JPH07212034A - 基板冷却装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 冷却コイルを使用することなく基板冷却効果
の向上を図るとともに、液化フラックスの回収の問題を
解決する。 【構成】 この基板冷却装置は、はんだ付けにより加熱
された基板Ｐを搬送コンベヤ13により冷却室本体11内に
搬入して冷却する。冷却室本体11内の一側上部および他
側下部に、搬入基板Ｐを経て冷却室本体内雰囲気を循環
させるクロスフローファン14，15を設ける。クロスフロ
ーファン14，15により循環される雰囲気の循環経路に当
たる冷却室本体11の側板部11b ，11c の内壁面に沿って
縦方向に内部放熱フィン21，22を一体に設ける。冷却室
本体11の外壁面に外部放熱フィン23，24，25を一体に設
ける。放熱フィン21，22，23，24，25はアルミニューム
板で形成する。冷却室本体11の底板部11d に傾斜を付
け、この底板部11d の最低部にフラックス回収容器29を
着脱自在に設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、リフロー装置等による
はんだ付けにより加熱された基板を冷却する基板冷却装
置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】リフロー炉本体の最後部に一体的または
隣接的に設けられた従来の基板冷却装置は、図４に示さ
れるように、はんだ付けにより加熱された基板Ｐを冷却
室本体１内に搬入する基板搬送コンベヤ２の上側および
下側に冷却コイル３，４を配置し、この冷却コイル３，
４により冷やされた冷却室本体内の雰囲気を冷却ファン
５により循環もしくは撹拌することにより、基板Ｐを冷
却している。冷却室本体１内には、リフロー炉本体内の
不活性ガスおよびこのガス中に含有される気体状フラッ
クスが基板Ｐとともに持込まれる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】この従来の基板冷却装
置は、冷却コイル３，４のような冷却水等の冷却媒体循
環系の設備を必要とするとともに、その冷却コイル３，
４を基板搬送コンベヤ２の上下に配置しているため、こ
の冷却コイル３，４が内部雰囲気の循環もしくは撹拌の
妨げとなり、冷却効果が低下するという問題がある。

【０００４】また、冷却コイル３を基板搬送コンベヤ２
の上側に配置しているため、この上部冷却コイル３の表
面にて液化されたフラックスの回収が困難であり、液化
フラックスが基板上にたれ落ちる問題もある。

【０００５】本発明は、このような点に鑑みなされたも
ので、冷却コイルを使用することなく基板冷却効果の向
上を図るとともに、液化フラックスの回収の問題を解決
することを目的とするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、はんだ付けにより加熱された基板を搬送コンベヤに
より冷却室本体内に搬入して冷却する基板冷却装置にお
いて、前記冷却室本体の内部に設けられ搬入基板を経て
冷却室本体内雰囲気を循環させる内部送風機と、この内
部送風機により循環される雰囲気の循環経路に当たる冷
却室本体の内壁面に沿って一体に設けられた内部放熱フ
ィンと、この内部放熱フィンに対応して冷却室本体を介
し冷却室本体の外壁面に一体に設けられた外部放熱フィ
ンとを具備した構成の基板冷却装置である。

【０００７】請求項２に記載の発明は、請求項１記載の
基板冷却装置において、冷却室本体の側板部に内部放熱
フィンを縦方向に設け、冷却室本体の底板部に傾斜を付
け、この底板部の最低部にフラックス回収容器を着脱自
在に設けた構成である。

【０００８】請求項３に記載の発明は、請求項１または
２記載の基板冷却装置において、冷却室本体内の一側上
部および他側下部に内部送風機を配置した構成である。

【０００９】請求項４に記載の発明は、請求項１または
２記載の基板冷却装置において、冷却室本体内の一側部
および他側部の各上下部に内部送風機を対称に配置した
構成である。

【００１０】

【作用】請求項１に記載の発明は、内部送風機を用いて
冷却室本体内雰囲気の循環方向を一定に保って、その循
環雰囲気をはんだ付け後の高温基板に当て、基板から熱
を奪って温度上昇した高温雰囲気を内部放熱フィンに当
てるように循環することにより、循環雰囲気中の熱を内
部放熱フィンで吸収し、この熱を内部放熱フィンから冷
却室本体を経て外部放熱フィンに効率良く移動し、この
外部放熱フィンの表面から外部へ放熱することにより、
冷却室本体内で循環する雰囲気温度を基板冷却に必要な
温度に維持する。

【００１１】請求項２に記載の発明は、冷却室本体の側
板部の内壁面または内部放熱フィンの表面で放熱により
液化したフラックスが、その側板部または内部放熱フィ
ンに沿って冷却室本体の底板部に流れ落ち、さらに、傾
斜の付けられた底板部に沿って底板部の最低部に移動
し、フラックス回収容器に回収される。

【００１２】請求項３に記載の発明は、冷却室本体内の
一側上部および他側下部に内部送風機を配置することに
より、一側上部の内部送風機から基板、内部放熱フィ
ン、他側下部の内部送風機および内部放熱フィンを経て
一側上部の内部送風機に循環する内部雰囲気経路を形成
し、基板を効率良く冷却する。

【００１３】請求項４に記載の発明は、冷却室本体内の
両側部に対称に配置された内部送風機により、大形の基
板に対応する。

【００１４】

【実施例】以下、本発明を図１乃至図３に示される実施
例を参照して詳細に説明する。

【００１５】図１（Ａ）は請求項１乃至３に記載された
基板冷却装置の一実施例を示す断面図であり、冷却室本
体11の内部に基板搬入口12よりチェンコンベヤまたはネ
ットコンベヤ等の基板搬送コンベヤ13が引込まれ、基板
搬入口12と反対側に設けられた図示されない基板搬出口
より基板搬送コンベヤ13が引出されている。冷却室本体
11は、熱伝導性および耐腐蝕性に優れた金属板、好まし
くはアルミニューム板により形成するとよい。

【００１６】基板搬入口12は、窒素リフロー等の低酸素
濃度リフロー装置またはエアリフロー装置等のリフロー
炉本体に設けられた基板搬出口あるいは噴流式はんだ付
け装置の窒素雰囲気用チャンバ等に設けられた基板搬出
口と一体的あるいは連続的に設けられ、これらのリフロ
ー装置等のはんだ付けにより加熱された基板Ｐを、その
ままこの基板搬入口12より共通の基板搬送コンベヤ13に
よって冷却室本体11の内部に搬入する。

【００１７】前記冷却室本体11の内部であって一側上部
および他側下部には、搬入基板Ｐを経て冷却室本体内雰
囲気を循環させる内部送風機としての貫流式ファン、好
ましくは２個の長尺クロスフローファン14，15が配置さ
れている。このクロスフローファン14，15の駆動用モー
タ16，17は、図１（Ｂ）に示されているように冷却室本
体11の外側面に固定されている。そして、この駆動用モ
ータ16，17の回転数を調整することにより、冷却室本体
11内で循環する雰囲気の風量を調整する。なお、クロス
フローファン14，15の詳細は後で説明する。

【００１８】上部クロスフローファン14の下側部から下
部クロスフローファン15の上側部にわたって、内部雰囲
気の循環経路を形成するための案内板18が設けられてい
る。さらに、この案内板18の上部と対向する冷却室本体
11の天板部11a にも補助的案内板19が設けられている。

【００１９】また、前記クロスフローファン14，15によ
り循環される雰囲気の循環経路に当たる冷却室本体11の
左右側板部11b ，11c の内壁面に、多数の放熱板を平行
間隔で配列してなる内部放熱フィン21，22が縦方向に一
体に取付けられている。この内部放熱フィン21，22は、
熱伝導性および耐腐蝕性に優れた金属板、好ましくはア
ルミニューム板により形成するとよい。

【００２０】この内部放熱フィン21，22に対応して冷却
室本体11を介し冷却室本体11の外壁面に、多数の放熱板
を平行間隔で配列してなる外部放熱フィン23，24が縦方
向に一体に取付けられている。冷却室本体11の天板部11
a にも同様の外部放熱フィン25が基板搬送方向に一体に
取付けられている。これらの外部放熱フィン23，24，25
は、熱伝導性に優れた金属板、例えば銅板またはアルミ
ニューム板により形成するとよい。

【００２１】前記外部放熱フィン23，24に対しその下部
に外部放熱フィン23，24を強制冷却するための冷却ファ
ン、好ましくはクロスフローファン26，27が配置されて
いる。図１（Ｂ）において、28はこの外部クロスフロー
ファン26，27の駆動用モータである。

【００２２】冷却室本体11の底板部11d には、中央部が
最も低くなるように傾斜が付けられ、この底板部11d の
最低部に設けられた回収口部11e に、外部より取外し可
能なフラックス回収容器29が着脱自在に嵌着され固定さ
れている。

【００２３】図２は前記クロスフローファン14，15，2
6，27の断面を示す。これらのクロスフローファン14，1
5，26，27は、軸方向に長尺のケーシング31に軸方向に
長尺の吸込口32および吐出口33が設けられ、ケーシング
31の内部に軸方向に長尺の羽根車34が軸35により回転自
在に設けられたもので、その全長は、図１（Ｂ）に現わ
されているように、冷却室本体11の全長とほぼ等しく形
成されている。

【００２４】次に、この図１および図２に示された実施
例の作用を説明すると、内部クロスフローファン14，15
を用いて冷却室本体内雰囲気の循環方向を一定に保っ
て、その循環経路中にある、はんだ付け後の高温基板Ｐ
に循環雰囲気を吹付ける。

【００２５】すなわち、内部クロスフローファン14から
吹出された雰囲気は、基板Ｐを通過する時に基板Ｐから
熱を奪って温度上昇し熱風となるが、その熱風雰囲気
は、熱伝導性の良いアルミ製の内部放熱フィン22を経て
内部クロスフローファン15に吸込まれ、さらに熱伝導性
の良いアルミ製の内部放熱フィン21を経て内部クロスフ
ローファン14に循環するので，その循環経路中の内部放
熱フィン21，22に当ったときこれらの放熱フィン21，22
に熱を放出し、この熱は内部放熱フィン21，22から同じ
く熱伝導性の良いアルミ製の冷却室本体11を経て同じく
熱伝導性の良いアルミ製の外部放熱フィン23，24に効率
良く移動し、この外部放熱フィン23，24の表面から外部
へ放熱される。

【００２６】以上の繰返しにより冷却室本体11内で循環
する雰囲気温度を基板冷却に必要な温度に維持し、この
低温循環雰囲気により基板Ｐを冷却する。

【００２７】要するに、冷却室本体11内の一側上部およ
び他側下部に内部クロスフローファン14，15を配置する
ことにより、一側上部のクロスフローファン14から基板
Ｐ、内部放熱フィン22、他側下部のクロスフローファン
15および内部放熱フィン21を経て一側上部のクロスフロ
ーファン14に循環する内部雰囲気経路を形成し、基板Ｐ
を効率良く冷却する。

【００２８】この冷却において、冷却室本体11の外部に
あるクロスフローファン26，27から吹出される冷風によ
り外部放熱フィン23，24を強制冷却すると、内部放熱フ
ィン21，22から外部放熱フィン23，24への熱移動速度を
上げることができ、冷却効率を高めることができる。

【００２９】さらに、リフロー炉本体内等から搬送され
てくる基板Ｐが冷却室本体11に入るとき、気体状フラッ
クスを含有する窒素ガス等の不活性ガスもリフロー炉本
体内等から流込むが、この不活性ガス中のフラックスが
冷却室本体11の側板部11b ，11c の内壁面や内部放熱フ
ィン21，22に当り、それらの表面で冷却されることによ
り液化する。

【００３０】この液化したフラックスは、冷却室本体11
の側板部11b ，11c または内部放熱フィン21，22に沿っ
て底板部11d に流れ落ち、さらに、傾斜の付けられた底
板部11d に沿って最低部に移動し、その回収口部11e よ
りフラックス回収容器29に回収される。このフラックス
回収容器29はフラックス満配状態となったら取外して空
のものと交換するか、または空にする。

【００３１】次に、図３は請求項４に記載された発明の
実施例を示す。この実施例は、冷却室本体11内の一側部
および他側部の各上下部に内部送風機としての一側クロ
スフローファン14a ，15a および他側クロスフローファ
ン14b ，15b を対称に配置した構成である。さらに、案
内板18a ，18b および補助的案内板19a ，19b も左右部
に対称に配置する。

【００３２】このように対称に構成された基板冷却装置
は、基板Ｐの左右部を半分ずつ受持つように冷却作用を
分担できるから、大形サイズの基板Ｐにも対応できる利
点がある。なお、その他の構造および作用は図１の実施
例と同様であるから、同一符号を付してその説明を省略
する。

【００３３】

【発明の効果】請求項１に記載の発明によれば、内部放
熱フィンから外部放熱フィンにわたる熱交換作用により
冷却室本体内の循環雰囲気を冷却するようにしたから、
従来の冷却コイル等で使用されている冷却水等の冷却用
一次媒体の循環系設備を必要とせず、装置構成を簡素化
することができる。また、冷却室本体の内壁面に沿って
内部放熱フィンを一体に設けたから、従来の基板上の冷
却コイルのような雰囲気循環障害物による冷却効果低下
のおそれを防止できるとともに、基板上の冷却コイルで
液化されたフラックスが基板上にたれ落ちるおそれを防
止できる。

【００３４】請求項２に記載の発明によれば、縦方向の
内部放熱フィンや冷却室本体の傾斜状の底板部により、
液化したフラックスを着脱自在のフラックス回収容器に
集めて容易に回収でき、メンテナンスを簡単に行える。

【００３５】請求項３に記載の発明によれば、冷却室本
体内の一側上部および他側下部に内部送風機を配置する
ことにより、一側上部の内部送風機から基板、内部放熱
フィン、他側下部の内部送風機および内部放熱フィンを
経て一側上部の内部送風機に戻る雰囲気循環経路を確保
でき、基板を効率良く冷却できる。

【００３６】請求項４に記載の発明によれば、冷却室本
体内の一側部および他側部に対称配置された内部送風機
により大形サイズ基板の冷却にも対応できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（Ａ）は本発明の基板冷却装置の一実施例を示
す断面図、（Ｂ）はその基板冷却装置の側面図である。

【図２】同上基板冷却装置に使用されたクロスフローフ
ァンの断面図である。

【図３】同上基板冷却装置の他の実施例を示す断面図で
ある。

【図４】従来の基板冷却装置を示す断面図である。

【符号の説明】

Ｐ 基板 11 冷却室本体 11b ，11c 側板部 11d 底板部 13 搬送コンベヤ 14，15 内部送風機 21，22 内部放熱フィン 23，24 外部放熱フィン 29 フラックス回収容器

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 はんだ付けにより加熱された基板を搬送
   コンベヤにより冷却室本体内に搬入して冷却する基板冷
   却装置において、 前記冷却室本体の内部に設けられ搬入基板を経て冷却室
   本体内雰囲気を循環させる内部送風機と、 この内部送風機により循環される雰囲気の循環経路に当
   たる冷却室本体の内壁面に沿って一体に設けられた内部
   放熱フィンと、 この内部放熱フィンに対応して冷却室本体を介し冷却室
   本体の外壁面に一体に設けられた外部放熱フィンとを具
   備したことを特徴とする基板冷却装置。
2. 【請求項２】 冷却室本体の側板部に内部放熱フィンを
   縦方向に設け、冷却室本体の底板部に傾斜を付け、この
   底板部の最低部にフラックス回収容器を着脱自在に設け
   たことを特徴とする請求項１記載の基板冷却装置。
3. 【請求項３】 冷却室本体内の一側上部および他側下部
   に内部送風機を配置したことを特徴とする請求項１また
   は２記載の基板冷却装置。
4. 【請求項４】 冷却室本体内の一側部および他側部の各
   上下部に内部送風機を対称に配置したことを特徴とする
   請求項１または２記載の基板冷却装置。