JP2007258487A - Soldering device, and cooling device therefor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ハンダ付けに好適に使用可能なハンダ付け装置用冷却装置、並びに、ハンダ付け装置に関するものである。 The present invention relates to a cooling device for a soldering device that can be suitably used for soldering, and a soldering device.
従来より、下記特許文献1,2に開示されているようなハンダ付け装置用冷却装置や、ハンダ付け装置がハンダ付けに使用されている。
上記特許文献1に開示されている従来技術では、ハンダ付け装置の加熱炉から取り出され、コンベア装置上を流れる基板側に冷却器で冷やした気体を緩やかに吹き付け、基板を冷却する構成が採用されている。
In the prior art disclosed in the above-mentioned
また、上記特許文献2に開示されている従来技術では、まずファンを作動させて発生する緩やかな気流の下にハンダ付け装置の加熱炉から取り出された基板をさらし、その後エアノズルから勢いよく出る冷気によって基板を冷却する構成が採用されている。
In the prior art disclosed in
上記特許文献1,2に開示されているような従来技術のハンダ付け装置用冷却装置やハンダ付け装置では、ハンダ付け装置の加熱炉で加熱された基板やハンダを冷却することにより、ハンダの固化を促進して定着させ、電気部品や電子部品等の部品を基板に取り付けることができる。
In the prior art soldering apparatus cooling apparatus and soldering apparatus as disclosed in
ここで、基板に部品を取り付ける際は、基板に対する部品の配置や密度が均一でなかったり、各部品の熱容量が異なるなどしていることが多い。そのため、従来技術の構成では、仮に加熱炉から取り出した基板に対して略均一に気体を吹き付けることができたとしても、部位によって冷却の具合が異なり、ハンダ付けの品質がばらついたり、ハンダ付け不良が起こる可能性があった。 Here, when components are attached to the substrate, the arrangement and density of the components with respect to the substrate are often not uniform, and the heat capacities of the components are often different. Therefore, in the configuration of the prior art, even if the gas can be blown substantially uniformly to the substrate taken out from the heating furnace, the cooling condition varies depending on the part, the soldering quality varies, or the soldering is poor. Could happen.
そこで、かかる課題を解決すべく、本発明は、加熱状態にある基板やハンダを部位によらず略均一に冷却し、高品質なハンダ付けを実施可能なハンダ付け装置用冷却装置、並びに、ハンダ付け装置の提供を目的とする。 Accordingly, in order to solve such a problem, the present invention provides a cooling device for a soldering apparatus, which can cool a substrate or solder in a heated state substantially uniformly regardless of a part and can perform high-quality soldering, and solder. The purpose is to provide an attaching device.
そこで、かかる知見に基づいて提供される請求項1に記載の発明は、基板及び/又は当該基板に対して加熱され溶融した状態で付着しているハンダを冷却するためのハンダ付け装置用冷却装置であって、冷却手段と、基板における温度分布を検知可能な温度分布検知手段とを有し、前記冷却手段が、基板側に向けて気体を吹き付けることによって基板及び/又は当該基板に付着しているハンダを冷却するものであり、基板側に向けて供給される気体の供給状態を、温度分布検知手段によって検知された温度分布に応じて調整可能であることを特徴とするハンダ付け装置用冷却装置である。
Therefore, the invention according to
かかる構成によれば、基板に対する部品の配置や密度、各部品の熱容量が異なるなどしていても、基板やハンダを部位によらず略均一に冷却することができる。従って、本発明のハンダ付け装置用冷却装置によれば、ハンダ付けを高品質で、品質のばらつきのない状態で実施することができる。 According to such a configuration, even if the arrangement and density of components with respect to the substrate and the heat capacities of the components are different, the substrate and the solder can be cooled substantially uniformly regardless of the part. Therefore, according to the cooling device for a soldering apparatus of the present invention, it is possible to perform soldering with high quality and without quality variation.
ここで、一般的にハンダ付けの品質を向上させるためには、加熱溶融状態にあるハンダをできるだけ早く冷却することが望ましい。一方、ハンダの固化を早めるべく、加熱溶融状態にあるハンダに一度に大量の気体を吹き付けると、ハンダが変形したり飛び散ってしまい、ハンダ付けの品質が却って低下してしまうおそれがある。 Here, in general, in order to improve the soldering quality, it is desirable to cool the solder in a heated and melted state as soon as possible. On the other hand, when a large amount of gas is blown at once to solder in a heated and melted state in order to accelerate the solidification of the solder, the solder may be deformed or scattered, and the soldering quality may be deteriorated.
そこで、かかる知見に基づいて提供される請求項2に記載の発明は、基板及び/又は当該基板に対して加熱され溶融した状態で付着しているハンダを冷却可能な予冷手段を有し、当該予冷手段によって冷却されたハンダ及び/又は基板を冷却手段によってさらに冷却可能であることを特徴とする請求項1に記載のハンダ付け装置用冷却装置である。
Therefore, the invention according to
本発明のハンダ付け装置用冷却装置では、冷却手段によって加熱溶融状態のハンダ及び/又は当該ハンダが付着した基板を予冷し、ハンダがある程度固化して安定した状態になった後、冷却手段によってハンダや基板をさらに冷却し、ハンダをさらに固化させることができる。すなわち、本発明のハンダ付け装置用冷却装置では、予冷手段および冷却手段によって基板やこれに付着しているハンダを段階的に冷却することができる。そのため、本発明のハンダ付け装置用冷却装置によれば、上記したようなハンダの変形等に伴うハンダ付けの品質低下を抑制し、ハンダ付けの品質をより一層向上させることができる。 In the cooling device for a soldering apparatus according to the present invention, the solder in the heated and melted state and / or the substrate to which the solder is attached is pre-cooled by the cooling means, and after the solder is solidified to a certain degree to be in a stable state, And the substrate can be further cooled to further solidify the solder. That is, in the cooling device for a soldering apparatus according to the present invention, the precooling means and the cooling means can cool the substrate and the solder attached thereto in a stepwise manner. Therefore, according to the cooling device for a soldering apparatus of the present invention, it is possible to suppress the deterioration of the soldering quality accompanying the solder deformation as described above, and to further improve the soldering quality.
ここで、上記したように、ハンダ付けをする際は、一般的に基板全体が加熱炉などの加熱手段内に収容され加熱される。そのため、基板が前記した加熱手段から取り出された直後は、基板の略全体において温度分布が比較的小さいものと想定される。しかし、基板を加熱手段から取り出してしばらく除熱すると、基板に取り付けられている部品の数や密度、熱容量等の影響により、基板の各部における温度分布が顕著になる傾向にある。本発明者らは、かかる現象に着目し、基板を加熱手段から取り出してある程度冷却された後もそのまま基板全体を略均一に冷却すると、基板上の各部における冷却具合の差異が顕著となり、ハンダ付けの品質にばらつきが生じたり、ハンダ付けの品質を維持できなくなる可能性があることを見いだした。 Here, as described above, when soldering, the entire substrate is generally accommodated in a heating means such as a heating furnace and heated. For this reason, immediately after the substrate is taken out from the heating means described above, it is assumed that the temperature distribution is relatively small over substantially the entire substrate. However, when the substrate is taken out of the heating means and removed for a while, the temperature distribution in each part of the substrate tends to become remarkable due to the influence of the number, density, heat capacity, etc. of the components attached to the substrate. The present inventors pay attention to such a phenomenon, and even after the substrate is taken out of the heating means and cooled to some extent, if the entire substrate is cooled as it is, the difference in the cooling degree in each part on the substrate becomes remarkable, and soldering is performed. It has been found that there is a possibility that the quality of solder may vary and the soldering quality may not be maintained.
そこで、かかる知見に基づいて提供される請求項3に記載の発明は、温度分布検知手段が、予冷手段によって冷却された基板における温度分布を検知可能なものであり、冷却手段が、当該温度分布検知手段によって検知された予冷手段によって冷却された基板における温度分布に基づいて気体の供給状態を調整可能であることを特徴とする請求項2に記載のハンダ付け装置用冷却装置である。
Accordingly, the invention according to
本発明のハンダ付け装置用冷却装置では、予冷手段である程度冷却された後における基板の温度分布を検知し、これに基づいて冷却手段の冷却能力が調整される。そのため、本発明によれば、基板に取り付けられている部品の数や密度、熱容量等によらず、ハンダ付けの状態を高品質なものとすることが可能なハンダ付け装置用冷却装置を提供できる。 In the cooling device for a soldering apparatus according to the present invention, the temperature distribution of the substrate after being cooled to some extent by the pre-cooling means is detected, and the cooling capacity of the cooling means is adjusted based on this. Therefore, according to the present invention, it is possible to provide a cooling device for a soldering apparatus capable of achieving a high quality soldering state regardless of the number, density, heat capacity, etc. of components attached to the substrate. .
ここで、一般的にハンダは、冷却速度が速いほど結晶粒が細かくなり、強度や硬度が高くなり、粒界における割れ等が発生しにくくなる傾向にある。そのため、ハンダ付けの品質を向上するためには、溶融状態にあるハンダをなるべく早く冷却することが望ましい。 Here, generally, the solder has a tendency that the faster the cooling rate, the finer the crystal grains, the higher the strength and hardness, and the less likely the cracks at the grain boundaries occur. Therefore, in order to improve the soldering quality, it is desirable to cool the solder in a molten state as soon as possible.
そこで、かかる知見に基づいて提供される請求項4に記載の発明は、冷却手段が、圧縮状態とされた気体を基板側に噴出可能なものであることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のハンダ付け装置用冷却装置である。 Accordingly, the invention according to claim 4 provided based on such knowledge is characterized in that the cooling means is capable of injecting the compressed gas to the substrate side. The soldering device cooling device according to any one of the above.
かかる構成によれば、基板やこれにハンダ付けされた部品等が熱容量のばらつきを有していてもハンダの冷却速度を向上させ、ハンダ付けの品質をより一層向上させることができる。 According to such a configuration, even if the substrate or the components soldered thereto have variations in heat capacity, the cooling rate of the solder can be improved, and the soldering quality can be further improved.
ここで、上記請求項1〜4のいずれかに記載のハンダ付け装置用冷却装置は、冷却手段が、基板に向けて供給される気体の供給量を調整することにより気体の供給状態を調整可能なものであってもよい。(請求項5) Here, in the cooling device for a soldering apparatus according to any one of the first to fourth aspects, the cooling unit can adjust the gas supply state by adjusting the supply amount of the gas supplied toward the substrate. It may be anything. (Claim 5)
かかる構成とすることによっても、基板やこれに付着しているハンダをムラ無く冷却し、ハンダ付けの品質を向上させることができる。 Even with this configuration, it is possible to cool the substrate and the solder adhering to the substrate without unevenness and improve the soldering quality.
請求項6に記載の発明は、冷却手段および温度分布検知手段に対して相対移動する基板及び/又は当該基板に対して加熱され溶融した状態で付着しているハンダを冷却するものであり、冷却手段が、所定の平面上を通過する基板に向けて気体を供給可能な気体供給口を複数有し、当該複数の気体供給口から選ばれる一又は一群の気体供給口における気体の供給状態を、当該複数の気体供給口から選ばれる他の一又は一群の気体供給口における気体の供給状態と異なるように調整可能なものであり、気体供給口が、冷却手段に対する基板の相対移動方向及び/又は当該相対移動方向に対して交差する方向に複数設けられていることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載のハンダ付け装置用冷却装置である。
The invention according to claim 6 is for cooling the substrate that moves relative to the cooling means and the temperature distribution detecting means and / or solder that is attached to the substrate while being heated and melted. The means has a plurality of gas supply ports capable of supplying gas toward a substrate passing on a predetermined plane, and the gas supply state in one or a group of gas supply ports selected from the plurality of gas supply ports, The gas supply port can be adjusted so as to be different from the gas supply state in another one or a group of gas supply ports selected from the plurality of gas supply ports, and the gas supply port is a relative movement direction of the substrate with respect to the cooling means and / or 6. The soldering device cooling device according to
本発明のハンダ付け装置用冷却装置では、冷却手段が複数の気体供給口を持ち、各気体供給口における気体の供給状態を一又は一群毎に調整可能な構成とされている。そのため、本発明のハンダ付け装置用冷却装置によれば、基板の温度分布に応じてハンダの凝固に適した状態で基板側に気体を供給することができる。従って、本発明のハンダ付け装置用冷却装置によれば、高品質なハンダ付けを実施できる。 In the cooling device for a soldering apparatus of the present invention, the cooling means has a plurality of gas supply ports, and the gas supply state at each gas supply port can be adjusted for each or one group. Therefore, according to the cooling device for a soldering apparatus of the present invention, gas can be supplied to the substrate side in a state suitable for solder solidification according to the temperature distribution of the substrate. Therefore, according to the cooling device for a soldering apparatus of the present invention, high-quality soldering can be performed.
なお、本発明において、気体供給口は、2つ以上の複数、あるいは、2群以上の複数設けられていればよく、気体供給口の数量は2つや2群に限定されるものではない。また、本発明において「他の一又は一群の気体供給口」は、「一又は一群の気体供給口」を除く全てであっても、「一又は一群の気体供給口」を除く複数あるいは複数群の気体供給口から選ばれる一又は一群の気体供給口であってもよい。 In the present invention, the number of gas supply ports may be two or more, or a plurality of two or more groups, and the number of gas supply ports is not limited to two or two groups. Further, in the present invention, the “other one or group of gas supply ports” may be a plurality or a plurality of groups excluding “one or a group of gas supply ports” even if they are all except “one or a group of gas supply ports”. One or a group of gas supply ports selected from these gas supply ports may be used.
請求項7に記載の発明は、冷却手段に対して相対移動する基板及び/又は当該基板に対して加熱され溶融した状態で付着しているハンダを冷却するものであり、温度分布検知手段が、冷却手段に対する基板の相対移動方向に並ぶ複数の気体供給口から選ばれる一又は複数の気体供給口よりも基板の通過方向上流側において基板における温度分布を検知可能であり、前記温度分布検知手段によって検知される温度分布に基づいて、前記一又は複数の気体供給口及び/又は当該一又は複数の気体供給口よりも基板の相対移動方向下流側に存在する気体供給口における気体の供給状態が調整されることを特徴とする請求項6に記載のハンダ付け装置用冷却装置である。 The invention according to claim 7 is to cool the substrate that moves relative to the cooling means and / or the solder that is attached to the substrate while being heated and melted. The temperature distribution in the substrate can be detected on the upstream side in the passage direction of the substrate with respect to one or a plurality of gas supply ports selected from the plurality of gas supply ports arranged in the relative movement direction of the substrate with respect to the cooling unit, and the temperature distribution detection unit Based on the detected temperature distribution, the gas supply state is adjusted at the one or more gas supply ports and / or the gas supply port that is located downstream of the one or more gas supply ports in the relative movement direction of the substrate. The soldering device cooling device according to claim 6, wherein the soldering device cooling device is a soldering device cooling device.
かかる構成によれば、基板の温度分布に基づいて冷却手段の冷却能力をハンダの凝固に適切な状態に調整できる。 According to such a configuration, the cooling capacity of the cooling means can be adjusted to a state suitable for the solidification of the solder based on the temperature distribution of the substrate.
請求項8に記載の発明は、冷却手段が、温度分布検知手段によって高温であると検知された部位に、低温であると検知された部位よりも多くの気体を供給することにより気体の供給状態を調整可能であることを特徴とする請求項1〜7のいずれかに記載のハンダ付け装置用冷却装置である。
In the invention according to claim 8, the cooling means supplies a gas to the part detected as being high temperature by the temperature distribution detecting means by supplying more gas than the part detected as being low temperature. The soldering device cooling device according to
かかる構成によれば、基板における温度分布にあわせて冷却手段の冷却能力を適切に調整し、基板やこれに付着しているハンダを全域において略均一に冷却することができる。そのため、本発明のハンダ付け装置用冷却装置によれば、ハンダ付けの品質を向上させることができる。 According to such a configuration, the cooling capacity of the cooling means is appropriately adjusted according to the temperature distribution in the substrate, and the substrate and the solder attached thereto can be cooled substantially uniformly throughout the entire area. Therefore, according to the cooling device for a soldering apparatus of the present invention, the quality of soldering can be improved.
請求項9に記載の発明は、基板に付着しているハンダを加熱して溶融した状態とする加熱手段と、請求項1〜8のいずれかに記載のハンダ付け装置用冷却装置とを備えていることを特徴とするハンダ付け装置である。 Invention of Claim 9 is equipped with the heating means which heats the solder adhering to a board | substrate, and makes it the molten state, The cooling device for soldering apparatuses in any one of Claims 1-8 A soldering apparatus characterized by comprising:
本発明のハンダ付け装置は、上記請求項1〜8のいずれかに記載のハンダ付け装置用冷却装置を備えたものであるため、ハンダ付けの品質のばらつきや品質の低下を抑制することができる。 Since the soldering apparatus of the present invention includes the cooling device for a soldering apparatus according to any one of the first to eighth aspects, it is possible to suppress variations in soldering quality and deterioration in quality. .
本発明によれば、ハンダ付けを高品質で品質のばらつきがない状態で実施可能なハンダ付け装置用冷却装置、並びに、ハンダ付け装置を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the cooling device for soldering apparatuses and the soldering apparatus which can implement soldering in the state which does not have quality variation and quality variation can be provided.
続いて、本発明の一実施形態にかかるハンダ付け装置、並びに、ハンダ付け装置用冷却装置の一例として、リフローハンダ付けを実施するためのハンダ付け装置と、これに用いる冷却装置について図面を参照しながら詳細に説明する。図1において、1は本実施形態のハンダ付け装置であり、10はハンダ付け装置用冷却装置(以下、単に冷却装置と称する)である。ハンダ付け装置1は、一般的にクリームハンダと称されるようなハンダを用い、基板Wに搭載された電機部品や電子部品等の部品を基板Wに対してリフローハンダ付けを行うための装置である。
Subsequently, as an example of a soldering apparatus according to an embodiment of the present invention and a soldering apparatus cooling apparatus, refer to the drawings regarding a soldering apparatus for performing reflow soldering and a cooling apparatus used therefor. However, it explains in detail. In FIG. 1,
ハンダ付け装置1は、基板Wを加熱してハンダを溶融状態にするための加熱炉2(加熱手段)に加えて、基板Wの搬送用のコンベア3や制御手段5、冷却装置10を備えた構成とされている。加熱炉2は、ハンダが溶融する温度よりも高温の温度まで昇温可能なものである。さらに具体的には、加熱炉2は、内部の雰囲気温度を200℃〜250℃程度の高温に維持することができる。コンベア3は、基板Wを加熱炉2側から冷却装置10側に向けて所定の速度で搬送可能なものである。また、冷却装置10は、加熱炉2において加熱された基板Wやこれに付着しているハンダを冷却するためのものである。
The
さらに詳細に説明すると、ハンダ付け装置1において、コンベア3は、例えばローラコンベアやチェーンコンベア、ベルトコンベア等、従来公知のコンベアによって構成されており、搬送面3aに基板Wを搭載することにより、これを加熱炉2内に通過させて加熱し、冷却装置10に到達するように搬送することができる構成とされている。すなわち、ハンダ付け装置1は、コンベア3に搭載されたものを冷却装置10に対して相対移動させることが可能な構成とされている。
More specifically, in the
図1に示すように、冷却装置10は、大別して予冷手段11と冷却手段12と温度分布検知手段13とを備えた構成とされている。予冷手段11は、従来公知のファン等によって構成されており、加熱炉2に対してコンベア3によって搬送される基板Wの搬送方向下流側に隣接した位置に設けられている。冷却装置10は、予冷手段11を作動させることにより、コンベア3の搬送面3a上に搭載された基板W側に向かう気流を発生させ、この気流に基板Wをさらして冷却することができる。予冷手段11は、作動に伴い発生する気流が、コンベア3の搬送面3a上に搭載された基板Wに対して、部位によらず略均一に当たる構成とされている。
As shown in FIG. 1, the
図1に示すように、冷却手段12は、本体部15を有し、これにノズル16と気体圧縮手段17とを接続した構成とされている。冷却手段12の本体部15は、コンベア3の搬送面3aよりも上方に設置されている。図1に示すように、本体部15には、気体圧縮手段17が接続管18を介して接続されている。そのため、冷却手段12は、気体圧縮手段17において圧縮された気体(本実施形態では空気)を、接続管18を通じて本体部15に供給することができる。本実施形態では、常温下において、0.3MPa〜0.6MPa程度に圧縮された気体を本体部15側に供給可能な構成とされている。
As shown in FIG. 1, the cooling means 12 includes a
また、図3に示すように、本体部15には、ノズル16が9つ接続されている。ノズル16は、それぞれ流量調整弁20を有し、これを制御手段5から発信される制御信号に基づいて開閉したり、開度を調整することができる。ノズル16は、流量調整弁20を開閉することにより、本体部15に圧縮状態で供給された気体(空気)を先端に設けられた噴出口21(気体供給口)から、本体部15の下方、すなわちコンベア3の搬送面3a側に向けて噴出可能な構成とされている。そのため、ノズル16から噴出する気流は、予冷手段11を作動させることにより発生する気流よりも強い。
As shown in FIG. 3, nine
また、各ノズル16に設けられた流量調整弁20は、それぞれ独立的に開度調整可能な構成とされている。そのため、冷却手段12は、制御手段5から発信される制御信号に基づいて各ノズル16の流量調整弁20の開度を独立的に調整することにより、コンベア3側に吹き付けられる空気の流量分布を任意に調整することができる。
Further, the flow
図2や図3に示すように、ノズル16は、3行3列にわたって略等間隔に配置されている。すなわち、各ノズル16は、コンベア3の搬送面3aの進行方向(搬送面3aに搭載された基板Wの搬送方向)に3行にわたって並べて配置されており、基板Wの搬送方向に対して略直交する方向にも3列にわたって並べて配置されている。さらに詳細には、ノズル16は、図2や図3に示すようにマトリックス状(行列状)に並べて配置されている。
As shown in FIGS. 2 and 3, the
ここで、図4(a)に示すように、搬送面3aの進行方向に対して交差する方向(搬送面3aの幅方向)に並ぶ3つのノズル16を1つのグループとして分類し、これらのグループを搬送面3aの進行方向上流側から順にX,Y,Z列目のノズル群とすると、X,Y,Z列目のノズル群は、それぞれ搬送面3aの進行方向に等間隔に配置されている。また、各X,Y列目のノズル群の間およびY,Z列目のノズル群の間には、温度分布検知手段13がX,Y,Z列目のノズル群を構成するノズル16が並ぶ方向に沿って配置されている。
Here, as shown in FIG. 4A, the three
また、図4(b)に示すように、搬送面3aの進行方向に並ぶ3つのノズル16を1つのグループとして分類し、これらのグループを搬送面3aの幅方向一端側にあるものから順にx,y,z行目のノズル群と定義すると、x,y,z行目のノズル群は、それぞれ搬送面3aの幅方向に等間隔に配置されている。また、図2に示すように、x,y,z行目のノズル群を構成する各ノズル16(以下、必要に応じてそれぞれをノズル16a,16b,16cと称す)は、それぞれ搬送面3aの進行方向に沿って延びる仮想線L1,L2,L3上に並ぶように配置されている。
Further, as shown in FIG. 4B, the three
図1に示すように、温度分布検知手段13は、コンベア3の進行方向、すなわちコンベア3を作動させた際に搬送面3aに搭載されている基板Wが移動する方向に4つ設けられている。温度分布検知手段13は、図2や図3に示すように前記進行方向に対して交差する方向(略直交する方向)に3つの温度センサ25(25a〜25c)を有している。温度センサ25は、いわゆる非接触式温度計や赤外線温度計によって構成されており、温度センサ25の略垂直下方の温度を検知し、この検知データを制御手段5に送信することができる構成とされている。そのため、制御手段5は、所定の時点において温度分布検知手段13を構成する各温度センサ25a〜25cによって検知された温度を確認することにより、コンベア3に搭載され、温度分布検知手段13の直下を通過している基板Wにおいて、コンベア3の幅方向、すなわちコンベア3やこれに搭載された基板Wの進行方向に対して略直交する方向にどのような温度分布が形成されているかを検知することができる。
As shown in FIG. 1, four
ここで、図2に示すように、各温度分布検知手段13は、温度センサ25a〜25cのそれぞれが、上記したx,y,z行目のノズル群を構成する各ノズル16が並ぶ仮想線L1,L2,L3上に並ぶように配置されている。そのため、搬送面3a上に搭載され、搬送される基板Wにおいてx行目のノズル群を構成する各ノズル16の下方を通過する部位の温度は、温度センサ25aによって検知することができる。また同様に、搬送面3a上に搭載され、搬送される基板Wにおいてy,z行目のノズル群を構成する各ノズル16の下方を通過する部位の温度は、温度センサ25b,25cによって検知することができる。
Here, as shown in FIG. 2, each temperature distribution detection means 13 includes a virtual line L <b> 1 in which the
図1や図2に示すように、温度分布検知手段13は、コンベア3の搬送面3aの進行方向(基板Wの進行方向)に複数設けられている。温度分布検知手段13は、いずれも各温度センサ25a〜25cがコンベア3の搬送面3aの進行方向に対して交差(本実施形態では略直交)する方向に並ぶように設定されている。
As shown in FIGS. 1 and 2, a plurality of temperature
温度分布検知手段13のうち、最もコンベア3の搬送面3aの進行方向上流側にあるものは、加熱炉2の出口2bに隣接し、予冷手段11よりもコンベア3の搬送面3aの進行方向(基板Wの進行方向)上流側の位置に設けられている。また、温度分布検知手段13は、予冷手段11に対して下流側の位置にも設けられている。すなわち、温度分布検知手段13は、予冷手段11と冷却手段12に搬送面3aの進行方向に対して交差する方向に設けられたX列目のノズル群との間の位置、X列目のノズル群とY列目のノズル群との間の位置、並びに、Y列目のノズル群とZ列目のノズル群との間の位置に設けられている。換言すれば、本実施形態では、予冷手段11およびX,Y,Z列目のノズル群に対して搬送面3aの進行方向上流側に隣接する位置に温度分布検知手段13(以下、それぞれを必要に応じて搬送面3aの進行方向上流側から順に温度分布検知手段13a〜13dと称する)が設けられた構成とされている。
Among the temperature distribution detection means 13, the one located most upstream in the traveling direction of the conveying
本実施形態では、予冷手段11を構成するファンの回転数や、X,Y,Z列目のノズル群を構成する各ノズル16の流量調整弁20の開度が、予冷手段11やX,Y,Z列目のノズル群に対して上流側に隣接する位置に設けられた温度分布検知手段13a〜13dによって検知された情報に基づいて調整される。すなわち、予冷手段11や各ノズル16に設けられた流量調整弁20の開度は、温度分布検知手段13a〜13dの検知情報に基づいてフィードバック制御される。
In the present embodiment, the rotation speed of the fan constituting the precooling means 11 and the opening degree of the flow
続いて、本実施形態のハンダ付け装置1および冷却装置10の動作について詳細に説明する。ハンダ付け装置1は、加熱炉2の上流側(図1及び図2において右端側)においてコンベア3の搬送面3aに基板Wを搭載すると、これを加熱炉2内に導入することができる。また、加熱炉2は、内部の雰囲気温度をハンダの融解温度よりも高温とすることができる。そのため、基板Wを電機部品や電子部品等の部品を実装すると共に未融解状態のハンダを付着させた状態(実装状態)として準備すると共に、加熱炉2の内部雰囲気温度をハンダの融解温度よりも高温にした状態とし、作動状態にあるコンベア3の搬送面3a上に実装状態とされた基板Wを搭載すると、この基板Wが入口2aから加熱炉2内に導入される。これにより、基板Wに付着されたハンダが融解した状態になる。
Subsequently, operations of the
コンベア3がさらに作動すると、加熱炉2内において加熱された基板Wが加熱炉2の出口2bから出てくる。加熱炉2から基板Wが出てくると、この基板Wの温度が出口2bに隣接する位置に設けられた温度分布検知手段13aの各温度センサ25a〜25cによって検知され、この検知信号が制御手段5に向けて発信される。制御手段5は、温度分布検知手段13aによって検知された基板Wの温度に基づき、予冷手段11を構成するファンの回転数を調整する。すなわち、温度分布検知手段13aの検知温度が高温であれば予冷手段11を構成するファンの回転数が高くなるように制御され、温度分布検知手段13aの検知温度が低温であれば予冷手段11を構成するファンの回転数が低くなるように制御される。これにより、基板Wやこの上で溶融状態になっているハンダが冷却され、ハンダがある程度凝固した状態になる。
When the
コンベア3がさらに作動し、基板Wが予冷手段11よりも下流側に移動すると、温度分布検知手段13(13b〜13d)を構成する各温度センサ25a〜25cにより、基板Wのうち温度分布検知手段13(13b〜13d)の下方に位置する部分の温度が検知され、この検知結果が制御手段5に送信される。これにより、制御手段5によって、基板Wのうち、温度分布検知手段13(13b〜13d)の直下に位置する部分が、搬送面3aの幅方向(進行方向に対して略直交する方向)にどのような温度分布を形成しているかが把握される。
When the
制御手段5は、温度分布検知手段13(13b〜13d)によって検知された検知温度に基づき、この温度分布検知手段13(13b〜13d)に対して搬送面3aの進行方向下流側に隣接した位置にあるX,Y,Z列目のノズル群のうち、いずれかを構成する各ノズル16の流量調整弁20の開度を制御する。また、流量調整弁20の開度調整のタイミングは、温度分布検知手段13(13b〜13d)と、これに隣接した位置に設けられたX,Y,Z列目のノズル群のいずれかを構成する各ノズル16の設置位置との間隔(搬送面3aの進行方向の間隔)、並びに、コンベア3による基板Wの搬送速度に基づき、温度分布検知手段13(13b〜13d)によって検知された温度分布となっている基板Wの部位が搬送方向下流側に隣接するX,Y,Z列目のノズル群の下方に到達すると想定されるタイミングに基づいて調整される。
Based on the detected temperature detected by the temperature distribution detection means 13 (13b to 13d), the control means 5 is located adjacent to the temperature distribution detection means 13 (13b to 13d) on the downstream side in the traveling direction of the
さらに詳細には、例えば図5(a)に示すように温度分布検知手段13(13b〜13d)の下方に基板Wが到来すると、各温度センサ25a〜25cによって基板Wの温度が検知される。この結果、仮に温度分布検知手段13の下方を通過する基板Wが、搬送面3の幅方向に、図5(b)に示すような温度分布を有していた場合は、この温度分布検知手段13に対して基板Wの搬送方向下流側(図5(a)の矢印方向)に隣接する位置にあるX,Y,Z列目のノズル群を構成するノズル16a,16b,16c用の流量調整弁20,20,20の開度が図5(c)のように調整される。すなわち、図5(b)のように、搬送面3aの幅方向略中央部に設置された温度センサ25bの検知温度が最も高く、温度センサ25cの検知温度が最も低く、温度センサ25aの検知温度がこれらの中間程度であった場合は、ノズル16b用の流量調整弁20が最も大きな開度に調整され、ノズル16c用の流量調整弁20が最も小さな開度に調整される。また、ノズル16a用の流量調整弁20の開度は、ノズル16b,16c用の流量調整弁20,20の開度の中間となるように調整される。
More specifically, for example, as shown in FIG. 5A, when the substrate W arrives below the temperature distribution detection means 13 (13b to 13d), the temperature of the substrate W is detected by the
上記したように、本実施形態のハンダ付け装置1において採用されている冷却装置10では、冷却手段12を構成する各ノズル16から基板Wに対して吹き付けられる気体(空気)の量が、各ノズル16に対して基板Wの搬送方向上流側にある温度分布検知手段13によって検知された基板Wにおける温度分布に基づいて調整される。すなわち、基板Wが高温である部分には、低温である部分よりも多くの気体が吹き付けられる。そのため、本実施形態のハンダ付け装置1では、冷却装置10において基板Wやこれに付着しているハンダの冷却が略均一に進行する。よって、本実施形態のハンダ付け装置1によれば、基板Wに装着される部品の配置密度(分布)や、部品を取り付けた状態(実装状態)での基板Wにおける熱容量の分布等によらず、加熱炉2において熱処理された基板Wやこれに付着しているハンダを略均一に冷却し、凝固を促進することができる。従って、ハンダ付け装置1によれば、品質のばらつきが少なく高品質なリフローハンダ付けを実施することができる。
As described above, in the
上記実施形態のハンダ付け装置1は、基板Wの移動方向に並んだX,Y,Z列目のノズル群に対して上流側に隣接する位置に設けられた温度分布検知手段13b,13c,13dによって逐一これらの下方を通過する基板Wの温度分布を部分的に検知し、この結果に応じて、各ノズル16の流量調整弁20の開度を調整するものである。そのため、基板Wが下流側に移動するにつれて温度分布が変わったとしても、その変化を逐一反映して各ノズル16において吹き出す気体の量を調整し、基板Wを略均一に冷却することができる。
In the
上記実施形態では、温度分布検知手段13b,13c,13dの検知結果に基づいてこれらに対して下流側に隣接するX,Y,Z列目のノズル群を構成する各ノズル16の流量調整弁20の開度をフィードバック制御する構成を例示したが、本発明はこれに限定されるものではない。さらに具体的には、上記実施形態のハンダ付け装置1および冷却装置10は、加熱炉2から基板Wが出てから各ノズル16が設けられた位置に到達するまでの間に予め基板W全体の温度分布を検知しておき、この結果に応じてX,Y,Z列目のノズル群を構成する各ノズル16の流量調整弁20の開度を調整する構成としてもよい。かかる構成とした場合は、上記実施形態のように基板Wの温度変化を逐一把握することはできないが、基板Wの略全体を基板Wやハンダをハンダの固化に最適な状態で冷却させることができる。
In the above embodiment, based on the detection results of the temperature distribution detection means 13b, 13c, and 13d, the flow
上記実施形態では、各ノズル16をX,Y,Zからなる3列のノズル群に分類し、これに基づいて各ノズル16から噴出する気体の量を調整する構成を例示したが、本発明はこれに限定されるものではない。すなわち、各ノズル16を上記した行あるいは列による分類以外の方法で分類し、これに基づいて各ノズル16から噴出する気体の量を調整する構成としてもよい。
In the above embodiment, each
上記実施形態のハンダ付け装置1では、冷却装置10に予冷手段11が設けられており、加熱炉2において熱処理された直後の基板Wをある程度冷却(予冷)してから冷却手段12で冷却する構成とされている。そのため、ハンダ付け装置1によってリフローハンダ付けを実施すれば、溶融状態にあるハンダの冷却時にこれが変形したり、飛び散るといったような不具合が起こらない。
In the
また、上記実施形態では、予冷手段11である程度冷却された後に温度分布検知手段13によって基板Wにおける温度分布を検知し、この検知結果に基づいて下流側に配置された各ノズル16から噴出する気体の量を調整する構成とされている。そのため、ハンダ付け装置1では、ある程度冷却された状態の基板Wにおける温度分布を的確に把握し、温度分布によらず基板W全体の温度が略均一となるように冷却することができる。よって、ハンダ付け装置1によれば、基板Wに装着された部品の密度や熱容量等のばらつき等があっても、基板W全体を略均一に冷却できる。従って、ハンダ付け装置1によれば、高品質でばらつきの少ないリフローハンダ付けを実施することができる。
In the above embodiment, the temperature distribution on the substrate W is detected by the temperature distribution detection means 13 after being cooled to some extent by the pre-cooling means 11, and the gas ejected from each
なお、上記実施形態では、予冷手段11を設け、これによって加熱炉2において加熱された直後の基板Wを冷却可能な構成を例示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、予冷手段11を持たない構成としてもよい。かかる構成とした場合は、上記したハンダの変形や飛散の抑制効果等が薄れるおそれがあるが、上記実施形態のハンダ付け装置1と同様に品質のばらつきが少なく高品質なリフローハンダ付けを実施することができる。
In the above embodiment, the pre-cooling means 11 is provided, and the configuration in which the substrate W immediately after being heated in the
上記したように、本実施形態では、冷却手段12において各ノズル16から高圧の空気を基板W側に向けて吹き付けることが可能な構成とされている。そのため、本実施形態のハンダ付け装置1では、冷却手段12における基板Wの冷却効果が高く、基板Wやハンダを素早く冷却することができる。そのため、本実施形態のハンダ付け装置1によれば、リフローハンダ付けの品質をより一層向上させることができる。
As described above, in this embodiment, the cooling
上記実施形態では、全てのノズル16に圧縮状態とされた気体を供給し、これを基板W側に吹き付けることが可能な構成を例示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば冷却手段12を構成するノズル16のうち、一部のものだけが圧縮状態とされた気体を吹き付け可能な構成としたり、基板Wに向けて吹き付けられる気体の圧力が各ノズル16毎に異なるものであってもよい。
In the above embodiment, the configuration in which the compressed gas is supplied to all the
また、上記実施形態では、ノズル16から吹き出す気体の量を流量調整弁20で調整可能な構成を例示したが、これは本発明の一実施形態に過ぎず、ハンダ付け装置1は別の構成を採用したものであってもよい。さらに具体的には、上記実施形態では、各ノズル16が本体部15に対して固定されたものであったが、ノズル16を自由に移動可能な構成とし、基板Wにおける温度分布に応じてノズル16の配置が変更される構成としてもよい。すなわち、基板Wにおいて高温である部分の上方に低温である部分よりも多くのノズル16を集め、気体を基板Wに向けて吹き付ける構成としてもよい。かかる構成とする場合は、ノズル16の動作機構等が必要となるが、上記実施形態の場合と同様に基板Wの温度分布に応じて基板W側に吹き付けられる気体の量の分布を調整し、基板W全体を略均一に冷却できる。
Moreover, in the said embodiment, although the structure which can adjust the quantity of the gas which blows off from the
上記実施形態では、コンベア3の搬送面3aが冷却装置10に対して移動する構成を例示したが、本発明はこれに限定されるものではない。さらに具体的には、ハンダ付け装置1や冷却装置10は、例えば予冷手段11や冷却手段12が基板Wに対して移動する構成、すなわち予冷手段11や冷却手段12が基板Wに対して相対移動する構成であればいかなる構成であってもよい。
In the said embodiment, although the structure which the
上記実施形態のハンダ付け装置1は、外部から供給された空気等の気体を気体圧縮手段17において圧縮して供給し、ノズル16から基板Wに向けて吹き出す構成であったが、本発明はこれに限定されるものではなく気体を冷却可能な冷却手段を別途設け、この冷却手段で冷却された気体をノズル16から吹き出す構成としてもよい。かかる構成によれば、基板Wやハンダの冷却効果がさらに向上し、リフローハンダ付けの品質をさらに向上させることができる。
The
上記実施形態では、ノズル16を複数設けた構成を例示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば冷却用の気体を供給するための冷却気体供給手段を設けると共に、この冷却気体供給手段に気体噴出用の開口を複数設け、この開口の開口面積を適宜変更可能な構成としてもよい。かかる構成とすれば、上記実施形態において各ノズル16に対応して設けられた流量調整弁を調整する代わりに気体噴出用の開口の開口面積を調整することにより、基板W側に向けて噴出される気体の量を調整することができ、上記実施形態に示したものと同様の作用効果が得られる。
In the above-described embodiment, the configuration in which a plurality of
1 ハンダ付け装置
2 加熱炉(加熱手段)
3 コンベア
3a 搬送面
10 ハンダ付け装置用冷却装置(冷却装置)
11 予冷手段
12 冷却手段
13 温度分布検知手段
16 ノズル
17 気体圧縮手段
20 流量調整弁
1
3
11 Precooling means 12 Cooling means 13 Temperature
Claims (9)
冷却手段と、基板における温度分布を検知可能な温度分布検知手段とを有し、
前記冷却手段が、基板側に向けて気体を吹き付けることによって基板及び/又は当該基板に付着しているハンダを冷却するものであり、基板側に向けて供給される気体の供給状態を、温度分布検知手段によって検知された温度分布に応じて調整可能であることを特徴とするハンダ付け装置用冷却装置。 A cooling device for a soldering apparatus for cooling a substrate and / or solder adhered to the substrate while being heated and melted,
A cooling means and a temperature distribution detecting means capable of detecting the temperature distribution in the substrate;
The cooling means cools the substrate and / or the solder adhering to the substrate by blowing gas toward the substrate side, and the supply state of the gas supplied toward the substrate side is determined by temperature distribution. A cooling device for a soldering apparatus, which can be adjusted according to a temperature distribution detected by a detection means.
当該予冷手段によって冷却されたハンダ及び/又は基板を冷却手段によってさらに冷却可能であることを特徴とする請求項1に記載のハンダ付け装置用冷却装置。 Having a pre-cooling means capable of cooling the substrate and / or solder adhered to the substrate while being heated and melted;
The soldering device cooling apparatus according to claim 1, wherein the solder and / or the substrate cooled by the precooling means can be further cooled by the cooling means.
冷却手段が、当該温度分布検知手段によって検知された予冷手段によって冷却された基板における温度分布に基づいて気体の供給状態を調整可能であることを特徴とする請求項2に記載のハンダ付け装置用冷却装置。 The temperature distribution detecting means can detect the temperature distribution in the substrate cooled by the pre-cooling means,
3. The soldering apparatus according to claim 2, wherein the cooling means is capable of adjusting a gas supply state based on a temperature distribution in the substrate cooled by the pre-cooling means detected by the temperature distribution detecting means. Cooling system.
冷却手段が、所定の平面上を通過する基板に向けて気体を供給可能な気体供給口を複数有し、当該複数の気体供給口から選ばれる一又は一群の気体供給口における気体の供給状態を、前記複数の気体供給口から選ばれる他の一又は一群の気体供給口における気体の供給状態と異なるように調整可能なものであり、
気体供給口が、冷却手段に対する基板の相対移動方向及び/又は当該相対移動方向に対して交差する方向に複数設けられていることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載のハンダ付け装置用冷却装置。 The substrate that moves relative to the cooling means and the temperature distribution detection means and / or the solder that is attached to the substrate while being heated and melted is cooled.
The cooling means has a plurality of gas supply ports capable of supplying gas toward the substrate passing on a predetermined plane, and the gas supply state in one or a group of gas supply ports selected from the plurality of gas supply ports The gas supply state can be adjusted to be different from the gas supply port of the other one or a group selected from the plurality of gas supply ports,
Soldering according to any one of claims 1 to 5, wherein a plurality of gas supply ports are provided in a direction of relative movement of the substrate with respect to the cooling means and / or in a direction crossing the direction of relative movement. Cooling device for equipment.
温度分布検知手段が、冷却手段に対する基板の相対移動方向に並ぶ複数の気体供給口から選ばれる一又は複数の気体供給口よりも基板の通過方向上流側において基板における温度分布を検知可能であり、
前記温度分布検知手段によって検知される温度分布に基づいて、前記一又は複数の気体供給口及び/又は当該一又は複数の気体供給口よりも基板の相対移動方向下流側に存在する気体供給口における気体の供給状態が調整されることを特徴とする請求項6に記載のハンダ付け装置用冷却装置。 The substrate that moves relative to the cooling means and / or the solder that is heated and melted with respect to the substrate is cooled.
The temperature distribution detection means can detect the temperature distribution in the substrate on the upstream side in the passage direction of the substrate from one or more gas supply ports selected from the plurality of gas supply ports arranged in the relative movement direction of the substrate with respect to the cooling means,
Based on the temperature distribution detected by the temperature distribution detecting means, the one or more gas supply ports and / or the gas supply port existing on the downstream side in the relative movement direction of the substrate with respect to the one or more gas supply ports. The cooling device for a soldering apparatus according to claim 6, wherein a supply state of the gas is adjusted.
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