JPH0446666A - リフロ―半田付け方法及び装置 - 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、リフロー半田付は方法及び装置に係り、特に
窒素ガス等の不活性ガスを用いる熱風循環方式のリフロ
ー半田付けにおける送風機の駆動部分全体をシールドケ
ースで囲繞して該シールドケース内を不活性ガスで満た
すことにより、予備加熱室及びリフロー加熱室を形成す
る不活性ガス室内に該駆動部分から外気が全く侵入しな
いようにして、常に高純度の不活性ガス内で加熱を行う
ことで非常に良好なリフロー半田付けを行うことができ
るようにしたリフロー半田付は方法及び装置に関する。

従来の技術 従来、窒素ガス等の不活性ガスを用いる熱風循環方式の
リフロー半田付は方法及び装置が実用に供されているが
、熱風を循環させる駆動部分、即ちモータの回転軸、送
風機の駆動軸、その軸受等の隙間からどうしても不活性
ガス室内に外気が入り易く、これが原因となって不活性
ガス室内の不活性ガスの純度が下がり、クリーム半田が
酸化し、良好な半田付けができなかったり、またこれを
防止するためには、常に窒素ガスボンベ等から新しい不
活性ガスを投入していなければならず、甚だ不経済であ
るという欠点があった。

本願発明者は、このような欠点を除くため、特願平１−
１４１４７９の発明を完成し、同出願を行ったが、該発
明では送風機の軸受部分のみを予圧室で囲み、該予圧室
に外部から不活性ガスを強制的に供給することを試みた
ものであるが、この部分は送風機のファンにより吸引さ
れて負圧となるため、予圧室から相当多量の不活性ガス
が流れ込み、この不活性ガスの消費量が多く、経済的で
ないという不具合があった。

そこで本願発明者は特願平１−２０２２３８の発明を完
成し、同出願を行ったが、該発明では、送風機の軸受部
分に囲いを設け、該囲いに不活性ガス室内の高圧の部分
を連通させることで増圧させ、外部から空気が不活性ガ
ス室内に侵入しないように構成したものであり、それな
りの成果を収め、不活性ガスの無駄な消費も少なくなっ
たが、不活性ガスが今度は外部に漏れ出すという点で不
経済であり、また性能的にも未だ十分ではなかった。

目　　的 本発明は、上記した従来技術の欠点を除くためになされ
たものであって、その目的とするところは、不活性ガス
を加熱するヒータと、該ヒータにより加熱された不活性
ガスを循環させて電子部品が搭載されて搬送される基板
を該不活性ガスにより加熱する不活性ガス室と、該不活
性ガス室内で該不活性ガスを循環させるための送風機と
、該送風機を駆動するためのモータとを備えたリフロー
半田付は装置において、不活性ガスを循環させる送風機
を駆動するモータ及び該モータの回転軸から不活性ガス
室に至るまでのすべての部分を囲繞して外気から遮断す
るシールドケースと、該シールドケース内の不活性ガス
を循環させる送風機と、該シールドケース内の該不活性
ガスを冷却する冷却機とを備えることにより、送風機駆
動用のモータを全く過熱させることなく、しかも送風機
の駆動部分から不活性ガス室内に外気が全く侵入しない
ようにして、不活性ガス内の不活性ガスを高純度に保ち
、非常に良好なリフロー半田付けが行われるようにする
ことである。また他の目的は、モータを冷却した不活性
ガスを再び冷却機により冷却して何度も使用することに
より不活性ガスの消費を極めて少なくし、ランニングコ
ストの低減を図ることである。更に他の目的は、モータ
を冷却する不活性ガスにより半田付は完了後の基板の冷
却をも行わせることにより、半田付は後の金属部分が酸
化するのを極力防止し、仕上がりのきれいなリフロー半
田付けを実現することである。また他の目的は、モータ
等の送風機の駆動部分をシールドケースで囲繞すること
により、モータからの騒音を著しく低減することであり
、またこれによって運転騒音の非常に小さい熱風循環方
式のリフロー半田付は装置を提供することである。

構成 要するに本発明方法は、不活性ガスをヒータにより加熱
して不活性ガス室内において循環させて基板を加熱する
リフロー半田付は方法において、前記不活性ガスを循環
させる送風機を駆動するモータ及び該モータの回転軸か
ら前記不活性ガス室に至るまでのすべての部分をシール
ドケースにより囲繞して外気から遮断し、該シールドケ
ース内を前記不活性ガスで満たし、該シールドケース内
の不活性ガスを冷却することを特徴とするものである。

また本発明装置は、不活性ガスを加熱するヒータと、該
ヒータにより加熱された前記不活性ガスを循環させて電
子部品が搭載されて搬送される基板を該不活性ガスによ
り加熱する不活性ガス室と、該不活性ガス室内で該不活
性ガスを循環させるための送風機と、該送風機を駆動す
るためのモータとを備えたリフロー半田付は装置におい
て、前記不活性ガスを循環させる送風機を駆動するモー
タ及び該モータの回転軸から前記不活性ガス室に至るま
でのすべての部分を囲繞して外気から遮断するシールド
ケースと、該シールドケース内の前記不活性ガスを循環
させる送風機と、該シールドケース内の該不活性ガスを
冷却する冷却機とを備えたことを特徴とするものである
。

本発明に係るリフロー半田付は装置１は、第１図及び第
２図において、ヒータ２と、不活性ガス室３と、送風機
４と、モータ５とを備えたリフロー半田付は装置におい
て、シールドケース６と、送風機８と、冷却機９とを備
えている。

ヒータ２は、不活性ガスを加熱するためのものであって
、電子部品（図示せず）が搭載された基板１１を搬送す
るコンベア１２の上方に該コンペアから適宜能れた位置
に配設されており、予備加熱室ＰＨＩ、ＰＨ２，ＰＨ３
及びリフロー加熱室ＳＨに夫々配設され、該ヒータは不
活性ガスがその中を上方から下方に通過しながら加熱さ
れるように中空に又は多数の穴が形成されてなるもので
ある。

不活性ガス室３は、ヒータ２により加熱された不活性ガ
スを循環させて電子部品が搭載されて搬送される基板１
１を該不活性ガスにより加熱するためのものであって、
送風機４によって下方に吸引された不活性ガスがヒータ
２を通過して加熱されて基板１１を加熱しながら下降す
る中央部の下方循環通路１５Ｄと、送風機４により該送
風機の外周に飛ばされた不活性ガスが増圧されて上昇す
るように第１図における紙面直角方向両側（第２図にお
いては左右両側）に設けられた上方循環通路１５Ｕとか
らなり、断熱材を含み外気から遮断するためのケース１
６により囲繞されてなるものである。

なお、不活性ガスとしては、窒素ガス、アルゴンガス、
炭酸ガス等、各種のものが考えられるが、比較的安価で
ボンベ等により市販されている窒素ガスが主として用い
られる。

送風機４は、不活性ガス室３内で該不活性ガスを循環さ
せるためのものであって、ケース１６の下方に配設され
、図示の実施例では予備加熱室ＰＨ１に１台、予備加熱
室ＰＨ２，ＰＨ３に１台、リフロー加熱室ＳＨに１台、
即ち合計３台配設されており、いわゆるシロッコファン
４ａが駆動軸１８に固定され、該駆動軸は夫々基台２１
に固定された軸受１９により回動自在に支承され、該駆
動軸の一端にはプーリ２０が夫々固定されている。

モータ５は、３台の送風機４を夫々駆動するためのもの
であって、基台２１に固定され、その回転軸５ａにはプ
ーリ２２が固定され、該プーリ２２とプーリ２０とにベ
ルト２４が巻き掛けられ、モータ５により駆動軸１８が
回転して送風機４が駆動されるようになっている。

シールドケース６は、不活性ガスを循環させる送風機４
を駆動するモータ５及び該モータの回転軸５ａから不活
性ガス室３に至るまでのすべての部分を囲繞して外気か
ら遮断するようにしたものであって、例えば放熱性のよ
い鉄板等の材料により図示のように四角形状に形成され
、３台のモータ５及び各々の軸受１９、駆動軸１８等を
すっぽり囲繞して空洞に形成され、第２図中左端には不
活性ガスの導入口６ａが、右端には吐出口６ｂが夫々形
成され、導入口６ａには不活性ガス導入パイプ２５が、
吐出口６ｂには不活性ガス回収パイプ２６が夫々連通接
続されている。

そして該シールドケース６内には外気が全く侵入しない
ように構成され、送風機４の駆動軸１８と軸受１９との
隙間等から酸素を多量に含んで半田付けに有害な空気が
予備加熱室ＰＨＩ、ＰＨ２及びリフロー加熱室ＳＨに侵
入しないようになっている。

送風機８は、シールドケース６内の不活性ガスを循環さ
せると共に、半田付は終了後の基板１１を冷却するため
の冷却風を送るためのものであり、遠心送風機が採用さ
れている。

冷却機９は、シールドケース６内の不活性ガスを冷却す
るためのものであり、冷却用のコンプレッサ（図示せず
）と、該冷却用コンプレッサがら冷却用の媒体を供給さ
れる第１のラジェータ３１と、第２のラジェータ３２と
、第３のラジェータ３３とからなる。第１のラジェータ
３１には不活性ガス回収パイプ２６が連通接続され、半
田付けが完了してリフロー加熱室ＳＨから出て来る基板
１１の上方に配設され、該基板に冷却されて低温となっ
た不活性ガスの冷風を吹き付けて所定温度まで該基板を
冷却するようになっている。

また第２のラジェータ３２は、コンベア１２の下方に配
設され、パイプ３５により送風機８の吸入口８ａに連通
接続されている。そして基板１１を冷却して再び高温と
なった不活性ガスを冷却して送風機８に送るようになっ
ている。

第３のラジェータ３３は、送風機８から吐出されて未だ
十分に冷却されていない不活性ガスを更に冷却して３台
のモータ５が過熱しないように十分に冷却し得る温度に
冷却するためのもので、送風機８の吐出口８ｂに連通接
続されると共に、不活性ガス導入パイプ２５に連通接続
されている。

基板１１を搬送するコンベア１２は、例えばネットエー
ンで構成され、駆動スプロケット３６に巻き掛けられる
と共に、アイドルスプロケット３８．３９，４０．４１
に巻き掛けられ、その上側が矢印Ａで示すように第１図
中左方に走行０、基板１１を同方向に搬送するように構
成されている。

またリフロー半田付は装置１の全体を覆うカバー４２の
上部には、２箇所に排気ダクト４３が設けられ、不要な
ガスを外部に排出できるようになっている。

そして本発明方法は、不活性ガスをヒータ２により加熱
して不活性ガス室３内において循環させて基板１１を加
熱するリフロー半田付は方法において、不活性ガスを循
環させる送風機４を駆動するモータ５及び該モータの回
転軸５ａから不活性ガス室３に至るまでのすべての部分
をシールドケース６により囲繞して外気から遮断し、該
シールドケース内を不活性ガスで満たし、該シールドケ
ース内の不活性ガスを冷却する方法である。

作用 本発明は、上記のように構成されており、以下その作用
について説明する。まず本発明に係るリフロー半田付は
装置１を使用するに当っては、不活性ガスとして、例え
ば窒素ガスを用いるが、該窒素ガスは市販のボンへ（図
示せず）を用い、これを適宜な減圧バルブ等（図示せず
）を用いて減圧して各予備加熱室ＰＨ１，ＰＨ２及びリ
フロー加熱室ＳＨに供給すると共に、冷却機９にも供給
しておく。これによって不活性ガス室３内は不活性ガス
で満たされ、酸素を多く含んだ空気はほとんど存在しな
くなる。

また冷却機９においては、送風機８が始動すると、第１
のラジェータ３１から不活性ガスが矢印Ｂの如く吸引さ
れて第１段階の冷却を受け、コンベア１２を通過してそ
の下方に出て第２のラジェータ３２内に吸引され、ここ
で第２段階の冷却を受けた後、パイプ３５を通って送風
機８により矢印Ｃの如く吸引されて増圧され、第３のラ
ジェータ３３内に入って更に第３段階の冷却を受け、十
分低温となった不活性ガスが矢印りの如く不活性ガス導
入パイプ２５内に送られ、該パイプ内を矢印Ｅの如く流
れてシールドケース６内に入り、矢印Ｆの如く流れて各
モータ５を冷却する。

これによってたとえシールドケース６Ｌこより外気から
完全に遮断されて密閉された環境に置かれて所定の動力
を発生しても適度に熱を不活性ガスにより奪われるため
、モータ５が過熱することはなく、長時間にわたって使
用することができる。

またシールドケース６内は、完全に不活性ガスのみで満
たされているので、駆動軸１８と軸受５ａとの隙間等か
ら不活性ガス３内に外気が侵入することは皆無となり、
不活性ガスの損失や半田付は不良を防止することができ
る。

各モータ５を冷却した不活性ガスは、ある程度の温度上
昇をした状態で不活性ガス回収パイプ２６に入り、該パ
イプ内を矢印Ｇの如く流れて冷却機９の方に戻され、矢
印Ｈの如く上昇して再び第１のラジェータ３１内に戻さ
れる。

このような準備が整ったら、コンベア１２が駆動スプロ
ケット３６が回転することによって駆動され、その上側
は矢印Ａ方向に走行する。そこで電子部品が搭載された
基板１１を該コンベアの上に置くと、該基板１１は第１
図中右方から左方に搬送される。そして不活性ガス室３
内では、第２図に示すように、矢印にの如く不活性ガス
が下降循環通路１５Ｄを下降する途中でヒータ２により
加熱され、所定の温度に到達する。基板１１は該不活性
ガスにより加熱され、予備加熱室ＰＨ１゜ＰＨ２では１
５０℃程度まで加熱され、予備加熱が完了し、リフロー
加熱室ＳＨにおいては、不活性ガスはクリーム半田が溶
融する２５０℃程度まで加熱されて同温度まで該不活性
ガスで基板１１を加熱し、リフロー半田付けを行う。

基板１１を加熱した後の不活性ガスは送風機４により吸
引されて増圧され、矢印りの如く上昇循環通路１５Ｕを
上昇して再びヒータ２を通過して加熱され、下降しなが
ら基板１１を繰り返し加熱する。

以上のようにして、基板１１の予備加熱及びリフロー半
田付けが行われるが、本発明においては、送風機４の駆
動部から不活性ガス室３内には全く外気が侵入しないの
で、該不活性ガス室内は高純度の不活性ガスで常に満た
され、クリーム半田が酸化されることなく、非常に良好
なリフロー半田付けを行うことができる。また冷却機９
により十分に冷却された不活性ガスでモータ５を冷却す
るので、該モータが焼損するおそれは全くなく、故障の
心配もない。またモータ５や駆動軸１９等の駆動部がシ
ールドケース６により完全にシールドされているので、
モータの騒音が外部に出す、熱風循環式のリフロー半田
付は装置で問題になりがちな騒音を非常に小さくするこ
とができ、低騒音のリフロー半田付は装置を提供するこ
とができる。

効果 本発明は、上記のように不活性ガスを加熱するヒータと
、該ヒータにより加熱された不活性ガスを循環させて電
子部品が搭載されて搬送される基板を該不活性ガスによ
り加熱する不活性ガス室と、該不活性ガス内で該不活性
ガスを循環させるための送風機と、該送風機を駆動する
ためのモータとを備えたリフロー半田付は装置において
、不活性ガスを循環させる送風機を駆動するモータ及び
該モータの回転軸から不活性ガス室に至るまでのすべて
の部分を囲繞して外気から遮断するシールドケースと、
該シールドケース内の不活性ガスを循環させる送風機と
、該シールドケース内の該不活性ガスを冷却する冷却機
とを備えたので、送風機駆動用のモータを全く過熱させ
ることなく、しかも送風機の駆動部分から不活性ガス室
内に外気が全く侵入しないようにすることができる効果
があり、またこの結果不活性ガス内の不活性ガスを高純
度に保つことができ、非常に良好なリフロー半田付けを
行うことができる効果がある。またモータを冷却した不
活性ガスを再び冷却機により冷却して何度も使用するよ
うにしたので、不活性ガスの消費を極めて少なくし得、
ランニングコストの低減を図ることができる効果がある
。更にはモータを冷却する不活性ガスにより半田付は完
了後の基板の冷却をも行わせるようにしたので、半田付
は後の金属部分が酸化するのを極力防止でき、仕上がり
のきれいなリフロー半田付けを実現することができる効
果が得られる。またモータ等の送風機の駆動部分をシー
ルドケースで囲繞したため、モータからの騒音を著しく
低減することができ、運転騒音の非常に小さい熱風循環
方式のリフロー半田付は装置を提供できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例に係り、第１図はリフロー半田付
は装置の正面図、第２図はの第１図に示すものの概略右
側面図である。 ｌはリフロー半田付は装置、２はヒータ、３は不活性ガ
ス室、４は送風機、５はモータ、５ａはモータの回転軸
、６はシールドケース、８は送風機、９は冷却機である
。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　不活性ガスをヒータにより加熱して不活性ガス室内
   において循環させて基板を加熱するリフロー半田付け方
   法において、前記不活性ガスを循環させる送風機を駆動
   するモータ及び該モータの回転軸から前記不活性ガス室
   に至るまでのすべての部分をシールドケースにより囲繞
   して外気から遮断し、該シールドケース内を前記不活性
   ガスで満たし、該シールドケース内の不活性ガスを冷却
   することを特徴とするリフロー半田付け方法。 ２　不活性ガスを加熱するヒータと、該ヒータにより加
   熱された前記不活性ガスを循環させて電子部品が搭載さ
   れて搬送される基板を該不活性ガスにより加熱する不活
   性ガス室と、該不活性ガス室内で該不活性ガスを循環さ
   せるための送風機と、該送風機を駆動するためのモータ
   とを備えたリフロー半田付け装置において、前記不活性
   ガスを循環させる送風機を駆動するモータ及び該モータ
   の回転軸から前記不活性ガス室に至るまでのすべての部
   分を囲繞して外気から遮断するシールドケースと、該シ
   ールドケース内の前記不活性ガスを循環させる送風機と
   、該シールドケース内の該不活性ガスを冷却する冷却機
   とを備えたことを特徴とするリフロー半田付け装置。