JPH0548261A - プリント配線板の反り矯正装置及び該装置を備えた半田リフローシステム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明はプリント配線板の反り矯正装置及び該
装置を備えた半田リフローシステムに関し、自動化ライ
ンの構築を容易にすることを目的とする。 【構成】一対の搬送ベルト２２Ａ，２２Ｂと、このベル
トにより搬送されつつあるプリント配線板２を所定位置
で停止させる手段と、停止したプリント配線板の概略中
央部に下方から当接して上方向への力を加える矯正プレ
ート３８，４０と、プリント配線板の幅方向両端部の上
方への移動を制限する受けプレート４６，４８と、冷却
ファン５０とを備えて構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はプリント配線板の反り矯
正装置及び該装置を備えた半田リフローシステムに関す
る。

【０００２】電子機器製造の分野においては、配線パタ
ーンが形成されたプリント配線板に電子部品を装着し、
電子部品と配線パターンとを半田付することにより電子
回路を実現するのが一般的である。近年においては、部
品の装着作業又は半田付作業を自動化するため、及び実
装密度を高めるために、半田リフローシステムを用いて
表面実装を行うことが多い。

【０００３】半田リフローシステムは、クリーム半田等
の半田層が予め形成された配線パターンにチップ部品
（表面実装型部品）を装着し、半田層をリフロー炉内で
加熱して溶融させることによって、チップ部品と配線パ
ターンとの電気的及び機械的な接続をなすようにしたも
のである。

【０００４】この種の半田リフローシステムにおいて
は、加熱によりプリント配線板に反りが生じることがあ
るので、このようなプリント配線板の反りを簡単に矯正
することができる装置が要望されている。

【０００５】

【従来の技術】従来、半田リフローシステムにおいてプ
リント配線板に反りが生じないようにするためには、例
えば、図７（Ａ）に示すように、プリント配線板２をア
ルミニウム等からなる平坦面を有するプレート４上に載
置して、この状態でプリント配線板２について半田リフ
ローを行うようにしたものが知られている。

【０００６】また、図７（Ｂ）に示すように、プリント
配線板２の対向二辺にクリップ６，６を嵌めて、この状
態でプリント配線板２について半田リフローを行うよう
にしたものが知られている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上述した従来技術によ
る場合、プレート上へのプリント配線板の載置やプリン
ト配線板へのクリップの嵌め込みに人手を要し、このよ
うな手段は自動化に適していないという問題があった。

【０００８】本発明はこのような技術的課題に鑑みて創
作されたもので、自動化に適したプリント配線板の反り
矯正装置を提供することを目的としている。また、この
プリント配線板の反り矯正装置を備えた半田リフローシ
ステムの提供もこの発明の目的である。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明のプリント配線板
の反り矯正装置は、概略水平面上に供給されるプリント
配線板の下面の両側縁部に接触して該プリント配線板を
搬送する一対の搬送ベルトと、該搬送ベルトにより搬送
されつつあるプリント配線板を所定位置で停止させる手
段と、この停止したプリント配線板の下面に上記一対の
搬送ベルトの間で当接して該プリント配線板に上方向へ
の力を加える矯正プレートと、該プリント配線板の上面
の両側端部に当接して該両側端部の上方への移動を制限
する受けプレートと、上記矯正プレート及び上記受けプ
レートにより支持されたプリント配線板を冷却する冷却
ファンとを備えて構成される。

【００１０】本発明の半田リフローシステムは、半田リ
フローラインと、該半田リフローラインの直後に設けら
れた本発明のプリント配線板の反り矯正装置とを備え、
上記半田リフローラインで加熱されたプリント配線板が
高温のまま上記反り矯正装置に供給されるようにしたも
のである。

【００１１】

【作用】半田リフロー工程等において高温にされたプリ
ント配線板を本発明の反り矯正装置に供給すると、この
プリント配線板は搬送ベルトにより所定位置にまで搬送
され、ここで矯正プレートにより概略中央部を上方向に
押し上げられる。プリント配線板の上面の両側端部は受
けプレートにより上方への移動を制限されているので、
下方向に湾曲したプリント配線板の形状を矯正するよう
な力が作用する。そして、この状態で冷却ファンにより
プリント配線板は冷却されるので、プリント配線板の反
りが矯正される。

【００１２】このように、本発明の構成によると、プリ
ント配線板に器具等を取り付けることを必要とせずにプ
リント配線板の反りを矯正することができ、ラインの自
動化が容易になる。

【００１３】

【実施例】以下本発明の実施例を説明する。図１、図２
及び図３は本発明の望ましい実施例を示すプリント配線
板の反り矯正装置のそれぞれ正面図、平面図及び側面図
である。

【００１４】８Ａ，８Ｂは駆動用のモータ等が固定され
る固定フレームであり、これら固定フレーム８Ａ，８Ｂ
はシャフト１０，１２により相互に固定されている。１
４は表面に凸ネジが形成されたネジ付シャフトであり、
このネジ付シャフト１４は、固定フレーム８Ａ，８Ｂ間
に横架されて、固定フレーム８Ａに固定されたモータ１
６により回転駆動される。

【００１５】１８はシャフト１０，１２に対して摺動可
能に設けられた可動フレームであり、この可動フレーム
１８には、内側に凹ネジが形成された凹ネジ部材２０が
設けられている。凹ネジ部材２０はネジ付シャフト１４
に螺合している。従って、モータ１６を回転させること
によって、固定フレーム８Ａと可動フレーム１８の間の
距離を調整可能である。

【００１６】３８，４０は矯正プレートとして作用する
くし歯状プレートであり、これら一対のくし歯状プレー
ト３８，４０は、図１中の上下方向に移動可能にそれぞ
れ固定フレーム８Ａ及び可動フレーム１８に設けられて
いる。従って、モータ１６を回転して可動フレーム１８
の位置を調整したときに、くし歯状プレート３８，４０
間の間隔は、搬送ベルト２２Ａ，２２Ｂ間の間隔に応じ
て調整可能である。

【００１７】プレートの形状をくし歯状にしているの
は、くし歯状プレート３８，４０を互いに接近させて噛
み合わせることによって、小さなサイズのプリント配線
板に適用可能にするためである。くし歯状プレート３
８，４０のくし歯の先端３８Ａ，４０Ａの肉厚は他の部
分よりも厚く形成されており、これにより、くし歯状プ
レート３８，４０を噛み合わせたときに、小さなサイズ
のプリント配線板に対する押圧作用を良好にしている。

【００１８】４２，４４はそれぞれくし歯状プレート３
８，４０を図１の上下方向に駆動するためのエアシリン
ダであり、くし歯状プレート３８，４０はエアシリンダ
４２，４４から受ける力によって、それ自身は図１の上
方向に持ち上げられて、搬送ベルト２２Ａ，２２Ｂ上で
搬送されてきたプリント配線板２の幅方向概略中央部を
上方向に押圧する。

【００１９】４６，４８はそれぞれ固定フレーム８Ａ及
び可動フレーム１８に固定された受けプレートであり、
これら受けプレート４６，４８は、くし歯状プレート３
８，４０により持ち上げられたプリント配線板２の幅方
向両端部に当接して、該両端部の上方への移動を制限す
る。

【００２０】５０は固定フレーム８Ａに対して固定され
た冷却ファンであり、この冷却ファン５０は、上方に移
動したくし歯状プレート３８，４０及び受けプレート４
６，４８により支持されたプリント配線板を冷却する。
図において、冷却ファンは上部にしか配置していない
が、下面にも配置し、両面より冷却を行っても良い。

【００２１】図４により本実施例におけるプリント配線
板の矯正の動作を説明する。リフロー工程等を経て高温
に加熱されたプリント配線板２が搬送ベルト２２Ａ，２
２Ｂにより搬送され所定位置で停止させられると、この
プリント配線板２は図４（Ａ）に示すように主としてそ
れ自身に作用する重力の影響によって下方に湾曲してい
る。尚、搬送されつつあるプリント配線板を所定位置
（くし歯状プレートの上方の位置）で停止させるには、
搬送ベルト２２Ａ，２２Ｂの駆動用のモータとしてステ
ップモータを用い、電気的な制御によってプリント配線
板が供給されてからの回転総量等を設定しておくように
すればよい。

【００２２】この状態で、くし歯状プレート３８，４０
を上方に移動させると、図４（Ｂ）に示すように、プリ
ント配線板２の幅方向両端部は受けプレート４６，４８
に当接し、この状態で冷却ファン５０により強制的にプ
リント配線板２を上方又は両面から冷却することによっ
て、プリント配線板２の反りが矯正される。

【００２３】その後、図示はしないが、くし歯状プレー
ト３８，４０は再び下方に移動して、搬送ベルト２２
Ａ，２２Ｂによってプリント配線板２は所定方向に搬送
される。

【００２４】本実施例によると、器具等を用いずにプリ
ント配線板の反りの矯正をオンラインで実施することが
できるので、半田リフロー工程のラインの自動化が容易
である。次に、自動化に適した半田リフローシステムの
実施例について説明する。

【００２５】図５は半田リフローシステムの実施例を示
す全体図である。５２は内部を各ゾーンに分けられてい
る半田リフローラインであり、この実施例では、前述し
たプリント配線板の反り矯正装置５４は、半田リフロー
ライン５２の直後に配置されている。５６は反り矯正装
置５４から排出されたプリント配線板を次工程に搬送す
るためのトラバーサである。

【００２６】半田リフローライン５２において、５２Ａ
は前パージゾーン、５２Ｂはプリヒートゾーン、５２Ｃ
はリフローゾーン、５２Ｄは後パージゾーンであり、各
ゾーンはこの順に設けられている。各ゾーンに対応し
て、プリント配線板の搬送用のコンベア５４Ａ，５４
Ｂ，５４Ｃ，５４Ｄが設けられている。５６，５８はそ
れぞれ入口コンベア、出口コンベアである。

【００２７】前パージゾーン５２Ａの入口側及び出口側
にはそれぞれ雰囲気遮蔽用のシャッタ６０，６２が設け
られており、これと同じように後パージゾーン５２Ｄの
入口側及び出口側にもそれぞれシャッタ６４，６８が設
けられている。そして、プリヒートゾーン５２Ｂ及びリ
フローゾーン５２Ｃの内部は、溶融半田の酸化防止のた
めに、窒素ガス等の不活性ガスで充填されている。

【００２８】チップ部品を半田クリームと共に搭載され
たプリント配線板は、各コンベアにより図５中の左から
右方向に搬送されていき、主としてリフローゾーン内で
半田が溶融して半田リフローがなされる。

【００２９】図６は、加熱及び冷却プロセスの説明図で
あり、縦軸はプリント配線板の平均表面温度、横軸は時
間を表している。時間軸において、ｔ₁ はプリント配線
板が前パージゾーンの入口を通過する時刻、ｔ₂ はプリ
ント配線板がリフローゾーンの入口を通過する時刻、ｔ
₃ はプリント配線板がリフローゾーンの出口を通過する
時刻、ｔ₄ はプリント配線板が反り矯正装置の所定位置
に停止した時刻、ｔ₅ は反り矯正装置におけるプリント
配線板の排出動作の開始時刻である。

【００３０】この実施例では、時刻ｔ₄ から時刻ｔ₅ ま
での期間冷却ファン５０を動作させるようにしている。
プリヒートゾーン及びリフローゾーン内において、プリ
ント配線板はそのガラスエポキシ等の基板材の転移温度
よりも高い温度に加熱されるので、それ自身に作用する
重力の影響等によってプリント配線板に反りが生じるこ
とは前述した通りである。

【００３１】この実施例では、プリント配線板の反りを
矯正する動作に伴って、冷却ファンによりプリント配線
板の温度を基板材の転移温度よりも低い温度にまで低下
させるようにしているので、時刻ｔ₅ 以降にプリント配
線板を次工程に送り出したときに、プリント配線板の反
りは矯正されている。

【００３２】このように、本実施例によると、人手を介
さずに半田リフローを行い、且つそれに伴って生じたプ
リント配線板の反りを矯正することができる。本実施例
によると、矯正プレートとして一対のくし歯状プレート
を用い、これらの間隔を搬送ベルトの間隔に応じて調整
可能に構成しているので、種々のサイズのプリント配線
板の反りの矯正が可能になる。

【００３３】尚、搬送ベルト２２Ａ，２２Ｂとしては、
耐熱性材料からなる図示されたような無端状のベルトの
他に、無端状につなぎ合わせたチェーン等を用いても良
い。

【００３４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によると、
自動化に適したプリント配線板の反り矯正装置及び該装
置を備えた半田リフローシステムの提供が可能になると
いう効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を示すプリント配線板の反り矯
正装置の正面図である。

【図２】同装置の平面図である。

【図３】同装置の側面図である。

【図４】同装置の動作説明図である。

【図５】本発明の実施例を示す半田リフローシステムの
全体構成図である。

【図６】図５に示されたシステムにおけるプリント配線
板の加熱及び冷却プロセスの説明図である。

【図７】従来技術の説明図である。

【符号の説明】

２ プリント配線板 ２２Ａ，２２Ｂ 搬送ベルト ３８，４０ 矯正プレート（くし歯状プレート） ４６，４８ 受けプレート ５０ 冷却ファン

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 概略水平面上に供給されるプリント配線
   板(2) の下面の両側縁部に接触して該プリント配線板を
   搬送する一対の搬送ベルト(22A,22B) と、 該搬送ベルトにより搬送されつつあるプリント配線板を
   所定位置で停止させる手段と、 この停止したプリント配線板の下面に上記一対の搬送ベ
   ルト(22A,22B) の間で当接して該プリント配線板に上方
   向への力を加える矯正プレート(38,40) と、 該プリント配線板の上面の両側端部に当接して該両側端
   部の上方への移動を制限する受けプレート(46,48) と、 上記矯正プレート(38,40) 及び上記受けプレート(46,4
   8) により支持されたプリント配線板を冷却する冷却フ
   ァン(50)とを備えたことを特徴とするプリント配線板の
   反り矯正装置。
2. 【請求項２】 上記矯正プレートは一対のくし歯状プレ
   ート(38,40) であり、該一対のくし歯状プレートの間隔
   は上記一対の搬送ベルトの間隔に応じて調整可能にされ
   ていることを特徴とする請求項１に記載のプリント配線
   板の反り矯正装置。
3. 【請求項３】 半田リフローライン(52)と、 該半田リフローラインの直後に設けられた請求項１又は
   ２に記載のプリント配線板の反り矯正装置とを備え、 上記半田リフローラインで加熱されたプリント配線板が
   高温のまま上記反り矯正装置に供給されるようにしたこ
   とを特徴とする半田リフローシステム。