JPH0741409B2 - コンベア式無酸化ハンダ付け装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】 本発明は、プリント配線基板等
の被ハンダ付け物品をコンベアで自動搬送しながら無酸
化ハンダ付けを行うコンベア式無酸化ハンダ付け装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】 従来より、プリント基板の高温時にお
ける酸化を防ぐため、ハンダ付け雰囲氣を窒素ガスで包
む技術が知られている。しかし、松やに等のやに入りフ
ラックスを用いていたため窒素雰囲氣中でハンダ付けを
行っても、酸性の残渣が残り、これを除去するために液
化フロンによる洗浄工程が必要であった。また、従来市
販のコンベア式の自動ハンダ付け機は、高温時の酸化を
防止するために１時間当り３０立方米もの多量の窒素を
消費する欠点があった。このうち後者の、窒素消費量の
問題については、例えば特開昭６３−１７４７７８号公
報や特開平２−３０３６７５号公報に、ハンダ付けを行
う部屋を密閉構造とし、これにコンベアないしプリント
基板通過用の開閉ドアを備えることによって、ハンダ付
け時の窒素消費量の低減を図る技術が開示されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】 しかし、上記特開昭
６３−１７４７７８号公報に記載の装置においては、半
田槽から離れた位置にある天井部に不活性ガスの供給口
を設け、その供給口から半田槽のある部屋内に不活性ガ
スを供給するようになっているため、本来は被ハンダ付
け物品の周辺部にだけあれば足りる不活性ガスを部屋中
に常に万遍なく満たしておく必要があり、その意味で不
活性ガスを効率良く供給しているとは言いがたい。 一
方、上記特開平２−３０３６７５号公報に記載の装置で
は、半田槽の上方に不活性ガスを供給する供給口は設け
られているものの、そのようにして部屋内に満たされた
不活性ガスを積極的に排出させる排出口は特に設けられ
ていないため、ハンダ付け開始時には部屋内の空気を除
くために不活性ガスを多量に供給する必要がある一方、
部屋内に供給された不活性ガスを必要に応じて回収して
再利用しようと思ってもできないという難点がある。 さ
らに、これらの技術においては、不活性ガスの温度につ
いては何ら考慮されていないため、高温の被ハンダ付け
物品に不活性ガスを供給したときに両者の温度差によっ
て被ハンダ付け物品に対する熱的なダメージを与える恐
れがあるとともに、被ハンダ付け部分のハンダ温度の低
下によりハンダ付け不良を起こさせるおそれがある。 本
発明は、上述のような事情に鑑みてなされたもので、窒
素ガス等の不活性ガス消費量が少なく、しかも酸性の残
渣が残らず、従って液化フロン等による洗浄工程を省く
ことのできるコンベア式無酸化ハンダ付け装置の提供を
解決課題とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】 本発明のコンベア式無
酸化ハンダ付け装置は、被ハンダ付け物品を搬送するコ
ンベアの走行軌道上の所定位置の直下に溶融したハンダ
を溜めるハンダ槽を設けるとともに、その溶融ハンダを
循環させながら被ハンダ付け物品の下面へ供給するハン
ダ循環装置を設け、上記所定位置の前後のコンベア通路
をコンベアの走行を妨げることなく外界と遮断する炉芯
管を備えた装置において、次のように構成したことを特
徴とする。 すなわち、上記ハンダ槽の周囲を通って上記
所定位置の周辺部へその下方側から所定温度に予熱され
た不活性ガスを供給する不活性ガス供給通路と、上記所
定位置周辺部上方に配設されたガス排出口と、上記炉心
管内の上記所定位置の前後に設けられ上記コンベアの走
行と上記被ハンダ付け物品の通過を許し、かつ、内外の
通氣に抵抗を与えるのれん様可撓性構造の一対の半遮蔽
手段と、この一対の半遮蔽手段配設位置の内側から上記
排出口に至る空間を外界と仕切る仕切り装置とを備え
る。そして、このうちの仕切り装置を、上記所定位置の
周辺部にその下方側から供給された不活性ガスがその上
方に位置する上記排出口へと流れるように、上記一対の
半遮蔽手段配設位置の内側から上記排出口に向けて先細
りのテーパ状に配設された仕切り板によって形成する一
方、上記コンベアにおける物品取入部側には、被ハンダ
付け物品にアルコール系フラックスを塗布するフラック
ス塗布装置を接続する構成とする。

【０００５】

【作用】 被ハンダ付け物品は、例えばプリント配線基
板に所定の回路素子が配設され、ハンダ付けすべきリー
ド線が基板の裏面（下面）より少し突出したものであっ
て、コンベアに載せる前に、基板の裏面前面には、同コ
ンベアの物品取入部側に接続されるフラックス塗布装置
によってあらかじめアルコール系フラックスが塗布され
ている。この被ハンダ付け物品は、コンベアにより搬送
されてハンダ槽上を通過する。そのとき基板の裏面が溶
融ハンダに浸されてハンダ付けが行われる。

【０００６】不活性ガスは、ハンダ槽の周囲を通ってそ
の上方の所定位置の周辺部に供給され、その位置にある
被ハンダ付け物品を包んだ上でさらにその上方のガス排
出口へと流れる。つまり、不活性ガス供給通路から供給
された不活性ガスは、溶融ハンダに浸される被ハンダ付
け物品を包むようにしてその下方側から上方側に集中的
に流れる。したがって、不活性ガスの供給量が比較的少
なくても被ハンダ付け物品を効率良く無酸化状態に保つ
ことができる。また、このとき供給される不活性ガスは
所定温度に予熱されているから、被ハンダ付け物品に温
度差によるダメージを与えたりハンダ付け不良を起こさ
せる恐れがない。しかも、炉芯管内のコンベア搬送路上
の所定位置前後には、「のれん」用の半遮蔽手段が設け
られ、その内側からガス排出口に向けて先細りのテーパ
状に配設された仕切り板でなる仕切り装置が設けられて
いるので、不活性ガス雰囲氣の容積が可及的に小さく抑
えられるとともに、上方に流れてきた不活性ガスが仕切
り板に導かれることにより水平方向に広がることなく排
出口内にスムースに流れ込む。これにより、不活性ガス
の消費量を低く抑えることができる。 一方、排出口は、
初期に所定位置周辺の空気を積極的に排出する。したが
って、初期の空気を不活性ガスで追い出さなくてもよい
から、その分だけ不活性ガスの初期消費量を節約するこ
とができる。また、その後は、半遮蔽手段で仕切られた
内部の不活性ガス圧を大気圧よりやや高く保つように、
排出口は内部の不活性ガスの余剰分を引く程度に制御さ
れる。

【０００７】アルコール系フラックスを用いてハンダ付
けを行うときは、ハンダ付け時の熱によりフラックス成
分が飛散して残存せず、従ってハンダ付け工程後の洗浄
工程が不要となる。

【０００８】

【実施例】 図１に本発明実施例の断面図を示す。プリ
ント配線基板等の板状の被ハンダ付け物品１を、図にお
いて右より左へ搬送するコンベア２の往路が３〜８°上
り匂配に張設されており、往路始端部に物品取入部３、
往路終端部に物品取出部４が設けられ、その間に、コン
ベア往路の通過を許す細長形の炉芯管５が設けられてい
る。この炉芯管５の入口と出口には、コンベア２の走行
のみを許すシャッター６，７が設けられており、被搬送
物品１が通るときのみ開かれ、その以外は閉ざされてい
る。また、シャッター６，７から炉芯管５内へ入った空
氣を初期に排出する排氣口８，９が、シャッター６，７
の内側近傍に設けられている。

【０００９】炉芯管５の中央部のコンベア往路の下方
に、ハンダ槽１０が設けられている。このハンダ槽１０
は、その下端に設けられたポンプ１１とそのポンピング
出力を上方へ導く噴出管１２を備え、溶融ハンダが還流
し（リフロー式）、噴出管１２から上方へ噴出した溶融
ハンダが被ハンダ付け物品（被搬送物品）の裏面を洗う
ように液面調節されている。

【００１０】このハンダ槽１０とポンプ１１の周辺を通
って不活性ガス供給通路１３が設けられ、その上端は炉
芯管５に連通し、その下端はＮ₂ 等の不活性ガス源に通
ずるパイプ１４に連通し、このパイプ１４に不活性ガス
予熱ヒータ１５が設けられている。コンベア２の往路上
のハンダ槽１０の配設位置の前方と後方には、コンベア
２の走行と被ハンダ付け物品１の通過を許しながら所定
範囲内外の通氣に抵抗を与えるため、テフロンフィルム
または金属フィルムより成る可撓性構造の「のれん」様
の半遮蔽手段１６，１７が設けられ、その内側から不活
性ガス排出口１８に至る間に寄せ棟形の仕切り板１９が
形成され、炉芯管５と仕切り板１９の周囲に断熱材２０
が設けられている。不活性ガス排出口１８にはブロワ２
１が設けられており、作動初期に半遮蔽手段１６，１
７、仕切り板１９等で外界と仕切られた内部空間の空氣
を排出し、その後は内部空間に充満した不活性ガスの圧
力が大氣圧よりもやや高くなる程度に、過剰なガスを少
量づつ排出するよう回転制御される。この内部空間の酸
素濃度を監視するための酸素濃度計２２が設けられ、半
遮蔽手段１７の内側に補助的な不活性ガス導入口２３が
設けられ、もう一つの半遮蔽手段１６の外側には被ハン
ダ付け物品を予熱するための予熱ヒータ２４が設けられ
ている。

【００１１】また、物品取入部３の前段に、被ハンダ付
け物品１にアルコール系フラックスを塗付するフラック
ス塗付装置（図示せず）が接続される。被ハンダ付け物
品にあらかじめ塗布されるアルコール系フラックスの組
成の一例を示すと、沸点３０〜１６０°Ｃのアルコール
アセトン、エーテル、ベンゼンおよびその誘導体を主体
（約９０％）とし、沸点１７０〜３２０°Ｃのグリセリ
ン、エチレングリコール等の高粘性の多価アルコール誘
導体が数％ないし１０％程度添加され、さらに、ヂメチ
ルアミン塩酸塩、塩酸アニリン、塩酸グルタミン等の有
機ハロゲン活性材を２〜３％含有する溶液が好ましい。

【００１２】図２に本発明のハンダ循環装置の他の実施
例を示す。ハンダ槽１０の液面上に直径が異る２個のハ
ンダ供給ドラム２５，２６が設けられ、両ドラム上の接
平面はコンベア２の勾配と同じ勾配を有している。ま
た、各ドラム２５，２６の外周にはスパイラル状の溝が
刻設され、ドラムの回転により溶融ハンダを巻き上げる
ようになっている。ハンダ槽１０の周辺には前述の実施
例と同様に不活性ガス供給通路１３が形成されている。

【００１３】本発明の不活性ガスとしては、窒素，アル
ゴンが用いられ、更に還元性を与えるため数％またはそ
れ以下の水素を混合してもよい。

【００１４】

【発明の効果】 本発明によれば、ハンダ付け部所の雰
囲氣を無酸性に保ちながら、不活性ガス消費量が従来に
比べて格段に減少した。また、アルコール系フラックス
を用いることによりフラックスの残渣が残らず、残渣洗
浄工程が不要になった。

【図面の簡単な説明】

【図１】 は、本発明実施例の断面図である。

【図２】 は、本発明のハンダ循環装置の他の実施例を
示す断面図である。

【符号の説明】

１・・・・被ハンダ付け物品 ２・・・・コンベア ５・・・・炉芯管 １０・・・・ハンダ槽 １１・・・・ポンプ １３・・・・不活性ガス供給通路 １６・・・・半遮蔽手段（入口） １７・・・・半遮蔽手段（出口） １８・・・・不活性ガス排出口 １９・・・・仕切り板 ２０・・・・断熱材 ２２・・・・酸素濃度計

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被ハンダ付け物品を搬送するコンベアの
   走行軌道上の所定位置の直下に溶融したハンダを溜める
   ハンダ槽を設けるとともに、その溶融ハンダを循環させ
   ながら被ハンダ付け物品の下面へ供給するハンダ循環装
   置を設け、上記所定位置の前後のコンベア通路をコンベ
   アの走行を妨げることなく外界と遮断する炉芯管を備え
   た装置であって、上記ハンダ槽の周囲を通って上記所定
   位置の周辺部へその下方側から所定温度に予熱された不
   活性ガスを供給する不活性ガス供給通路と、上記所定位
   置周辺部上方に配設されたガス排出口と、上記炉心管内
   の上記所定位置の前後に設けられ上記コンベアの走行と
   上記被ハンダ付け物品の通過を許し、かつ、内外の通氣
   に抵抗を与えるのれん様可撓性構造の一対の半遮蔽手段
   と、この一対の半遮蔽手段配設位置の内側から上記排出
   口に至る空間を外界と仕切る仕切り装置とを有し、その
   仕切り装置は、上記所定位置の周辺部にその下方側から
   供給された不活性ガスがその上方に位置する上記排出口
   へと流れるように、上記一対の半遮蔽手段配設位置の内
   側から上記排出口に向けて先細りのテーパ状に配設され
   た仕切り板によって形成されており、さらに上記コンベ
   アにおける物品取入部側には、被ハンダ付け物品にアル
   コール系フラックスを塗布するフラックス塗布装置が接
   続されることを特徴とするコンベア式無酸化ハンダ付け
   装置。