(57)【要約】【課題】半田付けの中断中に加熱炉に印加される電力や供給される不活性ガスの消費が低減されたリフロー半田付けを達成することを可能にするリフローはんだ付け装置の余熱利用立上システムを提供する。【解決手段】本発明のリフローはんだ付け装置の余熱利用立上システムは、リフロー半田付け装置のクールダウン・立上の切替表示部、生産再開時間の設定部および該設定部の時間に応じてリフロー半田付け装置の加熱炉の加熱手段に印加する電力を投入する電力投入制御部、あるいはさらに不活性ガス供給制御部を設け、この設定された時間に応じて、加熱炉に印加される電力の投入や不活性ガスの供給開始を制御する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
加熱炉内を搬送される半田付け対象のワークを加熱してリフロー半田付けを行うリフロー半田付け装置の余熱利用立上システムであって、リフロー半田付け装置のクールダウン・余熱利用立上の切替表示部、生産再開時間の設定部および該設定部の時間に応じてリフロー半田付け装置の加熱炉の加熱手段に印加する電力を投入する電力投入制御部を備えることを特徴とする、リフロー半田付け装置の余熱利用立上システム。
【請求項２】
加熱炉内を搬送される半田付け対象のワークを加熱してリフロー半田付けを行うリフロー半田付け装置の余熱利用立上システムであって、リフロー半田付け装置のクールダウン・余熱利用立上の切替表示部、生産再開時間の設定部、該設定部の時間に応じてリフロー半田付け装置の加熱炉の加熱手段に印加する電力を投入する電力投入制御部および該加熱炉内へ不活性ガスの供給を開始する不活性ガス供給制御部を備えることを特徴とする、リフロー半田付け装置の余熱利用立上システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プリント基板等の基板に電子部品等の部品を半田付けするリフロー半田付け装置の余熱利用立上システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子機器の各種回路が構成されている基板、例えばプリント基板に対して、各種回路を構成するための電子機器の実装を行う技術がある。実装されたチップ部品等の電子部品は、プリント基板の配線部に対して半田付けにより電気的に接続を行うが、このような半田付けの技術として、リフロー半田付けが通常行われている。リフロー半田付けは、プリント基板の所定の部位に対してクリーム半田等を塗布した後に、これらのプリント基板、電子部品等からなる半田付け対象物のワークをリフロー炉（加熱炉）内に搬送し、プリント基板の半田付け部を加熱して、プリント基板と電子部品を半田付けする技術である。
【０００３】
このようなリフロー半田付けを実施するリフロー半田付け装置は、プリント基板を搬送するコンベアが取付けられたリフロー半田付け装置本体に、コンベアの搬送方向に並べられた予熱ゾーン、中間加熱ゾーン、リフロー加熱ゾーンおよび冷却ゾーンを有し、これらのゾーンに夫々設けられた加熱手段でプリント基板及びその上に搭載された電子部品全体を加熱するものである（特許文献１）。
なお、中間加熱ゾーンや冷却ゾーンは特に設けないこともある。
【０００４】
予熱ゾーンはワークを急速に加熱する昇温ゾーン、中間加熱ゾーンは、ワークの各部の温度を均一にして、所定の予熱温度にまで加熱するゾーン、リフロー加熱ゾーンは、半田溶融温度を超える温度まで基板を加熱してワークの基板と電子部品等を半田付けする加熱ゾーン、冷却ゾーンは半田付け後のワークを冷却するゾーンである。
【０００５】
ワークを加熱する手段としては、熱風による対流加熱するものと、パネルヒータ等の赤外線による輻射加熱するもの、さらにはそれらの加熱を併用するものとが知られている。
また、冷却ゾーンでは、リフロー加熱ゾーンから搬送されるワークをプロペラファンなどの送風機により送風して冷却している（特許文献１参照）。また、これに、クーラーなどの冷房機器を冷却ゾーンに設けて冷却能力を高めることもある。
【０００６】
ところで近年、地球温暖化などの環境問題がクローズアップされ、製造現場においても省エネルギー、省資源が求められている。
リフローはんだ付け装置によるワークの製造においては、加熱炉は、昼休み等の定時休憩時のように、はんだ付けを実施していないときも、はんだ付けを即再開できるように、炉内の温度を所定温度に上げておく暖機運転をしていた。すなわち、加熱炉の各ゾーンの温度をはんだ付け時の設定温度に維持するように加熱手段を調整して制御していた。また、リフロー半田付けは通常、低酸素化雰囲気で行われるが、この雰囲気を維持するために不活性ガス、一般にはＮ２ガス（窒素ガス）が炉内に供給されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００３−１３３７１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
このように、従来のリフローはんだ付け装置の使用状況では、半田付けを実施していないときにも、暖機運転を継続することにより電力や窒素ガスが無駄に消費されていた。
本発明の目的は、このような問題を解決するリフローはんだ付け装置の余熱利用立上システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、上記の課題を解決するために、余熱利用立上システムに、クールダウン・余熱利用立上の切替表示部と生産再開時間の設定部を設け、この設定された時間に応じて、加熱炉に印加される電力の投入や不活性ガスの供給開始を制御する。
【００１０】
本発明は、具体的には以下の手段を採用する。
［１］加熱炉内を搬送される半田付け対象のワークを加熱してリフロー半田付けを行う
リフロー半田付け装置の余熱利用立上システムであって、リフロー半田付け装置
のクールダウン・余熱利用立上の切替表示部、生産再開時間の設定部および該設
定部の時間に応じてリフロー半田付け装置の加熱炉の加熱手段に印加する電力を
投入する電力投入制御部を備えることを特徴とする、リフロー半田付け装置の余
熱利用立上システム。
［２］加熱炉内を搬送される半田付け対象のワークを加熱してリフロー半田付けを行う
リフロー半田付け装置の余熱利用立上システムであって、リフロー半田付け装置
のクールダウン・余熱利用立上の切替表示部、生産再開時間の設定部、該設定部
の時間に応じてリフロー半田付け装置の加熱炉の加熱手段に印加する電力を投入
する電力投入制御部および該加熱炉内へ不活性ガスの供給を開始する不活性ガス
供給制御部を備えることを特徴とする、リフロー半田付け装置の余熱利用立上シ
ステム。
【発明の効果】
【００１１】
本発明では、リフロー半田付け装置のクールダウン・余熱利用立上の切替表示部と生産再開時間の設定部を設けて、加熱炉が保持している余熱を有効に利用してリフロー半田付け装置の立ち上げを行い、半田付けが実施されていないときに、リフロー半田付け装置の暖機運転の継続時間を短くすることが可能となり、電力や不活性ガス（窒素ガス）の消費を従来に比べて低減することができ、省エネルギーと省資源を達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】リフロー半田付け装置の実施形態の縦断面図および本発明の余熱利用立上シ        ステムを概略的に示す。
【図２】本発明の実施形態の動作フローを示す。
【図３】本発明例１の印加した電力の推移を示す。
【図４】本発明例１のリフロー加熱ゾーンのヒーターの温度の推移を示す。
【図５】本発明例２の印加した電力の推移を示す。
【図６】本発明例２のリフロー加熱ゾーンのヒーターの温度の推移を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
図１は、リフロー半田付け装置の実施形態の縦断面図および本発明の予熱立上システムを概略的に示す。図２は本発明の実施形態の動作フローを示す図である。
【００１４】
図１において、１は半田付け対象のワーク（プリント基板、電子部品等）、２はワークを搬送する搬送コンベア、３は加熱炉であり、予熱ゾーン３１、中間加熱ゾーン３２、リフロー加熱ゾーン３３ら、および冷却ゾーン３４からなる。ゾーン３１〜３３には、ワークを上下から加熱する上部および下部のヒーター４、ファン５が設けられている。冷却ゾーン３４には、ワークに送風する上下のファン５が設けられている。６は不活性ガス供給手段であり、低酸素雰囲気でリフローはんだ付けを行うために、窒素ガスなどの不活性ガスが不活性ガス供給手段６によりリフロー加熱ゾーン３３から炉内に供給される。
【００１５】
７はリフロー半田付け装置のクールダウン・余熱利用立上の切替表示部であり、８は生産再開時間の設定部である。また、９は電力投入制御部であり、１０は不活性ガス供給制御部である。
【００１６】
リフロー半田付け装置においてワークの半田付けが中断するとき、暖機運転が中止（すなわち、加熱炉の加熱手段には電力の印加および不活性ガスの供給は停止）された後に、本発明の余熱利用立上システムでは上記の切替表示部７や生産再開時間の設定部８は以下のように操作される。
【００１７】
中断が次回の生産再開まで長時間にわたるとき、切替表示部７にはクールダウンの指示を表示する。この場合、加熱炉は自動停止し、１３作業員により加熱炉の入り側や出側から、あるいは冷却ゾーンを介して大気を導く操作が実行され、加熱炉全体が徐々に冷却される。この操作は従来から行われている操作であり、詳細は省略する。
【００１８】
また、中断が次回の生産再開まで比較的短く、長時間にわたらないときは、余熱利用立上を利用する事が出来る。余熱利用立ち上げを利用する場合、作業員は、切替表示部７に余熱利用立上の表示をして、生産再開時間の設定部８にしかるべき時間を設定する。余熱を利用可能な範囲としては、４５分〜２時間前後の中断がしばしば発生するので、この程度の時間を設定することが多い。
なお、加熱炉の設定温度までに加熱する予熱は加熱炉の規模によって異なるが、リフロー半田付け装置の加熱炉（リフロー炉）では概ね余熱を利用した立ち上げでは１５分程度で加熱炉の各ゾーンの温度が設定温度に達し予熱が完了して半田付けが可能となる。但し生産再開時間が４５分以下の場合、暖機運転継続と余熱利用立ち上げの電力量に差が生じない為、中断の時間が４５分程度以下と予想されるときは暖機運転を続け、生産開始を待つ。
【００１９】
電力投入制御部９では、生産再開時間の設定部８に設定された時間から再立ち上げにかかる時間（予熱運転の時間、図４および図６参照）が引かれた時間がタイマーにセットされる。そしてタイマーが切れると、加熱炉の加熱手段に印加されるべき電力が投入されて予熱が開始される。
したがって、リフロー半田付けが中断されてから、予熱が開始されるまでの時間では、加熱炉の加熱手段には印加すべき電力は投入されない。
【００２０】
低酸素雰囲気でリフロー半田付けを行う場合は、不活性ガスの供給についても電力の投入と同様に、タイマーが切れると、この信号が不活性ガス供給制御部１０に入力され、不活性ガス供給手段６からリフロー加熱ゾーンから加熱炉内に不活性ガスを供給することもできる。この場合、リフロー半田付けが中断されてから、予熱が開始されるまでの時間では、加熱炉内には不活性ガスは供給されない。なお、不活性ガスとして通常は窒素ガスが使用され、リフロー加熱ゾーンから炉内へ供給される。
以上の動作フローを第２図に示した。
【実施例】
【００２１】
本発明を実施例により詳細に説明する。
図１に示す装置を使用して、窒素ガスを炉内に供給し低酸素雰囲気においてリフロー半田付けを行った。発明例１、２として、生産再開時間の設定時間をそれぞれ６０分、１２０分と設定して（すなわち、それぞれ６０分後、１２０分後に生産を再開するものとして）実施した。いずれの場合も予熱時間は１５分とした。
【００２２】
図３、図４に本発明例１の印加した電力の推移とリフロー加熱ゾーンの加熱手段（ヒーター）の温度の推移をそれぞれ示した。同様に、図５、図６に本発明例２の印加した電力の推移とリフロー加熱ゾーンの加熱手段（ヒーター）の温度の推移をそれぞれ示した。
暖機運転を本発明例の生産再開の開始時間まで継続した場合を比較例１、２とした。なお、図４、図６にはリフロー加熱ゾーンのヒーターの温度の推移のみ示したが、他のゾーンも温度の推移は、温度の値は異なるが同様の推移を示すので省略した。
表１に結果を示す。ここで、本発明例の消費電力および消費Ｎ２量は、生産再開の開始時間までの間に消費された電力と消費Ｎ２ガス量をそれぞれ指している。
【００２３】
【表１】
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【００２４】
本発明例１では、暖機運転を中止してから、生産再開（半田付け開始）までの６０分で約１．０kwhの電力消費であり、消費Ｎ２ガス量は２２５０Lであった（電力消費については図３参照）。比較例１の暖機運転中の電力消費、消費Ｎ２ガス量と比べると消費電力については約５０％の電力削減であり、Ｎ２ガスについては６７５０Ｌの削減量になった。
本発明例２では、暖機運転を中止してから、生産再開（半田付け開始）までの１２０分で約０．７５kwhの電力消費であり、消費Ｎ２ガス量は２２５０Lであった（電力消費については図５参照）。比較例２の暖機運転中の電力消費、消費Ｎ２ガス量と比べると消費電力については約６４％の電力削減であり、Ｎ２ガスについては１５７５０Ｌの削減量になった。
【００２５】
上記の結果からも分かるように、本発明の余熱利用立上システムを採用することにより、電力や不活性ガスの消費を削減することができる。
【符号の説明】
【００２６】
１  ワーク（半田付け対象物）
２  搬送コンベア
３  加熱炉
３１  予熱ゾーン
３２  中間加熱ゾーン
３３  リフロー加熱ゾーン
３４  冷却ゾーン
４  （上部、下部）ヒーター
５  （上部、下部）ファン
６  不活性ガス供給手段
７  クールダウン・余熱利用立上切替の表示部
８  生産再開時間の設定部
９  電力投入制御部
１０  不活性ガス供給制御部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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