JP4116655B2

JP4116655B2 - Heating device

Info

Publication number: JP4116655B2
Application number: JP2006230247A
Authority: JP
Inventors: 貢白井; 俊隆村川; 光範田村
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2006-08-28
Filing date: 2006-08-28
Publication date: 2008-07-09
Anticipated expiration: 2018-02-27
Also published as: JP2007013198A

Description

本発明は、加熱装置に係り、特に、印刷回路板のはんだ付け実装に用いる蒸気はんだ付け装置等に用いるに好適な加熱装置に関する。 The present invention relates to a heating device, and more particularly to a heating device suitable for use in a vapor soldering device or the like used for soldering and mounting printed circuit boards.

一般に印刷回路板に電子部品を実装するには、はんだ付けが用いられている。はんだ材料としては、一般に、錫と鉛の合金が広く使用されている。しかしながら、近年、はんだ材を構成する鉛が有毒であることから、鉛を使用しないはんだ材（Ｐｂフリーはんだ材）の開発と、はんだ付け方法が検討されている。 Generally, soldering is used to mount electronic components on a printed circuit board. Generally, an alloy of tin and lead is widely used as a solder material. However, in recent years, since lead constituting the solder material is toxic, development of a solder material that does not use lead (Pb-free solder material) and a soldering method have been studied.

鉛を使用しないはんだ材は、一般に融点が高く、従って、はんだ付け作業温度も従来の錫・鉛はんだより高温にする必要がある。例えば、錫と銀の合金のはんだ材の融点は２２１℃であり、錫・鉛はんだの融点（１８３℃）よりも高温である。しかしながら、はんだ付け作業温度を高くすると、プリント板や部品の耐熱性が問題となってくる。例えば、コンピュータ等のプリント基板等に用いられる多層配線基板は、単層の基板よりも耐熱温度が低く、例えば、２３０℃である。 Solder materials that do not use lead generally have a high melting point, and therefore the soldering operation temperature must be higher than that of conventional tin / lead solder. For example, the melting point of a solder material of an alloy of tin and silver is 221 ° C., which is higher than the melting point of tin / lead solder (183 ° C.). However, when the soldering operation temperature is increased, the heat resistance of the printed board and components becomes a problem. For example, a multilayer wiring board used for a printed board such as a computer has a heat resistant temperature lower than that of a single-layer board, for example, 230 ° C.

従って、高融点温度の材料を使用するにもかかわらず、はんだ付け温度はできるだけ低く設定する必要があり、このため、従来より温度バラツキのない高精度な温度制御が可能な加熱装置を有するはんだ付け装置が必要となっている。 Therefore, it is necessary to set the soldering temperature as low as possible despite the use of a material having a high melting point temperature. For this reason, soldering having a heating device capable of high-precision temperature control with no temperature variation as compared with the prior art. A device is needed.

従来の基板を加熱する方法の中で、最も温度バラツキの小さい加熱法の一つに蒸気加熱法がある。蒸気加熱法は、所定の沸点を持つ熱媒を加熱し、この熱媒の飽和蒸気層を形成して、この飽和蒸気層中に基板を入れて、凝結潜熱で加熱する方法である。この方法では、熱媒の沸点で加熱温度が決定されるため、比較的高精度な加熱が可能となる。 Among the conventional methods for heating a substrate, one of the heating methods having the smallest temperature variation is a vapor heating method. The steam heating method is a method in which a heating medium having a predetermined boiling point is heated, a saturated vapor layer of the heating medium is formed, a substrate is placed in the saturated vapor layer, and heating is performed with latent heat of condensation. In this method, since the heating temperature is determined by the boiling point of the heat medium, relatively high-precision heating is possible.

しかしながら、蒸気加熱法は、次のような問題があることが判明した。即ち、蒸気加熱法を長時間継続すると、熱媒の沸点が次第に上昇するという問題が発生した。その原因について検討したところ、第１には、使用されている熱媒中からの低沸点成分の蒸発によるロスの問題がある。熱媒の沸点は、蒸留機を用いて抽出された熱媒の平均分子量によって決定される。即ち、ある沸点の熱媒は、熱媒を構成する分子量に幅があり、低分子量のものほど沸点が低いため、蒸気加熱法により熱媒を加熱すると、次第に低分子量の成分から蒸発し、次第に平均分子量が高くなることから、沸点も上昇することになる。また、第２に、熱媒中に、はんだ材中に使用されているフラックス等の不純物が混入することにより、熱媒の沸点が上昇する。 However, it has been found that the steam heating method has the following problems. That is, when the steam heating method is continued for a long time, the boiling point of the heating medium gradually increases. When the cause was examined, firstly, there is a problem of loss due to evaporation of low boiling point components from the heat medium being used. The boiling point of the heating medium is determined by the average molecular weight of the heating medium extracted using a distillation machine. That is, a heating medium with a certain boiling point has a wide molecular weight constituting the heating medium, and the lower the molecular weight, the lower the boiling point. Therefore, when the heating medium is heated by the steam heating method, it gradually evaporates from the low molecular weight component and gradually increases. Since the average molecular weight increases, the boiling point also increases. Second, the impurities such as flux used in the solder material are mixed in the heat medium, so that the boiling point of the heat medium is increased.

以上のような経時変化により、蒸気加熱法に使用する熱媒の沸点が上昇し、加熱温度が上昇するという第１の問題があることが判明した。特に、かかる加熱装置を蒸気はんだ付け装置として用いると、基板の加熱温度が、基板や部品の耐熱許容温度を越え、はんだ付けの信頼性が低下するという問題がある。 It has been found that due to the change over time as described above, the boiling point of the heat medium used in the steam heating method increases and the heating temperature increases. In particular, when such a heating device is used as a vapor soldering device, there is a problem that the heating temperature of the substrate exceeds the allowable heat resistance temperature of the substrate or components, and the reliability of soldering is lowered.

また、高融点温度の材料を使用するにもかかわらず、はんだ付け温度はできるだけ低く設定する必要があるため、はんだの融点に対して充分温度を上昇することができない。その結果、はんだ付けの欠陥が発生し易く、はんだ付け雰囲気を低酸素濃度化して、加熱時のはんだの酸化防止等を行う必要がある。そのため、加熱装置に、不活性ガスを導入することが考えられるが、加熱装置の蒸気槽から漏れる熱媒ガスを排気する必要もあるため、熱媒ガスの排気とともに不活性ガスも排気され、蒸気槽中の酸素浸度を効率的に低下させることができないという第２の問題があることが判明した。 In addition, in spite of using a material having a high melting point temperature, the soldering temperature needs to be set as low as possible, so that the temperature cannot be sufficiently increased with respect to the melting point of the solder. As a result, soldering defects are likely to occur, and it is necessary to reduce the oxygen concentration in the soldering atmosphere to prevent solder oxidation during heating. Therefore, it is conceivable to introduce an inert gas into the heating device. However, since it is necessary to exhaust the heat medium gas leaking from the steam tank of the heating device, the inert gas is exhausted together with the exhaust of the heat medium gas. It has been found that there is a second problem that the oxygen soaking degree in the tank cannot be reduced efficiently.

本発明の目的は、酸素濃度を効率的に低下させることができる加熱装置を提供することにある。 The objective of this invention is providing the heating apparatus which can reduce oxygen concentration efficiently.

（１）上記目的を達成するために、本発明は、加熱用熱媒を加熱して、この熱媒の飽和蒸気層を形成し、この飽和蒸気層の中に被加熱物を浸漬して加熱するとともに、上記飽和蒸気層の近傍に不活性ガスを供給して低酸素濃度化する加熱装置において、上記飽和蒸気が存在する蒸気槽の入口側には、第１予備室，予熱室，入口側排気室が順次配置され、上記蒸気槽の出口側には、出口側排気室，第２予備室，第３予備室が順次配置され、上記被加熱物が上記第１予備室から順次、上記予熱室，上記入口側排気室，上記蒸気槽，上記出口側排気室，上記第２予備室，上記第３予備室へ移動する加熱装置であって、上記第１予備室，上記予熱室，上記入口側排気室，上記蒸気槽，上記出口側排気室，上記第２予備室，上記第３予備室の相互間、上記第１予備室の入口側、及び上記第３予備室の出口側のそれぞれに設けられたシャッタと、上記第１予備室，上記予熱室，上記蒸気槽，上記第２予備室、及び上記第３予備室に不活性ガスを供給する不活性ガス供給手段と、上記入口側排気室及び上記出口排気室の下側から吸引された不活性ガス及び上記熱媒の蒸気を含む気体中から上記熱媒の蒸気を液化して回収する回収手段とを備え、上記熱媒の蒸気が回収された不活性ガスを含む気体を上記入口側排気室及び上記出口側排気室に上部から供給して循環させることにより、上記入口側排気室及び出口排気室をエアーカーテンとして用いるようにしたものである。
かかる構成により、加熱装置である蒸気槽の出入口側に設けられた排気室から吸引した気体を循環させることにより、酸素濃度を効率的に低下させ得るものとなる。 (1) In order to achieve the above object, the present invention heats a heating medium to form a saturated vapor layer of the heating medium, and immerses an object to be heated in the saturated vapor layer and heats it. In addition, in the heating apparatus that supplies an inert gas in the vicinity of the saturated vapor layer to reduce the oxygen concentration , the first preliminary chamber, the preheating chamber, and the inlet side are provided on the inlet side of the steam tank in which the saturated steam exists. An exhaust chamber is sequentially arranged, and an outlet side exhaust chamber , a second spare chamber, and a third spare chamber are sequentially arranged on the outlet side of the steam tank , and the heated object is sequentially heated from the first spare chamber. Chamber, inlet-side exhaust chamber, steam tank, outlet-side exhaust chamber, second spare chamber, heating device that moves to the third spare chamber, the first spare chamber, the preheating chamber, the inlet Side exhaust chamber, steam tank, outlet side exhaust chamber, second spare chamber, third spare chamber, A shutter provided on each of the inlet side of the first auxiliary chamber and the outlet side of the third auxiliary chamber; the first auxiliary chamber; the preheating chamber; the steam tank; the second auxiliary chamber; an inert gas supply means for supplying an inert gas into the preliminary chamber, the heating medium from a gas containing the vapor of the sucked inert gas and the heat medium from the lower side of the inlet-side exhaust chamber and the outlet exhaust chamber and a collecting means for collecting and liquefying the vapor circulating in the gas containing the inert gas vapors of the heat transfer medium is recovered is supplied from the upper to the inlet side exhaust chamber and the outlet-side exhaust chamber Thus, the inlet side exhaust chamber and the outlet exhaust chamber are used as an air curtain.
With this configuration, the oxygen concentration can be efficiently reduced by circulating the gas sucked from the exhaust chamber provided on the inlet / outlet side of the steam tank as a heating device.

本発明によれば、加熱装置の酸素濃度を効率的に低下させることができる。 According to the present invention, the oxygen concentration of the heating device can be efficiently reduced.

以下、図１及び図２を用いて、本発明の一実施形態による加熱装置について説明する。最初に、図１を用いて、本発明の一実施形態による加熱装置を用いた蒸気はんだ付け装置の構成について説明する。 Hereinafter, a heating apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2. First, the configuration of a vapor soldering apparatus using a heating apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

蒸気槽１０の内部には、加熱用熱媒２０が収納されている。加熱用熱媒２０は、蒸気槽１０の中に取り付けられたヒーター１２によって、沸点温度まで加熱されることにより、沸騰し、蒸発する。また、蒸気槽１０の内部の上端寄りには、凝縮コイル１４が設置されている。蒸発した加熱用熱媒２０の蒸気は、凝縮コイル１４によって閉じこめられ、飽和蒸気層２２を形成する。凝縮コイル１４の中には、約１００℃に加熱された水が流されている。凝縮コイル１４の中を流れる媒体の温度が低いと、凝縮コイル１４の表面で加熱用熱媒の蒸気が再凝縮し、その下の加熱用熱媒２０内に滴下する量が増加し、この熱媒の再加熱が必要となる。そこで、加熱用熱媒２０の加熱効率の点から、凝縮コイル１４の中を流す媒体の温度はできるだけ高い温度としている。かかる観点からは、沸点が水よりも高い油を使用することも可能である。しかしながら、媒体のコストの観点から水を使用している。 A heating heat medium 20 is accommodated in the steam tank 10. The heating heat medium 20 boils and evaporates by being heated to the boiling point temperature by the heater 12 attached in the steam tank 10. Further, a condensing coil 14 is installed near the upper end inside the steam tank 10. The evaporated vapor of the heating medium 20 for heating is confined by the condensing coil 14 to form a saturated vapor layer 22. In the condensing coil 14, water heated to about 100 ° C. flows. When the temperature of the medium flowing through the condensation coil 14 is low, the vapor of the heating heat medium is recondensed on the surface of the condensation coil 14, and the amount dropped into the heating medium 20 is increased. It is necessary to reheat the medium. Therefore, the temperature of the medium flowing through the condensing coil 14 is set as high as possible from the viewpoint of the heating efficiency of the heating heat medium 20. From this point of view, it is possible to use oil having a boiling point higher than that of water. However, water is used from the viewpoint of the cost of the medium.

飽和蒸気層２２の中に、キャリア３０にセットされた図示しない被加熱物を浸漬することにより、被加熱物は、飽和蒸気の温度まで加熱される。飽和蒸気層２２の中の飽和蒸気温度は、加熱用熱媒２０の沸点と等しいため、非加熱物を加熱用熱媒２０の沸点で加熱することができる。 By immersing an object to be heated (not shown) set on the carrier 30 in the saturated vapor layer 22, the object to be heated is heated to the temperature of the saturated vapor. Since the saturated steam temperature in the saturated steam layer 22 is equal to the boiling point of the heating medium 20, the non-heated material can be heated at the boiling point of the heating medium 20.

ここで、例えば、被加熱物として、多層配線基板とし、Ｐｂフリーはんだ材によるはんだ付けを行う場合を例にして、具体的に説明する。Ｐｂフリーはんだ材として、錫・銀の合金を使用すると、その融点は、２２１℃である。また、多層配線基板の耐熱温度が２３０℃とすると、飽和蒸気の温度は、２２１℃よりも高く、２３０℃よりも低くする必要がある。そこで、例えば、沸点が２２５℃の加熱用冷媒２０を使用する。このような加熱用冷媒を使用することによって、被加熱物である多層配線基板を２２５℃に加熱して、錫・銀合金によるはんだ付けを行い、しかも、多層配線基板の劣化を防止することができる。 Here, for example, a multilayer wiring board is used as the object to be heated, and a case where soldering with a Pb-free solder material is performed will be specifically described. When a tin / silver alloy is used as the Pb-free solder material, the melting point is 221 ° C. Further, when the heat resistance temperature of the multilayer wiring board is 230 ° C., the temperature of the saturated vapor needs to be higher than 221 ° C. and lower than 230 ° C. Therefore, for example, the heating refrigerant 20 having a boiling point of 225 ° C. is used. By using such a heating refrigerant, the multilayer wiring board, which is the object to be heated, is heated to 225 ° C. and soldered with a tin / silver alloy, and deterioration of the multilayer wiring board can be prevented. it can.

ここで、加熱用熱媒２０の中に、錫・銀合金のはんだ材に混入してあるフラックスの不純物が混入すると、加熱用熱媒２０の沸点が次第に上昇する。そこで、このような加熱用熱媒の沸点上昇を防止するため、本実施形態においては、次のように構成している。 Here, when the impurities of the flux mixed in the tin / silver alloy solder material are mixed in the heating medium 20, the boiling point of the heating medium 20 gradually increases. Therefore, in order to prevent such an increase in the boiling point of the heating medium, the present embodiment is configured as follows.

即ち、本実施形態においては、新たに、温度調整用熱媒４０を備えている。蒸気層１０の中には、加熱用熱媒２０の温度を検出するための温度センサ５０が設置されている。温度センサ５０としては、例えば、クロメルーアルメルのＣＡ熱電対を用いる。温度センサ５０の出力は、温度計５２に入力して、加熱用熱媒２０の温度データとして、マイコン６０に取り込まれる。マイコン６０は、温度センサ５０によって検出された加熱用熱媒２０の温度が、設定温度よりも高くなると、ポンプコントローラ６２に制御信号を出力する。ポンプコントローラ６２は、この制御信号に基づいて、ポンプ６４を駆動して、温度上昇分に見合った量の温度調整用熱媒４０を、蒸気槽１０の中に供給する。これによって、加熱用熱媒２０の沸点が低下する。 That is, in this embodiment, the temperature adjusting heat medium 40 is newly provided. A temperature sensor 50 for detecting the temperature of the heating heat medium 20 is installed in the vapor layer 10. As the temperature sensor 50, for example, a chromel-alumel CA thermocouple is used. The output of the temperature sensor 50 is input to the thermometer 52 and is taken into the microcomputer 60 as temperature data of the heating medium 20 for heating. The microcomputer 60 outputs a control signal to the pump controller 62 when the temperature of the heating medium 20 detected by the temperature sensor 50 becomes higher than the set temperature. Based on this control signal, the pump controller 62 drives the pump 64 to supply the heat medium 40 for temperature adjustment in an amount corresponding to the temperature rise into the steam tank 10. As a result, the boiling point of the heating heat medium 20 decreases.

ここで、図２を用いて、本実施形態による温度調整用熱媒を用いて加熱用熱媒の沸点を低下させる原理について説明する。一般に市販されている加熱用熱媒は、沸点を基準としている。例えば、フッ化プロピレンからなる熱媒としては、沸点が２３２℃のものと、沸点が２１６℃のものが市販されている。沸点が２３２℃のものは、蒸留機から平均分子量が８００となるようなフッ化プロピレンを抽出したものである。また、沸点が２１６℃のものは、沸点が２３２℃のものよりも平均分子量が小さいものである。 Here, the principle of lowering the boiling point of the heating medium using the temperature adjusting medium according to the present embodiment will be described with reference to FIG. Generally, the heating medium that is commercially available is based on the boiling point. For example, as the heat medium made of propylene fluoride, those having a boiling point of 232 ° C. and those having a boiling point of 216 ° C. are commercially available. The one having a boiling point of 232 ° C. is obtained by extracting propylene fluoride having an average molecular weight of 800 from a distiller. In addition, those having a boiling point of 216 ° C. have a lower average molecular weight than those having a boiling point of 232 ° C.

本発明者らは、これらの入手可能な２種類の熱媒を用いて実験を行ったところ、図２に示すようなことが判明した。即ち、沸点２３２℃の熱媒と、沸点２１６℃の熱媒の混合比率を変えて混合すると、その混合比率に応じて沸点が変化することが判明した。また、沸点は、２種類の熱媒の混合比率に応じて直線的に変化することも判明した。例えば、沸点２３２℃の熱媒だけの場合の沸点は、２３２℃であるが、沸点２３２℃の熱媒を６０％とし、沸点２１６℃の熱媒を４０％混合すると、その混合した熱媒の沸点は、２２５℃となることが判明した。 The present inventors conducted experiments using these two types of available heat media and found that the results shown in FIG. That is, it was found that when the mixing ratio of the heating medium having a boiling point of 232 ° C. and the heating medium having a boiling point of 216 ° C. is changed, the boiling point changes according to the mixing ratio. It has also been found that the boiling point changes linearly according to the mixing ratio of the two types of heat medium. For example, the boiling point in the case of only the heat medium having a boiling point of 232 ° C. is 232 ° C., but when the heat medium having a boiling point of 232 ° C. is 60% and the heat medium having a boiling point of 216 ° C. is mixed by 40%, The boiling point was found to be 225 ° C.

そこで、図１に示した例において、加熱用熱媒２０の沸点を２２５℃とする場合には、沸点２３２℃のフッ化プロピレンと、沸点２１６℃のフッ化プロピレンとを、６０対４０の比率で混合したものを用いる。また、温度調整用熱媒４０としては、沸点２１６℃のフッ化プロピレンを用いる。加熱用熱媒２０の中に不純物が混入したり、低沸点成分が蒸発したりすることによって、加熱用熱媒２０の沸点が上昇した場合には、マイコン６０の制御により、温度調整用熱媒４０を加熱用熱媒２０に供給して混合することにより、加熱用熱媒２０の沸点を低下させることが可能となる。 Therefore, in the example shown in FIG. 1, when the heating medium 20 has a boiling point of 225 ° C., the ratio of propylene fluoride having a boiling point of 232 ° C. and propylene fluoride having a boiling point of 216 ° C. is a ratio of 60 to 40. Use a mixture of. Further, as the temperature adjusting heat medium 40, propylene fluoride having a boiling point of 216 ° C. is used. When the boiling point of the heating medium 20 rises due to impurities mixed into the heating medium 20 or the low boiling point component evaporating, the temperature adjusting medium is controlled by the microcomputer 60. By supplying 40 to the heating medium 20 for mixing, the boiling point of the heating medium 20 can be lowered.

なお、温度の検出は、加熱用熱媒２０の中に温度センサ５０を設置する代わりに、飽和蒸気層２２の中に温度センサ５０Ａを設置するようにしても同様に行うことが可能である。 The temperature can be detected in the same manner by installing a temperature sensor 50A in the saturated vapor layer 22 instead of installing the temperature sensor 50 in the heating medium 20.

また、沸点２３２℃の熱媒と沸点２１６℃の熱媒を例にとって説明したが、他の沸点の熱媒を用いて、沸点２１６〜２３２℃の温度範囲以外に蒸気加熱に用いることも可能である。 In addition, the heat medium having a boiling point of 232 ° C. and the heat medium having a boiling point of 216 ° C. have been described as an example. However, it is also possible to use other heat medium having a boiling point for steam heating in a temperature range of 216 to 232 ° C. is there.

以上説明したように、本実施形態によれば、加熱用熱媒の沸点が上昇した場合には、温度調整用熱媒を混合することにより、加熱用熱媒の沸点を低下させて、長時間使用した際にも、熱媒の蒸発や不純物の混合による沸点上昇の影響を除去して、加熱温度の上昇が生じないようにすることができる。 As described above, according to the present embodiment, when the boiling point of the heating medium is increased, the boiling point of the heating medium is lowered by mixing the temperature adjusting heating medium for a long time. Even when it is used, the influence of the boiling point increase due to evaporation of the heat medium or mixing of impurities can be removed so that the heating temperature does not increase.

次に、図３を用いて、本発明の第２の実施形態による加熱装置を用いた蒸気はんだ付け装置について説明する。なお、図１と同一符号は、同一部分を示している。 Next, a vapor soldering apparatus using a heating apparatus according to the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The same reference numerals as those in FIG. 1 indicate the same parts.

本実施形態による蒸気はんだ付け装置は、蒸気槽１０が中央に配置され、その入口側には、第１予備室１１０，予熱室１２０，入口側排気室１３０が順次配置されている。また、蒸気槽１０の出口側には、出口側排気室１４０，第２予備室１５０，第３予備室１６０が順次配置されている。これらの第１予備室１１０から第３予備室１６０までの一連の各室の下には、冷却室１７０が配置されている。 In the steam soldering apparatus according to the present embodiment, the steam tank 10 is disposed in the center, and the first preliminary chamber 110, the preheating chamber 120, and the inlet side exhaust chamber 130 are sequentially disposed on the inlet side. Further, on the outlet side of the steam tank 10, an outlet side exhaust chamber 140, a second preliminary chamber 150, and a third preliminary chamber 160 are sequentially arranged. A cooling chamber 170 is disposed under a series of chambers from the first preliminary chamber 110 to the third preliminary chamber 160.

蒸気槽１０は、図１において説明したものと同様の構成となっており、蒸気槽１０の内部の加熱用熱媒２０は、ヒーター１２によって加熱され、凝縮コイル１４と加熱用熱媒２０の間には、飽和蒸気層２２が形成されている。飽和蒸気層２２の中に、搬送キャリア３０にセットされた被加熱物を浸漬することにより、被加熱物は、飽和蒸気の温度まで加熱される。 The steam tank 10 has the same configuration as that described with reference to FIG. 1, and the heating heat medium 20 inside the steam tank 10 is heated by the heater 12, and between the condensing coil 14 and the heating heat medium 20. A saturated vapor layer 22 is formed. By immersing the object to be heated set on the transport carrier 30 in the saturated vapor layer 22, the object to be heated is heated to the temperature of the saturated vapor.

また、加熱用熱媒２０の温度は、図１に示した温度センサ５０によって検出され、図１において説明したように、マイコン６０は、温度センサ５０によって検出された加熱用熱媒２０の温度が、設定温度よりも高くなると、ポンプ６４を駆動して、温度調整用熱媒４０を、蒸気槽１０の中に供給して、加熱用熱媒２０の沸点を低下させている。 Further, the temperature of the heating heat medium 20 is detected by the temperature sensor 50 shown in FIG. 1, and the microcomputer 60 detects that the temperature of the heating heat medium 20 detected by the temperature sensor 50 is the same as described in FIG. When the temperature is higher than the set temperature, the pump 64 is driven to supply the temperature adjusting heat medium 40 into the steam tank 10 to lower the boiling point of the heating heat medium 20.

第１予備室１１０の入口側及び出口側には、搬送キャリア３０の通行が可能であるとともに、搬送キャリア３０の通過後にはほぼ独立した空間となるように、開閉可能なシャッタ１８０，１８１が設けられている。また、同様にして、予熱室１２０と入口側排気室１３０の間、入口側排気室１３０と蒸気槽１０の間、蒸気槽１０と出口側排気室１４０の間、出口側排気室１４０と第２予備室１５０の間、第２予備室１５０と第３予備室１６０の間、第３予備室１６０の出口側にも、シャッタ１８１，１８２，１８３，１８４，１８５，１８６，１８７が設けられている。 Shutters 180 and 181 that can be opened and closed are provided on the entrance side and the exit side of the first preliminary chamber 110 so that the transport carrier 30 is allowed to pass therethrough and is substantially independent after the transport carrier 30 passes. It has been. Similarly, between the preheating chamber 120 and the inlet side exhaust chamber 130, between the inlet side exhaust chamber 130 and the steam tank 10, between the steam tank 10 and the outlet side exhaust chamber 140, and between the outlet side exhaust chamber 140 and the second side. Shutters 181, 182, 183, 184, 185, 186 and 187 are also provided between the spare chambers 150, between the second spare chamber 150 and the third spare chamber 160, and also on the outlet side of the third spare chamber 160. .

第１予備室１１０，予熱室１２０，蒸気槽１０，第２予備室１５０，及び第３予備室１６０には、配管２００及び流量調整用バルブ２０２，２０３，２０４，２０５，２０６を介して、不活性ガス，例えば、窒素（Ｎ2）ガスが供給されている。これらの各室を不活性ガスによりガスパージすることにより、各室の酸素濃度を低濃度化している。例えば、第１予備室１１０及び第３予備室１６０の酸素濃度は、約２００ｐｐｍまで低下され、予熱室１２０，蒸気槽１０，及び第２予備室１５０の酸素濃度は、約１００ｐｐｍまで低下される。なお、不活性ガスの流量は、０．２ｍ3／分としている。 The first preliminary chamber 110, the preheating chamber 120, the steam tank 10, the second preliminary chamber 150, and the third preliminary chamber 160 are not connected to each other through the pipe 200 and the flow rate adjusting valves 202, 203, 204, 205, 206. An active gas, such as nitrogen (N2) gas, is supplied. By purging these chambers with an inert gas, the oxygen concentration in each chamber is reduced. For example, the oxygen concentrations in the first preliminary chamber 110 and the third preliminary chamber 160 are reduced to about 200 ppm, and the oxygen concentrations in the preheating chamber 120, the steam tank 10, and the second preliminary chamber 150 are reduced to about 100 ppm. The flow rate of the inert gas is 0.2 m3 / min.

第１予備室１１０及び第３予備室１６０の内部の上部であって、不活性ガスが噴き出す部分には、整流板１１２，１６２が配置されており、噴き出す不活性ガスを整流して、第１予備室１１０の入口側のシャッタ１８０が開いて大気と連通し、その後シャッタ１８０が閉じた後、速やかに元の酸素濃度まで低下させるようにしている。整流板１６２も、同様にして、第３予備室１６０の出口側のシャッタ１８７が開いて大気と連通し、その後シャッタ１８７が閉じた後、速やかに元の酸素濃度まで低下させるようにしている。 The rectifying plates 112 and 162 are arranged in the upper part of the first preliminary chamber 110 and the third preliminary chamber 160 in the portion where the inert gas is ejected. The shutter 180 on the entrance side of the preliminary chamber 110 is opened to communicate with the atmosphere, and thereafter, after the shutter 180 is closed, the original oxygen concentration is quickly reduced. Similarly, the rectifying plate 162 is configured to quickly decrease to the original oxygen concentration after the shutter 187 on the outlet side of the third preliminary chamber 160 is opened and communicates with the atmosphere, and then the shutter 187 is closed.

予熱室１２０には、ヒーター１２２が配置されており、予熱室１２０を１００〜１４０℃に加熱している。予熱室１２０は、被加熱物を所定時間（例えば、１〜５分）加熱することにより、はんだペースト中の水分を蒸発して除去するとともに、多層配線基板が常温から加熱用熱媒の沸点温度まで急激に上昇した場合に多層配線基板にかかる熱応力により、多層配線基板が割れる等の事態を回避するようにしている。 A heater 122 is disposed in the preheating chamber 120, and the preheating chamber 120 is heated to 100 to 140 ° C. The preheating chamber 120 evaporates and removes moisture in the solder paste by heating the object to be heated for a predetermined time (for example, 1 to 5 minutes), and the multilayer wiring board is heated from the normal temperature to the boiling temperature of the heating medium. When the temperature rises sharply, a situation such as cracking of the multilayer wiring board due to thermal stress applied to the multilayer wiring board is avoided.

第２予備室１５０は、全体の配置を、蒸気槽１０を中心として対称として、バランスを整えるために、予熱室１２０と対称となるように設けられている。 The second preliminary chamber 150 is provided so as to be symmetrical with the preheating chamber 120 in order to balance the entire arrangement with the steam tank 10 as the center.

搬送キャリア３０の載置して搬送する被加熱物である多層配線基板の大きさを、幅６００ｍｍで長さ８００ｍｍのものとするとき、第１予備室１１０，予熱室１２０，第２予備室１５０，及び第３予備室１６０の長さ（搬送キャリア３０が移動する方向の長さ）は、１ｍとしている。また、蒸気槽１０は、搬送キャリア３０を飽和蒸気層２２内に浸漬するため、上下動させる必要があり、その長さは、１．４ｍとしている。 When the size of the multilayer wiring board, which is an object to be heated and placed on the carrier carrier 30, is 600 mm wide and 800 mm long, the first preliminary chamber 110, the preheating chamber 120, and the second preliminary chamber 150 are used. , And the length of the third preliminary chamber 160 (the length in the direction in which the transport carrier 30 moves) is 1 m. Moreover, since the vapor | steam tank 10 immerses the conveyance carrier 30 in the saturated vapor layer 22, it needs to be moved up and down, and the length is 1.4 m.

次に、入口側排気室１３０及び出口側排気室１４０について説明する。入口側排気室１３０は、予熱室１２０と蒸気槽１０の間に設けられている。また、出口側排気室１４０は、蒸気槽１０と第２予備室１５０の間に設けられている。入口側排気室１３０及び出口側排気室１４０の長さ（搬送キャリア３０の移動方向の長さ）は、例えば、０．３ｍとしている。 Next, the inlet side exhaust chamber 130 and the outlet side exhaust chamber 140 will be described. The inlet side exhaust chamber 130 is provided between the preheating chamber 120 and the steam tank 10. The outlet side exhaust chamber 140 is provided between the steam tank 10 and the second preliminary chamber 150. The length of the inlet side exhaust chamber 130 and the outlet side exhaust chamber 140 (the length in the moving direction of the transport carrier 30) is, for example, 0.3 m.

入口側排気室１３０及び出口側排気室１４０内の気体は、ブロア２１０によって吸引排気される。ブロア２１０と入口側排気室１３０との間には、第１回収器２２０が配置されている。また、ブロア２１０と出口側排気室１４０との間には、第２回収器２２２が配置されている。 The gas in the inlet side exhaust chamber 130 and the outlet side exhaust chamber 140 is sucked and exhausted by the blower 210. A first recovery device 220 is disposed between the blower 210 and the inlet side exhaust chamber 130. Further, a second recovery device 222 is disposed between the blower 210 and the outlet side exhaust chamber 140.

入口側排気室１３０及び出口側排気室１４０には、蒸気槽１０から流出した加熱用熱媒２０の蒸気，ガスパージ用の不活性ガス，及び蒸気槽１０に残留する酸素が流入する。また、予熱室１２０や第２予備室１５０からもガスパージ用の不活性ガス，残留する酸素が流入する。第１，第２回収器２２０，２２２は、ブロア２１０によって吸引された気体中から、加熱用熱媒２０の蒸気を液化した上で回収する。回収された加熱用熱媒は、それぞれ、ポンプ２３０，２３２によって蒸気槽１０の中に戻される。これによって、加熱用熱媒のリサイクルが可能となり、加熱用熱媒のロスを低減できる。また、入口側排気室１３０及び出口側排気室１４０から吸引した気体中から蒸気成分を除去することにより、ブロア２１０には乾燥した気体を送り込むことができ、ブロア２１０の寿命を長くすることができる。 The steam of the heating heat medium 20 that has flowed out of the steam tank 10, the inert gas for gas purging, and the oxygen remaining in the steam tank 10 flow into the inlet-side exhaust chamber 130 and the outlet-side exhaust chamber 140. Further, an inert gas for gas purging and residual oxygen also flow from the preheating chamber 120 and the second preliminary chamber 150. The first and second recovery devices 220 and 222 recover the vapor of the heating heat medium 20 from the gas sucked by the blower 210 after liquefaction. The recovered heating medium is returned to the steam tank 10 by pumps 230 and 232, respectively. As a result, the heating medium can be recycled, and the loss of the heating medium can be reduced. Further, by removing the vapor component from the gas sucked from the inlet side exhaust chamber 130 and the outlet side exhaust chamber 140, the dried gas can be fed into the blower 210, and the life of the blower 210 can be extended. .

ブロア２１０で吸引された気体は、さらに、第３回収器２２４に導入され、さらに、加熱用熱媒２０の蒸気を液化した上で回収し、回収された加熱用熱媒は、ポンプ２３４によって蒸気槽１０の中に戻される。従って、第３回収器２２４からは、不活性ガスと微量な酸素が流出するが、これらの気体は、それぞれ、流量調整用ボリュームダンパ２４０，２４２，２４４，２４６を介して、第１予備室１１０，入口側排気室１３０，出口側排気室１４０，第３予備室１６０に還流される。なお、回収器２２０，２２２，２２４によって回収された不活性ガスは、例えば、５℃に冷却されているため、蒸気槽１０には還流しないようにしている。 The gas sucked by the blower 210 is further introduced into the third recovery device 224 and further recovered after liquefying the vapor of the heating heat medium 20, and the recovered heating heat medium is vaporized by the pump 234. Returned to the tank 10. Accordingly, an inert gas and a small amount of oxygen flow out from the third recovery device 224, and these gases are supplied to the first preliminary chamber 110 via the flow rate adjusting volume dampers 240, 242, 244, and 246, respectively. , The refrigerant is returned to the inlet side exhaust chamber 130, the outlet side exhaust chamber 140, and the third auxiliary chamber 160. In addition, since the inert gas collect | recovered by the collection | recovery devices 220, 222, and 224 is cooled, for example to 5 degreeC, it is made not to recirculate | reflux to the steam tank 10. FIG.

従って、本実施形態に用いられる蒸気はんだ付け装置では、蒸気槽１０をガスパージして低酸素濃度状態にするための不活性ガスは、ブロア２１０を用いて循環されるため、不活性ガスのロスが低減するとともに、循環槽１０を低酸素状態に維持することができる。 Therefore, in the steam soldering apparatus used in the present embodiment, the inert gas for purging the steam tank 10 to bring it into a low oxygen concentration state is circulated using the blower 210, so that the loss of the inert gas is reduced. While reducing, the circulation tank 10 can be maintained in a low oxygen state.

ここで、ブロア２１０は、例えば、１０ｍ3／分の吸引・吐出能力を有している。従って、入口側排気室１３０及び出口側排気室１４０から、それぞれ、５ｍ3／分の流量で気体を吸引するとともに、流量調整用ボリュームダンパ２４２，２４４を介して、それぞれ、５ｍ3／分の流量で気体を供給する。従って、入口側排気室１３０及び出口側排気室１４０は、エアカーテンの作用を有することとなり、搬送キャリア３０がシャッター１８２，１８３，１８４，１８５を開閉する際にも、外部の大気（特に、酸素）が蒸気槽１０に流入しにくく、また、蒸気槽１０の蒸気が外部に流出しにくくしている。従って、蒸気槽１０を低酸素濃度に維持できるとともに、加熱用熱媒の蒸気のロスも低減できる。 Here, the blower 210 has a suction / discharge capacity of 10 m <3> / min, for example. Accordingly, gas is sucked from the inlet side exhaust chamber 130 and the outlet side exhaust chamber 140 at a flow rate of 5 m 3 / min, respectively, and gas is supplied at a flow rate of 5 m 3 / min via the flow rate adjusting volume dampers 242 and 244, respectively. Supply. Therefore, the inlet-side exhaust chamber 130 and the outlet-side exhaust chamber 140 have an air curtain function, and the outside air (especially oxygen gas) is also used when the carrier 30 opens and closes the shutters 182, 183, 184, and 185. ) Does not easily flow into the steam tank 10, and the steam in the steam tank 10 does not easily flow out. Therefore, the steam tank 10 can be maintained at a low oxygen concentration, and the steam loss of the heating heat medium can be reduced.

次に、本実施形態による蒸気はんだ付け装置を用いたはんだ付け方法について説明する。被加熱物である多層配線基板は、キャリアステーションＣＳにおいて、搬送キャリア３０Ａに載置される。搬送キャリア３０Ａは、搬送用ワイヤー３２よって固定されており、移動可能である。搬送用ワイヤー３２を駆動して、搬送キャリア３０Ａは、シャッター１８０を押し開いて、不活性ガスによってガスパージされている第１予備室１１０に移動する。続いて、シャッター１８１を押し開いて予熱室１２０に移動する。予熱室１２０は、１００〜１４０℃に加熱されており、この予熱室１２０内で１〜５分停止して、はんだペースト中の水分を除去するとともに、多層配線基板や電子部品及びＰｂフリーはんだ材を予熱する。予熱が終了すると、搬送キャリア３０Ａは、シャッタ１８２を押し開いて、入口側排気室１３０に移動し、さらに、シャッタ１８３を押し開いて、蒸気槽１０に移動する。ここで、搬送キャリア３０は、下降して、蒸気槽１０の中の飽和蒸気層２２内に浸漬され、１〜５分間加熱され、はんだ材が溶融する。次に、搬送キャリア３０は、上昇して、シャッタ１８４を押し開いて、出口側排気室１４０に移動し、さらに、シャッタ１８５を押し開いて、第２予備室１５０に移動する。さらに、搬送キャリア３０は、第３予備室１６０を経て、冷却室１７０に移動する。 Next, a soldering method using the vapor soldering apparatus according to the present embodiment will be described. The multilayer wiring board that is an object to be heated is placed on the carrier 30A at the carrier station CS. The transport carrier 30A is fixed by a transport wire 32 and is movable. By driving the transfer wire 32, the transfer carrier 30 </ b> A pushes the shutter 180 open and moves to the first preliminary chamber 110 that is purged with an inert gas. Subsequently, the shutter 181 is pushed open and moved to the preheating chamber 120. The preheating chamber 120 is heated to 100 to 140 ° C., stops in the preheating chamber 120 for 1 to 5 minutes, removes moisture in the solder paste, and also multi-layer wiring boards, electronic components, and Pb-free solder materials. Preheat. When preheating is completed, the transport carrier 30A pushes the shutter 182 open to move to the inlet side exhaust chamber 130, and further pushes the shutter 183 open to move to the steam tank 10. Here, the conveyance carrier 30 descends, is immersed in the saturated vapor layer 22 in the vapor tank 10, is heated for 1 to 5 minutes, and the solder material is melted. Next, the transport carrier 30 rises, pushes the shutter 184 open to move to the outlet side exhaust chamber 140, and further pushes the shutter 185 open to move to the second preliminary chamber 150. Further, the transport carrier 30 moves to the cooling chamber 170 through the third preliminary chamber 160.

冷却室１７０には、複数の冷却パイプ１７２が配置されており、移動してきた搬送キャリア３０Ｂを冷却して、元の位置（図示の搬送キャリア３０Ａの位置）まで搬送する。 A plurality of cooling pipes 172 are arranged in the cooling chamber 170, and the transport carrier 30B that has moved is cooled and transported to the original position (the position of the transport carrier 30A shown in the figure).

なお、以上の説明では、不活性ガスは、第１予備室１１０，予熱室１２０，蒸気槽１０，第２予備室１５０，及び第３予備室１６０に供給するようにしているが、蒸気加熱によりＰｂフリーはんだ材を溶融するときに酸素濃度が高いことによるはんだ付け品質の向上を図るためには、少なくとも、蒸気槽１０に供給する必要があるものである。 In the above description, the inert gas is supplied to the first preliminary chamber 110, the preheating chamber 120, the steam tank 10, the second preliminary chamber 150, and the third preliminary chamber 160. In order to improve the soldering quality due to the high oxygen concentration when melting the Pb-free solder material, it is necessary to supply at least the steam tank 10.

また、不活性ガスの回収して循環させるためには、回収器２２４から流出する不活性ガスは、少なくとも、第１予備室１１０及び第３予備室１６０に戻すようにすればよいものである。入口側・出口側排気室１３０，１４０に不活性ガス戻すのは、不活性ガスの循環とともに、入口側・出口側排気室１３０，１４０をエアーカテンとして用いるためである。 In addition, in order to collect and circulate the inert gas, the inert gas flowing out from the recovery device 224 may be returned to at least the first preliminary chamber 110 and the third preliminary chamber 160. The reason why the inert gas is returned to the inlet-side / outlet-side exhaust chambers 130, 140 is to use the inlet-side / outlet-side exhaust chambers 130, 140 as an air cuten together with the circulation of the inert gas.

また、第１予備室１１０及び第３予備室１６０は、必ずしも必要ではないが、第１予備室１１０及び第３予備室１６０を設けることによって、蒸気槽１０と外部との間の酸素濃度の勾配を小さくして、蒸気槽１０をより低酸素濃度に保つことが容易となる。 In addition, the first preliminary chamber 110 and the third preliminary chamber 160 are not necessarily required, but by providing the first preliminary chamber 110 and the third preliminary chamber 160, the gradient of the oxygen concentration between the steam tank 10 and the outside is provided. This makes it easier to keep the steam tank 10 at a lower oxygen concentration.

また、はんだ材としては、錫と銀の合金で、融点が２２１℃ものを例として、説明したが、例えば、錫と銀の合金に、さらに、ビスマス（Ｂｉ）や銅（Ｃｕ）を微小量加えて、融点をさらに下げたものを用いることもできる。このような場合には、図２において説明した原理に基づいて、沸点が２３２℃の加熱用熱媒と沸点が２１６℃の加熱用熱媒の混合率を変えることによって、用いるＰｂフリーはんだ材の融点に合わせることができる。また、加熱用熱媒としては、融点が２３２℃や２１６℃以外のものを用いることができる。 In addition, as an example of the solder material, an alloy of tin and silver having a melting point of 221 ° C. has been described. For example, a small amount of bismuth (Bi) or copper (Cu) is further added to an alloy of tin and silver. In addition, one having a lower melting point can be used. In such a case, based on the principle explained in FIG. 2, by changing the mixing ratio of the heating medium having a boiling point of 232 ° C. and the heating medium having a boiling point of 216 ° C., the Pb-free solder material to be used Can be adjusted to the melting point. Moreover, as a heating medium for heating, one having a melting point other than 232 ° C. or 216 ° C. can be used.

以上説明したように、本実施形態によれば、加熱用熱媒の沸点が上昇した場合には、温度調整用熱媒を混合することにより、加熱用熱媒の沸点を低下させて、長時間使用した際にも、熱媒の蒸発や不純物の混合による沸点上昇の影響を除去して、加熱温度の上昇が生じないようにすることができる。従って、作業温度のバラツキが小さくなり、耐熱性の無い部品等を用いる場合でも、より高い温度に設定して作業することが可能となる。 As described above, according to the present embodiment, when the boiling point of the heating medium is increased, the boiling point of the heating medium is lowered by mixing the temperature adjusting heating medium for a long time. Even when it is used, the influence of the boiling point increase due to evaporation of the heat medium or mixing of impurities can be removed so that the heating temperature does not increase. Accordingly, the variation in the working temperature is reduced, and even when a component having no heat resistance is used, it is possible to work at a higher temperature.

また、加熱装置に不活性ガスを供給して低酸素濃度状態にする場合には、加熱装置である蒸気槽の入口側と出口側に排気室を設け、この排気室から吸引した気体を循環させることにより、酸素濃度を効率的に低下させることができる。従って、蒸気はんだ付け装置として用いる場合には、はんだ付けの品質を向上することができる。 In addition, when an inert gas is supplied to the heating device to bring it into a low oxygen concentration state, exhaust chambers are provided on the inlet side and the outlet side of the steam tank that is the heating device, and the gas sucked from the exhaust chamber is circulated. As a result, the oxygen concentration can be efficiently reduced. Therefore, when used as a vapor soldering apparatus, the quality of soldering can be improved.

次に、図４を用いて、本発明の第３の実施形態による加熱装置を用いた蒸気はんだ付け装置について説明する。なお、図１及び図３と同一符号は、同一部分を示している。
本実施形態による蒸気はんだ付け装置は、蒸気槽１０の入口側に、第１予備室１１０，予熱室１２０，入口側排気室１３０が順次配置された構成となっている。 Next, a vapor soldering apparatus using a heating apparatus according to the third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 1 and 3 indicate the same parts.
The steam soldering apparatus according to the present embodiment has a configuration in which a first preliminary chamber 110, a preheating chamber 120, and an inlet side exhaust chamber 130 are sequentially arranged on the inlet side of the steam tank 10.

蒸気槽１０は、図１及び図３において説明したものと同様の構成となっており、蒸気槽１０の内部の加熱用熱媒２０は、ヒーター１２によって加熱され、凝縮コイル１４と加熱用熱媒２０の間には、飽和蒸気層２２が形成されている。飽和蒸気層２２の中に、搬送キャリア３０にセットされた被加熱物を浸漬することにより、被加熱物は、飽和蒸気の温度まで加熱される。 The steam tank 10 has the same configuration as that described with reference to FIGS. 1 and 3, and the heating medium 20 within the steam tank 10 is heated by the heater 12, and the condensation coil 14 and the heating medium are heated. Between 20, a saturated vapor layer 22 is formed. By immersing the object to be heated set on the transport carrier 30 in the saturated vapor layer 22, the object to be heated is heated to the temperature of the saturated vapor.

第１予備室１１０の入口側，予熱室１２０と入口側排気室１３０の間、入口側排気室１３０と蒸気槽１０の間には、シャッタ１８０，１８１，１８２，１８３が設けられている。 Shutters 180, 181, 182, and 183 are provided on the inlet side of the first preliminary chamber 110, between the preheating chamber 120 and the inlet side exhaust chamber 130, and between the inlet side exhaust chamber 130 and the steam tank 10.

第１予備室１１０，予熱室１２０，蒸気槽１０には、配管２００及び流量調整用バルブ２０２，２０３，２０４を介して、不活性ガス，例えば、窒素（Ｎ2）ガスが供給されている。これらの各室を不活性ガスによりガスパージすることにより、例えば、第１予備室１１０の酸素濃度は、約２００ｐｐｍまで低下され、予熱室１２０，及び蒸気槽１０の酸素濃度は、約１００ｐｐｍまで低下される。なお、不活性ガスの流量は、０．２ｍ3／分としている。 An inert gas such as nitrogen (N 2) gas is supplied to the first preliminary chamber 110, the preheating chamber 120, and the steam tank 10 through the pipe 200 and the flow rate adjusting valves 202, 203, and 204. By purging each of these chambers with an inert gas, for example, the oxygen concentration in the first preliminary chamber 110 is reduced to about 200 ppm, and the oxygen concentration in the preheating chamber 120 and the steam tank 10 is reduced to about 100 ppm. The The flow rate of the inert gas is 0.2 m3 / min.

第１予備室１１０の内部の上部であって、不活性ガスが噴き出す部分には、整流板１１２が配置されており、噴き出す不活性ガスを整流する。予熱室１２０には、ヒーター１２２が配置されており、予熱室１２０を１００〜１４０℃に加熱している。 A rectifying plate 112 is arranged in an upper portion of the first preliminary chamber 110 and where the inert gas is ejected, and rectifies the ejected inert gas. A heater 122 is disposed in the preheating chamber 120, and the preheating chamber 120 is heated to 100 to 140 ° C.

搬送キャリア３０の載置して搬送する被加熱物である多層配線基板の大きさを、幅６００ｍｍで長さ８００ｍｍのものとするとき、第１予備室１１０，予熱室１２０の長さ（搬送キャリア３０が移動する方向の長さ）は、１ｍとしている。また、蒸気槽１０は、搬送キャリア３０を飽和蒸気層２２内に浸漬するため、上下動させる必要があり、その長さは、１．４ｍとしている。 When the size of the multilayer wiring board, which is an object to be heated and placed on the carrier carrier 30, is 600 mm wide and 800 mm long, the length of the first preliminary chamber 110 and the preheating chamber 120 (the carrier carrier) The length in the direction in which 30 moves is 1 m. Moreover, since the vapor | steam tank 10 immerses the conveyance carrier 30 in the saturated vapor layer 22, it needs to be moved up and down, and the length is 1.4 m.

入口側排気室１３０は、予熱室１２０と蒸気槽１０の間に設けられている。入口側排気室１３０の長さ（搬送キャリア３０の移動方向の長さ）は、例えば、０．３ｍとしている。入口側排気室１３０内の気体は、ブロア２１０によって吸引排気される。ブロア２１０と入口側排気室１３０との間には、第１回収器２２０が配置されている。 The inlet side exhaust chamber 130 is provided between the preheating chamber 120 and the steam tank 10. The length of the inlet side exhaust chamber 130 (the length in the moving direction of the transport carrier 30) is, for example, 0.3 m. The gas in the inlet side exhaust chamber 130 is sucked and exhausted by the blower 210. A first recovery device 220 is disposed between the blower 210 and the inlet side exhaust chamber 130.

第１回収器２２０は、ブロア２１０によって吸引された気体中から、加熱用熱媒２０の蒸気を液化した上で回収し、回収された加熱用熱媒は、ポンプ２３０によって蒸気槽１０の中に戻される。 The first recovery device 220 recovers the vapor of the heating heat medium 20 liquefied from the gas sucked by the blower 210, and the recovered heating heat medium is put into the vapor tank 10 by the pump 230. Returned.

ブロア２１０で吸引された気体は、さらに、第３回収器２２４に導入され、加熱用熱媒２０の蒸気を液化した上で回収し、回収された加熱用熱媒は、ポンプ２３４によって蒸気槽１０の中に戻される。第３回収器２２４から流出する気体（主として、不活性ガス）は、流量調整用ボリュームダンパ２４０，２４２を介して、第１予備室１１０，入口側排気室１３０に還流される。 The gas sucked by the blower 210 is further introduced into the third recovery device 224 and recovered after liquefying the steam of the heating heat medium 20, and the recovered heating heat medium is recovered by the pump 234 into the steam tank 10. Returned to the inside. The gas (mainly inert gas) flowing out from the third recovery device 224 is returned to the first preliminary chamber 110 and the inlet side exhaust chamber 130 via the flow rate adjusting volume dampers 240 and 242.

次に、本実施形態による蒸気はんだ付け装置を用いたはんだ付け方法について説明する。被加熱物である多層配線基板は、キャリアステーションＣＳにおいて、搬送キャリア３０Ａに載置される。搬送キャリア３０Ａは、搬送用ワイヤー３２よって固定されており、移動可能である。搬送用ワイヤー３２を駆動して、搬送キャリア３０Ａは、シャッター１８０を押し開いて、不活性ガスによってガスパージされている第１予備室１１０に移動する。続いて、シャッター１８１を押し開いて予熱室１２０に移動する。予熱室１２０は、１００〜１４０℃に加熱されており、この予熱室１２０内で１〜５分停止して、はんだペースト中の水分を除去するとともに、多層配線基板や電子部品及びＰｂフリーはんだ材を予熱する。予熱が終了すると、搬送キャリア３０Ａは、シャッタ１８２を押し開いて、入口側排気室１３０に移動し、さらに、シャッタ１８３を押し開いて、蒸気槽１０に移動する。ここで、搬送キャリア３０は、下降して、蒸気槽１０の中の飽和蒸気層２２内に浸漬され、１〜５分間加熱され、はんだ材が溶融する。次に、搬送キャリア３０は、反対方向（元の方向）に駆動される。上昇した搬送キャリア３０は、、シャッタ１８３を押し開いて、入口側排気室１３０に移動し、さらに、シャッタ１８２を押し開いて、予熱室１２０に移動する。この時点では、被加熱物の加熱は終了しているため、予熱は不要であり、搬送キャリア３０は、第１予備室１１０を経て、キャリアステーションＣＳに戻る。 Next, a soldering method using the vapor soldering apparatus according to the present embodiment will be described. The multilayer wiring board that is an object to be heated is placed on the carrier 30A at the carrier station CS. The transport carrier 30A is fixed by a transport wire 32 and is movable. By driving the transfer wire 32, the transfer carrier 30 </ b> A pushes the shutter 180 open and moves to the first preliminary chamber 110 that is purged with an inert gas. Subsequently, the shutter 181 is pushed open and moved to the preheating chamber 120. The preheating chamber 120 is heated to 100 to 140 ° C., stops in the preheating chamber 120 for 1 to 5 minutes, removes moisture in the solder paste, and also multi-layer wiring boards, electronic components, and Pb-free solder materials. Preheat. When preheating is completed, the transport carrier 30A pushes the shutter 182 open to move to the inlet side exhaust chamber 130, and further pushes the shutter 183 open to move to the steam tank 10. Here, the conveyance carrier 30 descends, is immersed in the saturated vapor layer 22 in the vapor tank 10, is heated for 1 to 5 minutes, and the solder material is melted. Next, the transport carrier 30 is driven in the opposite direction (original direction). The transport carrier 30 that has risen pushes the shutter 183 open to move to the inlet side exhaust chamber 130, and further pushes the shutter 182 open to move to the preheating chamber 120. At this time, since the heating of the object to be heated has been completed, preheating is not necessary, and the transport carrier 30 returns to the carrier station CS via the first preliminary chamber 110.

即ち、本実施形態においては、蒸気はんだ付け装置は、図３の例とは異なり、搬送キャリアが往復動する構成としている。従って、図３の例のような出口側排気室や、第２，第３予備室は不要となるため、蒸気はんだ付け装置の設置面積を小さくしてコンパクトにすることができる。 That is, in the present embodiment, the vapor soldering apparatus is configured to reciprocate the transport carrier, unlike the example of FIG. Therefore, the outlet side exhaust chamber and the second and third spare chambers as shown in the example of FIG. 3 are not necessary, and the installation area of the vapor soldering apparatus can be reduced and made compact.

なお、以上の説明では、不活性ガスは、第１予備室１１０，予熱室１２０，蒸気槽１０に供給するようにしているが、蒸気加熱によりＰｂフリーはんだ材を溶融するときに酸素濃度が高いことによるはんだ付け品質の向上を図るためには、少なくとも、蒸気槽１０に供給する必要があるものである。 In the above description, the inert gas is supplied to the first preliminary chamber 110, the preheating chamber 120, and the steam tank 10, but the oxygen concentration is high when the Pb-free solder material is melted by steam heating. In order to improve the soldering quality by this, it is necessary to supply at least the steam tank 10.

また、不活性ガスの回収して循環させるためには、回収器２２４から流出する不活性ガスは、少なくとも、第１予備室１１０に戻すようにすればよいものである。入口側排気室１３０に不活性ガス戻すのは、不活性ガスの循環とともに、入口側排気室１３０をエアーカテンとして用いるためである。 Further, in order to collect and circulate the inert gas, it is sufficient that at least the inert gas flowing out from the collector 224 is returned to the first preliminary chamber 110. The reason why the inert gas is returned to the inlet-side exhaust chamber 130 is that the inlet-side exhaust chamber 130 is used as an air caten together with the circulation of the inert gas.

また、第１予備室１１０は、必ずしも必要ではないが、第１予備室１１０を設けることによって、蒸気槽１０と外部との間の酸素濃度の勾配を小さくして、蒸気槽１０をより低酸素濃度に保つことが容易となる。 In addition, the first preliminary chamber 110 is not necessarily required, but by providing the first preliminary chamber 110, the gradient of the oxygen concentration between the steam tank 10 and the outside is reduced, and the steam tank 10 is made to have a lower oxygen concentration. It becomes easy to keep the concentration.

さらに、低酸素濃度状態において使用する加熱装置をコンパクトにすることができる。
Furthermore, the heating device used in the low oxygen concentration state can be made compact.

本発明の一実施形態による加熱装置を用いた蒸気はんだ付け装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the vapor | steam soldering apparatus using the heating apparatus by one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態による加熱装置において用いる加熱用熱媒の沸点低下の原理説明図である。It is principle explanatory drawing of the boiling point fall of the heat medium for a heating used in the heating apparatus by one Embodiment of this invention. 本発明の第２の実施形態による加熱装置を用いた蒸気はんだ付け装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the vapor | steam soldering apparatus using the heating apparatus by the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第３の実施形態による加熱装置を用いた蒸気はんだ付け装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the vapor | steam soldering apparatus using the heating apparatus by the 3rd Embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

１０…蒸気槽
１２…ヒータ
１４…凝縮コイル
２０…加熱用熱媒
２２…飽和蒸気層
３０…搬送キャリア
３２…搬送用ワイヤ
４０…温度調整用熱媒
５０，５０Ａ…温度センサ
６０…マイコン
６２…ポンプコントローラ
６４，２３０，２３４…ポンプ
１１０，１５０，１６０…予備室
１２０…予熱室
１３０…入口側排気室
１４０…出口側排気室
１７０…冷却室
２１０…ブロアー
２２０，２２２，２２４…回収器 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Steam tank 12 ... Heater 14 ... Condensation coil 20 ... Heating medium 22 ... Saturated steam layer 30 ... Conveyance carrier 32 ... Conveying wire 40 ... Heat medium 50, 50A for temperature adjustment ... Temperature sensor 60 ... Microcomputer 62 ... Pump Controllers 64, 230, 234 ... Pumps 110, 150, 160 ... Preliminary chamber 120 ... Preheating chamber 130 ... Inlet side exhaust chamber 140 ... Outlet side exhaust chamber 170 ... Cooling chamber 210 ... Blower 220, 222, 224 ... Recoverer

Claims

加熱用熱媒を加熱して、この熱媒の飽和蒸気層を形成し、この飽和蒸気層の中に被加熱物を浸漬して加熱するとともに、上記飽和蒸気層の近傍に不活性ガスを供給して低酸素濃度化する加熱装置において、
上記飽和蒸気が存在する蒸気槽の入口側には、第１予備室，予熱室，入口側排気室が順次配置され、上記蒸気槽の出口側には、出口側排気室，第２予備室，第３予備室が順次配置され、
上記被加熱物が上記第１予備室から順次、上記予熱室，上記入口側排気室，上記蒸気槽，上記出口側排気室，上記第２予備室，上記第３予備室へ移動する加熱装置であって、
上記第１予備室，上記予熱室，上記入口側排気室，上記蒸気槽，上記出口側排気室，上記第２予備室，上記第３予備室の相互間、上記第１予備室の入口側、及び上記第３予備室の出口側のそれぞれに設けられたシャッタと、
上記第１予備室，上記予熱室，上記蒸気槽，上記第２予備室、及び上記第３予備室に不活性ガスを供給する不活性ガス供給手段と、
上記入口側排気室及び上記出口排気室の下側から吸引された不活性ガス及び上記熱媒の蒸気を含む気体中から上記熱媒の蒸気を液化して回収する回収手段とを備え、
上記熱媒の蒸気が回収された不活性ガスを含む気体を上記入口側排気室及び上記出口側排気室に上部から供給して循環させることにより、上記入口側排気室及び出口排気室をエアーカーテンとして用いることを特徴とする加熱装置。 A heating medium for heating is heated to form a saturated vapor layer of the heating medium, and an object to be heated is immersed in the saturated vapor layer for heating, and an inert gas is supplied in the vicinity of the saturated vapor layer. In the heating device that lowers the oxygen concentration,
A first preliminary chamber, a preheating chamber, and an inlet side exhaust chamber are sequentially arranged on the inlet side of the steam tank in which the saturated steam exists , and on the outlet side of the steam tank, an outlet side exhaust chamber , a second preliminary chamber, A third spare room is arranged sequentially,
A heating device in which the object to be heated is sequentially moved from the first preliminary chamber to the preheating chamber, the inlet side exhaust chamber, the steam tank, the outlet side exhaust chamber, the second preliminary chamber, and the third preliminary chamber; There,
The first preliminary chamber, the preheating chamber, the inlet side exhaust chamber, the steam tank, the outlet side exhaust chamber, the second preliminary chamber, the third preliminary chamber, the inlet side of the first preliminary chamber, And a shutter provided on each outlet side of the third preliminary chamber;
An inert gas supply means for supplying an inert gas to the first preliminary chamber, the preheating chamber, the steam tank, the second preliminary chamber, and the third preliminary chamber;
And a recovery means for recovering liquefied vapor of the heating medium from a gas containing a vapor suction inert gas and the heat medium from the lower side of the inlet-side exhaust chamber and the outlet exhaust chamber,
By circulating a gas containing an inert gas vapors of the heat transfer medium is recovered is supplied from the upper to the inlet side exhaust chamber and the outlet-side exhaust chamber, an air curtain to the inlet-side exhaust chamber and outlet exhaust chamber It is used as a heating device.