JPH0221154B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 発明の対策 本発明は洗浄装置、特にはんだ付後のプリント
基板の洗浄を行なうのに好適な洗浄装置に関する
ものである。

従来技術 プリント基板の組立工程では、通常基板に部品
をはんだ付する作業が実施されるが、本工程では
はんだ付品質を確保するためにフラツクスが使用
される。プリント基板にこの様なフラツクスが残
つていると、腐食、電気的接触特性不良等の問題
が生じるので、一般にはんだ付け後のプリント基
板に対して洗浄作業が実施される。

洗浄作業ではこの様なフラツクスを効率的に除
去するため、フラツクス及び被洗浄物の形状、材
質に適応した洗浄液、洗浄工法が選定される。洗
浄品質を確保するためには、この様な洗浄工法の
選定と共に洗浄液の清浄度が非常に大きな要因と
なる。一定量の洗浄液で洗浄をくり返すことによ
り、洗浄液中にフラツクスが溶解され、洗浄液中
のフラツクス濃度が増大する。

この様に汚れた洗浄液で洗浄したものは、洗浄
特性そのものがそこなわれると共に、本来清浄な
表面も逆汚染されるので、高品質な洗浄特性を得
るためには清浄な液で洗浄するということが重要
な課題となる。

清浄な洗浄液を得るために従来次の様な方法が
考えられている。たとえば洗浄液を沸点で蒸発さ
せ凝縮させる蒸留方法により清浄な液が得られる
が、本方法のみでは洗浄槽中のフラツクス濃度の
低下は充分に期待できない。洗浄槽の洗浄液中の
フラツクス濃度を1/10以下にするためには槽の容
積の10倍の蒸留能力が必要となり、所定の濃度以
下にフラツクス濃度を保つためには非常に高価で
大型な蒸留機が必要となる。一方洗浄槽を多槽化
することは最終洗浄槽でのフラツクス濃度を下げ
るための有効な手段である。洗浄槽が一槽ふえる
毎に洗浄液のフラツクス濃度は約1/10になること
が知られている。

洗染液中のフラツクス濃度はコネクターの様に
電気的接触部を有する部品は、0.01重量％以下に
する必要があり、これ以上の濃度では接触不良が
発生する。第１図は接触不良発生率と洗浄液中の
フラツクス濃度との関係を示すもので、洗浄の最
終段階で必要なフラツクス濃度が0.01重量％以下
であることがわかる。

この様に洗浄液中のフラツクス濃度を低濃度に
管理するためには、 (i) 設定した蒸留量が常に得られること、 (ii) 洗浄槽をできるだけ多槽化すること、 (iii) 洗浄液中のフラツクス濃度を常にモニター管
理すること。

が有効である。

従来装置については、この様な蒸留量管理及び
フラツクス濃度管理が充分行われることなく、経
験的な管理法に依存していたため、結果としてプ
リント基板は、洗浄品質のバラツキを免れなかつ
た。

又洗浄槽の多槽化は、多槽化することにより設
備費が増大すると共に、高価な洗浄液の所要量が
増大するため、経済的観点から洗浄槽はできるだ
け少なくしてかつ多槽化の効果を持たせることが
望まれていた。

発明の目的 本発明の目的とするところは、上述したごとき
従来の問題点の一つを解決するものであり、洗浄
槽数を増すことなく多槽化の効果を得ることにあ
る。

発明の総括的説明 本発明は、１つの洗浄槽内に配置され被洗浄物
にスプレー洗浄を施す手段と、このスプレー洗浄
手段に対して選択的に１回目および２回目の洗浄
液をそれぞれ供給する手段と、スプレー洗浄後の
１回目および２回目の洗浄液がそれぞれ排液とし
て回収される第１および第２の回収タンクと、ス
プレー洗浄後の排液に対して対応する回収タンク
を選択して排出する手段とを有する洗浄装置を特
徴とする。

前記洗浄槽は複数組連結することができ、この
場合任意の１つの洗浄槽は他の洗浄槽と常に異な
る洗浄液を選択することが可能である。

また前記回収タンクに回収された前記排液が再
び前記選択された洗浄液として循環されるように
形成することが可能である。

なお本発明をさらに効果あらしめるために、下
記の手段を追加することができる。

(i) 各貯液タンクのフラツクス濃度を一定値以下
に抑えるために洗浄液の蒸留機またはフラツク
スを過し除去するための過装置など一般的
に言えば浄化装置を備え、該浄化装置の出力で
ある清浄な洗浄液（または本発明になる洗浄装
置より後段に配置された他の洗浄槽を通過した
洗浄液）を最も清浄に近い貯液タンクに供給
し、該貯液タンクからあふれた洗浄液を次に清
浄に近い貯液タンクに供給し、…以下同様にし
て最も汚れた貯液タンクからあふれた洗浄液を
前記浄化装置に戻すための洗浄液の浄化および
循環系。

(ii) 常に一定量以上の清浄な洗浄液が供給される
ように、前記浄化装置から出力される洗浄液の
流量を監視するフローメータ。

(iii) 最終段階の洗浄槽におけるフラツクス濃度を
モニタするフラツクス濃度計。

発明の実施例 次に本発明の実施例について図面を用いて詳細
に説明する。

第２図は本発明の一実施例であるプリント基板
用洗浄装置の構成を断面で示したものである。本
装置はプリント基板１１をスプレー洗浄するため
の第１洗浄槽１および第２洗浄槽２、漬浸洗浄を
行うための第３洗浄槽３と、洗浄した液を回収す
るための第１〜第３回収タンク４〜６、洗浄した
排液を回収タンクに選択的に流すための第１フラ
ツププレート７および第２フラツププレート８、
基板を保持搬送するための上部基板保持ハンガー
１３、下部基板保持ハンガ１２、洗浄槽中の基板
をスプレー洗浄するためのスプレーノズルを摺動
させるための摺動ヘツド１４、並びにスプレー中
に洗浄液が飛散することを防止するための開閉シ
ヤツター１５より構成される。

なお搬入コンベヤー１９は、本洗浄装置までプ
リント基板１１を搬送するコンベヤー、排出コン
ベヤー２０は、洗浄後のプリント基板１１を搬送
するコンベヤーである。

また上部ハンガーアーム１８は、プリント基板
１１を洗浄槽から洗浄槽へと移動させるための搬
送機構である。第３洗浄槽３と第１〜第３回収タ
ンク４〜６には洗浄液１６が貯えられあるいは回
収される。

第３図は本実施例の洗浄液１６のフローを示し
たもので、第２図に示したもの以外にフラツクス
の混入した洗浄液を清浄化するための蒸留機２
８、蒸留された液を貯蔵するための第１〜第４貯
液タンク２２〜２５、蒸留量をモニターするため
のフローメータ２６及び最終洗浄槽である第３洗
浄槽３の洗浄液中のフラツクス濃度をモニターす
るためのフラツクス濃度計２７により構成され
る。

第３図の第１洗浄槽と第２洗浄槽においてそれ
ぞれ「１回目洗浄」と「２回目洗浄」とあるの
は、各々の洗浄槽で行われる２つの工程とそのと
き使用される洗浄液のフローを示している。なお
第３図における矢印にすべて洗浄液の流れとその
方向を示している。

次に第２図および第３図を用いて本装置の動作
について説明する。搬入コンベヤー１９上にセツ
トされたプリント基板１１は、上部基板保持ハン
ガー１３、上部ハンガーアーム１８、及び下部基
板保持ハンガー１２の動作により第１洗浄槽１の
所定の位置にセツテイングされる。上記動作によ
り、第１洗浄槽１にセツテイングされていた基板
は第２洗浄槽２へ、第２洗浄槽２の基板は第３洗
浄槽３へ、第３洗浄槽３の基板は搬出コンベヤー
２０に搬送されることになる。この時第１洗浄槽
１下部の第１フラツププレート７及び第２洗浄槽
２下部の第２フラツププレート８は第２図の破線
で示すごとく洗浄液がそれぞれ第１回収タンク４
及び第２回収タンク５に流れる様にセツトされ
る。この状態で第３図に示すごとく第１回目のス
プレー洗浄が所定の時間実施される。この時の洗
浄液の流れは第３図に示したごとく第１洗浄槽１
では第１貯液タンク２２より第１フラツププレー
ト７を介して第１回収タンク４に流れ、第１貯液
タンク２２にもどされる。又第２洗浄槽２では、
第２貯液タンク２３より第２フラツププレート８
を介して第２回収タンク５に流れ、第２貯液タン
ク２３にもどる。次に基板をこの位置に保持した
まま第２回目の洗浄が実施される。この時第１フ
ラツププレート７および第２フラツププレート８
の位置は第２図の破線から実線で示した位置に変
更される。このフラツププレート位置変更により
洗浄液は、第３図に示すごとく第１洗浄槽１では
第２貯液タンク２３より第２回収タンク５に流れ
込み、ポンプ（図示せず）によつて再び第２貯液
タンク２３に戻される。第２洗浄槽２では、第３
貯液タンク２４より第３回収タンク６に流れ、ポ
ンプ（図示せず）によつて再び第３貯液タンク２
４に戻される。２回目の洗浄が完了したプリント
基板１１は前述した動作により次の槽に送られ
る。この様に洗浄槽底部に設けたフラツププレー
トの開閉動作により、同一洗浄槽で２種以上の濃
度レベルの洗浄液で洗浄することが可能となる。

ここで第１貯液タンク２２、第２貯液タンク２
３間および第２貯液タンク２３、第３貯液タンク
２４間の洗浄液を選択する手段の一実施例につい
て、第４図を用いて補足説明する。バルブ１０
１、バルブ１０２およびポンプ１００は、第１洗
浄槽１用に設けたソレノイドバルブおよびポンプ
であり、バルブ２０１、バルブ２０２およびポン
プ２００は、第２洗浄槽２用に設けたソレノイド
バルブおよびポンプである。第１貯液タンク２２
の洗浄液を第１洗浄槽１に供給するときには、バ
ルブ１０１を開にし、バルブ１０２を閉にして、
ポンプ１００をオンにする。また第２貯液タンク
の洗浄液を第１洗浄槽１に供給するときには、逆
にバルブ１０１を閉にし、バルブ１０２を開にし
てポンプ１００をオンにする。第２洗浄槽２の第
２貯液タンク２３または第３貯液タンク２４から
洗浄液を供給する場合も、バルブ２０１とバルブ
２０２を同様に開閉操作する。なおバルブ１０１
とバルブ２０１の開または閉は連動し、バルブ１
０２とバルブ２０２の開または閉は連動する。

次に回収タンクを選択する手段の一実例として
第１フラツププレート７および付属機構につい
て、第５図を用いて説明する。第５図は第１洗浄
槽１を横からみたもので、第１洗浄槽１と第１回
収タンク４は断面で示し、第１フラツププレート
７および付属機構のみを立面で表わしたものであ
る。機構は、第１洗浄槽１の槽底に設けられた第
１フラツププレート７、この第１フラツププレー
ト７を保持し回転させる機能をもつ回転軸７４、
この回転軸７４の一端に固定され該回転軸７４に
回転力を加える回転アーム７２、この回転アーム
７２を駆動するエアシリンダ７１およびエアシリ
ンダ７１への空気の供給をオン／オフするバルブ
７３（ソレノイドバルブ）から構成される。回転
アーム７２は、エアシリンダ７１の軸と支点で連
結しており、該支点を軸として自在に屈曲する。
なお回転軸７４の両端を支える軸受およびエアシ
リンダ７１を支える支持体は図示していない。バ
ルブ７３をオン／オフすることにより、エアシリ
ンダ７１が駆動され、これによつて回転アーム７
２が移動するとともに回転軸７４および第１フラ
ツププレート７が回転し、第１フラツププレート
７が別の方向に傾くことによつて、洗浄液は第１
回収タンク４または第２回収タンク５のいずれか
に流れ込み、同時に他方の回収タンクの入口をふ
さぐ。第２フラツププレート８および付属機構の
しくみおよび動作についても同様である。なおバ
ルブ１０１とバルブ７３とは連動し、バルブ１０
１が開になると同時に洗浄液が第１回収タンク４
に流れ込むようにバルブ７３の開閉を行う。

次に第３図を用いて本実施例において洗浄液の
流れとその管理方法について説明する。

蒸留機２８により蒸留された清浄な洗浄液は一
たん第４貯液タンク２５に貯蔵された後フローメ
ータ２６を通つて第３洗浄槽３に入る。第３洗浄
槽３からオーバーフローした液は第３貯液タンク
２４に流れこみ、第３貯液タンク２４からオーバ
ーフローした液は第２貯液タンク２３に流れ込
み、以下第２貯液タンク２３から第１貯液タンク
２２へとオーバーフローし、洗浄液中のフラツク
ス濃度を次第に増しながら再び蒸留機２８にもど
る。

前述した様にプリント基板１１が電気的に問題
のない清浄面を得るためには洗浄液中のフラツク
ス濃度は0.01重量％以下にする必要があり、本実
施例では最終洗浄工程である第３洗浄槽３のフラ
ツクス濃度を上記濃度以下にする必要がある。

洗浄液中のフラツクス濃度を一定濃度以下に保
つためには投入するフラツクス量に対して、常に
一定の蒸留量が確保されることが必要となる。フ
ローメータ２６はこの目的のための第４貯液タン
ク２５と第３洗浄槽３間に設置されているもの
で、一定の流量以下でアラームが発せられ、装置
が停止する。

第６図は第３洗浄槽３の洗浄液中のフラツクス
濃度をモニターするためのフラツクス濃度計２７
の構造を示したものである。フラツクス濃度計２
７は、特性領域の波長を持つ光を発光するための
発光器２９ａと発光器２９ｂ、各ステータスの洗
浄液にこの光を通過させるため洗浄液をプールす
るためのセル３０ａ、セル３０ｂ、セル３０ｃ、
セル中の洗浄液を通過した光の光量を検出するた
めの光度計３１ａと光度計３１ｂ、これら２つの
光度計からの情報を判定、コントロールするため
のコントロールユニツト３２および洗浄液を循環
させるためのマイクロポンプ（図示せず）より構
成され、発光器２９ａに対してはセル３０ａ、及
び光度計３１ａが対応し、発光器２９ｂ対しては
セル３０ｂ、セル３０ｃ及び光度計３１ｂが対応
した位置に設置される。

第６図において、矢印をもつた実線は洗浄液の
流れを示し、太い矢印は光の流れを示し、矢印を
もつた破線は制御情報の流れを示す。

次に第６図、第７図および第８図を用いて本実
施例のフラツクス濃度計２７の機能を説明する。

一般に物質はその物質固有に特定の波長の光を
吸収する性質を持つている。セル３０ａでは蒸留
され、第４貯液タンク２５に貯蔵されていた清浄
な洗浄液が流れており、発光器２９ａにより発生
した光はこの液を通過して光度計３１ａに検出さ
れる。第７図はこの様にして光度計３１ａに入力
された光の透過率特性を示したものでa₁，a₂，a₃
の波長で本セルを通過した液特有の吸収が生じて
いる。本セルを流れる液は蒸留された液が流れて
おり、フラツクスは混入されておらず、a₁，a₂，
a₃の吸収特性は洗浄液と洗浄液に添加されている
分解防止剤等の特性が表われていると考えられ
る。

一方発光器２９ｂにより発生した光はセル３０
ａと同じ液が流れるセル３０ｂと最終洗浄槽であ
る第３洗浄槽３よる来る若干のフラツクスが混入
された洗浄液が流れるセル３０ｃを通過して光度
計３１ｂに入力される。この時の吸収特性は第８
図に示すごとく蒸留した洗浄液が持つ吸収特性
a₁，a₂，a₃に加えて、第３洗浄槽３の洗浄液が持
つ特性、すなわちフラツクスの濃度に応じた特性
b₁，b₂が追加される。ユニツトコントロール３２
では上述した様な２つの光度計により検出される
透過率特性を比較する。すなわち第７図の透過特
性より第８図の透過特性を除去すると、第８図の
斜線で示したエリヤがフラツクス特有の吸収特性
として検出され、本特性値の大小を計量すること
により、洗浄液中のフラツクス濃度をモニターす
ることができる。

一般に洗浄液中には、洗浄液が分解し、酸等に
変化することを防止するために、数％の分解防止
剤が混入されているが、本分解防止剤は洗浄液の
蒸留再製をくりかえしていく間に化学変化により
濃度が変化する。一方この様な分解防止剤にも固
有の光吸収特性があり、従つて0.01％程度のフラ
ツクス濃度を精度よく検出するためにはこの様な
分解防止剤の濃度変化の影響が非常に重要なフア
クターとなる。

本フラツクス濃度計２７ではこの様な分解防止
剤とモニターしたいフラツクスの吸収特性の分離
を可能としたもので、このため比較用の洗浄液は
新液ではなくモニターしたい洗浄槽（本実施例で
は第３洗浄槽３）の洗浄液と分解防止剤の分解レ
ベルについては同レベルである蒸留後の洗浄液を
用いることにより上述した誤差を最小限にするこ
とができる。

発明の効果 本発明は、以上述べたような構成であるから、
一つの洗浄槽に対して複数個の回収タンクおよび
貯液タンクを設けることが可能となる。このため
洗浄槽を多槽化することなく、低フラツクス濃度
の洗浄液を得ることが可能となり、設備の低価格
化がはかれる。すなわち一般に本発明でＮ個の洗
浄槽があるときには、少くとも従来方式のＮ＋１
個の洗浄槽がある場合と同様の効果が得られる。
また洗浄槽の数が少なくてよいから、開口部は少
なくなり、高価な洗浄液の消失量の低減がはかれ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は洗浄液中のフラツクス濃度と接触不良
発生率との関係を示す図、第２図は本発明の一実
施例である洗浄装置の断面図、第３図は第２図に
示す洗浄装置中を流れる洗浄液のフロー図、第４
図は貯液タンク選択手段の一実施例を示す系統
図、第５図は回収タンク選択手段の一実施例を示
す図、第６図はフラツクス濃度計２７の原理を示
す図、第７図および第８図はフラツクス濃度計に
おいて得られる光の波長と透過率との関係を示す
図である。 １……第１洗浄槽、２……第２洗浄槽、３……
第３洗浄槽、４……第１回収タンク、５……第２
回収タンク、６……第３回収タンク、７……第１
フラツププレート、８……第２フラツププレー
ト、１０……洗浄ノズル、１１……プリント基
板、１５……シヤツター、１６……洗浄液、２２
……第１貯液タンク、２３……第２貯液タンク、
２４……第３貯液タンク、２５……第４貯液タン
ク、２６……フローメータ、２７……フラツクス
濃度計、２８……蒸留機、２９ａ……発光器、２
９ｂ……発光器、３０ａ……セル、３０ｂ……セ
ル、３０ｃ……セル、３１ａ……光度計、３１ｂ
……光度計、３２……コントロールユニツト。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ １つの洗浄槽内に配置され被洗浄物にスプレ
   ー洗浄を施す手段と、前記スプレー洗浄手段に対
   して選択的に１回目および２回目の洗浄液をそれ
   ぞれ供給する手段と、前記スプレー洗浄後の１回
   目および２回目の洗浄液がそれぞれ回収される第
   １および第２の回収タンクと、第１および第２の
   回収タンクを選択して前記スプレー洗浄後の１回
   目および２回目の洗浄液を排他的に排出する手段
   とを有することを特徴とする洗浄装置。 ２ 前記第１および第２の回収タンクに回収され
   たそれぞれ前記１回目および２回目の洗浄液が再
   び前記供給手段を介して循環供給されるように構
   成することを特徴とする特許請求の範囲第１項記
   載の洗浄装置。 ３ 前記排出手段はその一端が選択される回収タ
   ンク側に傾き、反対側の他端が選択されない回収
   タンクの入口を塞ぐように固定軸のまわりに回転
   するフラツププレートを用いることを特徴とする
   特許請求の範囲第１項記載の洗浄装置。