JPS63299857A - 対流式気相ハンダ付装置 - 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】 ［産業上の利用分野］ この発明は、面実装部品をプリント基板にハンダ付する
場合などに適用して好適な対流式気相ハンダ付装置に関
する。

［従来の技術］ 面実装部品をプリント基板にリフローハンダ付する場合
には、一般に赤外線ハンダ付装置、ホットプレートハン
ダ付装置、レーザハンダ付装置、気相ハンダ付装置など
が使用されている。

この中で、気相ハンダ付装置としては第３図に示すよう
なパッチ式のものと、第４図に示すようなインライン式
のものとが知られている。

第３図に示されるパッチ式の気相ハンダ付装置１０は図
示するような筒状をなすリフロー炉１の底部に所定の溶
剤２が充填されている。リフロー炉１の底部外面にはヒ
ータなどの加熱源３が配置され、これによって溶剤２が
気化される。

溶剤としてはフロリナート等のフッ素系溶剤が使用され
ている。

リフロー炉１の上端開口部側には冷却コイル等で構成さ
れた冷却源４が取り付けられている。リフロー炉１内に
は昇降手段５によって面実装部品７が仮止めされたプリ
ント基板６が昇降自在になるようになされている。

ここで、加熱源３を加熱することによって溶剤２は気化
され、その場合その液面と蒸気界面との間の高温雰囲気
中に、面実装部品７が載置されたプリント基板６が位置
するように昇降手段５が制御される。

このような高温雰囲気中の蒸気界面内にプリント基板６
を位置させることによって、プリント基板６の導電層に
付着されたペースト状ハンダが溶融して、面実装部品７
がプリント基板６にハンダ付される。ハンダ付された後
は昇降手段５によってプリント基板６を蒸気界面外に引
上げることにより冷却される。

これにより、ペースト状ハンダが固化して面実装部品７
はプリント基板６に確実に固着されるようになされる。

これに対して、インライン式の気相ハンダ付装置１０は
第４図に示すように、リフロー炉１の上部側にその左右
にわたり搬送孔１１が設けられるとともに、この搬送孔
１１を通過するように搬送ベルト１２が進退自在に取り
付けられる。

プリント基板６はこの搬送ベルト１２に載置された状態
でリフロー炉１内を条送されることになる。

搬送孔１１の入口側及び出口側には、冷却源として機能
する冷却コイル４が取り付けられている。

この構成において、溶剤２の蒸気界面内を条送ベルト１
２が通過するように搬送ベルトの接地位置関係が選定さ
れる。

［発明が解決しようとする問題点］ ところで、このように構成された気相ハンダ付装置にお
いて、第３図に示すようなバッチ式構成のものでは、昇
降手段５によってプリント基板６を昇降させ、それによ
ってハンダ付するような作業を伴うものであるから、大
量のハンダ付は処理に不向きである。

また、ハンダ付けする場合にはプリント基板６を蒸気界
面内に完全に埋まるような位置に、プリント基板６を吊
り下げなければならない。

その結果、面実装部品７自体も蒸気にざらされることに
なるから、例えば熱に弱いような面実装部品の場合には
、この面実装部品を熱破壊する恐れがある。

これに対して、第４図に示すようなインライン式気相ハ
ンダ付装置１０においては、製送ベルト１２上に複数の
プリント基板６を載置した状態でハンダ付処理を行なう
ことができるため、大量処理には好適である。

しかし、この構成においては搬送ベルト１２は蒸気界面
の上端すれすれを通過するような位置関係に選定されて
いる。これは、それ以上蒸気が昇ると、上界した蒸気が
搬送孔１１を通じて外部に流出してしまい、溶剤２の浪
費が甚だしくなるからである。

そのため、蒸気界面近傍の不安定な温度領域においてハ
ンダ付処理する必要性があるため、ハンダの接合不良の
ような事故が発生する可能性もある。

さらに、この構成においても第３図の場合と同様にプリ
ント基板６に載置された面実装部品７は蒸気界面内の溶
剤２にざらされることになるから、熱的に弱い面実装部
品に対するハンダ付処理としては好適なものではない。

そこで、この発明ではこのような従来の問題点を悉く解
決したものであって、大量処理を可能にするとともに、
熱に対する面実装部品の破壊を防止し、併せて蒸気の流
出を極力少なくするようにした対流式気相ハンダ付装置
を提案するものである。

［問題点を解決するための技術的手段］上述の問題点を
解決するため、この発明においては、対流式気相ハンダ
付装置として底部に溶剤が充填されたリフロー炉と、こ
のリフロー炉内の溶剤雰囲気中をプリント基板が搬送す
るベルトと、このベルト底面側に対向するように配置さ
れた蒸気誘導筒からなり、この誘導筒から噴出する溶剤
の蒸気で、プリント基板に実装された面実装部品がハン
ダ付きれるようになされたことを特徴とするものである
。

［作　用］ この構成において、溶剤２の蒸気は誘導筒２０を通って
上部に昇る。そして、この誘導筒２０の先端開口部２１
側から搬送ベルト１２の下面に向かって蒸気が噴出する
。その結果、プリント基板６の下面にのみ蒸気が接触す
ることになる。

また、先端開口部２１と対向するようなリフロー炉１に
冷却コイル４Ｂが巻回きれているので、誘導筒２０外に
流出した蒸気は直ちに冷却される。

これによって、噴出した蒸気は誘導筒２０の外周に沿っ
て降下し、溶剤２の蒸気界面は第１図あるいは第２図に
示すような状態となり、蒸気が搬送孔１１を通じて外部
に流出するような恐れは僅少となる。

この構成は搬送ベルト方式であるので、大量のハンダ付
処理が可能になる。

［実　施　例］ 続いて、この発明に係る対流式気相ハンダ付装置の一例
を、第１図以下を参照して詳細に説明する。

この発明に係る対流式気相ハンダ付装置１０は第１図に
示すように、はぼ筒状をなすリフロー炉１の底部側に上
述したようなフッ素系溶剤２が充填されるとともに、リ
フロー炉１の底部外面には加熱源３が配置される。

このリフロー炉１は上端が閉じた円筒体で構成きれ、上
端近傍には搬送ベルト１２の搬送用に供する搬送孔１１
が取り付けられる。この搬送孔１１にも冷却コイル４Ａ
が巻かれており、冷却コイル４Ａとリフロー炉１に巻ぎ
付けられたー冷却コイル４Ｂとで冷却源４が構成される
。

リフロー炉１の内部には漏斗状をなす蒸気誘導筒２０が
配置され、その先端開口部は漏斗状となされており、先
端開口部２１が搬送ベルト１２と所定の距離を隔てて対
向するように、搬送ベルト１２と上記誘導筒２０の取り
付は位置関係などが選定されている。

また、溶剤２中に浸漬された誘導筒２０の一部には図示
するような所定径の液流通孔２２．２３が設けられ、誘
導筒２０内外の液流通をスムーズに行なうようにしてい
る。

このように構成された対流式気相ハンダ付装置１０にお
いて、加熱源３を動作きせることによって溶剤２が気化
される。その蒸気は主として誘導筒２０内を上昇するこ
とになる。上昇した蒸気は先細になされた先端開口部２
１を通して、上方に噴出きれるから、先端開口部２１と
対向して搬送されるベルト１２の下面に蒸気が集中的に
噴流することになる。

その結果、搬送ベルト１２上に置かれたプリント基板６
と面実装部品７どの間に取り付けられたペースト状ハン
ダが溶剤２の高温蒸気によって溶融される。ハンダ溶融
状態のプリント基板６はざらに左方向に搬送、排出きれ
る結果、冷却きれてハンダが固化され、これによってプ
リント基板６上に面実装部品７が確実にハンダ付される
ことになる。

先端開口部２１側より噴流した蒸気は矢印で示すように
降下する。この時リフロー炉１の外面には冷却コイル４
Ｂが配置されているから、これによって蒸気が冷却され
、冷却された蒸気の殆どは誘導筒２０の外周面に沿って
降下する。　。

従って、蒸気界面は図示するようにほぼ漏斗状をなす誘
導筒２０に相似な形の界面を形成する。

誘導筒２０の外面を降下した蒸気はさらに冷却きれるこ
とによって液化ミれ、このような溶剤２の対流によって
、溶剤２が再使用される。誘導筒２０の内外の溶剤２は
液流通孔２２．２３を通じて循環する。

ここで、蒸気界面の頂点より僅かに下を搬送べルト１２
が通過するように、蒸気界面と搬送ベルト１２の搬送位
置関係を選定しておけば、搬送ベルト１２に載置された
プリント基板６を充分加熱することができる。

反面、その上面に実装された面実装部品７に対しては不
要な熱が加わらない。その結果、面実装部品７を熱から
有効に保護することができ、目的とするペースト状ハン
ダのみを溶融きせることか可能になる。

先端開口部２１を通じて溶剤２の蒸気を噴流きせるよう
にした場合には、噴流した蒸気の温度はほぼ一定の温度
となることから、第４図に示したような不安定な蒸気界
面での溶融ハンダ付処理を行なわなくて済む。定温化さ
れた蒸気界面内でのハンダ付処理によってハンダ接合不
良等の事故を未然に防止することができる。

リフロー炉１自体に、冷却コイル４Ｂを設けることによ
って、蒸気界面を図示のような漏斗状にすることができ
る。これで、蒸気が搬送孔１１を通じて外部に流出する
ような恐れも少なくなる。

その結果、溶剤を有効利用することができる。

上述の誘導筒２０に設けられる先端開口部２１は単一で
はなく複数個であっても差し支えない。

第２図はその一例であって、搬送ベルト１２の搬送方向
に並列して複数の先端開口部２１Ａ、２１Ｂ、２１Ｃが
設けられた場合を示す。その場合においても、この先端
開口部は夫々が漏斗状となるようになされる。

この構成によって、プリント基板６は蒸気界面を充分な
時間に渡って通過することになるから、ペースト状ハン
ダは完全に溶融し、ハンダの接合不良などの事故は一掃
される。

［発明の効果］ 以上説明したように、この発明ではリフロー炉内に漏斗
状をなす蒸気誘導部を設けるようにしたものであるから
次のような特徴を有する。

第１に、搬送ベルト方式であるために大量のハンダ処理
が可能になる。

第２に、面実装部品が載置されたプリント基板は蒸気界
面の内部を通過する構成とはなきれていないために、面
実装部品を熱から有効に保護することができる。その結
果、熱的に弱い面実装部品をハンダ付する場合などであ
ってもこれら面実装部品を有効に保護することが可能に
なる。

第３に、誘導筒を設けることによって蒸気界面を漏斗状
にすることができるから、溶剤の流出を極力抑えること
ができる。これによって、ランニングコストを著しく低
下させることか可能になる。

以上のような特徴を有するので、この発明においては面
実装部品をハンダ付する気相ハンダ付装置に適用して極
めて好適である。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図はこの発明に係る対流式気相ハンダ付
装置の一例を示す構成図、第３図は従来のバッチ式気相
ハンダ付装置の構成図、第４図はインライン式の気相ハ
ンダ付装置の構成図である。 １・・・リフロー炉 ２・・・溶剤 ３・・・加熱源 ４　（４Ａ、４Ｂ）　　・・・冷却源 ６・・・プリント基板 ７・・・面実装部品 １０・・・気相ハンダ付装置 ２０・・・誘導筒 ２１（２１Ａ〜２１Ｃ） ・・・先端開口部

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）底部に溶剤が充填されたリフロー炉と、このリフ
   ロー炉内の溶剤雰囲気中をプリント基板を搬送するベル
   トと、 このベルト底面側に対向するように配置された蒸気誘導
   筒からなり、 この誘導筒から噴出する溶剤の蒸気で、上記プリント基
   板に実装された面実装部品がハンダ付されるようになさ
   れたことを特徴とする対流式気相ハンダ付装置。
2. （２）上記搬送ベルトと対向する上記誘導筒の先端開口
   部の形状は漏斗状になされたことを特徴とする特許請求
   の範囲第１項記載の対流式気相ハンダ付装置。
3. （３）先端開口部として単一若しくは複数個の誘導筒が
   使用されてなることを特徴とする特許請求の範囲第１項
   及び第２項記載の対流式気相ハンダ付装置。
4. （４）上記溶剤中に浸漬された誘導筒の一部に液流通孔
   が設けられてなることを特徴とする特許請求の範囲第１
   項〜第３項記載の対流式気相ハンダ付装置。