JP3592033B2 - リフローはんだ付け方法およびその装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、板状の被はんだ付けワーク、例えば電子部品を搭載したプリント配線板のリフローはんだ付け方法およびその装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
プリント配線板に電子部品を搭載してはんだ付けを行う技術として、リフローはんだ付け技術がある。これは、電子部品が搭載されるプリント配線板の被はんだ付け部に予めペースト状はんだ等のはんだを供給しておいて、その後、電子部品を搭載し、続いてそのプリント配線板をリフローはんだ付け装置の加熱炉で加熱して被はんだ付け部のはんだを溶融させてはんだ付けを行う技術である。
【0003】
リフローはんだ付け装置では、プリント配線板が高温の雰囲気に曝されるため、耐熱温度の低い電子部品をはんだ付けする場合においては、当該部品の温度が耐熱温度以上に上昇しないようにする必要がある。例えば、リフローはんだ付けに対応したチップ型電子部品とリフローはんだ付けに対応していないリード型電子部品(例えば、電解コンデンサ等)が混載されている場合である。
【0004】
特許第2502826号公報(以下、公知例1という)や特許第2502827号公報(以下、公知例2という)には、耐熱温度の低い電子部品の温度が耐熱温度以上に上昇しないようにしてリフローはんだ付けを行う技術が説明されている。これらの技術は、チップ型電子部品の被はんだ付け部のみならず、リード型電子部品の被はんだ付け部にもはんだペーストを予め供給しておいて、リフローはんだ付け装置でこれらの被はんだ付け部のリフローはんだ付けを一括して行う技術である。
【0005】
これらの技術は、チップ型電子部品とリード型電子部品とが混載されたプリント配線板を、フローはんだ付けを行う場合と同様の姿勢で、すなわちリード型電子部品を挿入したままでプリント配線板の上方に位置させてリフローはんだ付けを行うことができる優れた技術である。
【0006】
そのため、リード型電子部品が搭載されているプリント配線板の上面側はその耐熱温度以下の雰囲気温度に維持し、チップ型電子部品が搭載され、かつリード型電子部品のリード線が挿通されて突出している側の被はんだ付け部が存在するプリント配線板の下面側を予備加熱した後に、リフローはんだ付けするように構成している。もちろん、プリント配線板の下面側の雰囲気温度は上面側の雰囲気温度よりも高温である。
【0007】
そして、プリント配線板の上面側を電子部品(リード型電子部品)の耐熱温度以下の雰囲気温度に維持するために、炉体の上方に外気導入口と外気導入ファンとを設けて外気を送り込むように構成している。また、外気を送り込むことにより下方からの高温の雰囲気の上昇を押さえ込むように構成している。
【0008】
このように、リフローはんだ付け装置では、温度の高い雰囲気は上方へ移動しようとする。したがって、プリント配線板の上方側を下方側よりも低い温度に維持するためには格段の困難があったのであるが、これを先に説明した公知例1と公知例2の技術によって解決した。
【0009】
ところで、本発明者は、先の公知例1と公知例2の技術をさらに進歩させた技術を特願平9−7649号において開発している。この技術は、プリント配線板の側端部の隅々まで温度上昇を抑制できるように構成したところに特徴があり、これによりプリント配線板の全域に渡って高度に実装密度の高いプリント配線板であっても、耐熱温度の低い電子部品をその耐熱温度以下の温度に維持しつつ所望のリフローはんだ付けを行うことができる。
【0010】
図6および図7は、本発明者にかかる特願平9−7649号の要部の抜粋であり、図6はリフローはんだ付け装置の従来例を示す側断面図、図7は図6の昇温部の横断面図である。
【0011】
この技術は、炉体10外の雰囲気すなわち冷風を吹き付ける送風手段と、プリント配線板1の両側端部1aから上方へ炉体10内の高温の雰囲気を吸引して炉体10外へ排出する排気手段とを設け、さらにそれらを独立して設け、またその送風量および排気風量を独立して調節できるように構成したところに特徴を有する。
【0012】
これらの図において、1はプリント配線板、2は電子部品、2Aはチップ型電子部品、2Bはリード型電子部品である。リフローはんだ付け装置の炉体10内には、搬送手段としてプリント配線板1の両側端部1aを載置して支持しつつ搬送する平行2条の回動する支持体であるチェーン12からなる搬送コンベア11を設けてあり、搬送コンベア11の下方には加熱手段13,14,15を設けてある。そして、搬送コンベア11の上方には炉体10外の外気をプリント配線板1に吹き付けるファン22およびモータ23からなるブロワ21により構成された送風手段を設けてあり、また、プリント配線板1の両側端部1a側より炉体10内の雰囲気を吸引して排気する左側の吸引排気口16L,右側の吸引排気口16R,吸引排気路17そしてファン25およびモータ26からなるブロワ24により構成された排気手段が設けてある。また、27は前記プリント配線板1の搬入口、28は搬出口である。
【0013】
また、このリフローはんだ付け装置は、予備加熱部31を昇温部32の1室と均温部33の1室とから構成し、続いてリフロー部34の1室を設けて構成している。そして、昇温部32の加熱手段13は赤外線加熱と熱風加熱とを併用した構成であり、均温部33の加熱手段14はパネルヒータによる赤外線加熱、リフロー部34の加熱手段15は熱風加熱の構成である。
【0014】
図6において、昇温部32の赤外線ヒータ41の表面に設けたセンサ42は赤外線ヒータ41の表面温度を検出するものであり、均温部33のパネルヒータ43の表面に設けたセンサ44もパネルヒータ43の表面温度を検出するものである。すなわち、図示しない温度制御装置がこれらのセンサ42,44の温度検出結果を参照し、予め決めた所定の温度となるように各ヒータ41,43に供給する電力を調節する構成である。
【0015】
また、リフロー部34の熱風の吹出口45に設けたセンサ46は熱風温度を検出するものであり、図示しない温度制御装置がこのセンサ46の温度検出結果を参照し、予め決めた所定の温度となるように加熱室47に設けたヒータ48に供給する電力を調節する構成である。
【0016】
図7において、プリント配線板1は搬送コンベア11のチェーン12のピン20上に載置され支持されて搬送される。そしてその際、プリント配線板1はその被はんだ付け部を下方に向けて搬送する。
【0017】
プリント配線板1には図7にも示すようにその下面側1bにチップ型電子部品2Aを搭載してあり、その被はんだ付け部にははんだペースト9を塗布してある。また、リード型電子部品2Bはプリント配線板1の上面側1cに搭載してあり、そのリード線2Baはプリント配線板1に挿通されていて、該プリント配線板1の下面側1bの被はんだ付け部にははんだペースト9を塗布してある。
【0018】
そして、搬送コンベア11の下方に設けた赤外線ヒータ41によりプリント配線板1の下面側1bが加熱される。
【0019】
他方、搬送コンベア11の上方には炉体10外の冷風を吹き付ける送風手段としてファン22とそれを回転駆動するモータ23を設けてあり、炉体10の外部の冷風の雰囲気、すなわち外気をプリント配線板1の上面側1cの面に吹き付けてリード型電子部品2Bを冷却するように構成してある。なお、開口部51は炉体10に設けた外気の取り入れ口であり、外気をプリント配線板1に吹き付ける部分に設けた整流板52はファン22による送風を均一化するためのものである。
【0020】
そしてさらに、プリント配線板1の両側端部1a側すなわち搬送コンベア11に沿ってその両側にはそれぞれ吸引排気口16L,16Rを設けてあり、吸引排気路17とホース19を通ってブロワ24の吸込口18に接続している。そして、ブロワ24の排気口53は外部に開放されている。
【0021】
また、搬送コンベア11に設けた仕切板54は炉体10に摺接する部材であり、搬送コンベア11の下方側と上方側の雰囲気を仕切る部材である。
【0022】
なお、ファン22,25を駆動するモータ23,26は図示しないインバータにより駆動する構成とし、その回転速度を調節することができるように構成する。これにより、送風量と排気風量とをそれぞれ独立に調節することができるようになる。なお、これらの構成が、送風量を調節する調節手段と、排気風量を調節する調節手段に対応する。
【0023】
このように構成することにより、プリント配線板1の上面側1cに搭載された耐熱温度の低い電子部品2、例えばリード型電子部品2Bに外気を吹き付けることにより熱量を奪ってリード型電子部品2Bの温度上昇を抑制し、リード型電子部品2Bの熱量を奪って温度が上昇した外気はプリント配線板1の両側端部1a側に設けた各吸引排気口16L,16Rから積極的に吸引して排出することができる。
【0024】
また、プリント配線板1の上面側1cの面に冷風の外気が吹き付けられることにより、搬送コンベア11の下方側から上昇しようとする高温の雰囲気を押さえ込むことができるとともに、プリント配線板1の両側端部1a側から上昇しようとする高温の雰囲気は該プリント配線板1の両側端部1a側からその外側の横方向へ吸引されて排出される。したがって、プリント配線板1の上面側1cの両側端部1aに搭載された電子部品2が、下方から上昇する高温の雰囲気により加熱されることがなくなる。
【0025】
この場合、基本的には外気の送風量Q1 と吸引排気風量Q2 とは概ね同一に調節するか、やや吸引排気風量Q2 が大きくなるように調節する。しかし、リード型電子部品2Bの搭載数が多い場合やプリント配線板1の上面側1cの面に形状の大きい部品が搭載されていて、吹き付けられた外気の通風量が低下するような場合においては、吸引排気風量Q2 よりも送風量Q1 をやや大きくなるように調節するとよい。すなわち、電子部品2の搭載状態に応じて適宜に送風量Q1 と吸引排気風量Q2 のバランスを調節する。
【0026】
また、前記の送風量Q1 と吸引排気風量Q2 の相対量の調節の他に、送風量Q1 と吸引排気風量Q2 の絶対量を増減することによりリード型電子部品2Bを冷却する程度を調節することができる。しかし、過度に送風量Q1 と吸引排気風量Q2 を増加すると炉体10内が冷え過ぎるので、その場合は送風量Q1 と吸引排気風量Q2 の絶対量を少なくする。
【0027】
以上のように、プリント配線板1の上面側1cに外気を吹き付けるとともに、これに伴い温度上昇した外気および搬送コンベア11の上方側に上昇する高温の炉体10内の雰囲気を積極的に炉体10の外へ排出して排熱することにより、プリント配線板1の上面側1cに搭載された電子部品2を冷却してその温度を耐熱温度以下に保持することができる。
【0028】
また、プリント配線板1の上面側1cの面に吹き付けた雰囲気をプリント配線板1の両側端部1a側へ積極的に吸引して排出することにより、プリント配線板1の両側端部1aに耐熱温度の低い電子部品2が搭載されていたとしても、搬送コンベア11の下方側から上昇しようとする高温の雰囲気に触れることもない。
【0029】
また、赤外線ヒータ41は各赤外線ヒータ41間に熱風を吹き出すためそれぞれノズル部55を形成した構成であり、ノズル部55の先端にはホーン部56を形成してファン58とモータ59からなるブロワ57によって供給される熱風が放散して広い範囲に吹き出すように考慮されている。
【0030】
雰囲気は、モータ59に回転駆動されたファン58によって赤外線ヒータ41間に形成したノズル部55を通って加熱されてホーン部56から吹き出し、プリント配線板1の下面側1bの面に吹き付けられ該プリント配線板1とその被はんだ付け部を加熱する。その後は、循環路60を通ってファン58に還流して循環する。また、赤外線ヒータ41からは赤外線が放射されてプリント配線板1とその被はんだ付け部を加熱する。なお、整流板61は熱風の雰囲気の流れを均一に分布させるための手段である。
【0031】
昇温部32では、搬送コンベア11の下方側に熱風循環方式の加熱手段を用いているため、プリント配線板1の上面側1c、すなわち搬送コンベア11の上方側に熱風が上昇し易い。そのため、外気の吹き付け送風量Q1 は熱風の上昇を押さえ込むようにモータ23の回転速度を調節する。また、排気風量Q2 もそれに合わせて大きくする。
【0032】
リフロー部34は搬送コンベア11の下方側の加熱手段15のみであり、この加熱手段15は熱風循環型に構成してある。すなわち、加熱室47のヒータ48で加熱された熱風を整流板62で均一な流れとなるように整えてプリント配線板1の下面側1bに吹き付け、プリント配線板1とその被はんだ付け部を加熱する構成である。そして、プリント配線板1に吹き付けられた後の熱風は循環路63と吸込口67とを通ってファン65とモータ66とからなるブロワ64に還流し、再び加熱室47で加熱されてプリント配線板1に吹き付けられる。また、均圧板68は、ブロワ64によって供給される熱風の動圧を吹出口45の全域にわたって均一に分布させる手段であり、整流板62と併せて熱風を均一に吹出口45から吹き出させるための手段である。
【0033】
【発明が解決しようとする課題】
公知例1,公知例2または特願平9−7649号の技術において、プリント配線板1の下面側1bから吹き付けられる熱風の風圧と、プリント配線板1の上面側1cから吹き付けられる冷風の風圧とが、幅の狭いプリント配線板1をリフローはんだ付けする場合には、幅の広いプリント配線板1のリフローはんだ付けを行う場合と同様に平衡しないことを発明者は発見した。すなわち、プリント配線板1の幅が狭くなるとその側端部1aの冷却が十分に行われ難くなるのである。
【0034】
つまり、これは、平行2条に構成された搬送コンベア11の開口幅はプリント配線板1の幅に応じて変化するが、冷風の吹き口幅が一定であることに原因していることを見いだした。すなわち、プリント配線板1の幅が狭くなると不必要な部分にも冷風が吹き出し、併せて吸引排気口16R(16L)がプリント配線板1の側端部1aから遠ざかるようになる。
【0035】
図7において、プリント配線板1の幅が狭い場合に、図中の右側の可動側の搬送コンベア(平行2条の搬送コンベア11のうちの一方の搬送コンベア11でそのコンベア幅可変機構の図示は省略してある)11を図中の左方向へ移動させると、右側の吸引排気口16Rとプリント配線板1の右側端部1aとが遠く離れ、右側端部1aに作用する吸引力および排気力が低下するのである。
【0036】
他方で、送風手段としてのブロワ21のモータ23の回転速度を調節してその送風量を調節し、また、排気手段としてのブロワ24のモータ26の回転速度を調節してその排気風量を調節すれば、前記の平衡点をそれなりに見いだすことができるが、それではプリント配線板1の幅が変るごとにそれらを再設定しなければならないので、それに伴う操作や設定作業が煩雑になる。
【0037】
本発明の目的は、不必要な部分に冷風を吹き出させないようにすること、また、吸引排気口を常にプリント配線板の側端部に位置させるようにすることによって、リフローはんだ付けするプリント配線板の幅が狭くなっても、プリント配線板の幅が広い場合と同様に、その側端部をも十分に冷却できるようにすることにある。
【0038】
【課題を解決するための手段】
冷風の吹き口を平行2条の搬送コンベアの両条間に突き入らせて設けると共に板状の被はんだ付けワークの幅に合わせて冷風の吹き口の幅も調節できるように構成する。これにより、冷風の風圧を板状の被はんだ付けワークに有効に与えることができる。そして、吹き口幅を搬送手段の支持幅に連動するように構成する。
【0039】
さらに、どのような幅の板状の被はんだ付けワークであっても、その両側端部に吸引排気口が位置するように構成する。これにより、板状の被はんだ付けワークの上面には冷風の風圧を与え、板状の被はんだ付けワークの両側端部には排気・排熱のための吸引力を作用させることができる。すなわち、搬送手段の支持幅に連動して吸引排気口が移動するように構成する。
【0040】
なお、冷風吹付手段の冷風吹き口およびその幅を調節する手段を着脱自在の構成とすれば、フラックスヒュームの付着し易い当該部分を取り外し、簡単に清掃作業を行うことができるようになる。
【0041】
【発明の実施の形態】
本発明は次のような形態において実施することができる。
【0042】
(1)プリント配線板の被はんだ付け部に予めはんだを供給しておいて、プリント配線板を前記被はんだ付け部を下方側に向けてその両側端部を平行2条に構成された搬送手段で支持して炉体内を搬送し、その被はんだ付け部側の下方側の面をヒータで加熱しつつ他方の上方側の面に炉体外の外気すなわち冷風を吹き付けるブロワで冷風を吹き付けると共に強制排気手段により前記両側端部側から炉体外へ強制排気を行いながら前記被はんだ付け部のはんだを溶融させてはんだ付けを行うリフローはんだ付け装置において、前記搬送手段に前記プリント配線板が載置され支持される支持部分の上方を覆うカバーを設けると共に前記冷風吹付手段の吹き口部分を前記平行2条に構成された搬送手段の両条間に突き入らせて設けて前記カバーとの間に狭窄された流路を形成すると共にこの狭窄された流路から強制排気を行いそして前記冷風吹付手段の冷風吹き口の幅を調節する冷風吹き口幅調節手段と前記搬送手段とを連動手段で結合して前記冷風吹き口の幅を前記プリント配線板の幅に自動的に合わせてはんだ付けするように構成してリフローはんだ付けを行う。
【0044】
(2)被はんだ付け部に予めはんだが供給されたプリント配線板の被はんだ付け部を下方側に向けてその両側端部を平行2条に構成された搬送コンベアで支持して炉体内を該搬送コンベアで搬送しつつその下方側よりヒータで加熱し、前記被はんだ付け部のはんだを溶融させてはんだ付けを行うリフローはんだ付け装置において、前記プリント配線板の上面側に対しその上方から前記炉体外の冷風の雰囲気を吹付ける送風手段と、前記プリント配線板の両側端側から上方へ前記炉体内の高温の雰囲気を吸引して前記炉対外へ排気する前記送風手段とは独立して設けられた強制排気手段(ブロワ)とからなる冷風吹付手段とを備えるとともに、前記搬送手段に前記プリント配線板が載置され支持される支持部分の上方を覆う該搬送手段に設けられたカバーと前記冷風吹付手段の吹き口を前記平行2条に構成された搬送コンベアの両条間に突き入らせて前記カバーとの間に狭窄された強制排気流路を設けさらにこの冷風吹付手段には前記冷風吹き口の幅を調節する冷風吹き口幅調節手段を備え、また、前記搬送コンベアは平行2条に回動するチェーンによって前記プリント配線板の両側端部を支持して搬送する構成であり、この搬送手段の支持幅の調節に合わせて前記冷風吹き口の幅を自動的に連動させるために前記搬送手段と前記冷風吹き口幅調節手段とを連結させるようにしてリフローはんだ付け装置を構成する。
【0046】
【実施例】
次に、本発明によるリフローはんだ付け方法およびその装置の具体例を実施例で説明する。
【0047】
本発明のリフローはんだ付け装置の全容を説明する側断面図は、図6と同様である。しかし、冷風の吹き口やその幅を調節する手段を備え、また、吸引排気口の位置が常にプリント配線板の側端部に位置するように構成され、さらにはそれらの手段を着脱自在に構成している点において進歩した構成となっている。
【0048】
この進歩した構成は、昇温部および均温部,リフロー部において基本的に同一であり、またこれらは前記各部に必ず必要なものでもなく、リフロー部のみに設けたり昇温部のみに設けたりすることもできるものである。
【0049】
そこで、本実施例では昇温部における実施例を一例として説明する。そして、その他の各部に設けた場合については同様に構成すればよい。従来技術において昇温部の縦断面図を一例として示した意味もそこにあり、それらは容易に対比することができる。
【0050】
図1は、本発明の一実施例を示す横断面図で、昇温部32を示し、図7と同一符号は同一部分を示す。なお、全容を示す側断面図については前述のとおり図6を、また、図7の横断面図も参照して説明する。
【0051】
(1)リフローはんだ付け装置の全容
すなわち、リフローはんだ付け装置の炉体10内には、プリント配線板1の両側端部1aを載置して支持しつつ搬送する平行2条のチェーン12からなる搬送コンベア11を設けてあり、この搬送コンベア11の下方には加熱手段13を設けてある。そして、搬送コンベア11の上方には炉体10外の冷風の雰囲気をプリント配線板1に吹き付けるファン22およびモータ23からなる送風手段としてのブロワ21を設けてあり、また、プリント配線板1の両側端部1a側より炉体10内の雰囲気を吸引して排気する各吸引排気口16L,16Rおよび吸引排気路17、そして排気用のブロワ24が設けてある。
【0052】
このリフローはんだ付け装置は、予備加熱部31を昇温部32の1室と均温部33の1室とから構成し、続いてリフロー部34の1室を設けて構成している。そして、昇温部32の加熱手段13は赤外線ヒータ41による赤外線加熱とブロワ57による熱風加熱とを併用した構成であり、均温部33の加熱手段14はパネルヒータ43による赤外線加熱、リフロー部34の加熱手段15はヒータ48による熱風加熱の構成である。
【0053】
図6において、昇温部32の赤外線ヒータ41の表面に設けたセンサ42は赤外線ヒータ41の表面温度を検出するものであり、均温部33のパネルヒータ43の表面に設けたセンサ44もパネルヒータ43の表面温度を検出するものである。すなわち、図示しない温度制御装置がこれらのセンサ42,44の温度検出結果を参照し、予め決めた所定の温度となるように赤外線ヒータ41,パネルヒータ43に供給する電力を調節する構成である。
【0054】
また、リフロー部34の熱風吹出口45に設けたセンサ46は熱風温度を検出するセンサであり、図示しない温度制御装置がこのセンサ46の温度検出結果を参照し、予め決めた所定の温度となるように加熱室47に設けたヒータ48に供給する電力を調節する構成である。
【0055】
(2)冷風吹き口幅および吸引排気口位置調節機構の例
次に、図1の昇温部の横断面図を用いて説明する。なお、プリント配線板1の部分については図7と同様であるので、図7も参照しながら説明する。
【0056】
プリント配線板1は搬送コンベア11のチェーン12のピン20上に載置し、支持して搬送される。そしてその際、プリント配線板1はその被はんだ付け部を下方に向けて搬送する。
【0057】
プリント配線板1には図1,図7にも示すようにその下面側1bにチップ型電子部品2Aを搭載してあり、その被はんだ付け部にははんだペースト9を塗布してある。また、リード型電子部品2Bはプリント配線板1の上面側1cに搭載してあり、そのリード線2Baはプリント配線板1に挿通されていて、該プリント配線板1の下面側1bの被はんだ付け部にははんだペースト9を塗布してある。この技術は特許第2502826号公報や特許第2502827号公報および特願平9−7649号に詳しく説明されている。
【0058】
そして、搬送コンベア11の下方に設けた赤外線ヒータ41およびブロワ57による熱風を併用した加熱手段13により、プリント配線板1の下面側1bが加熱される。この加熱手段13は、赤外線ヒータ41間に熱風を吹き出すためのノズル部55の部分を形成した構成であり、該ノズル部55の先端にはホーン部56を形成して熱風が放散して広い範囲に吹き出すように考慮されている。
【0059】
昇温部32内の雰囲気は、ブロワ57のモータ59によってに回転駆動されたファン58によって赤外線ヒータ41間に形成下ノズル部55を通って加熱されてホーン部56から吹き出し、プリント配線板1の下面側1bに吹き付けられ該プリント配線板1とその被はんだ付け部を加熱する。その後は循環路60を通ってファン58に還流して循環する。また、赤外線ヒータ41からは赤外線が放射されてプリント配線板1とその被はんだ付け部を加熱する。なお、整流板61は熱風の雰囲気の流れを均一に分布させるための手段である。
【0060】
他方、搬送コンベア11の上方にはファン22とそれを回転駆動するモータ23を設けてあり、炉体10外の冷風の雰囲気、すなわち外気をプリント配線板1の上面側1cの面に吹き付けるように構成してある。なお、開口部51は炉体10に設けた外気採り入れ口であり、整流板52はファン22による送風を均一化するためのものである。
【0061】
そしてさらに、プリント配線板1の両側端部1a側、すなわち搬送コンベア11に沿ってその両側には吸引排気口16L,16Rを設けてあり、吸引排気路17とホース19を通ってブロワ24の吸込口18に接続している。そして、ブロワ24の排気口53は外部に開放されている。
【0062】
また、搬送コンベア11に設けた摺動板71,75は、搬送コンベア11の下方側と上方側の雰囲気を仕切る部材であり、炉体10の壁に設けた仕切板54に摺接することで図中の右側のコンベアフレーム72Rが左右方向に移動できるように構成してある。なお、左側のコンベアフレーム72Lは固定である。すなわち、搬送コンベア11がプリント配線板1を支持する幅を可変できるように構成してある。
【0063】
他方、冷風吹口幅調節手段として開口部51からファン22によって供給された外気、すなわち冷風は、仕切板54および摺動板75によって構成した冷風吹き口73に導かれる。上方の摺動板75と搬送コンベア11の可動側のコンベアフレーム72Rとは連結手段としての連結柱74で連結され、搬送コンベア11の支持幅すなわちプリント配線板1を支持する幅を調節した際に、冷風吹き口73を構成する摺動板75も仕切板54に摺接しつつ一緒に移動し、冷風吹き口73の幅がプリント配線板1の幅と同様になるように作動する。また、76はチェーンカバーを示し、従来例の図7には設けられていないが本発明において設けたものである。
【0064】
また、これにより、排気用のブロワ24による吸引力は搬送コンベア11の支持幅すなわちプリント配線板1の幅が異なっても、常にその側端部1aに作用するようになる。すなわち、右側の吸引排気口16Rは常に右側のコンベアフレーム72Rの上部部分に位置するようになる。なお、左側のコンベアフレーム72Lは固定しているので、左側の吸引排気口16Lも固定している。
【0065】
すなわち、冷風吹き口73の幅はプリント配線板1の幅に合わせて調節され、その風圧をプリント配線板1の全領域に有効に与えることができる。また、ブロワ24と連通して吸引排気路17を経て設けられている吸引排気口16Lおよび16Rは、プリント配線板1の種類が変っても、またその幅が変っても、常にその側端部1aに位置するようになる。
【0066】
このように構成することにより、プリント配線板1の幅が狭くなったりしてその幅が変っても、プリント配線板1の上面側1cに搭載された耐熱温度の低い電子部品、例えばリード型電子部品2Bに外気を吹き付けて熱量を奪って温度上昇を抑制する。そしてリード型電子部品2Bから熱量を奪って温度上昇した外気は、プリント配線板1の両側端部1a側に設けた吸引排気口16Lおよび16Rから積極的に吸引して排出することができる。
【0067】
また、プリント配線板1の上面側1cの面に外気が吹き付けられることにより、搬送コンベア11の下方側から上昇しようとする高温の雰囲気を押さえ込むことができるとともに、プリント配線板1の側端部1a側から上昇しようとする高温の雰囲気は該プリント配線板1の両側端部1a側からその外側の横方向へ吸引されて排出される。したがって、プリント配線板1の上面側1cの側端部1aの付近に搭載されたリード型電子部品2Bが、下方から上昇する高温の雰囲気により加熱されることがなくなる。
【0068】
なお、図1や後述の図4に示すように、冷風吹き口73は、搬送コンベア11の両コンベアフレーム72L,72Rによってプリント配線板1を底部として凹部となっている部分に突き入るように構成しチェーンカバー76との間に狭窄された強制排気流路を設けている点も重要である。これにより、下降する冷風はプリント配線板1やリード型電子部品2Bに接触した後に一旦上昇して吸引排気口16L,16Rに吸い込まれるようになり、当該部分の冷風圧を高める作用をするからである。
【0069】
以上のように構成することにより、リフローはんだ付けを行うプリント配線板1の種類が変り、その幅が変って搬送コンベア11の支持幅が変っても、常に安定した冷風圧をプリント配線板1の上面側1cに作用させることができるようになる。また、排熱のための吸引排気口16L,16Rも常にプリント配線板1の両側端部1a側に位置させることができるようになる。
【0070】
したがって、プリント配線板1の幅が変っても、プリント配線板1の上面側1cに搭載されたリード型電子部品2Bを常に安定に冷却してその温度を耐熱温度以下に支持することができるようになる。
【0071】
(3)着脱可能に構成した冷風吹き口とその調節手段
冷風吹き口73は、炉体10外の雰囲気すなわち外気(冷風)によりそれと同等程度かそれよりもやや高い程度の低い温度(リフロー温度に対比して低い温度)になっている。そのため、この冷風吹き口73付近にはフラックスヒュームが付着しやすい。すなわち、プリント配線板1に塗布されているはんだがペースト9が加熱された際に発生するフラックスヒュームが、冷風に触れて霧化(液化)するためである。
【0072】
そのため、この冷風吹き口73部分は簡単に着脱できることが望まれる。すなわち、容易に清掃作業を行うことができるからである。このような外気、すなわち冷風を吹き込む冷風吹き口ユニットを図2〜図5に示す。
【0073】
図2は、冷風吹き口ユニットの全容を示す斜視図である。また、図3は図2のI−I線による断面図、図4は図2のII−II線による断面図、図5は図2の冷風吹き口ユニットをリフローはんだ付け装置に装着した態様を示す横断面図である。
【0074】
すなわち、図2に示すようにアーム81に外気案内筒82を設け、この外気案内筒82内にヒンジ83により「く」の字に伸縮するシャッタ板84および冷風吹き口73を構成する可動側吹口板85を設けたものである。なお、固定側吹き口板86は外気案内筒82の筒壁を下方に延長して構成している。
【0075】
つまり、固定側吹き口板86と可動側吹き口板85とにより冷風吹き口73が構成され、可動側吹き口板85が平行移動することにより冷風吹き口73の幅が調節される仕組みである。なお、外気案内筒82は図5の外気を送風するファン22側に設けた外気送風筒98と結合する大きさに構成してある。また、アーム81は図5に示すようにリフローはんだ付け装置のフレーム99や炉体10に取り付けて、吹き口ユニット80を固定するための部材である。アーム81に設けた結合用の孔(図2に示す)96を、リフローはんだ付け装置のフレーム99や炉体10に設けたピンに嵌め合わせて固定する仕組みである。
【0076】
また、図3および図4に示すように、冷風吹き口73には風向調節板87が設けてあり、この例では加熱ゾーンの中央側に冷風が集まるように、すなわち放散しないように風向調節板87の方向を定めている。
【0077】
そのため、この風向調節板87を貫通して可動側吹き口板85が移動するように構成してあり、可動吹き口板85には風向調節板87が貫通する孔88を設けてある。なお、風向調節板87は外気案内筒82に固定して設けてある。
【0078】
一方、図3および図4に示すように外気案内筒82のアーム81側にはローラ89の走行ガイド90が設けてある。他方、可動側吹き口板85に設けた支持板91にローラ89を設けてあり、このローラ89が走行ガイド90内を走行することにより、可動側吹き口板85が固定側吹き口板86に対して平行を維持しながら開閉走行する仕組みである。
【0079】
さらに、可動側吹き口板85に設けたローラ89の支持板91には、図4に示すようにコンベア結合板92を設けてあり、このコンベア結合板92の孔93に可動側のコンベアフレーム72Rに設けたピン94を嵌め合わせ、可動側コンベアフレーム72Rがプリント配線板1の幅に応じて図中の左右方向に移動することに合わせて、支持板91ひいては可動側吹き口板85が移動するように構成したものである。
【0080】
すなわち、図4から明らかなように、可動側のコンベアフレーム72Rが(図示しないコンベア幅可変機構により)図中の左右方向に移動し、プリント配線板1のの支持幅を調節することに合わせて可動側吹き口板85も一緒に移動し、プリント配線板1の種類が変ってその幅が変っても、該プリント配線板1の側端部1aの位置に合わせて可動側吹き口板85も移動して一定した相対位置を保つ。
【0081】
したがって、プリント配線板1の幅に合わせて外気、すなわち冷風吹き口73の幅が自動的に設定され、吸引排気口16Rも常にプリント配線板1の側端部1aの近傍に位置するようになる。そのため、プリント配線板1の種類が変ってその幅が変っても、常に安定した風圧の冷風がプリント配線板1および搭載されたリード型電子部品2B等に吹き付けられ、当該の冷却を終えた排熱はプリント配線板1の両側端部1aから吸引されて排気され、最終的にブロワ24から排気口53へ排出される。
【0082】
また、図5に示すように、冷風吹き口ユニット80は、リフローはんだ付け装置のフレーム99または炉体10に設けた案内用のピン95に嵌め合わせることにより簡単に着脱することが可能な構成である。
【0083】
すなわち、図5においては、炉体10に設けたピン95に冷風吹き口ユニット80のアーム81に設けた孔(図2に示す)96を嵌め合わせ、併せてコンベア結合板92に設けた孔(図4に示す)93をコンベアフレーム72Rに設けたピン94に嵌め合わせる。その後に、外気、すなわち冷風の吹付手段(ファン22やモータ23,外気送風筒98等)および吸引排気手段(吸引排気路17やホース19等)をヒンジ100を回動中心として下降し、下方側の加熱手段13と結合する。
【0084】
なお、冷風吹き口ユニット80に設けてあるフード結合板(図2参照)97は、図5に示す外気送風筒98との結合を容易にするための手段である。
【0085】
このように構成することにより、冷風吹き口ユニット80は容易に着脱することが可能となり、その清掃や保守・点検を容易に行うことができるようになる。
【0086】
【発明の効果】
以上のように、本発明の請求項1に記載の発明は、プリント配線板の幅に合わせて冷風圧の高い冷風を吹き付けることにより高冷風風圧を与えることが可能となり、プリント配線板の幅が変わっても冷風吹き付け側面の温度上昇を安定して抑制することができるようになる。
【0087】
また、請求項2に記載の発明は、プリント配線板の幅に合わせて支持する搬送コンベアの幅の調節を行うとともに、搬送コンベアの幅に合わせてプリント配線板の側端部に狭窄された強制排気流路を設け、冷風の吹き口の幅もプリント配線板の幅と連動して自動的に設定されるようになる。その結果、常に冷風圧の高い冷風を吹き付けることが可能になり、プリント配線板の幅に合わせて吹き付ける冷風の風圧を高めて与えることが可能となることと併せて、排熱を行う狭窄された吸引排気口の位置も常にプリント配線板の両側端部に位置させることができるようになり、プリント配線板の幅が変わっても、冷風吹き付け側面の温度上昇を一層安定して抑制することができるようになる。特にプリント配線板の端部においてその効果が顕著に現れるようになり、側端部に実装された耐熱温度の低い電子部品を、熱ストレスから保護することができるようになる。しかも、快適な運動操作環境において実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示す横断面図である。
【図2】冷風の吹き口ユニットを示す斜視図である。
【図3】図2のI−I線による断面図である。
【図4】図2のII−II線による断面図である。
【図5】図2の冷風吹き口ユニットをリフローはんだ付け装置に装着した態様を示す横断面図である。
【図6】リフローはんだ付け装置の従来例を示す側断面図である。
【図7】図6の昇温部の横断面図である。
【符号の説明】
1 プリント配線板
1a 側端部
1b 下面側
1c 上面側
2 電子部品
2A チップ型電子部品
2B リード型電子部品
2Ba リード線
9 はんだペースト
10 炉体
11 搬送コンベア
12 チェーン
13 加熱手段
16L 吸引排気口
16R 吸引排気口
17 吸引排気路
21 ブロワ
24 ブロワ
31 予備加熱部
32 昇温部
33 均温部
34 リフロー部
41 赤外線ヒータ
51 開口部
53 排気口
57 ブロワ
71 摺動板
72L コンベアフレーム
72R コンベアフレーム
73 冷風吹き口
74 連結柱
75 摺動板
80 冷風吹き口ユニット
81 アーム
82 外気案内筒
83 ヒンジ
84 シャッタ板
85 可動側吹き口板
86 固定側吹き口板
Claims (2)
- 板状の被はんだ付けワークの被はんだ付け部に予めはんだを供給しておいて、前記板状の被はんだ付けワークを前記被はんだ付け部を下方側に向けてその両側端部を平行2条に構成された搬送手段で支持して炉体内を搬送し、前記板状の被はんだ付けワークの下方側の面の前記被はんだ付け部側の面を加熱手段で加熱しつつ前記板状の被はんだ付けワークの上方側の面に冷風吹付手段で炉体外の冷風を吹き付けると共に強制排気手段により前記両側端部側から炉対外へ強制排気を行いながら、前記被はんだ付け部のはんだを溶融させてはんだ付けを行うリフローはんだ付け方法において、
前記搬送手段に前記板状の被はんだ付けワークが載置され支持される支持部分の上方を覆うカバーを設けると共に前記冷風吹付手段の吹き口部分を前記平行2条に構成された搬送手段の両条間に突き入らせて設けて前記カバーとの間に狭窄された流路を形成すると共にこの狭窄された流路から強制排気を行いそして前記冷風吹付手段の冷風吹き口の幅を調節する冷風吹き口幅調節手段と前記搬送手段とを連動手段で結合して前記冷風吹き口の幅を前記板状の被はんだ付けワークの幅に自動的に合わせてはんだ付けすること、
を特徴とするリフローはんだ付け方法。 - 被はんだ付け部に予めはんだが供給された板状の被はんだ付けワークの被はんだ付け部を下方側に向けてその両側端部を平行2条に構成された搬送手段で支持して炉体内を搬送する該搬送手段と、前記板状の被はんだ付けワークの下方側より加熱する加熱手段とを備え、前記被はんだ付け部のはんだを溶融させてはんだ付けを行うリフローはんだ付け装置において、
前記板状の被はんだ付けワークの上面側に対しその上方から前記炉体外の冷風の雰囲気を吹き付ける送風手段と前記板状の被はんだ付けワークの両側端部側から上方へ前記炉体内の高温の雰囲気を吸引して前記炉体外へ排気する前記送風手段とは独立して設けられた強制排気手段とからなる冷風吹付手段とを備えるとともに、前記搬送手段に前記板状の被はんだ付けワークが載置され支持される支持部分の上方を覆う該搬送手段に設けられたカバーと前記冷風吹付手段の吹き口を前記平行2条に構成された搬送手段の両条間に突き入らせて前記カバーとの間に狭窄された強制排気流路を設けさらにこの冷風吹付手段には冷風吹き口の幅を調節する冷風吹き口幅調節手段を備え、また、平行2条に回動する支持体によって前記板状の被はんだ付けワークの両側端部を支持して搬送する構成であり、この搬送手段の支持幅の調節に合わせて前記冷風吹き口の幅を連動させるために前記搬送手段と前記冷風吹き口幅調節手段とを連結したこと、
を特徴とするリフローはんだ付け装置。
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