JP3818713B2

JP3818713B2 - Hot air heating device

Info

Publication number: JP3818713B2
Application number: JP00046697A
Authority: JP
Inventors: 進斉藤; 邦世松本; 俊宏阿部
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1997-01-07
Filing date: 1997-01-07
Publication date: 2006-09-06
Anticipated expiration: 2017-01-07
Also published as: JPH10200254A

Description

【０００１】
【発明の属する利用分野】
本発明は、耐熱温度の比較的高い電子部品と耐熱温度の低いリード付き部品との混載プリント基板のリフロー半田付けや、フロー半田付けに際して接着剤硬化をするためなどに使用する熱風加熱装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、面実装部品をプリント基板に半田付けする方法として、リフロー法とフロー法が用いられている。
【０００３】
リフロー法は、プリント基板にソルダーペーストを印刷等で塗布してその上に電子部品を装着し、その状態のプリント基板を加熱することで、ソルダーペーストを溶かし、半田付けするというものである。この時の加熱装置がリフロー装置である。
【０００４】
面実装部品のフロー法は、プリント基板に接着剤を塗布してその上に電子部品を装着し、接着剤を硬化させた後、プリント基板を反転し、噴流式半田槽にプリント基板を浸けることで、半田付けをする方法である。この場合、プリント基板にはリード付き部品も実装してあることが多いので、接着剤硬化時の加熱には、リード付き部品のある側の温度はできるだけ低くする必要がある。そのため、前記プリント基板の熱風加熱装置には、プリント基板の接着剤塗布面の温度は接着剤の硬化温度、例えば１４０℃以上の温度に加熱でき、プリント基板のリード付き部品の実装面は、リード付き部品の耐熱温度以下、例えば１００℃以下の温度にすることが要求される。
【０００５】
従って、リフロー加熱と、接着剤硬化加熱とはそれぞれ違う設備を使用していたが、同じ設備でリフロー加熱と接着剤加熱が可能な装置の要求が出ており、その結果色々な加熱装置が開発された。
【０００６】
その一例を図８に示す。プリント基板１は搬送装置２によって、搬送経路を矢印Ａの方向へケーシング３の内部を通過する。ケーシング３の内部では、矢印ａに示すようにケーシング３の内部へ送り込まれた空気が、噴き出しノズル４から矢印ｂのように噴き出され、その空気の一部は矢印ｃを経て排気口５から矢印ｄのように排気され、残りの空気はケーシング３の内部で循環している。
【０００７】
リフロー半田付け時には、パネルヒータ６ａ，６ｂ，６ｃおよび７ａ，７ｂ，７ｃでケーシング３の内部を赤外線で加熱し、噴き出しノズル４からの空気で攪拌されてプリント基板１の均一加熱が実現されている。
【０００８】
また、フロー半田付けの接着剤硬化時にはパネルヒータ７ａ，７ｂ，７ｃと噴き出し噴き出しノズル４からの空気流をＯＦＦ状態にし、排気口５から矢印ｄのように排気しながら、パネルヒータ６ａ，６ｂ，６ｃだけで加熱する。このようにして、ケーシング３内の雰囲気温度をさげ、プリント基板１の下面温度を低く保つ方法などが開発されてきた。
【０００９】
しかし、最近になり、リフロー加熱時においても、プリント基板の半田付け面と前記半田付け面とは反対側の面とで、温度差を付ける要望が出てきた。そのため、プリント基板の両面で温度差を付ける方法として、特開平３−８３９１号公報には、循環ブロワと冷風ブロワを備え、流出口から出る風を選択的に吹き出せるようにした例が開示されている。
【００１０】
また、特開平４−２７１１９２号公報等には、予備加熱室やリフロー室の上部側に、外気を下方に吹き付けるようにした例が開示されている。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
プリント基板の半田付け面と前記半田付け面とは反対側の面とで温度差を付けるために、熱風加熱装置として赤外線加熱を採用すると、プリント基板と電子部品の赤外線吸収率の差や、熱容量の差により、同一基板内の温度差や、部品間の温度差が大きくなるという問題があった。
【００１２】
また、特開平３−８３９１号公報に開示されているように、熱風加熱装置に循環ブロワと冷風ブロワを備え、流出口から出る風を選択的に吹き出せるようにすると、循環ブロワに戻ってくる熱風は、プリヒートゾーンからとリフローゾーンからの熱風が混ざって戻るため、低温に設定したゾーンの熱風よりも高くなり、結果的に、低く設定しているゾーンの温度が、設定温度より上昇してしまい、実施不可能な加熱温度プロファイルができるという問題があった。
【００１３】
さらに、特開平４−２７１１９２号公報に開示されているように、各ゾーンの上部に外気導入送風機を設けても、基板上面を下面より低くはできても、基板上面を下面より高くできないし、設定温度も制限される。また、基板の下面側の半田を溶かすので、重い電子部品の場合には落下するという問題がある。
【００１４】
本発明は前記問題点を解決し、風量が多く均一加熱に適している熱風循環熱風加熱装置において、プリント基板の両面に温度差を付けられるようにすると共に、その温度差を基板の種類に合せて、設定できる熱風加熱装置を提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために、本発明の熱風加熱装置は、プリント基板両面の各ケーシングの少なくとも一方に外気混合手段を設けて、各ケーシングに温度差をつけられるようにしたものである。
【００１６】
この本発明によると、異なった温度に設定した熱風を各ケーシング内でそれぞれ循環させ、各ケーシングの少なくとも一方に外気混合手段を設けて循環している熱風と外気とを所定の割合で混合することで、一旦熱風温度を下げ、その熱風を所定の温度に加熱することで、基板の両面で温度差を付けることが可能となる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
請求項１記載の熱風加熱装置は、プリント基板を搬送する経路を中央にしてその両側に、発生した熱風を前記プリント基板に吹き付けるとともに吹き付けた空気の一部をそれぞれのケーシング内で循環させる第１，第２の熱風発生装置を設け、第１，第２の熱風発生装置の少なくとも一方には、外気をケーシング内に取り込んでケーシング内の循環空気流に混合する外気混合手段を設け、且つ取り込んだ外気が送風機とヒータ近傍を通過した後で前記プリント基板に吹き付けるように構成するとともに、前記熱風発生装置のケーシングは、搬送方向に沿って両サイドに設けた空気室と、該空気室の上部を接続した連通部と、該空気室の下部間を連通する所定間隔で設けた複数の噴出しノズルと、前記連通部の中央部に設け且つ前記送風機に連なり吸引する吸気口と、前記連通部内に設けられたヒータとを備えたことを特徴とする。
【００１８】
この構成によると、外気混合手段を設けることで、外気とケーシング内を循環した熱風とが混合されて温度が低下し、これをヒータ加熱で所定の温度に調整した後、吹き出すことができる。従って、各ケーシングを循環する熱風が接触することがなく、温度が同一となることがないため、それぞれのケーシングで異なった温度を保つことができる。
【００１９】
請求項２記載の熱風加熱装置は、請求項１において、外気混合手段を、熱風発生装置のケーシング内で空気を循環させる送風機の近傍で一端が開口し他端が前記ケーシングの外部で開口したダクトで構成したことを特徴とする。
【００２０】
この構成によると、前記ダクトの送風機の吸入口近傍は、ケーシングの外部で開口した部分に比べて負圧になっているため、ほぼ室温程度の低い温度の空気がケーシング内に吸い込まれ、ケーシング内の熱風と共に送風機に吸い込まれる。従って、混ざりあった空気は加熱ユニット内の設定温度以下になり、加熱用ヒータで温度コントロールができるようになる。
【００２１】
請求項３記載の基板用熱風加熱装置は、請求項１において、外気混合手段を、熱風発生装置のケーシング内で空気を循環させる送風機の近傍で一端が開口し他端が前記ケーシングの外部で開口したダクトと、前記ダクトの通路に介装された流量調整手段とで構成したことを特徴とする。
【００２２】
この構成によると、流量調整手段、具体的にはダクトの外気導入用空気取入口に、流量調整用ダンパーまたは補助送風機などを設けることにより、送風機に吸入される外気の比率を容易に変えることでき、各ケーシングで異なった温度を保つことができる。
【００２５】
この構成によると、基板上面を基板下方より高温に加熱することで、リード付き部品と面実装用部品の混載基板をフロー半田付けする際の接着剤の硬化時において、リード付き部品の温度上昇を抑えられる。
【００２６】
以下、本発明の各実施の形態を図１〜図７に基づいて説明する。
（実施の形態１）
図１〜図３は本発明の（実施の形態１）を示す。
【００２７】
本発明の熱風加熱装置は図１に示すように、プリント基板１は搬送装置２によって上手側から下手側へ矢印Ａの方向へ搬送される。この搬送装置２の搬送経路を中央にしてその上下の両側には、熱風発生装置としての加熱ユニット８ａ〜８ｃ，９ａ〜９ｃが配置され、さらにその下手側には、搬送装置２の搬送経路を中央にしてその上下の両側に冷却ユニット１０，１１が配置されており、それぞれの運転を制御することによって、リフロー半田付けやフロー半田の場合の接着剤の硬化のいずれでも行うことができる。
【００２８】
上下の加熱ユニット８ａ〜８ｃ，９ａ〜９ｃはいずれも構成が同じであるので、ここでは図２と図３に基づいて加熱ユニット８ａの構成を例に挙げて説明する。
【００２９】
搬送装置２の搬送経路の上方位置に配置された加熱ユニット８ａのケーシング１２は、図２に示すように搬送装置２の搬送面１３に対向する部分に凹部１４が形成された断面形状がコの字形で、下面が閉塞した空気室１５ａ，１５ｂの上部の相互間が連通部１６で接続されている。
【００３０】
前記の凹部１４には、空気室１５ａ，１５ｂの下部の間を連通するように複数の噴き出しノズル１７が前記の搬送方向に沿って、図３に示すように所定間隔で設けられている。
【００３１】
この噴き出しノズル１７は、上記のように空気室１５ａ，１５ｂの下部の間を連通するとともに、搬送装置２の搬送面１３に対向する位置には、スリット１８が形成されている。
【００３２】
図３は熱風発生装置８ａと９ａを組み合わせた断面図であり、加熱ユニットの外気流入口側は加熱ユニットの中央部を断面したものであり、反対側は手前側加熱ヒータと外部カバーの中間で断面したものである。
【００３３】
ケーシング１２の凹部１４の天井部分の中央には、図３の左断面に示すように円形の吸気口１９が穿設されている。ケーシング１２の連通部１６には、ターボファン２０の吸込口が吸気口１９から吸引するように送風機２１が取り付けられている。
【００３４】
ケーシング１２の連通部１６の内部には、ターボファン２０を挟むように、空気室１５ａ，１５ｂと連通部１６との接続部に、ケーシング１２の長手方向に沿ってヒータ２２ａ，２２ｂが配設されている。
【００３５】
このようにケーシング１２を構成して送風機２１を運転すると、ケーシング１２の吸気口１９の付近が負圧になり、搬送装置２の搬送面１３の付近の空気が、噴き出しノズル１７の間に形成される吸い込み部２３を介して吸気口１９から連通部１６に吸い込まれる。
【００３６】
連通部１６に吸い込まれた空気は、ターボファン２０によって連通部１６の周囲に吐き出され、ヒータ２２ａ，２２ｂで加熱されて空気室１５ａ，１５ｂの下部に送風され、噴き出しノズル１７のスリット１８から搬送装置２の搬送面１３や、この部分を通過するプリント基板１に熱風２４が吹き付けられる。
【００３７】
搬送装置２を間に挟んで加熱ユニット８ａの下側に配設された加熱ユニット９ａからも同様に熱風２４が搬送装置２の搬送面１３や、この部分を通過するプリント基板１に熱風２４が吹き付けられる。
【００３８】
また、加熱ユニット８ａには、ケーシング１２の内部を循環する熱風に外気を混合するためにダクト２５が設けられている。具体的には、ダクト２５の一端はケーシング１２の凹部１４にあって先端は天井部分の吸気口１９の近傍で開口している。ダクト２５の他端は連通部１６を貫通して大気で開口している。
【００３９】
このようにダクト２５を設けているため、送風機２１を運転して吸気口１９の近傍が負圧になると、ダクト２５を介して外気を矢印２６で示すように吸い込んで、循環する熱風に混合される。
【００４０】
このようなダクト２５を設けていない場合には、加熱ユニット８ａ，９ａのケーシング内の温度が異なると、搬送装置２の近傍では、加熱ユニット８ａからの熱風と加熱ユニット９ａからの熱風が混ざりあい、高い温度の熱風と低い温度の熱風の中間の温度になる。この混ざりあった熱風が低い温度に設定している加熱ユニットに吸い込まれると、ケーシング内の温度は設定温度より高くなるため、ヒータでは温度コントロールできなくなり、時間経過と共に、低い温度に設定した方のケーシング内の温度が上昇してしまう。
【００４１】
この実施の形態のように外気混合手段であるダクト２５を設けることで、加熱ユニット８ａ，９ａのケーシング内の温度が異なる場合でも、設定温度が低いほうのケーシング内の温度をヒータによって設定温度にコントロールできる。
【００４２】
さらに、噴き出しノズル１７とその間にある吸い込み部２３の数を増やし、噴き出しノズル１７と吸い込み部２３のピッチを短くすることで、熱風の水平方向に流れる距離を短くでき、各加熱ユニットから噴き出された熱風の混ざり合う比率を少なくできる。その結果、ダクト２５からの外気の流入量が少なくても、一対の加熱ユニット８ａ，９ａで温度差が付けられるようになる。具体的には、噴き出しノズル１７のピッチを１５０ｍｍ以下にすると効果が顕著であることが、実験的に確かめられている。
【００４３】
（実施の形態２）
図４は（実施の形態２）を示す。
この（実施の形態２）は（実施の形態１）における加熱ユニット８ａ，９ａの各ダクト２５の外気流入口２７に風量調整用のダンパー２８と軸流送風機タイプの補助送風機２９を設けたものである。
【００４４】
これによると、ダンパー２８で風量を制限したり、補助送風機２９で送風量を増やすことで、加熱ユニット８ａ，９ａでの循環空気流の温度をより正確に管理できる。
【００４５】
特に、補助送風機２９を付けることにより、加熱ユニット８ａ，９ａのうちで低い温度に設定している方の外気の送風量を増やすことができ、外気流入口２７より吸い込まれた空気流は高い温度に設定している方に流れ出て熱風温度を下げるため、ヒータの電気消費量は増加するものの、一対の加熱ユニット８ａ，９ａ間の温度差をより大きくできる作用を有する。
【００４６】
なお、上記の（実施の形態１）では、ダクト２５を加熱ユニット８ａ，９ａの両方に設けているが、どちらか一方の加熱ユニット設けるだけでも良い。
上記の（実施の形態２）では、ダンパー２８と補助送風機２９の両方をダクト２５に設けて流量調整手段としたが、ダンパー２８と補助送風機２９の一方だけをダクト２５に設けて流量調整手段とすることもできる。さらに、（実施の形態２）では加熱ユニット８ａ，９ａの両方に流量調整手段を設けたが、加熱ユニット８ａ，９ａの一方の加熱ユニットに設けるだけでも効果を期待できる。
【００４７】
次に、本発明の具体例を説明する。
（実施例１）
図４の熱風加熱装置を用いて、熱硬化性接着剤でプリント基板の表面に電子部品の固定を行った。
【００４８】
プリント基板としては、図５に示すようにプリント基板１の片面に耐熱温度の比較的高いフラットパッケージＩＣ３０ａ〜３０ｃを接着剤でプリント基板１に仮接着し、他面に耐熱温度の低いリード付き部品である電解コンデンサ３１を搭載したものを使用した。
【００４９】
加熱ユニット８ａは、ダンパー２８ａを閉じて熱風循環のみで加熱して熱硬化性接着剤を硬化させ、熱風発生装置９ａは、補助送風機２９ｂを回し、ヒータ電源をＯＦＦとして空冷風をプリント基板１に吹き付けた。
【００５０】
フラットパッケージＩＣ３０ａ〜３０ｃを接着剤で仮接着した側のプリント基板１の表面温度と、フラットパッケージＩＣの温度３３と、電解コンデンサの温度３４のそれぞれの温度プロファイルを図６に示す。
【００５１】
図６から分かるように、接着剤塗布面のプリント基板の表面温度３２は約１５０℃に、またフラットパッケージＩＣの温度３３は約１３５℃と、接着剤塗布面のプリント基板は接着剤の硬化温度である１４０℃以上の温度に加熱できた。また、プリント基板の電解コンデンサの温度３４は、電解コンデンサ３１の耐熱温度より低い１００℃以下の温度にすることができた。
【００５２】
（実施例２）
プリント基板の片面に耐熱温度の比較的高いチップ部品とフラットパッケージＩＣが既にリフロー半田付けしてあり、プリント基板の他面に耐熱温度の比較的低いコネクタがソルダーペーストの上に装着してある基板を、（実施の形態１）の装置を使用してリフロー半田付けをした。
【００５３】
加熱ユニット８ａは外気導入をしながら２０５℃の熱風で加熱し、加熱ユニット９ａは、外気導入をせずに熱風循環のみで２３５℃の熱風で加熱した。図７は、チップ部品とフラットパッケージＩＣを搭載した基板表面温度３５と、コネクタをリフロー半田付けする面のコネクタ温度３６の温度プロファイルを示す。
【００５４】
この図７から分かるように、チップ部品とフラットパッケージＩＣを搭載した基板表面温度３５は２２０℃まで昇温しているが、コネクタ温度３６は１７０℃に抑えることが可能となった。加熱ユニット８ａのケーシンング内の温度よりコネクタ温度３６が低いのは、コネクタの熱容量が大きく、２０５℃近くになる前に冷却が始まったためである。
【００５５】
【発明の効果】
以上のように本発明の熱風加熱装置によると、プリント基板を搬送する経路を中央にしてその両側に、発生した熱風を前記プリント基板に吹き付けるとともに吹き付けた空気の一部をそれぞれのケーシング内で循環させる第１，第２の熱風発生装置を設け、第１，第２の熱風発生装置の少なくとも一方には、外気をケーシング内に取り込んでケーシング内の循環空気流に混合する外気混合手段を設け、且つ取り込んだ外気が送風機とヒータ近傍を通過した後で前記プリント基板に吹き付けるように構成するとともに、前記熱風発生装置のケーシングは、搬送方向に沿って両サイドに設けた空気室と、該空気室の上部を接続した連通部と、該空気室の下部間を連通する所定間隔で設けた複数の噴出しノズルと、前記連通部の中央部に設け且つ前記送風機に連なり吸引する吸気口と、前記連通部内に設けられたヒータとを備えたことにより、各ケーシング内の温度を異なったものにすることができる。
【００５６】
また、熱風発生装置のケーシング内で空気を循環させる送風機の近傍で一端が開口し他端が前記ケーシングの外部で開口したダクトおよび、前記前記ダクドの通路に介装されたダンパーや補助送風機等の流量調整手段を構成することで、各ケーシング内に取り込む空気の流量を調節することができ、均一加熱特性も良好になり、ヒータの消費電力を少なくできるという有利効果も得られる。
【００５７】
このようにプリント基板の両面の各ケーシング内に温度差をつけることで、同じ熱風加熱装置でリフロー加熱と接着剤加熱ができる。
すなわち、プリント基板の両面の温度を調節できるため、リード付き部品と面実装用部品の混載基板であっても、品質の良いリフロー半田付けや接着剤の硬化ができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（実施の形態１）の熱風加熱装置の外観斜視図
【図２】（実施の形態１）の加熱ユニットの一部切り欠き斜視図
【図３】（実施の形態１）の上下一対の加熱ユニットの部分断面図
【図４】（実施の形態２）の上下一対の加熱ユニットの部分断面図
【図５】（実施例１）で使用した基板の斜視図
【図６】（実施例１）の温度プロファイル説明図
【図７】（実施例２）の温度プロファイル説明図
【図８】従来のリフロー装置の断面図
【符号の説明】
１プリント基板
２搬送装置
３ケーシング
８ａ，９ａ加熱ユニット〔熱風発生装置〕
１７噴き出しノズル
２１送風機
２２ヒータ
２３吸い込み部
２８ダンパー〔外気混合手段〕
２９補助送風機[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention is relatively high and mixed PCB reflow soldering of the electronic component and the low heat temperature leaded components of the heat-resistant temperature, the hot air heating equipment to be used, such as for the adhesive cure upon flow soldering It is related.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, a reflow method and a flow method have been used as methods for soldering surface-mounted components to a printed circuit board.
[0003]
In the reflow method, a solder paste is applied to a printed board by printing or the like, an electronic component is mounted thereon, the printed board is heated, and the solder paste is melted and soldered. The heating device at this time is a reflow device.
[0004]
Surface mount component flow method is to apply adhesive on printed circuit board, mount electronic components on it, cure the adhesive, invert the printed circuit board, and immerse the printed circuit board in a jet solder bath This is a method of soldering. In this case, since components with leads are often mounted on the printed circuit board, it is necessary to make the temperature on the side with the components with leads as low as possible for heating at the time of curing the adhesive. Therefore, in the hot air heating device of the printed circuit board, the temperature of the adhesive-coated surface of the printed circuit board can be heated to the curing temperature of the adhesive, for example, 140 ° C. or more. The temperature is required to be lower than the heat resistance temperature of the attached part, for example, 100 ° C. or lower.
[0005]
Therefore, different equipment was used for reflow heating and adhesive curing heating, but there was a demand for equipment capable of reflow heating and adhesive heating in the same equipment. As a result, various heating devices were developed. It was done.
[0006]
An example is shown in FIG. The printed circuit board 1 passes through the inside of the casing 3 in the direction of arrow A along the conveyance path by the conveyance device 2. Inside the casing 3, the air sent into the casing 3 as shown by the arrow a is blown out from the jet nozzle 4 as shown by the arrow b, and a part of the air passes from the exhaust port 5 through the arrow c. The air is exhausted as indicated by the arrow d, and the remaining air circulates inside the casing 3.
[0007]
At the time of reflow soldering, the inside of the casing 3 is heated with infrared rays by the panel heaters 6a, 6b, 6c and 7a, 7b, 7c, and is agitated by the air from the ejection nozzle 4 to achieve uniform heating of the printed circuit board 1. .
[0008]
Further, when the adhesive is cured by flow soldering, the panel heaters 6a, 6b, 7c, and the panel heaters 6a, 6b, and 7c are turned off while the air flow from the panel heaters 7a, 7b, and 7c and the jet nozzle 4 is turned off, Heat with 6c only. In this way, a method has been developed that reduces the ambient temperature in the casing 3 and keeps the bottom surface temperature of the printed circuit board 1 low.
[0009]
However, recently, even during reflow heating, there has been a demand for a temperature difference between the soldering surface of the printed circuit board and the surface opposite to the soldering surface. Therefore, as a method of providing a temperature difference on both sides of the printed circuit board, Japanese Patent Application Laid-Open No. 3-8391 discloses an example in which a circulation blower and a cold air blower are provided so that the air coming out from the outlet can be selectively blown out. ing.
[0010]
Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-271192 discloses an example in which outside air is blown downward on the upper side of the preheating chamber and the reflow chamber.
[0011]
[Problems to be solved by the invention]
In order to create a temperature difference between the soldering surface of the printed circuit board and the surface opposite to the soldering surface, if infrared heating is used as a hot air heating device, the difference in infrared absorption rate between the printed circuit board and the electronic component, or the heat capacity Due to this difference, there is a problem that a temperature difference within the same substrate and a temperature difference between components become large.
[0012]
Further, as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 3-8391, when the hot air heating device is provided with a circulation blower and a cold air blower so that the air coming out from the outlet can be selectively blown out, it returns to the circulation blower. The hot air is mixed with the hot air from the preheat zone and the reflow zone, so the hot air is higher than the hot air in the zone set at low temperature, and as a result, the temperature of the zone set at low rises above the set temperature. Therefore, there was a problem that a heating temperature profile that could not be implemented was formed.
[0013]
Furthermore, as disclosed in JP-A-4-271192, even if an outside air introduction fan is provided at the upper part of each zone, even if the upper surface of the substrate can be made lower than the lower surface, the upper surface of the substrate cannot be made higher than the lower surface, The set temperature is also limited. In addition, since the solder on the lower surface side of the substrate is melted, there is a problem that it falls in the case of a heavy electronic component.
[0014]
The present invention solves the above-mentioned problems, and in a hot-air circulating hot-air heating apparatus that has a large air volume and is suitable for uniform heating, it is possible to attach a temperature difference to both sides of the printed circuit board, and to match the temperature difference with the type of the board. Te, and an object thereof is to provide a hot air heating equipment that can be set.
[0015]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-described problems, the hot air heating apparatus of the present invention is provided with an outside air mixing means in at least one of the casings on both sides of the printed circuit board so that a temperature difference can be given to each casing.
[0016]
According to the present invention, hot air set at different temperatures is circulated in each casing, and at least one of the casings is provided with outside air mixing means to mix the circulating hot air and outside air at a predetermined ratio. Thus, once the hot air temperature is lowered and the hot air is heated to a predetermined temperature, it becomes possible to provide a temperature difference on both sides of the substrate.
[0017]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
According to a first aspect of the present invention, there is provided a hot air heating device in which a path for transporting a printed circuit board is centered, and the generated hot air is blown to both sides of the printed circuit board and a part of the blown air is circulated in each casing. , A second hot air generator is provided, and at least one of the first and second hot air generators is provided with an external air mixing means for taking outside air into the casing and mixing it with the circulating air flow in the casing. The configuration is such that the outside air is blown to the printed circuit board after passing through the vicinity of the blower and the heater, and the casing of the hot air generating device includes an air chamber provided on both sides along the conveying direction, and an upper portion of the air chamber. A connected communicating portion, a plurality of ejection nozzles provided at predetermined intervals communicating between the lower portions of the air chambers, and a central portion of the communicating portion and communicating with the blower. An intake port for sucking Ri, characterized by comprising a heater provided in the communicating portion.
[0018]
According to this configuration, by providing the outside air mixing means, the outside air and hot air circulated in the casing are mixed and the temperature is lowered, and after this is adjusted to a predetermined temperature by heater heating, it can be blown out. Accordingly, the hot air circulating through each casing does not come into contact with each other and the temperature does not become the same, so that different temperatures can be maintained in the respective casings.
[0019]
The hot air heating device according to claim 2 is the duct according to claim 1, wherein the outside air mixing means is a duct having one end opened near the blower for circulating air in the casing of the hot air generator and the other end opened outside the casing. It is characterized by comprising.
[0020]
According to this configuration, the vicinity of the inlet of the fan of the duct has a negative pressure compared to the portion opened outside the casing, so that air having a low temperature of about room temperature is sucked into the casing, It is sucked into the blower with hot air. Accordingly, the mixed air becomes lower than the set temperature in the heating unit, and the temperature can be controlled by the heater for heating.
[0021]
The hot air heating device for a substrate according to claim 3 is the hot air heating device for a substrate according to claim 1, wherein the outside air mixing means has one end opened near the blower for circulating air in the casing of the hot air generating device and the other end opened outside the casing. And a flow rate adjusting means interposed in the duct passage.
[0022]
According to this configuration, by providing a flow rate adjusting damper, an auxiliary blower, or the like at the flow rate adjusting means, specifically, the outside air introduction air inlet of the duct, the ratio of the outside air sucked into the blower can be easily changed. Each casing can maintain a different temperature.
[0025]
According to this configuration, by heating the upper surface of the substrate to a higher temperature from below the substrate, the temperature of the leaded component is increased when the adhesive is hardened when the soldering of the mixed substrate of the leaded component and the surface mounting component is performed. It can be suppressed.
[0026]
Embodiments of the present invention will be described below with reference to FIGS.
(Embodiment 1)
1 to 3 show (Embodiment 1) of the present invention.
[0027]
As shown in FIG. 1, in the hot air heating device of the present invention, the printed circuit board 1 is transported by the transport device 2 from the upper side to the lower side in the direction of arrow A. Heating units 8a to 8c and 9a to 9c as hot air generators are arranged on both upper and lower sides of the conveying path of the conveying apparatus 2 in the center, and further, the conveying path of the conveying apparatus 2 is arranged on the lower side. Cooling units 10 and 11 are arranged on the upper and lower sides in the center, and by controlling each operation, either reflow soldering or curing of the adhesive in the case of flow soldering can be performed.
[0028]
Since the upper and lower heating units 8a to 8c and 9a to 9c have the same configuration, the configuration of the heating unit 8a will be described as an example with reference to FIGS.
[0029]
As shown in FIG. 2, the casing 12 of the heating unit 8a disposed above the transport path of the transport device 2 has a cross-sectional shape in which a recess 14 is formed in a portion facing the transport surface 13 of the transport device 2. The upper portions of the air chambers 15a and 15b, which are shaped like letters and whose bottom surfaces are closed, are connected to each other by a communication portion 16.
[0030]
A plurality of ejection nozzles 17 are provided in the recess 14 at predetermined intervals along the transport direction so as to communicate between the lower portions of the air chambers 15a and 15b, as shown in FIG.
[0031]
The ejection nozzle 17 communicates between the lower portions of the air chambers 15 a and 15 b as described above, and a slit 18 is formed at a position facing the transport surface 13 of the transport device 2.
[0032]
FIG. 3 is a cross-sectional view of the combination of hot air generators 8a and 9a. The outside airflow inlet side of the heating unit is a cross-sectional view of the center of the heating unit, and the opposite side is between the front side heater and the outer cover. It is a cross section.
[0033]
In the center of the ceiling portion of the concave portion 14 of the casing 12, a circular air inlet 19 is formed as shown in the left cross section of FIG. A blower 21 is attached to the communication portion 16 of the casing 12 so that the suction port of the turbofan 20 is sucked from the suction port 19.
[0034]
Inside the communication part 16 of the casing 12, heaters 22 a and 22 b are arranged along the longitudinal direction of the casing 12 at the connection part between the air chambers 15 a and 15 b and the communication part 16 so as to sandwich the turbo fan 20. ing.
[0035]
When the casing 12 is thus configured and the blower 21 is operated, the vicinity of the intake port 19 of the casing 12 becomes negative pressure, and the air near the transfer surface 13 of the transfer device 2 is formed between the ejection nozzles 17. The suction portion 23 is sucked into the communication portion 16 through the suction portion 23.
[0036]
The air sucked into the communication portion 16 is discharged around the communication portion 16 by the turbo fan 20, heated by the heaters 22 a and 22 b, blown to the lower portions of the air chambers 15 a and 15 b, and conveyed from the slit 18 of the discharge nozzle 17. Hot air 24 is blown onto the transport surface 13 of the apparatus 2 and the printed circuit board 1 passing through this portion.
[0037]
Similarly, from the heating unit 9a disposed on the lower side of the heating unit 8a with the conveying device 2 in between, the hot air 24 is applied to the conveying surface 13 of the conveying device 2 or the printed circuit board 1 passing through this portion. Be sprayed.
[0038]
The heating unit 8a is provided with a duct 25 for mixing outside air with hot air circulating inside the casing 12. Specifically, one end of the duct 25 is in the recess 14 of the casing 12 and the tip is opened near the air inlet 19 in the ceiling portion. The other end of the duct 25 passes through the communication portion 16 and is opened in the atmosphere.
[0039]
Since the duct 25 is provided in this way, when the blower 21 is operated and the vicinity of the intake port 19 becomes negative pressure, the outside air is sucked through the duct 25 as indicated by an arrow 26 and mixed with the circulating hot air. The
[0040]
When such a duct 25 is not provided, if the temperatures in the casings of the heating units 8a and 9a are different, the hot air from the heating unit 8a and the hot air from the heating unit 9a are mixed in the vicinity of the conveying device 2. The temperature is intermediate between high temperature hot air and low temperature hot air. If this mixed hot air is sucked into the heating unit set at a low temperature, the temperature inside the casing becomes higher than the set temperature, so the heater cannot control the temperature. The temperature in the casing will rise.
[0041]
Even if the temperatures in the casings of the heating units 8a and 9a are different by providing the duct 25 as the outside air mixing means as in this embodiment, the temperature in the casing having the lower set temperature is set to the set temperature by the heater. I can control it.
[0042]
Furthermore, by increasing the number of the ejection nozzles 17 and the suction portions 23 between them, and shortening the pitch between the ejection nozzles 17 and the suction portions 23, the distance that the hot air flows in the horizontal direction can be shortened, and the ejection units are ejected from each heating unit. The ratio of hot air mixing can be reduced. As a result, even if the inflow amount of outside air from the duct 25 is small, a temperature difference can be provided between the pair of heating units 8a and 9a. Specifically, it has been experimentally confirmed that the effect is remarkable when the pitch of the ejection nozzles 17 is 150 mm or less.
[0043]
(Embodiment 2)
FIG. 4 shows (Embodiment 2).
In this (Embodiment 2), a damper 28 for adjusting the air volume and an auxiliary fan 29 of axial flow fan type are provided at the external air flow inlet 27 of each duct 25 of the heating units 8a, 9a in (Embodiment 1). is there.
[0044]
According to this, the temperature of the circulating air flow in the heating units 8a and 9a can be more accurately managed by limiting the air volume with the damper 28 or increasing the air volume with the auxiliary blower 29.
[0045]
In particular, by attaching the auxiliary blower 29, it is possible to increase the amount of the outside air that is set to a lower temperature among the heating units 8a, 9a, and the air flow sucked from the outside air flow inlet 27 has a high temperature. Therefore, although the electric consumption of the heater is increased, the temperature difference between the pair of heating units 8a and 9a can be increased.
[0046]
In the above (Embodiment 1), the duct 25 is provided in both the heating units 8a and 9a. However, only one of the heating units may be provided.
In the above (Embodiment 2), both the damper 28 and the auxiliary blower 29 are provided in the duct 25 as the flow rate adjusting means. However, only one of the damper 28 and the auxiliary blower 29 is provided in the duct 25 and the flow rate adjusting means is provided. You can also Furthermore, in (Embodiment 2), the flow rate adjusting means is provided in both of the heating units 8a and 9a, but an effect can be expected only by providing it in one of the heating units 8a and 9a.
[0047]
Next, specific examples of the present invention will be described.
Example 1
The electronic component was fixed to the surface of the printed circuit board with a thermosetting adhesive using the hot air heating device of FIG.
[0048]
The printed circuit board, relatively high temporarily bonded the flat package IC30a~30c to the printed circuit board 1 with an adhesive, leaded components having low heat temperature on the other surface of the heat-resistant temperature on one side of the printed circuit board 1 as shown in FIG. 5 What mounted the electrolytic capacitor 31 which is is used.
[0049]
The heating unit 8a closes the damper 28a and heats it only by circulating hot air to cure the thermosetting adhesive, and the hot air generating device 9a turns the auxiliary blower 29b to turn off the heater power and supply air-cooled air to the printed circuit board 1. Sprayed.
[0050]
FIG. 6 shows respective temperature profiles of the surface temperature of the printed circuit board 1 on which the flat package ICs 30a to 30c are temporarily bonded with an adhesive, the temperature 33 of the flat package IC, and the temperature 34 of the electrolytic capacitor.
[0051]
As can be seen from FIG. 6, the surface temperature 32 of the printed circuit board on the adhesive-coated surface is about 150 ° C., and the temperature 33 of the flat package IC is about 135 ° C. It was possible to heat to a temperature of 140 ° C. or higher. Moreover, the temperature 34 of the electrolytic capacitor of the printed circuit board could be set to a temperature of 100 ° C. or lower which is lower than the heat resistance temperature of the electrolytic capacitor 31.
[0052]
(Example 2)
A chip component with a relatively high heat resistance temperature and a flat package IC are already reflow soldered on one side of the printed circuit board, and a connector with a relatively low heat resistance temperature mounted on the solder paste on the other surface of the printed circuit board These were reflow soldered using the apparatus of (Embodiment 1).
[0053]
The heating unit 8a was heated with hot air at 205 ° C. while introducing outside air, and the heating unit 9a was heated with hot air at 235 ° C. only by circulating hot air without introducing outside air. FIG. 7 shows temperature profiles of the substrate surface temperature 35 on which the chip component and the flat package IC are mounted, and the connector temperature 36 on the surface where the connector is reflow soldered.
[0054]
As can be seen from FIG. 7, the substrate surface temperature 35 on which the chip component and the flat package IC are mounted is raised to 220 ° C., but the connector temperature 36 can be suppressed to 170 ° C. The reason why the connector temperature 36 is lower than the temperature in the casing of the heating unit 8a is that the heat capacity of the connector is large and the cooling has started before the temperature approaches 205 ° C.
[0055]
【The invention's effect】
According to a hot-air heating equipment of the present invention as described above, on both sides of the path for transporting the printed circuit board in the central, portion of the air blown with blow generated hot air to the printed circuit board to the respective casing And at least one of the first and second hot air generators is provided with outside air mixing means for taking outside air into the casing and mixing it with the circulating air flow in the casing. And the outside air taken in and blown to the printed circuit board after passing through the vicinity of the blower and the heater, and the casing of the hot air generator includes an air chamber provided on both sides along the conveying direction, A communication part connected to the upper part of the air chamber; a plurality of ejection nozzles provided at predetermined intervals communicating between the lower parts of the air chamber; and a front part provided in the central part of the communication part An intake port for sucking contiguous to the blower, by having a heater provided in the communicating portion, can be made different temperatures in each casing.
[0056]
Also, a duct having one end opened near the blower that circulates air in the casing of the hot air generator and the other end opened outside the casing, and a damper or an auxiliary blower interposed in the duct passage, etc. By configuring the flow rate adjusting means, the flow rate of the air taken into each casing can be adjusted, the uniform heating characteristics can be improved, and the advantageous effect that the power consumption of the heater can be reduced is also obtained.
[0057]
Thus, by making a temperature difference in each casing on both sides of the printed circuit board, reflow heating and adhesive heating can be performed with the same hot air heating device.
In other words, since the temperatures on both sides of the printed circuit board can be adjusted, high-quality reflow soldering and curing of the adhesive can be performed even with a mixed substrate of leaded components and surface mounting components.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an external perspective view of a hot air heating apparatus of (Embodiment 1). FIG. 2 is a partially cutaway perspective view of a heating unit of (Embodiment 1). FIG. Partial sectional view of a pair of heating units [FIG. 4] Partial sectional view of a pair of upper and lower heating units in (Embodiment 2) [FIG. 5] Perspective view of a substrate used in (Example 1) [FIG. FIG. 7 is a temperature profile explanatory diagram of Example 1). FIG. 7 is a temperature profile explanatory diagram of Example 2. FIG. 8 is a cross-sectional view of a conventional reflow apparatus.
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Printed circuit board 2 Conveyance apparatus 3 Casing 8a, 9a Heating unit [hot air generator]
17 Blowout nozzle 21 Blower 22 Heater 23 Suction part 28 Damper [Outside air mixing means]
29 Auxiliary blower

Claims

Provided with first and second hot air generators that circulate a part of the blown hot air in each casing while blowing the generated hot air to the printed circuit board on both sides of the path for transporting the printed circuit board in the center, At least one of the first and second hot air generators is provided with outside air mixing means for taking outside air into the casing and mixing it with the circulating air flow in the casing, and after the taken outside air passes through the vicinity of the blower and the heater in addition to a constant blowing on the printed board, a casing of the hot air generator, an air chamber provided on both sides along the conveying direction, a communicating portion which connects the upper part of the air chamber, the air chamber A plurality of ejection nozzles provided at predetermined intervals communicating between the lower portions, an intake port provided in a central portion of the communication portion and connected to the blower, and the communication Hot air heating apparatus having a heater provided within.

The hot air heating device according to claim 1, wherein the outside air mixing means is constituted by a duct having one end opened near the blower for circulating air in the casing of the hot air generator and the other end opened outside the casing.

A duct having one end opened near the blower for circulating air in the casing of the hot air generator and the other end opened outside the casing, and a flow rate adjusting means interposed in the passage of the duct. The hot air heating apparatus according to claim 1, which is configured by:

The hot air heating device according to claim 1, wherein the predetermined interval is 150 mm or less.