(57)【要約】【課題】加熱コストを低減することにより、リフロー半田付け装置の消費エネルギーの低減を図り、ランニングコストを低減するとともに、リフロー半田付け装置の立上げ時間を短くすることで、未使用時のリフロー半田付け装置の電源投入をなくし、エネルギーの浪費を少なくすることができ、リフロー半田付けの品質向上を図るリフロー半田付け装置を提供する事を目的とするものである。【解決手段】クリーム半田を介して電子部品を装着した配線基板４を搬送する搬送部１と、前記配線基板を加熱する加熱部２と、前記加熱部２に不活性ガス１９を供給する不活性ガス供給部３とからなるリフロー半田付け装置において、加熱部２にガス燃焼方式を用いたチューブヒータ５を用いる構成とする。【選択図】図１
2008042070.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
クリーム半田を介して電子部品を装着した配線基板を搬送する搬送部と、前記配線基板を加熱する加熱部と、前記加熱部に不活性ガスを供給する不活性ガス供給部とからなるリフロー半田付け装置において、加熱部にガス燃焼方式を用いたチューブヒータを用いることを特徴とするリフロー半田付け装置。
【請求項２】
チューブヒータのチューブの両端に蓄熱体を備えたバーナーを配置し、チューブの両端を交互に燃焼させる方式とする請求項１に記載のリフロー半田付け装置。
【請求項３】
加熱部でガスを燃焼した際に発生する排気ガスを不活性ガスとして用いることを特徴とする請求項１に記載のリフロー半田付け装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、クリーム半田を介して電子部品を装着した配線基板を加熱し、クリーム半田を溶融し、電子部品の半田付けを行うリフロー半田付け装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のリフロー半田付け装置の断面図を図５に示す。図５において、配線基板３１は搬送装置３２により加熱部３３へと搬送される。加熱部３３に搬送された配線基板３１は、搬送装置３２の上下に設置されたパネルヒータ３４により加熱され、配線基板３１上のクリーム半田が溶融する。配線基板３１を加熱し、クリーム半田を溶融、硬化する際、クリーム半田の品質を安定化するため、加熱部３３の加熱手段として、クリーム半田と反応を生じないクリーンな加熱源が必要であり、一般的にパネルヒータ３４が用いられる。配線基板３１は搬送装置３２により加熱部３３の出口に搬送され、配線基板３１の温度が低下する。配線基板３１上のクリーム半田は硬化を始め、配線基板３１が加熱部３３から搬出されると、配線基板３１上のクリーム半田は完全に硬化し、半田付けが終了する。クリーム半田が硬化する際、窒素ガス供給ノズル３５から窒素ガスを供給し、低酸素濃度雰囲気中で半田付けを行うことで、配線基板３１の半田付け後の無洗浄化が図られている。
【０００３】
なお、この出願に関する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１、特許文献２が知られている。
【特許文献１】特開２０００−１３３９２８号公報
【特許文献２】特開平８−１１６１６７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来の構成では、配線基板３１の加熱はパネルヒータ３４で行うが、パネルヒータ３４は電気ヒータであり、エネルギー消費が多く、リフロー半田付け装置の消費エネルギーの大半を占め、ランニングコストが高いという問題があった。また、パネルヒータ３４は温度上昇が遅く、加熱部３３が所定の温度に到達するまでに長時間必要で、リフロー半田付け装置の電源をＯＮして稼動できるようになるには、数時間必要である。一方、リフロー半田付け作業は、品質を安定させるため、まとめて作業するバッチ式で行われるが、リフロー半田付け装置の立上げには長時間かかるため、リフロー半田付け装置を使用しないときも、リフロー半田付け装置に電源を入れておかなければならず、大量のエネルギーを浪費するという課題も有していた。また、クリーム半田が硬化する際に供給する窒素ガス等の不活性ガスは高価であるという問題もあった。
【０００５】
本発明は、前記課題を解決しようとするものであり、加熱コストを低減することにより、リフロー半田付け装置の消費エネルギーの低減を図り、ランニングコストを低減するとともに、リフロー半田付け装置の立上げ時間を短くすることで、未使用時のリフロー半田付け装置の電源投入を防止し、エネルギーの浪費を少なくすることができ、リフロー半田付けの品質向上を図るリフロー半田付け装置を提供する事を目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記目的を達成するために、本発明は以下の構成を有するものである。
【０００７】
本発明の請求項１に記載の発明は、特に、クリーム半田を介して電子部品を装着した配線基板を搬送する搬送部と、前記配線基板を加熱する加熱部と、前記加熱部に不活性ガスを供給する不活性ガス供給部とからなるリフロー半田付け装置において、加熱部にガス燃焼方式を用いたチューブヒータを用いるという構成を有しており、これにより、ヒータのエネルギー源を電気からガスに変更することができ、ガスを加熱部で直接燃焼するのではなく、チューブ内で燃焼するため、リフロー半田付けの品質を低下させることなく、リフロー半田付け装置のランニングコストを低減できるとともに、リフロー半田付け装置の立上げ時間を短縮し、リフロー半田付け装置の未使用時の電源投入をなくし、エネルギーロスの低減を図ることができるという作用効果を有する。
【０００８】
本発明の請求項２に記載の発明は、特に、チューブヒータのチューブの両端に蓄熱体を備えたバーナーを配置し、その両端に対し交互に燃焼させる方式とするという構成を有しており、これにより、リフロー半田付け装置の消費エネルギーを削減することができ、ランニングコストの低減を図ることができるという効果を有する。
【０００９】
本発明の請求項３に記載の発明は、特に、加熱部でガスを燃焼した際に発生する排気ガスを不活性ガスとして用いるという構成を有しており、これにより、精製した窒素ガス等の不活性ガスの使用量を削減することができ、リフロー半田付け装置のランニングコストの低減を図ることができるとともに、窒素ガスは高価なため、クリーム半田の硬化前にのみ使用していた不活性ガスの供給を、クリーム半田の加熱時にも供給することで、クリーム半田付けの品質を向上することができるという作用効果を有する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明のリフロー半田付け装置は、クリーム半田を介して電子部品を装着した配線基板を搬送する搬送部と、前記配線基板を加熱する加熱部と、前記加熱部に不活性ガスを供給する不活性ガス供給部とからなるリフロー半田付け装置において、加熱部にガス燃焼方式を用いたチューブヒータを用いるという構成であり、リフロー半田付け品質を低下させることなく、リフロー半田付け装置のランニングコストを低減できるとともに、リフロー半田付け装置の立上げ時間を短縮し、リフロー半田付け装置の未使用時の電源投入をなくし、エネルギーロスの低減を図ることができる。また、チューブヒータのチューブの両端に蓄熱体を備えたバーナーを配置し、その両端に対し交互に燃焼させる方式とするという構成であり、他のガス燃焼方式を用いたチューブヒータよりも消費エネルギーを削減することができ、リフロー半田付け装置のランニングコストを低減できる。また、加熱部でガスを燃焼した際に発生する排気ガスを不活性ガスとして用いるという構成であり、リフロー半田付けの品質を向上することができるという効果を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、実施の形態１を用いて、本発明の特に請求項１、２および３に記載の発明について図面を参照しながら説明する。
【００１２】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１におけるリフロー半田付け装置の断面図である。
【００１３】
図１において、リフロー半田付け装置は、搬送部１、加熱部２、不活性ガス供給部３から構成されている。加熱部２には、搬送部１の上下両側にラジアントチューブヒータ５が配置され、さらに上方には、循環ファン６が取り付けられている。不活性ガス供給部３には、加熱部２の内部に配置され、搬送部１の上下両側に不活性ガス供給ノズル７が取り付けられている。加熱部２の内部は、仕切り板２２により区分けされており、加熱部２は、所定の加熱温度設定が可能な複数の槽２４で構成されている。図２は、本発明の実施の形態１におけるラジアントチューブヒータの概略図である。ラジアントチューブヒータ５は、チューブの両端に蓄熱体８ａ、８ｂを備えたバーナーを配置し、その両端から交互に燃焼させる方式のチューブヒータである。図２において、ラジアントチューブヒータ５は、チューブ１６の両端に蓄熱体８ａ、８ｂを備えたバーナー２５が取り付けられており、蓄熱体８ａ、８ｂの先には排気ガス管９および空気供給管１０が接合されており、チューブ１６の蓄熱体８ａ、８ｂの手前にはガス供給管１１が接合されている。排気ガス管９、空気供給管１０、ガス供給管１１は、それぞれ１つの管から枝分かれした構造となっており、枝分かれした排気ガス管９、空気供給管１０、ガス供給管１１はそれぞれ蓄熱体８ａ側、８ｂ側につながっている。排気ガス管９、空気供給管１０、ガス供給管１１の分岐点には三方弁１２がそれぞれ取り付けられている。図３は、本発明の実施の形態１における不活性ガス供給部の概略図である。不活性ガス供給部３は不活性ガス製造装置１８をはさんで排気ガス管９に接続されている。不活性ガス製造装置１８に不活性ガス供給管２０が接続されていて、不活性ガス供給管２０の先端には不活性ガス供給ノズル７が取り付けられている。図１において、不活性ガス供給ノズル７は、加熱部２の配線基板４の上下に配置されており、加熱部２の複数の槽２４のそれぞれに設置されている。
【００１４】
次に本発明の実施の具体的な動作について説明する。図１において、配線基板４は搬送部１により搬送され、加熱部２の入口２１までくる。加熱部２に入った配線基板４は、上下に設置されたラジアントチューブヒータ５により加熱される。加熱部２の槽２４は、それぞれ温度設定できるようになっており、循環ファン６により、ラジアントチューブヒータ５の輻射熱を攪拌することで、各区画の温度分布の均一化を図ることができる。加熱部２の各槽２４に設けられた不活性ガス供給ノズル７から不活性ガス１９を供給することで、配線基板４に塗布されたクリーム半田の酸化等の品質低下を防止する。加熱部２の各槽で所定の温度に加熱された配線基板４のクリーム半田は溶融、硬化し、加熱部２の出口２３から配線基板４が搬出されリフロー半田付けが終了する。図４（ａ）は、時刻ｔ１でのラジアントチューブヒータの動作模式図である。排気ガス管９の三方弁１２は蓄熱体８ｂ側が開き、蓄熱体８ａ側が閉じている。空気供給管１０およびガス供給管１１の三方弁１２はどちらも蓄熱体８ａ側が開き、蓄熱体８ｂ側が閉じている。空気１４、ガス１５が蓄熱体８ａ側から供給され、点火装置（図示せず）によりガス１５が燃焼し、燃焼ガス１７が発生する。燃焼後の排気ガス１３は蓄熱体８ｂに移動し、蓄熱体８ｂを通過して、排気ガス管９を通って、開いた排気ガス管９の三方弁１２から排出される。蓄熱体８ｂを排気ガス１３が通過する際、蓄熱体８ｂは排気ガス１３により加熱される。図４（ｂ）は、時刻ｔ１から数十秒後のラジアントチューブヒータの動作模式図である。排気ガス管９の三方弁１２は蓄熱体８ａ側が開き、蓄熱体８ｂ側が閉じている。空気供給管１０およびガス供給管１１の三方弁１２はどちらも蓄熱体８ｂ側が開き、蓄熱体８ａ側が閉じている。空気１４、ガス１５が蓄熱体８ｂ側から供給され、点火装置（図示せず）によりガス１５が燃焼し、燃焼ガス１７が発生する。燃焼後の排気ガス１３は蓄熱体８ａに移動し、蓄熱体８ａを通過して、排気ガス管９を通って、開いた排気ガス管９の三方弁１２から排出される。蓄熱体８ａを排気ガス１３が通過する際、蓄熱体８ａは排気ガス１３により加熱され、ガス１５が燃焼するのに使用される空気１４は、加熱された蓄熱体８ｂを通過する際、加熱される。数十秒ごとに排気ガス管９、空気供給管１０およびガス供給管１１の三方弁１２が交互に切り替えられ、図４（ａ）と図４（ｂ）の状態が交互に繰り返される。加熱部２の各槽２４の温度は、空気供給管１０の三方弁１２およびガス供給管１１の三方弁１２の開閉により供給される空気１４およびガス１５の量を変えることで変更可能である。加熱部２にラジアントチューブヒータ５を用いているため、排気ガス１３、空気１４、ガス１５は、密閉されたラジアントチューブヒータ５内を移動する。そのため、加熱部２に排気ガス１３、空気１４、ガス１５が排出されることはなく、排気ガス１３、空気１４、ガス１５が配線基板４上のクリーム半田と反応することによる半田付け品質の低下を防止することができる。加熱部２のエネルギー源はガス１５であるため電気ヒータよりもコストを低減することができる。また、空気１４は蓄熱体８ａまたは蓄熱体８ｂにより加熱されるため、空気１４がラジアントチューブ１６内に供給された際に、空気１４によるラジアントチューブ１６の温度低下を防止することができ、リフロー半田付け装置の消費エネルギーを削減することができ、ランニングコストの低減を図ることができる。リフロー半田付け装置の運転開始とともに、ガス１５の燃焼が始まり、１０００℃以上の燃焼ガス１７が得られ、加熱部２は所定の温度まで急速に昇温される。そのため、リフロー半田付け作業を行うときだけ、リフロー半田付け装置を運転すればよく、リフロー半田付け作業がないときは、リフロー半田付け装置を停止することができ、リフロー半田付け装置のエネルギーの浪費を防止することができる。
【００１５】
また、図３において、ラジアントチューブヒータ５の排気ガス管９から排出された排気ガス１３は、不活性ガス製造装置１８により不活性ガス１９となる。不活性ガス１９は、不活性ガス供給管２０から送出され、不活性ガス供給ノズル７から配線基板４に供給される。排気ガス１３は、ガス１５が空気１４と混合して燃焼したあとのガスであり、燃焼時、空気中の酸素が消費され、二酸化炭素、水などの不活性物質に変化するため、排気ガス１３の大部分は不活性ガス１９となる。排気ガス１３中のわずかな酸素および一酸化炭素は、不活性ガス製造装置１８により除去するが、空気中に含まれる量に比べて極めて少ないため、容易に酸素および一酸化炭素を除去でき、不活性ガス１９を容易に得ることができる。そのため、リフロー半田付け装置のランニングコストの低減を図ることができる。また、安いコストで不活性ガス１９を使用することができるため、加熱部２全体に不活性ガス１９を供給することができ、リフロー半田付け品質を安定することができる。
【産業上の利用可能性】
【００１６】
本発明にかかるリフロー半田付け装置は、クリーム半田を介して電子部品を装着した配線基板を搬送する搬送部と、前記配線基板を加熱する加熱部と、前記加熱部に不活性ガスを供給する不活性ガス供給部からなるリフロー半田付け装置において、加熱部にガス燃焼方式を用いたチューブヒータを用いるという構成であり、リフロー半田付け品質を低下させることなく、リフロー半田付け装置のランニングコストを低減できるとともに、リフロー半田付け装置の使用可能状態までの立上げ時間を短縮し、リフロー半田付け装置の未使用時の電源投入をなくし、エネルギーロスの低減を図ることができる。また、チューブヒータのチューブの両端に蓄熱体を備えたバーナーを配置し、その両端から交互に燃焼させる方式とするという構成であり、他のガス燃焼方式を用いたチューブヒータよりも消費エネルギーを削減することができ、リフロー半田付け装置のランニングコストを低減できる。また、加熱部でガスを燃焼した際に発生する排気ガスを不活性ガスとして用いるという構成であり、リフロー半田付けの品質を向上することができる。また、加熱部で生じる燃焼ガスを不活性ガスとして用いる構成であり、リフロー半田付けの品質を向上することができるという効果を有し、クリーム半田を介して電子部品を装着した配線基板を加熱し、クリーム半田を溶融し、半田付けを行うなどの用途として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施の形態１におけるリフロー半田付け装置の断面図
【図２】本発明の実施の形態１におけるラジアントチューブヒータの概略図
【図３】本発明の実施の形態１における不活性ガス供給部の概略図
【図４】（ａ）時刻ｔ１でのラジアントチューブヒータの動作模式図、（ｂ）時刻ｔ１から数十秒後のラジアントチューブヒータの動作模式図
【図５】従来のリフロー半田付け装置の断面図
【符号の説明】
【００１８】
１  搬送部
２  加熱部
３  不活性ガス供給部
４  配線基板
５  ラジアントチューブヒータ
６  循環ファン
７  不活性ガス供給ノズル
８ａ、８ｂ  蓄熱体
９  排気ガス管
１０  空気供給管
１１  ガス供給管
１２  三方弁
１３  排気ガス
１４  空気
１５  ガス
１６  チューブ
１７  燃焼ガス
１８  不活性ガス製造装置
１９  不活性ガス
２０  不活性ガス供給管
２１  入口
２２  仕切り板
２３  出口
２４  槽
２５  バーナー
３１  配線基板
３２  搬送装置
３３  加熱部
３４  パネルヒータ
３５  窒素ガス供給ノズル
【図１】
2008042070.tif 000003
【図２】
2008042070.tif 000004
【図３】
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【図４】
2008042070.tif 000006
【図５】
2008042070.tif 000007