(57)【要約】【課題】  装置を大型化させることなく基板を効率良く加熱することが可能な部分半田付け装置のプリヒートユニットを提供すること。【解決手段】  部分半田付け装置の溶融半田槽内にエアー配管を浸漬・配置し、このエアー配管内にエアーを供給して上記溶融半田槽内の溶融半田によって加熱し、その加熱したエアーを基板に吹き付けることにより基板にプリヒートを施すようにしたものであり、それによって、特に大掛かりな装置を要することなく比較的簡単な構成で効率良くプリヒートを施すことができる。【選択図】  図１
2008140966.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
部分半田付け装置の溶融半田槽内にエアー配管を浸漬・配置し、このエアー配管内にエアーを供給して上記溶融半田槽内の溶融半田によって加熱し、その加熱されたエアーを半田付け前の基板に吹き付けることにより基板にプリヒートを施すようにしたことを特徴とする部分半田付け装置のプリヒートユニット。
【請求項２】
請求項１記載の部分半田付け装置のプリヒートユニットにおいて、
上記エアー配管の先端にはプリヒートノズルが設置されていて、このプリヒートノズルを介して加熱されたエアーを基板に吹き付けるようにしたことを特徴とする部分半田付け装置のプリヒートユニット。
【請求項３】
請求項２記載の部分半田付け装置のプリヒートユニットにおいて、
上記プリヒートノズルは上記エアー配管の加熱エアー供給口より吹き出された加熱エアーを加熱エアー受入部に一旦受け入れ、それを上記エアー配管の加熱エアー供給口に対してずれた位置に設けられた加熱エアー吹出口より上記基板に向けて吹き出すものであることを特徴とする部分半田付け装置のプリヒートユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は部分半田付け装置のプリヒートユニットに係り、特に、大掛かりな装置を要することなく半田付け前の基板に対して効率的なプリヒートを施すことができるように工夫したものに関する。
【背景技術】
【０００２】
部分半田付け装置によって基板に対して部分半田付けを行う場合には、予め基板を加熱することが行われている。これがいわゆる「プリヒート」である。このようなプリヒートを行う背景を図６を参照して説明する。
図６（ａ）に示すケースは、プリヒートを施すことなく常温のままで半田付けを行ったケースである。基板１０１のスルーホール１０３の下方から溶融半田１０５が供給され、供給された溶融半田１０５はスルーホール１０３を上方に向かって上昇していく。その際、溶融半田１０５の温度（２５０℃）は常温のままの基板１０１に接触して低下してしまい、電子部品１０７の実装面１０７ａまで上昇する前に凝固してしまうことがある。これでは半田付け不良となってしまう。特に、昨今、共晶半田に代わって鉛フリー半田が使用されており、この鉛フリー半田の融点は約２２０℃であって、共晶半田の１８３℃に比べて高くなっている。したがって、上記凝固の問題がより顕著なものとなってしまうものである。
【０００３】
そこで、基板１０１に対して予めプリヒートを施すことが行われている。この場合には、図６（ｂ）に示すように、半田１０５の温度が低下することはないので、溶融半田１０５が部品面１０７ａに至るまで上昇して良好な半田付け状態を得ることができる。
【０００４】
上記プリヒートの方法としては図７又は図８に示すようなものがある。図７に示す方法の場合には、溶融半田槽１０３内の溶融半田１０５の輻射熱によって基板１０１を予め加熱するものである。これに対して、図８に示す方法の場合には、別途設置された加熱ユニット１１１によって基板１０１を加熱するように構成したものである。
【０００５】
尚、同種の部分半田付け装置の構成を開示するものとして、例えば、特許文献１、特許文献２等がある。
【特許文献１】特開２００２−５０８５９号公報
【特許文献２】特開平０９−７４２７２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記従来の構成によると次のような問題があった。
まず、図７に示す溶融半田１０５の輻射熱を利用する構成の場合には、熱の伝達効率が悪く、基板１０１を効率良く加熱することができないという問題があった。
又、図８に示す加熱ユニット１１１を使用する構成の場合には、別途加熱ユニット１１１を設ける必要があり、装置が大型化してしまうという問題があった。
【０００７】
本発明はこのような点に基づいてなされたものでその目的とするところは、装置を大型化させることなく基板を効率良く加熱することが可能な部分半田付け装置のプリヒートユニットを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するべく本願発明の請求項１による部分半田付け装置のプリヒートユニットは、部分半田付け装置の溶融半田槽内にエアー配管を浸漬・配置し、このエアー配管内にエアーを供給して上記溶融半田槽内の溶融半田によって加熱し、その加熱されたエアーを半田付け前の基板に吹き付けることにより基板にプリヒートを施すようにしたことを特徴とするものである。
又、請求項２による部分半田付け装置のプリヒートユニットは、請求項１記載の部分半田付け装置のプリヒートユニットにおいて、上記エアー配管の先端にはプリヒートノズルが設置されていて、このプリヒートノズルを介して加熱されたエアーを基板に吹き付けるようにしたことを特徴とするものである。  
又、請求項３による部分半田付け装置のプリヒートユニットは、請求項２記載の部分半田付け装置のプリヒートユニットにおいて、上記プリヒートノズルは上記エアー配管の加熱エアー供給口より吹き出された加熱エアーを加熱エアー受入部に一旦受け入れ、それを上記エアー配管の加熱エアー供給口に対してずれた位置に設けられた加熱エアー吹出口より上記基板に向けて吹き出すものであることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００９】
以上述べたように本願発明の請求項１による部分半田付け装置のプリヒートユニットは、本願発明の請求項１による部分半田付け装置のプリヒートユニットは、部分半田付け装置の溶融半田槽内にエアー配管を浸漬・配置し、このエアー配管内にエアーを供給して上記溶融半田槽内の溶融半田によって加熱し、その加熱されたエアーを半田付け前の基板に吹き付けることにより基板にプリヒートを施すようにしたので、特に大掛かりな装置を要することなく比較的簡単な構成で効率良くプリヒートを施すことができる。
又、請求項２による部分半田付け装置のプリヒートユニットは、請求項１記載の部分半田付け装置のプリヒートユニットにおいて、上記エアー配管の先端にはプリヒートノズルが設置されていて、このプリヒートノズルを介して加熱されたエアーを基板に吹き付けるようにした場合には、上記効果をより確実なものとすることができる。  
又、請求項３による部分半田付け装置のプリヒートユニットは、請求項２記載の部分半田付け装置のプリヒートユニットにおいて、上記プリヒートノズルは上記エアー配管の加熱エアー供給口より吹き出された加熱エアーを加熱エアー受入部に一旦受け入れ、それを上記エアー配管の加熱エアー供給口に対してずれた位置に設けられた加熱エアー吹出口より上記基板に向けて吹き出すものとして構成した場合には、加熱エアーを基板に対して均一な状態で吹き付けることができ、それによって、最適なプリヒートを施すことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、図１乃至図５を参照して本発明の一実施の形態を説明する。図１及び図２に示すように、まず、溶融半田槽１がある。この溶融半田槽１内には溶融半田３が収容されている。上記溶融半田槽１内であって中心位置には溶融半田噴出機５が設置されている。この溶融半田噴出機５は溶融半田槽１内の溶融半田３を攪拌して上端に設けられた溶融半田噴出ノズル７を介して噴水状に噴出させるものである。
【００１１】
上記溶融半田槽１内にはエアー配管１１が浸漬・配置されている。このエアー配管１１の一端は溶融半田槽１の外に引き出されていて、接続具１３及び接続具１５が接続されており、この接続具１５を介して図示しないエアー供給部に接続されているものである。又、エアー配管１１の先端の加熱エアー供給口１１ａは溶融半田３の外に露出・配置されていて、そこにはプリヒートノズル１７が設置されている。
【００１２】
上記プリヒートノズル１７は、上記エアー配管１１の加熱エアー供給口１１ａから供給される加熱エアーを受け入れる加熱エアー受入部１９を備えている。この加熱エアー受入部１９の片側に寄った位置には加熱エアー吹出口２１が設けられている。上記加熱エアー吹出口２１は上記エアー配管１１の先端の加熱エアー供給口１１ａに対して水平方向にずれた位置に設けられている。これは次のような理由からである。例えば、エアー配管１１の加熱エアー供給口１１ａの真上に加熱エアー吹出口２１を配置した場合には、エアー配管１１からの加熱エアーが直接噴出されることになり、それでは、局部的な状態で吹き出される可能性がある。これに対して、エアー配管１１からの加熱エアーを加熱エアー受入部１９で一旦受け、水平方向にずれた位置に設けられた加熱エアー吹出口２１を介して吹き出すことにより均一化された加熱エアーを吹き出すことができるものである。
【００１３】
以上の構成を基にその作用を説明する。
まず、プリヒート時の状態から説明する。まず、エアー配管１１内には図示しないエアー供給部よりエアーが供給されている。供給されたエアーはエアー配管１１内を流通する際、高温の溶融半田３によって加熱され加熱エアーとなる。その加熱エアーは加熱エアー供給口１１ａよりプリヒートノズル１７の加熱エアー受入部１９内に供給される。
【００１４】
加熱エアー受入部１９内に供給された加熱エアーは加熱エアー吹出口２１を介して上方に吹き出される。そこにはプリヒートの対象となっている基板２３が搬送・配置されており、基板２３の加熱対象部位２３ａが上記加熱エアー吹出口２１の真上に配置されている。上記加熱対象部位２３ａには電子部品２５が実装されている。上記加熱対象部位は加熱エアーによって加熱されることになる。
【００１５】
次に、半田付け時の状態を説明する。この場合には基板２３が搬送されて、上記加熱対象部位２３ａが噴出されている溶融半田３の真上に配置される。それによって、所定の部分半田付けが行われる。
その際、上記加熱対象部位２３ａは十分に加熱されているので、溶融半田３は途中で凝固することなく十分に電子部品２５の実装面まで上昇するものである。
【００１６】
以上本実施の形態によると次のような効果を奏することができる。
まず、比較的簡単な構成で所望のプリヒートを行うことができる。つまり、エアー配管１１を溶融半田３内に浸漬・配置させるという極めて簡単な構成で済むからである。
又、エアー配管１１を溶融半田３内に浸漬・配置させて熱交換するようにしているので、熱効率も良くエアーひいては基板２３を効率良く加熱することができる。
又、この実施の形態の場合には、エアー配管１１からの加熱エアーを加熱エアー受入部１９内に一旦受け入れ、そこから水平方向にずれた位置に設けられた加熱エアー吹出口２１を介して吹き出すようにしているので、所定の領域内において均一に加熱エアーを吹き出すことができる。それによって、基板２３の加熱対象部位２３ａを効果的に加熱することができる。
【００１７】
ここで、プリヒートノズル１７の加熱エアー吹出口２１と基板２３との間の距離を様々設定した場合の温度と時間との関係を試験した結果を示す。図３に示すように、プリヒートノズル１７の加熱エアー吹出口２１と基板２３との間の距離を（Ｚ）とし、Ｚ＝１０ｍｍの場合と、Ｚ＝５ｍｍの場合の二通りについて試験を行った。
【００１８】
Ｚ＝１０ｍｍの場合の試験結果を図４に示し、Ｚ＝５ｍｍの場合の試験結果を図５に示す。例えば、Ｚ＝１０ｍｍの場合には１１５秒で１００℃に達しているのに対して、Ｚ＝５ｍｍの場合には５５秒で１００℃に達しているものである。
【００１９】
尚、本発明は前記一実施の形態に限定されるものではない。
例えば、エアー配管の本数、配設されるルート、等は任意に設定されることになる。
又、エアー配管を真っ直ぐに配設するか、或いは、湾曲して(例えば、ジグザグ状、螺旋状) 配設するか等についてもこれを特に限定するものではない。
その他、図示した構成はあくまで一例である。
【産業上の利用可能性】
【００２０】
本発明は部分半田付け装置のプリヒートユニットに係り、特に、大掛かりな装置を要することなく効率的なプリヒートを行うことができるように工夫したものに関し、電子部品が実装された基板の部分半田付け装置に好適である。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の一実施の形態を示す図で、プリヒートユニットを備えた部分半田付け装置の構成を示す正断面図であって、プリヒート時の状態を示す図である。
【図２】本発明の一実施の形態を示す図で、プリヒートユニットを備えた部分半田付け装置の構成を示す正断面図であって、半田付け時の状態を示す図である。
【図３】本発明の一実施の形態を示す図で、プリヒート機能の評価を説明するための図で、プリヒートノズルと基板との距離を示す斜視図である。
【図４】本発明の一実施の形態を示す図で、温度と時間の関係を示す特性図である。
【図５】本発明の一実施の形態を示す図で、温度と時間の関係を示す特性図である。
【図６】従来例の説明に使用した図で、図６（ａ）はプリヒートを施さない場合の溶融半田の状態を示す断面図、図６（ｂ）はプリヒートを施した場合の溶融半田の状態を示す断面図である。
【図７】従来例を示す図で、溶融半田の輻射熱を利用してプリヒートを施している状態を示す図である。
【図８】従来例を示す図で、別途設けられた加熱ユニットによってプリヒートを施している状態を示す図である。
【符号の説明】
【００２２】
１  溶融半田槽
３  溶融半田
５  溶融半田噴出機
７  溶融半田噴出ノズル
１１  エアー配管
１１ａ  加熱エアー供給口
１７  プリヒ―トノズル
１９  加熱エアー受入部
２１  加熱エアー吹出口
２３  基板
２３ａ  加熱対象部位
２５  電子部品
【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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【図７】
2008140966.tif 000009
【図８】
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