JPH07202406A - 雰囲気炉の排ガス吸引装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 窒素リフロー装置等において、フラックス・
ヒュームを完全に吸引し、最小限の排気風量で、炉内の
安定な雰囲気状態を作り出す。 【構成】 雰囲気炉の開口部に設けられる排ガス吸引ダ
クト１において、被処理対象物23の搬送方向に平行に吸
引開口部を複数区分し、かつ吸い込み風を案内する複数
の整流板２をフードの気流通路内に設け、気流通路後部
にて排ガスが流れる各整流板２の間隔寸法を調整手段35
により調整して、各々区分けされた吸引開口部の排ガス
吸引風速および吸引風量を自在に調節可能とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、リフロー装置，フロー
ディップ装置等の各種熱処理炉ならびに雰囲気炉におけ
る被処理物からの発生ガスないし排ガスの吸引装置に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、例えば電子部品をプリント基板に
リフロー半田付けするリフロー装置について説明する。

【０００３】最初にリフローによる半田付けについて述
べる。リフロー半田付け工法とは粉末状の半田金属粒子
を松脂および高級アルコール等を主成分としたフラック
スと混ぜ合わせることによってクリーム半田と呼ばれる
ペースト状にし、このクリーム半田を電子回路のプリン
ト基板に形成されている電極部に印刷・塗布し、その上
に部品のリード端子が電極部と一致するように電子部品
を載せる。以上の工程を経た電子部品を装着した基板
を、最後にリフロー装置の炉に投入し半田を溶融され
る。リフロー炉内は、搬送方向に従って複数の加熱ゾー
ンに分けられ、各ゾーンは半田付け品質，電子部品の信
頼性の観点から適正な温度加熱を基板に対して行うよう
個別に温度設定がなされている。150℃程度で60〜180秒
の予熱工程，210〜240℃程度のリフロー工程を経てプリ
ント基板上のクリーム半田は熱で溶融される。このと
き、フラックス成分は、予熱工程では主に高級アルコー
ル等の溶剤成分、リフロー加熱工程では松脂などの樹脂
固形分がそれぞれ分解，蒸発気化されるが、これがフラ
ックス・ヒュームとなる。

【０００４】炉中で発生したフラックス・ヒュームは、
そのまま放置すると炉内に充満し、(1)雰囲気より低い
温度の炉壁部分にて凝縮・付着し、リフロー加熱中のプ
リント基板に垂れるなどのトラブルを生じる。または
(2)リフロー炉の入口，出口の開口部から室内へ漏出
し、悪臭源となるなどの問題を生ずる。

【０００５】従来のリフロー装置の場合を図８を用いて
説明する。リフロー炉内27の雰囲気は大気のままで、炉
内と外部との間に空気の移動があっても支障ない。した
がって、図８に示すように炉中の任意の場所に１箇所か
ら３箇所、煙突排気口10を設け、室内空調ダクト15を通
じ、フラックス・ヒュームを含んだ排ガス25を外部へ排
気する。

【０００６】また近年、盛んに導入されている窒素雰囲
気のリフロー装置では、炉体内部を窒素で満たし、低酸
素濃度の雰囲気を実現している。リフロー炉内に窒素ガ
スを供給流入するため、リフロー炉の入口および出口よ
り、炉外にフラックス・ヒュームを含んだ排ガス25が流
出する。しかも従来の大気雰囲気のリフロー装置におけ
る煙突排気口10からの排気はリフロー炉の入口および出
口からの外気の巻き込みを生ずるため、あまり使用でき
ない。したがって、リフロー炉の入口および出口には排
気ダクトフード１，12を設け、排気ブロワー９にて強制
的にリフロー炉の入口および出口の空気を排気する手段
がとられていた。

【０００７】いずれにおいても、従来では雰囲気炉の入
口および出口に排気用のダクトないしホースが、装置排
気ファンあるいは室内排気ダクトから直接伸び、吸気面
には、図７に示すように内側が中空であるフード11のみ
上面に設置されていた。また搬送方向のダクト開口寸法
も50mm程度であった。また、排気ダクトは排気ブロワ
ー，室内排気ダクトに直結され、フィルター等は設置さ
れていなかった。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記のよう
に吸気面へ内側が中空であるフードを用いると、図７に
示すように(1)排気ダクト接続部から搬送面上の吸引面
の各場所までの距離が同一ではないために、吸引面での
吸引風速16は不均一となり、排気ダクト接続部より離れ
たところでは、吸引力が弱いので炉内から排出される排
ガスを吸引できずに漏出してしまう。このため、作業者
の悪臭による被害およびリフロー炉の入口および出口で
は、装置下部や周辺機器への大量のフラックスの凝縮・
付着により電気制御部のトラブルを起こしていた。

【０００９】また、(2)排気ガスを漏れなく回収するた
めに、吸引面において排気ガスを捕捉するのに必要な風
速を得るためには、多大な排風量が必要となり、そのた
めに容量の大きな排気ブロワーが必要となっていた。と
ころが、それに反して風量を多くすると、炉内から必要
以上の雰囲気ガスを吸引し、そのため炉内へ外気が入り
込み窒素リフローの場合、炉の中の酸素濃度を悪化させ
るという問題があった。

【００１０】本発明は上記問題点に鑑み、窒素リフロー
装置をはじめとする各種電気炉において、すべてのフラ
ックス・ヒュームを完全に吸引し、清浄な作業環境とす
るとともに、基板へのフラックス・ヒュームの液垂れも
なく、最小限の排気風量で、しかも炉内の雰囲気状態を
悪化させることなく、安定な雰囲気状態を作り出すこと
ができる排ガス吸引装置を提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明の第１の手段は、雰囲気炉の開口部に設けられ
る排ガス吸引ダクトにおいて、被処理対象物の搬送方向
に平行に吸引開口部を複数区分し、かつ吸い込み風を案
内する複数の整流板をフードの気流通路内に有するとと
もに、気流通路後部にて排ガスが流れる各整流板の間隔
寸法を調整し、各々区分けされた吸引開口部の排ガス吸
引風速および吸引風量を自在に調節可能としたものであ
る。区分された各吸引口からは、設定により同一流量ま
たは最適な各々の流量にて、被処理対象物の搬送幅方向
にまんべんなく、炉から排出されるガスを吸引させるこ
とである。

【００１２】本発明の第２の手段は、雰囲気炉の開口部
からの排ガス流れに対し、吸引開口部面において開口部
を絞り、また絞られた開口部以外の排ガス接触面には、
排ガスだまりの空間とその排ガスを吸い出す開口を持つ
風速調整スリット板を設けたものである。また排ガス吸
引ダクトの開口幅を従来の４倍の200mmとすることで、
吹き出すフラックス・ヒュームの漏れをなくす。これに
よって、少ないブロワ風量を活かし、雰囲気炉のフラッ
クス・ヒューム吹き出し面での吸引風速を飛躍的にアッ
プすることができる。

【００１３】本発明の第３の手段は、フード吸引開口部
の下端面を水平から傾斜させており、フード外枠また内
部の構造物には、液滴が伝う樋が設けられている構成と
する。これにより、排ガス中に含まれるフラックス・ヒ
ューム等のオイルミスト成分が、フード外枠に触れて冷
却凝縮し、液滴は傾斜した下端面を伝ってさらに樋溝に
より１箇所に収集される。

【００１４】本発明の第４の手段は、被処理対象物の搬
送幅に応じ、吸引ダクトの吸引開口部幅を調整する可変
シャッターを設けたものである。不必要な空間からの吸
引をなくすため、雰囲気炉の開口幅に合わせて吸引開口
サイズを変更することができる。

【００１５】本発明の第５の手段は、雰囲気炉本体の搬
入口と搬出口における被処理対象物の上面および下面
に、それぞれ排ガス吸引ダクトを設けたものである。

【００１６】被対象物の上面に沿って炉から吹き出る排
ガスは、上面ダクトにより捕捉・吸引し、また一方、被
処理対象物の下面に沿って炉から吹き出る排ガスは、下
面ダクトにより捕捉・吸引を行う。

【００１７】本発明のさらに第６の手段は、排ガス吸引
ダクトの通路中に、目の粗さが１種類以上の複数のフィ
ルターと、そのフィルターを収納する空間部、およびそ
の空間を構成する筐体の一面が、フィルターを目視でき
るような透明面にて構成されたフィルターユニットを設
けたことを特徴としている。

【００１８】そして、メンテナンス性向上の観点より、
フィルターユニットおよび排ガス吸引ダクトにおいて、
凝縮・捕捉された排気に含まれる液体物の滴下を受ける
取り外し可能な上面開放の排気物容器を備えた構成とす
る。

【００１９】

【作用】・漏れのない排気吸引本発明の排ガス吸引装置
によると、(1)均等吸い込みフィンが被処理対象物の搬
送方向に平行に吸引開口部および吸引ダクト内を複数区
分しているため、区分された各吸引口は、最適な各々の
流量にて被処理対象物の搬送幅方向にむらなく、炉から
排出されるガスを吸引する。

【００２０】また、(2)吸引開口部面において、開口部
を絞る風速調整スリット板を設けることにより、少ない
ブロワ風量を活かし、雰囲気炉のフラックス・ヒューム
吹き出し面での吸引風速を飛躍的にアップさせる。

【００２１】さらには、排ガス吹き出し方向の吸引ダク
トの長さを大きくすることにより、吹き出すフラックス
・ヒュームの漏れを完全になくしている。

【００２２】(3)可変ジャバラシャッターにより、被処
理対象物の搬送幅に応じ、吸引ダクトの吸引開口部幅を
調整する。不必要な空間からの吸引をなくし、雰囲気炉
の開口幅に合わせ、吸引開口サイズが変更される。

【００２３】また、(4)雰囲気炉本体の搬入口と搬出口
に、被処理対象物の上下両面とも吸引ダクトを設けてい
るため、被処理対象物の上面に沿って炉から吹き出る排
ガスを上面ダクトにより捕捉・吸引し、また一方、被処
理対象物の下面に沿って吹き出る排ガスは、下面ダクト
により捕捉・吸引する。

【００２４】以上により、雰囲気炉から放出される排ガ
スは、すべて漏れなく吸引排気されることとなる。

【００２５】・排ガス中に含まれるオイルミスト成分の
一括回収吸引ダクトにおいて、排ガス中に含まれるオイ
ルミスト成分は、フード外枠に触れて冷却凝縮し、液滴
は傾斜した下端面を伝わり、さらに樋溝により１箇所に
収集される。

【００２６】排ガス吸引ダクトの通路中のフィルターユ
ニットにおいては、室温においてもなお排気に含まれる
液体物が凝縮・捕捉される。吸引ダクトおよびフィルタ
ーユニットにおける滴下物は、取り外し可能な上面開放
の排気物容器により一括して回収・排気を行うことがで
きる。

【００２７】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図１から図８に基
づいて説明する。図１，図６，図８において、18は雰囲
気炉である窒素リフロー装置を示す。図８に示すように
炉体20の内部には、窒素ガス供給パイプ29を通して窒素
ガス28が供給され、低酸素濃度の窒素雰囲気となってい
る。また、炉体内部はヒータ38が設けられており、搬送
チェーン19により順次搬入されてくる電子部品24を上面
に載せたプリント基板23を加熱する。炉体20の内部にお
いてはクリーム半田が融け、電子部品24はプリント基板
23の導体配線と接合される。このとき、クリーム半田に
含まれるフラックスは、分解・蒸発し、オイルミストや
ヒュームとなって順次供給される窒素ガスに押し出され
る形で、炉内の入口開口部21もしくは出口開口部31より
炉外へ放出される。

【００２８】本発明における排ガス吸引装置の全体構成
を図６に示す。窒素リフロー装置18の基板搬送入口部の
上面および下面にそれぞれ入口上面吸引フード１，入口
下面吸引フード13を設置している。また基板搬送出口部
にも上面および下面にそれぞれ出口上面吸引フード12，
出口下面吸引フード14を設置している。これらの吸引フ
ードからは排気ホース３が伸びており、炉体上部に設置
された排気ブロワー９と接続されている。排気ブロワー
９の吸入口側には、フィルターユニット７が設けられて
いる。

【００２９】次に、個々のユニットについて詳しく構成
を述べる。図１は入口上面吸引フードの外観を示したも
のである。炉体20入口開口面21の搬送方向手前側で搬送
レール22上面に、入口上面吸引フード１を設置してい
る。吸引開口面は下向きで搬送面に相対している。排気
ホース３が装置後部につながっており、ここからフード
内の排気ガス25を吸引する。この排気ホース３の前に
は、排気ガスのヒューム・ミスト分を除去するために金
網ダクトフィルター５を配置している。

【００３０】上面吸引フード１の内部構造を図２(a)，
図２(b)、および図３(a)，図３(b)を用いて説明する。
図２(a)は均等吸い込み整流板２の形状を示し、図２(b)
は排ガス吸引ダクトの搬送幅方向の垂直断面を示してい
る。また図３(a)は吸い込み風速増加スリット板４の形
状を示し、図３(b)は排ガス吸引ダクトの搬送方向の垂
直断面を示している。入口上面吸引フード１は、搬送幅
方向に５枚の均等吸い込み整流板２にて吸引面が６つに
均等分割されている。

【００３１】また、フード後部の金網ダクトフィルター
５の手前にあるネジ付きボルト35とナットにて、それぞ
れの均等吸い込み整流板２の間隔を任意に調整できるよ
うになっている。

【００３２】また図３(a),(b)に示すように、下向きに
コの字形をした吸い込み風速増加スリット板４が２本、
吸引面に設置されている。吸い込み風速増加スリット板
４は中央部にこもった排ガスを吸い取るため、吸引口36
を備えている。

【００３３】次に、図４の入口排ガス吸引ダクト13に示
すように、奥側の可動搬送レール22の後面には、被処理
対象物の搬送幅に応じて吸引ダクトの吸引開口部幅を調
整する蛇腹形の可変シャッター８が設けられている。ま
た、排気吸い込み口37の下方にはフラックス回収ボック
ス６が設置されている。

【００３４】最後に、集めた排気を炉外に放出する部分
を図６に示す。炉体上部に排気ブロワー９およびその吸
い込み口にフィルターユニット７を設け、その前には各
炉体開口部から伸びた排気ホース３が接続されている。
排気ホース３には、図５に示したように風量調整ダンパ
31が付いている。フィルターユニット７は、前面が透明
なポリカーボネイトの透明プレート32になったケース
と、そのケースの上部から出し入れ自在の、ブロワー側
よりメッシュの目の粗さの細かいものから順に４枚の金
網フィルターを並べたフィルター本体33からなってい
る。

【００３５】以上の構成において、雰囲気炉から排ガス
の流出と、これに対する排ガス吸引装置による吸引動
作、およびメンテナンスの内容について述べる。図８に
示すように、炉体20の内部に窒素ガス供給パイプ29を通
して窒素ガス28が供給され、低酸素濃度の窒素雰囲気と
なっている。搬送チェーン19により順次搬入されてくる
電子部品24を上面に載せたプリント基板23をヒータ38に
より加熱する。すると、炉体内部でクリーム半田が融
け、電子部品24はプリント基板23の導体配線と接合させ
る。このとき、クリーム半田に含まれるフラックスは、
分解・蒸発し、オイルミストやヒュームとなり、順次供
給される窒素ガスに押し出される形で、入口開口部21も
しくは出口開口部31より炉外へ排ガス25と共に放出され
る。

【００３６】雰囲気炉18の開口部21に設けられた入口上
面排ガス吸引ダクト１においては、被処理対象物の搬送
方向に平行に吸引開口部を複数区分し、フード内の気流
通路後部にて排ガスが流れる各均等吸い込み整流板２の
間隔相対寸法を調整する。すると、図２(ｂ)に示すよう
に、区分けされた吸引開口部別の排ガス吸引風速および
吸引風量は同一に調節(ｖ1，ｖ2，ｖ3，ｖ4，ｖ5，ｖ
6)、または開口部からの排ガス吹き出し速度分布に応じ
た吸引速度分布17となる。フード後部の金網ダクトフィ
ルターの手前にあるネジ付きボルト35とナットにて、そ
れぞれの均等吸い込み整流板２の間隔は任意に調整され
る。

【００３７】区分された各吸引口からは、設定により、
同一流量または最適な各々の流量にて、被処理対象物2
3，24の搬送幅方向にまんべんなく、炉から排出される
ガス25を吸引する。

【００３８】図３(a)，図３(b)に示すように、同じ吸引
ブロワ風量であっても吸引風速増加スリット板４により
絞られたフード開口部では、フード内よりも風速は大き
くなる。図３(c)に示すように、スリット開口部では排
ガスの必要吸引風速(捕捉風速)を上回り、炉から勢いよ
く排出されるガス25を吸引する。最初の炉側の吸引部が
吸引しきれなかった排ガスは、コの字形のスリット板中
に入り、頂上にある吸引口36より吸い出される。絞られ
た吸引開口部はスリット内に３つあり、漏れた排ガスを
吸引していく。

【００３９】図４の炉体入口下面の排ガス吸引ダクトに
おける開口幅調整シャッター機構に示すように、各吸引
ダクトの吸引開口部幅はジャバラ式可変シャッター８に
より被処理対象物の搬送幅に応じ、調整する。不必要な
空間からの吸引をなくし、吸引風量を節約、必要な吸引
風速にて開口部での排気吸引を行う。

【００４０】以上は、プリント基板23の上面に沿って流
出してくるフラックスヒュームの吸引について述べた。
さらに図６に示すように、雰囲気炉本体の搬入口と搬出
口にて、被処理対象物23，24の上面および下面にも前記
排ガス吸引ダクトを設けてある。被処理対象物23，24の
上面に沿って炉から吹き出る排ガスは、上面ダクトによ
り捕捉・吸引し、一方、被処理対象物の下面に沿って炉
から吹き出る排ガスは下面ダクトにより捕捉・吸引す
る。

【００４１】また、炉内雰囲気への影響という観点から
みると、図５に示すように、排気ブロワー直前のフィル
ターユニット７に取り付けられた排気ホース３中のダン
パ31により、各場所(入口・出口，上面・下面)の排ガス
吸引量のバランスを調整する。このことによって、窒素
リフロー炉ならびに雰囲気炉の炉内から出る排気ガス25
の安定化・適正化が図られる。

【００４２】フラックスの回収，メンテナンスという観
点より述べる。面吸引ダクトにおいて、排ガス中に含ま
れるフラックスヒューム等のオイルミスト成分は、フー
ド外枠や上記均等吸い込み整流板２および吸い込み風速
増加スリット板４、さらに金網ダクトフィルター５に触
れて冷却凝縮し、液滴は傾斜した下端面を伝わって、周
囲フード外枠面の下端に設けられている樋溝34(図３
(b))に集まる。そして、フード吸引開口部の下端面を水
平から傾斜させてあるため、フード外枠の樋溝に沿って
液滴が手前に伝わる。伝わったフラックス液滴26は、フ
ラックス回収ボックス６に収集される。

【００４３】また排ガス吸引ダクトにて回収をのがれた
フラックスヒュームは、排気ブロワー９の吸い込み口に
設けたフィルターユニット７に納められた目の粗さが１
種類以上の複数のフィルター体により冷却凝縮し、液滴
となってフィルターユニット７の筐体底面に溜る。筐体
内およびフィルターを透明プレート越しに目視し、フラ
ックス回収ボックス６に収集されたフラックス液滴26は
定期的に捨てられる。

【００４４】以上のようにフード部およびブロワ前に凝
縮・捕捉された排気に含まれる液体物の滴下を、取外し
可能な上面開放の排気物容器を備えたことを特徴とし、
排ガス中に含まれるフラックスヒューム等の廃棄を行
う。

【００４５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
被処理対象物の搬送幅方向に対し、吸引風速の均一化を
図る整流板および吸引面上にて必要な風速が得られるス
リット板を設けることにより、最小限の排気ブロワー容
量において、排気ガスの漏れがなく、かつ排気ガス内の
固形・液状物を回収し、メンテナンスしやすい排気ガス
吸引装置を得ることができる。

【００４６】また窒素リフロー、その他雰囲気炉では、
炉外出入口部において安定した気流を作り出し、炉内部
の雰囲気濃度・成分を乱すことのない処理装置を実現す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の排ガス吸引装置の吸引フー
ドの外観を示す斜視図である。

【図２】同実施例の(a)均等吸い込み整流板の形状図、
(b)排ガス吸引ダクトにおける基板搬送幅方向の垂直断
面図、および(c)吸い込み風速特性図である。

【図３】同実施例の(a)吸い込み風速増加スリット板の
形状図、(b)排ガス吸引ダクトにおける基板搬送方向の
垂直断面図、および(c)吸い込み風速分布特性図であ
る。

【図４】炉体入口および出口の排ガス吸引ダクトにおけ
る開口幅調整シャッター機構図である。

【図５】炉体上部における排気ブロワーおよび排気経路
中の着脱自在フィルターユニットの斜視図である。

【図６】雰囲気炉に設置した排ガス吸引装置の全体斜視
図および各部吸引フードを示す図である。

【図７】従来の吸引ダクトの風速分布図である。

【図８】雰囲気炉と従来の排気装置全体図である。

【符号の説明】 １,12,13,14…吸引フード、 ２…整流板、 ３…排気
ホース、 ４…スリット板、 ５…金網ダクトフィルタ
ー、 ６…フラックス回収ボックス、 ７…フィルター
ユニット、 ８…ジャバラ式可変シャッター、 ９…排
気ブロワー、 23…プリント基板、 25…排気ガス、
32…透明プレート、 33…フィルター本体、34…樋溝。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｆ２４Ｆ 7/06 １０１ Ｚ (72)発明者 石本 一美 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 雰囲気炉の開口部に設けられる排ガス吸
   引ダクトにおいて、被処理対象物の搬送方向に平行に吸
   引開口部を複数区分し、かつ吸い込み風を案内する複数
   の整流板をフードの気流通路内に有するとともに、気流
   通路後部にて排ガスが流れる各整流板の間隔寸法を調整
   し、各々区分けされた吸引開口部の排ガス吸引風速およ
   び吸引風量を自在に調節可能としたことを特徴とする雰
   囲気炉の排ガス吸引装置。
2. 【請求項２】 雰囲気炉の開口部からの排ガス流れに対
   し、吸引開口部面において開口部を絞り、また絞られた
   開口部以外の排ガス接触面には、排ガスだまりの空間と
   その排ガスを吸い出す開口を持つ風速調整スリット板を
   設けたことを特徴とする請求項１記載の雰囲気炉の排ガ
   ス吸引装置。
3. 【請求項３】 フード吸引開口部の下端面を水平から傾
   斜させており、フード外枠また内部の構造物には、液滴
   が伝う樋が設けられていることを特徴とする請求項１記
   載の雰囲気炉の排ガス吸引装置。
4. 【請求項４】 被処理対象物の搬送幅に応じ、吸引ダク
   トの吸引開口部幅を調整する可変シャッターを設けたこ
   とを特徴とする請求項１記載の雰囲気炉の排ガス吸引装
   置。
5. 【請求項５】 雰囲気炉本体の搬入口と搬出口における
   被処理対象物の上面および下面に、それぞれ排ガス吸引
   ダクトを設けたことを特徴とする請求項１記載の雰囲気
   炉の排ガス吸引装置。
6. 【請求項６】 排ガス吸引ダクトの通路中に、目の粗さ
   が１種類以上の複数のフィルターと、そのフィルターを
   収納する空間部、およびその空間を構成する筐体の一面
   が、フィルターを目視できるような透明面にて構成され
   たフィルターユニットを備えていることを特徴とする請
   求項１記載の雰囲気炉の排ガス吸引装置。
7. 【請求項７】 フィルターにて凝縮ないし捕捉された排
   気物の滴下を受ける取り外し可能な上面開放の排気物容
   器を備えたことを特徴とする請求項６記載の雰囲気炉の
   排ガス吸引装置。