TW200800464A - Reflow furnace - Google Patents

Description

200800464 (1) 九、發明說明 【發明所屬之技術領域】 本發明關於用來對搭載有電子零件的電路基板進行錫 焊的迴焊爐。尤其關於具有對錫焊中氣化並混在環境氣體 中的助焊劑成分進行有效燃燒處理的環境淨化裝置的迴焊 爐。 Φ 【先前技術】 各種的電子零件被稱作 SMD ( Surface Mounted Device )，將其直接搭載在電路基板上而進行錫焊。該錫 焊使用錫焊膏進行。錫焊膏是將凝稠狀的助焊劑與粉末銲 錫製成膏狀，藉由印刷或分配器（dispenser )塗佈在電路 基板的錫焊部，在其上搭載電子零件，利用迴焊爐加熱熔 化，藉此，對電路基板與電子零件進行錫焊。 錫焊膏的助焊劑作爲塗佈劑發揮作用，其去除欲進行 Φ 錫焊的金屬表面的氧化膜，防止錫焊中因加熱再次氧化， ， 減小銲錫的表面張力，提高濕潤性，由於以溶劑使松香、 _ 觸變劑、和活性劑等的固體成分溶解，故在迴焊爐中加熱 熔化錫焊膏時，這些物質氣化變成蒸氣。該氣化的助焊劑 成分接觸迴焊爐的低溫（約11 〇°c以下）時發生液化，附 著在電路基板上引起錫焊不良，或附著在迴焊爐的可動部 分妨礙作動。 爲不使電路基板上附著的助焊劑成分引起錫焊不良， 提出了 一種回收裝置，其在使用惰性氣體的環境中進行加 200800464 (2) 熱，並且冷卻混在該環境中的助焊劑成分使其液化而加以 回收。 上述以往的回收裝置如圖4所示。電路基板1 0 7藉由 搬送手段1 0 5 (沿著與圖面垂直的方向）在迴焊爐1 0 1的 - 加熱室1 03中搬送’在該電路基板1 〇7上搭載有電子零件 • 。藉由以設於搬送手段1 〇 5上方的風扇電動機1 0 9轉動的 風扇η 1，環境氣體1 1 3通過加熱器1 1 5之間，噴到搬送 φ 的電路基板1 07上，被加熱，進行循環。 使該環境氣體113的循環通路進行旁通而設置旁路 1 1 7，在旁路1 1 7的內部設有作爲外部熱交換器的散熱器 1 1 9。由旁路1 1 7所引導的環境氣體1 1 3，在與外部氣體間 進行熱交換被冷卻後，環境氣體1 1 3中的助焊劑成分液化 。在散熱器1 1 9的表面液化的助焊劑，藉由重力而朝配置 於散熱器1 1 9的下方的槽1 2 1中滴下並存儲。去除了液化 的助焊劑後的環境氣體1 23返回到加熱室1 03中。 • 再者，環境氣體由另外設置的風扇吸引而導入旁路 - 1 17 中。 . 此外，還提出了一種錫焊環境淨化裝置，其藉由氧化 觸媒對錫焊裝置主體內的錫焊環境中的助焊劑氣體進行氧 化處理。 〔專利文獻1〕日本特開昭62-23 1 203號公報 〔專利文獻2〕日本特許第3511396號公報 【發明內容】 -6 - 200800464 (3) 〔發明所欲解決之課題〕 在上述將助焊劑液化除去的以往技術中， 室的環境氣體12 3已經被散熱器1 1 9所冷卻， 除去而殘留在環境氣體中的助焊劑成分容易在 - 溫度低的壁面上液化並附著。 、 此外，循環的環境氣體1 1 3被散熱器1 1 9 需要再加熱到所需的溫度。因此，增大了加熱 φ 力消耗，與節能相違背。 在對助焊劑氣體進行氧化處理的以往技術 可徽材料對環境氣體進行加熱，有效地氧化分 所以，處理後的氣體溫度變得更高，需要進行 體等其他的附加處理，存在能損大的問題。 本發明是爲了解決上述以往技術問題點而 發明，其目的在於提供一種迴焊爐，能夠使環 助焊劑成分有效地燃燒，無需使用特別的冷卻 φ 行加熱室的溫度控制，能夠降低加熱室的加熱 〔用以解決課題之手段〕 本發明者爲解決上述問題而進行了銳意硏 發現，在迴焊爐外設環境淨化裝置，在環境淨 控制流量而取出含有在錫焊中氣化的助焊劑成 境氣體之一部分，將取出的環境氣體加熱到期 利用氧化觸媒使加熱後的環境氣體中所含的助 燒，燃燒處理後的高溫氣體返回到加熱室，如 返回到加熱 因此，未被 迴焊爐1 〇 1 冷卻，因此 器1 15的電 中，因使用 解助焊劑， 冷卻高溫氣 開發完成的 境氣體中的 裝置就可進 量。 究。其結果 化裝置中， 分的前述環 望的溫度， 焊劑成分燃 此·，能夠在 -7 - 200800464 (4) 觸媒高效率燃燒的溫度下，高效率地對助焊劑進行燃燒處 理’因爲由燃燒成爲高溫的、流量被控制的氣體返回到加 熱室，所以’能夠在不需要高溫冷卻裝置的條件下，有效 地對加熱室的溫度進行控制。 - 本發明是基於上述的硏究成果而開發完成的。 , 本發明的第一形態是一種迴焊爐，其具有：搬送手段 ’其搬送搭載有電子零件的電路基板；加熱室，搬送動作 φ 在其內部進行，經由環境氣體加熱前述電路基板而進行錫 焊；環境淨化裝置，其包含取出包含在前述錫焊中氣化的 .助焊劑成分的前述環境氣體的一部分的取出手段、將取出 的環境氣體加熱到期望溫度的加熱手段、使含於加熱後的 環境氣體中的助焊劑成分燃燒的氧化觸媒、使燃燒處理後 的高溫氣體返回前述加熱室的返回手段。 本發明第二形態的迴焊爐中，前述環境氣體淨化裝置 是外置在由內部具有前述搬送手段所構成的加熱室之迴焊 _ 爐主體上。 - 本發明第三形態的迴焊爐中’取出前述環境氣體的一 部分的手段，具有取出前述環境氣體的流量控制手段。 本發明第四形態的迴焊爐中’前述環境氣體淨化裝置 具有：取出前述環境氣體的一部分的取氣口、返回前述高 溫氣體的回氣口，還具備從前述取氣口朝前述回氣口循環 的循環路徑。 本發明第五形態的迴焊爐中’在前述循環路徑的中途 ，設有觸媒溫度調整用的加熱器、前述氧化觸媒、及用來 * 8 - 200800464 (5) 控制環境氣體溫度的熱電偶。 本發明第六形態的迴焊爐中，在前述環境氣體的前述 取氣口附近，具有用來調整前述環境氣體溫度的加熱器。 本發明第七形態的迴焊爐中，前述觸媒溫度在3 001： - 到400°C的範圍內。 〔發明效果〕 在環境淨化裝置中，控制流量而取出含有在錫焊中氣 化的助焊劑成分的前述環境氣體的一部分，將取出的環境 氣體加熱到期望的溫度，利用氧化觸媒使加熱後的環境氣 體中所含的助焊劑成分燃燒，燃燒處理後的高溫氣體返回 到加熱室，如此，能夠在觸媒高效率燃燒的溫度下，高效 率地對助焊劑進行燃燒處理，因爲由燃燒成爲高溫的、流 量被控制的氣體返回到加熱室，所以能夠在不需要高溫冷 卻裝置的條件下，有效地對加熱室的溫度進行控制。 因此，能夠提供一種迴焊爐，其能使環境氣體中的助 焊劑成分充分燃燒，無需使用特別的冷卻裝置就可控制加 熱室的溫度，並降低加熱室的加熱量。 【實施方式】 參照圖面，對本發明的迴焊爐進行說明。 本發明的迴焊爐的一種形態爲具有：搬送手段，其用 來搬送搭載有電子零件的電路基板；加熱室，搬送動作在 其內部進行，經由環境氣體加熱前述電路基板而進行錫焊 -9- 200800464 (6) ;環境淨化裝置，其包含取出包含在前述錫焊中氣化的助 焊劑成分的前述環境氣體的一部分的取出手段、將取出的 環境氣體加熱到期望溫度的加熱手段、使含於加熱後的環 境氣體中的助焊劑成分燃燒的氧化觸媒、和使燃燒處理後 . 的高溫氣體返回前述加熱室的返回手段。 上述的環境淨化裝置外置安裝於，由在內部具有前述 搬送手段的加熱室所構成的迴焊爐主體上。此外，取出前 φ 述環境氣體的一部分的裝置’具有對要取出的前述環境氣 體進行流量控制的流量控制手段。 首先，對本發明的迴焊爐全體進行說明。迴焊爐1是 如圖2的全體圖及圖3的橫斷面圖所示，形成水平方向長 的整體形狀，電路基板3從圖中左側的入口搬送部5送入 ，從圖中右側的出口搬送部7送出。長方向中央爲加熱電 路基板3的加熱室9，長方向的後端爲將加熱板3冷卻的 冷卻室1 1。 ^ 長加熱室1 5在水平方向上形成，包圍作爲在水平方 — 向上搬送電路基板3的搬送手段之鏈式輸送機1 3。加熱室 1 5，在可開閉的上部構造體1 7和下部構造體1 9之間所構 成。 下部構造體19，在下面設有可伸縮的腳部2丨或用來 移動的車輪23 ’在上面的中部，具有形成加熱室的凹部 25。另外，安裝有用來開閉上部構造體I?的壓缸27的一 端。 上部構造體1 7可開閉，如同覆蓋下部構造體1 9的凹 -10 - 200800464 (7) 部25的蓋，其可轉動於與搬送方向呈平行設置的轉動軸 29周圍，安裝在下部構造體上，並安裝有用來轉動的壓缸 2 7的另外一端。 在加熱室1 5的下部，沿搬送方向左右設有一對鏈式 - 輸送機，分別被導軌31所引導，藉由驅動鏈輪機構33驅 _ 動。電路基板3其左右兩端被支承並進行搬送，爲進行該 支承，在左右的鏈式輸送機13的內側，設有支承突起35 馨 （圖 3 ( B ) ) ° 在加熱室9( 15)的上部，沿長方向設有複數個熱風 風扇電動機37，分別使渦輪風扇或希洛克風扇（Sirocco fan )等之風扇39旋轉，進行環境氣體41的循環。 圖1是顯示具有外置在加熱室上部的本發明的環境淨 化裝置的迴焊爐的一部分之圖。如圖1所示，爲了進行上 述循環，加熱室1 5的上部形成向下方開放的箱形的結構 ，是藉由外裝板43和隔板45所構成的二重結構。在該二 φ 重結構的隔板45的外側，設有風扇39，將受到內側的加 - 熱器40所加熱的環境氣體41從中央的進氣窗47抽吸到 外側，從外側的外周49噴出。噴出的環境氣體41被張設 在向下開放的槽形的開放面上的網格體51遮斷，通過網 格的間隙，均等地噴在電路基板3上進行加熱。 如圖1所示，在構成加熱室1 5上部的上部構造體1 7 上，安裝有環境淨化裝置60。即，加熱室上部的二重結構 體的外側的一部分是與取出向保護器淨化裝置60的環境 氣體的一部分的取氣口 61連通。取出環境氣體的一部分 -11- 200800464 (8) 的取氣口具有控制環境氣體的流量的控制裝置。 此外，如圖1所示，環境淨化裝置60具有：取出一 部分的環境氣體的前述取氣口 61 ;返回高溫氣體的回氣口 62，還具備從取氣口 61到回氣口 62進行循環的循環路徑 . 。在循環路徑的中途，具有觸媒溫度調整用的加熱器65、 氧化觸媒6 4、及用來控制環境氣體溫度的電熱偶6 6 °此 外，還具有分隔循環路徑的去路與回路的隔壁67。 φ 藉由加熱手段，將流量受到控制的部分環境氣體加熱 到期望的溫度，通過觸媒溫度爲300°C至400°C的氧化觸媒 中，使環境氣體中所含的助焊劑成分被氧化處理，分解爲 水（蒸氣）和二氧化碳氣體。如此經過氧化處理成爲高溫 的高溫氣體直接從回氣口 62返回到加熱室。 在本發明中，因藉由環境氣體的取氣口控制取出的環 境氣體的流量，控制氧化觸媒的的溫度，所以，助焊劑成 分有效地燃燒，高溫氣體的溫度不會陷入不可控制的高溫 φ 。即，因取出期望流量的環境氣體，使加熱到期望溫度的 - 環境氣體通過期望溫度的氧化觸媒中，所以，期望量的溫 度升高之處理氣體直接返回加熱室。在加熱室中，由於溫 度降低的環境氣體與因氧化觸媒溫度升高的氣體混合，故 減少了加熱室的加熱量。 圖4是顯示流量控制手段的具體例的圖。圖4 ( a )顯 示節流孔，圖4 ( b )顯示閥。如圖4 ( a )所示，在取出 環境氣體的取氣口 61或返回高溫氣體的回氣口 62中任一 方上，設置節流孔68,靜態地控制流量。在此情況是依據 -12- 200800464 (9) 所設定的節流孔6 8的口徑大小來控制流量。如圖4 ( b ) 所示，在取出環境氣體的取氣口 61或返回高溫氣體的回 氣口 62中任一方上設置閥69，動態地控制流量。在此情 況是藉由開閉所設定的閥69來控制流量。 - 如上所述，在本發明的環境淨化裝置中，無需設置將 . 成爲高溫的氣體冷卻之特別冷卻裝置，藉由控制要取出的 環境氣體的流量，而獲得到期望的高溫氣體，返回加熱室 •。 其次’根據實施例更詳細地說明本發明的迴焊爐。 以下述條件進行環境氣體的淨化處理。 條件1

爐內循環風量：600m3/hr 爐內設定溫度：190°C 觸媒BOX (環境淨化裝置）設定溫度：350°C 觸媒BOX (環境淨化裝置）循環風量：50m3/hr φ 恒定狀態爐內溫度：197t： • 爐內加熱器輸出：〇% ^ 條件2

爐內循環風量：600m3/hr 爐內設定溫度：19〇°C 觸媒BOX (環境淨化裝置）設定溫度：35(TC 觸媒BOX (環境淨化裝置）循環風量：30m3/hi· 穩定狀態爐內溫度：190°C 爐內加熱器輸出：〇% -13- 200800464 (10) 條件3

爐內循環風量：600m3/hr 爐內設定溫度：190°C 觸媒BOX (環境淨化裝置）設定溫度：300°C - 觸媒BOX (環境淨化裝置）循環風量：50m3/hr

^ 穩定狀態爐內溫度：190°C 爐內加熱器輸出： φ 條件4

爐內循環風量：600m3/hr 爐內設定溫度：240°C 觸媒BOX (環境淨化裝置）設定溫度：3 50°C 觸媒BOX (環境淨化裝置）循環風量：50m3/hr 穩定狀態爐內溫度：240°C 爐內加熱器輸出：4% 即，在條件1中，爐內溫度是比設定溫度的190°C高 φ 的197°C，處於不可控制的狀態。在條件2中，爐內溫度 - 爲設定溫度的1 90°C，爐內加熱器的輸出爲〇%，因此顯示 ^ 控制臨界。在條件3中，環境淨化裝置循環風量提升到 5 0m3/hr，環境淨化裝置設定溫度降低到300°C，爐內溫度 爲設定溫度的1 90 °C，爐內加熱器的輸出爲〇%，因此與條 件2同樣地顯示控制臨界。在條件4中，環境淨化裝置循 環風量提高到50m3/hr，環境淨化裝置設定溫度設定爲 3 5 0°C，爐內溫度爲設定溫度的240°C，爐內加熱器的輸出 爲4%，因此處於可控制狀態。再者，一般爐內加熱器的 -14- 200800464 (11) 平均輸出爲20%。 如以上所述，藉由控制環境淨化裝置中環境氣體的取 出流量和氧化觸媒的溫度，對助焊劑進行燃燒處理並使高 溫氣體返回爐內，所以，能使爐內溫度處在可控制狀態。 ^ 〔產業上的利用可能性〕 根據本發明，能夠提供一種迴焊爐，其能使環境氣體 φ 中的助焊劑成分有效地燃燒，不需用特別的冷卻裝置就能 夠控制加熱室的溫度，降低加熱室的加熱量。產業上的可 利用性很大。 【圖式簡單說明】 圖1是在本發明的加熱室的上部具有環境淨化裝置的 迴焊爐的斷面圖。 圖2是迴焊爐整體的側視圖。 圖3(A)是圖2的橫斷面圖，圖3(B)是（A)的 局部放大圖。 圖4是顯示流量裝置的具體例的圖。 圖5是在以往例的加熱室上部設置了助焊劑回收裝朦 的迴焊爐的槪略橫斷面圖。 【主要元件符號說明】 1 :迴焊爐 3 :電路基板 -15- 200800464 (12) 5 ： 入口搬送部 7 :出口搬送部 9 :方口熱室 1 1 :冷卻室 、 1 3 :鏈式輸送機 β 1 5 :加熱室 1 7 :上部構造體 • 1 9 :下部構造體 21 :腳部 23 :車輪 2 5 :形成加熱室的凹部 2 7 :壓缸 2 9 :轉動軸 3 1 :導軌 3 3 :驅動鏈輪機構 _ 3 5 :支承突起 • 3 7 :熱風扇電動機 ” 3 9 :風扇 4 0 :加熱器 4 1 :環境氣體 43 :外裝板 45 :隔板 47 :進氣窗 4 9 :外側的外周 -16- 200800464 (13) 51 :網格體 5 3 :助焊劑回收裝置 5 5 :去路 5 7 :回路 5 9 :隔壁 60 :環境淨化裝置 61 : 取氣口

62 :回氣口 6 3 :加熱手段 64 :氧化觸媒 65 :觸媒溫度調整用加熱器 6 6 :熱電偶 6 7:隔壁 6 8 :節流孔 6 9 :閥 -17-

Claims (1)

1. 200800464 (1) 十、申請專利範圍 1. 一種迴焊爐，其特徵爲： 具有： 搬送手段，其搬送搭載有電子零件的電路基板； 、 加熱室，搬送動作在其內部進行’經由環境氣體 I 前述電路基板而進行錫焊；以及 環境淨化裝置，其包含：取出包含在前述錫焊中 ^ 的助焊劑成分的前述環境氣體的一部分的取出手段、 出的環境氣體加熱到期望溫度的加熱手段、使含於加 V的環境氣體中的助焊劑成分燃燒的氧化觸媒、使燃燒 後的高溫氣體返回前述加熱室的返回手段。 2. 如申請專利範圍第1項之迴焊爐，其中，前 境淨化裝置外置在由內部具有前述搬送手段的加熱室 成的迴焊爐主體上。 3. 如申請專利範圍第1或2項之迴焊爐，其中 φ 出前述環境氣體的一部分的手段，具有取出前述環境 - 的流量控制手段。 . 4.如申請專利範圍第1至3項中任一項之迴焊 其中，前述環境淨化裝置具有取出前述環境氣體的一 的取氣口、及返回前述高溫氣體的回氣口，並具有從 取氣口朝前述回氣口進行循環的循環路徑。 5 ·如申請專利範圍第4項之迴焊爐，其中，在 循環路徑的中途，設有觸媒溫度調整用的加熱器、前 化觸媒、及用來控制環境氣體溫度的熱電偶。 加熱 氣化 將取 熱後 處理 述環 所構 ，取 氣體 爐， 部分 前述 前述 述氧 -18- 200800464 (2) 6. 如申請專利範圍第4或5項之迴焊爐，其中，在 前述環境氣體的前述取氣口附近，具有用來調整前述環境 氣體溫度的加熱器。 7. 如申請專利範圍第5或6項之迴焊爐，其中，前 ^ 述觸媒溫度在3 00°C到400°C的範圍內。 ^ 8.如申請專利範圍第1至7項中任一項之迴焊爐， 其中，前述流量控制手段是由設置在取出環境氣體的取氣 φ 口或返回高溫氣體的回氣口中任一方上的節流孔或閥所構 成。 -19—