(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
プリント配線板を搬送する搬送手段に沿ってトンネル状のチャンバ体を設けると共にこのチャンバ体内へ不活性ガスを供給する不活性ガス供給手段を設けて前記チャンバ体内に低酸素濃度の不活性ガス雰囲気を形成し、
また、前記チャンバ体内には前記プリント配線板の被はんだ付け部に鉛レス溶融はんだの噴流波を接触させることで前記被はんだ付け部に鉛レス溶融はんだを供給する鉛レス溶融はんだ供給手段と、前記噴流波から離脱した後に前記被はんだ付け部に供給された鉛レス溶融はんだの凝固を防止する前記プリント配線板の加熱手段と、冷却手段からの冷却されたチャンバ体外の大気の供給を受けて大気温度よりも温度の低い冷風を吹き出す冷風口筐の側周を囲んでチャンバ体外への排風手段に繋がる排風口を設けることで前記冷風口筐から前記排風口に冷風が流れて山状冷風流を形成する奪熱口筐体とを前記搬送手段の搬送方向に沿って順に設け、
前記低酸素濃度の不活性ガス雰囲気中において前記プリント配線板の被はんだ付け部に鉛レス溶融はんだを供給した後に前記加熱手段で前記プリント配線板を加熱してその被はんだ付け部に供給された鉛レス溶融はんだの凝固を防止しながら前記奪熱口筐体へ搬送し前記プリント配線板の被はんだ付け部に供給された鉛レス溶融はんだに前記山状冷風流を接触させることで急冷してこの鉛レス溶融はんだに凝固偏析が生じる前に凝固させてリフトオフ現象が発生しないようにはんだ付け部を形成すること、
を特徴とするはんだ付け方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プリント配線板のような多数の電子部品を搭載した板状の被はんだ付けワークをはんだ付けする方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
プリント配線板に電子部品を実装して電子回路を構成する場合において、はんだ付けが行われている。すなわち、プリント配線板に電子部品を搭載して前記部品の電極やリード線をプリント配線板の回路パターンにはんだ付けすることで電気的接続と機械的接続とが行われる。
【０００３】
ところで、はんだ付け直後のはんだを急速に冷却することで、そのはんだ付け強度すなわち機械的接続強度が大きくなることが知られている。例えば、実公昭４５−２１７１６号公報にそのことが説明されている。そのため、はんだ付け装置では、同公報にも説明されているようにはんだ付け工程の後に冷却工程を設けるように構成されている。そしてそれにより、信頼性の高いプリント配線板を製造できるように考慮されている。尚、実公昭４５−２１７１６号公報に説明されている冷却技術は、プリント配線板にファンにより送風してその冷却を行う構成である。
【０００４】
このことはリフローはんだ付け装置においても同様であり、例えば特開昭６０−６２７０号公報には、リフローはんだ付けが行われたプリント配線板を冷却する冷却ファンを設けた構成が開示されている。
【０００５】
一方、はんだ付けプロセスにおいて、プリント配線板の被はんだ付け部やはんだが酸化しないようにしてはんだ付け性を改善するとともに、溶融はんだの流動性を向上させて微細な被はんだ付け部を確実にはんだ付けする所謂マイクロソルダリングを実現するために、低酸素濃度の不活性ガス雰囲気中ではんだ付けを行うはんだ付け技術がある。
【０００６】
低酸素濃度の不活性ガス雰囲気中ではんだ付けを行うはんだ付け装置は、チャンバ体内に窒素ガス（Ｎ2 ガス）等の不活性ガスを供給して低酸素濃度の雰囲気を形成するように構成され、前記チャンバ体内ではんだ付けプロセスが実行されるように構成されている。
【０００７】
このようなはんだ付け装置では、Ｎ2 ガスの消費量がランニングコストとして付加されるので、目的とする酸素濃度を維持するために要するＮ2 ガスの消費量が少ないことが必要である。そのため、チャンバ体外の大気がチャンバ体内に流入しないように特段の冷却技術が用いられている。
【０００８】
例えば、特開平４−２６２８６２号公報のリフローはんだ付け技術は、ボンベから供給される冷たいＮ2 ガスをはんだ付け後のプリント配線板に吹きつけて冷却を行えるように構成された技術である。また、特開平７−２０２４０５号公報の技術は、チャンバ体内の雰囲気を冷却してフィルタリングを行ってフラックスヒューム等を除去した後の冷却した雰囲気を、はんだ付け後のプリント配線板に吹きつけて冷却が行えるように構成された技術である。
【０００９】
また、特開平１０−９８２５９号公報のはんだ付け技術においては、はんだ付け後のプリント配線板に冷却液を噴霧して冷却し、その後に温風を供給して濡れたプリント配線板を乾燥させる技術が開示されている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
近年、プリント配線板に電子回路を構成した電子機器が生活のあらゆる分野で利用されるようになり、生活を支える設備としてその信頼性にも高い次元の信頼性が求められている。そのため、はんだ付けの機械的接続強度を一層向上させることが求められている。
【００１１】
また、廃棄された電子機器のはんだ中に合まれる鉛が溶けだして、環境や人体を鉛毒で汚染することが問題となり、鉛レスはんだを使用することが行われるようになってきている。しかし、この鉛レスはんだはその成分の凝固偏析等に起因してはんだ付け部にリフトオフ現象を生じ易い問題がある。リフトオフ現象とは、被はんだ付け部のはんだに生じた偏析等により、前記被はんだ付け部に部分的に脆化した領域を生じて被はんだ付け部に剥がれやクラック等を生じるはんだ付け不良のことである。特にビスマスを含む鉛レスはんだに発生し易いことが知られている。
【００１２】
このようなリフトオフ現象を生じないようにすためには、はんだ付け後のプリント配線板すなわち、その被はんだ付け部のはんだを急速に冷却し、溶融はんだの凝固すなわち固化にともなって偏析等を生じないようにすることである。
【００１３】
しかし、実公昭４５−２１７１６号公報に説明されている冷却技術や特開昭６０−６２７０号公報に開示されている冷却技術すなわち単なる送風にのみ依存する冷却技術は、冷却媒体として通常の大気雰囲気をそのままで使用するものであるため冷却速度も小さく、冷却の程度を自在に調節することもできないなどの問題がある。また、これらの技術は、チャンバ体内に不活性ガスを供給して低酸素濃度の不活性ガス雰囲気中ではんだ付けを行うはんだ付け装置では、そのままでは使用することができない問題がある。
【００１４】
すなわち、低酸素濃度の不活性ガス雰囲気を形成したチャンバ体内を搬送されるプリント配線板に大気を吹きつけて供給することは、前記酸素濃度の極めて大幅な上昇を招いて、低酸素濃度の不活性ガス雰囲気を形成することさえできなくなるからである。その結果、はんだ付け品質を大幅に損なうことになる。
【００１５】
また、チャンバ体内の雰囲気をそのまま送風してプリント配線板に吹きつけて供給するようにしても、高温の溶融はんだや予備加熱用ヒータ等により温度の上昇しているチャンバ体内雰囲気では十分な冷却を行うことができないばかりか、この送風により前記チャンバ体内の雰囲気流動が極めて激しくなることに起因して、プリント配線板の搬入口や搬出口から大気が大量に侵入して酸素濃度が上昇したり不安定に変動する。その結果、これもまたはんだ付け品質を大幅に損なうことになる。
【００１６】
一方で、以上に説明したような低酸素濃度の不活性ガス雰囲気中ではんだ付けを行う場合の特別の技術的事項を考慮した技術もあるが、特開平４−２６２８６２号公報の技術のようにボンベから供給される冷たいＮ2 ガスをはんだ付け後のプリント配線板に吹きつけて冷却を行えるような構成では、冷却量や冷却温度を調節するためにＮ2 ガスの流量を調節する必要があり、これによりチャンバ体内の酸素濃度が変化してしまう問題がある。その結果、この酸素濃度の変化によりはんだ付け品質が変化し低下する。さらに、冷却量を大きくして冷却温度を低くするためには多量のＮ2 ガスを供給する必要があり、高価なＮ2 ガスを多量消費してはんだ付けのランニングコストを高くしてしまう問題がある。
【００１７】
また、特開平７−２０２４０５号公報の技術は、はんだ付け装置全体で見た場合の電力効率（あるいは熱効率）が極めて良好な冷却技術であるが、冷却速度をさらに一層速めて冷却量をさらに一層大きくするためにプリント配線板に吹きつけ供給する冷却された雰囲気の送風流量を大きくすると、チャンバ体内の雰囲気に不安定な流動を生じてやはりチャンバ体内の酸素濃度が不安定に変動し易くなる問題がある。
【００１８】
また、特開平１０−９８２５９号公報のプリント配線板に冷却液を噴霧して冷却する技術では、噴霧されて霧状となって浮遊する冷却液がその被はんだ付け面とは反対側（図の上側）のプリント配線板面にも付着し、すなわちその面に搭載されている電子部品にも付着し、当該電子部品の機能を損なったり使用不能状態になって不良品をはんだ付け生産してしまう。すなわち、電子部品の中には液滴を付着させてはならないものが多数あり（例えば、スイッチやリレー、トランス、コイル、等々の非モールド部品）、同公報のはんだ付け技術ではそのような電子部品が搭載されたプリント配線板をはんだ付けし冷却することができないのである。
【００１９】
このように、チャンバ体内の不活性ガス雰囲気中ではんだ付けを行いつつ従来以上に急速に冷却を行い、さらにその冷却速度や冷却量を自在に調節できるようにすることには、格段の困難がある。
【００２０】
本発明の目的は、低酸素濃度の不活性ガス雰囲気を保持するチャンバ体内で鉛レスはんだを用いてはんだ付けを行うはんだ付け方法において、コスト的に安価である冷却した大気によってプリント配線板を所望の温度へ急速に冷却することが可能であり、かつ、酸素濃度が安定し冷却に要するコストも安価で、冷却にともなってプリント配線板やその搭載されている電子部品の機能および性能を損なうことのないはんだ付け方法を実現することにあり、その結果、接続信頼性の高いはんだ付けを行って信頼性の高いプリント配線板を生産できるようにすることにある。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
本発明のはんだ付け方法は、不活性ガスを供給されて低酸素濃度の不活性ガス雰囲気を保持するチャンバ体内で、被はんだ付けワークであるプリント配線板を搬送手段により搬送しながらその被はんだ付け面側を溶融はんだ供給手段によって鉛レス溶融はんだに接触させてはんだ付けを行うはんだ付け方法において、前記チャンバ体内で大気を使用して、はんだ付け後のプリント配線板すなわち被はんだ付けワークを、その被はんだ付け部のはんだに凝固偏析が生じる前に急速に冷却できるように構成したところに特徴がある。
【００２２】
すなわち、プリント配線板を搬送する搬送手段に沿ってトンネル状のチャンバ体を設けると共にこのチャンバ体内へ不活性ガスを供給する不活性ガス供給手段を設けて前記チャンバ体内に低酸素濃度の不活性ガス雰囲気を形成する。
また、前記チャンバ体内には前記プリント配線板の被はんだ付け部に鉛レス溶融はんだの噴流波を接触させることで前記被はんだ付け部に鉛レス溶融はんだを供給する鉛レス溶融はんだ供給手段と、前記噴流波から離脱した後に前記被はんだ付け部に供給された鉛レス溶融はんだの凝固を防止する前記プリント配線板の加熱手段と、冷却手段からの冷却されたチャンバ体外の大気の供給を受けて大気温度よりも温度の低い冷風を吹き出す冷風口筐の側周を囲んでチャンバ体外への排風手段に繋がる排風口を設けることで前記冷風口筐から前記排風口に冷風が流れて山状冷風流を形成する奪熱口筐体とを前記搬送手段の搬送方向に沿って順に設ける。
そして、前記低酸素濃度の不活性ガス雰囲気中において前記プリント配線板の被はんだ付け部に鉛レス溶融はんだを供給した後に前記加熱手段で前記プリント配線板を加熱してその被はんだ付け部に供給された鉛レス溶融はんだの凝固を防止しながら前記奪熱口筐体へ搬送し前記プリント配線板の被はんだ付け部に供給された鉛レス溶融はんだに前記山状冷風流を接触させることで急冷してこの鉛レス溶融はんだに凝固偏析が生じる前に凝固させてリフトオフ現象が発生しないようにはんだ付け部を形成するように構成する。
【００２３】
これにより、急冷手段の奪熱口筐体の奪熱口では冷風口筐から吹き出すチャンバ体外の冷却された大気がその後、直ちに排熱口筐の排風口に流れて、前記奪熱口筐体の前記奪熱口では僅かに盛り上がった状態の山状の冷風流が形成される。したがって、チャンバ体内に保持されている低酸素濃度の不活性ガス雰囲気に対して、大気が大量に供給されたり不安定な雰囲気流動を生じたりする外乱を与えることが極めて少ない。
【００２４】
そして、この山状冷風流は、冷風の供給流量と排風の排風流量とによってその挙動が決まり、通常は前者に対して後者を僅かに大きく選ぶことにより安定した山状冷風流を形成することができる。そして、冷風口筐から供給される冷風の温度が予め決めた目的の温度となるように冷却装置の冷却力を制御する温度制御を行うことにより、この冷風による冷却速度および冷却量を自在に調節することができる。さらにこれに加えて、冷風の供給流量と排風流量の絶対値を増減することによっても、後述するプリント配線板の冷却速度および冷却量を調節することができる。
【００２５】
したがって、奪熱口筐体の奪熱口の至近位置を鉛レス溶融はんだが供給されたプリント配線板の被はんだ付け面が搬送コンベアにより搬送され通過する際に、山状冷風流がその被はんだ付け面に接触して流れて当該被はんだ付け部に供給された鉛レス溶融はんだを急速に冷却し、凝固偏析等を生じる前に急速に固化することができるようになる。その結果、機械的接続強度の大きいはんだ付けを行うことができる。
【００２６】
この急冷手段による冷却の過程は、チャンバ体外の大気が取り入れられて冷却装置によって低温となった冷風としてプリント配線板に吹きつけ供給され、その際に被はんだ付け部の溶融はんだから熱を奪って温度上昇する。そして、この温度上昇した大気をチャンバ体外へ排風することで排熱を行っている。
【００２７】
プリント配線板に吹きつけ供給された冷風は通常は２００℃以上の溶融はんだと接触して温度上昇し、そのため通常チャンバ体外の大気温度よりも高温となっている。したがって、前記冷却装置に還流させないことで前記冷却装置の冷却効率を高めることができる。また、冷風の供給流量と排風の排風流量とを別々に調節して目的とする山状冷風流を形成する必要からも、本発明の構成は極めて重要である。
【００２９】
また、溶融はんだの供給を受けたプリント配線板の被はんだ付け部の溶融はんだが、奪熱口筐体まで搬送される間に被はんだ付け部に供給されたはんだの温度が低下して完全に固化することを防止し、そして、奪熱口筐体で被はんだ付け部に供給されたはんだを急速に冷却して完全に固化させている。
【００３０】
したがって、プリント配線板への溶融はんだ供給手段とプリント配線板の急冷手段とを至近距離に配置できない場合や、搬送手段による搬送速度が遅い場合等であって、プリント配線板に被はんだ付け部に鉛レス溶融はんだが供給された後に急冷手段に搬送される迄の間にその鉛レス溶融はんだが完全に固化するおそれがある場合において、保温用加熱手段によりその溶融はんだの固化を遅延させ、急冷手段によりその奪熱口筐体の奪熱口で急速に冷却して凝固偏析等を防止し、機械的接続強度の大きいはんだ付けを行うことができる。
【００３１】
【発明の実施の形態】
本発明のはんだ付け方法は、次のような実施形態例において実施することができる。
【００３２】
（１）はんだ付け装置の構成
図１は、本発明のはんだ付け方法を実現するはんだ付け装置の実施形態例を説明するための図で、（ａ）は側断面図、（ｂ）は（ａ）をＩ−Ｉ断面から見た図である。また、図２は、本発明の実施形態例に使用される奪熱口筐体の構成を説明するための図で、その一部を切除し透視して示した図である。
【００３３】
本実施形態例では、搬送コンベアで搬送されるプリント配線板の図の下方側の面が被はんだ付け面であり、該面側に被はんだ付け部が存在する。はんだ付けはフローはんだ付けである。
【００３４】
すなわち、搬送コンベア１は、搬入口１ａから搬出口１ｂにプリント配線板６を搬送するが、この搬送コンベア１の搬送方向Ａに沿ってその下方側に予備加熱用ヒータ２と鉛レス溶融はんだ３の噴流波４を形成するはんだ槽５とプリント配線板６の被はんだ付け部を急冷する急冷手段７とが配設してあり、これらを被うように搬送コンベア１に沿ってトンネル状のチャンバ体８を設けてある。尚、鉛レス溶融はんだ３の噴流波４を形成するはんだ槽５は、チャンバ体８の開口に設けたスカート部９をその鉛レス溶融はんだ３中に浸漬することで、鉛レス溶融はんだ３の噴流波４のチャンバ体８内への配置とチャンバ体８の封止とを実現している。
【００３５】
そして、プリント配線板６と鉛レス溶融はんだ３の噴流波４とが接触する位置の上方すなわちはんだ槽５の上方位置のチャンバ体８にＮ2 ガス供給口１０を設けて、Ｎ2 ガスボンベやＮ2 ガス発生装置（いずれも不図示）からＮ2 ガスを前記チャンバ体内に供給するように構成してある。また、図示はしないが、通常はチャンバ体８内の酸素濃度を測定する酸素濃度測定装置が設けてあり、この酸素濃度が予め決めた所定の値になるようにＮ2 ガス供給流量を調節するように運転されている。
【００３６】
尚、チャンバ体８内に設けられた抑止板１１はこのチャンバ体８内にラビリンス流路を形成するための部材であり、これによりこのチャンバ体８内雰囲気の熱対流や搬送コンベア１によるチャンバ体８内雰囲気の前記チャンバ体８外への持ち出しや、チャンバ体８外大気の持ち込み流入、等々の不要な雰囲気流動を抑止し、安定した低酸素濃度の不活性ガス雰囲気を形成することができるようになる。
【００３７】
一方、はんだ槽５には図示しないヒータによって加熱されて溶融状態の鉛レス溶融はんだ３が収容され、この鉛レス溶融はんだ３をポンプ１２でノズル体１３の吹き口１４に供給して噴流波４を形成させ、この噴流波４に前記搬送コンベア１で矢印Ａ方向へ搬送されるプリント配線板６の被はんだ付け面６ａを接触させて、その被はんだ付け部に鉛レス溶融はんだ３を供給してはんだ付けが行われる。もちろん、図示しない温度調節手段により前記ヒータ電力が制御され、鉛レス溶融はんだ３の温度は目的とする温度に保持されている。
【００３８】
そして、プリント配線板６が鉛レス溶融はんだ３の噴流波４から離脱した直後の位置に、プリント配線板６の被はんだ付け部を急速に冷却する急冷手段７を設けてある。
【００３９】
この急冷手段７は、大別して、チャンバ体８外の大気を取り入れて冷却して送風する冷風供給手段１５と、プリント配線板６を冷却したことにより温度上昇した大気をチャンバ体８外へ排気して排熱する排熱手段１６と、山状に流れて外部に漏出しにくい山状冷風流３０を形成する奪熱口筐体１７とから構成されている。
【００４０】
冷風供給手段１５は送風手段であるファン１８と冷却手段であるチラー１９とから成り、その冷却された冷風の送風流量を調節可能に構成されている。すなわち、図示はしないがファン１８の回転速度を調節するインバータを備えていて、このインバータによってその出力周波数や出力電圧を調節することによりファンを駆動する図示しないインダクションモータの回転速度を調節する仕組みである。
【００４１】
また、チラー１９はその冷却の程度をフィードバック制御することが可能な構成であり、奪熱口筐体１７の奪熱口１７ａに設けた冷風温度センサ２０により検出した冷風温度信号Ｓt を参照して、予め決められ設定された所定の温度に維持するように作動する。
【００４２】
排熱手段１６は、その排風流量が調節可能なファン２１によって構成され、冷風供給手段１５のファン１８と同様にインバータによりその回転速度を調節して排風流量を調節し、排気口２８より排出する仕組みである。
【００４３】
一方、奪熱口筐体１７は、これら冷風供給手段１５と排熱手段１６とに接続され、図２にも示すように前記冷風供給手段１５からの冷風の供給を受けて冷風をその送風口２２ａから吹き出す冷風口筐２２と、前記排熱手段１６に接続された排熱口筐２３とから成る。そして、排熱口筐２３の排風口２３ａを前記冷風口筐２２の送風口２２ａの側周を囲んで構成して奪熱口１７ａを形成して奪熱口筐体１７を構成する。このように構成された奪熱口筐体１７は、その奪熱口１７ａを搬送コンベア１で搬送されるプリント配線板６の被はんだ付け面６ａに面するように至近位置に設ける。
【００４４】
尚、冷風口筐２２には、冷風供給手段１５から送風される冷風の流れを均一に整える多孔整流板２４と、特にその流れ方向を整える複数の板状部材を平行に配置して成る整流板２５とが設けてある。そして、冷風口筐２２は支持脚３２によって排熱口筐２３に支持され固定されている。また、冷風供給用パイプ２６は冷風供給手段１５と冷風口筐２２とを接続する手段であり、排熱用パイプ２７は排熱口筐２３と排熱手段１６とを接続する手段である。
【００４５】
奪熱口筐体１７の奪熱口１７ａは、このプリント配線板６の被はんだ付け面６ａに至近に面するように構成するが、この奪熱口筐体１７を設ける位置は、プリント配線板６が鉛レス溶融はんだ３から離脱した後なるべく５秒以内の位置に設けることが好ましい。それは、概ねこの時間内であればプリント配線板の被はんだ付け部に供給された鉛レス溶融はんだ３が完全に固化する前にその溶融はんだ３を急速に冷却することが可能だからである。
【００４６】
しかし、例えばプリント配線板６と鉛レス溶融はんだ３の噴流波４との接触時間を長くしたいために、このプリント配線板６の搬送速度を遅くする必要があったり、また、奪熱口筐体１７を鉛レス溶融はんだ３の噴流波４に近接して設けることができない場合等々に起因して、プリント配線板６が鉛レス溶融はんだ３から離脱した後５秒以内の位置に設けることができない場合は、はんだ槽５に形成される鉛レス溶融はんだ３の噴流波４と奪熱口筐体１７との間に、プリント配線板６の被はんだ付け部のはんだを保温するための保温用加熱手段すなわち保温用ヒータ（保温用加熱手段）２９を設ける。
【００４７】
この保温用加熱手段としては、主として赤外線等の熱線を使用する熱線加熱手段やヒータによって高温の雰囲気を形成する熱風加熱手段または、これらを併用した加熱手段が適している。但し、被はんだ付け部に供給された鉛レス溶融はんだ３を吹き飛ばしたりそのフィレット形状を変形させる程の速度で熱風を供給してはならない。すなわち、そのことによって被はんだ付け部の電気的接続状態や機械的接続状態が悪化してはんだ付け不良を生じてしまうからである。
【００４８】
尚、図１に例示する保温用ヒータ２９は、箱状のヒータ保持粋にシーズヒータを並べて設け、この保持枠の底面には赤外線の反射板としてのステンレス板を設けて構成したものである。そしてこの保温用ヒータ２９を搬送コンベア１で搬送されるプリント配線板６の被はんだ付け面６ａに面して至近距離（１〜３ｃｍ程度の距離）に配設してある。
【００４９】
これにより、シーズヒータからプリント配線板６の下面側すなわちその被はんだ付け面６ａ側へ赤外線が放射されるとともに、プリント配線板６が保温用ヒータ２９上に搬送された際にこのプリント配線板６が蓋となって箱状のヒータ保持枠との間に高温の雰囲気を保持することが可能となり、このプリント配線板６およびその被はんだ付け部の保温を良好に行うことができる。ちなみに、３ｃｍ以上の距離では、高温雰囲気の流出が多くなり保温力が極端に低下する。
【００５０】
また、プリント配線板６の保温温度すなわち被はんだ付け部に供給された鉛レス溶融はんだ３の保温温度は、使用されるはんだ材料によって異なるが、液相線以上の温度に保持できることが好ましい。特に、鉛レスはんだでビスマスを含む場合は、凝固偏析の発生に起因するリフトオフ現象を防止する上から重要である。
【００５１】
これにより、プリント配線板６の被はんだ付け部に供給された鉛レス溶融はんだ３を保温して、急冷手段７の奪熱口筐体１７の奪熱口１７ａで急速に冷却して一気に固化させることができるようになる。
【００５２】
本発明では、低酸素濃度の不活性ガス雰囲気を保持するチャンバ体８内で、該雰囲気を乱すことなく冷却された大気によりプリント配線板６を冷却できるように構成してあるところに最も重要な特徴がある。
【００５３】
すなわち、図２に示すように奪熱口筐体１７を形成することにより、冷風口筐２２から吹き出すチャンバ体８外の冷却された大気が、その後直ちに排熱口筐２３の排風口２３ａに流れて、この奪熱口筐体１７の奪熱口１７ａでは僅かに盛り上がった状態の山状冷風流３０が形成される。したがって、チャンバ体８内に保持されている低酸素濃度の不活性ガス雰囲気に対して、大気が大量に供給されたり不安定な雰囲気流動を生じたりする外乱を与えることが極めて少ないのである。
【００５４】
そして、この山状冷風流３０は、冷風の供給流量と排風の排風流量とによってその挙動が決まり、通常は前者に対して後者を僅かに大きく選ぶことにより安定した山状冷風流３０を形成することができる。すなわち、冷風供給手段１５と排熱手段１６とを循環構成としないこと、および、それぞれのファン１８、２１の回転速度を独立して調節することにより前記のような山状冷風流３０を形成することができるようになる。
【００５５】
プリント配線板６の被はんだ付け部に供給された鉛レス溶融はんだ３の冷却速度や冷却量は、山状冷風流３０の温度およびその流速ひいては流量によってきまるが、前記したように温度制御機能を備えたチラー１９を使用することにより、その冷風温度を自在に調節し設定することができる。また、冷風の供給流量と排風流量の絶対値を増減することによっても、後述するプリント配線板６の冷却速度および冷却量を調節することができる。
【００５６】
したがって、プリント配線板６の被はんだ付け面６ａの被はんだ付け部に鉛レス溶融はんだ３が供給され、奪熱口筐体１７の奪熱口１７ａの至近位置を搬送コンベア１で搬送され通過する際に、山状冷風流３０がその被はんだ付け面６ａに接触して流れて当該被はんだ付け部に供給された鉛レス溶融はんだ３を急速に冷却し、凝固偏析等を生じる前に急速に固化することができるようになり、リフトオフ現象を生じることもなく、機械的接続強度の大きいはんだ付けを行うことができるようになる。
【００５７】
この急冷手段７によるプリント配線板６の冷却の過程は、チャンバ体８外の大気が取り入れられて冷却手段１９によって低温となった冷風としてプリント配線板６に吹きつけ供給され、その際に被はんだ付け部の鉛レス溶融はんだ３から熱を奪って温度上昇し、この温度上昇した大気（熱風）をチャンバ体８外へ排風することで排熱を行う過程である。
【００５８】
ここで、プリント配線板６に吹きつけ供給された冷風は通常は２００℃以上の鉛レス溶融はんだ３と接触して温度上昇している。そのため通常、チャンバ体８外の大気温度よりも高温となっている。したがって、前記冷却手段１９に循環・還流させないことで急冷手段７の冷却効率を大幅に高めることができる。
【００５９】
また、前述したように、鉛レス溶融はんだ３の噴流波４と奪熱口筐体１７との間に保温用ヒータ２９を設けることにより、鉛レス溶融はんだ３の供給を受けたプリント配線板６の被はんだ付け部の鉛レス溶融はんだ３が、奪熱口筐体１７まで搬送される間に温度が低下して完全に固化することを防止し、そして、被はんだ付け部に供給された鉛レス溶融はんだ３を奪熱口筐体１７で急速に冷却して一気に固化させることができる。
【００６０】
すなわち、プリント配線板６への鉛レス溶融はんだ３の供給手段とプリント配線板６の急冷手段７とを至近距離に配置できない場合や、搬送手段による搬送速度が遅い場合等であって、プリント配線板６の被はんだ付け部に鉛レス溶融はんだ３が供給された後に、急冷手段７に搬送される迄の間にこの鉛レス溶融はんだ３が完全に固化するおそれがある場合において、保温用加熱手段２９によりこの鉛レス溶融はんだ３の固化を遅延させ、急冷手段７によりその奪熱口筐体１７の奪熱口１７ａで急速に冷却して凝固偏析等を防止し、機械的接続強度の大きいはんだ付けを行うことができる。
【００６１】
以上のように本実施形態例のはんだ付け装置では、プリント配線板６の被はんだ付け部に供給された鉛レス溶融はんだ３に凝固偏析が生じないうちに急速に冷却することが可能となり、リフトオフ現象等のはんだ付け不良を生じることもなく、その機械的接続強度を今まで以上に大きくすることができる。
【００６２】
尚、図１に例示したはんだ付け装置では、プリント配線板６の急冷手段７をこのプリント配線板６の被はんだ付け面６ａ側すなわち図の下方側の面側にのみ設けた例を説明したが、同様の構成の急冷手段７をプリント配線板の上方側にも設けて、プリント配線板６をその被はんだ付け面６ａ側である図の下方側の面また図の上方側の面との両面から急冷する構成とすることもできる。
【００６３】
その場合、プリント配線板６の被はんだ付け部に供給された溶融はんだのみならずこのプリント配線板６自体をも急速に冷却できるので、この鉛レス溶融はんだ３の冷却速度を一層速めることができるようになり、冷却量も一層大きくすることができるようになる。
【００６４】
さらに、図１（ａ）に例示したように、搬送コンベア１で搬送されるプリント配線板６の進入を検出するプリント配線板検出センサ３１を奪熱口筐体１７の上方に設け、この検出信号Ｓp を参照して冷風供給用のファン１８と排風用のファン２１とを回転させ、被急冷ワークであるプリント配線板６が奪熱口筐体１７の上方を搬送される場合にだけ山状冷風流３０を形成するように構成してもよい。
【００６５】
あるいは、プリント配線板６の進入のない待機状態では冷風供給用のファン１８と排風用のファン２１の回転速度を遅くしておいて、検出信号Ｓｐによりプリント配線板６の進入を検出した場合にだけ両ファン１８、２１の回転速度を通常回転に速めるように構成してもよい。これにより、大気を冷却するチラー１９の消費電力をさらに一層少なくすることができるようになるとともに、山状冷風流３０がチャンバ体８内の雰囲気に与える影響をさらに一層少なくすることができるようになる。
【００６６】
このような検出信号Ｓp によるファンの回転／停止制御や回転速度制御は、シーケンサやプログラマブルコントローラ等を使用して行うことが可能であり、このような制御技術の例は周知であるので、その構成は省略して図示しない。
【００６７】
【発明の効果】
以上のように本発明のはんだ付け方法によれば、被はんだ付けワークであるプリント配線板の被はんだ付け部に供給された鉛レス溶融はんだに凝固偏析が生じないうちに急速に冷却して固化することが可能となる。また、その冷却温度や冷却速度、冷却量も自在に調節することが可能であり、しかも低酸素濃度の不活性ガス雰囲気の流動状態や酸素濃度を安定に維持したまま大気により優れた冷却効率で冷却を行うことができる。
【００６８】
その結果、被はんだ付けワークのはんだ付け強度すなわち機械的接続強度を大幅に大きくすることができるようになる。また、凝固偏析が原因となってリフトオフ現象を生じることがなく、はんだ付け信頼性の高いプリント配線板を製造することができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明のはんだ付け装置の実施形態例を説明するための図である。
【図２】  本発明のはんだ付け装置に使用される奪熱口筐体の構成例を説明するための図である。
【符号の説明】
１ 搬送コンベア
２ 予備加熱用ヒータ
３ 鉛レス溶融はんだ
４ 噴流波
５ はんだ槽
６ プリント配線板
６ａ 被はんだ付け面
７ 急冷手段
８ チャンバ体
９ スカート部
１０ Ｎ2 ガス供給口
１１ 抑止板
１２ ポンプ
１３ ノズル体
１４ 吹き口
１５ 冷風供給手段
１６ 排熱手段
１７ 奪熱口筐体
１７ａ 奪熱口
１８ ファン
１９ チラー（冷却手段）
２０ 冷風温度センサ
２１ ファン
２２ 冷風口筐
２２ａ 送風口
２３ 排熱口筐
２３ａ 排風口
２４ 多孔整流板
２５ 整流板
２６ 冷風供給用パイプ
２７ 排熱用パイプ
２８ 排気口
２９ 保温用ヒータ
３０ 山状冷風流
３１ プリント配線板検出センサ
３２ 支持脚
【図１】
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【図２】
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