JP4834559B2 - リフロー炉 - Google Patents
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Description
(2)風速計Sの型式:リニア出カタイプ「アネモマスター風速計 MODEL6141」
(3)プローブ受感部:白金巻線抵抗素子
(4)応答性: SLOW
クリーム半田を介して電子部品を搭載したプリント基板を加熱して半田付けするリフロー炉であって、
前記プリント基板搬送方向の離置された仕切壁によって仕切られた複数の区画室と、
該区画室を通過する前記プリント基板に向けて鉛直方向に雰囲気ガスを吹き付けると共に、該区画室の雰囲気ガスを循環させる雰囲気ガス循環機構とを有し、
各区画室の前記仕切壁の近傍の領域で前記プリント基板に当たる鉛直方向の風の風力が、当該区画室のプリント基板搬送方向中央領域で前記プリント基板に当たる前記鉛直方向の風の風力よりも小さいことを特徴とするリフロー炉を提供することにより達成される。
図2は、第1実施例のリフロー炉における各区画室の上部構造を説明するための図であり、基板搬送方向に切断した断面図である。
図3は、第1実施例のリフロー炉における各区画室の上部構造を説明するための図であり、基板搬送方向に直交する方向に切断した断面図である。
図4は、第1実施例のリフロー炉の上部に配置された雰囲気ガス循環機構における雰囲気ガス噴出孔及び回収孔を説明するための図である。
図5は、第1実施例の作用効果を説明するためにプリント基板上の電子部品に当たる横風を説明するための図であり、(a)は各区画室の中央領域での横風の説明図、(b)は仕切壁近傍領域での横風の説明図である。
図6は、第1実施例の縦風及び横風の実測値をプロットした曲線であり、(A)は縦風、(B)は横風を示す。
図7は、第2実施例のリフロー炉の各区画室の上部構造を説明するための図であり、基板搬送方向に切断した断面図である。
図8は、第2実施例のリフロー炉の冷却ゾーンを構成する第5区画室と、その上流の本加熱ゾーンを構成する第4区画室の上部構造を説明するための図であり、基板搬送方向に切断した断面図である。
図9は、第3実施例のリフロー炉の上部構造を説明するための図であり、雰囲気ガス吐出孔及び回収孔を示す図である。
図10は、第3実施例のリフロー炉の冷却ゾーンを構成する第5区画室と、その上流の本加熱ゾーンを構成する第4区画室の上部構造を説明するための図であり、雰囲気ガス吐出孔及び回収孔を示す図である。
図11は、第4実施例のリフロー炉の概略構成図である。
図12は、第4実施例のリフロー炉に含まれる入口側バッファ室を説明するための図である。
図13は、第5実施例のリフロー炉の全体構成図である。
図14は、第5実施例のリフロー炉に含まれる入口側バッファ室及びこれに隣接した第1区画室を説明するための図である。
図15は、第6実施例のリフロー炉の全体構成図である。
図16は、第6実施例のリフロー炉の上部構造を示す、基板搬送方向と直交する方向に切断した断面図である。
図17は、図16に対応して第6実施例のリフロー炉の上部構造を説明するための図であり、雰囲気ガス吐出孔及び回収孔を示す図である。
図18は、図16に対応して第6実施例のリフロー炉の上部構造を説明するための図であり、冷却ゾーンを構成する第5区画室と、本加熱ゾーンを構成する第4区画室の雰囲気ガス吐出孔及び回収孔を示す図である。
図19は、図17、図18で示した雰囲気ガス吐出孔及び回収孔の具体的な構造を説明するための図である。
図20は、従来のリフロー炉での縦風及び横風の風速の実測値をプロットした曲線であり、(A)は縦風、(B)は横風を示す。
図21は、図20の縦風及び横風を実測で用いた手法を説明するための図であり、(a)は縦風を計測するのに用いた手法を示し、(b)は横風を計測するのに用いた手法を示す。
リフロー半田付け装置は、図1に示すように、細長いリフロー炉1を有している。炉1内は電子部品及び半田の酸化を防止するために不活性ガスである窒素ガスが供給されて内部雰囲気ガスの窒素濃度が一定の範囲に維持される窒素ガスリフロー炉であるが、窒素ガスの代わりに空気を炉内へ供給する空気リフロー炉であってもよい。炉1は、図1に矢印で示す搬送方向に間隔を隔てて配置された複数の仕切壁2によって区分された第1から第5の5つの区画室R1〜R5を有し、第1から第4の区画室R1〜R4が加熱ゾーンを構成するように設計され、第5の区画室R5が冷却ゾーンとなるように設計されている。リフロー炉1の区画室の数は任意であり、また、冷却ゾーンを構成する第5区画室R5は省いてもよい。また、リフロー炉1が含む区画室の数は任意である。
第2実施例は、各区画室R1〜R5の内部で吐出パイプ20の下端つまり雰囲気ガス吐出口とプリント基板4との間の離間距離Dを変化させ、仕切壁2の近傍では、吐出パイプ20の下端とプリント基板4との間の離間距離Dを大きく設定し、各区画室R1〜R5の中央部では、吐出パイプ20の下端とプリント基板4との間の離間距離Dを小さく設定することを提案するものである。すなわち、各区画室R1〜R5では、仕切壁2の近傍では、遠くからプリント基板4に向けて雰囲気ガスを吹き付け、各区画室R1〜R5の中央部では、近くからプリント基板4に対して雰囲気ガスを吹き付けるように設定されている。
上記第2実施例では、各区画室R1〜R5の内部で吐出パイプ20の下端つまり雰囲気ガス吐出口とプリント基板4との間の離間距離Dを変化させ、仕切壁2の近傍では、吐出パイプ20の下端とプリント基板4との間の離間距離を大きく設定し(D1)、各区画室R1〜R5の中央部では、吐出パイプ20の下端とプリント基板4との間の離間距離Dを小さく設定(D2)することを提案したが、図9、図10に図示の第3実施例では、これに代えて又はこれに加えて、吐出パイプ20の内径つまり吐出パイプ20の内部通路の有効断面積を変化させ、仕切壁2の近傍では、吐出パイプ20の内径を小さく設定し、各区画室R1〜R5の中央部では、吐出パイプ20の内径を大きく設定することを提案するものである。なお、図9、図10に図示の吐出パイプ20は、その長さ寸法が全て共通であり、したがって、吐出パイプ20の下端とプリント基板4との間の離間距離は全て共通である。
この実施例では、リフロー炉1の入口及び/又は出口にバッファ室を設けた例を示すものである。すなわち、上述した第1区画室R1の上流に入口側バッファ室FBを有し、第5区画室R5の下流に出口側バッファ室RBを有する。本実施例におけるバッファ室FB、RBは、窒素ガスリフロー炉において窒素ガスが炉外に漏れるのを防止するために設けられており、このバッファ室FB、RBには、第1乃至第5区画室R1〜R5のように雰囲気ガスを吐出し且つ循環するための雰囲気ガス循環機構10は設けられていない。
この第5実施例では、加熱ゾーンを構成する第1区画室R1の前段に入口側バッファ室FBを設け、この入口側バッファ室FBに雰囲気ガス循環機構10を設けた例を示す。そして、この入口側バッファ室FBの雰囲気ガス循環機構10に含まれる吐出パイプ20の長さ寸法は、入口側バッファ室FBの入口35に隣接した吐出パイプ20が一番短く、この入口35から第1区画室R1との間の仕切壁2に向かうに従って徐々に長くなるように設定されている。勿論、長さ寸法の異なる複数種類の吐出パイプ20を用意し、一番短い吐出パイプ20を入口側バッファ室FBの入口35側に配置し、第1区画室R1との間の仕切壁2側に一番長い吐出パイプ20を配置し、中間長さの吐出パイプ20を入口35と仕切壁2との間の領域に配置することで、入口35から仕切壁2に向かうに従って段階的に吐出パイプ20の長さを変化させるようにしてもよい。
なお、上記実施形態では、入口側バッファ室FB内の風速の調整をパイプの長さを変化させて行ったが、図9及び図10(第3実施例)で説明したような吐出パイプ20の内径を変化させて行うこともできる。
上記第1乃至第5実施例では、吐出パイプ20を使って雰囲気ガスをプリント基板4に吹き付けると共に、隣接する吐出パイプ20、20間に形成した例えば円形孔21を通じて雰囲気ガスを回収して各区画室R1〜R5の内部で各室毎に雰囲気ガスを循環させるようにしたが、本発明はこれに制限されないことを明らかにするために第6実施例を例示するものである。
図15〜図19を参照して、雰囲気ガス循環機構40は、送風機11を収容する送風機収容部及び導風部を含む第1ガイド部材41を備え、この第1ガイド部材41の送風機収容部の左右から下方に延びる導風部が、一対の第2ガイド部材42に連通している。
Claims (6)
- クリーム半田を介して電子部品を搭載したプリント基板を加熱して半田付けするリフロー炉であって、
前記プリント基板搬送方向の離置された仕切壁によって仕切られた複数の区画室と、
該区画室を通過する前記プリント基板に向けて鉛直方向に雰囲気ガスを吹き付けると共に、該区画室の雰囲気ガスを循環させる雰囲気ガス循環機構とを有し、
各区画室の前記仕切壁の近傍の領域で前記プリント基板に当たる鉛直方向の風の風力が、当該区画室のプリント基板搬送方向中央領域で前記プリント基板に当たる前記鉛直方向の風の風力よりも小さいことを特徴とするリフロー炉。 - 複数の区画室のうち、前記リフロー炉の入口に設けられた第1の区画室の入口壁の近傍の領域で前記プリント基板に当たる鉛直方向の風の風力が、当該第1の区画室のプリント基板搬送方向中央領域で前記プリント基板に当たる前記鉛直方向の風の風力よりも小さい、請求項1に記載のリフロー炉。
- 複数の区画室のうち、前記リフロー炉の出口に設けられた最後の区画室の出口壁の近傍の領域で前記プリント基板に当たる鉛直方向の風の風力が、当該最後の区画室のプリント基板搬送方向中央領域で前記プリント基板に当たる前記鉛直方向の風の風力よりも小さい、請求項2に記載のリフロー炉。
- 前記雰囲気ガス循環機構が、送風機と、該送風機から吐出される雰囲気ガスを分配して前記プリント基板に向けて鉛直方向に雰囲気ガスを吐出する複数の雰囲気ガス吐出用開口を有し、各区画室の前記仕切壁の近傍の領域における前記雰囲気ガス吐出用開口の有効面積が、当該区画室のプリント基板搬送方向中央領域における前記雰囲気ガス吐出用開口よりも小さい、請求項1に記載のリフロー炉。
- 前記区画室のプリント基板搬送方向中央領域から前記仕切壁の近傍領域に向かうに従って、前記雰囲気ガス吐出用開口の有効面積が小さくなる、請求項4に記載のリフロー炉。
- 前記雰囲気ガス循環機構が、送風機と、該送風機から吐出される雰囲気ガスを分配して前記プリント基板に向けて鉛直方向に雰囲気ガスを吐出する複数の雰囲気ガス吐出用開口を有し、各区画室の前記仕切壁の近傍の領域における前記雰囲気ガス吐出用開口と前記プリント基板との離間距離が、当該区画室のプリント基板搬送方向中央領域における前記雰囲気ガス吐出用開口と前記プリント基板との離間距離よりも大きい、請求項1に記載のリフロー炉。
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