JPS63264268A - 気相式はんだ付け装置におけるワ−ク急冷装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本廃明は、相変化時の気化潜熱をワークに与え、ワーク
にあらかじめ塗布されているクリームはんだを溶融した
り、あるいは、はんだコーティシグされているワークに
気化潜熱を与えてフェージングを行う気相式はだだ付け
装置に関するもので、はんだ付け直後のワークを急冷で
きるワーク急冷装置に特徴を有するものである。

（従来の技術） 第２図に示されるように、インライン式の気相式はんだ
付け装置は、蒸気槽１１の底部に収容されたフッ素系不
活性液（溶剤）１２がヒータ１３によって加熱されて蒸
発し、蒸気槽１１の内部に２１５℃の高温蒸気相１４が
形成され、蒸気槽１１の一側部に設けられた搬入口部１
５を経てワーク搬送コンベヤ１６によって蒸気槽１１の
内部に搬入されたワーク（プリント配線基板等）Ｗに高
温蒸気相１４の気化潜熱が与えられ、ワークとしてのプ
リント配線基板と基板搭載部品との間に介在するクリー
ムはんだが溶融される。このワークＷは、蒸気＋１！１
１１の他側部に設けられた搬出口部１７を経て外部に取
出される。

蒸気槽１１の内部に形成された高温蒸気相１４は、前記
搬入口部１５および搬出口部１１にそれぞれ設けられた
蒸気凝縮装置１８によって一定の領域に保たれ、外部へ
の流°出等が防止される。

そうして、前記コンベヤ１６によって搬送されるワーク
Ｗは、ブリヒータ２１によって温度上層され、搬入口部
１５に設けられた保温ヒータ２２によって上昇温度を保
持され、高温蒸気相１４によってリフローはんだ付けさ
れ、さらに搬出口部１７を経て外部に搬出される。

前記搬出口部１７の蒸気凝縮装置１８は、主として高温
蒸気相１４の外部への漏出を防止するために蒸気を凝縮
するものであり、ワークを冷却するものではない。した
がって、従来は、はんだ付け直後のワーク温度の下降速
度が緩かであり、ワークの温度降下が遅いと、はんだ接
合強度が弱くなりやすい欠点がある。

仮に、前記搬出口部１７でコンベヤ１６と上下の蒸気凝
縮装置１８との間にワーク冷却装置を介設する場合は、
先ず、コンベヤ１６と上下の蒸気凝縮装置１８との間に
エアパイプを配設し、この上下のエアバイブからワーク
に微量のエアを吹付け、これらの＠量のエアによってワ
ークを冷却することが考えられるが、この場合は、搬出
口部内に吹込まれたエアによって槽内の高価な蒸気が外
部に漏出しやすい問題がある。

また、冷却コイルやサーモモジュール等の伝熱媒体によ
りワーク冷却装置を構成することも考えられるが、これ
らをコンベヤ１６と上下の蒸気凝縮装＠１８との間の狭
い空間に収容しなければならないので、冷却コイルの場
合は、その冷却能力を小さくせざるをえず、やはり、ワ
ーク温度の下降速度が緩かであり、また前記サーモモジ
ュールの場合は前記狭い空間では構造が複雑になる問題
がある。

（発明が解決しようとする問題点） このように、従来は、気相式はんだ付け装置によってリ
フローはｌυだ付けされた直後のワークを効果的に急速
冷却できるものがなく、ワーク急冷に伴うはんだ接合強
度の増大が望まれているにもかかわらず、従来は実現さ
れていない。

本発明の目的は、蒸気槽の搬出口部におけるワーク搬送
経路に沿った狭い空間にてワークを効果的に急冷できる
有効な手段を設けることにより、はんだ接合強度の増大
を図ることにある。

〔発明の構成〕

（問題点を解決するための手段） 本発明は、蒸気槽１１の一側部にワーク搬入用の搬入口
部１５が設けられるとともに、蒸気槽１１の他側にワー
ク搬出用の搬出口部１７が設けられ、蒸気槽１１の内部
に形成された高温蒸気相１４の気化潜熱がワーク搬送コ
ンベヤ１６によって蒸気槽１１内に搬入されたワークＷ
に与えられ、このワークがリフローはんだ付けされる気
相式はんだ付け装置において、前記搬出口部１７に、低
沸点液４６の供給を受ける低沸点液供給部３２と、この
低沸点液供給部３２に供給された低沸点液に気化熱を与
え搬出口部１γの内部で蒸発させる低沸点液加熱部３１
とが設けられ、゛この低沸点液加熱部３１により搬出口
部１７の内部に形成された低温蒸気相３５を搬出口部１
７から回収して前記低沸点液供給部３２に再供給する低
沸点液循環系３６が蒸気［１１の外部に設けられたもの
である。

（作用） 本発明は、蒸気槽１１の内部で高温蒸気相１４によって
リフローはんだ付けされたワークが、搬出口部１７の内
部に形成された低温蒸気相３５中を通過する際に、この
低温蒸気相３５から急速冷却作用を受け、強いはんだ接
合強度が得られる温度まで急速に温度降下する。

（実施例） 以下、本発明を第１図に示される実施例を参照して詳細
に説明する。なお、第２図に示された従来例と同様の部
分には同一符号を付してその説明を省略する。

蒸気１ｉｉの搬出口部１７の下面部が低沸点液加熱部３
１を形成している。すなわち、蒸気槽１１は、内部に２
１５℃の高温蒸気相１４が形成されるようにヒータ１３
によって加熱されているので、その蒸気槽１１の一部で
ある前記搬出口部１７の下面部も高温であり、低沸点液
に対しては加熱部となる。この低沸点液加熱部３１は、
ワーク搬出方向に向って下降するように傾斜している。

この低沸点液加熱部３１の右端部（上側部）に低沸点液
供給部３２が設けられるとともに左端部（下側部）に蒸
気回収口部３３が設けられている。

また前記供給部３２と蒸気回収口部３３との間に多数の
液溜め用の突起３４が設けられ、そして、前記低沸点液
加熱部３１での加熱作用により搬出口１１７の内部に低
温蒸気相３５が形成されている。この低温蒸気相３５と
なる液については後で説明する。

前記低温蒸気相３５を搬出口部１７から回収、液化して
前記低沸点液供給部３２に再供給する低沸点液循環系３
６が蒸気槽１１の外部に設けられている。

この低沸点液循環系３６は、前記搬出口部１７の蒸気回
収口部３３から引出された管３７の先端に回収タンク３
８の蒸気吸込口３９が接続されている。この回収タンク
３８の内部には、ヂラーユニット（冷凍サイクル）４１
の吸熱蛇管（フィン付）４２が設けられ、この吸熱蛇管
４２の上側に空気出口４３が設けられ、この空気出口４
３から引出された管４４中に排気ファン４５が介設され
ている。回収タンク３８の下部には、蒸気槽１１の内部
に形成された高温蒸気相１４が回収され液化されたフッ
素系不活性液（商品名・７０リナート）１２と、前記搬
出口部１７の内部に形成された低温蒸気相３５が回収さ
れ液化された低沸点液４６と、空気中から凝縮された水
分４７とが、それらの比重の相違によって分離された状
態で回収されている。

前記低沸点液４６としては、フッ化炭化水素類（商品名
・フレオン）が適する。このフッ化炭化水素類は、沸点
が７０℃以下と低いし、比重が１．４であって、前記フ
ッ素系不活性液（商品名・フロリナート）１２の比１（
１，９４）よりも軽いとともに、水分４７よりも重いの
で、第１図に示されるように共通のタンク３８内で前記
３種の液１２．４６．４７が明確に区別される。

前記タンク３８における水分４１に対応する水位から排
水管５１が引出され、また前記低沸廃液４６に対応する
液位から管５２が引出され、この管５２は貯槽５３に接
続されている。この貯１ｉ５３の底部と前記低沸点液供
給部３２とが低沸点液供給管５４によって接続され、こ
の管５４中にポンプ５５が介設されている。

また、前記回収タンク３８の底面部と前記蒸気Ｗ４１１
の搬入口部１５との間にもフッ素系不活性液供給管５６
が設けられ、この管５６中にポンプ５７が介設されてい
る。前記搬入口部１５は図には顕著には現れないが、ワ
ーク搬送方向に向って下降傾斜しており、供給管５６か
ら搬入口部１５に供給された前記液１２は、この搬入口
部１５の下面部上を流れ落ちて蒸気槽１１の底部に戻る
。

前記タンク３８内の３液１２．４６．４７の各液面には
液面レベル検出２としてのフロートスイッチ６１゜６２
、６３が多液の比重に応じてそれぞれ設けられ、また前
記貯槽５３内の低滞点液４６の液面にもフロートスイッ
チ６４が設けられている。′前記排水管５１には電磁弁
６５が介設され、また前記低沸点液取出用の管５２には
電磁弁６６が介設されている。

そして、フロートスイッチ６１．６２．６３によって、
前記ポンプ５１およびＩｌａ弁６５．６６がオン・オフ
制御され、フロートスイッチ６１によって検出されるタ
ンク３８内のフッ素系不活性液１２の上面レベルが管５
２の接続部とタンク３８の底部との間に保たれ、フロー
トスイッチ６２によって検出される低沸点液４６の上面
レベルが管５１の接続部と管５２の接続部との間に保た
れ、フロートスイッチ６３によって検出される水分４７
の上面レベルが一定の上限レベル以下に保たれるように
する。また、フロートスイッチ６４は、前記管５２を経
て貯槽５３に取出された低沸点液４６が一定の上限レベ
ルまで達したら、それを検出して前記ポンプ５５を駆動
し、前記搬出口部１７の低沸点液供給部３２に低沸点液
４６を供給する。

次に、この実施例の作用を説明すると、低沸点液供給部
３２に供給された低沸点液４６は、蒸気槽１１からの熱
伝導によって高温状態にある低沸点液加熱部３１の斜面
を、突起３４の妨害によって徐々に流れ落ちる段階で、
この低沸点液加熱部３１から気化熱を与えられ、７０℃
以下で蒸発して搬出口部１７の内部に低温蒸気相３５を
形成する。

蒸気槽１１の内部で２１５℃の高温蒸気相１４によって
リフローはんだ付けされた高温のワークＷは、この搬出
口部１７の内部に形成された７０℃以下の低温蒸気相３
５中を通過する際に、この低温蒸気相３５から急速冷却
作用を受け、大きなはんだ接合強度が１！７られる温度
（１８３℃）まで急速に温度降下する。

前記低温蒸気相３５および高温蒸気相１４は、ファン４
５の吸引力によりタンク３８の内部に吸込まれ、チラー
ユニット４１の吸熱蛇管４２の冷却作用によって、空気
中の水分と共に凝縮し、タンク３８の下部に溜まり、そ
して空気のみが管４４を経てファン４５により外部に排
出される。

前記タンク３８内のフッ素系不活性液１２は、前記のよ
うにポンプ５７によって搬入口部１５に戻され、この搬
入口部１５にて徐々に温度上昇しながら蒸気槽１１の底
部に流れ落ちる。また、前記タンク３８内の低沸点液４
６は、前記のようにいったｌν貯槽５３に溜められた後
に、ポンプ５５よって前記搬出口部１７に戻される。

前記低湿蒸気相３５は、フレオン蒸気相であるから、ワ
ークＷに塗布されたクリームはんだ（リフローはんだ付
け用）からにじみ出たフラックスの残留分を洗浄する勤
ぎもある。

〔発明の効果〕

本発明によれば、搬出口部に、低沸点液の供給を受ける
低沸点液供給部と、この低沸点液供給部に供給された低
沸点液に気化熱を与え搬出口部の内部で蒸発させる低沸
点液加熱部とが設けられ、この低沸点液加熱部により搬
出口部の内部に形成された低温蒸気相を搬出口部から回
収して前記低沸点液供給部に再供給する低沸点液循環系
が蒸気槽の外部に設けられたから、前記搬出口部内に形
成された低温蒸気相によって、はんだ例は直後のワーク
を効果的に急冷し、はんだ接合強度の増大を図ることが
できる。また低温蒸気相はどのような狭い空間にも入込
むことができるので、搬出口部におけるワーク搬送に必
要な空間を、高温蒸気相の外部への漏出を防止する観点
から極力狭くすることができる。さらにその空間内に冷
却機器類を直接設ける必要がないので、その冷却様器類
の構造が複雅になったり取付が困難であったりする問題
がない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の気相式はんだ付け装置におけるワーク
急冷装置の一実施例を示す断面図、第２図は従来の気相
式はんだ付け装置の断面図である。 １１・・蒸気槽、１４・・高温蒸気相、１５・・蔵入口
部、１６・・ワーク搬送コンベヤ、１７・・搬出口部、
３１・・低沸点液加熱部、３２・・低沸点液供給部、３
５・・低温蒸気相、３６・・低沸点液循環系、４６・・
低沸点液、Ｗ・・ワーク。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）蒸気槽の一側部にワーク搬入用の搬入口部が設け
   られるとともに、蒸気槽の他側部にワーク搬出用の搬出
   口部が設けられ、蒸気槽の内部に形成された高温蒸気相
   の気化潜熱がワーク搬送コンベヤによつて蒸気槽内に搬
   入されたワークに与えられ、このワークがリフローはん
   だ付けされる気相式はんだ付け装置において、 前記搬出口部に、低沸点液の供給を受ける低沸点液供給
   部と、この低沸点液供給部に供給された低沸点液に気化
   熱を与え搬出口部の内部で蒸発させる低沸点液加熱部と
   が設けられ、この低沸点液加熱部により搬出口部の内部
   に形成された低温蒸気相を搬出口部から回収して前記低
   沸点液供給部に再供給する低沸点液循環系が蒸気槽の外
   部に設けられたことを特徴とする気相式はんだ付け装置
   におけるワーク急冷装置。
2. （２）低沸点液として、フッ化炭化水素類を使用するこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の気相式はん
   だ付け装置におけるワーク急冷装置。
3. （３）高温蒸気相および低温蒸気相は、共通のタンクに
   液化回収され、このタンク内で比重の相違によって分離
   され、このタンクからそれぞれ再供給されることを特徴
   とする特許請求の範囲第１項記載の気相式はんだ付け装
   置におけるワーク急冷装置。