(57)【要約】【課題】他の装置への熱による影響を抑制する熱緩衝装置及びリフロー炉を提供する。【解決手段】基板５と電子部品とのはんだ付けを行うとともに、基板５の搬入口３ｂから外部雰囲気より高温の吐出風を吐出するリフロー炉４と、リフロー炉４の前段に設けられる他の装置との間に、これらリフロー炉４及び他の装置との間で基板５を搬送するコンベアと、吐出風の熱を奪う放熱板３０を備えた熱緩衝装置６。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と電子部品とのはんだ付けを行って、前記基板の搬入口及び搬出口の少なくとも一方から外部雰囲気よりも高温の吐出風を吐出するリフロー炉と、
前記リフロー炉の前段及び後段の少なくとも一方に設けられる他の装置との間に、これら前記リフロー炉と前記他の装置との間の前記基板の搬送を許容するコンベアと、
前記吐出風の熱を奪う放熱部材を備えた熱緩衝装置。
【請求項２】
請求項１に記載の熱緩衝装置において、
前記放熱部材は、前記コンベアの上方に設けられる熱緩衝装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の熱緩衝装置において、
前記放熱部材は、前記吐出風の風上側から風下側に向かって上昇するように傾斜する放熱フィンを有する放熱板である熱緩衝装置。
【請求項４】
請求項１〜３のうちいずれか一項に記載の熱緩衝装置において、
前記コンベア及び前記放熱部材を収容するケースを備え、
前記ケースは、ケース放熱孔を有する壁を備え、
前記壁は、前記コンベアの上方に位置する熱緩衝装置。
【請求項５】
請求項４に記載の熱緩衝装置において、
前記ケースは、前記放熱部材を前記ケース内部に出し入れ可能に上方に開口する開口部を備えるとともに、その内部における前記コンベアの上方において前記放熱部材が載せられる支持部を備え、
前記壁は、前記開口部を閉塞可能なドアである熱緩衝装置。
【請求項６】
基板と電子部品とのはんだ付けを行う加熱部と、
前記加熱部の前段及び後段の少なくとも一方に設けられたコンベアと、
前記コンベアによる前記基板の搬送を許容するとともに、前記加熱部からの吐出風の熱を奪う放熱部材と、を備えたリフロー炉。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リフロー炉と当該リフロー炉に隣接する装置との間に設けられる熱緩衝装置及び当該装置が設けられたリフロー炉に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、プリント基板に電子部品をはんだ付けするリフロー炉が知られている。例えば、特許文献１のリフロー炉には、プリント基板がベルトコンベアによって送られる。プリント基板には、ペースト状のはんだが印刷され、その印刷されたはんだの上に電子部品が載置されている。リフロー炉は、プリント基板全体を加熱してペースト状のはんだを溶かした後、冷却用のファンによってプリント基板を冷却する。一旦溶けたはんだが再度凝固することにより、プリント基板と電子部品とが固着する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】実開平６−２３２８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
近年、はんだの酸化防止及びはんだの濡れ性向上のために、炉内を窒素雰囲気とするリフロー炉が普及している。しかしながら、当該リフロー炉では、窒素を絶えず供給することにより炉内を窒素雰囲気に保つ構造であることから、はんだ付けを行う基板の搬入口及び搬出口から、窒素が吐出される。当該吐出される窒素は、高温である。このため、リフロー炉と隣接する装置、例えば、プリント基板に実装する電子部品を配置するチップマウンタが高温の窒素ガスにより加熱されて高温となるおそれがある。チップマウンタが高温となることにより、当該装置に使用されている金属部品が膨張する等して、電子部品の配置位置の精度が低下することが懸念されている。
【０００５】
この発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、他の装置への熱による影響を抑制する熱緩衝装置及びリフロー炉を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、基板と電子部品とのはんだ付けを行って、前記基板の搬入口及び搬出口の少なくとも一方から外部雰囲気よりも高温の吐出風を吐出するリフロー炉と、このリフロー炉の前段及び後段の少なくとも一方に設けられる他の装置との間に、これら前記リフロー炉と前記他の装置との間のコンベアと、前記吐出風の熱を奪う放熱部材を備えたことを要旨とする。
【０００７】
リフロー炉は、炉内を高温とすることではんだを溶かすので、リフロー炉から吐出される吐出風は、外部雰囲気よりも高温とされている。この高温の吐出風がリフロー炉の前段及び後段の少なくとも一方に設けられる他の装置に流入することに伴い、当該他の装置への熱による影響が懸念されている。その点、同構成によれば、吐出風の熱は、放熱部材によって奪われる。すなわち、吐出風の温度が下がるので、当該吐出風による他の装置への影響が抑制される。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の熱緩衝装置において、前記放熱部材は、前記コンベアの上方に設けられることを要旨とする。
熱は上方に移動しやすい。従って、同構成によれば、放熱部材は、吐出風の熱を効率よく奪うことができる。
【０００９】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の熱緩衝装置において、前記放熱部材は、前記吐出風の風上側から風下側に向かって上昇するように傾斜する放熱フィンを有する放熱板であることを要旨とする。
【００１０】
熱は上方に移動しやすい。従って、同構成によれば、放熱部材は、吐出風の熱を効率よく奪うことができる。なお、本発明を請求項２に適用した場合には、更に効率よく吐出風の熱を奪うことができる。
【００１１】
請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のうちいずれか一項に記載の熱緩衝装置において、前記コンベア及び前記放熱部材を収容するケースを備え、前記ケースは、ケース放熱孔を有する壁を備え、前記壁は、前記コンベアの上方に位置することを要旨とする。
【００１２】
同構成によれば、ケース放熱孔を介してケース内の熱が外部に移動しやすい。従って、放熱部材は、吐出風の熱を効率よく奪うことができる。
請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の熱緩衝装置において、前記ケースは、前記放熱部材を外部と前記ケース内部に出し入れ可能に上方に開口する開口部を備えるとともに、その内部における前記コンベアの上方において前記放熱部材が載せられる支持部を備え、前記壁は、前記開口部を閉塞可能なドアであることを要旨とする。
【００１３】
同構成によれば、放熱部材は、ケースに対して着脱可能である。従って、放熱部材に異常が発生した場合でも、すぐに当該放熱部材を交換することができる。このため、熱緩衝装置の保守性に優れる。
【００１４】
請求項６に記載の発明は、基板と電子部品とのはんだ付けを行う加熱部と、前記加熱部の前段及び後段の少なくとも一方に設けられたコンベアと、前記コンベアによる前記基板の搬送を許容するとともに、前記加熱部からの吐出風の熱を奪う放熱部材と、を備えたことを要旨とする。
【００１５】
同構成によれば、吐出風の熱は放熱部材によって奪われる。従って、リフロー炉から吐出される吐出風の温度は低くなるので、当該吐出風による他の装置への影響が抑制される。
【発明の効果】
【００１６】
本発明では、他の装置への熱による影響を抑制する熱緩衝装置及びリフロー炉を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】電子部品実装システムの概略構成図。
【図２】図４におけるＢ−Ｂ線の断面図。
【図３】図４におけるＣ−Ｃ線の断面図。
【図４】熱緩衝装置の上面図。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明にかかる熱緩衝装置及びリフロー炉をプリント基板に電子部品を実装する電子部品実装システムに具体化した一実施の形態について図１〜図４を参照して説明する。
【００１９】
＜電子部品実装システムの構成＞
図１に示すように、電子部品実装システム１は、チップマウンタ２、及び熱風式のリフロー炉４を備えてなる。チップマウンタ２とリフロー炉４との間には、コンベア装置３が設けられている。コンベアとしてのコンベア装置３の内部には、熱緩衝装置６が設けられている、プリント基板５は、コンベア装置３によって、チップマウンタ２からリフロー炉４に送られる。なお、前工程側を前段、後工程側を後段と称することとし、チップマウンタ２の前段には、図示しないはんだ印刷機が設けられている。はんだ印刷機は、ペースト状のはんだをプリント基板へ印刷する。チップマウンタ２には、はんだが印刷されたプリント基板が送られる。なお、はんだは鉛フリーはんだとされている。
【００２０】
チップマウンタ２は、電子部品をプリント基板に配置する。リフロー炉４は、プリント基板に配置された電子部品のはんだ付けを行う。本例では、はんだ付けに鉛フリーはんだを採用し、当該鉛フリーはんだの酸化防止及びはんだの濡れ性向上のため、リフロー炉４の炉内を窒素雰囲気に保つ必要がある。リフロー炉４の内部には窒素ガスが絶えず供給されるため、リフロー炉４の搬入口４ａ及び搬出口４ｂからは、高温の熱風（吐出風）が吐出される。なお、リフロー炉４の搬入口４ａは、コンベア装置３の搬出口３ｂと隣接している。このため、リフロー炉４の搬入口４ａからの吐出風は、コンベア装置３の搬出口３ｂから当該装置３の内部に流入する。
【００２１】
図２に示すように、コンベア装置３は、脚部１０によって支持されるケース１１を備えている。搬出口３ｂはケース１１のリフロー炉４側に、搬入口３ａはケース１１のチップマウンタ２側に、それぞれ形成されている。なお、図２において、紙面手前側を前、奥側を後と称する。
【００２２】
図３に示すように、ケース１１の内底面には、上方に向かって延びる固定ガイド１２が、当該固定ガイド１２の後側には前後方向に延びるガイドレール１３が、当該ガイドレール１３のさらに後側には上方に向かって延びる突出片１４がそれぞれ設けられている。図４に示すように、固定ガイド１２はケース１１の内部においてプリント基板５の移動方向（図１及び４参照）全域に亘って設けられている。なお、プリント基板５の移動方向については、後述する。
【００２３】
図３に示すように、突出片１４の上部には、前方向に向かって延びる回転軸（ボール螺子）１５が回転可能に支持されている。この回転軸１５は、ガイドレール１３の上方において、当該ガイドレール１３の前側の端部と同じ位置まで延びている。また、この回転軸１５には、その前側の端部から当該ガイドレール１３の後側の端部と同じ位置まで螺子が切られている。
【００２４】
ガイドレール１３には、当該ガイドレール１３に沿って前後方向に変位可能とされたスライダー１６が取り付けられている。このスライダー１６には、上方に向かって延びる可変ガイド１７が固着されている。図４に示すように、可変ガイド１７はケース１１の内部においてプリント基板５の移動方向（図１及び４参照）全域に亘って設けられている。なお、図３に示すように、可変ガイド１７の下部には回転軸１５の螺子に螺合されたボールねじナット１７ａが嵌め込まれている。当該ボールねじナット１７ａにより、回転軸１５の回転は、前後方向の直線運動に変換される。図示しないモータ等の駆動源により、回転軸１５が回転されると、スライダー１６がガイドレール１３に沿って移動する。
【００２５】
図３に示すように、固定ガイド１２の上部において、可変ガイド１７との対向面には、第１のベルトコンベア１８が設けられている。また、可変ガイド１７の上部において、固定ガイド１２との対向面には、第２のベルトコンベア１９が設けられている。図２に示すように、これら第１及び第２のベルトコンベア１８，１９は、ケース１１の内底面を基準として同じ高さとされている。第１及び第２のベルトコンベア１８，１９は、チップマウンタ２側からリフロー炉４側にプリント基板５を移動させる。
【００２６】
なお、ケース１１において、第１及び第２のベルトコンベア１８，１９のチップマウンタ２側に設けられる搬入口３ａ及び第１及び第２のベルトコンベア１８，１９のリフロー炉４側に設けられる搬出口３ｂには、それぞれ第１及び第２のベルトコンベア１８，１９によって移動するプリント基板５の近接を検出する図示しない近接センサが設けられている。図３に示すように、これら近接センサは、ケース１１の前面下部に設けられる制御部２０と接続されている。制御部２０は、近接センサからの情報に基づき第１及び第２のベルトコンベア１８，１９の速度を調節する。
【００２７】
図４に示すように、ケース１１の上部には、方形に開口する開口部２１が設けられている。また、図３に示すように、開口部２１の後側の縁部には、図示しないヒンジ機構を介して壁としてのドア２２が取り付けられている。当該ドア２２は、開口部２１を開閉可能とされている。
【００２８】
図３に示すように、ケース１１の内頂面における開口部２１の前側には第１の支持片２３が、ケース１１の内頂面における開口部２１の後側には第２の支持片２４が、それぞれ設けられている。これら第１及び第２の支持片２３，２４は、プリント基板５の移動方向（図１及び４参照）に延びている。これら第１及び第２の支持片２３，２４は、ケース１１の内頂面から下方に向かって延びる第１及び第２の側壁２５，２６と、第１及び第２の側壁２５，２６の下端部から互いに近づく方向に向かって延びる第１及び第２の支持壁２７，２８とを備えてなる。すなわち、第１及び第２の支持片２３，２４は、断面Ｌ字状とされている。これら第１及び第２の支持片２３，２４の長さは、開口部２１におけるプリント基板５の移動方向（図１及び４参照）方向の長さと等しく設定されている。なお、第１の側壁２５と第２の側壁２６との距離は、開口部２１における前後方向の距離と等しく設定されている。また、第１の支持壁２７と第２の支持壁２８との距離は、開口部２１における前後方向の距離よりも短く設定されている。
【００２９】
図３に示すように、支持部としての第１及び第２の支持壁２７，２８は、それらの上面において放熱部材としての放熱板３０を支持する。図４に示すように、コンベア装置３を上から見たとき放熱板３０は、方形板状の部材である。放熱板３０の前後方向の長さは、開口部２１における前後方向の距離よりも短く、且つ第１の側壁２５と第２の側壁２６との距離よりも長く設定されている。また、放熱板３０におけるプリント基板５の移動方向（図１及び４参照）の長さは、開口部２１におけるプリント基板５の移動方向（図１及び４参照）の長さよりも若干短く設定されている。これにより、放熱板３０は、開口部２１を介してケース１１の内部に出し入れ可能とされている。また、ケース１１の内部に挿入された放熱板３０は、第１及び第２のベルトコンベア１８，１９の上方において第１及び第２の支持壁２７，２８によって支持される。
【００３０】
図２に示すように、放熱板３０のベース板３０ｂには、チップマウンタ２側に向かうに従って徐々に上昇するように傾斜した６枚の放熱フィン３０ａがプリント基板５の移動方向（図１及び４参照）において等間隔に設けられている。これら６枚の放熱フィン３０ａは、方形のステンレス板（ベース板３０ｂ）に切り込みを入れて下側に折り曲げることにより形成されている。すなわち、放熱板３０には、６枚の放熱フィン３０ａを形成したことに伴い６カ所のフィン放熱孔３１が形成されている。なお、ドア２２において６カ所のフィン放熱孔３１の上方の位置には、６カ所のケース放熱孔３２が形成されている。放熱板３０及びドア２２は、コンベア装置３の搬出口３ｂから流入する吐出風の熱を奪う熱緩衝装置６を構成する。
【００３１】
＜熱緩衝装置の作用＞
次に、熱緩衝装置６の作用について説明する。
図２に矢印で示すように、コンベア装置３の搬出口３ｂには、リフロー炉４からの吐出風が流入する。この流入する吐出風は、コンベア装置３内においてリフロー炉４側からチップマウンタ２側に移動する。吐出風は、チップマウンタ２側、すなわち風下に向かうに従って徐々に上昇するように傾斜した６枚の放熱フィン３０ａに当たる。熱風の一部は、各放熱フィン３０ａに案内されてフィン放熱孔３１及びケース放熱孔３２を介して外部に導かれる。吐出風が各放熱フィン３０ａに案内される過程において、吐出風の熱が徐々に放熱板３０に移動する。放熱板３０に移動した熱は、フィン放熱孔３１及びその上方に位置するフィン放熱孔３１及びケース放熱孔３２から効率よく外部に移動する。すなわち、吐出風は、放熱板３０により熱が奪われて温度が低下する。このため、吐出風がコンベア装置３からチップマウンタ２に流入しても、流入する吐出風の温度が低下しているので、当該チップマウンタ２に使用されている金属部品等が加熱されて膨張することが抑制される。従って、当該吐出風によるチップマウンタ２への影響、例えばプリント基板５に実装する電子部品の配置位置への影響はない。
【００３２】
以上詳述したように、本実施形態によれば、以下に示す効果が得られる。
（１）チップマウンタ２とリフロー炉４との間のコンベア装置３に熱緩衝装置６を設けた。熱緩衝装置６は、リフロー炉４から吐出される吐出風が当たる放熱板３０を備える。放熱板３０により、リフロー炉４から吐出された吐出風の熱は奪われる。すなわち、吐出風の温度が下がるので、当該チップマウンタ２に使用されている金属部品等が膨張することが抑制される。従って、当該吐出風によるチップマウンタ２への影響、例えばプリント基板５に実装する電子部品の配置位置への影響はない。また、放熱板３０による放熱効果が高められることにより、チップマウンタ２とリフロー炉４との間の距離を短くすることも可能である。
【００３３】
（２）放熱板３０を第１及び第２のベルトコンベア１８，１９の上方に設けた。また、放熱板３０は、吐出風の風上側から風下側に向かって上昇するように傾斜する放熱フィン３０ａを有する。熱は上方に移動しやすいことは周知である。従って、放熱板３０は、吐出風の熱を効率よく奪うことができる。
【００３４】
（３）ケース１１に、放熱板３０よりも大きな開口部２１を設けた。これにより、放熱板３０は、開口部２１を介してケース１１の内部に出し入れ可能とされている。このため、例えば、放熱板３０に異常が発生した場合でも、これを交換することができる。このため、熱緩衝装置６は、保守性に優れる。
【００３５】
（４）開口部２１を閉塞するドア２２を設けた。そして、当該ドア２２にケース放熱孔３２を形成した。これにより、ケース放熱孔３２を介してケース１１内の熱が外部に移動しやすい。従って、放熱板３０は、吐出風の熱を効率よく奪うことができる。
【００３６】
なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
・上記実施形態では、熱緩衝装置６は、チップマウンタ２とリフロー炉４との間、すなわち、リフロー炉４の前段に設けられたが、後段に設けてもよい。このように構成すれば、熱緩衝装置６の更に後段に設けられた装置に対する吐出風による熱の影響を抑制することができる。また、熱緩衝装置６は、リフロー炉４の前段及び後段の両方に設けてもよい。
【００３７】
・上記実施形態では、放熱板３０の搭載位置は、第１及び第２のベルトコンベア１８，１９の上方とされたが、この位置に限るものではない。例えば、第１及び第２のベルトコンベア１８，１９の下方であってもよいし、前側や後側に設置されていてもよい。このように構成した場合でも、放熱板３０に吐出風が導かれるのであれば、放熱板３０は、吐出風の熱を奪うことができる。
【００３８】
・上記実施形態において、放熱板３０は、吐出風の風上側から風下側に向かって上昇するように傾斜する放熱フィン３０ａを有していたが、これとは逆に吐出風の風下側から風上側に向かって上昇するように傾斜するフィンを有するものであってもよい。このように構成した場合でも、放熱板３０は、吐出風の熱を奪うことができる。また、放熱板３０は、放熱フィン３０ａを有するものでなくてもよい。例えば、断面波型の板からなる放熱部材であってもよい。すなわち、吐出風との伝熱面積が確保されていればよい。また、材質もステンレスに限らずアルミニウムや銅等の熱伝導率の大きいものであればよい。このように構成した場合でも、放熱部材は、吐出風の熱を奪うことができる。
【００３９】
・上記実施形態では、放熱板３０の放熱フィン３０ａは、方形のステンレス板に切り込みを入れて下側に折り曲げることにより形成されたが、このような形成方法に限るものではない。例えば、各放熱フィン３０ａをベース板３０ｂに個別に取り付けてもよい。また、各放熱フィン３０ａは、ベース板３０ｂに対して着脱可能としてもよい。このように構成した場合でも、上記実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００４０】
・上記実施形態では、ドア２２にケース放熱孔３２を設けたが、ケース１１自体に設けてもよい。また、例えば、ケース１１においてドア２２を支持するヒンジ機構に開口部２１を開口した状態に維持するロック機構を設ける等すれば、放熱板３０は、吐出風の熱を奪うことができる。
【００４１】
・上記実施形態において、回転軸１５と螺合するボールねじナット１７ａに代えて、可変ガイド１７に螺子孔を形成してもよい。このように回転軸１５と可変ガイド１７とが螺子対偶の関係であれば、上記実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００４２】
・上記実施形態において、放熱板３０は、ケース１１又はドア２２に固定してもよい。
・上記実施形態において、コンベア装置３のケース１１は省略してもよい。
・上記実施形態において、コンベア装置３のドア２２は省略してもよい。
【００４３】
・上記実施形態において、リフロー炉４の加熱方式は、熱風式に限定されるものではない。炉外に外部雰囲気よりも高温とされた吐出風が吐出されるものであれば、例えば、赤外線式のリフロー炉を採用してもよい。また、熱風式と赤外線ヒータとを組み合わせたリフロー炉であってもよい。
【００４４】
・上記実施形態では、コンベア装置３は、リフロー炉４と別体であったが、一体とされていてもよい。すなわち、リフロー炉は、高温の窒素雰囲気に保たれプリント基板５を加熱する加熱部と、その加熱部の前段又は後段にコンベア装置を備える。そして、放熱板３０等の放熱部材は、加熱部から吐出される吐出風が当たるように設ける。このように構成した場合であれ、上記実施形態と同様の効果を得ることができる。
【符号の説明】
【００４５】
１…電子部品実装システム、２…チップマウンタ、３…コンベア装置、４…リフロー炉、５…プリント基板、６…熱緩衝装置、１１…ケース、１８…第１のベルトコンベア、１９…第２のベルトコンベア、２１…開口部、２２…ドア、２３…支持部としての第１の支持片、２４…支持部としての第２の支持片、３０…放熱板、３０ａ…フィン、３０ｂ…ベース板、３１…フィン放熱孔、３２…ケース放熱孔。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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