JPH0315253Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案はプリント基板上に塗布したクリームは
んだを溶融させてはんだ付けを行うリフロー炉に
関する。

〔従来の技術〕

近時のプリント基板における表面実装技術はこ
れまで別々のプリント基板としていたものが一枚
のプリント基板に納められ、またパワートランジ
スターのような電子部品もプリント基板への表面
実装を可能にするようになつた。これらプリント
基板では実装密度が片寄つたり、大きな電子部品
が搭載されるため熱容量が局所的に異なつてしま
う。従つて、赤外線を用いたリフロー炉で該プリ
ント基板のはんだ付けを行うと、熱容量の大きな
箇所では温度が上がらないため、はんだが完全に
溶けずにはんだ付け不良を起こすし、また熱容量
の小さな箇所では温度が上がり過ぎてプリント基
板を焦がしたり電子部品に熱損傷を与えることに
なる。

斯様な問題を防ぐにはトンネル内に熱風を流動
させてトンネル内の雰囲気温度を均一にすればプ
リント基板の不均一加熱が解消されることは分か
つている。従来よりこの目的のためにトンネル内
に熱風を流動させる装置として実開昭59−61567
号、特開昭59−220282号、同61−141199号等が提
案されている。） 〔考案が解決しようとする問題点〕 ところで従来の熱風式リフロー炉では次のよう
な問題があつた。

実開昭59−61567号はトンネルの上方にフアン
を取付けたものであるため、熱風の吹き付けがフ
アンの下方だけに制限され、フアン直下以外では
熱風効果が現れない。また、熱風がトンネルの上
下部だけで循環するものであるためフアンの回転
速度を調節するだけでは温度の調整が困難であ
る。

特開昭59−220282号は外部から取入れる熱媒体
ガスを補助ヒーター等で予備加熱するもので、ト
ンネル内に流動させる熱風の温度調整は可能であ
るが、一旦トンネル内に入つた熱媒体ガスは排出
口か外部に排出されてしまう。つまり、このリフ
ロー炉は高価であり、しかも電気エネルギーを用
いて加熱した熱媒体ガスを外部に排出してしまう
という不経済性があるばかりでなく、排ガスが室
内に出てしまうと、フラツクス臭が室内に充満し
て、公害問題にもなるものである。

特開昭61−141199号は下方の空気取入口から取
入れた空気をヒーターで加熱するものであるが、
これもプリント基板に使用した後に上方から排出
されてしまうもので、特開昭59−220282号同様経
済的な問題や公害問題がある。

また、炉内において熱風を流す方式のリフロー
炉、特炉内循環方式のリフロー炉にあつてはヒユ
ームやフラツクス成分の炉内雰囲気中への推積が
みられ、これは炉内循環路内壁部に付着したり引
続いてこれが冷却されてプリント回路基板へ付着
した場合には、その外観が損なわれるのはもちろ
んそれを用いた電子機器の信頼性の点で問題が生
じることが判明した。

本考案は上記従来の熱風式リフロー炉の欠点に
鑑みなされたもので、熱風の温度調整が容易であ
ると同時に、加熱された気体を外部に排出しない
ため省エネと悪臭を出さないリフロー炉を提供す
ることにある。

さらに本考案は炉におけるヒユーム、フラツク
スの雰囲気内への推積を可及的に少なくし、はん
だ付けプリント回路基板の信頼性を高めることの
できるリフロー炉を提供することである。

〔問題点を解決するための手段〕

本考案リフロー炉は、トンネル内のヒーターで
加熱された気体をトンネル内でトンネルに対して
軸方向に流動させるとともに、該気体を回収し、
これを再度トンネル内に流入させるようにした熱
風循環式のリフロー炉である。

すなわち、本考案の特徴とするところは、トン
ネル内に順方向および／または向流方向の気体流
れを実現すべくトンネル内の軸方向の異なる位置
に気体噴出口と気体回収口を設置することと、こ
れらの気体噴出口と気体回収口とを外部導路でト
ンネルの外部に導くこと、そして流動装置に接続
することである。

かくして、本考案によれば、トンネル内を順方
向および／または向流方向に流れる気体にはフラ
ツクスヒユームが同伴され、このようにフラツク
スヒユームが同伴された気体を外部導路に導くに
際してその流れ方向が変えられるときにフラツク
スヒユームのうちの大きな粒子は壁面に衝突して
付着し、一方、外部導路内では多少の温度低下が
あるためフラツクスヒユームに一部凝縮が見ら
れ、そのように凝縮したものは落下し、それぞれ
除去される。

本考案の好適態様によれば、前記外部導路にお
けるヒユーム、フラツクスの除去が十分でない場
合には、フイルターを設置してそれらを強制的に
除去してもよい。なお、本考案によれば外部導路
内壁にヒユーム、フラツクスが付着してもそれら
は炉外部に設けられているから取外しが容易であ
つて取換えが可能である。

また、炉内における熱風の循環方向はプリント
基板の搬送方向に対し向流であつても順流であつ
ても特に制限ないが、好ましくは、炉入口では順
流、炉出口では向流とするのがよい。ヒユーム、
フラツクスの濃縮した雰囲気ガスが炉出入口で外
気にふれて冷却され、ヒユーム、フラツクスがそ
こに付着するのを防止するためである。

〔実施例〕

リフロー炉はトンネル１の上下部に多数の赤外
線ヒーター２，２′が設置されており、上下のヒ
ーター間にはプリント基板Ｐを搬送するコンベア
３が矢印Ａ方向に走行している。トンネルの軸方
向異なる位置には気体噴出口４と気体回収口５が
設置されている。第２図に示す実施例はコンベア
の走行方向出口近傍に気体噴出口４を設置しまた
入口近傍に気体回収口５を設置したものである。
気体噴出口と気体回収口をトンネルの軸方向異な
る位置に設置したのは、熱風をプリント基板の走
行方向に対して平行に循環させることによりプリ
ント基板を均一な温度分布にすることができるか
らである。気体噴出口と気体回収口とはパイプ６
でリフロー炉の外部に導かれ流動装置７に接続さ
れている。流動装置とは気体を一方向に流動させ
るもので流動装置の駆動モーター８を調整するこ
とにより流動速度の調整ができるようになつてい
る。９はパイプ内の熱風の温度が所定の温度より
高過ぎた場合に冷たい外気を導入する外気取入口
であるが、該外気取入口からは不活性ガスをトン
ネル内に流入させてトンネル内を不活性な熱風の
雰囲気にすることもできる。１０はヒーターであ
り、パイプ内の熱風の温度が所定の温度より低過
ぎた場合に加熱するものである。また、リフロー
炉が炉内循環熱風式であると、加熱されてフユー
ムとなつたフラツクス成分がトンネル内に付着し
てしまう。しかし、本考案のように炉外循環式と
することにより外部導路であるパイプ内にいくら
付着してもこれは取換え自在であつて問題はな
い。このようなヒユームやフラツクスをより一層
効果的に除去するには、気体回収口やパイプにフ
イルター１１を設置しておくとよい。

ここで本考案リフロー炉の特性について説明す
る。

本考案リフロー炉におけるプリント基板の温度
プロフアイルを描くと第３図のようになり、また
赤外線だけを用いたリフロー炉における同様プロ
フアイルを描くと第４図のようになる。第４図か
ら明らかなように、赤外線だけを用いた加熱で
は、クリームはんだを溶融させる本加熱で同一プ
リント基板内の最高温度１２と最低温度１３の差
ｄが50℃もあるが、熱風を循環させると第３図に
示すように該温度差d′が20℃以下に縮まる。

本考案では熱風をパイプでトンネル外に取出し
ているので、熱風の温度が上がり過ぎた場合には
パイプ途中から外気を取入れ、また熱風の温度が
低くなり過ぎた場合にはパイプの内部または外部
にヒーターを設置して熱風を加熱するという、熱
風の温度コントロールが容易に行えるものであ
る。

第５図は本考案の他の実施例であり、本考案出
願人が既に出願した多孔質の赤外線ヒーター（実
願昭62−20683号）をリフロー炉に設置したもの
で、多孔質の部分が気体噴出口となつている。こ
の実施例のリフロー炉は多孔質の部分にセラミツ
クを使用しているため、物の加熱に適した遠赤外
線が放射されるとともに、多孔質から出る熱風は
穏やかであることから搭載した電子部品を吹き飛
ばしてしまうような心配がない。

第６図は本考案のもう一つの他の実施例であ
る。この実施例のリフロー炉はトンネルの中央部
に気体回収口を設け、予備加熱のヒーター２′，
２′の間と出口近傍の二ケ所に気体噴出口を設け
たものである。このリフロー炉で、出口近傍の気
体噴出口から150℃の熱風を、そして予備加熱ヒ
ーター２′，２′間から220℃の熱風を吹き出して
循環させたところ、プリント基板の最高温度と最
低温度の差が10℃以下に縮まつた。これは予備加
熱段階で高温の熱風（220℃）がプリント基板の
温度を高め、本加熱段階で温度の低い熱風（150
℃）がプリント基板の高温部の熱を低温部に移行
させるために高温部と低温部の温度差がより少な
くなるものである。

また、この態様によれば炉入口では熱風流れ方
向がプリント基板の搬送方向に対し順流関係にな
り、一方炉出口では向流関係になり、ヒユームや
フラツクスを含む炉内雰囲気が炉出入口に至るこ
とはなくなり、炉出入口におけるそれらの付着を
完全に防止することができる。

〔考案の効果〕

本考案リフロー炉は、トンネル内に設置した気
体噴出口と気体回収口がパイプでトンネル外に導
かれて、トンネルとパイプを熱風が循環するよう
になつているため、トンネル外での熱風の温度コ
ントロールが極めて容易に行えるばかりか、気体
をリフロー炉の外部に出さずに済み、ヒユームま
たはフラツクスのプリント基板への付着をほゞ完
全に防止できるという従来にない優れた効果を有
している。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案リフロー炉の斜視図、第２図は
同中央断面図、第３図は本考案リフロー炉におけ
るプリント基板の温度プロフアイル、第４図は赤
外線ヒーターだけを用いたリフロー炉の同温度プ
ロフアイル、第５，６図は他の実施例の中央断面
図である。 １……トンネル、２，２′……赤外線ヒーター、
３……コンベア、４……気体噴出口、５……気体
回収口、６……パイプ、７……流動装置、８……
モーター、９……外気取入口、１０……ヒータ
ー、１１……フイルター。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) トンネル内に赤外線ヒーターが設置されたリ
   フロー炉において、トンネル内には順方向およ
   び／または向流方向の気体流れを実現すべくト
   ンネルの軸方向の異なる位置に気体噴出口と気
   体回収口が設置されているとともに、該気体噴
   出口と気体回収口は外部導路でトンネルの外部
   に導かれ、流動装置に接続されていることを特
   徴とするリフロー炉。 (2) 前記気体回収口または外部導路にはフイルタ
   ーが設置されていることを特徴とする実用新案
   登録請求の範囲第(1)項記載のリフロー炉。 (3) 前記気体回収口がトンネルの中央に気体噴出
   口がトンネルの出入口に設置されていることを
   特徴とする実用新案登録請求の範囲(1)項または
   (2)項記載のリフロー炉。