JP2010012476A - Soldering system - Google Patents
Soldering system Download PDFInfo
- Publication number
- JP2010012476A JP2010012476A JP2008172288A JP2008172288A JP2010012476A JP 2010012476 A JP2010012476 A JP 2010012476A JP 2008172288 A JP2008172288 A JP 2008172288A JP 2008172288 A JP2008172288 A JP 2008172288A JP 2010012476 A JP2010012476 A JP 2010012476A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- soldering
- heating
- cooling
- heat exchange
- exchange means
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Images
Landscapes
- Molten Solder (AREA)
- Electric Connection Of Electric Components To Printed Circuits (AREA)
Abstract
Description
本発明は、被はんだ付けワーク例えばプリント配線板に電子部品をはんだ付け実装するためのはんだ付けシステムに関する。 The present invention relates to a soldering system for soldering and mounting electronic components on a workpiece to be soldered, for example, a printed wiring board.
プリント配線板への電子部品のはんだ付け実装は、大別して被はんだ付け部に溶融はんだを供給するフローはんだ付け方法と、被はんだ付け部に予め供給しておいたはんだ(例えば、クリームはんだ)を溶融させるリフローはんだ付け方法とがある。 Soldering and mounting of electronic components on a printed wiring board is roughly divided into a flow soldering method for supplying molten solder to the soldered part and a solder (for example, cream solder) that has been supplied to the soldered part in advance. There is a reflow soldering method for melting.
何れのはんだ付け方法もはんだを溶融させて被はんだ付け部に金属間化合物を形成する(はんだの「濡れ」を形成する)ことによって行われる。したがって、はんだ付け実装でははんだを溶融させる加熱プロセスが必ず存在する。 Any soldering method is performed by melting the solder to form an intermetallic compound in the soldered portion (forming “wetting” of the solder). Therefore, there is always a heating process for melting the solder in soldering mounting.
また、このはんだ付け実装は、工程の順に予備加熱工程,はんだ付け工程,冷却工程から構成することが通常である。なお、フローはんだ付け方法では、予備加熱工程の前にフラックス塗布工程を設けることが行われる。そして、各工程はそれぞれ詳細な役割を有しているが、基本となる役割は次のようになる。 Moreover, this soldering mounting is usually composed of a preheating step, a soldering step, and a cooling step in the order of the steps. In the flow soldering method, a flux application step is provided before the preheating step. Each process has a detailed role, but the basic role is as follows.
フラックス塗布工程は、フローはんだ付け方法において被はんだ付け部にフラックスを塗布し、後段の予備加熱工程やはんだ付け工程ではんだ付けを促進させるために設けられる。 The flux application process is provided to apply the flux to the soldered portion in the flow soldering method, and to promote the soldering in a subsequent preheating process or a soldering process.
予備加熱工程はプリント配線板と電子部品とをはんだ付け温度よりも幾分低い温度まで加熱しておいて、次のはんだ付け工程で発生するヒートショックを緩和する役割を有している。また、被はんだ付け部に供給されたフラックスやクリームはんだ中のフラックスを、前置的に活性化させる役割も有している。 The preheating process has a role of heating the printed wiring board and the electronic component to a temperature slightly lower than the soldering temperature to alleviate heat shock generated in the next soldering process. Moreover, it also has a role of activating the flux supplied to the soldered portion and the flux in the cream solder in advance.
はんだ付け工程では被はんだ付け部に溶融はんだを供給するか予め供給しておいたはんだを溶融させ、はんだ付けが行われる。そのため、被はんだ付け部のみならずプリント配線板や電子部品は各工程中において最も高い温度まで加熱される。なお、このはんだ付け工程においてはフラックスが全面的に活性化し、はんだ付けを促進させる。 In the soldering process, molten solder is supplied to the part to be soldered or solder that has been supplied in advance is melted to perform soldering. Therefore, not only the part to be soldered but also the printed wiring board and the electronic component are heated to the highest temperature in each step. In this soldering process, the flux is entirely activated to promote soldering.
冷却工程は、被はんだ付け部に供給された溶融状態のはんだの温度低下を促進させ、なるべく速い速度で凝固させると共に凝固後の温度低下を促進させ、はんだ付け強度の向上を図る。はんだの温度低下を促進させることによって、はんだ成分の偏析やはんだ組織の粗大化さらに巣等々の発生を抑制することができるのではんだ付け強度が向上する。 The cooling step promotes a decrease in the temperature of the molten solder supplied to the soldered portion, solidifies at a speed as fast as possible, promotes a decrease in temperature after solidification, and improves the soldering strength. By promoting the temperature drop of the solder, the segregation of the solder components, the coarsening of the solder structure, and the formation of nests can be suppressed, so that the soldering strength is improved.
このように、はんだ付け実装の主役は加熱手段であり、通常はその制御性の良さから電気ヒータを加熱手段としてはんだ付け実装が行われ、大量の電力を消費する。また、はんだ付け装置やはんだ付けシステムが起動する際には、多量のはんだを溶融させたり、加熱炉を予め決めた所定の温度まで加熱する必用があるため、巨大なピーク電力を消費し、その電力は通常運転時の3〜5倍にも達する。ちなみに、プリント配線板への電子部品のはんだ付け実装では、通常250℃程度の温度まで加熱される。 Thus, the main role of soldering mounting is the heating means, and usually soldering mounting is performed using the electric heater as the heating means because of its good controllability, and a large amount of power is consumed. In addition, when starting up a soldering device or soldering system, it is necessary to melt a large amount of solder or to heat the heating furnace to a predetermined temperature. Electric power reaches 3 to 5 times that of normal operation. By the way, in solder mounting of electronic components on a printed wiring board, it is usually heated to a temperature of about 250 ° C.
そこで、特許文献1では、はんだ付け装置を起動する際に各部に複数存在するヒータに一斉に電力供給を行って起動するのではなく、時間的に間隔をおいて順番に各ヒータへの電力供給を開始して、ピーク電力が大きくならないようにした技術が開示されている。
Therefore, in
また、特許文献2では、はんだ付けを行う際に発生するヒートショックを緩和するために、温度勾配を形成した不活性液体(例えば、3M社の商品名「フロリナート」)中で「被はんだ付け部材を浸漬移動」させる技術が開示されている。そして、不活性液体の加熱手段や冷却手段としてヒートポンプを使用することが開示されている。
近年になり、温暖化ガスの大気中への放出量を削減することが世界的課題として現れ、その1つの具体的な施策として消費電力量の大規模な削減が求められている。 In recent years, reducing the amount of greenhouse gas released into the atmosphere has emerged as a global issue, and as one specific measure there has been a demand for a large-scale reduction in power consumption.
しかし、特許文献1の技術では、ピーク電力を小さくすることはできても消費電力量そのものを小さくすることはできない。しかも、はんだ付け装置の起動時間が長くなる短所も有している。
However, with the technique of
また、特許文献2の技術では、はんだ付け環境を形成する1つの槽内の不活性液体中において高温部と低温部とを設ける必用がある。そのため、この高温部から低温部への巨大な熱量移動を生じ、極めて加熱効率が悪くなる。なお、不活性液体の加熱や冷却にヒートポンプを使用しているものの、加熱用ヒートポンプと冷却用ヒートポンプとがそれぞれ独立して設けられているので、ヒートポンプからの放出熱量(加熱熱量または冷却熱量)も有効に利用されていない。 Moreover, in the technique of patent document 2, it is necessary to provide a high temperature part and a low temperature part in the inert liquid in one tank which forms a soldering environment. Therefore, a huge amount of heat is transferred from the high temperature portion to the low temperature portion, and the heating efficiency is extremely deteriorated. In addition, although the heat pump is used for heating and cooling the inert liquid, since the heat pump for heating and the heat pump for cooling are provided independently, the amount of heat released from the heat pump (heating heat amount or cooling heat amount) is also Not being used effectively.
本発明は、はんだ付け装置のように多数の工程を有して構成されたはんだ付けシステムにおいて、その消費電力やシステム起動時のピーク電力を大幅に削減し、エネルギー使用の無駄がないはんだ付けシステムを実現することを目的とする。 The present invention provides a soldering system that has a large number of processes, such as a soldering apparatus, and that significantly reduces power consumption and peak power at the time of system start-up, so that energy is not wasted. It aims at realizing.
本発明は、はんだ付けシステムの冷却工程で放出される熱量を予備加熱工程やはんだ付け工程へ還流させて再利用できるように構成したところに特徴がある。 The present invention is characterized in that the amount of heat released in the cooling process of the soldering system is recycled to the preheating process or the soldering process and can be reused.
(1)本発明に係る第1の発明は、被はんだ付けワークの予備加熱工程とはんだ付け工程と冷却工程とを有するはんだ付けシステムにおいて、ヒートポンプに冷却用熱交換手段と加熱用熱交換手段とを設けて前記冷却用熱交換手段から吸熱した熱エネルギーを前記加熱用熱交換手段を通して放出する構成とし、前記冷却用熱交換手段を前記はんだ付けシステムの冷却工程に備えると共に前記加熱用熱交換手段を前記はんだ付けシステムの予備加熱工程に備えるように構成したことを特徴とする。 (1) A first invention according to the present invention is a soldering system having a preheating process, a soldering process, and a cooling process for a workpiece to be soldered, and includes a heat exchange means for cooling and a heat exchange means for heating in a heat pump. And the heat energy absorbed from the cooling heat exchanging means is discharged through the heating heat exchanging means, and the cooling heat exchanging means is provided for the cooling step of the soldering system and the heating heat exchanging means. Is configured to prepare for the preheating step of the soldering system.
上記構成によって、はんだ付け工程で高温となった被はんだ付けワークは、冷却工程に設けた冷却用熱交換手段により目的とする冷却速度すなわち速い速度で冷却され、その際に被はんだ付けワークから奪われた熱量はヒートポンプで加熱用熱交換手段に還流されて予備加熱工程で被はんだ付けワークの加熱に再利用される。したがって、廃棄されるエネルギーが少なくなり、はんだ付けシステムの消費電力を大幅に少なくすることができるようになる。しかも、ヒートポンプのCOP(Coefficient Of Performance)は3〜4程度であり、加熱効率は極めて良好である。 With the above configuration, the workpiece to be soldered that has become high temperature in the soldering process is cooled at a target cooling rate, that is, at a high speed by the cooling heat exchange means provided in the cooling process, and at that time, the workpiece to be soldered is deprived. The amount of heat transferred is returned to the heat exchange means for heating by a heat pump and reused for heating the work to be soldered in the preheating step. Therefore, less energy is discarded and the power consumption of the soldering system can be greatly reduced. Moreover, the COP (Coefficient Of Performance) of the heat pump is about 3 to 4, and the heating efficiency is very good.
(2)本発明に係る第2の発明は、被はんだ付けワークの第1の予備加熱工程とフラックス塗布工程と第2の予備加熱工程とはんだ付け工程と冷却工程とを有するはんだ付けシステムにおいて、ヒートポンプに冷却用熱交換手段と加熱用熱交換手段とを設けて前記冷却用熱交換手段から吸熱した熱エネルギーを前記加熱用熱交換手段を通して放出する構成とし、前記冷却用熱交換手段を前記はんだ付けシステムの冷却工程に備えると共に前記加熱用熱交換手段を少なくとも前記はんだ付けシステムの第1の予備加熱工程または第2の予備加熱工程の何れかに備えるように構成したことを特徴とする。 (2) A second invention according to the present invention is a soldering system including a first preheating step, a flux application step, a second preheating step, a soldering step, and a cooling step of a work to be soldered. The heat pump is provided with a cooling heat exchange means and a heating heat exchange means, and the heat energy absorbed from the cooling heat exchange means is discharged through the heating heat exchange means, and the cooling heat exchange means is the solder In addition to preparing for the cooling process of the soldering system, the heat exchanging means for heating is configured to be included in at least either the first preheating process or the second preheating process of the soldering system.
上記第1の発明と同様に、上記構成によって、冷却工程で被はんだ付けワークから奪われた熱量はヒートポンプで加熱用熱交換手段に還流されて第1の予備加熱工程または第2の予備加熱工程で被はんだ付けワークの加熱に再利用される。これはCOPの高いヒートポンプで行われるので加熱効率は極めて高く、はんだ付けシステムの消費電力を大幅に小さくできる。 Similar to the first invention, the amount of heat taken from the work to be soldered in the cooling step by the above configuration is returned to the heating heat exchanging means by the heat pump, and the first preheating step or the second preheating step. It is reused for heating the work to be soldered. Since this is performed by a heat pump having a high COP, the heating efficiency is extremely high, and the power consumption of the soldering system can be greatly reduced.
(3)本発明に係る第3の発明は、被はんだ付けワークの被はんだ付け部に予め供給されたはんだを熱雰囲気中で加熱して溶融させることではんだ付けを行うはんだ付けシステムであって予備加熱工程とはんだ付け工程と冷却工程とを有するはんだ付けシステムにおいて、ヒートポンプに冷却用熱交換手段と加熱用熱交換手段とを設けて前記冷却用熱交換手段から吸熱した熱エネルギーを前記加熱用熱交換手段を通して放出する構成とし、前記冷却用熱交換手段を前記はんだ付けシステムの冷却工程に備えると共に前記加熱用熱交換手段を少なくとも前記はんだ付けシステムの予備加熱工程またははんだ付け工程の何れかに備えるように構成したことを特徴とする。 (3) A third invention according to the present invention is a soldering system for performing soldering by heating and melting solder supplied in advance in a soldered portion of a work to be soldered in a hot atmosphere. In a soldering system having a preheating step, a soldering step, and a cooling step, the heat pump is provided with cooling heat exchange means and heating heat exchange means, and the heat energy absorbed from the cooling heat exchange means is used for the heating. The cooling heat exchange means is provided in the cooling process of the soldering system, and the heating heat exchange means is at least one of the preheating process and the soldering process of the soldering system. It is characterized by comprising.
上記構成によって、このはんだ付けシステムにおいても、上記第1、第2の発明と同様に、冷却工程で被はんだ付けワークから奪われた熱量はヒートポンプで加熱用熱交換手段に還流されて予備加熱工程またははんだ付け工程の雰囲気加熱ひいては被はんだ付けワークの加熱に利用される。 With this configuration, in this soldering system as well, in the same manner as in the first and second inventions, the amount of heat taken away from the work to be soldered in the cooling process is returned to the heat exchange means for heating by the heat pump, and the preliminary heating process Alternatively, it is used to heat the atmosphere in the soldering process, and thus to heat the work to be soldered.
これはCOPの高いヒートポンプで行われるので加熱効率は極めて高く、はんだ付けシステムの消費電力を大幅に小さくできる。 Since this is performed by a heat pump having a high COP, the heating efficiency is extremely high, and the power consumption of the soldering system can be greatly reduced.
(4)本発明に係る第4の発明は、被はんだ付けワークの被はんだ付け部に予め供給されたはんだを熱雰囲気中で加熱して溶融させることではんだ付けを行うはんだ付けシステムであって予備加熱工程とはんだ付け工程と冷却工程とを有するはんだ付けシステムにおいて、ヒートポンプに冷却用熱交換手段と加熱用熱交換手段とを設けて前記冷却用熱交換手段から吸熱した熱エネルギーを前記加熱用熱交換手段を通して放出する構成とし、前記冷却用熱交換手段を前記はんだ付けシステムの冷却工程に備えると共に前記加熱用熱交換手段を少なくとも前記はんだ付けシステムの予備加熱工程またははんだ付け工程の何れかに備え、さらに少なくとも前記はんだ付けシステムの予備加熱工程またははんだ付け工程の何れかには電気ヒータを備えるように構成したことを特徴とする。 (4) A fourth invention according to the present invention is a soldering system for performing soldering by heating and melting solder supplied in advance in a soldered part of a work to be soldered in a hot atmosphere. In a soldering system having a preheating step, a soldering step, and a cooling step, the heat pump is provided with cooling heat exchange means and heating heat exchange means, and the heat energy absorbed from the cooling heat exchange means is used for the heating. The cooling heat exchange means is provided in the cooling process of the soldering system, and the heating heat exchange means is at least one of the preheating process and the soldering process of the soldering system. And at least one of the preheating step and the soldering step of the soldering system is provided with an electric heater. Characterized by being configured.
この発明は、上記第3の発明の構成にさらに電気ヒータを併用するように構成したはんだ付けシステムである。併用する電気ヒータは予備加熱工程またははんだ付け工程に設けられる。なお、予備加熱工程およびはんだ付け工程のそれぞれに設けてもよい。 The present invention is a soldering system configured to further use an electric heater in addition to the configuration of the third invention. The electric heater to be used in combination is provided in the preheating process or the soldering process. In addition, you may provide in each of a preheating process and a soldering process.
この構成によれば、上記第3の発明と同様にはんだ付けシステムの消費電力を大幅に小さくできる。そして、併用される電気ヒータにより微細な雰囲気温度調節を行うことが可能となる。 According to this configuration, the power consumption of the soldering system can be greatly reduced as in the third aspect. And it becomes possible to perform fine atmospheric temperature adjustment with the electric heater used together.
また、はんだ付けシステムを起動させる際にはCOPの高いヒートポンプにより行い、はんだ付けシステム各部の温度が運転状態に到達したらヒータによる運転に移行させれば、はんだ付けシステムを起動させる際のピーク電力を大幅に低減(COPが3〜4なら1/3〜1/4に低減)できるようになる。 In addition, when starting the soldering system, use a heat pump with a high COP. If the temperature of each part of the soldering system reaches the operating state, and shift to the operation by the heater, the peak power when starting the soldering system is increased. It can be greatly reduced (if COP is 3 to 4, it can be reduced to 1/3 to 1/4).
(5)本発明に係る第5の発明は、被はんだ付けワークの予備加熱工程とはんだ付け工程と冷却工程とを有すると共に少なくとも前記予備加熱工程またははんだ付け工程の何れかの工程に不活性ガスまたは不活性ガスと大気とを併せて供給するはんだ付けシステムにおいて、ヒートポンプに冷却用熱交換手段と加熱用熱交換手段とを設けて前記冷却用熱交換手段から吸熱した熱エネルギーを前記加熱用熱交換手段を通して放出する構成とし、前記冷却用熱交換手段を前記はんだ付けシステムの冷却工程に備えると共に前記加熱用熱交換手段を加熱源として前記不活性ガスまたは不活性ガスと大気とを併せて加熱する供給ガス加熱手段を備えるように構成したことを特徴とする。 (5) A fifth invention according to the present invention includes a preheating process, a soldering process, and a cooling process for a workpiece to be soldered, and at least one of the preheating process and the soldering process. Alternatively, in a soldering system that supplies both an inert gas and the atmosphere, a heat exchange means for cooling and a heat exchange means for heating are provided in a heat pump, and the heat energy absorbed from the heat exchange means for cooling is used as the heat for heating. The cooling means is configured to discharge through the exchange means, the cooling heat exchange means is provided in the cooling process of the soldering system, and the inert gas or the inert gas and the atmosphere are heated together using the heating heat exchange means as a heating source. It is characterized by comprising supply gas heating means.
この構成によれば、冷却工程で被はんだ付けワークから奪われた熱量はヒートポンプで加熱用熱交換手段に還流されて供給ガス加熱手段により不活性ガスや大気を加熱し、この加熱された不活性ガスや大気を予備加熱工程やはんだ付け工程に供給できるようになる。 According to this configuration, the amount of heat deprived from the work to be soldered in the cooling process is recirculated to the heat exchange means for heating by the heat pump, and the inert gas and the atmosphere are heated by the supply gas heating means, and the heated inert Gas and air can be supplied to the preheating process and the soldering process.
したがって、常温の不活性ガスや大気を供給した際に発生する予備加熱工程やはんだ付け工程における加熱電力量の増大を生じることが殆ど無く、消費電力の増大を解消することができるようになる。しかも、予備加熱工程やはんだ付け工程の温度に外乱を与え難くなるので、これらの工程において安定した温度パラメータを維持することができるようになって、はんだ付け実装品質を向上させることができるようになる。 Therefore, there is almost no increase in the amount of heating power in the preheating process or soldering process that occurs when an inert gas at normal temperature or the atmosphere is supplied, and the increase in power consumption can be eliminated. In addition, since it is difficult to disturb the temperature of the preheating process and the soldering process, it is possible to maintain a stable temperature parameter in these processes, and to improve the soldering mounting quality. Become.
本発明によれば、冷却工程で被はんだ付けワークから得た熱エネルギーを予備加熱工程やはんだ付け工程さらにはこれらの工程に供給される不活性ガスや大気に還流させて再利用することが可能となり、しかもCOPの高いヒートポンプによりこれを行うので、はんだ付けシステムの運転時電力消費や起動時のピーク電力消費を大幅に削減することが可能であり、エネルギー使用の無駄がないはんだ付けシステムを実現することができる。 According to the present invention, it is possible to recycle the heat energy obtained from the work to be soldered in the cooling process by returning it to the preheating process, the soldering process, or the inert gas or air supplied to these processes. In addition, since this is done by a heat pump with a high COP, it is possible to significantly reduce the power consumption during operation of the soldering system and the peak power consumption during startup, and realize a soldering system that does not waste energy. can do.
次に、本発明のはんだ付けシステムの実施形態例を説明する。 Next, an embodiment of the soldering system of the present invention will be described.
〔第1実施形態〕
図1は、フローはんだ付け方法を用いるはんだ付けシステムの例を説明する図で、被はんだ付けワークの搬送コンベアは一点鎖線で省略して図示し、この搬送コンベア(搬送方向は矢印A方向)に沿って配置される各装置をシンボル図で描いてある。なお、被はんだ付けワークははんだ付けするべき電子部品を搭載したプリント配線板である。
[First Embodiment]
FIG. 1 is a diagram for explaining an example of a soldering system using a flow soldering method, in which a conveyer for a work to be soldered is omitted by a one-dot chain line, and this conveyer (conveyance direction is an arrow A direction) Each device arranged along the line is depicted in a symbol diagram. The work to be soldered is a printed wiring board on which electronic components to be soldered are mounted.
本実施形態は、予備加熱工程とはんだ付け工程および冷却工程から成る通常のはんだ付けシステムの前段に、フラックス塗布工程を設けたシステム例である。すなわち、このはんだ付けシステム例は、工程順に第1の予備加熱工程11,フラックス塗布工程12,第2の予備加熱工程13,はんだ付け工程15,冷却工程16から構成されている。 The present embodiment is an example of a system in which a flux application process is provided in the previous stage of a normal soldering system including a preheating process, a soldering process, and a cooling process. That is, this soldering system example includes a first preheating step 11, a flux application step 12, a second preheating step 13, a soldering step 15, and a cooling step 16 in the order of processes.
そして、第1の予備加熱工程11と第2の予備加熱工程13にはヒートポンプ103に接続された加熱用熱交換手段111,121を設け、冷却工程16にはヒートポンプ103に接続された冷却用熱交換手段131を設けてある。
The first preheating step 11 and the second preheating step 13 are provided with heat exchange means 111 and 121 for heating connected to the
なお、第1の予備加熱工程11に設けた加熱用熱交換手段111と第2の予備加熱工程13に設けた加熱用熱交換手段121とは、ヒートポンプ103内で切り換え可能で、両方の加熱用熱交換手段を一緒に作動させることも可能である。また、図示はしないが、加熱用熱交換手段と冷却用熱交換手段には温度センサを設けてあり、ヒートポンプ内の温度制御手段によりそれぞれの温度を予め決めた所定の温度に制御する構成である。
The heating heat exchanging means 111 provided in the first preheating step 11 and the heating heat exchanging means 121 provided in the second preheating step 13 can be switched in the
一方で、加熱用熱交換手段と冷却用熱交換手段にはファン112,122,132を設けてあり、予備加熱工程では熱風を、冷却工程では冷風をプリント配線板102に吹きつける構成である。さらに、第2の予備加熱工程13に設けた加熱用熱交換手段121の後段には電気ヒータ123とファン124による加熱手段も併せて設けてあり、加熱プロファイルの高温域における制御性を高めている。なお、この電気ヒータ123には、図示はしないが温度センサと温度制御手段を設けてあり、その表面温度を調節できるように構成してある。
On the other hand, the heating heat exchanging means and the cooling heat exchanging means are provided with
はんだ付け工程15は、プリント配線板102の被はんだ付け面(図の下方側の面)に溶融はんだ126の噴流波129を接触させ、この接触によりプリント配線板102の被はんだ付け部に溶融はんだ126を供給してはんだ付けを行う構成である。
In the soldering step 15, the
そして、この噴流波129は、はんだ槽125内の溶融はんだ126をポンプ127により吹き口体128へ送給して形成する構成であり、はんだ槽125には図示しないヒータおよび温度センサそして温度制御手段を設けてはんだを溶融状態の予め決めた所定の温度に維持するように構成してある。
The
フラックス塗布工程12は、フラックスを霧化して塗布する噴霧式フラックス塗布装置を設けてあり、フラックス供給装置113から送給されるフラックスを噴霧ノズル114から噴霧してプリント配線板102の被はんだ付け面に塗着させて塗布する構成である。そして、プリント配線板102に塗着しなかったフラックスは、排気ファン115により吸引され、フード116に案内されつつフィルタ117で捕集される。
The flux application step 12 is provided with a spray-type flux application device that atomizes and applies the flux. The flux to be supplied from the
被はんだ付けワークであるプリント配線板102を搬送する搬送コンベアは、第1の予備加熱工程11およびフラックス塗布工程12を受け持つ搬送コンベア101aと、第2の予備加熱工程13およびはんだ付け工程15そして冷却工程16を受け持つ搬送コンベア101bとに分かれている。なお、はんだ付け工程15においては、プリント配線板102を仰角方向(角度約3〜5°)に搬送することが行われているが、図1では水平搬送の例を示している。
The transfer conveyor for transferring the printed
一般的には、第1の予備加熱工程11およびフラックス塗布工程12とを1つの筐体に納め、また、第2の予備加熱工程13とはんだ付け工程15そして冷却工程16とを1つの筐体に納め、それぞれをフラックス塗布装置とはんだ付け装置として別々に設置し、はんだ付けシステムを構成する場合が多い。 In general, the first preheating step 11 and the flux application step 12 are housed in one case, and the second preheating step 13, the soldering step 15 and the cooling step 16 are included in one case. In many cases, a soldering system is configured by installing them separately as a flux application device and a soldering device.
次に本実施形態のシステムの作動を説明する。 Next, the operation of the system of this embodiment will be described.
電子部品を搭載したプリント配線板102は、先ず第1の予備加熱工程11で加熱用熱交換手段111から供給される熱風で加熱され、続いて噴霧ノズル114から噴霧されるフラックスが塗布される。なお、水を主な溶媒とするVOCフリーフラックス(VOC:Volatile Organic Compounds)を噴霧して塗布する場合には、プリント配線板102を予め加熱しておくことで塗着フラックスの広がりを向上させることができる。
The printed
続いて、プリント配線板102は第2の予備加熱工程13へ搬送され、加熱用熱交換手段121から供給される熱風で加熱されてフラックスの溶媒の蒸発が促進され、併せてフラックスの前置的活性化が行われる。
Subsequently, the printed
VOCフリーフラックスの場合は水を主な溶媒としているため、熱風による乾燥によって乾燥速度を速めることができる。乾燥を主目的とする予備加熱温度は50℃〜80℃程度が好適で、あまり高い温度にすると電子部品やプリント配線板への熱ストレスを増大させる。そして、必用に応じて電気ヒータ123およびファン124による予備加熱が併せて行われ、目的とする加熱プロファイルを形成して次のはんだ付け工程15へ搬送される。
In the case of VOC-free flux, water is the main solvent, so that the drying rate can be increased by drying with hot air. The preheating temperature for the main purpose of drying is preferably about 50 ° C. to 80 ° C. If the temperature is too high, thermal stress on the electronic components and the printed wiring board is increased. Then, preliminary heating by the
はんだ付け工程15では、プリント配線板102の被はんだ付け面すなわち図の下方側の面と溶融はんだ126の噴流波129とを接触させ、被はんだ付け部に溶融はんだ126を供給してはんだ付けが行われる。
In the soldering process 15, the soldered surface of the printed
続いて、プリント配線板102は冷却工程16へ搬送され、冷却用熱交換手段131から供給される冷風で冷却が促進され、プリント配線板102や電子部品そして最も重要な被はんだ付け部に供給されたはんだの温度を速やかに降下させ、一連のはんだ付け作業が終了する。
Subsequently, the printed
ヒートポンプ103は、冷却工程16でプリント配線板102を冷却する際に得た熱エネルギーを加熱用熱交換手段へ還流させ、第1の予備加熱工程11や第2の予備加熱工程13でプリント配線板102の加熱やフラックスの乾燥のための加熱エネルギーとして再利用される。そのため、冷却工程16での熱エネルギーの回収効率を向上させるために、冷却工程16を搬入口と搬出口とを有するチャンバ構造として、雰囲気循環式の冷却工程を構成してもよい。
The
もちろん、第1の予備加熱工程11や第2の予備加熱工程13における加熱効率を高めるために、同様に予備加熱工程を搬入口と搬出口とを有するチャンバ構造として、雰囲気循環式の予備加熱工程を構成してもよい。そうすることで、はんだ付けシステム全体で見たエネルギーの循環効率が高まり、エネルギー損失を少なくすることができるようになる。 Of course, in order to increase the heating efficiency in the first preheating step 11 and the second preheating step 13, the preheating step is similarly used as a chamber structure having a carry-in port and a carry-out port, and an atmosphere circulation type pre-heat step May be configured. By doing so, the energy circulation efficiency seen in the entire soldering system is increased, and energy loss can be reduced.
通常のヒートポンプのCOPは通常3〜4程度あるので、冷却工程をチャンバ構造にしなくてもプリント配線板からの他に大気中からも熱エネルギーを獲得して、電気ヒータを用いる場合よりも3〜4倍の電力効率でプリント配線板の予備加熱を行うことができるようになる。 Since the COP of a normal heat pump is usually about 3 to 4, even if the cooling process is not made into a chamber structure, the heat energy is acquired from the atmosphere in addition to the printed wiring board, and 3 to 3 than in the case of using an electric heater. The printed wiring board can be preheated with four times the power efficiency.
その結果、はんだ付けシステム全体の電力消費量が大幅に小さくなり、ひいては温暖化ガスの大気中への放出を削減することができるようになる。また、低コストでプリント配線板のはんだ付け実装を行うことができるようになる。 As a result, the power consumption of the entire soldering system is greatly reduced, and as a result, the release of greenhouse gases into the atmosphere can be reduced. In addition, the printed wiring board can be soldered and mounted at low cost.
なお、COPが3〜4で出力温度が150℃〜300℃の高温出力型ヒートポンプを用いることにより、はんだ槽内のはんだ加熱もヒートポンプで行うことが可能となり、はんだ付け温度が250℃程度のはんだ付け実装の加熱の全てをヒートポンプによって行うこともできる。 By using a high-temperature output heat pump with a COP of 3 to 4 and an output temperature of 150 ° C. to 300 ° C., it is possible to heat the solder in the solder bath with the heat pump, and the soldering temperature is about 250 ° C. All of the mounting heating can also be performed by a heat pump.
はんだ槽に加熱用熱交換手段を設ける場合には、はんだ槽内に設けて直接加熱方式に構成してもよいし、はんだ槽の外側壁面に設けて間接加熱方式に構成してもよい。この場合には、冷却工程から得る熱エネルギーだけでは不足するので、大気からも併せて熱エネルギーを吸収するように構成する。例えば、冷却工程に設ける冷却用熱交換手段の他に、大気から熱エネルギーを吸収する熱交換手段を併せて設けるように構成する(図1中の破線で描いた熱交換手段を参照)。 When the heat exchange means for heating is provided in the solder tub, it may be provided in the solder tub and configured as a direct heating method, or may be provided on the outer wall surface of the solder tub and configured as an indirect heating method. In this case, since only the thermal energy obtained from the cooling process is insufficient, the thermal energy is also absorbed from the atmosphere. For example, in addition to the cooling heat exchanging means provided in the cooling process, a heat exchanging means for absorbing thermal energy from the atmosphere is also provided (see the heat exchanging means drawn by a broken line in FIG. 1).
ちなみに、図1における第1の予備加熱工程が不要なはんだ付けシステムもあるが、その場合には当該工程に設けられる加熱用熱交換手段は不要である。 Incidentally, there is a soldering system that does not require the first preheating step in FIG. 1, but in that case, the heat exchange means for heating provided in the step is unnecessary.
〔第2実施形態〕
図2は、リフローはんだ付け方法を用いるはんだ付けシステムの第1の例を説明する図で、システムを搬送コンベアに沿って縦に切断してその切断面を見た側断面図である。そして、被はんだ付けワークの搬送コンベア(搬送方向は矢印A方向)は一点鎖線で省略して図示してあり、ヒートポンプはシンボル図で描いてある。
[Second Embodiment]
FIG. 2 is a diagram for explaining a first example of a soldering system using a reflow soldering method, and is a side sectional view of the system cut longitudinally along a conveyor and viewed from the cut surface. And the conveyance conveyor (a conveyance direction is an arrow A direction) of the workpiece | work to be soldered is abbreviate | omitted with the dashed-dotted line, and the heat pump is drawn with the symbol figure.
本実施形態のシステムは、搬送コンベア201に沿って加熱炉210内を3室に分割して設け、続いて冷却室220を設けた例である。そして、予備加熱工程24を2室の加熱室で構成し、続くはんだ付け工程25を1室の加熱室で構成し、さらに冷却工程26を1室の冷却室で構成している。なお、このシステム例は、図の上方側のみに加熱手段や冷却手段を有する例を示しているが、搬送コンベアを中心にして上下対称に加熱手段や冷却手段を設ける構成としてもよい。
The system of this embodiment is an example in which the inside of the
各加熱室と冷却室は循環流路形成板213により雰囲気循環流路が形成され、モータによって駆動されるファン212により各加熱室の雰囲気を循環させる構成である。そして、この循環の過程で被はんだ付けワークであるプリント配線板202に雰囲気が吹きつけられる。
Each heating chamber and cooling chamber is configured such that an atmosphere circulation channel is formed by a circulation
そして、予備加熱工程24にはヒートポンプ203に接続された加熱用熱交換手段211a,bを設け、冷却工程26にはヒートポンプ203に接続された冷却用熱交換手段221を設けてある。なお、前記第1実施形態のシステム例の場合と同様に、冷却工程26から得る熱エネルギーだけでは不足する場合には、大気からも併せて熱エネルギーを得るように構成する。例えば、冷却工程26に設ける冷却用熱交換手段221の他に大気から熱エネルギーを吸収する熱交換手段204を併せて設けて構成する。205は送風ファンである。
The preheating step 24 is provided with heating heat exchanging means 211 a and b connected to the
さらに、図示しないが、加熱用熱交換手段と冷却用熱交換手段には温度センサを設けてあり、ヒートポンプ内の温度制御手段によりそれぞれの温度を予め決めた所定の温度に制御する構成である。 Furthermore, although not shown in the figure, the heat exchange means for heating and the heat exchange means for cooling are provided with temperature sensors, and the temperature control means in the heat pump controls each temperature to a predetermined temperature.
一方で、はんだ付け工程25には電気ヒータ214を設けてあり、温度センサ215と図示しない温度制御手段により、予め決めた所定温度の雰囲気が形成される。
On the other hand, an
次に本実施形態のシステム例の作動を説明する。 Next, the operation of the system example of this embodiment will be described.
電子部品を搭載しその被はんだ付け部に予めはんだを供給しておいたプリント配線板202は、先ず予備加熱工程24で加熱用熱交換手段211a,bによって加熱された雰囲気から熱量供給を受けて加熱され、各室の雰囲気温度の設定により目的とする温度プロファイルではんだ付け温度よりも幾分低い温度まで加熱される。
The printed
これにより、クリームはんだ中のフラックス等のように予め被はんだ付け部に供給されたフラックスを前置的に活性化させると共に、後段のはんだ付け工程において発生するプリント配線板や電子部品のヒートショックを緩和する。 As a result, the flux previously supplied to the soldered part, such as the flux in the cream solder, is activated in advance, and the heat shock of the printed wiring board and the electronic component generated in the subsequent soldering process is suppressed. ease.
続いて、プリント配線板202ははんだ付け工程25へ搬送され、その被はんだ付け部に予め供給したはんだを溶融温度以上に加熱し、この溶融したはんだによりはんだ付けが行われる。
Subsequently, the printed
その後、プリント配線板202は冷却工程26へ搬送され、冷却用熱交換手段221から供給される冷風で冷却が促進され、プリント配線板202や電子部品そして最も重要な被はんだ付け部に供給されたはんだの温度を速やかに降下させ、一連のはんだ付け作業が終了する。
Thereafter, the printed
ヒートポンプ203は、冷却工程26でプリント配線板202を冷却する際に得た熱エネルギーを加熱用熱交換手段211a,bへ還流させ、予備加熱工程24でプリント配線板202を加熱するための加熱エネルギーとして再利用されるので、はんだ付けシステムとしての熱エネルギー利用効率を高めることができるようになる。なお、冷却工程26から得る熱エネルギーだけでは不足する場合には熱交換手段204とファン205によって大気からも併せて熱エネルギーを吸収し、予備加熱工程24でプリント配線板202を加熱するための加熱エネルギーとして再利用される。
The
通常のヒートポンプのCOPは通常3〜4程度あるので、電気ヒータを用いる場合よりも3〜4倍の電力効率でプリント配線板の予備加熱を行うことができるようになる。 Since the COP of a normal heat pump is usually about 3 to 4, the printed wiring board can be preheated with a power efficiency 3 to 4 times higher than when an electric heater is used.
その結果、はんだ付けシステム全体の電力消費量が大幅に小さくなり、ひいては温暖化ガスの大気中への放出を削減することができるようになる。また、低コストでプリント配線板のはんだ付け実装を行うことができるようになる。 As a result, the power consumption of the entire soldering system is greatly reduced, and as a result, the release of greenhouse gases into the atmosphere can be reduced. In addition, the printed wiring board can be soldered and mounted at low cost.
〔第3実施形態〕
図3は、リフローはんだ付け方法を用いるはんだ付けシステムの第2の例を説明する図で、システムを搬送コンベアに沿って縦に切断してその切断面を見た側断面図である。そして、被はんだ付けワークの搬送コンベア(搬送方向は矢印A方向)は一点鎖線で省略して図示してあり、ヒートポンプはシンボル図で描いてある。
[Third Embodiment]
FIG. 3 is a diagram for explaining a second example of a soldering system using the reflow soldering method, and is a side sectional view of the system cut longitudinally along the transport conveyor and viewing the cut surface. And the conveyance conveyor (a conveyance direction is an arrow A direction) of the workpiece | work to be soldered is abbreviate | omitted with the dashed-dotted line, and the heat pump is drawn with the symbol figure.
本実施形態のこのシステム例は、搬送コンベア301に沿って加熱炉310内を3室に分割して設け、続いて冷却室を2室設けた例である。そして、予備加熱工程34を2室の加熱室で構成し、続くはんだ付け工程35を1室の加熱室で構成し、さらに冷却工程36を第1冷却室320aと第2冷却室320bの2室の冷却室で構成している。なお、このシステム例は、図の上方側のみに加熱手段や冷却手段を有する例を示しているが、搬送コンベアを中心にして上下対称に加熱手段や冷却手段を設ける構成としてもよい。
This system example of the present embodiment is an example in which the inside of the
このように、予備加熱工程34やはんだ付け工程35のように加熱炉310を複数の加熱室で構成するだけではなく、冷却工程36も複数の冷却室で構成すれば、加熱プロファイルの可変調節範囲のみならず冷却プロファイルの可変調節範囲も広まり、プリント配線板302の温度プロファイルの制御性が格段に向上する。
As described above, if the
第2実施形態のシステムと同様に、各加熱室と各冷却室は循環流路形成板313により雰囲気循環流路が形成され、各加熱室や各冷却室の雰囲気をファン312により循環させる過程でプリント配線板302に雰囲気を吹きつける構成である。
Similarly to the system of the second embodiment, each heating chamber and each cooling chamber is formed with an atmosphere circulation channel by the circulation
そして、はんだ付け工程35の加熱用熱交換手段314と第1冷却室320aの冷却用熱交換手段321aとが対になって高温出力型ヒートポンプ306に接続され、予備加熱工程34の加熱用熱交換手段311a,bと第2冷却室320bの冷却用熱交換手段321bとが対になって先程とは別のヒートポンプ303に接続される構成である。
The heating heat exchanging means 314 in the soldering process 35 and the cooling
なお、冷却工程36から得る熱エネルギーだけでは不足する場合には、大気からも併せて熱エネルギーを吸収するように構成する。例えば、冷却工程36に設ける冷却用熱交換手段321a,bの他に大気から熱エネルギーを吸収する熱交換手段304,307を併せて設けて構成する。305,308は送風ファンである。
In addition, when only the heat energy obtained from the cooling step 36 is insufficient, the heat energy is also absorbed from the atmosphere. For example, in addition to the heat exchange means 321a, b for cooling provided in the cooling step 36, heat exchange means 304, 307 for absorbing thermal energy from the atmosphere are also provided.
もちろん、加熱用熱交換手段と冷却用熱交換手段には温度センサを設けてあり、ヒートポンプ内の温度制御手段によりそれぞれの温度を予め決めた所定の温度に制御する構成である。 Of course, a temperature sensor is provided in the heat exchange means for heating and the heat exchange means for cooling, and each temperature is controlled to a predetermined temperature by the temperature control means in the heat pump.
次にこのシステム例の作動を説明する。 Next, the operation of this system example will be described.
このシステム例が第2実施形態のシステム例と相違するのは、はんだ付け工程35における加熱がヒートポンプ306に接続される加熱用熱交換手段314を加熱源として行われる点と、プリント配線板302の冷却が第1冷却室320aと第2冷却室320bの2段によって行われる点である。
This system example is different from the system example of the second embodiment in that the heating in the soldering process 35 is performed by using the heat exchange means 314 for heating connected to the
ヒートポンプ306により、最も高温の状態に至ったプリント配線板302が有する熱エネルギーは第1冷却室320aで吸収してはんだ付け工程35へ還流させ、続いて第2冷却室320bで吸収した熱エネルギーは予備加熱工程34へ還流させて再利用される。したがって、はんだ付けシステムとしての熱エネルギーの利用効率を高めることができるようになる。なお、冷却工程36から得る熱エネルギーだけでは不足する場合には大気からも併せて熱エネルギーを吸収し、予備加熱工程34やはんだ付け工程35でプリント配線板302を加熱するための加熱エネルギーとして再利用される。
The heat energy of the printed
今日では、高温出力型ヒートポンプであってもCOPの値として3〜4程度が得られるので、電気ヒータを用いる場合よりも3〜4倍の電力効率でプリント配線板の加熱を行うことが可能であり、はんだ付け工程においてはんだを溶融させるための高効率加熱源として利用できる。 Today, even if it is a high-temperature output type heat pump, the COP value of about 3 to 4 can be obtained, so that it is possible to heat the printed wiring board with power efficiency 3 to 4 times higher than when using an electric heater. Yes, it can be used as a high-efficiency heating source for melting solder in the soldering process.
その結果、はんだ付けシステム全体の電力消費量は大幅に小さくなり、ひいては温暖化ガスの大気中への放出を削減することができるようになる。また、低コストでプリント配線板のはんだ付け実装を行うことができるようになる。 As a result, the power consumption of the entire soldering system is significantly reduced, and as a result, the release of greenhouse gases into the atmosphere can be reduced. In addition, the printed wiring board can be soldered and mounted at low cost.
〔第4実施形態〕
図4は、リフローはんだ付け方法を用いるはんだ付けシステムの第3の例を説明する図で、システムを搬送コンベアに沿って縦に切断してその切断面を見た側断面図である。そして、被はんだ付けワークの搬送コンベア(搬送方向は矢印A方向)は一点鎖線で省略して図示してあり、ヒートポンプおよび制御系はシンボル図で描いてある。
[Fourth Embodiment]
FIG. 4 is a diagram for explaining a third example of the soldering system using the reflow soldering method, and is a side sectional view of the system cut longitudinally along the conveyor and viewed from the cut surface. And the conveyance conveyor (a conveyance direction is the arrow A direction) of the workpiece | work to be soldered is abbreviate | omitted with the dashed-dotted line, and the heat pump and the control system are drawn with the symbol figure.
本実施形態のシステムは、搬送コンベア401に沿って加熱炉410内を3室に分割して設け、続いて冷却室420を設けた例である。そして、予備加熱工程44を2室の加熱室で構成し、続くはんだ付け工程45を1室の加熱室で構成し、さらに冷却工程46を1室の冷却室で構成している。なお、このシステム例は、図の上方側のみに加熱手段や冷却手段を有する例を示しているが、搬送コンベアを中心にして上下対称に加熱手段や冷却手段を設ける構成としてもよい。
The system of the present embodiment is an example in which the inside of the
第2実施形態および第3実施形態のシステム例と同様に、各加熱室と各冷却室は循環流路形成板413により雰囲気循環流路が形成され、ファン412により各加熱室の雰囲気を循環させる過程でプリント配線板402に雰囲気を吹きつける構成である。
As in the system examples of the second and third embodiments, each heating chamber and each cooling chamber has an atmosphere circulation channel formed by the circulation
そして、予備加熱工程44とはんだ付け工程45にはヒートポンプ403に接続された加熱用熱交換手段411a,b、416を設け、冷却工程46にはヒートポンプ403に接続された冷却用熱交換手段421を設けてある。なお、前記第1実施形態のシステム例の場合と同様に、冷却工程から得る熱エネルギーだけでは不足する場合には、大気からも併せて熱エネルギーを吸収するように構成する。例えば、冷却工程46に設ける冷却用熱交換手段421の他に大気から熱エネルギーを吸収する熱交換手段404を併せて設けて構成する。405は送風ファンである。
The preheating step 44 and the soldering step 45 are provided with heating heat exchanging means 411a, b and 416 connected to the
さらに、予備加熱工程44とはんだ付け工程45には電気ヒータ414a,b、417も設けてあり、温度センサ415a,b、418の検出信号Ts1,Ts2,Ts3を温度制御装置409が参照し、電気ヒータへの供給電力Ph1,Ph2,Ph3を制御して予め決めた所定温度の雰囲気を形成することができるように構成してある。
Further, the preheating step 44 and the soldering step 45 are also provided with
制御装置406はコンピュータシステムで構成してあり、キーボード等の指示操作部407とLCD等の表示部408とを備えている。また、その出力ポートから通信信号Spでヒートポンプの作動状態(加熱温度や冷却温度)を制御することが可能であり、通信信号Shで電気ヒータによる加熱温度を制御することが可能である。
The
すなわち、このシステム例では、ヒートポンプ403による加熱および冷却と電気ヒータ414a,b、417による加熱を併用したり切り換えたりすることが可能であり、はんだ付けシステムの運転状態に合わせて最適な作動状態を選択することが可能に構成してある。
That is, in this system example, heating and cooling by the
次にこのシステム例の作動を説明する。 Next, the operation of this system example will be described.
このシステム例が第2実施形態および第3実施形態のシステム例と相違するのは、全ての加熱室にヒートポンプに接続された加熱用熱交換手段と電気ヒータとを備えている点である。 This system example is different from the system examples of the second embodiment and the third embodiment in that all heating chambers are provided with heating heat exchange means and electric heaters connected to a heat pump.
予備加熱工程44とはんだ付け工程45とによってプリント配線板402に与えられた熱エネルギーを、ヒートポンプ403によって冷却工程46で吸収して予備加熱工程44とはんだ付け工程45へ還流させて再利用される。また、電気ヒータによる加熱も併せて行われ、雰囲気からの熱伝導による加熱の他に電気ヒータから放射される赤外線によっても加熱が行われる。
The heat energy given to the printed
したがって、プリント配線板402の微細な加熱制御を行うことが可能になると同時に、はんだ付けシステムとしての熱エネルギーの利用効率が高めることができるようになる。なお、冷却工程から得る熱エネルギーだけでは不足する場合には熱交換手段404等によって大気からも併せて熱エネルギーを吸収し、予備加熱工程やはんだ付け工程でプリント配線板を加熱するための加熱エネルギーとして再利用される。
Therefore, fine heating control of the printed
このように、COPの高いヒートポンプによりはんだ付けシステム全体の電力消費量は大幅に小さくすることが可能になり、ひいては温暖化ガスの大気中への放出を削減することができるようになる。また、低コストでプリント配線板のはんだ付け実装を行うことができるようになる。 As described above, the power consumption of the entire soldering system can be significantly reduced by the heat pump having a high COP, and the release of the warming gas into the atmosphere can be reduced. In addition, the printed wiring board can be soldered and mounted at low cost.
一方で、はんだ付けシステムが起動する際にのみヒートポンプによる加熱を行うことも可能である。例えば、加熱炉内雰囲気温度が100℃〜150℃程度に上昇するまではヒートポンプによって加熱を行い、それ以上の温度に加熱する場合に該当する加熱室のみを電気ヒータによる加熱に切り換えるはんだ付けシステムの起動方法である。 On the other hand, it is possible to perform heating with a heat pump only when the soldering system is activated. For example, in a soldering system in which heating is performed by a heat pump until the atmospheric temperature in the heating furnace rises to about 100 ° C. to 150 ° C., and only a corresponding heating chamber is switched to heating by an electric heater when heating to a temperature higher than that. How to start.
このような起動方法を採用すれば、はんだ付けシステムの起動の際に必用となる電力消費をヒートポンプCOP値分の1(1/COP値)にすることが可能になり、従来は通常運転時の3〜5倍必用であった起動時の消費電力を通常運転時の1〜1.3倍程度の小さい値にすることが可能になる。 By adopting such a starting method, it becomes possible to reduce the power consumption necessary for starting the soldering system to 1 / (1 / COP value) of the heat pump COP value. It is possible to reduce the power consumption at the start-up, which was required 3 to 5 times, to a value about 1 to 1.3 times that during normal operation.
〔第5実施形態〕
図5は、リフローはんだ付け方法を用いるはんだ付けシステムの第4の例を説明する図で、システムを搬送コンベアに沿って縦に切断してその切断面を見た側断面図である。被はんだ付けワークの搬送コンベア(搬送方向は矢印A方向)は一点鎖線で省略して図示してあり、ヒートポンプはシンボル図で描いてある。
[Fifth Embodiment]
FIG. 5 is a diagram for explaining a fourth example of a soldering system using the reflow soldering method, and is a side sectional view of the system cut longitudinally along a conveyor and viewed from the cut surface. The conveying conveyor of the work to be soldered (the conveying direction is the direction of arrow A) is omitted by a one-dot chain line, and the heat pump is illustrated by a symbol diagram.
このシステム例は、冷却工程56で得た熱エネルギーを加熱炉510の加熱室内(予備加熱工程54とはんだ付け工程55)へ供給される不活性ガスや大気の加熱に利用するように構成した例であり、各加熱室と冷却室520は循環流路形成板513により雰囲気循環流路が形成され、ファン512により各加熱室の雰囲気を循環させる過程でプリント配線板502に雰囲気を吹きつける構成である。なお、各加熱室の雰囲気加熱は電気ヒータ511によって行われる。
In this system example, the heat energy obtained in the cooling step 56 is used to heat the inert gas or the atmosphere supplied to the heating chamber (the preheating step 54 and the soldering step 55) of the
加熱室に不活性ガスを供給する目的は、加熱室内を低酸素濃度の不活性ガス雰囲気にしてリフローはんだ付けを行うためであり、大気を併せて供給する目的は、不活性ガス供給流量との比率を調節することで加熱室内の酸素濃度を調節するためである。 The purpose of supplying the inert gas to the heating chamber is to perform reflow soldering in an inert gas atmosphere with a low oxygen concentration in the heating chamber, and the purpose of supplying the atmosphere together with the inert gas supply flow rate is This is because the oxygen concentration in the heating chamber is adjusted by adjusting the ratio.
一般的に、加熱室への単位時間当たりの不活性ガス供給流量を極端に少なくすると、加熱室内における酸素濃度が不安定に変動する所謂ハンチングを生じる。そのため、大気を併せて供給して不活性ガス供給流量との比率を調節することで不活性ガス供給流量と大気供給流量の和を一定の流量に維持し、安定した酸素濃度を維持させている。 Generally, when the inert gas supply flow rate per unit time to the heating chamber is extremely reduced, so-called hunting in which the oxygen concentration in the heating chamber fluctuates in an unstable manner occurs. Therefore, by supplying the atmosphere together and adjusting the ratio of the inert gas supply flow rate, the sum of the inert gas supply flow rate and the atmospheric supply flow rate is maintained at a constant flow rate, and a stable oxygen concentration is maintained. .
一方で、加熱室内への不活性ガスや大気の供給は、予め決めた所定の温度の雰囲気を維持する必用のあるリフローはんだ付け方法においては、温度制御上の外乱として作用する。すなわち、室温(約25℃)程度の不活性ガスや大気が180℃や230℃程度の加熱室内雰囲気中に供給されることによって、温度の異なる気体が混ざり合う過程を通して均一な温度の雰囲気を形成するのであるから、この混ざり合う過程が外乱として作用するのである。つまり、加熱室内への不活性ガスや大気の供給は、安定かつ均一な温度の雰囲気が必用なリフローはんだ付けにおいては、存在してはならない事項である。 On the other hand, the supply of an inert gas or air into the heating chamber acts as a disturbance in temperature control in a reflow soldering method that needs to maintain an atmosphere having a predetermined temperature. That is, by supplying an inert gas or air at about room temperature (about 25 ° C.) or a heated room atmosphere at about 180 ° C. or 230 ° C., an atmosphere having a uniform temperature is formed through a process in which gases having different temperatures are mixed. Because of this, this mixed process acts as a disturbance. In other words, the supply of an inert gas or air to the heating chamber is a matter that should not exist in reflow soldering where a stable and uniform temperature atmosphere is required.
そこで、冷却工程で得られる熱エネルギーを加熱室へ供給する不活性ガスと大気を加熱するための熱エネルギーとして利用するために、冷却工程56にはヒートポンプ503に接続された冷却用熱交換手段521を設け、供給ガス加熱室505に加熱用熱交換手段504を設けた構成としている。
Therefore, in order to use the heat energy obtained in the cooling process as the heat energy for heating the inert gas supplied to the heating chamber and the atmosphere, the cooling process 56 includes a cooling heat exchange means 521 connected to the
次にこのシステム例の作動を説明する。 Next, the operation of this system example will be described.
被はんだ付けワークであるプリント配線板502は、搬送コンベア501によりA方向へ搬送され、予備加熱工程54とはんだ付け工程55とによりはんだ付けが行われる。続いて、はんだ付け工程55で最高温度に加熱されたプリント配線板502は冷却工程56へと搬送され、ここで冷却されると共にそのプリント配線板502が有していた熱エネルギーが冷却用熱交換手段521を介してヒートポンプ503によって汲み上げられ、加熱用熱交換手段504へと還流される。
A printed
加熱用熱交換手段504は供給ガス加熱室505に設けてあり、この加熱用熱交換手段504と不活性ガス供給パイプ506aおよび大気供給パイプ506bとが熱的に結合されていて、この不活性ガス供給パイプ506aを流れる不活性ガスと大気供給パイプ506bを流れる大気とがヒートポンプ503によって還流された熱エネルギーによって加熱されてから加熱室へ供給される。
The heat exchange means 504 for heating is provided in the supply
したがって、加熱室内において発生する温度的な外乱は極めて小さくなり、安定した温度の雰囲気を形成することができるようになる。また、不活性ガスや大気を加熱してから加熱室へ供給するので、加熱室内雰囲気を加熱するために必用な電力消費の増大を生じることが殆どない。 Therefore, the temperature disturbance generated in the heating chamber becomes extremely small, and an atmosphere having a stable temperature can be formed. In addition, since the inert gas or air is heated and then supplied to the heating chamber, there is almost no increase in power consumption necessary for heating the heating chamber atmosphere.
本発明のはんだ付けシステムは、電子部品をプリント配線板にはんだ付け実装する際に、高効率の加熱源を有するシステムとして利用できる。したがって、省エネルギーで温暖化ガスの放出を削減できるようになり、電子産業に対して大きく貢献できる。 The soldering system of the present invention can be used as a system having a highly efficient heating source when an electronic component is soldered and mounted on a printed wiring board. Therefore, it becomes possible to reduce the emission of greenhouse gases with energy saving, which can greatly contribute to the electronics industry.
11,13,24,34,44,54 予備加熱工程
12 フラックス塗布工程
15,25,35,45,55 はんだ付け工程
16,26,36,46,56 冷却工程
101,201,301,401,501 搬送コンベア
102,202,302,402,502 プリント配線板
103,203,303,403,503 ヒートポンプ
306 高温出力型ヒートポンプ
111,121,211,311,314,411,416,504 加熱用熱交換手段
112,115,122,124,132,205,305,308,405 ファン
113 フラックス供給装置
114 噴霧ノズル
116 フード
117 フィルタ
123,214,414,417,511 ヒータ
125 はんだ槽
126 溶融はんだ
127 ポンプ
128 吹き口体
129 噴流波
131,221,321,421,521 冷却用熱交換手段
204,304,307,404 熱交換手段
210,310,410,510 加熱炉
212,312,412,512 ファン
213,313,413,513 循環流路形成板
215,415,418 温度センサ
220,320,420,520 冷却室
505 供給ガス加熱室
506 供給パイプ
11, 13, 24, 34, 44, 54 Preheating process 12 Flux application process 15, 25, 35, 45, 55 Soldering process 16, 26, 36, 46, 56
Claims (5)
ヒートポンプに冷却用熱交換手段と加熱用熱交換手段とを設けて前記冷却用熱交換手段から吸熱した熱エネルギーを前記加熱用熱交換手段を通して放出する構成とし、前記冷却用熱交換手段を前記はんだ付けシステムの冷却工程に備えると共に前記加熱用熱交換手段を前記はんだ付けシステムの予備加熱工程に備えたこと、
を特徴とするはんだ付けシステム。 In a soldering system having a preheating process, a soldering process, and a cooling process for a workpiece to be soldered,
The heat pump is provided with a cooling heat exchange means and a heating heat exchange means, and the heat energy absorbed from the cooling heat exchange means is discharged through the heating heat exchange means, and the cooling heat exchange means is the solder Preparing for the cooling step of the soldering system and providing the heat exchange means for heating in the preliminary heating step of the soldering system;
Features a soldering system.
ヒートポンプに冷却用熱交換手段と加熱用熱交換手段とを設けて前記冷却用熱交換手段から吸熱した熱エネルギーを前記加熱用熱交換手段を通して放出する構成とし、前記冷却用熱交換手段を前記はんだ付けシステムの冷却工程に備えると共に前記加熱用熱交換手段を少なくとも前記はんだ付けシステムの第1の予備加熱工程または第2の予備加熱工程の何れかに備えたこと、
を特徴とするはんだ付けシステム。 In a soldering system having a first preheating step, a flux application step, a second preheating step, a soldering step, and a cooling step of a work to be soldered,
The heat pump is provided with a cooling heat exchange means and a heating heat exchange means, and the heat energy absorbed from the cooling heat exchange means is discharged through the heating heat exchange means, and the cooling heat exchange means is the solder Preparing for the cooling step of the soldering system and providing the heat exchange means for heating in at least either the first preheating step or the second preheating step of the soldering system;
Features a soldering system.
ヒートポンプに冷却用熱交換手段と加熱用熱交換手段とを設けて前記冷却用熱交換手段から吸熱した熱エネルギーを前記加熱用熱交換手段を通して放出する構成とし、前記冷却用熱交換手段を前記はんだ付けシステムの冷却工程に備えると共に前記加熱用熱交換手段を少なくとも前記はんだ付けシステムの予備加熱工程またははんだ付け工程の何れかに備えたこと、
を特徴とするはんだ付けシステム。 A soldering system for performing soldering by heating and melting solder supplied in advance to a soldered part of a work to be soldered in a hot atmosphere, and includes a preheating process, a soldering process, and a cooling process. In soldering system,
The heat pump is provided with a cooling heat exchange means and a heating heat exchange means, and the heat energy absorbed from the cooling heat exchange means is discharged through the heating heat exchange means, and the cooling heat exchange means is the solder Preparing for the cooling process of the soldering system and providing the heat exchange means for heating at least in either the preheating process or the soldering process of the soldering system,
Features a soldering system.
ヒートポンプに冷却用熱交換手段と加熱用熱交換手段とを設けて前記冷却用熱交換手段から吸熱した熱エネルギーを前記加熱用熱交換手段を通して放出する構成とし、前記冷却用熱交換手段を前記はんだ付けシステムの冷却工程に備えると共に前記加熱用熱交換手段を少なくとも前記はんだ付けシステムの予備加熱工程またははんだ付け工程の何れかに備え、さらに少なくとも前記はんだ付けシステムの予備加熱工程またははんだ付け工程の何れかには電気ヒータを備えたこと、
を特徴とするはんだ付けシステム。 A soldering system for performing soldering by heating and melting solder supplied in advance to a soldered part of a work to be soldered in a hot atmosphere, and includes a preheating process, a soldering process, and a cooling process. In soldering system,
The heat pump is provided with a cooling heat exchange means and a heating heat exchange means, and the heat energy absorbed from the cooling heat exchange means is discharged through the heating heat exchange means, and the cooling heat exchange means is the solder In addition to at least one of the preheating step and the soldering step of the soldering system, the heat exchanging means for heating is provided at least in either the preheating step or the soldering step of the soldering system. With an electric heater,
Features a soldering system.
ヒートポンプに冷却用熱交換手段と加熱用熱交換手段とを設けて前記冷却用熱交換手段から吸熱した熱エネルギーを前記加熱用熱交換手段を通して放出する構成とし、前記冷却用熱交換手段を前記はんだ付けシステムの冷却工程に備えると共に前記加熱用熱交換手段を加熱源として前記不活性ガスまたは不活性ガスと大気とを併せて加熱する供給ガス加熱手段を備えたこと、
を特徴とするはんだ付けシステム。 Solder having a preheating process, a soldering process, and a cooling process for a workpiece to be soldered and supplying an inert gas or an inert gas and air to at least one of the preheating process or the soldering process Mounting system,
The heat pump is provided with a cooling heat exchange means and a heating heat exchange means, and the heat energy absorbed from the cooling heat exchange means is discharged through the heating heat exchange means, and the cooling heat exchange means is the solder And a supply gas heating means for heating the inert gas or the inert gas and the atmosphere together with the heat exchange means for heating as a heating source.
Features a soldering system.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008172288A JP2010012476A (en) | 2008-07-01 | 2008-07-01 | Soldering system |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008172288A JP2010012476A (en) | 2008-07-01 | 2008-07-01 | Soldering system |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2010012476A true JP2010012476A (en) | 2010-01-21 |
Family
ID=41699107
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2008172288A Withdrawn JP2010012476A (en) | 2008-07-01 | 2008-07-01 | Soldering system |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2010012476A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101353249B1 (en) * | 2013-07-31 | 2014-01-20 | (주)지이엔지니어링 | Nitrogen supply apparatus and method for welding bronze pipe |
JP2014531137A (en) * | 2011-10-25 | 2014-11-20 | レール・リキード−ソシエテ・アノニム・プール・レテュード・エ・レクスプロワタシオン・デ・プロセデ・ジョルジュ・クロード | Method and device for cooling a soldered printed circuit board |
-
2008
- 2008-07-01 JP JP2008172288A patent/JP2010012476A/en not_active Withdrawn
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2014531137A (en) * | 2011-10-25 | 2014-11-20 | レール・リキード−ソシエテ・アノニム・プール・レテュード・エ・レクスプロワタシオン・デ・プロセデ・ジョルジュ・クロード | Method and device for cooling a soldered printed circuit board |
US9936569B2 (en) | 2011-10-25 | 2018-04-03 | L'Air Liquide, Soci§té Anonyme pour l'Etude et l'Exploitation des Procédés Georges Claude | Method and device for cooling soldered printed circuit boards |
KR101353249B1 (en) * | 2013-07-31 | 2014-01-20 | (주)지이엔지니어링 | Nitrogen supply apparatus and method for welding bronze pipe |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5711583B2 (en) | Reflow device | |
KR100524841B1 (en) | Reflow soldering method and reflow soldering apparatus | |
US7766651B2 (en) | Reflow furnace | |
US20090206145A1 (en) | Reflow system | |
JP2010012476A (en) | Soldering system | |
JP4896776B2 (en) | Reflow device | |
JP2002164647A (en) | Reflow soldering apparatus | |
JPH07115166B2 (en) | Reflow soldering method and apparatus | |
JP2001144426A (en) | Reflow-soldering device | |
JP4902487B2 (en) | Reflow device, flux recovery device, and flux recovery method | |
JP4092258B2 (en) | Reflow furnace and temperature control method for reflow furnace | |
JP3114278B2 (en) | Chisso reflow device | |
JP2003332725A (en) | Reflow heating method and device | |
JP2000077843A (en) | Hot air heating equipment | |
JP5975165B1 (en) | Lid opening / closing mechanism and soldering device | |
JP2005079466A (en) | Reflow device having cooling mechanism and reflow furnace using the reflow device | |
JP6642386B2 (en) | Reflow device and substrate manufacturing method using the same | |
JP2009099761A (en) | Reflow device | |
WO2008120526A1 (en) | Reflow device | |
JP4524378B2 (en) | Reflow device | |
JP6687495B2 (en) | Component mounting line | |
JP4041627B2 (en) | Heating device and heating method | |
JP3926084B2 (en) | Flow soldering equipment | |
JP2001196735A (en) | Reflow nozzle | |
JP2011245531A (en) | System for launching remaining heat utilization of reflow soldering device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20110906 |
|
A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A711 Effective date: 20110824 |
|
A072 | Dismissal of procedure |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A072 Effective date: 20120508 |