JPH0275466A - 気相式はんだ付け装置 - 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］ この発明は、はんだの融点よりも高い沸点の熱転移液の
蒸気により、はんだペーストを融解してプリント基板と
チップ部品との間等を互いに接合するための気相式はん
だ付け装置に関するものである。

［従来の技術］ 第２図は例えば粘開昭６２−１３２６３号公報に示され
た従来の気相式はんだ付け装置を示す模式的な断面図で
あり、図において、１は容器、２は加熱ヒータ（加熱手
段）、３は図示しない供給源から＠環冷却媒体を供給さ
れる冷却コイル、４は容器ｌ内に収容され加熱ヒータ２
により加熱される熱転移液で、この熱転移液４の沸点は
、はんだの融点よりも高い。また、５は熱転移液４を気
化させた高温の飽和蒸気、６は被はんだ付け部品。

７．８はそれぞれ赤外線式の予備加熱ヒータ、９は容器
１に連通接続されるフード、１０はフード９および容器
１０内に配設され被はんだ付け部品６を図中右方向へ移
送するベルトコンベアである。

次に動作について説明する。

熱転移液４は、容器１の図示の位置まで入れられ加熱コ
イル２によりその沸点まで加熱される。

沸騰する熱転移液４から発生する高温の飽和蒸気５は、
容器１内を満たし、冷却コイル３により直接的にまたは
フード９を介して間接的に冷却され凝縮した液体は容器
１へ流れ戻る。このとき、高温の飽和蒸気５は空気より
も密度が大きく、この事実と冷却コイル３の作用とによ
り高温の飽和蒸気５は、図示のとおりほぼ一定の形状（
点線で囲む領域）を保ち、フード９から洩出することは
ない、このようにして、高温の飽和蒸気５の一定形状を
形成してから、被はんだ付け部品６が、ベルトコンベア
１０により高温の飽和蒸気５内へ投入される。高温の飽
和蒸気５は、被はんだ付け部品６上に凝縮し、潜熱と熱
伝達とにより、はんだを溶解または流動させ、被はんだ
付け部品６をはんだ付けする。

なお、常温の被はんだ付け部品６を高温の飽和蒸気５内
へ投入すると、特にＩＣパッケージ等電子部品が熱スト
レスによる破壊、耐湿性の低下等を引き起こすことが知
られている。そこで、被はんだ付け部品６を高温の飽和
蒸気５内へ投入する前に、２つの予備加熱ヒータ７．８
の輻射熱により、はんだ溶融点よりも低い適切な温度ま
で被はんだ付け部品６を予備加熱する。

また、現在、熱転移液４としては、はとんどフッ素系の
溶剤が用いられているが、この溶剤は、沸点（２２０℃
程度がよく使ねれる）よりも１０〜２０度以上過熱する
と熱分解し有害な物質を発生することが知られている。

この温度を熱転移液の過熱温度と呼ぶ、一方、被はんだ
付け部品６を１５０℃程度に予備加熱するには、予備加
熱ヒータ７の表面温度をおよそ４００℃、予備加熱ヒー
タ８の表面温度をおよそ２００℃で一定温度に保つよう
に制御し、予備加熱ヒータ７は、一定形状を保つ高温の
飽和蒸気５からかなり距離をおいて設置される。

［発明が解決しようとする課題］ 従来の気相式はんだ付け装置は以上のように構成されて
いるので、予備加熱ヒータ８による熱転移液蒸気の過熱
による有害ガス発生の危険性が高く、蒸気過熱防止のた
め、予備加熱ヒータ８の表面温度の監視、制御や予備加
熱ヒータ７付近に漏洩蒸気を近づけない等の配慮が必要
で、システム規模・装置寸法が大型化する。また、予備
加熱時の被はんだ付け部品６内の温度分布が同部品６内
の輻射率の分布に大きく依存し、熱転移液４の沸点で被
はんだ付け部品６の最高加熱温度を管理できるという気
相式はんだ付け装置の長所すら損なうなどの課題があっ
た。

この発明は上記のような課題を解消するためになされた
もので、システム規模・装置寸法の大型化を招くことな
く、予備加熱において有害ガス発生の危険性が低く、温
度分布が被はんだ付け部品に依存せず、さらに、被はん
だ付け部品を熱転移液の沸点以上に加熱する危険性の低
い気相式はんだ付け装置を得ることを目的とする。

［課題を解決するための手段］ この発明に係る気相式はんだ付け装置は、被はんだ付け
部品を予備加熱する予備加熱手段を、熱源（熱転移液ま
たは飽和蒸気の熱、もしくは加熱手段）により空気もし
くは所定の不活性ガスを加熱して一定温度の高温ガスを
発生させる高温ガス発生手段と、同高温ガス発生手段が
らの高温ガスを前記波はんだ付け部品へ向けて噴出する
噴出手段とから構成したものである。

［作　　　用］ この発明における気相式はんだ付け装置では、高温ガス
発生手段により、空気もしくは所定の不活性ガスが、一
定温度まで加熱されてから、その高温ガスが噴出手段に
より被はんだ付け部品へ吹き付けられて、この被はんだ
付け部品の予備加熱が行なわれる。このとき、熱源とし
て、熱転移液または飽和蒸気の熱、もしくは加熱手段が
用いられているため、熱転移液の過熱温度以下で熱転移
液の沸点に近い高温ガスを容易に発生することができ、
この高温ガスと同温度程度まで被はんだ付け部品を予備
加熱することができる。

［発明の実施例］ 以下、この発明の一実施例を図について説明する。第１
図はこの発明の一実施例による気相式はんだ付け装置を
示す模式的な断面図であり、図中、既述の符号と同一の
符号は同一部分を示しているので、その説明は省略する
。

第１図において、１１は戻り回路１９を介して入口側の
フード９がら空気を取り入れて加圧するブロワ（Ｂ）、
１２は容器１内の熱転移液４中に配設されるコイル状の
熱交換器１６へつながる加熱回路、１３は熱交換器１６
を回避するバイパス回路、１４．１５はそれぞれ空気全
流量、バイパス流量を調整する流量調整弁、１７は加熱
された空気の温度を計測する温度計（Ｔ）、１８は加熱
された高温空気（高温ガス）を容器１へ移送される前の
被はんだ付け部品６へ吹き付ける分散ノズル（噴出手段
）、１９は入口側のフード９内へ供給された空気を回収
する戻り回路である。

本実施例では、加熱ヒータ（加熱手段）２により加熱さ
れた熱転移液４が熱交換器１６の熱源になるとともに、
コイル状の熱交換器１６が一定温度の高温ガスを発生さ
せる高温ガス発生手段とじてそなえられ、この熱交換器
１６と分散ノズル１８とにより、予備加熱手段が構成さ
れる。

次に１本実施例の装置の動作について説明する。

熱転移液４が加熱コイル２により加熱されると。

従来装置の動作と同じく、高温の飽和蒸気５が、第１図
に点線で示すようなほぼ一定の形状を形成する。

本実施例の装置では、流量調整弁１４．１５を所定の開
度に予め設定しておき、ブロワ１１を運転すると、入口
側のフード９内の空気が戻り回路１９を介して吸引され
、加熱回路１２．バイパス回路１３へそれぞれ流量調整
弁１４．１５の開度に応じた流量の空気が流れる。加熱
回路１２を流れる空気は、熱交換器１６において、沸騰
する熱転移液４から熱を奪って昇温し、バイパス回路１
３を流れる空気と混合され１分散ノズル１８からフード
９内へ噴出され、フード９上部の高温ガス溜りから戻り
回路１９を介して再びブロワ１１へ吸引されて循環する
。

この循環をしばらく繰り返すと、分散ノズル１８から噴
出される空気温度は一定温度となり、この一定温度の空
気（高温ガス）を被はんだ付け部品６へ吹き付けて、熱
伝達により被はんだ付け部品６を昇温させ予備加熱する
。このときの空気の温度は、熱転移液４を熱源として用
いているので、熱転移液４の沸点よりも高くなることは
なく、また、温度計１７の指示値をみながら空気全流量
。

バイパス流量を流量調整弁１４．１５により調整するこ
とにより任意に調整できるので、被はんだ付け部品６を
所望の予備加熱温度まで安全に昇温できる。

また、この方式の予備加熱においては、被はんだ付け部
品６への伝熱は、主に高温空気の強制対流による熱伝達
であるため、被はんだ付け部品６の輻射率が伝熱に与え
る影響も小さい。

このように、本実施例の装置によれば、熱転移液４の加
熱温度よりも低くその沸点に近い一定温度の高温ガスを
容易に発生することができ、この高温ガスにより被はん
だ付け部品６を予備加熱できるので、熱転移液４の蒸気
雰囲気中に従来のように電熱式や赤外線式等のヒータを
設置する必要がなくなってシステム規模・装置寸法を大
型化することなく、蒸気過熱による有害ガス発生の危険
性や、熱転移液４の沸点以上に被はんだ付け部品６を加
熱する危険性を大幅に低くすることができる。

なお、上記実施例では、加熱するガスとして空気を用い
循環式としているが、ブロワ１１および戻り回路１９を
廃止して、窒素等の不活性ガスを高圧ボンベにより供給
するようにしてもよい。

また、上記実施例では、熱交換器１６をコイル状配管と
したが、形状はこれに限定されず、配管の内外にフィン
を設けてもよいし、熱交換器１６の熱源を沸騰する熱転
移液４としたが、高温の飽和蒸気５や加熱ヒータ２を、
またこれらの組み合わせを熱源として用いてもよい。ま
た、流量調整弁１４．１５は手動式としているが、不活
性ガス温度を設定温度に保つ等のプログラマブルな自動
制御機能を付加してもよい。

さらに、上記実施例では、加熱して得られ高温ガスを被
はんだ付け部品６の予備加熱に利用しているが、この高
温ガスを、容器１内を通過してはんだ付けを終了した被
はんだ付け部品６の乾燥のために利用してもよい。

［発明の効果］ 以上のように、この発明によれば、高温ガス発生手段に
より熱転移液の加熱温度よりも低くその沸点に近い一定
温度の高温ガスを発生し、この高温ガスを噴出手段から
被はんだ付け部品へ吹き付けて予備加熱を行なうように
構成したので、システム規模・装置寸法を大型化するこ
となく、蒸気過熱による有害ガス発生の危険性や、熱転
移液の沸点以上に被はんだ付け部品を加熱する危険性を
大幅に低くすることができ、はんだ付け時の安全性が向
上するほか、被はんだ付け部品にあまり依存しない伝熱
特性を有するものが得られる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例による気相式はんだ付け装
置を示す模式的な断面図、第２図は従来の気相式はんだ
付け装置を示す模式的な断面図である。 図において、１−容器、２−加熱ヒータ（加熱手段）、
４−熱転移液、５・−飽和蒸気、６−被はんだ付け部品
、１６−熱交換器（高温ガス発生手段）、１８−・−分
散ノズル（噴出手段）。 なお、図中、同一の符号は同一、又は相当部分を示して
いる。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　熱転移液を加熱して高温の飽和蒸気を発生させる加熱
   手段と、前記の熱転移液および飽和蒸気を内部に保持す
   る容器と、被はんだ付け部品を予備的に加熱しうる予備
   加熱手段とをそなえ、前記被はんだ付け部品を、前記容
   器内に送り込む前に前記予備加熱手段により所定温度ま
   で加熱してから、前記飽和蒸気の熱を利用してはんだ付
   けする気相式はんだ付け装置において、前記予備加熱手
   段が、前記の熱転移液または飽和蒸気の熱、もしくは前
   記加熱手段を熱源として用い、同熱源により空気もしく
   は所定の不活性ガスを加熱して一定温度の高温ガスを発
   生させる高温ガス発生手段と、同高温ガス発生手段から
   の高温ガスを前記被はんだ付け部品へ向けて噴出する噴
   出手段とから構成されていることを特徴とする気相式は
   んだ付け装置。