JP2010153674A - リフロー装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】上下2段の搬送部に搭載されたプリント配線基板を並行してリフロー処理するリフロー装置を提供することを目的とする。
【解決手段】実装部品を搭載したプリント配線基板を搬送する、第1搬送部および前記第1搬送部の上部に配置された第2搬送部と、前記第1搬送部および第2搬送部に沿って、その上部、下部に複数、対に配置された加熱部と、前記加熱部毎の区画に分離する複数のシャッタと、前記第1搬送部上および前記第2搬送部上の前記プリント配線基板を異なる前記区画に配置して搬送制御を行う搬送制御部と、前記搬送制御部により前記第1搬送部および前記第2搬送部が前記プリント配線基板を隣接区画に搬送する際に前記シャッタを開き、隣接区画に搬送後閉じるシャッタ制御部と、前記上部の加熱部および前記下部の加熱部の温度制御を前記プリント配線基板との距離に応じて個別に行う温度制御部と、を有することを特徴とするリフロー装置。
【選択図】図2

Description

本発明は、搬入されてきた実装部品を搭載したプリント配線基板を加熱してリフロー半田付けを行なうリフロー装置に関する。
図1に、従来例のリフロー装置の説明図を示す。
実装部品が搭載されたプリント配線基板112が、矢印L方向に移動する搬送ベルト103に乗せられてリフロー装置111の本体部113内に搬送される。このリフロー装置111には、上記の実装部品が搭載されたプリント配線基板112を本体部113内に搬入するための搬入口121と、本体部113内に搬入されたプリント配線基板112を本体部113外に搬出するための搬出口122を有する。また、このリフロー装置111は、ガス供給部105から窒素ガス(N2)を本体部113内に供給する。この本体部113内に送り出された窒素ガスは、本体部113内を窒素ガスで充満させるが、一部は、搬入口121および搬出口122を通ってリフロー装置111外に流れ出る。また、この本体部113内には、赤外線ヒータ102を有する。赤外線ヒータ102は、リフロー半田付けを行なうための熱源である。実装部品を搭載したプリント配線基板112は、搬送ベルト103によりリフロー装置111の本体部113内に搬送されると、赤外線ヒータ102により加熱される。加熱により、実装部品とプリント配線基板112とは、半田接合される。その後、実装部品が半田接合されたプリント配線基板112は、リフロー装置111外に搬送される。
以下に関連する特許文献1を示す。
特開平2002−210555号公報
従来、同一の幅のプリント配線基板は、リフロー装置により連続で半田付け処理がされていた。 しかし、幅の違うプリント配線基板を処理する為には、前の処理が終わってから幅調整をする為、リフロー処理の完了待ちと調整待ちが発生して15分前後、次の処理ができないという問題がある。このため、従来の1段構成の搬送ベルトに代えて上下2段に独立して搬送する搬送ベルトを配置することで、上下2段の搬送ベルトに搭載された2枚のプリント配線基板についてリフロー処理を並行して行うことができる。しかし、この場合は、さらに以下の問題が生ずる。第1に上下2段に搬送ベルトを配置するとプリント配線基板の搬入搬出のための開口部が増加することにより大気の流入量が多くなるため、プリント配線基板の酸化が進行しやすくなる。第2に、上下2段の搬送ベルトの上部および下部に加熱部が配置されるため、搬送ベルトに搭載されたプリント配線基板と上部および下部の加熱部との距離に差を生じ、プリント配線基板の表面温度に差を生ずる。第3に、上下2段に独立して搬送する搬送ベルトが配置されるため、上下2段の搬送ベルトに搭載された2枚のプリント配線基板が同一加熱部下に同時搬送された場合、一方のプリント配線基板が他方のプリント配線基板の加熱を妨げ、加熱が不十分になる。
このため、前記問題点を解決するリフロー装置を提供することを目的とする。
本リフロー装置は、実装部品を搭載したプリント配線基板を搬送する第1搬送部と実装部品を搭載したプリント配線基板を搬送し、前記第1搬送部の上部に配置された第2搬送部と、前記第1搬送部と第2搬送部の上部、下部において前記第1搬送部および第2搬送部に沿って複数配置され、前記上部と下部が対に配置された加熱部と、前記加熱部毎の区画に分離する複数のシャッタと、前記第1搬送部上の前記プリント配線基板と前記第2搬送部上の前記プリント配線基板を異なる前記区画に配置して搬送する搬送制御を行う搬送制御部と、前記搬送制御部により前記第1搬送部および前記第2搬送部が前記プリント配線基板を隣接区画に搬送する際に前記シャッタを開き、隣接区画に搬送後、前記シャッタを閉じる制御を各々の前記シャッタに行うシャッタ制御部と、前記上部の加熱部および前記下部の加熱部の温度制御を前記プリント配線基板との距離に応じて個別に行う温度制御部と、を有する構成である。
この構成により、上下に配置された第1搬送部と第2搬送部の各々に搭載されたプリント配線基板を個別に搬送可能なためリフロー処理中にリフローを開始できる。また、上下に配置された第1搬送部と第2搬送部の各々に搭載されたプリント配線基板が同時に同一区画に配置されないように制御されるため、相互に加熱を妨害することはなくなる。また、上部の加熱部と下部の加熱部とを個別に加熱制御するため、プリント配線基板と加熱部との距離差による温度差を回避できる。
上下に配置された第1搬送部と第2搬送部の各々に搭載されたプリント配線基板についてリフロー処理を並行して行えるため、待ち時間が無くなり、リフロー処理の平均時間の短縮が図れる。また、上下に配置された第1搬送部と第2搬送部の各々に搭載されたプリント配線基板が同時に同一区画に配置されないように制御されるため、相互に加熱を妨害することはなくなる。また、上部の加熱部と下部の加熱部とを個別に加熱制御するため、プリント配線基板と加熱部との距離差による温度差を回避できる。
(実施の形態)
図2に実施例のリフロー装置の構成図を示す。
リフロー装置1は、本体部11と加熱部2a〜2h(総称を加熱部2とする)、搬送部3a〜3l(総称を搬送部3とする)、シャッタ4a〜4e(総称をシャッタ4とする)、ガス供給部5、基板検出センサ6a〜6b(総称を基板検出センサ6とする)、温度センサ7a、7b(総称を温度センサ7とする)、制御部8を有する。本体部11の内部で、第1のプリント配線基板12a、第2のプリント配線基板12b(総称をプリント配線基板12とする)と実装部品13は、加熱されて半田付けされる。
本体部11は、プリント配線基板12を搬入するための搬入口21と プリント配線基板12を搬出するための搬出口22とを有する。搬入口21と搬出口22は共に大気中に開放されている。
加熱部2は、例えば赤外線ヒータである。加熱部2は、搬送部3b〜3eの上部に複数の加熱部2a〜2dを配置している。また、搬送部3h〜3kの下部に複数の加熱部2e〜2hを配置している。また、加熱部2は、プリント配線基板12上のクリーム半田と実装部品13上の例えば半田バンプを溶解して、プリント配線基板12と実装部品13とを半田接合させる。
また、上段の搬送部3b〜3eにプリント配線基板12aが搭載されている場合と、下段の搬送部3h〜3kにプリント配線基板12bが搭載されている場合とは、距離の差によりプリント配線基板12の表面温度が異なるため、表面温度が一定になるように温度制御をする必要がある。
すなわち、下段の搬送部3h〜3kにプリント配線基板12bが搭載されている場合には、上段の搬送部3b〜3eにプリント配線基板12aが搭載されている場合に比較して上段の加熱部2a〜2dの温度を上昇させ、下段の加熱部2e〜2hの温度を下げる必要がある。また、上段の搬送部3b〜3eにプリント配線基板12aが搭載されている場合には、下段の搬送部3h〜3kにプリント配線基板12bが搭載されている場合に比較して下段の加熱部2e〜2hの温度を上昇させ、上段の加熱部2a〜2dの温度を下げる必要がある。
また、加熱部2は、クリーム半田の種類により、加熱温度を変更する。
搬送部3は、プリント配線基板12を本体部11に搬入し、本体部11から搬出する。搬送部3の幅は、可変である。また、搬送部3は、本体部11の内部で、プリント配線基板12を搬送する。また、搬送部3は、上下2段構造であり、段毎に別個独立にプリント配線基板12を搬送する。また、搬送部3は、上段は、搬送部3a〜3f、下段は、搬送部3g〜3lの複数に分割されて構成されている。
シャッタ4は、複数のシャッタ4a〜4eを有する。また、シャッタ4は、本体部11の内部を第1区画A〜第6区画Fに分けている。
シャッタ4を設けているのは、シャッタ4が無い場合には、上下2段の搬送部3のため、搬入口21と搬出口22の開口部が大きくなるため、空気の流入が大きくなり、プリント配線基板12が酸化しやすくなる点と、本体部11内が大きくなり温度コントロールが難しいためである。
第1区画Aは、搬入口21からシャッタ4aまでの区画である。第1区画Aには、搬送部3a、3g、基板検出センサ6が配置されている。
第2区画Bは、シャッタ4aからシャッタ4bまでの区画である。第2区画Bには、加熱部2a、2e、搬送部3b、3h、温度センサ7a、7bが配置されている。予備加熱部である。
第3区画Cは、シャッタ4bからシャッタ4cまでの区画である。第3区画Cには、加熱部2b、2f、搬送部3c、3i、温度センサ7a、7bが配置されている。予備加熱部である。
第4区画Dは、シャッタ4cからシャッタ4dまでの区画である。第4区画Dには、加熱部2c、2g、搬送部3d、3j、温度センサ7a、7bが配置されている。予備加熱部である。
第5区画Eは、シャッタ4dからシャッタ4eまでの区画である。第5区画Eには、加熱部2d、2h、搬送部3e、3k、温度センサ7a、7bが配置されている。本加熱部である。
第6区画Fは、シャッタ4e〜搬出口22までの区画である。第6区画Fには、搬送部3f、3lが配置されている。冷却部である。
各区画内は、図示せぬファンにより攪拌されている。
ガス供給部5は、窒素ガス(N2)を本体部11内に供給する。窒素ガスは、空気によるプリント配線基板12の酸化防止のために用いられている。ガス供給部5は、第2区画B〜第5区画Eにそれぞれ窒素を放出するための導入管23が取り付けられている。窒素の代わりに、アルゴンなどの不活性ガスを使用してもよい。
基板検出センサ6は、複数の基板検出センサ6a〜6bを有する。基板検出センサ6aは、第1のプリント配線基板12aを検出する。基板検出センサ6bは、第2のプリント配線基板12bを検出する。そして、検出した情報は制御部8に通知される。基板検出センサ6a〜6bは、透過型のフォトセンサである。
温度センサ7は、複数の7a、7bを有する。温度センサ7aは、第2区画B〜第5区画Eの各区画内の上段の搬送部3の近傍の温度を検出する。温度センサ7bは、第2区画B〜第5区画Eの各区画内の下段の搬送部3の近傍の温度を検出する。検出した温度情報は制御部8に通知される。
図3に制御部の構成図を示す。
制御部8は、図3に示すように搬送制御部81、シャッタ制御部82、温度制御部83、処理制御部84、記憶部85を有する。MPU(Micro Processing Unit)により、これらの制御が行われる。
搬送制御部81は、搬送部3の搬送を制御する。また、プリント配線基板12の搬送先の区画に他のプリント配線基板12があるときには、シャッタ4を開かずに待機させる。
また、第2区画Bから第5区画Eまでの同一区画内の上段の搬送部3、下段の搬送部3にプリント配線基板12が同時に配置しないように制御する。このため、同一区画にプリント配線基板12の有無をチェックし、有る場合には、第1のプリント配線基板12aを優先して搬送し、第2のプリント配線基板12bを待機させる。予め優先順位を決めておけば、優先度は逆でもよい。搬送制御部81は、各区画におけるプリント配線基板の有無を記憶部85に記憶する。プリント配線基板の有りは、第1区画Aにおいては、基板検出センサ6により行い、それ以外の区画では、各区画への所定の搬送時間により設定する。
シャッタ制御部82は、シャッタ4の開閉を制御する。また、シャッタ制御部82は、シャッタ4の開動作の完了と、シャッタ4の閉動作の完了を記憶部85に記憶する。
温度制御部83は、温度センサ7の検出をもとに、区画毎に加熱部2を制御して実装部品13を搭載したプリント配線基板12が目標温度になるように制御する。このとき、搬送部3の上部の加熱部2と、搬送部3の下部の加熱部2とは、プリント配線基板12への距離が異なるため、距離に応じた加熱温度をまず加熱部2に加え、その後、温度センサ7で目標温度に調整していく。
処理制御部84は、リフロー装置1の全体制御を行う。例えば開始処理は、各段の搬送部3に対応する、例えば開始ボタンの押下を検出して行う。また、開始処理は、搬入口21近傍にセンサを設けて、その検知により行う方法もある。また、処理制御部84は、搬送部3の走行時間、シャッタ4の開閉タイミングおよびプリント配線基板の加熱時間に基づき、リフロー処理を順次制御する。
記憶部85は、リフロー温度のプロファイルに基づく搬送部3の走行時間、シャッタ4の開閉タイミングおよびプリント配線基板12の加熱時間を格納する。また、記憶部85は、クリーム半田に対応するリフロー温度のプロファイルを予め記憶する。搬送部3の上部の加熱部と、搬送部3の下部の加熱部2とは、プリント配線基板12への距離が異なるため、加熱温度データが異なる。また、記憶部85は、各区画におけるプリント配線基板12の有無を随時記憶する。
図4に搬送部の説明図を示す。
図4(a)にリフロー装置1の上面から見た搬送部3の説明図を示す。
図4(b)は、図4(a)のA部から見た搬送部3の説明図である。
搬送部3は、図4(b)に示すように、搬送ベルト2本を1組として、区画毎に上段、下段に各々設けられている。
例えば図2に示す上段の搬送部3aは、図4(b)に示すように、2本の搬送ベルト3a−1と3a−2から構成される。一方図2に示す下段の搬送部3gは、図4(b)に示す2本の搬送ベルト3g−1と3g−2から構成される。図4(a)では、搬送ベルト3a−1の下に搬送ベルト3g−1があるため、搬送ベルト3g−1は、図示されていない。搬送部3aの搬送ベルト3a−1と3a−2間の幅と、搬送部3gの搬送ベルト3g−1と3g−2間の幅とは、図4(b)に示すように異なる。この幅は、予めプリント配線基板12の幅に対応して設置してある。他の搬送部3b〜3lも同様の構成である。
また、この幅は、リフロー装置1の外部から調整可能である。例えば、搬送ベルト3a−2〜3f−2の一式、搬送ベルト3g−2〜3l−2の一式は、矢印方向(搬送方向に対して直角方向)に作業者により手動でスライド可能な構造である。例えば、搬送ベルト3a−2〜3f−2の一式、搬送ベルト3g−2〜3l−2の一式にシャフトを設けて、それを手動で押し引きすることでスライドさせる方法がある。
一方、搬送ベルト3a−1〜3f−1の一式、搬送ベルト3g−1〜3l−1の一式は、固定である。例えば上段の第1のプリント配線基板12aのリフロー処理中に、下段の搬送部3の幅の調整も可能である。また、下段の第2のプリント配線基板12bのリフロー処理中に、上段の搬送部3の幅の調整も可能である。
また、搬送ベルト3a−1と3a−2、3g−1と3g−2の側面には、図4(b)に示すように、プリント配線基板12をガイドするガイド部31を有する。
このように、本リフロー装置1は、複数段の搬送部3を有するため、幅の違うプリント配線基板12を前の処理に依存しないで 連続で処理できる。
図5にシャッタの説明図1を示す。
例えば図2に示すシャッタ4aは、図5(a)に示すように部品4a−1と部品4a−2の2枚で構成される。シャッタ4b〜4eもシャッタ4aと同様の構造である。
部品4a−1は、本体部11に固定されている。部品4a−1の高さHは、本体部11の高さである。プリント配線基板12が上下に2枚通過できる大きさの開口部Pを有する。
部品4a−2は、制御部8の指示により部品4a−1上を上下にスライドする。スライドさせるためのスライド機構としては、例えば、部品4a−2の上部に固定部(図示なし)を取り付け、その固定部に公知のボールネジのナットをネジ等で固定する。ボールネジのシャフトは、本体部11の上下で回転可能に取り付けられている。そして、ボールネジのシャフトがモータにより回転すると、固定部が上下方向に移動するため、シャッタ4aも上下方向にスライドする。
部品4a−2は、上段の搬送部3a、3bまたは下段の搬送部3g、3hの搬送により、プリント配線基板12が1枚通過できる大きさの開口部Qを有する。
第2区画Bを第1区画Aと遮断する場合には、図5(b)に示すように部品4a−2は、その上端が部品4a−1の上端に一致するX位置に移動する。開口部Pと開口部Qが相互に塞がれる位置である。
図6にシャッタの説明図2を示す。
また、図6(c)に示すように、図2に示す上段の搬送部3a、3bの搬送により、プリント配線基板12についてシャッタ4aを通過させるために、部品4a−2は、X位置よりY位置へ移動しておく。この位置は、第2区画Bが上段の搬送部3a、3bの近傍で開口部Qの大きさで開口する位置である。また、図6(d)に示すように、図2に示す下段の搬送部3g、3hにより、プリント配線基板12を通過させるために、部品4a−2は、X位置よりZ位置へ移動する。この位置は、第2区画Bが下段の搬送部3g、3hの近傍で開口部Qの大きさで開口する位置である。
この結果、本体部11の断面積より小さいシャッタ4aが開き、プリント配線基板12が第2区画B内に搬送され、プリント配線基板12が第2区画B内に入るとシャッタ4aが締まり大気の流入を防ぐ。
シャッタ4b〜4eも制御部8により、シャッタ4aと同様の制御を受ける。
このようなシャッタ4a〜4eを用いた区画を形成することにより、制御部8は、各区画の体積が小さい為、シャッタ4を有していない場合に比べて温度の上昇下降の制御が容易である。
また、制御部8は、温度を上げる時は加熱部2の温度を上げれば良いが、温度を下げる時は、上げるよりも時間がかかる為、低温度領域側のシャッタ4を開ける事で温度を早く下げることができる。
図7にリフロー処理の説明図を示す。
図7(a)は、リフロー処理のタイムチャートを示す。TP1は、上段のリフロー処理をTP2は、下段のリフロー処理を示す。Pは、処理中を示し、Wは、待ち時間中を示す。Wの間に、条件の変更、例えば、搬送部3の幅調整を行う。Tは、時間を示す。
すなわち、TP1のPの間に、TP2は、条件を変更し、Pを開始できる。また、TP2のPの間に、TP1は、条件を変更し、Pを開始できる。この結果、TP1のリフロー処理が完了するまで、TP2は、条件変更を待たなくてもよい。また、TP2のリフロー処理が完了するまで、TP1は、条件変更を待たなくてもよい。この結果、リフロー処理の促進が図れる。
図7(b)は、リフロー装置1を側面から見た説明図である。また、図7(c)は、リフロー装置1を上面から見た説明図である。実装部品13は、図7の説明に際して省略している。搬送部3a 〜3lは、各駆動部41により、駆動される。
また、図7(c)に示すように、第1のプリント配線基板12aのY軸方向の幅は、第2のプリント配線基板12bのY軸方向の幅より大きい例である。
第1のプリント配線基板12aが上段のシャッタ4eを通過中であり、第2のプリント配線基板12bが下段のシャッタ4bを通過中であることを示す。
すなわち、第1のプリント配線基板12aがリフロー処理中でも、第2のプリント配線基板12bのリフロー処理の開始が可能である。
(リフロー装置1の処理の流れ)
図2および図8〜図14に基づき、リフロー装置1の処理の流れについて説明を行う。
下記の制御は、制御部8により行われる。
リフロー装置1に搬入する実装部品13を搭載したプリント配線基板12は、実装部品13を搭載した幅広の第1のプリント配線基板12aと実装部品13を搭載した幅が狭い第2のプリント配線基板12bとする。実装部品13を搭載した第1のプリント配線基板12aは、上段の搬送部3を、実装部品13を搭載した第2のプリント配線基板12bは、下段の搬送部3を使用する。
実装部品13を搭載した第1のプリント配線基板12aと実装部品13を搭載した第2のプリント配線基板12bは、搬送されている各区画が、別区画になるように制御される。同一区画にあると、十分な加熱が出来ないためである。このため、制御部8は、プリント配線基板の搬送先の区画に他のプリント配線基板があるときには、シャッタを開かずに待機させる。
また、クリーム半田は、例えば融点197℃の同一のものを使用した場合である。
また、区画B〜区画Eには、ガス供給部5から酸化防止のための窒素ガスが予め充填されている。
まず、実装部品13を搭載した第1のプリント配線基板12aの処理の流れを図2および図8〜図14により説明する。
図8にリフロー処理の流れ図を示す。
(1)リフロー処理の開始指示が入力される(S1ステップ)。
(2) 実装部品13を搭載した第1のプリント配線基板12aが搬送部3aに搭載されるとシャッタ4a方向に搬送される(S2ステップ)。具体的には、開始指示の入力により処理制御部84から搬送制御部81に搬送開始指示が発行される。搬送制御部81は、図9に示す搬送処理Aを実行することで搬送を開始する。
図9に搬送処理Aの流れ図を示す。
開始指示か否かをチェックする(S11ステップ)。開始指示の場合には、搬送部3の搬送を開始する(S12ステップ)。停止指示の場合は、搬送を停止する(S13ステップ)。
図8の説明に戻る。
(3)基板検出センサ6aが実装部品13を搭載した第1のプリント配線基板12aを検知すると(S3ステップ)、第1区画の搬送を停止する(S4ステップ)。具体的には、処理制御部84から搬送制御部81に搬送停止指示が発行される。搬送制御部81は、図9に示す搬送処理Aを実行することで搬送を停止する。
(4) 次に、N=2とする(S5ステップ)。そして、搬送加熱処理を行う(S6ステップ)。
図10に搬送加熱処理の流れ図を示す。
まず、処理制御部84は、第N−1区画から第N区画へ基板搬送開始処理を搬送制御部81に指示する(S21ステップ)。搬送制御部81は、基板搬送開始処理のため、図11に示す搬送処理Bを実行する。
図11に搬送処理Bの流れ図を示す。
まず、N=6か否かをチェックする(S31ステップ)。
N=6でない場合には、第N区画にプリント配線基板12があるか否かをチェクする(S32ステップ)。第N区画にプリント配線基板12がある場合には、基板がなくなるのを待つ。例えば、N=2の第2区画Bに第2のプリント配線基板12bがある場合は、第2のプリント配線基板12bが第3区画Cに搬送されるまで、シャッタ4aの前で第1区画にある第1のプリント配線基板12aは、待機する。
第N区画にプリント配線基板12がない場合には、シャッタ制御部82に「シャッタ開」の指示を行う(S33ステップ)。
次に、シャッタが開いたか否かをチェックし(S34ステップ)、開いた場合には、隣接区画にプリント配線基板12を搬送する(S35ステップ)。
例えば、N=2の第2区画Bに第2のプリント配線基板12bがない場合には、第1区画にある第1のプリント配線基板12aが第2区画Bに搬送される。
隣接区画へのプリント配線基板12の搬送が完了すると搬送制御部81は、シャッタ処理に「シャッタ閉」の指示をする。この結果シャッタ4が閉まる(S36ステップ)。
例えば、実装部品13を搭載した第1のプリント配線基板12aは、第2区画Bへ搬送部3bにより搬入されると、シャッタ4aが閉められ、第1の区画Aから第2区画Bへの大気の流入を防ぐ。
図12にシャッタ処理の流れ図を示す。
「シャッタ開」の指示か否かをチェックする(S41ステップ)。
「シャッタ開」の指示の場合には、該当シャッタ4を開く(S42ステップ)。「シャッタ閉」の指示の場合には、該当シャッタ4を閉める(S43ステップ)。
図10の説明に戻る。
(5)ここで、第1の予備過熱のための図13に示す加熱処理が行われる(S22ステップ)。例えば100℃である。
図13に加熱処理の流れ図を示す。
加熱処理は、まず、記憶部85から温度プロファイルのデータ、加熱データを取得する(S51ステップ)。次に、各種データを基に加熱部2a、2eを加熱する(S52ステップ)。
次に温度センサ7a,7bをチェックする(S53ステップ)。
次に温度センサが温度プロファイルのデータに沿った規定温度か否かをチェックする(S54ステップ)。
規定温度であればシャッタ開か否かをチェックする(S55ステップ)。
シャッタ開であれば、シャッタ閉の指示を行う(S56ステップ)。
シャッタ閉であれば、次に所定時間が経過したか否かをチェックする(S57ステップ)。
所定時間が経過していたら加熱処理を終了する。所定時間が経過していなければ、S53ステップへ戻る。
規定温度以外であれば、測定温度が規定温度を超えているか否かをチェックする(S58ステップ)。
規定温度を超えていれば、区画内の温度の低い隣接区画にプリント配線基板12があるか否かをチェックする(S59ステップ)。
区画内の温度の低い隣接区画にプリント配線基板12がない場合には、シャッタ開の指示を行う(S60ステップ)。 シャッタ4を開ける方向は、区画内の温度の低い隣接区画側のシャッタ4を開け、S53へ戻る。
図10の説明に戻る。
加熱処理が終了すると、N=N+1が計算される(S23ステップ)。
図8に戻る。
(6)実装部品13を搭載した第1のプリント配線基板12aは、第1の予備加熱が終ると、N=6か否かをチェックする(S7ステップ)。N=3のため、S6ステップへ戻り図10に示す搬送加熱処理が引き続き行われるため、シャッタ4bが開き、次の第3区画Cに転送される。
(7)実装部品13を搭載した第1のプリント配線基板12aは、第3区画Cへ搬送部3cにより搬入されると、シャッタ4bは、閉まる。
(8)ここで、第2の予備過熱が行われる。例えば130℃である。
(9)実装部品13を搭載した第1のプリント配線基板12aは、第2の予備加熱が終ると、N=4のため、図10に示す搬送加熱処理が引き続き行われるため、シャッタ4cが開き、次の第4の区画Dに転送される。
(10)実装部品13を搭載した第1のプリント配線基板12aは、第4区画Dへ搬送部3dにより搬入されると、シャッタ4cは、閉まる。
(11)ここで、第3の予備過熱が行われる。例えば160℃である。
(12)実装部品13を搭載した第1のプリント配線基板12aは、第3の予備加熱が終ると、N=5のため、図10に示す搬送加熱処理が引き続き行われるため、シャッタ4dが開き、次の第5の区画Eに転送される。
(13)実装部品13を搭載した第1のプリント配線基板12aは、第5区画Eへ搬送部3eにより搬入されると、シャッタ4dは、閉まる。
(14)ここで、本加熱が行われる。例えば200℃である。これにより、実装部品13の半田バンプとプリント配線基板12aの電極上のクリーム半田とが溶解により接合する。
(15)半田接合が完了すると、N=6のため、第1のプリント配線基板12を第5区画から第6区画へ搬送のため、図11に示す搬送処理Bが行われる(S8ステップ)。これにより、シャッタ4eが開き、次の第6区画Fに転送される。そして、実装部品13が半田接合された第1のプリント配線基板12aは、第6の区画Fへ搬送部3fにより搬入終了すると、シャッタ4eは、閉まり、第6区画Fから第5区画Eへの大気の流入を防止する。
(17)次に図14に示す搬送処理Cにより、リフロー装置1外へ半田接合されたプリント配線基板が排出される(S9ステップ)。
図14に搬送処理Cの流れ図を示す。
まず、搬送部3の搬送を開始する(S71ステップ)。そして、一定時間後に搬送を停止する(S72ステップ)。
すなわち、第6の区画Fは、大気のため、実装部品13が半田接合された第1のプリント配線基板12aは、冷却され、搬送部3fにより搬出口22からリフロー装置1外部へ搬出される。
次に、実装部品13を搭載した第2のプリント配線基板12bの処理の流れを図2により説明する。図8〜図14の説明は、第1のプリント配線基板12aの説明と同一のため、省略する。
(1)処理制御部84によりリフロー処理の開始指示が行われると、第1区画Aの下段の搬送部3gが回転を開始する。
(2)実装部品13を搭載した第2のプリント配線基板12bが搬送部3gに搭載されるとシャッタ4a方向に搬送される。
(3)基板検出センサ6bが実装部品13を搭載した第2のプリント配線基板12bを検知すると、まず、第2区画Bに第1のプリント配線基板12aの有無をチェックする。第2区画Bに第1のプリント配線基板12aが無ければ、シャッタ4aを空ける。次に、実装部品13を搭載した第2のプリント配線基板12bは、第2区画Bへ搬送部3hにより搬入される。
一方、第2区画Bに第1のプリント配線基板12aがある場合は、第1のプリント配線基板12aが第2区画Bから第3区画Cに搬送されるまで、シャッタ4aの前で待機する。
(4) 実装部品13を搭載した第2のプリント配線基板12bは、第2区画Bへ搬入されると、シャッタ4aは、閉まる。
(5)ここで、第1の予備過熱が行われる。例えば100℃である。
(6)実装部品13を搭載した第2のプリント配線基板12bは、第1の予備加熱が終ると、シャッタ4bが開き、次の第3区画Cに転送される。
(7)実装部品13を搭載した実装部品13を搭載した第2のプリント配線基板12bは、第3区画Cへ搬送部3iにより搬入されると、シャッタ4bは、閉まる。
(8)ここで、第2の予備過熱が行われる。例えば130℃である。
(9)実装部品13を搭載した第2のプリント配線基板12bは、第2の予備加熱が終ると、シャッタ4cが開き、次の第4区画Dに転送される。
(10)実装部品13を搭載した第2のプリント配線基板12bは、第4区画Dへ搬送部3jにより搬入されると、シャッタ4cは、閉まる。
(11)ここで、第3の予備過熱が行われる。例えば160℃である。
(12)実装部品13を搭載した第2のプリント配線基板12bは、第3の予備加熱が終ると、シャッタ4dが開き、次の第5区画Eに転送される。
(13)実装部品13を搭載した第2のプリント配線基板12bは、第5区画Eへ搬送部3kにより搬入されると、シャッタ4dは、閉まる。
(14)ここで、本加熱が行われる。例えば200℃である。これにより、実装部品8の半田バンプとプリント配線基板12bの電極上のクリーム半田とが溶解により接合する。
(15)半田接合が完了すると、基板検出センサ6eにより検出されているため、シャッタ4eが開き、次の第6の区画Fに転送される。
(16)実装部品13が接合された第2のプリント配線基板12bは、第6の区画Fへ搬送部3lにより搬入されると、シャッタ4eは、閉まり、第6区画Fからの大気の流入を防止する。
(17)第6区画Fは、大気のため、第1のプリント配線基板12bは、冷却され、搬送部3lにより搬出口22からリフロー装置1外部へ搬出される。
以上のように、第1のプリント配線基板12aは上段の搬送部3を、第2のプリント配線基板12bは下段の搬送部3を搬送するため、第1のプリント配線基板12aの半田接合が完了するまでのリフロー処理中に、幅の異なる第2のプリント配線基板12bの搬送を開始することができるので、待ち時間が生じない。さらに上下2段の搬送部3に搭載されたプリント配線基板12の温度プロファイルが異なる場合にも同様に並行処理が出来る。このため、リフロー処理の平均時間の短縮が図れ、所定時間内に処理できるプリント基板の枚数が増加する。
また、第1のプリント配線基板12aと第2のプリント配線基板12bは、第2区画B〜第5区画Eの間は、別区画に配置されるように制御されるため、一方のプリント配線基板12が他方のプリント配線基板12の加熱を妨げることはない。
また、上部の加熱部2と下部の加熱部2は、各々プリント配線基板12が上段の搬送部3にあるときと下段の搬送部3にある場合とを判別して加熱制御を行うため、加熱部2とプリント配線基板との間の距離差が生じても、目標温度に制御しうる。
また、上下2段の同一幅の搬送部3に搭載されたプリント配線基板についてリフロー処理を並行して行う場合の処理も上記と同様の処理である。そのため、上下2段の同一幅の搬送部3に搭載されたプリント配線基板12の温度プロファイルが異なる場合にも並行処理が出来るため、所定時間内に処理できるプリント基板の枚数が増加する。
また、第1のプリント配線基板12aのクリーム半田と第2のプリント配線基板12bのクリーム半田の種類が違う場合(例えば第1のプリント配線基板12aのクリーム半田の融点が197℃で、第2のプリント配線基板12bのクリーム半田の融点が217℃)、各区画の温度を予め取得してある温度プロファイルに沿って変更して最適温度にする必要がある。このとき、温度を上げる時は加熱部2の温度を上げれば良いが、温度を下げる時は、上げるよりも時間がかかる為、低温度領域側のシャッタ4を開けて調整する事で温度を早く下げることができる。この場合、各区画内の温度を下げる処理として、隣接区画のシャッタ4を開かずに下がるのを待ち続けてもよい。
また、本体部11内をシャッタ4で分ける事により温度管理を細かくできる。さらに本体部11内をシャッタ4で分ける事により他の区画の温度を変更しても影響を受けない。
また、シャッタ4を使用することで、熱効率がよくなるため、装置の長さを短くできる。また、シャッタ4を使用することで、不活性ガスの拡散が減少し、不活性ガスの使用量が少なくなる。
以上の実施例を含む実施形態に関し、更に以下の付記を開示する。
(付記1)実装部品を搭載したプリント配線基板を搬送する第1搬送部と実装部品を搭載したプリント配線基板を搬送し、前記第1搬送部の上部に配置された第2搬送部と、前記第1搬送部と第2搬送部の上部、下部において前記第1搬送部および第2搬送部に沿って複数配置され、前記上部と下部が対に配置された加熱部と、前記加熱部毎の区画に分離する複数のシャッタと、前記第1搬送部上の前記プリント配線基板と、前記第2搬送部上の前記プリント配線基板を異なる前記区画に配置して搬送する搬送制御を行う搬送制御部と、前記搬送制御部により前記第1搬送部および前記第2搬送部が前記プリント配線基板を隣接区画に搬送する際に前記シャッタを開き、隣接区画に搬送後、前記シャッタを閉じる制御を各々の前記シャッタに行うシャッタ制御部と、前記上部の加熱部および前記下部の加熱部の温度制御を前記プリント配線基板との距離に応じて個別に行う温度制御部と、を有することを特徴とするリフロー装置。
(付記2)前記シャッタは、前記プリント配線基板が通過するための開口部を有することを特徴とする付記1記載のリフロー装置。
(付記3)前記搬送制御部は、隣接する搬送先の前記区画に他の前記プリント配線基板があるときには、前記シャッタ制御部により前記シャッタを開かずに前記プリント配線基板を待機させることを特徴とする付記1記載のリフロー装置。
(付記4)前記搬送部の1つにおいて前記プリント配線基板のリフロー処理中に、リフロー処理中の搬送部とは異なる前記搬送部に搭載された前記プリント配線基板についてリフロー処理を開始することを特徴とする付記1記載のリフロー装置。
(付記5)前記温度制御部は、クリーム半田の種類による溶融温度に対応して前記各区画の温度変更を行う付記1記載のリフロー装置。
(付記6)前記温度制御部は、所定の区画内の温度を下げるときに、隣接区画の温度が前記所定の区画内の温度より低く、かつ前記隣接区画内にプリント配線基板がない場合は、前記シャッタを開くことを特徴とする付記1記載のリフロー装置。
従来例のリフロー装置の説明図 実施例のリフロー装置の構成図 制御部の構成図 搬送部の説明図 シャッタの説明図1 シャッタの説明図2 リフロー処理の説明図 リフロー処理の流れ図 搬送処理Aの流れ図 搬送加熱処理の流れ図 搬送処理Bの流れ図 シャッタ処理の流れ図 加熱処理の流れ図 搬送処理Cの流れ図
符号の説明
1 リフロー装置
2、2a〜2h 加熱部
3、3a〜3k、3l 搬送部
4、4a〜4eシャッタ
5 ガス供給部
6、6a、6b 基板検出センサ
7、7a、7b 温度センサ
8 制御部
11 本体部
12、12a、12b プリント配線基板
13 実装部品
21 搬入口
22 搬出口
23 導入管
31 ガイド
41 駆動部
81 搬送制御部
82 シャッタ制御部
83 温度制御部
84 処理制御部
85 記憶部

Claims (3)

  1. 実装部品を搭載したプリント配線基板を搬送する第1搬送部と
    実装部品を搭載したプリント配線基板を搬送し、前記第1搬送部の上部に配置された第2搬送部と、
    前記第1搬送部と第2搬送部の上部、下部において前記第1搬送部および第2搬送部に沿って複数配置され、前記上部と下部が対に配置された加熱部と、
    前記加熱部毎の区画に分離する複数のシャッタと、
    前記第1搬送部上の前記プリント配線基板と前記第2搬送部上の前記プリント配線基板を異なる前記区画に配置して搬送する搬送制御を行う搬送制御部と、
    前記搬送制御部により前記第1搬送部および前記第2搬送部が前記プリント配線基板を隣接区画に搬送する際に前記シャッタを開き、隣接区画に搬送後、前記シャッタを閉じる制御を各々の前記シャッタに行うシャッタ制御部と、
    前記上部の加熱部および前記下部の加熱部の温度制御を前記プリント配線基板との距離に応じて個別に行う温度制御部と、を有することを特徴とするリフロー装置。
  2. 前記シャッタは、前記実装部品を搭載したプリント配線基板が通過するための開口部を有することを特徴とする請求項1記載のリフロー装置。
  3. 前記搬送制御部は、隣接する搬送先の前記区画に他の前記プリント配線基板があるときには、前記シャッタ制御部により前記シャッタを開かずに前記プリント配線基板を待機させることを特徴とする請求項1記載のリフロー装置。
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