KR101582079B1 - 기체 분출 구멍의 배열 구조 및 납땜 장치 - Google Patents

Abstract

프린트 기판이나, 반도체 웨이퍼 등의 피반송물의 전체면에 대해 동심 대략 원 형상으로 기체를 분사할 수 있도록 함과 함께, 당해 피반송물의 전체면을 보다 균일하게 가열이나 냉각을 할 수 있도록 한 기체 분출 구멍의 배열 구조는, 도 1에 도시하는 바와 같이, 노즐 커버(3)에서 반송 방향과 직교하는 중앙 부위를 기준으로 하여 한쪽의 측의 상하의 영역에 있어서, 분출 노즐(2)의 노즐 패턴 P1에 대해 선대칭으로 당해 분출 노즐(2)의 노즐 패턴 P2가 형성된다. 노즐 커버(3)에서 대각선 형상으로 배열된 배치 패턴이 서로 동일해지도록, 노즐 커버(3)의 다른 쪽의 측의 상하의 영역에 있어서, 분출 노즐(2)의 노즐 패턴 P2에 대해 선대칭으로 노즐 패턴 P1이 형성되는 것이다.

Description

기체 분출 구멍의 배열 구조 및 납땜 장치 {GAS-BLOWING-HOLE ARRAY STRUCTURE AND SOLDERING DEVICE}

본 발명은 프린트 기판이나, 반도체 웨이퍼 등의 피반송물에 대해 가열 존에서 열풍을 분출하고, 냉각 존에서 냉풍을 분출하는 노즐 장치 및 당해 노즐 장치를 실장한 리플로우로에 적용 가능한 기체 분출 구멍의 배열 구조 및 납땜 장치에 관한 것이다.

최근, 전자 부품을 프린트 기판에 납땜할 때에, 땜납 분말 및 플럭스를 혼련한 솔더 페이스트를 용융시켜 납땜하는 리플로우로가 사용되는 경우가 많다. 리플로우로는, 터널 형상의 머플 내에 예비 가열 존, 본가열 존 및 냉각 존을 갖고, 예비 가열 존 및 본가열 존에는 가열용의 히터가 설치되고, 냉각 존에는 수냉 파이프나 냉각 팬 등으로 구성되는 냉각 기구가 설치되는 것이다.

리플로우로에는, 열풍을 머플 내에 분출하기 위한 열풍 분출 노즐이 구비된다. 열풍 분출 노즐은, 히터에서 가열된 열풍을 모터로 구동하는 팬에 의해 열풍 분출용의 노즐로부터 리플로우로의 가열 존에 분출하는 것이다. 이로 인해, 열풍 분출 노즐은, 열풍이 전자 부품에 의해 가려지는 곳이나, 좁은 간극(예를 들어, 스루홀 등)에도 침입하여, 프린트 기판 전체를 균일하게 가열할 수 있다.

리플로우로에 설치되는 열풍 분출 노즐로서는, 다수의 구멍부로부터 열풍을 분출하는 형식의 노즐이 사용되고 있다. 다수 구멍 형식의 노즐은, 열풍의 유속이 단일 개구 형식의 노즐보다 빨라지고, 또한 구멍부가 다수 있으므로, 열풍의 유량 부족이 발생하지 않는다. 이로 인해, 다수 구멍 형식의 노즐은 가열 효율이 높다. 이에 의해, 리플로우로는, 다수의 구멍부로부터 열풍을 분출하는 형식의 노즐이 사용되는 경우가 많다.

특허문헌 1에 보여지는 바와 같은 리플로우로에 따르면, 프린트 기판의 반송 방향에 있어서, 예비 가열 존 및 본가열 존의 상하부에, 각각 다수의 열풍 분출 노즐이 설치되어 있다. 예를 들어, 5존으로 구성되는 예비 가열 존에는, 상하에 각각 5개씩, 합계 10개의 열풍 분출 노즐이 설치된다. 또한, 본가열 존이 3존으로 구성되는 경우에는, 상하에 각각 3개씩, 합계 6개의 열풍 분출 노즐이 설치된다. 1개의 리플로우로에는, 상하 8개씩, 합계 16개의 열풍 분출 노즐이 설치되어 있다.

예비 가열 존에서는, 통상 본가열 존보다도 온도를 낮게 설정하거나, 또는, 열풍의 풍량을 적게 설정하여 가열되고 있다. 이에 의해, 프린트 기판이 천천히 가열되므로 히트 쇼크를 받는 일 없이, 리플로우로의 본가열 존으로 반송되어 본가열된다. 본가열 존에서는, 통상 예비 가열 존보다도 온도를 높게 설정하거나, 또는, 열풍의 풍량을 많게 설정하여 가열됨으로써 납땜이 행해진다. 또한, 냉각 존에서는, 상기 예비 가열 존 및 본가열 존의 구성과 기본적으로 동일하지만, 예비 가열 존 및 본가열 존에서는 히터에 의해 가열된 열풍이 분출되는 것에 반해, 이 냉각 존에서는, 히터 대신 수냉 파이프 등이 배치되어, 기체를 수냉 파이프에 접촉시켜 냉풍으로서 기판에 분출하여, 기판을 냉각하는 것이다.

또한, 열풍 분출 히터의 분출 노즐의 배치에 관해, 특허문헌 2에는 기체 분출 구멍의 배열 구조가 개시되어 있다. 이 기체 분출 구멍의 배열 구조에 따르면, 회로 기판의 반송 방향과 직교하는 방향으로 제1 열풍 분출 구멍 및 제2 열풍 분출 구멍이 소정의 개구 폭 피치에 의해 배치되어 제1열이 형성된다. 이 제1열에 평행하며 반송 방향으로 소정의 열 배치 피치에 의해 복수의 타열(他列)이 형성되어 있다.

또한, 각각의 타열에 있어서의 제1 열풍 분출 구멍이 각각의 당해 타열에 있어서의 제1 열풍 분출 구멍과 소정의 폭 방향 간격에 의해 배치되고, 제1열 및 타열에 있어서의 각각의 제1 열풍 분출 구멍이 직교 방향에서 다른 위상으로 되는 배치를 갖고 있다. 이 배열 구조에 따르면, 폭 방향으로 배열을 어긋나게 함으로써, 균일 가열을 행할 수 있다고 하는 것이다.

일본 특허 출원 공개 평11-307927호 공보 일본 특허 출원 공개 제2004-214535호 공보

그런데, 종래예에 관한 리플로우로 및 기체 분출 구멍(구멍)의 배열 구조에 따르면, 다음과 같은 문제가 있다.

i. 특허문헌 1에 보여지는 다수의 분출 노즐로부터 열풍을 분출하는 리플로우로에 따르면, 프린트 기판의 반송 방향과, 당해 반송 방향과 직교하는 폭 방향의 양쪽에 있어서 분출 노즐의 배열을 기울이고 있으므로, 존간의 노즐간 거리가 확대된다고 하는 새로운 과제가 발견되었다. 이에 의해, 각 존의 최후의 분출 노즐로부터 다음 존의 최초의 분출 노즐까지, 수 ㎝ 정도의 거리가 벌어지게 되어, 존간의 노즐 무설치 구간에 있어서의 노 내 온도 분포의 저하가 우려되고 있다.

ii. 또한, 분출 노즐의 배열에 관해, 반송 방향에 직교하는 폭 방향의 노즐 설치수가 상이하면, 분출 노즐 상을 통과하는 프린트 기판의 중앙부, 좌우부 및 상하부가 대치하는 노즐수도 다르다고 하는 문제가 있다. 이로 인해, 프린트 기판의 반송에 수반하여 당해 프린트 기판에 분사하는 열풍의 농도에 농담(열풍이 닿는 양의 차)이 발생되어 버린다. 따라서, 프린트 기판이나, 반도체 웨이퍼 등(피반송물)의 반송 중의 온도 변동이 커져, 반송 방향에 직교하는 폭 방향에서의 프린트 기판의 온도가 균일하게 되지 않는다고 하는 문제가 있다.

iii. 특허문헌 2에 보여지는 폭 방향의 노즐 위치의 배열을 어긋나게 한 열풍 분출 구멍의 배열 구조에 따르면, 열풍 분출용의 개구 구멍이 존재하는 개소와, 당해 개구 구멍이 존재하지 않는 개소에서 열풍의 밀도의 농담이 발생되어 버려, 프린트 기판의 균일한 승온이 어려운 문제가 있다.

iv. 또한 특허문헌 2에서는 폭 방향으로 배열을 어긋나게 하여 균일 가열을 행하도록 한 가열 장치가 개시되어 있지만, 이 가열 장치에 있어서, 기체 분출 구멍은, 소정의 규칙성에 기초하여 배치되지만 복잡한 배치로 되어 있다. 이로 인해, 예비 가열 존, 본가열 존의 상하로부터 열풍을 분출하도록 리플로우로를 구성한 경우, 상면 및 하면에 각각 열풍 분출판을 배치할 필요가 있지만, 열풍 분출판에 형성된 기체 분출 구멍 배열 구조가 복잡하므로, 상하면의 열풍 분출판을 공통화한다고 하는 것까지는 전혀 고려되어 있지 않다고 하는 문제가 있었다. 또한, 특허문헌 1 및 특허문헌 2 모두, 분출한 열풍 또는 냉풍을 순환시키기 위한 기체 흡입구까지는 전혀 고려되어 있지 않다.

상술한 과제를 해결하기 위해, 청구항 1에 기재된 기체 분출 구멍의 배열 구조는, 납땜되는 기판을 탑재한 피반송물을 반송시키면서, 기체 분출 개구판에 형성된 복수의 기체 분출 구멍으로부터 기체를 토출시켜 상기 기판에 납땜 처리를 행하는 납땜 장치에 있어서의 상기 기체 분출 개구판의 기체 분출 구멍의 배열 구조이다. 상기 기체 분출 개구판은 소정의 노즐 배치 영역을 갖고 있고, 상기 노즐 배치 영역이 4개의 분할 영역으로 구분되어 있다. 1개의 상기 분할 영역에 형성되는 상기 기체 분출 구멍의 배치 패턴은, 상기 피반송물의 반송 방향과 직교하는 방향으로 제1 기체 분출 구멍 및 제2 기체 분출 구멍이 소정의 폭 피치에 의해 배치되어 제1열이 형성된다. 상기 제1열에 평행하며 상기 반송 방향으로 소정의 열 배치 피치에 의해 복수의 타열이 형성된다. 각각의 상기 타열에 있어서의 제1 기체 분출 구멍이 각각의 당해 타열에 있어서의 제1 기체 분출 구멍과 소정의 폭 방향의 간격을 갖고 배치된다. 상기 제1열 및 타열에 있어서의 각각의 상기 제1 기체 분출 구멍이 직교 방향에서 다른 위상으로 되는 배치를 갖고 있다. 상기 노즐 배치 영역에서 상기 반송 방향과 폭 방향이 직교하는 중앙 부위를 기준으로 한 양측의 상하의 분할 영역에 있어서, 당해 노즐 배치 영역에서 대각선 형상으로 배열된 상기 배치 패턴이 서로 동일한 패턴으로 되도록, 상기 기체 분출 구멍의 제1 배치 패턴과, 당해 제1 배치 패턴을 반전한 상기 기체 분출 구멍의 제2 배치 패턴이 형성되는 것이다.

청구항 2에 기재된 기체 분출 구멍의 배열 구조는, 청구항 1에 있어서, 상기 기체 분출 구멍은, 선단 부위에 십자 형상의 개구부를 갖고 있는 것이다.

청구항 3에 기재된 납땜 장치는, 납땜되는 기판을 탑재한 피반송물을 반송시키면서, 기체 분출 개구판에 형성된 복수의 기체 분출 구멍으로부터 가열 기체를 토출시켜 상기 기판에 도포된 페이스트 상태의 땜납에 열풍을 분사한다. 이 분사에 의해, 상기 땜납을 녹여 전자 부품의 납땜 및 전자 부품 납땜용의 땜납 전극 중 적어도 어느 한쪽을 행하는 납땜 장치에 있어서, 청구항 1 또는 2에 기재된 상기 기체 분출 구멍의 배열 구조를 갖는 기체 분출 개구판을 구비하는 것이다.

본 발명에 관한 기체 분출 구멍의 배열 구조에 따르면, 기체 분출 개구판의 노즐 배치 영역에서 반송 방향과 폭 방향이 직교하는 중앙 부위를 기준으로 하였을 때, 이 중앙 부위의 양측의 상하의 분할 영역에 있어서, 당해 노즐 배치 영역에서 대각선 형상으로 배열된 배치 패턴이 서로 동일한 패턴으로 되도록, 기체 분출 구멍의 제1 배치 패턴과, 당해 제1 배치 패턴을 반전한 기체 분출 구멍의 제2 배치 패턴이 형성되는 것이다.

이 구조에 의해, 노즐 배치 영역에서 반송 방향과 폭 방향이 직교하는 중앙 부위를 기준으로 한 그 좌우의 영역에 있어서도, 기체 분출 구멍의 제1 배치 패턴에 대해 선대칭으로 그 제2 배치 패턴을 자기 정합적으로 배치할 수 있게 된다. 따라서, 제1 기체 분출 구멍 및 제2 기체 분출 구멍이 폭 방향으로 균일해지도록 형성된 각각의 기체 분출 구멍의 배치 패턴으로부터, 피반송물의 전체면에 대해 동심 대략 원 형상으로 열풍을 분사할 수 있다. 이에 의해, 기체 분출 개구판을 4개의 영역으로 분할하지 않고 기체 분출 구멍을 배열하는 경우에 비해, 프린트 기판이나, 반도체 웨이퍼 등의 피반송물의 전체면을 보다 균일하게 가열할 수 있게 된다.

본 발명에 관한 납땜 장치에 따르면, 본 발명에 관한 기체 분출 구멍의 배열 구조를 갖는 기체 분출 개구판을 구비한다. 이에 의해, 프린트 기판이나, 반도체 웨이퍼 등의 피반송물을 한층 더, 균일하게 가열할 수 있게 된다. 따라서, 전자 부품을 납땜한 고신뢰도의 프린트 기판이나, 땜납 전극을 형성한 고신뢰도의 반도체 웨이퍼를 제공할 수 있게 된다. 또한, 기체 분출 개구판을 노 내의 상하면의 공통의 부품으로서 이용할 수 있으므로, 상하면에 각각 대응한 기체 분출 개구판의 금형을 복수 종류 제작하지 않아도 된다.

도 1은 본 발명에 관한 실시 형태로서의 노즐 장치(100)의 제1 구성예를 나타내는 사시도이다.
도 2a는 노즐 장치(100)의 제2 구성예를 나타내는 상면도이다.
도 2b는 노즐 장치(100)의 제2 구성예를 나타내는 X1-X1 화살표 단면도이다.
도 3a는 분출 노즐(2)의 분출구(22)의 구성예를 나타내는 사시도이다.
도 3b는 분출 노즐(2)의 분출구(22)의 구성예를 나타내는 그 단면의 사시도이다.
도 3c는 분출 노즐(2)의 분출구(22)의 구성예를 나타내는 상면도이다.
도 4a는 분출 노즐(2＇)의 분출구(22＇)의 구성예를 나타내는 사시도이다.
도 4b는 분출 노즐(2＇)의 분출구(22＇)의 구성예를 나타내는 그 단면도이다.
도 5는 노즐 장치(100)에 있어서의 분출 노즐(2)의 배치예를 나타내는 상면도이다.
도 6a는 장착 플레이트(4)에 있어서의 노즐 배치 영역 Ia의 배치예를 나타내는 상면도이다.
도 6b는 장착 플레이트(4)에 있어서의 4개의 영역 I∼IV의 분할예를 나타내는 상면도이다.
도 7a는 노즐 패턴 P1의 구성예를 나타내는 상면도이다.
도 7b는 노즐 패턴 P2의 구성예를 나타내는 상면도이다.
도 8은 노즐 패턴 P1, P1＇, P2, P2＇의 배치예를 나타내는 상면도이다.
도 9a는 노즐 커버(3)의 구성예를 나타내는 상면도이다.
도 9b는 노즐 커버(3)의 흡입구(3b, 3c, 3d)의 치수예를 나타내는 상면도이다.
도 9c는 노즐 커버(3)의 흡입구(3e)의 치수예를 나타내는 상면도이다.
도 10은 노즐 장치(100)의 조립예를 나타내는 사시도이다.
도 11은 리플로우로(300)의 구성예를 나타내는 단면도이다.
도 12는 그 히터부(103)의 구성예를 나타내는 단면도이다.
도 13은 노즐 장치(100)에 있어서의 노 내 온도의 측정 시의 영역 설정예를 나타내는 사시도이다.
도 14는 노 내 온도 측정용의 테스트 기판(200＇)의 구성예를 나타내는 평면도이다.
도 15는 노즐 장치(100)의 실장 시의 노 내 온도의 측정 결과를 나타내는 표이다.
도 16a는 발명 #1에 관한 노즐 장치(100)에 있어서의 노 내 온도 대 위치의 분포예를 설명하는 도면이다.
도 16b는 발명 #1에 관한 노즐 장치(100)에 있어서의 흡입량 대 위치의 분포예를 설명하는 도면이다.
도 16c는 발명 #2에 관한 노즐 장치(100)에 있어서의 흡입량 대 위치의 분포예를 설명하는 도면이다.
도 16d는 발명 #2에 관한 노즐 장치(100)에 있어서의 노 내 온도 대 위치의 분포예를 설명하는 도면이다.
도 17은 노즐 장치(100)에 있어서의 노 내 온도의 측정 시의 온도 프로파일을 나타내는 참고도이다.

본 발명은 이러한 과제를 해결한 것으로서, 기체 분출 구멍의 배치를 고안하여, 프린트 기판이나, 반도체 웨이퍼 등의 피반송물의 전체면에 대해 동심 대략 원 형상으로 열풍을 분사할 수 있도록 함과 함께, 당해 피반송물의 전체면을 보다 균일하게 가열할 수 있도록 한 기체 분출 구멍의 배열 구조 및 납땜 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. 또한, 기체 분출 및 기체 흡입구를 배치한 개구판을 노 내의 상하면의 공통의 부품으로서 이용할 수 있도록 한 기체 흡입 구멍의 배열 구조 및 납땜 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. 또한, 본 발명에 있어서는, 이하, 가열 기체를 기판에 분사하여 납땜을 행하는 것, 또는 납땜 후의 기판에 냉각 기체를 분사하여 기판의 냉각을 행하는 것, 이들을 납땜 처리라 칭한다.

이하, 도면을 참조하면서, 본 발명에 관한 실시 형태로서의 기체 분출 구멍의 배열 구조 및 납땜 장치에 대해 설명한다.

<노즐 장치(100)>

도 1에 도시하는 노즐 장치(100)는, 본 발명에 관한 기체 분출 구멍 및 기체 흡입 구멍의 배열 구조를 구비하고, 리플로우로 등의 납땜 장치에 적용 가능한 것이다. 도 1에 있어서, 노즐 장치(100)는, 복수의 분출 노즐(2), 1개의 노즐 커버(3), 1매의 장착 플레이트(4) 및 1매의 고정 플레이트(5)로 구성된다(도 2b 참조). 노즐 배열의 기본적인 규칙성으로서는, 종방향 및 횡방향에서 피치가 다른 지그재그 형상 배열을 갖고 있다.

이 예에서, 도 2b에 도시하는 고정 플레이트(5)의 상부에는, 도 2a에 도시하는 135개의 분출 노즐(2)과, 1매의 장착 플레이트(4)가 설치된다. 분출 노즐(2)의 배치 패턴에 따르면, 도 2a에 도시하는 바와 같이 장착 플레이트(4)[노즐 커버(3)]의 상면에 노즐 배치 영역 Ia가 구획되고, 이 노즐 배치 영역 Ia가 4개의 분할 영역 I∼IV로 편의상 구분되어 있다. 분할 영역 I∼IV는, 예를 들어 1개의 사각형을 십자 형상의 격자로 4개로 구획하도록 한다(도 6b 참조).

도 2a에 있어서, L1, L2를 도시하지 않은 프린트 기판의 반송 가이드로 하였을 때, 당해 프린트 기판의 반송 방향과 직교하는 방향으로 제1 분출 노즐(2) 및 제2 분출 노즐(2)이 소정의 개구 폭 피치 p1에 의해 배치되어 제1열이 형성되어 있다. 이 제1열에 평행하며 반송 방향으로 소정의 열 배치 피치 p2에 의해 복수의 타열이 형성되어 있다.

각각의 타열에 있어서의 제1 분출 노즐(2)이 각각의 당해 타열에 있어서의 제1 분출 노즐(2)과 소정의 폭 방향 간격 p11, p12, p13에 의해 배치되어 있다. 분출 노즐(2)의 배치 패턴은, 상술한 제1열 및 타열에 있어서의 각각의 제1 분출 노즐(2)이 직교 방향에서 다른 위상으로 되는 배치를 갖고 있다(도 5 참조).

이 예에서는, 노즐 배치 영역 Ia에서 반송 방향과 폭 방향이 직교하는 중앙 부위를 기준으로 한 양측의 상하의 분할 영역 I, II, III, IV에 있어서, 당해 노즐 배치 영역 Ia에서 대각선 형상으로 배열된 노즐 패턴이 서로 동일한 패턴으로 되도록, 제1 노즐 패턴 P1과, 당해 제1 노즐 패턴 P1을 반전한 제2 노즐 패턴 P2가 형성되어 있다(도 8 참조). 즉, 분할 영역 I과 분할 영역 IV, 및 분할 영역 II와 분할 영역 III는 각각 점대칭으로 되도록 배열되어 있다. 또한, 바꾸어 말하면, 분할 영역 I과 서로 인접하는 분할 영역 II 및 III는 각각 선대칭으로 되도록 배열되어 있다. 마찬가지로, 분할 영역 II와, 서로 인접하는 분할 영역 I 및 IV는 각각 선대칭 배열, 분할 영역 III와 서로 인접하는 분할 영역 I 및 IV는 각각 선대칭 배열, 그리고, 분할 영역 IV와 서로 인접하는 분할 영역 II 및 III는 각각 선대칭 배열로 되어 있다.

노즐 커버(3)에는, 적어도, 본 발명에 관한 기체 분출 구멍 및 기체 흡입 구멍의 배열 구조(도 9a∼도 9c 참조)가 적용되고, 노즐 패턴 P1, P2에 대해서는, 기체 분출 구멍의 배열 구조가 장착 플레이트(4) 및 고정 플레이트(5)에 적용되어 있다(도 2b, 도 6a 및 도 10 참조).

또한, 도 2a에 있어서, 135개의 분출 노즐(2)의 하방에는, 도 2b에 도시하는 고정 플레이트(5)가 설치된다. 고정 플레이트(5)에는, 본 발명에 관한 분출 노즐(2)의 배열 위치를 투영한 135개의 기체 유입용의 구멍부(5a)가 형성되어 있다. 각각의 구멍부(5a)는, 분출 노즐(2)의 분출구(22)에 대응하는 기체 유동로(24)의 입구에 대치한 위치의 고정 플레이트(5)에 천공되어 있다. 구멍부(5a)는, 가열 기체를 분출 노즐(2)에 공급하는 유입구이다.

구멍부(5a)는, 히터부에 의해 가열된 기체를 분출구(22)의 하부에 공급하여, 분출구(22)로부터 열풍을 리플로우로의 머플 내에 분출시키기 위해 형성된다. 구멍부(5a)는, 예를 들어 리머 가공에 의해, 그 외측으로부터 내측을 향해 원추 형상으로 테이퍼가 실시된다. 이 가공은, 기체가 테이퍼 부위에 의해 가이드되어 분출 노즐(2)에 들어가기 쉽게 하기 위해 실시된다.

이 예에서 고정 플레이트(5)의 상부의 135개의 분출 노즐(2)은, 장착 플레이트(4)에 장착된다. 장착 플레이트(4)에는, 노즐 장착용의 복수의 구멍부(4a)(도 8 참조) 및 노즐 커버 끼움 결합용의 끼움 결합 홈(4b)(도 2a, 도 2b, 도 5 참조)이 형성되어 있다. 구멍부(4a)는, 본 발명에 관한 분출 노즐(2)의 배열 위치를 투영한 135개가 형성된다.

구멍부(4a)는, 장착 플레이트(4)의 하면측에 있어서, 미소한 단차를 형성하여 천공되어 있다. 구멍부(4a)의 1단째의 개구 직경은 분출 노즐(2)의 볼록부(21a)가 끼움 결합 가능한 크기이며, 그 2단째의 개구 직경은 분출 노즐(2)의 본체부(21)를 압입하여 삽입 가능한 크기이다.

각각의 분출 노즐(2)의 하부측은, 상술한 고정 플레이트(5)로 장착 플레이트(4)로부터의 빠짐 방지를 겸하여 고정되어 있다. 각각의 분출 노즐(2)은 고정 플레이트(5)의 상부로부터 장착 플레이트(4)의 구멍부(4a)를 관통하는 형태로 압입되어 삽입되고, 장착 플레이트(4)의 상부로부터 돌출되는 형태로 세워 설치된다. 이에 의해, 1매의 고정 플레이트(5)로 135개의 분출 노즐(2)을, 장착 플레이트(4)에 가압하는 형태로 고정(지지)할 수 있게 된다.

장착 플레이트(4)의 내측에는 끼움 결합 홈(4b)이 형성되고, 장착 플레이트(4)의 상부를 덮는 노즐 커버(3)의 외연부를 당해 끼움 결합 홈(4b)에 끼워 결합한다. 이 끼움 결합 홈(4b)에 의해, 노즐 커버(3)가 장착 플레이트(4)로부터 어긋나는 일 없이 조립 가능해진다. 또한, 장착 플레이트(4)의 외연부에는 히터부 장착용의 구멍부(4d)가 형성되고, 노즐 장치(100)가 구멍부(4d)에 나사 등을 나사 결합하여 히터부에 장착된다.

각각의 분출 노즐(2)의 상부측에는, 기체 분출 개구판의 일례를 구성하는 노즐 커버(3)가 씌워져(덮여져) 있다. 노즐 커버(3)에는 분출 노즐용의 135개의 구멍부(3a) 및 기체 흡입용의 긴 구멍부의 일례를 구성하는 52개의 흡입구(3b, 3c, 3d, 3e)가 서로 근접하여 형성되어 있다. 구멍부(3a)는 분출 노즐(2)의 선단에 끼움 결합된다.

흡입구(3b, 3c, 3d)는 도 2a에 도시하는 바와 같이 각각의 개구 폭이 다른 대, 중, 소의 장원 형상을 갖고, 흡입구(3e)는 이폭(異幅) 장원 형상을 갖고 있다. 이 본 발명에서 말하는 이폭 장원 형상이라 함은, 폭이 다른 2개의 장원 형상을 연접하여 이루어지는 형상을 말한다(이하에서 단순히 「긴 구멍 형상」이라 함). 흡입구(3b, 3c, 3d, 3e)는, 리플로우로의 머플 내에 저류하는 기체나, 분출 노즐(2)로부터 분출되어 프린트 기판에 충돌하여 반사한 기체를 흡입하도록 이루어진다.

이 예에서는, 소정의 개구 폭을 가진 흡입구(3b, 3c, 3d, 3e)가 노즐 장착용의 구멍부(3a)의 사이이며, 제1열 및 위상이 다른 복수의 타열에 걸쳐 배치되고, 흡입구(3b, 3c, 3d)의 개구 폭이 중앙 부위를 기준으로 하여 외측을 향해 서서히 좁게 형성되어 있다(도 9b 및 도 9c 참조).

또한, 도 2b에 도시하는 장착 플레이트(4)의 양측에는 흡입구(4c)가 형성되어 있다. 흡입구(4c)는, 노즐 커버(3)의 흡입구(3b, 3c, 3d, 3e)로부터 흡입된 기체를 히터부 등에 환류시키도록 이루어진다.

상술한 분출 노즐(2)에는, 도 3a∼도 3c에 도시하는 바와 같은 십자 형상의 노즐이 사용된다. 도 3a에 도시하는 분출 노즐(2)에 따르면, 본체부(21) 및 분출구(22)를 구비하고 있다. 분출 노즐(2)은, 선단 부위가 십자 형상인 분출구(22)(개구부)를 갖고 있다(십자 노즐).

본체부(21)는, 하단부에 볼록부(21a)를 갖고, 알루미늄이나 구리 등의 열전도율이 양호한 금속 재료로 형성된다. 이 볼록부(21a)는, 장착 플레이트(4)의 노즐 장착용의 구멍부(4a)에 끼워 결합하는 것이다. 도 3b에 도시하는 본체부(21)에는 기체 유동로(24)가 설치된다. 기체 유동로(24)는, 히터부에서 가열된 기체나 냉각부에 의해 냉각된 기체를 노즐 선단에 있는 분출구(22)까지 유동하게 된다.

도 3c에 도시하는 분출구(22)는, 십자형을 갖고 있다. 십자형은, 종방향 및 횡방향 모두 중심선을 기준으로 하여 각각 선대칭의 볼록 형상으로 되어 있다. 볼록 형상은 대칭적인 반전 도형으로 되어 있다.

또한, 도시하지 않은 프린트 기판은, 도 2a에 도시한 반송 가이드(L1, L2) 사이에서 보유 지지되어 화살표로 나타내는 반송 방향 E로 반송된다. 분출 노즐(2)의 선단에 형성된 분출구(22)는, 도시하지 않은 히터부에서 가열된 기체(이하, 단순히 가열 기체라 함)를 분출한다. 분출 노즐(2)은, 예를 들어 분출구(22)로부터 분출되는 기체를, 반송 방향 E를 향해 반송되는 프린트 기판에 분사하게 된다.

노즐 장치(100)로부터 프린트 기판에 분출되어 반사한 기체는, 도 3a에 도시한 분출구(22)로부터 분출되는 고온의 기체에 간섭해 버리는 경우가 있다. 프린트 기판에 반사한 기체는, 프린트 기판에 열을 빼앗겨 당해 기체의 온도가 저하되어 있고, 분출구(22)로부터 분출하는 기체에 간섭해 버리면, 분출구(22)로부터 분출하는 기체의 온도를 낮추어 버리거나, 분출구(22)로부터 분출하는 기체의 분출 방향을 흐트러뜨려 버린다.

그로 인해, 노즐 커버(3)에 흡입구(3b, 3c, 3d, 3e)를 형성하여, 프린트 기판에 반사한 기체를 즉시 당해 흡입구(3b, 3c, 3d, 3e)에 흡입시킨다. 이에 의해, 프린트 기판에 반사한 기체가 분출구(22)로부터 분출하는 기체의 방해로 되지 않도록 하고 있다.

상술한 노즐 장치(100)에 적용되는 기체 분출 구멍에 대해서는, 십자 형상의 분출구(22)를 가진 분출 노즐(2)에 한정되는 일은 없고, 도 4a에 도시하는 원 형상의 분출구(22＇)를 가진 분출 노즐(2＇)이어도 된다. 분출 노즐(2＇)에 있어서도, 본체부(21＇)는 분출 노즐(2)과 마찬가지의 재질로 형성되고, 도 4b에 도시하는 볼록부(21a)나, 기체 유동로(24＇) 등이 구비되어 있다.

이와 같이 구성된 분출 노즐(2, 2＇)은, 히터부에 의해 가열된 기체나 냉각부에 의해 냉각된 기체를 고정 플레이트(5)의 구멍부(5a)로부터 분출 노즐(2)의 기체 유동로(24) 및 분출구(22, 22＇)를 통해 리플로우로의 머플 내에 분출하여 프린트 기판에 당해 기체를 분사하도록 이루어진다. 이에 의해, 노즐 장치(100)를 구성한다.

<분출 노즐(2)의 배치예>

계속해서, 노즐 장치(100)의 제조 방법에 관해, 우선, 도 5∼도 8을 참조하여, 분출 노즐(2)의 배치예에 대해 설명한다. 도 5에 도시하는 노즐 장치(100)는, 노즐 커버(3)를 제거한 상태이며, 장착 플레이트(4) 상에 135개의 분출 노즐(2)이 세워 설치되어 있다.

장착 플레이트(4)는 양측에 흡입구(4c, 4c)를 갖고 있으며, 이 2개의 흡입구(4c, 4c)의 사이에, 도 6a에 도시하는 정사각 형상의 노즐 배치 영역 Ia가 구획되고, 이 노즐 배치 영역 Ia가 도 6b에 도시하는 바와 같이 4개의 분할 영역 I∼IV로 편의상 구분되어 있다. 노즐 배치 영역 Ia의 한 변은 300㎜ 정도이며, 분할 영역 I∼IV의 각각의 한 변은 150㎜ 정도이다.

도 5에 있어서, 사선으로 나타내는 하나의 분할 영역 I에 설치되는 분출 노즐(2)의 배치 패턴은, 당해 노즐 장치(100)의 폭 방향의 분출 노즐(2)의 개구 폭 피치를 p1로 하였을 때, 프린트 기판의 반송 방향 E와 직교하는 방향으로 제1 분출 노즐(2)(노즐 N11) 및 제2 분출 노즐(2)(노즐 N12)이 소정의 개구 폭 피치 p1에 의해 배치되어 제1열(n＝1)이 형성되어 있다(도 7a 참조). 개구 폭 피치 p1은 예를 들어, 30㎜로 설정된다.

또한, 반송 방향의 분출 노즐(2)의 열 배치 피치를 p2로 하였을 때, 장착 플레이트(4)에는 제1열에 평행하며 반송 방향 E로 소정의 열 배치 피치 p2에 의해 복수의 타열(n＝2∼7)이 형성되어 있다. 열 배치 피치 p2는, 예를 들어 25㎜로 설정된다.

또한, 장착 플레이트(4)의 폭 방향에 있어서, 제1열(n＝1)의 제1 분출 노즐(2)(N11)과 제2 분출 노즐(2)(N12)의 배치 간격을 3분할하는 피치를 폭 방향 간격 p11, p12, p13으로 하였을 때, 각각의 타열(n＝2, 3)에 있어서의 제1 분출 노즐(2)(N21, N31, N41 등)이 각각의 당해 타열(n＝2, 3)에 있어서의 제1 분출 노즐(2)과 소정의 폭 방향 간격 p11, p12, p13에 의해 배치된다.

제1열(n＝1) 및 타열(n＝2, 3∼7)에 있어서의 각각의 제1 분출 노즐(2)(N11, N21, N31 등)은, 직교 방향에서 다른 위상으로 되는 배치를 갖고 있다. 폭 방향 간격 p11, p12, p13은, 예를 들어 10㎜로 설정된다.

도 7a에는, 도 6b에 도시한 노즐 배치 영역 Ia의 분할 영역 I에 38개의 분출 노즐(2)을 배치하기 위한 노즐 패턴 P1의 구성예를 나타내고 있다. 노즐 패턴 P1은, 분출 노즐(2)의 제1 배치 패턴의 일례를 구성하고, 그 제1열(n＝1)에는, 6개의 분출 노즐(2)(이하에서 노즐 N11∼N16이라고도 함)이 폭 방향으로 배치된다.

제2열(n＝2)에는, 5개의 노즐 N21∼N25가 배치되고, 제3열(n＝3)에도, 5개의 노즐 N31∼N35가 배치되고, 제4열(n＝4)에는, 6개의 노즐 N41∼N46이 배치되고, 제5열(n＝5)에는, 5개의 노즐 N51∼N55가 배치되고, 제6열(n＝6)에도, 5개의 노즐 N61∼N65가 배치되고, 제7열(n＝7)에는, 6개의 노즐 N71∼N76이 각각 배치되어 있다.

도 7b에는, 분출 노즐(2)의 제2 배치 패턴의 일례를 구성하는 노즐 패턴 P2를 도시하고 있다. 노즐 패턴 P2는, 노즐 패턴 P1을 반전한 것이며, 그 제1열(n＝1)에는, 6개의 노즐 N71∼N76이 각각 배치되어 있다. n＝2에는, 5개의 노즐 N61∼N65가 배치되고, n＝3에도, 5개의 노즐 N51∼N55가 배치되고, n＝4에는, 비반전 노즐 패턴 Pa와 마찬가지로 6개의 노즐 N41∼N46이 배치되고, n＝5에는, 5개의 노즐 N31∼N35가 배치되고, n＝6에도, 5개의 노즐 N21∼N25가 배치되고, n＝7에는, 6개의 노즐 N11∼N16이 배치된다.

이들 노즐 패턴 P1, P2를 사용하여, 노즐 배치 영역 Ia(분할 영역 I∼IV)에 135개의 분출 노즐(2)이 배치된다. 또한, 노즐 패턴 P1, P2 등을 접속하는 부분에서 중복되는 17개의 노즐은 생략된다(도 8 참조).

이 예에서는, 장착 플레이트(4)의 노즐 배치 영역 Ia에서 반송 방향과 폭 방향이 직교하는 중앙 부위를 기준으로 한 양측의 상하의 분할 영역 I, II 및 분할 영역 III, IV에 있어서, 당해 노즐 배치 영역 Ia에서 대각선 형상으로 배열된 배치 패턴이 서로 동일한 패턴으로 되도록, 노즐 패턴 P1과, 당해 노즐 패턴 P1을 반전한 노즐 패턴 P2가 형성된다(도 8 참조).

도 8에 도시하는 노즐 패턴 P1, P2, P1′, P2′의 배치예에 따르면, 노즐 배치 영역 Ia에 있어서, 분할 영역 I에는 노즐 패턴 P1이 배치된다. 분할 영역 II에는 노즐 패턴 P2가 배치된다. 노즐 패턴 P2는, 노즐 패턴 P1을 반송 방향과 폭 방향이 직교하는 중앙 부위를 통과하는 직선을 기준으로 하여 선대칭으로 반전한 배치 패턴이며, 노즐 패턴 P1과 중복되는 6개의 노즐 N71∼N76이 생략된다.

분할 영역 III에는 노즐 패턴 P2′가 배치된다. 노즐 패턴 P2′는, 노즐 패턴 P1을 상술한 직선을 기준으로 하여 선대칭으로 반전한 배치 패턴이며, 노즐 패턴 P1과 중복되는 3개의 노즐 N11, N41, N71이 생략된다.

분할 영역 IV에는 노즐 패턴 P1′이 배치된다. 노즐 패턴 P1′은, 노즐 패턴 P1을 반전하고 있지 않은 배치 패턴이며, 노즐 패턴 P2′와 중복되는 6개의 노즐 N71∼N76과, 노즐 패턴 P1′과 중복되는 2개의 노즐 N41, N71이 생략된다. 이들에 의해, 노즐 배치 영역 Ia에 노즐 패턴 P1, P2, P1′, P2′를 배치할 수 있게 되고, 장착 플레이트(4)에 135개의 분출 노즐(2)을 세워 설치할 수 있게 된다. 이 예에서는, 장착 플레이트(4)에 있어서, n＝1, 4, 7, 10, 13에는 각각 11개의 분출 노즐(2)이 배치되고, n＝2, 3, 5, 6, 8, 9, 11, 12에는 각각 10개의 분출 노즐(2)이 배치된다.

이와 같이 실시 형태로서의 노즐 커버(3)의 분출 노즐(2)의 배열에 따르면, 분출 노즐(2)의 지그재그 배열을 분할 영역 I∼IV의 상하·좌우에 있어서 노즐 패턴 P1, P2를 선대칭으로 반전시키고, 프린트 기판(200)의 반송 방향과 직교하는 폭 방향에 있어서, 개구 폭 피치 p1 내에 폭 방향 간격 p11, p12, p13이 포함되도록, 조금씩 위상을 어긋나게 함으로써, 불균일이 없는 가열을 실현할 수 있게 되었다.

또한, 노즐 패턴 P1, P2에 있어서, 분출 노즐(2)의 선대칭의 배열에 관해서는, 반송 방향에 대해 폭 방향으로 위상을 어긋나게 하는 형태만을 도입하고 있으므로, 리플로우로에 있어서, 프린트 기판의 반송 방향으로 선대칭으로 배열된 분출 노즐(2)을 존 전체에 사용할 수 있다. 이로 인해, 존간의 노즐간 거리를 단축할 수 있게 된다.

<노즐 커버(3)>

계속해서, 도 9a∼도 9c를 참조하여, 노즐 커버(3)의 구성예에 대해 설명한다. 도 9a에 도시하는 노즐 커버(3)는, 도 2a 및 도 2b에 도시한 노즐 장치(100)로부터, 도 5에 도시한 분출 노즐(2), 장착 플레이트(4) 및 고정 플레이트(5)를 제거한 것이다. 노즐 커버(3)는, 복수의 노즐 장착용의 구멍부(3a) 및, 기체 흡입용의 복수의 흡입구(3b, 3c, 3d, 3e)를 갖고 있다. 흡입구(3b, 3c, 3d)는, 기체 흡입용의 긴 구멍부의 일례를 구성하고 있다.

이 예에서는, 도 9b 및 도 9c에 도시하는 바와 같은 소정의 개구 폭 w1, w2, w3을 가진 흡입구(3b, 3c, 3d, 3e)가 도 9a에 도시하는 노즐 장착용의 구멍부(3a)의 사이이며, 제1열(n＝1) 및 위상이 다른 복수의 타열(n＝2, 3)에 걸쳐 배치되고, 흡입구(3b, 3c, 3d)의 개구 폭 w3, w2, w1이 중앙 부위를 기준으로 하여 외측을 향해 서서히 좁게 형성되어 있다.

도 9b에 도시하는 흡입구(3b, 3c, 3d)의 길이는 l1이다. 「대」의 장원 형상의 흡입구(3b)의 개구 폭은 w3이며, 「중」의 장원 형상의 흡입구(3c)의 개구 폭은 w2이며, 「소」의 장원 형상의 흡입구(3d)의 개구 폭은 w1이다. 도 9c에 도시하는 긴 구멍 형상의 흡입구(3e)는, 기체 흡입용의 긴 구멍부의 다른 일례를 구성하고, 그 길이는 l2이다(l2＜l1). 흡입구(3e)의 넓은 쪽의 개구 폭은 예를 들어, w3이며, 그 좁은 쪽의 개구 폭은 w2이다.

노즐 커버(3)에 있어서의 구멍부(3a)의 배치 패턴은, 도 5∼도 8에서 설명한 분출 노즐(2)의 배치 패턴과 마찬가지로 이루어지므로, 그 설명을 생략한다. 여기서, 반송 방향 E에 평행한 직선을 설정하였을 때, 당해 직선과 제1열(n＝1) 및 위상이 다른 제2열(n＝2) 및 제3열(n＝3)에 걸쳐 배치된 노즐 장착용의 복수의 구멍부(3a)를 연결하는 선분이 이루는 각도를 θ1로 하면, 각도 θ1은 약 20° 정도로 설정되어 있다.

도면 중의 Ib는 흡입구(3b, 3c, 3d, 3e)를 배치하는 전체의 영역(이하에서 흡입구 배치 영역이라 함)이다. 이 예에서도, 흡입구 배치 영역 Ib가 분할되어 4개의 분할 영역 Ｉ＇∼IV＇로 이루어져 있다. 노즐 커버(3)의 분할 영역 Ｉ＇∼IV＇는, 장착 플레이트(4)의 분할 영역 I∼IV보다도 넓게 설정되어 있다. 영역의 폭 확대 이유는, 장착 플레이트(4)의 흡입구(4c)의 영역을 분할 영역 I＇∼IV＇에 포함시킴으로써, 기체를 흡입하기 쉽게 하였기 때문이다.

도 9a에 있어서, 파선으로 둘러싼 1개 분할 영역 Ｉ＇에 형성되는 흡입구(3b, 3c, 3d, 3e)의 배치 패턴에 따르면, 2개의 「대」의 흡입구(3b)와, 8개의 「중」의 흡입구(3c)와, 2개의 「소」의 흡입구(3d)가 배치된다. 2개의 흡입구(3e)는, 세로로 재단된 절반이 배치된다.

여기서, 도 5에 도시한 분출 노즐 N11∼N16, N21∼N25, N31∼N35, N41∼N46, N51∼N55 및 N61∼N65에 대응하는 각각의 노즐 구멍을, H11∼H16(도 9), H21∼H25(도시하지 않음), H31∼H35(도시하지 않음), H41∼H46(도시하지 않음), H51∼H55(도시하지 않음) 및 H61∼H65(도시하지 않음)(단, H21, H25, H31, H35, H41, H51, H61은 도 9 참조)로 하였을 때, 제1개째의 「대」의 흡입구(3b)가 상술한 각도 θ1＝20°를 갖고, n＝1의 노즐 구멍 H15, H16과, n＝2의 노즐 구멍 H24, H25와, n＝3의 노즐 구멍 H34, H35와의 사이에 배치되어 있다.

제1개째의 「중」의 흡입구(3c)가 동일한 각도를 갖고, n＝1의 노즐 구멍 H14, H15와, n＝2의 노즐 구멍 H23, H24와, n＝3의 노즐 구멍 H33, H34와의 사이에 배치되어 있다. 제2개째의 「중」의 흡입구(3c)가 동일한 각도를 갖고, n＝1의 노즐 구멍 H13, H14와, n＝2의 노즐 구멍 H22, H23과, n＝3의 노즐 구멍 H32, H33과의 사이에 배치되어 있다.

제3개째의 「중」의 흡입구(3c)가 동일한 각도를 갖고, n＝1의 노즐 구멍 H12, H13과, n＝2의 노즐 구멍 H21, H22와, n＝3의 노즐 구멍 H31, H32와의 사이에 배치되어 있다. 제4개째의 「중」의 흡입구(3c)가 동일한 각도를 갖고, n＝1의 노즐 구멍 H11, H12와의 사이에 배치되어 있다. 제1개째의 「소」의 흡입구(3d)는, 제4개째의 「중」의 흡입구(3c)에 대해 소정의 간격을 두고 평행하게 배치되어 있다.

반송 방향 E의 열 n＝4∼6에 있어서는, 제2개째의 「대」의 흡입구(3b)가 상술한 각도 θ1＝20°를 갖고, n＝4의 노즐 구멍 H45, H46과, n＝5의 노즐 구멍 H54, H55와, n＝6의 노즐 구멍 H64, H65와의 사이에 배치되어 있다. 제5개째의 「중」의 흡입구(3c)가 동일한 각도를 갖고, n＝4의 노즐 구멍 H44, H45와, n＝5의 노즐 구멍 H53, H54와, n＝6의 노즐 구멍 H63, H64와의 사이에 배치되어 있다.

제6개째의 「중」의 흡입구(3c)가 동일한 각도를 갖고, n＝4의 노즐 구멍 H43, H44와, n＝5의 노즐 구멍 H52, H53과, n＝6의 노즐 구멍 H62, H63과의 사이에 배치되어 있다. 제7개째의 「중」의 흡입구(3c)가 동일한 각도를 갖고, n＝4의 노즐 구멍 H42, H43과, n＝5의 노즐 구멍 H51, H52와, n＝6의 노즐 구멍 H61, H62와의 사이에 배치되어 있다.

제8개째의 「중」의 흡입구(3c)가 동일한 각도를 갖고, n＝4의 노즐 구멍 H41, H42와의 사이에 배치되어 있다. 제2개째의 「소」의 흡입구(3d)는, 제8개째의 「중」의 흡입구(3c)에 대해 소정의 간격을 두고 평행하게 배치되어 있다. 이들에 의해, 2개의 「대」의 흡입구(3b)와, 8개의 「중」의 흡입구(3c)와, 2개의 「소」의 흡입구(3d)가 분할 영역 Ｉ＇에 배치된다. 이 흡입구(3b, 3c, 3d, 3e)의 배치 패턴을 비반전의 흡입구 패턴 HP로 한다.

이 예에서는, 분할 영역 II＇에는 반전의 흡입구 패턴 HP 바(HP 위의 선을 생략함)가 배치되고, 분할 영역 III＇에도 반전의 흡입구 패턴 HP 바(HP 위의 선을 생략함)가 배치된다. 분할 영역 IV＇에는 비반전의 흡입구 패턴 HP가 배치된다. 2개의 흡입구(3e)는 반송 방향 E와 평행하는 중앙선 상의 상하의 노즐 구멍 H16, H46과, 노즐 구멍 H46, H76 사이에 각각 배치된다.

여기서, 노즐 커버(3)의 흡입구 배치 영역 Ib에서 반송 방향과 폭 방향이 직교하는 중앙 부위를 기준으로 한 분할 영역 Ｉ＇, II＇에 있어서, 상하로 인접한 2개의 흡입구 패턴 HP, HP 바(HP 위의 선을 생략함)가 선대칭으로 되어 있다. 분할 영역 III＇, IV＇에 있어서, 상하로 인접한 2개의 흡입구 패턴 HP, HP 바(HP 위의 선을 생략함)가 선대칭으로 되어 있다.

또한, 분할 영역 Ｉ＇, III＇에 있어서, 흡입구(3e)를 2등분하는 위치에서 그 좌우에 인접한 2개의 흡입구 패턴 HP, HP 바(HP 위의 선을 생략함)가 선대칭으로 되어 있고, 분할 영역 II＇, IV＇에 있어서도, 흡입구(3e)를 2등분하는 위치에서, 그 좌우에 인접한 2개의 흡입구 패턴 HP, HP 바(HP 위의 선을 생략함)가 각각 선대칭으로 되어 있다. 이들에 의해, 52개의 흡입구(3b, 3c, 3d, 3e)를 갖는 노즐 커버(3)를 구성한다.

상술한 노즐 커버(3)에 따르면, 흡입구(3b, 3c, 3d, 3e)가 형성되므로, 프린트 기판에 반사한 기체가 분출구(22)로부터 분출하는 기체의 방해가 되는 것을 방지할 수 있다. 노즐 장치(100)에서는, 분출 노즐(2)의 분출구(22)로부터 분출하는 기체와, 프린트 기판에 반사한 기체의 간섭을 저감시킬 수 있으므로, 그 분출구(22)로부터 분출한 기체의 온도를 낮추어 버리거나, 당해 기체의 분출 방향을 흐트러뜨려 버리는 것을 방지할 수 있게 된다.

<노즐 장치(100)의 조립예>

계속해서, 도 10을 참조하여, 노즐 장치(100)의 조립예에 대해 설명한다. 이 예에서는, 135개의 분출 노즐(2)(도 3a∼도 3c), 1매의 장착 플레이트(4)(도 6a 및 도 6b), 1매의 고정 플레이트(5) 및 1개의 노즐 커버(3)(도 9a)를 준비하고, 도 1에 도시한 노즐 장치(100)를 조립하는 경우를 전제로 한다.

우선, 135개의 분출 노즐(2)을 준비한다. 분출 노즐(2)에는, 도 3a에 도시한 본체부(21)의 분출구(22)가 십자 형상을 가진 것을 사용한다. 분출 노즐(2)은, 본체부(21), 분출구(22) 및 기체 유동로(24)를 동시에 금형 주조법 등으로 제작하면 좋다. 도 10에 있어서, 도면을 보기 쉽게 하기 위해 일부의 분출 노즐(2)을 생략하고 있다.

분출 노즐(2)이 준비되면, 다음으로, 장착 플레이트(4)를 준비한다. 장착 플레이트(4)에는 소정의 두께를 가진 금속판을 절삭 펀칭 가공한 것을 사용한다. 금속판에는 본 예의 경우, 알루미늄을 사용하였지만, 구리나 황동판 등이어도 된다. 장착 플레이트(4)는, 예를 들어 그 주위의 부분에 프레임 형상으로 나사 고정 영역이 구획되도록 금속판의 표면을, 방전 가공 등에 의해 오목 형상으로 절삭하여 끼움 결합 홈(4b)을 형성한다. 끼움 결합 홈(4b)의 내측의 영역은 구멍부 형성 영역으로 된다. 구멍부 형성 영역은 노즐 커버(3)의 흡입구 배치 영역 Ib를 투영한 영역으로 한다.

또한, 구멍부 형성 영역의 양단부에 각각 기체 흡입용의 흡입구(4c, 4c)를 형성하고, 흡입구(4c, 4c)로 사이에 끼인 노즐 배치 영역 Ia에 노즐 장착용의 구멍부(4a)를 형성한다. 구멍부(4a)의 배치 패턴은, 도 5, 도 6a 및 도 6b에 도시한 분출 노즐(2)의 배치 패턴에서 설명한 바와 같다. 예를 들어, 도 5에 있어서, 사선으로 나타내는 1개 분할 영역 I에 설치되는 분출 노즐(2)의 배치 패턴에 있어서, 분출 노즐(2)을 구멍부(4a)로 치환하여 적용하면, 그 폭 방향의 구멍부(4a)의 개구 폭 피치를 p1로 하였을 때, 프린트 기판의 반송 방향 E와 직교하는 폭 방향으로 제1 구멍부(4a)(노즐 구멍 H11) 및 제2 구멍부(4a)(노즐 구멍 H12)가 소정의 개구 폭 피치 p1에 의해 배치되어 제1열(n＝1)을 형성한다(도 5 참조). 개구 폭 피치 p1은 예를 들어, 30㎜로 설정된다.

또한, 반송 방향의 구멍부(4a)의 열 배치 피치를 p2로 하였을 때, 장착 플레이트(4)에 제1열에 평행하며 반송 방향 E로 소정의 열 배치 피치 p2에 의해 복수의 타열(n＝2∼7)을 형성한다. 열 배치 피치 p2는, 예를 들어 25㎜로 설정된다.

또한, 장착 플레이트(4)의 폭 방향에 있어서, 제1열(n＝1)의 제1 구멍부(4a)(H11)와 제2 구멍부(4a)(H12)의 배치 간격을 3분할하는 피치를 폭 방향 간격 p11, p12, p13으로 하였을 때, 각각의 타열(n＝2, 3)에 있어서의 제1 구멍부(4a)(H21, H31, H41 등)가 각각의 당해 타열(n＝2, 3)에 있어서의 제1 구멍부(4a)와 소정의 폭 방향 간격 p11, p12, p13에 의해 배치한다.

이 예에서는, 2개의 흡입구(4c, 4c) 및 135개의 구멍부(4a)는, 예를 들어 프레스 기계에 의한 펀칭 가공 등에 의해 천공(개구)한다. 구멍부(4a)는, 분출 노즐(2)의 후단부에 있는 볼록부(21a)를 빠짐 방지 고정하기 위해, 볼록부(21a)의 외주보다도 작게 천공하고, 또한 분출 노즐(2)을 구멍부(4a)에 대해 압입하여 삽입 가능한 간극을 갖게 하면 좋다.

노즐 장치(100)의 조립 시에, 분출 노즐(2)을 장착 플레이트(4)에 가고정할 수 있으므로, 후술하는 고정 플레이트(5)를 장착 플레이트(4)에 장착할 때에 작업을 행하기 쉬워진다. 또한, 장착 플레이트(4)의 주위의 프레임 형상의 부분에는, 히터부 장착용의 구멍부(4d)를 형성한다. 구멍부(4d)는 드릴 등에 의해 천공한다.

분출 노즐(2) 및 장착 플레이트(4)가 준비되면, 135개의 구멍부(4a)에 135개의 분출 노즐(2)을 끼움 결합하여 가조립해도 된다. 분출 노즐(2)의 십자 형상의 분출구(22)의 상부측을, 장착 플레이트(4)의 한쪽의 면측으로부터 그 구멍부(4a)에 끼워 넣고, 본체부(21)를 삽입하는 형태로 끼워 결합한다. 그 때에, 분출 노즐(2)의 볼록부(21a)가 구멍부(4a)의 한쪽의 면측에 접촉하도록 이루어진다. 다른 분출 노즐(2)에 대해서도 마찬가지로 끼워 결합한다. 이에 의해, 135개의 분출 노즐(2)이 장착 플레이트(4)의 다른 쪽의 면측으로부터 세워 설치한 노즐이 구비된 장착 플레이트(4)를 가조립할 수 있게 된다.

노즐이 구비된 장착 플레이트(4)가 준비되면, 다음으로, 고정 플레이트(5)를 준비한다. 고정 플레이트(5)에는 소정의 두께를 가진 금속판을 절삭 펀칭 가공한 것을 사용한다. 금속판에는 본 예의 경우, 알루미늄을 사용하였지만, 구리나 황동판 등이어도 된다. 고정 플레이트(5)에는, 구멍부 형성 영역이 구획된다. 이 구멍부 형성 영역은 노즐 커버(3)의 노즐 배치 영역 Ia를 투영한 영역으로 한다. 구멍부 형성 영역이 구획되면, 기체 유입용의 구멍부(5a)를 천공한다.

구멍부(5a)는, 노즐 장착용의 구멍부(4a)와 싱크로(동기)시켜 고정 플레이트(5)에 패터닝하고, 드릴로 천공하면 좋다. 그 때에, 구멍부(5a)의 외측으로부터 내측을 향해 원추 형상으로 테이퍼를 실시하면 좋다(리머 가공). 기체가 테이퍼 부위에 의해 가이드되어 분출 노즐(2)에 들어가기 쉬워진다. 물론, 구멍부(5a)는 드릴의 천공에 의한 형성이어도 되고, 금속판에 프레스 금형으로 펀칭하여 천공함으로써 형성해도 된다.

고정 플레이트(5)가 준비되면, 가조립된 노즐이 구비된 장착 플레이트(4)를 본조립한다. 그 때에 고정 플레이트(5)의 구멍부(5a)와, 분출 노즐(2)의 기체 유동로(24)를 위치 정렬시킨다(일치시킴). 또한, 장착 플레이트(4)와 고정 플레이트(5)는, 분출 노즐(2)을 지지한 상태에서, 당해 고정 플레이트(5)의 도시하지 않은 나사 구멍에 나사를 나사 결합함으로써 고정한다. 이에 의해, 분출 노즐(2), 장착 플레이트(4) 및 고정 플레이트(5)가 일체화되고, 도 5에 도시한 바와 같은 노즐이 구비된 장착 플레이트(4)가 얻어진다.

다음으로, 노즐이 구비된 장착 플레이트(4)가 본조립되면, 도 9a∼도 9c에 도시한 바와 같은 노즐 커버(3)를 준비한다. 노즐 커버(3)에는 개방면, 저판면 및 사방에 측판면을 가진 형상의 플랫 박스체를 사용하면 좋다. 플랫 박스체는, 예를 들어 1매의 금속판으로부터 저판 및 사방에 측판을 잘라내고, 저판을 기준으로 하여 사방의 측판을 절곡 가공하여 형성한다. 노즐 커버(3)는, 플랫 박스체의 저판면을 상측으로 하고 개방면을 하측을 향하도록 하여 사용한다.

노즐 커버(3)는, 플랫 박스체에 135개의 구멍부(3a) 및, 52개의 흡입구(3b, 3c, 3d, 3e)를 천공함으로써 형성된다. 구멍부(3a)는, 분출구(22)를 둘러싸도록 끼워 맞추기 위해, 본체부(21)의 외경보다도 작고, 분출구(22)보다도 한층 더 큰 직경으로 되도록 천공한다.

흡입구(3b, 3c, 3d)는, 대, 중, 소의 장원 형상(슬릿)으로 형성하고, 흡입구(3e)는 긴 구멍 형상으로 형성한다. 흡입구(3b, 3c, 3d, 3e)는, 분출 노즐(2)의 근방에 위치시키기 위해, 구멍부(3a)의 근방에 천공한다. 흡입구(3b, 3c, 3d, 3e)는, 예를 들어 플랫 박스체에 프레스 금형으로, 대, 중, 소의 장원 형상 및 긴 구멍 형상으로 펀칭하여 천공함으로써 형성하고, 구멍부(3a)는 드릴 등으로 천공함으로써 형성하면 좋다.

이 예에서는, 제1열(n＝1)의 분출 노즐(2) 및 제2, 제3열(n＝2)의 분출 노즐(2)의 사이이며, 제1열 및 위상이 다른 복수의 타열(n＝2, 3)에 걸쳐, 분출 노즐(2)로부터 분출한 기체를 순환시키기 위한 소정의 개구 폭 w1, w2, w3을 가진 흡입구(3b, 3c, 3d, 3e)를 배치하고, 흡입구(3b, 3c, 3d)의 개구 폭 w3, w2, w1이 중앙 부위를 기준으로 하여 서서히 좁아지도록 형성한다.

흡입구(3b, 3c, 3d)는 하방의 흡입구(3e)의 좌우의 분할 영역 I′, III′에서 「V」자 형상으로 배치하고, 상방의 흡입구(3e)의 좌우의 분할 영역 II′, IV′에서 「일본어 ハ」자 형상으로 배치한다. 상술한 노즐 커버(3), 장착 플레이트(4) 및 고정 플레이트(5)의 제작 방법은, 적절히 변경 가능하다.

노즐 커버(3)가 준비되면, 고정 플레이트(5)로 일체화된 노즐이 구비된 장착 플레이트(4)의 상부에 노즐 커버(3)를 씌운다. 이 예에서는, 135개의 분출 노즐(2)을, 135개의 구멍부(3a) 및 52개의 흡입구(3b, 3c, 3d, 3e)를 구비한 1개의 노즐 커버(3)로 덮도록 이루어진다.

그 때에, 장착 플레이트(4)에 형성된 끼움 결합 홈(4b)에 노즐 커버(3)의 외주부를 끼움 결합으로써, 노즐 커버(3)가 장착 플레이트(4)로부터 어긋나는 일 없이 결합할 수 있게 된다. 노즐 커버(3)와 장착 플레이트(4)는, 나사 고정 등의 주지의 방법에 의해 고정한다. 이에 의해, 분출 노즐(2), 노즐 커버(3) 및 장착 플레이트(4)가 일체화되고, 노즐 장치(100)를 간단하게 조립할 수 있다.

덧붙여서 말하면, 고정 플레이트(5)로 일체화된 노즐이 구비된 장착 플레이트(4)와, 노즐 커버(3)를 용접에 의해 접합해도 된다. 또한, 노즐 커버(3)에 분출 노즐(2)을 직접 나사 고정하여, 분출 노즐(2)을 노즐 커버(3)에 고정해도 된다. 이 고정 방법이면, 장착 플레이트(4)를 삭제할 수 있다. 노즐 장치(100)의 조립 방법은, 본 예에 한정되지 않고, 적절히 변경 가능하다.

이와 같이 실시 형태로서의 노즐 커버(3)의 배열 구조에 따르면, 분출 노즐(2)로부터 분출한 기체를 순환시키기 위한 소정의 개구 폭 w1, w2, w3을 가진 흡입구(3b, 3c, 3d, 3e)를 구비하고, 이 흡입구(3b, 3c, 3d)가 제1열의 분출 노즐(2) 및 타열의 분출 노즐(2)의 사이이며, 제1열 및 위상이 다른 복수의 타열에 걸쳐 배치되고, 흡입구(3b, 3c, 3d)의 개구 폭 w3, w2, w1이 중앙 부위를 기준으로 하여 서서히 좁게 형성되어 있는 것이다.

이 구조에 의해, 분출량에 대응하여 중앙 부위의 흡입량이 가장 많고, 주변으로 이격됨에 따라 흡입량이 서서히(대→중→소) 적어지는 흡입량의 구배를 설정할 수 있게 된다. 따라서, 분출 노즐(2)의 선대칭의 배열과 흡입구(3b, 3c, 3d, 3e)의 상승 효과에 의해, 프린트 기판(200)의 반송 중의 온도 변동을 적게 할 수 있고, 프린트 기판(200)이나, 반도체 웨이퍼 등을 한층 더, 균일하게 가열할 수 있게 된다.

<리플로우로(300)>

계속해서, 도 11을 참조하여, 리플로우로(300)의 구성예에 대해 설명한다. 도 11에 도시하는 리플로우로(300)는, 납땜 장치의 일례를 구성하고, 납땜되는 프린트 기판을 반송시키면서, 노즐 커버(3)에 설치된 복수의 분출 노즐(2)로부터 가열 기체를 토출시켜 기판에 도포된 페이스트 상태의 땜납에 열풍을 분사함으로써, 땜납을 녹여 전자 부품의 납땜 및 전자 부품 납땜용의 땜납 전극 형성 중 적어도 어느 한쪽을 행하는 것이다.

리플로우로(300)는, 본체부(101), 프린트 기판(200)을 반송하는 컨베이어(102)로 구성된다. 본체부(101)에는, 예비 가열 존 A, 본가열 존 B 및 냉각 존 C의 3개의 존이 구비된다. 리플로우로(300)에 있어서, 납땜되는 프린트 기판(200)은, 컨베이어(102)에 의해 예비 가열 존 A, 본가열 존 B 및 냉각 존 C의 순서로 반송된다. 또한, 프린트 기판(200)은, 컨베이어(102)로, 도 2a에 도시한 반송 가이드 L1, L2 사이에서 보유 지지되어 화살표로 나타내는 반송 방향 E로 반송된다.

예비 가열 존 A는, 프린트 기판(200)이나 이 프린트 기판(200)에 실장된 전자 부품 등을 천천히 가열하여 열에 적응시키기 위한 영역이며, 솔더 페이스트 중의 용제를 휘산시키는 영역이다. 예비 가열 존 A는, 땜납 조성이나 프린트 기판(200)의 종류 등에서 다르지만, 대략 납 프리 페이스트로 150∼180℃로 설정된다. 솔더 페이스트에는 고순도 재료 또는 저α 선재(LAS)가 사용된다.

본가열 존 B는, 예비 가열 존 A보다도 온도가 높게 설정되고(대략 납 프리 페이스트로 240도), 솔더 페이스트 중의 땜납 분말을 용융시켜 납땜을 행하는 영역이다. 냉각 존 C는, 납땜된 프린트 기판(200)을 냉각하는 영역이다.

예비 가열 존 A에는, 히터부(103)가, 컨베이어(102)의 상하에 각 5존씩 배치됨과 함께, 각 히터부(103)에는 본 발명에 관한 노즐 장치(100)가 설치되어 있다. 본가열 존 B에는, 히터부(104)가, 컨베이어(102)의 상하에 각 3존씩 배치됨과 함께, 각 히터부(104)에는 본 발명에 관한 노즐 장치(100)가 설치되어 있다.

히터부(103, 104)는, 도시하지 않은 전열선 히터, 팬 및 팬을 회전시키는 팬 모터 등으로 구성된다. 히터부(103, 104)는, 예를 들어 전열선 히터로 기체(예를 들어, 공기나 질소 가스 등의 불활성 가스)를 가열하고, 팬 모터를 구동하여 팬을 회전시킴으로써, 가열된 기체를 리플로우로(300) 내에 열풍으로서 분출한다. 히터부(103, 104)로부터 분출되는 열풍의 유량은, 팬 모터의 회전 속도에 의해 제어된다. 통상, 히터부(104)의 온도는, 히터부(103)의 온도보다도 높게 설정되어 있다.

냉각 존 C에는, 냉각부(105)가 컨베이어(102)의 상하에 각 1존씩 배치됨과 함께, 각 냉각부(105)에는 본 발명에 관한 노즐 장치(100)가 설치되어 있다. 냉각부(105)는, 도시하지 않은 수냉 파이프 등으로 이루어지는 냉각 기구, 팬 및 팬을 회전시키는 팬 모터 등으로 구성된다.

냉각부(105)는, 예를 들어 수냉 파이프의 파이프 내에 물을 유동시켜 파이프를 냉각하고, 그 파이프에 기체를 접촉시킴으로써 당해 기체를 냉각한다. 그리고, 냉각부(105)는, 팬 모터를 구동하여 팬을 회전시켜, 파이프에 의해 냉각된 기체를 냉풍으로서 노즐 장치(100)로부터 분출하여, 납땜된 프린트 기판(200)을 냉각한다.

또한, 냉각 기구는, 수냉 파이프를 삭제하여, 팬에 의한 공냉만의 구성이어도 상관없다. 또한, 예비 가열 존 A 및 본가열 존 B의 각각의 존수나 히터부(103, 104)의 히터수나 히터의 상하 배치는, 본 예에 한정되는 일 없이, 적절히 변경 가능하다.

히터부(103)는, 도 12에 도시하는 바와 같은 상자체를 갖고 있으며, 상하 방향으로 4실로 나뉘어져 있다. 이 4실은 위로부터 송풍실(51), 열교환실(52), 열풍실(53) 및 흡입실(54)로 되어 있다. 송풍실(51)의 양측에는 격벽(511)(한쪽은 도시하지 않음)이 있고, 상기 격벽(511)의 일단부는 열풍 송출용의 개구부(512)로 되어 있다. 각각의 격벽의 개구부(512)는, 서로 대향하는 위치가 아니라 이격된 단부에 위치하고 있다. 송풍실(51)의 중앙에는 송풍기(55)가 배치되어 있다. 이 송풍기(55)에는 본 예의 경우, 터보 팬이 사용되고, 외부에 배치된 모터(56)에 의해 회전되어 구동된다.

열교환실(52)에는, 그 양측에 유로(504, 504)가 형성되어 있고, 또한 열교환 실(52)의 내부에는 가열원(57)이 배치되어 있다. 가열원(57)에는 도시하지 않은 복수의 전열 히터가 배치되어 있다. 가열원(57)에서는, 전열 히터에 전원이 공급되어 당해 전열 히터를 가열하고, 그 전열 히터에 기체를 통과시킴으로써 당해 기체를 가열하도록 이루어진다.

열교환실(52)과 송풍실(51)을 이격하고 있는 구획판(501)에는 흡입 구멍(502)이 천공되어 있다. 흡입 구멍(502)은, 송풍기(55)의 바로 아래에 위치하고, 그 직경은 송풍기(55)의 터보 팬의 직경보다도 약간 소직경으로 개구되어 있다.

열풍실(53)은 전술한 유로(504, 504)를 통해 송풍실(51)의 개구부(512)와 연통되어 있고, 열풍이 송풍실(51)로부터 열풍실(53)에 송입되도록 되어 있다. 열풍실(53)과 흡입실(54) 사이에는 칸막이 겸용의 노즐 장치(100)가 배치되어 있고, 흡입실(54)은 유로(503)에 의해 열교환실(52)과 연통되어 있다. 또한, 흡입실(54)의 하방은 노즐 커버(3)에 의한 가열면으로 되어 있다.

노즐 장치(100)는, 도 2a에 도시한 바와 같이 다수의 지그재그 형상의 분출 노즐(2)이 세워 설치되어 있고, 여기로부터 열풍실(53)의 열풍을 도 2a 중에 있어서 파선 화살표로 나타낸 바와 같이 하방에 분출하도록 되어 있다. 즉, 노즐 장치(100)는, 송풍기(55)의 분출측과 연통되어 있게 된다. 노즐 장치(100)는, 상부의 열풍실(53)에 장착되어 있다.

복수의 노즐 장치(100)를 반송 방향으로 종속하여 배열하였을 때, 노즐 패턴 P1 및 노즐 패턴 P2가 교대로 지그재그하는 지그재그 형상의 배치 패턴으로서 부여된다. 또한, 각각의 노즐 장치(100)에는, 도 5에 도시한 바와 같이 분출 노즐(2)이 노즐 배치 영역 Ia에 있어서 선대칭으로 되는 배열 구조를 갖는 노즐 커버(3)(도 9a∼도 9c 참조)가 구비되어 있다.

상술한 노즐 장치(100)를 구비한 히터부(103)에 따르면, 모터(56)를 구동하여 송풍기(55)를 회전시켜, 가열원(57)에 의해 가열된 기체를 열풍으로서 노즐 장치(100)로부터 리플로우로(300) 내에 분출하여, 이후에 납땜되는 프린트 기판(200)을 가열하게 된다.

그 때에, 가열 기체를 고정 플레이트(5)의 구멍부(5a)로부터, 분출 노즐(2)의 기체 유동로(24) 및 분출구(22)를 통해 리플로우로(300)의 머플 내에 분출하여, 프린트 기판(200)에 당해 가열 기체를 분사하여 프린트 기판(200)을 소정의 온도까지 가열한다.

또한, 프린트 기판(200)에 분사되어 반사한 기체는, 노즐 커버(3)의 흡입구(3b, 3c, 3d, 3e) 및 장착 플레이트(4)의 흡입구(4c, 4c)를 통해 히터부(103)에 환류된다. 그 환류된 기체는, 다시 히터부(103)에서 뜨거워지고, 그 뜨거워진 열풍이 분출 노즐(2)로부터 머플 내에 분출한다고 하는 순환을 반복하도록 이루어진다.

이와 같이 실시 형태로서의 리플로우로(300)에 따르면, 본 발명에 관한 노즐 커버(3)의 배열 구조를 갖는 노즐 장치(100)를 구비하므로, 프린트 기판(200)이나, 반도체 웨이퍼 등을 한층 더, 균일하게 가열할 수 있게 된다. 따라서, 전자 부품을 납땜한 고신뢰도의 프린트 기판(200)이나, 땜납 전극을 형성한 고신뢰도의 반도체 웨이퍼를 제공할 수 있게 된다.

또한, 프린트 기판(200)의 반송에 대해 노즐 커버(3)(블록 노즐)를 가진 노즐 장치(100)가 예비 가열 존 A, 본가열 존 B 및 냉각 존 C의 상하면에 설치된다. 따라서, 노즐 장치(100)에 있어서, 노즐 커버(3)를 상하면의 공통의 부품으로서 이용할 수 있으므로, 노즐 커버(3)를 4개의 영역으로 분할하지 않고, 분출 노즐(2)을 배열하는 경우에 비해, 상하면에 대응한 금형을 복수 종류 제작하지 않아도 된다.

<노즐 장치(100)의 특성예>

계속해서, 도 13∼도 16d를 참조하여, 노즐 장치(100)의 특성예에 대해 설명을 한다. 우선, 도 13을 참조하여, 노즐 장치(100)의 노 내 온도의 측정 시의 영역 설정예에 대해 설명한다. 도 13에 도시하는 노즐 장치(100)는 리플로우로(300)의 상부의 히터부(103) 등에 장착한 상태이다. 이 예에서는, 노즐 커버(3)의 기체 분출 흡입면의 영역을 우물 정자 모양으로 분할하여 9개의 측정 포인트(3×3)를 설정하였다. 측정 영역은, 앞쪽으로부터 안쪽으로 순서대로, 전열 (1), (2), (3), 중열 (4), (5), (6), 후열 (7), (8), (9)이다.

다음으로, 도 14를 참조하여, 노즐 장치(100)에 있어서의 노 내 온도 분포를 측정하기 위한 노 내 온도 측정용의 테스트 기판(200＇)의 구성예에 대해 설명한다. 도 14에 도시하는 테스트 기판(200＇)은, 노즐 장치(100)를 히터부(103, 104)에 실장한 경우에 있어서의 노 내 온도 분포를 측정하기 위한 측정 지그이며, 9개의 온도 센서 S1∼S9를 실장한 것이다. 노즐 장치(100)는, 도 9a∼도 9c에 도시한 노즐 커버(3)를 구비한 것이다.

테스트 기판(200＇)의 크기는, 노즐 장치(100) 등이 실장되는 리플로우로(300)에 있어서 취급되는 최대 폭의 프린트 기판(예를 들어, 250㎜ 정도)과 동일한 크기를 갖고 있다.

이 예에서는, 테스트 기판(200＇)의 상면의 영역을 우물 정자로 분할하여 9개의 측정 포인트(3×3)를 설정하였다. 측정 영역은, 앞쪽으로부터 안쪽으로 순서대로, 전방쪽 (1), (4), (7), 중간쪽 (2), (5), (8), 안쪽 (3), (6), (9)이다. 전방쪽 (1), (4), (7)에는 각각에 대응하여 온도 센서 S1, S4, S7이 배치된다. 중간쪽 (2), (5), (8)에는 각각에 대응하여 온도 센서 S2, S5, S8이 배치된다.

안쪽 (3), (6), (9)에는 각각에 대응하여 온도 센서 S3, S6, S9가 배치된다. 온도 센서 S5는 테스트 기판(200＇)의 중앙 부위에 배치되어 있다. 다른 나머지의 온도 센서 S1∼S4 및 온도 센서 S6∼S9는, 테스트 기판(200＇)의 단부로부터 각각 10㎜만큼 이격한 부위에 배치되어 있다. 이에 의해, 테스트 기판(200＇)의 반송 방향에 대해, 전방열에 온도 센서 S1∼S3이 배치되고, 중간열에 온도 센서 S4∼S6이 배치되고, 후방열에 온도 센서 S7∼S9가 배치된 측정 지그가 얻어진다.

다음으로, 도 15를 참조하여, 노즐 커버(3)를 구비한 노즐 장치(100)에 있어서의 노 내 온도 분포에 대해 설명한다. 또한, 도 15에 나타내는 표는, 참고도로서, 도 17에 첨부한 온도 프로파일로부터 판독하여 표에 정리한 것이다. 노 내 온도 분포의 측정에서는, 도 11에 도시한 리플로우로(300)의 예비 가열 존 A의 5개의 히터부(103) 및 본가열 존 B의 3개의 히터부(104)에 노즐 장치(100)를 장착한 경우에 대해, 다음의 측정 조건을 설정하였다.

예비 가열 존 A의 5개의 히터부(103)의 가열 온도를 각각 180-180-180-180-185℃로 설정하고, 본가열 존 B의 3개의 히터부(104)의 가열 온도를 각각 200-250-245℃로 설정하고, 테스트 기판(200＇)의 반송 속도를 0.9m/min으로 설정하였다. 그리고, 테스트 기판(200＇)의 3×3＝9개소[(1)∼(9)]의 위치에서, 노 내 온도를 측정하고, 온도 프로파일을 취득하였다. 여기서, 9개의 측정 포인트 (1)∼(9)의 최고 온도의 최댓값을 θmax로 하고, 측정 포인트 (1)∼(9)의 최고 온도의 최솟값을 θmin으로 하여, 최고(피크) 온도의 차 Δt를 구하였다.

노즐 커버(3)를 구비한 본 발명에 관한 노즐 장치(100)를 히터부(103, 104)에 장착한 경우에 따르면, 피크 온도의 차 Δt는 θmax－θmin으로부터, 2.9℃가 얻어졌다. 노즐 커버(3)를 구비한 노즐 장치(100)에 따르면, 측정 포인트 (8)에서 경과 시간＝255초에 있어서, 최고 온도＝240.4℃(최댓값)가 측정되고, 측정 포인트 (1)에서 경과 시간＝235초에 있어서, 최고 온도＝237.5℃(최솟값)가 측정되었다. 피크 온도의 차 Δt는 θmax－θmin으로부터, 2.9℃로 된다.

여기서, 도 16a∼도 16d를 참조하여, 본 발명에 의해 프린트 기판(200)을 보다 균일하게 가열할 수 있고, 가열 효율을 한층 더 향상시킬 수 있는 조건으로 되는 본 발명의 노즐 장치(100)에 있어서의 노 내 온도 분포에 대해 설명을 한다.

도 16a∼도 16d에 있어서, 횡축은 노즐 커버(3)의 폭 방향의 위치이다. 도 16a 및 도 16d에 있어서, 종축은 리플로우로(300) 내의 노 내 온도이다. 상방이 온도＝고이며, 하방이 온도＝저이다. 도 16a 및 도 16b는, 본 발명에 있어서 흡입구(3b∼3d)의 폭을 일정(중)하게 한 경우(도면 중에서 발명 #1이라고 기술)의 노 내의 온도 분포를 나타내는 것으로, 풍량 40％ 시의 노 내 온도 분포를 나타내는 특성 곡선이다. 이때의 흡입구(3b∼3d)로부터의 흡입에 대해서는, 도 16b에서 나타내는 흡입구(3b∼3d)의 폭(중)이 일정하므로, 도 16b에 나타내는 종합 흡입 특성은, 중앙 부위의 흡입량과, 좌우 단부의 흡입량이 거의 동등한 평탄 특성으로 되어 있다.

도 16c, 도 16d는, 본 발명에 있어서 흡입구를 중앙 부위를 기준으로 하여 서서히 좁게 형성한 경우(도면 중에서 발명 #2라고 기술)이다. 도 16a∼도 16d에 관한 풍량 100％ 시의 개구 폭 w1의 흡입구(3d)(소), 개구 폭 w2의 흡입구(3c)(중), 개구 폭 w3의 흡입구(3b)(대)에 있어서의 각각의 흡입량의 특성이다. 도면 중의 파선은, 긴 구멍 형상의 흡입구(3e)에 의한 특성을 나타내고 있다. 흡입구(3c)(중)의 흡입량을 기준으로 하여, 흡입구(3d)(소)의 흡입량이 흡입구(3c)(중)에 비해 적다. 흡입구(3b)(대)의 흡입량은 흡입구(3c)(중)에 비해 많다.

도 16c에 나타내는 이점 쇄선은 본 발명에 있어서 흡입구를 중앙 부위를 기준으로 하여 서서히 좁게 형성한 경우에 관한 노즐 커버(3)의 종합 흡입 특성이다. 본 발명에 있어서 흡입구를 일정하게 형성한 경우의 평탄한 종합 흡입 특성에 비해 중앙 부위의 흡입량이 많고, 좌우 단부의 흡입량이 적게 되어 있다.

도 16d에 나타내는 실선은 본 발명에 있어서 흡입구를 중앙 부위를 기준으로 하여 서서히 좁게 형성한 경우에 관한 종합 흡입 특성의 노즐 커버(3)이며, 풍량 100％ 시, 기체를 흡입한 경우의 노 내 온도 분포를 나타내는 특성 곡선이다. 파선으로 나타내는 풍량 100％ 시의 본 발명에 있어서 흡입구를 일정하게 형성한 경우에 관한 종합 흡입 특성에서, 기체를 흡입한 경우의 노 내 온도 분포를 나타내는 특성 곡선에 비해, 노 내의 중앙부의 온도가 낮아지고, 좌우 단부의 온도가 중앙부에 비해 높아지는 경향으로 된다. 이에 의해, 노 내의 온도 분포를 보다 균일하게 조정할 수 있게 되었다.

이상은, 본 발명을 가열 기체를 기판에 분사하여 납땜을 행하는 경우에 대해 설명을 하였지만, 납땜 후의 기판에 냉각 기체를 분사하여 기판의 냉각을 행하는 경우에도 적용할 수 있는 것은 물론이다.

본 발명은 프린트 기판이나, 반도체 웨이퍼 등의 피반송물에 대해 가열 존에서 열풍을 분출하고, 냉각 존에서 냉풍을 분출하는 노즐 장치 및 당해 노즐 장치를 실장한 리플로우로에 적용하기에 극히 적합하다.

2 : 분출 노즐(기체 분출용의 구멍부)
3 : 노즐 커버(기체 분출 개구판)
3a, 4a, 5a, 4d : 구멍부
3b, 3c, 3d, 3e : 흡입구(기체 흡입용의 긴 구멍부)
4 : 장착 플레이트
4b : 끼움 결합 홈
4c : 흡입구
5 : 고정 플레이트
21 : 본체부
21a : 볼록부
22 : 분출구
24 : 기체 유동로
100 : 노즐 장치
300 : 리플로우로(납땜 장치)

Claims (3)

1. 납땜되는 기판을 탑재한 피반송물을 반송시키면서, 기체 분출 개구판에 형성된 복수의 기체 분출 구멍으로부터 기체를 토출시켜 상기 기판에 납땜 처리를 행하는 납땜 장치에 있어서의 상기 기체 분출 개구판의 기체 분출 구멍의 배열 구조이며,
   상기 기체 분출 개구판은 소정의 노즐 배치 영역을 갖고,
   상기 노즐 배치 영역이 4개의 분할 영역으로 구분되고,
   하나의 상기 분할 영역에 형성되는 상기 기체 분출 구멍의 배치 패턴은,
   상기 피반송물의 반송 방향과 직교하는 방향으로 제1 기체 분출 구멍 및 제2 기체 분출 구멍이 소정의 폭 피치에 의해 배치되어 제1열이 형성되고,
   상기 제1열에 평행하며 상기 반송 방향으로 소정의 열 배치 피치에 의해 복수의 타열이 형성되고,
   각각의 상기 타열에 있어서의 제1 기체 분출 구멍이 각각의 당해 타열에 있어서의 제1 기체 분출 구멍과 소정의 폭 방향의 간격을 갖고 배치되고,
   상기 제1열 및 타열에 있어서의 각각의 상기 제1 기체 분출 구멍이 직교 방향에서 다른 위상으로 되는 배치를 갖고,
   상기 노즐 배치 영역에서 상기 반송 방향과 폭 방향이 직교하는 중앙 부위를 기준으로 한 양측의 상하의 분할 영역에 있어서, 당해 노즐 배치 영역에서 대각선 형상으로 배열된 상기 배치 패턴이 서로 동일한 패턴으로 되도록, 상기 기체 분출 구멍의 제1 배치 패턴과, 당해 제1 배치 패턴을 반전한 상기 기체 분출 구멍의 제2 배치 패턴이 형성되는, 기체 분출 구멍의 배열 구조.
2. 제1항에 있어서, 상기 기체 분출 구멍은, 선단 부위에 십자 형상의 개구부를 갖고 있는, 기체 분출 구멍의 배열 구조.
3. 납땜되는 기판을 탑재한 피반송물을 반송시키면서, 기체 분출 개구판에 형성된 복수의 기체 분출 구멍으로부터 기체를 토출시켜 상기 기판에 기체를 분사함으로써, 납땜 처리를 행하는 납땜 장치에 있어서,
   제1항 또는 제2항에 기재된 상기 기체 분출 구멍의 배열 구조를 갖는 기체 분출 개구판을 구비하는, 납땜 장치.

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