JPH0756118Y2 - リフローはんだ付け装置における本加熱ゾーン構造 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は、リフローはんだ付け装置における本加熱ゾー
ン構造に係り、さらに詳しくは、基板への電子部品のは
んだ付けを均一な温度条件のもとで行うことができるリ
フローはんだ付け装置における本加熱ゾーン構造に関す
る。

［従来の技術］ リフローはんだ付け装置は、クリームはんだを基板上に
印刷やディスペンサー等で適量塗布するとともに、この
クリームはんだを介して電子部品を搭載させた基板を無
端コンベア等の搬送手段により搬入し、予備加熱ゾーン
にてヒータにより予備加熱して徐々に温度を上げ、最終
段階としての本加熱ゾーンにて短時間ではんだ付け温度
（約230℃以上）まで加熱し、クリームはんだを溶融さ
せて電子部品を基板上の導電回路にはんだ付けした後、
搬出する装置である。

上記装置における本加熱ゾーンは、ヒートショックを和
らげる等の必要から予備加熱ゾーンを通過させて予備加
熱されてきた基板と電子部品とを介在させてあるクリー
ムはんだを溶融させることで、基板に対し電子部品をは
んだ付けすることを目的として配設されている。

従来の装置における本加熱ゾーンについては、電熱器を
用いて形成されたヒータから放射される赤外線によって
基板を加熱しようとするものが主流となっている。しか
し、この場合、一般にヒータと基板とは離れているた
め、ヒータの温度は、はんだ付け温度である約230℃前
後よりもはるかに高い温度に設定されなければならな
い。また、この際には、対流による自然的な空気流の生
じることはあるとしても、強制的な空気流が生じないも
とで静止した空気を媒体として基板を加熱することにな
るが、搬送手段により搬送される基板の速度を遅くすれ
ば高温に、搬送速度を速くすれば低温に加熱されること
になる。

したがって、最適な基板の加熱温度は、搬送手段の搬送
速度を調節することで対処しなければならなかった。

このような問題点を解決するものとしては、基板の上方
にヒータを配置し、送風機により強制的に基板側へと加
熱空気を吹き付ける加熱空気循環方式を採用したものも
ある（例えば特願昭62-12071号等）。

［考案が解決しようとする課題］ ところで、上記加熱空気循環方式による場合には、強制
的に基板側へと加熱空気を吹き付けることができるの
で、ヒータの温度もはんだ付け温度である約230℃前後
に設定することで対処することができる。

しかし、搬送基板は、常に熱風に曝されることになり、
当初はほどよい加熱温度であるとしても、次第に温度が
上昇し、熱容量の小さな電子部品や熱に弱いパッケージ
などが破損するに至る不都合があった。

本考案は、従来技術にみられた上記課題に鑑みてなされ
たものであり、その目的は、常に最適な温度条件のもと
ではんだ付けを行うことができるリフローはんだ付け装
置における本加熱ゾーン構造を提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 本考案は、上記目的を達成すべくなされたものであり、
その構成上の特徴は、クリームはんだを介して電子部品
を搭載させた基板の搬入側に配置される予備加熱ゾーン
と、この予備加熱ゾーンの後段に配置される本加熱ゾー
ンと、搬入側からこれらの加熱ゾーンと冷却ゾーンを経
て搬出側へと前記基板の搬送を可能とした搬送手段とを
少なくとも備えてなるリフローはんだ付け装置であっ
て、前記本加熱ゾーンは、隔壁により画成された加熱室
と、この加熱室に加熱空気を供給する加熱空気供給部
と、この加熱空気供給部に加熱空気を導入する加熱空気
導入部と、この加熱空気導入部への加熱空気の圧送を可
能とした空気加熱部とで構成され、前記加熱空気供給部
は、下面に配設された整流部と、この整流部の上面に配
設された増圧用分岐路とを有し、かつ、ノズルを植設し
てなる支持板を前記増圧用分岐路の上面に昇降可能に配
設して形成され、前記空気加熱部は、蓄熱媒体と、この
蓄熱媒体中にその道程を長くして内設される熱交換路
と、この熱交換路以外の部位の前記蓄熱媒体に配設され
る加熱用ヒータとで形成したことにある。

［作用］ このため、空気加熱部で昇温された加熱空気は、加熱空
気導入部を介して加熱空気供給部へと圧送することがで
きる。この場合、空気加熱部は、蓄熱媒体と熱交換路と
加熱用ヒータとを有して形成されているので、熱交換路
を空気が通過する際に、蓄熱媒体により安定的に加熱す
ることができ、より好ましい温度条件に温度制御しなが
ら加熱空気を加熱空気供給部の側へと圧送することがで
きる。

しかも、この加熱空気供給部には、上流側から順次、整
流部と増圧用分岐路とノズルを植設してなる支持板とが
配設されている結果、加熱室内を均一な温度条件のもと
におきつつも、ノズルを介してのスポット加熱をも同時
に行うことができるので、搬送基板に搭載されている電
子部品との具体的な関係を考慮しながら、より好ましい
温度条件のもとで搬送基板を加熱し、電子部品をはんだ
付けすることができる。

［実施例］ 以下、図面に基づいて本考案の実施例を説明する。

第１図は、リフローはんだ付け装置における本考案に係
る一実施例としての本加熱ゾーンを含む装置本体の要部
の概略構成を示す側断面図である。

同図によれば、装置本体１は、クリームはんだを介して
電子部品８を搭載させた搬送基板７の搬入側に配置され
る予備加熱ゾーン２と、この予備加熱ゾーン２の後段に
配置される本加熱ゾーン11と、搬入側からこれらの加熱
ゾーン2,11と冷却ゾーン３を経て搬出側へと搬送基板７
の移送を可能とした搬送手段４とを少なくとも備えて形
成されている。

第２図は、第１図におけるＡ−Ａ線断面の概略図であ
り、前記本加熱ゾーン11は、隔壁13を介して区画形成さ
れている加熱室12と、この加熱室12に加熱空気を供給す
る加熱空気供給部15と、この加熱空気供給部15に加熱空
気を導入する加熱空気導入部25と、この加熱空気導入部
25への加熱空気の圧送を可能とした空気加熱部35とで構
成されている。

このうち、加熱空気供給部15は、最下面に配設される整
流部16と、この整流部16の上面に配設される増圧用分岐
路19とを有し、かつ、ノズル23を植設してなる支持板22
を前記増圧用分岐路19の上面に昇降可能に配設して形成
されている。

この場合、前記整流部16は、例えばパンチングボードの
ように多数の通孔18を有してなり一枚以上の板上部材17
により上流側から順次、適宜間隔をおいて開口面に覆設
することで形成されている。

また、前記整流部16の上面側に配設される増圧用分岐路
19は、上下方向に開口させた多数の筒体20を例えば蜂の
巣状など、適宜の形状に束ねるようにして組み合わるこ
とで形成されている。

さらに、ノズル23が植設された前記支持板22は、前記ノ
ズル23を介して加熱室12内の搬送基板７の特定部位をス
ポット加熱するために配設されており、搬送基板７との
具体的な関係のもとで交換可能となっており、最適なノ
ズル23配置状況にあるものを選択的に用いることができ
る。しかも、前記支持板22自体は、エアーシリンダ等の
昇降手段24を介してその高さの調整が可能となってい
る。

一方、加熱空気導入部25は、前記空気加熱部35の空気導
出口39と管路32を介して接続される加熱空気送入口26
と、前記加熱空気供給部15への送出口27とを有して形成
されている。また、好ましくは、図示例のように加熱空
気送入口26と送出口27との間に加熱空気の流路として形
成される空間部28内に補助加熱ヒータ29を付設しておく
ことにより、より好ましい温度の加熱空気を前記加熱空
気供給部15へと送出できるようその温度調整を可能にし
て形成するのが望ましい。

また、空気加熱部35は、前記加熱空気導入部25への温度
制御された加熱空気の圧送を可能に形成されている。第
３図と第４図とは、その具体例を示すものであり、蓄熱
媒体36と、この蓄熱媒体36中にその道程を長くして内設
される熱交換路37と、この熱交換路37以外の部位の前記
蓄熱媒体36に配設される加熱用ヒータ40とを有して形成
されている。

この場合、蓄熱媒体36は、所要の熱容量を有する金属
材、例えばステンレス材等の金属材により形成されたも
のが用いられる。

また、この蓄熱媒体36に内設される熱交換路37は、始端
に空気導入口38を、終端に空気導出口39をそれぞれ設け
て形成されており、これら空気導入口38と空気導出口39
との間は、図示例のように螺旋状に旋回させるなど、熱
交換効率を高めるべくその道程を長くして形成しておく
のが望ましい。

さらに、蓄熱媒体36に配設される加熱用ヒータ40は、そ
の通電発熱時に蓄熱媒体36自体を加熱し、その熱により
熱交換路37内を通過する空気を熱するためのものであ
り、例えば第４図に示すように前記熱交換路37を外した
位置の６箇所に貫挿配置するなど、蓄熱媒体36自体を所
要温度にまで昇温加熱することができるように、複数箇
所に配設するのが望ましい。

なお、空気導入口38を介しての熱交換路37内への空気の
圧送は、第１図に示すように、ブロアなどのような空気
圧送手段43により行われ、加熱室12内の加熱空気は天井
側に位置する隔壁13に設けられている排気口（図示せ
ず）から強制的に排気可能に形成されている。

本考案は、このようにして構成されているので、空気加
熱部35にて昇温された加熱空気は、まず、加熱空気導入
部25へと圧送することができる。

この場合、空気加熱部35は、蓄熱媒体36と熱交換路37と
加熱用ヒータ40とを有して形成されているので、熱交換
路37を空気が通過する際に、蓄熱媒体35により安定的に
加熱することができ、例えば、温度センサ等を用いて蓄
熱媒体36の温度を所望の高さに制御するなどして、熱交
換路37内を通過する空気を所望する一定温度に維持させ
て加熱することができるなど、好ましい温度条件のもと
で温度制御しながら得られる加熱空気を加熱空気導入部
25へと圧送することができる。

空気加熱部35から圧送される加熱空気は、まず、加熱空
気導入部25へ導入される。この場合、加熱空気導入部25
の空間部28に補助加熱ヒータ29が配設されているとき
は、例えば、装置本体１の始動時や、搬送手段４に所定
の基板をセットする際などに、より温度を高くした加熱
空気を加熱空気供給部15へと送り出して待機時間を少な
くすることができるほか、加熱温度自体の調整もそれだ
け柔軟に行うことができる。

一方、加熱空気導入部25を介して加熱空気が送り込まれ
る加熱空気供給部15には、下流側から順次、整流部16と
増圧用分岐路19とが配設されてい居るので、圧送されて
きた加熱空気を整流し、かつ、開口面の全面にわたり均
等に増圧させて加熱室12側へと送り出すことができる。

しかも、増圧用分岐路19の下流側（図中では上方側）に
は、特定の搬送基板７との関係で所定位置に植設された
ノズル23を有してなる支持板22が配設されているので、
このノズル23を介して特定の電子部品８が位置する部位
についてのみスポット加熱することもでき、特定の搬送
基板７との具体的な関係を考慮しながら、より好ましい
温度条件のもとでこれを加熱し、電子部品８をはんだ付
けすることができる。

また、前記支持板22自体は、適宜の昇降手段24により高
さを変えることができ、搬送基板７の具体的な形状等に
柔軟に対応させながらスポット加熱することができる。

［考案の効果］ 以上述べたように本考案によれば、空気加熱部から加熱
空気導入部を介して加熱空気供給部へと圧送される加熱
空気は、整流部を介して均一な空気流に整流され、さら
に、増圧用分岐路を経ることにより均等に増圧すること
ができるので、搬送基板を好ましい温度条件のもとで均
一に加熱することができる。

しかも、空気加熱部での空気の加熱は、蓄熱媒体を介し
て行われるので、容易に加熱温度を制御することができ
る。

また、加熱空気供給部には、ノズルを有する支持板が配
設されているので、搬送基板における特定部位へのスポ
ット加熱を行うこともでき、搬送基板への電子部品のは
んだ付けをより好ましい温度条件のもとで行うことがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、リフローはんだ付け装置における本考案に係
る一実施例としての本加熱ゾーンの概略構成を示す側断
面図、第２図は、第１図のＡ−Ａ線断面図、第３図は、
空気加熱部における蓄熱媒体と熱変換路との関係の一例
を示す側面図、第４図は、空気加熱部における蓄熱媒体
と熱変換路と加熱用ヒータとの配置関係を第３図の場合
を例に示す正面図である。 １……装置本体、４……搬送手段、７……搬送基板、11
……本加熱ゾーン、12……加熱室、13……隔壁、15……
加熱空気供給部、16……整流部、19……増圧分岐路、20
……筒体、22……支持板、23……ノズル、25……加熱空
気導入部、26……加熱空気送入口、27……送出口、28…
…空間部、29……補助加熱ヒータ、32……管路、35……
空気加熱部、36……蓄熱媒体、37……熱交換路、38……
空気導入口、39……空気導出口、40……加熱ヒータ、43
……空気圧送手段

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】クリームはんだを介して電子部品を搭載さ
   せた基板の搬入側に配置される予備加熱ゾーンと、この
   予備加熱ゾーンの後段に配置される本加熱ゾーンと、搬
   入側からこれらの加熱ゾーンと冷却ゾーンを経て搬出側
   へと前記基板の搬送を可能とした搬送手段とを少なくと
   も備えてなるリフローはんだ付け装置において、 前記本加熱ゾーンは、隔壁により画成された加熱室と、
   この加熱室に加熱空気を供給する加熱空気供給部と、こ
   の加熱空気供給部に加熱空気を導入する加熱空気導入部
   と、この加熱空気導入部への加熱空気の圧送を可能とし
   た空気加熱部とで構成され、 前記加熱空気供給部は、下面に配設された整流部と、こ
   の整流部の上面に配設された増圧用分岐路とを有し、か
   つ、ノズルを植設してなる支持板を前記増圧用分岐路の
   上面に昇降可能に配設して形成され、 前記空気加熱部は、蓄熱媒体と、この蓄熱媒体中にその
   道程を長くして内設される熱交換路と、この熱交換路以
   外の部位の前記蓄熱媒体に配設される加熱用ヒータとで
   形成したことを特徴とするリフローはんだ付け装置にお
   ける本加熱ゾーン構造。