JPH105522A - 圧力スイング吸着式窒素ガス発生装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】特定の吸着剤を使用し、吸着塔容積を小さく
し、所定の操作条件と組み合わすことにより、コンパク
トで高性能な圧力スイング吸着式窒素ガス発生装置と
し、従来不可能であった自動はんだ付け装置内への組み
込みを可能にするものである。また、従来の自動はんだ
付け装置を改良することにより内蔵した圧力スイング吸
着式窒素ガス発生装置より発生する窒素ガスの必要量を
最小限にとどめ、効果的に活用することによりその経済
性を高めるものである。 【解決手段】特定の吸着剤を充填することによりコンパ
クトになった圧力スイング吸着式窒素ガス発生装置を自
動はんだ付け装置に内蔵し、更に該窒素ガス発生装置よ
り加熱室内に窒素ガスを供給する手段と、被はんだ付け
部材の搬入出口でのガスの出入りを制御して加熱室内の
窒素ガス濃度の低下を防止する手段を設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、吸着剤の選択的吸
着特性を利用して、窒素を含む混合ガスより高濃度の窒
素ガスを分離する装置と、それを用いた自動はんだ付け
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】工業用窒素ガスは、金属の熱処理、半導
体の製造、化学プラントの防爆シールなどに幅広く利用
され、新たな利用分野も広がりつつある。大気中で行っ
ていたはんだ付け工程を、窒素雰囲気下で低フラックス
ペーストを使用して実施することによりプリント基板や
はんだの酸化を防止し、後工程のフロン洗浄工程を省略
することが知られている。そのため、電子機器、電気製
品等に使用されるプリント基板等に電子部品を表面実装
する自動はんだ付け装置にも工業用窒素ガスは利用さ
れ、従来の大気中で行っていたはんだ付け工程を窒素雰
囲気下で低フラックスペーストを使用して実施してい
る。

【０００３】一方、公知の窒素ガス供給手段としては、
窒素ガスボンベ、液体窒素タンク、ＰＳＡ式窒素ガス発
生装置、膜式窒素ガス発生装置、燃焼式窒素ガス発生装
置等が知られている。この内、液体窒素タンクは、高純
度の窒素（９９．９９９容積％以上）を容易に供給でき
るが、低温貯蔵容器および蒸発設備等を設ける必要があ
るため、設備が大きくなり設備コストが高く、保守点検
等が煩わしい等の欠点がある。また、窒素ガスボンベで
も、コスト高で、ボンベ交換が煩わしい等の欠点があ
る。燃焼式窒素ガス発生装置は、バーナーで灯油や重油
を高温度（１０００℃付近）で燃焼させて酸素含有濃度
の低い窒素ガスを発生させる装置であるが、高温度で燃
焼させるため窒素酸化物の発生を避けることができな
い、火気を取り扱うので安全上特別の注意が必要とな
る、などの問題がある。更に、膜式窒素ガス発生装置
は、簡便ではあるが、高純度の窒素ガスの発生が困難で
あるという欠点がある。このため、最近の傾向として、
自動はんだ付け装置用の窒素ガス発生装置として、ＰＳ
Ａ式窒素ガス発生装置が注目されている。

【０００４】かかるＰＳＡ式窒素ガス発生装置は、例え
ば特公昭５４−１７５９５号公報に開示された如く、分
子ふるい炭素等の吸着剤を充填した吸着塔に原料ガスを
加圧下で送入し、酸素を選択的に吸着させ、窒素ガスを
分離できるものである。このＰＳＡ式窒素ガス分離法
は、深冷分離法に比較して装置が、小型となり、操作が
簡便で、無人連続運転が可能などの利点が注目され、装
置のより一層の小型化や発生窒素ガスの純度向上、動力
原単位の向上を意図した種々の改良が試みられてきた。

【０００５】そして、ＰＳＡ式窒素ガス発生装置の改良
としては、種々の提案が行われており、例えば特開平１
−５６１１３号公報では、上下均圧の方法に関する改善
が提案されている。

【０００６】また、吸着剤の改良も試みられ、例えば、
従来は天然原料を出発物質として、煩雑な工程により炭
素表面のミクロ孔構造を制御することにより製造されて
きた（特公昭５２−１８６７５号公報）が、特公平６−
２０５４６号公報では、合成高分子を主原料とし、簡便
なプロセスにより均質性に優れた分子ふるい炭素の得ら
れることが提案されている。

【０００７】また、特開平６−１５４５９５号公報で
は、全体の８０容積％（以降の％は、特に断らないかぎ
り容量％とする）以上が外径０．８〜１．８ｍｍの円柱
状または球状の最適な粒子形状を有する分離性能の優れ
た圧力スイング吸着式窒素ガス発生装置用分子ふるい炭
素が提案されている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】従来のＰＳＡ式窒素ガ
ス発生装置においては、吸着剤の分離特性が限定されて
いたことや、吸着塔サイズ，操作条件等の選定が不適切
であり、上記の如き操作法の工夫、吸着剤の改良にも関
わらず発生窒素ガスの到達純度や製品窒素ガスの収率は
未だ不十分であり、装置の小型化も未だ不十分な状態で
ある。また、自動はんだ付け装置の気密性も悪いことか
ら自動はんだ付け装置に必要な窒素ガス流入量も多くな
り、これを供給するＰＳＡ式窒素ガス発生装置を、自動
はんだ付け装置内へ組み込むことは不可能で、もっぱら
自動はんだ付け装置とは別に設置して使用されている。
その為、設置スペースが大きくなる、取り扱いが煩雑に
なる等の不具合が生じているのが現状である。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記既存
の諸問題を解決すべく鋭意研究を続けた結果、本発明を
完成させたものであり、その目的とするところは、所定
の特性の吸着剤を使用し、吸着塔容積を小さくし、所定
の操作条件と組み合わすことにより、コンパクトで高性
能なＰＳＡ式窒素ガス発生装置とし、従来不可能であっ
た自動はんだ付け装置内への組み込みを可能にするもの
である。また、もう一つの目的は、従来の自動はんだ付
け装置を改良することにより内蔵したＰＳＡ式窒素ガス
発生装置より発生する窒素ガスの必要量を最小限にと
め、効果的に活用することにより、少量の窒素ガスで良
好な自動はんだ付けを可能にするものである。

【００１０】本発明の目的は、以下の手段で達成しう
る。少なくとも２塔以上の吸着塔に窒素を含む混合ガス
を供給し、高圧吸着行程と低圧再生行程とを各吸着塔で
交互に繰り返し、窒素ガスを分離する圧力スイング吸着
（Ｐｒｅｓｓｕｒｅ Ｓｗｉｎｇ Ａｄｓｏｒｐｔｉｏ
ｎ：ＰＳＡ）式窒素ガス発生装置において、（ａ）２．
５ｋｇｆ／ｃｍ² ・Ｇの加圧下での単成分吸着を行った
際の１分後の酸素吸着量が２４．０〜３０．０ｍｇ／
ｇ，窒素吸着量が６．０〜１２．０ｍｇ／ｇで、且つ、
１分後の窒素に対する酸素の吸着量が２．０〜５．０で
ある吸着剤を用いること、（ｂ）吸着塔１塔当たりの有
効容積が、原料空気の平均供給量に対して０．１０〜
０．０５０Ｌ・ｍｉｎ／ＮＬであり、且つ、製品窒素ガ
スの平均取出量が原料空気の平均供給量当たり、０．１
５〜０．４５であること、（ｃ）吸脱着操作サイクルと
して、吸着、均圧、再生の各工程を含み、各塔の吸着行
程が４０〜１２０秒であることを特徴とする圧力スイン
グ吸着式窒素ガス発生装置を用いることで、さらには、
該装置と、該装置より加熱室内に窒素ガスを供給する窒
素ガス供給手段と、被はんだ付け部剤の搬入口および搬
出口でのガスの出入りを制御して加熱室内の窒素ガス濃
度の低下を防止する機構を備えることを特徴とする自動
はんだ付け装置により達成される。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明の窒素ガス発生装置に用い
る分子ふるい炭素は２．５ｋｇｆ／ｃｍ² ・Ｇの加圧下
での単成分吸着を行った際の１分後の酸素吸着量が２
４．０〜３０．０ｍｇ／ｇ，好ましくは２５．０〜２
９．０ｍｇ／ｇ，最も好ましくは２６．０〜２８．０ｍ
ｇ／ｇで、１分後の窒素吸着量が６．０〜１２．０ｍｇ
／ｇ、好ましくは６．０〜１１．０ｍｇ／ｇ，最も好ま
しくは６．５〜１０．０ｍｇ／ｇ，で、且つ、一分後の
窒素当たりの酸素の吸着量が２．０〜５．０、好ましく
は２．３〜４．８，最も好ましくは２．６〜４．３であ
る。酸素吸着量が２４．０ｍｇ／ｇ以下の場合には、酸
素吸着容量の不足のために実用的な酸素、窒素分離性能
を得ることが出来ない。また、酸素吸着量が３０．０ｍ
ｇ／ｇを越える場合には、窒素吸着量も１２．０ｍｇ／
ｇ以上となり分離性能が低下して好ましくない。更に、
窒素吸着量が６ｍｇ／ｇ以下の場合には、酸素の吸着速
度が遅くなり過ぎ、単位時間当たりに取り出せる窒素ガ
ス量が少なくなり好ましくない。

【００１２】本発明に用いる分子ふるい炭素は、上記特
性を備えていれば良くその原料や製造法等について特に
制限するものではないが、特に、特公平６−２０５４６
号等に記載したフェノール樹脂微粉末、熱硬化樹脂溶液
及び高分子バインダーを主原料として製造した分子ふる
い炭素を吸着剤として用いた場合に最も好ましい結果が
えられる。

【００１３】この分子ふるい炭素の製造法の一例は以下
の如くである。即ち、粒径１〜１６０μｍの球状熱硬化
性フェノール樹脂の粉末１００重量部当り、フェノール
樹脂またはメラミン樹脂よりなる熱硬化性樹脂の溶液を
固形分として５〜６０重量部、さらにポリビニルアルコ
ールおよび水溶性又は水膨潤性セルロ一ス誘導体から運
ばれる高分子バインダーを１〜３０重量部混合して均一
とし、この混合物を円柱状または球状粒状物に成形す
る。そして、この粒状物を非酸化性雰囲気下、５００〜
１１００℃の範囲の温度で、加熱処理して炭化し、粒状
分子ふるい炭素とする。この分子ふるい炭素は、好まし
くは、多数の球状炭素粒子が粒径２〜８０μｍを有し、
好ましくは多数の炭素粒子の間の連続通路の平均値径は
０．１〜２０μｍである。

【００１４】この分子ふるい炭素は、多数の炭素粒子の
夫々が、粒子間の通路に還通する多数の細孔を有する。
この多数の細孔の存在が分子ふるい炭素の選択吸着性の
発現に大きく寄与している。多数の炭素粒子の中の該細
孔は２．８〜５．０Å程度の平均直径を有する。

【００１５】また、該細孔の占める容積は分子ふるい炭
素の重量１ｇ当り好ましくは０．１〜０．７ｃｃであ
り、より好ましくは０．１５〜０．５ｃｃであり、さら
に好ましくは０．２〜０．４ｃｃである。該分子ふるい
炭素は、組成上の特徴として、少なくとも８５重量％の
炭素含有率を有し、好ましくは少なくとも９０重量％の
炭素含有率を有する。また、該分子ふるい炭素は、気孔
率が好ましくは２５〜５０容積％であり、より好ましく
は３０〜４５容積％である。また、嵩密度が好ましくは
０．７〜１．２ｇ／ｃｃであり、より好ましくは０．８
〜１．１ｇ／ｃｃである。

【００１６】該分子ふるい炭素は、例えば直径０．１〜
１２ｍｍ，長さ１〜１０ｍｍ程度の円柱伏、あるいは直
径０．１〜１０ｍｍ程度の球伏の形態で提供され、その
充墳密度は通常０．５〜０．７５ｇ／ｃｍ² であり、好
ましくは０．６０〜０．７０ｇ／ｃｍ² である。

【００１７】本発明においては２．５ｋｇｆ／ｃｍ² ・
Ｇの加圧下での単成分吸着を行った際の１分後の酸素吸
着が２４．０〜３０．０ｍｇ／ｇ、窒素吸着量が６．０
〜１２．０ｍｇ／ｇで、且つ、１分後の窒素当たりの酸
素の吸着量比が２．０〜５．０である吸着剤をＰＳＡ式
窒素ガス発生装置の構成および操作条件を組み合わせる
ことにより、高純度の窒素ガスを極めて効率よく分離す
ることが可能となり、従来の装置に比較してコンパクト
で高性能な装置とすることが出来る。即ち、少なくとも
２塔以上の吸着塔を有するＰＳＡ式窒素ガス発生装置に
おいて、吸着塔１塔当たりの有効容積Ｌを、原料ガスの
平均供給量ＮＬ／ｍｉｎに対して０．１０〜０．０５０
Ｌ・ｍｉｎ／ＮＬとし、且つ、製品窒素ガスの平均取出
量ＮＬ／ｍｉｎが原料空気の平均供給量ＮＬ／ｍｉｎに
対して、０．１５〜０．４５となるように設定し、吸脱
着操作サイクルとして、吸着、均圧、再生の各工程を含
みかつ、各塔の吸着行程が４０〜１２０秒とする装置構
成及び操作条件とすることによりコンパクトな装置で所
定の濃度の窒素ガスを効率よく発生させることが出来
る。

【００１８】本発明のＰＳＡ式窒素ガス発生装置は、通
常、吸着剤を充填した２塔以上の吸着塔、貯留槽及びこ
れらの構成要素を連結する配管及びガスの流れを制御す
るための自動弁とその制御系、流量調整計及びガス濃度
分析計などから構成され、空気圧縮機などの原料空気供
給装置を付帯設備としている。原料ガス供給量に対して
吸着塔有効容積を小さくすると、吸着剤単位重量当たり
の処理ガス量が増加するために、吸着剤のガス吸着速度
を大きくする必要がある。通常、酸素吸着速度を大きく
すると、窒素の吸着速度も大きくなり酸素・窒素分離能
が低下する。本発明においては、吸着剤の吸着特性と原
料ガス供給量、吸着塔容積を上記所定の範囲に設定する
ことによりコンパクトで高効率の装置とすることが可能
であることを見いだしたものである。

【００１９】本発明の窒素ガス発生装置においては、上
記装置構成において吸着塔１塔当たりの有効容積が、原
料ガスの平均供給量に対して０．１０〜０．０５０Ｌ・
ｍｉｎ／ＮＬ、好ましくは０．０９〜０．０６０Ｌ・ｍ
ｉｎ／ＮＬ、最も好ましくは０．０８〜０．０６０Ｌ・
ｍｉｎ／ＮＬであり、且つ、原料空気の平均供給量当た
り製品窒素ガスの平均取出量が０．１５〜０．４５、好
ましくは０．２０〜０．４４、最も好ましくは０．２５
〜０．４３である。

【００２０】また、通常、得られる製品窒素ガスの純度
は、吸着工程、再生工程の時間および塔内圧力等により
変動するが、製品窒素ガス取出量に対し、吸着塔容積が
小さい場合には、吸着塔容量当りの生産性が向上し、製
品単位量当りの動力消費量即ち動力原単位も少なくて済
むが、製品の窒素純度が低下する傾向にある。本発明に
おいては、吸着剤特性の設定と吸着塔容積、操作条件の
選定により、窒素純度（Ｎ₂ ＋Ａｒ）９９〜９９．９９
９容積％の範囲の製品ガスを効率的に得ることが可能で
ある。

【００２１】本発明の上述の如き構成のＰＳＡ式窒素ガ
ス発生装置の構成を図１に基づいて具体的に説明する。
（１）はＰＳＡ式窒素ガス発生装置、（３）は該ＰＳＡ
式窒素ガス発生装置に原料空気を供給する空気圧縮機、
（２）は原料空気を除湿する除湿機、（４）は発生した
窒素ガスを貯留する貯留する貯留層、（１６）は後に述
べる自動はんだ付け装置に連結する配管、（１４）は窒
素ガスの圧力を調整する圧力設定器、（１５）は窒素ガ
スの流量を調整する取り出し量設定器である。上記ＰＳ
Ａ式窒素ガス発生装置（１）は、吸着塔（６），（６
ａ）と、配管（５），（５ａ），（９），（９ａ），
（１１），（１２），（１７）と、 自動弁（７），
（７ａ），（８），（８ａ），（１０），（１０ａ），
（１３），（１３ａ），（１８）からなる。

【００２２】次に作動状態について説明すると、空気圧
縮機（３）により供給された原料空気は、必要ならば除
湿器（２）で除湿した後、自動弁（８）又は（８ａ）を
通して一方の吸着塔（６）に供給される。例えば、一方
の吸着塔（６）が吸着工程の場合には、この吸着塔
（６）に原料空気が供給され、他方の吸着塔（６ａ）は
再生工程となる。吸着工程にある吸着塔の塔内圧力は通
常３〜９．９ｋｇｆ／ｃｍ² ・Ｇ、好ましくは４〜９．
５ｋｇｆ／ｃｍ² ・Ｇ、最も好ましくは５〜８．５ｋｇ
ｆ／ｃｍ² ・Ｇである。また、吸着塔（６ａ）の再生
は、通常大気開放または真空ポンプによる減圧再生によ
り実施されるので、再生工程にある吸着塔（６ａ）の内
圧は、大気圧または１００ｔｏｒｒ以下程度にまで低下
する。図１には、大気圧再生の場合を例示してある。ま
た、図１は、配管（１７）、自動弁（１８）により貯留
槽（４）より窒素富化ガスを強制的に還流する工程が含
まれる場合の例示であるが、この配管（１７）、自動弁
（１８）がなく、吸着塔（６），（６ａ）と貯留槽
（４）の圧力バランスの結果として、配管（１１），
（９），（９ａ）、自動弁（１０），（１０ａ）を通じ
て還流が自動的に起こる場合もある。

【００２３】また再生工程では、貯留槽（４）内の窒素
富化ガスを逆流して吸着塔（６ａ）内を洗浄するか、或
いは吸着工程の吸着塔（６）から取り出される製品窒素
ガスの一部を再生工程の吸着塔（６ａ）に流して、吸着
塔内を洗浄するいわゆるパージ法を採用してもよい。次
に吸着工程の終了した吸着塔（６）と再生工程の終了し
た吸着塔（６ａ）は、吸着塔製品ガス取出側または、吸
着塔原料ガス送入側あるいは、吸着塔製品ガス取出側と
原料ガス送入側とで連結し、吸着工程の終了した吸着塔
（６）内に存在する混合ガスの一定量を再生工程の終了
した吸着塔（６ａ）に移動させる所謂均圧工程に移る。
通常吸着塔製品ガス取出側を連結した場合を塔頂均圧、
吸着塔製品ガス取出側どうし及び製品ガス送入側どうし
を連結した場合を上下均圧、吸着塔製品ガス取出側と製
品ガス送入側とを連結した場合をクロス均圧と呼んでい
るが、これらの均圧方法あるいは、その他の均圧方法も
含め均圧工程を実施することにより装置効率を高めるこ
とが出来る。

【００２４】均圧工程の終了後、貯留槽（４）より窒素
富化ガスを配管（１７）および自動弁（１８）により強
制的に吸着塔（６ａ）に還流させてもよいが、この工程
は、省略することも可能である。強制的な還流工程が行
なわれない場合、あるいは、強制的な還流量が吸着塔
（６ａ）と貯留槽（４）の完全な圧カバランスに到達す
るに至らない程度に少ない場合には、次の吸着塔（６
ａ）の吸着工程初期に、吸着塔（６ａ）内の圧カが貯留
槽内（４）の内圧より低いことにより自動的に還流がお
こる。この自動的な還流は、吸着塔（６ａ）への原料空
気の送入及び貯留槽（４）からの窒素富化ガスの還流に
より吸着塔（６ａ）の内圧が上昇し、貯留槽（４）と圧
カがバランスすることにより自動的に停止し、吸着塔
（６ａ）より貯留槽（４）への窒素富化ガスの取出しに
移行していく。この吸着塔（６ａ）の吸着工程の間、吸
着塔（６）は再生工程にある。そして吸着工程の終了し
た吸着塔（６ａ）と再生工程終了した吸着塔（６）は連
結され、均圧工程に移る。この様にして、吸着−均圧−
再生（洗浄）−均圧−（還流）の工程が順次繰り返され
る。

【００２５】上記の本発明のＰＳＡサイクルに於て吸着
工程の時間は４０〜１４０秒、好ましくは５０〜１００
秒、最も好ましくは６０〜９０秒である。吸着時間が短
すぎあるいは長すぎる場合には、製品窒素ガスの純度が
低下して好ましくない。また、その他の工程について
は、その長さを特に限定するものではないが、通常均圧
は０．１〜１０秒程度、還流も０．１〜１０秒程度であ
り、パージ工程及び再生工程の長さは吸着工程との兼ね
合いにより自動的に決まってくる。

【００２６】２．５ｋｇｆ／ｃｍ² ・Ｇの加圧下での単
成分吸着を行った際の１分後の酸素吸着が２４．０〜３
０．０ｍｇ／ｇ，窒素吸着量が６．０〜１２．０ｍｇ／
ｇで、且つ、１分後の窒素に対する酸素の吸着量比が
２．０〜５．０である吸着剤を用い、特定の装置構成と
操作条件を採用することにより、コンパクトになった上
記のＰＳＡ式窒素ガス発生装置は、自動はんだ付け装置
に内蔵することが可能となる。また、自動はんだ付け装
置構造の改良を組み合わせることにより、窒素ガスの必
要量を最小限に留め、効率よく活用し、良好な作業性の
確保が可能となる。

【００２７】ＰＳＡ式窒素ガス発生装置を内蔵する自動
はんだ付け装置の改良としては、被はんだ付け部材の搬
入口および搬出口でのガスの出入りを制御して加熱室内
の窒素ガス濃度の低下を防止する窒素ガス濃度低下防止
機構を備えることが最も効果的である。この窒素ガス濃
度低下防止機構としては、特に自動はんだ付け装置の被
はんだ付け部材の搬入口および搬出口にガスカーテンを
備えることが効果的であり、それにより、加熱室内への
大気の流入を制御することができる。また、自動はんだ
付け装置の加熱室内部の酸素濃度を検知し、それに対応
してＰＳＡ式窒素ガス発生装置からの窒素ガス流入量を
自動制御し、加熱室内部の窒素ガス濃度を所定濃度に保
つ窒素ガス自動濃度保持機構を設けることにより、より
安定的に歩留まり良くはんだ付けを実施することが出来
る。

【００２８】例えば、電子部品の製造において用いられ
る自動はんだ付け装置には、プリント基板に形成された
銅箔等の回路パターンの電極部に電子部品を装着した
後、溶融はんだと接触させるフロー式と、はんだとフラ
ックスを混合したクリームはんだの上に電子部品を載せ
て熱処理するリフロー式等があり、本発明はどちらの方
式にも適用可能であるがここでは、実施態様の一例とし
て図２のリフロー式について説明する。図２に例示の自
動はんだ付け装置においては、ＰＳＡ式窒素ガス発生装
置を内蔵し、該装置より加熱室内に窒素ガスを供給す
る。また、加熱室内の窒素ガス濃度の低下を防止する窒
素ガス濃度低下防止機構として、被はんだ付け部剤の搬
入口および搬出口にガスカーテンを備え、搬入口および
搬出口でのガスの出入りを制御して加熱室内への大気の
流入を制御できる。更に、自動はんだ付け装置の加熱室
内部の酸素濃度を検知し、それに対応してＰＳＡ式窒素
ガス発生装置からの窒素ガス流入量を自動制御し、加熱
室内部の窒素ガス濃度を所定濃度に保つ窒素ガス自動濃
度保持機構を有している。

【００２９】以下自動はんだ付け装置の構成を図２に基
づいて具体的に説明する。（１）は窒素ガス発生装置部
であり、図１で説明したＰＳＡ式窒素ガス発生装置であ
る。リフロー装置部は、被はんだ付け部材である電子部
品（１０４）を搭載したプリント基板（１０５）を搬入
するコンベア（１０６）、コンベア（１０７）、電子部
品（１０４）を搭載したプリント基板（１０５）を搬出
するコンベア（１０８）と、４つの加熱室である予備加
熱室（１１０）、予備加熱室（１１１）、リフローはん
だ付け室（１１２）、徐冷室（１１３）、各室を分割す
る隔壁（１２３），（１２４），（１２５）からなる。
各加熱室内部には、ヒーター（１１８），（１１９），
（１２０）、ファン（１２６），（１２７），（１２
８），（１２９）、ノズル部（１１４），（１１５），
（１１６），（１１７）が設置してあり、ノズル部（１
１４），（１１５），（１１６），（１１７）は自動は
んだ付け装置に連絡する配管（１６）に接続されてい
る。そして、ノズル部（１１４），（１１５），（１１
６），（１１７）には窒素ガス噴出用ノズル、窒素ガス
自動流量制御器、自動圧力調節器、開閉弁および加熱室
内圧力測定用圧力センサー等が設置されている。

【００３０】次に、窒素ガス発生装置（１）とはんだ付
け装置内部の加熱室（１１０），（１１１），（１１
２），（１１３）等の作動状態について説明する。窒素
発生装置部（１）で、空気圧縮機（３）より供給された
圧縮空気を用いて製造された窒素ガスは貯留槽（４）に
一旦貯留され、圧力設定器（１４）および取出量設定器
（１５）により調節され、自動はんだ付け装置に連結す
る配管（１６）を介し、ノズル部（１１４），（１１
５），（１１６），（１１７）より各加熱室（１１
０），（１１１），（１１２），（１１３）に供給され
る。

【００３１】自動はんだ付け装置部の加熱室は、隔壁
（１２３），（１２４），（１２５）によって、互いに
独立して構成された予備加熱室（１１０）、予備加熱室
（１１１）、はんだ付け室（１１２）、徐冷室（１１
３）に分割されている。装置の運転に当たっては、例え
ば予備加熱室（１１０）内をヒーター（１１８）により
約１５０℃に、予備加熱室（１１１）内をヒーター（１
１９）により約１８０℃、リフローはんだ付け室（１１
２）内ヒーター（１２０）によりを約２５０℃に、また
徐冷室（１１３）内を約１５０℃となるように加熱制御
し、搬入用コンベアー（１０６）に積載された電子部品
（１０４）を搭載したプリント基板（１０５）を搬送し
ながら予備加熱室（１１０），（１１１）で予備加熱し
た後に、リフローはんだ付け室（１１２）で急速にはん
だ付け温度にまで加熱してはんだ付けをし、徐冷室（１
１３）で徐々に冷却して搬出コンベアー（１０８）から
搬出する。ファン（１２６），（１２７），（１２
８），（１２９）は各加熱室内に充満する加熱された窒
素ガス等の雰囲気ガスを強制循環させる為のものであっ
て、予備加熱室（１１０），（１１１）、はんだ付け室
（１１２）、徐冷室（１１３）に夫々配置されたモータ
ーによって駆動されるようになっている。

【００３２】窒素ガス発生装置の設置箇所は、自動はん
だ付け装置内部であれば特に制限はなく、自動はんだ付
け装置下部，側面，前面および裏面等に内蔵することが
できる。例えば、自動はんだ付け装置がコンパクトにな
るように、ＰＳＡ式窒素ガス発生装置の吸着塔２塔を、
吸着塔１塔は右側面、もう１塔は左側面に配置し、貯留
槽およびその他の部品等を下部に設置することも可能で
ある。窒素ガス発生装置部、特に吸着塔および制御機器
等は、通常、周囲温度５〜４５℃、好ましくは１０〜３
５℃、最も好ましくは２０〜３０℃に保持される。その
ため、自動はんだ付け装置の加熱部等からの伝熱、外気
温度、周囲の蓄熱などの影響を受けないように断熱材、
保温材等を要所に取り付けたり、冷却ファン、冷房装
置、エアーコンディショナーなどの空調設備を設けるこ
とが好ましい。

【００３３】高純度窒素ガス発生装置の内蔵に際し、吸
着塔および貯留槽（４）の形状および配置については特
に限定するものではない。例えば、吸着塔形状は、Ｉ字
型、Ｌ字型、Ｕ字型、およびＶ字型等、特に制限するも
のではないが、最も好ましくは通常の円筒、縦型である
Ｉ字型である。吸着塔の配置としては、吸着剤遍在によ
るガスのチャネリングが起きにくい縦型配置が最も好ま
しいが、横配置、傾斜配置等も可能である。傾斜型につ
いては水平面に対して吸着塔の角度を、特に指定するも
のではない。原料空気は、下部からを供給し、上部より
窒素ガスを取り出す方法が最も一般的であるが、吸着塔
形状等により最適な原料ガス供給および取出方法を、適
宜選択すればよい。

【００３４】ＰＳＡ窒素ガス発生装置を小型化し、自動
はんだ付け装置に内蔵するには、該自動はんだ付け装置
の空きスペースを利用する必要があり、実用面を考慮す
ると、１塔の吸着塔容積は、１００Ｌ程度以下であるこ
とが好ましい。Ｉ字型吸着塔の場合では、外径３５０ｍ
ｍ程度以下、好ましくは、３００ｍｍ程度以下、高さは
１２００ｍｍ程度以下、好ましくは１０００ｍｍ程度以
下、最も好ましくは９００ｍｍ程度以下である

【００３５】吸着塔内部の未充填空間は、圧力スイング
吸着による吸着剤の振動により、吸着剤の摩耗および粉
化を起こし、発生窒素ガスの純度に悪影響を及ぼす原因
となる。したがって、吸着塔内部の未充填空間を極力少
なくし、吸着材が吸着塔内部で振動しないようにする必
要がある。

【００３６】次に、自動はんだ付け装置に内蔵した窒素
ガス発生装置部（１）より加熱室内に窒素ガスを供給す
ると窒素ガス供給機構と、被はんだ付け部材の搬入出口
でのガスの出入りを制御して加熱室内の窒素ガス濃度の
低下を防止する窒素ガス濃度低下防止機構について説明
する。

【００３７】隔壁（１２３），（１２４），（１２５）
によって予備加熱室（１１０）、予備加熱室（１１
１）、リフローはんだ付け室（１１２）、徐冷室（１１
３）は、分割されているので、各室内での雰囲気ガス拡
散が容易となる一方で、各室間での雰囲気ガス移動は抑
制されている。また、各室間の熱影響を低減し、加熱管
理を容易に行うことが出来る。

【００３８】窒素ガス供給機構は、ノズル部（１１
４），（１１７）に設置された加熱室内圧力測定センサ
ーにより加熱室（１１０），（１１３）内部の圧力を測
定し、絶えず検出信号を自動はんだ付け装置の制御部に
送り、加熱室内部雰囲気が、大気圧よりやや高くなる
様、ノズル部（１１４），（１１５），（１１６），
（１１７）により適量の窒素ガスを供給する。予備加熱
室（１１０），（１１１）からはんだ付け室（１１２）
に向かって次第に高温となるように温度が管理されてお
り、高温部においてはガス密度が薄く、低温部において
はガス密度が濃くなる為に、雰囲気ガスは、ガス密度の
濃い低温部から薄い高温部に向かう流れを生じるが、大
気圧以上に加圧された加熱室内の窒素雰囲気ガスは、搬
出口において少しずつ上昇気流として排出される。

【００３９】上記の加熱室内の圧力制御による大気の漏
れ込み防止に加え、更に搬入口および搬出口に窒素ガス
濃度低下防止機構としてガスカーテン（１２１），（１
２２）を設け、窒素雰囲気ガスの出入りを制限すること
が出来る。電子部品（１０４）を搭載したプリント基板
（１０５）が予備加熱室（１１０）に搬入される際、ま
たは電子部品（１０４）がはんだ付けされたプリント基
板（５）が除冷室（１１３）から搬出される際に持ち込
まれる大気は、低温（室温）の重い空気であるために侵
入しようとするが搬入口、搬出口より排出する窒素雰囲
気ガスに遮断されて加熱室内部への侵入はほぼ阻止され
る。プリント基板の大形化により大気が持ち込まれやす
くなるが、ガスカーテンにより大気侵入を防止し、大気
侵入による加熱室内の窒素ガス濃度の低下を防止するこ
とができる。

【００４０】搬入口および搬出口ガスカーテン用ノズル
部（１２１），（１２２）には、噴出用ノズル、自動圧
力設定器および自動流量設定器を配置しており、予備加
熱室（１１０）と、徐冷室（１１３）内部より外部に向
けて、一定の圧力、一定の流量で噴出している。図２で
は搬入口および搬出口の上部に設置してあるが、下方ま
たは両方に設置しても良い。更に、大気漏れ込みを阻止
するために、搬入口および搬出口の外表面上部または下
部、好ましくは下部に、吸引口または吸引装置等を設置
し、強制的に搬入口および搬出口付近の大気および排出
される窒素雰囲気ガスを吸引することにより、排出され
る窒素雰囲気ガスに大気を巻き込んで吸引することによ
り、更に漏れ込みを防止することができる。また、搬入
出コンベアー（１０６）と搬出コンベアー（１０８）を
加熱室内にあるコンベアー（１０７）より少し低く設置
することでも効果が上がる。

【００４１】次に、自動はんだ付け装置の加熱室内部の
酸素濃度を検知し、それに対応して窒素ガス発生装置部
（１）からの窒素ガス流入量を自動制御し加熱室内部の
窒素ガス濃度を所定の濃度に保つ窒素ガス自動濃度保持
機構について図２を用いて説明する。加熱室（１１２）
の雰囲気ガスを雰囲気ガス吸入口（１３０）より吸引
し、雰囲気ガス送気路パイプ（１３１）を介して吸入
し、加熱室内雰囲気ガス測定用酸素濃度計（１３２）で
酸素濃度を測定する。

【００４２】自動はんだ付け装置が定常状態で運転して
いる時に、加熱室（１１２）内雰囲気ガスの酸素濃度値
は、加熱室内雰囲気ガス測定用濃度系（１３２）で測定
され、はんだ付け装置の運転状況を管理する制御部に絶
えず検出信号として送られ、加熱室（１１２）内部の酸
素濃度が所定濃度の一定値になるように、ノズル部（１
１４），（１１５），（１１６），（１１７）内の流量
設定器により窒素ガス供給量を自動調節する。

【００４３】尚、図２においては加熱室内雰囲気ガス測
定用酸素濃度計（１３２）を１カ所および加熱室内圧力
測定センサーをノズル部（１１４），（１１７）の２カ
所に設置したが、酸素濃度計および圧力測定センサーを
各室に設置し、各室を更に細かく濃度管理および圧力管
理しても良い。

【００４４】上記、自動はんだ付け装置の加熱室では、
加熱室内の高濃度窒素ガス雰囲気が、はんだボールの生
成を抑えるためには、酸素濃度が少なくとも１．０容量
％以下、好ましくは０．３容量％以下、最も好ましくは
０．０２容量％以下の窒素ガス雰囲気が必要である。自
動はんだ付け装置の加熱室内の雰囲気窒素ガス濃度を上
記範囲内に保持するには、ＰＳＡ式窒素ガス発生装置の
窒素ガス発生量は、通常８〜２０Ｎｍ³ ／Ｈ、好ましく
は１０〜１８Ｎｍ³ ／Ｈ、最も好ましくは１２〜１６Ｎ
ｍ³ ／Ｈである。 またその窒素純度は９９〜９９．９
９９容量％、好ましくは９９．７〜９９．９９３容量
％、最も好ましくは９９．９８〜９９．９９５容量％で
ある。

【００４５】

【実施例】以下に実施例を挙げて、本発明を具体的に説
明する。なお本発明に用いた測定法をまとめて示すと次
の通りである。 （１） 細孔容積、細孔径分布の測定：本発明の分子ふ
るい炭素の細孔容積及び細孔径分布は、細孔直径６０Å
〜５００μｍの範囲の細孔については、ポロシメーター
による水銀圧入法（島津製作所製，ボアサイザー９３１
０）により測定した。また、細孔直径６０Å以下の細孔
については、窒素ガスの吸着等温線により、下記のいわ
ゆるケルビン式により求めた。

【数１】 Ｐ ：吸着ガスが細孔に吸着するときの飽和蒸気圧、 Ｐｏ：常態での吸着ガスの飽和蒸気圧、 γ ：表面張力、 Ｖ ：液体窒素の１分子体積、 Ｒ ：ガス定数、 Ｔ ：絶対温度、 γＫ：細孔のケルビン半径、 細孔のケルビン半径に対する補正は、Ｃｒａｎｓｔｏｎ
−Ｉｎｋｌｅｙ法によりおこなった。 （２） 酸素及び窒素の１分後の吸着量及び平衡吸着量
の測定：本発明に用いる分子ふるい炭素の酸素・窒素の
吸着量を図３に示す吸着特性測定装置により測定した。

【００４６】図３において、（２０１）は真空ポンプ、
（２０４）は試料室、（２０５）は調整室、（２０
６），（２０７）は圧力センサー、（２０９）は記録
計、（２１０）は圧力計、（２１４），（２１５）はガ
スレギュレータ、（２１６）は窒素ボンベ、（２１７）
は酸素ボンベ、（２０２），（２０３），（２０８），
（２１１），（２１２），（２１３）はバルブであり、
２２６．９ｍｌの試料室（２０４）に約３ｇの試料を入
れ、バルブ（２１１）、（２０８）を閉じ、バルブ（２
０２）、（２０３）を開けて３０分間脱気した後バルブ
（２０２）、（２０３）を閉じ、バルブ（２１１）を開
けて２３１．７ｍｌの調整室（２０５）内に酸素ガスボ
ンベ（２１７）より酸素ガスまたは窒素ガスボンベ（２
１６）より窒素ガスを送り込み、設定圧になったところ
でバルブ（２１１）を閉じ、バルブ（２０３）を開け所
定時間における内部圧力の変化を測定して、酸素および
窒素の各々の吸着量の経時変化を測定し、吸着開始１分
後の酸素吸着量、窒素吸着量を求めた。測定は測定開始
１分後の吸着塔内圧が２．５ｋｇｆ／ｃｍ² ・Ｇより大
または小となる点、数点が測定できる様、初期設定圧を
変えて測定し、それより２．５ｋｇｆ／ｃｍ² ・Ｇにお
ける酸素および窒素の１分後の吸着量を求めた。

【００４７】（実施例１）平均粒径２０μｍの球状フェ
ノール樹脂１０ｋｇを計量し、更に該球状フェノール樹
脂粉末１００重量部に対し、水溶性メラミン樹脂（住友
化学株式会社製，スミテックスレジンＭ−３，固形分濃
度８０重量％）を固形分の量で５重量部、重合度１７０
０けん化度８８％のポリビニルアルコール４重量部、馬
鈴薯澱粉２０重量部、クレオソート２０重量部（住金化
工株式会社製）、界面活性剤９重量部および水３．５重
量部を計量した。

【００４８】上記原料のうちポリビニルアルコールを温
水で２０重量％の水溶液となるように溶解し、このポリ
ビニルアルコール水溶液に水溶性メラミン樹脂、馬鈴薯
澱粉、クレオソート、界面活性剤および水を加えニ一ダ
一で１０分間混合した。その後球状フェノール樹脂を加
えて更に１０分間混合した。この混合組成物を二軸押出
造粒機（不二パウダル（株）製，ペレッタダブル，ＥＸ
ＤＦ−１００型）で押出し、平均粒子径が１．３ｍｍφ
×５ｍｍＬの粒状体を造粒した。該造粒体を８０℃で２
４時間熱処理し、分子ふるい炭素前駆体組成物を得た。
該前駆体組成物は前配作業くり返しにより約２１００ｋ
ｇ作製した。

【００４９】この前駆体組成物を、それぞれ有効寸法７
５０ｍｍφ×４００ｍｍＬの連続式ロ一タリーキルンに
入れ、窒素雰囲気下、滞留４時間、最高温度６９０℃，
７４０℃，８００℃の３種類に変化させて炭化し、平均
粒子径１．０ｍｍφ×４ｍｍＬのペレット状分子ふるい
炭素を各３００ｋｇ製造した。最高温度を変化させた３
種類の分子ふるい炭素Ａ，Ｂ，Ｃは、２．５ｋｇｆ／ｃ
ｍ² ・Ｇ加圧下で１分後の酸素吸着量および窒素吸着量
を測定し、１分後の酸素／窒素の吸着容量比を算出した
結果、表１に示した吸着性能の分子ふるい炭素であっ
た。

【００５０】

【表１】

【００５１】図１に示す貯留槽及び原料空気圧縮機、除
湿機及びそれらを連結する配管および自動弁よりなるＰ
ＳＡ実験装置において、吸着塔容積８４．０Ｌを用い、
吸着塔容積／供給量が０．０８になる空気量を圧力８．
５ｋｇｆ／ｃｍ² ・Ｇで一定量供給し、純度を９９．９
容量％となるように取出量を調節しながら、ＰＳＡ実験
を行った。

【００５２】本実施例では、貯留槽内容積は吸着塔容積
の９０容量％、即ち、７５．６Ｌとした。また、表２に
示す操作サイクル及び操作時間で運転した。また、再生
は大気圧再生とし、再生工程中の吸着塔を製品窒素ガス
の一部を用いて洗浄するパージ工程を採用し、パージ流
量は２０ＮＬ／ｍｉｎとした。上記運転条件での窒素純
度の結果を表３に示す。

【００５３】

【表２】

【００５４】

【表３】

【００５５】試料Ｂは、酸素吸着量、窒素吸着量、窒素
に対する酸素の吸着量比が適切なので、酸素・窒素分離
性能が良く、本発明のＰＳＡ式窒素ガス発生装置の構成
および操作条件により、効率よく純度９９．９容量％の
窒素ガスを最も多く取り出すことが出来る。試料Ａで
は、酸素、窒素の吸着速度が遅くなりすぎ、実用的な酸
素・窒素分離性能を得ることが出来ず、単位時間当たり
に取り出せる窒素ガス量が少なくなり、好ましくない。
試料Ｃでは、酸素、窒素の吸着速度が速すぎ、且つ、窒
素に対する酸素の吸着量比が小さいために、酸素・窒素
分離性能が低下し、単位時間当たりに取り出せる窒素ガ
ス量が少なく、好ましくない。

【００５６】（実施例２）実施例１と同様の混合組成物
を作製し、二軸押出造粒機（不二パウダル株式会社製，
ペレッタダブル，ＥＸＤＦ−１００型）で押出し、平均
粒子径が１．３ｍｍφ×５ｍｍＬの粒状体を造粒した。
該造粒体を９５℃で２４時間熱処理し、分子ふるい炭素
前駆体組成物を得た。該前駆体組成物は前配作業くり返
しにより約７００ｋｇ作製した。

【００５７】この前駆体組成物を、それぞれ有効寸法７
５０ｍｍφ×４００ｍｍＬの連続式ロ一タリーキルンに
入れ、窒素雰囲気下、滞留４時間、最高温度７５０℃で
炭化し、平均粒子径１．０ｍｍφ×４ｍｍＬのペレット
状分子ふるい炭素を約３００ｋｇ製造した。この分子ふ
るい炭素は、２．５ｋｇｆ／ｃｍ² ・Ｇ加圧下で１分後
の酸素吸着量２６．７ｍｇ／ｇ、窒素吸着量７．９ｍｇ
／ｇで、１分後の酸素／窒素の吸着容量比は３．３８で
あった。

【００５８】図１に示す貯留槽及び原料空気圧縮機、除
湿機及びそれらを連結する配管及び自動弁よりなるＰＳ
Ａ実験装置を用い、空気を、圧力８．５ｋｇｆ／ｃｍ²
・Ｇで一定量供給し、吸着塔容積／供給量を０．１２〜
０．０４になるように吸着塔容積を変化させ、また、窒
素純度を９９．９容量％になるように取出量を調節しな
がら、ＰＳＡ実験を行った。

【００５９】本実施例では、貯留槽内容積は吸着塔容積
の９０容量％とした。また、表２に示す操作サイクル及
び操作時間で運転させた。尚、本実施例に於ては、再生
は大気圧再生とし、再生工程中の吸着塔を製品窒素ガス
の一部を用いて洗浄するパージ工程を採用し、パージ流
量は３５ＮＬ／ｍｉｎとした。上記運転条件での取出量
の結果を表４に示す。

【００６０】

【表４】

【００６１】表４より、Ｎｏ．３では、吸着塔サイズと
原料空気供給量との比率が吸着剤特性と良く適合してい
るために、９９．９容量％の製品窒素ガスを最も多く取
り出すことが出来た。Ｎｏ．１では、自動はんだ付け装
置に内蔵するには吸着塔が大きすぎて不適当であり、ま
た、原料ガス供給量に対して吸着塔容積が大き過ぎるた
め、吸着塔の最高到達圧は６．７ｋｇｆ／ｃｍ² ・Ｇま
でしか上昇せず、吸着剤の特性を効果的に発揮すること
が出来ず９９．９容量％での製品窒素ガス量が少なくな
り好ましくない。Ｎｏ．５の場合、吸着塔容量に対して
原料ガス供給量が過剰なために、９９．９容量％での取
出量が極端に減少して好ましくない。吸着塔容積／供給
量比が０．１０〜０．０５の範囲内にあるＮｏ．２，
３，４では、自動はんだ付け装置内部に内蔵するのに適
しており、且つ、吸着塔容積が小さく、製品ガスも効率
的に取り出すことが出来る。

【００６２】（実施例３）実施例２で用いた分子ふるい
炭素、すなわち２．５ｋｇｆ／ｃｍ² ・Ｇ加圧下で酸素
吸着を行った際の１分後の酸素吸着量は２６．７ｍｇ／
ｇ、窒素吸着量は７．９ｍｇ／ｇで１分後の酸素／窒素
の吸着容量比は３．３８である分子ふるい炭素を使用
し、１塔当たりの吸着塔容積が７６．０Ｌの吸着塔およ
び６４．８Ｌの貯留槽よりなるＰＳＡ式窒素ガス発生装
置を内蔵した図３に示す自動はんだ付け装置において窒
素気流中でのはんだ付け実験を実施した。吸着操作サイ
クルは、表２と同様にし、吸着時間７０秒，均圧０．６
秒とした。発生した製品窒素ガスは、窒素ガス発生装置
部から窒素ガス送気路パイプ（１６）を介し、ノズル部
（１１４），（１１５），（１１６），（１１７）より
噴出して雰囲気酸素濃度を制御し、ガスカーテンノズル
部（１２１），（１２２）からの噴出により、加熱室内
圧力が大気圧以上になるように制御した。

【００６３】表５に示したように、ＰＳＡ式窒素ガス発
生装置を内蔵した自動はんだ付け装置による、はんだ付
け実験の結果、取出量／空気供給量比が０．１５〜０．
４５の範囲内で良好な結果が得られた。

【００６４】

【表５】

【００６５】（実施例４）自動はんだ付け装置の加熱室
内に酸素濃度計を接続し、加熱室内の酸素濃度が一定と
なる様、ＰＳＡ式窒素ガス発生装置の発生量を自動制御
した。７５０℃で焼成して得た分子ふるい炭素（２．５
ｋｇｆ／ｃｍ² ・Ｇ加圧下で酸素吸着を行った際の１分
後の酸素吸着量は２６．７ｍｇ／ｇ、窒素吸着量は７．
９ｍｇ／ｇであり、１分後の酸素／窒素の吸着容量比が
３．３８である分子ふるい炭素）を使用し、吸着塔容積
７６．０Ｌの吸着塔の塔および６８．４Ｌの製品貯留槽
よりなるＰＳＡ式窒素ガス発生装置を内蔵した図３に示
す自動はんだ付け装置において窒素気流中でのはんだ付
け実験を実施した。吸着操作サイクルは、表２と同様に
し、吸着時間７０秒，均圧０．６秒とした。

【００６６】加熱室（１１２）内の酸素濃度は、雰囲気
ガス吸入口（１３０）より吸引され、雰囲気ガス送気路
パイプ（１３１）を介し、酸素濃度計（１３２）により
測定する。発生した製品窒素ガスは、窒素ガス発生装置
部から窒素ガス送気路パイプ（１６）を介し、ノズル部
（１１４），（１１５），（１１６），（１１７）より
噴出して雰囲気酸素濃度を制御し、ガスカーテンノズル
部（１２１），（１２２）からの噴出により、加熱室内
圧力が大気圧以上になるように制御した。

【００６７】加熱室内の酸素濃度は１００±２０ｐｐｍ
以内に、また窒素ガス発生量は２００ＮＬ／ｍｉｎ±１
４ＮＬ／ｍｉｎの範囲内で変動したが装置を安定的に稼
働させ、良好にはんだ付けを行うことが出来た。

【００６８】

【発明の効果】本発明の窒素ガスの分離装置は、特定の
窒素・酸素の分離能を賦与した吸着剤とＰＳＡ装置構成
及びＰＳＡ条件操作を組合せることにより、吸着塔の容
積が小さく、製品窒素ガスの純度が高く、発生量が大き
く、かつ、動カ源単位の小さいＰＳＡ式窒素ガス発生装
置を提供するものである。

【００６９】そして、従来の比較的大きな窒素ガス発生
装置に比べ、吸着剤の大幅な使用量の減少による吸着塔
の小型化などにより、窒素ガス発生装置本体を大幅に縮
小することができ、自動はんだ付け装置内部に内蔵する
ことが可能となりうるものである。

【００７０】また、自動はんだ付け装置の加熱室内部へ
の大気流入を制御する装置上の改善をあわせて行うこと
により、はんだ表面の酸化を防止し、良好な製品が得ら
れるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】窒素ガス発生装置の構成図である。

【図２】自動はんだ付け装置の構成図である。

【図３】吸着特性測定装置の構成図である。

【符号の説明】

１ ＰＳＡ式窒素ガス発生装置 ２ 除湿器 ３ 空気圧縮機 ４ 貯留槽 ６，６ａ 吸着塔 ７，７ａ，８，８ａ，１０，１０ａ，１３，１３ａ，１
８ 自動弁 ５，５ａ，９，９ａ，１１，１２，１７ 配管 １４ 圧力設定器 １５ 取出量設定器 １６ 自動はんだ付け装置に連絡する配管 １０４ 電子部品 １０５ プリント基板 １０６ 搬入用コンベア １０７ コンベア １０８ 搬出用コンベア １１０，１１１ 予備加熱室 １１２ リフローはんだ付け室 １１３ 除冷室 １１４，１１５，１１６，１１７ ノズル部 １１８，１１９，１２０ ヒーター １２１ 搬入口ガスカーテン用ノズル部 １２２ 搬出口ガスカーテン用ノズル部 １２３，１２４，１２５ 隔壁 １２６，１２７，１２８，１２９ ファン １３０ 雰囲気ガス吸入口 １３１ 加熱室内雰囲気測定用送気路パイプ １３２ 加熱室内雰囲気測定用酸素濃度計 ２０１ 真空ポンプ、 ２０２，２０３，２０８，２１１，２１２，２１３ バ
ルブ ２０４ 試料室 ２０５ 調整室 ２０６，２０７ 圧カセンサー ２０９ 記録計 ２１０ 圧カ計 ２１４，２１５ ガスレギュレーター ２１６ 窒素ボンベ ２１７ 酸素ボンベ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくとも２塔以上の吸着塔に窒素を含
   む混合ガスを供給し、高圧吸着行程と低圧再生行程とを
   各吸着塔で交互に繰り返し、窒素ガスを分離する圧力ス
   イング吸着（Ｐｒｅｓｓｕｒｅ Ｓｗｉｎｇ Ａｄｓｏ
   ｒｐｔｉｏｎ：ＰＳＡ）式窒素ガス発生装置において、 （ａ）２．５ｋｇｆ／ｃｍ² ・Ｇの加圧下での単成分吸
   着を行った際の１分後の酸素吸着量が２４．０〜３０．
   ０ｍｇ／ｇ，窒素吸着量が６．０〜１２．０ｍｇ／ｇ
   で、且つ、１分後の窒素に対する酸素の吸着量が２．０
   〜５．０である吸着剤を用いること、 （ｂ）吸着塔１塔当たりの有効容積が、原料空気の平均
   供給量に対して０．１０〜０．０５０Ｌ・ｍｉｎ／ＮＬ
   であり、且つ、製品窒素ガスの平均取出量が原料空気の
   平均供給量当たり、０．１５〜０．４５であること、 （ｃ）吸脱着操作サイクルとして、吸着、均圧、再生の
   各工程を含み、各塔の吸着行程が４０〜１２０秒である
   こと、を特徴とする圧力スイング吸着式窒素ガス発生装
   置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の圧力スイング吸着式窒素
   ガス発生装置と、該装置より加熱室内に窒素ガスを供給
   する窒素ガス供給手段と、被はんだ付け部材の搬入口お
   よび搬出口でのガスの出入りを制御して加熱室内の窒素
   ガス濃度を保持する窒素ガス供給手段とを備えることを
   特徴とする自動はんだ付け装置。
3. 【請求項３】 窒素ガス濃度の保持手段が、被はんだ付
   け部材の搬入口および搬出口に設けた窒素ガスカーテン
   であることを特徴とする請求項２記載の自動はんだ付け
   装置。
4. 【請求項４】 加熱室内部の酸素濃度を検知し、それに
   対応して圧力スイング吸着式窒素ガス発生装置からの窒
   素ガス流入量を自動制御し、加熱室内部の窒素ガス濃度
   を所定濃度に保つ窒素ガス自動濃度保持手段をさらに設
   けたことを特徴とする請求項２記載の自動はんだ付け装
   置。