KR910005959B1 - 리플로우 납땜 방법 및 그 장치 - Google Patents

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KR910005959B1 KR1019880016081A KR880016081A KR910005959B1 KR 910005959 B1 KR910005959 B1 KR 910005959B1 KR 1019880016081 A KR1019880016081 A KR 1019880016081A KR 880016081 A KR880016081 A KR 880016081A KR 910005959 B1 KR910005959 B1 KR 910005959B1
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겐시 곤도오
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니혼 덴네쯔 게이기 가부시끼가이샤
겐시 곤도오
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Abstract

내용 없음.

Description

리플로우 납땜 방법 및 그 장치
제1도는, 본 발명의 제1의 실시예를 나타낸 측단면도.
제2도는, 본 발명의 제2의 실시예를 나타낸 단면도.
제3도는, 본 발명에서의 프린트기판의 반송 시간과 온도와의 관계를 나타낸 특성도.
제4도는, 본 발명의 제3의 실시예를 나타낸 측단면도.
제5도는, 종래의 리플로우납땜장치의 1예를 나타낸 측단면도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 프린트기판 2 : 칩부품
3 : 땜납페이스트 4 : 리플로우납땜장치
5 : 벨트콘베이어 6 : 반입구
7 : 반출구 8 : 1차 예비가열실
8a, 9a : 외부벽 8b, 9b : 내부벽
9 : 2차 예비가열실 10 : 리플로우실
10a : 외부벽 10b : 내부벽
11 : 히이터 11a : 차단판
12 : 간막이판 13 : 송풍팬
14, 15, 16 : 유통로 17 : 냉각팬
18 : 배기팬 19 : 배기덕트
20 : 연소장치 21 : 히이터
22 : 온도조절기 23 : 촉매
24 : 송출관 25 : 공급관
31 : 리플로우납땜장치 32 : 1차 예비가열실
32a : 측면벽 33 : 2차 예비가열실
33a : 측면벽 34 : 리플로우실
34a : 측면벽 35 : 히이터
36 : 차단판 37 : 가열부
38 : 송풍팬 39 : 모우터
40 : 배출구 41 : 흡입구
42 : 정류판 43 : 냉각팬
44 : 배기팬 104 : 리플로우납땜장치
106 : 1차예비가열실 107 : 2차 예비가열실
106a, 107a : 흡입구 106b, 107b : 배출구
106c, 107c : 유통로 106b, 107b : 내부벽면
108 : 리플로우실 108a : 흡입구
108b : 배출구 108c : 유통로
108d : 내부벽면 109 : 히이터
110 : 히이터 111 : 송풍팬
112 : 회전축 113 : 모우터
114 : 냉각팬 115 : 배기팬
116 : 배기덕트
본 발명은 리플로우 처리시에 땜납페이스트가 융해될때에 발생하는 플럭스등의 연기나 유취가스를 제거하는 연소장치를 설치한 리플로우납땜방법과 장치에 관한 것이다.
또한, 본 발명은, 가열시에 있어서의 칩부품이 받는 히이트쇼크를 완화시킴과 동시에, 땜납페이스트의 융해시에 발생하는 기포를 완전하게 제거하도록 한 리플로우납땜장치에 관한 것이다.
또한, 본 발명은, 프린트기판의 가열에 원격 적외선의 영향을 제거하여, 프린트기판의 전체를 균등하게 가열하여 납땜할 수 있도록 한 리플로우(Reflow)납땜장치에 관한 것이다.
종래로부터 사용되고 있는 리플로우납땜장치는 프린트기판에 칩부품을 땜납페이스트나 접착제로 임시로 부착한 후에, 예를 들면 215℃ 이상에서 가열된 공기나 원격적외선을 조사하여 땜납페이스트를 융해함으로써 납땜이 행하여지고, 납땜 종료후에는 자연적으로 냉각하여 응고함으로써 칩부품을 프린트기판에 장착하고 있었다.
또한, 예비가열실과 리플로우실에서는, 땜납페이스트를 가열하기 위하여, 송풍팬으로 송풍된 공기를 히이터로 가열하고, 이 가열된 분위기에서 땜납페이스트를 융해하여 납땜을 행한 후에, 예비가열실이나 리플로우실에 형성된 유통경로를 통하여 각각의 송풍팬에 환류하도록 되어 있다.
제5도는, 종래의 리플로우납땜장치의 1예를 나타낸 측단면도이다.
제5도에 있어서, (1)은, 프린트기판, (2)는, 칩부품, (3)은, 땜납페이스트, (104)는, 리플로우납땜장치의 전체를 나타낸 것이다.
(5)는, 상기 프린트기판(1)을 반송하는 수단으로서의 벨트콘베이어이며, 금속제의 그물코 형상의 것이 사용되고 있다.
(106),(107)은, 상기 땜납페이스트(3)의 융해점 미만의 온도에서 가열된 공기에 의하여 프린트기판(1)을 가열하는 1차 예비가열실과 2차 예비가열실로서, 프린트기판(1)의 주행 방향(화살표(A)방향)의 뒤쪽과 앞쪽에 형성한 것이며, 어느것이나 흡입구(106a),(107a)가 형성되어 있다. (106c)(107c)는 상기 가열된 공기의 유통로이고, (106d),(107d)는 내부벽면이며, (108)은 상기 땜납페이스트(3)의 융해점이상의 온도에서 가열된 공기에 의하여 땜납페이스트(3)를 융해하여 프린트기판(1)의 납땜을 행하는 리플로우실로서, 흡입구(108a), 배출구(108b)에로 유통로(108c)가 형성되어 있다. 또한 (108d)는 내부벽면이다.
(109)는, 상기 각 예비가열실(106),(107)의 각각의 배출구(106b),(107b)에 형성되고, 복사열로서 납땝페이스트(3)의 예비가열을 행하는 히이터이고, 시이즈(Sheets) 히이터 또는 원격 적외선 히이터 등이 사용되고 있다.
(110)은, 상기 리플로우실(108)의 배출구(108b)에 형성되어 복사열로 땜납페이스트를 융해하는 히이터이고, 시이즈 히이터 또는 원격 적외선 히이터 등이 사용되고 있다.
(111)은, 상기 각 예비가열실(106),(107)과 리플로우실(108)내의 공기를 송풍하는 송풍팬으로서, 많은 날개가 달린 송풍기등이 사용되고 있다.
(112)는, 상기한 송풍팬(111)의 회전축으로서, 모우터(113)에 연결되어 있다.
(114)는, 냉각팬, (115)는, 리플로우납땜장치(104) 내의 공기를 배출하는 배기팬이고, (116)은 배기덕트이다.
또한, 제5에 있어서, 각 예비가열실(106)(107)과 리플로우실(108)과는, 벨트콘베이어(5)를 중심으로 하여, 위, 아래로 대칭으로 형성되어 있다.
그리고, 각 예비가열실(106),(107)과 리플로우실(108)에 표시한 화살표(B)는 공기의 흐름의 방향을 나타내고 있다.
종래의 리플로우납땜장치는 상기에서와 같이 구성되어 있고, 벨트콘베이어(5)에 얹어진 프린트기판(1)은 화살표(A)방향으로 반송된다.
그리고, 프린트기판(1)은, 예비가열실(106),(107)내에서 히이터(109)에 의하여 가열된 공기에서 약 140℃로 가열되고, 다음에, 리플로우실(108)에 들어가서, 히이터(110) 및 히이터(110)에서 가열된 공기등에 의하여 땜납페이스트(3)가 융해하는 온도 215℃로 가열되어 납땜된다. 계속하여, 냉각팬(114)에 의하여 냉각되어 납땜을 종료한다.
그런데, 상기에서와 같은 종래의 리플로우납땜장치(104)에 있어서는, 가열된 공기로서 땜납페이스트(3)를 융해하면, 땜납페이스트(3)에 포함되어 있는 플럭스등이 가열에 의하여 연기나 유취가스를 발생하고, 이 플러스등의 연기나 유취가스가 가열된 공기와 함께 유통로(106c),(107c),(108c)를 통하여 송풍팬(111)으로 흐르고 다시 예비가열실(106),(107)이나 내, 리플로우실(108)에 한류된다.
이 때문에, 각 예비가열실 (106),(107) 내, 리플로우실(108)내의 프린트기판(1), 내부벽면(106d),(107d),(108d), 히이터(109),(110), 송풍팬(111), 배기팬(115) 및 배기덕트(116) 등에 연기가 부착되는 량이 많아진다는 문제점이 있었다.
또한, 연기나 유취가스의 일부는, 리플로우납땜장치(104)의 외부로 배출되기 때문에, 작업환경이 나빠진다거나, 공해가 발생한다거나 하는 등의 문제점이 있었다.
또한, 상기에서와 같은 종래의 리플로우납땜장치에 있어서는, 상은(약 20℃ 전후)의 상태에 있는 프린트기판(1)과 칩부품(2)과를 215℃ 이상의 열풍에 직접 접촉시키던가, 원격 적외선에 의하여 조사하고 있기 때문에, 칩부품(2)이 급격하게 가열되어 히이트 쇼크를 받아서 파손되는 등의 문제점이 있었다.
또한, 땜납페이스트(3)를 가열하여 융해하면, 땜납페이스트(3)에 포함된 플럭스나 휘발분이 증발하여 땜납페이스트(3) 내에 기포가 발생한다.
그런데, 칩부품(2)의 히이트 쇼크를 방지하고, 부착된 땜납의 강도를 보호지지하기 위하여서는, 땜납페이스트(3)를 급속하게 가열한 후에, 급속하게 냉각시킬 필요가 있다.
이 때문에, 땜납페이스트(3) 내부에 발생한 기포의 일부는 외부에로 발산되지 못하고 잔류하기 때문에, 부착된 땜납이 다공질의 상태로 되어 있었다. 이 때문에, 부착된 땜납의 강도가 저하한다는 문제점이 있었다.
한편, 땜납페이스트(3)의 표면 부분에 발생한 기포는 융해한 땜납페이스트(3)를 튀겨 날려 버리기 때문에, 융해한 땜납이 칩부품(2)이나 프린트기판(1)의 배선 부분에 부착하여 칩부품을 파손시키거나, 배선부분을 단락시킨다거나 하여 프린트기판에 대한 신뢰성을 저하시킨다는 문제점이 있었다.
또한, 상기 제5도에서와 같은 종래의 리플로우납땜장치는 히이터(109),(110)와 히이터(109),(110)로 가열된 공기에 의하여 가열되고 있었다.
그러나, 시이즈 히이터 도는 원격 적외선 히이터 등의 히이터(109),(110)에서는 복사열이 발생하지만, 복사열에는 원격 적외선이 포함되어 있고, 원격 적외선은 칩부품(2)의 내부까지 가열되기 쉽다는 특성을 가지고 있기 때문에, 가열된 공기의 열전도에 의한 가열방식에 비하여 가열속도가 빠르다는 이점을 가지고 있으나, 원격 적외선은 땜납페이스트(3), 부분의 반사율이 크기 때문에, 땜납페이스트(3)의 가열에 시간이 걸리고, 칩부품(2)쪽이 먼저 가열되어 버린다는 문제점이 있었다.
또한, 히이터(109),(110)의 방사면이나 반사판을 형성하는 경우에는, 반사판에 땜납페이스트(3)로부터 날아 흩어진 플럭스가 부착하여 오염된다고 하면, 히이터(109),(110)의 열효율이 나빠진다는 문제점이 있었다.
또한, 각 예비가열실(106),(107)의 공기는 히이터(109),(110)에 의하여 가열되어, 송풍팬(111)의 회전에 의하여 아래쪽을 향하여 송풍되지만 난류 상태로 된다.
이 때문에, 난류상태 그리고 가열된 공기와 히이터(109),(110)와를 병용하여 가열함으로써 프린트기판(1)에 대하여서는 균등하게 가열하지 못하기 때문에 가열 얼룩이 생기고, 특히 프린트기판(1)의 주행방향(화살표 A방향)과 직각방향, 즉 프린트기판(1)의 폭박향에 대하여 가열 얼룩이 발생하기가 쉽고, 이것에 프린트기판(1)의 중앙부와 폭방향에 있어서의 양끝단부에서는 가열온도의 차이가 발생한다는 문제점이 있었다.
따라서, 이와 같은 프린트기판(1)을 리플로우실(108)에로 반송하여 납땜을 행하면, 땜납페이스트(3)의 융해가 고르지 못하게 된다.
따라서, 리플로우실(108)에 있어서도 마찬가지로 가열된 공기의 난류에 의하여 땜납페이스트(3)의 융해가 고르지 못하기 때문에, 균등한 납땜을 할 수가 없다는 문제점이 있었다.
본 발명은, 상기의 문제점을 해결하기 위하여 이루어진 것으로서, 가열된 땜납페이스트에 의하여 발생한 플럭스등의 연기나 유취가스를 다시 가열하여 촉매의 반응에 의한 연소작용에 의하여 제거되고, 발생한 열을 다시 이용하도록 한 리플로우납땜장치를 얻는 것을 목적으로 한다.
또한, 땜납페이스트의 융해시에 발생하는 기포를 완전하게 제거하고 또한 기포의 발생에 의하여 융해된 땜납이 튀겨 날려 버리는 일이 없도록 한 리플로우납땜장치를 얻는 것을 목적으로 한다.
또한, 히이터로부터 발생하는 원격 적외선을 포함한 복사열을 차단하여, 프린트기판이 받는 원격 적외선에 의한 복사열의 영향을 제거할 수가 있는 리플로우납땜장치를 얻는 것을 목적으로 하고 있고, 또한, 리플로우실에 있어서의 페이스트 융해를 균등하게 행할 수가 있는 리플로우납땜장치를 얻는 것을 목적으로 하며 또한 프린트기판을 예비가열하는 시점에 있어서 프린트기판 전체를 균등하게 예비가열을 행하여, 리플로우실에 있어서의 땜납페이스트를 융해하는 시점에 있어서도 균등하게 가열할 수가 있는 리플로우납땜장치를 얻는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 제1의 발명에 의한 리플로우납땜방법은, 가열실 내에서 리플로우 처리시에 발생하는 연기와 유취가스를 연소장치 내에 구비한 촉매에 작용시켜서 제거한 후에, 탈연 탈취된 가열공기를 가열실내에로 배관부를 개재하여 환류시키는 것이다.
또한, 본 발명의 제2의 발명에 의한 리플로우납땜장치는, 가열실내에서 발생한 연기와 유취가스를 제거하는 촉매를 구비한 연소장치를 설치하고, 또한 배관부를 개재하여 연소장치를 가열실에 접속한 것이다.
또한, 본 발명의 제3의 발명에 의한 리플로우납땜장치는, 예비가열실내와 리플로우실내의 공기를 반입구로부터 반출구 방향에로 소요의 온도차이로 순차적으로 고온이 되도록 가열하는 복수개의 히이터를 예비가열실내와 리플로우실내에 비열설치하고, 예비가열실내와 리플로우실내에서 가열된 공기의 흐름을 정류함과 동시에 각 히이터에 의하여 가열된 공기가 소요의 온도차이로 보호지지되는 간막이판을 각 히이터와 히이터의 사이에 각각 형성한 것이다.
또한, 본 발명의 제4의 발명에 의한 리플로우납땜장치는, 에비가열실과 리플로우 실내의 공기를 가열하는 히이터를 예비가열신내와 리플로우 실내의 측면벽을 따라 각각 설치하고, 히이터의 복사열이 예비가열실내와 리플로우 실내에 방사되는 것을 방지하는 차단판을 형성하고, 또한 가열된 공기를 송풍팬에 의하여 예비가열실과 리플로우실의 내부에서 순환시키기 위한 흡입구와 배출구와를 예비가열실과 리플로우실에 각각 형성한 것이다.
또한, 리플로우실내의 가열된 공기의 흐름을 정류하여 프린트기판을 균등하게 가열하기 위한 정류판을 리플로우실에 형성한 것이다.
또한, 예비가열실내의 가열된 공기의 흐름을 정류하여 프린트기판을 균등하게 가열하기 위한 정류를 예비가열실에 형성한 것이다.
본 발명의 제1의 발명과 제2의 발명에 있어서는, 가열실내에서 땜납페이스트가 가열되어 발생하는 연기와 유해가스와를 연소장치내의 촉매에 접촉시켜, 그 반응에 의한 연소작용에 의하여 연기와 유취가스를 제거한다.
탈연, 탈취된 가열 공기는 배관부를 개재하여 연소장치로부터 가열실내에로 환류된다.
또한, 본 발명의 제3의 발명에 있어서는, 예비가열실내 및 리플로우실내의 공기는 송풍팬의 회전에 의하여 강제적으로 순환되어, 간막이판을 통과시킴으로써 정류되고, 또한, 각 히이터에 의하여 각각 소요의 온도에서 가열하여 보호지지되기 때문에, 이 가열된 공기에 의하여 반입구로부터 반출구에로 향하여 주행하는 프린트기판이 소요의 온도차이로 순차적으로 고온이 되도록 가열할 수가 있으므로, 땜납페이스트의 융해시에 발생하는 기포를 완전하게 제거한다.
또한, 본 발명의 제4의 발명에 있어서는, 히이터로 가열된 공기가 프린트기판을 가열한다.
또한, 히이터로부터 발생하는 복사열을 차단판에 의하여 차단하기 때문에 프린트기판이 복사열에 의한 가열을 방지할 수가 있다.
또한, 예비가열실 및 리플로우실의 내부에서 가열된 공기가 송풍팬의 회전에 의하여 강제적으로 순환됨과 동시에, 가열된 공기의 흐름이 정류판을 통과함으로써 층류로 되어 프린트기판의 전체에 균등하게 내뿜기 때문에, 프린트기판 전체가 가열되고, 또한 땜납페이스트로 프린트기판 전체에 균등하게 융해된다.
[제1실시예]
제1도는 본 발명의 제1의 실시예를 나타낸 측단면도이다. 제1도에 있어서, (1)은 프린트기판, (2)는 칩부품, (3)은 땜납페이스트, (4)는 리플로우납땜장치의 전체를 나타낸다.
(5)는 상기 프린트기판(1)을 반송하는 수단으로서의 벨트콘베이어로서, 금속제의 그물코형상의 것이 사용되고 있다.
(6),(7)은 상기한 프린트기판(1)의 반입구와 반출구, (8),(9)는 상기한 땜납페이스트(3)의 1차 예비가열실과, 2차 예비가열실로서, 어느것이나 외부벽(8a),(9a)과 내부벽(8b),(9b)이 형성되어 있다.
(10)은 상기 프린트기판(1)의 납땜을 행하는 리플로우실로서, 외부벽(10a), 내부벽(10b)이 형성되어 있다.
(11)은 복수개의 히이터로서, 시이즈 히이터 또는 원격 적외선 히이터 등이 사용되고 있고, 각 히이터(11)은 1차 예비가열실(8)내, 2차 예비가열실(9)내 및 리플로우실(10)내의 분위기가 반입구(6)로부터 반출구(7)방향(화살표 A방향)으로 소요의 온도차이로 순차적으로 고온이 되도록 설정되고 있다.
(11a)는 상기한 각 히이터(11)로부터 발생하는 복사열이 프린트기판(1)이나 칩부품(2)에 직접 조사되는 것을 방지하기 위한 차단판이다.
(12)는 상기의 인접한 각 히이터(11),(11)로부터 발생하는 열에 의하여 가열된 공기를 소요의 온도차이로 보호지지하는 간막이판으로서, 각 히이터(11),(11) 사이에 형성되어 있다.
(13)은 송풍팬, (14)(15),(16)은 상기한 1차 예비가열실(8), 2차 예비가열실(9) 및 리플로우실(10)에서 각각 가열된 공기가 유통하는 유통로로서, 땜납페이스트(3)의 가열에 의하여 발생한 플럭스 등의 연기나 유취가스도 흐른다.
(17)은 냉각팬, (18)은 배기팬, (19)는 배기덕트이다. 또한, 각 예비가열실(8),(9)과 리플로우실(10)과는 벨트콘베이어(5)를 중심으로 하여 위, 아래로 대칭으로 형성되어 있다.
(20)은 상기한 연기나 유취가스를 제거하는 연소장치로서, 다음에 설명하는 촉매(23)를 가열하는 히이터(21)와, 연기나 유취가스를 가열하여 최적의 반응(연소)온도 250℃ 정도에서 제어하는 온도조절기(22)가 구비되고, 틀체에 인장된 금속망의 내부에 가열된 연기나 유취가스를 접촉시켜 반응에 의하여 산화 분해하여 연소시키는 백금 알루미나계와 같은 전산화계의 과립 형상의 촉매(23)가 수납되어 있다.
(24)는 상기한 각 유통로(14),(15),(16) 내에서의 가열된 공기와 연기 또는 유취가스와를 각각 연소장치(20)에로 송출하는 송출관, (25)는 상기의 연소장치(20)에서 탈연, 탈취된 가열공기를 각 송풍팬(13)에로 공급하는 공급관이다.
한편, 도시는 하지 않았으나, 각 유통(14),(15),(16)로부터 각각의 송풍팬(13)으로 흐르는 유통로가 형성되어 있고, 송출관(24)과 공급관(25)과의 유통로의 전환을 행하는 댐퍼(도시하지 않음)가 형성되어 있다.
상기에서와 같이 구성된 리플로우납땜장치(4)에 있어서, 각 송풍팬(13)에 의하여 송풍된 공기는, 화살표(B)에 나타낸 바와 같이 각 간막이판(12)의 사이를 흐름과 동시에, 반입구(6)로부터 반출기(7)쪽으로 소요의 온도차이로 순차적으로 고온이 되도록 설정된 히이터(11)에 의하여 가열되고 있다.
이 때문에, 가열된 분위기의 온도는 반입구(6)부근에서는 상온에 가깝고, 1차 예비가열실(8)로부터 2차예비가열실(9)의 방향을 향하여 대략 직선적으로 상승하고, 리플로우실(10)에서는 215℃ 정도로 되어, 땜납페이스트(3)가 융해된다.
따라서, 반입구(6)로부터 반입된 프린트기판(1)은 1차 예비가열실(8), 2차 예비가열실(9)을 향하여 화살표(A) 방향으로 주행함으로써 땜납페이스트(3)가 소요의 온도차이로 순차적으로 높은 온도가 되도록 가열되기 때문에, 땜납페이스트(3)로부터 플럭스 등의 연기나 유취가스가 발생한다.
그리고, 히이터(11)에서 가열된 공기와 플럭스 등으로부터 발생한 연기나 유취가스와는 화살표(B)에 나타낸 바와 같이 각 유통로(14),(15),(16)를 흐르고, 다시 화살표(c)에 나타낸 바와 같이 송출관(24)을 통하여 연소장치(20)내에 들어간다.
한편, 촉매(23)는 히이터(21)와 온도조절기(22)에 의하여 땜납페이스트(3)의 융해온도가 215℃ 보다도 높은 온도에서 가열된다.
그리고, 연기나 유취가스(2)는 가열된 촉매(23)에 접촉하면 반응에 의하여 연기나 산화 분해하여 연소되어, 가열된 공기중의 산소가 소비되고 또한 유취가스가 탈취된다.
따라서, 이 연소에 의하여 연소장치(20) 내에서 탈연되고, 또한 탈취된 산소의 함유량이 적은 가열된 공기가 연소장치(20)로부터 화살표(D)에 나타낸 바와 같이 공급관(25)를 통하여 각 송풍팬(13)으로 보내진다.공
또한, 연소장치(21)로부터 각 송풍팬(13)으로 공급되는 가열공기의 온도조절은 송풍팬(13)으로 공급하는 유통로(14),(15),(16)내의 댐퍼(도시하지 않음)를 개폐 조절함으로써 외부공기를 거두어 들이고, 혼합 조절하여 순환시켜, 나머지 분인 가열공기는 배기팬(18)으로부터 배기덕트(19)를 거쳐 외부로 배출된다.
[제2실시예]
제2도는 본 발명의 제2의 실시예를 나타낸 단면도이다.
제2도 있어서, (1)은 프린트기판, (2)는 칩부품, (3)은 땜납페이스트, (4)는 리플로우납땜장치의 전체를 나타낸 것이다.
(5)는, 상기 프린트기판(1)을 반송하는 수단으로서의 벨트콘베이어로서, 금속제의 그물코 형상의 것이 사용되고 있다. (6),(7)은 상기한 프린트기판(1)의 반입구와 반출구, (8),(9)는 상기 땜납페이스트(3)의 1차예비가열실과, 2차예비가열실로서, 어느것이나 외부벽(8a),(9a)이 형성되어 있다.
(10)은 상기한 프린트기판(1)의 납땜을 행하는 리플로우실로서, 외부벽(10a), 내부벽(10b)이 형성되어 (11)은, 복수개의 히이터로서, 시이즈 히이터 또는 원격 적외선 히이터 등이 사용되고 있고, 각 히이터(11)은 1차 예비가역실(8)내, 2차 예비가열실(9)내 및 리플로우실(10)내의 공기를 반입구(6)로부터 반출구(7)의 방향(화살표 A방향)으로 소요의 온도차이로 순차적으로 고온이 되도록 설정하고 있다.
(11a)는, 상기의 각 히이터(11)로부터 발생하는 복사열이 프린트기판(1)이나 칩부품(2)에 직접 조사되는 것을 방지하기 위한 차단판이다.
(12)는, 상기의 인접하는 각 히이터(11),(11)로부터 발생하는 열에 의하여 가열된 공기를 소요의 온도차이로 보호지지하는 간막이판으로서, 각 히이터(11),(11) 사이에 형성되어 있다.
(13)은 송풍팬, (14),(15),(16)은, 상기 1차 예비가열실(8), 2차 예비가열실(9) 및 리플로우실(10)에서 각각 가열된 공기가 환류하는 유통로, (17)은, 냉각팬, (18)은, 배기팬이다.
또한, 제2도에 있어서, 각 예비가열실(8),(9)과 리플로우실(10)과는 벨트콘베이어(5)를 중심으로 하여 위, 아래로 대칭으로 형성되어 있다.
상기에서와 같이 구성된 리플로우납땜장치(4)에 있어서, 송풍팬(13)에 의하여 송풍된 공기는, 화살표(B)에 나타낸 바와 같이 간 간막이판912)의 사이를 흐름과 동시에, 반입구(6)로부터 반출구(7)쪽으로 소요의 온도차이로 순차적으로 고온이 되도록 설정된 히이터(11)에 의하여 가열되고 있다.
이 때문에, 가열된 공기의 온도는 반입구(6) 부근에서는 상온에 가깝고, 1차 예비가열실(8)로부터 2차 예비가열실(9) 방향을 향하여 대략 직선적으로 상승하고, 리플로우실(10)에서는 땜납페이스트(3)의 융해온도에 도달한다.
따라서, 반입구(6)로부터 반입된 프린트기판(1)은 1차 예비가열실(8), 2차 예비가열실(9)을 향하여 화살표(a)방향으로 주행함으로써 땜납페이스트(3)가 소요의 온도차이로 순차적으로 높은 온도가 되도록 가열되기 때문에, 땜납페이스트(3)로부터 발생한 퍽스나 휘발분이 서서히 발산하고, 리플로우실(10)에 도달할때까지 완전하게 제거되어 땜납페이스트(3)내에 기포가 잔류하는 일이 없다.
또한, 히이터(19)에서 가열된 공기는 화살표(B)에 나타낸 바와 같이 각 유통로(14),(15),(16)를 흘려서 송풍팬(13)에 들어가 순환 작용이 행하여진다.
또한, 실시예에 있어서, 프린트기판(1)을 반송하는 수단으로서는 벨트콘베이어(5) 대신에, 프린트기판(1)을 보호지지하는 보호지지부재를 구비한 반송체인이더라도 좋다.
제3도는, 프린트기판(1)의 반송시간과 온도와의 관계를 나타낸 특성도로서, 실선은 종래이 온도 특성이고, 점선의 부분은 본 발명의 실시예에 의한 온도 특성을 나타내며, (t1)는 히이터(11)에 의하여 가열된 열풍에 의하여 땜납페이스트(3)의 가열이 개시되는 시각, (t2)는 리플로우실(10)에서 납땜이 개시되는 시각, (t3)는 상기 땜납페이스트(3)가 최고온도에 도달하여 냉각이 개시되는 시각, (t4는 융해한 땜납페이스트(3)의 땜납이 응고를 개시하는 시각이다.
또한, (T1)은 상온(약 20℃)에 있어서의 기판(1) 및 땜납페이스트(3)의 온도, (T2)는 상기 땜납페이스트(3)가 융해하는 온도(약 180℃),(T3)는 상기 땜납페이스트(3)의 최고온도(약 215℃),(T4)는 땜납페이스트(3)가 응고를 개시하는 온도(175℃)이다.
이와 같이, 프린트기판(1)은 온도(T1)로부터 시각(t1-t2) 사이에서 직선적으로 상승하면서 온도(T2)에 도달하는 것이어서 땜납페이스트(3)는 충분하게 예비 가열된다.
이 때문에, 땜납페이스트(3)의 융해에 의하여, 땜납페이스트(3)의 표면에 발생하는 기포도 서서히 발산되기 때문에 급격하게 발생한 기포에 의하여 융해한 땜납이 날아 흩어지는 일이 없어, 땜납페이스트(3)로부터 발생하는 기포를 모두 완전하게 날아 흩어지게할 수가 있다.
[제3실시예]
제4도는 본 발명의 제3의 실시예를 나타낸 측단면도로서, 제5도와 동일 부호는 동일 부분을 나타내고, (31)은 리플로우납땜장치의전체를 나타낸다.
(32),(33)은 상기 땜납페이스트(3)의 융해점미만의 온도에서 가열된 공기에 의하여 프린트기판(1)을 가열하는 1차 예비가열실과 2차 예비가열실로서, 프린트기판(1)의 주행방향(화살표 (A)방향)의 뒤쪽과 앞쪽에 형성된 것이다.
(34)는 상기한 프린트기판(1)의 납땜을 행하는 리플로우실, (32a)는 상기한 2차 예비 가열실(33)의 측면벽, (34a)는 리플로우실(34)의 측면벽이다.
(35)는 상기의 각 측면벽(32a),(33a),(34a)에 착설되어 공기를 가열하는 히이터이고, 시이즈 히이터 또는 원격 적외선 히이터등이 사용된다.
(36)은, 상기 히이터(35)로부터 발생하는 원격 적외선 등을 포함한 복사열이 각 예비가열실(32),(33), 리프로우실(34)내에 방사되는 것을 차단하는 차단판으로서, 복사열에 의하여 주행하는 프린트기판(1), 칩부품(2)이 가열되는 것을 방지하기 위한 것이다.
(37)은 상기의 차단판(36)에 의하여 형성된 가열부이다.
(38)은 상기한 가열된 공기를 순환시키는 송풍팬으로서, 많은 날개가 달린 송풍기등이 사용되고 있다.
또한, 도시되어 있지 않으나, 가열부(37)로부터 송풍팬(38)내부로 통하는 공기의 유통로가 형성되어 있다.
(39)는, 상기한 각 송풍팬(38)의 모우터, (40)은 상기의 땜납페이스트(3)를 융해하기 위하여 가열된 공기를 배출하는 배출구로서, 각 예비가열실(32),(33)과 리플로우실(34)의 아래쪽으로 형성되어 있다.
(41)은, 상기한 가열(37)의 아래쪽에 형성된 흡입구, (42)는, 상기한 각 예비가열실(32),(33), 리플로우실(34)의 아래쪽의 배출구(40)에 형성된 정류판으로서, 송풍팬(38)에 의하여 난류로 된 공기를 정류시킨다.
(43)은 냉각팬, (44)는 배기팬이다.
또한, 제4도에 있어서, 각 예비가열실(32),(33)과 리플로우실(34)과는 벨트콘베이어(5)를 중심으로 하여 위, 아래로 대칭으로 형성되어 있다.
상기에서와 같이 형성된 리플로우납땜장치(31)에 있어서, 각 예비가열실(32),(33)의 공기는 각 히이터(35)에 의하여 각각 별개로 가열된다.
즉, 1차 예비가열실(32)에 있어서는 공기의 온도를 약 160℃로 가열하여, 프린트기판(1)의 온도 상승률을 크게하여 프린트기판(1)의 온도를 급속하게 140℃에 가까워지도록 상승시킨다.
다음으로, 2차 예비가열실(33)에서는 공기의 온도를 1차 예비가열실(32)보다도 낮게하여 140℃로 가열하고, 프린트기판(1)의 온도상승률을 작게하여 프린트기판(1)이 140℃에서 안정되도록 한다.
다음으로, 프린트기판(1)은 다시 반송되어, 리플로우실(34)로 들어가 종래와 마찬가지로 납땜이 행하여진다.
또한, 각 예비가열실(32),(33)과 리플로우실(34)에 있어서 차단판(36) 사이내의 가열된 공기는 송풍팬(38)의 회전에 의하여 화살표(B)방향으로 흐른다.
즉, 히이터(35)에 의하여 가열된 공기는 정류판(42)을 통하여 배출구(40)에서 바깥쪽으로 나와 상승하고, 흡입구(41)에 흡인됨으로써 순환작용이 발생한다. 그런데, 가열된 공기는 송풍팬(38)의 회전에 의하여 송풍되지만 정류관(42)을 통과함으로써, 정류되고 층류로 되어 프린트기판(1)에 균등하게 내뿜게되는 것이어서, 프린트기판(1)의 폭방향에 대하여 균등하게 가열된다.
이 때문에, 프린트기판(1)은, 각 예비가열실(32),(33)에 있어서는 폭방향에 대하여 균등하게 가열되고, 또한 피를로우실(34)에 있어서도 균등하게 가열되기 때문에, 땜납페이스트(3)의 융해가 균등하게 행하여지므로, 납땜에 얼룩이 없는 양질의 프린트기판(1)을 얻을 수 있다.
또한, 실시예에 있어서, 프린트기판(1)을 반송하는 수단으로서는 벨트콘베이어(5)대신에, 프린트기판(1)을 보호지지하는 보호지지부재를 구비한 반송체인이라도 좋다.
또한, 정류판(42)은 각 예비가열실(32),(33)과 리플로우실(34)에 각각 형성하는 것이 바람직하지만, 가열된 공기만으로써 프린트기판(2)을 가열하고, 히이터(35)에서 발생하는 원격 적외선을 포함하는 복사열에 의한 직접적인 가열은 없고, 원격적외선에 의한 가열의 얼룩이 생기지 않기 때문에, 리플로우실(34)에만 정류판(42)을 형성하여도 좋다.
또한, 히이터(35)에서 발생하는 복사열을 사용하지 않기 때문에, 땜납페이스트(3)의 용해에 시간이 걸리지만, 가열된 공기의 유속을 증가함으로써, 땜납페이스트(3)의 용해시간을 단축할 수가 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 제1의 발명에 있어서는, 가열실내에서 리플로우 처리시에 발생하는 연기와 유취가스와를 연소장치내에 구비된 촉매에 작용시켜서 제거한 후에, 탈연, 탈취된 가열 공기를 가열실내에로 배관부를 개재하여 환류시키도록 하였기 때문에, 가열에 의하여 발생한 플럭스 등의 연기나 유취가스가 연소하여 제거되고, 리플로우납땜장치내를 통과하는 프린트기판, 내부벽면, 히이터, 송풍팬, 배기팬 및 덕트 등에 연기가 부착되는 량을 감소하여, 연기나 유취가스에 의한 작업환경의 악화를 개선할 수가 있으므로, 공해의 방지를 도모할 수 있는 이점을 가진다.
또한, 본 발명이 제2의 발명에 있어서는, 가열실내에서 발생한 연기와 유취가스를 제거하는촉매를 구비한 연소장치를 설치하고, 또한 배관부를 개재하여 연소장치를 가열실에 접속하였기 때문에, 간단한 연소장치를 설치하는 것에 의하여 플럭스등으로부터 발생한 연기나 유취가스를 제거할 수가 있으므로, 작업환경의 개선과 공해방지의 비용이 절감되어 경제적인 등의 이점을 가진다.
또한, 플럭스의 연기의 연소에 의하여 가열된 공기를 다시 리플로우납땜에 이용하기 때문에, 산소함유량이 감소된 분위기에 의하여 땜납페이스트의 산소가 적어지므로, 납땜이 양호한 프린트기판이 얻어지는 이점을 가진다.
또한, 본 발명의 제3의 발명에 있어서는, 예비가열실내와 리플로우실내의 공기를 반입구로부터 반출구의 방향으로 소요의 온도차이로 순차적으로 고온이 되도록 가열하는 복수개의 히이터를 예비가열실내와 리플로우실내에 배열설치하고, 예비가열실내와 리플로우실내에 가열된 공기의 흐름을 정류함과 동시에, 각 히이터에 의하여 가열된 공기가 소요의 온도차이로 보호지지시키는 간막이판을 각 히이터와 히이터 사이에 각각 형성하였기 때문에, 반입구로부터 반출구를 향하여 주행하는 프린트기판이 소요의 온도차이로 순차적으로 고온이 되도록 가열되기 때문에, 땜납페이스트의 표면에 발생하는 기포가 서서히 발산함으로써 종래에서와 같은 융해한 땜납이 날아 흩어지는 일은 없어, 칩부품이나 배선부분에 부착하는 것에 의한 프린트기판의 파손을 방지할 수 있음과 동시에 융해한 땜납페이스트 내부에 발생한 기포를 모두 제거할 수가 있기 때문에, 납땜의 강도가 증대하여, 품질이 양호한 프린트기판을 얻을 수 있는 이점을 가진다.
또한, 본 발명의 제4의 발명에 있어서는, 예비가열실내와 리플로우실내의 공기를 가열하는 히이터를 예비가열실내와 리플로우실내의 측면벽을 따라 각각 형성하고, 히이터의 복사열이 예비가열실내와 리플로우실내에 방사되는 것을 방지하는 차단판을 설치하고, 또한 가열된 공기를 송풍팬에 의하여 예비가열실과 리플로우실의 내부에서 순환시키기 위한 흡입구와 배출구와를 예비가열실과 리플로우실에 각각 형성하였기 때문에, 프린트기판이 가열되기 이전에 땜납페이스트가 융해되기 때문에 칩부품의 열에 의한 손상을 방지할 수가 있으므로, 품질이 좋은 프린트기판이 얻어지며, 또한, 공기의 가열이 예비가열실내 또는 리플로우실의 내부에서 행하기 위한 가열온도의 조정이 용이하기 때문에, 생산성의 향상을 도모할 수 있다.
또한, 리플로우실내의 가열된 공기의 흐름을 정류하여 프린트기판을 균등하게 가열하기 위한 정류판을 리플로우실에 형성하였기 때문에 프린트기판이 균등하게 가열됨으로써, 리플로우실내에서의 땜납페이스트가 균일하게 융해되어 납땜의 얼룩이 없어지고 품질이 좋은 프린트기판을 얻게되고, 또한 예비가열실내의 가열된 공기의 흐름을 정류하여 프린트기판을 균등하게 가열하기 위한 정류판을 예비가열실에 형성하였기 때문에, 예비가열실에서 프린트기판 전페가 균등하게 가열됨으로써 리플로우실에의 땜납페이스트가 균등하게 융해되기 때문에 납땜에 얼룩이 없어지고, 또한 품질이 좋은 프린트기판을 얻을 수 있는 이점을 가진다.

Claims (6)

  1. 반송장치에 프린트기판(1)을 얹어 놓고 반송하면서 가열실내에서 상기 프린트기판(1)의 납땜을 행하는 리플로우납땜방법에 있어서, 상기 가열실내에서 리플로우 처리시에 발생하는 연기와 유취가와를 연소장치내에 구비된 촉매(23)에 작용시켜 제거한 후에, 탈연, 탈치된 가열공기를 상기 가열실내에로 배관부를 개재하여 환류시키는 것을 특징으로 하는 리플로우납땜방법.
  2. 프린트기판(1)을 얹어 놓고 반송하는 반송장치와 ,프린트기판(1)의 납땜을 행하는 가열실과를 구비한 리플로우납땜장치에 있어서, 상기 가열실내에서 발생한 연기와 유취가스를 제거하는 촉매(23)를 구비한 연소장치를 형성하고, 또한 배관부를 개재하여 상기 연소장치를 상기 가열실에 접속한 것을 특징으로 하는 리플로우납땜장치.
  3. 미리 도포한 땜납페이스트(3)위에 칩부품(2)을 배열설치한 프린트기판(1)을 반입구(6)로부터 반출구(7)에로 향하여 반송하는 반송수단과, 상기 프린트기판(1)을 가열하는 예비가열실(8),(9)과, 상기 땜납페이스트(3)을 융해하여 납땜을 행하는 리플로우실(10)을 가지고, 상기 예비가열실(8),(9)과 상리 리플로우실(10)에 각각 송풍팬(13)을 형성한 리플로우납땜장치에 있어서, 상기 예비가열실(8),(9)내와 상기 리플로우실(10)내의 공기를 상기 반입구(6)로부터 반출구(7)방향에로 소요의 온도차이로 순차적으로 고온이 되도록 가열하는 복수개의 히이터(11)를 상기 예비가열실(8),(9)내와 상기 리플로우실(10)내에 배열설치하고, 상기 예비가열실(8),(9)내와 상기 리플로우실(10)내에서 가열된 상기 공기의 흐름을 정류함과 동시에 상기 각 히이터(11)에 의하여 가열된 상기 공기가 소요의 온도차이로 보호지지되는 간막이판(12)을 상기 각 히이터(11)와 히이터(11)와의 사이에 각각 형성한 것을 특징으로 하는 리플로우납땜장치.
  4. 미리 도포한 땜납페이스트(3)위에 칩부품(2)을 배열설치한 프린트기판(1)을 반송하는 반송수단과, 상기 프린트기판(1)을 가열하는 예비가열실(32),(33)과 상기 땜납페이스트(3)를 융해하여 납땜을 행하는 리플로우실(34)과를 가지고, 상기 예비가열실(32),(33)과 상기 리플로우실(34)에 각각 송풍팬(38)을 형성한 리플로우납땜장치에 있어서, 상기 예비가열실(32),(33)내와 상기 리플로우실(34)내의 공기를 가열하는 히이터(35)를 상기 예비가열실(32),(33)내와 상기 리플로우실(34)내의 측면벽(32a),(33a),(34a)을 따라 각각 형성하고, 상기 히이터(35)의 복사열이 상기 예비가열실(32),(33)내와 상리 리플로우실(34)내에 방사되는 것을 방지하는 차단판(36)을 형성하고, 또한 상기 가열된 공기를 상기 송풍팬(38)에 의하여 상기 예비가열실(32),(33)과 상기 리플로우실(34)의 내부에서 순환시키기 위한 흡입구(41)와 배출구(40)와를 상기 예비가열실(32),(33)과 상기 리플로우실(34)에 각각 형성한 것을 특징으로 하는리플로우납땜장치.
  5. 제4항에 있어서, 리플로우실(34)내의 가열된 공기의 흐름을 정류하여 프린트기판(1)을 균등하게 가열하기 위한 정류판(42)을 상기 리플로우실(34)에 형성한 것을 특징으로 하는 리플로우납땜장치.
  6. 제5항에 있어서, 예비가열실(32),(33)내의 가열된 공기의 흐름을 정류하여 프린트기판(1)을 균등하게 가열하기 위한 정류판(42)을 상기 예비가열실(32),(33)에 형성한 것을 특징으로 하는 리플로우납땜장치.
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