JP6069626B2 - 発電の際の電力及び排ガスを利用する半田付け装置及び半田付け方法 - Google Patents

Description

本発明は、配線基板上の配線に対して、電子部品を電気的に接続させるための半田付け技術に関する。

従来、量産工程での半田付け技術は、フロー（Flow）方式とリフロー（Reflow）方式とに大別される。このうち、近年の表面実装技術（Surface Mount Technology）の進展に伴い、リフロー方式が、半田付け技術の主流となっている。この方式では、表面実装型の電子部品を用いた高密度実装が可能となる。

このリフロー方式の半田付け装置として、例えば特許文献１には、電子部品を搭載した配線基板を、コンベアで加熱炉内に搬送し、配線基板上に塗布されたクリーム半田を溶融させて半田付けを行うリフロー半田付け装置が開示されている。本装置では、クリーム半田が、炉内のヒータによって加熱・溶融された後、硬化を開始する際に、酸化されて品質（特に濡れ性）を低下させないように、加熱炉内に窒素ガスが供給される。その際、この窒素ガスの酸素濃度を自動調整することによって、炉内の酸素濃度を所望値に維持する。

また、特許文献２は、クリーム半田（配線基板）の加熱を、電気ヒータではなく、ラジアントチューブヒータを用いて行う技術を開示している。本技術では、このような加熱方法を採用することによって、リフロー半田付け装置における電力消費を抑え、ランニングコストの低減を図っている。

さらに、特許文献２の技術では、炉内に供給するガスとして、窒素ガスの代わりに、ラジアントチューブヒータから排出される排気ガスを利用する。これにより、高価な窒素ガスを使用せずに済み、ランニングコストが低減されるとしている。さらに、コスト面からの制約でクリーム半田の硬化直前にのみ使用していた窒素ガスに代わって、排ガスを、クリーム半田の加熱時にも供給する。これにより、クリーム半田の品質向上を図っている。

また、特許文献３には、燃焼ガスを燃焼させて炉内の酸素を希薄にした状態で、余熱又は半田溶融を行うリフロー装置が開示されている。本装置では、管状トラップの中に冷却触媒又は冷却水を流し、トラップの外側に結露した炉内の水分を除去する。これにより、クリーム半田の品質向上を図っている。さらに、特許文献３は、マグネシウム等の酸化しやすい金属の粉末又は糸状切断物等を燃焼させ、炉内の酸素濃度を低減させる技術も開示している。

また、特許文献４には、リフロー半田付け装置内の空気を燃焼装置に吸引して可燃ガスを燃焼させ、この燃焼後の排気ガスを、リフロー半田付け装置に還流させて装置内に満たす技術が開示されている。これにより、高価な窒素ガス等を使用することなく装置内の酸素濃度を低下させた上で、電子部品を搭載した配線基板を加熱して半田付けを行う。

特開２００５−２４６４７６号公報 特開２００８−４２０７０号公報 特開平５−５０２８５号公報 特開平５−１６１９６２号公報

しかしながら、以上に述べたような従来技術をもってしても尚、半田の十分に良好な品質（濡れ性等）を確保しつつ、半田付け装置のランニングコストを十分に抑えることは非常に困難であった。

実際、リフロー半田付け装置におけるエネルギー消費の大半は、加熱炉内の電気ヒータでの電力消費となる。例えば、クリーム半田の半田成分として鉛フリー半田を使用する場合、配線基板を例えば２４０℃前後にまで加熱せねばならない。その結果、装置の電力消費は、例えば３０〜５０ｋＶＡ、又はそれ以上に達する。このように、装置の電力消費が増大することは、ランニングコストを低減し、更には環境問題及び電力事情等に配慮すべき観点からすると、非常に好ましくない。

また、炉内に供給する不活性ガスとして窒素ガスを用いる場合、高価な窒素ガスボンベが必要となり、ランニングコストが増大する。また、窒素生成装置を導入してランニングコストの低減を図ることも考えられるが、多額の初期投資が必要となってしまう。

これらの問題を解決すべく、特許文献２の技術では、電気ヒータの代わりにラジアントチューブヒータを用いて、加熱及び不活性ガスの供給を行っている。しかしながら、このラジアントチューブヒータ自体が相当の電力を消費する。また、ラジアントチューブヒータから排出される排気ガス中には、窒素ガス及び二酸化炭素ガスの他に水蒸気を含んでいる。この水蒸気の除去について同文献では何ら対策が講じられていない。

また、特許文献３の技術でも、ヒータ及びファンを用いて熱風を生成し循環させるのに多大な電力が消費される。さらに、管状トラップの中に冷却触媒又は冷却水を流すためにも電力を消費してしまう。その上、管状トラップに接触せずに通り抜ける燃焼ガス量も多く、炉内の水分除去は限定的である。

また、特許文献４の技術でも、予備加熱ヒータ及び半田付けヒータによる発熱に多大な電力が消費される。さらに、リフロー半田付け装置内の空気を燃焼装置に吸引した上で排気ガスとして装置に還流させるので、半田付け時の雰囲気を清浄な状態に維持するのが困難である。即ち、クリーム半田の溶融時に発生するフラックス成分からなるガスが、この還流によって装置運転時間の経過と共に装置内に充満し、半田付け時の雰囲気を汚染する恐れがある。

尚、リフロー半田付け装置を用いた配線基板製造工程では、停電時における多数の不良品の発生も大きな問題となっている。即ち、相当に大きな外部（商用）電力を必要とするリフロー半田付け装置は、停電時には停止せざるを得ない。その結果、装置内に工程仕掛かり中の配線基板が多数滞留してしまう。この事態を回避するためには、無停電電源装置等の設置が必要となり、多額の初期投資を強いてしまう。このような問題も、以上に述べたような従来技術で解決されるものではない。

また、以上では、リフロー半田付け装置における課題について説明したが、フロー方式を用いて半田付けを行うフロー半田付け装置においても、同様の課題の解決が求められている。即ち、半田の良好な品質を確保しつつ、装置のランニングコストを更に低減することが望まれている。

特に、フロー半田付け装置については、半田槽内の半田全体を溶融した状態で維持させるのに多大な電力が消費されるが、その際のランニングコストを如何に抑制するかが重要となる。また、配線基板におけるフラックスを塗布した半田面の予備加熱を如何に行うか、さらには、配線基板に半田が塗布された後における半田の酸化を防止するための雰囲気を如何に形成するかも課題となる。

そこで、本発明は、半田付けに必要な高温環境及び良好な不活性ガス雰囲気を、装置のランニングコストを抑えつつ実現可能な半田付け装置及び半田付け方法を提供することを目的とする。

本発明によれば、被加熱対象物に半田付け対象物を半田付けする半田付け装置であって、
供給された燃料を用いて電力を生成し、排ガスを排出する発電部と、
当該排ガスの少なくとも一部を、不活性ガスとして、当該被加熱対象物の周囲に供給する不活性ガス供給部と、
発電部から供給される電力を含む電力によって発熱して、当該排ガスを当該被加熱対象物の周囲に供給する前に加熱し、少なくとも、当該被加熱対象物の周囲に供給された当該排ガスを介して当該被加熱対象物を加熱するヒータ部と
を備えている半田付け装置が提供される。

この本発明の半田付け装置では、半田付けに必要となる良好な不活性ガス雰囲気及び高温環境が、燃料を供給された発電部からの電力及び排ガスによって実現する。その結果、装置のランニングコストが抑制可能となる。

また、本発明の半田付け装置の一実施形態として、発電部は、供給された燃料を燃焼させて動力を生成し、排ガスを排出する内燃機関と、当該動力を用いて電力を生成する発電機とを備えていることも好ましい。

ここで、この実施形態において、本装置は、内燃機関より排出される当該排ガスから水蒸気分又は水分を除去し又は低減させる水蒸気除去部を更に備えていることも好ましい。また、内燃機関より排出される当該排ガスから二酸化炭素ガス分を除去し又は低減させる炭酸ガス除去部を更に備えていることも好ましい。

また、本発明の半田付け装置の他の実施形態として、本半田付け装置は、
当該被加熱対象物を搬送する搬送部と、
搬送部による当該被加熱対象物の搬送範囲内における当該排ガスによる加熱領域の前後に設置された、不活性ガス供給部から放出された当該排ガスを排気するための排気部と
を更に備えていることも好ましい。

さらに、本発明の半田付け装置によれば、ヒータ部は、半田含有物が付され且つ当該半田付け対象物が配置された当該被加熱対象物を少なくとも当該排ガスを介して加熱することによって、当該半田含有物を溶融させることも好ましい。尚、この半田付け装置には、リフロー方式を用いたリフロー半田付け装置が対応する。

また、このリフロー半田付け装置の一実施形態として、ヒータ部に、発電部からの電力以外に外部電力が供給されており、本装置は、
当該被加熱対象物を搬送する搬送部と、
外部電力の停電時に、付された半田含有物を溶融させない所定温度以下の温度にある当該被加熱対象物を、発電部からの電力を用いて搬送部を駆動させることにより、当該排ガスによる加熱領域の外に退避させる制御部と
を更に有しており、
この制御部は、所定温度を超える温度にある当該被加熱対象物に対して、発電部からの電力を用いてヒータ部及び搬送部を駆動させることにより、半田付け工程を完了させる
ことも好ましい。

さらに、本発明の半田付け装置によれば、当該被加熱対象物を搬送する搬送部と、
発電部から供給される電力を含む電力によって半田を溶融した状態に維持する半田槽と
を備えており、
搬送部は、当該被加熱対象物の少なくとも一部が半田槽内の溶融した半田に浸って当該溶融した半田が当該被加熱対象物に付されるように、当該被加熱対象物を搬送する
ことも好ましい。尚、この半田付け装置には、フロー方式を用いたフロー半田付け装置が対応する。

また、本発明の半田付け装置は、発電部による電力生成の際に発生する熱を用いて、当該被加熱対象物の周囲に供給される当該排ガスを加熱する排ガス加熱部を更に備えていることも好ましい。これにより、装置のランニングコストがより低減可能となる。

本発明によれば、さらに、被加熱対象物上に半田付け対象物を配置し、
燃料を用いて電力を生成するとともに、排ガスを排出し、
燃料を用いて生成された当該電力を含む電力により熱を発生させて、排出された当該排ガスの少なくとも一部を、当該被加熱対象物の周囲に供給する前に加熱し、
当該半田付け対象物が配置された当該被加熱対象物の周囲に、加熱された当該排ガスを不活性ガスとして供給し、
供給された当該排ガスによって当該被加熱対象物を加熱する
ことを特徴とする半田付け方法が提供される。

本発明の半田付け装置及び半田付け方法によれば、半田付けに必要な高温環境及び良好な不活性ガス雰囲気を、装置のランニングコストを抑えつつ実現することができる。

本発明によるリフロー半田付け装置の構成・作用を説明するための概略図である。 本発明によるリフロー半田付け装置の一実施形態を示す概略図である。 本発明によるリフロー半田付け装置の他の実施形態を示す概略図である。 本発明によるリフロー半田付け方法の一実施形態を概略的に示すフローチャートである。 本発明の半田付け装置における停電時の対応方法の一実施形態を示す概略図である。 本発明によるフロー半田付け装置の構成・作用を説明するための概略図である。 本発明によるフロー半田付け装置の一実施形態を示す概略図である。 本発明によるフロー半田付け方法の一実施形態を概略的に示すフローチャートである。

以下に、本発明を実施するための形態について、添付図面を参照しながら詳細に説明する。なお、各図面において、同一の要素は、同一の参照番号を用いて示される。また、図面中の構成要素内及び構成要素間の寸法比は、図面の見易さのため、それぞれ任意となっている。

（リフロー半田付け装置）
図１は、本発明によるリフロー半田付け装置の構成・作用を説明するための概略図である。

図１によれば、本発明によるリフロー半田付け装置は、発電ユニット（１０、２０）と、半田付けユニット（１１）とを備えている。発電ユニット（１０、２０）は、供給された「燃料」から、
「電力」と、「排ガス」と、「熱」と
を生成し、これらを半田付けユニット（１１）に供給する。

発電ユニット（１０、２０）は、「燃料」を用いて発電を行う発電部（１００、２００）と、当該発電部から発生する反応熱を受け取る熱交換部（１０１、２０１）とを備えている。ここで、「電力」及び「排ガス」は発電部（１００、２００）から、「熱」は熱交換部（１０１、２０１）から出力される。

半田付けユニット（１１）は、不活性ガス供給部（１１０）と、排ガス加熱部（１１１）と、ヒータ部（１１２）とを備えている。排ガス加熱部（１１１）は、供給された「排ガス」を、供給された「熱」を用いて加熱する。不活性ガス供給部（１１０）は、「排ガス」の少なくとも一部を、不活性ガスとして配線基板（３０）の周囲に供給する。ヒータ部（１１２）は、供給された「電力」を受け取って発熱し、不活性ガス供給部（１１０）から放出された「排ガス」を更に加熱する。

被加熱対象物である配線基板（３０）上には、半田含有物であるクリーム半田（３２）が塗布されている。さらに、このクリーム半田（３２）上に、半田付け対象物である電子部品（３１）が配置されている。

この配線基板（３０）は、加熱された高温の「排ガス」によって形成された、不活性ガス雰囲気であって高温の環境（不活性ガス・高温環境）中に投入される。その結果、塗布されたクリーム半田（３２）（の半田分）は、溶融し、その後、配線基板（３０）が高温環境から離脱するにつれて硬化する。これにより、配線基板（３０）に対する電子部品（３１）の半田付け工程が完了する。

このように、半田付けに必要な高温環境が、「燃料」を供給された発電部（１００、２００）からの「電力」によって実現する。また、発電部（１００、２００）から排出される「排ガス」も当初から相当に高温であり、さらに熱交換部（１０１、２０１）から出力される「熱」によって更に高温化している。従って、「排ガス」を半田付けに必要な温度にまで加熱するのに必要な「電力」量も、十分に抑制可能である。その結果、装置のランニングコストが低減可能となる。

また、「排ガス」は、いわゆる燃焼作用によって生成されたものであり、大部分が不活性成分である。この「排ガス」を、高価な窒素ガスの代わりに不活性ガスとして利用することによって、窒素ガス供給設備における準備・供給体制維持のための多大なコストが発生しない。その結果、装置のランニングコストが更に低減可能となる。

以上、本発明によれば、半田付けに必要な高温環境及び良好な不活性ガス雰囲気を、装置のランニングコストを抑えつつ実現することができる。

尚、本リフロー半田付け装置において、熱交換部（１０１、２０１）及び排ガス加熱部（１１１）を設けず、「熱」の供給を行わないことも可能である。この場合でも、上記効果が奏功される。しかしながら、熱交換部（１０１、２０１）における熱交換流体（熱交換媒体）の温度等の条件にもよるが、熱交換部（１０１、２０１）及び排ガス加熱部（１１１）を用いて「熱」を有効利用することによって、装置のランニングコストがより低減可能となる。

また、排ガス加熱部（１１１）を不活性ガス供給部（１１０）の外部に配置し、不活性ガス供給部（１１０）から放出された「排ガス」を、この排ガス加熱部（１１１）で加熱することも可能である。また、ヒータ部（１１２）を、不活性ガス供給部（１１０）の内部に配置して、不活性ガス供給部（１１０）内の「排ガス」を、このヒータ部（１１２）で加熱することも可能である。

さらに、半田付けユニット（１１）に対して、発電ユニット（１０、２０）からの電力だけでなく、外部（商用）電力を併せて供給し、給電に幅を持たせることも可能である。

図２は、本発明によるリフロー半田付け装置の一実施形態を示す概略図である。

（発電ユニット１０：内燃機関）
図２（Ａ）によれば、リフロー半田付け装置１は、発電ユニット１０と、半田付けユニット１１とを備えている。このうち、発電ユニット１０は、発電部１００と、熱交換部１０１とを備えており、供給された燃料を用いて電力を生成し、排ガスを排出する。また、発電部１００は、内燃機関１００ａと、発電機１００ｂとを備えている。このうち、内燃機関１００ａは、都市ガス又はＬＰＧ（Liquefied Petroleum Gas）等の炭化水素ガス等の燃料を燃焼させて、動力を発生させるガス燃焼エンジンであってもよく、ガソリン又は軽油等の燃料を燃焼させて動力を発生させるエンジンであってもよい。また、発電機１００ｂは、内燃機関１００ａから伝達された動力を用いて電磁誘導により交流（又は直流）電力を生成する。発電機１００ｂは、更に、生成した電力を半田付けユニット１１の各部に適した形態の電力に制御する制御回路部を備えていることも好ましい。

尚、発電ユニット１０として、例えば、ガスコージェネレーションシステムであるエコウィル（登録商標）の発電ユニットを利用することも可能である。さらに、例えば、特開２０１１−２１５６２号公報又は特開平８−４５８６号公報に開示されているコージェネレーション装置を利用することもできる。

リフロー半田付け装置１は、更に、送風機１２と、水蒸気除去部１３と、排ガス供給管１４と、熱交換配管１５とを備えている。送風機１２は、例えばファンであり、発電部１００から放出された排ガスを水蒸気除去部１３に強制的に送り込む。送風機１２の駆動は、発電ユニット１０で生成された電力によってもよい。

水蒸気除去部１３は、排ガスに水中を通過させ、排ガス中の水蒸気分（水分）を除去する。この通過処理によって、排ガス中に存在する（煤を含む）排ガス微粒子も除去・低減される。これにより、水蒸気分（水分）による配線基板及び電子部品に対する悪影響の懸念が解消される。さらに、水の代わりに水酸化カルシウム（Ｃａ（ＯＨ）_２）溶液を用い、排ガスに水酸化カルシウム溶液中を通過させることによって、排ガス中の水蒸気分（水分）だけではなく、二酸化炭素（ＣＯ_２）ガス分も除去可能となる。即ち、水蒸気除去部１３を炭酸ガス除去部としても機能させることができる。尚、当然に、二酸化炭素ガス分の除去方法として、他の方式の二酸化炭素除去装置を使用することも可能である。

因みに、一実施例として、主成分をメタン（ＣＨ_４）とする都市ガスを、ガス燃焼エンジンである内燃機関１００ａで燃焼させた際の排ガスの成分は、約７１.５重量％の窒素ガスと、約１９.０重量％の水蒸気と、約９.５重量％の二酸化炭素ガスとであった。次いで、この排ガスを、水を蓄えた水蒸気除去部１３で処理した結果、その成分は、約８８.３重量％の窒素ガスと、１１.７重量％の二酸化炭素ガスとに変化し、水蒸気分が概ね完全に除去された。尚、排ガス中には、その他の成分として、極微量のアルゴン（Ａｒ）、一酸化炭素ガス（ＣＯ）、及び窒化ガス（ＮＯ_ｘ）も検出された。これらの微量ガスを、特定の除去装置を用いて除去することも可能である。

ここで、排ガスは、当初１００℃を大幅に超えた温度を有するが、水（水酸化カルシウム溶液）中を通過することによって、少なくとも部分的に１００℃以下となる。これにより、排ガスに含まれる水蒸気が水中に取り込まれる。また、その結果、水（水酸化カルシウム溶液）の温度も１００℃近くに上昇するので、水蒸気除去部１３から取り出される排ガスも、１００℃に近い高温を維持する。この高温の排ガスは、その後、排ガス供給管１４を介して、後述する不活性ガス供給部１１０に供給される。

尚、クリーム半田の半田成分として、鉛（Ｐｂ）フリー半田を使用する場合、その成分元素となり得るスズ（Ｓｎ）、銅（Ｃｕ）及び銀（Ａｇ）はそれぞれ、水蒸気と反応しない。従って、配線基板及び電子部品に対する水蒸気（水）による弊害が生じない場合には、水蒸気除去部１３を使用せず、水蒸気分を含んだ排ガスを不活性ガスとして使用することも可能である。

以上に述べたように、本実施形態においては、高価な窒素ガスの代わりに、発電部１００からの排ガス、又は当該排ガスを適宜処理したガスを、不活性ガスとして利用する。従って、窒素ガス供給設備における準備・供給体制維持のための多大なコストが発生しない。その結果、装置のランニングコストを抑制しつつ、半田付けに必要となる良好な不活性ガス雰囲気を提供することができる。

また、熱交換部１０１は、内燃機関１００ａで発生した熱（反応熱）を、内燃機関１００ａの冷却系を介して受け取り、更に熱交換配管１５内に充填された熱交換流体に移送する。熱交換配管１５は、この熱交換流体を循環させ、後述する排ガス加熱部１１１に熱を伝達させる。尚、この熱交換流体の循環は、発電ユニット１０で生成された電力によってもよい。

尚、熱交換部１０１、熱交換配管１５、及び排ガス加熱部１１１を設けずに、内燃機関１００ａで発生した熱による排ガスの加熱を行わないことも可能である。この場合、排ガスは、後述するヒータ部１１２によって必要温度にまで加熱される。

（半田付けユニット１１）
同じく図２（Ａ）によれば、半田付けユニット１１は、不活性ガス供給部１１０と、排ガス加熱部１１１と、ヒータ部１１２と、排気部１１３と、搬送部１１４と、温度センサ１１５とを備えている。ここで、特に、不活性ガス供給部１１０、排ガス加熱部１１１及びヒータ部１１２は、搬送部１１４（配線基板３０）を間に挟んで、上下（又は左右）それぞれに設けられることも好ましい。これにより、より効率的に配線基板３０を加熱し、クリーム半田を溶融することが可能となる。

不活性ガス供給部１１０は、排ガス供給管１４を介して供給された高温の排ガスを、搬送部１１４で搬送された（クリーム半田が塗布され電子部品が配置された）配線基板３０の周囲に供給する。排ガス加熱部１１１は、不活性ガス供給部１１０の内部に仕込まれており、不活性ガス供給部１１０内の高温の排ガスを加熱する。具体的には、熱交換流体によってもたらされた熱を、排ガス加熱部１１１の外表面に接触した排ガスに移送させ、排ガスを更に高温化させる。

ヒータ部１１２は、例えば電熱ヒータであり、発電機１００ｂで生成された電力を含む電力によって発熱する。即ち、ヒータ部１１２の発熱のための電力を、発電機１００ｂで生成された分で全て賄うことも好ましく、外部（商用）電力も併せて賄うことも可能である。ヒータ部１１２は、不活性ガス供給部１１０の放出口から放出されてヒータ部１１２に接触しながら通過する排ガスを、クリーム半田溶融に必要な温度にまで加熱する。

この際、排ガスは既に排ガス加熱部１１１により加熱されて高温化している。従って、排ガスを加熱するために必要となるヒータ部１１２への電力は、さほど大きな量とならずに済む。例えば、排ガス加熱部１１１によって排ガスが１５０℃にまで加熱されている場合、ヒータ部１１２による半田付け工程に必要な温度、例えば２４０℃、への加熱は、９０℃の温度上昇分で済むことになる。

従って、排ガスを必要温度にまで加熱するのに必要な電力量も、十分に抑制可能である。その結果、装置の（「燃料」代を含む）ランニングコストが大幅に低減される。また、半田付けユニット１１の立ち上げに要する時間も、供給時の排ガス温度が十分に高くなっているので、大幅に短縮される。さらに、半田付けユニット１１への初期投入電力も低減可能となる。

さらに、図２（Ａ）に示すように、不活性ガス供給部１１０の放出口はそれぞれ、互いに仕切り板で仕切られた温度設定ゾーンの各々に向けて開口している。また、ヒータ部１１２は、各温度設定ゾーン内に設置されており、放出口から放出された排ガスを加熱して、各温度設定ゾーン内の排ガス温度を個別に上昇させる。その結果、ヒータ部１１２毎に供給する電力を制御し、ヒータ部１１２による排ガスの加熱を温度設定ゾーン毎に制御することによって、配線基板３０が搬送部１１４に搬送されるにつれて経験する温度分布を、所望のプロファイルに制御することが可能となる。尚、ヒータ部１１２毎の供給電力制御は、温度センサ１１５による温度分布の測定結果を踏まえて行われる。

ここで、排ガスによる不活性ガス雰囲気を、クリーム半田の硬化直前からではなく、それより前となるクリーム半田の溶融開始時から配線基板３０に提供することができる。これにより、半田の品質、特に濡れ性、を向上させることも可能となる。

搬送部１１４は、例えばベルトコンベアであり、クリーム半田が塗布され電子部品が配置された配線基板３０を、高温の排ガスが形成する不活性ガス・高温環境（不活性ガス雰囲気且つ高温環境）内に搬入し、塗布されたクリーム半田を溶融させる。また、クリーム半田が溶融した所定の段階で、配線基板３０を、この不活性ガス・高温環境の外に搬出し、クリーム半田（の半田分）を硬化させ、半田付け工程を完了させる。

排気部１１３は、配線基板３０の搬送範囲内における排ガスによる加熱領域の前後に配置され、配線基板３０（搬送部１１４）の周囲に供給された排ガス（不活性ガス）を吸気口から吸引し、外部に強制排気する。ここで、吸気口は、配線基板３０が搬送部１１４によって不活性ガス・高温環境に搬入される入り口である搬入口付近と、不活性ガス・高温環境から搬出される出口である搬出口付近とに設けられる。排気部１１３内の吸気口付近は、陰圧に保たれるので、排気部１１３は、排ガスを常時吸引する。その結果、空気を汚染し得る排ガスが装置周囲の環境に漏出する事態が防止される。さらに、排気部１１３によって強制排気された排ガスは尚、相当の高温である。従って、熱交換機を用いてこの排ガスの熱を利用して、温風暖房等を行うことも可能となる。

（排ガス処理に係る変更態様）
図２（Ｂ）に、発電ユニット１０から半田付けユニット１１に供給される排ガスの処理に係る変更態様を示す。同図によれば、発電ユニット１０から排出された排ガスは、送風機１２０によってフィルタ１６に送り込まれる。フィルタ１６は、排ガス中に存在する（煤を含む）排ガス微粒子等の固形物質を除去する。固形物質を除去された排ガスは、その後、送風機１２１によって不活性ガス供給部１１０に供給される。フィルタ１６の前後の位置に送風機１２０及び１２１を設置することによって、フィルタ１６で処理した排ガスを不活性ガス供給部１１０に送り込む流量を、内燃機関１００ａから排出される排ガスの流量に合わせることができる。

尚、本変更態様において、排ガスは、水中等を通過していないので、１００℃を大幅に超える高温のまま、不活性ガス供給部１１０に供給される。その結果、ヒータ部１１２がこの排ガスをクリーム半田溶融に必要な温度にまで加熱するのに要する電力は、図２（Ａ）の形態よりも更に低減する。これにより、装置のランニングコストを更に抑えることができる。

図３は、本発明によるリフロー半田付け装置の他の実施形態を示す概略図である。

（発電ユニット２０：燃料電池）
図３（Ａ）によれば、リフロー半田付け装置２は、発電ユニット２０と、半田付けユニット１１とを備えている。このうち、半田付けユニット１１は、リフロー半田付け装置１（図２（Ａ））の半田付けユニットと同様の構成を有しており、以下、説明されない。

発電ユニット２０は、発電部である燃料電池部２００と、熱交換部２０１とを備えており、供給された燃料を用いて電力を生成し、排ガス（オフガス）を排出する。排出された排ガスは、送風機２２によって不活性ガス供給部１１０に送り込まれる。

尚、発電ユニット２０として、例えば、燃料電池コージェネレーションシステムであるエネファーム（登録商標）の燃料電池ユニットを利用することも可能である。さらに、例えば、特開２００１−１８０９１１号公報に開示されている燃料電池発電システムを利用することもできる。

熱交換部２０１は、燃料電池部（発電部）２００で発生した熱（反応熱）を受け取って、更に熱交換配管２５内に充填された熱交換流体に移送する。熱交換配管２５は、この熱交換流体を循環させ、排ガス加熱部１１１に熱を伝達させる。尚、この熱交換流体の循環は、発電ユニット２０で生成された電力によってもよい。

尚、熱交換部２０１、熱交換配管２５、及び排ガス加熱部１１１を設けずに、燃料電池部２００で発生した熱による排ガス（オフガス）の加熱を行わないことも可能である。この場合、排ガスは、ヒータ部１１２によって必要温度にまで加熱される。

図３（Ｂ）に、燃料電池部２００の構成を示す。同図によれば、燃料電池部２００は、水素生成改質部２００ａと、ＣＯ変性除去部２００ｂと、電池反応部２００ｃと、脱酸素部２００ｄと、インバータ２００ｅとを備えている。

水素生成改質部２００ａは、都市ガス又はＬＰＧ等の炭化水素ガスを取り入れて、この炭化水素ガスと水蒸気とを混合し、この混合ガスから水蒸気改質反応によって水素（Ｈ_２）を主成分とする水素含有ガスを生成する。ＣＯ変性除去部２００ｂは、ＣＯ変性触媒等を用いて、生成された水素含有ガスに含まれる一酸化炭素ガス分を低減させる。尚、ＣＯ選択酸化触媒を用いて、一酸化炭素濃度をより（例えば１０ｐｐｍ程度にまで）低減させるＣＯ選択酸化部が、更に設けられてもよい。

電池反応部２００ｃは、電解質を間に挟んだ水素極（アノード）及び空気極（カソード）を有し、水素含有ガス（改質水素）と、取り込んだ空気中の酸素（Ｏ_２）とから電池反応を引き起こして直流電力を生成する。電池反応部２００ｃにおける電池方式として、固体高分子型燃料電池（ＰＥＦＣ）方式、リン酸型燃料電池（ＰＡＦＣ）方式、溶融炭酸塩型燃料電池（ＭＣＦＣ）方式、又は固体酸化物型燃料電池（ＳＯＦＣ）方式等が採用可能である。

ここで、ＰＥＦＣ方式及びＰＡＦＣ方式を採用する場合、反応触媒に白金（Ｐｔ）系材料が使用される。白金系材料は、一般に、一酸化炭素に暴露されると劣化する。そのため、上述したＣＯ変性除去部２００ｂが必要となる。一方、ＭＣＦＣ方式及びＳＯＦＣ方式を採用する場合、少なくとも白金系材料を触媒として使用しないので、上述したＣＯ変性除去部２００ｂは必ずしも必要とされない。

インバータ２００ｅは、電池反応部２００ｃで生成された直流電力を交流電力に変換する。インバータ２００ｅで交流に変換された電力は、半田付けユニット１１に供給される。尚、半田付けユニット１１が交流ではなく直流で駆動する場合、インバータ２００ｅの代わりに、半田付けユニット１１の各部で要求される安定化した直流を生成する安定化回路装置を設置することが好ましい。

脱酸素部２００ｄは、排出される排ガスのうち空気極から放出される空気オフガス中の酸素ガス分を、脱酸素剤、酸化吸収剤又は酸素吸収カートリッジ等を用いて除去・低減する。この空気オフガス中には、空気極で消費されなかった酸素ガスが含まれる。また、脱酸素部２００ｄとして、鉄（Ｆｅ）、マグネシウム（Ｍｇ）、アルミニウム（Ａｌ）、又はマンガン（Ｍｎ）等の酸化し易い金属の粉末又は微小片・糸片を用いて酸素を吸収することも可能である。尚、脱酸化剤の一例が、例えば、特開２００５−３１９４２９号公報に開示されている。

さらに、排出される排ガス（オフガス）のうち水素極から放出される水素オフガス中の水素ガス分を除去・低減する脱水素部が設けられることも好ましい。水素ガス分を除去することによって、排ガス利用における水素爆発を防止する対策を緩和することが可能となる。また、水素オフガス中の水素ガスと空気オフガス中の酸素ガスとを電熱加熱部によって燃焼させ、排ガス中の水素ガス分を水蒸気分（水分）に変換してしまう技術も利用可能である（例えば、特開２００１−５２７３０号公報参照）。さらに、排出される排ガス（オフガス）から水蒸気分（水分）を除去・低減する除湿機を設けることも好ましい。尚、酸素除去装置及び除湿機の一例が、例えば、特開２００５−６３７３３号公報に開示されている。

以上に述べたように、本実施形態においては、高価な窒素ガスの代わりに、燃料電池部２００からの排ガス（オフガス）、又は当該排ガスを適宜処理したガスを、不活性ガスとして利用する。従って、窒素ガス供給設備における準備・供給体制維持のための多大なコストが発生しない。その結果、装置のランニングコストを抑制しつつ、半田付けに必要となる良好な不活性ガス雰囲気を提供することができる。

（リフロー半田付け方法）
図４は、本発明によるリフロー半田付け方法の一実施形態を概略的に示すフローチャートである。

（Ｓ１１）配線基板３０上にクリーム半田３２を塗布する。この塗布は、例えばクリーム半田印刷機を用いて行う。
（Ｓ１２）配線基板３０上のクリーム半田３２が塗布された部分に電子部品３１を配置（実装）する。この実装は、例えば、ＮＣ（Numerical Control）制御のチップマウンタを用いて行う。

（Ｓ１３）「燃料」を用いて「電力」を生成し、「排ガス」を排出する。この「電力」の生成及び「排ガス」の排出は、発電部１００又は２００を用いることによって実施される。
（Ｓ１４）「電力」生成の際に発生する「熱（反応熱）」を用いて、「排ガス」を加熱する。この「排ガス」の加熱は、熱交換部１０１又は２０１と、排ガス加熱部１１１とを用いることによって実施される。尚、本ステップＳ１４は、実施されることによって「熱」を有効利用し装置のランニングコストをより低減可能とするが、省略されることも可能である。

（Ｓ１５）「燃料」を用いて生成された「電力」を含む電力を用いて熱を発生させ、加熱された「排ガス」を更に加熱する。この発熱及び加熱は、ヒータ部１１２を用いることによって実施される。
（Ｓ１６）クリーム半田３２が塗布され且つ電子部品３１が配置された配線基板３０の周囲に、加熱された「排ガス」を供給する。この供給は、搬送部１１４を用いて、配線基板３０を、「排ガス」が形成する不活性ガス・高温環境（不活性ガス雰囲気且つ高温環境）内に投入することによって実現される。また、配線基板３０の通過位置（周囲）に向けての「排ガス」の放出は、不活性ガス供給部１１０を用いることによって実施される。

（Ｓ１７）供給された排ガスによって、配線基板３０を加熱する。これにより、配線基板３０上のクリーム半田３２を溶融させる。
（Ｓ１８）その後、配線基板３０を冷却し、クリーム半田３２（の半田分）を硬化させて、配線基板３０への電子部品３１の半田付けを完了する。

（停電時の対応）
図５は、本発明の半田付け装置における停電時の対応方法の一実施形態を示す概略図である。

図５によれば、半田付けユニット１１は、発電ユニット１０又は２０によって生成された電力と外部（商用）電力とを受け取る電源・制御部１１６を備えている。電源・制御部１１６は、半田付けユニット１１の各構成部に電力を供給しその動作を制御する。特に、電源・制御部１１６は、ヒータ部１１２及び搬送部１１４の駆動を制御する。

搬送部１１４は、本実施形態において、直列に配置された複数のベルトコンベアを含み、複数の配線基板３０を順次、搬入口から搬出口へ搬送する。これら複数のベルトコンベアは、搬送範囲内における複数の位置のうちの１つを境として、搬入口側のベルトコンベアと搬出側のベルトコンベアとが逆方向に移動（回転）することもできるように構成されている。これにより、搬送される複数の配線基板３０の一部を搬入口側に、その他を搬出口側に移動させることも可能となる。

ここで、外部（商用）電力が災害・事故等の理由によって停電した状況における装置側の対応を説明する。

電源・制御部１１６は、外部（商用）電力の停電時に、配線基板３０を、発電ユニット１０又は２０からの電力を用いて搬送部１１４を駆動させることによって、移動させる。この際、クリーム半田３２の不可逆的な変質が発生しない所定の温度を予め設定し、
ａ）停電時に、当該所定温度Ｔ_ｔｈ以下の温度にある配線基板３０に対しては、この配線基板３０を載せた搬送部（ベルトコンベア）１１４を搬入口側に移動させて、排ガスによる加熱領域の外に退避させ、一方で、
ｂ）停電時に、当該所定温度Ｔ_ｔｈを超える温度にある配線基板３０に対しては、この配線基板３０を載せた搬送部（ベルトコンベア）１１４と、ヒータ部１１２とを通常通り駆動させることによって、半田付け工程を完了させる。

従って、例えば、搬入口から最初の温度設定ゾーンに搬入された配線基板３０位置での温度が所定温度Ｔ_ｔｈを超える値である場合、搬入された全ての配線基板３０は、通常通り搬送されて半田付け工程を完了することになる。

ここで、所定温度Ｔ_ｔｈは、クリーム半田３２がその温度においても不可逆的な変質を生じさせない温度閾値である。通常、クリーム半田３２は、半田金属粉末とフラックスとを混合して粘度調整した材料であるが、このうち、フラックスは、樹脂、活性剤、溶剤を含む。この活性剤が反応を起こして消費されたり、この溶剤が揮発したりすると、クリーム半田３２は、不可逆的な変質を起こすと考えられている。この一度変質したクリーム半田３２を冷却して再度使用すると濡れ性等の品質が劣化してしまう。以上のことを考慮して、所定温度Ｔ_ｔｈは、クリーム半田の融点Ｔ_ｃよりも低い温度であって、フラックス中の活性剤及び溶剤等がその温度において不可逆的な変化を起こさないことを実験的に又は経験的に確認した温度、に設定することができる。

尚、電源・制御部１１６は、停電時の配線基板３０の温度を、各配線基板３０の近傍にある温度センサ１１５からの出力を得て判断する。また、ヒータ部１１２の駆動も、発電ユニット１０又は２０からの電力を用いて実施される。

さらに、停電時には、（例えば図２（Ａ）に示した）複数のヒータ部１１２のうち、搬入口に近い位置に設置されたヒータ部１１２の駆動を停止させることも好ましい。また、（例えば図２（Ａ）に示した）不活性ガス供給部１１０の複数の放出口のうち、搬入口に近い位置に設けられた放出口を閉鎖することも好ましい。これらの措置によって、半田付け工程を中断して工程開始前の状態に戻すべき配線基板３０（クリーム半田３２）に対して、不要な加熱を回避することができる。その結果、停電時の対応として発電ユニット１０又は２０からの電力をより有効に活用可能となる。

以上、図５に示した実施形態によれば、外部（商用）電力の停電時には、装置内に存在する半田付け工程仕掛かり中の配線基板３０を、クリーム半田３２の状態に応じて適宜処理することができる。その結果、装置内に工程仕掛かり中の配線基板３０が多数滞留して多数の不良品の発生する事態が回避される。具体的には、クリーム半田３２に上述した不可逆的な変質がまだ生じていない配線基板３０については、半田付け工程を中断して工程開始前の状態に戻すことができる。一方、クリーム半田３２に上述した不可逆的な変質が生じているか更にはクリーム半田３２が溶融している配線基板３０については、停電下にもかかわらず半田付け工程を完了させることができる。従って、従来問題となってきた停電時における多数の不良品の発生が回避される。

このような作用効果はそもそも、自らの発電による電力を緊急時オペレーション電力として使用し、停電下にもかかわらず半田付け工程を実施することによって初めて奏功される。

（フロー半田付け装置）
図６は、本発明によるフロー半田付け装置の構成・作用を説明するための概略図である。

図６によれば、本発明によるフロー半田付け装置は、発電ユニット（１０、２０）と、半田付けユニット（４１）とを備えている。発電ユニット（１０、２０）は、図１に示したものと同様の構成を有しており、供給された「燃料」から、
「電力」と、「排ガス」と、「熱」と
を生成し、これらを半田付けユニット（４１）に供給する。

半田付けユニット（４１）は、不活性ガス供給部（４１０）と、排ガス加熱部（４１１）と、ヒータ部（４１２）と、半田槽（４１７）とを備えている。排ガス加熱部（４１１）は、供給された「排ガス」を、供給された「熱」を用いて加熱する。不活性ガス供給部（４１０）は、「排ガス」の少なくとも一部を、不活性ガスとして配線基板（５０）の周囲、特に半田面側、に供給する。ヒータ部（４１２）は、供給された「電力」を受け取って発熱し、不活性ガス供給部（４１０）から放出された「排ガス」を更に加熱する。また、半田槽（４１７）は、供給された「電力」を受け取って半田を溶融させた状態で維持し、この溶融半田（５２）を蓄える。

被加熱対象物である配線基板（５０）上には、半田付け対象物である電子部品（５１）が、電子部品（５１）のリード線を配線基板（５０）のホールに挿入する形で、配置されている。ここで、配線基板（５０）の半田面には、半田面のランド（パッド）に形成された自然酸化膜を除去するフラックスが塗布される。

このフラックスが塗布された配線基板（５０）の半田面は、加熱された高温の「排ガス」によって形成された、不活性ガス雰囲気であって高温の環境（不活性ガス・高温環境）中に暴露される。この予備加熱によって、フラックスの活性剤成分を残留させつつ不要な溶剤成分を揮発させることができ、さらに配線基板（５０）の半田面を十分に加熱して後の溶融半田（５２）との接触の際の熱衝撃を緩和することが可能となる。

次いで、配線基板（５０）の少なくとも一部（半田面）が、半田槽（４１７）内の溶融半田（５２）に浸り、溶融した半田が配線基板（５０）の半田面に付される。その後、配線基板（５０）が半田槽（４１７）から離脱し、不活性ガス雰囲気内において、この付された半田が硬化する。これにより、配線基板（５０）に対する電子部品（５１）の半田付け工程が完了する。

このように、半田付けに必要な高温環境及び溶融した半田が、「燃料」を供給された発電部（１００、２００）からの「電力」によって実現する。また、発電部（１００、２００）から排出される「排ガス」も当初から相当に高温であり、さらに熱交換部（１０１、２０１）から出力される「熱」によって更に高温化している。従って、半田付け前の予備加熱として好ましい温度にまで「排ガス」を加熱するのに必要な「電力」量も、十分に抑制可能である。その結果、装置のランニングコストが低減可能となる。

また、「排ガス」は、いわゆる燃焼作用によって生成されたものであり、大部分が不活性成分である。この「排ガス」を、高価な窒素ガスの代わりに不活性ガスとして利用することによって、窒素ガス供給設備における準備・供給体制維持のための多大なコストが発生しない。その結果、装置のランニングコストが更に低減可能となる。さらに、半田が配線基板（５０）に付されて更に硬化するまでの間、「排ガス」による不活性ガス雰囲気が提供されるので、酸化による半田の品質（特に濡れ性）低下が防止される。

以上、本発明によれば、半田付けに必要な高温環境及び良好な不活性ガス雰囲気を、装置のランニングコストを抑えつつ実現することができる。

尚、本フロー半田付け装置において、熱交換部（１０１、２０１）及び排ガス加熱部（４１１）を設けず、「熱」の供給を行わないことも可能である。この場合でも、上記効果が奏功される。しかしながら、熱交換部（１０１、２０１）における熱交換流体の温度等の条件にもよるが、熱交換部（１０１、２０１）及び排ガス加熱部（４１１）を用いて「熱」を有効利用することによって、装置のランニングコストがより低減可能となる。

また、排ガス加熱部（４１１）を不活性ガス供給部（４１０）の外部に配置し、不活性ガス供給部（４１０）から放出された「排ガス」を、この排ガス加熱部（４１１）で加熱することも可能である。また、ヒータ部（４１２）を、不活性ガス供給部（４１０）の内部に配置して、不活性ガス供給部（４１０）内の「排ガス」を、このヒータ部（４１２）で加熱することも可能である。

さらに、半田付けユニット（４１）に対して、発電ユニット（１０、２０）からの電力だけでなく、外部（商用）電力を併せて供給し、給電に幅を持たせることも可能である。

図７は、本発明によるフロー半田付け装置の一実施形態を示す概略図である。

（半田付けユニット４１）
図７（Ａ）によれば、フロー半田付け装置４は、発電ユニット１０と、半田付けユニット４１とを備えている。このうち、発電ユニット１０は、リフロー半田付け装置１（図２（Ａ））の発電ユニットと同様の構成を有しており、以下、説明されない。尚、本フロー半田付け装置４において、発電ユニット１０の代わりに発電ユニット２０（図３（Ａ）及び（Ｂ））を使用することも好ましい。

半田付けユニット４１は、不活性ガス供給部４１０と、排ガス加熱部４１１と、ヒータ部４１２と、排気部４１３と、搬送部４１４と、温度センサ４１５と、半田槽４１７とを備えている。ここで、不活性ガス供給部４１０は、搬送部１１４（配線基板５０）を間に挟んで、上下（又は左右）それぞれに設けられることも好ましい。これにより、半田付け工程中、より確実に不活性ガス雰囲気を配線基板５０に提供することが可能となる。

不活性ガス供給部４１０は、排ガス供給管１４を介して供給された排ガスを、搬送部４１４で搬送された（電子部品が配置された）配線基板５０の周囲に供給する。排ガス加熱部４１１は、配線基板５０の半田面側（図７（Ａ）では下側）に設置された不活性ガス供給部４１０の内部に仕込まれており、不活性ガス供給部４１０内の高温の排ガスを加熱する。具体的には、熱交換流体によってもたらされた熱を、排ガス加熱部４１１の外表面に接触した排ガスに移送させ、排ガスを更に高温化させる。

ヒータ部４１２は、例えば電熱ヒータであり、発電ユニット１０で生成された電力を含む電力によって発熱する。即ち、ヒータ部４１２の発熱のための電力を、発電ユニット１０で生成された分で全て賄うことも好ましく、外部（商用）電力も併せて賄うことも可能である。ヒータ部４１２は、配線基板５０の半田面側に設置された不活性ガス供給部４１０の放出口から放出された排ガスであってヒータ部４１２に接触しながら通過する排ガスを、フロー半田付け前の予備加熱として好ましい温度にまで加熱する。

この際、排ガスは既に排ガス加熱部４１１により加熱されて高温化している。従って、排ガスを加熱するために必要となるヒータ部４１２への電力は、さほど大きな量とならずに済む。従って、排ガスを必要温度にまで加熱するのに必要な電力量も、十分に抑制可能である。その結果、装置の（「燃料」代を含む）ランニングコストが大幅に低減される。また、半田付けユニット４１の立ち上げに要する時間も、供給時の排ガス温度が十分に高くなっているので、大幅に短縮される。さらに、半田付けユニット４１への初期投入電力も低減可能となる。

さらに、図７（Ａ）に示すように、不活性ガス供給部４１０の放出口はそれぞれ、互いに仕切り板で仕切られた温度設定ゾーンの各々に向けて開口している。また、ヒータ部４１２は、各温度設定ゾーン内に設置されており、放出口から放出された排ガスを加熱して、各温度設定ゾーン内の排ガス温度を個別に上昇させる。その結果、ヒータ部４１２毎に供給する電力を制御し、ヒータ部４１２による排ガスの加熱を温度設定ゾーン毎に制御することによって、配線基板５０の半田面が搬送部４１４に搬送されるにつれて経験する温度分布を、所望のプロファイルに制御することが可能となる。これにより、配線基板５０に対して、半田面に塗布されたフラックスの活性剤成分を残留させつつ不要な溶剤成分を揮発させる適切な温度を経験させることが可能となり、さらに後の溶融半田５２との接触の際に半田面の受ける熱衝撃を十分に緩和することができる。尚、ヒータ部４１２毎の供給電力制御は、温度センサ４１５による温度分布の測定結果を踏まえて行われる。

ここで、排ガスによる不活性ガス雰囲気を、配線基板５０への半田の塗布前（予備加熱時）だけではなく、半田槽４１７を介した配線基板５０への半田塗布後（半田塗布・硬化時）にも提供することができる。これにより、半田の品質、特に濡れ性、をより向上させることが可能となる。

尚、配線基板５０の部品面側（図７（Ａ）では上側）に設置された不活性ガス供給部４１０における放出口の先に、ヒータ部４１２は設置されないことが好ましい。これにより、配線基板５０の部品面に、加熱された排ガスを直接及ぼさずに済むので、配置された電子部品５１の温度上昇が抑制され、結果として、電子部品５１の性能劣化・破壊を回避することができる。さらに、配線基板５０の半田面側（図７（Ａ）では下側）に設置された不活性ガス供給部４１０の放出口であって半田槽４１７の後工程側の位置にある放出口の先には、ヒータ部４１２を設置しなくともよい。この放出口から供給される排ガスは、配線基板５０の半田面に及び、後述する半田槽４１７を介して配線基板５０の半田面に塗布された半田を冷却して硬化させる。

搬送部４１４は、例えばベルトコンベアであり、電子部品が配置された配線基板５０の半田面を、排ガスが形成する不活性ガス・高温環境（不活性ガス雰囲気且つ高温環境）内に搬入する。また、搬送部４１４は、配線基板５０の少なくとも一部（半田面）が半田槽４１７内の溶融半田（溶融した半田）５２に浸って溶融した半田が配線基板５０の半田面に塗布されるように、配線基板５０を搬送する。搬送部４１４は、さらに、配線基板５０を、半田槽４１７から離脱させ、不活性ガス雰囲気を通しつつ半田を硬化させた後、同環境の外に搬出し、半田付け工程を完了させる。

排気部４１３は、リフロー半田付け装置１（図２（Ａ））の排気部１１３と同様の構成・機能を有し、排ガス（不活性ガス）を外部に強制排気する。

図７（Ｂ）に示すように、半田槽４１７は、発電ユニット１０（発電部１００）から供給される電力を含む電力によって半田を溶融した状態に維持し、溶融半田５２として蓄える。即ち、半田槽４１７の駆動のための電力を、発電ユニット１０で生成された分で全て賄うことも好ましく、外部（商用）電力も併せて賄うことも可能である。半田槽４１７は、攪拌フィン４１８を備えており、攪拌フィン４１８を回転させて溶融半田５２に噴流を起こし、溶融半田５２の液面に波を立てる。

この際、配線基板５０の少なくとも一部（半田面）が、この溶融半田５２の波を受けて溶融半田５２に浸り、溶融した半田が配線基板５０の半田面に塗布される。変更態様として、半田槽４１７を静止ＤＩＰ槽とし、攪拌フィン４１８を設けずに溶融半田５２を静止状態にしたまま、配線基板５０を浸すことも可能である。

ここで、半田槽４１７の溶融半田５２の液面も、排ガス（不活性ガス）雰囲気で覆われていることが好ましい。これにより、高温状態にある溶融半田５２の液面の酸化が防止され、良好な品質の半田を配線基板５０に塗布することが可能となる。

以上に述べたように、本実施形態においては、高価な窒素ガスの代わりに、発電部１００からの排ガス、又は当該排ガスを適宜処理したガスを、不活性ガスとして利用する。従って、窒素ガス供給設備における準備・供給体制維持のための多大なコストが発生しない。その結果、装置のランニングコストを抑制しつつ、半田付けに必要となる良好な不活性ガス雰囲気を提供することができる。

尚、本フロー半田付け装置において、熱交換部１０１、熱交換配管１５、及び排ガス加熱部４１１を設けずに、発電部１００で発生した熱による排ガスの加熱を行わないことも可能である。この場合、配線基板５０の半田面に供給される排ガスは、ヒータ部４１２によって必要温度にまで加熱される。

（フロー半田付け方法）
図８は、本発明によるフロー半田付け方法の一実施形態を概略的に示すフローチャートである。

（Ｓ２１）配線基板５０のホールに、リードタイプの電子部品５１のリード線を挿入して電子部品５１を配置する。この挿入工程は、例えばアキシャル挿入機又はラジアル挿入機を用いて行う。ここで、電子部品５１が配置された配線基板５０の半田面に、フラックスを塗布することが好ましい。
（Ｓ２２）「燃料」を用いて「電力」を生成し、「排ガス」を排出する。この「電力」の生成及び「排ガス」の排出は、発電部１００又は２００を用いることによって実施される。

（Ｓ２３）「電力」生成の際に発生する「熱（反応熱）」を用いて、「排ガス」を加熱する。この「排ガス」の加熱は、熱交換部１０１又は２０１と、排ガス加熱部４１１とを用いることによって実施される。尚、本ステップＳ２３は、実施されることによって「熱」を有効利用し装置のランニングコストをより低減可能とするが、省略されることも可能である。
（Ｓ２４）「燃料」を用いて生成された「電力」を含む電力を用いて熱を発生させ、半田槽４１７の半田を溶融させてその溶融状態を維持し、加熱された「排ガス」を更に加熱する。この発熱及び溶融・加熱は、半田槽４１７及びヒータ部１１２を用いることによって実施される。

（Ｓ２５）電子部品５１が配置された配線基板５０の半田面の周囲に、加熱された「排ガス」を供給する。この供給は、搬送部４１４を用いて、配線基板５０の半田面を、「排ガス」が形成する不活性ガス・高温環境（不活性ガス雰囲気且つ高温環境）内に投入することによって実現される。また、配線基板５０の通過位置（周囲）に向けての「排ガス」の放出は、不活性ガス供給部４１０を用いることによって実施される。
（Ｓ２６）供給された排ガスによって、配線基板５０の半田面を加熱する。これにより、フロー半田付け直前における配線基板５０の予備加熱が実施される。

（Ｓ２７）配線基板５０の少なくとも半田面を、溶融した半田に浸す。これは、搬送部４１４を用いて配線基板５０を半田槽４１７の位置に搬送し、半田槽４１７を駆動させることによって実現する。これにより、半田が配線基板５０に塗布される。
（Ｓ２８）排ガスによる不活性ガス雰囲気内で、配線基板５０に塗布された半田を硬化させて、配線基板５０への電子部品５１の半田付けを完了する。この半田の硬化は、搬送部４１４を用いて配線基板５０を半田槽４１７から離脱させることによって実現する。

以上、本発明によれば、半田付けに必要な不活性ガス・高温環境が、燃料を供給された発電部からの電力及び排ガスによって実現する。さらに、発電部で生成される熱を併せて更なる高温環境を提供することも可能である。その結果、良好な半田品質を実現しつつ装置のランニングコストがより低減可能となる。また、発電による電力を使用して半田付け工程を実施することができるので、外部（商用）電力の停電時に多数の不良品が発生する事態を回避することができる。

なお、以上に述べた実施形態は全て、本発明を例示的に示すものであって限定的に示すものではなく、本発明は、他の種々の変形態様及び変更態様で実施することができる。従って、本発明の範囲は、特許請求の範囲及びその均等範囲によってのみ規定されるものである。

１、２ リフロー半田付け装置（半田付け装置）
１０、２０ 発電ユニット
１００ 発電部
１００ａ 内燃機関
１００ｂ 発電機
１０１、２０１ 熱交換部
１１、４１ 半田付けユニット
１１０、４１０ 不活性ガス供給部
１１１、４１１ 排ガス加熱部
１１２、４１２ ヒータ部
１１３、４１３ 排気部
１１４、４１４ 搬送部
１１５、４１５ 温度センサ
１１６ 電源・制御部
１２、１２０、１２１、２２ 送風機
１３ 水蒸気除去部
１４、２４ 排ガス供給管
１５、２５ 熱交換配管
１６ フィルタ
２００ 燃料電池部（発電部）
２００ａ 水素生成改質部
２００ｂ ＣＯ変性除去部
２００ｃ 電池反応部
２００ｄ 脱酸素部
２００ｅ インバータ
３０、５０ 配線基板（被加熱対象物）
３１、５１ 電子部品（半田付け対象物）
３２ クリーム半田（半田含有物）
５２ 溶融半田（半田）
４ フロー半田付け装置
４１７ 半田槽
４１８ 攪拌フィン

Claims (10)

1. 被加熱対象物に半田付け対象物を半田付けする半田付け装置であって、
   供給された燃料を用いて電力を生成し、排ガスを排出する発電部と、
   当該排ガスの少なくとも一部を、不活性ガスとして、当該被加熱対象物の周囲に供給する不活性ガス供給部と、
   前記発電部から供給される電力を含む電力によって発熱して、当該排ガスを当該被加熱対象物の周囲に供給する前に加熱し、少なくとも、当該被加熱対象物の周囲に供給された当該排ガスを介して当該被加熱対象物を加熱するヒータ部と
   を備えていることを特徴とする半田付け装置。
2. 前記発電部は、供給された燃料を燃焼させて動力を生成し、排ガスを排出する内燃機関と、当該動力を用いて電力を生成する発電機とを備えていることを特徴とする請求項１に記載の半田付け装置。
3. 前記内燃機関より排出される当該排ガスから水蒸気分又は水分を除去し又は低減させる水蒸気除去部を更に備えていることを特徴とする請求項２に記載の半田付け装置。
4. 前記内燃機関より排出される当該排ガスから二酸化炭素ガス分を除去し又は低減させる炭酸ガス除去部を更に備えていることを特徴とする請求項２又は３に記載の半田付け装置。
5. 当該被加熱対象物を搬送する搬送部と、
   前記搬送部による当該被加熱対象物の搬送範囲内における当該排ガスによる加熱領域の前後に設置された、前記不活性ガス供給部から放出された当該排ガスを排気するための排気部と
   を更に備えていることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の半田付け装置。
6. 前記ヒータ部は、半田含有物が付され且つ当該半田付け対象物が配置された当該被加熱対象物を少なくとも当該排ガスを介して加熱することによって、当該半田含有物を溶融させることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の半田付け装置。
7. 前記ヒータ部に、前記発電部からの電力以外に外部電力が供給されており、
   当該被加熱対象物を搬送する搬送部と、
   外部電力の停電時に、付された半田含有物を溶融させない所定温度以下の温度にある当該被加熱対象物を、前記発電部からの電力を用いて前記搬送部を駆動させることにより、当該排ガスによる加熱領域の外に退避させる制御部と
   を更に有しており、
   前記制御部は、前記所定温度を超える温度にある当該被加熱対象物に対して、前記発電部からの電力を用いて前記ヒータ部及び前記搬送部を駆動させることにより、半田付け工程を完了させる
   ことを特徴とする請求項６に記載の半田付け装置。
8. 当該被加熱対象物を搬送する搬送部と、
   前記発電部から供給される電力を含む電力によって半田を溶融した状態に維持する半田槽と
   を備えており、
   前記搬送部は、当該被加熱対象物の少なくとも一部が前記半田槽内の溶融した半田に浸って当該溶融した半田が当該被加熱対象物に付されるように、当該被加熱対象物を搬送する
   ことを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の半田付け装置。
9. 前記発電部による電力生成の際に発生する熱を用いて、当該被加熱対象物の周囲に供給される当該排ガスを加熱する排ガス加熱部を更に備えていることを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載の半田付け装置。
10. 被加熱対象物上に半田付け対象物を配置し、
    燃料を用いて電力を生成するとともに、排ガスを排出し、
    燃料を用いて生成された当該電力を含む電力により熱を発生させて、排出された当該排ガスの少なくとも一部を、当該被加熱対象物の周囲に供給する前に加熱し、
    当該半田付け対象物が配置された当該被加熱対象物の周囲に、加熱された当該排ガスを不活性ガスとして供給し、
    供給された当該排ガスによって当該被加熱対象物を加熱する
    ことを特徴とする半田付け方法。

Images