JP2009182017A

JP2009182017A - トラップ装置及びリフロー炉

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Publication number: JP2009182017A
Application number: JP2008017572A
Authority: JP
Inventors: Tatsuya Matsuzaki; 達也松崎
Original assignee: Canon Machinery Inc
Current assignee: Canon Machinery Inc
Priority date: 2008-01-29
Filing date: 2008-01-29
Publication date: 2009-08-13
Anticipated expiration: 2028-01-29
Also published as: JP5031603B2

Abstract

【課題】排気管のバルブにフラックスが付着するのを防止するトラップ装置を提供する。
【解決手段】排気管２内を通過する高温ガス中のフラックスを除去するためのトラップ装置である。このトラップ装置は、前記排気管２に付設したバルブ４の上流側に配設されたケーシング本体８及び前記ケーシング本体８に着脱可能に配設した蓋体９を有するケーシング６と、前記蓋体９に付設すると共に前記ケーシング本体８内に配設した支軸１２と、前記支軸１２に対し挿脱可能に取り付けられると共に前記ケーシング本体８内に蛇行状流路を形成する複数の干渉板７と、前記干渉板７の相互間に介在すると共に前記支軸１２に挿脱可能に取り付けられた筒状のスペーサ部材１３とを備える。
【選択図】図２

Description

本発明は、排気管を通過する高温ガス中のフラックスを除去するトラップ装置、及びそのトラップ装置を備えたリフロー炉に関する。

図８に従来のリフロー炉の概略構成を示す。
図８に示すように、リフロー炉は、電子部品を接合材を介して搭載した基板１００（以下、電子部品搭載基板という）を加熱する加熱室４００を備える。一般に、加熱室４００内には、前記電子部品搭載基板１００を搬送する搬送手段２００と、搬送される電子部品搭載基板１００を加熱する加熱手段３００が配設されている。加熱室４００内で電子部品搭載基板１００を加熱することにより、接合材に含有されるフラックスを気化させて電子部品と基板との接合を行う。

また、加熱室４００の外壁には、加熱室４００内の高温ガスを外部へ排出するための排気管５００が配設されている。排気管５００には、その排気流量を調節するためのバルブ６００が設けられている。このバルブ６００を操作して排気流量を調節することにより、加熱室４００内の温度の調整、及び雰囲気確保可能としている。

ところで、接合材に含有されるフラックスは、加熱室４００で加熱された直後の高温状態では気化しているが、フラックスが排気管５００を通過するにつれて冷却されると、排気管５００の内面等に液化又は固化して付着する。そして、排気管５００内にフラックスが付着し堆積すると、排気能力が低下するなどの不具合が生じる虞がある。そして、この排気管５００の内面等に付着したフラックスを除去するための清掃作業には、多くの時間と労力を要する。また、フラックスが混在する高温ガスをそのまま外部へ排出するのは、環境的な観点からも好ましくない。

そこで、図８に示すように、排気管５００に高温ガス中のフラックスを除去するトラップ装置７００を配設し、このトラップ装置７００によって高温ガスからフラックスを除去している（例えば、特許文献１参照）。
特開平９−３０７２２４号公報

図８に示すトラップ装置７００は、バルブ６００の下流側に配設されている。このため気化したフラックスがバルブ６００付近で凝固温度にまで冷却された場合、フラックスがバルブ６００の内面に付着する。そして、バルブ６００内にフラックスが付着して堆積すると、バルブ６００が詰まって加熱室４００内の温度調整を適切に行えなくなるといった不具合が生じる。また、付着したフラックスによってバルブの操作性が低下するといった問題もある。

そこで、本発明は、上記課題に鑑みて、排気管のバルブにフラックスが付着するのを防止するトラップ装置、及びそのトラップ装置を備えたリフロー炉を提供する。

請求項１の発明は、排気管内を通過する高温ガス中のフラックスを除去するためのトラップ装置であって、前記排気管に付設したバルブの上流側に配設されたものである。

トラップ装置によって、高温ガス中のフラックスを、バルブの上流側で除去することができる。これにより、フラックスがバルブに付着するのを防止又は抑制することができる。

請求項２の発明は、排気管内を通過する高温ガス中のフラックスを除去するためのトラップ装置であって、前記排気管に付設したバルブの上流側に配設されたケーシング本体及び前記ケーシング本体に着脱可能に配設した蓋体を有するケーシングと、前記蓋体に付設すると共に前記ケーシング本体内に配設した支軸と、前記支軸に対し挿脱可能に取り付けられると共に前記ケーシング本体内に蛇行状流路を形成する複数の干渉板と、前記干渉板の相互間に介在すると共に前記支軸に挿脱可能に取り付けられた筒状のスペーサ部材とを備えたものである。

高温ガスをケーシング内を蛇行して通過させることで、高温ガスの排気流路を長くすることができ、高温ガスをケーシング内で冷却することができる。そして、ケーシング内で高温ガスが冷却されることにより、高温ガスに混在するフラックスも冷却され、フラックスを干渉板やケーシングの内面等に液化又は固化して付着させることができる。

また、干渉板、スペーサ部材及び支軸を、蓋体と一体的に、ケーシング本体内から取り外すことができる。さらに、支軸から干渉板とスペーサ部材を取り外すことが可能である。このように、各部材を分離可能に構成していることによって、各部材に付着したフラックスの洗浄などのメンテナンス作業を容易に行うことができる。

請求項３の発明は、請求項２に記載のトラップ装置において、軸方向長さの異なる前記スペーサ部材を複数種類備えたものである。

スペーサ部材の軸方向長さを異なるものに変更することにより、支軸に取り付ける干渉板の枚数を変更することができる。これにより、ケーシング内の蛇行状流路の長さを調整することができる。例えば、軸方向長さの短いスペーサ部材を採用することにより、支軸に取り付ける干渉板の枚数を多くして、蛇行状流路を長くすることができる。これにより、フラックスが混在する高温ガスを確実に冷却することができ、フラックスの除去率を高めることが可能である。また、軸方向長さの長いスペーサ部材を採用すれば、支軸に取り付ける干渉板の枚数を少なくすることが可能である。これにより、干渉板の取付枚数を、フラックスを除去するのに必要な枚数にして、干渉板による排気抵抗が無駄に増加するのを抑制することができる。

請求項４の発明は、請求項２又は３に記載のトラップ装置において、前記ケーシングに透明部材から成る窓部を設けたものである。

窓部を通して外部からケーシング内の付着したフラックスの量を確認することができる。これにより、ケーシング内を清掃するメンテナンス時期を簡単かつ適切に把握することが可能である。

請求項５の発明は、請求項２から４のいずれか１項に記載のトラップ装置において、前記ケーシングと前記干渉板の少なくとも一方を冷却する冷却手段を設けたものである。

ケーシングと干渉板の少なくとも一方を冷却することによって、ケーシング内を通過する加熱ガスを効率良く冷却することができ、高温ガス中のフラックスの除去率を高めることが可能となる。これにより、バルブへのフラックスの付着を確実に防止することができる。

請求項６の発明は、請求項２から５のいずれか１項に記載のトラップ装置において、前記ケーシングと前記干渉板の少なくとも一方を熱良導体にて構成したものである。

これにより、ケーシングと干渉板の少なくとも一方を、効率良く冷却することができ、高温ガス中のフラックスの除去率を一層高めることができる。

請求項７の発明は、基板に接合材を介して電子部品を搭載して成る電子部品搭載基板を加熱することにより前記接合材に含有されるフラックスを気化させて前記電子部品と前記基板とを接合する加熱室と、前記気化したフラックスが混在する高温ガスを前記加熱室内から排出するための排気管と、前記排気管の排気流量を調節するバルブとを備えたリフロー炉において、前記排気管の前記バルブの上流側に、前記高温ガスに混在するフラックスを除去するためのトラップ装置を配設したものである。

トラップ装置によって、高温ガスに混在するフラックスを、バルブの上流側で除去することができる。これにより、フラックスがバルブに付着するのを防止又は抑制することができる。

請求項８の発明は、請求項７に記載のリフロー炉において、前記トラップ装置は、前記排気管に配設したケーシング本体及び前記ケーシング本体に着脱可能に配設した蓋体を有するケーシングと、前記蓋体に付設すると共に前記ケーシング本体内に配設した支軸と、前記支軸に対し挿脱可能に取り付けられると共に前記ケーシング本体内に蛇行状流路を形成する複数の干渉板と、前記干渉板の相互間に介在すると共に前記支軸に挿脱可能に取り付けられた筒状のスペーサ部材とを備えたものである。

本発明のトラップ装置及びそれを備えたリフロー炉によれば、バルブの上流側において高温ガス中のフラックスを除去するので、フラックスがバルブに付着するのを防止又は抑制することができる。これにより、フラックスがバルブに付着することによって生じるバルブの詰まりやバルブの操作性の低下を防止できる。

以下、添付の図面を参照して、本発明のリフロー炉の構成を説明する。
図１は本発明のトラップ装置を備えたリフロー炉の正面図である。図１に示すように、リフロー炉は、加熱室１と排気管２を備える。加熱室１内には、上記従来の構成と同様に、電子部品搭載基板を搬送する搬送手段と、搬送される電子部品搭載基板を加熱する加熱手段が配設されている（図示省略）。

前記電子部品搭載基板は、電子部品を接合材を介して基板に搭載して成るものである。また、接合材には、フラックスを含有する銀ペーストを採用している。

排気管２は、複数の分岐した枝管３を有し、各枝管３は加熱室１の外壁に配設されている。各枝管３には、排気流量を調節するためのバルブ４が設けてある。このバルブ４を操作して各枝管３の排気流量を調節することによって、加熱室１内の温度を調整可能としている。

また、各枝管３のバルブ４を配設した位置より上流側、言い換えれば加熱室１側に、接合材から気化するフラックスを回収するためのトラップ装置５が配設されている。

図２は、前記トラップ装置５の断面側面図である。図２に示すように、トラップ装置５は、ケーシング６と、ケーシング６内に配設された複数の干渉板７等を有している。ケーシング６は、円筒状の内部空間を有するケーシング本体８と、そのケーシング本体８の一端に着脱可能に配設された蓋体９から構成される。ケーシング本体８の周壁部の両端には、それぞれ通気口１０ａ，１０ｂが貫設されている。一方の通気口１０ａに枝管３が接続され、他方の通気口１０ｂに加熱室１の外壁に配設した配管１１が接続されている。

複数の干渉板７は、支軸１２を介して蓋体９に取り付けられている。また、支軸１２には、各干渉板７を所定間隔に配設するための複数のスペーサ部材１３が取り付けられている。このスペーサ部材１３の軸方向長さは、全て同じ長さに設定されている。これにより各干渉板７は等間隔に配設される。

蓋体９の中心部には軸受部１４が突設してあり、この軸受部１４に支軸１２の先端が取り付けられている。上記蓋体９、支軸１２、干渉板７、スペーサ部材１３の各部材は、ユニットとして一体的にケーシング本体８に対し着脱可能となっている。

図３は、蓋体９及び干渉板７等から成る前記ユニットをケーシング本体８から取り外した状態を示す図であり、（ａ）はその側面断面図、（ｂ）は蓋体９の裏面側から見た裏面図である。

また、上記ユニットを構成する、蓋体９、支軸１２、干渉板７及びスペーサ部材１３は、それぞれ分離可能に構成されている。これらの部材を分離した状態を図４に示す。

図３及び図４に示すように、干渉板７は、Ｕ字形の切欠き１５を形成した円形の板状部材から成る。この切欠き１５は、ケーシング６内において高温ガスを通過させる通気路として機能する。また、切欠き１５の代わりに、干渉板７に貫通孔を形成してもよい。あるいは、干渉板７の縁部とケーシング本体８の内面との間に隙間を設け、この隙間を前記通気路とすることも可能である。

干渉板７を支軸１２に装着した状態では、隣設する干渉板７の切欠き１５が互いに１８０°反対側に配設される。このように切欠き１５を配設することにより、ケーシング本体８内に蛇行状流路が形成される（図３の（ａ）参照）。

干渉板７の中心には、支軸１２を挿通するための挿通孔１６が貫設されている。また、スペーサ部材１３は、干渉板７相互間に介在する円筒状の部材であり、支軸１２に対して挿脱可能となっている。

軸受部１４は、その先端に雌ねじ部を形成した挿入孔１７を有する。一方、支軸１２は、少なくともその先端に、軸受部１４の雌ねじ部に螺着するための雄ねじ部を有する。また、支軸１２の基端には、支軸１２に装着した干渉板７やスペーサ部材１３が脱落しないように、径方向に拡大した抜け止め部１８が設けてある。

蓋体９の裏面には、環状溝が形成してあり、その環状溝にケーシング本体８内を密封するためのゴム製等の環状シール部材１９が装着されている。また、蓋体９は２つの貫通孔２０を有し、各貫通孔２０にボルト等の固定具２４（図２参照）を挿通してケーシング本体８に取り付けられる。

図５は、上記トラップ装置５の他の実施形態を示す図である。この実施形態は、トラップ装置５は、ケーシング６を冷却する冷却手段２２を備える。この冷却手段２２は、例えば、ケーシング本体８の外周に配設した冷却ジャケット２３である。冷却ジャケット２３は、その内部に冷却水等の冷却媒体を供給する供給口２３ａと、供給した冷却媒体を排出する排出口２３ｂを有する。また、冷却手段２２は、ケーシング６の外側から空気や冷気等を吹き付けるものであってもよい（図示省略）。また、ケーシング６を外側から冷却する以外に、支軸１２や干渉板７等を介して内側から冷却するように構成してもよい。さらに、トラップ装置５を効率良く冷却するために、トラップ装置５を構成するケーシング本体８や干渉板７等の各部材を、銅やアルミニウム、又はこれらを含む合金等の熱良導体で成形してもよい。

図６は、トラップ装置５のさらに別の実施形態を示す図である。この実施形態のトラップ装置５は、ケーシング本体８の周壁部に耐熱性ガラス等の透明部材から成る窓部２１を設けている。窓部２１の形状や大きさ、配設位置等は図示したものに限らない。

以下、本発明のリフロー炉の作用について説明する。
加熱室１内において、電子部品搭載基板を搬送しつつ加熱する。この加熱によって、接合材に含有されるフラックスが気化され、これにより電子部品と基板が接合される。加熱室１内の高温ガスは、排気管２の複数の枝管３を通して外部へ排出される。なお、予めバルブ４を操作して枝管３の排気流量を調節することによって、加熱室１内の温度を調整している。

加熱室１内の高温ガスには、接合材から気化したフラックスが混在している。この高温ガスが排気される際、バルブ４の上流側に配設したトラップ装置５のケーシング６内を通過する。ケーシング６内には、互いに１８０°反対側に切欠き１５を設けた複数の干渉板７によって、蛇行状流路が形成されている。このようにケーシング６内の排気流路を、蛇行状に配設して長くすることによって、高温ガスをケーシング６内で冷却することができる。そして、ケーシング６内で高温ガスが冷却されることにより、高温ガスに混在するフラックスも冷却され、フラックスを干渉板７やケーシング６の内面等に液化又は固化させて付着させることができる。これにより、高温ガス中のフラックスを除去することができる。

このように、バルブの上流側で、高温ガス中のフラックスを除去することによって、バルブ４にフラックスが付着するのを防止又は抑制することが可能である。

また、上記図５に示すトラップ装置５を用いた場合は、冷却ジャケット２３内に冷却水等を供給することによって、ケーシング６内を通過する加熱ガスを効率良く冷却することができる。これにより、高温ガス中のフラックスの除去率を高めることができ、バルブ４へのフラックスの付着を確実に防止することができる。

また、図６に示すように、ケーシング６に窓部２１を設けている場合は、窓部２１を通して外部からケーシング６内の付着したフラックスの量を確認することができる。これにより、ケーシング６内を清掃するメンテナンス時期を簡単かつ適切に把握することが可能である。

上記のように、干渉板７は蓋体９と一体的にケーシング本体８に対し着脱可能となっている。蓋体９をケーシング本体８に取り付けている固定具２４を取り外し、蓋体９をケーシング本体８の軸方向に離間させることによって、複数の干渉板７等をケーシング本体８からスライドさせて抜き出すことができる。さらに、支軸１２の先端を軸受部１４から取り外すことにより、支軸１２の先端から干渉板７とスペーサ部材１３を抜き取ることができる。このように、トラップ装置５を構成する部材を分離することにより、それらの部材に付着したフラックスの清掃などのメンテナンス作業を容易に行うことができる。

また、軸方向長さの異なるスペーサ部材１３を、複数種類備えてもよい。例えば、図７に示すスペーサ部材１３の軸方向長さＬ２は、図３の（ａ）に示すスペーサ部材１３の軸方向長さＬ１より小さく設定されている。図７に示す小さい軸方向長さＬ２のスペーサ部材１３を採用することによって、各干渉板７の間隔が狭くなるので、支軸１２に取り付ける干渉板７の枚数を多くすることができる。干渉板７の取付枚数を多くすることによって、ケーシング６内の高温ガスの蛇行状流路が長くなる。これにより、高温ガスに混在するフラックスをより確実に冷却することができ、フラックスの除去率を高めることが可能である。

また、軸方向長さの長いスペーサ部材１３を採用すれば、支軸１２に取り付ける干渉板７の枚数を少なくすることが可能である。これにより、干渉板７の取付枚数を、フラックスを除去するのに必要な枚数にして、干渉板７による排気抵抗が無駄に増加するのを抑制することができる。

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の変更を加え得ることは勿論である。フラックスの外部への排出をより確実に防止するために、バルブの上流側に配設した上記トラップ装置とは別のトラップ装置を、排気管の出口付近に配設してもよい。

本発明のトラップ装置を備えたリフロー炉の正面図である。前記リフロー炉の断面側面図である。前記トラップ装置のケーシング本体から干渉板を抜き出した状態を示す図であって、（ａ）はその断面側面図、（ｂ）はその裏面図である。前記トラップ装置を構成する部品の分解図である。前記トラップ装置の他の実施形態を示す断面側面図である。前記トラップ装置のさらに別の実施形態を示す側面図である。前記トラップ装置に軸方向長さの短いスペーサ部材を使用した実施例を示す断面側面図である。従来のリフロー炉の概略構成図である。

符号の説明

１加熱室
２排気管
４バルブ
５トラップ装置
６ケーシング
７干渉板
８ケーシング本体
９蓋体
１２支軸
１３スペーサ部材
２１窓部
２２冷却手段

Claims

排気管内を通過する高温ガス中のフラックスを除去するためのトラップ装置であって、
前記排気管に付設したバルブの上流側に配設されたことを特徴とするトラップ装置。
排気管内を通過する高温ガス中のフラックスを除去するためのトラップ装置であって、
前記排気管に付設したバルブの上流側に配設されたケーシング本体及び前記ケーシング本体に着脱可能に配設した蓋体を有するケーシングと、前記蓋体に付設すると共に前記ケーシング本体内に配設した支軸と、前記支軸に対し挿脱可能に取り付けられると共に前記ケーシング本体内に蛇行状流路を形成する複数の干渉板と、前記干渉板の相互間に介在すると共に前記支軸に挿脱可能に取り付けられた筒状のスペーサ部材とを備えたことを特徴とするトラップ装置。
軸方向長さの異なる前記スペーサ部材を複数種類備えた請求項２に記載のトラップ装置。
前記ケーシングに透明部材から成る窓部を設けた請求項２又は３に記載のトラップ装置。
前記ケーシングと前記干渉板の少なくとも一方を冷却する冷却手段を設けた請求項２から４のいずれか１項に記載のトラップ装置。
前記ケーシングと前記干渉板の少なくとも一方を熱良導体にて構成した請求項２から５のいずれか１項に記載のトラップ装置。
基板に接合材を介して電子部品を搭載して成る電子部品搭載基板を加熱することにより前記接合材に含有されるフラックスを気化させて前記電子部品と前記基板とを接合する加熱室と、前記気化したフラックスが混在する高温ガスを前記加熱室内から排出するための排気管と、前記排気管の排気流量を調節するバルブとを備えたリフロー炉において、
前記排気管の前記バルブの上流側に、前記高温ガスに混在するフラックスを除去するためのトラップ装置を配設したことを特徴とするリフロー炉。
前記トラップ装置は、前記排気管に配設したケーシング本体及び前記ケーシング本体に着脱可能に配設した蓋体を有するケーシングと、前記蓋体に付設すると共に前記ケーシング本体内に配設した支軸と、前記支軸に対し挿脱可能に取り付けられると共に前記ケーシング本体内に蛇行状流路を形成する複数の干渉板と、前記干渉板の相互間に介在すると共に前記支軸に挿脱可能に取り付けられた筒状のスペーサ部材とを備えた請求項７に記載のリフロー炉。