JPH0768372A - 不活性雰囲気はんだ付け装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 不活性雰囲気中に浮遊している微細はんだ粒
子を除去することで、コンピュータ関連製品等のはんだ
付けで要求される高度な信頼性を満たし得る不活性雰囲
気はんだ付け装置を提供する。 【構成】 酸化防止用の窒素ガスが注入された炉体11の
内部に、遠心送風機12および左右のガイド13により不活
性雰囲気の循環経路を形成する。左右のガイド13間にヒ
ータ14およびワークＷのコンベヤ15を設ける。炉体11の
左右内壁部に炉体内壁板31をボルト32により着脱自在に
取付ける。リフロー炉を構成する炉体11、ガイド13およ
び炉体内壁板31の一部または全部を、金、錫、銀、パラ
ジウム、銅、青銅または黄銅などの、はんだ濡れ性を有
する材料で構成する。炉内を循環する熱風により加熱さ
れた炉体11の内壁、ガイド13および炉体内壁板31の金属
表面により、炉内のはんだ粒子を吸着除去する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、不活性雰囲気が保たれ
る空間内ではんだ付けがなされるはんだ付け装置に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】図３に示されるリフロー式はんだ付け装
置は、炉体11の内部に遠心送風機12およびガイド13によ
り雰囲気循環経路を形成し、この循環経路中にヒータ14
およびコンベヤ15を設け、このコンベヤ15により搬送さ
れるワークＷに対しヒータ14から放射された赤外線およ
びヒータ14で加熱された高温雰囲気を当て、ワークＷの
ソルダペーストをリフローするものである。この炉体11
の内部は、はんだの酸化を防止するために窒素ガスなど
を注入して不活性雰囲気を保っている。

【０００３】図４に示されるフロー式はんだ付け装置
は、ワークＷを搬送するコンベヤ21に沿ってフラクサ2
2、プリヒータ23および噴流式はんだ槽24を配列し、こ
れらをチャンバ本体25により覆って、そのチャンバ本体
25内に窒素ガスなどを注入し不活性雰囲気を保つことに
より、はんだの酸化を防止するようにしている。

【０００４】前記炉体11やチャンバ本体25などの不活性
雰囲気空間形成部材は、鉄板やステンレス鋼板により構
成されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】これらの不活性雰囲気
はんだ付け装置では、炉体11内またはチャンバ本体25内
に微細はんだ粒子が浮遊しているが、不活性雰囲気のた
めにそのはんだ粒子の表面に酸化膜が形成されず、雰囲
気温度がはんだ付け材料の融点を超える領域において
は、はんだ粒子が溶融して製品ワークＷに付着するとい
う不良を発生させている。

【０００６】例えば、コンピュータ用ボードのコネクタ
部には金メッキ部が設けられているが、その部分に前記
はんだ粒子が付着するとコネクタ接続信頼性が低下する
という問題がある。

【０００７】本発明は、このような点に鑑みなされたも
ので、不活性雰囲気中に浮遊しているまたは浮遊しよう
とする微細はんだ粒子を除去することで、コンピュータ
関連製品等のはんだ付けで要求される高度な信頼性を満
たし得る不活性雰囲気はんだ付け装置を提供することを
目的とするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載された発
明は、不活性雰囲気が保たれるリフロー炉内ではんだ付
けがなされる不活性雰囲気はんだ付け装置において、リ
フロー炉を構成するリフロー炉構成部材の一部または全
部を、はんだ濡れ性を有する材料で構成したものであ
る。

【０００９】請求項２に記載された発明は、請求項１記
載のはんだ濡れ性を有するリフロー炉構成部材を着脱自
在に設けたものである。

【００１０】請求項３に記載された発明は、不活性雰囲
気が保たれるチャンバ内ではんだ槽から噴流されるはん
だによりはんだ付けがなされる不活性雰囲気はんだ付け
装置において、チャンバを構成するチャンバ構成部材の
一部または全部を、はんだ濡れ性を有する材料で構成し
たものである。

【００１１】請求項４に記載された発明は、請求項３記
載のはんだ濡れ性を有するチャンバ構成部材にヒータを
一体的に設けたものである。

【００１２】

【作用】請求項１に記載された発明は、炉内雰囲気によ
りはんだ融点以上の温度に加熱されたリフロー炉構成部
材が、リフロー炉内に浮遊するはんだ粒子を、リフロー
炉構成部材自体のはんだ濡れ性により吸着し、炉内をフ
ィルタリングする。

【００１３】請求項２に記載された発明は、はんだ濡れ
性を有するリフロー炉構成部材の吸着能力が飽和状態に
達したら、これを新しいものと交換する。

【００１４】請求項３に記載された発明は、はんだ槽か
らの熱伝導などによりはんだ融点以上の温度に加熱され
たチャンバ構成部材が、はんだ槽よりチャンバ内に拡散
しようとするはんだ粒子または拡散したはんだ粒子を、
チャンバ構成部材自体のはんだ濡れ性により吸着除去す
る。

【００１５】請求項４に記載された発明は、不活性雰囲
気の温度がはんだ融点以下となる場合であっても、ヒー
タにより加熱されたチャンバ構成部材のはんだ濡れ性に
より、はんだ粒子を吸着除去する。

【００１６】

【実施例】以下、本発明を図１および図２にそれぞれ示
される実施例を参照して詳細に説明する。

【００１７】図１は本発明をリフロー式はんだ付け装置
に適用した例であり、はんだ付け材料の酸化を防止する
ために窒素ガスなどを注入して不活性雰囲気が保たれる
炉体11の内部に、遠心送風機12および左右のガイド13に
より不活性雰囲気の循環経路を形成し、この循環経路の
一部である左右のガイド13間にヒータ14およびワーク搬
送用コンベヤ15を設ける。

【００１８】そして、このコンベヤ15により搬送される
ワークＷに対しヒータ14から放射された赤外線およびヒ
ータ14で加熱された高温雰囲気を当て、ワークＷのソル
ダペーストをリフローし、はんだ付けを行う。

【００１９】この不活性雰囲気が保たれるリフロー炉に
おいて、リフロー炉を構成するリフロー炉構成部材とし
ての炉体11およびガイド13の一部または全部を、はんだ
濡れ性を有する材料で構成する。

【００２０】また、炉体11の左右内壁部に同様にはんだ
濡れ性を有するリフロー炉構成部材としての炉体内壁板
31をボルト32により着脱自在に取付ける。

【００２１】以下、炉体11、ガイド13および炉体内壁板
31をリフロー炉構成部材11，13，31という。

【００２２】前記はんだ濡れ性の良好なリフロー炉構成
部材11，13，31としては、前記ソルダペーストのはんだ
付け材料が共晶はんだであるならば、そのはんだ付け材
料の濡れ易い金、錫、銀、パラジウム、銅、青銅または
黄銅などを使用する。

【００２３】例えば、金、錫、銀またはパラジウムなど
は前記リフロー炉構成部材11，13，31にメッキするとよ
いし、また銅、青銅または黄銅などはリフロー炉構成部
材11，13，31にメッキするか板物を使用するとよい。

【００２４】さらに、前記着脱自在のリフロー炉構成部
材31は、上記のような平滑な金属メッキ板または平滑表
面の金属板物でもよいが、上記のような金属材料を用い
て三次元網状構造に成形された多孔質金属板を使用して
もよい。

【００２５】このような図１に示された構成において、
前記リフロー炉構成部材11，13，31は、リフロー炉内の
高温不活性雰囲気によりはんだ付け材料の融点以上の温
度に達しているので、炉内の不活性雰囲気中に浮遊する
はんだ粒子は、このリフロー炉構成部材11，13，31の高
温表面に接触すると、そのはんだ濡れ性を有する平滑金
属表面または多孔質金属表面に吸着され、フィルタリン
グされる。

【００２６】このリフロー炉構成部材11，13，31は、不
活性雰囲気と接触する金属表面が酸化しにくいととも
に、雰囲気中に含まれるフラックスの清浄作用により金
属表面の酸化膜が除去されるので、はんだ濡れ性を継続
的に確保できる。

【００２７】着脱自在のリフロー炉構成部材31を三次元
網状構造の多孔質金属板で形成した場合は、一定期間は
溶融はんだを三次元網状多孔質体内へ吸収できるが、そ
の吸収能力が飽和状態に達した時点で新しいものと交換
するとよい。

【００２８】なお、図１に示されるように遠心送風機12
から吐出される風の当たる位置に着脱自在のリフロー炉
構成部材31を配置した構造は、メンテナンス上、効果の
ある態様であるが、本発明はそのような構造のみに限定
されるものではない。

【００２９】次に、図２は本発明をフロー式はんだ付け
装置に適用した例であり、ワークＷを搬送するコンベヤ
21に沿ってフラクサ22、プリヒータ23および噴流式はん
だ槽24を配列し、これらをチャンバ本体25により覆っ
て、そのチャンバ本体25内に窒素ガスなどを注入し不活
性雰囲気を保つことにより、はんだ槽24から噴流される
溶融はんだの酸化を防止するようにしている。

【００３０】前記チャンバ本体25にはスカート部41が一
体的に設けられ、このスカート部41が噴流式はんだ槽24
の溶融はんだ中に挿入されているが、このスカート部41
の上部と密着するように、はんだ濡れ性を有する金属板
42を設置する。

【００３１】チャンバ本体25、そのスカート部41および
金属板42は、チャンバを構成するチャンバ構成部材であ
り、少なくとも金属板42は、はんだ濡れ性を有する材
料、即ち前記リフロー炉構成部材11，13，31と同様の材
料で構成されている。

【００３２】この金属板42の表面温度は、はんだ槽24の
溶融はんだ中に挿入されたスカート部41を通じた熱伝導
により、はんだ付け材料の融点以上に高温となり得るの
で、一応はんだ濡れ性を確保できる。

【００３３】さらに確実に、金属板42の表面ではんだ付
け材料の融点以上の表面温度が得られるように、この金
属板42に伝熱ブロック43を介してヒータ44が一体的に設
けられている。

【００３４】そして、噴流はんだ面やその落下波面から
チャンバ本体25内に拡散しようとするはんだ粒子は、は
んだ槽24内の溶融はんだからの熱伝導やヒータ44による
加熱によりはんだ付け材料の融点以上に温度上昇した金
属板42に接触したとき、そのはんだ濡れ性を有する金属
板42の表面に吸着され、この表面で成長して自重により
はんだ槽24内に落下する。

【００３５】なお、この図２の実施例では、チャンバ本
体25と別体の金属板42をチャンバ構成部材としてはんだ
濡れ性を有する材料で構成したが、他のチャンバ構成部
材であるチャンバ本体25の全部をまたはスカート部41の
みを部分的に、同様のはんだ濡れ性を有する材料で構成
してもよい。

【００３６】例えば、チャンバ本体25の全部をはんだ濡
れ性を有する金属材料で構成する場合は、チャンバ本体
25を全体的にヒータで加熱すれば、チャンバ本体25内に
拡散したはんだ粒子をチャンバ本体25自体で吸着除去で
きる。

【００３７】また、スカート部41のみを部分的にはんだ
濡れ性を有する材料で構成する場合は、別体の金属板42
は不要であり、金属板42のような突片をスカート部41上
に一体形成すればよい。

【００３８】

【発明の効果】請求項１に記載された発明によれば、リ
フロー炉構成部材の一部または全部を、はんだ濡れ性を
有する材料で構成したから、はんだ融点以上の高温とな
るリフロー炉構成部材自体が炉内はんだ粒子を吸着除去
するフィルタとして機能し、不活性雰囲気空間内に浮遊
するはんだ粒子を吸着除去して、製品へのはんだ粒子の
付着による信頼性低下を防止できる。また、熱風循環通
路を塞ぐように炉内はんだ粒子吸着フィルタを配置する
場合と比較して、熱風循環の障害となるものがないの
で、熱風の圧力損失が少ない。

【００３９】請求項２に記載された発明によれば、はん
だ濡れ性を有するリフロー炉構成部材を着脱自在に設け
たから、このリフロー炉構成部材の吸着能力が飽和状態
に達したら、これを新しいものと交換して長寿命化を図
ることができる。

【００４０】請求項３に記載された発明によれば、はん
だ槽から噴流するはんだの周囲を不活性雰囲気に保つチ
ャンバ構成部材の一部または全部を、はんだ濡れ性を有
する材料で構成したから、はんだ槽よりチャンバ内に拡
散しようとするはんだ粒子または拡散したはんだ粒子
を、チャンバ構成部材自体のはんだ濡れ性により吸着除
去できる。

【００４１】請求項４に記載された発明によれば、はん
だ粒子を吸着するチャンバ構成部材の表面温度がはんだ
融点以下となる場合であっても、チャンバ構成部材をヒ
ータで加熱してはんだ濡れ性を保つことができ、不活性
雰囲気の温度がはんだ融点以下の場所でも使用できる利
点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るリフロー式はんだ付け装置の一実
施例を示す断面図である。

【図２】本発明に係るフロー式はんだ付け装置の一実施
例を示す断面図である。

【図３】従来のリフロー式はんだ付け装置を示す断面図
である。

【図４】従来のフロー式はんだ付け装置を示す断面図で
ある。

【符号の説明】

11，13，31 リフロー炉構成部材 25，41，42 チャンバ構成部材 44 ヒータ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 不活性雰囲気が保たれるリフロー炉内で
   はんだ付けがなされる不活性雰囲気はんだ付け装置にお
   いて、 リフロー炉を構成するリフロー炉構成部材の一部または
   全部を、はんだ濡れ性を有する材料で構成したことを特
   徴とする不活性雰囲気はんだ付け装置。
2. 【請求項２】 はんだ濡れ性を有するリフロー炉構成部
   材を着脱自在に設けたことを特徴とする請求項１記載の
   不活性雰囲気はんだ付け装置。
3. 【請求項３】 不活性雰囲気が保たれるチャンバ内では
   んだ槽から噴流されるはんだによりはんだ付けがなされ
   る不活性雰囲気はんだ付け装置において、 チャンバを構成するチャンバ構成部材の一部または全部
   を、はんだ濡れ性を有する材料で構成したことを特徴と
   する不活性雰囲気はんだ付け装置。
4. 【請求項４】 はんだ濡れ性を有するチャンバ構成部材
   にヒータを一体的に設けたことを特徴とする請求項３記
   載の不活性雰囲気はんだ付け装置。