JPS62292268A - ベ−パ−リフロ−式はんだ付け装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ３、発明の詳細な説明 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ベーパーリフロー式はんだ付け装置に係シ特
に４方向に平面的に電極端子を取シ出した。いわゆるフ
ラットバックの素子および抵抗。

コンデンサ等の半導体チップ部品を用いた高密度実装プ
リント配線板のはんだ付けに好適なペーパ１７フロ一式
はんだ付け装置に関する。

〔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
ます進んでいるが、プリント配線板へ半導体チップなど
電子部品を接着するはんだ付け作業はラインの最終工程
に当たるため、はんだ付けの良否が電子部品の性態を左
右することから、はんだ付け技術はラインの中で最も重
要技術とみられに至った。最近でははんだ付け作業を行
なう炉内の温度分布の均一性を高め、かつ電子部品に対
する有害な過熱を避ける必要性から、対空気比重の大き
い蒸気を熱媒体として用い、その凝縮潜熱を利用して被
処理物を加熱するベーパーリフロー式はんだ付け装置が
注目されている。

この装置は例えば特開昭６０−１０６５０２号に記載の
如く、プリント配線板のはんだパターン上に電子部品を
搭載し、このプリント配線板を前述のように゛対空気比
重の大きい熱媒体の飽和蒸気中に通すととＫよってはん
だを加熱溶融し、電子部品をプリント配線上にはんだ付
けする。ベーパーリフロー槽とよばれる蒸気槽を備えた
はんだ付け装置でろる。まず、第１０図を参照して、従
来の代表的なベルトコンベアを用いた予熱室、リフロー
室、冷却室で３分割されたベーパーリフロー式はんだ付
け装置について説明する。

第１０図において、装置は蒸気発生槽４．搬入側搬送路
５．搬出側搬送路６．加熱ヒータ７、搬入側上、下部冷
却コイルｓ、ｉｏ、搬出側上、下部冷却コイル９，１１
．搬入側排気口１２．搬出側排気口１３．コンベア２０
．　　ローラ２３，２６゜２７よシなるリフロー室１．
予熱ヒータ１６．コンベア２０．ローラ２４，２５より
なる予熱室２゜冷却ジャケット１７．コンベア２２．ロ
ーラ２８゜２９よりなる冷却室３より構成される。

予熱室コンベア２０によって予熱室２に搬入されたはん
だ付け部材１９は予熱ヒータ１６により加熱されて、予
熱室コンベア２０からリフロー室コ／ベア２１に乗シ移
る。リフロー室１で熱媒体の飽和蒸気１５の凝縮潜熱に
よりはんだが加熱。

溶解し１部材同志がはんだ付けされて、リフロー室コン
ベア２１から冷却室コンベア２２に乗シ移る。冷却室３
で冷却ジャケット１７により後工程に障害のない温度ま
で冷却されて、装置よシ搬出される。

駆動ロー２２３により駆動されたりフロー室コンベア２
１の搬入側および搬出側には同期用ローラ３１．３２が
あシ、同期ベルト３４．３５を介して予熱室２および冷
却室３のコンベア２０゜２２の端にある同期用ローラ３
０．３３を同期を取シながら駆動する。

蒸気発生槽４の底部に溜っている熱媒体１４に浸った加
熱ヒータ７によフ沸騰蒸発した熱媒体の飽和蒸気１５は
上部に上昇し、はんだ付け部材１９を加熱する。飽和蒸
気１５０１部は凝縮液化して７ラツクスとともに落下し
、蒸気発生槽４の底部に溜まる。搬送路５．６に流入し
た飽和蒸気、１５は搬入側上、下部冷却コイル８，１０
および搬出側上、下部冷却コイル９，１１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の底部
に戻る。わずかに残った蒸気は搬入側排気口１２および
搬出側排気口１３よシ大気または回収装置（図示せず）
に排気される。

〔発明が解決しようとする問題点〕

前記の従来技術は以下に記すような問題がめった。

（１）　　コンベア用ローラの最小径はコンベアにより
定まっていて、一般にφ１００〜１５０と大きいので、
連結部におけるローラ中心距離もかなシ大きい。従って
、プリント基板の進行方向の長さがローラ中心距離の２
倍以下（２００〜３００ａａｍ）の場合、プリント基板
が傾いたシ、場合によっては滑って進まなくなる可能性
がある。この結果、プリント基板に搭載した電子部品が
移動したシ。

基板同志が衝突したりして、はんだ付けの信頼性が低下
する。

（匂　熱媒体回収装置付の場合、低温の室内空気がロー
ラ間の間隙を通って、排気口に吸込まれる。

この場合、予熱室で予熱された基板を下方からの空気に
より冷却することｋなシ、予熱温度を高くしておく必要
がある。従って、予熱のための電力が増加するとともに
、回収装置の冷却能力を増大する必要があシ、経済性が
低下する。

（３）　　コンベアの連結部での受渡しが円滑でないと
、搬入口でのプリント基板のコンベア上の位置が搬出口
では異なってくる。プリント基板の装置ヘのロード、ア
ンロードを自動化した場合、特にアンロード側でプリン
ト基板のコンベア上での位置がまちまちであると、アン
ロードの自動化がやりにくくなったり、装置が複雑で高
価になシ、経済性が低下する。

（４）　　リフロー室内で凝縮液化した熱媒体の１部は
はんだ付け部に付着して冷却室に入）、その１部が冷却
室の下部に落下するが、大半は装置外に搬出される。液
状の熱媒体は体積が小さくても密度が大きいので、蒸気
に比べると重量が大きい。

この熱媒体は非常に高価であるので、ランニングコスト
の上昇をもたらし、経済性が問題となる。

（５）後工程忙洗浄のなめ場合、フッ酸を含んで凝縮し
た空気中の水分が熱媒体とともにはんだ付け部材に付着
し、そのま＼装置外に出て使用に供される。フッ酸は腐
食性が高くて、金属部分を腐食するので、信頼性が問題
となる。

本発明の目的は、はんだ付けの信頼性および装置の経済
性の向上を図るようにしたベーパーリフロー式はんだ付
け装置を提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的は、各室を連結する側のコンベア用ローラの間
に小径のローラを設けて、この小径ローラを駆動側ロー
ラによル微動側ローラと同時に駆動させることにより達
成される。

〔作用〕

各室を連結する側のコンベア用ローラの間に設けられた
小径ローラは駆動側ローラにより微動側ローラと同時に
駆動される。それＫよって、コンベア用ローラ間の間隙
は小さくなシ、またプリント基板はコンベア用ローラと
小径ローラの２点で搬送されるので、プリント基板の円
滑な搬送と位置づれの防止を可能とし、コンベア用ロー
ラ間からの室内空気の流入も少なくすることができる。

〔実施例〕

以下１本発明の具体的な実施例を第１図から第９図を用
いて詳細に説明する。

第１図に予熱室、リフロー呈、冷却宣と装置を３分割し
、小径ローラとしてリジッドローラを用いた本発明の実
施例を示す。第２図は第１図のＡ−人矢視断面図を示す
。

装置は蒸気発生槽４．搬入側搬送路５．搬出側搬送路６
．加熱ヒータ７、搬入側上、下部冷却コイル８，１０．
搬出側上、下部冷却コイル９゜１１、搬入側排気口１２
．搬出側排気口１３．コンベア２１．ローラ２６，２７
．　　アイドラローラ４０よりなるリフロー室１．予熱
ヒータ１６．コンベア２０．ローラ２４，２５．搬入側
小径ローラ３６よシなる予熱室２．冷却ジャケット１７
゜れる。

このように構成された本実施例のベーパーリフロー式は
んだ付け装置の動作について説明する。

予熱室コンベア２０によって予熱室２に搬入されたはん
だ付け部材１９は予熱ヒータ１６によ少加熱され、予熱
室コンベア２０からリフロー呈コンベア２１に乗シ移る
。この際、はんだ付け部材１９は一旦予熱室コンベア２
０から搬入側小径ローラ３６に乗シ移って前方に移動さ
れた後、順次リフロー室コンベア２１に乗シ移る。搬入
側小径ローラ３６は軸端に取付けられ九搬入側小径ロー
ラ用同期ローラ３８によ）駆動され、さらに搬入側小径
ローラ用同期ローラ３８は搬入側同期ベルト３４を介し
て搬入側同期用ローラ３１により駆動される。

リフロー室１で熱媒体の飽和蒸気１５の凝縮潜熱により
はんだが加熱、溶解し１部材同志がはんだ付けされて、
リフロー室コンベア２１から冷却、゛寧コンベア２２に
乗シ移る。この際、はんだ付け°、゛ 、ン蔀材１９は一旦すフ鴛−室コンベア２１から冷却室
小径ローラ３７１Ｃ乗シ移って前方に移動された後、冷
却室コンベア２２に乗シ移る。冷却室小径ローラ３７は
軸端に取付けられた搬出側小径ローラ用同期ローラ３９
により駆動され、さらに搬出側小径ローラ用同期ロー２
３９は搬出側同期ベルト３５を介して冷却室同期用ロー
ラ３３により駆動される。

冷却室３で冷却ジャケラ）１７によ〕後工程に障害のな
い温度まで冷却されて、装置よシ搬出さく１０） れる。

第３図に小径ローラとしてフリクションローラを用いた
本発明の実施例を示す。第４図は第３図のＢ−Ｂ矢視断
面図を示す。

小径ローラとしてフリクションローラを用いた以外は第
１，２図の実施例と同一でめるから、詳細の説明を省略
する。

第５図に小径ローラとしてリジッドローラを用い、小径
ローラ用同期ローラを小径ローラの周速がコンベア速度
と同一となるようにした本発明の実施例を示す。

小径ローラ用同期ローラを除いて＠１．　２図の実施例
と同一であるから、詳細の説明を省略する。

なお、第５図の実施例では小径ローラ用同期ローラとし
て単一のローラを用いたが、小径ローラ用同期ローラと
小径ローラの中間に増速ギヤを設けることも可能である
が、ここでは実施例を省略した。

第６図に予熱室とりフロー室の間で装置を２分割し、小
径ローラの周゛速をコンベア速度と同一にした本発明の
実施例を示す。

リフロー室搬出側ローラ、冷却室搬入側ローラおよび搬
出側小径ローラを除いた以外は第５図の実施例と同一で
あるから、ここでは詳細の説明を省略する。

なお、リフロー室と冷却室の間で装置を２分割する場合
も考えられるが、同様であるからここでは実施例を省略
した。

第７図は本発明の他の実施例を示すもので、第７図にお
いて、第１図〜第６図と同一符号のもの快゛尚一部分を
示す。

第７図は１本のコンベアを用いて冷却室内でコンベアを
傾斜させ、エアーナイフを設けたものである。

第７図に１本のコンベアを用いて冷却室内でコンベアを
傾斜させ、かつエアーナイフを設けた本発明の実施例を
示す。

装置は蒸気発生槽４．搬入側搬送路５．搬出側搬送路６
．加熱ヒータ７、搬入側上、下部冷却コイル８．１０．
搬出側上、下部冷却コイル９゜１１、搬入側排気口１２
．搬出側排気口１３よシなるリフロー宣１．予熱ヒータ
１６よシなる予熱室２．冷却ジャケット１７よシなる冷
却室３．コンベア１８．コンベアガイド４２．駆動ロー
ラ２１を含む搬入側ロー２２４．搬出側ローラ２３よル
構成される。

このように構成された本実施例のベーパーリフロー式は
んだ付け装置の作用を説明する。

リフロー室で熱媒体の飽和蒸気に触れて、はん、享が加
熱、溶解され、部材同志がはんだ付けられゴ　。

ノゐ゛。この際、凝縮液化した熱媒体の一部ははんだ付
け部材１９に付着したま＼冷却室３に入る。冷却室３で
はコンベアガイド４２によりコンベア２０が傾斜してい
るので、はんだ付け部材１９も傾斜したま＼冷却される
。この際、はんだ付け部材１９に付着した熱媒体は重力
の作用によυ１さらにエアーナイフ４３との複合作用に
よりはんだ付け部材１９から離脱して、冷却ジャケット
の表面に落下する。

落下した熱媒体は液溜シ４４に集められて、フイルタリ
ングタンク（゛図示せず）または回収装置（図示せず）
に戻る。

なお、第７図では液溜シ４４を冷却室入口側に設けてコ
ンベア２０を出口側に向って高くなるように傾斜させた
例を示したが、液溜シ４４を冷却室出口側に設けてコン
ベア２０を出口側に向って低くなるように傾斜させるこ
とは同様で、これは設計上の問題である。

第８図にリフロー室と冷却室の間で装置を２分割した本
発明の実施例を示す。

、装置は第７図に比べてコンベアと搬送路が２分割され
ているので、主として駆動系について異なっている。

すなわち、駆動ローラ２３は搬出側にアシ、コンベア２
０を駆動する。冷却室入口側ローラ３３は同期ベルト３
４を介してリフロー室出口側ローラ３２を駆動すること
によりリフロー室コンベア２２をコンベア２０と同期し
ながら駆動する。はんだ付け部材１９の動きはりフロー
室コンベア２２からコンベア２０に″乗シ移る以外は第
７図の実施例と同じであるから詳細な説明を省略する。

第９図に予熱室とりフロー室の間およびリフロー室と冷
却室の間で装置を３分割した本発明の実施例を示す。

装置は第８図の場合に比べて、予熱室出口側とりフロー
室入口側に同期ベルト３４を介して駆動されるローラ３
２，３３があり、さらに搬送路５゜６がコンベアに対応
して分割されていることが異なる。はんだ付け部材１９
の動きは予熱室コンベアからりフロー室コンベア２２に
乗シ移る以外は同じであるから、説明を省略する。上記
の実施例・、】′二＼ φ、構成によれば、次のような効果がめる。

”。

（１）予熱室とりフロー室およびリフロー室と冷却室の
間に同期ローラにより駆動される小径ローラを設けたた
めに、コンベア駆動用ローラの中心距離の１／２以上の
プリント基板は両側で駆動されるので、リフロー過程で
プリント基板が傾いたシ、滑って進まなくなることがな
い。従って、プリント基板に搭載した電子部品が移動し
たシ、基板同志が衝突したヤすることがなく、はんだ付
けの信頼性を確保できる。

（力　小径ローラの周速を同期ローラを介してコンベア
速度と同一にしたために、コンベア間の移動も滑らかに
な勺、はんだ付けの信頼性が向上する。また、搬入口と
搬出口でコンベア上のプリント基板の移動が少ないと、
ロード、アンロードの自動化が容易となシ経済性が向上
する。

（３）コンベア用ローラの間に小径ローラを設けたので
、コンベア用ローラ間の流体抵抗が大きくなり、熱媒体
回収装置付の場合、コンベア用ローヘラ間を通過する空
気量が少なくなる。従って、予２・ 、つ熱されたプリント基板の温度低下も少なく、前も品 って予熱温度を高める必要がなく、酸化によるプリント
基板の信頼性低下や予熱のための余分の電力の増加とな
くて経済性が向上する。

（４）リフロー室内で液化凝縮してはんだ付け部材に付
着した熱媒体は冷却室に入ってエアーナイフとコンベア
の傾斜により、はんだ付け部材から離脱して、冷却室下
部に溜まる。従って、はんだ付け部材に付着して装置外
に搬出される熱媒体はきわめて少ない。このように、高
価な熱媒体の消耗が少ないので、ランニングコストが低
減して、経済性が向上する。

（５）　　後工程に洗浄のない場合でも、フッ酸を含ん
で凝縮した空気中の水分が熱媒体とともにはんだ付け部
材から除去されるので、７ツ酸により腐食も極めて少な
くなる。はんだ付けの信頼性向上とともに、後工程の洗
浄をなくす、または簡素できて経済性もあわせて向上す
る。

〔発明の効果〕

本発明によれば、各室を連結する側のコンベアに駆動さ
せるようにしたので、す７０−過程で基板が傾いたシ、
滑って進まなくなることはない。

従って、基板に搭載した電子部品が移動したシ。

基板同志が衝突することがなく、はんだ付けの信頼性お
よび経済性が向上する。

【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ーリフロー式は
んだ付け装置の構成を示す断面図、第２図は第１図の人
−人矢視断面図、第３図は本発明装置の他の実施例を示
す断面図、第４図は第３図のＢ−Ｂ矢視断面図、第５図
は本発明装置の他の実施例を示す断面図、第６図は本発
明装置の他の実施例を示す断面図、第７図は本発明装置
の他の実施例を示す断面図、第８図は本発明装置の他の
実施例を示す断面図、第９図は本発明装置の他の実施例
を示す断面図、第１０図は従来のベーパーリフロー式は
んだ付け装置の構成を示す断面図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、コンベアにより搬送される被処理物に熱媒体の飽和
   蒸気を接触させて被処理物のはんだを加熱溶融させては
   んだ付けを行なうべき蒸気発生槽と、蒸気槽の入口側に
   設けられる予熱室と、蒸気槽の出口側に設けられる冷却
   室と、前記蒸気発生槽に熱媒体を供給する給液タンクと
   を備えたベーパーリフロー式はんだ付け装置において、
   各室ごとにコンベアを複数に分割し、各室を連結する側
   のコンベア用ローラの間に小径のローラを設けたことを
   特徴とするベーパーリフロー式はんだ付け装置。 ２、前記小径ローラを微動側ローラと同時に駆動側ロー
   ラにより駆動することを特徴とする特許請求の範囲第１
   項記載のベーパーリフロー式はんだ付け装置。 ３、前記小径ローラをフリクションローラとしたことを
   特徴とする特許請求の範囲第１項記載のベーパーリフロ
   ー式はんだ付け装置。 ４、前記冷却室内にコンベアを傾斜させて配設したこと
   を特徴とする特許請求の範囲第１項記載のベーパーリフ
   ロー式はんだ付け装置。 ５、前記冷却室内にエアーナイフを設けたことを特徴と
   する特許請求の範囲第１項又は第４項記載のベーパーリ
   フロー式はんだ付け装置。