JP4375765B2

JP4375765B2 - プリント基板の加熱装置

Info

Publication number: JP4375765B2
Application number: JP2000077202A
Authority: JP
Inventors: 八治横田
Original assignee: エイテックテクトロン株式会社
Priority date: 2000-03-17
Filing date: 2000-03-17
Publication date: 2009-12-02
Anticipated expiration: 2020-03-17
Also published as: JP2001267736A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プリント基板を加熱する装置に関し、更に詳しくはプリント基板を搬送するコンベアと、このコンベアで搬送中のプリント基板が通過する加熱室とを備えてなるプリント基板の加熱装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来この種の装置としては、例えばリフロー半田付け装置がある。このリフロー半田付け装置は、電子部品が実装されたプリント基板をコンベアで搬送しながら、例えば不活性ガスを充満させた加熱室で加熱し、クリーム半田を溶融させて半田付けするものである。この場合、加熱室は高温化するため、従来この種装置では、加熱室の周壁に、グラスウール等の断熱材が配設され、この種の断熱材によって熱を遮断できるように形成されていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところでこの種の装置は、上記の通り、加熱室をヒータで高温化する必要があるため、ヒータの消費電力をできるだけ低減でき、ランニングコストがかからないよう、形成されているのが望ましい。
【０００４】
しかるに従来品は、上記の通り、加熱室の断熱にグラスウール等の断熱材を使用するものであったから、従来品によると断熱性に限界があり、又断熱性を高めるためグラスウールを厚くすると、加熱室周りの寸法が増大し、装置の大型化や重量の増加を招くことになる、という問題があった。従って従来品を使用すると、加熱室の温度低下を補うため、ヒータに給電する割合が多くなったから、ヒータの消費電力が増加し、電気代が高くつきランニングコストがかかる、という問題があった。
【０００５】
又この種装置は、加熱室を断熱できることは勿論のこと、ゴミの軽減化、環境保護等の観点から、装置の廃棄処分時に、産業廃棄物が極力出ないよう形成されているのが望ましい。
【０００６】
しかるに従来品の場合は、上記の通り、グラスウール等の断熱材を使用し、通常、加熱室の周壁にこの種の断熱材が３〜４ｃｍの厚さで使用され断熱するのが通例であったから、従来品によると断熱材を大量に使用し、その結果この種装置の廃棄時に断熱材がゴミ化し、大量の産業廃棄物が出ることを避けられなかった。
【０００７】
本発明は、このような従来の実情に鑑み、提案されたものである。
従って本発明の技術的課題は、断熱性に優れ、装置の小型化、軽量化を図ることができ、又ヒータの消費電力を低減できると共に、産業廃棄物の発生を軽減できるよう形成したプリント基板の加熱装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記の課題を解決するために、次のような技術的手段を採る。
即ち本発明は、図１、図２、図４等に示されるように、プリント基板１を搬送するコンベア２と、このコンベア２で搬送中のプリント基板１が通過する加熱室３とを備えてなるプリント基板１の加熱装置であって、上記の加熱室３の周壁９が、コンベア２の搬送方向に沿ってコンベア２の周囲を覆っている円筒壁１０と、この円筒壁１０の両開口を閉塞している側面壁１１とで形成され、上記の円筒壁１０が、断面略半円形の中空部材１０ａを上下に一対、対向させると共に、ヒンジで連結されて加熱室３が開閉可能に形成され、この加熱室３の周壁９に、断熱用の真空層１２，１３が形成されると共に、この周壁９を補強するためのリブ１９が固定され、又真空層１２，１３に周壁９の潰れを防止するための部材１７が、断熱板材１８を加熱室３の側にして重合状態で一緒に真空層１２の長手方向に延びてその全長に、且つ真空層１２の周方向に間隔をあけて複数挿入され、この部材１７によって仕切られた真空層１２内の独立した室が互いに連通され、又真空層１２の径方向における内側の面上に、輻射熱遮断用の部材２０が配置固定されていることを特徴とする（請求項１）。
【０００９】
ここで、プリント基板１の加熱装置としては、例えばプリント基板１の乾燥装置や半田付け装置などがある。リブ１９は、具体的には周壁９の外周面及び加熱室３に臨む内周面の少なくとも一方に固定されるものである。上記部材１７は、熱伝導を防止できるよう、少なくとも一部が断熱材で形成されることが好ましい。又、上記部材１７と周壁９との接触面積は、熱伝導を抑えることができるよう、できるだけ小さく選定されるのが好ましい。上記の輻射熱遮断用の部材２０としては、例えば白い綿、ガラス繊維、石膏等がある。なお本発明の場合は、輻射熱遮断用の部材２０の上に更に、銀紙やアルミ箔等の輻射熱反射部材を配置すれば、更に断熱効果を高めることができる。
【００１０】
補強用のリブ１９は、その断面形状がＴ字形、Ｉ字形、コ字形あるいは逆Ｌ字形であるのが好ましい（請求項２）。
【００１１】
この場合は、補強用のリブ１９の製造が何れの場合も容易であり、簡単な構造で確実に周壁９の強度を高めることができるからである。
【００１２】
又、補強用のリブ１９は、コンベア２の搬送方向と直交する面において周壁９の全周にわたって設けられているのが好ましい（請求項３）。
【００１３】
この場合は、上記補強用のリブ１９により、真空層１２，１３を有している周壁９の全体の歪みを防止できるからである。
【００１４】
又本発明は、図７に示されるように、周壁９の真空層１２，１３に真空ポンプ２８が接続され、真空層１２，１３が排気可能に構成されているのが好ましい（請求項４）。
【００１５】
このようにすれば、周壁９の真空層１２，１３の真空度が低下した場合、真空ポンプ２８で周壁９の真空層１２，１３の真空度を所定の値に常に維持できるからである。
【００１６】
又本発明は、加熱室３が、プリント基板１を予備加熱するための予備加熱室３ａと、クリーム半田を溶融させて電子部品をプリント基板１に半田付けするためのリフロー半田付け室３ｂとをコンベア２の搬送方向にそって順に備えているのが好ましい（請求項５）。
【００１７】
この場合は、リフロー半田付け装置について、その加熱室３を真空断熱できるからである。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な一実施形態を添付図面に従って説明する。
【００１９】
図１において、１はプリント基板であり、２はこのプリント基板１を搬送するコンベアである。このコンベア２は、プリント基板１を載せるためのキャリア２ａを備えている。キャリア２ａは、無端状に張られたコンベアチェーン２ｂに間隔をあけて複数取り付けられている。
【００２０】
３は、プリント基板１を加熱するための加熱室である。コンベア２の往路は加熱室３の上下方向における中央部から加熱室３の隣りに配置されている徐冷部４にわたって水平に延びており、復路は加熱室３の下方に配置されている。プリント基板１は、加熱室３の入口側でコンベア２のキャリア２ａに載置され、コンベア２によって加熱室３内を移動した後、徐冷部４に入り、その後、回収される。
【００２１】
加熱室３には熱源としてのヒータ５と、送風機６とが配置されている。ヒータ５はコンベア２を挟んでその上下に配置され、送風機６は加熱室３の上下端に配置されている。７は加熱室３の上下の外面に設置された送風機用モータであり、加熱室３の周壁９を貫通して延びるモータ軸が送風機６に接続されている。この実施形態では熱風が加熱室３内において、約３（ｍ／ｓｅｃ）程度の速度で循環するよう構成されている。
【００２２】
加熱室３は、仕切り壁８で四室に仕切られており、三個の予備加熱室３ａと一個のリフロー半田付け室３ｂとを、コンベア２の搬送方向に沿って順に備えている。前記ヒータ５と送風機６は、加熱室３の各室３ａ，３ｂに設けられている。予備加熱室３ａは、プリント基板１を徐々に加熱するためのものである。プリント基板１は、この予備加熱室３ａにおいて、約１５０（℃）に加熱される。リフロー半田付け室３ｂは、クリーム半田を溶融し、電子部品を半田付けする個所である。プリント基板１は、このリフロー半田付け室３ｂで約２３０（℃）に加熱される。又、徐冷部４は、半田付け後の高温状態にあるプリント基板１を、ゆっくり冷却させるためのものである。
【００２３】
本実施形態の場合、加熱室３の各室３ａ，３ｂには、不活性ガスとしての窒素ガスが供給されるように構成されている。電子部品のリード線及び溶融半田は、この窒素ガスによって酸化が防止される。
【００２４】
加熱室３を形成している周壁９は、図１、図２に示されるように、コンベア２の搬送方向に沿って設けられ、コンベア２の周囲を覆っている円筒壁１０と、この円筒壁１０の両開口を閉塞している側面壁１１とから構成されている。そして、周壁９には断熱用の真空層１２，１３が形成されている。
【００２５】
又本発明の場合、円筒壁１０は、断面が略半円形の中空部材１０ａ（図５参照）を上下に一対、対向させて形成されている。上記中空部材１０ａは、断面が略半円形の厚さ約１（ｍｍ）の細長い一対のステンレス鋼板が一定の間隔をあけて対向配置され、その開口部分がステンレス鋼板で閉塞されると共に、内部が断熱可能な真空度に排気されている。本発明は、これにより断熱用の真空層１２が、周壁９を構成する円筒壁１０に形成されるものである。
【００２６】
又、側面壁１１は、半円形の中空部材１１ａ（図３参照）を上下に一対、対向させて形成されている。上記の中空部材１１ａは、半円形の厚さ約１（ｍｍ）のステンレス鋼板が一定の間隔をあけて対向配置され、その開口部分がステンレス鋼板で閉塞され、内部が断熱可能な真空度に排気されている。本発明は、これにより断熱用の真空層１３が、周壁９を構成する側面壁１１に形成されるものである。
【００２７】
なお、側面壁１１は、上下の中空部材１１ａを対向配置させたとき、コンベア２が挿入される開口が中央部に形成されるよう、半円形の中空部材１１ａの対向位置に矩形の凹み部１４（図３参照）を備えてなる。
【００２８】
又、本実施形態では、仕切り壁８も半円形の中空部材８ａ（図３参照）を上下に一対、対向させて形成されている。上記の中空部材８ａは、半円形の厚さ約１（ｍｍ）のステンレス鋼板が一定の間隔をあけて対向配置され、その開口部分がステンレス鋼板で閉塞され、内部が断熱可能な真空度に排気されている。本発明は、これにより断熱用の真空層１５が、仕切り壁８に形成されるものである。又、仕切り壁８は、上下の中空部材８ａを対向配置させたとき、コンベア２が挿入される開口が中央部に形成されるよう、半円形の中空部材８ａの対向位置に、矩形の凹み部１６を備えてなる。
【００２９】
そして、前記周壁９の円筒壁１０の真空層１２には、図３、図４に示されるように、円筒壁１０の潰れを防止するための部材１７が挿入固定されている。この部材１７は、ステンレス板が断面コ字形に折り曲げられて形成され、断面矩形の断熱板材１８と一緒に、真空層１２の長手方向に延びてその全長にわたって設けられている。又、両部材１７，１８は、真空層１２の周方向に間隔をあけて複数、挿入固定されている。なお、両部材１７，１８によって仕切られた真空層１２は、両部材１７，１８間の僅かな隙間等を通して互いに連通しており、真空層１２の全体が排気可能に構成されている。
【００３０】
又本発明は、図３等に示されるように、周壁９の側面壁１１と仕切り壁８にも、上記と同様の潰れ防止部材１７と、断面矩形の断熱板材１８とが重合されて設けられている。
【００３１】
又本発明は、周壁９を補強するためのリブ１９が周壁９に固定されている。この補強用のリブ１９は、この実施形態では図１〜図５に示されるように、断面Ｔ字形の金属板で形成され、円筒壁１０の外周面に、その全周にわたって、且つ円筒壁１０の長手方向に適宜間隔をあけて複数、設けられている。
【００３２】
又本発明では、図４に示されるように、真空層１２の径方向における内側の面上に、輻射熱遮断用の部材２０としての白い綿が配置固定されている。２１（同図Ｃ参照）は、この輻射熱遮断用の部材２０としての綿を固定するための鈎針である。
【００３３】
又本発明の場合、周壁９は、上下の中空部材１０ａがヒンジで連結され、図２に示されるように、加熱室３は開閉可能に形成されている。加熱室３を形成する周壁９の上側にはカバー２３が配置固定され、周壁９の下側は装置本体２４に固定されている。
【００３４】
次に、本発明の作用を説明する。
プリント基板１は、加熱室３の入口側でコンベア２のキャリア２ａに載せられ、コンベア２によって加熱室３内を搬送される。加熱室３では、予備加熱室３ａで徐々に加熱され、リフロー半田付け室３ｂでクリーム半田が溶融され、電子部品が半田付けされる。その後、このプリント基板１は、加熱室３の隣の徐冷部４に入り、徐冷部４で温度が徐々に下げられ、コンベア２から回収される。
【００３５】
上記において、加熱室３の周壁９に真空層１２，１３が形成されているから、加熱室３はこの真空層１２，１３で断熱される。又、加熱室３の仕切り壁８にも真空層１５が形成されているから、加熱室３の各室３ａ，３ｂ間も断熱される。又本発明では、輻射熱遮断用の部材２０としての白い綿により、輻射熱を遮断できるから、輻射によって熱が外部に伝わることを防止できる。又、真空層１２，１３によって加熱室３内と外部とを遮断できるから、コンベア２の搬送音が外部に漏れるのを防止できる。
【００３６】
又本発明では、補強用のリブ１９で周壁９の歪みを防止できる。又、潰れ防止部材１７で周壁９の潰れを防止できる。
【００３７】
以上の処において、本発明は、綿２０の上に、銀紙やアルミ箔等の輻射熱反射部材が敷かれるのでも良い。又本発明は、図６に示されるように、円筒壁１０の加熱室３に臨む面に、輻射熱の反射層２２が形成されるのでも良い。反射層２２は、具体的にはメッキが施こされたり、アルミ箔や反射板が固定されることで形成される。
【００３８】
又本発明は、真空層１２，１３の真空度が低くなったとき、断熱可能な真空度を維持できるよう、真空層１２，１３に真空ポンプ２８（図７参照）が接続されるのでも良い。
【００３９】
なお図７において、２５は周壁９の円筒壁１０に形成された排気口であり、２６は弁である。又２７は、円筒壁１０に取り付けられた圧力計である。
【００４０】
この本発明の場合は、例えば真空層１２の真空度が低下した場合、真空ポンプ２８で真空層１２を排気することにより、真空層１２の真空度を断熱に必要な値に維持できる。
【００４１】
【発明の効果】
以上説明したように本発明装置は、加熱室の周壁に形成した真空層によって断熱するため、断熱材を使用する従来品に比べ、断熱性を向上でき、又ヒータの消費電力を低減でき、ランニングコストを低減できる。
【００４２】
又本発明は、断熱材によるものではないから、産業廃棄物の発生を低減できるだけではなく、真空層によって断熱個所の厚みを薄くできるから、装置を小型化、軽量化できる。
【００４３】
更に本発明は、補強用のリブによって周壁の歪みを防止できる。従ってこれによれば、加熱室の周壁の強度を向上でき、耐圧性に優れたこの種装置を提供できる。
又本発明によれば、周壁の潰れを防止するための部材により、周壁を一層強固にでき、この部材で真空層に隣接状に形成される各室が連通されているから真空層内を一度に排気でき、又輻射熱遮断用の部材により、輻射熱を遮断でき、断熱板材と相俟って断熱効果の高いこの種の装置を提供できるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明装置の好適な一実施形態を示す縦断面図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線における断面図である。
【図３】図１の要部拡大図である。
【図４】Ａは円筒壁を形成する中空部材の縦断面図、ＢはＡのＢ−Ｂ線断面図、ＣはＡのＣ−Ｃ線断面図である。
【図５】円筒壁を示す斜視図である。
【図６】円筒壁の要部拡大縦断面図である。
【図７】真空ポンプの接続構成を説明するための要部縦断面図である。
【符号の説明】
１プリント基板
２コンベア
３加熱室
９周壁
１０円筒壁
１０ａ中空部材
１１側面壁
１２，１３真空層
１７周壁の潰れを防止するための部材
１８断熱板材
１９補強用のリブ
２０輻射熱遮断用の部材

Claims

プリント基板を搬送するコンベアと、このコンベアで搬送中のプリント基板が通過する加熱室とを備えてなるプリント基板の加熱装置であって、上記の加熱室の周壁が、コンベアの搬送方向に沿ってコンベアの周囲を覆っている円筒壁と、この円筒壁の両開口を閉塞している側面壁とで形成され、上記の円筒壁が、断面略半円形の中空部材を上下に一対、対向させると共に、ヒンジで連結されて加熱室が開閉可能に形成され、この加熱室の周壁に、断熱用の真空層が形成されると共に、この周壁を補強するためのリブが固定され、又真空層に周壁の潰れを防止するための部材が、断熱板材を加熱室の側にして重合状態で一緒に真空層の長手方向に延びてその全長に、且つ真空層の周方向に間隔をあけて複数挿入され、この部材によって仕切られた真空層内の独立した室が互いに連通され、又真空層の径方向における内側の面上に、輻射熱遮断用の部材が配置固定されていることを特徴とするプリント基板の加熱装置。
請求項１記載のプリント基板の加熱装置であって、補強用のリブの断面形状が、Ｔ字形、Ｉ字形、コ字形あるいは逆Ｌ字形であることを特徴とするプリント基板の加熱装置。
請求項１又は２記載のプリント基板の加熱装置であって、補強用のリブが、コンベアの搬送方向と直交する面において周壁の全周にわたって設けられていることを特徴とするプリント基板の加熱装置。
請求項１乃至３の何れかに記載のプリント基板の加熱装置であって、周壁の真空層に真空ポンプが接続され、真空層が排気可能に構成されていることを特徴とするプリント基板の加熱装置。
請求項１乃至４の何れかに記載のプリント基板の加熱装置であって、加熱室が、プリント基板を予備加熱するための予備加熱室と、クリーム半田を溶融させて電子部品をプリント基板に半田付けするためのリフロー半田付け室とをコンベアの搬送方向にそって順に備えていることを特徴とするプリント基板の加熱装置。