JP7066655B2

JP7066655B2 - 搬送加熱装置

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Publication number: JP7066655B2
Application number: JP2019082515A
Authority: JP
Inventors: 彰一齋藤; 恒木本; 伸夫内田; 淳志田
Original assignee: Tamura Corp
Current assignee: Tamura Corp
Priority date: 2019-04-24
Filing date: 2019-04-24
Publication date: 2022-05-13
Anticipated expiration: 2039-04-24
Also published as: JP2020181861A

Description

本発明は、例えばリフロー装置に適用される搬送加熱装置に関する。

電子部品又はプリント配線基板に対して、予めはんだ組成物を供給しておき、リフロー炉の中に基板を搬送コンベヤで搬送するリフロー装置が使用されている。リフロー装置の加熱ゾーンでは、熱風が基板に対して吹きつけられることによって、はんだ組成物内のはんだを溶融させて基板の電極と電子部品とがはんだ付けされる。はんだ組成物は、粉末はんだ、溶剤、フラックスを含む。フラックスは、成分としてロジンなどを含み、はんだ付けされる金属表面の酸化膜を除去し、はんだ付けの際に加熱で再酸化するのを防止し、はんだの表面張力を小さくして濡れを良くする塗布剤の働きをするものである。

このフラックスは、加熱により、液化し、さらに、一部が気化する。したがって、大気又は不活性ガスと気化した物質が混合された気体（以下、フラックスガスと適宜称する）が加熱室としての炉内に充満する。フラックスガスは、温度の低い部位に付着し易く、冷やされることで液化し、付着している部位から滴下してしまうことから、基板の上面に付着することもあり、基板の性能を損うこととなる。また、炉内において温度が低下する部分に堆積する等によりリフロー工程に大きな影響を与える場合もある。したがって、リフロー炉内のフラックスを低減、除去するようになされる。

例えば、特許文献１には、配線基板が搬入される入口と、配線基板が搬出される出口とが形成されたチャンバ内の雰囲気ガス中に滞留するフラックスヒュームを除去する捕集装置を備えたはんだ付け装置において、フラックスヒューム除去後のガス体を噴出して、少なくともチャンバの出口側を封止するガスカーテンを形成するノズルを備えるとともに、捕集装置は雰囲気を冷却するための冷却部を有するはんだ付け装置が記載されている。かかる特許文献１は、チャンバの入口や出口等にガスカーテンを形成して雰囲気の封止性を向上させ、チャンバ内の不活性ガスの濃度の低下を防止するものである。

特許第３１３１０９０号公報

特許文献１に記載のはんだ付け装置は、チャンバ内の雰囲気の封止性を高めるためにガスカーテンを設けるものであって、フラックスガスが冷えて凝集し、液体となってプリント回路基板等の被加熱物（以下、ワークという）に付着することを防止するものではない。すなわち、特許文献１では、リフロー装置の入口および出口のスロートにガスカーテンを設けるものであり、スロートの手前の冷却部でフラックスガスが冷却されてワーク上に滴下することを防止することができない。

したがって、本発明の目的は、フラックスガスが凝集し、液体となってワークに付着することを防止することができる搬送加熱装置を提供することにある。

本発明は、被加熱物に対して加熱を行うプリヒートゾーンと、被加熱物に対してはんだ付けを行なうリフローゾーンからなる加熱ゾーンと、
リフローゾーンの後に配され、はんだ付けがされた被加熱物を冷却する冷却ゾーンと、
プリヒートゾーン，リフローゾーン及び冷却ゾーン内を通過するように、被加熱物を搬送する搬送装置と、
加熱ゾーンの入口近傍及び加熱ゾーンの出口近傍のそれぞれに設けられ、搬送方向とほぼ直交する方向に延びる吹き出し口を有し、吹き出し口から加熱ゾーン内の気体を内部に押し戻す方向に気体を吹き出す第１及び第２の吹き出し部と、
プリヒートゾーン及びリフローゾーンの境界付近に設けられ、搬送方向とほぼ直交する方向に延びる吹き出し口を有し、吹き出し口からプリヒートゾーン及びリフローゾーン内の気体を内部にそれぞれ押し戻す方向に気体を吹き出す第３の吹き出し部とを備えた搬送加熱装置である。

少なくとも一つの実施形態によれば、加熱炉の内部の気体が凝集して被加熱物に付着することを防止することができる。なお、ここに記載された効果は必ずしも限定されるものではなく、本発明中に記載されたいずれの効果であってもよい。また、以下の説明における例示された効果により本発明の内容が限定して解釈されるものではない。

図１は、本発明を適用できるリフロー装置の概略を示す略線図である。図２は、リフロー時の温度プロファイルの例を示すグラフである。図３は、本発明の第１の実施形態の構成を示す略線図である。図４Ａ，図４Ｂ及び図４Ｃは、吹き出しパイプの平面図、吹き出しパイプの拡大断面図、吹き出しパイプの他の例の平面図である。図５は、リフロー装置の一つの加熱ゾーンの構成の一例を示す断面図である。図６Ａ及び図６Ｂは、本発明の効果の説明のためのグラフである。図７は、フラックス回収装置の一例の説明に用いる略線図である。図８は、本発明の第２の実施形態の構成を示す略線図である。図９は、本発明の第３の実施形態の構成を示す略線図である。

以下、本技術の実施形態等について図面を参照しながら説明する。以下に説明する実施の形態等は本技術の好適な具体例であり、本技術の内容がこれらの実施形態等に限定されるものではない。

「リフロー装置の一例」
図１は、本発明を適用できる従来のリフロー装置の概略的構成を示す。プリント配線板の両面に表面実装用電子部品が搭載された被加熱物が搬送コンベヤの上に置かれ、搬入口１１からスロート１２を通ってリフロー装置の炉内に搬入される。搬送コンベヤが所定速度で矢印方向（図１に向かって左から右方向）へ被加熱物を搬送し、被加熱物がスロート１３を通過して搬出口１４から取り出される。搬送コンベアの搬送方向が水平方向とされている。スロート１２および１３は、シール構造としてラビリンスを備えている。また、スロート１２は、入り口側のラビリンスとゾーンＺ１の間に空間を有しているが、簡単のためラビリンス及び空間の両者をスロートと称する。

搬入口１１から搬出口１４に至る搬送経路に沿って、リフロー炉（炉体）が例えば９個のゾーンＺ１からＺ９に順次分割され、これらのゾーンＺ１～Ｚ９がインライン状に配列されている。入口側から７個のゾーンＺ１～Ｚ７が加熱ゾーンであり、出口側の２個のゾーンＺ８及びＺ９が冷却ゾーンである。冷却ゾーンＺ８及びＺ９に関連して強制冷却ユニットＣＬが設けられている。

上述した複数のゾーンＺ１～Ｚ９がリフロー時の温度プロファイルにしたがって被加熱物の温度を制御する。図２に温度プロファイルの一例の概略を示す。横軸が時間であり、縦軸が被加熱物例えば電子部品が実装されたプリント配線板の表面温度である。最初の区間が加熱によって温度が上昇する昇温部Ｒ１であり、次の区間が温度がほぼ一定のプリヒート（予熱）部Ｒ２であり、次の区間が本加熱部Ｒ３であり、最後の区間が冷却部Ｒ４である。

昇温部Ｒ１は、常温からプリヒート部Ｒ２（例えば１５０°Ｃ～１７０°Ｃ）まで基板を加熱する期間である。プリヒート部Ｒ２は、等温加熱を行い、フラックスを活性化し、電極、はんだ粉の表面の酸化膜を除去し、また、プリント配線板の加熱ムラをなくすための期間である。本加熱部Ｒ３（例えばピーク温度で２２０°Ｃ～２４０°Ｃ）は、はんだが溶融し、接合が完成する期間である。本加熱部Ｒ３では、はんだの溶融温度を超える温度まで昇温が必要とされる。本加熱部Ｒ３は、プリヒート部Ｒ２を経過していても、温度上昇のムラが存在するので、はんだの溶融温度を超える温度までの加熱が必要とされる。最後の冷却部Ｒ４は、急速にプリント配線板を冷却し、はんだ組成を形成する期間である。

図２において、曲線１は、鉛フリーはんだの温度プロファイルの一例を示す。Ｓｎ－Ｐｂ共晶はんだの場合の温度プロファイルは、曲線２で示すものとなる。鉛フリーはんだの融点は、Ｓｎ－Ｐｂ共晶はんだの融点より高いので、プリヒート部Ｒ２及び本加熱部Ｒ３における設定温度がＳｎ－Ｐｂ共晶はんだに比して高いものとされている。

リフロー装置では、図２における昇温部Ｒ１の温度制御を、主としてゾーンＺ１及びＺ２が受け持つ。プリヒート部Ｒ２の温度制御は、主としてゾーンＺ３、Ｚ４及びＺ５が受け持つ。本加熱部Ｒ３の温度制御は、ゾーンＺ６及びＺ７が受け持つ。冷却部Ｒ４の温度制御は、ゾーンＺ８及びゾーンＺ９が受け持つ。本明細書では、昇温部Ｒ１及びプリヒート部Ｒ２を受け持つゾーンをプリヒートゾーンと総称し、本加熱部を受け持つゾーンをリフローゾーンと総称する。

「第１の実施形態」
本発明の第１の実施形態について説明する。第１の実施形態は、上述したリフロー装置と同様のリフロー装置に対して本発明を適用したものである。図３は、第１の実施形態の概略的構成を示し、図３では、被加熱物としてのプリント回路基板などのワークＷを搬送するための搬送機構例えば搬送コンベアＲＣ及びリフロー装置全体を収容する外板ＦＰが示されている。

搬入口１１から炉体内（チャンバー内）に搬入されたワークＷがスロート１２、ゾーンＺ１～Ｚ９、スロート１３を通って搬出口１４から取り出される。第１の実施形態においては、ゾーンＺ１～Ｚ５がプリヒートゾーンを構成し、ゾーンＺ６～Ｚ８がリフローゾーンを構成し、ゾーンＺ９が冷却ゾーンを構成する。

プリヒートゾーンは、例えば（１５０°Ｃ～１７０°Ｃ）までワークＷを加熱する区間である。プリヒートゾーンにおいては、等温加熱がなされ、フラックスが活性化され、電極、はんだ粉の表面の酸化膜が除去され、また、ワークＷの加熱ムラが解消される。リフローゾーンは、（例えばピーク温度で２２０°Ｃ～２４０°Ｃ）の加熱を行う区間であって、このリフローゾーンにおいて、はんだが溶融し、接合が完成する。リフローゾーンでは、はんだの溶融温度を超える温度まで昇温が必要とされる。リフローゾーンは、プリヒートゾーンを通過していても、温度上昇のムラが存在することを考慮して、はんだの溶融温度を超える温度までの加熱が必要とされる。冷却ゾーンは、急速にワークＷを冷却し、はんだ組成を形成する区間である。

リフロー装置には、ワーク搬出側に金属製の隔壁で仕切られたバッファ室２４が設けられている。ワーク搬入側及び中間部にバッファ室を設けるようにしてもよい。プリヒートゾーン及びリフローゾーンには、ヒータ及びファンなどで構成された熱風による加熱装置がそれぞれ配設され、また、冷却ゾーンには、冷却ファンが配設される。

炉体の入口付近例えばスロート１２とゾーンＺ１の境界付近の搬送経路の上側及び下側にそれぞれ吹き出しパイプ２５ａ，２５ｂが設けられる。吹き出しパイプ２５ａ，２５ｂは、矢印で示すように、搬送経路と直交する方向よりややワーク進行方向に傾いた吹き出し角度でもって気体を噴射するものである。気体は、エアや不活性ガスであるＮ２（窒素）等を用いることができ、不活性ガスを用いることがより好ましい。

リフローゾーンと冷却ゾーンの境界付近例えばバッファ室２４にガスカーテンが設けられる。ガスカーテンは、搬送経路の上側に設けられた吹き出しパイプ３０ａと、吹き出しパイプ３０ａに対向するように、搬送経路の下側に設けられた吸い込みノズル３０ｂによって構成される。例えば吹き出しパイプ３０ａが下側の吸い込みノズル３０ｂに向かって気体を噴出し、吸い込みノズル３０ｂがこの気体を吸い込むようになされる。気体は、エアや不活性ガスであるＮ２（窒素）等を用いることができ、不活性ガスを用いることがより好ましい。

さらに、冷却ゾーンＺ９とスロート１３の境界付近の搬送経路の上側及び下側にそれぞれ吹き出しパイプ２７ａ，２７ｂが設けられる。吹き出しパイプ２７ａ，２７ｂは、矢印で示すように、搬送経路と直交する方向よりややワーク進行方向に傾いた吹き出し角度でもって気体を噴射するものである。気体は、エアや不活性ガスであるＮ２（窒素）等を用いることができ、不活性ガスを用いることがより好ましい。

吹き出しパイプ２５ａ，２５ｂ、並びに、吹き出しパイプ３０ａ及び吸い込みノズル３０ｂからなるガスカーテンによって、炉体内（プリヒートゾーン及びリフローゾーン）にフラックスガスを封じ込めることができる。したがって、スロート１２において炉体内のフラックスガスが凝集して液化することを防止でき、また、冷却ゾーンＺ９において炉体内のフラックスガスが凝集して液化することを防止できる。したがって、フラックスガスの液化した成分がワークＷに滴下することを防止することができる。なお、吹き出しパイプ２７ａ，２７ｂによって、炉体内への大気の進入を阻止し、炉体内の酸素濃度の上昇を防止することができる。

吹き出しパイプ２５ａ，２５ｂ，３０ａ，２７ａ，２７ｂの一例について図４Ａ、図４Ｂ及び図４Ｃを参照して説明する。これらの吹き出しパイプは、同一の構成を有するので、吹き出しパイプ２５ａについて説明する。

吹き出しパイプ２５ａは、図４Ａに示すように、例えば金属製の管状の形状であり、周面に小孔ｒが整列して形成されたものである。この小孔ｒを通じて矢印で示すように、気体が吹き出す。なお、小孔ｒを周面に２列以上形成し、同時に２箇所の小孔ｒから異なる吹き出し角度でもって気体を吹き出すようにしてもよい。さらに、図４Ｃに示すように、小孔ｒに代えてスリットｒ’を設けてスリットｒ’を通じて気体を吹き出すようにしてもよい。

上述した吹き出しパイプ２５ａ，２５ｂ，３０ａ，２７ａ，２７ｂは、搬送コンベアＲＣの搬送方向と直交する方向に延長する管状部材の周面に複数の小孔が延長方向に形成されたものである。これらの吹き出しパイプは、固定のベース部に対して回転自在に支持され、小孔から吹き出される気体の吹き出し角度が可変とされている。なお、吸い込みノズル３０ｂは、例えば金属製の管の周面に吸い込み口を形成したものである。

さらに、フラックスガスを閉じ込めているので、炉体内ではフラックスガスの濃度が高くなる。このフラックスガスからフラックスを除去するフラックスガス浄化装置として、フラックスを回収するフラックス回収装置が設けられる。一例として、フラックス回収装置４１_１，４１_２，４１_３及び４１_４が設けられる。フラックス回収装置４１_１は、スロート１２（ラビリンス出口側とゾーンＺ１の入り口の間の空間）内のガスからフラックスを回収し、フラックス回収後の浄化された気体をスロート１２に戻すように構成されている。フラックス回収装置４１_２は、ゾーンＺ１のガスからフラックスを回収し、フラックス回収後の浄化された気体をゾーンＺ１に戻すように構成されている。フラックス回収装置４１_３は、ゾーンＺ５のガスからフラックスを回収し、フラックス回収後の浄化された気体をゾーンＺ５に戻すように構成されている。フラックス回収装置４１_４は、バッファ室２４のガスからフラックスを回収し、フラックス回収後の浄化された気体をバッファ室２４に戻すように構成されている。なお、フラックス回収装置の設ける箇所及び個数は、図３に示すものに限られない。

さらに、フラックス回収装置によりフラックス回収後の浄化後の気体を静電式集塵機に供給し、静電式集塵機により浄化された気体を炉体内に戻したり、工場排気として放出するようにしてもよい。静電式集塵機によれば、１μｍ以下の微粒子を除去することができるので、工場排気として放出することが可能となる。

上述したように、炉体内のフラックスガスの濃度が高い状態でフラックス回収装置４１_１～４１_４によってフラックスガスを回収することにより、フラックス回収率を既存のリフロー装置に比してより高くすることができる。

図５を参照して、ゾーンＺ５の構成を説明する。上部炉体１５と下部炉体３５との対向間隙内で、プリント配線板の両面に表面実装用電子部品が搭載されたワークＷが搬送コンベヤ３１上に置かれて搬送される。上部炉体１５内及び下部炉体３５内は、雰囲気ガスである例えば窒素（Ｎ２）ガスが充満している。上部炉体１５及び下部炉体３５は、ワークＷに対して熱風（熱せられた雰囲気ガス）を噴出してワークＷを加熱する。なお、熱風と共に赤外線を照射しても良い。

下部炉体３５は、主加熱源１６、副加熱源１７、送風機例えば軸流ブロワ１８、蓄熱部材１９、熱風循環ダクト２０、開口部２１等からなる。なお、上部炉体１５は、例えば、上述した下部炉体３５とほぼ同様の構成とされているので、対応する部分の説明を省略する。送風機としては、ターボファン、シロッコファンなどの遠心ファンを使用してもよい。さらに、図５に示す炉体の構成は、一例であり、他の構成をとりうる。

開口部２１を通じて熱風がワークＷに対して吹きつけられる。主加熱源１６、副加熱源１７は、例えば電熱ヒータで構成される。蓄熱部材１９は、例えばアルミニウムからなり、多数の孔が形成され、その孔を通じて熱風が通過してワークＷに対して吹きつけられる。

熱風は、軸流ブロワ１８によって循環される。すなわち、（主加熱源１６→蓄熱部材１９→開口部２１→ワークＷ→熱風循環ダクト２０→副加熱源１７→熱風循環ダクト２０→軸流ブロワ１８→主加熱源１６）の経路を介して熱風が循環する。

軸流ブロワ１８の近傍には、リフロー炉内の雰囲気ガスをフラックス回収装置４１３からの浄化後の気体を導入するための配管３３が設けられている。浄化後の気体は、配管３３を介して炉体に流入される。フラックス回収装置４１３では、フラックスヒューム中のフラックスが除去及び回収され、フラックスが低減又は除去された浄化後の気体が生成される。

さらに、本発明によれば、フラックス回収率の向上に加えて炉体内の酸素濃度が高くなることを防止することができ、炉体内に供給する不活性ガス（Ｎ２）の量を減少させることができる。例えば既存のリフロー装置に対してワークＷを所定間隔で連続投入した場合の酸素濃度（ゾーンＺ１及びゾーンＺ９）のそれぞれの測定結果を図６Ａ及び図６Ｂに示す。図６Ａが既存のリフロー装置の酸素濃度を示し、図６Ｂが本発明の第１の実施形態によるリフロー装置の酸素濃度を示す。

また、既存のリフロー装置の酸素濃度の評価結果を表１に示し、本発明の第１の実施形態によるリフロー装置の酸素濃度の評価結果を表２に示す。

これらの表１及び表２から炉内酸素濃度の変動を改善できることが分かる。

フラックス回収装置４１_１～４１_４としては、種々の方式のものを使用できる。例えば現行の広く使用されている方式である水冷／空冷方式、加圧方式、慣性集塵方式などのいずれの方式も使用することができる。慣性集塵方式は、慣性衝突を利用してエアロゾルを採取する装置をフラックス回収に使用したものである。水冷／空冷方式は、汎用性が高いが、高コスト（チラー及び配管が必要なため）という特性を有する。加圧方式は、低コスト、高効率の回収という特性を有する。慣性集塵方式は、低コスト、高効率粉塵回収が可能という特性を有する。

加圧方式のフラックス回収装置の一例について、図７を参照して説明する。フラックス
回収装置は、送風機例えばターボファンと、ターボファンの吹き出し部に設けられた経路形成部と、フラックス回収容器からなる。フラックス回収装置の下部に支持脚６１及び６２が設けられ、床面６４に対してフラックス回収装置が設置される。また、フラックス回収装置の下部に溜まったフラックスがフラックス回収容器６３によって回収されるようになされている。

フラックス回収装置のターボファンの羽根４２がモータ（図示しない）によって矢印方向に回転され、羽根４２の外周側面からフラックスヒュームが吹き出される。吹き出されたフラックスヒュームが経路形成部４３に対して流入する。一例として、図面の用紙の裏側にモータが配置され、用紙の表側からフラックスヒュームが吸い込まれる。また、図９は、経路形成部４３を覆う円形の蓋を取り外した状態を示している。

経路形成部４３は、羽根４２の外周側面と同心円状又は渦巻き状の経路（風の流路）を有するものである。経路形成部４３がターボファンによって遠心方向に吹き出されたフラックスヒュームを浄化し、浄化後のガスを上部の配管３３を通じてリフロー装置の炉内例えばゾーンＺ６に戻す経路を形成する。また、液化したフラックスが下部のフラックス回収容器６３によって回収される。

経路形成部４３は、その中心に羽根４２が取り付けられた円形の底面板４５を有し、底面板４５の外周に沿って外周面板４４が設けられ、底面板４５上に複数の経路が形成されている。さらに、複数の経路の上が蓋（図示しない）で覆われ、複数の経路を含む密閉空間が形成されている。経路形成部４３は、ステンレス等の金属を加工したものである。

ターボファンの羽根４２の風が吹き出す外周側面に仕切板４６がほぼ１周巻き付けられ、仕切板４６の一部に形成された隙間が吹き出し口４７とされる。仕切板４６は、底面板４５に対してほぼ垂直に取り付けられた帯状の金属薄板である。

この吹き出し口４７を流入口とし、同心円状に配置された仕切板４６及び仕切板４８によって第１の経路Ｐ１が形成される。仕切板４６と仕切板４８が連続し、仕切板４８は、吹き出し口４７の位置で、仕切板４６から離間して、仕切板４６と同心円状に配置される。仕切板４６及び仕切板４８の対向間隔が一定とされ、対向空間が経路Ｐ１とされる。吹き出し口４７から吹き出されたフラックスヒュームが矢印で示すように、第１の経路Ｐ１を通って仕切板４８の端部と接近する位置に形成された流出口４９に導かれる。

仕切板４６及び仕切板４８によってほぼ１周にわたって形成された第１の経路Ｐ１の流出口４９から仕切板４８及び仕切板５０によって形成される第２の経路Ｐ２にフラックスヒュームが流入する。仕切板５０は、仕切板４８と連続したもので、流出口４９の位置で、仕切板４８から離間して、仕切板４８と同心円状に配置される。仕切板４８及び仕切板５０の対向間隔が一定とされ、対向空間が経路Ｐ２とされる。流出口４９から経路Ｐ２にフラックスヒュームが矢印で示すように流入される。そして、フラックスヒュームが矢印で示すように、第２の経路Ｐ２を通って仕切板５０の端部と接近する位置に形成された流出口５１に導かれる。

仕切板４６及び仕切板４８の対向距離に比較して仕切板４８及び仕切板５０の対向距離が大とされている。仕切板４６，４８及び５０の高さは、互いに等しい（底面板４５と蓋の対向距離）ので、第２の経路Ｐ２の断面積が第１の経路Ｐ１の断面積よりも大となる。この結果、第１の経路Ｐ１においてフラックスヒュームが圧縮され、第１の経路Ｐ１から第２の経路Ｐ２に切り替わる流出口４９において、フラックスヒュームが断熱膨張される。断熱膨張は、上述したようなほぼ断熱状態での膨張を意味する。したがって、第１の経路Ｐ１が圧縮部として機能し、第２の経路Ｐ２が膨張部として機能する。

流出口５１を流入口とする第３の経路Ｐ３が仕切板５０及び外周面板４４によって形成される。仕切板５０は、流出口５１の位置で、仕切板５０から離間して、その遊端が外周面板４４の内面と接合される。仕切板５０及び外周面板４４の対向間隔が一定とされ、対向空間が第３の経路Ｐ３とされる。第２の経路Ｐ２から流入されたフラックスヒュームが矢印で示すように、第３の経路Ｐ３を通って配管３３が接続されている流出口５２に導かれる。この配管３３を通じて浄化後のガスが炉内に導入される。

仕切板４８及び仕切板５０の対向距離に比較して仕切板５０及び外周面板４４の対向距離が大とされている。仕切板４８，５０及び外周面板４４の高さは、互いに等しい（底面板４５と蓋の対向距離）ので、第３の経路Ｐ３の断面積が第２の経路Ｐ２の断面積よりも大となる。この結果、第２の経路Ｐ２においてフラックスヒュームが圧縮され、第２の経路Ｐ２から第３の経路Ｐ３に切り替わる流出口５１において、フラックスヒュームが断熱膨張される。したがって、第２の経路Ｐ２が圧縮部として機能し、第３の経路Ｐ３が膨張部として機能する。すなわち、第１の経路Ｐ１、第２の経路Ｐ２及び第３の経路Ｐ３が連続的に形成され、第２の経路Ｐ２は、圧縮部と膨張部の両方の機能を果たすことになる。

上述したフラックス回収装置の動作は以下の順序でなされる。
吹き出し口４７から吹き出したフラックスヒュームが経路Ｐ１に流入する。
経路Ｐ１の断面積が小さいので、フラックスヒュームが圧縮される。経路Ｐ１内でフラックス分子の衝突回数が増加し、フラックス分子の一部が液化する。
流出口４９から経路Ｐ２にフラックスヒュームが吹き出される。経路Ｐ１の断面積に比して経路Ｐ２の断面積が大きいので、フラックスヒュームが断熱膨張される。これによって、経路Ｐ２内の温度が低下し、フラックス分子の液化がさらに進む。

フラックス回収装置では、さらに、以下の処理がなされる。
流出口５１から経路Ｐ３にフラックスヒュームが吹き出される。経路Ｐ２の断面積に比して経路Ｐ３の断面積が大きいので、経路Ｐ２から経路Ｐ３に切り替わる時にフラックスヒュームが断熱膨張される。これによって、経路Ｐ３内の温度が低下し、フラックス分子の液化がさらに進む。
経路Ｐ３を通った浄化されたフラックスヒュームが流出口５２から配管３３を通じて炉（例えばゾーンＺ６）に戻される。

上述したように、（圧縮（経路Ｐ１）→断熱膨張（経路Ｐ２））及び（圧縮（経路Ｐ２）→断熱膨張（経路Ｐ３））の処理を行なうことによって、フラックスの回収能力を増加することができる。

「第２の実施形態」
本発明の第２の実施形態について説明する。第２の実施形態は、上述した第１の実施形態におけるガスカーテン（吹き出しパイプ３０ａ及び吸い込みノズル３０ｂ）に吹き出しパイプを設けるようにしたものである。図８は、第２の実施形態の概略的構成を示す。図３と対応する部分には同一の参照符号を付してその説明を省略する。

リフローゾーンと冷却ゾーンの境界付近例えばバッファ室２４の搬送経路の上側及び下側にそれぞれ吹き出しパイプ２６ａ，２６ｂが設けられる。吹き出しパイプ２６ａ，２６ｂは、矢印で示すように、搬送経路と直交する方向よりややワーク進行方向と逆方向に傾いた吹き出し角度でもって気体を噴射するものである。気体は、エアや不活性ガスであるＮ２（窒素）等を用いることができ、不活性ガスを用いることがより好ましい。吹き出しパイプ２６ａ，２６ｂは、吹き出しパイプ２５ａと同様の構成（図４Ａ及び図４Ｂ参照）を有する。

吹き出しパイプ２５ａ，２５ｂ，２６ａ，２６ｂによって、炉体内（プリヒートゾーン及びリフローゾーン）にフラックスガスを封じ込めることができる。したがって、搬入口１１より手前のスロート１２において炉体内のフラックスガスが凝集して液化することを防止でき、また、冷却ゾーンＺ９において炉体内のフラックスガスが凝集して液化することを防止できる。したがって、フラックスガスの液化した成分がワークＷに滴下することを防止することができる。なお、吹き出しパイプ２７ａ，２７ｂによって、炉体内への大気の進入を阻止し、炉体内の酸素濃度の上昇を防止することができる。

「第３の実施形態」
図９を参照して本発明の第３の実施形態について説明する。第３の実施形態は、吹き出しパイプ２８ａ，２８ｂをプリヒートゾーンとリフローゾーンの境界に設けたものであり、他の構成は、第２の実施形態と同様である。すなわち、ゾーンＺ１～Ｚ５がプリヒートゾーンを構成し、ゾーンＺ６～Ｚ８がリフローゾーンを構成するので、ゾーンＺ５とゾーンＺ６の境界位置付近に吹き出しパイプ２８ａ及び２８ｂが設けられる。なお、この境界付近にバッファ室を形成して、バッファ室に吹き出しパイプ２８ａ及び２８ｂを設けてもよい。

吹き出しパイプ２８ａ，２８ｂは、矢印で示すように、搬送経路と直交する方向よりややワーク進行方向、並びにワーク進行方向と逆方向の二つの方向に傾いた吹き出し角度でもって気体を噴射するものである。気体は、エアや不活性ガスであるＮ２（窒素）等を用いることができ、不活性ガスを用いることがより好ましい。吹き出しパイプ２８ａ，２８ｂは、吹き出しパイプ２５ａと同様の構成（図４Ａ及び図４Ｂ参照）を有する。

第２の実施形態と同様に、吹き出しパイプ２５ａ，２５ｂ，２６ａ，２６ｂによって、炉体内（プリヒートゾーン及びリフローゾーン）にフラックスガスを封じ込めることができる。したがって、スロート１２において炉体内のフラックスガスが凝集して液化することを防止でき、また、冷却ゾーンＺ９において炉体内のフラックスガスが凝集して液化することを防止できる。したがって、フラックスガスの液化した成分がワークＷに滴下することを防止することができる。なお、吹き出しパイプ２７ａ，２７ｂによって、炉体内への大気の進入を阻止し、炉体内の酸素濃度の上昇を防止することができる。

第３の実施形態では、炉体内のフラックスガスをプリヒートゾーンとリフローゾーンの二つの空間に分けることができる。これは、各ゾーンで発生するフラックスガスの成分が異なることを利用して、回収物を異なる成分とするためである。すなわち、プリヒートゾーンでは、その温度が低いので溶剤成分が揮発しやすく、リフローゾーンでは、その温度が高いので、主に樹脂成分が揮発しやすい。したがって、プリヒートゾーンのフラックスガスからフラックス回収装置４１_１，４１_２，４１_３によって回収された回収物の主たる成分は、溶剤系の回収物であり、リフローゾーンのフラックスガスからフラックス回収装置４１_４によって回収された回収物の主たる成分は、樹脂成分由来の回収物である。

このように成分ごとに回収することができるので、各成分に適した回収物の処分方法を使用できる。また、各成分に適したフラックス回収装置を使用することができ、回収効率を向上させることができる。例えば上述した加圧方式は、流路が狭い構成を有するので、主にフラックス中の溶剤成分の回収に適している。したがって、フラックス回収装置４１_１，４１_２，４１_３として加圧方式を採用する。また、慣性集塵方式は、粉塵の回収に適しているので、樹脂成分の回収に適している。したがって、フラックス回収装置４１_４として慣性集塵方式を採用することが望ましい。

上述した第３の実施形態によっても、フラックスガスが凝集して液化することを低減または防止することができ、また、炉体内の酸素濃度が上昇することを防止できる。さらに、発生するフラックスガスを異なる成分のものに分けてそれぞれを効率よく回収でき、それぞれに適した方法で処分することができる。

「変形例」
以上、本発明の実施の形態について具体的に説明したが、上述の各実施の形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想に基づく各種の変形が可能である。例えば本発明においては、加熱ゾーンの入口側及び出口側の一方に吹き出し部を設け、他方は、既存のガスカーテンとしてもよい。ガスカーテンは、吹き出し部と異なり、ガス（不活性ガス又は大気）の吹き出し側と吹き出されたガスを吸い込む吸い込み側が対向して配置された構成を有するものを意味する。また、本発明は、リフロー装置等のはんだ付け装置に限らず、プリント配線板上に表面実装部品を熱硬化型の接着剤によって接着するための実装装置、パターン形成された銅張積層板上に形成されたソルダーレジストを硬化させる装置などにも適用することができる。すなわち、本発明は、加熱処理を行うことによって気化した物質が大気又は不活性ガスに対して混合された気体の浄化に対して適用できる。

また、上述の実施の形態において挙げた構成、方法、工程、形状、材料及び数値などはあくまでも例に過ぎず、必要に応じてこれと異なる構成、方法、工程、形状、材料及び数値などを用いてもよい。また、上述の実施の形態の構成、方法、工程、形状、材料及び数値などは、本発明の主旨を逸脱しない限り、互いに組み合わせることが可能である。

１１・・・搬入口、１２，１３・・・スロート、１４・・・搬出口、
１５・・・上部炉体、４１_１～４１_４・・・フラックス回収装置、
２５ａ，２５ｂ，２６ａ，２６ｂ，２７ａ，２７ｂ，２８ａ，２８ｂ・・・吹き出しパイプ、３０ａ・・・吹き出しパイプ、３０ｂ・・・吸い込みノズル

Claims

被加熱物に対して加熱を行うプリヒートゾーンと、前記被加熱物に対してはんだ付けを行なうリフローゾーンからなる加熱ゾーンと、
前記リフローゾーンの後に配され、はんだ付けがされた被加熱物を冷却する冷却ゾーンと、
前記プリヒートゾーン，前記リフローゾーン及び前記冷却ゾーン内を通過するように、被加熱物を搬送する搬送装置と、
前記加熱ゾーンの入口近傍及び前記加熱ゾーンの出口近傍のそれぞれに設けられ、搬送方向とほぼ直交する方向に延びる吹き出し口を有し、前記吹き出し口から前記加熱ゾーン内の気体を内部に押し戻す方向に気体を吹き出す第１及び第２の吹き出し部と、
前記プリヒートゾーン及び前記リフローゾーンの境界付近に設けられ、搬送方向とほぼ直交する方向に延びる吹き出し口を有し、前記吹き出し口から前記プリヒートゾーン及び前記リフローゾーン内の気体を内部にそれぞれ押し戻す方向に気体を吹き出す第３の吹き出し部とを備えた搬送加熱装置。
前記プリヒートゾーンから気体を吸い出して浄化する第１の気体浄化装置と、前記リフローゾーンから気体を吸い出して浄化する第２の気体浄化装置を有し、
前記第１及び第２の気体浄化装置が異なる方式である請求項１に記載の搬送加熱装置。
前記第１及び第２の気体浄化装置の少なくとも一方は、
大気又は不活性ガスと加熱により気化した物質が混合された気体を圧縮する圧縮部と、前記圧縮部によって圧縮された気体を膨張させることによって前記物質を液化させる膨張部とを備え、
前記物質が低減された気体を得るようにした請求項２に記載の搬送加熱装置。
前記圧縮部によって圧縮された気体を膨張させる時に、熱の出入りがほぼ無いようにされた請求項３に記載の搬送加熱装置。