JPH02112872A - ベーパーリフロー式はんだ付け装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はベーパーリフロー式はんだ付け装置に係り、特
に４方向に平面的に電極端子を取り出した、いわゆるフ
ラットパックＩＣおよび抵抗、コンデンサ等のチップ部
品を用いた高密度実装プリント配線板のはんだ付けに適
したベーパーリフロー式はんだ付け装置に関する。

〔従来の技術〕

近年、プリント配線板への電子部品の高密度実装がます
ます進んでいるが、プリント配線板へ半導体、チップ部
品など電子部品を接着するはんだ付け作業はラインの最
終工程に当たるため、はんだ付けの良否が部品の性能を
左右することから、はんだ付け技術はラインの中で最も
重要技術とみられるに至った。最近では、はんだ付け作
業を行なう炉内の温度分布の均一性を高め、かつ電子部
品に対する有害な過熱を避ける必要性から、対空気比重
の大きい蒸気を熱媒体として用い、その凝縮潜熱を利用
して被処理物を加熱するベーパーリフロー式はんだ付け
装置が注目されている。

この装置は例えば特開昭６０−１０６５０２号に記載の
如く、プリント配線板のはんだパターン上に電子部品を
搭載し、このプリント配線板を前述のように対空気比重
の大きさ熱媒体の飽和蒸気中に通すことによってはんだ
付けするものである。

まず、第６図、第７図を参照して従来の代表的なベーパ
ーリフロー式はんだ付け装置について説明する。

図において、装置は蒸気発生槽４．搬入側搬送路５．搬
出側搬送路６．加熱ヒータ７、搬入側冷却器８．搬出側
冷却器９．搬入側排気口１０．搬出側排気口１１よりな
るリフロー室１．予熱ヒータ１４よりなる予熱室２．冷
却ファン１８よりなる冷却室３．コンベア１５．駆動ス
プロケット１９などを含む駆動系、回収装置２６．水酸
除去器２９を含む熱媒体回収系より構成される。

このように構成されたベーパーリフロー式はんだ付け装
置の作用を説明する。

蒸気発生槽４の底部に溜っている熱媒体１２に浸った加
熱ヒータ７により沸騰蒸発した熱媒体の飽和蒸気１３は
上部に上昇し、側壁通路２３に通じた側方蒸気吐出口２
４および下部蒸気吐出口２５より吐出されて被処理物１
６を上下から加熱し、一部は凝縮液化して落下し、蒸気
発生槽４の底部に溜まる。搬入側搬送路５および搬出側
搬送路６に流入した飽和蒸気１３は搬入側冷却器８およ
び搬出側冷却器９により冷却されて液化し、戻り配管１
７を通って蒸気発生槽４の底部に戻る。

わずかに残った蒸気は搬入側排気口１０および搬出側排
気口１１より配管２２を通って回収装置２６に流入し、
冷却コイル２７．デミスタ−２８により回収される。

回収された熱媒体は水酸除去器２９で水酸除去され、ポ
ンプ３０により蒸気発生槽４に戻される。

一方、予熱ヒータ１４により加熱されて予熱室２からコ
ンベア１５でリフロー室１に搬入された被処理物１６は
飽和蒸気１３に触れて加熱され、蒸気発生槽４内では飽
和蒸気１３の凝縮潜熱によりはんだが加熱、溶解されて
はんだ付けされる。

被処理物１６は搬出側搬送路６に入り次第に冷却され、
冷却室３に入って冷却ファン１Ｂによりさらに冷却され
て装置から搬出される。

蒸気発生槽４内の飽和蒸気１３の高さは、蒸気発生槽４
内に移動可能に設けた温度センサー３１と温度調節器３
２により所定の温度となるように電力調節器３３を通し
て加熱ヒータ７への電力を制御している。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記のようなベーパーリフロー式はんだ付け装置におい
て、以下のような問題点が生じる。

１、蒸発発生槽から搬入側搬送路に入った飽和蒸気は搬
入側冷却器により急速に凝縮液化するので、予熱室と搬
入側冷却器の間には飽和蒸気のほとんどない領域が発生
する。従って、予熱室で予熱された被処理物の温度はこ
の領域で低下して、予熱の効果が低減する。

２、搬入側と搬出側で冷却器の伝熱面積が同一であると
、搬出側冷却器と搬出側排気口の間で冷却源がなくなる
ので、被処理物の温度の低下が緩かとなる。従って、は
んだの強度が低下して、はんだ付けの信頼性が低下する
。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的は蒸気回収用冷却器を搬送路下方に設け、搬出
側冷却器の伝熱面積を搬入側冷却器より大きくし、また
搬入側冷却器の上方搬送路に蓋を設けることにより、達
成される。

〔作用〕

蒸気発生槽から搬送路に入った飽和蒸気の蒸気面は搬入
側では蒸気回収用冷却器の伝熱面積が小さくまた上方に
蓋があるので、冷却器入口までは急激に低くならない。

一方、搬出側では冷却器の伝熱面積は大きく、飽和蒸気
が冷却器に入るのを防げる搬送路の蓋もないので、飽和
蒸気面は急激に低くなる。それによって、被処理物の温
度は搬入側では飽和蒸気の保温効果により低下が少なく
、搬出側では冷却器の冷却効果により急激に低くなるの
で、予熱効果を失なうことなく、またはんだ強度の低下
もなく。

はんだ付けの信頼性が向上する。

〔実施例〕

以下、本発明の具体的な実施例を第１図から第５図を用
いて詳細に説明する。

第１図に、予熱室、リフロー室、冷却室よりなり、搬送
側冷却器の伝熱面積を大きくシ、搬入側冷却器の上部に
蓋をした本発明の実施例を示す。

装置は蒸気発生槽４．ｌｉｐ入側搬送路５．＠出側搬送
路６．加熱ヒータ７、搬入側冷却器５．搬出側冷却器９
．＠入側排気ロ１０．搬出側排気口１１よりなるリフロ
ー室１．予熱ヒータ１４よりなる予熱室２．冷却ファン
１８よりなる冷却室３゜コンベア１５．駆動スプロケッ
ト１９．搬入、Ｗ１出側スプロケット２０．２１などを
含む駆動系。

回収装置２６．水酸除去器２９．ポンプ３０を含む熱媒
体回収系、温度センサー３１．温度調節器３２、電力調
節器３３などの制御系より構成される。

このように構成された本実施例のベーパーリフロー式は
んだ付け装置の作用を説明する。

蒸発発生槽４の下方に溜った熱媒体１２は加熱ヒータ７
により加熱されて蒸発した飽和蒸気１３は蒸気発生槽４
を上昇し、一部は下部蒸気吐出口２５より流出して、被
処理物１６を下部より加熱し、残りの飽和蒸気１３は側
方蒸気吐出口２４より流出して、被処理物１６を上方よ
り加熱する。

被処理物１６を加熱した飽和蒸気１３の一部は凝縮液化
して落下し、蒸気発生槽４の底部に溜まる。

残りは搬入側搬送路５および搬出側搬送路６に流入する
。搬入側搬送路５に進入した飽和蒸気１３は蓋３４に沿
ってしばらく流れてから搬入側冷却器８で冷却され凝縮
液化するが、搬出側搬送路６に進入した飽和蒸気１３は
直ちに搬出側冷却器９により冷却され凝縮液化し、戻り
配管１７を通って蒸気発生槽４の底部に戻る。

第２図に予熱室、リフロー室、冷却室よりなり、搬入側
冷却器の蓋の上面にラビリンス効果のある溝を付けた本
発明の他の実施例を示す。

この実施例は第１図に示す実施例の搬入側冷却器の蓋３
４の上面にラビリンス効果のある溝３５を付けたもので
ある。

搬入側搬送路５に進入した飽和蒸気１３はラビリンス効
果のある溝３５を付けた搬入側冷却器の蓋３４に沿って
流れてから、搬入側冷却器８で冷却され、凝縮液化する
。

第３，４図に予熱室、リフロー室、冷却室よりなり、蒸
気発生槽の直前直後の搬送路側壁を狭くした本発明の更
に他の実施例を示す。

この実施例では、第１図に示す実施例の蒸気発生槽４の
直前、直後の搬送路側壁３６．３７を狭くしたものであ
る。

蒸気発生槽４内の飽和蒸気１３は搬送路側壁３６．３７
の絞りにより、高い蒸気面を保った後、搬入側搬送路５
および搬出側搬送路６に流出する６第５図に予熱室、リ
フロー室、冷却室よりなり、蒸気発生槽の直前直後の搬
送路側壁を狭くした区間の距離を搬入側で搬出側より長
くした本発明の更に他の実施例を示す。

この実施例では第３図に示す実施例の搬入側搬送路の狭
い側壁の距離を搬出側より長くしたものであり、飽和蒸
気の流れは同様であるから、ここでは省略する。

〔発明の効果〕

本発明によれば、以下のような効果がある。

１、蒸気発生槽から搬入側搬送路に流入した飽和蒸気は
搬入側冷却器の上方に蓋が設けられているので、搬入側
搬送路をしばらく流れてから搬入側冷却器により冷却さ
れ蒸気面高さが保たれる。従って、予熱室にて予熱され
た基板が搬入側搬送路に入ってきて、蒸気発生槽に入る
前に搬入側冷却器の上方を流れてきた飽和蒸気により加
熱されるので、予熱後の基板の温度の低下は少なく、予
熱の効果が維持される。

２、蒸気発生槽から搬入側搬送路に流入した飽和蒸気は
直ちに搬出側冷却器により冷却されて凝縮液化するので
、蒸気面高さは急激に低下する。

また、搬出側冷却器の伝熱面積が搬入側冷却器より十分
大きいので、リフロー室で加熱された被処理物は冷却器
との間の熱交換により急激に冷却される。従って、被処
理物上のはんだの強度の低下が少なく、はんだ付けの信
頼性が向上する。

３、蒸気発生槽の直前を後の搬送路側壁を狭くして、し
かも狭い区間の距離を搬入側で大きくしているので、少
ない蒸気発生量で所定の蒸気面を保つことができる。従
って、熱媒体の消耗量が少なく、また加熱ヒータの電力
も少なくてすむので、経済性が向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係るベーパーリフロー式は
んだ付け装置の断面図、第２図は本発明の他の実施例の
断面図、第３図は本発明の更に他の実施例の断面図、第
４図は第３図のＡ−Ａ線断面図、第５図は本発明の更に
他の実施例の断面図、第６図は従来の代表的ベーパーリ
フロー式はんだ付け装置の断面図、第７図は第６図のＢ
−Ｂ線断面図である。 １・・・リフロー室、２・・・予熱室、３・・冷却室、
４・・・蒸気発生槽、５・・・搬入側搬送路、６・・搬
出側搬送路、７・・・加熱ヒータ、８・・・搬入側冷却
器、９・・・搬出側冷却器、１０・・・搬入側排気口、
１１・・・搬出側排気口、１２・・・熱媒体、１３・・
・飽和蒸気、１４・・・予熱ヒータ、１５・・・コンベ
ア、１６・・・被処理物、１７・・戻り配管、１８・・
冷却ファン、１９・・・能動スプロケット、２０・・・
搬入側スプロケット、２１・・搬出側スプロケット、２
２・・・配管、２３・・・側壁通路、２４・・・側方蒸
気吐出口、２５・・・下部蒸気吐出口、２６・・・回収
装置、２７・・・冷却コイル、２８・・・デミスタ−２
９・・・水酸除去器、３０・・・ポンプ、３１・・・温
度センサ、３２・・・温度調節器、３３・・・電力調節
器、３４・・・蓋、３５・・・溝、３６・・・搬入側搬
送路側壁、３７・・・搬出側搬送路側壁。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、コンベアにより搬送される被処理物に熱媒体の飽和
   蒸気を接触させて被処理物のはんだを加熱溶融させては
   んだ付けを行なうベーパーリフローはんだ付け装置にお
   いて、蒸気発生槽に隣接し、搬送路より下方に蒸気回収
   用の冷却器を設け、冷却器の伝熱面積を被処理物の搬出
   側で大きくするとともに、搬入側の冷却器の上方と搬送
   路との間に蓋を設けたことを特徴とするベーパーリフロ
   ーはんだ付け装置。