JP2002198642A - 半田付け用加熱炉 - Google Patents
半田付け用加熱炉Info
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- JP2002198642A JP2002198642A JP2000393196A JP2000393196A JP2002198642A JP 2002198642 A JP2002198642 A JP 2002198642A JP 2000393196 A JP2000393196 A JP 2000393196A JP 2000393196 A JP2000393196 A JP 2000393196A JP 2002198642 A JP2002198642 A JP 2002198642A
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Abstract
低下と熱風吹付回収用プレートの放射面の温度低下を防
止し、回路基板を効率よく加熱する。 【解決手段】 回路基板Aを加熱する加熱室22と、加
熱室22内外への回路基板Aの搬入、搬出を行う基板搬
送手段24と、回路基板Aを熱風により対流加熱する熱
風循環機26とを備えた半田付け用加熱炉20におい
て、前記加熱室22内に、複数の熱風吹付口28A及び
熱風回収口28Bを形成してこれらを交互に配置した熱
風吹付回収用プレート28を設け、該プレート28の背
面側に、該プレート28と接触するように、熱風循環機
26から熱風吹付回収用プレート28の熱風吹付口28
Aへ熱風を供給する熱風供給ゾーン30を設け、該基板
Aに吹き付けられて熱風回収口28Bから回収された熱
風を熱風循環機26へ戻す熱風回収通路34を熱風回収
口28Bと熱風循環機26との間に接続する。
Description
サ、ICチップ、トランジスタ等の電気、電子部品を配
線基板、プリント基板等の回路基板に半田付けする半田
付け用加熱炉に関するものである。
より実装する場合には、回路基板の所定位置に電気、電
子部品を搭載し、半田付けを必要とする基板と部品との
接合部にペースト状のクリーム半田を塗り、該基板を半
田付け用加熱炉内に搬送し、加熱炉内で、該基板を加熱
し、半田を溶融して、電気、電子部品を基板の回路に半
田付けを行う。
に用いられるクリーム半田としては、融点が比較的低く
て接合強度が大きい錫―鉛半田が多く用いられていた
が、近年、地球環境保護対策として、錫−鉛はんだの使
用を差し控える動きが活発化してきている。これに代わ
る半田としては、錫−銀はんだ、錫−亜鉛はんだの実用
化が検討されている。後者のはんだは接合強度が弱いた
め、すぐに実用化される可能性が低く、現在有力視され
ているのが、前者の錫−銀はんだである。
220℃程度と従来の錫−鉛はんだの融点183℃より
も30℃程度高い。そうすると、配線回路基板上に部品
を半田付けする場合、基板上に熱容量の大きい部品と小
さな部品が混在していると、各接合部間の温度差が無視
できなくなってくる。
の大きい部品の接合部の温度を200℃程度とすると、
熱容量の小さい部品の接合部の温度を240℃程度にお
さえることができたが、錫−銀はんだを使用することに
より、265℃程度まで上昇してしまい、もはや部品自
身の耐熱温度を越して、熱容量の小さい部品が劣化、破
損する恐れがある。
板を熱風により対流加熱して、すべての部品接合部間の
温度を均一化しようとすることが一般的に行われてい
る。この場合、熱風による対流加熱で回路基板に伝える
ことができる伝熱量は下記の数式で求めることができ
る。即ち、
均一に加熱するために、熱風温度(Th)は回路基板の
到達目標温度としなければならない。また、回路基板表
面積Sは回路基板によって決定されるパラメータであ
り、回路基板温度(Ts)が従属パラメータである。従
って、伝熱量(Qc)を増大させるためには、熱伝達率
(α)を増大させればよい。熱伝達率(α)は、熱風の
風速、回路基板への熱風の吹付け方法で決まる。
路基板上に搭載された電気、電子部品の位置ずれが生じ
る恐れがあるため、風速増加には限界がある。また、回
路基板への熱風の吹付け方法が図2(イ)(ロ)(ハ)
に示すように異なると、熱伝達率が下記表1に示すよう
に変化する。図2(イ)は熱風を回路基板に平行に吹き
付けた場合(平行流)、図2(ロ)は熱風を回路基板に
対し垂直方向から吹き付けた場合(垂直流)、図2
(ハ)は熱風を回路基板に対し垂直方向で、複数の吹付
口から分岐させて吹き付けた場合(垂直分岐流)であ
る。これによると、表1から明らかなように、図2
(ハ)に示す垂直分岐流の熱伝達率が167と一番大き
くなる。
合は、回路基板を加熱のために該基板に吹き付けられた
熱風をどう回収するかに留意する必要がある。特に加熱
炉内で使用される熱風の場合、省エネルギの観点から、
または、熱風が不活性雰囲気ガス、例えば、窒素ガスで
構成されるところから、熱風を循環して使用することが
望ましい。従来の熱風循環方式(輻射加熱方式を併用す
る場合を含む)の半田付け用加熱炉は、図3(イ)
(ロ)及び図4に示すような構成になっている。
内に複数の熱風吹付口3を形成した熱風吹付用プレート
2(図3(ロ)参照)を設け、該プレート2の背面側
に、回路基板Aを対流加熱するために、熱風循環機4か
ら吐出された熱風を熱風吹付用プレート2の熱風吹付口
3へ供給する熱風供給ゾーン5を設け、更に、熱風吹付
口3から回路基板Aに吹き付けられた後の熱風を回収し
て熱風循環機4へ戻す熱風回収通路6を、回路基板A及
び熱風吹付用プレート2の両側方に設けて構成される。
そして、熱風循環機4から吐出された熱風を熱風供給ゾ
ーン5に通し、熱風吹付用プレート2の熱風吹付口3か
ら回路基板Aに吹き付け、吹き付け後の熱風を回収して
熱風回収通路6に通し、熱風循環機4に戻して循環させ
るようになっている。なお、7は熱風回収通路6内に設
けられた熱風加熱用の棒状ヒータである。
風吹付回収用二重口9を形成した熱風吹付回収用プレー
ト8を設け、その熱風吹付回収用二重口9の内口9Aと
熱風循環機4の吐出側に設けられた熱風供給ゾーン10
とを熱風供給通路11で接続し、熱風吹付回収用プレー
ト8の背面側に、該プレート8と接触するように、且
つ、熱風吹付回収用二重口9の外口9Bと連通するよう
に熱風回収ゾーン12を設け、熱風回収ゾーン12と熱
風循環機4とを熱風回収通路13で接続して構成され
る。そして、熱風循環機4から吐出された熱風を熱風供
給ゾーン10及び熱風供給通路11に通し、熱風吹付回
収用プレート8における熱風吹付回収用二重口9の内口
9Aから回路基板Aに吹き付け、熱風吹付回収用二重口
9の外口9Bから回収された熱風を熱風回収ゾーン12
及び熱風回収通路13を通し、熱風循環機4へ戻して循
環させるようになっている。なお、熱風回収通路13内
には同様に熱風加熱用の棒状ヒータ7が設けられる。
(イ)(ロ)に示す構成のものは、熱風吹付用プレート
2の熱風吹付口3から回路基板Aに向けて吹き付けられ
た熱風(垂直流)が、図5に示すように、回路基板Aに
衝突後、直角に曲げられて、回路基板Aに沿って横方向
に流れる平行流になる。このため、その平行流が隣接す
る他の熱風(垂直流)と相互に干渉し合って、その熱風
(垂直流)の流れ形状が乱され、その熱風(垂直流)が
前記図2(ハ)に示すような垂直分岐流になりにくい。
そうすると、前記したように、伝熱量(Qc)を増大さ
せる大きなファクタである熱伝達率(α)が低下し、回
路基板Aを効率よく加熱することができないという問題
があった。
ト8における熱風吹付回収用二重口9の内口9Aから回
路基板Aに向けて熱風を吹き付けた後、その熱風を外口
9Bから直ちに回収するので、回路基板Aに衝突した熱
風が回路基板Aに沿って横方向に流れず、図5に示すよ
うな平行流が形成されにくい。従って、回路基板Aに垂
直に吹き付けられる熱風の形状が乱れず、垂直分岐流と
なり易いため、熱伝達率(α)の低下が生じない。
れ、その加熱に供せられた熱風は温度が低下するので、
その温度低下した熱風が熱風吹付回収用二重口9の外口
9Aから回収され、熱風回収ゾーン12を通るとき、熱
風吹付回収用プレート8の背面に接触して該プレート8
を冷やすことになる。そうすると、熱風吹付回収用プレ
ート8の回路基板A側の表面、即ち、放射面の温度が低
下し、回路基板Aを加熱する放射エネルギが減少するた
め、回路基板Aをこれまた効率よく加熱することができ
ないという問題があった。
吹き付けられる熱風を垂直分岐流に形成することにより
熱伝達率の低下を防止すると共に、熱風吹付回収用プレ
ートの放射面の温度低下を防止し、回路基板を効率よく
加熱することができるようにした半田付け用加熱炉を提
供するものである。
めに、本発明は、回路基板を加熱する加熱室と、加熱室
内外への回路基板の搬入、搬出を行う基板搬送手段と、
回路基板を熱風により対流加熱する熱風循環機とを備え
た半田付け用加熱炉において、前記加熱室内に、複数の
熱風吹付口及び熱風回収口を形成してこれらを交互に配
置した熱風吹付回収用プレートを設け、熱風吹付回収用
プレートの背面側に、該プレートと接触するように、熱
風循環機から熱風吹付回収用プレートの熱風吹付口へ熱
風を供給する熱風供給ゾーンを設け、熱風吹付回収用プ
レートの熱風吹付口から回路基板に吹き付けられて熱風
回収口から回収された熱風を熱風循環機へ戻す熱風回収
通路を熱風回収口と熱風循環機との間に接続して構成さ
れる。
付回収用プレートの熱風吹付口から回路基板に吹き付け
られた熱風を熱風吹付口に隣接する熱風回収口から直ち
に回収するので、回路基板に衝突した熱風が該基板に沿
って横方向に流れて平行流を生じることがなく、従っ
て、回路基板に吹き付けられる熱風はその形状が乱れ
ず、垂直分岐流となり、熱伝達率の低下を防止すること
ができる。
は、熱風供給ゾーンに接触しており、従って、熱風吹付
回収用プレートは、常に回路基板に吹き付けられる前の
高温の熱風の温度と同一温度に保持される。また、回路
基板を加熱して温度低下した熱風は、熱風吹付回収用プ
レートの熱風回収口で回収され、該プレートの背面側に
接触することなく、熱風回収通路を通り熱風循環機に戻
される。このため、熱風吹付回収用プレートの回路基板
側の表面、即ち、放射面の温度が低下せず、放射エネル
ギが減少するのを防止することができる。
とが可能となり、基板上に熱容量の大きい部品と小さな
部品が混在し、且つ、融点の高い錫−銀はんだを使用し
て半田付けする場合でも、各部品接合部間の温度差をな
くして均一に加熱することができ、回路基板に電気、電
子部品を良好に半田付けして実装することができる。
熱炉の一実施形態を図1により詳細に説明する。この実
施形態の半田付け用加熱炉20は、図1(イ)に示すよ
うに、回路基板Aを加熱する加熱室22と、加熱室22
内外への回路基板の搬入、搬出を行う、パレット、チェ
ーンコンベア等からなる基板搬送手段24と、回路基板
Aを熱風により対流加熱する、例えば、シロッコファン
送風機からなる熱風循環機26とを備えている。
側に所定間隔隔てて対向するように熱風吹付回収用プレ
ート28が設けられる。熱風吹付回収用プレート28
は、矩形状をしており、表裏面を貫通するように、複数
の熱風吹付口28A及び熱風回収口28Bが形成され、
これら熱風吹付口28A及び熱風回収口28Bが交互に
配置される。熱風吹付口28A及び熱風回収口28B
は、図1(ロ)に示すように、前記プレート28の全面
にわたり前後左右に交互に配置されるのが最も望ましい
形態である。なお、図示しないが、熱風吹付口28A及
び熱風回収口28Bは、例えば、回路基板Aが搬送され
てくるゾーンや基板を加熱したい部位等に、部分的に、
前後左右方向、前後方向又は左右方向に交互に配置され
るようにしてもよい。熱風吹付回収用プレート28はス
テンレススチール、アルミニウム等の金属板で出来てい
る。該プレート28の放射性を高めるために、表裏面に
高放射率の表面処理を施すことが望ましい。例えば、耐
熱性樹脂のアクリル樹脂にカーボンブラックを混合した
顔料を塗布するか、亜酸化銅皮膜を被せる等して黒体化
表面処理を施す。
は、該プレート28と接触するように、熱風循環機26
から該プレート28の熱風吹付口28Aへ熱風を供給す
るマニホールド型の熱風供給ゾーン30が設けられる。
そして、該ゾーン30内には、熱風循環機26から吐出
された熱風が熱風吹付回収用プレート28の両側方に配
置された熱風供給通路32を介して供給されるようにな
っている。
吹付口28Aから回路基板Aに吹き付けられて熱風回収
口28Bから回収された熱風を熱風循環機26へ戻して
循環させるための熱風回収通路34が、前記熱風供給ゾ
ーン30を横切るようにして、熱風回収口28Bと熱風
循環機26との間に、直接、又は図示のように、熱風供
給ゾーン30の外側に配設された熱風回収ゾーン36を
介して接続されている。
えば、窒素ガスで構成される)を加熱するための棒状の
ヒータで、図示の例では、熱風回収ゾーン36内に設け
られる。該ヒータ38は熱風供給ゾーン30、熱風供給
通路32、熱風回収通路34側に設けるようにしてもよ
い。
のような構成になっている。本加熱炉20を使用する場
合には、熱風循環機26から吐出された熱風を、熱風供
給通路32及び熱風供給ゾーン30に通し、熱風吹付回
収用プレート28の熱風吹付口28Aから、基板搬送手
段24により加熱室22内に搬入された回路基板Aに吹
き付ける。次に、吹き付けが終了して温度が低下した熱
風を、熱風回収口28Bから回収して、熱風回収通路3
4及び熱風回収ゾーン36に通し、該ゾーン36内でヒ
ータ38により所望の温度になるよう加熱し、熱風循環
機26へ戻して循環させる。このようにして、回路基板
Aを所定温度に加熱し、半田を溶融して基板に搭載され
た電気、電子部品を基板の回路に半田付けを行う。この
ような半田付け用加熱炉20を用いて回路基板Aに部品
を半田付けすると、回路基板Aに吹き付けられる熱風同
士が相互に干渉し合うことがなく、また、熱風吹付回収
用プレート28が温度低下した熱風で冷やされることも
ないので、回路基板Aを効率よく加熱して部品の半田付
けを行うことが可能になる。
しないが、通常、予備加熱ゾーン、中間加熱ゾーン、リ
フローゾーン(本加熱半田付けゾーン)等、複数の加熱
ゾーンに区分されているが、本発明の前記構成手段はど
の加熱ゾーンにも適用することができ有効である。特
に、リフローゾーンに適用した場合にはより有効であ
る。
は、回路基板Aの上側に、熱風吹付回収用プレート2
8、熱風供給ゾーン30、熱風回収通路34等を設け
て、回路基板Aを上面から熱風により対流加熱する構成
にしたが、回路基板Aの下側に、前記熱風吹付回収用プ
レート28等を設けて、回路基板Aの下面から熱風によ
り対流加熱する構成、又は、回路基板Aの上下両側に、
前記熱風吹付回収用プレート28等を設けて、回路基板
Aの上下両面から熱風により対流加熱するようにしても
よい。
0では、回路基板Aを熱風により対流加熱する場合だけ
について記載したが、加熱室22内に、更に、面状ヒー
タを設けて、対流加熱と輻射加熱を併用するようにして
もよい。この場合、前記実施形態では、回路基板Aの下
側に面状ヒータを設けてもよいし、前記熱風吹付回収用
プレート28に別にヒータを取り付けるか、該プレート
自体を通電加熱する等して、該プレート28が面状ヒー
タを兼ねるように構成してもよい。或いは、該プレート
28が面状ヒータを兼ねるようにすると共に、更に、別
個の面状ヒータを設けるようにしてもよい。
前記加熱室内に、複数の熱風吹付口及び熱風回収口を形
成してこれらを交互に配置した熱風吹付回収用プレート
を設け、熱風吹付回収用プレートの背面側に、該プレー
トと接触するように、熱風循環機から熱風吹付回収用プ
レートの熱風吹付口へ熱風を供給する熱風供給ゾーンを
設け、熱風吹付回収用プレートの熱風吹付口から回路基
板に吹き付けられて熱風回収口から回収された熱風を熱
風循環機へ戻す熱風回収通路を熱風回収口と熱風循環機
との間に接続したので、熱風吹付回収用プレートの熱風
吹付口から回路基板に吹き付けられた熱風を熱風吹付口
に隣接する熱風回収口から直ちに回収することができ、
回路基板に衝突した熱風が該基板に沿って横方向に流れ
て平行流を生じることがなくなり、熱風の熱伝達率の低
下を防止することができる。
は、熱風供給ゾーンに接触しており、熱風吹付回収用プ
レートは、常に回路基板に吹き付けられる前の高温の熱
風の温度と同一温度に保持され、回路基板を加熱して温
度低下した熱風は、熱風吹付回収用プレートの熱風回収
口で回収され、該プレートの背面側に接触することな
く、熱風回収通路を通り熱風循環機に戻されるので、熱
風吹付回収用プレートの放射面の温度が低下せず、放射
エネルギが減少するのを防止することができる。
とが可能となり、基板上に熱容量の大きい部品と小さな
部品が混在し、且つ、融点の高い錫−銀はんだを使用し
て半田付けする場合でも、各部品接合部間の温度差をな
くして均一に加熱することができ、回路基板に電気、電
子部品を良好に半田付けして実装することができる。
概要を示すもので、(イ)はその主要部の断面図、
(ロ)は(イ)のX−X線矢視図である。
で、(イ)は平行流、(ロ)は垂直流、(ハ)は垂直分
岐流の場合である。
(イ)はその主要部の断面図、(ロ)は(イ)のX−X
線矢視図である。
で、(イ)はその主要部の断面図、(ロ)は(イ)のX
−X線矢視図である。
風の吹き付け状態を示す説明図である。
Claims (1)
- 【請求項1】 回路基板を加熱する加熱室と、加熱室内
外への回路基板の搬入、搬出を行う基板搬送手段と、回
路基板を熱風により対流加熱する熱風循環機とを備えた
半田付け用加熱炉において、前記加熱室内に、複数の熱
風吹付口及び熱風回収口を形成してこれらを交互に配置
した熱風吹付回収用プレートを設け、熱風吹付回収用プ
レートの背面側に、該プレートと接触するように、熱風
循環機から熱風吹付回収用プレートの熱風吹付口へ熱風
を供給する熱風供給ゾーンを設け、熱風吹付回収用プレ
ートの熱風吹付口から回路基板に吹き付けられて熱風回
収口から回収された熱風を熱風循環機へ戻す熱風回収通
路を熱風回収口と熱風循環機との間に接続したことを特
徴とする半田付け用加熱炉。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000393196A JP3581828B2 (ja) | 2000-12-25 | 2000-12-25 | 半田付け用加熱炉 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000393196A JP3581828B2 (ja) | 2000-12-25 | 2000-12-25 | 半田付け用加熱炉 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2002198642A true JP2002198642A (ja) | 2002-07-12 |
JP3581828B2 JP3581828B2 (ja) | 2004-10-27 |
Family
ID=18859049
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2000393196A Expired - Lifetime JP3581828B2 (ja) | 2000-12-25 | 2000-12-25 | 半田付け用加熱炉 |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP3581828B2 (ja) |
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---|---|
JP3581828B2 (ja) | 2004-10-27 |
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