JPH11261209A - 噴流はんだ付け装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 噴流はんだ付け装置において、プリント基
板上面の実装部品の加熱を防止して部品の信頼性を維持
することを第１の課題とする。 【解決手段】 噴流はんだ付け装置において、遮蔽体14
には噴流はんだ槽21の後端の上部に排気口31が形成され
るとともに噴流はんだ槽21の前端の上部に給気口30が形
成されている。排気口31と給気口30との間には伸縮可能
なガスパイプ39〜41によってフィリタリング冷却装置43
とブロアーファン44とが接続され、ブロアーファン44に
よって遮蔽空間13内の窒素ガス雰囲気が排気口31からフ
ィリタリング冷却装置43、ブロアーファン44、給気口30
を通って遮蔽空間13内で噴流はんだ槽21の上方のプリン
ト基板11の上面に循環される。フィリタリング冷却装置
で冷却された窒素ガス雰囲気によって噴流はんだ槽21の
上方のプリント基板11が冷却される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、プリント基板のは
んだ付けを窒素ガス雰囲気（低酸素濃度雰囲気）中で行
う噴流はんだ付け装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図５は、プリント基板に付設された電子
部品をプリント基板に対してはんだ付けするための、従
来の噴流はんだ付け装置の概略説明図である。噴流はん
だ付け装置１には、左上方に向かって進む搬送コンベア
２が配設され、搬送コンベア２には互いに対向して並行
に設けられた２本の軌道がある。被はんだ品（例えばプ
リント基板）は２本の軌道の間に支持されて搬送され
る。搬送コンベア２の下方には、入口側（図５の右側）
から出口側（左側）に向けて、フラクサー５、温風ヒー
ター６、プリヒーター７及び噴流はんだ槽８が順次配設
され、出口側の搬送コンベア２の上方には冷却ファン９
が配設されている。なお、搬送コンベア２は入口側から
出口側に向けて若干上向きになるように傾斜している
が、これは噴流はんだ槽８におけるはんだ付けを確実に
行うためである。

【０００３】搬送コンベア２の入口側より噴流はんだ付
け装置１内に搬入されたプリント基板は、フラクサー５
でフラックスを塗布され、温風ヒーター６によりフラッ
クスが乾燥される。そして、プリント基板は、プリヒー
ター７で予備加熱をされた後に、噴流はんだ槽８ではん
だ付けされ、冷却ファン９で冷却されて搬出される。噴
流はんだ付け装置１は一連の設備ライン中に組み込まれ
ているもので、ここでは搬送コンベア２が噴流はんだ付
け装置１の中でのみ延在していたが、この搬送コンベア
２を他の工程と共用にすることもある。

【０００４】フラクサー５によって付着されるフラック
スとして、以前は松脂やハロゲン化物を含むものが用い
られていたが、このフラックスがプリント基板上に残る
と腐食や絶縁抵抗の低下などの原因となるため、はんだ
付け工程の終了後にフロンやトリクロロエタンによる洗
滌を行っていた。ところが、フロンやトリクロロエタン
はオゾン層破壊物質として使用が不可能となったため、
最近はフラックスの洗滌を必要としない、還元作用の小
さいフラックスを用いるようになった。その場合、フラ
ックスの付着からはんだ付けに至る間に、端子や銅箔が
酸化されてしまうことが懸念されるので、フラックスの
付着から冷却に至る工程を不活性ガス、例えば窒素ガス
の雰囲気中で行うようになった。

【０００５】窒素ガス雰囲気中ではんだ付けを行うた
め、窒素ガスをチャンバや搬送トンネル路等の遮蔽空間
に導入し、大気に対する封止性を高くしたので、霧滴化
したフラックスヒュームや固形化したはんだ蒸気等の浮
遊粒子が、遮蔽空間内に滞留する問題が生じた。この問
題を解消する一つの手段として、特開平８−３２２２２
号公報に開示される技術は、はんだ槽を遮蔽空間で覆
い、遮蔽空間の一部をフィルターとファンの内設された
管路となし、噴流はんだ槽上部の窒素雰囲気をファンに
よってフィルターに導き、フィルターで窒素雰囲気中の
不純物を除き、はんだ槽上部に戻すというものである。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】窒素ガス雰囲気中では
んだ付けを行う場合、プリント基板上面の比較的耐熱性
の低い（上限温度１３０°Ｃ以下）リードタンタルコン
デンサ等の実装部品が、遮蔽空間内部の高温ゾーンを長
時間にわたり通過することとなる。この時、実装部品内
部のはんだ付け部が再溶融する恐れがあり、部品の信頼
性を著しく低下させることとなる。また、遮蔽空間内部
の有毒な浮遊粒子が遮蔽空間のプリント基板用の入口や
出口から漏れることがあった。本発明は、噴流はんだ付
け装置において、プリント基板上面の実装部品の加熱を
防止して部品の信頼性を維持することを第１の課題と
し、プリント基板用の入口や出口からの有毒な浮遊粒子
の漏洩を防止することを第２の課題とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、プリント基板
(11)が搬送コンベア(12)により前から後ろへ搬送され、
搬送コンベア(12)の下方に噴流はんだ槽(21)が配設さ
れ、少なくとも噴流はんだ槽(21)の上部に搬送コンベア
(12)を含む遮蔽空間(13)が遮蔽体(14)によって形成さ
れ、遮蔽空間(13)に窒素ガスが供給されて噴流はんだ槽
(21)におけるはんだ付けが窒素ガス雰囲気中で行われる
噴流はんだ付け装置において、遮蔽体(14)には噴流はん
だ槽(21)の後端の上部に排気口(31)が形成されるととも
に噴流はんだ槽(21)の前端の上部に給気口(30)が形成さ
れ、排気口(31)と給気口(30)との間には伸縮可能なガス
パイプ(39,40,41)によってフィリタリング冷却装置(43)
とブロアーファン(44)とが接続され、ブロアーファン(4
4)によって遮蔽空間(13)内の窒素ガス雰囲気が排気口(3
1)からフィリタリング冷却装置(43)、ブロアーファン(4
4)、給気口(30)を通って遮蔽空間(13)内で噴流はんだ槽
(21)の上方のプリント基板(11)の上面に循環され、窒素
ガス雰囲気がフィリタリング冷却装置(43)で冷却される
とともに窒素ガス雰囲気中の浮遊粒子が除去されること
を第１の構成とする。本発明は、第１の構成において、
遮蔽空間(13)の入口(28)に入口側ラビリンスシール室(1
5)が連結されるとともに出口(29)に出口側ラビリンスシ
ール室(16)が連結され、各ラビリンスシール室(15,16)
の上面及び下面から搬送コンベア(12)・プリント基板(1
1)に向けて、搬送コンベア(12)の進行方向に対して垂直
な複数の板状部材(37A,37B) が連結され、板状部材(37
A,37B) の先端と搬送コンベア(12)の循環駆動部(32,33)
、搬送爪(34,35) 及びプリント基板(11)の表面との間
に小さな隙間が形成されたことを第２の構成とする。本
発明は、第１及び第２の構成において、フィリタリング
冷却装置(43)の金属製ケース(56)の外表面に冷却用のフ
ィン(55)が配設され、ケース(56)内の入口室(52)と出口
室(54)との間にフィルタ(53)が配設されたことを第３の
構成とする。

【０００８】

【発明の実施の形態】図１〜図４は、本発明の噴流はん
だ付け装置の実施の形態を示す。プリント基板11の搬送
用コンベア12（他工程と共用のもの）の上下左右が断面
長方形のチャンバー（遮蔽体）14で覆われ、チャンバー
14の入口28には断面長方形の入口側ラビリンスシール室
15が連結され、チャンバー14の出口29には断面長方形の
出口側ラビリンスシール室16が連結されている。入口28
及び出口29はプリント基板11をチャンバー14内の遮蔽空
間13に搬入し、遮蔽空間13から搬出するためのものであ
る。チャンバー14の出口の直前に噴流はんだ槽21が配設
され、噴流はんだ槽21に面するチャンバー14の下側が開
口され、チャンバー14の開口に続く前後左右の側板23
が、噴流はんだ槽21の溶融はんだ液の中に延びており、
溶融はんだ液によりチャンバー14の下側開口が外部に対
して密封されている。噴流はんだ槽21の上方部で、チャ
ンバー14の天井板が上方へ突出して突出部24が形成さ
れ、突出部24の後側（図１では左側、噴流はんだ槽21の
後端の上部）に排気口31が形成され、突出部24の前側
（図１では右側、噴流はんだ槽21の前端の上部）に給気
口30が形成されている。

【０００９】図１・図２及び図４に示されているよう
に、搬送コンベア12は軌道に配設された循環駆動部32、
33及び循環駆動部32、33に連結された搬送爪34、35を有
し、プリント基板11は搬送爪34、35により挟持されなが
ら前から後ろへ搬送されるように構成されている。チャ
ンバー14の底部には入口側から順にフラクサー18、温風
ヒーター19、プリヒーター20が配設され、フラクサー18
はフラックスを噴霧状にしてプリント基板11の下面に吹
きつけ付着させる。窒素ガスは不図示の窒素発生装置
（例えば膜分離を利用したもの）により生成し、金属製
のパイプを通し、チャンバー14の上板近くのガスパイプ
26に送られ、ガスパイプ26に形成された小孔からチャン
バー14内の遮蔽空間13に噴出される。入口側ラビリンス
シール室15は、室15の上面及び下面から搬送コンベア12
・プリント基板11に向けて、搬送コンベア12の進行方向
に対して垂直な複数の弾性体製の板状部材37Ａ，37Ｂが
並べられている。板状部材37Ａ，37Ｂの先端と搬送コン
ベア12の循環駆動部32、33、搬送爪34、35及びプリント
基板11の表面との間に小さな隙間が形成されている。プ
リント基板11と板状部材37Ａ，37Ｂとの間の小さな隙間
での摩擦損失、絞り効果などによって減圧される。出口
側ラビリンスシール室16も入口側ラビリンスシール室15
と同じ構成であるが、出口側の方が窒素ガスが漏れ易い
ので、板状部材37Ａ，37Ｂの数を多くしてある。

【００１０】図１及び図３に示されているように、チャ
ンバー14の突出部24には給気口30と排気口31とが形成さ
れ、排気口31は伸縮可能なパイプ39によってフィリタリ
ング冷却装置43の入口46に連通されている。フィリタリ
ング冷却装置43の出口47は伸縮可能なパイプ40によって
ブロアーファン44の吸込口49に連通され、ブロアーファ
ン44の吐出口50は連通され、伸縮可能なパイプ41によっ
て給気口30に連通されている。フィリタリング冷却装置
43は平行六面体の金属製ケース56の表面に適宜数のフィ
ン55が連結され、空冷による放熱効果を良好にさせてあ
る。ケース56内の入口室52と出口室54との間には、霧滴
化したフラックスヒュームや固形化したはんだ蒸気等の
有害な浮遊粒子をフィルタリング（除去）するためのフ
ィルタが装着されている。

【００１１】ブロアーファン44で吸引された窒素ガス
は、チャンバー14からフィリタリング冷却装置43の入口
46を通って入口室52に導かれ、入口室52からフィルタ53
を通って出口室54に流れ、フィルタ（例えば紙フィル
タ）53の通過により窒素ガス中の浮遊粒子が除去され
る。そして、窒素ガス雰囲気はフィリタリング冷却装置
43の入口46から出口47に流れる過程において冷却され、
フィリタリングされ冷却された窒素ガス雰囲気がブロア
ーファン44で吸引されて、ガスパイプ40を通ってブロア
ーファン44の吸込口49に流れる。そして、フィリタリン
グされ冷却された窒素ガス雰囲気はブロアーファン44に
よって吐出され、吐出口50からガスパイプ41、突出部24
の前端の給気口30を通ってチャンバー14内の遮蔽空間に
吹き込まれる。フィリタリングされ冷却された窒素ガス
雰囲気は下方へ流れ、噴流はんだ槽21ではんだ付け工程
中のプリント基板11の上面に循環され、プリント基板11
に沿って後方へ移動しながら温められ上昇して突出部24
の後端の排気口31に向かう。こうして、はんだ付け工程
中のプリント基板11が冷却され、加熱による品質低下が
防止され、またチャンバー14内の雰囲気をクリーン状態
に保つことができる。なお、フィリタリング冷却装置43
及びブロアーファン44は、伸縮可能なガスパイプ39〜41
により連通されているので、設置箇所の自由度が高い。

【００１２】噴流はんだ付け装置によるはんだ付け作業
の工程について説明する。 １．窒素ガスをチャンバー14内のガスパイプ26の小孔か
ら遮蔽空間13内に噴出させる。次にプリント基板11を搬
送コンベア12により順次搬送する。 ２．噴霧式フラクサー18により、低還元作用を有するフ
ラックスをプリント基板11の下面（はんだ付け面）に付
着させる。 ３．温風ヒーター19によりプリント基板11のフラックス
を乾燥させる。 ４．プリヒーター20によりプリント基板11の下面を加熱
する。この加熱が窒素ガス雰囲気中で行われるので、は
んだ付け面の電極の加熱による酸化が防止される。 ５．チャンバー14内において、プリント基板11が噴流は
んだ槽21の上部に至ると、溶融はんだ（２４５°Ｃ）が
噴出してプリント基板11の下面（雰囲気温度１５０°
Ｃ）に接触し、プリント基板11の下面のはんだ付けが行
われる。このとき、プリント基板11の上面（部品が実装
されている面）にはフィリタリングされ冷却された窒素
ガス（４５°Ｃ）が導かれ、プリント基板上面の部品の
保護が図られる。 ６．プリント基板11は、チャンバー14内を通過した後
に、冷却ファンにより冷却される。

【００１３】

【発明の効果】本発明の噴流はんだ付け装置では、遮蔽
体には噴流はんだ槽の後端の上部に排気口が形成される
とともに噴流はんだ槽の前端の上部に給気口が形成さ
れ、排気口と給気口との間には伸縮可能なガスパイプに
よってフィリタリング冷却装置とブロアーファンとが接
続され、ブロアーファンによって遮蔽空間内の窒素ガス
雰囲気が排気口からフィリタリング冷却装置、ブロアー
ファン、給気口を通って遮蔽空間内で噴流はんだ槽の上
方のプリント基板の上面に循環され、窒素ガス雰囲気が
フィリタリング冷却装置で冷却されるとともに窒素ガス
雰囲気中の浮遊粒子が除去される。従って、フィリタリ
ング冷却装置で冷却された窒素ガス雰囲気が噴流はんだ
槽の上方のプリント基板の上面に循環され、プリント基
板上面の実装部品に冷却された窒素ガス雰囲気が接触す
るので、実装部品の加熱が防止され部品の信頼性が維持
される。本発明の噴流はんだ付け装置では、遮蔽空間の
入口に入口側ラビリンスシール室が連結されるとともに
出口に出口側ラビリンスシール室が連結され、各ラビリ
ンスシール室の上面及び下面から搬送コンベア・プリン
ト基板に向けて、搬送コンベアの進行方向に対して垂直
な複数の板状部材が連結され、板状部材の先端部と搬送
コンベアの循環駆動部、搬送爪及びプリント基板の表面
との間に小さな隙間が形成されている。従って、遮蔽空
間内の有毒な浮遊粒子がプリント基板用の入口や出口か
ら漏洩するが防止される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の噴流はんだ付け装置の実施の形態の説
明図であり、一部が断面で示されている。

【図２】図１のII−II線断面図である。

【図３】本発明の噴流はんだ付け装置の実施の形態のフ
ィリタリング冷却装置の断面図である。

【図４】図１のＩＶ−ＩＶ線断面図である。

【図５】従来の噴流はんだ付け装置の概略説明図であ
る。

【符号の説明】

11 プリント基板 12 搬送コンベア 13 遮蔽空間 14 遮蔽体（チャンバー） 15 入口側ラビリンスシール室 16 出口側ラビリンスシール室 21 噴流はんだ槽 28 入口 29 出口 30 給気口 31 排気口 32 循環駆動部 33 循環駆動部 34 搬送爪 35 搬送爪 37Ａ 板状部材 37Ｂ 板状部材 39 ガスパイプ 40 ガスパイプ 41 ガスパイプ 43 フィリタリング冷却装置 44 ブロアーファン

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ Ｂ２３Ｋ 31/02 ３１０ Ｂ２３Ｋ 31/02 ３１０Ｂ ３１０Ｊ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 プリント基板が搬送コンベアにより前か
   ら後ろへ搬送され、搬送コンベアの下方に噴流はんだ槽
   が配設され、少なくとも噴流はんだ槽の上部に搬送コン
   ベアを含む遮蔽空間が遮蔽体によって形成され、遮蔽空
   間に窒素ガスが供給されて噴流はんだ槽におけるはんだ
   付けが窒素ガス雰囲気中で行われる噴流はんだ付け装置
   において、遮蔽体には噴流はんだ槽の後端の上部に排気
   口が形成されるとともに噴流はんだ槽の前端の上部に給
   気口が形成され、排気口と給気口との間には伸縮可能な
   ガスパイプによってフィリタリング冷却装置とブロアー
   ファンとが接続され、ブロアーファンによって遮蔽空間
   内の窒素ガス雰囲気が排気口からフィリタリング冷却装
   置、ブロアーファン、給気口を通って遮蔽空間内で噴流
   はんだ槽の上方のプリント基板の上面に循環され、窒素
   ガス雰囲気がフィリタリング冷却装置で冷却されるとと
   もに窒素ガス雰囲気中の浮遊粒子が除去されることを特
   徴とする噴流はんだ付け装置。
2. 【請求項２】 遮蔽空間の入口に入口側ラビリンスシー
   ル室が連結されるとともに出口に出口側ラビリンスシー
   ル室が連結され、各ラビリンスシール室の上面及び下面
   から搬送コンベア・プリント基板に向けて、搬送コンベ
   アの進行方向に対して垂直な複数の板状部材が連結さ
   れ、板状部材の先端と搬送コンベアの循環駆動部、搬送
   爪及びプリント基板の表面との間に小さな隙間が形成さ
   れた請求項１記載の噴流はんだ付け装置。
3. 【請求項３】 フィリタリング冷却装置の金属製ケース
   の外表面に冷却用のフィンが配設され、ケース内の入口
   室と出口室との間にフィルタが配設された請求項１又は
   ２記載の噴流はんだ付け装置。