JPH03198394A - 加熱基板冷却装置 - 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】 ［産業上の利用分野］ この発明は、加熱基板冷却装置に関し、詳しくは、印刷
配線基板に迎えはんだを行うレベリング「程、レジスト
を施した基板の洗浄の工程などにおいて、印刷配線基板
がはんだ処理や熱風等によって熱処理され、その後、基
板が冷却されることで不本意な反りが発生する場合に、
それを抑制してほとんど反りのない状態で後工程へ送る
ことができるような加熱基板冷却装置に関する。

［従来の技術］ 従来、この種の印刷配線基板の冷却工程としては、例え
ば、レベリング工程ではんだ樒にデツプされた印刷配線
基板を取出した後に、水にっけ、あるいは冷風に晒して
強制冷却することが行われている。この水（あるいはお
？＆）や風による印刷配線基板の冷却では、通常、基板
に反りが発生する。

例えば、レベリング工程では、配線がすでに形成された
印刷配線基板をはんだ槽にジャブ付けしてはんだが必要
な配線部分にコーテングされるが、このとき、はんだ槽
のはんだの温度が通常２２０℃〜２８０℃前後にあるた
めに印刷配線基板がはんだ液により加熱され、特に基板
という薄くて面積のあるものがその後冷却される結果と
してどぅしても印刷配線基板周辺部に大きな反りが発生
する。そのため反りを矯正する反り直し［程が必要にな
る。

従来、反りを矯ｉＥする方法として、何枚もの印刷配線
基板を積層してベーキング処理し、そこで−・［１−加
熱した後に積層した印刷配線基板に均一に屯り等を乗せ
て加圧し、自然冷却するような方法が採られる。

［解決しようとする課題］ しかし、反りを矯正するベーキング工程での処理時間は
、通常でも１時間か、それ以上かかり、しかも、それは
、部品自動組立てラインから外れて配置され、何枚かの
印刷配線基板を蓄積して処理する、いわゆるバッチ処理
になることから作業効率が非常に悪い。また、反りの矯
正を杼う場合には、−度ベーキングして加熱したものを
再び自然冷却する関係で自動化ラインに特別にそのため
の作業者を配置することが必要になり、時間とコストが
かかる欠点がある。

しかも、ここで反りが十分に矯正できないとにきは、後
工程の部品組ｑで等において、印刷配線基板に部品実装
がし難い領域が発生して部品実装エラーとなり、それが
自動組立て処理の効率を低ドさせる。

この発明は、このような従来技術の問題点を解決するも
のであって、反り自体をほとんど発生させないで冷却す
ることができる加熱基板冷却装置を提供することを目的
とする。

［課題を解決するための手段］ このような目的を達成するためのこの発明の加熱基板冷
却装置の特徴は、基板が加熱を受ける、熱を伴った処理
工程の後に配置され、処理工程から排出された基板を搬
送冷却する機構であって、排出された基板が載置されて
その中央部と周辺部とが同時に面接触し、自然冷却速度
よりも高い熱吸収性を持つ平板が多数搬送ライン方向に
配列され、基板が搬送されながら強制冷却されるもので
ある。

［作用コ 自然冷却を杼う場合には重りがないと反りが発生し、時
間がかかる。この点、水や冷風による強制冷却だけでは
、熱が均一・に分散され難いので反りが発生し易くなる
。これは、基板内側の内部に溜った熱と基板周囲の熱と
の放熱状態が異なり、かつ、それぞれの放熱に時間差が
生じるためと考えられる。３い換えれば、周辺部の放熱
の方が速く杼われるために、基板中央における収縮率と
基板周辺部における収縮率とに差が生じそれが内部応力
となり、基板周辺部において大きく反りを発生させる。

そのため、たとえ、熱の溜る基板中央部の放熱を大きく
しても同様に反りが発生する可能性が高い。

そこで、前記のように基板の中央部と周辺部とに熱吸収
性のある平板を同時に面接触させることにより、基板の
熱を中央部も周辺部もあまり変わりなく強制的にほぼ均
一に吸収させ、さらに、この基板とともに平板を同時に
搬送することにり、平板側の熱吸収を均一化して冷却効
率を高め、かつ、平板を連続使用できるようにすること
ができる。

したがって、搬送による冷却効果が増し、短時間で反り
を抑制した状態で基板の冷却ができ、かつ、連続的な冷
却処理が可能になり、ライン」二に装置を配置して使用
することができる。なお、単に、熱吸着平板のようなも
のに加熱された基板を置くだけでも反りを抑制すること
も可能であるが、基板が載置された平板は、内部に熱が
こもってしまうため、熱吸着を複数回くりかえすと均一
な熱の吸着効果がそれに応じて低下する。したがって、
連続的な基板の反り防１Ｌにはならなす、基板の処理ラ
インに配置するのに適した方式とはならない。

［実施例］ 以上、この発明の−・実施例について図面を参照して詳
細に説明する。

第１図は、この発明の加熱基板冷却装置を印刷配線基板
の基板冷却装置に適用した一実施例の平面図であり、第
２図は、そのＩ−Ｉ断面概要図、第３図は、その側面図
、第４図は、そのガラス平板及び印刷配線基板とガラス
平板との関係の説明図、第５図は、搬送ライン全体の説
明図である。

第５図において、ｌは、印刷配線基板の基板冷却装置で
あって、印刷配線基板を次の工程へ搬送する搬送機構と
して構成されている。

２は、基板冷却装置Ｉの前処理［程として設けられたは
んだレベラーとしてのはんだデツプ槽であって、部品実
装前の印刷配線基板に−・様に迎えはんだを行う、いわ
ゆるはんだレベリング工程である。

３は、レベリング［程の後処理工程として設けらている
洗ｎ’装置であって、迎えはんだを行った部品実装前の
印刷配線基板からはんだに伴って生じた不要物を落とし
て洗浄する工程である。

ここで、はんだデツプ槽２と基板冷却装置ｌとの間には
ハンドリングロボットを配置してもよいが、ここでは、
オペレータ６が印刷配線基板４をはんだデツプ槽３にジ
ャブ浸けした後にそれを取出して基板冷却装置１の後述
する搬送ライン５］−４に載置するものとする。また、
搬送ライン５の出［■側となる洗ｔ′ｐ装置３の内部に
は別の搬送ライン（図ｔ％せず）が設けられていて、そ
れは、基板冷却装置１の搬送ライン５ヒの流出側から送
り出される印刷配線基板４を自動的に受入れるように相
互のラインがそこで接続される構成となっている。

さて、このような関係で配列される基板冷却装置ｌの構
成は、第１図〜第３図に示すように、搬送ライン５は、
所定間隔で配列された耐熱性のガラス平板５　ａ　＊　
　５　ａ　＊　５　ａ　ｔ　　・・・が両側側面に設け
られた無端のチェーン５ｂ、５ｂにそれぞれ固定されて
構成される無端の搬送路である。

チェーン５ｂ、５ｂは、基板搬入側ＩＮ（第２図参照）
と基板搬出側ＯＵＴ　（第２図参照）とに設けられてい
るスプロケットホイール７．７に係合ししていて、スプ
ロケットホイール７．７がモータ８（第３図参照）によ
りチェーン９を介してスプロケットホイールが固定され
た軸７ａを介して回転駆動されることにより搬送ライン
５が基板搬入側ＩＮから基板搬出側ＯＵＴへと一定速度
で移動する。したがって、基板搬入側ＩＮにおいてガラ
ス平板５ａ、５ａｔ　　５ａｔ　　・・・１−に載置さ
れた加熱された印刷配線基板４は、ガラス平板５ａｔ　
５ａｗ　５ａｅ　　拳・φにより搬送されて、次のＬ程
の洗ｔ′ｐ装置３へと送られる。

チェーン５ｂ、５ｂにより構成される無端とされる搬送
ラインＳの中央より基板搬出側に寄った部分には、ＳＵ
Ｓ　（ステンレス）で構成された加圧用のローラ１０が
４本等間隔で平板５ａの移動面より１一部に配列されて
いる。そして、ローラ１０のド面七ガラス平板５ａのラ
インとの間隙は、基板流入側が搬送される印刷配線基板
４の厚さより多少大きい値に設定され、徐々にその間隔
が狭くなっている。

各ローラ１０は、それぞれチェーン１１により片側にお
いて結合されていて、モータ８により同様にチェーン９
．チェーン１２．　　スプロケットホイールが固定され
たローラ１０の軸１０ａ（第３図参照）を介して回転駆
動される。また、チェーン１１により結合されていない
片側は、受は部材１３（第１図参照）に所定間隔で支承
され、搬送される基板側から大きな力を受けたときには
Ｌ部にローラがｌ￥きＬがて、逃げられるようになって
いる。以ヒのような構成により、ガラス平板５ａとロー
ラｌＯの送り駆動が同期して杼われ、これらと搬送ライ
ン５との間で印刷配線基板４に対する送り速度が一致す
るようになっている。その結果、印刷配線基板４に多少
の反りが発生してもこの４木のローラ１０によりその反
りがここで矯正され、あるいは、印刷配線基板４は、送
りの途中で反りが発生してもこのローラ１０の作用でそ
れが抑制される。

ガラス平板５ａは、第４図（ａ）に示されるように、こ
こでは、大きさが７５鵬ｓＸ７５０ｍｍ程度で、その厚
さが６■〜８■腸程度のものであり、幅方向の両側にあ
る孔５　ｃ　＋　　５　ｃはチェーンへの取付は孔であ
る。そこで、搬送ライン５により冷却されて送られる印
刷配線基板４は、このライン横断方向の幅の７５０ｍｍ
より小さいものである。したがって、印刷配線基板４の
中央部と周辺部は、ともに必ずガラス平板５ａに均一に
而で接触して搬送される。なお、図に示すように、ガラ
ス平板５ａは、この実施例では、割れ防止のために内部
に金属のメツシュ１１が内蔵されている。

同図（ｂ）は、印刷配線基板４との面接触状態を説明す
るものであって、ここでは、ガラス平板５ａと次のガラ
ス平板５ａとの間隔がＩＯａｍ程度あって、印刷配線基
板４の大きさは、２００＋１＋１１Ｘ２００■のものと
すれば、それが２枚搬送方向と直角な横方向に並列に載
置可能である。このように並列載置する場合も含めて、
印刷配線基板４の面積に対して少なくとも複数のガラス
・Ｖ板５ａ。

５ａは、その接触面積の割合がほぼ７０％か、それ以１
−２で、かつ、図示するようにその中央部及び周辺部を
含めて面接触することが好ましい。

なお、搬送ライン５の送り方向の長さはあまり問題とな
らないが、送り方向に対してこれを横断する幅方向は、
１枚の印刷配線基板４の幅とほぼ等しいか、それより大
きいことが２殼である。そして、送り速度との関係で搬
出側ＯＵＴの印刷配線基板４の温度は、反りが発生しな
い温度まで低ドしていることが必要である。その温度と
しては、例えば、１４０で程度以上であることが好まし
い。

なお、印刷配線基板４としては、ガラスエポキシ樹脂系
の基板や紙フエノール系の基板等、各種の基板であって
よい。

ところで、この実施例のように無端搬送ラインにすれば
、通常、基板搬入側ＩＮで載置される印刷配線基板４の
温度は、はんだデツプ槽２の温度が２２０℃〜２８０℃
前後であり、そのはんだ槽に浸けられた後の印刷配線基
板４では、１８０℃〜２３０℃程度であるのでそれを搬
送した場合にその基板搬出側ＯＵＴでの冷却温度を１０
０℃〜１３０℃程度にするだけの搬送ラインの長さが必
要になる。前記の第４図の（ｂ）に示すような基板を搬
送する例では、搬送ライン５の長さを１５００腸−程度
として、送り速度を〜２ｍ／分程度とするとよい。そし
て、ガラス平板を使用したときの送り時間は、２０秒〜
数秒あれば並列に複数枚載置されたとしてもそれらを冷
却するのに１分である。このようにすることで反りがほ
とんど発生しない状態で後［程に印刷配線基板４を冷却
した状態で送り込むことができる。

搬送ライン５は、ここでは、循環搬送路となっているの
で、印刷配線基板４が載置される前の基板搬入側ＩＮの
温度は、印刷配線基板４を搬送することであたあめられ
、定常状態においてその基板搬出側ＯＵＴでの温度がｌ
ＯＯ℃〜１３０℃程度とすれば、ド側（あるいは戻り側
）の搬送路で自然冷却されて循環してくる関係で、ガラ
ス平板５ａの温度を自然冷却状態で基板搬入側ＩＮで４
０°Ｃ〜８０℃程度の範囲に保つことができる。したが
って、これと載置される印刷配線基板４の温度が載置さ
れる際に１８０℃〜２３０℃程度の範囲にあったとして
もこれとの差があまり人きくならないで済む。この点で
載置される際に印刷配線基板４に急激な冷却を与えずに
済み、印刷配線基板４に反りの応力が発生し難い。しか
も、このことで均一で安定した熱吸収が可能となる。さ
らに、載置された印刷配線基板４が自然冷却環境におい
てガラス平板５ａとともに強制冷却されつつ移動するの
で、均・な冷却が継続されて安定した冷却機構が構成さ
れる。

なお、このような構成の加熱基板冷却装置により反りを
なくせる時間は、１枚重たり、３０秒程度で済み、従来
の１時間のベーキング処理に比べて効果に各段の差があ
る。短時間で反り抑制かり能である。また、ヒータ等を
下側（戻り側）の搬送路のドに配置して基板搬入側ＩＮ
の温度を基板搬出側ＯＵＴの温度に近い１００℃前後に
してもよい。このようにすれば、印刷配線基板４を載置
する際の基板に与える温度差によるストレスも減少させ
ることができ、それだけ反りの抑制効果も大きくなる。

さらに、搬送ライン５．ｔ−、のガラス平板５ａの熱吸
収効率を挙げるために基板冷却装置１の内部にファン等
を設けて、搬送ライン５側に風を送り込むか、装置の内
側内部の熱を排出するような機構を設けてもよい。

以Ｌ１説明してきたが、実施例では、無端の搬送ライン
の例に挙げているが、搬送ラインは、無端に限定される
ものではなく、基板と面接触して熱を吸収する板は、ガ
ラス平板に限定されるものではない。なお、ガラス平板
の場合には、印刷配線基板の必要な配線部分にあるはん
だが平板表面にくっつき難く、内部にあまり熱がこもら
ないという利点がある。他の熱吸収性平板を用いるとき
にははんだされた基板がくっつき難いものを使用すべき
である。特に、ジャブ浸は後に取出した印刷配線基板１
・、のはんだは強酸性であるので、それに侵され難いと
いう点では印刷配線基板がくっつき難い耐熱性のガラス
・Ｉｔ板が好適な材料である。

しかし、このような難点を考慮すれば、印刷配線基板を
載置して搬送する・β板をガラス・Ｖ板に限定する必要
はない。例えば、表面に耐酸性のコーテングを施し、熱
吸収性が＋−’ｂ　＜　、内部に熱のあまりこもらない
金属やセラミックス、樹脂等であってもよい。また、は
んだ槽に浸けた後の印刷配線基板でなく、中に、レジス
ト等の後の乾燥に程で取出された印刷配線基板などでは
耐酸性を問題としなくてもよいので、ガラス・Ｉｌ板に
限定されない。

実施例では、はんだレベラー処理の後に加熱基板冷却装
置を配置しているが、この発明は、このような［二程に
設けるものに限定されるものではない。例えば、先に述
べたように、文字、レジスト等を施した印刷配線基板を
熱乾燥した後の反り防ＩＩ−にこの加熱基板冷却装置を
設けることもできる。

さらに、この加熱基板冷却装置を印刷配線基板のはんだ
メツキの後にメツキしたはんだをサイドまで溶融させて
流し込むフィージング処理の後の１−稈に設けることも
できる。

なお、実施例では、搬送途中で発生する反りを強制する
ためにローラを複数本設けているが、搬送速度や平板の
温度、搬送する基板の大きさによって、必ずしも前記の
ローラが発明の必要な要件とはならない。

［発明の効果］ このように、この発明にあっては、基板の中央部と周辺
部とに熱吸収性のある平板を面接触させることにより、
基板の熱を中央部も周辺部もあまり変わりなく強制的に
ほぼ均一に吸収せ、さらに、この基板とともに平板を同
時に搬送することにり、・ｌｌ板側の熱吸収を均一化し
て冷却効率を高め、がつ、平板を連続使用できるように
することができる。

その結果、次の１程では反りのない基板を適切な温度状
態で受けることができ、部品自動組立て処理等の処理効
率を向［−させることができる。また、洗ｎＴＩ程等で
加熱された基板にあっては、冷却時間が短くて済むので
即次の処理で使用することができ、オンライン−１−で
反り防止を実現できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の加熱基板冷却装置を印刷配線基板
の基板冷却装置に適用した・実施例の甲面図、第２図は
、そのＩ−Ｉ断面概要図、第３図は、その側面図、第４
図は、そのガラス平板及び印刷配線基板とガラス平板と
の関係の説明図、第５図は、搬送ライン全体の説明図で
ある。 ■・・・加熱基板冷却装置、２・・・はんだデツプ槽、
３・・・洗浄装置、４・・・印刷配線基板、５ａ・・・
ガラス・「板、５ｂ、９・・・チェーン、７・・・スプ
ロケットホイール、８・・・モータ。 第１図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）基板が加熱を受ける、熱を伴った処理工程の後に
   配置され、前記処理工程から排出された基板を搬送冷却
   する機構であって、前記排出された基板が載置されてそ
   の中央部と周辺部とが同時に面接触し、自然冷却速度よ
   りも高い熱吸収性を持つ平板が多数搬送ライン方向に配
   列され、前記基板が搬送されながら強制冷却されること
   を特徴とする加熱基板冷却装置。
2. （２）平板は、耐熱性のあるガラス板であって、割れ防
   止のために補強部材が内部または外側に設けられ、移送
   搬送ラインは、無端で循環することを特徴とする請求項
   １記載の加熱基板冷却装置。