JP3000420U

JP3000420U - はんだ付け装置における雰囲気の冷却装置

Info

Publication number: JP3000420U
Application number: JP1994000198U
Authority: JP
Inventors: 正昭今井
Original assignee: 日本電熱計器株式会社
Priority date: 1994-01-25
Filing date: 1994-01-25
Publication date: 1994-08-09
Anticipated expiration: 2000-01-25

Abstract

(57)【要約】【目的】チャンバ内の雰囲気中のフラックスヒューム
の除去を容易にし、クリーンなはんだ付け環境と保守管
理が容易な冷却装置を得る。【構成】循環路を介してフラックスヒュームを含む雰
囲気を冷却する冷却装置２４を設け、この冷却装置２４
の循環路は、表面が波状の凹凸に形成したフィルム部材
からなる管体３４で形成し、この管体３４を底部および
天井部に着脱可能にネット３２を設け筐体３１内に収納
し、管体３４の両端部をフランジ管３３に対しそれぞれ
着脱可能に取り付け、さらに冷却部２５と、管体３４を
冷却する送風機２６とを下部チャンバ内の下方に設けた
ヒータよりも下方の位置に設けたことを特徴とする。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、雰囲気を封止したチャンバ内で配線基板のはんだ付けを行うはんだ付け装置において、チャンバ内の雰囲気を冷却する冷却装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

リフロー型のはんだ付け装置では、はんだ付け処理を行う配線基板を高い温度に加熱する必要上、加熱された雰囲気をチャンバ内に封止し、チャンバ内に配線基板を搬送して連続したはんだ付け処理を可能とした構成が一般的に採用されている。

【０００３】また、上記のはんだ付け処理を酸素濃度の低い不活性ガスの雰囲気中で行うはんだ付け装置も用いられている。なお、不活性ガスとしては窒素ガス（Ｎ₂ ）が使用される場合が一般的である。すなわちこのことによって、配線基板のはんだ付けランドや電子部品のはんだ付け電極等の酸化が抑制され、少ないフラックスでも良好なはんだ付けが可能になるとともに、はんだ融液の表面張力が低下して、いわゆるマイクロソルダリングが可能となるからである。また、はんだ融液中の鉛の蒸発・拡散が抑制され、鉛による大気汚染を解消することができるからである。

【０００４】他方で、フロー型はんだ付け装置においても、はんだ付け処理を低酸素濃度の不活性ガス雰囲気中で行うことを目的として、はんだ付け処理工程をチャンバで覆い、不活性ガス雰囲気を保持するように構成することが行われている。

【０００５】ところで、はんだ付け処理工程ではフラックスヒュームが発生するが、雰囲気の封止を目的としたチャンバ内ではんだ付け処理を行うはんだ付け装置においては、リフロー型およびフロー型を問わずフラックスヒュームがチャンバ内の雰囲気中に滞留することになる。そこで、雰囲気中に滞留するフラックスヒュームのような不純物を捕集して除去する捕集装置を備えたはんだ付け装置が一般化してきている。

【０００６】例えば、特開平４−１３４７４号公報の技術は、当該雰囲気を冷却フィンで冷却し、フラックスヒュームのような気化した不純物を凝縮・液化してフィン表面に捕集する技術である。図４は、特開平４−１３４７４号公報の不純成分除去手段を示す側断面図である。この図において、５１は不純成分除去手段で、冷却フィン５２は筒状のカートリッジ５３に対してジグザグ状に形成され、このカートリッジ５３は本体筒５４に対し、ねじ５５を介して嵌合され交換が容易にできるように構成している。すなわち、カートリッジ５３の清掃を容易に行うことができるように図ったものである。なお、５６は前記カートリッジ５３に装着されたフィルタである。

【０００７】また、本出願人は、先に、チャンバ内の雰囲気中のフラックスヒュームを捕集した後に冷却して、フラックスヒュームの除去効率を高め、フラックスヒュームが除去された雰囲気を配線基板のタイムリィな冷却に用いる技術を、特願平５− ３３４８３９号により提案している。

【０００８】

【考案が解決しようとする課題】

しかし、特開平４−１３４７４号公報の技術では、冷却フィン５２を有するその構造の複雑性のゆえに冷却用のカートリッジ５３の清掃に現実的にはかなりの困難を伴い、また、カートリッジ５３の構造から考えてもカートリッジ５３の製品コストは高くなり易い。一般的に、フラックスヒュームを含んだ雰囲気を冷却すると、冷却によって液化したフラックスヒュームが冷却装置に付着し易くなる。

【０００９】本考案は、上記の問題点を解決するためになされたもので、冷却効率等の熱交換量の低下を招くことなく、雰囲気に含まれるフラックスヒュームの除去を容易にしたはんだ付け装置における雰囲気の冷却装置を得ることを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】

本考案にかかるはんだ付け装置における雰囲気の冷却装置は、循環路を、その表面が波状の凹凸に形成されたフィルム部材からなる管体で構成し、さらにこの管体を冷却する送風機を具備したものである。

【００１１】また、管体は、底部および天井部に着脱可能なネットを設けた筐体内に収納されるとともに、その両端部が前記筐体に取り付けられた２個のフランジ管に対しそれぞれ着脱可能に設けられたものである。

【００１２】さらに、チャンバは上部チャンバと下部チャンバとからなり、これら上部チャンバの内部上方と下部チャンバの内部下方とにヒータを備え、管体と送風機は下部チャンバのヒータの位置よりも下方位置に配設されたものである。

【００１３】

【作用】

本考案においては、管体が薄肉のフィルム部材で構成されているので、その熱伝導に対する抵抗（熱抵抗）を極めて小さくすることができる。また、その表面に波状の凹凸を設けているので表面積が大きくなり、熱抵抗は一層低くなる。したがって、効率の良い熱交換を行うことができる。すなわち、冷却効率が良い。

【００１４】また、管体を冷却用の筐体内に収納し着脱可能としているので、管体の交換作業が容易である。

【００１５】さらに、管体と送風機が下部チャンバの内部下方に設けたヒータの位置よりも下方の位置に配設されているので、送風機からの送風の送風温度をはんだ付け装置内の温度よりも低くすることができる。すなわち、冷却性が向上する。

【００１６】

【実施例】図１は、本考案の一実施例を示す側断面図で、窒素（Ｎ₂ ）ガス等の不活性ガス雰囲気中ではんだ付け処理を実行するリフロー型はんだ付け装置を例にとりその概要を説明する。

【００１７】この図において、１は配線基板、２は搬送コンベア、３ははんだ付け装置の筐体、４はチャンバで、上部チャンバ４Ａと下部チャンバ４Ｂとからなる。５はラビリンス部、６は第１プリヒート部、７は第２プリヒート部、８はリフロー部、９はラビリンス部、１０はヒータで、上部チャンバ４Ａの内部上方と、下部チャンバ４Ｂの内部下方に設けられている。１１は前記ラビリンス部５，９に形成された抑止板で、チャンバ４内の雰囲気の流出を抑止する。そして、チャンバ４は２つの加熱室からなる第１，第２プリヒート部６，７と、１つの加熱室からなるリフロー部８と、配線基板１の搬送方向（矢印Ａ方向）に対し、第１プリヒート部６の後方側およびリフロー部８の前方側に設けたラビリンス部５，９とからなり、これら各部には配線基板１を順に搬送する搬送コンベア２が挿通されている。１２，１３は前記チャンバ４の入口と出口、１４は不活性ガス供給源で、Ｎ₂ 等の不活性ガスをチャンバ４内に供給する、１５は配管部、１６は開閉弁、１７は流量調節弁、１８は不活性ガスの供給口、１９は前記はんだ付け装置の筐体３の下部に形成した通風用の透孔である。２１は前記チャンバ４内ではんだ付け処理によって発生したフラックスヒュームが含まれた雰囲気を吸い込む吸込口筐、２２は前記吸込口筐２１から吸い込まれた雰囲気の循環路を形成する配管部、２３は前記チャンバ４内の雰囲気中のフラックスヒュームを捕集，除去する捕集装置、２４は前記捕集装置２３の一部を構成する冷却装置で、冷却部２５と送風機（ファン）２６とからなる。２７はフィルタ装置で、フラックスヒュームを除去する。２８はポンプで、ブロア等が使用される。なお、ここでは通称「リングブロー」を使用した。

【００１８】図２は図１の冷却装置２４の一例を説明する斜視図である。この図において、図１と同一符号は同一部分を示す。

【００１９】冷却装置２４の冷却部２５には側壁を構成する筐体３１の底部および天井部に通風性の良いネット３２が係止具３８で設けられ、側壁にはフランジ管３３で設けられている。また、筐体３１内には、循環路を形成するためその長手方向の断面が波形からなる管体３４を収納し、管体３４の両端部をそれぞれ２個のフランジ管３３に対し着脱可能に接続する。そして、管体３４を筐体３１内に適宜の長さで通風性をなるべく損なわない様に収納し、管体３４を筐体３１内のネット３２で保持する。なお、ブロワ２８の吸引にともなって管体３４が若干収縮するので、適宜、筐体３１やネット３２にバンド等の係止具で固定するとよい。

【００２０】そして、フラックスヒュームを含んだ雰囲気は図１のポンプ２８によって、図２の一方のフランジ管３３の矢印Ｂ方向に吸い込まれ、管体３４内を通り、他方のフランジ管３３から矢印Ｃ方向へ吐出する。

【００２１】他方、モータ３５に回転駆動される送風機２６をネット３２の下方側に配設し、送風機２６による冷却風は矢印Ｄ方向に吹き付けられ、ネット３２を通して管体３４に当接通過させる（吹き付ける）構成である。

【００２２】また、各フランジ管３３は、図１の配管部２２を介してその一方をリフロー部８の吸込口筐２１に接続され、他方はフィルタ装置２７に接続される。

【００２３】図３は、図２のＩ−Ｉ線による断面図である。すなわち、管体３４の形状が波形状に形成してあるため、ベローズあるいはアコーデオンと同様に伸縮自在の取り扱い性を得ることができる。また、管体３４の両端部は該管体３４の接続部にゴムパッキン３７を嵌めたフランジ管３３に対しバンド等の締付具３６で密着して接続する構成である。

【００２４】また、管体３４の素材としては金属系部材が耐熱性と熱抵抗の低さの点で優れており、アルミニウムや鉄等で構成すれば極めて安価である。また、樹脂系部材としては、マイラやシリコンゴム等が耐熱性が高く熱抵抗も低いので適している。その他、これらに準ずるような素材であれば使用することができる。

【００２５】このように、図１のリフロー部８における下部チャンバ４Ｂのヒータ１０の位置よりも下方位置に冷却部２５と送風機２６からなる冷却装置２４を配設し、はんだ付け装置の筐体３の透孔１９から床面側の大気を吸い込んで放熱用の管体３４に吹きつける構成である。なお、冷却部と送風機を筐体３のボトムベース部分に配設すると最も良い。

【００２６】次に、動作について説明する。

【００２７】リフロー部８の吸込口筐２１から吸引されたフラックスヒュームを含む雰囲気は冷却装置２４の筐体３４に導かれ、管体３４の管壁を介して大気中へ拡散放熱する。なお、管壁はフィルム部材の薄肉形状で波形状に凹凸を形成してあるので熱抵抗が低く、放熱性は良好である。また、管体３４は送風機２６による強制冷却を行っているので、実質的な熱抵抗は更に低くなる。したがって、管体３４を通過する雰囲気の冷却性は良好である。

【００２８】表１は冷却能力の試験結果（データ）を示すものである。このデータは、送風機２６の直径を３００ｍｍとし、冷却部２５の筐体３１の底面各辺を３４０ｍｍとし、また管体３４に７５ｍｍφのものを使用し、リフロー部の雰囲気温度を２８０℃に制御した場合に、ポンプ２８が吐出（吐出管径３２ｍｍφ）する雰囲気の温度を測定した結果である。

【００２９】なお、交流モータで駆動するポンプ２８をインバータ駆動し、その駆動周波数によって回転数を制御している。また、吐出風量は吐出風速から換算した値である。すなわち、流量４００ｌ／ｍｉｎ以上においても雰囲気温度は約４０℃程度まで冷却されており、優れた冷却特性が得られている。

【００３０】

【表１】さらに、送風機２６によって送風する冷却風は、はんだ付け装置の筐体３の透孔１９を通る床面側の冷たい大気であるので冷却性も極めて良い。

【００３１】他方、雰囲気の冷却に伴って、液化したフラックスヒューム等の不純物の一部が管体３４の管壁に付着する。そしてその量が増加してくると熱伝導性が低下して（熱抵抗が増大して）冷却性が低下する。このような場合は、管体３４を取り外して廃棄し新しい管体３４を取り付ける。すなわち、使い捨てとする。なお、管体３４はフランジ管３３に締付具３６で接続固定する構成であるので、交換作業は容易である。また、アルミニウムを素材とした汎用の管体（一般にフレキシブルダクトやフレキシブルホースと呼称されている管体）を利用すれば、交換に伴うコストも極めて安価となる。

【００３２】ちなみに、管体３４の長さや管径を調節することで熱交換量を調節することができる。また、管体３４の表面形状である波形状はベローズやアコーデオンのように伸縮させることができるので、管体３４の伸縮長を調節することで実質的な表面積の調節を行うことが可能となり、熱交換量の調節も行うことができる。

【００３３】なお、フレキシブルダクトには極端な高圧や低圧が加わらないので、気密性保持に差支えることはない。

【００３４】

【考案の効果】

以上説明したように本考案は、循環路が、表面が波状の凹凸に形成されたフィルム部材からなる管体で構成され、さらに、この管体を冷却する送風機とを具備したので、優れた冷却性を確保しつつ、冷却装置に付着したフラックスヒューム等の不純物の除去を容易に、しかも冷却効率が良く低コストで行うことができる。

【００３５】また、管体は、底部がネットで形成された筐体内に収納されるとともに、その両端部が前記筐体に取り付けられた２個のフランジ管に対しそれぞれ着脱可能に設けられたので、管体の交換が容易でメンテナンスの手数が省ける。

【００３６】さらに、チャンバは上部チャンバと下部チャンバとからなり、これら上部チャンバの内部上方と下部チャンバの内部下方にヒータを備え、放熱用の管体と送風機は下部チャンバのヒータの位置よりも下方位置に配設されたので、冷却装置の冷却性能が向上する。

【００３７】したがって、クリーンなはんだ付け環境と優れた保守環境、そして低ランニングコストとを両立させたはんだ付け装置を実現することができる等の利点を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例を示す側断面図である。

【図２】図１の冷却装置の一例を示す斜視図である。

【図３】図２のＩ−Ｉ線による断面図である。

【図４】従来の不純成分除去手段を示す側断面図であ
る。

【符号の説明】

４チャンバ４Ａ上部チャンバ４Ｂ下部チャンバ１０ヒータ２２配管部２３捕集装置２４冷却装置２５冷却部２６送風機２７フィルタ装置２８ポンプ３１筐体３２ネット３３フランジ管３４管体

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】チャンバ内のフラックスヒュームを含む
雰囲気を循環路を介して循環し、冷却して除去するはん
だ付け装置における雰囲気の冷却装置であって、前記循環路を、その表面が波状の凹凸に形成されたフィ
ルム部材からなる管体で構成し、さらにこの管体を冷却
する送風機を具備したことを特徴とするはんだ付け装置
における雰囲気の冷却装置。
【請求項２】管体は、底部および天井部に着脱可能に
ネットを設けた筐体内に収納されるとともに、その両端
部が前記筐体に取り付けられた２個のフランジ管に対し
それぞれ着脱可能に設けられたことを特徴とする請求項
１に記載のはんだ付け装置における雰囲気の冷却装置。
【請求項３】チャンバは上部チャンバと下部チャンバ
とからなり、これら上部チャンバの内部上方と下部チャ
ンバの内部下方にそれぞれヒータを備え、管体と送風機
は前記下部チャンバのヒータの位置よりも下方位置に配
設されたことを特徴とする請求項１または２に記載のは
んだ付け装置における雰囲気の冷却装置。