JPH06170523A - リフロー装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本体ボックス内の理想の温度プロファイルを
実現しやすいリフロー装置を提供することを目的とす
る。 【構成】 本体ボックス１を、下部ボックス１ａと、こ
の下部ボックス１ａの上部に開閉自在に設置されたカバ
ーボックス１ｂとに分割したリフロー装置において、こ
のカバーボックス１ｂの内部に、ファン１０とヒータユ
ニット１１を収納する。そしてこのヒータユニット１１
を、フレーム１２とこのフレーム１２に取り付けられた
ヒータ１６とから構成し、このヒータユニット１１をカ
バーボックス１ｂの内部に出し入れ自在に装着した。 【効果】 カバーボックス１ｂを開いて、ヒータユニッ
ト１１を交換することにより、要求される理想の温度プ
ロファイルＴＰを得ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は基板に電子部品を半田付
けするリフロー装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】基板に電子部品を半田付けするリフロー
装置は、加熱炉である本体ボックスと、この本体ボック
ス内を基板を搬送するチェンコンベアなどの搬送手段
と、この本体ボックス内の空気やチッソガスを加熱する
ヒータと、ヒータで加熱された熱風を基板に吹き付ける
ファンなどから構成されている。

【０００３】またこの種のリフロー装置は、本体ボック
スの内部に収納されたヒータ、ファンなどの機器の保守
管理を行う必要があり、このため、本体ボックスを下部
ボックスと、この下部ボックスの上部に開閉自在に被蓋
されるカバーボックスとに分割し、必要に応じて、カバ
ーボックスを開いて内部の保守管理を行えるようにした
ものが知られている。

【０００４】ところで、電子部品を基板に良好に半田付
けするために、加熱炉である本体ボックスの内部は厳密
な温度プロファイルが要求される。このために一般に、
本体ボックスの内部は、基板を常温から１５０℃程度ま
で加熱する予熱ゾーン、基板全体を均一温度にするとと
もにフラックスを活性化させるための均熱ゾーン、半田
をその溶融温度（一般に１８３℃程度）以上の２２３℃
程度まで急激に加熱するためのリフローゾーンなどの複
数のゾーンに区画されており、各々のゾーン毎にヒータ
の制御を行うなどして理想の温度プロファイルが得られ
るように温度管理をしている。

【０００５】ところで、要求される理想の温度プロファ
イルは、基板、電子部品、半田の種類などによって異な
る。そこで従来は、ゾーンの数を増やしたり、ヒータな
どを精密に制御するなどして、理想の温度プロファイル
が得られるようにしていた。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながらこのよう
な従来のリフロー装置においては、要求される様々の温
度プロファイルを実現するよう温度管理を行うことはき
わめて難しく、その結果、半田付け不良が多発しやすい
という問題点があった。

【０００７】そこで本発明は、要求される理想の温度プ
ロファイルを得やすいリフロー装置を提供することを目
的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】このために本発明は、本
体ボックスを、下部ボックスと、この下部ボックスの上
部に開閉自在に設置されたカバーボックスとに分割した
リフロー装置において、このカバーボックスの内部に、
ファンとヒータユニットを収納する。そしてこのヒータ
ユニットを、フレームとこのフレームに取り付けられた
ヒータとから構成し、このヒータユニットをカバーボッ
クスの内部に出し入れ自在に装着するようにしている。

【０００９】

【作用】上記構成によれば、様々の温度プロファイルが
得られるヒータユニットを予め複数個用意しておく。そ
してリフローの対象物である基板などの品種が変わる場
合には、カバーボックスを開いて、その内部のヒータユ
ニットを所望の温度プロファイルが得られるヒータユニ
ットと交換する。

【００１０】

【実施例】次に、図面を参照しながら本発明の実施例を
説明する。

【００１１】図１は本発明の一実施例に係るリフロー装
置の斜視図である。このリフロー装置の加熱炉である本
体ボックス１は、下部ボックス１ａと、その上部に開閉
自在に設置されるカバーボックス１ｂに分割されてい
る。下部ボックス１ａとカバーボックス１ｂの一端部は
ヒンジ部２（図２参照）により回転自在に軸着されてお
り、上部ボックス１ｂはこのヒンジ部２を中心に回転さ
せることにより開閉される。図１に示すように、下部ボ
ックス１ａは脚部７により床３上に設置される。

【００１２】図１において、本体ボックス１の前方両側
部にはシリンダ４が設置されている。このシリンダ４の
下端部はヒンジ部６により床３上に軸支されており、ま
たそのロッド５の上端部はカバーボックス１ｂの側面に
結合されている。したがって、図示するようにシリンダ
４のロッド５が上方へ突出すると、カバーボックス１ｂ
はヒンジ部２を中心に上方へ回転して開く。またロッド
５が引き込むと、カバーボックス１ｂは下方へ回転して
下部ボックス１ａ上に閉じる。すなわちこのシリンダ４
は、カバーボックス１ｂを回転させて開閉するための駆
動手段である。駆動手段としては、シリンダ４以外に
も、モータ、操作ハンドルなども使用できる。

【００１３】下部ボックス１ａの側壁１１ａには、基板
の搬送手段であるチェンコンベア（後述）を通すための
横長口８が開口されている。カバーボックス１ｂの内部
にはヒータユニット１１（１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ）が
複数個（本実施例では３個）収納されている。本実施例
では、本体ボックス１の内部は、図１および図４におい
て左側から予熱ゾーンＺ１、均熱ゾーンＺ２、リフロー
ゾーンＺ３の３つのゾーンに区画されており、各々のヒ
ータユニット１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃは、各ゾーンＺ
１，Ｚ２，Ｚ３の温度制御を行う。

【００１４】図３はヒータユニット１１とこのヒータユ
ニット１１を支持するための載荷用治具２１の斜視図で
ある。このヒータユニット１１は、箱型のフレーム１２
を主体としている。このフレーム１２は有蓋無底であっ
て、その天井板１２ａには、カバーボックス１ｂの内部
に設置されたファン１０（図２参照）が嵌入する嵌入口
１３が大きく開口されている。

【００１５】フレーム１２の両側部のフランジ１４に
は、配線板１５がビス１７により着脱自在に固着されて
おり、この配線板１５に複数個の棒状ヒータ１６の両端
部が着脱自在に装着されている。ビス１７を着脱するこ
とにより、配線板１５とヒータ１６は一体的にフランジ
１４から着脱できる。したがって配線板１５に装着され
るヒータ１６の本数、容量、配置などを変えることによ
り、様々な温度特性を有するヒータユニット１１を得る
ことができる。

【００１６】フランジ１４の下部には、アングル材１８
が固着されている。このアングル材１８の下部両側部に
は係止手段としての溝部１９が切欠形成されており、ま
たその両側部にはボルト孔２０が開孔されている。

【００１７】このヒータユニット１１は、載荷用治具２
１に載荷される。載荷用治具２１は長棒２２と短棒２３
を格子形に結合して組み立てられている。長棒２２の基
端部２２ａは握り部となっており、また先端部には自在
継手２４を介して突子２５が突設されている。また自在
継手２４の手前には、リング状のストッパ２６が固着さ
れている。この突子２５は、下部ボックス１ａの側壁１
１ａの内面に穿孔された孔部２７に差込まれる。自在継
手２４は、突子２５を孔部２７に出し入れしやすいよう
に設けられたものである。

【００１８】図２はヒータユニット１１を交換中の本体
ボックス１の断面図である。ヒータユニット１１は、ア
ングル材１８の溝部１９を長棒２２に嵌合させて、丁
度、御みこしのように載荷用治具２１に載荷される。こ
の場合、右側のアングル材１８がストッパ２６に当たる
ことにより、ヒータユニット１１が長棒２２上を滑り落
ちるのを阻止する。上記ボルト孔２０にはボルト２８が
挿入され、このボルト２８にはナット２９に螺着され
る。またカバーボックス１ｂの天井面には逆Ｌ字形のフ
ック３１が固定されている。このフック３１には、フレ
ーム１２の天井板１２ａの両端部ａ（図３も参照）が係
着される。

【００１９】したがって天井板１２ａの両端部ａをフッ
ク３１に係着し、且つアングル材１８をボルト２８とナ
ット２９によりカバーボックス１ｂの内面に固着するこ
とにより、ヒータユニット１１はカバーボックス１ｂの
内部に着脱自在に装着される。またボルト２８とナット
２９を取りはずすことにより、ヒータユニット１１はカ
バーボックス１ｂから簡単に取りはずすことができる。

【００２０】載荷用治具２１は、ヒータユニット１１の
交換時にこれを一時的に支持するためのものであり、ヒ
ータユニット１１の交換が終了したら、自在継手２４を
中心に長棒２２を回転させながら、ストッパ２６をアン
グル材１８の溝部１９から脱出させ、下部ボックス１ａ
から取り出される。３３はファン１０の回転シャフト、
３４はカバーボックス１ｂの上面に設置されたファン駆
動用モータである。図２において、下部ボックス１ａの
内部には、左右一対のチェンコンベア３５が配置されて
いる。このチェンコンベア３５にはＬ字形のアタッチメ
ント３６が取着されており、基板３７はその両端部をこ
のアタッチメント３６を支持されて本体ボックス１内を
搬送され、基板３７に搭載された電子部品３８を半田付
けするための半田３９の加熱処理が行われる。このリフ
ロー装置は上記のような構成により成り、次に取り扱い
動作の説明を行う。

【００２１】リフローは、電子部品３８が搭載された基
板３７を、チェンコンベア３５により本体ボックス１内
を搬送することにより行われる。図４（ａ）は、本体ボ
ックス１の内部とヒータユニット１１を簡略に示すもの
である。図示するように、本体ボックス１の内部は、予
熱ゾーンＺ１，均熱ゾーンＺ２，リフローゾーンＺ３の
３つのゾーンに区画されている。図中、ＴＰは要求され
る理想の温度プロファイルを示している。この温度プロ
ファイルＴＰは、上述したように基板３７、電子部品３
８、半田３９の品種などによって異なる。本実施例で
は、予熱ゾーンＺ１において、基板３７は常温（２０
℃）から１５０℃まで加熱し、均熱ゾーンＺ２において
１５０℃から１７０℃まで徐々に加熱し、リフローゾー
ンＺ３において、半田３９の溶融温度（１８０℃）以上
の２２３℃まで急激に加熱する。

【００２２】図４（ｂ）には、各ゾーンＺ１，Ｚ２，Ｚ
３にそれぞれ設置されるヒータユニット１１１Ａ、１１
２Ａ，１１１Ｂ、１１２Ｂ，１１１Ｃ、１１２Ｃ、１１
３Ｃと、各々のヒータユニット１１１Ａ〜１１３Ｃが有
する固有の温度特性Ａ１，Ａ２，Ｂ１，Ｂ２，Ｃ１，Ｃ
２，Ｃ３を示している。この温度特性Ａ１〜Ｃ３は、ヒ
ータユニット１１に装着されるヒータ１６の容量、本
数、配置仕様などによって変えることができる。したが
って各々温度特性の異なる多数個（本実施例では総計７
個）のヒータユニット１１を用意しておき、要求される
温度プロファイルＴＰが得られるように、多数個のヒー
タユニット１１の中から所望のヒータユニット１１を選
択し、各々のゾーンＺ１〜Ｚ３に装着する。このように
ヒータユニット１１を任意に組み合わせることにより、
所望の温度プロファイルＴＰを得ることができる。勿
論、ヒータユニット１１としては、各ゾーンＺ１〜Ｚ３
用として総計３個のみ用意し、配線板１５若しくはヒー
タ１６をフランジ１４から取りはずして、配線板１５と
ヒータ１６を一体的に交換したり、若しくはヒータ１６
のみを交換してもよく、また予熱ゾーンＺ１や均熱ゾー
ンＺ２のヒータユニット１１の数はリフローゾーンＺ３
のヒータユニット１１の数より少なくてもよいものであ
り、各ゾーンＺ１〜Ｚ３毎のヒータユニット１１の数
や、ヒータユニット１１の総数は自由に決定できる。

【００２３】ヒータユニット１１の交換は、図２に示す
ようにして行われる。すなわち、シリンダ４のロッド５
を突出させてカバーボックス１ｂを開いたうえで、載荷
用治具２１を本体ボックス１の内部に挿入して、長棒２
２の先端突子２５を孔部２７に挿着する（同図鎖線参
照）。次に長棒２２を同図実線で示すように時計方向に
回転させて傾斜させ、アングル材１８の溝部１９を長棒
２２に嵌合させる。このようにして載荷用治具２１によ
りヒータユニット１１を下方から支持したならば、次に
手作業によりボルト２８とナット２９を分離させ、且つ
ヒータユニット１１を左方へわずかにスライドさせて、
天井板１２ａをフック３１から離脱させる。そこで載荷
用治具２１を反時計方向に回転させて鎖線で示すほぼ水
平な姿勢に戻し、ヒータユニット１１を長棒２２上を左
方へスライドさせて本体ボックス１から取り出す。

【００２４】次に新たなヒータユニット１１を組み付け
る。すなわち図４（ｂ）に示すヒータユニット１１の中
から、選択されたヒータユニット１１を載荷用治具２１
の左側部上に載荷し、アングル材１８がストッパ２６に
当たるまで長棒２２上をスライドさせて本体ボックス１
内に収納する。次に載荷用治具２１を時計方向に回転さ
せて傾斜姿勢とし、天井板１２ａをフック３１に係止す
るとともに、ボルト２８とナット２９を結合すれば、ヒ
ータユニット１１はカバーボックス１ｂの内部に装着さ
れる。このようにしてヒータユニット１１の交換が終了
したならば、載荷用治具２１を本体ボックス１から取り
出し、シリンダ４のロッド５を引き込ませて、カバーボ
ックス１ｂを閉じる（図２鎖線参照）。このように一連
の作業が終了したならば、リフロー作業が再開される。

【００２５】なお上記実施例は、本体ボックス１内の空
気を加熱して半田付けするエアリフロー装置を例にとっ
て説明したが、基板の回路パターンなどの金属部分の酸
化を防ぐために、本体ボックス内にチッソガスなどの不
活性ガスを供給しながら半田付けを行うチッソリフロー
装置にも適用できる。

【００２６】

【発明の効果】本発明は、本体ボックスに設置されるヒ
ータ手段をヒータユニットとしてユニット化し、このヒ
ータユニットを本体ボックスに対して出し入れできるよ
うにしているので、基板の品種変更などに応じてヒータ
ユニットを交換することにより、要求される温度プロフ
ァイルを簡単に実現でき、電子部品を基板に良好に半田
付けできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係るリフロー装置の斜視図

【図２】本発明の一実施例に係るリフロー装置の断面図

【図３】本発明の一実施例に係るリフロー装置のヒータ
ユニットと治具の斜視図

【図４】（ａ）本発明の一実施例に係るリフロー装置の
本体ボックスの断面図 （ｂ）本発明の一実施例に係るリフロー装置のヒータユ
ニットの温度特性図

【符号の説明】

１ 本体ボックス １ａ 下部ボックス １ｂ カバーボックス ４ シリンダ １０ ファン １１ ヒータユニット １２ フレーム １６ ヒータ ３５ チェンコンベア ３７ 基板

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】基板の搬送手段が収納された下部ボックス
   と、この下部ボックスの上部に開閉自在に設置されるカ
   バーボックスと、このカバーボックスを開閉するための
   駆動手段とを備え、 前記カバーボックスの内部に、前記搬送手段により搬送
   される基板に向かって熱風を吹き付けるファンを配設す
   るとともに、ヒータを備えたヒータユニットを出し入れ
   自在に収納し、このヒータユニットがフレームとこのフ
   レームに取り付けられたヒータとを備え、このヒータユ
   ニットを前記カバーボックスの内部に着脱自在に装着す
   るようにしたことを特徴とするリフロー装置。