図1は本発明のリフロー炉の構造を概略的 に示した側面図であり、同図においてリフロ ー炉1は、リフロー炉1本体内に電子部品搭載� ��板を搬送するチェーンコンベア2を備え、こ のチェーンコンベア2に沿って順次設けられ� �加熱炉3と、入口側からの排気を吸入して浄� ��冷却する入口側冷却装置4と、出口側からの 排気を吸入して浄化冷却する出口側冷却装置 5を備えている。

 基板搬送コンベア2は、制御系統が一定の 寸法単位で図の左側から右側に基板を定寸送 りする機構となっており、チェーンコンベア 2によりリフロー炉内に搬送される電子部品� �載基板はヒータで順次加熱されてリフロー� �の半田が溶融し、電子部品を基板に半田付� �する。

 加熱炉3は搬送コンベアのライン上流側か ら昇温ゾーン6、予熱ゾーン7、加熱ゾーン8に 設定され、加熱炉の下流に基板の冷却ゾーン 9が接続されている。それぞれのゾーンの幅� �図に示すとおり、搬送コンベア上において� �昇温ゾーン(一区分)、予熱ゾーン(5区分)、加 熱ゾーン(2区分)、冷却ゾーン(2区分)となって いるが、これらの幅はリフロー炉の規模、処 理対象等に応じて適宜設定される。

 リフロー炉の入口部分の昇温ゾーン6では 基板に徐々に熱が付与される。昇温ゾーン6� �続く予熱ゾーン7では徐々に熱が高まり半田� ��時の急激なヒートショックを和らげる。こ� ��昇温ゾーン6と予熱ゾーン7が存在すること� �より良好な半田ボールの形成及びブリッジ� �生等が回避され半田処理の安定性が確保さ� �る。

 加熱ゾーン8では最も高温となり半田を溶融 させて基板上に電子チップを溶着させる。加 熱ゾーン8では無酸素状態とするために、N ₂ 供給装置10により窒素ガス(N ₂ )が供給されて半田ペーストと電子部品の溶� �が行われる。

 加熱ゾーン8に続く冷却ゾーン9では、ク� �ーン排気11の噴射を受けて急速冷却され、結 晶組織の微細化、結晶強度の確保、表面の光 沢の向上等の効果を与える。

 前記加熱炉3、冷却ゾーン9では図2に示す� ��うに、モータ12によって駆動されるファン� �13上部に配置されている。

 ヒータ14の熱はファン13によって、風調節 板15、ネット16を通過して下に吹き付けられ� �板17に照射される。下に吹き付けられた熱風 は基板の下側に回り込んだ後に循環路を経由 して上に達し、再びファン13により下に吹き� ��けられる。このように、ヒータ14から発生� �る熱は、上方から下方に吹き付けられなが� �炉内で循環してプリント基板17を加熱する。

 加熱ゾーン8においては、基板の下側への 熱風の入り込みは阻止されて基板の半田処理 面である上側のみに照射される。

 冷却ゾーン9ではクリーン排気11が導入さ� ��て、ファン13によって基板に吹き付けられ� �吹きつけられたクリーン排気は基板下側に� �り込んだ後に循環路を経由して上に達し、� �びファン13により下に吹き付けられる。

 前記加熱炉3では炉内の熱ガスは循環して 利用されるが、プリント基板の搬入口(入口)� ��及び出口は外部に連通しているために、こ� ��から内部の熱ガスがわずかに漏れてしまう� ��従来ではこれらはダクトにより外に排出し� ��いたが、その排出ダクトの配設に手間を要� ��ていた。そこで、本発明は熱ガスの冷却装� ��を設け、作業所内に放出しても作業環境に� ��響を与えないクリーン排気に変換している� ��

 前記冷却装置は入口側と出口側に2台配置 され、図1、3に示すように、リフロー炉1の入 口部及び出口部に備えられた吸入口18と、吸� ��口18から吸入した熱ガスをダクト19を介して 熱ガスを噴射するブロアー20と、ブロアー20� �ら送られた熱ガスが導入される混合室21と、 混合室21に微細水粒を噴射する微細水粒発生� ��置22と、混合室21の霧状体から気水分離する 気水分離器23と、冷却水24を貯留する貯留槽25 を備えている。

 吸入口18はリフロー炉の入口及び出口の� �部に配置されて、入口と出口から外部に漏� �ようとする熱ガスをブロアー20の圧力によっ て吸入する。

 混合室21は一方側に熱ガスの導入管26が接 続され、他方側に霧状体の排出管27が接続さ� ��た一連の中空部を有する閉塞空間である。� ��こでは、吸入された熱ガスが微細水粒と接� ��し、熱ガス中に含まれるフラックス等の気� ��ガスが微細水粒に吸着され、吸着された後� ��排出管27から気水分離装置23へ送られること になる。

 微細水粒発生装置22は微細水粒の発生に� �化されたノズル及び気流発生器、または超� �波処理装置等を備えて、ポンプ28から吸入し た冷却水24を微細水粒として混合室21に噴霧� �る装置である。この装置によって形成され� �水粒は通常ノズルからの圧縮噴霧に比較し� �特に微細な水粒によって構成される。微細� �粒発生装置22からの噴霧は混合室21全体に均� ��に広がって導入ガスと混合される。この微� ��水粒発生装置22の一例として特許第3765759号� ��報記載の装置を採用することができる。

 この微細水粒による吸着方法では、水槽� ��エアレーションによる気液の接触に比較す� ��と、気液の接触面積が増大するために、確� ��にガス中に含まれる気化物を吸着する。

 気水分離装置23は、混合室から送られる� �状体から液体を分離する装置であり、遠心� �を利用して水分を除去するサイクロン式の� �置が使用される。この気水分離装置23により 、フラックス等の気化ガスを吸着した液体成 分は冷却水に戻され、気体(クリーン排気11)� �みが取り出され冷却ゾーン9に循環、あるい� ��一部排気されることになる。

 前記貯留槽25は微細水粒発生装置、気水� �離装置と一体的に構成されており、アルミ� �ウム、ステンレス等の耐腐食性の金属によ� �て構成され、貯留槽25には冷却水24の水位を� ��認する水位確認窓、あるいは水位検知器が� ��えられる。

 尚、図示していないが、微細水粒発生装� ��22には冷却水24へ向かって噴射するノズルが 設けられ、このノズルから噴射されたナノバ ブル水は冷却水24に衝突し、冷却水24との衝� �による衝撃を利用して、冷却水に溶融した� �化成分、つまり有害物質、臭気成分を分解� �去する構成となっている。

 冷却装置4,5は入口側と出口側に2台備えら れているが、入口側の冷却装置4によって冷� �浄化されたクリーン排気は装置外郭を構成� �るフレーム内に排出されて装置全体を外か� �冷却した後に装置外へ排出される。

 このクリーン排気11は冷却装置4によって� ��化されているので、屋内に排出しても作業� ��境に影響を与えない。

 出口側の冷却装置5から排出されるクリー ン排気11は、導入管29によって冷却ゾーン9に� ��環され、冷却ゾーン9のファン13によって基� ��17に吹き付けられて冷却し、その後のクリ� �ン排気は熱ガスと一部混ざり合って再び吸� �口18から吸入される。

 したがって、吸入口18から吸い込む気流� �は、熱ガスと、循環するクリーン排気が含� �れるが、これらの吸入された気流は混合室21 と気水分離装置23を経由して一部は循環に利� ��され、一部は装置外へ排気されることにな� ��。このクリーン排気は冷却浄化されている� ��め作業所内に放出しても作業環境に影響を� ��えない。

 クリーン排気11は微細水粒との接触によ� �冷却されるため、外気よりも低い温度に維� �することが可能であり、外気を導入するよ� �も高い冷却効果が得られる。

 ところで、リフロー炉1においては適切な 温度プロファイルによりプリント基板に対し て処理を行う必要がある。この温度プロファ イルは、制御装置のコンピュータが予め記憶 しておき、最適なヒータ設定温度を維持する しくみとなっているが、半田付けされる電子 部品の数などの諸条件ごとに異なるものが要 求される。

 半田付けに最適な温度プロファルを得る� ��めには、試料をリフロー炉に通して温度測� ��を行ない、その測定データを基にして、ヒ� ��タ温度の設定値を補正変更するという操作� ��何回か繰り返すことにより、あるいは経験� ��を基に設定されるが、従来では、基板の搬� ��速度を変えることにより受熱量の調整を行� ��手法が採用されている。しかし、この搬送� ��度の調整のみでは、細かな温度プロファイ� ��設定に十分対応することができない。

 産業構造上、多品種、少量生産が求めら� ��る状況では、処理基板の切換えをいかに迅� ��に行うかが生産効率上の観点から重要とな� ��。この基板の切換えに際しては、炉の温度� ��下げるために、炉を分解開放することも可� ��であるが、熱ガスが放散されるという問題� ��ラインの停止作業、分解作業等の煩わしさ� ��ある。

 そこで、本発明では冷却装置5のクリーン 排気11を加熱炉3へ循環させる構成としている 。

 出口側冷却装置5からクリーン排気導入管 (図示せず)を伸ばして、加熱炉3の加熱ゾーン 8に接続し、加熱ゾーン8では上部または下部� ��らクリーン排気を送出する。クリーン排気� ��導入された加熱ゾーンではファンによりク� ��ーン排気が拡散されて、内部の温度が低下� ��る。

 クリーン排気の導入管は、加熱炉3の一カ 所から噴出させる構成の他、加熱炉3に設定� �た各区分ごとに搬送方向上に複数設けるこ� �も可能であり、これらの導入管に同時にク� �ーン排気11を導入することにより迅速な冷却 が可能となる。

 加熱炉3へのクリーン排気11の導入は、冷� ��ゾーン9に送られていたクリーン排気を切換 弁操作により加熱ゾーン8へ送ることにより� �能となる。

 加熱炉3へのクリーン排気導入時にはリフ ロー炉の半田付け処理は停止することになる が、冷却装置4,5は稼働させて、クリーン排気 導入による炉内の熱ガスの排出分を吸入口か ら吸入して冷却浄化する。冷却浄化した後の クリーン排気の一部は装置外へ排出され、一 部は再び循環する。

 これにより、熱ガスの浄化が行われると� ��に、加熱炉のクールダウンが素早く行われ� ��適切な温度プロファイルの設定が短時間で� ��能となり、効率的に装置を稼働できる。

 次に、第2実施例のリフロー炉を説明する 。

 前記実施例では、出口側冷却装置5のクリ ーン排気を冷却ゾーンに循環させる構成とし たが、第2実施例のリフロー炉では、出口側� �却装置5に加えて入口側冷却装置4のクリーン 排気も冷却ゾーンに循環させる構成である。

 第2実施例のリフロー炉では、入口側冷却 装置4のクリーン排気11の排気管を冷却ゾーン への導入管29と合流させて冷却ゾーン9へ送り 込む。

 冷却ゾーン9ではクリーン排気11が増量し� ��送り込まれることになるが、出口側冷却装� ��5がその増量分を吸入口から吸い込み、吸い 込んだ後に一部は再び冷却ゾーン9へ循環し� �その他は装置外へ排出する。

 加熱炉3のクールダウン操作については、 前記第1実施例と同様に冷却ゾーン9に送られ� ��いたクリーン排気11を切換弁操作により予� �ゾーン7及び加熱ゾーン8へ送ることにより行 う。

 本実施例のリフロー炉によれば、2台の冷 却装置のクリーン排気を有効利用することが できると共に、熱ガスが確実に浄化冷却され る。

 次に本発明の作用を説明する。

 半田ペーストを塗布したプリント基板を� ��送コンベア2によって、昇温ゾーン6、予熱� �ーン7、加熱ゾーン8を通過させる。昇温ゾー ン6、予熱ゾーン7では徐々に温度が加えられ� ��ヒートショックが緩和され、加熱ゾーン8で は半田が溶着される。

 加熱ゾーン8の下流に配置された冷却ゾー ン9では、冷却装置5からのクリーン排気11が� �ァンによって噴射されて、半田付け処理が� �わったプリント基板を冷却する。プリント� �板が急速冷却されることにより、結晶組織� �微細化、結晶強度の確保、表面の光沢の向� �等の効果が得られる。

 加熱炉3ではフラックス中に含まれる成分 が熱によって気化し、この気化物が加熱炉の 搬送コンベアの入口または出口から漏れよう とするが、入口及び出口に設けられた吸入口 18がこの熱ガスを吸入する。

 吸入された気化ガスは冷却装置4,5にて微� ��水粒との接触により冷却除去されて、一部� ��廃棄され、一部は冷却ゾーン9へ循環する。

 循環するクリーン排気11は冷却されるた� �に、外気よりも低温に維持することが可能� �あり、半田処理後の基板を効率的に冷却す� �。

 第2実施例のリフロー炉においては、入口 側冷却装置4から排出されるクリーン排気及� �出口側冷却装置5から排出されるクリーン排� ��を共に冷却ゾーンへ循環させるので、2台の 冷却装置のクリーン排気を有効利用すること ができると共に、熱ガスが確実に浄化冷却さ れる。

 処理基板の切換えを行う場合にはコンベ� ��部は稼働した状態のまま、ヒータ部を停止� ��て加熱炉3内にクリーン排気11を導入する。� ��れにより、炉内はクールダウンされ、適切� ��温度プロファイルの設定切換えが迅速に行� ��れる。

 以上、実施例を説明したが、本発明の具� ��的な構成は前記実施例に限定されるもので� ��なく、発明の要旨を逸脱しない範囲の設計� ��更等があっても本発明に含まれる。

 例えば、冷却装置4,5に電気クーラーを付� ��し、冷却水を常に低温に維持する機構を採� ��する場合であっても本発明に含まれる。