JPH01271068A - 気相式はんだ付け装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は、飽和蒸気相の気化潜熱を利用してリフローは
んだ付けを行う気相式はんだ付け装置である。

（従来の技術） 第３図に示されるように、気相式はんだ付け装置は、蒸
気槽１１の中央部に形成された液槽部１２を挟んでワー
ク搬入口１３を有するワーク搬入側のダクト部１４とワ
ーク搬出口１５を有するワーク搬出側のダクト部１６と
が形成され、このワーク搬入側およびワーク搬出側のダ
クト部１４．１６の内部に蒸気凝縮用冷却器１７．１８
が配設されている。

そうして、前記液槽部１２に収容された不活性液２１が
ヒータ２２により加熱されて蒸気槽１２の内部に飽和蒸
気相２３が形成され、この飽和蒸気相２３が有する気化
潜熱によってワーク２４に塗布されたクリームはんだが
溶融されるリフローはんだ付けがなされる。２５はワー
ク搬送コンベヤで−ある。

（発明が解決しようとする課題） このよ°うな気相式はんだ付け装置において、従来は、
低温のダクト部１４内を搬送されてきたワーク２４が、
いきなり飽和蒸気相２３に突入されるため、急激な温度
変化を受け、問題が生ずる。

例えば、ワークとしてのプリント配線基板上にクリーム
はんだを介してマウントされた基板搭載部品が基板のラ
ンド部より早く温度上昇することから、溶融はんだが温
度の低い基板側から高い部品側に流動するウィッキング
現象が生じたり、チップ部品の両端のはんだ付け部のう
ち片側が基板面から離れて搭載部品が基板上に直立して
しまうマンハッタン現象が生じたり、さらには、溶融は
んだが球状になるハンダボール現象が生ずる。

本発明は、不活性液の加熱ヒータ湿度を一次制御および
二次制御することによって、飽和蒸気相のレベルを一次
制御および二次制御することで、二次空間で本来の気相
式はんだ付けを行う前に、−数字間でワークを予加熱し
て、前記はんだ付けに不都合な現象を防止することを目
的とする。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段） 本発明は、蒸気槽３１の底部に収容された不活性液３７
がヒータ３８により加熱されて、蒸気槽３１の内部に飽
和蒸気相３９が形成され、この飽和蒸気相３９が有する
気化潜熱によってワークＷがリフローはんだ付けされる
気相式はんだ付け装置において、前記不活性液３７の上
側空間に複数の立上げ板４１〜４４によってワーク搬入
側の一次空閤４５とワーク搬出側の二次空間４６とが区
画形成され、−数字間４５の上部に一次空間内の飽和蒸
気相のレベルを検出する一次センサ４８が設けられ、二
次空間４６の上部に二次空間内の飽和蒸気相のレベルを
検出する二次センサ４９が設けられ、前記ヒータ３８は
、前記一次センサ４８により比較的低温に制御される一
次ヒータ３８ａと、前記二次センサ４９により比較的高
温に制御される二次ヒータ３８ｂとから成り、−数字間
４５に比較的低レベルの一次蒸気相３９ａが形成される
とともに、二次空間４６に比較的高レベルの二次蒸気相
３９ｂが形成されるものである。

（作用） 本発明は、一次センサ４８および一次ヒータ３８ａの働
きで一次空間４５に形成された比較的低レベルの一次蒸
気相３９ａ上で、ワークＷがリフロー温度の直前まで予
加熱され、そして、二次センサ４９および二次ヒータ３
８ｂの働きで二次空間４６に形成された比較的高レベル
の二次蒸気相３９ｂ中で、ワークＷがリフロー温度まで
加熱されリフローはんだ付けされる。

（実施例） 以下、本発明を第１図および第２図に示される実施例を
参照して詳細に説明する。

第１図に示されるように、蒸気槽３１の中央部に形成さ
れた液槽部３２を挟んでワーク搬入口３３を有するワー
ク搬入側のダクト部３４とワーク搬出口３５を有するワ
ーク搬出側のダクト部３６とが形成されている。

前記液槽部３２に収容された不活性液（フッ素系不活性
溶剤・・商品名７０リナート）３７がシーズヒータ３８
により加熱されて、蒸気槽３１の内部に飽和蒸気相３９
が形成され、この飽和蒸気相３９が有する気化潜熱によ
ってワークＷがリフローはんだ付けされる。このワーク
Ｗは、前記搬入口３３から搬出口３５にわたって設けら
れたワークコンベヤ４０によって搬送される。

前記不活性液３１の上側空間に複数の立上げ板４１、４
２．４３．４４によって、ワーク搬入側の一次空閤４５
とワーク搬出側の二次空間４６とが中央空間４７を介し
て区画形成され、−数字間４５の上部に一次空間内の飽
和蒸気相のレベルを検出する一次センサ４８が設けられ
、二次空間４６の上部に二次空間内の飽和蒸気相のレベ
ルを検出する二次センサ４９が設けられている。前記中
央空間４７は、−数字間４５と二次空間４６とを分断し
て、その雨空間４５．４６の役割を明確にする働きがあ
る。

前記ヒータ３８は、前記一次センサ４８により比較的低
温に制御される液槽部右側の一次ヒータ３８ａと、前記
二次センサ４９により比較的ｉａ温に制御される液槽部
左側の二次ヒータ３８ｂとから成り、−数字間４５に比
較的低レベルの一次蒸気相３９ａが形成されるとともに
、二次空間４６に比較的高レベルの二次蒸気相３９ｂが
形成される。

前記立上げ板４１．４２．４３は、蒸気槽３１の上部に
設けられた一対のロッド５１に移動自在に取付けられ、
ねじ止めされているから、そのねじを緩め、必要に応じ
て移動調整すると、前記−数字間４５および二次空間４
６の大きさが変えられる。

前記二次空間４６の上部には警報用センサ５２が設けら
れており、このセンサ５２により二次蒸気相３９ｂが検
知された場合は飽和蒸気相レベルが上昇し過ぎであるか
ら、ヒータ３８への通電を停止するなどして、過熱を防
止する。

前記液槽部３２の内部には液温検知用センサ５３が挿入
され、このセンサ５３によって不活性液３７の温度が検
出される。また、３箇所においてヒータ３８に接触する
ように過熱警報用センサｂ４が設けられ、このセンサ５
４によってヒータ３８の過熱が検出される。５５は、不
活性液の給排口である。

前記センサ４８．４９．５２．５３．５４は、熱雷対で
ある。

前記ワーク搬入側のダクト部３４の内部では、前記液槽
部３２のワーク搬入側端とワーク搬入口３３との間に間
隔をおいてワーク搬送レベルより下側に複数、の仕切板
６１．６２．６３．６４が設けられ、その各仕切板６１
．６２．６３．６４の間に複数段のベーパポケット部６
５．６６、６７が形成されている。前記各仕切板６１．
６２．６３の下側にはそれぞれ通液間隙６８が設けられ
ている。

さらに、前記ワーク搬出側のダクト部３６の内部では、
前記液槽部３２のワーク搬出側端とワーク搬出口３５と
の間に間隔をおいてワーク搬送レベルより下側に複数の
仕切板７１：　７２．７３．７４．γ５が設けられ、そ
の各仕切板７１．７２．７３．７４．７５の間に複数段
のベーパポケット部７６、７７、７８．７９が形成され
ている。前記各仕切板７１〜７４の下側にはそれぞれ通
液間ｗａ８０が設けられている。

これらのワーク搬入側およびワーク搬出側の複数段のベ
ーパポケット部にそれぞれ蒸気凝縮用冷却器（冷却水蛇
管）　８１．８２．８３．８４．８５．８６゜８７、８
８．８９が設けられている。

前記ワーク搬入側のダクト部３４内に線、ワークコンベ
ヤ４０を挟んで上側および下側に面ヒータ９１、９２が
設けられ、この面ヒータ９１．９２によりダクト部３４
内に搬入されたワークＷが予加熱される。

ざらに、仕切板６２と面ヒータ９２との間に間隙９３が
設けられ、この間隙９３に蒸気が落込むようにすること
によって、蒸気が面ヒータ９２上へ移動するおそれが防
止される。また、仕切板６３と面ヒータ９２の下面との
間に蒸気の移動が可能の間隙９４が設けられている。一
方、ワーク搬出側のダクト１１３６内に設けられた板部
材９５はヒータではない。また、ワーク搬入口３３およ
びワーク搬出口３５の近傍にはミストを液回収ユニット
に強制的に吸出すための吸出口９６が設けられている。

次に、この実施例の作用を説明する。

一次センサ４８によって比較的低温にｖ制御される一次
ヒータ３８ａの働きで、−欠字ｗＲ４５に比較的低レベ
ルの一次蒸気相３９ａが形成されるので、ワークＷはこ
の一次蒸気相３９ａよりもやや上側で搬送され、２１５
℃の飽和蒸気相よりも低温の雰囲気中でリフロー温度の
直前まで予加熱される。また、二次センサ４９によって
比較的高温に制御される二次ヒータ３８ｂの働きで二次
中１ｉｆ１４６に比較的高レベルの二次蒸気相３９ｂが
形成されるので、ワークＷはこの二次蒸気相３９ｂの内
部で搬送され、この飽和蒸気相中で確実にリフローされ
る温度（２１５℃）まで加熱され、リフローはんだ付け
される。

さらに、液槽部３２上からワーク搬入口３３またはワー
ク搬出口３５に向って移動する蒸気は、各仕切板６１〜
６３または７１〜７４の上端をオーバーフローして、各
段のベーパポケット部６５〜６７または７６〜７９に落
ち込み、この各ベーパポケット部の内部で冷却器８１〜
８９により効率良く冷却され、凝縮される。特に、液槽
部３２に最も近いベーパポケット部６５、７６にはそれ
ぞれ２組の冷却器８１．８２または８５゜８６が設けら
れているから、このベーパポケット部６５、７６でほと
んどの蒸気が回収される。そして、各段のベーパポケッ
ト部６５〜６１または７６〜７９で凝縮された液は、各
仕切板の下側に設けられた間隙６８、８０を経て液槽部
３２に流れ落ちる。

また、ワーク搬出側では、液槽部３２に最も近いベーパ
ポケット部７６でほとんどの蒸気が回収され、はんだ付
け後のワークＷと接触する高温の蒸気が早くなくなるの
で、ワークＷの湿度隣下が早い。

以上のように加熱され、冷却されるワークＷの温度プロ
ファイルを第２図に示す。この図において、Ａは面ヒー
タ９１．９２による予加熱状態を示し、Ｂは一次蒸気相
３９ａによる加熱状態を示し、Ｃは二次蒸気相３９ｂに
よる加熱状態を示し、Ｄはベーパポケット部７６におけ
る蒸気急速回収による急冷状態を示すものである。ｅは
、第３図に示された従来の気相式はんだ付け装置でリフ
ローはんだ付けされる場合のワーク加熱特性を示す。

〔発明の効果〕

本発明によれば、不活性液の上側空間に複数の立上げ板
によってワーク搬入側の一次空間とワーク搬出側の二次
空間とが区画形成され、−数字間の上部に一次空間内の
飽和蒸気相のレベルを検出する一次センサが設けられ、
二次空間の上部に二次空間内の飽和蒸気相のレベルを検
出する二次センサが設けられ、前記ヒータは、前記一次
センサにより比較的低温に制御される一次ヒータと、前
記二次センサにより比較的高温に制御される二次ヒータ
とから成り、−数字間に比較的低レベルの一次蒸気相が
形成されるとともに、二次空間に比較的高レベルの二次
蒸気相が形成されるから、この一次制御および二次制御
された飽和蒸気相のレベルの相違を利用して、二次空間
でリフロー温度により気相式はんだ付けを行う前に、−
数字間でワーク温度をリフロー温度近傍まで緩やかに上
昇させることにより、ウィッキング現象、マンハッタン
現象およびハンダボール現象のような好ましくない現象
を防止できる。また、本発明は、ヒータの加熱温度を制
御することによって飽和蒸気相のレベルを制御するよう
にしているので、温度設定の変更によって一次および二
次の飽和蒸気相レベルを容易に変更できる利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の気相式はんだ付け装置の一実施例を示
す断面図、第２図はその装置によってはんだ付けされる
ワークのｉｆｆブＯファイルを示すグラフ、第３図は従
来の気相式はんだ付け装置の断面図である。 Ｗ・・ワーク、３１・・蒸気槽、３１・・不活性液、３
８・・ヒータ、３８ａ　・・一次ヒータ、３８ｂ　・・
二次ヒータ、３９・・飽和蒸気相、３９ａ　・・−水蒸
気相、３９ｂ　・・二次蒸気相、４１〜４４・・立上げ
板、４５・・−数字間、４６・・二次空間、４８・・一
次センサ、４９・・二次センサ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）蒸気槽の底部に収容された不活性液がヒータによ
   り加熱されて、蒸気槽の内部に飽和蒸気相が形成され、
   この飽和蒸気相が有する気化潜熱によってワークがリフ
   ローはんだ付けされる気相式はんだ付け装置において、
   前記不活性液の上側空間に複数の立上げ板によってワー
   ク搬入側の一次空間とワーク搬出側の二次空間とが区画
   形成され、一次空間の上部に一次空間内の飽和蒸気相の
   レベルを検出する一次センサが設けられ、二次空間の上
   部に二次空間内の飽和蒸気相のレベルを検出する二次セ
   ンサが設けられ、前記ヒータは、前記一次センサにより
   比較的低温に制御される一次ヒータと、前記二次センサ
   により比較的高温に制御される二次ヒータとから成り、
   一次空間に比較的低レベルの一次蒸気相が形成されると
   ともに、二次空間に比較的高レベルの二次蒸気相が形成
   されることを特徴とする気相式はんだ付け装置。