JPH0621640A - チッソリフロー装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 加熱室で加熱された基板をチッソガスで効果
的に冷却できるチッソリフロー装置。 【構成】 加熱室１にチッソガスを供給し、還元雰囲気
中で半田付けを行った後、冷却室１１で基板２１を冷却
するチッソリフロー装置において、冷却室１１から排出
されたチッソガスを、チッソガス供給部７から送り出さ
れたチッソガスとエジェクタ３０において混合し、冷却
室１１へ環流させる。 【効果】 冷却室１１へ供給するチッソガスの風量を多
くでき、また保守管理が簡単で騒音もない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はチッソリフロー装置に係
り、詳しくは、加熱室で加熱された基板を効果的に冷却
できる手段を備えたチッソリフロー装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】抵抗、コンデンサ、ＩＣなどの電子部品
を電子部品実装装置により基板に搭載した後、電子部品
の電極を基板の電極を半田付けするため、基板はリフロ
ー装置へ送られる。リフロー装置は、基板をコンベアに
より加熱室内を搬送しながら、ヒータにより基板を半田
の溶融温度（一般に約１８３℃）以上に加熱することに
より半田を溶融させた後、基板を冷却して溶融した半田
を固化させるようになっている。

【０００３】このように基板を高温度に加熱すると、基
板に形成された回路パターンなどの金属部分が酸化され
やすいことから、近年は、加熱室に不活性ガスであるチ
ッソガスを供給し、不活性雰囲気中でリフローを行うこ
とが次第に普及してきている。

【０００４】図５はチッソガスを使用する従来のチッソ
リフロー装置を示している。加熱室１の内部は、予熱ゾ
ーンＴ１、均熱ゾーンＴ２、リフローゾーンＴ３に区画
されており、各ゾーンＴ１，Ｔ２，Ｔ３にはヒータ２と
ファン３が配設されている。Ｍはファン３の駆動用モー
タである。また入口５から出口６へ電子部品２０が搭載
された基板２１を搬送するコンベア４が配設されてい
る。２２は電子部品２０を基板２１に接着する半田であ
る。７はチッソガス供給部としての液体チッソボンベで
あって液体チッソが貯溜されており、管路８を通して上
記各ゾーンＴ１，Ｔ２，Ｔ３にチッソガスを供給する。
９は管路８に配設された蒸発器、１０はバルブである。
なおチッソガス供給部としては、液体チッソボンベ以外
にも、空気中のチッソを酸素から分離するチッソガス発
生器なども用いられる。

【０００５】加熱室１の出口側には冷却室１１と、この
冷却室１１にチッソガスを循環させる循環路１２が設け
られている。この循環路１２には、熱交換器１３とポン
プ１４が設けられている。１５は入口５と冷却室１１の
出口に設けられたフィンであり、外部の空気が加熱室１
内に侵入するのを防止する。次に、上記のように構成さ
れた従来のチッソリフロー装置の動作を説明する。

【０００６】電子部品２０が搭載された基板２１は入口
５から加熱室１の内部へ入り、コンベア４により出口６
へ向かって搬送される。その間に、基板２１は予熱ゾー
ンＴ１において約１４０℃〜１６０℃まで加熱され、均
熱ゾーンＴ２において約１７０℃まで加熱される。そし
てリフローゾーンＴ３において、基板２１は２２０℃以
上まで急激に加熱され、半田２２は速やかに溶融する。
次に基板２１は冷却室１１へ送られ、急速に冷却されて
半田２２は固化し、電子部品２０の電極は基板２１の電
極に半田付けされる。

【０００７】さて、上記のようにリフロー処理する間
中、チッソボンベ７から加熱室１へチッソガスが供給さ
れ、加熱室１は不活性雰囲気に維持される。またポンプ
１４が駆動することにより、冷却室１１内のチッソガス
は熱交換器１３側へ吸い出され、熱交換器１３により熱
を奪われて冷却された後、低温のチッソガスを冷却室１
１内へ吹き出すことにより基板２１を冷却する。因み
に、冷却室１１から吸い出されたチッソガスの温度は代
表的には約１５０℃〜１６０℃程度、熱交換器１３によ
る熱交換後の温度は４０℃〜５０℃程度である。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】冷却室１１における基
板２１の冷却効果をあげるためには、冷却室１１に吹き
出すチッソガスの風量を大きくする必要がある。このた
めにはポンプ１４のポンプ容量を大きくすればよいので
あるが、ポンプ容量を大きくすると、ポンプ１４の軸受
部などにエア洩れを生じて外部の空気が侵入しやすく、
かくなると冷却室１１に空気が入り込み、酸素濃度が上
昇して回路パターンなどの金属部分が酸化されてしま
う。このため従来、ポンプ１４はポンプ容量の小さなも
のが使用されており、したがって風量は少なく、基板２
１の冷却効果が十分にあがらないという問題点があっ
た。因みに、従来のチッソガスの風量は８００リットル
／分程度であった。

【０００９】また基板２１には半田付けのためのフラッ
クスが塗布されており、加熱室１内で基板２１が加熱さ
れることによりフラックスは気化し、チッソガス中を浮
遊する。一方、ポンプ１４の内部には羽根や軸受などの
複雑な部品が組み付けられている。したがってチッソガ
ス中に浮遊するガス化したフラックスが羽根や軸受など
に付着し、ポンプ１４の能力を次第に低下させるので、
定期的にポンプ１４の保守点検や清掃を行わねばなら
ず、多大な手間を要するという問題点があった。

【００１０】更には、この種チッソリフロー装置は室内
に設置されるものであるが、ポンプ１４の運転にともな
う騒音が甚だしく、作業環境を劣悪化させる一因にもな
っていた。

【００１１】そこで本発明は上記従来手段の問題点を解
消し、基板を効果的に冷却できる手段を備えたチッソリ
フロー装置を提供することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】このために本発明は、主
管とこの主管に通過する吸入孔とを有するエジェクタを
設け、この吸入孔をチッソガス供給部のチッソガスを加
熱室に供給する管路に接続するとともに、加熱室から排
出されたチッソガスを冷却室に循環させる循環路をこの
主管に接続したものである。

【００１３】

【作用】上記構成によれば、チッソガス供給部から圧送
されて吸入孔から主管へ流れるチッソガスの負圧によ
り、冷却室内のチッソガスは主管内へ吸入され、更に管
路を通して冷却室に環流される。したがって冷却室から
排出された高温のチッソガスは、チッソガス供給部から
送られてきた低温のチッソガスと混合されることによ
り、常温に近い低温のチッソガスとなったうえで、冷却
室に環流されるので、基板を効果的に冷却できる。更に
はエジェクタによれば、従来のポンプ方式よりもはるか
に風量をあげて冷却効果を高めることができ、且つ構造
がきわめて単純であるので、ガス化したフラックスの付
着に対する保守管理の手間もほとんどかからず、また騒
音もほとんどない。

【００１４】

【実施例】次に図面を参照しながら発明の実施例を説明
する。

【００１５】図１はチッソリフロー装置の内部構造を示
す側面図である。図５に示す従来のものと同一の構成部
品には、同一符号を付すことにより詳細な説明は省略す
る。このチッソリフロー装置では、チッソガス供給部７
のチッソガスを加熱室１へ供給する管路２５、２６の途
中にエジェクタ３０を配設している。管路２６の先端部
２６ａ，２６ｂ，２６ｃは各ゾーンＴ１，Ｔ２，Ｔ３に
連結されており、各ゾーンＴ１，Ｔ２，Ｔ３にチッソガ
スを供給する。また冷却室１１から排出されたチッソガ
スは、循環路２８に設けられた熱交換器１３を通過して
エジェクタ３０に還流される。なお管路２６から管路２
７が分岐しており、この管路２７から冷却室１１にチッ
ソガスが供給される。勿論、このようなチッソガスの管
路は自由に設計できる。

【００１６】次にエジェクタ３０の構造を説明する。図
２はエジェクタ３０の斜視図、図３は縦断面図、図４は
横断面図である。このエジェクタ３０は主管３１と、こ
の主管３１の中央部に形成された膨大部３２に連結され
た吸入管３３から成っており、吸入管３３と膨大部３２
には、主管３１の内部に連通する吸入孔３４が穿孔され
ている。図３に示すように、主管３１の両端部は上記管
路２６、２８に接続されており、また吸入管３３は上記
管路２５に接続されている。

【００１７】このチッソリフロー装置は上記のような構
成より成り、次に動作を説明する。電子部品２０が搭載
された基板２１は入口５から加熱室１の内部へ入り、コ
ンベア４により出口６へ向かって搬送される。その間
に、基板２１は予熱ゾーンＴ１において約１４０℃〜１
６０℃まで加熱され、均熱ゾーンＴ２において約１７０
℃まで加熱される。次にリフローゾーンＴ３において、
基板２１は２２０℃以上まで急激に加熱され、半田２２
は速やかに溶融する。次に基板２１は冷却室１１へ送ら
れ、急速に冷却されて半田２２は固化し、電子部品の電
極は基板２１の電極に半田付けされる。

【００１８】さて、上記のようにリフロー処理する間
中、チッソボンベ７から加熱室１へチッソガスが供給さ
れ、加熱室１は不活性雰囲気に維持される。チッソボン
ベ７は液体チッソが貯溜されており、液体チッソを気化
させてチッソガスとしたうえで、管路２５、２６を圧送
する。すなわち図３において、チッソガスは、吸入孔３
４から主管３１へ矢印Ｎ１方向へ例えば２００リットル
／分程度で高速度で圧送される。その結果、主管３１の
内部は負圧状態となり、冷却室１１から排出されたチッ
ソガスは、矢印Ｎ２で示すように主管３１の内部を１４
００リットル／分程度で流れ、チッソボンベ７から送ら
れてきた低温のチッソガスと混合されて、合計１６００
リットル／分程度の大量のチッソガスが管路２６を通っ
て加熱室１へ供給され、またその一部は管路２７を通っ
て冷却室１１へ供給される。なお熱交換器１３で熱が奪
われてエジェクタ３０に吸入されるチッソガスの温度は
４０℃〜５０℃程度であり、主管３１内でチッソボンベ
７から排出された低温のチッソガスと混合されることに
より、ほぼ常温にまで温度低下して冷却室１１へ供給さ
れるので、基板２０を効果的に冷却して半田２２を固化
させる。

【００１９】また均熱ゾーンＴ２の温度は、高温のリフ
ローゾーンＴ３からの伝熱により過度に温度上昇しやす
く、その結果、半田付状態が悪化しやすいものである。
ところが本手段では、エジェクタ３０により大量のチッ
ソガスを加熱室１へ供給できるので、バルブ２９を操作
して殊に均熱ゾーンＴ２への低温のチッソガスの供給量
を調整して、均熱ゾーンＴ２の温度の上りすぎを防止で
きる。

【００２０】なおチッソガス供給部として、液体チッソ
ボンベに替えて空気中のチッソを酸素から分離するチッ
ソガス発生器を採用した場合、チッソガス発生器はコン
プレッサで空気を圧縮してチッソガスを発生させるもの
であり、したがってこのものもチッソガスは高速度で主
管３１内へ圧送されるので、チッソガスボンベ７の場合
と同様のエジェクタ効果を得ることができる。また上記
実施例では、循環路２８は冷却室１１の下部に接続して
いるが、予熱ゾーンＴ１，均熱ゾーンＴ２，リフローゾ
ーンＴ３の下部に接続してもよいものであり、要は加熱
室１に接続してチッソガスを吸い出せればよい。

【００２１】

【発明の効果】本発明は、エジェクタを利用して冷却室
へ低温のチッソガスを供給するようにしているので、大
風量のチッソガスを冷却室へ送って基板の冷却効果をあ
げることができる。しかもチッソガス供給部から高速度
で圧送されるチッソガスの負圧を利用してチッソガスを
冷却室に供給できるので、従来手段のようにポンプを不
要にでき、したがって騒音もなく、更にはエジェクタは
きわめて単純な構造であるので、チッソガス中に浮遊す
るガス化したフラックスが付着しにくく、また付着した
としても、その清掃などの保守管理を簡単に行える。更
には、エジェクタを通過した低温のチッソガスの一部を
均熱ゾーンに環流させることにより、均熱ゾーンの温度
が過度に上昇しないように温度管理することもできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係るチッソリフロー装置の
側面図

【図２】本発明の一実施例に係るエジェクタの斜視図

【図３】本発明の一実施例に係るエジェクタの縦断面図

【図４】本発明の一実施例に係るエジェクタの横断面図

【図５】従来のチッソリフロー装置の側面図

【符号の説明】

１ 加熱室 ２ ヒータ ３ ファン ４ コンベア ５ 入口 ６ 出口 ７ チッソガス供給部 １１ 冷却室 ２０ 電子部品 ２１ 基板 ２５ 管路 ２６ 管路 ２７ 管路 ２８ 循環路 ３０ エジェクタ ３１ 主管 ３４ 吸入孔

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】加熱室と、この加熱室に配設されたヒータ
   及びファンと、この加熱室の入口から出口へ電子部品が
   搭載された基板を搬送するコンベアと、チッソガス供給
   部と、このチッソガス供給部のチッソガスを上記加熱室
   へ供給する管路とを備え、 主管とこの主管に連通する吸入孔とを有するエジェクタ
   を設け、この吸入孔を前記管路に接続するとともに、前
   記加熱室から排出されたチッソガスを冷却室に循環させ
   る循環路をこの主管に接続したことを特徴するチッソリ
   フロー装置。