JPH084927B2 - 気相式はんだ付け装置における蒸気凝縮装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は、相変化時の気化潜熱をワークに与え、ワー
クにあらかじめ塗布されているクリームはんだを溶融し
たり、あるいは、はんだコーティングされているワーク
に気化潜熱を与えてフェージングを行う気相式はんだ付
け装置において、装置本体内の蒸気を一定の領域に保つ
ための蒸気凝縮装置に関するものである。

（従来の技術） 第５図に示されるように、インライン式の気相式はん
だ付け装置は、装置本体の一部を構成する蒸気槽11の底
部に収容された不活性液体12がヒータ13によって加熱さ
れて蒸発し、蒸気槽11の内部に飽和蒸気相14が形成さ
れ、蒸気槽11の一側部に設けられたワーク搬入口部15を
経てワーク搬送コンベヤ16によって蒸気槽11の内部に搬
入されたワーク（プリント配線基板）Ｗに飽和蒸気相14
の気化潜熱が与えられ、ワークとしてのプリント配線基
板と基板搭載部品との間に介在するクリームはんだが溶
融される。このワークＷは、蒸気槽11の他側部に設けら
れたワーク搬出口部17を経て外部に取出される。なお前
記蒸気槽11、ワーク搬入口部15およびワーク搬出口部17
によって装置本体が構成されている。

蒸気槽11の内部に形成された飽和蒸気相14は、前記搬
入口部15、搬出口部17および蒸気槽11の上部内壁にそれ
ぞれ設けられた蒸気凝縮装置18によって一定の領域に保
たれ、外部への流出等が防止される。

そうして、前記コンベヤ16によって搬送されるワーク
Ｗは、外部プリヒータ21によって温度上昇され、ワーク
搬入口部15に設けられた保温ヒータ22によって上昇温度
を保持され、飽和蒸気相14によってリフローはんだ付け
され、ワーク搬出口部17を経て外部に搬出される。な
お、この搬出口部17にワーク冷却装置23を設けておけ
ば、このワーク冷却装置23によってワークＷを急冷する
ことも可能である。

このような気相式はんだ付け装置において、従来の蒸
気凝縮装置18は、冷却コイル（低効率型は単なる冷却コ
イル、また高効率型はさらに吸熱フィンを設けたクロス
フィン方式冷却コイル）がワーク搬送コンベヤ16の上側
および下側等に配設されている。これらの凝縮装置18
は、蒸気を液化させるため、冷却媒体としての水道水を
コイル表面で露点が生じないように温度調節した後に通
水し、凝縮液化させている。

（発明が解決しようとする問題点） しかし、蒸気槽11の底部には高温に加熱された不活性
液体12が入っているため、蒸気凝縮装置18のコイル部に
経年変化によりクラックや水道水の漏水するレベルの微
細穴が発生した場合は、コイルからの漏水が前記搬入口
部15および搬出口部17の底板等を伝わって前記高温不活
性液体12に流れ込み、この液体12が突沸し、爆発する危
険があった。

本発明の目的は、蒸気凝縮装置としての通水式冷却コ
イルを装置本体の内部からなくし、本体内漏水が本体内
高温液体と接触するおそれを完全になくすことにより、
装置本体内での爆発の危険性をなくすことにある。

〔発明の構成〕

（問題点を解決するための手段） 本発明は、装置本体の内部に形成された蒸気相14が蒸
気凝縮装置18によって一定の領域に保たれ、その蒸気相
14の気化潜熱が装置本体内に搬入されたワークＷに与え
られ、このワークＷがリフローはんだ付けされる気相式
はんだ付け装置において、前記蒸気凝縮装置18は、装置
本体の内部にヒートパイプ31の吸熱部32が挿入され、こ
のヒートパイプ31の残りの部分が装置本体の外部に引出
され、このヒートパイプ31の外部引出側に位置する放熱
部33に外部冷却器34が設けられたものである。

（作用） 本発明は、蒸気相14からヒートパイプ31の吸熱部32に
対して放出された凝縮のための熱エネルギが、ヒートパ
イプ31によって装置本体の外部の放熱部33に熱輸送さ
れ、装置本体の外部で冷却器34によって強制冷却され、
輸送された熱エネルギが奪われることにより、装置本体
内には何等通水することなく蒸気の凝縮がなされる。

（実施例） 以下、本発明を図面に示される実施例を参照して詳細
に説明する。

第１図には、蒸気槽11およびワーク搬入口部15ととも
に装置本体を構成するワーク搬出口部17における蒸気凝
縮装置18（第５図）が示されている。この蒸気凝縮装置
18は、ワークＷを搬送するコンベヤ16の上側および下側
に、コ字形に成形されたヒートパイプ31の吸熱部32が前
記コンベヤ16に沿って第２図に示されるように多数挿入
され、このヒートパイプ32の吸熱部以外の部分が搬出口
部17の外部に引出され、このヒートパイプ31の外部引出
側に位置する放熱部33に外部大形冷却器34が設けられた
ものである。ヒートパイプ31の吸熱部32には第３図に示
されるように多数の吸熱フィン35が設けられている。外
部大形冷却器34は、温度調節可能の水冷式冷却器であ
り、通水管表面で露点を結ばないように温度調節された
冷却水の通水を受ける蛇管36が配管されている。前記ワ
ーク搬送コンベヤ16は、平行に配設された一対の無端チ
ェンにワーク受部を所定の取付ピッチで設けたものであ
る。

前記ヒートパイプ31は、両端が閉じられた密封金属パ
イプの内壁に毛細管物質がライニングされ、金属パイプ
の内部は高度な減圧状態にあり、水、アルコール、フロ
ン等の熱媒体が適量封入された熱輸送装置であり、極め
て大の熱伝導性を有するものとして知られている。

このヒートパイプは、吸熱フィン35から吸熱部32に熱
が加えられると、パイプ内の減圧下の熱媒体が低温度で
沸騰して蒸発し、その気化する時に蒸発潜熱を吸収し、
そして、パイプ内で蒸気が音速なみの速度で吸熱部32か
ら放熱部33に移動し、この放熱部33でパイプ内蒸気が凝
縮して液体に戻り、この液化する時に凝縮潜熱を放出
し、そして、凝縮液化した熱媒体は毛細管ライニング物
質を経て吸熱部32に戻る。このような熱媒体の循環が連
続的に進行し、吸熱部32から放熱部33への熱輸送が継続
的になされる。

また、第１図にワーク搬出口部17におけるワーク冷却
装置23（第５図）が示されている。このワーク冷却装置
23は、ワーク搬出口部17の内部であってワーク搬送コン
ベヤ16の上側近傍および下側近傍に、それぞれ、コ字形
に成形されたヒートパイプ41の吸熱部42が前記コンベヤ
16に沿って第２図に示されるように多数挿入され、この
ヒートパイプ41の吸熱部以外の部分がワーク搬出口部17
の外部に引出され、このヒートパイプ41の外部引出側に
位置する放熱部43に第２図に示される外部小形冷却器44
が設けられたものである。ヒートパイプ41の吸熱部42に
は第１図に示されるように多数の吸熱フィン45が設けら
れている。

前記外部小形冷却器44は、ペルチェイ効果を利用した
サーモモジュールを使用する電気式冷却器であり、前記
ヒートパイプ41の放熱部43と接触する吸熱板と、その下
側に位置する放熱板との間に、前記サーモモジュールが
挟着されて一体化されたものであり、このサーモモジュ
ールによって、前記放熱部43から放出された熱を吸熱板
を介し吸収するとともに放熱板を介し大気に放出する。

そうして、飽和蒸気相14からヒートパイプ31の吸熱部
32に対して放出された凝縮のための熱エネルギは、ヒー
トパイプ31によってワーク搬出口部17の外部の放熱部33
に熱輸送され、搬出口部17の外部で水冷式冷却器34によ
って強制冷却される。このように熱エネルギが装置本体
の外部に輸送され、外部で強制冷却されるから、装置本
体内には何等通水することなく蒸気の凝縮がなされる。

また、飽和蒸気相14によってリフローはんだ付けされ
た高温のワークＷは、前記搬出口部17にて前記ワーク冷
却装置23によって急冷される。すなわち、前記搬出口部
17中を搬送されるワークＷから放出される熱は、吸熱フ
ィン45を通してヒートパイプ41の吸熱部42によって効率
良く吸収され、ヒートパイプ41によってワーク搬出口部
17の外部の放熱部43に熱輸送され、外部のサーモモジュ
ール冷却器44によって強制冷却される。このように熱エ
ネルギがワーク搬出口部17の外部に輸送され、外部で強
制冷却されるから、その内部には何等通水することなく
ワークＷの搬送経路を取巻く雰囲気が急冷され、この雰
囲気中を通過するワークＷは高速で急冷作用を受け、急
激に温度降下する。

次に、第４図にバッチ式の気相式はんだ付け装置を示
す。これは、装置本体としての蒸気槽11の内部に形成さ
れた飽和蒸気相14が、蒸気槽11の内壁に沿って設けられ
た蒸気凝縮装置18aによって一定の領域に保たれ、飽和
蒸気相14に対してワークＷが上方から下降搬入され、そ
の蒸気相の気化潜熱がワークに与えられ、このワークＷ
がリフローはんだ付けされたら、このワークを上昇させ
て外部に取出すものである。前記蒸気凝縮装置18aは、
蒸気槽11の内部にヒートパイプ51の吸熱部52が挿入さ
れ、この吸熱部52に多数の吸熱フィン53が設けられ、ま
たヒートパイプ51の残り部分が蒸気槽11の外部に引出さ
れ、このヒートパイプ51の外部引出側に位置する放熱部
54に外部冷却器55が設けられたものである。

このバッチ式はんだ付け装置も、飽和蒸気相14からヒ
ートパイプ51の吸熱部52に対して放出された凝縮のため
の熱エネルギが、ヒートパイプ51によって装置本体とし
ての蒸気槽11の外部の放熱部54に熱輸送され、蒸気槽11
の外部で冷却器55によって強制冷却され、輸送された熱
エネルギが奪われることにより、蒸気槽11内には何等通
水することなく槽内蒸気の凝縮がなされる。

なお、装置本体が蒸気槽11、ワーク搬入口部15および
ワーク搬出口部17によって構成される場合（第５図）
は、第１図および第２図に示される実施例で説明した搬
出口部17における蒸気凝縮装置18の他に、搬入口部15に
おける蒸気凝縮装置18および蒸気槽11の上部における蒸
気凝縮装置18にも本発明が利用できることは言うまでも
ない。また、前記サーモモジュール式外部冷却器44は、
冷却水通水式冷却器にしてもよい。

〔発明の効果〕

本発明によれば、蒸気凝縮装置として、装置本体の内
部にヒートパイプの吸熱部が挿入され、このヒートパイ
プの残りの部分が装置本体の外部に引出され、このヒー
トパイプの外部引出側に位置する放熱部に外部冷却器が
設けられたから、この外部冷却器に冷却水を供給して効
率の良い冷却を行っても、その優れた冷却効果だけがヒ
ートパイプを経て装置本体内に伝えられ、装置本体内に
冷却水を通水することなく蒸気の凝縮がなされ、内部で
の漏水が高温液体と接触することから起こる突沸、爆発
の危険性をなくすことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の気相式はんだ付け装置における蒸気凝
縮装置の一実施例を示す断面図、第２図はその外部冷却
器の斜視図、第３図はヒートパイプ部分を拡大した斜視
図、第４図は本発明をバッチ式気相式はんだ付け装置に
適用した場合の断面図、第５図はインライン式気相式は
んだ付け装置の断面図である。 14……蒸気相、18,18a……蒸気凝縮装置、31……ヒート
パイプ、32……吸熱部、３……放熱部、34……外部冷却
器、Ｗ……ワーク。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】装置本体の内部に形成された蒸気相が蒸気
   凝縮装置によって一定の領域に保たれ、その蒸気相の気
   化潜熱が装置本体内に搬入されたワークに与えられ、こ
   のワークがリフローはんだ付けされる気相式はんだ付け
   装置において、 前記蒸気凝縮装置は、装置本体の内部にヒートパイプの
   吸熱部が挿入され、このヒートパイプの残りの部分が装
   置本体の外部に引出され、このヒートパイプの外部引出
   側に位置する放熱部に外部冷却器が設けられたことを特
   徴とする気相式はんだ付け装置における蒸気凝縮装置。
2. 【請求項２】ヒートパイプの吸熱部は、吸熱フィンを有
   することを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の気相
   式はんだ付け装置における蒸気凝縮装置。
3. 【請求項３】外部冷却器は、水冷式冷却器であることを
   特徴とする特許請求の範囲第１項記載の気相式はんだ付
   け装置における蒸気凝縮装置。
4. 【請求項４】外部冷却器は、温度調節可能であることを
   特徴とする特許請求の範囲第１項記載の気相式はんだ付
   け装置における蒸気凝縮装置。