JP2009285719A - フラックス塗布装置 - Google Patents

Abstract

【課題】プリント配線板の予備加熱温度の低下や無駄な電力消費を解消し、VOCフリーフラックスの良好な塗布状態が得られると共に電力消費の少ないフラックス塗布装置を実現することによって、高品質のプリント配線板を低消費電力で生産可能にすること。
【解決手段】予備加熱工程には瞬時点灯ヒータを備えた予備加熱手段が設けられフラックス塗布工程にはフラックスの噴霧塗布手段と前記被フラックス塗布ワークに塗着しなかった噴霧フラックスを排出するための排気手段であって単位時間当たりの排気流量を可変することが可能な排気手段とが設けられる。さらに前記予備加熱工程に被フラックス塗布ワークが存在するか否かによって、前記瞬時点灯ヒータへの供給電力を制御する。
【選択図】図１

Description

本発明は、被フラックス塗布ワーク例えば電子部品が搭載されたプリント配線板にフラックスを噴霧塗布するフラックス塗布装置に関する。

近年になって、公害や健康被害の原因となるアルコール（例えばIPA:isopropyl alcohol）等の揮発性有機化合物（VOC:volatile organic compounds）を主溶媒として用いずに、水を主溶媒として用いたVOCフリーフラックスが使用されるようになった。しかし、表面張力や気化潜熱がアルコールに比べて大きいため、従来と同じプロセスでは良好な塗布状態やはんだ付け状態を得ることができない。

プリント配線板にフラックスを噴霧して塗布する方法は、フラックス塗布量の制御性が良好でしかも均一に塗布することができる特徴を有するので、広く用いられている。

しかし、水を主溶媒とするVOCフリーフラックスはその表面張力や気化潜熱がアルコールよりも大きいので、プリント配線板に塗着したフラックスの濡れ広がりが悪く、また塗布後の乾燥が容易ではない。そこで、これらの問題を解決しようとする技術として、特許文献１と特許文献２に開示される技術がある。

特許文献１には、フラックスを噴霧塗布する前にプリント配線板を予備加熱する技術と加熱したフラックスを噴霧する技術が開示されている。これにより、プリント配線板に塗着したフラックスの濡れ広がりを向上させ、噴霧されるフラックスの粒径を小さくさせて均一塗布性を向上させている。

特許文献２には、プリント配線板にVOCフリーフラックスを塗布した後に直ちに乾燥させる手段（「乾燥装置」）を設けた技術が開示されている。すなわち、これによりプリント配線板への水の浸透を阻止し、後段のはんだ付け工程において気泡やはんだボールが発生することを防止している。
特開平８−２２９６７４号公報 特開２００１−３００３５８号公報

特許文献１に開示される技術では、プリント配線板の予備加熱温度を調節し制御する場合以外は、「予備加熱装置」に供給される電力が可変されることはない。また、「排気装置」の単位時間当たりの排気流量も一定である。「排気装置」の単位時間当たりの排気流量は、「スプレーノズル」からフラックスが噴霧された際にプリント配線板へのリターンシャワーを生じないように定められ、さらには「フラックス塗布装置」内部に余分なフラックス付着を生じないように定められるのが通常である。

そのために、プリント配線板が「予備加熱装置」の上方に搬送されている予備加熱中および「予備加熱装置」から「スプレーノズル」へ搬送される過程でプリント配線板の表面に排気風が流れ、この排気風がプリント配線板の予備加熱温度を低下させ、特に「予備加熱装置」から「スプレーノズル」へ搬送される過程でプリント配線板の予備加熱温度が急速かつ大幅に低下する問題がある。

一方で、プリント配線板は所定の時間間隔ごとに搬入されて搬送されることが通常である。すなわち、数１０秒間隔ごとにプリント配線板が順に搬入され、予備加熱およびフラックスの噴霧塗布が行われる。この時間間隔はプリント配線板の生産性によって決まるが、基本的にはプリント配線板の種類とプリント配線板実装工場の設備編制によって決まる。

したがって、処理すべきプリント配線板が搬入されない時間においても「予備加熱装置」と「排気装置」は通常運転状態に保たれ、プリント配線板の付加価値生産に寄与しない電力を消費する問題がある。すなわち、無駄に電力を消費する問題がある。しかも、「排気装置」による排気風が「予備加熱装置」にも流れて熱エネルギーを奪い去って行くので、「予備加熱装置」の消費電力が無駄に廃棄されて必用な加熱温度を維持するための電力も増大する。

また、特許文献２に開示される技術においても、処理すべきプリント配線板が搬入されない時間においても「乾燥装置」は通常運転状態に保たれ、無駄に電力を消費する問題がある。

本発明の目的は、このようなプリント配線板の予備加熱温度の低下や無駄な電力消費を解消し、VOCフリーフラックスの良好な塗布状態が得られると共に電力消費の少ないフラックス塗布装置を実現することによって、高品質のプリント配線板を低消費電力で生産可能にすることにある。

本発明は、被フラックス塗布ワークであるプリント配線板の予備加熱温度が低下しないように構成したところに主な特徴を有する。併せて予備加熱電力や排気に必用な電力さらには乾燥電力の省電力化を実現したところにも特徴がある。

（１）本願の第１の発明は、被フラックス塗布ワークの搬送手段を備えこの搬送手段による搬送順に被フラックス塗布ワークの予備加熱工程とフラックス塗布工程とが順に設けられるようにフラックス塗布装置を構成する。

そして、前記予備加熱工程には瞬時点灯ヒータを備えた被フラックス塗布ワークの予備加熱手段を設ける。また、前記フラックス塗布工程にはフラックスの噴霧塗布手段と前記被フラックス塗布ワークに塗着しなかった噴霧フラックスを排出するための排気手段であって単位時間当たりの排気流量を可変することが可能な排気手段を設ける。なお、噴霧フラックスによるフラックス塗布装置内の汚染を回避する目的で排気手段の一部が前記予備加熱工程に重なって設けられてもよい。

さらに前記予備加熱工程に被フラックス塗布ワークが存在する場合には前記瞬時点灯ヒータへの供給電力を予め決めた所定の予備加熱電力に制御し前記予備加熱工程に被フラックス塗布ワークが存在しない場合には予め決めた零電力を含む所定の待機電力に低減制御すると共に前記フラックス塗布工程で前記被フラックス塗布ワークにフラックスの塗布が行われる場合には予め決めた所定の単位時間当たりの排気流量に制御しフラックスの塗布が行われない場合には予め決めた零流量を含む所定の単位時間当たりの待機排気流量に低減制御する制御手段を備えるように構成する。

なお、瞬時点灯ヒータとは、電源をOFFからONにしたり供給電力をステップ状に上昇させた場合に、数秒で通常加熱状態に移行するヒータのことである。

すなわち、予備加熱工程からフラックス塗布工程へ被フラックス塗布ワークが搬送される途中においては、排気手段による単位時間当たりの排気流量が待機排気流量に低減されている。したがって、予備加熱が行われた被フラックス塗布ワークの表面に排気風が流れないか低減され、この排気風による被フラックス塗布ワークの温度低下は殆ど生じない。さらに、排気手段の消費電力も低減できる。

その結果、フラック塗布工程において良好なフラック塗布状態を得ることができるようになる。

また、予備加熱工程に被フラックス塗布ワークが搬送手段により搬入されると瞬時点灯ヒータへの供給電力を予め決めた所定の予備加熱電力に上昇させるが、予備加熱工程から被フラックス塗布ワークが搬出されると予め決めた零電力を含む所定の待機電力に低減制御されるので、予備加熱電力を被フラックス塗布ワークの予備加熱に有効利用できるようになり、消費電力を低減できる。

さらに、予備加熱工程のヒータ表面に流れる排気風も低減制御されるので、ヒータの消費電力そのものも低減できる。

（２）本願の第２の発明は、前記（１）のフラックス塗布装置において、フラックス塗布工程の後段に乾燥工程を設けるようにフラックス塗布装置を構成する。

そして、前記乾燥工程には瞬時点灯ヒータを備えた被フラックス塗布ワークの乾燥手段が設けられるように構成しておいて、前記乾燥工程に被フラックス塗布ワークが存在する場合には前記瞬時点灯ヒータへの供給電力を予め決めた所定の乾燥電力に制御し前記乾燥工程に被フラックス塗布ワークが存在しない場合には予め決めた零電力を含む所定の待機電力に低減制御する制御手段を備えるように構成する。

したがって、VOCフリーフラックスが塗布された場合であっても、主溶剤である水が被フラックス塗布ワーク上から直ちに蒸発し乾燥される。しかも、被フラックス塗布ワークが搬送手段により乾燥工程に搬入されると瞬時点灯ヒータへの供給電力を予め決めた所定の予備加熱電力に上昇させるが、乾燥工程から被フラックス塗布ワークが搬出されると予め決めた零電力を含む所定の待機電力に低減制御されるので、乾燥電力を被フラックス塗布ワークの乾燥に有効利用できるようになり、消費電力を低減できる。

（３）本願の第３の発明は、前記（２）のフラックス塗布装置において、乾燥工程に設けられる瞬時点灯ヒータが加熱ガスを被フラックス塗布ワークに吹きつける手段を有するものであって、この加熱ガスの吹きつけ手段が乾燥工程においてフラックス塗布工程側に設けられるかまたはフラックス塗布工程側では相対的に風速の速い加熱ガスを吹きつけフラックス塗布工程側から離れた位置では相対的に風速の遅い加熱ガスを吹きつける風速分布の加熱ガス吹きつけ手段であるように構成したフラックス塗布装置である。

これにより、VOCフリーフラックスが塗布された被フラックス塗布ワークが乾燥工程に搬入されると先ず加熱ガスが吹きつけられるか相対的に速度の速い加熱ガスが吹きつけられるので、プリント配線板のスルーホールの端面付近に滞留しているVOCフリーフラックスが存在していてもスルーホールの奥へ向けて吹き上げられ、スルーホール内面に確実にVOCフリーフラックスを塗布することができる。

その後は赤外線や相対的に速度の遅い加熱ガスが吹きつけられるので、主溶剤である水が被フラックス塗布ワーク上から直ちに蒸発し乾燥される。また、加熱ガス吹きつけ手段も瞬時点灯ヒータで構成されているので、前記（２）と同様に乾燥電力を被フラックス塗布ワークの乾燥に有効利用できるようになり、消費電力も低減できる。

本発明によれば、予備加熱工程からフラックス塗布工程へ被フラックス塗布ワークが移行搬送される際にその温度すなわち被フラックス塗布ワークの予備加熱温度の低下が生じなくなるので、フラックス塗布工程において良好なフラック塗布状態を得ることができるようになる。しかも、予備加熱に必用な電力や排気に必用な電力を低減して省電力化を図ることができるようになる。

また、乾燥工程を設けた場合においても、フラックス塗布後のプリント配線板を低消費電力で乾燥することができるようになると共にスルーホール内に確実にフラックスを塗布することができるようになる。

その結果、フラックス塗布品質の良好な被フラックス塗布ワークすなわちプリント配線板を低消費電力で実現することができるようになる。

次に、本発明のフラックス塗布装置を実際上どのように具体化できるかを図面を用いて実施形態例で説明する。

（１）構成
図１は、フラックス塗布装置の全体構成を説明する図で搬送コンベアの搬送方向に対する縦断面で見た図である。なお、制御系はブロック図で描いてある。また、図２は図１の予備加熱工程をＩ−Ｉ断面で見た図である。すなわち、搬送コンベアの搬送方向Ａに沿って予備加熱工程とフラックス塗布工程および乾燥工程が設けられて構成されている。なお、乾燥工程は必用な場合にのみ設けてもよい。

〈予備加熱工程〉
予備加熱工程１１０には予備加熱手段１１１を設けてある。すなわち、ハロゲンヒータやカーボンヒータ等のように電力供給後に数秒で通常加熱状態に到達する瞬時点灯ヒータ１１２を設けてあり、併せて熱風を供給するためのファン１１３およびその駆動モータ１１４を設けてある。また、瞬時点灯ヒータ１１２にはプリント配線板１２４の下方側の面すなわち被フラックス塗布面へ向けて熱線を反射する反射板１１６を設けてあり、瞬時点灯ヒータ１１２の直下の位置に通風孔１１７を設けてある。

反射板１１６に設ける通風孔１１７の形状は、丸状孔を列状に並べてもよいしスリット状の孔を設けてもよい。すなわち、ファン１１３からの送風を反射板１１６の通風孔１１７から導き、瞬時点灯ヒータ１１２の表面を流れてプリント配線板１２４に吹きつけられるように構成してある。また、プリント配線板１２４の上方側にも熱線と熱風の反射板１１８を設けてあり、回転操作ツマミ１２１を設けたねじ１２２により反射板１１８の位置を調整し、搬送コンベア１５１で搬送されるプリント配線板１２４との間隔を調節できるように構成してある。

すなわち上下の反射板に挟まれた領域にプリント配線板の加熱領域を形成していて、瞬時点灯ヒータ１１２による熱線加熱と熱風加熱とを併用してプリント配線板１２４を加熱するように構成してある。そして、これによりコンベクション状態も調節することができる。

さらに、上方の反射板１１８と筐体１２０との間に搬入口からフラックス塗布工程へ繋がる通風用の流路を設けてあり、上方の反射板１１８に面する筐体１２０にも多数の通風用の孔１１９を設けてある。

一方で、瞬時点灯ヒータ１１２には図示しない温度センサを設けてあり、ヒータ温度を制御する温度制御装置１０４により瞬時点灯ヒータ１１２への供給電力が制御される。また、ファン１１３を駆動するモータ１１４は、モータに取り付けられたエンコーダ１１５からの信号に基づいて速度が検出され、速度制御装置１０３で回転速度が制御される。そして、これらの温度制御装置１０４と速度制御装置１０３は主制御装置１００との通信により制御される。

他方で、主制御装置１００はコンピュータシステムで構成され、LCD等の表示部１０１とキーボード等の指示操作部１０２を有し、その通信ポートからの通信により温度制御装置１０４や速度制御装置１０３等を制御する構成である。

〈フラックス塗布工程〉
次に、フラックス塗布工程について説明する。フラックス塗布工程１３０には、フラックスの噴霧ノズル１３３とこの噴霧ノズルにフラックスを供給するフラックス供給装置１３２とから成るフラックス噴霧塗布手段１３１を設けてあり、フラックス供給装置１３２から供給されるフラックスを噴霧ノズル１３３で噴霧することにより、搬送コンベア１５１で搬送されるプリント配線板１２４に塗着させ塗布する仕組みである。なお、フラックス供給装置１３２はフラックス加熱手段を有し、加熱したフラックス（例えば、４０〜７０℃程度に加熱したフラックス）を供給する。

フラックス供給装置１３２は前記予備加熱工程において説明した主制御装置１００との通信により制御され、単位時間当たりのフラックス噴霧流量や噴霧タイミング等が制御される。

また、プリント配線板１２４に塗着しなかった噴霧フラックスは排気手段１３４で捕捉する。そして、排気手段１３４はフード１３５と排気ファン１３６そして排気フィルタ１３７によって構成され、排気手段１３４の単位時間当たりの排気流量は排気ファン１３６の回転速度すなわち具体的にはこの排気ファンを駆動する図示しないモータの回転速度で制御される。この排気ファン１３６の回転速度は速度制御装置１０８で制御され、その値は主制御装置１００との通信により制御される。

排気手段のその他の構成例として、フラックス塗布装置とは別体に排気装置を有する場合（例えば、特許文献１の構成例の場合）があるが、この場合には排気装置との間に連続開閉機構を設けて単位時間当たりの排気流量を調節するようにしてもよい。したがって、この連続開閉機構の開度をアクチュエータで調節して、単位時間当たりの排気流量を調節する。

なお、排気フード１３５は、噴霧フラックスを回収する目的から前段の予備加熱工程１１０や後段の乾燥工程１４０に重なるように設けてもよい。また、排気フィルタ１３７の形状を図１のように逆Ｖ字型や錐形状にして、その下方端に樋１３８を設けるとよい。フィルタ１３７に液状フラックスが滞留した際に流出させるためである。

〈乾燥工程〉
次に、乾燥工程について説明する。乾燥工程１４０には、乾燥手段１４１が設けてあり、この乾燥手段１４１には、予備加熱工程１１０と同様にハロゲンヒータやカーボンヒータ等のように電力供給後に数秒で通常加熱状態に到達する瞬時点灯ヒータ１４２を設けてあり、併せて熱風を供給するためのファン１４３およびその駆動モータ１４４を設けてある。また、瞬時点灯ヒータ１４２にはプリント配線板の下方側の面すなわち被フラックス塗布面へ向けて熱線を反射する反射板１４６を設けてあり、瞬時点灯ヒータ１４２の直下の位置に通風孔１４７を設けてある。

反射板１４６に設ける通風孔１４７の形状は、丸状孔を列状に並べてもよいしスリット状の孔を設けてもよい。すなわち、ファン１４３からの送風を反射板１４６の通風孔１４７から導き、瞬時点灯ヒータ１４２の表面を流れてプリント配線板１２４に吹きつけられるように構成してある。また、乾燥装置に面する筐体１５０には多数の通風用の孔１４９を設けてある。

一方で、瞬時点灯ヒータ１４２には図示しない温度センサを設けてあり、ヒータ温度を制御する温度制御装置１０７により瞬時点灯ヒータ１４２への供給電力が制御される。また、ファン１４３を駆動するモータ１４４は、モータに取り付けられたエンコーダ１４５からの信号に基づいて速度が検出され速度制御装置１０６で回転速度が制御される。そして、これらの温度制御装置１０７と速度制御装置１０６は主制御装置１００との通信により制御される。

〈搬送系〉
搬送コンベア１５１は並行２条のチェーンコンベアで構成され、そのピン１５２（図２）上にプリント配線板を保持して搬入口１２３から搬出口１４８へ（矢印Ａ方向へ）搬送する。搬送コンベア１５１を駆動するモータ１５３は速度制御装置１０５により速度が制御され、この速度制御装置１０５はモータ１５３に取り付けられたエンコーダ１５４からの回転エンコード信号を受信して速度制御を行う。なお、回転エンコード信号は搬送コンベアに設けられた回転エンコーダ（図示せず）から取得してもよい。そして、この速度制御装置１０５は主制御装置１００との通信により制御される。

また、搬入口１２３にはプリント配線板１２４が搬入されたことを検出するための搬入センサ１５５を設けてあり、その検出信号は通信ポートを介して主制御装置１００へ通知される。

〈制御系〉
主制御装置１００はコンピュータシステムで構成され、通信ポートを介して被制御装置（温度制御装置，モータの速度制御装置，フラックス供給装置，プリント配線板の搬入センサ，搬送コンベアの回転エンコーダ）と通信を行い、被制御装置の制御を行うと共に制御状態を受信する。したがって、被制御装置の制御手順ひいてはフラックス塗布装置の制御をソフトウェア上で実現できる。

また、搬入センサ１５５でプリント配線板１２４の搬入が検出されると、搬送コンベア１５１に設けた回転エンコーダからのエンコード信号を参照して、当該プリント配線板１２４の搬送位置を特定する。

（２）作動
本発明のフラックス塗布装置の作動について図面を用いて説明する。図３は、主制御装置１００の制御手順を説明するフローチャートで、予備加熱工程の予備加熱手段の制御手順、フラックス塗布工程の制御手順で排気手段の制御手順とフラックス噴霧塗布手段の制御手順、乾燥工程の乾燥手段の制御手順を同時並行して行う。すなわち、主制御装置のコンピュータはマルチタスク処理の実行が可能であり、複数の作業を同時並行して行うことができる。

なお、搬送コンベアに設けた回転エンコーダ（図示せず）は、この回転エンコーダの分解能で決まる搬送距離間隔でエンコード信号（パルス信号）を出力するので、このエンコード信号をカウントすることによりプリント配線板の搬送位置を求めることができる。すなわち、搬入センサ１５５でプリント配線板１２４の搬入を検出したら搬送コンベア１５１の回転エンコード信号をカウント開始することで、当該プリント配線板１２４の搬送位置を特定することができる。

また、予備加熱工程の瞬時点灯ヒータの待機時電力と予備加熱時電力（予備加熱時温度）やファンの待機時回転速度と予備加熱時回転速度、フラックス塗布工程の排気ファンの待機時回転速度とフラックス塗布時回転速度やフラックスの単位時間当たりの噴霧流量、乾燥工程の瞬時点灯ヒータの待機時電力と乾燥時電力（乾燥時温度）やファンの待機時回転速度と乾燥時回転速度等は、主制御装置１００の指示操作部１０２から入力し、予め決めた所定の値が入力されている。

〈予備加熱工程の制御手順〉
まず、予備加熱工程の制御手順について図１および図３によって説明する。図３のステップＳ１１〜Ｓ１５が予備加熱工程に対応する。ステップＳ１１で、予め入力され記憶された瞬時点灯ヒータ１１２の待機時電力と予備加熱時電力（予備加熱時温度）および送風ファン１１３の待機時回転速度と予備加熱時回転速度を読み込んで制御態様のイニシャライズを行う。

ステップＳ１２では瞬時点灯ヒータ１１２とファン１１３を待機時状態に制御する。すなわち、瞬時点灯ヒータ１１２を零電力または待機状態にふさわしい電力値（温度値）例えば予備加熱時状態の概ね５０％以下に制御し、熱風を送風するためのファン１１３の回転速度を零または待機状態にふさわしい回転速度例えば予備加熱時状態の５０％以下に制御する。

なお、この５０％以下という数値は、ＯＦＦ状態の瞬時点灯ヒータや熱風を送風するファンが予備加熱時状態へ移行し到達するために必用な時間を２秒として決めた数値であって、５０％以下であれば通常のプリント配線板生産において十分に対応可能な２秒以内の高速立ち上がりが可能になる。

もちろん、５０％以上であれば一層高速な立ち上がりが可能であるが、それでは消費電力の削減効果が小さくなる。したがって、５０％という閾値がトレードオフの値となる。

続くステップＳ１３ではプリント配線板１２４が予備加熱工程１１０に搬入されたか否かを搬入センサ１５５からの信号に基づいて判断し搬入されるまで待機する。そして、プリント配線板１２４が予備加熱工程１１０に搬入されたらステップＳ１４へ移行し、瞬時点灯ヒータ１１２とファン１１３を予備加熱時状態に移行させる。

ステップＳ１５では、プリント配線板１２４が予備加熱工程１１０から搬出されたか否かを搬送コンベアに設けられた回転エンコーダからの信号に基づいて判断し、搬出されたらステップＳ１１へ戻って瞬時点灯ヒータ１１２の待機時電力と予備加熱時電力（予備加熱時温度）そして熱風を送風するためのファン１１３の待機時回転速度と予備加熱時回転速度を読み込み、続いてステップＳ１２へ移行して瞬時点灯ヒータ１１２とファン１１３を待機時状態に制御する。そして、以上の制御手順を繰り返す。

〈フラックス塗布工程の制御手順〉
次のフラックス塗布工程はステップＳ２１〜Ｓ３５が対応する。この工程ではステップＳ２１〜Ｓ２５の排気手段の制御と、ステップＳ３１〜Ｓ３５のフラックス噴霧塗布手段の制御とは並行して行われる。

ステップＳ２１で、排気ファン１３６の待機時回転速度とフラックス噴霧時回転速度を読み込んで制御態様のイニシャライズを行う。

ステップＳ２２では排気ファン１３６を待機時状態に制御する。すなわち、排気ファン１３６の回転速度を速度零または待機状態にふさわしい回転速度例えばフラックス噴霧時回転速度の概ね６０％以下に制御する。

なお、この６０％という数値は、排気風の風速を変数とした場合にプリント配線板予備加熱温度の低下特性における変曲点となる数値で、これ以上の数値では急速に予備加熱温度が低下する。また、排気ファンの消費電力も３５％程度まで低下させることができる。ただし、排気ファンの回転速度と排気風の風速および単位時間当たりの排気流量が比例するものとする。

続くステップＳ２３ではプリント配線板１２４がフラックス塗布工程１３０に搬入されたか否かを判断し搬入されるまで待機する。そして、プリント配線板１２４がフラックス塗布工程１３０に搬入されたらステップＳ２４へ移行し、排気ファン１３６の回転速度をフラックス噴霧時回転速度に移行させる。

なお、排気ファン１３６の回転速度をフラックス噴霧時回転速度に移行開始させるタイミングは、噴霧ノズル１３３によってフラックスの噴霧塗布が開始される際に９０％以上の速度に達しているように決定する。すなわち、フラックスの噴霧塗布が開始される際にフラックス噴霧塗布時の単位時間当たりの排気流量の概ね９０％以上に達しているように決定する。

ステップＳ２５では、プリント配線板がフラックス塗布工程から搬出されたか否かを判断する。具体的にはプリント配線板１２４へのフラックスの噴霧塗布が完了したか否かを判断する。

そして、プリント配線板１２４がフラックス塗布工程１３０から搬出されたら、具体的にはプリント配線板１２４へのフラックスの噴霧塗布が完了し、プリント配線板１２４に塗着せずに装置内に浮遊している噴霧フラックスが排気手段１３４によって排気されるまでのタイムラグ（２〜３秒程度）を経てからステップＳ２１へ戻って排気ファン１３６の待機時回転速度とフラックス噴霧時回転速度を読み、続いてステップＳ２２へ移行して排気ファン１３６を待機時回転速度に制御する。そして、以上の制御手順を繰り返す。

一方で、ステップＳ３１で、プリント配線板に噴霧塗布するフラックスの単位時間当たりの流量すなわちフラックスの単位時間当たりの噴霧塗布流量を読み込んで制御態様のイニシャライズを行う。

続くステップＳ３２ではプリント配線板１２４がフラックス塗布工程１３０に搬入されたか否かを判断し搬入されるまで待機する。そして、プリント配線板１２４がフラックス塗布工程１３０に搬入されたらステップＳ３３へ移行し、噴霧ノズル１３３からのフラックスの噴霧塗布を開始する。

なお、フラックスの噴霧塗布を開始するタイミングは、搬送コンベアで搬送されるプリント配線板の前端が噴霧ノズル１３３上に到達した時点に噴霧を開始するように決定する。また、噴霧ノズルの往復動手段を備えてこの噴霧ノズルを往復動させながらフラックスの噴霧塗布を行う装置では、フラックスの噴霧塗布開始に合わせて噴霧ノズルの往復動も開始させる。

続いてステップＳ３４へ移行し、プリント配線板１２４がフラックス塗布工程１３０から搬出されたか否かを判断する。そして、プリント配線板１２４がフラックス塗布工程１３０から搬出されたら、ステップ３５へ移行してフラックスの噴霧塗布を終了（停止）する。

なお、フラックスの噴霧塗布を終了するタイミングは、搬送コンベアで搬送されるプリント配線板１２４の後端が噴霧ノズル１３３上に到達した時点に噴霧を終了するように決定する。また、噴霧ノズルの往復動手段を備えてこの噴霧ノズルを往復動させながらフラックスの噴霧塗布を行う装置では、フラックスの噴霧塗布終了に合わせて噴霧ノズルの往復動も終了させる。

その後はステップＳ３１へ戻ってプリント配線板に噴霧塗布するフラックスの単位時間当たりの流量すなわちフラックスの単位時間当たりの噴霧塗布流量を読み込み、続いてステップＳ３２へ移行してプリント配線板のフラックス塗布工程への搬入を待つ。そして、以上の制御手順を繰り返す。

〈乾燥工程の制御手順〉
最後に乾燥工程の制御手順について説明する。この工程はステップＳ４１〜Ｓ４５が対応する。この工程では、乾燥の際に用いる瞬時点灯ヒータの温度や熱風の温度さらに熱風の風速を乾燥に適した値に設定する。一方で、乾燥工程における乾燥手段の制御手順は、基本的には予備加熱工程の制御手順と同様である。

まず、ステップＳ４１で、予め入力され記憶された瞬時点灯ヒータ１４２の待機時電力と乾燥熱時電力（乾燥時温度）および送風ファン１４３の待機時回転速度と乾燥時回転速度を読み込んで制御態様のイニシャライズを行う。

ステップＳ４２では瞬時点灯ヒータ１４２とファン１４３を待機時状態に制御する。すなわち、瞬時点灯ヒータ１４２を零電力または待機状態にふさわしい電力値（温度値）例えば予備加熱時状態の概ね５０％以下に制御し、熱風を送風するためのファン１４３の回転速度を零または待機状態にふさわしい回転速度例えば乾燥時状態の５０％以下に制御する。

なお、この５０％以下という数値は、ＯＦＦ状態の瞬時点灯ヒータ１４２や熱風を送風するファン１４３が乾燥時状態へ移行し到達するために必用な時間を２秒として決めた数値であって、５０％以下であれば通常のプリント配線板生産において十分に対応可能な２秒以内の高速立ち上がりが可能になる。

もちろん、５０％以上であれば一層高速な立ち上がりが可能であるが、それでは消費電力の削減効果が小さくなる。したがって、５０％という閾値がトレードオフの値となる。

続くステップＳ４３ではプリント配線板１２４が乾燥工程１４０に搬入されたか否かを判断し搬入されるまで待機する。そして、プリント配線板１２４が乾燥工程１４０に搬入されたらステップＳ４４へ移行し、瞬時点灯ヒータ１４２とファン１４３を乾燥時状態に移行させる。

ステップＳ４５では、プリント配線板１２４が乾燥工程１４０から搬出されたか否かを判断し、搬出されたらステップＳ４１へ戻って瞬時点灯ヒータ１４２の待機時電力と乾燥時電力（乾燥時温度）そして熱風を送風するためのファン１４３の待機時回転速度と乾燥時回転速度を読み込み、続いてステップＳ４２へ移行して瞬時点灯ヒータ１４２とファン１４３を待機時状態に制御する。そして、以上の制御手順を繰り返す。

（３）実作動例
したがって、プリント配線板がフラックス塗布装置に搬入されていない場合は、予備加熱手段や排気手段，フラックス噴霧塗布手段，乾燥手段はいずれも待機時状態にあり、その単位時間当たりの消費電力は最小状態に制御される。

プリント配線板が搬入されると、予備加熱工程→フラックス塗布工程→乾燥工程の順に搬送され、先ず予備加熱工程に搬入されることで予備加熱手段が待機時状態から予備加熱時状態へ移行し、予備加熱電力が供給される。一方で、排気手段は待機時状態にあり、単位時間当たりの排気風量が待機時排気風量に制御されているため、予備加熱中のプリント配線板の表面に排気風は殆ど流れない。したがって、プリント配線板の予備加熱における損失エネルギー（プリント配線板から奪われる熱エネルギーと予備加熱手段から奪われる熱エネルギー）も極めて少なく効率よく予備加熱を行うことができる。

また、プリント配線板が予備加熱工程からフラックス塗布工程へ移行する途中においても排気手段は待機時状態に制御されるので、予備加熱の完了したプリント配線板の表面に排気風は殆ど流れない。したがって、予備加熱工程からフラックス塗布工程へ移行するプリント配線板の予備加熱温度を殆ど低下させることなくフラックスの噴霧塗布を開始することができる。

そして、プリント配線板が予備加熱工程から搬出されると予備加熱手段は待機時状態に移行し、その単位時間当たりの消費電力は最小状態に制御される。

続いて、プリント配線板がフラックス塗布工程に搬入されてフラックスの噴霧塗布が開始されると、その時点では既に排気手段の単位時間当たりの排気風量もフラックス噴霧時回転速度になるように制御され、プリント配線板へのフラックス塗布と塗着しなかった噴霧フラックスの排気捕捉が併せて行われる。

フラックスの噴霧塗布が終了すると、プリント配線板に塗着せずに装置内に浮遊している噴霧フラックスの排気捕捉が終了してから排気手段が待機時状態へ移行し、その単位時間当たりの消費電力は最小状態に制御される。

さらに、プリント配線板が乾燥工程に搬入されると、乾燥手段が待機時状態から乾燥時状態へ移行し、乾燥電力が供給される。プリント配線板が乾燥工程から搬出されると乾燥手段は待機時状態へ移行し、その単位時間当たりの消費電力は最小状態に制御される。

プリント配線板は所定の時間間隔で搬入されるので、予備加熱工程にプリント配線板が搬入されている状態においても、例えば先行するプリント配線板が乾燥工程に搬入されている場合もある。その場合は、排気手段とフラックス噴霧塗布手段が待機時状態に制御され、予備加熱手段が予備加熱時状態にそして乾燥手段が乾燥時状態に制御される。

このように、プリント配線板の予備加熱時や予備加熱工程からフラックス塗布工程への移行搬送に際して、プリント配線板の予備加熱温度が低下することが殆ど無くなり、特にVOCフリーフラックスの噴霧塗布を良好な状態で行うことができる。また、フラックス塗布装置の単位時間当たりの消費電力も大幅に小さくなる。

（４）スルーホール内へのフラックス濡れ上がりを促進する乾燥手段
図４は、乾燥工程で使用する加熱エアの吹きつけ手段を説明する図で、(a)は乾燥工程をプリント配線板の搬送方向Aに対する縦断面で見た図でありプリント配線板の下方側の面に吹きつけられる風速分布図を併せて描いた図、(b)は加熱エア吹きつけパイプの外観を説明する斜視図である。

すなわち、加熱エア吹きつけパイプ４０１に高速ノズル孔４０２と低速ノズル孔４０３とを設けてあり、高速ノズル孔４０２から吐出する加熱エアをフラックス塗布工程側に向けて設けてあり、低速ノズル孔４０３から吐出する加熱エアをその後段側（搬出口側）へ向けて設けてある。

加熱エア吹きつけパイプ内にはヒータ線４０４を設けてあり、このヒータ線は電力供給開始の直後に瞬時に昇温する瞬時点灯ヒータである。また、加熱エア吹きつけパイプには図示しない加圧・圧縮されたエアの供給手段が電磁弁等の開閉手段を介して接続され、この電磁弁はヒータ線への電力供給に同期して開閉する。すなわち、ヒータ線への乾燥電力の供給に合わせて開閉する。なお、ヒータ線への電力供給を低減（例えば半減）制御する場合には、その低減量に合わせて電磁弁の開度も制御するように構成するとよい。

このように構成すると、前段のフラックス塗布工程１３０においてVOCフリーフラックスが塗布されたがプリント配線板１２４のスルーホール４０５内にＶＯＣフリーフラックスが入り込まず孔端に滞留している場合であっても、乾燥工程に搬入された際に高速の加熱エアが先ず吹きつけられるので、スルーホールの孔端４０６に滞留しているＶＯＣフリーフラックス４０７がスルーホール内へ押し上げられて濡れ上がり、スルーホール内に確実にVOCフリーフラックスを塗布することができる。その後は低速の加熱エアすなわち通常乾燥の加熱エアが吹きつけられ、塗布されたＶＯＣフリーフラックス４０８の乾燥が行われる。

したがって、プリント配線板の乾燥に伴ってプリント配線板の温度が過剰に上昇することもなく、しかも確実な乾燥を行うことができる。

この加熱エアの速度分布の形成は、図１や図２に示す反射板に設けた通風孔の孔径や孔形状を変えることによっても形成することができる。すなわち、赤外線加熱と熱風加熱を併用して乾燥手段を構成し、プリント配線板に吹きつける熱風に速度分布を与えることもできる。また、図４に示す加熱エア吹きつけパイプを図１のフラックス塗布工程と乾燥工程の移行領域に併せて設けるように構成してもよい。

本発明のフラックス塗布装置は、ＶＯＣフリーフラックスの塗布を高品質かつ低消費電力で行うことができるので、プリント配線板のはんだ付け業界において、ＶＯＣフリー化と省エネルギー化を促進する装置として利用される。

本発明のフラックス塗布装置の全体構成を説明する図。 図１の予備加熱工程をＩ−Ｉ断面で見た図。 本発明のフラックス塗布装置の主制御装置の制御手順を説明するフローチャート。 本発明の乾燥工程で使用する加熱エアの吹きつけ手段を説明する図。

符号の説明

１００ 主制御装置
１０１ 表示部
１０２ 指示操作部
１０３ 速度制御装置
１０４ 温度制御装置
１０５ 速度制御装置
１０６ 速度制御装置
１０７ 温度制御装置
１０８ 速度制御装置
１１０ 予備加熱工程
１１１ 予備加熱手段
１１２、１４２ 瞬時点灯ヒータ
１１３、１４３ ファン
１１４、１４４、１５３ モータ
１１５、１４５、１５４ エンコーダ
１１６、１１８、１４６ 反射板
１１７、１１９、１４７、１４９ 通風孔
１２０、１５０ 筐体
１２１ 回転操作つまみ
１２２ ねじ
１３０ フラックス塗布工程
１３１ フラックス噴霧塗布手段
１３２ フラックス供給装置
１３３ 噴霧ノズル
１３４ 排気手段
１３５ フード
１３６ 排気ファン
１３７ フィルタ
１４０ 乾燥工程
１４１ 乾燥手段
１４８ 搬出口
１５１ 搬送コンベア
１５２ ピン
１５５ 搬入センサ
４０１ 加熱エア吹きつけパイプ
４０２ 高速ノズル孔
４０３ 低速ノズル孔
４０４ ヒータ線
４０５ スルーホール
４０６ 孔端
４０７、４０８ フラックス

Claims (3)

1. 被フラックス塗布ワークの搬送手段を備えこの搬送手段による搬送順に被フラックス塗布ワークの予備加熱工程とフラックス塗布工程とが設けられ、
   前記予備加熱工程には瞬時点灯ヒータを備えた被フラックス塗布ワークの予備加熱手段が設けられ前記フラックス塗布工程にはフラックスの噴霧塗布手段と前記被フラックス塗布ワークに塗着しなかった噴霧フラックスを排出するための排気手段であって単位時間当たりの排気流量を可変することが可能な排気手段とが設けられ、
   さらに前記予備加熱工程に被フラックス塗布ワークが存在する場合には前記瞬時点灯ヒータへの供給電力を予め決めた所定の予備加熱電力に制御し前記予備加熱工程に被フラックス塗布ワークが存在しない場合には予め決めた零電力を含む所定の待機電力に低減制御すると共に前記フラックス塗布工程で前記被フラックス塗布ワークにフラックスの塗布が行われる場合には予め決めた所定の単位時間当たりの排気流量に制御しフラックスの塗布が行われない場合には予め決めた零流量を含む所定の単位時間当たりの待機排気流量に低減制御する制御手段を備えること、
   を特徴とするフラックス塗布装置。
2. 請求項１記載のフラックス塗布装置において、フラックス塗布工程の後段に乾燥工程が設けられ、
   前記乾燥工程には瞬時点灯ヒータを備えた被フラックス塗布ワークの乾燥手段が設けられ、前記乾燥工程に被フラックス塗布ワークが存在する場合には前記瞬時点灯ヒータへの供給電力を予め決めた所定の乾燥電力に制御し前記乾燥工程に被フラックス塗布ワークが存在しない場合には予め決めた零電力を含む所定の待機電力に低減制御する制御手段を備えること、
   を特徴とするフラックス塗布装置。
3. 請求項２記載のフラックス塗布装置において、乾燥工程に設けられる瞬時点灯ヒータが加熱ガスを被フラックス塗布ワークに吹きつける手段を有するものであり、この加熱ガスの吹きつけ手段が乾燥工程のフラックス塗布工程側に設けられるかまたはフラックス塗布工程側では相対的に風速の速い加熱ガスを吹きつけフラックス塗布工程側から離れた位置では相対的に風速の遅い加熱ガスを吹きつける風速分布の加熱ガス吹きつけ手段であること、
   を特徴とするフラックス塗布装置。

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