JPH06194052A - 不活性ガス雰囲気炉 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 不活性ガス雰囲気炉１において、はんだ接続
のときの、炉外部から炉内部への空気の混入や、炉内部
から炉外部への不活性ガスの漏洩を抑制する。 【構成】 不活性ガス雰囲気炉１の出入口側領域３，５
に複数のフィン10，11，12，13を設けることで、炉の出
入口の開口幅を狭くし、出入口側領域３，５の気流を遮
蔽する。これにより、炉内の不活性ガスの漏洩や炉外か
らの空気の混入を抑制する。また、基板２のそり防止装
置15を出口側領域５に設けることにより、基板２の熱歪
によるそりを防止し、電子部品の基板２へのはんだ接続
を確実にする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子部品を基板にリフ
ローによってはんだ接続するための不活性ガス雰囲気炉
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】電子部品を基板にはんだ接続し、実装す
る場合には、電子部品を所定の位置に搭載した基板を加
熱炉に通し、リフローによってはんだ接続する。

【０００３】加熱炉には内部にヒーターが設置された加
熱室があり、その入口端と出口端は開口されている。電
子部品を搭載した基板は、加熱炉の中を搬送手段により
入口側から加熱室を通り出口側へと走行するようになっ
ている。

【０００４】炉内部には、窒素などの不活性ガスを充満
させており、電子部品を搭載した基板を加熱炉の入口端
から出口端に搬送する間に、この不活性ガス雰囲気中で
リフローによって電子部品を基板にはんだ接続し、はん
だ接続部の酸化を防止している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
不活性ガス雰囲気炉においては、上記のように炉の入口
端と出口端とは開口された状態となっているため、炉外
部からの空気の混入や炉内部からの不活性ガスの漏洩が
生じるといった問題があった。加熱炉内に空気が混入す
ると、はんだ接続部の酸化防止が不完全となり、はんだ
接続部の品質が悪くなる。また、不活性ガスの漏洩が生
じると、それを補うために常時不活性ガスを補充しなけ
ればならなくなる。そのために、炉の内部に常時不活性
ガスを供給していることは不活性ガスを大量に消費して
しまうことになり、不経済である。

【０００６】本発明は上記のような問題を解決するため
になされたものであり、その目的は、炉の外部からの空
気の混入や、炉の内部からの不活性ガスの漏洩ができる
だけ少なくなるように改良された不活性ガス雰囲気炉を
提供することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するためになされたもので、その構成は、加熱炉の入口
側から炉内を通って出口側に基板を搬送する搬送手段が
設けられ、この基板の搬送中に炉内の不活性ガス雰囲気
中で基板と電子部品とをリフローによってはんだ接続す
る不活性ガス雰囲気炉において、加熱炉の入口側領域と
出口側領域のうち少なくとも出口側領域の上下両側には
間に基板の搬送通路を挟んで気流遮蔽用の複数のフィン
が間隔を介して搬送通路方向に配列されており、炉内の
少なくとも出口側領域には搬送通路の出口端との間に２
枚以上のフィンを介在させて基板のそり防止装置が設け
られ、このそり防止装置の終端と搬送通路の出口端との
区間にかけて下側に配置されるフィンはそり防止装置の
下側列の他のフィンよりも高く突設されて搬送通路の出
口側開口高さ幅が狭められていることを特徴としてい
る。

【０００８】

【作用】上記のような構成の本発明において、電子部品
を搭載した基板は搬送手段により搬送され、不活性ガス
雰囲気下で加熱され、リフローによりはんだ接続され
る。基板は出口側領域を通って取り出されるが、炉の加
熱により熱変形するときは、少なくともその出口側領域
に設けられたそり防止装置により、熱変形のそりが防止
される。また、そり防止装置の終端と炉の出口端との区
間において下側に配置されたフィンは、そり防止装置の
下側列の他のフィンよりも高く突設されていて、搬送通
路の高さ幅が狭められているので、そのフィンの働きに
より、外部からの空気の混入や内部からの不活性ガスの
漏洩が効果的に抑制される。

【０００９】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図１は本発明に係る一実施例の構成を示してい
る。図１において、不活性ガス雰囲気炉１は内部にヒー
ター６を設けた加熱室４と、ヒーターを設置していない
入口領域３と出口領域５とを備えている。また、不活性
ガス雰囲気炉１内には、搬送手段である一対のチェーン
コンベア７が通っており、電子部品を搭載させた基板２
を入口側領域３から加熱室４を通り、出口側領域５へと
搬送するようになっている。

【００１０】出口側領域５のチェーンコンベア７の下側
には基板のそり防止装置が設けてある。このそり防止装
置はチェーン15によって構成されていて、チェーン15の
高さは自在に調節できるようになっている。図３は搬送
手段のチェーンコンベア７とそり防止装置のチェーン15
を上から見た図を示してあり、そり防止装置のチェーン
15は対になっているチェーンコンベア７に挟まれた状態
でその中間に配置されている。チェーンコンベア７のチ
ェーンには、爪20が内側に向けて突設されており、その
上に基板２が載った状態でチェーン７により基板搬送さ
れるようになっている。

【００１１】一方、図１において入口側領域３と出口側
領域５には複数のフィン10，11，12，13が間隔を介して
搬送通路方向に配置されていて、その入口側領域３にお
いては、上側に配置されたフィン10と下側に配置された
フィン11が、基板２が通過できる範囲で狭い開口幅とな
るように設置されている。

【００１２】出口側領域５においては、上側にフィン10
が配置されており、下側には高さの違うフィン12，13が
配置されている。フィン13列の上側には基板のそり防止
装置のチェーン15が設けられており、チェーン15の終端
と炉の出口端との間のフィン12はそり防止装置の下側列
の他のフィン13よりも高く突設されていて、それによ
り、搬送通路の出口側開口高さ幅が入口側領域３におけ
る開口幅と同様に狭くなっている。

【００１３】本実施例は上記のように構成されており、
以下、その動作について説明する。図２には不活性ガス
雰囲気炉１内を電子部品を搭載した基板２がチェーンコ
ンベア７にその両端を支持されて搬出されるときの基板
２の温度変化を図１の搬送経路に対応するような状態で
示してある。基板２は加熱炉１の入口領域３から加熱室
４に搬送され、加熱室４のヒーター６の熱により徐々に
温度が上昇し、加熱炉１の出口側領域５付近Ｑにおいて
最大になる。基板２と電子部品との間に予め盛られてい
るはんだが炉内を通る間に溶融し、加熱炉１の出口側領
域付近においては完全に溶融し、はんだ接続される。

【００１４】ところが、このときに基板２が高い温度に
加熱されることで、ガラスエポキシ等の基板が使用され
る場合は、熱歪による基板の変形が起こる。そこで、基
板のそり防止装置が設けられていない場合は、図４の
（１）に示すようにチェーンコンベア７の爪部20に両端
を支えられている基板２はその中間部が下側に湾曲し、
図４の（１）の（ｂ）のような状態となり、そりが生じ
てしまう。このように基板２にそりが生じると、電子部
品８と基板２との間に隙間が生じたりするために電子部
品８と基板２のはんだ接続ができなくなり、実装が不完
全となってしまう。

【００１５】そこで、上記実施例では、基板２の熱歪に
よる変形を防ぐためにそり防止装置を設け、上記のよう
な現象を抑制することができるようにした。そり防止装
置のチェーン15は図３に示されるようにチェーンコンベ
ア７の中間に位置しており、チェーンコンベア７に両端
を支持されている基板２をその中間の位置で下側から支
える働きをする。したがって、基板２が熱歪により下側
に湾曲してしまうところを、図４の（２）に示すよう
に、そり防止装置のチェーン15が下側から押し上げるこ
とで回路基板２のそりを防止することができ、その状態
でそり防止装置のチェーン15とチェーンコンベア７は同
方向に同一速度で走行することより、電子部品８の基板
２へのリフローによるはんだ接続を確実に行うことがで
きる。

【００１６】次に、加熱炉１の出入口側領域３，５に配
設されたフィン10，11，12，13についてその働きを説明
する。図５には加熱炉１の出口側領域５の一部が示して
ある。図５において、炉外部からの空気は矢印のように
フィン10，12，13とフィン10，12，13の間にうず流を作
りながら炉の出口端から炉内に入り込んで行くため、フ
ィン10，12，13を介することなく直接的に出口端から炉
内部に入るよりも、炉１の出口側領域５に設けられた複
数のフィン10，12，13を介して炉内部に入る方がその入
り込み速度が小さくなる。したがって、出口側領域５に
複数のフィン10，12，13を設けることにより、炉内部へ
の空気の入り込み速度を小さくし、空気の混入を抑える
ことができる。同様に、炉内部の不活性ガスも炉内部か
らフィン10，12，13とフィン10，12，13との間をうず流
を作りながら炉外部に流出して行くため、その流出速度
が小さくなり、不活性ガスの炉内部から炉外部への漏洩
も抑えられることになる。このことは入口側領域３にお
いても同様であり、フィン10，11により、炉外部から炉
内部への空気の混入や、炉内部から炉外部への不活性ガ
スの漏洩を抑えることができる。

【００１７】また、上記実施例のように炉１の出口側領
域５において基板のそり防止装置のチェーン15の終端と
加熱炉１の出口端との区間の下側に配置されるフィン12
を、チェーン15の下側列の他のフィン13よりも高く突設
したことにより、特徴的な効果を出すことができる。図
６には、チェーン15の終端を加熱炉１の出口端との区間
においてその下側に配置されるフィン12とチェーン15の
下側列の他のフィン13とを同じ高さに配置した場合の炉
１の出口側領域５の図を示してある。図６において、下
側に配置したフィン12と13は同じ高さであり、上側に配
置したフィン10との間はそり防止装置のチェーン15を設
けるための高さＡに相当するだけ広くなる。それによ
り、出口側領域５の開口幅は広くなってしまう。この広
く開いてしまった分だけ開口から直接的に空気が入り込
み易くなり、炉外部から炉内部への空気の混入が多くな
る。同様にして、炉内部の不活性ガスも直接的に炉外部
に流れ出し、炉内部から炉外部への不活性ガスの漏洩も
し易くなる。本実施例においては、チェーン15の終端と
加熱炉１の出口端との区間において、その下側に配置さ
れるフィン12を高く突設することにしたことにより、そ
の区間において出口側の開口が狭められ、炉外部からの
空気の混入や炉内部からの不活性ガスの漏洩ができるだ
け少なくなるようにできた。

【００１８】以上のように、上記実施例によれば、そり
防止装置のチェーン15を設けることで、基板の熱歪によ
るそりを防止することができ、電子部品の基板へのリフ
ローによるはんだ接続を確実に行うことができる。さら
に、炉の出入口側領域３，５に複数のフィン10，11，1
2，13を設け、特に出口側領域５の下側のフィンにおい
て、そり防止装置のチェーン15の終端から出口端までに
配置されるフィン12をチェーン15の下側列の他のフィン
13よりも高く突設することで開口高さ幅を狭めることに
より、炉外部からの空気の混入や炉内部からの不活性ガ
スの漏洩を抑えることができ、炉内部への不活性ガスの
供給量が少なくて済む、経済的な不活性ガス雰囲気炉を
提供することができる。

【００１９】なお、本発明は上記実施例に限定されるこ
とはなく、様々な実施の態様を採り得る。例えば、上記
実施例においては、不活性ガス雰囲気炉の出口領域にそ
り防止装置を設けたが、入口領域から出口領域に至るま
で長い区間に亙りそり防止装置を設けることも可能であ
る。この場合、本実施例でそり防止装置の終端と炉の出
口端との区間にかけてそり防止装置の他のフィンよりも
高いフィンを設けたのと同様に、そり防止装置の始端と
炉の入口端との区間にかけて高いフィンを設けることが
好ましい。ただ、本実施例のようにそり防止装置を炉の
出口側領域に局部的に設けることで、チェーン15の長さ
を短くできるので、装置コストが安くできる。また、本
実施例のようにそり防止装置のチェーン15を基板の搬送
通路において基板の温度が最大となる出口側領域付近Ｑ
にかけて設けることで、基板が炉の入口端からチェーン
15の始端まで搬送されるまでの間に熱で変形したとして
も、出口側領域においてチェーン15により下側から押し
上げられ、変形が修復されるので、電子部品の基板への
リフローによるはんだ接続に支障はない。

【００２０】また、上記実施例においては、高く突設す
るフィンを２枚としたが、それ以上の枚数のフィンを用
いて構成することも可能である。

【００２１】さらに、上記実施例ではフィンを入口側領
域と出口側領域の両方に設けたが、入口側領域において
はフィンを省略することも可能である。ただし、入口側
領域においてフィンを省略すると、炉外部から炉内部へ
の空気の混入や、炉内部から炉外部への不活性ガスの漏
洩を抑制する効果は多少悪くなるが、出口側領域にフィ
ンを設けた分だけその効果が発揮される。

【００２２】

【発明の効果】本発明においては、不活性ガス雰囲気炉
の内部にそり防止装置を設けることで基板の熱歪による
湾曲やそりを防止することができ、それにより、リフロ
ーによる電子部品の基板へのはんだ接続を確実にした。
また、炉の出入口側領域の少なくとも出口側領域に気流
を遮蔽するフィンを設け、搬送通路の少なくとも出口側
の開口を狭くすることで、炉外部からの空気の混入や、
炉内部からの不活性ガスの漏洩を少なくすることが可能
となった。これにより、炉内部への不活性ガスの供給量
を少なくて済むようにできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る不活性ガス雰囲気炉の一実施例を
示す構成図である。

【図２】本実施例に係る不活性ガス雰囲気炉を通過する
過程における基板の温度変化を示すグラフである。

【図３】本実施例において、チェーンコンベアとそり防
止装置との位置関係を示す説明図である。

【図４】電子部品の基板へのリフローによるはんだ接続
工程における電子部品と基板との状態を示す説明図であ
る。

【図５】図１の出口側領域の一部を拡大して示す説明図
である。

【図６】図１の出口側領域のフィンの他の配設状態を示
す説明図である。

【符号の説明】

１ 不活性ガス雰囲気炉 ２ 電子部品を搭載した基板 ４ 加熱室 ５ 出口側領域 ７ チェーンコンベア 10，11，12，13 フィン 15 そり防止装置のチェーン

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 加熱炉の入口側から炉内を通って出口側
   に基板を搬送する搬送手段が設けられ、この基板の搬送
   中に炉内の不活性ガス雰囲気中で基板と電子部品とをリ
   フローによってはんだ接続する不活性ガス雰囲気炉にお
   いて、加熱炉の入口側領域と出口側領域のうち少なくと
   も出口側領域の上下両側には間に基板の搬送通路を挟ん
   で気流遮蔽用の複数のフィンが間隔を介して搬送通路方
   向に配列されており、炉内の少なくとも出口側領域には
   搬送通路の出口端との間に２枚以上のフィンを介在させ
   て基板のそり防止装置が設けられ、このそり防止装置の
   終端と搬送通路の出口端との区間にかけて下側に配置さ
   れるフィンはそり防止装置の下側列の他のフィンよりも
   高く突設されて搬送通路の出口側開口高さ幅が狭められ
   ていることを特徴とする不活性ガス雰囲気炉。