JPS63174778A - 自動半田付け方法及び装置 - 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】 技術分野 本発明は、自動半田付は方法及び装置に係り、特に窒素
ガス等の不活性ガス雰囲気中において基板を半田付は温
度に近い高温域まで加熱することによって、導電回路部
を酸化させることなく、半田付けの際の基板の熱的ショ
ックを小さくし、また不活性ガス雰囲気中で半田付けを
行うことによって半田の酸化物等が生成しないようにし
て極めて良好な半田付けが行われるようにした自動半田
付は方法及び装置に関する。

従来技術 従来の自動半田付は方法及び装置においては、電子部品
が搭載された基板にフラックス゛が塗布された後、プレ
ヒータを備えた予備加熱ゾーンにおいて、空気を媒体と
して約１５０℃の温度を最高限度として予備加熱され、
その後同じく空気中において半田槽により溶融半田と該
基板とを接触させて瞬時に２５０℃前後まで加熱して半
田付けを行っていた。

このように、従来は予備加熱温度から瞬時に１００℃も
の温度上昇を基板に強いていたため、半田付は時の基板
に対する熱的ショックが大きく、基板に過大な熱応力が
発生し、悪影響が及ぶことがあるという欠点があった。

これは酸素の存在する雰囲気中で予備加熱を行っていた
ため、１５０℃を超える高温域まで予備加熱すると基板
の導電回路部が酸化してしまい、導電性が悪化するばか
りでなく、半田が付着しなくなって半田付けそのものが
できなくなってしまうことから、１５０℃を超えて予備
加熱することができなかったことによるものである。

また従来の上記空気中での半田付けにおいては、溶融半
田の表面は常に空気中の酸素に触れているため、常時半
田の酸化物が生成され、これが半田付は不良の大きな要
因となり、また該酸化物の除去装置を必ず備えなければ
ならない等の欠点があった。

目　　的 本発明は、上記した従来技術の欠点を除くためになされ
たものであって、その目的とするところは、予備加熱ゾ
ーンを密閉してここに不活性ガスを満たし、該不活性ガ
ス雰囲気中において、該不活性ガスを加熱してこれを媒
体として電子部品が搭載された基板を半田付は温度に近
い高温域まで予備加熱することによって、予備加熱状態
から半田付は状態への移行の際の温度変化を小さくする
ことであり、またこれによって半田付けの際における基
板の熱的ショックを緩和し、基板に対する悪影響を除去
することである。また他の目的は、基板を予備加熱によ
って半田付は温度近くの高温域まで加熱しても基板の導
電回路部が酸化しないようにすることである。更に他の
目的は、不活性ガス雰囲気中で基板を半田付けすること
によって、溶融半田が酸素に触れることがないようにし
、溶融半田の酸化を防止して酸化物の生成をなくし、常
に清浄な溶融半田による良好な半田付けが行われるよう
にすることである。また他の目的は、不活性ガスの連続
供給装置を設けることによって、例えば空気中の窒素を
酸素と分離して窒素ガスを製造しながら供給することで
半田付はコストの低減を図ることである。

構成 要するに本発明方法は、不活性ガス雰囲気中において、
該不活性ガスを加熱してこれを媒体として電子部品が搭
載された基板を半田付は温度に近い高温域まで予備加熱
し、かつ不活性ガス雰囲気中で前記基板に溶融半田を接
触させて半田付けすることを特徴とするものである。

また本発明装置は、電子部品を搭載した基板が通過し得
るように密閉されかつ内部が不活性ガスで満たされるよ
うにした予備加熱ゾーンと、該予備加熱ゾーンを通過し
た前記基板が通過し得るように密閉されかつ少なくとも
半田槽の上方空間が不活性ガスで満たされるようにした
半田付はゾーンと、該半田付はゾーン及び前記予備加熱
ゾーンに前記不活性ガスを供給する不活性ガス供給装置
とを備えたことを特徴とするものである。

以下本発明を図面に示す実施例に基いて説明する０本発
明に係る自動半田付は装置１は、予備加熱ゾーン２と、
半田付はゾーン３と、不活性ガス供給袋！４とを備えて
いる。

予備加熱ゾーン２は、電子部品５を搭載した基板６が通
過し得るように密閉されかつ内部２ａが不活性ガスＧで
満たされるようにしたものであって、キャリヤ搬送コン
ベア９の下方には電熱器を用いたプレヒータ１０が配設
され。キャリヤ搬送コンベア９が予備加熱ゾーン２へ入
る人口２ｂ及び出口２Ｃには自動開閉式ドア１２．１３
が夫々配設されている。そしてこれらの自動開閉式ドア
１２．１３及びケーシング２ｄによって予備加熱ゾーン
２は密閉され、外部の空気と遮断されている。

半田付はゾーン３は、予備加熱ゾーン２を通過した基板
６が通過し得るように密閉され、かつ少なくとも半田槽
１５の上方空間１６が不活性ガスＧで満たされるように
したものであって、予備加熱ゾーン２とは自動開閉式ド
ア１３によって仕切られ出口３ｃにはキャリヤ（図示せ
ず）によって押し開けられるようにした二重の押し開は
式ドア１８．１９が配設され、これらの自動開閉式ドア
１３、押し開は弐ドア１８．１９及びケーシング３ｄに
よって密閉されている。

なお半田槽１５はディップ式の半田槽であってもよく、
また図示のような噴流式半田槽であってもよい。

不活性ガス供給装置４は、半田付はゾーン３及び予備加
熱ゾーン２に不活性ガスＧを供給するようにしたもので
あって、例えば不活性ガスに窒素ガスを用いた場合には
窒素ガスボンベを不活性ガス供給装置４として用いるこ
ともでき、不活性ガス供給用のパイプ２０が予備加熱ゾ
ーン２のケーシング２ｄを貫通して予備加熱ゾーン２の
内部に臨んでおり、その一端２０ａから窒素ガスを予備
加熱ゾーン２内に供給することができるように構成され
、またパイプ２１の先端２１ａを半田付はゾーン３内の
空間に臨ませてここから窒素ガスを半田付はゾーン３に
供給することができるように構成する。

また不活性ガス供給装置４が窒素ガスボンベである場合
には使用済の窒素ガスを再生使用することが経済的に有
利であるので、この場合にはパイプ２２の先端２２ａを
予備加熱ゾーン２内に臨ませ、またパイプ２３の先端２
３ａを半田付はゾーン３内に臨ませて該パイプ２２．２
３を不活性ガス回収装置２５に連通接続し、パイプ２６
によって該不活性ガス回収装置を不活性ガス再生装置２
８に連通接続し、更にパイプ２９によって該不活性ガス
再生装置を不活性ガス供給装置４に連通接続する。また
不活性ガス再生装置２８には不要のガスを排気するため
の排気パイプ３ｏを設けられる。なお窒素ガスの再生用
には、例えばフロン液を用いることができる。

以上は不活性ガス供給装置４に窒素ガスボンベを用いた
場合の説明であるが、不活性ガス供給装置４はガスボン
ベに詰められた高価な窒素ガスを用いる必要はな（、例
えば焼成処理された天然ゼオライトを用いて空気中の窒
素を酸素と分離して窒素ガスを連続的に製造しながら供
給できるようにした不活性ガス供給装置４を用いること
もできる。この場合には不活性ガス供給装置４によって
無尽蔵に空気中の窒素が酸素と分離されて供給されるた
め、不活性ガス回収装置２５や不活性ガス再生装置２８
は必ずしも必要ではない。

また不活性ガスは上記実施例においては窒素ガスとして
説明したが、これは窒素ガスに限定されるものではなく
、例えばアルゴンガスを用いることも可能である。

なお、第１図において、３５は冷却ファン、３６はフラ
クサ、３８はエアカーテン装置である。

また本発明に係る自動半田付は方法は、上記自動半田付
は装置を用いて不活性ガス雰囲気中において、該不活性
ガスＧを加熱してこれを媒体として電子部品５が搭載さ
れた基板６を半田付は温度に近い高温域まで予備加熱し
、かつ不活性ガス雰囲気中で基板６に溶融半田３２を接
触させて半田付けする方法である。

作用 本発明は、上記のように構成されており、以下その作用
について説明する。第１図において、基板６にはフラク
サ３６によりフラックス３９が塗布された後、予備加熱
ゾーン２内に搬送される。

第３図において、予備加熱ゾーン２内においては、プレ
ヒータ１０に通電されて該プレヒータが高温となってお
り、不活性ガス供給装置４からは矢印Ａの如くパイプ２
０を通して不活性ガスＧが予備加熱ゾーン２内に連続的
に供給され、予備加熱ゾーン２内は外部よりも若干高圧
に保たれている。

従って外部の空気が予備加熱ゾーン２内に入り込むこと
はなく、また自動開閉式ドア１２．１３によって密閉さ
れているため、不活性ガスＧはほとんど外部に漏れ出る
こともない。また不活性ガス供給装置４からはパイプ２
１を通して矢印Ｂの如く半田付はゾーン３内にも不活性
ガスＧが連続的に供給されている。そしてこれらの予備
加熱ゾーン２及び半田付はゾーン３内の空間はすべて不
活性ガスＧで満たされている。

また不活性ガス回収装置が作動して矢印Ｃ，Ｄの如く連
続的に予備加熱ゾーン２及び半田付はゾーン３内の使用
済の不活性ガスＧが回収され、矢印Ｅの如く不活性ガス
再生装置２８に送られて、ここで再び純粋な不活性ガス
Ｇとなったものは不活性ガス供給装置４に矢印Ｆの如く
戻され、その他の不純ガスはパイプ３０を通して矢印Ｈ
の如く排出され、自動半田付は装置１の排気筒１ａから
外部にフラックスガス等と共に排気される。

このような状態において、電子部品５が搭載された基板
６が矢印Ｊの如く自動開閉式ドア１２が開いて予備加熱
ゾーン２内に搬入されて来ると、プレヒータ１０によっ
て基板５は加熱されるが、この場合雰囲気中に酸・素が
存在しないため基板５を１５０℃を超える温度まで加熱
しても導電回路部分が酸化せず、電子部品５に支障がな
い限り半田付は温度に近い温度までこれを加熱すること
ができる。そして基板５が自動開閉式ドア１３に接近す
ると、該自動開閉式ドアは開いて基板６は半田付はゾー
ン３内に搬入され、例えば図示のような噴流式半田付は
方法によって半田付けがなされる。

この場合溶融半田３２に接触することによって半田付は
温度である２５０℃程度まで瞬時に基板が加熱されるが
、従来と異なりこの半田付は前に基板５が半田付は温度
に近い温度、例えば２００℃程度まで加熱されているた
め、基板の熱的ショックが小さく、発生する熱応力も小
さいので、基板６の変形や亀裂の発生といった問題が全
く発生しない、そして半田付けを終了した基板６は矢印
Ｊの如く押し開は式ドア１８．１９を押し開けて外部に
搬出され、冷却ファン３５によって冷却され、半田付け
が完了する。

また不活性ガス供給装置４が空気中の窒素を連続的に酸
素と分離して窒素ガスを製造するものである場合には、
窒素ガスは無尽蔵に安価に供給することができるため、
また窒素ガスは再び空気中に戻しても何ら有害ではない
ため、不活性ガス回収装置２５及び不活性ガス再生装置
２８を設置する必要がない場合もあり、極めて有利に自
動半田付けを行うことが可能である。

効果 本発明は、上記のように予備加熱ゾーンを密閉してここ
に不活性ガスを満たし、該不活性ガス雰囲気中において
、該不活性ガスを加熱してこれを媒体として電子部品が
搭載された基板を半田付は温度に近い高温域まで予備加
熱するようにしたので、予備加熱状態から半田付は状態
への移行の際の温度変化を小さくすることができる効果
があり、またこの結果半田付けの際における基板の熱的
ショックを緩和することができ、基板に対する悪影響を
除去することができる効果が得られる。また基板を予備
加熱によって半田付は温度近くの高温域まで加熱しても
基板の導電回路部が酸化しないという効果がある。更に
は不活性ガス雰囲気中で基板を半田付けするようにした
ので、溶融半田が酸素に触れることがな（、溶融半田の
酸化を防止することができ、酸化物の生成をなくし、常
に正常な溶融半田によって良好な半田付けが行われるよ
うにすることができる効果がある。また不活性ガスの連
続供給装置を使用すれば、例えば空気中の窒素を酸素と
分離して窒素ガスを製造しながら供給することができる
ので半田付はコストの低減を図ることができる効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例に係り、第１図は自動半田付は装
置の全体概略図、第２図は自動半田付は装置の要部拡大
縦断面図、第３図は不活性ガスを供給しながら自動半田
付けを行っている状態を示す第２図と同様の要部拡大縦
断面図である。 １は自動半田付は装置、２は予備加熱ゾーン、３は半田
付はゾーン、４は不活性ガス供給装置、５は電子部品、
６は基板、１５は半田槽、１６は上方空間、３２は溶融
半田、Ｇは不活性ガスである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　不活性ガス雰囲気中において、該不活性ガスを加熱
   してこれを媒体として電子部品が搭載された基板を半田
   付け温度に近い高温域まで予備加熱し、かつ不活性ガス
   雰囲気中で前記基板に溶融半田を接触させて半田付けす
   ることを特徴とする自動半田付け方法。 ２　前記不活性ガスは、窒素ガスであることを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項に記載の自動半田付け方法。 ３　電子部品を搭載した基板が通過し得るように密閉さ
   れかつ内部が不活性ガスで満たされるようにした予備加
   熱ゾーンと、該予備加熱ゾーンを通過した前記基板が通
   過し得るように密閉されかつ少なくとも半田槽の上方空
   間が不活性ガスで満たされるようにした半田付けゾーン
   と、該半田付けゾーン及び前記予備加熱ゾーンに前記不
   活性ガスを供給する不活性ガス供給装置とを備えたこと
   を特徴とする自動半田付け装置。 ４　前記不活性ガス供給装置は、前記不活性ガスを連続
   的に製造しながら供給可能とするものであることを特徴
   とする特許請求の範囲第３項に記載の自動半田付け装置
   。