JP2015201554A - soldering method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、不活性ガスが供給されている処理室内で還元性ガス又は還元性ガスと不活性ガスの混合ガスを半田接合部に接触させて半田接合部の酸化物を除去する半田付け方法に関する。 The present invention relates to a soldering method in which a reducing gas or a mixed gas of a reducing gas and an inert gas is brought into contact with a solder joint in a processing chamber to which an inert gas is supplied to remove an oxide in the solder joint. .
従来のフロー半田付けでは、プリント基板の半田接合部にフラックスをスプレーやジェット噴射で塗布し、その後に半田ノズルから噴流する溶融半田によって半田付けを行なっていた。しかしながら、従来のフラックスを使用したフロー半田付けでは、半田付け後にフラックスの一部がフラックス残渣となってプリント基板に付着して残り、このフラックス残渣が様々な不具合の一因となることがあった。そのため、従来は、半田付け後のフラックス残渣を洗浄する必要があった。このフラックス残渣の洗浄にはフロンやトリクレン等の溶剤が適しているが、これらの溶剤は各種の問題を引き起こすため、これらの溶剤を使用せずに済むフロー半田付け装置の開発が望まれている。 In conventional flow soldering, flux is applied to a solder joint portion of a printed circuit board by spraying or jetting, and then soldering is performed by molten solder jetted from a solder nozzle. However, in flow soldering using conventional flux, a part of the flux remains as a flux residue after soldering and remains on the printed circuit board, and this flux residue may contribute to various problems. . Therefore, conventionally, it was necessary to clean the flux residue after soldering. Solvents such as chlorofluorocarbon and trichlene are suitable for cleaning the flux residue, but these solvents cause various problems. Therefore, it is desired to develop a flow soldering apparatus that does not require the use of these solvents. .
上記の問題を解決するために、金属の酸化物に対して還元作用のある液体を溶融半田の熱又は半田槽の熱で気化させ、気化したガスを半田接合部に当てた後、半田接合部を溶融半田に接触させて半田付けを行なう半田付け方法が提案されている（特許文献１参照）。前記還元作用のある液体の気化は、還元作用のある液体を流動させる供給管を半田槽の外側壁面に接触した状態で設け、噴流ノズルの手前まで延長し、供給管には上方に向けてガスを吹き出す吹き出しノズルを設けることで行なわれている。したがって、供給管内の液体は供給管が半田槽に接触しているため、供給管を通して加熱されて供給管内で気化し、吹き出しノズルから還元性のあるガスが吹き出され、半田接合部や溶融半田に接触して酸化物を還元除去する。 In order to solve the above problems, a liquid having a reducing action on metal oxide is vaporized by the heat of molten solder or the heat of a solder bath, and after the vaporized gas is applied to the solder joint, the solder joint There has been proposed a soldering method in which solder is brought into contact with molten solder (see Patent Document 1). For the vaporization of the liquid having the reducing action, a supply pipe for flowing the liquid having the reducing action is provided in contact with the outer wall surface of the solder tank, and is extended to the front of the jet nozzle, and gas is directed upward to the supply pipe. This is done by providing a blowing nozzle for blowing out the air. Accordingly, since the liquid in the supply pipe is in contact with the solder bath, the liquid in the supply pipe is heated through the supply pipe and is vaporized in the supply pipe, and a reducing gas is blown out from the blowing nozzle, to the solder joint and the molten solder. Contact to reduce oxides.
しかしながら、酸化物除去処理後の還元ガスの処理については記載がない。本発明は、不活性ガスが供給されている処理室内で還元性ガス又は還元性ガスと不活性ガスの混合ガスを半田接合部に接触させて半田接合部の酸化物を除去する半田付け方法において、処理室内の雰囲気ガスである不活性ガスが酸化物除去処理後の還元性ガスの排気処理時に減少するのを防ぐことができる半田付け方法を提供することを目的とする。 However, there is no description about the treatment of the reducing gas after the oxide removal treatment. The present invention relates to a soldering method in which a reducing gas or a mixed gas of a reducing gas and an inert gas is brought into contact with a solder joint in a processing chamber to which an inert gas is supplied to remove an oxide at the solder joint. An object of the present invention is to provide a soldering method capable of preventing an inert gas, which is an atmospheric gas in a processing chamber, from being reduced during exhaust processing of reducing gas after oxide removal processing.
本発明は、不活性ガスが供給されている処理室内で還元性ガス又は還元性ガスと不活性ガスの混合ガスを半田接合部に接触させて半田接合部の酸化物を除去する半田付け方法において、
酸化物除去処理後のガスを周囲の雰囲気ガスと一緒に排気し、その排気したガスから雰囲気ガスである不活性ガスを分離し、その分離した不活性ガスを処理室に戻すことを特徴とする。
The present invention relates to a soldering method in which a reducing gas or a mixed gas of a reducing gas and an inert gas is brought into contact with a solder joint in a processing chamber to which an inert gas is supplied to remove an oxide at the solder joint. ,
The gas after the oxide removal treatment is exhausted together with the surrounding atmospheric gas, the inert gas which is the atmospheric gas is separated from the exhausted gas, and the separated inert gas is returned to the processing chamber. .
上記において、還元性ガス又は還元性ガスと不活性ガスの混合ガスを吹き出すノズルの外周囲に筒状の排気ダクトを設け、酸化物除去処理後のガスを前記ノズルの外周と排気ダクトの内周との間の隙間で形成される排気路の先端開口から周囲の雰囲気ガスと一緒に吸い込んで排気路を通じて排気することが好ましい。 In the above, a cylindrical exhaust duct is provided around the outer periphery of the nozzle that blows out the reducing gas or the mixed gas of the reducing gas and the inert gas, and the gas after the oxide removal treatment is sent to the outer periphery of the nozzle and the inner periphery of the exhaust duct. It is preferable that air is sucked together with the ambient gas from the front end opening of the exhaust passage formed by a gap between the exhaust passage and the exhaust passage through the exhaust passage.
上記において、水環真空ポンプを使用して前記ガスの排気及び分離作業を実施することが好ましい。 In the above, it is preferable to perform the exhaust and separation of the gas using a water ring vacuum pump.
本発明によれば、酸化物除去処理後の還元性ガスの排気処理時に、排気したガスから雰囲気ガスである不活性ガスを分離して処理室に戻すため、処理室内の雰囲気ガスである不活性ガスが減少するのを防ぐことができ、雰囲気ガスである不活性ガスの消費量の増加を抑えることができる。 According to the present invention, when the reducing gas after the oxide removal treatment is exhausted, the inert gas that is the atmospheric gas is separated from the exhausted gas and returned to the processing chamber. It is possible to prevent the gas from decreasing, and it is possible to suppress an increase in consumption of the inert gas that is the atmospheric gas.
以下、本発明の一実施形態を図１〜図７に基づいて説明する。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
フロー半田付け装置１は、図１に示されているように、処理室２Ａを形成する装置本体ケース２の入口３と出口４との間に配設された水平な搬送ライン５に沿って、実装部品６を搭載したプリント基板７（以下、単に基板７ともいう。）を基板搬送装置（図示外）によって、入口３側から出口４側に水平に搬送するように構成されている。処理室２Ａには図示外の窒素ガス供給手段によって窒素ガスが供給され、窒素ガスが満たされており、入口３側から還元ユニット８と半田付けユニット９が搬送ライン５に沿って順に配置されている。
As shown in FIG. 1, the flow soldering apparatus 1 is arranged along a
以下、還元ユニット８と半田付けユニット９を説明する。先ず、還元ユニット８を説明する。
Hereinafter, the
図１〜図３に示されているように、密閉されたガス槽１０が搬送ライン５の下方に配置されており、ガス槽１０の内部にはヒータ１１が配置されている。ガス槽１０の上面にガスノズル１２の下端が取り付けられている。ガスノズル１２は垂直に上方に延び、上端の先端部に蟻酸と窒素の混合ガスの噴出口が円形状に開口している。ガスノズル１２の下端とガス槽１０の上面の接続部は共に開口しており、ガスノズル１２とガス槽１０は互いに連通している。
As shown in FIGS. 1 to 3, a sealed
ガス槽１０の上面に設けられた開口部には蟻酸と窒素の混合ガスの供給ダクト１３が接続され、供給ダクト１３は蟻酸と窒素の混合ガスの供給部１４（図６参照）に接続されている。したがって、蟻酸と窒素の混合ガスの供給部１４、供給ダクト１３及びガス槽１０とで、ガスノズル１２へ蟻酸と窒素の混合ガスを供給する蟻酸・窒素ガス供給手段を構成している。
A
以下、蟻酸と窒素の混合ガスの供給部１４を図６に基づいて説明する。窒素ガス発生機１５はＰＳＡ方式の窒素ガス生成装置であり、圧縮機１６で加圧された空気が窒素ガス発生機本体１７に送り込まれ、ここで窒素ガスが分離されて生成される。窒素ガス発生機本体１７の窒素ガス供給口に接続されている供給ダクト１８にはヒータ１９が間に接続されるとともに、径が小さくなったベンチュリ部２０が途中に形成されている。ベンチュリ部２０には蟻酸を収容した蟻酸タンク２１から延びる蟻酸供給管２２の先端部が接続して内部に臨んでいる。供給ダクト１８にはガス槽１０に接続されている前記供給ダクト１３が接続される。
Hereinafter, the mixed
したがって、窒素ガス発生機１５によって生成された窒素ガスが供給ダクト１８に供給されると、窒素ガスはヒータ１９を通る間に蟻酸の沸点温度以上の温度に加熱される。一方、窒素ガスがベンチュリ部２０を通ると、蟻酸が蟻酸供給管２２から供給ダクト１８内に吸入され、窒素ガスに混合される。このようにして、加熱された窒素と蟻酸の混合ガスが供給ダクト１８を通じて供給される。
Accordingly, when the nitrogen gas generated by the
筒状のガスノズル１２の外周囲には筒状の排気ダクト２３が隙間をもって同心状に配置されている。排気ダクト２３の上端面はガスノズル１２と略同一高さ位置にあり、上端は開口している。排気ダクト２３の下端は閉塞しており、ガス槽１０を収容しているチャンバ２４の上面に取り付けられている。
A
したがって、ガスノズル１２の外周と排気ダクト２３の内周との間に形成されている断面円環状の隙間が蟻酸と窒素の混合ガスの排気路２５を形成し、排気路２５の上端の先端部が円環状に開口している。
Therefore, a gap having an annular cross section formed between the outer periphery of the
排気ダクト２３の側面部には更に、排気ダクト２６が接続されている。本実施形態では、更に、排気ダクト２３の上方で搬送ライン５よりも上方に排気ダクト２７が配置されており、ダクト２７の先端の吸気口２７ａが下方を臨むようにして配置されている。
An
２つの排気ダクト２６，２７は蟻酸と窒素の混合ガスの処理部２８（図７参照）に接続されている。
The two
以下、蟻酸と窒素の混合ガスの処理部２８を図７に基づいて説明する。処理部２８は水環真空ポンプ２９を有し、その吐出口にセパレータタンク３０が接続されている。水環真空ポンプ２９内の溶液は蟻酸中和剤水溶液（例えばＮａＯＨが注液された水溶液）が使用される。水環真空ポンプ２９の吐出口から排出されるガスと蟻酸中和剤水溶液の混合物はセパレータタンク３０内でガスと蟻酸中和剤水溶液３１に分離される。セパレータタンク３０内の蟻酸中和剤水溶液３１はクーラ３２で冷却されて水環真空ポンプ２９に補給されるように構成されている。水環真空ポンプ２９の吸気口にはダクト３３が接続されており、ダクト３３に前記２つの排気ダクト２６，２７が接続されている。
Hereinafter, the
したがって、水環真空ポンプ２９が作動すると、ダクト３３を通じてポンプ２９内に吸入された蟻酸と窒素の混合ガスは、ポンプ２９の吐出側から蟻酸中和剤水溶液と混合された状態でセパレータタンク３０内に吐出される。そしてセパレータタンク３０内で窒素ガスと蟻酸中和剤水溶液３１は分離され、分離された窒素ガスはセパレータタンク３０の排気口と装置本体ケース２とに接続されている戻りダクト３４を通じて処理室２Ａ内に戻される。一方、蟻酸は蟻酸中和剤水溶液に溶け込んで混合ガスから除かれ、蟻酸中和剤水溶液中で中和される。
Therefore, when the water
図１に示されているように、ガス槽１０を収容したチャンバ２４は上昇・下降アクチュエータ３５を介してＸ−Ｙテーブル３６に支持されている。したがって、ガスノズル１２は蟻酸と窒素の混合ガスを基板７の半田接合部に吹き付けるときは、上昇・下降アクチュエータ３５により所定高さ位置まで上昇し、処理しないときは所定位置まで下降している。また、ガスノズル１２は蟻酸と窒素の混合ガスを基板７の半田接合部に吹き付けるときは、Ｘ−Ｙテーブル３６により所定位置に配置される。
As shown in FIG. 1, the
次に、半田付けユニット９を説明する。
Next, the
図１及び図４〜図５に示されているように、密閉された半田槽３７が搬送ライン５の下方に配置されており、半田槽３７の内部にはヒータ３８で加熱されて溶融した半田３９が収容されている。また、半田槽３７の内部には密閉状態のフローダクト４０が水平に設置されている。フローダクト４０内の一端部にはプロペラポンプ４１のプロペラ４１ａが配置されており、プロペラ４１ａの下方のフローダクト４０底面に溶融半田３９の流入口４２が開口している。プロペラ４１ａの回転軸４１ｂは垂直に上方に延びてフローダクト４０及び半田槽３７の上面を貫通し、上端部にプーリ４３が装着されている。このプーリ４３と、プロペラ駆動モータ４４の回転軸４４ａに装着されているプーリ４５との間にベルト４６が巻回されている。
As shown in FIGS. 1 and 4 to 5, a sealed
フローダクト４０におけるプロペラ４１ａと反対側の端部の上面に半田ノズル４７の下端が取り付けられている。半田ノズル４７は半田槽３７の上面に形成されている円形状の開口４８を挿通して垂直に上方に延び、上端の先端部に溶融半田３９の噴流口が円形状に開口している。半田ノズル４７の下端とフローダクト４０の上面の接続部は共に開口しており、半田ノズル４７とフローダクト４０は互いに連通している。
The lower end of the
筒状の半田ノズル４７の外周囲には筒状の外側ノズル（以下、ガスノズルという。）４９が隙間をもって同心状に配置されている。ガスノズル４９の上端面は半田ノズル４７と略同一高さ位置にあり、上端は開口している。ガスノズル４９の下端は開口し、半田槽３７の上面の前記円形状の開口４８の外周囲に取り付けられており、ガスノズル４９と半田槽３７は互いに連通している。
A cylindrical outer nozzle (hereinafter referred to as a gas nozzle) 49 is disposed concentrically with a gap around the outer periphery of the
したがって、半田ノズル４７の外周とガスノズル４９の内周との間に形成されている断面円環状の隙間が流通路５０を形成し、流通路５０の上端の先端部が円環状に開口し、下端の基端部の開口が半田槽３７内に臨んでいる。流通路５０は蟻酸と窒素の混合ガスが流れる流通路を構成するとともに、半田ノズル４７から噴流した後の半田の戻り路を構成する。
Therefore, a clearance having an annular cross section formed between the outer periphery of the
半田槽３７の上面に設けられた開口部には蟻酸と窒素の混合ガスの供給ダクト５１が接続され、供給ダクト５１は蟻酸と窒素の混合ガスの供給部１４の供給ダクト１８（図６参照）に接続されている。したがって、蟻酸と窒素の混合ガスの供給部１４、供給ダクト５１及び半田槽３７内における溶融半田３９の上方の空間部とで、前記流通路５０へ蟻酸と窒素の混合ガスを供給する蟻酸・窒素ガス供給手段を構成している。
A
筒状のガスノズル４９の外周囲には筒状の排気ダクト５２が隙間をもって同心状に配置されている。排気ダクト５２の上端面はガスノズル４９と略同一高さ位置にあり、上端は開口している。排気ダクト５２の下端は閉塞しており、半田槽３７と後述するチャンバ５６の上面に取り付けられている。
A
したがって、ガスノズル４９の外周と排気ダクト５２の内周との間に形成されている断面円環状の隙間が蟻酸と窒素の混合ガスの排気路５３を形成し、排気路５３の上端の先端部が円環状に開口している。
Therefore, a gap with an annular cross section formed between the outer periphery of the
排気ダクト５２の側面部には更に、排気ダクト５４が接続されている。本実施形態では、更に、排気ダクト５２の上方で搬送ライン５よりも上方に排気ダクト５５が配置されており、ダクト５５の先端の吸気口５５ａが下方を臨むようにして配置されている。
An
２つの排気ダクト５４，５５は、蟻酸と窒素の混合ガスの処理部２８（図７参照）の水環真空ポンプ２９の吸気口に接続されているダクト３３に接続されている。
The two
図１に示されているように、半田槽３７は装置本体ケース２内に設けられているチャンバ５６内に収容されている。チャンバ５６は上昇・下降アクチュエータ５７を介してＸ−Ｙテーブル３６に支持されている。したがって、半田ノズル４７は半田付け処理を行うときは、上昇・下降アクチュエータ５７により所定高さ位置まで上昇し、処理しないときは所定位置まで下降している。また、半田ノズル４７は半田付け処理を行うときは、Ｘ−Ｙテーブル３６により所定の半田接合部位置に配置される。
As shown in FIG. 1, the
以下、本発明の作用を説明する。 Hereinafter, the operation of the present invention will be described.
装置本体ケース２の入口３から基板搬送装置によって処理室２Ａ内に進入した基板７は、搬送ライン５に沿って搬送され、還元ユニット８の箇所で停止する。ここでは、加熱された蟻酸と窒素の混合ガスが基板７の半田接合部に吹き付けられ、半田接合部の酸化膜が蟻酸で還元されて除去される。
The substrate 7 that has entered the processing chamber 2 </ b> A from the inlet 3 of the apparatus main body case 2 by the substrate transfer device is transferred along the
すなわち、蟻酸と窒素の混合ガスが蟻酸と窒素の混合ガスの供給部１４から供給ダクト１３を通じてガス槽１０に流入し、ガス槽１０内のヒータ１１で加熱されながら、ガスノズル１２に供給される。蟻酸と窒素の混合ガスはガスノズル１２の上端の円形状の開口から吹き出され、基板７の半田接合部に接触し、半田接合部の酸化膜が蟻酸で還元されて除去される。
That is, a mixed gas of formic acid and nitrogen flows into the
蟻酸と窒素の混合ガスは、その後、蟻酸と窒素の混合ガスの処理部２８の水環真空ポンプ２９により、排気路２５の上端の円環状の開口から周囲の雰囲気ガスである窒素ガスと一緒に排気路２５に吸入され、ダクト２６，３３を通じて蟻酸と窒素の混合ガスの処理部２８に流入する。同様に、排気ダクト２７の吸気口２７ａから蟻酸と窒素の混合ガスと周囲の雰囲気ガスである窒素ガスが一緒に排気ダクト２７に吸入され、ダクト２７，３３を通じて蟻酸と窒素の混合ガスの処理部２８に流入する。
The mixed gas of formic acid and nitrogen is then brought together with the nitrogen gas, which is the surrounding atmospheric gas, from the annular opening at the upper end of the
蟻酸と窒素の混合ガスの処理部２８において、ダクト３３を通じて水環真空ポンプ２９内に吸入された蟻酸と窒素の混合ガスは、ポンプ２９の吐出側から蟻酸中和剤水溶液と混合された状態でセパレータタンク３０内に吐出される。そしてセパレータタンク３０内で窒素ガスと蟻酸中和剤水溶液３１は分離され、分離された窒素ガスはセパレータタンク３０の排気口から戻りダクト３４を通じて処理室２Ａ内に戻される。一方、蟻酸は蟻酸中和剤水溶液に溶け込んで混合ガスから除かれ、蟻酸中和剤水溶液中で中和される。
In the formic acid / nitrogen mixed
基板７は次に、処理室２Ａ内を搬送ライン５に沿って基板搬送装置により搬送されて半田付けユニット９の箇所で停止する。ここで、基板７の半田接合部が半田付けされる。この半田付け時にも、蟻酸と窒素の混合ガスが半田接合部に吹き付けられて半田接合部と溶融半田の酸化物の除去及び酸化の防止が図られる。
Next, the substrate 7 is transported by the substrate transport device along the
プロペラ駆動モータ４４が駆動されてプロペラ４１ａが回転されると、半田槽３７内の溶融半田３９がフローダクト４０の流入口４２からフローダクト４０内に流入し、フローダクト４０内を圧送されて半田ノズル４７に送り込まれ、半田ノズル４７の上端の円形状の噴流口から溶融半田３９が一定の高さで噴流する。この噴流溶融半田に基板７の半田接合部が接触し、半田接合部が半田付けされる。
When the
溶融半田３９は、その後、流通路５０の上端の円環状の開口から流通路５０に流入し、流通路５０を流下して半田槽３７内に戻る。
Thereafter, the
一方、蟻酸と窒素の混合ガスが蟻酸と窒素の混合ガスの供給部１４から供給ダクト５１を通じて半田槽３７の上部空間内に流入し、半田槽３７内の熱で加熱されながら、流通路５０に供給される。蟻酸と窒素の混合ガスは流通路５０の上端の円環状の開口から吹き出され、基板７の半田接合部に接触し、半田接合部と溶融半田の酸化物の除去及び酸化の防止が図られる。
On the other hand, a mixed gas of formic acid and nitrogen flows into the upper space of the
蟻酸と窒素の混合ガスは、その後、蟻酸と窒素の混合ガスの処理部２８の水環真空ポンプ２９により、排気路５３の上端の円環状の開口から周囲の雰囲気ガスである窒素ガスと一緒に排気路５３に吸入され、ダクト５４，３３を通じて蟻酸と窒素の混合ガスの処理部２８に流入する。同様に、排気ダクト５５の吸気口５５ａから蟻酸と窒素の混合ガスと周囲の雰囲気ガスである窒素ガスが一緒に排気ダクト５５に吸入され、ダクト５５，３３を通じて蟻酸と窒素の混合ガスの処理部２８に流入する。
The mixed gas of formic acid and nitrogen is then brought together with nitrogen gas, which is the surrounding atmospheric gas, from the annular opening at the upper end of the
蟻酸と窒素の混合ガスの処理部２８において、ダクト３３を通じて水環真空ポンプ２９内に吸入された蟻酸と窒素の混合ガスは、ポンプ２９の吐出側から蟻酸中和剤水溶液と混合された状態でセパレータタンク３０内に吐出される。そしてセパレータタンク３０内で窒素ガスと蟻酸中和剤水溶液３１は分離され、分離された窒素ガスはセパレータタンク３０の排気口から戻りダクト３４を通じて処理室２Ａ内に戻される。一方、蟻酸は蟻酸中和剤水溶液に溶け込んで混合ガスから除かれ、蟻酸中和剤水溶液中で中和される。
In the formic acid / nitrogen mixed
なお、還元ユニット８と半田付けユニット９は、Ｘ−Ｙテーブル３６に載っており動作は同期しており、上昇・下降も上昇・下降アクチュエータ３５，５７により同期して動作する。したがって、還元ユニット８による還元時、及び半田付けユニット９による半田付け時には、Ｘ−Ｙテーブル３６と上昇・下降アクチュエータ３５，５７により、還元ユニット８と半田付けユニット９は所定の位置に配置され、半田付け部の局部的な還元処理と半田付け処理が実施される。
The
このようにして、従来のフラックスを使用せずに半田付けを行なうことができるため、半田付け後、従来のような洗浄処理も不要となる。 Thus, since soldering can be performed without using a conventional flux, a conventional cleaning process becomes unnecessary after soldering.
そして蟻酸と窒素の混合ガスが、半田ノズル４７の上端の円形状の噴流口から噴流する溶融半田３９の周囲を取り囲むようにして、流通路５０の上端の円環状の開口から吹き出されるため、半田接合部及び溶融半田の酸化物の除去及び酸化防止が効果的に行われる。
Since the mixed gas of formic acid and nitrogen is blown out from the annular opening at the upper end of the
また、周囲の雰囲気ガスである窒素ガスが酸化物除去処理後の蟻酸と窒素の混合ガスと一緒に排気されるが、蟻酸と窒素の混合ガスの処理部２８で窒素ガスが分離されて、雰囲気ガスが供給されている処理室２Ａ内に戻されるため、雰囲気ガスである窒素ガスの減少を防ぐことができ、雰囲気ガスである窒素ガスの消費量の増加を抑えることができる。
In addition, the surrounding atmosphere gas, nitrogen gas, is exhausted together with the mixed gas of formic acid and nitrogen after the oxide removal treatment, but the nitrogen gas is separated by the
なお、上記実施形態では、半田槽３７内における溶融半田３９の上方の空間部がガス供給手段におけるガス供給路の一部を構成したが、本発明はこれに限ることはない。例えば、蟻酸と窒素の混合ガスの供給ダクトを排気ダクト５２とガスノズル４９を貫通して流通路５０に連通するように構成することもできる。
In the above embodiment, the space above the
以下、本発明の別の実施形態を図６〜図９に基づいて説明する。上記実施形態では、半田接合部を局部的に半田付けする例を示したが、本実施形態は基板全体の半田接合部を半田付けする場合を示している。 Hereinafter, another embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In the above-described embodiment, an example in which the solder joint portion is locally soldered has been shown. However, this embodiment shows a case in which the solder joint portion of the entire board is soldered.
フロー半田付け装置６１は、図８に示されているように、装置本体ケース６２の入口６３と出口６４との間に配設された傾斜した搬送ライン６５に沿って、実装部品６６を搭載したプリント基板６７（以下、単に基板６７ともいう。）を基板搬送装置（図示外）によって、入口６３から出口６４まで搬送するように構成されている。
As shown in FIG. 8, the
装置本体ケース６２の内部には処理室６８Ａを形成する処理ケース６８が搬送ライン６５上に配置されている。搬送ライン６５は処理ケース６８の入口６９と出口７０を貫通しており、基板搬送装置によって基板６７が処理室６８Ａ内を入口側から出口側に搬送されるように構成されている。処理室６８Ａには図示外の窒素ガス供給手段によって窒素ガスが供給され、窒素ガスが満たされている。
A processing case 68 forming a processing chamber 68 </ b> A is disposed on the
装置本体ケース６２の内部には入口６３側から還元ユニット７１と半田付けユニット７２が搬送ライン６５に沿って順に配置されている。
Inside the apparatus
以下、還元ユニット７１と半田付けユニット７２を説明する。先ず、還元ユニット７１を説明する。
Hereinafter, the
還元ユニット７１は図８に示されているように、処理室６８Ａ内に配置されているガス槽７３を有している。ガス槽７３は上ケース７３ａと下ケース７３ｂで構成され、上ケース７３ａの上面に固定されている開閉用アクチュエータ７４によって上下に開閉可能に構成されている。すなわち、ガス槽７３は、基板６７の待機状態では、上ケース７３ａが開閉用アクチュエータ７４によって上昇して開状態とされ、基板６７の還元処理時は、上ケース７３ａが下降して閉じられ、閉状態とされる。
As shown in FIG. 8, the
ガス槽７３の下ケース７３ｂの下面に設けられた開口部には蟻酸と窒素の混合ガスの供給ダクト７５が接続されている。供給ダクト７５は前記実施形態で説明した蟻酸と窒素の混合ガスの供給部１４（図６参照）における供給ダクト１８に接続されている。したがって、蟻酸と窒素の混合ガスの供給部１４及び供給ダクト７５で蟻酸と窒素の混合ガスを供給する蟻酸・窒素ガス供給手段を構成している。蟻酸と窒素の混合ガスの供給部１４（図６参照）は前記実施形態で説明したので、説明は省略する。
A
ガス槽７３の上ケース７３ａの側面に設けられた開口部には排気ダクト７６が接続されている。排気ダクト７６は蟻酸と窒素の混合ガスの処理部２８（図７参照）の水環真空ポンプ２９の吸気口に接続されているダクト３３に接続されている。蟻酸と窒素の混合ガスの処理部２８（図７参照）は前記実施形態で説明したので、説明は省略する。
An
次に、半田付けユニット７２を説明する。
Next, the
図８に示されているように、密閉された半田槽７７が搬送ライン６５の下方に配置されており、半田槽７７の内部にはヒータ７８で加熱されて溶融した半田７９が収容されている。また、半田槽７７の内部には密閉状態のフローダクト８０が水平に設置されている。前記実施形態で説明した半田付けユニット９と同様に、フローダクト８０内の一端部にはプロペラポンプのプロペラが配置されており、プロペラの下方のフローダクト８０底面に溶融半田７９の流入口が開口している。プロペラの回転軸は垂直に上方に延びてフローダクト８０及び半田槽７７の上面を貫通し、上端部にプーリが装着されている。このプーリと、プロペラ駆動モータの回転軸に装着されているプーリとの間にベルトが巻回されている。
As shown in FIG. 8, a sealed
フローダクト８０におけるプロペラと反対側の端部の上面に一対の半田ノズル８１，８２の下端がそれぞれ取り付けられている。一対の半田ノズル８１，８２は搬送ライン６５に沿って間隔をおいて設けられている。
Lower ends of a pair of
搬送ライン６５に沿って後方の半田ノズル８１は半田槽７７の上面に形成されている長孔形状の開口８３を挿通して垂直に上方に延び、上端の先端部に溶融半田７９の噴流口が開口している。噴流口の形状（図９参照）は搬送ライン６５に直交する平行な水平の２本の直線の両端が円弧で接続されている長孔形状をなしている。半田ノズル８１の下端とフローダクト８０の上面の接続部は共に開口しており、半田ノズル８１とフローダクト８０は互いに連通している。
The
筒状の半田ノズル８１の外周囲には筒状の外側ノズル（以下、ガスノズルという。）８４が隙間をもって同心状に配置されている。ガスノズル８４の上端面は半田ノズル８１より少し低く、上端は開口している。ガスノズル８４の下端は開口し、半田槽７７の上面の前記長孔形状の開口８３の外周囲に取り付けられており、ガスノズル８４と半田槽７７は互いに連通している。
A cylindrical outer nozzle (hereinafter referred to as a gas nozzle) 84 is disposed concentrically with a gap around the outer periphery of the
したがって、半田ノズル８１の外周とガスノズル８４の内周との間に形成されている断面細長環状の隙間が流通路８５（図８及び図９参照）を形成し、流通路８５の上端の先端部が細長の環状に開口し、下端の基端部の開口が半田槽７７内に臨んでいる。流通路８５は蟻酸と窒素の混合ガスが流れる流通路を構成するとともに、半田ノズル８１から噴流した後の半田の戻り路を構成する。
Therefore, an elongated annular gap formed between the outer periphery of the
蟻酸と窒素の混合ガスの供給部１４における供給ダクト１８（図６参照）に接続されている蟻酸と窒素の混合ガスの供給ダクト８６が、後述する排気ダクト８７の側部とガスノズル８４の側部を貫通して前記流通路８５に接続している。したがって、蟻酸と窒素の混合ガスの供給部１４及び供給ダクト８６で、前記流通路８５へ蟻酸と窒素の混合ガスを供給する蟻酸・窒素ガス供給手段を構成している。
The formic acid and nitrogen mixed
筒状のガスノズル８４の外周囲には筒状の排気ダクト８７が隙間をもって同心状に配置されている。排気ダクト８７の上端面はガスノズル８４と略同一高さ位置にあり、上端は開口している。排気ダクト８７の下端は閉塞しており、半田槽７７の上面に取り付けられている。
A
したがって、ガスノズル８４の外周と排気ダクト８７の内周との間に形成されている断面細長環状の隙間が蟻酸と窒素の混合ガスの排気路８８（図８及び図９参照）を形成し、排気路８８の上端の先端部が細長の環状に開口している。排気ダクト８７の側面部には更に、排気ダクト８９が接続されている。
Therefore, an elongated annular gap formed between the outer periphery of the
搬送ライン６５に沿って前方の半田ノズル８２についても、その外側に、上記後方の半田ノズル８１側と同様に、ガスノズル９０と排気ダクト９１が設けられている。したがって、半田ノズル８２とガスノズル９０で形成される流通路９２、及びガスノズル９０と排気ダクト９１で形成される排気路９３が、後方の半田ノズル８１側と同様に形成されている。前後のガスノズル８４，９０の外側の排気ダクト８７，９１は連通ダクト９４によって接続されており、前後の排気路８８，９３は連通ダクト９４によって互いに連通している。９５は半田槽７７の上面に設けられている長孔形状の開口である。
A
前方の半田ノズル８２側については、蟻酸と窒素の混合ガスの供給部１４、供給ダクト８６、後方の半田ノズル８１側の流通路８５、及び半田槽７７内における溶融半田７９の上方の空間部とで、前記流通路９２へ蟻酸と窒素の混合ガスを供給する蟻酸・窒素ガス供給手段を構成している。
Regarding the
本実施形態では、更に、前後の排気ダクト８７，９１の上方で搬送ライン６５よりも上方に排気ダクト９６が配置されており、ダクト９６の先端の吸気口９６ａが下方を臨むようにして配置されている。
In the present embodiment, the
後方の半田ノズル８１側の排気ダクト８７の側部に接続されている排気ダクト８９と搬送ライン６５の上方の排気ダクト９６は、蟻酸と窒素の混合ガスの処理部２８（図７参照）の水環真空ポンプ２９の吸気口に接続されているダクト３３に接続されている。
An
装置本体ケース６２内に配置されている半田付けユニット７２は、前後の半田ノズル８１，８２、ガスノズル８４，９０及び排気ダクト８７，９１の上方部分が処理ケース６８の下面部を貫通して処理室６８Ａ内に突出するようにして配置されており、上端先端部が搬送ライン６５の下方位置に配置されている。搬送ライン６５の上方にある排気ダクト９６の吸気口９６ａも処理室６８Ａ内に配置されている。
The
以下、本発明の作用を説明する。 Hereinafter, the operation of the present invention will be described.
装置本体ケース６２の入口６３から基板搬送装置によって装置本体ケース６２内に進入した基板６７は、搬送ライン６５に沿って搬送され、処理ケース６８の入口６９から処理室６８Ａ内を搬送されて還元ユニット７１の箇所で停止する。ここでは、加熱された蟻酸と窒素の混合ガスが基板６７の全体の半田接合部に吹き付けられ、半田接合部の酸化膜が蟻酸で還元されて除去される。
The
すなわち、基板６７は、上ケース７３ａが開閉用アクチュエータ７４によって上昇して開状態とされているガス槽７３内に搬送される。基板６７がガス槽７３内に搬入されると、上ケース７３ａが下降してガス槽７３が閉じられ、閉状態とされる。
That is, the
次に、蟻酸と窒素の混合ガスが蟻酸と窒素の混合ガスの供給部１４から供給ダクト７５を通じてガス槽７３内に流入し、基板６７の全体の半田接合部に接触し、半田接合部の酸化膜が蟻酸で還元されて除去される。
Next, a mixed gas of formic acid and nitrogen flows into the
蟻酸と窒素の混合ガスは、その後、蟻酸と窒素の混合ガスの処理部２８の水環真空ポンプ２９により、ダクト７６，３３を通じて蟻酸と窒素の混合ガスの処理部２８に流入する。
Thereafter, the mixed gas of formic acid and nitrogen flows into the
蟻酸と窒素の混合ガスの処理部２８において、ダクト３３を通じて水環真空ポンプ２９内に吸入された蟻酸と窒素の混合ガスは、ポンプ２９の吐出側から蟻酸中和剤水溶液と混合された状態でセパレータタンク３０内に吐出される。そしてセパレータタンク３０内で窒素ガスと蟻酸中和剤水溶液３１は分離され、分離された窒素ガスはセパレータタンク３０の排気口と処理ケース６８とに接続されている戻りダクト３４を通じて処理室６８Ａ内に戻される。一方、蟻酸は蟻酸中和剤水溶液に溶け込んで混合ガスから除かれ、蟻酸中和剤水溶液中で中和される。
In the formic acid / nitrogen mixed
基板６７の半田接合部の還元処理が完了し、蟻酸と窒素の混合ガスがガス槽７３から排気されると、窒素ガスがガス槽７３に供給された後、開閉用アクチュエータ７４によりガス槽７３が開状態にされる。
When the reduction process of the solder joint portion of the
窒素ガスの供給については、窒素ガス供給源をガス槽７３に接続してもよいし、蟻酸と窒素の混合ガスの供給部１４を利用することもできる。蟻酸と窒素の混合ガスの供給部１４を利用する場合は、供給部１４における供給ダクト１８のベンチュリ部２０の上流側に切替弁を設けて、ガス槽７３に接続する供給ダクトを設け、この供給ダクトを通じて蟻酸と窒素の混合ガスの供給部１４から窒素ガスをガス槽７３に供給する、あるいは、蟻酸供給管２２に開閉弁を設けて窒素ガスのみを供給するときは、開閉弁を閉じて窒素ガスを供給ダクト７５を通じてガス槽７３に供給するようにすることもできる。
Regarding the supply of nitrogen gas, a nitrogen gas supply source may be connected to the
基板６７は次に、処理室６８Ａ内を搬送ライン６５に沿って基板搬送装置により搬送されながら、半田付けユニット７２によって基板６７の全体の半田接合部が半田付けされる。この半田付け時にも、蟻酸と窒素の混合ガスが基板６７の全体の半田接合部に吹き付けられて半田接合部と溶融半田の酸化物の除去及び酸化の防止が図られる。
Next, the entire solder joint of the
プロペラ駆動モータが駆動されてプロペラが回転されると、半田槽７７内の溶融半田７９がフローダクト８０の流入口からフローダクト８０内に流入し、フローダクト８０内を圧送されて一対の半田ノズル８１，８２に送り込まれ、これらの半田ノズル８１，８２の上端の長孔形状の噴流口からそれぞれ溶融半田７９が一定の高さで噴流する。これらの噴流溶融半田に基板６７の半田接合部が順次接触し、半田接合部が半田付けされる。
When the propeller drive motor is driven to rotate the propeller, the
基板６７は先ず前方の半田ノズル８２から噴流する溶融半田７９に接触して基板６７の全体の半田接合部が半田付けされる。溶融半田７９は、その後、流通路９２の上端の細長環状の開口から流通路９２に流入し、流通路９２を流下して半田槽７７内に戻る。
First, the
一方、蟻酸と窒素の混合ガスが蟻酸と窒素の混合ガスの供給部１４から供給ダクト８６及び流通路８５を通じて半田槽７７の上部空間内に流入し、半田槽７７内の熱で加熱されながら、流通路９２に供給される。蟻酸と窒素の混合ガスは流通路９２の上端の細長環状の開口から吹き出され、基板６７の半田接合部に接触し、半田接合部と溶融半田の酸化物の除去及び酸化の防止が図られる。
On the other hand, a mixed gas of formic acid and nitrogen flows into the upper space of the
蟻酸と窒素の混合ガスは、その後、蟻酸と窒素の混合ガスの処理部２８の水環真空ポンプ２９により、排気路９３の上端の細長環状の開口から周囲の雰囲気ガスである窒素ガスと一緒に排気路９３に吸入され、連通ダクト９４、排気路８８、及びダクト８９，３３を通じて蟻酸と窒素の混合ガスの処理部２８に流入する。同様に、排気ダクト９６の吸気口９６ａから蟻酸と窒素の混合ガスと周囲の雰囲気ガスである窒素ガスが一緒に排気ダクト９６に吸入され、ダクト９６，３３を通じて蟻酸と窒素の混合ガスの処理部２８に流入する。
The mixed gas of formic acid and nitrogen is then brought together with nitrogen gas, which is the surrounding atmospheric gas, from the elongated annular opening at the upper end of the
蟻酸と窒素の混合ガスの処理部２８において、ダクト３３を通じて水環真空ポンプ２９内に吸入された蟻酸と窒素の混合ガスは、ポンプ２９の吐出側から蟻酸中和剤水溶液と混合された状態でセパレータタンク３０内に吐出される。そしてセパレータタンク３０内で窒素ガスと蟻酸中和剤水溶液３１は分離され、分離された窒素ガスはセパレータタンク３０の排気口から戻りダクト３４を通じて処理室６８Ａ内に戻される。一方、蟻酸は蟻酸中和剤水溶液に溶け込んで混合ガスから除かれ、蟻酸中和剤水溶液中で中和される。
In the formic acid / nitrogen mixed
基板６７は次に、後方の半田ノズル８１から噴流する溶融半田７９に接触して、基板６７の全体の半田接合部の半田付けが更に行なわれる。溶融半田７９は、その後、流通路８５の上端の細長環状の開口から流通路８５に流入し、流通路８５を流下して半田槽７７内に戻る。
Next, the
一方、蟻酸と窒素の混合ガスが蟻酸と窒素の混合ガスの供給部１４から供給ダクト８６を通じて流通路８５に供給され、流通路８５の上端の細長環状の開口から吹き出され、基板６７の半田接合部に接触し、半田接合部と溶融半田の酸化物の除去及び酸化の防止が図られる。
On the other hand, a mixed gas of formic acid and nitrogen is supplied to the
蟻酸と窒素の混合ガスは、その後、蟻酸と窒素の混合ガスの処理部２８の水環真空ポンプ２９により、排気路８８の上端の細長環状の開口から周囲の雰囲気ガスである窒素ガスと一緒に排気路８８に吸入され、ダクト８９，３３を通じて蟻酸と窒素の混合ガスの処理部２８に流入する。同様に、排気ダクト９６の吸気口９６ａから蟻酸と窒素の混合ガスと周囲の雰囲気ガスである窒素ガスが一緒に排気ダクト９６に吸入され、ダクト９６，３３を通じて蟻酸と窒素の混合ガスの処理部２８に流入する。
The mixed gas of formic acid and nitrogen is then mixed with the nitrogen gas that is the ambient gas from the elongated annular opening at the upper end of the
蟻酸と窒素の混合ガスの処理部２８において、ダクト３３を通じて水環真空ポンプ２９内に吸入された蟻酸と窒素の混合ガスは、ポンプ２９の吐出側から蟻酸中和剤水溶液と混合された状態でセパレータタンク３０内に吐出される。そしてセパレータタンク３０内で窒素ガスと蟻酸中和剤水溶液３１は分離され、分離された窒素ガスはセパレータタンク３０の排気口から戻りダクト３４を通じて処理室６８Ａ内に戻される。一方、蟻酸は蟻酸中和剤水溶液に溶け込んで混合ガスから除かれ、蟻酸中和剤水溶液中で中和される。
In the formic acid / nitrogen mixed
このようにして、従来のフラックスを使用せずに半田付けを行なうことができるため、半田付け後、従来のような洗浄処理も不要となる。 Thus, since soldering can be performed without using a conventional flux, a conventional cleaning process becomes unnecessary after soldering.
そして蟻酸と窒素の混合ガスが、半田ノズル８１，８２の上端の長孔形状の噴流口から噴流する溶融半田７９の周囲を取り囲むようにして、流通路８５，９２の上端の細長環状の開口から吹き出されるため、半田接合部及び溶融半田の酸化物の除去及び酸化防止が効果的に行われる。
Then, a mixed gas of formic acid and nitrogen surrounds the periphery of the
また、周囲の雰囲気ガスである窒素ガスが酸化物除去処理後の蟻酸と窒素の混合ガスと一緒に排気されるが、蟻酸と窒素の混合ガスの処理部２８で窒素ガスが分離されて、雰囲気ガスが供給されている処理室６８Ａ内に戻されるため、雰囲気ガスである窒素ガスの減少を防ぐことができ、雰囲気ガスである窒素ガスの消費量の増加を抑えることができる。
In addition, the surrounding atmosphere gas, nitrogen gas, is exhausted together with the mixed gas of formic acid and nitrogen after the oxide removal treatment, but the nitrogen gas is separated by the
前記２つの実施形態では、ベンチュリ部（図６）を使用して蟻酸と窒素の混合ガスの供給部を構成したが、本発明はこれに限られることはない。 In the two embodiments, the venturi unit (FIG. 6) is used to configure the mixed gas supply unit of formic acid and nitrogen, but the present invention is not limited to this.
また、前記２つの実施形態では、酸化物除去処理後の蟻酸と窒素の混合ガスを周囲の雰囲気ガスである窒素ガスと一緒に排気し更に雰囲気ガスである窒素ガスを分離する処理部として、本発明は水環真空ポンプ２９（図７）を使用したが、本発明はこれに限られることはない。 In the two embodiments, the mixed gas of formic acid and nitrogen after the oxide removal treatment is exhausted together with the nitrogen gas that is the surrounding atmospheric gas, and further, the processing unit that separates the nitrogen gas that is the atmospheric gas is used as the processing unit. Although the invention uses the water ring vacuum pump 29 (FIG. 7), the present invention is not limited to this.
また、前記２つの実施形態では、還元性ガスとして蟻酸ガスを使用し、不活性ガスとして窒素ガスを使用したが、本発明はこれらに限られることはない。 In the two embodiments, formic acid gas is used as the reducing gas and nitrogen gas is used as the inert gas. However, the present invention is not limited to these.
また、前記２つの実施形態では、還元性ガスに不活性ガスを混合したガス（実施形態では蟻酸と窒素の混合ガス）を使用したが、還元性ガス（例えば蟻酸ガス）のみを使用することも可能である。 In the two embodiments, a gas obtained by mixing an inert gas with a reducing gas (a mixed gas of formic acid and nitrogen in the embodiment) is used. However, only a reducing gas (for example, formic acid gas) may be used. Is possible.
１・・フロー半田付け装置、２・・装置本体ケース、２Ａ・・処理室、３・・入口、４・・出口、５・・搬送ライン、６・・実装部品、７・・実装部品を搭載したプリント基板、８・・還元ユニット、９・・半田付けユニット、１０・・ガス槽、１１・・ヒータ、１２・・ガスノズル、１３・・蟻酸と窒素の混合ガスの供給ダクト、１４・・蟻酸と窒素の混合ガスの供給部、１５・・窒素ガス発生機、１６・・圧縮機、１７・・窒素ガス発生機本体、１８・・供給ダクト、１９・・ヒータ、２０・・ベンチュリ部、２１・・蟻酸タンク、２２・・蟻酸供給管、２３・・排気ダクト、２４・・チャンバ、２５・・蟻酸と窒素の混合ガスの排気路、２６・・排気ダクト、２７・・排気ダクト、２７ａ・・吸気口、２８・・蟻酸と窒素の混合ガスの処理部、２９・・水環真空ポンプ、３０・・セパレータタンク、３１・・蟻酸中和剤水溶液、３２・・クーラ、３３・・ダクト、３４・・戻りダクト、３５・・上昇・下降アクチュエータ、３６・・Ｘ−Ｙテーブル、３７・・半田槽、３８・・ヒータ、３９・・溶融半田、４０・・フローダクト、４１・・プロペラポンプ、４１ａ・・プロペラ、４１ｂ・・回転軸、４２・・流入口、４３・・プーリ、４４・・プロペラ駆動モータ、４４ａ・・回転軸、４５・・プーリ、４６・・ベルト、４７・・半田ノズル、４８・・開口、４９・・ガスノズル、５０・・流通路、５１・・蟻酸と窒素の混合ガスの供給ダクト、５２・・排気ダクト、５３・・蟻酸と窒素の混合ガスの排気路、５４・・排気ダクト、５５・・排気ダクト、５５ａ・・吸気口、５６・・チャンバ、５７・・上昇・下降アクチュエータ、６１・・フロー半田付け装置、６２・・装置本体ケース、６３・・入口、６４・・出口、６５・・搬送ライン、６６・・実装部品、６７・・実装部品を搭載したプリント基板、６８・・処理ケース、６８Ａ・・処理室、６９・・入口、７０・・出口、７１・・還元ユニット、７２・・半田付けユニット、７３・・ガス槽、７３ａ・・上ケース、７３ｂ・・下ケース、７４・・開閉用アクチュエータ、７５・・蟻酸と窒素の混合ガスの供給ダクト、７６・・排気ダクト、７７・・半田槽、７８・・ヒータ、７９・・溶融半田、８０・・フローダクト、８１，８２・・半田ノズル、８３・・開口、８４・・ガスノズル、８５・・流通路、８６・・蟻酸と窒素の混合ガスの供給ダクト、８７・・排気ダクト、８８・・蟻酸と窒素の混合ガスの排気路、８９・・排気ダクト、９０・・ガスノズル、９１・・排気ダクト、９２・・流通路、９３・・排気路、９４・・連通ダクト、９５・・開口、９６・・排気ダクト、９６ａ・・吸気口。
1 ・ ・ Flow soldering device 2 ・ ・
Claims (3)
酸化物除去処理後のガスを周囲の雰囲気ガスと一緒に排気し、その排気したガスから雰囲気ガスである不活性ガスを分離し、その分離した不活性ガスを処理室に戻すことを特徴とする半田付け方法。 In the soldering method of removing the oxide of the solder joint by bringing the reducing gas or a mixed gas of the reducing gas and the inert gas into contact with the solder joint in the processing chamber supplied with the inert gas,
The gas after the oxide removal treatment is exhausted together with the surrounding atmospheric gas, the inert gas which is the atmospheric gas is separated from the exhausted gas, and the separated inert gas is returned to the processing chamber. Soldering method.
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