回流爐的製作方法
2023-08-02 05:52:46 1
專利名稱：回流爐的製作方法
技術領域：
本發明主要涉及一種在氮等惰性氣體中對搭載了電子元件的電路基板加熱，而進行焊接的回流爐。還有，以下將氮氣之外的惰性氣體稱為氣氛氣體。
背景技術：
現在，各種的電子元件被搭載於電路基板而焊接的SMD(SurfaceMounted Device)被廣泛用於電子設備。在製造此SMD的方法中，有將電子元件插入電路基板後，通過焊槽焊接背面的流動(flow)工序，和在印刷了焊糊的基板上裝配組裝元件，通過被稱為回流爐的加熱裝置對基板進行加熱而使焊糊熔融的回流工序。
所謂焊糊，是指在電路基板上裝配組裝元件時所使用的材料，將焊錫的粒子由熔劑和被稱為助焊劑的催化劑煉製成為膏狀。包含於焊糊中的助焊劑，在焊錫熔融時氣化而充滿爐內。為了防止此助焊劑液化、固化而附著於作為製品的電路基板，由助焊劑回收裝置回收氣氛氣體中的助焊劑。
所謂回流爐是一種加熱爐，其將搭載有電子元件的電路基板，通過由鏈式輸送機(chain conveyer)構成的搬送裝置搬送到爐內的期間，通過吹送熱風等加熱，使焊錫熔融而進行電路基板和電子元件的焊接。
以下，將電路基板的加熱裝置稱為回流爐或簡稱為爐。
在回流爐中，有允許外部氣體的侵入的大氣爐，和為了改善焊錫的溼潤性(熔融的狀態)而向爐內填充氮氣，以防止外部氣體進入的氮爐型回流爐。本發明的對象是此氮爐型回流爐，特別是涉及防止在爐的搬入口及搬出口的外部氣體的浸入的裝置，及氣氛氣體中的助焊劑的回收裝置。以下說明與作為本發明的實施方式的氮爐型回流爐的關連的背景技術。
首先，一邊參照專利文獻1的特開2001-308512號公報的附圖(圖9)，一邊說明成為本申請發明的對象的回流爐的結構。在此回流爐101中，設有5個加熱區段102、103及1個冷卻區段104。此加熱區段、冷卻區段的數目根據回流爐的種類而各不相同。
在爐內設置有軌道間隔可變的未圖示的搬送軌道，在該搬送軌道上，多個電路基板順序地從爐的入口向爐的出口，按圖9的箭頭標記A所示的方向由鏈式輸送機搬送到爐內。根據電路基板的大小，可變動軌道的寬度能夠調整。
在回流爐的入口和出口，設置有圖9模式化表示的被稱為曲徑(labyrinth)110的空氣流動防止裝置。曲徑由凸片(fin)狀的多個金屬板等構成，由於此金屬板等的形狀使空氣的渦流發生，以防止外部氣體的侵入。
加熱區段內，最初的3加熱區段稱為預熱區段102，在此區段使包含於焊糊的助焊劑充分活性化。此後，在使焊錫熔融的峰值加熱區段103，使電路基板升溫至規定的溫度。在焊錫熔融後，電路基板在冷卻區段104被冷卻、搬出。
在回流爐的入口和出口，如上述被稱為曲徑的空氣流動防止裝置防止外部氣體向回流爐內的侵入。但是，因為要不斷地從爐入口搬入在搬送軌道上流動的電路基板，所以完全地防止外部氣體的進入很困難。因此，一般設定為使爐內的氣氛氣體的壓力比外部氣壓高，使曲徑附近的氣體以從爐內朝向爐外的方式流動。
另一方面，作為氣氛氣體所採用的氮氣是製造成本的一部分，為了降低製造成本，要求降低該氮氣的消耗量。另外，在各區段的氣氛氣體的溫度控制，成為用於維持產品的品質的重要的要素。因此，需要極力防止成為各區段的溫度控制的幹擾的外部氣體的浸入，各區段間的氣氛氣體的移動。
根據圖10說明在此回流爐的加熱區段的電路基板的加熱方法。圖10是圖9的Y-Y線的剖面圖。將電路基板106從紙面近身側向貫穿紙面的方向搬送。通過由風扇電機109驅動的循環扇108，從上方兩側吸引爐內氣氛氣體，吹出至下方。在此吸引時，氣氛氣體通過電熱加熱器115被加熱。通過被加熱的氣氛氣體和紅外線平板加熱器125，電路基板106被加熱。紅外線平板加熱器125，也被設於電路基板106的下方，電路基板下部也同時被加熱。
加熱了電路基板的氣氛氣體由電熱加熱器115加熱後，通過循環扇108吸引，再次向下方被吹出。從未圖示的封入口供給新的氣氛氣體，爐內的氣氛氣體的壓力被保持為一定的值，以防止向回流爐的外部氣體的侵入。
近年來，從環境意識型產品開發的觀點出發，不含鉛的焊錫(以下，稱為無鉛焊錫)成為主流。因為無鉛焊錫熔點高達220℃上下，所以加熱電路基板的溫度需要從230℃至204℃左右。
另一方面，在電子元件之中耐熱性較低，若加熱到240℃以上則會受到損傷，有其可靠性喪失的情況。因此，加熱在回流爐中的電路基板的溫度的調整，由於無鉛焊錫的採用而變得更為嚴格。
因此近年來，避免基於溫度控制困難的紅外線加熱器的加熱方法，而大多採用通過將電路基板上下一起加熱到規定溫度的熱風，來加熱電路基板的熱風方式。一般來說，向電路基板表面吹送熱風來加熱電路基板的方式，被稱為接觸噴流式，具有熱傳遞效率高，加熱能力優異的優點。
在如此要求爐內的精密的溫度控制的近年來的回流爐中，因為來自搬入口、搬出口的外部氣體的侵入，成為爐內溫度的巨大的幹擾，所以需要極力抑制。另外各區段內的氣氛氣體需要極其細微的溫度控制，也需要防止區段間的氣氛氣體的移動。
作為防止在電路基板的搬出口的外部氣體的侵入的現有技術，已知有以下的技術。
(1)用柔軟性的原材形成的蓋子封閉爐搬送出入口的開口部。
(2)設置可動式的活門(shutter)，在電路基板的通過時以外封閉。
(3)在搬送出入口設置曲徑。
(4)在搬送出入口附近設置向外吹送氣氛氣體的噴嘴裝置。
(5)根據電路基板的種類使曲徑的位置上下調整以減小間隙。
但是，分別存在以下的問題。
(1)若由柔軟性的蓋子封閉爐搬送出入口的開口部，則有在電路基板通過時，此蓋子與電路基板接觸的問題。若因在爐內發生的助焊劑等汙染蓋子，則由於其接觸使電路基板也被汙染。
(2)可動式的活門結構複雜，若助焊劑附著在活門上，則發生可動失靈的問題。另外，根據電路基板的出入的頻率而遮蔽性能變化，爐內的溫度和氧濃度的穩定無法保持。
(3)曲徑在上述(1)(2)的對策中有效，但若單獨取得充分的性能，則爐長變長。
(4)在搬送出入口附近向外吹出氣氛氣體的方法，因為昂貴的氣氛氣體(氮氣等)直接流出至爐外，所以關係到製造成本的提高。
基於專利文獻2(特開2004-181483號公報)的附圖(圖12)，說明上述(5)的根據電路基板的種類，而使曲徑的位置上下調整的現有技術。
圖12是專利文獻2的回流爐的外部氣體侵入防止裝置的結構圖。搭載於搬送裝置105上的電路基板106被搬入爐內。在搬入口設有曲徑110。在曲徑的右側繪有最初的加熱室(加熱區段)。
從氣體供給用噴嘴117供給的氣氛氣體，通過循環扇108沿隔壁118向下方向被吹出，對電路基板進行加熱。加熱了電路基板之後的氣氛氣體，由電熱加熱器115加熱，通過循環扇108再度向下方向被吹出。
在此現有技術中，為了防止從搬入口浸入的外部氣體，由齒輪驅動電機120使傘齒輪121旋轉，通過陽螺釘122的旋轉使曲徑110上下調整，據此調節搬送裝置上的空間。這是根據搭載於電路基板的電子元件的高度，調整曲徑的位置，以防止外部氣體的浸入的技術。
但是，即使採用本裝置，在電路基板和搬入口之間有間隙，不能防止氣氛氣體的流出(損失)及外部氣體的浸入。而且，具有設備規模變大的缺點。
在回流爐中，在考慮防止外部氣體的侵入的裝置時，不可避免的是助焊劑的回收。在電路基板上採用焊糊，但此焊糊如上述，是將焊錫的粒子由熔劑和被稱為助焊劑的催化劑煉製成的膏狀物。
在回流爐的加熱區段被加熱的電路基板的焊糊，在爐內熔融而進行焊接。這時，助焊劑氣化充滿爐內。若由於含助焊劑成分的高溫的氣氛氣體與外部氣體接觸，其溫度降低，則助焊劑液化或固化。如此助焊劑附著於電路基板，則導致電路基板的品質降低。
雖然也在於助焊劑的成分，但一般來說助焊劑在常溫下呈膏狀，若加熱則在約70℃液化。若進一步加熱，則在170℃氣化變得顯著。
另一方面，在爐內氣化的助焊劑由於氣氛氣體的溫度降低而液化，但是其液化溫度，因熔劑系和松香系而不同。
若氣氛氣體的溫度降低，則首先松香系從180℃到150℃液化。若氣氛氣體的溫度進一步降低，則松香系在100℃開始固化。若進一步溫度降低，則這次熔劑系在約70℃液化。
即，松香系約以170℃為界液化，熔劑系約以70℃為界液化。
在回流爐的最初的預熱區段的氣氛氣體的溫度大多被設定在170℃附近。通過將爐內的壓力設定得比外部氣壓高，預熱區段內的氣氛氣體流出到爐的搬入口。包含於流出的氣氛氣體中的助焊劑的熔劑系成分，及松香系成分與外部氣體接觸等而溫度降低，其結果液化，其附著於被搬入的電路基板。因此，防止外部氣體的浸入，或者防止氣氛氣體的流失時，如下回收助焊劑成為重要的技術要素。
接下來，基於專利文獻3(特開2003-324272號公報)的附圖(圖11)，說明一般的助焊劑的回收裝置。
如上述，為了在電路基板上裝配、保持組裝元件而使用焊糊。包含於焊糊中的助焊劑，在回流爐的加熱室熔融後而氣化充滿爐內。為了防止此助焊劑附著於電路基板，在回流爐中設置有助焊劑回收裝置。
圖11是回流爐101的加熱室的剖面圖。電路基板106通過搬送裝置105從近身向穿過紙面的方向移動。通過由風扇電機109驅動的循環扇108，以箭頭所示的爐內氣氛氣體從篩孔體(mesh)151向下方向被吹出，對電路基板106進行加熱。加熱了電路基板的氣氛氣體，通過循環扇108被吸上來，由電熱加熱器115加熱後，再從兩側向下方向吹出。
另一方面，從循環扇108吹出的氣氛氣體的一部分，被送至附圖右方圖示的助焊劑回收裝置153。由內部熱交換器175冷卻的氣氛氣體，再與由外部氣體扇169冷卻的外部氣體熱交換器163接觸，助焊劑液化。
液化的助焊劑被收容箱173回收，除去了助焊劑的氣氛氣體再次返回到加熱室，有電熱加熱器115加熱。
本助焊劑回收裝置是一個例子，可以使用各種結構的助焊劑裝置。但是，其基本原理均是使氣氛氣體接觸冷卻的熱交換器，從而液化、回收助焊劑的結構。
如上述，近年大多將環境協調性的無鉛焊錫使用於電路基板。但是，因為儘管無鉛焊錫的熔點高，但電子元件的耐熱溫度沒有改變，所以回流爐的加熱要求嚴格的溫度控制。
另一方面，為了防止焊接時的氧化導致的電路基板的劣化，確保電路基板的高可靠性，要求在低氧濃度的焊接作業的用戶增加。但受爐的結構的制約，無法完全防止來自爐的搬入口或搬出口的外部氣體的侵入。因此，為了實現爐內的低氧濃度，需要將大量的氣氛氣體(氮等)不斷地吹入爐內，但該氣氛氣體的消耗量在製造成本中不能無視。因而，在近年的回流爐中，以低氧狀態實現規定的焊錫熔融溫度，而且減少氮的消耗量，成為技術性的課題。
此外，在搬送出入口，和爐內加熱區段與冷卻區段的邊界部中，因為爐內氣氛氣體的溫度急劇變化，所以充滿氣氛氣體內的助焊劑液化，固化，其附著於電路基板招致電路基板的品質降低。因此，在外部氣體的侵入的防止、氣氛氣體的爐內移動的防止、氣氛氣體的流出的防止裝置中，需要防止助焊劑對電路基板的附著。
因此發明者等反覆進行各種的研究實驗，其結果發明了如下裝置，即能夠通過以下闡述的機構，抑止從回流爐內的氣氛氣體的流出和外部氣體的進入及助焊劑的去除，能夠很低地維持爐內的氧濃度的裝置。
發明內容
本發明的回流爐的第一種形態，是一種回流爐，其特徵在於，具有多個加熱室，其向通過搬送裝置在爐內搬送的電路基板，吹送被加熱的氣氛氣體而進行加熱；冷卻室，其與加熱室鄰接冷卻電路基板；第一緩衝區，其設於爐的搬入口和加熱室之間；吹出裝置，其在該第一緩衝區從搬送裝置的下方向上方吹送氣氛氣體；吸引裝置，其在所述第一緩衝區在搬送裝置的上方，具有助焊劑滴落防止機構，吸引氣氛氣體；助焊劑回收單元，其從被吸引的氣氛氣體中除去助焊劑。
本發明的回流爐的第二種形態，是一種回流爐，其特徵在於，具有多個加熱室，其向通過搬送裝置在爐內搬送的電路基板，吹送被加熱的氣氛氣體而進行加熱；冷卻室，其與加熱室鄰接冷卻電路基板；第二緩衝區，其設於冷卻室和爐的搬出口之間；吹出裝置，其在該第二緩衝區從搬送裝置的下方向上方吹送氣氛氣體；吸引裝置，其在所述第二緩衝區在搬送裝置的上方，具有助焊劑滴落防止機構，吸引氣氛氣體；助焊劑回收單元，其從被吸引的氣氛氣體中除去助焊劑。
本發明的回流爐的第三種形態，是一種回流爐，其特徵在於，具有多個加熱室，其向通過搬送裝置在爐內搬送的電路基板，吹送被加熱的氣氛氣體而進行加熱；冷卻室，其與加熱室鄰接冷卻電路基板；第三緩衝區，其設於加熱室和冷卻室之間；吹出裝置，其在該第三緩衝區從搬送裝置的下方向上方吹送氣氛氣體；吸引裝置，其在所述第三緩衝區在搬送裝置的上方，具有助焊劑滴落防止機構，吸引氣氛氣體；助焊劑回收單元，其從被吸引的氣氛氣體中除去助焊劑。
本發明的回流爐的第四種形態，其特徵在於，設於從上述本發明的第一至第三形態中的吸引裝置的助焊劑滴落防止機構，構成為具有傘狀的蓋部；設於蓋部內壁下部的槽部。
本發明的回流爐的第五種形態，其特徵在於，設於從上述本發明的第一至第三形態中的吸引裝置的助焊劑滴落防止機構，構成為具有傘狀的蓋部；設於蓋部內壁下部的絮狀助焊劑吸附板。
本發明的回流爐的第六種形態，其特徵在於，設於從上述本發明的第一至第三形態中的吸引裝置的助焊劑滴落防止機構，構成為具有加熱器；由加熱器加熱的篩孔板。
本發明的回流爐的第七種形態，其特徵在於，上述本發明的第一至第三形態中的助焊劑回收單元，構成為具有循環扇；外部氣體扇；熱交換器；液化助焊劑回收箱。
本發明的回流爐的第八種形態，其特徵在於，在回流爐的電路基板的搬入口及、或搬出口，還設置有曲徑。
本發明的回流爐的第九種形態，其特徵在於，氣氛氣體是氮等的惰性氣體，在回流爐內填充有氣氛氣體。
圖1是本發明的第一實施方式的回流爐的整體圖。
圖2是本發明的第一實施方式的具有第一緩衝區的回流爐的剖面圖。
圖3是表示本發明的第一實施方式的氣氛氣體吸入口的結構的圖。
圖4是表示本發明的第二實施方式的氣氛氣體吸入口的結構的圖。
圖5是表示本發明的第三實施方式的氣氛氣體吸入口的結構的圖。
圖6是本發明的第四實施方式的回流爐的整體圖。
圖7是本發明的第五實施方式的回流爐的整體圖。
圖8是表示顯示本發明的效果的實驗結果的圖。
圖9是基於現有技術的回流爐的整體圖。
圖10是基於現有技術的回流爐的剖面圖。
圖11是表示現有技術的助焊劑回收裝置的結構的圖。
圖12是表示現有技術的外部氣體浸入防止裝置的結構的圖。
具體實施例方式
以下，根據附圖詳細說明本發明的實施方式。
(第一實施方式)圖1是表示本發明的第一實施方式的、氮爐型回流爐1的整體構成的圖。從圖左側的搬入口，搭載於搬送裝置5的多個未圖示的電路基板，向圖右側的搬出口被搬送向箭頭A的方向。
在爐的入側、出側，設有上述被稱為曲徑10的空氣流動防止裝置，防止從爐的入側、出側的外部氣體的侵入。但是，因為在搬送線上電路基板不斷地被搬入，所以不可能完全防止外部氣體的進入，對此已做了說明。
在圖1所示的回流爐中，設有加熱區段3和冷卻區段4。加熱區段由七個加熱室構成，冷卻區段由兩個冷卻室構成。在該爐中，加熱室中最初的四個為預熱區段，其次的三個為峰值加熱區段。在此峰值加熱區段使電路基板的焊糊熔融。焊錫熔融後，電路基板被搬送到冷卻區段，冷卻後，從爐中搬出。
根據回流爐的種類，加熱區段、冷卻區段的數目不同，加熱區段中的預熱區段，峰值加熱區段的數目也各不相同。
各加熱室中的電路基板的加熱方法如使用圖10所作的說明。在本發明的回流爐中，與安裝於圖10的上側的熱風吹送機構相同的結構也被安裝於下側。圖1的各加熱室其狀況被模式化地表示。
圖1中，在加熱室中由風扇電機9驅動的循環扇8被設於上側，還有下側，在冷卻室中為了降低室內溫度，只在上側設有冷風吹送機構。還有，在冷卻室中設有助焊劑回收裝置54，液化、回收氣氛氣體中的助焊劑，防止助焊劑附著於電路基板。
回流爐的搬入口及搬出口設有用於電路基板出入的開口部，從此開口部發生氣氛氣體的流失，及外部氣體的浸入。因為流出的氣氛氣體有100℃以上的高溫，所以如圖1的搬入口的箭頭m所示，流出到搬送裝置5的上側。另一方面，與爐內氣體相比低溫的外部氣體，如箭頭n所示，在搬送裝置5的下側流動進入爐內。
因此，為了防止外部氣體的侵入，遮斷搬送裝置5的下側的外部氣體的流動有效，為了防止爐內氣氛氣體的流出，遮斷搬送裝置5的上側的氣氛氣體的流動有效。
本申請發明，作為用於取得上述的效果的裝置而被創造。即，發明了一種裝置，其在曲徑10和最初的加熱室(以下叫做預熱室)的邊界設置第一緩衝區，從搬送裝置下側向上側，形成氣氛氣體的流動以起到氣簾(aircurtain)的作用。由於從搬送裝置的下側吹送的氣氛氣體，防止了外部氣體向爐內的浸入，從預熱室流出的氣氛氣體被設於緩衝區的上部的吸引裝置吸入，而防止向爐外的流出。
還有，如上述在爐內氣氛氣體中，包含在電路基板的焊錫熔融時所發生的氣化的助焊劑，此助焊劑基本上松香系約以170℃為界液化，熔劑系約以70℃為界液化。在緩衝區外部氣體與電路基板一起浸入，與預熱室相比為低溫。因此，從預熱室流出的氣氛氣體其溫度降低，助焊劑的液化開始。在緩衝區上部吸引氣氛氣體時，需要防止助焊劑液化、滴落。
圖2表示圖1的X-X線的剖面圖。在搬送裝置5上，未圖示的電路基板從紙面近身側向貫通紙面的方向被搬送。從搬送裝置5的下側如向上的箭頭所示，吹送氣氛氣體，以防止外部氣體的浸入。在搬送裝置5之上，設有篩孔板56及加熱器55的氣氛氣體吸引裝置被設置。
圖3(a)表示氣氛氣體吸引裝置及助焊劑滴落防止機構的放大圖。從搬送裝置5的下方朝向上方，如箭頭所示，氣氛氣體被吹送。通過由加熱器55加熱的篩孔板，氣氛氣體被吸引，構成縱向的氣簾。吸引的氣氛氣體通過排氣通路71，引導至助焊劑回收單元53。
圖3(b)是此吸引裝置的側視圖。通過搬送裝置5，電路基板按箭頭A的方向被搬送。圖3(c)是此吸引裝置的底視圖。由加熱器55加熱本篩孔板56，氣氛氣體穿過此篩孔板，引導至排氣通路71。
由圖2的加熱器55加熱的氣氛氣體，通過排氣通路71引導至助焊劑回收單元的熱交換器63(圖2)，溫度下降，助焊劑被液化，被收容於未圖示的液化助焊劑收容箱。
通過此助焊劑回收單元除去了助焊劑成分的氣氛氣體，通過由風扇電機9驅動的循環扇8送出到排氣管71，再從搬送裝置5的下側被吹出。
以上，通過從搬送裝置5的下側吹送的氣氛氣體，防止外部氣體的侵入，並且通過設於緩衝區上部的吸引裝置，把從預熱室流出的氣氛氣體吸引到上方，由此防止氣氛氣體向爐外的流出。另外，通過由上述加熱器55加熱氣氛氣體，而防止助焊劑的液化及向電路基板的滴落。
(第二實施方式)圖4表示本發明的氣氛氣體吸引裝置及助焊劑滴落防止機構的第二實施方式。設置由圖4(a)所示的結構組成的氣氛氣體吸引裝置及助焊劑滴落防止機構，來替代由圖2中的篩孔板56和加熱器55構成的吸入裝置。
圖4(a)是第二實施方式的氣氛氣體吸引裝置，及助焊劑滴落防止機構的剖面圖。搬送裝置5上未圖示的電路基板從紙面近身側向貫穿紙面的方向被搬送。在搬送裝置5之上，設置有傘狀的蓋部57。在蓋部最上部設置有排氣通路71。在蓋部57上設置有如圖所示的傾斜，成為接觸到蓋部的氣氛氣體被冷卻，液化的助焊劑沿著內壁，如箭頭B所示流下的結構。
圖4(b)是本機構的側視圖。搬送裝置上的未圖示的電路基板按箭頭A的方向被搬送。在設於搬送裝置上的上述傘狀的蓋部的邊緣，設置有槽58。用於防止液化而順著蓋部內部流動的液化助焊劑滴落到電路基板上。圖4(c)是蓋部的底視圖。
(第三實施方式)
圖5表示本發明的第三實施方式。設置由圖5(a)所示的結構組成的氣氛氣體吸引裝置及助焊劑滴落防止機構，來替代由圖2中的篩孔板56和加熱器55構成的吸入裝置。
圖5(a)是第三實施方式的氣氛氣體吸引裝置，及助焊劑滴落防止機構的剖面圖。搬送裝置5上未圖示的電路基板從紙面近身側向貫穿紙面的方向被搬送。在搬送裝置5之上，設置有傘狀的蓋部57。在蓋部最上部設置有排氣通路71。在蓋部57上設有如圖所示的傾斜，形成接觸到蓋部的氣氛氣體被冷卻，液化的助焊劑沿著內壁，如箭頭B所示流下的結構，其與第二實施方式相同。
在蓋部57的最下部設有絮狀助焊劑吸附板59。圖5(b)是側視圖。表示助焊劑吸入口的剖面結構。圖5(c)是底視圖。通過排氣通路71，氣氛氣體被吸引。通過絮狀助焊劑吸附板59，防止液化助焊劑向電路基板的滴落。
從上述的第一到第三實施方式，能夠分別獨立設置，但是在第二或第三實施方式中，也可以加進第一實施方式而實施。即可以在傘狀蓋部的最下面，組合設置圖3的篩孔板56及加熱器55。也可以在作為第二實施方式的槽58內，設置作為第三實施方式的絮狀助焊劑吸附板。
(第四實施方式)圖6表示本發明的第四實施方式。圖6是在冷卻室和搬出口側曲徑10之間設置第二緩衝區，設置助焊劑回收單元53以外的方式。
通過在冷卻室和搬出口之間設置第二緩衝區，能夠防止來自搬出口的外部氣體的侵入，來自搬出口的氣氛氣體的流出。
在本實施方式中，根據冷卻室內的氣氛氣體與外部氣體的溫度差，與上述方式相同也需要助焊劑液化、滴落的防止，能夠設置由上述的第一至第三實施方式所述的、防止助焊劑的液化及滴落的氣氛氣體吸引裝置及助焊劑滴落防止機構。
(第五實施方式)圖7表示本發明的第五實施方式。圖7是在加熱區段和冷卻區段之間設置第三緩衝區，設置助焊劑回收單元53之外的方式。是不只是爐的搬送出入口，而且在氣氛氣體的溫度下降的加熱室和冷卻室之間，也設置與第四實施方式同樣的區段間氣氛氣體移動防止機構的方式。
通過在加熱室與冷卻室之間設置第三緩衝區，而防止加熱、冷卻區段間的氣氛氣體的移動，並且能夠有效地除去助焊劑。
在本實施方式中，與上述方式相同，也需要助焊劑的液化、滴落防止，能夠設置由上述的第一至第三實施方式所述的防止助焊劑的液化及滴落的氣氛氣體吸引裝置及助焊劑滴落防止機構。
上述第一實施方式、第四實施方式、第五實施方式，結構各自獨立，可以分別獨立實施，也可以使兩個或三個組合實施。例如，可以在搬入口與預熱室之間，冷卻室與搬出口之間，分別設置第一緩衝區、第二緩衝區。
(實驗結果)發明者等，為了確認通過本發明實際地防止外部氣體的浸入，保持爐內氧濃度的效果而進行了實驗。
實驗是通過在圖1所示的回流爐中，實際搬入多個電路基板測定這時的爐內氧濃度的變化而實施。
從140℃至175℃依次設定各預熱室的溫度。從195℃至238℃分別設定峰值加熱室的溫度。在搬入口的曲徑和第一預熱室之間設置第一緩衝區，在此區域從搬送裝置的下側向上部吹送氣氛氣體。用於吹送氣氛氣體的循環扇設在強(40Hz)、弱(20Hz)兩個階段，比較各自的效果。
圖8表示實驗結果。縱軸表示加熱區段內的氧濃度(單位ppm)。橫軸是經過時間。圖表的粗線表示一區段，即最初的預熱室內的氧濃度。細線表示七區段，即最後的(冷卻區域之前的)加熱室內的氧濃度。
時間軸a1表示最初的電路基板從搬入口被搬入的時刻。b1表示此電路基板從搬出口被搬出的時刻。c1表示最後的電路基板被搬入的時刻，d1表示此電路基板被搬出時的時刻。
第一枚電路基板被搬入爐內後(a1)，預熱室(一區段)的氧濃度由於從搬入口浸入的外部氣體而上升。接著由於多個電路基板被搬入爐內，一區段及七區段的氧濃度上升。若在d1最後的電路基板被搬出，則以後區段內的氧濃度降低。
從a1到d1對多個電路基板進行加熱期間，實施在本發明的第一緩衝區的氣氛氣體的吹送。此時的循環扇的強度是弱(20Hz)。圖中表示為「有氣體吹出(弱)」。
接著，停止循環扇的運轉(圖8的X1)。其後，從a2到d2之間，搬入相同枚數的電路基板，進行了加熱。在圖中表示為「無氣體吹出」的為循環扇停止狀態。
再次使循環扇運轉(圖8的X2)。把循環扇的強度設為強(40Hz)。從a3到d3之間，搬入相同枚數的電路基板，進行了加熱。在圖中表示為「有氣體吹出(強)」的，是以「強」運轉循環扇的狀態。
在圖8中，若觀察在「有氣體吹出」和「無氣體吹出」的一區段及七區段中的氧濃度的推移，則可判明，在七區段中其差異不顯著，但在一區段(最初的預熱室)中的氧濃度有很大不同。即通過進行氣體吹出，在一區段的氧濃度基本被抑制在230ppm以下，相對於此，無氣體吹出的時候，上升到380ppm。另外還可知，由於循環扇的強弱，而不同於一區段的氧濃度。
根據本實驗結果能夠確認，本發明的氣氛氣體吹送裝置對於爐內氧濃度的降低能夠發揮效果。
根據本發明，在分別設於搬入口、搬出口及加熱區段和冷卻區段的邊界部的緩衝區中，從搬送裝置的下方向上方吹出氣氛氣體，在搬送裝置的上方吸引氣氛氣體，能夠實現外部氣體的浸入，氣氛氣體的區段間移動及氣氛氣體流出的防止。
另外，把由於與外部氣體的接觸等而溫度降低的氣氛氣體，從設於搬送裝置的上部的吸引裝置吸入，引導至另外設置的助焊劑回收單元，通過熱交換器等冷卻氣氛氣體，回收液化的助焊劑。
根據本發明，可以一邊防止助焊劑附著於電路基板，一邊防止來自搬送出入口的外部氣體的侵入，防止爐內氣氛氣體的流出，防止回流爐內的氧濃度上升。
本發明不限於上述體現，在不脫離本發明的範圍內可以進行各種不同的變化和修改。
此申請基於日本專利申請編號2005-192709，於2005年6月30日提出，全部內容在此被清楚地總結提出。
權利要求
1.一種回流爐，其特徵在於，具有多個加熱室，其向通過搬送裝置在爐內搬送的電路基板，吹送被加熱的氣氛氣體而進行加熱；冷卻室，其與所述加熱室鄰接冷卻所述電路基板；第一緩衝區，其設於爐的搬入口和所述加熱室之間；吹出裝置，其在該第一緩衝區從所述搬送裝置的下方向上方吹送所述氣氛氣體；吸引裝置，其在所述第一緩衝區，在所述搬送裝置的上方，具有助焊劑滴落防止機構，吸引所述氣氛氣體；助焊劑回收單元，其從所述被吸引的氣氛氣體中除去助焊劑。
2.一種回流爐，其特徵在於，具有多個加熱室，其向通過搬送裝置在爐內搬送的電路基板，吹送被加熱的氣氛氣體而進行加熱；冷卻室，其與所述加熱室鄰接冷卻所述電路基板；第二緩衝區，其設於所述冷卻室和爐的搬出口之間；吹出裝置，其在該第二緩衝區從所述搬送裝置的下方向上方吹送所述氣氛氣體；吸引裝置，其在所述第二緩衝區，在搬送裝置的上方，具有助焊劑滴落防止機構，吸引所述氣氛氣體；助焊劑回收單元，其從所述被吸引的氣氛氣體中除去助焊劑。
3.一種回流爐，其特徵在於，具有多個加熱室，其向通過搬送裝置在爐內搬送的電路基板，吹送被加熱的氣氛氣體而進行加熱；冷卻室，其與所述加熱室鄰接冷卻所述電路基板；第三緩衝區，其設於所述冷卻室和爐的搬出口之間；吹出裝置，其在該第三緩衝區從所述搬送裝置的下方向上方吹送所述氣氛氣體；吸引裝置，其在所述第三緩衝區，在搬送裝置的上方，具有助焊劑滴落防止機構，吸引所述氣氛氣體；助焊劑回收單元，其從所述被吸引的氣氛氣體中除去助焊劑。
4.根據權利要求1記載的回流爐，其特徵在於，還具有第二緩衝區，其設於所述冷卻室和爐的搬出口之間；吹出裝置，其在該第二緩衝區從所述搬送裝置的下方向上方吹送所述氣氛氣體；吸引裝置，其在所述第二緩衝區，在搬送裝置的上方，具有助焊劑滴落防止機構，吸引所述氣氛氣體；助焊劑回收單元，其從所述被吸引的氣氛氣體中除去助焊劑。
5.根據權利要求1記載的回流爐，其特徵在於，還具有第三緩衝區，其設於所述加熱室和所述冷卻室之間；吹出裝置，其在該第三緩衝區從所述搬送裝置的下方向上方吹送所述氣氛氣體；吸引裝置，其在所述第三緩衝區，在搬送裝置的上方，具有助焊劑滴落防止機構，吸引所述氣氛氣體；助焊劑回收單元，其從所述被吸引的氣氛氣體中除去助焊劑。
6.根據權利要求4記載的回流爐，其特徵在於，還具有第三緩衝區，其設於所述加熱室和所述冷卻室之間；吹出裝置，其在該第三緩衝區從所述搬送裝置的下方向上方吹送所述氣氛氣體；吸引裝置，其在所述第三緩衝區，在搬送裝置的上方，具有助焊劑滴落防止機構，吸引所述氣氛氣體；助焊劑回收單元，其從所述被吸引的氣氛氣體中除去助焊劑。
7.根據權利要求1至6中的任一項所記載的回流爐，其特徵在於，所述助焊劑滴落防止機構構成為具有傘狀的蓋部；設於該蓋部內壁下部的槽部。
8，根據權利要求1至7中的任一項所記載的回流爐，其特徵在於，所述助焊劑滴落防止機構構成為具有傘狀的蓋部；絮狀助焊劑吸附板，其設於該蓋部內壁下部。
9.根據權利要求1至8中的任一項所記載的回流爐，其特徵在於，所述助焊劑滴落防止機構構成為具有加熱器；篩孔板，其通過該加熱器被加熱。
10.根據權利要求1至9中的任一項所記載的回流爐，其特徵在於，所述助焊劑回收單元構成為具有循環扇；外部氣體扇；熱交換器；液化助焊劑回收箱。
11.根據權利要求1至9中的任一項所記載的回流爐，其特徵在於，在所述爐的搬入口及、或搬出口，還設有曲徑。
12.根據權利要求1至9中的任一項所記載的回流爐，其特徵在於，所述氣氛氣體是氮等的惰性氣體，在所述回流爐內填充有該氣氛氣體。
全文摘要
在設於回流爐的搬入口和加熱室之間的第一緩衝區之外，從搬送裝置的下方向電路基板吹送爐內氣氛氣體，通過在搬送裝置上方吸引氣氛氣體，從而防止外部氣體的浸入和氣氛氣體的流出。另外，通過在該氣氛氣體吸入口設置助焊劑滴落防止機構，防止助焊劑對電路基板的附著。
文檔編號B23K1/012GK1893773SQ20061009581
公開日2007年1月10日 申請日期2006年6月30日 優先權日2005年6月30日
發明者柴村求, 田中厚 申請人:古河電氣工業株式會社