回流爐的煙霧的除去方法和回流爐的製作方法

2023-08-02 05:23:36

專利名稱：回流爐的煙霧的除去方法和回流爐的製作方法
技術領域：
本發明涉及在向塗布有焊膏的印刷基板和電子部件上塗敷焊料時，除 去在爐內發生的助焊劑煙霧的方法，以及設置了該煙霧除去裝置的回流爐。
背景技術：
一般地，在回流爐內使用焊膏進行釺焊。使用焊膏的釺焊首先用印刷 裝置和分配器將焊膏塗布到印刷基板的釺焊部上，將電子部件搭載在該塗 敷部上。然後，通過在回流爐內加熱搭載電子部件的印刷基板，熔融焊膏 而進行印刷基板和電子部件的釺焊。
進行印刷基板的釺焊的回流爐由預備加熱區、主加熱區、冷卻區構成， 塗布有焊膏的印刷基板由預備加熱區的加熱器進行預備加熱，由主加熱區 的加熱器進行主加熱，並通過冷卻區的冷卻機構進行冷卻，從而完成釺焊。
所謂焊膏是將焊料粉末和助焊劑混煉並且形成粘稠性的膏狀。用在這 種焊膏中的助焊劑在高沸點的熔劑中熔解松脂、活性劑、觸變劑等固態成 分。因此，在用回流爐將塗布有焊膏的印刷基板加熱時，首先用預備加熱
區的加熱器加熱到100-150'C，焊膏中的熔劑揮發，並且固態成分熔融。熔 融的固態成分將附著在印刷基板上的氧化物還原除去，將釺焊部部清潔淨 化。其次，用主加熱區的加熱器將印刷基板加熱至20(TC以上，焊料粉末熔 融，並在清潔淨化的釺焊部擴散潤溼。因此，熔融的焊料充分地擴散潤溼 在釺焊部之後，由冷卻區的冷卻機構冷卻，使得熔融焊料固化，由此結束 釺焊。
由此，塗布在印刷基板上的焊膏在預備加熱區因熔劑揮發而形成煙霧， 另外，在預備加熱區，熔融的固態成分在主加熱區暴露在高溫下時，也形 成煙霧在爐內浮遊。如果這種熔劑和固態成分的煙霧在爐內與例如為向爐 內運送印刷基板的輸送機、使熱風循環的風扇、構成爐的框架、設在爐的
出入口上的曲徑(labyrinth)等溫度較低的部分接觸，就冷卻結露，如果進 一步溫度下降，就變成粘著性的固態物質。會產生這種變成固態物質的煙 霧(以下稱作煙霧固態物質)大量地附著在構成回流爐的各構成部上的問 題。也就是說，煙霧固態物質大量地附著在輸送機上時，印刷基板就粘著 在輸送機上，在搬出時印刷基板不能脫離輸送機巻入輸送機的鏈輪齒中， 從而使印刷基板破損。在大量地附著在風扇上時，風扇的旋轉速度變慢， 並且熱風的吹出減弱。在大量地附著在框架上時，堆積的煙霧固態物質落 下到搬送中的印刷基板上，並玷汙了印刷基板。在大量地附著在曲徑上時， 煙霧固態物質接觸印刷基板，並使得電子部件從規定位置脫落。鑑於這種煙霧固態物質的附著的問題，歷來而提出了多種除去爐內煙 霧的方法和裝置。(專利文獻1-8)現有的除去煙霧的回流爐在從爐離開的 位置處設置有除去裝置，另外，通過經由管道從爐內排出到爐外的煙霧處 於低溫並使其結露，從而除去煙霧。專利文獻h特開平4-13475號公報專利文獻2:特開平4-46667號公報專利文獻3:特開平4-251661號公報專利文獻4:特開平7-77346號公報專利文獻5:特開平7-212028號公報專利文獻6:特開平10-335807號公報專利文獻7:實開昭54-41411號公報專利文獻8:實開昭64-20964號公報由於現有的除去煙霧的回流爐直到到達煙霧除去裝置才冷卻，從爐排 出的煙霧大量地附著在管道中，因此，管道會由煙霧固態物質堵塞。如果 管道由煙霧固態物質堵塞，則需要花費很大的功夫來將其去除。這種功夫 是指將連接回流爐和除去裝置的管道取下，並洗淨該管道內部。在取下管 道時，卸下多個安裝螺釘，且必須使重的管道降至下方。另外，管道內的 洗淨必須浸漬在溶解附著在管道內的煙霧固態物質的有機溶劑中。但是， 只是通過將煙霧固態物質浸漬在有機溶劑中，並不能夠完全將其去除，需 要花費所謂的用刷子擦拭管內的功夫。另外在現有的煙霧除去回流爐中，不能充分地除去煙霧，如果用除
去裝置除去的氣體退回爐內，則其在爐內的低溫部結露，就產生了如前所 述的問題。本發明提供一種不僅煙霧固態物質沒有附著在排出管道而且能 夠將爐內產生的煙霧完全除去的方法和一種設置了煙霧除去裝置的回流 爐。

發明內容
本發明者著眼於以下而完成本發明，即由於爐的上部溫度較高，如 果從該處向爐外排出煙霧，則能夠保持熱狀態而向爐外排出煙霧，在煙霧 通過細而長的通路時，在通過該通路的過程中使其冷卻而在通路的壁面上 結露，而且，如果煙霧擴散並與板接觸，則通過板整體使其冷卻。
本發明是一種回流爐的煙霧除去方法，其中，從爐內設置的加熱器的 附近吸入液化溫度以上的含有煙霧的氣體，將該氣體保持在煙霧的液化溫 度以上，以此狀態通過多個長孔並列形成的過濾器，由此，冷卻煙霧，並 使其在長孔的壁面上結露，並且，氣體由多個長孔在更廣的範圍分散，分 散的氣體與在上下部交替地安裝多個板材而形成的迷宮狀過濾器的板材接 觸使煙霧冷卻，由此，使其在板材上結露從而除去煙霧，之後，除去煙霧 的氣體返回爐內。
另外，其他發明是一種回流爐，其中，在爐的上部的馬弗罩(muffle)形 成排出口，並且，除去裝置設置在爐外排出口的附近，用排出管道將排出 口和除去裝置的流入部連接，該除去裝置上設置了多個長孔並設的長孔並 設過濾器和迷宮狀過濾器，其中，迷宮狀過濾器鄰接長孔並設過濾器，並 且多個板材交替地安裝在上下部，而且，通過環流管道將除去裝置的流出 部與形成在爐的下方的馬弗罩上的環流口接通。
根據本發明，由於在煙霧液化溫度以上向爐外排出爐內煙霧，並保持 該溫度將其導入除去裝置，不會在連接爐的排出口和除去裝置的流入口的 連接管道結露，該管道內不會附著煙霧固態物質。因此，在本發明中，沒 有將管道取下、或花費功夫用刷子擦拭管道內部的作業。另外，在本發明 中，由於使高溫煙霧通過多個長孔，在通過長的通路期間，使得煙霧冷卻 並在長孔的壁面上結露附著。此外，在本發明中，由於由多個長孔更廣範 圍分散的煙霧與迷宮狀過濾器的大的板材接觸而冷卻，因此，殘餘的煙霧
結露並完全除去。因此，本發明的回流爐通過除去裝置而返回到爐內的氣 體中幾乎不含有煙霧，因此，爐內的溫度低的構成部分上沒有附著煙霧固 態物質，不會產生煙霧固態物質的問題。


圖1是本發明的回流爐的正面截面圖2是用在本發明的回流爐中的蜂窩狀的長孔過濾器；
圖3是用在本發明的回流爐中的瓦楞紙的長孔過濾器；
圖4是用在本發明的回流爐中的圓筒狀的長孔過濾器。
符號說明
1回流爐
2馬弗罩
3爐
4輸送機
5u、 5d、 6u、 6d預備加熱用加熱器
7u、 7d主加熱用加熱器
11排出管
12除去裝置
15環流管
19長孔過濾器
20迷宮狀過濾器
具體實施例方式
一般地，煙霧結露的溫度因焊膏所用的松脂而不同。用在無鉛焊料的 焊膏中的松脂，煙霧結露的溫度約為150'C以上，煙霧必須在該溫度以上導 入除去裝置，否則就會在管道中結露。在現有的回流爐中，從爐排出的含 有煙霧的氣體在到達除去裝置之前溫度下降至15(TC以下，就會在排出管道 上結露。本發明的回流爐中，向爐外排出爐內煙霧的排出口形成在爐上部 的馬弗罩上，由於變成高溫的煙霧向上方漂浮，易於將其從上方排出並保 持高溫導入除去裝置。但是，雖然有因松脂的種類而使煙霧的液化溫度變
高的情況，但是在該情況下，從爐排出的煙霧進入連接爐的排出口和除去 裝置的流入口的連接管道，電熱加熱器巻繞在該管道上，因此煙霧的溫度 不會下降。所謂用在本發明回流爐的除去裝置中的長孔並設過濾器，是如圖2所 示的沒有間隙的六角形的長孔並排設置的蜂窩狀構造、如圖3所示的多個 瓦楞紙板疊置且孔變成波紋狀的構造、或者如圖4所示的多個圓筒體並排 構造的過濾器等。在本發明中使用的適合的長孔並設過濾器是蜂窩狀構造 的過濾器。如果長孔並設過濾器是蜂窩狀構造，具有所謂的在沾染結露的 液態物質時即使變軟也不會將孔壓癟的效果。本發明所用的長孔並設過濾 器的材質雖然採用任何材料都可，但是優選紙質材料。如果過濾器是紙質 的，由於煙霧結露時的液化物的滲入而變得不易堵塞。因此，紙質的過濾 器的煙霧的滲入增多，在不能再滲入時就將其廢棄，只需用新的過濾器進 行交換，獲得所謂的簡單作業。所謂本發明回流爐的除去裝置中的迷宮狀過濾器，多個板材從上方吊 設，多個板材從下方立設，上下板材交替。在迷宮狀過濾器中，如果使在 上方安裝立設板的床板傾斜，煙霧的液化物的回收變得容易。總之，如果 床板傾斜，在板材上結露的煙霧的液化物從板材向下垂落併到達床上時， 向床板的傾斜下方流動，積存到一個地方。因此，該液化物從積存的床板 經由排水管向外流出。以下，根據附圖來說明本發明的回流爐。圖1是本發明的回流爐的正 面截面圖。回流爐1由馬弗罩2覆蓋，在內部形成有隧道狀的爐3。在爐3內設置 著輸送機4，該輸送機4上裝載著印刷基板P並沿著箭頭A方向行駛。另 外在爐3內，設置著在上下部夾持輸送機4的預備加熱用的加熱器5u、 5d、 6u、 6d、主加熱用的加熱器7u、 7d、冷卻機8u、 8d。設置在爐3的上部的 預備加熱用的加熱器5u和6u之間形成間隙9，在該間隙的上部的馬弗罩2 上形成排出口 10。排出口 10與排出管道11連接，該排出管道與煙霧除去裝置12的流入 口 13連接。另外，煙霧除去裝置12的流出口 14與環流管道15連接，該 環流管道向下方下降。向下方下降的環流管道15在中途設有鼓風機16，並
進一步在橫向配管。因此，橫向配設管線的環流管道15與形成在下方的馬 弗罩2上的環流口 17連接。另外，電熱加熱器18巻繞在排出管道11上。 在使用像無鉛焊料之類的焊膏的液化溫度高的松脂時，電熱加熱器18能夠 加熱排出管。
煙霧除去裝置12在內部配置著長孔並設過濾器19和迷宮狀過濾器20。 所謂長孔過濾器19，多個長孔沿著流動方向並設。長孔過濾器呈塊狀，同 時設置著多個。該長孔過濾器在長孔內又滲入煙霧結露的液化物，或堆積 煙霧固態物質的情況下，進行每個塊的交換。
在煙霧除去裝置12中，與長孔過濾器19鄰接而設置有迷宮狀過濾器 20。迷宮狀過濾器20從上部吊設著多個板材21...，而且，從下部的床板 22立設著多個板材23...，上部板材21和下部板材23交互設置。床板22 向一方傾斜，在傾斜的端部設置有排水管24。
其次，說明在具有上述構造的回流爐的運行狀態。塗布焊膏並且在該 塗布部搭載電子部件的印刷基板P乘著輸送機4在箭頭A方向上搬送。首 先，印刷基板由設在爐3內的上下部的預備加熱用加熱器5n、 5d、 6u、 6d 加熱到100-15(TC。這時，焊膏中的熔劑揮發變成煙霧，另外焊膏中的固態 成分熔融。於是，將印刷基板進一步移動至主加熱用加熱器7u、 7d，在此 加熱至220-25(TC。由此使得焊膏中的焊料粉末熔融，在焊料附著部上潤溼 擴展，同時，由於變成熔融狀態的固態成分暴露於高溫下生成煙霧。前述 熔劑的煙霧和固態成分的煙霧在爐3內的上方漂浮。
這時，由於業己設在環流管道15的鼓風機16運轉，向著鼓風機16的 方向吸引除去裝置12內的氣體。因此，除去裝置12內為負壓，在除去裝 置12的流入口 13接通的排出管道11內的氣體被吸引到除去裝置12，此外 與排出管道11連接的爐2內的含有煙霧的氣體被吸引到排出管道11內。 也就是說，漂浮在爐3內的上方的煙霧從排出口 IO排出，通過管道11流 入除去裝置12內。流入除去裝置12內的含煙氣體通過長孔過濾器19的長 孔內，並在通過這種長的通路期間冷卻在長孔的壁面上結露。如果長孔過 濾器是紙質的，結露的煙霧的液化物就滲入長孔過濾器中。這時，長孔過 濾器由於具有多個孔，從排出管道11流入除去裝置12的含煙氣體分散在 較寬範圍而從長孔過濾器流出。但是，在從長孔過濾器19流出的氣體中由
於還存在煙霧，其通過迷宮狀過濾器20除去。
從長孔過濾器19流出的含煙氣體分散並衝撞在迷宮狀板材21... 、23... 上。這時，衝撞在板材上的含煙氣體在板材上冷卻並以板材狀結露。由此， 在通過多個板材中時將煙霧除去。除去煙霧的氣體由鼓風機16引導通過環 流管道15，從形成在馬弗罩2上的環流口 17流入爐2內。
在大量的煙霧液化物附著在長孔過濾器的情況下交換長孔過濾器。附 著在迷宮狀過濾器20的板材21、 23上的液化物使得板材向下懸垂而到達 床板22。這時，由於床板22傾斜，床板22上的液化物沿著傾斜的床板22 流向傾斜的下部。在傾斜下部設置有排水管24，如果液化物積存在傾斜下 部，打開排水管，使液化物流到外部而進行回收。
而且，在本發明的實施例中，雖然以在預備加熱用加熱器的一個地方 形成在爐的馬弗罩上的排出口為例進行說明，但是，在多處形成排出口也 是可以的，例如，在預備加熱用加熱器之間的其它部位、預備加熱用加熱 器和主加熱用加熱器之間、進一步在主加熱用加熱器和冷卻機之間等。
工業上的應用
本發明雖然適用於使用焊膏的回流爐中，但是，在加熱焊膏以外的對 象時，在使用會產生煙霧的東西例如粘接劑、導電膏等等時也可以應用。
權利要求
1.一種回流爐的煙霧的除去方法，其特徵在於，從設置在爐內的加熱器附近吸入液化溫度以上的含有煙霧的氣體，使該氣體保持液化溫度以上的狀態通過並設有多個長孔的過濾器，由此，冷卻煙霧並使其在長孔的壁面上結露，並且，在多個長孔中使氣體更廣範圍地分散，分散的氣體與在上下部交替地安裝有多個板材而形成的迷宮狀過濾器的板材接觸而冷卻煙霧，由此，使其在板材上結露，從而除去煙霧，之後，除去了煙霧的氣體返回爐內。
2. —種回流爐，其特徵在於，在爐的上部的馬弗罩上形成有排出口，並 且，在爐外的排出口附近設置有除去裝置，由排出管道將排出口和除去裝 置的流入部連接，在該除去裝置上設置有並設多個長孔的長孔並設過濾器 和迷宮狀過濾器，而且，通過環流管道將除去裝置的流出部與形成於爐下 方的馬弗罩上的環流口連接，其中，所述迷宮狀過濾器與該長孔並設過濾 器鄰接，並且在上下部交替地安裝有多個板材。
3. 如權利要求2所述的回流爐，其特徵在於，前述長孔並設過濾器是蜂 窩狀、波狀、圓筒狀的任一種。
4. 如權利要求2所述的回流爐，其特徵在於，在前述迷宮狀過濾器中， 在上方安裝立設的板的床板是傾斜的，在傾斜的床板的下端附近，設置有 使煙霧結露後的液化物排出到外部的排水管。
5. 如權利要求2所述的回流爐，其特徵在於，在連接所述爐的排出口和 除去裝置的流入口的排出管道上巻繞有電熱加熱器。
全文摘要
在設置了現有的煙霧除去裝置的回流爐中，需要花費更多的功夫來除去附著在與除去裝置接通的配管內的煙霧固態物質。本發明在從爐排出的含煙氣體到達除去裝置之前，一直保持在煙霧的液化溫度以上，因此，煙霧固態物質不會附著在配管中。設在本發明的回流爐中的除去裝置由長孔過濾器和迷宮狀過濾器構成，利用這兩個過濾器能夠完全地去除煙霧。
文檔編號B23K101/42GK101111342SQ20068000356
公開日2008年1月23日 申請日期2006年2月6日 優先權日2005年2月7日
發明者中村秀樹, 六辻利彥, 檜山勉 申請人:千住金屬工業株式會社