JPH06170525A - 蒸気加熱炉および加熱処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 １台で異なる温度での加熱処理を行うことが
でき、プリント配線板の製造に適用すればリフロー炉と
硬化炉とを１台で兼用できるようにでき、設備の小型化
と、保守整備の簡単化に適する蒸気加熱炉を提供する。
またこの加熱炉を用いて異なる温度に加熱する加熱処理
方法を提供する。 【構成】 沸点と蒸気比重とが異なる複数の液を収容す
る液収容部と、この液収容部の液を加熱しこれら液を蒸
発させるヒータと、液収容部の上方に形成されこれらの
液の蒸気を収容する蒸気室とを備え、蒸気室内には蒸気
比重に対応して上下方向に各液の蒸気が層状に別れて滞
留するようにした。この加熱炉の異なる蒸気層にワーク
を順に時間的にづらせて入れるように使用する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、プリント配線板の部品
実装に用いるリフロー炉と硬化炉とに適し、蒸気を用い
てワークを複数の異なる温度に加熱処理できるようにし
た蒸気加熱炉と、この蒸気加熱炉を用いた加熱方法とに
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】表面実装部品をリフローソルダリングに
より実装する際に、所定温度の蒸気の中にこのプリント
配線板を搬入して加熱する蒸気加熱炉（リフロー炉）が
公知である。例えば図６は従来のこのリフロー炉として
用いる蒸気加熱炉の概念図である。

【０００３】この図６で符号１は液収容部であり、ここ
には所定の沸点を有する液２が収容されている。この液
収容部１には電気ヒータ３が設けられ、液２を加熱す
る。４は蒸気室であり、液収容部１の上方を囲むように
作られている。５と６はこの蒸気室４を水平に横断する
ように設けられた搬入口および搬出口である。

【０００４】７はコンベアであり、搬入口５から搬出口
６にワーク８を送る。９は蒸気室４の上部内壁に設けら
れた冷却コイル、１０は搬入口５および搬出口６に設け
られた冷却コイルである。

【０００５】ここにワーク８としてリフローソルダリン
グをするプリント配線板を用いる時には、クリームはん
だを溶融するために２２０〜２５０℃に加熱する。この
場合には液２としては、例えば蒸気温度が２２０℃にな
る住友スリーエム社製のＦＣ−７０（商品名）が用いら
れる。

【０００６】一方プリント配線板に表面実装部品を実装
する場合に、前記のリフローソルダリング法だけでな
く、表面実装部品を加熱併用紫外線硬化型接着剤でプリ
ント配線板に接着固定してから、溶融はんだ槽に浸漬す
るフローはんだ付け法を併用することがある。この場合
にはリフローソルダリング法でクリームはんだを溶融さ
せる温度（約２２０℃）と、加熱併用紫外線硬化型接着
剤を硬化させる温度（通常１２０〜１５０℃）とが異な
る。このため従来はリフロー炉とは別に接着剤硬化用の
炉（硬化炉）を設置していた。

【０００７】

【従来技術の問題点】このようにリフロー炉と硬化炉と
を別々に設置する場合には、設備が大型化し、その保守
整備に手数がかかるという問題が生じる。

【０００８】なお前記図６に示したリフロー炉の設定温
度を上下に変えることも考えられるが、この蒸気加熱炉
では用いる液２の種類によって設定温度が決まるため、
加熱処理の途中で設定温度を変えることはできない。

【０００９】

【発明の目的】本発明はこのような事情に鑑みなされた
ものであり、１台で異なる温度での加熱処理を行うこと
ができ、プリント配線板の製造に適用すればリフロー炉
と硬化炉とを１台で兼用できるようにでき、設備の小型
化と、保守整備の簡単化に適する蒸気加熱炉を提供する
ことを第１の目的とする。

【００１０】またこの加熱炉を用いて異なる温度に加熱
する加熱処理方法を提供することを第２の目的とする。

【００１１】

【発明の構成】本発明によれば第１の目的は、沸点と蒸
気比重とが異なる複数の液を収容する液収容部と、この
液収容部の液を加熱しこれら液を蒸発させるヒータと、
前記液収容部の上方に形成されこれらの液の蒸気を収容
する蒸気室とを備え、前記蒸気室内には蒸気比重に対応
して上下方向に各液の蒸気が層状に別れて滞留するよう
にしたことを特徴とする蒸気加熱炉により達成できる。

【００１２】ここに各蒸気層にワークを搬入するコンベ
アを上下に並設したり、１つのコンベアを上下に平行移
動させるようにすることができる。ワークは上方から上
下に移動させて所定温度の蒸気層にワークを搬入するよ
うにしてもよい。また第２の目的は、この加熱炉の異な
る蒸気層にワークを順に時間的にづらせて入れることに
より達成できる。

【００１３】

【実施例】図１は本発明に係る蒸気加熱炉の非作動時の
概念図、図２はその作動状態の概念図、図３はワークと
してのプリント配線板の処理過程説明図である。

【００１４】図１において、前記図６に説明した従来の
加熱炉と異なるのは、液収容部１に収容される液２が２
種類２Ａ、２Ｂとなった点と、コンベア７が上下二段の
コンベア７Ａ、７Ｂになった点である。液２Ａは前記図
６のものに用いた液２と同様のものであり、例えば住友
スリーエム社製のＦＣ−７０（沸点約２２０℃）を用い
る。

【００１５】液２Ｂは液２Ａと異なる沸点（例えば１５
０℃）を持ち、またその蒸気比重が液２Ａと異なるもの
であり、例えば住友スリーエム社製のＦＣ−４０を用い
る。なお液２Ａの蒸気温度（２２０℃）はリフロー炉と
してクリームはんだを溶融する温度であり、液２Ｂの蒸
気温度（１５０℃）は接着剤の硬化温度である。

【００１６】この加熱炉はヒータ３により液２Ａ、２Ｂ
を加熱すると、その蒸気は比重が異なるため蒸気室４内
で上下の層１１Ａ、１１Ｂ（図２）となって別れて滞留
する。すなわち上の蒸気層１１Ａは約１５０℃に、下の
蒸気層１１Ｂは２２０℃に保たれる。なお、冷えた蒸気
は蒸気層４の内壁に凝縮し液収容部１に戻り、循環す
る。また搬入・出口５、６の冷却コイル１０は、外に逃
げる蒸気をとらえて液収容部１に戻す。

【００１７】この加熱炉で処理するワークは、図３に示
すプリント配線板８（８Ａ〜８Ｄ）である。この配線板
８には両面ａ、ｂに表面実装用パッド１２、１３と、ス
ルーホール１４とが形成されている。まず図３（Ａ）に
示すように、一方の面ａのパッド１２にクリームはんだ
１５が塗布され、ここに部品１６のリードが接着され
る。

【００１８】この図３（Ａ）に示すプリント配線板８Ａ
は搬入口５から図２の下段のコンベア７Ａに載せられ、
下の蒸気層１１Ａに搬入される。この蒸気層１１Ａは約
２２０℃に保たれているから、クリームはんだ１５が溶
融しリフローはんだ付けがなされる。そして搬出口６か
ら図３（Ｂ）に示す配線板８Ｂとなって搬出される。な
おこの図で１７はクリームはんだ１５によるはんだ付け
部を示す。

【００１９】この配線板８Ｂは図３（Ｃ）に示すように
表裏反転され、面ｂの部品実装部に接着剤１８が塗布さ
れる。この配線板８Ｃにはさらに部品１９が載せられ、
図３（Ｄ）のように接着剤１８に接着される。この配線
板８Ｄは加熱炉の上段のコンベア７Ｂに搬入口５から載
せられて上の蒸気層１１Ｂに入れられる。この蒸気層１
１Ｂは約１５０℃だから、リフローによるはんだ付け部
１７を溶かすことなく接着剤１８だけを熱硬化させる。
図３（Ｅ）で１８′は硬化した接着剤１８を示す。接着
剤１８が硬化した配線板８Ｄ′（図２参照）は搬出口６
から搬出される。

【００２０】この配線板８Ｄ′は再び表裏反転され、ス
ルーホール１４にリード付き部品２０のリードが挿入さ
れる。この配線板８Ｅ（８Ｄ′）の下面（面ｂ）には溶
融はんだの噴流２１が当てられ、フローはんだ付けされ
る。この結果部品１９がパッド１３に、部品２０のリー
ドがスルーホール１４にそれぞれはんだ付けされ、図３
（Ｆ）に示す実装済みのプリント配線板８Ｆが得られ
る。

【００２１】前記図１、２に示した実装例の加熱炉は、
各蒸気層１１Ａ、１１Ｂごとにコンベア７Ａ、７Ｂを別
々に設けたから、異なるワークを異なる温度で同時処理
でき、処理能率が高くなる効果がある。

【００２２】図４は第２の実施例の概念図である。実施
例は図１、２の実施例のコンベア７Ａ、７Ｂを上下に移
動可能な１つのコンベア７Ｃに代えたものである。すな
わちコンベア７Ｃを下段にすればワーク８を下の蒸気層
１１Ａに入れることができ、上段にすればワーク８を上
の蒸気層１１Ｂに入れることができる。

【００２３】図５は第３の実施例の概念図である。この
実施例はワーク８を上下に移動させる搬送手段７Ｄを持
つ。この実施例によれば、ワーク８を上下の蒸気層１１
Ｂ、１１Ａの適宜位置に搬入することができ、所定の蒸
気層内にワーク８を所定時間内滞留させてから搬送手段
７Ｄを逆送させてワーク８を搬出すればよい。なお図
４、５では図１、２と対応する部品に同一符号を付した
のでその説明は繰り返さない。

【００２４】以上の各実施例では、蒸気室４内に上下２
つの蒸気層１１Ａ、１１Ｂを形成するが、液収容部１に
３種以上の液を収容しそれらの蒸気が３層以上に分離し
て滞留するようにしてもよい。またこの発明の加熱炉は
プリント配線板のリフロー炉と硬化炉とに利用するのに
適するが、これに限定されるものではない。

【００２５】

【発明の効果】請求項１の発明は以上のように、沸点と
蒸気比重とが異なる複数の液を蒸発させて蒸発室内に上
下に分かれた蒸気層を形成させたものであるから、各蒸
気層ごとに異なる温度にワークを加熱することができ
る。従って複数の加熱炉を用意する必要がなくなり、設
備を小型化でき、保守整備が簡単になる。

【００２６】ここにワークの搬入・出は、各蒸気層ごと
に設けたコンベアで行ってもよいが（請求項２）、コン
ベアを上下に移動させるようにしてもよい（請求項
３）。ワークは上下に移動させるようにしてもよい。

【００２７】またこの加熱炉を複数の温度で加熱処理が
必要なワークの加熱に用いれば、ワークの搬送距離を短
くして能率が一層よい（請求項４）。この場合プリント
配線板に表面実装部品を実装する際に用いるリフロー炉
と硬化炉とにこの発明の加熱炉を適用すれば、１台の加
熱炉で足り、本発明を有効に利用することができる（請
求項５）。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の非作動時の概念図

【図２】同じく作動時の概念図

【図３】ワークとしてのプリント配線板の部品実装過程
を示す図

【図４】他の実施例の概念図

【図５】他の実施例の概念図

【図６】従来の装置の概念図

【符号の説明】

１ 液収容部 ２、２Ａ、２Ｂ 液 ３ ヒータ ４ 蒸気室 ７Ａ、７Ｂ、７Ｃ、７Ｄ コンベア ８、８Ａ〜８Ｆ ワークとしてのプリント配線板 １５ クリームはんだ １８ 接着剤

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 沸点と蒸気比重とが異なる複数の液を収
   容する液収容部と、この液収容部の液を加熱しこれら液
   を蒸発させるヒータと、前記液収容部の上方に形成され
   これらの液の蒸気を収容する蒸気室とを備え、前記蒸気
   室内には蒸気比重に対応して上下方向に各液の蒸気が層
   状に別れて滞留するようにしたことを特徴とする蒸気加
   熱炉。
2. 【請求項２】 前記蒸気室には、同一の液の蒸気層内で
   横方向にワークを搬送するコンベアが各蒸気層ごとに設
   けられている請求項１の蒸気加熱炉。
3. 【請求項３】 前記蒸気室には、横方向にワークを搬送
   するコンベアが上下方向に移動可能に設けられている請
   求項１の蒸気加熱炉。
4. 【請求項４】 異なる温度で複数回の加熱処理を必要と
   するワークを、請求項１〜３のいずれかの蒸気加熱炉の
   蒸気室内に上下に別れて滞留する異なる液の蒸気中に順
   に入れて加熱することを特徴とする加熱処理方法。
5. 【請求項５】 ワークは、クリームはんだで固定された
   表面実装部品と、接着剤で固定されフローソルダリング
   される表面実装部品とを有するプリント配線板である請
   求項４の加熱処理方法。