JPH02182370A - 半田付け機械とともに使用するための組合わせ冷却および排気装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、自動半田付は機械において半田付は動作を
受けた印刷回路基板（Ｐ　ＣＢ）のようなコンポーネン
トの冷却に関する。

成るＰＣＢはスルーホールを有してなく、これらは表面
装着装置（ＳＭＤ）として知られている。

ＳＭＤのための好ましい半田付は技術は赤外線（ＩＲ）
リフローであり、ＰＣＢ上の半田ペスートは、熱を加え
るとリフローするようにさせられる。より特定的には、
正確な温度特性を許容する機械内の別々の制御されたゾ
ーンにおいて加熱が行なわれる。印刷回路基板はまずワ
イヤメツシュコンベアによって予熱ゾーンへ進み、この
予熱ゾーンは緩やかに半田ペーストを加熱して揮発性溶
剤を追出しかつＰＣＢに対する熱衝撃を回避する。

予熱が行なわれた後、印刷回路基板は、それらがリフロ
ー温度まで上昇される主加熱ゾーンへ進む。

加熱ゾーンから出ると、印刷回路ｆ＆板は、典型的には
、コンベアメツシュを介して空気を吹き上げることによ
って冷却されて、半田結合を固化する。

従来の冷却システムの欠点は、印刷回路基板が底部の冷
却ファンの上にあるとき、底部冷却ファンが加熱ゾーン
へ乱流をもたらすことである。加熱ゾーンに入るこの乱
流冷却空気は処理チャンバの雰囲気を妨害する。池の欠
点は、コンベアを横切る冷却が不均一でありそのため印
刷回路基板を横切る冷却が不均一であるということであ
る。さらに、最後の加熱ゾーンから漏れ出るかつまた冷
却の間に発生される半田およびフラックスの煙霧は従来
の冷却システムでは処理されず、これらは環境汚染をも
たらしかつオペレータに対して不快感を与える。

これらの欠点は、コンベアが処理部分を出る場所で、コ
ンベア上で半田付は機械上に装着可能な本願発明の冷却
および排気装置によって大きく克服される。新規な装置
は、ハウジング内に、この装置の前方端部および後方端
部の間の場所で、コンベア上へ下方向に冷却空気を向け
るための手段が設けられる。ハウジング内にはまた、空
気および煙霧を排気するための手段が設けられ、この手
段は前方端部に最も近い第１の排気入口と、後方端部に
最も近い第２の排気入口とを含む。このように冷却空気
は、２つの入口を介して排気される２つの別々の流れで
、コンベアの上下を通過する。

この発明の重要な特徴は、第１の排気入口と、装置の前
方端部との間の場所で、コンベアへ冷却空気を向けるた
めの第２の手段を設けることである。これは、加熱ゾー
ンから冷却および排気装置へ吸引される処理空気の量を
減少させる効果を有する。これは望ましい効果である、
なぜならば処理空気の損失は処理部分からの必要な熱の
損失ならびに半田付は処理のアンバランスを表わすから
である。

まず第１図を参照して、赤外線リフロー半田付は機械１
０は、ＳＭＤ型の印刷回路基板（図示せず）を左から右
へ一連のヒータゾーン１４を介して運ぶためのワイヤメ
ツシュコンベア１２を含み、一連のヒータゾーン１４は
、機械１０のシート金属ハウジング１６内に囲まれかつ
コンベア１２の上下に配置される赤外線ヒータによって
形成される。冷却および排気装置１８は機械の右端部に
、すなわち、最後のヒータゾーン１４の後で、機械１０
へ装着される。

より特定的には、ハウジング１６は、床からコンベア１
２まで延びる主ハウジング部分２０と、コンベア１２上
を延びる蓋部分２２とから形成される。蓋部分２２は、
ハウジングの長さにわたってヒンジ２４によって、主部
分２０ヘヒンジ結合される。動作位置において、蓋は、
図示のように下方位置にあり、かつコンベア１２および
赤外線ヒータへ接近するための上方位置へ揺動されて保
守およびクリーニングを容易にしてもよい。冷却および
排気装置１８は、蓋部分２２の断面形状および寸法と、
断面形状および寸法において同一であるシート金属ハウ
ジング２６を有する。このように、ハウジング２６の頂
部２８は水平であり、一方側壁３０は垂直であり、かつ
対向側壁３２は頭部２８から下方向に垂直から外方へ傾
斜する。

ハウジング２６また、後壁３４を有し、この後壁３４は
、第２図においてより明瞭に見られることができるよう
に、頂部２８から下方向に垂直から外方へ傾斜している
。

第１図に関して、第２図および第３図を今参照して、ハ
ウジング２６の前方端部３６は開いて見られ、ハウジン
グの内側に形成されかつ前方端部３６から間隔を隔てら
れたフランジ３８がある。

フランジ３８は両側壁内面を下に延びかかつ部分的にベ
ースプレート４０に沿うとともにハウジング２６の頂部
壁内面に沿って延びる。ハウジング２６の前方端部に形
状が対応し、しかしわずかに小さなプレート４２が、フ
ランジ部分４６および固着部材４８によって赤外線機械
ハウジング１６の蓋部分２２の端部壁４４へおよびフラ
ンジ３８へ固着される。このように、ハウジング２６は
蓋部分２２へ固着され、かつプレート４２は蓋部分２２
の端部壁４４で垂直チャンバまたはダクト５０を規定す
る。

チャンバ５０は垂直に配設され、入口５２がハウジング
２６の頂部２８上のグリルとして形成されかつ出口５４
がプレート４２の下方端部５６と端部壁４４との間に形
成される。グリル５２はハウジング２６のほとんど全幅
を延びる。

第３図に見られるように、プレート４２の下方端部５６
は窪みが設けられた中心部分５８を有し、それは出口５
４が延びるこの窪みが設けられた部分５８に沿う。窪み
が設けられた部分５８はハウジングベースプレート４０
の隆起した中心部分６０と整列され、この隆起部分６０
は冷却および排気装置の長さにわたって中央通路６２を
規定する。

第１図に見られることができるように、通路６２はコン
ベア１２よりも幅広く、コンベア１２と１列に揃ってお
り、かつ口６４で後壁３４上で開いている。

さらに第３図を参照して、通路６２は矩形のアパーチャ
６６で形成される。矩形の垂直ダクト６８がアパーチャ
６６と揃うように、適当な固着部材７０および孔７２に
よって、ダクト６８が通路６２の頂部上に装着される。

ダクトは隔壁プレート７４の矩形のアレイで内部に形成
される。矩形のアパーチャア８で形成される上部プレー
ト７６もまた、アパーチャア８がダクト６８と揃うよう
に、適当な固着部材８０および孔８２によってダクト６
８の頂部へ装着される。プレート７６は、フランジ３８
におけるそれぞれのスロット８６（第３図では１個だけ
が見られる）に受けられるプレート７６の端縁部分８４
によって装置１８のハウジング２６へ装着される。３個
のファン８８がプレート７６の下側へ装着され、かつ第
２図に見られるようにダクト６８の上端部分内にパチン
と嵌まり込むように形作られかつ寸法法めされる。

スロット８６内の位置にあるとき、上部プレート７６は
、ハウジング２６の頂部２８で、水平チャンバまたはダ
クト９０を規定し、入口９２はハウジングの傾斜正面壁
３４上に設けられるグリルとして形成され、このグリル
はハウジングの幅のほとんどを延びる。アパーチャア８
はチャンバ９０の出口およびダクト６８の人口として働
く。ダクト６８の出口は、もちろん、通路６２と連通す
るアパーチャ６６である。

排気チャンバ９４は、ダクト６８によって境界づけられ
る空１ｇ１、ハウジング２６、ベースプレート４６およ
び上部プレート７６の間隔を隔てられた包囲壁において
規定される。排気チャンバは２つの入口９６および９８
を有する。人口９６はベースプレート４０の隆起部分６
０を介してスロットとして形成され、このスロットはチ
ャネル６２の口６４に最も近いベースプレートを横切っ
て延びる。入口９８はスロット９６と類似の形状および
寸法のスロットであるが、プレート４２に隣接して配置
され、かつ、事実、プレート４２と、ベースプレート部
分６０の後万端縁に形成される矩形の溝１００によって
規定される。スロット９６および９８はコンベア１２の
幅を横切って延びる。

ハウジング壁３０は排気チャンバ９４の出口として働く
アパーチャ１０２を有する。可撓性管として形成される
排気ダクｌ−１０４は出口１０２に固定される一方端を
有し、かつ出口１０２の有効面積を手動的に調整するた
めのシャッタまたはゲート１０６が設けられてもよい。

排気ダクト１０４の他方端（図示せず）は、典型的には
排気ファンを含むであろうショップ排気システムへ連結
される。

動作において、コンベア１２が加熱ゾーン１４からかつ
冷却排気装置１８へ、熱い半田付けされた印刷回路基板
を運んでいる状態で、システムは、加熱ゾーン１４から
冷却および排気装置１８へ入る、第２図において矢印Ｐ
によって示される、処理空気の量が最小化されるまで、
排気ゲート１０６およびファン８８の速度を調整するこ
とによってバランスされる。ファン８８は人口９２およ
び水平ダクト９０を介して冷たい空気を吸引し、その冷
たい空気をダクト６８を介してコンベア１２上へ吹き下
げる。

矢印Ａ、　　Ｂ、　Ｃ，ＤおよびＥは冷却空気が流れる
方向を示す。矢印りは冷たい空気の流れを示し、これは
コンベア１２の進行方向に対向して、すなわち加熱ゾー
ン１４方向に生じる。矢印りの冷たい空気はコンベア１
２上の印刷回路基板によって加熱され、かつ印刷回路基
板から排気人口９８へ煙霧を運ぶ。排気ファンは処理空
気Ｐを排気入口９８へ引く傾向にあり、これは望ましく
ないであろう、なぜならばそれは加熱ゾーンからの所望
の熱の損失を表わすからである。しかしながら、排気入
口９８と、処理空気Ｐが加熱ゾーンから漏れるであろう
場所との間にダクト５０が存在することによって、少な
くとも成る程度までこの傾向を妨げる。このように、矢
印Ｆで示されるより冷たい空気が人口ら２およびチャン
バ５０を介して排気人口９８へ吸引される。

さて、空気流Ｅに目を向けると、この空気流はコンベア
１２の進行方向に沿う冷却空気の流れを示し、この空気
流は印刷回路基板によって加熱され、かつ印刷回路基板
から排気人口９６へ煙霧を運ぶ。矢印Ｇによって示され
る冷たい空気は、排気ファンによって装置１８の正面か
ら口６４へかつ排気人口９６へ吸引される。空気の流れ
Ｅが排気人口９６に達したときの空気流れＥは排気ファ
ンの吸引を部分的に克服するほど十分に強ければ、空気
流Ｅの一部分が口６４から逃げ出すであろう。

しかしながら、この逃げ出した空気（および煙霧）は後
壁３４の外側面に沿って上昇しかつ入口９２を介してシ
ステムへ再び入るであろう。後壁３４の傾斜はこの効果
を＾めるが、装置は壁３４が垂直であってもなおも作動
可能であろう。

排気出口１０２が側壁の一方に配置されるため、排気出
口１０２により近い排気人口９６および９８のこれらの
端部ではより大きな吸引があり、すなわち、排気入口に
沿ってわずかな圧力差または勾配がある。このためコン
ベア１２を横切って均一な冷却を達成する能力が減じる
が、その影響は実質的ではなく、受入れることができる
ものである。しかしながら、より大きな均一性が望まれ
れば、入口９６および９８に沿ってその勾配の減少を生
じさせるであろう入口９６および９８の中点に最大の吸
引が達成されるように隔壁がチャンバ９４内に配列され
ることができるであろう。

この発明の好ましい実施例は赤外線リフロー半田付は機
械に関して述べられてきたが、この発明の冷却および排
気装置は他の形式の半田付は機械とともに等しくうまく
用いられることができるということを評価すべきである
。

他の修正および改良は当業者によって行なわれるであろ
う。

なお、本願発明は前掲の特許請求の範囲に規定されると
おりであるが、それに従属し得る実施態様は以下のとお
りである。

（１）　第２の手段はハウジング（２６）の頂部上に配
置される入口（５２）と、コンベア（１２）の頂部面か
ら間隔を隔てられた出口（５４）とを有する実質的に垂
直なダクト（５０）を含み、ダクト（５０）はコンベア
（１２）幅を横切って延びる、特許請求の範囲に規定さ
れる装置。

（２）　ダクト（５０）は装置自体の部分を形成する３
個の垂直壁（４２，４６）によって、かつ装置（１８）
が半［＋付は機械に装着されるとき半田付は機械の処理
部分（１０）の垂直端部壁（４４）によって規定される
、上記（１）に規定される装置。

（３）　第１の手段はハウジングの後壁（３４）上に位
置決めされる入口（９２）を持つ実質的に水ボな部分（
９０）と、コンベア（１２）の頂部面から間隔を隔てら
れた出口（６６）を有する実質的に垂直な部分（６８）
とを有するダクト手段と、ダクト手段に配置されるファ
ン手段（８８）とを備え、ダクト手段はコンベアの幅を
横切って延びる、特許請求の範囲に規定される装置。

（４）　後壁（３４）は底部方向にハウジングの頂部か
ら外方向に傾斜することを特徴とする、上記（３）に規
定の装置。

（５）　ダクト手段の垂直部分（６８）は隔壁プレート
（７４）の垂直アレイを含むことを特徴とする、上記（
３）規定の装置。

（６）　排気のための手段は垂直部分（６８）ヲ囲ムチ
ャンバ（９４）と、ハウジングの側壁（３０）にある排
気出口（１０２）とを備え、かつ排気入口（９６，９８
）はコンベア（１２）の幅を横切って延びる、上記（３
）に規定の装置。

（７）　排気出口（１０２）には手動的に調整可能なダ
ンパ（１０６）が設けられることを特徴とする、上記（
６）に規定の装置。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の冷却および排気装置を示す赤外線リ
フロー半田付は機械の一部の斜視図である。 第２図は第１図の■−■上で切取られたしかしより大き
なスケールで描かれた長平方向の断面図である。 第３図は第１図および第２図の冷却および排気装置の分
解斜視図であり、第１図のそれと対角線方向に対向する
観点から装置を示す。 図において、１０は赤外線リフロー半田付は機械、１２
はワイヤメツシュコンベア、１４はヒータゾーン、１６
はハウジング、５０はダクト、５２は入口、５４は出口
、４２および４６は垂直壁を示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　高温で作動する処理部分と、半田付けが行なわれる当
   該処理部分を介して、半田付けされるべき製品を運ぶた
   めのコンベアとを有する半田付け機械とともに使用する
   ための組合わせ冷却および排気装置であって、冷却およ
   び排気装置は、コンベアが処理部分を出る場所でコンベ
   ア上の半田付け機械上に装着可能であり、かつ処理部分
   の出口端部に隣接して位置決めされる前方端部と、後方
   端部とを有するハウジングを含み、 前記前方端部（４４）および後方端部（３４）問の場所
   でコンベア（１２）上で下方向に冷却空気を向けるため
   の第１の手段（９２，９８，８８，６８）と、 当該装置から空気および煙霧を排気するための、かつ前
   方端部（４４）に最も近い第１の排気入口（９８）およ
   び後方端部（３４）に最も近い第２の排気入口（９６）
   を含む手段と、 第１の排気入口（９８）と前方端部（４４）との間の場
   所でコンベア（１２）へ下方向に冷却空気を向けるため
   の第２の手段（５２，５０，５４）とを備え、 それによって処理部分（１０）から冷却および排気装置
   （１８）への処理空気の吸引が第２の手段によって減じ
   られることを特徴とする、組合わせ冷却および排気装置
   。