JP5075806B2 - リフロー半田付け装置 - Google Patents

Description

本発明は、リフロー半田付け装置に関し、特に送風機駆動用のモータの数を低減したリフロー半田付け装置に関する。

リフロー半田付け装置は、熱風循環装置を備える炉内を電子部品が搭載された基板をコンベヤで搬送しながら、熱風を基板の上下から基板に吹き付けて電子部品を基板に半田付けする。このように、リフロー半田付け装置は熱風を基板の上下から基板に吹き付けるために、熱風循環装置において熱風を送風するための送風機は、基板の上面に熱風を送風するための上側循環系の送風機と、基板の下面に熱風を送風するための下側循環系の送風機とが設けられている。そして従来は、上側循環系の送風機はコンベヤよりも上側の炉内に配置され、下側循環系の送風機はコンベヤよりも下側の炉内に配置されており、これらの送風機を駆動するためのモータが炉の上側及び下側にそれぞれ設置されていた（特許文献１及び特許文献２参照）。
特開２００２−１３４９０５号公報 特開昭６３−１８０３６８号公報

また、上側循環系の送風機と下側循環系の送風機をそれぞれ個別に設けずに、１つの送風機で基板の上下から熱風を基板に吹き付けるように構成したリフロー半田付け装置も提案されている（特許文献３参照）。
特開平２−２０５２５６号公報

本発明は、上側循環系の送風機と下側循環系の送風機を備えたリフロー半田付け装置において、前記２系統の送風機を共通のモータで駆動するようにすることにより、送風機駆動用のモータの数を低減したリフロー半田付け装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために本発明は次の解決手段を採る。すなわち、
本発明は、熱風循環装置を備える炉内を電子部品が搭載された基板をコンベヤで搬送しながら、熱風を基板の上下から基板に吹き付けて電子部品を基板に半田付けするリフロー半田付け装置において、
前記熱風循環装置が、基板の上面に熱風を送風するための送風機、熱風を基板の上面に吹き出すための熱風吹出手段、送風機の吸入口に接続されコンベヤよりも上側の炉内まで延びて開口する吸入用ダクト、及び送風機の吐出口と熱風吹出手段とを接続する吐出用ダクトを備えた上側循環系と、基板の下面に熱風を送風するための送風機、熱風を基板の下面に吹き出すための熱風吹出手段、及び送風機の吐出口と熱風吹出手段とを接続する吐出用ダクトを備えた下側循環系とを有しており、
前記上側循環系と下側循環系の２系統の送風機は共通のモータで駆動され、コンベヤよりも下側の炉内に、下側循環系の送風機が上位置、上側循環系の送風機が下位置に同心状に配置され、
前記下側循環系の送風機は、基板の下面に吹き付けられたのち下方へ流れる熱風が吸入される吸入口を送風機の上面に有し、
前記上側循環系の送風機は、基板の上面に吹き付けられたのち上方へ流れる熱風が、前記吸入用ダクトを通じて吸入される吸入口を送風機の下面に有していることを特徴とする。

前記下側循環系の外側に前記上側循環系が形成されていることが好ましい。

上記では、上側循環系と下側循環系の送風機をコンベヤよりも下側の炉内に配置したが、本発明はこれに限ることはなく、上側循環系と下側循環系の送風機をコンベヤよりも上側の炉内に配置するようにしてもよい。すなわち、熱風循環装置を備える炉内を電子部品が搭載された基板をコンベヤで搬送しながら、熱風を基板の上下から基板に吹き付けて電子部品を基板に半田付けするリフロー半田付け装置において、
前記熱風循環装置が、基板の上面に熱風を送風するための送風機、熱風を基板の上面に吹き出すための熱風吹出手段、及び送風機の吐出口と熱風吹出手段とを接続する吐出用ダクトを備えた上側循環系と、基板の下面に熱風を送風するための送風機、熱風を基板の下面に吹き出すための熱風吹出手段、送風機の吸入口に接続されコンベヤよりも下側の炉内まで延びて開口する吸入用ダクト、及び送風機の吐出口と熱風吹出手段とを接続する吐出用ダクトを備えた下側循環系とを有しており、
前記上側循環系と下側循環系の２系統の送風機は共通のモータで駆動され、コンベヤよりも上側の炉内に、上側循環系の送風機が下位置、下側循環系の送風機が上位置に同心状に配置され、
前記上側循環系の送風機は、基板の上面に吹き付けられたのち上方へ流れる熱風が吸入される吸入口を送風機の下面に有し、
前記下側循環系の送風機は、基板の下面に吹き付けられたのち下方へ流れる熱風が、前記吸入用ダクトを通じて吸入される吸入口を送風機の上面に有していることを特徴とする。

前記上側循環系の外側に前記下側循環系が形成されていることが好ましい。

上側循環系の送風機と下側循環系の送風機を共通のモータで駆動するように構成したため、モータの数を低減できる。モータの数が減ることで省エネ効果がある。窒素リフロー炉の場合はモータ軸部の窒素漏れ防止のシール部が減るので窒素の漏れを低減できる。モータを支持するためのモータベースや重量フレームを削減できるので装置の軽量化を図れる。従来の装置は下側のメンテナンス性がよくなかったが、モータを炉の上側のみに配置すれば下側のメンテナンスを軽減できる。

以下、本発明の一実施形態を図面を参照しながら説明する。

リフロー半田付け装置は、図１に示されているように、炉１内に、３個の予熱室２、１個のリフロー室３、１個の冷却室４をコンベヤ５の搬送ラインに沿って順に有している。６は、各室２，３，４を仕切る仕切壁である。炉１内には、半田の酸化を防止するために不活性ガス、本実施形態では窒素ガスが供給されており、電子部品を搭載したプリント基板７がコンベヤ５によって炉１内を搬送される。電子部品を搭載したプリント基板７は、半田付け箇所にペースト状のクリーム半田が塗られている。

予熱室２及びリフロー室３の各室には熱風循環装置８が設けられている。以下、リフロー室３の熱風循環装置８について説明するが、予熱室２の熱風循環装置８も同じように構成されている。

熱風循環装置８は上側循環系と下側循環系とを有している。図２に示されているように、上側循環系は上側循環系の送風機９Ａ、ヒータ１１Ａ、熱風吹出ケーシング部材１２Ａ、吐出用ダクト１３Ａ及び吸入用ダクト１４を有しており、下側循環系は下側循環系の送風機９Ｂ、ヒータ１１Ｂ、熱風吹出ケーシング部材１２Ｂ及び吐出用ダクト１３Ｂを有しており、上側循環系の送風機９Ａと下側循環系の送風機９Ｂは１個の共通のモータ１０で駆動されるように構成されている。

上側循環系の送風機９Ａは、コンベヤ５上の電子部品を搭載したプリント基板７の上面に熱風を送風するためのものである。下側循環系の送風機９Ｂは、コンベヤ５上の電子部品を搭載したプリント基板７の下面に熱風を送風するためのものである。上側循環系と下側循環系の送風機９Ａ，９Ｂは垂直な回転軸を備え、下側循環系の送風機９Ｂが上位置、上側循環系の送風機９Ａが下位置に同心状に２段に重なってリフロー室３内の下部に配置し、炉１の下側に設置された１個の共通のモータ１０の回転軸に接続され、１個の共通のモータ１０によって駆動されるように構成されている。

下側循環系の送風機９Ｂは、上面に開口する吸入口がコンベヤ５よりも下側のリフロー室３内に臨み、外周に開口する吐出口が吐出用ダクト１３Ｂを介して下側循環系の熱風吹出ケーシング部材１２Ｂに接続している。吐出用ダクト１３Ｂは送風機９Ｂの左右に一対設けられている。下側循環系の熱風吹出ケーシング部材１２Ｂは、熱風を電子部品を搭載したプリント基板７の下面に吹き出すための熱風吹出口をコンベヤ５上の基板７に臨む側に複数有しており、コンベヤ５よりも下側のリフロー室３内に、コンベヤ５上の基板７に対向するように配置されて設けられている。

上側循環系の送風機９Ａは、下面に開口する吸入口に吸入用ダクト１４が接続し、吸入用ダクト１４はコンベヤ５よりも上側のリフロー室３内まで延びて、リフロー室３の上部において開口している。吸入用ダクト１４は送風機９Ａの左右に延びてリフロー室３の上部の左右に一対の開口先端部を備えている。上側循環系の送風機９Ａの外周に開口する吐出口は吐出用ダクト１３Ａを介して上側循環系の熱風吹出ケーシング部材１２Ａに接続している。吐出用ダクト１３Ａは送風機９Ａの左右に一対設けられている。上側循環系の熱風吹出ケーシング部材１２Ａは、熱風を電子部品を搭載したプリント基板７の上面に吹き出すための熱風吹出口をコンベヤ５上の基板７に臨む側に複数有しており、コンベヤ５よりも上側のリフロー室３内に、コンベヤ５上の基板７に対向するように配置されて設けられている。

上側循環系のヒータ１１Ａは、上側循環系の熱風吹出ケーシング部材１２Ａの上方の空間部に配置されている。下側循環系のヒータ１１Ｂは、下側循環系の熱風吹出ケーシング部材１２Ｂの下方の空間部に配置されている。

冷却室４には冷却風循環装置１５が設けられている。冷却風循環装置１５は、上記熱風循環装置８とはヒータ１１Ａ，１１Ｂを備えていない点でのみ相違し、他の構成は同じである。

以下、上記リフロー半田付け装置の動作を説明する。

電子部品を搭載したプリント基板７は、炉１の入口側でコンベヤ５に載せられ、コンベヤ５によって炉１内を搬送される。予熱室２とリフロー室３と冷却室４では、各室２，３，４内の上側循環系の送風機９Ａと下側循環系の送風機９Ｂがモータ１０によって回転駆動される。

以下、リフロー室３内における熱風の流れを説明する。

先ず、熱風がコンベヤ５上の電子部品を搭載したプリント基板７の上面に吹き付けられる場合を説明する。

上側循環系の送風機９Ａによりヒータ１１Ａを通って加熱された熱風は、吸入用ダクト１４の先端に開口している吸入口から吸入用ダクト１４に入る。熱風は、吸入用ダクト１４内を流れて、上側循環系の送風機９Ａの吸入口から吸入され、吐出口から吐出用ダクト１３Ａに吐出される。熱風は、吐出用ダクト１３Ａ内を流れて、上側循環系の熱風吹出ケーシング部材１２Ａ内に流入し、複数の熱風吹出口からコンベヤ５上の電子部品を搭載したプリント基板７の上面に吹き付けられる。

電子部品を搭載したプリント基板７の上面に吹き付けられた熱風は、電子部品を搭載したプリント基板７を加熱した後、リフロー室３内の空間部を上方へ流れ、ヒータ１１Ａを通過して加熱され、吸入用ダクト１４に流入する。

以下、熱風は、上記のようにしてリフロー室３内を循環し、電子部品を搭載したプリント基板７を上側から加熱する。

次に、熱風がコンベヤ５上の電子部品を搭載したプリント基板７の下面に吹き付けられる場合を説明する。

下側循環系の送風機９Ｂによりヒータ１１Ｂを通って加熱された熱風は、下側循環系の送風機９Ｂの吸入口から吸入され、吐出口から吐出用ダクト１３Ｂに吐出される。熱風は、吐出用ダクト１３Ｂ内を流れて、下側循環系の熱風吹出ケーシング部材１２Ｂ内に流入し、複数の熱風吹出口からコンベヤ５上の電子部品を搭載したプリント基板７の下面に吹き付けられる。

電子部品を搭載したプリント基板７の下面に吹き付けられた熱風は、電子部品を搭載したプリント基板７を加熱した後、リフロー室３内の空間部を下方へ流れ、ヒータ１１Ｂを通過して加熱され、下側循環系の送風機９Ｂに吸入される。

以下、熱風は、上記のようにしてリフロー室３内を循環し、電子部品を搭載したプリント基板７を下側から加熱する。

以上のようにして、電子部品を搭載したプリント基板７は、コンベヤ５によって炉１内を搬送されながら、プリント基板上のクリーム半田が、予熱室２内を循環する熱風（加熱された雰囲気ガス）によって所定の温度に加熱され、更に、リフロー室３内を循環する熱風（加熱された雰囲気ガス）によって加熱溶融され、冷却室４で冷却室４内を循環する冷却風（雰囲気ガス）によって溶融半田が冷却固化され、電子部品が基板上に半田付けされる。

なお、上記では、上側循環系と下側循環系の送風機９Ａ，９Ｂをコンベヤ５よりも下側の炉１内に配置し、モータ１０を炉１の下側に配置した例を示したが、本発明はこれに限ることは無く、上側循環系と下側循環系の送風機をコンベヤ５よりも上側の炉１内に配置し、モータを炉１の上側に配置するように構成してもよい。

また、本実施形態では炉１内の雰囲気ガスとして窒素ガスを使用したものを示したが、雰囲気ガスは窒素ガスに限らない。例えば、空気を使用する場合もある。

本発明の一実施形態であるリフロー半田付け装置を示す正面図である。 リフロー室を示す縦断面図である。

符号の説明

１・・炉、２・・予熱室、３・・リフロー室、４・・冷却室、５・・コンベヤ、６・・仕切壁、７・・電子部品を搭載したプリント基板、８・・熱風循環装置、９Ａ・・上側循環系の送風機、９Ｂ・・下側循環系の送風機、１０・・モータ、１１Ａ・・上側循環系のヒータ、１１Ｂ・・下側循環系のヒータ、１２Ａ・・上側循環系の熱風吹出ケーシング部材、１２Ｂ・・下側循環系の熱風吹出ケーシング部材、１３Ａ・・上側循環系の吐出用ダクト、１３Ｂ・・下側循環系の吐出用ダクト、１４・・上側循環系の吸入用ダクト、１５・・冷却風循環装置。

Claims (4)

1. 熱風循環装置を備える炉内を電子部品が搭載された基板をコンベヤで搬送しながら、熱風を基板の上下から基板に吹き付けて電子部品を基板に半田付けするリフロー半田付け装置において、
   前記熱風循環装置が、基板の上面に熱風を送風するための送風機、熱風を基板の上面に吹き出すための熱風吹出手段、送風機の吸入口に接続されコンベヤよりも上側の炉内まで延びて開口する吸入用ダクト、及び送風機の吐出口と熱風吹出手段とを接続する吐出用ダクトを備えた上側循環系と、基板の下面に熱風を送風するための送風機、熱風を基板の下面に吹き出すための熱風吹出手段、及び送風機の吐出口と熱風吹出手段とを接続する吐出用ダクトを備えた下側循環系とを有しており、
   前記上側循環系と下側循環系の２系統の送風機は共通のモータで駆動され、コンベヤよりも下側の炉内に、下側循環系の送風機が上位置、上側循環系の送風機が下位置に同心状に配置され、
   前記下側循環系の送風機は、基板の下面に吹き付けられたのち下方へ流れる熱風が吸入される吸入口を送風機の上面に有し、
   前記上側循環系の送風機は、基板の上面に吹き付けられたのち上方へ流れる熱風が、前記吸入用ダクトを通じて吸入される吸入口を送風機の下面に有していることを特徴とするリフロー半田付け装置。
2. 前記下側循環系の外側に前記上側循環系が形成されていることを特徴とする請求項１記載のリフロー半田付け装置。
3. 熱風循環装置を備える炉内を電子部品が搭載された基板をコンベヤで搬送しながら、熱風を基板の上下から基板に吹き付けて電子部品を基板に半田付けするリフロー半田付け装置において、
   前記熱風循環装置が、基板の上面に熱風を送風するための送風機、熱風を基板の上面に吹き出すための熱風吹出手段、及び送風機の吐出口と熱風吹出手段とを接続する吐出用ダクトを備えた上側循環系と、基板の下面に熱風を送風するための送風機、熱風を基板の下面に吹き出すための熱風吹出手段、送風機の吸入口に接続されコンベヤよりも下側の炉内まで延びて開口する吸入用ダクト、及び送風機の吐出口と熱風吹出手段とを接続する吐出用ダクトを備えた下側循環系とを有しており、
   前記上側循環系と下側循環系の２系統の送風機は共通のモータで駆動され、コンベヤよりも上側の炉内に、上側循環系の送風機が下位置、下側循環系の送風機が上位置に同心状に配置され、
   前記上側循環系の送風機は、基板の上面に吹き付けられたのち上方へ流れる熱風が吸入される吸入口を送風機の下面に有し、
   前記下側循環系の送風機は、基板の下面に吹き付けられたのち下方へ流れる熱風が、前記吸入用ダクトを通じて吸入される吸入口を送風機の上面に有していることを特徴とするリフロー半田付け装置。
4. 前記上側循環系の外側に前記下側循環系が形成されていることを特徴とする請求項３記載のリフロー半田付け装置。

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