JPH0715154U - リフロー炉 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 外部の空気が炉内に侵入するのを阻止する抵
抗体を出入口に設置したリフロー炉において、抵抗体の
取り付け、取り外しを容易にするとともに、抵抗体に付
着したフラックスフュームの液化物がプリント基板に垂
れ落ちないようにする。 【構成】 柔軟性のある抵抗体１２を取付片１３に取り
付け、該取付片をリフロー炉の出入口に設けた空気侵入
防止ゾーンＳに設置する。また抵抗体を吸湿性の良好な
紙や繊維で成形することにより、抵抗体に付着したフラ
ックスフュームの液化物を抵抗体の内部に浸透させてフ
ラックスフュームの垂れ落ちを防ぐ。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、プリント基板を加熱して、はんだ付けを行うリフロー炉、特に炉内 を不活性雰囲気にするリフロー炉に関する。

【０００２】

【従来の技術】

プリント基板と電子部品をはんだ付けする材料のソルダーペーストは、松脂、 活性剤、チキソ剤等の固形成分を溶剤で溶解したフラックスと、粉末はんだとを 混和してペースト状にしたものである。

【０００３】 従来、ソルダーペーストを用いたはんだ付けは、空気の存在するリフロー炉で 行っていた。空気の存在するリフロー炉で固形成分の少ないソルダーペーストを 使用すると、未はんだや微小はんだボールが発生するというはんだ付け不良を起 こしてしまう。つまり、空気の存在するリフロー炉でソルダーペーストが塗布さ れたプリント基板を加熱すると、空気中の酸素により、プリント基板の銅製のラ ンドやソルダーペースト中の粉末はんだが酸化されてしまい、溶融はんだがラン ドに濡れにくくなったり、ランド外で溶融した粉末はんだが表面張力でランドに 引き戻されなくなるからである。

【０００４】 しかしながら、ソルダーペーストのフラックス中に固形成分が多量に添加され ていると、酸化されたランドや粉末はんだは松脂や活性剤等の固形成分が酸化物 を還元し、清浄な金属面にして溶融はんだの表面張力を下げるため、前述のよう なはんだ付け不良を起こさなくなる。従って、ソルダーペーストのフラックスに は固形成分が多量に添加されている方がはんだ付け不良は少ない。

【０００５】 ところで、フラックス中に固形成分が多量に添加されたソルダーペーストでプ リント基板のはんだ付けを行うと、はんだ付け後にフラックス残渣が多量に残り 、これが長期間経過するうちに吸湿してランド間の絶縁抵抗を下げたり、ランド 間にマイグレーションを発生させて短絡させるという事故を起こすことがあった 。そのため、コンピューターや通信機器のように信頼性が要求される電子機器に 組み込むプリント基板では、固形成分の多いソルダーペーストではんだ付けした 場合、はんだ付け後にフラックス残渣の洗浄を行わなければならなかった。

【０００６】 フラックス残渣の洗浄には、固形成分をよく溶解するフロンやトリクレン等の 溶剤が適しているが、これらの溶剤は地球を取り巻くオゾン層を破壊し、太陽か らの紫外線を大量に地球に到達させ、人類に皮膚癌を発生させる原因となること から、その使用が規制されるようになってきている。従って、今日では、はんだ 付け後にフラックス残渣を洗浄しなくても済むように、フラックス中の固形成分 を少なくした所謂「無洗浄用ソルダーペースト」が使用されるようになってきた 。

【０００７】 無洗浄用ソルダーペーストは、フラックス中の固形成分が少ないため、空気の 存在するリフロー炉で使用すると、前述のようにはんだ付け不良が多量に発生す る。しかしながら、無洗浄用ソルダーペーストも空気の存在しないリフロー炉で 加熱すれば、はんだ付け不良が発生しないことから、今日では炉内に窒素ガスを 充満させた窒素ガスリフロー炉が使用されるようになってきた。

【０００８】 窒素ガスリフロー炉では、酸素濃度がはんだ付け性に大いに影響し、酸素濃度 が低い程、はんだ付け不良の発生は少なくなる。従って、窒素リフロー炉では、 如何にして酸素濃度を下げるかが問題となっている。

【０００９】 つまり、窒素リフロー炉では、炉内に窒素ガスを供給して窒素ガスを炉の出入 口から外部に流出させ、外部からは空気が炉内に侵入しないようにしている。こ の空気侵入防止手段としては、炉の出入口にシャッターを設置することが最も有 効であるが、シャッターを設置するとリフロー炉前後にある装置との連続操業が できなくなるばかりか、シャッター機構が複雑な構造となるため、非常に高価と なる等の問題があった。

【００１０】 そこで本考案出願人は、炉の出入口に空気侵入防止ゾーンを設け、この空気侵 入防止ゾーンに気体の流動を妨げる抵抗体を設置したリフロー炉を既に提案した （実願平３−１７８５５号）。このリフロー炉は、空気侵入防止ゾーンの上下部 、または上部に暖簾状にした耐熱性樹脂を多数設置したものである。このリフロ ー炉は炉の出入口が開放状態であるため、前後の工程との連続操業が可能であり 、しかも開放状態であるにもかかわらず、外部の空気の侵入がほとんどないとい う炉内の酸素濃度低下に優れた効果のあるものである。

【００１１】

【考案が解決しようとする課題】

ところで、耐熱性樹脂から成る抵抗体を設置したリフロー炉では、抵抗体を空 気侵入防止ゾーンに直接設置していたものであった。しかしながら、開口の狭い 空気侵入防止ゾーンに抵抗体を間隔の狭い状態で複数列取り付けることは、大変 に手間が掛かるばかりでなく、柔軟性のある抵抗体を設置する作業も困難であっ た。

【００１２】 また、ソルダーペーストのフラックスの固形成分は、加熱されると液化し、さ らに高温に加熱されると気化してフラックスフュームとなる。このフラックスフ ュームが温度の低い部分に接触すると、そこで液化して付着する。リフロー炉を 長期間使用すると温度の低い部分に多量に付着したフラックスフュームは液化し て垂れ落ちるようになる。

【００１３】 リフロー炉で温度の低い部分とは、冷却ゾーンおよび炉の出入口である。従っ て、炉の出入口に空気侵入防止ゾーンを設け、ここに抵抗体を設置したリフロー 炉では、この抵抗体にフラックスフュームの液化したもの（以下、フューム液化 物という）が付着するようになる。従来のリフロー炉では、炉の出入口に設置し た抵抗体は、樹脂製であるため、ここにフューム液化物が多量に付着すると、抵 抗体に沿って下方に垂れ落ち、下方を通過するプリント基板上に付着する。フュ ーム液化物がプリント基板に付着すると見栄えを悪くするばかりでなく、プリン ト基板上に搭載された電子部品の機能を劣化させてしまうものでもある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】

本考案者は、柔軟性のある物を取り付ける場合、単体では取り付けにくいが、 それを一旦硬い物に固定してから取り付けるようにすれば、取り付けが容易とな り、また紙や繊維のようなものに液体が付着すると液体は内部に侵入してしまう 性質のあることに着目して本考案を完成させた。

【００１５】 本考案は、リフロー炉の出入口に空気侵入防止ゾーンを設け、該空気侵入防止 ゾーンに多数の抵抗体を設置して外気の侵入を防止するようにしたリフロー炉に おいて、抵抗体は取付片に取り付けられているとともに、該取付片が空気侵入防 止ゾーンに設置されており、しかも抵抗体は吸湿材料で形成されていることを特 徴とするリフロー炉である。

【００１６】 本考案に使用する吸湿材料とは、紙や繊維等であり、空気侵入防止ゾーンの下 部に設置する場合は、上方に立てても容易に折れ曲がらないような所謂、腰の強 い材料を用いる。

【００１７】

【作用】

紙や繊維のように柔軟性のある抵抗体でも一旦硬い取付片に取り付けてから空 気侵入防止ゾーンに設置するため、抵抗体の設置が容易となる。また、抵抗体に 吸湿性のある材料を用いるとフューム液化物が抵抗体の中方に浸透し、垂れ落ち がなくなる。

【００１８】

【実施例】

以下図面に基づいて本考案を説明する。図１は本考案のリフロー炉の正面断面 図、図２は抵抗体を取付片に取り付けた状態の斜視図、図３は空気侵入防止ゾー ンの拡大正面断面図である。

【００１９】 本考案のリフロー炉は、内部がトンネル１となっており、トンネル１内にはフ レーム２で保持されたチェーンのコンベア３が矢印Ａ方向に走行している。

【００２０】 リフロー炉は、コンベアの走行方向から予備加熱ゾーンＰ、本加熱ゾーンＲ、 冷却ゾーンＣとなっており、リフロー炉の出入口、即ち予備加熱ゾーンＰの前方 と冷却ゾーンＣの後方は、それぞれ空気侵入防止ゾーンＳ、Ｓとなっている。

【００２１】 予備加熱ゾーンＰと本加熱ゾーンＲの上下部には熱風吹き出し型ヒーター４… が設置されている。本加熱ゾーンＲに設置された熱風吹き出し型ヒーターの内部 には窒素ガス供給パイプ５が配設されており、炉外から炉内に窒素ガスを供給す るようになっている。

【００２２】 熱風吹き出し型ヒーターとは、同一面に吹き出し口６と吸入口７があり、内部 には電熱ヒーター８と送風機９が設置されている。また吹き出し口６には多数の 孔が穿設されていて、該孔の近傍には変流板１０が設置されている。従って、熱 風吹き出し型ヒーターでは、電熱ヒーター８で熱せられた窒素ガスが送風機９で 吹き出し口６の孔から吹き出され、この吹き出された窒素ガスは変流板１０で吸 入口７方向に変流されて、それが同じ熱風吹き出し型ヒーターの吸入口７から流 入する。このように一つの熱風吹き出し型ヒーター内で窒素ガスを循環させると 、加熱された窒素ガスは他への熱の放出が少なくなり、エネルギーの損失が少な くなるばかりでなく、窒素ガスだけが循環するため、外部からの空気の引き込み も少なくなるという優れた特長があるものである。

【００２３】 冷却ゾーンＣの上下部には、前記熱風吹き出し型ヒーターと同一構造であるが 電熱ヒーターのない冷却機１１が設置されている。

【００２４】 空気侵入防止ゾーンＳ、Ｓには多数の抵抗体１２…が設置されている。ここで は抵抗体として吸い取り紙を使用した。抵抗体１２は、コンベアの走行方向に対 して直角方向に板状のものが複数列設置されているものである。このように板状 のものを複数列設置しておくと、ここを流動しようとする気体は抵抗体に阻まれ て流動しにくくなる。従って、炉内に供給された窒素ガスは炉内で圧力が高くな るため、抵抗体に抗して流出していくが、炉内より圧力の低い外部の空気は抵抗 体に阻まれて炉内には侵入しなくなる。

【００２５】 抵抗体１２は、取付片１３に取り付けられており、取付片１３が空気侵入防止 ゾーンＳに設置されるようになっている。つまり抵抗体１２は、取付片１３を介 して間接的に空気侵入防止ゾーンＳに設置されていることになる。

【００２６】 取付片１３は、断面コ字型となっており、抵抗体１２は取付片１３の両側壁に 耐熱性接着剤で貼り付けられている。取付片１３の底面には取付孔１４が穿設さ れている。取付孔１４は、ネジ頭が通過する大きな孔とネジ頭が通過しない小さ な孔が一体となった所謂ダルマ孔である。空気侵入防止ゾーンには、ネジ１５が 立設されており、取付片は取付孔の大きな孔の部分にネジを通してから取付片を 少し移動させてネジを小さな孔の部分に合わせるだけで簡単に取り付けが行える 。

【００２７】 実施例に示す抵抗体は、一側に多数の切り込み１６が入れられている。このよ うに抵抗体に切り込みを入れておくと、切り込みで分割された抵抗体にコンベア のフレームやコンベアで搬送されるプリント基板の電子部品が接触しても、接触 した部分の抵抗体が曲がるだけで他の抵抗体は直立した状態となっている。従っ て、抵抗体をコンベアやプリント基板に接触するまで長くすることができること から、外部の空気は、さらに侵入しにくくなる。しかるに、抵抗体の一側に切り 込みを入れずに、抵抗体の先端をフレームやプリント基板に近づけた状態にして おいても、空気の侵入防止には効果はある。また、抵抗体はフレームの外側に出 る部分の長さを長くしておくと、フレームの両側を通過する空気を阻止する効果 はさらによくなる。

【００２８】

【考案の効果】 本考案のリフロー炉は、抵抗体が取付片を介して空気侵入防止ゾーンに設置さ れているため、抵抗体に多量のフューム液化物が付着して抵抗体を交換する場合 、空気侵入防止ゾーンから取付片を外し、炉外で取付片に新しい抵抗体を取り付 けてから、この取付片を再度空気侵入防止ゾーンに設置するだけという極めて簡 単な操作で抵抗体の交換ができるものであり、しかも抵抗体が紙や布のような吸 湿性のあるものであることから、抵抗体に付着したフューム液化物は内部に浸透 して抵抗体から垂れ落ちることがなく、抵抗体の下方を通過するプリント基板を 汚すこともないという従来にない優れた効果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案のリフロー炉の正面断面図

【図２】抵抗体を取付片に取り付けた状態の斜視図

【図３】空気侵入防止ゾーンの拡大正面断面図

【符号の説明】

１２ 抵抗体 １３ 取付片 １４ 取付孔 １５ ネジ １６ 切り込み Ｓ 空気侵入防止ゾーン Ｐ 予備加熱ゾーン Ｒ 本加熱ゾーン Ｃ 冷却ゾーン

Claims (4)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 リフロー炉の出入口に空気侵入防止ゾー
   ンを設け、該空気侵入防止ゾーンに多数の抵抗体を設置
   して外気の侵入を防止するようにしたリフロー炉におい
   て、抵抗体は取付片に取り付けられているとともに、該
   取付片が空気侵入防止ゾーンに設置されており、しかも
   抵抗体は吸湿材料で形成されていることを特徴とするリ
   フロー炉。
2. 【請求項２】 前記抵抗体は、紙であることを特徴とす
   る請求項１記載のリフロー炉。
3. 【請求項３】 前記抵抗体は、繊維であることを特徴と
   する請求項１記載のリフロー炉。
4. 【請求項４】 前記抵抗体は、一側が連続しており、他
   側には多数の切り込みが入れられていることを特徴とす
   る請求項１記載のリフロー炉。