KR20160065989A

KR20160065989A - 플럭스 회수 장치 및 납땜 장치

Info

Publication number: KR20160065989A
Application number: KR1020167013827A
Authority: KR
Inventors: 츠토무 히야마; 유타 사이토
Original assignee: 센주긴조쿠고교 가부시키가이샤
Priority date: 2013-10-31
Filing date: 2014-06-13
Publication date: 2016-06-09
Also published as: CN105682842B; US20160250705A1; KR101670643B1; US9744612B2; EP3064303B1; WO2015064142A1; EP3064304B1; EP3064304A1; JPWO2015064143A1; TW201524656A; KR20160065990A; US20160279726A1; KR101670644B1; TWI634961B; TR201905549T4; EP3064303A1; EP3064303A4; HUE043840T2; EP3064304A4; TWI630972B

Abstract

플럭스 성분을 포함하는 혼합 기체로부터, 플럭스 성분을 포함하지 않는 기체를 분리하여, 플럭스 성분을 회수할 수 있도록 한다. 플럭스 성분을 포함하는 혼합 기체에 물을 살수하는 제1 살수부(20A)와, 제1 살수부(20A)로부터 살수된 상태에서 혼합 기체를 도입하는 도입구를 갖고 선회류에 의해 혼합 기체로부터 플럭스 성분을 분리하는 분리부(10)와, 분리부(10)의 내측에 강수류를 형성하는 제2 살수부(20B)를 구비하는 것이다.

Description

플럭스 회수 장치 및 납땜 장치 {FLUX RECOVERY DEVICE AND SOLDERING DEVICE}

본 발명은, 플럭스 성분을 포함하는 혼합 기체로부터, 플럭스 성분을 포함하지 않는 기체를 분리하여, 플럭스 성분을 회수하는 플럭스 회수 장치 및 납땜 장치에 관한 것이다.

종래부터, 회로 기판의 소정의 면에 전자 부품을 납땜 처리하는 경우에, 리플로우로나, 분류 납땜 장치 등이 사용되고 있다. 예를 들어, 이 리플로우로에서, 납땜 처리하는 경우, 솔더 페이스트를 사용하여 행해진다. 솔더 페이스트는, 플럭스와 땜납 분말을 혼합하여 페이스트상으로 한 것이며, 인쇄 또는 디스펜서 등에 의해 회로 기판의 납땜부에 도포하고, 그 위에 전자 부품을 탑재시키고 나서 리플로우로에서 가열 용융시킴으로써, 회로 기판과 전자 부품을 전기적으로 접속한다. 또한, 납땜 처리를 행하는 분위기는, 불활성 가스를 충전시킨 분위기, 또는 대기(공기) 분위기로 되어 있는 것이 일반적이다.

플럭스는, 납땜되는 금속 표면의 산화막을 제거하고, 또한 납땜 공정에 있어서의 가열 처리 시에 금속 표면이 재산화되는 것을 방지한다. 플럭스는, 땜납 분말의 표면 장력을 작게 하여 습윤성을 좋게 하는 작용이 있다. 플럭스는, 송지, 틱소제 및 활성제 등의 고형 성분을 용제로 용해시키고 있다.

회로 기판에 도포된 솔더 페이스트는, 예비 가열 존에서는, 플럭스 성분 중, 특히 용제가 휘산(기화)하여 플럭스 흄으로 되고, 또한 예비 가열 존에서 용융한 플럭스 성분 중, 특히 로진 등의 고형 성분은 본 가열 존에서 고온에 노출되면, 역시 기화하여 흄으로 되어 노 내를 부유한다. 이들 용제나 고형 성분 유래의 흄은, 노 내에서 비교적 온도가 낮은 부분, 예를 들어 회로 기판을 노 내로 반송하는 컨베이어, 열풍을 순환시키는 팬, 노를 구성하는 프레임, 노의 출입구에 설치된 래비린스 등에 접하면 냉각되어 결로하고, 온도가 더 내려가면 점착성이 있는 고형물로 된다. 이들 흄이 고형물로 된 것, 이른바 흄 고형물이 리플로우로를 구성하는 각 구성부에 대량으로 부착되면 문제가 발생한다.

예를 들어, 흄 고형물이 컨베이어에 대량으로 부착되면, 회로 기판이 컨베이어에 점착되어 반출 시에 회로 기판이 컨베이어로부터 이격되지 않고 컨베이어의 스프로킷에 말려들어가 회로 기판이 파손된다. 팬에 대량으로 부착되면 팬의 회전이 느려져 열풍의 분출이 약해진다. 프레임에 대량으로 부착되면, 퇴적된 흄 고형물이 반송 중인 회로 기판 상에 낙하하여 회로 기판을 오염시키게 된다. 또한, 래비린스에 대량으로 부착되면, 흄 고형물이 회로 기판에 접촉하여 전자 부품을 소정의 위치로부터 탈락시켜 버리게 된다.

따라서, 이들 흄 고형물의 부착에 의한 문제에 비추어, 종래부터 노 내의 플럭스 성분을 제거하는 방법이나 장치가 다수 제안되어 있다. 즉, 땜납 처리 시에 발생하는 플럭스 성분과, 땜납 처리부 내의 상기 분위기(불활성 분위기, 대기 분위기) 유래의 기체가 혼합된 혼합 기체로부터, 플럭스 성분을 분리하고, 청정한 기체를 납땜 처리부에 순환시키는 플럭스 회수 장치를 갖는 납땜 장치가 다양하게 제안되어 있다.

특허문헌 1에는 리플로우로에 적용 가능한 플럭스 회수 장치가 개시되어 있다. 이 플럭스 회수 장치에 의하면, 사이클론 기구를 갖는 원심 분리기를 구비하고, 대략 원통형의 사이클론 외주부와, 이 사이클론 외주부에 수용된 대략 원통형의 사이클론 내주부로 이중관 형상으로 형성되어 있다. 사이클론 외주부의 외벽면에는 냉각 플레이트가 설치되고, 원심 분리기 내에 도입된 플럭스 성분을 포함하는 혼합 가스를 냉각하도록 이루어진다.

혼합 가스는, 원심 분리기 내에 유입되고, 냉각 플레이트에 의해 냉각되면서 사이클론 외주부의 내벽과 사이클론 내주부의 외벽 사이에서 나선형의 하향 기류를 형성한다. 이 사이에 냉각되어 액화된 플럭스 성분이 원심 분리되어 사이클론 외주부의 내벽에 부착된다. 사이클론 외주부의 내벽에 부착된 플럭스 성분은, 사이클론 외주부의 내벽을 따라 자중 낙하하여, 플럭스 수용부에 회수된다. 이에 의해, 청정화된 공기를 리플로우로에 도출할 수 있다고 하는 것이다.

상술한 플럭스 회수 장치에 관련하여, 특허문헌 2∼5에는 클린룸에 적용 가능한 실내 청정화 장치가 개시되어 있다. 실내 청정화 장치에 의하면, 물 분무 장치 및 액적 제거 사이클론을 구비하고, 물 분무 장치는 클린룸에 접속되고, 당해 클린룸으로부터 배기되는 공기에 초미세 액적을 부여한다. 클린룸으로부터 배기되는 공기에는 진애가 포함되어 있다. 초미세 액적은 물 분무 장치 내에 가득 차 있다. 물 분무 장치에는 액적 제거 사이클론이 접속되고, 액적이 부여된 공기를 사이클론류를 이용하여, 공기와 진애 등을 분리한다. 이에 의해, 청정화된 공기를 클린룸에 급기하도록 이루어진다.

일본 특허 공개 제2012-033577호 공보 일본 특허 공개 소62-149318호 공보 일본 특허 공고 평03-076993호 공보 일본 특허 공고 평03-076994호 공보 일본 특허 공고 평05-058755호 공보

그런데, 종래예에 관한 플럭스 회수 장치 및 납땜 장치에 의하면, 다음과 같은 문제가 있다.

i. 특허문헌 1에 보여지는 바와 같은 리플로우로에 의하면, 플럭스 회수 장치의 사이클론 기구에 냉각 플레이트가 설치되고, 혼합 가스가 냉각 플레이트에 의해 냉각되면서 사이클론 외주부의 내벽과 사이클론 내주부의 외벽 사이에서 나선형의 하향 기류를 형성한다. 이 사이에 냉각되어 액화된 플럭스 성분이 원심 분리되어 사이클론 외주부의 내벽에 부착되는 방법이 채용된다.

이로 인해, 혼합 가스가 충분히 냉각되어 있지 않은 상태에서는, 원심 분리가 진행되지 않고, 사이클론 외주부의 내벽과 사이클론 내주부의 외벽 사이에서 나선형으로 선회하는 상태로 된다. 이에 의해, 특허문헌 2에 보여지는 바와 같은 액적이 부여된 공기를 사이클론류를 이용하여, 공기와 진애 등을 분리하는 방법에 비해, 냉각 플레이트를 설치한 구조로 하면 사이클론류에 의한 분리 효율이 나쁘다고 하는 문제가 있다.

ii. 특허문헌 2∼5에 보여지는 바와 같은 물 분무 장치와 액적 제거 사이클론을 분리하고, 배관에 의해 접속한 구조를 그대로 플럭스 회수 장치에 적용한 경우, 초미세 액적이 부여된 혼합 가스(플럭스 흄 가스)가 물 분무 장치로부터 액적 제거 사이클론에 이르는 동안에, 그 플럭스 성분이 냉각되어 액상화 및 고화된다. 이것으로, 액화 및 고화된 플럭스 성분이 액적 제거 사이클론의 도입관이나 도입구 등을 막거나, 플럭스 성분이 가득 차, 액적 제거 사이클론(사이클론 발생부)에의 혼합 가스의 유입을 방해한다고 하는 문제가 우려된다.

따라서, 본 발명은 이러한 과제를 해결한 것이며, 분리부의 구조를 고안하여, 플럭스 성분을 포함하는 혼합 기체로부터 플럭스 성분과 기체를 효율적으로 분리할 수 있도록 함과 함께, 당해 분리부의 메인터넌스를 불필요하게 한 플럭스 회수 장치 및 납땜 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상술한 과제를 해결하기 위해, 청구항 1에 기재된 플럭스 회수 장치는, 플럭스 성분을 포함하는 혼합 기체로부터 플럭스 성분을 회수하는 플럭스 회수 장치이며, 상기 혼합 기체에 물을 살수하는 제1 살수부와, 상기 제1 살수부로부터 살수된 상태에서 혼합 기체를 도입하는 도입구를 갖고 선회류에 의해, 상기 혼합 기체로부터 플럭스 성분을 분리하는 분리부와, 상기 분리부의 내측에 강수류를 형성하는 제2 살수부를 구비하는 것이다.

청구항 2에 기재된 플럭스 회수 장치는 청구항 1에 있어서, 상기 분리부는, 상측부에 상기 도입부를 갖고, 상부에 개구부를 갖고, 하부에 원뿔부를 가진 플럭스 성분 분리용의 통 형상체와, 상기 통 형상체의 개구부에 결합된 덮개부를 구비하고, 상기 덮개부는 원반형의 본체부를 갖고, 소정의 길이를 가진 배기용의 원통부가 상기 본체부를 관통하는 형태로 설치되고, 상기 원뿔부는 배수구를 갖고, 상기 통 형상체의 접선 방향으로부터 상기 도입부로 상기 혼합 기체가 도입되면, 상기 통 형상체의 내측에 상기 제2 살수부에 의해 형성되는 강수류에, 상기 제1 살수부에 의해 형성되는 선회류에 의해 합류된 상기 플럭스 성분 및 물을 상기 배수구로부터 배수하고, 상기 원통부는 일단부로부터 상기 혼합 기체로부터 분리된 기체를 도입하여 타단부로부터 흡출하는 것이다.

청구항 3에 기재된 플럭스 회수 장치는, 청구항 1 또는 청구항 2 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 살수부는, 상기 물을 부채형 또는 원뿔형으로 살수하는 노즐을 갖고, 상기 제2 살수부는, 복수의 분출구를 갖고 상기 물을 방사상으로 살수하는 환상 관을 갖는 것이다.

청구항 4에 기재된 플럭스 회수 장치는, 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서, 상기 분리부로부터 회수되는 물을 정화하는 물 정화 장치를 구비한 것이다.

청구항 5에 기재된 플럭스 회수 장치는, 청구항 4에 있어서, 상기 물 정화 장치는, 오존 처리부 및 활성탄 필터로 이루어지는 것이다.

청구항 6에 기재된 납땜 장치는, 땜납 처리부와, 상기 땜납 처리부에서 발생하는 플럭스 성분을 포함하는 혼합 기체로부터 플럭스 성분을 회수하는, 청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 한 항에 기재된 플럭스 회수 장치를 구비하는 것이다.

청구항 1 내지 청구항 5에 관한 플럭스 회수 장치에 의하면, 분리부 내에 도입된 플럭스 성분을 포함하는 혼합 기체는, 제1 살수부에 의해 형성되는 선회류(와류)에 의해 수분을 띠고 분리부 내를 선회한다. 이 선회류(와류)에 의해, 물 및 수분을 띤 혼합 기체는, 플럭스 성분을 포함한 물과, 다른 기체로 분리되고, 기체보다 무거운 플럭스 성분을 포함한 물은, 배수구에 수집되고, 배수구로부터 외부로 배수된다.

이에 의해, 플럭스 성분을 포함하는 혼합 기체로부터 플럭스 성분을 효율적으로 회수할 수 있게 된다. 또한, 물 및 플럭스로부터 분리된 기체는, 배기구로부터 땜납 처리부 등으로 귀환하게 된다. 한편, 제2 살수부에 의해 분리부의 내측에 강수류를 형성하여, 플럭스를 포함하는 물이 분리부의 내벽에 부착되는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 분리기의 내벽이나 원통부의 외벽을 청소하는 것이 불필요해지고, 결과적으로 메인터넌스가 불필요해진다.

청구항 6에 관한 납땜 장치에 의하면, 본 발명에 관한 플럭스 회수 장치가 구비되므로, 와류를 이용하여 플럭스 성분을 회수 가능한 응축 방식의 고성능 플럭스 회수 기능을 가진 리플로우로나 분류 납땜 장치 등을 제공할 수 있게 된다.

도 1은 납땜 장치(1)의 구성예를 도시하는 블록도이다.
도 2는 본 발명에 관한 실시 형태로서의 플럭스 회수 장치(100)의 구성예를 도시하는 사시도이다.
도 3은 분리부(10)의 치수예를 도시하는 사시도이다.
도 4는 분리부(10)의 조립예 1을 도시하는 분해 사시도이다.
도 5는 분리부(10)의 조립예 2를 도시하는 분해 사시도이다.
도 6은 분리부(10)의 조립예 3을 도시하는 분해 사시도이다.
도 7은 플럭스 회수 장치(100)의 동작예 1을 도시하는 측면에서 본 일부 파쇄의 단면도이다.
도 8은 플럭스 회수 장치(100)의 동작예 2를 도시하는 상면에서 본 단면도이다.
도 9는 변형예로서의 플럭스 회수 장치(100’)의 구성 및 동작예를 도시하는 상면에서 본 단면도이다.

이하, 도면을 참조하면서, 본 발명에 관한 실시 형태로서, 플럭스 회수 장치 및 납땜 장치에 대해 설명한다. 본 발명의 플럭스 회수 장치(100)는, 땜납 처리 시에 발생하는 플럭스 성분을 포함하는 혼합 기체로부터 플럭스 성분을 회수하는 장치이다. 여기에, 플럭스 성분을 포함하는 혼합 기체라 함은, 땜납 처리 시에 발생하는 기체상으로 된 플럭스 성분과, 땜납 처리부 내의 분위기(불활성 분위기, 대기 분위기) 유래의 기체가 혼재한 기체를 말한다.

도 1을 참조하여, 본 발명을 적용할 수 있는 납땜 장치(1)의 구성예에 대해 설명한다. 이 납땜 장치(1)는, 본 예에 있어서는, 대기 분위기 중에서 처리되는 땜납 처리부(40)를 갖고, 땜납 처리부(40) 내에서 발생한 혼합 기체로부터 플럭스 성분을 회수한 후, 처리 분위기(공기)만을 땜납 처리부(40)로 복귀시키는 플럭스 회수 장치(100)를 갖는다. 또한, 땜납 처리부 내의 분위기가 불활성 분위기인 경우에 있어서도 적용할 수 있다.

실제로는, 땜납 처리부(40)의 배기구(403)로부터 혼합 기체(2)를 회수하고, 플럭스 회수 후의 처리 분위기(공기)는 송풍기(30)를 통해 땜납 처리부(40)의 흡기구(402) 측으로 복귀되어 재이용된다.

본 발명에 관한 플럭스 회수 장치(100)는, 혼합 기체(2)로부터 플럭스 성분을 회수·분리하는 통 형상의 분리기(15)를 갖는다. 분리기(15)는, 외통과 그것보다 짧은 내통(원통부)(14)으로 구성되고, 분리기(15)는 정상부 측이 개방 단부로 이루어진 것이며, 그 정상부 측으로부터 혼합 기체가 공급된다.

플럭스 성분의 분리 및 회수는, 혼합 기체 외에 물이 이용되고, 분리기(15) 내에 공급된 물과 혼합 기체를 분리기(15) 내에서 선회시키면서 유하시켜 행해진다. 그로 인해, 분리기(15)의 정상부는 덮개부(11)에 의해 덮임과 함께, 분리기(15)의 정상부 측 외주면의 일부를 이용하여, 물이나 혼합 기체의 도입부(도입구)(13)가 설치된다.

외부로부터 공급되는 물(3)은, 제1과 제2 살수계로 분리된 후 공급되는 것으로, 먼저 정상부 측에 설치된 도입구(303)를 통해 정상부 측으로부터 그 내주면 측을 따라 유하하면서 살수하는 구성이 채용되어 있다(이하, 이 살수계에 제공하는 물(3)을 도수(3B)로서 나타냄). 이 밖에, 분리기(15)의 입구 측에 설치된 제1 살수부(20A)에서 혼합 기체(2)에 물(3)이 분사되고, 그 상태에서, 혼합 기체가 분리기(15) 내로 유도된다. 이 살수계에 사용되는 물(3)을 이하에서는 도수(3A)로서 표현한다.

도수(3A)는 분리기(15)의 내벽면 측에 충돌하는 것과 같은 유속으로 이루어져 있고, 그 결과로서 도수(3A) 및 정상부로부터 살수된 도수(3B)의 일부는 나선형으로 선회하면서 유하한다(점선으로 나타내는 선회류 a). 도수(3B)의 일부는 분리기(15)의 내벽을 흘러내리므로(점선으로 나타내는 강수류 c), 혼합 기체에 포함되는 플럭스 성분은 내벽면에 접촉하는 일 없이 외통 저부 측까지 유도되게 되어, 플럭스 성분이 부착되어 분리기(15)의 내벽면이 오염되는 것과 같은 일이 없어진다.

분리기(15)에는 또한 이하와 같은 구성이 실시된다. 덮개부(11)의 중앙부로부터 분리기(15) 내부를 향해 연결용 통체(12)가 설치되고, 이 연결용 통체(원통부)(12)가 내통(14)의 상단부와 연결된다. 연결용 통체(12)를 생략하고, 내통(14)을 덮개부(11)의 외부까지 노출시키는 구성으로 해도 된다.

분리기(15) 내를 혼합 기체는 외통 저부 측까지 유하하지만, 그 과정에서 분리기(15) 내에 공급된 물(3)에 의해 혼합 기체 중 플럭스 성분은 냉각되어, 플럭스 성분의 대부분이 액화, 고형화가 시작됨과 함께, 플럭스 성분은, 살수된 수분으로 피복되게 된다. 한편, 혼합 기체 중 기체 성분(거의 수증기를 포함한 공기)은 내통(14)의 개구부 측에 흡입되고, 흡입된 기체 성분은 내통(14) 내를 상승하여 기체의 흡출구(204) 측까지 도달한다.

흡출구(204)까지 유도된 기체 성분은 송풍기(30)를 통해 상술한 땜납 처리부(40)에 공급된다(제1 순환 경로). 따라서, 땜납 처리부(40)에는 플럭스가 제거된 공기를 보낼 수 있다.

한편, 수분으로 피복된 플럭스 성분과 물은, 분리기(15)의 저부 측에 설치된 배수구(401)로부터 배수된다. 배수구(401)는, 물 정화 장치(50)의 입구(501)에 연결되어 있다. 물 정화 장치(50)의 상세는 후술하는 것으로 하고, 이 물 정화 장치(50)에 의해 물과 플럭스 성분이 분리되어, 플럭스(6)가 회수된다. 정화된 물(3)은 배수구(502)로부터 배수되어 다시 분리기(15)에 있어서의 처리수로서 재이용된다(제2 순환 경로). 필요에 따라서 새롭게 물을 보급해도 된다.

계속해서, 도 2 및 도 3을 참조하여, 상술한 플럭스 회수 장치(100)를 상세하게 설명한다. 분리부(10)는 덮개부(11) 및 플럭스 분리용의 통 형상체(이하, 분리기(15)라고 함)를 갖고 있다. 분리기(15)는, 상부에 플랜지 형상의 개구부(301)를 갖고, 상측부에는 도입부(13)가 설치되고, 하부에는 원뿔부(304)를 갖고 있다. 분리기(15)의 상측부는, 직사각형 창 형상으로 잘라내어져(개구되어), 근원부(302)로 되어 있다. 분리기(15)는, 일례로서, 소정의 두께를 가진 스테인리스 판으로 형성되어 있다.

도입부(13)는 분리기(15)의 원형 부위로부터 접선 방향으로 연장되는 형태로 형성되어 있다. 도입부(13)는 단면이 직사각형이며 덕트 형상을 이루고 있고, 그 일단부가 상술한 근원부(302)에서 분리기(15)와 연통되어 있다. 도입부(13)의 타단부에는 직사각 형상 또는 원 형상의 도입구(303)가 설치되어 있다. 도입부(13)는 분리부(10)의 포켓 부위에 슬릿(305)(개구부)을 갖고 있다. 여기서 포켓 부위라 함은, 근원부(302)에 있어서의 도입부(13)와 분리기(15) 사이의 접합 개소의 내측을 말하며, 이하 포켓 측이라고 한다.

도입부(13)는 분리기(15)와 마찬가지인 스테인리스 판으로 성형된다. 도입구(303)는 납땜 장치(1)의 배기구 등에 연결된다. 상기 배기구에는, 땜납 처리 시에 발생한 플럭스 성분을 포함하는 혼합 기체가 배기되게 된다.

이 예에서는, 분리부(10)의 바로 앞에 제1 살수부(20A)가 설치된다. 제1 살수부(20A)는, 예를 들어 도입부(13)의 접선 방향 x의 내측이며, 도입부(13)의 포켓 측에 설치된다. 제1 살수부(20A)는 노즐(25)을 갖고, 노즐(25)에 의해 물을 부채형(또는 원뿔형)으로 살수한다(1차 강수). 노즐(25)은, 예를 들어 도입구(303)의 전역에 수막을 형성하여 당해 수막에 혼합 기체를 통과시킨다. 노즐(25)로부터 살포되는 물에 의해, 혼합 기체는 냉각되므로, 혼합 기체 중의 플럭스 성분의 액화, 고형화가 시작됨과 함께, 플럭스 성분은, 살수된 수분으로 피복되게 된다.

또한, 제1 살수부(20A)로부터 안개상(미스트상)으로 되도록 살수하면, 효율적으로 혼합 기체 중의 플럭스 성분에 물이 엉겨 붙게(피복되게) 된다. 또한, 상술한 바와 같이 제1 살수부(20A)는 도입부(13)의 접선 방향 x의 내측이며, 도입부(13)의 포켓 측에 설치되어 있고, 송풍기(30)에 의해, 살수된 물은 분리기(15) 내로 인입되므로, 분리기(15)의 내주위(내벽)를 따라 선회하면서 하강하는 선회류로 된다.

분리기(15)의 상부에는 덮개부(11)가 장착되어 있다. 덮개부(11)는, 원반형의 본체부(101)를 갖고, 분리기(15)의 플랜지 형상의 개구부(301)를 폐색하는 형태로 나사 고정되어 있다. 덮개부(11)는, 예를 들어 두꺼운 스테인리스 판을 차양 형상으로 잘라냄 가공하여 형성되어 있다. 덮개부(11)에는, 배기용 원통부(12)가 선회류의 중심 위치(축)를 따라, 본체부(101)를 관통하는 형태로 설치된다. 원통부(12)는 소정의 길이를 갖고 있다. 원통부(12)의 하방에는, 또한 동축 대직경의 원통부(14)가 접합되어 있다. 원통부(14)도 소정의 길이를 갖고 있다.

또한, 덮개부(11)의 이면측이며, 분리기(15)의 내측 상부(원통부(12)의 주위)에는 제2 살수부(20B)가 설치된다. 제2 살수부(20B)는 환상 관을 갖고, 당해 환상 관의 표면에 복수의 분출구가 설치되어 있다. 제2 살수부(20B)는, 분리기(15)의 내주위(내벽)나, 원통부(12, 14)의 외주위(외벽)에 물을 방사상으로 살포한다(2차 강수). 이에 의해, 분리기(15)의 내벽이나 원통부(12, 14)의 외벽에 강수류를 형성하여, 수분을 띤 플럭스 성분이 분리기(15)의 내벽이나 원통부(12, 14)의 외벽에 부착되는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 분리기(15)의 내벽이나 원통부(12, 14)의 외벽을 청소하는 것이 불필요해지고, 결과적으로 메인터넌스가 불필요해진다.

원통부(12)의 일단부에는 기체의 흡출구(204)가 설치되고, 타단부에는 원통부(14)가 접합되어 있다. 원통부(14)의 타단부에는 흡기구(201)가 설치되어 있다. 흡출구(204)에는, 송풍기 등이 접속된다. 이에 의해, 땜납 처리 시에 발생하는 플럭스 성분을 포함한 혼합 기체로부터 플럭스 성분이 분리된 청정한 기체는, 원통부(14)의 흡기구(201)로부터 도입되어 흡출구(204)로부터 송풍기(30)로 보내진다. 또한, 송풍기(30)는, 땜납 처리부(40)에 플럭스 회수 후의 청정한 기체를 송풍한다. 또한, 혼합 기체로부터 분리된 청정한 기체는, 분리 직후에는 수분을 포함하고 있지만, 원통부(14) 내를 원통부(12) 측으로 상승시키는 과정에 있어서, 수분은 기체보다 비중이 크므로, 상대적으로 수분을 포함하지 않는 기체가 흡출구(204)로부터, 땜납 처리부에 순환된다.

한편, 상술한 원뿔부(304)에는, 배수구(401)가 설치되고, 청정한 기체가 분리된 후, 플럭스 성분을 포함하는 물을 배수하도록 이루어진다. 물은, 각 살수부로부터 살수된 것이다. 땜납 처리 시에 발생하는 플럭스 성분을 포함한 혼합 기체는, 분리기(15)의 접선 방향으로부터 도입구(303)에 도입될 때, 제1 살수부(20A)에 의해 1차 강수가 실시되고, 수분을 띠게 된다. 분리기(15)의 내측에서 제2 살수부(20B)에 의해 2차 강수가 실시된다(도 7, 도 8 참조).

또한, 도면 중, x는 제1 살수부(20A)에 있어서의 살수 방향이기도 하고, y는 도입구(303)에 있어서의 혼합 기체의 도입 방향이기도 하고, z는, 분리기(15) 내에 있어서의 플럭스 성분을 포함한 물의 선회(와)류의 강하 방향이기도 하다.

계속해서, 도 3을 참조하여, 분리부(10)의 치수예에 대해 설명한다. 이 도면에 나타내는 L1은 원통부(12)의 덮개부(11) 내의 길이이고, L2는 원통부(14)의 길이이다. 원통부(12)는 원통부(14)의 길이에 비해 짧은 길이를 갖고 있고, 덮개부(11)의 내측으로 매립되는 형태로 설치되어 있다.

이 예에서는, 덮개부(11)를 기준으로 하여 길이 L1＋L2의 위치에 흡기구(201)가 설치되어 있다. 어느 정도의 길이 L1＋L2를 확보하도록 한 것은, 플럭스 성분을 포함한 물이 흡기구(201)로 귀환되는 것을 저지하기 위함이다. H는 분리기(15)의 높이이다. D1은 덮개부(11)나, 분리기(15) 등의 외경이고, D2는 원뿔부(304)의 배수구(401)의 구경이다.

또한, b는 도입구(303)의 개구 폭이고, h는 도입구(303)의 높이이다. d는 흡출구(204)의 구경이다. 도입부(13)의 측면에는 슬릿(305)이 형성되어 있다. 슬릿(305)은, 소정의 길이 L0 및 폭 W를 갖고 있다. 슬릿(305)에는 도 2에 도시한 제1 살수부(20A)가 장착된다.

또한, 제1 살수부(20A)로부터 도입구(303)의 전역에 수막을 형성함으로써, 압력 손실이 증가하는 것이 예상된다. 이 예에서 슬릿(305)의 길이 L0은 70∼80㎜ 정도이고, 그 폭 W는 5∼10㎜ 정도로 설정된다. 이들에 의해, 분리부(10)를 구성한다.

도 4∼도 6을 참조하여, 분리부(10)의 조립예 1∼3에 대해 설명한다. 도 4에 있어서, 먼저, 제1 살수부(20A)를 분리기(15)에 장착한다. 이것에 앞서, 도입부(13), 슬릿(305) 및 구멍부(306)를 형성한 분리기(15)를 준비한다. 구멍부(306)는 제2 살수부(20B)를 장착하는 부분이다.

예를 들어, 분리기(15)에 대해서는, 「9」자 형상으로 잘라낸 천장판에, 띠판을 절곡하여 원통 가공한 부분에, 또한 직사각형의 도입부(13)가 되는 부분을 접합하여 형성한다. 도입부(13)의 소정의 위치에는, 길이 L0×폭 W의 슬릿(305)(개구부)을 형성한다. 또한, 구멍부(306)는 띠판을 원통 가공하기 전에 전개 상태에서 소정의 위치에 펀칭 가공해 두면 된다.

물론, 천장판의 중앙에는 개구부(301)를 형성한다. 당해 개구부(301)는, 덮개부(11)를 결합하기 위해, 개방면 측은 플랜지 형상으로 이루어지고, 예를 들어 8개소의 볼트 결합용 암나사가 플랜지면에 형성된 것을 준비한다.

다음으로, 제1 살수부(20A)로서, 프레임 부재(21), 패킹 부재(22), I형의 장착 부재(23), 패킹 부재(24), 노즐(25) 및 노즐 계속부(26)를 준비한다. 프레임 부재(21)에는 슬릿(305)과 거의 동일한 크기의 긴 구멍 사각 형상의 개구부(221)를 가진 것을 준비한다. 프레임 부재(21)에는 덮개부(11)나 도입부(13) 등과 동등한 재질의 것을 사용하면 된다. 프레임 부재(21)의 4 코너에는 나사(21a)가 형성된다. 패킹 부재(22)에는, 중앙부에 긴 구멍 사각 형상의 개구부(222) 및 4 코너에 볼트 관통용 개구부(22a)를 형성한 고무판을 준비한다.

I형의 장착 부재(23)에는, 편평 부채형의 수막을 유도 가능한 스페이스(편평 덕트)를 가진 것을 준비한다. 예를 들어, 편평 덕트의 한쪽의 측이 프레임 부재(21)에 면 접합 가능한 플랜지 부위가 되도록 형성하고, 다른 쪽의 측이 노즐 계속부(26)에 면 접합 가능한 플랜지 부위가 되도록 형성한다.

한쪽의 플랜지 부위는 프레임 부재(21)의 개구부(221)와 동일한 긴 구멍 사각 형상의 개구부(도시하지 않음)를 갖고 있고, 그 4 코너에는, 볼트 관통용 개구부(23a)를 형성한 것을 준비한다. 다른 쪽의 플랜지 부위는 노즐(25)의 구경과 거의 동등한 원 형상의 개구부(231)를 개구하고, 그 4 코너에는, 볼트 관통용 개구부(23b)를 형성한 것을 준비한다. 패킹 부재(24)에는, 중앙부에 원 형상의 개구부(241) 및 4 코너에 볼트 관통용 개구부(24a)를 형성한 고무판을 준비한다.

노즐 계속부(26)에는 노즐(25), 급수관(251) 및 노즐판(252)을 가진 것을 준비한다. 물론, 노즐 계속부(26)는 노즐(25)과 급수관(251)을 접속 가능한 구조이면 된다. 노즐(25)은 노즐판(252)에 설치되어 있다. 노즐판(252)의 4 코너에는, 볼트 관통용 개구부(25a)를 형성한 것을 준비한다. 노즐(25)에는 편평 부채형으로 물을 살수 가능한 선단부 형상을 가진 것을 준비한다.

이들 부재가 준비되었으면, 도 4에 도시한 패킹 부재(22)를 장착 부재(23)와 프레임 부재(21) 사이에 끼워, 당해 장착 부재(23)를 프레임 부재(21)에 장착한다. 이때, 개구부(221) 및 개구부(222)를 위치 정렬한다. 그 후, 도시하지 않은 4개의 볼트를 사용하여, 장착 부재(23)의 플랜지 부위의 4 코너를 프레임 부재(21)에 고정한다.

다음으로, 노즐 계속부(26)를 장착 부재(23)에 장착한다. 이 예에서는, 노즐(25)의 선단부를 패킹 부재(24)의 개구부(241)에 삽입 관통한다. 패킹 부재(24)를 장착 부재(23)와 노즐 계속부(26) 사이에 끼워, 당해 장착 부재(23)에 노즐 계속부(26)를 장착한다. 도시하지 않은 4개의 볼트를 사용하여, 노즐 계속부(26)를 장착 부재(23)의 플랜지 부위의 4 코너에 고정한다. 이 고정에 의해, 살수부가 구비된 분리기(15)가 얻어진다.

살수부가 구비된 분리기(15)가 준비되었으면, 도 5에 도시하는 덮개부(11)를 조립한다. 덮개부(11)에는 본체부(101)에 원통부(12)를 접합한 것을 준비한다. 예를 들어, 본체부(101)에는 소정의 두께를 가진 금속판을 원반형으로 잘라내고, 그 주위에 결합용의 8개의 구멍부(11a)를 형성하고, 또한 그 중앙 부위에 원통 접합용 개구부(도시하지 않음)를 형성한 것을 준비한다.

원통부(12)에는, 소정의 외경을 가진 파이프 소재를 소정의 길이로 절단하고, 당해 파이프 소재를 본체부(101)의 원통 접합용 개구부에 삽입 관통한 후, 그 파이프 소재의 상·하부를 플랜지 형상으로 가공한다. 파이프 소재는 삽입 관통한 상태의 소정의 위치에서 본체부(101)의 도시하지 않은 개구부에 접합한다. 원통부(12)는, 타단부가 개구부(203)를 이루고 있다. 이에 의해, 팽이 형상의 덮개 부재가 얻어진다.

이 예에서는, 원통부(12)의 하방에 원통부(14)를 접합한다. 예를 들어, 원통부(14)에는, 원통부(12)의 외경보다 한층 큰 외경을 가진 파이프 소재를 소정의 길이로 절단하고, 당해 파이프 소재에 원통 접합용 개구부(202)를 형성한다. 당해 파이프 소재의 상부는 플랜지 형상으로 가공한다. 예를 들어, 파이프 소재의 상부에 환상 평판(차양형 판)을 접합한다. 이에 의해, 상부 플랜지 부위를 가진 원통부(14)가 얻어진다.

이들 부재가 준비되었으면, 팽이 형상의 덮개 부재와 원통부(14)를 접합한다. 예를 들어, 원통부(12)의 개구부(203)와 원통부(14)의 개구부(202)를 위치 정렬한 상태에서, 원통부(12)의 플랜지 부위와 원통부(14)의 상부 플랜지 부위를 용접한다. 이에 의해, 원통부(14)를 접합한 덮개부(11)가 얻어진다.

이들 부재가 준비되었으면, 도 6에 도시하는 원통부가 구비된 덮개부(11)를 분리기(15)에 장착한다. 이것에 앞서, 분리기(15)의 내측에 제2 살수부(20B)를 장착한다. 제2 살수부(20B)에는, 예를 들어 환상의 파이프의 표면에 복수의 분출구를 설치한 것을 준비한다. 분출구는, 예를 들어 관축과 직교하는 방향에 있어서, 1개 간격으로, 외측 및 내측을 향해 개구되면 된다. 외측을 향해 개구된 분출구에 의해, 분리기(15)의 내주위(내벽)에 물을 방사상으로 살포할 수 있게 된다. 또한, 내측을 향해 개구된 분출구에 의해, 원통부(12, 14)의 외주위(외벽)에 물을 방사상으로 살포할 수 있게 된다.

제2 살수부(20B)의 장착이 종료되면, 도 6에 도시하는 패킹 부재(16)를 개재시켜, 당해 덮개부(11)를 분리기(15)에 장착한다. 패킹 부재(16)에는, 그 중앙부에 원 형상의 개구부(161)를 가진 O형의 고무판을 준비한다. 패킹 부재(16)의 주위에는, 예를 들어 각도 45°간격으로 볼트 관통용 개구부(16a)가 설치되어 있다.

이때, 덮개부(11)의 원통부(14)를 패킹 부재(16)의 개구부(161)에 삽입 관통하고, 그 후, 원통부(14)의 선단부를 분리기(15) 중으로 삽입 관통함과 함께 제2 살수부(20B)에 삽입 관통한다. 그리고, 패킹 부재(16)를 분리기(15)와 덮개부(11) 사이에 끼운 상태에서, 분리기(15)의 플랜지 부위에 덮개부(11)를 겹쳐, 당해 분리기(15)를 덮개부(11)로 폐쇄하는 형태로 장착한다. 그때, 도시하지 않은 8개의 볼트를 사용하여, 그 주위를 고정한다. 이에 의해, 도 2에 도시한 분리부(10)가 완성된다.

도 7 및 도 8을 참조하여, 플럭스 회수 장치(100)의 동작예 1, 2에 대해 설명한다. 또한, 도 8은 도 7에 도시한 플럭스 회수 장치(100)의 X1-X1 화살표 방향에서 본 단면도이다. 이 예에서는, 혼합 기체(2)가 분리기(15)의 접선 방향으로부터 도입구(303)를 통해 도입된다.

도 7에 있어서, 제1 살수부(20A)를 측면으로부터 보았을 때, 노즐(25)로부터 도입구(303)를 향해 도수(3A)가 편평 부채형으로 살수된다(1차 강수). 부채형의 수막의 크기는, 당해 도입구(303)에 접속되는 파이프의 구경보다 넓은 것이 바람직하다. 수막의 넓이를 파이프의 구경보다 크게 함으로써, 빠짐없이 당해 수막에 혼합 기체(2)를 통과시킬 수 있다. 이에 의해, 도입구(303)의 전역에 걸쳐 수막(물 커튼)으로 통로를 차단하는 형태를 채용할 수 있다.

도 7에 나타낸 제1 살수부(20A)에 의해, 혼합 기체(2)는 수분을 띠고, 도 8에 도시하는 근원부(302)에서 분리기(15) 내에 진입한다. 송풍기(30)에서 기체를 순회시키고 있으므로, 분리기(15)에서는 선회류 a가 발생한다. 선회류 a는 백색 화살표로 나타내는 시계 방향(우측으로 권취)으로 회전한다. 이때, 제2 살수부(20B)는, 방사상으로 도수(3B)를 살수한다.

이 예에서, 제2 살수부(20B)는 분리기(15)의 내벽에 강수류 c(도 7 참조)를 형성함과 함께, 원통부(12, 14)의 외벽에 강수류 c를 형성한다(2차 강수). 이 강수류 c를 향해, 도면 중, 백색 화살표로 나타내는 수분을 띤 혼합 기체(2)가 진입한다. 수분을 띤 혼합 기체(2)는 선회하면서, 배수구(401)의 측으로 강하한다.

혼합 기체(2)는, 선회류 a를 타고 분리기(15) 내를 선회하면서, 원통부(12, 14)의 외주와 분리기(15)의 내주 사이를 강하한다. 이 선회 중에, 플럭스(6)를 포함한 물(4)과, 기체(5)가 원심 분리되고, 기체(5)보다 무거운 플럭스(6)를 포함한 물(4)은 배수구(401)로 유도된다. 이와 같이, 혼합 기체(2)에의 1차 강수를 실시한 후에, 2차 강수하고 있으므로, 플럭스(6)의 회수성을 향상시킬 수 있게 됨과 함께, 플럭스(6)가 분리기(15)의 내벽이나 원통부(12, 14)의 외벽에 부착되는 것을 방지할 수 있다.

또한, 원통부(12)의 흡출구(204)(배기구)로부터 외부로 플럭스 회수 후의 기체(5)가 배기된다. 기체(5)는, 땜납 처리부 등으로 귀환된다. 또한, 분리기(15)의 배수구(401)로부터 외부(지면의 하방)로 플럭스(6)를 포함한 물(4)이 배수된다. 당해 물(4)은, 수분을 띤 혼합 기체(2)로부터 분리된 것이다. 이에 의해, 혼합 기체(2)로부터 효율적으로 플럭스(6)를 분리할 수 있어, 기체(5)를 청정화할 수 있음과 함께 플럭스(6)를 회수할 수 있게 된다.

<변형예>

도 9를 참조하여, 변형예로서의 플럭스 회수 장치(100’)의 구성 및 동작예에 대해 설명한다. 플럭스 회수 장치(100’)는, 플럭스 회수 장치(100)의 제2 살수부(20B)와 상이한 구조의 제2 살수부(20B’)를 구비하고 있다. 제2 살수부(20B’)는, 제2 살수부(20B)와 마찬가지로 하여, 환상의 파이프의 표면에 복수의 분출구를 설치하고 있지만, 그 개구 방향이 관축(선)과 직교하는 방향은 아니며, 그 외측은 관축의 접선 방향을 따르는 방향으로 뚫려 있다.

반대 측(내측)은, 관축선 대칭의 방향으로 뚫려 있다. 이들 방향은 선회류 a와 동조하는 방향이다. 관축의 접선 방향으로 개구된 분출구에 의해, 분리기(15)의 내주위(내벽)에 물을 선회 방사상으로 살포할 수 있게 된다. 또한, 내측에 관축선 대칭의 방향으로 개구된 분출구에 의해, 원통부(12, 14)의 외주위(외벽)에 물을 선회 방사상으로 살포할 수 있게 된다. 이에 의해, 분리기(15)의 내벽에 선회방의 강수류 c를 형성함과 함께, 원통부(12, 14)의 외벽에 선회형의 강수류 c를 형성한다(2차 강수). 이 선회형의 강수류 c를 향해, 도면 중, 백색 화살표로 나타내는 수분을 띤 혼합 기체(2)가 진입한다. 수분을 띤 혼합 기체(2)는, 선회를 조장하면서 배수구(401)의 측으로 강하할 수 있게 된다.

이와 같이 실시 형태로서의 플럭스 회수 장치(100)에 의하면, 선회류 a에 태우기 직전의 위치에서 플럭스 성분을 포함한 혼합 기체(2)를 냉각할 수 있으므로, 분리부(10)의 도입구(303)의 상류 측에서 플럭스(6)가 냉각되어 고착하는 것을 방지할 수 있게 된다.

게다가, 플럭스 성분을 포함한 혼합 기체(2)에의 1차 강수를 실시한 후에, 2차 강수하고 있으므로, 플럭스(6)의 친수성, 나아가 그 회수성을 향상시킬 수 있게 되어, 분리기(15) 중에서 플럭스(6)를 효율적으로 분리할 수 있게 된다. 이에 의해, 열을 이용하지 않고 플럭스(6)를 회수할 수 있다.

또한, 납땜 장치(1)에 의하면, 본 발명에 관한 플럭스 회수 장치(100)나 플럭스 회수 장치(100’)가 구비되므로, 선회류 a 및 강수류 c를 이용하여 플럭스(6)를 회수 가능한 응축 방식의 고성능 플럭스 회수 기능을 가진 열풍 리플로우로나 분류 납땜 장치 등을 제공할 수 있게 된다.

또한, 본 발명은 플럭스 도포 장치에 있어서의 플럭스 회수 장치로서도 적용할 수 있다. 플럭스 도포 장치는 도시하지 않지만, 플럭스 도포부와, 본 발명에 관한 플럭스 회수 장치를 구비하고, 플럭스 도포부에서 발생하는 플럭스 성분을 포함하는 혼합 기체로부터 플럭스 성분을 회수한다. 플럭스 도포 장치에 의하면, 회로 기판에 도포되지 않는 부유하는 잉여 플럭스가 도포 장치 내에 부착되어 퇴적되고, 회로 기판 상에 낙하함으로써 회로 기판을 오염시키는 등, 마찬가지의 문제가 있다. 이로 인해, 본 발명을 적용함으로써, 잉여 플럭스를 포함한 혼합 기체로부터 잉여 플럭스를 분리하여, 청정한 기체를 도포 장치 내에 순환시킬 수 있게 된다.

따라서, 본 발명의 플럭스 회수 장치(100, 100’)는, 리플로우로 등에 적용하여, 땜납 처리부(40)에서 가열되어 발생하는 플럭스 성분을 포함하는 혼합 기체(2)로부터 청정한 기체를 분리할 수 있다. 또한, 플럭스 도포 장치 등에 적용하여, 땜납 처리부로서의 플럭스 도포부에서 발생하는 잉여 플럭스를 포함하는 혼합 기체로부터 청정한 기체를 분리할 수 있다.

본 발명은, 리플로우 처리나, 용융 납땜 처리나, 플럭스 도포 처리 시에 회수되는 플럭스 성분을 포함하는 혼합 기체로부터, 선회류 및 강수류를 이용하여 플럭스 성분을 회수하는 플럭스 회수 기능을 구비한 리플로우로, 용융 납땜 장치 및 플럭스 도포 장치 등에 적용하기에 매우 적합하다.

1 : 납땜 장치
10 : 분리부
11 : 덮개부
12, 14 : 원통부
13 : 도입부
15 : 분리기
16 : 패킹 부재
20A : 제1 살수부
20B : 제2 살수부
30 : 송풍기
40 : 땜납 처리부
50 : 물 정화 장치
100, 100’ : 플럭스 회수 장치

Claims

플럭스 성분을 포함하는 혼합 기체로부터 플럭스 성분을 회수하는 플럭스 회수 장치이며,
상기 혼합 기체에 물을 살수하는 제1 살수부와,
상기 제1 살수부로부터 살수된 상태에서 상기 혼합 기체를 도입하는 도입구를 갖고 선회류에 의해, 상기 혼합 기체로부터 플럭스 성분을 분리하는 분리부와,
상기 분리부의 내측에 강수류를 형성하는 제2 살수부를 구비하는, 플럭스 회수 장치.
제1항에 있어서,
상기 분리부는,
상측부에 상기 도입부를 갖고, 상부에 개구부를 갖고, 하부에 원뿔부를 가진 플럭스 성분 분리용 통 형상체와,
상기 통 형상체의 개구부에 결합된 덮개부를 구비하고,
상기 덮개부는 원반형의 본체부를 갖고,
소정의 길이를 가진 배기용의 원통부가 상기 본체부를 관통하는 형태로 설치되고,
상기 원뿔부는 배수구를 갖고,
상기 통 형상체의 접선 방향으로부터 상기 도입부로 상기 혼합 기체가 도입되면,
상기 통 형상체의 내측에 상기 제2 살수부에 의해 형성되는 강수류에, 상기 제1 살수부에 의해 형성되는 선회류에 의해 합류된 상기 플럭스 성분 및 물을 상기 배수구로부터 배수하고,
상기 원통부는 일단부로부터 상기 혼합 기체로부터 분리된 기체를 도입하여 타단부로부터 흡출하는, 플럭스 회수 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 제1 살수부는,
상기 물을 부채형 또는 원뿔형으로 살수하는 노즐을 가짐과 함께,
상기 제2 살수부는, 복수의 분출구를 갖고 상기 물을 방사상으로 살수하는 환상 관을 갖는, 플럭스 회수 장치.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 분리부로부터 회수되는 물을 정화하는 물 정화 장치를 구비한, 플럭스 회수 장치.
제4항에 있어서,
상기 물 정화 장치는, 오존 처리부 및 활성탄 필터로 이루어지는 것을 특징으로 하는, 플럭스 회수 장치.
땜납 처리부와,
상기 땜납 처리부에서 발생하는 플럭스 성분을 포함하는 혼합 기체로부터 플럭스 성분을 회수하는, 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 기재된 플럭스 회수 장치를 구비하는, 납땜 장치.