JPH08125324A

JPH08125324A - ガス封入式はんだ付け装置

Info

Publication number: JPH08125324A
Application number: JP25502894A
Authority: JP
Inventors: Yoshiaki Tachibana; 義昭橘
Original assignee: NIHON DENNETSU KK; Nihon Dennetsu Co Ltd
Current assignee: NIHON DENNETSU KK; Nihon Dennetsu Co Ltd
Priority date: 1994-10-20
Filing date: 1994-10-20
Publication date: 1996-05-17

Abstract

(57)【要約】【目的】ガス供給用ノズルに付着，堆積した付着・堆
積物を、ガス供給ノズルを取り外すことなく圧縮エアに
より吹き飛ばして清掃することによりメンテナンス作業
を容易にし、運転パラメータを安定化させる。【構成】互いに接続された急速継手４１Ａ，４１Ｂを
介してＮ₂ ガス供給装置１１からのＮ₂ ガスをガス供給
用ノズル１３へ供給し噴出口から噴出させる。一方、Ｎ
₂ ガス用の急速継手４１Ａを急速継手４１Ｂから外した
後、圧縮エア供給装置４２からの圧縮エア供給用の急速
継手４１Ｃを急速継手４１Ｂに接続して圧縮エアにより
ガス供給用ノズル１３に付着・堆積した付着・堆積物を
吹き飛ばして除去することを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、低酸素濃度のガス雰囲
気中ではんだ付けプロセスを行うガス封入式はんだ付け
装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】電子部品を搭載した配線基板にはんだ付
けする際に、低酸素濃度の不活性ガス雰囲気中ではんだ
付けプロセスを実行することにより、被はんだ付け部の
酸化が抑制されるとともに、はんだ融液の表面張力が低
下するので、微量のフラックスで優れたはんだ付け性が
得られる。そのため、フローはんだ付け装置やリフロー
はんだ付け装置において、ガス封入技術は必須の技術と
なっている。

【０００３】図４（ａ），（ｂ）は、従来のガス封入式
はんだ付け装置を示す図で、図４（ａ）はフローはんだ
付け装置の側断面図、図４（ｂ）はリフローはんだ付け
装置の側断面図である。なお、図４（ａ）は特願平４−
３５３８７９号からの抜粋であり、図４（ｂ）は特開平
４−３７１３６６号公報からの抜粋である。

【０００４】すなわち、図４（ａ）のフローはんだ付け
装置２では、配線基板１の予備加熱を行うプリヒータ３
およびはんだ融液の噴流波（図示せず）を形成するはん
だ槽４、配線基板１を搬送する搬送コンベア５をトンネ
ル状のチャンバ６で覆い、Ｎ₂ ガス供給装置１１および
ガス供給用パイプ１２を通って供給されるＮ₂ ガスを、
ガス供給用ノズル１３からチャンバ６内に噴出させ、予
備加熱工程およびはんだ付け工程から成るはんだ付けプ
ロセスを、低酸素濃度のＮ₂ ガス雰囲気とする構成であ
る。

【０００５】そして、トンネル状のチャンバ６を「ヘ」
の字状形状とし、はんだ付け工程直後に頂部を形成する
ように構成し、はんだ付け工程直後の位置から配線基板
１の搬送方向Ａとは逆方向へ、すなわちはんだ槽４側へ
流れるＮ₂ ガスの層流を形成するようにガス供給室１４
と整流板１５を設けるとともに、ガス供給用ノズル１３
のガス噴出方向を調節できるように構成している。ま
た、チャンバ６内には、配線基板１の搬送方向Ａと交差
する方向に板面を向けて抑止板７を設けてあり、いわゆ
るラビリンス流路を形成して熱対流等の不要な雰囲気流
動を抑制するように構成している。

【０００６】なお、エア供給用ノズル１６は、チャンバ
６の搬出口９側にエアカーテンを形成してチャンバ６の
封止性を向上させる目的で設けたものであり、搬入口８
側に設けることも可能である。

【０００７】図４（ｂ）のリフローはんだ付け装置２１
においては、加熱室２２が３つの部分に分けられてい
て、それぞれ予備加熱工程とリフローはんだ付け工程と
から成るはんだ付けプロセスを形成している。そして、
入口通路２３および出口通路２４には抑止板７を設け
て、いわゆるラビリンス流路を形成し、チャンバ２５に
より形成された加熱室２２の封止性を向上させている。

【０００８】そして、Ｎ₂ ガス等の不活性ガスを供給す
るガス供給用ノズル１３を出口通路２４の抑止板７間に
設け、噴出するＮ₂ ガスの方向を調節して一部を出口通
路２４側から流出させつつその大部分を加熱室２２およ
び入口通路２３へ流通させるように構成している。ま
た、２６は加熱ヒータ、２７は前記配線基板１の搬送用
コンベアである。

【０００９】以上のように、ガス供給用ノズル１３から
噴出するＮ₂ ガスの噴出方向は、チャンバ６，２５を封
止する上では重要なパラメータであり、したがって、そ
の噴出方向を調節できるようにガス供給用ノズル１３の
向きを調節可能に構成している。

【００１０】図５は、ガス供給用ノズル１３のチャンバ
６に対する構成例を示す図で、チャンバ６をその長手方
向に対して直角に切断した際の下側のノズルを説明する
図である。なお、図５は図４（ａ）と同様に特願平４−
３５３８７９号からの抜粋である。また、図４と同一符
号は同一部分を示す。

【００１１】すなわち、チャンバ６の両側にノズル受け
１７を設けてあり、その先端に蓋１８が設けられたガス
供給用ノズル１３を前記ノズル受け１７に気密に、かつ
回動可能に係合させ、継手１９を介してガス供給用パイ
プ１２を接続した構成としている。これにより、ガス供
給用ノズル１３を回動させることで、ガス供給用ノズル
１３に形成した噴出口１３ａの向きを調節することが可
能となり、ガス供給室１４からチャンバ６内ヘ供給する
Ｎ₂ ガスの噴出指向性を調節することが可能となる。

【００１２】図６は、Ｎ₂ ガス供給回路の一例を示す図
である。すなわち、高圧のＮ₂ ガスを供給する液体Ｎ₂
のガスボンベと気化器とから成るＮ₂ ガス発生装置ある
いはＰＳＡ法や膜分離法のＮ₂ ガス発生装置等のガス供
給装置１１から供給されるＮ₂ ガスは、供給の開閉を行
う開閉弁３１を通ってフィルタ３２で過飽和水分やミス
ト等を除去し、圧力制御弁３３（減圧弁）で目的とする
一定圧力のＮ₂ ガスを得る。圧力計３４は圧力モニタ用
の設備である。

【００１３】その後、流量調節弁３５および流量計３６
を通って目的とする所定流量に調節されたＮ₂ ガスは、
ガス供給回路側の開閉弁３７を介してフローまたはリフ
ローはんだ付け装置２，２１内のガス供給用ノズル１３
から噴出する。なお、ガス供給用ノズル１３の直前の位
置に設けた各開閉弁３７は、Ｎ₂ ガスを噴出させるガス
供給用ノズル１３を選択するために使用するもので、そ
の他、メンテナンス用にも使用する。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】このようなフローまた
はリフローはんだ付け装置２，２１にあっては、ガス供
給用ノズル１３の噴出口１３ａ周囲に、フラックスヒュ
ームやミスト、浮遊物、等が付着，堆積し、Ｎ₂ ガスの
噴出を阻害することがある。これは、チャンバ６，２５
内の雰囲気温度よりもガス供給用ノズル１３から噴出す
るＮ₂ ガスの温度が低いことに原因している。したがっ
て、この付着・堆積物を定期的に清掃・除去する作業が
必要であった。図７はこの付着・堆積物の態様を説明す
る図で、２０は前記ガス供給用ノズル１３の噴出口１３
ａに付着した付着・堆積物である。

【００１５】すなわち、配線基板１のはんだ付けプロセ
スにおいては、配線基板１に塗布したフラックスがヒュ
ームやミストを発生する。また、はんだ融液からは金属
蒸気が発生する。そして、チャンバ６等の覆いを備えた
フローはんだ付け装置２にあってはチャンバ６内の温度
が上昇し、例えば、図４（ａ）のフローはんだ付け装置
２では、ガス供給用パイプ１２の周辺で約６０〜８０℃
程度になる。また、リフローはんだ付け装置２１におい
ても同様であり、図４（ｂ）のリフローはんだ付け装置
２１では、ガス供給用パイプ（図示せず）の周辺で約１
００〜１２０℃程度になる。なお、これらの値は例値で
あり、ガス供給用ノズル１３の配設位置やチャンバ６，
２５の構造等で変わる。

【００１６】ところが、ガス供給用ノズル１３から噴出
するＮ₂ ガスの温度は常温程度であり、したがってＮ₂
ガスに冷却されたフラックスヒュームやミスト、金属蒸
気等が液化・固体化し、ガス供給用ノズル１３の噴出口
１３ａ周囲に付着，堆積して付着・堆積物２０となるの
である。

【００１７】この付着・堆積物２０を清掃するための作
業は、ガス供給用パイプ１２を取り外す等の作業が必要
であり、メンテナンスコストが運転コストの上昇を招く
ことになる。また、先にも説明したように、ガス供給用
ノズル１３の取り付け方向（ガス噴出方向）は、これら
のはんだ付け装置にあっては特に重要な運転パラメータ
の１つであり、この清掃作業に伴うガス供給用ノズル１
３の取り外しと取り付けが、運転パラメータの再現性を
損ない易い。

【００１８】本発明の目的は、ガス供給用ノズルを取り
外すことなく清掃できるようにすることによって、メン
テナンス作業を容易化すると供に運転パラメータを安定
化させることではんだ付け品質の安定化を図って、優れ
た運転操作環境を備えたガス封入式はんだ付け装置を得
ることにある。

【００１９】

【課題を解決するための手段】本発明は、噴出口周囲に
付着した堆積物を吹き飛ばすように構成しているところ
に特徴がある。

【００２０】本発明にかかる請求項１に記載の発明は、
ガス供給回路のノズルからガスを供給して形成された雰
囲気中ではんだ付けプロセスを実行するガス封入式はん
だ付け装置において、前記ノズルへ圧縮空気を選択的に
供給する圧縮空気供給回路を備えたものである。

【００２１】また、請求項２に記載の発明は、ガス供給
回路のノズルからガスを供給して形成された雰囲気中で
はんだ付けプロセスを実行するガス封入式はんだ付け装
置において、前記ノズルへ前記ガスと同種で、かつ前記
ガスよりも高圧のガスを選択的に供給する回路を備えた
ものである。

【００２２】

【作用】本発明にかかる請求項１に記載の発明は、圧縮
空気を供給する回路からガス供給用ノズルに圧縮空気を
供給することで、ノズルの噴出口から圧縮空気が高速で
噴出し、その際にガス供給ノズルの噴出口に付着・堆積
したフラックスヒュームやミスト、金属蒸気等の付着・
堆積物は吹き飛ばされて除去される。

【００２３】また、請求項２に記載の発明は、はんだ付
けプロセスに供給されているガスと同種のガスを供給す
る回路からガス供給用ノズルに高圧のガスを供給するこ
とで、ノズルの噴射口から高圧のガスが高速で噴出し、
その際にガス供給ノズルの噴出口に付着・堆積したフラ
ックスヒュームやミスト、金属蒸気等の付着・堆積物は
吹き飛ばされて除去される。

【００２４】また、はんだ付けプロセスに供給されてい
るガスと同種の高圧のガスをガス供給用ノズルから噴出
させるので、はんだ付けプロセスの酸素濃度が増加する
こともない。

【００２５】

【実施例】次に、本発明によるガス封入式はんだ付け装
置を、実際上どのように具体化できるかを実施例で説明
する。〔実施例１〕図１（ａ），（ｂ）は、本発明の第１の実
施例を示すガス供給回路図、図１（ａ）は通常運転時の
回路図、図１（ｂ）は図１（ａ）の清掃時における回路
図である。これらの図において、図６と同一符号は同一
部分を示す。

【００２６】すなわち、図１の第１の実施例と図６の従
来例とを比較すると、ガス供給用ノズル１３の直前位置
（図１では開閉弁３７の直前位置）に逆止弁付きで着脱
自在な急速継手（セルフシール継手）４１Ａ，４１Ｂを
設け、流量調節弁３５および流量計３６から供給される
Ｎ₂ ガスを急速継手４１Ａ，４１Ｂを介してガス供給用
ノズル１３に供給する構成とする。なお、急速継手４１
ＡはＮ₂ ガス供給装置１１側のものを、急速継手４１Ｂ
はガス供給用ノズル１３側のものを示す。

【００２７】他方、エアコンプレッサ等の圧縮エア供給
装置４２から供給される圧縮エアを、開閉弁４３を介し
て逆止弁付きの急速継手４１Ｃに導く回路を備えてい
る。この圧縮エアとしては、工場内で使用される空気圧
機器用に各所に供給されている、いわゆる工場エアを使
用することができる。

【００２８】そして、ガス供給用ノズル１３の清掃に当
たっては、図１（ｂ）に示すようにＮ₂ ガス供給用の急
速継手４１Ａを急速継手４１Ｂから外し、次いで、圧縮
エア供給用の急速継手４１Ｃを急速継手４１Ｂに接続し
て圧縮エア供給用の開閉弁４３を開く。するとガス供給
用ノズル１３からの圧縮エアが高速で吹き出し、図７に
示すようにガス供給用ノズル１３の噴出口１３ａ周囲に
付着・堆積した付着・堆積物２０を吹き飛ばして除去す
ることができる。なお、この清掃作業の時期としては、
はんだ付け装置の運転開始時や終了時が最適である。

【００２９】また、図１（ｂ）において、図中左側の急
速継手４１Ａを図１（ａ）のように急速継手４１Ｂに接
続したままの状態で圧縮エア供給装置４２の開閉弁４３
を開くことにより、Ｎ₂ ガスを供給しながら右側の急速
継手４１Ｃ，４１Ｂから圧縮エアを噴出させて清掃作業
を行うこともできる。〔実施例２〕図２は、本発明の第２の実施例を示すガス
供給回路図である。この図において、図６と同一符号は
同一部分を示す。

【００３０】すなわち、図２の第２の実施例と図６の従
来例とを比較すると、フィルタ３２と圧力制御弁３３
（減圧弁）との間から分岐回路を設けるとともに開閉弁
４４を介して分岐回路をガス供給用ノズル１３に接続す
る構成である。

【００３１】そして、ガス供給用ノズル１３の清掃に当
たっては、ガス供給用ノズル１３に使用する開閉弁３７
を閉じ、次いで分岐回路の開閉弁４４を開くことによ
り、減圧前の高圧のＮ₂ ガスがガス供給用ノズル１３の
噴出口１３ａから高速で吹き出し、図７に示すようにガ
ス供給用ノズル１３の噴出口１３ａ周囲に付着・堆積し
た付着・堆積物２０を吹き飛ばして除去することができ
る。この場合、フローまたはリフローはんだ付け装置
２，２１に供給しているＮ₂ ガスを清掃用の高圧ガスと
して使用するので、はんだ付けプロセスにおける酸素濃
度が増加することがない。

【００３２】なお、分岐回路にも破線で示すように圧力
制御弁４５（減圧弁）を設け、目的とする適切な圧力の
Ｎ₂ ガスがガス供給用ノズル１３に供給されるようにし
てもよい。さらに、圧力モニタ用として圧力計４６を設
けてもよい。また、ガス供給回路側の開閉弁３７を開い
た状態で分岐回路の開閉弁４４を開くことにより減圧し
たＮ₂ ガスを供給しながら高圧のＮ₂ ガスを供給しては
んだ付けプロセスを実行しながら付着，堆積物２０の清
掃も行うこともできる。〔実施例３〕図３は、本発明の第３の実施例を示すガス
供給回路図である。この図において、図６と同一符号は
同一部分を示す。

【００３３】すなわち、図３の第３の実施例と図６の従
来例とを比較すると、フローまたはリフローはんだ付け
装置２，２１のガス供給用ノズル１３の直前位置に分岐
回路を設け、この分岐回路に開閉弁４３を介して圧縮エ
ア供給装置４２を接続した構成である。

【００３４】そして、ガス供給ノズル１３の清掃に当た
っては、ガス供給用ノズル１３の直前位置に設けられた
Ｎ₂ ガス供給回路側の開閉弁３７を閉じ、圧縮エア供給
装置４２側の開閉弁４３を開く。するとガス供給用ノズ
ル１３から圧縮されたエアが高速で吹き出し、図７に示
すようにガス供給用ノズル１３の噴出口１３ａ周囲に付
着・堆積した付着・堆積物２０を吹き飛ばして除去する
ことができる。

【００３５】なお、この清掃作業の時期としては、フロ
ーまたはリフローはんだ付け装置２，２１の運転開始時
や終了時が最適である。また、開閉弁３７を開いた状態
で圧縮エア供給装置４２の開閉弁４３を開くことにより
Ｎ₂ ガスを供給しながら圧縮エアを供給することもでき
る。

【００３６】なお、本発明の技術は、ガス封入式はんだ
付け装置の他に、自動車のラジエータや空調機の熱交換
機のろう付けを加熱炉で行う場合において、加熱炉内へ
フラックスガスを導入する場合があるが、この場合にお
いても、ガス供給用ノズルに付着・堆積物を生じるた
め、本発明の技術を適用することでこの問題を解決する
ことができる。

【００３７】

【発明の効果】以上のように本発明によるガス封入式は
んだ付け装置によれば、次のような効果がある。

【００３８】すなわち、請求項１記載の発明は、ガス供
給回路のノズルからガスを供給して形成された雰囲気中
ではんだ付けプロセスを実行するガス封入式はんだ付け
装置において、前記ノズルへ圧縮空気を選択的に供給す
る圧縮空気供給回路を備えたので、ガス供給用ノズルを
取り外すことなくノズルの清掃作業を行うことができる
ようになる。したがって、メンテナンス作業を容易に行
うことができるようになるとともに、ガス供給用ノズル
の取り外しおよび取り付けに伴ってガス噴出方向の再現
性が低下することもなく運転パラメータを安定化させる
ことが可能となる。その結果、はんだ付け品質の安定化
を図ることが可能になるとともに優れた運転操作環境を
備えたはんだ付け装置を実現することができる。

【００３９】また、請求項２記載の発明は、ガス供給回
路のノズルからガスを供給して形成された雰囲気中では
んだ付けプロセスを実行するガス封入式はんだ付け装置
において、前記ノズルへ前記ガスと同種で、かつ前記ガ
スよりも高圧のガスを選択的に供給する回路を備えたの
で、前記の請求項１記載の構成による効果に加えて、清
掃作業に伴ってはんだ付けプロセスの酸素濃度が増加す
ることがないので、はんだ付け装置が運転稼働中であっ
ても任意の時期に清掃作業を行うことが可能となり、運
転操作環境がさらに向上する。すなわち、はんだ付け品
質の安定化を一層押し進めることができるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例を示すガス供給回路図で
ある。

【図２】本発明の第２の実施例を示すガス供給回路図で
ある。

【図３】本発明の第３の実施例を示すガス供給回路図で
ある。

【図４】従来のガス封入式はんだ付け装置を示す図であ
る。

【図５】ガス供給ノズルのチャンバに対する構成例を示
す図である。

【図６】Ｎ₂ ガス供給回路の一例を示す図である。

【図７】ガス供給用ノズルの噴出口に付着した付着・堆
積物の態様を示す図である。

【符号の説明】

１配線基板２フローはんだ付け装置１１Ｎ₂ ガス供給装置１３ガス供給用ノズル１３ａ噴出口２０付着・堆積物２１リフローはんだ付け装置３１開閉弁３２フィルタ３３圧力制御弁３４圧力計３５流量調節弁３６流量計３７開閉弁４１Ａ急速継手４１Ｂ急速継手４１Ｃ急速継手４２圧縮エア供給装置４３開閉弁４４開閉弁

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ガス供給回路のノズルからガスを供給し
て形成された雰囲気中ではんだ付けプロセスを実行する
ガス封入式はんだ付け装置において、前記ノズルへ圧縮空気を選択的に供給する圧縮空気供給
回路を備えた、ことを特徴とするガス封入式はんだ付け装置。
【請求項２】ガス供給回路のノズルからガスを供給し
て形成された雰囲気中ではんだ付けプロセスを実行する
ガス封入式はんだ付け装置において、前記ノズルへ前記ガスと同種で、かつ前記ガスよりも高
圧のガスを選択的に供給する回路を備えた、ことを特徴とするガス封入式はんだ付け装置。