JP2004025274A

JP2004025274A - 加熱炉

Info

Publication number: JP2004025274A
Application number: JP2002188393A
Authority: JP
Inventors: Shuichi Inagaki; 稲垣　秀一; Osamu Yamato; 山戸　修
Original assignee: Aisin AW Co Ltd
Current assignee: Aisin AW Co Ltd
Priority date: 2002-06-27
Filing date: 2002-06-27
Publication date: 2004-01-29

Abstract

【課題】電子部品実装品の品質を向上させることができるようにする。
【解決手段】搬送路に沿って一列に並べられた複数のホットプレートと、被加熱体を、各ホットプレート上に順次載置することによって搬送する搬送装置と、前記被加熱体を加熱する加熱部材とを有する。そして、前記各被加熱体のうちの所定の被加熱体が傾斜させられる。はんだ１３内に形成されたボイド１４がはんだ１３外に放出されるので、ボイド１４が残ったまま電子部品実装品が形成されることがなくなる。電子部品実装品の品質を向上させることができる。
【選択図】　　　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、加熱炉に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えば、電子部品が実装された電子部品実装品としてのプリント基板を製造する場合、あらかじめはんだペーストが印刷された基板に、リードを位置合せするように電子部品を搭載し、電子部品が搭載された状態の基板、すなわち、部品搭載基板を加熱炉としてのリフロー炉に送り、該リフロー炉において、部品搭載基板を加熱して、電子部品のはんだ付けを行うようにしている。
【０００３】
前記リフロー炉において、部品搭載基板は、炉内をベルトコンベアによって搬送される間に、所定の温度プロファイルで予備的に加熱された後、正規に加熱され、はんだペーストのはんだが溶融させられる。そして、リフロー炉から排出された部品搭載基板が冷却されると、電子部品と基板とがはんだ接合され、プリント基板が完成される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来の加熱炉においては、炉内においてはんだが溶融させられている間に、基板と電子部品との間にボイドが形成され、そのまま残ってしまうので、プリント基板の品質が低下してしまう。
本発明は、前記従来の加熱炉の問題点を解決して、電子部品実装品の品質を向上させることができる加熱炉を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
そのために、本発明の加熱炉においては、搬送路に沿って一列に並べられた複数のホットプレートと、被加熱体を、各ホットプレート上に順次載置することによって搬送する搬送装置と、前記被加熱体を加熱する加熱部材とを有する。
【０００６】
そして、前記各被加熱体のうちの所定の被加熱体が傾斜させられる。
【０００７】
本発明の他の加熱炉においては、さらに、前記各ホットプレートのうちの所定のホットプレートが傾斜させられる。
【０００８】
本発明の更に他の加熱炉においては、さらに、炉内に、被加熱体を予備的に加熱する予熱部、及び被加熱体を正規に加熱する加熱部が形成される。そして、前記所定のホットプレートは、前記加熱部に配設される。
【０００９】
本発明の更に他の加熱炉においては、さらに、前記予熱部においてはんだ内のフラックスが活性化される。そして、前記加熱部においてはんだが溶融させられる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、この場合、加熱炉としてリフロー炉について説明する。
【００１１】
図１は本発明の実施の形態における部品搭載基板の断面を示す第１の図、図２は本発明の実施の形態におけるリフロー炉の概略を示す縦断面図、図３は本発明の実施の形態におけるリフロー炉の概略を示す横断面図、図４は本発明の実施の形態におけるリフロー炉の温度プロファイルを示す図、図５は本発明の実施の形態における搬送装置を示す図、図６は本発明の実施の形態における搬送装置の動作を示す図、図７は本発明の実施の形態における搬送装置の要部を示す図、図８は本発明の実施の形態における部品搭載基板の断面を示す第２の図である。
【００１２】
図において、１０は被加熱体としての部品搭載基板であり、該部品搭載基板１０は、あらかじめはんだペーストが印刷された基板１１に、リードを位置合せするように電子部品１２を搭載することによって形成される。図１及び８においては、説明の便宜上一つの電子部品１２だけが示されているが、必要に応じて複数の電子部品が搭載される。
【００１３】
また、２１はリフロー炉であり、該リフロー炉２１は、前記部品搭載基板１０の搬送路２２に沿って長手方向に延在させて形成された筐（きょう）体２３を備え、該筐体２３は、前記搬送路２２の入口側に位置する前壁２４、前記搬送路２２の出口側に位置する後壁２５、左右の側壁２５、２６、頂壁２７及び底壁２８を備え、前記前壁２４に入口３１が、前記側壁２５に出口３２が形成される。
【００１４】
また、前記筐体２３内は、搬送路２２に沿って複数のホットプレートｈｉ（ｉ＝１、２、…、５）が一列に並べて配設され、各ホットプレートｈｉ上に部品搭載基板１０を載置することができるようになっている。なお、本実施の形態においては、５個のホットプレートｈｉが配設されるようになっているが、任意に数のホットプレートを配設することができる。そして、各ホットプレートｈ１〜ｈ４内に第１の加熱部材としての図示されない加熱ヒータが埋設され、該加熱ヒータを通電し、熱伝達によって前記部品搭載基板１０を加熱することができる。
【００１５】
また、炉内、すなわち、前記筐体２３内は、第１〜第３の領域ＡＲ１〜ＡＲ３に区画され、第１の領域ＡＲ１によって部品搭載基板１０を予備的に加熱する予熱部が、第２の領域ＡＲ２によって部品搭載基板１０を正規に加熱する加熱部が、第３の領域ＡＲ３によって部品搭載基板１０を冷却する冷却部が構成される。また、前記第１、第２の領域ＡＲ１、ＡＲ２においては、前記頂壁２７に、各ホットプレートｈ１〜ｈ４と対向させて、輻（ふく）射によって部品搭載基板１０を加熱するために、第２の加熱部材としての赤外線ヒータ３７が取り付けられ、第３の領域ＡＲ３においては、ホットプレートｈ５に隣接させて冷却部材としての図示されない冷却ファンが配設される。なお、本実施の形態においては、第１、第２の領域ＡＲ１、ＡＲ２の頂壁２７に赤外線ヒータ３７が取り付けられるようになっているが、該赤外線ヒータ３７は必ずしも必要ではない。
【００１６】
そして、図示されない制御部の予熱処理手段は、予熱処理を行い、前記加熱ヒータを通電して各ホットプレートｈ１、ｈ２を加熱し、部品搭載基板１０を熱伝達によって加熱するとともに、赤外線ヒータ３７を通電して赤外線を発生させ、部品搭載基板１０に放射し、部品搭載基板１０を輻射によって予熱する。また、前記制御部のヒータ加熱処理手段は、加熱処理を行い、前記加熱ヒータを通電して各ホットプレートｈ３、ｈ４を加熱し、部品搭載基板１０を熱伝達によって加熱するとともに、赤外線ヒータ３７を通電して赤外線を発生させ、部品搭載基板１０に放射し、部品搭載基板１０を輻射によって加熱する。
【００１７】
したがって、入口３１を介して筐体２３内に進入した部品搭載基板１０は、第１の領域ＡＲ１において、温度Ｔ１になるように予備的に加熱され、第２の領域ＡＲ２において、温度Ｔ２になるように正規に加熱され、第３の領域ＡＲ３において室温まで冷却される。
【００１８】
ところで、前記部品搭載基板１０を搬送するために、前記搬送路２２に沿って、かつ、各ホットプレートｈｉに対応させて搬送装置としてのウォーキングビーム４１（図５及び６においては、そのうちの一つのウォーキングビーム４１を示す。）が配設される。各ウォーキングビーム４１は、前記部品搭載基板１０を支持するために２本のアーム４２、４３を備え、各ホットプレートｈｉの上面には、前記アーム４２、４３に対応する位置に、アーム４２、４３を十分に収容することができるだけの幅及び深さを有する溝４４、４５が形成される。
【００１９】
したがって、前記制御部の搬送処理手段は、搬送処理を行い、ウォーキングビーム４１の第１の駆動工程で、前記ウォーキングビーム４１を、対応するホットプレートｈｉ上に位置させ、該ホットプレートｈｉ上に部品搭載基板１０を載置し、第２の駆動工程で、図６の矢印で示されるように、ウォーキングビーム４１を、前方に移動させた後に、搬送路２２に沿って下流側に移動させ、更に下方に移動させて隣接するホットプレートｈｉ上に位置させることによって、部品搭載基板１０を隣接するホットプレートｈｉに移動させることができる。続いて、第３の駆動工程で、前記ウォーキングビーム４１を、水平に上流側に移動させ、元のホットプレートｈｉ上に位置させる。
【００２０】
このように、各ウォーキングビーム４１を第１〜第３の駆動工程で二つのホットプレート間を移動させることによって、各部品搭載基板１０を連続的に上流側のホットプレート上から下流側のホットプレート上に順次移動させ、搬送することができる。
【００２１】
そして、部品搭載基板１０が出口３２を介してリフロー炉２１から排出されると、電子部品１２と基板１１とがはんだ接合され、プリント基板が電子部品実装品として完成される。
【００２２】
ところで、前述されたように、部品搭載基板１０は、あらかじめはんだペーストが印刷された基板１１に、リードを位置合せするように電子部品１２を搭載することによって形成される。したがって、前記第１の領域ＡＲ１に供給された部品搭載基板１０がホットプレートｈ１、ｈ２によって予備的に加熱され、部品搭載基板１０の温度がＴ１になると、基板１１のはんだペーストのはんだ１３内のフラックスが活性化され、はんだ１３の酸化皮膜が除去される。
【００２３】
続いて、部品搭載基板１０が第２の領域ＡＲ２に供給され、該第２の領域ＡＲ２においてホットプレートｈ３、ｈ４によって部品搭載基板１０が加熱され、部品搭載基板１０の温度がＴ２になり、はんだ１３が溶融させられると、図８に示されるように、溶融させられたはんだ１３内に残留したフラックスによってボイド１４が形成される。
【００２４】
そこで、前記第２の領域ＡＲ２内の所定のホットプレートが、幅方向において所定の角度だけ傾斜させられる。本実施の形態においてはホットプレートｈ４が、幅方向において、右側の縁部が左側の縁部より高くなるように、所定の角度だけ傾斜させられる。そのために、前記各ホットプレートｈｉを支持する図示されない支持部のうちのホットプレートｈ４の直下の部分が、前記角度だけ傾斜させられる。なお、各ホットプレートｈｉを支持する支持部をそれぞれ独立させて配設することができ、その場合、ホットプレートｈ４の直下の支持部が前記角度だけ傾斜させられる。これに伴って、傾斜させられたホットプレートｈ４上に載置された部品搭載基板１０も、図１に示されるように、同様に傾斜させられる。
【００２５】
その結果、はんだ１３内に形成されたボイド１４が比重によって高い方に移動させられ、はんだ１３外に放出される。したがって、基板１１と電子部品１２との間に形成されたボイド１４が残ったままプリント基板が形成されることがなくなるので、プリント基板の品質を向上させることができる。
【００２６】
なお、前記温度Ｔ１は、はんだ１３内のフラックスが活性化されるように、温度Ｔ２は、はんだ１３が溶融させられるように設定される。また、前記角度は、溶融させられたはんだ１３からボイド１４が容易に排出されるような値に設定される。
【００２７】
本実施の形態においては、一つのホットプレートｈ４だけが傾斜させられるようになっているが、二つ以上のホットプレートを傾斜させることもできる。また、本実施の形態においては、所定のホットプレートが幅方向において右側の縁部が左側の縁部より高くなるように傾斜させられるようになっているが、左側の縁部が右側の縁部より高くなるように傾斜させすることもできる。そして、本実施の形態においては、所定のホットプレートが幅方向において傾斜させられるようになっているが、部品搭載基板１０の搬送方向において、前側の縁部が後側の縁部より高くなるように傾斜させたり、後側の縁部が前側の縁部より高くなるように傾斜させたりすることもできる。
【００２８】
また、本実施の形態においては、所定のホットプレートを傾斜させることによって部品搭載基板１０を傾斜させるようになっているが、ホットプレートを傾斜させることなく、ホットプレートの上面を傾斜させたり、ホットプレートの上面の所定の箇所に部品搭載基板１０の一部だけを支持する突出部を形成したり、ホットプレートと部品搭載基板１０との間に、部品搭載基板１０の一部だけを支持する支持部材を配設したりすることによって、部品搭載基板１０を傾斜させることもできる。
【００２９】
さらに、前記所定のホットプレートを振動させることもできる。該ホットプレートの振動が部品搭載基板１０に伝達されるので、ボイド１４が振動によって円滑に放出される。
【００３０】
なお、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々変形させることが可能であり、それらを本発明の範囲から排除するものではない。
【００３１】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明によれば、はんだ内に形成されたボイドがはんだ外に放出されるので、ボイドが残ったまま電子部品実装品が形成されることがなくなるので、電子部品実装品の品質を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態における部品搭載基板の断面を示す第１の図である。
【図２】本発明の実施の形態におけるリフロー炉の概略を示す縦断面図である。
【図３】本発明の実施の形態におけるリフロー炉の概略を示す横断面図である。
【図４】本発明の実施の形態におけるリフロー炉の温度プロファイルを示す図である。
【図５】本発明の実施の形態における搬送装置を示す図である。
【図６】本発明の実施の形態における搬送装置の動作を示す図である。
【図７】本発明の実施の形態における搬送装置の要部を示す図である。
【図８】本発明の実施の形態における部品搭載基板の断面を示す第２の図である。
【符号の説明】
１０　　部品搭載基板
１３　　はんだ
２２　　搬送路
２３　　筐体
３７　　赤外線ヒータ
４１　　ウォーキングビーム
ＡＲ１、ＡＲ２　　第１、第２の領域
ｈ１〜ｈ５、ｈｉ　　ホットプレート

Claims

搬送路に沿って一列に並べられた複数のホットプレートと、被加熱体を、各ホットプレート上に順次載置することによって搬送する搬送装置と、前記被加熱体を加熱する加熱部材とを有するとともに、前記各被加熱体のうちの所定の被加熱体が傾斜させられることを特徴とする加熱炉。
前記各ホットプレートのうちの所定のホットプレートが傾斜させられる請求項１に記載の加熱炉。
炉内に、被加熱体を予備的に加熱する予熱部、及び被加熱体を正規に加熱する加熱部が形成され、前記所定のホットプレートは、前記加熱部に配設される請求項１又は２に記載の加熱炉。
前記予熱部においてはんだ内のフラックスが活性化され、前記加熱部においてはんだが溶融させられる請求項１又は２に記載の加熱炉。