JP2002033574A - リフローはんだ付け装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 プリント配線板の上面および下面の加熱を効
率よく行いリフローはんだ付けする加熱モードと、一方
の面を効率よく加熱してリフローはんだ付けを行いなが
ら他方の面を効率よく冷却する冷却モードとを切り換え
ることができるリフローはんだ付け装置を提供するこ
と。 【解決手段】 プリント配線板１を加熱しリフローはん
だ付けを行う加熱室３をプリント配線板１に対して進退
自在に設ける。そして退出したときにプリント配線板１
の面に沿って冷風を通風させる送風口２１と排風口２２
を開口させ、進出したときはこれらを閉口させる連動開
閉手段を設けるように構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、被はんだ付け部に
予めはんだを供給した板状の被はんだ付けワーク、例え
ば多数の電子部品を搭載したプリント配線板をリフロー
はんだ付けするリフローはんだ付け装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】プリント配線板に電子部品を搭載しては
んだ付けする際に、リフローはんだ付け装置が使用され
ている。リフローはんだ付け装置は、プリント配線板等
の被はんだ付けワークの被はんだ付け部に予め供給して
おいたはんだを加熱溶融させてはんだ付けを行う装置で
ある。

【０００３】この加熱手段としては、赤外線等の熱線加
熱手段や熱雰囲気を吹きつける熱風加熱手段、さらには
それらを併用した加熱手段がよく使用されている。

【０００４】他方で、プリント配線板の実装状態として
は、その一方の面のみに被はんだ付け部があるプリント
配線板と両方の面に被はんだ付け部があるプリント配線
板とがある。また、両方の面に被はんだ付け部があるプ
リント配線板には、その両方の面をリフローはんだ付け
するように実装設計されたプリント配線板と、一方の面
はリフローはんだ付けを行うが他方の面はフローはんだ
付けを行うように実装設計されたプリント配線板とがあ
る。

【０００５】ところで、プリント配線板の一方の面のリ
フローはんだ付けを行っている際に、他方の面を冷却し
たいプリント配線板がある。すなわち、リフローはんだ
付けを行う側は加熱してもよいが他方の面には耐熱温度
の低い電子部品が搭載されているような場合や、他方の
面のはんだ付けが既に完了していてこの面が加熱される
と、既にはんだ付けが完了している被はんだ付け部のは
んだが溶融し、そのはんだ付けに障害を発生するような
場合である。

【０００６】このように、プリント配線板の一方の面側
を加熱して他方の面側を冷却しながらリフローはんだ付
けを行う技術としては、実公平３−４７３４０号公報の
技術や特許第２６２５９３１号公報、特許第２５０２８
２６号公報、特許第２５０２８２７号公報の技術、さら
には特開平１０−２０９６２７号公報の技術、等々があ
る。そして、これら何れの技術も、プリント配線板の冷
却を必要とする面側に冷風を供給するように構成してい
る。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】リフローはんだ付けの
対象であるプリント配線板には多種多様なものがあり、
両方の面を併せて加熱してリフローはんだ付けを行う必
要があるプリント配線板や、一方の面側のリフローはん
だ付けを行いながら他方の面側を冷却する必要があるプ
リント配線板もある。

【０００８】しかし、従来のリフローはんだ付け装置で
は、両面加熱を効率良く行いリフローはんだ付けする加
熱モードと、一方の面側を効率良く加熱してリフローは
んだ付けを行いながら他方の面側を効率良く冷却する冷
却モードとを切り換えることができなかった。

【０００９】すなわち、プリント配線板の加熱を効率良
く行うためには、加熱手段とプリント配線板との距離を
接近させると良い。特に、熱風加熱を行う場合には、プ
リント配線板ひいてはその被はんだ付け部への入熱量が
熱風の風速に比例するため、熱風の吹き口をできるだけ
プリント配線板に接近させ、熱風の拡散が生じないよう
にしてプリント配線板に吹きつけるように構成する必要
があるからである。

【００１０】また、プリント配線板の冷却を効率良く行
うためには、プリント配線板の冷却面側に大流量の冷風
を供給し通風させる必要がある。

【００１１】例えば、実公平３−４７３４０号公報の技
術では、冷風の通路は確保されているが、その分だけ加
熱手段がプリント配線板から遠ざかった位置に配設され
ている。したがって、加熱効率を高めることが難しい。
特に実公平３−４７３４０号公報では、加熱手段として
赤外線ヒータが例示されているが、仮にこの赤外線ヒー
タの位置に熱風の吹き口を設けると、熱風が拡散してか
らプリント配線板に吹きつけられるようになり、極めて
加熱効率の悪いリフローはんだ付け装置となってしま
う。

【００１２】本発明の目的は、両面加熱を効率良く行い
リフローはんだ付けする加熱モードと一方の面側を効率
良く加熱してリフローはんだ付けを行いながら他方の面
側を効率良く冷却する冷却モードとを切り換えることが
できるリフローはんだ付け装置を実現することによっ
て、あらゆる種類のプリント配線板のリフローはんだ付
けを行うことができるようにすることにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明のリフローはんだ
付け装置は、リフローはんだ付けを行う場合には加熱手
段を板状の被はんだ付けワークであるプリント配線板に
接近させ、冷却を行う場合には加熱手段をプリント配線
板から遠ざけて冷却用の冷風通路を十分に確保するとと
もに、冷風の通風手段が連動して開口するように構成し
たところに特徴がある。

【００１４】すなわち、被はんだ付け部に予めはんだが
供給された板状の被はんだ付けワークを加熱手段で加熱
して前記板状の被はんだ付けワークのはんだ付けを行う
リフローはんだ付け装置であって、次のように構成す
る。

【００１５】前記板状の被はんだ付けワークを搬送する
搬送手段と、前記搬送手段を挟んで前記板状の被はんだ
付けワークの一方の面を加熱する第１の加熱手段と、前
記枝状の被はんだ付けワークの他方の面を加熱する第２
の加熱手段とを設ける。

【００１６】そして、前記第１の加熱手段と第２の加熱
手段のうちの少なくとも一方の加熱手段を前記板状の被
はんだ付けワークの面に対して進退移動させる進退手段
と、前記搬送手段の搬送方向の側部側に設けられかつ前
記進退移動する加熱手段に面する前記板状の被はんだ付
けワークの面に沿って冷風を通風させる送風口および排
風口を備えた通風手段とを設ける。

【００１７】しかも、前記進退移動する加熱手段に連動
し当該加熱手段が前記板状の被はんだ付けワークの面か
ら退出した際に前記送風口および排風口を開き進出した
際に閉じる連動開閉手段を備えるように構成する。

【００１８】これにより、プリント配線板のリフローは
んだ付けを行う場合には加熱手段をプリント配線板の加
熱するべき面に進出させて接近させることができるので
効率の良い加熱を行うことができるようになる。

【００１９】また、プリント配線板の一方の面（被加熱
面）のリフローはんだ付けを行う際に他方の面（被冷却
面）を冷却する必要がある場合には、被冷却面から加熱
手段を退出させて遠ざけ、この被冷却面に沿って大量の
冷風を通風させることができる十分な冷風通路を確保す
ることができるようになり、効率の良い冷却を行うこと
ができるようになる。

【００２０】しかも、この加熱手段の進出により冷風の
送風口と排風口とが連動して閉じ、加熱手段の退出によ
り冷風の送風口と排風口とが連動して開口するので、プ
リント配線板の加熱の際に送風口や排風口に加熱雰囲気
が漏出することもなく、封止された状態で効率の良い加
熱を行うことができる。

【００２１】特に、リフローはんだ付け装置内に窒素ガ
ス等の不活性ガスを供給して低酸素濃度の不活性ガス雰
囲気中でリフローはんだ付けを行う装置の場合には、雰
囲気の漏出は酸素濃度の上昇を招き、窒素ガスを浪費す
る原因となる。したがって、本発明の連動開閉手段は必
須である。

【００２２】

【発明の実施の形態】本発明にかかるリフローはんだ付
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。尚、板状の被はんだ付けワークは、多数の電
子部品を搭載したプリント配線板である。 （１）構成 図１および図２を参照して、本発明にかかるリフローは
んだ付け装置の一実施形態例を説明する。

【００２３】図１は、本発明のリフローはんだ付け装置
の一実施形態例の加熱モードの状態を示す図、図２は、
冷却モードの状態を示す図である。また、図１および図
２はともに、（ａ）は、リフローはんだ付け装置の縦断
面を示す図であり、（ｂ）は、（ａ）の横断面（図１に
おいてはＩ−Ｉ断面、図２においてはＩＩ−ＩＩ断面）
を示している。

【００２４】すなわち、プリント配線板１を矢印Ａ方向
に搬送する搬送コンベア２に沿って、その下方側と上方
側つまりプリント配線板１の一方の面側と他方の面側に
加熱手段（加熱室）３を設けてある。この加熱手段３は
熱風加熱手段であり、ヒータ４により加熱した雰囲気を
モータ５に回転駆動されたファン６によりプリント配線
板１に吹きつけて加熱する構成である。

【００２５】熱風は循環して流れるように構成されてい
て、ファン６によりプリント配線板１に吹きつけられた
熱風は、流路形成板７によって仕切られて形成された還
流路８を通って再びファン６に還流する。なお、この還
流路８はプリント配線板１の搬送方向Ａから見て両側端
部側に形成してある。

【００２６】また、雰囲気を加熱するヒータ４はこの還
流路８に設けてあり、熱風の吹き口９に設けられた図示
しない温度センサによりプリント配線板１に吹きつける
熱風の温度を検出し、この温度が予め決めた所定の温度
（目標温度）となるように図示しない温度制御装置がヒ
ータ４に供給する電力を制御する構成である。

【００２７】そして、ファン６から送風される熱風は、
整流手段例えば多数の透孔１１ａを設けた整流板１１に
よりその風速の大きさと方向が揃えられ、プリント配線
板１の搬送方向Ａに対して交差する向きに設けられた多
数の条列状の吹き口９から吹き出してプリント配線板１
に均一に吹きつけられる。

【００２８】本実施形態例のリフローはんだ付け装置に
おいては、この加熱室３の内部構成は搬送コンベア２の
上方側でも下方側でも同じ構成となっている。しかし、
一方の加熱手段３を赤外線加熱手段等の他の加熱手段に
したりすることもできる。

【００２９】また、本実施形態例のリフローはんだ付け
装置は、３つの加熱ゾーン（予備加熱部１２として昇温
部１３と均温部１４の２ゾーン、そしてリフロー部１５
の１ゾーン）から構成してある。尚、各加熱室３を細分
化する程、プリント配線板１の加熱プロファイルを細か
く制御することができるようになる。

【００３０】そして、搬送コンベア２の下方側であって
その側部側、すなわちプリント配線板１の下方側の面に
臨むように送風ダクト１６と冷風送風ファン１８および
これに対向した排風ダクト１７と排風ファン１９からな
る通風手段２０を設けてある。本実施形態例では、プリ
ント配線板１の下方側の面に臨むように通風手段２０を
設けたが、同様の通風手段２０をプリント配線板１の上
方側の面に臨むように設けても良く、また上下の両方側
に設けてもよい。

【００３１】この通風手段２０の送風口２１と排風口２
２は、下方側の加熱室３の下側加熱炉体２４が上下方向
に、すなわちプリント配線板１の板面に対して進出して
接近したり、退出して遠ざかったりした際に、その炉壁
２６により連動して開閉される仕組みである。

【００３２】下方側の加熱室３すなわち下側加熱炉体２
４はアクチュエータ２７により上下方向に移動、すなわ
ちプリント配線板１の板面に対して進退することができ
るように構成されている。アクチュエータ２７として
は、空気圧アクチュエータや油圧アクチュエータ、電動
アクチュエータ、等々を使用することができる。なお、
上方側の加熱室３すなわち上側加熱炉体２３および搬送
コンベア２と通風手段２０は、図示しないフレームによ
り別途に固定されている。

【００３３】すなわち、図１は、下側加熱炉体２４が上
昇していて加熱手段３の吹き口９がプリント配線板１の
板面に接近している場合すなわち加熱モードを示し、そ
の炉壁２６が通風手段２０の送風口２１と排風口２２を
閉じ、効率の良い加熱を行うことができる。

【００３４】また、図２は、下側加熱炉体２４が下降し
ていて加熱手段３の吹き口９がプリント配線板１の板面
から遠ざかっている場合すなわち冷却モードを示し、プ
リント配線板１の下方側に冷風の通路を大きく開くとと
もにその炉壁２６が通風手段２０の送風口２１と排風口
２２とを開き、冷風をプリント配線板１の下方側の面に
沿って通風させ、プリント配線板１の下方側の面を効率
よく冷却することができるようになる。

【００３５】なお、送風口２１および排風口２２に設け
られた摺動部材２８は下側加熱炉体２４の炉壁２６に摺
動して加熱室３の封止を保つ部材であり、耐熱性ゴム部
材等を使用することができる。また、下側加熱炉体２４
の炉壁２６の上端に設けた当接部材２９も耐熱性ゴム部
材等から成るものであり、下側加熱炉体２４を図１のよ
うに上方に進出させた場合に遮蔽板３０に当接して加熱
室３の封止を保つ部材である。

【００３６】前記遮蔽板３０は、図１（ｂ）および図２
（ｂ）にも示すように、プリント配線板１の両側端部側
に設けた板状の部材であり、搬送コンベア２およびプリ
ント配線板１を境界として上側の加熱室３の雰囲気と下
側の加熱室３の雰囲気とが混ざり合わないように設けて
ある部材である。

【００３７】なお、さらに同様の通風手段２０をプリン
ト配線板１の上方側の面に臨むように設ける場合には、
図示はしないが、上側加熱炉体２３もアクチュエータに
より上下方向に移動できるように構成する。すなわち、
図１および図２に示すリフローはんだ付け装置の下側加
熱炉体２４の構成を上側加熱炉体２３の構成にも適用す
ればよい。そして、そのように構成すれば、プリント配
線板１の上方側の面および下方側の面の何れの面に対し
ても加熱と冷却を切り換えて行うことができるようにな
る。

【００３８】また、本実施形態例では、送風ダクト１６
および排風ダクト１７内に冷風を通風させるためのファ
ン１８，１９を設けたが、それらダクト１６，１７に配
管により連繋してブロワを設けるように構成してもよ
い。すなわち、ブロワから供給された冷風を送風ダクト
１６からプリント配線板１の板面に沿って送風し、送風
されプリント配線板１の下方側の面に接触して温度上昇
した雰囲気を排風ダクト１７からブロワに吸い込んで排
風し、プリント配線板１の下方側の面に沿って冷風を通
風させるように構成してもよい。 （２）作動 図１に示すように、下側加熱炉体２４を上昇させて加熱
手段である加熱室３ひいては熱風の吹き口９をプリント
配線板１の下方側の面に進出させれば、通風手段２０の
送風口２１および排風口２２が閉じる。そして、この通
風手段２０の冷風送風ファン１８や排風ファン１９の回
転も停止させる。

【００３９】したがって、プリント配線板１の上方側お
よび下方側の面を熱風により加熱することができるよう
になる。この場合、熱風の吹き口９をプリント配線板１
の板面すなわち被はんだ付け面に近接して位置させるこ
とができるので、効率良く加熱することができる。

【００４０】もちろん、リフローはんだ付けするプリン
ト配線板１が、その一方の面にのみ被はんだ付け部を有
する場合において、例えば、その被はんだ付け面を上方
側に向けてリフローはんだ付け装置に搬入し、プリント
配線板１の上方側の面のみのリフローはんだ付けを行
い、下方側の面を補助的に加熱することもできる。ま
た、この逆も行うことができる。すなわち、図１の状態
では、通常のリフローはんだ付け装置として作動する。

【００４１】すなわち、リフローはんだ付け装置の搬入
口３１から搬入されたプリント配線板１は、搬送コンベ
ア２に支持されて矢印Ａ方向に搬送され、昇温部１３の
加熱室３および均温部１４の加熱室３で予備加熱されリ
フロー部１５の加熱室３で被はんだ付け部のはんだを溶
融させてリフローはんだ付けが行われる。そしてその
後、搬出口３２から搬出される。

【００４２】これに対し、図２に示すように、下側加熱
炉体２４を下降させて加熱手段である加熱室３ひいては
熱風の吹き口９をプリント配線板１の下方側の面から退
出させれば、通風手段２０の送風口２１および排風口２
２が開き、プリント配線板１の下方側の面と吹き口９と
の間に冷風を通風させる広い通路を形成することができ
る。そして、この通風手段２０の冷風送風ファン１８や
排風ファン１９も回転させる。

【００４３】したがって、プリント配線板１の上方側の
面を熱風により加熱しながら、下方側の面に沿って大流
量の冷風を通風させることができるようになり、この下
方側の面を効率良く冷却することができるようになる。

【００４４】すなわち、リフローはんだ付け装置の搬入
口３１から搬入されたプリント配線板１は、搬送コンベ
ア２に支持されて矢印Ａ方向に搬送され、その上方側の
面を昇温部１３の加熱室３および均温部１４の加熱室３
で予備加熱しリフロー部１５の加熱室３でリフローはん
だ付けすることができる。しかも、下方側の面は冷風に
より効率良く冷却することができる。

【００４５】なお、プリント配線板１を冷却する通風手
段２０をプリント配線板１の上方側の面にも臨むように
設けた場合には、この上方側の面に対しても以上のよう
な効率の良い加熱と効率の良い冷却を選択して行うこと
ができるようになる。 （３）その他の実施形態例 次に本発明にかかるリフローはんだ付け装置のそのほか
の実施形態例を説明する。

【００４６】図１および図２に示す実施形態例では、昇
温部１３および均温部１４からなる予備加熱部１２そし
てリフロー部１５の３つの加熱手段すなわち加熱室３を
下側加熱炉体２４と一体にして上下方向に移動させるよ
うに構成したが、例えば、最も加熱温度の高いリフロー
部１５の加熱室３のみを上下方向に移動できるように構
成してもよい。この場合は、リフロー部１５においての
みプリント配線板１の下方側の面の加熱や冷却を切り換
えて行えるようになる。

【００４７】さらに、このような加熱と冷却の切り換え
手段を、各加熱室３ごとに設定するように構成すること
もできる。

【００４８】なお、図２に点線で示すように、下側加熱
炉体２４の各加熱室３において、図１に示す方向とは逆
方向にファン６を回転させ、その雰囲気の循環方向を逆
転させている。これは、リフローはんだ付けするプリン
ト配線板１の種類が変わり、加熱モードから冷却モード
に切り換えた直後に、加熱モードの際に高温になってい
た下方側の加熱室３の冷却を速めるためである。すなわ
ち、プリント配線板１の下方側の面に沿って通風してい
る冷風を吹き口９から吸い込んで、この加熱室３を急速
に冷却することができるように構成したものである。こ
れにより、生産切り換え時間のリードタイムを短縮する
ことが可能となり、その生産性を高めることができるよ
うになる。

【００４９】

【発明の効果】以上のように本発明にかかるリフローは
んだ付け装置によれば、プリント配線板の両面の加熱を
効率良く行いリフローはんだ付けする加熱モードと、一
方の面側を効率良く加熱してリフローはんだ付けを行い
ながら他方の面側を効率良く冷却する冷却モードとを切
り換えることができるようになり、１台のリフローはん
だ付け装置であらゆるプリント配線板のリフローはんだ
付けを行うことができるようになる。しかも、高効率加
熱と高効率冷却とを両立させることができる。

【００５０】また、冷却モードに切り換えた直後に、冷
風が通風する加熱室のファンを逆回転させることにより
急速に加熱室を冷却することが可能となる。すなわち、
異なる種類のプリント配線板への生産切り換えに伴うリ
ードタイムを短縮することができるようにもなり、多品
種生産におけるリフローはんだ付けの生産性も高めるこ
とができるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のリフローはんだ付け装置の一実施形態
例の加熱モードの状態を示す図である。

【図２】冷却モードの状態を示す図である。

【符号の説明】

１ プリント配線板 ２ 搬送コンベア ３ 加熱室（加熱手段） ４ ヒータ ５ モータ ６ ファン ７ 流路形成板 ８ 還流路 ９ 吹き口 １１ 整流板 １１ａ 透孔 １２ 予備加熱部 １３ 昇温部 １４ 均温部 １５ リフロー部 １６ 送風ダクト １７ 排風ダクト １８ 冷風送風ファン １９ 排風ファン ２０ 通風手段 ２１ 送風口 ２２ 排風口 ２３ 上側加熱炉体 ２４ 下側加熱炉体 ２６ 炉壁 ２７ アクチュエータ ２８ 摺動部材 ２９ 当接部材 ３０ 遮蔽板 ３１ 搬入口 ３２ 搬出口

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被はんだ付け部に予めはんだが供給され
   た板状の被はんだ付けワークを加熱手段で加熱して前記
   板状の被はんだ付けワークのはんだ付けを行うリフロー
   はんだ付け装置であって、 前記板状の被はんだ付けワークを搬送する搬送手段と、 前記搬送手段を挟んで前記板状の被はんだ付けワークの
   一方の面を加熱する第１の加熱手段と、 前記板状の被はんだ付けワークの他方の面を加熱する第
   ２の加熱手段と、 前記第１の加熱手段と第２の加熱手段のうちの少なくと
   も一方の加熱手段を前記板状の被はんだ付けワークの面
   に対して進退移動させる進退手段と、 前記搬送手段の搬送方向の側部側に設けられかつ前記進
   退移動する加熱手段に面する前記板状の被はんだ付けワ
   ークの面に沿って冷風を通風させる送風口および排風口
   を備えた通風手段と、 前記進退移動する加熱手段に連動し当該加熱手段が前記
   板状の被はんだ付けワークの面から退出した際に前記送
   風口および排風口を開き進出した際に閉じる連動開閉手
   段とを備えて成ることを特徴とするリフローはんだ付け
   装置。