蒸気雰囲気と一緒に排気フード58に案内されて排気される。
【0071】
一方で、フラックス中にハロゲンが含まれていると、気化したりヒューム化したハロゲンが酸化防止チャンバ49の搬入口50や搬出口51から排出された後に、温度低下して凝縮した水蒸気に溶け込んで酸性の霧滴や露滴を生じる。この酸性の霧滴や露滴は、排気フード58内に設けた中和フィルタ59で捕捉され、アルカ性の中和剤で中和される。したがって、排気用のファン57で排気される雰囲気が環境に影響を与えることがない。
(4)実施形態例−4
図6を参照して、本発明の実施形態例−4を説明する。図6は、別のはんだ付けシステムを説明する図で、はんだ付けシステムの側断面図を示している。なお、図5に示す実施形態例−3と同様に、水蒸気発生系および排気系はシンボル図で描いてある。
【0072】
この実施形態例−4のはんだ付けシステムが先の実施形態例−3のはんだ付けシステムと相違する点は、予備加熱装置41を設けた予備加熱工程部を含めて酸化防止チャンバ49で覆うように構成したこと、これに伴って搬送コンベア42の全長にわたってコンベア加熱用のシーズヒータ54を設けたこと、酸化防止チャンバ49に搬入するプリント配線板43に酸化防止チャンバ49内で水蒸気が凝縮することを防止するために、酸化防止チャンバ49の搬入口50の前段にプリント配線板43の凝縮防止加熱装置61を設けたこと、酸化防止チャンバ49の搬出口51から搬出されるプリント配線板43の乾燥を促進させる乾燥促進装置62を設けたことである。
【0073】
また、酸化防止チャンバ49内においては、水蒸気供給口筐56を予備加熱装置41部分に設けて、予備加熱工程部へも水蒸気を供給するように構成してある。なお、酸化防止チャンバ49内に設けた抑止板63は、いわゆるラビリンス流路を形成して酸化防止チャンバ49内の不要な雰囲気流動を抑制するための部材である。
【0074】
このように、予備加熱工程およびはんだ付け工程を酸化防止チャンバ49内に収容することにより、酸化防止チャンバ49内の雰囲気は予備加熱装置41の予備加熱用ヒータ44によっても加熱されるようになる。しかし、酸化防止チャンバ49が長大化することによる温度低下がある。そのため、酸化防止チャンバ49全体が水の沸点以上の温度に維持できるように、この例ではプレートヒータ53を酸化防止チャンバ49の2カ所に設けている。
【0075】
予備加熱用ヒータ44は通常200℃以上の温度に加熱されているので、特に水蒸気の凝縮を防止する加熱手段を別途に設ける必要はない。したがって、酸化防止チャンバ49、搬送コンベア42、予備加熱用ヒータ44および酸化防止チャンバ49内の雰囲気の温度は水の沸点以上に保持することができる。なお、この温度については前記の実施形態例−3に例示したような温度範囲(例えば120ないし200℃程度)が実用的である。
【0076】
したがって、実施形態例−1や実施形態例−2と同様に、水蒸気発生チャンバ18およびその供給系と酸化防止チャンバ49内において、水蒸気圧力の急激な低下や水蒸気温度の急激な低下が発生せず、酸化防止チャンバ49内に水蒸気の凝縮を生じない低酸素濃度の水蒸気雰囲気を形成することができる。
【0077】
一方、チャンバ66内に搬入用コンベア64を挟んでヒータ65を設けた凝縮防止加熱装置61を酸化防止チャンバ49の搬入口50の前段に設け、被はんだ付けワークであるプリント配線板43を水の沸点以上に加熱してから酸化防止チャンバ49内へ搬入するように構成してある。したがって、酸化防止チャンバ49内においてプリント配線板43に水蒸気の凝縮を生じることもない。
【0078】
そして、このプリント配線板43は、予備加熱用ヒータ44により例えば150℃程度に加熱されてから溶融はんだ2の噴流波10にその被はんだ付け面を接触してはんだ付けが行われる。これらの過程は低酸素濃度の水蒸気雰囲気中で行われるので、窒素ガス等の不活性ガスが供給された低酸素濃度雰囲気と同様のはんだ付け環境を得ることができるようになる。すなわち、溶融はんだ2やプリント配線板43の被はんだ付け部の酸化のないはんだ付け、すなわち濡れ性が良好なはんだ付けを行うことができるようになる。しかも、低酸素濃度雰囲気を形成する水蒸気の原料が水であるので、いつでもどこでも安価に実現することができる。
【0079】
このように、プリント配線板43のはんだ付け作業が水蒸気の凝縮を生じない雰囲気中で行われ、このプリント配線板43にも水蒸気の凝縮を生じることがないようにして行われる。しかし、プリント配線板43に搭載されている電子部品(不図示)の形状や大きさ等によりこのプリント配線板43上には立体的形状が構成されており、この隅部に水蒸気雰囲気が残ったまま酸化防止チャンバ49の搬出口51から搬出されると、その後においてプリント配線板43に水蒸気の凝縮を生じることがある。
【0080】
そのため、このようなことがない様に、酸化防止チャンバ49の搬出口51の近傍に乾燥促進装置62を設け、例えばこの搬出口51から搬出されたプリント配線板43に向けて乾燥促進用のエアを吹きつけるように構成している。このエアは、湿度の低いドライエアや熱風が適している。すなわち、搬出口51に設けた搬出コンベア67上に、ヒータ68を備えたファン69でドライエアや熱風を吹きつけることにより、プリント配線板43の隅部に残留している水蒸気雰囲気を吹き飛ばすと同時に、僅かに残った水分をも即座に乾燥させることができるようになる。
(5)実施形態例−5
図7を参照して、本発明の実施形態例−5のはんだ付けシステムを説明する。図5は、もう1つのはんだ付けシステムを説明するための図で、はんだ付けシステムの側断面図を示している。なお、図5の実施形態例−3と同様に、水蒸気発生系および排気系はシンボル図で描いてある。
【0081】
本実施形態例−5は、本発明の技術をリフローはんだ付け装置に適用した例である。窒素ガス等を使用した従来のリフローはんだ付け装置と異なるところは、フラックスヒュームの除去フィルタに中和フィルタ78を使用していることと、炉体71の搬入口50の前段に凝縮防止加熱装置61を設けていること、炉体71の搬出口51の近傍に前記実施形態例−4と同様の乾燥促進装置62を設けていることである。もちろん、低酸素濃度雰囲気を形成するための水蒸気発生装置25を備えている。なお、加熱用の炉体71は酸化防止チャンバとしての役割も有する。
【0082】
このリフローはんだ付け装置は、加熱用の炉体71の内部に予備加熱工程部72とリフロー工程部73とを備え、予備加熱工程部72はさらに昇温部74と均温部75とで構成されている。そして、各工程内には被はんだ付けワークであるプリント配線板43を加熱する加熱手段76をそれぞれ備えている。
【0083】
この加熱手段76は、プリント配線板43を搬送する搬送コンベア42の上下すなわちプリント配線板43の両面に臨んで設けられているが、上方側や下方側のみに加熱手段76を設けて構成した装置もある。
【0084】
加熱手段76としては、赤外線等の熱線加熱手段や熱風雰囲気を吹きつける熱風加熱手段、熱線加熱と熱風加熱とを併用した加熱手段等が広く使用されている。図7においては、この加熱手段の具体的構成は省略して図示していない。
【0085】
そして、通常は予備加熱工程部72でプリント配線板43を150℃程度に加熱し、その後にリフロー工程部73でこのプリント配線板43を210〜250℃程度に加熱し、その被はんだ付け部に予め供給されたはんだ(不図示)を溶融させてはんだ付けが行われる。したがって、リフローはんだ付け装置の炉体71、搬送コンベア42および炉体71内の雰囲気の温度は少なくとも150〜250℃程度に保持されている。
【0086】
しかし、炉体71の一部や搬送コンベア42の搬入口50部分や搬出口51部分において温度低下を生じ、当該部分で水蒸気の凝縮を生じる恐れがある。そのような場合においては、前記の各実施形態例と同様に当該部分に加熱手段を設けてその温度が水の沸点以上になるように構成する。
【0087】
また、炉体71の各加熱室へ水蒸気を供給する水蒸気供給パイプ14の長さが長くなるので、保温材16だけではなく、水蒸気供給パイプ14自体に加熱用ヒータ(不図示)を巻き付けて設け、その上を保温材16で覆うように構成するとよい。なお、水蒸気発生チャンバ18には図示しないヒータを設けて加熱する構成である。このヒータとしては電気ヒータが温度の制御性等に優れていて好適である。しかし、火力による加熱を用いて水蒸気を発生するように構成してもよい。この場合においては、水蒸気発生コストを低くすることができるようになる。
【0088】
この実施形態例−5において、被はんだ付けワークであるプリント配線板43は先ず凝縮防止加熱装置61内を搬入用コンベア64で搬送されつつ水の沸点以上の温度(例えば110℃以上)に加熱され、炉体71内の予備加熱工程部72(昇温部74と均温部75)に搬送されて例えば150℃程度の温度に加熱される。続いてリフロー工程部73に搬送され、例えば210〜250℃程度に加熱されてリフローはんだ付けが行われる。
【0089】
これら各工程部すなわち予備加熱工程部72とリフロー工程部73は低酸素濃度の水蒸気雰囲気中で行われ、はんだや被はんだ付け部の酸化のない濡れ性に優れたリフローはんだ付けを行うことができる。しかも、水蒸気の原料は水であるので、いつでもどこでも安価に低酸素濃度雰囲気中ではんだ付けを行うことができるようになる。
【0090】
そして、炉体71の搬出口51から搬送されたプリント配線板43に、乾燥促進装置62によりドライエアや熱風を吹きつけることにより、プリント配線板43の隅部に残留している水蒸気雰囲気を吹き飛ばすと同時に、僅かに残った水分をも即座に乾燥させることができる。
【0091】
また、炉体71の搬入口50および搬出口51から排出される水蒸気や気体化したフラックス(フラックスガス)やフラックスヒュームは、排気フード58で捕捉されて排気される。この場合に、フラックスにハロゲンが含まれていても、中和フィルタ59で捕捉され中和されるので、排気用ファン57によって排気される雰囲気が環境に悪影響を与えることもない。
【0092】
さらに、炉体71内で発生したフラックスガス(気体化したフラックス)やフラックスヒュームは、フラックス回収フィルタ77内に中和フィルタ78を設けて除去し、炉体71内にフラックスヒュームが滞留しないように構成してある。ここで中和フィルタ78を使用する理由は、捕捉されたフラックスにハロゲンが含まれている場合にこのフラックスが酸性となり、フラックス回収系が浸食されるのでこれを防止するためである。
【0093】
フラックス回収フィルタ77は、中和フィルタ78と循環用ファン79および吸い込み口筐80、吐出口筐81、保温材82で覆われた循環用パイプ83およびフィルタチャンバ84とからなる。そして、特に気体化したフラックスやフラックスヒュームが多量に発生するリフロー工程部73の加熱室内の雰囲気を循環させ、炉体71や搬送コンベア42、プリント配線板43等に付着し易いフラックスヒュームを除去し、汚染のない雰囲気を形成している。
【0094】
【発明の効果】
以上のように、本発明の水蒸気雰囲気による溶融はんだの酸化防止方法によれば、ボンベ等により高価な不活性ガスを入手したり窒素ガス発生装置等の高価な不活性ガス発生装置を備える必要もなく、水といういつでもどこでも人手可能な材料を用いて低酸素濃度の雰囲気を安価に形成することができるようになる。
【0095】
しかも、水蒸気雰囲気であるが故に低酸素濃度雰囲気であってもその水分により酸化が生じるとされていた問題を、水蒸気の凝縮を生じないように雰囲気を形成することで解消した。また、プリント配線板を予め加熱しておくことにより被はんだ付けワークであるプリント配線板における水蒸気の凝縮の問題を解決し、水分に弱いプリント配線板の水蒸気雰囲気中におけるはんだ付け作業が可能となった。
【0096】
このように、本発明によれば、いつでもどこでも安価に低酸素濃度雰囲気(低酸素濃度の水蒸気雰囲気)を形成して溶融はんだの酸化を防止したり、プリント配線板の被はんだ付け部の酸化を防止して濡れ性に優れた品質の良好なはんだ付けを行うことができるようになる。
【0097】
すなわち、溶融はんだの酸化による浪費を抑え品質の良好なはんだ付け作業を低コストで実現することができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態例−1に使用するはんだ付け装置の全容を説明するための斜視図である。
【図2】図1の縦断面を示す図である。
【図3】本発明の実施形態例−2に使用するはんだ付け装置の全容を説明するための斜視図である。
【図4】図3の縦断面および酸化防止チャンバの内部を示す図である。
【図5】本発明の実施形態例−3を説明するためのはんだ付けシステムを示す図である。
【図6】別のはんだ付けシステムを説明するための図である。
【図7】もう1つのはんだ付けシステムを説明するための図である。
【符号の説明】
1 はんだ槽
1a 槽底
2 溶融はんだ
3 モータ
4 継手
5 ポンプ軸
6 ポンプ
7 吸い込み口
8 吹き口体
9 吹き口
10 噴流波
11 酸化防止チャンバ
12 スカート部
13 ポンプ軸挿通孔
14 水蒸気供給パイプ
15 排出口
16 保温材
17 供給口
18 水蒸気発生チャンバ
19 水タンク
20 水供給ポンプ
21 水供給パイプ
22 制御部
23 駆動部
24 流路形成板
25 水蒸気供給装置
26 プレートヒータ
28 酸化防止チャンバ
29 スカート部
30 ポンプ
31 モータ
32 パイプ
33 駆動軸
34 中空ポンプ軸
35 透通孔
36 排出口
37 ねじ
40 はんだ付け装置
41 予備加熱装置
42 搬送コンベア
43 プリント配線板
44 予備加熱用ヒータ
45 反射板
46 コンベアフレーム
47 チェーン
48 保持爪
49 酸化防止チャンバ
50 搬入口
51 搬出口
52 スカート部
53 プレートヒータ
54 シーズヒータ
55 水
56 水蒸気供給口筐
57 ファン
58 排気フード
59 中和フィルタ
61 擬縮防止加熱装置
62 乾燥促進装置
63 抑止板
64 搬入用コンベア
65 ヒータ
66 チャンバ
67 搬出コンベア
68 ヒータ
69 ファン
71 炉体
72 予備加熱工程部
73 リフロー工程部
74 昇温部
75 均温部
76 加熱手段
77 フラックス回収フィルタ
78 中和フィルタ
79 循環用ファン
80 吸い込み口筐
81 吐出口筐
82 保温材
83 循環用パイプ
84 フィルタチャンバ
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
  The present invention is a method for preventing oxidation of molten solder.To the lawRelated.
[0002]
  like thisAn inert gas such as nitrogen gas is used for the purpose of realizing oxidation prevention. That is, the atmosphere is replaced with an inert gas to form an inert gas atmosphere having a low oxygen concentration, and soldering is performed while preventing oxidation of the solder and the soldered portion in this atmosphere.
[0003]
However, nitrogen gas purchased in a cylinder is expensive and has the problem of increasing running costs. In addition, the PSA type and membrane separation type nitrogen gas generators are also expensive, and there is a problem of increasing the initial cost at the time of introduction.
[0004]
[Prior art]
It is known that molten solder easily oxidizes in the atmosphere, and the oxide of the molten solder formed on the surface reduces the solderability (wettability) of the printed wiring board. In addition, it is known that this oxide is drastically consumed as dross that does not produce added value.
[0005]
Therefore, when soldering a workpiece to be soldered with many electronic components such as a printed wiring board and having many fine soldered parts, soldering must be performed in an inert gas atmosphere with a low oxygen concentration. Has been done. Thereby, generation | occurrence | production of dross can also be prevented (suppressed), ensuring favorable solderability.
[0006]
Examples of techniques for soldering a printed wiring board in such an inert gas atmosphere include, for example, the technique disclosed in Japanese Utility Model Publication No. 57-9010 and the technique disclosed in Japanese Patent No. 2832566. That is, an inert gas such as nitrogen gas is supplied into a chamber covered by a “cover” or “container” to form an inert gas atmosphere having a low oxygen concentration, and soldering is performed in this atmosphere. This is a technology that has been configured.
[0007]
Further, in such an inert gas atmosphere with a low oxygen concentration, oxidation of the soldered portion of the printed wiring board is prevented, and solderability is further improved. In addition, since no oxide is generated on the surface of the molten solder, the fluidity of the molten solder is improved, and the molten solder is reliably supplied to a fine soldered portion, thereby improving the solderability.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
However, since it is necessary to supply nitrogen gas along with the soldering operation, there is a problem of raising the production cost associated with the soldering operation. In addition, the nitrogen gas supplied to the cylinder is expensive, and the PSA type and membrane separation type nitrogen gas generators are also expensive.
[0009]
On the other hand, although it is known that water vapor forms a weak inert atmosphere, there has been a problem that the water promotes oxidation of an object such as a workpiece. In particular, many electronic components have low resistance to moisture, and a specific technique using a water vapor atmosphere for soldering a printed wiring board on which a large number of electronic components are mounted has not been put into practical use.
[0010]
The object of the present invention is to establish a technology for forming an inert atmosphere at low cost to prevent oxidation of workpieces, etc., and to prevent the oxidation of molten solder and improve the solderability of printed wiring boards equipped with a large number of electronic components. It is to be able to realize at running cost.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
  The present inventionMolten solder andIt is characterized in that a water vapor atmosphere can be used so as not to oxidize workpieces and electronic parts.
  That is,This is a method for preventing the molten solder from being oxidized by the water vapor atmosphere in which a water vapor atmosphere that does not cause water vapor condensation is formed around the molten solder to prevent oxidation of the molten solder.
[0012]
  When the water vapor condenses, it liquefies and adheres to the workpiece or object to promote oxidation. However, if a water vapor atmosphere is formed so as not to cause condensation of water vapor, it is possible to prevent the workpiece and the object from being oxidized. That is, oxidation of the molten solder can be prevented.
  For this purpose, a supply means for covering the molten solder with a shielding means heated to a temperature equal to or higher than the boiling point of water, maintaining the atmospheric temperature inside the shielding means at a temperature equal to or higher than the boiling point of water, and supplying water vapor to the shielding means An outlet and a discharge port for discharging the atmosphere inside the shielding means to the outside are provided, the pressure inside the shielding means is maintained at atmospheric pressure, and water vapor is supplied from the supply port to the inside of the shielding means. Around molten solder covered with shielding meansIn that atmosphereA steam atmosphere that does not cause condensation of water vapor is formed to prevent oxidation of the molten solder.
[0013]
  Thus, by maintaining the temperature of the shielding means and the atmospheric temperature inside the shielding means at a temperature equal to or higher than the boiling point of water, and further maintaining the pressure inside the shielding means at atmospheric pressure by the discharge port, Even if water vapor is supplied from the supply port to the inside of the shielding means, the water vapor does not condense inside the shielding means. Therefore, it is possible to prevent the molten solder covered by the shielding means from being oxidized..
[0023]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
  Method for preventing oxidation of molten solder by steam atmosphere according to the present inventionLaw isIt can be implemented in the following example embodiments. The work to be soldered is a printed wiring board on which a large number of electronic components (chip-type electronic components, lead-type electronic components, mechanical components, etc.) are mounted.
(1) Embodiment-1
With reference to FIG. 1 and FIG. 2, Embodiment-1 of this invention is demonstrated. FIG. 1 is a perspective view for explaining the entire soldering apparatus used in Embodiment-1 of the present invention, and FIGS. 2 (a) and 2 (b) are longitudinal sectional views of FIG. In addition, the control system (control part and drive part) of the water supply pump in FIG. 2A is a view showing a longitudinal section of FIG. 1, while FIG. 2B is a view showing another example of the attachment of the antioxidant chamber.
[0024]
That is, the molten solder 2 heated and melted by a heater (not shown) is accommodated in a solder tank 1 made of, for example, a stainless steel member, and the molten solder 2 is pumped by a motor 3 (a joint 4 and a pump shaft 5). The pump is rotated through the suction port 7 and supplied to the blow body 8, and the molten solder 2 is jetted from the blow port 9 to form a jet wave 10. The temperature of the molten solder 2 is usually around 250 ° C.
[0025]
On the other hand, as a shielding means for covering the liquid surface of the molten solder 2, an antioxidant chamber 11 is provided to cover a region where the pump shaft 5 is in contact with the liquid surface of the molten solder 2, and the skirt portion 12 of the antioxidant chamber 11 is connected to the molten solder. 2 (see FIG. 2 (a)), and the pump shaft 5 is configured to be fitted to the pump shaft insertion hole 13 through which the antioxidant chamber 11 is inserted, leaving a slight gap. Thus, the pump shaft 5 is configured to shield the region in contact with the liquid surface of the molten solder 2.
[0026]
A water vapor supply pipe 14 for supplying water vapor from the supply port 17 into the oxidation prevention chamber 11 is connected to the oxidation prevention chamber 11, and a water vapor discharge port 15 is provided at the periphery below the oxidation prevention chamber 11. The water vapor supply pipe 14 is covered with a heat insulating material 16 that prevents the temperature of the water vapor from decreasing.
[0027]
On the other hand, a water vapor generation chamber 18 similarly made of a stainless steel member or the like is provided in close contact with the solder tank 1 made of a stainless steel material or the like for containing the molten solder 2, and the water stored in the water tank 19. Is supplied to the water vapor generation chamber 18 through a water supply pipe 21 by a water supply pump 20. In addition, the control part 22 (computer system etc.) and the drive part 23 (electric power drive circuit) which drive the water supply pump 20 become the predetermined | prescribed predetermined fixed flow volume with which the flow volume of the water supplied by this water supply pump 20 is predetermined. It is comprised as mentioned above and is selected according to the kind of water supply pump 20 to be used.
[0028]
When the water vapor supply device 25 is configured as described above, the water vapor generation chamber 18 provided in close contact with the solder bath 1 is heated to a temperature equivalent to that of the molten solder 2, that is, a temperature of about 250 ° C. The water supplied to 18 boils in the water vapor generation chamber 18 to generate water vapor. The flow path forming plate 24 provided in the water vapor generation chamber 18 is a member for completely heating (about 250 ° C.) and supplying the water vapor generated in the meandering flow path. Is supplied to the antioxidant chamber 11 through the steam supply pipe 14.
[0029]
The inner diameter of the steam supply pipe 14 is selected to be sufficiently large with respect to the steam supply flow rate, and is selected to such an extent that no pressure loss occurs with the steam supply. That is, the water vapor supplied from the water vapor generation chamber 18 is supplied to the oxidation prevention chamber 11 at a pressure approximately equal to the atmospheric pressure, and then discharged from the discharge port 15.
[0030]
In this case, the oxidation prevention chamber 11 in which the skirt portion 12 is immersed in the molten solder 2 is maintained at a temperature of about 250 ° C. equivalent to the molten solder 2. That is, the atmospheric temperature in the antioxidant chamber 11 is about 250 ° C. and the temperature of water vapor supplied into the acid prevention chamber 11 is about 250 ° C. The water vapor pressure does not drop rapidly.
[0031]
Accordingly, a water vapor atmosphere having a low oxygen concentration is formed in the oxidation prevention chamber 11, and water vapor condensation does not occur in the water vapor atmosphere, so that the oxidation of the molten solder 2 covered with the oxidation prevention chamber 11 is prevented. Will be able to.
[0032]
As a result, the molten solder 2 and the atmosphere are agitated in a region where the rotating pump shaft 5, the liquid surface of the molten solder 2 and the atmosphere on the liquid surface are in contact with each other. Significant progress will be suppressed.
[0033]
Moreover, since the gas used to form the low oxygen concentration atmosphere is water vapor and the raw material is water, it is possible to form an atmosphere with a low oxygen concentration at any time and anywhere at a very low cost.
[0034]
Incidentally, it has been confirmed that the oxygen concentration in the antioxidant chamber 11 can be reduced to about 20 ppm by the water vapor atmosphere. In addition, the amount of oxide of molten solder 2 generated by continuous operation for 36 hours is drastically reduced to about 1/30 of the amount of oxide generated in the atmosphere, and an inert gas such as nitrogen gas is supplied to reduce the oxygen concentration. Compared to the case where the atmosphere is formed, the result is inferior.
[0035]
In another example shown in FIG. 2B, the skirt portion 12 of the antioxidant chamber 11 is configured to have a gap slightly away from the liquid surface of the molten solder 2, and this gap is formed in the antioxidant chamber 11. It is the example comprised as the discharge port 15 of the inside atmosphere.
[0036]
Therefore, since the oxidation prevention chamber 11 is not heated from the molten solder 2, the plate heater 26 is provided on the upper wall of the oxidation prevention chamber 11 so as to heat it.
[0037]
In this example, the temperature of the antioxidant chamber 11 can be adjusted by adjusting the power supplied to the plate heater 26. As a result, the atmospheric temperature in the antioxidant chamber 11 can also be adjusted, but this atmospheric temperature is also affected by the temperature of the molten solder 2.
[0038]
In the above example, a heater (not shown) used as a heating source for the water vapor generation chamber 18 for generating water vapor is used to hold the solder in a molten state by being immersed in the solder bath 1 itself, that is, the molten solder 2. However, a special heater may be provided for generating water vapor.
[0039]
That is, the steam generation chamber 18 may be provided independently of the solder bath 1 and the steam generation chamber 18 may be provided with a dedicated heater for steam generation and further for steam heating. In this case, there is an advantage that the temperature of the generated water vapor can be arbitrarily adjusted and controlled, but the cost slightly increases.
[0040]
The most important thing is to avoid creating an atmosphere in the antioxidant chamber 11 that causes condensation of water vapor. For this purpose, the pressure of the steam atmosphere in the steam supply path and the oxidation prevention chamber 11 should not be lowered rapidly or its temperature should not be lowered rapidly. This is because when the water vapor condenses, an atmosphere in which the water vapor is atomized or dew-dropped is formed, and an atmosphere that promotes oxidation is formed on the contrary by the adhesion of water.
[0041]
Therefore, in the example shown in FIG. 2B, the temperature of the antioxidant chamber 11 heated by the plate heater 26 may be set higher than the temperature of the water vapor supplied into the antioxidant chamber 11. In addition, the thickness of the water vapor supply pipe 14 that connects the water vapor generation chamber 18 and the oxidation prevention chamber 11 is made large so that pressure loss does not occur with the supply of water vapor. Further, the steam supply pipe 14 is configured to be covered with a heat insulating material so that the temperature of the steam supply pipe 14 does not decrease.
[0042]
In the example shown in FIG. 1 and FIGS. 2A and 2B, the thickness of the water vapor supply pipe 14 and the size of the discharge port 15 provided in the antioxidant chamber 11 are sufficiently increased with respect to the water vapor supply flow rate. There is no pressure loss that causes condensation of water vapor in the flow path. That is, the pressure of each part is configured to be approximately atmospheric pressure.
(2) Embodiment-2
Embodiment-2 of this invention is demonstrated with reference to FIG. 3 and FIG. 3 is a perspective view for explaining the entire soldering apparatus used in Embodiment-2 of the present invention, and FIG. 4 is a view showing a longitudinal section of FIG. 2 and the inside of the antioxidant chamber. (A) is a figure which shows the longitudinal cross-section of FIG. 3, FIG.4 (b) is the perspective view which cut | disconnected some antioxidant chambers and showed the mode of the inside.
[0043]
In addition, the control system (control part and drive part) of the water supply pump in FIG. 3 is drawn with the block diagram.
[0044]
This embodiment example-2 is an example in which the technique for preventing oxidation of molten solder in a steam atmosphere according to the present invention is used in the technique of Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-277903, but soldering for forming the jet wave 10 of the molten solder 2 In the point which is an apparatus, it is the same as that of Embodiment-1.
[0045]
The difference from the first embodiment is that the motor 31 for driving the pump 30 can be provided on the lower side of the solder bath 1. That is, a pipe 32 that communicates between the bath bottom 1a of the solder bath 1 and the liquid level of the molten solder 2 is provided as a waste body of the molten solder 2, and the hollow pump shaft 34 is provided on the pipe 32 through the drive shaft 33. And a pump 30 provided on the hollow pump shaft 34 is rotationally driven.
[0046]
And in order to prevent the oxidation of the molten solder 2 which is easy to generate | occur | produce in the area | region where the hollow pump shaft 34, the liquid level of the molten solder 2, and air | atmosphere contact similarly to the example 1 of embodiment, the antioxidant which covers the said area | region A chamber 28 is provided.
[0047]
The antioxidant chamber 28 has a skirt portion 29 immersed in the molten solder 2 and is connected to a water vapor supply pipe 14 covered with a heat insulating material 16 for supplying water vapor into the antioxidant chamber 28. It is. The hollow pump shaft 34 that appears on the liquid surface of the molten solder 2 is provided with a through hole 35, and the space between the pipe 32 and the drive shaft 33, which is a discharge body for the molten solder 2, is provided. The solder tank 1 communicates with the space below the tank bottom 1a. That is, the opening between the bath bottom 1a of the solder bath 1 and the drive shaft 33 becomes the discharge port 36 of the water vapor atmosphere.
[0048]
The means for supplying water vapor at a desired constant flow rate (water vapor generation chamber 18, water supply pump 20, water supply pipe 21, water tank 19, control unit 23 and drive unit 22 of water supply pump 20) This is the same as Embodiment-1.
[0049]
Accordingly, as in the first embodiment, a water vapor atmosphere that does not cause condensation can be formed in the antioxidant chamber 28, and the oxidation of the molten solder 2 covered by the antioxidant chamber 28 is prevented. Will be able to. That is, since a water vapor atmosphere with a low oxygen concentration is formed in the oxidation prevention chamber 28 and no water vapor condensation occurs in the water vapor atmosphere, oxidation of the molten solder 2 covered with the oxidation prevention chamber 28 is prevented. Will be able to.
[0050]
As a result, the molten solder 2 and the atmosphere are agitated in a region where the rotating hollow pump shaft 34 and the liquid surface of the molten solder 2 are in contact with the atmosphere on the liquid surface, thereby oxidizing the molten solder 2 generated thereby. The remarkable progress of will be suppressed.
[0051]
Moreover, since the gas used to form the low oxygen concentration atmosphere is water vapor and the raw material is water, it is possible to form an atmosphere with a low oxygen concentration at any time and anywhere at a very low cost.
(3) Embodiment-3
Embodiment 3 of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a view showing a soldering system for explaining the embodiment example 3. FIG. 5 (a) is a side sectional view of the soldering system, and the water vapor generation system and the exhaust system are drawn as symbol diagrams. FIG.5 (b) is a figure which shows the cross section of the conveyance conveyor of a solder tank upper part.
[0052]
This Embodiment-3 is a soldering system having a soldering device 40, a preheating device 41, and a transfer conveyor 42 as the main components. A low oxygen concentration water vapor atmosphere is used in the soldering process in which the soldering device 40 is provided. 1 is an example of a soldering system configured to form.
[0053]
As the soldering device 40, the soldering device shown in the above-described Embodiment-1 and Embodiment-2 can be used. The preheating device 41 is provided with a preheating heater 44 for heating the printed wiring board 43 which is a work to be soldered by infrared rays, hot air or the like, and the upper surface of the printed wiring board 43 in FIG. Is also provided with a reflector 45 for heating sufficiently.
[0054]
The conveyer 42 is provided in two parallel strips and is configured to hold both side ends of the printed wiring board 43, and includes a preheating process in which the preheating device 41 is provided and a soldering process in which the soldering device 40 is provided. These are means for transporting the printed wiring board 43 sequentially in the direction of arrow A, and have the same configuration as that of a commonly used transport conveyor. That is, it is a mechanism in which both side ends of the printed wiring board 43 are held and conveyed by holding claws 48 provided on a chain 47 that is guided by the conveyor frame 46 and rotates.
[0055]
In order to form a low oxygen concentration water vapor atmosphere in the soldering process, the soldering apparatus 40 is covered with an antioxidant chamber 49. The antioxidant chamber 49 is provided with a carry-in port 50 and a carry-out port 51 through which the transport conveyor 42 passes, and the skirt portion 52 is immersed in the molten solder 2 of the soldering device 40.
[0056]
A plate heater 53 is provided on the upper wall of the oxidation prevention chamber 49. The purpose of the plate heater 53 is the same as that of the plate heater 26 used in FIG. 2 (b), whereby the temperature of the large antioxidant chamber 49 that is easily cooled is maintained at a temperature equal to or higher than the boiling point of water. Or it is kept at the same temperature as the molten solder 2. That is, even if the skirt portion 52 is immersed in the molten solder 2, the oxidation chamber 49 is large, so that the temperature is lowered at the upper portion and it is difficult to maintain the temperature above the boiling point of water. It is.
[0057]
On the other hand, a sheathed heater 54 is provided in the conveyor frame 46 of the conveyor 42 passing through the antioxidant chamber 49, particularly in the area of the soldering device 40, and the temperature of the conveyor 42 is maintained in the antioxidant chamber 49. The temperature is higher than the boiling point of water (for example, 100 ° C. or a temperature equivalent to that of the molten solder 2). The sheathed heater 54 may be provided over the entire length of the transport conveyor 42.
[0058]
In this way, the plate heater 53 is provided in the oxidation prevention chamber 49 and the sheath heater 54 is provided in the transfer conveyor 42 and heated, so that the atmospheric temperature in the oxidation prevention chamber 49, the transfer conveyer 42 and the oxidation prevention chamber 49 is reduced to water. It becomes possible to maintain the temperature above the boiling point (for example, 100 ° C. or a temperature equivalent to the molten solder 2). The heaters 53 and 54 are configured so as to have the same temperature as possible by a temperature control device (not shown) so that unnecessary thermal convection of the atmosphere and condensation of water vapor do not occur in the oxidation prevention chamber 49. This is desirable.
[0059]
Further, the temperature of the water vapor supplied from the water vapor generation chamber 18 rapidly decreases in the supply process and in the oxidation prevention chamber 49, or the pressure of the water vapor supplied from the water vapor generation chamber 18 decreases in the supply process and the oxidation prevention chamber. In order to prevent the water vapor from condensing in the water vapor atmosphere formed in the antioxidant chamber 49, it is necessary to prevent the water from being rapidly lowered in the water 49. This is the same as the matter described in the first embodiment and the second embodiment.
[0060]
On the other hand, the configuration of the water vapor supply device 25 is the same as that of the embodiment-1 and the embodiment-2, and the water vapor generation chamber 18 is provided in close contact with the solder bath 2, and is provided in the solder bath 2. Water is heated by heat conduction from the molten solder 2 heated by a heater (not shown) to generate water vapor, and the water vapor is heated.
[0061]
The water vapor generation chamber 18 is stored in a water tank 19, a water supply pump 20, a drive unit 23 and a control unit 22 that drive and control the water supply pump 20, and a water tank 19 so that a predetermined flow rate of water per unit time can be supplied. And water 55.
[0062]
On the other hand, the water vapor generated in the water vapor generation chamber 18 is supplied into the oxidation prevention chamber 49 by the water vapor supply pipe 14 which is kept warm by the heat insulating material 16, and below the transport conveyor 42, that is, near the jet wave 10 of the molten solder 2. It is supplied from a water vapor supply port housing 56 provided toward the soldered surface side of the wiring board 43.
[0063]
The water vapor supplied to the antioxidant chamber 49 flows out and is discharged from the carry-in port 50 and the carry-out port 51 provided in the antioxidant chamber 49. Therefore, an exhaust hood 58 connected to an exhaust fan 57 is provided in the vicinity of the carry-in port 50 and the carry-out port 51, and the water vapor atmosphere discharged from the carry-in port 50 and the carry-out port 51 is removed from the exhaust hood 58. It is a mechanism to exhaust through.
[0064]
A neutralization filter 59 is provided in the exhaust hood 58. As the neutralization filter 59, a normal particle filter such as a filter made of a porous member or a filter formed by a bent flow path can be used. The neutralizing filter 59 is attached or coated with an alkaline material such as lime, and neutralizes the acidic substance in the atmosphere captured by the exhaust hood 58. Acts as follows.
[0065]
By configuring the soldering system as described above, it becomes possible to form a water vapor atmosphere having a low oxygen concentration that does not cause water vapor condensation in the antioxidant chamber 49. Of course, no condensation of water vapor occurs in the oxidation prevention chamber 49 or the transport conveyor 42.
[0066]
For example, when the temperature of the molten solder 2 is 250 ° C., the temperature of the antioxidant chamber 49 and the temperature of the transfer conveyor 42 are kept at about 150 ° C., and the atmospheric temperature in the antioxidant chamber 49 is also about 120 to 200 ° C. And water vapor at about 110 to 200 ° C. may be supplied. Further, since the size of the carry-in port 50 and the carry-out port 51 of the oxidation prevention chamber 49 is large enough to pass through the transfer conveyor 42, the pressure in the oxidation prevention chamber 49 is maintained at substantially the same pressure as the atmospheric pressure. The
[0067]
When the printed wiring board 43, which is a work to be soldered, is to be soldered, the printed wiring board 43 is first heated by the preheating device 41. The preheating temperature of the printed wiring board 43 is changed to water. The heating temperature is set so that it is heated to a temperature not lower than the boiling point, for example, a temperature of about 110 ° C. to 150 ° C. and carried into the oxidation prevention chamber 49. That is, the heating temperature is set by adjusting the temperature of the preheating heater 44 of the preheating device 41. In this case, the temperature of the electronic component mounted on the printed wiring board 43 is also heated to a temperature equal to or higher than the boiling point of water before being carried into the oxidation prevention chamber 49.
[0068]
Thus, by organizing the soldering system and the soldering process, the printed wiring board 43 in the low oxygen concentration water vapor atmosphere does not occur in the printed wiring board 43 carried into the oxidation prevention chamber 49 without causing water vapor condensation. And the jet wave 10 of the molten solder 2 are brought into contact with each other, and the printed wiring board 43 can be soldered. That is, soldering can be performed in an atmosphere having a low oxygen concentration without causing condensation of water vapor in a soldering process in which the printed wiring board 43 and the jet wave 10 of the molten solder 2 are in contact with each other.
[0069]
Therefore, good wettability soldering can be performed in a state where oxidation of the molten solder 2 is suppressed. That is, soldering with excellent solderability can be performed. Moreover, since the raw material for forming the low oxygen concentration atmosphere is water, it can be realized anytime and anywhere at low cost.
[0070]
By the way, the soldering surface of the printed wiring board 43 that is the work to be soldered, that is, the lower surface in contact with the jet wave 10 of the molten solder 2 is preliminarily coated with flux in order to improve solderability. . This flux vaporizes or generates fumes when it comes into contact with the jet wave 10 of the molten solder 2, but is guided to the exhaust hood 58 together with the water vapor atmosphere discharged from the carry-in port 50 and the carry-out port 51 of the antioxidant chamber 49. Exhausted.
[0071]
On the other hand, if halogen is contained in the flux, the vaporized or fumed halogen is discharged from the carry-in port 50 and the carry-out port 51 of the oxidation prevention chamber 49 and then melts into the condensed water vapor due to the temperature drop. This produces acidic mist and dew drops. The acidic mist droplets and dew droplets are captured by a neutralization filter 59 provided in the exhaust hood 58 and neutralized with an alkaline neutralizer. Therefore, the atmosphere exhausted by the exhaust fan 57 does not affect the environment.
(4) Embodiment-4
With reference to FIG. 6, Embodiment-4 of this invention is demonstrated. FIG. 6 is a diagram illustrating another soldering system, and shows a side sectional view of the soldering system. In addition, the steam generation system and the exhaust system are drawn as symbol diagrams in the same manner as in Embodiment-3 shown in FIG.
[0072]
The difference between the soldering system of the embodiment-4 and the soldering system of the embodiment-3 is that the preheating unit including the preheating device 41 is covered with the oxidation prevention chamber 49. In connection with this, it is provided that a sheathed heater 54 for heating the conveyor 42 is provided over the entire length of the transport conveyor 42, and that the water vapor condenses in the antioxidant chamber 49 on the printed wiring board 43 carried into the antioxidant chamber 49. In order to prevent this, the anti-condensation heating device 61 for the printed wiring board 43 is provided in front of the carry-in port 50 of the antioxidant chamber 49, and the printed wiring board 43 carried out from the carry-out port 51 of the antioxidant chamber 49 is dried. This is because a drying accelerating device 62 is provided.
[0073]
Further, in the oxidation prevention chamber 49, a water vapor supply port housing 56 is provided in the preheating device 41 so that water vapor is supplied also to the preheating process section. The suppression plate 63 provided in the antioxidant chamber 49 is a member for forming a so-called labyrinth flow path to suppress unnecessary atmospheric flow in the antioxidant chamber 49.
[0074]
As described above, by accommodating the preheating step and the soldering step in the oxidation prevention chamber 49, the atmosphere in the oxidation prevention chamber 49 is also heated by the preheating heater 44 of the preheating device 41. However, there is a temperature drop due to the increase in the size of the antioxidant chamber 49. Therefore, in this example, the plate heaters 53 are provided at two locations of the antioxidant chamber 49 so that the entire antioxidant chamber 49 can be maintained at a temperature equal to or higher than the boiling point of water.
[0075]
Since the preheating heater 44 is usually heated to a temperature of 200 ° C. or higher, it is not necessary to provide a separate heating means for preventing the condensation of water vapor. Therefore, the temperature of the atmosphere in the oxidation prevention chamber 49, the transfer conveyor 42, the preheating heater 44, and the oxidation prevention chamber 49 can be kept above the boiling point of water. In addition, about this temperature, the temperature range (for example, about 120 to 200 degreeC) as illustrated in the said Example-3 is practical.
[0076]
Therefore, as in Embodiment-1 and Embodiment-2, the water vapor generation chamber 18 and its supply system and the oxidation prevention chamber 49 do not cause a rapid decrease in the water vapor pressure or a rapid decrease in the water vapor temperature. In addition, it is possible to form a water vapor atmosphere having a low oxygen concentration that does not cause water vapor condensation in the oxidation prevention chamber 49.
[0077]
On the other hand, an anti-condensation heating device 61 provided with a heater 65 with a carry-in conveyor 64 sandwiched in the chamber 66 is provided in front of the carry-in port 50 of the anti-oxidation chamber 49, and the printed wiring board 43 as the work to be soldered is placed in the water It is configured to be heated into the oxidation prevention chamber 49 after being heated to the boiling point or higher. Therefore, no condensation of water vapor occurs on the printed wiring board 43 in the antioxidant chamber 49.
[0078]
The printed wiring board 43 is heated to, for example, about 150 ° C. by the preheating heater 44, and then the soldered surface is brought into contact with the jet wave 10 of the molten solder 2 to be soldered. Since these processes are performed in a water vapor atmosphere having a low oxygen concentration, a soldering environment similar to that in a low oxygen concentration atmosphere to which an inert gas such as nitrogen gas is supplied can be obtained. That is, it is possible to perform soldering without oxidation of the soldered portions of the molten solder 2 and the printed wiring board 43, that is, soldering with good wettability. In addition, since the raw material of water vapor forming the low oxygen concentration atmosphere is water, it can be realized at any cost anywhere.
[0079]
In this way, the soldering operation of the printed wiring board 43 is performed in an atmosphere that does not cause condensation of water vapor, and is performed in such a manner that no condensation of water vapor occurs on the printed wiring board 43 as well. However, a three-dimensional shape is formed on the printed wiring board 43 due to the shape and size of electronic components (not shown) mounted on the printed wiring board 43, and a water vapor atmosphere remains in the corner. If it is unloaded from the unloading port 51 of the oxidation prevention chamber 49, water vapor may be condensed on the printed wiring board 43 thereafter.
[0080]
Therefore, in order to prevent this, a drying accelerating device 62 is provided in the vicinity of the carry-out port 51 of the oxidation prevention chamber 49, and for example, air for accelerating drying toward the printed wiring board 43 carried out from the carry-out port 51. It is configured to spray. As this air, dry air or hot air with low humidity is suitable. That is, by blowing dry air or hot air on a carry-out conveyor 67 provided at the carry-out port 51 with a fan 69 provided with a heater 68, the water vapor atmosphere remaining in the corner of the printed wiring board 43 is blown off simultaneously. Even a small amount of remaining water can be immediately dried.
(5) Embodiment-5
With reference to FIG. 7, the soldering system of Embodiment-5 of this invention is demonstrated. FIG. 5 is a view for explaining another soldering system, and shows a side sectional view of the soldering system. In addition, the steam generation system and the exhaust system are drawn with symbol diagrams in the same manner as in Embodiment-3 of FIG.
[0081]
This embodiment example-5 is an example in which the technique of the present invention is applied to a reflow soldering apparatus. The difference from a conventional reflow soldering apparatus using nitrogen gas or the like is that a neutralizing filter 78 is used as a flux fume removal filter and that a condensation prevention heating apparatus 61 is provided upstream of the carry-in port 50 of the furnace body 71. And that a drying promoting device 62 similar to that of the fourth embodiment is provided in the vicinity of the carry-out port 51 of the furnace body 71. Of course, a water vapor generating device 25 for forming a low oxygen concentration atmosphere is provided. The heating furnace 71 also serves as an oxidation prevention chamber.
[0082]
This reflow soldering apparatus includes a preheating process part 72 and a reflow process part 73 inside a heating furnace 71, and the preheating process part 72 is further composed of a temperature raising part 74 and a temperature equalizing part 75. ing. Each process is provided with heating means 76 for heating the printed wiring board 43 as a work to be soldered.
[0083]
Although this heating means 76 is provided facing the upper and lower sides of the conveyor 42 that conveys the printed wiring board 43, that is, both surfaces of the printed wiring board 43, the heating means 76 is provided with the heating means 76 provided only on the upper side or the lower side. There is also.
[0084]
As the heating means 76, a hot wire heating means such as infrared rays, a hot air heating means for blowing a hot air atmosphere, a heating means using both hot wire heating and hot air heating, etc. are widely used. In FIG. 7, the specific configuration of the heating means is omitted and not shown.
[0085]
Usually, the printed wiring board 43 is heated to about 150 ° C. in the preheating process section 72, and then the printed wiring board 43 is heated to about 210 to 250 ° C. in the reflow process section 73. Soldering is performed by melting previously supplied solder (not shown). Therefore, the temperature of the atmosphere in the furnace body 71 of the reflow soldering apparatus, the conveyance conveyor 42, and the furnace body 71 is hold | maintained at about 150-250 degreeC at least.
[0086]
However, a temperature drop may occur in a part of the furnace body 71, the carry-in entrance 50 part or the carry-out exit 51 part of the transport conveyor 42, and there is a possibility that water vapor condenses in the part. In such a case, as in each of the above-described embodiments, the portion is provided with a heating means so that the temperature is equal to or higher than the boiling point of water.
[0087]
Further, since the length of the steam supply pipe 14 for supplying steam to each heating chamber of the furnace body 71 is increased, a heater (not shown) is provided not only on the heat insulating material 16 but also on the steam supply pipe 14 itself. It is good to comprise so that it may be covered with the heat insulating material 16. The steam generation chamber 18 is provided with a heater (not shown) for heating. As this heater, an electric heater is suitable because of its excellent temperature controllability and the like. However, you may comprise so that water vapor | steam may be generated using the heating by a thermal power. In this case, the water vapor generation cost can be reduced.
[0088]
In this embodiment example-5, the printed wiring board 43, which is a work to be soldered, is first heated to a temperature not lower than the boiling point of water (for example, 110 ° C. or higher) while being conveyed by the carry-in conveyor 64 in the condensation prevention heating device 61. Then, it is transported to a preheating step part 72 (temperature raising part 74 and temperature equalizing part 75) in the furnace body 71 and heated to a temperature of about 150 ° C., for example. Then, it is conveyed to the reflow process part 73, is heated at about 210-250 degreeC, for example, and reflow soldering is performed.
[0089]
Each of these process parts, that is, the preheating process part 72 and the reflow process part 73 are performed in a low oxygen concentration water vapor atmosphere, and can perform reflow soldering with excellent wettability without oxidation of the solder or soldered part. . Moreover, since the raw material for water vapor is water, soldering can be performed in a low oxygen concentration atmosphere at any time and anywhere at low cost.
[0090]
Then, by blowing dry air or hot air to the printed wiring board 43 conveyed from the carry-out port 51 of the furnace body 71 by the drying accelerating device 62, the water vapor atmosphere remaining in the corner of the printed wiring board 43 is blown off. At the same time, any remaining moisture can be dried immediately.
[0091]
Further, water vapor, gasified flux (flux gas) and flux fume discharged from the carry-in port 50 and the carry-out port 51 of the furnace body 71 are captured by the exhaust hood 58 and exhausted. In this case, even if the flux contains halogen, it is captured and neutralized by the neutralization filter 59, so that the atmosphere exhausted by the exhaust fan 57 does not adversely affect the environment.
[0092]
Further, the flux gas (gasified flux) and flux fumes generated in the furnace body 71 are removed by providing a neutralizing filter 78 in the flux recovery filter 77 so that the flux fumes do not stay in the furnace body 71. It is configured. The reason why the neutralizing filter 78 is used here is to prevent the flux from becoming acidic when the trapped flux contains halogen and eroding the flux recovery system.
[0093]
The flux recovery filter 77 includes a neutralization filter 78, a circulation fan 79, a suction port housing 80, a discharge port housing 81, a circulation pipe 83 covered with a heat insulating material 82, and a filter chamber 84. Then, the atmosphere in the heating chamber of the reflow process section 73 where a large amount of gasified flux and flux fumes are generated is circulated to remove flux fumes that are likely to adhere to the furnace body 71, the conveyor 42, the printed wiring board 43 and the like. , Forming a pollution-free atmosphere.
[0094]
【The invention's effect】
  As described above, the method for preventing oxidation of molten solder in the water vapor atmosphere of the present inventionTo the lawAccording to this, there is no need to obtain expensive inert gas from a cylinder or the like, or to provide an expensive inert gas generator such as a nitrogen gas generator. Can be formed at low cost.
[0095]
Moreover, the problem that oxidation is caused by moisture even in a low oxygen concentration atmosphere because of the water vapor atmosphere has been solved by forming the atmosphere so as not to condense the water vapor. In addition, by preheating the printed wiring board, the problem of water vapor condensation in the printed wiring board, which is the work to be soldered, is solved, and soldering work in a water vapor atmosphere of the printed wiring board that is vulnerable to moisture becomes possible. It was.
[0096]
As described above, according to the present invention, a low oxygen concentration atmosphere (low oxygen concentration water vapor atmosphere) can be formed at any time and anywhere to prevent oxidation of molten solder, or to oxidize a soldered portion of a printed wiring board. This makes it possible to perform soldering with good quality and excellent wettability.
[0097]
That is, waste due to oxidation of the molten solder can be suppressed and a good quality soldering operation can be realized at low cost.
[Brief description of the drawings]
BRIEF DESCRIPTION OF DRAWINGS FIG. 1 is a perspective view for explaining the whole of a soldering apparatus used in embodiment example-1 of the present invention.
FIG. 2 is a view showing a longitudinal section of FIG.
FIG. 3 is a perspective view for explaining the entire soldering apparatus used in Embodiment-2 of the present invention.
4 is a view showing a longitudinal section of FIG. 3 and the inside of an antioxidant chamber. FIG.
FIG. 5 is a view showing a soldering system for explaining an embodiment-3 of the present invention.
FIG. 6 is a diagram for explaining another soldering system;
FIG. 7 is a diagram for explaining another soldering system;
[Explanation of symbols]
1 Solder bath
1a Tank bottom
2 Molten solder
3 Motor
4 Fitting
5 Pump shaft
6 Pump
7 Suction port
8 Blowhole
9 Air outlet
10 Jet wave
11 Antioxidation chamber
12 Skirt
13 Pump shaft insertion hole
14 Steam supply pipe
15 outlet
16 Insulation material
17 Supply port
18 Steam generation chamber
19 Water tank
20 Water supply pump
21 Water supply pipe
22 Control unit
23 Drive unit
24 flow path forming plate
25 Water vapor supply device
26 Plate heater
28 Antioxidation chamber
29 Skirt
30 pumps
31 motor
32 pipes
33 Drive shaft
34 Hollow pump shaft
35 Through-hole
36 outlet
37 screws
40 Soldering equipment
41 Preheating device
42 Conveyor
43 Printed wiring board
44 Preheating heater
45 Reflector
46 Conveyor frame
47 chain
48 Holding claws
49 Antioxidation chamber
50 carry-in entrance
51 Unloading port
52 Skirt
53 Plate heater
54 Seeds heater
55 water
56 Water vapor supply port housing
57 fans
58 exhaust hood
59 Neutralization filter
61 Pseudo-shrinkage preventing heating device
62 Drying promotion device
63 Deterrent plate
64 Carry-in conveyor
65 Heater
66 chambers
67 Unloading conveyor
68 Heater
69 fans
71 Furnace
72 Preheating process section
73 Reflow Process Department
74 Temperature riser
75 Soaking section
76 Heating means
77 Flux recovery filter
78 Neutralization filter
79 Circulation fan
80 Suction port housing
81 Discharge port housing
82 Thermal insulation
83 Circulation pipe
84 Filter chamber

Claims (1)

水の沸点以上の温度に加熱された遮蔽手段により溶融はんだを覆い前記遮蔽手段の内部の雰囲気温度を水の沸点以上の温度に保持するとともに前記遮蔽手段の内部へ水蒸気を供給する供給口と前記遮蔽手段の内部の雰囲気を外部へ排出する排出口とを設けて前記遮蔽手段の内部の圧力を大気圧に保持し、前記供給口から前記遮蔽手段の内部へ水蒸気を供給して前記遮蔽手段に覆われた溶融はんだの周辺にその雰囲気中において水蒸気の凝縮を生じない水蒸気雰囲気を形成して前記溶融はんだの酸化を防止することを特徴とする水蒸気雰囲気による溶融はんだの酸化防止方法。A supply port for covering the molten solder by a shielding means heated to a temperature equal to or higher than the boiling point of water, maintaining the atmospheric temperature inside the shielding means at a temperature equal to or higher than the boiling point of water, and supplying water vapor to the inside of the shielding means; An outlet for discharging the atmosphere inside the shielding means to the outside is provided to maintain the pressure inside the shielding means at atmospheric pressure, and water vapor is supplied from the supply port to the inside of the shielding means to the shielding means. A method for preventing oxidation of molten solder in a water vapor atmosphere, characterized by forming a water vapor atmosphere that does not cause vapor condensation in the atmosphere around the covered molten solder to prevent oxidation of the molten solder.
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