JPH06164130A - プリント基板のリフロー炉 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】分割形のコンベアの接続部からプリント基板を
落下させることなく搬送でき、加熱条件の異なるプリン
ト基板に対応してはんだ付を行なうことができるプリン
ト基板のリフロー炉を得ること。 【構成】隣接された複数の槽のコンベアの接続部の上部
に、一対のスプリング13を縦に設け、このスプリング13
の下端に断面逆Ｕ字形の車台14をコンベア２の長手方向
にコンベア２と平行に設ける。この車台14には、複数の
歯付きローラ15を収納し、車台14の前端には、一対の腕
板20を設ける。この腕板20の前端には、コンベア２の上
面を転動する歯付きローラ19を収納し、このローラ19が
歯付きローラ15を駆動する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、プリント基板に供給さ
れた電子部品などをプリント基板に形成されたパターン
にはんだ付するプリント基板のリフロー炉に関する。

【０００２】

【従来の技術】プリント基板のリフロー炉のなかには、
従来から、耐熱コンベア，金網コンベアやピン支持式コ
ンベアなどが採用されている。これらのコンベアは、い
ずれも、リフロー炉の入口から出口まで連続している。

【０００３】一方、リフロー炉の内部には、コンベアに
よって搬送されたプリント基板を加熱するための熱源と
して、遠赤外線ヒータが使われ、この遠赤外線ヒータで
加熱された熱風をファンでプリント基板に吹きつけてい
る。

【０００４】また、内部に窒素ガスが供給されるリフロ
ー炉においては、窒素雰囲気を均一に維持し、リフロー
炉の外部への窒素の流出を防ぐために、リフロー炉の入
口と出口には、ラビリンスが取り付けられている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、このような
プリント基板のリフロー炉においては、昇温部，均熱部
及び本加熱部を通過するプリント基板の速度は、いずれ
も同一となるので、厚みの異なるプリント基板や熱容量
の異なる電子部品を搭載したプリント基板が供給された
ときには、そのプリント基板に最適の温度や時間に制御
できなくなるおそれがある。

【０００６】そのため、コンベアを各炉毎に分割する方
法も考えられるが、すると、分割されたコンベアの間を
短いプリント基板が乗り移るときに、落下するおそれが
ある。もし、プリント基板がコンベアの間から落下する
と、コンベアを停止して取り出さなければならないの
で、保守員が増えるだけでなく、リフロー炉の稼動率も
低下する。

【０００７】さらに、リフロー炉の出口部では、次工程
に搬送されるプリント基板のために、このプリント基板
を冷却する必要があるが、リフロー炉の内部の窒素ガス
の流出を防ぐラビリンスのために、冷却することができ
ない。

【０００８】そこで、本発明の目的は、プリント基板を
分割形のコンベアから落下させることなく、加熱条件の
異なるプリント基板に対応してはんだ付することができ
るプリント基板のリフロー炉を得ることである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、複数の槽の隣
接部で接続されるコンベアを備え、このコンベアに載置
されこのコンベアで搬送されるプリント基板に供給され
た電子部品をプリント基板に形成されたパターンにはん
だ付するプリント基板のリフロー炉において、コンベア
の接続部の上部に乗り移り装置を設け、この乗り移り装
置を、各槽の隣接部に縦設されたスプリングと、このス
プリングの下端に支持されコンベアの長手方向にこのコ
ンベアと平行に横設された一対の車台と、この車台に回
転自在に取り付けられ、コンベアで搬送されるプリント
基板の端部を下面で押圧する複数のローラで構成したこ
とを特徴とする。

【００１０】

【作用】コンベアの接続部において上流側のコンベアか
ら下流側のコンベアに搬送されるプリント基板は、上流
側のコンベアの下流側端部において、車台の上流側のロ
ーラと上流側のコンベアの下流側端部で挟持されて下流
側に搬送され、下流側のコンベアの上流側端部におい
て、車台の下流側のローラと下流側のコンベアの上流側
端部で挟持されて下流側に搬送される。

【００１１】

【実施例】以下、本発明のプリント基板のリフロー炉の
一実施例を図面を参照して説明する。図１は、本発明の
プリント基板のリフロー炉の概略構成を示す正面図であ
る。

【００１２】図１において、このリフロー炉１は、互い
に隣設された六つの槽で構成されている。すなわち、図
１の右端には、ラビリンスエリア入口部（以下、入口部
という）Ａが設置され、この入口部Ａの下流側には、昇
温部Ｂが設置され、この昇温部Ｂの下流側には、プリヒ
ート均熱部Ｃ１，Ｃ２が隣設されている。さらに、この
プリヒート均熱部Ｃ１，Ｃ２の下流側には、本加熱部Ｄ
が隣設され、この本加熱部Ｄの更に下流側には、入口部
Ａと同形のラビリンスエリア出口部（以下、出口部とい
う）Ｅが隣設されている。なお、図１においては、入口
部Ａと出口部Ｅは、作図上槽の幅が狭く画かれている
が、実際には他の槽と同一である。

【００１３】これらの入口部Ａ，プリヒート均熱部Ｃ
１，Ｃ２，本加熱部Ｄ及び出口部Ｅの間には、入口部Ａ
の上流からこのリフロー炉に搬送されたプリント基板３
を出口部Ｅを経て下流工程に矢印Ｆで示すように右から
左に搬送するコンベア２が貫設されている。このコンベ
ア２は、各槽毎に分割され、それぞれ個別の電動機で速
度制御されている。

【００１４】上流端の入口部Ａと下流端の出口部Ｅの内
部には、図１及びこの図１の部分拡大詳細図を示す図２
に示すように、コンベア２の上方にラビリンス10Ａが支
え29を介して取り付けられ、コンベア２の下方にも、対
称的にラビリンス10Ｂが支え29を介して取り付けられて
いる。このうち、上側のラビリンス10Ａの更に上方に
は、フード28Ａが取り付けられ、下側のラビリンス10Ｂ
の更に下方にも、フード28Ｂが取り付けられている。こ
のうち、下流端の出口部Ｅのラビリンス10Ａの上部に
は、放熱ファン27Ａが取り付けられ、ラビリンス10Ｂの
下部にも、放熱フィン27Ｂが取り付けられている。

【００１５】昇温部Ｂ，プリヒート均熱部Ｃ１，Ｃ２及
び本加熱部Ｄの上端には、出口部Ｅと同様に、各フード
の上端に熱風ファン５が下向にそれぞれ取り付けられ、
これらの熱風ファン５の下側には、熱風用ヒータ６がそ
れぞれ収納されている。各熱風用ヒータ６の下方には、
各槽の上流側と下流側の外壁の内側に、ＡＣサーボモー
タ９が、図１及びこの図１の部分拡大詳細図を示す図３
に示すように、それぞれ出力軸を下向きにして取り付け
られている。

【００１６】各ＡＣサーボモータ９の出力軸には、これ
らのＡＣサーボモータ９の下方に縦に設けられたボール
ねじ８の上端が図示しないカップリングを介してそれぞ
れ連結されている。各ボールねじ８の上端は、各槽の境
界側の外壁から内側に突設された支え24を貫通し、この
貫通部には、支え24の上面と下面に添うようにＥリング
26Ａ，26Ｂが挿着され、各ボールねじ８の下端には、ス
トッパ25が取り付けられている。各槽に立設されたボー
ルねじ８のナット８ａの間には、パネルヒータ７がそれ
ぞれ固定されている。

【００１７】昇温部Ｂ，プリヒート均熱部Ｃ１，Ｃ２及
び本加熱部Ｄの下部にも、コンベア２を挟んで上述した
ＡＣサーボモータ９，ボールねじ８及びパネルヒータ２
５と同一のＡＣサーボモータ９，ボールねじ８及びパネ
ルヒータ７が対称的に取り付けられている。

【００１８】各槽の境界側の外壁には、各コンベア２の
接続部の上方の位置に、図１及びこの図１の部分拡大詳
細図を示す図４、及びこの図４の側面図を示す図５のよ
うなプリント基板３用の乗り移り装置12が取り付けられ
ている。

【００１９】図１，図４及び図５において、各槽の境界
側の外壁の内側には、一対の伸縮スプリング13が縦に設
けられ、各伸縮スプリング13の上端は、各外壁に固定さ
れている。なお、図１では図示していないが、入口部Ａ
の入口側と出口部Ｅの出口側にも、上記乗り移り装置12
が伸縮スプリング13とともに設けられている。

【００２０】この伸縮スプリング13は、上端が前述した
ように各槽の外壁に固定され薄肉鋼管でなる外筒13ａ
と、この外筒13ａの内部に遊嵌された同じく薄肉鋼管で
なる内筒13ｂと、この内筒13ｂの内部に遊嵌され、上端
が外筒13ａの上端に係止され下端面で内筒13ｂの上端面
を押圧する巻数の多い図示しない圧縮コイルばねで構成
されている。

【００２１】このうち、内筒13ｂの下端面には、図１及
び図４において短冊状で、図５において逆Ｕ字状の車台
14の上端が溶接されている。この車台14の下端には、６
本の軸15ａがコンベア２と直交方向に等間隔に貫挿さ
れ、この軸15ａには、車台14の内側下部に遊嵌された歯
付きローラ15が挿着されている。車台14には、各軸15ａ
の中間部の45°上方の位置に、軸16ａが貫挿され、これ
らの各軸16ａには、車台14の内側上部に遊嵌された小径
の歯付きローラ16が挿着され、各歯付きローラ16は、そ
の下側の歯付きローラ15とそれぞれ噛み合っている。

【００２２】車台14の下端に貫挿された軸15ａのうち、
下流側の槽の側の端部の軸15ａは、図５に示すように、
外側に片持梁状に突出し、この軸15ａの突き出た部分に
は、歯付きローラ15と同径の歯付きローラ17が遊嵌され
ている。この歯付きローラ17の両側面には、図４で示す
ように略へ字状の帯板状の腕板20の上端が添設され、こ
の腕板20の上端は、軸15ａの突出部に遊嵌し、図示しな
いＥリングで位置決めされている。

【００２３】腕板20の中間部には、歯付きローラ17と噛
み合った小径の歯付きローラ18が挿着され、腕板20の先
端部には、歯付きローラ18と噛み合い歯付きローラ17と
同一品の歯付きローラ19が挿着されている。

【００２４】車台14の前端には、軸21ａが外側に突設さ
れ、腕板20の中間部にも、歯付きローラ18と歯付きロー
ラ19の間に詳細省略したピンが貫設され、このピンと軸
21ａとの間には、圧縮コイルばね21が所定の圧縮状態で
取り付けられ、この結果、歯付きローラ19の下面は、図
４及び図５において、所定の圧力でコンベア２の上面を
押圧している。同様に、図４及び図５において、車台14
の後端の歯付きローラ15の下面は、これらの歯付きロー
ラ15，16，車台14，内筒13ｂ及びこの内筒13ｂの上端の
図示しない圧縮コイルばねによって、所定の圧力でプリ
ント基板３の両側を所定の圧力で押圧している。

【００２５】各コンベア２の上流端と下流端は、図４で
示すようにコンベアギヤ22に巻き付けられ、このコンベ
アギヤ22に貫挿されたコンベア軸23は、図示しない駆動
用の電動機に連結されている。

【００２６】次に、このように構成されたプリント基板
のリフロー炉の作用を説明する。図１及び図４におい
て、例えば、プリヒート均熱部Ｃ１からプリヒート均熱
部Ｃ２にプリント基板が乗り移るときには、プリヒート
均熱部Ｃ１のコンベア２の下流端に先端がさしかかった
プリント基板３の先端の上面が、図４で示すように乗り
移り機構12の後端の歯付きローラ15で押えられる。

【００２７】このとき、この後端のローラ15は、乗り移
り機構12の先端の歯付きローラ19が、プリヒート均熱部
Ｃ２に設けられたコンベア２によって回転（注：図４に
おいては右回転）し、この回転に伴い、この歯付きロー
ラ19に噛み合っている歯付きローラ18と、この歯付きロ
ーラ18に噛み合った歯付きローラ17、及び、この歯付き
ローラ17の軸15ａに挿入された歯付きローラ15、この歯
付きローラ15に順に噛み合った歯付きローラ16，15，16
によって、図４において右回転して、プリント基板３の
両側をこの歯付きローラ15とコンベア２で挟み、水平の
状態を維持して下流側のコンベア２に搬送する。

【００２８】プリント基板３の先端がプリヒート均熱部
Ｃ２のコンベア２に乗り移ると、このプリント基板３の
先端は、図４においてプリヒート均熱部Ｃ２のコンベア
２と、このコンベア２の後端のコンベアギヤ22の上方に
位置する歯付きローラ15で挟まれ、右回転するこの歯付
きローラ15と、左回転するコンベアギヤ22で駆動される
コンベア２によって下流側に押されて搬送される。

【００２９】一方、図１及び図３において、熱風ファン
５から下方に吹き付けられた空気は、熱風用ヒータ６に
よって加熱され、この加熱された空気は、パネルヒータ
７によって更に加熱されて、プリント基板３のパット３
ａ，３ｂに塗布されたクリームはんだ４ｃ，４ｄを溶融
させる。プリート均熱部Ｃ１に搬送されてきたプリント
基板３や、このプリント基板３に載置された電子部品４
及びこの電子部品４のリード４ａ，４ｂがクリームはん
だ４ｃ，４ｄではんだ付されるパット３ａ，３ｂの熱容
量が大きいときには、ＡＣサーボモータ９が駆動され、
ボールねじ８を所定の角度だけ回転させて、このボール
ねじ８のナット８ａに両端が取り付けられたパネルヒー
タ７が下方に駆動される。

【００３０】また、図１及び図２において、隣接炉から
の排気で加熱された上下のラビリンス10Ａ，10Ｂは、こ
のラビリンス10Ａの上部及びラビリンス10Ｂの下側に設
けられた放熱フィン27Ａ，27Ｂに伝達され、この放熱フ
ィン27Ａ，27Ｂの熱は、出口部Ｅの上下端に設けられた
冷却ファン11Ａ，11Ｂと上下の集風板28Ａ，28Ｂによる
排気で冷却される。

【００３１】なお、昇温部Ｂ，プリヒート均熱部Ｃ１，
Ｃ２及び本加熱部Ｄの内部の排気も、矢印Ｆ１，Ｆ２で
示す排気が排出される図示しないダクトに備えられた図
示しない排気ファンによって、図１の矢印Ｆ１，Ｆ２で
示すように排出される。したがって、本加熱部Ｄで高温
に加熱され、出口部Ｅに搬送されたプリント基板３は、
リフロー炉の内部の窒素ガスをラビリンス10Ａ，10Ｂに
よって外部に放出することなく、冷却ファン11Ａ，11Ｂ
による冷却で所定の温度勾配で冷却される。

【００３２】したがって、このように構成されたプリン
ト基板のリフロー炉においては、コンベアの分割部分で
発生する基板の落下や脱線を乗り移り装置12によって、
円滑かつ確実にプリント基板を移動させることで防ぐこ
とができるので、プリント基板のはんだ付工程における
歩止りの低下を防ぐことができるだけでなく、保守の頻
度を減らし稼動率を向上することができる。

【００３３】また、リフロー炉内のパネルヒータを上下
に移動することにより、熱容量の大きいプリント基板に
対しては、パネルヒータ７をプリント基板に近づけ、逆
に、熱容量の小さいプリント基板には、パネルヒータ７
を遠ざけることにより、パネルヒータ７への通電電流の
制御による温度制御に加えて、更に、きめ細かな温度制
御が可能となる。

【００３４】さらに、ラビリンスエリア（出口部）Ｅの
ラビリンス10Ａ，10Ｂに放熱フィン27Ａ，27Ｂと冷却フ
ァン11Ａ，11Ｂを設置することにより、本加熱部から搬
送されたプリント基板３を速やかに冷却し、電子部品等
に加えられる熱ストレスを最少限に抑えることができる
ので、はんだ付工程における電子部品の信頼性の低下を
防ぐことができるだけでなく、次工程の立上り時間を短
縮し処理能力を上げることもできる。

【００３５】次に、図６は、本発明のプリント基板のリ
フロー炉の他の実施例を示す部品拡大詳細図で、図２に
対応する図である。図６においては、上下のラビリンス
10Ａ，10Ｂに突設された放熱フィン27Ａ，27Ｂには、コ
イル状に巻かれた冷却パイプ30が挿着され、この冷却パ
イプ30には、図示しない配管が接続され、この配管から
冷却パイプ30に冷却水が供給されている。また、図示し
ない配管の他端は、図示しない冷却器に接続され、この
冷却器にはコンプレッサが接続され、冷却パイプ30に供
給される冷却水の温度が調整されている。

【００３６】この場合には、図２で示した冷却ファン11
Ａ，11Ｂは不要で、放熱フィン27Ａ，27Ｂの冷却温度を
更に下げることができる利点がある。

【００３７】なお、上記実施例では、乗り移り装置12を
入口部Ａの入口側と出口側Ｅの出口側にも設けた例で説
明したが、この部分では、保守員が落下したプリント基
板を見つけることができるので、特に、長さの短いプリ
ント基板を搬送しないプリント基板のリフロー炉では、
省いてもよい。

【００３８】

【発明の効果】以上、本発明によれば、複数の槽の隣接
部で接続されるコンベアを備え、このコンベアに載置さ
れこのコンベアで搬送されるプリント基板に供給された
電子部品をプリント基板に形成されたパターンにはんだ
付するプリント基板のリフロー炉において、コンベアの
接続部の上部に乗り移り装置を設け、この乗り移り装置
を、各槽の隣接部に縦設されたスプリングと、このスプ
リングの下端に支持されコンベアの長手方向にこのコン
ベアと平行に横設された一対の車台と、この車台に回転
自在に取り付けられ、コンベアで搬送されるプリント基
板の端部を下面で押圧する複数のローラで構成すること
で、コンベアの接続部において上流側のコンベアから下
流側のコンベアに搬送されるプリント基板を、上流側の
コンベアの下流側端部において、車台の上流側のローラ
と上流側のコンベアの下流側端部で挟持して下流側に搬
送し、下流側のコンベアの上流側端部において、車台の
下流側のローラと下流側のコンベアの上流側端部で挟持
して下流側に搬送したので、コンベアの接続部における
プリント基板の落下を防ぎ、加熱条件の異なるプリント
基板に対応してはんだ付することのできるプリント基板
のリフロー炉を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のプリント基板のリフロー炉の一実施例
を示す正面図。

【図２】図１の部分拡大詳細図。

【図３】図１の図２と異なる部分拡大詳細図。

【図４】図１の図２，図３と異なる部分拡大詳細図。

【図５】図４の側面図。

【図６】本発明のプリント基板のリフロー炉の他の実施
例を示す部分拡大詳細図。

【符号の説明】

１…リフロー炉、２…コンベア、３…プリント基板、４
…電子部品、５…熱風ファン、６…熱風用ヒータ、７…
パネルヒータ、８…ボールねじ、９…ＡＣサーボモー
タ、10Ａ，10Ｂ…ラビリンス、11Ａ，11Ｂ…冷却ファ
ン、12…乗り移り装置、13…伸縮スプリング、14…車
台、15，16，17，18，19…歯付きローラ、20…腕板、21
…圧縮コイルばね、22…コンベアギヤ、23…コンベア
軸。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の槽の隣接部で接続されるコンベア
   を備え、このコンベアに載置されこのコンベアで搬送さ
   れるプリント基板に供給された電子部品を、前記プリン
   ト基板に形成されたパターンにはんだ付するプリント基
   板のリフロー炉において、前記コンベアの接続部の上部
   に乗り移り装置を設け、この乗り移り装置を、前記各槽
   の前記隣接部に縦設されたスプリングと、このスプリン
   グの下端に支持され前記コンベアの長手方向にこのコン
   ベアと平行に横設された一対の車台と、この車台に回転
   自在に取り付けられ、前記コンベアで搬送される前記プ
   リント基板の端部を下面で押圧する複数のローラで構成
   したことを特徴とするプリント基板のリフロー炉。