JPH0677812B2 - ベーパリフローはんだ付け装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、高密度実装プリント配線板等のはんだ付けに
使用されるベーパリフローはんだ付け装置に係り、特に
蒸気発生槽の底部に溜まった熱媒体に含まれているフラ
ックスの処理を効果的に行うために好適なベーパリフロ
ーはんだ付け装置に関するものである。

〔従来の技術〕

近年、プリント配線板への電子部品の高密度実装がます
ます進んでいる。はんだ付けが生産ラインの最終工程に
当たるため、はんだ付けの良否が製品の性能を左右する
ことから、はんだ付け技術は生産ラインの中でもっとも
重要な技術である。

そこで、最近、炉内温度分布の均一性を高め、かつ、部
品に有害な過熱を避ける必要から、熱媒体の蒸気の凝縮
潜熱を利用するベーパリフロー式はんだ付け装置が注目
されている。第４図に代表的なベーパリフローはんだ付
け装置を示す。

第４図は、従来のベーパリフローはんだ付け装置の系統
図である。

この第４図に示すベーパリフローはんだ付け装置は、予
熱室２と、リフロー室１と、冷却室３と、被処理物であ
るはんだ付け部材17を搬送するコンベア16と、排気回収
装置24と、フィルタリング装置30とを備えて構成されて
いる。

前記予熱室２には、予熱上部ヒータ14と、予熱下部ヒー
タ15とが設けられている。

前記リフロー室１は、蒸気発生槽４と、はんだ付け部材
17の搬入側搬送路５と、同はんだ付け部材17の搬出側搬
送路６と、搬入側冷却器と、搬出側冷却器とを有してい
る。前記蒸気発生槽４には、加熱ヒータ７が設けられ、
熱媒体12の飽和蒸気13を発生させ、搬送されて来るはん
だ付け部材17に前記熱媒体12の飽和蒸気13を接触させ、
はんだ付け部材17のはんだを加熱溶融させ、はんだ付け
を行うようになっている。前記搬入側搬送路５と搬出側
搬送路６とは、蒸気発生槽４の内部に連通している。ま
た、搬入側搬送路５には搬入側排気口10が設けられ、前
記搬出側搬送路６には搬出側排気口11が設けられてい
る。前記搬入側冷却器には搬入側冷却コイル８が設けら
れ、搬出側冷却器には搬出側冷却コイル９が設けられて
いる。前記搬入側冷却器および搬出側冷却器は、蒸気発
生槽４の底部に戻り配管18を通じて熱媒体12を戻すよう
になっている。

前記冷却室３には、冷却ファン19が設けられており、搬
出側搬送路６に搬送されて来た製品であるはんだ付け部
材を冷却するようになっている。

前記コンベア16は、駆動スプロケットホイール20と、被
動スプロケットホイール21,22と、これらのスプロケッ
トホィール20,21,22間に掛け渡されたメッシュ等の搬送
帯とで構成されている。一方の被動スプロケットホイー
ル21は、はんだ付け部材17の搬入側である予熱室２の外
側に配置され、他方の被動スプロケットホイール22は、
製品の搬出側である冷却室３の外側に設置されており、
コンベア16は搬送帯上に載置されたはんだ付け部材17を
搬入側搬送路５から蒸気発生槽４の内部に搬入し、つい
で製品を搬出側搬送路６から外側に搬出するようになっ
ている。

前記排気回収装置24の内部には、排気冷却コイル25と、
デミタス26と、水分離器27とを有し、外部にはチラー29
と、ポンプ28とが設置されている。この排気回収装置24
には、前記搬入側排気口10および排気側排気口11より、
排気配管23を通じて熱媒体12の排気を導入するようにな
っている。前記排気冷却コイル25には、チラー29を通じ
て冷水を通水するようになっている。前記排気冷却コイ
ル25は、熱媒体12の排気を冷却し、液化するようになっ
ている。前記水分離器27は、比重差を利用して熱媒体12
と水とを分離するようになっている。前記デミタス26
は、排気回収装置24で冷却液化されなかった熱媒体12の
排気の一部を捕集するようになっている。前記ポンプン
28は、水分離器27により水を分離したのちの熱媒体12
を、搬出側冷却コイル９を有する搬出側冷却器に戻すよ
うになっている。

前記フィルタリング装置30は、フィルタリングタンク31
と、これの内部に設けられた冷却コイル32と、フィルタ
リングタンク31の外部に設けられたポンプ33と、フィル
タ34とを備えている。前記フィルタリングタンク31に
は、蒸気発生槽４の底部から熱媒体12を移すようになっ
ている。前記冷却コイル32には、外部より冷水を通水す
るようになっており、この冷却コイル32により熱媒体12
を冷却し、この熱媒体12に含まれているフラックスを析
出するようになっている。前記ポンプ33は、フィルタリ
ングタンク31から熱媒体12を汲み取り、この熱媒体12を
フィルタ34に送るようになっている。前記フィルタ34
は、冷却された熱媒体12から析出されたフラックスを除
去し、搬入側冷却コイル８を有する搬入側冷却器に戻す
ようになっている。

このように構成された第４図に示すベーパリフローはん
だ付け装置の作用を説明する。

蒸気発生槽４の底部に溜っている熱媒体12を加熱ヒータ
７により加熱して沸騰させる。沸騰蒸発した熱媒体12の
飽和蒸気13は、蒸気発生槽４内の上部に上昇し、はんだ
付け部材17を加熱し、その一部は凝縮液化して落下し、
蒸気発生槽４の底部に溜まる。

搬入側搬送路５および搬出側搬送路６に流入した飽和蒸
気13は、搬入側冷却コイル８および搬出側冷却コイル９
により冷却されて液化し、戻り配管18を通って蒸気発生
槽４の下部に戻る。僅かに残った蒸気は、搬入側排気口
10および搬出側排気口11より排気回収装置24に導かれ、
排気冷却コイル25により冷却液化され、一部はデミタス
26に捕集されて水分離器27に溜る。この水分離器27で
は、比重差を利用して熱媒体12と水に分離し、熱媒体12
はポンプ28により蒸気発生層４に戻される。一方、排気
は大気または局所排気系に放出される。回収率向上のた
めに、排気冷却コイル25にはチラー29による低温の冷水
が通水される。

また、被処理物であるはんだ付け部材17は、コンベア16
により最初は予熱室２に搬入される。この予熱室２に搬
入されたはんだ付け部材17は、予熱上部ヒータ14と予熱
下部ヒータ15により加熱されたのち、コンベア16により
リフロー室１の蒸気発生槽４に搬入される。

前記コンベア16により蒸気発生槽４に搬入されたはんだ
付け部材17は、飽和蒸気13に触れて加熱され、蒸気発生
槽４内において飽和蒸気13の凝縮潜熱によりはんだが加
熱，溶解され、部材同士がはんだ付けされ、ついではん
だ付け部材17は搬出側搬送路６に入り、次第に冷却さ
れ、さらに冷却室３で冷却ファン19により強制冷却され
てリフロー室１から搬出される。

蒸気発生槽４内ではんだが溶解した際、はんだ内にある
フラックスが熱媒体12に混入するので、これを除去する
ために、蒸気発生槽４より熱媒体12をフィルタリング装
置30のフィルタリングタンク31に移す。熱媒体12は冷却
されると、フラックスが析出するので、熱媒体12はポン
プ33によりフィルタ34に送られてフラックスが除去さ
れ、搬入側冷却器を経由して再び蒸気発生槽４に戻され
る。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、前記従来技術では、フィルタリングに際して
の熱媒体12の冷却について十分に配慮されておらず、次
のような問題があった。

（１）冷却コイル32を有するフィルタリング装置30に
は、常に冷却水が流れているので、作業場の湿度が高い
場合にはフィルタリングタンク31内に空気中の水分が結
露して溜る。この水分が蒸気発生槽４に戻って沸騰時に
熱分解生成物と反応してフツ化水素が発生するので装置
を腐食させる恐れがある。

（２）フラックスを含んだ熱媒体12を冷却する際、熱媒
体12の温度を極力低くすることにより、熱媒体中のフラ
ックスの濃度が低くなり、フィルタリングの効果が上が
る。しかし、（１）項で述べたごとく、空気中の水分の
問題があり、熱媒体12の冷却温度に限界がある。そこ
で、冷却水としては上水または工業用水が用いられてい
る。したがって、冷却時間は季節により異なり、特に夏
期には冷却時間が長く掛かる。

本発明は、上記従来技術の問題点を解決するためになさ
れたもので、本発明の目的は、フィルタリング中のフィ
ルタリング時間の短縮を図り、季節による外気温の変化
に影響されることなくフィルタリング時間を安定させ、
フィルタリング効果を高めるとともに、しかも、フィル
タリング時間外におけるフィルタリング装置のフィルタ
リングタンク内での空気中の結露を防ぎ、装置の腐食を
防止し得るベーパリフローはんだ付け装置を提供するこ
とにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するために、本発明に係るベーパリフロ
ーはんだ付け装置の構成は、被処理物に熱媒体の飽和蒸
気を接触させ被処理物のはんだを加熱溶融させてはんだ
付けを行う蒸気発生槽と前記蒸気発生槽の内部に連通す
る被処理物の搬送路と前記蒸気発生槽における余剰の飽
和蒸気を冷却する冷却器とを有するリフロー室と、前記
搬送路内に被処理物を搬送するコンベアと、前記リフロ
ー室に設けられた排気口から排出された熱媒体を回収す
る排気回収装置と、前記排気回収装置に冷水を供給する
機能を有する冷水供給装置と、前記蒸気発生槽の底部に
溜った熱媒体からフラックスを分離精製するフィルタリ
ング装置とを備えたベーパリフローはんだ付け装置にお
いて、上記排気回収装置と上記冷水供給装置とは冷却水
配管により接続されており、この冷却水配管と上記フィ
ルタリング装置とを冷水配管によって接続するととも
に、前記冷却水配管と前記冷水配管との接続部に、フィ
ルタリング時にのみ前記排気回収装置用の冷水を前記フ
ィルタリング装置に通水する機能を有する弁を設けたも
のである。

〔作用〕

この種のベーパリフローはんだ付け装置では、排気回収
装置の回収率の向上を図るため、低温の冷水を用いて、
別媒体を含んだ排気を冷却している。

フィルタリングは以下の手順で行なわれる。すなわち、
通常作業終了後に蒸気発生槽の加熱ヒータ電源を遮断
し、蒸気発生槽内の液を高温のうちにフィルタリングタ
ンクに移し、冷却後フィルタリングによって混入したフ
ラックスを除去する。

フィルタリング時には排気回収装置の熱負荷が低減する
ため、弁を切り換えることにより冷水配管を通じて排気
回収装置用の冷水をフィルタリング装置の導き、フラッ
クスを含んだ熱媒体を冷却する。

一定温度の冷水がフィルタリング装置内を通過するた
め、従来冷却水として用いられた上水または工業用水に
比べてフィルタリング時間を短縮することができ、季節
による外気温の変化に影響させることがないためフィル
タリング時間が安定しフィルタリング効果も高まり、し
かもフィルタリングタンク内での空気中の水分の結露を
防止することができる。

〔実施例〕

以下、本発明の各実施例を第１図ないし第３図を参照し
て説明する。

第１図は、本発明の一実施例に係るベーパリフローはん
だ付け装置の系統図である。図中、先の第４図と同一符
号のものは従来技術と同等部分であるから、その説明を
省略する。

第１図に示す実施例では、排気回収装置24の排気冷却コ
イル25とチラー29とを結んでいる往き側の冷却水配管35
と帰り側の冷却水配管36のうちの、前記帰り側の冷却水
配管36に、往き側の冷水配管37および帰り側の冷水配管
38を介してフィルタリング装置30の冷却コイル32が接続
されている。

前記冷却水配管36には、冷水配管37,38の接続部に三方
弁39,40が設けられている。

フィルタリング時には、この三方弁39,40を切り換えて
排気回収装置用の冷却水をフィルタリング装置内で使用
する。

フィルタリングは次の手順で行なわれる。

すなわち、リフロー作業後の蒸気発生槽４の底部には、
はんだが溶解したときに混入したフラックスが含まれて
いる熱媒体12が溜っている。フィルタリングを行なうた
めに、まず上記熱媒体12をフィルタリング装置30のフィ
ルタリングタンク31に導く。

その後、冷水はチラー29から冷却水配管35を通じていっ
たん排気回収装置24の排気冷却コイル25に通水される。
排気回収装置24内で排気冷却が行なわれたあと、冷水は
冷却水配管36から三方弁39を切り換えることにより冷水
配管37を経てフィルタリング装置30の冷却コイル32に通
水される。この冷水は、冷却コイル32を通ったのち冷水
配管38を通り、三方弁40を切り換えることにより冷却水
配管36を経て再びチラー29に戻る。

前記フィルタリング装置30の冷却コイル32に冷水を通水
することにより、フィルタリングタンク31内に導入され
たフラックスを含んだ熱媒体12が冷却され、フラックス
が析出する。この冷却されてフラックスが析出された熱
媒体12は、ポンプ33によりフィルタ34に送られ、このフ
ィルタ34でフラックスが除去されたのち、その熱媒体12
は搬入側冷却コイル８を有する搬入側冷却器に送られ、
この搬入側冷却器を経由して蒸気発生槽４に戻され、フ
ィルタリングが終了する。

この実施例では、フィルタリング時に、フィルタリング
装置30の冷却コイル32へチラー29から排気回収装置24に
供給される、例えば５〜10℃の低温の冷水を通水するよ
うにしているので、一定温度の冷水がフィルタリング装
置内を通過するため、従来冷却水として用いられた上水
または工業用水に比べてフィルタリング時間を短縮する
ことができる、また、季節による外気温の変化に影響さ
れることがないため、フィルタリング時間が安定しフィ
ルタリング効果を高めることができる。

しかも、この実施例ではフィルタリング時にのみ、フィ
ルタリング装置30の冷却コイル32に排気回収装置24用の
冷水を通水するようにしているので、フィルタリング装
置30のフィルタリングタンク31内に、空気中の水分が結
露して溜り装置を腐食させるような現象を防止すること
ができる。

次に、第２図は、本発明の他の実施例に係るベーパリフ
ローはんだ付け装置の系統図である。図中、第１図と同
一符号のものは先の実施例と同等部分であるから、その
説明を省略する。

第２図に示す実施例では、排気回収装置24の排気冷却コ
イル25とチラー29とを結んでいる冷却水配管35とフィル
タリング装置30とを冷水配管37によって接続するととも
に、冷却水配管35と冷水配管37との接続部に三方弁39を
設け、同様に冷却水配管36と冷水配管38との接続部に三
方弁40を設けている。

この実施例では、フィルタリング時に冷水がチラー29か
ら排気回収装置24を通過せずに直接フィルタリング装置
30内を通過するため、フィルタリング用の冷却水として
前記第１図に示す実施例よりも低温の冷水を使用でき
る。そのため、前記第１図に示す実施例よりもフィルタ
リング時間は一層短くなる。

また、前記第１図に示す実施例と同様に、季節による外
気温の変化に影響されることなく、フィルタリング時間
が安定しフィルタリング効果も高まり、しかもフィルタ
リングタンク内での空気中の水分の結露を防止すること
ができる。

次に、第３図は、本発明のさらに他の実施例に係るベー
パリフローはんだ付け装置の系統図である。図中、第１
図と同一符号のものは先の実施例と同等部分であるか
ら、その説明を省略する。

第３図に示す実施例では、第２図に示す実施例と同様
に、排気回収装置24の排気冷却コイル25とチラー29とを
結んでいる冷却水配管35とフィルタリング装置30とを冷
水配管37によって接続するとともに、冷却水配管35と冷
水配管37との接続部に三方弁39を設け、同様に冷却水配
管36と冷水配管38との接続部に三方弁40を設けている。

したがって、前記第２図に示す実施例と同様に、季節に
よる外気温の変化に影響されることがないためフィルタ
リング時間が安定しフィルタリング効果も高まる。

さらに、第３図に示す実施例では、冷却水配管35,36
に、前記三方弁39,40よりも排気回収装置24側に、弁41,
42を設けて外部から排気冷却用の水を通水できるように
している。

これによって、前記第１図に示す実施例と同様に、フィ
ルタリングを行ないながら排気回収装置24を作動させて
蒸気発生槽４内に残留している熱媒体を含んだ蒸気を回
収することができる。

上記各実施例によれば、冷水配管および弁を通じてフィ
ルタリング時にフィルタリング装置へ排気回収装置側の
低温でほぼ一定温度の冷水を通水し、フラックスを含ん
だ熱媒体を冷却し、フラックスを析出するようにしてい
るので、熱媒体の温度を水道水や工業用水を用いて冷却
する場合に較べて冷却効果が高く、したがってフィルタ
リング時間を短縮し得る効果があり、季節による外気温
の変化に影響されることがないため、フィルタリング時
間が安定しフィルタリング効果も高まる。

また、上記各実施例によれば、弁を切り換えることによ
って、フィルタリング時にのみ、フィルタリング装置に
低温の冷水を通水するよにしているので、フィルタリン
グ装置のフィルタリングタンク内に、空気中の水分が結
露して溜まり装置を腐食させる如き不具合を解消する効
果がある。

〔発明の効果〕

以上詳細に説明したように、本発明によれば、フィルタ
リング中に冷水をフィルタリング装置に供給してフィル
タリング時間を短縮し、季節による外気温の変化に影響
されることなくフィルタリング時間を安定させ、フィル
タリング効果を高めるとともに、フィルタリング時間外
にはフィルタリングタンク内を冷却せずに、フィルタリ
ング装置のフィルタリングタンク内での空気中の水分の
結露を防ぎ、装置の腐食を防止し得るベーパリフローは
んだ付け装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例に係るベーパリフローはん
だ付け装置の系統図、第２図は、本発明の他の実施例に
係るベーパリフローはんだ付け装置の系統図、第３図
は、本発明のさらに他の実施例に係るベーパリフローは
んだ付け装置の系統図、第４図は、従来のベーパリフロ
ーはんだ付け装置の系統図である。 １……リフロー室、２……予熱室、３……冷却室、４…
…蒸気発生槽、5,6……搬入側，搬出側搬送路、７……
加熱ヒータ、8,9……搬入側，搬出側冷却コイル、10,11
……搬入側，搬出側排気口、12……熱媒体、13……飽和
蒸気、16……コンベア、17……はんだ付け部材、24……
排気回収装置、25……排気冷却コイル、29……チラー、
30……フィルタリング装置、31……フィルタリングタン
ク、32……冷却コイル、34……フィルタ、35,36……冷
却水配管、37,38……冷水配管、39,40……三方弁、41,4
2……弁。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−90361（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−13666（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−238069（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】被処理物に熱媒体の飽和蒸気を接触させ被
   処理物のはんだを加熱溶融させてはんだ付けを行う蒸気
   発生槽と前記蒸気発生槽の内部に連通する被処理物の搬
   送路と前記蒸気発生槽における余剰の飽和蒸気を冷却す
   る冷却器とを有するリフロー室と、前記搬送路内に被処
   理物を搬送するコンベアと、前記リフロー室に設けられ
   た排気口から排出された熱媒体を回収する排気回収装置
   と、前記排気回収装置に冷水を供給する機能を有する冷
   水供給装置と、前記蒸気発生槽の底部に溜った熱媒体か
   らフラックスを分離精製するフィルタリング装置とを備
   えたベーパリフローはんだ付け装置において、 上記排気回収装置と上記冷水供給装置とは冷却水配管に
   より接続されており、この冷却水配管と上記フィルタリ
   ング装置とを冷水配管によって接続するとともに、 前記冷却水配管と前記冷水配管との接続部に、フィルタ
   リング時にのみ前記排気回収装置用の冷水を前記フィル
   タリング装置に通水する機能を有する弁を設けたことを
   特徴とするベーパリフローはんだ付け装置。