JPH0739483Y2 - リフロー炉 - Google Patents

リフロー炉

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JPH0739483Y2
JPH0739483Y2 JP1990118910U JP11891090U JPH0739483Y2 JP H0739483 Y2 JPH0739483 Y2 JP H0739483Y2 JP 1990118910 U JP1990118910 U JP 1990118910U JP 11891090 U JP11891090 U JP 11891090U JP H0739483 Y2 JPH0739483 Y2 JP H0739483Y2
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reflow furnace
cooling
furnace
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outlet
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哲也 奥野
孝 名内
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Senju Metal Industry Co Ltd
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Senju Metal Industry Co Ltd
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    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/30—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor
    • H05K3/32—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits
    • H05K3/34—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits by soldering
    • H05K3/3494—Heating methods for reflowing of solder
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K1/00—Soldering, e.g. brazing, or unsoldering
    • B23K1/008—Soldering within a furnace

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は，リフロー炉，特に不活性ガスを用いたリフロ
ー炉に関する。
［従来の技術］ 従来よりはんだ付けしたプリント基板は，その信頼性を
高めるため，フラックス残渣をフッ素系溶剤や塩素系溶
剤で洗浄することが行われていた。しかしながら，フッ
素系溶剤は地球を取り巻くオゾン層を破壊し，人類に有
害な紫外線を多量に地球に到達させ，また塩素系溶剤は
地下水に混入して飲料用に適さないものにしてしまうた
め，使用が規制されるようになった。
従って，プリント基板のはんだ付けに用いるクリームは
んだは，フラックス残渣を洗浄しなくとも済むように松
脂や活性剤等の固形成分の少ない所謂「低残渣クリーム
はんだ」が使われるようになってきた。
ところで，クリームはんだが塗布されたプリント基板を
酸素の多い大気中で加熱すると，クリームはんだやプリ
ント基板のはんだ付け部は酸化されやすくなってしまう
ものであるが，低残渣クリームはんだは活性力が弱いた
め，大気中で加熱されたクリームはんだはさらに酸化さ
れ，酸化されたはんだ付け部に対しては，はんだが十分
に広がらなかったり，多量のはんだボールを発生させて
しまうものであった。低残渣クリームはんだは，内部に
窒素のような不活性ガスを充満させたリフロー炉（以
下，「窒素リフロー炉」という）で使用するとプリント
基板へのはんだの広がりは良好となり，はんだボールの
発生も極めて少なくすることができるものである。
窒素リフロー炉は，炉内の酸素濃度が低ければ低い程，
はんだの広がりが良好となり，はんだボール発生を少な
くできるものである。そのため，リフロー炉の出入口に
シャッターを設けて外気の流入を防ぐようにした窒素リ
フロー炉が提案され，また炉内に多量の窒素を流入させ
ることが行われていた。
［考案が解決しようとする課題］ シャッターは、出入口にそれぞれ二重に取り付けて待機
室を設けなければ効果がないことから，二重シャッター
のフリロー炉はシャッターの開閉やプリント基板の待機
に時間がかかり生産性が悪いという欠点があった。従来
のシャッターのない窒素リフロー炉では炉内に多量の窒
素を流入させても酸素濃度を低くすることができなかっ
た。
本考案は、窒素の流入量を少なくしても，炉内の酸素濃
度を低くすることのできるシャッターのない窒素リフロ
ー炉を提供することにある。
［課題を解決するための手段］ 本考案者らが従来の窒素リフロー炉において外気が炉内
に流入する原因の検討を行った結果，リフロー炉内に供
給した窒素は，リフロー炉の出入口から隙間なく流出す
るため，外気は炉内に入らないものである。しかしなが
ら，リフロー炉の出入口では，はんだ付け後のプリント
基板を冷却するために外気を吹き付けており，この外気
が炉内から炉外へ流出してくる窒素を乱して，その間か
ら炉内に流入してしまうことが分かった。
そこで本考案者らは，冷却装置が外気をそのまま吹き付
けるものでないようにすれば，外気が炉内に流入しない
ことに着目して本考案を完成させた。
本考案は，予備加熱ゾーン，本加熱ゾーン及び冷却ゾー
ンから成るリフロー炉において，冷却ゾーンの上下部に
吸入口と吹出し口が同一面にある一組の冷却装置を，一
方の吸入口と他方の吹出し口が向かい合い，また一方の
吹出し口と他方の吸入口が向かい合うようにして設置し
てあるとともに、それぞれの冷却装置には冷却装置の外
部を冷却する熱交換装置が備えられていることを特徴と
するリフロー炉である。
［実施例］ リフロー炉１は予備加熱ゾーンP,本加熱ゾーンH,及び冷
却ゾーンＣから成り，予備加熱ゾーンと本加熱ゾーンに
はプリント基板搬送用のコンベア２を挟んで上下に複数
の面吹出し吸入型ヒータ３…が設置されている。面吹出
し吸入型ヒータとは，本考案出願人が特願平２−194385
号に提案したものでプリント基板を効果的に加熱するも
のである。
該面吹出し吸入型ヒータは箱体であり，同一面に吹出し
口と吸入口を有している。吹出し口はセラミックスを溶
射した金属の多孔質板と，該多孔質板を加熱する電熱ヒ
ータが設置されており，吸入口とは箱体内で連通してい
る。面吹出し吸入型ヒータをリフロー炉の上下部に，そ
れぞの吹出し口と吸入口が向かい合うように設置する
と，上部の吸入口と下部の吹出し口間，及び下部の吸入
口と上部の吹出し口間で不活性ガスが相互循環し，また
上下の吹出し口から吹出て衝突した不活性ガスは同一面
にある吸入口に流入するという自己循環を行う。従っ
て，面吹出し吸入型ヒータを上下部に設置したリフロー
炉は隣接したゾーンからの気体の流動による影響がな
く，安定した低酸素濃度を保つことができるものであ
る。
冷却ゾーンＣには，上下部に一組の冷却装置4,4が設置
されている。冷却装置４は，箱状の本体５の一面に整流
板６が設置されており，この部分が吹出し口７となって
いる。吹出し口７の反対側には矩形の穴８が開けられて
おり，該穴の上にはクロスファン９が設置されている。
そしてクロスファン９の1/4周を囲み，その上から横方
に延長された金属製のジャケット10があり，該ジャケッ
トは本体５の側面に開口を形成するようにして屈曲して
いる。該開口が吸入口11となるものであり，吸入口11は
前記吹出し口７と同一面となっている。冷却ゾーンＣの
上下の壁面12には外気導入孔13が穿設されており，ここ
には外気を内部に流入させてジャケット10の熱を奪う熱
交換装置の送風機14が設置されている。また冷却ゾーン
Ｃの壁面12の横方には排出孔15が穿設されている。
冷却装置４はリフロー炉の中を走行するプリント基板搬
送用のコンベア２を挟んで上下に一組設置されている
が，その設置状態は，一方の吸入口11と他方の吹出し口
７′，一方の吹出し口７と他方の吸入口11′とが向かい
合うようにして設置されている。従って，これら上下の
冷却装置間では，外気が下の吹出し口７′から上の吸入
口11に流れる上向き通路領域X,上の吹出し口７と下の吹
出し口７′から出て衝突する衝突領域Ｙ及び上の吹出し
口７から下の吸入口11′に流れる下向き通路領域Ｚがで
きる。上の冷却装置の吹出し口７の近傍，リフロー炉の
入口及びリフロー炉の中間には窒素流出用のノズル16,1
6,16が設置されている。
次に本考案リフロー炉におけるプリント基板のはんだ付
けについて説明する。
リフロー炉内は入口，中間，出口に設置したノズル16,1
6,16から窒素が導入され，低残渣クリームはんだをはん
だ付けするに適した十分な窒素雰囲気となっている。
プリント基板は，矢印方向に走行するコンベア２でリフ
ロー炉１内に運ばれて，先ず予備加熱ゾーンＰで100〜1
50℃に加熱され，次に本加熱ゾーンで200〜230℃に加熱
されてクリームはんだが溶かされる。そしてプリント基
板は冷却ゾーンＣに入り，ここで上下から吹出される冷
風で冷却されるものである。上下の冷却装置4,4間で
は、その両側が一方向に早い速度で上昇と下降する気体
がプリント基板に当たり，その中間では上向きと下向き
の気体がプリント基板に当たるようになる。つまり，上
下の冷却装置間では気体が循環するため外気は入らない
状態になっている。しかも，冷却装置の近傍に窒素を供
給するノズルを設置しておけば，冷却装置間は窒素雰囲
気となり，冷却時にクリームはんだやプリント基板が酸
化するのを防ぐことができる。
なお，実施例では，熱交換装置として送風機を示した
が，冷却装置を冷却するものであれば送風機に限らず如
何なる装置でも使用できる。
［考案の効果］ 本考案のリフロー炉は，冷却ゾーンに設置した上下の冷
却装置間で気体が循環し，ここが一種のエアーカーテン
となるため，外気は炉内に侵入しない。従って，本考案
のリフロー炉は，炉内の酸素濃度を極めて低く抑えるこ
とができ，低残渣クリームはんだを用いても普通のクリ
ームはんだと同様，未はんだやはんだボールを発生させ
ることなく信頼あるはんだ付けが行えるものである。
【図面の簡単な説明】
第１図は本考案リフロー炉の正面断面図，第２図は要部
拡大正面断面図である。 １……リフロー炉、３……面吹出し吸入型ヒータ ４……冷却装置、7,7′……吹出し口 11,11′……吸入口、Ｐ……予備加熱ゾーン Ｈ……本加熱ゾーン、Ｃ……冷却ゾーン

Claims (2)

    【実用新案登録請求の範囲】
  1. 【請求項１】予備加熱ゾーン，本加熱ゾーン及び冷却ゾ
    ーンから成るリフロー炉において，冷却ゾーンの上下部
    には吸入口と吹出し口が同一面にある一組の冷却装置
    を，一方の吸入口と他方の吹出し口が向かい合い，また
    一方の吹出し口と他方の吸入口が向かい合うようにして
    設置してあるとともに、それぞれの冷却装置には冷却装
    置の外部を冷却する熱交換装置が備えられていることを
    特徴とするリフロー炉。
  2. 【請求項２】熱交換装置は，冷却装置の近傍に設置した
    送風機であ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。
JP1990118910U 1990-11-15 1990-11-15 リフロー炉 Expired - Lifetime JPH0739483Y2 (ja)

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DE69111752T DE69111752T2 (de) 1990-11-15 1991-11-14 Wiederaufschmelzlötofen.
US08/062,160 US5338008A (en) 1990-11-15 1993-05-17 Solder reflow furnace

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