WO2012086533A1

WO2012086533A1 - リフロー半田付け装置及び方法

Info

Publication number: WO2012086533A1
Application number: PCT/JP2011/079146
Authority: WO
Inventors: 八治横田
Original assignee: 有限会社ヨコタテクニカ
Priority date: 2010-12-20
Filing date: 2011-12-16
Publication date: 2012-06-28
Also published as: DE112011104460B4; KR20130114184A; CN103262670B; DE112011104460T5; CN103262670A

Abstract

半田付け時に、半田部に気泡が残る半田付け不良を低減できるリフロー半田付け装置を提供するために、本発明では、電子部品を搭載した基板（９）を、炉（１）内に順次配列されている予熱室（２Ａ，２Ｂ，２Ｃ）とリフロー室（３Ａ，３Ｂ）を搬送しながら、加熱された雰囲気気体を使用して電子部品を基板に半田付けするリフロー半田付け装置において、加熱された雰囲気気体が室内を循環するリフロー室（３Ｂ）の内部に雰囲気圧力を減少できる減圧室（６）を備え、基板（９）の加熱溶融された半田部が減圧室（６）で脱泡される。

Description

リフロー半田付け装置及び方法

　本発明は、リフロー半田付け装置及び方法に関し、特に半田付け時に半田部の脱泡を行なう減圧室を備えるリフロー半田付け装置及び方法に関する。

　リフロー半田付け装置は、例えば、電子部品が搭載された基板を、予熱室及びリフロー室が順次配列されている炉内をコンベヤで搬送しながら、熱風を基板に吹き付けて電子部品を基板に半田付けする。（特許文献１参照）。

特開２０００－１８８４６７号公報

　上記のリフロー半田付けにおいて、半田部にボイドを生じて、半田付け不良を発生する場合がある。

　本発明の目的は、半田付け時に、半田部に気泡が残る半田付け不良を低減できるリフロー半田付け装置及び方法を提供することである。

　本発明は、電子部品を搭載した基板を炉内を搬送しながら、炉内の加熱された雰囲気気体を循環して電子部品を基板に半田付けするリフロー半田付け装置において、
　前記基板の搬送経路に雰囲気圧力を減少できる減圧室を備え、前記基板の加熱溶融された半田部が減圧室で脱泡されることを特徴とする。

前記減圧室が、加熱された雰囲気気体が室内を循環する加熱室の内部に設けられていることが好ましい。

　前記加熱室がヒータと送風機を有し、前記ヒータで加熱された雰囲気気体が、前記加熱室の外側に配置されたモータで駆動される前記送風機により室内を循環することが好ましい。また、前記減圧室がヒータと送風機を有し、前記ヒータで加熱された雰囲気気体が、前記加熱室の外側に配置されたモータで駆動される前記送風機により室内を循環することが好ましい。また、前記減圧室が、加熱された雰囲気気体を前記基板に吹き出すための熱風噴出手段と、前記送風機の吐出口と前記熱風噴出手段とを接続する導風ダクトとを備えることが好ましい。

　前記加熱室の送風機を駆動するモータと前記減圧室の送風機を駆動するモータとが、前記加熱室の上下面に対向して配置されていることが好ましい。

　上記において、炉の入口側から減圧室の手前位置まで配設されている基板搬送コンベヤと、減圧室に配設されている基板搬送コンベヤと、減圧室の直後から炉の出口まで配設されている基板搬送コンベヤとが設けられていることが好ましい。あるいは、炉の入口側から減圧室の手前位置まで配設されている基板搬送コンベヤと、前記基板搬送コンベヤ上の基板を減圧室に送り込む移載手段と、減圧室の直後から炉の出口まで配設されている基板搬送コンベヤと、減圧室の基板を前記基板搬送コンベヤに移載する移載手段とが設けられていることが好ましい。

　また、本発明は、電子部品を搭載した基板を炉内を搬送しながら、炉内の加熱された雰囲気気体を循環して電子部品を基板に半田付けするリフロー半田付け方法において、
　前記基板の搬送経路に雰囲気圧力を減少できる減圧室を備え、前記基板の加熱溶融された半田部を減圧室で脱泡することを特徴とする。

　上記の方法において、前記減圧室内で加熱雰囲気気体を循環して前記基板を加熱後、前記脱泡処理を行なうことが好ましい。

　本発明によれば、基板の半田部が減圧室内で脱泡処理されるため、半田部に気泡が残る半田付け不良を低減できる。また、加熱された雰囲気気体が室内を循環する加熱室の内部に減圧室を設けることにより、電子部品を搭載した基板が加熱室で加熱されながら減圧室に搬入されるので、前記基板が温度低下することなく、減圧室に搬入できる。更に、加熱室内を循環する加熱雰囲気気体が減圧室の周壁を加熱するので、減圧室内の雰囲気気体が前記周壁を通じて全体にわたって加熱される。そのため、減圧室内で処理される基板が全体にわたって均一に加熱される。更に、減圧室内にヒータと送風機を設け、加熱された雰囲気気体が室内を循環するようにすれば、基板の半田部を確実に加熱溶融できる。

本発明の一実施形態であるリフロー半田付け装置を示す一部破断正面図で、シャッターが開いた状態を示す。本発明の一実施形態であるリフロー半田付け装置を示す一部破断正面図で、シャッターが閉じた状態を示す。減圧室を示している平断面図である。基板搬送コンベヤとガイドレールを示す縦断面図である。減圧室内の基板支持レール部分を示す斜視図である。レール連結部材の連結機構を示している斜視図である。移載手段を示している正面図である。本発明の別の実施形態であるリフロー半田付け装置を示す正面図である。減圧室付近部分を示す一部断面正面図である。減圧室（密閉状態）を示す縦断面図である。減圧室（開放状態）を示す縦断面図である。減圧室と窒素ガス供給源及び真空ポンプとの接続構成を示す図である。

　以下、本発明の一実施形態を図１～図７及び図１２を参照しながら説明する。

　リフロー半田付け装置は、図１及び図２に示されているように、炉１内に、２個の予熱室２Ａ，２Ｂ、２個のリフロー室３Ａ，３Ｂ、１個の冷却室４を搬送ラインに沿って順に有している。５は、各室を仕切る仕切壁である。炉１内には、雰囲気ガスとして、半田の酸化を防止するために不活性ガス、本実施形態では窒素ガスが供給されている。

　最初のリフロー室３Ａ内には減圧室６が設けられている。減圧室６の前後の炉１内にはそれぞれ基板搬送コンベヤ７，８が配設されている。電子部品を搭載したプリント基板９は、半田付け箇所にペースト状のクリーム半田が塗られており、基板搬送コンベヤ７によって予熱室２Ａ，２Ｂ内を搬送された後、後述する第１移載手段２５（図７参照）によって基板搬送コンベヤ７からリフロー室３Ａ内の減圧室６に送り込まれ、後述する第２移載手段２８（図７参照）によって減圧室６から基板搬送コンベヤ８に移載されて、リフロー室３Ｂ及び冷却室４内を搬送される。

　予熱室２Ａ，２Ｂ及びリフロー室３Ａ，３Ｂにおいて、１２はヒータ１４によって加熱された雰囲気気体を循環させる送風機、１３は送風機１２を駆動するモータ、１４はヒータである。

　予熱室２Ａ，２Ｂ及び減圧室６の存在しないリフロー室３Ｂにおいては、ヒータ１４で加熱された雰囲気気体が送風機１２から吹き出されて室内を循環し、図示外の熱風噴出装置の複数の噴出口から電子部品を搭載したプリント基板９に吹き付けられ、前記プリント基板９が所定の温度に加熱されるように構成されている。なお、送風機１２から吹き出された雰囲気気体が予熱室２Ａ，２Ｂ及びリフロー室３Ｂ内を良好に循環するように各室にそれぞれ導風装置を設ければより好ましい。前記プリント基板９は予熱室２Ａ，２Ｂで所定の温度に加熱され、リフロー室３Ｂで半田部が加熱溶融される。

　減圧室６が存在するリフロー室３Ａにおいては、ヒータ１４で加熱された雰囲気気体が送風機１２から吹き出されて室内を循環し、前記プリント基板９は半田部が加熱溶融される。なお、送風機１２から吹き出された雰囲気気体がリフロー室３Ａ内を良好に循環するように導風装置を設ければより好ましい。

　減圧室６の壁部にはヒータ（図示せず）が埋め込まれている。減圧室６の周壁はアルミニウム材で形成されている。壁部に埋め込まれているヒータ及びリフロー室３Ａ内を循環する加熱雰囲気気体によって減圧室６の周壁が加熱され、周壁を通じて減圧室６内の雰囲気気体が全体にわたって加熱される。そのため、減圧室６内で処理される前記プリント基板９が減圧室６内の加熱雰囲気気体によって全体にわたって均一に加熱される。

　減圧室６は半田部の脱泡が行なわれる所定の減圧雰囲気まで真空ポンプ３１（図１２参照）によって減圧されるように構成されている。すなわち、減圧室６には真空ポンプ３１が接続され、減圧室６と真空ポンプ３１とを接続するライン３２にはラインの開閉を行う開閉バルブ３３が設けられている。また、減圧室６には窒素ガス供給源３４が接続されており、減圧室６と窒素ガス供給源３４との間の接続ライン３５に解放バルブ３６が設けられている。

　したがって、電子部品を搭載したプリント基板９は、所定の減圧雰囲気の減圧室６内で溶融半田部が脱泡される。

　冷却室５においては、冷却風としての雰囲気気体が送風機１２から吹き出されて室内を循環し、基板搬送コンベヤ８上のプリント基板９の半田部を冷却する。

　炉１の入口側から炉１内を減圧室６の手前位置まで水平に配設されている基板搬送コンベヤ７は、チェーンコンベヤからなっており、左右一対設けられている。電子部品を搭載したプリント基板９は、炉１の入口側で左右の基板搬送コンベヤ７に支持され、基板搬送コンベヤ７によって炉１内を移動して減圧室６の手前位置まで搬送される。

　基板搬送コンベヤ７はローラリンクとピンリンクとを交互に連結して構成されている。図４に示されているように、ローラリンクはローラリンクプレート１５ａとローラ１５ｂで構成され、ピンリンクはピンリンクプレート１６ａと連結ピン１６ｂで構成され、連結ピン１６ｂがピンリンクプレート１６ａの側面から内側に突出している。したがって、左右の基板搬送コンベヤ７は、ピンリンクプレート１６ａから内側に突出している連結ピン１６ｂで前記プリント基板９の下面の左右端部を支持しながら電子部品を搭載したプリント基板９を搬送する。

　基板搬送コンベヤ７はガイドレール１７を有している。ガイドレール１７は基板搬送コンベヤ７に沿って設けられており、基板搬送コンベヤ７を水平に移動するように案内する。ガイドレール１７は、図４に示されているように、基板搬送コンベヤ７に沿って延びる上下一対の水平レール１７ａと、水平レール１７ａの外側面が固定され水平レール１７ａよりも上方に延びている垂直板部材１７ｂとから構成されている。基板搬送コンベヤ７は、ローラリンク１５のローラ１５ｂがガイドレール１７の上下の水平レール１７ａに挟まれて案内され、炉１の入口側から減圧室６の手前位置まで水平に移動する。

　左右の基板搬送コンベヤ７とガイドレール１７のうち、一方の基板搬送コンベヤ７とガイドレール１７は幅方向に一緒に移動可能に構成されており、他方の基板搬送コンベヤ７とガイドレール１７は固定とされている。すなわち、一方の基板搬送コンベヤ７とガイドレール１７は水平に幅方向に一緒に移動でき、電子部品を搭載したプリント基板９の幅寸法に応じて、左右の基板搬送コンベヤ７間の幅寸法を変更できるように構成されている。

　炉１の出口側の基板搬送コンベヤ８及びガイドレール１８も、上記の基板搬送コンベヤ７及びガイドレール１７と同じように構成されている。すなわち、基板搬送コンベヤ８は、チェーンコンベヤからなり、左右一対設けられ、電子部品を搭載したプリント基板９は左右の基板搬送コンベヤ８に支持され、炉１内を移動して出口まで搬送される。基板搬送コンベヤ８を水平に移動するように案内するガイドレール１８は、上下一対の水平レールと、水平レールが固定されている垂直板部材１８ｂとを有している。そして、左右の基板搬送コンベヤ８とガイドレール１８のうち、一方の基板搬送コンベヤ８とガイドレール１８は水平に幅方向に一緒に移動可能に構成されており、電子部品を搭載したプリント基板９の幅寸法に応じて、左右の基板搬送コンベヤ８間の幅寸法を変更できるように構成されている。

　従来のリフロー半田付け装置においても、様々な幅寸法のプリント基板を搬送するために、左右の基板搬送コンベヤとガイドレールのうち、一方の基板搬送コンベヤとガイドレールは幅方向に一緒に移動可能に構成されており、左右の基板搬送コンベヤ間の幅寸法を変更できるように構成されている。基板搬送コンベヤとガイドレールの移動機構としては、従来、一般的に送りねじ機構が採用されている。本実施形態における基板搬送コンベヤ７，８とガイドレール１７，１８の幅方向への移動機構も、図示しないが、従来同様の送りねじ機構によって構成されている。

　減圧室６は、図３及び図５に示されているように、左右一対の基板支持レール１９を内部に有している。基板支持レール１９は基板搬送経路に沿って水平に延びている断面Ｌ字形のレール部材であり、水平レール１９ａと、水平レール１９ａの外側端部から垂直に上方に延びている垂直板部材１９ｂとから構成されている。水平レール１９ａは内側端部がステップ状に一段低く形成されており、左右の基板支持レール１９における水平レール１９ａの内側端部上面で前記プリント基板９の下面の左右端部を支持する。

　左右の基板支持レール１９は、減圧室６の内部に水平に固定されている前後一対の支持ロッド２０に支持されている。支持ロッド２０は基板搬送経路と直交する方向に水平に延びており、基板支持レール１９を挿通して基板支持レール１９を支持している。一対の基板支持レール１９のうち、一方の基板支持レール１９は支持ロッド２０に移動可能に支持されており、他方の基板支持レール１９は支持ロッド２０に固定とされている。すなわち、一方の基板支持レール１９は支持ロッド２０に沿って幅方向に水平に移動でき、左右の基板支持レール１９間の幅寸法を変更できるように構成されている。

　減圧室６の前後面には、上下動により開閉動作を行なうシャッター２１が設けられており、減圧室６の前後面に形成されている開口部２２の開閉を行なう。シャッター２１はシリンダ装置２３によって上下動し、下位置で減圧室６の開口部２２は開状態とされ、上位置で閉状態にされる。減圧室６はシャッター２１が閉じられて密閉状態とされたとき、開閉バルブ３３が開き、真空ポンプ３１によって所定の減圧雰囲気まで減圧されるように構成されている。

　図１、図２、図３及び図６に示されているように、炉１の入口側の左右の基板搬送コンベヤ７のうち、幅方向に移動可能な基板搬送コンベヤ７のガイドレール１７には、レール連結部材２４の基端部が垂直板部材１７ｂの減圧室６側上端部に上下方向に回動可能に取り付けられている。レール連結部材２４は、その先端部に、幅方向に移動可能な基板支持レール１９の垂直板部材１９ｂを左右両側から挟む連結片部２４ａを有している。炉１の出口側の左右の基板搬送コンベヤ８のうち、幅方向に移動可能な基板搬送コンベヤ８のガイドレール１８にも、上記と同様にして、レール連結部材２４が取り付けられている。

　レール連結部材２４は次のように作用する。すなわち、シャッター２１が下方に移動してシャッター２１が開けられ、減圧室６が開状態のとき、レール連結部材２４の先端部の連結片部２４ａが基板支持レール１９の垂直板部材１９ｂを左右両側から挟むようにして基板支持レール１９の水平レール１９ａの上面で支持される。この状態で、減圧室６の前後に配設されている基板搬送コンベヤ７，８及びガイドレール１７，１８と、減圧室６内の基板支持レール１９とが、レール連結部材２４で連結されて一体化されるので、一緒に移動することができる。したがって、電子部品を搭載したプリント基板９の幅寸法に応じて、前記プリント基板９の左右端部を支持する一対の基板搬送コンベヤ７，８の幅寸法を変更すれば、減圧室６内の一対の基板支持レール１９の幅寸法も一緒に変更することができる。

　次に、シャッター２１が上方に移動してシャッター２１が閉じられ、減圧室６が閉状態とされるとき、レール連結部材２４はシャッター２１の上動とともに、シャッター２１の上面によって上方に回動され、先端部の連結片部２４ａが基板支持レール１９の垂直板部材１９ｂから外れるように構成されている。

　上記のようにして、レール連結部材２４は減圧室６のシャッター２１の開閉動作に連動して、基板搬送コンベヤ７，８のガイドレール１７，１８と減圧室６内の基板支持レール１９の接離を行なう。そして、レール連結部材２４は、シャッター２１が開（減圧室６が開状態）のとき前記両レールを連結し、シャッター２１が閉（減圧室６が閉状態）のとき前記両レールを非連結とする。

　次に、電子部品を搭載したプリント基板９を基板搬送コンベヤ７から減圧室６に移載する第１移載手段２５について説明する。第１移載手段２５は、図１及び図２には図示されていないが、炉１内に配設されており、図７に示されているように前記プリント基板９の後面を押すプッシャー部２６を有し、このプッシャー部２６がシリンダ装置２７で上下動可能に構成され、更にシリンダ装置２７が基板搬送経路に沿って前後に水平に移動できるように構成されている。

　したがって、基板搬送コンベヤ７上の前記プリント基板９を減圧室６に移載するときは、プッシャー部２６が前記プリント基板９の後面に移動した後、減圧室６に向かって前方に水平に所定距離だけ移動することによって、プッシャー部２６が前記プリント基板９の後面を押して、前記プリント基板９を基板搬送コンベヤ７から減圧室６内に移載する。

　電子部品を搭載したプリント基板９を減圧室６から基板搬送コンベヤ８に移載する第２移載手段２８も、第１移載手段２７と同様に構成されている。すなわち、第２移載手段２８も炉１内に配設されており、前記プリント基板９の後面を押すプッシャー部２９を有し、このプッシャー部２９がシリンダ装置３０で上下動可能に構成され、更にシリンダ装置３０が基板搬送経路に沿って前後に水平に移動できるように構成されている。

　したがって、減圧室６内の前記プリント基板９を基板搬送コンベヤ８に移載するときは、プッシャー部２９が前記プリント基板９の後面に移動した後、減圧室６外に向かって前方に水平に所定距離だけ移動することによって、プッシャー部２９が前記プリント基板９の後面を押して、前記プリント基板９を減圧室６から基板搬送コンベヤ８に移載する。

　なお、本実施形態においては、第１移載手段２５のシリンダ装置２７と第２移載手段２８のシリンダ装置３０は連結されて一緒に前後に動くように構成されている。

　以下、上記リフロー半田付け装置の動作を説明する。

　真空ポンプ３１の接続ライン３２の開閉バルブ３３は閉じられ、解放バルブ３６は開いており、減圧室６内は窒素ガス供給源３４から窒素ガスが供給されている。

　電子部品を搭載したプリント基板９は、炉１の入口側で基板搬送コンベヤ７に載せられ、基板搬送コンベヤ７によって減圧室６の手前位置まで搬送され、第１移載手段２５によって基板搬送コンベヤ７からリフロー室３Ａの減圧室６内に移載される。このとき、シャッター２１は下方に移動されてシャッター２１は開けられている。

　上記において、予熱室２Ａ，２Ｂとリフロー室３Ａ，３Ｂと冷却室４では、各室内の送風機１２がモータ１３によって回転駆動されている。

　予熱室２Ａ，２Ｂでは、ヒータ１４で加熱された雰囲気気体が送風機１２に吸入され、吹き出されて室内を循環している。したがって、電子部品を搭載したプリント基板９は各室内を循環する加熱雰囲気気体によって、予熱室２Ａ，２Ｂで所定の温度に加熱される。

　減圧室６が存在するリフロー室３Ａにおいては、ヒータ１４で加熱された雰囲気気体が送風機１２に吸入され、吹き出されて室内を循環している。したがって、電子部品を搭載したプリント基板９がリフロー室３Ａ内の循環する加熱雰囲気気体によって加熱されながら減圧室６に搬入される。その結果、前記プリント基板９が温度低下することなく、減圧室６に搬入される。

　減圧室６は壁部に埋め込まれているヒータ及びリフロー室３Ａ内を循環する加熱雰囲気気体によって周壁が加熱され、減圧室６内の雰囲気気体が全体にわたって加熱されている。そのため、減圧室６内で処理される前記プリント基板９が減圧室６内の加熱雰囲気気体によって全体にわたって均一に加熱される。

　したがって、電子部品を搭載したプリント基板９は最初のリフロー室３Ａで半田部が加熱溶融され、更に減圧室６内で所定時間加熱されて半田部が溶融される。

　この後、シャッター２１が上方に移動して閉じられ、減圧室６は密閉状態とされ、解放バルブ３６が閉じられるとともに、真空ポンプ３１の接続ライン３２の開閉バルブ３３が開放され、真空ポンプ３１が作動する。これにより、減圧室６内の窒素ガスは真空ポンプ３１によって所定の真空雰囲気になるまで排気される。

　減圧室６は半田部の脱泡を行なえる所定の減圧雰囲気で所定時間保持され、前記プリント基板９は減圧室６内で所定時間、脱泡処理される。

　その後、開閉バルブ３３が閉じられ、解放バルブ３６が開放され、窒素ガス供給源３４から窒素ガスが減圧室６内に供給される。次に、シャッター２１が下方に移動してシャッター２１が開けられた後、前記プリント基板９は第２移載手段２８によってリフロー室３Ａの減圧室６から基板搬送コンベヤ８に移載され、出口まで搬送される。

　減圧室６が存在しないリフロー室３Ｂでは、ヒータ１４で加熱された雰囲気気体が送風機１２に吸入され、吹き出されて室内を循環している。したがって、前記プリント基板９は室内を循環する加熱雰囲気気体によって、所定の高温度に加熱されて半田部が加熱溶融される。

　以上に述べた通り、電子部品を搭載したプリント基板９は、炉１内を搬送されながら、プリント基板上のクリーム半田が予熱室２Ａ，２Ｂで所定の温度に加熱される。前記プリント基板９は、更に、半田部がリフロー室３Ａ及び減圧室６内で加熱溶融されるとともに、減圧室６で脱泡処理される。前記プリント基板９は、更に、半田部がその後のリフロー室３Ｂで加熱溶融され、続いて、冷却室４で溶融半田が冷却固化され、電子部品が基板上に半田付けされる。

　以上のリフロー半田付け装置において、電子部品を搭載したプリント基板９の幅寸法に対応して、基板搬送コンベヤ７，８と減圧室６内の基板支持レール１９について左右の幅寸法を変更する場合は次のように実施される。

　減圧室６のシャッター２１が下方に移動されて、シャッター２１が開けられる。このとき、レール連結部材２４の先端部の連結片部２４ａが基板支持レール１９の垂直板部材１９ｂを左右両側から挟むようにして基板支持レール１９の水平レール１９ａの上面で支持される。この状態で、減圧室６の前後に配設されている基板搬送コンベヤ７，８及びガイドレール１７，１８と、減圧室６内の基板支持レール１９とが、レール連結部材２４で連結されて一体化される。したがって、電子部品を搭載したプリント基板９の幅寸法に応じて、前記プリント基板９の左右端部を支持する一対の基板搬送コンベヤ７，８及び減圧室６内の一対の基板支持レール１９の幅寸法を一緒に変更することができる。

　シャッター２１が上方に移動してシャッター２１が閉じられ、減圧室６が閉状態とされると、レール連結部材２４はシャッター２１の上動とともに、シャッター２１の上面によって上方に回動され、先端部の連結片部２４ａが基板支持レール１９の垂直板部材１９ｂから外れる。

　上記のようにして、レール連結部材２４は減圧室６のシャッター２１の開閉動作に連動して、基板搬送コンベヤ７，８のガイドレール１７，１８と減圧室６内の基板支持レール１９の接離が行なわれ、レール連結部材２４は、シャッター２１が開（減圧室６が開状態）のとき前記両レールを連結し、シャッター２１が閉（減圧室６が閉状態）のとき前記両レールを非連結とする。

　次に、本発明の別の実施形態を図８～図１２を参照しながら説明する。

　リフロー半田付け装置は、図８に示されているように、炉１内に、３個の予熱室２Ａ，２Ｂ，２Ｃ、２個のリフロー室３Ａ，３Ｂ、１個の冷却室４を搬送ラインに沿って順に有している。５は、各室を仕切る仕切壁である。炉１内には、雰囲気ガスとして、半田の酸化を防止するために不活性ガス、本実施形態では窒素ガスが供給されている。

　最後のリフロー室３Ｂ内には減圧室６が設けられている。減圧室６の前後の炉１内にはそれぞれ基板搬送コンベヤ３７，３８が配設され、減圧室６にも基板搬送コンベヤ３９が配設されている。

　炉１の入口側から炉１内を減圧室６の手前位置まで水平に配設されている基板搬送コンベヤ３７は、前記実施形態で説明した基板搬送コンベヤ７と同じ構成のチェーンコンベヤからなっており、左右一対設けられている。電子部品を搭載したプリント基板９は、炉１の入口側で左右の基板搬送コンベヤ３７に支持され、基板搬送コンベヤ３７によって炉１内を移動して減圧室６の手前位置まで搬送される。

　減圧室６の直後から炉１内を炉１の出口まで水平に配設されている基板搬送コンベヤ３８も同様にチェーンコンベヤからなり、左右一対設けられている。電子部品を搭載したプリント基板９は左右の基板搬送コンベヤ３８に支持され、減圧室６の直後から炉１内を移動して出口まで搬送される。

　減圧室６内に水平に配設されている基板搬送コンベヤ３９も前記基板搬送コンベヤ３７，３８と同様にチェーンコンベヤからなり、左右一対設けられている。

　電子部品を搭載したプリント基板９は、半田付け箇所にペースト状のクリーム半田が塗られており、基板搬送コンベヤ３７によって予熱室２Ａ，２Ｂ，２Ｃ及び最初のリフロー室３Ａ内を搬送され、最後のリフロー室３Ｂに搬入された後、減圧室６内に配設されている基板搬送コンベヤ３９に移載され、基板搬送コンベヤ３９によって減圧室６内の所定位置に配置される。前記プリント基板９は減圧室６内で加熱及び脱泡処理を施された後、基板搬送コンベヤ３９によって減圧室６から基板搬送コンベヤ３８に移載され、基板搬送コンベヤ３８によって最後のリフロー室３Ｂから冷却室４内を搬送される。

　予熱室２Ａ，２Ｂ，２Ｃ及び最初のリフロー室３Ａにおいて、１２はヒータ１４で加熱された雰囲気気体を循環させる送風機、１３は送風機１２を駆動するモータ、１４はヒータで、４０は導風装置である。これらで熱風循環装置４１が構成され、熱風循環装置４１は基板搬送コンベヤ３７を挟んで上下に設けられている。

　したがって、予熱室２Ａ，２Ｂ，２Ｃ及び減圧室６の存在しない最初のリフロー室３Ａにおいては、ヒータ１４で加熱された雰囲気気体が送風機１２の吸入口から吸入され、送風機１２の半径方向に設けられている吐出口から導風装置４０に吐出され、導風装置４０に案内され、基板搬送コンベヤ３７に臨むようにして設けられている複数のガス噴出口から基板搬送コンベヤ３７上のプリント基板９に吹き付けられる。その後、上記のように、加熱雰囲気気体は送風機１２の吸入口から吸入されて吐出口から導風装置４０に吐出される。このようにして、加熱雰囲気気体が熱風循環装置４１によって各室２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，３Ａ内を循環し、電子部品を搭載したプリント基板９が加熱される。

　電子部品を搭載したプリント基板９は基板搬送コンベヤ３７によって炉１内を搬送されながら、予熱室２Ａ，２Ｂ，２Ｃで所定の温度に加熱され、最初のリフロー室３Ａで半田部が加熱溶融される。

　減圧室６が存在するリフロー室３Ｂにおいて、１２はヒータ１４で加熱された雰囲気気体を循環させる送風機、１３は送風機１２を駆動するモータ、１４はヒータで、４２は導風カバーである。送風機１２は垂直な回転軸を有し、リフロー室３Ｂ内の上部位置に配置し、回転軸がリフロー室３Ｂの上側に配置されているモータ１３の回転軸に接続されている。送風機１２は下面に開口する吸入口がリフロー室３Ｂ内に臨み、外周に吐出口が開口している。導風カバー４２は送風機１２の上側及び側方を覆い、下面が開放している。ヒータ１４はリフロー室３Ｂ内の送風機１２の下方位置に配置している。減圧室６は送風機１２及びヒータ１４よりも下方にあり、リフロー室３Ｂ内の下部位置に配置されている。

　したがって、ヒータ１４により加熱された雰囲気気体は、送風機１２により、送風機１２の吸入口から吸入され、吐出口から吐出されて導風カバー４２に案内されながら下方へ流れ、基板搬送コンベヤ３７上の電子部品を搭載したプリント基板９と減圧室６の周壁とを加熱した後、ヒータ１４を通過して加熱され、送風機１２に吸入され、吐出される。このようにして、加熱雰囲気気体がリフロー室３Ｂ内を循環し、基板搬送コンベヤ３７上の電子部品を搭載したプリント基板９と減圧室６の周壁が加熱される。

　電子部品を搭載したプリント基板９は基板搬送コンベヤ３７によって搬送され、最後のリフロー室３Ｂで半田部が加熱溶融されながら、温度低下することなく減圧室６内に搬入される。

　図８～図１１に示されているように、減圧室６は上下に分割されて上側筐体６Ａと下側筐体６Ｂとから構成されている。下側筐体６Ｂはリフロー室３Ｂ内に固定配置されている。これに対して、上側筐体３Ａはシリンダ装置４３によって上下に移動可能に構成されている。

　リフロー室３Ｂの下側位置に鉛直に配置されたシリンダ装置４３の進退ロッド４３ａの上端には支持板部材４４が固着されている。支持板部材４４には搬送ラインの方向に沿って前後に間隔をおいて立設された一対の支柱４５が貫通している。したがって、支持板部材４４は支柱４５にガイドされながらシリンダ装置４３によって上下動する。支持板部材４４の上面には４本の支柱４６がリフロー室３Ｂの下面を上下動可能に貫通して立設され、減圧室６の周囲に配置している。これらの支柱４６は上端部が連結板部材４７に連結され、連結板部材４７が減圧室６の上側筐体６Ａの上面に連結されている。

　したがって、シリンダ装置４３によって進退ロッド４３ａが上下動することにより、減圧室６の上側筐体６Ａが上下に移動し、上側筐体６Ａが下側筐体６Ｂに密接する密閉状態（図１０参照）と、上側筐体６Ａが下側筐体６Ｂに対して間隔を置いて上方に配置される開放状態（図１１参照）の２つの状態を採る。

　減圧室６は加熱された雰囲気気体を循環させる熱風循環装置４８を有している。熱風循環装置４８は雰囲気気体を加熱するヒータ４９、加熱された雰囲気気体を循環させる送風機５０、送風機５０を駆動するモータ５１、送風機５０の吐出口に接続されている導風ダクト５２、熱風噴出ケーシング部材５３、及び熱風噴出ケーシング部材５３に接続されている導風ダクト５４を有している。

　送風機５０は垂直な回転軸を有し、下側筐体６Ｂ内の底部に配置し、回転軸がリフロー室３Ｂの下側に配置されているモータ５１の回転軸に接続されている。したがって、リフロー室３Ｂ内の送風機１２を駆動するモータ１３と減圧室６内の送風機５０を駆動するモータ５１とが、リフロー室３Ｂの上下面に対向して配置されている。送風機５０は上面に開口する吸入口が減圧室６内に臨み、外周に開口する吐出口が導風ダクト５２に接続している。導風ダクト５２は送風機５０の半径方向に左右に延び、更に上方に垂直に下側筐体６Ｂの上端部まで延びて先端が開口している。ヒータ４９は下側筐体６Ｂ内の送風機５０の上方位置に配置している。

　熱風噴出ケーシング部材５３は上側筐体６Ａ内の上部位置に配置固定されており、減圧室６に配設されている基板搬送コンベヤ３９に対向するよう配置され、加熱された雰囲気気体を電子部品を搭載したプリント基板９に吹き出すための熱風噴出口を基板搬送コンベヤ３９に臨む側に複数有している。熱風噴出ケーシング部材５３には導風ダクト５４が接続している。導風ダクト５４は熱風噴出ケーシング部材５３から左右に延び、更に下方に垂直に上側筐体６Ａの下端部まで延びて先端が開口している。

　上側筐体６Ａ内の導風ダクト５４は、減圧室６が密閉状態のとき、下側筐体６Ｂ内の導風ダクト５２に連結される。したがって、減圧室６が密閉状態のとき、ヒータ４９により加熱された雰囲気気体は、送風機５０により、送風機５０の吸入口から吸入され、吐出口から吐出されて導風ダクト５２，５４内を流れ、熱風噴出ケーシング部材５３内に流入し、複数の熱風噴出口から基板搬送コンベヤ３９上の電子部品を搭載したプリント基板９の上面に吹き付けられる。

　電子部品を搭載したプリント基板９の上面に吹き付けられた熱風は、電子部品を搭載したプリント基板９を加熱した後、減圧室６内の空間部を下方へ流れ、ヒータ４９を通過して加熱され、送風機５０に吸入され、吐出される。このようにして、加熱された雰囲気気体が減圧室６内を循環し、電子部品を搭載したプリント基板９を加熱する。また、リフロー室３Ｂ内を循環する加熱雰囲気気体が減圧室６の周壁を加熱するので、減圧室６内の雰囲気気体が前記周壁を通じて全体にわたって加熱される。そのため、減圧室６内で処理される前記プリント基板９が減圧室６内の加熱雰囲気気体によって全体にわたって均一に加熱される。

　冷却室４においては、基板搬送コンベヤ３８を挟んで上下に冷却風循環装置５５が設けられている。冷却風循環装置５５は、前記熱風循環装置４１とはヒータを備えていない点でのみ相違し、他の構成は同じである。したがって、冷却室４においては、冷却風としての雰囲気気体が冷却室４内を循環し、基板搬送コンベヤ３８上のプリント基板９の半田部を冷却する。

　以下、上記リフロー半田付け装置の動作を説明する。

　電子部品を搭載したプリント基板９は、炉１の入口側で基板搬送コンベヤ３７に載せられ、基板搬送コンベヤ３７によって減圧室６の手前位置まで搬送され、減圧室６内の基板搬送コンベヤ３９に移載され、基板搬送コンベヤ３９によって減圧室６内の所定位置に配置される。このとき、減圧室６の上側筐体６Ａはシリンダ装置４３によって下側筐体６Ｂに対して間隔をおいて上方に配置されている（図１１参照）。

　上記において、予熱室２Ａ，２Ｂ，２Ｃとリフロー室３Ａ，３Ｂと冷却室４では、各室内の送風機１２がモータ１３によって回転駆動されている。

　予熱室２Ａ，２Ｂ，２Ｃと、減圧室６が存在しない最初のリフロー室３Ａでは、ヒータ１４で加熱された雰囲気気体が送風機１２に吸入され、吹き出されて室内を循環している。したがって、電子部品を搭載したプリント基板９は各室内を循環する加熱雰囲気気体によって、予熱室２Ａ，２Ｂ，２Ｃで所定の温度に加熱され、減圧室６が存在しない最初のリフロー室３Ａで所定の高温度に加熱されて半田部が溶融される。

　減圧室６が存在する最後のリフロー室３Ｂにおいては、ヒータ１４で加熱された雰囲気気体が送風機１２に吸入され、吹き出されて室内を循環している。したがって、電子部品を搭載したプリント基板９がリフロー室３Ｂ内の循環する加熱雰囲気気体によって半田部が加熱溶融されながら減圧室６に搬入される。その結果、前記プリント基板９が温度低下することなく、減圧室６に搬入される。

　前記プリント基板９が減圧室６内の基板搬送コンベヤ３９に移載され、基板搬送コンベヤ３９によって減圧室６内の所定位置に配置されると、上側筐体６Ａはシリンダ装置４３によって下方に移動して下側筐体６Ｂに密接し、減圧室６は密閉状態（図１０参照）とされる。

　リフロー室３Ｂ内を循環する加熱雰囲気気体が減圧室６の周壁を加熱するので、減圧室６内の雰囲気気体が前記周壁を通じて全体にわたって加熱される。そのため、減圧室６内で処理される前記プリント基板９が減圧室６内の加熱雰囲気気体によって全体にわたって均一に加熱される。

　更に、減圧室６内ではヒータ４９で加熱された雰囲気気体が送風機５０に吸入され、吹き出されて室内を循環しており、基板搬送コンベヤ３９上の電子部品を搭載したプリント基板９は、熱風噴出ケーシング部材５３の熱風噴出口から吹き出される加熱雰囲気気体によって加熱される。

　したがって、電子部品を搭載したプリント基板９は最後のリフロー室３Ｂで半田部が加熱溶融され、更に減圧室６内で所定時間加熱されて半田部が溶融される。

　この後、解放バルブ３６が閉じられるとともに、真空ポンプ３１の接続ライン３２の開閉バルブ３３が開放され、真空ポンプ３１が作動する。これにより、減圧室６内の窒素ガスは真空ポンプ３１によって所定の真空雰囲気になるまで排気される。

　減圧室６は半田部の脱泡を行なえる所定の減圧雰囲気で所定時間保持され、前記プリント基板９が減圧室６内で所定時間、脱泡処理される。

　その後、開閉バルブ３３が閉じられ、解放バルブ３６が開放され、窒素ガス供給源３４から窒素ガスが減圧室６内に供給される。次に、上側筐体６Ａがシリンダ装置４３によって上方に移動し、下側筐体６Ｂに対して間隔をおいて上方に配置された後（図１１参照）、前記プリント基板９は基板搬送コンベヤ３９によって減圧室６から基板搬送コンベヤ３８に移載され、基板搬送コンベヤ３８によってリフロー室３Ｂから冷却室４を通って出口まで搬送される。

　以上に述べた通り、電子部品を搭載したプリント基板９は、炉１内を搬送されながら、プリント基板上のクリーム半田が予熱室２Ａ，２Ｂ，２Ｃで所定の温度に加熱され、半田部が最初のリフロー室３Ａで加熱溶融され、更に最後のリフロー室３Ｂ及び減圧室６内で加熱溶融されるとともに、減圧室６で脱泡処理される。前記プリント基板９は、その後、冷却室４で溶融半田が冷却固化され、電子部品が基板上に半田付けされる。

　なお、上記実施形態では、減圧室が存在するリフロー室の送風機及びそれを駆動するモータをリフロー室の上部側に配置し、減圧室、減圧室内の送風機及びそれを駆動するモータをリフロー室の下部側に配置した例を示したが、本発明はこれに限ることはなく、それらを上下逆に配置することもできる。すなわち、減圧室が存在するリフロー室の送風機及びモータをリフロー室の下部側に配置し、減圧室、減圧室の送風機及びモータをリフロー室の上部側に配置するように構成することもできる。

　また、上記実施形態では、減圧室を加熱室の内部に設けた例を示したが、本発明はこれに限ることはなく、減圧室は基板の搬送経路の途中に設ければよい。例えば、加熱室と加熱室の間（例えばリフロー室とリフロー室の間）に設けるようにしてもよい。

　また、減圧室内の基板の加熱方法は上記実施形態で示した例に限ることはなく、例えば減圧室に遠赤外線ヒータを設けるようにしてもよい。

　また、上記実施形態では炉内の気体として窒素ガスを使用したものを示したが、気体は窒素ガスに限らない。例えば、空気を使用する場合もある。

　１・・炉、２Ａ，２Ｂ，２Ｃ・・予熱室、３Ａ，３Ｂ・・リフロー室、４・・冷却室、５・・仕切壁、６・・減圧室、６Ａ・・上側筐体、６Ｂ・・下側筐体、７，８・・基板搬送コンベヤ、９・・電子部品を搭載したプリント基板、１２・・送風機、１３・・モータ、１４・・ヒータ、１５ａ・・ローラリンクプレート、１５ｂ・・ローラ、１６ａ・・ピンリンクプレート、１６ｂ・・連結ピン、１７，１８・・ガイドレール、１７ａ・・水平レール、１７ｂ，１８ｂ・・垂直板部材、１９・・基板支持レール、１９ａ・・水平レール、１９ｂ・・垂直板部材、２０・・支持ロッド、２１・・シャッター、２２・・開口部、２３・・シリンダ装置、２４・・レール連結部材、２４ａ・・連結片部、２５・・第１移載手段、２６・・プッシャー部、２７・・シリンダ装置、２８・・第２移載手段、２９・・プッシャー部、３０・・シリンダ装置、３１・・真空ポンプ、３２・・接続ライン、３３・・開閉バルブ、３４・・窒素ガス供給源、３５・・接続ライン、３６・・解放バルブ、３７，３８，３９・・基板搬送コンベヤ、４０・・導風装置、４１・・熱風循環装置、４２・・導風カバー、４３・・シリンダ装置、４３ａ・・進退ロッド、４４・・支持板部材、４５，４６・・支柱、４７・・連結板部材、４８・・熱風循環装置、４９・・ヒータ、５０・・送風機、５１・・モータ、５２・・導風ダクト、５３・・熱風噴出ケーシング部材、５４・・導風ダクト、５５・・冷却風循環装置。

Claims

　電子部品を搭載した基板を炉内を搬送しながら、炉内の加熱された雰囲気気体を循環して電子部品を基板に半田付けするリフロー半田付け装置において、
　前記基板の搬送経路に雰囲気圧力を減少できる減圧室を備え、前記基板の加熱溶融された半田部が減圧室で脱泡されることを特徴とするリフロー半田付け装置。
　前記減圧室が、加熱された雰囲気気体が室内を循環する加熱室の内部に設けられていることを特徴とする請求項１記載のリフロー半田付け装置。
　前記加熱室がヒータと送風機を有し、前記ヒータで加熱された雰囲気気体が、前記加熱室の外側に配置されたモータで駆動される前記送風機により室内を循環することを特徴とする請求項２記載のリフロー半田付け装置。
　前記減圧室がヒータと送風機を有し、前記ヒータで加熱された雰囲気気体が、前記加熱室の外側に配置されたモータで駆動される前記送風機により室内を循環することを特徴とする請求項３記載のリフロー半田付け装置。
　前記減圧室が、加熱された雰囲気気体を前記基板に吹き出すための熱風噴出手段と、前記送風機の吐出口と前記熱風噴出手段とを接続する導風ダクトとを備えることを特徴とする請求項４記載のリフロー半田付け装置。
　前記加熱室の送風機を駆動するモータと前記減圧室の送風機を駆動するモータとが、前記加熱室の上下面に対向して配置されていることを特徴とする請求項４又は５記載のリフロー半田付け装置。
　炉の入口側から減圧室の手前位置まで配設されている基板搬送コンベヤと、減圧室に配設されている基板搬送コンベヤと、減圧室の直後から炉の出口まで配設されている基板搬送コンベヤとが設けられていることを特徴とする請求項１～６の何れかに記載のリフロー半田付け装置。
　炉の入口側から減圧室の手前位置まで配設されている基板搬送コンベヤと、前記基板搬送コンベヤ上の基板を減圧室に送り込む移載手段と、減圧室の直後から炉の出口まで配設されている基板搬送コンベヤと、減圧室の基板を前記基板搬送コンベヤに移載する移載手段とが設けられていることを特徴とする請求項１～６の何れかに記載のリフロー半田付け装置。
　電子部品を搭載した基板を炉内を搬送しながら、炉内の加熱された雰囲気気体を循環して電子部品を基板に半田付けするリフロー半田付け方法において、
　前記基板の搬送経路に雰囲気圧力を減少できる減圧室を備え、前記基板の加熱溶融された半田部を減圧室で脱泡することを特徴とするリフロー半田付け方法。
　前記減圧室内で加熱雰囲気気体を循環して前記基板を加熱後、前記脱泡処理を行なうことを特徴とする請求項９記載のリフロー半田付け方法。