CN101411249B - 回流炉 - Google Patents

Abstract

在多个热风吹出口的附近形成有吸入口的现有回流炉中，热风吹出喷嘴的壁厚薄，因此若加热印刷电路板之后温度下降的热风接触到热风吹出喷嘴，则热风吹出喷嘴会被冷却。而且，在设置了现有的壁厚厚的热风吹出喷嘴的回流炉中，热风吹出喷嘴的形状被固定，因此很难形成为适合于印刷电路板的形状。本发明的回流炉通过组装各种形状的单元加热器，形成所希望形状的热风吹出喷嘴，而且单元加热器在壁厚厚的板状上纵向贯穿设置有热风喷出孔。

Description

回流炉

技术领域

本发明涉及一种使涂敷在印刷电路板上的焊膏熔化而进行焊接的回流炉。

背景技术

使用焊膏对印刷电路板和电子部件进行焊接时一般用回流炉进行。回流炉的隧道形状的马弗炉(muffler)内分为预热区、主加热区、冷却区，在预热区和主加热区设置有加热器，在冷却区设置有冷却机。

作为用于回流炉的加热器有红外线加热器和热风吹出加热器。红外线加热器是使红外线渗透到印刷电路板或者电子仪器的内部，从而使涂敷于焊接部的焊膏熔化，但因为红外线直线传播，所以不能充分地加热被电子部件遮住的焊接部以及成为缝隙的焊接部。

另一方面，因为热风吹出加热器的热风在马弗炉内形成对流，所以热风侵入到被电子部件遮住的部位以及狭窄的缝隙中，因此与红外线加热器相比具有能够均匀地加热整个印刷电路板的优点，现在多用于回流炉。

设置在以往的回流炉中的热风吹出加热器形成有大面积的热风吹出口和与该热风吹出口相邻的小面积的热风吸入口，从大面积的热风吹出口将热风大量吹出至印刷电路板上，从而同时加热印刷电路板的广大的面积。虽然认为通过从该大面积的吹出口吹出热风，能够均匀地加热印刷电路板，但是根据最近的实验结果判断出即使大面积地吹出热风也不能够均匀地进行加热。即，在从大面积的热风吹出口吹出热风加热印刷电路板之后，在印刷电路板前进并到达至吸入口时，在此热风不但没有吹到印刷电路板上，而且由于吸入热风，反而印刷电路板被冷却。因此，若描绘如此相邻设置大面积的热风吹出口和小面积的热风吸入口的回流炉中的温度曲线，则在热风吹出口温度上升，但在吸入口温度停止上升或温度下降。若如此在预热区或主加热区温度上下变动，则不能对印刷电路板均匀加热，从而发生局部过热或者加热不充分的情况，由此使电子部件热损伤或焊膏未被熔化。

鉴于这些从大面积的吹出口吹出热风的回流炉所具有的问题，提出了如下的回流炉，即，设置多个小面积的热风吹出口或连续的热风吹出口，并且在这些热风吹出口的附近，也设置多个热风吸入口或连续的热风吸入口(专利文献1～8)。

在专利文献1、4、6中热风吹出用导管从加热器面突出，在专利文献2、3中条状的热风喷射喷嘴从加热器面突出，在专利文献5中在薄板上开口有热风喷射孔，在专利文献7中在长的直线状的板材上贯穿设置有多个喷出孔，在专利文献8中在突出的长锯齿状的板材上贯穿设置有多个吹出孔。

专利文献1：JP特开平2-303674号公报

专利文献2：JP特开2001-144426号公报

专利文献3：JP特开2001-144427号公报

专利文献4：JP特开2001-326455号公报

专利文献5：JP特开2002-198642号公报

专利文献6：JP特开2002-331357号公报

专利文献7：JP特开2003-332725号公报

专利文献8：国际公开WO2006/013895号公报

发明内容

发明要解决的问题

但是专利文献1、4、6的回流炉中用于吹出热风的喷嘴是导管，因此从导管吹出的热风喷到印刷电路板，在由于加热印刷电路板而被吸热冷却的热风被吸入导管附近的吸入口时，被吸热冷却的热风与导管接触从而冷却导管。这样，从热源流入导管内的温度高的热风被冷却，因此从导管吹出的热风没有充分地升高温度，从而不能充分地加热印刷电路板。

专利文献2、3的回流炉中热风吹出喷嘴不是导管，但因为是弯曲加工薄板材而成的热风吹出喷嘴，所以也在吸入冷却的热风时被冷却。而且，专利文献2的回流炉中将直线状的热风吹出喷嘴配置为与印刷电路板的前进方向垂直，因此印刷电路板只有到达直线状的热风吹出喷嘴的正下方时才被喷到热风而被加热，但直线状喷嘴与相邻的直线状喷嘴之间的区域喷不到热风，因此发生在该区域没有被加热的不连续加热的情况。此外，专利文献3中直线状喷嘴被弯曲为曲柄(crank)形状、X形状、Z形状、W形状，但是相对于印刷电路板的前进方向，仍然存在不能加热的区域，因此不能进行连续的加热。

专利文献5的回流炉中在薄板上贯穿设置有热风的喷出孔，而且在其附近贯穿设置吸入孔，但存在吹出的热风与吸入的热风相干扰引起涡流的情况。

专利文献8中用于吹出热风的喷嘴呈锯齿形状，而且加热区域必然存在，因此不发生不连续加热的情况。然而，锯齿形状的热风吹出喷嘴的长度固定的，通常大于印刷电路板的大小。因此，在对小于锯齿形状喷嘴的长度的印刷电路板进行焊接时，产生将热风喷射至印刷电路板以外的部位的浪费的情况。此外，锯齿形状的热风吹出喷嘴虽然不发生如上所述的不连续加热的情况，但是除了锯齿形状以外还存在能够连续加热的形状，例如波形或百叶窗(louver)形状等形状，若采用这种形状，则不得不重新制作这种形状的热风吹出喷嘴。

本发明的目的在于提供一种回流炉，喷至印刷电路板而被冷却的热风不使喷嘴冷却，此外不存在不连续加热的区域，而且还不产生由于吹出的热风与吸入的热风相干扰而出现的涡流现象，另外，不仅能够形成与印刷电路板的大小匹配的喷嘴，而且能够容易地形成复杂形状的喷嘴。

用于解决问题的手段

发明人着眼于下述的情况完成了本发明，即，将吹出热风的喷嘴设定成在纵向贯穿设置有孔的板状的加热器单元时，孔的周围变成壁厚从而具有大的热容量，因此即使板状的侧面与冷却的热风接触，加热器单元也很难被冷却，其次，铝容易加工从而容易成形为任何形状，最后，在使加热器单元形成为各种适当的形状时，通过组装部件喷嘴，能够形成适合于印刷电路板大小以及所安装的电子部件的形状的组件喷嘴。

本发明是一种回流炉，其特征在于，在板状的加热器单元上在纵向贯穿设置有多个喷出孔，通过组装多个该加热器单元而形成组件喷嘴，该组件喷嘴从加热器面突出而配置，并且在组件喷嘴的附近形成有吸入口，而且多个组件喷嘴设置在预热区和主加热区的上部或上下部。

在本发明中，将组件喷嘴配置在预热区和主加热区的上部或者上下部，但也可以仅配置在上部。即，一般印刷电路板在上部涂覆焊膏，在该涂覆部装载电子部件的情况较多，因此只要用热风仅加热印刷电路板的上部，就能够熔化焊膏。然而，为了均匀加热整个印刷电路板，需要使组件喷嘴也加热印刷电路板的下部，此时，不是如本发明所使用那样的各种形状的组件喷嘴所吹出的热风，可以是从现有回流炉所使用的喷嘴所吹出的热风，或者也可以是远红外线。在本发明的回流炉中，若将组件喷嘴配置在上下部，则能够更均匀地加热印刷电路板。

在本发明中，吸入口形成在组件喷嘴的附近，但也可以与组件喷嘴的形状相匹配而沿着组件喷嘴形成该吸入口，或者在与相邻的组件喷嘴之间的大致中央位置形成吸入口。优选形成在加热器面的吸入口的形状与组件喷嘴相同，但也可以是其它形状，例如在加热器面形成有多个孔的冲孔板(punchingplate)或者形成了多个狭缝的帘状物等。冲孔板以及帘状物能够利用市场上销售的物品，因此能够节约形成吸入口的工夫。

本发明的回流炉所使用的加热器单元在板状物上在纵向贯穿设置多个孔，将贯穿设置孔的面呈长方形、“ㄑ”字形、波形的一部分等各种形状。通过组装这些加热器单元来形成所要的组件喷嘴。作为加热器单元使用板状物，由此与导管相比热容量大。结果，喷到印刷电路板而温度下降的热风即使接触到加热器单元的侧面，加热器单元的温度也难以下降，从而流入加热器单元的高温的热风的温度不下降。加热器单元优选容易机械加工且在加热时能够短时间内升温的铝制品。

在本发明中在预热区和主加热区配置有组装所述加热器单元而成的组件喷嘴。作为组件喷嘴的形状，只要是在加热印刷电路板时不存在不连续加热区域的形状即可，可以采用任何形状。作为不存在不连续加热区域的形状，有锯齿形状、波形形状、截面呈百叶窗的形状等。

为了通过组件喷嘴的锯齿形状或者波形形状而消除不连续加热区域，锯齿形状或者波形形状位于相对于印刷电路板的前进方向锯齿和波横向穿过的方向，而且与相邻的组件喷嘴相比相对于印刷电路板的前进方向，锯齿形或波形的峰与峰以及谷与谷相一致。若如此配置为组件喷嘴的锯齿形或波形的峰与峰以及谷与谷一致的形状，则印刷电路板首先被最初的组件喷嘴的峰附近的喷出孔加热，然后，伴随着印刷电路板前进，依次被朝向谷底的中途的喷出口加热，接着在到达谷底时被位于下一个组件喷嘴的峰附近的喷出孔加热。因此，印刷电路板被最初的组件喷嘴以及与其相邻的下一个组件喷嘴板加热，因此不发生不连续加热的情况，而且一直处于被加热的状态。

截面呈百叶窗形状的组件喷嘴是将多个长方形的加热器单元如百叶窗的截面那样斜向配置而形成的，并且相对于印刷电路板的前进方向排成一列。该组件喷嘴排成有多列，但在一列组件喷嘴的加热器单元中，相邻的组件喷嘴的加热器单元的一部分伸入其中而设置。若如此使加热器单元的一部分伸入相邻的组件喷嘴中，则会消除不连续加热区域。

另外，本发明涉及一种回流炉，分为预热区、主加热区和冷却区，在预热区和主加热区的上部或上下部设置有热风吹出加热器，该热风吹出加热器具有鼓风机、电热加热器以及多个组件喷嘴，在该组件喷嘴的附近形成有吸入口，其特征在于，所述组件喷嘴从加热器面突出而配置，并且通过组装多个加热器单元而成，该加热器单元在纵向贯穿设置有多个喷出孔。

发明的效果

本发明的回流炉在如下通用性方面是优良的，即，因为通过组合各种形状的加热器单元来形成组件喷嘴，所以能够将组件喷嘴形成为任何形状，即能够成为适合于印刷电路板的大小以及电子部件的安装情况的大小及形状，而且在如下热稳定性方面是优良的，即，形成组件喷嘴的加热器单元是在板厚厚的板状物上在纵向贯穿设置孔而构成的，因此热容量变大，即使喷到印刷电路板而温度下降的热风接触部件喷嘴的侧面，在加热器单元的喷出孔内流动的热风的温度也不会下降。

附图说明

图1是本发明的回流炉的主视剖视图。

图2是设置在本发明的回流炉中的热风吹出加热器的主视剖视图。

图3是热风吹出加热器的侧视剖视图。

图4是形成组件喷嘴的各种加热器单元的立体图。

图5是组件喷嘴为锯齿形形状的热风吹出加热器的俯视图。

图6是图5的局部放大立体图。

图7是组件喷嘴为波形形状的热风吹出加热器的俯视图。

图8是图7的局部放大立体图。

图9是组件喷嘴为截面呈百叶窗形状的热风吹出加热器的俯视图。

附图标记的说明

1回流炉

3预热区

4主加热区

5冷却区

6热风吹出加热器

23加热器面

24组件喷嘴

A、B、C、D加热器单元

25喷出孔

26吸入口

具体实施方式

以下，基于附图说明本发明的回流炉。图1是本发明的回流炉的主视剖视图，图2是设置在本发明的回流炉中的热风吹出加热器的主视剖视图，图3是热风吹出加热器的侧视剖视图，图4是形成组件喷嘴的各种加热器单元的立体图，图5是组件喷嘴为锯齿形形状的热风吹出加热器的俯视图，图6是图5的局部放大立体图，图7是组件喷嘴为波形形状的热风吹出加热器的俯视图，图8是图7的局部放大立体图，图9是组件喷嘴为截面呈百叶窗形状的热风吹出加热器的俯视图。

如图1所示，本发明的回流炉1在长度方向上形成有隧道形状的马弗炉2，该马弗炉分为预热区3、主加热区4、冷却区5。在预热区3的上下部设置有多个(三对)热风吹出加热器6…，在主加热区4的上下部设置有多个(二对)热风吹出加热器7…。虽然在预热区3中设置的热风吹出加热器6和在主加热区4中设置的热风吹出加热器7在结构上几乎相同，但与在预热区中设置的热风吹出加热器6相比，在主加热区中设置的热风吹出加热器7在搬运方向上的宽度短。另外，在冷却区5中设置有用于冷却焊接后的印刷电路板的一对冷却机8、8(结构未明示)。在从预热区3向着冷却区5的方向(箭头X)上搬运印刷电路板P的传送带9在马弗炉2内运转着。

在此，说明在本发明的回流炉中设置的热风吹出加热器。因为设置在预热区中的热风吹出加热器和设置在主加热区中的热风吹出加热器具有相同的结构，所以在此通过设置在预热区中的热风吹出加热器来说明。因为热风吹出加热器设置在马弗炉的上下部，所以虽然热风吹出加热器不分上下，但是假定图中说明的热风吹出加热器被设置在马弗炉的下部，从而按照如图所示的上下关系来说明。

热风吹出加热器6呈箱状，在上下方向上分成四室。该四室从下至上分为鼓风室10、加热室11、热风室12、吸入室13。

在鼓风室10的中央设置有鼓风机14。该鼓风机是鼠笼式风扇(Siroccofan)，与在外部设置的马达15联动。在鼓风室10的两侧有隔断壁16(其中一侧未图示)，该隔断壁的一端形成为开口17。各隔断壁的开口不是位于相向的位置，而是位于相互分离开的端部。

在加热室11中，在两侧形成有流路18、18，而且在加热室的内部配置有多个电热加热器19…。在用于隔开加热室11与鼓风室10的隔板20上贯穿设置有吸入孔21。该吸入孔位于鼓风机14的正上方，其直径是比作为鼓风机的鼠笼式风扇的直径小的小直径。

热风室12与上述鼓风室10的开口17相连通，从而从鼓风室10送入热风。在热风室12与吸入室13之间张紧设置有隔板22，吸入室13经由流路18与加热室11连通。而且，吸入室13之上构成为加热器面23。

在隔板22上突出于加热器面23竖直设立有组件喷嘴24。本发明所使用的组件喷嘴为图5、6所示的锯齿形状、图7、8所示的波形形状、图9所示的截面呈百叶窗的形状等。组件喷嘴通过组装多个图4所示的各种形状的加热器单元而形成。加热器单元如图所示，在壁厚厚的板状的部件上在纵向贯穿设置多个喷出孔25…。加热器单元A的喷出孔的贯穿设置面为“ㄑ”字形形状，加热器单元B的喷出孔的贯穿设置面为弯曲的波形的一部分，而加热器单元C、D的喷出孔的贯穿设置面呈长方形。图5、6所示的锯齿形状的组件喷嘴是通过将图4的A和C组装而形成，图7、8所示的波形形状的组件喷嘴是通过将多个图4的B组装而形成，而且，图9所示的截面呈百叶窗形状的组件喷嘴是通过将多个图4的C和D倾斜配置成一列而形成。图2、3的组件喷嘴是通过将A的加热器单元组装而形成。

锯齿形状和波形形状的组件喷嘴配置在相对于印刷电路板的前进方向(箭头X)横向穿过的方向上。而且，截面呈百叶窗形状的组件喷嘴是将多个长方形的加热器单元排列从而其贯穿设置面成为截面呈百叶窗形状的结构配置在相对于印刷电路板的前进方向横向穿过的方向上而成的。

在本发明所使用的热风吹出加热器的组件喷嘴的附近形成有吸入口。在实施例所示的组件喷嘴中，沿着整个组件喷嘴的周围形成吸入口26。

热风吹出加热器6的加热器面23是铝、不锈钢、铁等金属板，其表面覆盖有黑色的陶瓷27。若如此在吸入板的表面覆盖黑色陶瓷，则在吸入板被热风加热时，从黑色陶瓷放射远红外线，从而印刷电路板既被热风加热又被远红外线加热，因此与仅用热风来加热相比更能均匀加热。

接着，对具有上述结构的回流炉中的热风的吹出和吸入的状态进行说明。使在加热室11内配设的电热加热器19通电，并且驱动马达15使作为鼓风机14的鼠笼式风扇旋转。这样，加热室11内的气体被电热加热器19加热成为高温的热风，并被鼓风机14从鼓风机的吸入一侧引入至鼓风室10内。被引入至鼓风室10内的热风被鼓风机14从鼓风机的吹出一侧经由开口17送至热风室12，而且从由多个加热器单元A…形成的组件喷嘴24的喷出孔25…吹出。在马弗炉2内通过传送带9使印刷电路板P前进，并且从喷出孔25…吹出的热风喷到前进的印刷电路板P上，在此加热印刷电路板。被热风加热的印刷电路板上，涂敷在焊接部的焊膏熔化，从而将印刷电路板与电子部件焊接在一起。此时从表面23竖立设置有锯齿形状的组件喷嘴24…，因此完全不存在没有将热风喷到印刷电路板的部分，从而整个部分被热风均匀加热。从而，不会发生局部过热或焊膏未熔化的情况。

从组件喷嘴24吹出的热风的热量被印刷电路板吸收，因此热风的温度下降。这样温度下降的热风被吸入至竖立设置组件喷嘴24之处附近的吸入口26，并经由流路18进入加热室11。进入加热室11内的热风被电热加热器19加热至规定的温度，并通过鼓风机14被吸入鼓风室10内。然后，热风从开口17被送至热风室12，而且再次从组件喷嘴24的喷出孔25…吹出并加热印刷电路板。即，本发明的回流炉在从组件喷嘴吹出的热风加热印刷电路板之后，立即被近处的吸入口吸入，因此不与从其它的组件喷嘴吹出的热风相干扰。因此，在本发明的回流炉中，在马弗炉内不产生涡流，而且氧气的浓度稳定。

产业上的可利用性

本发明的回流炉因为不产生热风的涡流，所以在将马弗炉内充满非活性气体的非活性气体环境的回流炉中，能够起到优异的效果，而且，因为能够均匀地加热印刷电路板整体，所以不言而喻也能够应用到大气回流炉。

Claims (8)

1.一种回流炉，分为预热区、主加热区和冷却区，在预热区和主加热区的上部或上下部设置有热风吹出加热器，该热风吹出加热器具有鼓风机、电热加热器以及多个组件喷嘴，在该组件喷嘴的附近形成有吸入口，其特征在于，所述组件喷嘴从加热器面突出而配置，并且通过组装多个加热器单元而成，该加热器单元在纵向贯穿设置有多个喷出孔。

2.根据权利要求1所述的回流炉，其特征在于，所述加热器单元的喷出孔的贯穿设置面为“ㄑ”字形形状。

3.根据权利要求1所述的回流炉，其特征在于，所述加热器单元的喷出孔的贯穿设置面为弯曲形状。

4.根据权利要求1所述的回流炉，其特征在于，所述加热器单元的喷出孔的贯穿设置面为矩形形状。

5.根据权利要求1至4所述的回流炉，其特征在于，所述加热器单元由铝制成。

6.根据权利要求1所述的回流炉，其特征在于，所述组件喷嘴为锯齿形状。

7.根据权利要求1所述的回流炉，其特征在于，所述组件喷嘴为波形形状。

8.根据权利要求1所述的回流炉，其特征在于，所述组件喷嘴的截面呈百叶窗形状。

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