JP2007012927A - リフロー炉 - Google Patents

Abstract

【課題】窒素炉型リフロー炉において、加熱された雰囲気ガスを回路基板に吹き付ける吹付パネルの構造等に係わり、回路基板を加熱する際の熱伝達効率を向上させる。
【解決手段】加熱された雰囲気ガスを回路基板に吹付ける吹付パネルにおいて、当該パネルに設けられた複数の吹出穴と複数の吸込穴の配置、吹出穴と吸込穴の総面積比、吹出穴からの吹出圧力、吸込穴からの吸込圧力等を所定の値、所定の比とすることにより、回路基板の熱伝達率の向上を図る。
【選択図】図３

Description

本発明は、窒素ガス等の雰囲気ガスの中で電子部品を搭載した回路基板に熱風を吹き付けて加熱を行う加熱装置及び、その加熱装置を用いて回路基板の半田付けを行うリフロー炉に関する。以下、窒素ガス等の不活性ガスを雰囲気ガスと呼ぶ。

現在、様々な電子部品が回路基板の表面に搭載されて、半田付けされたＳＭＤ（Surface Mounted Device）が電子機器に広く用いられている。このＳＭＤを製作するには多くの場合、クリーム半田が印刷された回路基板に電子部品を搭載して、リフロー炉で加熱することによって半田付けを行っている。
このリフロー炉は、炉内の搬送装置で回路基板を水平方向に搬送する間に、回路基板を加熱することによって半田を溶融させて、回路基板と電子部品の半田付けを行う加熱炉である。リフロー炉は通常、気密構造になっており窒素等の雰囲気ガスの中で回路基板の加熱を行って、半田付けの間に生じる酸化等を防いでいる。

回路基板の加熱装置としては、熱風を回路基板に吹き付けて半田を溶融する加熱装置が、昨今広く用いられている。この加熱装置はリフロー炉内の雰囲気ガスを循環させる循環ファンと、循環する雰囲気ガスを加熱するヒータと、加熱された雰囲気ガスを回路基板に吹き付けるための吹出ノズルを備えている。この加熱装置が、回路基板の上方と下方に設置されており回路基板の上面と下面を加熱する。

この加熱装置を用いた加熱方法を以下に説明する。
雰囲気ガスは循環ファンによって、炉内を循環するようになっている。この循環する雰囲気ガスがヒータで加熱された後に吹出ノズルから吹き出され、回路基板に吹き付けられて回路基板を加熱する。その後、雰囲気ガスは循環ファンに吸引されて炉内を循環し、再びヒータで加熱されて同じサイクルを繰り返す。上記方法により、次々と搬入口から搬送されてくる回路基板が加熱される。

この加熱装置において回路基板を有効に加熱するためには、回路基板への熱風の吹き付け方法が重要である。そのため、熱風を吹き出すための吹出ノズルについて、今までに様々な提案がなされている。

その一例として特許文献１（特許第２６８２１３８号）に示される加熱装置が提案されている。
図１２にその加熱装置での回路基板の加熱方法を示す。図１２（ａ）の回路基板１０２は図示しない搬送装置によって矢印Ａの方向に炉内を搬送される。図示しない熱風発生部で加熱された雰囲気ガスが吹出ノズル１０６から回路基板に向けて吹出される。吹出された熱風を吸い込むために排気用空間１０７が備えられている。吹出ノズル１０６と排気用空間１０７は、回路基板１０２の長さよりも短い間隔で設置されている。
図１２（ａ）には、熱風の流れが矢印で示されている。この加熱装置では加熱された雰囲気ガスが、吹出ノズル１０６から吹き出されて回路基板１０２に当たり回路基板の加熱を行う。加熱後、跳ね返された雰囲気ガスが排気用空間１０７で吸引されて再び熱風発生部へ戻されて同様のサイクルを繰り返す。

特許第２６８２１３８号

一般に、熱風を回路基板に吹き付けて半田を溶融する加熱装置を備えたリフロー炉において、回路基板を過熱する際の熱伝達率を向上させるためには、回路基板に当って冷えた戻り風が、吹出風に巻き込まれることを防ぐ必要がある。
特許第２６８２１３８号では、吹出ノズル１０６の間に排気用空間１０７を設けて積極的に排気することで、冷えた戻り風の巻き込みを防ぐ方法が提案されている。

リフロー炉は通常複数の加熱ゾーンからなり、各ゾーンごとに吹付ける雰囲気ガスの温度を変えて、徐々に回路基板を加熱して半田付けを行う。加熱ゾーンごとの雰囲気ガスの温度設定と雰囲気ガスの流れを図１２（ｂ）に示す。すなわち、雰囲気ガスの温度をｔ１に設定した加熱ｎ１ゾーンと、雰囲気ガスの温度をｔ２に設定した加熱ｎ２ゾーンにおける、雰囲気ガスの流れが図１２（ｂ）に模式的に示されている。

回路基板に当って戻る風は、排気用空間１０７により吸込まれ、巻き込みが防止される。しかし本図から明らかなように、加熱ｎ１ゾーンと加熱ｎ２ゾーンの境界の位置では、温度ｔ１の雰囲気ガスと温度ｔ２の雰囲気ガスが排気用空間１０７で混合する状態になる。従ってゾーンごとに雰囲気ガスの温度を設定しても、ゾーンの境界部で隣のゾーンの雰囲気ガス同士が干渉するため、所定の温度制御が困難になるという問題があった。
よって、各加熱ゾーンごとにあらかじめ定めた加熱条件に従って、最適な温度カーブで回路基板を昇温していくことが困難となり、半田付けの品質に悪影響を与え、また回路基板を加熱する効率も低下することとなっていた。

本発明の目的は上述の問題を解決して、各加熱ゾーンの間での雰囲気ガスの干渉を防ぎ、所定の温度条件で回路基板を加熱することによって、半田付けの品質を高め、かつ加熱の高効率化を実現する、回路基板の加熱装置を備えたリフロー炉を提供することにある。

上記課題を解決するために発明者等は鋭意研究・実験を積み重ねた。その結果、特定の形状等からなる吹出パネルを設けることにより、きめ細かいゾーンごとの温度制御を可能とし、また回路基板の熱伝達率の向上、すなわち効率よい回路基板の温度上昇を図ることができることを見出した。具体的には、吹出パネルにシールライン、吸込専用ライン及び混在領域を設けるとともに、吹出パネルの吸込穴と吹出穴との面積比、吹出圧力と吸込圧力との比などを調整することにより、回路基板の熱伝達率の向上を図れることを見出した。

本発明に係る第１の態様は、搬送装置によって搬送される回路基板を加熱するリフロー炉であって、雰囲気ガスを循環させる循環ファンと、雰囲気ガスを加熱するヒータと、加熱された雰囲気ガスを回路基板に吹付ける複数の吹出穴と、雰囲気ガスを吸引する複数の吸込穴とを備え、複数の吸込穴と吹出穴との総面積比が３．０から６．０の間に設定されていることを特徴とするリフロー炉である。

本発明に係る第２の態様は、搬送装置によって搬送される回路基板を加熱するリフロー炉であって、雰囲気ガスを循環させる循環ファンと、雰囲気ガスを加熱するヒータと、加熱された雰囲気ガスを回路基板に吹付ける複数の吹出穴と、雰囲気ガスを吸引する複数の吸込穴とを備え、吹出穴の出口部に０．５ｍｍ以下の面取りがされていることを特徴とするリフロー炉である。

本発明に係る第３の態様は、搬送装置によって搬送される回路基板を加熱するリフロー炉であって、雰囲気ガスを循環させる循環ファンと、雰囲気ガスを加熱するヒータと、加熱された雰囲気ガスを回路基板に吹付ける複数の吹出穴と、雰囲気ガスを吸引する複数の吸込穴とを備え、吹出穴における雰囲気ガスの吹出圧力と、吸込穴における雰囲気ガスの吸込圧力の絶対値の比が３．５から６．５の間に設定されていることを特徴とするリフロー炉である。

本発明に係る第４の態様は、前記複数の吹出穴と複数の吸込穴が同一平面上に並ぶように配置されたことを特徴とするリフロー炉である。

本発明に係る第５の態様は、複数の吹出穴が回路基板の搬送方向と垂直な方向に配置されたシールラインと、複数の吸込穴が回路基板の搬送方向と垂直な方向に配置されかつ各ゾーンにおけるシールラインの内側に設置された第1吸込専用ラインと、複数の吹出穴と複数の吸込穴が交互に並び、かつ各ゾーンにおける第1吸込専用ラインの内側に設置された混在領域と、から構成されることを特徴とするリフロー炉である。

本発明に係る第６の態様は、前記混在領域における前記複数の吹出穴が、正方形、ひし形、または正三角形の頂点を形成するように配置されたことを特徴とするリフロー炉である。

本発明に係る第７の態様は、前記吹出穴のピッチと吹出穴の直径の比が２．５から８．０の間に設定されていることを特徴とするリフロー炉である。

本発明の回路基板の加熱装置を備えたリフロー炉において、各加熱ゾーンの端部に設けられたシールラインの吹出穴から吹出された雰囲気ガスが、エアカーテンの機能を果たすことによって、各加熱ゾーン間での雰囲気ガスの干渉を防ぐことができる。

また、シールラインの内側に第1吸込専用ラインを設けることによって、シールラインの吹出穴から吹出された雰囲気ガスを吸引して、より確実に各加熱ゾーン間での雰囲気ガスの干渉を防ぐことができる。

また、吹出パネルの複数の吸込穴と吹出穴との面積比を所定の値とすることにより、回路基板の加熱をより効率的に行うことができる。

また、吹出圧力と吸込圧力の比を所定の値とすることにより、回路基板の加熱をより効率的に行うことができる。

更に、吹出穴の出口部に形成される面取りが所定の値以下に抑えられていることにより、吹出す雰囲気ガスの乱流の発生を抑えることが出来る。

以上の特徴を有する吹出パネル機構によって、温度設定に応じた最適な回路基板の加熱を行うことが可能であり、高い品質の半田付けと、効率のよい回路基板の加熱を実現することができる。

本発明の実施の形態を、図面を参照しながら以下詳細に説明する。
（リフロー炉全体の説明）
図１に、本発明の加熱装置を備えたリフロー炉の１つの実施形態を示す。
図示しない電子部品を登載した回路基板は、搬送装置３によってリフロー炉１の内部を矢印Ａの方向へ水平に搬送される。本リフロー炉は７ゾーンの加熱帯と、２ゾーンの冷却帯から構成されている。また、この炉はシール構造になっており内部に雰囲気ガスが充填されている。炉のシール性を保つため、リフロー炉の入側（図１の左側）と出側（同右側）にはラビリンス２０と呼ばれる外気侵入防止装置が設けられている。

回路基板はリフロー炉１の入側から炉内に搬入され、加熱帯の１〜３ゾーンを搬送される間に予熱され、加熱帯の４〜７ゾーン中を搬送される間に、半田が溶融されて半田付けが行われる。更に、冷却帯の１〜２ゾーン中を搬送される間に冷却されて、リフロー炉出側から搬出される。

リフロー炉の加熱帯の１〜７ゾーンには、搬送される回路基板の上面側と下面側に、熱風を吹付けて加熱する加熱装置が備えられている。また、予熱を行う１〜３ゾーンにおいては、吹き付ける雰囲気ガスの温度が段階的に高くなるように温度制御が行われる。各ゾーンの加熱装置の構造は、ほぼ同様である。

（加熱装置の説明）
次に、図２を用いて加熱装置の実施形態を説明する。図２は、図１のＸ―Ｘ線の断面図である。その他の加熱ゾーンも同様の構造を有している。
リフロー炉１はシール構造の炉壁で覆われ、雰囲気ガスが充填されている。炉の中央に設置された搬送レール３ａによって回路基板２は紙面手前側へ搬送される。この搬送装置３ａの上面側と下面側に、同じ構造の加熱装置がそれぞれ設けられており回路基板２の上面及び下面を加熱する。ここでは、上側の加熱装置を例にとって説明する。

搬送装置３ａの上側には熱風の吹出ノズル、以下吹出穴６と呼ぶ、筒状の吸込穴７を有する吹出パネル１１が備えられている。
吹出パネル１１の上方には雰囲気ガスの吸込み空間を構成するチャンバ５が設置されている。更に、その上方にはファンモータ９によって駆動されて炉内の雰囲気ガスを循環させる循環ファン８と、循環する雰囲気ガスを加熱する電熱ヒータ１０が設置されている。
ファンモータ９は炉１の外側に取り付けられているが、シール装置１２によって外気が流入しない構造になっている。

次に、この加熱装置を用いて回路基板２の上面を加熱する方法を説明する、
炉内の吹出パネル１１の下方にある雰囲気ガスが、循環ファン８の吸引力によって矢印Ｃに示されるように、吸込穴７からチャンバ５内に吸い込まれる。吸い込まれた雰囲気ガスは、循環ファン８によって矢印Ｄに示されるように、炉の内壁に沿って左右方向に流れ、チャンバ５の両脇に吹き出される。このとき雰囲気ガスは電熱ヒータ１０によって所定の温度まで加熱される。

加熱された雰囲気ガスは矢印Ｅに示されるように、吹出穴６から下方に吹出されて回路基板２に吹付けられる。その後雰囲気ガスは再び吸込穴７からチャンバ５に吸い込まれ、以下同様の循環サイクルを繰り返す。

図２からも明らかなとおり、吹出側の流路（正圧側）が吸込側の流路（負圧側）の外側に配置されており、効率のよい雰囲気ガスの流れを実現している。
この配置により、シール性やメンテナンス性のよい加熱装置を提供可能であり、ランニングコスト等の低減が可能となる。また、循環ファン８の吸込圧力を調整することにより、また筒状の吸込穴の長さを調節すること等により管路抵抗を変化させて、吹出パネルでの吹出圧力と吸込圧力を所定の値に制御することができる。
回路基板２の下面側の加熱装置についても、上述の上面側の加熱装置と同様の構造を有している。

（吹出パネルの説明）
次に、複数の吹出穴と複数の吸込穴を有する本発明の吹出パネル１１の実施形態について図３を用いて説明する。
図３（ａ）は、図２の吹出パネルの底面図、すなわち加熱帯ゾーンの下側から吹出パネル１１を見た図である。図３（ａ）において回路基板は矢印Ａの方向へ搬送される。図中、６ａ、６ｂはそれぞれ吹出穴であり、７ａ、７ｂ、７ｃはそれぞれ吸込穴である。

一方、図３（ｂ）は吹出パネル１１の側面図である。図３（ｂ）は、リフロー炉の断面幅方向における搬送レール３ａ、回路基板２及び吹出パネル１１の位置関係を示す。本実施形態では、複数の吹出穴６と複数の吸込穴７が同一平面上に並ぶように配置されている。なお、回路基板２は紙面に垂直の方向に移動する。
図３（ｂ）図の矢印は、吹出パネル１１での雰囲気ガスの流れを示している。吹出穴からの下向きの流れと、吸込穴からの上向きの流れが交互になっていることを示す。

吹出パネル１１には、シールライン、第１吸込専用ラインと混在領域が設けられている。図３（ａ）において、吹出穴６ｂが配置されている領域がシールラインである。シールラインの隣に設けられ、吸込穴７ｂが配置されている領域が第１吸込専用ラインである。この実施形態ではシールラインと第１吸込専用ラインは一直線状に配置されている。シールライン及び第１吸込専用ラインは搬送方向Ａと垂直な方向に配置されており、回路基板の搬送方向における入側端と出側端に設けられている。
シールラインの吹出穴６ｂから吹出した雰囲気ガスを、隣接する第１吸込専用ラインの吸込穴７ｂから吸込むことによりエアカーテンの役割を果たしている。

図３（ａ）において、吹出穴６ａと吸込穴７ａが交互に縦横に並ぶように配置されている領域が混在領域である。吸込専用ラインに挟まれた位置に設けられている。吹出パネルの中央部に直線状に設けられた吸込穴７ｃは、雰囲気ガスの吸込みを増やすために適宜設けられた第２吸込専用ラインである。

図４は、吹出パネル１１と回路基板２との位置関係、および吹出された雰囲気ガスの流れを模式的に示した図である。回路基板２は図中矢印Ａの方向に搬送される。加熱ｎ１ゾーンと加熱ｎ２ゾーンとの境部に、シールラインが設けられている。ここでシールラインは、図３（ａ）の６ｂの列をいう。ｔ１の設定温度に加熱された雰囲気ガスが加熱ｎ１ゾーンの吹出穴６ａ、６ｂから吹出される。吹出された雰囲気ガスは回路基板２を加熱した後、回路基板により反射され、第１吸込専用ラインの吸込穴７ｂから吸い込まれる。

加熱ｎ１ゾーンの吹出穴６ｂから吹出された温度ｔ１の雰囲気ガスは、加熱ｎ１ゾーンの第１吸込専用ラインの吸込穴７ｂから吸い込まれるために、加熱ｎ２ゾーンの温度ｔ２の雰囲気ガスとの混在が防止される。

図５は、シールラインと第１吸込専用ラインを有しない吹付パネルでの雰囲気ガスの流れを模式的に表したものである。シールラインと第１吸込専用ラインがないと、吸込穴と吹出穴が混在する混在領域同士が加熱ｎ１ゾーンと加熱ｎ２ゾーンで隣接することになり、図５に示すように、隣接ゾーンの吹出穴６ａから吹出された雰囲気ガス同士が混合され、加熱ゾーンごとの温度制御が困難になる。

本実施形態では図３（ａ）に示すように吹出穴６ａがひし形の頂点を形成するように配置されている。この配置形状はひし形だけに限らず、正方形または正三角形の頂点を形成するように配置されてもよい。吹出穴の配置に伴って、交互に配置される吸込穴７ａも正方形、ひし形または正三角形の頂点を形成するように配置されることになる。

雰囲気ガスを吹出す吹出穴と吸込穴が近接して交互に配置され、かつ、混在領域全域で一様に配置されているので、均一な加熱が可能であり、良質な半田付けを可能にし、また、高い加熱効率を得ることができる。
また、吹出穴６ａと吸込穴７ａが交互に配置されていること、及びシールラインと第1吸込専用ラインの配置により雰囲気ガスの乱流発生頻度が減り、炉内各ゾーンの設定温度の維持及び雰囲気ガス圧の変動も小さく抑えることができる。

更に発明者等は、吹出パネル１１での上記吹出穴６ａと吸込穴７ａの配置ピッチ、穴の総面積比、吹出圧力と吸込圧力の比、吹出穴形状の違いによって、回路基板の昇温効果に違いが出るのではないかと考えた。
すなわち、雰囲気ガスの吹出風量（吹出穴数）が多いほど熱量が多いので熱伝達率、すなわち回路基板の昇温速度が上がる。一方、吹出穴ピッチが狭すぎると、隣り合う熱風吹出しがお互いに干渉して回路基板まで熱風が届かなくなるので熱伝達率は上がらない。吹出穴ピッチを所定の値に設定することにより最大の熱伝達率が得られると考えた。

また、回路基板加熱後の雰囲気ガスを良好に吸込むためには、ある程度以上の吸込穴面積が必要となる。一方、吸込穴部は非加熱部であるため、その面積を大きくしすぎると熱伝達率が下がる。吸込穴と吹出穴を所定の面積比に設定することにより最適な熱伝達率が得られると考えた。

雰囲気ガスの戻り風を確実に吸込穴に導くためには、一定の吸込圧力が必要となるが、その反面、吸込圧力を大きくすると吹出された雰囲気ガスの流れに影響を及ぼし、回路基板に十分の熱風が届かなくなる。また、吸込圧力が少なすぎると炉内の十分な還流が行われなく、炉内雰囲気ガスの乱流、気流が発生して炉内の酸素濃度が不安定となる。

また、吹出穴の出口に一定以上の面取りがあると、炉内に気流が発生することも判明した。
そこで、発明者等は上記現象を定量的に把握すべく各種実験を行った。以下各実験結果を、図７〜１０を用いて説明する。

（実験結果１）
実際の窒素炉型リフロー炉を用いて以下の実験を行った。裏面を断熱材で断熱したプリント基板を炉内搬送装置によりゆっくり搬送させた。プリント基板上にはあらかじめ熱電対温度計を取り付けて、プリント基板の表面温度の推移を測定した。
雰囲気ガスの熱風温度を１７０℃に設定し、プリント基板が６０℃から１００℃に達するまでの時間を調べた。この昇温時間が短いほど回路基板の加熱能力が高いことを示す。

図７は、この実験結果を示す。縦軸にプリント基板の６０℃から１００℃までの昇温時間（単位：秒）を、横軸に吹出穴ピッチと吹出穴の直径の比をとった図である。ここで吹出穴ピッチと吹出穴の直径の比とは、図６におけるＰとＤの比（Ｐ／Ｄ）である。

図６（ａ）は、複数の吹出穴が正方形の頂点を形成するように配置されている例におけるＰとＤの関係を示す。吹出穴と隣接する他の吹出穴との距離Ｐと、吹出穴の直径Ｄの関係を示す。
図６（ｂ）は、複数の吹出穴がひし形の頂点を形成するように配置されている例におけるＰとＤの関係を示す。
図６（ｃ）は、複数の吹出穴が正三角形の頂点を形成するように配置されている例におけるＰとＤの関係を示す。

図７は、「吹出穴ピッチと吹出穴の直径の比」を１．５から１０．０に変化させたときの、プリント基板の昇温時間（秒）をプロットしている。本図から「吹出穴ピッチ（Ｐ）と吹出穴の直径（Ｄ）の比」を２．５から８．０に設定することにより、プリント基板の昇温時間が小さく、すなわち熱風による回路基板の熱伝達効率が上がることが判明した。

（実験結果２）
上記実験１と同じ方法で、複数の吸込穴の総面積（Ａ）と、複数の吹出穴の総面積（Ｂ）の比を変えながら、プリント基板の昇温時間がどのように変化するか実験した。
ここで、吸込穴の総面積とは図３（ａ）における、吸込穴７ａ、７ｂ、７ｃの穴面積の総量であり、吹出穴の総面積とは、同じく図３（ａ）における、吹出穴６ａ、６ｂの穴面積の総量である。

図８は、「複数の吸込穴の総面積（Ａ）と、複数の吹出穴の総面積（Ｂ）の比Ａ／Ｂ」を、１．５から８．０に変化させたときのプリント基板の昇温時間（秒）をプロットしたものである。
本図から、当該比Ａ／Ｂを３．０から６．０の間に設定することにより、プリント基板の昇温時間が小さく、すなわち熱風による回路基板の熱伝達効率が上がることが判明した。
（実験結果３）

上記実験１と同じ方法で、吹出穴の雰囲気ガス吹出し圧力（ＰＡ）と、吸込穴の吸込み圧力（絶対値、ＰＢ）との比を変えながら、プリント基板の昇温時間がどのように変化するか、また炉内の酸素濃度がどのように変化するか実験した。

図９は、「吹出穴の雰囲気ガス吹出圧力ＰＡと、吸込穴の吸込圧力（絶対値、ＰＢ）との比ＰＡ／ＰＢ」を、２．０から８．３に変化させたときのプリント基板の昇温時間（秒）を黒丸で、炉内酸素濃度（ｐｐｍ）を白い四角でプロットしたものである。
本図から、当該比ＰＡ／ＰＢを３．５から６．５の間に設定することにより、プリント基板の昇温時間が小さく、また炉内酸素濃度も低く抑えられることが判明した。
（実験結果４）

上記実験と同じリフロー炉で、吹出穴の出口の面取り形状を変化させて、その時の炉内酸素濃度を測定した。ここで吹出穴の面取り寸法Ｃについて図１１で説明する。図１１（ａ）は、吹出パネル１１における吹出穴６近辺（図３（ａ））の拡大図である。なお図を簡単にするために、吸込穴は省略している。
図１１（ｂ）は、吹出穴６の断面図である。矢印は加熱された雰囲気ガスの流れる方向を示す。図１１（ｂ）で示す寸法Ｃ（単位：ｍｍ）がここでいう面取り寸法である。なお、この時の吹出穴の直径Ｄは４ｍｍである。

図１０は、吹出穴出口の面取寸法Ｃを０．２ｍｍから１．０ｍｍに変化させたときの炉内酸素濃度（ｐｐｍ）をプロットしたものである。図中の直線はこれらのデータの近似線を表す。
本図から見て分かるとおり、面取寸法Ｃが０．５ｍｍを超えると炉内酸素濃度が上がることが分かる。すなわち、炉内の雰囲気ガスの気流の発生を抑えるためには、吹出パネルの吹出穴の面取寸法を０．５ｍｍ以下に抑える必要があることが判明した。

上記の実験結果より、以下のことが判明した。
（１）吹出穴ピッチ（Ｐ）と吹出穴径（Ｄ）の比を、２．５から８．０の間に設定すると、回路基板への熱伝達率が向上する。すなわち回路基板の昇温時間が短くなる。
（２）吸込穴総面積（Ａ）と吹出穴総面積（Ｂ）の比を、３．０から６．０の間に設定すると、回路基板への熱伝達率が向上する。
（３）吹出圧力（ＰＡ）と吸込圧力の絶対値（ＰＢ）の比を、３．５から６．５の間に設定すると、回路基板への熱伝達率が向上する。
（４）吹出穴の出口の面取寸法Ｃを０．５ｍｍ以下と設定すると、炉内の雰囲気ガスの気流の発生を抑えることが出来、炉内酸素濃度の上昇を防止できる。

以上の発明は、それぞれ組み合わせて実施することが可能である。すなわち、上記（１）から（４）までの発明の２つあるいはそれ以上の発明を組み合わせて実施することにより、回路基板への熱伝達率の向上、及び炉内酸素濃度の上昇を抑える効果を得ることが出来る。

図１は、本発明の実施の形態に係るリフロー炉の全体図である。 図２は、本発明の実施の形態に係るリフロー炉の断面図である。 図３（ａ）は、本発明の実施の形態に係る吹出パネルの平面図である。図３（ｂ）はその断面図である。 図４は、本発明の実施の形態に係る吹出穴における雰囲気ガスの流れを示す図である。 図５は、シールライン及び第１吸込専用ラインを設けないときの雰囲気ガスの流れを示す図である。 図６は、吹出穴のピッチと直径との関係を示す図である。 図７は、実験結果１に係わる吹出穴ピッチと吹出穴径の比と回路基板の熱伝達の関係を示す図である。 図８は、実験結果２に係わる吹出穴総面積と吸込穴総面積の比と回路基板の熱伝達の関係を示す図である。 図９は、実験結果３に係わる吹出圧力と吸込圧力の比と回路基板の熱伝達及び炉内酸素濃度との関係を示す図である。 図１０は、実験結果４に係わる吹出穴面取寸法と炉内酸素濃度との関係を示す図である。 図１１は、実験結果４に係わる面取寸法Ｃを示す図である。 図１２は、従来技術における炉内雰囲気ガスの流れを示す図である。

符号の説明

１：リフロー炉
２：回路基板
３：搬送装置
３ａ：搬送レール
５：チャンバー
６：吹出穴
６ａ：吹出穴
６ｂ：吹出穴
７：吸込穴
７ａ：吸込穴
７ｂ：吸込穴
７ｃ：吸込穴
８：循環ファン
９：ファンモータ
１０：ヒータ
１１：吹出パネル
１２：シール装置
２０：ラビリンス

１０２：回路基板
１０６：吹出ノズル
１０７：排気用空間

Claims (11)

1. 雰囲気ガスを循環させる循環ファンと、
   当該雰囲気ガスを加熱するヒータと、
   当該ヒータによって加熱された前記雰囲気ガスを回路基板に吹付ける所定の総面積を占める複数の吹出穴と、
   前記雰囲気ガスを吸引し所定の総面積を占める複数の吸込穴であって、当該吸込穴と前記吹出穴の総面積比が３．０から６．０の間となる当該複数の吸込穴と、
   からなることを特徴とする、搬送装置によって搬送される前記回路基板を加熱するリフロー炉。
2. 雰囲気ガスを循環させる循環ファンと、
   当該雰囲気ガスを加熱するヒータと、
   当該ヒータによって加熱された前記雰囲気ガスを回路基板に吹付ける吹出穴の出口部に０．５ｍｍ以下の面取りがされている複数の当該吹出穴と、
   前記雰囲気ガスを吸引する複数の吸込穴と、
   からなることを特徴とする、搬送装置によって搬送される前記回路基板を加熱するリフロー炉。
3. 雰囲気ガスを循環させる循環ファンと、
   当該雰囲気ガスを加熱するヒータと、
   当該ヒータによって加熱された前記雰囲気ガスを所定の圧力で回路基板に吹付ける複数の吹出穴と、
   前記雰囲気ガスを所定の圧力で吸引する吸込穴であって、前記吹出穴における前記雰囲気ガスの吹出圧力と、当該吸込穴における前記雰囲気ガスの吸込圧力の絶対値の比が３．５から６．５の間に設定されている当該複数の吸込穴と、
   からなることを特徴とする、搬送装置によって搬送される前記回路基板を加熱するリフロー炉。
4. 前記吹出穴の出口部に０．５ｍｍ以下の面取りがされていることを特徴とする、請求項１に記載のリフロー炉。
5. 前記吹出穴における前記雰囲気ガスの吹出圧力と、前記吸込穴における前記雰囲気ガスの吸込圧力の絶対値の比が３．５から６．５の間に設定されていることを特徴とする請求項１に記載のリフロー炉。
6. 前記吹出穴の出口部に０．５ｍｍ以下の面取りがされていることを特徴とする、請求項５に記載のリフロー炉。
7. 前記吹出穴における前記雰囲気ガスの吹出圧力と、前記吸込穴における前記雰囲気ガスの吸込圧力の絶対値の比が３．５から６．５の間に設定されていることを特徴とする、請求項２に記載のリフロー炉。
8. 前記複数の吹出穴と前記複数の吸込穴が同一平面上に並ぶように配置されたことを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載のリフロー炉。
9. 前記複数の吹出穴が前記回路基板の搬送方向と垂直な方向に配置されたシールラインと、
   前記複数の吸込穴が前記回路基板の搬送方向と垂直な方向に配置され、各ゾーンにおける前記シールラインの内側に設置された第1吸込専用ラインと、
   前記複数の吹出穴と前記複数の吸込穴が交互に並ぶように、各ゾーンにおける前記第1吸込専用ラインの内側に設置された混在領域と、から構成されることを特徴とする請求項８に記載のリフロー炉。
10. 前記混在領域における前記複数の吹出穴が、正方形、ひし形、または正三角形の頂点を形成するように配置されたことを特徴とする請求項９に記載のリフロー炉。
11. 前記吹出穴のピッチと前記吹出穴の直径の比が２．５から８．０の間に設定されていることを特徴とする請求項１０に記載のリフロー炉。

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