JP2000332401A

JP2000332401A - 被はんだ付け物冷却方法、被はんだ付け物冷却装置およびはんだ付け装置

Info

Publication number: JP2000332401A
Application number: JP13685699A
Authority: JP
Inventors: Nobuhide Abe; 宣英阿部; Teruo Okano; 輝男岡野; Hidekazu Imai; 英和今井; Shinichi Fujikawa; 真一藤川
Original assignee: Tamura Corp; Tamura FA System Corp
Current assignee: Tamura Corp; Tamura FA System Corp
Priority date: 1999-05-18
Filing date: 1999-05-18
Publication date: 2000-11-30

Abstract

(57)【要約】【課題】被はんだ付け物を急速冷却する。【解決手段】はんだ付け直後の被はんだ付け物に微細
霧化したミストを供給する超音波霧化装置12を具備す
る。この超音波霧化装置12は、液槽13の底部に、この液
槽13内の液体18を微細霧化する超音波振動子15を設け
る。液体18は脱イオン水を用いる。液槽13内の液温は、
液槽13の下側に設けたサーモモジュール16により設定温
度に保つ。液槽13の内周面に、液槽13の全周にわたって
気体バリアを形成するための気体バリア形成用配管31を
配設する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、はんだ付け直後の
被はんだ付け物を急冷する被はんだ付け物冷却方法、被
はんだ付け物冷却装置およびはんだ付け装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、被はんだ付け物としてのプリント
基板をはんだ付け後に冷却する場合は、大気中では冷却
ファンによる空冷が一般的である。

【０００３】一方、近年の全地球的環境保護の観点か
ら、はんだ中から鉛を除去したいわゆる鉛フリーはんだ
によるはんだ付けが行われるようになり、鉛フリーはん
だの金属組成との関係から、窒素ガスなどの不活性ガス
雰囲気中でのはんだ付けが採用されている。

【０００４】この種の鉛フリーはんだのはんだ付けで
は、不活性ガス雰囲気により残留酸素濃度を低い値に保
持する必要性から、不活性雰囲気チャンバ内ではんだ付
けするようにしているので、噴流式のはんだ付け、リフ
ロー式のはんだ付け共に、はんだ付け後のプリント基板
の冷却に問題が生じている。

【０００５】例えば、不活性雰囲気チャンバ内の雰囲気
中に冷却された窒素ガスなどの冷却流体を供給している
が、この冷却流体の供給量が多すぎると、不活性雰囲気
チャンバ内で圧力変化が生じ、一定のチャンバ内残留酸
素濃度を保てない。

【０００６】一方、チャンバ内残留酸素濃度に影響を及
ぼさない不活性雰囲気チャンバ外部に前記冷却ファンを
設けても、プリント基板を急速冷却できない。

【０００７】また、不活性雰囲気チャンバ自体を冷却す
る方法もあるが、不活性雰囲気チャンバ内の対流のみに
よる冷却であるため、プリント基板を急速冷却できな
い。

【０００８】はんだ付け後のプリント基板を急速冷却で
きないと、例えばＳn-Ａg-Ｂi （錫・銀・ビスマス）系
の鉛フリーはんだでは、徐々に冷却することによりはん
だ組成が偏析して、図６に示されるように、プリント基
板Ｐのランド部Ｌから、はんだフィレットＦが剥離する
フィレットリフトオフ現象のはんだ付け欠陥が発生す
る。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】このように、従来は、
噴流式のはんだ付け、リフロー式のはんだ付け共に、不
活性雰囲気チャンバ内に不活性ガスを供給して一定の低
酸素濃度雰囲気を維持する場合は、冷却された不活性ガ
スをはんだ付け後のプリント基板に対し、ある程度の雰
囲気の酸素濃度変化を許容しながら吹付けるなどして冷
却しているが、チャンバ内残留酸素濃度を一定にする必
要上その不活性ガス量は限られるため、基板の保有熱量
に対し僅かな放熱量しか奪えず、フィレットリフトオフ
現象を抑止するためにも必要な急速冷却が困難であり、
不活性雰囲気チャンバ内にあるはんだ付け直後のプリン
ト基板の冷却に適した方法が要望されている。

【００１０】本発明は、このような点に鑑みなされたも
ので、被はんだ付け物を急速冷却できる被はんだ付け物
冷却方法およびその装置を提供するとともに、チャンバ
内残留酸素濃度に影響を与え難いとともに被はんだ付け
物を急速冷却できるはんだ付け装置を提供することを目
的とするものである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載された発
明は、はんだ付け直後の被はんだ付け物に微細霧化され
たミストを供給することにより被はんだ付け物を冷却す
る被はんだ付け物冷却方法である。

【００１２】そして、はんだ付け直後の被はんだ付け物
に微細霧化されたミストが接触すると、そのミストは高
温の被はんだ付け物から気化潜熱を奪うので、被はんだ
付け物を急速冷却して、フィレットリフトオフ現象を抑
止する。

【００１３】請求項２に記載された発明は、請求項１記
載の被はんだ付け物がプリント基板であり、このプリン
ト基板の下面および上面の少なくとも一方に選択的に微
細霧化されたミストを供給する被はんだ付け物冷却方法
である。

【００１４】そして、はんだ付け直後のプリント基板の
下面、上面または両面を、必要に応じてミストにより急
速冷却する。

【００１５】請求項３に記載された発明は、はんだ付け
された被はんだ付け物を保持する保持手段と、この被は
んだ付け物に微細霧化されたミストを供給するミスト供
給装置を具備した被はんだ付け物冷却装置である。

【００１６】そして、ミスト供給装置から供給されたミ
ストが、はんだ付けされた被はんだ付け物に接触する
と、そのミストは高温の被はんだ付け物から気化潜熱を
奪うので、被はんだ付け物を急速冷却して、フィレット
リフトオフ現象を抑止する。

【００１７】請求項４に記載された発明は、請求項３記
載のミスト供給装置が、液体を収容した液槽と、この液
槽内の液体を微細霧化する超音波振動子とを具備した被
はんだ付け物冷却装置である。

【００１８】そして、超音波振動子により液槽内の液体
から微細で低温のミストを作る。

【００１９】請求項５に記載された発明は、請求項４記
載の液体を脱イオン水とした被はんだ付け物冷却装置で
ある。

【００２０】そして、脱イオン水は生成が容易であると
ともに、イオンを除去した性質の安定した水であるか
ら、微細霧化したときの粒子径も小さくかつ均一とな
る。

【００２１】請求項６に記載された発明は、請求項４ま
たは５記載の液槽が、底部に開口された穴を有し、超音
波振動子は、穴の下側に、穴の周縁に嵌着されたパッキ
ングを介して液密に設けられた被はんだ付け物冷却装置
である。

【００２２】そして、パッキングを介して液槽と超音波
振動子とが分離可能であるから、液槽の清掃が容易であ
るとともに、超音波振動子の管理、保守も容易である。

【００２３】請求項７に記載された発明は、請求項４乃
至６のいずれかに記載の被はんだ付け物冷却装置におい
て、液槽内の液温を設定温度に保つサーモモジュールを
具備したものである。

【００２４】そして、サーモモジュールで液槽内の液温
を設定温度に保つことにより、外部温度状況が変化して
も、常に最適な温度条件で微細霧化されたミストを作
る。

【００２５】請求項８に記載された発明は、請求項４乃
至７のいずれかに記載の被はんだ付け物冷却装置におい
て、液槽の内周面に配設され液槽の全周にわたって気体
バリアを形成する気体バリア形成用配管を具備したもの
である。

【００２６】そして、微細霧化されたミストは、気体バ
リア形成用配管により液槽の全周にわたって形成された
気体バリア内に閉込められるように一定の限られた領域
内に保たれ、コンパクトなミストによる冷却領域を形成
する。

【００２７】請求項９に記載された発明は、被はんだ付
け物を予加熱するプリヒータと、このプリヒータで予加
熱された被はんだ付け物をはんだ付けする噴流ノズルを
有するはんだ槽と、このはんだ槽ではんだ付けされた直
後の被はんだ付け物を冷却する請求項３乃至８のいずれ
かに記載の被はんだ付け物冷却装置と、前記プリヒー
タ、前記はんだ槽の噴流ノズルおよび前記被はんだ付け
物冷却装置を覆って内部に不活性雰囲気を形成する不活
性雰囲気チャンバとを具備したはんだ付け装置である。

【００２８】そして、不活性雰囲気チャンバ内のはんだ
槽の噴流ノズルではんだ付けされた直後の被はんだ付け
物に微細霧化された液体であるミストを供給して、はん
だ付けで高温の被はんだ付け物から気化潜熱を奪うこと
により、不活性雰囲気チャンバ内の残留酸素濃度にさほ
ど影響を与えることなく被はんだ付け物を急速冷却し
て、フィレットリフトオフ現象を抑止できる噴流式のは
んだ付け装置を提供する。

【００２９】請求項１０に記載された発明は、被はんだ
付け物を予加熱するプリヒート炉と、このプリヒート炉
に連続的に設けられ被はんだ付け物をリフロー加熱する
リフロー炉と、このリフロー炉でリフローはんだ付けさ
れた直後の被はんだ付け物を冷却する請求項３乃至８の
いずれかに記載の被はんだ付け物冷却装置と、前記プリ
ヒート炉、前記リフロー炉および前記被はんだ付け物冷
却装置を覆って内部に不活性雰囲気を形成する不活性雰
囲気チャンバとを具備したはんだ付け装置である。

【００３０】そして、不活性雰囲気チャンバ内のリフロ
ー炉でリフローはんだ付けされた直後の被はんだ付け物
に微細霧化された液体であるミストを供給して、はんだ
付けで高温の被はんだ付け物から気化潜熱を奪うことに
より、不活性雰囲気チャンバ内の残留酸素濃度にさほど
影響を与えることなく被はんだ付け物を急速冷却して、
フィレットリフトオフ現象を抑止できるリフロー式のは
んだ付け装置を提供する。

【００３１】

【発明の実施の形態】以下、本発明を、図１乃至図５に
示された実施の形態を参照しながら説明する。

【００３２】図１および図２は、被はんだ付け物冷却装
置11の一実施の形態を示し、この被はんだ付け物冷却装
置11は、超音波により液体を微細霧化するミスト供給装
置としての超音波霧化装置12を中心に形成されている。

【００３３】この超音波霧化装置12は、液槽13の底部13
a と、液槽13の下側に別体に配置された底板14との間に
超音波振動子15が設けられ、底板14の下側にサーモモジ
ュール16を介して放熱器17が設けられている。

【００３４】この液槽13の下側に配設されたサーモモジ
ュール16は、液槽13内の液温を一定の設定温度に保つも
ので、図示されない温度制御装置からの温度上げ信号に
より発熱作用して、底板14および超音波振動子15を経て
液槽13内の液体18に熱を与え、また温度下げ信号により
吸熱作用して、液槽13内の液体18から超音波振動子15お
よび底板14を経て熱を奪い、その熱を放熱器17より放熱
する。

【００３５】前記超音波振動子15の取付構造は、図２に
示されるように、液槽13の底部13aに開口された穴13b
の周縁にパッキング受け部13c が円弧状に設けられ、こ
のパッキング受け部13c の下側にＯリング状のパッキン
グ19が嵌着され、このパッキング19により液槽13の底部
13a と、底板14に固定された超音波振動子15との間の液
密が保たれている。

【００３６】この超音波振動子15の取付構造は、液槽13
と超音波振動子15との分離を容易に可能とするもので、
液槽13の清掃を容易にするとともに、超音波振動子15の
管理、保守を容易にする。

【００３７】図１に示されるように、液槽13には給液装
置21が接続されている。この給液装置21は、水道配管22
に貯水槽23が接続され、この貯水槽23に管路24により、
イオン交換樹脂膜を内蔵した脱イオン水生成器25が接続
され、この脱イオン水生成器25から引出された脱イオン
水供給配管26が前記液槽13に接続されている。この脱イ
オン水供給配管26中には、液面制御用の電磁弁27が介在
されている。

【００３８】前記貯水槽23には、前記水道配管22からの
給水量を制御して貯水槽23内の水面レベルを一定に保つ
フロート弁（図示せず）などが装着されている。また、
貯水槽23は、液槽13よりも高い位置に設置するか、また
はポンプを内蔵することにより、脱イオン水生成器25を
経て液槽13内に脱イオン水を供給する。

【００３９】前記脱イオン水供給配管26の電磁弁27は、
液槽13内の所定レベルに設置された液面検出棒などのフ
ロートレススイッチ28からの信号によりオン／オフ制御
され、フロートレススイッチ28の液面検知により閉じら
れ、液面非検知により開かれて、液槽13内の液面高さを
所定レベルの範囲内に制御する。

【００４０】さらに、前記液槽13の上部には、上方に向
かって拡開した形状の拡開部13d が設けられ、この拡開
部13d より下側で液槽13の内周面には気体バリア形成用
配管31が無端状に配設されている。

【００４１】この気体バリア形成用配管31の上面部に
は、全長にわたって多数の気体噴出孔32が一定のピッチ
で穿設されている。この気体バリア形成用配管31には管
路33を介して、窒素ガスなどの不活性ガスを供給する不
活性ガス供給源34が接続されている。この不活性ガス供
給源34は、例えば窒素ガスタンクまたは窒素ガス発生装
置である。なお、この不活性ガス供給源34に代えて、管
路33にエアフィルタ付の送風機（図示せず）を接続して
もよい。

【００４２】次に、図１および図２に示された実施形態
の作用を説明する。

【００４３】フロートレススイッチ28により、液槽13内
の液体18が設定された液面高さとなるように電磁弁27を
制御する。液槽13に供給される液体18は、水道水を脱イ
オン水生成器25のイオン交換樹脂膜により脱イオン水と
したものであり、この脱イオン水はイオン交換樹脂膜に
より容易に生成できる。

【００４４】超音波霧化装置12の超音波振動子15に４０
０ＫＨz 〜１ＭＨz の周波数の電力を給電すると、超音
波振動によって液面の表面張力が破れ、低温の液面より
微細霧化された低温のミストＭが次から次へと多量に発
生する。脱イオン水は、イオンを除去した性質の安定し
た水であるから、微細霧化したときの粒子径も小さくか
つ均一となる。

【００４５】液槽13の下側に配設されたサーモモジュー
ル16は、液槽13内の液温を設定温度に保つことにより、
外部温度状況が変化しても、常に最適な温度条件で微細
霧化されたミストＭを作るのに役立つ。

【００４６】そして、低圧に設定された不活性ガス供給
源34または超小型の送風機（図示せず）から気体バリア
形成用配管31に不活性ガスまたは空気を供給して、気体
バリア形成用配管31の気体噴出孔32より微弱な不活性ガ
ス流または微弱な空気流を噴出させると、これらの微弱
な不活性ガス流または空気流が液槽13の全周にわたって
気体バリア35を形成するから、ミストＭは、この気体バ
リア35内に閉込められるように一定の限られた領域内で
基板搬送レベル36まで上昇し、この基板搬送レベル36に
沿って常に平坦状でコンパクトなミスト冷却領域（ミス
トバリア）を形成する。

【００４７】基板搬送レベル36には、被はんだ付け物を
保持する保持手段としての基板搬送コンベヤ42，54（図
４、図５）が設けられている。

【００４８】はんだ付け直後の被はんだ付け物としての
プリント基板Ｐは、高温に加熱された状態であるが、こ
のミストバリアを通過する際に、このプリント基板Ｐに
微細霧化された低温のミストＭが直接接触すると、その
ミストＭは高温のプリント基板Ｐからの伝導熱により気
化され、その際に、ミストＭはプリント基板Ｐの保有熱
量から気化潜熱（相変換熱）を奪う冷媒として機能する
から、プリント基板Ｐを急速に冷却して、徐冷時に生じ
るフィレットリフトオフ現象を抑止する。

【００４９】このとき、プリント基板Ｐの溶融はんだは
凝固に際してミストＭと接するが、１０〜１００μｍの
微細ミストＭにより、はんだの凝固プロセスへの影響は
全くなく、自然放置または冷却ファンによる空冷の場合
より凝固速度のみが速められる。

【００５０】図３は、前記被はんだ付け物冷却装置11の
冷却特性の実測値を示し、自然放置による冷却特性がａ
で示され、大気中での冷却ファンによる冷却特性がｂで
示され、本装置から生じたミストＭによる冷却特性がｃ
〜ｃ´で示されている。

【００５１】この特性図より、超音波振動子15に対する
出力を弱にしてミスト発生量を少量に制御した場合
（ｃ）は、自然放置による冷却特性ａと、冷却ファンに
よる冷却特性ｂとの間にあるが、超音波振動子15に対す
る出力を強にしてミスト発生量を多量に制御した場合
（ｃ´）は、冷却ファンによる冷却特性ｂより効率良く
冷却できる点が判る。

【００５２】図４は、図１および図２に示された被はん
だ付け物冷却装置11を組込んだ噴流式のはんだ付け装置
を示し、外装カバー41の内部に、プリント基板Ｐを搬送
する基板搬送コンベヤ42が傾斜状に配設され、この基板
搬送コンベヤ42により搬送されるプリント基板Ｐの搬送
経路43に沿って、プリント基板Ｐにフラックスをスプレ
ー塗布するスプレー式フラクサ44と、プリント基板Ｐを
予加熱するプリヒータ45と、プリント基板Ｐの下面に実
装部品をはんだ付けする１次噴流ノズル46a および２次
噴流ノズル46b が設けられたはんだ槽46と、このはんだ
槽46によるはんだ付け直後の高温のプリント基板Ｐを急
冷する被はんだ付け物冷却装置11とが順次配列されてい
る。

【００５３】前記プリヒータ45と、前記はんだ槽46の１
次噴流ノズル46a および２次噴流ノズル46b と、前記被
はんだ付け物冷却装置11とが、不活性雰囲気チャンバ47
により覆われている。

【００５４】この不活性雰囲気チャンバ47は、窒素ガス
などの不活性ガスの供給を受ける不活性ガス供給口48を
有し、内部に窒素ガスなどの不活性雰囲気を形成するこ
とにより、チャンバ内残留酸素濃度が一定の値以下に制
御される。

【００５５】この不活性雰囲気チャンバ47には、プリン
ト基板Ｐを搬入するための入口47aと、プリント基板Ｐ
を搬出するための出口47b と、はんだ槽46内の溶融はん
だ中に挿入されるノズル挿入口47c とがそれぞれ開口さ
れているが、さらに、被はんだ付け物冷却装置11を取付
けるために基板搬出ダクト部47d の下部に取付口47eが
開口され、この取付口47e に、図１および図２に示され
た被はんだ付け物冷却装置11の超音波霧化装置12が、プ
リント基板Ｐの下面に対向して取付けられている。

【００５６】そして、不活性ガス供給口48から不活性雰
囲気チャンバ47内に供給された窒素ガスなどの不活性ガ
ス雰囲気により、不活性雰囲気チャンバ47内の残留酸素
濃度を低く保つが、その残留酸素濃度は、酸素濃度計49
により検出して、不活性ガス供給管路中に設けられた流
量調節弁を制御することにより、設定濃度に保つ。

【００５７】この噴流式のはんだ付け装置では、不活性
雰囲気チャンバ47内の１次噴流ノズル46a および２次噴
流ノズル46b からの噴流はんだによりプリント基板Ｐの
はんだ付けを終了した直後に、その不活性雰囲気チャン
バ47内で被はんだ付け物冷却装置11の超音波霧化装置12
から発生したミストをプリント基板Ｐに供給して、プリ
ント基板Ｐからの伝導熱により気化させ、その際にミス
トがプリント基板Ｐから気化潜熱を奪うことにより、プ
リント基板Ｐを急速冷却する。

【００５８】このとき、ミストは液相から気相へと相変
換するのみで、従来の冷却ファンのように不活性雰囲気
チャンバ47内の雰囲気に圧力変動を与えないから、不活
性雰囲気チャンバ47内の残留酸素濃度は、被はんだ付け
物冷却装置11の影響をさほど受けない。

【００５９】図５は、図１および図２に示された被はん
だ付け物冷却装置11を組込んだリフロー式のはんだ付け
装置を示す。

【００６０】これは、不活性雰囲気チャンバ51の内部
に、その一端部に開口された基板搬入口52から、他端部
に開口された基板搬出口53にわたって、プリント基板Ｐ
を搬送する基板搬送コンベヤ54が設けられ、この基板搬
送コンベヤ54に沿って、複数のプリヒート炉55a ，55b
，55c が一体的に設けられ、さらにダクト部56を介し
て複数のリフロー炉57a ，57b が一体的に設けられ、さ
らに最後のリフロー炉57bの出口58の近傍であって基板
搬送コンベヤ54の下側および上側に、はんだ付け直後の
高温のプリント基板Ｐの下面および上面の少なくとも一
方を急冷するための一対の被はんだ付け物冷却装置11，
11a が、相互に対向して設置されている。

【００６１】基板搬送コンベヤ54の下側に配置された被
はんだ付け物冷却装置11は、図１および図２に示された
ものをそのまま用いるが、基板搬送コンベヤ54の上側に
配置された被はんだ付け物冷却装置11a は、図１および
図２に示された超音波霧化装置12における液槽13および
気体バリア形成用配管31などの構造を変更して、液槽13
の上部開口からミストをオーバーフローさせるととも
に、そのオーバーフローしたミストを下方の基板搬送レ
ベルまで誘引する手段、例えば案内ダクトなどを設けた
ものである。

【００６２】各プリヒート炉55a ，55b ，55c 内および
各リフロー炉57a ，57b 内には、通電量により発熱量を
制御できるヒータ61と、炉内雰囲気を強制循環させるた
めのシロッコファン62とがそれぞれ設けられている。

【００６３】各プリヒート炉55a ，55b ，55c および各
リフロー炉57a ，57b の底部には、炉内に窒素ガスなど
の不活性ガスを吹込むためのノズル63がそれぞれ設けら
れ、これらの各ノズル63に不活性ガス供給配管64がそれ
ぞれ接続され、その各不活性ガス供給配管64中に不活性
ガス供給流量を調整するための調整バルブ65がそれぞれ
設けられている。

【００６４】不活性雰囲気チャンバ51の内部には、前記
ノズル63から供給され最初のプリヒート炉55a の入口66
や最後のリフロー炉57b の出口58から流出した窒素ガス
などにより、また、図示されない管路により不活性雰囲
気チャンバ51内に直接供給された窒素ガスなどにより、
残留酸素濃度が低く制御された不活性雰囲気が形成され
ている。

【００６５】そして、各プリヒート炉55a ，55b ，55c
では、ノズル63から炉内に供給された窒素ガスなどの不
活性ガスは、シロッコファン62により循環する際にヒー
タ61で加熱されて、はんだリフロー温度より低い比較的
低温の熱風となり、基板搬送コンベヤ54により搬送され
る部品実装のプリント基板Ｐを予加熱する。

【００６６】さらに、各リフロー炉57a ，57b では、ノ
ズル63から炉内に供給された窒素ガスなどの不活性ガス
は、シロッコファン62により循環する際にヒータ61で加
熱されて、はんだリフロー温度より高温の熱風となり、
基板搬送コンベヤ54により搬送される部品実装のプリン
ト基板Ｐをリフロー加熱して、ソルダペーストを溶解す
る。

【００６７】このリフロー式のはんだ付け装置では、リ
フロー加熱によりプリント基板Ｐのリフローはんだ付け
を終了した直後に、不活性雰囲気チャンバ51内で被はん
だ付け物冷却装置11，11a よりミストをプリント基板Ｐ
に供給して、高温に加熱されたプリント基板Ｐからの伝
導熱によりそのミストを気化させ、その際にミストがプ
リント基板Ｐから気化潜熱を奪うことにより、プリント
基板Ｐを急速冷却する。

【００６８】このとき、ミストは液相から気相へと相変
換するのみで、冷却ファンのように不活性雰囲気チャン
バ内の不活性雰囲気に圧力変動を与えないから、不活性
雰囲気チャンバ内の残留酸素濃度は、被はんだ付け物冷
却装置11，11a の影響をさほど受けない。

【００６９】また、上下一対の被はんだ付け物冷却装置
11，11a は、プリント基板Ｐの下面、上面または両面に
対し、必要に応じて選択的に微細霧化されたミストを供
給でき、例えばプリント基板Ｐの両面に同時にミストを
供給すれば、片面の場合より冷却効率をいっそう向上で
きる。

【００７０】以上のように、噴流式のはんだ付け装置で
は、噴流はんだによるプリント基板Ｐのはんだ付けを終
了した直後に、また、リフロー式のはんだ付け装置で
は、リフロー加熱によりプリント基板Ｐのはんだ付けを
終了した直後に、いずれも不活性雰囲気チャンバ47，51
内でミストをプリント基板Ｐに供給して、プリント基板
Ｐから気化潜熱を奪うことにより、不活性雰囲気チャン
バ47，51内の低酸素濃度雰囲気に影響を与えないで、プ
リント基板Ｐを急速冷却できる。

【００７１】すなわち、不活性雰囲気チャンバ47，51内
のプリント基板Ｐに微細化された冷媒を直接接触させて
伝導熱により気化させ、その際に冷媒がプリント基板Ｐ
の保有熱量から気化潜熱（相変換熱）を奪うことによ
り、不活性雰囲気チャンバ内の残留酸素濃度に変化を与
えずに、プリント基板Ｐを急速に冷却できる。

【００７２】なお、ミスト供給装置は、超音波霧化装置
12だけでなく、微細霧化されたミストＭを噴霧するスプ
レーノズルでも良い。さらに、液槽13内の液体18は、脱
イオン水に代えて不活性液体を用いても良い。

【００７３】

【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、はんだ付
け直後の被はんだ付け物に微細霧化されたミストを供給
することにより、被はんだ付け物に接触したミストが高
温の被はんだ付け物から気化潜熱を奪うので、被はんだ
付け物を急速冷却して、フィレットリフトオフ現象を抑
止できる。

【００７４】請求項２記載の発明によれば、被はんだ付
け物としてのプリント基板の下面および上面の少なくと
も一方に選択的に微細霧化されたミストを供給するか
ら、はんだ付け直後のプリント基板の下面、上面または
両面を、必要に応じてミストにより急速冷却できる。

【００７５】請求項３記載の発明によれば、はんだ付け
された被はんだ付け物にミスト供給装置から供給された
ミストが接触すると、そのミストは高温の被はんだ付け
物から気化潜熱を奪うので、被はんだ付け物を急速冷却
して、フィレットリフトオフ現象を抑止できる。

【００７６】請求項４記載の発明によれば、液槽内の液
体を超音波振動子により低温のまま微細霧化でき、被は
んだ付け物の急速冷却に適した微細で低温のミストを作
れる。

【００７７】請求項５記載の発明によれば、脱イオン水
は容易に生成できるとともに、イオンを除去した性質の
安定した水であるから、微細霧化したときの粒子径も小
さくかつ均一にできる。

【００７８】請求項６記載の発明によれば、超音波振動
子が液槽の底部に開口された穴の下側にパッキングを介
して液密に設けられたから、パッキングを介して液槽と
超音波振動子とが分離可能であり、液槽を容易に清掃で
きるとともに、超音波振動子を容易に管理、保守でき
る。

【００７９】請求項７記載の発明によれば、サーモモジ
ュールで液槽内の液温を設定温度に保つことにより、外
部温度状況が変化しても、常に最適な温度条件で微細霧
化されたミストを作ることができる。

【００８０】請求項８記載の発明によれば、液槽の内周
面に配設された気体バリア形成用配管により液槽の全周
にわたって気体バリアを形成するから、微細霧化された
ミストは、この気体バリア内に閉込められるように一定
の限られた領域内に保たれ、コンパクトなミストによる
冷却領域を形成できる。

【００８１】請求項９記載の発明によれば、不活性雰囲
気チャンバ内のはんだ槽の噴流ノズルではんだ付けされ
た直後の被はんだ付け物に微細霧化された液体であるミ
ストを供給して、はんだ付けで高温の被はんだ付け物か
ら気化潜熱を奪うことにより、不活性雰囲気チャンバ内
の残留酸素濃度にさほど影響を与えることなく被はんだ
付け物を急速冷却して、フィレットリフトオフ現象を抑
止できる噴流式のはんだ付け装置を提供できる。

【００８２】請求項１０記載の発明によれば、不活性雰
囲気チャンバ内のリフロー炉でリフローはんだ付けされ
た直後の被はんだ付け物に微細霧化された液体であるミ
ストを供給して、はんだ付けで高温の被はんだ付け物か
ら気化潜熱を奪うことにより、不活性雰囲気チャンバ内
の残留酸素濃度にさほど影響を与えることなく被はんだ
付け物を急速冷却して、フィレットリフトオフ現象を抑
止できるできるリフロー式のはんだ付け装置を提供でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る被はんだ付け物冷却装置の一実施
の形態を示す斜視図である。

【図２】同上冷却装置の断面図である。

【図３】同上冷却装置の冷却特性を示す特性図である。

【図４】同上冷却装置を組込んだ噴流式のはんだ付け装
置を示す断面図である。

【図５】同上冷却装置を組込んだリフロー式のはんだ付
け装置を示す断面図である。

【図６】従来の徐冷により発生したフィレットリフトオ
フ現象を示すプリント基板の断面図である。

【符号の説明】

Ｐ被はんだ付け物としてのプリント基板Ｍミスト 11，11a 被はんだ付け物冷却装置 12 ミスト供給装置としての超音波霧化装置 13 液槽 13b 穴 15 超音波振動子 16 サーモモジュール 18 液体（脱イオン水） 19 パッキング 31 気体バリア形成用配管 35 気体バリア 42，54 保持手段としての基板搬送コンベヤ 45 プリヒータ 46 はんだ槽 46a ，46b 噴流ノズル 47 不活性雰囲気チャンバ 51 不活性雰囲気チャンバ 55a ，55b ，55c プリヒート炉 57a ，57b リフロー炉

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｂ２３Ｋ 31/02 ３１０Ｂ２３Ｋ 31/02 ３１０Ｈ // Ｂ２３Ｋ 101:40 (72)発明者岡野輝男埼玉県狭山市大字上広瀬591番地11 株式会社タムラエフエーシステム内 (72)発明者今井英和埼玉県狭山市大字上広瀬591番地11 株式会社タムラエフエーシステム内 (72)発明者藤川真一埼玉県狭山市大字上広瀬591番地11 株式会社タムラエフエーシステム内Ｆターム(参考） 4E080 AA01 AB03 AB05 AB06 BA07 CB04 5E319 AC01 CC24 CC33

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】はんだ付け直後の被はんだ付け物に微細
霧化されたミストを供給することにより被はんだ付け物
を冷却することを特徴とする被はんだ付け物冷却方法。
【請求項２】被はんだ付け物はプリント基板であり、
このプリント基板の下面および上面の少なくとも一方に
選択的に微細霧化されたミストを供給することを特徴と
する請求項１記載の被はんだ付け物冷却方法。
【請求項３】はんだ付けされた被はんだ付け物を保持
する保持手段と、この被はんだ付け物に微細霧化されたミストを供給する
ミスト供給装置を具備したことを特徴とする被はんだ付
け物冷却装置。
【請求項４】ミスト供給装置は、液体を収容した液槽と、この液槽内の液体を微細霧化する超音波振動子とを具備
したことを特徴とする請求項３記載の被はんだ付け物冷
却装置。
【請求項５】液体を脱イオン水としたことを特徴とす
る請求項４記載の被はんだ付け物冷却装置。
【請求項６】液槽は、底部に開口された穴を有し、超音波振動子は、穴の下側に、穴の周縁に嵌着されたパ
ッキングを介して液密に設けられたことを特徴とする請
求項４または５記載の被はんだ付け物冷却装置。
【請求項７】液槽内の液温を設定温度に保つサーモモ
ジュールを具備したことを特徴とする請求項４乃至６の
いずれかに記載の被はんだ付け物冷却装置。
【請求項８】液槽の内周面に配設され液槽の全周にわ
たって気体バリアを形成する気体バリア形成用配管を具
備したことを特徴とする請求項４乃至７のいずれかに記
載の被はんだ付け物冷却装置。
【請求項９】被はんだ付け物を予加熱するプリヒータ
と、このプリヒータで予加熱された被はんだ付け物をはんだ
付けする噴流ノズルを有するはんだ槽と、このはんだ槽ではんだ付けされた直後の被はんだ付け物
を冷却する請求項３乃至８のいずれかに記載の被はんだ
付け物冷却装置と、前記プリヒータ、前記はんだ槽の噴流ノズルおよび前記
被はんだ付け物冷却装置を覆って内部に不活性雰囲気を
形成する不活性雰囲気チャンバとを具備したことを特徴
とするはんだ付け装置。
【請求項１０】被はんだ付け物を予加熱するプリヒー
ト炉と、このプリヒート炉に連続的に設けられ被はんだ付け物を
リフロー加熱するリフロー炉と、このリフロー炉でリフローはんだ付けされた直後の被は
んだ付け物を冷却する請求項３乃至８のいずれかに記載
の被はんだ付け物冷却装置と、前記プリヒート炉、前記リフロー炉および前記被はんだ
付け物冷却装置を覆って内部に不活性雰囲気を形成する
不活性雰囲気チャンバとを具備したことを特徴とするは
んだ付け装置。