(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
不活性ガスを供給したチャンバ内の低酸素濃度の不活性ガス雰囲気中で溶媒の主成分が水から成るＶＯＣフリーフラックスを使用して被はんだ付けワークのはんだ付けを行うはんだ付け方法であって、
ヒートポンプに冷却用熱交換手段と加熱用熱交換手段とが設けられると共に前記冷却用熱交換手段から吸熱した熱エネルギーを加熱用熱交換手段を通して還流させるように接続された水分制御手段を用いて、
はんだ付けの際にＶＯＣフリーフラックスからチャンバ内のはんだ付け雰囲気中へ放出される水分を前記冷却用熱交換手段で除去した後に前記加熱用熱交換手段で加熱しながら予め決めた所定の範囲内の雰囲気中の水分量の窓領域において被はんだ付けワークのはんだ付けを行うことを特徴とするはんだ付け方法。
【請求項２】
不活性ガスを供給したチャンバ内の低酸素濃度の不活性ガス雰囲気中で被はんだ付けワークのはんだ付けを行うはんだ付け装置であって、
ヒートポンプに冷却用熱交換器と加熱用熱交換器とが設けられると共に前記冷却用熱交換器から吸熱した熱エネルギーを前記加熱用熱交換器を通して還流させるように接続され前記雰囲気中の水分を前記冷却用熱交換器で除去した後に前記加熱用熱交換器で加熱して還流する水分制御装置を備え、
前記水分制御装置は雰囲気中に含まれる水分量を予め決めた所定の範囲内の窓領域内に制御するものであり少なくとも被はんだ付けワークの予備加熱工程またははんだ付け工程の何れかに設けられたことを特徴とするはんだ付け装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子部品を搭載したプリント配線板のような被はんだ付けワークをチャンバ内の低酸素濃度の不活性ガス雰囲気中ではんだ付けする方法および装置に関する。
【０００２】
溶媒の主成分が水から成るＶＯＣ（Ｖｏｌａｔｉｌｅ  Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｃｏｍｐｏｕｎｄｓ：揮発性有機化合物）フリーフラックスを使用してはんだ付けを行う際に、多量の水分が蒸発してはんだ付け雰囲気中に放出される。この水分は、はんだ付け品質に影響を与えるので、この水分量が制御された雰囲気中ではんだ付けを行う必要がある。
【０００３】
【従来の技術】
電子部品を搭載したプリント配線板のはんだ付けを行う際にフラックスが使用される。一般的にこのフラックスは、被はんだ付け部の酸化物の還元を行うとともに汚れを除去してこの被はんだ付け部を清浄化する。また、被はんだ付け部やはんだの酸化を防止し、さらに界面張力を低下させてはんだの流動性を高め、この被はんだ付け部のはんだ付け性を良好にする作用を有している。
【０００４】
はんだ付け方法を大別すると、被はんだ付け部と溶融はんだを接触させてはんだ付けを行う方法（通常はフロー式はんだ付け方法と呼ばれている。なお、噴流波を使用しないで、静止した溶融はんだ液面に接触させる方法もある。）と、被はんだ付け部に予めはんだを供給しておいて、その後この被はんだ付け部を加熱してはんだを溶融させてはんだ付けを行う方法（通常はリフロー式はんだ付け方法と呼ばれている。）とがある。
【０００５】
そして、フロー式はんだ付け方法では、通常はプリント配線板の被はんだ付け面すなわち溶融はんだと接触させる面に予めフラックスを塗布しておいて（フラックス塗布工程）、その後このプリント配線板を約１００℃程度に加熱してフラックスを乾燥させるとともに前置的に活性化させる（予備加熱工程）。なお、この予備加熱工程は、このプリント配線板および搭載電子部品に与えるヒートショックを軽減させる目的も有している。続いて、このプリント配線板の被はんだ付け面を溶融はんだに接触させてはんだ付けが行われる（はんだ付け工程）。
【０００６】
また、リフロー式はんだ付け方法では、通常はプリント配線板の被はんだ付け部に予め供給しておくはんだペースト中にフラックスを含有させている。しかし、被はんだ付け部に予め供給したはんだの表面にフラックスを塗布する方法が用いられることもある。そして、プリント配線板もしくはその被はんだ付け部を熱線や熱風等の加熱媒体で加熱し、予め供給しておいたはんだを溶融させてはんだ付けを行う。はんだ付けの手順はフロー式はんだ付け方法と同様であり、予備加熱工程とリフローはんだ付け工程とから成る。
【０００７】
一方で、このようなはんだ付け作業すなわち予備加熱工程やはんだ付け工程を、不活性ガスが供給された低酸素濃度の不活性ガス雰囲気中で行うはんだ付け方法やはんだ付け装置がある。すなわち、チャンバ内に窒素ガス等の不活性ガスを供給してこのチャンバ内に低酸素濃度の窒素ガス雰囲気を形成し、この雰囲気中ではんだ付けを行うはんだ付け方法やはんだ付け装置である。
【０００８】
低酸素濃度の窒素ガス雰囲気中では、被はんだ付け部や溶融はんだの酸化が抑制されるので、フラックス塗布量を少なくしても良好なはんだ付け性を得ることができる。また、溶融はんだの表面張力が低下してその流動性が高まり、微細な被はんだ付け部にも溶融はんだを確実に供給していわゆるマイクロソルダリングが可能となる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
従来から使用されてきたフラックス中のＶＯＣが光化学スモッグ発生の原因になったり発ガン性がある等のことから、ＶＯＣを含まないＶＯＣフリーフラックスが使用されるようになってきている。そして、ＶＯＣフリーフラックスの代表的なものに、溶媒の主成分が水からなる水溶性フラックスがある。
【００１０】
しかし、チャンバ内の雰囲気中でプリント配線板のはんだ付けを行うはんだ付け方法およびはんだ付け装置では、このＶＯＣフリーフラックス中の水分がはんだ付け作業にともなって蒸発し、このチャンバ内雰囲気中すなわちプリント配線板のはんだ付け雰囲気中の水分量が過剰に増加する問題がある。
【００１１】
この雰囲気中の水分量が過剰に増加すると、はんだ付けに伴ってはんだボールが多量に発生したり、はんだ接続強度が低下してはんだ付け品質が低下する問題がある。
【００１２】
図３を参照して、はんだ付け雰囲気中の水分量に対するはんだボールの発生数とはんだ接続強度との関係を説明する。
【００１３】
図３は、はんだ付け雰囲気中の水分量に対するはんだボールの発生数とはんだ接続強度との関係を示す図である。なお、図３では、はんだ付け雰囲気の酸素濃度は５００ｐｐｍで一定としている。
【００１４】
すなわち、はんだ付け雰囲気中の水分量は、少なすぎても多すぎてもはんだボールが多量に発生したりはんだ接続強度が低下する。したがって、はんだ付け雰囲気としては最適な水分量の窓領域がある。この水分量の窓領域は、低酸素濃度の不活性ガス雰囲気中では通常数％程度である。
【００１５】
そのため、特開平５−１９１０３３号公報に開示されている技術では、加湿器や触媒を使用してはんだ付け雰囲気の水分量を目的とする値にするように構成されている。
【００１６】
また、目的は異なるが、はんだ付け雰囲気中の酸素を除去する手段としてチャンバ内でガスを燃焼させ、その燃焼の際に発生した水分を水分トラップで除去する技術がある。例えば特開平５−５０２８５号公報に開示されている技術である。この技術は、ガスの燃焼によって発生した水分がプリント配線板自体や搭載部品自体に悪影響（例えば、酸化による劣化や回路の絶縁低下など）を与えないようにすることを目的としている。
【００１７】
しかし、これらの特開平５−１９１０３３号公報に開示されている技術や特開平５−５０２８５号公報に開示されている技術では、ＶＯＣフリーフラックス例えば水溶性フラックスを使用してはんだ付け品質の良いはんだ付け作業を行うための手段については考慮されていない。
【００１８】
本発明は、ＶＯＣフリーフラックスを使用してチャンバ内の低酸素濃度の不活性ガス雰囲気中でプリント配線板のはんだ付けを行う場合において、良好なはんだ付け品質を得るためのはんだ付け方法およびはんだ付け装置を実現することによって、品質および信頼性の高いプリント配線板を生産することと環境負荷を少なくすることとを両立させることにある。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
本発明のはんだ付け方法およびはんだ付け装置は、溶媒の主成分が水から成るＶＯＣフリーフラックスを使用してはんだ付けを行う際に、前記ＶＯＣフリーフラックスからはんだ付け雰囲気中に水分が放出されても最適なはんだ付け雰囲気を維持できるように構成したところに特徴がある。
（１）不活性ガスを供給したチャンバ内の低酸素濃度の不活性ガス雰囲気中で溶媒の主成分が水から成るＶＯＣフリーフラックスを使用して被はんだ付けワークのはんだ付けを行うはんだ付け方法であって、ヒートポンプに冷却用熱交換手段と加熱用熱交換手段とが設けられると共に前記冷却用熱交換手段から吸熱した熱エネルギーを加熱用熱交換手段を通して還流させるように接続された水分制御手段を用いて、はんだ付けの際にＶＯＣフリーフラックスからチャンバ内のはんだ付け雰囲気中へ放出される水分を前記冷却用熱交換手段で除去した後に前記加熱用熱交換手段で加熱しながら予め決めた所定の範囲内の雰囲気中の水分量の窓領域において被はんだ付けワークのはんだ付けを行うようにはんだ付け作業を構成する。
【００２０】
すなわち、はんだ付けを行う際にＶＯＣフリーフラックスからチャンバ内に水分が蒸発し放出されても、この水分を除去しながら、はんだ付け品質が良好となる所定の範囲内の雰囲気中の水分量において被はんだ付けワークのはんだ付けを行うので、この雰囲気中の水分が過剰に増加してはんだ付け品質を低下させることがなくなる。また、水分の除去によってチャンバ内に不要な熱対流を生じさせないので、酸素濃度を安定に維持することができる。
（２）不活性ガスを供給したチャンバ内の低酸素濃度の不活性ガス雰囲気中で被はんだ付けワークのはんだ付けを行うはんだ付け装置であって、ヒートポンプに冷却用熱交換器と加熱用熱交換器とが設けられると共に前記冷却用熱交換器から吸熱した熱エネルギーを前記加熱用熱交換器を通して還流させるように接続され前記雰囲気中の水分を前記冷却用熱交換器で除去した後に前記加熱用熱交換器で加熱して還流する水分制御装置を備え、前記水分制御装置は雰囲気中に含まれる水分量を予め決めた所定の範囲内の窓領域内に制御するものであり少なくとも被はんだ付けワークの予備加熱工程またははんだ付け工程の何れかに設けられるように構成する。
【００２１】
溶媒の主成分が水から成るＶＯＣフリーフラックスを塗布されたプリント配線板やＶＯＣフリーフラックスを含むはんだペーストを塗布されたプリント配線板のはんだ付けを行う場合において、このＶＯＣフリーフラックスは予備加熱工程で加熱されて乾燥する。すなわち、その際にこのＶＯＣフリーフラックスに含まれる水分が蒸発してはんだ付け雰囲気中に放出される。
【００２２】
また、はんだ付け工程においてもプリント配線板やその被はんだ付け部が一層高い温度に加熱されるのでこのＶＯＣフリーフラックスに残存する水分が蒸発してはんだ付け雰囲気中に放出される。
【００２３】
そして、これらの予備加熱工程やはんだ付け工程で新たに発生した水分は、水分制御装置により除去されてチャンバ内の当該はんだ付け雰囲気中に含まれる水分量をはんだ付け品質が良好となる所定の範囲内の雰囲気中の水分量に維持することができる。したがって、この雰囲気の水分が過剰に増加してはんだ付け品質を低下させることがなくなる。併せて、水分の除去によってチャンバ内に不要な熱対流を生じさせないので、酸素濃度を安定に維持することができる。
【００２４】
また、被はんだ付けワークの搬入間隔が長い場合や搬入の一時的な休止時においては、チャンバ内雰囲気中の水分量がはんだ付け品質が良好となる所定の範囲を越えて少なくなるが、水分制御装置により水分を供給することにより、この雰囲気中の水分量をはんだ付け品質が良好となる所定の範囲内の雰囲気中の水分量に維持することができる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
〔第１実施形態〕
本発明のはんだ付け方法およびはんだ付け装置は、次のような実施形態例において実施することができる。
（１）構成
図１を参照して本発明にかかるはんだ付け方法およびはんだ付け装置を実現する実施形態例を説明する。
【００２６】
図１は、本発明のはんだ付け装置の実施形態例の構成を示す縦断面図である。なお、Ｎ2 ガス供給系および水分制御系はシンボル図で示してある。
【００２７】
また、図１では、はんだ付け装置４０の搬入口側にフラックス塗布装置４１をインラインで設けた例を示している。
【００２８】
すなわち、多数の電子部品（不図示）を搭載した被はんだ付けワークであるプリント配線板１を搬送する搬送コンベアは、仰角搬送（仰角θl ）の第１の搬送コンベア２と俯角搬送（俯角θ2 ）の第２の搬送コンベア３とにより構成してあり、これらの搬送コンベア２、３を覆うようにチャンバ（トンネル状チャンバ）４を設けてある。
【００２９】
このトンネル状チャンバ４の縦断面は、図１にも示すように「へ」の字状に構成してあり、水平面から搬入口５の高さと搬出口６の高さが同じ高さになるように構成してある。このように、搬入口５の高さと搬出口６の高さが同じ高さになるように構成することにより、はんだ付け装置を他の装置と連繋してインラインで使用することが容易となる。
【００３０】
第１および第２の搬送コンベア２、３は、図示しないがプリント配線板１の両側端部を保持する保持爪を備え、両側端部側に設けられ平行２条に構成されたコンベアフレームから成る。なお、幅の異なるプリント配線板１を保持できるように、通常は一方のコンベアフレームがプリント配線板１の幅方向に移動し調節できるように構成されている。図中の矢印Ａはプリント配線板１の搬送方向を示している。
【００３１】
また、第１の搬送コンベア２に沿ってトンネル状チャンバ４内に、プリント配線板１の予備加熱工程１７を構成するプリヒータ７とはんだ付け工程１８を構成するはんだ槽８とが配設してある。
【００３２】
予備加熱工程１７のプリヒータ７は、予めフラックスが塗布されたプリント配線板１の予備加熱を行い、フラックスの前置的活性化とプリント配線板１および搭載電子部品に与えるヒートショックを軽減するために設けられている。
【００３３】
また、はんだ付け工程１８のはんだ槽８には図示しないヒータにより加熱されて溶融状態の溶融はんだ９が収容してあり、この溶融はんだ９を第１のポンプ１０により第１の吹き口体１２に送出して第１の噴流波１３を形成する。また、第２のポンプ１１により第２の吹き口体１４に送出して第２の噴流波１５を形成する。そして、これら噴流波１３、１５をプリント配線板１の下方側の面すなわち被はんだ付け部が存在する被はんだ付け面に接触させることによりこの被はんだ付け部に溶融はんだ９を供給し、はんだ付けを行う。
【００３４】
また、プリヒータ７は、トンネル状チャンバ４内に設けられている。しかし、はんだ槽８は、トンネル状チャンバ４に開口４ａを設けてこの開口４ａから第１の噴流波１３と第２の噴流波１５とをトンネル状チャンバ４内に位置するように構成してある。なお、トンネル状チャンバ４の封止を維持するため、トンネル状チャンバ４に設けた開口４ａにはスカート４ｂを設け、このスカート４ｂをはんだ槽８の溶融はんだ９中に浸漬して完全な封止を実現している。
【００３５】
また、トンネル状チャンバ４内には、トンネルの長手方向すなわち搬送コンベア２、３の搬送方向Ａに沿って、多数の板状部材すなわち抑止板１６を設けてある。そしてこの抑止板１６は、その板面が搬送コンベア２、３の搬送方向Ａに対して直交するように設けてある。すなわち、この抑止板１６によりトンネル状チャンバ４内にラビリンス流路を形成し、このトンネル状チャンバ４内に不要な雰囲気流動が生じないように構成してある。
【００３６】
なお、この抑止板１６は、トンネル状チャンバ４の上壁から搬送コンベア２、３に向けて下向きに設けられているとともに、トンネル状チャンバ４の下壁から搬送コンベア２、３に向けて上向きに設けられている。
【００３７】
トンネル状チャンバ４内に不活性ガスである窒素ガスを供給するノズル２０は、搬送方向Ａから見てはんだ槽８の後段側の抑止板１６間に設けてあり、流量調節弁２１および流量計２２によってトンネル状チャンバ４の上方側からの窒素ガス供給流量と下方側からの窒素ガス供給流量とを調節できるように構成してある。窒素ガスは、ボンベやＰＳＡ方式の窒素ガス（Ｎ2 ガス）供給装置２３から供給され、手動開閉弁２４および不純物を除去するフィルタ２５、目的とする供給圧力に調節する圧力制御弁２６を介して流量調節弁２１に供給される。圧力計２７は圧力モニタ用である。
【００３８】
この酸素濃度の調節は、はんだ付け工程１８の雰囲気を酸素濃度測定装置（不図示）がサンプリングして酸素濃度を測定し、この測定した酸素濃度が予め決めた所定の値すなわち目的とする酸素濃度となるようにＮ2 ガス供給流量を調節して行う。なお、窒素ガス供給流量を調節する手段として電空レギュレータを使用し、これをＰＩＤフィードバック制御装置を使用して駆動し、はんだ付け工程１８の酸素濃度が目的とする酸素濃度を維持するように構成してもよい。
【００３９】
さらに、必要があれば、予備加熱工程１７のプリヒータ７近傍に同様にしてＮ2 ガス供給ノズルを設けるように構成し、このプリヒータ７近傍の雰囲気の酸素濃度も調節できるように構成してもよい。
【００４０】
一方、予備加熱工程１７およびはんだ付け工程１８にそれぞれ設けられた水分制御装置３０、３１は、流入する雰囲気の水分量を調節して予め決めた所定の水分量に制御する装置であり、水分制御が行われた雰囲気を排出する。なお、水分制御装置３０、３１は予備加熱工程１７またははんだ付け工程１８の何れか一方に設けるだけでもよい。しかし、ＶＯＣフリーフラックスから水分が主として放出される工程は予備加熱工程１７であるので、この予備加熱工程１７に設けることが望ましい。
【００４１】
トンネル状チャンバ４内の雰囲気は、トンネル状チャンバ４の上壁に設けられた吸い込み口体３３の吸い込み口３４から水分制御装置３０を通って吐出口体３５の吐出口３６から吐出されて循環する構成であり、水分制御装置３０の後段側に設けた雰囲気循環用のファン３２によって循環させる。これは、予備加熱工程１７においてもはんだ付け工程１８においても同様である。また、雰囲気循環用のファン３２は、図示しないインバータ等の回転速度調節手段によりその雰囲気循環流量を調節できるように構成してある。
【００４２】
ただし、はんだ付け工程１８においては、はんだ付け工程１８の上方から吸い込んだ雰囲気を、はんだ付け工程１８の後段側に設けた窒素ガス供給用のノズル２０のさらに後段側の吐出口３６に還流するように構成してある。このように構成することによって、窒素ガス供給用のノズル２０から供給された窒素ガスが、はんだ付け工程１８に流れるようになってはんだ付け工程１８の酸素濃度を低く安定に保持させることができる。
【００４３】
また、予備加熱工程１７およびはんだ付け工程１８の雰囲気中に含まれる水分は、それぞれの工程に設けた露点計３７によって測定し、この測定結果をデータ信号ＳDPおよびＳDHにより各水分制御装置３０、３１に送信し通知する構成である。なお、３７ａは露点計３７のセンサである。
【００４４】
図２を参照して、本実施形態例に使用される水分制御装置を説明する。
【００４５】
図２は、水分制御装置の構成とその作動を説明するための図で、図２（ａ）は構成を説明する図で制御系をブロック図で描いた図、（ｂ）は水分制御装置の制御手順を説明するためのフローチャートである。
【００４６】
すなわち、各水分制御装置３０、３１には、流入口４９から流入した雰囲気を冷却して水分を除去する冷却用熱交換器５０と、加湿器５１とを備え、さらには流出口５２から排出する雰囲気を加熱して流入雰囲気の温度に戻す加熱用熱交換器５３さらにはヒータ５４を設けてある。
【００４７】
ヒートポンプ５５は冷却用熱交換器５０から吸熱した熱エネルギーを加熱用熱交換器５３を通して還流させるように接続され、水分制御装置３０、３１に流入した雰囲気の温度と排出される雰囲気の温度とが同じ温度になるように構成している。しかし、ヒートポンプ５５自体にも損失があるため、この損失を補う目的でヒータ５４を設けてある。
【００４８】
ヒータ５４に供給される電力ＰH は温度制御装置５６により制御される。この温度制御装置５６は、水分制御装置３０、３１の流入口４９の温度センサ６２で検出される雰囲気温度ＳTIを目標値として流出口５２の温度センサ６３で検出される雰囲気温度ＳTOを同一の温度になるようにヒータ５４に供給する電力ＰH を制御する。
【００４９】
加湿器５１は、水を収容した水ボトル５７の水を超音波アクチュエータ（不図示）等を備えた加湿部５８に供給するように構成され、この超音波アクチュエータを駆動する駆動部とからなる。
【００５０】
そして、これらのヒートポンプ５５による水分除去作業と加湿器５１による水分供給作業とは制御装置５９により制御される。ドレン弁６４は熱交換チャンバ６５内のドレン皿部６５ａに溜まった水分を排出するためのものである。
【００５１】
制御装置５９はコンピュータシステムで構成してあり、キーボード等から構成される指示操作部６０とＬＣＤ等の表示部６１を備えている。そして、その入力ポートには露点計３７からの水分量データ信号ＳD （ＳDPまたはＳDH）が入力され、出力ポートからはヒートポンプ５５の作動を制御する制御信号ＳC と加湿器５１の作動を制御する制御信号ＳA とが出力される。
【００５２】
なお、ＶＯＣフリーフラックスから放出される水分の除去のみを目的とするのであれば水分除去を目的とした冷却用熱交換器５０のみの構成でもよく、地下水等の冷却水を通水しただけの簡単な冷却用熱交換器のみでもよい。さらには、高分子粉等から構成された吸湿材を配置するのみでもよい。また、水分制御装置から排出する雰囲気の温度を、流入した雰囲気の温度に完全に一致させる必要がないのであれば、加熱用熱交換器５３やヒータ５４を設ける必要はない。
【００５３】
次に、この制御装置の制御手順すなわち雰囲気中の水分制御手順を図２（ｂ）を参照して説明する。すなわち、露点計３７の出力する水分量データ信号ＳD （ＳDPまたはＳDH）が表す水分量Ｄについて、ステップＳｌでこのはんだ付け雰囲気中の水分量Ｄが予め決めた所定の水分量（ＤL ：下限値〜ＤH ：上限値）の範囲ＤL ＜Ｄ＜ＤH に入っているか否かを判断し、この範囲に入っている場合にはステップＳ５へ移行してヒートポンプ作動信号ＳC および加湿器作動信号ＳA をＯＦＦにしてその作動を停止させておく。
【００５４】
しかし、ステップＳｌで雰囲気中の水分量ＤがＤL ＜Ｄ＜ＤH の範囲に入っていない場合にはステップＳ２へ移行してＤL ＜Ｄか否かを判断する。このステップＳ２でＤL ＜Ｄの場合は雰囲気中の水分量が過剰であるのでステップＳ３へ移行してヒートポンプ作動信号ＳC を出力して水分の除去を行う。また、ステップＳ２でＤL ＜Ｄでない場合は雰囲気中の水分が不足しているのでステップＳ４へ移行し、加湿器作動信号ＳA を出力して水分を雰囲気中に供給する。
【００５５】
そして、ステップＳ３またはステップＳ４に続いてステップＳｌに戻り、以上の手順を繰り返す。ちなみに、トンネル状チャンバ４内の雰囲気中の適切な水分量すなわちはんだ付け雰囲気中の適切な水分量ＤL ＜Ｄ＜ＤH は、雰囲気の酸素濃度によっても異なってくるが通常数％程度の値である。
【００５６】
このようにして、トンネル状チャンバ４内の雰囲気中の水分は、予め決めた所定の範囲内の値ＤL ＜Ｄ＜ＤH に制御される。また、トンネル状チャンバ４から吸い込む雰囲気温度と同じ温度の雰囲気をトンネル状チャンバ４に還流させることができるので、トンネル状チャンバ４内の雰囲気に不要な熱対流を生じさせることがなく、安定した酸素濃度を維持することができる。
【００５７】
なお、このようなトンネル状チャンバ４内の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、通常はプリント配線板１にフラックスを塗布するフラックス塗布装置４１を別体に構成し、このフラックス塗布装置４１をはんだ付け装置４０の搬入口５に設けるように構成している。
【００５８】
図１において、はんだ付け装置４０の搬入口５側にインラインで設けられたフラックス塗布装置４１は噴霧式のフラックス塗布装置であり、タンク４２内に収容されたＶＯＣフリーフラックスを噴霧ノズル４３から噴霧し、この噴霧フラックス４４をプリント配線板１の被はんだ付け面（図の下方側の面）に塗着させ塗布する構成である。なお、フード４５およびフィルタ４６そして排気ファン４７は、プリント配線板１に塗着しなかった霧状の噴霧フラックス４４を吸い込んでフィルタ４６で捕捉する手段である。
（２）はんだ付け作業手順
被はんだ付けワークであるプリント配線板１は、先ずフラックス塗布装置４１でその被はんだ付け面側にＶＯＣフリーフラックスすなわち溶媒の主成分が水から成る水溶性フラックスが塗布される。
【００５９】
続いて、このプリント配線板１をはんだ付け装置４０の搬入口５から搬入する。すると、プリント配線板１は、第１の搬送コンベア２の保持爪に両側端部を保持されて、搬送仰角θl で矢印Ａ方向に搬送される。
【００６０】
そして、プリヒータ７により例えばその被はんだ付け部が約１００℃程度に予備加熱され、続いて、プリント配線板１の下方側の面すなわち被はんだ付け面を、温度が例えば約２４０℃程度の第１の噴流波１３および第２の噴流波１５に接触させ、その被はんだ付け部に溶融はんだ９を供給してはんだ付けを行う。
【００６１】
その後、プリント配線板１はトンネル状チャンバ４の頂部で第２の搬送コンベア３に移載され、搬送俯角θ2 で搬送されて搬出口６から搬出され、はんだ付けが完了する。
【００６２】
この一連のはんだ付け作業において、ＶＯＣフリーフラックスすなわち水溶性フラックスに含まれる水分が加熱されて蒸発し、トンネル状チャンバ４内の雰囲気中に放出される。すなわち、予備加熱工程１７およびはんだ付け工程１８において、フラックス中の水分が放出される。
【００６３】
他方、はんだ付け雰囲気中の水分は露点計３７によって測定され、この水分が予め指示された最適な範囲の値に対して過剰になると、水分制御装置３０のヒートポンプ５５が作動してその過剰な水分を除去する。すなわち、この過剰な水分を含む雰囲気は、吸い込み口体３３の吸い込み口３４から吸い込まれて水分制御装置に流入してその水分が除去され、吐出口体３５の吐出口３６からトンネル状チャンバ４内に還流し、はんだ付け雰囲気の水分量を適切な範囲の値に保持する。
【００６４】
逆に、ドライな窒素ガス（液体窒素ガスボンベやＰＳＡ方式の窒素ガス発生装置などのＮ2 ガス供給装置２３から供給される窒素ガスの露点は、通常−６０℃以下）が供給され続けることによってはんだ付け雰囲気中の水分量が少なくなった場合には、水分制御装置３０、３１の加湿器５１が作動してはんだ付け雰囲気の水分量を適切な範囲の値に保持する。
【００６５】
しかも、図２（ａ）のように構成すれば、トンネル状チャンバ４から吸い込む雰囲気の温度と同じ雰囲気温度でこのトンネル状チャンバ４に還流させることができるので、温度変化がなく安定した雰囲気中でプリント配線板１のはんだ付けを行うことができる。
（３）その他の実施形態例
図１においては、トンネル状チャンバ４を備えたフロー式はんだ付け装置を一例として説明したが、予備加熱およびリフローはんだ付けが加熱室（チャンバ）内で行われるリフロー式はんだ付け装置についても同様である。
【００６６】
すなわち、図示しないが、各加熱室の雰囲気を雰囲気循環用ファンによって水分制御装置に導きつつ循環させ、当該加熱室内の雰囲気中の水分量を最適な値に保持するように構成すればよい。
【００６７】
【発明の効果】
以上のように本発明のはんだ付け方法およびそれを実現するはんだ付け装置によれば、溶媒の主成分が水からなるＶＯＣフリーフラックスを使用してチャンバ内の低酸素濃度の不活性ガス雰囲気中でプリント配線板のはんだ付けを行う場合において、そのはんだ付け雰囲気中の水分量を常に最適な範囲に制御してはんだ付けを行うことが可能となり、はんだ付け接続強度が強靭でありはんだボール発生数が少ない高品質のはんだ付けを行うことが可能となる。
【００６８】
しかも、プリント配線板がはんだ付け装置に搬入されるタクトに変化があっても、そのはんだ付け雰囲気中の水分量を安定に保持することができる。したがって、いかなる生産態様においても品質および信頼性の高いプリント配線板を生産することが可能となる。しかも、このはんだ付け作業に伴う環境負荷も極めて小さくすることができる。
【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の構成を示す縦断面図である。
【図２】水分制御装置の構成およびその作動を説明するための図である。
【図３】雰囲気中の水分量に対するはんだボールの発生量とはんだ接続強度との関係を示す図である。
【符号の説明】
１  被はんだ付けワーク（プリント配線板）
２  第１の搬送コンベア
３  第２の搬送コンベア
４  トンネル状チャンバ
４ａ  開口
４ｂ  スカート
５  搬入口
６  搬出口
７  プリヒータ
８  はんだ槽
９  溶融はんだ
１０  第１のポンプ
１１  第２のポンプ
１２  第１の吹き口体
１３  第１の噴流波
１４  第２の吹き口体
１５  第２の噴流波
１６  抑止板
１７  予備加熱工程
１８  はんだ付け工程
２０  ノズル（ガス供給口体）
２１  流量調節弁
２２  流量計
２３  Ｎ2 ガス供給装置
２４  手動開閉弁
２５  フィルタ
２６  圧力制御弁
２７  圧力計
３０  予備加熱工程の水分制御装置
３１  はんだ付け工程の水分制御装置
３２  ファン
３３  吸い込み口体
３４  吸い込み口
３５  吐出口体
３６  吐出口
３７  露点計
３７ａ  センサ
４０  はんだ付け装置
４１  フラックス塗布装置
４２  タンク
４３  噴霧ノズル
４４  噴霧フラックス
４５  フード
４６  フィルタ
４７  排気ファン
４９  流入口
５０  冷却用熱交換器
５１  加湿器
５２  流出口
５３  加熱用熱交換器
５４  ヒータ
５５  ヒートポンプ
５６  温度制御装置
５７  水ボトル
５８  加湿部
５９  制御装置
６０  指示操作部
６１  表示部
６２  温度センサ
６３  温度センサ
６４  ドレン弁
６５  熱交換チャンバ
６５ａ  ドレン皿部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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