(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
板状の被はんだ付けワークの被はんだ付け部側の面を下方側に向けて炉体内を搬送する搬送装置と、前記板状の被はんだ付けワークの下面側を加熱する加熱装置と、炉体外の雰囲気を送風の流路を通して送風口から前記板状の被はんだ付けワークの上面側に送風供給して前記板状の被はんだ付けワークの上面側を冷却しつつ前記板状の被はんだ付けワークの上方の両側端部側から吸引して炉体外へ排出する送風装置とを備え、前記板状の被はんだ付けワークの上面側を冷却しつつ、下面側の被はんだ付け部のリフローはんだ付けを行うリフローはんだ付け装置であって、
前記送風装置は、前記炉体外の雰囲気を炉体内へ送風供給するモータに駆動されたファンと、前記ファンによって送風される前記送風の流路に沿って条状に形成した送風の第１の集束部と、送風の拡散部と、条状に形成した送風の第２の集束部とを備えるとともに、前記条状の第１の集束部の方向と第２の集束部の方向とを直交するように設け、かつ前記第２の集束部を多孔板を波形状に形成し前記送風口に面して設け、
前記第１の集束部と送風の拡散部は、前記送風の流路に横断面が「∧」状の収束／拡散板を設けて前記送風の第１の収束部を前記板状の被はんだ付けワークの両側端部側に２条に形成するとともに、前記「∧」状の収束／拡散板の内側に拡散部を形成し、前記２条の集束部から前記拡散部の中央方向に向かって送風の拡散を案内する案内板を設けたこと、
を特徴とするリフローはんだ付け装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【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装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
板状の被はんだ付けワーク、例えば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装置として、リフローはんだ付け装置がある。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、はんだ付けを行う装置である。
【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暴露されるため、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、その電子部品の耐熱温度以上に温度が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号公報および特許第２５０２８２７号公報には、耐熱温度の低い電子部品の温度がその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方法および装置が開示されている。これらの方法および装置は、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ペーストはんだ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ものである。
【０００５】
特許第２５０２８２７号公報に記載された従来の技術を図１０乃至図１２を参照して説明する。図１０は、従来のリフローはんだ付け装置を示す断面図、図１１は、図１０の要部を示す拡大断面図、図１２は、図１０のプリント基板の形状を示す拡大断面図である。
【０００６】
これらの図において、１０１はプリント配線板で、１０１ａは主面、１０１ｂは裏面である。１０２は実装部品としての耐熱温度の高いチップ型電子部品、１０３は耐熱温度の低いリード型電子部品、１０４は前記リード型電子部品１０３のリード線、１０５はプリント回路、１０６は前記リード線１０４が挿入される透孔、１０７ははんだペーストである。１１１は前記プリント配線板１０１を搬送する搬送コンベアを示す。
【０００７】
図１０，図１１において、１２１はリフローはんだ付け装置の全体を示し、１２２，１２３は前記はんだペースト１０７の融解点未満の温度に加熱された空気によりプリント配線板１０１を加熱する１次予備加熱室と２次予備加熱室で、プリント配線板１０１の走行方向（矢印Ａ方向）に沿って設けられたもので、１２２Ａ，１２３Ａは前記各予備加熱室１２２，１２３の上部側、１２２Ｂ，１２３Ｂは前記各予備加熱室１２２，１２３の下部側、１２４は前記プリント配線板１０１のはんだ付けを行うリフロー室で、１２４Ａは前記リフロー室１２４の上部側、１２４Ｂは前記リフロー室１２４の下部側、１２５は前記各予備加熱室１２２，１２３およびリフロー室１２４の側壁で、プリント配線板１０１の走行方向（矢印Ａ方向）と平行に形成されている。
【０００８】
１２６は空気を加熱するヒータで、シーズヒータまたは遠赤外線ヒータ等が使用されている。１２７は前記ヒータ１２６から発生する遠赤外線等を含む輻射熱が各予備加熱室１２２，１２３およびリフロー室１２４内に放射されるのを遮蔽する遮蔽板で、走行するプリント配線板１０１，チップ型電子部品１０２，リード型電子部品１０３が輻射熱により加熱されるのを防止するものである。
【０００９】
また、各予備加熱室１２２，１２３，リフロー室１２４のそれぞれの下部側１２２Ｂ，１２３Ｂ，１２４Ｂのヒータ１２６で加熱された熱風が上方へ流れるのを搬送コンベアの側方に設けた遮蔽板（不図示）で、防止する構成となっている。
【００１０】
１２９は前記遮蔽板１２７によって形成された加熱室、１３０は前記各加熱室１２９で加熱された空気を循環させる送風ファンで、多羽根送風機等が使用されている。なお、図示されていないが、加熱室１２９から送風ファン１３０の内部に通ずる空気の流通路が形成されている。１３１は前記送風ファン１３０のモータである。
【００１１】
１３２は前記各予備加熱室１２２，１２３とリフロー室１２４のそれぞれの上部側１２２Ａ，１２３Ａ，１２４Ａ内を電子部品１０３の耐熱温度以下に保持するために常温の外気を導入する外気導入口、１３３は前記外気導入口１３２の外気導入ファン、１３４は前記各予備加熱室１２２，１２３とリフロー室１２４の空気をプリント配線板１０１に向けて吹き付ける送風口、１３５は前記送風口１３４から排出された空気を加熱室１２９へ還流する吸入口、１３６は前記各送風口１３４に形成された整流板で、送風ファン１３０で乱流となった空気の流れを整流する。
【００１２】
また、１３７は前記各予備加熱室１２２，１２３，リフロー室１２４の各上部側１２２Ａ，１２３Ａ，１２４Ａの各整流板１３６の下方に設けた打抜き鋼板で、図１１では破線で示してあり、多数の透孔（図示せず）が形成されている。
【００１３】
１３８は前記プリント配線板１０１の裏面１０１ｂを加熱する輻射ヒータで、各予備加熱室１２２，１２３，リフロー室１２４の下部側１２２Ｂ，１２３Ｂ，１２４Ｂの各整流板１３６の上方に設けられている。
【００１４】
また、１３９は排気口、１４０は排気ファン、１４１は前記加熱されたプリント配線板１０１を冷却する冷却ファンである。
【００１５】
なお、図１０において、各予備加熱室１２２，１２３の上部側１２２Ａ，１２３Ａと下部側１２２Ｂ，１２３Ｂおよびリフロー室１２４の上部側１２４Ａと下部側１２４Ｂとは搬送チェーン１１１を中心にして上下に対向して設けられている。
【００１６】
以上の構成よって、予備加熱室１２２，１２３の下部側１２２Ｂ，１２３Ｂとリフロー室１２４の下部側１２４Ｂが予備加熱室１２２，１２３の上部側１２２Ａ，１２３Ａとリフロー室１２４の上部側１２４Ａよりも高温度の雰囲気に加熱され、かつ予備加熱室１２２，１２３の上部側１２２Ａ，１２３Ａとリフロー室１２４の上部側１２４Ａに設けた外気導入ファン１３３から外気を下方に吹き付けることにより、予備加熱室１２２，１２３の下部側１２２Ｂ，１２３Ｂとリフロー室１２４の下部側１２４Ｂの熱雰囲気がそれぞれ上部側１２２Ａ，１２３Ａ，１２４Ａへ流れるのが防止される。なお、風の流れは、矢印によって示されている。
【００１７】
このようにこの技術は、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た姿勢で、当該プリント配線板の下面側の被はんだ付け部の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。
【００１８】
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リード型電子部品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、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。
【００１９】
そして、プリント配線板の上面側を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。
【００２０】
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特許第２５０２８２６号公報の技術と特許第２５０２８２７号公報の技術によって解決した。
【００２１】
ところで、本出願人は、先の特許第２５０２８２６号公報の技術と特許第２５０２８２７号公報の技術をさらに進歩させた技術を特開平１０−２０９６２７号公報において開示している。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亙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。
【００２２】
【発明が解決しようとする課題】
特開平１０−２０９６２７号公報のリフローはんだ付け装置は、プリント配線板の上面側にその上方から炉体外の雰囲気を吹きつける送風手段と、プリント配線板の上方の両側端部側から炉体内雰囲気を吸引して炉体外へ排気する排気手段とをそれぞれ独立に設けたところに特徴があり、冷却と排熱を独立した両手段に割り当てて制御できるように構成したものである。
【００２３】
本発明者は、プリント配線板の上面側に吹きつける送風風速ひいては送風動圧が均一でないと、送風動圧の相対的に小さい部分からプリント配線板の下方側の高温の雰囲気が上昇し、これによりプリント配線板の上面側に搭載されている耐熱温度の低い電子部品の温度上昇を生じることを見いだした。もちろん、特開平１０−２０９６２７号公報の実施例においても図１１の整流板１３６，１３７と同じように送風を均―にするための整流板を設けていることを開示している。
【００２４】
送風を均一化することは、熱風による加熱を行う場合はもちろんのこと、冷風による冷却を行う場合についても必要な事項である。すなわち、被加熱物あるいは被冷却物との熱交換量は送風風速に依存するからで、このことは、均一な加熱や均一な冷却を行う場合に要求される。なお、送風動圧は送風風速の２乗に概ね比例する。
【００２５】
特開平１０−２０９６２７号公報のリフローはんだ付け装置では、プリント配線板の上方側から送風される炉体外の雰囲気すなわち冷却用の送風が、プリント配線板の下方側の高温の雰囲気や高温の熱風の上昇を抑える作用もする。そのため、この冷却用の送風風速ひいては送風動圧を均一化することは、プリント配線板の上面側に搭載されている耐熱温度の低い電子部品の温度上昇を抑制する上で格別に重要な事項となっている。
【００２６】
本発明の目的は、今まで行われていた送風の均一化を越えてさらに一層送風の均一化を行うことができる送風装置を実現することにより、プリント配線板の被加熱側または被冷却側との間の熱交換を格段に優れた均一性において実現できるようにすること、また、プリント配線板等のような板状の被はんだ付けワークの板面を挟んで下面側の加熱と上面側の冷却が行われるリフローはんだ付け装置の冷却用の送風装置として使用する場合において、高温の雰囲気や熱風の上昇を安定して押さえ込むことができるようにすることにある。
【００２７】
そしてその結果、被はんだ付けワークに存在する多数の被はんだ付け部を均一にリフローはんだ付けすることができるようにすること、また、高温の雰囲気や熱風の上昇を押さえ込んで被はんだ付けワークの上面側の温度上昇を確実に抑制することができるようにすることにある。
【００２８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、少なくとも２段に構成される条状の送風の集束部の間に送風の拡散部を設け、かつ各条状の送風の集束部の方向が直交するように構成し、後段の集束部に多孔板を鋸歯状の波板状に形成して配設したところに特徴がある。
【００２９】
すなわち板状の被はんだ付けワークの被はんだ付け部側の面を下方側に向けて炉体内を搬送する搬送装置と、前記板状の被はんだ付けワークの下面側を加熱する加熱装置と、炉体外の雰囲気を送風の流路を通して送風口から前記板状の被はんだ付けワークの上面側に送風供給して前記板状の被はんだ付けワークの上面側を冷却しつつ前記板状の被はんだ付けワークの上方の両側端部側から吸引して炉体外へ排出する送風装置とを備え、前記板状の被はんだ付けワークの上面側を冷却しつつ、下面側の被はんだ付け部のリフローはんだ付けを行うリフローはんだ付け装置であって、前記送風装置は、前記炉体外の雰囲気を炉体内へ送風供給するモータに駆動されたファンと、前記ファンによって送風される前記送風の流路に沿って条状に形成した送風の第１の集束部と、送風の拡散部と、条状に形成した送風の第２の集束部とを備えるとともに、前記条状の第１の集束部の方向と第２の集束部の方向とを直交するように設け、かつ前記第２の集束部を多孔板を波形状に形成し前記送風口に面して設け、前記第１の集束部と送風の拡散部は、前記送風の流路に横断面が「∧」状の収束／拡散板を設けて前記送風の第１の収束部を前記板状の被はんだ付けワークの両側端部側に２条に形成するとともに、前記「∧」状の収束／拡散板の内側に拡散部を形成し、前記２条の集束部から前記拡散部の中央方向に向かって送風の拡散を案内する案内板を設けるように構成したリフローはんだ付け装置である。
【００３０】
このように、送風装置に条状の第１の集束部の方向と第２の集束部の方向とを直交するように設け、その間に拡散部を設けることにより、縦方向および横方向にそれぞれ送風が整流され隈なく整流を行うことができる。
【００３１】
さらに、第１の集束部と第２の集束部との間に送風の拡散部を設けたことにより、拡散部で送風風速ひいては送風動圧の不均一な変動を減衰して平滑で均一な圧力部を形成し、均一な送風風速の送風を行うことが可能となる。
【００３２】
そして、第２の集束部を多孔板を波板状に形成し、送風口に面して設けたことにより、第１の集束部および拡散部と組み合わせた第２の集束部の多孔板による送風の集束作用と送風抵抗による不均一な変動の減衰作用とを併せて得ることが可能となり、送風口より均一な送風風速の送風を行うことができるようになる。
【００３３】
なお、多孔板を流体中に用いることにより、流体の速度分布不均一を減衰させる作用があることは公知である。しかし、先に説明したように、それぞれ条状に形成した第１の集束部と第２の集束部との組み合わせ方法を含めたこの波板状の多孔板の使用方法は、今までに例がない新規で進歩性のある技術である。
【００３５】
そして、板状の被はんだ付けワークの上面側の冷却と下面側の加熱とを同時に行う場合においては、下方側からの高温の雰囲気や熱風の上昇を確実に押さえ込むことが必要である。かといって、上方側からの送風供給が強いと、板状の被はんだ付けワークの下方側に冷風が回り込み、十分な加熱ができなくなる。すなわち、送風風速ひいては送風動圧として前記の平衡を採ることが可能な極めて高い均一性が必要なのである。
【００３６】
そこで、リフローはんだ付け装置において冷風を送風する手段として、前記の送風装置を使用することで、板状の被はんだ付けワークの上面側に温度の高い雰囲気や熱風が上昇することを極めて均一に安定して押さえ込むことができるようになる。
【００３７】
それは、前記の送風装置が、ファンによって供給される炉体外の温度の低い雰囲気すなわち冷風を、送風口より極めて均一な送風風速で送風することができるからである。
【００３８】
これにより、板状の被はんだ付けワークの上面側には均一な送風動圧の冷風が供給され、その端部から上昇しようとする温度の高い雰囲気や熱風を板状の被はんだ付けワークを境界面として均一に押さえ込むことができるようになり、特に板状の被はんだ付けワークの端部における温度の高い雰囲気や熱風の上昇・回り込みを確実に押さえ込むことができるようになる。
【００３９】
また、板状の被はんだ付けワークが無い場合においても、冷風の均一な動圧により温度の高い雰囲気や熱風の上昇を均一にひいては漏れのないように押さえ込むことができるようになる。
【００４１】
本願発明の構成では、送風の流路に横断面が「∧」状の集束／拡散板を設けることにより、送風の流路の両側に集束部を形成することができると同時に「∧」状の集束／拡散板の内側には広い空洞を構成する拡散部を形成することができる。そして、この両側に形成された集束部にそれぞれ案内板を設けて、それぞれ集束した送風を拡散部の中央へ送風拡散するように案内したことにより、第１の集束部で条状に整流された送風の不均一な成分が大幅に減衰し、続いて第２の集束部に送風されて不均一な成分がさらに減衰して均一な送風を行うことができるようになる。
【００４２】
この場合、第１の集束部を板状の被はんだ付けワークの両側端部側に２条に形成し、そして、両案内板により「∧」状の集束／拡散板の内側の中央部分に送風の拡散が広がった後に第２の集束部を通って送風口から板状の被はんだ付けワークの上面側に送風されるが、本発明のリフローはんだ付け装置では、板状の被はんだ付けワークの上方の両側端部側より排気手段により吸引して排気を行っているので、送風装置から送風される冷風は、拡散部の中央部分すなわち板状の被はんだ付けワークの中央部分から両側端部側へ掃気するように流れ、吸引排気される。
【００４３】
したがって、板状の被はんだ付けワークの上面側およびその端部の隅々まで均一な動圧の冷風が流れ、板状の被はんだ付けワークの下方側から上昇しようとする温度の高い雰囲気や熱風の上昇を確実に押さえ込むことができる。
【００４４】
【発明の実施の形態】
本発明は、次のような実施形態例において実施することができる。
【００４５】
〔第１実施形態〕
本発明の第１実施形態を、図１乃至図３を参照して説明する。
【００４６】
図１は、本発明の第１実施形態のリフローはんだ付け装置に使用する送風装置をユニットとして示した一部透視斜視図である。また、図２は、図１のＩ−Ｉ断面から見た図であり、図３は、図１のＩＩ−ＩＩ断面から見た図である。
【００４７】
図１乃至図３において、ケーシング４の上部の孔１０にフード３を取り付け、その内部にモータ２を取りつけて矢印方向に回転するシャフト２ａの先端に取付けたファン１１の回転で外気をケーシング４内に送風する。
【００４８】
集束／拡散板５は、図１のＩ−Ｉ断面から見た図２において「∧」状に形成された板で、ケーシング４の上部に取付けられ、ファン１１による送風を図２の左側及び右側の条状の集束部（第１の集束部）１２にそれぞれ集束する。
【００４９】
案内板７は、左右の集束部１２の長手方向の下方にそれぞれ設けられ、条状の集束部１２に集束された送風を集束／拡散板５の下方中央部の拡散部１４へ拡散する。
【００５０】
多孔板を波板状に形成した鋸歯状多孔板６は、多数の透孔が均一に開けられ、図１のＩＩ−ＩＩ断面から見た図３において鋸歯状に形成されており、案内板７により拡散部１４方向へ拡散した送風を図２の中央方向に整流しつつ案内する。送風口多孔板８は、多数の透孔が均一に開けられた板で、ケーシング４の下方の送風口９に備えられ、送風を整流する。なお、図１乃至図１０において、矢印は風の流れを示している。
【００５１】
次に、以上のように構成された送風装置１の動作について説明する。
【００５２】
ケーシング４はファン３による送風の流路を形成する手段であり、この流路には図２に示されている横断面が「∧」状の集束／拡散板５を設けてケーシング４の両側に送風の流路の狭くなった条状の集束部１２を形成している。他方、集束／拡散板５の内側すなわち風下側には空洞の拡散部１４が形成されて、条状の集束部１２で集束されて整流された送風は、条状の集束部１２に沿って設けた案内板７により、条状の集束部１２から拡散部１４の中央側ヘ拡散が案内され、この拡散部１４で送風の不均一な成分を大幅に減衰させている。
【００５３】
この拡散部１４を構成する空洞の風下側には、図３に示すように、縦断面の形状が波板状となるように成形した多孔板（鋸歯状多孔板）６を設けて多条の集束部（第２の集束部）１３を形成する。このように、第１の集束部１２の方向と第２の集束部１３の方向とは直交するようになっている。そして、ケーシング４内に設けた横断面が「∧」状の集束／拡散板５と縦断面が波板状の鋸歯状多孔板６とにより、送風は横方向および縦方向に均一に整流される。
【００５４】
さらに、鋸歯状多孔板６の下流の送風口９には送風口多孔板８を設けて、横方向および縦方向に均一に整流された送風を、もう１段階の整流を行って送風風速の不均一な成分の一層の減衰を行うように構成している。
【００５５】
なお、鋸歯状多孔板６の集束作用は多孔板の開口状態によって異なるが、この例では同じ大きさの透孔を均一に分布させた多孔板を使用している。これにより、鋸歯状多孔板６の谷部あるいは山部の条状方向に送風は整流され、かつ、その多孔板の透孔により不均一な変動成分を減衰して送風することができるようになる。
【００５６】
すなわち、モータ２に駆動されるファン１１による送風は、先ず集束／拡散板５とケーシング４との間に形成される条状の集束部（第１の集束部）１２によって縦方向に整流される。
【００５７】
続いて、案内板７によって拡散部１４の中央側に送風の拡散が案内され、送風の不均一な成分が減衰される。そして、鋸歯状多孔板６により形成される送風の多条の集束部（第２の集束部）１３により送風が集束され、不均一な成分の減衰が行われ、すなわち、鋸歯状多孔板６を通る送風が今度は横方向に整流され、併せて多孔板による送風の不均一な成分の減衰を受けつつ整流される。そして、最終的に送風口９に設けた送風口多孔板８により送風口９の全域に亙って送風の不均一な成分がさらに減衰される。
【００５８】
すなわち、集束／拡散板５による縦方向の整流と鋸歯状多孔板６による横方向の整流により送風口９の全面に亙って整流され、さらに縦方向の整流と横方向の整流が行われる間に拡散部１４による不均一成分の減衰が行われ、最終的に送風口９に設けた送風口多孔板８による不均一な成分の減衰を受け、送風口９からは均一な動圧の送風が行われる。
【００５９】
このようにして、送風口９に設けた送風口多孔板８からは従来の技術では得ることのできない均一な送風風速ひいては送風動圧の送風を行うことができる。
【００６０】
〔第２実施形態〕
本発明の第２実施形態を、図４乃至図７を参照して説明する。第２実施形態は、第１実施形態の送風装置を下面リフローはんだ付け装置の冷風送風用に使用した例である。
【００６１】
図４は、プリント配線板の下面の被はんだ付け部をリフローはんだ付けするリフローはんだ付け装置の縦断面図である。また、図５は、図４の均温部の拡大横断面図、図６は、図４の昇温部の拡大横断面図、図７は、図４のリフロー部の拡大横断面図である。なお、図４乃至図７中、既に説明した符号については説明を省略する。
【００６２】
図４乃至図７において、１は第１実施形態で説明した送風装置、１５は炉体で、昇温部５１および均温部５２で成る予備加熱部５０とリフロー部５３に分かれ、内側の上下の中央部には平行２条のチェーン１８からなる搬送コンベア１７を設けてある。そして、平行２条のチェーン１８の内側に設けたピン１８ａに、プリント配線板２０の両側端部を載置して支持しつつ搬入口５４から搬出口５５に搬送し、搬送コンベア１７の下方には後述する加熱手段を設けてある。
【００６３】
そして、搬送コンベア１７の上方には炉体１５外の外気をプリント配線板２０に送風供給する送風装置１を設けてある。ちなみに、この送風装置１は第１実施形態で例示した送風装置と同じ構成のものである。また、プリント配線板２０の上方の両側端部側より炉体１５内の雰囲気を吸引して排気する吸引排気口２５、吸引排気路２６、吸込み口２８およびブロワ１６による排気手段を設けてある。ブロワ１６のファン１６ｂはモータ１６ａによって駆動される。なお、図５乃至図７に示すように、吸引排気路２６は送風装置１のケーシング４の両側に形成してある。
【００６４】
一方、板状の被はんだ付けワークであるプリント配線板２０は図１２を参照して従来の技術ですでに説明したが、図５乃至図７に例示するようにクリームはんだ２３を塗布した被はんだ付け部を下方側に向けて搬送する。すなわち、このプリント配線板２０の下面側２０ａには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２１を搭載してあり、また、プリント配線板２０の上面側２０ｂにはリード型電子部品２２を、そのリード線をプリント配線板２０の挿入孔に挿通して下面側２０ａに突き出して搭載してある。そして、プリント配線板２０の下面側２０ａにあるこれらの電子部品２１，２２とプリント配線板２０との被はんだ付け部にはクリームはんだ２３が供給してある。なお、この技術は特許第２５０２８２６号公報や特許第２５０２８２７号公報に詳しく説明されている。
【００６５】
送風装置１は、集束／拡散板５によって形成される条状の集束部（第１の集束部）１２が、搬送コンベア１７で搬送されるプリント配線板２０の両側端部側に位置するように、また、条状の集束部１２の長手方向がプリント配線板２０の搬送方向と同じ方向となるように設けてある。
【００６６】
ところで、図５乃至図７において右側および左側の吸引排気路２６とブロワ１６の吸い込み口２８とをホース２７で接続しているが、この右側および左側のホース２７の長さを同じ長さにすることで、図中の右側の吸引排気路２６と左側の吸引排気路２６とから吸引排気する排気風量を同一にすることができる。これらの図においては、図をわかり易くするためにホースの長さを揃えていない。
【００６７】
また、このリフローはんだ付け装置は、昇温部５１の１室と均温部５２の１室とから予備加熱部５０を構成し、続いてリフロー部５３の１室を設け、それぞれに加熱手段を備えて構成している。そして、昇温部５１の加熱手段は赤外線ヒータ３１による赤外線加熱と熱風加熱とを併用した構成であり、均温部５２の加熱手段は赤外線パネルヒータ３０による赤外線加熱であり、リフロー部５３の加熱手段はヒータ４１を用いた熱風加熱の構成である。
【００６８】
なお、昇温部５１では、モータ３５により矢印方向に回転駆動されるファン３６により炉内雰囲気が多孔板３３を通って整流された後に赤外線ヒータ３１間の隙間すなわちノズル部３２を通る間に加熱されてホーン部３８で拡散されてプリント配線板２０の下面側２０ａに送風され、プリント配線板２０を加熱した後に循環路３４を通ってモータ３５で駆動されるファン３６に還流する構成である。
【００６９】
また、リフロー部５３では、モータ４２ａにより回転駆動されるファン４２ｂで成るブロワ４２からの送風を加熱室４０のヒータ４１により加熱した後、均圧板４７（図４参照）によって送風による動圧分布を吹き出し口４８に対して均―に分布するようにして、さらにその後に２枚の多孔板４３を通して整流してプリント配線板２０の下面側２０ａに送風し、プリント配線板２０を加熱した後は循環路４４を通って吸込み口４５からブロワに還流する構成である。
【００７０】
図４において、昇温部５１の赤外線ヒータ３１の表面に設けたセンサ３７は赤外線ヒータ３１の表面温度を検出するものであり、均温部５２の赤外線パネルヒータ３０の表面に設けたセンサ２４は赤外線パネルヒータ３０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２４，３７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３０，３１に供給する電力を調節する構成である。
【００７１】
また、リフロー部５３の熱風の吹き出し口４８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４０に設けたヒータ４１に供給する電力を調節する構成である。
【００７２】
なお、搬送コンベア１７に設けた仕切り板１９は、搬送コンベア１７を境界として炉体１５内を下方側と上方側とに仕切るための部材である。
【００７３】
図４乃至図７に示すように、昇温部５１、均温部５２およびリフロー部５３において炉体１５外の冷風をプリント配線板２０の上面側２０ｂに送風する３個の送風装置１はそれぞれ同じ構成であり、また、プリント配線板２０が搬送される上方側の炉体１５もそれぞれ同じ構成にしてある。
【００７４】
そして、各炉体１５に設けた送風装置１のモータ２および吸引排気手段としてのブロワ１６に用いるモータ１６ａは、図示しないインバータによりそれぞれ独立に駆動する構成とし、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、炉体１５外の冷風の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。尚、モータ３５，４２ａも熱風風量を調節可能とするため、やはりインバータ駆動される。
【００７５】
このように構成することにより、プリント配線板２０の上面側２０ｂ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２２に外気を送風して熱量を奪って温度上昇を抑制し、この熱量を奪って温度上昇した外気はプリント配線板２０の上面側２０ｂの両側端部側に設けた吸引排気口２５から積極的に吸引して排気口２９から排出することができる。
【００７６】
また、プリント配線板２０の上面側２０ｂに外気が送風されることにより、搬送コンベア１７の下方側から上昇しようとする高温の雰囲気や熱風を押さえ込むことができるとともに、プリント配線板２０の両側端部側から上昇しようとする高温の雰囲気や熱風はプリント配線板２０の両側端部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２０の上面側２０ｂの両側端部に搭載された電子部品についても、下方から上昇する高温の雰囲気や熱風により加熱されることがなくなる。
【００７７】
この場合、基本的には図５における外気の送風量Ｑｌと吸引排気風量Ｑ２、図６における、外気の送風量Ｑ３と吸引排気風量Ｑ４および図７における外気の送風量Ｑ５と吸引排気風量Ｑ６とは概ね同―に調節するか、送風量Ｑ１，Ｑ３，Ｑ５よりも吸引排気風量Ｑ２，Ｑ４，Ｑ６がやや大きくなるように調節する。しかし、リード型電子部品２２の搭載数が多い場合やプリント配線板２０の上面側２０ｂに形状の大きい部品が搭載されていて、送風さ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，Ｑ４，Ｑ６よりも送風量Ｑ１，Ｑ３，Ｑ５をやや大きくなるように調節するとよい。すなわち、電子部品の搭載状態に応じて適宜に送風量Ｑ１，Ｑ３，Ｑ５と吸引排気風量Ｑ２，Ｑ４，Ｑ６とのバランスを調節する。
【００７８】
また、前記の送風量Ｑ１，Ｑ３，Ｑ５と吸引排気風量Ｑ２，Ｑ４，Ｑ６の相対量の調節の他に、送風量Ｑ１，Ｑ３，Ｑ５と吸引排気風量Ｑ２，Ｑ４，Ｑ６の絶対量を増減することによリード型電子部品２２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，Ｑ３，Ｑ５と吸引排気風量Ｑ２，Ｑ４，Ｑ６を増加すると炉体１５内が冷え過ぎるので、その場合は送風量Ｑ１，Ｑ３，Ｑ５と吸引排気風量Ｑ２，Ｑ４，Ｑ６の絶対量を少なくする。
【００７９】
ここで使用する冷却用の送風装置１は、第１実施形態で詳しく説明したように、集束／拡散板５によって両側に形成された２条の集束部１２、集束後の送風を案内する案内板７、集束／拡散板５の内側に構成された拡散部１４、縦断面の形状が波板状となるように成形した鋸歯状多孔板６によって形成される多条の集束部１３、そして送風口９に設けた送風口多孔板８により、両集束部１２，１３による横方向と縦方向の整流、拡散部１４による風速の不均一な変動の減衰、さらに鋸歯状多孔板６の多孔と送風口９に設けた送風口多孔板８による不均一な変動の減衰により、送風口９から送風風速ひいては送風動圧の均一な送風を行うことができる。
【００８０】
これにより、プリント配線板２０の上面側２０ｂには均一な送風動圧の冷風が供給され、その端部から上昇しようとする温度の高い雰囲気や熱風をプリント配線板２０を境界面として均一に押さえ込むことができるようになり、特にプリント配線板２０の端部における温度の高い雰囲気や熱風の上昇・回り込みを確実に押さえ込むことができるようになる。
【００８１】
また、プリント配線板２０が無い場合においても、冷風の均一な動圧により温度の高い雰囲気や熱風の上昇を漏れなく押さえ込むことができるようになる。すなわち、熱風の上昇を冷風の動圧により押さえ込む際の平衡を採り易くなる。
【００８２】
また、吸引排気口２５をプリント配線板２０の上方の両側端部側に設け、他方で、送風装置１のプリント配線板２０の両側端部側に２条の集束部１２（第１の集束部）を形成し、そして、両案内板７により「∧」状の集束／拡散板５の内側の中央部分に送風の拡散が広がった後に多条の集束部１３（第２の集束部）を通って送風口９からプリント配線板２０の上面側２０ｂに送風されるが、本実施形態のリフローはんだ付け装置では、プリント配線板２０の上方の両側端部側より排気手段（ブロワ１６）により吸引して排気を行っているので、送風装置１から送風される冷風は、拡散部１４の中央部分すなわちプリント配線板２０の中央部分から両側端部側へ掃気するように流れ（冷風が送風され）、吸引排気される。
【００８３】
そのため、プリント配線板２０の上面側２０ｂおよびその端部の隅々まで均一な風速ひいては均一な動圧の冷風が流れ、このような作用もさらに加わってプリント配線板２０の下方側から上昇しようとする温度の高い雰囲気や熱風の上昇を確実に押さえ込むことができる。
【００８４】
その結果、プリント配線板２０の上面側２０ｂに搭載された耐熱温度の低い電子部品を確実に保護しながら、プリント配線板２０の下面側２０ａの被はんだ付け部をリフローはんだ付けすることができる。
【００８５】
〔第３実施形態〕
図８および図９を参照して、本発明のリフローはんだ付け装置における送風装置をリフローはんだ付け装置の熱風送風用に使用した例について説明する。
【００８６】
図８は、プリント配線板の上面側をリフローはんだ付けするリフローはんだ付け装置の縦断面図である。また、図９は、図８の横断面図である。なお、図８および図９の中、既に説明した符号については説明を省略する。
【００８７】
図８に示すリフローはんだ付け装置は、熱風循環式の加熱方法を採用するリフローはんだ付け装置の例で、搬送コンベア１７によって、搬入口５４から搬出口５５へ搬送されるプリント配線板２０の上面側２０ｂの被はんだ付け部をはんだ付けする装置である。図９に示すように、プリント配線板２０の上面側２０ｂにチップ型電子部品２１が搭載され、その被はんだ付け部にはクリームはんだ２３が供給してある。なお、１７ａは搬送コンベア１７の駆動用モータである。
【００８８】
加熱室は３つに分割してあり、１室の昇温部５１と１室の均温部５２とからなる予備加熱部５０と１室のリフロー部５３とから成る。
【００８９】
送風装置１の基本的構成は第１実施形態に説明した構成と同じであるが、熱風循環式の加熱方法を採用しているので、ファン１１は、外気の取り込みはしないで、ケーシング４とその両側の炉体１５との間に雰囲気の循環路５７を構成して、炉体１５内の雰囲気を循環するように構成してある。また、このケーシング４の側部の循環路５７にはヒータ５８を配設してあり、ファン１１に還流する炉体１５内の雰囲気を循環路５７で加熱する仕組みである。
【００９０】
送風口９に設けたセンサ５９は、送風口９から送風される熱風の温度を検出するものであり、図示しない温度制御装置がセンサ５９の温度検出結果を参照して、予め決めた所定の熱風温度となるようにヒータ５８に供給する電力を制御する仕組みである。
【００９１】
送風装置１の作用は既に第１実施形態および第２実施形態で説明した通りである。すなわち、モータ２に駆動されるファン１１による送風は、先ず集束／拡散板５とケーシング４との間に形成される条状の集束部１２によってプリント配線板２０の搬送方向に対して縦方向に整流される。なお、条状の集束部１２はプリント配線板２０の両側端部側すなわち両側の搬送コンベア１７に沿って位置するように送風装置１を配設してある。
【００９２】
続いて、案内板７によって拡散部１４の中央側に送風の拡散が案内され、送風の不均一な成分が減衰される。そして、その条状の谷および山が搬送コンベアの方向に対して横方向を向くように設けた鋸歯状多孔板６により、送風の集束作用と不均一な成分の減衰が行われ、すなわち、該鋸歯状多孔板６を通る送風が今度は横方向に整流され、併せて多孔板による送風の不均一な成分の減衰を受けつつ整流される。そして、最終的に送風口９に設けた送風口多孔板８により送風口９の全域に渡って送風の不均一な成分がさらに減衰される。
【００９３】
すなわち、集束／拡散板５による縦方向の整流と鋸歯状多孔板６による横方向の整流により送風口９の全面に亙って整流され、さらに縦方向の整流と横方向の整流が行われる間に拡散部１４による不均一成分の減衰が行われ、最終的に送風口９に設けた送風口多孔板８による不均一な成分の減衰を受け、送風口９からは均一な風速ひいては均一な動圧の送風が行われる。
【００９４】
この送風口９からの送風は、循環路５７に設けたヒータ５８により加熱され、センサ５９と温度制御装置（不図示）により温度が管理された熱風であり、プリント配線板２０の上面側２０ｂを流れて均一な加熱が行われ、被はんだ付け部のクリームはんだ２３を溶融させて循環路５７を通りファン１１に還流する。なお、熱風による被加熱部（プリント配線板２０の上面側２０ｂ）への入熱量は、熱風の風速に依存するので、熱風の風速が均一であることが板状の被はんだ付けワークであるプリント配線板２０を均一に加熱する上で重要な事項となっている。
【００９５】
その結果、プリント配線板２０に存在する多数の被はんだ付け部を均一にリフローはんだ付けすることが可能となり、はんだ付け品質が均一で安定したリフローはんだ付けが可能となる。
【００９６】
【発明の効果】
本発明のリフローはんだ付け装置によれば、送風装置は送風の流路に沿って条状に形成した送風の第１の集束部と、送風の拡散部と、条状に形成した送風の第２の集束部とを備えるとともに、前記条状の第１の集束部の方向と第２の集束部の方向とを直交するように設け、かつ前記第２の集束部を多孔板を波板状に形成し前記送風口に面して設けたので、送風装置が、均一な送風風速ひいては送風動圧の熱風や冷風を板状の被はんだ付けワークに送風供給することが可能となり、板状の被はんだ付けワークの各部を均一に加熱又は冷却して均一なはんだ付けを行うことができるようになる。
【００９７】
なお、はんだ付け後の被はんだ付け部の冷却がはんだ付け強度を増強させる作用があることは公知である。すなわち、均一な加熱による被はんだ付けワークのはんだの溶融、また、その後の均一な冷却は、均一なはんだ付け品質を確保する上で重要な事項であり、その上から均一な送風を行うことは極めて重要な事項となっている。
【００９８】
また、本発明のリフローはんだ付け装置によれば、送風装置は、炉体外の雰囲気を炉体内へ送風供給するモータに駆動されたファンと、前記ファンによって送風される送風の流路に沿って条状に形成した送風の第１の集束部と、送風の拡散部と、条状に形成した送風の第２の集束部とを備えるとともに、前記条状の第１の集束部の方向と第２の集束部の方向とを直交するように設け、かつ前記第２の集束部を多孔板を波板状に形成し、送風口に面して設けたので、板状の被はんだ付けワークの上面側に送風される冷風の均一な送風風速ひいては均一な送風動圧により、板状の被はんだ付けワークの下面側の端部から上昇しようとする温度の高い雰囲気や熱風を板状の被はんだ付けワークを境界として均一に押さえ込むことが可能となり、言い換えれば高温の雰囲気と低温の雰囲気との境界平衡を容易に採ることができるようになり、板状の被はんだ付けワークの上面側が高温の雰囲気に曝されることを確実に防ぐことができる。
【００９９】
その結果、板状の被はんだ付けワークの上面側に熱的ダメージやストレスを与えることなく板状の被はんだ付けワークの下面側のリフローはんだ付けを行うことができるようになり、従来はフローはんだ付けされていた板状の被はんだ付けワークであっても、品質低下や信頼性の低下を生じることがない高品質のリフローはんだ付けを行うことが可能となる。
【０１００】
また、本発明のリフローはんだ付け装置によれば、送風装置は、送風の流路に横断面が「∧」状の集束／拡散板を設けて前記送風の第１の集束部を板状の被はんだ付けワークの両側端部側に２条に形成するとともに前記「∧」状の集束／拡散板の内側に拡散部を形成し、前記２条の集束部から前記拡散部の中央方向に向かって送風の拡散を案内する案内板を設けたので、送風装置から送風される冷風は、拡散部の中央部分すなわち板状の被はんだ付けワークの中央部分から両側端部側へ掃気するように均―に流れて吸引排気されるようになり、板状の被はんだ付けワークの下方側から上昇しようとする温度の高い雰囲気や熱風の上昇を確実に押さえ込むと同時に、板状の被はんだ付けワークの両側端部側から上昇する温度の高い雰囲気があったとしても、均―に送風された冷風による掃気とその後の吸引排気により排気され、板状の被はんだ付けワークの上面側に熱的ダメージやストレスを与えることを安定確実に防ぐことができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態のリフローはんだ付け装置に使用する送風装置をユニットとして示した一部透視斜視図である。
【図２】図１のＩ−Ｉ断面から見た図である。
【図３】図１のＩＩ−ＩＩ断面から見た図である。
【図４】本発明の第２実施形態を示すリフローはんだ付け装置の縦断面図である。
【図５】図４の均温部の拡大横断面図である。
【図６】図４の昇温部の拡大横断面図である。
【図７】図４のリフロー部の拡大横断面図である。
【図８】本発明の第３実施形態を示すリフローはんだ付け装置の縦断面図である。
【図９】図８の拡大横断面図である。
【図１０】従来のリフローはんだ付け装置を示す断面図である。
【図１１】図１０の要部を拡大して示す断面図である。
【図１２】図１０のプリント配線板の形状を示す拡大断面図である。
【符号の説明】
１  送風装置
２  モータ
３  フード
４  ケーシング（送風の流路）
５  集束／拡散板
６  鋸歯状多孔板
７  案内板
８  送風口多孔板
９  送風口
１０  孔
１１  ファン
１２  条状の集束部（第１の集束部）
１３  多条の集束部（第２の集束部）
１４  拡散部
１５  炉体
１６  ブロワ
１６ａ  モータ
１６ｂ  ファン
１７  搬送コンベア
１７ａ  モータ
１８  チェーン
１８ａ  ピン
１９  仕切り板
２０  プリント配線板
２０ａ  下面側
２０ｂ  上面側
２１  チップ型電子部品
２２  リード型電子部品
２３  クリームはんだ
２４  センサ
２５  吸引排気口
２６  吸引排気路
２７  ホース
２８  吸込口
３０  赤外線パネルヒータ
３１  赤外線ヒータ
３２  ノズル部
３３  多孔板
３４  循環路
３５  モータ
３６  ファン
３７  センサ
３８  ホーン部
４０  加熱室
４１  ヒータ
４２  ブロワ
４２ａ  モータ
４２ｂ  ファン
４３  多孔板
４４  循環路
４５  吸込口
４６  センサ
４７  均圧板
４８  吹き出し口
５０  予備加熱部
５１  昇温部
５２  均温部
５３  リフロー部
５４  搬入口
５５  搬出口
５７  循環路
５８  ヒータ
５９  センサ
【図１】
0003585750.tif 000002
【図２】
0003585750.tif 000003
【図３】
0003585750.tif 000004
【図４】
0003585750.tif 000005
【図５】
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【図６】
0003585750.tif 000007
【図７】
0003585750.tif 000008
【図８】
0003585750.tif 000009
【図９】
0003585750.tif 000010
【図１０】
0003585750.tif 000011
【図１１】
0003585750.tif 000012
【図１２】
0003585750.tif 000013