リフローハンダ付け装置
【課題】 リフローに伴い発生するハンダに含まれるフラックスの蒸発成分を触媒体によって効果的、かつ大量に分解処理リフローハンダ付け装置を提供する。
【解決手段】 リフロー炉の雰囲気ガス中に存在するフラックスを分解する触媒体７７を、輻射パネル７５の放熱表面に接触させて配置する。
【解決手段】 リフロー炉の雰囲気ガス中に存在するフラックスを分解する触媒体７７を、輻射パネル７５の放熱表面に接触させて配置する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、印刷配線基板に電子部品を実装するためのリフローハンダ付け装置に係り、特に高い熱容量の鉛フリーハンダ、および電子部品、印刷配線基板などの実装に有効なリフローハンダ付け装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
印刷配線基板に電子部品を実装する装置としてリフローハンダ付け装置が広く利用されている。例えば、クリームハンダを介して電子部品を搭載している印刷配線基板を搬送手段によってリフロー炉内で搬送している間に、当該印刷配線基板に対して輻射パネルからの輻射加熱と熱風による加熱により、クリームハンダをリフローさせて電子部品を印刷配線基板にハンダ付けするリフローハンダ付け装置が用いられている。
【０００３】
前記のようなリフローハンダ付け装置によるリフローハンダ付けに用いられるクリームハンダには、ぬれ性を向上させるためフラックスが含まれている。このフラックスは、ロジンや溶剤などであり、一般式ＣＸＨＹで表される物質である。
【０００４】
このため、クリームハンダを加熱するとフラックスガスが生じる。フラックスガスは、リフロー炉内の低温度部分において冷却されると、液化し、リフロー炉内や基板、電子部品に付着する。
【０００５】
基板や電子部品にフラックスが付着すると、外観および実動作に悪影響を及ぼすことになる。
【０００６】
そこで、フラックスガスをリフロー炉内の雰囲気ガスから除去する方法として、リフロー炉内もしくは熱風・冷風循環経路に、熱風もしくは冷風より低温度となる熱交換器を設置し、これに蒸発したフラックスを蒸着もしくは固着させて回収する方法が提案されている。また、リフロー炉内もしくは熱風・冷風循環経路にフィルターを配置し、これにより蒸発したフラックスをろ過、回収する方法も提案されている。しかし、いずれの方法とも、回収したフラックスを定期的に装置外に取り出す必要があるためメンテナンス工数がかかってしまう。
【０００７】
また、フラックスガスをリフロー炉内の雰囲気ガスから除去する方法として、フラックスガスを分解処理する触媒体を配設したリフロー炉が提案されている。
【０００８】
この触媒体としては一般に白金などが用いられるが、触媒体は、高温度、例えば、３００℃前後からの高温度においてフラックスガス分解能力が活性化する。そこで、リフロー炉における熱風加熱ユニット部の加熱手段に接近させて触媒体を配置することが考えられている。
【０００９】
例えば、特許文献１には、ヒータの周囲に通気性を有する触媒筒体をヒータに一体的に嵌着したリフロー用加熱装置が記載されている。
【００１０】
しかし、触媒体を用いた従来の方法においては、熱風を加熱するヒータ周辺に単純に触媒体を配置するだけであったので、触媒体が３００℃程度にまで加熱されることはなく、分解に更に高温な状態を必要とする触媒体がその効力を十分に発揮できていなかった。
【特許文献１】特開平６−１２６４３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
この発明は、フラックスガスをリフロー炉内の雰囲気ガスから除去する方法として、フラックスガスを分解処理する触媒体を用い、この触媒体が十分な分解処理能力を発揮できるようにすることにより、リフローに伴い発生するハンダに含まれるフラックスの蒸発成分を触媒体によって効果的、かつ大量に分解処理できるリフローハンダ付け装置を提案することを目的にしている。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
前記目的を達成するため、本発明は以下の構造のリフローハンダ付け装置を提案するものである。
【００１３】
本発明のリフローハンダ付け装置は、クリームハンダを介して電子部品を搭載している印刷配線基板を搬送手段によってリフロー炉内で搬送している間に、当該印刷配線基板に対して輻射パネルからの輻射加熱と熱風による加熱により、クリームハンダをリフローさせて電子部品を印刷配線基板にハンダ付けするものである。
【００１４】
かかるリフローハンダ付け装置において、本願発明が提案するリフローハンダ付け装置は、リフロー炉の雰囲気ガス中に存在するフラックスを分解する触媒体を、輻射パネルの放熱表面に接触させて配置したことを特徴とするものである。
【００１５】
リフローハンダ付け装置においては、クリームハンダを介して電子部品を搭載している印刷配線基板が搬送手段によってリフロー炉の入り口側から出口側へと搬送され、この間にリフロー炉内でリフロー処理が行われる。この間、印刷用配線基板は、リフロー炉の入口側の加熱ユニットにおいて１４０〜１８０℃程度の温度にまで予備加熱され、これに引き続いて配備されている加熱ユニットにおいて２２０〜２４０℃程度にまで加熱されてリフロー処理されて、ハンダ付けされる。そして引き続いて配備されている冷却ユニットによって数十℃程度まで冷却する冷却処理が行われ、リフロー処理された印刷用配線基板はリフロー炉の出口から搬出されていく。
【００１６】
印刷配線基板に対して輻射パネルからの輻射加熱と熱風による加熱によりクリームハンダをリフローさせて電子部品を印刷配線基板にハンダ付けするリフローハンダ付け装置においては、前記の予備加熱を行う領域における熱風は１４０℃程度、リフロー処理を行う領域における熱風は２７０℃程度で印刷用配線基板に向けて吹き出される。そして、前記の予備加熱を行う領域に配置される輻射パネルの放熱表面の温度は２００〜４００℃前後、前記のリフロー処理が行われる領域に配置される輻射パネルの放熱表面の温度は５００℃前後になる。
【００１７】
そこで、３００℃前後からの高温領域において活性化し、十分なフラックス分解能力を発揮しはじめる白金などの触媒体を、前述した本願発明のように、輻射パネルの放熱表面に接触させて配置することにより、リフロー炉の雰囲気ガス中に存在するフラックスを確実に、かつ大量に分解処理することができる。
【００１８】
前記本発明のリフローハンダ付け装置において、輻射パネルの放熱表面において、印刷用配線基板と、輻射パネルの放熱表面との間に輻射パネルによる印刷用配線基板に対する輻射を遮る部材が存在している領域に前記触媒体が配置されている形態にすることができる。
【００１９】
例えば、クリームハンダを介して電子部品が搭載されている印刷用配線基板を上側面で支持している搬送手段（例えば、チェーンコンベア、メッシュコンベア、等の搬送コンベア）の下側に輻射パネルがその上側面を放熱表面にして配置されている場合、チェーンコンベアなどによって搬送される印刷用配線基板の真下に位置する輻射パネルの放熱表面は、印刷用配線基板との間に輻射パネルによる印刷用配線基板に対する輻射を遮る部材が存在していない領域における放熱表面である。そこで、これ以外の領域における輻射パネルの放熱表面に触媒体を配置するものである。
【００２０】
クリームハンダを介して電子部品が搭載されている印刷用配線基板を上側面で支持している搬送手段の下側に輻射パネルが配置され、輻射パネルの上側面に放熱表面が形成されている場合、印刷用配線基板と、輻射パネルの放熱表面との間に輻射パネルによる印刷用配線基板に対する輻射を遮る部材、例えば、搬送手段が存在する配置形態になることがある。
【００２１】
特に、輻射パネルの上側面に形成される放熱表面の中の、チェーンコンベアなどによって搬送される印刷用配線基板の真下に位置する輻射パネルの放熱表面以外の領域においては、印刷用配線基板と、輻射パネルの放熱表面との間に輻射パネルによる印刷用配線基板に対する輻射を遮る部材、すなわち、搬送手段が存在することになる。
【００２２】
輻射加熱においては、距離によらずに熱交換が行われるが、加熱される対象物（例えば、印刷用配線基板）と輻射パネルの放熱表面との間に輻射を遮るものが存在していると輻射加熱の効率が低下する。
【００２３】
そこで、輻射パネルの放熱表面において、印刷用配線基板と、輻射パネルの放熱表面との間に輻射パネルによる印刷用配線基板に対する輻射を遮る部材が存在している領域における輻射パネルの放熱表面に触媒体を接触させて配置しても、輻射加熱による印刷用配線基板の加熱効率が大きく損なわれることはない。
【００２４】
一方、このような領域における輻射パネルの放熱表面であっても、輻射パネルを加熱するヒータ、例えば、輻射パネルに内蔵されているヒータなどによって加熱されているため、前述したように、予備加熱を行う領域に配置される輻射パネルの放熱表面の温度は２００〜４００℃前後、リフロー処理が行われる領域に配置される輻射パネルの放熱表面の温度は５００℃前後になっている。
【００２５】
そこで、放熱表面に触媒体が配置されても輻射加熱の効率が大きく損なわれることのない前記のような領域（輻射パネルの放熱表面において、印刷用配線基板と、輻射パネルの放熱表面との間に輻射パネルによる印刷用配線基板に対する輻射を遮る部材が存在している領域）における輻射パネルの放熱表面に接触させて、３００℃前後からの高温領域において活性化し、十分なフラックス分解能力を発揮しはじめる白金などの触媒体を配置することにより、リフロー炉の雰囲気ガス中に存在するフラックスを確実に、かつ大量に分解処理できるようにするものである。
【００２６】
なお、このように、輻射パネルの放熱表面において、印刷用配線基板と、輻射パネルの放熱表面との間に輻射パネルによる印刷用配線基板に対する輻射を遮る部材が存在している領域に前記触媒体が配置されている形態の場合、更に、輻射パネルの放熱表面において、印刷用配線基板と、輻射パネルの放熱表面との間に輻射パネルによる印刷用配線基板に対する輻射を遮る部材が存在している領域以外の領域にも前記触媒体が配置されている形態にすることができる。
【００２７】
輻射パネルの放熱表面において、印刷用配線基板と、輻射パネルの放熱表面との間に輻射パネルによる印刷用配線基板に対する輻射を遮る部材が存在している領域以外の領域における輻射パネルの放熱表面、例えば、クリームハンダを介して電子部品が搭載されている印刷用配線基板を上側面で支持している搬送手段（例えば、チェーンコンベア、メッシュコンベア、等の搬送コンベア）の下側に輻射パネルがその上側面を放熱表面にして配置されている場合、チェーンコンベアなどによって搬送される印刷用配線基板の真下に位置する輻射パネルの放熱表面は、印刷用配線基板に対する輻射加熱に重要な役割を果たしている領域である。
【００２８】
そこで、このような領域の放熱表面にまで触媒体を接触させて配置することは、輻射加熱による印刷用配線基板の加熱のみを考慮すると望ましくない。しかし、前記のように、輻射パネルの放熱表面は、予備加熱を行う領域では２００〜４００℃前後、リフロー処理が行われる領域では５００℃前後の温度になっているので、３００℃前後からの高温領域において活性化する白金などの触媒体によるフラックスの分解処理をより一層効果的に行う上で、このような領域の放熱表面にまで触媒体を接触させて配置することができる。
【００２９】
なお、このような領域の放熱表面にまで触媒体を接触させて配置した場合であっても、例えば、輻射パネルの放熱表面上に設置された触媒体を黒化処理する等によって輻射効率を向上させるようにすれば、輻射加熱による印刷用配線基板の加熱効率を大きく損なうことなしに、フラックスの分解処理をより一層効果的に行うことができる。
【００３０】
以上説明した本発明のリフローハンダ付け装置において、触媒体は多孔質部材製にすることができる。このようにすれば、リフロー炉の雰囲気ガスが触媒体に接触する面積が大きくなるので有利である。
【００３１】
なお、多孔質状あるいは線状の触媒体であって、リフロー炉の雰囲気ガスが当該触媒体の表面に接触しつつ通過していける形態や、複数の平板状の触媒体が隣接する触媒体との間に所定の間隔を空けて積層されていてリフロー炉の雰囲気ガスが当該触媒体の表面に接触しつつ通過していける形態にしても、リフロー炉の雰囲気ガスが触媒体に接触する面積が大きくなるので有利である。
【００３２】
また、以上説明した本発明のリフローハンダ付け装置において、触媒体は板状体にすることができる。輻射パネルが平板状などの形態であって、放熱表面が平面上の場合、触媒体が平板状であれば、両者の接触面積が大きくなって、効率的に触媒体を加熱することができる。
【発明の効果】
【００３３】
この発明によれば、クリームハンダを介して電子部品を搭載している印刷配線基板を搬送手段によってリフロー炉内で搬送している間に、当該印刷配線基板に対して輻射パネルからの輻射加熱と熱風による加熱により、クリームハンダをリフローさせて電子部品を印刷配線基板にハンダ付けするリフローハンダ付け装置において、フラックガスをリフロー炉内の雰囲気ガスから除去する方法としてフラックスガスを分解処理する触媒体を用い、この触媒体が十分な分解処理能力を発揮できるように触媒体を高温加熱可能にし、リフローに伴い発生するハンダに含まれるフラックスの蒸発成分を効果的、かつ大量に分解処理することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
以下、添付図面を参照して本発明の実施形態を説明する。
【００３５】
図１、図２図示の実施形態は、クリームハンダを介して電子部品を搭載している印刷配線基板を搬送手段によってリフロー炉内で搬送している間に、当該印刷配線基板に対して、輻射パネルからの輻射加熱と熱風による加熱とにより、クリームハンダをリフローさせて電子部品を印刷配線基板にハンダ付けするリフローハンダ付け装置に本願発明が適用されている例を説明するものである。
【００３６】
図１は、本発明のリフローハンダ付け装置を印刷用配線基板８２が搬送される方向と直交する方向で断面して説明する図である。
【００３７】
図２は、図１図示のリフローハンダ付け装置を印刷用配線基板８２が搬送される方向で断面して説明する図である。
【００３８】
印刷用配線基板８２は、搬送レール７３に支持されている搬送チェーン７４によって、リフロー炉Ｃ内を、図1中、紙面と直交する方向、すなわち、図２中、左側から右側に搬送される。
【００３９】
リフロー炉Ｃには、図２図示のように、入口側から複数の加熱ユニット９４ａ、９４ｂ、９４ｃ、９４ｄが配備され、これに引き続いて、リフロー炉Ｃの出口側（図２中、右側）に冷却ユニット９３が配備されている。
【００４０】
加熱ユニット９４ａ〜９４ｄは、印刷配線基板８２に対して、熱風による加熱と輻射パネル７５（７５ａ〜７５ｄ）からの輻射加熱とを行うものである。
【００４１】
搬送チェーン７４はその上側面で印刷用配線基板８２を支持して搬送するものである。
【００４２】
搬送チェーン７４の下側に輻射パネル７５（７５ａ〜７５ｄ）が配置され、輻射パネル７５（７５ａ〜７５ｄ）の上側面に放熱表面が形成されている。輻射パネル７５（７５ａ〜７５ｄ）は不図示のヒータ、例えば、輻射パネル７５（７５ａ〜７５ｄ）に内蔵されているヒータによって加熱される。
【００４３】
こうして、クリームハンダを介して電子部品８１が搭載されている印刷用配線基板８２は図１、図２中、下側から輻射パネル７５（７５ａ〜７５ｄ）による輻射加熱を受ける。
【００４４】
一方、熱風吹出口は搬送チェーン７４の上方に配備されていて、この熱風吹出口から図１、図２中、下側方向に向けて吹き出された熱風が、クリームハンダを介して電子部品８１が搭載されている印刷用配線基板８２に対して上側から吹きつけられる。
【００４５】
図２図示の実施形態において、クリームハンダを介して電子部品８１が搭載されている印刷用配線基板８２が搬送チェーン７４によって、リフロー炉Ｃ内を、図２中、左側から右側に搬送される時に、例えば、リフロー炉Ｃの入口側（図２中、左側）の加熱ユニット９４ａ、９４ｂにおいて予備加熱が行われ、引き続いて配備されている加熱ユニット９４ｃ、９４ｄにおいてリフロー処理が行われるとすると、以下のようになる。
【００４６】
加熱ユニット９４ａ、９４ｂにおいて、印刷用配線基板８２に向けて上側から熱風が吹きつけられる。一方、輻射パネル７５ａ、７５ｂが不図示のヒータによって加熱され、その放熱表面（図２中、上側面）が２００〜４００℃程度にまで加熱されて輻射加熱が行われる。これによって、印刷用配線基板８２を１４０〜１８０℃程度の温度にまで加熱する予備加熱が行われる。
【００４７】
これに引き続いて配備されている加熱ユニット９４ｃ、９４ｄにおいて、印刷用配線基板８２に向けて上側から熱風が吹きつけられ、一方、輻射パネル７５ｃ、７５ｄが不図示のヒータによって加熱され、その放熱表面（図２中、上側面）が最高で５００℃程度にまで加熱されて輻射加熱が行われる。これによって、印刷用配線基板８２を２２０〜２４０℃程度にまで加熱してリフロー処理が行われ、ハンダ付けされる。
【００４８】
そして引き続いて配備されている冷却ユニット９３によって数十℃程度まで冷却する冷却処理が行われ、リフロー処理された印刷用配線基板８２は、図２中右側のリフロー炉Ｃの出口から搬出されていく。
【００４９】
各加熱ユニット９４ａ〜９４ｄ、冷却ユニット９３には不活性ガス供給ライン９１が接続されており、これを介して加熱ユニット、冷却ユニットに不活性ガス（例えば、窒素ガス）が供給される。一方、リフロー炉Ｃの入口部と出口部にはそれぞれラビリンス９２が配備されている。
【００５０】
リフロー処理開始前に、不活性ガス供給ライン９１から加熱ユニット９４ａ〜９４ｄ、冷却ユニット９３に不活性ガス（例えば、窒素ガス）が供給され、リフロー炉Ｃ内の雰囲気ガスにおける酸素濃度を所望の濃度に設定すると共に、雰囲気ガスの温度を所望の設定温度に昇温させる。
【００５１】
その後、リフロー処理する印刷用配線基板８２が搬送チェーン７４によってリフロー炉Ｃ内に図2中左側から搬送され、リフロー処理されて、図２中右側から搬出される。
【００５２】
図１図示のように、搬送レール７３、搬送チェーン７４が配置されている搬送路空間７２の雰囲気ガスは、ファンモータ６１、ファン６２によって吸引され、ヒータ６６によって加熱された後、搬送路空間７２内に戻されるように循環流動する。この搬送路空間７２に戻されたヒータ６６による加熱後の雰囲気ガスが、図１図示のように、印刷用配線基板８２及び、輻射パネル７５（７５ａ〜７５ｄ）の方向に対して吹きつけられる。
【００５３】
図示の実施形態では、加熱ユニット部における搬送レール７３、搬送チェーン７４が配置されている搬送路空間７２は、上下からフード６７で囲まれている。搬送路空間７２と吸引チャンバー６９とは吸い込み口パイプ７８を介して連通されている。そして搬送路空間７２の雰囲気ガスは、ファンモータ６１、ファン６２によって吸い込み口パイプ７８を介して吸引チャンバー６９に吸引され、更に、吸引チャンバー６９の隔壁６８に設けられている吸引孔６３を介してヒータ６６が配備されている循環経路内に吸引される。そして、ヒータ６６によって加熱された後、噴出し吸い込み面７１に形成されている噴出し口を介して搬送路空間７２内に戻されるように循環流動する。
【００５４】
冷却ユニット９３には冷却ユニットファンモータが配備されており、これによって、冷却ユニット内を通過するリフロー処理後の印刷用配線基板８２を冷却することを目的にして、冷却ユニット内の雰囲気ガスが強制的に循環流動されるようになっている。
【００５５】
図示のリフローハンダ付け装置では、リフロー炉Ｃの雰囲気ガス中に存在するフラックスを分解する触媒体であって、多孔質で板状の触媒体７６、７７が、輻射パネル７５の放熱表面に接触して配置されている。
【００５６】
触媒体７６、７７としては、３００℃程度の高温に加熱されると活性化し、クリームハンダに含まれているロジンや溶剤などのフラックス（一般式ＣＸＨＹで表される物質）を分解する処理能力に優れているものを使用することができ、例えば、白金を用いることができる。
【００５７】
白金などからなる触媒体７６、７７は、ヒータ６６によって加熱された後、前述したようにして搬送路空間７２内に戻された雰囲気ガスと接触する面積を大きくするため、多孔質部材製にしたり、多孔質状又は線状の形態、複数の平板状の触媒体が隣接する触媒体との間に所定の間隔を空けて積層されている形態などにすることができる。
【００５８】
図２図示の実施形態では、輻射パネルは搬送路に沿って複数枚準備され、搬送チェーン７４の下側に、各加熱ユニット９４ａ〜９４ｄごとに輻射パネル７５ａ〜７５ｄがそれぞれ配置されている。
【００５９】
輻射パネル７５ａ〜７５ｄの放熱表面に接触して配置される触媒体７６、７７（図１）、７７ａ〜７７ｄ（図２）は、前述したように多孔質部材製などであるため、熱容量は大きくないが、輻射パネル７５（図１）、７５ａ〜７５ｄ（図２）は、印刷用配線基板８２に輻射熱を与えても簡単には温度が降下しないように熱容量の大きなものを用いることが望ましい。
【００６０】
そこで、一般的にはアルミニウム製の輻射パネルが使用される。また図２図示の場合、搬送チェーン７４の横幅（図１中、左右方向の幅）が３００ｍｍであるとすると、横幅５００ｍｍ、厚さ８ｍｍ程度のものを用いる。
【００６１】
図１図示の実施形態では、輻射パネル７５の放熱表面において、印刷用配線基板８２と、輻射パネル７５の放熱表面との間に輻射パネル７５による印刷用配線基板８２に対する輻射を遮る部材が存在している領域以外の領域（すなわち、搬送チェーン７４によって搬送される印刷用配線基板８２の真下に位置する領域であって、図１中、符号Ａで表す領域）に触媒体７６が配置されている。また、この図１中、符号Ａで表す領域以外の領域、すなわち、輻射パネル７５の放熱表面において、印刷用配線基板８２と、輻射パネル７５の放熱表面との間に輻射パネル７５による印刷用配線基板８２に対する輻射を遮る部材が存在している領域（図１中、符号Ｂで表す領域）に触媒体７７を配置している。
【００６２】
輻射パネル７５の放熱表面における符号Bで表す領域には、図１図示のように、触媒体７７を配置する形態しておくことが望ましい。
【００６３】
すなわち、輻射パネル７５の放熱表面において、印刷用配線基板８２と、輻射パネル７５の放熱表面との間に輻射パネル７５による印刷用配線基板８２に対する輻射を遮る部材、例えば、搬送手段たる搬送チェーン７４などが存在している領域Bには、触媒体７６を配置しておく形態にすることが望ましい。
【００６４】
輻射加熱においては、距離によらずに熱交換が行われるが、加熱される対象物である印刷用配線基板８２と輻射パネル７５の放熱表面との間に輻射を遮るものが存在していると輻射加熱の効率が低下する。そこで、このように輻射加熱の効率が低下する符号Bで表す領域に触媒体７７を配置しても、輻射加熱による印刷用配線基板８２に対する加熱効率が大きく損なわれることはない。
【００６５】
一方、この符号Bで表す領域における輻射パネル７５の放熱表面であっても、前述したように、予備加熱の領域における輻射パネル７５ａ、７５ｂの放熱表面は２００〜４００℃前後、リフロー処理が行われる領域に配置される輻射パネル７５ｃ、７５ｄの放熱表面の温度は５００℃前後になっている。そこで、３００℃前後からの高温領域において活性化し、十分なフラックス分解能力を発揮しはじめる触媒体７７を符号Bで表す領域に配置すれば、輻射パネル７５による輻射加熱の効率をあまり低下させることなしに、フラックスの分解処理を効果的に行うことができるので有利である。
【００６６】
一方、図１中、符号Aで表す領域は、輻射パネル７５の放熱表面（図１中、上側表面）と、輻射加熱を受ける印刷用配線基板８２との間に輻射パネル７５による印刷用配線基板８２に対する輻射を遮る部材、例えば、搬送手段たる搬送チェーン７４などが存在しない領域である。
【００６７】
そこで、輻射パネル７５からの輻射による印刷用配線基板８２の加熱を効率よく行う上で、図１図示の形態とは異なり、この符号Ａで表す領域に触媒体７６を配置しない形態（不図示）にすることもできる。
【００６８】
ただし、前述したように、予備加熱の領域における輻射パネル７５ａ、７５ｂの放熱表面は２００〜４００℃前後、リフロー処理が行われる領域に配置される輻射パネル７５ｃ、７５ｄの放熱表面の温度は５００℃前後になる。そこで、３００℃前後からの高温領域において活性化し、十分なフラックス分解能力を発揮しはじめる触媒体７６を、図１図示のように、符号Ｂで表す領域に触媒体７７を配置することに追加して、符号Ａで表す領域にも配置しておけば、リフロー炉の雰囲気ガス中に存在するフラックスを確実に、かつ大量に分解処理することができるので有利である。
【００６９】
なお、このように、図１の符号Ａで表す領域に触媒体７６を配置する場合であっても、輻射パネル７５の放熱表面上に設置された触媒体７６を黒化処理する等によって輻射効率を向上させるようにすれば、輻射パネル７５からの輻射加熱による加熱効率を大きく損なうことなしに、フラックスの分解処理を効果的に行うことができる。
【００７０】
以下、図１、図２図示のリフローハンダ付け装置において、図１に符号Ｂで表す領域にしか触媒体が配置されておらず、図１に符号Ａで表す領域には触媒体が配置されていない場合におけるリフローハンダ付け処理の一例を説明する。
【００７１】
リフロー処理開始前に、不活性ガス供給ライン９１から加熱ユニット９４ａ〜９４ｄ、冷却ユニット９３に不活性ガス（例えば、窒素ガス）を供給し、リフロー炉Ｃ内の雰囲気ガスにおける酸素濃度を所望の濃度に設定すると共に、ヒータ６６を作動させつつ、搬送路空間７２の雰囲気ガスを、ファンモータ６１、ファン６２によって吸い込み口パイプ７８を介して吸引チャンバー６９に吸引し、ヒータ６６を通過させて、噴出し吸い込み面７１に形成されている噴出し口を介して搬送路空間７２内に循環流動させ、雰囲気ガスの温度を所望の設定温度に昇温させる。
【００７２】
次いで、クリームハンダを介して電子部品８１が搭載されている印刷用配線基板８２が搬送チェーン７４によって、リフロー炉Ｃ内に、図２中、左側から搬入される。
【００７３】
リフロー炉Ｃの入口側（図２中、左側）の加熱ユニット９４ａ、９４ｂにおいて、印刷用配線基板８２に向けて熱風が吹きつけられる。一方、加熱ユニット９４ａ、９４ｂのところで、搬送チェーン７４の下側に配置されている輻射パネル７５ａ、７５ｂは、不図示のヒータによって加熱され、その放熱表面が２００〜４００℃程度にまで加熱されて輻射加熱が開始される。特に、図１に符号Ａで表す領域の放熱表面には触媒体が配置されていないので、効率よく輻射加熱が行われる。
【００７４】
このように、上側から吹きつけられる熱風と、下側からの輻射加熱とによって、搬送チェーン７４で搬送されている印刷用配線基板８２を１４０〜１８０℃程度の温度にまで加熱する予備加熱が行われる。
【００７５】
なお、この際、輻射パネル７５ａ、７５ｂの放熱表面における図１中、符号Ｂで表す領域に接触配置されている多孔質状の白金触媒体７７ａ、７７ｂは、輻射パネル７５ａ、７５ｂの放熱表面と同程度の２００〜４００℃程度にまで加熱されるので、活性化し始める。そこで、搬送路空間７２内に流動している雰囲気ガス中にフラックスが含まれていると、この活性化し始めた白金触媒体７７ａ、７７ｂによって、効果的にフラックス除去を行うことができる。
【００７６】
引き続いて、加熱ユニット９４ｃ、９４ｄにおいて、印刷用配線基板８２に向けて熱風が吹きつけられる。また、加熱ユニット９４ｃ、９４ｄのところで、搬送チェーン７４の下側に配置されている輻射パネル７５ｃ、７５ｄは、不図示のヒータによって加熱され、その放熱表面が５００℃程度にまで加熱されて輻射加熱が行われる。特に、図１に符号Ａで表す領域の放熱表面には触媒体が配置されていないので、効率よく輻射加熱が行われる。
【００７７】
このように、上側から吹きつけられる熱風と、下側からの輻射加熱とによって、搬送チェーン７４で搬送されている印刷用配線基板８２を２２０〜２４０℃程度にまで加熱してリフロー処理が行われ、ハンダ付けされる。
【００７８】
この際、輻射パネル７５ｃ、７５ｄの放熱表面における図１中、符号Ｂで表す領域に接触配置されている多孔質状の白金触媒体７７ｃ、７７ｄは、輻射パネル７５ｃ、７５ｄの放熱表面と同程度の５００℃程度にまで加熱されて活性化している状態にある。そこで、搬送路空間７２内に流動している雰囲気ガス中に含まれているフラックスは白金触媒体７７ｃ、７７ｄによって、確実に、かつ大量に分解処理される。
【００７９】
そして引き続いて配備されている冷却ユニット９３によって数十℃程度まで冷却する冷却処理が行われ、リフロー処理された印刷用配線基板８２は、図２中右側のリフロー炉Ｃの出口から搬出されていく。
【００８０】
前記のように、白金触媒体７７ｃ、７７ｄは５００℃程度にまで加熱されているので、触媒体による分解処理効率を上げるため多孔質状にしていても、確実にフラックスを分解処理することができ、白金触媒体７７ｃ、７７ｄが目詰まりすることはない。
【００８１】
また、高温に維持されている白金触媒体７７ｃ、７７ｄによって前記のように確実な分解処理が行われているので、循環経路や、印刷配線基板８２に向けた熱風ガスの噴出し口などにフラックスが付着して印刷用配線基板８２や電子部品８１に吹きつける熱風の量が減少することを大幅に抑制できる。
【００８２】
これによって、前記の輻射パネル７５ｃ、７５ｄによる輻射加熱と合わせて、熱風によるリフローハンダ付け処理を確実に、かつ、効果的に行うことができる。また、印刷用配線基板８２や、電子部品８１にフラックスが付着することを大幅に抑制し、外観および実動作に悪影響が生じることを未然に防止できる。
【００８３】
なお、図１図示のように、ファンモータ６１、ファン６２によって搬送路空間７２内から吸い込み口パイプ７５を介して吸引チャンバー６９に吸引された雰囲気ガスが、搬送路に直交する方向（図１中、左右方向）に均等に分割されて流動するようにすることができる。このようにして、フード６７の両側に設けたヒータ６６により加熱された雰囲気ガスを、図１図示のように左右から均等に合流させて、噴出し吸い込み面７１に形成されている噴出し口を介して搬送路空間７２へ噴出させることができる。これによって、印刷用配線基板８２や電子部品８１に、均一な温度の雰囲気ガスを、フード６７内を通過中の印刷用配線基板８２、電子部品８１の全領域に対して均等に吹き付け、均等にリフロー処理することができる。
【００８４】
以上、添付図面を参照して本発明の好ましい実施形態を説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載から把握される技術的範囲において種々の形態に変更可能である。
【図面の簡単な説明】
【００８５】
【図１】本発明のリフローハンダ付け装置を印刷用配線基板が搬送される方向と直交する方向で断面して説明する図。
【図２】図１図示のリフローハンダ付け装置を印刷用配線基板が搬送される方向で断面して説明する一部を省略した図。
【符号の説明】
【００８６】
６１ ファンモータ
６２ ファン
６３ 吸引孔
６６ ヒータ
６７ フード
６８ 隔壁
６９ 吸引チャンバー
７１ 噴出し吸い込み面
７２ 搬送路空間
７３ 搬送レール
７４ 搬送チェーン
７５、７５ａ〜７５ｄ 輻射パネル
７６ 触媒体
７７、７７ａ〜７７ｄ 触媒体
７８ 吸い込み口パイプ
８１ 電子部品
８２ 印刷用配線基板
９１ 不活性ガス供給ライン
９２ ラビリンス
９３ 冷却ユニット
９４ａ〜９４ｄ 加熱ユニット
Ｃ リフロー炉
【技術分野】
【０００１】
本発明は、印刷配線基板に電子部品を実装するためのリフローハンダ付け装置に係り、特に高い熱容量の鉛フリーハンダ、および電子部品、印刷配線基板などの実装に有効なリフローハンダ付け装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
印刷配線基板に電子部品を実装する装置としてリフローハンダ付け装置が広く利用されている。例えば、クリームハンダを介して電子部品を搭載している印刷配線基板を搬送手段によってリフロー炉内で搬送している間に、当該印刷配線基板に対して輻射パネルからの輻射加熱と熱風による加熱により、クリームハンダをリフローさせて電子部品を印刷配線基板にハンダ付けするリフローハンダ付け装置が用いられている。
【０００３】
前記のようなリフローハンダ付け装置によるリフローハンダ付けに用いられるクリームハンダには、ぬれ性を向上させるためフラックスが含まれている。このフラックスは、ロジンや溶剤などであり、一般式ＣＸＨＹで表される物質である。
【０００４】
このため、クリームハンダを加熱するとフラックスガスが生じる。フラックスガスは、リフロー炉内の低温度部分において冷却されると、液化し、リフロー炉内や基板、電子部品に付着する。
【０００５】
基板や電子部品にフラックスが付着すると、外観および実動作に悪影響を及ぼすことになる。
【０００６】
そこで、フラックスガスをリフロー炉内の雰囲気ガスから除去する方法として、リフロー炉内もしくは熱風・冷風循環経路に、熱風もしくは冷風より低温度となる熱交換器を設置し、これに蒸発したフラックスを蒸着もしくは固着させて回収する方法が提案されている。また、リフロー炉内もしくは熱風・冷風循環経路にフィルターを配置し、これにより蒸発したフラックスをろ過、回収する方法も提案されている。しかし、いずれの方法とも、回収したフラックスを定期的に装置外に取り出す必要があるためメンテナンス工数がかかってしまう。
【０００７】
また、フラックスガスをリフロー炉内の雰囲気ガスから除去する方法として、フラックスガスを分解処理する触媒体を配設したリフロー炉が提案されている。
【０００８】
この触媒体としては一般に白金などが用いられるが、触媒体は、高温度、例えば、３００℃前後からの高温度においてフラックスガス分解能力が活性化する。そこで、リフロー炉における熱風加熱ユニット部の加熱手段に接近させて触媒体を配置することが考えられている。
【０００９】
例えば、特許文献１には、ヒータの周囲に通気性を有する触媒筒体をヒータに一体的に嵌着したリフロー用加熱装置が記載されている。
【００１０】
しかし、触媒体を用いた従来の方法においては、熱風を加熱するヒータ周辺に単純に触媒体を配置するだけであったので、触媒体が３００℃程度にまで加熱されることはなく、分解に更に高温な状態を必要とする触媒体がその効力を十分に発揮できていなかった。
【特許文献１】特開平６−１２６４３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
この発明は、フラックスガスをリフロー炉内の雰囲気ガスから除去する方法として、フラックスガスを分解処理する触媒体を用い、この触媒体が十分な分解処理能力を発揮できるようにすることにより、リフローに伴い発生するハンダに含まれるフラックスの蒸発成分を触媒体によって効果的、かつ大量に分解処理できるリフローハンダ付け装置を提案することを目的にしている。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
前記目的を達成するため、本発明は以下の構造のリフローハンダ付け装置を提案するものである。
【００１３】
本発明のリフローハンダ付け装置は、クリームハンダを介して電子部品を搭載している印刷配線基板を搬送手段によってリフロー炉内で搬送している間に、当該印刷配線基板に対して輻射パネルからの輻射加熱と熱風による加熱により、クリームハンダをリフローさせて電子部品を印刷配線基板にハンダ付けするものである。
【００１４】
かかるリフローハンダ付け装置において、本願発明が提案するリフローハンダ付け装置は、リフロー炉の雰囲気ガス中に存在するフラックスを分解する触媒体を、輻射パネルの放熱表面に接触させて配置したことを特徴とするものである。
【００１５】
リフローハンダ付け装置においては、クリームハンダを介して電子部品を搭載している印刷配線基板が搬送手段によってリフロー炉の入り口側から出口側へと搬送され、この間にリフロー炉内でリフロー処理が行われる。この間、印刷用配線基板は、リフロー炉の入口側の加熱ユニットにおいて１４０〜１８０℃程度の温度にまで予備加熱され、これに引き続いて配備されている加熱ユニットにおいて２２０〜２４０℃程度にまで加熱されてリフロー処理されて、ハンダ付けされる。そして引き続いて配備されている冷却ユニットによって数十℃程度まで冷却する冷却処理が行われ、リフロー処理された印刷用配線基板はリフロー炉の出口から搬出されていく。
【００１６】
印刷配線基板に対して輻射パネルからの輻射加熱と熱風による加熱によりクリームハンダをリフローさせて電子部品を印刷配線基板にハンダ付けするリフローハンダ付け装置においては、前記の予備加熱を行う領域における熱風は１４０℃程度、リフロー処理を行う領域における熱風は２７０℃程度で印刷用配線基板に向けて吹き出される。そして、前記の予備加熱を行う領域に配置される輻射パネルの放熱表面の温度は２００〜４００℃前後、前記のリフロー処理が行われる領域に配置される輻射パネルの放熱表面の温度は５００℃前後になる。
【００１７】
そこで、３００℃前後からの高温領域において活性化し、十分なフラックス分解能力を発揮しはじめる白金などの触媒体を、前述した本願発明のように、輻射パネルの放熱表面に接触させて配置することにより、リフロー炉の雰囲気ガス中に存在するフラックスを確実に、かつ大量に分解処理することができる。
【００１８】
前記本発明のリフローハンダ付け装置において、輻射パネルの放熱表面において、印刷用配線基板と、輻射パネルの放熱表面との間に輻射パネルによる印刷用配線基板に対する輻射を遮る部材が存在している領域に前記触媒体が配置されている形態にすることができる。
【００１９】
例えば、クリームハンダを介して電子部品が搭載されている印刷用配線基板を上側面で支持している搬送手段（例えば、チェーンコンベア、メッシュコンベア、等の搬送コンベア）の下側に輻射パネルがその上側面を放熱表面にして配置されている場合、チェーンコンベアなどによって搬送される印刷用配線基板の真下に位置する輻射パネルの放熱表面は、印刷用配線基板との間に輻射パネルによる印刷用配線基板に対する輻射を遮る部材が存在していない領域における放熱表面である。そこで、これ以外の領域における輻射パネルの放熱表面に触媒体を配置するものである。
【００２０】
クリームハンダを介して電子部品が搭載されている印刷用配線基板を上側面で支持している搬送手段の下側に輻射パネルが配置され、輻射パネルの上側面に放熱表面が形成されている場合、印刷用配線基板と、輻射パネルの放熱表面との間に輻射パネルによる印刷用配線基板に対する輻射を遮る部材、例えば、搬送手段が存在する配置形態になることがある。
【００２１】
特に、輻射パネルの上側面に形成される放熱表面の中の、チェーンコンベアなどによって搬送される印刷用配線基板の真下に位置する輻射パネルの放熱表面以外の領域においては、印刷用配線基板と、輻射パネルの放熱表面との間に輻射パネルによる印刷用配線基板に対する輻射を遮る部材、すなわち、搬送手段が存在することになる。
【００２２】
輻射加熱においては、距離によらずに熱交換が行われるが、加熱される対象物（例えば、印刷用配線基板）と輻射パネルの放熱表面との間に輻射を遮るものが存在していると輻射加熱の効率が低下する。
【００２３】
そこで、輻射パネルの放熱表面において、印刷用配線基板と、輻射パネルの放熱表面との間に輻射パネルによる印刷用配線基板に対する輻射を遮る部材が存在している領域における輻射パネルの放熱表面に触媒体を接触させて配置しても、輻射加熱による印刷用配線基板の加熱効率が大きく損なわれることはない。
【００２４】
一方、このような領域における輻射パネルの放熱表面であっても、輻射パネルを加熱するヒータ、例えば、輻射パネルに内蔵されているヒータなどによって加熱されているため、前述したように、予備加熱を行う領域に配置される輻射パネルの放熱表面の温度は２００〜４００℃前後、リフロー処理が行われる領域に配置される輻射パネルの放熱表面の温度は５００℃前後になっている。
【００２５】
そこで、放熱表面に触媒体が配置されても輻射加熱の効率が大きく損なわれることのない前記のような領域（輻射パネルの放熱表面において、印刷用配線基板と、輻射パネルの放熱表面との間に輻射パネルによる印刷用配線基板に対する輻射を遮る部材が存在している領域）における輻射パネルの放熱表面に接触させて、３００℃前後からの高温領域において活性化し、十分なフラックス分解能力を発揮しはじめる白金などの触媒体を配置することにより、リフロー炉の雰囲気ガス中に存在するフラックスを確実に、かつ大量に分解処理できるようにするものである。
【００２６】
なお、このように、輻射パネルの放熱表面において、印刷用配線基板と、輻射パネルの放熱表面との間に輻射パネルによる印刷用配線基板に対する輻射を遮る部材が存在している領域に前記触媒体が配置されている形態の場合、更に、輻射パネルの放熱表面において、印刷用配線基板と、輻射パネルの放熱表面との間に輻射パネルによる印刷用配線基板に対する輻射を遮る部材が存在している領域以外の領域にも前記触媒体が配置されている形態にすることができる。
【００２７】
輻射パネルの放熱表面において、印刷用配線基板と、輻射パネルの放熱表面との間に輻射パネルによる印刷用配線基板に対する輻射を遮る部材が存在している領域以外の領域における輻射パネルの放熱表面、例えば、クリームハンダを介して電子部品が搭載されている印刷用配線基板を上側面で支持している搬送手段（例えば、チェーンコンベア、メッシュコンベア、等の搬送コンベア）の下側に輻射パネルがその上側面を放熱表面にして配置されている場合、チェーンコンベアなどによって搬送される印刷用配線基板の真下に位置する輻射パネルの放熱表面は、印刷用配線基板に対する輻射加熱に重要な役割を果たしている領域である。
【００２８】
そこで、このような領域の放熱表面にまで触媒体を接触させて配置することは、輻射加熱による印刷用配線基板の加熱のみを考慮すると望ましくない。しかし、前記のように、輻射パネルの放熱表面は、予備加熱を行う領域では２００〜４００℃前後、リフロー処理が行われる領域では５００℃前後の温度になっているので、３００℃前後からの高温領域において活性化する白金などの触媒体によるフラックスの分解処理をより一層効果的に行う上で、このような領域の放熱表面にまで触媒体を接触させて配置することができる。
【００２９】
なお、このような領域の放熱表面にまで触媒体を接触させて配置した場合であっても、例えば、輻射パネルの放熱表面上に設置された触媒体を黒化処理する等によって輻射効率を向上させるようにすれば、輻射加熱による印刷用配線基板の加熱効率を大きく損なうことなしに、フラックスの分解処理をより一層効果的に行うことができる。
【００３０】
以上説明した本発明のリフローハンダ付け装置において、触媒体は多孔質部材製にすることができる。このようにすれば、リフロー炉の雰囲気ガスが触媒体に接触する面積が大きくなるので有利である。
【００３１】
なお、多孔質状あるいは線状の触媒体であって、リフロー炉の雰囲気ガスが当該触媒体の表面に接触しつつ通過していける形態や、複数の平板状の触媒体が隣接する触媒体との間に所定の間隔を空けて積層されていてリフロー炉の雰囲気ガスが当該触媒体の表面に接触しつつ通過していける形態にしても、リフロー炉の雰囲気ガスが触媒体に接触する面積が大きくなるので有利である。
【００３２】
また、以上説明した本発明のリフローハンダ付け装置において、触媒体は板状体にすることができる。輻射パネルが平板状などの形態であって、放熱表面が平面上の場合、触媒体が平板状であれば、両者の接触面積が大きくなって、効率的に触媒体を加熱することができる。
【発明の効果】
【００３３】
この発明によれば、クリームハンダを介して電子部品を搭載している印刷配線基板を搬送手段によってリフロー炉内で搬送している間に、当該印刷配線基板に対して輻射パネルからの輻射加熱と熱風による加熱により、クリームハンダをリフローさせて電子部品を印刷配線基板にハンダ付けするリフローハンダ付け装置において、フラックガスをリフロー炉内の雰囲気ガスから除去する方法としてフラックスガスを分解処理する触媒体を用い、この触媒体が十分な分解処理能力を発揮できるように触媒体を高温加熱可能にし、リフローに伴い発生するハンダに含まれるフラックスの蒸発成分を効果的、かつ大量に分解処理することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
以下、添付図面を参照して本発明の実施形態を説明する。
【００３５】
図１、図２図示の実施形態は、クリームハンダを介して電子部品を搭載している印刷配線基板を搬送手段によってリフロー炉内で搬送している間に、当該印刷配線基板に対して、輻射パネルからの輻射加熱と熱風による加熱とにより、クリームハンダをリフローさせて電子部品を印刷配線基板にハンダ付けするリフローハンダ付け装置に本願発明が適用されている例を説明するものである。
【００３６】
図１は、本発明のリフローハンダ付け装置を印刷用配線基板８２が搬送される方向と直交する方向で断面して説明する図である。
【００３７】
図２は、図１図示のリフローハンダ付け装置を印刷用配線基板８２が搬送される方向で断面して説明する図である。
【００３８】
印刷用配線基板８２は、搬送レール７３に支持されている搬送チェーン７４によって、リフロー炉Ｃ内を、図1中、紙面と直交する方向、すなわち、図２中、左側から右側に搬送される。
【００３９】
リフロー炉Ｃには、図２図示のように、入口側から複数の加熱ユニット９４ａ、９４ｂ、９４ｃ、９４ｄが配備され、これに引き続いて、リフロー炉Ｃの出口側（図２中、右側）に冷却ユニット９３が配備されている。
【００４０】
加熱ユニット９４ａ〜９４ｄは、印刷配線基板８２に対して、熱風による加熱と輻射パネル７５（７５ａ〜７５ｄ）からの輻射加熱とを行うものである。
【００４１】
搬送チェーン７４はその上側面で印刷用配線基板８２を支持して搬送するものである。
【００４２】
搬送チェーン７４の下側に輻射パネル７５（７５ａ〜７５ｄ）が配置され、輻射パネル７５（７５ａ〜７５ｄ）の上側面に放熱表面が形成されている。輻射パネル７５（７５ａ〜７５ｄ）は不図示のヒータ、例えば、輻射パネル７５（７５ａ〜７５ｄ）に内蔵されているヒータによって加熱される。
【００４３】
こうして、クリームハンダを介して電子部品８１が搭載されている印刷用配線基板８２は図１、図２中、下側から輻射パネル７５（７５ａ〜７５ｄ）による輻射加熱を受ける。
【００４４】
一方、熱風吹出口は搬送チェーン７４の上方に配備されていて、この熱風吹出口から図１、図２中、下側方向に向けて吹き出された熱風が、クリームハンダを介して電子部品８１が搭載されている印刷用配線基板８２に対して上側から吹きつけられる。
【００４５】
図２図示の実施形態において、クリームハンダを介して電子部品８１が搭載されている印刷用配線基板８２が搬送チェーン７４によって、リフロー炉Ｃ内を、図２中、左側から右側に搬送される時に、例えば、リフロー炉Ｃの入口側（図２中、左側）の加熱ユニット９４ａ、９４ｂにおいて予備加熱が行われ、引き続いて配備されている加熱ユニット９４ｃ、９４ｄにおいてリフロー処理が行われるとすると、以下のようになる。
【００４６】
加熱ユニット９４ａ、９４ｂにおいて、印刷用配線基板８２に向けて上側から熱風が吹きつけられる。一方、輻射パネル７５ａ、７５ｂが不図示のヒータによって加熱され、その放熱表面（図２中、上側面）が２００〜４００℃程度にまで加熱されて輻射加熱が行われる。これによって、印刷用配線基板８２を１４０〜１８０℃程度の温度にまで加熱する予備加熱が行われる。
【００４７】
これに引き続いて配備されている加熱ユニット９４ｃ、９４ｄにおいて、印刷用配線基板８２に向けて上側から熱風が吹きつけられ、一方、輻射パネル７５ｃ、７５ｄが不図示のヒータによって加熱され、その放熱表面（図２中、上側面）が最高で５００℃程度にまで加熱されて輻射加熱が行われる。これによって、印刷用配線基板８２を２２０〜２４０℃程度にまで加熱してリフロー処理が行われ、ハンダ付けされる。
【００４８】
そして引き続いて配備されている冷却ユニット９３によって数十℃程度まで冷却する冷却処理が行われ、リフロー処理された印刷用配線基板８２は、図２中右側のリフロー炉Ｃの出口から搬出されていく。
【００４９】
各加熱ユニット９４ａ〜９４ｄ、冷却ユニット９３には不活性ガス供給ライン９１が接続されており、これを介して加熱ユニット、冷却ユニットに不活性ガス（例えば、窒素ガス）が供給される。一方、リフロー炉Ｃの入口部と出口部にはそれぞれラビリンス９２が配備されている。
【００５０】
リフロー処理開始前に、不活性ガス供給ライン９１から加熱ユニット９４ａ〜９４ｄ、冷却ユニット９３に不活性ガス（例えば、窒素ガス）が供給され、リフロー炉Ｃ内の雰囲気ガスにおける酸素濃度を所望の濃度に設定すると共に、雰囲気ガスの温度を所望の設定温度に昇温させる。
【００５１】
その後、リフロー処理する印刷用配線基板８２が搬送チェーン７４によってリフロー炉Ｃ内に図2中左側から搬送され、リフロー処理されて、図２中右側から搬出される。
【００５２】
図１図示のように、搬送レール７３、搬送チェーン７４が配置されている搬送路空間７２の雰囲気ガスは、ファンモータ６１、ファン６２によって吸引され、ヒータ６６によって加熱された後、搬送路空間７２内に戻されるように循環流動する。この搬送路空間７２に戻されたヒータ６６による加熱後の雰囲気ガスが、図１図示のように、印刷用配線基板８２及び、輻射パネル７５（７５ａ〜７５ｄ）の方向に対して吹きつけられる。
【００５３】
図示の実施形態では、加熱ユニット部における搬送レール７３、搬送チェーン７４が配置されている搬送路空間７２は、上下からフード６７で囲まれている。搬送路空間７２と吸引チャンバー６９とは吸い込み口パイプ７８を介して連通されている。そして搬送路空間７２の雰囲気ガスは、ファンモータ６１、ファン６２によって吸い込み口パイプ７８を介して吸引チャンバー６９に吸引され、更に、吸引チャンバー６９の隔壁６８に設けられている吸引孔６３を介してヒータ６６が配備されている循環経路内に吸引される。そして、ヒータ６６によって加熱された後、噴出し吸い込み面７１に形成されている噴出し口を介して搬送路空間７２内に戻されるように循環流動する。
【００５４】
冷却ユニット９３には冷却ユニットファンモータが配備されており、これによって、冷却ユニット内を通過するリフロー処理後の印刷用配線基板８２を冷却することを目的にして、冷却ユニット内の雰囲気ガスが強制的に循環流動されるようになっている。
【００５５】
図示のリフローハンダ付け装置では、リフロー炉Ｃの雰囲気ガス中に存在するフラックスを分解する触媒体であって、多孔質で板状の触媒体７６、７７が、輻射パネル７５の放熱表面に接触して配置されている。
【００５６】
触媒体７６、７７としては、３００℃程度の高温に加熱されると活性化し、クリームハンダに含まれているロジンや溶剤などのフラックス（一般式ＣＸＨＹで表される物質）を分解する処理能力に優れているものを使用することができ、例えば、白金を用いることができる。
【００５７】
白金などからなる触媒体７６、７７は、ヒータ６６によって加熱された後、前述したようにして搬送路空間７２内に戻された雰囲気ガスと接触する面積を大きくするため、多孔質部材製にしたり、多孔質状又は線状の形態、複数の平板状の触媒体が隣接する触媒体との間に所定の間隔を空けて積層されている形態などにすることができる。
【００５８】
図２図示の実施形態では、輻射パネルは搬送路に沿って複数枚準備され、搬送チェーン７４の下側に、各加熱ユニット９４ａ〜９４ｄごとに輻射パネル７５ａ〜７５ｄがそれぞれ配置されている。
【００５９】
輻射パネル７５ａ〜７５ｄの放熱表面に接触して配置される触媒体７６、７７（図１）、７７ａ〜７７ｄ（図２）は、前述したように多孔質部材製などであるため、熱容量は大きくないが、輻射パネル７５（図１）、７５ａ〜７５ｄ（図２）は、印刷用配線基板８２に輻射熱を与えても簡単には温度が降下しないように熱容量の大きなものを用いることが望ましい。
【００６０】
そこで、一般的にはアルミニウム製の輻射パネルが使用される。また図２図示の場合、搬送チェーン７４の横幅（図１中、左右方向の幅）が３００ｍｍであるとすると、横幅５００ｍｍ、厚さ８ｍｍ程度のものを用いる。
【００６１】
図１図示の実施形態では、輻射パネル７５の放熱表面において、印刷用配線基板８２と、輻射パネル７５の放熱表面との間に輻射パネル７５による印刷用配線基板８２に対する輻射を遮る部材が存在している領域以外の領域（すなわち、搬送チェーン７４によって搬送される印刷用配線基板８２の真下に位置する領域であって、図１中、符号Ａで表す領域）に触媒体７６が配置されている。また、この図１中、符号Ａで表す領域以外の領域、すなわち、輻射パネル７５の放熱表面において、印刷用配線基板８２と、輻射パネル７５の放熱表面との間に輻射パネル７５による印刷用配線基板８２に対する輻射を遮る部材が存在している領域（図１中、符号Ｂで表す領域）に触媒体７７を配置している。
【００６２】
輻射パネル７５の放熱表面における符号Bで表す領域には、図１図示のように、触媒体７７を配置する形態しておくことが望ましい。
【００６３】
すなわち、輻射パネル７５の放熱表面において、印刷用配線基板８２と、輻射パネル７５の放熱表面との間に輻射パネル７５による印刷用配線基板８２に対する輻射を遮る部材、例えば、搬送手段たる搬送チェーン７４などが存在している領域Bには、触媒体７６を配置しておく形態にすることが望ましい。
【００６４】
輻射加熱においては、距離によらずに熱交換が行われるが、加熱される対象物である印刷用配線基板８２と輻射パネル７５の放熱表面との間に輻射を遮るものが存在していると輻射加熱の効率が低下する。そこで、このように輻射加熱の効率が低下する符号Bで表す領域に触媒体７７を配置しても、輻射加熱による印刷用配線基板８２に対する加熱効率が大きく損なわれることはない。
【００６５】
一方、この符号Bで表す領域における輻射パネル７５の放熱表面であっても、前述したように、予備加熱の領域における輻射パネル７５ａ、７５ｂの放熱表面は２００〜４００℃前後、リフロー処理が行われる領域に配置される輻射パネル７５ｃ、７５ｄの放熱表面の温度は５００℃前後になっている。そこで、３００℃前後からの高温領域において活性化し、十分なフラックス分解能力を発揮しはじめる触媒体７７を符号Bで表す領域に配置すれば、輻射パネル７５による輻射加熱の効率をあまり低下させることなしに、フラックスの分解処理を効果的に行うことができるので有利である。
【００６６】
一方、図１中、符号Aで表す領域は、輻射パネル７５の放熱表面（図１中、上側表面）と、輻射加熱を受ける印刷用配線基板８２との間に輻射パネル７５による印刷用配線基板８２に対する輻射を遮る部材、例えば、搬送手段たる搬送チェーン７４などが存在しない領域である。
【００６７】
そこで、輻射パネル７５からの輻射による印刷用配線基板８２の加熱を効率よく行う上で、図１図示の形態とは異なり、この符号Ａで表す領域に触媒体７６を配置しない形態（不図示）にすることもできる。
【００６８】
ただし、前述したように、予備加熱の領域における輻射パネル７５ａ、７５ｂの放熱表面は２００〜４００℃前後、リフロー処理が行われる領域に配置される輻射パネル７５ｃ、７５ｄの放熱表面の温度は５００℃前後になる。そこで、３００℃前後からの高温領域において活性化し、十分なフラックス分解能力を発揮しはじめる触媒体７６を、図１図示のように、符号Ｂで表す領域に触媒体７７を配置することに追加して、符号Ａで表す領域にも配置しておけば、リフロー炉の雰囲気ガス中に存在するフラックスを確実に、かつ大量に分解処理することができるので有利である。
【００６９】
なお、このように、図１の符号Ａで表す領域に触媒体７６を配置する場合であっても、輻射パネル７５の放熱表面上に設置された触媒体７６を黒化処理する等によって輻射効率を向上させるようにすれば、輻射パネル７５からの輻射加熱による加熱効率を大きく損なうことなしに、フラックスの分解処理を効果的に行うことができる。
【００７０】
以下、図１、図２図示のリフローハンダ付け装置において、図１に符号Ｂで表す領域にしか触媒体が配置されておらず、図１に符号Ａで表す領域には触媒体が配置されていない場合におけるリフローハンダ付け処理の一例を説明する。
【００７１】
リフロー処理開始前に、不活性ガス供給ライン９１から加熱ユニット９４ａ〜９４ｄ、冷却ユニット９３に不活性ガス（例えば、窒素ガス）を供給し、リフロー炉Ｃ内の雰囲気ガスにおける酸素濃度を所望の濃度に設定すると共に、ヒータ６６を作動させつつ、搬送路空間７２の雰囲気ガスを、ファンモータ６１、ファン６２によって吸い込み口パイプ７８を介して吸引チャンバー６９に吸引し、ヒータ６６を通過させて、噴出し吸い込み面７１に形成されている噴出し口を介して搬送路空間７２内に循環流動させ、雰囲気ガスの温度を所望の設定温度に昇温させる。
【００７２】
次いで、クリームハンダを介して電子部品８１が搭載されている印刷用配線基板８２が搬送チェーン７４によって、リフロー炉Ｃ内に、図２中、左側から搬入される。
【００７３】
リフロー炉Ｃの入口側（図２中、左側）の加熱ユニット９４ａ、９４ｂにおいて、印刷用配線基板８２に向けて熱風が吹きつけられる。一方、加熱ユニット９４ａ、９４ｂのところで、搬送チェーン７４の下側に配置されている輻射パネル７５ａ、７５ｂは、不図示のヒータによって加熱され、その放熱表面が２００〜４００℃程度にまで加熱されて輻射加熱が開始される。特に、図１に符号Ａで表す領域の放熱表面には触媒体が配置されていないので、効率よく輻射加熱が行われる。
【００７４】
このように、上側から吹きつけられる熱風と、下側からの輻射加熱とによって、搬送チェーン７４で搬送されている印刷用配線基板８２を１４０〜１８０℃程度の温度にまで加熱する予備加熱が行われる。
【００７５】
なお、この際、輻射パネル７５ａ、７５ｂの放熱表面における図１中、符号Ｂで表す領域に接触配置されている多孔質状の白金触媒体７７ａ、７７ｂは、輻射パネル７５ａ、７５ｂの放熱表面と同程度の２００〜４００℃程度にまで加熱されるので、活性化し始める。そこで、搬送路空間７２内に流動している雰囲気ガス中にフラックスが含まれていると、この活性化し始めた白金触媒体７７ａ、７７ｂによって、効果的にフラックス除去を行うことができる。
【００７６】
引き続いて、加熱ユニット９４ｃ、９４ｄにおいて、印刷用配線基板８２に向けて熱風が吹きつけられる。また、加熱ユニット９４ｃ、９４ｄのところで、搬送チェーン７４の下側に配置されている輻射パネル７５ｃ、７５ｄは、不図示のヒータによって加熱され、その放熱表面が５００℃程度にまで加熱されて輻射加熱が行われる。特に、図１に符号Ａで表す領域の放熱表面には触媒体が配置されていないので、効率よく輻射加熱が行われる。
【００７７】
このように、上側から吹きつけられる熱風と、下側からの輻射加熱とによって、搬送チェーン７４で搬送されている印刷用配線基板８２を２２０〜２４０℃程度にまで加熱してリフロー処理が行われ、ハンダ付けされる。
【００７８】
この際、輻射パネル７５ｃ、７５ｄの放熱表面における図１中、符号Ｂで表す領域に接触配置されている多孔質状の白金触媒体７７ｃ、７７ｄは、輻射パネル７５ｃ、７５ｄの放熱表面と同程度の５００℃程度にまで加熱されて活性化している状態にある。そこで、搬送路空間７２内に流動している雰囲気ガス中に含まれているフラックスは白金触媒体７７ｃ、７７ｄによって、確実に、かつ大量に分解処理される。
【００７９】
そして引き続いて配備されている冷却ユニット９３によって数十℃程度まで冷却する冷却処理が行われ、リフロー処理された印刷用配線基板８２は、図２中右側のリフロー炉Ｃの出口から搬出されていく。
【００８０】
前記のように、白金触媒体７７ｃ、７７ｄは５００℃程度にまで加熱されているので、触媒体による分解処理効率を上げるため多孔質状にしていても、確実にフラックスを分解処理することができ、白金触媒体７７ｃ、７７ｄが目詰まりすることはない。
【００８１】
また、高温に維持されている白金触媒体７７ｃ、７７ｄによって前記のように確実な分解処理が行われているので、循環経路や、印刷配線基板８２に向けた熱風ガスの噴出し口などにフラックスが付着して印刷用配線基板８２や電子部品８１に吹きつける熱風の量が減少することを大幅に抑制できる。
【００８２】
これによって、前記の輻射パネル７５ｃ、７５ｄによる輻射加熱と合わせて、熱風によるリフローハンダ付け処理を確実に、かつ、効果的に行うことができる。また、印刷用配線基板８２や、電子部品８１にフラックスが付着することを大幅に抑制し、外観および実動作に悪影響が生じることを未然に防止できる。
【００８３】
なお、図１図示のように、ファンモータ６１、ファン６２によって搬送路空間７２内から吸い込み口パイプ７５を介して吸引チャンバー６９に吸引された雰囲気ガスが、搬送路に直交する方向（図１中、左右方向）に均等に分割されて流動するようにすることができる。このようにして、フード６７の両側に設けたヒータ６６により加熱された雰囲気ガスを、図１図示のように左右から均等に合流させて、噴出し吸い込み面７１に形成されている噴出し口を介して搬送路空間７２へ噴出させることができる。これによって、印刷用配線基板８２や電子部品８１に、均一な温度の雰囲気ガスを、フード６７内を通過中の印刷用配線基板８２、電子部品８１の全領域に対して均等に吹き付け、均等にリフロー処理することができる。
【００８４】
以上、添付図面を参照して本発明の好ましい実施形態を説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載から把握される技術的範囲において種々の形態に変更可能である。
【図面の簡単な説明】
【００８５】
【図１】本発明のリフローハンダ付け装置を印刷用配線基板が搬送される方向と直交する方向で断面して説明する図。
【図２】図１図示のリフローハンダ付け装置を印刷用配線基板が搬送される方向で断面して説明する一部を省略した図。
【符号の説明】
【００８６】
６１ ファンモータ
６２ ファン
６３ 吸引孔
６６ ヒータ
６７ フード
６８ 隔壁
６９ 吸引チャンバー
７１ 噴出し吸い込み面
７２ 搬送路空間
７３ 搬送レール
７４ 搬送チェーン
７５、７５ａ〜７５ｄ 輻射パネル
７６ 触媒体
７７、７７ａ〜７７ｄ 触媒体
７８ 吸い込み口パイプ
８１ 電子部品
８２ 印刷用配線基板
９１ 不活性ガス供給ライン
９２ ラビリンス
９３ 冷却ユニット
９４ａ〜９４ｄ 加熱ユニット
Ｃ リフロー炉
【特許請求の範囲】
【請求項１】
クリームハンダを介して電子部品を搭載している印刷配線基板を搬送手段によってリフロー炉内で搬送している間に、当該印刷配線基板に対して輻射パネルからの輻射加熱と熱風による加熱により、クリームハンダをリフローさせて電子部品を印刷配線基板にハンダ付けするリフローハンダ付け装置であって、
リフロー炉の雰囲気ガス中に存在するフラックスを分解する触媒体を、輻射パネルの放熱表面に接触させて配置した
ことを特徴とするリフローハンダ付け装置。
【請求項２】
輻射パネルの放熱表面において、印刷用配線基板と、輻射パネルの放熱表面との間に輻射パネルによる印刷用配線基板に対する輻射を遮る部材が存在している領域に前記触媒体が配置されている
ことを特徴とする請求項１記載のリフローハンダ付け装置。
【請求項３】
輻射パネルの放熱表面において、印刷用配線基板と、輻射パネルの放熱表面との間に輻射パネルによる印刷用配線基板に対する輻射を遮る部材が存在している領域以外の領域にも前記触媒体が配置されている
ことを特徴とする請求項２記載のリフローハンダ付け装置。
【請求項４】
触媒体は多孔質部材であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項記載のリフローハンダ付け装置。
【請求項５】
触媒体は板状体であることを特徴とする請求項４記載のリフローハンダ付け装置。
【請求項１】
クリームハンダを介して電子部品を搭載している印刷配線基板を搬送手段によってリフロー炉内で搬送している間に、当該印刷配線基板に対して輻射パネルからの輻射加熱と熱風による加熱により、クリームハンダをリフローさせて電子部品を印刷配線基板にハンダ付けするリフローハンダ付け装置であって、
リフロー炉の雰囲気ガス中に存在するフラックスを分解する触媒体を、輻射パネルの放熱表面に接触させて配置した
ことを特徴とするリフローハンダ付け装置。
【請求項２】
輻射パネルの放熱表面において、印刷用配線基板と、輻射パネルの放熱表面との間に輻射パネルによる印刷用配線基板に対する輻射を遮る部材が存在している領域に前記触媒体が配置されている
ことを特徴とする請求項１記載のリフローハンダ付け装置。
【請求項３】
輻射パネルの放熱表面において、印刷用配線基板と、輻射パネルの放熱表面との間に輻射パネルによる印刷用配線基板に対する輻射を遮る部材が存在している領域以外の領域にも前記触媒体が配置されている
ことを特徴とする請求項２記載のリフローハンダ付け装置。
【請求項４】
触媒体は多孔質部材であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項記載のリフローハンダ付け装置。
【請求項５】
触媒体は板状体であることを特徴とする請求項４記載のリフローハンダ付け装置。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２００６−２９５０２４（Ｐ２００６−２９５０２４Ａ）
【公開日】平成１８年１０月２６日（２００６．１０．２６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−１１６６１６（Ｐ２００５−１１６６１６）
【出願日】平成１７年４月１４日（２００５．４．１４）
【出願人】（５０４４６４６３４）有限会社オアネス (4)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年１０月２６日（２００６．１０．２６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年４月１４日（２００５．４．１４）
【出願人】（５０４４６４６３４）有限会社オアネス (4)
【Ｆターム（参考）】
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